JPS6175203A - 膜厚測定装置 - Google Patents
膜厚測定装置Info
- Publication number
- JPS6175203A JPS6175203A JP59197672A JP19767284A JPS6175203A JP S6175203 A JPS6175203 A JP S6175203A JP 59197672 A JP59197672 A JP 59197672A JP 19767284 A JP19767284 A JP 19767284A JP S6175203 A JPS6175203 A JP S6175203A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photomultiplier tube
- light
- photocurrent
- optical system
- film thickness
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- Pending
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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
- G01B11/0625—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 with measurement of absorption or reflection
- G01B11/0633—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 with measurement of absorption or reflection using one or more discrete wavelengths
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- Length Measuring Devices By Optical Means (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〕
本発明は分光反射率を利用して、被測定試料の膜厚を測
定する膜厚測定装置に関する。
定する膜厚測定装置に関する。
一般にこのような膜厚測定装置では、第３図のような横
軸に波長、縦軸に反射の強度を示す分光特性が得られる
。図中例えば４００ｎｍから８００ｎｍの範囲での光源
、回折格子および光電子増倍管の各々の分光特性を表示
し、光源１０をタングステンランプと仮定すると、その
特性は、短波長側で急速に立ち上るような曲線となり、
回折格子１２の分光特性は、両端波長付近で減衰する曲
線として発生し、また光電子増倍管１４の出力特性は、
長波長で急速に減衰する曲線として存在する。
軸に波長、縦軸に反射の強度を示す分光特性が得られる
。図中例えば４００ｎｍから８００ｎｍの範囲での光源
、回折格子および光電子増倍管の各々の分光特性を表示
し、光源１０をタングステンランプと仮定すると、その
特性は、短波長側で急速に立ち上るような曲線となり、
回折格子１２の分光特性は、両端波長付近で減衰する曲
線として発生し、また光電子増倍管１４の出力特性は、
長波長で急速に減衰する曲線として存在する。
し たがって光電子増倍管から検出される最終的な分光
特性は、光８１０、回折格子１２および光電子増倍管１
４等の分光特性を合わせた合成分光特性１６となって表
れる。この合成分光特性１６は、長波長及び短波長側で
感度が低く、中間波長で感度が高く凸状の曲線であり、
この曲線上には被測定試料の膜厚の測定によって発生し
た分光反射スペクトル１８が重畳される。
特性は、光８１０、回折格子１２および光電子増倍管１
４等の分光特性を合わせた合成分光特性１６となって表
れる。この合成分光特性１６は、長波長及び短波長側で
感度が低く、中間波長で感度が高く凸状の曲線であり、
この曲線上には被測定試料の膜厚の測定によって発生し
た分光反射スペクトル１８が重畳される。
このような合成分光特性では、曲線の傾斜が急な４００
ｎｍおよび８０（ｌｎｍ近傍での分光反射スペクトルの
測定精度がいちじるしく低下する。
ｎｍおよび８０（ｌｎｍ近傍での分光反射スペクトルの
測定精度がいちじるしく低下する。
部ち山、谷の判断が不正確となるという問題点があった
。
。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、前記合成
分光特性を測定波長全域にわたって常に一定になるよう
に電気的信号処理を行い、波長走査により得られる反射
スペクトルを全波長領域に亘って誤差が生ぜず同一精度
で検出し、膜厚を算出することを目的とする。
分光特性を測定波長全域にわたって常に一定になるよう
に電気的信号処理を行い、波長走査により得られる反射
スペクトルを全波長領域に亘って誤差が生ぜず同一精度
で検出し、膜厚を算出することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段およびその作用〕本発明
は、入射光量に比例した光電流を発生させる補正用光電
