TW201315964A - 膜厚量測裝置 - Google Patents

膜厚量測裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201315964A
TW201315964A TW101122586A TW101122586A TW201315964A TW 201315964 A TW201315964 A TW 201315964A TW 101122586 A TW101122586 A TW 101122586A TW 101122586 A TW101122586 A TW 101122586A TW 201315964 A TW201315964 A TW 201315964A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film thickness
measured
light
layer
measurement
Prior art date
Application number
TW101122586A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadayoshi Fujimori
Original Assignee
Otsuka Denshi Kk
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 Otsuka Denshi Kk filed Critical Otsuka Denshi Kk
Publication of TW201315964A publication Critical patent/TW201315964A/zh

Links

Classifications

    • 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
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本發明係一種膜厚量測裝置(100)，其包括：光源(10)、第1光路、第1聚光透鏡、分光量測部(40)、第2光路、第2聚光透鏡及資料處理部(50)。光源照射既定波長範圍的量測光。第1光路將從光源(10)所照射之量測光引導至被量測物。第1聚光透鏡將從第1光路所射出之量測光聚光於被量測物。分光量測部(40)取得反射率或透過率的波長分布特性。第2光路將被量測物所反射的光或透過被量測物的光引導至分光量測部。第2聚光透鏡聚光於第2光路的端部。資料處理部(50)係藉由分析以分光量測部(40)所取得之波長分布特性，求得被量測物的膜厚。

Description

膜厚量測裝置
本發明係有關於一種膜厚量測裝置，更特定而言，係有關於測量在基板上形成至少一層膜之被量測物之膜厚的構成。
近年來，為了使CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)電路等低耗電力化或高速化，被稱為SOI(Silicon On Insulator)的基板構造受到注目。該SOI基板係將SiO2等之絕緣層(BOX層)配置於2片Si(矽)基板之間，而可減少在一方之Si層所形成的PN接合與在另一方的Si層(基板)之間所產生的寄生二極體或浮游電容。
作為這種SOI基板的製造方法，已知一種方法，該方法係將氧化膜形成於矽晶片的表面後，以夾住該氧化膜的方式黏貼別的矽晶片，進而，對形成電路元件之側的矽晶片研磨，而作成既定厚度。
為了依此方式藉研磨步驟控制矽晶片之厚度，需要連續地監視膜厚。作為在這種研磨步驟之膜厚的量測裝置及量測方法，在特開2009-270939號公報(專利文獻1)、特開平05-306910號公報(專利文獻2)及特開平05-308096號公報(專利文獻3)，揭示使用傅立葉變換紅外光分光光度計(FTIR：Fourier Transform Infrared Spectrometer)之量測裝置及量測方法。
又，在特開2003-114107號公報(專利文獻4)，揭示一種作為量測光使用紅外光之光干涉式的膜厚量測裝置。
又，在特開2005-19920號公報(專利文獻5)，揭示一種使用以分散式多頻道分光器所測量之反射頻譜的方法。
又，在特開2002-228420號公報(專利文獻6)，揭示一種量測方法，該方法係向矽薄膜的表面照射於具有0.9μm以上之波長的紅外線，再根據矽薄膜的表面所造成之反射光與矽薄膜的背面所造成之反射光的干涉結果，量測矽薄膜之膜厚。
進而，在特開平10-125634號公報(專利文獻7)，揭示一種量測方法，該方法係使來自紅外線光源的紅外線透過至研磨體，照射於研磨對象物，檢測出其反射光，藉此，測量膜厚。
可是，在特開2009-270939號公報(專利文獻1)所揭示之量測裝置係因為可測量之光的波長受到限制，無法測量膜厚厚的被量測物。又，因為專利文獻1的光學構成係利用在射入聚光透鏡之反射光、與藉聚光透鏡之射出側端面所反射的反射光之間由光路差所造成之光干涉，所以與被量測物之距離(工件距離)或焦點深度受到限制。
在特開平05-306910號公報(專利文獻2)及特開平05-308096號公報(專利文獻3)所揭示之量測方法，只能測量相對預先成為基準的樣品之膜厚的相對值，而無法測量膜厚的絕對值。
又，在特開2003-114107號公報(專利文獻4)，所揭示之量測裝置，對分析方法及量測資料要求高精度，而且作為對象之被量測物是液晶顯示裝置用的彩色濾光器。
進而，在特開2005-19920號公報(專利文獻5)所揭示之量測方法，例如假設折射率是與波長不相依的固定值，並藉自迴歸模型進行週期推測，但是實際的折射率具有波長相依性，而無法排除這種波長相依性所造成之誤差。
又，在特開2002-228420號公報(專利文獻6)所揭示之量測方法，需要將貫穿部形成於量測對象的樣品，所以無法以非破壞連續地測量膜厚。
本發明之目的在於提供一種膜厚量測裝置，該膜厚量測裝置係能以與被量測物之距離不相依的方式高精度地測量被量測物的膜厚。
若依據本發明的某形態，膜厚量測裝置係具有光源、至少一條第1光路、分光量測部、至少一條第2光路、及資料處理部。光源將具有既定波長範圍的量測光照射於將至少一層之膜形成於基板上的被量測物。至少一條第1光路將從光源所照射之量測光引導至被量測物。第1聚光透鏡將從第1光路所射出之量測光聚光於被量測物。分光量測部根據以第1聚光透鏡所聚光之量測光中被被量測物所反射的光或透過被量測物的光，取得反射率或透過率的波長分布特性。至少一條第2光路將被量測物所反射的光或 透過被量測物的光引導至分光量測部。資料處理部將被量測物所反射的光或透過被量測物的光聚光於第2光路的端部。第2光路的端部之第2聚光透鏡，藉由分析以分光量測部所取得之該波長分布特性，求得被量測物的膜厚。
若依據本發明的膜厚量測裝置，能以與被量測物之距離不相依的方式更高精度地測量被量測物的膜厚。
從與附加的圖面相關地理解之關於本發明之如下的詳細說明將明白本發明之上述及其他的目的、特徵、形態及優點。
一面參照圖面，一面詳細說明本發明之實施形態。此外，關於圖中相同或相當部分附加相同的符號，不重複其說明。
(第1實施形態)
<裝置構成>
第1圖係本發明之第1實施形態之膜厚量測裝置100的示意構成圖。本第1實施形態的膜厚量測裝置100係可代表性地測量在單層或積層構造之被量測物(樣品)中之各層的厚度。尤其，本第1實施形態的膜厚量測裝置100適合測量包含膜厚比較厚之層(代表性厚度為2μm~2500μm)之被量測物的膜厚。
具體而言，膜厚量測裝置100係分光式量測裝置，對被量測物照射光，根據該被量測物所反射之反射光的波長 分布特性(以下亦稱為頻譜)，可測量構成被量測物之各層的膜厚。在此，未限定為膜厚量測，亦可測量在各層之(絕對及相對)反射率或分析層構造。此外，亦可使用透過被量測物之光的頻譜(透過光的頻譜)，替代反射光的頻譜。
在本專利說明書，作為被量測物，舉例表示以基板單體或在基板上形成至少一層膜者為對象的情況。作為被量測物之具體例，是Si基板、玻璃基板、藍寶石基板等之比較厚的基板單體、或如SOI(Silicon On Insulator)基板之積層構造的基板等。尤其，本第1實施形態的膜厚量測裝置100適合測量切削或研磨後之Si基板的膜厚、SOI基板之Si層(活化層)的膜厚、在化學機械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)加工步驟之PET(Polyethylene terephthalate)或TAC(Triacetylcellulose)的膜厚及基材厚度等。
尤其，根據本第1實施形態的膜厚量測裝置100係對被量測物之光學特性的量測所使用之量測光及被量測物所反射之光，使用Y型單模式光纖與聚光光學偵測器，同時實現光學特性之量測精度的提高與對被量測物之對焦的容易化。
參照第1圖，膜厚量測裝置100具有量測用光源10、光纖20、聚光光學偵測器30、分光量測部40及資料處理部50。
量測用光源10係產生在被量測物之光學特性的量測所使用之量測光的光源，並由ASE(Amplified Spontaneous Emission)光源所構成。此外，量測用光源10係在測量特定厚度之膜厚的情況，亦可是SLD(Super Luminescent Diode)光源。而且，量測用光源10所產生之量測光包含對被量測物之光學特性之量測範圍(1540nm~1610nm)的波長。尤其，在本第1實施形態的膜厚量測裝置100，想到鹵素光源，但是因為使用Y型單模式光纖的光纖20，所以需要光量更強的光源。進而，可利用在特開2009-270939號公報(專利文獻1)所揭示之光學式位移計所使用的SLD光源，但是因為在本量測方法(分光干涉方式)，SLD光源所具有之可干涉(coherent)性，在光纖之彎曲或與分光量測部40的連接部分等，被確認本來應測量之分光干涉以外之虛擬干涉的情況多，所以不適合測量泛用的膜厚(測量特定之膜厚的情況除外)。
