JP2003315016A - 膜厚測定装置 - Google Patents
膜厚測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜厚の確率分布を求めることにより、試料膜
の膜厚の均一性の評価を容易に行えるようにする。 【解決手段】 試料Ｓに照射される測定光の光束径が或
る程度大きいとき、その照射領域内で膜厚が不均一であ
ると、得られる干渉スペクトルは周期の異なる複数の余
弦関数の積分で表される形式となる。演算処理部６で
は、得られた干渉スペクトルを周期の異なる複数の余弦
関数に分解し、分解された各余弦関数においてその周期
からそれぞれ膜厚を算出する。全ての余弦関数の周期か
らそれぞれ膜厚を求め、上記照射領域全体における全て
の微小領域に対応する膜厚を取得する。これにより、測
定光が照射された領域全体における膜厚の分布状況（確
率分布）を求め、これを例えば図表などにより提示す
る。
の膜厚の均一性の評価を容易に行えるようにする。 【解決手段】 試料Ｓに照射される測定光の光束径が或
る程度大きいとき、その照射領域内で膜厚が不均一であ
ると、得られる干渉スペクトルは周期の異なる複数の余
弦関数の積分で表される形式となる。演算処理部６で
は、得られた干渉スペクトルを周期の異なる複数の余弦
関数に分解し、分解された各余弦関数においてその周期
からそれぞれ膜厚を算出する。全ての余弦関数の周期か
らそれぞれ膜厚を求め、上記照射領域全体における全て
の微小領域に対応する膜厚を取得する。これにより、測
定光が照射された領域全体における膜厚の分布状況（確
率分布）を求め、これを例えば図表などにより提示す
る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分光測定を利用し
て試料膜の膜厚を測定する膜厚測定装置に関する。本発
明に係る膜厚測定装置は、例えば、半導体製造工程にお
いてシリコンウエハ上に形成された各種薄膜の膜厚の検
査等の各種分野で利用することができる。 【０００２】 【従来の技術】紫外光、可視光又は赤外光を利用した分
光光度計の応用分野の一つとして、膜状試料の膜厚測定
がある。すなわち、薄膜状の試料に対して測定光を入射
すると、その一部は試料の表面で反射され、残りは試料
内部に入り込み、その一部は光の入射面とは反対側の境
界面で反射して試料内部を再び戻り、試料の表面から外
部へと出射する。前者の反射光と後者の透過反射光とで
は光路差が生じるため、測定光の波長に応じた干渉が発
生する。測定光の波長を所定範囲で走査したとき、干渉
光の強度を縦軸に波数（又は波長）を横軸にとってグラ
フを描くと、干渉スペクトルを示す曲線は余弦関数で表
すことができ、その余弦関数の周期は膜厚に対応したも
のとなる。そこで、この余弦関数の周期から膜厚を算出
することができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした干
渉光による膜厚測定の測定光としてレーザ光を用いた場
合には、そのビーム径が非常に小さいため、試料表面の
上のごく微小な領域にしか光が当たらず、膜厚の不均一
性の影響は殆ど結果に現れない。しかしながら、例えば
ごく薄い膜状の試料では反射光と透過反射光との光路差
が短いため、光の強度を上げるのに制限があるレーザ光
では、充分な強度の干渉波を得ることが難しく膜厚の算
出が困難である。 【０００４】これに対し、レーザ光でない光源（例えば
白色光源など）を用いた分光光度計では、光の強度を上
げることによって、ごく薄い膜状の試料であっても測定
に充分な干渉波を得ることができる。しかしながら、こ
の場合、測定光のビーム径は例えば数ｍｍ程度とレーザ
光に比べれば遙かに大きいため、測定光が照射されてい
る部分の膜厚の均一性が良好でないと、正確に膜厚を測
定することができず、測定精度が低いものとなるという
問題がある。 【０００５】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その目的とするところは、分光測定を用いた
膜厚測定装置において、膜厚の均一性が良好でない試料
