JP4146111B2 - 膜厚計測方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜厚の測定方法、及び、測定装置に関し、特に、膜の光吸収係数を利用した、太陽電池、液晶等の薄膜半導体等の膜厚の測定方法及び測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、薄膜の厚さを測定するためにダブルモノクロと呼ばれる計測器が使用されている。この計測器は、薄膜にレーザ光を照射し、膜の両側の表面間で反射を繰り返す光を干渉させることによって干渉縞を形成し、この干渉縞を基に膜厚を計測するようになっている。
【0003】
一方、膜の光吸収係数を利用した膜厚の計測方法も知られている。この方法では、検量線と呼ばれる直線のグラフを予め実験的に求めておき、このグラフに基づいて膜厚を計測している。即ち、厚さを測定する膜に入射すべき光の強度をI0、膜を透過した光の強度をIとすると、入射光の強度と透過光の強度の比の自然対数であるlog(I0/I)と、膜厚との間には、一般に、比例関係が成り立つ。すなわち、
d=(1/α)log(I0/I) (数式1)
の関係が成り立つ。ここで、dは膜厚であり、αは光吸収係数と呼ばれる係数である。この関係、即ち、検量線を予め実験により求めておき、厚さを測定すべき膜についてI0、Iを測定することによって膜厚dを求めることができる。なお、(数式1)において、入射光の強度I0及び透過光の強度Iが白色光の強度である場合、光吸収係数αは各波長に対する光吸収係数の重み付き平均値となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光の干渉縞を利用したダブルモノクロによる計測では、太陽電池のシリコン膜等のように膜の表面に微少な凹凸がある場合、膜の中に入射したレーザ光が反射する際に乱反射を起こすので、干渉縞が形成されず、膜厚を計測することができないという問題がある。また、ダブルモノクロによる計測では、計測に要する時間が長いため、膜の製造ラインにおいてオンラインで計測を行うことができないという問題がある。
【0005】
一方、光吸収係数を利用した膜厚の計測方法では、検量線を基に膜厚を求めているが、実際には、検量線は個々の膜によって変化するので、測定精度が悪くなるという問題がある。例えば、太陽電池のシリコン膜では、同様の製造工程を経て製造されたシリコン膜であっても、各製造ロットにより膜質が異なり、検量線の傾きの逆数である光吸収係数αが変化する。従って、光吸収係数を利用して精度良く膜厚を測定するためには、膜質が変わる毎に検量線を求める必要がある。
【0006】
検量線を実験的に求めるには、膜厚を測定すべき膜に光を照射し、その入射光I0と透過光Iを測定し、log(I0/I)を求める。次いで、その部分の膜厚を電子顕微鏡、ダブルモノクロ等で測定することによって膜厚dを求め、log(I0/I)と膜厚dとの関係をグラフにプロットする。このような関係を多数求め、プロット点を直線で結ぶことによって検量線が得られる。しかしながら、検量線を求める実験は多くの時間、費用を要し、オンラインで計測を行うことができないので、これを前記のように製造ロット毎に行うことは不可能である。
【0007】
本発明の目的は、膜の表面に凹凸がある場合にも、オンラインで膜厚を測定することができる膜厚の計測方法及び装置を得ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明は、膜厚の計測方法において、膜に入射すべき第1波長の光の強度を測定する段階と、膜厚を測定すべき膜に、第1波長の光を照射する段階と、膜を透過した第1波長の光の強度を測定する段階と、膜に入射すべき第1波長の光の強度と膜を透過した第1波長の光の強度の比である第1の比を求める段階と、膜に入射すべき、第1の波長とは異なる第2波長の光の強度を測定する段階と、第2波長の光を膜に照射する段階と、膜を透過した第2波長の光の強度を測定する段階と、膜に入射すべき第2波長の光の強度と膜を透過した第2波長の光の強度の比である第2の比を求める段階と、サンプルの薄膜により検量線及びその薄膜の光吸収係数を求める段階を有し、この検量線及び第1の比に基づいて膜厚を計算し、第1の比と、第2の比に基づいて計測すべき膜の光吸収係数を求め、検量線により計算した膜厚を、サンプルの薄膜の光吸収係数と計測すべき膜の光吸収係数の比に基づいて補正して膜厚を求めることを特徴としている。
