JPS63222207A - 凹部深さ・膜厚測定装置 - Google Patents
凹部深さ・膜厚測定装置Info
- Publication number
- JPS63222207A JPS63222207A JP5597887A JP5597887A JPS63222207A JP S63222207 A JPS63222207 A JP S63222207A JP 5597887 A JP5597887 A JP 5597887A JP 5597887 A JP5597887 A JP 5597887A JP S63222207 A JPS63222207 A JP S63222207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- interferometer
- peak
- piezoelectric element
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 241001507928 Aria Species 0.000 abstract 1
- 235000004494 Sorbus aria Nutrition 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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、物体表面に規則的に形成されたトレンチもし
くは孔等の凹部深さ、または物体表面に形成された透明
被膜の膜厚を測定する凹部深さ・膜厚測定装置に関する
。
くは孔等の凹部深さ、または物体表面に形成された透明
被膜の膜厚を測定する凹部深さ・膜厚測定装置に関する
。
［従来技術およびその問題点］
数メガビットの記憶容ｂｌを有するＩ） ｆｌΔＭでは
、チップ上の単位メモリーセルの静電界！４を減少させ
ることなしに集積密度を向上させる必要があるため、種
々のタイプの縦型容量セルが案出されている。第７図に
はその一例が示されており、トレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）
Ｉの深さ（よＩ −１０μｍ程度であり、トレンチ１
により分画された単位セル２の一辺の長さは数μｍ程度
である。
、チップ上の単位メモリーセルの静電界！４を減少させ
ることなしに集積密度を向上させる必要があるため、種
々のタイプの縦型容量セルが案出されている。第７図に
はその一例が示されており、トレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）
Ｉの深さ（よＩ −１０μｍ程度であり、トレンチ１
により分画された単位セル２の一辺の長さは数μｍ程度
である。
このトレンチ深さの厳密な測定装置としては、走査型電
子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いたらのがある。
子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いたらのがある。
ＳＥＭによれば、高精度測定ができるばかりでなく、ト
レンチ内部の局所的形状に関する情報も得られる。
レンチ内部の局所的形状に関する情報も得られる。
しかし、Ｓ Ｅ Ｍは高価であり、取り扱いが煩雑であ
り、そのうえ、抜き取り検査が主で、生産ラインにおい
てリアルタイム測定を行うことは不可１１ちである。
り、そのうえ、抜き取り検査が主で、生産ラインにおい
てリアルタイム測定を行うことは不可１１ちである。
そこで、第８図に示すような走査型フーリエ分光器を用
いた測定装置が案出されている。
いた測定装置が案出されている。
この測定装置では、連続スペクトルを放射するハ〔Ｊゲ
ンチノブ２０等が光源として用いられ、コリメータレン
ズＩ８Δにより平行化された光束はその１部かビームス
プリッタ−３を透過し、表面にトレンチが形成されたシ
リコンウェハー１０に垂直照射され、その反射光の１部
がビームスプリッタ−３により反射され、次いで平面鏡
４により反射されてマイケルソン干渉計２２Ｅへ入射さ
れる。
ンチノブ２０等が光源として用いられ、コリメータレン
ズＩ８Δにより平行化された光束はその１部かビームス
プリッタ−３を透過し、表面にトレンチが形成されたシ
リコンウェハー１０に垂直照射され、その反射光の１部
がビームスプリッタ−３により反射され、次いで平面鏡
４により反射されてマイケルソン干渉計２２Ｅへ入射さ
