JP7121222B1 - 膜厚測定装置及び膜厚測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
制御装置30は、エリアセンサ23,24から撮像画像(輝度情報に応じた信号)を取得し、該撮像画像に対して前処理を実施する。ここでの前処理とは、撮像画像に基づきサンプル100の膜厚を高精度に推定するための補正処理であり、例えば、バックグランド補正及びリファレンス補正(シェーディング補正)である。
x={(IT-ITb)/(ITr-ITb)-(IR-IRb)/(IRr-IRb)}/2{(IT-ITb)/(ITr-ITb)+(IR-IRb)/(IRr-IRb)} (1)
x=(IT/ITr-IR/IRr)/2(IT/ITr+IR/IRr) (2)
制御装置30は、前処理に続いて選択処理を実施する。制御装置30は、サンプル100の情報(詳細には、サンプル100の膜厚)に基づいて、膜厚推定方法を選択する。サンプル100の膜厚については、制御装置30に予め設定されていてもよいし、ユーザによって入力されてもよい。制御装置30は、膜厚推定方法として、波長シフト方式及び反射光量厚み換算方式(詳細は後述)のいずれか一方を選択する。制御装置30は、サンプル100の膜厚の厚さが所定値(例えば100nm)よりも小さい場合には反射光量厚み換算方式を選択し、サンプル100の膜厚の厚さが所定値よりも大きい場合には、波長シフト方式を選択する。
制御装置30は、選択処理において選択された膜厚推定方法により、サンプル100の膜厚を推定する。すなわち、制御装置30は、波長シフト方式又は反射光量厚み換算方式により、サンプル100の膜厚を推定する。
λ=λ0+W(T-R)/2(T+R) (3)
λ=ax+b (4)
x=IT-IR/2(IT+IR) (5)
λ=ax4+bx3+cx2+dx+e (6)
2nd=mλ(m=1,2,3,…) (強め合う条件)
2nd=(m-1/2)λ(m=1,2,3,…) (弱め合う条件) (7)
IT´=IT×(Σ(Iini(λ)T(λ))/Σ(I(λ)T(λ))
IR´=IR×(Σ(Iini(λ)R(λ))/Σ(I(λ)R(λ)) (8)
I=Acos(2π(2nd/λ))+B (9)
d=ax4+bx3+cx2+dx+e (10)
Claims (14)
- 測定対象物に対して光を照射する光照射部と、
前記測定対象物からの光を検出するエリアセンサ又はラインセンサである第1の光検出器を有し、検出した光の輝度情報に応じた信号を出力する光検出部と、
前記測定対象物からの光を分光検出し、該光のスペクトルを含む波長情報に応じた信号を出力する分光器と、
前記光検出部から出力される信号から特定される前記輝度情報と、前記分光器から出力される信号から特定される前記波長情報とに基づいて、前記測定対象物の膜厚を推定する解析部と、
前記測定対象物からの光を分割する光分割素子と、を備え、
前記光検出部は、エリアセンサ又はラインセンサである第2の光検出器を更に有し、
前記光分割素子は、前記測定対象物からの光を分割して前記第1の光検出器及び前記第2の光検出器へ導光する、膜厚測定装置。 - 前記光分割素子は、所定の波長域において波長に応じて透過率及び反射率が変化し、前記測定対象物からの光を透過及び反射することにより分割する傾斜ダイクロイックミラーを有する、請求項1記載の膜厚測定装置。
- 前記光分割素子は、ダイクロイックミラー又はハーフミラーと、バンドパスフィルタとを有する、請求項1記載の膜厚測定装置。
- 前記光検出部は、前記第1の光検出器において検出される光の輝度値と前記第2の光検出器において検出される光の輝度値との比を含む前記輝度情報に応じた信号を出力する、請求項1記載の膜厚測定装置。
- 前記解析部は、前記測定対象物の情報に基づいて、前記輝度情報と前記波長情報とを用いた前記測定対象物の膜厚推定を実施するか否かを決定する、請求項1記載の膜厚測定装置。
- 前記光分割素子は、所定の波長域において波長に応じて透過率及び反射率が変化し、前記測定対象物からの光を透過及び反射することにより分割する傾斜ダイクロイックミラーを有し、
前記解析部は、
前記測定対象物の膜厚の厚さが所定値よりも小さい場合には、前記輝度情報と前記波長情報とに基づいて前記測定対象物の膜厚を推定し、
