JPH1048050A - エリプソメータ及び成膜モニタ装置 - Google Patents
エリプソメータ及び成膜モニタ装置Info
- Publication number
- JPH1048050A JPH1048050A JP20229696A JP20229696A JPH1048050A JP H1048050 A JPH1048050 A JP H1048050A JP 20229696 A JP20229696 A JP 20229696A JP 20229696 A JP20229696 A JP 20229696A JP H1048050 A JPH1048050 A JP H1048050A
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- JP
- Japan
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- filming
- background
- light
- shutter
- ellipsometer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バックグラウンド光の変動が生じた場合であ
っても高精度な測定ができるエリプソメータ及び、成膜
された膜質状態をリアルタイムで高精度に測定できる成
膜モニタ装置を提供する。 【解決手段】 成膜チャンバ１内で試料ＴＰ表面の成膜
中、コンピュータ８’は、成膜状態の計測、前回計測し
記憶したバックグラウンドデータに基づくバックグラウ
ンド補正、及びバックグラウンド補正をしたデータに基
づく成膜状態の表示装置９或いは不図示の成膜装置等へ
の出力の一連の工程で示される成膜モニタ動作を繰り返
し行うと共に、更新命令の有無をモニタする。更新命令
があると、コンピュータ８’は、シャッター機構３に対
して、シャッターを閉じるよう指示し、検光子６を適宜
駆動することで、光検出器７より得られたデータを入力
し、それらをバックグラウンド補正用のデータとして更
新する。そして、シャッタ機構３にシャッターを開ける
よう指示した後、再び、成膜モニタ動作を繰り返し行う
と共に、次の更新命令の有無をモニタする。
っても高精度な測定ができるエリプソメータ及び、成膜
された膜質状態をリアルタイムで高精度に測定できる成
膜モニタ装置を提供する。 【解決手段】 成膜チャンバ１内で試料ＴＰ表面の成膜
中、コンピュータ８’は、成膜状態の計測、前回計測し
記憶したバックグラウンドデータに基づくバックグラウ
ンド補正、及びバックグラウンド補正をしたデータに基
づく成膜状態の表示装置９或いは不図示の成膜装置等へ
の出力の一連の工程で示される成膜モニタ動作を繰り返
し行うと共に、更新命令の有無をモニタする。更新命令
があると、コンピュータ８’は、シャッター機構３に対
して、シャッターを閉じるよう指示し、検光子６を適宜
駆動することで、光検出器７より得られたデータを入力
し、それらをバックグラウンド補正用のデータとして更
新する。そして、シャッタ機構３にシャッターを開ける
よう指示した後、再び、成膜モニタ動作を繰り返し行う
と共に、次の更新命令の有無をモニタする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料表面の膜厚、
組成等を測定するエリプソメータ及び真空蒸着装置や分
子線エピタキシャル装置などの成膜装置に用いられる、
エリプソメータを利用した成膜モニタ装置に関する。
組成等を測定するエリプソメータ及び真空蒸着装置や分
子線エピタキシャル装置などの成膜装置に用いられる、
エリプソメータを利用した成膜モニタ装置に関する。
【０００２】
【従来技術】試料表面の膜厚、組成等を測定するのにエ
リプソメータが広く用いられており、当該エリプソメー
タには、大別して消光法と回転検光子法の測定原理を有
するものが存在する。
リプソメータが広く用いられており、当該エリプソメー
タには、大別して消光法と回転検光子法の測定原理を有
するものが存在する。
【０００３】消光法は、反射した楕円偏光を補償板を用
いるなどして直線偏光とし、偏光パラメータψ，Δを求
める方法であり、回転検光子法は、反射光の偏光状態を
直接測定して偏光パラメータψ，Δを求める方法であ
る。
いるなどして直線偏光とし、偏光パラメータψ，Δを求
める方法であり、回転検光子法は、反射光の偏光状態を
直接測定して偏光パラメータψ，Δを求める方法であ
る。
【０００４】かかるエリプソメータは、試料表面の膜厚
等をリアルタイムで測定し得るため、真空蒸着装置や分
子線エピタキシャル装置などの成膜装置において、成膜
状態を監視する成膜モニタ装置としても広く利用されて
いる。
等をリアルタイムで測定し得るため、真空蒸着装置や分
子線エピタキシャル装置などの成膜装置において、成膜
状態を監視する成膜モニタ装置としても広く利用されて
いる。
【０００５】図３は、エリプソメータを成膜モニタ装置
として用いた概略図であり、光源２から発した光は、偏
