KR100495361B1 - 측정장치 및 성막가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 플라즈마 CVD 등의 성막장치의 성막모니터수단은 측정광을 발생하는 광원을 가지는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 광원에서 발생한 측정광을 렌즈나 미러를 가지는 광학계에 유도하여 복수의 입사각으로 실리콘기판의 대략 이면을 초점으로 하여 조사한다. 기판으로부터의 반사광은 분광기(22)에 입사되어 측정광의 파장별 강도를 검출하여 산출장치가 에칭깊이를 산출한다. 기판 이면의 반사광은 에칭면의 반사광과 간섭한다. 기판의 이면으로부터의 반사광의 영향을 저감하기 위하여 측정광의 입사각을 바꾸면서 조사한다.

Description

측정장치 및 성막가공방법{MEASURING DEVICE AND FILM PROCESSING METHOD}

본 발명은 반도체소자제조, 액정표시소자제조 등의 미세박막패턴을 조합시킨 소자의 제조에 있어서, 박막을 형성하는 성막처리, 형성한 박막의 평탄화처리, 박막에 미세패턴을 형성하는 에칭처리 등의 성막, 가공처리상황을 측정하여 모니터하는 장치, 측정 및 모니터장치를 조립한 막두께, 가공깊이 측정장치, 이들 장치에 의한 측정 및 모니터방법 및 성막, 가공방법에 관한 것이다.

반도체소자제조, 액정표시소자제조에 사용되는 성막처리, 평탄화처리, 미세패턴형성처리에서는 막두께의 변화, 미세패턴의 처리진행상황을 정확하게 구하여 설정대로의 처리를 실현하는 것이 중요하다. 이들 처리에 있어서의 막두께, 미세패턴의 처리진행상황의 측정에는 빛을 사용한 간섭방법이 널리 사용되고 있다. 이것의 종래기술로서는 간섭에 의해 미세패턴형성의 종료를 검출하는 에칭종점 검출장치가 일본국 특개평8-292012호 공보에 개시되어 있다.

또 기판 위에 형성된 막두께를 간섭에 의해 측정하는 방법이 일본국 특개평 11-153416호 공보에 개시되어 있다. 또 기판 표면의 평탄화처리에 있어서의 막두께측정방법이 일본국 특개평7-4921호 공보에 개시되어 있다. 이 공보에서는 반도체웨이퍼의 폴리싱 중에 막두께를 측정하는 것이 기재되어 있고, 막두께 측정 중에 기판을 투과하는 파장의 측정광을 기판에 조사하고, 이 측정광이 기판을 투과하고 나서 반사하는 반사광에 의거하여 박막의 두께를 측정하고 있다. 또한 일본국 특개평10-111186호 공보에는 필터를 사용하여 방사적외선에 의한 온도측정을 높은 정밀도화하는 것이 개시되어 있다.

그러나 상기 일본국 특개평8-292012호 공보에 개시된 에칭종점 검출장치에서는 처리실내를 통하여 처리기판의 표면상황을 측정하기 위하여 처리실내의 상황, 관측하는 측정창의 내벽면의 상황이 처리를 거듭함으로써 변화하여 그 변화가 측정결과에 영향을 미치기 때문에 높은 정밀도의 측정 및 모니터링이 어렵다.

또 일본국 특개평11-153416호 공보나 특개평7-4921호 공보에 나타나 있는 바와 같은 처리기판의 이면으로부터 표면의 처리상황을 측정하는 방법에서는 기판 이면으로부터의 반사광의 영향이 커서 기판 표면의 상황을 측정하는 기판 표면으로부터의 반사광을 정밀도 좋게 검출하는 것이 어렵다.

본 발명의 목적은 처리의 진행상황을 처리실내의 상황에 의한 영향을 받지 않고 막두께 또는 가공깊이를 측정하기 위하여 기판 표면의 상황을 측정하는 기판 표면으로부터의 반사광을 선택적으로 검출하여 기판 표면상황의 높은 정밀도의 측정을 가능하게 하는 측정장치 및 모니터장치를 실현하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기판 표면의 높은 정밀도의 측정 및 모니터장치를 조립한 성막, 가공측정장치를 실현하는 것, 이들 모니터장치를 사용한 높은 정밀도의 성막가공방법을 실현하는 것이다. 그리고 본 발명은 적어도 이들의 어느 하나의 목적을 달성하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 특징은 기판의 표면측에 형성되는 제 1 면과 제 2 면과의 양쪽에 있어서 전반사 가능하게 기판 이면측으로부터 측정광을 조사하는 조사수단과, 이 조사수단이 조사한 측정광이 제 1 면 및 제 2 면에서 반사하여 얻어진 반사광끼리를 간섭시킴으로써 제 1 면과 제 2 면 사이의 거리를 측정하는 측정수단을 가지는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 특징은, 기판 표면에 형성된 막의 막두께 또는 기판표면에 가공된 가공면의 깊이를 광학적 간섭수단에 의해 측정하는 측정장치에 있어서, 기판표면에 형성된 막과 기판의 계면 및 기판의 가공면 또는 막 표면의 양쪽에서 전반사하도록 측정광을 기판 이면으로부터 조사 가능한 조사수단과, 이 계면으로부터의 반사광과 가공면 또는 막 표면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께 또는 가공깊이를 측정하는 수단을 구비하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 특징은, 기판 표면에 형성된 막의 막두께 또는 기판 표면에 가공된 가공면의 깊이를 광학적 간섭수단에 의해 측정하는 측정장치에 있어서, 기판 표면에 형성된 막과 기판의 계면 및 기판의 가공면 또는 막 표면의 양쪽에서 전반사하도록 측정광을 기판 이면으로부터 조사 가능한 조사수단과, 이 계면으로부터의 반사광과 가공면 또는 막 표면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께 또는 가공깊이를 측정하는 수단을 구비하고, 상기 조사수단은 기판 이면에 다른 입사각으로 조사광을 조사 가능하고, 기판 중을 통과하는 조사광의 광로차가 입사광의 파장 이상이어서 측정 대상인 막의 막두께 또는 가공깊이에 의한 광로차가 입사광의 파장 이하가 되도록 조사광의 입사각을 가변인 데 에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 특징은, 기판 표면에 형성된 막의 막두께를 광학적 간섭수단에 의해 측정하는 측정장치에 있어서, 기판 표면에 형성된 막의 표면에서 전반사하는 조건의 측정광과, 막과 기판과의 계면에서 전반사하는 조건의 측정광을 함께 기판 이면으로부터 조사하는 수단과, 막의 표면으로부터의 반사광 및 막과 기판과의 계면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께를 측정하는 수단을 구비하는 것이다.

