(57)【要約】 【課題】  従来の反射式と透過式膜厚監視装置の問題を同時に解決でき、且つ、効果的に膜厚監視の精度を高めることができる膜厚監視装置を提供する。【解決手段】  クランプメカニズムの表面に固定された光学基板の上に蒸着された光学薄膜厚を監視する膜厚監視装置であって、第一径路に沿って前記光学薄膜を透過するビームを発する少なくとも一つの光源、前記クランプメカニズムに相対する前記光源のもう一つ側に設置され、前記ビームを反射し、前記ビームを前記第一径路に平行した第二径路に沿って、再度、光学薄膜に透過させる少なくとも一つの逆反射器、および前記第二径路に沿って前記光学薄膜に透過した前記ビームを受ける少なくとも一つの光受信器を含む。【選択図】      図２
2006045673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランプメカニズムの表面に固定された光学基板の上に蒸着された光学薄膜厚を監視する膜厚監視装置であって、
第一径路に沿って前記光学薄膜を透過するビームを発する少なくとも一つの光源、
前記クランプメカニズムに相対する前記光源のもう一つ側に設置され、前記ビームを反射し、前記ビームを前記第一径路に平行した第二径路に沿って、再度、光学薄膜に透過させる少なくとも一つの逆反射器、および
前記第二径路に沿って前記光学薄膜に透過した前記ビームを受ける少なくとも一つの光受信器を含む膜厚監視装置。
【請求項２】
前記逆反射器は、コーナーキューブプリズム、多角形反射プリズム、多重反射面反射器、表面に全反射蒸着を塗布した反射器によって構成されたグループの中の一つから選ばれる請求項１に記載の膜厚監視装置。
【請求項３】
光学基板の上に蒸着された光学薄膜厚を監視する膜厚監視装置であって、
第一径路に沿って前記光学薄膜を透過するビームを発する少なくとも一つの光源、
前記光学基板に相対する前記光源のもう一つ側に設置され、前記ビームを反射し、前記ビームを前記第一径路に平行した第二径路に沿って、再度、光学薄膜に透過させる少なくとも一つの逆反射器、および
前記第二径路に沿って前記光学薄膜に透過した前記ビームを受ける少なくとも一つの光受信器を含む膜厚監視装置。
【請求項４】
前記逆反射器は、コーナーキューブプリズム、多角形反射プリズム、多重反射面反射器、表面に全反射蒸着を塗布した反射器によって構成されたグループの中の一つから選ばれる請求項３に記載の膜厚監視装置。
【請求項５】
少なくとも一つの光学蒸着が必要な材料を提供する少なくとも一つの蒸着源、前記光学蒸着を支持する少なくとも一つのローダ、
第一径路に沿って前記光学薄膜を透過するビームを発する少なくとも一つの光源、
前記光学蒸着に相対する前記光源のもう一つ側に設置され、前記ビームを反射し、前記ビームを前記第一径路に平行した第二径路に沿って、再度、光学薄膜に透過させる少なくとも一つの逆反射器、および
前記第二径路に沿って前記光学薄膜に透過した前記ビームを受ける少なくとも一つの光受信器を含む蒸着システム。
【請求項６】
前記蒸着源、前記ローダ、前記光源、前記逆反射器と、前記光受信器によって構成されたグループの中の一つから選ばれ、収容するチャンバを更に含む請求項５に記載の蒸着システム。
【請求項７】
前記逆反射器は、コーナーキューブプリズム、多角形反射プリズム、多重反射面反射器、表面に全反射蒸着を塗布した反射器によって構成されたグループの中の一つから選ばれる請求項５に記載の蒸着システム。
【請求項８】
前記逆反射器と前記光源の数量は異なる請求項５に記載の蒸着システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚監視装置に関し、特に、光学基板の上に蒸着された光学薄膜厚を監視する膜厚監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学工業の急速な発展は、光学部材の高性能への要求を増している。よって、上述の光学蒸着の精度に対する要求もより厳密になり、膜厚監視装置を用いて光学蒸着プロセスの膜厚を監視することが非常に重要となった。
【０００３】
一般の膜厚監視装置は、反射式膜厚監視装置と透過式膜厚監視装置の二種類に分けることができる。図１Ａは、反射式膜厚監視装置１００を示す。レーザー光源１０２がビームを光学基板１０４の上の光学薄膜１０６に放射した時、一部の光線が反射され、光受信器１０８によって受けられることで光学薄膜の厚さを測定する。図１Ａに示すように、レーザー光源１０２と光受信器１０８が光学基板１０４の同じ側に位置することから、全体の体積を縮小させ、蒸着器の真空チャンバ（未表示）の外側に取り付けることができ、取り付けと修理が容易な目的を達成する。しかし、上述の装置は、反射光を受けることによって測定することから、角度が少し傾斜した場合、反射光を光受信器１０８が受けることができる範囲からそらす。そのため、光学基板１０４の取り付けと角度較正は、非常に敏感である。特に近年は、光学蒸着器の設計が数百の光学基板を収容することができるものであることから、角度較正を行うのは、非常な時間を費やす。
