JPH01320409A - 膜厚測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は薄膜の膜厚を高精度に測定することができる
膜厚測定方法に関する。

（従来の技術とその課題） 従来より、薄膜の膜厚を測定する方法として光の干渉現
象を利用する方法が知られている（特開昭５６−１１５
９０５号等）。この方法は、以ドの手順でＩＩ！の膜厚
を求めるものである。まず、側室対象である薄膜に一定
の入射角θで白色平行光を照射し、薄膜からの反射光も
しくは透過光を受光し、ざらにそれを分光して第９図に
示すような分光波長に対する分光強度Ｆ（λ）の波形を
得る。そして、この分光強度Ｆ（λ）の波形において隣
り合う極大点（もしくは極小点）に対応する波長、例え
ば第９図中の波長λ　、λ　を求め、後述する計算によ
り膜厚を求める。

すなわち、白色平行光を薄膜に入射角θで入射させると
、薄膜内部に入射せずに表面で反射する光と、薄膜内部
に入射して薄膜の裏面で反射した後薄膜の表面より出て
来る光に分れる。なお、反射光には上記の光以外にら薄
膜内部で多重反射した後に表面より出て来る光が存在す
るが、強度が弱いのでここでは考慮しないことにする。

１１！！表面で反射した光と裏面で反射した光とのただ
し、ｄ：ｌ膜の膜厚 ｎ：Ｗｌ膜の屈折率 で示される。

そして、上記の二つの光が干渉することにより、波長λ
に対する分光強度Ｆ（λ）に強弱が発生し、第９図に示
すような波長λに対する分光強度Ｆ（λ）の波形が得ら
れる。ここで、光路差Δが波長の整数倍に一致する波長
で分光強度Ｆ（λ）が極小になる一方、（整数＋１／２
）倍に一致する波長で分光強度Ｆ（λ）が極大になる（
これは裏面で反射した光の位相が反転しているためであ
り、透過光の場合には位相の反転が生じないのでこの関
係が逆になる。）。

このようにして得られた分光強度Ｆ（λ）の波形におい
て隣り合う二つの極大点（もしくは極小点）の波長をλ
　、λ２　（ただし、λ１〉λ２）とすると、 が成立する。ここで波長λ　、λ２が極大点に対応する
ものであるときにはＫの値は（整数＋１／２）であり、
極小点に対応するものであるときにはＫの値は整数であ
る。そして、（１）、　（２）式を整理すると、 ・・・（３） が得られる。

したがって、分光強度Ｆ（λ）の波形において隣り合う
二つの極大点くもしくは極小点）の波長λ１．λ２を求
め、（３）式に代、入することにより膜厚ｄを計算する
ことが出来る。

ところで、極大点（あるいは極小点）に対応する波長を
求める方法としては特開昭５９−１３５３３１号に記載
された方法等が知られている。この方法は、分光強度Ｆ
（λ）の検出器としてイメージセンサを用い、イメージ
センサの出力をＡ／、Ｄ変換してマイクロコンピュータ
に取込み、イメージセンサの各セルに対応する出力を逐
次比較して極大値を持つセルを調べ、そのセルの前後の
複数のセルの出力値より極大位置を推定するものである
。

しかし、この測定で実際に得られる波形は第９図に示す
ような波形ではなく、第１０図に示すような波形である
。このように実際に得らえる波形がスムーズなものでな
い理由は、光源１分光器。

イメージセンサなどが各々分光特性を持ち、それらの総
合特性として測定系が所定の分光特性（第１１図）を持
つためである。したがって、この測定系で薄膜を測定す
ると、本来、測定すべきフィルム等のｗａｎによる分光
強度Ｆ（λ）の波形が第９図に示すようなものであるに
もかかわらず、本来の分光強度Ｆ（λ）の波形に第１１
図に示す測定系の分光特性が重畳して第１０図に示すよ
うな波形となる。そのため、第１０図に示す波形に基づ
いて正確な波長λ　、λ　を求めることは困難であり、
正しい膜厚の測定を行うことができない。