그리고 이들 각 특징에 있어서 조사수단은 복수파장의 측정광을 조사 가능하고, 측정수단은 파장마다의 간섭결과로부터 막두께 또는 가공깊이를 측정하는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 5 특징은, 기판 위에 박막을 형성하는 성막장치에 있어서 기판 이면으로부터 기판 표면에 형성된 막과 기판과의 계면에서 전반사하도록 측정광을 조사하는 조사수단과, 계면으로부터의 반사광과 막의 표면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께를 측정하는 측정수단과, 상기 측정수단에 의해 측정된 막두께를 피드백하여 기판 위에 박막을 형성하는 수단을 구비하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 6 특징은, 기판 표면과 기판의 가공면과의 양쪽에서 전반사하도록 기판 이면으로부터 측정광을 조사하는 수단과, 기판 표면으로부터의 반사광과 가공면으로부터의 반사광을 간섭시켜 가공깊이를 측정하는 수단과, 가공깊이를 측정하는 수단이 측정한 가공깊이에 의거하여 기판 표면을 가공하는 수단을 기판 표면의 가공장치가 구비되는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 7 특징은, 기판 표면에 형성된 막과 기판과의 계면에서 전반사하도록 측정광을 기판 이면으로부터 조사하고, 계면으로부터의 반사광과 막의 표면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께를 측정하여 이 측정한 막두께와 미리 설정된 막두께의 목표치와의 차를 산출하여 이 차에 의거하여 막형성의 처리조건을 제어하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 8 특징은, 기판 표면과 이 기판 표면과 동일한 측에 형성되는 가공면과의 양쪽에서 전반사하도록 측정광을 기판 이면으로부터 조사하고, 기판 표면으로부터의 반사광과 가공면으로부터의 반사광을 간섭시켜 가공깊이를 측정하고, 이 측정한 가공깊이와 미리 설정된 가공깊이의 목표치와의 차를 산출하고, 그 차에 의거하여 기판 표면의 가공처리조건을 제어하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 9 특징은, 방사적외선강도 측정수단을 가지고, 기판으로부터의 방사적외선강도를 측정하여 기판의 온도를 측정하는 온도측정장치에 있어서, 방사적외선강도 측정수단이 기판으로부터의 방사적외선을 측정하는 범위는 측정대상 기판을 제외하는 방사적외선 발생영역에서 발생한 방사적외선이 통과하는 광로영역 밖에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 온도측정장치.

그리고 이들의 특징에 의해 처리실내의 상황이나 관측하는 측정창의 내벽면의 상황의 변화가 측정결과에 영향을 미치더라도 처리를 거듭함으로써 부착량이 증가하는 반응생성물 등을 측정영역으로부터 배제하는 것이 가능하게 되어 재현성이 좋은 측정 및 모니터링을 할 수 있다. 또 기판의 이면으로부터의 측정에 대해서는 이면에 조사하는 측정광이 기판 표면에서 전반사하는 입사각 조건으로 측정한다. 이에 의하여 기판 표면으로부터의 반사광 강도를 높혀 높은 정밀도의 측정 및 모니터링을 할 수 있다. 또한 기판 이면에 조사하는 측정광의 입사각도에 퍼짐을 주어 기판 이면으로부터의 반사광과 기판 표면으로부터의 반사광의 간섭을 저감할 수 있다. 이에 의하여 기판 표면으로부터의 반사광 간섭강도 변화를 정밀도 좋게 측정및 모니터링할 수 있다.

막두께의 측정에 있어서는 입사각의 퍼짐을 제어하여 막의 표면으로부터의 반사광과, 막과 기판의 계면으로부터의 반사광의 비율을 제어하여 반사광 간섭강도를 적정화하여 정밀도 좋게 측정 및 모니터링한다.

처리기판의 온도측정에 있어서는 플라즈마나 처리실 내벽면으로부터의 방사적외선이 광학적으로 통과하지 않는 영역에 처리기판으로부터의 방사적외선 검출기구를 설치함으로써, 정밀도 좋게 측정 및 모니터링할 수 있도록 하였다. 또 측정 및 모니터장치를 조립한 성막, 가공, 에칭장치에 대해서는 기판을 얹어 놓는스테이지에 기판 이면으로부터 측정하는 측정 및 모니터장치를 매립하여 기판의 처리분포, 처리상황을 측정 및 모니터할 수 있도록 하였다. 또한 이들의 결과에 의거하여 처리조건을 제어하여 가장 적합한 처리를 할 수 있도록 하였다.

도 1, 도 2는 본 발명의 기본원리를 설명하는 도면이고, 도 3은 본 발명에 관한 에칭가공측정장치의 일 실시예의 개략도이다. 도 1에 있어서 실리콘기판(1)의 표면에는 레지스트마스크(2)가 있는 부분이 있고, 이 레지스트마스크(2)가 없는 실리콘기판 표면(3)에서는 에칭처리가 진행되고 있다.

측정광(4)은 실리콘기판(1)과 레지스트마스크(2)와의 계면에서 전반사하는 조건으로 조사한다. 측정광(5)은 측정광(4)과 동일한 입사각으로 조사하여 실리콘 기판 표면(3)에서 전반사하도록 입사시킨다. 실리콘기판 표면(3)의 계면은 실리콘 기판(1)과 진공과의 계면이고, 실리콘기판(1)과 레지스트마스크(2)와의 계면에 비하여 굴절율이 커진다. 따라서 실리콘기판(1)측에서 조사한 측정광은 실리콘기판 (1)과 레지스트마스크(2)와의 계면에서 전반사하는 조건이면 실리콘기판 표면(3)에서 반드시 전반사한다.

여기서 에칭처리가 진행되고 있는 실리콘기판 표면(3)의 깊이[레지스트막(2)과 기판(1)과의 계면으로부터 표면(3)까지의 기판(1)의 두께]를「d」로 하고, 실리콘기판(1)의 굴절율을「n」이라 하고, 실리콘기판(1)과 레지스트막(2)(진공)과의 계면에 수직인 선과 측정광(4, 5)이 이루는 각도를 「α」라 하면, 측정광(4)의 광로와 측정광(5)의 광로와의 광학적 길이의 차는 「2dn/cosα」가 된다.