れる。
そして、マイケルソン干渉計２２Ｅの出射光強度が光セ
ンサ４８に上り検出され、アンプ５０、フィルタ５２を
介してストレージオンロスコープ５３へ供給され、移動
鏡３４の走査に同期してストレージオンロスコープ５３
が動作する。
ンサ４８に上り検出され、アンプ５０、フィルタ５２を
介してストレージオンロスコープ５３へ供給され、移動
鏡３４の走査に同期してストレージオンロスコープ５３
が動作する。
次に、測定原理を説明する。もし、シリコンウェハーＩ
Ｏの表面が、トレンチが存在しない研磨された而だとす
ると、ストレージオンロスコープ５３の両面上には、フ
ーリエ分光法の原理により、第３図（Ａ’）に示すよう
なインクフェログラムが得られる。シリコンウェハー！
０をトレンチが形成されたものと取り替えると、表面及
びトレンチ底面からの反射により、第３図（Ｂ゛）に示
すようなインターフェログラムが得られ、図中のメイン
ピークＭとサブピークＳとの間の距離りを用いてトレン
チ深さｄが求められる。
Ｏの表面が、トレンチが存在しない研磨された而だとす
ると、ストレージオンロスコープ５３の両面上には、フ
ーリエ分光法の原理により、第３図（Ａ’）に示すよう
なインクフェログラムが得られる。シリコンウェハー！
０をトレンチが形成されたものと取り替えると、表面及
びトレンチ底面からの反射により、第３図（Ｂ゛）に示
すようなインターフェログラムが得られ、図中のメイン
ピークＭとサブピークＳとの間の距離りを用いてトレン
チ深さｄが求められる。
この装置によれば、ノリコンウェハーを非破壊で測定で
きる。
きる。
しかし、市販の走査型フーリエ分光器を用いた場合には
、全データ点数Ｎと波数分解能（移動鏡３４の最大走査
距離で定まる。）が固定されているため、第３図（Ｂ
’）に示すメインピークＭとサブピークＳとの間のサン
プリング点数ｎが極端に少なく、測定精度が低い。
、全データ点数Ｎと波数分解能（移動鏡３４の最大走査
距離で定まる。）が固定されているため、第３図（Ｂ
’）に示すメインピークＭとサブピークＳとの間のサン
プリング点数ｎが極端に少なく、測定精度が低い。
すなわち、固定鏡３２に対する移動鏡３４の最大移動量
をＸ／２、全データ点数をＮとすると、トレンチ深さｄ
について ｄ ＝ Ｘ ｎ ／ Ｎ ・・・（１）が成立し、
Ｘ ＝ ｌ ｃｒａ、 Ｎ ＝ ８１９２のとき、ｄ＝
１μ黴に対してｎ−０８、ｄ−１０μ麹に対してｎ＝８
となり、測定精度が低い。
をＸ／２、全データ点数をＮとすると、トレンチ深さｄ
について ｄ ＝ Ｘ ｎ ／ Ｎ ・・・（１）が成立し、
Ｘ ＝ ｌ ｃｒａ、 Ｎ ＝ ８１９２のとき、ｄ＝
１μ黴に対してｎ−０８、ｄ−１０μ麹に対してｎ＝８
となり、測定精度が低い。
さらに、移動鏡３４をモータ、誠速装置、カム等を用い
て駆動しているので、装置が大型になり、しかも瞬時測
定ができない。
て駆動しているので、装置が大型になり、しかも瞬時測
定ができない。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、装置を小型化でき
、短時間で、しかも高精度測定が可能な凹部深さ・膜厚
測定装置を提供することにある。
、短時間で、しかも高精度測定が可能な凹部深さ・膜厚
測定装置を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明では、連続スペクトルを放射する光源からの光線
束を、表面に凹部が規則的に形成され又は表面に透明被
膜（半透明被膜を含む）が形成された被測定物体の該表
面へ照射し、その正反射光又は回折光を干渉計へ入射さ
せてインターフェログラムを形成し、該インターフェロ
グラムを光検出器で検出し、該インターフェログラムの
メインピークとサブピークとの間の距離を求め、該距離
を用いて該凹部の深さ又は該透明被膜の膜厚を算出・出
力する凹部深さ・膜厚測定装置において、該干渉計は、
分岐された２光東の光路差を変化させる移動体と、固定
側との間に、両端部に電極が設けられた圧電素子又はコ
イルが巻回された磁気歪素子が介装されたマイケルソン
干渉計であり、該電極に変化する電圧を印加し又は該コ
イルに変化する電流を流す制御手段と、 該移動体の移動量を検出する移動量検出手段と、該移動
量と該光検出器の出力値とを対応させて該ピーク間距離
を求めるデータ処理手段と、を有することを特徴として
いる。
束を、表面に凹部が規則的に形成され又は表面に透明被
膜（半透明被膜を含む）が形成された被測定物体の該表