光纖20係以被量測物之光軸方向成為彼此平行的方式形成2條單模式光纖的Y型光纖(Y型單模式光纖)。光纖20所使用之單模式光纖係芯徑9μm、有效波長區域1460nm~1620nm(光通訊用CL帶寬)，傳送損失=0.5dB/km以下(在波長1550nm)。因此，光纖20係與膜厚量測裝置100之分光量測部40的波長範圍一致，進而與所使用之量測用光源10的波長範圍亦一致。此外，光纖20亦可未限定為單模式光纖，而是多模式光纖。又，亦可準備2束複數條單模式光纖束，形成Y型光纖。
在將來自光纖20的光直接照射於被量測物的情況，若使從光纖20之端部至被量測物的距離WD(work distance) 變短(約10mm以下)，係可測量膜厚。可是，從光纖20之9μm的芯徑所射出之光因光纖20的孔徑角度而擴大後，照射於被量測物。因此，以9μm之芯徑的光纖20接受被量測物所反射之光時，可受光的光量很少，因為S/N比變差，所以分光量測部40的量測精度降低。又，在受光部使用光纖20的情況，若考慮被量測物之表面的粗燥度、或被量測物之結晶狀態等，照射於被量測物之光點儘量小較佳。
聚光光學偵測器30係為了解決該問題所使用，將聚光透鏡31設置於被量測物的表面與光纖20的端部之間。聚光透鏡31係使從光纖20之端部所射出的光聚光於被量測物的表面，而使光點變小。此外，聚光光學偵測器30係為了測量被量測物的膜厚，而在射入聚光透鏡31之被量測物的反射光與藉聚光透鏡31之射出側端面所反射之反射光之間不利用由光路差所造成之光之干涉的構成，因此，聚光光學偵測器30可藉由調整光纖20之端部與聚光透鏡31的距離WD2，而變更與被量測物的距離WD1。
第2A圖、第2B圖係說明本發明之第1實施形態之聚光光學偵測器30與被量測物之距離的示意圖。第2A圖係聚光光學偵測器30與被量測物之距離WD1為10mm之情況的示意圖，第2B圖係聚光光學偵測器30與被量測物之距離WD1為150mm之情況的示意圖。因此，膜厚量測裝置100係藉由具有聚光光學偵測器30，能以更高精度測量被量測物的膜厚，和聚光光學偵測器30與被量測物之距離WD1不相依。此外，第2A圖、第2B圖所示之聚光光學偵測器30 與被量測物的距離WD1係列舉，未限定為10mm~150mm。
又，第3A圖~第3C圖係用以說明本發明之第1實施形態的聚光光學偵測器30之原理的示意圖。第3A圖係圖示未設置聚光光學偵測器30，而從光纖20對被量測物直接照射量測光的情況。從第3A圖得知，從光纖20所射出的光因光纖20的孔徑角度而擴大，被被量測物反射後更擴大。因此，在第3A圖的情況，被量測物所反射之光的範圍301中，能以光纖20受光之光的範圍302變小。
第3B圖係圖示設置聚光光學偵測器30，而從光纖20將量測光聚光後，照射於被量測物的情況。從第3B圖得知，從光纖20所射出的光可藉聚光透鏡31抑制擴大。因此，在第3B圖的情況，照射於被量測物之光的範圍303中，能以光纖20受光之光的範圍304變大。因此，膜厚量測裝置100係藉由具有聚光光學偵測器30，因為可高效率地接受被量測物所反射之光，改善S/N比，所以分光量測部40的量測精度變高。
聚光光學偵測器30係即使相對於照射於被量測物之光的範圍303，能以光纖20受光之光的範圍304某程度地一致，亦因為光纖20的芯徑小至9μm，所以需要調整聚光透鏡31之位置的調整機構32(第1圖)。調整機構32係為了藉光纖20射入被量測物所反射之光，而首先在Z軸方向決定焦點後，接著在XY軸方向決定聚光透鏡31的位置。
第3C圖係圖示以調整機構32所調整之聚光透鏡31的位置。如第3C圖所示，調整機構32在Z方向(聚光透鏡 31a)、XY軸方向(聚光透鏡31b)調整聚光透鏡31，而使能以光纖20受光之光的範圍304與照射於被量測物之光的範圍303更一致。藉此，膜厚量測裝置100係藉由具有聚光光學偵測器30而可高效率地接受被量測物所反射之光。
此外，若能以聚光光學偵測器30調整成在被量測物的表面成為完全焦點位置，則可進行被量測物之理想的膜厚量測，但是亦有因被量測物之表面的粗燥度、或被量測物之結晶狀態等而無法成為完全焦點位置的情況。可是，膜厚量測裝置100係若使入射光的點與從聚光光學偵測器30所射出之光的點大致一致，9μm之芯徑的光纖20發揮針孔的作用，而可進行被量測物之膜厚量測。
分光量測部40係測量通過光纖20之9μm的芯徑之量測反射光的頻譜，並向資料處理部50輸出該量測結果。更詳細說明之，分光量測部40係包含繞射光柵(grating)41、檢測部42、截止濾波器43及快門44。
截止濾波器43、快門44及繞射光柵41配置於光軸AX1上。截止濾波器43係用以限制通過針孔後射入分光量測部40之量測反射光所含的量測範圍外之波長成分的光學濾波器，尤其遮斷量測範圍外之波長成分。快門44係在重設檢測部42時等，為了遮斷入射檢測部42的光所使用。快門44係代表性上由藉電磁力所驅動之機械式快門所構成。
繞射光柵41係將所射入之量測反射光分光後，向檢測部42引導各分光波。具體而言，繞射光柵41係反射式繞射光柵，並構成為每既定波長間隔在對應之各方向反射繞 射波。量測反射波射入具有這種構成的繞射光柵41時，所含的各波長成分係在對應的方向被反射後，射入檢測部42的既定檢測區域。此外，該波長間隔相當於在分光量測部40的波長解析度。繞射光柵41係代表上由平焦點型球面光柵所構成。
檢測部42係為了測量被量測物的反射率頻譜，而輸出與以繞射光柵41所分光的量測反射光所含之各波長成分的光強度對應之電性信號。檢測部42由在紅色光帶寬具有靈敏度的InGaAs陣列等所構成。
此外，繞射光柵檢測部42係因應於光學特性之波長量測範圍及量測波長間隔等適當地設計。
資料處理部50係藉由對由檢測部42所取得之反射率頻譜進行各種資料處理(代表性為FFT(Fast Fourier Transform：高速傅立葉變換)處理、最大熵法(Maximum Entropy Method；以下亦稱為「MEM」。)處理、或雜訊濾除處理)，量測構成被量測物之各層的膜厚。進而，資料處理部50亦可分析被量測物之各層的反射率或層構造。此外，關於這種處理的細節將後述。而且，資料處理部50輸出以所測量之被量測物的膜厚為首的光學特性。
<反射光的分析性檢討>
首先，關於在將量測光照射於被量測物的情況所觀測的反射光，進行數學性及物理性檢討。
第4圖係表示本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100之作為量測對象的被量測物OBJ之剖面模式圖的一例。
參照第4圖，作為被量測物OBJ的代表例，想到SOI基板。即，被量測物OBJ具有將SiO2層(BOX層)2配置於Si層1與基底Si層3(基板層)之間的3層構造。而且，來自膜厚量測裝置100的照射光從紙面上側射入被量測物OBJ。即，量測光最初射入Si層1。
為了易於理解，思考射入被量測物OBJ的量測光為在Si層1與SiO2層2的界面反射所產生之反射光。在以下的說明，使用下標i，表達各層。即，空氣或真空等的周圍氣體層的下標為「0」，被量測物OBJ之Si層1的下標為「1」，SiO2層2的下標為「2」。又，各層中的折射率使用下標i，以折射率ni表示。
因為在具有彼此相異之折射率ni之層的界面產生光的反射，所以在折射率相異之i層與i+1層的界面之P偏光成分及S偏光成分的振幅反射率(Fresnel係數)r(P) i,i+1、r(S) i,i+1係可如下式所示表示。
在此，ψi係在i層的入射角。該入射角ψi係根據如下式所示之Snell定律，可從在最上層之周圍氣體層(0層)的入射角計算。
N0sinψ0=Nisinψi
在具有光可干涉之膜厚的層內，以上式所表達之反射率所反射的光在層內一再地往復。因此，在與相鄰之層的界面直接反射之光與在層內多重反射後的光之間，因為其光路長度相異，所以相位彼此相異，而在Si層1的表面發生光的干涉，為了表示這種在各層內之光的干涉效果，若引入在i層之層內之光的相位角βi，可如下式所示表示。
在此，di係表示i層的膜厚，λ表示入射光的波長。
為了單純化，在光垂直地照射於被量測物OBJ的情況，即，若設入射角ψi=0，則無P偏光與S偏光的區別，在各層間之界面的振幅反射率及薄膜的相位角β1係如下式所示。
進而，第4圖所示之3層系之被量測物OBJ的反射率R係如下式所示。
[數學式4]
在上式，考慮關於相位角β1的頻率變換(傅立葉變換)，係相位因數(Phase Factor)的cos2β1係相對反射率R為非線性。因此，對該相位因數cos2β1進行成為具有線性之函數的變換。例如，如下式所示變換該反射率R，並定義是獨自之變數的「傳播數變換反射率」R’。
其中，係光(電磁波)在物質中，即層內傳播時的傳播數K(propagation number)。
該傳播數變換反射率R’成為對相位因數cos2β1的一次式，而具有線性。在此，式中的Ra係在傳播數變換反射率R’的截距，Rb係在傳播數變換反射率R’的斜率。即，該傳播數變換反射率R’係用以對頻率變換成之相位因數cos2β1使在各波長之反射率R的值線性化的函數。此外，作為這種對相位因數cos2β1線性化的函數，亦可使用1/(1-R)之函數。
因此，作為對象之Si層1內的傳播數K1係可如下式所示定義。
