JPH10197216A - 膜厚むら測定装置 - Google Patents

膜厚むら測定装置

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JPH10197216A
JPH10197216A JP323797A JP323797A JPH10197216A JP H10197216 A JPH10197216 A JP H10197216A JP 323797 A JP323797 A JP 323797A JP 323797 A JP323797 A JP 323797A JP H10197216 A JPH10197216 A JP H10197216A
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JP
Japan
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film thickness
absolute
film
wavelength
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP323797A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Inaba
高男 稲葉
Kenji Sakai
謙児 酒井
Manabu Sato
学 佐藤
Toshiro Doi
俊郎 土肥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】各部の絶対膜厚測定を容易且つ高精度に行うこ
とができる膜厚むら測定装置を提供する。 【解決手段】半導体ウェーハ1の表面側に形成された酸
化膜2の表面2aの二次元画像を多色で撮影するCCD
カラーカメラ30と、酸化膜2の基準点P1の絶対膜厚
dを測定する絶対膜厚測定器50と、酸化膜2の基準点
P1の絶対膜厚dとCCDカラーカメラ30で撮影され
た二次元画像の各部の色(即ち波長)とに基づいて酸化
膜2の膜厚むらを出力する出力部60とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各部の絶対膜厚測
定を容易且つ高精度に行うことができる膜厚むら測定装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体材料に回路を形成したい
わゆる半導体チップを製造する過程では、薄板状に成形
された半導体ウェーハの表面の酸化膜の膜厚を測定する
工程がある。この工程では、従来、次のような膜厚むら
測定装置が用いられる。その膜厚むら測定装置は、半導
体ウェーハの表面の酸化膜を撮影するカメラと、カメラ
で撮影された画像の各部の波長に基づいて酸化膜の膜厚
むらを出力する出力部とを備える。
【0003】従って、この膜厚むら測定装置では、従前
の測定結果に基づいて予め作成されていた波長と絶対膜
厚との対応と、前述したカメラで撮影された画像の各部
の波長とに基づいて、酸化膜の各部の絶対膜厚を容易に
検出できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
膜厚むら測定装置では、酸化膜の濁り具合などに応じて
波長と絶対膜厚との対応は若干変化するので、そのよう
に予め作成されていた波長と絶対膜厚との対応に基づい
て、絶対膜厚を測定していては、高精度な絶対膜厚測定
を行うことが難しいという問題がある。
【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、各部の絶対膜厚測定を容易且つ高精度に行う
ことができる膜厚むら測定装置を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
るために、被測定物の表面側に形成された膜を撮影する
カメラと、該カメラで撮影された画像の各部の波長に基
づいて前記膜の膜厚むらを出力する出力部とを備える膜
厚むら測定装置において、前記膜の基準点の絶対膜厚を
測定する絶対膜厚測定器を有し、前記出力部は、前記基
準点の絶対膜厚と、前記カメラで撮影された画像中の前
記基準点の波長とに基づいて、波長と絶対膜厚との対応
を設定し、この波長と絶対膜厚との対応と、前記画像中
の膜の各部の波長とに基づいて、前記膜の各部の絶対膜
