KR100624542B1 - Film thickness measuring method and apparatus - Google Patents

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KR100624542B1
KR100624542B1 KR1020050012395A KR20050012395A KR100624542B1 KR 100624542 B1 KR100624542 B1 KR 100624542B1 KR 1020050012395 A KR1020050012395 A KR 1020050012395A KR 20050012395 A KR20050012395 A KR 20050012395A KR 100624542 B1 KR100624542 B1 KR 100624542B1
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다이니폰 스크린 세이조우 가부시키가이샤
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Abstract

컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있는 막 두께 측정 기술을 제공한다. Even a transparent thin film that selectively transmits light in a specific wavelength range, such as a color filter, provides a film thickness measurement technology capable of accurately measuring the film thickness.

우선, 소정 막 두께를 갖는 무색의 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 산정되는 이론 분광 반사율을 상이한 막 두께마다 복수 취득한다. 다음에, 측정 대상으로 하는 컬러 필터의 분광 투과율을 취득하여, 그 분광 투과율 중의 소정 투과율 이상이 되는 파장역을 측정 파장역으로서 선정한다. 또, 상이한 막 두께마다 산정된 복수의 이론 분광 반사율을 분광 투과율에 의해서 보정하고 보정 후 이론 분광 반사율을 구하여 놓는다. 그리고, 기판 상에 측정 대상의 컬러 필터가 형성된 시료에 광을 조사하여, 그 시료로부터 반사된 광을 분광하여 분광 반사율을 실측한다. 획득된 실측 분광 반사율과 보정 후 이론 분광 반사율을 비교하여 컬러 필터의 막 두께를 산출한다. First, a plurality of theoretical spectral reflectances, which are calculated as the spectral reflectances of a sample in which a colorless transparent thin film having a predetermined film thickness is formed on a substrate, are obtained for each different film thickness. Next, the spectral transmittance of the color filter used as a measurement object is acquired, and the wavelength range which becomes more than the predetermined transmittance in the spectral transmittance is selected as a measurement wavelength range. Further, a plurality of theoretical spectral reflectances calculated for different film thicknesses are corrected by the spectral transmittances, and the corrected theoretical spectral reflectances are obtained. Then, light is irradiated onto a sample on which a color filter as a measurement target is formed on the substrate, and the light reflected from the sample is spectroscopically measured to measure the spectral reflectance. The film thickness of the color filter is calculated by comparing the obtained measured spectral reflectance with the corrected theoretical spectral reflectance.

Description

막 두께 측정 방법 및 장치{FILM THICKNESS MEASURING METHOD AND APPARATUS}Film thickness measuring method and apparatus {FILM THICKNESS MEASURING METHOD AND APPARATUS}

도 1은 본 발명에 관한 막 두께 측정 장치의 구성을 도시하는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the film thickness measuring apparatus which concerns on this invention.

도 2는 도 1의 막 두께 측정 장치의 연산부의 구성을 도시하는 블록도이다. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a calculation unit of the film thickness measuring apparatus of FIG. 1.

도 3은 본 발명에 관한 막 두께 측정 방법의 처리 순서를 도시하는 플로어 차트이다. 3 is a floor chart showing a processing procedure of the film thickness measuring method according to the present invention.

도 4는 상이한 막 두께의 투명 박막에 관해서 산정된 이론 분광 반사율을 예시하는 도면이다. 4 is a diagram illustrating theoretical spectral reflectances calculated for transparent thin films of different film thicknesses.

도 5는 컬러 필터의 분광 투과율을 예시하는 도면이다. 5 is a diagram illustrating the spectral transmittance of a color filter.

도 6은 측정 대상의 시료의 실측 분광 반사율의 일례를 도시하는 도면이다. It is a figure which shows an example of the actual spectral reflectance of the sample to be measured.

도 7은 분광 투과율에 의한 이론 분광 반사율의 보정을 개념적으로 설명하는 도면이다. 7 is a diagram conceptually illustrating correction of theoretical spectral reflectance by spectral transmittance.

도 8은 막 두께 측정을 위한 2차 곡선 근사를 개념적으로 도시하는 도면이다. 8 is a diagram conceptually showing a quadratic curve approximation for film thickness measurement.

도 9는 컬러 필터의 광 투과 특성을 도시하는 도면이다. 9 is a diagram illustrating the light transmission characteristics of a color filter.

도 10은 도 9의 컬러 필터를 형성한 기판으로부터 얻어지는 분광 반사율을 도시하는 도면이다. It is a figure which shows the spectral reflectance obtained from the board | substrate which provided the color filter of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 시료 5 : 샘플 스테이지1 sample 5 sample stage

10 : 제1 조명 광학계 11, 21 : 할로겐 램프10: first illumination optical system 11, 21: halogen lamp

20 : 제2 조명 광학계 30 : 결상 광학계 20: second illumination optical system 30: imaging optical system

32 : 하프 미러 40 : 분광 유닛32: half mirror 40: spectral unit

50 : 연산부 54 : 자기 디스크50: calculator 54: magnetic disk

55 : 보정부 56 : 막 두께 산출부 55: correction unit 56: film thickness calculation unit

57 : 측정 파장역 선정부 57: measurement wavelength range selection unit

본 발명은 반도체 기판이나 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 기판 상에 형성된 투명 박막, 특히 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention provides a film thickness measuring method and apparatus for measuring a film thickness of a transparent thin film formed on a substrate such as a semiconductor substrate or a glass substrate for a liquid crystal display, in particular, a transparent thin film that selectively transmits light in a specific wavelength range, such as a color filter. It is about.

종래부터, 상기와 같은 기판 상에 형성된 레지스트막이나 실리콘 산화막 등의 지극히 얇은 투명 박막의 막 두께를 광 간섭법을 이용하여 측정하는 기술이 예컨대 일본 특허 공개평 6-249620호 공보(1994년)에 제안되어 있다. 광 간섭법을 이용한 막 두께 측정으로는, 막 두께가 소정값(d)의 투명 박막이 형성된 기판에 광이 입사된다고 하는 조건 하에서, 당해 투명 박막의 광 간섭에 의해서 규정되는 분광 반사율을 미리 계산하여 구해 놓는다. 이 때, 일정 막 두께 범위에서 같은 피 치로 설정한 막 두께에 관해서 분광 반사율을 구한 것을 복수의 이론 분광 반사율로서 메모리 등의 기억 장치에 기억시켜 놓는다. Background Art Conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 6-249620 (1994) discloses a technique for measuring the film thickness of an extremely thin transparent thin film such as a resist film or a silicon oxide film formed on a substrate as described above using optical interference method. It is proposed. In the film thickness measurement using the optical interference method, the spectroscopic reflectance prescribed by the optical interference of the transparent thin film is calculated in advance under the condition that the light is incident on the substrate on which the transparent thin film having the predetermined value d is formed. Save it. At this time, the spectral reflectances obtained for the film thicknesses set at the same pitch within a certain film thickness range are stored in a storage device such as a memory as a plurality of theoretical spectral reflectances.

그리고, 측정 대상의 투명 박막이 형성된 기판에 광을 조사하고, 거기에서 반사된 반사 광을 분광기에 의해서 분광하여 분광 반사율을 실측한다. 그 다음에, 그 실측 분광 반사율과 상기 복수의 이론 분광 반사율과의 차분을 산출하고, 그 차분이 가장 작아지는 막 두께 값을 종래부터 주지의 커브 피트법(カブ-フィット)에 의해 구하여, 획득된 막 두께 값을 측정 대상의 투명 박막의 막 두께로 한다. Then, light is irradiated to the substrate on which the transparent thin film to be measured is formed, and the reflected light reflected therefrom is spectroscopically measured by a spectroscope to measure the spectral reflectance. Then, the difference between the actual measured spectral reflectance and the plurality of theoretical spectral reflectances is calculated, and the film thickness value at which the difference becomes the smallest is obtained by conventionally known curve fitting method (cab-fit) and obtained. The film thickness value is taken as the film thickness of the transparent thin film to be measured.

그러나, 최근 디지털 카메라나 카메라가 있는 휴대 전화의 급속한 보급에 따라 컬러 CCD의 수요가 증대되고 있다. 컬러 CCD의 제조 공정에서는, 실리콘 웨이퍼 상에 메트릭스 형상으로 RGB 3색의 컬러 필터가 접착되어 있다. 또, 프로젝터에서는 액정 유리 기판 상에 컬러 필터를 형성한 것이 사용된다. 이러한 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 공정에서는 필터 막 두께를 엄밀하게 관리하는 것이 중요하고, 컬러 필터의 막 두께를 정확하게 측정하는 것이 요구되고 있다. However, with the rapid spread of digital cameras and mobile phones with cameras, the demand for color CCDs is increasing. In the manufacturing process of a color CCD, the color filter of RGB tricolor is adhere | attached on a silicon wafer in matrix form. Moreover, in the projector, what provided the color filter on the liquid crystal glass substrate is used. In the process of forming a color filter on such a substrate, it is important to strictly control the filter film thickness, and it is required to accurately measure the film thickness of the color filter.

그러나, 컬러 필터는 특정 파장역의 광밖에 투과하지 않고, 예컨대 그린 필터의 경우 대략 480nm∼600nm의 파장역의 광밖에 투과하지 않는다. 도 9는 컬러 필터의 광 투과 특성을 도시하는 도면이다. 동 도면에 도시하는 바와 같은 광 투과 특성을 갖는 컬러 필터를 기판 상에 형성한 시료에 광을 조사하였을 때에 얻어지는 분광 반사율(파장에 대한 반사율의 프로파일)은 도 10과 같이 된다. 또한, 도 10에서는 컬러 필터를 형성한 기판으로부터 얻어지는 분광 반사율을 실선으로 나타내고, 컬러 필터 대신에 모든 가시광역의 광에 대하여 투명한 박막(요컨대 무색의 투명 박막)을 기판 상에 형성하였을 때의 분광 반사율을 참고로 점선으로 도시한다. However, the color filter transmits only light in a specific wavelength range, and in the case of a green filter, for example, only light in a wavelength range of approximately 480 nm to 600 nm is transmitted. 9 is a diagram illustrating the light transmission characteristics of a color filter. The spectral reflectance (the profile of reflectance with respect to wavelength) obtained when light is irradiated to the sample in which the color filter which has the light transmission characteristic as shown in the figure on the board | substrate is shown in FIG. In Fig. 10, the spectral reflectance obtained from the substrate on which the color filter is formed is represented by a solid line, and instead of the color filter, the spectral reflectance when a transparent thin film (ie, a colorless transparent thin film) is formed on the substrate for all the visible light. It is shown by the dotted line for reference.

도 10에 도시하는 바와 같이, 무색의 투명 박막의 경우, 박막의 간섭 조건 2d=nλ(n은 정수, λ는 파장)을 만족하는 파장(λ)에서의 반사율의 피크가 주기적으로 현출하지만, 컬러 필터의 경우 광이 투과하는 파장역에서만 반사율 프로파일의 홈이 현출한다. 즉, 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러 필터를 기판 상에 형성한 시료에 광을 조사하였을 때에 광 간섭이 생기는 파장역은 당연하게 그 특정 파장역으로 한정된다. As shown in Fig. 10, in the case of a colorless transparent thin film, the peak of reflectance at a wavelength λ that satisfies the interference condition 2d = nλ (n is an integer and λ is a wavelength) of the thin film appears periodically, but the color In the case of a filter, the groove of the reflectance profile appears only in the wavelength region through which light passes. That is, the wavelength range where optical interference occurs when light is irradiated to a sample having a color filter selectively transmitting light of a specific wavelength range on a substrate is naturally limited to the specific wavelength range.

