KR101582357B1 - Apparatus and method for measuring thickness of film - Google Patents
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Abstract
모델화부(721A)는 피팅부(722A)로부터의 파라미터 갱신 지령에 따라서 제1층의 막 두께(d1)를 순차적으로 갱신하고, 이 갱신 후의 제1층의 막 두께(d1)에 따라서 이론 반사율을 나타내는 함수를 갱신한다. 또한, 모델화부(721A)는 갱신 후의 함수에 따라서, 각 파장에 있어서의 이론 반사율(스펙트럼)을 반복해서 산출한다. 이와 같은 수순에 의해, 제1층의 막 두께(d1)가 피팅에 의해 결정된다. 피팅이 규정 횟수 이내에 수렴되지 않았을 경우에는, 푸리에 변환을 사용하여 제1층의 막 두께(d1)가 결정된다.
막 두께 측정 장치, 커트 필터, 결상 렌즈, 빔 스플리터, 콜리메이트 렌즈
Model conversion unit (721A) is a theory according to the fitting portion updates the thickness (d 1) of the first layer according to the parameter update instruction from the (722A) in sequence, and the thickness of the first layer after the update (d 1) Thereby updating the function representing the reflectance. Further, the modeling unit 721A repeatedly calculates the theoretical reflectance (spectrum) at each wavelength in accordance with the updated function. By such a procedure, the film thickness d 1 of the first layer is determined by the fitting. When the fitting has not converged within the prescribed number of times, the film thickness d 1 of the first layer is determined using the Fourier transform.
A film thickness measuring device, a cut filter, an image-forming lens, a beam splitter, a collimate lens
Description
본 발명은 막 두께 측정 장치 및 막 두께 측정 방법에 관한 것으로, 보다 특정적으로는 기판 상에 복수의 층이 형성된 피측정물의 막 두께를 측정하는 구성 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a film thickness measuring apparatus and a film thickness measuring method, and more particularly to a configuration and a method for measuring a film thickness of a measured object on which a plurality of layers are formed on a substrate.
최근, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 회로 등의 저소비 전력화나 고속화를 도모하기 위해, SOI(Silicon on Insulator)로 불리는 기판 구조가 주목되고 있다. 이 SOI 기판은 2개의 Si(실리콘) 기판 사이에 SiO2 등의 절연층(BOX층)을 배치한 것으로, 한쪽의 Si층에 형성되는 PN 접합과 다른 쪽의 Si층(기판) 사이에 발생하는 기생 다이오드나 부유 용량 등을 저감시킬 수 있다.Recently, a substrate structure called SOI (Silicon on Insulator) has been attracting attention in order to achieve lower power consumption and higher speed in CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) circuits and the like. This SOI substrate is formed by disposing an insulating layer (BOX layer) such as SiO 2 between two Si (silicon) substrates, and is formed between a PN junction formed on one Si layer and the other Si layer Parasitic diodes, stray capacitance, and the like can be reduced.
이와 같은 SOI 기판의 제조 방법으로서는, 실리콘 웨이퍼의 표면에 산화막을 형성한 후, 당해 산화막을 끼우도록 다른 실리콘 웨이퍼를 맞대게 하고, 또한, 회로 소자가 형성되는 측의 실리콘 웨이퍼를 연마하여 소정의 두께로 하는 방법이 알려져 있다.As a method of manufacturing such an SOI substrate, an oxide film is formed on the surface of a silicon wafer, another silicon wafer is sandwiched so as to sandwich the oxide film, and a silicon wafer on the side where circuit elements are formed is polished to a predetermined thickness Is known.
이와 같이 연마 공정에 의해 실리콘 웨이퍼의 두께를 제어하기 위해서는, 막 두께를 연속적으로 모니터할 필요가 있다. 이와 같은 연마 공정에 있어서의 막 두께의 측정 방법으로서, 일본 특허 출원 공개 평05-306910호 공보 및 일본 특허 출원 공개 평05-308096호 공보에는 푸리에 변환 적외 분광 광도계(FTIR)를 사용하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2005-19920호 공보에는 분산형 멀티 채널 분광기에 의해 측정한 반사 스펙트럼을 사용하는 방법이 개시되어 있다.In order to control the thickness of the silicon wafer by the polishing process, it is necessary to continuously monitor the film thickness. As a method of measuring the film thickness in such a polishing step, a method using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 05-306910 and 05-308096 . Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-19920 discloses a method of using a reflection spectrum measured by a dispersion type multi-channel spectroscope.
또한, 일본 특허 출원 공개 평10-125634호 공보에는 적외선 광원으로부터의 적외선을 연마체를 투과시켜 연마 대상물에 조사하여, 그 반사광을 검출함으로써 막 두께를 측정하는 방법이 개시되어 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-125634 discloses a method of measuring the film thickness by irradiating an object to be polished with an infrared ray from an infrared light source through a polishing body and detecting the reflected light.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2002-228420호 공보에는 실리콘 박막의 표면을 향해, 0.9㎛ 이상의 파장을 가진 적외선을 조사하여, 실리콘 박막의 표면에 의한 반사광과 실리콘 박막의 이면에 의한 반사광의 간섭 결과에 기초하여, 실리콘 박막의 막 두께를 측정하는 방법이 개시되어 있다.Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2002-228420 discloses a method of irradiating infrared rays having a wavelength of 0.9 탆 or more toward the surface of a silicon thin film to obtain a result of interference between light reflected by the surface of the silicon thin film and light reflected by the back surface of the silicon thin film A method of measuring a film thickness of a silicon thin film is disclosed.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2003-114107호 공보에는 측정광으로서 적외광을 사용하는 광간섭식 막 두께 측정 장치가 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-114107 discloses an apparatus for measuring an optical interfering film thickness using infrared light as measurement light.
그러나, 일본 특허 출원 공개 평05-306910호 공보 및 일본 특허 출원 공개 평05-308096호 공보에 개시되는 측정 방법에서는, 기준이 되는 샘플에 대한 막 두께의 상대치를 측정하는 것밖에 할 수 없어, 막 두께의 절대치를 측정할 수는 없다.However, in the measurement methods disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 05-306910 and 05-308096, it is only necessary to measure the relative value of the film thickness to the reference sample, The absolute value of the thickness can not be measured.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2005-19920호 공보에 개시되는 측정 방법에서는, 예를 들어 굴절률을 파장에 의존하지 않는 고정치로 가정하여, 자기 회귀 모델에 의한 주기 추정을 행하고 있으나, 실제의 굴절률은 파장 의존성을 갖고 있어, 이와 같은 파장 의존성에 기인하는 오차를 배제할 수 없다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2003-114107호 공보에 개시되는 측정 방법에 있어서도 동일한 문제를 포함하고 있다.In the measurement method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-19920, the period is estimated by the autoregressive model, assuming that the refractive index is a fixed value that does not depend on the wavelength, but the actual refractive index is It has wavelength dependency, and an error due to such wavelength dependence can not be excluded. The same problem also occurs in the measuring method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-114107.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2002-228420호 공보에 개시되는 측정 방법에서는, 측정 대상의 샘플에 관통부를 형성할 필요가 있어, 막 두께를 비파괴로 연속적으로 측정할 수는 없다.Further, in the measuring method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-228420, it is necessary to form a penetration portion in the sample to be measured, and the film thickness can not be continuously measured non-destructively.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은 막 두께를 보다 높은 정밀도를 측정하는 것이 가능한 막 두께 측정 장치 및 막 두께 측정 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a film thickness measuring apparatus and a film thickness measuring method capable of measuring a film thickness with higher precision.
본 발명의 어느 국면에 따르는 막 두께 측정 장치는 광원과, 분광 측정부와, 제1 결정 수단과, 변환 수단과, 해석 수단과, 제2 결정 수단을 포함한다. 광원은 기판 상에 복수의 층이 형성된 피측정물에 대해 소정의 파장 범위를 갖는 측정광을 조사한다. 피측정물은 광원에 가장 가까운 제1층과 제1층에 인접하는 제2층을 포함한다. 분광 측정부는 피측정물에서 반사된 광 또는 피측정물을 투과한 광에 기초하여, 반사율 또는 투과율의 파장 분포 특성을 취득한다. 제1 결정 수단은 피측정물에 포함되는 각 층의 막 두께를 포함하는 모델식을 사용하여, 파장 분포 특성에 대해 피팅을 행함으로써, 적어도 제1층의 막 두께를 결정한다. 변환 수단은 파장 분포 특성에 있어서의 각 파장과 그 파장에 있어서의 반사율 또는 투과율의 값의 대응 관계를, 각 파장에 대한 파수와 소정의 관계식에 따라서 산출되는 변환치의 대응 관계로 변환함으로써, 파수 분포 특성을 생성한다. 해석 수단은 파수 분포 특성에 포함되는 각 파수 성분의 진폭치를 취득한다. 제2 결정 수단은 파수 분포 특성에 포함되는 진폭치가 큰 파수 성분에 기초하여 적어도 제1층의 막 두께를 결정한다. 그리고, 제1 결정 수단 및 제2 결정 수단은 선택적으로 유효화된다.A film thickness measuring apparatus according to a certain aspect of the present invention includes a light source, a spectroscopic measurement unit, a first determining means, a converting means, an analyzing means, and a second determining means. The light source irradiates measurement light having a predetermined wavelength range to the object to be measured on which a plurality of layers are formed on the substrate. The object to be measured includes a first layer closest to the light source and a second layer adjacent to the first layer. The spectroscopic measurement unit acquires the wavelength distribution characteristics of the reflectance or transmittance based on the light reflected from the measured object or the light transmitted through the measured object. The first determining means determines the film thickness of at least the first layer by fitting the wavelength distribution characteristic using the model equation including the film thickness of each layer included in the measured object. The conversion means converts the correspondence between the wavelengths in the wavelength distribution characteristics and the reflectance or transmittance values at the wavelengths into the corresponding relationship of the wave number for each wavelength and the conversion value calculated in accordance with a predetermined relational expression, Create a property. The analyzing means acquires the amplitude value of each wave number component included in the wave number distribution characteristic. The second determining means determines at least the film thickness of the first layer based on a wavenumber component having an amplitude value included in the wavenumber distribution characteristic. Then, the first determining means and the second determining means are selectively validated.
바람직하게는, 피측정물에 포함되는 각 층의 막 두께를 포함하는 모델식에, 제2 결정 수단에 의해 결정된 제1층의 막 두께의 값을 설정한 후, 파장 분포 특성에 대해 피팅을 행함으로써, 제2층의 막 두께를 결정하는 제3 결정 수단을 더 포함한다.Preferably, a value of the film thickness of the first layer determined by the second determination means is set in a model expression including the film thickness of each layer included in the measured object, and then fitting is performed on the wavelength distribution characteristic Thereby determining the film thickness of the second layer.
바람직하게는, 제2 결정 수단은 제1 결정 수단에 의한 피팅이 규정 횟수 이내에 수렴되지 않는 경우에 유효화된다.Preferably, the second determining means is validated when the fitting by the first determining means does not converge within the prescribed number of times.
바람직하게는, 모델식은 굴절률을 나타내는 파장에 대한 함수를 포함한다.Preferably, the model equation includes a function for the wavelength representing the refractive index.
바람직하게는, 소정의 파장 범위는 적외 대역의 파장을 포함한다.Preferably, the predetermined wavelength range includes the wavelength of the infrared band.
바람직하게는, 해석 수단은 파수 분포 특성을 이산적으로 푸리에 변환하는 수단을 포함한다.Preferably, the analyzing means includes means for discrete Fourier transforming the wave number distribution characteristic.
바람직하게는, 해석 수단은 최적화법을 사용하여 파수 분포 특성에 포함되는 각 파수 성분의 진폭치를 취득한다.Preferably, the analyzing means acquires amplitude values of the respective wave number components included in the wave number distribution characteristic by using the optimization method.
본 발명의 다른 국면에 따르는 막 두께 측정 방법은 기판 상에 복수의 층이 형성된 피측정물에 대해 소정의 파장 범위를 갖는 측정광을 조사하는 스텝을 포함한다. 피측정물은 측정광이 최초에 입사하는 제1층과 제1층에 인접하는 제2층을 포함한다. 막 두께 측정 방법은, 또한, 피측정물에서 반사된 광 또는 피측정물을 투과한 광에 기초하여 반사율 또는 투과율의 파장 분포 특성을 취득하는 스텝과, 피측정물에 포함되는 각 층의 막 두께를 포함하는 모델식을 사용하여, 파장 분포 특성에 대해 피팅을 행함으로써, 적어도 제1층의 막 두께를 결정하는 제1 결정 스텝과, 파장 분포 특성에 있어서의 각 파장과 그 파장에 있어서의 반사율 또는 투과 율의 값의 대응 관계를, 각 파장에 대한 파수와 소정의 관계식에 따라서 산출되는 변환치의 대응 관계로 변환함으로써, 파수 분포 특성을 생성하는 스텝과, 파수 분포 특성에 포함되는 각 파수 성분의 진폭치를 취득하는 스텝과, 파수 분포 특성에 포함되는 진폭치가 큰 파수 성분에 기초하여 적어도 제1층의 막 두께를 결정하는 제2 결정 스텝과, 제1 결정 스텝 및 제2 결정 스텝을 선택적으로 유효화하는 스텝을 포함한다.A film thickness measuring method according to another aspect of the present invention includes a step of irradiating measurement light having a predetermined wavelength range to an object to be measured on which a plurality of layers are formed on a substrate. The object to be measured includes a first layer in which measurement light is initially incident and a second layer adjacent to the first layer. The film thickness measuring method may further include the steps of obtaining a wavelength distribution characteristic of reflectance or transmittance based on light reflected from the measured object or light transmitted through the measured object; A first determining step of determining a film thickness of at least a first layer by fitting to a wavelength distribution characteristic by using a model equation including a wavelength distribution characteristic and a reflectance Or transmittance values of the respective wave number components included in the wave number distribution characteristic into the corresponding relationship of the wave number for each wavelength and the conversion value calculated according to a predetermined relational expression to generate a wave number distribution characteristic; A second determination step of determining at least a film thickness of the first layer based on a wavenumber component having an amplitude value included in a wavenumber distribution characteristic, And a and a step of selectively enabling the second determination step.
본 발명에 따르면, 피측정물의 막 두께를 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.According to the present invention, the film thickness of the object to be measured can be measured with higher accuracy.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은 첨부한 도면과 관련지어 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.These and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따르면, 막 두께를 보다 높은 정밀도로 측정하는 것이 가능한 막 두께 측정 장치 및 막 두께 측정 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a film thickness measuring apparatus and a film thickness measuring method capable of measuring a film thickness with higher accuracy.
본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에 대해서는, 동일 부호를 부여하고 그 설명은 반복하지 않는다.In the drawings, the same or equivalent portions are denoted by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.