在此，將在Si層1內之波長λ的光速設為s，將真空中之波長λ的光速設為c時，以折射率n1=c/s表示。又，藉在Si層1內在x方向行進之光所產生的電磁波E(x,t)係使用傳播數K1、角頻率ω、相位δ，以E(x,t)=E0exp[j(ωt-K1x+δ)]表示。即，Si層1內之電磁波的傳播特性與傳播數K1相依。從這些關係，得知因為在真空中具有波長λ的光在層內的光速降低，所以波長亦從λ增長至λ/n1。考慮這種波長分散現象，如下式所示定義傳播數變換反射率R’。
[數學式7]R'(K 1)=R a +R b cos 2K 1 d 1從該關係，將傳播數變換反射率R’對傳播數K進行頻率變換(傅立葉變換)時，在相當於膜厚d1的週期成分顯現波峰，藉由特定該波峰位置，可算出膜厚d1。
即，將從被量測物OBJ所測量之反射率頻譜與在各波長之反射率的對應關係變換成從各波長所算出之傳播數與根據上述的關係式所算出之傳播數變換反射率R’的對應關係(傳播數分布特性)，並將包含該傳播數K之傳播數變換反射率R’的函數對傳播數K進行頻率變換，再根據在該頻率變換後之特性所顯現的波峰，可算出構成被量測物OBJ之Si層1的膜厚。這意指在取得傳播數分布特性所含之各傳播數成分的振幅值後，根據其中振幅值大的傳播數成分，算出Si層1的膜厚。此外，如後述所示，作為從傳 播數分布特性分析振幅值大之傳播數成分的方法，可採用使用FFT等之離散性傅立葉變換的方法、與使用最佳化處理(最大熵法(MEM)等)之方法的任一種。
在傳播數變換反射率R’的定義，Ra及Rb係與在層內之干涉現象無關的值，但是包含Si層1之折射率ni之在各層間之界面的振幅反射率相依。因此，在折射率ni具有波長分散的情況，該值成為與波長(即，傳播數K)相依的函數值，關於傳播數K，不會成為定值，因此，以表示傅立葉變換，分別將是以傳播數K對R’、Ra、Rb、cos2K1d1進行傅立葉變換後之函數的功率頻譜設為P、Pa、Pb、F時，下式成立。
其中，*表示迴旋(convolution)運算。
因為式中之Pa之與膜厚相依的成分比較小，而且與功率頻譜F具有獨立的波峰，所以不會影響功率頻譜F。
另一方面，因為式中之Pb係與功率頻譜F進行迴旋運算，所以在Pb中之膜厚成分對功率頻譜F的膜厚成分施加調變。可是，Pb係與層內之干涉現象無關，因為僅相鄰之2個層中之折射率的波長相依性受到影響，所以對傳播數K之Pb的膜厚成分就比F的膜厚成分小至可忽略的程度。例如，Rb是膜厚q的週期函數，其傅立葉變換後的Pb藉迴旋運算對功率頻譜F之膜厚d的成分施加調變時，作為頻譜所顯現的波峰為「d-q」或「d+q」，但是因為q值很小， 所以對波峰位置之膜厚d的影響小。
進而，在進行傅立葉變換時，如後述所示，考慮量測對象層的最厚膜厚，根據倪奎士(Nyquist)的取樣原理，以適當的取樣間隔及取樣數對傳播數變換反射率R’進行取樣。依此方式，相對根據取樣之傳播數變換反射率R’所算出之功率頻譜的膜厚解析度r，Pb之膜厚q的膜厚成分更小的可能性高(q<r)，可說對膜厚d的量測結果幾乎無影響。
依此方式，將所算出之反射率頻譜變換成對考慮到在薄膜的波長分散之傳播數的函數後，進行傅立葉變換，藉此，可正確地算出薄膜的膜厚。
此外，在上述的說明，舉例表示使用反射率頻譜的情況，但是亦可使用透過率頻譜。在此情況，將所測量之透過率設為T、將「傳播數變換透過率」設為T’時，以以下所示的關係式表示。
在使用透過率頻譜的情況，透過率T亦對相位因數cos2β1成為非線性。因此，由於與上述相同的理由，對相位因數cos2β1採用具有線性之傳播數變換透過率T’，若依據上式，傳播數變換透過率T’係對相位因數cos2β1成為一次式，按照與上述相同的步驟，可正確地算出薄膜的膜厚。即，該傳播數變換透過率T’係用以對與頻率變 換相關的相位因數cos2β1使在各波長之透過率T的值線性化的函數。
再次參照第4圖，考慮在SiO2層2與基底Si層3的界面反射所產生之反射光。若將Si層1的折射率設為n1、將膜厚設為d1、將SiO2層2的折射率設為n2、將膜厚設為d2，則傳播數變換反射率R’係如下式所示表示。
[數學式10]R'=R a +R b cos 2K 1 d 1+R c cos 2K 2 d 2+R d cos 2(K 1 d 1+K 2 d 2)+R e cos 2(K 1 d 1-K 2 d 2)
其中，、。
在此，在分開地算出Si層1之膜厚d1及SiO2層2之膜厚d2的情況，使用以傳播數K1、K2分別變換後的傳播數變換反射率R1’(K1)、R2’(K2)。具體而言，如下式所示表示。
其中，、。
在這些數學式中，d1’及d2’不是正確的膜厚，但是可從相當於傳播數變換反射率R1’(K1)的第2項之功率頻譜中的波峰求得本來的膜厚d1，而且可從相當於傳播數變 換反射率R2’(K2)的第3項之功率頻譜中的波峰求得本來的膜厚d2。
此外，實際上，Si層1及SiO2層2係其折射率近似，在兩者之界面的反射率常比在其他的界面的反射率相對地小。結果，和傳播數變換反射率之函數所含的Rb及Rd相比，Rc的值變小，從功率頻譜，難識別相當於傳播數變換反射率R2’(K2)的第3項之波峰的情況亦多。在這種情況，算出相當於傳播數變換反射率R2’(K2)的第4項之功率頻譜之波峰位置的膜厚(d1’+d2)與相當於傳播數變換反射率R2’(K2)的第2項之功率頻譜之波峰位置的膜厚(d1’)後，取兩者的差，藉此，可算出膜厚d2。
<關於波長範圍及波長解析度>
第5A圖~第5C圖係表示使用本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100測量SOI基板的情況之量測結果的圖。此外，在第5A圖~第5C圖，作為量測光，表示使用波長範圍是900~1600nm的情況(第5A圖)、及使用波長範圍是1340~1600nm之情況(第5B圖)的量測例。此外，因應於量測波長，對繞射光柵41選擇具有適當之特性者，在反射光所射入之檢測部42(第1圖)的檢測點數(檢測頻道數)都相同(例如，512個頻道)。換言之，波長範圍愈窄，平均一個檢測點的波長間隔(即，波長解析度)變小。
若依據上述的分析性檢討，所測量之反射率係應相對波長成週期性變化。
在第5A圖所示的量測結果，雖然觀察到反射率相對波 長成週期性變化的徵兆，但是未得到足以測量膜厚的精度。
相對地，在第5B圖所示的量測結果，反射率的波峰及波谷明顯地顯現，關於反射率的變化週期亦可測量。第5C圖係表示將第5B圖所示的量測結果(反射率頻譜)變換成上述之傳播數變換反射率R’的函數後，對傳播數K進行頻率變換的結果。可將與在該第5C圖顯現之主波峰對應的值決定為Si層1的膜厚。
進而，在第6A圖、第6B圖及第7A圖、第7B圖，表示SOI基板之別的量測結果。
第6A圖、第6B圖係表示使用本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100測量SOI基板之別的量測結果的圖。在第6A圖、第6B圖，表示Si層1的膜厚是10.0μm(設計值)，SiO2層2的膜厚是0.3μm(設計值)之情況的量測例。又，在第6A圖，表示使用具有可見光帶寬(330~1100nm)之波長成分之量測光的情況，在第6B圖，表示使用具有紅外光帶寬(900~1600nm)之波長成分之量測光的情況。此外，如上述所示，在檢測部42(第1圖)的檢測點數(檢測頻道數)都相同。
如第6A圖所示，得知在使用具有可見光帶寬之波長成分之量測光的情況，在比約860nm長之波長區域，雖然反射率顯示週期性舉動，但是在比其短的可見光帶寬，未發生有意義的週期性變化。相對地，如第6B圖所示，得知在使用具有紅外光帶寬之波長成分之量測光的情況，反射率的週期性變化有意義地顯現。
又，第7A圖、第7B圖係表示使用本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100測量SOI基板之另外的量測結果的圖。在第7A圖、第7B圖，表示Si層1的膜厚是80.0μm(設計值)，SiO2層2的膜厚是0.1μm(設計值)之情況的量測例。又，在第7A圖，表示使用具有紅外光帶寬(900~1600nm)之波長成分之量測光的情況，在第7B圖，表示使用具有更窄之紅外光帶寬(1470~1600nm)之波長成分之量測光的情況。此外，如上述所示，在檢測部42(第1圖)的檢測點數(檢測頻道數)都相同。
如第7A圖所示，得知在使用具有紅外光帶寬之波長成分之量測光的情況，在所測量之反射率未顯現有意義的週期性變化。相對地，如第7B圖所示，得知在使用具有更窄之紅外光帶寬之波長成分之量測光的情況，反射率的週期性變化有意義地顯現。
若依據以上的量測例，可說為了以高精度測量具有比較厚之層的膜厚，需要適當地設定量測光的波長範圍及波長解析度。這是由於是利用在層內之光干涉現象的量測方法、及藉檢測部42之反射光的波長解析度係有限，根據如以下所說明的步驟，設定適當之量測光的波長較佳。
在以下的檢討，將膜厚量測範圍的下限值設為dmin，並將膜厚量測範圍的上限值設為dmax。又，將檢測部42之波長檢測的下限值設為λmin，將檢測部42之波長檢測的上限值設為λmax。此外，若量測用光源10(第1圖)所照射之量測光的波長範圍包含檢測部42的波長檢測範圍，是任一個 之範圍都可，進而，將在檢測部42(第1圖)之檢測點數(檢測頻道數)設為SP。
第8A圖~第8C圖係用以說明本發明之第1實施形態的膜厚量測範圍與檢測部42之檢測波長範圍及檢測點數之關係的圖。
(1)膜厚量測範圍的下限值dmin與檢測波長範圍的關係
若依據上述之膜厚的量測方法，因為需要找到在對象之被量測物內發生光干涉的波長，所以需要具有檢測部42可發生光干涉的波長範圍。即，如第8A圖所示，需要對被量測物所測量之反射率波形在檢測部42的檢測波長範圍變化一個周期以上。
這意指需要因檢測部42的檢測波長範圍從下限值λmin變化至上限值λmax而所產生之光學性距離變化被量測物之膜厚的往復量以上。因此，作為膜厚量測範圍之下限值dmin與量測光之波長範圍的關係，需要滿足以下的條件式(1)。
