JPS5960203A - 膜厚変化測定装置 - Google Patents
膜厚変化測定装置Info
- Publication number
- JPS5960203A JPS5960203A JP16855482A JP16855482A JPS5960203A JP S5960203 A JPS5960203 A JP S5960203A JP 16855482 A JP16855482 A JP 16855482A JP 16855482 A JP16855482 A JP 16855482A JP S5960203 A JPS5960203 A JP S5960203A
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- JP
- Japan
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- light
- wavelengths
- wavelength
- thin film
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明はたとえば半導体装置の製造工程で被覆される
薄膜の厚み変化を測定する′ＪＡ置に関する。
薄膜の厚み変化を測定する′ＪＡ置に関する。
薄膜の測定に訃いて薄膜上に光を照射しその反射光の強
度（１）の変化で測定することが行われている。この場
合、す成度（Ｉ）は次式で算出される。
度（１）の変化で測定することが行われている。この場
合、す成度（Ｉ）は次式で算出される。
ここに、■ｏ；直流分、ＩＩは変動の振幅、λ；波長、
ｎ；薄膜の屈折率、ｄ；薄ｊ良の厚みである。
ｎ；薄膜の屈折率、ｄ；薄ｊ良の厚みである。
上記従来技術では■のｌｏに対する大小関係からｄが変
化したときの■の変化を検出している。しかしＩＯ，Ｉ
、が背景光の変動、光学系の汚れなどで時間的に変化す
る場合には、上記の手法では安定にｄの変化を検出する
ことができない問題がちった。
化したときの■の変化を検出している。しかしＩＯ，Ｉ
、が背景光の変動、光学系の汚れなどで時間的に変化す
る場合には、上記の手法では安定にｄの変化を検出する
ことができない問題がちった。
本発明の目的は薄膜の厚み・変化を安定に検出する装置
ｔｌ−提供するにある。
ｔｌ−提供するにある。
少なくとも三つ以上の波長をもつ光を被測定物体の薄膜
に照射し薄膜から反射した光を波長ごとに別々に検出し
、それぞれの検出波長の大小関係から薄膜の厚み変化を
測定するように構成したものである。
に照射し薄膜から反射した光を波長ごとに別々に検出し
、それぞれの検出波長の大小関係から薄膜の厚み変化を
測定するように構成したものである。
この発明の一実施例を第２図に基すいて説明する。この
実施例では三つの波長を検出する構成になっている。す
なわち多波長発振するアルゴンレーザ発振器（以下発振
器と略す）（１）を有し、この発振器（１）よ〕放出さ
れたレーザ光（Ｌｌ）は半導体基板（２）の表面（２）
に被覆形成された薄膜（３）に照射されるようになって
いる。、上記レーザ光（Ｌｌ）の光路上には第１の半透
鏡（４）が表面（２）よシの反射光（Ｌ、）を上記光路
外へ直角に反射にするように設けられている。半透鏡（
４）で反射された反射光（Ｌ＊）の光路には第２および
第３の半透ｉｉｉＭ（５）および（６）が設けられ、そ
れぞれで反射した光を第１および第２の検出器（力およ
び（８）に入射する′ようになワている。また、第３の
半透鏡（６）を透過した光は第３の検出器（９）に入射
するようになっている。上記第１乃至第３の検出器（力
、 （８）、 （９）での検出信号を人力するために演
算装置（１（Ｉが設けられている。
実施例では三つの波長を検出する構成になっている。す
なわち多波長発振するアルゴンレーザ発振器（以下発振
器と略す）（１）を有し、この発振器（１）よ〕放出さ
れたレーザ光（Ｌｌ）は半導体基板（２）の表面（２）
に被覆形成された薄膜（３）に照射されるようになって
いる。、上記レーザ光（Ｌｌ）の光路上には第１の半透
鏡（４）が表面（２）よシの反射光（Ｌ、）を上記光路
外へ直角に反射にするように設けられている。半透鏡（
４）で反射された反射光（Ｌ＊）の光路には第２および
第３の半透ｉｉｉＭ（５）および（６）が設けられ、そ
れぞれで反射した光を第１および第２の検出器（力およ
び（８）に入射する′ようになワている。また、第３の
半透鏡（６）を透過した光は第３の検出器（９）に入射
するようになっている。上記第１乃至第３の検出器（力
、 （８）、 （９）での検出信号を人力するために演
算装置（１（Ｉが設けられている。
ところで、第２の半透鏡（５）は反射光（Ｌ２）のうち
の特定波長λ０のみを第１の検出器（７）に、また、第
３の半辺鏡（６）はλ０＋Δλ（Δλ〉０）の波長を第
２の検出器（８）に入射させる特性を有している。さら
に第３の検出器（９）は残ったλ−Δλの波長を検出す
る検出器になっている。
の特定波長λ０のみを第１の検出器（７）に、また、第
３の半辺鏡（６）はλ０＋Δλ（Δλ〉０）の波長を第
２の検出器（８）に入射させる特性を有している。さら
に第３の検出器（９）は残ったλ−Δλの波長を検出す
る検出器になっている。
上記の構成の作用を説明する前に、反射時性の例につい
て第２図にて説明する。第２図において、横軸に薄膜（
