(57)【要約】【課題】  成膜装置としての性能を損なうことなく、薄膜成長中の成膜装置内部の状態を外部から監視可能な内部動作監視装置および方法を提供する。【解決手段】  本発明の内部動作監視装置は、成膜材料の温度と基板の温度を調節する温度調節手段と、成膜量調節用シャッタの開閉調節手段とを備える成膜装置の内部動作監視装置であって、温度調節手段と開閉調節手段の出力値を測定する装置状態測定手段と、装置状態測定手段に接続されて測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積手段と、装置状態測定手段と装置状態蓄積手段に接続されるシャッタ状態比較手段とを備え、シャッタ状態比較手段において、シャッタの開閉状態を変更するための制御信号の入力があった場合に、信号入力前における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値を装置状態蓄積手段から呼び出し、信号入力後における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値と比較し、出力値の変動差を監視することを特徴とする。【選択図】        図１
2006037124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜材料の温度と基板の温度を調節する温度調節手段と、成膜量調節用シャッタの開閉調節手段とを備える成膜装置の内部動作監視装置であって、
前記温度調節手段と前記開閉調節手段の出力値を測定する装置状態測定手段と、
前記装置状態測定手段に接続されて測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積手段と、
前記装置状態測定手段と前記装置状態蓄積手段に接続されるシャッタ状態比較手段とを備え、
前記シャッタ状態比較手段において、シャッタの開閉状態を変更するための制御信号の入力があった場合に、信号入力前における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値を装置状態蓄積手段から呼び出し、信号入力後における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値と比較し、出力値の変動差を監視することを特徴とする成膜装置の内部動作監視装置。
【請求項２】
成膜材料の温度と基板の温度を調節する温度調節手段と、成膜量調節用シャッタの開閉調節手段とを備える成膜装置の内部動作監視装置であって、
前記温度調節手段と前記開閉調節手段の出力値を測定する装置状態測定手段と、
前記装置状態測定手段に接続されて測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積手段と、
前記装置状態測定手段と前記装置状態蓄積手段に接続されて温度調節手段の状態を比較する温度調節比較手段とを備え、
前記温度調節比較手段において、成膜材料の温度とシャッタの開閉状態が同一の設定であるときの基板の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積手段から呼び出し、装置状態測定手段から得られている基板の温度制御のための実際の出力値と比較し、または
前記温度調節比較手段において、基板温度とシャッタの開閉状態が同一の設定であるときの成膜材料の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積手段から呼び出し、装置状態測定手段から得られている成膜材料の温度制御のための実際の出力値と比較し、出力値の変動差を監視することを特徴とする成膜装置の内部動作監視装置。
【請求項３】
成膜材料の温度と基板の温度を調節する温度調節手段と、成膜量調節用シャッタの開閉調節手段とを備える成膜装置の内部動作監視方法であって、
前記温度調節手段と前記開閉調節手段の出力値を測定する装置状態測定工程と、
測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積工程と、
シャッタ状態比較工程とを備え、
前記シャッタ状態比較工程において、シャッタの開閉状態を変更するための制御信号の入力があった場合に、信号入力前における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値を装置状態蓄積工程で蓄積されたデータから呼び出し、信号入力後における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値と比較し、出力値の変動差を監視することを特徴とする成膜装置の内部動作監視方法。