<장치 구성><Device Configuration>
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)의 개략 구성도이다.1 is a schematic block diagram of a film
본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)는 대표적으로, 단층 또는 적층 구조의 피측정물에 있어서의 각 층의 막 두께를 측정하는 것이 가능하다. 특히, 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)는 비교적 두께가 큰 층(대표적으로는, 2㎛ 내지 1000㎛)을 포함하는 피측정물의 막 두께 측정에 적합하다.The film
구체적으로는, 막 두께 측정 장치(100)는 현미 분광식 측정 장치이며, 피측정물에 광을 조사하여, 당해 피측정물에서 반사된 반사광의 파장 분포 특성(이하 「스펙트럼」이라고도 칭함)에 기초하여, 피측정물을 구성하는 각 층의 막 두께를 측정 가능하다. 또한, 막 두께 측정으로 한정되지 않고, 각 층에 있어서의(절대 및 상대) 반사율의 측정이나 층 구조의 해석도 가능하다. 또한, 반사광의 스펙트럼 대신에, 피측정물을 투과한 광의 스펙트럼(투과광의 스펙트럼)을 사용해도 된다.Specifically, the film
본 명세서에서는 피측정물로서, 기판 단체(單體) 혹은 기판 상에 1개 이상의 층이 형성된 것을 대상으로 하는 경우에 대해 예시한다. 피측정물의 구체적인 일례로서는, Si 기판, 글래스 기판, 사파이어 기판 등의 비교적 두께가 있는 기판 단체나, SOI(Silicon on Insulator) 기판과 같은 적층 구조의 기판 등이다. 특히, 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)는 절삭 또한 연마 후의 Si 기판의 막 두께, SOI 기판의 Si층(활성층)의 막 두께, 화학 기계 연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing) 공정에서의 Si 기판의 막 두께 등의 측정에 적합하다.In the present specification, a case in which one or more layers are formed on a single substrate or a substrate is used as an object to be measured. Specific examples of the object to be measured include a substrate having a relatively large thickness such as an Si substrate, a glass substrate, and a sapphire substrate, a substrate having a multilayer structure such as an SOI (Silicon on Insulator) substrate, and the like. Particularly, the film
도 1을 참조하여, 막 두께 측정 장치(100)는 측정용 광원(10)과, 콜리메이트 렌즈(12)와, 커트 필터(14)와, 결상 렌즈(16, 36)와, 조리개부(18)와, 빔 스플리 터(20, 30)와, 관찰용 광원(22)과, 광파이버(24)와, 출사부(26)와, 핀 홀 미러(32)와, 축 변환 미러(34)와, 관찰용 카메라(38)와, 표시부(39)와, 대물 렌즈(40)와, 스테이지(50)와, 가동 기구(51)와, 분광 측정부(60)와, 데이터 처리부(70)를 구비한다.1, the film
측정용 광원(10)은 피측정물의 반사율 스펙트럼을 취득하기 위해, 소정의 파장 범위를 갖는 측정광을 발생하는 광원이고, 특히 적외 대역에 파장 성분(예를 들어, 900㎚ 내지 1600㎚ 또는 1470㎚ 내지 1600㎚)을 갖는 광원이 사용된다. 측정용 광원(10)으로서는, 대표적으로 할로겐 램프가 사용된다.The light source for
콜리메이트 렌즈(12)와, 커트 필터(14)와, 결상 렌즈(16)와, 조리개부(18)는 측정용 광원(10)과 빔 스플리터(30)를 연결하는 광축(AX2) 상에 배치되어, 측정용 광원(10)으로부터 출사되는 측정광을 광학적으로 조정한다.The
구체적으로는, 콜리메이트 렌즈(12)는 측정용 광원(10)으로부터의 측정광이 최초에 입사하는 광학 부품이고, 확산 광선으로서 전파되는 측정광을 굴절시켜 평행 광선으로 변환한다. 콜리메이트 렌즈(12)를 통과한 측정광은 커트 필터(14)에 입사한다. 커트 필터(14)는 측정광에 포함되는 불필요한 파장 성분을 차단한다. 대표적으로, 커트 필터(14)는 글래스 기판 등에 증착된 다층막에 의해 형성된다. 결상 렌즈(16)는 측정광의 빔 직경을 조정하기 위해, 커트 필터(14)를 통과한 측정광을 평행 광선으로부터 수렴 광선으로 변환한다. 결상 렌즈(16)를 통과한 측정광은 조리개부(18)에 입사한다. 조리개부(18)는 측정광의 광량을 소정량으로 조정한 후 빔 스플리터(30)로 출사한다. 바람직하게는, 조리개부(18)는 결상 렌즈(16)에 의해 변환된 측정광의 결상 위치에 배치된다. 또한, 조리개부(18)의 조정량은 피측정물에 입사하는 측정광의 피사계 심도나 필요한 광강도 등에 따라서 적절하게 설정된다.Specifically, the
한편, 관찰용 광원(22)은 피측정물로의 포커싱이나 측정 위치의 확인에 사용되는 관찰광을 생성하는 광원이다. 그리고, 관찰용 광원(22)이 발생하는 관찰광은 피측정물에서 반사 가능한 파장을 포함하도록 선택된다. 관찰용 광원(22)은 광파이버(24)를 통해 출사부(26)와 접속되어 있고, 관찰용 광원(22)에서 생성된 관찰광은 광도파로인 광파이버(24)를 전파한 후에 출사부(26)로부터 빔 스플리터(20)를 향해 출사된다.On the other hand, the
출사부(26)는 피측정물에 소정의 관찰 기준상이 투사되도록, 관찰용 광원(22)에서 생성된 관찰광의 일부를 마스크하는 마스크부(26a)를 포함한다. 이 관찰 기준상은 그 표면에 아무런 모양(패턴)도 형성되어 있지 않은 피측정물(대표적으로, 투명한 글래스 기판 등)에 대해서도, 포커싱을 용이화하기 위한 것이다. 또한, 레티클상의 형상은 어느 것이라도 좋으나, 일례로서 동심원 형상이나 십자 형상의 패턴 등을 사용할 수 있다.The
즉, 관찰용 광원(22)에서 생성된 직후의 관찰광의 빔 단면에 있어서의 광강도(광량)는 대략 균일하나, 마스크부(26a)가 이 관찰광의 일부를 마스크(차폐)함으로써, 관찰광은 그 빔 단면에 있어서 광강도가 대략 제로인 영역(그림자 영역)이 형성된다. 이 그림자 영역이 관찰 기준상으로서 피측정물에 투사된다.That is, although the light intensity (amount of light) in the beam cross section of the observation light immediately after being generated by the observation
스테이지(50)는 피측정물을 배치하기 위한 시료대이고, 그 배치면은 평탄하 게 형성된다. 이 스테이지(50)는 일례로서 기계적으로 연결된 가동 기구(51)에 의해 3방향(X방향ㆍY방향ㆍZ방향)으로 자유자재로 구동된다. 가동 기구(51)는 대표적으로 3축분의 서보 모터와, 각 서보 모터를 구동하기 위한 서보 드라이버를 포함하여 구성된다. 그리고, 가동 기구(51)는 사용자 또는 도시하지 않은 제어 장치 등으로부터의 스테이지 위치 지령에 응답하여 스테이지(50)를 구동한다. 이 스테이지(50)의 구동에 의해, 피측정물과 후술하는 대물 렌즈(40) 사이의 위치 관계가 변경된다.The
대물 렌즈(40)와, 빔 스플리터(30)와, 핀 홀 미러(32)는 스테이지(50)의 평탄면에 수직인 방향으로 연신하는 광축(AX1) 상에 배치된다.The
빔 스플리터(30)는 측정용 광원(10)에서 생성되는 측정광을 반사함으로써, 그 전파 방향을 광축(AX1)의 종이면 하향으로 변환한다. 또한, 빔 스플리터(30)는 광축(AX1)을 종이면 상향으로 전파하는 피측정물로부터의 반사광을 투과시킨다.The
한편, 빔 스플리터(20)는 관찰용 광원(22)에서 생성되는 관찰광을 반사함으로써, 그 전파 방향을 광축(AX2)의 종이면 우측 방향으로 변환한다. 즉, 빔 스플리터(20)는 측정용 광원(10)으로부터 집광 광학계인 대물 렌즈(40)까지의 광학 경로 상의 소정 위치에 있어서 관찰광을 주입하는 광 주입부로서 기능한다. 이 빔 스플리터(20)에서 합성된 측정광과 관찰광은 빔 스플리터(30)에서 반사된 후, 대물 렌즈(40)에 입사한다.On the other hand, the
특히, 측정광은 적외 대역의 파장 성분을 포함하고, 관찰광은 가시 대역의 파장 성분을 포함하므로, 빔 스플리터(20 및 30)는 모두 그 투과/반사 특성이 가시 대역으로부터 적외 대역까지 원하는 값을 유지할 수 있는 것이 채용된다.In particular, since the measurement light includes the wavelength component of the infrared band and the observation light includes the wavelength component of the visible band, the
대물 렌즈(40)는 광축(AX1)을 종이면 하향으로 전파하는 측정광 및 관찰광을 집광하기 위한 집광 광학계이다. 즉, 대물 렌즈(40)는 피측정물 또는 그 근접한 위치에서 결상되도록 측정광 및 관찰광을 수렴시킨다. 또한, 대물 렌즈(40)는 소정의 배율(예를 들어, 10배, 20배, 30배, 40배 등)을 갖는 확대 렌즈이다. 이와 같은 확대 렌즈를 사용함으로써, 피측정물의 광학 특성이 측정되는 영역을 대물 렌즈(40)에 입사하는 광의 빔 단면에 비교하여 보다 미소화할 수 있다.The
또한, 대물 렌즈(40)를 통해 피측정물에 입사한 측정광 및 관찰광은 피측정물에서 반사되어, 광축(AX1) 상을 종이면 상향으로 전파한다. 이 반사광은 대물 렌즈(40)를 투과한 후, 빔 스플리터(30)를 투과하여 핀 홀 미러(32)까지 도달한다.Further, the measurement light and the observation light incident on the object to be measured through the
핀 홀 미러(32)는 피측정물에서 발생하는 반사광 중, 측정 반사광과 관찰 반사광을 분리하는 광 분리부로서 기능한다. 구체적으로는, 핀 홀 미러(32)는 광축(AX1)을 종이면 상향으로 전파하는 피측정물로부터의 반사광을 반사하는 반사면을 포함하고, 그 반사면과 광축(AX1)의 교점을 중심으로 하는 구멍부(핀 홀)(32a)가 형성되어 있다. 이 핀 홀(32a)의 크기는 측정용 광원(10)으로부터의 측정광이 피측정물에서 반사되어 발생하는 측정 반사광의, 핀 홀 미러(32)의 위치에 있어서의 빔 직경에 비교하여, 작아지도록 형성된다. 또한, 이 핀 홀(32a)은 각각 측정광 및 관찰광이 피측정물에서 반사되어 발생하는 측정 반사광 및 관찰 반사광의 결상 위치와 일치하도록 배치된다. 이와 같은 구성에 의해, 피측정물에서 발생한 반사광은 핀 홀(32a)을 통과하여 분광 측정부(60)에 입사한다. 한편, 반사광의 잔량 부는 그 전파 방향이 변환되어 축 변환 미러(34)로 입사한다.The
분광 측정부(60)는 핀 홀 미러(32)를 통과한 측정 반사광으로부터 반사율 스펙트럼을 측정하여, 그 측정 결과를 데이터 처리부(70)로 출력한다. 보다 상세하게는, 분광 측정부(60)는 회절 격자(그레이팅)(62)와, 검출부(64)와, 커트 필터(66)와, 셔터(68)를 포함한다.The
커트 필터(66)와, 셔터(68)와, 회절 격자(62)는 광축(AX1) 상에 배치된다. 커트 필터(66)는 핀 홀(32a)을 통과하여 분광 측정부(60)에 입사하는 측정 반사광에 포함되는, 측정 범위 외의 파장 성분을 제한하기 위한 광학 필터이고, 특히 측정 범위 외의 파장 성분을 차단한다. 셔터(68)는 검출부(64)를 리셋할 때 등에, 검출부(64)에 입사하는 광을 차단하기 위해 사용된다. 셔터(68)는 대표적으로 전자기력에 의해 구동하는 기계식 셔터로 이루어진다.The
회절 격자(62)는 입사하는 측정 반사광을 분광한 후, 각 분광파를 검출부(64)로 유도한다. 구체적으로는, 회절 격자(62)는 반사형의 회절 격자이고, 소정의 파장 간격마다의 회절파가 대응하는 각 방향으로 반사되도록 구성된다. 이와 같은 구성을 갖는 회절 격자(62)에 측정 반사파가 입사하면, 포함되는 각 파장 성분은 대응하는 방향으로 반사되어, 검출부(64)의 소정의 검출 영역에 입사한다. 또한, 이 파장 간격이 분광 측정부(60)에 있어서의 파장 분해능에 상당한다. 회절 격자(62)는, 대표적으로 플랫 포커스형 구면 그레이팅으로 이루어진다.The
검출부(64)는 피측정물의 반사율 스펙트럼을 측정하기 위해, 회절 격자(62)에 의해 분광된 측정 반사광에 포함되는 각 파장 성분의 광강도에 따른 전기 신호 를 출력한다. 검출부(64)는 적외 대역에 감도를 갖는 InGaAs 어레이 등으로 이루어진다.The
데이터 처리부(70)는 검출부(64)에 의해 취득된 반사율 스펙트럼에 대해, 본 발명에 관한 특징적인 처리를 행함으로써, 피측정물을 구성하는 각 층의 막 두께를 측정한다. 또한, 데이터 처리부(70)는 피측정물의 각 층의 반사율이나 층 구조의 해석도 가능하다. 또한, 이와 같은 처리의 상세에 대해서는 후술한다. 그리고, 데이터 처리부(70)는 측정한 피측정물의 막 두께를 비롯한 광학 특성을 출력한다.The
한편, 핀 홀 미러(32)에서 반사된 관측 반사광은 광축(AX3)을 따라서 전파되어, 축 변환 미러(34)로 입사한다. 축 변환 미러(34)는 관측 반사광의 전파 방향을 광축(AX3)으로부터 광축(AX4)으로 변환한다. 그러면, 관측 반사광은 광축(AX4)을 따라서 전파되어, 관찰용 카메라(38)로 입사한다.On the other hand, the observation reflected light reflected by the
관찰용 카메라(38)는 관찰 반사광에 의해 얻어지는 반사상을 취득하는 촬상부로, 대표적으로는 CCD(Charged Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 등으로 이루어진다. 또한, 관찰용 카메라(38)는 대표적으로 가시 대역에 감도를 갖는 것으로, 소정의 측정 범위에 감도를 갖는 검출부(64)와는 상이한 감도 특성을 갖는 경우가 많다. 그리고, 관찰용 카메라(38)는 관찰 반사광에 의해 얻어지는 반사상에 따른 영상 신호를 표시부(39)로 출력한다. 표시부(39)는 관찰용 카메라(38)로부터의 영상 신호에 기초하여 반사상을 화면 상에 표시한다. 사용자는, 이 표시부(39)에 표시되는 반사상을 목시하여, 피측정물에 대한 포커싱이나 측정 위치의 확인 등을 행한다. 표시부(39)는 대표적으로 액 정 디스플레이(LCD) 등으로 이루어진다. 또한, 관찰용 카메라(38) 및 표시부(39) 대신에, 사용자가 반사상을 직접적으로 목시할 수 있는 파인더를 설치해도 좋다.The
<반사광의 해석적 검토>≪ Analytical Investigation of Reflected Light >
우선, 피측정물에 측정광을 조사한 경우에 관측되는 반사광에 대해, 수학적 및 물리적으로 검토를 행한다.First, the reflected light observed when the measurement light is irradiated to the measured object is mathematically and physically examined.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)가 측정 대상으로 하는 피측정물(OBJ)의 단면 모식도의 일례이다.2 is an example of a cross-sectional schematic diagram of an object to be measured OBJ to be measured by the film
도 2를 참조하여, 피측정물(OBJ)의 대표예로서 SOI 기판을 생각한다. 즉, 피측정물(OBJ)은 Si층(1)과 베이스 Si층(3)(기판층) 사이에 SiO2층(2)(BOX층)이 배치된 3층 구조를 갖는다. 그리고, 막 두께 측정 장치(100)로부터의 조사광은 종이면 상측으로부터 피측정물(OBJ)로 입사하는 것으로 한다. 즉, 측정광은 최초에 Si층(1)으로 입사하는 것으로 한다.Referring to Fig. 2, an SOI substrate is considered as a representative example of the object OBJ. That is, the object OBJ has a three-layer structure in which the SiO 2 layer 2 (BOX layer) is disposed between the
이해를 쉽게 하기 위해, 피측정물(OBJ)에 입사한 측정광이 Si층(1)과 SiO2층(2)의 계면에서 반사되어 발생하는 반사광에 대해 생각한다. 이하의 설명에서는 첨자 i를 사용하여 각 층을 표현한다. 즉, 공기나 진공 등의 분위기층을 첨자 「0」, 피측정물(OBJ)의 Si층(1)을 첨자 「1」, SiO2층(2)을 첨자 「2」로 한다. 또한, 각 층에 있어서의 굴절률을 첨자 i를 사용하여 굴절률(ni)을 나타낸다.For easy understanding, it is assumed that the measurement light incident on the object OBJ is reflected at the interface between the
서로 상이한 굴절률(ni)을 갖는 층의 계면에서는 광의 반사가 발생하므로, 굴절률이 상이한 i층과 i+1층 사이의 각 경계면에서의 P 편광 성분 및 S 편광 성분의 진폭 반사율(Fresnel 계수) r(P) i, i+1, r(S) i, i+1은 다음과 같이 나타낼 수 있다.Since the reflection of light occurs at the interfaces of the layers having different refractive indexes (n i ), the amplitude reflectance r (P ) of the P polarization component and the S polarization component at each interface between the i layer and the i + ) i , i + 1 , r (S) i , i + 1 can be expressed as follows.
여기서, øi는 i층에 있어서의 입사각이다. 이 입사각(øi)은 이하와 같은 Snell의 법칙에 의해, 최상층의 분위기층(O층)에 있어서의 입사각으로부터 계산할 수 있다.Here,? I is an incident angle in the i-th layer. This incident angle? I can be calculated from the incident angle in the uppermost atmosphere layer (O layer) by the following Snell's law.
광이 간섭 가능한 막 두께를 갖는 층 내에서는 상기 식으로 나타내는 반사율로 반사되는 광이 층 내를 몇 번이나 왕복한다. 그로 인해, 인접하는 층과의 계면에서 직접 반사된 광과 층 내를 다중 반사한 후의 광 사이에서는 그 광로 길이가 상이하므로, 위상이 서로 상이한 것이 되어, Si층(1)의 표면에 있어서 광의 간섭이 발생한다. 이와 같은, 각 층 내에 있어서의 광의 간섭 효과를 나타내기 위해, i층의 층 내에 있어서의 광의 위상각(βi)을 도입하면, 이하와 같이 나타낼 수 있다. In the layer having a film thickness capable of interfering with light, the light reflected by the reflectance expressed by the above formula is reciprocated in the layer several times. As a result, the optical path lengths are different between the light directly reflected at the interface with the adjacent layer and the light after the multiple reflection in the layer, so that the phases become different from each other, Lt; / RTI > In order to exhibit the interference effect of light in each layer as described above, the phase angle? I of the light in the layer of the i-th layer can be introduced as follows.
여기서, di는 i층의 막 두께를 나타내고, λ는 입사광의 파장을 나타낸다.Here, d i represents the film thickness of the i-layer, and λ represents the wavelength of the incident light.
