JP6159156B2 - 測定対象物の厚さ計測方法 - Google Patents
測定対象物の厚さ計測方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6159156B2 JP6159156B2 JP2013121202A JP2013121202A JP6159156B2 JP 6159156 B2 JP6159156 B2 JP 6159156B2 JP 2013121202 A JP2013121202 A JP 2013121202A JP 2013121202 A JP2013121202 A JP 2013121202A JP 6159156 B2 JP6159156 B2 JP 6159156B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measurement
- light
- thickness
- dielectric layer
- wavelength
- 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.)
- Active
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 117
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 103
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 claims description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 137
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 120
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 61
- 230000008569 process Effects 0.000 description 60
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000012014 optical coherence tomography Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
- G01B11/0675—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating using interferometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
- G01B11/0625—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/0209—Low-coherence interferometers
- G01B9/02091—Tomographic interferometers, e.g. based on optical coherence
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
図1に示した静電チャック100の誘電体層120、130の厚さには高い均一性が要求される。例えば、誘電体層120、130の厚さが設計値よりも厚い場合、熱容量が大きくなるために熱応答性が悪くなり、基板の温度制御性が悪化する。また、静電力が弱くなるために基板に対して十分な吸着力が得られず、特に基板の裏面に供給する伝熱ガスの圧力が高い場合等に基板が静電チャック100から跳ねることがある。
まず、本実施形態に係る光干渉システムについて、図2を参照しながら説明する。図2は、一実施形態に係る光干渉システムの全体構成図である。
次に、光干渉システム1を用いて誘電体層の厚さを計測する方法について説明する。図19は、光干渉システム1の動作を示すフローチャートである。図19に示す制御処理は、例えば光源10及び演算装置15の電源がオンされたタイミングから所定の間隔で繰り返し実行される。なお、図19の実行前に、チューナブルフィルタ40の事前設定が済んでいるものとする。すなわち、事前に、例えば図6に示すような印加電圧(又は印加周波数)と透過光の波長との関係が取得されているものとする。
静電チャック100の表面には、ドット形状の凸部が均等に形成されている場合がある。そこで、表面がドット形状の静電チャック100についても、本実施形態に係る誘電体層の厚さの計測方法を使用してその精度を評価した。以下では、ドット形状の凸部が均等に形成されている静電チャック100に近似した構成にするために、静電チャック100の表面をドット形状(円状)にパターニングした後、本実施形態の計測方法を用いて誘電体層の厚さを評価した。
以下では、調整機構12aによってコリメータ12を水平移動させ、誘電体層120上に形成されたドット120c内の一点から光を入射させ、本実施形態に係る誘電体層の厚さ計測方法を用いて誘電体層120の厚さを計測した。その結果を図23に示す。横軸は、計測時間(秒)を示し、縦軸は、計測した結果得られた誘電体層120の厚さd(μm)を示す。この結果によれば、厚さdの平均は、385.97μmであり、定常状態での測定精度は、±0.787μmであった。
次に、調整機構12aによってコリメータ12を水平方向に微調整させ、同一ドット120c内の複数点から光を入射させた場合の誘電体層120の厚さを計測した。その結果を図24に示す。横軸は、計測時間(秒)を示し、縦軸は、計測した結果得られた誘電体層120の厚さd(μm)を示す。この結果によれば、厚さdは、最小値(Min)と最大値(Max)との間で約11μm変動した。よって、同一ドット内で測定位置を移動させた場合の誘電体層120の厚さdの測定精度は、±5.5μmであった。これは、本実施形態に係る誘電体層の厚さ計測方法は、表面にドット形状を有する誘電体層の厚さの計測に対して、十分な精度を有していることを示す。これによれば、図25の(b)に示したように、一つのドット120c内の平面性を計測することができる。これにより、静電チャック100とウェハとの接触面積による吸着力を予測できる。
