KR20030063191A - 막두께측정장치 및 막두께측정방법 - Google Patents

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Abstract

박막의 두께를 측정하는 측정장치는, 제1 및 제2에너지를 갖는 전자빔들을 실리콘기판상에 형성된 측정대상인 박막에 조사하여, 제1에너지의 전자빔에 의해 조사된 기판에서 흐르는 전류의 제1기판전류값 및 제2에너지의 전자빔에 의해 조사된 기판에서 흐르는 전류의 제2기판전류값을 측정한다. 막두께측정장치는, 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 표준시료에 조사되는 경우의 기판전류값과, 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 표준시료에 되는 경우의 기판전류값을 변수로서 갖는 참조함수와 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻고, 이 참조데이터를 고려하여, 제1 및 제2기판전류값들을 기초로 측정대상인 박막의 두께를 계산한다.

Description

막두께측정장치 및 막두께측정방법{A film thickness measuring apparatus and a method for measuring a thickness of a film}
본 발명은, 전자빔을 이용하여 측정될 막의 두께를 측정하는 장치 및 측정될 막의 두께를 측정하는 방법에 관한 것이다.
종래에, 예를 들면 일본특개평(KOKAI)H6-273297호에 개시된 방법에서는, 시료에 이온빔을 조사하여 시료를 박막화할 때, 이온빔의 조사와 동시에 시료에 전자빔이 조사되고, 시료를 통과한 전자빔이 페러데이컵(Faraday cup)에 의해 검출되어시료에 대하여 과다한 에칭을 방지한다.
일본특개평(KOKAI)H8-5528호에서는, 투과전자현미경에 사용될 시료를 만들기 위하여 이온빔가공기가 사용되고, 가공될 위치에 전자빔이 비춰질 때, 가공부분을 통과한 전자빔의 전류량이 검출되어 이온빔가공의 양을 제어한다.
그러나, 일본특개평(KOKAI)H6-273297호 및 H8-5528호에 개시된 방법들에서는, 측정될 시료가 전자빔이 통과할 수 있을 정도로 두께를 박막화 하여야만하고, 종래의 반도체장치에서와 같은 지지기판상에 형성된 박막의 막두께를 측정하는 것은 곤란하였다.
관련기술분야에서 상기의 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자들은, 전자빔이 지지기판상에 형성된 박막에 비춰지거나 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류의 값을 측정함으로써 측정될 박막의 막두께를 계산하며, 참조데이터에 기초하여 박막의 막두께를 계산하는 기술을 개발하는 데 성공하고, 본 출원인은 이 기술에 대하여 이미 특허출원하였다(일본특개평(KOKAI)2000-180143호).
이 방법에서, 시료를 통과한 전자빔의 양을 측정하기보다는 기판으로부터 직접 기판전류값이 측정되어, 지지기판상에 형성된 박막의 두께도 측정할 수 있다.
첨부도면들 중 도 1은 일본특개평(KOKAI)2000-180143호에 개시된 막두께측정장치를 보여주는 블럭도이다. 이 장치는, 기판(1)상의 박막(2)에 전자빔을 비추는 전자총(3), 기판(1)의 저부에 접촉되게 배치된 전극(4), 및 전극(4)에 모아진 기판전류값을 측정하는 전류측정부(5)를 갖는다.
전류측정부(5)에서 측정된 전류는 전류증폭기(6) 및 차동증폭기(7)에 의해조정되고, A/D컨버터(9)에 의해 디지털신호로 변환된다.
이 막두께측정장치는, 디지털신호로 변환된 측정전류값을 저장하는 측정전류저장부(10), 기존의 표준시료를 사용하여 측정된 검량선데이터(calibration curve data)를 저장하는 검량선데이터저장부(11), 및 측정된 전류값과 검량선데이터를 비교하는 검량선데이터비교기(12)를 더 포함한다.
상기와 같이 구성된 막두께측정장치는 막들의 막두께를 측정하는 데 효과적이고, 박막에도 효과적이며 초박막들에는 더욱 효과적이다.
일본특개평2000-180143호에 기재된 발명은 이하의 원리를 이용한다.
몇백 keV 내지 몇 keV 사이의 저에너지 전자빔이 시료에 비춰질 때, 2차전자들이 사료의 표면 부근의 영역으로부터 방출된다.
일반적으로, 컨덕터들과 반도체들은 낮은 2차전자방출용량을 갖는 반면, 절연체들은 높은 2차전자방출용량을 갖는다.
예를 들면, 반도체인 실리콘의 0.9인 2차전자방출용량과 비교하여, 절연체인 실리콘산화막은 대략 2의 2차전자방출용량을 갖는다.
그러므로, 실리콘산화막으로 이루어진 박막이 실리콘기판 표면에 형성된 반도체장치에 전자빔이 조사될 때, 더 많은 2차전자들이 실리콘산화막으로부터 방출된다.
이것이 발생할 때, 실리콘산화막으로부터 방출된 2차전자들을 보상하기 위하여 전자는 실리콘기판에서부터 실리콘산화막으로 흐른다.
즉, 기판에 전자빔의 조사 및 그 역방향으로 기판을 흐르는 전류의 보상 때문에 발생한 전류의 합인 기판전류가 실리콘기판을 통하여 흐른다.
도 2a 및 2b는 이 원리를 보여주는 예시적인 도면이다. 도 2a에서와 같이, 실리콘산화막으로 이루어진 박막이 실리콘기판에 형성되는 경우에, 하나의 전자가 전자빔을 통하여 그 표면에 조사되면, 두개의 전자들이 실리콘산화막으로부터 2차전자들로서 방출된다.
하나의 전자가 실리콘산화막으로부터 방출되기 때문에, 실리콘산화막으로부터 방출된 전자를 보상하기 위하여 하나의 전자가 실리콘기판에서 실리콘산화막으로 흐른다.
이 경우, 전자빔에 의해 발생된 전류의 방향과 반대되는 방향의 기판전류가 실리콘기판에 흐른다.
한편, 도 2b에서와 같이, 실리콘산화막이 실리콘기판상에 형성되지 않은 경우, 하나의 전자가 전자빔을 통하여 조사되면, 0.9전자가 기판으로부터 2차전자로서 방출된다.
그 결과, 조사된 전자량에서 방출된 전자량을 뺀 양에 해당하는 기판전류가 전자빔에 의해 발생된 전류의 방향으로 실리콘기판에 흐른다.
상기 설명과 같이, 실리콘산화막이 실리콘기판에 형성되지 않으면, 2차전자방출량은 작아지기 때문에 전자빔에 의해 발생된 전류가 우세하지만, 실리콘산화막의 두께가 증가하면, 보상전류도 증가한다.
그러나, 절연체인 실리콘산화막의 저항값이 증가하기 때문에, 실리콘산화막의 두께가 증가할 수록 보상전류가 흐르기 어렵게 되어 기판전류가 감소하게 된다.
도 3a 및 3b는, 기판전류값과 막두께 사이의 관계를 보여주는 그래프들이다.
도 3a에서와 같이, 전자빔에 의해 발생된 전류의 방향의 전류가 양의 전류라면, 실리콘산화막의 두께가 소정의 두께(d)가 될 때까지, 음의 방향으로 증가하지만, 그 이상에서 기판전류값은 감소하고 영(0)에 수렴한다.
일본특개평(KOKAI)2000-180143호는, 몇 나노미터들의 상대적으로 작은 두께를 갖는 게이트산화막들 등 극박막의 측정을 다루고 있기 때문에, 도 3b에서 보여준 바와 같이, 기판전류값과 박막의 막두께 사이에 성립된 1:1관계가 존재한다.
그러나, 몇 십 내지 몇 천 나노미터들의 범위의 큰 두께에서, 기판전류값과 막두께 사이의 관계는 도 3a에서와 같이 1:2가 되기 때문에, 전류가 측정될 때, 측정된 기판전류는 유일한 박막두께를 갖지 않는다는 문제가 있다는 것을 발견하였다.
상기 문제는, 일본특개평2000-180143호에 개시된 방법을 초박막뿐만 아니라 넓은 범위의 두께를 갖는 막들을 측정하는 데에 적용함으로써 발생하는 문제이다.
본 발명은, 상기의 문제를 해결하기 위하여 일본특개평2000-180143호에 개시된 기술과 관련된 개선된 기술을 제공하는 것이다.
따라서, 기판에 형성된 박막을 포함하는 막의 두께를 측정하는 기술을 제공하는 것, 특히 넓은 범위의 두께를 갖는 막의 막두께를 측정하는 기술을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.