前記測定対象物の膜厚の厚さが前記所定値よりも大きい場合には、前記光検出部から出力される信号に基づき波長重心を特定し、該波長重心に基づいて前記測定対象物の膜厚を推定する、請求項5記載の膜厚測定装置。 - 前記解析部は、前記波長情報に基づき、測定され得る膜厚の範囲である膜厚測定レンジを特定し、輝度及び膜厚の関係式と前記輝度情報とに基づき特定される一又は複数の膜厚の内、前記膜厚測定レンジに含まれる膜厚を、前記測定対象物の膜厚として推定する、請求項1~6のいずれか一項記載の膜厚測定装置。
- 前記解析部は、前記輝度情報で示される輝度値を前記波長情報のスペクトルの初期値からの変化量によって補正した補正後輝度情報に基づいて、前記測定対象物の膜厚を推定する、請求項1~6のいずれか一項記載の膜厚測定装置。
- 測定対象物に対して光を照射する光照射ステップと、
前記測定対象物からの光を検出し、検出した光の輝度情報に応じた信号を出力する光検出ステップと、
前記測定対象物からの光を分光検出し、該光のスペクトルを含む波長情報に応じた信号を出力する分光ステップと、
前記光検出ステップにおいて出力される信号から特定される前記輝度情報と、前記分光ステップにおいて出力される信号から特定される前記波長情報とに基づいて、前記測定対象物の膜厚を推定する膜厚推定ステップと、を含み、
前記光検出ステップでは、前記測定対象物からの光を分割し、分割されたそれぞれの光を検出することにより、前記輝度情報を取得する、膜厚測定方法。 - 前記光検出ステップでは、分割されたそれぞれの光の輝度値の比を含む前記輝度情報に応じた信号を出力する、請求項9記載の膜厚測定方法。
- 前記膜厚推定ステップでは、前記測定対象物の情報に基づいて、前記輝度情報と前記波長情報とを用いた前記測定対象物の膜厚推定を実施するか否かを決定する、請求項9又は10記載の膜厚測定方法。
- 前記光検出ステップでは、所定の波長域において波長に応じて透過率及び反射率が変化し、前記測定対象物からの光を透過及び反射することにより分割する傾斜ダイクロイックミラーによって、前記測定対象物からの光を分割し、
前記膜厚推定ステップでは、
前記測定対象物の膜厚の厚さが所定値よりも小さい場合には、前記輝度情報と前記波長情報とに基づいて前記測定対象物の膜厚を推定し、
前記測定対象物の膜厚の厚さが前記所定値よりも大きい場合には、前記光検出ステップにおいて出力される信号に基づき波長重心を特定し、該波長重心に基づいて前記測定対象物の膜厚を推定する、請求項11記載の膜厚測定方法。 - 測定対象物に対して光を照射する光照射ステップと、
前記測定対象物からの光を検出し、検出した光の輝度情報に応じた信号を出力する光検出ステップと、
前記測定対象物からの光を分光検出し、該光のスペクトルを含む波長情報に応じた信号を出力する分光ステップと、
前記光検出ステップにおいて出力される信号から特定される前記輝度情報と、前記分光ステップにおいて出力される信号から特定される前記波長情報とに基づいて、前記測定対象物の膜厚を推定する膜厚推定ステップと、を含み、
前記膜厚推定ステップでは、前記波長情報に基づき、測定され得る膜厚の範囲である膜厚測定レンジを特定し、輝度及び膜厚の関係式と前記輝度情報とに基づき特定される一又は複数の膜厚の内、前記膜厚測定レンジに含まれる膜厚を、前記測定対象物の膜厚として推定する、膜厚測定方法。 - 測定対象物に対して光を照射する光照射ステップと、
前記測定対象物からの光を検出し、検出した光の輝度情報に応じた信号を出力する光検出ステップと、
前記測定対象物からの光を分光検出し、該光のスペクトルを含む波長情報に応じた信号を出力する分光ステップと、
前記光検出ステップにおいて出力される信号から特定される前記輝度情報と、前記分光ステップにおいて出力される信号から特定される前記波長情報とに基づいて、前記測定対象物の膜厚を推定する膜厚推定ステップと、を含み、
前記膜厚推定ステップでは、前記輝度情報で示される輝度値を前記波長情報のスペクトルの初期値からの変化量によって補正した補正後輝度情報に基づいて、前記測定対象物の膜厚を推定する、膜厚測定方法。
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