KR950006425A

KR950006425A - 다층막시료의 막두께를 측정하는 방법

Info

Publication number: KR950006425A
Application number: KR1019940019994A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 호리에
Original assignee: 이시다 아키라; 다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1994-08-13
Publication date: 1995-03-21
Also published as: EP0639753A3; DE69408608D1; KR0128993B1; US5440141A; EP0639753B1; DE69408608T2; JP2840181B2; JPH0755435A; EP0639753A2

Abstract

제2파장역에 대한 분관반사율비가 얻어지고 퓨리에 변환은 주파수 변환 스펙트럼을 형성한다. 파워스펙트럼이 실리콘막에 의해 간섭으로 나타내는 피크와 같게 주파수 변환 스펙트럼으로부터 얻어진다. 실리콘막의 막두께의 개산치(d2')는 피크위치에 의거해서 구해진다. 로패스휠터링된 후, 주파수 변환 스펙트럼은 분광반사율을 구하는 역퓨리어 변환된다.

분광반사율에서, 실리콘층 상에 형성된 두께(d3)에 단하나의 투광막이 형성된 이론 분광반사율을 뺀다. 그 후, 실리콘 산화막의 두께의 개산치(d1')가 배어져 얻어진 분광반사율로부터 구해진다.

Description

다층막시료의 막두께를 측정하는 방법

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

제1도는 본 발명에 관한 다층막시료의 막두께 측정방법이 적용된 막두께 측정장치를 나타내는 도면.

제2도는 본 발명에 관한 다층막시료의 막두께 측정방법의 일실시예를 나타내는 플로워차트.

제3도는 다층막시료의 분광반사 비율을 실측하는 공정을 나타내는 플로워 차트.

제4도는 제3도에 나타난 스텝에서 분광반사비율을 나타내는 도면.

제5도는 실리콘 산화막의 막두께(d3)을 구하는 계산 스텝을 나타내는 플로워 차트.

제6도는 실측 반사율에 의거해서 실리콘막의 막두께의 개산치(槪算値)(d2')를 구하는 계산 스텝을 나타내는 플로워 차트.

제7도는 파워스펙트럼의 일실시예를 나타내는 도면.

제8도는 로패스휠터를 이용해서 실리콘 산화막의 막두께의 개산치(d1')를 구하는 계산스텝을 나타내는 플러워 차트.

제9도는 로패스휠터 처리를 설명하기 위한 도면.

제10도는 실리콘 산화막의 막두께의 개산치(d1')를 구비하는 방법을 설명하기 위한 도면.

제11도는 편차량이 최소로 되는 막두께의 조합(d1,d2)을 구하기 위한 계산 스텝을 나타내는 플로워 차트.

제12도는 최소 2승법에 의해 2차 곡면근사를 이용한 막두께를(d1,d2)를 구하는 계산스텝을 나타내는 플로워 차트.

제13도와 제14도는 본 발명에 관한 막두께의 측정방법의 다른 실시예를 나타내는 플로워 차트.

제15도와 제16도는 본 발명의 배경으로 되는 다층막시료를 나타내는 단면도이다.

