JP2004198441A - 超薄膜および薄膜計測方法 - Google Patents
超薄膜および薄膜計測方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004198441A JP2004198441A JP2004096884A JP2004096884A JP2004198441A JP 2004198441 A JP2004198441 A JP 2004198441A JP 2004096884 A JP2004096884 A JP 2004096884A JP 2004096884 A JP2004096884 A JP 2004096884A JP 2004198441 A JP2004198441 A JP 2004198441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- measurement
- fitting
- substrate
- blmc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
【解決手段】 極小値計算法(BLMC)による分光エリプソメータを用いた計測方法は、次のステップを含んでいる。計測対象の基板表面の薄膜を、入射光の波長を変えて各波長λi ごとの入射光と反射光の偏光の変化である測定スペクトルΨE (λi )とΔE (λi )を得る。前記基板の(N0 ,(n0 ,k0 )),基板上の薄膜の(d,N(n,k))を分散式を用いて仮定し、さらに予想される範囲内にある複数の膜厚(d±mΔd)および予想される範囲内にある複数の入射角(φ±mΔφ)を設定し、ここから各ΨM ,ΔM を得る。前記ΨE ,ΔE スペクトルと前記各ΨM ,ΔM モデリングスペクトルを比較し、極小値計算法(BLMC)を用いてフィッティングを行い、基準に達した構造を測定結果と決定する。
【選択図】 図2
Description
ジェイ・エイ・ウーラム(J.A.Woollam)他5名著,「角度可変分光エリプソメトリーの概説 (VASE),第一部:基本理論と応用例("Overview of Variable Angle Spectroscopic Ellipsometry (VASE),Part I:Basic Theory and Typical Applications" 」SPIEの処理手順(Proceedings of SPIE),Vol.CR72,3−28ページ 1999年7月
偏光変化量∝膜厚(d)×複素屈折率N×φ
ここにおいて、φは入射角である。したがって、入射角の正しさによって、偏光変化量の値も変わる。入射角を正しく求めることにより偏光変化量の値も正しく求めることが可能となる。
(ステップ10)図1に示す装置で測定を行う。
(ステップ20)このステップとは分光測定データを比較データ化するステップである。前述した分光測定データの獲得ステップ10で獲得した分光測定データをΨE (λ)とΔE (λ)の形で比較データ化する。
(ステップ22)このステップ22では前記モデルから計算されたΨM ,ΔM と測定データΨE ,ΔE を合わせて表示する。
(ステップ24)各モデルごとに分散値のフィッティングを行った結果を示す。24a,24b,24cの示す欄は、SiONを20Å,25Åおよび30Åについて入射角に対応して分散式(DSP)のパラメータ(εs ,ωt )のフィッティングを行った結果を示す。ここで、N個の測定データ対Exp(i=1,2...,N)と前記モデルの対応するN個のモデルの計算データ対Mod(i=1,2...,N)とし、測定誤差は正規分布をするとし、標準偏差をσi とすると、平均二乗誤差(χ2 )は、次のようにして与えられる。
(ステップ27)前記第2段階のフィッティング結果を示している。例では膜厚d(最終結果)=24.24Å,分散式のパラメータ(εs ,ωt )=(2.09,13.24)が最終結果となる。
(ステップ28)前記ステップで計算されたデータを保存する。
(ステップ29)前記保存されたデータで物理的に不自然でないかを確認する。
(n,k)、(εi ,εr )、(tanΨ,cosΔ)、(Is ,Ic )
また基板上にSiON層を1層形成する例を示したが、異なる多層構造の測定や広い範囲の膜厚の測定にも同様に利用できる。基板もSiの例を示したが、他の材料(ガラスや石英、化合物半導体など)も同様に利用できる。
2光ファイバ
3 偏光子
4 サンプル
5 光弾性変調器(PEM)
6 検光子
7 光ファイバ
8 分光器
9 データ取込部
10 分光測定ステップ
20 分光測定比較データ化ステップ
21 モデル比較データ化ステップ
22 シミュレーションステップ
23 フィッティングステップ
24 フィッティング過程を示すステップ
25 一つの入射角と膜厚の組み合わせを選択する第1ステップ
26 フィッティングステップ(第2ステップ)
27 結果獲得ステップ
28 データ保存ステップ
29 確認ステップ
Claims (4)
- 極小値計算法(BLMC)による分光エリプソメータを用いた計測対象の基板表面の超薄膜および薄膜計測方法において、
計測対象の基板表面の薄膜を、入射光の波長を変えて各波長λi ごとの入射光と反射光の偏光の変化である測定スペクトルΨE (λi )とΔE (λi )を得るΨE ,ΔE スペクトル測定ステップと、
前記基板の(N0 ,(n0 ,k0 )),基板上の薄膜の(d,N(n,k))を分散式を用いて仮定し、さらに予想される範囲内にある複数の膜厚(d±mΔd)および予想される範囲内にある複数の入射角(φ±mΔφ)を設定するステップと、
前記入射角と膜厚の組み合わせにもとづいて、分散式(DSP)のパラメータ(εs ,ωt )のフィッティングを行うステップと、
前記フィッティングにより得られた各ΨM (λi )とΔM (λi )の中から前記ΨE (λi )とΔE (λi )との差の最も少なくなる膜厚(dbest)と入射角(φbest)の組み合わせを設定したモデルのフィッティング結果(DSPbest)を選択する第1ステップと、
前記第1ステップで選択された入射角度(φbest)を確定値として、膜厚(dbest)と分散式(DSPbest)のフィッティングを行う第2ステップで構成された、