其中，nmin係在波長λmin的折射率，nmax係在波長λmax的折射率。
(2)膜厚量測範圍的上限值dmax與檢測點數的關係
如第8B圖所示，量測光的波長愈長，對被量測物所測量之反射率波形的週期愈長，第8C圖所示的反射率波形係將第8B圖所示的反射率波形變換成傳播數(1/f)的座標。 此時，得知相對波長等間隔地配置InGaAs等之各陣列元件時，相對傳播數之各陣列元件的配置間隔係傳播數愈小時愈寬。
因此，為了對相對傳播數以既定週期變化的反射率波形正確地取樣，需要該各陣列元件的配置間隔(波長解析度△λ)滿足倪奎士的取樣原理，根據滿足該取樣原理的條件，決定膜厚量測範圍的上限值dmax。
在檢測部42的波長解析度△λ可使檢測點數(檢測頻道數)Sp，以△λ=(λmax-λmin)/Sp表示。
因為量測光的波長愈長，反射率波形的週期愈長，所以在反射率波形，在量測光的上限值λmax產生極值(波峰或波谷)的情況，將產生與該極值相鄰之極值(與波峰相鄰之波峰，或與波谷相鄰之波谷)的波長設為λ1時，在與膜厚量測範圍的上限值dmax之間，需要滿足以下的條件。
在此，在量測對象之層的膜厚比較厚的情況，因為可當作nmax≒n1，所以上述的條件能以以下所示的條件式(2)表示。
此時，關於波長解析度△λ，需要滿足以下的條件。
將上限值dmax的關係式代入上述之波長解析度△λ的關係式，而消除λ1之項時，能以以下所示的條件式(3)表示。
以上之檢討的結果，若預先決定被量測物所要求的膜厚量測範圍(下限值dmin~上限值dmax)，則需要以滿足上述之條件式(1)及(2)的方式決定量測光的波長範圍(下限值λmin~上限值λmax)及檢測點數Sp。
<計算例>
以下表示對在測量如第4圖所示之SOI基板的膜厚之情況所需的條件所計算之一例。
在本計算例，假設SOI基板之Si層1的上限值dmax係100μm，折射率n與波長無關，係定值(n=3.5)。此外，在本計算例，未考慮SOI基板之Si層1的下限值dmin。
將上述之前提的值代入上述之各個條件式(2)及(3)，算出上限值λmax=1424.0nm、波長解析度△λ=1.445375nm。因此，為了測量具有最大膜厚100μm之被量測物的膜厚，在使用512頻道之檢測部42的情況，得知使用包含約684~1424nm之波長範圍的量測光，以檢測部 42檢測出(波長解析度△λ=1.4453125nm)該範圍的反射光即可。
其中，根據上述之條件式所算出的波長解析度△λ係記述理論上之最低限的規格，在實際上測量的情況，使精度比所算出之波長解析度△λ更高較佳。此外，設為約數倍(例如2~4倍)更佳。此外，提高精度意指將波長解析度△λ的值設定成更小。
即，在實際的膜厚量測裝置，根據對被量測物之量測光之入射角的影響、或使用透鏡聚光系時之孔徑角的影響等，而有頻譜精度變差的情況。在這種情況，功率頻譜上的波峰高度變小，而難算出膜厚。又，在採用使用有限個取樣值以離散方式進行頻率變換之FFT等的情況，受到頻疊的影響，亦有傳播數變換時等的變換誤差變大的情況。進而，亦可能被量測物的折射率分散根據量測光的波長範圍而大為變化，亦具有部分與條件不一致的可能性。
<膜厚算出處理的概要>
如上述所示，被量測物的膜厚係可根據反射率頻譜的週期性算出。即，對所檢測出之反射率頻譜進行頻率變換，求得功率頻譜後，從在該功率頻譜所出現的波峰算出膜厚。這種功率頻譜係實際上藉FFT等之離散式傅立葉變換法所算出。可是，在FFT亦有無法得到充分反映週期性之功率頻譜的情況。因此，本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100係作為功率頻譜的算出方法，構成為不僅FFT等之離散式傅立葉變換，還可執行最佳化處理(MEM等)。 即，本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100係因應於所檢測出之反射率頻譜，選擇性或合併地執行傅立葉變換及最佳化處理。此外，關於MEM的細節，因為在「科學量測所需的波形資料處理量測系統中之微電腦/個人電腦應用技術」，南茂夫編著，CQ出版社，1992年8月1日第10版發行等有詳細說明，請參照之。
進而，本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100係構成為不僅如上述所示之從所檢測出之反射率頻譜以分析方式算出膜厚的方法，還可執行根據從量測對象所算出之物理模型理論式地算出反射率頻譜與實際所檢測出之反射率頻譜的偏差，探索式地算出量測對象之光學性特性值之被稱為所謂的配適(fitting)的方法。
可是，如第4圖所示之SOI基板所示，對於第1層之Si層1的膜厚比是第2層之SiO2層2的膜厚大2位數以上的被量測物，亦有以配適法無法以充分的精度算出各層之膜厚的情況。
第9圖係表示關於SOI基板之反射率頻譜之量測結果的圖。在第9圖，表示第1層之Si層1的膜厚是100μm，並使是第2層之SiO2層2的膜厚在0.48~0.52μm之範圍以0.1μm刻度變化的情況的量測例。如第9圖所示，得知即使是第2層之SiO2層2的膜厚變化，在所測量之反射率頻譜亦未發生太大的變化。即，意指在從這種被量測物所測量之反射率頻譜，因為第1層之Si層1的影響係主體，所以即使使是第2層之SiO2層2的參數變化，亦無法充分 地配適。
因此，本實施形態的膜厚量測裝置100對於如SOI基板等般具有相異之複數層的被量測物，為了可獨立且正確地分析各層的膜厚，將上述之傅立葉變換、最佳化處理、配適法中任一種或複數種適當地組合並執行。以下，說明在本實施形態之膜厚量測裝置100之膜厚算出處理的細節。此外，這種膜厚算出處理係藉資料處理部50(第1圖)所執行。
<資料處理部的構成>
第10圖係表示執行根據本發明之第1實施形態的資料處理部50之示意之硬體構成的模式圖。
參照第10圖，資料處理部50係代表上藉電腦所實現，並包含：CPU(Central Processing Unit)200，係執行包含作業系統(OS：Operating System)的各種程式；記憶部212，係暫時記憶在CPU200之程式的執行所需的資料；及硬碟部(HDD：Hard Disk Drive)210，係永久性地記憶CPU200所執行之程式。又，在硬碟部210，亦預先記憶用以實現如後述所示之處理的程式，這種程式係利用軟碟驅動器(FDD)216或CD-ROM驅動器214，分別從軟碟216a或CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)214a等所讀取。
CPU200係經由由鍵盤或滑鼠等所構成之輸入部208接受來自使用者等的指示，而且藉由執行程式而向顯示部204輸出所測量之量測結果等。各部經由匯流排202相連接。
<運算處理構造>
本發明之第1實施形態的資料處理部50可因應於被量測物之各層的參數(材質、膜厚、膜厚範圍、折射率、消光係數等)中未知之值的種類或個數及分析精度等，執行適當的處理型式，藉此，可測量被量測物的膜厚。在以下的說明，舉例表示在如第4圖所示之SOI基板般，所積層之2層(分別亦稱為「第1層」及「第2層」)的第1層及第2層之折射率及消光係數係已知的情況，並分別獨立地算出所積層之2層之膜厚的情況。此外，以下的說明係舉例表示，未限定為以下所示之處理型式，亦可是其他的處理型式。又，根據一樣的步驟，亦可分別獨立地算出所積層之比2層更多層的膜厚。
處理型式的一例
本處理型式係在第1層及第2層之折射率及消光係數係已知的情況可執行之膜厚算出處理的一例。在本處理型式，各層的膜厚都利用配適法所決定。在此，作為配適法，代表性舉例表示使用最小平方法的情況。
第11圖係表示執行根據本發明之第1實施形態的處理型式之膜厚算出處理之控制構造的方塊圖。第11圖所示的方塊圖係藉由CPU200將硬碟部210等所預先儲存之程式讀出至記憶部212等並執行所實現。
參照第11圖，資料處理部50(第1圖)在功能上包含緩衝部71、模型化部721及配適部722等。
緩衝部71係暫時儲存從分光量測部40(第1圖)所輸出之實測的反射率頻譜R(λ)。更具體而言，因為從分光 量測部40每既定波長解析度輸出反射率的值，所以緩衝部71將波長與在該波長的反射率賦予對應並儲存。
模型化部721係受理被量測物的參數，根據該受理的參數，決定表示在被量測物之理論反射率的模型數學式(函數)，再根據該決定的函數，算出在各波長的理論反射率(頻譜)。向配適部722輸出該算出之在各波長的理論反射率。更具體而言，受理第1層之折射率n1及消光係數k1與第2層之折射率n2及消光係數k2，而且受理第1層之膜厚d1的起始值及第2層之膜厚d2的起始值。此外，亦可使用者輸入各參數，但是亦可作成預先以檔案等儲存標準材質的參數，並因應於需要讀出。又，因應於需要，亦輸入周圍氣體層的折射率n0及消光係數k0。
關於表示理論反射率的模型數學式，係與在上述之3層系之被量測物OBJ的反射率R一樣，成為至少包含各層之膜厚之值的函數。
又，模型化部721係根據來自後述之配適部722的參數更新指令，更新表示理論反射率的函數，再根據更新後的函數，重複算出在各波長的理論反射率(頻譜)。更具體而言，模型化部721係作為參數，依序更新第1層之膜厚d1及第2層之膜厚d2。
配適部722係籨緩衝部71讀出反射率頻譜的實測值，並對各波長依序算出與從模型化部721所輸出之反射率頻譜的理論值之間的平方偏差。然後，配適部722從在各波長之偏差算出剩餘偏差，並判斷該剩餘偏差是否是既定臨 限值以下。即，配適部722判斷在現在時間點的參數是否收歛。