【0009】
この計測方法では、膜厚を測定すべき膜に、第1波長の光が照射され、膜を透過した第1波長の光の強度が測定される。同様に、第1波長とは異なる第2波長の光が膜に照射され、膜を透過した第2波長の光の強度が測定される。次いで、第1波長の光、第2波長の光について、入射光と透過光の強度の比が、夫々計算される。これら2つの光の強度の比を使用して、上述の測定原理により膜厚を計算し、入射すべき光と透過した光の強度の比に基づいて検量線による膜厚の計算値を補正して膜厚を求める。
【0010】
この計測方法によれば、膜の表面に凹凸がある場合にも、実験的に得られた検量線に基づいて膜厚を計算し、入射すべき光と透過した光の強度の比に基づいて検量線による膜厚の計算値を補正して膜厚を求めているので、理論式には加味されていない種々の測定条件による影響を排除することができる。
【0011】
また、本発明の計測方法は、膜に入射すべき、第1波長及び第2波長とは異なる第i波長の光の強度を測定する段階と、第i波長の光を、膜に照射する段階と、膜を透過した第i波長の光の強度を測定する段階と、膜に入射すべき第i波長の光の強度と膜を透過した第i波長の光の強度の比である第iの比を求める段階と、を更に有し、第1の比ないし第iの比に基づいて膜の膜厚を求めることもできる。
【0012】
この方法によれば、3種類以上の波長の光が膜に照射され、3つ以上の入射光と透過光の強度の比が測定される。これら3つ以上の強度の比に基づいて膜厚を計算することにより、膜厚の計算精度を更に向上させることができる。
【0015】
また、本発明による膜厚計測装置は、膜厚を測定すべき膜に、第1波長の光を照射するための第1光源と、膜に入射すべき第1波長の光の強度を測定するための第1入射光受光器と、膜を透過した第1波長の光の強度を測定するための第1透過光受光器と、膜に入射すべき第1波長の光の強度と膜を透過した第1波長の光の強度の比である第1の比を求めるための第1比較器と、膜に、第1の波長とは異なる第2波長の光を照射する第2光源と、膜に入射すべき第2波長の光の強度を測定するための第2入射光受光器と、膜を透過した第2波長の光の強度を測定するための第2透過光受光器と、膜に入射すべき第2波長の光の強度と膜を透過した第2波長の光の強度の比である第2の比を求めるための第2比較器と、膜厚計算器と、を有し、膜厚計算器は、サンプルの薄膜により求めた検量線及びその薄膜の光吸収係数を記憶しており、膜厚計算器は、検量線及び第1の比に基づいて膜厚を計算し、第1の比と、第2比に基づいて計測すべき膜の光吸収係数を求め、検量線により計算した膜厚を、サンプルの薄膜の光吸収係数と計測すべき膜の光吸収係数の比に基づいて補正して膜厚を求めることを特徴としている。
【0016】
本発明の膜厚計測装置によれば、上記本発明の膜厚計測方法を利用して、膜厚を測定することができる。
また、各入射光受光器は、各透過光受光器を兼ねても良い。
各受光器は、光源と受光器との間に膜を配置せずに光源の光を受光することにより、入射光受光器として機能し、光源と受光器との間に膜を配置して受光することにより、透過光受光器として機能する。この構成により、受光器の数を減ずることができる。
【0017】
また、本発明の膜厚計測装置において、各光源の光が、光ファイバを介して膜に照射されるように構成しても良い。
この構成によれば、光の照射位置を膜に隣接して密に配置することができる。さらに、各入射光受光器、及び/又は、各透過光受光器が受光すべき光が、光ファイバを介して各受光器に導かれるように構成しても良い。
この構成によれば、一つの受光器によって複数点の透過光を受光することが可能になる。
【0018】