極小値計算法(BLMC)による分光エリプソメータを用いた計測対象の基板表面の超薄膜および薄膜計測方法。 - 前記第1および第2ステップにおいて、前記差の最も少ないものを選択するステップは、フィッティングしたものと測定値の平均二乗誤差を求め、最も小さい平均二乗誤差のものに決定することである極小値計算法(BLMC)による分光エリプソメータを用いた超薄膜および薄膜計測方法。
- 極小値計算法(BLMC)による分光エリプソメータを用いた計測対象の基板表面の超薄膜および薄膜計測方法において、
計測対象の基板表面の薄膜を、入射光の波長を変えて各波長λi ごとの入射光と反射光の偏光の変化である測定スペクトルΨE (λi )とΔE (λi )を得るΨE ,ΔE スペクトル測定ステップと、
基板上の薄膜が微視的に不均一、またはいくつかの材料が混ざり合っている場合、前記基板の(N0 ,(n0 ,k0 )),基板上の薄膜の(d,N(n,k))を有効媒質近似(EMA)を利用するため、いくつかの分散式またはリファレンスデータを用いて仮定してモデルをたてるステップと、
予想される範囲内にある複数の膜厚(d±mΔd)および、前記モデルで利用した分散式などの予想される範囲内にある複数の混合比(Vf ±mΔVf )、予想される範囲内にある複数の入射角度(φ±mΔφ)を設定するステップと、
前記入射角と膜厚と混合比の組み合わせにもとづいて分散式のパラメータ(εs ,ωt )のフィッティングを行うステップと、
前記フィッティングにより得られた各ΨM (λi )とΔM (λi )の中から、前記ΨE (λi )とΔE (λi )との差の最も少なくなる膜厚(dbest)と入射角(φbest)、混合比(Vfbest )の組み合わせを設定したモデルのフィッティング結果(DSPbest)を選択する第1ステップと、
前記第1ステップで選択された入射角度(φbest)を確定値として、膜厚(dbest)と混合比(Vfbest )、分散式(DSPbest)のフィッティングを行う第2ステップで構成された、極小値計算法(BLMC)による分光エリプソメータを用いた計測対象の基板表面の超薄膜および薄膜計測方法。 - 極小値計算法(BLMC)による分光エリプソメータを用いた計測対象の基板表面の超薄膜および薄膜計測方法において、
計測対象の基板表面の薄膜を、入射光の波長を変えて各波長λi ごとの入射光と反射光の偏光の変化である測定スペクトルΨE (λi )とΔE (λi )を得るΨE ,ΔE スペクトル測定ステップと、
予想される範囲内にある複数の測定条件(Zj )ごとに、請求項1または請求項3の第2ステップまでを行い、各測定条件ごとに得られた結果の中から、分散式のパラメータや混合比Vf が、設定した最大・最小値の間に入っている組み合わせの中で、χ2 の最も良いものを選択する第3ステップから構成された、
極小値計算法(BLMC)による分光エリプソメータを用いた計測対象の基板表面の超薄膜および薄膜計測方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004096884A JP4587690B2 (ja) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | 超薄膜および薄膜計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004096884A JP4587690B2 (ja) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | 超薄膜および薄膜計測方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001270668A Division JP3613707B2 (ja) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | 超薄膜および薄膜計測方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004198441A true JP2004198441A (ja) | 2004-07-15 |
JP2004198441A5 JP2004198441A5 (ja) | 2007-12-13 |
JP4587690B2 JP4587690B2 (ja) | 2010-11-24 |
Family
ID=32768359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004096884A Expired - Lifetime JP4587690B2 (ja) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | 超薄膜および薄膜計測方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4587690B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101443058B1 (ko) * | 2008-06-25 | 2014-09-24 | 삼성전자주식회사 | 막질 디멘젼 분석에서의 반도체 제조설비 및 그의 제조방법 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08264614A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-11 | Fujitsu Ltd | シリコン基板の評価方法及び装置、シリコン酸化膜の評価方法及び装置、並びに半導体装置の製造方法及び装置 |
JP2001183505A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Nikon Corp | 光学素子の設計方法及び製造方法並びに光学素子 |
-
2004
- 2004-03-29 JP JP2004096884A patent/JP4587690B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08264614A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-11 | Fujitsu Ltd | シリコン基板の評価方法及び装置、シリコン酸化膜の評価方法及び装置、並びに半導体装置の製造方法及び装置 |