【請求項４】
成膜材料の温度と基板の温度を調節する温度調節手段と、成膜量調節用シャッタの開閉調節手段とを備える成膜装置の内部動作監視方法であって、
前記温度調節手段と前記開閉調節手段の出力値を測定する装置状態測定工程と、
測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積工程と、
温度調節手段の状態を比較する温度調節比較工程とを備え、
前記温度調節比較工程において、成膜材料の温度とシャッタの開閉状態が同一の設定であるときの基板の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積工程で蓄積されたデータから呼び出し、装置状態測定工程で得られている基板の温度制御のための実際の出力値と比較し、または
前記温度調節比較工程において、基板温度とシャッタの開閉状態が同一の設定であるときの成膜材料の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積工程で蓄積されたデータから呼び出し、装置状態測定工程で得られている成膜材料の温度制御のための実際の出力値と比較し、出力値の変動差を監視することを特徴とする成膜装置の内部動作監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスなどの製造に用いられる成膜技術、特に薄膜成長中に成膜の各種条件を自動制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜装置のうち、たとえば、分子線エピキタシ（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）装置は、原子層単位で厚さが制御される素子の成膜に広く利用されている。従来のＭＢＥ装置は、成長させようとする物質に応じて、複数個の分子線源を真空チャンバ内に設置し、さらに成膜対象となる基板と、分子線の放射を制御するシャッタを真空チャンバ内に設置した装置である。成膜に際しては、分子線源より放射される分子線が、シャッタによって制御され、基板に必要な量だけ必要な物質が放射され、所望の物質層が成膜される。成膜における各種条件のうち、成膜中の温度情報は特に重要であるため、測定され制御される。
【０００３】
結晶の成長前後において、基板に温度変化が生じないようにする方法としては、たとえば、基板表面の温度変化を検知する温度検出手段を真空チャンバの内壁面に設置し、温度検出手段からの情報に応じて、第２のヒータおよび第３のヒータの温度を制御する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、基板の温度を測定するパイロメータと、パイロメータからの測定値が与えられて基板の温度を制御する温度制御機と、温度制御機からの温度情報を記憶するメモリと、外部信号により動作する切り替えスイッチを備え、切り替えスイッチにより、温度制御機にパイロメータからの信号またはメモリからの信号のいずれかを与えるようにした基板温度制御装置が知られている（特許文献２参照）。基板表面からの熱輻射スペクトルを利用して、基板温度を測定し制御する場合、分子線源からの輻射熱が基板温度の測定に悪影響を与える。この装置によれば、分子線源のスイッチが入っている間は、基板表面の温度を測定せず、メモリに記憶されているデータに基づき温度制御するため、高温の分子線源に影響されずに基板の温度を制御することができる。
【０００５】
図３に、ＭＢＥ装置の基本的な構造の概念図を示す。高真空に排気された真空チャンバ３０内に、セル３１とヒータ３２からなる複数の分子線源を環状に配置し、セル３１内に充填したＧａまたはＡｓなどの成膜材料をヒータ３２によって加熱し、温度調節すると、セル３１から成膜材料は分子線３３の形で放射し、放射した分子線３３は成膜用の基板３６に衝突して、基板上でエピタキシャル成長する。基板３６は、ヒータを内蔵した基板ホルダ３５で加熱し、温度調節する。分子線の放射は、シャッタ３４の開閉の調節またはバルブ（図示していない。）の操作などにより制御し、基板３６の表面における金属材料の付着量を調節する。
【０００６】
シャッタ３４の主たる役割は、分子線源から成膜用基板３６へ向かう分子線を機械的に遮り、成長を中断させることにあり、各分子線源毎に独立して取り付けられる。また、シャッタ３４の駆動時には、シャッタを移動させるための動力を真空の外部から内部へ伝達する手段が必要となるが、ＭＢＥ装置は、高真空以上（１０-5Ｐａ以下）の領域で主に使用されるため、かかる手段としては、蛇腹状のベローズによるもの（特許文献３参照）と、磁気結合を利用して、真空内外での動力の伝達によるもの（特許文献４参照）の２種類があり、図３には、磁気結合を利用する例を示す。
