KR101908739B1 - Method and apparatus for measuring thickness of film - Google Patents

Method and apparatus for measuring thickness of film Download PDF

Info

Publication number
KR101908739B1
KR101908739B1 KR1020130107128A KR20130107128A KR101908739B1 KR 101908739 B1 KR101908739 B1 KR 101908739B1 KR 1020130107128 A KR1020130107128 A KR 1020130107128A KR 20130107128 A KR20130107128 A KR 20130107128A KR 101908739 B1 KR101908739 B1 KR 101908739B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
wavelength region
thickness
light
wavelength
Prior art date
Application number
KR1020130107128A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140034694A (en
Inventor
구니카즈 다구치
소우타 오카모토
Original Assignee
오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤 filed Critical 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20140034694A publication Critical patent/KR20140034694A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101908739B1 publication Critical patent/KR101908739B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0625—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422—Investigating thin films, e.g. matrix isolation method

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 과제는 시료에 복수의 막이 포함되는 경우에도 용이하고 또한 정확하게 막 두께의 계산 결과를 얻을 수 있는 막 두께 계측 방법 및 막 두께 계측 장치를 제공하는 것이다.
광의 투과율에 차이가 있는 제1 파장 영역 및 제2 파장 영역을 갖고, 제1 파장 영역 쪽이 제2 파장 영역보다도 광의 투과율이 낮은 기준막과, 기준막의 일방측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막과, 기준막의 타방측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막을 포함하는 시료를 사용하여, 각 측정 대상막의 두께를 계측하는 막 두께 계측 방법으로서, 시료에 의한 광의 반사율 스펙트럼을 제1 파장 영역의 일부 또는 전부 및 제2 파장 영역의 일부 또는 전부에서 측정하고, 제1 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 일방측에 형성된 각 측정 대상막의 두께를 계산하고, 상기 일방측에 형성된 각 측정 대상막의 두께와 제2 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 타방측에 형성되는 각 막의 두께를 계산한다.The object of the present invention is to provide a film thickness measuring method and a film thickness measuring apparatus which can easily and accurately calculate the film thickness even when a plurality of films are included in a sample.
A reference film having a first wavelength region and a second wavelength region differing in transmittance of light and having a light transmittance lower than that of the second wavelength region on the first wavelength region and a reference film having one or more measurement targets A film thickness measuring method for measuring a thickness of each film to be measured by using a film and a sample including one or more films to be measured formed on the other side of the reference film, The thickness of each film to be measured formed on the one side is calculated on the basis of the reflectance spectrum in the first wavelength region and the thickness of each film to be measured formed on the one side is calculated on the basis of the reflectance spectrum in the first wavelength region, Based on the thickness of the film and the reflectance spectrum in the second wavelength region, the thickness of each film formed on the other side is calculated.

Description

막 두께 측정 방법 및 막 두께 측정 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING THICKNESS OF FILM}METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING THICKNESS OF FILM BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 막 두께 측정 방법 및 막 두께 측정 장치에 관한 것으로, 특히 시료에 조사한 광의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 시료에 포함되는 막의 두께를 계산하는 막 두께 측정 방법 및 막 두께 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a film thickness measuring method and a film thickness measuring apparatus, and more particularly to a film thickness measuring method and a film thickness measuring apparatus for calculating a thickness of a film included in a sample based on a reflectance spectrum of light irradiated on the sample.

복수의 막이 적층된 시료에 백색광을 조사하면, 각 막 계면에서 반사된 광이 서로 간섭한다. 그리고, 이 간섭의 파장 의존성을 관측함으로써, 각 막의 두께를 얻을 수 있다. 구체적으로는, FFT(First Fourier Transform)나 커브 피팅 등의 방법이 적절히 선택되고, 조사한 광의 반사율 스펙트럼으로부터 개개의 막 두께가 계산된다. 예를 들어, 비교적 두꺼운 막의 계측에서는 FFT가 사용되고, 이 방법에서는 실반사율 스펙트럼에 소정의 좌표 변환을 실시해서 얻어지는 파형에 FFT를 사용한 파장 해석이 실시되고, 그 피크 파장으로부터 막 두께가 얻어진다. 또한, 비교적 얇은 막의 계측에서는 커브 피팅이 사용되고, 이 방법에서는 파라미터를 포함하여 표현된 반사율 스펙트럼의 이론식을 최소 제곱법 등의 방법을 사용하여 실반사율 스펙트럼에 피팅시킴으로써, 이론 스펙트럼을 실스펙트럼에 일치 또는 근사시키는 파라미터가 얻어진다. 그리고, 이 파라미터로부터 막 두께가 얻어진다.When a sample in which a plurality of films are stacked is irradiated with white light, the light reflected at each film interface interferes with each other. Then, by observing the wavelength dependence of this interference, the thickness of each film can be obtained. Specifically, methods such as FFT (First Fourier Transform) and curve fitting are appropriately selected, and individual film thicknesses are calculated from the reflectance spectrum of the irradiated light. For example, in the measurement of a relatively thick film, FFT is used. In this method, a wavelength analysis using FFT is performed on a waveform obtained by performing a predetermined coordinate transformation on a spectrum of a reflectance spectrum, and the film thickness is obtained from the peak wavelength. Also, in the measurement of a relatively thin film, curve fitting is used. In this method, the theoretical expression of the reflectance spectrum expressed by including the parameter is fitted to the real reflectance spectrum by a method such as a least squares method, An approximate parameter is obtained. Then, the film thickness is obtained from this parameter.

일본 특허 공개 평07-055435호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-055435

FFT를 사용하는 방법에서는, 시료에 복수의 막이 포함되면, 각 막의 두께에 대응해서 복수의 피크 파장이 얻어지지만, 어느 피크 파장이 어느 막의 두께에 대응하는지를 특정하기가 곤란해진다. 또한, 한정된 파장 범위 및 해상도의 실반사율 스펙트럼으로부터 한번의 FFT에 의해 많은 막의 두께를 계산하고자 하면, 계산 오차도 무시할 수 없게 된다. 또한, 커브 피팅을 사용하는 방법에서도, 시료에 복수의 막이 포함되면 실반사율 스펙트럼이 복잡한 형상으로 되어, 그 결과, 충분한 정밀도의 계산 결과를 얻는 것이 곤란해진다.In the method using FFT, if a sample contains a plurality of films, a plurality of peak wavelengths are obtained corresponding to the thickness of each film, but it becomes difficult to specify which peak wavelength corresponds to which film thickness. In addition, if the thickness of many films is calculated by one FFT from the real reflectance spectrum of a limited wavelength range and resolution, the calculation error can not be ignored. Further, even in the method using the curve fitting, if the sample contains a plurality of films, the real reflectance spectrum becomes complicated, and as a result, it becomes difficult to obtain a calculation result with sufficient precision.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 시료에 복수의 막이 포함되는 경우이더라도 용이하면서 또한 정확하게 막 두께의 계산 결과를 얻을 수 있는 막 두께 계측 방법 및 막 두께 계측 장치를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a film thickness measuring method and a film thickness measuring apparatus which can easily and accurately calculate the film thickness even when a sample contains a plurality of films have.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 막 두께 계측 방법은 광의 투과율에 차이가 있는 제1 파장 영역 및 제2 파장 영역을 갖고, 상기 제1 파장 영역 쪽이 상기 제2 파장 영역보다도 광의 투과율이 낮은 기준막과, 상기 기준막의 일방(一方)측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막과, 상기 기준막의 타방(他方)측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막을 포함하는 시료를 사용하여, 상기 각 측정 대상막의 두께를 계측하는 막 두께 계측 방법으로서, 상기 시료에 상기 일방측으로부터 광을 조사하는 조사 스텝과, 상기 시료에 의한 상기 광의 반사율 스펙트럼을 상기 제1 파장 영역의 일부 또는 전부 및 상기 제2 파장 영역의 일부 또는 전부에서 측정하는 측정 스텝과, 상기 제1 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께를 계산하는 제1 계산 스텝과, 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께와, 적어도 상기 제2 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 타방측에 형성되는 상기 각 막의 두께를 계산하는 제2 계산 스텝을 포함한다.In order to solve the above problems, a film thickness measuring method according to the present invention has a first wavelength region and a second wavelength region which differ in light transmittance, and the first wavelength region has a light transmittance higher than that of the second wavelength region A sample film including a low reference film, one or more measurement target films formed on one side of the reference film, and one or more measurement target films formed on the other side of the reference film, A film thickness measuring method for measuring the thickness of each film to be measured, comprising the steps of: irradiating the sample with light from the one side; and irradiating a part or all of the first wavelength region with the reflectance spectrum of the light by the sample, A measurement step of measuring at least a part of the second wavelength region; and a step of measuring a reflectance spectrum in the first wavelength region, Based on a thickness of each of the measurement target films formed on the one side and a reflectance spectrum in at least the second wavelength range, the thickness of each of the films formed on the other side And a second calculation step of calculating the thickness.