子増倍管と、この光電流を基にして電圧を発生させる制
御回路とにより、反射光量に比例した光電流を発生させ
る検出用光電子増倍管の印加電圧を制御し、該検出用光
電子増倍管からの合成出力特性を一定にしてどの波長に
対しても同一精度の分光反射スペクトルが得られるよう
にした膜厚測定装置を提供するものである。
は、入射光量に比例した光電流を発生させる補正用光電
子増倍管と、この光電流を基にして電圧を発生させる制
御回路とにより、反射光量に比例した光電流を発生させ
る検出用光電子増倍管の印加電圧を制御し、該検出用光
電子増倍管からの合成出力特性を一定にしてどの波長に
対しても同一精度の分光反射スペクトルが得られるよう
にした膜厚測定装置を提供するものである。
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
第１図乃至第２図は、本発明の実施例を示す図である。
第１図において、２０は膜厚測定装置で、この膜厚測定
装置２０は台座２２と、この台座２２に載置された試料
ステージ部２４と、同じ（台座２２に載置された後述す
る測定光学系２６および投影２８を内蔵した収納部３０
とからなる。この収納部３０の前面には、前記投影光学
系２８のスクリーン２９が設けられている。このスクリ
ーン２９には、前記試料ステージ部２４に載置された被
測定試料３２の薄膜面３３が対物レンズ３４および投影
光学系２８を通って拡大投影されており、該薄膜面３３
の観察および位置決めを行うことができる。
装置２０は台座２２と、この台座２２に載置された試料
ステージ部２４と、同じ（台座２２に載置された後述す
る測定光学系２６および投影２８を内蔵した収納部３０
とからなる。この収納部３０の前面には、前記投影光学
系２８のスクリーン２９が設けられている。このスクリ
ーン２９には、前記試料ステージ部２４に載置された被
測定試料３２の薄膜面３３が対物レンズ３４および投影
光学系２８を通って拡大投影されており、該薄膜面３３
の観察および位置決めを行うことができる。
第２図に示す測定光学系２６において、３６は被測定試
料３２の膜厚面３３に単色光を照射するための第１の光
学系であり、この第１の光学系を出た白色光は回転する
チョッパー８０により断続光となり単色系４４に入射さ
れる。
料３２の膜厚面３３に単色光を照射するための第１の光
学系であり、この第１の光学系を出た白色光は回転する
チョッパー８０により断続光となり単色系４４に入射さ
れる。
該単色計４４は、回転可能な回折格子４６を有し、この
回折格子４６の回転角度走査によって、波長走査が可能
である。
回折格子４６の回転角度走査によって、波長走査が可能
である。
前記単色計４４で分光された光は、単色光となって検出
用ハーフミラ−５０、補正用ハーフミラ−５４および対
物レンズ３４から構成される第２の光学系５６を通って
、被測定試料３２の薄膜面３３上に照射される。
用ハーフミラ−５０、補正用ハーフミラ−５４および対
物レンズ３４から構成される第２の光学系５６を通って
、被測定試料３２の薄膜面３３上に照射される。
前記補正用ハーフミラ−５４により、単色光光量中の一
部の光が反射され、この光は補正用光電子増倍管５８に
よって受光される。この補正用光電子増倍管５８では、
入射した光量に比例した光電流を発生させる。この光電
流は、増幅回路５９で増幅され、制御回路６０に入力さ
れる。
部の光が反射され、この光は補正用光電子増倍管５８に
よって受光される。この補正用光電子増倍管５８では、
入射した光量に比例した光電流を発生させる。この光電
流は、増幅回路５９で増幅され、制御回路６０に入力さ
れる。
この制御回路６０は、同期整流回路６２と高電圧発生回
路６４とで構成されており、前記光電流はまず同期整流
回路６２に入力される。この同期整流回路６２により、
入力した光電流に対応した直流の信号成分が出力され、
高電圧発生回路６４に入力される。この高電圧発生回路
６４では、前記信号成分によって高電圧が制御され、こ
の高電圧は補正用光電子増倍管５８、検出用光電子増倍
管６６に印加される。高電圧発生回路６４で発生する高
電圧は、前記補正用光電子増倍管５８によって検出され
た光電流信号によって制御される。
路６４とで構成されており、前記光電流はまず同期整流
回路６２に入力される。この同期整流回路６２により、
入力した光電流に対応した直流の信号成分が出力され、
高電圧発生回路６４に入力される。この高電圧発生回路
６４では、前記信号成分によって高電圧が制御され、こ
の高電圧は補正用光電子増倍管５８、検出用光電子増倍
管６６に印加される。高電圧発生回路６４で発生する高
電圧は、前記補正用光電子増倍管５８によって検出され
た光電流信号によって制御される。
即ち、この検出信号が小さい場合は、高電圧発生装置か
らの高電圧は高く、逆に、検出信号が大きい場合は高電
圧は低くなるように制御さ机る。この高電圧は、補正用
光電子増倍管５８および検出用光電子６６に印加される
ので、検出用光電子増倍管６６によって検出される光電
流信号は、光源回折格子および光電子増倍管の分光特性
を補正しフラットにしたものとなる。
らの高電圧は高く、逆に、検出信号が大きい場合は高電
圧は低くなるように制御さ机る。この高電圧は、補正用
光電子増倍管５８および検出用光電子６６に印加される