따라서, 기판 상에 형성된 컬러 필터의 막 두께를 광 간섭법에 의해 측정할 때에는, 측정 파장역이 광 투과가 발생하는 특정 파장역에 한정되므로, 측정 신뢰성이 저하하지 않을 수 없다. 더구나, 도 9에 도시한 바와 같이, 컬러 필터의 분광 투과율(파장에 대한 투과율의 프로파일)은 구형 파형이 아닌 사다리꼴 형상 파형을 나타낸다. 요컨대, 광 투과가 발생하는 특정 파장역에서도, 그 경계 부근에서는 투과율이 아날로그적으로 변화한다. 따라서, 투과율 프로파일의 슬로프부의 파장역에서는 반사율이 이론값보다 저하하게 되므로, 이 파장역을 측정 파장역에 포함시키면 막 두께 측정의 신뢰성이 현저하게 저하하게 된다.Therefore, when measuring the film thickness of the color filter formed on the board | substrate by the optical interference method, since the measurement wavelength range is limited to the specific wavelength range which light transmission generate | occur | produces, measurement reliability must fall. Moreover, as shown in Fig. 9, the spectral transmittance (profile of transmittance to wavelength) of the color filter shows a trapezoidal waveform rather than a rectangular waveform. In short, even in a specific wavelength range where light transmission occurs, the transmittance changes analogously near the boundary. Therefore, since the reflectance in the wavelength range of the slope portion of the transmittance profile is lower than the theoretical value, the inclusion of this wavelength range in the measurement wavelength range significantly reduces the reliability of the film thickness measurement.

이 때문에, 투과율 프로파일에서의 슬로프부의 파장역을 제외한 파장 범위, 요컨대 도 9와 같은 투과율 프로파일에서의 정상 플랫부의 파장역만을 측정 파장역으로 함으로써 측정 정밀도를 향상시키는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우 측정 파 장역의 폭이 4Onm∼50nm 정도로 상당히 좁아져서 그것에 기인한 측정 신뢰성의 저하가 우려된다. 특히, 컬러 필터의 막 두께가 얇아질수록 반사율 프로파일의 파형이 저주파 파형이 되므로, 측정 파장역의 폭이 좁아지면 막 두께 측정 자체가 곤란하게 되는 문제가 생긴다. For this reason, it is also conceivable to improve the measurement accuracy by setting only the wavelength range except the wavelength range of the slope portion in the transmittance profile, that is, the wavelength range of the normal flat portion in the transmittance profile as shown in FIG. The width of the long region is considerably narrowed down to about 4 nm to 50 nm, and there is a concern that the measurement reliability due to it is lowered. In particular, as the thickness of the color filter becomes thinner, the waveform of the reflectance profile becomes a low frequency waveform. Therefore, when the width of the measurement wavelength range is narrowed, the film thickness measurement itself becomes difficult.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있는 막 두께 측정 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. This invention is made | formed in view of the said subject, and an object of this invention is to provide the film thickness measurement technique which can measure the film thickness correctly, even if it is a transparent thin film which selectively transmits light of a specific wavelength range like a color filter.

상기 과제를 해결하기 위해서 청구항 1의 발명은 기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득된 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 방법에 있어서, 상기 투명 박막의 분광 투과율을 취득하는 분광 투과율 취득 공정과, 상기 시료에 광을 조사하여, 상기 시료로부터 반사된 반사광을 분광하여 분광 반사율을 실측하는 분광 반사율 측정 공정과, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 공정과, 상기 보정 공정으로 보정된 보정 후 이론 분광 반사율과 상기 분광 반사율 측정 공정으로 측정된 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 공정을 구비한다. In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a film thickness measuring method for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light to a sample having a transparent thin film formed on a substrate, the spectroscopic of the transparent thin film A spectral transmittance acquisition step of acquiring transmittance, a spectral reflectance measurement step of irradiating light onto the sample, spectroscopically reflecting the reflected light reflected from the sample and measuring the spectral reflectance, and forming a transparent thin film having a predetermined film thickness on the substrate Comparing the theoretical spectral reflectance calculated in advance by the spectral transmittance with the theoretical spectral reflectance measured by the spectral reflectance and the spectral reflectance measured after the correction With a film thickness calculation process of calculating the film thickness of the transparent thin film to be measured All.

또, 청구항 2의 발명은 청구항 1에 있어서, 상기 막 두께 산출 공정으로, 상기 분광 투과율에 따른 가중을 부가하여, 상기 보정 후 이론 분광 반사율과 상기 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출한다.In the invention according to claim 2, in the film thickness calculating step, the weight according to the spectral transmittance is added, the theoretical spectral reflectance after the correction is compared with the actual spectral reflectance, and the film of the transparent thin film to be measured. Calculate the thickness.

또, 청구항 3의 발명은 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 분광 투과율에 있어서의 소정의 임계값 이상의 투과율을 갖는 파장역을 상기 막 두께 산출 공정에서의 측정 파장역으로 선정하는 공정을 또한 구비한다. Moreover, invention of Claim 3 is further equipped with the process of selecting the wavelength range which has the transmittance | permeability more than the predetermined threshold in the said spectral transmittance as a measurement wavelength range in the said film thickness calculation process of Claim 1 or 2. .

또, 청구항4의 발명은 기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득된 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 방법에 있어서, 상기 투명 박막의 분광 투과율을 취득하는 분광 투과율 취득 공정과, 상기 시료에 광을 조사하여, 상기 시료로부터 반사된 반사광을 분광하여 분광 반사율을 실측하는 분광 반사율 측정 공정과, 상기 분광 반사율 측정 공정으로 측정된 실측 분광 반사율을 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 공정과, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율과 상기 보정 공정으로 보정된 보정 후 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 공정을 구비한다. In addition, the invention of claim 4 is a film thickness measuring method for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light to a sample having a transparent thin film formed on a substrate, wherein the spectral transmittance of the transparent thin film is obtained. A spectral transmittance acquisition step, a spectral reflectance measurement step of irradiating light onto the sample, spectroscopically reflecting the reflected light reflected from the sample to measure the spectral reflectance, and the measured spectral reflectance measured by the spectral reflectance measurement step to the spectral transmittance. And the theoretical spectral reflectance calculated in advance as the spectral reflectance of the sample formed by forming a transparent thin film having a predetermined film thickness on the substrate and the actual measured spectral reflectance corrected by the correction process. A film thickness calculating step of calculating the film thickness of the thin film is provided.

또, 청구항5의 발명은 기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득된 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치에 있어서, 상기 투명 박막의 분광 투과율을 기억하는 제1 기억 수단과, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 기억하는 제2 기억 수단과, 측정 대상의 시료에 광을 조사하는 광원과, 상기 광원으로부터 광이 조사되어, 측정 대상의 시료에 의해서 반사된 반사광을 분광하여 분광 반사율을 측정하는 분광 반사율 측정 수단과, 상기 이론 분광 반사율을 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 수단과, 상기 보정 수단으 로 보정된 보정 후 이론 분광 반사율과 상기 분광 반사율 측정 수단에 의해서 측정된 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 수단을 구비한다. In addition, the invention of claim 5 is a film thickness measuring apparatus for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light to a sample having a transparent thin film formed on a substrate, wherein the spectral transmittance of the transparent thin film is stored. First storage means, second storage means for storing a theoretical spectral reflectance calculated in advance as a spectral reflectance of a sample on which a transparent thin film having a predetermined film thickness is formed on a substrate, a light source for irradiating light to a sample to be measured; Spectral reflectance measuring means for spectroscopically reflecting the reflected light reflected by the sample to be measured by the light emitted from the light source and measuring the spectral reflectance, correction means for correcting the theoretical spectral reflectance by the spectral transmittance, and the correction The theoretical spectral reflectance measured by means of correction and the measured spectral reflectance measured by the spectral reflectance measuring means. The film thickness calculating means which compares and calculates the film thickness of the transparent thin film of a measurement object is provided.

또, 청구항 6의 발명은 청구항5에 있어서, 상기 제2 기억 수단에, 상이한 막 두께의 투명 박막에 따른 복수의 이론 분광 반사율을 기억시켜, 상기 보정 수단에 상기 복수의 이론 분광 반사율의 각각에 상기 분광 투과율을 곱하여 복수의 보정 후 이론 분광 반사율을 산출하고, 상기 막 두께 산출 수단에 상기 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각과 상기 실측 분광 반사율과의 차분을 구하며, 획득된 복수의 차분을 2차 곡선 근사하였을 때의 최소값을 나타내는 막 두께 값을 측정 대상의 투명 박막의 막 두께로 하고 있다. In the sixth aspect of the present invention, in the second storage means, a plurality of theoretical spectral reflectances of the transparent thin films having different film thicknesses are stored, and the correction means is applied to each of the plurality of theoretical spectral reflectances. The spectral transmittances are multiplied to calculate a plurality of corrected theoretical spectral reflectances, and the film thickness calculating means calculates a difference between each of the plurality of corrected theoretical spectral reflectances and the measured spectral reflectance, and obtains the obtained plurality of differences. The film thickness value which shows the minimum value at the time of curve approximation is made into the film thickness of the transparent thin film of a measurement object.

또, 청구항 7의 발명은 청구항 6에 있어서, 상기 막 두께 산출 수단에 상기 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각과 상기 실측 분광 반사율과의 차분에 상기 분광 투과율이 높아질수록 무거워지도록 가중을 부가하여, 획득된 복수의 가중 부가 차분을 2차 곡선 근사하였을 때의 최소값을 나타내는 막 두께 값을 측정 대상의 투명 박막의 막 두께로 한다.In the sixth aspect of the present invention, in the sixth aspect, weighting is added to the film thickness calculating means so that the difference between each of the plurality of corrected theoretical spectral reflectances and the measured spectral reflectance increases as the spectral transmittance becomes higher. The film thickness value representing the minimum value when the obtained plurality of weighted addition differences are approximated by a quadratic curve is regarded as the film thickness of the transparent thin film to be measured.

또, 청구항 8의 발명은 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광 투과율에서의 소정의 임계값 이상의 투과율을 갖는 파장역을 막 두께 산출 시의 측정 파장역으로서 선정하는 파장역 선정 수단을 또한 구비한다. In the invention of claim 8, the wavelength range selecting means according to any one of claims 5 to 7, which selects a wavelength range having a transmittance of a predetermined threshold or higher in the spectral transmittance as a measurement wavelength range at the time of film thickness calculation. Also provided.

또, 청구항 9의 발명은 기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득된 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 장 치에 있어서, 상기 투명 박막의 분광 투과율을 기억하는 제1 기억 수단과, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 기억하는 제2 기억 수단과, 측정 대상의 시료에 광을 조사하는 광원과, 상기 광원으로부터 광이 조사되고, 측정 대상의 시료에 의해서 반사된 반사광을 분광하여 분광 반사율을 측정하는 분광 반사율 측정 수단과, 상기 분광 반사율 측정 수단에 의해서 측정된 실측 분광 반사율을 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 수단과, 상기 보정 수단으로 보정된 보정 후 실측 분광 반사율과 상기 이론 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 수단을 구비한다. In addition, the invention of claim 9 is a film thickness measuring device for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light to a sample having a transparent thin film formed on a substrate, the spectral transmittance of the transparent thin film is stored. 1st storage means to store, 2nd storage means which stores the theoretical spectral reflectance previously calculated as the spectral reflectance of the sample which formed the transparent thin film which has a predetermined film thickness on the board | substrate, and the light source which irradiates light to the sample to be measured And spectroscopic reflectance measuring means for spectroscopically reflecting the reflected light reflected by the sample to be measured by light from the light source and measuring the spectral reflectance, and the measured spectral reflectance measured by the spectral reflectance measuring means to the spectral transmittance. Correcting means corrected by the correcting means and corrected measured corrected spectroscopic reflectance and the theoretical spectral reflectance The film thickness calculating means which compares and calculates the film thickness of the transparent thin film of a measurement object is provided.

또, 청구항 10의 발명은 기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득된 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치에 있어서, 상기 시료의 박막 형성면에 광을 조사하는 제1 광원과, 상기 시료의 상기 박막 형성면과는 반대측면에 광을 조사하는 제2 광원과, 상기 제2 광원으로부터 조사되어 상기 기판 및 상기 투명 박막을 투과한 투과 광을 분광하여 상기 투명 박막의 분광 투과율을 측정하는 동시에, 상기 제1 광원으로부터 조사되어 상기 시료에 의해서 반사된 반사광을 분광하여 분광 반사율을 측정하는 분광 수단과, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 기억하는 기억 수단과, 상기 이론 분광 반사율을 상기 분광 수단에 의해서 측정된 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 수단과, 상기 보정 수단으로 보정된 보정 후 이론 분광 반사율과 상기 분광 수단에 의해서 측 정된 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 수단을 구비한다. In addition, the invention of claim 10 is a film thickness measuring apparatus for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light to a sample having a transparent thin film formed on a substrate, wherein the light is formed on the thin film formation surface of the sample Spectroscopy a first light source to be irradiated, a second light source to irradiate light on a side opposite to the thin film forming surface of the sample, and transmitted light irradiated from the second light source to pass through the substrate and the transparent thin film Spectroscopic means for measuring the spectral transmittance of the transparent thin film and spectroscopically measuring the reflected light irradiated from the first light source and reflected by the sample, and a sample having a transparent thin film having a predetermined film thickness on the substrate. A storage means for storing the theoretical spectral reflectance calculated in advance as the spectral reflectance of and the theoretical spectral reflectance measured by the spectroscopic means. A film thickness for calculating the film thickness of the transparent thin film to be measured by comparing the correction means corrected by the spectral transmittance thus obtained and the measured theoretical spectral reflectance corrected by the correction means and the measured spectral reflectance measured by the spectroscopic means. A calculation means is provided.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 관해서 상세히 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail, referring drawings.

