JPH0210209A - 膜厚測定方法 - Google Patents
膜厚測定方法Info
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- JPH0210209A JPH0210209A JP16216288A JP16216288A JPH0210209A JP H0210209 A JPH0210209 A JP H0210209A JP 16216288 A JP16216288 A JP 16216288A JP 16216288 A JP16216288 A JP 16216288A JP H0210209 A JPH0210209 A JP H0210209A
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Landscapes
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
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。
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〕
本発明は、薄膜の特性検査に適用される膜厚測定方法に
関する。
関する。
従来、薄膜の膜厚測定にあたっては、膜表面に探針をあ
てて走査させ、膜の凸凹による探針の上下動から膜厚を
測定しており、絶対量測定のためＩ／Ｃは、成膜してい
ない面と成膜面との間の探針の高さの差から試みとる必
要があるが、そのためには、同じ基板上に成膜しｔいな
い領域を作成する必要がある上に、基板自体に凸凹があ
る場合には精度の高い膜厚測定はできない。
てて走査させ、膜の凸凹による探針の上下動から膜厚を
測定しており、絶対量測定のためＩ／Ｃは、成膜してい
ない面と成膜面との間の探針の高さの差から試みとる必
要があるが、そのためには、同じ基板上に成膜しｔいな
い領域を作成する必要がある上に、基板自体に凸凹があ
る場合には精度の高い膜厚測定はできない。
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
基板自体の凸凹状態に関係なく、薄膜の膜厚を非破壊的
に高精度かつ容易に測定することができる膜厚測定方法
を提供する゛ことを目的とする。
基板自体の凸凹状態に関係なく、薄膜の膜厚を非破壊的
に高精度かつ容易に測定することができる膜厚測定方法
を提供する゛ことを目的とする。
そのために本発明は、薄膜の膜厚を測定するにあたフ、
真空雰囲気中で上記薄膜上に垂直に高速電子線を照射し
て上記薄膜を構成する物質から発生する特性Ｘ線強度を
検出し、あらかじめ準備した上記薄膜物質の膜厚と特性
Ｘ線強度との関係に基づき上記電子線照射位置の膜厚を
測定することを特徴とする特〔作 用〕 本発明方法においては、あらかじめ測定対象とする薄膜
形成物質について、膜厚と特性Ｘ線強度との関係を求め
て、例えば電算機等にインプットしておき、測定にあた
っては、薄膜の膜厚測定個所に対し、高速電子線照射装
置によって薄膜形成物質のＸ線励起電圧以上に加速した
高速電子線を照射し、照射された高速電子線により薄膜
内から発生する特性Ｘ線強度を検出し、その検出値を上
記電算機等に導いてあらかじめインプットしである膜厚
と特性Ｘ線強度との関係に基づき、検出値に対する膜厚
を計算測定する。
真空雰囲気中で上記薄膜上に垂直に高速電子線を照射し
て上記薄膜を構成する物質から発生する特性Ｘ線強度を
検出し、あらかじめ準備した上記薄膜物質の膜厚と特性
Ｘ線強度との関係に基づき上記電子線照射位置の膜厚を
測定することを特徴とする特〔作 用〕 本発明方法においては、あらかじめ測定対象とする薄膜
形成物質について、膜厚と特性Ｘ線強度との関係を求め
て、例えば電算機等にインプットしておき、測定にあた
っては、薄膜の膜厚測定個所に対し、高速電子線照射装
置によって薄膜形成物質のＸ線励起電圧以上に加速した
高速電子線を照射し、照射された高速電子線により薄膜
内から発生する特性Ｘ線強度を検出し、その検出値を上
記電算機等に導いてあらかじめインプットしである膜厚
と特性Ｘ線強度との関係に基づき、検出値に対する膜厚
を計算測定する。
本発明膜厚測定方法を非晶質シリコン薄膜の膜厚測定に
適用した一実施例を図面について説明すると、第１図は
本発明方法を実施する装置の模式図、第２図は同上にお
ける予設定の膜厚と特性Ｘ線強度との関係を示す膜厚評
