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公開番号2025067115
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023176831
出願日2023-10-12
発明の名称多層光学薄膜の薄膜形成装置および方法およびプログラムおよび記憶媒体
出願人株式会社オプトラン
代理人個人,個人
主分類C23C 14/24 20060101AFI20250417BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】多層光学薄膜の各層において複数の制御方式から最適な制御方式を自動的に選択することができるので、多層光学薄膜の製造において、オペレータの負担を軽減しつつ統計的に最も設計に近い成膜を可能とする、薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供する。
【解決手段】成膜対象基板上に多層光学薄膜を形成する際に、前記成膜対象基板を透過したモニタ光を受光して得られた受光信号に応じて前記成膜対象基板上に薄膜の成膜を制御する制御部が、前記多層光学薄膜の成膜動作の前に、前記多層光学薄膜における各層の成膜のシミュレーションを、複数の制御モードで行い、前記シミュレーションの結果に基づいて、前記各層ごとに前記複数の制御モードの中から最適な制御モードを自動的に選択し、前記選択された最適な制御モードにより、前記多層光学薄膜の各層の成膜制御を実行する構成となっている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
成膜対象基板上に多層光学薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記成膜対象基板を透過したモニタ光を受光して得られた受光信号に応じて前記成膜対象基板上に薄膜の成膜を制御する制御部を有し、
前記制御部が、
前記多層光学薄膜の成膜動作の前に、前記多層光学薄膜における各層の成膜のシミュレーションを、複数の制御モードで行い、
前記シミュレーションの結果に基づいて、前記各層ごとに前記複数の制御モードの中から最適な制御モードを自動的に選択し、
前記選択された最適な制御モードにより、前記多層光学薄膜の各層の成膜制御を実行する多層光学薄膜の薄膜形成装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記制御部が、前記各層ごとに行われた前記シミュレーションの評価を行い、その評価結果に応じて前記複数の制御モードの中から最適な制御モードを選択する請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記シミュレーションの評価が、前記制御部において所定の評価関数を用いて行われる請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記シミュレーションの評価が、複数種類の評価関数から選択された評価関数によって行われる請求項３に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
前記最適な制御モードは、前記評価関数の平均値が所定の層の前記制御モードごとに算出され、最も誤差が小さい制御モードが選択される請求項３あるいは４に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記制御部において、前記シミュレーションが前記多層光学薄膜における第１層目から最終層まで終了すると、前記シミュレーションの評価の結果である各層の最適制御モードが保存される請求項１から５のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記多層光学薄膜の成膜実行の指示入力に基づいて、前記保存された前記各層の最適制御モードにより、前記多層光学薄膜の各層の成膜制御を実行する請求項６に記載の薄膜形成装置。
【請求項８】
成膜チャンバ内に配置された成膜材料供給部から供給される成膜材料が成膜されて薄膜の多層膜が形成される成膜対象基板にモニタ光を投光する投光部と、
前記成膜対象基板を透過した前記モニタ光を受光して受光信号を出力する受光部と、
成膜中の基板温度を測定する温度測定部と、
前記受光信号に応じて前記成膜対象基板の光透過率を取得し、取得した光透過率情報に関連付けて薄膜の成膜を制御する制御部と、を有し、
前記制御部が、
前記多層光学薄膜の成膜動作の前に、前記多層光学薄膜における各層の成膜のシミュレーションを、複数の制御モードで行い、
前記シミュレーションの結果に基づいて、前記各層ごとに前記複数の制御モードの中から最適な制御モードを自動的に選択し、
前記選択された最適な制御モードにより、前記多層光学薄膜の各層の成膜制御を実行する多層光学薄膜の薄膜形成装置。
【請求項９】
前記制御部が、前記各層ごとに行われた前記シミュレーションの評価を行い、その評価結果に応じて前記複数の制御モードの中から最適な制御モードを選択する請求項８に記載の薄膜形成装置。
【請求項１０】
成膜対象基板を透過したモニタ光を受光して得られた受光信号に応じて前記成膜対象基板上に薄膜の成膜を制御する制御部を有し、前記成膜対象基板上に多層光学薄膜を形成する薄膜形成装置において、前記成膜対象基板上に多層光学薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
