JPH056641B2 - - Google Patents
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- JPH056641B2 JPH056641B2 JP59187750A JP18775084A JPH056641B2 JP H056641 B2 JPH056641 B2 JP H056641B2 JP 59187750 A JP59187750 A JP 59187750A JP 18775084 A JP18775084 A JP 18775084A JP H056641 B2 JPH056641 B2 JP H056641B2
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体デバイス、プリント配線板等の
製造工程その他で利用される金属薄膜の膜厚を測
定する方法に関するものである。
製造工程その他で利用される金属薄膜の膜厚を測
定する方法に関するものである。
（従来技術とその問題点）
金属薄膜の膜厚を測定する方法の一つとして、
高周波を印加したコイルを当該被測定薄膜に近接
させて薄膜中に渦電流を発生させ、この薄膜に生
ずる渦電流損が当該薄膜の膜厚に比例しかつこれ
が前記コイルのＱを低下させることを利用してそ
の膜厚を測定する方法がある。
高周波を印加したコイルを当該被測定薄膜に近接
させて薄膜中に渦電流を発生させ、この薄膜に生
ずる渦電流損が当該薄膜の膜厚に比例しかつこれ
が前記コイルのＱを低下させることを利用してそ
の膜厚を測定する方法がある。
この方法を利用する従来の測定法は、次のよう
なものとなつている。
なものとなつている。
例えば第４図に示すような、コイルＬ、コンデ
ンサC1，C2、増幅器Ｔで構成される発振器OSC
のコイルＬを、第５図のＬのように小型に巻回し
て、これを絶縁基板３０上の被測定金属薄膜３１
に近接させ、その距離ｄをd1に固定して、発振器
OSCの発振振幅（出力）Ａボルトを測定し、こ
の値Ａから第６図の「発振々幅対膜厚曲線」D1
を利用して、薄膜の膜厚ｔを知るものである。た
だしこの第６図の「発振々幅対膜厚曲線」D1は、
被測定薄膜と同一の材質、膜構造をもつ様々の薄
膜の膜厚を、別途精密な測定方法を使つて正確に
測定しておき、これらについて距離ｄ＝d1の状態
で慎重に発振振幅の測定を行なうことによつて、
事前に描かれ用意してあつたものである。
ンサC1，C2、増幅器Ｔで構成される発振器OSC
のコイルＬを、第５図のＬのように小型に巻回し
て、これを絶縁基板３０上の被測定金属薄膜３１
に近接させ、その距離ｄをd1に固定して、発振器
OSCの発振振幅（出力）Ａボルトを測定し、こ
の値Ａから第６図の「発振々幅対膜厚曲線」D1
を利用して、薄膜の膜厚ｔを知るものである。た
だしこの第６図の「発振々幅対膜厚曲線」D1は、
被測定薄膜と同一の材質、膜構造をもつ様々の薄
膜の膜厚を、別途精密な測定方法を使つて正確に
測定しておき、これらについて距離ｄ＝d1の状態
で慎重に発振振幅の測定を行なうことによつて、
事前に描かれ用意してあつたものである。
この従来の測定法には次の欠点がある。即ち、
コイルＬから被測定膜３１の表面までの距離ｄ
が、d1からd2，d3に変るときは「発振振幅対膜厚
の曲線」が第６図のように、曲線D1（ｄ＝d1）か
らD2（ｄ＝d2），D3（ｄ＝d3）の如く変化するの
で、測定に当つては距離ｄを正確にd1に合致させ
なければ測定誤差が大きくなるということであ
る。
コイルＬから被測定膜３１の表面までの距離ｄ
が、d1からd2，d3に変るときは「発振振幅対膜厚
の曲線」が第６図のように、曲線D1（ｄ＝d1）か
らD2（ｄ＝d2），D3（ｄ＝d3）の如く変化するの
で、測定に当つては距離ｄを正確にd1に合致させ
なければ測定誤差が大きくなるということであ
る。
例えば、この従来の測定法を採用する市販の測
定装置では、1μm程度の膜厚を±0.01μmの誤差
で測定するためには、距離ｄをd1±5μmの範囲内
に納める必要がある。これは多くの場合測定不能
を意味する。何故なら±5μmは、すでに基板３０
のコイルＬ部分における反り（湾曲）または凹凸
の範囲の値を超えている、という場合が多いから
である。即ち、一定の膜厚以下の極めて薄い膜を
測定せんとするときは、第４，５図の従来の測定
法は使用に耐えないということになる。
定装置では、1μm程度の膜厚を±0.01μmの誤差
で測定するためには、距離ｄをd1±5μmの範囲内
に納める必要がある。これは多くの場合測定不能
を意味する。何故なら±5μmは、すでに基板３０
のコイルＬ部分における反り（湾曲）または凹凸
の範囲の値を超えている、という場合が多いから
である。即ち、一定の膜厚以下の極めて薄い膜を
測定せんとするときは、第４，５図の従来の測定
法は使用に耐えないということになる。
（発明の目的）
本発明は従来法のこの欠点を克服し、従来法で
測定不可能な極めて薄い膜をも、小さい測定誤差
で測定することのできる新規の薄膜膜厚測定法の
提供を目的とする。
測定不可能な極めて薄い膜をも、小さい測定誤差