面へ照射し、その正反射光又は回折光を干渉計へ入射さ
せてインターフェログラムを形成し、該インターフェロ
グラムを光検出器で検出し、該インターフェログラムの
メインピークとサブピークとの間の距離を求め、該距離
を用いて該凹部の深さ又は該透明被膜の膜厚を算出・出
力する凹部深さ・膜厚測定装置において、該干渉計は、
分岐された２光東の光路差を変化させる移動体と、固定
側との間に、両端部に電極が設けられた圧電素子又はコ
イルが巻回された磁気歪素子が介装されたマイケルソン
干渉計であり、該電極に変化する電圧を印加し又は該コ
イルに変化する電流を流す制御手段と、 該移動体の移動量を検出する移動量検出手段と、該移動
量と該光検出器の出力値とを対応させて該ピーク間距離
を求めるデータ処理手段と、を有することを特徴として
いる。
［実施例コ
図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第１図には、第１実施例の凹部深さ測定装置の全体構成
が示されている。
が示されている。
シリコンウェハー１０が置かれるベース１２の上方には
、放物面ｗＬ＋４がその凹面を斜め下方へ向けて配設さ
れている。放物面鏡１４の中心部には円孔！６が穿設さ
れ、円孔１６の上方に集光レンズ１８を介して白色光源
２０が配設されている。
、放物面ｗＬ＋４がその凹面を斜め下方へ向けて配設さ
れている。放物面鏡１４の中心部には円孔！６が穿設さ
れ、円孔１６の上方に集光レンズ１８を介して白色光源
２０が配設されている。
白色光源２０からの白色光は、集光レンズ１８を透過し
、円孔１６を通り、集光されてシリコンウェハーＩＯの
表面へ略垂直に照射され、その零次以外の回折光が放物
面鏡＋４により側方へ反射され、平行光線束Ｌｌがマイ
ケルソン干渉計２２へ入射される。この回折光は、第９
図に示す如く、該物体表面からの回折光と、トレンチ底
面での反射後該底面上方かつ該表面と同一面（相補的な
而）からの回折光である。また、放物面鏡１４の外周形
状は、円形、楕円形または矩形等である。
、円孔１６を通り、集光されてシリコンウェハーＩＯの
表面へ略垂直に照射され、その零次以外の回折光が放物
面鏡＋４により側方へ反射され、平行光線束Ｌｌがマイ
ケルソン干渉計２２へ入射される。この回折光は、第９
図に示す如く、該物体表面からの回折光と、トレンチ底
面での反射後該底面上方かつ該表面と同一面（相補的な
而）からの回折光である。また、放物面鏡１４の外周形
状は、円形、楕円形または矩形等である。
放物面鏡１４と集光レンズ１８との間の側方には、望遠
鏡２４の前方に反射プリズム２６が設けられた位置決め
光学系２８が配設されており、トレンチ深さ測定前に反
射プリズム２６が円孔１６の上方へ水平移動され、操作
者が位置決め光学系２８を覗いて、測定しようとするト
レンチが円孔１Ｇの下方に来るようにソリコンウェハー
■０の位置決めを行う。
鏡２４の前方に反射プリズム２６が設けられた位置決め
光学系２８が配設されており、トレンチ深さ測定前に反
射プリズム２６が円孔１６の上方へ水平移動され、操作
者が位置決め光学系２８を覗いて、測定しようとするト
レンチが円孔１Ｇの下方に来るようにソリコンウェハー
■０の位置決めを行う。
なお、測定中における光源２ｏの発光強度の微少変動を
考慮して、円孔１６を通過ぐる正反射光の強度を検出し
、光源２０の発光強度が一定になるよう調整し又は後述
する光検出器４８の出力値を補正するようにしてもよい
。
考慮して、円孔１６を通過ぐる正反射光の強度を検出し
、光源２０の発光強度が一定になるよう調整し又は後述
する光検出器４８の出力値を補正するようにしてもよい
。
マイケルソン干渉計２２は、平行光線束Ｌ１が斜めに入
射されるビームスプリッタ３０と、ビームスプリッタ３
０の上方に配設された固定鏡３２と、ビームスプリッタ
３０の側方に配設された移動鏡３４とを備えている。移
動体としての移動鏡３４は、壁面３６へ伸縮体３８を介
して固設されている。伸縮体３８は、圧電素子４０の両
端面に電極膜（図示せず）を介して絶縁円板４２．４４
が固着され、この絶縁円板４２が壁面３６へ固着され、
絶縁円板４４が移動鏡３４に固着されている。ビームス
プリッタ３０の下方には結像レンズ４６を介して光検出
器４８が配設されている。平行光線束り、はその１部が
ビームスプリッタ３０により反射され、固定鏡３２によ
り反射され、次いでビームスプリッタ３０、結像レンズ
４６を透過して光検出器４８の位置へ集光される。一方
