JPH11271027A - 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 - Google Patents
膜厚測定方法及び膜厚測定装置Info
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- JPH11271027A JPH11271027A JP7088898A JP7088898A JPH11271027A JP H11271027 A JPH11271027 A JP H11271027A JP 7088898 A JP7088898 A JP 7088898A JP 7088898 A JP7088898 A JP 7088898A JP H11271027 A JPH11271027 A JP H11271027A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】多層膜構造であっても高精度な測定を行うこと
ができる膜厚測定方法及び膜厚測定装置を提供するこ
と。 【解決手段】試料Ｗに光を入射させその反射光を検出し
て分光反射率方式若しくは白色干渉方式により多層膜の
下層Ｋ２の膜厚範囲を決定するとともに、最上層Ｋ１の
膜厚範囲を決定する第１測定工程と、この第１測定工程
において得られた最上層Ｋ１の膜厚範囲に基づいて、偏
光した光を試料Ｗに入射させその反射光の偏光状態を解
析して最上層Ｋ１の膜厚Ｄ１を測定する第２測定工程と
を備えるようにした。
ができる膜厚測定方法及び膜厚測定装置を提供するこ
と。 【解決手段】試料Ｗに光を入射させその反射光を検出し
て分光反射率方式若しくは白色干渉方式により多層膜の
下層Ｋ２の膜厚範囲を決定するとともに、最上層Ｋ１の
膜厚範囲を決定する第１測定工程と、この第１測定工程
において得られた最上層Ｋ１の膜厚範囲に基づいて、偏
光した光を試料Ｗに入射させその反射光の偏光状態を解
析して最上層Ｋ１の膜厚Ｄ１を測定する第２測定工程と
を備えるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏光解析方式と分
光反射率方式若しくは白色干渉方式を併せ持つ測定系を
用いて基板上に形成された多層薄膜の有無、あるいは膜
厚を測定する方法および装置に関する。
光反射率方式若しくは白色干渉方式を併せ持つ測定系を
用いて基板上に形成された多層薄膜の有無、あるいは膜
厚を測定する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】試料表面に形成された薄膜の膜厚測定を
行う方式として、偏光解析方式や分光反射率方式若しく
は白色干渉方式が知られている。
行う方式として、偏光解析方式や分光反射率方式若しく
は白色干渉方式が知られている。
【０００３】偏光解析方式により測定されるのは、入射
面に平行な方向への偏光成分（Ｐ偏光）とこれに垂直な
方向への成分（Ｓ偏光）との振幅比（ｔａｎΨ）と位相
差（△）であり、これらは屈折率ｎと膜厚Ｄの関数であ
る。
面に平行な方向への偏光成分（Ｐ偏光）とこれに垂直な
方向への成分（Ｓ偏光）との振幅比（ｔａｎΨ）と位相
差（△）であり、これらは屈折率ｎと膜厚Ｄの関数であ
る。
【０００４】一例として、Ｓｉ基板上に形成されるＳｉ
０2 膜（０オングストローム〜２５００オングストロー
ム）に対して計測されるｔａｎΨと△と膜厚Ｄ１との関
係を図７の（ａ）に示す。この関係に基づいて、ｔａｎ
Ψと△を測定して膜厚Ｄ１を算出することができる。
０2 膜（０オングストローム〜２５００オングストロー
ム）に対して計測されるｔａｎΨと△と膜厚Ｄ１との関
係を図７の（ａ）に示す。この関係に基づいて、ｔａｎ
Ψと△を測定して膜厚Ｄ１を算出することができる。
【０００５】しかしながら、偏光解析方式では、その膜
厚算出アルゴリズムの特性から測定範囲が狭く、厚膜は
測定できない。すなわち、図７の（ａ）は下層がない場
合、すなわち単層（Ｄ２＝Ｏオングストローム）の場合
におけるｔａｎΨ、△、Ｄ１の関係を示したものであ
る。
厚算出アルゴリズムの特性から測定範囲が狭く、厚膜は
測定できない。すなわち、図７の（ａ）は下層がない場
合、すなわち単層（Ｄ２＝Ｏオングストローム）の場合
におけるｔａｎΨ、△、Ｄ１の関係を示したものであ
る。
【０００６】しかし、下層が存在する場合、すなわち多
層膜（Ｄ２≠０オングストローム）の場合には、図７の