そこで、本願出願人は先に上記問題点を解消すべく、＠
膜による反射光の分光強度をＦ（λ）、薄膜の代りに反
射板を置いた時の分光強度をＢ（λ）、伺も置かずに光
学窓のみによる反射光の分光強度をＷ（λ）とし、 の式に基づいて得られる変調信号Ａ（λ）の強弱の波長
位置からＩＩ！Ｊ厚を測定する膜厚測定方法（特開昭６
２−７３１０３号）を提案している。この方法によれば
、第１０図に示すように光学系の分光特性が重畳された
分光強度Ｆ（λ）が（４）式に基づいて変調信号Ａ（λ
）に変換されることにより光学系の分光特性が補正され
、その変調信号Ａ（λ）を用いて隣接する極大波長くも
しくは極小波長）を求め、（３）式に代入することによ
り膜厚が求まる。

しかしながら、上記の方法においても下記の欠点を有し
ている。

（１）測定光がある一定の面積を持つために、その測定
面積内で膜厚分布があると干渉波形である分光強度Ｆ（
λ）の波形がボケる。

（２）測定光は理想平行光ではないために入射角の異な
る測定光が混在し、そのために分光強度Ｆ（λ）の波形
がボケる。

（３）走行している薄膜を測定する場合には１回の反射
光測定時間内に異なる場所からの反射光を積分した状態
になり分光強度Ｆ（λ）の波形がボケる。

また、上記分光強度Ｆ（λ）の波形がボケるということ
は、単に干渉の強度が低下して変調信号Ａ（λ）の振幅
が低下するだけでなく、分光強度Ｆ（λ）の波形のピッ
チが乱れていることを示すものである。

例えば、第１２図に示すように、膜厚分布が一様でない
１１１１１２１にある一定の面積を持つ測定光りが入射
された場合について考えてみる。測定光［、のうち１１
１１２１の表面領域１２１ａに入射された光Ｌ１による
分光強度Ｆ（λ）は、その表面領域１２１ａに対応する
膜厚ｄ１に応じた分光強度Ｆ（λ）となる。同様に、別
の表面領域１２１ｂに入射された光Ｌ２による分光強度
Ｆ（λ）は、その表面領１４１２１ｂに対応する膜厚ｄ
２（ただし、ｄ１≠ｄ２）に応じた分光強度Ｆ（λ）と
なる。こうして、１１１１２１の各表面領域に対応する
干渉波形（以下１部分干渉波形」という）が重畳されて
、第１０図に示すような分光強度Ｆ（λ）の波形（以下
「測定干渉波形（波長）」という）が得られる。

ところで、薄膜１２１の膜厚分布が一様でない（例えば
、ｄ　ｆ−ｄ２）ために、上記部分干渉波形はそれぞれ
異なったものとなっており、それら部分干渉波形が重畳
してビート現象が生じ、測定干渉波形（波長）がボケる
。すなわち、（２）式から判るように、測定干渉波形（
波長）における隣り合う極大点λ　、λ２の波長の差δ
λは、δλ−λ１−λ２ Δ λ１′ λ１＋Δ　　　　　　　　　　・・・（５）となる。し
たがって、波長λ１が長い程その間隔が長く、波長λが
短い程その間隔が短く、測定干渉波形（波長）は一定周
期とならず、長波長はど周期が長い波形となる。そのた
め、それぞれ異なるピッチを有する部分干渉波形が重畳
することにより、測定干渉波形（波長）のピッチが乱れ
、振幅も低下する。

以上のように、提案例においては、測定干渉波形（波長
）のビッヂが乱れるために隣り合う極大点（もしくは極
小点）の波長から（３）式に基づいて膜厚を演算すると
ピッチの乱れに伴う誤差が生じ測定精度が低下する。

（発明の目的） この発明は、上記従来の課題を解決するためになされた
ものであり、光の干渉現象を利用して薄膜の膜厚を高精
度に測定することができる＋ｍＰｌＮｍ定方法を提供す
ることである。