、平行光線束り、の残部はビームスプリッタ３０を透過
し、移動鏡３４、ビームスプリッタ３０により反射され
、結像レンズ４６を透過して光検出器４８の位置へ集光
される。光検出器４８により検出された光強度信号はア
ンプ５０を通って増幅され、フィルタ５２を通ってノイ
ズが除去され、Ａ／Ｄ変換器５４によりデジタル変換さ
れてデータ処理装置５６へ供給される。一方、コントロ
ーラ５８はドライバ６０を介して圧電素子４０へ、第２
図に示す如く、ステップ状に変化する駆動電圧■を供給
する。これにより圧電素子４０が偏位し、その偏位が安
定した時点においてコントローラ５８からＡ／Ｄ変換器
５４へ変換開始信号Ｓｌが供給される。また、駆動電圧
■がステップ状に変化する間、コントローラ５８からデ
ータ処理装置５６へ測定信号Ｓ、が供給され、データ処
理装置５６はこの間Ａ／Ｄ変換器５４から定期的にデー
タを読み込み、メインビークＭとサブビークＳを検出し
、メインピークＭとサブビークＳの間の距Ｍ Ｌを求め
、この距ＭＬから上記式（１）を用いてトレンチ深さｄ
を算出する。このｄが所定範囲内にあるかどうかにより
シリコンウェハー２４の表面に形成された集積回路の品
質管理を行う。
射されるビームスプリッタ３０と、ビームスプリッタ３
０の上方に配設された固定鏡３２と、ビームスプリッタ
３０の側方に配設された移動鏡３４とを備えている。移
動体としての移動鏡３４は、壁面３６へ伸縮体３８を介
して固設されている。伸縮体３８は、圧電素子４０の両
端面に電極膜（図示せず）を介して絶縁円板４２．４４
が固着され、この絶縁円板４２が壁面３６へ固着され、
絶縁円板４４が移動鏡３４に固着されている。ビームス
プリッタ３０の下方には結像レンズ４６を介して光検出
器４８が配設されている。平行光線束り、はその１部が
ビームスプリッタ３０により反射され、固定鏡３２によ
り反射され、次いでビームスプリッタ３０、結像レンズ
４６を透過して光検出器４８の位置へ集光される。一方
、平行光線束り、の残部はビームスプリッタ３０を透過
し、移動鏡３４、ビームスプリッタ３０により反射され
、結像レンズ４６を透過して光検出器４８の位置へ集光
される。光検出器４８により検出された光強度信号はア
ンプ５０を通って増幅され、フィルタ５２を通ってノイ
ズが除去され、Ａ／Ｄ変換器５４によりデジタル変換さ
れてデータ処理装置５６へ供給される。一方、コントロ
ーラ５８はドライバ６０を介して圧電素子４０へ、第２
図に示す如く、ステップ状に変化する駆動電圧■を供給
する。これにより圧電素子４０が偏位し、その偏位が安
定した時点においてコントローラ５８からＡ／Ｄ変換器
５４へ変換開始信号Ｓｌが供給される。また、駆動電圧
■がステップ状に変化する間、コントローラ５８からデ
ータ処理装置５６へ測定信号Ｓ、が供給され、データ処
理装置５６はこの間Ａ／Ｄ変換器５４から定期的にデー
タを読み込み、メインビークＭとサブビークＳを検出し
、メインピークＭとサブビークＳの間の距Ｍ Ｌを求め
、この距ＭＬから上記式（１）を用いてトレンチ深さｄ
を算出する。このｄが所定範囲内にあるかどうかにより
シリコンウェハー２４の表面に形成された集積回路の品
質管理を行う。
ここで、伸縮体３８の最大偏位用は、トレンチ深さ程度
かつトレンチ深さより大きな値である。
かつトレンチ深さより大きな値である。
圧電素子４０はＶ＝１００ボルトで偏位ｍが１゜μｍ程
度であり、散ボルト程度ずつ変化させることにより０．
１μｍのステップで円板４２を偏位させることができる
。圧電素子４０自体の応答速度はｌＯＯμＳｅｃ程度と
速く、ｌステップ時間を例えば５ ｍｍ／ｓｅｃとし！
００ステップ変化させた場合には０．５秒で測定が終了
する。
度であり、散ボルト程度ずつ変化させることにより０．
１μｍのステップで円板４２を偏位させることができる
。圧電素子４０自体の応答速度はｌＯＯμＳｅｃ程度と
速く、ｌステップ時間を例えば５ ｍｍ／ｓｅｃとし！
００ステップ変化させた場合には０．５秒で測定が終了
する。
第３図上段にはマイケルソン干渉計２２への入射光線の
スペクトルが示されており、下段には移動鏡３４を偏位
させることにより光検出器４８により検出されるインク
フェログラムが示されている。（Δ）は白色光線２０自
体のスペクトルであり、これをマイケルソン干渉計２２
へ入射させると、（Ａ ）に示すようなインクフェログ
ラムが測定される。
スペクトルが示されており、下段には移動鏡３４を偏位
させることにより光検出器４８により検出されるインク