（ｂ）に示すように複数のｔａｎΨ、△が存在すること
になる。図７の（ｂ）には、Ｄ２が０，５００，１００
０，１５００オングストロームのときのｔａｎΨ、△を
示している。また、Ｄ２＝Ｏオングストロームの場合と
Ｄ２＝１５００オングストロームの場合とではｔａｎ
Ψ、△が一部重なってしまっており、区別することが困
難になる。
層膜（Ｄ２≠０オングストローム）の場合には、図７の
（ｂ）に示すように複数のｔａｎΨ、△が存在すること
になる。図７の（ｂ）には、Ｄ２が０，５００，１００
０，１５００オングストロームのときのｔａｎΨ、△を
示している。また、Ｄ２＝Ｏオングストロームの場合と
Ｄ２＝１５００オングストロームの場合とではｔａｎ
Ψ、△が一部重なってしまっており、区別することが困
難になる。
【０００７】一方、分光反射率方式若しくは白色干渉方
式は、特公平７−５５４３５、特公平２−２５１７１１
に開示されているように、膜厚をパラメータとして反射
スペクトルと理論スペクトルを大域最適化法を用いてフ
ィッティングして膜厚を算出する方法や、特開平７−６
３５２４、特公平８−２０２２３に開示されているよう
に、反射スペクトルの包結線の特徴から膜厚を算出する
方法がある。
式は、特公平７−５５４３５、特公平２−２５１７１１
に開示されているように、膜厚をパラメータとして反射
スペクトルと理論スペクトルを大域最適化法を用いてフ
ィッティングして膜厚を算出する方法や、特開平７−６
３５２４、特公平８−２０２２３に開示されているよう
に、反射スペクトルの包結線の特徴から膜厚を算出する
方法がある。
【０００８】これらの分光反射率方式若しくは白色干渉
方式は、上述した偏光解析方式に比べ広範囲にわたり膜
厚を測定することができるが、厚さが５００オングスト
ローム以下の薄膜では理論スペクトル波形の波長に対す
る変化が小さく、精度良く膜厚を算出できない。また、
予め対象膜の屈折率が既知でないと膜厚を算出すること
ができない。
方式は、上述した偏光解析方式に比べ広範囲にわたり膜
厚を測定することができるが、厚さが５００オングスト
ローム以下の薄膜では理論スペクトル波形の波長に対す
る変化が小さく、精度良く膜厚を算出できない。また、
予め対象膜の屈折率が既知でないと膜厚を算出すること
ができない。
【０００９】上記間題点を解決するため、偏光解析方式
と分光反射率方式若しくは白色干渉方式双方の利点を兼
ね備えた測定系が考えられる。このようなものとして
は、例えば特開平５−７１９２３に開示されているもの
がある。
と分光反射率方式若しくは白色干渉方式双方の利点を兼
ね備えた測定系が考えられる。このようなものとして
は、例えば特開平５−７１９２３に開示されているもの
がある。
【００１０】すなわち、予め与えられる薄膜の厚さの管
理値に基づき、数１００オングストローム程度の膜厚な
ら偏光解析方式にて膜厚を算出し、偏光解析方式で測定
できない数１０００オングストローム〜数１０μｍの膜
厚は分光反射率方式若しくは白色干渉方式で測定する。
分光反射率方式若しくは白色干渉方式で必要となる屈折
率は、偏光解析方式により測定したものを用いる。
理値に基づき、数１００オングストローム程度の膜厚な
ら偏光解析方式にて膜厚を算出し、偏光解析方式で測定
できない数１０００オングストローム〜数１０μｍの膜
厚は分光反射率方式若しくは白色干渉方式で測定する。
分光反射率方式若しくは白色干渉方式で必要となる屈折
率は、偏光解析方式により測定したものを用いる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の膜厚測
定方法においては、次のような問題があった。すなわ
ち、偏光解析方式はｔａｎΨと△を測定して膜厚Ｄを測
定するが、これは基板上に形成された膜が単層膜である
ときみのみ有効であり、測定対象膜がに示すような多層
膜である場合、最上膜の膜厚が同じでも下層の膜厚が異
なると、図７の（ｂ）に示すようにｔａｎΨと△が複数
出てくるため膜厚を決定できない。
定方法においては、次のような問題があった。すなわ
ち、偏光解析方式はｔａｎΨと△を測定して膜厚Ｄを測
定するが、これは基板上に形成された膜が単層膜である
ときみのみ有効であり、測定対象膜がに示すような多層
膜である場合、最上膜の膜厚が同じでも下層の膜厚が異
なると、図７の（ｂ）に示すようにｔａｎΨと△が複数
出てくるため膜厚を決定できない。
【００１２】また、予め薄膜の厚さの管理値情報を行て