若剩餘偏差不是既定臨限值以下，配適部722對模型化部721供給參數更新指令，並等待至輸出新的反射率頻譜的理論值。另一方面，若剩餘偏差是既定臨限值以下，配適部722將現在時間點之第1層之膜厚d1及第2層之膜厚d2作為分析值輸出。
第12圖係表示根據本發明之第1實施形態的處理型式之膜厚算出處理之步驟的流程圖。
參照第12圖，首先，使用者將被量測物(試件)配置於工作台上(步驟S100)。接著，使用者下量測準備指令時，從觀察用光源開始照射觀察光。使用者一面參照顯示於顯示部之以觀察用相機所拍攝的反射像，一面對可動機構下工作台位置指令，進行量測範圍的調整或對焦(步驟S102)。
在量測範圍的調整或對焦結束後，使用者下開始量測指令，而從量測用光源10(第1圖)開始產生量測光。分光量測部40接受來自被量測物的反射光，並向資料處理部50輸出根據該反射光的反射率頻譜(步驟S104)。接著，資料處理部50的CPU200將以分光量測部40所檢測出之反射率頻譜暫時儲存於記憶部212等(步驟S106)。然後，資料處理部50的CPU200執行以下所示的膜厚算出處理。
CPU200將輸入畫面顯示於顯示部204(第10圖)等，促使使用者輸入參數(步驟S108)。使用者從所顯示之輸入畫面上等輸入被量測物之第1層的折射率n1及消光係數k1與 被量測物之第2層的折射率n2及消光係數k2，而且輸入被量測物之第1層的膜厚d1及第2層的膜厚d2之起始值(步驟S110)。
進而，CPU200根據使用者所輸入之參數，算出反射率頻譜的理論值(步驟S112)。接著，CPU200對各波長依序算出記憶部212等所儲存之反射率頻譜的實測值與反射率頻譜的理論值之間的平方偏差，再算出兩者之間的剩餘偏差(步驟S114)。進而，CPU200判斷所算出之剩餘偏差是否是既定臨限值以下(步驟S116)。
在所算出之剩餘偏差不是既定臨限值以下的情況(在步驟S116為NO的情況)，CPU200變更第1層之膜厚d1及第2層之膜厚d2的現在值(步驟S118)。此外，關於對膜厚d1及第2層之膜厚d2在哪一個方向變更多大，係因應於剩餘偏差的發生程度所決定。然後，處理回到步驟S112。
相對地，在所算出之剩餘偏差是既定臨限值以下的情況(在步驟S116為YES的情況)，CPU200將第1層之膜厚d1及第2層之膜厚d2的現在值作為被量測物之各層的膜厚(分析值)輸出(步驟S120)。然後，處理結束。
此外，在第11圖所示的方塊圖，舉例表示作為折射率ni、n2及消光係數k1、k2輸入固定值的構成，但是亦可考慮到波長分散的折射率及消光係數。例如，作為考慮到波長分散的折射率及消光係數，亦可使用如以下所示之Cauchy模型的數學式。
[數學式17]
其中，a、b、c、d、e、f係與層相依的係數。
在使用這種數學式的情況，關於數學式中的各係數亦預先輸入起始值或已知值，關於這些係數亦作為配適對象。
或者，亦可使用如以下所示之Sellmeier模型的數學式。
其中，f、g、h是Sellmeier的係數，λ是波長。
<膜厚量測例>
其次，說明本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100之膜厚量測的一例。第13A圖~第13D圖係表示藉本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100所得之功率頻譜之一例的圖形。第13A圖~第13D圖所示的功率頻譜係使用膜厚量測裝置100測量被量測物之Si層之膜厚的一例，係以被量測物之光的點徑約9μm、量測時間5m秒、WD1為5mm測量所得之量測結果。第13A圖係測量膜厚為728.4μm之Si層的功率頻譜，第13B圖係測量膜厚為599.5μm之Si層的功率頻譜，第13C圖係測量膜厚為450.0μm之Si層的功率頻譜，第13D圖係測量膜厚為300.8μm之Si層的功率頻譜。第13A圖~第13D圖的橫軸係膜厚(μm)，縱軸係 頻譜強度。第13A圖~第13D圖所示之頻譜波峰的值係以膜厚量測裝置100所測量之Si層的值。
以下表示使用膜厚量測裝置100分別對第13A圖~第13D圖所示之膜厚的Si層重複測量15次的結果。第14圖係表示藉本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100所得之量測結果之一例的表。第14圖所示的表係使用膜厚量測裝置100分別對第13A圖~第13D圖所示之膜厚的Si層重複測量15次的平均值、擴張不確定性(標準偏差STD×2.1)、相對擴張不確定性。
具體而言，使用膜厚量測裝置100對膜厚為728.4μm的Si層(第13A圖)重複測量15次的結果，平均值為728.12μm、擴張不確定性為0.50μm、相對擴張不確定性為0.07%。使用膜厚量測裝置100，對膜厚為599.5μm的Si層(第13B圖)重複測量15次的結果，平均值為599.65μm、擴張不確定性為0.34μm、相對擴張不確定性為0.06%。
使用膜厚量測裝置100，對膜厚為450.0μm的Si層(第13C圖)重複測量15次的結果，平均值為450.32μm、擴張不確定性為0.58μm、相對擴張不確定性為0.13%。使用膜厚量測裝置100，對膜厚為300.8μm的Si層(第13D圖)重複測量15次的結果，平均值為300.17μm、擴張不確定性為0.58μm、相對擴張不確定性為0.19%。
自上述的量測結果，得知膜厚量測裝置100能以高重現性高精度地測量Si層的膜厚。
<膜厚量測的穩定性>
其次，說明膜厚量測裝置100係藉由設置聚光光學偵測器30而可更穩定地測量膜厚。具體而言，說明對於焦點位置的變化之量測的穩定性、對於被量測物的傾斜之量測的穩定性。
第15圖係在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100，用以說明變更聚光光學偵測器30之焦點位置的示意圖。第15圖所示的聚光光學偵測器30係以調整機構32使聚光透鏡31在Z軸方向移動，而在約±10mm之範圍改變焦點位置。此外，膜厚量測裝置100係將被量測物設為Si層，以在焦點位置之光的點徑為約27μm、量測時間為10m秒、WD1為150mm，進行量測。
第16A圖、第16B圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100，改變被量測物之焦點位置的情況之量測結果之一例的圖。第16A圖、第16B圖所示之量測結果係對膜厚為728.4μm、599.5μm、450.0μm、300.8μm的各Si層，在約±10mm之範圍改變焦點位置，重複測量15次的量測結果。
第16A圖係表示根據焦點位置之膜厚之差異(μm)的量測結果，是以焦點位置(mm)為橫軸、以膜厚之差異(μm)為縱軸所畫的圖形。從第16A圖得知，膜厚量測裝置100係在約±10mm之範圍改變焦點位置，膜厚之差異(μm)亦位於約±0.40μm以內。
第16B圖係表示根據焦點位置之膜厚之差異(%)的量測結果，是以焦點位置(mm)為橫軸、以膜厚之差異(%)為縱 軸所畫的圖形。從第16A圖得知，膜厚量測裝置100係在約±10mm之範圍改變焦點位置，膜厚之差異(%)亦位於約±0.10%以內。
如上述所示，因為膜厚量測裝置100係即使在約±10mm之範圍改變焦點位置，亦可在膜厚之差異(μm)約±0.40μm以內、膜厚之差異(%)約±0.10%以內進行膜厚量測，所以可相對焦點位置的變化穩定地測量。
第17圖係在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100，用以說明被量測物之傾斜的示意圖。第17圖所示之被量測物的傾斜係使聚光光學偵測器30或/及被量測物移動，使其相對被量測物在約±2.5度之範圍變化。此外，膜厚量測裝置100係以在焦點位置之光的點徑為約27μm、量測量間為10m秒、WD1為150mm，進行量測。
第18A圖、第18B圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100，改變被量測物之傾斜的情況之量測結果之一例的圖。第18A圖、第18B圖所示之量測結果係對膜厚為728.4μm、599.5μm、450.0μm、300.8μm的各Si層，在約±2.5度之範圍改變被量測物之傾斜，重複測量15次的量測結果。
第18A圖係表示根據被量測物的傾斜之膜厚之差異(μm)的量測結果，是以被量測物之傾斜(度)為橫軸、以膜厚之差異(μm)為縱軸所畫的圖形。從第18A圖得知，膜厚量測裝置100係在約±2.5度之範圍改變被量測物之傾斜，膜厚之差異(μm)亦位於約+0.2μm~約-1.00μm之範圍 內。尤其，在被量測物之傾斜為約±2.0度之範圍的情況，膜厚之差異(μm)位於約+0.2μm~約-0.6μm之範圍內。
第18B圖係表示根據焦點位置之膜厚之差異(%)的量測結果，是以被量測物之傾斜(度)為橫軸、以膜厚之差異(%)為縱軸所畫的圖形。從第18A圖得知，膜厚量測裝置100係在約±2.5度之範圍改變被量測物之傾斜，膜厚之差異(%)亦位於約+0.05%~約-0.35%之範圍內。尤其，在被量測物之傾斜為約±2.0度之範圍的情況，膜厚之差異(%)位於約+0.05%~約-0.1%之範圍內。
如上述所示，因為膜厚量測裝置100係即使在約±2.5度之範圍被量測物的傾斜，亦可在膜厚之差異(μm)約+0.2μm~約-1.00μm之範圍內、膜厚之差異(%)約+0.05%~約-0.35%之範圍內進行膜厚量測，所以可相對被量測物之傾斜穩定地測量。
<隔著聚氨脂的測量例>
本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100具有聚光光學偵測器30，因為可將量測光的焦點聚焦於被量測物的膜，所以即使在被量測物的膜上有聚氨脂等，亦可測量被量測物的膜厚。