【特許文献１】特開平１０−１０１４７６号公報
【特許文献２】特開平７−１７６４９４号公報
【特許文献３】特開平５−４７６６３号公報
【特許文献４】特開平７−８２０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、蛇腹状のベローズを使用して、真空内外の動力伝達を行なう場合、可動部分が薄い金属などの耐久性の低い部材でできているため、ＭＢＥ装置におけるシャッタのように繰り返し荷重がかかる部位での使用には、寿命の点で問題がある。一方、磁気結合を使用した動力伝達では、磁気の結合が切れても、外部の駆動部は問題なく動作するため、真空の外部の動作が内部に伝達されない状態であっても、外部からは全くその状態が検知されない事態が発生し得る。
【０００８】
このような状態を回避するために、磁気結合式の動力伝達では、内部の状態を検出する機構を設ける場合が多い。しかし、成膜のために高真空以上の雰囲気を保持し続けなくてはならないＭＢＥ装置においては、装置が稼動し続ける時間、すなわち稼働率が極めて重要となる。特に高真空以上に保っているチャンバ内部に設置する部材の信頼性が重要であり、たとえば、真空チャンバ内部で機構上の問題が発生し、大気側からの操作で問題解決が不可能な場合には、チャンバ内を大気圧へ復帰させてから、再度、高真空以上に戻すまでの一連の操作が必要となる。この一連の操作には、非常に長い操作時間が必要であり、その間、装置が使用不可能なために稼働率が低下する。かかる長い操作時間は、目標とする真空度、排気系の構成およびチャンバ内の汚染の具合などの条件に左右されるために一概にはいえないが、復帰までには１日以上、条件にもよるが長い場合だと数ヶ月の時間が必要となる。したがって、このように信頼性が重視されるＭＢＥ装置において、チャンバ内部に検出用の余分な構造を追加することは、故障の可能性のある要素を装置内部に追加することになり、装置の信頼性を下げることになるため、余分な構造の追加は可能な限り避けなくてはならない。
【０００９】
また、成膜時には成膜用の分子組成のデータに基き、分子線の強度を制御するために、分子線源でヒータによるセル温度の設定、および放射する分子線の種類を選択するためにシャッタの開閉の動作を指定された時間に従って変更しながら成膜操作を実施する。このレシピ動作において問題となるのが、指定された時間、温度および開閉動作などの各パラメータがあらかじめ指定されたレシピに基いて、確実に実行されたのかという点である。かかる内部動作を監視する手段としては、覗き窓から内部の状態を検出する方法があるが、分子線放射中に装置の内部を見ようとしても、覗き窓自体にも分子線が放射され、窓表面が曇ってしまい内部の観察が不可能になる場合がある。また、チャンバ内部に測定器を設ける方法もあるが、前述のとおり、高真空以上のチャンバ内部に部材を追加することは、故障を生み出す可能性のある部品を追加することを意味し、装置全体の信頼性の悪化につながるため、可能な限り避けなくてはならない。
【００１０】
本発明の課題は、チャンバ内に測定機などの部材を追加することなく、シャッタの開閉、成膜材料の温度および基板の温度などの内部の状態を外部から確実に監視できる装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の内部動作監視装置は、第１の局面によれば、成膜材料の温度と基板の温度を調節する温度調節手段と、成膜量調節用シャッタの開閉調節手段とを備える成膜装置の内部動作監視装置であって、
温度調節手段と開閉調節手段の出力値を測定する装置状態測定手段と、
装置状態測定手段に接続されて測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積手段と、
装置状態測定手段と装置状態蓄積手段に接続されるシャッタ状態比較手段とを備え、
シャッタ状態比較手段において、シャッタの開閉状態を変更するための制御信号の入力があった場合に、信号入力前における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値を装置状態蓄積手段から呼び出し、信号入力後における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値と比較し、出力値の変動差を監視することを特徴とする。
【００１２】
本発明の内部動作監視装置は、第２の局面によれば、かかる成膜装置用の内部動作監視装置であって、