前記制御部により、前記多層光学薄膜の成膜動作の前に、前記多層光学薄膜における各層の成膜のシミュレーションを、複数の制御モードで行うステップと、
前記制御部により、前記シミュレーションの結果に基づいて、前記各層ごとに前記複数の制御モードの中から最適な制御モードを自動的に選択するステップと、
前記制御部により、前記選択された最適な制御モードにより、前記多層光学薄膜の各層の成膜制御を実行するステップと、を有する薄膜形成方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層光学薄膜の薄膜形成装置および方法に関し、特に、各層において最適な制御方式を自動的に選択することができる光学膜厚制御装置を採用した薄膜形成装置および方法およびプログラムおよび記憶媒体に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
光学機器分野において幅広く応用されている光学薄膜として、基材上に複数の光学薄膜が重ねられた積層構造の多層光学薄膜が知られている。
【０００３】
多層光学薄膜における成膜制御としては、単波長制御が知られており、光量制御、比例制御、TMF制御、TPC制御等の複数の制御方式が提供されている。
【０００４】
特開２００７－１９９０８４号公報
特開２０１０－２２２５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような従来の光量制御、比例制御、TMF制御、TPC制御等の複数の制御方式は、製品の膜設計や監視波長、光学系ノイズの大きさ、分光器分解能等の要因により、それぞれ各層ごとに最適な制御方式が異なる問題点があった。
【０００６】
すなわち、多層の成膜制御を、例えば、TMF制御の単一の制御方式で行うと、ある層では、誤差の平均や標準偏差が大きくなってしまう問題点があった。
上述したように、光量制御、比例制御、TMF制御、TPC制御等の複数の制御方式は、各層ごとに、その膜設計や監視波長、光学系ノイズの大きさ、分光器分解能等の複雑な要因により誤差の平均や標準偏差が異なるので、最適な制御方式を選択することは、多くの経験に基づいた熟練した知識がないと判断が難しく、薄膜形成装置を使用する一般のユーザには困難であった。
【０００７】
本発明は前記のような従来の問題点に着目してなされたものであり、多層光学薄膜の成膜において、各層における誤差の平均や標準偏差を小さくすることができる光学膜厚制御装置を採用した薄膜形成装置および方法およびプログラムおよび記憶媒体を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、多層光学薄膜の各層において複数の制御方式から最適な制御方式を自動的に選択することにより、オペレータの負担を軽減することができる光学膜厚制御装置を採用した薄膜形成装置および方法およびプログラムおよび記憶媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的達成のために、本発明に係る成膜対象基板上に多層光学薄膜を形成する薄膜形成装置は、前記成膜対象基板を透過したモニタ光を受光して得られた受光信号に応じて前記成膜対象基板上に薄膜の成膜を制御する制御部を有し、前記制御部が、前記多層光学薄膜の成膜動作の前に、前記多層光学薄膜における各層の成膜のシミュレーションを、複数の制御モードで行い、前記シミュレーションの結果に基づいて、前記各層ごとに前記複数の制御モードの中から最適な制御モードを自動的に選択し、前記選択された最適な制御モードにより、前記多層光学薄膜の各層の成膜制御を実行することを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の特徴は、成膜チャンバ内に配置された成膜材料供給部から供給される成膜材料が成膜されて薄膜の多層膜が形成される成膜対象基板にモニタ光を投光する投光部と、前記成膜対象基板を透過した前記モニタ光を受光して受光信号を出力する受光部と、成膜中の基板温度を測定する温度測定部と、前記受光信号に応じて前記成膜対象基板の光透過率を取得し、取得した光透過率情報に関連付けて薄膜の成膜を制御する制御部と、を有し、前記制御部が、前記多層光学薄膜の成膜動作の前に、前記多層光学薄膜における各層の成膜のシミュレーションを、複数の制御モードで行い、前記シミュレーションの結果に基づいて、前記各層ごとに前記複数の制御モードの中から最適な制御モードを自動的に選択し、前記選択された最適な制御モードにより、前記多層光学薄膜の各層の成膜制御を実行することである。
【００１０】
本発明の他の特徴は、成膜対象基板を透過したモニタ光を受光して得られた受光信号に応じて前記成膜対象基板上に薄膜の成膜を制御する制御部を有し、前記成膜対象基板上に多層光学薄膜を形成する薄膜形成装置において、前記成膜対象基板上に多層光学薄膜を形成する薄膜形成方法であって、前記制御部により、前記多層光学薄膜の成膜動作の前に、前記多層光学薄膜における各層の成膜のシミュレーションを、複数の制御モードで行うステップと、前記制御部により、前記シミュレーションの結果に基づいて、前記各層ごとに前記複数の制御モードの中から最適な制御モードを自動的に選択するステップと、前記制御部により、前記選択された最適な制御モードにより、前記多層光学薄膜の各層の成膜制御を実行するステップと、を有することである。
（【００１１】以降は省略されています）

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