WO2011083544A1 - 干渉を用いた膜厚計測装置及び干渉を用いた膜厚計測方法 - Google Patents

干渉を用いた膜厚計測装置及び干渉を用いた膜厚計測方法 Download PDF

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WO2011083544A1
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light
film thickness
spectrum
interference
intensity
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PCT/JP2010/007439
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寛歳 追風
毅吏 浦島
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a film thickness measurement apparatus using interference and a film thickness measurement method using interference.
  • the white scanning interferometer is an optical system as shown in FIG.
  • a white light source 1101 is a light source for emitting light of a wide wavelength distribution, such as a halogen lamp.
  • White light emitted from the white light source 1101 is incident on the half mirror 1102.
  • the half mirror 1102 splits the light and guides the light to the sample 1103 and the reference surface 1104. These lights are respectively incident on the sample 1103 and the reference surface 1104, are reflected, and are superimposed again by the half mirror 1102.
  • the superimposed light enters the area sensor 1105.
  • the area sensor 1105 captures an image while scanning the reference surface 1104 in the direction of the arrow 1110 in the figure.
  • the incident light is converted into an image, and is taken into the arithmetic unit 1106.
  • the sample 1103 has a first interface and a second interface in its inside.
  • step S201 an image is captured while scanning the reference surface 1104 with the optical system of FIG. 10, and a change in luminance at each pixel of the image is extracted to detect an interference waveform at each pixel.
  • step S202 the peak position of each interference waveform with the reflected light at the first interface is calculated.
  • a method of calculating the peak position for example, a method of calculating an envelope with a low pass filter and detecting a scanning position having the maximum value is used.
  • step S203 the peak position of each interference waveform with the reflected light at the second interface is calculated.
  • step S204 the distance between the reference surface 1104 at each of the two peak positions calculated in steps S202 and S203 is calculated, and the film thickness is calculated by dividing the distance by the refractive index.
  • step S205 the calculation result of the film thickness is output, and the measurement is ended.
  • the sample 1103 is irradiated with white light, and the reflected light is superimposed on the reflected light from the reference surface 1104 to form an image on the area sensor 1105.
  • interference fringes appear on the area sensor 1105 only at a portion where the distance Z from the half mirror 1102 to the reference surface 1104 and the distance h from the half mirror 1102 to the sample 1103 are equal.
  • the interference waveform peak on the entire surface of the sample 1103 can be obtained by detecting and combining the peaks of the interference waveform at each measurement point. Then, the surface shape distribution of the object is measured based on the interference waveform.
  • film thickness measurement of a transparent body can be performed using this technique.
  • reflected light 1112 on the surface 1111 (first interface) and reflected light 1114 on the back surface 1113 (second interface) exist.
  • these lights form separate interference fringes, and the measurement result shown in FIG. 12B is obtained. Since the peak interval of the measurement result corresponds to the thickness t of the sample 1103, the thickness can be measured in a range in which the interference fringes do not overlap.
  • a white light source 1101 in which the coherent distance in which interference fringes appear is the shortest. Specifically, it is better that the intensity spectrum of the white light source 1101 has a wide band as much as possible, and has a normal distribution.
  • a broadband light source such as a halogen lamp is used as the white light source 1101 and a filter having wavelength dependency of light transmittance is inserted immediately after the white light source 1101 (see, for example, Patent Document 1).
  • the coherence length becomes 1 ⁇ m or more. Therefore, when the film thickness of the sample 1103 is 1 ⁇ m or less, as shown in FIGS. 13A and 13B, the interface 1118 between the transparent film layer 1116 and the transparent film layer 1117, the transparent film layer 1117 and the lower side The superposition of the interference waveform occurs between the layer 1 and the interface 1119.
  • the measurement accuracy may be lowered due to the influence of vibration noise or electrical noise when capturing an image of the area sensor while scanning the reference surface.
  • a mounting portion for mounting a substrate having a transparent film formed on the surface, a light source for emitting light to the substrate mounted on the mounting portion, and the light source And a half mirror for forming interference light by superimposing reflected light from the surface of the substrate and the reference surface, and imaging the interference light.
  • an arithmetic device for calculating the film thickness of the transparent film based on an imaging result of the imaging device, the arithmetic device further comprising: (1) A spectrum change amount database created by creating a database of change amounts of phase spectrum in advance, and Fourier-transforming an interference signal of the transparent film imaged by the imaging device to calculate a second phase spectrum of the transparent film Phase spectrum calculation Thickness calculation for selecting the first phase spectrum having the highest degree of coincidence with the second phase spectrum from the spectrum variation database, and measuring the film thickness of the transparent film using the selected first phase spectrum A film thickness measuring apparatus using interference is provided.
  • a database of change amounts of the first phase spectrum between incident light and reflected light on a substrate having a transparent film formed on the surface is made into a database to create a spectrum change database.
  • An interference signal of interference light in which light from the transparent film and the reference surface interferes is Fourier-transformed to calculate a second phase spectrum of the transparent film, and a first phase spectrum having the highest degree of coincidence with the second phase spectrum Is selected from the spectrum change amount database, and the film thickness measurement method using interference is provided, which measures the film thickness of the transparent film using the selected first phase spectrum.
  • the film thickness distribution can be accurately measured for the film thickness of an object having a thin film of 1 ⁇ m or less on the surface.
  • FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an optical system of a white scanning interferometer according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a block diagram of an arithmetic unit of an optical system of a white scanning interferometer according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1C is a block diagram of a film thickness calculation unit of an optical system of the white scanning interferometer according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart showing a measurement procedure of film thickness distribution in the first embodiment
  • FIG. 3 is a view showing a state of multiple reflection in the thin film in the first embodiment
  • FIG. 4A is a diagram of the accuracy verification result of the standard SiN film in the first embodiment, and is a diagram showing the relationship between wavelength and phase
  • FIG. 4B is a diagram of the accuracy verification result of the standard SiN film in the first embodiment, showing the relationship between the number of measurements and the film thickness
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical system of a white scanning interference system in which a wavelength filter according to a second embodiment of the present invention is inserted
  • FIG. 6 is a diagram of an intensity spectrum of a white light source obtained by inserting a wavelength filter in the second embodiment
  • FIG. 7A is a diagram of comparison of intensity spectra of light sources before wavelength filter insertion in the second embodiment
  • FIG. 7B is a diagram of an intensity spectrum of a light source after insertion of a wavelength filter in the second embodiment
  • FIG. 7C is a diagram of an interference waveform before inserting a wavelength filter in the second embodiment
  • FIG. 7D is a diagram of an interference waveform after inserting a wavelength filter in the second embodiment
  • FIG. 8A is a diagram showing the evaluation result of non-linear component variation due to a change in the peak number of the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment
  • FIG. 8B is a graph of a wavelength distribution in the case where the number of peaks in the diagram of the non-linear component variation evaluation result due to a change in the number of peaks of the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment is one.