温度調節手段と開閉調節手段の出力値を測定する装置状態測定手段と、
装置状態測定手段に接続されて測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積手段と、
装置状態測定手段と装置状態蓄積手段に接続されて温度調節手段の状態を比較する温度調節比較手段とを備え、
温度調節比較手段において、成膜材料の温度とシャッタの開閉状態が同一の設定であるときの基板の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積手段から呼び出し、装置状態測定手段から得られている基板の温度制御のための実際の出力値と比較し、または
温度調節比較手段において、基板温度とシャッタの開閉状態が同一の設定であるときの成膜材料の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積手段から呼び出し、装置状態測定手段から得られている成膜材料の温度制御のための実際の出力値と比較し、出力値の変動差を監視することを特徴とする。
【００１３】
本発明の内部動作監視方法は、第１の局面によれば、かかる成膜装置用の内部動作監視方法であって、
温度調節手段と開閉調節手段の出力値を測定する装置状態測定工程と、
測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積工程と、
シャッタ状態比較工程とを備え、
シャッタ状態比較工程において、シャッタの開閉状態を変更するための制御信号の入力があった場合に、信号入力前における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値を装置状態蓄積工程で蓄積されたデータから呼び出し、信号入力後における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値と比較し、出力値の変動差を監視することを特徴とする。
【００１４】
本発明の内部動作監視方法は、第２の局面によれば、かかる成膜装置用の内部動作監視方法であって、
温度調節手段と開閉調節手段の出力値を測定する装置状態測定工程と、
測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積工程と、
温度調節手段の状態を比較する温度調節比較工程とを備え、
温度調節比較工程において、成膜材料の温度とシャッタの開閉状態が同一の設定であるときの基板の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積工程で蓄積されたデータから呼び出し、装置状態測定工程で得られている基板の温度制御のための実際の出力値と比較し、または
温度調節比較工程において、基板温度とシャッタの開閉状態が同一の設定であるときの成膜材料の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積工程で蓄積されたデータから呼び出し、装置状態測定工程で得られている成膜材料の温度制御のための実際の出力値と比較し、出力値の変動差を監視することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、成膜装置としての性能を損なうことなく、薄膜成長中の成膜装置内部の状態を外部から監視可能な内部動作監視装置および方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（成膜装置の内部動作監視装置）
本発明の内部動作監視装置は、ＭＢＥ装置などの成膜装置に使用される。図１は、ＭＢＥ装置に使用される内部動作監視装置の電気的構成を示すブロック図である。図１に示すように、この内部動作監視装置は、ＭＢＥ装置における各種状態に基づき、温度調節手段とシャッタ開閉調節手段の出力値を測定するための装置状態測定手段１と、装置状態測定手段に接続されて、測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積手段２と、装置状態測定手段１と装置状態蓄積手段２に接続されるシャッタ状態比較手段３とを備える。
【００１７】
装置状態蓄積手段２では、装置状態測定手段１において測定された温度調節手段と開閉調節手段の出力値を時間とともに記録し、蓄積しており、外部からの要求に応じて必要なデータを呼び出すことができる。
【００１８】