도 2는 에칭이 진행되었을 때의 처리시간과, 반사한 측정광(4, 5)의 간섭에의한 반사광 강도의 변화를 나타내는 도면이다. 측정광(4, 5)의 파장을「λ」라하면, 측정광(4)의 광로와 측정광(5)의 광로와의 광학적 길이의 차가「λ」의 정수배의 조건에서는 검출하는 반사광의 강도는 도 2의 피크(10), 피크(11)에 나타내는 극대치가 된다. 측정광(4)의 광로와 측정광(5)의 광로와의 광학적 길이의 차가「λ」의 정수배보다 「λ/2」만큼 크거나 작으면 검출하는 반사광의 강도는 도 2의 피크(12)에 나타내는 극소치가 된다. 따라서 인접하는 극소치와 극대치 사이에서 에칭이 진행된 깊이(d)는 「λcosα/n」이 되어 에칭을 개시한 점(13)으로부터의 반사광 강도변화의 피크를 식별함으로써 에칭된 깊이(d)를 구할 수 있다.

측정광에 파장 1.4 μ의 적외광을 사용한 경우, 극대, 극소피크 사이의 에칭량은 370 nm 정도이고, 검출의 재현성이 좋으면 반사광 강도의 초기치로부터의 변화량에 의해 피크 사이를 더욱 분할하여 식별하여 100 nm 이하의 정밀도로 에칭깊이(d)를 구할 수 있다. 실리콘기판(1)의 이면에 조사한 측정광의 반사광에는 앞서 설명한 실리콘기판 표면(3)으로부터의 반사광뿐만 아니라, 실리콘기판(1)의 이면으로부터의 반사광도 있어 이것도 검출하는 반사광의 강도변화에 영향을 미친다.

실리콘기판(1)의 경우, 실리콘기판(1)의 이면으로부터의 반사광량은 조사한 측정광의 광량의 30%에도 이르고, 이것이 에칭면으로부터의 반사광과 간섭하여 앞서 설명한 에칭의 진행에 따른 반사광의 강도변화와 위상이 어긋나 변화하기 때문에 높은 정밀도의 에칭깊이(d)의 검출이 어려워진다. 따라서 본 발명에서는 이 실리콘기판(1)의 이면으로부터의 반사광의 영향을 저감하기 위하여 측정광에 도 1에 나타내는 측정광(6), 측정광(7)의 입사각을 각각 다른 각도(θ1, θ2)로 하여 불균일을 가지도록 하였다.

측정광(6), 측정광(7)의 각 입사각에서의 전반사하는 반사각을 「 θ1R, θ2R」라 하고, 실리콘기판(1)의 두께를「d0」라 하면, 측정광(6)과 측정광(7)과의 광학적 길이의 차는「2 d0 (1/cos θ1R-1/cos θ2R)」로 표시될 수 있다. 실리콘기판(1)의 두께는 통상 500 μ이상이고, 에칭깊이 1 μ에서의 에칭깊이 측정에 대한 영향이 0.01μ이내가 되는 입사각 불균일의 조건으로 광학적 길이의 차는 약 5 μ이다.

이것은 앞에서 일례로서 나타낸 파장 1.4 μ의 적외광을 측정광으로서 사용한 경우, 파장의 약 3배가 된다. 이것은 실리콘기판(1)의 이면에서의 반사광(6a, 7a)에 대하여 에칭면[레지스트마스크(2)와 실리콘기판(1)과의 계면]으로부터의 반사광 (6b, 7b)은 위상이 6π인 범위에서 랜덤하게 어긋나 있는 것을 의미하고, 이들 반사광(6b, 7b)의 간섭에 의한 강도변화를 대폭 저감할 수 있다. 이에 의하여 검출되는 반사광의 강도변화는 실리콘기판(1)의 표면과 레지스트마스크(2)와의 계면으로부터의 반사광과, 에칭이 진행되는 실리콘기판(1)의 표면(3)으로부터의 반사광과의 간섭이 주가 되어 높은 정밀도의 검출이 가능하게 된다.

다음에 도 3을 사용하여 이상 설명한 본 발명의 원리에 의거하여 구성한 측정 및 모니터장치에 대하여 설명한다. 도 3에 있어서 광원(15)은 1 μ내지 3 μ파장의 적외광을 발생하는 광원이다. 광원(15)으로부터의 빛(측정광)은, 렌즈(16)에 의해 대략 평행한 빔이 된 후에 조리개(17) 및 렌즈(18)를 통과하여 미러(19)에서 반사되어 실리콘기판(1)의 이면 가까이에 초점을 맺도록 조사된다.

실리콘기판(1)에 조사된 측정광의 실리콘기판(1)으로부터의 반사광은, 도 1에서 설명한 원리에 의해 반사된다. 그리고 실리콘기판(1)으로부터의 반사광은 미러(20)에 의해 반사되고, 렌즈(21)에 의해 분광기(22)에 입사하고, 이 분광기(22)는 입사한 측정광의 파장마다의 반사광 강도를 검출한다. 분광기(22)의 검출결과는 에칭깊이 산출장치(23)에 보내지고, 에칭깊이를 산출하여 에칭의 종점 등을 구한다.

다음에 도 3에 나타낸 각 부분의 동작에 대하여 설명한다. 실리콘기판(1)에 조사하는 측정광의 입사각(θin)은 미러(19)의 각도를 조정하여 실리콘기판(1)의 표면과 레지스트마스크와의 계면에서 입사광의 퍼짐각을 포함하여 전반사하는 조건에 맞춘다. 입사각을 중심으로 한 입사광의 퍼짐각 조정은 조리개(17)에 의해 조사광의 빔지름을 변화시켜 조정한다.

실리콘기판(1)으로부터의 반사광은 미러(20)로 렌즈(21)를 통과하도록 반사되어 분광기(22)에 모인다. 분광기(22)에서는 도 4에 나타내는 바와 같이 파장별 반사광 강도변화가 측정된다. 도 1에 의한 원리설명에서는 단일파장에 의한 간섭을 설명하였으나, 복수파장의 빛을 사용한 경우, 각 파장의 빛에 대하여 동일한 간섭현상이 일어나고 있다.

빛에 대해서는 중합의 원리가 성립하기 때문에 분광기로 파장별로 나눔으로써 각 파장의 간섭상황을 측정할 수 있다.