  • FIG. 8A is a diagram showing the evaluation result of non-linear component variation due to a change in the peak number of the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment
  • FIG. 8B is a graph of a wavelength
  • FIG. 8C is a graph of a luminance signal in the case where the number of peaks in the diagram of the non-linear component variation evaluation result due to the change in the number of peaks of the light intensity spectrum after passing through the wavelength filter in the second embodiment is one;
  • FIG. 8D is a graph of the non-linear component in the case where the number of peaks in the diagram of the evaluation result of non-linear component variation is 1 due to the change in the number of peaks of the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment;
  • FIG. 8E is a graph of a wavelength distribution in the case where the number of peaks in the diagram of the evaluation result of non-linear component variation is 2 due to a change in the number of peaks in the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter in the second embodiment
  • FIG. 8F is a graph of a luminance signal in the case where the number of peaks in the diagram of the non-linear component variation evaluation result due to the change in the number of peaks in the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment is two;
  • FIG. 8G is a graph of the non-linear component in the case where the number of peaks in the diagram of the evaluation result of non-linear component variation is 2 due to the change in the number of peaks of the light intensity spectrum after passing through the wavelength filter in the second embodiment
  • FIG. 8H is a graph of a wavelength distribution in the case where the number of peaks in the diagram of the non-linear component variation evaluation result due to a change in the number of peaks in the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment is three;
  • FIG. 8I is a graph of a luminance signal in the case where the number of peaks in the diagram of the non-linear component variation evaluation result due to the change in the number of peaks in the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment is three;
  • FIG. 8J is a graph of the non-linear component in the case where the number of peaks in the diagram of the evaluation result of non-linear component variation is 3 due to the change in the number of peaks of the light intensity spectrum after passing through the wavelength filter in the second embodiment;
  • FIG. 8I is a graph of a luminance signal in the case where the number of peaks in the diagram of the non-linear component variation evaluation result due to the change in the number of peaks in the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment is three
  • FIG. 8J is a graph of the non-linear component in the case where the number of peaks in the diagram of the evaluation result of non-linear component variation is 3 due to the change in the number of peaks of the light
  • FIG. 8K is a graph of a wavelength distribution in the case where the number of peaks in the diagram of the non-linear component variation evaluation result due to the change in the number of peaks in the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment is four
  • FIG. 8L is a graph of a luminance signal when the number of peaks in the diagram of the non-linear component variation evaluation result due to the change in the number of peaks of the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment is four
  • FIG. 8M is a graph of the non-linear component in the case where the number of peaks in the diagram of the non-linear component variation evaluation result due to the change in the number of peaks of the intensity spectrum of light after transmission through the wavelength filter in the second embodiment is four FIG.
  • FIG. 9A is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are changed when the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment.
  • FIG. 9B is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are changed in the case where the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment. Is a graph of the wavelength distribution when the ratio of the central peak to both side peaks is 81.5%
  • FIG. 9C is a diagram showing variation evaluation of nonlinear components when the central peak and both side peak ratio are changed in the case where the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment.
  • FIG. 9D is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are changed in the case where the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment.
  • FIG. 9E is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are changed when the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment.
  • FIG. 9E is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are 88.4%
  • FIG. 9E is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are 88.4%
  • FIG. 9E is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are 88
  • FIG. 9F is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are changed when the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment. Among them, it is a graph of the wavelength distribution when the ratio of the central peak and both side peaks is 93.4%, FIG. 9G is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are changed in the case where the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment. Is a graph of the phase signal variation when the center peak and both side peak ratio are 93.4%, FIG.
  • FIG. 9H is a diagram showing variation evaluation of nonlinear components when the central peak and both side peak ratio are changed in the case where the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment. Is a graph of the wavelength distribution when the ratio of the central peak to both side peaks is 96.8%, FIG. 9I is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are changed in the case where the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment. Is a graph of the phase signal variation when the center peak and both side peak ratio are 96.8%, FIG.
  • FIG. 9J is a diagram showing variation evaluation of non-linear components when the central peak and both side peak ratio are changed in the case where the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment. Is a graph of the wavelength distribution when the ratio of the central peak to both side peaks is 99.0%
  • FIG. 9K is a diagram showing variation evaluation of non-linear components in the case where the central peak and both side peak ratio are changed in the case where the intensity spectrum of light after transmission through a wavelength filter has three peaks in the second embodiment. Is a graph of the phase signal variation when the center peak and both side peak ratio are 99.0%
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of an optical system of a conventional white scanning interferometer, FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a measurement procedure of film thickness distribution in a conventional white scanning interferometer
  • FIG. 12A is a diagram showing the principle of a film thickness measurement method in a conventional white scanning interferometer
  • FIG. 12B is a view showing the film thickness measurement result with a conventional white scanning interferometer
  • FIG. 13A is a diagram showing the principle of multilayer thin film measurement in the conventional film thickness measurement method
  • FIG. 13B is a view showing superposition of interference waveforms at the time of measuring a multilayer thin film in the conventional film thickness measurement method.
  • the white scanning interferometer 1 as an example of the film thickness measuring device according to the first embodiment of the present invention is an optical system shown in FIG. 1A.
  • the white scanning interferometer 1 includes a white light source 101 as an example of a light source, a half mirror 102, a placement unit 100, a reference member 104 having a reference surface 104a, an area sensor 105 as an example of an imaging device, and calculation. And an apparatus 106.
  • a white light source 101 is a light source for emitting light of a wide wavelength distribution, such as a halogen lamp.
  • the white light source 101 makes white light incident on the half mirror 102.
  • the half mirror 102 splits the light, and guides the split light to the sample 103 and the reference member 104 placed on the placement unit 100, respectively.
  • the sample 103 is a substrate on which the transparent film 16 to be measured is formed on the surface of the substrate 17. These lights are respectively incident on the sample 103 and the reference member 104, and are reflected by the surface of the sample 103 and the reference surface 104a, respectively, and then superimposed again by the half mirror 102. The superimposed light enters the area sensor 105. At this time, the area sensor 105 captures an image of the reference surface 104 a while scanning the reference surface 104 a in the direction of arrow 99 in FIG. 1A using the reference member moving device 90.
  • the reference member moving device 90 is a drive mechanism that linearly moves the reference member 104 along the arrow 99.
  • the drive mechanism for example, a drive mechanism which rotates a ball screw by a motor to linearly move the reference member 104 held by a nut member screwed to the ball screw along the arrow 99, or an arrow of the reference member 104 by a linear motor
  • a drive mechanism is used to move linearly along 99.
  • the light incident on the area sensor 105 is converted into an image by the area sensor 105.
  • the arithmetic unit 106 includes an interference waveform extraction unit 106a, a phase component calculation unit 106b as an example of a second phase spectrum calculation unit, a component extraction unit 106c, and a film thickness calculation unit 106d. Further, the film thickness calculation unit 106 d is configured of an error function generation unit 106 e and a minimum film thickness selection unit 106 f.
  • the arithmetic unit 106 performs the following arithmetic operation. First, the interference signal of the transparent film imaged by the area sensor 105 is subjected to Fourier transform, and the second phase spectrum of the transparent film is calculated by the phase component calculation unit 106 b. Then, the first phase spectrum having the highest degree of coincidence with the second phase spectrum is selected from the spectrum variation database 106s. Then, using the selected first phase spectrum, the film thickness of the transparent film is measured by the film thickness calculator 106 d.
  • the control device 200 is connected to the white light source 101, the area sensor 105, the arithmetic device 106, the reference member moving device 90, and the like, controls the respective operations, and measures the film thickness distribution of the sample 103.
  • step S101 the change amount of the phase spectrum (first phase spectrum) of the reflected light with respect to the incident light is calculated with respect to a plurality of types of film thickness, and a database for the plurality of types of film thickness is constructed. Then, the database for the plurality of types of film thicknesses thus constructed is stored in the spectral variation database 106 s that can be referred to by the arithmetic device 106. The operation of constructing a database and storing it in the reference spectrum change amount database 106 s is performed by the arithmetic unit 106 based on the control of the control unit 200.
  • the interference signal in white scanning interference is interference light of various wavelengths overlapping because the light being irradiated is white light.
  • an interference waveform is generated by the cancellation.
  • this is represented by a formula, it is represented by the following (Formula 1).
  • I 0 and I 1 represent the intensity of the interference signal
  • ⁇ represents the wavelength of light being irradiated
  • z represents the scanning position of the optical system
  • h represents the distance from the half mirror to the surface of the transparent body.
  • I (z) is an interference signal at the scanning position z of the optical system.
  • I in (Expression 1) is an imaginary unit.
  • phase signal ⁇ is expressed by the following (formula 2).
  • the phase signal ⁇ is a linear function having a slope (2 ⁇ h).
  • Form 2 is the phase signal ⁇ when the transparent film is not present on the surface of the sample 103.
  • t ij is the amplitude transmittance of light incident from the i-plane to the j-plane of the sample 103 (i is an integer of 0 or more, j is an integer of 1 or more, and i ⁇ j)
  • r ij is the amplitude reflectance of light incident from the i-plane to the j-plane
  • t 01 is the amplitude transmittance of light incident from the S 0 plane of the sample 103 toward the S 1 plane.