価基準線図、第３図は第１図における膜厚測定原理の説
明図、第４図は具体例における膜面構成図、第５図は同
上における測定結果と走査型電子顕微鏡による測定結果
との相関線図である。
適用した一実施例を図面について説明すると、第１図は
本発明方法を実施する装置の模式図、第２図は同上にお
ける予設定の膜厚と特性Ｘ線強度との関係を示す膜厚評
価基準線図、第３図は第１図における膜厚測定原理の説
明図、第４図は具体例における膜面構成図、第５図は同
上における測定結果と走査型電子顕微鏡による測定結果
との相関線図である。
まず第１図において、基板１上に成膜された非晶質シリ
コン薄膜２は、真空容器３中の試料ステージ４上に載置
され、試料ステージ４には水平面内Ｘ方向移動手段５
ａｓ Ｙ方向移動手段５ｂ及び垂直方向移動手段５Ｃが
それぞれ付設されている。真空容器乙の上部には、薄膜
２上に高速電子線６を一定ビーム径で垂直に照射するた
めの電子線加速器７と、複数の電磁レンズからなる偏光
系８とが配設されている。
コン薄膜２は、真空容器３中の試料ステージ４上に載置
され、試料ステージ４には水平面内Ｘ方向移動手段５
ａｓ Ｙ方向移動手段５ｂ及び垂直方向移動手段５Ｃが
それぞれ付設されている。真空容器乙の上部には、薄膜
２上に高速電子線６を一定ビーム径で垂直に照射するた
めの電子線加速器７と、複数の電磁レンズからなる偏光
系８とが配設されている。
また上記偏光系８の側方に、高速電子線乙により照射さ
れた非晶質シリコン薄膜２の表面から発生する特性Ｘ線
を検出する検出器９が設置され、この検出器９は、その
検出値を導出し、あらかじめ測定した非晶質シリコン薄
膜の特性Ｘ線値により作成しインプットしである非晶質
シリコン膜厚と特性Ｘ線強度との関係に基づき、検出値
に対する膜厚を計算測定する電算機１０に接続されてお
り、更に電算機１０の出力端には膜厚測定値を表示する
ＣＲＴｌｌ及びプリンター１２が、この順に接続されて
いる。なお電算機１０は上記試料ステージ移動手段５
ａ 、 ５ ｂ ｓ ５Ｃにも接続されている。
れた非晶質シリコン薄膜２の表面から発生する特性Ｘ線
を検出する検出器９が設置され、この検出器９は、その
検出値を導出し、あらかじめ測定した非晶質シリコン薄
膜の特性Ｘ線値により作成しインプットしである非晶質
シリコン膜厚と特性Ｘ線強度との関係に基づき、検出値
に対する膜厚を計算測定する電算機１０に接続されてお
り、更に電算機１０の出力端には膜厚測定値を表示する
ＣＲＴｌｌ及びプリンター１２が、この順に接続されて
いる。なお電算機１０は上記試料ステージ移動手段５
ａ 、 ５ ｂ ｓ ５Ｃにも接続されている。
このような装置において、まず、あらかじめ従来法によ
フ膜厚を測定した非晶質シリコン薄膜における特性Ｘ線
強度を測定して、第２図の膜厚評価基準線図に示すよう
な、非晶質シリコン薄膜の膜厚と特性Ｘ線強度との関係
を電算機１０にインプットしておき、試料ステージ４を
電算機１０の指示により適宜移動して、試料ステージ４
上の非晶質シリコン薄膜２の膜厚測定個所を電子線加速
器７の下方にセットし、電子線加速器７によって非晶質
シリコンのＸ線励起電圧以上に加速した高速電子線６を
、偏光系８によって集束させて非晶質シリコン薄膜２上
に照射する。照射された高速電子線６は加速電圧によっ
て決定される深さまで薄膜２内に浸透し、その領域１３
から特性Ｘ線を発生させる。
フ膜厚を測定した非晶質シリコン薄膜における特性Ｘ線
強度を測定して、第２図の膜厚評価基準線図に示すよう
な、非晶質シリコン薄膜の膜厚と特性Ｘ線強度との関係
を電算機１０にインプットしておき、試料ステージ４を
電算機１０の指示により適宜移動して、試料ステージ４
上の非晶質シリコン薄膜２の膜厚測定個所を電子線加速
器７の下方にセットし、電子線加速器７によって非晶質
シリコンのＸ線励起電圧以上に加速した高速電子線６を
、偏光系８によって集束させて非晶質シリコン薄膜２上
に照射する。照射された高速電子線６は加速電圧によっ
て決定される深さまで薄膜２内に浸透し、その領域１３
から特性Ｘ線を発生させる。
このようにして、シリコン薄膜２から発生する特性Ｘ線
の強度は膜厚に応じたものとなり、第３図に示すように
、膜厚が厚い位置１４では、Ｘ線発生領域１３の体積中
に占める薄膜分体積が大きいために発生するＸ線強度が
高いが、膜厚が薄い位置１５では、Ｘ線発生領域１３の
体積中に占める薄膜分体積が小さいために発生するＸ線
強度は低い。またこのようにＸ線発生領域１６に対する