また、本発明の膜厚計測装置は、膜厚を測定すべき膜に光を照射するための光源と、膜に入射すべき光の強度を測定するための入射光分光器と、膜を透過した光の強度を測定するための透過光分光器と、入射光分光器によって分光された膜に入射すべき光の第1波長成分の強度と透過光分光器によって分光された膜を透過した光の第1波長成分の強度との比である第1の比を求めるための第1比較器と、入射光分光器によって分光された膜に入射すべき光の第2波長成分の強度と透過光分光器によって分光された膜を透過した光の第2波長成分の強度との比である第2の比を求めるための第2比較器と、膜厚計算器と、を有し、膜厚計算器は、サンプルの薄膜により求めた検量線及びその薄膜の光吸収係数を記憶しており、膜厚計算器は、検量線及び第1の比に基づいて膜厚を計算し、第1の比と、第2比に基づいて計測すべき膜の光吸収係数を求め、検量線により計算した膜厚を、サンプルの薄膜の光吸収係数と計測すべき膜の光吸収係数の比に基づいて補正して膜厚を求めることを特徴としている。
【0019】
この構成では、複数の波長を有する光、又は、白色光が、計測すべき膜に照射される。光源から射出され、入射光分光器によって受光された光は、分光され、受光した光に含まれる第1波長成分の光の強度と、第1波長成分とは異なる波長の第2波長成分の光の強度が測定される。同様に、光源から射出され、膜を透過して透過光分光器によって受光された光は、分光され、第1波長成分の光の強度と、第2波長成分の光の強度が測定される。第1比較器は、膜に入射すべき第1波長の光の強度と膜を透過した第1波長の光の強度との第1の比を求める。同様に、第2比較器は、膜に入射すべき第2波長の光の強度と膜を透過した第2波長の光の強度との第2の比を求める。膜厚計算器は、第1の比と第2の比に基づいて膜厚を計算し、入射すべき光と透過した光の強度の比に基づいて検量線による膜厚の計算値を補正して膜厚を求める。
【0020】
この構成によれば、単一の光源で測定を行うことができ、膜厚測定に使用する光の波長を自由に選択することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施形態における膜厚の測定原理について説明する。一般に、光吸収係数αは、光の波長λの関数として次の理論式によって求めることができる。
α(λ)=B(E−Eg)2/E (数式2)
ここで、BはB定数と呼ばれる定数であり、E[eV](エレクトロンボルト)は光子エネルギーであり、Eg[eV]はバンドギャップである。また、光子エネルギーEは、E=1.24/λで与えられ、波長λの関数である。バンドギャップEgは、膜質を支配する定数であり、膜毎に値が変化する。
【0022】
ここで、測定すべき膜に入射した波長λ1の光の強度をI01とし、透過した波長λ1の光の強度をI11とすると、(数式1)(数式2)を使用して、次の関係式が得られる。
-log(I11/I01)=α(λ1)d=d・B(E1−Eg)2/E1 (数式3)
同様に、膜に入射した波長λ2の光の強度をI02、透過した波長λ2の光の強度をI12とすると、
-log(I12/I02)=α(λ2)d=d・B(E2−Eg)2/E2 (数式4)
の関係式が得られる。なお、E1=1.24/λ1、E2=1.24/λ2である。更に、(数式3)(数式4)を連立方程式として、Egについて解くと、
Eg={E2(a1E1)1/2−E1(a2E2)1/2}/{(a1E1)1/2−(a2E2)1/2}
ただし、a1=-log(I11/I01)、a2=-log(I12/I02) (数式5)
の関係式が得られる。(数式5)によって計算されたEgの値を、(数式2)に代入することによって、α(λ)の値を得ることができる。このようにして得られたα(λ)に基づいて膜厚を求めることにより、膜質によってEgが変化した場合にも精度良く膜厚を求めることができる。