【０００４】
図１Ｂは、透過式膜厚監視装置２００を示す。レーザー光源２０２と光受信器２０８は、光学基板２０４の両側にそれぞれ設置され、光受信器２０８に光学薄膜２０６を透過したレーザービームを受けさせ、反射式膜厚監視装置１００の基板の傾斜により、起こり易い光線の偏向の問題を防ぐことができる。しかし、レーザー光源２０２と光受信器２０８が光学基板２０４の両側にそれぞれ設置される設計は、全体の装置の体積を増加させ、且つ、取り付けが容易でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって、本発明の目的は、従来の反射式と透過式膜厚監視装置の問題を同時に解決でき、且つ、効果的に膜厚監視の精度を高めることができる膜厚監視装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の設計によれば、膜厚監視装置は、レーザー光源、逆反射器と光受信器を含む。レーザー光源は、第一径路に沿って前記光学薄膜を透過するビームを発し、逆反射器は、光学基板の相対するレーザー光源のもう一つ側に設置され、ビームを反射し、ビームを第一径路に平行した第二径路に沿って、再度、光学薄膜に透過させ、且つ、光受信器は、第二径路に沿って光学薄膜に透過したビームを受ける。
【発明の効果】
【０００７】
この設計によれば、レーザー光源から発された光線は、最後に光受信器に届く。膜厚は、光学基板で反射された方式でなく、全て光学薄膜を透過した光線によって測定される。よって、光学基板の取り付け角度がやや好ましくないことで、反射光を光受信器の受けることができる範囲からそらす問題が生じない。
また、レーザー光源と光受信器が同じ側に位置することから、全体の体積を縮小させることができるだけでなく、且つ、レーザー光源と光受信器を同時に蒸着器の真空チャンバの外側に取り付けることができ、取り付けと修理が容易な目的を達成する。また、本発明の設計は、光受信器が受けたビームを光学薄膜に二度、通過させることができるため、光受信器の測定値の敏感度を増加することができ、膜厚の測定の正確度を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
〔実施例〕
【０００９】
図２を参照する。本発明の膜厚監視装置１０は、レーザー光源１２、光受信器１８と逆反射器２０を含む。レーザー光源１２と光受信器１８は、光学基板１４の同一側に設置され、逆反射器２０は、光学基板１４のもう一つ側に設置される。逆反射器２０は、光を光の進行する径路に平行に入射する方式で反射し、元の光源の所に反射し返すことができ、且つ、光線が反射する時に、ほとんど分散しない効果を得ることができる。本実施例に基づくと、逆反射器２０は、コーナーキューブプリズムの構造を採用している。また、逆反射器２０は、実際の需要に応じて、四角形、五角形、六角形などの多角形反射プリズム、または二重反射、三重反射、四重反射などを有する多重反射面反射器に変えることもできる。
【００１０】
この設計では、レーザー光源１２が発したビームは、光学薄膜１６と光学基板１４を透過した後、逆反射器２０に届き、逆反射器２０は、前記ビームを反射し、且つ、反射後のビームを光の進行する径路に平行したもう一つの径路に入射し、再度、光学薄膜１６を透過する。光受信器１８は、反射光が光学薄膜１６を透過した後の径路上に設置され、前記反射光を受ける。よって、光学薄膜の厚さを測定する効果を得ることができる。
【００１１】
よって、この逆反射器２０を用いた光学構造の設計によれば、レーザー光源１２から発された光線は、最後に光受信器１８に届く。
膜厚は、光学基板１４で反射された方式でなく、全て光学薄膜１６を透過した光線によって測定される。よって、光学基板の取り付け角度がやや好ましくないことで、反射光を光受信器の受けることができる範囲からそらす問題が生じない。即ち、光線が光学基板１４で反射せず、光の進行する径路に平行に入射する方式で光学基板１４と光学薄膜１６に透過することから、仮に光学基板１４が少し傾斜しても、光線が光受信器１８に入る角度を変えることなく、上述の効果を達成する。もう一方では、レーザー光源１２と光受信器１８が同じ側に位置することから、全体の体積を縮小させることができるだけでなく、且つ、レーザー光源１２と光受信器１８を同時に蒸着器の真空チャンバ（未表示）の外側に取り付けることができ、取り付けと修理が容易な目的を達成する。よって、本発明の設計によれば、従来の反射式と透過式膜厚監視装置の欠点を改善することができ、反射式と透過式膜厚監視装置の利点を兼ね備える。
【００１２】
また、本発明の設計によれば、レーザー光源１２が発したビームは、光学薄膜１６を一度透過した後、再度、逆反射器２０によって反射され、再度、光学薄膜１６を一度通過し、光受信器１８に届く。即ち、本発明の設計は、光受信器１８が受けたビームを光学薄膜１６に二度、通過させることができるため、光受信器１８の測定値の敏感度を増すことができ、膜厚の測定を更に正確にさせる。