偏光解析方式か分光反射率方式若しくは白色干渉方式を
選択するため、膜厚が不定の易合はどちらの測定方式を
選択するか決定できないという問題があった。
偏光解析方式か分光反射率方式若しくは白色干渉方式を
選択するため、膜厚が不定の易合はどちらの測定方式を
選択するか決定できないという問題があった。
【００１３】そこで、本発明は、多層膜構造であっても
高精度な測定を行うことができる膜厚測定方法及び膜厚
測定装置を提供することを目的としている。
高精度な測定を行うことができる膜厚測定方法及び膜厚
測定装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載された発明は、試料表
面に形成された多層膜の最上層の膜厚を測定する膜厚測
定方法において、前記試料に光を入射させその反射光を
検出して分光反射率方式若しくは白色干渉方式により前
記多層膜の下層の膜厚範囲を決定するとともに、前記最
上層の膜厚範囲を決定する第１測定工程と、この第１測
定工程において得られた前記最上層の膜厚範囲に基づい
て、偏光した光を前記試料に入射させその反射光の偏光
状態を解析して前記最上層の膜厚を測定する第２測定工
程とを備えるようにした。
達成するために、請求項１に記載された発明は、試料表
面に形成された多層膜の最上層の膜厚を測定する膜厚測
定方法において、前記試料に光を入射させその反射光を
検出して分光反射率方式若しくは白色干渉方式により前
記多層膜の下層の膜厚範囲を決定するとともに、前記最
上層の膜厚範囲を決定する第１測定工程と、この第１測
定工程において得られた前記最上層の膜厚範囲に基づい
て、偏光した光を前記試料に入射させその反射光の偏光
状態を解析して前記最上層の膜厚を測定する第２測定工
程とを備えるようにした。
【００１５】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、前記第１測定工程は、反射ス
ペクトルの極大値と極小値の差から前記最上層の膜厚を
算出することとした。
記載された発明において、前記第１測定工程は、反射ス
ペクトルの極大値と極小値の差から前記最上層の膜厚を
算出することとした。
【００１６】請求項３に記載された発明は、試料表面に
形成された多層膜の最上層の膜厚を測定する膜厚測定装
置において、前記試料に光を入射させその反射光を検出
して分光反射率方式若しくは白色干渉方式により前記多
層膜の下層の膜厚範囲と最上層の膜厚範囲を決定する第
１測定部と、この第１測定部において得られた前記最上
層の膜厚範囲に基づいて、偏光した光を前記試料に入射
させその反射光の偏光状態を解析して前記最上層の膜厚
を測定する第２測定部と、測定される膜厚に応じて算出
方式を選択する算出方式選択部とを備えるようにした。
形成された多層膜の最上層の膜厚を測定する膜厚測定装
置において、前記試料に光を入射させその反射光を検出
して分光反射率方式若しくは白色干渉方式により前記多
層膜の下層の膜厚範囲と最上層の膜厚範囲を決定する第
１測定部と、この第１測定部において得られた前記最上
層の膜厚範囲に基づいて、偏光した光を前記試料に入射
させその反射光の偏光状態を解析して前記最上層の膜厚
を測定する第２測定部と、測定される膜厚に応じて算出
方式を選択する算出方式選択部とを備えるようにした。
【００１７】請求項４に記載された発明は、請求項３に
記載された発明において、前記算出方式選択部は、前記
第１測定部によって算出された膜厚が所定厚以下である
ときに前記第２測定部により測定を行うようにした。
記載された発明において、前記算出方式選択部は、前記
第１測定部によって算出された膜厚が所定厚以下である
ときに前記第２測定部により測定を行うようにした。
【００１８】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。すなわち、請求項１に記載された発明では、試
料に光を入射させその反射光を検出して分光反射率方式
若しくは白色干渉方式により多層膜の下層の膜厚範囲を
決定するとともに、最上層の膜厚範囲を決定し、この膜
厚範囲に基づいて、偏光した光を試料に入射させその反
射光の偏光状態を解析して最上層の膜厚を測定するよう
にしたので、偏光解析を行う場合において、信号の分離
を行うことができ、高精度な膜厚測定を行うことが可能
となる。
生じる。すなわち、請求項１に記載された発明では、試
料に光を入射させその反射光を検出して分光反射率方式