보다 단순화하기 위해, 피측정물(OBJ)에 대해 수직으로 광이 조사되는 경우, 즉 입사각 øi = 0으로 하면, P 편광과 S 편광의 구별은 없어져, 각 층간의 계면에 있어서의 진폭 반사율 및 박막의 위상각(β1)은 이하와 같이 된다.For simplicity, when light is irradiated perpendicularly to the object OBJ, that is, when the incident angle? I = 0, there is no distinction between the P polarized light and the S polarized light, and the amplitude reflectance at the interface between the respective layers The phase angle? 1 of the thin film is as follows.
또한, 도 2에 도시하는 3층계의 피측정물(OBJ)에 있어서의 반사율(R)은 이하와 같이 된다.The reflectance R of the three-layer object to be measured OBJ shown in Fig. 2 is as follows.
상기 식에 있어서, 위상각(β1)에 대한 주파수 변환(푸리에 변환)을 생각하면, 위상 인자(Phase Factor)인 cos2β1은 반사율(R)에 대해 비선형이 된다. 따라서, 이 위상 인자 cos2β1에 대해 선형성을 갖는 함수로의 변환을 행한다. 일례로서, 이 반사율(R)을 이하의 식과 같이 변환하여, 독자의 변수인 「파수 변환 반사율」(R')을 정의한다.Considering the frequency transformation (Fourier transform) of the phase angle? 1 in the above equation, cos2? 1, which is a phase factor, becomes non-linear with respect to the reflectance R. Therefore, conversion to a function having a linearity with respect to this phase factor cos 2 ? 1 is performed. As an example, the reflectance R is transformed as shown in the following expression to define the wave-form converted reflectance R 'as a unique parameter.
이 파수 변환 반사율(R')은 위상 인자 cos2β1에 대한 1차식이 되어, 선형성을 갖게 된다. 여기서, 식 중의 Ra는 파수 변환 반사율(R')에 있어서의 절편이고, Rb는 파수 변환 반사율(R')에 있어서의 기울기이다. 즉, 이 파수 변환 반사율(R')은 각 파장에 있어서의 반사율(R)의 값을 주파수 변환에 관한 위상 인자 cos2β1에 대해 선형화하기 위한 함수이다. 또한, 이와 같은 위상 인자에 대해 선형화하기 위한 함수로서는, 1/(1 - R)이라고 하는 함수를 사용해도 된다.This wave-converted reflectance R 'becomes a linear expression with respect to the phase factor cos 2 ? 1 and becomes linear. Here, R a in the equation is a slice in the wave number converted reflectance (R '), and R b is a slope in the wave number converted reflectance (R'). That is, the wave-converted reflectance R 'is a function for linearizing the value of the reflectance R at each wavelength with respect to the phase factor cos 2 ? 1 concerning the frequency conversion. As a function for linearizing the phase factor, a function of 1 / (1 - R) may be used.
따라서, 대상으로 하는 Si층(1) 내의 파수(K1)는 이하와 같이 정의할 수 있다.Therefore, the number of waves (K 1 ) in the
여기서, Si층(1) 내에서의 파장(λ)의 광속도를 s로 하고, 진공 중의 파장(λ)의 광속도를 c로 하면, 굴절률 n1 = c/s로 표시된다. 또한, Si층(1) 내를 x 방향으로 진행하는 광에 의해 발생하는 전자기파(E)(x, t)는, 파수(K1), 각 주파수(ω), 위상(δ)을 사용하여, E(x, t) = E0exp[j(ωt - K1x + δ)]로 표시된다. 즉, Si층(1) 내의 전자기파의 전파 특성은 파수(K1)에 의존한다. 이들의 관계로부터, 진공 중에 있어서 파장(λ)을 갖는 광은, 층 내에서는 그 광속도가 저하되므로, 파장도 λ로부터 λ/n1까지 길어지는 것을 알 수 있다. 이와 같은 파장 분산 현상을 고려하여, 파수 변환 반사율(R')을 이하와 같이 정의한다.Here, when the light velocity of the wavelength? In the
이 관계로부터, 파수 변환 반사율(R')을 파수(K)에 대해 주파수 변환(푸리에 변환)하면, 막 두께(d1)에 상당하는 주기 성분에 피크가 나타나는 것에 의해, 이 피크 위치를 특정함으로써 막 두께(d1)를 산출할 수 있다.From this relationship, when the wave-converted reflectance R 'is frequency-converted (Fourier transformed) with respect to the wave number K, a peak appears in the periodic component corresponding to the film thickness d 1 , The film thickness d 1 can be calculated.
즉, 피측정물(OBJ)로부터 측정되는 반사율 스펙트럼과 각 파장에 있어서의 반사율과의 대응 관계를, 각 파장으로부터 산출되는 파수와 상술한 관계식에 따라서 산출되는 파수 변환 반사율(R')의 대응 관계(파수 분포 특성)로 변환하고, 이 파수(K)를 포함하는 파수 변환 반사율(R')의 함수를 파수(K)에 대해 주파수 변환하고, 이 주파수 변환 후의 특성에 나타나는 피크에 기초하여 피측정물(OBJ)을 구성하는 Si층(1)의 막 두께를 산출할 수 있다. 이는, 파수 분포 특성에 포함되는 각 파수 성분의 진폭치를 취득하여, 이 중 진폭치가 큰 파수 성분에 기초하여 Si층(1)의 막 두께를 산출하는 것을 의미한다. 또한, 후술하는 바와 같이, 파수 분포 특성으로부터 진폭치가 큰 파수 성분을 해석하는 방법으로서는, FFT(Fast Fourier Transform : 고속 푸리에 변환) 등의 이산적인 푸리에 변환을 사용하는 방법과, 최대 엔트로피법(Maximum Entropy Method ; 이하, 「MEM」이라고도 칭함) 등의 최적화법을 사용하는 방법 중 어느 하나를 채용할 수 있다.That is, the correspondence relation between the reflectance spectrum measured from the measured object OBJ and the reflectance at each wavelength can be expressed as a corresponding relationship between the wave number calculated from each wavelength and the wave number converted reflectivity R 'calculated according to the above-mentioned relational expression (Wavenumber distribution characteristic), frequency conversion of the function of the wave number conversion reflectance R 'including the wave number K with respect to the wave number K, and based on the peak appearing in the characteristic after the frequency conversion, The film thickness of the
파수 변환 반사율(R')의 정의에 있어서, Ra 및 Rb는 층 내에 있어서의 간섭 현상과는 무관계한 값이지만, Si층(1)의 굴절률(n1)을 포함하는 각 층간의 계면에 있어서의 진폭 반사율에 의존한다. 그로 인해, 굴절률(n1)이 파장 분산을 갖는 경우에는, 그 값은 파장[즉, 파수(K)]에 의존하는 함수치가 되고, 파수(K)에 관하여 일정치로는 되지 않는다. 따라서, 푸리에 변환을 ⊃로 나타내고, R', Ra, Rb, cos2K1d1을 파수(K)로 푸리에 변환한 후의 함수인 파워 스펙트럼을 각각 P, Pa, Pb, F로 하면, 이하의 식이 성립한다.In the definition of the wave-converted reflectance (R '), R a and R b are values that are independent of the interference phenomenon in the layer, but are not limited to the interface between the layers including the refractive index (n 1 ) of the Si layer Depends on the amplitude reflectance of the light source. Therefore, when the refractive index n 1 has a wavelength dispersion, the value is a function value depending on the wavelength (that is, the wave number K), and does not become a constant value with respect to the wave number K. Thus, represents the Fourier transform to ⊃, R ', R a, R b, cos2K 1 when the d 1 to the wave number (K) the function of the power spectrum after a Fourier transform to the respective P, P a, P b, F, The following expression is established.
식 중의 Pa에 있어서의 막 두께에 의존하는 성분은 상대적으로 작고, 또한 파워 스펙트럼(F)과는 독립되는 피크를 가지므로, 파워 스펙트럼(F)에 영향을 미치지 않는다.The component depending on the film thickness in P a in the formula is relatively small and has a peak independent of the power spectrum F and does not affect the power spectrum F. [
한편, 식 중의 Pb는 파워 스펙트럼(F)과 컨볼루션됨으로써, Pb에 있어서의 막 두께 성분이 파워 스펙트럼(F)의 막 두께 성분에 변조를 가하게 된다. 그러나, Pb는 층 내에 있어서의 간섭 현상에 무관계이고, 인접하는 2개의 층에 있어서의 굴절률의 파장 의존성에만 영향을 받으므로, 파수(K)에 대한 Pb의 막 두께 성분은 F의 막 두께 성분에 비교하여 무시할 수 있을 정도로 작다. 예를 들어, Rb가 막 두께(q)의 주기 함수이고, 그 푸리에 변환 후의 Pb가 컨볼루션에 의해 파워 스펙트럼(F)의 막 두께 성분(d)에 변조를 가했다고 하면, 스펙트럼으로서 나타나는 피크는 「d - q」 또는 「d + q」가 되나, q의 값이 매우 작으므로 피크 위치(d)에 대한 영향은 작다.On the other hand, P b in the formula is being power spectrum (F) and the convolution, the thickness component in the P b exert a modulated component of the power spectrum to the film thickness (F). However, since P b is irrelevant to the interference phenomenon in the layer and is influenced only by the wavelength dependency of the refractive index in the adjacent two layers, the film thickness component of P b with respect to the wave number K is the film thickness of F Which is negligibly small compared to the components. For example, if R b is a periodic function of the film thickness q and P b after the Fourier transformation modulates the film thickness component d of the power spectrum F by convolution, The peak is "d-q" or "d + q", but the influence on the peak position (d) is small since the value of q is very small.
또한, 푸리에 변환을 행할 때에는, 후술하는 바와 같이 측정 대상의 층의 최대 막 두께를 고려하여, 나이퀴스트의 샘플링 정리(sampling theorem)에 따라서, 파수 변환 반사율(R')에 대해 적절한 샘플 간격 및 샘플 수로 샘플링이 행해진다. 이와 같이 샘플링된 파수 변환 반사율(R')에 기초하여 산출된 파워 스펙트럼의 막 두께 분해능(r)에 대해, Pb의 막 두께 성분(q)은 보다 작을 가능성이 높아(q < r), 막 두께(d)의 측정 결과에는 거의 영향을 미치지 않는다고 할 수 있다.When Fourier transform is performed, as described later, the maximum film thickness of the layer to be measured is taken into consideration, and a suitable sample interval for the wave number converted reflectance (R ') according to the Nyquist sampling theorem and Sampling is performed with the number of samples. Thus, for a sampling frequency converting reflectivity (R ') thickness resolution (r) of the power spectrum calculated based on the film thickness component (q) of P b is more likely less than (q <r), the film It can be said that there is little influence on the measurement result of the thickness d.
이와 같이, 산출된 반사율 스펙트럼을, 박막에 있어서의 파장 분산을 고려한 파수에 대한 함수로 변환한 후에 푸리에 변환을 행함으로써, 박막의 막 두께를 정확하게 산출할 수 있다.Thus, the film thickness of the thin film can be accurately calculated by performing the Fourier transform after converting the calculated reflectance spectrum into a function for the number of wavenumbers in consideration of the wavelength dispersion in the thin film.
또한, 상술한 설명에서는, 반사율 스펙트럼을 사용하는 경우에 대해 예시하였으나, 투과율 스펙트럼을 사용해도 된다. 이 경우에는 측정된 투과율을 T, 「파수 변환 투과율」을 T'로 하면, 이하와 같은 관계식으로 나타낸다.In the above description, the reflectance spectrum is used, but the transmittance spectrum may be used. In this case, when the measured transmittance is T and the " wavenumber conversion transmittance " is T ', it is expressed by the following relational expression.
투과율 스펙트럼을 사용하는 경우에 있어서도, 투과율(T)은 위상 인자 cos2β1에 대해 비선형이 된다. 그로 인해, 상술한 것과 동일한 이유로부터, 위상 인자 cos2β1에 대해 선형성을 갖는 파수 변환 투과율(T')을 채용한다. 상기 식에 따르면, 파수 변환 투과율(T')은, 위상 인자 cos2β1에 대한 1차식이 되어, 상술한 것과 동일한 수순에 따라서, 박막의 막 두께를 정확하게 산출할 수 있다. 즉, 이 파수 변환 투과율(T')은 각 파장에 있어서의 투과율(T)의 값을 주파수 변환에 관한 위상 인자 cos2β1에 대해 선형화하기 위한 함수이다.Even in the case of using the transmittance spectrum, the transmittance T becomes non-linear with respect to the phase factor cos 2 ? 1 . Hence, from the same reason as described above, the wave-converted transmittance T 'having linearity with respect to the phase factor cos 2 ? 1 is adopted. According to the above equation, the wave number converted transmittance T 'becomes a linear expression with respect to the phase factor cos 2 ? 1 , and the film thickness of the thin film can be accurately calculated according to the same procedure as described above. That is, the wave-converted transmittance T 'is a function for linearizing the value of the transmittance T at each wavelength with respect to the phase factor cos 2 ? 1 related to frequency conversion.
다시, 도 2를 참조하여, SiO2층(2)과 베이스 Si층(3)의 계면에서 반사되어 발생하는 반사광에 대해 생각한다. Si층(1)의 굴절률을 n1, 막 두께를 d1로 하고, SiO2층(2)의 굴절률을 n2, 막 두께를 d2로 하면, 파수 변환 반사율(R')은 이하와 같이 된다.2, reflection light generated by reflection at the interface between the SiO 2 layer 2 and the
여기서, Si층(1)의 막 두께(d1) 및 SiO2층(2)의 막 두께(d2)를 분리하여 산출하는 경우에는, 파수(K1, K2)로 각각 변환한 파수 변환 반사율[R1'(K1), R2'(K2)]을 사용한다. 구체적으로는, 이하와 같이 나타낸다.Here, when the film thickness d 1 of the
이들 식 중에 있어서, d1' 및 d2'는 정확한 막 두께는 아니지만, 파수 변환 반사율[R1'(K1)]의 제2항에 상당하는 파워 스펙트럼 중의 피크로부터 본래의 막 두께(d1)를 구할 수 있고, 또한 파수 변환 반사율[R2'(K2)]의 제3항에 상당하는 파워 스펙트럼 중의 피크로부터 본래의 막 두께(d2)를 구할 수 있다.In the these equations, d 1 'and d 2' is not a precise film thickness, frequency conversion reflectance [R 1 '(K 1) ] the original thickness from the peak of the power spectrum corresponding to the second term of (d 1 ), And the original film thickness d 2 can be obtained from the peak in the power spectrum corresponding to the third term of the wave number conversion reflectance [R 2 '(K 2 )].
또한, 실제로는, Si층(1) 및 SiO2(2)은 그 굴절률이 근사하고 있어, 양자의 계면에 있어서의 반사율은 다른 계면에 있어서의 반사율에 비교하여 상대적으로 작아지는 경우가 많다. 그 결과, 파수 변환 반사율의 함수에 포함되는 Rb나 Rd에 비교하여, Rc의 값이 작아져, 파워 스펙트럼으로부터 파수 변환 반사율[R2'(K2)]의 제3항에 상당하는 피크를 식별하는 것이 곤란한 경우도 많다. 이와 같은 경우에는, 파수 변환 반사율[R2'(K2)]의 제4항에 상당하는 파워 스펙트럼의 피크 위치(d1' + d2)와, 파수 변환 반사율[R2'(K2)]의 제2항에 상당하는 파워 스펙트럼의 피크 위치(d1')를 산출한 후에, 양자의 차를 취함으로써, 막 두께(d2)를 산출할 수 있다.In reality, the refractive indexes of the
<파장 범위 및 파장 분해능에 대해><Regarding Wavelength Range and Wavelength Resolution>
도 3은 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)를 사용하여 SOI 기판을 측정한 경우의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 또한, 도 3에는 측정광으로서, 파장 범위가 900 내지 1600㎚인 것을 사용한 경우[도 3의 (a)] 및 파장 범위가 1340 내지 1600㎚인 것을 사용한 경우[도 3의 (b)]의 측정예를 나타낸다. 또한, 측정 파장에 따라서 회절 격자(62)를 적절한 특성을 갖는 것을 선택하여, 반사광이 입사하는 검출부(64)(도 1)에서의 검출 포인트 수(검출 채널수)는 모두 동일(예를 들어, 512채널)한 것으로 하였다. 바꿔 말하면, 파장 범위가 좁을수록, 검출 포인트당의 파장 간격(즉, 파장 분해능)은 작아진다.Fig. 3 is a diagram showing the measurement result when the SOI substrate is measured using the film
상술한 해석적 검토에 따르면, 측정되는 반사율은 파장에 대해 주기적으로 변화될 것이다.According to the above analytical review, the measured reflectance will be periodically changed with respect to wavelength.
도 3의 (a)에 도시하는 측정 결과에 있어서는, 반사율이 파장에 대해 주기적으로 변화되고 있는 징후는 보이나, 막 두께를 측정하기 위한, 충분한 정밀도는 얻어지고 있지 않다.In the measurement results shown in Fig. 3 (a), there is an indication that the reflectance is periodically changed with respect to the wavelength, but sufficient accuracy for measuring the film thickness is not obtained.
