JPS62127921A - Sample measuring instrument - Google Patents
Sample measuring instrumentInfo
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- JPS62127921A JPS62127921A JP60267917A JP26791785A JPS62127921A JP S62127921 A JPS62127921 A JP S62127921A JP 60267917 A JP60267917 A JP 60267917A JP 26791785 A JP26791785 A JP 26791785A JP S62127921 A JPS62127921 A JP S62127921A
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- computer
- sample
- measurement
- film thickness
- full keyboard
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は試料測定特に半導体製造工程でのシリコン上の
酸化膜のようにミクロンメータ以下の膜厚等の試料測定
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for measuring a sample, particularly a sample measuring a film thickness of micrometer or less, such as an oxide film on silicon in a semiconductor manufacturing process.
従来この種の装置は、フルキーボードにより諸条件を入
力し、各種指令を出す装置が一般的であった。Conventionally, this type of device has generally been a device in which various conditions are entered using a full keyboard and various commands are issued.
しかし専門知識を有さないオペレータがフルキーボード
の全てのキーの機能を学習するのは困難であり、また誤
操作による故障の危険性もある。However, it is difficult for an operator without specialized knowledge to learn the functions of all the keys on a full keyboard, and there is also a risk of malfunction due to incorrect operation.
従って繰り返し同一操作をするオペレータには従来のよ
うにフルキーボードを操作させるのは無理である。Therefore, it is impossible for an operator who repeatedly performs the same operation to operate a full keyboard as in the past.
本発明は従来の欠点を除去し各ユーザ毎にキーボードを
有することにより、操作性が向上した。The present invention improves operability by eliminating the drawbacks of the conventional technology and providing a keyboard for each user.
本発明の構成および作用を説明する前に、基本的測定原
理について第1図を用いて説明し、次に実施例として、
第2図〜第5図を用いて詳しく説明する。Before explaining the structure and operation of the present invention, the basic measurement principle will be explained using FIG. 1, and then as an example,
This will be explained in detail using FIGS. 2 to 5.
本発明で利用している基本的な膜厚算出の測定原理につ
いて第1図を用いて以下説明する。The basic measurement principle for film thickness calculation used in the present invention will be explained below with reference to FIG.
媒質の屈折率を入射側からnl + n2 + 13
とし、いま測定しようとする膜厚をdとする。使用波長
(真空中での波長入0)の各々の入射角を01.θ2.
θ3とする。この時の振巾反射率Yは次のようになる。The refractive index of the medium is nl + n2 + 13 from the incident side
Let d be the film thickness to be measured now. The incident angle of each wavelength used (wavelength incidence in vacuum is 0) is 01. θ2.
Let it be θ3. The amplitude reflectance Y at this time is as follows.
〔参考+M、Born and E、Wolf著、
”Pr1nciples of 0ptics”3
rdedition、PERGAMON PRESS
、62頁〕ここでY12は媒質1と2の境界でのフレネ
ルの反射係数で、Y23は媒質2と3の境界でのフレネ
ルの反2π
射係数であり、βはβ=−X名−n 2 d cosθ
2である。[Reference+M, Born and E, Wolf,
“Pr1nciples of 0ptics”3
rdedition, PERGAMON PRESS
, p. 62] where Y12 is the Fresnel reflection coefficient at the boundary between media 1 and 2, Y23 is the Fresnel reflection coefficient at the boundary between media 2 and 3, and β is β=-Xname-n. 2 d cos θ
It is 2.
実際測定可能な量は、反射強度すなわちR=lY12(
通常反射率と呼ぶ)であり、次のようになる。The quantity that can actually be measured is the reflection intensity, that is, R=lY12(
(usually called reflectance) and is as follows.
(2)式より膜厚dは次のようになる。From equation (2), the film thickness d is as follows.
ここでNは整数である。Here, N is an integer.
使用波長入0を変化させた時の反射率Rとdは第1図(
b)及び(C)のようになる。従って各波長での膜厚d
の平均値dAVを119厚とすることにより、再現性の
良い高精度な測定ができる。The reflectance R and d when changing the wavelength input 0 used are shown in Figure 1 (
b) and (C). Therefore, the film thickness d at each wavelength
By setting the average value dAV to 119 thickness, highly accurate measurement with good reproducibility can be performed.