도 1은 종래의 막두께측정장치를 보여주는 블럭도,
도 2a 및 2b는, 기판상에 형성된 막에 전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류의 원리를 보여주는 예시적인 도면들,
도 3a 및 3b는, 기판전류값과 막두께 사이의 관계의 개략적인 모습을 보여주는 그래프들,
도 4는 본 발명의 실시예에서 기판전류를 측정하는 공정을 보여주는 순서도,
도 5는 참조데이터를 고려하여 측정데이터에 기초하여 측정대상인 박막의 막두께를 산출하는 공정을 보여주는 순서도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 막두께측정장치를 보여주는 블럭도,
도 7a 및 7b는 막두께측정장치에 의해 막두께가 측정된 시료의 단면도,
도 8은 시료상에 전자빔을 주사하는 모습을 보여주는 개략도,
도 9는 참조데이터저장부의 내부구성을 보여주는 도면,
도 10은 막두께측정장치에 의해 기판전류의 측정결과, 측정데이터기록부에 기록된 측정데이터를 보여주는 도면,
도 11은 참조데이터저장부에 저장된 참조데이터의 구체예를 보여주는 도면,
도 12는 참조데이터저장부에 저장된 참조데이터의 구체예를 보여주는 도면,
도 13a 및 13b는 조사위치와 기판전류 사이의 관계를 보여주는 그래프, 및
도 14는 참조데이터저장부에 저장된 참조데이터의 예를 보여주는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 32 : 기판2, 34 : 박막3, 22 : 전자총
18 : 막두께측정장치20 : 전자빔처리부40 : 전자빔제어부
42 : 굴절제어부44 : 웨이퍼스테이지제어부
46 : 조사위치제어부48 : 전류측정부50 : 전류증폭기
52 : 자동증폭기54 : A/D컨버터58 : 연산처리부
56 : 측정데이터기록부60 : 참조데이터저장부
62 : 디지털멀티미터64 : CPU66 : 표시장치
본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하의 기초기술구성을 채용한다.
구체적으로, 본 발명은, 전자빔이 기판상에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류값을 사용하여 기판상에 형성된 막의 막두께를 측정하는 방법을 제공한다.
본 발명의 기초기술개념은, 전자빔이 기판상에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류값을 사용하여 기판상에 형성된 막의 막두께를 측정하는 방법으로, 제1에너지를 갖는 제1전자빔과, 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이, 기판상에 형성되고 기지(旣知)의 어떤 막두께를 가지며 측정될 막의 재료와 동일 또는 유사한 재료로 만들어진 막의 표준시료에 각각 조사되어, 제1표준기판전류값 및 제2표준기판전류값을 각각 검출함으로써, 막의 표준시료의 두께와 표준기판전류값들 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 단계; 기판상에 형성되고 측정대상인 막에 제1 및 제2전자빔들이 각각 조사되어, 제1테스트기판전류값 및 제2테스트기판전류값을 각각 검출하는 단계; 및 제1 및 제2테스트기판전류값들 및 참조데이터를 소정의 계산방식에 의해 처리함으로써 측정대상인 막의 두께가 측정되는 단계를 포함한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 기판에 형성된 막의 두께를 측정하는 방법은 이하의 동작들: 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 포함하는 참조함수와 막의 표준시료의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 단계;
기판에 형성된 측정대상인 막에 제1전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 단계;
기판에 형성된 측정대상인 막에 제2전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 단계; 및
참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값과 제2테스트기판전류값을 기초로 측정대상인 막의 막두께를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 막두께측정방법에서 참조데이터를 얻는 단계에서, 참조함수는 f(a,b)(여기서, a 및 b는 각각, 제1전자빔 및 제2전자빔이 표준시료에 각각 조사될 경우의 기판전류값들을 각각 가리킨다)의 형태를 유지하고, 막의 표준시료의 두께(d)와 참조함수 f(a,b)의 관계는의 형태를 유지한다.
그리고 또한, 막두께를 계산하는 단계에서, 식에서 "a"는 제1테스트기판전류값으로 "b"는 제2테스트기판전류값으로 각각 대체함으로써, 측정대상인 막의 막두께(d)가 계산된다.
이 방법에 따르면, 막의 두께가, 주어진 에너지에서의 기판전류값과 막두께 사이의 관계가 1:1관계로 정의되지 않는 범위로 떨어지더라도, 서로 다른 에너지인 각 에너지를 갖는 복수의 전자빔을 사용함으로써, 변수로서 복수의 에너지들의 전자빔들에 의한 기판전류값들을 갖는 참조함수와 막두께 사이의 1:1 상관관계가 성립될 수 있어 넓은 범위의 막두께들을 측정할 수 있다.
기판전류는, 기판에 전자빔의 조사에 의해 발생된 전류와, 전자빔에 의해 조사될 때 막으로부터 방출된 2차전자들을 보상하기 위하여 기판에서 막으로 흐르는 전자들의 양을 나타내는 보상전류의 합이다.
기판전류값은, 전자빔이 측정될 박막에 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류를 측정함으로써 얻어진 미가공데이터일 수 있고, 증폭기 등을 이용하여 데이터를 조정하여 얻어진 데이터일 수도 있고, 또는 다르게는 데이터를 디지털신호로 변환하여 얻어진 데이터일 수도 있다. 기판전류값은 또한 측정된 기판전류값으로부터 유도된 다른 형태의 데이터일 수도 있다.
이 방법에서 이용된 전자빔의 에너지(가속전압)는, 전자빔이 기판을 관통하지 않는 범위 이상, 예를 들면 대략 10keV 이상이 바람직하다.
이 방법은 절연막의 측정에 적절하게 적용되지만, 절연막들에 제한되지 않고, 전자빔이 막에 조사될 때 충돌전자들보다 더 많은 2차전자들이 방출될 수 있는 재료로 이루어진 막, 막두께가 소정의 막두께를 초과하면 높은 저항값을 가질 수 있는 재료로 이루어진 막, 또는 이 두 가지 특징들을 갖는 재료로 이루어진 막의 막두께의 측정에 사용할 수 있다.
반도체 또는 도전기판상에 형성된 박막의 막두께의 측정에 본 방법을 적용할 수 있다.
참조함수는 제1 및 제2기판전류값들 사이의 차이를 반영한 함수일 수 있고, 본 발명의 계산하는 단계는, 참조함수에서와 동일한 방식으로, 제1기판전류값과 제2기판전류값의 차를 계산하고, 이렇게 계산된 차를 참조함수와 비교함으로써 막두께를 결정한다.
이 경우, 용어 "차이"는, 기판전류값들 사이의 차 또는 비율을 말할 수도 있고, 기판전류값들 사이에 서로 다른 부분을 나타내는 어떤 함수일 수도 있다.
참조함수는 각 기판전류값들 사이의 차일 수 있고, 계산하는 단계는, 제1기판전류값과 제2기판전류값의 차뿐만 아니라, 계산된 차 및 참조함수를 비교함으로써 계산되는 막의 두께를 계산 할 수도 있다.
본 발명의 제1테스트기판전류값을 얻는 단계에서, 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 측정될 막에 조사되는 위치에 관한 위지정보가 제1테스트기판전류값과 대응하여 얻어질 수 있고; 제2테스트기판전류값을 얻는 단계에서, 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 측정될 막에 조사되는 위치에 관한 위지정보가 제2테스트기판전류값과 대응하여 얻어질 수 있다.
본 발명의 막의 두께를 계산하는 단계에서, 측정될 막의 두께는, 동일한 위치에 각각 대응되는 제1테스트기판전류값 및 제2테스트기판전류값으로부터 계산될 수 있다.
본 발명의 막두께를 측정하는 방법에서, 본 발명의 참조함수의 일부인 기판전류와 표준시료의 막두께 사이의 관계를 보여주는 참조데이터를 얻기 위하여, 각각 서로 다른 기지의 막두께를 갖는 막들의 복수의 표준시료들이 사용된다는 것을 알아야 한다.
상기와 같이, 본 발명에서, 막두께의 측정을 위하여, 제1테스트기판전류값과 제2테스트기판전류값 중 하나마다는, 측정될 막에 제1 및 제2전자빔들 중 하나마다가 조사되는 위치를 가리키는 위치정보와 함께 각각 측정된다.