フェログラムが示されている。（Δ）は白色光線２０自
体のスペクトルであり、これをマイケルソン干渉計２２
へ入射させると、（Ａ ）に示すようなインクフェログ
ラムが測定される。
（Ｂ）は白色光線２０からの光をシリコンウェハー１０
へ照射したときの零次回折光（正反射光）のスペクトル
であり、これをマイケルソン干渉計２２へ入射させると
、（Ｂ’）に示す如く、メインピークＭの両側にｓ、ｓ
’が現れるインクフェログラムが得られる。
へ照射したときの零次回折光（正反射光）のスペクトル
であり、これをマイケルソン干渉計２２へ入射させると
、（Ｂ’）に示す如く、メインピークＭの両側にｓ、ｓ
’が現れるインクフェログラムが得られる。
（Ｃ）、（Ｃ’）は本実施例の場合であり、（Ｃ）に示
す零次以外の回折光の集合がマイケルソン干渉計２２へ
入射されると、（Ｃ゛）に示す如く、メインピークＭの
両側にサブピークｓ、ｓ’が存在するインクフェログラ
ムが得られる。メインピークＭに対するサブピークＳの
相対強度は、（ｃ゛）の方が（Ｂ゛）の場合よりら大き
くなることが不発川音により発見された。
す零次以外の回折光の集合がマイケルソン干渉計２２へ
入射されると、（Ｃ゛）に示す如く、メインピークＭの
両側にサブピークｓ、ｓ’が存在するインクフェログラ
ムが得られる。メインピークＭに対するサブピークＳの
相対強度は、（ｃ゛）の方が（Ｂ゛）の場合よりら大き
くなることが不発川音により発見された。
したがって、トレンチ深さｄが小さくてサブピークＳが
メインピークＭに近付いたときにも、サブピークＳの位
置の読み取り誤差が小さくなり、各種演算処理の計算確
度が向」ニし、ひいては測定精度が向上する。
メインピークＭに近付いたときにも、サブピークＳの位
置の読み取り誤差が小さくなり、各種演算処理の計算確
度が向」ニし、ひいては測定精度が向上する。
次に、第４図に基づいて本発明の第２実施例を説明する
。
。
マイケルソン干渉計２２Ａは、第１図に示ずマイケルソ
ン干渉計２２と異なり、ビームスプリッタ３０の代わり
に楔形プリズム６２．６４が用いられている。移動体と
しての楔形プリズム６２は、その端面が伸縮体３８を介
して壁面３６Ａに固着されており、楔形プリズム６２Ａ
が壁面３６Ａの法線方向へ偏位されるようになっている
。また、第１図に示す移動ｗＬ３４の代わりに固定鏡３
２Ｂが用いられている。他の点及び作用効果については
第１実施例の場合と同様である。
ン干渉計２２と異なり、ビームスプリッタ３０の代わり
に楔形プリズム６２．６４が用いられている。移動体と
しての楔形プリズム６２は、その端面が伸縮体３８を介
して壁面３６Ａに固着されており、楔形プリズム６２Ａ
が壁面３６Ａの法線方向へ偏位されるようになっている
。また、第１図に示す移動ｗＬ３４の代わりに固定鏡３
２Ｂが用いられている。他の点及び作用効果については
第１実施例の場合と同様である。
次に、第５図に基づいて本発明の第３実施例を説明する
。
。
この例では、第１図に示す放物面鏡１４の代わりに球面
鏡［４Ａが用いられ、球面鏡＋４Ａの側方にアパーチャ
６６、コリメータレンズ６８が配設されており、零次以
外の回折光は球面ｍ１４Ａによりスリット７０の位置で
収束され、コリメータレンズ６８により平行化される。
鏡［４Ａが用いられ、球面鏡＋４Ａの側方にアパーチャ
６６、コリメータレンズ６８が配設されており、零次以
外の回折光は球面ｍ１４Ａによりスリット７０の位置で
収束され、コリメータレンズ６８により平行化される。
この第３実施例では、回折光集光部分と干渉計とを組み
合わせて構成できるので、光学設計における自由度が増
すという利点がある。
合わせて構成できるので、光学設計における自由度が増
すという利点がある。
なお、圧電素子の移動量は、温度を検出して補正しても
よい。また、圧電素子に印加する電圧は、ステップ状で
はなく、滑らかにかつ徐々に変化させてもよい。この電
圧をステップ状に変化させ、かつｌステップ時間を短く
する場合には、圧電素子にダンパーを付設して振動を速
やかに減衰させるようにしてもよい。さらに、圧電素子
の側面にストレインゲージを貼着して、圧電素子の偏位
量を検出してもよい。
よい。また、圧電素子に印加する電圧は、ステップ状で
はなく、滑らかにかつ徐々に変化させてもよい。この電
圧をステップ状に変化させ、かつｌステップ時間を短く
する場合には、圧電素子にダンパーを付設して振動を速
やかに減衰させるようにしてもよい。さらに、圧電素子
の側面にストレインゲージを貼着して、圧電素子の偏位