【0023】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図1乃至図3を参照して本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本発明の第1実施形態による膜厚計測装置1の概略図である。第1実施形態による膜厚計測装置1は、ガラス基板S上に形成された薄膜Mの膜厚を測定するように構成されている。膜厚計測装置1は、第1光源である第1LED2と、第1LED2とは異なる波長の光を照射する第2光源である第2LED4と、第1LED2及び第2LED4を点灯させるための電源6と、を有する。さらに、膜厚計測装置1は、第1入射光受光器及び第1透過光受光器として機能する、第1LED2が照射した光を受光するための第1フォトセンサ8と、第2入射光受光器及び第2透過光受光器として機能する、第2LED4が照射した光を受光するための第2フォトセンサ10と、第1フォトセンサ8及び第2フォトセンサ10が受光した光に基づいて膜厚を求めるための演算装置12と、を有する。
【0024】
第1LED2は薄膜Mに隣接して配置され、単色光を薄膜Mに照射するように構成されている。第2LED4は薄膜Mに隣接して配置され、第1LED2とは異なる波長(色)の単色光を、薄膜Mに照射するように構成されている。また、第1LED2と第2LED4は、互いに近接した位置に光を照射できるように、隣接して配置されている。電源6は、第1LED2及び第2LED4に直流電圧を供給し、各LEDを点灯させるように構成されている。
【0025】
第1フォトセンサ8は、第1LED2の反対側で、薄膜Mに隣接して第1LED2対向して配置され、薄膜M及びガラス基板Sを透過した第1LED2の光を受光するように構成されている。同様に、第2フォトセンサ10は第2LED4に対応する位置に配置され、薄膜M及びガラス基板Sを透過した第1LED2の光を受光するように構成されている。第1フォトセンサ8及び第2フォトセンサ10は、受光した光の強度に対応したアナログ電圧を出力するように構成され、各出力信号は、演算装置12に導かれる。
【0026】
演算装置12は、各フォトセンサが出力したアナログ信号をデジタル信号に変換するためのA/D変換器14と、A/D変換器14によって変換されたデジタル信号に基づいて膜厚を計算するためのコンピュータ16と、を有する。即ち、演算装置12は、第1比較器、第2比較器、及び、膜厚計算器として機能する。
【0027】
次に、図2及び図3を参照して、本発明の第1実施形態による膜厚計測装置1の作用を説明する。図2は、本実施形態による測定手順のフローチャートである。まず、ステップS1において、各LEDとフォトセンサとの間に薄膜M及びガラス基板Sを配置しない状態で各LEDを点灯させる。この状態で、第1LED2の射出光を第1フォトセンサ8で、第2LED4の射出光を第2フォトセンサ10で夫々受光する。各LEDと各フォトセンサとの間隔は狭いので、各フォトセンサが受光した光は、LEDとフォトセンサとの間に薄膜Mが配置された場合に、薄膜Mに入射する光と同一の強度であると見なすことができる。即ち、各フォトセンサの出力により、膜に入射する光の強度I01、I02を求めることができる。
【0028】
次に、ステップS2において、膜厚測定の準備として、測定すべき膜の検量線を求める。まず、検量線を求めるべき薄膜M0及びガラス基板Sを、第1LED2と第1フォトセンサ8との間に配置し、薄膜M0及びガラス基板Sを透過した第1LED2の射出光を第1フォトセンサ8で受光する。これにより透過光の強度I11が得られる。なお、本実施形態においては、ガラス基板Sは透明度が高いので、ガラス基板Sの存在は透過光の強度I11に殆ど影響を与えない。このI11と先に求めたI01により、log(I01/I11)の値を計算する。次いで、透過光を計測した位置の膜厚dを電子顕微鏡等で測定する。このようにして、log(I01/I11)の値と、膜厚dとの関係を薄膜M0上の多数の点で求め、グラフにプロットすることにより、検量線が得られる。また、適用によっては、複数の薄膜のサンプルを利用して検量線を求めても良い。
【0029】
ステップS3において、コンピュータ16は、最小2乗法等を使用して、検量線の傾きA、及び、y切片Bを計算し、その値をコンピュータ16のメモリに記憶する。得られた検量線の一例を図3に示す。さらに、コンピュータ16は、検量線を求めた薄膜M0の任意の位置で、入射光の強度I01、I02及び透過光の強度I11、I12に基づいて、薄膜M0の光吸収係数α0(λ1)を後述する手順によって計算し、その値をメモリに記憶する。