특히, 본 발명에서는, 앞서 설명한 바와 같이, 참조함수는 각 기판전류값들 사이의 차일 수 있고, 계산하는 단계는, 제1기판전류값과 제2기판전류값의 차를 계산하고, 테스트기판전류값에서 계산된 차 및 참조함수를 비교함으로써 막의 두께를 계산 할 수도 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 막두께측정방법는, 제1테스트기판전류값을 얻는 단계에서, 제1전자빔이 측정될 막에 조사되는 위치를 나타내는 위지정보가 제1테스트기판전류값과 결합하여 얻는 단계;
제2테스트기판전류값을 얻는 단계에서, 제2전자빔이 측정될 막에 조사되는 위치를 나타내는 위지정보가 제2테스트기판전류값과 결합하여 얻는 단계; 및
막의 두께를 계산하는 단계에서, 측정될 막의 두께는, 각각 참조데이터를 참조하여, 조사가 수행된 위치와 동일한 위치 및 이것에 대응되는 제1 및 제2테스트기판전류값들을 사용하여 계산되는 단계들을 더 포함한다.
한편, 본 발명에서, 참조함수는 표준기판전류값들 사이의 비율이고; 계산하는 단계는, 제1테스트기판전류값과 제2테스트기판전류값의 비율을 계산하고, 데스트기판전류값에서 계산된 비를 참조함수와 비교함으로써 막두께를 결정한다.
다음에, 측정될 막의 두께를 측정하는 방법의 다른 실시예가 이하에서 설명된다.
즉, 본 발명은, 기판에 형성된 측정대상인 막에 전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류값을 사용하는 다른 막두께측정방법을 제공한다.
이 방법은, 제1전자빔이 막의 표준시료에 조사되는 경우의 제1표준기판전류값과 막의 표준시료의 막두께와의 관계를 나타내는 제1참조데이터를 얻는 단계;
기판에 형성된 측정대상인 막에 제1전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 단계;
제1테스트기판전류값을 기초하여, 제1참조데이터를 참조하여, 측정대상의 막두께후보들을 추출하는 단계;
제2전자빔이 막의 표준시료에 조사되는 경우의 제2표준기판전류값과 막의 표준시료의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 제2참조데이터를 얻는 단계;
기판에 형성된 측정대상인 막에 제2전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 단계; 및
제2참조데이터를 고려하여, 제2테스트기판전류값을 기초로 막두께후보들 중에서 막두께를 결정하는 단계를 포함한다.
이 방법에 따르면, 막의 두께가, 주어진 에너지에서의 기판전류값과 막두께 사이의 관계가 1:1이 아닌 않는 범위에 있는 경우에도, 주어진 에너지에서의 기판전류값과 막두께 사이의 상관관계로부터 후보를 선택하고, 다른 에너지에서의 기판전류값과 막두께 사이의 관계함수로부터 막두께를 유일하게 성립시킬 수 있어 넓은 범위의 막두께들을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은, 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 막의 표준시료에 조사되는 경우에, 제1표준기판전류값과 막의 표준시료의 막두께와의 관계를 나타내는 제1참조데이터를 얻는 단계;
기판에 형성된 측정대상인 막에 제1전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 단계;
제1표준기판전류값이 제1참조데이터에서의 복수의 막두께와 동일할 경우, 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 막의 표준시료에 조사되는 경우에, 제2표준기판전류값과 막의 표준시료의 막두께와의 관계를 나타내는 제2참조데이터를 얻는 단계;
측정대상인 막에 제2전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 단계; 및
제1참조데이터 및 제2참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값과 제2테스트기판전류값에 기초하여 막두께를 계산하는 단계를 포함한다.
이 방법에 따르면, 막의 두께가, 주어진 에너지에서의 기판전류값과 막두께 사이의 관계가 1:1이 아닌 않는 범위에 있는 경우에도, 주어진 에너지에서의 기판전류값과 막두께 사이의 상관관계로부터 후보를 선택하고, 다른 에너지에서의 기판전류값과 막두께 사이의 관계함수로부터 막두께를 유일하게 성립시킬 수 있어 넓은 범위의 막두께들을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은, 기판상에 형성되고 측정대상인 막에 전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류값을 사용하여 기판상에 형성된 막의 막두께를 측정하는 장치를 제공한다.
본 발명의 막두께측정장치는, 기판상에 형성되고 측정대상인 막에 전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류값을 이용하도록 구성되며, 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 갖는 참조함수와 막의 표준시료의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 저장하는 참조데이터저장부;
기판에 형성되고 측정대상인 막에 제1 및 제2전자빔들을 조사하게 하는 전자빔방출부;
전자빔방출부에 의해 방출되는 각 전자빔들의 에너지를 제어하는 전자빔제어부;
기판에 형성되고 측정대상인 막에 제1전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값과, 기판에 형성되고 측정대상인 막에 제2전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 측정하는 전류측정부;
제1전자빔과 관련한 제1테스트기판전류값과, 제2전자빔과 관련한 제2테스트기판전류값을 각각 기록하는 측정데이터기록부; 및
참조데이터를 참조하여, 제1테스트기판전류값과 제2테스트기판전류값에 기초하여 측정대상인 막의 두께를 계산하는 연산처리부를 포함한다.
상기에서, 참조데이터저장부는, f(a,b)(여기서, a 및 b는 각각, 제1전자빔 및 제2전자빔이 표준시료에 각각 조사될 경우의 기판전류값들을 각각 가리킨다)의 참조함수; 및,의 형태로 참조함수 f(a,b)와 막의 표준시료의 두께(d)의 관계를 유지한다.
한편, 막두께를 계산하는 단계에서, 식에서 "a"는 제1테스트기판전류값으로 "b"는 제2테스트기판전류값으로 각각 대체함으로써, 측정대상인 막의막두께(d)가 계산된다.
이 장치에 따르면, 막의 두께가, 주어진 에너지에서의 기판전류값과 막두께 사이의 관계가 1:1관계로 정의되지 않는 범위로 떨어지더라도, 서로 다른 에너지인 각 에너지를 갖는 복수의 전자빔을 사용함으로써, 변수로서 복수의 에너지들의 전자빔들에 의한 기판전류값들을 갖는 참조함수와 막두께 사이의 1:1 상관관계가 성립될 수 있어 넓은 범위의 막두께들을 측정할 수 있다.
이 장치는, 측정대상인 막에 전자빔의 조사위치를 제어하는 조사위치제어부를 더 포함하고, 측정데이터기록부는, 전자빔이 측정대상인 막에 조사되는 위치정보와 결합하여 제1 및 제2테스트기판전류값을 각각 기록하고, 연산처리부는, 전자빔의 조사가 수행된 위치와 결합된 제1 및 제2테스트기판전류값들에 기초하여 전자빔이 조사된 위치에서 막의 두께를 계산한다.
전류측정부는, 기판에 접촉되도록 마련된 전극을 포함하고, 테스트기판전류값으로서 전극을 통하여 흐르는 전류값을 측정한다.
참조데이터저장부는, 참조함수로서, 제1 및 제2표준기판전류값들 사이의 차를 반영한 함수를 저장하고, 연산처리부는 참조함수와 같은 방식으로 제1테스트기판전류값과 제1테스트기판전류값 사이에 형성된 차를 계산하여 계산된 차와 참조함수를 비교하여 측정대상인 막의 두께를 계산할 수 있다.
참조데이터저장부는, 참조함수로서, 제1 및 제2표준기판전류값들 사이의 차를 저장하고, 연산처리부는 제1테스트기판전류값과 제1테스트기판전류값 사이에 형성된 차를 계산하여 계산된 차와 참조함수를 비교하여 측정대상인 막의 두께를 계산할 수 있다.
본 발명은 또한, 기판상에 형성된 측정대상인 박막에 전자빔을 조사할 때 기판에 흐르는 기판전류값을 이용하여 기판상에 형성된 측정대상인 박막의 두께를 측정하는 공정을 컴퓨터가 수행하도록 하는 컴퓨터프로그램을 제공한다.
이 프로그램은, 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 갖는 참조함수와 막의 표준시표의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 처리;
제1전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 처리;
제2전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 처리; 및
참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값과 제2테스트기판전류값을 기초로 측정대상인 막의 막두께를 계산하는 처리를 포함하는 공정을 컴퓨터가 수행하도록 한다.
참조데이터를 얻는 처리에서, 참조함수는 f(a,b)(여기서, a는 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 막의 표준시료에 조사될 경우에 제1표준기판전류를 가리키고, b는 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값들을 가리킨다)의 형태를 유지하며, 막의 표준시료의 두께(d)와 참조함수 f(a,b)의 관계는의 형태를 유지한다.