量を検出してもよい。
また、圧電素子を用いる代わりに、コイルが巻回された
磁気歪素子を用いてもよい。
磁気歪素子を用いてもよい。
さらに、ｎ（ｎはＯ以外の整数）次のみの回折光を凹面
鏡または光ファイバ等で受け、これを干渉計に入射させ
る構成であってもよく、また、第８図に示すように、被
測定物体からの正反射光を干渉計に入射させる構成であ
ってもよい。
鏡または光ファイバ等で受け、これを干渉計に入射させ
る構成であってもよく、また、第８図に示すように、被
測定物体からの正反射光を干渉計に入射させる構成であ
ってもよい。
［発明の効果〕
本発明に係る凹部深さ・膜厚測定装置では、分岐された
２光束の光路差を変化させろ移動体と、固定側との間に
、両端面に電極が設けられた圧電素子又はコイルが巻回
された磁気歪素子が介装されたマイケルソン干渉計を用
い、該電極に変化する電圧を印加し又は該コイルに変化
する電流を流し、該移動体の移動量を検出し、該移動量
と該光検出器の出力値とを対応させてメインピークとサ
ブピークのピーク間距離を求めるようになっているので
、インターフェログラムのメインピークとサブピークと
の間のサンプリング点数を極めて多くとることができ、
高精度で凹部の深さ又は透明被膜の膜厚を測定できると
いう優れた効果がある。
２光束の光路差を変化させろ移動体と、固定側との間に
、両端面に電極が設けられた圧電素子又はコイルが巻回
された磁気歪素子が介装されたマイケルソン干渉計を用
い、該電極に変化する電圧を印加し又は該コイルに変化
する電流を流し、該移動体の移動量を検出し、該移動量
と該光検出器の出力値とを対応させてメインピークとサ
ブピークのピーク間距離を求めるようになっているので
、インターフェログラムのメインピークとサブピークと
の間のサンプリング点数を極めて多くとることができ、
高精度で凹部の深さ又は透明被膜の膜厚を測定できると
いう優れた効果がある。
そのうえ、圧電素子又゛は磁気歪素子の連応性により、
極めて短時間で測定することができるという優れた効果
もある。
極めて短時間で測定することができるという優れた効果
もある。
加えて、移動体の構成が極めて簡単になるという優れた
効果もある。
効果もある。
第１図乃至第７図は本発明の実施例に係り、第１図は第
１実施例の凹部深さ・膜厚測定装置の全体構成図、第２
図は圧電素子に印加する電圧■、光強度デジタル変換開
始信号Ｓ１及び測定信号Ｓ。 のタイミングチャート、第３図上段ｊよ干渉計への入射
光線束のスペクトル図、第３図下段は上段に対応したイ
ンターフェログラム図、第４図は第２実施例のマイケル
ソン干渉計の構成図、第５図は第３実施例の回折光集光
部を示す構成図、第６図は被測定物体表面での回折光を
示す図、第７図はトレンチが形成されたシリコンウェハ
ーの表面を示す斜視図である。第８図は従来例のトレン
ヂ深さ測定装置を示す全体構成図である。 １：トレンチ １４．放物面鏡１４Ａ：球面鏡
Ｉ６：円孔 ２０：白色光源 ２２．２２Δ、２２Ｅ：干渉計 ２８：位置決め光学系 ３０：ビームスプリッタ３２：
固定鏡 ３４：移動鏡 ３８：偏移体 ４〇二圧電素子４８：光検出器
Ｍ：メインピークＳ：サブピーク
１実施例の凹部深さ・膜厚測定装置の全体構成図、第２
図は圧電素子に印加する電圧■、光強度デジタル変換開
始信号Ｓ１及び測定信号Ｓ。 のタイミングチャート、第３図上段ｊよ干渉計への入射
光線束のスペクトル図、第３図下段は上段に対応したイ
ンターフェログラム図、第４図は第２実施例のマイケル
ソン干渉計の構成図、第５図は第３実施例の回折光集光
部を示す構成図、第６図は被測定物体表面での回折光を
示す図、第７図はトレンチが形成されたシリコンウェハ
ーの表面を示す斜視図である。第８図は従来例のトレン
ヂ深さ測定装置を示す全体構成図である。 １：トレンチ １４．放物面鏡１４Ａ：球面鏡
Ｉ６：円孔 ２０：白色光源 ２２．２２Δ、２２Ｅ：干渉計 ２８：位置決め光学系 ３０：ビームスプリッタ３２：
固定鏡 ３４：移動鏡 ３８：偏移体 ４〇二圧電素子４８：光検出器
Ｍ：メインピークＳ：サブピーク
Claims (3)
- （１）連続スペクトルを放射する光源からの光線束を、
表面に凹部が規則的に形成され又は表面に透明被膜が形
成された被測定物体の該表面へ照射し、その正反射光又
は回折光を干渉計へ入射させてインターフェログラムを
形成し、該インターフェログラムを光検出器で検出し、
該インターフェログラムのメインピークとサブピークと
の間の距離を求め、該距離を用いて該凹部の深さ又は該