薄膜体積割合に応じたＸ線強度となるので、基板１の凸
部１６．凹部１７及び薄膜内気泡１８による膜厚の変化
に応じたＸ線強度値がそれぞれ発生する。
の強度は膜厚に応じたものとなり、第３図に示すように
、膜厚が厚い位置１４では、Ｘ線発生領域１３の体積中
に占める薄膜分体積が大きいために発生するＸ線強度が
高いが、膜厚が薄い位置１５では、Ｘ線発生領域１３の
体積中に占める薄膜分体積が小さいために発生するＸ線
強度は低い。またこのようにＸ線発生領域１６に対する
薄膜体積割合に応じたＸ線強度となるので、基板１の凸
部１６．凹部１７及び薄膜内気泡１８による膜厚の変化
に応じたＸ線強度値がそれぞれ発生する。
かくして、膜厚に応じた強度で発生する特性Ｘ線値は検
出器９で検出されて、電算機１゜へ送られ、あらかじめ
インプットされている非晶質シリコン膜厚と特性Ｘ線強
度との関係に照合され、検出値に対する膜厚値が計算測
定される。
出器９で検出されて、電算機１゜へ送られ、あらかじめ
インプットされている非晶質シリコン膜厚と特性Ｘ線強
度との関係に照合され、検出値に対する膜厚値が計算測
定される。
第４図及び第５図について、本発明方法の測定精度を検
証する具体例を説明する。
証する具体例を説明する。
第４図は、適宜広さの基板上に、０〜１μｍ。
１〜２μｍ、２〜３μｍ 、２３μｍの４種の膜厚に成
膜した非晶質シリコン薄膜について、その膜面構成模様
を示したものであ〕、同図のｖ−■線上において本発明
方法により膜厚測定を行った後、Ｖ−Ｖ断面で膜面を切
断し、その断面を走査型電子顕微鏡で観察して膜厚を測
足し、両者の測定値の相関線図を作ると第５図のとおり
である。この相関線図より、本発明測定方法の測定精度
が破壊検査法とはソ同等であることが判る。
膜した非晶質シリコン薄膜について、その膜面構成模様
を示したものであ〕、同図のｖ−■線上において本発明
方法により膜厚測定を行った後、Ｖ−Ｖ断面で膜面を切
断し、その断面を走査型電子顕微鏡で観察して膜厚を測
足し、両者の測定値の相関線図を作ると第５図のとおり
である。この相関線図より、本発明測定方法の測定精度
が破壊検査法とはソ同等であることが判る。
以上説明したように、本発明方法によれば、４゜基板１
自体の凸凹状態に影響されることなく、非晶質シリコン
薄膜２の任意の位置の実際の膜厚を高精度かつ容易に測
定することができ、また上記実施例におけるように、試
料ステージ４をＸ方向及びＸ方向に適宜移動することに
より、二次元的な膜厚分布測定を適確に行うこともでき
る。
自体の凸凹状態に影響されることなく、非晶質シリコン
薄膜２の任意の位置の実際の膜厚を高精度かつ容易に測
定することができ、また上記実施例におけるように、試
料ステージ４をＸ方向及びＸ方向に適宜移動することに
より、二次元的な膜厚分布測定を適確に行うこともでき
る。
要するに本発明によれば、薄膜の膜厚を測定するにあた
り、真空雰囲気中で上記薄膜上に垂直に高速電子線を照
射して上記薄膜を構成する物質から発生する特性Ｘ線強
度を検出し、あらかじめ準備した上記薄膜物質の膜厚と
特性Ｘ線強度との関係に基づき上記電子線照射位置の膜
厚を測定することにより、基板自体の凸凹状態に関係な
く、薄膜の膜厚を非破壊的に高精度かつ容易に測定する
ことができる膜厚測定方法を得るから、本発明は産業上
極めて有益なものである。
り、真空雰囲気中で上記薄膜上に垂直に高速電子線を照
射して上記薄膜を構成する物質から発生する特性Ｘ線強
度を検出し、あらかじめ準備した上記薄膜物質の膜厚と
特性Ｘ線強度との関係に基づき上記電子線照射位置の膜
厚を測定することにより、基板自体の凸凹状態に関係な
く、薄膜の膜厚を非破壊的に高精度かつ容易に測定する
ことができる膜厚測定方法を得るから、本発明は産業上
極めて有益なものである。
第１図は本発明膜厚測定方法を非晶質シリコン薄膜の膜
厚測定に適用した一実施例における実施装置の模式図、
第２図は同上における予設足の膜厚と特性Ｘ線強度との
関係を示す膜厚評価基準線図、第３図は第１図における
膜厚測定原理の説明図、第４図は具体例における膜面構
成図、第５図は同上における測定結果と走査型電子顕微
鏡による測定結果との相関線図である。 １・・・基板、２・・・非晶質シリコン薄膜、３・・・
真空容器、４・・・試料ステージ、５ａ、５ｂ、５ｃ・
・・移動手段、６・・・高速電子線、７・・・電子線加
速器、８・・・偏光系、９・・・検出器、１０・・・電
算機、１１・・・ＣＲＴ、１２・・・プリンター １３
