KR20210056901A - 막두께 측정 장치 및 막두께 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

(과제) 막두께 측정을 실시하는 것에 의한 측정 대상물에 대한 컨태미네이션의 발생을 억제하면서, 보다 단시간에 막두께 측정을 실시한다.
(해결 수단) 막두께 측정 장치는, 광원으로부터의 광을 측정 대상물에 조사하기 위한 측정용 광 경로와, 상기 광원으로부터의 광을 레퍼런스용 부재에 조사하기 위한 보정용 광 경로와, 상기 측정 대상물로부터의 반사광 및 상기 레퍼런스용 부재로부터의 반사광을 선택적으로 분광기로 유도하는 광 전환부를 구비한다.

Description

막두께 측정 장치 및 막두께 측정 방법{FILM THICKNESS MEASURING APPARATUS AND FILM THICKNESS MEASURING METHOD}
본 발명은, 막두께 측정 장치 및 막두께 측정 방법에 관한 것이다.
종래, 측정 대상물 및 레퍼런스 부재에 광을 조사하여, 측정 대상물로부터의 반사광 및 레퍼런스 부재로부터의 반사광에 기초하여, 측정 대상물의 막두께를 측정하는 기술이 알려져 있다. 그러나, 측정 대상물 및 레퍼런스 부재에 대한 조사광, 그리고 측정 대상물로부터의 반사광 및 레퍼런스 부재로부터의 반사광은, 광원의 시간 경과적 변화 및 환경의 시간 경과적 변화에 의해 시간적으로 변동된다. 이 변동에 의해, 정확한 반사율이 구해지지 않는다는 과제가 있다. 이와 같은 과제를 해결하기 위해, 예를 들어 특허문헌 1 (일본 공개특허공보 2002-48730호) 및 특허문헌 2 (일본 공개특허공보 2002-39955호) 와 같은 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 1 에는, 이하와 같은 광학 자동 측정 방법이 개시되어 있다. 즉, 광학 자동 측정 방법은, 투광부, 수광부를 서로 근접하여 형성하고, 투광부로부터 투광된 광을 샘플에 쐬어, 되돌아오는 광을 측정하는 광학 자동 측정 방법에 있어서, 샘플과, 투광부 및 수광부 사이에, 투광부로부터 투광된 광을 일부 반사시켜 수광부에 입사시키기 위한 투명 또는 반투명의 부재를 고정시키고, 레퍼런스가 없을 때의 측정 광량과, 레퍼런스를 두었을 때의 측정 광량에 기초하여, 상기 부재로부터의 반사 광량과 레퍼런스로부터의 측정 광량의 비를 구하여, 샘플의 측정 기간 중에, 샘플이 없을 때의 측정 광량과 상기 비를 사용하여, 레퍼런스를 두었을 때의 측정 광량을 추정하고, 이것을 사용하여, 샘플의 측정 광량의 보정을 실시하는 방법이다.
또, 특허문헌 2 에는, 이하와 같은 광학 자동 측정 방법이 개시되어 있다. 즉, 광학 자동 측정 방법은, 투광부로부터 투광된 광을 샘플에 쐬어, 수광부로 되돌아오는 광을 측정하는 광학 자동 측정 방법에 있어서, 샘플 설치대와, 투광부 및 수광부 사이에, 가동 반사 부재를 이동 가능하게 설치하고, 가동 반사 부재의, 샘플 설치대와 반대측에 고정 반사 부재를 설치하고, 가동 반사 부재를 광축 밑으로 이동시킨 상태에서, 투광부로부터 투광된 광을 가동 반사 부재, 고정 반사 부재, 가동 반사 부재를 통하여 수광부에 의해 수광하고, 가동 반사 부재를 광축에서 빼낸 상태에서, 샘플 설치대에 레퍼런스를 설치하여 투광부로부터 투광된 광을 레퍼런스를 통하여 수광부에 의해 수광하고, 양 광량의 비를 구하여, 샘플의 측정 기간 중에, 가동 반사 부재를 광축 밑으로 이동시킨 상태에서, 투광부로부터 투광된 광을 가동 반사 부재, 고정 반사 부재, 가동 반사 부재를 통하여 수광부에 의해 수광하여, 이 수광 광량과 상기 비를 사용하여, 레퍼런스를 두었을 때의 측정 광량을 추정하고, 이것을 사용하여, 샘플의 수광 광량의 보정을 실시하는 방법이다.
일본 공개특허공보 2002-48730호 일본 공개특허공보 2002-39955호
이와 같은 특허문헌 1 및 특허문헌 2 의 기술에서는, 예를 들어, 측정 대상물의 설치대를 이동시키는 공정에 의해 택트 타임이 증가하고, 또, 측정 대상물의 상방에 있어서의 가동식 미러의 조작에 의한 측정 대상물에 대한 컨태미네이션 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 그래서, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 의 기술을 넘어, 막두께 측정을 실시하는 것에 의한 측정 대상물에 대한 컨태미네이션의 발생을 억제하면서, 보다 단시간에 막두께 측정을 가능하게 하는 기술이 요망된다.
본 발명은, 상기 서술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 막두께 측정을 실시하는 것에 의한 측정 대상물에 대한 컨태미네이션의 발생을 억제하면서, 보다 단시간에 막두께 측정을 실시하는 것이 가능한 막두께 측정 장치 및 막두께 측정 방법을 제공하는 것이다.
(1) 상기 과제를 해결하기 위해, 이 발명의 어느 국면에 관련된 막두께 측정 장치는, 광원으로부터의 광을 측정 대상물에 조사하기 위한 측정용 광 경로와, 상기 광원으로부터의 광을 레퍼런스용 부재에 조사하기 위한 보정용 광 경로와, 상기 측정 대상물로부터의 반사광 및 상기 레퍼런스용 부재로부터의 반사광을 선택적으로 분광기로 유도하는 광 전환부를 구비한다.
이와 같이, 측정용 광 경로 및 보정용 광 경로를 구비하고, 또한, 측정 대상물로부터의 반사광 및 레퍼런스용 부재로부터의 반사광을 선택적으로 분광기로 유도하는 광 전환부를 구비하는 구성에 의해, 예를 들어, 시료대에 배치한 측정 대상물로부터의 반사광의 수광 스펙트럼을 생성하기 전에, 측정 대상물 대신에 시료대에 반사판 등의 레퍼런스용 부재를 배치하지 않고, 레퍼런스용 부재로부터의 반사광의 수광 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 측정용 광 경로를 사용한 시료대 상의 반사판에 대한 광 조사에 의해 미리 생성된 수광 스펙트럼과, 보정용 광 경로를 사용한 레퍼런스용 부재에 대한 광 조사에 의해 미리 생성된 수광 스펙트럼과, 측정용 광 경로를 사용한 시료대 상의 측정 대상물에 대한 어느 시각에 있어서의 광 조사의 직후에, 보정용 광 경로를 사용한 레퍼런스용 부재에 대한 광 조사에 의해 생성된 수광 스펙트럼을 사용하여, 당해 시각에 있어서 시료대에 측정 대상물 대신에 반사판이 배치되어 있다고 가정한 경우에 생성되는 수광 스펙트럼을 추정하고, 추정된 수광 스펙트럼에 기초하여, 측정 대상물의 반사율 스펙트럼을 산출할 수 있다. 따라서, 막두께 측정을 실시하는 것에 의한 측정 대상물에 대한 컨태미네이션의 발생을 억제하면서, 보다 단시간에 막두께 측정을 실시할 수 있다.