【0030】
次いで、検量線を求めた薄膜M0とは別の薄膜Mの膜厚測定を開始する。ステップS4において、検量線を求めた場合と同様に、各LEDと各フォトセンサとの間に、ガラス基板S上に形成された薄膜Mを配置する。次に、薄膜M及びガラス基板Sを透過した第1LED2の射出光を第1フォトセンサ8で受光する。第1フォトセンサ8は、受光した光の強度に対応した電圧をA/D変換器14に出力する。A/D変換器14は、入力された電圧に対応したデジタル値をコンピュータ16に出力する。これにより、透過光の強度I11が測定される。同様に、第2フォトセンサ10によって透過光の強度I12が測定される。
【0031】
ステップS5において、コンピュータ16は、先に求めた入射光の強度I01、I02及び透過光の強度I11、I12からlog(I01/I11)、log(I02/I12)の値を計算する。更に、これらの値を(数式5)に代入してバンドギャップEgを計算し、得られたEgの値を(数式2)に代入して、薄膜Mの光吸収係数α(λ1)を求める。なお、前述の薄膜M0の光吸収係数α0(λ1)も同様の手順によって計算されている。さらに、ステップS6において、コンピュータ16は、log(I01/I11)の値を使用して、検量線から膜厚dを計算する。即ち、
d=A・log(I01/I11)+B (数式6)
によって膜厚dを計算する。ここで、Aは検量線の傾きであり、Bは切片である。しかしながら、測定した薄膜Mは、検量線を求めた薄膜M0とは別のものであり、求められた膜厚dには誤差が含まれる。そこで、ステップS7において、膜厚dの値を(数式7)によってdCに補正する。
dC=d・α0(λ1)/α(λ1) (数式7)
以上の手順により膜質変化等の影響を受けずに膜厚が測定される。
【0032】
本発明の第1実施形態によれば、検量線によって計算された膜厚dを、光吸収係数によって補正しているので、膜質変化の影響を受け難い正確な膜厚dCを求めることができる。また、一旦、検量線を作成しておけば、別の測定すべき薄膜については検量線を作成する必要がないので、オンラインで正確な膜厚を測定することができる。更に、実験的に求められた検量線を利用しているので、理論式を基に計算された光吸収係数α(λ1)には加味されていない、ガラス基板等の影響も排除することができる。
【0033】
変形例として、本発明の第1実施形態では、光源であるLEDを測定すべき薄膜Mに近接して配置しているが、LEDを薄膜Mから離れた位置に配置し、LEDの光を光ファイバ等によって薄膜Mに導くように構成しても良い。この構成によれば、多数点での膜厚計測を容易に行うことができる。或いは、フォトセンサを薄膜Mから離れた位置に配置し、薄膜Mを透過した光を光ファイバ等によってフォトセンサまで導くように構成しても良い。この構成では、受光部分を軽量化することができ、多点計測にも有利である。また、複数の光ファイバが1つのフォトセンサに対して光を導くように構成し、フォトセンサを複数の受光点について兼用にすることもできる。
【0034】
さらに、本実施形態では、2種類の波長λ1、λ2の単色光を使用してバンドギャップEgを計算しているが、3種類以上の波長の単色光を使用しても良い。その場合には、(数式3)(数式4)の他に同様の関係式を加え、それらの関係式を連立させて最小2乗法等によってEgの値を計算する。これにより、Egの計算精度を向上させることができる。また、本実施形態においては、検量線を利用して膜厚dを計算し、その値を光吸収係数の比によって補正しているが、適用によっては、検量線を利用せずに、計算された光吸収係数α(λ1)を直接(数式1)に代入することによって膜厚を求めても良い。
【0035】
次に、図4を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。本発明の第2実施形態による膜厚計測装置100は、単一の光源が薄膜Mに白色光を照射し、分光器が薄膜Mを透過した光を受光する点以外は第1実施形態と同様である。従って、第1実施形態と同様の構成要素には同一の参照番号を付し、同一の構成、作用、効果、変形例については説明を省略する。図4は、本発明の第2実施形態の概略図である。