光子４、λ／４波長板５を介し任意の楕円偏光となり、
光学的真空窓１ｂを介して成膜チャンバ１内の試料ＴＰ
に入射し、試料ＴＰでの反射により偏光状態が変化した
光は、光学的真空窓１ａから出射し、検光子６を介して
光検出器７で検知されディジタルマルチメータ８ｃ，電
子回路８ａ等を介してコンピュータ８に入力される。
として用いた概略図であり、光源２から発した光は、偏
光子４、λ／４波長板５を介し任意の楕円偏光となり、
光学的真空窓１ｂを介して成膜チャンバ１内の試料ＴＰ
に入射し、試料ＴＰでの反射により偏光状態が変化した
光は、光学的真空窓１ａから出射し、検光子６を介して
光検出器７で検知されディジタルマルチメータ８ｃ，電
子回路８ａ等を介してコンピュータ８に入力される。
【０００６】検光子６は、コンピュータ８の指示に基づ
き電子回路８ａ、パルスモータ８ｂを介して回転駆動さ
れており、この状態で、検光子６の方位角Ａと検出光強
度Ｉとの関係は、 Ｉ＝Ｉ0 （ sin2 Ｐ・ sin2 Ａ＋ COS2 Ｐ・ COS2 Ａ・ tan2 ψ ＋(1/2)tanψ・COS Δ・sin2P ・sin2A ） ＝ａCOS2A ＋ｂsin2A ＋ｃ ＝（αCOS2A ＋βsin2A ＋１）・ｃ Ｐ，Ａ：偏光子及び検光子の方位角 ψ，Δ：偏光パラメータ Ｉ0 ：Ｐ＝Ａ＝π／２としたときの光強度 ａ，ｂ，ｃ：フーリエ係数 α，β：規格化フーリエ係数 となる。
き電子回路８ａ、パルスモータ８ｂを介して回転駆動さ
れており、この状態で、検光子６の方位角Ａと検出光強
度Ｉとの関係は、 Ｉ＝Ｉ0 （ sin2 Ｐ・ sin2 Ａ＋ COS2 Ｐ・ COS2 Ａ・ tan2 ψ ＋(1/2)tanψ・COS Δ・sin2P ・sin2A ） ＝ａCOS2A ＋ｂsin2A ＋ｃ ＝（αCOS2A ＋βsin2A ＋１）・ｃ Ｐ，Ａ：偏光子及び検光子の方位角 ψ，Δ：偏光パラメータ Ｉ0 ：Ｐ＝Ａ＝π／２としたときの光強度 ａ，ｂ，ｃ：フーリエ係数 α，β：規格化フーリエ係数 となる。
【０００７】そして、これらの式に基づき、コンピュー
タ８は検光子６の種々の方位角Ａに対する検出データＩ
を計測することで、上記α，βを算出し、次式により偏
光パラメータψ，Δを算出する。
タ８は検光子６の種々の方位角Ａに対する検出データＩ
を計測することで、上記α，βを算出し、次式により偏
光パラメータψ，Δを算出する。
【０００８】COS Δ＝β・（１−α2 ）-1/2 tan ψ＝tan Ｐ・（（１＋α）／（１−α））1/2 そして、算出された偏光パラメータψ，Δから膜厚、光
学定数などが算出され、表示装置９に表示されるととも
に、不図示の成膜装置本体にも出力され、当該成膜装置
本体は、入力された試料表面情報に基づいて成膜制御を
行う。
学定数などが算出され、表示装置９に表示されるととも
に、不図示の成膜装置本体にも出力され、当該成膜装置
本体は、入力された試料表面情報に基づいて成膜制御を
行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エリプソメータでは、バックグラウンド光の変動が生じ
た場合、それに基づく測定誤差が生じ、高精度な測定が
できないという問題が生じる。
エリプソメータでは、バックグラウンド光の変動が生じ
た場合、それに基づく測定誤差が生じ、高精度な測定が
できないという問題が生じる。
【００１０】特に、半導体基板などの成膜状態をモニタ
する場合には、多層膜蒸着時等における蒸着源の変化等
により外乱光が侵入するため、バックグラウンド光の変
動が大きい。かかる変動による基板表面状態の測定誤差
は、成膜装置を介して、成膜制御に大きく影響するた
め、成膜された膜質悪化や膜厚誤差の原因となる。
する場合には、多層膜蒸着時等における蒸着源の変化等
により外乱光が侵入するため、バックグラウンド光の変
動が大きい。かかる変動による基板表面状態の測定誤差
は、成膜装置を介して、成膜制御に大きく影響するた
め、成膜された膜質悪化や膜厚誤差の原因となる。
【００１１】そこで、本発明はかかる問題点を解消する
ため、バックグラウンド光の変動が生じた場合であって
も高精度な測定ができるエリプソメータを提供すると共
に、成膜された膜質状態をリアルタイムで高精度に測定
できる成膜モニタ装置を提供することを目的とする。
ため、バックグラウンド光の変動が生じた場合であって
も高精度な測定ができるエリプソメータを提供すると共
に、成膜された膜質状態をリアルタイムで高精度に測定
できる成膜モニタ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光源から光を試料に照射し、当該試料で
反射した光の偏光状態を解析することで試料表面の膜
厚、組成等を測定するエリプソメータであって、前記光
源からの光が前記試料へ照射されるのを遮断するシャッ
タ手段を備え、前記シャッターの開閉操作を行うこと
で、バックグラウンド光の検知を可能にしたことを特徴
とする。
に、本発明は、光源から光を試料に照射し、当該試料で