・・・特性Ｘ線発生領域、１４・・・膜厚が厚い位置、
１５・・・膜厚が薄い位置、１６・・・基板凸部、１７
・・・基板凹部、１８・・・薄膜内気泡。 第ｆ図 第２図 代理人 弁理士 塚 本 正 文 膜厚）ｌｒＩＬ 第 図 第４図 第 図
厚測定に適用した一実施例における実施装置の模式図、
第２図は同上における予設足の膜厚と特性Ｘ線強度との
関係を示す膜厚評価基準線図、第３図は第１図における
膜厚測定原理の説明図、第４図は具体例における膜面構
成図、第５図は同上における測定結果と走査型電子顕微
鏡による測定結果との相関線図である。 １・・・基板、２・・・非晶質シリコン薄膜、３・・・
真空容器、４・・・試料ステージ、５ａ、５ｂ、５ｃ・
・・移動手段、６・・・高速電子線、７・・・電子線加
速器、８・・・偏光系、９・・・検出器、１０・・・電
算機、１１・・・ＣＲＴ、１２・・・プリンター １３
・・・特性Ｘ線発生領域、１４・・・膜厚が厚い位置、
１５・・・膜厚が薄い位置、１６・・・基板凸部、１７
・・・基板凹部、１８・・・薄膜内気泡。 第ｆ図 第２図 代理人 弁理士 塚 本 正 文 膜厚）ｌｒＩＬ 第 図 第４図 第 図
Claims (1)
- 薄膜の膜厚を測定するにあたり、真空雰囲気中で上記薄
膜上に垂直に高速電子線を照射して上記薄膜を構成する
物質から発生する特性Ｘ線強度を検出し、あらかじめ準
備した上記薄膜物質の膜厚と特性Ｘ線強度との関係に基
づき上記電子線照射位置の膜厚を測定することを特徴と
する膜厚測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16216288A JPH0210209A (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 膜厚測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16216288A JPH0210209A (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 膜厚測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210209A true JPH0210209A (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=15749207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16216288A Pending JPH0210209A (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 膜厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0210209A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065062A (en) * | 1988-10-20 | 1991-11-12 | Tokico Ltd. | Motor-drive industrial robot |
| FR2674960A1 (fr) * | 1991-04-05 | 1992-10-09 | Lorraine Laminage | Procede de mesure de la repartition du taux d'etain libre sur un substrat. |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP16216288A patent/JPH0210209A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065062A (en) * | 1988-10-20 | 1991-11-12 | Tokico Ltd. | Motor-drive industrial robot |
| FR2674960A1 (fr) * | 1991-04-05 | 1992-10-09 | Lorraine Laminage | Procede de mesure de la repartition du taux d'etain libre sur un substrat. |
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