第19圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100，隔著聚氨脂測量被量測物之一例的示意圖。第19圖所示的聚光光學偵測器30固定於距離被量測物150mm的位置，隔著水膜191及聚氨脂192將量測光照射於被量測物，並接受所反射之光。
第20A圖~第20D圖係表示藉本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100，隔著水膜191及聚氨脂192測量所得之功率頻譜之一例的圖形。第20A圖~第20D圖所示的功率頻譜係使用膜厚量測裝置100，隔著水膜191及聚氨脂192測量被量測物之Si層的膜厚之量測結果的一例。第20A圖係測量膜厚為728.4μm之Si層的功率頻譜，第20B圖係測量膜厚為599.5μm之Si層的功率頻譜，第20C圖係測量膜厚為450.0μm之Si層的功率頻譜，第20D圖係測量膜厚為300.8μm之Si層的功率頻譜。第20A圖~第20D圖的橫軸係膜厚(μm)，縱軸係頻譜強度。第20A圖~第20D圖所示之頻譜波峰的值係以膜厚量測裝置100所測量之Si層的值。此外，位於600μm之膜厚附近的頻譜波峰係聚氨脂192所造成之頻譜波峰。
以下表示使用膜厚量測裝置100分別對第20A圖~第20D圖所示之膜厚的Si層重複測量15次的結果。第21圖係表示藉本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100，隔著水膜191及聚氨脂192測量所得之量測結果之一例的表。第21圖所示的表係使用膜厚量測裝置100分別對第20A圖~第20D圖所示之膜厚的Si層重複測量15次的平均值、擴張不確定性(標準偏差STD×2.1)、相對擴張不確定性。
具體而言，使用膜厚量測裝置100對膜厚為728.4μm的Si層(第20A圖)重複測量15次的結果，平均值為713.49μm、擴張不確定性為0.23μm、相對擴張不確定性為 0.03%。使用膜厚量測裝置100，對膜厚為599.5μm的Si層(第20B圖)重複測量15次的結果，平均值為590.65μm、擴張不確定性為1.03μm、相對擴張不確定性為0.17%。
使用膜厚量測裝置100，對膜厚為450.0μm的Si層(第20C圖)重複測量15次的結果，平均值為443.85μm、擴張不確定性為0.10μm、相對擴張不確定性為0.02%。使用膜厚量測裝置100，對膜厚為300.8μm的Si層(第20D圖)重複測量15次的結果，平均值為295.10μm、擴張不確定性為0.03μm、相對擴張不確定性為0.01%。
自上述的量測結果，得知膜厚量測裝置100係即使隔著水膜191及聚氨脂192，亦能以高重現性(相對擴張不確定性為±0.2%以下)高精度地測量Si層的膜厚。
此外，膜厚量測裝置100係不是可僅隔著水膜191及聚氨脂192測量被量測物的膜厚，即使隔著玻璃或塑膠等，亦可測量被量測物的膜厚。第22圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100，隔著玻璃測量被量測物之一例的示意圖。第22圖所示的聚光光學偵測器30固定於距離被量測物150mm的位置，隔著玻璃193將量測光照射於被量測物，並接受所反射之光。此外，第22圖所示的被量測物係以塑膠194覆蓋表面。
依此方式，因為膜厚量測裝置100可隔著玻璃193測量被量測物的膜厚，所以例如可從蒸鍍室等之窗的外側測量被量測物的膜厚。
<光源>
說明了膜厚量測裝置100係在光源使用可照射非相干(incoherent)光之ASE光源的構成。可是，如上述所示，膜厚量測裝置100係未限定為ASE光源，光源亦可使用可照射相干(coherent)光之SLD光源。此外，因為膜厚量測裝置100使用分光干涉方式的量測方法，所以SLD光源所具有的相干性，在光纖之彎曲或與分光量測部40的連接部分等，確認本來應測量之分光干涉以外的虛擬干涉的情況多。
第23A圖、第23B圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100，以ASE光源及SLD光源測量所得之功率頻譜之一例的圖形。第23A圖、第23B圖的橫軸係膜厚(μm)，縱軸係頻譜強度。
第23A圖係使用ASE光源測量被量測物之Si層之膜厚的功率頻譜。在第23A圖所示的頻譜波峰，圖示膜厚為728.4μm之Si層的頻譜波峰、膜厚為599.5μm之Si層的頻譜波峰、膜厚為450.0μm之Si層的頻譜波峰、膜厚為300.8μm之Si層的頻譜波峰。
第23B圖係使用SLD光源測量被量測物之Si層之膜厚的功率頻譜。在第23B圖所示的頻譜波峰，出現膜厚為728.4μm之Si層的頻譜波峰、膜厚為599.5μm之Si層的頻譜波峰、膜厚為450.0μm之Si層的頻譜波峰、膜厚為300.8μm之Si層的頻譜波峰。進而，在第23B圖所示的頻譜波峰，在膜厚為70μm附近出現虛擬波峰。該虛擬波峰係因SLD光源所具有之相干性，在光纖之彎曲或與分 光量測部40的連接部分等，因本來應測量之分光干涉以外的虛擬干涉所產生之頻譜波峰。
因此，膜厚量測裝置100係為了避免受到虛擬波峰的影響，使用ASE光源較佳。
如以上所示，本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100係將從量測用光源10所照射之量測光引導至被量測物之光路的光纖20(第1光路)及將被量測物所反射之光引導至分光量測部40之光路的光纖20(第2光路)係形成為被量測物之光軸方向彼此平行的Y型光纖。而且，將從量測用光源10所射出之量測光聚光於被量測物的聚光透鏡31、及將被量測物所反射之光聚光的聚光透鏡31係以一片透鏡所構成之聚光光學偵測器30。因此，本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置100係可一面使聚光光學偵測器30的尺寸小型化，一面與被量測物之距離不相依的方式更高精度地測量被量測物的膜厚。
(第2實施形態)
第1圖所示的聚光光學偵測器30係以一片聚光透鏡31構成將從光纖20所射出之量測光聚光於被量測物的聚光透鏡、與將被量測物所反射之光聚光於光纖20之端部的聚光透鏡。
可是，本發明的聚光光學偵測器30係未限定為該構成，例如亦可分別以不同的聚光透鏡構成將從光纖20所射出之量測光聚光於被量測物的聚光透鏡、與將被量測物所反射之光聚光於光纖20之端部的聚光透鏡。
第24A圖、第24B圖係用以說明本發明之第2實施形態的聚光光學偵測器30之構成的示意圖。此外，因為本發明之第2實施形態的膜厚量測裝置係除了光纖20及聚光光學偵測器30的構成以外，與第1圖所示之膜厚量測裝置100的構成相同，所以對相同的構成元件附加相同的符號，不重複詳細的說明。
第24A圖係圖示不設置聚光光學偵測器30，而從光纖20將量測光直接照射於被量測物的情況。從第24A圖得知，從光纖20所射出之光因光纖20之孔徑角度而擴大後，被量測物反射而更擴大。因此，在第24A圖的情況，被量測物所反射之光的範圍301中，以光纖20可受光之光的範圍302變小。
第24B圖係圖示設置聚光光學偵測器30，而從光纖20將量測光聚光後，照射於被量測物的情況。在此，光纖20係不是Y型光纖，而將2條單模式光纖配置成被量測物的光軸方向彼此交叉。從第24B圖得知，從一方之光纖20所射出的光係可藉聚光透鏡31c抑制擴大。以聚光透鏡31d所聚光之光被被量測物反射後再擴大，但是以聚光透鏡31d聚光於光纖20的端部。
因此，在第24B圖的情況，照射於被量測物之光的範圍305中，以光纖20可受光之光的範圍306變大。因此，膜厚量測裝置100係藉由具有2片聚光透鏡31c、31d，可高效率地接受被量測物所反射的光，因為改善S/N比，所以分光量測部40的量測精度變高。
又，因為光纖20係以在被量測物光軸方向彼此交叉的方式配置2條單模式光纖，所以聚光透鏡31c、31d的調整機構係只要可在Z軸方向(光軸方向)移動即可，亦可在XY軸方向(對光軸垂直的方向)無法移動。進而，因為聚光透鏡31c、31d的調整機構係可獨立地個別調整各片聚光透鏡31c、31d，所以可分別獨立地個別調整從光纖20所射出之量測光、與被量測物所反射之光。
但是，因為本發明之第2實施形態的聚光光學偵測器30具有2片聚光透鏡31c、31d，所以尺寸比第1圖所示之聚光光學偵測器30的大。
如以上所示，本發明之第2實施形態的膜厚量測裝置100具有將從光纖20(第1光路：將從量測用光源10所照射之量測光引導至被量測物的光路)所射出之量測光聚光於被量測物的聚光透鏡31c、與將被量測物所反射之光聚光於光纖20(第2光路：將被量測物所反射之光引導至分光量測部40的光路)之端部的聚光透鏡31d。因此，本發明之第2實施形態的膜厚量測裝置100係能以與被量測物之距離不相依的方式，更高精度地測量被量測物的膜厚。
(第3實施形態)
第1圖所示的聚光光學偵測器30係具有1條向被量測物射出量測光的光纖20、與1條接受被量測物所反射之光的光纖20的構成。
可是，本發明的聚光光學偵測器30係未限定為該構成，例如亦可是具有複數條向被量測物射出量測光的光纖 20、與1條接受被量測物所反射之光的光纖20的構成。
第25圖係用以說明本發明之第3實施形態之聚光光學偵測器30之構成的示意圖。此外，因為本發明之第3實施形態的膜厚量測裝置係除了光纖20及聚光光學偵測器30的構成以外，與第1圖所示之膜厚量測裝置100的構成相同，所以對相同的構成元件附加相同的符號，不重複詳細的說明。
在第25圖，圖示與被量測物相對向之聚光光學偵測器30的一面。第25圖所示的聚光光學偵測器30係將1條接受被量測物所反射之光的光纖20a配置於中心，並將4條向被量測物射出量測光的光纖20b配置於其周圍。