シャッタ状態比較手段３は、装置状態測定手段１と接続しており、装置状態測定手段１ではシャッタ開閉調節手段および温度調節手段の出力値を測定しているから、シャッタ開閉状態を変更するための制御信号の入力があった場合には、シャッタ開閉状態変更の前後での温度調節手段の出力値を比較することができる。すなわち、信号入力前における、成膜材料の温度を制御するための出力値を装置状態蓄積手段２から呼び出し、一方、信号入力後の成膜材料の温度を制御するための出力値を装置状態測定手段１から入手し、両出力値を比較することができる。
【００１９】
シャッタの開閉状態が変更されると、分子線源の比熱に変更が生じる。具体的には、シャッタが閉から開へ変更されると、分子線源の入口で蓋の役目をし、保温の効果を持っているシャッタが無くなるため、同じ温度に設定している場合でも、より大きいヒータ出力が必要になる。逆に、シャッタが開から閉へ変更されると、シャッタによる保温効果が生じて、必要なヒータ出力が小さくなる。
【００２０】
たとえば、実際にＭＢＥ装置において測定すると、シャッタの開と閉の場合では、成膜材料を加熱するヒータの制御出力値に約５％の変動差がある。したがって、シャッタ開閉状態の変更があったにもかかわらず、出力値の変動差が５％に満たない場合は、シャッタの開閉状態を変更する旨の指示があったにもかかわらず、実際にはシャッタは指示どおりに動作していないことがわかる。このため、シャッタの開閉状態を変更するための制御信号の入力があった場合に、信号入力の前後における温度調節手段の出力値を比較し、出力値の変動差を監視することにより、ＭＢＥ装置内に別途測定器などを設けることなく、成膜装置内部におけるシャッタの動作を外部より容易に監視することができる。また、監視を厳しくするために、成膜材料の出力値の変動差を３％以下として管理することもできる。さらに、変動差が設定の範囲以下であるときに、警報手段４へ導くように接続することもできる。
【００２１】
成膜材料の温度を制御するための出力値の監視と同様に、基板の温度を制御するための出力値を監視することによっても、成膜装置内部のシャッタの動作を監視することができる。シャッタ状態比較手段３は、装置状態測定手段１より、シャッタの開閉状態を変更するための制御信号の入力があると、信号入力前における、基板の温度を制御するための出力値を装置状態蓄積手段２から呼び出し、一方、信号入力後の基板の温度を制御するための出力値を装置状態測定手段１から入手し、両出力値を比較する。
【００２２】
シャッタが閉から開へ変更されると、分子線源から放射される分子線の熱により、同じ温度に設定していても、基板を加熱するために必要なヒータ出力が小さくなる。逆に、シャッタが開から閉へ変更されると、分子線源からの放射熱がなくなるため、より大きいヒータ出力が必要になる。たとえば、実際にＭＢＥ装置において測定すると、シャッタの開と閉の場合とでは、基板を加熱するヒータの制御出力値に約３０％の変動差がある。したがって、シャッタ開閉状態の変更があったにもかかわらず、出力値の変動差が３０％に満たない場合は、シャッタの開閉状態を変更する旨の指示があったにもかかわらず、実際にはシャッタは指示どおりに動作していないことがわかる。このため、シャッタの開閉状態を変更するための制御信号の入力の前後での基板における出力値の変動差を監視することにより、ＭＢＥ装置内に別途測定器などを設けることなく、装置の内部におけるシャッタの動作を外部より容易に監視することができる。また、監視を厳しくするために、基板の出力値の変動差を２０％以下として管理することもでき、変動差が設定の範囲以下であるときに、警報手段４へ導くように接続することもできる。
【００２３】
本発明の内部動作監視装置の別の態様は、図１に示すように、ＭＢＥ装置における各種状態に基づき、温度調節手段とシャッタ開閉調節手段の出力値を測定するための装置状態測定手段１と、装置状態測定手段に接続されて、測定した出力値を蓄積する装置状態蓄積手段２と、装置状態測定手段１と装置状態蓄積手段２に接続されて温度調節手段の状態を比較する温度調節比較手段５とを備える。
【００２４】
装置状態蓄積手段２では、前述と同様に、装置状態測定手段１において測定された温度調節手段と開閉調節手段の出力値を時間とともに記録し、蓄積しており、外部からの要求に応じて必要なデータを呼び出すことができる。
【００２５】
温度調節比較手段５では、まず、温度調節手段により成膜材料を設定温度に調節した後、現在実行中の成膜材料の温度設定値およびシャッタの開閉状態の設定値と、以前に実行された完全に同等な成膜材料の温度設定値とシャッタの開閉状態の設定値を持つものを装置状態蓄積手段２の中から呼び出し、基板の温度を調節するための実際の出力値と過去の出力値を比較する。基板の温度調節のための出力値に着目すると、成膜材料が必要なだけ加熱され、シャッタが開放されているのであれば、放射される分子線の熱によって、基板の表面に与えられる熱量は増大する。