  • t 10 is the amplitude transmittance of light incident from the S 1 plane of the sample 103 toward the S 0 plane.
  • r 01 is an amplitude reflectance of light incident from the S 0 plane toward the S 1 plane.
  • r 12 is an amplitude reflectance of light incident from the S 1 plane toward the S 2 plane.
  • r 10 is an amplitude reflectance of light incident from the S 1 plane toward the S 0 plane.
  • the non-linear component ⁇ of ⁇ depends only on the film thickness and refractive index of the transparent film 16 and does not depend on the height of the surface of the transparent film 16.
  • ⁇ is derived by theoretical calculation, a database is constructed in advance, and stored in the spectrum variation database 106s. Then, the non-linear component of the phase signal actually obtained is matched with the information stored in the spectrum variation database 106 s to extract a waveform with the smallest error. Thereby, the film thickness of the transparent film 16 can be measured.
  • a database can be created for the multilayer film and stored in the spectrum variation database 106s to measure the film thickness of the multilayer film.
  • the theory of calculating the reflectance of a general multilayer film is used.
  • the database by theoretical calculation is created, but the database of the non-linear component ⁇ may be constructed by actually measuring a sample having a known film thickness as a standard (or reference).
  • the database of the non-linear component ⁇ which is actually measured and constructed is stored in the spectrum variation database 106 s.
  • step S102 while scanning the reference surface 104a with the optical system of FIG. 1A, an image is taken into the arithmetic device 106 via the area sensor 105. Then, the interference waveform extraction unit 106 a of the arithmetic unit 106 extracts a change in luminance at each pixel of the image captured by the arithmetic unit 106. Thereby, the interference waveform in each pixel of the image is detected by the interference waveform extraction unit 106a.
  • step S101 can be omitted for the sample 103 that can use the same database. In this case, step S101 is omitted, and the steps after step S102 are repeated.
  • step S103 Fourier transform is performed on the interference waveform in each pixel detected in step S102 by the phase component calculation unit (an example of the second phase spectrum calculation unit) 106b of the arithmetic device 106. Then, each phase component as the second phase spectrum is calculated by the phase component calculation unit 106 b.
  • step S104 the component extraction unit 106c of the arithmetic device 106 performs linear fitting on the phase signal calculated in step S103 for each pixel. Then, the linear component and the non-linear component are extracted by the component extraction unit 106c.
  • step S105 in each pixel, the film thickness calculation unit 106d of the arithmetic device 106 performs matching between the non-linear component extracted in step S104 and the information in the spectrum variation database 106s constructed in step S101. Then, the film thickness calculation unit 106d detects the waveform closest to the non-linear component among all the waveforms of the spectrum change amount database 106s (in other words, the spectrum change amount of the first phase spectrum having the highest degree of coincidence with the second phase spectrum). Select from database 106s). Then, the film thickness of the transparent film 16 is calculated by the film thickness calculating unit 106 d using the detected closest waveform (using the selected first phase spectrum).
  • one waveform included in the database is extracted by the error function creating unit 106e of the film thickness calculating unit 106d, and the error function creating unit 106e calculates the sum of squared differences of both waveforms.
  • this calculation is performed by the error function generation unit 106e on all the waveforms of the spectrum change amount database 106s, and an error function generation unit 106e is generated with the film thickness t as a parameter.
  • the film thickness t min at which the error function is the smallest is selected by the minimum film thickness selection unit 106 f.
  • the film thickness of the transparent film 16 is calculated.
  • step S106 information on the result of the calculated film thickness is output from the arithmetic device 106 on the screen of the display device 120 as an example of the output device and displayed, and the measurement is ended.
  • the transparent film 16 is the SiN film 16
  • the substrate 17 is the Si layer 17. That is, the case where the sample 103 in which the SiN film 16 of 91.4 nm is formed on the Si layer 17 is measured will be described by taking actual data as an example.
  • step S101 the film thickness of the SiN film 16 is changed every 1 nm in the range of 0 to 200 nm to calculate the non-linear component ⁇ of the above (formula 4).
  • step S102 matching of the non-linear component extracted by the arithmetic device 106 in step S102 to step S104 with the information in the spectrum variation database 106s is performed 20 times by the film thickness calculator 106d of the arithmetic device 106.
  • the white scanning interferometer 2 as an example of the film thickness measuring device according to the second embodiment of the present invention is an optical system shown in FIG.
  • the second embodiment is largely different from the first embodiment in that a wavelength filter 107 is provided.
  • a white light source 101 is a light source for emitting light of a wide wavelength distribution, such as a halogen lamp.
  • the wavelength filter 107 is disposed between the white light source 101 and the half mirror 102, and is a filter whose transmittance varies with the wavelength. After transmitting the light from the white light source 101 to the wavelength filter 107, the light is incident on the half mirror 102 as light of an intensity spectrum to be described later.
  • the half mirror 102 splits the incident light and guides the light to the sample 103 and the reference member 104, respectively. These lights are respectively incident on the sample 103 and the reference member 104, and are reflected on the surface of the sample 103 and the reference surface 104a.
  • the reflected lights are superimposed by the half mirror 102.
  • the superimposed light enters the area sensor 105.
  • the area sensor 105 captures an image of the reference surface 104 a while scanning the reference surface 104 a along the arrow 99 in FIG. 5 by the reference member moving device 90.
  • the light incident on the area sensor 105 is converted into an image by the area sensor 105 and taken into the arithmetic device 106.
  • the transmittance-wavelength characteristic of the wavelength filter 107 is designed such that the white light intensity spectrum on the area sensor 105 has a plurality of peaks.
  • the transmittance-wavelength characteristics of the wavelength filter 107 are designed in consideration of the intensity spectrum of the white light source 101, the transmission characteristics of the optical system, and the sensitivity characteristics of the area sensor 105. For example, consider the case of the relationship between the wavelength and the intensity shown in FIG.
  • FIGS. 7A to 7D The relationship when the coherence length is changed according to the presence or absence of the insertion of the wavelength filter 107 is shown in FIGS. 7A to 7D.
  • FIG. 7A is a diagram of comparison of intensity spectra of the light source 101 before insertion of the wavelength filter 107 in the second embodiment.
  • FIG. 7B is a diagram of the intensity spectrum of the light source 101 after insertion of the wavelength filter 107 in the second embodiment.
  • FIG. 7C is a diagram of an interference waveform before the insertion of the wavelength filter 107 in the second embodiment.
  • FIG. 7D is a diagram of an interference waveform after insertion of the wavelength filter 107 in the second embodiment.
  • the linear component is a component by the component extraction unit 106c in step S104 due to vibration noise or electrical noise.
  • an interference waveform is defined in the following (Equation 7).
  • I 0 is the intensity spectrum of the interference fringes.
  • rand1 is a random variable that models vibration noise.
  • rand2 is a random variable that models electrical noise and the like.
  • FIGS. 8A to 8M summarize the cases where there are 1 to 4 peaks (single peak to 4 peaks) of the intensity spectrum of the light source.
  • the wavelength distributions of FIG. 8B, FIG. 8E, FIG. 8H, and FIG. 8K at the second stage of FIG. 8A indicate the number of peaks of the intensity spectrum of the light source.
  • FIGS. 8D, 8G, 8J, and 8M in the fourth row of FIG. 8A are obtained by putting together the results of the wavelength on the horizontal axis and the phase on the vertical axis at each peak number.
  • the sum of the error values in the fifth row in FIG. 8A is the sum of the error values in each peak number.
  • the non-linear component is a result obtained by repeating 1000 times in a noise environment.
  • FIGS. 8A to 8M it was found that the variation of the shape phase component is lower in the 3-peak and 4-peak compared to the single peak. It should be noted that the four peaks are considered to be saturated. Therefore, in the case of three peaks, as shown in FIGS. 9A to 9K, the environmental resistance was evaluated while changing the intensity of the central peak.