(2) 바람직하게는, 상기 측정용 광 경로, 상기 보정용 광 경로 및 상기 광 전환부는, 케이싱의 내부에 형성되어 있고, 상기 막두께 측정 장치는, 추가로, 상기 케이싱의 외부에 형성된 상기 광원으로부터의 광을 상기 케이싱으로 유도하는 투광 파이버, 그리고 상기 측정 대상물로부터의 반사광 및 상기 레퍼런스용 부재로부터의 반사광 중 상기 광 전환부에 의해 유도된 반사광을 상기 케이싱의 외부에 형성된 상기 분광기로 유도하는 수광 파이버 중 적어도 어느 일방을 구비한다.
이와 같은 구성에 의해, 케이싱을 용이하게 이동시켜 복수의 위치에 있어서 막두께 측정을 실시하는 것이 가능한 구성에 있어서, 막두께 측정을 실시하는 것에 의한 측정 대상물에 대한 컨태미네이션의 발생을 억제하면서, 보다 단시간에 당해 복수의 위치에 있어서의 측정 대상물의 막두께를 측정할 수 있다.
(3) 상기 과제를 해결하기 위해, 이 발명의 어느 국면에 관련된 막두께 측정 방법은, 광원으로부터의 광을 측정 대상물에 조사하기 위한 측정용 광 경로와, 상기 광원으로부터의 광을 레퍼런스용 부재에 조사하기 위한 보정용 광 경로를 구비하는 막두께 측정 장치를 사용한 막두께 측정 방법으로서, 상기 측정용 광 경로를 통하여 상기 측정 대상물에 조사되는 광의 반사광을 분광기로 선택적으로 유도함으로써 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝과, 상기 보정용 광 경로를 통하여 상기 레퍼런스용 부재에 조사되는 광의 반사광을 상기 분광기로 선택적으로 유도함으로써 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝과, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼 및 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼에 기초하여, 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝을 포함한다.
이와 같이, 측정용 광 경로 및 보정용 광 경로를 구비하는 막두께 측정 장치를 사용하여, 측정 대상물로부터의 반사광 및 레퍼런스용 부재로부터의 반사광을 선택적으로 분광기로 유도하여 각 반사광의 스펙트럼을 생성하는 방법에 의해, 예를 들어, 시료대에 배치한 측정 대상물로부터의 반사광의 수광 스펙트럼을 생성하기 전에, 측정 대상물 대신에 시료대에 반사판 등의 레퍼런스용 부재를 배치하지 않고, 레퍼런스용 부재로부터의 반사광의 수광 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 측정용 광 경로를 사용한 시료대 상의 반사판에 대한 광 조사에 의해 미리 생성된 수광 스펙트럼과, 보정용 광 경로를 사용한 레퍼런스용 부재에 대한 광 조사에 의해 미리 생성된 수광 스펙트럼과, 측정용 광 경로를 사용한 시료대 상의 측정 대상물에 대한 어느 시각에 있어서의 광 조사의 직후에, 보정용 광 경로를 사용한 레퍼런스용 부재에 대한 광 조사에 의해 생성된 수광 스펙트럼을 사용하여, 당해 시각에 있어서 시료대에 측정 대상물 대신에 반사판이 배치되어 있다고 가정한 경우에 생성되는 수광 스펙트럼을 추정하고, 추정된 수광 스펙트럼에 기초하여, 측정 대상물의 반사율 스펙트럼을 산출할 수 있다. 따라서, 막두께 측정을 실시하는 것에 의한 측정 대상물에 대한 컨태미네이션의 발생을 억제하면서, 보다 단시간에 막두께 측정을 실시할 수 있다.
(4) 바람직하게는, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝을 정기적 또는 부정기적으로 실시하여, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝에 있어서는, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼인 제 1 레퍼런스 스펙트럼을 생성하고, 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝에 있어서는, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼의 생성 타이밍의 직전 또는 직후의 생성 타이밍에 있어서 생성된 상기 제 1 레퍼런스 스펙트럼으로 나눔으로써 상기 측정 대상물의 반사율 스펙트럼을 산출하고, 산출된 상기 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 측정 대상물의 두께를 산출한다.
이와 같은 방법에 의해, 간이한 측정 방법에 의해 보다 정확하게 측정 대상물의 막두께를 측정할 수 있다.
(5) 바람직하게는, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝을 정기적 또는 부정기적으로 실시하여, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝에 있어서는, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼인 제 1 레퍼런스 스펙트럼을 생성하고, 상기 막두께 측정 방법은, 추가로, 시료대에 반사판이 배치된 상태에서, 상기 측정용 광 경로를 통하여 상기 반사판에 조사되는 광의 반사광을 분광기로 선택적으로 유도함으로써 상기 반사판의 반사광의 스펙트럼을 생성함과 함께, 상기 보정용 광 경로를 통하여 상기 레퍼런스용 부재에 조사되는 광의 반사광을 상기 분광기로 선택적으로 유도함으로써 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼인 제 2 레퍼런스 스펙트럼을 생성하는 스텝을 포함하고, 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝에 있어서는, 상기 반사판의 반사광의 스펙트럼과, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼의 생성 타이밍의 직전 또는 직후의 생성 타이밍에 있어서 생성된 상기 제 1 레퍼런스 스펙트럼의 곱을 상기 제 2 레퍼런스 스펙트럼으로 나눔으로써 가상 기준 스펙트럼을 산출하고, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을 상기 가상 기준 스펙트럼으로 나눔으로써 상기 측정 대상물의 반사율 스펙트럼을 산출하고, 산출된 상기 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 측정 대상물의 두께를 산출한다.
이와 같은 방법에 의해, 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을 생성해야 하는 타이밍에 있어서 시료대에 측정 대상물이 배치되지 않은 경우에 생성되는 가상 기준 스펙트럼을 보다 정확하게 추정하고, 추정된 가상 기준 스펙트럼을 사용하여, 보다 정확하게 반사율 스펙트럼을 산출할 수 있다.
(6) 바람직하게는, 상기 측정용 광 경로 및 상기 보정용 광 경로는, 케이싱의 내부에 형성되어 있고, 상기 분광기 및 상기 광원의 적어도 어느 일방은 상기 케이싱의 외부에 형성되어 있고, 상기 막두께 측정 방법은, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝과, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝을 포함하고, 상기 측정 대상물에 있어서의 제 1 측정 위치에 광을 조사함으로써 상기 제 1 측정 위치에 있어서의 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝과, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝과, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝을 포함하고, 상기 측정 대상물에 있어서의, 상기 제 1 측정 위치와는 상이한 위치인 제 2 측정 위치에 광을 조사함으로써 상기 제 2 측정 위치에 있어서의 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝을 포함한다.
이와 같은 방법에 의해, 케이싱을 용이하게 이동시켜 복수의 위치에 있어서 막두께 측정을 실시하는 것이 가능한 막두께 측정 장치를 사용하여, 막두께 측정을 실시하는 것에 의한 측정 대상물에 대한 컨태미네이션의 발생을 억제하면서, 보다 단시간에 당해 복수의 위치에 있어서의 측정 대상물의 막두께를 측정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 막두께 측정을 실시하는 것에 의한 측정 대상물에 대한 컨태미네이션의 발생을 억제하면서, 보다 단시간에 막두께 측정을 실시할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 있어서 셔터가 보정용 광 경로에 배치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 있어서 셔터가 측정용 광 경로에 배치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 있어서의 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 의해 생성되는, 측정 대상물의 반사율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 의해 생성되는, 측정 대상물의 반사율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 의해 산출되는, 측정 대상물의 막두께의 측정값의 시간 경과적 변화를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치의 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치의 사용예를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 있어서 측정 대상물의 막두께를 측정할 때의 동작 순서의 일례를 정한 플로 차트이다.
