基于石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的膜厚控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的膜厚控制方法，涉及對(duì)通過石英振子測(cè)定的膜厚和基板上的實(shí)際膜厚的誤差進(jìn)行校正的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在通過蒸鍍或者濺鍍等方式使成膜材料沉積于基板而形成薄膜的成膜裝置中，為了控制(管理)膜厚以及成膜速度(Rate:速率)而使用膜厚計(jì)(膜厚監(jiān)視器)，其中廣泛使用的是使用了石英振子法的石英振蕩式膜厚監(jiān)視器。
[0003]該石英振蕩式膜厚監(jiān)視器將作為測(cè)定部的石英振子設(shè)于成膜室內(nèi)，利用了當(dāng)在該石英振子上附著有成膜材料時(shí)共振振動(dòng)根據(jù)其質(zhì)量的變化而變化的現(xiàn)象，例如通過測(cè)定該共振振動(dòng)(振蕩頻率)的變化來計(jì)測(cè)膜厚或者成膜速度(Rate:速率)，例如在作為成膜裝置使用真空蒸鍍裝置的情況下，以將該測(cè)定結(jié)果反饋給蒸發(fā)源的加熱控制裝置從而將對(duì)基板的蒸鍍薄膜的速率控制為恒定等方式來管理膜厚。
[0004]此外，另一方面，這樣的石英振子伴隨著測(cè)定其薄膜逐漸變厚，但是如果該石英振子表面的薄膜變厚，則共振振動(dòng)逐漸減弱。此時(shí)，例如如圖1所示，石英振子的監(jiān)視器上的成膜速度會(huì)逐漸偏離基板上的實(shí)際成膜速度，雖然在石英振子的使用初期能夠測(cè)定準(zhǔn)確的膜厚，但是隨著時(shí)間經(jīng)過，膜厚測(cè)定會(huì)產(chǎn)生誤差(在使用初期成膜的基板和經(jīng)過時(shí)間之后成膜的基板之間，在膜厚上會(huì)產(chǎn)生誤差。)。
[0005]這樣伴隨著振蕩頻率因沉積于石英振子上的薄膜的膜厚的増大而逐漸降低，與實(shí)際膜厚的誤差變大，需要進(jìn)行校正。
[0006]關(guān)于這一點(diǎn)，例如在專利文獻(xiàn)I (日本特開2008-122200號(hào)公報(bào))中公開有如下的校正方法:以與測(cè)定用的石英振子并排設(shè)置的方式設(shè)置校正用石英振子，該校正用石英振子的膜厚不根據(jù)測(cè)定用的石英振子的膜厚的増大而増大，打開校正用石英振子的斷續(xù)器，通過該校正用石英振子來測(cè)定膜厚，將其測(cè)定值與測(cè)定用石英振子的測(cè)定值的比率作為校正比率并進(jìn)行乘法運(yùn)算，來進(jìn)行膜厚換算。
[0007]但是，上述校正方法必須并排設(shè)置不同于石英振子的校正用石英振子，而且需要在測(cè)定中途逐次打開斷續(xù)器來進(jìn)行基于校正用石英振子的測(cè)定來進(jìn)行換算校正，此外，該換算校正也只是根據(jù)基于石英振子的測(cè)定的校正，而不是根據(jù)基板的薄膜的實(shí)際膜厚的校正，并且雖然在該校正用石英振子上不會(huì)沉積測(cè)定用石英振子那么多的薄膜，但成膜材料還是會(huì)逐漸沉積，膜厚還是會(huì)逐漸増大，因此校正誤差的校正精度差，不能說充分改善了基板的膜厚的測(cè)定精度。
[0008]此外，在專利文獻(xiàn)2 (日本特開平8-82517號(hào)公報(bào))中公開有對(duì)基板的薄膜的膜厚進(jìn)行實(shí)測(cè)來進(jìn)行校正的方法，但其只不過是對(duì)振蕩頻率高的狀態(tài)和低的狀態(tài)的實(shí)際膜厚進(jìn)行測(cè)定并通過最小二乘法來計(jì)算最佳的校正系數(shù)的方法，因此這2點(diǎn)間只不過是通過基于計(jì)算結(jié)果的固定值來進(jìn)行校正，誤差校正精度仍然較低，基板的膜厚的測(cè)定精度不充分。