ので、検出用光電子増倍管６６によって検出される光電
流信号は、光源回折格子および光電子増倍管の分光特性
を補正しフラットにしたものとなる。
前記検出用光電子増倍管６６には、薄膜面３３で膜表面
からと基板表面からの干渉した反射光がハーフミラ−５
０により入射され、反射光量に比例し全波長で一定レベ
ルになるよう補正制御された光電流を出力する。この光
電流は、増幅回路６７で増幅されて、信号処理部６８に
入力される。
からと基板表面からの干渉した反射光がハーフミラ−５
０により入射され、反射光量に比例し全波長で一定レベ
ルになるよう補正制御された光電流を出力する。この光
電流は、増幅回路６７で増幅されて、信号処理部６８に
入力される。
前記信号処理部６８は、同期整流回路７０と信号処理装
置７２とで構成されており、前記光電流は、まず同期整
流回路７０に入力される。この同期整流回路７０では、
入力した光電流に対応した直流信号成分が出力され、信
号処理装置７２に入力される。この信号処理装置７２で
は波長走査によって得られる分光反射スペクトル分布に
対応する信号電圧を増幅および処理し、表示装置７４に
その結果、即ち被測定試料の膜厚または分光反射スペク
トルを出力するわけである。
置７２とで構成されており、前記光電流は、まず同期整
流回路７０に入力される。この同期整流回路７０では、
入力した光電流に対応した直流信号成分が出力され、信
号処理装置７２に入力される。この信号処理装置７２で
は波長走査によって得られる分光反射スペクトル分布に
対応する信号電圧を増幅および処理し、表示装置７４に
その結果、即ち被測定試料の膜厚または分光反射スペク
トルを出力するわけである。
本発明は以上のように、検出用光電子増倍管とは別に、
該検出用光電子増倍管の印加電圧を補正制御する補正用
光電子増倍管を備えたので、波長領域ごとの光源、回折
格子および検出用光電子増倍管等による波長の合成出力
特性を常に一定しヘルにすることができ、分光反射スペ
クトル分布を誤差が生ぜず同一の測定精度で検出し、膜
厚の算出ができるものである。
該検出用光電子増倍管の印加電圧を補正制御する補正用
光電子増倍管を備えたので、波長領域ごとの光源、回折
格子および検出用光電子増倍管等による波長の合成出力
特性を常に一定しヘルにすることができ、分光反射スペ
クトル分布を誤差が生ぜず同一の測定精度で検出し、膜
厚の算出ができるものである。
第１図は本発明の膜厚測定装置の斜視図、第２図は本発
明を示す構成図、第３図は波長の出力特性を示す図であ
る。 ２０−−＝膜厚測定装置 ２６−測定光学系３２−被
測定試料 ３３−薄膜面 ３６〜第１の光学系 ４４−Ｒ色計 ５６ 第２の光学系５８−補正
用光電子増倍管 ６０−制御回路 ６６−検出用光電子増倍管６８
−信号処理部
明を示す構成図、第３図は波長の出力特性を示す図であ
る。 ２０−−＝膜厚測定装置 ２６−測定光学系３２−被
測定試料 ３３−薄膜面 ３６〜第１の光学系 ４４−Ｒ色計 ５６ 第２の光学系５８−補正
用光電子増倍管 ６０−制御回路 ６６−検出用光電子増倍管６８
−信号処理部
Claims (1)
- 照射光を発生する光源と、この照射光を集光する第１の
光学系と、この第１の光学系によって集光された光束を
入射させ単色光に分光する単色計と、この単色光を入射
させ被測定試料の薄膜面に照射する第２の光学系と、こ
の薄膜面からの反射光を入射させ反射光量に比例した光
電流を出力する検出用光電子増倍管と、からなる測定光
学系により膜厚の測定を行う膜厚測定装置において、前
記第２の光学系の照射光束の一部を入射し入射光量に比
例した光電流を発生させる補正用光電子増倍管と、この
光電流に対応した信号を処理し前記検出用光電子増倍管
の印加電圧を制御するための制御回路と、この検出用光
電子増倍管の光電流を検出しこの光電流信号を処理し、
出力する信号処理部とからなることを特徴とする膜厚測
定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197672A JPS6175203A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 膜厚測定装置 |
| US06/723,569 US4666305A (en) | 1984-09-20 | 1985-04-15 | Film thickness measuring apparatus employing intensity compensation device of spectral reflectivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197672A JPS6175203A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 膜厚測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175203A true JPS6175203A (ja) | 1986-04-17 |
Family