도 11 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치의 변형예의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다. 또, 이하에 기재하는 실시형태의 적어도 일부를 임의로 조합해도 된다.
[막두께 측정 장치]
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1 을 참조하여, 막두께 측정 장치 (100) 는, 측정용 광 경로 (21) 와, 보정용 광 경로 (22) 와, 광 전환부 (30) 를 구비한다.
예를 들어, 막두께 측정 장치 (100) 는, 추가로, 빔 스플리터 (40) 와, 집광 렌즈 (41) 와, 레퍼런스용 부재 (50) 와, 광원 (60) 과, 분광기 (70) 와, 처리 장치 (80) 와, 시료대 (90) 를 구비한다.
시료대 (90) 에는, 대상물 (P) 이 배치된다. 보다 상세하게는, 시료대 (90) 에는, 대상물 (P) 로서, 측정 대상물 (S) 또는 반사판 (R) 이 배치된다. 반사판 (R) 은, 예를 들어, 알루미늄 미러, 유리판 또는 Si 판이다. 막두께 측정 장치 (100) 는, 시료대 (90) 에 배치된 측정 대상물 (S) 에 조사되는 광의 반사광에 기초하여, 측정 대상물 (S) 의 막두께를 측정하는 장치이다.
빔 스플리터 (40) 는, 광원 (60) 으로부터 출력되는 광의 일부를 반사시킴과 함께, 다른 일부를 투과시킨다. 빔 스플리터 (40) 에 있어서 반사된 광은, 시료대 (90) 에 배치된 대상물 (P) 에 조사된다. 빔 스플리터 (40) 를 투과한 광은, 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사된다.
집광 렌즈 (41) 는, 빔 스플리터 (40) 에 의해 반사된 광을 집광하여, 시료대 (90) 에 배치된 대상물 (P) 에 조사한다.
레퍼런스용 부재 (50) 는, 예를 들어, 요면 형상을 갖는 알루미늄 미러이다. 또한, 레퍼런스용 부재 (50) 는, 유리판 또는 Si 판이어도 된다.
[측정용 광 경로]
측정용 광 경로 (21) 는, 광원 (60) 으로부터의 광을 측정 대상물 (S) 등의 대상물 (P) 에 조사하기 위한 광로이다.
보다 상세하게는, 측정용 광 경로 (21) 는, 광원 (60) 으로부터 대상물 (P) 에 대한 광로이다. 측정용 광 경로 (21) 는, 광원 (60) 으로부터 빔 스플리터 (40) 까지의 광로와, 빔 스플리터 (40) 로부터 대상물 (P) 까지의 광로를 포함한다.
[보정용 광 경로]
보정용 광 경로 (22) 는, 광원 (60) 으로부터의 광을 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사하기 위한 광로이다.
보다 상세하게는, 보정용 광 경로 (22) 는, 광원 (60) 으로부터 레퍼런스용 부재 (50) 에 대한 광로이다. 보정용 광 경로 (22) 는, 광원 (60) 으로부터 빔 스플리터 (40) 까지의 광로와, 빔 스플리터 (40) 로부터 레퍼런스용 부재 (50) 까지의 광로를 포함한다.
[광원]
광원 (60) 은, 측정 대상물 (S) 의 막두께의 측정에 사용하는 광을 측정용 광 경로 (21) 및 보정용 광 경로 (22) 로 출력한다.
예를 들어, 광원 (60) 은, 조명 장치 (61) 와, 집광 렌즈 (62) 와, 애퍼처 (63) 를 포함한다.
조명 장치 (61) 는, 복수 파장을 포함하는 광을 출사한다. 조명 장치 (61) 가 출사하는 광의 스펙트럼은, 연속 스펙트럼이어도 되고, 선 스펙트럼이어도 된다. 조명 장치 (61) 가 출사하는 광의 파장은, 측정 대상물 (S) 로부터 취득해야 하는 파장 정보의 범위 등에 따라 설정된다. 조명 장치 (61) 는, 예를 들어 할로겐 램프이다.
집광 렌즈 (62) 는, 조명 장치 (61) 로부터 출사되는 광을 집광하여 애퍼처 (63) 로 출력한다.
애퍼처 (63) 는, 자기에게 입사된 광의 빔 단면을 소정 형상으로 정형하여 측정용 광 경로 (21) 및 보정용 광 경로 (22) 로 유도한다.
[분광기]
분광기 (70) 는, 측정용 광 경로 (21) 를 통하여 대상물 (P) 에 조사되는 광의 반사광, 및 보정용 광 경로 (22) 를 통하여 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사되는 광의 반사광을 수광한다.
보다 상세하게는, 대상물 (P) 로부터의 반사광은, 집광 렌즈 (41) 및 빔 스플리터 (40) 를 통하여 분광기 (70) 에 입사된다. 또, 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광은, 빔 스플리터 (40) 에 의해 반사되어 분광기 (70) 에 입사된다.
예를 들어, 분광기 (70) 는, 애퍼처 (71) 와, 회절 격자 (72) 와, 촬상부 (73) 를 포함한다.
애퍼처 (71) 는, 대상물 (P) 로부터의 반사광 및 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광의 빔 단면을 소정 형상으로 정형하여 회절 격자 (72) 로 유도한다.
회절 격자 (72) 는, 애퍼처 (71) 를 통하여 자기에게 입사되는 광, 즉 대상물 (P) 로부터의 반사광 및 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광을 분광하여 촬상부 (73) 로 출력한다.
예를 들어, 촬상부 (73) 는, 직선상으로 배열된 복수의 촬상 소자에 의해 구성되는 리니어 이미지 센서이다. 이와 같은 촬상 소자는, 예를 들어, CCD (Charge Coupled Device) 이미지 센서 또는 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서이다. 촬상부 (73) 에 있어서의 각 촬상 소자는, 회절 격자 (72) 에 의해 분광된 광을 수광한다.
촬상부 (73) 는, 각 촬상 소자의 수광면에 있어서 수광된 광의 강도를 나타내는 수광 강도 정보를 처리 장치 (80) 로 송신한다.
[광 전환부]
광 전환부 (30) 는, 측정 대상물 (S) 등의 대상물 (P) 로부터의 반사광 및 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광을 선택적으로 분광기 (70) 로 유도한다.
보다 상세하게는, 광 전환부 (30) 는, 대상물 (P) 로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태와, 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태를 전환한다.
예를 들어, 광 전환부 (30) 는, 셔터 (31) 와, 셔터 제어부 (32) 를 포함한다. 셔터 제어부 (32) 는, 케이블 (91) 을 통하여 처리 장치 (80) 에 접속된다.
셔터 (31) 는, 이동시켜 측정용 광 경로 (21) 또는 보정용 광 경로 (22) 에 배치 가능하다. 구체적으로는, 셔터 (31) 는, 측정용 광 경로 (21) 에 있어서의 빔 스플리터 (40) 및 집광 렌즈 (41) 사이, 또는 보정용 광 경로 (22) 에 있어서의 빔 스플리터 (40) 및 레퍼런스용 부재 (50) 사이에 선택적으로 배치된다.
셔터 (31) 는, 측정용 광 경로 (21) 에 배치된 상태에서, 측정용 광 경로 (21) 를 통과하는 광을 차단한다. 셔터 (31) 는, 보정용 광 경로 (22) 에 배치된 상태에서, 보정용 광 경로 (22) 를 통과하는 광을 차단한다.