  • 9A to 9K show the cases where the ratio of the intensity of the central peak to the intensity of both side peaks is 81.5%, 88.4%, 93.4%, 96.8%, and 99.0%, respectively.
  • the non-linear components in FIGS. 9B, 9D, 9F, 9H, and 9J in the third row of FIG. 9A are the results of the phase signals with the horizontal axis representing wavelength and the vertical axis representing phase at each ratio. .
  • the intensity of the central peak of the intensity spectrum of the transmitted light is greater than 80% and less than 100% of the intensity of both side peaks from the viewpoint of nonlinear components (variations in phase signal). Is preferred.
  • the peak value is 93.4%.
  • the intensity ratio at the wavelength ⁇ 500 nm of the waveform shown in FIG.
  • the intensity spectrum of the transmitted light has three peaks, and the intensity of the central peak is the intensity of both side peaks. It was designed to be 93.4% in comparison. According to this configuration, even when the same noise is added, the variation can be suppressed by 83.0% as compared to the conventional case.
  • the film thickness measurement apparatus using the interference and the film thickness measurement method using the interference according to the present invention may be applicable to a measurement inspection technique of a film thickness of a transparent film of a semiconductor film or a flat panel display.

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Abstract

　本発明の膜厚計測装置は、透明膜（１６）が表面に形成された基板（１０３）を載置部（１００）に載置し、ハーフミラー（１０２）で光源（１０１）からの光を分岐して基板表面及び参照面に照射させると共に基板表面及び参照面からの反射光を重ね合わせて干渉光を形成し、干渉光を撮像装置（１０５）で撮像し、その撮像結果に基づいて透明膜の膜厚を演算装置（１０６）で算出する。演算装置は、透明膜への入射光と反射光との間の第１位相スペクトルの変化量を予めデータベース化して作成されたスペクトル変化量データベース（１０６ｓ）と、撮像装置で撮像した透明膜の干渉信号をフーリエ変換して透明膜の第２位相スペクトルを算出する第２位相スペクトル算出部（１０６ｂ）と、第２位相スペクトルと最も一致度の高い第１位相スペクトルをデータベースから選択し、選択した第１位相スペクトルを用いて透明膜の膜厚を計測する膜厚算出部（１０６ｄ）とを有する。

Description

干渉を用いた膜厚計測装置及び干渉を用いた膜厚計測方法
　本発明は、干渉を用いた膜厚計測装置及び干渉を用いた膜厚計測方法に関する。
　白色走査干渉計は、図１０に示すような光学系となっている。図１０において、白色光源１１０１は、例えばハロゲンランプのような広帯域の波長分布の光を照射する光源である。白色光源１１０１から照射された白色光は、ハーフミラー１１０２に入射する。ハーフミラー１１０２は光を分割し、試料１１０３と参照面１１０４に光を導く。これらの光は、試料１１０３と参照面１１０４にそれぞれ入射し、反射し、再びハーフミラー１１０２で重ね合わされる。重ね合わされた光は、エリアセンサ１１０５に入射する。その際、参照面１１０４を図の矢印１１１０方向にスキャンしながらエリアセンサ１１０５で画像を取り込む。入射した光は画像に変換され、演算装置１１０６に取り込まれる。
　次に、この装置を用いて膜厚分布の計測を行われる手順を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。なお、試料１１０３は、第１界面と第２界面をその内部に有している。
　図１１において、まず、ステップＳ２０１で、図１０の光学系で参照面１１０４を走査しながら画像を取込み、画像の各画素における輝度変化を抽出することで、各画素での干渉波形を検出する。
　続いて、ステップＳ２０２で、第１界面での反射光との各干渉波形のピーク位置を算出する。ここで、ピーク位置の算出方法としては、例えば低域通過フィルタにより包絡線を算出し、その最大値をとる走査位置を検出する方法を用いる。
　続いて、ステップＳ２０３で、第２界面での反射光との各干渉波形のピーク位置を算出する。
　続いて、ステップＳ２０４で、ステップＳ２０２とステップＳ２０３で算出した各二つのピーク位置での参照面１１０４の距離を算出し、距離を屈折率で除する（divide）ことで膜厚を算出する。
　最後に、ステップＳ２０５で、膜厚の算出結果を出力し、計測を終了する。
　以上のようにして、試料１１０３に白色光を照射し、反射した光を参照面１１０４からの反射光と重ね合わせてエリアセンサ１１０５上に結像させる。その結果、ハーフミラー１１０２から参照面１１０４までの距離Ｚとハーフミラー１１０２から試料１１０３までの距離ｈが等しい部分にのみ、エリアセンサ１１０５上に干渉縞が現れる。この光学系においては、参照面１１０４を矢印１１１０方向に走査すると、各計測点での干渉波形が現れる。各計測点で干渉波形のピークを検出し、結合することにより試料１１０３の全面の干渉波形を求めることができる。そして、その干渉波形に基づいて物体の表面形状分布を計測する。更にこの技術を利用して、透明体の膜厚計測を行うことができる。
　試料１１０３として透明膜を選択した場合、図１２Ａに示すように、表面１１１１（第１界面）での反射光１１１２と裏面１１１３（第２界面）での反射光１１１４が存在する。光学系を試料１１０３の深さ方向に走査すると、これらの光が別々の干渉縞を作り、図１２Ｂに示す測定結果が得られる。測定結果のピーク間隔が試料１１０３の厚みｔに相当するため、干渉縞が重畳しない範囲で厚みを計測できる。
　この計測手法においては、干渉縞が現れる範囲である可干渉距離が最も短くなる白色光源１１０１を用いる方が良い。具体的には、白色光源１１０１の強度スペクトルは、可能な限り広い帯域を持ち、かつ正規分布となる方が良い。そのために、白色光源１１０１としてハロゲンランプのような広帯域光源を用いると共に、白色光源１１０１の直後に光の透過率に波長依存性のあるフィルタを挿入している（例えば、特許文献１を参照）。
　ここで、試料１１１５が複数の透明膜の層１１１６、１１１７から構成される場合、白色光源１１０１にハロゲンランプを採用する場合、可干渉距離が１μｍ以上となる。そのため、試料１１０３の膜厚が１μｍ以下の場合は、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、透明膜の層１１１６と透明膜の層１１１７との界面１１１８と、透明膜の層１１１７とその下側の層との界面１１１９との間に干渉波形の重畳が発生する。
特開昭６２－２５９００６号公報
　しかしながら、前記従来の構成では、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように干渉波形の重畳が発生すると、試料表面の膜厚分布計測が不可能になる。
　また、前記従来の構成では、参照面を走査しながらエリアセンサの画像を取り込む時の振動ノイズ、又は、電気ノイズの影響により、計測の精度が低下する可能性もある。
　本発明の第１態様によれば、透明膜が表面に形成された基板を載置する載置部と、前記載置部に載置された前記基板に光を照射する光源と、前記光源からの前記光を分岐して前記基板の表面及び参照面に照射させると共に、前記基板の前記表面及び前記参照面からの反射光を重ね合わせて干渉光を形成するハーフミラーと、前記干渉光を撮像する撮像装置と、前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記透明膜の膜厚を算出する演算装置とを備え、前記演算装置は、前記透明膜への入射光と反射光との間の第１位相スペクトルの変化量を予めデータベース化して作成されたスペクトル変化量データベースと、前記撮像装置で撮像した前記透明膜の干渉信号をフーリエ変換して前記透明膜の第２位相スペクトルを算出する第２位相スペクトル算出部と、前記第２位相スペクトルと最も一致度の高い第１位相スペクトルを前記スペクトル変化量データベースから選択し、選択した前記第１位相スペクトルを用いて前記透明膜の膜厚を計測する膜厚算出部とを有する、干渉を用いた膜厚計測装置を提供する。