反射した光の偏光状態を解析することで試料表面の膜
厚、組成等を測定するエリプソメータであって、前記光
源からの光が前記試料へ照射されるのを遮断するシャッ
タ手段を備え、前記シャッターの開閉操作を行うこと
で、バックグラウンド光の検知を可能にしたことを特徴
とする。
【００１３】また、エリプソメータを用い、試料表面が
成膜される状態を検知する成膜モニタ装置であって、前
記光源からの光が前記試料へ照射されるのを遮断するシ
ャッタ手段を備え、成膜途中に、前記シャッターの開閉
操作を行うことで、成膜途中におけるバックグラウンド
光の検知を可能にしたことを特徴とする。
成膜される状態を検知する成膜モニタ装置であって、前
記光源からの光が前記試料へ照射されるのを遮断するシ
ャッタ手段を備え、成膜途中に、前記シャッターの開閉
操作を行うことで、成膜途中におけるバックグラウンド
光の検知を可能にしたことを特徴とする。
【００１４】前記シャッター手段は、前記光源の直後に
配設したことを特徴とする。
配設したことを特徴とする。
【００１５】前記エリプソメータ及び成膜モニタ装置
は、計測動作中に前記シャッターの開閉制御を行うと共
に、前記開閉制御によるバックグラウンド光の検知デー
タに基づいて、バックグラウンド補正を行う演算制御手
段を備えたことを特徴とする。前記演算制御手段は、光
源からの光照射により得られた試料表面の測定データか
ら前記バックグラウンド光の検知データを差分すること
で前記バックグラウンド補正を行うことを特徴とする。
は、計測動作中に前記シャッターの開閉制御を行うと共
に、前記開閉制御によるバックグラウンド光の検知デー
タに基づいて、バックグラウンド補正を行う演算制御手
段を備えたことを特徴とする。前記演算制御手段は、光
源からの光照射により得られた試料表面の測定データか
ら前記バックグラウンド光の検知データを差分すること
で前記バックグラウンド補正を行うことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１及
び図２に基づいて説明する。
び図２に基づいて説明する。
【００１７】図１は、本発明にかかる成膜モニタ装置の
一実施例を示しているが、図３に従来例として示した成
膜モニタ装置と同一構成要素については、同一符号が付
されており、ここでは、それらの説明は省略する。ま
た、図１の実施例において、成膜チャンバ１を除けばエ
リプソメータとなるため、ここでは、成膜モニタ装置の
実施例についてのみ説明する。
一実施例を示しているが、図３に従来例として示した成
膜モニタ装置と同一構成要素については、同一符号が付
されており、ここでは、それらの説明は省略する。ま
た、図１の実施例において、成膜チャンバ１を除けばエ
リプソメータとなるため、ここでは、成膜モニタ装置の
実施例についてのみ説明する。
【００１８】本発明は、従来装置の構成に加えて、シャ
ッター機構３及びその開閉制御を行うコンピュータ８’
を設けたもので、シャッター機構３は、光源２から照射
される光が試料ＴＰに到達するのを阻止することで、光
検出器７でバックグラウンド光のみの検知を可能とする
ものである。
ッター機構３及びその開閉制御を行うコンピュータ８’
を設けたもので、シャッター機構３は、光源２から照射
される光が試料ＴＰに到達するのを阻止することで、光
検出器７でバックグラウンド光のみの検知を可能とする
ものである。
【００１９】なお、シャッター機構３の配設位置は、基
本的に試料ＴＰと光源２の間であればよいが、光源２以
外の光を検知するうえでは、光源２の直後に配設するこ
とが望ましい。
本的に試料ＴＰと光源２の間であればよいが、光源２以
外の光を検知するうえでは、光源２の直後に配設するこ
とが望ましい。
【００２０】コンピュータ８’は、パルスモータ８ｂに
対して検光子６の回転駆動制御を行うと共に、光検出器
７で検知されたデータに基づく成膜状態などを算出する
ほか、シャッター機構３の開閉制御を行うことで、計測
データのバックグラウンド補正を行う。
対して検光子６の回転駆動制御を行うと共に、光検出器
７で検知されたデータに基づく成膜状態などを算出する
ほか、シャッター機構３の開閉制御を行うことで、計測
データのバックグラウンド補正を行う。
【００２１】次に、本発明の作用をコンピュータ８’の
動作を示す図２のフローチャートに基づいて説明する。
動作を示す図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００２２】成膜チャンバ１内において試料ＴＰ表面の
成膜がなされている状態で、コンピュータ８’は、成膜
状態の計測（Ｓ１）、前回計測し記憶したバックグラウ
ンドデータに基づくバックグラウンド補正（Ｓ２）、及
びバックグラウンド補正をしたデータに基づき算出した
成膜状態の表示装置９或いは不図示の成膜装置等への出
力（Ｓ３）、の一連の工程で示される成膜モニタ動作を
繰り返し行うと共に、バックグラウンドデータの更新命
令の有無をモニタする（Ｓ４）。