이에 대해, 도 3의 (b)에 도시하는 측정 결과에 있어서는, 반사율의 피크(peak) 및 밸리(valley)가 명확하게 나타나 있어, 반사율의 변화 주기에 대해서도 측정이 가능하게 되어 있다. 도 3의 (c)는 도 3의 (b)에 나타내는 측정 결과(반사율 스펙트럼)를 상술한 파수 변환 반사율(R')의 함수로 변환한 후, 파수(K)에 대해 주파수 변환한 결과를 나타낸다. 이 도 3의 (c)에 나타내는 주피크에 대응하는 값을 Si층(1)의 막 두께로서 결정할 수 있다.On the other hand, in the measurement results shown in FIG. 3 (b), the peaks and valleys of the reflectance are clearly shown, so that it is possible to measure the change period of the reflectance. 3C shows a result of frequency conversion for the wave number K after converting the measurement result (reflectance spectrum) shown in FIG. 3B into a function of the wave number converted reflectivity R ' . A value corresponding to the main peak shown in FIG. 3 (c) can be determined as the film thickness of the
또한, 도 4 및 도 5에는 SOI 기판의 다른 측정 결과를 나타낸다.4 and 5 show other measurement results of the SOI substrate.
도 4는 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)를 사용하여 SOI 기판을 측정한 다른 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 4에는 Si층(1)의 막 두께가 10.0㎛(설계치)이고, SiO2층(2)의 막 두께가 0.3㎛(설계치)인 경우의 측정예를 나타낸다. 또한, 도 4의 (a)에는 가시 대역(330 내지 1100㎚)의 파장 성분을 갖는 측 정광을 사용한 경우를 도시하고, 도 4의 (b)에는 적외 대역(900 내지 1600㎚)의 파장 성분을 갖는 측정광을 사용한 경우를 도시한다. 또한, 상술한 바와 같이, 검출부(64)(도 1)에서의 검출 포인트 수(검출 채널수)는 모두 동일하다.4 is a view showing another measurement result of measuring the SOI substrate using the film
도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 가시 대역의 파장 성분을 갖는 측정광을 사용한 경우에는, 약 860㎚보다 긴 파장 영역에서는 반사율이 주기적인 거동을 나타내지만, 그것보다 짧은 가시 대역에서는 유의한 주기적 변화를 발생하고 있지 않은 것을 알 수 있다. 이에 대해, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 적외 대역의 파장 성분을 갖는 측정광을 사용한 경우에는 반사율의 주기적 변화가 유의하게 나타나 있는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 4 (a), when the measuring light having the wavelength component of the visible band is used, the reflectance shows a periodic behavior in the wavelength range longer than about 860 nm, It can be seen that no periodic change has occurred. On the other hand, as shown in FIG. 4 (b), when the measurement light having the wavelength component of the infrared band is used, the periodic change of the reflectance is significant.
또한, 도 5는 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)를 사용하여 SOI 기판을 측정한 또 다른 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 5에는 Si층(1)의 막 두께가 80.0㎛(설계치)이고, SiO2층(2)의 막 두께가 0.1㎛(설계치)인 경우의 측정예를 나타낸다. 또한, 도 5의 (a)에는 적외 대역(900 내지 1600㎚)의 파장 성분을 갖는 측정광을 사용한 경우를 도시하고, 도 5의 (b)에는 보다 좁은 적외 대역(1470 내지 1600㎚)의 파장 성분을 갖는 측정광을 사용한 경우를 도시한다. 또한, 상술한 바와 같이 검출부(64)(도 1)에서의 검출 포인트 수(검출 채널수)는 모두 동일하다.5 is a view showing still another measurement result of measuring the SOI substrate using the film
도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 적외 대역의 파장 성분을 갖는 측정광을 사용한 경우라도, 측정된 반사율에는 유의한 주기적 변화가 나타나 있지 않은 것을 알 수 있다. 이에 대해, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 보다 좁은 적외 대역의 파장 성분을 갖는 측정광을 사용한 경우에는, 반사율의 주기적 변화가 유의하게 나타나 있는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 5 (a), even when the measuring light having the wavelength component of the infrared band is used, it can be seen that no significant periodic change is observed in the measured reflectance. On the other hand, as shown in Fig. 5 (b), it can be seen that when the measurement light having a wavelength component of a narrower infrared band is used, the periodic change of the reflectance is significant.
이상의 측정예에 따르면, 비교적 두께가 있는 층의 막 두께를 높은 정밀도로 측정하기 위해서는, 측정광의 파장 범위 및 파장 분해능을 적절하게 설정할 필요가 있다고 할 수 있다. 이는, 층 내에서의 광간섭 현상을 이용하는 측정 방법인 것 및 검출부(64)에 의한 반사광의 파장 분해능이 유한한 것에 기인하는 것으로, 이하에 설명하는 바와 같은 수순에 의해, 적절한 측정광의 파장을 설정하는 것이 바람직하다.According to the measurement example described above, it is necessary to appropriately set the wavelength range and the wavelength resolution of the measurement light in order to measure the film thickness of the relatively thick layer with high accuracy. This is because it is a measurement method using the optical interference phenomenon in the layer and that the wavelength resolution of the reflected light by the
이하의 검토에서는 막 두께 측정 범위의 하한치를 dmin으로 하고, 막 두께 측정 범위의 상한치를 dmax로 한다. 또한, 검출부(64)의 파장 검출의 하한치를 λmin으로 하고, 검출부(64)의 파장 검출의 상한치를 λmax로 한다. 또한, 측정용 광원(10)(도 1)이 조사하는 측정광의 파장 범위는 검출부(64)의 파장 검출 범위를 포함하는 것이면, 어떤 범위라도 좋다. 또한, 검출부(64)(도 1)에서의 검출 포인트 수(검출 채널수)를 Sp로 한다.In the following examinations, the lower limit of the film thickness measuring range is d min and the upper limit of the film thickness measuring range is d max . The lower limit of the wavelength detection of the
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 범위와 검출부(64)의 검출 파장 범위 및 검출 포인트 수의 관계를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining the relationship between the film thickness measurement range according to the embodiment of the present invention, the detection wavelength range of the
(1) 막 두께 측정 범위의 하한치(dmin)와 검출 파장 범위의 관계(1) Relationship between the lower limit value (d min ) of the film thickness measuring range and the detection wavelength range
상술한 막 두께의 측정 방법에 따르면, 대상의 피측정물 내에서 광간섭을 발생하는 파장을 발견할 필요가 있으므로, 검출부(64)가 광간섭을 발생할 수 있는 파장 범위를 가질 필요가 있다. 즉, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 피측정물에 대해 측정되는 반사율 파형이 검출부(64)의 검출 파장 범위에 있어서 1주기 이상 변화할 필요가 있다.According to the film thickness measuring method described above, it is necessary to find a wavelength causing optical interference in the object to be measured of the object. Therefore, it is necessary for the
이는, 검출부(64)의 검출 파장 범위가 하한치(λmin)로부터 상한치(λmax)까지 변화됨으로써 발생하는 광학적 거리가 피측정물의 막 두께의 왕복분 이상 변화할 필요가 있는 것을 의미한다. 따라서, 막 두께 측정 범위의 하한치(dmin)와 측정광의 파장 범위의 관계로서는, 이하의 조건식 1을 충족시킬 필요가 있다.This means that the optical distance generated by the change of the detection wavelength range of the
[조건식 1][Conditional expression 1]
(2) 막 두께 측정 범위의 상한치(dmax)와 검출 포인트 수의 관계(2) Relationship between the upper limit value (d max ) of the film thickness measurement range and the number of detection points
도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 측정광의 파장이 길어질수록, 피측정물에 대해 측정되는 반사율 파형의 주기는 길어진다. 도 6의 (c)에 도시하는 반사율 파형은 도 6의 (b)에 도시하는 반사율 파형을 파수(1/f)의 좌표로 변환한 것이다. 이때, InGaAs 등의 각 어레이 소자가 파장에 대해 등간격으로 배치되어 있는 것으로 하면, 파수에 대한 각 어레이 소자의 배치 간격은 파수가 작아질수록 넓어지는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 6 (b), the longer the wavelength of the measurement light, the longer the period of the reflectance waveform measured with respect to the measured object. The reflectance waveform shown in FIG. 6C is obtained by converting the reflectivity waveform shown in FIG. 6B into the coordinates of the wave number (1 / f). At this time, if each array element such as InGaAs is arranged at an equal interval with respect to the wavelength, it can be seen that the arrangement interval of each array element with respect to the wave number becomes wider as the wave number becomes smaller.
따라서, 파수에 대해 소정의 주기로 변화되는 반사율 파형을 정확하게 샘플링하기 위해서는, 이 각 어레이 소자의 배치 간격[파장 분해능(Δλ)]이 나이퀴스트의 샘플링 정리를 충족시킬 필요가 있어, 이 샘플링 정리가 충족된다고 하는 조건에 의해, 막 두께 측정 범위의 상한치(dmax)가 결정된다.Therefore, in order to accurately sample the reflectance waveforms that change with a predetermined period with respect to the wave number, it is necessary that the arrangement interval (wavelength resolution (DELTA lambda)) of each array element satisfies Nyquist's sampling theorem, by the conditions in that meet, the film is determined by the upper limit value (d max) of the thickness measuring range.
검출부(64)에 있어서의 파장 분해능(Δλ)은 검출 포인트 수(검출 채널수)(Sp)를 사용하여, Δλ = (λmax - λmin)/Sp로 나타낼 수 있다.The wavelength resolving power DELTA lambda in the detecting
측정광의 파장이 길어질수록 반사율 파형의 주기는 짧아지므로, 반사율 파형에 있어서 측정광의 상한치(λmax)에 있어서 극치(피크 또는 밸리)가 발생한다고 한 경우에, 당해 극치와 인접하는 극치(피크에 인접하는 피크 또는 밸리에 인접하는 밸리)를 발생하는 파장을 λ1로 하면, 막 두께 측정 범위의 상한치(dmax)와의 사이에 이하의 조건이 충족될 필요가 있다.(Peak or valley) occurs in the upper limit value (? Max ) of the measurement light in the reflectivity waveform, the peak value of the reflectance waveform is set so that the extreme value adjacent to the peak When the wavelength for generating a valley) adjacent the peak or valley in which λ 1, a film needs to be met under the following conditions between the upper limit value (d max) of the thickness measuring range.
여기서, 측정 대상의 층의 막 두께가 비교적 큰 경우에는, nmax ≒ n1로 간주할 수 있으므로, 상술한 조건은 이하와 같은 조건식 2로서 나타낼 수 있다.Here, when the film thickness of the layer to be measured is relatively large, it can be regarded as n max? N 1. Therefore, the above-described condition can be expressed by the following
[조건식 2][Conditional expression 2]
이때, 파장 분해능(Δλ)에 대해서는, 이하의 조건이 충족될 필요가 있다.At this time, regarding the wavelength resolution (?), The following condition needs to be satisfied.
상술한 파장 분해능(Δλ)의 관계식에, 상한치(dmax)의 관계식을 대입하여 λ1의 항을 없애면, 이하와 같은 조건식 3으로서 나타낼 수 있다.A relational expression of the above-described wavelength resolution (Δλ), by substituting the relation of the upper limit value (d max) can be expressed as the
[조건식 3][Conditional expression 3]
이상의 검토의 결과, 피측정물에 대해 요구되는 막 두께 측정 범위[하한치(dmin) 내지 상한치(dmax)]가 미리 정해지면, 상술한 조건식 1 및 조건식 2를 충족하도록, 측정광의 파장 범위[하한치(dmin) 내지 상한치(dmax)] 및 검출 포인트 수(Sp)를 정할 필요가 있다.When the film thickness measurement range (lower limit value (d min ) to upper limit value (d max )) required for the measured object is determined in advance as a result of the above-described examination, The lower limit value (d min ) to the upper limit value (d max )) and the number of detection points (S p ).
<계산예><Calculation example>
도 2에 도시한 바와 같은 SOI 기판의 Si층(1)의 막 두께를 측정하는 경우에 필요해지는 조건에 대해 계산한 일례를 이하에 나타낸다.An example in which calculation is performed with respect to the conditions required for measuring the film thickness of the
이 계산예에서는, SOI 기판의 Si층(1)의 상한치(dmax)가 100㎛인 것으로 하고, 굴절률(n)이 파장을 의하지 않는 일정치(n = 3.5)인 것으로 하였다. 또한, 이 계산예에서는 SOI 기판의 Si층(1)의 하한치(dmin)에 대해서는 고려하고 있지 않다. In this calculation example, it is assumed that the upper limit d max of the
상기의 전제가 되는 값을 상술한 각각의 조건식 2 및 조건식 3에 대입하면, 상한치(λmax) = 1424.0㎚, 파장 분해능(Δλ) = 1.445375㎚로 산출된다. 따라서, 최대 100㎛의 막 두께를 갖는 피측정물의 막 두께 측정을 행하기 위해, 512채널의 검출부(64)를 사용한 경우에는, 약 684 내지 1424㎚의 파장 범위를 포함하는 측정광을 사용하여, 검출부(64)에서 당해 범위의 반사광을 검출[파장 분해능(Δλ) = 1.4453125㎚]하면 되는 것을 알 수 있다.Substituting the above values into the above-mentioned
단, 상기한 조건식에 의해 산출되는 파장 분해능(Δλ)은 이론상의 최저한의 스펙을 기술한 것으로, 실제로 측정을 행하는 경우에는, 산출된 파장 분해능(Δλ)에 비교하여 정밀도를 보다 높게 하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 몇 배 정도(예를 들어, 2 내지 4배)로 하는 것이 좋다. 또한, 정밀도를 높게 하는 것은 파장 분해능(Δλ)의 값을 보다 작게 설정하는 것을 의미한다.However, the wavelength resolution (DELTA lambda) calculated by the above-described conditional formula describes the theoretical minimum specification, and in actual measurement, it is preferable to make the precision higher than the calculated wavelength resolution DELTA lambda. Further, it is more preferable to be several times (for example, 2 to 4 times). In addition, increasing the precision means setting the value of the wavelength resolution (DELTA lambda) to be smaller.
즉, 실제의 막 두께 측정 장치에서는 피측정물로의 측정광의 입사각의 영향이나, 렌즈 집광계를 사용했을 때의 개구각의 영향 등에 따라서, 스펙트럼 정밀도가 열화되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 파워 스펙트럼 상의 피크 높이가 작아져, 막 두께의 산출이 곤란해진다. 또한, 유한개의 샘플링값을 사용하여 이산적으로 주파수 변환을 행하는 FFT 등을 사용한 경우에는, 앨리어싱(aliasing)의 영향을 받아, 파수 변환 시 등의 변환 오차가 크게 발생하는 경우도 있다. 또한, 피측정물의 굴절률 분산이 측정광의 파장 범위에 따라서는 크게 변화되는 것도 있어, 부분적으로 조건에 합치하지 않을 가능성도 있다.That is, in an actual film thickness measuring apparatus, the spectral accuracy may deteriorate depending on the influence of the incident angle of the measurement light on the measured object, the influence of the aperture angle when the lens condenser system is used, and the like. In such a case, the peak height on the power spectrum becomes small, making it difficult to calculate the film thickness. In addition, when FFT or the like for discrete frequency conversion is used by using finite number of sampling values, there may be a case where a conversion error such as a wavenesis conversion is largely affected by aliasing. In addition, there is also a possibility that the refractive index dispersion of the measurement object changes largely depending on the wavelength range of the measurement light, and there is a possibility that the refractive index dispersion partially does not match the condition.
도 7은 이론치에 가까운 파장 분해능을 갖는 막 두께 측정 장치를 사용하여 측정한 결과를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다. 도 8은 이론치에 대해 정밀도를 2배로 한 파장 분해능을 갖는 막 두께 측정 장치를 사용하여 측정한 결과를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다. 또한, 대상으로 하는 피측정물의 막 두께는 100㎛로 하였다.Fig. 7 is a diagram showing the result of simulating the measurement result using a film thickness measuring apparatus having a wavelength resolution close to the theoretical value. Fig. Fig. 8 is a view showing the result of simulating the measurement result using a film thickness measuring apparatus having a wavelength resolution with doubling of the precision with respect to the theoretical value. Fig. In addition, the film thickness of the object to be measured was set at 100 mu m.