如第3B圖所示，從光纖20所射出之光係藉聚光透鏡31聚光後照射被量測物，照射於被量測物的光係被被量測物反射後，再藉聚光透鏡31聚光後，由光纖20受光。而且，膜厚量測裝置100係將被量測物的傾斜或聚光透鏡31的位置調整成照射於被量測物之光的範圍303中，能以光纖20受光之光的範圍304變大。
可是，藉被量測物之傾斜或聚光透鏡31之位置可調整的範圍受限。因此，本發明之第3實施形態的聚光光學偵測器30係作成將向被量測物射出量測光的光纖20b配置於接受被量測物所反射之光的光纖20a的周圍，從任一條光纖20b所射出之量測光被光纖20a所受光。
即，即使是調整被量測物之傾斜或聚光透鏡31之位置，從某一條光纖20b所射出之量測光亦無法被光纖20a 充分地受光的情況，從另外的一條光纖20b所射出之量測光亦可被光纖20a充分地受光。
如以上所示，本發明之第3實施形態的聚光光學偵測器30係藉由在光纖20的被量測物，將複數條光纖20b配置於光纖20a的周圍，而能以光纖20a高效率地接受從光源照射於被量測物的量測光。
此外，第25圖所示的聚光光學偵測器30係將1條接受被量測物所反射之光的光纖20a配置於中心，並將4條向被量測物射出量測光的光纖20b配置於其周圍的構成，但是本發明的聚光光學偵測器30未限定如此。例如，亦可聚光光學偵測器30係將2條接受被量測物所反射之光的光纖20a配置於中心，並將8條向被量測物射出量測光的光纖20b配置於其周圍的構成。進而，亦可聚光光學偵測器30係將1條向被量測物射出量測光的光纖20b配置於中心，並將4條接受被量測物所反射之光的光纖20a配置於其周圍的構成。
詳細說明了本發明，但是這只是舉例表示，不可理解成限定，將顯然地明白發明之範圍係根據附加之申請專利範圍所解釋。
10‧‧‧量測用光源
20、20a、20b‧‧‧光纖
30‧‧‧聚光光學偵測器
31、31a~31d‧‧‧聚光透鏡
32‧‧‧調整機構
40‧‧‧分光量測部
41‧‧‧繞射光柵
42‧‧‧檢測部
43‧‧‧截止濾波器
44‧‧‧快門
50‧‧‧資料處理部
71‧‧‧緩衝部
100‧‧‧膜厚量測裝置
191‧‧‧水膜
192‧‧‧聚氨脂
193‧‧‧玻璃
194‧‧‧塑膠
202‧‧‧匯流排
204‧‧‧顯示部
208‧‧‧輸入部
210‧‧‧硬碟部
212‧‧‧記憶部
214‧‧‧ROM驅動器
216a‧‧‧軟碟
721‧‧‧模型化部
722‧‧‧配適部
第1圖係本發明之第1實施形態之膜厚量測裝置的示意構成圖。
第2A圖、第2B圖係說明本發明之第1實施形態之聚 光光學偵測器與被量測物之距離的示意圖。
第3A圖~第3C圖係用以說明本發明之第1實施形態的聚光光學偵測器之原理的示意圖。
第4圖係表示本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置之作為量測對象的被量測物OBJ之剖面模式圖的一例。
第5A圖~第5C圖係表示使用本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置測量SOI基板的情況之量測結果的圖。
第6A圖、第6B圖係表示使用本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置測量SOI基板之別的量測結果的圖。
第7A圖、第7B圖係表示使用本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置測量SOI基板之另外的量測結果的圖。
第8A圖~第8C圖係用以說明本發明之第1實施形態的膜厚量測範圍與檢測部之檢測波長範圍及檢測點數之關係的圖。
第9圖係表示關於SOI基板之反射率頻譜之量測結果的圖。
第10圖係表示執行根據本發明之第1實施形態的資料處理部之示意之硬體構成的模式圖。
第11圖係表示執行根據本發明之第1實施形態的處理型式之膜厚算出處理之控制構造的方塊圖。
第12圖係表示根據本發明之第1實施形態的處理型式之膜厚算出處理之步驟的流程圖。
第13A圖~第13D圖係表示藉本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置所得之功率頻譜之一例的圖形。
第14圖係表示藉本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置所得之量測結果之一例的表。
第15圖係在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置，用以說明變更聚光光學偵測器之焦點位置的示意圖。
第16A圖、第16B圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置，改變被量測物之焦點位置的情況之量測結果之一例的圖。
第17圖係在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置，用以說明被量測物之傾斜的示意圖。
第18A圖、第18B圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置，改變被量測物之傾斜的情況之量測結果之一例的圖。
第19圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置，隔著聚氨脂測量被量測物之一例的示意圖。
第20A圖~第20D圖係表示藉本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置，隔著聚氨脂測量所得之功率頻譜之一例的圖形。
第21圖係表示藉本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置，隔著水膜及聚氨脂測量所得之量測結果之一例的表。
第22圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置，隔著玻璃測量被量測物之一例的示意圖。
第23A圖、第23B圖係表示在本發明之第1實施形態的膜厚量測裝置，以ASE光源及SLD光源測量所得之功率頻譜之一例的圖形。
第24A圖、第24B圖係用以說明本發明之第2實施形態的聚光光學偵測器之構成的示意圖。
第25圖係用以說明本發明之第3實施形態之聚光光學偵測器之構成的示意圖。
100‧‧‧膜厚量測裝置
10‧‧‧ASE光源
20‧‧‧光纖
40‧‧‧分光量測部
41‧‧‧繞射光柵
42‧‧‧檢測部
43‧‧‧截止濾波器
44‧‧‧快門
50‧‧‧資料處理部
30‧‧‧聚光光學偵測器
31‧‧‧聚光透鏡
32‧‧‧調整機構
WD1‧‧‧聚光光學偵測器30與被量測物的距離
WD2‧‧‧光纖20之端部與聚光透鏡31的距離

Claims (6)

  1. 一種膜厚量測裝置，包括：光源(10)，係將具有既定波長範圍的量測光照射於將至少一層之膜形成於基板上的被量測物；至少一條第1光路，係將從光源(10)所照射之該量測光引導至該被量測物；第1聚光透鏡(31)，係將從該第1光路所射出之該量測光聚光於該被量測物；分光量測部(40)，係根據以該第1聚光透鏡所聚光之該量測光中被該被量測物所反射的光或透過該被量測物的光，取得反射率或透過率的波長分布特性；至少一條第2光路，係將被該被量測物所反射的光或透過該被量測物的光引導至該分光量測部(40)；第2聚光透鏡，係將被該被量測物所反射的光或透過該被量測物的光聚光於該第2光路的端部；及資料處理部(50)，係藉由分析以該分光量測部(40)所取得之該波長分布特性，求得該被量測物的膜厚。
  2. 如申請專利範圍第1項之膜厚量測裝置，其中該第1光路及該第2光路係單模式光纖(20)。
  3. 如申請專利範圍第1項之膜厚量測裝置，其中該第1光路及該第2光路係以被量測物之光軸方向彼此平行之方式所形成的Y型光纖(20)；該第1聚光透鏡及該第2聚光透鏡係由一片聚光透鏡(31)所構成之聚光光學偵測器(30)。
  4. 如申請專利範圍第3項之膜厚量測裝置，其中該Y型光纖(20)係在該被量測物側將複數條該第1光路配置於該第2光路之周圍的構成。
  5. 如申請專利範圍第1項之膜厚量測裝置，其中該光源(10)係將非相干光作為量測光照射。
  6. 如申請專利範圍第1項之膜厚量測裝置，其中該分光量測部(40)係可在紅外光帶寬的波長範圍取得反射率或透過率的該波長分布特性。
TW101122586A 2011-08-02 2012-06-25 膜厚量測裝置 TW201315964A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011169368A JP2013032981A (ja) 2011-08-02 2011-08-02 膜厚測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201315964A true TW201315964A (zh) 2013-04-16

Family

ID=47612742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101122586A TW201315964A (zh) 2011-08-02 2012-06-25 膜厚量測裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130033698A1 (zh)
JP (1) JP2013032981A (zh)
KR (1) KR20130018553A (zh)
CN (1) CN102914268A (zh)