여기서, 상기 제1 파장 영역 및 상기 제2 파장 영역은 인접하는 파장 영역이어도 되고, 그러한 경계는 광의 투과율의 변화에 기초하여 결정되어도 된다.Here, the first wavelength region and the second wavelength region may be adjacent wavelength regions, and such a boundary may be determined based on a change in transmittance of light.

또한, 상기 제2 계산 스텝은 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께를 상기 제1 계산 스텝에서 계산된 값으로 하여도 되고, 상기 타방측에 형성되는 상기 각 막의 두께를 미지(未知)의 파라미터로 하는 이론 반사율 스펙트럼을, 상기 측정 스텝에 의해 측정되는 반사율 스펙트럼에 피팅시킴으로써, 상기 미지의 파라미터를 산출하여도 된다.The thickness of each of the films to be measured formed on the one side may be a value calculated in the first calculation step, and the thickness of each of the films formed on the other side may be determined to be an unknown value. The unknown parameter may be calculated by fitting the theoretical reflectance spectrum as a parameter to the reflectance spectrum measured by the measuring step.

또한, 상기 제1 계산 스텝은 상기 제1 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여 얻어지는 파형의 파장 해석을 행함과 함께, 해석에 의해 얻어지는 파장 성분에 기초하여 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 막 두께를 결정하고, 상기 제2 계산 스텝은 상기 제2 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여 얻어지는 파형의 파장 해석을 행하고, 해석에 의해 얻어지는 파장 성분 중, 상기 제1 계산 스텝에서 얻어지는 것 이외에 기초하여, 상기 타방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 막 두께를 결정하여도 된다.The first calculation step may be a step of performing a wavelength analysis of a waveform obtained on the basis of the reflectance spectrum in the first wavelength range and also performing a wavelength analysis on the film of each measurement target film formed on the one side, And the second calculation step performs a wavelength analysis of a waveform obtained on the basis of the reflectance spectrum in the second wavelength range, and of the wavelength components obtained by the analysis other than those obtained in the first calculation step , And the film thickness of each of the measurement target films formed on the other side may be determined.

또한, 본 발명에 따른 막 두께 계측 장치는 광의 투과율에 차이가 있는 제1 파장 영역 및 제2 파장 영역을 갖고, 상기 제1 파장 영역 쪽이 상기 제2 파장 영역보다도 광의 투과율이 낮은 기준막과, 상기 기준막의 일방측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막과, 상기 기준막의 타방측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막을 포함하는 시료를 사용하여, 상기 각 측정 대상막의 두께를 계측하는 막 두께 계측 장치로서, 상기 시료에 상기 일방측으로부터 광을 조사하는 조사 수단과, 상기 시료에 의한 상기 광의 반사율 스펙트럼을 상기 제1 파장 영역의 일부 또는 전부 및 상기 제2 파장 영역의 일부 또는 전부에서 측정하는 측정 수단과, 상기 제1 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께를 계산함과 함께, 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께와, 적어도 상기 제2 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 타방측에 형성되는 상기 각 막의 두께를 계산하는 계산 수단을 포함한다.The film thickness measuring apparatus according to the present invention further comprises a reference film having a first wavelength region and a second wavelength region which differ in the transmittance of light and the first wavelength region has a lower light transmittance than the second wavelength region, A film thickness measuring device for measuring a thickness of each of the measurement target films using one or a plurality of measurement target films formed on one side of the reference film and one or more measurement target films formed on the other side of the reference film, And a reflectance spectrum of the light by the sample is measured in a part or all of the first wavelength region and a part or all of the second wavelength region, Calculating a thickness of each film to be measured formed on the one side based on the reflectance spectrum in the first wavelength range, To, to the above formed in said one side each of the measurement target film thickness, based on the reflectance spectrum in at least the second wavelength region, and includes calculation means for calculating the thickness of each film formed on the other side.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 막 두께 계측 장치의 구성도.
도 2는 파장 영역의 차이에 의해 광의 반사에 차이가 발생하는 모습을 설명하는 도면.
도 3은 반사율 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면.
도 4는 기준막의 투과율의 파장 특성의 일례를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 막 두께 계측 장치의 동작 흐름도.
도 6은 반사율 스펙트럼의 다른 예를 나타내는 도면.
도 7은 FFT에 의한 해석 결과의 예를 나타내는 도면.1 is a configuration diagram of a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view for explaining a difference in reflection of light due to a difference in wavelength region; Fig.
3 is a view showing an example of a reflectance spectrum;
4 is a view showing an example of a wavelength characteristic of a transmittance of a reference film;
5 is an operational flowchart of a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing another example of the reflectance spectrum;
7 is a diagram showing an example of an analysis result by FFT;

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 막 두께 측정 장치(10)의 구성도이며, 도 1에 나타내는 막 두께 측정 장치(10)의 설명을 통해서, 본 발명에 따른 막 두께 측정 장치 및 방법의 일 형태를 설명한다.1 is a configuration diagram of a film thickness measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The film thickness measuring apparatus 10 shown in FIG. Explain the form.

도 1에 나타내는 막 두께 측정 장치(10)는 시료(1)에 조사하는 광을 생성하는 광원(12)과, 시료(1)로부터의 반사광의 스펙트럼을 측정하는 분광기(14)와, CPU 등의 연산 수단을 포함하는 연산부(16)와, 텐키(ten key) 등의 입력 수단을 포함하는 조작부(18)와, FPD(Flat Panel Display) 등의 표시 수단을 포함하는 표시부(20)를 구비하고 있다. 연산 수단(16), 조작부(18) 및 표시부(20)로서는 공지된 퍼스널 컴퓨터를 사용하여도 된다.A film thickness measuring apparatus 10 shown in Fig. 1 includes a light source 12 for generating light to be irradiated on a sample 1, a spectroscope 14 for measuring the spectrum of the reflected light from the sample 1, An operation unit 16 including an operation means, an operation unit 18 including input means such as ten keys, and a display unit 20 including display means such as an FPD (Flat Panel Display) . As the computing means 16, the operating unit 18, and the display unit 20, a known personal computer may be used.