若しくは白色干渉方式により多層膜の下層の膜厚範囲を
決定するとともに、最上層の膜厚範囲を決定し、この膜
厚範囲に基づいて、偏光した光を試料に入射させその反
射光の偏光状態を解析して最上層の膜厚を測定するよう
にしたので、偏光解析を行う場合において、信号の分離
を行うことができ、高精度な膜厚測定を行うことが可能
となる。
【００１９】請求項２に記載された発明では、第１測定
工程は、反射スペクトルの極大値と極小値の差から最上
層の膜厚を算出することとしたので、より高精度な膜厚
測定を行うことができる。
工程は、反射スペクトルの極大値と極小値の差から最上
層の膜厚を算出することとしたので、より高精度な膜厚
測定を行うことができる。
【００２０】請求項３に記載された発明では、試料に光
を入射させその反射光を検出して分光反射率方式若しく
は白色干渉方式により多層膜の下層の膜厚範囲と最上層
の膜厚範囲を決定するとともに、最上層の膜厚範囲を決
定し、この膜厚範囲に基づいて、偏光した光を試料に入
射させその反射光の偏光状態を解析して最上層の膜厚を
測定するようにしたので、偏光解析を行う場合におい
て、信号の分離を行うことができ、高精度な膜厚測定を
行うことが可能となる。
を入射させその反射光を検出して分光反射率方式若しく
は白色干渉方式により多層膜の下層の膜厚範囲と最上層
の膜厚範囲を決定するとともに、最上層の膜厚範囲を決
定し、この膜厚範囲に基づいて、偏光した光を試料に入
射させその反射光の偏光状態を解析して最上層の膜厚を
測定するようにしたので、偏光解析を行う場合におい
て、信号の分離を行うことができ、高精度な膜厚測定を
行うことが可能となる。
【００２１】請求項４に記載された発明では、算出方式
選択部は、第１測定部によって算出された膜厚が所定厚
以下であるときに第２測定部により測定を行うようにし
たので、膜厚に応じて最適な測定方式を選択することが
できる。
選択部は、第１測定部によって算出された膜厚が所定厚
以下であるときに第２測定部により測定を行うようにし
たので、膜厚に応じて最適な測定方式を選択することが
できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態に係
る膜厚測定装置１０の構成を示す図である。膜厚測定装
置１０は、試料Ｗ上方に配置された分光反射率方式の測
定系１１及び偏光解析方式の測定系１２と、これらの出
力から試料Ｗの膜厚を算出する演算部２０とを備えてい
る。
る膜厚測定装置１０の構成を示す図である。膜厚測定装
置１０は、試料Ｗ上方に配置された分光反射率方式の測
定系１１及び偏光解析方式の測定系１２と、これらの出
力から試料Ｗの膜厚を算出する演算部２０とを備えてい
る。
【００２３】演算部２０は、分光反射率方式膜厚算出部
２１と、極値検出部２２と、算出方式選択部２３と、偏
光解析法式膜厚算出部２４とを備えている。算出方式選
択部２３は分光反射率方式膜厚算出部２１で測定された
膜厚値から偏光解析方式による膜厚測定を行うか否かを
選択する機能を有している。
２１と、極値検出部２２と、算出方式選択部２３と、偏
光解析法式膜厚算出部２４とを備えている。算出方式選
択部２３は分光反射率方式膜厚算出部２１で測定された
膜厚値から偏光解析方式による膜厚測定を行うか否かを
選択する機能を有している。
【００２４】このように構成された膜厚測定装置１０で
は、次のようにして試料Ｗに形成された多層膜の最上膜
の膜厚の測定を行う。なお、図２は多層膜を模式的に示
したものである。また、膜Ｋ１の膜厚はＤ１，膜Ｋ２の
膜厚はＤ２，…，膜Ｋｎの膜厚はＤｎである。
は、次のようにして試料Ｗに形成された多層膜の最上膜
の膜厚の測定を行う。なお、図２は多層膜を模式的に示
したものである。また、膜Ｋ１の膜厚はＤ１，膜Ｋ２の
膜厚はＤ２，…，膜Ｋｎの膜厚はＤｎである。
【００２５】最初に分光反射率方式である測定系１１に
より、多層膜の膜厚を測定する。なお、図２に示すよう
な膜構成を持つ多層膜の反射率Ｒは次のようにして、導
出される。ただし、入射光は対象膜に対し、垂直に入射
するものとする。膜Ｋｎの特性行列Ｍｎは、式（１）に
て示される。
より、多層膜の膜厚を測定する。なお、図２に示すよう
な膜構成を持つ多層膜の反射率Ｒは次のようにして、導
出される。ただし、入射光は対象膜に対し、垂直に入射
するものとする。膜Ｋｎの特性行列Ｍｎは、式（１）に
て示される。
【００２６】
【数１】