成膜がなされている状態で、コンピュータ８’は、成膜
状態の計測（Ｓ１）、前回計測し記憶したバックグラウ
ンドデータに基づくバックグラウンド補正（Ｓ２）、及
びバックグラウンド補正をしたデータに基づき算出した
成膜状態の表示装置９或いは不図示の成膜装置等への出
力（Ｓ３）、の一連の工程で示される成膜モニタ動作を
繰り返し行うと共に、バックグラウンドデータの更新命
令の有無をモニタする（Ｓ４）。
【００２３】ここで、バックグラウンド補正は、計測デ
ータからバックグラウンドデータをを差分することでな
される。また、バックグラウンドデータの更新命令は、
タイマー等を用いることで、コンピュータ８’に対して
所定時間毎に命令を与えるよう構成してもよく、また、
成膜状態の測定毎にバックグラウンド測定を実施しても
良いし、さらに、操作者が適当な時間を見計らって直接
コンピュータ８’に指示を与えるようにしてもよい。
ータからバックグラウンドデータをを差分することでな
される。また、バックグラウンドデータの更新命令は、
タイマー等を用いることで、コンピュータ８’に対して
所定時間毎に命令を与えるよう構成してもよく、また、
成膜状態の測定毎にバックグラウンド測定を実施しても
良いし、さらに、操作者が適当な時間を見計らって直接
コンピュータ８’に指示を与えるようにしてもよい。
【００２４】バックグラウンドデータの更新命令を検知
すると、コンピュータ８’は、シャッター機構３に対し
て、シャッターを閉じるよう指示する（Ｓ５）。
すると、コンピュータ８’は、シャッター機構３に対し
て、シャッターを閉じるよう指示する（Ｓ５）。
【００２５】シャッターを閉じると、その状態で、検光
子６を適宜駆動することで、光検出器７より検知された
ディジタルマルチメータ８ｃ及び電子回路８ａを介して
得られるデータを入力し（Ｓ６）、それらをバックグラ
ウンド補正用のデータとして更新する（Ｓ７）。
子６を適宜駆動することで、光検出器７より検知された
ディジタルマルチメータ８ｃ及び電子回路８ａを介して
得られるデータを入力し（Ｓ６）、それらをバックグラ
ウンド補正用のデータとして更新する（Ｓ７）。
【００２６】補正用データを更新した後、コンピュータ
８’は、シャッター機構３に対して、シャッターを開け
るよう指示する（Ｓ８）。
８’は、シャッター機構３に対して、シャッターを開け
るよう指示する（Ｓ８）。
【００２７】そして、再び、成膜状態の計測（Ｓ１）、
更新したバックグラウンドデータに基づくバックグラウ
ンド補正（Ｓ２）、及びバックグラウンド補正をしたデ
ータに基づき算出した成膜状態の表示装置９或いは不図
示の成膜装置等への出力（Ｓ３）の一連の工程で示され
る成膜モニタ動作を繰り返し行うと共に、バックグラウ
ンドデータの次の更新命令の有無をモニタする（Ｓ
４）。
更新したバックグラウンドデータに基づくバックグラウ
ンド補正（Ｓ２）、及びバックグラウンド補正をしたデ
ータに基づき算出した成膜状態の表示装置９或いは不図
示の成膜装置等への出力（Ｓ３）の一連の工程で示され
る成膜モニタ動作を繰り返し行うと共に、バックグラウ
ンドデータの次の更新命令の有無をモニタする（Ｓ
４）。
【００２８】以上のとおり、本発明によれば、成膜中で
あっても、簡単な操作で定期的にバックグランドデータ
の取得ができ、バックグランド補正をなしうる。このた
め、バックグランド光の変動が生じた場合であっても、
成膜状態のモニタを高精度に行うことが可能となり、半
導体などの薄膜形成を極めて制度良く行うことができ
る。
あっても、簡単な操作で定期的にバックグランドデータ
の取得ができ、バックグランド補正をなしうる。このた
め、バックグランド光の変動が生じた場合であっても、
成膜状態のモニタを高精度に行うことが可能となり、半
導体などの薄膜形成を極めて制度良く行うことができ
る。
【００２９】また、シャッターの開閉のみでバックグラ
ウンド光の検知ができるため、バックグラウンド補正を
より簡単な構成でなしうる。
ウンド光の検知ができるため、バックグラウンド補正を
より簡単な構成でなしうる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、バックグラウンド光の
変動が生じた場合であっても、より簡単な構成で、試料
表面の膜厚、組成等の高精度な測定をなしうる、また、
成膜中であっても、定期的にバックグランドデータの取
得ができ、バックグランド補正をなしうるため、バック
グランド光の変動が生じた場合であっても、成膜状態の
モニタを高精度に行うことが可能となり、半導体などの
薄膜形成を極めて制度良く行うことができる。
変動が生じた場合であっても、より簡単な構成で、試料
表面の膜厚、組成等の高精度な測定をなしうる、また、
成膜中であっても、定期的にバックグランドデータの取
得ができ、バックグランド補正をなしうるため、バック
グランド光の変動が生じた場合であっても、成膜状態の
モニタを高精度に行うことが可能となり、半導体などの
薄膜形成を極めて制度良く行うことができる。