보다 구체적으로는, 도 7의 (a)에는 512채널의 검출부(64)를 사용하여, 900㎚ 내지 1600㎚의 범위에서 반사율 스펙트럼을 측정[파장 분해능(Δλ) = 2.734375㎚]한 결과를 도시하고, 도 7의 (b)에는 도 7의 (a)에 도시하는 반사율 스펙트럼을 주파수 변환(여기서는, FFT 변환)한 파워 스펙트럼을 도시한다. 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 이 경우에는 100㎛의 부근에 피크가 존재하고 있으나, 박막측의 노이즈(고스트)에 비교하여 그 레벨은 작고, 막 두께의 결정이 어려운 경우도 있다.More specifically, FIG. 7A shows a result of measuring the reflectance spectrum (wavelength resolution (DELTA lambda) = 2.734375 nm) in the range of 900 nm to 1600 nm using the 512
한편, 도 8의 (a)에는 검출부(64)에 있어서의 파장 분해능의 정밀도가 이론치의 2배가 되도록 파장 범위를 정한 경우의 측정 결과를 도시하고, 도 8의 (b)에는 도 8의 (a)에 도시하는 반사율 스펙트럼을 주파수 변환(여기서는, FFT 변환)한 파워 스펙트럼을 도시한다. 이 예에서는, 검출부(64)의 파장 분해능(Δλ)이 1.3671875㎚가 되도록 검출 포인트 수 및 파장 범위를 정하고 있다. 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 이 경우에는 본래의 막 두께인 100㎛의 부근에 강한 피크가 나타나 있어, 피측정물의 막 두께를 정확하게 측정할 수 있는 것을 의미하고 있다.8A shows a measurement result when the wavelength range is set such that the accuracy of the wavelength resolution in the
<막 두께 산출 처리의 개요><Outline of Film Thickness Calculation Process>
상술한 바와 같이, 피측정물의 막 두께는 반사율 스펙트럼의 주기성에 기초하여 산출할 수 있다. 즉, 검출된 반사율 스펙트럼을 주파수 변환하여 파워 스펙트럼을 구하고, 이 파워 스펙트럼에 나타나는 피크로부터 막 두께를 산출할 수 있다. 이와 같은 파워 스펙트럼은, 현실적으로는 FFT 등의 이산적인 푸리에 변환법에 의해 산출된다. 그러나, FFT에서는 주기성을 충분히 반영한 파워 스펙트럼을 얻을 수 없는 경우도 있다. 그로 인해, 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)는 파워 스펙트럼의 산출 방법으로서, FFT 등의 이산적인 푸리에 변환에 추가하여, MEM 등의 최적화법을 실행 가능하게 구성된다. 즉, 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)는 검출된 반사율 스펙트럼에 따라서, 푸리에 변환 및 최적화법을 선택적 또는 병합적으로 실행한다. 또한, MEM의 처리의 상세에 대해서는, 「과학 계측을 위한 파형 데이터 처리 계측 시스템에 있어서의 마이크로 컴퓨터/퍼스널 컴퓨터 활용 기술」, 미나미 시게오(Minami Shigeo) 편저, CQ 출판사, 1992년 8월 1일 제10판 발행 등에 상세하게 기재되어 있으므로, 그것을 참조로 하면 된다.As described above, the film thickness of the object to be measured can be calculated based on the periodicity of the reflectance spectrum. That is, the power spectra can be obtained by frequency-converting the detected reflectance spectrum, and the film thickness can be calculated from the peak appearing in this power spectrum. Such a power spectrum is actually calculated by a discrete Fourier transform method such as FFT. However, in the FFT, a power spectrum sufficiently reflecting periodicity may not be obtained. Therefore, the film
또한, 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)는, 상술한 바와 같은 검출된 반사율 스펙트럼으로부터 해석적으로 막 두께를 산출하는 방법에 추가하여, 측정 대상으로부터 산출되는 물리 모델로부터 이론적으로 산출되는 반사율 스펙트럼과 실제로 검출된 반사율 스펙트럼의 편차에 기초하여 측정 대상의 광학적 특성치를 탐색적으로 산출하는, 소위 피팅이라고 불리는 방법도 실행 가능하게 구성된다.Further, the film
그런데, 도 2에 도시하는 SOI 기판과 같이, 제2층인 SiO2층(2)의 막 두께에 비교하여, 제1층의 Si층(1)의 막 두께가 2자리수 이상 큰 피측정물에 대해서는, 피팅법에서는 각 층의 막 두께를 충분한 정밀도로 산출할 수 없는 경우도 있다.By the way, as the SOI substrate shown in FIG. 2, the second layer as compared to the film thickness of the SiO 2 layer 2, the first for the large object to be measured is the thickness of two or more digits of the first layer Si layer (1) of , The film thickness of each layer can not be calculated with sufficient precision in the fitting method.
도 9는 SOI 기판에 대한 반사율 스펙트럼의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 9에는 제1층의 Si층(1)인 막 두께가 100㎛이고, 제2층인 SiO2층(2)의 막 두께를 0.48 내지 0.52㎛의 범위에서 0.1㎛ 피치로 변화시킨 경우의 측정예를 나타낸다. 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 제2층인 SiO2층(2)의 막 두께가 변화되어도, 측정되는 반사율 스펙트럼에는 그다지 큰 변화가 발생하고 있지 않은 것을 알 수 있다. 즉, 이와 같은 피측정물로부터 측정되는 반사율 스펙트럼에서는, 제1층의 Si층(1)의 영향이 주체적이므로, 제2층의 SiO2층(2)의 파라미터를 변화시켰다고 해도, 충분히 피팅할 수 없는 것을 의미한다.9 is a diagram showing a measurement result of a reflectance spectrum for an SOI substrate. 9 shows a measurement example in which the film thickness of the
따라서, 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)는 SOI 기판 등과 같이, 상이한 복수의 층을 갖는 피측정물에 대해, 각 층의 막 두께를 독립적으로 정확하게 해석할 수 있도록, 상술한 푸리에 변환, 최적화법, 피팅법 중 어느 하나, 혹은 복수를 적절하게 조합하여 실행한다. 이하, 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)에 있어서의 막 두께 산출 처리의 상세에 대해 설명한다. 또한, 이와 같은 막 두께 산출 처리는 데이터 처리부(70)(도 1)에 의해 실행된다.Therefore, the film
<데이터 처리부의 구성><Configuration of Data Processing Unit>
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따르는 데이터 처리부(70)의 개략의 하드웨 어 구성을 도시하는 모식도이다.10 is a schematic diagram showing a schematic hardware configuration of a
도 10을 참조하여, 데이터 처리부(70)는 대표적으로 컴퓨터에 의해 실현되어, 오퍼레이팅 시스템(OS : Operating System)을 포함하는 각종 프로그램을 실행하는 CPU(Central Processing Unit)(200)와, CPU(200)에서의 프로그램의 실행에 필요한 데이터를 일시적으로 기억하는 메모리부(212)와, CPU(200)에서 실행되는 프로그램을 불휘발적으로 기억하는 하드 디스크부(HDD : Hard Disk Drive)(210)를 포함한다. 또한, 하드 디스크부(210)에는 후술하는 바와 같은 처리를 실현하기 위한 프로그램이 미리 기억되어 있고, 이와 같은 프로그램은 플렉시블 디스크 드라이브(FDD)(216) 또는 CD-ROM 드라이브(214)에 의해, 각각 플렉시블 디스크(216a) 또는 CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)(214a) 등으로부터 판독된다.10, the
CPU(200)는 키보드나 마우스 등으로 이루어지는 입력부(208)를 통해 사용자 등으로부터의 지시를 수취하는 동시에, 프로그램의 실행에 의해 측정되는 측정 결과 등을 디스플레이부(204)로 출력한다. 각 부는 버스(202)를 통해 서로 접속된다.The
<연산 처리 구조>≪ Operation processing structure >
본 실시 형태에 따르는 데이터 처리부(70)는 피측정물의 각 층의 파라미터[재질, 막 두께, 막 두께 범위, 굴절률, 소쇠(消衰) 계수 등] 중 미지의 값의 종류나 수 및 해석 정밀도 등에 따라서, 이하에 나타내는 처리 패턴(1 내지 6) 중 어느 하나를 선택하여 실행하는 것이 가능하다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 2에 도시하는 SOI 기판과 같이, 적층된 2층(각각 「제1층」 및 「제2층」이라고도 칭함)의 막 두께를 각각 독립적으로 산출하는 경우에 대해 예시하나, 동일한 수순에 의해, 보다 많이 적층된 막 두께를 각각 독립적으로 산출하는 것이 가능하다.The
(1) 처리 패턴 1(1)
처리 패턴 1은 제1층 및 제2층의 굴절률 및 소쇠 계수가 기지인 경우에 실행 가능한 막 두께 산출 처리이다. 이 처리 패턴 1에서는, 각 층의 막 두께는 모두 피팅법에 의해 결정된다. 또한, 피팅법으로서, 대표적으로, 최소제곱법을 사용하는 경우에 대해 예시한다.The
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 1에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도이다. 도 11에 도시하는 블록도는 CPU(200)가 하드 디스크부(210) 등의 미리 저장된 프로그램을 메모리부(212) 등에 판독하여 실행함으로써 실현된다.11 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 11을 참조하여, 데이터 처리부(70)(도 1)는 버퍼부(71)와, 모델화부(721)와, 피팅부(722)를 그 기능으로서 포함한다.11, the data processing unit 70 (FIG. 1) includes a
버퍼부(71)는 분광 측정부(60)(도 1)로부터 출력되는 실측된 반사율 스펙트럼(R)(λ)을 일시적으로 저장한다. 보다 구체적으로는, 분광 측정부(60)로부터는 소정의 파장 분해능마다 반사율의 값이 출력되므로, 버퍼부(71)는 파장과 그 파장에 있어서의 반사율을 대응시켜 저장한다.The
모델화부(721)는 피측정물에 관한 파라미터를 접수하여, 당해 접수한 파라미터에 기초하여, 피측정물에 있어서의 이론 반사율을 도시하는 모델식(함수)을 결정하고, 당해 결정한 함수에 따라서, 각 파장에 있어서의 이론 반사율(스펙트럼)을 산출한다. 이 산출한 각 파장에 있어서의 이론 반사율은 피팅부(722)로 출력된다. 보다 구체적으로는, 모델화부(721)는 제1층의 굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1)와, 제2층의 굴절률(n2) 및 소쇠 계수(k2)를 접수하는 동시에, 제1층의 막 두께(d1)의 초기치 및 제2층의 막 두께(d2)의 초기치를 접수한다. 또한, 사용자가 각 파라미터를 입력해도 좋으나, 미리 표준적인 재질의 파라미터를 파일 등으로서 저장해 두고, 필요에 따라서 판독하도록 해도 좋다. 또한, 필요에 따라서, 분위기층의 굴절률(n0) 및 소쇠 계수(k0)에 대해서도 입력된다.The
이론 반사율을 나타내는 모델식에 대해서는, 상술한 3층계의 피측정물(OBJ)에 있어서의 반사율(R)과 마찬가지이므로, 적어도 각 층의 막 두께의 값을 포함하는 함수가 된다.The model equation representing the theoretical reflectance is the same as the reflectance R in the three-layer object to be measured (OBJ), and therefore is a function including at least the value of the film thickness of each layer.
또한, 모델화부(721)는 후술하는 피팅부(722)로부터의 파라미터 갱신 지령에 따라서, 이론 반사율을 나타내는 함수를 갱신하여, 갱신 후의 함수에 따라서, 각 파장에 있어서의 이론 반사율(스펙트럼)을 산출한다. 보다 구체적으로는, 모델화부(721)는 파라미터로서, 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)를 순차적으로 갱신한다.Further, the
피팅부(722)는 버퍼부(71)로부터 반사율 스펙트럼의 실측치를 판독하여, 모델화부(721)로부터 출력되는 반사율 스펙트럼의 이론치와의 사이의 제곱 편차를 각 파장에 대해 순차적으로 산출한다. 그리고, 피팅부(722)는 각 파장에 있어서의 편 차로부터 잔차를 산출하여, 이 잔차가 소정의 임계치 이하인지 여부를 판단한다. 즉, 피팅부(722)는 현시점의 파라미터에 있어서 수렴되고 있는지 여부를 판단한다.The
잔차가 소정의 임계치 이하가 아니면, 피팅부(722)는 모델화부(721)에 대해 파라미터 갱신 지령을 부여하여, 새롭게 반사율 스펙트럼의 이론치가 출력될 때까지 대기한다. 한편, 잔차가 소정의 임계치 이하이면, 피팅부(722)는 현시점의 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)를 해석치로서 출력한다.If the residual is not less than the predetermined threshold value, the
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 1에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도이다.12 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process related to the
도 12를 참조하여, 우선, 사용자가 피측정물(시료)을 스테이지(50)(도 1) 상에 배치한다(스텝 S100). 계속해서, 사용자가 측정 준비 지령을 부여하면, 관찰용 광원(22)(도 1)으로부터는 관찰광의 조사가 개시된다. 사용자는 표시부(39)에 표시되는 관찰용 카메라(38)로 촬영된 반사상을 참조하면서, 가동 기구(51)에 스테이지 위치 지령을 부여하여, 측정 범위의 조정이나 포커싱을 행한다(스텝 S102).Referring to Fig. 12, first, the user places the measured object (sample) on the stage 50 (Fig. 1) (step S100). Subsequently, when the user gives a measurement preparation command, the observation light source 22 (Fig. 1) starts irradiation of observation light. The user refers to the reflected image photographed by the
측정 범위의 조정이나 포커싱의 완료 후, 사용자가 측정 개시 지령을 부여하면, 측정용 광원(10)(도 1)으로부터 측정광의 발생이 개시된다. 분광 측정부(60)는 피측정물로부터의 반사광을 수광하여, 당해 반사광에 근거하는 반사율 스펙트럼을 데이터 처리부(70)로 출력한다(스텝 S104). 계속해서, 데이터 처리부(70)의 CPU(200)는 분광 측정부(60)에서 검출된 반사율 스펙트럼을 메모리부(212) 등에 일시적으로 저장한다(스텝 S106). 그 후, 데이터 처리부(70)의 CPU(200)가 이하에 나타내는 막 두께 산출 처리를 실행한다.When the user gives a measurement start command after adjustment of the measurement range or focusing is completed, the measurement light is started to be generated from the measurement light source 10 (Fig. 1). The
CPU(200)는 디스플레이부(204)(도 10) 등에 입력 화면을 표시하여, 사용자에게 파라미터의 입력을 재촉한다(스텝 S108). 사용자는 표시된 입력 화면 상 등으로부터, 피측정물의 제1층의 굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1)와, 피측정물의 제2층의 굴절률(n2) 및 소쇠 계수(k2)를 입력하는 동시에, 피측정물에 관한 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)의 초기치를 입력한다(스텝 S110).The
또한, CPU(200)는 사용자가 입력한 파라미터에 기초하여 반사율 스펙트럼의 이론치를 산출한다(스텝 S112). 계속해서, CPU(200)는 메모리부(212) 등에 저장되어 있는 반사율 스펙트럼의 실측치와 반사율 스펙트럼의 이론치 사이의 제곱 편차를 각 파장에 대해 순차적으로 산출하여, 양자간의 잔차를 산출한다(스텝 S114). 또한, CPU(200)는 산출한 잔차가 소정의 임계치 이하인지 여부를 판단한다(스텝 S116).Further, the
산출한 잔차가 소정의 임계치 이하가 아닌 경우(스텝 S116에 있어서 '아니오'의 경우)에는 CPU(200)는 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)의 현재치를 변경한다(스텝 S118). 또한, 막 두께(d1 및 d3)를 어느 방향으로 어느 정도 변경할지에 대해서는, 잔차의 발생 정도에 따라서 결정된다. 그리고, 처리는 스텝 S112로 복귀된다.If the calculated residual is not less than the predetermined threshold value (in the case of 'No' in step S116), the
이에 대해, 산출한 잔차가 소정의 임계치 이하인 경우(스텝 S116에 있어서 ' 예'의 경우)에는, CPU(200)는 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)의 현재치를 피측정물의 각 층의 막 두께(해석치)로서 출력한다(스텝 S120). 그리고, 처리는 종료한다.On the other hand, when the calculated residual is less than or equal to the predetermined threshold (in the case of "YES" in step S116), the
또한, 도 11에 도시하는 블록도에서는, 굴절률(n1, n2) 및 소쇠 계수(k1, k2)로서 고정치를 입력하는 구성에 대해 예시하였으나, 파장 분산을 고려한 굴절률 및 소쇠 계수를 사용해도 좋다. 예를 들어, 파장 분산을 고려한 굴절률 및 소쇠 계수로서는, 이하에 나타내는 바와 같은 Cauchy 모델의 식을 사용해도 좋다.In the block diagram shown in Fig. 11, the configuration for inputting the fixed value as the refractive index (n 1 , n 2 ) and the extinction coefficient (k 1 , k 2 ) is exemplified. However, the refractive index and the extinction coefficient May be used. For example, as the refractive index and the extinction coefficient in consideration of wavelength dispersion, the following Cauchy model equation may be used.
이와 같은 식을 사용하는 경우에는 식 중의 각 계수에 대해서도 미리 초기치 또는 기지의 값을 입력해 두고, 이들의 계수에 대해서도 피팅 대상이 된다.When such an equation is used, an initial value or a known value is input in advance for each coefficient in the equation, and these coefficients also become fitting targets.
혹은, 이하에 나타내는 바와 같은 Sellmeier 모델의 식을 사용해도 좋다.Alternatively, a Sellmeier model equation as shown below may be used.