【００２７】また、多層膜の特性行列Ｍは、各層の特性
行列の積であるため、
行列の積であるため、
【数２】
【００２８】よって、図２に示す多層膜の振幅反射率を
ｒとすると、反射率Ｒは式（４）にて示される。
ｒとすると、反射率Ｒは式（４）にて示される。
【００２９】
【数３】
【００３０】ここでは、例えば図３に示すように基板
（ｎS ＝３．８５−０．０２ｉ）上に膜Ｋ２（ｎ2 ＝
２．０）、その上に膜Ｋ１（ｎ1 ＝４．５−０．５ｉ）
があるような多層膜構造を考える。
（ｎS ＝３．８５−０．０２ｉ）上に膜Ｋ２（ｎ2 ＝
２．０）、その上に膜Ｋ１（ｎ1 ＝４．５−０．５ｉ）
があるような多層膜構造を考える。
【００３１】まず、下層の膜厚がおおよそ分かっている
場合、すなわち、膜厚Ｄ２＝０オングストロームと膜厚
Ｄ２＝１５００オングストロームにおける膜厚Ｄ１＝Ｏ
〜１０００オングストロームのときの分光スペクトル
は、図４及び図５に示すようなものとなる。ここで、極
大値や極小値の個数や大きさ、対応する波長に違いが現
れる。
場合、すなわち、膜厚Ｄ２＝０オングストロームと膜厚
Ｄ２＝１５００オングストロームにおける膜厚Ｄ１＝Ｏ
〜１０００オングストロームのときの分光スペクトル
は、図４及び図５に示すようなものとなる。ここで、極
大値や極小値の個数や大きさ、対応する波長に違いが現
れる。
【００３２】このため、測定対象である膜厚を例えば
（Ｄ１，Ｄ２）＝（０〜１０００オングストローム，Ｏ
オングストローム近傍）あるいは（Ｄ１，Ｄ２）＝（Ｏ
〜１０００オングストローム，１５００オングストロー
ム近傍）といった概算値として分離することができる。
（Ｄ１，Ｄ２）＝（０〜１０００オングストローム，Ｏ
オングストローム近傍）あるいは（Ｄ１，Ｄ２）＝（Ｏ
〜１０００オングストローム，１５００オングストロー
ム近傍）といった概算値として分離することができる。
【００３３】次に偏光解析方式である測定系１２によ
り、上述した概算値に基づいて図７のα〜δのいずれか
に基づいて膜厚Ｄ１を測定することができる。
り、上述した概算値に基づいて図７のα〜δのいずれか
に基づいて膜厚Ｄ１を測定することができる。
【００３４】なお、下層の膜厚範囲も不明な場合、分光
反射率方式で以下のようにすることでさらに膜厚範囲を
限定できる。すなわち、Ｄ１＝０オングストローム，Ｄ
２＝１５００オングストロームであるときの分光スペク
トルは図５中εに示すようなものとなり、極大値Ｒ０ｍ
ａｘと極小値Ｒ０ｍｉｎの差Ｃ０はＲ０ｍａｘ−Ｒ０ｍ
ｉｎと表せる。
反射率方式で以下のようにすることでさらに膜厚範囲を
限定できる。すなわち、Ｄ１＝０オングストローム，Ｄ
２＝１５００オングストロームであるときの分光スペク
トルは図５中εに示すようなものとなり、極大値Ｒ０ｍ
ａｘと極小値Ｒ０ｍｉｎの差Ｃ０はＲ０ｍａｘ−Ｒ０ｍ
ｉｎと表せる。
【００３５】同様にＤ１が０オングストローム〜１００
０オングストロームであるときの極大値と極小値の差Ｃ
ｉをＣｉ＝Ｒｉｍａｘ−Ｒｉｍｉｎ、とし、膜厚Ｄ２を
１５００オングストローム±１００オングストロームと
した場合、図６より、分光反射率方式で測定される差Ｃ
ｉが例えぱ０．２５のときは膜厚Ｄ１の存在範囲は１６
０オングストローム近傍かあるいは４５０オングストロ
ーム〜５５０オングストローム程度となるので、膜厚Ｄ
１及びＤ２の範囲をさらに限定することができる。これ
により偏光解析方式による膜厚測定範囲を限定すること
ができ、膜厚測定精度を向上することができる。
０オングストロームであるときの極大値と極小値の差Ｃ
ｉをＣｉ＝Ｒｉｍａｘ−Ｒｉｍｉｎ、とし、膜厚Ｄ２を
１５００オングストローム±１００オングストロームと
した場合、図６より、分光反射率方式で測定される差Ｃ
ｉが例えぱ０．２５のときは膜厚Ｄ１の存在範囲は１６
０オングストローム近傍かあるいは４５０オングストロ
ーム〜５５０オングストローム程度となるので、膜厚Ｄ
１及びＤ２の範囲をさらに限定することができる。これ
により偏光解析方式による膜厚測定範囲を限定すること
ができ、膜厚測定精度を向上することができる。
【００３６】すなわち、本実施の形態に係る膜厚測定装
置によれば、膜厚の不明な試料を与えられても、分光反
射率方式で膜厚の範囲を限定し、１０００オングストロ
ーム以下の薄膜であることが判明すれば偏光解析方式で
概算値に基づいた膜厚算出を行い、数１０００オングス
トローム〜数１０μｍの膜厚であることが判明すれば分