【0036】
図4に示すように、第2実施形態による膜厚計測装置100は、光源であるランプ102と、ランプ102を点灯させるための電源6と、を有する。さらに、膜厚計測装置100は、入射光分光器及び透過光分光器として機能する、ランプ102が照射した光を分光するための分光器112と、分光器112の出力に基づいて膜厚を求めるための演算装置12と、を有する。
【0037】
分光器112は、入射した光の波長ごとの強度、即ち、スペクトラムを計測することができる。分光器112は、プリズムや回折格子等を含む機器によって構成することができる。
【0038】
ランプ102によって照射された白色光は、薄膜M及びガラス基板Sを透過し、分光器112に入射する。分光器112は、入射した白色光のスペクトラムを計測する。分光器112で計測された白色光のスペクトラムは、演算装置12のコンピュータ16に出力される。コンピュータ16では、スペクトラムの中から任意の波長λ1、λ2が選択され、薄膜Mを透過した波長λ1、λ2の光の強度に基づいて膜厚が計算される。
検量線の作成手順、及び、任意の2波長の透過強度を用いた後の演算装置12による信号処理は、第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0039】
本発明の第2実施形態によれば、任意の波長を、分光器によって選択できるので、測定に使用する光の波長を自由に設定することができる。この構成は、使用する光の波長を3種類以上に増加させる場合に特に有利である。
【0040】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、特許請求の範囲に記載されて技術的事項の範囲内において、開示した実施形態に種々の変更をすることができる。特に、測定対象物は、太陽電池のシリコン膜等に限定されることはなく、任意の薄膜の測定に本発明を使用することができる。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、膜の表面に凹凸がある場合にも、オンラインで膜厚を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による膜厚計測装置の概略図である。
【図2】第1実施形態の膜厚計測装置による測定手順を示すフローチャートである。
【図3】検量線の一例を示すグラフである。
【図4】本発明の第2実施形態による膜厚計測装置の概略図である。
【符号の説明】
M 薄膜
S ガラス基板
1 第1実施形態による膜厚計測装置
2 第1LED
4 第2LED
6 電源
8 第1フォトセンサ
10 第2フォトセンサ
12 演算装置
14 A/D変換器
16 コンピュータ
100 第2実施形態による膜厚計測装置
102 ランプ
112 分光器
Claims (8)
- 膜厚の計測方法において、
前記膜に入射すべき第1波長の光の強度を測定する段階と、
膜厚を測定すべき膜に、前記第1波長の光を照射する段階と、
前記膜を透過した前記第1波長の光の強度を測定する段階と、
前記膜に入射すべき前記第1波長の光の強度と前記膜を透過した前記第1波長の光の強度の比である第1の比を求める段階と、
前記膜に入射すべき、第1の波長とは異なる第2波長の光の強度を測定する段階と、
前記第2波長の光を前記膜に照射する段階と、
前記膜を透過した前記第2波長の光の強度を測定する段階と、
前記膜に入射すべき前記第2波長の光の強度と前記膜を透過した前記第2波長の光の強度の比である第2の比を求める段階と、
サンプルの薄膜により検量線及びその薄膜の光吸収係数を求める段階を有し、この検量線及び前記第1の比に基づいて膜厚を計算し、前記第1の比と、前記第2の比に基づいて計測すべき膜の光吸収係数を求め、前記検量線により計算した膜厚を、サンプルの薄膜の光吸収係数と計測すべき膜の光吸収係数の比に基づいて補正して膜厚を求めることを特徴とする膜厚の計測方法。 - 前記膜に入射すべき、前記第1波長及び前記第2波長とは異なる第i波長の光の強度を測定する段階と、