막두께를 계산하는 처리에서, 본 발명의 프로그램은, 컴퓨터가, 식에서 "a"는 제1테스트기판전류값으로 "b"는 제2테스트기판전류값으로 각각 대체하여, 측정대상인 막의 막두께(d)를 계산하게 한다.
본 발명은, 기판상에 형성된 측정대상인 박막에 전자빔을 조사할 때 기판에 흐르는 기판전류값을 이용하여 기판상에 형성된 측정대상인 박막의 두께를 측정하는 처리를 컴퓨터가 수행하도록 하는 컴퓨터프로그램을 제공한다.
이 프로그램은, 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 갖는 참조함수와 막의 표준시표의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 참조데이터취득수단;
전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 테스트기판전류값을 얻는 측정데이터취득수단; 및
참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값와 제2테스트기판전류값을 기초로 측정대상인 막의 막두께를 계산하는 연산처리수단을 포함하는 데이터제어수단을 제어하는 동작을 컴퓨터가 수행하도록 한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 프로그램은, 참조데이터취득수단이 참조데이터를 취득하게 하는 처리;
측정데이터취득수단이 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 박막에 조사될 때 기판에 흐르는 제1테스트기판전류값을 취득하게 하는 처리;
측정데이터취득수단이 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 박막에 조사될 때 기판에 흐르는 제2테스트기판전류값을 취득하게 하는 처리; 및
연산처리수단이, 참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값와 제2테스트기판전류값을 기초로 측정대상인 막의 막두께를 계산하게 하는 처리와 같은 동작들을 컴퓨터가 수행하도록 한다.
본 발명은 또한, 기판상에 형성된 측정대상인 박막에 전자빔을 조사할 때 기판에 흐르는 기판전류값을 이용하여 기판상에 형성된 측정대상인 박막의 두께를 측정하는 공정을 컴퓨터가 수행하도록 하는 컴퓨터프로그램이 기록된 기록매체를 제공한다.
이 기록매체는, 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 갖는 참조함수와 막의 표준시표의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 처리;
제1전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 처리;
제2전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 처리; 및
참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값와 제2테스트기판전류값을 기초로 측정대상인 막의 막두께를 계산하는 처리를 포함하는 공정을 컴퓨터가 수행하도록 하는 컴퓨터프로그램이 기록된다.
상기 설명된 구성요소들의 임의적인 조합, 방법, 장치, 시스템, 기록매체 및 컴퓨터프로그램 등과 같은 형태 중 상기 예시들의 변환은 본 발명의 유효한 양태이다.
제1실시예
본 발명의 실시예들이, 관련된 첨부도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다.
도 4는, 본 발명의 제1실시예로서 기판상의 막에 전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류를 측정하는 공정을 보여주는 순서도이다.
먼저, 기판상의 막에 조사될 전자빔의 에너지가 설정된다(단계S10).
다음, 전자빔이 기판상에 형성된 막에 조사될 위치가 설정된다(단계S12).
다음, 단계S10과 단계S12의 조건하에서, 전자빔이 막에 조사되기 위하여 방출된다(단계14).
이 다음, 전자빔이 박막에 조사될 때 기판에 흐르는 기판전류값이 측정된다(단계S16).
기판전류의 측정값이 증폭 등에 의해 조정되고(단계S18), 조정된 기판전류값이, 전자빔이 조사된 위치와 전자빔의 에너지와 결합하여 측정데이터로서 기록된다(단계S20).
그 후, 측정이 필요한 영역 모두에서 완료되었는지가 판단되고(단계S22), 완료되지 않았다면(단계S22에서 "아니오"일 때) 단계S12로 되돌아가서 전자빔조사가 수행될 새로운 위치가 설정된다.
막의 필요위치 모두가 측정되었다면(단계S22에서 "예"일 때); 측정이, 전자빔의 모든 필요 에너지들에 대하여 완료되었는지 판단한다(단계S24).
측정이 완료되지 않았다면(단계S24에서 "아니오"일 때), 단계S10으로 되돌아가 에너지가 새롭게 설정된다.
측정이, 모든 필요 에너지들의 전자빔에 대하여 완료되었다면(단계S24에서 "예"일 때), 측정은 종결된다.
이 측정에서, 전자빔이 몇 개의 다른 에너지들로 설정되어도 좋지만, 적어도 2개의 다른 에너지들로 설정되어야 한다.
도 5는, 참조데이터를 고려하여 측정데이터에 기초하여 측정대상인 박막의 막두께를 산출하는 공정을 보여주는 순서도이고, 여기서, 참조데이터는 표준시료에서, 각각 다른 에너지를 갖는 전자빔들을 사용하는 복수의 경우들에 대하여 기판전류를 변수로 하는 참조함수와 두께와의 관계를 보여준다.
먼저, 조사위치마다에서, 복수의 에너지의 전자빔을 조사할 때에 측정된 기판전류값의 차를 계산한다(단계S30).
다음, 참조데이터를 독출하고(단계S32) 기판전류값들의 차와 참조데이터를 비교한다(단계S34).
기판전류값들의 차와 결합된 참조함수와 상관관계를 갖는 막두께가 계산된다(단계S36).
마지막으로, 계산된 막두께는 전자빔이 조사된 위치데이터와 결합되어 출력된다(단계S38).
다음, 이상의 막두께측정방법을 실현하는 막두께측정장치의 구성을 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 막두께측정장치를 보여주는 블럭도이다.
도 6에서 보여준 막두께측정장치(18)는, 전자빔처리부(20), 전자빔제어부(40), 굴절제어부(42), 웨이퍼스테이지제어부(44), 조사위치제어부(46), 전류측정부(48), 전류증폭기(50), 자동증폭기(52), A/D컨버터(54), 측정데이터기록부(56), 연산처리부(58), 참조데이터저장부(60), 디지털멀티미터(62), CPU(64) 및 표시장치(66)를 포함한다.
전자빔처리부(20)는 전자빔을 발생시키는 전자총(22), 전자빔을 굴절시켜 전자빔이 표면에 주어진 영역에 조사되게 하는 굴절부(24), 시료를 유지하는 웨이퍼스테이지(26) 및 웨이퍼스테이지(26)를 구동하는 웨이퍼스테이지구동부(28)를 포함한다.
이 실시예에서, 전자빔처리부(20)는 웨이퍼스테이지(26)에 배치되고 측정될 막의 시료에 흐르는 전류를 검출하는 전극(30)을 포함한다.
도면에 도시되지는 않았지만, 전자빔처리부(20)는 가속전압발생부를 가지며, 소정의 가속전압을 갖는 전자빔이 전자총(22)에서 발사되도록 전자빔제어부(40)가 가속전압발생부를 제어한다.
굴절제어부(42)는 굴절부(24)를 제어한다. 웨이퍼스테이지제어부(44)는 웨이퍼스테이지구동부(28)를 제어하여 웨이퍼스테이지(26)를 주어진 위치로 이동시킨다.
조사위치제어부(46)는 전자빔이 시료의 소정의 위치에서 조사되도록 굴절제어부(42) 및 웨이퍼스테이지제어부(44)를 제어한다.
도시되지는 않았지만, 막두께측정장치(18)는 전자총이동수단을 가지며, 조사위치제어부(46)는 전자총이동수단을 제어하여 전자빔이 시료의 소정의 위치에 조사되도록 전자총(22)을 이동시킨다.
전류증폭기(50)는 기판전류값을 증폭한다. 차동증폭기(52)는, 기판전류값을 증폭하는 동안 오프셋을 조정하는 기능을 가지며 막두께측정장치(18)의 누설전류에 의해 야기된 오프셋을 제거한다.
차동증폭기(52)는, 전자빔이 조사되지 않을 때의 전류값과 전자빔이 조사될 때의 전류값의 차를 이용하여 오프셋전압보정을 수행한다.
디지털멀티미터(62)는 조정된 기판전류값을 표시한다.
A/D컨버터(54)는 차동증폭기(52)에 의해 조정된 기판전류값의 디지털형태로 변환한다. 측정데이터기록부(56)는 디지털변환된 기판전류값을 기록한다.
측정데이터기록부(56)는, 전자빔제어부(40) 등으로부터 방출된 전자빔의 가속전압과 같은 에너지 데이터를 얻고, 조사위치제어부(46)로부터 전자빔이 조사될 위치에 대한 데이터를 얻는다.