に対しても精度よく膜厚を測定することができるととも
に、更に上記のような分光測定の特性を活かし、従来に
ない新たな膜厚に関する測定を行うことができる膜厚測
定装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、試料膜に対して測定光を照射し、
その膜表面で反射する反射光と、該試料膜を透過して反
対側の境界面で反射する透過反射光とによる干渉光のス
ペクトルを測定し、該干渉スペクトルに基づいて前記試
料膜の膜厚を測定する膜厚測定装置において、前記干渉
スペクトルをそれぞれ周期の異なる複数の余弦関数に分
解し、その各余弦関数の周期に基づいて前記測定光が照
射された微小領域に対する膜厚をそれぞれ算出すること
により、前記測定光が照射された領域全体における膜厚
の分布を求める演算処理手段を備えることを特徴とす
る。 【０００７】 【発明の実施の形態】試料膜に照射される測定光の光束
径が或る程度大きいとき、その照射領域内で膜厚が不均
一であると、波長走査によって得られる干渉スペクトル
は周期の異なる複数の余弦関数の積分で表される形式と
なる。そのため、この干渉スペクトルを周期の異なる複
数の余弦関数に分解し、分解された各余弦関数において
その周期からそれぞれ膜厚を算出すると、各膜厚は上記
照射領域の中の或る微小領域に対応する膜厚となる。し
たがって、上記分解によって得られた全ての余弦関数の
周期からそれぞれ膜厚を求めれば、上記照射領域全体に
おける全ての微小領域に対応する膜厚が取得される。こ
れにより、測定光が照射された領域全体における膜厚の
分布状況（確率分布又は発生頻度の分布）を求め、これ
を例えば図表などにより提示することができる。 【０００８】 【発明の効果】したがって、本発明に係る膜厚測定装置
によれば、試料膜の膜厚の頻度分布を調べることによっ
て膜厚の均一性を評価することができるから、例えば半
導体プロセスなどにおける製造した膜の良否判定等、各
種の分野に応用して生産性の向上や品質の改善に貢献す
ることができる。また、膜厚が不均一であっても、その
膜厚の測定結果が不均一性を包含した概略的な値ではな
く、精度の高い値の分布として示されるので、例えば膜
厚の上限値や下限値を規定したいような用途に対して
も、正確性の高い判断が可能となる。 【０００９】 【実施例】本発明に係る膜厚測定装置の一実施例を、図
１〜図４を参照して説明する。 【００１０】図１は、本実施例による膜厚測定装置の全
体構成図である。この膜厚測定装置は、分光測定部とし
て、光源１、分光部２、測定光学系３、光検出器４及び
スペクトル作成部５を含み、スペクトル作成部５により
作成された干渉スペクトルが演算処理部６に与えられ
て、後述するような所定の演算処理が実行されることに
より処理結果が出力される。 【００１１】上記分光測定部の動作を概略的に説明する
と、まず光源１から発した白色光の中から、分光部２に
より特定の波長λを有する単色光が取り出され、測定光
学系３を介して膜状の試料Ｓに測定光Ｌ１として照射さ
れる。試料Ｓの表面や裏面などで反射した光は測定光学
系３を介して光検出器４に導入され、これら反射光の強
度に応じた電気信号がスペクトル作成部５に送られる。
後述するように試料Ｓからの反射光は干渉光となるか
ら、スペクトル作成部５は、測定光Ｌ１の波長λが走査
されるときに光検出器４から入力される信号に基づいて
干渉スペクトルを作成する。なお、スペクトル作成部５
及び演算処理部６の実体は、ＣＰＵを中心に構成される
パーソナルコンピュータであって、該コンピュータ上で
所定のプログラムを実行することにより演算処理が達成
される。 【００１２】ここで、分光測定を利用した膜厚測定の原
理について、図２及び図３を参照しながら説明する。図
２は膜状の試料Ｓにおける光路を示す縦断面図、図３は
干渉スペクトルの一例を示すグラフである。 【００１３】いま、薄膜状の試料Ｓに波長λの測定光Ｌ
１を入射角θで照射すると、測定光Ｌ１の一部は試料Ｓ
の上面Ｓ１で反射されて反射光Ｌ２となる。また測定光
Ｌ１の別の一部は試料Ｓ内部に屈折角τで入射し、試料
Ｓの反対側の境界面Ｓ２に達して反射され、膜中を戻っ