【図１】本発明にかかる成膜モニタ装置の概略図であ
る。
る。
【図２】本発明の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来の成膜モニタ装置の概略図である。
１・・・・・・成膜チャンバ ２・・・・・・光源 ３・・・・・・シャッター機構 ４・・・・・・偏光子 ６・・・・・・検光子 ７・・・・・・光検出器 ８’・・・・・コンピュータ
Claims (2)
- 【請求項１】 光源から光を試料に照射し、当該試料で
反射した光の偏光状態を解析することで試料表面の膜
厚、組成等を測定するエリプソメータにおいて、 前記光源からの光が前記試料へ照射されるのを遮断する
シャッタ手段を備え、前記シャッターの開閉操作を行う
ことで、バックグラウンド光の検知を可能にしたことを
特徴とするエリプソメータ。 - 【請求項２】 光源から光を試料に照射し、当該試料で
反射した光の偏光状態を解析することで試料表面の膜
厚、組成等を測定するエリプソメータを用い、試料表面
が成膜される状態を検知する成膜モニタ装置において、 前記光源からの光が前記試料へ照射されるのを遮断する
シャッタ手段を備え、成膜途中に、前記シャッターの開
閉操作を行うことで、成膜途中におけるバックグラウン
ド光の検知を可能にしたことを特徴とする成膜モニタ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20229696A JPH1048050A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | エリプソメータ及び成膜モニタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20229696A JPH1048050A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | エリプソメータ及び成膜モニタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048050A true JPH1048050A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16455203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20229696A Pending JPH1048050A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | エリプソメータ及び成膜モニタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1048050A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6163921A (en) * | 1998-02-27 | 2000-12-26 | Mitsuba Corporation | Wiper system with translational motion |
| KR100397381B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2003-09-13 | 오혜근 | 고정입사면 타원해석기 |
| EP1902281A1 (en) * | 2005-07-08 | 2008-03-26 | Woollam Co. Inc. J.A. | Sample orientation system and method |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP20229696A patent/JPH1048050A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6163921A (en) * | 1998-02-27 | 2000-12-26 | Mitsuba Corporation | Wiper system with translational motion |
| KR100397381B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2003-09-13 | 오혜근 | 고정입사면 타원해석기 |
| EP1902281A1 (en) * | 2005-07-08 | 2008-03-26 | Woollam Co. Inc. J.A. | Sample orientation system and method |
| EP1902281A4 (en) * | 2005-07-08 | 2013-01-09 | J A Woollam Co Inc | SAMPLE ORIENTATION SYSTEM AND METHOD |
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