以上の厚さ計測では、コリメータ12を用いた。コリメータ12は、平行光線として調整された測定光を誘電体層120へ出射する。よって、コリメータ12は、測定対象物までの距離が長いときに有用である。一方、図25に示したように、フォーカサー13は、測定光を集光し、誘電体層120へ出射する。よって、フォーカサー13は、測定対象物までの距離が固定されているときに有用である。例えば、図25の(a)では、焦点距離200mm、ビーム径1mmのフォーカサー13を使用し、スポット径を100μmとした例が示されている。図25の(b)に示したように、許容できるドット120の表面の歪みは静電チャック100を水平とした場合、およそ0.3度となる。
次に、本実施形態に係る誘電体層の厚さ計測方法を用いて、異常放電が発生した誘電体層の厚さを計測した。誘電体層120は円筒状であり、図26の(a)に示したように、誘電体層120の表面は円形である。誘電体層120の表面には、ドット120cが規則的に複数形成されている。
Claims (9)
- 第1主面及び前記第1主面に対向する第2主面を有する測定対象物の厚さを計測する方法であって、
前記測定対象物は、表面にドット形状の凸部が形成されている静電チャックの電極層の上に設けられた誘電体層であり、
前記第1主面がドット内の表面であり、第2主面が前記電極層であり、
前記ドット内の表面は鏡面であり、ドット外の表面は砂面であり、
光源から前記測定対象物を透過する波長を有する測定光を出力する第1のステップと、
フォーカサーを移動させて、前記フォーカサーから前記出力した測定光を前記測定対象物の第1主面の計測位置へ出射し、前記第1主面及び前記第2主面からの反射光を前記フォーカサーへ入射する第2のステップと、
前記フォーカサーからの反射光を受光素子に入射し、前記受光素子に入射された光の強度を取得し、前記受光素子に入射された光の波長を掃引する第3のステップと、
前記取得した光の強度及び前記掃引した光の波長を用いて、波長に依存した強度分布であって前記第1主面及び前記第2主面からの反射光の強度分布である干渉強度分布を測定する第4のステップと、
前記干渉強度分布をフーリエ変換して得られる波形に基づいて前記測定対象物の厚さを前記測定対象物に非接触に計測する第5のステップと、
を含むことを特徴とする計測方法。 - 前記第2のステップは、
前記測定対象物の第1主面の複数の計測位置に測定光を出射するように、前記フォーカサーを移動させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の計測方法。 - 前記第2のステップは、
前記測定対象物の第1主面に形成された複数の凸部のそれぞれに測定光を出射するように、前記フォーカサーを移動させる、
ことを特徴とする請求項2に記載の計測方法。 - 前記第2のステップは、
前記測定対象物の第1主面に形成された一の凸部内の複数の計測位置に測定光を出射するように、前記フォーカサーを移動させる、
ことを特徴とする請求項2に記載の計測方法。 - 前記第5のステップは、
前記計測された誘電体層の厚さが予め定められた範囲内であるかを判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の計測方法。 - 前記第5のステップは、
前記計測された誘電体層の厚さが200μm以上400μm以下であるかを判定する、
ことを特徴とする請求項5に記載の計測方法。 - 前記第5のステップは、
前記計測された誘電体層の厚さの最大値と最小値との差が予め定められた閾値以下であるかを判定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の計測方法。 - 前記第5のステップは、
前記計測された誘電体層の厚さの最大値と最小値との差が200μm以下であるかを判定する、
ことを特徴とする請求項7に記載の計測方法。 - 前記第2のステップは、
FFT処理後の信号強度に基づき前記フォーカサーの角度を制御し、前記測定対象物の第1主面の計測位置へ測定光を所定の入射角で出射する、
ことを特徴とする請求項1に記載の計測方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013121202A JP6159156B2 (ja) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | 測定対象物の厚さ計測方法 |
PCT/JP2014/063859 WO2014196401A1 (ja) | 2013-06-07 | 2014-05-26 | 測定対象物の厚さ計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013121202A JP6159156B2 (ja) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | 測定対象物の厚さ計測方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014238341A JP2014238341A (ja) | 2014-12-18 |
JP6159156B2 true JP6159156B2 (ja) | 2017-07-05 |
Family
ID=52008051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013121202A Active JP6159156B2 (ja) | 2013-06-07 | 2013-06-07 | 測定対象物の厚さ計測方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6159156B2 (ja) |
WO (1) | WO2014196401A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6437364B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2018-12-12 | 株式会社Screenホールディングス | 信号処理方法および画像処理装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06102189A (ja) * | 1992-09-17 | 1994-04-15 | Toshiba Corp | 異物検査装置 |
JPH06281432A (ja) * | 1993-03-25 | 1994-10-07 | Jasco Corp | 微小角度調整装置 |
JP2000213919A (ja) * | 1999-01-21 | 2000-08-04 | Jeol Ltd | フ―リエ分光法を用いた厚み測定方法 |