에칭깊이 산출장치(23)에서는 먼저 도 4에 나타내는 분광기의 측정결과로부터 반사광 강도의 피크위치와 파장의 관계를 구한다. 즉 도 4를 참조하여 설명하면 하나의 피크의 파장을 λ1, 그 인접 파장이 긴 쪽의 피크의 파장을 λ2라 하면, 이 각 피크에서는 간섭하는 광로의 차는 동일하기 때문에「i」를 정수로 하면 「i *λ1 = (i - 1) * λ2」가 되는 관계가 성립한다.

이로부터 「i는 λ2/(λ2 - λ1)에 가장 가까운 정수」로 나타낼 수 있다. 그리고 측정광이 실리콘기판(1)의 표면에서 전반사하는 각도를 도 1과 동일한 「α」라 하면 , 에칭깊이「d」는「d = i * λ1 * cosα/2」로 구할 수 있다. 따라서 에칭깊이 산출장치(23)에서는 이 식「d = i * λ1 * cosα/2」에 의거하여 에칭깊이(d)를 산출한다.

상기 실시예와 같이 복수파장의 빛을 사용하면 에칭이 진행되지 않고 정지하여 있는 상태에서도 에칭깊이(d)의 절대치를 구할 수 있다. 따라서 설정된 에칭깊이(d)를 단일파장을 사용한 방식보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.

본 실시예에 의하면 처리의 진행상황을 처리실내의 상황에 의한 영향을 받지않고 막두께나 가공깊이를 측정할 수 있음과 동시에, 기판 표면의 상황을 측정하는 기판 표면으로부터의 반사광을 선택적으로 검출하여 기판 표면의 높은 정밀도의 측정을 가능하게 하는 막두께 또는 가공깊이의 측정 및 모니터장치를 실현할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예를 도 5를 참조하여 이하에 설명한다. 원통형의 홀더(25)에는 렌즈(26), 차광판(27a), 차광판(27b), 조리개(28), 반사블록 (29) 및 투광 수광부(30)가 조립되어 있다. 반사블록(29)은 광학용 유리로 만들어져 있고, 면(29a)에는 반사막이 코팅되어 있어 반사블록(29)의 내부로부터 이 면(29a)에 입사한 빛은 반사된다.

렌즈(26), 차광판(27a, 27b), 조리개(28), 반사블록(29) 및 투광 수광부(30)는 홀더(25)와 동축에 구성되어 있다. 투광 수광부(30)는 광원(31), 분광기(33)와, 라이트가이드(32, 33)로 접속되어 있고, 광원(31)으로부터의 측정광을 투광 수광부(30)로부터 원통형상 홀더(25)내에 조사할 수 있다. 이와 함께 원통형상 홀더(25)로부터 투광 수광부(30)로 되돌아 온 반사광을 분광기(33)에 보낸다.

광원(31)은 도 3에 나타낸 실시예와 동일하게 1 μ내지 3 μ파장의 적외광을 방사가능하다.

투광 수광부(30)로부터 조사된 측정광은 렌즈(26)에 의해 평행 빔보다 약간 집광하는 각도로 조정된다. 다음에 차광판(27a, 27b) 및 조리개(28)에 의해 링형상으로 빛의 폭이 점차로 얇아지는 광로(35)에 나타내는 링형상의 빔광을 만든다. 이 링형상의 빔광(35)은 반사블록(29)으로 들어가 반사면(29a)에서 반사되어 실리콘기판(1)에 입사한다.

실리콘기판(1)에 대한 입사각도의 설정은 반사면(29a)의 각도로 설정할 수 있다. 본 실시예에서는 측정대상의 기판을 실리콘기판(1)에 한정하고, 실리콘기판 (1)에 대한 측정광의 입사각을 고정하고 있다. 이 측정광의 입사각의 퍼짐을 링형상 빔을 만드는 렌즈(26)의 위치, 차광판(27a, 27b) 및 조리개(28)의 치수와, 링형상의 광의 폭의 변화비율을 조정하여 조정한다.

입사각과 입사각의 퍼짐을 조정한 측정광을 실리콘기판(1)에 조사한다. 반사광은 조사광과는 반대의 경로를 통하여 투광 수광부(30)에 입사하여 분광기(33)에 보내진다. 이 이후의 에칭깊이(d)의 산출방법은 제 1 실시예와 동일하다. 또한 측정계와 처리실내를 반사블록(29)과 홀더(25) 사이에 설치한 O 링(36) 및 홀더(25)의 바깥 둘레에 설치한 도시 생략한 O 링으로 진공시일한다.

본 실시예의 에칭장치 및 에칭처리방법에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 처리실(40)에는 스테이지전극(41), 대향전극(42)이 설치되어 있고, 스테이지전극 (41) 위에 실리콘기판(1)을 배치하여 에칭처리가 행해진다. 스테이지전극(41)은 절연판(44)에 의해 처리실(40)의 바닥면이나 측벽과 절연되어 800kHz의 고주파 바이어스전원(45)이 접속되어 있다. 스테이지전극(41) 내에는 냉각용 냉매를 흘리는 유로(46)가 형성되어 있고, 서큘레이터(47)에 의해 온도제어한 냉매를 흘리고 있다.

스테이지전극(41) 내에는 도 5에 나타내는 모니터장치(48a, 48b, 48c) 외에 도시 생략한 2개를 포함하여 바깥 둘레 4개소, 중심 1개소의 합계 5개의 모니터장치가 조립되어 있다. 이 조립한 모니터장치를 제 2 실시예에서 설명한 바와 같이 O 링으로 시일하고, 냉매의 유로(46)나 처리실 밖으로부터의 누설을 방지한다. 스테이지전극(41)의 표면에는 도시 생략한 정전흡착기구가 설치되어 있고, 실리콘기판(1)을 흡착하여 실리콘기판(1)과 스테이지전극(41) 사이에 헬륨가스를 넣어 실리콘기판(1)을 정밀도 좋게 온도제어한다.

대향전극(42)은 절연판(49)에 의해 처리실(40)의 상면이나 측벽과 절연되어 있다. 대향전극(42)의 중심부분(42a)은 대향전극(42)의 바깥 둘레부분과 절연판 (49a)으로 서로 절연되어 있다. 대향전극(42)의 바깥 둘레부분에는 68 MHz의 고주파전원(50b)이 접속되어 있고, 중심부분(42a)에는 40 MHz의 고주파전원(50b)이 접속되어 있다. 대향전극(42)에는 도시 생략한 에칭가스의 공급부가 있어 설정량의 에칭가스를 흘리면서 배기구(43)로부터 배기하여 처리실(40) 내를 설정압력으로 유지한다.