【００２６】
基板の温度が設定温度になっているのであれば、基板の温度を制御するための出力値は減少することになる。したがって、以前の成膜材料の温度設定値とシャッタの状態が同一の場合の出力値と比較して、基板の温度を制御するための出力値が大きく変化しているのであれば、シャッタの開閉状態の異常、材料の枯渇もしくは温度測定の異常、また成膜材料の放射量に異常がある場合などの問題が発生していることが考えられる。したがって、基板の温度制御のための出力値を比較し、出力値の変動差を監視することにより、ＭＢＥ装置内に別途測定器などを設けることなく、装置の内部動作を外部より容易に監視することができる。具体的な変動差については、発生する異常、成膜材料の設定値などの条件によって激しく変化するが、検討の結果、使用したＭＢＥ装置においては、１％以上の変化を検出可能なように調節することにより、成膜異常につながる問題を検出することがわかる。また、監視を厳しくするために、基板の出力値の変動差を０．８％以上として管理することもでき、変動差が設定の範囲以上であるときに、警報手段６へ導くように接続することもできる。
【００２７】
基板の出力値を比較する場合と同様に、成膜材料の出力値を比較することによっても、成膜装置の内部動作を監視することができる。温度調節比較手段５では、まず、温度調節手段により基板を設定温度に調節した後、現在実行中の基板の温度設定値およびシャッタの開閉状態の設定値と、以前に実行された完全に同等な基板の温度設定値とシャッタの開閉状態の設定値を持つものを装置状態蓄積手段２の中から呼び出し、成膜材料の温度を調節するための実際の出力値と過去の出力値を比較する。
【００２８】
成膜材料の温度が設定温度になっているのであれば、過去の基板の温度設定値とシャッタの状態が同一の場合と比較して、成膜材料の温度を制御するための出力値も基本的には変化していないはずである。一方、出力値が変化しているのであれば、シャッタの開閉状態の異常または温度測定の異常など、いずれかの問題が発生していることが考えられる。したがって、成膜材料の温度制御のための出力値を比較し、出力値の変動差を監視することにより、ＭＢＥ装置内に別途測定器などを設けることなく、装置の内部動作を外部より容易に監視することができる。具体的な変動差については発生する異常などにより変化するが。一般には、ＭＢＥ装置において１％以上の変化を検出可能なように調節することにより、成膜異常につながる問題を検出することができる。また、監視を厳しくするために、成膜材料の出力値の変動差を０．８％以上として管理することもでき、変動差が設定の範囲以上であるときに、警報手段６へ導くように接続することもできる。
【００２９】
成膜装置としてＭＢＥ装置を例に取り、その内部動作監視装置の構成を図４に示す。ＭＢＥ装置は、高真空に排気された真空チャンバ内に、成膜材料を充填したセル４０ａと、成膜材料を加熱するためのヒータ４０ｂとからなる分子線源４０を環状に複数配置してある。分子線源４０は、成膜材料を加熱するために、温度調節手段４２ｂに接続され、温度調節手段４２ｂはレシピ管理用装置４１に接続している。また、基板４５にも温度調節手段４２ａが接続され、温度調節手段４２ａはレシピ管理用装置４１に接続している。温度調節は、レシピ管理用装置４１からの指示により、温度調節手段４２において温度指示値と実測温度の偏差に合わせてＰＩＤ演算を実施し、演算結果に従ってヒータに出力される。
【００３０】
分子線源４０内の成膜材料は、加熱されると、分子線となって基板４５上に到達し、エピタキシャル成長する。この分子線放射を制御し、成膜量を調節するためにシャッタ４４が設けられ、シャッタ４４は部材４４ａ，４４ｂにより開閉が調節され、開閉の指示はレシピ管理用装置４１から送られる。シャッタ４４の開閉は、部材４４ａ、４４ｂの磁気結合により動力を真空内部に伝達して行なわれる。
【００３１】
レシピ管理用装置４１は、このように温度調節手段への温度指示と、シャッタ調節手段への開閉指示を行ない、レシピ管理用装置４１は内部動作監視装置４３に接続している。内部動作監視装置４３は、温度調節手段と開閉調節手段の出力値を測定し、測定した出力値を蓄積し、シャッタ状態比較手段および温度調節比較手段の機能を発揮するほか、エピタキシャル成長中のシャッタ状態、各分子線源における成膜材料の温度、各温度調節機の設定温度などを監視し、分析することができる。また、異常が発生した場合に異常を出力するディスプレイおよび警告用パトライトを備える異常出力装置４４に接続している。
【００３２】
（成膜装置の内部動作監視方法）