　本発明の第２態様によれば、透明膜が表面に形成された基板への入射光と反射光との間での第１位相スペクトルの変化量を予めデータベース化してスペクトル変化量データベースを作成し、前記透明膜及び参照面からの光が干渉した干渉光の干渉信号をフーリエ変換して前記透明膜の第２位相スペクトルを算出し、前記第２位相スペクトルと最も一致度の高い第１位相スペクトルを前記スペクトル変化量データベースから選択し、選択した前記第１位相スペクトルを用いて前記透明膜の膜厚を計測する、干渉を用いた膜厚計測方法を提供する。
　以上のように、本発明によれば、１μｍ以下の薄膜が表面に存在する物体の膜厚について、精度良く膜厚分布を計測することができる。
　本発明の特徴は、添付された図面についての実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１Ａは、本発明の第１実施形態における白色走査干渉計の光学系の概略構成図であり、 図１Ｂは、本発明の第１実施形態における白色走査干渉計の光学系の演算装置のブロック図であり、 図１Ｃは、本発明の第１実施形態における白色走査干渉計の光学系の膜厚算出部のブロック図であり、 図２は、本第１実施形態における膜厚分布の計測手順を示すフローチャートであり、 図３は、本第１実施形態における薄膜での多重反射の様子を示す図であり、 図４Ａは、本第１実施形態における標準ＳｉＮ膜での精度検証結果の図であって、波長と位相の関係を示す図であり、 図４Ｂは、本第１実施形態における標準ＳｉＮ膜での精度検証結果の図であって、計測回数と膜厚の関係を示す図であり、 図５は、本発明の第２実施形態における波長フィルタを挿入した白色走査干渉系の光学系の概略構成図であり、 図６は、本第２実施形態における波長フィルタを挿入することにより得られる白色光源の強度スペクトルの図であり、 図７Ａは、本第２実施形態における波長フィルタ挿入前での光源の強度スペクトルの比較の図であり、 図７Ｂは、本第２実施形態における波長フィルタ挿入後での光源の強度スペクトルの図であり、 図７Ｃは、本第２実施形態における波長フィルタ挿入前での干渉波形の図であり、 図７Ｄは、本第２実施形態における波長フィルタ挿入後での干渉波形の図であり、 図８Ａは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図であり、 図８Ｂは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が１の場合の波長分布のグラフであり、 図８Ｃは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が１の場合の輝度信号のグラフであり、 図８Ｄは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が１の場合の非線形成分のグラフであり、 図８Ｅは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が２の場合の波長分布のグラフであり、 図８Ｆは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が２の場合の輝度信号のグラフであり、 図８Ｇは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が２の場合の非線形成分のグラフであり、 図８Ｈは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が３の場合の波長分布のグラフであり、 図８Ｉは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が３の場合の輝度信号のグラフであり、 図８Ｊは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が３の場合の非線形成分のグラフであり、 図８Ｋは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が４の場合の波長分布のグラフであり、 図８Ｌは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が４の場合の輝度信号のグラフであり、 図８Ｍは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルのピーク数変化による、非線形成分のバラつき評価結果の図のうちのピーク数が４の場合の非線形成分のグラフであり、 図９Ａは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図であり、 図９Ｂは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が８１．５％のときの波長分布のグラフであり、 図９Ｃは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が８１．５％のときの位相信号のバラつきのグラフであり、 図９Ｄは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が８８．４％のときの波長分布のグラフであり、 図９Ｅは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が８８．４％のときの位相信号のバラつきのグラフであり、 図９Ｆは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が９３．４％のときの波長分布のグラフであり、 図９Ｇは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が９３．４％のときの位相信号のバラつきのグラフであり、 図９Ｈは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が９６．８％のときの波長分布のグラフであり、 図９Ｉは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が９６．８％のときの位相信号のバラつきのグラフであり、 図９Ｊは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が９９．０％のときの波長分布のグラフであり、 図９Ｋは、本第２実施形態における波長フィルタ透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持つ場合の、中心ピークと両サイドピーク比率を変化させた場合の、非線形成分のバラつき評価を示す図のうち、中心ピークと両サイドピーク比率が９９．０％のときの位相信号のバラつきのグラフであり、 図１０は、従来の白色走査干渉計の光学系の概略構成図であり、 図１１は、従来の白色走査干渉計での膜厚分布の計測手順を示すフローチャートであり、 図１２Ａは、従来の白色走査干渉計での膜厚計測方法の原理を示す図であり、 図１２Ｂは、従来の白色走査干渉計での膜厚計測結果を示す図であり、 図１３Ａは、従来の膜厚計測方法における多層薄膜計測の原理を示す図であり、 図１３Ｂは、従来の膜厚計測方法における多層薄膜計測時の干渉波形の重畳を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付けて、適宜、説明を省略している。
　（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態の膜厚計測装置の一例としての白色走査干渉計１は、図１Ａに示す光学系である。白色走査干渉計１は、光源の一例としての白色光源１０１と、ハーフミラー１０２と、載置部１００と、参照面１０４ａを有する参照部材１０４と、撮像装置の一例としてのエリアセンサ１０５と、演算装置１０６とで構成されている。
　図１Ａにおいて、白色光源１０１は、例えばハロゲンランプのような広帯域の波長分布の光を照射する光源である。この白色光源１０１は、白色光をハーフミラー１０２に入射する。
　ハーフミラー１０２は、光を分割し、載置部１００に載置された試料１０３と参照部材１０４に、分割された光をそれぞれ導く。試料１０３は、基体１７の表面に測定対象である透明膜１６が形成された基板である。これらの光は、試料１０３と参照部材１０４にそれぞれ入射し、試料１０３の表面と参照面１０４ａとでそれぞれ反射した後、再びハーフミラー１０２で重ね合わされる。重ね合わされた光は、エリアセンサ１０５に入射する。その際、参照部材移動装置９０を用いて図１Ａの矢印９９の方向に参照面１０４ａをスキャンさせながら、エリアセンサ１０５で参照面１０４ａの画像を取り込む。参照部材移動装置９０は、参照部材１０４を矢印９９沿いに直線移動させる駆動機構である。この駆動機構としては、例えば、モータによりボールネジを回転させて、ボールネジに螺合したナット部材に保持された参照部材１０４を矢印９９沿いに直線移動させる駆動機構や、リニアモータで参照部材１０４を矢印９９沿いに直線移動させる駆動機構を用いる。
　エリアセンサ１０５に入射した光は、エリアセンサ１０５で画像に変換される。