처리실(40) 내에 설정유량의 에칭가스를 흘려 설정압력으로 한다. 실리콘기판(1)의 온도를 설정온도로 하여 고주파전원(50a, 50b)으로부터 설정된 고주파전력을 공급한다. 스테이지전극(41)과 대향전극(42)과의 사이에 플라즈마를 발생시켜 고주파 바이어스전원(45)으로부터 설정된 고주파 바이어스전력을 공급하여 에칭을 개시한다.

모니터장치(48a, 48b, 48c), 다른 2개의 모니터장치로 실리콘기판(1)의 5점의 에칭깊이(d)를 측정하여 에칭의 분포와 에칭깊이(d)의 시간변화로부터 에칭속도를 산출한다. 에칭의 분포나 에칭속도가 설정으로부터 어긋난 경우에는 고주파 전원(50a, 50b)의 전력비나 전력레벨을 제어하여 에칭의 분포와 에칭속도가 설정범위에 들어가도록 제어한다.

이상과 같이 처리기판(1)을 배치하는 스테이지전극(41)에 복수의 측정 및 모니터장치를 조립함으로써 에칭의 분포와 에칭속도를 모니터할 수 있어 그 결과에 의거하여 목적의 설정범위에서 처리가 완료하도록 제어할 수 있다. 또 에칭의 완료점을 높은 정밀도로 검출하여 재현성이 좋은 에칭처리를 행할 수 있다.

본 실시예에 관한 측정 및 모니터장치는 스테이지전극(41)의 내부에 조립되어 에칭처리 중은 그 측정 표면은 처리기판(1)으로 커버된다. 그리고 청정한 냉각용 헬륨가스가 처리기판(1)과 스테이지전극(41) 사이에 충전된다. 이에 의하여 처리 중의 플라즈마에서 발생한 반응생성물이 측정 및 모니터장치의 측정 표면에 부착하는 일이 없어 장기간 안정된 모니터가 가능하다. 또 대향전극(42)에 측정용 개구부분을 설치할 필요가 없어 개구부분에서의 진애의 발생이나 방전의 이상 등이 일어나는 일도 없어 안정된 처리를 할 수 있다.

또한 본 실시예에 의하면, 전반사광을 측정하고 있으므로 플라즈마나 대향전극(42)으로부터의 적외광은 전반사하는 광로에는 들어 가지 않고, 이들 외부로부터의 외란광(外亂光)의 영향도 적어 높은 정밀도의 측정을 할 수 있다. 또 스테이지전극(41)에 조립하는 부분은 광학계뿐으로 고주파바이어스 등의 영향을 받지 않는다.

다음에 성막처리에 있어서의 막두께 측정원리를 도 7를 참조하여 설명한다. 이 원리에 의거하는 본 발명의 제 3 실시예를 도 8에 나타내고, 모니터장치를 조립한 CVD 장치의 예를 도 9에 나타낸다. 도 7은 실리콘기판(1)의 표면에 실리콘산화막(61)이 형성된 상태를 나타내고 있다. 실리콘기판(1)의 밑에는 측정용 광학유리블록(62)이 밀착되어 있다. 막두께 측정에서는 실리콘기판(1)과 실리콘산화막(61)과의 계면에서 반사한 측정광과, 실리콘산화막(61)과 성막이 진행하는 처리실내 사이의 계면에서 반사한 측정광을 간섭시킬 필요가 있다.

실리콘기판(1)의 굴절율을 3.5, 실리콘산화막(61)의 굴절율을 1.5, 광학유리블록(62)의 굴절율을 1.7이라 하면, 실리콘기판(1)과 실리콘산화막(61)과의 계면에서 측정광(63)의 전반사가 일어나기 시작하는 각도(θ3R)는 약 25도이고, 광학유리블록(62)으로부터 실리콘기판(1)에 대한 입사각도(θ3)는 약 62도가 된다.

실리콘산화막(61)까지 진입한 측정광(64)이 전반사하는 조건은 실리콘산화막 (61)과 처리실내와의 계면에 대한 입사각도(θ4R)가 약 42도가 될 때이고, 광학유리블록(62)으로부터 실리콘기판(1)에 대한 입사각도(θ4)가 약 36도가 될 때이다. 따라서 입사각이 36도 보다 크고 62도 보다 작은 측정광은 실리콘산화막(61)까지 진행하여 전반사한다. 입사각이 62도 보다 큰 측정광은 실리콘기판(1)과 실리콘산화막(61)과의 사이에서 전반사한다.

본 실시예에서는 실리콘기판(1)과 실리콘산화막(61)과의 계면에서 전반사가 시작되는 각도(θ3R)가 되는 실리콘기판(1)에 대한 입사각(θ3)을 경계로 하여 이것보다 큰 각도와 작은 각도의 입사각으로 측정광을 조사한다.

각도(θ3)보다 입사각이 작은 입사광은 산화실리콘막(61)에까지 입사하여 반사되어 θ3보다 입사각이 큰 입사광은 실리콘기판(1)과 실리콘산화막(61)과의 계면에서 반사된다. 이와 같이 실리콘기판(1)과 실리콘산화막(61)과의 계면, 실리콘산화막(61)과 처리실과의 계면의, 양 계면으로부터의 반사광을 얻기 위하여 본 실시예에서는 측정광의 입사각에 퍼짐을 가지게 하여 각도(θ3)보다 입사각이 큰 측정광의 광량과, 각도(θ3)보다 입사각이 작은 측정광의 광량과의 비율을 제어한다. 이에 의하여 반사광의 간섭에 의한 강도변화를 최적화하여 높은 정밀도의 막두께 측정이 가능해진다.

막두께의 산출의 기본원리는 상기한 에칭깊이(d)의 산출과 동일함으로 상세한 설명은 생략한다. 여기서 실리콘산화막(61)의 두께를 t, 실리콘산화막(61)과 처리실내의 계면에서의 반사각을 β, 측정광의 파장을 λ, 실리콘산화막(61)의 굴절율을 ηsio로 한다. 간섭에 의해 생기는 반사강도의 인접하는 극대치와 극소치 사이에서 실리콘산화막(61)이 두꺼워진 양은 「λcosβ/ηsio」가 된다. 성막을 개시한 점으로부터의 반사광 강도변화의 피크를 식별하여 성막한 실리콘산화막 (61)의 두께(t)가 얻어진다.