TW (1) TW201315964A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103837088A (zh) * 2014-03-25 2014-06-04 北京印刷学院 光纤传感润版液水膜厚度连续测量系统和方法
TWI486550B (zh) * 2014-01-20 2015-06-01 Nat Univ Tsing Hua 厚度線上即時檢測之光學干涉裝置及其方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9395173B2 (en) 2014-10-22 2016-07-19 National Applied Research Laboratories Multi-functioned optical measurement device and method for optically measuring a plurality of parameters
KR20150012509A (ko) * 2013-07-25 2015-02-04 삼성전자주식회사 피측정물의 두께를 측정하는 방법 및 장치
TW201608235A (zh) * 2014-08-18 2016-03-01 政美應用股份有限公司 量測圖案化藍寶石基板的光學量測裝置及方法
TW201608232A (zh) * 2014-08-18 2016-03-01 政美應用股份有限公司 量測圖案化藍寶石基板的方法
CN104690637A (zh) * 2015-03-18 2015-06-10 合肥京东方光电科技有限公司 一种柔性基板研磨控制方法及装置
TWI600876B (zh) * 2015-11-23 2017-10-01 財團法人工業技術研究院 量測系統
CN107179053A (zh) * 2016-03-10 2017-09-19 中国科学院高能物理研究所 导光装置、薄膜的均匀性测试装置和方法
CN107024737A (zh) * 2017-05-03 2017-08-08 天津华海清科机电科技有限公司 透镜组装置
JP6487579B1 (ja) * 2018-01-09 2019-03-20 浜松ホトニクス株式会社 膜厚計測装置、膜厚計測方法、膜厚計測プログラム、及び膜厚計測プログラムを記録する記録媒体
CN112334731B (zh) * 2018-06-27 2022-09-02 东京毅力科创株式会社 膜厚测定装置及校正方法
JP7103906B2 (ja) 2018-09-28 2022-07-20 株式会社ディスコ 厚み計測装置
US10794763B2 (en) * 2019-02-20 2020-10-06 Verity Instruments, Inc. Fiberoptically-coupled measurement system with reduced sensitivity to angularly-driven variation of signals upon reflection from a wafer
CN110044286B (zh) * 2019-04-15 2021-03-05 清华大学深圳研究生院 一种光谱共焦轴向距离检测方法、装置及设备
JPWO2021106299A1 (zh) * 2019-11-26 2021-06-03
TW202140994A (zh) * 2020-03-13 2021-11-01 日商東京威力科創股份有限公司 光干涉系統及基板處理裝置
JP2021180263A (ja) * 2020-05-14 2021-11-18 株式会社荏原製作所 膜厚測定装置、研磨装置及び膜厚測定方法
CN113884015A (zh) * 2021-09-23 2022-01-04 苏州微创关节医疗科技有限公司 金属氧化陶瓷层测厚系统及其测厚方法
CN114935313B (zh) * 2022-04-26 2023-09-15 香港中文大学（深圳） 薄膜厚度测量方法、装置、设备和计算机可读存储介质
CN115077401B (zh) * 2022-07-27 2022-12-02 深圳市深视智能科技有限公司 测厚探头、测厚装置及测厚方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6483580B1 (en) * 1998-03-06 2002-11-19 Kla-Tencor Technologies Corporation Spectroscopic scatterometer system
KR100947228B1 (ko) * 2003-06-20 2010-03-11 엘지전자 주식회사 광디스크의 두께 측정 방법
JP4135603B2 (ja) * 2003-09-12 2008-08-20 オムロン株式会社 ２次元分光装置及び膜厚測定装置
JP2006153770A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Omron Corp 分光計測装置
US8379227B2 (en) * 2009-10-28 2013-02-19 Nanometrics Incorporated Optical metrology on textured samples

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI486550B (zh) * 2014-01-20 2015-06-01 Nat Univ Tsing Hua 厚度線上即時檢測之光學干涉裝置及其方法
CN103837088A (zh) * 2014-03-25 2014-06-04 北京印刷学院 光纤传感润版液水膜厚度连续测量系统和方法
CN103837088B (zh) * 2014-03-25 2016-08-24 北京印刷学院 光纤传感润版液水膜厚度连续测量系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102914268A (zh) 2013-02-06
US20130033698A1 (en) 2013-02-07
KR20130018553A (ko) 2013-02-25
JP2013032981A (ja) 2013-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201315964A (zh) 膜厚量測裝置
JP5309359B2 (ja) 膜厚測定装置および膜厚測定方法
CN108027313B (zh) 谐振周期性结构以及使用它们作为滤光器和传感器的方法
Tompkins et al. Spectroscopic ellipsometry: practical application to thin film characterization
US10365163B2 (en) Optical critical dimension metrology
JP4834847B2 (ja) 多層膜解析装置および多層膜解析方法
KR20120104079A (ko) 웨이퍼 상에서 고 종횡비의 에칭된 피처의 깊이를 직접 측정하기 위한 시스템
JP2010002328A (ja) 膜厚測定装置
CN106687781A (zh) 用于确定分光仪的光谱标度的方法及装置
US20120069326A1 (en) Interferometric methods for metrology of surfaces, films and underresolved structures
US9915564B1 (en) Inspecting a slab of material
US7864318B2 (en) Spectroscopic ellipsometer and ellipsometry
CN104111235A (zh) 一种测量二维薄膜材料复折射率谱的方法
JP2017156245A (ja) 分光測定装置
WO2013139137A1 (zh) 膜厚测量装置及方法
CN103968770B (zh) 一种基于表面等离子体共振的高精度纳米间隙检测结构及方法
KR20170015116A (ko) 샘플 스택 내의 층의 두께를 결정하기 위한 방법 및 조립체
JP7382629B2 (ja) 光学測定装置および波長校正方法
US10168138B1 (en) Inspecting a slab of material
JP6023485B2 (ja) 光学特性測定システムおよび光学特性測定方法
Liukaityte et al. Measurements of angular and spectral resolved scattering on complex optical coatings
Song et al. A highly sensitive optical sensor design by integrating a circular-hole defect with an etched diffraction grating spectrometer on an amorphous-silicon photonic chip
US10480925B2 (en) Inspecting a slab of material
JP2004245674A (ja) 放射温度測定装置
JP5028660B2 (ja) 光学特性測定装置および光学特性測定方法