Claims

기체와 투광절연막과 실리콘막으로 구성된 SOI기판상에 투광막을 배열하여 형성된 다층막시료의 상기 투광절연막, 상기 실리콘막 및 상기 투광막의 막두께(d1,d2,d3)를 각각 측정하는 방법에 있어서, 상기 다층막시료에, 자외선 파장영역인 1파장영역 및 자외선보다 장파장측의 제2파장 영역의 광을 조사해서, 분광반사율을 실측하는 제1스텝과, 상기 제1파장영역의 실측분광반사율에서 상기 투광막의 막두께(d3)를 연산하는 제2스텝과, 상기 제2파장영역의 실측분광방사율에서 등 파수(wave unmber)간격으로 각 파수에 대한 반사율을 각각 연산하고, 주파수를 연산된 반사율로 변환을 행하는 것에 의해 주파수 변환 스펙트럼을 구하는 제3스텝과, 파워 스펙트럼에서 상기 실리콘막의 간섭에 의한 피크를 구하는 주파수 변환 스펙트럼에서 상기 파워스펙트럼을 얻고, 그 피크위치와 그 파수공간에서의 실리콘의 평균굴절율에 의거해서 상기 실리콘막의 막두께의 개산치(d2')를 연산하는 제4스텝과, 상기 주파수 변환스펙트럼 중 일정의 실효광로길이 이상의 주기성분을 로패스 휠터링을 행해서 제거함으로써 휠터된 주파수 변환스펙트럼을 얻은 후, 상기 휠터된 주파수 변환 스펙트럼에서 같은 파장간격에서 파장들에 대한 중간 분광반사율을 연산하고 이어, 막두께(d3)의 상기 투광막만이 실리콘층에 형성된 때의 이론적인 분광반사율을 형성하고, 중간 분광 반사율에서 이론 분광 반사율을 빼어서 제2파장영역의 최종 분광 반사율을 얻은 후, 최종 분광반사율에서 상기 투광절연막의 막두께의 개산치(d1')를 연산하는 제5스텝과, 상기 투광절연막 및 상기 실리콘막의 막두께(d1,d2)를 각각 상기 개산치(d1', d2')를 중심치로 하여 일정의 비율로 변화시키면서, 막두께(d1, d2, d3)에 대한 이론적인 분광반사율과 실측분광반사율 사이의 편차량을 연산해서, 제2스텝에서 구해진 값의 막두께(d3)를 최소편차량으로 갖도록 조합(d1, d2)를 구하는 제6스텝, 상기 제6스텝에서 구해진 상기 조합(d1, d2)의 막두께(d1, d2)에 대하여 비선형 최적화법을 적용하여, 상기 투명절연막과 상기 실리콘막의 막두께로서의 최종 막두께(d1, d2)를 판정하는 제7스텝을 구비하는 다층막시료의 막두께 측정방법.
제1항에 있어서, 상기 투광절연막의 막두께(d1, d2)의 각각을 소정량 만큼 증감시키는 것에 의해 임시로 다른 6점 이상의 막두께의 조합(d1, d2, d3)을 설정함과 동시에, 상기 6점 이상의 조합에 대해 이론 분광반사율과 상기 실측 분광반사율과의 편차량을 연산한 후, 이들의 편차량에 대해서 최소 2승법에 의해 2차 곡면근사를 행하고, 얻어진 2차 곡면함수에 의해서, 편차량이 최소로 되는 막두께(d1, d2)를 상기 투광절연막과 상기 실리콘막의 막두께로서 구하는 제8스텝을 더 구비하고, 상기 제1스텝에서 연산된 실측분광반사율과 상기 제2스텝에서 연산된 두께(d3)와 상기 제8스텝에서 연산된 두께(d1, d2)에 대한 이론반사율 사이에서 편차량이 일정치보다 적게 될 때까지 상기 제8스텝을 반복하는 다층막시료의 막두께 측정방법.
제1항에 있어서, 상기 비선형 최적화 방법은 가우스·뉴톤방법인 다층막 시료의 막두께 측정방법.
기체와, 투광절연막과, 실리콘막을 구비하는 SOI기판상에 제1 및 제2투광막의 순서로 제1 및 제2투광막을 적층함으로서 형성된 다층막시료의 상기 투광절연막, 상기 실리콘막, 상기 제1투광막 및 상기 제2투광막의 막두께(d1, d2, d3, d4)를 각각 측정하는 방법에 있어서, 상기 다층막 시료에 제1 및 제2파장영역의 광을 조사하여 분광반사율, 자외선 영역인 상기 제1파장영역, 자외선 영역보다 긴 파장을 포함하는 상기 제2파장영역을 실측하는 제1스텝과, 상기 제1파장영역의 실측 분광 분사율에서, 상기 제1 및 제2투광막의 실효광로길이의 총화를 연산하여, 막두께(d3, d4)의 최대치(d3MAX, d4MAX)를 각각 구한후, 막두께(d1, d2)를 모두 0으로 가정함과 동시에, 상기 막두께(d3, d4)를 각각 