（目的を達成するための手段） この発明は、被測定物たる薄膜に一定の入射角で光を照
射し、その反射光もしくは透過光を集光する第１の工程
と、前記第１の工程において集光された光を分光して波
長に対する分光強度Ｆ（λ）を測定する第２の工程と、
前記第１の工程において１１１１１Ｍに一定の入射角で
光を照射し、その反射光もしくは透過光を集光する光学
系の特性を考慮して前記分光強度Ｆ（λ）を補正するこ
とにより変調信号Ａ（λ）を求める第３の工程と、前記
変調信号Ａ（λ）を波数の関数Ｇ（１／λ）に変換する
第４の工程と、前記関数Ｇ（１／λ）に基づいて膜厚を
演算する第５の工程とを含んでいる。

（実施例） Ｎ−夫１亘旦皇１ 第２図はこの発明の一実施例を適用可能な光干渉式膜厚
計の構成図である。この膜厚計は、以下に述べる説明で
は膜厚測定対象はフィルムとするが、当然のことながら
本発明に係る方法はフィルムに限定されるものではなく
、ガラス薄膜、その他の’ａｍの膜厚測定にも適応でき
るものである。

同図に示すように、光干渉式膜厚計は投光部と受光部を
持つ測定部２１と演算処理部２２から成っている。

投光部は光源１．平行光を形成するためのピンホール２
、およびレンズ３で構成されている。

また、受光部は、集光レンズ４．平行光を形成するため
のピンホール５．レンズ６、平面回折格子７．結像レン
ズ８．イメージセンサ９．イメージセンサ駆動回路１０
．バッファアンプ１１より構成されている。また、投光
部と受光部を含む測定部２１には石英ガラスによる光学
窓１２が設けられている。

また、演算処理部２２はＡ／Ｄ変換器１３．マイクロコ
ンピュータ１４．および本図では省略されている入出力
装置、記憶装置より構成されている。

投光部により形成された平行光しは、光学窓１２を通し
て、被測定フィルム１５に投射され、被測定フィルム１
５において反射された光Ｌ′は光学窓１２を通して集光
レンズ４により集められ、集光レンズ４の焦点距離に置
かれたピンホール５゜及びその後に設置されたレンズ６
（レンズ６とピンホール５の距離はレンズ６の焦点距離
に等しい。

）により被測定フィルム１５で反射された光Ｌ′の平行
成分のみが平行光となって平面回折格子７に入射される
。平面回折格子７で分光された光のうち、所定の波長範
囲がイメージセンサ９上に結像する様に結像レンズ８が
置かれている。イメージセンサ９上に結像された分光強
度の波形は、イメージセンサ駆動回路１０により順次セ
ル毎に読出され、バッファアンプ１１を介して演算処理
部２２に送られる。

演算処理部２２では、この信号がＡ／Ｄ変換器１３によ
りデジタル信号に変換された後、マイクロコンピュータ
１４に読込まれ、演算処理が行な力れる。

第１図は本発明にがかる膜厚測定方法の一実施例を示す
フロー図である。以下、第１図を参照しつ本実施例につ
いて説明する。

（ａ）光学系特性の測定 まず、被測定物たるフィルム１５の膜厚測定を行うに先
立ってウィンド信号Ｗ（λ）およびブランク信号Ｂ（λ
）を測定する（ステップＳ１）。

ここで、ウィンド信号Ｗ（λ）とは、第２図において光
学窓１２に対応する測定位置に何も置かずに測定した光
学窓１２による反射光の分光特性を示す信号である。

また、ブランク信号Ｂ（λ）とは、第２図において測定
対象のフィルム１５の代りに適当な反射板を置き測定し
た光学系全体の分光特性を示ず信号である。本実施例に
おいては、適当な反射板として測定対象フィルム１５と
同じ材質で作られ且つ干渉現象の影響を受けない程度の
充分厚い板を用意し、それをフィルム１５の位置に置き
測定した。なお、複数のフィルム１５を連続して行う場
合には、最初のフィルム１５の膜厚測定に先立って光学
系特性の測定を行う（ステップＳ１）のみでよいが、光
源ランプ１の経時変化等を補償するために定期的に行う
ことが好ましい。

（ｂ）サンプル測定 次にサンプル測定を行う（ステップ８２）。

被測定フィルム１５を測定位置に置いた後、マイクロコ
ンピュータ１４よりの指令により、イメージセンサ９の
出力をバッファアンプ１１を介して演算処理部２２に送
り、順次Ａ／Ｄ変換器１３を介しで読取り、測定信号Ｆ
〈λ）とする。