광원(12)으로서는, 넓은 파장 범위에서 출력 특성이 평탄한 백색 광원이 적합하며, 중수소 램프나 텅스텐 램프 등을 채용하여도 된다. 광원(12)으로부터 출사되는 광은 Y형 광 화이버(22)를 통하여 상기 Y형 광 화이버(22)의 선단부에 설치된 프로브(24)에까지 유도된다. Y형 화이버(22)는 그 기단부측이 Y자 형상으로 두갈래로 나뉜 광 화이버이며, 각 분지 화이버(22a, 22b)로부터 입사되는 광을 1개의 광으로 결합하여 선단으로부터 출사함과 함께, 선단으로부터 입사되는 광을 2개의 광으로 분리하여 각 분지 화이버(22a, 22b)로부터 출사하는 기능을 갖는다.As the light source 12, a white light source having a flat output characteristic in a wide wavelength range is suitable, and a deuterium lamp or a tungsten lamp may be employed. The light emitted from the light source 12 is guided to the probe 24 provided at the tip end of the Y-shaped optical fiber 22 through the Y-shaped optical fiber 22. The Y-shaped fiber 22 is an optical fiber whose base end side is divided into Y-shaped bifurcations. Light emitted from each branched fiber 22a, 22b is combined with one light and emitted from the tip end, And separates the light incident from the branching fibers 22a and 22b into two lights and emits them from the branching fibers 22a and 22b.

광원(12)은 Y형 광 화이버(22)의 한쪽의 분지 화이버(22a)에 결합되어 있으며, 광원(12)으로부터의 광은 Y형 광 화이버(22)의 선단에 설치된 프로브(24)로부터 출사하여, 시료(1)에 대하여 수직으로 조사된다. 또한, 시료(1)로부터의 반사광은 프로브(24)로부터 Y형 광 화이버(22)에 입사하여, Y형 광 화이버(22)의 다른 쪽의 분지 화이버(22b)에 결합된 분광기(14)로 유도된다. 또한, 광원(12)으로부터의 광을 시료(1)로 유도하는 광학계 및 시료(1)로부터의 반사광을 분광기(14)로 유도하는 광학계는, 전술한 Y형 광 화이버(22)에 한정되지 않고, 다양한 광학계가 채용되어도 되는 것은 물론이다.The light source 12 is coupled to one branch fiber 22a of the Y type optical fiber 22 and the light from the light source 12 is emitted from the probe 24 provided at the tip of the Y type optical fiber 22 And irradiated perpendicularly to the sample 1. [ The reflected light from the sample 1 is incident on the Y-type optical fiber 22 from the probe 24 and passes through the spectroscope 14 coupled to the other branch fiber 22b of the Y- . The optical system for guiding the light from the light source 12 to the sample 1 and the optical system for guiding the reflected light from the sample 1 to the spectroscope 14 are not limited to the Y- , It goes without saying that various optical systems may be employed.

분광기(14)에서는, 시료(1)로부터의 반사광의 스펙트럼을 측정하여, 그것을 연산부(16)에 출력한다. 연산부(16)는 분광기(14)로부터 출력되는 반사광의 스펙트럼을 기지(旣知)의 입사광의 스펙트럼으로 제산하여 반사율의 스펙트럼을 구한다. 그리고, 이 반사율의 스펙트럼에 기초하여, 시료(1)에 형성된 각 박막의 막 두께를 산출한다.The spectroscope 14 measures the spectrum of the reflected light from the sample 1 and outputs it to the arithmetic unit 16. The calculating unit 16 divides the spectrum of the reflected light output from the spectroscope 14 into a spectrum of known incident light to obtain a spectrum of the reflectance. Based on the spectrum of the reflectance, the film thickness of each thin film formed on the sample 1 is calculated.

여기서, 시료(1)로서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기준막(1c)의 일방측에 측정 대상막(1a)이 형성되고, 타방측에도 측정 대상막(1b)이 형성되어 있는 것이 사용된다. 여기서, 기준막(1c)은 광의 투과율에 차이가 있는 제1 파장 영역 및 제2 파장 영역을 갖고 있다. 구체적으로는, 제1 파장 영역 쪽이 제2 파장 영역보다도 광의 투과율이 낮고, 여기에서는 제1 파장 영역에서의 광의 투과율은 충분히 작아서 불투명으로 간주할 수 있다. 또한, 제2 파장 영역에서의 광의 투과율은 충분히 크고, 투명 또는 반투명으로 간주할 수 있다. 이러한 기준막의 예로서는, PET(폴리에틸렌·테레프탈레이트) 필름을 사용할 수 있다. PET 필름은 소정 파장 (약 330nm) 이하의 광에 대하여, 거의 불투명으로 되는 성질을 갖는 것이 알려져 있어서 기준막(1c)으로서 적합하지만, 물론 본 발명에 따른 기준막(1c)은 PET 필름에 한정되지 않고, 다른 종류의 수지, 반도체, 유리, 사파이어, 석영 등의 다른 재료를 사용하여 형성된 막이어도 된다.Here, as the sample 1, as shown in Fig. 2, there is used one in which the measurement target film 1a is formed on one side of the reference film 1c and the measurement target film 1b is formed on the other side. Here, the reference film 1c has a first wavelength region and a second wavelength region which differ in transmittance of light. Specifically, the light transmittance of the first wavelength region is lower than that of the second wavelength region. Here, the transmittance of light in the first wavelength region is sufficiently small and can be regarded as opaque. Further, the transmittance of light in the second wavelength region is sufficiently large and can be regarded as transparent or semitransparent. As an example of such a reference film, a PET (polyethylene terephthalate) film can be used. It is known that the PET film has a property that it becomes almost opaque with respect to a light having a predetermined wavelength (about 330 nm) or less and is suitable as the reference film 1c. Of course, the reference film 1c according to the present invention is not limited to the PET film But may be a film formed by using other materials such as a resin, semiconductor, glass, sapphire, or quartz.

이하에서는, 기준막(1c)으로서 0.1mm의 PET 필름이 사용되고, 그 표면측의 면에 측정 대상막(1a)으로서 투명 전극막 ITO가 형성되고, 이면측의 면에 측정 대상막(1b)으로서 반사 방지막 SiO2가 형성된 것을 시료(1)의 예로서 다룬다.In the following description, a 0.1 mm PET film is used as the reference film 1c, a transparent electrode film ITO is formed as a film 1a to be measured on the surface of the reference film 1c, and a film 1b to be measured The formation of the antireflection film SiO 2 is treated as an example of the sample (1).