JP4788229B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2011-10-05 | 株式会社ニコン | 位置検出装置、アライメント装置、露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 |
JP2008275552A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Covalent Materials Corp | 金属膜の埋設深さ測定方法 |
JP5972630B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2016-08-17 | 日本碍子株式会社 | 静電チャックの製法 |
ITTO20110589A1 (it) * | 2011-07-04 | 2013-01-05 | Avio Spa | Apparecchio e metodo per la determinazione della profondita' efficace di cementazione o nitrurazione di componenti di acciaio, in particolare ingranaggi |
JP5891006B2 (ja) * | 2011-11-01 | 2016-03-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 光干渉システム、基板処理装置及び計測方法 |
JP5522220B2 (ja) * | 2012-09-12 | 2014-06-18 | 住友大阪セメント株式会社 | 静電チャック装置 |
-
2013
- 2013-06-07 JP JP2013121202A patent/JP6159156B2/ja active Active
-
2014
- 2014-05-26 WO PCT/JP2014/063859 patent/WO2014196401A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014196401A1 (ja) | 2014-12-11 |
JP2014238341A (ja) | 2014-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5891006B2 (ja) | 光干渉システム、基板処理装置及び計測方法 | |
JP5805498B2 (ja) | 温度計測システム、基板処理装置及び温度計測方法 | |
JP6231370B2 (ja) | 消耗量測定装置、温度測定装置、消耗量測定方法、温度測定方法及び基板処理システム | |
JP2012208050A (ja) | 測定装置及びプラズマ処理装置 | |
KR102330413B1 (ko) | 온도 측정 방법, 기판 처리 시스템 및 기판 처리 장치에 배치되는 부재 | |
TWI521195B (zh) | 用於測量折射指數之方法,折射指數測量裝置,及用於製造光學元件之方法 | |
JP5993207B2 (ja) | 光干渉システム及び基板処理装置 | |
TWI497044B (zh) | 溫度測定方法及記憶媒體 | |
Kim et al. | Fiber-optic ultrasonic hydrophone using short Fabry–Perot cavity with multilayer reflectors deposited on small stub | |
KR20150073095A (ko) | 두께·온도 측정 장치, 두께·온도 측정 방법 및 기판 처리 시스템 | |
JP2018084434A (ja) | 測定装置及び測定方法 | |
JP2014001925A (ja) | 測定装置及び方法、トモグラフィ装置及び方法 | |
JP6166697B2 (ja) | 光干渉断層装置 | |
TW201540136A (zh) | 熱通量測定方法、基板處理系統及熱通量測定用構件 | |
TW202120897A (zh) | 溫度量測系統及溫度量測方法 | |
JP6159156B2 (ja) | 測定対象物の厚さ計測方法 | |
JP5199981B2 (ja) | エッチング深さの検出方法並びにエッチングモニター装置及びエッチング装置 | |
WO2021059327A1 (ja) | 測距装置 | |
JP5901305B2 (ja) | 光干渉システム、基板処理装置及び測定方法 | |
JP2014002068A (ja) | 厚みモニタリング装置、エッチング深さモニタリング装置および厚みモニタリング方法 | |
JP5888111B2 (ja) | エッチングモニタ装置 | |
JP5891955B2 (ja) | フーリエ変換型分光計用タイミング生成装置および該生成方法ならびにフーリエ変換型分光計および該分光方法 | |
KR0149886B1 (ko) | 두 파장의 적외선 레이저 간섭계를 이용한 웨이퍼 온도 측정장치 | |
JP2016127087A (ja) | 基板処理装置及び基板温度測定装置 | |
Korol’kov et al. | Spectrophotometric method for measuring the groove depth of calibration reflection gratings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160301 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161018 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161216 |
|
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: 20170530 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170609 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6159156 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
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 |