厚を検出し、出力することを特徴とする。即ち、測定し
ようとする膜ごとに波長と絶対膜厚との対応が高精度に
設定される。
【0007】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る膜厚むら測定装置の好ましい実施の形態について詳説
する。図1に示すように、膜厚むら測定装置100は、
被測定物としての薄板状の半導体ウェーハ1の裏面を吸
着して水平に保持する吸着テーブル10と、吸着テーブ
ル10の位置を調整するテーブル位置調整手段20と、
半導体ウェーハ1の表面側に形成された酸化膜2の表面
2aの二次元画像を多色で撮影するCCDカラーカメラ
30と、酸化膜2の表面2aを満遍なく白色光で照らす
白色照明装置40と、酸化膜2の基準点P1、P2の絶
対膜厚dを測定する絶対膜厚測定器50と、絶対膜厚測
定器50を膜厚むら測定装置100内の定位置に移動位
置決めさせることで酸化膜2の基準点P1、P2に移動
位置決めさせ、また、前記定位置から水平方向に退避さ
せることで酸化膜2の上方から退避させる油圧シリンダ
ーなどの絶対膜厚測定器移動駆動手段55と、酸化膜2
の基準点P1、P2の絶対膜厚dとCCDカラーカメラ
30で撮影された二次元画像の各部の色(即ち波長)と
に基づいて酸化膜2の膜厚むらを出力する出力部60と
を備える。
【0008】テーブル位置調整手段20は、吸着テーブ
ル10を水平旋回させる旋回駆動部21と、旋回駆動部
21を水平方向に移動させる水平移動駆動部22と、水
平移動駆動部22を上下方向に移動させる昇降駆動部2
3とを備えている。CCDカラーカメラ30は、二次元
配列された光電検出器の出力を電荷結合素子を用いて時
系列信号として取り出して画像信号をつくり出す原理を
応用したものである。
【0009】白色照明装置40は、下方に開放された筐
体41と、筐体41を上下に移動位置決めさせる油圧機
構等の図示しない筐体昇降部と、筐体41の内部に白色
光を供給する白色光供給手段45とを有しており、筐体
41の天板41aには、CCDカラーカメラ30が吸着
テーブル10に向けて設けられている。絶対膜厚測定器
50は、レーザー光などの電磁波を酸化膜2の基準点P
1、或いは基準点P2に向けて射出し、酸化膜2の表面
2aで反射した反射波と酸化膜2を通過して半導体ウェ
ーハ1の基部3で反射した反射波とに基づいて、その酸
化膜2の絶対膜厚d、即ち酸化膜2の厚みの絶対値を検
出するものである。
【0010】出力部60は、制御装置61とディスプレ
イ65を備えており、制御装置61は、絶対膜厚測定器
50が測定した酸化膜2の基準点P1、P2の絶対膜厚
dと、CCDカラーカメラ30で撮影された二次元画像
中の基準点P1、P2の色(波長)との対応関係に基づ
いて、測定しようとする酸化膜2での色(波長)と絶対
膜厚dとの一義的な対応を設定し、この酸化膜2での色
(波長)と絶対膜厚dとの一義的な対応と酸化膜2の各
部の色(波長)とに基づいて、酸化膜2の各部の絶対膜
厚dを検出し、ディスプレイ65に表示させる。また、
制御装置61は、ディスプレイ65にCCDカラーカメ
ラ30の画像信号に基づく、酸化膜2の二次元画像の各
部の色むらを表示させる。
【0011】以下に、膜厚むら測定装置100による膜
厚むらの測定方法について説明する。まず、白色照明装
置40の筐体41を吸着テーブル10の上方に退避させ
ておくと共に、絶対膜厚測定器50を吸着テーブル10
の上方から水平方向に退避させておく。
【0012】次に、吸着テーブル10に半導体ウェーハ
1の裏面を吸着させて保持させる。次に、絶対膜厚測定
器50を酸化膜2の基準点P1に移動位置決めさせる。
また、テーブル位置調整手段20により絶対膜厚測定器
50に対する半導体ウェーハ1の位置を絶対膜厚測定器
50の測定に最適な位置に調整する。これにより、絶対
膜厚測定器50による酸化膜2の基準点P1の絶対膜厚
dの測定を高精度に行うことができる。
【0013】また、テーブル位置調整手段20により、
吸着テーブル10と共に半導体ウェーハ1の水平位置
や、旋回角度位置を変更することにより、酸化膜2の別
の基準点P2の絶対膜厚dを測定する。この酸化膜2の
基準点P1、P2の絶対膜厚dは、制御装置61に出力
される。
【0014】次に、絶対膜厚測定器50を吸着テーブル
10の上方から水平方向に退避させ、白色照明装置40
