JPS63149542A - 試料処理状況測定方法及び装置 - Google Patents
試料処理状況測定方法及び装置Info
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- JPS63149542A JPS63149542A JP29483886A JP29483886A JPS63149542A JP S63149542 A JPS63149542 A JP S63149542A JP 29483886 A JP29483886 A JP 29483886A JP 29483886 A JP29483886 A JP 29483886A JP S63149542 A JPS63149542 A JP S63149542A
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (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、試料処理状況測定方法及び装置に係り、特に
ドライプロセスにて成膜処理やエツチング処理される半
導体素子基板やディスク基板等の試料の処理状況を測定
するのに好適な試料処理状況測定方法及び装置響こ関す
るものである。
ドライプロセスにて成膜処理やエツチング処理される半
導体素子基板やディスク基板等の試料の処理状況を測定
するのに好適な試料処理状況測定方法及び装置響こ関す
るものである。
ドライプロセスにて成膜処理やエツチング処理される試
料の処理状況、例えば、膜厚や溝深さを測定する技術と
しては、輝線スペクトル成分を含む光源、波長走査機能
を有する分光器を用いて光の波長を走査し、該走査光を
試料を二当てて干渉を生ぜしめ、波長に対する干渉光の
強さの変化から試料の処理状況をＭ１定するものが知ら
れている。
料の処理状況、例えば、膜厚や溝深さを測定する技術と
しては、輝線スペクトル成分を含む光源、波長走査機能
を有する分光器を用いて光の波長を走査し、該走査光を
試料を二当てて干渉を生ぜしめ、波長に対する干渉光の
強さの変化から試料の処理状況をＭ１定するものが知ら
れている。
なお、この種の技術に関連するものとして、例えば、特
開昭６０−１３６３２４号等が挙げられる。
開昭６０−１３６３２４号等が挙げられる。
上記従来技術では、波長の原点は、光電センサとスリッ
トを有する回転円板とによりメカ的に設定され、かつ、
原点波長との差は、メカ機構により設定されている。こ
のため、原点波長検出機構のずれやメカ的回転機構の経
時変化により波長に対するずれを生じる結果となり、波
数の周期ピッチにずれを生じて試料処理状況の測定値が
大きくなる、つまり、測定精度が低下するといった問題
がある。
トを有する回転円板とによりメカ的に設定され、かつ、
原点波長との差は、メカ機構により設定されている。こ
のため、原点波長検出機構のずれやメカ的回転機構の経
時変化により波長に対するずれを生じる結果となり、波
数の周期ピッチにずれを生じて試料処理状況の測定値が
大きくなる、つまり、測定精度が低下するといった問題
がある。
本発明の目的は、高精度に試料処理状況を測定できる試
料処理状況測定方法及び装置を提供することにある。
料処理状況測定方法及び装置を提供することにある。
上記目的は、試料処理状況測定方法と、輝線スペクトル
成分を含む光源、波長走査機能を有する分光器を用いて
光の波長を走査し、該走査光を試料に当てて干渉を生ぜ
しめ、該干渉光の前記波長に対する強さの変化から前記
試料の処理状況を測定する方法にのいて、既知の波長の
輝線スペクトルのピークの位置を求め、該位置から走査
時の真の波長を演算し較正することを特徴とする方法と
し、試料処理状況測定装置を、輝線スペクトル成分を含
む光源、波長走査機能を有する分光器を用いて光の波長
を走査し、該走査光を試料に当てて干渉を生ぜしめ、該
干渉光の前記波長に対する強さの変化から前記試料の処
理状況を測定する装置において、既知の波長の輝線スペ
クトルのピーク位置を求めるピーク位置検知手段と、該
手段で求めた既知の波長の輝線スペクトルのピーク位置
から走査時の真の波長を演算し較正する波長較正手段と
を具備した装置とすることにより、達成される。
成分を含む光源、波長走査機能を有する分光器を用いて