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-122200號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開平8-82517號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明解決了上述問題，其目的在于提供一種非常優(yōu)異的基于石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的膜厚控制方法，在成膜工序之前，使用事先測(cè)定用石英振子對(duì)該事先測(cè)定用石英振子的每個(gè)不同振蕩頻率下的測(cè)定用基板的薄膜的膜厚進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算通過所述事先測(cè)定用石英振子測(cè)定的目標(biāo)膜厚與所述各振蕩頻率的每個(gè)頻率下測(cè)定的測(cè)定用基板的薄膜的實(shí)際膜厚的比率作為校正比率，在成膜工序中，對(duì)成膜時(shí)通過所述石英振子測(cè)定的(成膜用)基板的薄膜的膜厚或者成膜速度乘以所述各校正比率中與振蕩頻率相應(yīng)的校正比率，來校正(成膜用)基板的薄膜的膜厚或者成膜速度從而控制膜厚，由此，誤差校正精度極大提高，膜厚測(cè)定精度極大提高，并且還能夠延長(zhǎng)石英振子的使用時(shí)間(使用頻帶)。
[0012]參照附圖對(duì)本發(fā)明的主旨進(jìn)行說明。
[0013]本發(fā)明的第一方式是一種基于石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的膜厚控制方法，在使成膜材料沉積于基板I表面上而形成薄膜的成膜裝置3的成膜室4內(nèi)設(shè)有作為石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的測(cè)定部的石英振子5，該石英振蕩式膜厚監(jiān)視器設(shè)于使所述成膜材料沉積于該石英振子5上來測(cè)定在所述基板I表面形成的薄膜的膜厚的成膜裝置3中，該基于石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的膜厚控制方法的特征在于，在所述成膜工序前使用事先測(cè)定用石英振子，測(cè)定該事先測(cè)定用石英振子的每個(gè)不同振蕩頻率下的測(cè)定用基板的薄膜的膜厚，計(jì)算通過所述事先測(cè)定用石英振子測(cè)定的目標(biāo)膜厚與所述各振蕩頻率的每個(gè)頻率下測(cè)定的測(cè)定用基板的薄膜的實(shí)際膜厚的比率作為校正比率，在成膜工序中，將成膜時(shí)的通過所述石英振子5測(cè)定的所述基板I的薄膜的膜厚或者成膜速度乘以所述各校正比率中與振蕩頻率相應(yīng)的校正比率來校正基板I的薄膜的膜厚或者成膜速度從而控制膜厚。
[0014]此外，本發(fā)明的第二方式根據(jù)第一方式所述的基于石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的膜厚控制方法，其特征在于，在所述成膜工序前進(jìn)行的事先測(cè)定工序中，在使成膜材料沉積于所述測(cè)定用基板表面上來形成薄膜的所述成膜裝置3的所述成膜室4內(nèi)設(shè)有所述事先測(cè)定用石英振子，使成膜材料沉積于該事先測(cè)定用石英振子上來測(cè)定測(cè)定用基板的實(shí)際的薄膜的膜厚，計(jì)算該測(cè)定用基板的薄膜的實(shí)際膜厚相對(duì)于通過所述事先測(cè)定用石英振子測(cè)定的目標(biāo)膜厚的比率作為所述校正比率，該校正比率的計(jì)算按照因沉積于所述事先測(cè)定用石英振子上的所述成膜材料的膜厚的増大而變化的振蕩頻率的每個(gè)變化階段進(jìn)行η次，分別計(jì)算每個(gè)不同的振蕩頻率的所述校正比率，在所述成膜工序中，將與所述石英振子5的振蕩頻率相對(duì)應(yīng)的所述校正比率乘以通過石英振子5測(cè)定的膜厚或者成膜速度，與振蕩頻率的變化相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行校正。