【００１３】
また、図２に示すように、逆反射器２０の表面は、一層の全反射蒸着２２を塗布することができ、反射光が逆反射器２０で全反射されるのを更に確保し、外部への光屈折によるエネルギー損失を減少する。また、逆反射器２０は、レーザー光源の一つ側の後部側表面に相対した光学基板１４に直接、固定することができ、または光学基板１４と一定の距離を隔てて設置することもできる。
【００１４】
図３は、イオンビーム支援蒸着（ｉｏｎ−ｂｅａｍ  ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ； ＩＡＤ）の電子ビームガン蒸発の実施例に用いられる本発明の膜厚監視装置の概略図である。
【００１５】
図３に示すように、蒸着器の真空チャンバ３０の中は、電子ビームガン蒸発源３２が設置され、高速電子の衝突によって膜材料が気体に蒸発される。支援蒸着の独立のイオンビーム源３４は、膜堆積密度と膜純度を高める。光学基板１４は、真空チャンバ３０の中に一定速度で回転するクランプ回転板３６に固定され、気体に蒸発された膜材料は、光学基板１４の上に堆積され、光学薄膜１６を形成する。逆反射器２０は、光学基板１４の位置の後部側表面に対応したクランプ回転板３６の上に固定される。前記クランプ回転板３６が、レーザー光源１２によって発されるビームが透過する光学薄膜１６の位置に回転した時、クランプ回転板３６の後部側表面に設置された逆反射器２０によって、光学薄膜１６に透過したビームを入射方向に平行した方式で反射することができ、再度、前記光学薄膜１６を透過し、再びレーザー光源１２と同じ側の光受信器１８で受けられる。
【００１６】
図４は、プラズマスパッタリングに用いられる本発明の実施例を示す概略図である。図４に示すように、蒸着器の真空チャンバ４０の中は、光学基板１４と逆反射器２０が互いに対応して位置し、それぞれ一定速度で回転するクランプ円筒４２の両側の表面に固定される。高圧によって解離されたアルゴンイオンの衝突のターゲット材４４は、光学基板１４の上に堆積され、光学薄膜１６を形成する。前記クランプ円筒４２が、レーザー光源１２によって発されるビームが透過する光学薄膜１６の位置に回転した時、前記光学薄膜１６を透過したビームは、逆反射器２０によって、平行に反射され、再度、前記光学薄膜１６を透過し、再びレーザー光源１２と同じ側の光受信器１８で受けられる。
【００１７】
上述の本発明の各応用例に基づいてわかるように、本発明の膜厚監視装置は、どの蒸着方式に用いても、全て蒸着器チャンバ内で異なる基板クランプメカニズムと適切な組み合わせの効果を形成することができる。また、レーザー光源１２と光受信器１８は、蒸着器チャンバの外側に同時に取り付けることができ、前述の取り付けと修理が容易な目的を達成する。また、光学薄膜１６もクランプメカニズムに直接、形成することができる。
【００１８】
また、逆反射器２０は、例としてクランプメカニズムに固定されるが、これに限定されるものでなく、その他の工具に固定することができる。または、クランプメカニズム（または、その他の工具）と一定の距離を隔てて設置することもでき、レーザー光源１２が発するビームの進行径路上に位置し、反射の目的が達成すればよい。また、レーザー光源１２、光受信器１８と、逆反射器２０の数は、全く限定しておらず、同じでも異なってもよく、例えば、蒸着器チャンバないの光学基板１４の配置と数量によって決めることができる。
【００１９】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】従来の反射式膜厚監視装置の概略図である。
【図１Ｂ】従来の透過式膜厚監視装置の概略図である。
【図２】本発明の実施例の膜厚監視装置の概略図である。
【図３】イオンビーム支援蒸着法の電子ビームガン蒸発源の実施例に用いられる本発明の膜厚監視装置の概略図である。
【図４】プラズマスパッタリングの実施例に用いられる本発明の膜厚監視装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  膜厚監視装置
１２  レーザー光源
１４  光学基板
１６  光学薄膜
１８  光受信器
２０  逆反射器
２２  全反射蒸着
３０、４０  真空チャンバ
３２  電子ビームガン蒸発源
３４  イオンビーム源
３６  クランプ回転板
４２  クランプ円筒
４４  ターゲット材
１００、２００  膜厚監視装置
１０２、２０２  レーザー光源
１０４、２０４  光学基板
１０６、２０６  光学薄膜
１０８、２０８  光受信器
【図１Ａ】
2006045673.tif 000003
【図１Ｂ】
2006045673.tif 000004
【図２】
2006045673.tif 000005
【図３】
2006045673.tif 000006
【図４】
2006045673.tif 000007