셔터 제어부 (32) 는, 셔터 (31) 를 제어하여 셔터 (31) 의 위치를 변경한다. 보다 상세하게는, 셔터 제어부 (32) 는, 대상물 (P) 로부터의 반사광 및 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광 중 분광기 (70) 로 유도해야 하는 반사광을 선택하기 위한 제어 신호를 케이블 (91) 경유로 처리 장치 (80) 로부터 수신하고, 수신된 제어 신호에 따라, 셔터 (31) 가 배치되는 위치를 측정용 광 경로 (21) 와 보정용 광 경로 (22) 로 전환한다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 있어서 셔터가 보정용 광 경로에 배치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2 를 참조하여, 보정용 광 경로 (22) 에 배치된 셔터 (31) 는, 광원 (60) 으로부터 출력되는 광 중, 빔 스플리터 (40) 를 투과한 광을 차단한다. 즉, 셔터 (31) 가 보정용 광 경로 (22) 에 배치된 상태에서, 광원 (60) 으로부터 출력되는 광 중, 빔 스플리터 (40) 를 투과한 광은, 셔터 (31) 에 의해 차단된다.
한편으로, 광원 (60) 으로부터 출력되는 광 중, 빔 스플리터 (40) 에 의해 반사된 광은, 집광 렌즈 (41) 를 통하여 대상물 (P) 에 조사된다.
대상물 (P) 에 대한 광의 조사에 의해 대상물 (P) 로부터 발생하는 반사광은, 집광 렌즈 (41) 및 빔 스플리터 (40) 를 통하여 분광기 (70) 에 입사된다.
도 3 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 있어서 셔터가 측정용 광 경로에 배치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3 을 참조하여, 측정용 광 경로 (21) 에 배치된 셔터 (31) 는, 광원 (60) 으로부터 출력되는 광 중, 빔 스플리터 (40) 에 의해 반사된 광을 차단한다. 즉, 셔터 (31) 가 측정용 광 경로 (21) 에 배치된 상태에서, 광원 (60) 으로부터 출력되는 광 중, 빔 스플리터 (40) 에 의해 반사된 광은, 셔터 (31) 에 의해 차단된다.
한편으로, 광원 (60) 으로부터 출력되는 광 중, 빔 스플리터 (40) 를 투과한 광은, 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사된다.
레퍼런스용 부재 (50) 에 대한 광의 조사에 의해 레퍼런스용 부재 (50) 로부터 발생하는 반사광은, 빔 스플리터 (40) 에 의해 반사되어 분광기 (70) 에 입사된다.
도 2 및 도 3 을 참조하여 설명한 바와 같이, 광 전환부 (30) 는, 광원 (60) 으로부터 대상물 (P) 에 대한 광 및 광원 (60) 으로부터 레퍼런스용 부재 (50) 에 대한 광을 선택적으로 차단한다. 구체적으로는, 광 전환부 (30) 는, 셔터 (31) 가 배치되는 위치를 변경함으로써, 광원 (60) 으로부터의 광이 대상물 (P) 에 조사되는 상태와, 광원 (60) 으로부터의 광이 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사되는 상태를 전환한다. 이로써, 광 전환부 (30) 는, 대상물 (P) 로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태와, 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태를 전환한다.
[처리 장치]
도 4 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 있어서의 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4 를 참조하여, 처리 장치 (80) 는, 수신부 (81) 와, 기억부 (82) 와, 산출부 (83) 와, 송신부 (84) 를 포함한다. 수신부 (81), 산출부 (83) 및 송신부 (84) 는, 예를 들어, CPU (Central Processing Unit) 및 DSP (Digital Signal Processor) 등의 프로세서에 의해 실현된다. 기억부 (82) 는, 예를 들어 불휘발성 메모리이다. 처리 장치 (80) 는, 분광기 (70) 에 의한 반사광의 계측 결과에 기초하여, 측정 대상물 (S) 의 막두께를 산출한다.
산출부 (83) 는, 광 전환부 (30) 에 있어서의 셔터 (31) 의 배치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 송신부 (84) 로 출력한다.
송신부 (84) 는, 산출부 (83) 로부터 제어 신호를 수신하면, 수신된 제어 신호를 광 전환부 (30) 에 있어서의 셔터 제어부 (32) 로 송신한다.
수신부 (81) 는, 분광기 (70) 에 있어서의 촬상부 (73) 로부터 수광 강도 정보를 수신하고, 수신된 수광 강도 정보를 기억부 (82) 에 보존한다.
산출부 (83) 는, 기억부 (82) 에 있어서의 수광 강도 정보에 기초하여, 시각 t 부터 소정의 노광 시간 T 가 경과하는 시각 (t ＋ T) 까지의 동안에 분광기 (70) 에 있어서 수광된 광의, 파장 λ 와 강도의 관계인 수광 스펙트럼 S (λ, t) 를 생성한다. 또한, 이하에서는,「시각 t 부터 시각 (t ＋ T) 까지의 동안에 분광기 (70) 에 있어서 수광된 광의 수광 스펙트럼 S (λ, t)」를, 간단히「시각 t 에 분광기 (70) 에 있어서 수광된 광의 수광 스펙트럼 S (λ, t)」또는「시각 t 에 있어서의 수광 스펙트럼 S (λ, t)」라고도 칭한다.
산출부 (83) 는, 생성된 수광 스펙트럼 S (λ, t) 에 기초하여, 측정 대상물 (S) 의 막두께를 산출한다.
보다 상세하게는, 산출부 (83) 는, 시료대 (90) 에 배치된 반사판 (R) 으로부터의 반사광에 기초하는 수광 스펙트럼인 기준 스펙트럼 Ss (λ, t), 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광에 기초하는 수광 스펙트럼인 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, t), 및 시료대 (90) 에 배치된 측정 대상물 (S) 로부터의 반사광에 기초하는 수광 스펙트럼인 측정 스펙트럼 Sm (λ, t) 에 기초하여, 측정 대상물 (S) 의 반사율 스펙트럼을 산출한다. 기준 스펙트럼 Ss (λ, t) 는, 반사판 (R) 의 반사광의 스펙트럼의 일례이다. 측정 스펙트럼 Sm (λ, t) 는, 측정 대상물 (S) 의 반사광의 스펙트럼의 일례이다. 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, t) 는, 레퍼런스용 부재 (50) 의 반사광의 스펙트럼의 일례이다.
(기준 스펙트럼의 생성)
예를 들어, 산출부 (83) 는, 시료대 (90) 에 반사판 (R) 이 배치된 상태에서, 어느 시각 ta0 에 분광기 (70) 에 있어서 수광된 반사판 (R) 으로부터의 반사광에 기초하는 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0) 을 생성한다. 또한, 산출부 (83) 는, 시각 ta0 뒤의 시각 ta1 에 분광기 (70) 에 있어서 수광된 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광에 기초하는 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 을 생성한다. 또한, 시각 ta1 은, 시각 ta0 보다 전의 시각이어도 된다. 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 은, 제 2 레퍼런스 스펙트럼의 일례이다.
구체적으로는, 산출부 (83) 는, 송신부 (84) 경유로 광 전환부 (30) 로 제어 신호를 송신하여, 시료대 (90) 에 배치된 반사판 (R) 으로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태로 함으로써, 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0) 을 생성한다.
그 후, 산출부 (83) 는, 송신부 (84) 경유로 광 전환부 (30) 로 제어 신호를 송신하여, 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태로 함으로써, 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 을 생성한다.
예를 들어, 산출부 (83) 는, 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 을 거의 동일한 타이밍에 생성한다.