전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 제1 파장 영역에서 기준막(1c)의 투과율은 충분히 작으므로, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 시료(1)에 대하여 표면측으로부터 입사한 광은, 표면측에 형성된 박막(1a)의 표리(분위기층과 표면측 박막의 계면, 표면측의 박막과 기준막의 계면)에서 반사하지만, PET 등의 기준막(1c)에 진입한 광은 상기 기준막(1c)에서 흡수된다. 이로 인해, 이면측에 형성된 박막(1b)의 표리에서의 반사광은 표면측에서 관측되지 않는다.As described above, in the present embodiment, the transmittance of the reference film 1c in the first wavelength region is sufficiently small, so that light incident from the surface side of the sample 1, as shown in Fig. 2 (a) (The interface between the atmosphere layer and the surface side thin film, the interface between the thin film on the surface side and the reference film) of the thin film 1a formed on the front side, but light entering the reference film 1c, such as PET, (1c). Thus, the reflected light from the front and back of the thin film 1b formed on the back side is not observed on the surface side.

한편, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 파장 영역에서는 시료(1)에 대하여 표면측으로부터 입사한 광은 표면측에 형성된 박막(1a)의 표리(분위기층과 표면측 박막의 계면, 표면측의 박막과 기준막의 계면)에서 반사된다. 또한, 표면측으로부터 입사한 광의 일부는 PET 등의 기준막(1c)을 투과하고, 이면측에 형성된 박막(1b)의 표리(이면측의 박막과 기준막의 계면, 분위기층과 이면측 박막의 계면)에서 반사된다.On the other hand, as shown in Fig. 2B, in the second wavelength region, the light incident from the surface side with respect to the sample 1 passes through the front and back surfaces of the thin film 1a formed on the front surface side (the interface between the atmosphere layer and the surface side thin film , The interface between the thin film on the surface side and the reference film). A part of the light incident from the front surface side is transmitted through the reference film 1c such as PET to the front and back surfaces of the thin film 1b formed on the back surface (the interface between the back surface side thin film and the reference film, ).

즉, 반사율 스펙트럼 중, 제1 파장 영역 내의 스펙트럼은 표면측의 박막 구조만을 반영한 것으로 되어 있어, 제2 파장 영역 내의 스펙트럼은 표면측 및 이면측의 양쪽 박막 구조를 반영한 것으로 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 연산부(16)에서, 먼저 제1 파장 영역 내의 반사율 스펙트럼만을 사용하여 표면측의 박막(1a)의 광학막 두께를 계산한다. 그리고, 그것을 기지의 박막(1a)의 굴절률로 제산함으로써 막 두께를 얻는다. 또한, 여기에서는 시료(1)에 형성되는 각 막(1a 내지 1c)의 재질 및 굴절률은 모두 기지인 것으로 한다.That is, in the reflectance spectrum, the spectrum in the first wavelength region reflects only the thin film structure on the surface side, and the spectrum in the second wavelength region reflects both the thin film structures on the front side and the back side. In the present embodiment, the calculation unit 16 first calculates the optical film thickness of the thin film 1a on the front side using only the reflectance spectrum in the first wavelength region. Then, it is divided by the refractive index of the known thin film 1a to obtain a film thickness. Here, it is assumed that the material and the refractive index of each of the films 1a to 1c formed in the sample 1 are all known.

그 후, 연산부(16)에서는 제2 파장 영역 내의 반사율 스펙트럼 외에, 먼저 계산한 표면측의 박막(1a)의 막 두께도 고려하여, 이면측의 박막(1b)의 광학막 두께를 계산한다. 그리고, 그것을 기지의 박막(1b)의 굴절률로 제산함으로써 막 두께를 얻는다.Thereafter, in addition to the reflectance spectrum in the second wavelength region, the calculating unit 16 calculates the optical film thickness of the thin film 1b on the back surface side in consideration of the film thickness of the thin film 1a on the front surface side calculated previously. Then, it is divided by the refractive index of the known thin film 1b to obtain a film thickness.

도 3은 시료(1)에 대한 계측에 의해 얻어지는 반사율 스펙트럼의 일례이다. 또한, 도 4는 시료(1)에 포함되는 기준막(1c)의 투과율의 파장 특성을 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 시료(1)에 포함되는 기준막(1c)은 제1 파장 영역 A 및 제2 파장 영역 B의 경계인 파장 X에서 투과율이 크게 상승하고 있어, X 이상의 파장 영역(제2 파장 영역 B)에서는 기준막은 투명 또는 반투명으로 간주할 수 있다. 한편, X 미만의 파장 영역(제1 파장 영역 A)에서는 기준막(1c)의 투과율은 충분히 작아서 불투명으로 간주할 수 있다.3 is an example of the reflectance spectrum obtained by measurement for the sample 1. Fig. 4 is a diagram showing the wavelength characteristic of the transmittance of the reference film 1c included in the sample 1. Fig. As shown in Fig. 4, the reference film 1c included in the sample 1 has a large transmittance at a wavelength X, which is a boundary between the first wavelength region A and the second wavelength region B, In the wavelength region B), the reference film can be regarded as transparent or translucent. On the other hand, in the wavelength region (first wavelength region A) less than X, the transmittance of the reference film 1c is sufficiently small and can be regarded as opaque.

이에 본 실시 형태에서는, 도 3에 나타내는 반사율 스펙트럼에서, X 미만의 파장 영역(제1 파장 영역 A)에 속하는 반사율 스펙트럼만을 사용하여, 커브 피팅의 방법에 의해, 표면측에 형성된 박막(1a)의 막 두께를 계산하고 있다. 구체적으로는, 반사율 스펙트럼의 이론식에서, 표면측의 박막(1a)의 막 두께를 미지의 파라미터로 하고, 반사율 스펙트럼의 이론 커브가 도 3에 나타내는 제1 파장 영역 A에 속하는 반사율 스펙트럼의 커브에 일치하도록, 미지의 파라미터를 산출한다. 이 계산은, 예를 들어 최소 제곱법 등의 공지된 방법에 의해 용이하게 실현할 수 있다. 이에 의해, 박막(1a)의 두께를 얻을 수 있다. 예를 들어, n층을 포함하는 다층막(n>3)의 반사율 스펙트럼의 이론식을 미리 준비해 두고, 제1 층(박막(1a))의 막 두께를 미지의 파라미터로 설정하고, 제2 층(기준막(1c))의 막 두께를, 기지이면 실제의 막 두께 또는 미지이면 적당한 값(예를 들어 0.1mm)로 설정하고, 제3 층(박막(1b))의 막 두께를 적당한 값(예를 들어 100nm)로 설정한다. 제4 층 이후는 공기층(분위기층)으로서 적당한 막 두께의 값(예를 들어 100mm)을 설정한다. 또한, 각 층의 굴절률 및 소쇠 계수는 그 재료에 따라서 선택되는 기지의 파장의 함수이다. 제1 파장 영역 A에서는 기준막(1c)은 실질적으로 불투명하며, 그 소쇠 계수는 충분히 큰 값으로 된다. 이로 인해, 반사율 스펙트럼의 이론식은, 실질적으로는 제3 층보다 아래의 층의 물리 파라미터에 의존하지 않는다. 그리고, 이 이론식이 나타내는 커브가 도 3에 나타내는 제1 파장 영역 A에 속하는 반사율 스펙트럼의 커브에 일치하도록 미지의 파라미터를 산출함으로써, 박막(1a)의 막 두께를 얻을 수 있다. 또한, 다층막의 반사율 스펙트럼의 이론식은 현재까지 많은 종류가 이미 공지되어 있어, 어느 것을 사용해도 된다.In this embodiment, in the reflectance spectrum shown in Fig. 3, only the reflectance spectrum belonging to the wavelength region (first wavelength region A) less than X is used and only the reflectance spectrum belonging to the thin film 1a And the film thickness is calculated. Specifically, assuming that the film thickness of the thin film 1a on the front surface side is an unknown parameter in the theoretical expression of the reflectance spectrum, and the theoretical curve of the reflectance spectrum coincides with the curve of the reflectance spectrum belonging to the first wavelength region A shown in Fig. 3 , An unknown parameter is calculated. This calculation can be easily realized by a known method such as a least squares method. Thus, the thickness of the thin film 1a can be obtained. For example, the theoretical formula of the reflectance spectrum of the multilayer film (n > 3) including the n layer is prepared in advance, the film thickness of the first layer (thin film 1a) is set as an unknown parameter, The thickness of the third layer (thin film 1b) is set to an appropriate value (for example, 0.1 mm), and the film thickness of the third layer 100 nm). After the fourth layer, a suitable film thickness value (for example, 100 mm) is set as an air layer (atmosphere layer). Further, the refractive index and the extinction coefficient of each layer are a function of known wavelengths selected according to the material. In the first wavelength region A, the reference film 1c is substantially opaque, and its extinction coefficient becomes a sufficiently large value. For this reason, the theoretical expression of the reflectance spectrum does not substantially depend on the physical parameters of the layers lower than the third layer. The film thickness of the thin film 1a can be obtained by calculating an unknown parameter so that the curve represented by the theoretical expression coincides with the curve of the reflectance spectrum belonging to the first wavelength region A shown in Fig. In addition, many kinds of theoretical formulas of the reflectance spectrum of the multilayer film have been already known, and any of them may be used.