なお、ウィンド信号Ｗ（λ）、ブランク信号Ｂ（λ）の
測定の手順も測定信号Ｆ（λ）の測定の手順とそれぞれ
同じである。

（Ｃ）平滑化 次に、ステップＳ２において読み取られた測定信号Ｆ（
λ）の平滑化を行う（ステップ３３）。

平滑化の手法としては従来より種々のもの、例えば単純
な移動平均を求める方法等があり、この平滑化により、
微小なノイズが除去されて平滑化信号Ｆ（λ）となるわ
けである。また、測定精度の向上から、この平滑化の操
作（ステップ８３）をウィンド信号Ｗ（λ）、ブランク
信号８（λ）に対しても行っておくことが好ましい。

なお、この平滑化は本質的ではないので無くても良い。

以下の説明においては平滑化信号Ｆ（λ）と測定信号Ｆ
（λ）を区別せずにＦ（λ）と表記する。

（ｄ）ウィンド信号補正 次にウィンド信号の補正を行なう（ステップ８４）。す
なわち、平滑化信号Ｆ（λ）、ブランク信号Ｂ（λ）よ
リークインド信号Ｗ（λ）を（６）式に従って引算し、
真の測定信号Ｆ’　　（λ）、真のブランク信号Ｂ’　
　（λ）を得る。

（ｅ）正規化 次に、上記ステップＳ４において求められた真の測定信
号Ｆ’　　（λ）、真のブランク信号Ｂ′（λ）を次式
に代入することにより変調信号Ａ（λ）を求める（ステ
ップ８５）。

Ａ（λ）＝Ｆ’（λ）／Ｂ’　　（λ）　・・・（１）
これにより、測定干渉波形（波長）への膜厚計の光源１
等の分光特性の影響が解消された変調信号Ａ（λ）が得
られる。

（ｆ）波長−波数変換 次に、ステップＳ５において波長の関数として求められ
た変調信＠Ａ（λ）を波数の関数である信号Ｇ（１／λ
）に変換する（ステップ８６）。

これにより隣り合う極大値（もしくは極小値）間の間隔
が一定の波形を有する信号Ｇ（１／λ）が得られる。こ
こで、隣り合う極大値（もしくは極小値）間の間隔が一
定となる理由は以下のことからである。すなわち、（２
）式かられかるように、隣り合う極大点の波数の差δ（
１／λ）は、δ（１／λ）−１／λ２−１／λ１ ＝（Ｋ４−１）／Δ−に／Δ 一１／Δ　　　　　　　　・・・（８）となり、隣り合
う極大値（もしくは極小値）閤の間隔は、波長λとは無
関係に常に一定の値（−１／Δ）となる。

（０）スペクトル演算 次に、ステップＳ６において求められた信号Ｇ〈１／λ
）に対して従来より周知の高速フーリエ変換（＝ＦＦＴ
）や自己相関関数等の手法を適用してスペクトル演算を
行う（ステップ８７）。

なお、ここでは、上記スペクトル演算の手法は従来より
周知であるので、その説明は省略する。

（ｈ）膜厚演算 次に、ステップＳ７において求められたスペクトルデー
タから最大のスペクトル強度を持つ信号Ｇ（１／λ）の
周波数ｆを求め、さらにその周波数ｆより信号Ｇ（１／
λ）での最も確からしい隣り合う極大点の波数間隔Ｐ（
−１／λ２−１／λ１）を求める。すなわち、上記スペ
クトル演算において用いたデータの波数レンジ１（およ
び周波数ｆを次式に代入することにより極大点の波数間
隔Ｐを求める。

Ｐ＝Ｒ／ｆ　　　　　　・・・（９） そして、（３）式を変形して得られた次式に波数間隔Ｐ
（＝１／λ１−１／λ２）を代入することにより、フィ
ルム１５の膜厚ｄを求める（ステップ８８）。