(2) 처리 패턴 2(2)
처리 패턴 2는 제1층 및 제2층의 굴절률 및 소쇠 계수가 기지인 경우에 실행 가능한 막 두께 산출 처리이다. 이 처리 패턴 2에서는 막 두께가 큰 제1층을 이산적인 푸리에 변환을 사용한 주파수 변환에 의해 구하고, 이 제1층의 막 두께를 고 정치로 하여, 제2층의 막 두께를 피팅법에 의해 결정한다. 또한, 피팅법으로서, 대표적으로, 최소제곱법을 사용하는 경우에 대해 예시한다.The
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 2에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도이다. 도 13에 도시하는 블록도는 CPU(200)가 하드 디스크부(210) 등의 미리 저장된 프로그램을 메모리부(212) 등에 판독하여 실행함으로써 실현된다.13 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 13을 참조하여, 데이터 처리부(70)(도 1)는 버퍼부(71)와, 파수 변환부(731)와, 버퍼부(732)와, 푸리에 변환부(733)와, 피크 탐색부(734)와, 모델화부(735)와, 피팅부(736)를 그 기능으로서 포함한다.13, the data processing section 70 (Fig. 1) includes a
버퍼부(71)는 분광 측정부(60)(도 1)로부터 출력되는 실측된 반사율 스펙트럼(R)(λ)을 일시적으로 저장한다. 또한, 그 구체적인 구성의 처리 내용에 대해서는, 상술하였으므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.The
파수 변환부(731)는 제1층에 관한 파라미터[굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1)]를 접수하고, 당해 접수한 파라미터에 기초하여 버퍼부(71)에 일시적으로 저장되는 반사율 스펙트럼(R)(λ)을 파수 변환한다. 즉, 파수 변환부(731)는 반사율 스펙트럼(R)(λ)에 있어서의 각 파장과 그 파장에 있어서의 반사율과의 대응 관계를, 각 파장에 대한 파수(K1)(λ)와 상술한 관계식에 따라서 산출되는 대응의 파수 변환 반사율(R1')의 대응 관계로 변환한다. 보다 구체적으로는, 파수 변환부(731)는 버퍼부(71)에 저장되는 파장마다 파수(K1)(λ) 및 파수 변환 반사율(R1')(λ){= R(λ)/[1 - R(λ)]}을 순차적으로 산출하여, 버퍼부(732)로 출력한다.The wave
버퍼부(732)는 파수 변환부(731)로부터 순차적으로 출력되는 파수(K1)(λ)와 파수 변환 반사율(R1')(λ)을 대응시켜 저장한다. 즉, 버퍼부(732)에는 파수(K1)(λ)에 관한 파수 변환 반사율의 파수 분포 특성인 파수 변환 반사율(R1')(K1)이 저장된다.The
푸리에 변환부(733)는 버퍼부(732)에 저장되는 파수 변환 반사율(R1)(K1)을 파수(K1)에 대해 푸리에 변환을 행하여, 파워 스펙트럼(P1)을 산출한다. 또한, 푸리에 변환의 방법으로서는, 고속 푸리에 변환(FFT)이나 이산 코사인 변환(DCT : Discrete Cosine Transform) 등을 사용할 수 있다.
피크 탐색부(734)는 푸리에 변환부(733)에 의해 산출된 파워 스펙트럼(P1) 중에 나타나는 피크를 탐색하여, 당해 피크에 대응하는 막 두께를 취득하여, 제1층의 막 두께(d1)로서 출력한다.The
모델화부(735)는 피측정물에 관한 파라미터를 접수하여, 당해 접수한 파라미터에 기초하여 피측정물에 있어서의 이론 반사율을 나타내는 모델식(함수)을 결정하여, 당해 결정한 함수에 따라서, 각 파장에 있어서의 이론 반사율(스펙트럼)을 산출한다. 이 산출된 각 파장에 있어서의 이론 반사율은 피팅부(736)로 출력된다. 보다 구체적으로는, 모델화부(735)는 피크 탐색부(734)로부터 출력되는 제1층의 막 두께(d1)와, 제2층의 굴절률(n2) 및 소쇠 계수(k2)를 접수하는 동시에, 제2층의 막 두께(d2)의 초기치를 접수한다. 또한, 사용자가 각 파라미터를 입력해도 좋으나, 미리 표준적인 재질의 파라미터를 파일 등으로서 저장해 두고, 필요에 따라서 판독하도록 해도 좋다. 이론 반사율을 나타내는 모델식에 대해서는, 상술한 3층계의 피측정물(OBJ)에 있어서의 반사율(R)과 마찬가지이고, 적어도 각 층의 막 두께의 값을 포함하는 함수가 된다.The
또한, 모델화부(735)는 피팅부(736)로부터의 파라미터 갱신 지령에 따라서, 이론 반사율을 나타내는 함수를 갱신하여, 갱신 후의 함수에 따라서, 각 파장에 있어서의 이론 반사율(스펙트럼)을 다시 산출한다. 보다 구체적으로는, 모델화부(735)는 파라미터로서, 제2층의 막 두께(d2)를 순차적으로 갱신한다. The
피팅부(736)는 버퍼부(71)로부터 반사율 스펙트럼의 실측치를 판독하여, 모델화부(735)로부터 출력되는 반사율 스펙트럼의 이론치와의 사이의 제곱 편차를 각 파장에 대해 순차적으로 산출한다. 그리고, 피팅부(736)는 각 파장에 있어서의 제곱 편차로부터 잔차를 산출하여, 이 잔차가 소정의 임계치 이하인지 여부를 판단한다. 즉, 피팅부(736)는 현시점의 파라미터에 있어서 수렴되고 있는지 여부를 판단한다.The
잔차가 소정의 임계치 이하가 아니면, 피팅부(736)는 모델화부(735)에 대해 파라미터 갱신 지령을 부여하여, 새롭게 반사율 스펙트럼의 이론치가 출력될 때까지 대기한다. 한편, 잔차가 소정의 임계치 이하이면, 피팅부(736)는 현시점의 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)를 해석치로서 출력한다.If the residual is not less than the predetermined threshold value, the
도 14는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 2에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도이다. 도 14에 도시하는 흐름도의 각 스텝 중, 스텝 S100 내지 S108의 처리에 대해서는, 도 12에 도시하는 흐름도의 동일 부호를 부여한 각 스텝과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 이하, 도 12에 도시하는 흐름도와 상이한 스텝 S132 이후의 막 두께 산출 처리에 대해 설명한다.Fig. 14 is a flowchart showing a procedure of the film thickness calculating process relating to the
스텝 S132에 있어서, 사용자는 표시된 입력 화면 상 등으로부터, 피측정물의 제1층의 굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1) 및 피측정물의 제2층의 굴절률(n2) 및 소쇠 계수(k2)를 입력하는 동시에, 제2층의 막 두께(d2)의 초기치를 입력한다.In step S132, the user is the refractive index from the displayed input screen or the like, the first layer of the object to be measured (n 1) and the extinction coefficient (k 1) and the refractive index of the second layer of the object to be measured (n 2) and an extinction coefficient ( k 2 ) is inputted and the initial value of the film thickness d 2 of the second layer is input.
그러면, CPU(200)는 입력된 제1층의 굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1)에 기초하여 메모리부(212) 등에 저장되어 있는 반사율 스펙트럼을 파수 변환한다(스텝 S134). 그리고, CPU(200)는 이 파수 변환하여 얻어지는 파수 변환 반사율을 메모리부(212) 등에 저장한다(스텝 S136). 또한, CPU(200)는 파수 변환 반사율을 파수(K1)에 대해 푸리에 변환을 행하여 파워 스펙트럼을 산출한다(스텝 S138). 또한, CPU(200)는 산출한 파워 스펙트럼에 나타나는 피크 및 그 피크에 대응하는 막 두께를 제1층의 막 두께(d1)로서 취득한다(스텝 S140).Then, the
계속해서, CPU(200)는 스텝 S210에서 취득된 제1층의 막 두께(d1)와, 사용자 입력된 제2층에 관한 파라미터에 기초하여 반사율 스펙트럼의 이론치를 산출한다(스텝 S142). 그리고, CPU(200)는 메모리부(212) 등에 저장되어 있는 반사율 스펙 트럼의 실측치와 반사율 스펙트럼의 이론치 사이의 제곱 편차를 각 파장에 대해 순차적으로 산출하여, 양자간의 잔차를 산출한다(스텝 S144). 또한, CPU(200)는 산출된 잔차가 소정의 임계치 이하인지 여부를 판단한다(스텝 S146).Subsequently, the
산출된 잔차가 소정의 임계치 이하가 아닌 경우(스텝 S146에 있어서 '아니오'의 경우)에는, CPU(200)는 제2층의 막 두께(d2)의 현재치를 변경한다(스텝 S148). 또한, 막 두께(d2)를 어느 방향으로 어느 정도 변경할지에 대해서는, 잔차의 발생 정도에 따라서 결정된다. 그리고, 처리는 스텝 S142로 복귀된다.If the calculated residual is not less than the predetermined threshold value (in the case of 'No' in step S146), the
이에 대해, 산출된 잔차가 소정의 임계치 이하인 경우(스텝 S146에 있어서 '예'의 경우)에는, CPU(200)는 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)의 현재치를 피측정물의 각 층의 막 두께(해석치)로서 출력한다(스텝 S150). 그리고, 처리는 종료된다.On the other hand, if the calculated residual is less than or equal to the predetermined threshold value (YES in step S146), the
또한, 상술한 처리 패턴 1과 마찬가지로, 파장 분산을 고려한 굴절률 및 소쇠 계수를 사용해도 된다. 그 상세한 함수에 대해서는, 상술하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.Further, similarly to the above-described
(3) 처리 패턴 3(3)
처리 패턴 3은 제1층 및 제2층의 굴절률 및 소쇠 계수가 기지인 경우에 실행 가능한 막 두께 산출 처리이다. 이 처리 패턴 3은 상술한 처리 패턴 2에 비교하여, 제1층의 막 두께의 산출 시에, 푸리에 변환이 아닌 최적화법을 사용하는 점이 상이하다. 그 밖의 처리에 대해서는, 상술한 처리 패턴 2와 마찬가지이다.The
도 15는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 3에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도이다. 도 15에 도시하는 블록도는 CPU(200)가 하드 디스크부(210) 등의 미리 저장된 프로그램을 메모리부(212) 등에 판독하여 실행함으로써 실현된다.Fig. 15 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 15를 참조하여, 데이터 처리부(70)(도 1)는 버퍼부(71)와, 최적화 연산부(741)와, 모델화부(742)와, 피팅부(743)를 그 기능으로서 포함한다.15, the data processing unit 70 (FIG. 1) includes a
버퍼부(71)는 분광 측정부(60)(도 1)로부터 출력되는 실측된 반사율 스펙트럼(R)(λ)을 일시적으로 저장한다. 또한, 그 구체적인 구성의 처리 내용에 대해서는, 상술하였으므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.The
최적화 연산부(741)는 MEM 등의 최적화법을 사용하여, 버퍼부(71)에 저장되어 있는 반사율 스펙트럼의 주파수 성분을 해석하여, 제1층의 막 두께(d1)를 산출한다. 보다 구체적으로는, 최적화 연산부(741)는 자기 회귀 모델을 사용하여 반사율 스펙트럼의 실측치에 대한 자기 상관 함수를 구하여, 이들의 값으로부터 자기 회귀 모델을 기술하는 자기 회귀 계수를 결정한다. 최적화 연산부(741)는, 이와 같이 하여 주파수 해석을 행함으로써 얻어지는 주성분의 파장에 대응하는 막 두께를 취득하여, 제1층의 막 두께(d1)로서 출력한다. 또한, 최적화 연산부(741)는 최적화법의 실행 전에 제1층의 막 두께(d1)의 검색 범위와, 제1층의 굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1)와, 제2층의 굴절률(n2) 및 소쇠 계수(k2)를 접수하는 동시에, 제2층의 막 두 께(d2)의 잠정치를 접수한다. 또한, 사용자가 각 파라미터를 입력해도 좋으나, 미리 표준적인 재질의 파라미터를 파일 등으로서 저장해 두고, 필요에 따라서 판독하도록 해도 좋다.The
모델화부(742) 및 피팅부(743)는 최적화 연산부(741)에 의해 산출된 제1층의 막 두께(d1)와 피측정물에 관한 파라미터를 접수하여, 제2층의 막 두께(d2)를 피팅에 의해 결정한다. 모델화부(742) 및 피팅부(743)의 처리는 각각 상술한 처리 패턴 2의 모델화부(735) 및 피팅부(736)와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.The
도 16은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 3에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도이다. 도 16에 도시하는 흐름도의 각 스텝 중, 스텝 S100 내지 S106의 처리에 대해서는, 도 12에 도시하는 흐름도의 동일 부호를 부여한 각 스텝과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 이하, 도 12에 도시하는 흐름도와 상이한 스텝 S162 이후의 막 두께 산출 처리에 대해 설명한다.16 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process relating to the
스텝 S162에 있어서, 사용자는 표시된 입력 화면 상 등으로부터, 피측정물의 제1층의 막 두께(d1)의 검색 범위와, 피측정물의 제1층의 굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1)와, 피측정물의 제2층의 굴절률(n2) 및 소쇠 계수(k2)를 입력한다.In step S162, the user selects, from the displayed input screen or the like, the search range of the first layer thickness d 1 of the measured object, the refractive index n 1 of the first layer of the measured object and the extinction coefficient k 1 (N 2 ) and the extinction coefficient (k 2 ) of the second layer of the object to be measured.
그러면, CPU(200)는 메모리부(212) 등에 저장되어 있는 반사율 스펙트럼에 대해, 최적화법을 사용하여 주파수 성분을 해석함으로써, 제1층의 막 두께(d1)를 산 출한다(스텝 S164).Then, the
계속해서, CPU(200)는 스텝 S164에서 취득된 제1층의 막 두께(d1)와, 사용자 입력된 제2층에 관한 파라미터에 기초하여 반사율 스펙트럼의 이론치를 산출한다(스텝 S166). 그리고, CPU(200)는 메모리부(212) 등에 저장되어 있는 반사율 스펙트럼의 실측치와 반사율 스펙트럼의 이론치 사이의 제곱 편차를 각 파장에 대해 순차적으로 산출하여, 양자간의 잔차를 산출한다(스텝 S168). 또한, CPU(200)는 산출된 잔차가 소정의 임계치 이하인지 여부를 판단한다(스텝 S170).Subsequently, CPU (200) on the basis of the parameters relating to the cost and the film thickness (d 1) of the first layer, the second layer the user input obtained at step S164 and calculates the theoretical value of the reflectivity spectrum (step S166). Then, the
산출된 잔차가 소정의 임계치 이하가 아닌 경우(스텝 S170에 있어서 '아니오'의 경우)에는, CPU(200)는 제2층의 막 두께(d2)의 현재치를 변경한다(스텝 S172). 또한, 막 두께(d2)를 어느 방향으로 어느 정도 변경할지에 대해서는, 잔차의 발생 정도에 따라서 결정된다. 그리고, 처리는 스텝 S166으로 복귀된다.If the calculated residual error is not the predetermined threshold or less (in the case of NO in step S170), the, CPU (200) modifies the value of the current thickness (d 2) of the second layer (step S172). The direction in which the film thickness d 2 is to be changed is determined according to the degree of occurrence of residuals. Then, the process returns to step S166.