측정데이터기록부(56)는 이렇게 얻어진 에너지데이터 및 위치데이터를 측정된 기판전류값과 결합하여 기록한다.
참조데이터저장부(60)는, 표준시료들에 대하여, 가속전압이 다른 복수의 에너지의 전자빔을 조사한 경우의 복수의 기판전류를 변수로 하는 참조함수와 막두께의 관계를 보여주는 참조데이터를 저장한다.
참조데이터는, 기지의 막을 포함하는 표준시료를 이용하여 막두께측정장치(18)에 의해 전자빔을 조사할 때 얻어진 측정값들을 그 막두께들과 관련시킴으로써 얻어 질 수도 있다.
표준시료의 일부인 막들은, 막(34)의 재료와 동일한 재료로 형성되는 것이 바람직하지만, 막(34)과 같은 2차전자방출용량을 갖는 다른 재료로 형성될 수도 있다.
다른 예에서, 참조데이터는, 측정될 막과 기판(32)의 2차전자방출용량을 고려한 이론적 계산에 의해 결정될 수도 있다.
예를 들어, 박막(34)이 SiON으로 형성되면, 참조데이터는 SiO2및 SiN 각각에 측정된 기판전류값들로부터 비율계산을 통하여 도출될 수도 있다.
연산처리부(58)는, 참조데이터저장부(60)에 저장된 참조데이터를 고려하여 측정된 기판전류값으로부터 측정대상이 되는 박막(34)의 두께를 계산한다.
CPU(64)는 막두께측정장치(18) 전체를 제어한다. 표시장치(66)는 계산의 결과를 표시한다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 막두께측정장치(18)에 의해 측정될 시료의 예를 보여주는 단면도이다.
도 7a에서와 같이, 막두께측정장치(18)는 예를 들면, 기판(32)상에 형성된 측정될 박막(34)의 막두께를 측정한다.
기판(32)은 바람직하게는 컨덕터 또는 반도체이다. 이 실시예에서, 기판(32)은 실리콘으로 형성된다.
박막(34)은, 전자빔이 박막(34)에 조사될 때, 막의 시료로부터 방출된 2차전자들이 여기에 조사된 전자들이 수보다 많은 1 이상의 2차전자방출용량을 갖는 재료로 만들어지는 것이 바람직하다.
절연체의 2차전자방출용량은 일반적으로 1보다 크기 때문에, 박막(34)은 절연체인 것이 바람직하다.
박막(34)은, 예를 들면, SiO2(P 또는 B를 함유한 것을 포함하는 실리콘산화막), SiN(실리콘질화막), SiON(실리콘질산화막), SiOF(실리콘불소함유산화막), SiONF(실리콘불소함유질산화막), USG(undoped silicate glass), BPSG(borophosphosilicate glass), PSG(phosphosilicate glass), 유기고분자와 같은 중합체, 무기산화막, 실리사이드, 질화막, 강유전체, 폴리이미드, 레지스트, 불화탄소, 탄소, 단백질, DNA 또는 SOG(spin on glass), FOX(flowable oxide), 파리렌(Pariren), 사이톱(Cytop), BCB(bensocyclobutene), HSQ(hydrogen silsesquinxane), MSQ(metal silsesquinxane) 또는 실크(Dow케미컬주식회사의 등록상표)와 같은 낮은 유전율재료(low-k film) 등으로 형성된다.
이 실시예에서는, 박막(34)이 실리콘산화막으로 형성된다.
막두께측정장치(18)는, 도 7b에서 보여준 바와 같이, 기판(32)상에 배치된 실리콘산화막층(70)에 형성된 홀의 저면부에 형성된 박막(34)을 측정하는 데에도 이용될 수 있다.
도 8은 시료상에 전자빔을 주사하는 모습을 보여주는 개략도이다.
전자빔이 조사되는 위치를 제어하는 조사위치제어부(46)는, 웨이퍼스테이지제어부(44), 굴절제어부(42) 등을 제어함으로써, 시료상에 X 및 Y방향으로 전자빔의 2차원조사를 수행한다.
측정대상이 평평한 막인 경우에도, 전자빔이 측정표면에 대하여 반드시 수직일 필요는 없고, 전자빔이 전체측정영역에 대하여 동일한 각도로 막의 시료의 모든 위치에 조사되는 것이 바람직하다.
이렇게 함으로써, 2차전자들의 양을 동일하게 유지할 수 있기 때문에, 측정된 기판전류값으로부터 막두께를 정확하게 계산할 수 있다.
홀 또는 트렌치의 전면에 형성된 박막의 두께를 측정하는 경우에, 전자빔이 충분히 저면부에 직접 닿도록 전자빔이 수직적으로 유지되는 것이 바람직하다.
이러한 경우에, 전자빔을 굴절시키지 않고 측정될 막의 표면에 전자빔을 수직적으로 유지하기 위하여, 웨이퍼스테이지(26) 또는 전자총(22) 중 하나를 움직임으로써 전자빔을 주사하는 것이 바람직하다.
막두께측정장치(18)는, 이러한 방식으로 전자빔이 시료상에 주사되어 기판전류값을 측정하고, 측정된 기판전류값들을 측정데이터저장부(56)에 전자빔의 조사위치와 결합되어 저장한다.
도 9는 참조데이터저장부(60)의 내부구성을 보여주는 도면이다.
참조데이터저장부(60)는, 막두께들(d1, d2, d3 등)에 대응하여, 제1에너지(E1)를 갖는 제1전자빔이 막의 표준시료에 조사되는 경우의 제1표준기판전류값 Ir(E1), 제2에너지(E2)를 갖는 제2전자빔이 막의 표준시료에 조사되는 경우의 제2표준기판전류값 Ir(E2), 및 제1표준기판전류값 Ir(E1)과 제2표준기판전류값 Ir(E2)의 차[Ir(E1)-Ir(E2)]를 저장한다.
참조데이터저장부(60)는, 기지의 막두께를 갖는 막의 표준시료의 두께와 대응하여 제1표준기판전류값 Ir(E1)과 제2표준기판전류값 Ir(E2)의 비[Ir(E1)/Ir(E2)]를 기억할 수도 있고, 기지의 막두께를 갖는 막의 표준시료의 두께와 대응하여 제1표준기판전류값 Ir(E1)과 제2표준기판전류값 Ir(E2)으로부터 결정되는 참조함수를 저장할 수도 있다.
이 실시예에서는, 2개의 다른 에너지들에서의 표준기판전류값들이 참조데이터로서 사용되었지만, 참조데이터저장부(60)는 기지의 막두께를 갖는 막의 표준시료의 두께와 대응하여 3 이상의 다른 에너지들을 갖는 전자빔들을 사용하여 얻어진 표준기판전류값들로부터 결정된 참조함수를 저장할 수도 있다.
참조함수는, 측정에 필요한 막의 범위에서, 막두께와 1:1의 관계에 있는 것이 바람직하다.
지금부터 도 6 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 이 실시예에 따른 막두께측정장치(18)의 동작이 설명될 것이다.
도 6에서, 측정의 대상인 박막(34)이 형성된 기판(32)이 시료로서 웨이퍼스테이지(26)에 배치된 전극(30)에 위치된다. 전자빔제어부(40)는, 제1에너지(E1)를 갖는 전자빔이 전자총(22)으로부터 시료에 조사되도록 가속전압발생부를 제어한다.
조사위치제어부(46)는, 전자빔이 시료상의 소정의 위치에 조사되도록 웨이퍼스테이지제어부(44) 및 굴절제어부(42)를 제어한다.
전자빔제어부(40)는 측정데이터기록부(56)에 제1에너지(E1)를 출력하고, 조사위치제어부(46)는 전자빔이 조사된 위치의 위치정보를 측정데이터기록부(56)에 출력한다.
제1에너지(E1)를 갖는 전자빔이 전자총(22)으로부터 시료에 조사될 때, 2차전자들이 시료로부터 방출된다.
그 결과, 박막(34)으로부터 방출된 2차전자들을 보상하기 위하여 전자들은 기판(32)으로부터 박막(34)으로 흐르므로 기판(32)에서 보상전류가 흐른다.
기판(32)에는, 기판(32)을 향한 전자총(22)으로부터 발생된 전자빔 중에 시료에 조사되지 않은 일부 전자빔에 의해 발생되어 기판(32)에 흐르는 전류가 있다.
이 전류들의 합이 기판에 흐르는 전류이다. 전극(30)은 기판전류를 검출하고, 전류측정부(48)는 기판전류값을 측정한다.