0에서 상기 최대치(d3MAX, d4MAX)까지의 사이에서 일정한 비율로 변화시키면서, 막두께(d1, d2, d3, d4)에서의 이론 분광반사율과 상기 실측분광반사율과의 편차량을 연산하여, 그 편차량이 최소로 되는 조합(d3, d4)를 구하고, 또 그 조합에 대해, 비선형 최적화법을 적용해서, 상기 제1 및 제2의 투광막의 두께로서 상기 막 두께(d3, d4)를 최종으로 구하는 제2스텝과, 상기 제2파장영역의 실측분광반사율에서, 등파수간격에서 각 파수에 대한 반사율을 각각 연산하고, 그 연산반사율을 주파수 변환함으로써 주파수 변환 스펙트럼을 구하는 제3스텝과, 파워 스펙트럼에서 상기 실리콘막의 간섭에 의한 피크를 구하고, 그 피크위치와 그파수공간에서의 실리콘의 평균 굴절율에 의거해서 상기 실리콘막의 막두깨의 개산치(d2')를 연산하는 제4스텝과, 상기 주파수 변환 스펙트럼 중 일정의 실효광로 길이 이상의 주기 성분을 제거하는 로패스휠터링을 행해서 휠터된 주파수변환 스펙트럼을 얻은 후, 상기 휠터된 주파수 변환 스펙트럼에서 등파장간격으로 각 파장에 대한 중간 분광반사율을 연산하여 실리콘 층상에 상기 투명막두께(d3)만이 형성될 때 상기 제2스텝에서 계산된 값(d3)의 두께의 이론분광반사율을 형성한 후, 중간 분광반사율에서 이론 분광반사율을 빼엇, 제2파장영역의 최종 분광반사율을 얻고, 이어 최종 분공반사율에서 상기 투광절연막의 두께의 개산치(d1')를 연산하느 제5스텝과, 막두께(d1, d2)를 각각 상기 개산치(d1', d2')를 중심치로 해서 일정의 비율로 변화시키면서, 막두께(d1, d2, d3, d4)에 대해 이론 분광반사율과 상기 실측 분광반사율과의 편차량을 연간하여, 그 편차량이 최소로 되는 막두께의 조합(d1, d2)을 구하는 제6스텝과, 상기 제6스텝에서 구해진 상기 조합(d1, d2)의 막두께(d1, d2)에 대해, 비선형 최적화법을 적용해서, 상기 투광절연막 및 상기 실리콘막의 상기 막두께(d1, d2)를 최종으로 구하는 제7스텝으로 구성되는 다층막시료의 막두께 측정방법.
제4항에 있어서, 상기 막두께(d3, d4)를 모두 0으로 가정함과 동시에, 상기 막두께(d3, d4)의 각각을 소정량만큼 증감시키는 것에 의해, 다른 6점이상의 막두께의 조합(d1, d2, d3, d4)을 설정함과 동시에, 각 설정막두께에서 이론 분광반사율과 상기 실측 분광반사율과의 편차량을 각각 구한후, 이들의 편차량에 대해서 최소 2승법에 의해 2차 곡면근사를 행하고, 얻어진 2차 곡면함수에서 상기 제1 및 제2투광막의 두께로 하는 편차량이 최소로 되는 막두께(d3, d4)를 구하는 제8스텝을 더 구비하고, 상기 제8스텝은 상기 막두께(d1, d2)가 모두 0으로, 또는 상기 제8스텝에서 연산된 상기 값을 가지는 두께(d3, d4)와 상기 제1스텝에서 연산된 실효 분광반사율에 대한 이론 분광반사율 사이의 편차량이 일정값보다 적게 될 때까지 상기 제2스텝 이후 및 상기 제4스텝 이전에 반복하도록 한 다층막시료의 막두께 측정방법.
제4항에 있어서, 상기 막두께(d1, d2)을 소정량 만큼 증감시킴에 의해, 다른 6점 이상 막두께의 조합(d1, d2, d3)을 설정한 후, 상기 6점 이상 조합에 대한 이론 분광분사율과 실측 분광반사율 사이의 편차량에 대해서 최소2승법에 의해 2차 곡면근사를 행하고, 얻어진 2차 곡면함수에서, 편차량이 최소로 되는 막두께(d1, d2)를 각각 상기 투광절연막 및 상기 실리콘막의 막두께로 구하는 제9스텝을 더 구비하고, 상기 제9스텝에서 구해진 막두께(d1, d2) 및 상기 제2의 공정에서 구해진 막두께(d3, d4)에서의 이론 분광반사율과 상기 제1스텝에서 실측된 상기 실측 분광반사율과의 편차량이 일정치보다 적을 때까지 상기 제9스텝을 반복하는 다층막시료의 막두께의 측정방법.
제4항에 있어서, 상기 비선형 최적화 방법은 가우스·뉴톤방법인 다층막 시료의 막두께 측정방법.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.