보다 상세하게는, 시각 ta0 과 시각 ta1 의 시간차는, 노광 시간 T 에 가까운 것이 바람직하다. 예를 들어, 시각 ta0 과 시각 ta1 의 시간차는, 노광 시간 T 와 동일하다. 구체적으로는, 예를 들어, 산출부 (83) 는, 시각 ta0 에서 노광 시간 T 가 경과한 시각 (ta0 ＋ T) 에 있어서, 송신부 (84) 경유로 광 전환부 (30) 로 제어 신호를 송신하여 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태로 함으로써, 시각 (ta0 ＋ T) 와 거의 동일한 시각 ta1 에 있어서의 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 을 생성한다.
산출부 (83) 는, 생성된 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 을 기억부 (82) 에 보존한다.
(측정 스펙트럼의 생성)
그 후, 산출부 (83) 는, 시료대 (90) 에 측정 대상물 (S) 이 배치된 상태에서, 어느 시각 tb0 에 분광기 (70) 에 있어서 수광된 측정 대상물 (S) 로부터의 반사광에 기초하는 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 을 생성한다. 또한, 산출부 (83) 는, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 을 생성할 때마다, 시각 tb0 뒤의 시각 tb1 에 분광기 (70) 에 있어서 수광된 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광에 기초하는 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 생성한다. 또한, 시각 tb1 은, 시각 tb0 보다 전의 시각이어도 된다. 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 은, 제 1 레퍼런스 스펙트럼의 일례이다.
구체적으로는, 산출부 (83) 는, 송신부 (84) 경유로 광 전환부 (30) 로 제어 신호를 송신하여, 시료대 (90) 에 배치된 측정 대상물 (S) 로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태로 함으로써, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 을 생성한다.
그 후, 산출부 (83) 는, 송신부 (84) 경유로 광 전환부 (30) 로 제어 신호를 송신하여, 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태로 함으로써, 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 생성한다.
예를 들어, 산출부 (83) 는, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 거의 동일한 타이밍에 생성한다.
보다 상세하게는, 시각 tb0 과 시각 tb1 의 시간차는, 노광 시간 T 에 가까운 것이 바람직하다. 예를 들어, 시각 tb0 과 시각 tb1 의 시간차는, 노광 시간 T 와 동일하다. 구체적으로는, 예를 들어, 산출부 (83) 는, 시각 tb0 에서 노광 시간 T 가 경과한 시각 (tb0 ＋ T) 에 있어서, 송신부 (84) 경유로 광 전환부 (30) 로 제어 신호를 송신하여 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광이 분광기 (70) 에 입사되는 상태로 함으로써, 시각 (tb0 ＋ T) 와 거의 동일한 시각 tb1 에 있어서의 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 생성한다.
(반사율 스펙트럼의 생성)
산출부 (83) 는, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 생성하면, 기억부 (82) 에 있어서의 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 을 참조하여, 이하의 식 (1) 로 나타내는 가상 기준 스펙트럼 Ssv (λ, tb0) 을 산출한다. 그리고, 산출부 (83) 는, 산출된 가상 기준 스펙트럼 Ssv (λ, tb0) 을 사용하여, 이하의 식 (2) 에 따라, 측정 대상물 (S) 의 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 을 산출한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
즉, 산출부 (83) 는, 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0) 과, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 의 생성 타이밍의 직전 또는 직후의 생성 타이밍에 있어서 생성된 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 의 곱을 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 로 나눔으로써 가상 기준 스펙트럼 Ssv (λ, tb0) 을 산출한다. 그리고, 산출부 (83) 는, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 을 가상 기준 스펙트럼 Ssv (λ, tb0) 으로 나눔으로써 측정 대상물 (S) 의 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 을 산출한다. 그리고, 산출부 (83) 는, 산출된 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 에 기초하여, 측정 대상물 (S) 의 두께를 산출한다. 또한, 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 의 생성 타이밍은, 예를 들어, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 의 생성 타이밍에 가장 가까운 생성 타이밍이다.
또한, 산출부 (83) 는, 분광기 (70) 에 있어서 상이한 노광 시간 T 에 생성된 각 수광 강도 정보에 기초하여, 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0), 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1), 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 등의 각 수광 스펙트럼을 생성하는 구성이어도 된다. 이 경우, 산출부 (83) 는, 각 수광 강도 정보가 나타내는 수광 강도의 값을, 동일한 노광 시간 T 에 생성된 수광 강도의 값으로 환산하고, 환산 후의 값을 사용하여 각 수광 스펙트럼을 생성한다.
또, 산출부 (83) 는, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 을 생성할 때마다 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 생성하는 구성이라고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 산출부 (83) 는, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 의 생성 타이밍에 관련되지 않고, 정기적 또는 부정기적으로 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 생성하는 구성이어도 된다.
도 5 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 의해 생성되는, 측정 대상물의 반사율 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 5 에 있어서, 가로축은 파장 [㎚] 이고, 세로축은 반사율이다.
또한, 산출부 (83) 는, 상기 서술한 식 (2) 에 따라 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 을 산출하는 구성이라고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 산출부 (83) 는, 이하의 식 (3) 에 따라, 측정 대상물 (S) 의 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 을 산출해도 된다.
Figure pat00003
즉, 산출부 (83) 는, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 을 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 로 나눔으로써 측정 대상물 (S) 의 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 을 산출한다. 그리고, 산출부 (83) 는, 산출된 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 에 기초하여, 측정 대상물 (S) 의 두께를 산출한다.
(막두께의 산출)
산출부 (83) 는, 산출된 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 에 기초하여, 측정 대상물 (S) 의 막두께를 산출한다.
예를 들어, 산출부 (83) 는, FFT (Fast Fourier Transform) 법에 따라 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 을 해석함으로써, 측정 대상물 (S) 의 막두께를 산출한다.
보다 상세하게는, 산출부 (83) 는, 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 을 FFT 처리함으로써, 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 의 파워 스펙트럼을 생성한다.
도 6 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 의해 생성되는, 측정 대상물의 반사율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 6 에 있어서, 가로축은 막두께 [㎛] 이고, 세로축은 강도이다.
도 6 을 참조하여, 산출부 (83) 는, 생성된 파워 스펙트럼에 있어서 강도가 최대값이 되는 막두께를, 측정 대상물 (S) 의 막두께로서 특정한다.
[평가]
막두께 측정 장치 (100) 에서는, 광원 (60) 으로부터 출력되는 광의 강도, 및 분광기 (70) 에 있어서의 수광 감도는, 시간 경과적으로 변동되는 경우가 있다. 그래서, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치를 사용하여 측정 대상물 (S) 의 막두께를 소정의 시간 간격으로 반복하여 측정하였을 때의 측정값의 편차를, 이하의 순서로 평가하였다.
먼저, 시료대 (90A) 에 반사판 (R) 을 배치하고, 미리 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 을 생성하였다.
다음으로, 측정 대상물 (S) 이 배치된 시료대 (90B) 를 준비하고, 시료대 (90A) 및 시료대 (90B) 의 위치를 바꿔, 시각 ta0 에서 1 시간 후의 시각 tb0 에, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 생성하였다. 또, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 생성한 후, 가능한 한 시간을 두지 않고, 시료대 (90A) 및 시료대 (90B) 의 위치를 바꿔, 시각 tb2 에 있어서의 기준 스펙트럼 Ss (λ, tb2) 를 생성하였다.
동일한 순서로, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0), 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1), 및 기준 스펙트럼 Ss (λ, tb2) 를, 1 시간마다 12 회 반복 생성하였다.