透明被膜の膜厚を算出・出力する凹部深さ・膜厚測定装
置において、 該干渉計は、分岐された２光束の光路差を変化させる移
動体と、固定側との間に、両端面に電極が設けられた圧
電素子又はコイルが巻回された磁気歪素子が介装された
マイケルソン干渉計であり、該電極に変化する電圧を印
加し又は該コイルに変化する電流を流す制御手段と、 該移動体の移動量を検出する移動量検出手段と、該移動
量と該光検出器の出力値とを対応させて該ピーク間距離
を求めるデータ処理手段と、を有することを特徴とする
凹部深さ・膜厚測定装置。 - （２）前記移動量検出手段は、前記電極に印加する電圧
値又は前記コイルに流す電流値を前記移動体の移動量と
対応させて該移動量を検出することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の凹部深さ・膜厚測定装置。 - （３）前記制御手段は、ステップ状に変化する電圧を前
記電極に印加し又はステップ状に変化する電流を前記コ
イルに流すことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の凹部深さ・膜厚測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5597887A JPS63222207A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 凹部深さ・膜厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5597887A JPS63222207A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 凹部深さ・膜厚測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63222207A true JPS63222207A (ja) | 1988-09-16 |
Family
ID=13014164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5597887A Pending JPS63222207A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 凹部深さ・膜厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63222207A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5909282A (en) * | 1996-05-31 | 1999-06-01 | Tropel Corporation | Interferometer for measuring thickness variations of semiconductor wafers |
| JP2011518312A (ja) * | 2007-12-14 | 2011-06-23 | インテクプラス カンパニー、リミテッド | 立体形状測定装置 |
| CN112697052A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-04-23 | 浙江大学 | 一种慢化组件气体冷凝薄膜厚度分布测量装置及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578203A (en) * | 1978-12-08 | 1980-06-12 | Hitachi Ltd | Interference signal processing method for fourier transformation spectrometer and measurement of thickness of adhered layer using it |
| JPS61140806A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-06-27 | Jeol Ltd | 膜厚測定方法 |
-
1987