ID=16378412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59197672A Pending JPS6175203A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 膜厚測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4666305A (ja) |
| JP (1) | JPS6175203A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05248825A (ja) * | 1991-12-06 | 1993-09-28 | Hughes Aircraft Co | 薄膜の厚さを測定する装置および方法 |
| US10306965B2 (en) | 2015-05-22 | 2019-06-04 | Dyson Technology Limited | Hand held appliance |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2637820B2 (ja) * | 1989-03-27 | 1997-08-06 | オリンパス光学工業株式会社 | 光学式膜厚測定装置 |
| JP2853615B2 (ja) * | 1995-08-09 | 1999-02-03 | 富士ゼロックス株式会社 | 電子写真感光体の評価装置および評価方法、電子写真感光体の製造装置および製造方法 |
| DE19739794C2 (de) * | 1997-09-10 | 1999-11-18 | Steag Hama Tech Ag | Verfahren zur Regelung eines Beschichtungsvorgangs |
| WO1999054924A1 (fr) * | 1998-04-21 | 1999-10-28 | Hitachi, Ltd. | Dispositif et procede permettant de mesurer l'epaisseur d'un film mince, et procede et dispositif de production d'un film mince utilisant les premiers |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS50122281A (ja) * | 1974-03-06 | 1975-09-25 | ||
| JPS5158971A (ja) * | 1974-11-20 | 1976-05-22 | Nippon Naitoronikusu Kk | Atsumikei |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3664743A (en) * | 1968-11-04 | 1972-05-23 | Hitachi Ltd | Spectrophotometer |
| US3827811A (en) * | 1972-03-15 | 1974-08-06 | Nippon Kogaku Kk | Optical measuring device employing a diaphragm with reflecting surfaces |
| NL7305239A (ja) * | 1972-04-25 | 1973-10-29 | ||
| US3869211A (en) * | 1972-06-29 | 1975-03-04 | Canon Kk | Instrument for measuring thickness of thin film |
| US4355903A (en) * | 1980-02-08 | 1982-10-26 | Rca Corporation | Thin film thickness monitor |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59197672A patent/JPS6175203A/ja active Pending
-
1985
- 1985-04-15 US US06/723,569 patent/US4666305A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50122281A (ja) * | 1974-03-06 | 1975-09-25 | ||
| JPS5158971A (ja) * | 1974-11-20 | 1976-05-22 | Nippon Naitoronikusu Kk | Atsumikei |
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| US10306965B2 (en) | 2015-05-22 | 2019-06-04 | Dyson Technology Limited | Hand held appliance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4666305A (en) | 1987-05-19 |
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