第2.3図は本発明の一実施例で、装置外観図及びシス
テムのブロック図である。第2.3図において分光器1
で分光された光を試料ステージ2上に置かれた試料面に
ファイバープローブ3で照明し試料面から反射した光を
再びファイバープローブ3で受は分光器1内に設けられ
た光電変換素子により電気信号に変換する。コントロー
ラ4により分光器1の波長設定、試料ステージ2の移動
をコントロールすると共に、前記分光器1の光電変換素
子の電気信号をデジタル信号に変換し、そして試料ステ
ージ2の位置を確認する。コンピュータ5は前記コント
ローラ4を制御すると共にコントローラ4から得られる
前記ディジタル信号を受けとり、反射率Rを求め前記(
3)式から膜厚dを計算する。その結果を文字表示器例
えばCRT8やフロッピーディスクドライブ9やプリン
ター10に出力する。操作パネル6と引き出し式のフル
キーボード7によりコンピュータ5に屈折率等の条件を
指定したり、分光器1の波長、試料ステージ2の移動量
を指示すると共に測定開始等の指令を行う。操作パネル
6は通常よく使用する条件で測定させる場合で、更にオ
ペレータが誤操作しないよう必要最小限にキーをもって
いる0例えば第4図に示すように、INPUT C0
NDITION(7)+−を押すと、予めフロッピーデ
ィスクに入っている種々の条件が第2図のフロッピーデ
ィスクドライブ9により読み取られコンピュータ5に入
る。FIG. 2.3 shows an embodiment of the present invention, which is an external view of the device and a block diagram of the system. In Figure 2.3, spectrometer 1
The fiber probe 3 illuminates the sample surface placed on the sample stage 2 with the separated light, and the fiber probe 3 receives the light reflected from the sample surface again. Convert to signal. The controller 4 controls the wavelength setting of the spectrometer 1 and the movement of the sample stage 2, converts the electric signal of the photoelectric conversion element of the spectrometer 1 into a digital signal, and confirms the position of the sample stage 2. The computer 5 controls the controller 4, receives the digital signal obtained from the controller 4, calculates the reflectance R, and calculates the reflectance R.
3) Calculate the film thickness d from the formula. The results are output to a character display such as a CRT 8, a floppy disk drive 9, or a printer 10. Using the operation panel 6 and the pull-out full keyboard 7, conditions such as the refractive index are specified to the computer 5, the wavelength of the spectrometer 1 and the amount of movement of the sample stage 2 are specified, and commands such as the start of measurement are issued. The operation panel 6 is used to perform measurements under commonly used conditions, and is equipped with the minimum number of keys necessary to prevent operators from making incorrect operations.For example, as shown in FIG.
When NDITION (7) +- is pressed, various conditions previously stored on the floppy disk are read by the floppy disk drive 9 in FIG. 2 and entered into the computer 5.
MEASUREMENTのLOAD l 2を押すと、
試料ステージ北の試料が真空吸着等により固定される。When you press LOAD l 2 of MEASUREMENT,
The sample on the north side of the sample stage is fixed by vacuum suction.
更に押すとUN″’LODAとなり逆に試料が解除され
る。5TART13を押すと測定が開始される。測定が
終了した後、その測定値をフロッピーディスクに格納す
る為には0UTPUTのFILE14を押し、フロッピ
ーディスクドライブ9を駆動させる。前記測定値をプリ
ンター10に出力させる時はPRINT15を押す。前
記測定値を計算処理例えば他の膜厚計との校正を行う計
算処理を行う時にはCALC16のキーを押す、5TO
Pキー17は緊急に測定を停止させるもので、C0NT
18は停止を解除し続行させるキーである0以上のよう
に8コのキーにより操作可能である。しかし種々の条件
を具体的に英文字、数字等で入力するにはフルキーボー
ド7が必要となり1両方を備えることによりユーザ毎の
用途に対応可能となる。フルキーボード7は操作パネル
6のキー機能も兼ね備えている。第5図す
はシステムのフロー曵ヤードである。まずステップ19
の起動により各機器の各電源が入り初期設定される。ス
テップ20の試料ロードにより試料を試料ステージ2に
固定する。測定条件入力z1は、各層の屈折率等の条件
をいれるもので繰り返し同一条件の場合はとび越す。測
定スタート22により、測定が開始し、まず第1番目の
所定位置すなわち測定位置に試料が移動し停止する。(
ステップ23)その位置で分光反射率をステップ24で
測定し、そのデータがコントローラ4からコンピュータ
5に伝送されたらコントローラ4からの指示により試料
ステージ2は第2番目の所定位置に移動し、停止し、分
光反射率を測定する。同時にコンピュータ5は伝送され
た分光反射率データから第1番目の測定位置での膜厚を
ステップ25で計算する。すなわち第1番目の膜厚計算
と第2番目の分光反射率測定を併行に行うことにより測
定時間を短縮できる0以上を繰り返し所定の回数、膜厚
計算を行い次に全点での集計をステップ26で行う0例
えば平均の膜厚、標準偏差を計算する。そしてその結果
をステップ27でCRT上に表示し、プリンター10や
フロッピーディスク9に出力する。更にステップ28で
次の計算例えば他の膜厚測定機との校正曲線により、膜
厚データの校正を行いステップ29でCRTに表示する
。同一試料を再度測定する時には測定スタート前に戻し
、測定位置等の条件を変えたい時には測定条件入力の前
に戻す。If you press it further, it becomes UN'''LODA and the sample is released.Press 5TART13 to start measurement.After the measurement is finished, press FILE14 of 0UTPUT to store the measured value on the floppy disk. Drive the floppy disk drive 9. To output the measured value to the printer 10, press PRINT15. To perform calculation processing on the measured value, for example, to calibrate it with another film thickness meter, press the CALC16 key. ,5TO
P key 17 is used to stop the measurement in an emergency; C0NT
Numeral 18 is a key for canceling the stoppage and continuing the operation, which can be operated by eight keys such as 0 and above. However, a full keyboard 7 is required to specifically input various conditions using alphanumeric characters, numbers, etc., and by providing both one and the other, it becomes possible to respond to each user's needs. The full keyboard 7 also has the key functions of the operation panel 6. Figure 5 shows the flow yard of the system. First step 19
When started, each device is turned on and initialized. The sample is fixed to the sample stage 2 by sample loading in step 20. The measurement condition input z1 is for entering conditions such as the refractive index of each layer, and is skipped if the same conditions are repeatedly used. Measurement starts with measurement start 22, and the sample moves to the first predetermined position, that is, the measurement position, and then stops. (