λ２　λ１ 以上のようにして、本実施例ではフィルム１５の膜厚ｄ
を測定している。すなわち、本実施例が従来の提案例と
異なる点は、提案例においてはステップ８１〜Ｓ５の操
作により変調信号Ａ（λ）に基づいて膜厚ｄを求めてい
たのに対して、本実施例においては提案例と同様にステ
ップ８１〜Ｓ５の操作により変調信号Ａ（λ）を求め、
さらにその変調信号Ａ（λ）を波数の関数である信号Ｇ
（１／λ）に変換（ステップＳ６）し、そのスペクトル
演算を行い（ステップＳ７）、そのスペクトルデータに
基づいて膜厚ｄを求めている点である。

上記のように、波長の関数である変調信号Ａ（λ）を波
数の関数である信号Ｇ（１／λ）に変換することにより
、信号Ｇ（１／λ）の波形（以下［１１１１定干渉波形
（波数）」という）は一定周期（−１／Δ）の正弦波状
となる。したがって、上記のように何らかの原因で測定
干渉波形（波数）がボケだとしても、それは、異なる周
波数成分の正弦波が重ね合されて、測定干渉波形（波数
）の周波数成分が一定の分布をとっているにすぎず、ス
ペクトル解析によってその分布を求めることが可能であ
る。そして、上記スペクトル解析により得られた分布の
うち最も分布強度が高い周波数を求めその値を用いるこ
とにより、最す確からしい膜厚を求める事ができる。

すなわち、本発明によれば、上記のように何らかの原因
で測定干渉波形（波長）がボケだとじても、Ｆ記ＩＩ！
厚測定方法により、薄膜の膜厚を高精度に測定すること
ができる。

Ｂ、実施例の詳細な説明 次に、上記ステップＳ６において行う波長−波数変換に
ついて説明する。変調信号Ａ（λ）は第１表に示す様に
光学系の特性に応じて最小波長λ１ｏから最大波長λ　
　まで一定波長Δλ刻みのａ＋ａＸ ＮｆｌＪのデータ０Ａ（ｉ）　　（ただし、ｉ＝１．２
．・・・、Ｎ）としてＣＰＵ１４に記憶されている。

第１表 なお、第１表において、λ１は最小波長（＝λ１）を示
すものであり、λ　、λ３・・・は最小波長λ１から等
間隔Δλに設定された波長を示すものである。このデー
タＯＡ（＋）は第３図に模式的に示すように波長λに関
しては一定則みΔλであるが、第４図に模式的に示すよ
うに波数に関しては一定則みではない。したがって、こ
のデータ０＾（ｉ）を用いて直接的にスペクトル解析を
行うことはできず、−旦データ０Ａ（１）を一定波数刻
みのデータＤＧ（ｉ）に変換する必要がある。

そこで、まず最大波数ｈ　　、最小波数ｈ１゜ａＸ を（１１）式より求める。

次に刻み波数Δｈを（１２）式の関係を満足する様に定
める。

Ｍ−１・・・（１２） ＡＮ Ｍ−２°　　　　（ｎ：正の整数） ここで、Ｍ＝２　としたのは次のスペクトル演算を高速
に行うための準備であるが、速度を問題にしないのなら
ばＭは２　で無くてら良い。

さてΔｈが決ったならば波数信ＮＧ（１／λ）に対応す
るデータＤＧ（ｊ）　　（ただし、ｊ＝１．２．・・・
、Ｈ）を第２表に示すように順次窓める。

第２表 なお、第２表において、ｈｌは最大波数（−ｈＩＩ１８
８＝１／λ　・　）を示すものであり、ｈ、、、ｈ３１
ｎ ・・・は最大波数ｈ１から等間隔Δｈに設定された波数
を示すものである。

第５図は直線補間による波長−波数変換のフローチャー
トであり、第６図は直線補間による波長−波数変換の原
理を示す説明図である。

まず、ステップ８５１において、データＤＧ（１）とし
てデータＤへ（１）を設定する。すなわち、データＤＧ
（１）の値は最小波長λ　〈＝λ　・　）のとき１　　
　　ＮＩｎ の分光強度を示すものとする。また、変数ｉ、ｊをそれ
ぞれ“２″に設定する。ここで、変数ｉは波長λのサフ
ィックスを示すものであり、変数ｊは波数りのサフィッ
クスを示すものである。