이에 대해, 산출된 잔차가 소정의 임계치 이하인 경우(스텝 S170에 있어서 '예'의 경우)에는, CPU(200)는 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)의 현재치를 피측정물의 각 층의 막 두께(해석치)로서 출력한다(스텝 S174). 그리고, 처리는 종료된다.On the other hand, if the calculated residual is less than or equal to the predetermined threshold value (YES in step S170), the
또한, 상술한 처리 패턴 1과 마찬가지로, 파장 분산을 고려한 굴절률 및 소쇠 계수를 사용해도 좋다. 그 상세한 함수에 대해서는 상술하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.As in the case of the above-described
(4) 처리 패턴 4(4)
처리 패턴 4는 처리 패턴 1을 개량한 방법으로, 피팅에 의한 수렴을 보다 확실하게 한다. 즉, SOI 기판과 같이, 제1층과 제2층의 막 두께가 크게 상이한 피측정물에서는, 각 층의 막 두께를 피팅하기 위한 초기치가 중요하다. 따라서, 처리 패턴 4에서는, 우선 최적화법을 사용하여 각 층의 막 두께의 초기치를 결정하고, 이들 초기치를 사용하여 피팅법에 의해 제1층 및 제2층의 막 두께를 결정한다.The
도 17은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 4에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도이다. 도 17에 도시하는 블록도는 CPU(200)가 하드 디스크부(210) 등의 미리 저장된 프로그램을 메모리부(212) 등에 판독하여 실행함으로써 실현된다.17 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 17에 도시하는 처리 퍼턴 4에 관한 제어 구조는 도 11에 도시하는 처리 패턴 1에 관한 제어 구조에, 최적화 연산부(751)를 추가한 것과 실질적으로 동일하다.The control structure relating to the
최적화 연산부(751)는 MEM 등의 최적화법을 사용하여 버퍼부(71)에 저장되어 있는 반사율 스펙트럼의 주파수 성분을 해석하여, 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)를 각각 산출한다. 특히, 최적화 연산부(751)는 실측한 반사율 스펙트럼을 주파수 해석하여 얻어지는 2개 이상의 피크를 추출하여, 이들의 피크에 대응하는 막 두께로부터 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)를 각각 산출한다. 또한, 이 산출되는 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)는 피팅의 초기치로서 사용되는 것으로, 엄밀한 정밀도는 필요로 하지 않는다. 또한, 최적화 연산 부(751)에 있어서의 구체적인 주파수 해석 방법은 상술한 최적화 연산부(741)와 마찬가지이므로 상세한 설명은 반복하지 않는다.The
모델화부(721) 및 피팅부(722)는 최적화 연산부(751)에 의해 산출된 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)를 초기치로 하여, 본래의 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)를 피팅에 의해 결정한다. 모델화부(721) 및 피팅부(722)의 처리 내용은 상술하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.The
도 18은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 4에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도이다. 도 18에 도시하는 흐름도는, 도 12에 도시하는 흐름도에 있어서 스텝 S110 대신에, 스텝 S111A 및 S111B의 처리를 설치한 것으로, 그 밖의 처리에 대해서는 동일 부호를 부여한 각 스텝과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 이하, 도 12와 상이한 처리에 대해 설명한다.18 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process related to the
도 18을 참조하여, 스텝 S108의 실행 후, 스텝 S111A의 처리가 실행된다. 스텝 S111A에 있어서, 사용자는 표시된 입력 화면 상 등으로부터, 피측정물의 제1층의 굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1)와, 피측정물의 제2층의 굴절률(n2) 및 소쇠 계수(k2)를 입력하는 동시에, 제1층의 막 두께(d1)의 검색 범위 및 제2층의 막 두께(d2)의 검색 범위를 입력한다. 계속되는 스텝 S111B에 있어서, CPU(200)는 메모리부(212) 등에 저장되어 있는 반사율 스펙트럼에 대해, 최적화법을 사용하여 주파수 성분을 해석함으로써, 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)를 산출한다. 이 스텝 S111A에 있어서 산출된 제1층의 막 두께(d1) 및 제2층의 막 두께(d2)가 피팅의 초기치로서 사용된다. 그리고, 이 스텝 S111B 이후, 도 12의 스텝 S112 이후의 처리와 동일한 처리가 실행된다.Referring to Fig. 18, after the execution of step S108, the processing of step S111A is executed. In step S111A, the user has a refractive index from the displayed input screen or the like, the first layer of the object to be measured (n 1) and the extinction coefficient (k 1) and the refractive index of the second layer of the object to be measured (n 2) and an extinction coefficient (k 2 ), and also inputs a search range of the film thickness d 1 of the first layer and a search range of the film thickness d 2 of the second layer. In the following step S111B, CPU (200) is by analyzing the frequency components by using, optimization method for the reflectance spectra stored in a memory or the
또한, 상술한 처리 패턴 1과 마찬가지로, 파장 분산을 고려한 굴절률 및 소쇠 계수를 사용해도 된다. 그 상세한 함수에 대해서는 상술하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.Further, similarly to the above-described
(5) 처리 패턴 5(5)
처리 패턴 5는 한쪽의 층의 막 두께가 기지이며, 다른 쪽의 층의 막 두께만을 해석하는 경우에 적용되는 방법으로, 상술한 처리 패턴 1을 변형한 것이다. 이하의 설명에서는, 피측정물의 제2층의 막 두께가 기지이고, 제1층의 막 두께를 피팅에 의해 결정하는 방법을 예시한다.The
도 19는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 5에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도이다. 도 19에 도시하는 블록도는 CPU(200)가 하드 디스크부(210) 등의 미리 저장된 프로그램을 메모리부(212) 등에 판독하여 실행함으로써 실현된다.Fig. 19 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 19에 도시하는 처리 패턴 4에 관한 제어 구조는, 도 11에 도시하는 처리 패턴 1에 관한 제어 구조에 있어서, 모델화부(721) 대신에, 모델화부(721A)를 배치한 것이다.The control structure relating to the
모델화부(721A)는 제1층의 굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1)와, 제2층의 굴절 률(n2) 및 소쇠 계수(k2)를 접수하는 동시에, 제1층의 막 두께(d1)의 초기치 및 제2층의 막 두께(d2)의 기지의 값(고정치)을 접수한다. 또한, 사용자가 각 파라미터를 입력해도 좋으나, 미리 표준적인 재질의 파라미터를 파일 등으로서 저장해 두고, 필요에 따라서 판독하도록 해도 좋다. 또한, 필요에 따라서, 분위기층의 굴절률(n0) 및 소쇠 계수(k0)에 대해서도 입력된다.Model conversion unit (721A) is at the same time for receiving the refractive index (n 1) and refractive index (n 2) and an extinction coefficient (k 2) of the extinction coefficient (k 1), the second layer of the first layer, the first layer layer receives the value (fixed value) of the base having a thickness (d 1) a thickness (d 2) of the initial value and the second layer. Although the user may input each parameter, parameters of a standard material may be previously stored as a file or the like, and read out as necessary. Further, the refractive index (n 0 ) and the extinction coefficient (k 0 ) of the atmosphere layer are also input, if necessary.
또한, 모델화부(721A)는 피팅부(722)로부터의 파라미터 갱신 지령에 따라서 제1층의 막 두께(d1)를 순차적으로 갱신하고, 이 갱신 후의 제1층의 막 두께(d1)에 따라서 이론 반사율을 나타내는 함수를 갱신한다. 또한, 모델화부(721A)는 갱신 후의 함수에 따라서, 각 파장에 있어서의 이론 반사율(스펙트럼)을 반복해서 산출한다. 이와 같은 수순에 의해, 제1층의 막 두께(d1)가 피팅에 의해 결정된다.In addition, the model conversion unit (721A) is a fitting portion to update the thickness (d 1) of the first layer according to the parameter update instructions from the 722 in sequence, and the thickness of the first layer after the update (d 1) Therefore, the function representing the theoretical reflectance is updated. Further, the
그 밖의 구성에 대해서는 상술하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.Since other configurations are described above, detailed description thereof will not be repeated.
도 20은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 5에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도이다. 도 20에 도시하는 흐름도는 도 12에 도시하는 흐름도에 있어서 스텝 S110, S118, S120 대신에, 각각 스텝 S110A, S118A, S120A의 처리를 설치한 것으로, 그 밖의 처리에 대해서는 동일 부호를 부여한 각 스텝과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 이하, 도 12와 상이한 처리에 대해 설명한다.Fig. 20 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process relating to the
도 20을 참조하여, 스텝 S110A에 있어서, 사용자는 표시된 입력 화면 상 등 으로부터, 피측정물의 제1층의 굴절률(n1) 및 소쇠 계수(k1)와, 피측정물의 제2층의 굴절률(n2) 및 소쇠 계수(k2)를 입력하는 동시에, 제1층의 막 두께(d1)의 초기치 및 제2층의 막 두께(d2)의 기지의 값을 입력한다.20, in step S110A, the user selects, from the displayed input screen or the like, the refractive index (n 1 ) and the extinction coefficient (k 1 ) of the first layer of the measured object and the refractive index n 2) and an extinction coefficient (at the same time for inputting the k 2), and inputs the value of the base of the first layer thickness (d 1) a thickness (d 2) of the initial value and the second layer of the.
스텝 S118A에 있어서, CPU(200)는 제1층의 막 두께(d1)의 현재치를 변경한다. 즉, 처리 패턴 5에서는 제1층의 막 두께(d1)만이 피팅 대상이 된다.In step S118A, the
스텝 S120A에 있어서, CPU(200)는, 산출된 잔차가 소정의 임계치 이하인 경우에는 제1층의 막 두께(d1)의 현재치를 피측정물의 각 층의 막 두께(해석치)로서 출력한다.In step S120A, and CPU (200) is not more than the calculated residual error is the predetermined threshold value is outputted as the film thickness (d 1) a thickness (haeseokchi) of each layer of the current measured value of the blood in the first layer.
또한, 상술한 처리 패턴 1과 마찬가지로, 파장 분산을 고려한 굴절률 및 소쇠 계수를 사용해도 좋다. 그 상세한 함수에 대해서는 상술하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.As in the case of the above-described
(6) 처리 패턴 6(6)
처리 패턴 6은 한쪽의 층의 막 두께가 기지이며, 다른 쪽의 층의 막 두께만을 해석하는 경우에 적용되는 방법으로, 상술한 처리 패턴 5를 변형한 것이다. 이하의 설명에서는 피측정물의 제2층의 막 두께가 기지이고, 제1층의 막 두께를 피팅 또는 푸리에 변환에 의해 결정하는 방법을 예시한다.The
도 21은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 6에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도이다. 도 21에 도시하는 블록도는 CPU(200)가 하드 디스크부(210) 등의 미리 저장된 프로그램을 메모리부(212) 등에 판독하여 실행함으로써 실현된다.21 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 21에 도시하는 처리 패턴 4에 관한 제어 구조는, 도 19에 도시하는 처리 패턴 4에 관한 제어 구조에 있어서, 피팅부(722) 대신에, 피팅부(722A)를 배치하는 동시에, 파수 변환부(731)와, 버퍼부(732)와, 푸리에 변환부(733)와, 피크 탐색부(734)를 더 추가한 것에 상당한다.The control structure relating to the
즉, 본 처리 패턴에서는, 피측정물의 제1층의 막 두께(d1)가 피팅에 의해 결정되나, 피팅이 규정 횟수 이내에 수렴되지 않았을 경우에는, 푸리에 변환을 사용하여 제1층의 막 두께(d1)가 결정된다.That is, in this processing pattern, the film thickness d 1 of the first layer of the object to be measured is determined by the fitting, but when the fitting does not converge within the specified number of times, the Fourier transform is used to change the film thickness d 1 ) is determined.
피팅부(722A)는 버퍼부(71)로부터 반사율 스펙트럼의 실측치를 판독하여, 모델화부(721A)로부터 출력되는 반사율 스펙트럼의 이론치 사이의 잔차가 소정의 임계치 이하가 되도록, 모델화부(721A)에 대해 파라미터 갱신 지령을 순차적으로 부여한다. 또한, 피팅부(722A)는 소정 횟수의 연산에 의해서도 잔차가 소정의 임계치 이하가 되지 않는 경우에는, 푸리에 변환을 사용하여 제1층의 막 두께(d1)를 결정하도록, 파수 변환부(731)에 절환 지령을 부여한다.The
또한, 파수 변환부(731), 버퍼부(732), 푸리에 변환부(733) 및 피크 탐색부(734)에 대해서는, 도 13에 도시하는 처리 패턴 2에 있어서 설명하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.Since the wave
도 22는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 6에 관한 막 두께 산출 처 리의 수순을 도시하는 흐름도이다. 도 22에 도시하는 흐름도는 도 20에 도시하는 흐름도에 있어서 스텝 S117의 처리를 추가하는 동시에, 도 14에 도시하는 흐름도의 스텝 S134 내지 S140의 처리를 추가한 것이다. 그 밖의 처리에 대해서는 동일 부호를 부여한 각 스텝과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다. 이하, 도 14 및 도 20과 상이한 처리에 대해 설명한다.22 is a flowchart showing the procedure of film thickness calculation processing with respect to the
도 22를 참조하여, 스텝 S117에 있어서, CPU(200)는 피팅 처리가 규정 횟수 이상 반복된 것인지 여부를 판단한다. 피팅 처리가 규정 횟수 이상 반복되어 있지 않은 경우(스텝 S117에 있어서 '아니오'의 경우)에는, 스텝 S118의 처리가 실행된 후, 처리는 스텝 S112로 복귀된다. 이에 대해, 피팅 처리가 규정 횟수 이상 반복되어 있는 경우(스텝 S117에 있어서 '예'의 경우)에는, 처리는 스텝 S134로 진행한다.Referring to Fig. 22, in step S117, the
스텝 S134 내지 S140에서는 푸리에 변환을 사용하여 제1층의 막 두께(d1)가 결정된다. 이들 각 스텝의 처리에 대해서는 상술하였으므로, 상세한 설명은 반복하지 않는다.In steps S134 to S140, the film thickness d 1 of the first layer is determined by using Fourier transform. Since the processing of each of these steps has been described above, detailed description thereof will not be repeated.
<측정예><Measurement example>
도 23은 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 사용하여 SOI 기판의 막 두께를 측정한 결과예를 나타낸다. 또한, 도 23에는 반사율 스펙트럼을 주파수 변환(FFT 변환)하여 얻어진 파워 스펙트럼을 도시한다.23 shows an example of a result of measurement of a film thickness of an SOI substrate using a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig. 23 shows a power spectrum obtained by frequency-transforming (FFT-transforming) the reflectance spectrum.
도 23의 (a)는 제1층인 Si층의 막 두께가 22.0㎛, 제2층인 SiO2층의 막 두께 가 3.0㎛가 되는 것을 목표로 하여 형성한 SOI 기판을 측정한 결과를 나타낸다. 도 23의 (a)에서는 측정된 반사율 스펙트럼 중 1470 내지 1600㎚의 성분을 사용하여 주파수 변환을 행하였다. 그 결과, 21.8613㎛에 대응하는 위치에 제1 피크가 발생하고 있다.23 (a) shows the result of measurement of an SOI substrate formed with a target that the Si layer as the first layer has a thickness of 22.0 m and the SiO2 layer as the second layer has a thickness of 3.0 m. In Fig. 23 (a), frequency conversion was performed using components of 1470 to 1600 nm in the measured reflectance spectrum. As a result, the first peak occurs at a position corresponding to 21.8613 mu m.
도 23의 (b)는 제1층인 Si층의 막 두께가 32.0㎛, 제2층인 SiO2층의 막 두께가 2.0㎛가 되는 것을 목표로 하여 형성한 SOI 기판을 측정한 결과를 나타낸다. 도 23의 (b)에서는 측정된 반사율 스펙트럼 중 1500 내지 1600㎚의 성분을 사용하여 주파수 변환을 행하였다. 그 결과, 30.6269㎛에 대응하는 위치에 제1 피크가 발생하고 있다.Fig. 23B shows the result of measurement of an SOI substrate formed with a target that the Si layer as the first layer has a thickness of 32.0 mu m and the SiO2 layer as the second layer has a thickness of 2.0 mu m. In Fig. 23 (b), frequency conversion was performed using the components of 1500 to 1600 nm in the measured reflectance spectrum. As a result, a first peak occurs at a position corresponding to 30.6269 mu m.
도 23의 (c)는 제1층인 Si층의 막 두께가 16.0㎛, 제2층인 SiO2층의 막 두께가 1.3㎛가 되는 것을 목표로 하여 형성한 SOI 기판을 측정한 결과를 나타낸다. 도 23의 (c)에서는 측정된 반사율 스펙트럼 중 1400 내지 1600㎚의 성분을 사용하여 주파수 변환을 행하였다. 그 결과, 15.9069㎛에 대응하는 위치에 제1 피크가 발생하고 있다.FIG. 23C shows the result of measurement of the SOI substrate formed with the aim that the Si layer as the first layer has a thickness of 16.0 μm and the SiO 2 layer as the second layer has a thickness of 1.3 μm. In (c) of FIG. 23, frequency conversion was performed using components of 1400 to 1600 nm in the measured reflectance spectrum. As a result, a first peak occurs at a position corresponding to 15.9069 占 퐉.
어떤 측정 결과에 대해서도, 대략 양호한 것을 알 수 있다.It can be seen that the measurement results are substantially good.
<차폐 부재의 개재><Intervention of shielding member>
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)는 주로 적외 대역에 있어서의 반사율 스펙트럼에 기초하여 피측정물(OBJ)의 막 두께를 측정하므로, 측정용 광원(10)(도 1)으로부터 피측정물(OBJ)까지의 경로 상에 고분자 수지와 같은 차폐 부재가 존재하고 있어도 측정이 가능하다. 즉, 고분자 수지와 같은 부재는 가시 대역의 광을 투과시키지 않으나, 적외 대역의 광을 투과시킬 수 있다.As described above, the film
도 24는 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)를 사용하여 그 상면에 불투명 Pad가 배치된 피측정물(OBJ) 상을 측정하는 경우의 구성을 도시하는 모식도이다.Fig. 24 is a schematic diagram showing a configuration in the case where an object to be measured (OBJ) on which an opaque pad is arranged is measured using the film
도 24를 참조하여, 스테이지(50) 상에는 스페이서를 통해 평면 형상의 피측정물(OBJ)이 적재되어 있고, 피측정물(OBJ)의 상면(측정광의 조사측)에는 평면 형상의 불투명 Pad(52)가 배치되어 있다. 이 불투명 Pad(52)는 연마 공정에서 사용되는 연마체 등에 상당하고, 주로 고분자 수지 등으로 이루어진다. 이와 같은 불투명 Pad(52)는, 그 투과량은 적으나, 적외 대역(예를 들어, 900 내지 1600㎚)의 광을 투과시킨다.24, a planar object to be measured OBJ is mounted on a
도 25 및 도 26은 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 사용하여 불투명 Pad(52)가 배치된 SOI 기판을 측정한 결과를 나타낸다. 도 25는 대물 렌즈(40)(도 1, 도 24)로서 10배의 배율을 갖는 확대 렌즈를 사용한 경우의 결과를 나타내고, 도 26은 대물 렌즈(40)(도 1, 도 24)로서 2.83배의 배율을 갖는 확대 렌즈를 사용한 경우의 결과를 나타낸다.25 and 26 show the results of measurement of the SOI substrate on which the
또한, 도 25 및 도 26에는 비교를 위해, 불투명 Pad(52)가 배치되어 있지 않은 상태에서의 결과를 겹쳐서 표시한다. 또한, 각각의 반사율 스펙트럼의 레인지(절대치)는 상이하다는 것에 주의해야 한다.25 and 26, the results in a state in which the
도 27은 도 25 및 도 26에 도시하는 Pad(52)가 배치되어 있지 않은 상태의 반사율 스펙트럼으로부터 얻어지는 파워 스펙트럼을 도시하고, 도 28은 도 25 및 도 26에 도시하는 Pad(52)가 배치되어 있는 상태의 반사율 스펙트럼으로부터 얻어지는 파워 스펙트럼을 도시한다.Fig. 27 shows the power spectrum obtained from the reflectance spectrum in a state in which the
도 25를 참조하여, 대물 렌즈(40)로서 10배의 배율을 갖는 확대 렌즈를 사용한 경우에는, 불투명 Pad(52)가 존재할 때의 결과는, 불투명 Pad(52)가 존재하지 않을 때의 결과에 비교하여 노이즈 성분이 증가되어 있다.25, when a magnifying lens having a magnification of 10 times is used as the
한편, 도 26을 참조하여, 대물 렌즈(40)로서 2.83배의 배율을 갖는 확대 렌즈를 사용한 경우에는, 불투명 Pad(52)가 존재할 때의 결과는, 불투명 Pad(52)가 존재하지 않을 때의 결과와 거의 마찬가지로, 그 주기성에 대해서는 충분히 측정되어 있다.26, when a magnifying lens having a magnification of 2.83 is used as the
도 27 및 도 28에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈(40)로서 2.83배의 배율을 갖는 확대 렌즈를 사용한 경우에는, 불투명 Pad의 유무에 관계없이, 거의 동일한 파워 스펙트럼을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.As shown in Figs. 27 and 28, it can be seen that almost the same power spectrum can be obtained irrespective of the presence or absence of opaque pads when an enlargement lens having a magnification of 2.83 times is used as the
이에 대해, 대물 렌즈(40)로서 10의 배율을 갖는 확대 렌즈를 사용한 경우에는 충분한 정밀도의 파워 스펙트럼이 얻어지지 않고 있다는 것을 알 수 있다. 이는, 대물 렌즈(40)의 배율의 변경에 수반하여 개구수가 변화되고, 이 결과, 10배의 배율을 갖는 렌즈를 사용한 경우에는, 확산광이 증대되어 노이즈 성분이 증가하는 것이라고 생각된다.On the other hand, it can be seen that when a magnifying lens having a magnification of 10 is used as the
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치(100)를 사용하여, 불투명 Pad(52)가 배치된 피측정물(OBJ)의 막 두께를 측정하는 것은 가능한 것이 확인되었다. 단, 측정광을 조사하기 위한 광학계 및 반사광을 수광하기 위한 광학계에 대해, 확산광의 영향을 배제하도록 설계할 필요는 있다고 할 수 있다.As described above, it was confirmed that it is possible to measure the film thickness of the measured object OBJ on which the
[변형예][Modifications]
피측정물(OBJ)에 대한 측정광의 조사 및 반사광의 수광을 행하기 위한 광학계로서, Y형 파이버를 사용해도 좋다.A Y-type fiber may be used as an optical system for irradiating the object to be measured (OBJ) with measurement light and receiving reflected light.