복수파장의 측정광을 조사하여 파장마다의 간섭강도 변화로부터 막두께를 산출하는 방법은, 제 1 실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 실리콘기판 (1)과 광학유리블록(62)의 계면에서 반사하는 반사광의 영향을 저감하는 방법은, 도 1에서 설명한 입사각에 퍼짐을 가지게 하여 저감하는 것과 동일한 원리에 의한다. 또 막두께 측정에서는 입사광의 퍼짐에 실리콘산화막(61)의 양면으로부터 반사하는 광량제어라는 기능과, 표면 반사광의 영향저감이라는 기능을 아울러 가지게 하고 있다.

도 8에 본 실시예에 관한 실용적인 막두께 측정 및 모니터장치의 구성을 나타낸다. 원통형상의 홀더(68)에는 원통의 내부에 렌즈(69), 차광판(70), 조리개 (71), 흡수블록(72), 렌즈블록(73) 및 투광 수광부(74)가 조립되어 있다. 투광 수광부(74)에는 라이트가이드(77a, 77b)를 통하여 1 μ내지 3 μ의 파장의 적외광을 방사하는 특성의 광원(75)과, 적외광 검출센서를 조립한 분광검출기(76)가 접속되어 있다.

광원(75)으로부터 조사되어 라이트가이드(77a)를 통하여 투광 수광부(74)로부터 조사된 측정광은 렌즈(69)에 의해 평행한 빔이 되어 차광판(70), 조리개(71)에 의해 원통형상의 빔(78)을 형성한다. 이 원통형상의 빔(78)은 렌즈블록(73)에 의해 집광되어 실리콘기판(1)의 표면에 초점을 맺도록 실리콘기판(1)에 입사된다. 실리콘기판(1)에 대한 측정광의 입사각을 원통형상 빔(78)의 평균지름「외경 + 내경)/2」을 변화시켜 조정한다. 구체적으로는 차광판(70)과, 조리개(71)에 의하여 조정한다. 입사하는 측정광의 퍼짐은 마찬가지로 차광판(70)과, 조리개(71)에 의해 원통형상 빔(78)의 내경과 외경과의 치수 차에 의해 조정한다. 실리콘기판 (1)에 조사된 측정광은 입사한 것과 반대의 경로로 투광 수광부(74)에 들어가 라이트가이드(77b)를 통하여 분광기(76)에 들어 간다. 검출결과로부터의 막두께산출은 도 7에서 설명한 바와 같다.

본 실시예에서는 막두께 측정 외에 실리콘기판(1)으로부터의 방사적외선을 측정하고, 기판(1)의 온도를 측정하는 기능도 설치하고 있다. 플라즈마, 대향전극으로부터 방사되는 적외선은 실리콘기판(1)을 통과하나, 도 7에 나타내는 전반사조건으로부터 입사각(θ4)보다 작은 각도범위의 입사각의 적외선이 실리콘기판(1)을 통과할 뿐이다. 전반사시키는 측정광의 입사각은 각도(θ4)보다 큰 각도로 설정되어 있고, 측정광의 광로와, 플라즈마 및 대향전극으로부터 방사되는 적외선과는 완전히 분리된다. 플라즈마와 대향전극으로부터 방사되는 적외선은 흡수블록(72)에 의해 흡수된다.

그런데 실리콘기판(1)은 그 온도에 따른 적외선량을 방사한다. 실리콘기판 (1)의 온도측정의 과제는 실리콘기판(1)이 적외선을 투과하기 위하여 플라즈마와 대향전극 등으로부터의 방사적외선도 함께 측정하여 버리기 때문에 높은 정밀도의 온도측정을 할 수 없는 점에 있다. 본 실시예에서는 측정광의 반사광을 검출하는 영역을 플라즈마나 대향전극 등으로부터의 방사적외선이 통과하지 않는 영역에 설치되어 있다. 이에 의하여 측정광의 광원을 오프로 함으로써, 측정되는 적외선은 실리콘기판(1)으로부터 방사되는 적외선만이 되어 높은 정밀도의 온도측정이 가능해진다.

원통형상의 홀더(68)에는 냉각용 냉매의 유로(79)가 형성되어 있고, 원통형상의 홀더(68)로부터의 적외선을 저레벨로 안정화할 수 있다. 도 9에 제 3 실시예에 관한 측정 및 모니터장치를 조립한 플라즈마 CVD 장치의 개략 구성을 나타낸다. 플라즈마 CVD 장치의 처리실(80)에는 스테이지전극(81)과, 대향전극(82)이 설치된다. 그리고 스테이지전극(81)은 절연판(83)에 의해 처리실(80)의 바닥면 등과 절연되고, 이 스테이지전극(81)의 내부에는 기판가열용 히터(84) 및 도 8에서 설명한 막두께 측정장치(85)가 조립되어 있다. 스테이지전극(81)에는 고주파 바이어스전원(86)으로부터 고주파전압이 인가되어 플라즈마발생 시에 처리기판(1)에 입사하는 이온의 에너지를 제어한다.

히터(84)에는 전원(87)으로부터 전력이 공급되어 스테이지전극(81)의 온도를 상온으로부터 400℃까지 제어할 수 있다. 막두께 측정장치(85)에는 광원(88)과 검출기(89)가 접속되고, 다시 홀더(68)의 냉매유로(79)에 냉매를 흘리는 서큘레이터 (90)가 접속되어 있다. 대향전극(82)은 절연판(91)에 의해 처리실(80)의 상면 등과 절연되고, 이 대향전극(82)의 내부에는 처리가스공급부(92)가 설치되어 있다. 또 대향전극(82)에는 고주파전원(93)이 접속되어 있고, 고주파전력의 공급에 의해 스테이지전극(81)과 대향전극(82) 사이에 플라즈마를 발생시킨다. 처리가스공급부 (92)로부터 설정유량의 처리가스를 처리실(80)내에 공급하여 배기구(94)로부터 배기하고, 처리실(80)내의 압력을 설정압력으로 제어한다.