て試料Ｓの上面Ｓ１から外部へ出て透過反射光Ｌ３とな
る。測定光Ｌ１に対する空気中の屈折率をｎ1、試料Ｓ
を構成する物質の屈折率をｎ2、試料Ｓの膜厚をｄとす
るとき、反射光Ｌ２の光路長と透過反射光Ｌ３の光路長
との間には次のような光路差ΔＬが生じる。なお、式中
でＬの右下の添字の例えばＡＢは、図２中の点Ａと点Ｂ
との間の光路長を表す。 【００１４】 ΔＬ＝ｎ2・（ＬＡＢ＋ＬＢＣ）−ｎ1・ＬＡＤ …(1) ここで、 ＬＡＢ＝ＬＡＣ ＝ｄ/cosτ ＬＡＤ＝ＬＡＣ・sinθ＝２ｄ・tanτ・sinθ ｎ1・sinθ＝ｎ2・sinτ であるから、(1)式は(2)式のようになる。 ΔＬ＝ｎ2・（２ｄ/cosτ）−ｎ2・２ｄ・tanτ・sinτ＝２ｄ・ｎ2・cosτ …(2) いま入射角θが１．９°であるとしたとき、屈折角τを
求めると、 ｎ2・sinτ＝ｎ1・sinθ sinτ＝（ｎ1・sinθ）/ｎ2＝1.3399・sin(1.9°)/1.46
634＝0.030296 τ＝1.736° これより、 cosτ＝0.99954≒１ となる。それ故に、(2)式から、 ΔＬ＝２ｄ・ｎ2 となり、対応する位相差は、 δ＝（２π/λ）２ｄ・ｎ2 である。これを波数ｆによる表示に変換すると、 δ＝２π・（２ｎ2・ｄ・ｆ）×１０-7 である。 【００１５】反射光Ｌ２と透過反射光Ｌ３とにより生じ
る干渉光の強度Ｐは、その２つの光束の光強度をそれぞ
れＩ1，Ｉ2とおいたとき、 Ｐ＝Ｉ1＋Ｉ2＋Ｉ1・Ｉ2・cosδ となる。ここでは交流（変動）成分のみが問題となるの
で、cos項のみに着目すればよい。以上より、干渉スペ
クトルの算出式は、 Ｕ＝Ｉ1・Ｉ2・cosδ＝ａ・cos２π（２ｎ2・ｄ・ｆ）×１０-7 …(3) となる。したがって、膜厚ｄは、屈折率ｎ2及び波数ｆ
をパラメータとする余弦関数として表せることがわか
る。干渉スペクトルは横軸を波数（又は波長）、縦軸を
強度（反射率）としたときに、図３中の実線で示す形状
となり、その周期から膜厚ｄを求めることができる。 【００１６】さて、上記説明は、図２に示すように測定
光Ｌ１の光束径が無視できる程度に小さい場合について
であるが、実際には、試料Ｓの上面Ｓ１に照射される測
定光Ｌ１の光束径は数ｍｍ程度と比較的大きい。したが
って、図４に示すように、測定光Ｌ１は該測定光Ｌ１の
照射領域Ｔ内を細かく分割してできる各微小領域ΔＴを
それぞれ照射する光束の集合体であると看做すことがで
きる。微小領域ΔＴの面積が非常に小さければ、各微小
領域ΔＴに対しては上記(3)式が成り立つと看做せる。
それ故に、照射領域Ｔ全体の干渉スペクトルは各微小領
域ΔＴの干渉スペクトルの集合であるとすることができ
るから、上記のような測定により得られる干渉スペクト
ル信号Ｆは、 Ｆ＝∫ａ(ω)・cos（ω・ｘ）ｄｘ （ω、ａ(ω)及びｘはそれぞれ測定光の角周波数、振幅
及び波数）と表現することができる。つまり、これは多
数の余弦関数を合成したものである。 【００１７】逆に言えば、スペクトル作成部５で作成さ
れた干渉スペクトルは、各微小領域ΔＴに対応する複数
の余弦関数に分解することができる。そして、照射領域
Ｔ内で試料Ｓの膜厚が均一でない場合（但し、各微小領
域ΔＴ内では均一であるとする）、膜厚の相違によって
各余弦関数の周期も相違する（図３中の点線の曲線を参
照）。 【００１８】そこで、本実施例の膜厚測定装置では、演
算処理部６において、まず、干渉スペクトルを複数の余
弦関数に分解し（図１中の６ａ）、分解された各余弦関
数に対して上記のようにその周期から膜厚を求める（図
１中の６ｂ）。この膜厚は各微小領域ΔＴ毎の膜厚であ
るから、分解によって得られた全ての余弦関数に関して
膜厚を算出することにより、照射領域Ｔに属する全ての
微小領域ΔＴに対応する膜厚が得られることになる。こ
れら１個１個の膜厚値は照射領域Ｔ内のどの箇所の膜厚
であるのかは区別が不能であるものの、これら膜厚値全
体を、照射領域Ｔ全体の膜厚の確率分布として示すこと
ができる（図１中の６ｃ）。その結果の一例を図５に示
す。 【００１９】図５の例では、１００nm毎の区分に含まれ
る膜厚のサンプル数を求め、それぞれのサンプル総数を