　エリアセンサで変換された画像の情報は、演算装置１０６に取り込まれる。演算装置１０６では、スペクトル変化量データベース１０６ｓを参照しながら、膜厚分布の計測のための演算が行われる。この演算装置１０６での膜厚分布の計測については、詳しくは後述する。演算装置１０６は、干渉波形抽出部１０６ａと、第２位相スペクトル算出部の一例としての位相成分算出部１０６ｂと、成分抽出部１０６ｃと、膜厚算出部１０６ｄとで構成されている。また、膜厚算出部１０６ｄは、エラー関数作成部１０６ｅと、最小膜厚選択部１０６ｆとで構成されている。
　この演算装置１０６は、以下の演算を行なう。まず、エリアセンサ１０５で撮像した透明膜の干渉信号をフーリエ変換して、透明膜の第２位相スペクトルを位相成分算出部１０６ｂで算出する。そして、第２位相スペクトルと最も一致度の高い第１位相スペクトルを、スペクトル変化量データベース１０６ｓから選択する。そして、選択した第１位相スペクトルを用いて、透明膜の膜厚を、膜厚算出部１０６ｄで計測する。
　制御装置２００は、白色光源１０１と、エリアセンサ１０５と、演算装置１０６と、参照部材移動装置９０となどに接続されて、それぞれの動作を制御して、試料１０３の膜厚分布を計測する。
　次に、この白色走査干渉計１を用いて膜厚分布の計測を行う手順を、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
　まず、ステップＳ１０１で、複数種類の膜厚に対して入射光に対する反射光の位相スペクトル（第１位相スペクトル）の変化量を算出し、複数種類の膜厚に対するデータベースを構築する。そして、構築した複数種類の膜厚に対するデータベースを、演算装置１０６で参照可能なスペクトル変化量データベース１０６ｓに記憶する。データベースを構築して参照可能なスペクトル変化量データベース１０６ｓに記憶する作業は、制御装置２００の制御に基づいて、演算装置１０６で行う。
　白色走査干渉における干渉信号は、照射している光が白色光であるため、様々な波長の干渉波が重なり合う。様々な波長の干渉波が重なり合った結果、その打ち消し合いにより干渉波形が発生する。これを式で表すと下記（式１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ここで、Ｉ０，Ｉ１は干渉信号の強度、λは照射している光の波長、ｚは光学系の走査位置、ｈはハーフミラーから透明体表面までの距離を表す。Ｉ（ｚ）は、光学系の走査位置ｚでの干渉信号である。（式１）中のｉは、虚数単位である。
　干渉信号をフーリエ変換し、その位相項を抽出すると、得られる位相信号φは下記（式２）で表される。ここで、位相信号φは、傾き（２πｈ）を持つ一次関数になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　前記（式２）は、試料１０３の表面に透明膜が存在しない場合の位相信号φである。ここで、試料１０３の表面に、膜厚ｔ、屈折率ｎの透明膜１６が存在する場合、図３に示す多重反射が発生する。ここで、ｔｉｊは試料１０３のｉ面からｊ面に向けて入射する光の振幅透過率（ｉは０以上の整数、ｊは１以上の整数であって、ｉ＜ｊである。）、ｒｉｊはｉ面からｊ面に向けて入射する光の振幅反射率であり、βは透明膜での位相変化量ξ＝２πｎｔ／λである。例えば、ｔ０１は、試料１０３のＳ０面からＳ１面に向けて入射する光の振幅透過率である。ｔ１０は、試料１０３のＳ１面からＳ０面に向けて入射する光の振幅透過率である。ｒ０１は、Ｓ０面からＳ１面に向けて入射する光の振幅反射率である。ｒ１２は、Ｓ１面からＳ２面に向けて入射する光の振幅反射率である。ｒ１０は、Ｓ１面からＳ０面に向けて入射する光の振幅反射率である。
　この試料１０３の透明膜１６で反射した光の総和を取り、全体の位相変化量のスペクトルを求めると、下記（式３），（式４）になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　最終的に、試料１０３に透明膜１６が存在する場合の位相は、前記（式２）より変化して、下記（式５）になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　θは非線形成分を含んでおり、前記（式５）は図７のような一次関数ではない。そこで、θ＝α×（２／λ）＋βと仮定して、線形成分｛α×（２／λ）｝と非線形成分βに分けると、前記（式５）は下記（式６）になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　ここで、θの非線形成分βは、透明膜１６の膜厚と屈折率のみに依存し、透明膜１６の表面の高さに依存しない。透明膜１６に想定される膜厚に対して理論計算によりβを導出し、データベースを予め構築してスペクトル変化量データベース１０６ｓに記憶しておく。そして、実際に得られた位相信号の非線形成分を、スペクトル変化量データベース１０６ｓに記憶された情報とマッチングさせ、最も誤差の小さい波形を抽出する。これにより、透明膜１６の膜厚を計測することができる。
　以上の説明では、最も単純な単層膜について記述したが、多層膜に対してもデータベースを作成してスペクトル変化量データベース１０６ｓに記憶して、多層膜の膜厚が計測できる。なお、多層膜の膜厚の計測では、一般的な多層膜の反射率を算出する理論を利用する。
　また、以上の説明では、理論計算によるデータベースを作成したが、標準（又は基準）として既知の膜厚を持つ試料を実際に計測することにより、非線形成分βのデータベースを構築しても良い。実際に計測して構築した非線形成分βのデータベースは、スペクトル変化量データベース１０６ｓに記憶される。
　続いて、ステップＳ１０２では、図１Ａの光学系で参照面１０４ａを走査しながら、エリアセンサ１０５を介して画像を演算装置１０６に取込む。そして、演算装置１０６に取り込んだ画像の各画素における輝度変化を演算装置１０６の干渉波形抽出部１０６ａで抽出する。これにより、画像の各画素における干渉波形を、干渉波形抽出部１０６ａで検出する。なお、ステップＳ１０１でデータベースを作成した後は、同じデータベースを利用できる試料１０３に対しては、ステップＳ１０１を省略できる。この場合、ステップＳ１０１を省略して、ステップＳ１０２以降のステップを繰り返す。
　続いて、ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で検出した各画素における干渉波形に対して、フーリエ変換を演算装置１０６の位相成分算出部（第２位相スペクトル算出部の一例）１０６ｂで実行する。そして、第２位相スペクトルとしての各位相成分を、位相成分算出部１０６ｂで算出する。
　続いて、ステップＳ１０４では、各画素について、ステップＳ１０３で算出した位相信号に対し線形フィッティングを演算装置１０６の成分抽出部１０６ｃで行う。そして、線形成分と非線形成分を、成分抽出部１０６ｃで抽出する。
　続いて、ステップＳ１０５では、各画素において、ステップＳ１０４で抽出した非線形成分とステップＳ１０１で構築したスペクトル変化量データベース１０６ｓ内の情報とのマッチングを演算装置１０６の膜厚算出部１０６ｄで行う。そして、スペクトル変化量データベース１０６ｓの全波形の中で非線形成分に最も近い波形を膜厚算出部１０６ｄで検出する（言い換えれば、第２位相スペクトルと最も一致度の高い第１位相スペクトルをスペクトル変化量データベース１０６ｓから選択する）。そして、検出した最も近い波形を利用して（選択した前記第１位相スペクトルを用いて）、透明膜１６の膜厚を膜厚算出部１０６ｄで算出する。この具体的な方法としては、まず、データベースに含まれる波形を膜厚算出部１０６ｄのエラー関数作成部１０６ｅで１つ抽出し、両波形の差分２乗和をエラー関数作成部１０６ｅで算出する。次に、スペクトル変化量データベース１０６ｓの全波形に対して、この算出をエラー関数作成部１０６ｅで行い、膜厚ｔをパラメータとするエラー関数をエラー関数作成部１０６ｅで作成する。その中で、最もエラー関数が小さくなる膜厚ｔｍｉｎを最小膜厚選択部１０６ｆで選択する。これにより、透明膜１６の膜厚を算出する。
　続いて、ステップＳ１０６では、前記算出された膜厚の結果の情報を、演算装置１０６から、出力装置の一例としての表示装置１２０の画面に出力して表示し、計測を終了する。
　以上の手順を、具体的な実データを例に挙げて、以下に説明する。以下の説明では、透明膜１６はＳｉＮ膜１６であり、基板１７はＳｉ層１７である。すなわち、９１．４ｎｍのＳｉＮ膜１６がＳｉ層１７上に形成されている試料１０３を計測した場合について、実データを例に挙げて説明する。
　まず、ステップＳ１０１において、０～２００ｎｍの範囲で１ｎｍごとにＳｉＮ膜１６の膜厚を変化させ、前記（式４）の非線形成分βを算出する。この算出により、光波長λ＝５００～８００ｎｍの波長分布の光をＳｉＮ膜１６に照射した場合のデータベースを作成して、スペクトル変化量データベース１０６ｓに記憶する。
　次に、干渉波形に基づいてステップＳ１０２からステップＳ１０４において演算装置１０６で抽出した非線形成分とスペクトル変化量データベース１０６ｓ内の情報とのマッチングを、演算装置１０６の膜厚算出部１０６ｄで２０回行う。
　このマッチングの結果を、図４Ａ及び図４Ｂに示す。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、２０回のマッチングでは、平均膜厚９１．７ｎｍ、膜厚±１σ＝±０．３８ｎｍという結果を得た。
　かかる構成によれば、干渉波形の重畳が起きる１０００ｎｍ以下の薄膜であっても、精度良く膜厚分布が計測できるようになる。
　（第２実施形態）
　本発明の第２実施形態の膜厚計測装置の一例としての白色走査干渉計２は、図５に示す光学系である。第２実施形態が第１実施形態と大きく異なるのは、波長フィルタ１０７を備えることである。