<1.제1 실시 형태> <1st embodiment>

도 1은 본 발명에 관한 막 두께 측정 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 이 막 두께 측정 장치는 제1 조명 광학계(10)와, 제2 조명 광학계(20)와, 결상 광학계(30)를 구비하고 있다. 제1 조명 광학계(10)는 백색 광을 출사하는 할로겐 램프(11)와 조명 렌즈(12)를 구비한다. 조명 렌즈(12)는 예컨대 콘덴서 렌즈의 조합으로 구성되어 있고, 당해 콘덴서 렌즈에는 도시 생략하는 시야 좁힘부 등이 부설되어 있다. 할로겐 램프(11)로부터 출사된 광은 조명 렌즈(12)를 통해 결상 광학계(30)에 입사된다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the film thickness measuring apparatus which concerns on this invention. This film thickness measuring apparatus is equipped with the 1st illumination optical system 10, the 2nd illumination optical system 20, and the imaging optical system 30. As shown in FIG. The first illumination optical system 10 includes a halogen lamp 11 and an illumination lens 12 that emit white light. The illumination lens 12 is comprised by the combination of the condenser lens, for example, and the visual field narrowing part etc. which are not shown in figure are attached to this condenser lens. Light emitted from the halogen lamp 11 is incident on the imaging optical system 30 through the illumination lens 12.

결상 광학계(30)는 대물 렌즈(31), 하프 미러(32) 및 결상 렌즈(33)로 구성된다. 제1 조명 광학계(10)로부터의 조명 광은 하프 미러(32)에 의해서 반사되고, 대물 렌즈(31)를 통해 샘플 스테이지(5) 상에 놓인 시료(1)의 상면에 조사된다. 또한, 시료(1)는 반도체 기판이나 액정 표시 장치용 유리 기판 등의 기판 상에 유색의 투명 박막인 컬러 필터가 형성된 것이다. 즉, 제1 조명 광학계(10)로부터는 시료(1)의 박막 형성면에 광이 조사되게 된다. The imaging optical system 30 is composed of an objective lens 31, a half mirror 32, and an imaging lens 33. Illumination light from the first illumination optical system 10 is reflected by the half mirror 32 and irradiated onto the upper surface of the sample 1 placed on the sample stage 5 through the objective lens 31. Moreover, the sample 1 is a color filter which is a colored transparent thin film formed on board | substrates, such as a semiconductor substrate and a glass substrate for liquid crystal display devices. That is, light is irradiated to the thin film formation surface of the sample 1 from the 1st illumination optical system 10.

샘플 스테이지(5)는 그 중앙부에 개구를 갖는 시료 놓음대이다. 샘플 스테이지(5)에는, 도시 생략하는 XY 구동 기구가 부설되어 있고, 시료(1)를 놓으면서 수평면 내의 X방향 및 Y방향으로 이동하는 것이 가능하다. 또한, 샘플 스테이지(5)로서는 중앙부에 개구를 갖으면서도 시료(1)를 놓을 수 있는 것이면 되고, 예컨대 시료(1)의 둘레 테두리부를 유지하는 테두리체와 같은 것이어도 된다. The sample stage 5 is a sample holder having an opening in the center thereof. The XY drive mechanism (not shown) is attached to the sample stage 5, and it is possible to move in the X direction and the Y direction in the horizontal plane while placing the sample 1. In addition, the sample stage 5 should just be able to put the sample 1, while having an opening in a center part, for example, it may be the same as the frame which holds the periphery of the sample 1. As shown in FIG.

한편, 제2 조명 광학계(20)는 샘플 스테이지(5)를 사이에 끼우고 결상 광학계(30)와 반대측으로 배치되어 있다. 제2 조명 광학계(20)는 백색 광을 출사하는 할로겐 램프(21)와 조명 렌즈(22)를 구비한다. 할로겐 램프(21)의 출사광의 분광 특성은 할로겐 램프(11)와 같은 것으로 되어 있는 것이 바람직하다. 또는 할로겐 램프(11, 21)를 하나의 할로겐 램프로 구성하고, 광 화이버 등으로 따로따로 도광(導光)하도록 하여도 된다. 또, 조명 렌즈(22)는 집광 기능을 갖는 렌즈계이고, 할로겐 램프(21)로부터 출사된 광은 조명 렌즈(22)를 통해 집광되며, 샘플 스테이지(5)의 개구를 통과하여 시료(1)의 이면, 요컨대 시료(1)의 박막 형성면과는 반대측면으로 조사된다. On the other hand, the 2nd illumination optical system 20 is arrange | positioned on the opposite side to the imaging optical system 30 with the sample stage 5 interposed. The second illumination optical system 20 includes a halogen lamp 21 and an illumination lens 22 that emit white light. It is preferable that the spectral characteristic of the emitted light of the halogen lamp 21 is the same as that of the halogen lamp 11. Alternatively, the halogen lamps 11 and 21 may be constituted by one halogen lamp, and may be separately guided by optical fibers or the like. The illumination lens 22 is a lens system having a condensing function, and the light emitted from the halogen lamp 21 is condensed through the illumination lens 22, and passes through the opening of the sample stage 5 to collect the sample 1. In other words, it irradiates to the side opposite to the thin film formation surface of the sample 1.

제1 조명 광학계(10)로부터 조사되어 시료(1)의 상면에서 반사된 광 및 제2 조명 광학계(20)로부터 조사되어 시료(1)를 투과한 광은, 대물 렌즈(31), 하프 미러(32) 및 결상 렌즈(33)를 통해 결상 광학계(30)의 광 축 상의 소정 위치에 집광된다. 이 집광 위치의 근방에 분광 유닛(40)의 입사용 핀 홀이 위치하도록, 분광 유닛(40)이 배치되어 있다.The light irradiated from the first illumination optical system 10 and reflected from the upper surface of the sample 1 and the light emitted from the second illumination optical system 20 and transmitted through the sample 1 are the objective lens 31 and the half mirror ( 32) and the imaging lens 33 are focused at a predetermined position on the optical axis of the imaging optical system 30. The spectroscopic unit 40 is arrange | positioned so that the incident pinhole of the spectroscopic unit 40 may be located in the vicinity of this condensing position.

분광 유닛(40)은, 입사 광을 분광하는 오목면 회절 격자(41)와, 오목면 회절 격자(41)에 의해 회절된 회절 광의 분광 스펙트럼을 검출하는 광 검출기(42)로 구성되어 있다. 광 검출기(42)는 예컨대 포토 다이오드 얼레이나 CCD 등에 의해 구 성되어 있다. 이것에 의해, 결상 광학계(30)에 의해서 집광되고, 분광 유닛(40)에 입사한 광은 오목면 회절 격자(41)에 의해서 분광되며, 그 광의 분광 스펙트럼에 대응한 신호가 광 검출기(42)로부터 연산부(50)에 전달된다. The spectroscopic unit 40 is composed of a concave diffraction grating 41 for spectroscopically incident light and a photodetector 42 for detecting a spectroscopic spectrum of diffracted light diffracted by the concave diffraction grating 41. The photodetector 42 is configured by, for example, a photodiode array, a CCD, or the like. As a result, the light collected by the imaging optical system 30 and incident on the spectral unit 40 is spectroscopically by the concave diffraction grating 41, and a signal corresponding to the spectral spectrum of the light is detected by the photodetector 42. Is transmitted from the calculation unit 50 to the calculation unit 50.

도 2는, 연산부(50)의 구성을 도시하는 블록도이다. 연산부(50)는 분광 유닛(40)으로부터 수신한 분광 스펙트럼 정보에 근거하여 시료(1)의 컬러 필터의 막 두께를 산출한다. 연산부(50)는 일반적인 컴퓨터와 동일한 하드 웨어 구성을 갖고 있고, 각종 연산 처리를 실행하는 CPU(51)와, 기본 프로그램 등을 기억하는 독출 전용의 메모리인 ROM(52)과, CPU(51)의 작업 영역으로서 기능하는 읽고 쓰는 것이 자유로운 메모리인 RAM(53)과, 프로그램이나 각종 데이터를 기억하는 자기 디스크(54)를 구비하고 있다. 또, CPU(51)는, 도시를 생략하는 입출력 인터페이스를 통해 키보드(60), CRT(61), 프린터(62) 및 상기의 광 검출기(42)와 접속되어 있다. 막 두께 측정 장치의 오퍼레이터는 키보드(60)로부터 여러가지의 커맨드나 파라미터를 연산부(50) 입력할 수 있는 동시에, CRT(61)나 프린터(62)로부터 출력되는 연산 결과를 확인할 수 있다. 또한, 할로겐 램프(11) 및 할로겐 램프(21)에는 각각 램프 전원이 부설되고, 샘플 스테이지(5)에는 XY구동 회로가 부설되어 있으며(모두 도시 생략), 연산부(50)의 CPU(51)는 그것들과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 2에 도시한 보정부(55), 막 두께 산출부(56) 및 측정 파장역 선정부(57)는 모두 CPU(51)가 소정의 처리 프로그램을 실행함으로써 실현되는 처리부이고, 그 처리 내용의 상세함에 관해서는 더 후술한다. 2 is a block diagram showing the configuration of the calculation unit 50. The calculating part 50 calculates the film thickness of the color filter of the sample 1 based on the spectral spectrum information received from the spectroscopic unit 40. The computing unit 50 has the same hardware configuration as a general computer, and includes a CPU 51 that executes various arithmetic processes, a ROM 52 that is a read-only memory that stores basic programs, and the like. RAM 53, which is a freely reading and writing memory functioning as a work area, and a magnetic disk 54 for storing programs and various data are provided. The CPU 51 is connected to the keyboard 60, the CRT 61, the printer 62, and the photodetector 42 described above via an input / output interface (not shown). The operator of the film thickness measurement device can input various commands and parameters from the keyboard 60 to the calculation unit 50, and can confirm the calculation results output from the CRT 61 or the printer 62. In addition, the lamp power is attached to the halogen lamp 11 and the halogen lamp 21, and the XY drive circuit is attached to the sample stage 5 (both not shown), and the CPU 51 of the calculating section 50 It is electrically connected with them. In addition, the correction part 55, the film thickness calculation part 56, and the measurement wavelength range selection part 57 which are shown in FIG. 2 are all processing parts implemented by CPU51 executing a predetermined | prescribed process program, and the process Details of the contents will be described later.

다음에, 본 발명에 관한 막 두께 측정 방법의 처리 순서에 관해서 설명한다. 도 3은 본 발명에 관한 막 두께 측정 방법의 처리 순서를 도시하는 플로어 차트이다. 여기서는 기판 상에 유색의 투명 박막인 그린 컬러 필터가 형성된 시료(1)에 광을 조사하여 얻어지는 분광 반사율로부터 이 컬러 필터의 막 두께를 측정하는 순서를 설명한다. 또한, 그린 필터에 한정되지 않고, 블루 필터나 레드 필터 등의 타색의 컬러 필터에 관해서도 동일한 순서로 막 두께가 측정되는 것은 물론이다. Next, the processing procedure of the film thickness measuring method concerning this invention is demonstrated. 3 is a floor chart showing a processing procedure of the film thickness measuring method according to the present invention. Here, the procedure of measuring the film thickness of this color filter from the spectral reflectance obtained by irradiating light to the sample 1 in which the green color filter which is a colored transparent thin film on the board | substrate was formed is demonstrated. In addition, it is a matter of course that film thickness is measured not only to a green filter but also other color filters, such as a blue filter and a red filter, in the same procedure.