本発明の成膜装置の内部動作監視方法のフロー図を図２に示す。この内部動作監視方法は、成膜材料の温度と基板の温度を調節する温度調節手段と、成膜量調節用シャッタの開閉調節手段とを備える成膜装置の内部動作監視方法であって、まず、温度調節手段と開閉調節手段からの装置状態の出力値を測定し（Ｓ２１）、測定した出力値を蓄積し（Ｓ２２）、シャッタ状態比較工程に導かれる。
【００３３】
シャッタ状態比較工程においては、まず、シャッタの開閉状態を変更するためのシャッタ制御信号の有無を判断する（Ｓ２３）。信号の入力があったと判断した場合には（Ｓ２３においてＹ）、処理はＳ２４に移される。もし、信号の入力がなかったと判断した場合には（Ｓ２３においてＮ）、処理はＳ２５に移すことが好ましい。
【００３４】
シャッタの開閉状態を変更するための制御信号の入力があった場合に、信号入力前における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値を装置状態蓄積工程で蓄積されたデータから呼び出し、信号入力後における、成膜材料の温度または基板の温度を制御するための出力値と比較し、出力値の変動差が所定の範囲内かどうかを監視する（Ｓ２４）。変動差が所定の範囲内であると判断した場合には（Ｓ２４においてＹ）、警報を出力することができる。もし、変動差が所定の範囲内ではないと判断した場合には（Ｓ２４においてＮ）、処理２５に移すことが好ましい。
【００３５】
本発明の内部動作監視方法は、上述と同様の成膜装置において、上述の装置状態測定工程（Ｓ２１）と装置状態蓄積工程（Ｓ２２）の後、温度調節手段の状態を比較する温度調節比較工程を備える。温度調節比較工程において、シャッタの制御信号がなく、開閉状態が同一の設定であると判断した場合であって（Ｓ２３においてＮ）、成膜材料の設定温度が同一であると判断したときに（Ｓ２５においてＹ）、基板の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積工程で蓄積されたデータから呼び出し、装置状態測定工程で得られている基板の温度制御のための実際の出力値と比較し、出力値の変動差が所定の範囲外かどうかを監視する（Ｓ２６）。もし、変動差が所定の範囲外であると判断した場合には（Ｓ２６においてＹ）、警報を出力することができる。また、変動差が所定の範囲外ではないと判断した場合には（Ｓ２６においてＮ）、最初に戻ることができる。
【００３６】
一方、上述の温度調節比較工程において、シャッタの制御信号がなく、開閉状態が同一の設定であると判断した場合であって（Ｓ２３においてＮ）、基板の温度が同一の設定であると判断したときに（Ｓ２５においてＹ）、成膜材料の温度制御のための過去の出力値を装置状態蓄積工程で蓄積されたデータから呼び出し、装置状態測定工程で得られている成膜材料の温度制御のための実際の出力値と比較し、出力値の変動差が所定の範囲外かどうかを監視する（Ｓ２６）。もし、変動差が所定の範囲外であると判断した場合には（Ｓ２６においてＹ）、警報を出力することができる。また、変動差が所定の範囲外ではないと判断した場合には（Ｓ２６においてＮ）、最初に戻ることができる。
【００３７】
このように出力値の変動差を監視することによって、ＭＢＥ装置内に別途測定器などを設けることなく、装置の内部動作を外部より容易に監視することができる。
【００３８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明により、出力値の変動差に基づき、成膜装置内に別途測定器などを設けることなく、装置の内部動作を外部より容易に監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の成膜装置用内部動作監視装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の成膜装置用内部動作監視方法のフロー図である。
【図３】従来技術であるＭＢＥ装置の基本的な構造を示す概念図である。
【図４】本発明の成膜装置の内部動作監視装置の接続を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  装置状態測定手段、２  装置状態蓄積手段、３  シャッタ状態比較手段、４，６  警報手段、５  温度調節比較手段、Ｓ２１  装置状態の測定、Ｓ２２  装置状態の蓄積、Ｓ２３  シャッタの制御信号、Ｓ２４  変動差が範囲内、Ｓ２５  設定温度が同一、Ｓ２６  変動差が範囲外。
【図１】
2006037124.tif 000003
【図２】
2006037124.tif 000004
【図３】
2006037124.tif 000005
【図４】
2006037124.tif 000006