다음으로, 1 시간마다 생성된 각 스펙트럼에 기초하여, 1 시간마다의 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 을 산출하고, 산출된 각 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 에 기초하여, 측정 대상물 (S) 의 막두께를 산출하였다.
도 7 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 의해 산출되는, 측정 대상물의 막두께의 측정값의 시간 경과적 변화를 나타내는 도면이다. 도 7 에 있어서, 가로축은 시간 [h] 이고, 세로축은 두께 [㎛] 이다.
도 7 에 있어서, 계열 L1 은, 비교예로서, 미리 생성된 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0) 및 1 시간마다 생성된 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 을 사용하여, 이하의 식 (4) 에 따라 산출한 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 에 기초하는, 측정 대상물 (S) 의 막두께의 측정값을 나타내고 있다.
Figure pat00004
또, 계열 L2 는, 참고예로서, 1 시간마다 생성된 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 및 1 시간마다 생성된 기준 스펙트럼 Ss (λ, tb2) 를 사용하여, 이하의 식 (5) 에 따라 산출된 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 에 기초하는, 측정 대상물 (S) 의 막두께의 측정값을 나타내고 있다. 즉, 참고예는, 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 및 당해 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 과 거의 동일한 타이밍에 실제로 생성된 기준 스펙트럼 Ss (λ, tb2) 를 사용하여 산출되는 측정값이다.
Figure pat00005
또, 계열 L3 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 방법에 따라, 상기 서술한 식 (2) 에 따라 산출한 1 시간마다의 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 에 기초하는, 측정 대상물 (S) 의 막두께의 측정값을 나타내고 있다.
또, 계열 L4 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 방법에 따라, 상기 서술한 식 (3) 에 따라 산출된 1 시간마다의 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 에 기초하는, 측정 대상물 (S) 의 막두께의 측정값을 나타내고 있다.
도 7 을 참조하여, 비교예의 측정값 (계열 L1) 의 시간 경과적 변화의 경향은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 방법에 따라 산출된 막두께의 측정값 (계열 L3, L4) 의 시계열 변화, 및 참고예의 측정값 (계열 L2) 의 시간 경과적 변화의 경향과는 상이하다.
보다 상세하게는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 방법에 따라 산출된 막두께의 측정값은, 실측한 기준 스펙트럼 Ss (λ, tb2) 를 사용하는 막두께 측정 방법인 참고예의 측정값과 동일한 정도이고, 또한, 비교예의 측정값보다 시간 경과적 변화가 작다.
[막두께 측정 장치의 구성의 다른 예]
도 8 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치의 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8 을 참조하여, 막두께 측정 장치 (101) 는, 광원 (60) 과, 분광기 (70) 와, 처리 장치 (80) 와, 시료대 (90) 와, 프로브 (10) 와, 투광 파이버 (11) 와, 수광 파이버 (12) 를 구비한다.
측정용 광 경로 (21), 보정용 광 경로 (22), 광 전환부 (30), 빔 스플리터 (40), 집광 렌즈 (41) 및 레퍼런스용 부재 (50) 는, 프로브 (10) 의 내부에 형성된다. 광원 (60), 분광기 (70) 및 처리 장치 (80) 는, 프로브 (10) 의 외부에 형성된다. 프로브 (10) 는, 케이싱의 일례이다.
프로브 (10) 는, 커넥터 (13) 와, 커넥터 (14) 와, 커넥터 (15) 와, 애퍼처 (1) 와, 애퍼처 (2) 를 포함한다. 커넥터 (15) 는, 투광 파이버 (11) 를 접속 가능하다. 커넥터 (14) 는, 수광 파이버 (12) 를 접속 가능하다. 커넥터 (13) 는, 케이블 (91) 을 접속 가능하다.
측정용 광 경로 (21) 는, 애퍼처 (1) 로부터 빔 스플리터 (40) 까지의 광로와, 빔 스플리터 (40) 로부터 집광 렌즈 (41) 를 경유한 대상물 (P) 까지의 광로 중 프로브 (10) 내의 부분을 포함한다. 보정용 광 경로 (22) 는, 애퍼처 (1) 로부터 빔 스플리터 (40) 까지의 광로와, 빔 스플리터 (40) 로부터 레퍼런스용 부재 (50) 까지의 광로를 포함한다.
투광 파이버 (11) 는, 광원 (60) 으로부터의 광을 프로브 (10) 로 유도한다. 보다 상세하게는, 투광 파이버 (11) 의 제 1 단부 (端部) 에 있어서의 커넥터 (11A) 는, 프로브 (10) 에 있어서의 커넥터 (15) 에 접속된다. 투광 파이버 (11) 의 제 2 단부에 있어서의 커넥터 (11B) 는, 광원 (60) 에 있어서의 커넥터 (64) 에 접속된다.
광원 (60) 은, 측정 대상물 (S) 의 막두께의 측정에 사용하는 광을, 투광 파이버 (11) 를 통하여 애퍼처 (1) 로 출력한다.
수광 파이버 (12) 는, 대상물 (P) 로부터의 반사광 및 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광을 분광기 (70) 로 유도한다. 보다 상세하게는, 수광 파이버 (12) 의 제 1 단부에 있어서의 커넥터 (12A) 는, 프로브 (10) 에 있어서의 커넥터 (14) 에 접속된다. 수광 파이버 (12) 의 제 2 단부에 있어서의 커넥터 (12B) 는, 분광기 (70) 에 있어서의 커넥터 (74) 에 접속된다.
분광기 (70) 는, 측정용 광 경로 (21) 를 통하여 대상물 (P) 에 조사되는 광의 반사광, 및 보정용 광 경로 (22) 를 통하여 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사되는 광의 반사광을, 애퍼처 (2) 및 수광 파이버 (12) 를 통하여 수광한다.
예를 들어, 투광 파이버 (11) 및 수광 파이버 (12) 는, 가요성을 갖는다. 따라서, 광원 (60) 및 분광기 (70) 의 배치가 고정된 상태에서, 프로브 (10) 는 소정 범위 내에서 이동 가능하다.
커넥터 (13) 는, 대상물 (P) 로부터의 반사광 및 레퍼런스용 부재 (50) 로부터의 반사광 중 분광기 (70) 로 유도해야 하는 반사광을 선택하기 위한 제어 신호를 외부 장치로부터 프로브 (10) 에 부여하기 위한 인터페이스 부재의 일례이다. 케이블 (91) 은, 프로브 (10) 에 있어서의 커넥터 (13) 에 접속된다. 커넥터 (13) 는, 내부 배선에 의해 셔터 제어부 (32) 에 접속된다.
셔터 제어부 (32) 는, 제어 신호를 케이블 (91) 및 커넥터 (13) 경유로 처리 장치 (80) 로부터 수신하고, 수신된 제어 신호에 따라, 셔터 (31) 가 배치되는 위치를 측정용 광 경로 (21) 와 보정용 광 경로 (22) 로 전환한다. 이와 같은 구성에 의해, 막두께 측정 장치 (101) 는, 분광기 (70) 로 유도하는 반사광을, 프로브 (10) 의 외부에 있어서의 장치로부터 용이하게 전환할 수 있다.
처리 장치 (80) 는, 예를 들어, 사용자의 조작에 따라, 도시되지 않은 구동장치로 제어 신호를 송신함으로써 당해 구동 장치를 통하여 프로브 (10) 를 이동시킨다.
도 9 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치의 사용예를 나타내는 도면이다.