光の波長を走査し、該走査光を試料に当てて干渉を生ぜ
しめ、該干渉光の前記波長に対する強さの変化から前記
試料の処理状況を測定する方法にのいて、既知の波長の
輝線スペクトルのピークの位置を求め、該位置から走査
時の真の波長を演算し較正することを特徴とする方法と
し、試料処理状況測定装置を、輝線スペクトル成分を含
む光源、波長走査機能を有する分光器を用いて光の波長
を走査し、該走査光を試料に当てて干渉を生ぜしめ、該
干渉光の前記波長に対する強さの変化から前記試料の処
理状況を測定する装置において、既知の波長の輝線スペ
クトルのピーク位置を求めるピーク位置検知手段と、該
手段で求めた既知の波長の輝線スペクトルのピーク位置
から走査時の真の波長を演算し較正する波長較正手段と
を具備した装置とすることにより、達成される。
既知の波長の輝線スペクトルのピーク位置がピーク位ｔ
ｕｆｆ検知手段で検知される。分光器の走査位置におけ
る波長は、該走査位置と既知波長の輝線スペクトルのピ
ーク位置が検知された走査位置と輝線スペクトルの既知
波長に対応する基準曲線における走査位置との関数とし
て演算され較正される。このように、輝線スペクトルの
既知波長のピーク位置を検知し、該検知されたピーク位
置から走査時の具の波長を演算し較正することにより、
上記従来技術における原点波長検出機構のずれやメカ的
回転機構の経時変化による波長の精度低下を避けること
ができる。
ｕｆｆ検知手段で検知される。分光器の走査位置におけ
る波長は、該走査位置と既知波長の輝線スペクトルのピ
ーク位置が検知された走査位置と輝線スペクトルの既知
波長に対応する基準曲線における走査位置との関数とし
て演算され較正される。このように、輝線スペクトルの
既知波長のピーク位置を検知し、該検知されたピーク位
置から走査時の具の波長を演算し較正することにより、
上記従来技術における原点波長検出機構のずれやメカ的
回転機構の経時変化による波長の精度低下を避けること
ができる。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図により説明す
る。
る。
第１図で、光源１からの光から波長走査機能を有する分
光器２により所定波長の成分のみ取り出され、該分光は
、試料３に走査入射される。この入射により試料の処理
状況に対応して干渉光が生じ、この干渉光は、ハーフミ
ラ−４により充電変換器５に入力されて１貴信号に変換
される。この電気信号は充電変換器５から出力されて増
幅器６に人力され増幅器６で増幅されて信号処理装置ｉ
Ｉ７に人力される。
光器２により所定波長の成分のみ取り出され、該分光は
、試料３に走査入射される。この入射により試料の処理
状況に対応して干渉光が生じ、この干渉光は、ハーフミ
ラ−４により充電変換器５に入力されて１貴信号に変換
される。この電気信号は充電変換器５から出力されて増
幅器６に人力され増幅器６で増幅されて信号処理装置ｉ
Ｉ７に人力される。
第２！ＸＪにおいて、走査位置θＣで輝線スペクトルの
既知波長λＣのピークが検出されている。この走査位置
θ。により分光器２の走査位■θにおける波長λは式１
１＋のように較正する。
既知波長λＣのピークが検出されている。この走査位置
θ。により分光器２の走査位■θにおける波長λは式１
１＋のように較正する。
λ＝ｆ＜θ−θ。＋θｃＯ） ・・・・・・・・
−・・・・・・ １１＋ここで、ｆ（θ）は、走査位置
θと波長２間の基準曲線である。この基準曲線ｆ（θ）
は前もって設定する。また、θＣＯは、輝線スペクトル
の既知波長λ。に対応する基準曲線における走査位置を
表わす。基準曲線；λ＝ｆ（θ）と較正後の曲線；λ＝
ｆＣθ−θＣ＋θＣｏ ）との関係は第３図に示すよう
になる。第３因で、θ。は、走査位置θの原点であり、
λ０は、原点θ０における波長である。
−・・・・・・ １１＋ここで、ｆ（θ）は、走査位置
θと波長２間の基準曲線である。この基準曲線ｆ（θ）
は前もって設定する。また、θＣＯは、輝線スペクトル
の既知波長λ。に対応する基準曲線における走査位置を
表わす。基準曲線；λ＝ｆ（θ）と較正後の曲線；λ＝
ｆＣθ−θＣ＋θＣｏ ）との関係は第３図に示すよう
になる。第３因で、θ。は、走査位置θの原点であり、
λ０は、原点θ０における波長である。