　図５において、白色光源１０１は、例えばハロゲンランプのような広帯域の波長分布の光を照射する光源である。波長フィルタ１０７は、白色光源１０１とハーフミラー１０２との間に配置されて、波長によって透過率が変化するフィルタである。白色光源１０１からの光を波長フィルタ１０７に透過させた後、後述する強度スペクトルの光として、ハーフミラー１０２に入射する。ハーフミラー１０２は、入射した光を分割し、試料１０３と参照部材１０４とに光をそれぞれ導く。これらの光は、試料１０３と参照部材１０４にそれぞれ入射し、試料１０３の表面と参照面１０４ａとでそれぞれ反射する。その後、それぞれ反射した光は、ハーフミラー１０２で重ね合わされる。重ね合わされた光は、エリアセンサ１０５に入射する。その際、参照部材移動装置９０により、参照面１０４ａを図５の矢印９９にスキャンしながら、エリアセンサ１０５で参照面１０４ａの画像を取り込む。エリアセンサ１０５に入射した光は、エリアセンサ１０５で画像に変換され、演算装置１０６に取り込まれる。
　ここで、波長フィルタ１０７の透過率－波長特性は、エリアセンサ１０５上での白色光強度スペクトルが複数ピークを持つように設計される。波長フィルタ１０７の透過率－波長特性は、白色光源１０１の強度スペクトルと光学系の透過特性、エリアセンサ１０５の感度特性を鑑みて、設計される。例えば、図６に示す波長と強度の関係を持つ場合について考える。λ＝５００ｎｍでの強度比は、０．３２８である。λ＝５５０ｎｍでの強度比は、１．０８である。λ＝６００ｎｍでの強度比は、０．８６である。λ＝６５０ｎｍでの強度比は、１．０２である。λ＝７００ｎｍでの強度比は、０．８６である。λ＝７５０ｎｍでの強度比は、１．０８である。λ＝８００ｎｍでの強度比は、０．３２８である。
　この波長フィルタ１０７の挿入の有無によって可干渉距離を変化させた場合の関係を、図７Ａ～図７Ｄに示す。図７Ａは、本第２実施形態における波長フィルタ１０７の挿入前での光源１０１の強度スペクトルの比較の図である。図７Ｂは、本第２実施形態における波長フィルタ１０７の挿入後での光源１０１の強度スペクトルの図である。図７Ｃは、本第２実施形態における波長フィルタ１０７の挿入前での干渉波形の図である。図７Ｄは、本第２実施形態における波長フィルタ１０７の挿入後での干渉波形の図である。図７Ａ～図７Ｄから明らかなように、可干渉距離を拡大することで、ノイズ環境下における位相スペクトル波形の再現性が向上する。本発明の複数ピークでは、単一ピークの場合と比べて可干渉距離を大きくすることができる。そのため、本発明では、線形成分と非線形成分との抽出時のバラつきを小さくすることができる。ここで、線形成分は、振動ノイズ又は電気ノイズによるステップＳ１０４での成分抽出部１０６ｃによる成分である。
　以下、振動ノイズ及び電気ノイズ環境下での非線形成分のバラつきを、演算装置１０６ｄにて仮想検証した結果を比較した。条件は以下の通りである。
　まず、干渉波形を下記（式７）に定義する。ここで、Ｉ０は、干渉縞の強度スペクトルである。λは、波長であって、λ＝５００～８００ｎｍである。ｈは、白色干渉計２から試料１０３の表面までの距離であって、ｈ＝５μｍである。ｚは、参照面１０４ａのスキャン距離であって、ｚ＝０～１０μｍである。φは、位相信号であって、前記（式４）により算出されたｒ０１＝０．３，ｒ１２＝０．９，ｔ＝１００ｎｍである。ｒａｎｄ１は、振動ノイズをモデル化したランダム変数である。ｒａｎｄ２は、電気ノイズ等をモデル化したランダム変数である。（式７）中のｋは、ｋ＝２π／λで表される波数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　この干渉信号Ｉをランダム変数により変化させながら１０００信号作成し、フーリエ変換した。このフーリエ変換した干渉信号Ｉの非線形位相成分を、ノイズのない場合と比較する。そして、その誤差の１０００回分を合計した値によって、耐環境性を評価した。その評価結果を、図８Ａ～図８Ｍに示す。図８Ａ～図８Ｍは、光源の強度スペクトルのピークが１～４個（単一ピーク～４ピーク）存在する場合について、それぞれ、まとめたものである。図８Ａの２段目の図８Ｂ，図８Ｅ，図８Ｈ，図８Ｋの波長分布は、光源の強度スペクトルのピークの数を示す。図８Ａの３段目の図８Ｃ，図８Ｆ，図８Ｉ，図８Ｌの輝度信号は、各ピーク数において、横軸がＺ位置で縦軸が輝度の結果をまとめたものである。ここで、Ｚ位置とは、図１Ａまたは図５に示すＺの位置である。図８Ａの４段目の図８Ｄ，図８Ｇ，図８Ｊ，図８Ｍの非線形成分は、各ピーク数において、横軸が波長で縦軸が位相の結果をまとめたものである。図８Ａの５段目の誤差値の総和は、各ピーク数において、誤差値の総和をまとめたものである。ここで、非線形成分については、ノイズ環境下で１０００回繰り返して得られた結果である。
　発明者らの評価により、図８Ａ～図８Ｍに示すように、単一ピークに比べると、３ピーク、４ピークの方が形位相成分のバラつきが低くなることが分かった。なお、４ピークでは飽和していると見られる。そこで、３ピークの場合に関して、図９Ａ～図９Ｋに示すように、中心ピークの強度を変化させながら、耐環境性を評価した。
　図９Ａ～図９Ｋは、中心ピークの強度と両サイドピークの強度の比率が、８１．５％、８８．４％、９３．４％、９６．８％、９９．０％のそれぞれの場合についての結果をまとめたものである。図９Ａの４段目の図９Ｃ，図９Ｅ，図９Ｇ，図９Ｉ，図９Ｋの波長分布は、各比率において、横軸が波長で縦軸が相対強度の結果をまとめたものである。図９Ａの３段目の図９Ｂ，図９Ｄ，図９Ｆ，図９Ｈ，図９Ｊの非線形成分は、各比率において、横軸が波長で縦軸が位相の位相信号の結果をまとめたものである。図９Ａの５段目の誤差値は、各比率において、誤差値をまとめたものである。ここで、中心ピークの強度と両サイドピークの強度の比率が１００．０％以上又は８０．０％以下では、非線形成分に関する評価結果が良好な点は見られなかったので、これらについては説明を省略している。言い換えれば、光学フィルタ１０７は、非線形成分（位相信号のバラつき）の観点から、透過光の強度スペクトルの中心ピークの強度が、両サイドピークの強度に対して８０％より大きく１００％未満の強度であることが好ましい。図９Ａ～図９Ｋで非線形成分の位相が最小となる場合は、ピーク値が９３．４％の場合である。ここで、図６に示す波形の波長λ＝５００ｎｍでの強度比は、０．３２８である。波長λ＝６００ｎｍでの強度比は、０．８６である。波長λ＝６５０ｎｍでの強度比は、１．０２である。波長λ＝７００ｎｍでの強度比は、０．８６である。波長λ＝７５０ｎｍでの強度比は、１．０８である。波長λ＝８００ｎｍでの強度比は、０．３２８である。この場合、非線形成分のバラつきは、従来の単一ピークの場合と比べて、８３．０％抑制できる。
　本第２実施形態での波長フィルタ１０７は、波長フィルタ１０７の透過率―波長特性として、透過後の光の強度スペクトルが３つのピークを持ち、なおかつ、中心ピークの強度が両サイドピークの強度に比べ９３．４％となるように設計した。かかる構成によれば、同じノイズが加わった場合でも、従来に比べて、そのバラつき度合いを８３．０％抑制できる。
　なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏することができる。
　本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　本発明にかかる干渉を用いた膜厚計測装置及び干渉を用いた膜厚計測方法は、半導体膜、又は、フラットパネルディスプレイの透明膜の膜厚の計測検査技術などに利用できる可能性がある。

Claims (8)

  1. 　透明膜が表面に形成された基板を載置する載置部と、
    　前記載置部に載置された前記基板に光を照射する光源と、
    　前記光源からの前記光を分岐して前記基板の表面及び参照面に照射させると共に、前記基板の前記表面及び前記参照面からの反射光を重ね合わせて干渉光を形成するハーフミラーと、
    　前記干渉光を撮像する撮像装置と、
    　前記撮像装置での撮像結果に基づいて前記透明膜の膜厚を算出する演算装置とを備え、
    　前記演算装置は、
    　　前記透明膜への入射光と反射光との間の第１位相スペクトルの変化量を予めデータベース化して作成されたスペクトル変化量データベースと、
    　　前記撮像装置で撮像した前記透明膜の干渉信号をフーリエ変換して前記透明膜の第２位相スペクトルを算出する第２位相スペクトル算出部と、
    　　前記第２位相スペクトルと最も一致度の高い第１位相スペクトルを前記スペクトル変化量データベースから選択し、選択した前記第１位相スペクトルを用いて前記透明膜の膜厚を計測する膜厚算出部とを有する、
    干渉を用いた膜厚計測装置。
  2. 　透過光の強度スペクトルが複数のピークを有する光学フィルタを、前記光源と前記ハーフミラーとの間に備える、
    請求項１に記載の干渉を用いた膜厚計測装置。
  3. 　前記光学フィルタは、前記透過光の前記強度スペクトルが３つのピークを有するフィルタである、
    請求項２に記載の干渉を用いた膜厚計測装置。
  4. 　前記光学フィルタは、前記透過光の前記強度スペクトルの中心ピークの強度が、両サイドピークの強度に比べて小さい、
    請求項３に記載の干渉を用いた膜厚計測装置。
  5. 　前記光学フィルタは、前記透過光の前記強度スペクトルの前記中心ピークの強度が、前記両サイドピークの強度に対して８０％より大きく１００％未満の強度である、
    請求項４に記載の干渉を用いた膜厚計測装置。
  6. 　前記光学フィルタは、前記透過光の前記強度スペクトルの前記中心ピークの強度が、前記両サイドピークの強度の９３．４％の強度である、
    請求項５に記載の干渉を用いた膜厚計測装置。
  7. 　前記光源が白色光源である
    請求項１に記載の干渉を用いた膜厚計測装置。
  8. 　透明膜が表面に形成された基板への入射光と反射光との間での第１位相スペクトルの変化量を予めデータベース化してスペクトル変化量データベースを作成し、
    　前記透明膜及び参照面からの光が干渉した干渉光の干渉信号をフーリエ変換して前記透明膜の第２位相スペクトルを算出し、
    　前記第２位相スペクトルと最も一致度の高い第１位相スペクトルを前記スペクトル変化量データベースから選択し、選択した前記第１位相スペクトルを用いて前記透明膜の膜厚を計測する、
    干渉を用いた膜厚計測方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5958627B1 (ja) * 2015-09-08 2016-08-02 株式会社豊田中央研究所 摺動装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2009273A (en) 2011-08-31 2013-03-04 Asml Netherlands Bv Level sensor arrangement for lithographic apparatus, lithographic apparatus and device manufacturing method.
US20140333936A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Industrial Technology Research Institute Thickness measuring system and method for a bonding layer
JP6333351B1 (ja) * 2016-12-27 2018-05-30 Ntn株式会社 測定装置、塗布装置、および膜厚測定方法
US10113860B1 (en) * 2017-04-12 2018-10-30 Applejack 199, L.P. Inspecting a multilayer sample
US10890434B2 (en) 2017-04-12 2021-01-12 Applejack 199 L.P. Inspecting a multilayer sample
DE102017116745A1 (de) * 2017-07-25 2019-01-31 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Konfokalmikroskop zur Schichtdickenmessung und Mikroskopieverfahren zur Schichtdickenmessung
CN107607051B (zh) * 2017-10-26 2019-07-30 京东方科技集团股份有限公司 一种膜厚检测装置
TWI794416B (zh) * 2018-02-28 2023-03-01 美商賽格股份有限公司 多層堆疊結構之計量方法及干涉儀系統
DE102018117470A1 (de) * 2018-07-19 2020-01-23 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zur Bestimmung von Dicke und Brechzahl einer Schicht
CN109406107B (zh) * 2018-10-19 2020-02-14 中国兵器工业标准化研究所 红外光学材料均匀性测试的试样面形误差的控制方法
JP7481090B2 (ja) * 2019-01-09 2024-05-10 株式会社ディスコ 厚み計測装置、及び厚み計測装置を備えた加工装置
JP7452227B2 (ja) * 2020-04-24 2024-03-19 セイコーエプソン株式会社 測定装置、及び測定方法
CN113834430B (zh) * 2021-09-24 2023-11-14 天津大学 一种测量薄膜厚度和折射率的方法
JP2023100410A (ja) * 2022-01-06 2023-07-19 株式会社ディスコ 計測装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6457108A (en) * 1987-08-28 1989-03-03 Hitachi Ltd Interference measurement method of film thickness
JPH08502829A (ja) * 1993-02-08 1996-03-26 ジゴー コーポレーション 干渉図の空間周波数分析によって表面の形状を測定する方法および装置
JP2008299210A (ja) * 2007-06-01 2008-12-11 Olympus Corp 干渉対物レンズと、その干渉対物レンズを備える干渉顕微鏡装置
JP2009516171A (ja) * 2005-11-15 2009-04-16 ザイゴ コーポレーション 光学的に未処理の表面特徴の特性を測定する干渉計及び方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62259006A (ja) 1986-05-02 1987-11-11 Hitachi Ltd 干渉膜厚測定装置
JP3114972B2 (ja) * 1999-03-02 2000-12-04 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレ−ション 膜厚検査装置及び膜厚検査方法
US7317531B2 (en) * 2002-12-05 2008-01-08 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for detecting overlay errors using scatterometry
US6900900B2 (en) * 2000-11-16 2005-05-31 Process Diagnostics, Inc. Apparatus and method for enabling high resolution film thickness and thickness-uniformity measurements
JP2003050108A (ja) 2001-08-07 2003-02-21 Mitsubishi Electric Corp 膜厚測定方法及び膜厚測定装置
KR101169293B1 (ko) * 2003-03-06 2012-07-30 지고 코포레이션 주사 간섭측정을 이용한 복합 표면 구조의 프로파일링
US7324214B2 (en) * 2003-03-06 2008-01-29 Zygo Corporation Interferometer and method for measuring characteristics of optically unresolved surface features
US7257248B2 (en) * 2003-03-27 2007-08-14 General Electric Company Non-contact measurement system and method
JP4323991B2 (ja) * 2004-03-19 2009-09-02 大日本スクリーン製造株式会社 分光反射率測定装置、膜厚測定装置および分光反射率測定方法
US20090296099A1 (en) 2005-09-22 2009-12-03 Kurt Burger Interferometric Layer Thickness Determination
US8112146B2 (en) * 2008-07-24 2012-02-07 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional imaging using a luminescent surface and a differentially attenuating medium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6457108A (en) * 1987-08-28 1989-03-03 Hitachi Ltd Interference measurement method of film thickness
JPH08502829A (ja) * 1993-02-08 1996-03-26 ジゴー コーポレーション 干渉図の空間周波数分析によって表面の形状を測定する方法および装置
JP2009516171A (ja) * 2005-11-15 2009-04-16 ザイゴ コーポレーション 光学的に未処理の表面特徴の特性を測定する干渉計及び方法
JP2008299210A (ja) * 2007-06-01 2008-12-11 Olympus Corp 干渉対物レンズと、その干渉対物レンズを備える干渉顕微鏡装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5958627B1 (ja) * 2015-09-08 2016-08-02 株式会社豊田中央研究所 摺動装置

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