前記第i波長の光を、前記膜に照射する段階と、
前記膜を透過した前記第i波長の光の強度を測定する段階と、
前記膜に入射すべき前記第i波長の光の強度と前記膜を透過した前記第i波長の光の強度の比である第iの比を求める段階と、を更に有し、
前記第1の比ないし前記第iの比に基づいて前記膜の光吸収係数を求め、この光吸収係数に基づいて補正して膜厚を求める段階と、
を有することを特徴とする請求項1記載の膜厚の計測方法。 - 膜厚を測定すべき膜に、第1波長の光を照射するための第1光源と、
前記膜に入射すべき前記第1波長の光の強度を測定するための第1入射光受光器と、
前記膜を透過した前記第1波長の光の強度を測定するための第1透過光受光器と、
前記膜に入射すべき前記第1波長の光の強度と前記膜を透過した前記第1波長の光の強度の比である第1の比を求めるための第1比較器と、
前記膜に、第1の波長とは異なる第2波長の光を照射する第2光源と、
前記膜に入射すべき前記第2波長の光の強度を測定するための第2入射光受光器と、
前記膜を透過した前記第2波長の光の強度を測定するための第2透過光受光器と、
前記膜に入射すべき前記第2波長の光の強度と前記膜を透過した前記第2波長の光の強度の比である第2の比を求めるための第2比較器と、
膜厚計算器と、を有し、前記膜厚計算器は、サンプルの薄膜により求めた検量線及びその薄膜の光吸収係数を記憶しており、前記膜厚計算器は、前記検量線及び前記第1の比に基づいて膜厚を計算し、前記第1の比と、前記第2の比に基づいて計測すべき膜の光吸収係数を求め、前記検量線により計算した膜厚を、サンプルの薄膜の光吸収係数と計測すべき膜の光吸収係数の比に基づいて補正して膜厚を求めることを特徴とする膜厚計測装置。 - 膜厚を測定すべき膜に、第i波長の光を照射するための第i光源と、
前記膜に入射すべき前記第i波長の光の強度を測定するための第i入射光受光器と、
前記膜を透過した前記第i波長の光の強度を測定するための第i透過光受光器と、
前記膜に入射すべき前記第i波長の光の強度と前記膜を透過した前記第i波長の光の強度の比である第iの比を求めるための第i比較器と、を更に有し、
前記膜厚計算器が、前記第1の比ないし前記第iの比に基づいて前記膜の光吸収係数を求め、この光吸収係数に基づいて補正して膜厚を求めることを特徴とする請求項3記載の膜厚計測装置。 - 前記各入射光受光器が、前記各透過光受光器を兼ねることを特徴とする請求項3又は4に記載の膜厚計測装置。
- 前記各光源の光が、光ファイバを介して前記膜に照射されることを特徴とする請求項3乃至請求項5の何れか1項に記載の膜厚計測装置。
- 前記各入射光受光器、及び/又は、前記各透過光受光器が受光すべき光が、光ファイバを介して各受光器に導かれることを特徴とする請求項3乃至請求項6の何れか1項に記載の膜厚計測装置。
- 膜厚を測定すべき膜に光を照射するための光源と、
前記膜に入射すべき前記光の強度を測定するための入射光分光器と、
前記膜を透過した前記光の強度を測定するための透過光分光器と、
前記入射光分光器によって分光された前記膜に入射すべき前記光の第1波長成分の強度と前記透過光分光器によって分光された前記膜を透過した前記光の第1波長成分の強度との比である第1の比を求めるための第1比較器と、
前記入射光分光器によって分光された前記膜に入射すべき前記光の第2波長成分の強度と前記透過光分光器によって分光された前記膜を透過した前記光の第2波長成分の強度との比である第2の比を求めるための第2比較器と、
膜厚計算器と、を有し、前記膜厚計算器は、サンプルの薄膜により求めた検量線及びその薄膜の光吸収係数を記憶しており、前記膜厚計算器は、前記検量線及び前記第1の比に基づいて膜厚を計算し、前記第1の比と、前記第2の比に基づいて計測すべき膜の光吸収係数を求め、前記検量線により計算した膜厚を、サンプルの薄膜の光吸収係数と計測すべき膜の光吸収係数の比に基づいて補正して膜厚を求めることを特徴とする膜厚計測装置。
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