측정된 표준기판전류값은 전류증폭기(50) 차동증폭기(52) 및 A/D컨버터(54)를 통하여 조정된다.
측정데이터기록부(56)는 제1에너지(E1)와 조사위치데이터에 대응하여 디지털로 변환된 기판전류값을 저장한다.
조사위치제어부(46)는 시료의 전자빔의 조사위치를 제어하여, 조사위치에서의 기판전류값의 측정이 각 위치들에서 동일한 방식으로 반복된다.
측정데이터기록부(56)는, 제1에너지(E1)와 조사위치데이터에 대응하여 각 위치들에서의 기판전류값들을 기록한다.
제1에너지(E1)의 전자빔을 이용한 기판전류값의 측정이 완료되면, 전자빔제어부(40)는 제2에너지(E2)의 전자빔이 전자총(22)으로부터 방출되도록 가속전압발생부를 제어한다.
제1에너지(E1)의 전자빔에 대한 방식과 동일한 방식으로, 제2에너지(E2)를 갖는 전자빔에 대하여 기판전류값들의 측정이 수행된다.
도 10은 측정데이터저장부에 기록된 측정데이터를 보여준다. 측정데이터저장부(56)는, 전자빔이 조사된 위치들[(x1,y1), (x1,y2), (x1,y3)]에 대응하여, 제1에너지(E1)의 제1전자빔에 대한 제1테스트기판전류값들 Im(E1) 및 제2에너지(E2)의 제2전자빔에 대한 제2테스트기판전류값들 Im(E2)을 각각 기록한다.
연산처리부(58)는, 전자빔에 의해 조사된 동일한 위치에서의 제1테스트기판전류값들 Im(E1)와 제2테스트기판전류값들 Im(E2) 사이의 차들을 계산한다.
도 8에서와 같이, 측정데이터기록부(56)는, 전자빔의 조사위치데이터에 대응하여 제1테스트기판전류값들 Im(E1)와 제2테스트기판전류값들 Im(E2) 사이에 형성된 차[Im(E1)-Im(E2)]를 저장한다.
연산처리부(58)는, 참조데이터저장부(60)로부터 참조데이터를 독출하고, 측정데이터와 참조데이터를 비교하여 각 조사위치에서의 박막(34)의 두께를 계산한다.
도 9는, 참조용 표준기판전류값의 표의 일 예이고, 이와 같은 표에 기초하여 도 12에 보여준 바와 같은 막두께와 표준기판전류값 사이의 상관관계를 나타내는 함수가 얻어질 수 있다.
한편, 전자빔이 조사된 각 위치에서 얻어진 테스트기판전류값들(측정값들)은 도 10에서 보여준 표로 측정데이터저장부(56)에 저장되고, 따라서 전자빔이 조사된 박막의 각 위치에서의 막두께가, 막두께와 표준기판전류값 사이의 상관관계를 나타내는 함수와 측정데이터저장부(56)에 저장된 측정된 테스트기판전류값에 의해 계산될 수 있다.
이상의 일련의 동작들은 CPU(64) 및 이를 동작하는 제어프로그램에 의해 수행되고, 계산결과는 표시장치(66)에 표시된다.
측정데이터기록부(56)가 계산된 막두께를 조사위치데이터에 대응되게 저장할 수도 있다.
도 11 및 도 12는, 참조데이터저장부(60)에 저장된 참조데이터의 구체예를 보여주는 도면들이다.
도 11은, 가속전압이 0.5, 0.7, 1.0, 1.5, 2.0 및 3.0keV인 각 에너지들을 갖는 복수의 전자빔이 실리콘기판(32)상에 형성된 실리콘산화박막(34)에 조사되는 경우에 얻어진 표준기판전류값들과 막두께 사이의 관계를 보여준다.
도 11에서와 같이, 실리콘산화막의 두께가 10㎚ 이상일 때는, 기판전류값과 막두께 사이의 관계가 1:1이 아니다.
박막(34)과 기판(32)이 상기의 경우와는 다른 재료들로 만들어진 경우에, 막두께는 여기서 가리키는 막두께의 범위에 제한되지 않고, 박막(34)의 두께가 참조데이타에서 기판전류값과 막두께 사이의 1:1관계가 성립되지 않는 범위로 떨어질 때, 막두께측정장치(18)에 의한 박두께의 측정이 유효하다.
도 12는, 가속전압이 0.5keV인 에너지를 갖는 전자빔과 가속전압이 1.0keV인 에너지를 갖는 전자빔이 표준시료에 조사될 때, 기판전류값들 사이의 차와 막두께 사이의 상관관계를 보여준다.
이 도면에서 보여준 바와 같이, 실리콘산화막의 시료의 두께가 10㎚를 넘을 때도, 2개의 다른 전자빔에너지에서의 기판전류값들 사이의 차와 막두께 사이의 상관관계는 1:1의 관계를 보인다.
이 때문에, 테스트기판전류값들의 차이가 결정되면, 이 참조데이터를 고려하여 유일한 막두께를 계산할 수 있다.
도 11 및 도 12에서는 참조데이터로서의 그래프만을 보이지만, 참조데이터저장부(60)가 이 데이터를 수치들로서 저장할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 도 11 및 도 12의 예들에서, 참조데이터저장부(60)는, 복수의 에너지들에서의 표준기판전류값들로부터 결정된 참조변수 및 막두께 사이의 관계를 나타내는 어떤 참조데이터도 저장할 수 있다.
이 경우에, 참조데이터저장부(60)는, 각 데이터와 대응되게 변수들을 결정하는 계산식을 저장할 수도 있다.
도 13a 및 13b는 조사위치와 기판전류 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 13a는 이산화실리콘으로 이루어진 박막(34)이 평평한 실리콘기판(32)상에 형성된 경우에 웨이퍼스테이지(26)가 움직여서, 예를 들면 전자빔이 박막(34)을 가로지르는 방향으로 박막(34)에 조사될 때 조사위치와 기판전류값 사이의 관계를 보여준다.
이 경우에, 전자빔에 의해 발생된 전류의 방향이 양(+)이라고 한다.
박막(34)이 기판상에 형성되지 않은 위치들에서는 전자빔에 의해 발생된 전류가 지배적이기 때문에, 기판전류값은 양의 값이지만, 박막(34)이 형성된 위치들에서는 전자빔에 의해 발생된 전류보다 보정전류가 더 크기 때문에 기판전류값은 음의 값을 갖고 이 위치들에서는 작아진다.
상기와 같이, 얻어진 측정데이터와 참조데이터를 비교함으로써, 박막(34)의 두께를 계산할 수 있지만, 또한 박막(34)의 패턴폭을 검출할 수도 있다.
본 발명의 이 실시예의 막두께측정장치(18)에 따르면, 서로 다른 에너지들을 갖는 전자빔들이 기판(32)에 조사될 때 기판(32)에 흐르는 복수의 기판전류값들을 측정함으로써, 참조데이터를 고려하여 이 측정된 기판전류값들로부터 박막(34)의 막두께를 유일하게 결정할 수 있다.
이에 의해, 더욱 정확한 박막(34)의 패턴폭을 검출할 수 있다.
도 13b는, 실리콘기판(32)상에 배치된 실리콘산화막층(70)에 형성된 홀(72)의 저면에 형성된 산화실리콘으로 이루어진 박막(34)을 전자빔이 박막(34)을 가로질러 조사하여 측정하는 경우에, 조사위치와 기판전류값 사이의 관계를 보여준다.
이것이 종결되면, 전자빔이 홀(72) 내의 박막(34)에 직접 조사되게 하기 위하여, 전자빔이 박막(34)에 수직적으로 조사되는 것이 바람직하다.
홀(72)은, 전자빔이 박막(34)에 조사될 수 있다면 어떤 개구 형상도 좋다.
전자빔이 조사되면, 그 막두께에 알맞은 양의 2차전자들이 박막(34)으로부터방출된다. 방출된 2차전자들은 홀(72)의 외측으로 나오는 경우도 있지만, 홀(72)이 형성된 실리콘산화막층(70)에 의해 흡수되는 경우도 있다.
홀(72) 내의 박막(34)에 수직적으로 전자빔을 조사함으로써, 실리콘산화막층(70)에 의해 흡수된 2차전자들의 양이 감소되고, 박막(34)의 두께를 더욱 정확하게 계산할 수 있다.
전자빔에 의해 발생된 전류의 방향을 양이라고 하면, 전자빔이 실리콘산화막층(70)에 조사될 때, 실리콘산화막층(70)의 막두께가 상당히 두껍기 때문에, 보상전류는 감소되고 기판전류값이 양의 방향으로 증가한다.