- 1987-03-11 JP JP5597887A patent/JPS63222207A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578203A (en) * | 1978-12-08 | 1980-06-12 | Hitachi Ltd | Interference signal processing method for fourier transformation spectrometer and measurement of thickness of adhered layer using it |
| JPS61140806A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-06-27 | Jeol Ltd | 膜厚測定方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5909282A (en) * | 1996-05-31 | 1999-06-01 | Tropel Corporation | Interferometer for measuring thickness variations of semiconductor wafers |
| JP2011518312A (ja) * | 2007-12-14 | 2011-06-23 | インテクプラス カンパニー、リミテッド | 立体形状測定装置 |
| CN112697052A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-04-23 | 浙江大学 | 一种慢化组件气体冷凝薄膜厚度分布测量装置及方法 |
| CN112697052B (zh) * | 2020-11-06 | 2021-10-22 | 浙江大学 | 一种慢化组件气体冷凝薄膜厚度分布测量装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7505143B2 (en) | Dynamic reference plane compensation | |
| US5929983A (en) | Optical apparatus for determining the height and tilt of a sample surface | |
| JPH03223609A (ja) | タッチプローブ | |
| JPS63153456A (ja) | 光デイスクテストシステム | |
| US5432330A (en) | Two-stage detection noncontact positioning apparatus having a first light detector with a central slit | |
| GB2183418A (en) | Determining distance to a surface | |
| US7724375B1 (en) | Method and apparatus for increasing metrology or inspection tool throughput | |
| JPH0652170B2 (ja) | 光結像式非接触位置測定装置 | |
| JP2533514B2 (ja) | 凹部深さ・膜厚測定装置 | |
| JPS5979104A (ja) | 光学装置 | |
| JPS63222207A (ja) | 凹部深さ・膜厚測定装置 | |
| JPH10253892A (ja) | 位相干渉顕微鏡 | |
| JP3413503B2 (ja) | 変位検出装置 | |
| JP3332192B2 (ja) | 磁気ヘッドの浮上特性計測方法 | |
| JPS63222208A (ja) | 凹部深さ測定装置 | |
| JP2698446B2 (ja) | 間隔測定装置 | |
| JPH04366711A (ja) | 変位検出装置 | |
| JPH05312538A (ja) | ３次元形状測定装置 | |
| JP2536059B2 (ja) | 物体の表面状態測定装置及び表面の高さ測定装置 | |
| JP5969274B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPS61223604A (ja) | ギヤツプ測定装置 | |
| JPH02140608A (ja) | 表面形状測定装置 | |
| JPS62223603A (ja) | 移動量の精密測定方法及びｘｙステ−ジ | |
| JPS61240103A (ja) | 光学式微小変位計 | |
| JPH1123229A (ja) | 膜厚測定方法 |