なお、第２図に示す干渉光波形中の輝線スペクトルのピ
ーク位置を測定する場合、輝線スペクトル付近における
干渉光の強度の変化の影響により、輝線のピーク位置が
、実際のピーク位置からずれて測定される場合が生じる
。これを紐けるためには、分光器２からの光出力を、試
料３に入射する前に充電変換器５に人力して、その光強
度によりピークを見出すれば、ピーク位置のずれは少な
くすることができる。第４図に、光源としてＸｅランプ
を用い、光電変換器として光電子増倍形光電変換器を用
いた時の例を示す。第２図に示す干渉光中の輝線スペク
トルに比べ、第４図に示す分光器２からの直接出力光中
の輝線スペクトルの方が、輝線スペクトル付近でのベー
ス部分の光強度の変化が少なく正確な測定が可能となる
。
ーク位置を測定する場合、輝線スペクトル付近における
干渉光の強度の変化の影響により、輝線のピーク位置が
、実際のピーク位置からずれて測定される場合が生じる
。これを紐けるためには、分光器２からの光出力を、試
料３に入射する前に充電変換器５に人力して、その光強
度によりピークを見出すれば、ピーク位置のずれは少な
くすることができる。第４図に、光源としてＸｅランプ
を用い、光電変換器として光電子増倍形光電変換器を用
いた時の例を示す。第２図に示す干渉光中の輝線スペク
トルに比べ、第４図に示す分光器２からの直接出力光中
の輝線スペクトルの方が、輝線スペクトル付近でのベー
ス部分の光強度の変化が少なく正確な測定が可能となる
。
また、上記ではλ−θの関数は一次シフト分を除いて一
定の関数ｆ（θ）であると仮定したが、複数個の輝線ス
ペクトルの測定から、関数ｆ（θ）そのものの較正曲線
（λ＝ｆｃ／θ）＼ｆ（θ））を得ることもできる。
定の関数ｆ（θ）であると仮定したが、複数個の輝線ス
ペクトルの測定から、関数ｆ（θ）そのものの較正曲線
（λ＝ｆｃ／θ）＼ｆ（θ））を得ることもできる。
第５図は、第１図における信号処理袋Ｗ７の動作フロー
図である。分光器２を走査した時の光電変換器５でのデ
ータをもとに輝線スペクトルのピーク位置θＣを信号処
理装置７で求める。この求めり輝線スペクトルのピーク
位置θＣを用いて較正曲線λ＝ｆＣθ−θＣ十θｃｇ
）を求め、該較正された波長λにより該波長λと波数１
／λの変換を行い、波数周期の算出後に試料３の処理状
況の測定、例えば、試料３に成膜処理されている場合は
、その膜厚の算出を行う。
図である。分光器２を走査した時の光電変換器５でのデ
ータをもとに輝線スペクトルのピーク位置θＣを信号処
理装置７で求める。この求めり輝線スペクトルのピーク
位置θＣを用いて較正曲線λ＝ｆＣθ−θＣ十θｃｇ
）を求め、該較正された波長λにより該波長λと波数１
／λの変換を行い、波数周期の算出後に試料３の処理状
況の測定、例えば、試料３に成膜処理されている場合は
、その膜厚の算出を行う。
本実施例によれば、試料処理状の測定時における光走査
時の輝線スペクトルデータにより波長較正を行うため、
原点波長のずれや分光器の機械的ずれが較正され高精度
に試料処刑状況を測定することができる。
時の輝線スペクトルデータにより波長較正を行うため、
原点波長のずれや分光器の機械的ずれが較正され高精度
に試料処刑状況を測定することができる。
第６図、第７因で本発明の他の実施例を説明する。
第６図で、分光器２の出力光を、試料３に到達する前に
ハーフミラ−４により波長較正用光電変換器５′に人力
し、増幅器６′を介して信号処理装置７に入力する。信
号処理袋！７の動作７０−を第７図に示す。波長の走査
を行いながら、既知の輝線スペクトルλＣ走査位置近辺
θＣＯ−△θ′くθくθＣＱ＋△θ′になった時、メイ
ンの光電変換器５のデータと共に較正月光電変換ｉ１１
！５’のデータを読み記憶する。波長走査を完了後、既
知の輝線スペクトルλＣの走査位置近辺の波長較正用光
電変換器５′のデータをもとに輝線スペクトルのピーク
位置θＣを算出する。その後の処理はｆＪ５図の場合と
同じである。
ハーフミラ−４により波長較正用光電変換器５′に人力
し、増幅器６′を介して信号処理装置７に入力する。信
号処理袋！７の動作７０−を第７図に示す。波長の走査
を行いながら、既知の輝線スペクトルλＣ走査位置近辺
θＣＯ−△θ′くθくθＣＱ＋△θ′になった時、メイ