그러나, 박막(34)이 형성된 위치에서, 보상전류는 전자빔에 의해 발생된 전류보다 크기 때문에, 기판전류값은 음의 값을 가지며 작아진다.
상기와 같이, 이렇게 얻어진 측정데이터와 참조데이터를 비교하여, 박막(34)의 두께를 계산할 수 있을 뿐만 아니라 홀(72)의 형상도 검출할 수 있다.
홀(72)의 하나의 구체예는, 에칭이 완료된 후에 남아 있는 접촉홀이다. 큰 종횡비를 갖는 접촉홀에서, 개구부의 크기와 저면부의 크기가 다른 경우가 있고, 실리콘기판이 노출되는 저면의 크기를 아는 것이 특히 중요하다.
본 실시예에 따른 막두께측정방법을 사용하여, 접촉홀의 저면부의 형상을 측정하거나 저면부에서 실리콘기판에 남아있는 영역의 폭, 면적 또는 형상을 결정할 수 있다.
제2실시예
연산처리부(58)가, 박막에 조사될 복수의 에너지들의 전자빔에 의한 복수의기판전류값들의 차계산과 같은 연산을 수행하고, 연산결과와 참조데이터를 비교하여 박막의 두께를 계산하는 앞서 설명된 제1실시예와 대조적으로, 본 발명의 제2실시예에서는, 연산처리부(58)가 측정될 박막에 조사될 제1에너지의 제1전자빔을 발생시켜 측정된 제1테스트기판전류값에 기초하여 측정될 박막의 막두께의 후보들을 추출하고, 측정될 박막에 조사될 제2에너지의 제2전자빔을 발생시켜 측정된 제2테스트기판전류값에 기초하여 후보들로부터 막두께를 선택한다.
도 14는, 참조데이터저장부(60)에 저장된 참조데이터의 예를 보여주는 그래프이다.
이 도면은, 제1 및 제2에너지들의 제1 및 제2전자빔들이 각각 막의 표준시료에 조사될 때 발생하고 참조데이터로 사용되는 제1 및 제2표준기판전류값들과 막두께 사이의 관계를 보여준다.
막두께측정장치(18)는, 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 측정될 막(34)의 시료에 조사될 때 제1테스트기판전류값 Im(E1)을 측정한다.
측정결과가 Im(E1) = n 이면, 연산처리부(58)는 도 14에서 보여준 그래프에 기초하여 가능한 박막(34)의 막두께의 후보들로서 d2 및 d3을 추출한다.
다음, 막두께측정장치(18)는, 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 측정될 막(34)의 시료에 조사될 때 제2테스트기판전류값 Im(E2)을 측정한다.
측정결과가 Im(E2) = 0 이면, 연산처리부(58)는 박막(34)의 막두께를 d2로 인정한다.
상기와 같이, 본 발명은, 본 발명을 이용한 몇 개의 실시예들을 참조하여 설명되었다.
그러나, 상기 언급된 이 실시예들은 본 발명의 예일 뿐이며 각 구성요소들 및 각 공정들의 조합으로 다양한 변경들이 가능하며 이 변형예들도 본 발명의 범위에 포함된다는 것은 본 기술분야의 기술자들에게는 명백할 것이다.
이하의 실시예들은 상기와 같은 경우일 것이다.
상기는, 막두께측정장치(18)는 그 가속전압을 변화시켜 박막에 조사되는 전자빔의 에너지를 변화시키는 경우에 대하여 설명된 본 발명의 실시예들의 설명이다.
전자빔의 가속전압이 변할 때, 굴절부(24)의 굴절신호가 동일하더라도 전자빔의 굴절이 변한다는 것을 알아야 할 것이다.
이 때문에, 조사위치제어부(46)는, 가속전압에 대응하여 굴절부에서 발생된 굴절오차를 고려한 조사위치데이터를 측정데이터기록부(56)에 출력할 수 있다. 이것에 의해, 가속전압이 변화하는 동안에 측정이 이 수행되더라도 일정한 조사위치를 유지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 컴퓨터프로그램에 관한 것으로, 컴퓨터가, 기판상에 형성된 박막에 전자빔을 조사할 때 기판에 흐르는 기판전류값을 이용하여 기판상에 형성된 측정대상인 박막의 두께를 측정하는 공정을 수행하도록 하는 컴퓨터프로그램을 특징으로 하는 것으로, 이 공정은,
제1에너지를 갖는 제1전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 갖는 참조함수와 막의 표준시표의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 단계;
제1전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 단계;
제2전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 단계; 및
참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값와 제2테스트기판전류값을 기초로 측정대상인 막의 막두께를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 상기 컴퓨터프로그램을 개선시킨 컴퓨터프로그램에 관한 것으로, 참조데이터를 얻는 단계에서, 참조함수는 f(a,b)(여기서, a 및 b는 각각, 제1 및 제2전자빔들이 표준시료에 각각 조사될 경우의 기판전류값들을 가리킨다)의 형태를 유지하고, 막의 표준시료의 두께(d)와 참조함수 f(a,b)의 관계는의 형태를 유지하고, 막두께를 계산하는 단계에서, 식의 "a"는 제1테스트기판전류값으로 "b"는 제2테스트기판전류값으로 각각 대체함으로써, 측정대상인 막두께(d)가 계산된다.
상기에서 상세하게 설명된 바와 같이 구성된 박막의 막두께측정장치 또는 방법에 따르면, 기판상에 형성된 박막의 두께를 넓은 범위에서 정확하게 측정할 수 있다.

Claims (18)

  1. 기판상에 형성되고 측정대상인 막에 전자빔이 조사될 때 상기 기판에 흐르는 기판전류값을 사용하여 기판상에 형성된 막의 막두께를 측정하는 방법에 있어서,
    제1에너지를 갖는 제1전자빔과, 상기 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이, 상기 기판상에 형성되고 기지(旣知)의 어떤 막두께를 가지며 측정될 막의 재료와 동일 또는 유사한 재료로 만들어진 막의 표준시료에 각각 조사되어, 제1표준기판전류값 및 제2표준기판전류값을 각각 검출함으로써, 상기 막의 표준시료의 상기 두께와 상기 표준기판전류값들 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 단계;
    상기 기판상에 형성되고 측정대상인 막에 상기 제1 및 제2전자빔들이 각각 조사되어, 제1테스트기판전류값 및 제2테스트기판전류값을 각각 검출하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2테스트기판전류값들 및 상기 참조데이터를 소정의 계산방식에 의해 처리함으로써 상기 측정대상인 막의 두께가 측정되는 단계를 포함하는 막두께측정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표준시료로서, 각각이 서로 다른 기지의 막두께를 갖는 막들마다의 복수의 표준시료들이 사용되는 막두께 측정방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1테스트기판전류값과 상기 제2테스트기판전류값 중하나마다는, 측정될 상기 막에 상기 제1 및 제2전자빔들 중 하나마다가 조사되는 위치를 가리키는 위치정보와 함께 각각 측정되는 막두께측정방법.
  4. 제1항에 있어서, 제1에너지를 갖는 제1전자빔이 막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 포함하는 참조함수와 막의 표준시료의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 단계;
    기판에 형성된 측정대상인 막에 제1전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 단계;
    기판에 형성된 측정대상인 막에 제2전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 단계; 및
    참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값와 제2테스트기판전류값을 기초로 측정대상인 막의 막두께를 계산하는 단계를 포함하는 막두께측정방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 참조함수는 f(a,b)(여기서, a 및 b는 각각, 제1전자빔 및 제2전자빔이 상기 표준시료에 각각 조사될 경우의 상기 기판전류값들을 각각 가리킨다)의 형태를 유지하고, 막의 상기 표준시료의 두께(d)와 참조함수 f(a,b)의 관계는의 형태를 유지하고,
    상기 막두께를 계산하는 단계에서, 식에서 "a"는 제1테스트기판전류값으로 "b"는 제2테스트기판전류값으로 각각 대체함으로써, 측정대상인 상기막의 상기 막두께(d)가 계산되는 막두께측정방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 참조함수는 상기 표준기판전류값들 각각의 차이고; 및
    상기 계산하는 단계는, 상기 제1테스트기판전류값과 상기 제2테스트기판전류값의 차를 계산하고 상기 테스트기판전류값에서 계산된 차를 상기 참조함수와 비교함으로써 상기 막두께를 결정하는 막두께측정방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1테스트기판전류값을 얻는 단계에서, 상기 제1전자빔이 측정될 상기 막에 조사되는 위치를 나타내는 위지정보가 상기 제1테스트기판전류값과 결합하여 얻어지고;
    상기 제2테스트기판전류값을 얻는 단계에서, 상기 제2전자빔이 측정될 상기 막에 조사되는 위치를 나타내는 위지정보가 상기 제2테스트기판전류값과 결합하여 얻어지고; 및
    상기 막의 두께를 계산하는 단계에서, 측정될 상기 막의 두께는, 각각 참조데이터를 참조하여, 상기 조사가 수행된 위치와 동일한 위치 및 이것에 대응되는 상기 제1 및 제2테스트기판전류값들을 사용하여 계산되는 막두께측정방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 참조함수는 상기 표준기판전류값들 사이의 비이고; 및
    상기 계산하는 단계는, 상기 제1테스트기판전류값과 상기 제2테스트기판전류값의 비를 계산하고, 상기 데스트기판전류값에서 계산된 비를 상기 참조함수와 비교함으로써 상기 막두께를 결정하는 막두께측정방법.