우선, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 산정되는 이론 분광 반사율을 취득한다(단계 S1). 이 이론 분광 반사율은 측정 대상이 되는 컬러 필터가 형성되어 있는 기판과 같은 기판 상에 소정 막 두께(d)의 무색 투명 박막이 형성되어 있는 것으로 하고, 이 무색 투명 박막의 상면에 제1 조명 광학계(10)로부터 백색 광이 입사된다는 조건 하에서 계산하여 구하는 분광 반사율이다. 또한, 본 명세서에서 「반사율」이란 엄밀하게는 기판 상에 투명 박막이 형성되어 있지 않은(막 두께가 제로) 경우의 반사 강도에 대한 반사 강도 비율, 즉 상대 반사율이다. First, the theoretical spectral reflectance which is calculated as the spectral reflectance of the sample in which the transparent thin film which has a predetermined film thickness was formed on the board | substrate is acquired (step S1). The theoretical spectral reflectance is that a colorless transparent thin film having a predetermined film thickness d is formed on the same substrate as the substrate on which the color filter to be measured is formed, and the first illumination optical system ( It is a spectral reflectance calculated by calculating under the condition that white light is incident from 10). In addition, in this specification, a "reflectivity" is strictly a reflection intensity ratio with respect to the reflection intensity when a transparent thin film is not formed on a board | substrate (film thickness is zero), ie, a relative reflectance.

이론 분광 반사율은, 측정 대상이 되는 컬러 필터의 막 두께의 오더에 따른 일정 범위 내(예컨대, 측정 대상 컬러 필터의 막 두께가 수백 nm로 예상될 때에는 1OOnm∼lOOOnm의 범위)에서 같은 피치(예컨대, 1Onm 피치)로 설정된 상이한 막 두께(d)의 무색 투명 박막에 관해서 각각 산정된다. 투명 박막에서는 광의 간섭이 생기므로, 광이 서로 강하게 하는 파장에서는 반사율이 높아지고, 약하게 하는 파장에서는 반사율이 낮아진다. 그리고, 광의 간섭이 생기는 조건은 투명 박막의 막 두께에 의해서 정해지므로, 막 두께에 의해서 이론 분광 반사율의 패턴이 상이하게 된다. 따라서, 상이한 막 두께의 각각에 관한 광의 간섭 조건에 근거하여 이론 분광 반사율이 산정된다. The theoretical spectral reflectance is the same pitch (e.g., in the range of 100nm to 100Onm when the film thickness of the color filter to be measured is expected to be several hundred nm) according to the order of the film thickness of the color filter to be measured. The colorless transparent thin films of different film thicknesses d set at 1 Onm pitch) are respectively calculated. Since the interference of light occurs in the transparent thin film, the reflectance is increased at the wavelength at which the light is strong, and the reflectance is decreased at the wavelength at which the light is weakened. In addition, since the conditions which generate | occur | produce light are determined by the film thickness of a transparent thin film, the pattern of a theoretical spectral reflectance differs by film thickness. Therefore, the theoretical spectral reflectance is calculated based on the interference condition of the light with respect to each of the different film thicknesses.

도 4는 상이한 막 두께의 무색 투명 박막에 관해서 산정된 이론 분광 반사율을 예시하는 도면이다. 도 4(a)는 비교적 막 두께가 두꺼운 투명 박막의 이론 분광 반사율이고, (b)는 비교적 막 두께가 얇은 투명 박막의 이론 분광 반사율이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 막 두께가 얇을수록 이론 분광 반사율의 패턴의 주기가 낮아진다. 요컨대, 일정한 파장역 내에서의 이론 분광 반사율의 홈이 적어진다. 이와 같이 미리 산정된 상이한 막 두께의 투명 박막에 따른 복수의 이론 분광 반사율의 데이터는 자기 디스크(54)에 기억된다. 4 is a diagram illustrating theoretical spectral reflectances calculated for colorless transparent thin films of different film thicknesses. 4 (a) shows the theoretical spectral reflectance of the relatively thin transparent film, and (b) shows the theoretical spectral reflectance of the relatively thin film. As shown in Fig. 4, the thinner the film thickness, the lower the period of the pattern of the theoretical spectral reflectance. In short, the groove of the theoretical spectral reflectance within a constant wavelength range is reduced. The plurality of theoretical spectral reflectance data corresponding to the transparent thin films having the different film thicknesses previously calculated are stored in the magnetic disk 54.

다음에 단계 S2로 가서, 측정 대상으로 하는 컬러 필터의 분광 투과율을 취득한다. Next, the flow goes to step S2 to obtain the spectral transmittance of the color filter to be measured.

컬러 필터의 분광 투과율은 도 1의 막 두께 측정 장치로 직접 측정하도록 하여도 되고, 미리 측정된 것을 사용하도록 하여도 된다. 즉, 가시 광 전역에 대하여 투명한 유리 기판 상에 컬러 필터가 형성되어 있는 경우에는 제2 조명 광학계(20)를 이용한 분광 투과율의 직접 측정을 행하고, 가시 광에 대하여 불투명한 실리콘 기판 상에 컬러 필터가 형성되어 있는 경우에는 미리 측정해 놓은 분광 투과율을 사용한다. The spectral transmittance of a color filter may be measured directly by the film thickness measuring apparatus of FIG. 1, or may use what was previously measured. That is, when the color filter is formed on the transparent glass substrate with respect to the visible light whole, the direct measurement of the spectral transmittance using the 2nd illumination optical system 20 is performed, and a color filter is made on the silicon substrate which is opaque with respect to visible light. If formed, the previously measured spectral transmittance is used.

유리 기판 상에 컬러 필터가 형성되어 있는 경우에는 그 기판 자체가 광을 거의 완전하게 투과하므로 분광 투과율의 직접 측정이 가능하고, 이 때에는 제2 조명 광학계(20)로부터 조사되어 시료(1)(요컨대 기판 및 컬러 필터)를 투과한 광을 결상 광학계(30)에 의해서 집광하며, 이 광을 분광 유닛(4O)에 의해서 분광함으로써 컬러 필터의 분광 투과율을 측정한다. 분광 유닛(40)에 의해서 측정된 분광 투과율은 연산부(50)에 전달되어, 자기 디스크(54)에 기억된다. When the color filter is formed on the glass substrate, since the substrate itself transmits light almost completely, direct measurement of the spectral transmittance is possible, and at this time, it is irradiated from the second illumination optical system 20 and irradiated with the sample 1 (ie, The light transmitted through the substrate and the color filter) is collected by the imaging optical system 30, and the spectral transmittance of the color filter is measured by spectroscopically analyzing the light with the spectroscopic unit 40. The spectral transmittance measured by the spectroscopic unit 40 is transmitted to the calculation unit 50 and stored in the magnetic disk 54.

한편, 실리콘 기판 상에 컬러 필터가 형성되어 있는 경우에는, 기판 자체가 광을 투과하지 않으므로 분광 투과율의 직접 측정이 불가능하고, 측정 대상의 컬러 필터와 같은 재질로 같은 정도의 두께를 갖는 컬러 필터를 형성한 투명 기판(예컨대 유리 기판)을 사용하여 미리 분광 투과율을 측정해 놓는다. 이러한 모니터용 시료를 사용한 컬러 필터의 분광 투과율의 측정은 본 실시 형태의 막 두께 측정 장치에 의해 행해져도 되고 다른 분광 투과율 측정 전용의 장치를 사용하여도 된다. 측정 수법은 상술한 직접 측정과 동일하고, 획득된 분광 투과율의 데이터는 소정의 통신 회선 또는 기록 매체를 통해 연산부(50)에 장착되어 자기 디스크(54)에 기억된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 복수의 이론 분광 반사율의 데이터 및 분광 투과율의 데이터의 쌍방을 자기 디스크(54)에 기억하도록 하고 있지만, 어느 한쪽을 상이한 기억 장치(예컨대 RAM(53))에 기억하도록 하여도 된다. On the other hand, when the color filter is formed on the silicon substrate, since the substrate itself does not transmit light, direct measurement of the spectral transmittance is impossible, and a color filter having the same thickness as that of the color filter to be measured is obtained. The spectral transmittance is measured beforehand using the formed transparent substrate (for example, glass substrate). The measurement of the spectral transmittance of the color filter using such a sample for monitoring may be performed by the film thickness measuring apparatus of this embodiment, or the apparatus dedicated to another spectral transmittance measurement may be used. The measurement method is the same as the direct measurement described above, and the obtained spectral transmittance data is mounted in the calculation unit 50 via a predetermined communication line or recording medium and stored in the magnetic disk 54. In the present embodiment, both the data of the theoretical spectral reflectance and the data of the spectral transmittance are stored in the magnetic disk 54, but either one is stored in a different storage device (for example, the RAM 53). You may also

도 5는, 컬러 필터의 분광 투과율을 예시하는 도면이다. 컬러 필터는 특정 파장역의 광만을 선택적으로 투과한다고 하는 특성을 기본적으로 갖고 있고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 그린 컬러 필터의 경우 대략 480nm∼600nm의 파장역의 광을 투과한다. 그 파장역 중에서도 광을 거의 완전하게 투과(투과율 약100%)하는 정상 플랫부의 파장역 폭은 4Onm∼50nm이고, 그 밖의 부분은 투과 광량이 감쇠(투과율이 0%에서 100% 사이에서 추이)하는 슬로프부가 된다. 또한, 본 명세서에서의 분광 투과율은 분광한 측정 범위 내에서의 최대값을 100%로 하였을 때의 상대값이다. 5 is a diagram illustrating the spectral transmittance of a color filter. The color filter basically has a characteristic of selectively transmitting only light in a specific wavelength range, and as shown in FIG. 5, the green color filter transmits light in a wavelength range of approximately 480 nm to 600 nm. Among the wavelength ranges, the wavelength range of the normal flat portion that transmits light almost completely (transmittance of about 100%) is 4 nm to 50 nm, and in other portions, the amount of transmitted light is attenuated (transmittance varies between 0% and 100%). It becomes a slope part. In addition, the spectral transmittance in this specification is a relative value when the maximum value in the spectroscopic measurement range is made into 100%.

슬로프부와 같은 투과 광량이 저하하는 파장역에서 막 두께 측정을 행하면 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 커지므로 측정 오차의 원인이 된다. 본 발명에서는, 후술하는 바와 같은 수법에 의해 그 괴리를 작게 하고 있지만, 그렇게 하여도 되도록이면 투과율이 큰 파장역에서 측정을 행하는 쪽이 바람직하다. 그러므로, 도 5와 같은 분광 투과율에서 일정한 임계값 이상의 투과율을 갖는 파장역을 막 두께 측정을 위한 측정 파장역으로 선정한다(단계 S3). When the thickness measurement is performed in the wavelength range where the amount of transmitted light decreases, such as the slope portion, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance becomes large, which causes a measurement error. In this invention, although the deviation is made small by the method mentioned later, it is more preferable to measure in the wavelength range with a big transmittance as much as possible. Therefore, in the spectral transmittance as shown in FIG. 5, a wavelength region having a transmittance of a predetermined threshold or more is selected as the measurement wavelength region for measuring the film thickness (step S3).

이 측정 파장역의 선정은 막 두께 측정 장치의 오퍼레이터가 수동으로 행하 도록 하여도 되고, 미리 설정된 임계값에 근거하여 장치가 자동적으로 행하도록 하여도 된다. 수동으로 행하는 경우에는, CRT(61)에 표시된 도 5와 같은 분광 투과율을 보면서 오퍼레이터가 적당한 측정 파장역을 선정하여 그 파장역을 키보드(60)로부터 입력한다. 이 경우, 측정 파장역의 폭과 투과율의 밸런스를 고려한 선정을 행할 수 있다. 한편, 자동으로 선정하는 경우에는, 측정 파장역 선정부(57)가 미리 설정된 임계값 이상이 되는 투과율 데이터를 도 5와 같은 분광 투과율의 데이터에서 구하고, 그것에 대응하는 파장역을 측정 파장역으로 선정한다. 또, CRT(61)에 표시된 도 5와 같은 분광 투과율을 보면서 오퍼레이터가 적당한 임계값을 키보드(60)로 입력하여, 그 임계값 이상이 되는 투과율 데이터에 대응하는 파장역을 측정 파장역 선정부(57)가 측정 파장역으로 선정하도록 하여도 된다. The selection of the measurement wavelength range may be performed manually by an operator of the film thickness measuring apparatus, or may be performed automatically by the apparatus based on a preset threshold value. In the case of manual operation, the operator selects an appropriate measurement wavelength range while inputting the wavelength range from the keyboard 60 while looking at the spectral transmittance as shown in FIG. 5 displayed on the CRT 61. In this case, selection can be made in consideration of the balance between the width of the measurement wavelength range and the transmittance. On the other hand, in the case of automatic selection, the measurement wavelength range selection unit 57 obtains transmittance data that is equal to or greater than a preset threshold value from the data of spectral transmittance as shown in FIG. 5, and selects the corresponding wavelength range as the measurement wavelength region. do. Moreover, the operator inputs an appropriate threshold value with the keyboard 60 while viewing the spectral transmittance as shown in FIG. 5 displayed on the CRT 61, and measures the wavelength range corresponding to the transmittance data which is equal to or larger than the threshold value. May be selected as the measurement wavelength range.