ンの光電変換器５のデータと共に較正月光電変換ｉ１１
！５’のデータを読み記憶する。波長走査を完了後、既
知の輝線スペクトルλＣの走査位置近辺の波長較正用光
電変換器５′のデータをもとに輝線スペクトルのピーク
位置θＣを算出する。その後の処理はｆＪ５図の場合と
同じである。
本実施例では、分光器２の出力光を、試料３に到達する
前に波長較正用光電変換器５′に入力しているため、試
料３における干渉光の影響がなく、輝線スペクトル近辺
におけるベース部の光強度の変化が少ないため、精度の
良いピーク位置の算出ができる。
前に波長較正用光電変換器５′に入力しているため、試
料３における干渉光の影響がなく、輝線スペクトル近辺
におけるベース部の光強度の変化が少ないため、精度の
良いピーク位置の算出ができる。
これまでは干渉光として０次回折光を測定する場合を述
べたが、ｎ次（ｎ≧１）回折の干渉光により膜厚を測定
する場合も同様に行えることはもちろんである。第８図
はｎ次回折による干渉光を用い、かつ、波長較正用光電
変換器５′を並置した場合を示す。ｎ次回折光を検出す
るため、試料３の入射光に対して角度βの光を検出する
よう、ミラー８を用いている。
べたが、ｎ次（ｎ≧１）回折の干渉光により膜厚を測定
する場合も同様に行えることはもちろんである。第８図
はｎ次回折による干渉光を用い、かつ、波長較正用光電
変換器５′を並置した場合を示す。ｎ次回折光を検出す
るため、試料３の入射光に対して角度βの光を検出する
よう、ミラー８を用いている。
なお、以上の実施例では、レンズを含む光学部品等につ
いては特記していないが、必要に応じて設置できること
はもちろ九である。
いては特記していないが、必要に応じて設置できること
はもちろ九である。
また膜厚の測定に限らず、走査波長に対する干渉光をも
とに距離を測定する装置には本発明はすべて適用できる
ことももちろんである。
とに距離を測定する装置には本発明はすべて適用できる
ことももちろんである。
また１以上の実施例では、較正用輝度スペクトルとして
一つを用いる場合を述べたが、複数個の輝線スペクトル
をもとに、波長λと走査位置θの関数を較正（λ＝ｆｃ
（θ））する場合も同様に適用できることはもちろんで
ある。
一つを用いる場合を述べたが、複数個の輝線スペクトル
をもとに、波長λと走査位置θの関数を較正（λ＝ｆｃ
（θ））する場合も同様に適用できることはもちろんで
ある。
また上記他の実施例では波長較正用光電変換器からのデ
ータは輝線スペクトルの近辺のみを取ることとしている
が、速度等の点で不都合が生じなければ波長の全走査域
でデータを取っても良い。
ータは輝線スペクトルの近辺のみを取ることとしている
が、速度等の点で不都合が生じなければ波長の全走査域
でデータを取っても良い。
また、干渉光中のスペクトルを用いて波長の較正を行う
場合には、スペクトル中の干渉光の変化分を補正する必
要がある。
場合には、スペクトル中の干渉光の変化分を補正する必
要がある。
本発明によれば、原点波長や分光器の機械的ずれによる
波長の精度低下を避けることができるので、試料処理状
況の測定を高精度に行うことができるといった効果があ
る。
波長の精度低下を避けることができるので、試料処理状
況の測定を高精度に行うことができるといった効果があ
る。
第１図は、本発明の一実施例の試料処理状況測定袋との
構成図、第２図は、干渉光のテ゛−タ例な示す模式図、
第３因は、波長較正の仕方を示す模式図、第４図は、分
光器出力光の光強度例を示す模式図、第５図は、第１図
の信号処理装置の動作フロー図、第６図は、本発明の他
の実施例の試料処理状況測定装置の構成図、第７図は、
第６図の信号処理装置の動作フロー図、第８図は、本発
明の更に他の実施例の試料処理状況測定装置の構成図で
ある。 ！・・・・・・光源、２・・・・・・分光器、３・・・
・・・試料、４・・・ハーフミラ−１５・・・・・・光
電変換器、５′・・・・・・波長較正用光電変換器、６
．６′・・・・・・増幅器、７・・・・・・信号才１図 ４２図 →よｔ４立直θ 才３ 図 一一一走査位置０ 第４図 第５図 オフ図 オ８図
構成図、第２図は、干渉光のテ゛−タ例な示す模式図、
第３因は、波長較正の仕方を示す模式図、第４図は、分
光器出力光の光強度例を示す模式図、第５図は、第１図