相対強度として規格化している。この結果では、膜厚値
は０〜１１００nmまで分布しており、５００〜６００nm
の膜厚を有する部分が最も広く、そこから膜厚が薄くな
るほど及び厚くなるほど、発生頻度が小さくなることが
わかる。このような膜厚分布を利用すれば、この試料が
所望の膜厚均一性を有しているのか否かを評価すること
ができる。また、各膜厚の数値自体の精度は高いので、
例えば、或る閾値をもって膜厚の最大値又は最小値を判
定する際にも、正確な判定が行える。 【００２０】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨に沿って適宜変形や修正を行なえることは明らか
である。
て試料膜の膜厚を測定する膜厚測定装置に関する。本発
明に係る膜厚測定装置は、例えば、半導体製造工程にお
いてシリコンウエハ上に形成された各種薄膜の膜厚の検
査等の各種分野で利用することができる。 【０００２】 【従来の技術】紫外光、可視光又は赤外光を利用した分
光光度計の応用分野の一つとして、膜状試料の膜厚測定
がある。すなわち、薄膜状の試料に対して測定光を入射
すると、その一部は試料の表面で反射され、残りは試料
内部に入り込み、その一部は光の入射面とは反対側の境
界面で反射して試料内部を再び戻り、試料の表面から外
部へと出射する。前者の反射光と後者の透過反射光とで
は光路差が生じるため、測定光の波長に応じた干渉が発
生する。測定光の波長を所定範囲で走査したとき、干渉
光の強度を縦軸に波数（又は波長）を横軸にとってグラ
フを描くと、干渉スペクトルを示す曲線は余弦関数で表
すことができ、その余弦関数の周期は膜厚に対応したも
のとなる。そこで、この余弦関数の周期から膜厚を算出
することができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした干
渉光による膜厚測定の測定光としてレーザ光を用いた場
合には、そのビーム径が非常に小さいため、試料表面の
上のごく微小な領域にしか光が当たらず、膜厚の不均一
性の影響は殆ど結果に現れない。しかしながら、例えば
ごく薄い膜状の試料では反射光と透過反射光との光路差
が短いため、光の強度を上げるのに制限があるレーザ光
では、充分な強度の干渉波を得ることが難しく膜厚の算
出が困難である。 【０００４】これに対し、レーザ光でない光源（例えば
白色光源など）を用いた分光光度計では、光の強度を上
げることによって、ごく薄い膜状の試料であっても測定
に充分な干渉波を得ることができる。しかしながら、こ
の場合、測定光のビーム径は例えば数ｍｍ程度とレーザ
光に比べれば遙かに大きいため、測定光が照射されてい
る部分の膜厚の均一性が良好でないと、正確に膜厚を測
定することができず、測定精度が低いものとなるという
問題がある。 【０００５】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その目的とするところは、分光測定を用いた
膜厚測定装置において、膜厚の均一性が良好でない試料
に対しても精度よく膜厚を測定することができるととも
に、更に上記のような分光測定の特性を活かし、従来に
ない新たな膜厚に関する測定を行うことができる膜厚測
定装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、試料膜に対して測定光を照射し、
その膜表面で反射する反射光と、該試料膜を透過して反
対側の境界面で反射する透過反射光とによる干渉光のス
ペクトルを測定し、該干渉スペクトルに基づいて前記試
料膜の膜厚を測定する膜厚測定装置において、前記干渉
スペクトルをそれぞれ周期の異なる複数の余弦関数に分
解し、その各余弦関数の周期に基づいて前記測定光が照
射された微小領域に対する膜厚をそれぞれ算出すること
により、前記測定光が照射された領域全体における膜厚
の分布を求める演算処理手段を備えることを特徴とす
る。 【０００７】 【発明の実施の形態】試料膜に照射される測定光の光束
径が或る程度大きいとき、その照射領域内で膜厚が不均
一であると、波長走査によって得られる干渉スペクトル