３）の厚みがとられ、縦軸に反射強度がとられている。
て第２図にて説明する。第２図において、横軸に薄膜（
３）の厚みがとられ、縦軸に反射強度がとられている。
また三つの波形（Ａ）、 （Ｂ）、 （Ｃ）はそれぞれ
順にλ０−Δλ、λ。、λ＋Δλの波長になっている。
順にλ０−Δλ、λ。、λ＋Δλの波長になっている。
また第３図では各検出器（７）、 ＋８）、 ＋９）に
よる三つの信号の大小結果を用いた判断結果が示されて
いる。信号（２１）、 ｔ２ａ、（ハ）が上記横軸と同
じくして示されている。信号０Ｄは波形（Ｈ）での図中
右上が９の部位で１とな勺、また、信号ｃ２４は同じく
右下がルの部位で１となって互いに相補関係にある。さ
らに信号（ハ）は波形（Ｂ）の極大値、極小値付近のみ
で１となっている。第３図の信号（ハ）において斜線の
入ったものは極小値付近でのパルス信号でおる。
よる三つの信号の大小結果を用いた判断結果が示されて
いる。信号（２１）、 ｔ２ａ、（ハ）が上記横軸と同
じくして示されている。信号０Ｄは波形（Ｈ）での図中
右上が９の部位で１とな勺、また、信号ｃ２４は同じく
右下がルの部位で１となって互いに相補関係にある。さ
らに信号（ハ）は波形（Ｂ）の極大値、極小値付近のみ
で１となっている。第３図の信号（ハ）において斜線の
入ったものは極小値付近でのパルス信号でおる。
第１図において演８装置ｕ１にろ力された第３図に示す
ようなイト１号ｃｌυ（し乃、（ハ））は例えば次のよ
うに演算される。
ようなイト１号ｃｌυ（し乃、（ハ））は例えば次のよ
うに演算される。
信号Ｑυ； （Ａ−Ｂ＞０ ）ＡＮＩ）（Ａ−Ｃ）ｏ）
が真ならば１、為らば０、つまυ という具合に演算される。これはＡ−Ｈ（Ｑ。
が真ならば１、為らば０、つまυ という具合に演算される。これはＡ−Ｈ（Ｑ。
Ａ−ｃ＜ｏが同時に成立しないので等価である。
よって前記（１）式のＩ、、１１は割算、引算で式（２
）では消去されるので（Ｉｏ、Ｉ＋の影響がない判断を
行えることが示される。
）では消去されるので（Ｉｏ、Ｉ＋の影響がない判断を
行えることが示される。
このようにして演算されつくられた例えば信号Ｃ！υの
パルスの１とＯとの回数を数えて２ｍとしてλ／ｎの比
例足数をかけると父化した厚みΔｄを知ることができる
。このようにしてλ／ｎの分解能、例み変化を知ること
ができる。
パルスの１とＯとの回数を数えて２ｍとしてλ／ｎの比
例足数をかけると父化した厚みΔｄを知ることができる
。このようにしてλ／ｎの分解能、例み変化を知ること
ができる。
なお、上記実施例では三つの波長をほぼ同時に検出する
ように構成したが、三つの波長を時分割して検出するよ
うに構成してもよい。つまシ、レーザを薄膜に照射する
前に３つの＄、長のうちの１つのみをｊ＠次選択するよ
うにしで、反射した元金一つの検出器で検出し、照射し
た波長毎の信号を時系列で得るものである。
ように構成したが、三つの波長を時分割して検出するよ
うに構成してもよい。つまシ、レーザを薄膜に照射する
前に３つの＄、長のうちの１つのみをｊ＠次選択するよ
うにしで、反射した元金一つの検出器で検出し、照射し
た波長毎の信号を時系列で得るものである。
途中の元手系などによる入射光の強ｉｆ動や、膜の反射
率のサンプルによる違いなどにより、（１）式の方法で
は安定にｍｌり定できなかったが、本発明の方法による
と、これらの問題点が軽減された。
率のサンプルによる違いなどにより、（１）式の方法で
は安定にｍｌり定できなかったが、本発明の方法による
と、これらの問題点が軽減された。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は膜
厚変化と三つの異なった波長からの反射強度との関係を
示す波形図、第３図は上記膜厚変化に応じた信号波形図
で必る。 （１）・・・発振器 （４）・・・第１の半
透鏡（５）・・・第２０半透鏡 （６）・・・第
３の半透鏡（力・・・第１の検出器 （８）・・
・第２の検出器（９）・・・第３の検出器 ＱＯ
）・・・演算装置代理人 弁理士 則 近 憲 佑り
１了か１／８下ｆ図
厚変化と三つの異なった波長からの反射強度との関係を
示す波形図、第３図は上記膜厚変化に応じた信号波形図
で必る。 （１）・・・発振器 （４）・・・第１の半
透鏡（５）・・・第２０半透鏡 （６）・・・第
３の半透鏡（力・・・第１の検出器 （８）・・
・第２の検出器（９）・・・第３の検出器 ＱＯ
）・・・演算装置代理人 弁理士 則 近 憲 佑り
１了か１／８下ｆ図
Claims (3)
- （１）少なくとも三つ以上の波長を有する光を出す光源
と、上記光と透過する被膜を形成した被測定物体への照
射光路に設けられ上記被測定物体の上記被膜との境界面
からの反射光を上記照射光路外へ反射する光学系と、上
記半透鏡で反射された反射光路に設けられ上記光の少な
くとも三つ以上の特定波長の強度を検出する検出部と、
上記検出部で区分される最小波長の強度が中間波長およ
び最大波長の強度よル犬になる逆転回数もしくは上記最
大波長の強Ｗが上記他の三波長よ）犬に維持される回数
の計数値を比例定数を用いて上記被ｊ摸の変化量を演算
する演算装置を備えることを特徴とする膜厚変化測定装
置。 - （２）検出部は時分割された各波長の信号を検出するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の膜厚変化測