そして、ステップ３５２において、次式を満足りる変数
ｉを求める。

このステップ３５２により適当に判定された変数ｉの値
は、波数ｈ・が波数１／λｉと波数１／λ（ｉ−１）の
間に存在することを示すものである。

そして、ステップ８５３において、次式に変数ｉ、ｊの
それぞれの値、波数１／λ１に対応する分光強度のデー
タ０＾（ｉ）と波数１／λ（ｉ−１）に対応する分光強
度のデータ０Ａ（ｉ−１）を代入することにより、波数
ｈ　　（＝ｈ１−（ｊ−１）　　・Δｈ）に対応する分
光強度ｏＧ（ｊ）を直線補間により求める。

（以下余白） ＤＧ（ｊ）−Ｄ＾（ｉ−１）＋α・（ｈ、−１／λ（ｉ
−１）　）・・・（１４） ただし、 （１／λ・−１／λ（ｉ−１）　） 次に、ステップ８５４において、変数ｉ、ｊをそれぞれ
１つずつインクリメントし、変数ｊがＭより小さく（ス
テップ８５５）、かつ変数ｉがＮより小さいか等しいく
ステップ８５６）間は上記ステップ８５２〜８５４を繰
り返す。

一方、ステップ８５７において変数ｉがＮより大きくな
るか、ステップ８５５において変数ｊがＭに等しいかそ
れより大きくなるか、またはステップ８５Ｂにおいて変
数ｉがＮより大きくなると波長−波数変換を終了する。

Ｃ１具　的な測　　果 次に、第２図に示す光干渉式膜厚計を以下のような条件
のものを使用して、公称膜厚４．３μｍ。

屈折率１．６５５のポリエステルフィルムの膜厚ｄを測
定した場合の測定結果について説明する。

ここで、光源１としてハロゲンランプを使用し、平面回
折格子７は４００〜７５０ｎ−に充分感度のあるブレー
ズ波長４００　ｎｉｌ、溝数：９００本／履。

有効領域：４０ｓＩＸ４０ｍのものを用いた。また、イ
メージセンサ９は２０４８セルで構成されるＣＣＯタイ
プのものを用いた。そして、Ａ／Ｄ変換器１３はフルス
ケール１２ビツト（４０９６段階）のものを使用した。

第７図は、上記光干渉式膜厚計により得られた変調信号
Ａ（λ）の波形を示す図である。この波形の極大位置を
長波長側から３個求めたところ、それぞれ６９５．５ｎ
ｍ、６６１．２ｎ１．６３１゜５ｎｌであり、これらの
データを（３）式に代入して得られた膜厚ｄは４．２５
μｍ、４．４６μｍｌ’あり、隣り合う極大位置の波長
を使用して求めた膜厚ｄの値にバラツキがある事が判る
。すなわち、上記提案例による方法によりポリエステル
フィルムの膜厚（公称膜厚４．３ｕＴｒＬ、　ＩｉＯ折
率１．６５５）を測定した場合には、変調信号Ａ（λ）
の波形のどの極大波長（あるいは極小波長）に基づいて
計算するかにより大きく異なり、充分な精度が得られな
い。

次に、本発明による方法によりポリエステルフィルムの
膜厚を測定した場合について説明する。

本発明においては、第７図に示す測定干渉波形（波長）
を上記波長−波数変換（ステップ８６）により第８図に
示す測定干渉波形（波数）に変換する。このとき、最大
波長λ　　および最少波長ａＸ λ　、をそれぞれ７２５ｎｍ、　４１６ｒｖとし、（１
１）１ｎ 式に代入することにより、最大波数ｈ　　およびａＸ 最少波数、ｎが以下のように求まった。