で測定することのできる新規の薄膜膜厚測定法の
提供を目的とする。
（発明の構成）
本発明は、被測定金属薄膜を挾んでその表裏
に、この薄膜に渦電流を誘導するコイル２個を対
向設置し、この渦電流によつて生ずるエネルギー
損失の量を用いて前記薄膜の膜厚を測定すること
で、前記目的を達成したものである。
に、この薄膜に渦電流を誘導するコイル２個を対
向設置し、この渦電流によつて生ずるエネルギー
損失の量を用いて前記薄膜の膜厚を測定すること
で、前記目的を達成したものである。
（実施例）
第１図は本発明の実施例の発振器であつて、第
４図のコルピツツ型発振器発振コイルＬを２分割
してL1とL2にし、これらをともに渦電流誘導コ
イルとし、コイルL1とコイルL2の間に被測定薄
膜を置いて測定を行なうものである。
４図のコルピツツ型発振器発振コイルＬを２分割
してL1とL2にし、これらをともに渦電流誘導コ
イルとし、コイルL1とコイルL2の間に被測定薄
膜を置いて測定を行なうものである。
第２図にその測定状況を示す。
この第１，２図で、膜厚ｔ＝t1，t2，t3を正確
に測定された３個の被測定薄膜３１を用意し、二
つのコイルL1，L2間の距離ｅを一定に固定した
測定コイルの間に、第２図のように薄膜３１、絶
縁基板３０を挾み、コイルL1と薄膜３１の表面
の間の距離ｄを様々に変更して第１図の発振器の
発振々幅を実測して、「発振々幅対距離ｄの曲線」
をｔをパラメータとして描いたのが、第３図の
T1（ｔ＝t1），T2（ｔ＝t2），T3（ｔ＝t3）曲線であ
る。
に測定された３個の被測定薄膜３１を用意し、二
つのコイルL1，L2間の距離ｅを一定に固定した
測定コイルの間に、第２図のように薄膜３１、絶
縁基板３０を挾み、コイルL1と薄膜３１の表面
の間の距離ｄを様々に変更して第１図の発振器の
発振々幅を実測して、「発振々幅対距離ｄの曲線」
をｔをパラメータとして描いたのが、第３図の
T1（ｔ＝t1），T2（ｔ＝t2），T3（ｔ＝t3）曲線であ
る。
第３図には、前記した第４，５図の従来の測定
法で、同じ資料を測定して得た曲線T1′（ｔ＝
t1），T2′（ｔ＝t2），T3′（ｔ＝t3）も点線で併記
してある。曲線T1，T2，T3はそれぞれd0≒ｅ／
２にて極小値を示し、ほゞ二次曲線で湾曲する。
従つて、距離ｄをｅ／２附近にとることで、誤差
の少い測定が可能である。
法で、同じ資料を測定して得た曲線T1′（ｔ＝
t1），T2′（ｔ＝t2），T3′（ｔ＝t3）も点線で併記
してある。曲線T1，T2，T3はそれぞれd0≒ｅ／
２にて極小値を示し、ほゞ二次曲線で湾曲する。
従つて、距離ｄをｅ／２附近にとることで、誤差
の少い測定が可能である。
１例をあげると、絶縁皮膜銅線を直径２mmのコ
アに65ターン巻いて80μHのコイルにしたもの２
個をL1，L2として使用し、200KHzの周波数を使
つて、1μmの薄膜の膜厚を0.01μmの誤差で測定
せんとする場合、距離ｄに許される誤差は±
50μmであつた。
アに65ターン巻いて80μHのコイルにしたもの２
個をL1，L2として使用し、200KHzの周波数を使
つて、1μmの薄膜の膜厚を0.01μmの誤差で測定
せんとする場合、距離ｄに許される誤差は±
50μmであつた。
前記した従来の測定法を用いる160μHのコイル
で、ｄの許容誤差が±5μmであつたのと較べると
格段の向上と言うことができる。
で、ｄの許容誤差が±5μmであつたのと較べると
格段の向上と言うことができる。
なお、実験によれば、L1とL2はその結線を逆
向きにしても、ほゞ同様の好成績で膜厚測定を行
なうことが可能であつた。
向きにしても、ほゞ同様の好成績で膜厚測定を行
なうことが可能であつた。
また、この測定装置を用いるような被測定膜３
１の表面の凹凸、絶縁基板３０の湾曲等はコイル
の大きさの範囲内では、一般に、ほゞ10μm以下
であり、上記の測定法は充分な実用性をもつこと
がわかつた。
１の表面の凹凸、絶縁基板３０の湾曲等はコイル
の大きさの範囲内では、一般に、ほゞ10μm以下
であり、上記の測定法は充分な実用性をもつこと
がわかつた。
第７図に別の実施例の測定結果を示す。
シリコン単結晶基板厚さ500μmの上に蒸着され
たアルミニウム薄膜〜2μmを被測定物とし、
68μHのコイル２個をL1，L2としてこれらを距離
ｅ＝3.5mmで対向固定し、その中央に被測定基板
の挿入場所を固設して繰返し測定を行い、「発振
器出力対膜厚曲線」Ｂを得た。測定を繰返して
も、その結果は常に曲線Ｂの太さの範囲内にあつ
た。
たアルミニウム薄膜〜2μmを被測定物とし、
68μHのコイル２個をL1，L2としてこれらを距離
ｅ＝3.5mmで対向固定し、その中央に被測定基板
の挿入場所を固設して繰返し測定を行い、「発振
器出力対膜厚曲線」Ｂを得た。測定を繰返して
も、その結果は常に曲線Ｂの太さの範囲内にあつ
た。
同様の測定を、従来の方法でＬ＝150μHのコイ
ルを用いるとき、曲線帯B′がえられた。測定を
繰返すとき、測定結果はこの曲線帯B′の中を浮
動し、誤差の大きいことがわかる。