  9. 제1항에 있어서, 제1전자빔이 막의 표준시료에 조사되는 경우의 제1표준기판전류값과 막의 상기 표준시료의 막두께와의 관계를 나타내는 제1참조데이터를 얻는 단계;
    기판에 형성된 측정대상인 막에 제1전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 단계;
    상기 제1테스트기판전류값을 기초하여, 상기 제1참조데이터를 참조하여, 상기 측정대상의 막두께후보들을 추출하는 단계;
    제2전자빔이 막의 상기 표준시료에 조사되는 경우의 제2표준기판전류값과 막의 상기 표준시료의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 제2참조데이터를 얻는 단계;
    기판에 형성된 측정대상인 막에 제2전자빔이 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 단계; 및
    상기 제2참조데이터를 고려하여, 상기 제2테스트기판전류값을 기초로 상기 막두께후보들 중에서 막두께를 결정하는 단계를 포함하는 막두께측정방법.
  10. 기판상에 형성되고 측정대상인 막에 전자빔이 조사될 때 상기 기판에 흐르는 기판전류값을 사용하여 기판상에 형성된 막의 막두께를 측정하는 장치에 있어서,
    제1에너지를 갖는 제1전자빔이 막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 갖는 참조함수와 막의 표준시료의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 저장하는 참조데이터저장부;
    상기 기판에 형성되고 측정대상인 막에 상기 제1 및 제2전자빔들을 조사하게 하는 전자빔방출부;
    상기 전자빔방출부에 의해 방출되는 각 전자빔들의 에너지를 제어하는 전자빔제어부;
    상기 기판에 형성되고 측정대상인 상기 막에 상기 제1전자빔이 조사될 때 상기 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값과, 상기 기판에 형성되고 측정대상인 상기 막에 상기 제2전자빔이 조사될 때 상기 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 측정하는 전류측정부;
    상기 제1전자빔과 관련한 상기 제1테스트기판전류값과, 상기 제2전자빔과 관련한 상기 제2테스트기판전류값을 각각 기록하는 측정데이터기록부; 및
    상기 참조데이터를 참조하여, 상기 제1테스트기판전류값과 상기 제2테스트기판전류값에 기초하여 측정대상인 상기 막의 두께를 계산하는 연산처리부를 포함하는 막두께측정장치.
  11. 제10항에 있어서, 측정대상인 상기 막에 상기 전자빔의 조사위치를 제어하는 조사위치제어부를 더 포함하고,
    상기 측정데이터기록부는, 상기 전자빔이 측정대상인 상기 막에 조사되는 상기 위치정보와 결합하여 상기 제1 및 제2테스트기판전류값을 각각 기록하고,
    상기 연산처리부는, 전자빔의 조사가 수행된 상기 위치와 결합된 상기 제1 및 제2테스트기판전류값들에 기초하여 상기 전자빔이 조사된 위치에서 상기 막의 두께를 계산하는 막두께측정장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 전류측정부는, 상기 기판에 접촉되도록 마련된 전극을 포함하고, 상기 테스트기판전류값으로서 상기 전극을 통하여 흐르는 전류값을 측정하는 막두께측정장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 참조데이터저장부는, f(a,b)(여기서, a 및 b는 각각, 제1전자빔 및 제2전자빔이 상기 표준시료에 각각 조사될 경우의 상기 기판전류값들을 각각 가리킨다)의 상기 참조함수 및,의 형태로 상기 참조함수 f(a,b)와 막의 상기 표준시료의 두께(d)의 관계를 유지하고,
    상기 막두께를 계산하는 단계에서, 식에서 "a"는 제1테스트기판전류값으로 "b"는 제2테스트기판전류값으로 각각 대체함으로써, 측정대상인 상기 막의 상기 막두께(d)가 계산되는 막두께측정장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 참조데이터저장부는, 상기 참조함수로서, 제1 및 제2표준기판전류값들 사이에 형성된 차를 저장하고,
    연산처리부는, 상기 제1테스트기판전류값과 상기 제1테스트기판전류값 사이에 형성된 차를 계산하여 상기 계산된 차와 상기 참조함수를 비교하여 측정대상인 상기 막의 두께를 결정하는 막두께측정장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2테스트기판전류값들과 결합하여, 각각 상기 제1 및 제2전자빔들이 측정대상인 상기 막에 조사되는 위치를 보여주는 위치정보를 저장하는 기억장치를 더 포함하고,
    상기 연산처리부는, 상기 참조데이터를 참조하고, 상기 기억장치에 저장된 상기 위치정보에 기초하여, 상기 조사가 수행된 위치와 동일한 위치 및 이것에 대응되는 상기 제1 및 제2테스트기판전류값들을 사용하여 측정대상인 상기 막의 두께를 계산되는 막두께측정장치.
  16. 기판상에 형성된 측정대상인 박막에 전자빔을 조사할 때 기판에 흐르는 기판전류값을 이용하여 기판상에 형성된 측정대상인 박막의 두께를 측정하는 공정을 컴퓨터가 수행하도록 하는 컴퓨터프로그램에 있어서,
    제1에너지를 갖는 제1전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 상기 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 갖는 참조함수와 막의 표준시표의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 처리;
    제1전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 처리;
    제2전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 처리; 및
    참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값와 제2테스트기판전류값을 기초로 측정대상인 막의 막두께를 계산하는 처리를 포함하는 공정을 컴퓨터가 수행하도록 하는 컴퓨터프로그램.
  17. 제16항에 있어서, 상기 참조데이터를 얻는 처리에서, 상기 참조함수는 f(a,b)(여기서, a 및 b는 각각, 제1전자빔 및 제2전자빔이 상기 표준시료에 각각 조사될 경우의 상기 기판전류값들을 각각 가리킨다)의 형태를 유지하며, 막의 상기 표준시료의 두께(d)와 참조함수 f(a,b)의 관계는의 형태를 유지하고,
    상기 막두께를 계산하는 처리에서, 식에서 "a"는 제1테스트기판전류값으로 "b"는 제2테스트기판전류값으로 각각 대체함으로써, 측정대상인 상기 막의 상기 막두께(d)가 계산되는 컴퓨터프로그램.
  18. 기판상에 형성된 측정대상인 박막에 전자빔을 조사할 때 기판에 흐르는 기판전류값을 이용하여 기판상에 형성된 측정대상인 박막의 두께를 측정하는 공정을 컴퓨터가 수행하도록 하는 컴퓨터프로그램이 기록된 기록매체에 있어서,
    제1에너지를 갖는 제1전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제1표준기판전류값과, 상기 제1에너지와는 다른 제2에너지를 갖는 제2전자빔이 박막의 표준시료에 조사될 경우의 제2표준기판전류값을 변수들로서 갖는 참조함수와 막의 표준시표의 막두께 사이의 상관관계를 나타내는 참조데이터를 얻는 처리;
    제1전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제1테스트기판전류값을 얻는 처리;
    제2전자빔이 기판에 형성된 측정대상인 막에 조사될 때 기판에 흐르는 전류의 제2테스트기판전류값을 얻는 처리; 및
    참조데이터를 고려하여, 제1테스트기판전류값와 제2테스트기판전류값을 기초로 측정대상인 막의 막두께를 계산하는 처리를 포함하는 공정을 컴퓨터가 수행하도록 하는 컴퓨터프로그램이 기록된 기록매체.
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