（２４０２８ａｍ　　）および最少波数　、　　＜１３
７９３Ｇ−１）を（１２）式に代入するこ、とにより、
間隔Δｈが求めまり、その値は５１−１である。

次に、第５図に示した波長−波数変換フローにしたがっ
て、ト記間隔Δｈ刻みで直線補間により２０４８個の波
数データＤＧ（ｊ）を求めた結果が第８図である。そし
て、これらのデータＤＧ（ｊ）を用いて高速フーリエ変
換を行い、最大スペクトルを持つ周波数ｆを求めたとこ
ろ、その周波数ｆの値は１４Ｈ２であった。さらに、周
波数（１４Ｈｚ）、波数レンジＲ（＝Ｍ・Δｈ）を（９
）式に代入することにより、波数信号での最も確からし
い極大点の間隔Ｐが求まり、その値は７３１．４Ｃ１１
−１であった。最後に、このｍ隔Ｐ　（−７３１，４α
−１）を（１０）式に代入する事により最も確からしい
膜厚が求まり、その値は４．３３μｍであった。

ここで、提案例により求まった膜厚（−４，２５μｍ、
４．４６μｍ等）と本実施例により求まった膜厚（−４
，３３μｍ）とを比較してわかるように、本実施例によ
り求まった膜厚ｄの値は提案例により求まった膜厚より
もより精度の高いものとなっている。

Ｄ、その　の なお、上記実施例においては高分子フィルムに適用した
場合について説明したが、本発明はこれに限定されるし
のでなく、半導体プロセスでの薄膜の厚さ測定など光の
干渉現象を利用して膜厚を測定する場合に全て適用でき
る。

また、上記実施例においては、測定部が反射光を受光す
る方法について説明したが、測定部が透過光を受光する
場合でも全く同様である。

また、変調信号Ａ（λ）を波数信号Ｇ（１／λ）に変換
した後、ディジタルフィルタなどのローパス特性を持つ
フィルタ処理を行なう事によって高周波ノイズを除去す
るとより高精度な測定が可能となる。一般にローパスフ
ィルタは位相遅れを伴い、極大点の位置が真の位置から
ずれるが、波数データにおいては極大点の間隔は変化し
ないので、ローパス特性を持つフィルタ処理を行なって
も特に問題となることはない。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、変調信Ｊ？Ａ
（λ）を波数の関数Ｇ（１／λ）に変換した後、前記関
数Ｇ（１／λ）のスペクトルを求めそのスペクトルに基
づいて膜厚を演算する事により、薄膜のＩ！！厚を求め
るようにしたので、複数の干渉波形が重畳しているよう
な場合にも高精度で膜厚を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にかかる膜厚測定方法の一実施例を
示すフロー図であり、 第２図は、この発明の一実施例を適用可能な光干渉式膜
厚計の構成図であり、 第３図は、第２図に示す膜厚計により測定された測定干
渉波形（波長）の模式図であり、第４図は、第３図に示
す測定干渉波形（波長）を測定干渉波形（波数）に変換
した場合の測定干渉波形（波数）の模式図であり、 第５図は、直線補間による波長−波数変換フローチャー
トであり、 第６図は、上記波長−波数変換において用いた直線補間
の原理を示す図であり、 第７図は、第２図に示す膜厚計により測定された測定干
渉波形（波長）の実測データを示す図であり、 第８図は、第７図に示ず測定干渉波形（波長）を測定干
渉波形〈波数）に変換した場合の測定干渉波形（波数）
を示す図であり、 第９図は、従来の膜厚測定方法により求められる測定干
渉波形（波長）の模式図であり、第１０図は、従来のｍ
厚測定方法により実際にＭ膜測定を行った場合の測定干
渉波形（波長）を示ず図であり、 第１１図は、光学系の特性を示す波形図であり、第１２
図は、薄膜の一部に光が入射された場合を示す模式図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物たる薄膜に一定の入射角で光を照射し、
   その反射光もしくは透過光を集光する第１の工程と、 前記第１の工程において集光された光を分光して波長に
   対する分光強度Ｆ（λ）を測定する第２の工程と、 前記第１の工程において薄膜に一定の入射角で光を照射
   し、その反射光もしくは透過光を集光する光学系の特性
   を考慮して前記分光強度Ｆ（λ）を補正することにより
   変調信号Ａ（λ）を求める第３の工程と、 前記変調信号Ａ（λ）を波数の関数Ｇ（１／λ）に変換
   する第４の工程と、 前記関数Ｇ（１／λ）に基づいて膜厚を演算する第５の
   工程とを含むことを特徴とする膜厚測定方法。