は周期の異なる複数の余弦関数の積分で表される形式と
なる。そのため、この干渉スペクトルを周期の異なる複
数の余弦関数に分解し、分解された各余弦関数において
その周期からそれぞれ膜厚を算出すると、各膜厚は上記
照射領域の中の或る微小領域に対応する膜厚となる。し
たがって、上記分解によって得られた全ての余弦関数の
周期からそれぞれ膜厚を求めれば、上記照射領域全体に
おける全ての微小領域に対応する膜厚が取得される。こ
れにより、測定光が照射された領域全体における膜厚の
分布状況（確率分布又は発生頻度の分布）を求め、これ
を例えば図表などにより提示することができる。 【０００８】 【発明の効果】したがって、本発明に係る膜厚測定装置
によれば、試料膜の膜厚の頻度分布を調べることによっ
て膜厚の均一性を評価することができるから、例えば半
導体プロセスなどにおける製造した膜の良否判定等、各
種の分野に応用して生産性の向上や品質の改善に貢献す
ることができる。また、膜厚が不均一であっても、その
膜厚の測定結果が不均一性を包含した概略的な値ではな
く、精度の高い値の分布として示されるので、例えば膜
厚の上限値や下限値を規定したいような用途に対して
も、正確性の高い判断が可能となる。 【０００９】 【実施例】本発明に係る膜厚測定装置の一実施例を、図
１〜図４を参照して説明する。 【００１０】図１は、本実施例による膜厚測定装置の全
体構成図である。この膜厚測定装置は、分光測定部とし
て、光源１、分光部２、測定光学系３、光検出器４及び
スペクトル作成部５を含み、スペクトル作成部５により
作成された干渉スペクトルが演算処理部６に与えられ
て、後述するような所定の演算処理が実行されることに
より処理結果が出力される。 【００１１】上記分光測定部の動作を概略的に説明する
と、まず光源１から発した白色光の中から、分光部２に
より特定の波長λを有する単色光が取り出され、測定光
学系３を介して膜状の試料Ｓに測定光Ｌ１として照射さ
れる。試料Ｓの表面や裏面などで反射した光は測定光学
系３を介して光検出器４に導入され、これら反射光の強
度に応じた電気信号がスペクトル作成部５に送られる。
後述するように試料Ｓからの反射光は干渉光となるか
ら、スペクトル作成部５は、測定光Ｌ１の波長λが走査
されるときに光検出器４から入力される信号に基づいて
干渉スペクトルを作成する。なお、スペクトル作成部５
及び演算処理部６の実体は、ＣＰＵを中心に構成される
パーソナルコンピュータであって、該コンピュータ上で
所定のプログラムを実行することにより演算処理が達成
される。 【００１２】ここで、分光測定を利用した膜厚測定の原
理について、図２及び図３を参照しながら説明する。図
２は膜状の試料Ｓにおける光路を示す縦断面図、図３は
干渉スペクトルの一例を示すグラフである。 【００１３】いま、薄膜状の試料Ｓに波長λの測定光Ｌ
１を入射角θで照射すると、測定光Ｌ１の一部は試料Ｓ
の上面Ｓ１で反射されて反射光Ｌ２となる。また測定光
Ｌ１の別の一部は試料Ｓ内部に屈折角τで入射し、試料
Ｓの反対側の境界面Ｓ２に達して反射され、膜中を戻っ
て試料Ｓの上面Ｓ１から外部へ出て透過反射光Ｌ３とな
る。測定光Ｌ１に対する空気中の屈折率をｎ1、試料Ｓ
を構成する物質の屈折率をｎ2、試料Ｓの膜厚をｄとす
るとき、反射光Ｌ２の光路長と透過反射光Ｌ３の光路長
との間には次のような光路差ΔＬが生じる。なお、式中
でＬの右下の添字の例えばＡＢは、図２中の点Ａと点Ｂ
との間の光路長を表す。 【００１４】 ΔＬ＝ｎ2・（ＬＡＢ＋ＬＢＣ）−ｎ1・ＬＡＤ …(1) ここで、 ＬＡＢ＝ＬＡＣ ＝ｄ/cosτ ＬＡＤ＝ＬＡＣ・sinθ＝２ｄ・tanτ・sinθ ｎ1・sinθ＝ｎ2・sinτ であるから、(1)式は(2)式のようになる。 ΔＬ＝ｎ2・（２ｄ/cosτ）−ｎ2・２ｄ・tanτ・sinτ＝２ｄ・ｎ2・cosτ …(2) いま入射角θが１．９°であるとしたとき、屈折角τを
求めると、 ｎ2・sinτ＝ｎ1・sinθ sinτ＝（ｎ1・sinθ）/ｎ2＝1.3399・sin(1.9°)/1.46