の筐体41の開放された下部を吸着テーブル10の周縁
に被せる。これにより、酸化膜2の表面2aから上を閉
じ空間とする。そこで、筐体41の内部に白色光を供給
する。これにより、酸化膜2の表面2aを満遍なく均質
に白色光で照らすことができる。
【0015】この白色光の反射光をCCDカラーカメラ
30で捕らえ、半導体ウェーハ1の酸化膜2の表面2a
の二次元画像を多色で撮影する。この二次元画像は制御
装置61に出力される。制御装置61は、絶対膜厚測定
器50が測定した酸化膜2の基準点P1、P2の絶対膜
厚dと、CCDカラーカメラ30で撮影された二次元画
像中の基準点P1、P2の色(波長)との対応関係に基
づいて、測定しようとする酸化膜2での色(波長)と絶
対膜厚dとの一義的な対応を設定する。これにより、既
定値で色(波長)と絶対膜厚dとの一義的な対応を設定
していた従来の場合に比して、設定を高精度に行うこと
ができる。また、本実施形態では、酸化膜2の基準点P
1、P2等の複数の基準点の絶対膜厚dを用いることに
より、酸化膜2での色(波長)と絶対膜厚dとの一義的
な対応を更に高精度に設定している。
【0016】また、制御装置61は、この酸化膜2での
色(波長)と絶対膜厚dとの一義的な対応と酸化膜2の
各部の色(波長)とに基づいて、酸化膜2の各部の絶対
膜厚dを検出し、ディスプレイ65に表示させる。よっ
て、各部の絶対膜厚測定を容易且つ高精度に行うことが
できる。また、制御装置61は、ディスプレイ65にC
CDカラーカメラ30の画像信号に基づく、酸化膜2の
二次元画像の各部の色むらを表示させる。
【0017】尚、上記実施形態では、半導体ウェーハ1
の酸化膜2の絶対膜厚測定の場合を説明したが、光の一
部が通過する膜を有する被測定物であれば、如何なるも
のでもその膜の各部の絶対膜厚測定を容易且つ高精度に
行うことができることは勿論である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測定しようとする膜ごとに波長と絶対膜厚との対応が高
精度に設定されるので、この設定された波長と絶対膜厚
との対応と、膜の画像の各部の波長とに基づいて、各部
の絶対膜厚測定を容易且つ高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の膜厚むら測定装置の一実施形態を示す
【符号の説明】
1…半導体ウェーハ(被測定物) 2…酸化膜(膜) 30…CCDカラーカメラ(カメラ) 50…絶対膜厚測定器 60…出力部 100…膜厚むら測定装置 P1、P2…基準点 d…絶対膜厚
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土肥 俊郎 埼玉県浦和市下大久保255 埼玉大学内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定物の表面側に形成された膜を撮影
    するカメラと、該カメラで撮影された画像の各部の波長
    に基づいて前記膜の膜厚むらを出力する出力部とを備え
    る膜厚むら測定装置において、 前記膜の基準点の絶対膜厚を測定する絶対膜厚測定器を
    有し、 前記出力部は、前記基準点の絶対膜厚と、前記カメラで
    撮影された画像中の前記基準点の波長とに基づいて、波
    長と絶対膜厚との対応を設定し、この波長と絶対膜厚と
    の対応と、前記画像中の膜の各部の波長とに基づいて、
    前記膜の各部の絶対膜厚を検出し、出力することを特徴
    とする膜厚むら測定装置。
JP323797A 1997-01-10 1997-01-10 膜厚むら測定装置 Pending JPH10197216A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003103898A1 (ja) * 2002-06-10 2003-12-18 株式会社ニコン 残膜モニタ装置、研磨装置、半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイス
CN112068399A (zh) * 2019-06-10 2020-12-11 东京毅力科创株式会社 基片检查系统、基片检查方法和存储介质

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