ルを用いるとき、曲線帯B′がえられた。測定を
繰返すとき、測定結果はこの曲線帯B′の中を浮
動し、誤差の大きいことがわかる。
本発明の方法は金属薄膜に生ずる渦電流のエネ
ルギー損失を測定するのであるから、測定は発振
器によらずとも、第８図のように共振回路を使つ
ても可能である。
ルギー損失を測定するのであるから、測定は発振
器によらずとも、第８図のように共振回路を使つ
ても可能である。
第８図では、水晶発振器XOSCの出力が増幅器
AMP1を経て一定値となり、コイルL1＋L2とコン
デンサＣの共振回路に印加され、共振回路の端子
電圧が、バツフアAMP2を経て計器Ｍで読まれる
ようになつている。被測定基板３０、薄膜３１は
前記同様に、図のように、コイルL1とL2の間に
挿入測定される。
AMP1を経て一定値となり、コイルL1＋L2とコン
デンサＣの共振回路に印加され、共振回路の端子
電圧が、バツフアAMP2を経て計器Ｍで読まれる
ようになつている。被測定基板３０、薄膜３１は
前記同様に、図のように、コイルL1とL2の間に
挿入測定される。
また、これまでは電圧の変化を利用して渦電流
のエネルギー損失を測定するものを示したが、位
相の変化を利用しても測定は可能であり、このほ
かにも本発明の方法は、多くの実施態様をもつ。
のエネルギー損失を測定するものを示したが、位
相の変化を利用しても測定は可能であり、このほ
かにも本発明の方法は、多くの実施態様をもつ。
なお、被測定金属薄膜３１の置かれる基板３０
の材質は必ずしも絶縁体であることを要しない。
薄膜３１と基板３０の電気伝導度に差異がありさ
えすれば、原理上、薄膜の膜厚測定は本発明の方
法で可能である。もつとも、電気伝導度に大差の
あるときほど、測定の精度は高いものとなつて有
利である。
の材質は必ずしも絶縁体であることを要しない。
薄膜３１と基板３０の電気伝導度に差異がありさ
えすれば、原理上、薄膜の膜厚測定は本発明の方
法で可能である。もつとも、電気伝導度に大差の
あるときほど、測定の精度は高いものとなつて有
利である。
（発明の効果）
本発明は上記の通りであつて、極めて薄い金属
膜の膜厚を高い精度で測定することが可能であ
り、装置は安価に構成できる。
膜の膜厚を高い精度で測定することが可能であ
り、装置は安価に構成できる。
第１図は、本発明の実施例の測定用発振器の回
路図。第２図は、その測定状況を示す図。第３図
は、その測定結果のグラフ。第４図は、従来の測
定用発振器の回路図。第５図は、その測定状況を
示す図。第６図は、その測定結果のグラフ。第７
図は、本発明の別の実施例の測定結果を、従来の
方法の測定結果と比較するグラフ。第８図は、本
発明の別の実施例の測定用回路図。 Ｌ，L1，L2……測定用コイル。３０……基板、
３１……被測定金属薄膜。
路図。第２図は、その測定状況を示す図。第３図
は、その測定結果のグラフ。第４図は、従来の測
定用発振器の回路図。第５図は、その測定状況を
示す図。第６図は、その測定結果のグラフ。第７
図は、本発明の別の実施例の測定結果を、従来の
方法の測定結果と比較するグラフ。第８図は、本
発明の別の実施例の測定用回路図。 Ｌ，L1，L2……測定用コイル。３０……基板、
３１……被測定金属薄膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被測定金属薄膜に渦電流を流し、該渦電流に
よつて生ずるエネルギー損失の大小を該金属薄膜
の厚みに換算する金属薄膜膜厚の測定方法におい
て、該渦電流を誘導する二個の電流コイルを、該
金属薄膜の表、裏に、対向設置し、これらコイル
を直列に接続して得るインダクタンスのＱを測定
することによつて、該エネルギー損失を測定した
ことを特徴とする金属薄膜膜厚測定方法。 ２ 該インダクタンスのＱの測定が、該インダク
タンスを回路素子とするコルピツツ型発振器の発
振振幅を利用するものであることを特徴とする特
許請求の範囲１記載の金属薄膜膜厚測定方法。 ３ 該インダクタンスのＱの測定が、該インダク
タンスを回路素子とする共振回路に所定高周波電
圧を印加した場合における該インダクタンスの端
子電圧を利用するものであることを特徴とする特
許請求の範囲１記載の金属薄膜膜厚測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18775084A JPS6166104A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 金属薄膜膜厚測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18775084A JPS6166104A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 金属薄膜膜厚測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166104A JPS6166104A (ja) | 1986-04-04 |
| JPH056641B2 true JPH056641B2 (ja) | 1993-01-27 |