측정 파장역의 폭이 커질수록 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율의 차( 差)분 산정의 정밀도가 높아지는 한편, 투과율 저하에 기인한 오차가 커진다. 이 때문에, 수동 또는 자동 중의 어느 하나로 선정을 행한다 하여도, 그 밸런스를 고려한 측정 파장역의 선정이 필요하다. 본 실시 형태에서는 미리 설정된 임계값에 근거하여 측정 파장역 선정부(57)가 측정 파장역을 자동적으로 선정하고 있고, 도 5의 분광 투과율 중 투과율 70% 이상이 되는 파장역(대략 500nm∼570nm)을 막 두께 측정을 위한 측정 파장역으로 선정하고 있다. 또한, 선정한 측정 파장역은 예컨대 RAM(53)에 일시적으로 기억시켜 놓는다. The greater the width of the measurement wavelength range, the higher the accuracy of calculating the difference between the theoretical spectral reflectance and the actual spectral reflectance, while increasing the error due to the decrease in the transmittance. For this reason, even if the selection is made either manually or automatically, it is necessary to select the measurement wavelength range in consideration of the balance. In the present embodiment, the measurement wavelength range selection unit 57 automatically selects the measurement wavelength range based on a preset threshold value, and the wavelength range (approximately 500 nm to 570 nm) which becomes 70% or more of transmittance among the spectral transmittances of FIG. 5. Is selected as the measurement wavelength range for measuring the film thickness. In addition, the selected measurement wavelength range is temporarily stored in the RAM 53, for example.

다음에 단계 S4로 가서, 도 1에 도시한 막 두께 측정 장치에 의해서 시료(1)의 분광 반사율을 실측한다. 이 때에는, 제1 조명 광학계(10)로부터 조사되어 시료(1)의 상면으로 반사된 반사광을 결상 광학계(30)에 의해서 집광하고, 이 광을 분광 유닛(40)에 의해서 분광함으로써 시료(1)의 분광 반사율을 측정한다. 분광 유닛(4O)에 의해서 측정된 실측 분광 투과율은 연산부(50)에 전달된다. Next, the process proceeds to step S4, and the spectral reflectance of the sample 1 is measured by the film thickness measuring apparatus shown in FIG. At this time, the reflected light irradiated from the first illumination optical system 10 and reflected on the upper surface of the sample 1 is collected by the imaging optical system 30, and the light is spectroscopically analyzed by the spectroscopic unit 40. The spectral reflectance of is measured. The measured spectral transmittance measured by the spectroscopic unit 40 is transmitted to the calculation unit 50.

도 6은 시료(1)의 실측 분광 반사율의 일례를 도시하는 도면이다. 실측 분광 반사율에는, 투명 박막에서의 광의 간섭에 기인한 반사율 피크가 현출한다. 시료(1)의 투명 박막이 컬러 필터가 아닌 무색의 투명 박막이면, 도 4에 도시한 이론 분광 반사율과 같은 주기적인 피크의 반복이 실측 분광 반사율에도 현출하게 되지만, 컬러 필터는 특정 파장역의 광만을 선택적으로 투과하므로, 도 6에 도시하는 바와 같이 특정 파장역에만 반사율의 피크가 현출한다. 또, 특정 파장역 내(內)라고 하여도 투과율이 거의 100%가 되는 파장역에서는 이론 분광 반사율과 비슷한 반사율 특성이 얻어지지만, 그 이외의 파장역에서는 투과율이 저하함에 따라서 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 커지게 된다. 측정된 시료(1)의 실측 분광 반사율은 예컨대 RAM(53)에 일시적으로 기억된다. 또한, 본 실시 형태에서는 가시 광 전역의 넓은 파장역에 걸쳐 실측 분광 반사율의 측정을 하고 있지만, 상기 분광 투과율에 근거하여 선정된 측정 파장역에 관해서만 실측 분광 반사율을 측정하도록 하여도 된다. FIG. 6: is a figure which shows an example of the measured spectral reflectance of the sample 1. As shown in FIG. Reflectance peaks due to interference of light in the transparent thin film are exhibited in the measured spectral reflectance. If the transparent thin film of the sample 1 is a colorless transparent thin film instead of the color filter, the repetition of periodic peaks such as the theoretical spectral reflectance shown in FIG. Is selectively transmitted, the peak of reflectance appears only in a specific wavelength region as shown in FIG. In the wavelength region where the transmittance is almost 100% even in a specific wavelength region, reflectance characteristics similar to the theoretical spectral reflectance can be obtained. In the other wavelength region, the theoretical spectral reflectance and the measured spectroscopy are reduced as the transmittance decreases. The deviation from reflectance becomes large. The measured spectral reflectance of the measured sample 1 is temporarily stored in, for example, the RAM 53. In addition, in this embodiment, the measured spectral reflectance is measured over a wide wavelength range of the entire visible light, but the measured spectral reflectance may be measured only for the measurement wavelength range selected based on the spectral transmittance.

다음에 단계 S5로 가서, 자기 디스크(54)에 격납한 이론 분광 반사율을 분광 투과율에 의해서 보정한다. 이 때에는 상기 분광 투과율에 근거하여 선정된 측정 파장역의 범위 내에서 보정을 행한다. 또, 상이한 막 두께의 투명 박막에 따른 복수의 이론 분광 반사율의 각각에 관해서 보정을 행한다. 구체적으로는 보정부(55)가 다음의 수학식 1에 따라서 이론 분광 반사율의 보정을 행한다. Next, the flow goes to step S5, and the theoretical spectral reflectance stored in the magnetic disk 54 is corrected by the spectral transmittance. At this time, correction is performed within the range of the measurement wavelength range selected based on the spectral transmittance. In addition, correction of each of a plurality of theoretical spectral reflectances of the transparent thin films having different film thicknesses is performed. Specifically, the correction unit 55 corrects the theoretical spectral reflectance according to the following equation (1).

(수학식 1) (Equation 1)

R'(λ)= T(λ)·R(λ) R '(λ) = T (λ) -R (λ)

수학식 1에 있어서, R(λ)는 파장(λ)에서의 이론 분광 반사율의 값이고, T(λ)는 파장(λ)에서의 분광 투과율의 값(엄밀하게는 투과율 100%를 1로 하여 정규화한 값)이며, R'(λ)는 보정 후의 파장(λ)에서의 이론 분광 반사율의 값이다. 즉, 보정부(55)는 이론 분광 반사율 R(λ)에 분광 투과율 T(λ)을 곱함으로써 보정 후 이론 분광 반사율 R'(λ)을 산출하는 것이다. In Equation 1, R (λ) is the value of the theoretical spectral reflectance at the wavelength λ, and T (λ) is the value of the spectral transmittance at the wavelength λ (strictly, 100% of the transmittance is 1). Normalized value), and R '(λ) is a value of the theoretical spectral reflectance at the wavelength λ after correction. In other words, the correction unit 55 calculates the corrected theoretical spectral reflectance R '(λ) by multiplying the spectral reflectance R (λ) by the spectral transmittance T (λ).

도 7은 분광 투과율에 의한 이론 분광 반사율의 보정을 개념적으로 설명하는 도면이다. 동 도면 중 상측도의 실선이 보정 전의 이론 분광 반사율을 나타내고, 점선이 보정 후의 이론 분광 반사율을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 분광 투과율 에는 투과율이 거의 100%가 되는 정상 플랫부와 투과율이 0%에서 100% 사이에서 추이하는 슬로프부가 있고, 정상 플랫부에 대응하는 파장역에서는 이론 분광 반사율과 보정 후 이론 분광 반사율이 거의 동일한 값이 된다. 한편, 분광 투과율의 슬로프부에 대응하는 파장역에서는, 보정 후 이론 분광 반사율 쪽이 보정 전보다도 분광 투과율의 값에 따라서 저하한다. 보정부(55)는 이와 같은 보정을 상이한 막 두께의 투명 박막에 따라서 구한 복수의 이론 분광 반사율의 각각에 관해서 행하고, 복수의 보정 후 이론 분광 반사율을 산정한다. 또한, 본 실시 형태에서는 분광 투과율 중 투과율이 70% 이상이 되는 파장역을 막 두께 측정을 위한 측정 파장역으로서 선정하고 있으므로, 보정에 의한 저하율의 최대치는 30% 정도이다. 7 is a diagram conceptually illustrating correction of theoretical spectral reflectance by spectral transmittance. In the figure, the solid line in the upper view shows the theoretical spectral reflectance before correction, and the dotted line shows the theoretical spectral reflectance after correction. As described above, the spectral transmittance includes a normal flat portion having a transmittance of almost 100% and a slope portion having a transmittance of 0% to 100%, and a theoretical spectral reflectance and a post-correction theory in the wavelength range corresponding to the normal flat portion. The spectral reflectance is almost the same value. On the other hand, in the wavelength range corresponding to the slope portion of the spectral transmittance, the theoretical spectral reflectance after the correction decreases according to the value of the spectral transmittance than before the correction. The correction unit 55 performs such a correction with respect to each of the plurality of theoretical spectral reflectances calculated according to the transparent thin films having different film thicknesses, and calculates the plurality of theoretical spectral reflectances after the correction. In the present embodiment, the wavelength range where the transmittance becomes 70% or more in the spectral transmittance is selected as the measurement wavelength range for the measurement of the film thickness, so the maximum value of the reduction rate due to correction is about 30%.

다음에 단계 S6으로 가서, 막 두께 산출부(56)가 보정 후 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율을 비교함으로써 측정 대상으로 되어있는 컬러 필터의 막 두께를 산출한다. 구체적으로는, 우선, 막 두께 산출부(56)가 단계 S4에서 측정된 실측 분광 반사율과 막 두께(d)의 투명 박막에 관한 보정 후 이론 분광 반사율과의 차분 D(d)을 다음 수학식 2에 따라서 산출한다. Next, the flow goes to step S6, and the film thickness calculation unit 56 calculates the film thickness of the color filter to be measured by comparing the corrected theoretical spectral reflectance with the measured spectral reflectance. Specifically, first, the film thickness calculation unit 56 calculates the difference D (d) between the measured spectral reflectance measured in step S4 and the theoretical spectral reflectance after correction for the transparent thin film of the film thickness d, Calculate accordingly.

(수학식 2) (Equation 2)

D(d)= ∫{R'(λ, d)-S(λ)}2dλ D (d) = ∫ {R '(λ, d) -S (λ)} 2 dλ

수학식 2에 있어서, R'(λ, d)는 막 두께(d)의 투명 박막에 관한 파장(λ) 에서의 보정 후 이론 분광 반사율의 값이고, S(λ)는 파장(λ)에서의 실측 분광 반사율의 값이다. 또한, 수학식 2의 적분 범위는 상기 분광 투과율에 근거하여 단계 S3에서 선정된 측정 파장역이다. 또, R'(λ, d)과 S(λ) 와의 차의 2승의 값을 계산하는 것 대신 절대값을 계산하도록 하여도 된다. 막 두께 산출부(56)는 상이한 막 두께의 투명 박막에 관한 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각과 실측 분광 반사율과의 차분을 수학식 2에 따라서 산출한다. In Equation 2, R '(λ, d) is the value of the theoretical spectral reflectance after correction at the wavelength λ for the transparent thin film of the film thickness d, and S (λ) at the wavelength λ. It is the value of the measured spectral reflectance. In addition, the integration range of the expression (2) is the measurement wavelength range selected in step S3 based on the spectral transmittance. Alternatively, the absolute value may be calculated instead of calculating the square of the difference between R '(λ, d) and S (λ). The film thickness calculation unit 56 calculates the difference between each of the plurality of corrected theoretical spectral reflectances and the measured spectral reflectances of the transparent thin films having different film thicknesses according to equation (2).