634＝0.030296 τ＝1.736° これより、 cosτ＝0.99954≒１ となる。それ故に、(2)式から、 ΔＬ＝２ｄ・ｎ2 となり、対応する位相差は、 δ＝（２π/λ）２ｄ・ｎ2 である。これを波数ｆによる表示に変換すると、 δ＝２π・（２ｎ2・ｄ・ｆ）×１０-7 である。 【００１５】反射光Ｌ２と透過反射光Ｌ３とにより生じ
る干渉光の強度Ｐは、その２つの光束の光強度をそれぞ
れＩ1，Ｉ2とおいたとき、 Ｐ＝Ｉ1＋Ｉ2＋Ｉ1・Ｉ2・cosδ となる。ここでは交流（変動）成分のみが問題となるの
で、cos項のみに着目すればよい。以上より、干渉スペ
クトルの算出式は、 Ｕ＝Ｉ1・Ｉ2・cosδ＝ａ・cos２π（２ｎ2・ｄ・ｆ）×１０-7 …(3) となる。したがって、膜厚ｄは、屈折率ｎ2及び波数ｆ
をパラメータとする余弦関数として表せることがわか
る。干渉スペクトルは横軸を波数（又は波長）、縦軸を
強度（反射率）としたときに、図３中の実線で示す形状
となり、その周期から膜厚ｄを求めることができる。 【００１６】さて、上記説明は、図２に示すように測定
光Ｌ１の光束径が無視できる程度に小さい場合について
であるが、実際には、試料Ｓの上面Ｓ１に照射される測
定光Ｌ１の光束径は数ｍｍ程度と比較的大きい。したが
って、図４に示すように、測定光Ｌ１は該測定光Ｌ１の
照射領域Ｔ内を細かく分割してできる各微小領域ΔＴを
それぞれ照射する光束の集合体であると看做すことがで
きる。微小領域ΔＴの面積が非常に小さければ、各微小
領域ΔＴに対しては上記(3)式が成り立つと看做せる。
それ故に、照射領域Ｔ全体の干渉スペクトルは各微小領
域ΔＴの干渉スペクトルの集合であるとすることができ
るから、上記のような測定により得られる干渉スペクト
ル信号Ｆは、 Ｆ＝∫ａ(ω)・cos（ω・ｘ）ｄｘ （ω、ａ(ω)及びｘはそれぞれ測定光の角周波数、振幅
及び波数）と表現することができる。つまり、これは多
数の余弦関数を合成したものである。 【００１７】逆に言えば、スペクトル作成部５で作成さ
れた干渉スペクトルは、各微小領域ΔＴに対応する複数
の余弦関数に分解することができる。そして、照射領域
Ｔ内で試料Ｓの膜厚が均一でない場合（但し、各微小領
域ΔＴ内では均一であるとする）、膜厚の相違によって
各余弦関数の周期も相違する（図３中の点線の曲線を参
照）。 【００１８】そこで、本実施例の膜厚測定装置では、演
算処理部６において、まず、干渉スペクトルを複数の余
弦関数に分解し（図１中の６ａ）、分解された各余弦関
数に対して上記のようにその周期から膜厚を求める（図
１中の６ｂ）。この膜厚は各微小領域ΔＴ毎の膜厚であ
るから、分解によって得られた全ての余弦関数に関して
膜厚を算出することにより、照射領域Ｔに属する全ての
微小領域ΔＴに対応する膜厚が得られることになる。こ
れら１個１個の膜厚値は照射領域Ｔ内のどの箇所の膜厚
であるのかは区別が不能であるものの、これら膜厚値全
体を、照射領域Ｔ全体の膜厚の確率分布として示すこと
ができる（図１中の６ｃ）。その結果の一例を図５に示
す。 【００１９】図５の例では、１００nm毎の区分に含まれ
る膜厚のサンプル数を求め、それぞれのサンプル総数を
相対強度として規格化している。この結果では、膜厚値
は０〜１１００nmまで分布しており、５００〜６００nm
の膜厚を有する部分が最も広く、そこから膜厚が薄くな
るほど及び厚くなるほど、発生頻度が小さくなることが
わかる。このような膜厚分布を利用すれば、この試料が
所望の膜厚均一性を有しているのか否かを評価すること
ができる。また、各膜厚の数値自体の精度は高いので、
例えば、或る閾値をもって膜厚の最大値又は最小値を判
定する際にも、正確な判定が行える。 【００２０】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨に沿って適宜変形や修正を行なえることは明らか
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例による膜厚測定装置の全体
構成図。 【図２】 膜状の試料Ｓにおける光路を示す縦断面図。 【図３】 干渉スペクトルの一例を示すグラフ。 【図４】 本実施例の膜厚測定装置の演算処理の原理の