定装置４゜ - （３）光源は多波長発振するアルゴンレーザ発振装置で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の膜厚
変化測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16855482A JPS5960203A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 膜厚変化測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16855482A JPS5960203A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 膜厚変化測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960203A true JPS5960203A (ja) | 1984-04-06 |
Family
ID=15870173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16855482A Pending JPS5960203A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 膜厚変化測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960203A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5134303A (en) * | 1990-08-14 | 1992-07-28 | Flexus, Inc. | Laser apparatus and method for measuring stress in a thin film using multiple wavelengths |
| FR2680414A1 (fr) * | 1991-08-14 | 1993-02-19 | Sofie | Ensemble d'observation et de mesures interferometriques simultanees par laser, en particulier sur des structures a couches minces. |
| US5248889A (en) * | 1990-08-14 | 1993-09-28 | Tencor Instruments, Inc. | Laser apparatus and method for measuring stress in a thin film using multiple wavelengths |
| JPH06147841A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-27 | Ibm Japan Ltd | ヘッド浮上量測定装置 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP16855482A patent/JPS5960203A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5134303A (en) * | 1990-08-14 | 1992-07-28 | Flexus, Inc. | Laser apparatus and method for measuring stress in a thin film using multiple wavelengths |
| US5248889A (en) * | 1990-08-14 | 1993-09-28 | Tencor Instruments, Inc. | Laser apparatus and method for measuring stress in a thin film using multiple wavelengths |
| FR2680414A1 (fr) * | 1991-08-14 | 1993-02-19 | Sofie | Ensemble d'observation et de mesures interferometriques simultanees par laser, en particulier sur des structures a couches minces. |
| US5355217A (en) * | 1991-08-14 | 1994-10-11 | Sofie | Assembly for simultaneous observation and laser interferometric measurements, in particular on thin-film structures |
| JPH06147841A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-27 | Ibm Japan Ltd | ヘッド浮上量測定装置 |
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