光反射率方式での測定値を用いるので、予め膜厚情報を
行なくとも膜厚の測定を精度良く行うことができる。さ
らに、薄膜領域でも分光反射率方式で膜厚の概算値を求
めることができるので、偏光解析方式を用いた際の測定
精度を向上させることができる。
置によれば、膜厚の不明な試料を与えられても、分光反
射率方式で膜厚の範囲を限定し、１０００オングストロ
ーム以下の薄膜であることが判明すれば偏光解析方式で
概算値に基づいた膜厚算出を行い、数１０００オングス
トローム〜数１０μｍの膜厚であることが判明すれば分
光反射率方式での測定値を用いるので、予め膜厚情報を
行なくとも膜厚の測定を精度良く行うことができる。さ
らに、薄膜領域でも分光反射率方式で膜厚の概算値を求
めることができるので、偏光解析方式を用いた際の測定
精度を向上させることができる。
【００３７】したがって、任意の膜厚を持つ多層膜に対
し、膜厚を数１０μｍから１０００オングストローム以
下の薄膜に至るまで精度良く測定することができる。
し、膜厚を数１０μｍから１０００オングストローム以
下の薄膜に至るまで精度良く測定することができる。
【００３８】なお、本発明は実施の形態に限定されるも
のではない。すなわち、上述した実施の形態において
は、分光反射率方式により測定しているが、白色干渉方
式にて測定を行ってもよい。このほか、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論であ
る。
のではない。すなわち、上述した実施の形態において
は、分光反射率方式により測定しているが、白色干渉方
式にて測定を行ってもよい。このほか、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論であ
る。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、試料に光を入射させそ
の反射光を検出して分光反射率方式若しくは白色干渉方
式により多層膜の下層の膜厚範囲を決定するとともに、
最上層の膜厚範囲を決定し、この膜厚範囲に基づいて、
偏光した光を試料に入射させその反射光の偏光状態を解
析して最上層の膜厚を測定するようにしたので、偏光解
析を行う場合において、信号の分離を行うことができ、
高精度な膜厚測定を行うことが可能となる。
の反射光を検出して分光反射率方式若しくは白色干渉方
式により多層膜の下層の膜厚範囲を決定するとともに、
最上層の膜厚範囲を決定し、この膜厚範囲に基づいて、
偏光した光を試料に入射させその反射光の偏光状態を解
析して最上層の膜厚を測定するようにしたので、偏光解
析を行う場合において、信号の分離を行うことができ、
高精度な膜厚測定を行うことが可能となる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る膜厚測定装置の構
成を示す図。
成を示す図。
【図２】分光反射率方式による膜厚測定の原理を示す説
明図。
明図。
【図３】分光反射率方式を二層膜に適用する場合の原理
を示す説明図。
を示す説明図。
【図４】Ｄ２＝０オングストローム近傍であるときの分
光スペクトルを示す図。
光スペクトルを示す図。
【図５】Ｄ２＝１５００オングストローム近傍であると
きの分光スペクトルを示す図。
きの分光スペクトルを示す図。
【図６】Ｄ２＝１５００オングストローム近傍のときの
ＣｉとＤ１の関係を示す図。
ＣｉとＤ１の関係を示す図。
【図７】偏光解析方式によって得られるｔａｎΨ，Δ，
Ｄ１，Ｄ２の関係を示す図。
Ｄ１，Ｄ２の関係を示す図。
１０…膜厚測定装置 １１，１２…測定系 ２０…演算部 ２１…分光反射率方式膜厚算出部 ２２…極値検出部 ２３…算出方式選択部 ２４…偏光解析方式膜厚算出部
Claims (4)
- 【請求項１】試料表面に形成された多層膜の最上層の膜
厚を測定する膜厚測定方法において、 前記試料に光を入射させその反射光を検出して分光反射
率方式若しくは白色干渉方式により前記多層膜の下層の
膜厚範囲を決定するとともに、前記最上層の膜厚範囲を
決定する第１測定工程と、 この第１測定工程において得られた前記最上層の膜厚範
囲に基づいて、偏光した光を前記試料に入射させその反
射光の偏光状態を解析して前記最上層の膜厚を測定する
第２測定工程とを備えていることを特徴とする膜厚測定
方法。 - 【請求項２】前記第１測定工程は、反射スペクトルの極
大値と極小値の差から前記最上層の膜厚を算出する請求