Family
ID=16211542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18775084A Granted JPS6166104A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 金属薄膜膜厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166104A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3519806B2 (ja) * | 1994-11-29 | 2004-04-19 | 株式会社小野測器 | 厚さ弁別装置 |
| SE517293C2 (sv) * | 1999-06-30 | 2002-05-21 | Abb Ab | Förfarande och anordning för induktiv mätning av geometrisk dimension och elektrisk egenskap med motriktade magnetfält |
| JP3907414B2 (ja) * | 2000-01-17 | 2007-04-18 | 株式会社荏原製作所 | ポリッシング装置 |
| TWI241398B (en) * | 2000-03-28 | 2005-10-11 | Toshiba Corp | Eddy current loss measuring sensor, film thickness measuring device, film thickness measuring method and recording medium |
| JP4514942B2 (ja) * | 2000-12-07 | 2010-07-28 | 株式会社アルバック | 成膜装置 |
| US7205166B2 (en) * | 2002-06-28 | 2007-04-17 | Lam Research Corporation | Method and apparatus of arrayed, clustered or coupled eddy current sensor configuration for measuring conductive film properties |
| US7112961B2 (en) * | 2002-12-13 | 2006-09-26 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for dynamically measuring the thickness of an object |
| US6788050B2 (en) * | 2002-12-23 | 2004-09-07 | Lam Research Corp. | System, method and apparatus for thin-film substrate signal separation using eddy current |
| TWI681184B (zh) * | 2017-12-21 | 2020-01-01 | 國立虎尾科技大學 | 應用於ｐｃｂ多層板之非接觸式上下層銅厚的量測方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425755A (en) * | 1977-07-27 | 1979-02-26 | Measurex Corp | Thickness meter for measuring sheettlike body |
| JPS5753604A (en) * | 1980-09-18 | 1982-03-30 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Thickness gauge |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP18775084A patent/JPS6166104A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425755A (en) * | 1977-07-27 | 1979-02-26 | Measurex Corp | Thickness meter for measuring sheettlike body |
| JPS5753604A (en) * | 1980-09-18 | 1982-03-30 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Thickness gauge |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6166104A (ja) | 1986-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |