JP2021067611A5

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Publication number: JP2021067611A5
Application number: JP2019194654A
Authority: JP
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2022-09-16
Anticipated expiration: 2039-10-25

Description

本発明の別の局面に従う波長校正方法は、標準試料の既知の厚み、屈折率および消衰係数に基づいて、数学的に算出される、当該標準試料についての反射率干渉スペクトルまたは透過率干渉スペクトルを理論干渉スペクトルとして取得するステップと、光源が発生する測定光を標準試料に照射して生じる反射光または透過光を回折格子を介して受光器で受光することで生成される反射率干渉スペクトルまたは透過率干渉スペクトルを実測干渉スペクトルとして取得するステップとを含む。受光器は、回折格子により波長分離された光を受光するための整列配置された複数の受光素子を含む。波長校正方法は、理論干渉スペクトルと実測干渉スペクトルとの波長についての対応付けを決定するための対応付け情報を取得するステップと、複数の受光素子の波長値を規定する波長校正式を実測干渉スペクトルに適用した結果が理論干渉スペクトルと一致するように、対応付け情報を参照して、波長校正式を決定するステップとを含む。

本発明のさらに別の局面に従えば、上記の波長校正方法において用いられる、厚み、屈折率および消衰係数が既知である標準試料が提供される。

本実施の形態に従う光学測定システムの構成例を示す模式図である。本実施の形態に従う光学測定システムを構成する光学測定装置の機能構成例を示す模式図である。本実施の形態に従う光学測定装置に含まれる分光測定部の光学系の一例を示す模式図である。本実施の形態に従う波長校正方法の概要を説明するための図である。本実施の形態に従う波長校正方法における理論干渉スペクトルと実測干渉スペクトルとの対応付けを説明するための図である。本実施の形態に従う波長校正方法の概略手順を示すフローチャートである。本実施の形態に従う波長校正方法における仮想素子番号の算出方法を説明するための図である。本実施の形態に従う波長校正方法における輝線光源を対応付け情報として利用する場合を説明するための図である。本実施の形態に従う波長校正方法における輝線光源からの対応付け情報を利用した理論バレイ波長と実測バレイ素子番号との対応付けを説明するための図である。本実施の形態に従う波長校正方法における理論バレイ波長と実測バレイ素子番号との対応関係の一例を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法における理論バレイ波長と実測バレイ素子番号との対応関係に基づいて決定される波長校正式の一例を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法における波長校正式の各項係数の補正処理を説明するための図である。本実施の形態に従う波長校正方法における波長校正式の各項係数の補正処理（ステップＳ８）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。本実施の形態に従う波長校正方法における波長校正式の各項係数についての補正結果の一例を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法における波長校正式の各項係数の補正による効果の一例を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法における波長校正式の各項係数の補正により得られる反射率干渉スペクトルの一例を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法により得られた波長校正テーブルを用いた膜厚測定の精度評価の一例を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法により得られた波長校正テーブルを用いて算出される反射率干渉スペクトルの一例（試料Ａ）を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法により得られた波長校正テーブルを用いて算出されるパワースペクトルの一例（試料Ａ）を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法により得られた波長校正テーブルを用いて算出される反射率干渉スペクトルの別の一例（試料Ｂ）を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法により得られた波長校正テーブルを用いて算出されるパワースペクトルの別の一例（試料Ｂ）を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法により得られた波長校正テーブルを用いて算出される反射率干渉スペクトルのさらに別の一例（試料Ｃ）を示す図である。本実施の形態に従う波長校正方法により得られた波長校正テーブルを用いて算出されるパワースペクトルのさらに別の一例（試料Ｃ）を示す図である。本実施の形態に従う光学測定システムが提供する機能構成の一例を示す模式図である。

本明細書において「標準試料」は、本実施の形態に従う波長校正方法を実現可能な精度で、厚みおよび光学定数（屈折率と消衰係数）が既知である物質を意味する。「標準試料」は、長さの国家標準にトレーサブルであることが好ましいが、国家標準にトレーサブルであることを常に要求するものではない。すなわち、標準試料ＳＴは、本実施の形態に従う波長校正方法において用いられる、厚み、屈折率および消衰係数が既知である物質を包含する。

＜Ｆ．対応付け情報の取得（ステップＳ５）＞
次に、図６に示す波長校正方法の処理手順における対応付け情報の取得（ステップＳ５）について説明する。

以上の処理により、マルチチャンネル受光器１２７に対する波長校正が一旦完了する。
＜Ｈ．波長校正式の各項係数の補正（ステップＳ８）＞
次に、図６に示す波長校正方法の処理手順における、波長校正式の各項係数の補正（ステップＳ８）について説明する。

図１３は、本実施の形態に従う波長校正方法における波長校正式の各項係数の補正処理（ステップＳ８）の詳細な処理手順を示すフローチャートである。図１３に示す各ステップは、典型的には、光学測定装置１００の演算部１３０（図２）が実行する。

Claims

測定光を発生する光源と、
前記測定光を試料に照射して生じる反射光または透過光が入射する回折格子と、
前記回折格子により波長分離された光を受光する、整列配置された複数の受光素子からなる受光器と、
標準試料の既知の厚み、屈折率および消衰係数に基づいて数学的に算出される、当該標準試料についての反射率干渉スペクトルまたは透過率干渉スペクトルを理論干渉スペクトルとして取得する理論干渉スペクトル取得手段と、
前記測定光を前記標準試料に照射して生じる反射光または透過光を前記回折格子を介して前記受光器で受光することで生成される反射率干渉スペクトルまたは透過率干渉スペクトルを実測干渉スペクトルとして取得する実測干渉スペクトル取得手段と、
前記理論干渉スペクトルと前記実測干渉スペクトルとの波長についての対応付けを決定するための対応付け情報を取得する対応付け情報取得手段と、
前記複数の受光素子の波長値を規定する波長校正式を前記実測干渉スペクトルに適用した結果が前記理論干渉スペクトルと一致するように、前記対応付け情報を参照して、前記波長校正式を決定する波長校正手段とを備える、光学測定装置。
前記波長校正手段は、前記理論干渉スペクトルに含まれる極値を与える位置と前記実測干渉スペクトルに含まれる極値を与える位置との対応付けに基づいて、前記理論干渉スペクトルと前記実測干渉スペクトルとの一致度を評価する、請求項１に記載の光学測定装置。
前記波長校正手段は、前記標準試料について数学的に算出される反射率干渉スペクトルが前記理論干渉スペクトルであり、前記標準試料から取得された反射率干渉スペクトルが前記実測干渉スペクトルである場合に、前記理論干渉スペクトルに含まれる極小値を与える位置と前記実測干渉スペクトルに含まれる極小値を与える位置との対応付けに基づいて、前記理論干渉スペクトルと前記実測干渉スペクトルとの一致度を評価する、請求項２に記載の光学測定装置。
前記対応付け情報取得手段は、輝線光源が発生する既知の輝線波長を含む光を前記回折格子を介して前記受光器で受光することで取得される測定結果に現れる前記輝線波長についての特徴に基づいて、前記対応付け情報を生成する、請求項２または３に記載の光学測定装置。
前記波長校正手段は、前記受光器に含まれる各受光素子を特定するための素子番号を用いて、前記実測干渉スペクトルに含まれる極値を与える素子番号を決定する、請求項２または３に記載の光学測定装置。
前記波長校正手段は、前記理論干渉スペクトルに含まれる各極値を与える波長と、前記実測干渉スペクトルに含まれる各極値を与える素子番号とから、前記波長校正式を決定する、請求項５に記載の光学測定装置。
前記波長校正式は、前記回折格子および前記受光器を含む光学系に応じた関係式を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の光学測定装置。
前記波長校正手段は、
先に決定されている波長校正式を前記実測干渉スペクトルに適用する手段と、
前記先に決定されている波長校正式に基づいて前記理論干渉スペクトルを更新する手段と、
前記先に決定されている波長校正式を前記実測干渉スペクトルに適用した結果と、前記更新された理論干渉スペクトルとを比較した結果に基づいて、前記波長校正式を更新する手段と、
所定条件が満たされるまで、上記の手段を繰り返す手段とを含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の光学測定装置。
標準試料の既知の厚み、屈折率および消衰係数に基づいて、数学的に算出される、当該標準試料についての反射率干渉スペクトルまたは透過率干渉スペクトルを理論干渉スペクトルとして取得するステップと、
光源が発生する測定光を前記標準試料に照射して生じる反射光または透過光を回折格子を介して受光器で受光することで生成される反射率干渉スペクトルまたは透過率干渉スペクトルを実測干渉スペクトルとして取得するステップとを備え、前記受光器は、前記回折格子により波長分離された光を受光するための整列配置された複数の受光素子を含み、
前記理論干渉スペクトルと前記実測干渉スペクトルとの波長についての対応付けを決定するための対応付け情報を取得するステップと、
前記複数の受光素子の波長値を規定する波長校正式を前記実測干渉スペクトルに適用した結果が前記理論干渉スペクトルと一致するように、前記対応付け情報を参照して、前記波長校正式を決定するステップとを備える、波長校正方法。
請求項９に記載の波長校正方法において用いられる、厚み、屈折率および消衰係数が既知である標準試料。