項１に記載の膜厚算出方法。 - 【請求項３】試料表面に形成された多層膜の最上層の膜
厚を測定する膜厚測定装置において、 前記試料に光を入射させその反射光を検出して分光反射
率方式若しくは白色干渉方式により前記多層膜の下層の
膜厚範囲と最上層の膜厚範囲を決定する第１測定部と、 この第１測定部において得られた前記最上層の膜厚範囲
に基づいて、偏光した光を前記試料に入射させその反射
光の偏光状態を解析して前記最上層の膜厚を測定する第
２測定部と、 測定される膜厚に応じて算出方式を選択する算出方式選
択部とを備えていることを特徴とする膜厚測定装置。 - 【請求項４】前記算出方式選択部は、前記第１測定部に
よって算出された膜厚が所定厚以下であるときに前記第
２測定部により測定を行うようにすることを特徴とする
請求項３に記載の膜厚測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7088898A JPH11271027A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7088898A JPH11271027A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271027A true JPH11271027A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=13444527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7088898A Pending JPH11271027A (ja) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11271027A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6937333B2 (en) | 2002-10-18 | 2005-08-30 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Apparatus for measuring film thickness formed on object, apparatus and method of measuring spectral reflectance of object, and apparatus and method of inspecting foreign material on object |
| JP2012504752A (ja) * | 2008-10-01 | 2012-02-23 | ピーター ヴォルターズ ゲーエムベーハー | 円盤状加工物の厚さを測定する方法 |
| CN104236470A (zh) * | 2014-09-28 | 2014-12-24 | 江苏普世祥光电技术有限公司 | 一种可以加工ф60以内绝对等厚平面的加工工艺 |
-
1998
- 1998-03-19 JP JP7088898A patent/JPH11271027A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6937333B2 (en) | 2002-10-18 | 2005-08-30 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Apparatus for measuring film thickness formed on object, apparatus and method of measuring spectral reflectance of object, and apparatus and method of inspecting foreign material on object |
| JP2012504752A (ja) * | 2008-10-01 | 2012-02-23 | ピーター ヴォルターズ ゲーエムベーハー | 円盤状加工物の厚さを測定する方法 |
| CN104236470A (zh) * | 2014-09-28 | 2014-12-24 | 江苏普世祥光电技术有限公司 | 一种可以加工ф60以内绝对等厚平面的加工工艺 |
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