다음으로 이 도 9에 나타낸 실시예의 동작을 설명한다. 처리실(80) 내에 처리가스공급부(92)로부터 유기실란과, 산소와, 아르곤가스를 혼합한 처리가스를 흘려 압력을 설정압력으로 제어하여 대향전극(82)에 고주파전원(93)으로부터 고주파 전력을 공급함으로써 플라즈마를 발생시켜 처리가스를 분해하여 실리콘기판(1) 위에 산화실리콘막을 형성한다. 막두께 측정장치(85)에 의해 성막된 산화실리콘막의 막두께를 측정하여 막두께가 설정두께에 도달한 시점에서 고주파전원(93)의 출력을 정지하고 방전을 정지시킨다.

또한 성막처리 중에 막두께 측정장치(85)로 실리콘기판(1)으로부터의 방사적외선을 측정하여 실리콘기판(1)의 온도를 구하고, 전원(87)의 출력을 제어하여 설정온도가 되도록 제어한다. 막두께 측정장치(85)를 사용하여 반사된 적외광의 흡광특성으로부터 성막중의 산화실리콘막의 막질을 평가하여 목적의 막질에 맞지 않은 경우에는 스테이지전극(81)에 인가하는 고주파 바이어스전력을 제어하여 막질이 설정된 범위에 들어가도록 제어한다.

또한 성막처리에 있어서도 에칭처리와 마찬가지로 막두께 측정 및 모니터장치를 복수개 조립하여 성막중의 막두께분포를 측정하고, 그 결과에 의거하여 처리가스의 유량을 제어하여 막두께 분포를 설정된 조건에 들어가도록 제어한다.

이상과 같이 본 실시예에 관한 CVD 장치에서는 성막중의 막두께를 처리중에 측정할 수 있음과 동시에 측정면이 실리콘기판(1)의 이면이기 때문에 측정면에 막이 부착하는 일도 없어 안정되고 정밀도 좋게 막두께를 측정할 수 있다. 또한 성막중의 실리콘기판(1)의 온도, 성막중의 막의 막질도 측정할 수 있어 막질, 막두께 모두에 설정된 조건의 막을 재현성 좋게 성막할 수 있다.

다음에 실리콘기판(1)의 표면에 형성한 산화실리콘막의 표면을 평탄하게 처리하는 연마가공처리를 실행하는 평탄화연마장치에 제 3 실시예에서 나타낸 측정 및 모니터장치를 적용한 경우의 예를 도 10에 나타낸다. 또한 막두께 측정의 원리, 측정 및 모니터장치의 구성은 도 8에 나타낸 실시예와 동일하다.

평탄화 연마장치는 하부 회전테이블(100)과 상부 회전테이블(101)로 이루어지고, 하부 회전테이블(100)의 상면에는 연마포(102)가 부착되어 있다. 하부 회전테이블(100), 상부 회전테이블(101)은 도시 생략한 구동기구에 의해 도면중의 화살표 방향으로 회전한다. 상부 회전테이블(101)의 샤프트에는 축제어부(103)가 있어 실리콘기판(1)의 연마분포를 제어할 수 있다. 상부 회전테이블(101)에는 실리콘기판(1)의 이면를 진공흡착하는 수단과, 막두께 측정장치(85)가 조립되어 있다.

상부 회전테이블(101)에 실리콘기판(1)의 이면을 흡착시키면, 실리콘기판(1)의 이면은 막두께 측정장치(85)의 측정면에 밀착한다. 막두께 측정장치(85)는 중앙부분의 1개소와, 원주상의 4개소 등 모두 5개가 상부 회전테이블(101)에 조립되어 있다.

실리콘산화막이 표면에 형성된 실리콘기판(1)을 상부 회전테이블(101)에 흡착시켜 막두께 측정장치(85)로 실리콘기판(1)에 형성된 실리콘산화막두께를 측정한다. 연마포(102)에 도시 생략한 연마제공급수단으로부터 연마제를 공급하여 하부 회전테이블(100)과 상부 회전테이블(101)을 회전시키면서 실리콘기판(1)의 가공면을 연마포(102)에 가압함으로써 실리콘기판(1)을 연마한다. 막두께 측정장치(85)에서는 막두께를 연속하여 측정하여 실리콘기판(1) 위의 각 위치에서의 막의 깍임속도, 잔막두께를 산출하여 실리콘산화막두께가 균등하고, 또한 설정된 막두께로 가공할 수 있도록 축제어부(103)에서 상부 회전테이블(101)을 연마포(3)에 가압하는 힘, 샤프트의 경사 등을 제어한다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에서는 막두께나 에칭에 의한 가공깊이를 측정할 때 측정시에 성막이나 가공처리의 영향을 받기 어려워 높은 정밀도로 재현성이 좋은 막두께 또는 가공깊이 측정이 가능하다. 또한 상기한 실시예에서는 실리콘기판(1)을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라 액정표시소자 등의 디스플레이용 유리기판에서의 성막, 가공이나 자기헤드의 성막 및 가공 등, 박막을 사용하는 것이면 본 발명은 적응가능하다. 그 경우 측정대상인 기판, 막의 물성에 의해 사용하는 빛의 파장을 선택할 필요가 있음은 물론이다.

본 발명에 의하면 성막, 평탄화처리에 있어서의 막두께, 에칭처리에 있어서의 가공깊이 및 이들 처리중의 기판온도 등을 양호한 재현성으로 높은 정밀도로 측정할 수 있다. 이에 의하여 박막미세패턴을 설정대로의 사양으로 높은 정밀도로 제작할 수 있기 때문에 박막미세패턴을 사용한 반도체소자, 액정표시소자 등의 성능, 신뢰성을 향상할 수 있다.

즉 처리의 진행상황을 처리실내의 상황에 의한 영향을 받지않고 막두께, 가공깊이를 측정함과 동시에, 기판표면의 상황을 측정하는 기판표면으로부터의 반사광을 선택적으로 검출하여 기판 표면의 높은 고정밀도의 측정을 가능하게 하는 막두께 또는 가공깊이의 측정 및 모니터장치를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 있어서의 에칭가공깊이의 측정원리를 설명하는 도,

도 2는 도 1의 원리로 측정한 검출신호파형의 일례를 나타내는 도,

도 3은 본 발명에 관한 에칭가공깊이 측정장치의 광학계의 일 실시예의 개략 구성도,

도 4는 도 3의 장치가 검출한 검출신호파형의 일례를 나타내는 도,

도 5는 본 발명에 관한 에칭가공깊이 측정장치의 제 2 실시예의 개략 구성도,

도 6은 도 5에 나타낸 에칭가공깊이 측정장치를 조립한 에칭장치의 단면구조도,

도 7은 본 발명에 관한 막두께 측정의 원리를 설명하는 도,

도 8은 본 발명에 관한 막두께 측정장치와 기판온도 측정장치의 제 3 실시예의 개략 구성도,

도 9는 도 8에 나타낸 막두께 측정장치를 조립한 CVD 장치의 단면구조도,

도 10은 도 8에 나타낸 막두께 측정장치를 조립한 평탄화 연마장치의 단면구조도이다.