の信号処理装置の動作フロー図、第６図は、本発明の他
の実施例の試料処理状況測定装置の構成図、第７図は、
第６図の信号処理装置の動作フロー図、第８図は、本発
明の更に他の実施例の試料処理状況測定装置の構成図で
ある。 ！・・・・・・光源、２・・・・・・分光器、３・・・
・・・試料、４・・・ハーフミラ−１５・・・・・・光
電変換器、５′・・・・・・波長較正用光電変換器、６
．６′・・・・・・増幅器、７・・・・・・信号才１図 ４２図 →よｔ４立直θ 才３ 図 一一一走査位置０ 第４図 第５図 オフ図 オ８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、輝線スペクトル成分を含む光源、波長走査機能を有
する分光器を用いて光の波長を走査し、該走査光を試料
に当てて干渉を生ぜしめ、該干渉光の前記波長に対する
強さの変化から前記試料の処理状況を測定する方法にお
いて、既知の波長の輝線スペクトルのピークの位置を求
め、該位置から走査時の真の波長を演算し較正すること
を特徴とする試料処理状況測定方法。 ２、輝線スペクトル成分を含む光源、波長走査機能を有
する分光器を用いて光の波長を走査し、該走査光を試料
に当てて干渉を生ぜしめ、該干渉光の前記波長に対する
強さの変化から前記試料の処理状況を測定する装置にお
いて、既知の波長の輝線スペクトルのピーク位置を求め
るピーク位置検知手段と、該手段で求めた既知の波長の
輝線スペクトルのピーク位置から走査時の真の波長を演
算し較正する波長較正手段とを具備したことを特徴とす
る試料処理状況測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29483886A JPS63149542A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 試料処理状況測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29483886A JPS63149542A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 試料処理状況測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63149542A true JPS63149542A (ja) | 1988-06-22 |
Family
ID=17812904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29483886A Pending JPS63149542A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 試料処理状況測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63149542A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008277338A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 電子装置の組立方法 |
| JP2010072007A (ja) * | 2010-01-07 | 2010-04-02 | Canon Inc | 分光光学特性計測方法及び分光光学特性計測システム |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP29483886A patent/JPS63149542A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008277338A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 電子装置の組立方法 |
| JP2010072007A (ja) * | 2010-01-07 | 2010-04-02 | Canon Inc | 分光光学特性計測方法及び分光光学特性計測システム |
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