이어서, 막 두께 산출부(56)는 상기한 바와 같이 하여 획득된 복수의 차분값에 커브 피트법을 적용하여 차분이 가장 작아지는 막 두께 값을 구하고, 그 막 두께 값을 측정 대상의 컬러 필터의 막 두께로 한다. 구체적으로는, 막 두께 산출부(56)가 실측 분광 반사율과 상이한 막 두께의 투명 박막에 관한 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각에 대한 차분을 2차 곡선 근사하였을 때의 최소값을 나타내는 막 두께 값을 측정 대상의 컬러 필터의 막 두께로 하는 것이다. Subsequently, the film thickness calculating section 56 applies the curve fitting method to the plurality of difference values obtained as described above, obtains a film thickness value at which the difference is the smallest, and calculates the film thickness value of the color filter to be measured. It is made into a film thickness. Specifically, the film thickness value indicating the minimum value when the film thickness calculator 56 approximates the difference for each of the theoretical spectral reflectances after correction for a plurality of transparent thin films having a film thickness different from the measured spectral reflectances. Is taken as the film thickness of the color filter to be measured.

도 8은 막 두께 측정을 위한 2차 곡선 근사를 개념적으로 도시하는 도면이다. 도 8의 예에서는, 실측 분광 반사율과 막 두께(d1∼d5)의 투명 박막에 관한 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각에 대한 차분 D(d1)∼D(d5)를 2차 곡선 근사함으로써 최소 차분값(Dmin)을 구하고, 그 최소 차분값(Dmin)에 대응하는 막 두께치(dx)를 산출한다. 그리고, 막 두께 산출부(56)는, 이 막 두께치(dX)을 측정 대상의 컬러 필터의 막 두께로 한다. 산정된 막 두께치는 측정 결과로서 CRT(61)에 표시되고, 필요에 따라서 프린터(62)로부터 출력된다. 8 is a diagram conceptually showing a quadratic curve approximation for film thickness measurement. In the example of FIG. 8, the difference D (d 1 ) to D (d 5 ) for each of a plurality of post-correction theoretical spectral reflectances of the transparent thin film having the measured spectral reflectance and the film thicknesses d 1 to d 5 is secondary. By approximating the curve, the minimum difference value D min is obtained, and the film thickness value d x corresponding to the minimum difference value D min is calculated. Then, a film thickness calculating unit 56, the film thickness of the color filter of the target film thickness measured values (X d). The calculated film thickness value is displayed on the CRT 61 as a measurement result and output from the printer 62 as necessary.

이상과 같이, 제1 실시 형태에서는 이론 분광 반사율을 분광 투과율에 의해서 보정한 보정 후 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 컬러 필터의 막 두께 산정을 하고 있다. 기술한 바와 같이, 컬러 필터는 특정 파장역의 광만을 선택적으로 투과하는 것이고, 막 두께 값이 동일하다는 조건 하이면, 투과율이 거의 100%가 되는 정상 플랫부의 파장역에서는 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율은 일치하지만, 그 이외의 파장역에서는 투과율이 저하함에 따라서 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 커진다. 요컨대, 투과율이 거의 100%가 되는 정상 플랫부의 파장역에서는 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 차분이 정확하게 되지만, 투과율이 낮아짐에 따라서 그 파장역에서의 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 차분에 오차가 많이 포함되게 된다. 따라서, 이와 같은 오차를 저감하기 위해서는, 되도록 투과율이 거의 100%가 되는 정상 플랫부만을 측정 파장역으로 하는 것이 바람직하다. 그 반면, 막 두께 산정을 위한 커브 피트법의 정밀도를 높이기 위해서는, 측정 파장역을 되도록 넓게하여 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 차분을 계산하는 것이 바람직하다. 특히, 컬러 필터의 막 두께가 얇은 경우에는 분광 반사율의 파형이 완만하게(저주파 파형) 되므로, 측정 파장역을 될 수 있는 한 넓게 하는 것이 커브 피트법의 정밀도를 높이는 중요한 포인트가 된다. As described above, in the first embodiment, the theoretical spectral reflectance is corrected by the spectral transmittance and then the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance are compared to calculate the film thickness of the color filter to be measured. As described, the color filter selectively transmits only light in a specific wavelength range. If the condition is high that the film thickness values are the same, the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance are However, in the other wavelength range, as the transmittance decreases, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance increases. In other words, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance is precise in the wavelength range of the normal flat portion where the transmittance is almost 100% .However, as the transmittance decreases, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance in the wavelength range is reduced. Many errors will be included. Therefore, in order to reduce such an error, it is preferable to set only the normal flat part whose transmittance | permeability becomes nearly 100% as a measurement wavelength range. On the other hand, in order to increase the accuracy of the curve fit method for calculating the film thickness, it is desirable to calculate the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance by making the measurement wavelength range as wide as possible. Particularly, when the thickness of the color filter is thin, the waveform of the spectral reflectance becomes smooth (low frequency waveform), so that the widest possible wavelength range becomes an important point for increasing the accuracy of the curve fitting method.

제1 실시 형태에서는, 분광 투과율에 의해서 이론 분광 반사율을 보정함으로써, 상기와 같은 상(相) 모순하는 것과 같이 두 가지의 요구를 만족한다. 즉, 이론 분광 반사율에 분광 투과율을 곱한 보정을 하면, 그 보정을 한 파장역에서는 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 해소되어 양자의 차분에 포함되는 오차가 대폭으로 저감되고, 게다가 측정 파장역을 정상 플랫부를 넘어 넓게 설정할 수 있게 된다. 그 결과, 막 두께 산정을 위한 커브 피트법의 정밀도가 높아지고, 보다 정확한 막 두께 측정을 행할 수 있게 된다. In the first embodiment, the two requirements are satisfied as described above in contradiction with the above-mentioned phases by correcting the theoretical spectral reflectance with the spectral transmittance. That is, when correction is performed by multiplying the theoretical spectral reflectance by the spectral transmittance, the deviation between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance is eliminated in the wavelength range where the correction is made, and the error included in the difference is greatly reduced, and the measurement wavelength is further reduced. The station can be set wider than the normal flat. As a result, the accuracy of the curve fitting method for film thickness calculation becomes high, and more accurate film thickness measurement can be performed.

이것을 더욱 부연(敷衍)하면, 분광 투과율을 가미한 이론 분광 반사율을 이용함으로써, 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있게 된다. 특히, 컬러 필터의 막 두께가 얇아진 경우에도 측정 파장역을 넓게 설정할 수 있으므로, 막 두께 산정을 위한 커브 피트법의 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.Further, by using the theoretical spectral reflectance which adds the spectral transmittance, even if it is a transparent thin film which selectively transmits light of a specific wavelength range like a color filter, the film thickness can be measured correctly. In particular, even when the film thickness of the color filter becomes thin, the measurement wavelength range can be set wide, thereby improving the accuracy of the curve fitting method for calculating the film thickness.

<2.제2 실시 형태> <2.second embodiment>

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 관하여 설명한다. 제2 실시 형태의 막 두께 측정 장치의 장치 구성은, 도 1, 2에 도시한 제1 실시 형태와 동일하고, 그 막 두께 측정 방법의 처리 순서도 거의 제1 실시 형태와 동일하다. 제2 실시 형태가 제1 실시 형태와 상이한 점은, 컬러 필터의 막 두께를 산출할 때, 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 차분에 분광 투과율에 따른 가중을 행하는 점이다.Next, a second embodiment of the present invention will be described. The apparatus structure of the film thickness measuring apparatus of 2nd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment shown in FIG. 1, 2, and the processing procedure of the film thickness measuring method is substantially the same as 1st Embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in that the weight between the theoretical spectral reflectance and the actual spectral reflectance is weighted according to the spectral transmittance when the film thickness of the color filter is calculated.

제2 실시 형태에 있어서, 컬러 필터의 막 두께를 측정할 때에도 상술한 도 3의 단계 S1∼S5와 완전하게 동일한 처리가 행해진다. 그리고, 단계 S6으로 가서, 막 두께 산출부(56)가 보정 후 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율을 비교함으로써 측정 대상이 되는 컬러 필터의 막 두께를 산출하지만, 이때에 분광 투과율에 따른 가중을 행한다. 구체적으로는, 막 두께 산출부(56)가 실측 분광 반사율과 막 두께(d)의 투명 박막에 관한 보정 후 이론 분광 반사율과의 가중 부가 차분 D'(d)을 다음 수학식 3에 따라 산출한다.In the second embodiment, the same processing as in steps S1 to S5 in FIG. 3 described above is also performed when the film thickness of the color filter is measured. In step S6, the film thickness calculation unit 56 calculates the film thickness of the color filter to be measured by comparing the corrected theoretical spectral reflectance with the measured spectral reflectance, but at this time, weighting according to the spectral transmittance is performed. Specifically, the film thickness calculation unit 56 calculates the weighted addition difference D '(d) between the measured spectral reflectance and the theoretical spectral reflectance after correction for the transparent thin film of the film thickness d according to the following equation (3). .

(수학식 3) (Equation 3)

D＇(d)=∫T(λ){R＇(λ,d)-S(λ)}2dλD ＇(d) = ∫T (λ) {R＇ (λ, d) -S (λ)} 2 dλ

수학식 3에 있어서, R'(λ, d)는 막 두께(d)의 투명 박막에 관한 파장(λ) 에서의 보정 후 이론 분광 반사율의 값이고, S(λ)는 파장(λ)에서의 실측 분광 반사율의 값이며, T(λ)는 파장(λ)에서의 분광 투과율의 값이다. 또한, 상술한 바와 같이, 분광 투과율 T(λ)은 투과율 100%을 1로 하여 정규화한 값이다. 또, 수학식 3의 적분 범위는 단계 S3에서 선정된 측정 파장역이다. In Equation 3, R '(λ, d) is the value of the theoretical spectral reflectance after correction at the wavelength λ of the transparent thin film of the film thickness d, and S (λ) is the wavelength λ. It is a value of actual spectral reflectance, and T ((lambda)) is a value of the spectral transmittance in wavelength (lambda). In addition, as mentioned above, spectral transmittance T ((lambda)) is the value normalized by making transmittance 100% one. In addition, the integration range of the expression (3) is the measurement wavelength range selected in step S3.

수학식 3에 의하면, 막 두께 산출부(56)는 보정 후 이론 분광 반사율 R' (λ, d)과 실측 분광 반사율 S(λ)와의 차의 2제곱한 값에 분광 투과율 T(λ)을 더 곱한 값을 적분한다. 분광 투과율 T(λ)은 투과율 100%를 1로 하여 정규화한 값이므로, 수학식 3에서는, 보정 후 이론 분광 반사율 R'(λ, d)과 실측 분광 반사율 S(λ)과의 차분값에 분광 투과율 T(λ)이 높아질수록 무거워지도록 가중(重み付け)을 행하는 점이다. 즉, 투과율이 거의 100%가 되는 정상 플랫부에 대응하는 파장역의 차분 쪽이 투과율이 0%에서 100%의 사이에서 추이하는 슬로프부에 대응하는 파장역의 차분보다 가중 평가되게 된다. 또한, 상기 제1 실시 형태와 동일하게 막 두께 산출부(56)는 상이한 막 두께의 투명 박막에 관한 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각과 실측 분광 반사율과의 가중 부가 차분을 수학식 3에 따라 산출한다.According to equation (3), the film thickness calculation unit 56 adds the spectral transmittance T (λ) to the power of the difference between the theoretical spectral reflectance R '(λ, d) and the measured spectral reflectance S (λ) after correction. Integrate the product. Since the spectral transmittance T (λ) is a value normalized with a transmittance of 100% as 1, in Equation 3, the spectral transmittance is determined by the difference between the theoretical spectral reflectance R '(λ, d) and the measured spectral reflectance S (λ). The higher the transmittance T (λ), the more weighted it becomes. In other words, the difference in the wavelength region corresponding to the normal flat portion where the transmittance is almost 100% is weighted more than the difference in the wavelength region corresponding to the slope portion in which the transmittance changes between 0% and 100%. In addition, as in the first embodiment, the film thickness calculation unit 56 calculates the weighted addition difference between each of the plurality of corrected theoretical spectroscopic reflectances and the measured spectral reflectances of the transparent thin films having different film thicknesses according to Equation 3 below. Calculate.