Claims (15)

1. 삭제
2. 기판 표면에 형성된 막의 막두께 또는 기판 표면에 가공된 가공면의 깊이를 광학적 간섭수단에 의해 측정하는 측정장치에 있어서,

   기판 표면에 형성된 막과 기판의 계면 및 기판의 가공면 또는 막 표면의 양쪽에서 전반사하도록 측정광을 기판 이면으로부터 조사 가능한 조사수단과,

   상기 계면으로부터의 반사광과 가공면 또는 막 표면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께 또는 가공깊이를 측정하는 수단을 구비하며, 상기 측정광은 복수의 입사각을 형성하도록 기판에 입사하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 조사수단은 복수파장의 측정광을 조사 가능하고, 상기 측정수단은 파장마다의 간섭결과로부터 막두께 또는 가공깊이를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
4. 기판 표면에 형성된 막의 막두께 또는 기판 표면에 가공된 가공면의 깊이를 광학적 간섭수단에 의해 측정하는 측정장치에 있어서, 기판 표면에 형성된 막과 기판의 계면 및 기판의 가공면 또는 막 표면의 양쪽에서 전반사하도록 측정광을 기판 이면으로부터 조사 가능한 조사수단과, 이 계면으로부터의 반사광과 가공면 또는 막 표면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께 또는 가공깊이를 측정하는 수단을 구비하고, 상기 조사수단은 기판 이면에 다른 입사각으로 조사광을 조사 가능하고, 기판 중을 통과하는 조사광의 광로차가 입사광의 파장 이상으로서 측정대상인 막의 막두께 또는 가공깊이에 의한 광로차가 입사광의 파장 이하가 되도록 조사광의 입사각을 가변으로 한 것을 특징으로 하는 측정장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 조사수단은 복수파장을 가지는 조사광을 조사 가능하고, 상기 측정수단은 파장마다의 간섭결과로부터 막두께 또는 가공깊이를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
6. 기판 표면에 형성된 막의 막두께를 광학적 간섭수단에 의해 측정하는 측정장치에 있어서,

   기판 표면에 형성된 막의 표면에서 전반사하는 조건의 측정광과, 막과 기판과의 계면에서 전반사하는 조건의 측정광을 함께 기판의 막이 형성된 표면의 반대측 표면인 기판 이면으로부터 조사하는 수단과, 막의 표면으로부터의 반사광 및 막과 기판과의 계면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께를 측정하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 조사수단은 복수의 파장을 가지는 조사광을 조사 가능하고, 상기 측정장치는 파장마다의 간섭결과로부터 막두께 또는 가공깊이를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
8. 기판 위에 박막을 형성하는 성막장치에 있어서, 기판 이면으로부터 기판 표면에 형성된 막과 기판과의 계면에서 전반사하도록 측정광을 조사하는 조사수단과, 계면으로부터의 반사광과 막의 표면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께를 측정하는 측정수단과, 상기 측정수단에 의해 측정된 막두께를 피드백하여 기판 위에 박막을 형성하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
9. 기판 표면과 기판의 가공면과의 양쪽에서 전반사하도록 기판 이면으로부터 측정광을 조사하는 수단과, 기판 표면으로부터의 반사광과 가공면으로부터의 반사광을 간섭시켜 가공깊이를 측정하는 수단과, 가공깊이를 측정하는 수단이 측정한 가공깊이에 의거하여 기판 표면을 가공하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판표면의 가공장치.
10. 기판 표면에 형성된 막과 기판과의 계면에서 전반사하도록 측정광을 기판의 막이 형성된 표면의 반대측 표면인 기판 이면으로부터 조사하고, 계면으로부터의 반사광과 막의 표면으로부터의 반사광을 간섭시켜 막두께를 측정하고, 이 측정한 막두께와 미리 설정된 막두께의 목표치와의 차를 산출하여 이 차에 의거하여 막형성의 처리조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.
11. 기판 표면과 이 기판 표면과 동일한 측에 형성되는 가공면과의 양쪽에서 전반사하도록 측정광을 기판 이면으로부터 조사하고, 기판 표면으로부터의 반사광과 가공면으로부터의 반사광을 간섭시켜 가공깊이를 측정하고, 이 측정한 가공깊이와 미리 설정된 가공깊이의 목표치와의 차를 산출하여 그 차에 의거하여 기판 표면의 가공처리조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판표면가공방법.
12. 방사적외선강도 측정수단을 가지고, 기판으로부터의 방사적외선강도를 측정하여 기판의 온도를 측정하는 온도측정장치에 있어서, 측정광을 기판의 막이 형성된 표면의 반대측 표면인 기판 이면으로부터 조사하며, 상기 방사적회선강도 측정수단이 기판으로부터의 방사적외선을 측정하는 범위는 측정대상 기판을 제외하는 방사적외선 발생영역에서 발생한 방사적외선이 통과하는 광로영역 밖에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 온도측정장치.
13. 기판의 표면측에 형성되는 제 1 면과 상기 제 1면보다 상기 기판의 이면으로부터 떨어진 위치에 형성되는 제 2 면과의 양쪽에 있어서 전반사 가능하게 기판 이면측으로부터 측정광을 조사하는 조사수단과,

    상기 조사수단이 조사한 측정광이 상기 기판의 이면측으로부터 상기 기판을 통과하여 제 1 면 및 제 2 면에서 반사하여 얻어진 반사광끼리를 간섭시킴으로써 제 1 면과 제 2 면 사이의 거리를 측정하는 측정수단을 가지는 것을 특징으로 하는 측정장치에 있어서,

    상기 이면측에는 광학유리블록을 설치하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 측정광은 상기 광학유리블록을 통과하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
15. 제 8항에 있어서,

    상기 기판은 기판설치부에 설치되고, 상기 측정수단이 상기 기판설치부에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형성장치.