도 9 를 참조하여, 막두께 측정 장치 (101) 의 사용자는, 예를 들어, 처리 장치 (80) 를 조작함으로써, 프로브 (10) 를 측정 대상물 (S) 의 측정 위치 X1 (제 1 측정 위치) 의 상방으로 이동시켜, 측정 위치 X1 에 광을 조사시킴으로써 측정 위치 X1 에 있어서의 측정 대상물 (S) 의 두께를 산출시킨다. 그 후, 당해 사용자는, 처리 장치 (80) 를 조작함으로써, 프로브 (10) 를 측정 대상물 (S) 의 측정 위치 X2 (제 2 측정 위치) 의 상방으로 이동시켜, 측정 위치 X2 에 광을 조사시킴으로써 측정 위치 X2 에 있어서의 측정 대상물 (S) 의 두께를 산출시킨다.
[동작의 흐름]
본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치는, 메모리를 포함하는 컴퓨터를 구비하고, 당해 컴퓨터에 있어서의 CPU 등의 연산 처리부는, 이하의 플로 차트 및 시퀀스의 각 스텝의 일부 또는 전부를 포함하는 프로그램을 당해 메모리로부터 판독 출력하여 실행한다. 이 장치의 프로그램은, 외부로부터 인스톨할 수 있다. 이 장치의 프로그램은, 기록 매체에 격납된 상태에서 유통된다.
도 10 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치에 있어서 측정 대상물의 막두께를 측정할 때의 동작 순서의 일례를 정한 플로 차트이다.
도 10 을 참조하여, 먼저, 막두께 측정 장치 (101) 는, 시료대 (90) 에 반사판 (R) 이 배치된 상태에서, 측정용 광 경로 (21) 를 통하여 반사판 (R) 에 광을 조사하여, 반사판 (R) 으로부터의 반사광을 분광기 (70) 로 유도함으로써 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0) 을 생성한다 (스텝 S102).
다음으로, 막두께 측정 장치 (101) 는, 보정용 광 경로 (22) 를 통하여 레퍼런스용 부재 (50) 에 광을 조사하여, 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사되는 광의 반사광을 분광기 (70) 로 유도함으로써 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1) 을 생성한다 (스텝 S104).
다음으로, 막두께 측정 장치 (101) 는, 시료대 (90) 에 측정 대상물 (S) 이 배치된 상태에서, 사용자의 조작에 따라, 프로브 (10) 를 측정 대상물 (S) 에 있어서의 소정의 측정 위치 예를 들어 측정 위치 X1 의 상방으로 이동시킨다 (스텝 S106).
다음으로, 막두께 측정 장치 (101) 는, 측정용 광 경로 (21) 를 통하여 측정 대상물 (S) 의 측정 위치 X1 에 광을 조사하여, 측정 대상물 (S) 의 측정 위치 X1 로부터의 반사광을 분광기 (70) 로 유도함으로써 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 을 생성한다 (스텝 S108).
다음으로, 막두께 측정 장치 (101) 는, 보정용 광 경로 (22) 를 통하여 레퍼런스용 부재 (50) 에 광을 조사하여, 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사되는 광의 반사광을 분광기 (70) 로 유도함으로써 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 생성한다 (스텝 S110).
다음으로, 막두께 측정 장치 (101) 는, 기준 스펙트럼 Ss (λ, ta0), 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, ta1), 측정 스펙트럼 Sm (λ, tb0) 및 레퍼런스 스펙트럼 Sr (λ, tb1) 을 사용하여, 측정 대상물 (S) 의 측정 위치 X1 에 있어서의 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 을 산출한다 (스텝 S112).
다음으로, 막두께 측정 장치 (101) 는, 산출된 반사율 스펙트럼 SR (λ, tb0) 에 기초하여, 측정 대상물 (S) 의 측정 위치 X1 에 있어서의 막두께를 산출한다 (스텝 S114).
다음으로, 막두께 측정 장치 (101) 는, 측정 대상물 (S) 에 있어서 그 밖에 측정해야 하는 측정 위치가 있는 경우 (스텝 S116 에서 YES), 사용자의 조작에 따라, 프로브 (10) 를 측정 대상물 (S) 에 있어서의 소정의 측정 위치 예를 들어 측정 위치 X2 의 상방으로 이동시켜, 측정용 광 경로 (21) 를 통하여 측정 대상물 (S) 의 측정 위치 X2 에 광을 조사함으로써, 측정 대상물 (S) 의 측정 위치 X2 에 있어서의 막두께를 산출한다 (스텝 S106 ∼ 스텝 S114).
또한, 상기 스텝 S102 와 S104 의 순서는, 상기에 한정되지 않고, 순서를 바꿔도 된다. 또, 상기 스텝 S108 과 S110 의 순서는, 상기에 한정되지 않고, 순서를 바꿔도 된다.
또, 막두께 측정 장치 (101) 대신에 막두께 측정 장치 (100) 를 사용하는 경우, 스텝 S106 및 스텝 S116 을 실시하지 않는다.
[변형예]
또한, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치 (100 또는 101) 는, 광원 (60), 분광기 (70) 및 처리 장치 (80) 를 구비하는 구성이라고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 막두께 측정 장치 (100 또는 101) 는, 광원 (60), 분광기 (70) 및 처리 장치 (80) 중 적어도 어느 하나를 구비하지 않고, 막두께 측정 장치 (100 또는 101) 의 외부에 형성되는 구성이어도 된다.
또, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치 (101) 는, 투광 파이버 (11) 및 수광 파이버 (12) 를 구비하는 구성이라고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 막두께 측정 장치 (101) 는, 투광 파이버 (11) 및 수광 파이버 (12) 의 적어도 어느 일방을 구비하지 않는 구성이어도 된다. 이 경우, 예를 들어, 광원 (60) 및 분광기 (70) 중 적어도 어느 일방은, 프로브 (10) 의 내부에 형성된다.
또, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치 (100) 에서는, 광 전환부 (30) 는, 셔터 (31) 및 셔터 제어부 (32) 를 포함하는 구성이라고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 광 전환부 (30) 는, 셔터 (31) 및 셔터 제어부 (32) 대신에, 가동 미러와, 가동 미러가 배치되는 위치를 제어하는 가동 미러 제어부를 포함하는 구성이어도 된다. 혹은, 광 전환부 (30) 는, 셔터 (31) 및 셔터 제어부 (32) 대신에, 광 스위치를 포함하는 구성이어도 된다. 또한, 막두께 측정 장치 (100) 는, 광 전환부 (30) 가 광 스위치를 포함하는 경우, 빔 스플리터 (40) 를 구비하지 않는 구성이어도 된다.
또, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치 (100) 에서는, 빔 스플리터 (40) 에 있어서 반사된 광은, 시료대 (90) 에 배치된 대상물 (P) 에 조사되고, 빔 스플리터 (40) 를 투과한 광은, 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사되는 구성이라고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 빔 스플리터 (40) 에 있어서 반사된 광은, 레퍼런스용 부재 (50) 에 조사되고, 빔 스플리터 (40) 를 투과한 광은, 시료대 (90) 에 배치된 대상물 (P) 에 조사되는 구성이어도 된다.
또, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치 (100) 는, 집광 렌즈 (41) 를 구비하는 구성이라고 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 11 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 막두께 측정 장치의 변형예의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11 을 참조하여, 막두께 측정 장치 (102) 는, 막두께 측정 장치 (100) 의 집광 렌즈 (41) 대신에, 요면경 (42) 과, 미러 (43) 와, 반사 대물 렌즈 (44) 를 구비한다.