막 두께 산출부(56)는 상기한 바와 같이 하여 획득된 복수의 가중 부가 차분값에 커브 피트법을 적용하여 차분이 가장 작아지는 막 두께 값을 구하고, 그 막 두께 값을 측정 대상의 컬러 필터의 막 두께로 한다. 즉, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 획득된 복수의 가중 부가 차분을 2차 곡선 근사하였을 때의 최소값을 나타내는 막 두께 값을 측정 대상의 컬러 필터의 막 두께로 한다.The film thickness calculating section 56 applies a curve fit method to the plurality of weighted addition difference values obtained as described above, obtains a film thickness value at which the difference is the smallest, and calculates the film thickness value of the color filter to be measured. It is made into a film thickness. That is, similarly to the first embodiment, the film thickness value representing the minimum value when the obtained plurality of weighted addition differences are approximated by the quadratic curve is taken as the film thickness of the color filter to be measured.

제2 실시 형태에서는, 보정 후 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 차분값에 분광 투과율이 높아질수록 무거워지는 가중을 행한다. 제1 실시 형태와 같이 하면 분광 투과율에서 투과율이 낮아지는 파장역에서의 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 차분에 포함되는 오차를 대폭으로 저감할 수 있지만, 그래도 또한 투과율이 거의 100%가 되는 정상 플랫부의 파장역에서의 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 차분 쪽이 신뢰성이 높다. 그러므로, 제2 실시 형태에서는, 이와 같이 신뢰성이 높은 차분을 무겁게 평가하는 동시에, 투과율이 저하하여 신뢰성이 낮은 차분일수록 평가를 낮게 하고 있다. 제2 실시 형태와 같이하면, 막 두께 산정을 위한 커브 피트법의 정밀도가 더욱 높아지고, 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.In the second embodiment, weighting becomes heavier as the spectral transmittance is increased to the difference value between the corrected theoretical spectral reflectance and the actual spectral reflectance after correction. According to the first embodiment, the error included in the difference between the theoretical spectral reflectance and the actual spectral reflectance in the wavelength range where the transmittance is lowered in the spectral transmittance can be greatly reduced, but the normality of which the transmittance is almost 100% is still achieved. The difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance in the wavelength region of the flat portion is more reliable. Therefore, in the second embodiment, the highly reliable difference is evaluated heavily, while the transmittance is lowered, and the lower the difference, the lower the evaluation. As in the second embodiment, the accuracy of the curve fitting method for calculating the film thickness is further increased, and even if the transparent thin film selectively transmits light in a specific wavelength region such as a color filter, the film thickness can be measured more accurately. .

<3.변형예> <3.Modification>

이상, 본 발명의 실시 형태에 관해서 설명하였지만, 본 발명은 상기의 예에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 각 실시 형태에서는, 복수의 이론 분광 반사율의 각각을 분광 투과율에 의해서 보정하도록 하였지만, 이것 대신에 실측 분광 반사율을 분광 투과율에 의해서 보정하도록 하여도 된다. 구체적으로는, 보정부(55)가 실측 분광 반사율을 분광 투과율에 의해 나눔으로써 보정 후 실측 분광 반사율을 산출한다. 그 후, 막 두께 산출부(56)가 이론 분광 반사율과 보정 후 실측 분광 반사율을 비교함으로써 측정 대상으로 되어있는 컬러 필터의 막 두께를 산출한다. 이 때의 비교 수법은 상기 실시 형태와 동일하다. 이렇게 하여도, 보정을 한 파장역에서는 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 차분에 포함되는 오차가 대폭으로 저감되고, 막 두께 산정을 위한 커브 피트법의 정밀도가 높아지므로, 보다 정확한 막 두께 측정을 할 수 있게 된다. As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said example. For example, in each of the above embodiments, each of the plurality of theoretical spectral reflectances is corrected by the spectral transmittance, but the measured spectral reflectance may be corrected by the spectral transmittance instead. Specifically, the correction unit 55 calculates the measured spectral reflectance after correction by dividing the measured spectral reflectance by the spectral transmittance. Thereafter, the film thickness calculation unit 56 calculates the film thickness of the color filter to be measured by comparing the theoretical spectral reflectance with the corrected measured spectral reflectance. The comparison method at this time is the same as that of the said embodiment. Even in this case, the error included in the difference between the theoretical spectral reflectance and the actual spectral reflectance is greatly reduced, and the accuracy of the curve fitting method for calculating the film thickness is increased in the corrected wavelength range. You can do it.

즉, 컬러 필터의 투과율이 저하함에 따라서 커지는 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리를 해소하도록 이론 분광 반사율 또는 실측 분광 반사율 중의 어느 하나를 분광 투과율에 의해서 보정하면, 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 차분에 포함되는 오차가 저감되어, 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있게 된다. In other words, if one of the theoretical spectral reflectance or the measured spectral reflectance is corrected by the spectral transmittance so as to eliminate the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance that increases as the transmittance of the color filter decreases, The error included in the difference is reduced, so that the film thickness can be accurately measured even if the transparent thin film selectively transmits light in a specific wavelength region such as a color filter.

또, 상기 실시 형태에서는 분광 투과율과 이론 분광 반사율을 별개로 취득하여 보정을 행하도록 했지만, 컬러 필터의 종류를 이미 알고 있으며 그 분광 투과율 및 이론 분광 반사율을 이미 구했으면, 미리 분광 투과율에 의해서 보정한 보정 후 이론 분광 반사율을 자기 디스크(54)에 기억시켜 놓도록 하여도 된다. In the above embodiment, the spectral transmittance and the theoretical spectral reflectance are separately acquired and corrected. However, if the type of the color filter is known and the spectral transmittance and the theoretical spectral reflectance have already been obtained, the spectral transmittance is corrected in advance. After correction, the theoretical spectral reflectance may be stored in the magnetic disk 54.

또, 상기 실시 형태에서는 컬러 필터의 막 두께를 측정하였지만, 컬러 필터에 한하지 않고 가시광역에서 투과율이 균일하지 않은 투명 박막의 막 두께를 측정 하는 경우에도 본 발명에 관한 기술을 적용할 수 있다. Moreover, although the film thickness of the color filter was measured in the said embodiment, the technique concerning this invention is applicable also when measuring the film thickness of the transparent thin film which is not only a color filter but a uniform transmittance in visible region.

본 발명의 활용예로서, 컬러 CCD의 제조 공정에서 반도체 기판 상에 형성된 컬러 필터의 막 두께를 측정하는 것이나 프로젝터의 제조 공정에서 액정 유리 기판 상에 형성된 컬러 필터의 막 두께를 측정하는 것 등을 들 수 있다.Examples of the application of the present invention include measuring the film thickness of the color filter formed on the semiconductor substrate in the manufacturing process of the color CCD, measuring the film thickness of the color filter formed on the liquid crystal glass substrate in the manufacturing process of the projector, and the like. Can be.

청구항 1의 발명에 의하면, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 분광 투과율에 의해서 보정한 보정 후 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하므로, 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 해소되고, 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있다.  According to the invention of claim 1, a theoretical spectral reflectance and a measured spectral reflectance are compared by correcting a theoretical spectral reflectance calculated in advance as a spectral reflectance of a sample having a transparent thin film having a predetermined thickness on a substrate. Since the film thickness of the transparent thin film to be measured is calculated, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance is eliminated, and even if the transparent thin film selectively transmits light in a specific wavelength range such as a color filter, the film thickness can be accurately measured. Can be.

또, 청구항 2의 발명에 의하면, 분광 투과율에 따른 가중을 부가하여, 보정 후, 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하므로, 분광 투과율에 따른 신뢰성을 가미한 비교를 행할 수 있어, 보다 정확한 막 두께 측정을 할 수 있다.In addition, according to the invention of claim 2, the weight of the spectral transmittance is added, and after correction, the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance are compared to calculate the film thickness of the transparent thin film to be measured. Comparison can be made and more accurate film thickness measurement can be performed.

또, 청구항 3의 발명에 의하면, 분광 투과율에서의 소정의 임계값 이상의 투과율을 갖는 파장역을 측정 파장역으로 선정하므로, 측정 파장역을 넓게 하여 막 두께 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. Moreover, according to invention of Claim 3, since the wavelength range which has the transmittance | permeability more than the predetermined threshold in spectral transmittance is selected as a measurement wavelength range, it is possible to make a measurement wavelength range wide and improve the film thickness measurement precision.

또, 청구항 4의 발명에 의하면, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율과 분광 투과율에 의 해서 보정한 보정 후 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하므로, 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 해소되어, 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있다. Further, according to the invention of claim 4, the measured and measured actual spectral reflectances are measured by comparing the corrected theoretical spectral reflectances calculated by the spectral reflectances previously calculated as the spectral reflectances of the samples formed on the substrate with a transparent thin film having a predetermined thickness Since the film thickness of the target transparent thin film is calculated, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance is eliminated, so that even if the transparent thin film selectively transmits light in a specific wavelength range such as a color filter, the film thickness can be accurately measured. have.

또, 청구항 5의 발명에 의하면, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 분광 투과율에 의해서 보정한 보정 후 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하므로, 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 해소되어, 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있다. According to the invention of claim 5, the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance are corrected by correcting the theoretical spectral reflectance calculated in advance as the spectral reflectance of the sample in which the transparent thin film having the predetermined film thickness is formed on the substrate. By comparing and calculating the film thickness of the transparent thin film to be measured, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance is eliminated, so that even if the transparent thin film selectively transmits light in a specific wavelength range such as a color filter, It can be measured.

또, 청구항 6의 발명에 의하면, 복수의 이론 분광 반사율의 각각에 분광 투과율을 곱하여 복수의 보정 후 이론 분광 반사율을 산출하고, 그들 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각과 실측 분광 반사율과의 차분을 구하여 획득된 복수의 차분을 2차 곡선 근사하였을 때의 최소값을 나타내는 막 두께 값을 측정 대상의 투명 박막의 막 두께로 하므로, 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 해소되어 양자의 차분에 포함되는 오차가 대폭 저감되고, 2차 곡선 근사의 정밀도가 높아지며, 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있다. According to the invention of claim 6, each of the plurality of theoretical spectral reflectances is multiplied by the spectral transmittance to calculate a plurality of corrected theoretical spectral reflectances, and the difference between each of the plurality of corrected theoretical spectral reflectances and the measured spectral reflectance Since the film thickness value representing the minimum value when the obtained plurality of differences are approximated by the quadratic curve is set as the film thickness of the transparent thin film to be measured, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance is eliminated and included in the difference. Even if the error is greatly reduced, the accuracy of the quadratic curve approximation is increased, and the transparent thin film selectively transmits light in a specific wavelength region such as a color filter, the film thickness can be accurately measured.

또, 청구항 7의 발명에 의하면, 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각과 실측 분광 반사율과의 차분에 분광 투과율이 높아질수록 가중되는 것과 같이 가중을 행하고, 획득된 복수의 가중 부가 차분을 2차 곡선 근사하였을 때의 최소값을 나타내는 막 두께 값을 측정 대상의 투명 박막의 막 두께로 하므로, 투과율이 높고 신뢰성이 높은 차분일수록 평가가 높아져, 보다 정확한 막 두께 측정을 행할 수 있다.Further, according to the invention of claim 7, weighting is performed as the spectral transmittance increases as the difference between each of the plurality of corrected theoretical spectral reflectances and the actual spectral reflectance increases, and the obtained plurality of weighted addition differences are quadratic curves. Since the film thickness value representing the minimum value when approximated is taken as the film thickness of the transparent thin film to be measured, the higher the transmittance and the more reliable the difference, the higher the evaluation and more accurate film thickness measurement can be performed.

또, 청구항8의 발명에 의하면, 분광 투과율에 있어서의 소정의 임계값 이상의 투과율을 갖는 파장역을 막 두께 산출 시의 측정 파장역으로서 선정하므로, 측정 파장역을 넓게 하여 막 두께 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. According to the invention of claim 8, the wavelength range having a transmittance of a predetermined threshold or more in the spectral transmittance is selected as the measurement wavelength range at the time of film thickness calculation, so that the measurement wavelength range can be widened to improve the film thickness measurement accuracy. Can be.