도 29는 본 발명의 실시 형태의 변형예를 따르는 막 두께 측정 장치(100#)의 광학계의 구조를 도시하는 모식도이다.29 is a schematic diagram showing a structure of an optical system of a film
도 29를 참조하여, 막 두께 측정 장치(100#)는 측정용 광원(10)(도 1)으로부터의 측정광을 피측정물(OBJ)까지 유도하고, 또한 피측정물(OBJ)로부터의 반사광을 검출부(64)(도 1)까지 유도하는 광학계로서, 투수광 파이버(light projection and reception fiber)(56)를 포함하고 있다.29, the film
투수광 파이버(56)는 2개의 광선을 1개의 광선에 결합 가능한 동시에, 1개의 광선을 2개의 광선으로 분리 가능한 Y형 파이버이다. 보다 구체적인 일례로서, 투수광 파이버(56)는 Ge 도프된 단선 Y형 파이버로 이루어진다.The water-permeable
측정용 광원(10)(도 1)으로부터 발생한 측정광은 제1 분기 파이버(56a)를 통해 피측정물(OBJ)로 입사하고, 피측정물(OBJ)에서 반사되어 발생한 반사광은 제2 분기 파이버(56b)를 통해 검출부(64)로 유도된다.The measurement light generated from the measurement light source 10 (FIG. 1) is incident on the measured object OBJ via the
또한, 투수광 파이버(56)와 피측정물(OBJ) 사이에는 「조리개」로서 기능하는 핀 홀 광학계(54)가 배치된다.Further, a pinhole
도 29에 도시하는 막 두께 측정 장치(100#)를 사용함으로써, 연마액 등의 용액 중에 피측정물(OBJ)이 배치된 경우라도 그 막 두께를 측정할 수 있다.By using the film
도 30은 본 발명의 실시 형태의 변형예를 따르는 막 두께 측정 장치(100#)를 사용하여 용액 중의 피측정물(OBJ)의 막 두께를 측정하는 형태를 도시하는 모식도이다.30 is a schematic diagram showing a mode for measuring a film thickness of a measured object OBJ in a solution by using a film
도 30을 참조하여, 용기 내에 배치된 테이블(57) 상에 스페이서를 통해 피측정물(OBJ)이 배치되어 있고, 당해 용기 내는 연마액 등의 용액(58)으로 가득 차 있다. 그리고, 투수광 파이버(56)의 투수광구측의 일부가 용액(58) 중에 침지되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 용액 중의 피측정물(OBJ)의 막 두께를 측정할 수 있다.Referring to Fig. 30, the object to be measured OBJ is arranged on a table 57 disposed in a container through a spacer, and the inside of the container is filled with a
또한, 물을 용매로 하는 용액(58)을 사용하는 경우에는, 상술한 적외 대역(900 내지 1600㎚) 중, 물의 흡수 파장을 제외한 대역을 막 두께 측정에 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 물에는 약 1320㎚ 이상의 파장 대역에 흡수가 있으므로, 피측정물(OBJ)의 막 두께 측정에는 900 내지 1320㎚의 범위의 반사광 스펙트럼을 사용하는 것이 바람직하다.In the case of using the
[그 밖의 실시 형태][Other Embodiments]
본 발명에 관한 프로그램은 컴퓨터의 오퍼레이팅 시스템(OS)의 일부로서 제공되는 프로그램 모듈 중, 필요한 모듈을 소정의 배열로, 소정의 타이밍으로 호출하여 처리를 실행시키는 것이라도 좋다. 그 경우, 프로그램 자체에는 상기 모듈이 포함되지 않고 OS와 협동하여 처리가 실행된다. 이와 같은 모듈을 포함하지 않는 프로그램도 본 발명에 관한 프로그램에 포함될 수 있다.The program according to the present invention may be executed by calling necessary modules from a program module provided as a part of an operating system (OS) of a computer in a predetermined arrangement at a predetermined timing. In this case, the program itself does not include the module but is executed in cooperation with the OS. A program not including such a module may also be included in the program according to the present invention.
또한, 본 발명에 관한 프로그램은 다른 프로그램의 일부에 조립되어 제공되는 것이라도 좋다. 그 경우에도, 프로그램 자체에는 상기 다른 프로그램에 포함되는 모듈이 포함되지 않고, 다른 프로그램과 협동하여 처리가 실행된다. 이와 같은 다른 프로그램에 조립된 프로그램도 본 발명에 관한 프로그램에 포함될 수 있다.The program according to the present invention may be provided in a part of another program. In this case, the program itself does not include a module included in the other program, but executes processing in cooperation with another program. Such a program assembled into another program may also be included in the program according to the present invention.
제공되는 프로그램 제품은 하드 디스크 등의 프로그램 저장부에 인스톨되어 실행된다. 또한, 프로그램 제품은 프로그램 자체와, 프로그램이 기억된 기억 매체를 포함한다.The provided program product is installed and executed in a program storage unit such as a hard disk. The program product also includes a program itself and a storage medium in which the program is stored.
또한, 본 발명에 관한 프로그램에 의해 실현되는 기능의 일부 또는 전부를 전용의 하드웨어에 의해 구성해도 좋다.Furthermore, some or all of the functions realized by the program according to the present invention may be configured by dedicated hardware.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 피측정물에 측정광을 조사하여 취득된 반사율 스펙트럼(혹은, 투과율 스펙트럼)에 기초하여 피측정물을 구성하는 각 층의 막 두께를 각각 독립적으로 산출할 때에, (1) FFT 등의 이산적인 푸리에 변환 또는 MEM 등의 최적화법을 사용하여 주요한 파수 성분을 산출하여 막 두께를 결정하는 방법과, (2) 모델식을 사용한 피팅을 사용하여 막 두께를 결정하는 방법을 선택적으로 실행할 수 있다. 이에 의해, 피측정물을 구성하는 층이 다수 있거나, 각 층의 막 두께에 큰 차이가 있거나 하는 경우라도, 각 층의 막 두께를 보다 정확하게 측정할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, when the film thicknesses of the respective layers constituting the measured object are independently calculated based on the reflectance spectrum (or the transmittance spectrum) obtained by irradiating the measurement object with the measurement light, 1) a method of determining a film thickness by calculating a main wavenumber component using a discrete Fourier transform such as FFT or an optimization method such as MEM, and (2) a method of determining a film thickness using a fitting using a model equation And can be selectively executed. This makes it possible to measure the film thickness of each layer more accurately, even when there are many layers constituting the measured object, or when there is a large difference in the film thickness of each layer.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 측정 대상으로 하는 피측정물을 구성하는 각 층의 막 두께에 따라서, 측정광의 파장 범위(혹은, 파장 검출 범위) 및 검 출부의 파장 분해능을 적절하게 설정할 수 있으므로, 각 층의 막 두께를 보다 정확하게 측정할 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, the wavelength range (or the wavelength detection range) of the measurement light and the wavelength resolution of the detection unit can be appropriately set in accordance with the film thickness of each layer constituting the measurement target object Therefore, the film thickness of each layer can be measured more accurately.
본 발명을 상세하게 설명하여 나타냈으나, 이는 예시를 위한 것일 뿐이며, 한정되어서는 안되고, 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해 해석되는 것이 명백하게 이해될 것이다.While the invention has been described and illustrated in detail, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, and the scope of the invention is to be construed according to the appended claims.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치의 개략 구성도.1 is a schematic structural view of a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 측정 대상으로 하는 피측정물의 단면 모식도의 일례를 도시하는 도면.2 is a view showing an example of a cross-sectional schematic diagram of a measured object to be measured by a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 사용하여 SOI 기판을 측정한 경우의 측정 결과를 나타내는 도면.3 is a view showing a measurement result when an SOI substrate is measured by using the film thickness measuring apparatus according to the present embodiment.
도 4는 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 사용하여 SOI 기판을 측정한 다른 측정 결과를 나타내는 도면.4 is a view showing another measurement result in which an SOI substrate is measured using the film thickness measuring apparatus according to the present embodiment.
도 5는 본 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 사용하여 SOI 기판을 측정한 또 다른 측정 결과를 나타내는 도면.5 is a view showing another measurement result of the SOI substrate measured using the film thickness measuring apparatus according to the present embodiment.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 범위와 검출부의 검출 파장 범위 및 검출 포인트 수의 관계를 설명하기 위한 도면.6 is a diagram for explaining a relationship between a film thickness measuring range according to an embodiment of the present invention, a detection wavelength range of the detecting section, and the number of detection points.
도 7은 이론치에 가까운 파장 분해능을 갖는 막 두께 측정 장치를 사용하여 측정한 결과를 사용하여 시뮬레이션을 행한 결과를 나타내는 도면.7 is a view showing a result of a simulation performed using measurement results obtained by using a film thickness measuring apparatus having a wavelength resolution close to a theoretical value;
도 8은 이론치에 대해 정밀도를 2배로 한 파장 분해능을 갖는 막 두께 측정 장치를 사용하여 측정한 결과를 사용하여 시뮬레이션을 행한 결과를 나타내는 도면.FIG. 8 is a view showing a result of simulation using measurement results obtained by using a film thickness measuring apparatus having a wavelength resolution with doubling of precision with respect to a theoretical value. FIG.
도 9는 SOI 기판에 대한 반사율 스펙트럼의 측정 결과를 나타내는 도면.9 is a view showing a measurement result of a reflectance spectrum for an SOI substrate;
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따르는 데이터 처리부의 개략의 하드웨어 구성을 도시하는 모식도.10 is a schematic diagram showing a schematic hardware configuration of a data processing unit according to an embodiment of the present invention;
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 1에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도.11 is a block diagram showing a control structure for executing film thickness calculation processing relating to the
도 12는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 1에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도.12 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process relating to the
도 13은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 2에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도.13 is a block diagram showing a control structure for executing film thickness calculation processing relating to the
도 14는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 2에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도.14 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process relating to the
도 15는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 3에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도.15 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 16은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 3에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도.16 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process according to the
도 17은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 4에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도.17 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 18은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 4에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도.18 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process relating to the
도 19는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 5에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도.Fig. 19 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 20은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 5에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도.20 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process relating to the
도 21은 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 6에 관한 막 두께 산출 처리를 실행하는 제어 구조를 도시하는 블록도.21 is a block diagram showing a control structure for executing the film thickness calculating process relating to the
도 22는 본 발명의 실시 형태에 따르는 처리 패턴 6에 관한 막 두께 산출 처리의 수순을 도시하는 흐름도.22 is a flowchart showing the procedure of the film thickness calculating process relating to the
도 23은 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 사용하여 SOI 기판의 막 두께를 측정한 결과예를 나타내는 도면.23 is a view showing an example of a result of measuring a film thickness of an SOI substrate using a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 24는 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 사용하여 그 상면에 불투명 Pad가 배치된 피측정물 상을 측정하는 경우의 구성을 도시하는 모식도.24 is a schematic diagram showing a configuration in the case of measuring a surface of a measurement object on which an opaque pad is disposed using a film thickness measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 25는 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 사용하여 불투명 Pad가 배치된 SOI 기판을 측정한 결과를 나타내는 도면.25 is a view showing a result of measurement of an SOI substrate on which opaque pads are arranged using a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 26은 본 발명의 실시 형태에 따르는 막 두께 측정 장치를 사용하여 불투명 Pad가 배치된 SOI 기판을 측정한 다른 결과를 나타내는 도면.26 is a view showing another result of measuring an SOI substrate on which opaque pads are arranged using a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 27은 도 25 및 도 26에 도시하는 불투명 Pad가 배치되어 있지 않은 상태의 반사율 스펙트럼으로부터 얻어지는 파워 스펙트럼을 도시하는 도면.Fig. 27 is a diagram showing a power spectrum obtained from a reflectance spectrum in a state in which the opaque pad shown in Fig. 25 and Fig. 26 is not disposed; Fig.
도 28은 도 25 및 도 26에 도시하는 불투명 Pad가 배치되어 있는 상태의 반사율 스펙트럼으로부터 얻어지는 파워 스펙트럼을 도시하는 도면.28 is a diagram showing a power spectrum obtained from a reflectance spectrum in a state where the opaque pads shown in Figs. 25 and 26 are arranged; Fig.
도 29는 본 발명의 실시 형태의 변형예를 따르는 막 두께 측정 장치의 광학계의 구조를 도시하는 모식도.29 is a schematic diagram showing a structure of an optical system of a film thickness measuring apparatus according to a modification of the embodiment of the present invention.
도 30은 본 발명의 실시 형태의 변형예를 따르는 막 두께 측정 장치를 사용 하여 용액 중의 피측정물의 막 두께를 측정하는 형태를 도시하는 모식도.30 is a schematic diagram showing a mode of measuring a film thickness of a measurement object in a solution by using a film thickness measurement apparatus according to a modification of the embodiment of the present invention.
[부호의 설명][Description of Symbols]
10 : 측정용 광원10: Light source for measurement
12 : 콜리메이트 렌즈12: Collimate lens
14 : 커트 필터14: Cut filter
16, 36 : 결상 렌즈16, 36: image forming lens
18 : 조리개부18:
20, 30 : 빔 스플리터20, 30: Beam splitter
22 : 관찰용 광원22: Observation light source
24 : 광파이버24: Optical fiber
26 : 출사부26:
26a : 마스크부26a:
32 : 핀 홀 미러32: Pin hole mirror
32a : 핀 홀32a: pin hole
34 : 축 변환 미러34: Axis conversion mirror
38 : 관찰용 카메라38: Observation camera
39 : 표시부39:
40 : 대물 렌즈40: Objective lens
50 : 스테이지50: stage
51 : 가동 기구51:
52 : 불투명 Pad52: Opaque Pad
54 : 핀 홀 광학계54: Pinhole optical system
56 : 투수광 파이버56: Perforated optical fiber
56a, 56b : 분기 파이버56a, 56b: branch fibers
57 : 테이블57: Table
58 : 용액58: solution
60 : 분광 측정부60: Spectroscopic measuring unit
62 : 회절 격자62: diffraction grating
64 : 검출부64:
66 : 커트 필터66: Cut filter
68 : 셔터68: Shutter
70 : 데이터 처리부70:
71, 732 : 버퍼부71, 732:
100, 100# : 막 두께 측정 장치100, 100 #: Film thickness measuring device
200 : CPU200: CPU
202 : 버스202: bus
204 : 디스플레이부204:
208 : 입력부208:
210 : 하드 디스크부(HDD)210: Hard disk unit (HDD)
212 : 메모리부212:
214 : CD-ROM 드라이브214: CD-ROM drive
214a : CD-ROM214a: CD-ROM
216 : 플렉시블 디스크 드라이브(FDD)216: Flexible disk drive (FDD)
216a : 플렉시블 디스크216a: flexible disk
721, 721A, 735, 742 : 모델화부721, 721A, 735, 742:
722, 722A, 736, 743 : 피팅부722, 722A, 736, 743:
731 : 파수 변환부731: wave number conversion section
733 : 푸리에 변환부733: Fourier transform unit
734 : 피크 탐색부734: Peak search section
741, 751 : 최적화 연산부741, 751:
OBJ : 피측정물OBJ: Measured object
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