説明図。 【図５】 膜厚分布の測定結果の一例を示すグラフ。 【符号の説明】 １…光源 ２…分光部 ３…測定光学系 ４…光検出器 ５…スペクトル作成部 ６…演算処理部 Ｓ…試料 Ｓ１…上面 Ｓ２…境界面 Ｌ１…測定光 Ｌ２…反射光 Ｌ３…透過反射光
構成図。 【図２】 膜状の試料Ｓにおける光路を示す縦断面図。 【図３】 干渉スペクトルの一例を示すグラフ。 【図４】 本実施例の膜厚測定装置の演算処理の原理の
説明図。 【図５】 膜厚分布の測定結果の一例を示すグラフ。 【符号の説明】 １…光源 ２…分光部 ３…測定光学系 ４…光検出器 ５…スペクトル作成部 ６…演算処理部 Ｓ…試料 Ｓ１…上面 Ｓ２…境界面 Ｌ１…測定光 Ｌ２…反射光 Ｌ３…透過反射光
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 試料膜に対して測定光を照射し、その膜
表面で反射する反射光と、該試料膜を透過して反対側の
境界面で反射する透過反射光とによる干渉光のスペクト
ルを測定し、該干渉スペクトルに基づいて前記試料膜の
膜厚を測定する膜厚測定装置において、 前記干渉スペクトルをそれぞれ周期の異なる複数の余弦
関数に分解し、その各余弦関数の周期に基づいて前記測
定光が照射された微小領域に対する膜厚をそれぞれ算出
することにより、前記測定光が照射された領域全体にお
ける膜厚の分布を求める演算処理手段を備えることを特
徴とする膜厚測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002115122A JP2003315016A (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 膜厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002115122A JP2003315016A (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 膜厚測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003315016A true JP2003315016A (ja) | 2003-11-06 |
| JP2003315016A5 JP2003315016A5 (ja) | 2005-05-19 |
Family
ID=29533657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002115122A Pending JP2003315016A (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 膜厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003315016A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017098407A (ja) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 株式会社荏原製作所 | 研磨方法 |
-
2002
- 2002-04-17 JP JP2002115122A patent/JP2003315016A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017098407A (ja) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 株式会社荏原製作所 | 研磨方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A521 | Written amendment |
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Effective date: 20060221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060704 |