또, 청구항9의 발명에 의하면, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율과 분광 투과율에 의해서 보정한 보정 후 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하므로, 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 해소되어, 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있다. In addition, according to the invention of claim 9, the measurement target is measured by comparing the measured spectral reflectance after correction corrected by the theoretical spectral reflectance and the spectral transmittance calculated in advance as the spectral reflectance of the sample formed on the substrate with a transparent thin film having a predetermined thickness. Since the film thickness of the transparent thin film is calculated, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance can be eliminated, so that even if the transparent thin film selectively transmits light in a specific wavelength range such as a color filter, the film thickness can be accurately measured. .

또, 청구항 10의 발명에 의하면, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 분광 투과율에 의해서 보정한 보정 후 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하므로, 이론 분광 반사율과 실측 분광 반사율과의 괴리가 해소되어, 컬러 필터와 같이 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과하는 투명 박막이어도 그 막 두께를 정확하게 측정할 수 있다. According to the invention of claim 10, the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance are corrected by correcting the theoretical spectral reflectance calculated in advance by the spectral transmittance as the spectral reflectance of the sample in which a transparent thin film having a predetermined film thickness is formed on the substrate. By comparing and calculating the film thickness of the transparent thin film to be measured, the difference between the theoretical spectral reflectance and the measured spectral reflectance is eliminated, so that even if the transparent thin film selectively transmits light in a specific wavelength range such as a color filter, It can be measured.

Claims (10)

기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득한 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 방법으로서, A film thickness measuring method for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light on a sample having a transparent thin film formed on a substrate, 상기 투명 박막의 분광 투과율을 취득하는 분광 투과율 취득 공정과, A spectral transmittance acquisition step of acquiring the spectral transmittance of the transparent thin film; 상기 시료에 광을 조사하고, 상기 시료로부터 반사된 반사광을 분광하여 분광 반사율을 실측하는 분광 반사율 측정 공정과, A spectral reflectance measuring step of irradiating light onto the sample and spectroscopically reflecting the reflected light reflected from the sample to measure the spectral reflectance; 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 공정과, A correction step of correcting, based on the spectral transmittance, a theoretical spectral reflectance calculated in advance as a spectral reflectance of a sample in which a transparent thin film having a predetermined film thickness is formed on a substrate; 상기 보정 공정으로 보정된 보정 후 이론 분광 반사율과 상기 분광 반사율 측정 공정으로 측정된 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 방법. And a film thickness calculating step of calculating a film thickness of the transparent thin film to be measured by comparing the theoretical spectroscopic reflectance corrected by the correcting process and the actual spectroscopic reflectance measured by the spectroscopic reflectance measuring process. How to measure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 막 두께 산출 공정은, 상기 보정 후 이론 분광 반사율과 상기 실측 분광 반사율과의 차분에 상기 분광 투과율이 높아질수록 무거워 지도록 가중을 행하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 방법.In the film thickness calculating step, the film thickness of the transparent thin film to be measured is calculated by weighting the difference between the theoretical spectroscopic reflectance and the measured spectral reflectance after correction so that the spectroscopic transmittance becomes heavier as the spectral transmittance becomes higher. How to measure. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 분광 투과율에 있어서의 소정의 임계값 이상의 투과율을 갖는 파장역을 상기 막 두께 산출 공정에서의 측정 파장역으로 선정하는 공정을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 방법. And a step of selecting a wavelength range having a transmittance greater than or equal to a predetermined threshold in the spectral transmittance as a measurement wavelength range in the film thickness calculating step. 기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득한 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 방법으로서, A film thickness measuring method for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light on a sample having a transparent thin film formed on a substrate, 상기 투명 박막의 분광 투과율을 취득하는 분광 투과율 취득 공정과, A spectral transmittance acquisition step of acquiring the spectral transmittance of the transparent thin film; 상기 시료에 광을 조사하고, 상기 시료로부터 반사된 반사광을 분광하여 분광 반사율을 실측하는 분광 반사율 측정 공정과, A spectral reflectance measuring step of irradiating light onto the sample and spectroscopically reflecting the reflected light reflected from the sample to measure the spectral reflectance; 상기 분광 반사율 측정 공정으로 측정된 실측 분광 반사율을 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 공정과, A correction step of correcting the measured spectral reflectance measured by the spectral reflectance measurement step by the spectral transmittance; 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율과 상기 보정 공정으로 보정된 보정 후 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 방법. The film thickness of the transparent thin film to be measured is calculated by comparing the theoretical spectral reflectance calculated in advance as the spectral reflectance of a sample formed on the substrate with a transparent thin film having a predetermined thickness and the actual measured spectral reflectance corrected by the correction process. A film thickness measuring method comprising a film thickness calculating step. 기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득한 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치로서, A film thickness measuring apparatus for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light to a sample having a transparent thin film formed on a substrate, 상기 투명 박막의 분광 투과율을 기억하는 제1 기억 수단과, First storage means for storing the spectral transmittance of the transparent thin film; 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 기억하는 제2 기억 수단과, Second storage means for storing a theoretical spectral reflectance calculated in advance as a spectral reflectance of a sample in which a transparent thin film having a predetermined film thickness is formed on a substrate; 측정 대상의 시료에 광을 조사하는 광원과, A light source for irradiating light onto the sample to be measured; 상기 광원으로부터 광이 조사되고, 측정 대상의 시료에 의해서 반사된 반사광을 분광하여 분광 반사율을 측정하는 분광 반사율 측정 수단과, Spectral reflectance measuring means for irradiating light from the light source and spectroscopically reflecting the reflected light reflected by the sample to be measured to measure the spectral reflectance; 상기 이론 분광 반사율을 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 수단과, Correction means for correcting the theoretical spectral reflectance with the spectral transmittance; 상기 보정 수단으로 보정 된 보정 후 이론 분광 반사율과 상기 분광 반사율 측정 수단에 의해서 측정된 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 장치. And a film thickness calculating means for comparing the theoretical spectral reflectance corrected by the correcting means with the measured spectral reflectance measured by the spectral reflectance measuring means to calculate the film thickness of the transparent thin film to be measured. Thickness measuring device. 제5항의 막 두께 측정 장치에 있어서, In the film thickness measuring apparatus of claim 5, 상기 제2 기억 수단은 상이한 막 두께의 투명 박막에 따른 복수의 이론 분광 반사율을 기억하고, The second storage means stores a plurality of theoretical spectral reflectances according to transparent thin films having different film thicknesses, 상기 보정 수단은, 상기 복수의 이론 분광 반사율의 각각에 상기 분광 투과율을 곱하여 복수의 보정 후 이론 분광 반사율을 산출하고, The correction means multiplies each of the plurality of theoretical spectral reflectances by the spectral transmittance to calculate a plurality of corrected theoretical spectral reflectances, 상기 막 두께 산출 수단은, 상기 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각과 상기 실측 분광 반사율과의 차분을 구하여, 획득된 복수의 차분을 2차 곡선 근사하였을 때의 최소값을 나타내는 막 두께 값을 측정 대상의 투명 박막의 막 두께로 하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 장치. The film thickness calculating means calculates a difference between each of the plurality of corrected theoretical spectral reflectances and the measured spectral reflectance, and measures a film thickness value representing a minimum value when the obtained plurality of differences are approximated by a quadratic curve. The film thickness measuring apparatus characterized by setting it as the film thickness of the transparent thin film. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 막 두께 산출 수단은, 상기 복수의 보정 후 이론 분광 반사율의 각각과 상기 실측 분광 반사율과의 차분에 상기 분광 투과율이 높아질수록 무거워 지도록 가중을 행하고, 획득된 복수의 가중 부가 차분을 2차 곡선 근사하였을 때의 최소값을 나타내는 막 두께 값을 측정 대상의 투명 박막의 막 두께로 하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 장치.The film thickness calculating means weights the difference between each of the plurality of corrected theoretical spectral reflectances and the measured spectral reflectance such that the spectral transmittance becomes heavier as the spectral transmittance increases, and approximates the obtained plurality of weighted addition differences. The film thickness measuring apparatus which makes the film thickness value which shows the minimum value at the time of making into the film thickness of the transparent thin film of a measurement object. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 5 to 7, 상기 분광 투과율에 있어서의 소정의 임계값 이상의 투과율을 갖는 파장역을 막 두께 산출 시의 측정 파장역으로서 선정하는 파장역 선정 수단을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 장치. And a wavelength range selecting means for selecting a wavelength range having a transmittance of a predetermined threshold or more in the spectral transmittance as a measurement wavelength range at the time of film thickness calculation. 기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득된 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치로서, A film thickness measuring apparatus for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light to a sample having a transparent thin film formed on a substrate, 상기 투명 박막의 분광 투과율을 기억하는 제1 기억 수단과, First storage means for storing the spectral transmittance of the transparent thin film; 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 기억하는 제2 기억 수단과, Second storage means for storing a theoretical spectral reflectance calculated in advance as a spectral reflectance of a sample in which a transparent thin film having a predetermined film thickness is formed on a substrate; 측정 대상의 시료에 광을 조사하는 광원과, A light source for irradiating light onto the sample to be measured; 상기 광원으로부터 광이 조사되고, 측정 대상의 시료에 의해서 반사된 반사 광을 분광하여 분광 반사율을 측정하는 분광 반사율 측정 수단과, Spectral reflectance measuring means for irradiating light from the light source and spectroscopically reflecting the reflected light reflected by the sample to be measured to measure the spectral reflectance; 상기 분광 반사율 측정 수단에 의해서 측정된 실측 분광 반사율을 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 수단과, Correction means for correcting the measured spectral reflectance measured by the spectral reflectance measuring means by the spectral transmittance; 상기 보정 수단으로 보정된 보정 후 실측 분광 반사율과 상기 이론 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 장치. And a film thickness calculating means for calculating the film thickness of the transparent thin film to be measured by comparing the measured spectroscopic reflectance corrected by the correcting means with the theoretical spectroscopic reflectance. 기판 상에 투명 박막이 형성된 시료에 광을 조사하여 획득된 분광 반사율로부터 상기 투명 박막의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치로서, A film thickness measuring apparatus for measuring the film thickness of the transparent thin film from the spectral reflectance obtained by irradiating light to a sample having a transparent thin film formed on a substrate, 상기 시료의 박막 형성면에 광을 조사하는 제1 광원과, A first light source for irradiating light to the thin film formation surface of the sample; 상기 시료의 상기 박막 형성면과는 반대 측면에 광을 조사하는 제2 광원과, A second light source for irradiating light to a side opposite to the thin film forming surface of the sample; 상기 제2 광원으로부터 조사되어 상기 기판 및 상기 투명 박막을 투과한 투과 광을 분광하여 상기 투명 박막의 분광 투과율을 측정하는 동시에, 상기 제1 광원으로부터 조사되어 상기 시료에 의해서 반사된 반사광을 분광하여 분광 반사율을 측정하는 분광 수단과, The spectroscopic transmittance of the transparent thin film is measured by spectroscopy of the transmitted light transmitted from the second light source and transmitted through the substrate and the transparent thin film. Spectroscopic means for measuring reflectance, 소정 막 두께를 갖는 투명 박막을 기판 상에 형성한 시료의 분광 반사율로서 미리 산정된 이론 분광 반사율을 기억하는 기억 수단과, Storage means for storing a theoretical spectral reflectance calculated in advance as a spectral reflectance of a sample in which a transparent thin film having a predetermined film thickness is formed on a substrate; 상기 이론 분광 반사율을 상기 분광 수단에 의해서 측정된 상기 분광 투과율에 의해서 보정하는 보정 수단과, Correction means for correcting the theoretical spectral reflectance by the spectral transmittance measured by the spectroscopic means; 상기 보정 수단으로 보정된 보정 후 이론 분광 반사율과 상기 분광 수단에 의해서 측정된 실측 분광 반사율을 비교하여 측정 대상의 투명 박막의 막 두께를 산출하는 막 두께 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 장치. And a film thickness calculating means for comparing the theoretical spectral reflectance corrected by the correcting means with the actual spectral reflectance measured by the spectroscopic means to calculate the film thickness of the transparent thin film to be measured. Device.
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