Step 23) Spectral reflectance is measured at that position in Step 24, and when the data is transmitted from the controller 4 to the computer 5, the sample stage 2 moves to the second predetermined position according to instructions from the controller 4 and stops. , measure the spectral reflectance. At the same time, the computer 5 calculates the film thickness at the first measurement position from the transmitted spectral reflectance data in step 25. In other words, the measurement time can be shortened by performing the first film thickness calculation and the second spectral reflectance measurement in parallel.The film thickness is calculated a predetermined number of times by repeating 0 or more, and then the step is totaled at all points. For example, calculate the average film thickness and standard deviation. The results are then displayed on the CRT in step 27 and output to the printer 10 or floppy disk 9. Further, in step 28, the film thickness data is calibrated using the next calculation, for example, a calibration curve with another film thickness measuring device, and is displayed on the CRT in step 29. When measuring the same sample again, return to the time before the measurement started, and when you want to change conditions such as the measurement position, return to the time before inputting the measurement conditions.
次にステップ30の試料アンロードにより試料を取り除
く。再度他の試料を測定する時は試料ロード前に戻す。Next, the sample is removed by sample unloading in step 30. When measuring another sample again, return to the state before loading the sample.
ステップ31の終了は各機器を初期に戻し、各電源を切
る作業を示している。The end of step 31 indicates the work of returning each device to its initial state and turning off each power source.
本発明は以上の如く極めて操作性の良い測定装置を提供
できるもので、膜厚測定のみならず、他の測定例えば半
導体回路機能試験等にも応用できるものである。As described above, the present invention can provide a measuring device with extremely good operability, and can be applied not only to film thickness measurements but also to other measurements such as semiconductor circuit function tests.
第1図は本発明に利用した分光反射率から膜厚を求める
基本原理説明図。
第2図は本発明の実施例の外観図、
第3図は本発明の実施例でシステムのブロック図、
第4図は本発明の実施例で操作パネル図、第5図は本発
明の実施例のフローチャートである。
1は分光器、2は試料ステージ、3はファイバーローブ
、4はコントローラ、5はコンピュータ、6は操作パネ
ル、7はフルキーボード、8〜10は出力機器。FIG. 1 is a diagram explaining the basic principle of determining film thickness from spectral reflectance used in the present invention. Figure 2 is an external view of an embodiment of the present invention, Figure 3 is a system block diagram of an embodiment of the present invention, Figure 4 is an operation panel diagram of an embodiment of the present invention, and Figure 5 is an implementation of the present invention. 1 is an example flowchart. 1 is a spectrometer, 2 is a sample stage, 3 is a fiber lobe, 4 is a controller, 5 is a computer, 6 is an operation panel, 7 is a full keyboard, and 8 to 10 are output devices.
Claims (2)
ージと前記試料ステージを制御するコンピュータと前記
コンピュータの一部分の機能のみを制御する操作パネル
と前記コンピュータの大部分の機能を制御するフルキー
ボードとから構成される試料測定装置。(1) In an apparatus for measuring the film thickness of a sample, a sample stage, a computer that controls the sample stage, an operation panel that controls only a portion of the computer's functions, and a full keyboard that controls most of the computer's functions. A sample measuring device consisting of.
記フルキーボードは前記コンピュータの文字表示器近辺
に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
記載の試料測定装置。(2) The sample measuring device according to claim 1, wherein the operation panel is arranged near the sample stage, and the full keyboard is arranged near the character display of the computer.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60267917A JPS62127921A (en) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | Sample measuring instrument |
US06/935,381 US4787749A (en) | 1985-11-28 | 1986-11-26 | Method and apparatus for measuring the thickness of a thin film using the spectral reflection factor of the film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60267917A JPS62127921A (en) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | Sample measuring instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62127921A true JPS62127921A (en) | 1987-06-10 |
Family
ID=17451415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60267917A Pending JPS62127921A (en) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | Sample measuring instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62127921A (en) |
-
1985
- 1985-11-28 JP JP60267917A patent/JPS62127921A/en active Pending
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