요면경 (42) 은, 빔 스플리터 (40) 를 투과한 광을 반사시킨다. 미러 (43) 는, 요면경 (42) 에 의해 반사된 광을 반사 대물 렌즈 (44) 를 향하여 반사시킨다. 반사 대물 렌즈 (44) 는, 미러 (43) 에 의해 반사된 광을 집광하여, 시료대 (90) 에 배치된 대상물 (P) 에 조사한다.
막두께 측정 장치 (102) 에 있어서의 측정용 광 경로 (21) 는, 광원 (60) 으로부터 빔 스플리터 (40) 까지의 광로와, 빔 스플리터 (40) 로부터 요면경 (42) 까지의 광로와, 요면경 (42) 으로부터 미러 (43) 까지의 광로와, 미러 (43) 로부터 반사 대물 렌즈 (44) 까지의 광로를 포함한다.
대상물 (P) 로부터의 반사광은, 반사 대물 렌즈 (44), 미러 (43), 요면경 (42) 및 빔 스플리터 (40) 를 통하여 분광기 (70) 에 입사된다.
상기 실시형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타내고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함될 것이 의도된다.
10 : 프로브 (케이싱)
11 : 투광 파이버
12 : 수광 파이버
21 : 측정용 광 경로
22 : 보정용 광 경로
30 : 광 전환부
100, 101, 102 : 막두께 측정 장치

Claims (6)

  1. 광원으로부터의 광을 측정 대상물에 조사하기 위한 측정용 광 경로와,
    상기 광원으로부터의 광을 레퍼런스용 부재에 조사하기 위한 보정용 광 경로와,
    상기 측정 대상물로부터의 반사광 및 상기 레퍼런스용 부재로부터의 반사광을 선택적으로 분광기로 유도하는 광 전환부를 구비하는, 막두께 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정용 광 경로, 상기 보정용 광 경로 및 상기 광 전환부는, 케이싱의 내부에 형성되어 있고,
    상기 막두께 측정 장치는, 추가로,
    상기 케이싱의 외부에 형성된 상기 광원으로부터의 광을 상기 케이싱으로 유도하는 투광 파이버, 그리고 상기 측정 대상물로부터의 반사광 및 상기 레퍼런스용 부재로부터의 반사광 중 상기 광 전환부에 의해 유도된 반사광을 상기 케이싱의 외부에 형성된 상기 분광기로 유도하는 수광 파이버 중 적어도 어느 일방을 구비하는, 막두께 측정 장치.
  3. 광원으로부터의 광을 측정 대상물에 조사하기 위한 측정용 광 경로와, 상기 광원으로부터의 광을 레퍼런스용 부재에 조사하기 위한 보정용 광 경로를 구비하는 막두께 측정 장치를 사용한 막두께 측정 방법으로서,
    상기 측정용 광 경로를 통하여 상기 측정 대상물에 조사되는 광의 반사광을 분광기로 선택적으로 유도함으로써 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝과,
    상기 보정용 광 경로를 통하여 상기 레퍼런스용 부재에 조사되는 광의 반사광을 상기 분광기로 선택적으로 유도함으로써 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝과,
    상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼 및 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼에 기초하여, 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝을 포함하는, 막두께 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝을 정기적 또는 부정기적으로 실시하여,
    상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝에 있어서는, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼인 제 1 레퍼런스 스펙트럼을 생성하고,
    상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝에 있어서는, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼의 생성 타이밍의 직전 또는 직후의 생성 타이밍에 있어서 생성된 상기 제 1 레퍼런스 스펙트럼으로 나눔으로써 상기 측정 대상물의 반사율 스펙트럼을 산출하고, 산출된 상기 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는, 막두께 측정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝을 정기적 또는 부정기적으로 실시하여,
    상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝에 있어서는, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼인 제 1 레퍼런스 스펙트럼을 생성하고,
    상기 막두께 측정 방법은, 추가로,
    시료대에 반사판이 배치된 상태에서, 상기 측정용 광 경로를 통하여 상기 반사판에 조사되는 광의 반사광을 분광기로 선택적으로 유도함으로써 상기 반사판의 반사광의 스펙트럼을 생성함과 함께, 상기 보정용 광 경로를 통하여 상기 레퍼런스용 부재에 조사되는 광의 반사광을 상기 분광기로 선택적으로 유도함으로써 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼인 제 2 레퍼런스 스펙트럼을 생성하는 스텝을 포함하고,
    상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝에 있어서는, 상기 반사판의 반사광의 스펙트럼과, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼의 생성 타이밍의 직전 또는 직후의 생성 타이밍에 있어서 생성된 상기 제 1 레퍼런스 스펙트럼의 곱을 상기 제 2 레퍼런스 스펙트럼으로 나눔으로써 가상 기준 스펙트럼을 산출하고, 상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을 상기 가상 기준 스펙트럼으로 나눔으로써 상기 측정 대상물의 반사율 스펙트럼을 산출하고, 산출된 상기 반사율 스펙트럼에 기초하여, 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는, 막두께 측정 방법.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정용 광 경로 및 상기 보정용 광 경로는, 케이싱의 내부에 형성되어 있고,
    상기 분광기 및 상기 광원의 적어도 어느 일방은 상기 케이싱의 외부에 형성되어 있고,
    상기 막두께 측정 방법은,
    상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝과, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝을 포함하고, 상기 측정 대상물에 있어서의 제 1 측정 위치에 광을 조사함으로써 상기 제 1 측정 위치에 있어서의 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝과,
    상기 측정 대상물의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝과, 상기 레퍼런스용 부재의 반사광의 스펙트럼을 생성하는 스텝을 포함하고, 상기 측정 대상물에 있어서의, 상기 제 1 측정 위치와는 상이한 위치인 제 2 측정 위치에 광을 조사함으로써 상기 제 2 측정 위치에 있어서의 상기 측정 대상물의 두께를 산출하는 스텝을 포함하는, 막두께 측정 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002039955A (ja) 2000-07-28 2002-02-06 Otsuka Denshi Co Ltd 光学自動測定方法
JP2002048730A (ja) 2000-08-01 2002-02-15 Otsuka Denshi Co Ltd 光学自動測定方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0933222A (ja) * 1995-07-18 1997-02-07 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 膜厚測定装置
JP2001296108A (ja) * 2000-04-18 2001-10-26 Sharp Corp 測定試料解析装置および方法
WO2002010717A2 (en) 2000-07-28 2002-02-07 Otsuka Electronics Co., Ltd. Automatic optical measurement method
JP2002277218A (ja) * 2001-03-22 2002-09-25 Sharp Corp 膜厚測定装置およびその方法
US7324214B2 (en) * 2003-03-06 2008-01-29 Zygo Corporation Interferometer and method for measuring characteristics of optically unresolved surface features
JP2006030070A (ja) * 2004-07-20 2006-02-02 Opto One Kk 膜厚検査装置
JP2012220359A (ja) * 2011-04-11 2012-11-12 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置に用いられるプロセスモニター装置、プロセスモニター方法、および基板処理装置
DE102011051146B3 (de) * 2011-06-17 2012-10-04 Precitec Optronik Gmbh Prüfverfahren zum Prüfen einer Verbindungsschicht zwischen waferförmigen Proben
FR2988476B1 (fr) * 2012-03-20 2015-06-26 Eads Europ Aeronautic Defence Procede et dispositif de controle d'un materiau composite par ultrasons laser
KR102294883B1 (ko) * 2015-05-27 2021-08-30 세메스 주식회사 박막 두께 측정 센서

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002039955A (ja) 2000-07-28 2002-02-06 Otsuka Denshi Co Ltd 光学自動測定方法
JP2002048730A (ja) 2000-08-01 2002-02-15 Otsuka Denshi Co Ltd 光学自動測定方法

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