[0015]此外，本發(fā)明的第三方式根據(jù)第二方式所述的基于石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的膜厚控制方法，其特征在于，在所述成膜工序之前測(cè)定每個(gè)所述不同的振蕩頻率下的沉積于所述測(cè)定用基板的薄膜的實(shí)際膜厚的所述事先測(cè)定工序是在因沉積于所述事先測(cè)定用石英振子的所述成膜材料的膜厚的増大而變化的振蕩頻率的每個(gè)變化階段逐次更替不同的測(cè)定用基板來測(cè)定沉積于該測(cè)定用基板的薄膜的膜厚的工序，在所述成膜工序中使用的所述石英振子5替代所述事先測(cè)定用石英振子，是新的其他的石英振子5，且設(shè)于所述成膜室4內(nèi)。
[0016]由于本發(fā)明如上述那樣構(gòu)成，因此誤差校正精度極大地提高，膜厚測(cè)定精度極大提高，并且還能夠延長(zhǎng)石英振子的使用時(shí)間(使用頻帶)，成為非常優(yōu)異的基于石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的膜厚控制方法。
[0017]此外，在第二、第三方式所述的發(fā)明中，成為膜厚測(cè)定精度進(jìn)一步提高、實(shí)用性更加優(yōu)異的基于石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的膜厚控制方法。
【附圖說明】
[0018]圖1是示出了校正前的相對(duì)于通過石英振子測(cè)定的成膜速度的、基板上的實(shí)際成膜速度的振蕩頻率相關(guān)圖的圖表，是示出了伴隨著膜厚増大振蕩頻率降低而誤差變大的情況的圖表。
[0019]圖2是示出了本實(shí)施例的校正后的成膜速度的頻率相關(guān)圖的圖表，是示出了誤差fe正精度提尚的情況的圖表。
[0020]圖3是示出了本實(shí)施例的根據(jù)通過事先測(cè)定工序獲得的校正比率進(jìn)行校正的步驟的流程圖。
[0021 ] 圖4是本實(shí)施例的概略結(jié)構(gòu)說明圖。
[0022]標(biāo)號(hào)說明
[0023]1:基板；3:成膜裝置；4:成膜室；5:石英振子。
【具體實(shí)施方式】
[0024]根據(jù)附圖對(duì)優(yōu)選的本發(fā)明的實(shí)施方式簡(jiǎn)單地進(jìn)行說明并示出本發(fā)明的作用。
[0025]在通過成膜裝置3使成膜材料沉積于(成膜用)基板I表面而形成薄膜的成膜工序之前，使用事先測(cè)定用石英振子，對(duì)該事先測(cè)定用石英振子的每個(gè)不同振蕩頻率下的測(cè)定用基板的薄膜的膜厚進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算通過所述事先測(cè)定用石英振子測(cè)定的目標(biāo)膜厚與所述各振蕩頻率的每個(gè)頻率下測(cè)定到的測(cè)定用基板的薄膜的實(shí)際膜厚的比率作為校正比率。
[0026]在成膜工序中，對(duì)通過成膜時(shí)的所述石英振子5測(cè)定的所述(成膜用)基板I的薄膜的膜厚或者成膜速度乘以所述已獲得的各校正比率中與測(cè)定時(shí)的振蕩頻率相應(yīng)的校正比率，來校正(成膜用)基板I的薄膜的膜厚或者成膜速度。
[0027]S卩，在石英振蕩式膜厚監(jiān)視器的因沉積于所述事先測(cè)定用石英振子的所述成膜材料的膜厚增大而變化的振蕩頻率的每個(gè)變化階段，例如如圖2、圖3所示，在因沉積于所述事先測(cè)定用石英振子的所述成膜材料的膜厚增大而逐漸降低的振蕩頻率的η個(gè)階段的每個(gè)階段，逐次更替不同的測(cè)定用基板，對(duì)沉積于該