그 후, 얻어진 박막(1a)의 막 두께 및 X 이상의 파장 영역(제2 파장 영역 B)에 속하는 반사율 스펙트럼을 사용하여, 커브 피팅의 방법에 의해, 이면측에 형성된 박막(1b)의 막 두께를 계산한다. 구체적으로는, 반사율 스펙트럼의 이론식에서 표면측의 박막(1a)의 막 두께를 기지의 파라미터로 하고, 이미 얻어진 막 두께의 값을 채용하여 이면측의 박막(1b)의 막 두께를 미지의 파라미터로 한다. 그리고, 반사율 스펙트럼의 이론 커브가 도 3에 나타내는 제2 파장 영역 B에 속하는 반사율 스펙트럼의 커브에 일치하도록 미지의 파라미터를 산출한다. 또한, 제2 파장 영역 B에 속하는 반사율 스펙트럼의 커브 외에, 제1 파장 영역 A의 일부 또는 전부에 속하는 반사율 스펙트럼의 커브에도 일치하도록 미지의 파라미터를 산출해도 된다. 이에 의해, 박막(1b)의 두께를 얻을 수 있다. 이 계산도, 예를 들어 최소 제곱법 등의 공지된 방법에 의해 용이하게 실현할 수 있다. 전술한 n층을 포함하는 다층막(n>3)의 반사율 스펙트럼의 이론식을 사용하는 경우, 제1 층(박막(1a))의 막 두께를 이미 얻어진 값으로 변경하고, 제3 층(박막(1b))의 막 두께를 미지의 파라미터로 변경하여도 된다. 그 밖의 물리 파라미터는 동일한 그대로이어도 된다. 또한, 연산부(16)에는 조작부(18)를 사용하여 유저가 제1 파장 영역 A 및 제2 파장 영역 B의 경계의 값 X를 입력하여도 된다. 혹은, 연산부(16)는 기준막(1c)의 투과율의 파장 특성을 참조하여, 투과율이 제1 소정값 이하인 영역을 제1 파장 영역 A로 하고, 투과율이 제2 소정값 이상인 영역을 제2 파장 영역 B로 하고, 자동으로 선정해도 좋다. 또한, 제1 파장 영역 A 및 제2 파장 영역 B는 연속하는 영역일 필요는 없고, 서로 이격된 영역이어도 좋다.Thereafter, the film thickness of the obtained thin film 1a and the reflectance spectrum belonging to the wavelength region X (second wavelength region B) or more are used to determine the film thickness of the thin film 1b formed on the back side by curve fitting . Specifically, assuming that the film thickness of the thin film 1a on the front surface side is a known parameter in the theoretical expression of the reflectance spectrum, the value of the already obtained film thickness is adopted, and the film thickness of the thin film 1b on the back surface side is used as an unknown parameter do. An unknown parameter is calculated so that the theoretical curve of the reflectance spectrum coincides with the curve of the reflectance spectrum belonging to the second wavelength range B shown in Fig. In addition to the curve of the reflectance spectrum belonging to the second wavelength region B, an unknown parameter may be calculated so as to coincide with the curve of the reflectance spectrum belonging to a part or all of the first wavelength region A. Thus, the thickness of the thin film 1b can be obtained. This calculation can also be easily realized by a known method such as a least squares method. When the theoretical formula of the reflectance spectrum of the multilayer film (n > 3) including the n layer described above is used, the film thickness of the first layer (thin film 1a) is changed to the previously obtained value, ) May be changed to an unknown parameter. Other physical parameters may be the same. The operator may input the value X of the boundary between the first wavelength region A and the second wavelength region B by using the operation unit 18. [ Alternatively, the calculating unit 16 may refer to the wavelength characteristic of the transmittance of the reference film 1c to set the region where the transmittance is equal to or less than the first predetermined value as the first wavelength region A and the region where the transmittance is equal to or greater than the second predetermined value, Area B, and may be automatically selected. The first wavelength region A and the second wavelength region B are not necessarily continuous regions, but may be regions separated from each other.

도 5는 본 막 두께 측정 장치(10)의 동작 흐름도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 우선 시료(1)의 반사율 스펙트럼을 제1 파장 영역 A 및 제2 파장 영역 B의 양쪽을 포함하는 광범위한 파장 영역에서 측정한다(S101). 구체적으로는, 연산부(16)는 광원(12)을 제어하여 시료(1)에 백색광을 조사하고, 분광기(14)는 반사광의 스펙트럼을 계측한다. 또한, 연산부(16)는 반사광의 스펙트럼을 입사광의 스펙트럼으로 제산함으로써, 반사율 스펙트럼을 계산한다.5 is a flowchart of the operation of the apparatus for measuring film thickness 10 of the present invention. 5, first, the reflectance spectrum of the sample 1 is measured in a wide wavelength range including both the first wavelength range A and the second wavelength range B (S101). More specifically, the arithmetic unit 16 controls the light source 12 to irradiate the sample 1 with white light, and the spectroscope 14 measures the spectrum of the reflected light. The calculating unit 16 calculates the reflectance spectrum by dividing the spectrum of the reflected light by the spectrum of the incident light.

이어서, S101에서 얻어진 반사율 스펙트럼 중, 제1 파장 영역 A의 부분을 잘라낸다(S102). 그리고, 잘라낸 제1 파장 영역 A의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 표면측의 박막(1a)의 두께를 커브 피팅의 방법에 의해 계산한다(S103).Next, of the reflectance spectrum obtained in S101, the portion of the first wavelength region A is cut off (S102). Then, the thickness of the thin film 1a on the front surface side is calculated by the curve fitting method based on the reflectance spectrum of the cut-off first wavelength region A (S103).

또한, S101에서 얻어진 반사율 스펙트럼 중, 제2 파장 영역 B의 부분을 잘라낸다(S104). 그리고, 제2 파장 영역 B의 반사율 스펙트럼 및 S103에서 얻어진 표면측의 박막(1a)의 두께에 기초하여, 커브 피팅의 방법에 의해 이면측의 박막(1b)의 두께를 계산한다(S105). 그 후, S103에서 얻어진 표면측의 박막(1a)의 두께 및 S105에서 얻어진 이면측의 박막(1b)의 두께를 표시부(20)에 의해 표시시킨다(S106).Further, of the reflectance spectrum obtained in S101, the portion of the second wavelength region B is cut off (S104). Then, based on the reflectance spectrum of the second wavelength region B and the thickness of the thin film 1a on the surface side obtained in S103, the thickness of the thin film 1b on the back side is calculated by the curve fitting method (S105). Then, the display section 20 displays the thickness of the thin film 1a on the front surface side obtained in S103 and the thickness of the thin film 1b on the back surface side obtained in S105 (S106).

이상에서 설명한 막 두께 측정 장치(10)에 의하면, 표면측의 박막(1a)의 두께를 제1 파장 영역 A에서의 반사율 스펙트럼을 사용하여 산출하고, 그 계산 결과 및 제2 파장 영역 B에서의 반사율 스펙트럼을 사용하여, 이면측의 박막(1b)의 두께를 산출한다. 그 결과, 기준막(1c)의 투과율의 파장 특성을 고려하면서, 광범위한 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 박막(1a 및 1b)의 막 두께를 한번에 계산하는 것에 비해, 충분한 정밀도의 막 두께의 계산 결과를 용이하게 얻을 수 있다.According to the film thickness measuring apparatus 10 described above, the thickness of the thin film 1a on the front surface side is calculated using the reflectance spectrum in the first wavelength region A, and the calculation result and the reflectance in the second wavelength region B Using the spectrum, the thickness of the thin film 1b on the back side is calculated. As a result, as compared with the case where the film thicknesses of the thin films 1a and 1b are calculated at one time based on the reflectance spectrum in a wide wavelength range while considering the wavelength characteristics of the transmittance of the reference film 1c, The calculation result can be easily obtained.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 다양한 변형 실시가 가능하다. 예를 들어, 본 발명은 기준막(1c)의 표리에 형성된 2개의 박막(1a, 1b)의 두께를 계산하는 경우 뿐만 아니라, 기준막(1c)의 표면측 및 이면측 중 적어도 어느 한쪽에 2 이상의 박막이 형성되어 있는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 예를 들어, PET 필름을 기준막으로 하고, 그 표면측에 접착 용이층 및 투명 전극층 ITO의 2층이 형성되고, 그 이면측에 접착 용이층 및 반사 방지막 SiO2의 2층이 형성되어 있는 시료에 대해서도, 본 발명은 마찬가지로 적용할 수 있다. 이 경우, 기준막이 불투명으로 되는 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼을 사용하여, 커브 피팅의 방법에 의해 표면측의 접착 용이층 및 투명 전극층 ITO의 막 두께를 계산한다. 그 후, 그 계산 결과(표면측의 접착 용이층 및 투명 전극층 ITO의 막 두께) 및 적어도 기준막이 투명 또는 불투명으로 되는 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼을 사용하여, 커브 피팅의 방법에 의해 이면측의 접착 용이층 및 반사 방지막 SiO2의 막 두께를 계산한다. 이와 같이, 기준막의 표면측 또는 이면측 중 적어도 어느 한쪽에 2 이상의 박막이 형성되어 있는 경우에도, 본 발명은 마찬가지로 적용할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the present invention can be applied not only to the case of calculating the thicknesses of the two thin films 1a and 1b formed on the front and back sides of the reference film 1c, It is possible to apply the present invention to the case where the thin film is formed. For example, a PET film based on the film, and that is on the front side easy-adhesion layer and the second layer of the transparent electrode ITO is formed on the back surface to the easy-adhesion layer side and the anti-reflection film sample with a second layer of SiO 2 is formed The present invention can be similarly applied. In this case, the film thickness of the easy-to-adhere layer and the transparent electrode layer ITO on the front surface side is calculated by the curve fitting method using the reflectance spectrum in the wavelength region where the reference film becomes opaque. Thereafter, the calculation result (the film-thickness of the easy-adhesion layer and the transparent electrode layer ITO on the front surface side) and the reflectance spectrum in the wavelength region where at least the reference film becomes transparent or opaque are used, The film thickness of the easy layer and the antireflection film SiO 2 is calculated. Thus, the present invention can be similarly applied to a case where two or more thin films are formed on at least one of the front surface side and the back surface side of the reference film.

또한, 이상의 설명에서는 반사율 스펙트럼으로부터 막 두께를 얻는데 커브 피팅의 방법을 사용했지만, 다른 계산 방법을 사용해도 좋다. 예를 들어, 기준막이 불투명으로 되는 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼이나, 투명 또는 반투명으로 되는 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 피크 및 밸리가 명료하게 나타나 있는 경우에는, 커브 피팅의 방법에 의하지 않고, 피크 밸리법이나 FFT법을 사용할 수 있다.In the above description, the curve fitting method is used to obtain the film thickness from the reflectance spectrum, but other calculation methods may be used. For example, when peaks and valleys are clearly displayed in the reflectance spectrum in the wavelength region where the reference film becomes opaque or in the reflectance spectrum in the wavelength region where the reference film becomes transparent or translucent, Method or FFT method can be used.

예를 들어, PET 필름을 기준막으로 하고, 그 표면측 및 이면측에 비교적 막 두께가 큰 하드 코팅막이 형성되어 있는 시료에 대한 반사율 스펙트럼에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, X 미만의 파장 영역인 제1 파장 영역 A에서도, X 이상의 파장 영역인 제2 파장 영역 B에서도, 충분한 수의 피크 및 밸리가 포함된다. 이러한 경우, 도 7에서 파선으로 나타내어져 있는 바와 같이, 우선 제1 파장 영역 A의 반사율 스펙트럼을 사용하여 FFT 파워값의 커브를 얻고, 그 피크로부터 광학막 두께의 값 Q를 얻는다. 이 값 Q는 표면측에 형성된 하드 코팅막의 광학막 두께라고 판단할 수 있다. 이어서, 도 7에서 실선으로 나타내어져 있는 바와 같이, 제2 파장 영역 B의 반사율 스펙트럼을 사용하여 FFT 파워값의 커브를 얻고, 그 피크로부터 광학막 두께의 값 P 및 Q(또는 Q에 가까운 값)를 얻는다. 이 경우, 2개의 광학막 두께의 값 P 및 Q가 얻어지지만, 이 중 표면측에 형성된 하드 코팅막의 광학막 두께라고 판단된 값 Q과 동일하거나, 혹은 가장 가까운 값을 무시하고, 남은 값 P를 이면측에 형성된 하드 코팅막의 광학막 두께라고 판단한다. 또한, 제2 파장 영역 B의 반사율 스펙트럼을 사용하여 FFT 파워값의 커브를 얻는 경우, 광학막 두께의 값 P에 대응하는 파형은 제1 파장 영역 A에 포함되지 않는 점에서, 제2 파장 영역 B의 반사율 스펙트럼만을 사용하고, 제1 파장 영역 A의 반사율 스펙트럼을 사용하지 않는 것이 바람직하다. 이와 같이, 다른 계산 방법을 사용하여 반사율 스펙트럼으로부터 막 두께를 얻는 경우에도, 본 발명은 마찬가지로 적용할 수 있다.For example, as shown in Fig. 6, the reflectance spectrum for a sample in which a PET film is used as a reference film and a hard coating film having a relatively large film thickness is formed on the front side and the back side of the PET film, Even in the first wavelength range A, a sufficient number of peaks and valleys are included in the second wavelength range B, which is the wavelength range X or more. In this case, as shown by the broken line in Fig. 7, first, a curve of the FFT power value is obtained by using the reflectance spectrum of the first wavelength region A, and the optical film thickness value Q is obtained from the peak. This value Q can be determined as the optical film thickness of the hard coating film formed on the front side. 7, the curve of the FFT power value is obtained using the reflectance spectrum of the second wavelength region B, and the values P and Q (or a value close to Q) of the optical film thicknesses are obtained from the peaks, . In this case, the values P and Q of the two optical film thicknesses are obtained, but the value P equal to or closest to the value Q determined as the optical film thickness of the hard coating film formed on the surface side thereof is ignored, Is determined as the optical film thickness of the hard coating film formed on the back side. When a curve of the FFT power value is obtained by using the reflectance spectrum of the second wavelength region B, the waveform corresponding to the optical film thickness value P is not included in the first wavelength region A, and the second wavelength region B It is preferable to use only the reflectance spectrum of the first wavelength range A and not to use the reflectance spectrum of the first wavelength range A. Thus, the present invention can be similarly applied to the case where the film thickness is obtained from the reflectance spectrum by using another calculation method.

10 : 막 두께 계측 장치
12 : 광원
14 : 분광기
16 : 연산부
18 : 조작부
20 : 표시부
22 : Y형 광 화이버
24 : 프로브
A : 제1 파장 영역
B : 제2 파장 영역10: Film thickness measuring device
12: Light source
14: spectroscope
16:
18:
20:
22: Y-type optical fiber
24: Probe
A: first wavelength region
B: second wavelength region

Claims (5)

광의 투과율에 차이가 있는 제1 파장 영역 및 제2 파장 영역을 갖고, 상기 제1 파장 영역 쪽이 상기 제2 파장 영역보다도 광의 투과율이 낮은 기준막과, 상기 기준막의 일방(一方)측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막과, 상기 기준막의 타방(他方)측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막을 포함하는 시료를 사용하여, 상기 각 측정 대상막의 두께를 계측하는 막 두께 계측 방법으로서,
상기 시료에 상기 일방측으로부터 광을 조사하는 조사 스텝과,
상기 시료에 의한 상기 광의 반사율 스펙트럼을 상기 제1 파장 영역의 일부 또는 전부 및 상기 제2 파장 영역의 일부 또는 전부에서 측정하는 측정 스텝과,
상기 제1 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께를 계산하는 제1 계산 스텝과,
상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께와, 적어도 상기 제2 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 타방측에 형성되는 상기 각 측정 대상막의 두께를 계산하는 제2 계산 스텝
을 포함하고,
상기 제1 파장 영역과 상기 제2 파장 영역이 연속하고,
상기 막 두께 계측 방법은,
백색 광원으로부터 상기 기준막에 백색광을 조사하는 스텝과,
분광기에 의해 상기 기준막으로부터의 투과광의 스펙트럼을 측정하는 스텝과,
연산부가, 상기 투과광의 스펙트럼으로부터 요구되는 상기 기준막의 투과율의 파장 특성을 참조하여, 상기 투과율의 변화에 따라 상기 제1 파장 영역 및 상기 제2 파장 영역의 경계를 선정하는 스텝
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 두께 계측 방법.A reference film having a first wavelength region and a second wavelength region which differ in transmittance of light and whose light transmittance is lower than that of the second wavelength region on the side of the first wavelength region; A film thickness measuring method for measuring the thickness of each film to be measured by using one or more films to be measured and one or more films to be measured formed on the other side of the reference film,
An irradiating step of irradiating the sample with light from the one side,
A measurement step of measuring a reflectance spectrum of the light by the sample at a part or all of the first wavelength region and a part or all of the second wavelength region;
A first calculation step of calculating a thickness of each of the measurement target films formed on the one side based on the reflectance spectrum in the first wavelength range,
A second calculation step of calculating a thickness of each of the measurement target films formed on the other side based on the thickness of each of the measurement target films formed on the one side and the reflectance spectrum of at least the second wavelength range,
/ RTI >
The first wavelength region and the second wavelength region being continuous,
In the film thickness measuring method,
Irradiating the reference film with white light from a white light source;
Measuring a spectrum of transmitted light from the reference film by a spectroscope;
The calculation unit refers to the wavelength characteristic of the transmittance of the reference film required from the spectrum of the transmitted light and selects the boundary of the first wavelength region and the second wavelength region according to the change of the transmittance
Further comprising the step of measuring the film thickness. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 계산 스텝은 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께를 상기 제1 계산 스텝에서 계산된 값으로 하고, 상기 타방측에 형성되는 상기 각 측정 대상막의 두께를 미지의 파라미터로 하는 이론 반사율 스펙트럼을, 상기 측정 스텝에 의해 측정되는 반사율 스펙트럼에 피팅시킴으로써, 상기 미지의 파라미터를 산출하는 것을 특징으로 하는 막 두께 계측 방법.The method according to claim 1,
Wherein the second calculating step includes setting the thickness of each of the measurement target films formed on the one side to a value calculated in the first calculation step and setting the thickness of each measurement target film formed on the other side to a theoretical reflectance Wherein the unknown parameter is calculated by fitting the spectrum to the reflectance spectrum measured by the measuring step. 제1항에 있어서,
상기 제1 계산 스텝은 상기 제1 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여 얻어지는 파형의 파장 해석을 행함과 함께, 해석에 의해 얻어지는 파장 성분에 기초하여, 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 막 두께를 결정하고,
상기 제2 계산 스텝은 상기 제2 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여 얻어지는 파형의 파장 해석을 행하고, 해석에 의해 얻어지는 파장 성분 중, 상기 제1 계산 스텝에서 얻어지는 것 이외에 기초하여, 상기 타방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 막 두께를 결정하는 것을 특징으로 하는 막 두께 계측 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first calculation step performs a wavelength analysis of a waveform obtained on the basis of a reflectance spectrum in the first wavelength region and calculates a film thickness of each of the measurement target films formed on the one side, Lt; / RTI >
And the second calculation step performs a wavelength analysis of a waveform obtained based on the reflectance spectrum in the second wavelength region and calculates, on the basis of the wavelength components obtained by the analysis other than those obtained in the first calculation step, And the film thickness of each of the formed film to be measured is determined. 광의 투과율에 차이가 있는 제1 파장 영역 및 제2 파장 영역을 갖고, 상기 제1 파장 영역 쪽이 상기 제2 파장 영역보다도 광의 투과율이 낮은 기준막과, 상기 기준막의 일방측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막과, 상기 기준막의 타방측에 형성된 1개 또는 복수의 측정 대상막을 포함하는 시료를 사용하여, 상기 각 측정 대상막의 두께를 계측하는 막 두께 계측 장치로서,
상기 시료에 상기 일방측으로부터 광을 조사하는 조사 수단과,
상기 시료에 의한 상기 광의 반사율 스펙트럼을 상기 제1 파장 영역의 일부 또는 전부 및 상기 제2 파장 영역의 일부 또는 전부에서 측정하는 측정 수단과,
상기 제1 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께를 계산함과 함께, 상기 일방측에 형성된 상기 각 측정 대상막의 두께와, 적어도 상기 제2 파장 영역에서의 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 타방측에 형성되는 상기 각 측정 대상막의 두께를 계산하는 계산 수단
을 포함하고,
상기 제1 파장 영역과 상기 제2 파장 영역이 연속하고,
상기 막 두께 계측 장치는,
상기 기준막에 백색광을 조사하는 수단과,
상기 기준막으로부터의 투과광의 스펙트럼을 측정하는 수단과,
상기 투과광의 스펙트럼으로부터 요구되는 상기 기준막의 투과율의 파장 특성을 참조하여, 상기 투과율의 변화에 따라 상기 제1 파장 영역 및 상기 제2 파장 영역의 경계를 선정하는 수단
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 두께 계측 장치.A reference film having a first wavelength region and a second wavelength region differing in transmittance of light and having a light transmittance lower than that of the second wavelength region on the first wavelength region and a reference film having one or more And a sample including one or more measurement target films formed on the other side of the reference film is used as a film thickness measurement device for measuring the thickness of each of the measurement target films,
Irradiating means for irradiating the sample with light from the one side,
Measuring means for measuring a reflectance spectrum of the light by the sample at a part or all of the first wavelength region and a part or all of the second wavelength region;
The thickness of each film to be measured formed on the one side is calculated based on the reflectance spectrum in the first wavelength range and the thickness of each film to be measured formed on the one side and the thickness of the film to be measured Based on the reflectance spectrum of the film to be measured formed on the other side,
/ RTI >
The first wavelength region and the second wavelength region being continuous,
The film thickness measuring apparatus includes:
Means for irradiating the reference film with white light,
Means for measuring a spectrum of transmitted light from the reference film,
Means for selecting a boundary between the first wavelength region and the second wavelength region in accordance with a change in the transmittance with reference to a wavelength characteristic of transmittance of the reference film required from the spectrum of the transmitted light;
The film thickness measuring device further comprising:
KR1020130107128A 2012-09-11 2013-09-06 Method and apparatus for measuring thickness of film KR101908739B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2012-199136 2012-09-11
JP2012199136A JP6363819B2 (en) 2012-09-11 2012-09-11 Film thickness measuring method and film thickness measuring apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140034694A KR20140034694A (en) 2014-03-20
KR101908739B1 true KR101908739B1 (en) 2018-10-16

Family

ID=50613239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130107128A KR101908739B1 (en) 2012-09-11 2013-09-06 Method and apparatus for measuring thickness of film

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6363819B2 (en)
KR (1) KR101908739B1 (en)
TW (1) TWI603053B (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6502626B2 (en) * 2014-07-10 2019-04-17 株式会社東京精密 Distance measuring device and distance measuring method
JP6487579B1 (en) 2018-01-09 2019-03-20 浜松ホトニクス株式会社 Film thickness measuring apparatus, film thickness measuring method, film thickness measuring program, and recording medium for recording film thickness measuring program
KR102202789B1 (en) 2018-05-24 2021-01-14 주식회사 엘지화학 Non-destructive thickness measurement method of reinforcing membranes for polymer electrolyte fuel cell having three layer
JP6686201B2 (en) * 2019-03-22 2020-04-22 株式会社東京精密 Distance measuring device and distance measuring method
KR102659670B1 (en) 2019-07-31 2024-04-19 에스케이하이닉스 주식회사 Device and method for measuring thichkness
CN116878407B (en) * 2023-09-08 2023-12-01 法博思(宁波)半导体设备有限公司 Epitaxial wafer thickness measuring method and device based on infrared interference

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009250783A (en) * 2008-04-07 2009-10-29 Sonac Kk Method for measuring thickness of multilayer thin film
JP2010002327A (en) 2008-06-20 2010-01-07 Otsuka Denshi Co Ltd Film thickness measuring instrument and film thickness measuring method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0252205A (en) * 1988-08-17 1990-02-21 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Film thickness measuring method
JP2840181B2 (en) * 1993-08-20 1998-12-24 大日本スクリーン製造株式会社 Method for measuring film thickness of multilayer film sample
US7646489B2 (en) * 2007-04-25 2010-01-12 Yokogawa Electric Corporation Apparatus and method for measuring film thickness

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009250783A (en) * 2008-04-07 2009-10-29 Sonac Kk Method for measuring thickness of multilayer thin film
JP2010002327A (en) 2008-06-20 2010-01-07 Otsuka Denshi Co Ltd Film thickness measuring instrument and film thickness measuring method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140034694A (en) 2014-03-20
TWI603053B (en) 2017-10-21
TW201414983A (en) 2014-04-16
JP6363819B2 (en) 2018-07-25
JP2014055780A (en) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101908739B1 (en) Method and apparatus for measuring thickness of film
TWI629449B (en) Film thickness measuring method and film thickness measuring device
KR101890663B1 (en) Method for measuring film thickness distribution
JP5309359B2 (en) Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method
JP2008292473A (en) Film thickness measuring device and technique
US9316490B2 (en) Method and system for measuring patterned substrates
TW201502491A (en) Method for measuring refractive index, refractive index measuring device, and method for producing optical element
JP4834847B2 (en) Multilayer film analysis apparatus and multilayer film analysis method
CN105066889A (en) A portable thin film thickness measuring device and a film thickness measuring method thereof
CN103983609A (en) Transparent material refractive index and thickness measuring device and measuring method based on spectrum interference
TWI458960B (en) White-light interference measuring device and interfere measuring method thereof
JP4911437B2 (en) Multi-layer film thickness measuring device
JP2015224956A (en) Method for evaluating optical characteristic of light scattering optical thin film and light take-off member used as light scattering optical thin film
JP5782353B2 (en) Film thickness measuring apparatus and film thickness measuring method
KR101254297B1 (en) Method and system for measuring thickness and surface profile
Morin et al. Aperture effect correction in spectroscopic full-field optical coherence tomography
JP6677407B2 (en) Observation method of fault structure, observation device, and computer program
JP2014016194A (en) Optical characteristics measuring system and optical characteristics measuring method
CN107436293A (en) A kind of contactless refractive index detection device based on transient state Mach Zehnder interference technology
Hirth et al. Tunable laser thin film interrogation
JP5028660B2 (en) Optical characteristic measuring apparatus and optical characteristic measuring method
JP2013221891A (en) Film thickness measuring method and film thickness measuring program
TW201211499A (en) Thickness measurement method
JP5322483B2 (en) Film thickness measuring method, film thickness measuring program, and film thickness measuring apparatus
Taudt et al. Thin-film characterization with a dual-channel dispersion-encoded imaging low-coherence interferometry approach

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant