KR102214716B1 - 박막 두께 측정 장치, 이를 포함하는 시스템 및 박막 두께 측정 방법 - Google Patents

Abstract

박막 두께 측정 장치, 이를 포함하는 시스템 및 박막 두께 측정 방법이 제공된다. 상기 박막 두께 측정 장치는, 박막으로부터 반사된 반사광에 대한 전기장 신호를 검출하는 신호 검출부, 상기 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, 상기 전기장 신호의 직류 성분과 교류 성분을 분리하는 FFT 연산부, 상기 전기장 신호의 교류 성분만을 입력받아 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하고, 상기 입력받은 교류 성분에 대한 위상 값을 추출하는 IFFT 연산부, 및 상기 위상 값을 이용하여 상기 박막의 두께를 연산하는 두께 연산부를 포함하되, 상기 전기장 신호는, 공정 전의 상기 박막으로부터 반사된 제1 반사광에 대한 제1 전기장 신호와, 공정 후의 상기 박막으로부터 반사된 제2 반사광에 대한 제2 전기장 신호를 포함한다.

Description

박막 두께 측정 장치, 이를 포함하는 시스템 및 박막 두께 측정 방법{Apparatus for measuring thickness of thin film, measuring system comprising the same, and method for measuring thickness of thin film}

본 발명은 박막 두께 측정 장치, 이를 포함하는 시스템 및 박막 두께 측정 방법에 관한 것이다.

반도체 공정 중 막질 또는 박막의 두께를 측정하는 것은 공정의 양/불량을 판단하기 위해 필요할 수 있다. 막질 또는 박막의 두께를 측정하여 반도체 기판 검사를 통해 결과에 대한 피드백을 받아 공정의 질과 생산성을 향상시킬 수 있다. 이를 위해, 반도체 기판과 같은 측정하고자 하는 시료를 가공하거나 변형하지 않고, X선, 음파 또는 빛을 이용하여 두께를 측정하는 비접촉 비파괴 측정 장비들이 사용될 수 있다.

이러한 두께 측정 기술은 시대의 흐름에 따라 더욱 정밀하고도 복잡한 패턴의 두께를 측정할 수 있어야 한다는 요구에 맞추어 발전하고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 스큐 역 고속 푸리에 변환(SKEW IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)) 방식을 이용하여 박막의 두께를 측정하는 기술에 관한 것으로서, 고속 푸리에 변환(FFT(Fast Fourier Transform)) 방식을 이용하는 것에 비하여 고속, 고민감도로 박막의 두께를 측정할 수 있는 박막 두께 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 스큐 역 고속 푸리에 변환 방식을 이용하여, 고속, 고민감도로 박막의 두께를 측정할 수 있는 박막 두께 측정 장치를 포함한 박막 두께 측정 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 스큐 역 고속 푸리에 변환 방식을 이용하여 박막의 두께를 측정하는 박막 두께 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 박막 두께 측정 장치의 일 실시예는, 박막으로부터 반사된 반사광에 대한 전기장 신호를 검출하는 신호 검출부, 상기 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, 상기 전기장 신호의 직류 성분과 교류 성분을 분리하는 FFT 연산부, 상기 전기장 신호의 교류 성분만을 입력받아 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하고, 상기 입력받은 교류 성분에 대한 위상 값을 추출하는 IFFT 연산부, 및 상기 위상 값을 이용하여 상기 박막의 두께를 연산하는 두께 연산부를 포함하되, 상기 전기장 신호는, 공정 전의 상기 박막으로부터 반사된 제1 반사광에 대한 제1 전기장 신호와, 공정 후의 상기 박막으로부터 반사된 제2 반사광에 대한 제2 전기장 신호를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 신호 검출부는, 상기 반사광의 파장에 따라 상기 전기장 신호를 검출할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 두께 연산부는, 상기 위상 값의 기울기(slope)를 연산하여 상기 박막의 두께를 측정할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 두께 연산부는, 상기 반사광의 특정 파장 대역에서 상기 위상 값의 기울기를 연산할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 두께 연산부는, 상기 기울기에 대해 오프셋(offset) 보정을 수행하여 상기 박막의 두께를 측정할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 박막은, 복수의 레이어를 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 반사광은, 상기 복수의 레이어로부터 반사된 복수의 반사광의 합일 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 위상 값은, 상기 복수의 반사광에 의한 복수의 위상 값의 합일 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 박막 두께 측정 시스템의 일 실시예는, 박막이 증착된 기판으로 광을 제공하는 광원, 상기 기판으로부터 반사된 제1 반사광을 제공받고, 상기 제1 반사광의 제1 전기장 신호를 센싱하는 광 센서, 상기 제1 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT) 및 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여, 상기 제1 전기장 신호에 대한 교류 성분의 제1 위상 값을 추출하는 위상 값 추출부, 및 상기 제1 위상 값의 기울기를 연산하여 상기 박막의 두께를 측정하는 두께 연산부를 포함하되, 상기 두께 연산부는, 상기 박막이 증착되기 전에 상기 기판으로부터 반사된 제2 반사광의 제2 전기장 신호에서 추출된 제2 위상 값을 더 이용한다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반사광은 복수의 파장 대역을 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 광 센서는, 상기 제1 및 제2 반사광의 파장에 따라 상기 제1 및 제2 전기장 신호를 센싱할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 두께 연산부는, 상기 제1 및 제2 반사광의 특정 파장 대역에서 상기 제1 및 제2 위상 값의 기울기를 연산할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 두께 연산부는, 상기 제1 및 제2 위상 값의 기울기에 대해 오프셋 보정을 수행하여 상기 박막의 두께를 측정할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 위상 값 추출부는, 상기 제1 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, 상기 제1 전기장 신호의 직류 성분과 교류 성분을 분리할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 위상 값 추출부는, 상기 제1 전기장 신호의 교류 성분만을 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여, 상기 제1 위상 값을 추출할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 박막 두께 측정 방법의 일 실시예는, 기판으로부터 반사된 제1 반사광의 제1 전기장 신호를 검출하고, 상기 제1 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여 상기 제1 전기장 신호의 직류 성분과 교류 성분을 분리하고, 상기 제1 전기장 신호의 교류 성분에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여 제1 위상 값을 추출하고, 상기 기판 상에 박막 형성 후에, 상기 박막으로부터 반사된 제2 반사광의 제2 전기장 신호를 검출하고, 상기 제2 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여 상기 제2 전기장 신호의 직류 성분과 교류 성분을 분리하고, 상기 제2 전기장 신호의 교류 성분에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여 제2 위상 값을 추출하고, 상기 제1 및 제2 위상 값을 이용하여 상기 박막의 두께를 연산하는 것을 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 박막의 두께를 연산하는 것은, 상기 제1 위상 값의 제1 기울기와, 상기 제2 위상 값의 제2 기울기를 연산하여 비교할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반사광은 복수의 파장 대역을 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 박막의 두께를 연산하는 것은, 상기 제1 및 제2 반사광의 특정 파장 대역의 제1 및 제2 위상 값을 추출하고, 상기 제1 및 제2 기울기를 연산할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 박막의 두께를 연산하는 것은, 상기 제1 및 제2 기울기에 대해 각각 오프셋 보정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 박막으로부터 반사된 반사광을 도시한 도면이다.
도 3은 박막으로부터 반사된 반사광의 파장별 강도(intensity)를 도시한 그래프이다.
도 4는 박막으로부터 반사된 반사광에 대한 FFT 수행 결과를 도시한 그래프이다.
도 5는 박막으로부터 반사된 반사광의 교류 성분의 일부를 도시한 그래프이다.
도 6은 도 5의 교류 성분에 대한 IFFT 수행 후 획득된 위상 값을 도시한 그래프이다.
도 7은 도 6의 위상 값을 언래핑(unwraping)한 결과를 도시한 그래프이다.
도 8은 FFT 방식을 이용하여 박막 두께를 측정한 결과와 실제 박막 두께를 측정한 결과를 비교하여 도시한 그래프이다.
도 9는 SKEW IFFT 방식을 이용하여 박막 두께를 측정한 결과와 실제 박막 두께를 측정한 결과를 비교하여 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 11은 도 10의 기판으로부터 반사된 반사광을 도시한 도면이다.
도 12는 도 10의 박막으로부터 반사된 반사광을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 두께 측정 시스템의 일부를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치를 이용하여 형성한 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템의 블록도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치를 이용하여 형성한 반도체 장치를 적용할 수 있는 예시적인 반도체 시스템이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

구성 요소가 다른 구성 요소의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성 요소의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 구성 요소가 다른 구성 요소의 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성 요소는 다른 구성 요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성 요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

반도체 제조 공정을 통하여 하나의 반도체 칩을 완성하기 위해서는, 다양한 특성을 갖는 매질들이 박막으로 이용된다. 공정에 따라, 이러한 박막들의 두께는 달라질 수 있으며, 박막 두께의 변화는 후속 공정에 영향을 주어 전체 반도체 칩의 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 공정 중에 증착된 박막의 두께를 측정할 필요가 있으며, 본 발명에서는 고속, 고민감도로 박막 두께를 측정하기 위해서 SKEW IFFT 방식을 이용하여 박막 두께를 측정한다.

SKEW IFFT 방식에서는 스펙트럼의 FFT 데이터의 피크(peak) 위치 근처에서 필터링된 데이터에 대해 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)을 수행한 후 획득된 위상 값의 기울기를 연산하여 박막 두께를 측정함으로써, FFT 방식에 비하여 고속, 고민감도로 박막 두께 측정이 가능하다.

두께를 측정하고자 하는 박막의 목표 두께, 매질, 및 측정 단계에 따라 박막 두께의 변화에 민감한 광의 파장 대역이 달라지게 되는데, 본 발명에 따르면 두께를 측정하고자 하는 타겟 박막의 두께 값을 가장 고민감도로 측정할 수 있는 파장 대역이, IFFT 수행 후 측정된 위상 값의 기울기 해석을 통해 선택될 수 있다.

본 발명을 이용하는 경우에, 향후 다양한 박막에 대한 공정 변화에 따른 박막 두께 모니터링을 고속, 고민감도로 실시할 수 있어 반도체 웨이퍼 제작에 대한 수율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 2는 박막으로부터 반사된 반사광을 도시한 도면이다. 도 3은 박막으로부터 반사된 반사광의 파장별 강도(intensity)를 도시한 그래프이다. 도 4는 박막으로부터 반사된 반사광에 대한 FFT 수행 결과를 도시한 그래프이다. 도 5는 박막으로부터 반사된 반사광의 교류 성분의 일부를 도시한 그래프이다. 도 6은 도 5의 교류 성분에 대한 IFFT 수행 후 획득된 위상 값을 도시한 그래프이다. 도 7은 도 6의 위상 값을 언래핑(unwraping)한 결과를 도시한 그래프이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치는, 신호 검출부(100), FFT 연산부(200), IFFT 연산부(300), 두께 연산부(410) 등을 포함한다.

신호 검출부(100)는 박막(20)으로부터 반사된 반사광(51)에 대한 전기장 신호(E)를 검출한다. 도 2를 참조하여, 전기장 신호(E)에 대해 설명한다. 전기장 신호(E)는 기판(10)과 박막(20)을 포함하는 막 구조에서, 각 경계면에서 다중 반사된 전기장 신호의 합으로 나타낼 수 있다.

즉, 박막(20)을 향하여 입사된 입사광(50)에 대해, 박막(20)의 상부면에서 반사된 제1 반사광(51a), 박막(20) 내부를 통과하여 박막(20)의 하부면과 기판(10)의 상부면의 경계면에서 반사되어 박막(20)의 상부면 외부로 방출된 제2 반사광(51b), 박막(20) 내부를 통과하여 박막(20)의 하부면과 기판(10)의 상부면의 경계면에서 반사되어 박막(20)의 상부면에 도달한 후 박막(20)의 상부면에서 재반사되고 박막(20)의 하부면과 기판(10)의 상부면의 경계면에서 재반사되어 박막(20)의 상부면 외부로 방출된 제3 반사광(51c)의 총 합이 반사광(51)일 수 있다.

제1 내지 제3 반사광(51a, 51b, 51c) 각각의 전기장 신호의 총 합이 반사광(51)의 전기장 신호(E)일 수 있다. 이 때, 입사광(50)의 전기장 신호를 Ei라 가정하면, 반사광(51)의 전기장 신호(E)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

여기에서, r₀₁은 공기와 박막(20) 사이의 경계면에서 반사도를 의미하고, r₁₂는 박막(20)과 기판(10) 사이의 경계면에서 반사도를 의미한다.

박막(20)의 두께(d) 정보는 반사광(51)의 전기장 신호(E)에서 진폭과 위상을 측정함으로써 연산할 수 있다. 전기장 신호(E)의 진동수에 비하여 신호 검출부(100)의 검출 속도가 느리기 때문에, 신호 검출부(100)를 통해 [수학식 2]를 통해 전기장 신호(E)의 평균 세기(즉, 강도(Intensity))를 획득할 수 있다.

전기장 신호(E)의 강도(I)에 대해서는 도 3에 도시되어 있다. 기판(10)과 박막(20)을 포함하는 막 구조에서, 각 경계면에서 다중 반사되어 신호 검출부(100)를 통해 검출된 전기장 신호(E)는 복수의 파장 대역에서 직류 성분과 교류 성분이 혼합된 형태로 나타나게 된다. 복수의 파장 대역별로 광의 세기를 신호 검출부(100)를 통해 검출하는 경우에, 도 3에서와 같이 파장 축에 대해 변조되는 형태로 나타난다. 이 때, 박막(20)의 두께가 변하면, 신호 검출부(100)를 통해 검출되는 전기장 신호(E)의 위상 값이 변하게되어 복수의 파장 대역별로 변조되는 정도가 변하게 된다.

신호 검출부(100)는 반사광(51)의 파장에 따라 전기장 신호(E)를 검출할 수 있다. 즉, 박막(20)의 상부면에서 반사되는 반사광(51)은 복수의 파장 대역을 갖는 광일 수 있다. 이 때, 신호 검출부(100)는 복수의 파장 대역별로 반사광(51)의 전기장 신호(E)를 검출할 수 있으며, 예시적으로 도 3에 도시된 것과 같다.

FFT 연산부(200)는 전기장 신호(E)에 대해 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)을 수행하여, 전기장 신호(E)의 직류 성분(DC)과 교류 성분(AC)을 분리한다. 도 4를 참조하면, 박막(20)으로부터 반사된 반사광(51)의 전기장 신호(E)에 대한 FFT 수행 결과가 나타나 있다. 이 때, 직류 성분(DC)은 큰 앰플리튜드(Amplitude) 값을 갖는 피크 성분으로 나타나며, 교류 성분(AC)은 복수의 파장 대역에서 상대적으로 작은 앰플리튜드 값을 같는 피크 곡선으로 나타난다.

박막(20)의 두께 정보는 교류 성분(AC)의 위상 값에 포함되어 있다. 따라서, 특정 파장 대역에서의 교류 성분(AC)만을 선택(Windowing)하여 FFT 신호를 분석하면 박막(20)의 두께 정보를 알 수 있다. 이 때에는, 특정 파장 대역에서의 교류 성분(AC)에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform)이 필요하다.

FFT를 이용한 박막 두께 측정 방식에서는, 전기장 신호(E)의 교류 성분(AC)의 피크 위치 근처의 값을 획득하여 박막 두께를 측정하였다. 이와 달리, 본 발명에서는 SKEW IFFT 방식을 이용하여 박막 두께를 측정하기 때문에, 전기장 신호(E)의 FFT 신호에 대해, 특정 파장 대역에서의 교류 성분(AC)만을 선택(Windowing)하여 IFFT를 수행하면 정보의 왜곡없이 교류 성분(AC)의 위상 값을 추출할 수 있다.

도 5는 전기장 신호(E)에 대해 FFT 수행한 결과 중 특정 파장 대역에서의 교류 성분(AC)의 FFT 신호만을 선택(Windowing)하여 나타낸 것이다. 즉, 도 5에 도시된 교류 성분(AC)의 FFT 신호에 대해 IFFT를 수행한다.

IFFT 연산부(300)는 전기장 신호(E)의 교류 성분(AC)만을 입력받아 역 고속 푸리에 변환(IFFT; Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하고, 입력받은 교류 성분(AC)에 대한 위상 값(P)을 추출한다.

도 6에는, 도 5에 도시된 교류 성분(AC)의 FFT 신호를 IFFT 수행하여 추출한 위상 값(P)에 대해 나타나 있다. IFFT 연산부(300)에 의해 추출된 위상 값(P)은 도 6에서와 같이, 주기적으로 래핑(Wraping)된 형태로 나타난다. 따라서, 이에 대하여 언래핑(Unwraping)하는 과정이 필요하다.

두께 연산부(410)는 위상 값(P)을 이용하여 박막(20)의 두께를 연산한다. 즉, 두께 연산부(410)는 위상 값(P)의 기울기(Slope)를 연산하여 박막(20)의 두께를 측정한다.

도 7에는, 도 6에서와 같이 주기적으로 래핑된 위상 값(P)에 대해 언래핑한 결과가 나타나 있다. 래핑된 위상 값(P)을 언래핑시키면, 박막(20)의 각 경계면에서 다중 반사된 반사광들의 총 위상 값을 얻을 수 있다. 이 때, 박막(20)의 두께 값이 특정 파장 대역에 대해서 위상 값에 선형적이다라고 가정하면, 언래핑된 위상 값의 기울기를 연산하여 박막(20)의 두께 값을 알 수 있다.

두께 연산부(410)는 반사광(51)의 특정 파장 대역에서 위상 값의 기울기를 연산하여 박막(20)의 두께를 측정할 수 있다. 이 때, 두께 연산부(410)는 위상 값의 기울기에 대해 오프셋(offset) 보정을 수행하여 박막(20)의 두께를 측정할 수 있다. 도 7에 도시된 것과 같이, 시뮬레이션 결과 값과 이론적인 값의 차이만큼을 오프셋 보정 값으로 하여, 두께 연산부(410)는 오프셋 보정을 수행하여 박막(20)의 두께를 측정할 수 있다.

위에서 설명한 FFT 연산부(200), IFFT 연산부(300), 두께 연산부(400)에 대한 다양한 실시예는, 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다. 본원 발명에 따르면, 박막(20)의 표면에서 반사된 반사광(51)의 전기장 신호(E)에 대한 데이터는 상기 소프트웨어 또는 하드웨어에 대한 입력 데이터로서 전달될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 예를 들어, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다.

도 2에서는 기판(10) 상에 박막(20)이 형성된 것으로 도시되어 있으나, 기판(10) 상에 복수의 박막이 형성될 수도 있다. 이는, 반도체 웨이퍼 제조 공정 중에 박막 형성 공정이 복수회 포함될 수 있기 때문이며, 기판(10) 상에 복수의 박막이 수직적으로 형성되게 된다.

이 경우에, 복수의 박막에 대해 다중 반사면이 증가하게 되며, 복수의 박막으로부터 반사되는 반사광은 더욱 복잡한 전기장 신호를 갖게 된다. 다만, 이러한 경우에도, 본 발명에서의 스큐(SKEW) 분석에 따르면, 최상부에 위치한 박막 형성 공정 전에, 기판(10) 상의 전체 박막에 대한 박막 두께 측정을 실시하고, 최상부에 위치한 박막 형성 후에 다시 기판(10) 상의 전체 박막에 대한 박막 두께 측정을 실시하여, 양 측정값의 차에 의해 최상부에 위치한 박막의 두께만을 측정할 수 있다.

이와 같이, 기판(10) 상에 복수의 박막이 형성된 경우에는, 복수의 박막으로부터 반사되는 반사광이, 복수의 박막 각각의 경계면에서 반사되어 외부로 방출되는 반사광들의 총 합이 되고, 이러한 반사광의 전기장 신호를 신호 검출부(100)에서 검출할 수 있다. 이러한 전기장 신호로부터 위상 값을 연산할 수 있으며, 여기에서의 위상 값은 복수의 박막 각각의 경계면에서 반사되어 외부로 방출되는 반사광들의 위상 값의 총 합일 수 있다.

기판(10) 상에 복수의 박막이 존재하는 경우에, 복수의 박막 각각의 경계면에서 반사되어 외부로 방출되는 반사광을 이용하여 특정 박막의 두께를 측정하기 위해서는 획득된 위상 값에서 박막 각각의 두께, 물성치에 의한 영향을 제거할 필요가 있다. 따라서, 박막 각각에 대한 모델링 기반의 시뮬레이션이 수행되어야 하는데, 본 발명에서는 이러한 해석의 복잡성을 해소하기 위해 최종 박막의 도포 전과 후의 스펙트럼을 이용하여 최종 박막의 두께를 측정함으로써 하부 박막들에 의한 위상 변화 값을 제거할 수 있는 스큐(SKEW) 분석 방법을 이용한다.

즉, 최종 박막 도포 전 획득된 스펙트럼과 최종 박막 도포 후 획득된 스펙트럼을 모두 이용하여, 최종 박막의 두께 값에 영향을 받는 파장별 위상 값 스펙트럼을 얻을 수 있다.

스큐(SKEW) 분석 방법에는, 최종 박막 도포 후 획득된 스펙트럼을 최종 박막 도포 전 획득된 스펙트럼으로 나눈 비(ratio) 스펙트럼, 또는 최종 박막 도포 후 획득된 스펙트럼에서 최종 박막 도포 전 획득된 스펙트럼을 빼서 얻은 차 스펙트럼을 각각 이용하여 위상 값 스펙트럼을 획득하는 방법이 있다. 또한, 스큐(SKEW) 분석 방법에는, 최종 박막 도포 후 획득된 스펙트럼과 최종 박막 도포 전 획득된 스펙트럼으로부터 각각 획득된 위상 값 스펙트럼을 나누거나 빼는 방법이 있다.

하부 박막들의 구조에 따라 최종 박막의 두께 정보만을 가장 정확하게 측정할 수 있는 스큐(SKEW) 분석 방법은 달라질 수 있다.

또한, 필요에 따라, 최종 박막의 두께 변화에 가장 정합성이 있는 파장 대역에서 획득된 위상 값에 대한 기울기 값에서 하부 박막들의 두께 변화에 가장 정합성이 있는 파장 대역에서 획득된 위상 값에 대한 기울기 값의 차를 구함으로서 최종 박막의 두께 값을 정확하게 측정할 수도 있다.

도 8은 FFT 방식을 이용하여 박막 두께를 측정한 결과와 실제 박막 두께를 측정한 결과를 비교하여 도시한 그래프이다. 도 9는 SKEW IFFT 방식을 이용하여 박막 두께를 측정한 결과와 실제 박막 두께를 측정한 결과를 비교하여 도시한 그래프이다.

도 8에는, 산화 박막을 증착한 후, 분광 타원 계측기(Spectroscopic Ellipsometer, SE)를 이용하여 산화 박막의 두께를 측정한 결과와 FFT 방식을 이용하여 산화 박막의 두께를 측정한 결과를 비교한 것이 나타나 있다. 그리고, 도 9에는, 산화 박막을 증착한 후, 분광 타원 계측기(Spectroscopic Ellipsometer, SE)를 이용하여 산화 박막의 두께를 측정한 결과와 SKEW IFFT 방식을 이용하여 산화 박막의 두께를 측정한 결과를 비교한 것이 나타나 있다.

도 8 및 도 9의 증착 조건에서 산화 박막의 두께가 232Å, 237Å, 242Å, 247Å, 252Å 가 되도록 제작하였다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 동일한 스펙트럼에 대하여, FFT 방식을 이용할 경우에 비하여 본 발명에서의 SKEW IFFT 방식을 이용할 때, 산화 박막의 두께를 연산한 값이 실제 산화 박막의 두께와 높은 상관성을 갖는 것을 알 수 있다.

이하에서는 몇몇 실시예에 따른 박막 두께 측정 시스템에 대해 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 11은 도 10의 기판으로부터 반사된 반사광을 도시한 도면이다. 도 12는 도 10의 박막으로부터 반사된 반사광을 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 시스템은, 광원(110), 광 센서(120), 위상 값 추출부(210), 두께 연산부(410) 등을 포함한다.

광원(110)은 복수의 파장 대역을 포함하는 측정광(70)을 기판(11) 또는 박막(21) 표면으로 소정의 각도로 조사한다. 다만, 광원(110)은 단일 파장을 갖는 측정광(70)을 방출할 수도 있다.

광 센서(120)는 기판(11) 또는 박막(21)으로부터 반사된 제1 반사광(71a, 71b) 또는 제2 반사광(72a, 72b, 72c)을 제공받고, 제1 전기장 신호(E1) 또는 제2 전기장 신호(E2)를 센싱한다.

도 11을 참조하면, 기판(11) 상에 박막(21)을 증착하기 전에, 광원(110)은 기판(11)으로 측정광(70)을 조사하고, 기판(11)으로부터 제1 반사광(71a, 71b)이 반사된 것이 도시되어 있다. 제1 반사광(71a, 71b)은 기판(11)의 상부면에서 반사된 반사광(71a)과 기판(11)을 통과하여 기판(11) 하부면에서 반사되어 기판(11)의 외부로 방출된 반사광(71b)을 포함한다.

도 12를 참조하면, 기판(11) 상에 박막(21)을 증착하고 난 후, 광원(110)은 박막(21)으로 측정광(70)을 조사하고, 박막(21)으로부터 제2 반사광(72a, 72b, 72c)이 반사된 것이 도시되어 있다. 제2 반사광(72a, 72b, 72c)은 박막(21)의 상부면에서 반사된 반사광(72a)과, 박막(21) 내부를 통과하여 박막(21)의 하부면과 기판(11)의 상부면의 경계면에서 반사되어 박막(21) 상부면의 외부로 방출된 반사광(72b), 박막(21) 내부를 통과하여 박막(21)의 하부면과 기판(11)의 상부면의 경계면에서 반사되어 박막(21)의 상부면에 도달한 후 박막(21)의 상부면에서 재반사되고 박막(21)의 하부면과 기판(11)의 상부면의 경계면에서 재반사되어 박막(21) 상부면의 외부로 방출된 반사광(72c)을 포함한다.

광 센서(120)는 제1 반사광(71a, 71b)과 제2 반사광(72a, 72b, 72c)으로부터 각각 제1 전기장 신호(E1)와 제2 전기장 신호(E2)를 센싱한다.

이 때, 제1 반사광(71a, 71b)과 제2 반사광(72a, 72b, 72c)은 각각 복수의 파장 대역을 포함할 수 있으며, 광 센서(120)는 제1 반사광(71a, 71b)과 제2 반사광(72a, 72b, 72c)에 대해 각각, 복수의 파장 대역별로 제1 전기장 신호(E1)와 제2 전기장 신호(E2)를 센싱할 수 있다.

위상 값 추출부(210)는 제1 전기장 신호(E1)와 제2 전기장 신호(E2)에 대하여 각각 고속 푸리에 변환(FFT) 및 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여, 제1 전기장 신호(E1)에 대한 교류 성분의 제1 위상 값(P1)과 제2 전기장 신호(E2)에 대한 교류 성분의 제2 위상 값(P2)을 추출한다.

위상 값 추출부(210)는 제1 전기장 신호(E1)에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, 제1 전기장 신호(E1)의 직류 성분과 교류 성분을 분리할 수 있다. 위상 값 추출부(210)는 제1 전기장 신호(E1)의 교류 성분만을 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여, 제1 위상 값(P1)을 추출할 수 있다.

또한, 위상 값 추출부(210)는 제2 전기장 신호(E2)에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, 제2 전기장 신호(E2)의 직류 성분과 교류 성분을 분리할 수 있다. 위상 값 추출부(210)는 제2 전기장 신호(E2)의 교류 성분만을 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여, 제2 위상 값(P2)을 추출할 수 있다.

두께 연산부(410)는 제1 위상 값(P1)의 기울기 값을 연산하고, 제2 위상 값(P2)의 기울기 값을 연산하고, 이러한 기울기 값들을 이용하여 박막(21)의 두께를 측정한다.

이 때, 두께 연산부(410)는 제1 반사광(71a, 71b)과 제2 반사광(72a, 72b, 72c)의 특정 파장 대역에서의 제1 위상 값(P1)의 기울기 값과 제2 위상 값(P2)의 기울기 값을 연산할 수 있다. 필요에 따라, 박막(21)의 두께 정보와 정합성이 있는 특정 파장 대역을 이용할 수 있다.

두께 연산부(410)는 제1 위상 값(P1)의 기울기 값과 제2 위상 값(P2)의 기울기 값에 대해 오프셋(offset) 보정을 수행하여 박막(21)의 두께를 측정할 수도 있다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 두께 측정 시스템의 일부를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 두께 측정 시스템은, 편광기(111)와 분석기(121)를 더 포함한다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 두께 측정 시스템은, 광원(110)과 박막(21) 사이에 편광기(polarizer)(111)를 더 포함할 수 있다. 광원(110)에서 방출된 측정광은 편광기(111)에 의해 선형적으로 편광될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 두께 측정 시스템은, 박막(21)과 광 센서(120) 사이에 분석기(analyzer)(121)를 더 포함할 수 있다. 분석기(121)는 제1 및 제2 반사광(71, 72)의 편광의 변화에 대한 분석을 할 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예 따르면 박막 두께 측정 시스템은, 보정기(compensator) 또는 위상 변조기(phase-modulator)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 박막 두께 측정 시스템은 피측정물을 가공하거나 변형하지 않고 피측정물을 검사할 수 있는 비접촉 비파괴 측정 장비를 포함할 수 있다. 이러한 측정 장비는, 예를 들어, 분광 타원 계측기(Spectroscopic Ellipsometer, SE)일 수 있다. 분광 타원 계측기는, 예를 들어, 단일 파장의 광원을 사용하는 단일 파장 타원 계측(Single-wavelength Ellipsometry)과는 달리, 광대역의 광원을 사용하여 피측정물의 다양한 특성을 정밀하게 측정할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 두께 측정 방법은, 우선, 기판(S) 상에 박막(TF)을 증착하기 전에, 기판(S)으로 측정광(L1)을 제공하여 기판(S)으로부터 반사된 제1 반사광(R1)의 제1 전기장 신호(E1)를 검출한다(S100).

기판(S)은, 예를 들어, Si 기판, 글래스 기판, 사파이어 기판 등 비교적 두께가 있는 기판일 수 있고, SOI(Silicon on Insulator) 기판과 같은 적층 구조의 기판일 수 있다. 또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판(S)에는 다양한 구조를 가지는 패턴이 형성되어 있을 수 있다.

이어서, 제1 전기장 신호(E1)에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, 제1 전기장 신호(E1)의 직류 성분과 교류 성분을 분리한다(S110).

박막(TF)의 두께 정보는 제1 전기장 신호(E1)의 교류 성분의 위상 값에 포함되어 있다. 따라서, 특정 파장 대역에서의 교류 성분만을 선택(Windowing)하여 FFT 신호를 분석하면 박막(TF)의 두께 정보를 알 수 있다.

이어서, 제1 전기장 신호(E1)의 교류 성분에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여, 제1 위상 값(P1)을 추출한다(S120).

그리고, 기판(S) 상에 박막(TF)을 증착한 후에, 박막(TF)으로 측정광(L1)을 제공하여 박막(TF)으로부터 반사된 제2 반사광(R2)의 제2 전기장 신호(E2)를 검출한다(S130). 제2 전기장 신호(E2)에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여 제2 전기장 신호(E2)의 직류 성분과 교류 성분을 분리한다(S140). 제2 전기장 신호(E2)의 교류 성분에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여, 제2 위상 값(P2)을 추출한다(S150).

본 발명에 따르면, 제1 위상 값(P1)과 제2 위상 값(P2)을 이용하여, 박막(TF)의 두께를 연산한다(S160). 이 때, 제1 위상 값(P1)의 제1 기울기(S1)와 제2 위상 값(P2)의 제2 기울기(S2)를 각각 연산하여 비교한다. 즉, 스큐(SKEW) 분석 방법을 이용하여 박막(TF)의 두께를 연산한다.

제1 반사광(R1)과 제2 반사광(R2)은 복수의 파장 대역을 포함할 수 있으며, 제1 반사광(R1)과 제2 반사광(R2)의 특정 파장 대역에서 제1 위상 값(P1)과 제2 위상 값(P2)을 각각 추출하고, 제1 기울기(S1)와 제2 기울기(S2)를 각각 연산할 수 있다.

그리고, 박막(TF)의 두께를 연산하는 과정에서, 제1 기울기(S1)와 제2 기울기(S2)에 대해 각각 오프셋(offset) 보정을 수행할 수 있다.

도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치를 이용하여 형성한 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템의 블록도이다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자 시스템(4100)은 컨트롤러(4110), 입출력 장치(4120, I/O), 기억 장치(4130, memory device), 인터페이스(4140) 및 버스(4150, bus)를 포함할 수 있다.

컨트롤러(4110), 입출력 장치(4120), 기억 장치(4130) 및/또는 인터페이스(4140)는 버스(4150)를 통하여 서로 결합 될 수 있다. 버스(4150)는 데이터들이 이동되는 통로(path)에 해당한다.

컨트롤러(4110)는 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세스, 마이크로컨트롤러, 및 이들과 유사한 기능을 수행할 수 있는 논리 소자들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입출력 장치(4120)는 키패드(keypad), 키보드 및 디스플레이 장치 등을 포함할 수 있다.

기억 장치(4130)는 데이터 및/또는 명령어 등을 저장할 수 있다.

인터페이스(4140)는 통신 네트워크로 데이터를 전송하거나 통신 네트워크로부터 데이터를 수신하는 기능을 수행할 수 있다. 인터페이스(4140)는 유선 또는 무선 형태일 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(4140)는 안테나 또는 유무선 트랜시버 등을 포함할 수 있다.

도시하지 않았지만, 전자 시스템(4100)은 컨트롤러(4110)의 동작을 향상시키기 위한 동작 메모리로서, 고속의 디램 및/또는 에스램 등을 더 포함할 수도 있다. 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치를 이용하여 형성한 반도체 장치는 기억 장치(4130) 내에 제공되거나, 컨트롤러(4110), 입출력 장치(4120, I/O) 등의 일부로 제공될 수 있다.

전자 시스템(4100)은 개인 휴대용 정보 단말기(PDA, personal digital assistant) 포터블 컴퓨터(portable computer), 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 디지털 뮤직 플레이어(digital music player), 메모리 카드(memory card), 또는 정보를 무선환경에서 송신 및/또는 수신할 수 있는 모든 전자 제품에 적용될 수 있다.

도 16 및 도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치를 이용하여 형성한 반도체 장치를 적용할 수 있는 예시적인 반도체 시스템이다.

도 16은 태블릿 PC이고, 도 17은 노트북을 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치를 이용하여 형성한 반도체 장치는 태블릿 PC, 노트북 등에 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 박막 두께 측정 장치를 이용하여 형성한 반도체 장치는 예시하지 않은 다른 집적 회로 장치에도 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10, 11: 기판 20, 21: 박막
100: 신호 검출부 200: FFT 연산부
300: IFFT 연산부 400, 410: 두께 연산부
110: 광원 120: 광 센서
210: 위상 값 추출부 111: 편광기
121: 분석기

Claims (10)

1. 기판과 박막으로부터 반사된 반사광에 대한 전기장 신호를 검출하는 신호 검출부;
   상기 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, 상기 전기장 신호의 직류 성분과 교류 성분을 분리하는 FFT 연산부;
   상기 전기장 신호의 교류 성분만을 입력받아 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하고, 상기 입력받은 교류 성분에 대한 위상 값을 추출하는 IFFT 연산부; 및
   상기 위상 값을 이용하여 상기 박막의 두께를 연산하는 두께 연산부를 포함하되,
   상기 전기장 신호는, 상기 박막이 형성되지 않은 상기 기판으로부터 반사된 제1 반사광에 대한 제1 전기장 신호와, 상기 박막이 형성된 기판의 상기 박막으로부터 반사된 제2 반사광에 대한 제2 전기장 신호를 포함하는 박막 두께 측정 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 신호 검출부는,
   상기 반사광의 파장에 따라 상기 전기장 신호를 검출하는 박막 두께 측정 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 두께 연산부는,
   상기 위상 값의 기울기(slope)를 연산하여 상기 박막의 두께를 측정하는 박막 두께 측정 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 두께 연산부는,
   상기 반사광의 특정 파장 대역에서 상기 위상 값의 기울기를 연산하는 박막 두께 측정 장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 두께 연산부는,
   상기 기울기에 대해 오프셋(offset) 보정을 수행하여 상기 박막의 두께를 측정하는 박막 두께 측정 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 박막은, 복수의 레이어를 포함하는 박막 두께 측정 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 반사광은, 상기 복수의 레이어로부터 반사된 복수의 반사광의 합인 박막 두께 측정 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 위상 값은, 상기 복수의 반사광에 의한 복수의 위상 값의 합인 박막 두께 측정 장치.
9. 박막이 증착된 기판으로 광을 제공하는 광원;
   상기 기판으로부터 반사된 제1 반사광을 제공받고, 상기 제1 반사광의 제1 전기장 신호를 센싱하는 광 센서;
   상기 제1 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT) 및 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여, 상기 제1 전기장 신호에 대한 교류 성분의 제1 위상 값을 추출하는 위상 값 추출부; 및
   상기 제1 위상 값의 기울기를 연산하여 상기 박막의 두께를 측정하는 두께 연산부를 포함하되,
   상기 두께 연산부는, 상기 박막이 증착되기 전에 상기 기판으로부터 반사된 제2 반사광의 제2 전기장 신호에서 추출된 제2 위상 값을 더 이용하는 박막 두께 측정 시스템.
10. 기판으로부터 반사된 제1 반사광의 제1 전기장 신호를 검출하고,
    상기 제1 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여 상기 제1 전기장 신호의 직류 성분과 교류 성분을 분리하고,
    상기 제1 전기장 신호의 교류 성분에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여 제1 위상 값을 추출하고,
    상기 기판 상에 박막 형성 후에, 상기 박막으로부터 반사된 제2 반사광의 제2 전기장 신호를 검출하고,
    상기 제2 전기장 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여 상기 제2 전기장 신호의 직류 성분과 교류 성분을 분리하고,
    상기 제2 전기장 신호의 교류 성분에 대해 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 수행하여 제2 위상 값을 추출하고,
    상기 제1 및 제2 위상 값을 이용하여 상기 박막의 두께를 연산하는 것을 포함하는 박막 두께 측정 방법.
    

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