JP2001183505A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Nikon Corp | 光学素子の設計方法及び製造方法並びに光学素子 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101443058B1 (ko) * | 2008-06-25 | 2014-09-24 | 삼성전자주식회사 | 막질 디멘젼 분석에서의 반도체 제조설비 및 그의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4587690B2 (ja) | 2010-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7196793B2 (en) | Method for analyzing thin-film layer structure using spectroscopic ellipsometer | |
KR100773022B1 (ko) | 측정 장치, 해석 장치, 엘립소미터 및 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 | |
JP4633254B2 (ja) | 回折構造体、広帯域、偏光、エリプソメトリおよび下地構造の測定 | |
KR100822419B1 (ko) | 시료 해석 방법 | |
US7271901B2 (en) | Thin-film characteristic measuring method using spectroellipsometer | |
JP3532165B2 (ja) | 分光エリプソメータを用いた薄膜計測方法 | |
US7463355B1 (en) | Nondestructive optical technique for simultaneously measuring optical constants and thickness of thin films | |
JP3556183B2 (ja) | 基板上の化合物半導体層の組成決定方法 | |
JP4136740B2 (ja) | 分光エリプソメータを用いた薄膜3層構造の解析方法 | |
Stutzman et al. | Two-channel spectroscopic reflectometry for in situ monitoring of blanket and patterned structures during reactive ion etching | |
JP3613707B2 (ja) | 超薄膜および薄膜計測方法 | |
US7259850B2 (en) | Approach to improve ellipsometer modeling accuracy for solving material optical constants N & K | |
JPH11316187A (ja) | エリプソメトリ及びエリプソメータ、形状測定方法および半導体装置の製造方法 | |
JP4587690B2 (ja) | 超薄膜および薄膜計測方法 | |
JP3928714B2 (ja) | 分光エリプソメータを用いた薄膜複数層構造の解析方法 | |
JP3937149B2 (ja) | 分光エリプソメータを用いた極薄膜2層構造の解析方法 | |
JP3983093B2 (ja) | 分光エリプソメータを用いた多結晶化合物半導体の組成決定方法 | |
Synowicki et al. | Refractive-index measurements of photoresist and antireflective coatings with variable angle spectroscopic ellipsometry | |
Edwards | Status and prospects for VUV ellipsometry (applied to high k and low k materials) | |
Wang et al. | An optical critical dimension (OCD) study with standard structures | |
Germer et al. | A traceable scatterometry measurement of a silicon line grating | |
KR100883876B1 (ko) | 시료 해석 방법 | |
JPH10300432A (ja) | エリプソメトリ及びエリプソメ−タ、形状測定方法および半導体装置の製造方法 | |
Poul-Erik et al. | Traceable Mueller polarimetry and scatterometry for shape reconstruction of grating structures | |
Stehle et al. | Multi-pass spectroscopic ellipsometry |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071029 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100209 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100622 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100831 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100907 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4587690 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130917 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130917 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |