JPH02266208A - 膜厚測定方法 - Google Patents
膜厚測定方法Info
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- JPH02266208A JPH02266208A JP8933589A JP8933589A JPH02266208A JP H02266208 A JPH02266208 A JP H02266208A JP 8933589 A JP8933589 A JP 8933589A JP 8933589 A JP8933589 A JP 8933589A JP H02266208 A JPH02266208 A JP H02266208A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
材質のわかっている基板上に被着され、電子線を適度に
透過する膜質を有する薄膜の局所部分の膜厚測定方法に
関し。
透過する膜質を有する薄膜の局所部分の膜厚測定方法に
関し。
微小領域の膜厚測定ができるようにすることを目的とし
。
。
（１）基板上に被着された薄膜上を電子ビームプローブ
で走査し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から発生する特性Ｘ線強度を測定
し、予め求められた該薄膜の膜厚と特性Ｘ線強度の関係
から該薄膜の膜厚を求めるように構成する。
で走査し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から発生する特性Ｘ線強度を測定
し、予め求められた該薄膜の膜厚と特性Ｘ線強度の関係
から該薄膜の膜厚を求めるように構成する。
（２）基板上に被着された薄膜上を電子ビームプローブ
で照射し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から特性Ｘ線が発生し始める時の
電子ビームの加速電圧を測定し予め求められた該薄膜の
膜厚と該加速電圧の関係から該薄膜の膜厚を求めるよう
に構成する。
で照射し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から特性Ｘ線が発生し始める時の
電子ビームの加速電圧を測定し予め求められた該薄膜の
膜厚と該加速電圧の関係から該薄膜の膜厚を求めるよう
に構成する。
本発明は材質のわかっている基板上に被着され。
電子ビームを適度に透過する膜質を有する薄膜の局所部
分の膜厚測定方法に関する。
分の膜厚測定方法に関する。
近年、デバイスの高集積化に伴い、非常に薄い膜厚の測
定及び非常に微細な局所領域の測定が必要となってきた
。
定及び非常に微細な局所領域の測定が必要となってきた
。
非常に微細な領域の測定には、サブミクロン以下の微細
なプローブ（測定針）を有する測定系が必要となるが１
本発明はこのような目的の測定に利用することができる
。
なプローブ（測定針）を有する測定系が必要となるが１
本発明はこのような目的の測定に利用することができる
。
従来の膜厚測定方法には、センサを備えた微小針を用い
て段差部を物理的に走査する方法（クリステツブによる
方法）や光学的な干渉、波長、偏光１強度等を用いる方
法がある。
て段差部を物理的に走査する方法（クリステツブによる
方法）や光学的な干渉、波長、偏光１強度等を用いる方
法がある。
ところが、従来法ではプローブサイズはあまり小さくで
きないで限界があった。
きないで限界があった。
〔発明が解決しようとする課題］
半導体デバイスの０．５μｍ幅程度の細い線幅のレジス
トパターンの膜厚を測ろうとすると、従来例ではプロー
ブサイズの最小値が数μｍ程度であるので測定ができな
かった。
トパターンの膜厚を測ろうとすると、従来例ではプロー
ブサイズの最小値が数μｍ程度であるので測定ができな
かった。
例えば、楕円偏光を利用した膜厚測定器（エリプソメー
タ）の場合のプローブサイズの最小値は約２０ａｍであ
る。
タ）の場合のプローブサイズの最小値は約２０ａｍであ
る。
本発明は微小領域の膜厚測定ができる方法を得ることを
目的とする。
目的とする。
上記課題の解決は。
（１）基板上に被着された薄膜上を電子ビームプローブ
で走査し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から発生する特性Ｘ線強度を測定
し２予め求められた該薄膜の膜厚と特性Ｘ線強度の関係
から該薄膜の膜厚を求める膜厚測定方法、或いは （２）基板上に被着された薄膜上を電子ビームプローブ
で照射し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から特性Ｘ線が発生し始める時の
電子ビームの加速電圧を測定し。
で走査し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から発生する特性Ｘ線強度を測定
し２予め求められた該薄膜の膜厚と特性Ｘ線強度の関係
から該薄膜の膜厚を求める膜厚測定方法、或いは （２）基板上に被着された薄膜上を電子ビームプローブ
で照射し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から特性Ｘ線が発生し始める時の
電子ビームの加速電圧を測定し。
予め求められた該薄膜の膜厚と該加速電圧の関係から該
薄膜の膜厚を求める膜厚測定方法により達成される。
薄膜の膜厚を求める膜厚測定方法により達成される。
第１図（１）、 （２）は第１の発明の原理図である。
第１図（１）において、基板３上に被着され、パターニ
ングされた被測定薄膜２を微小な電子ビーム（ＥＢ）プ
ローブｌにより膜厚測定部を走査し、基板から発生する
特性Ｘ線の強度を測定し、膜厚に換算する。
ングされた被測定薄膜２を微小な電子ビーム（ＥＢ）プ
ローブｌにより膜厚測定部を走査し、基板から発生する
特性Ｘ線の強度を測定し、膜厚に換算する。
第１図（２）は走査距離に対する特性Ｘ線の強度の関係
を示し、被測定薄膜２の位置で薄膜中の電子線の吸収に
より下地の基板に到達する電子線量が減少するため、基
板から発生する特性Ｘ線の強度も減少している。
を示し、被測定薄膜２の位置で薄膜中の電子線の吸収に
より下地の基板に到達する電子線量が減少するため、基
板から発生する特性Ｘ線の強度も減少している。
特性Ｘ線強度と膜厚の関係を前もって第３図のように求
めておけば１ Ｘ線検知器４により特性Ｘ線の強度を測
定してこれから膜厚測定ができる。
めておけば１ Ｘ線検知器４により特性Ｘ線の強度を測
定してこれから膜厚測定ができる。
第３図は加速電圧をパラメータにとり、レジスト膜厚に
対する特性Ｘ線強度の関係を示す図である。
対する特性Ｘ線強度の関係を示す図である。
この関係は薄膜としてレジスト膜を用い、基板にＡＩを
用いた場合に対するものである。
用いた場合に対するものである。
加速電圧は（１）より（２）の方が大きい。
第２図（１）、 （２）は第２の発明の原理図である。
第２図（１）において、 ＥＢプローブＩは膜厚測定部
に固定し、 ＥＢプローブの加速電圧を漸次上げていき
、基板の特性Ｘ線が発生する加速電圧から膜厚を決定す
る。
に固定し、 ＥＢプローブの加速電圧を漸次上げていき
、基板の特性Ｘ線が発生する加速電圧から膜厚を決定す
る。
第２図（２）は基板の特性Ｘ線が発生する加速電圧と薄
膜の膜厚との関係を示す図である。この関係を薄膜と基
板の材料に対して前もって求めておけば、基板の特性Ｘ
線が発生する加速電圧から膜厚を測定できる。
膜の膜厚との関係を示す図である。この関係を薄膜と基
板の材料に対して前もって求めておけば、基板の特性Ｘ
線が発生する加速電圧から膜厚を測定できる。
第４図は電子の加速エネルギに対する樹脂（レジスト）
中の散乱飛程の関係が示される。薄膜としてレジスト膜
を考えたときに、これに照射された電子の飛程Ｒは次式
で表される。
中の散乱飛程の関係が示される。薄膜としてレジスト膜
を考えたときに、これに照射された電子の飛程Ｒは次式
で表される。
Ｒ＝ ４．６Ｘ１０−６ρ−Ｉ Ｅｌ・７５ここに、Ｒ
はレジスト中の電子の飛程でｃｍ。
はレジスト中の電子の飛程でｃｍ。
Ｅは加速エネルギでＫｅＶ
ρはレーザの密度でｇ／ｃｍ２
である。
この式より、電子が薄膜を透過して基板に到達するため
の電子の加速エネルギの大きさの見当をつけることがで
きる。
の電子の加速エネルギの大きさの見当をつけることがで
きる。
〔実施例］
第５図は本発明の一実施例を説明する断面図である。
図において、 ＡＩ基板３上に０．５μｍ幅にパターニ
ングされたレジスト膜２を微小なεＢプローブ１により
膜厚測定部を走査し、 Ａ１基板から発生する特性Ｘ線
の強度を測定し、薄膜部の特性Ｘ線強度の変化量を予め
作製しておいた検量線（第３図の関係）により膜厚に換
算する。
ングされたレジスト膜２を微小なεＢプローブ１により
膜厚測定部を走査し、 Ａ１基板から発生する特性Ｘ線
の強度を測定し、薄膜部の特性Ｘ線強度の変化量を予め
作製しておいた検量線（第３図の関係）により膜厚に換
算する。
この際、電子の加速電圧はＡＩの特性Ｘ線にαＩ 、２
１４８７ ｅＶのエネルギ以上で、且つレジストを適度
に透過するエネルギを選ぶ必要があり６〜２０ ＫｅＶ
程度が適当である。
１４８７ ｅＶのエネルギ以上で、且つレジストを適度
に透過するエネルギを選ぶ必要があり６〜２０ ＫｅＶ
程度が適当である。
電子はレジスト中で散乱し１エネルギを失っていくため
、膜厚に応じてＡＩ基板に到達する電子の数が減るため
、 ＡＩ基板から発生する特性Ｘ線の強度も減少する。
、膜厚に応じてＡＩ基板に到達する電子の数が減るため
、 ＡＩ基板から発生する特性Ｘ線の強度も減少する。
又、 ＥＢプローブを被測定位置に固定し、電子の加速
電圧を変化させて、特性Ｘ線の発生し始める加速電圧か
ら膜厚を求めることができる。
電圧を変化させて、特性Ｘ線の発生し始める加速電圧か
ら膜厚を求めることができる。
実施例のいずれの場合も、 ＥＢプローブは１００人〜
数μｍのスポットに絞ることができる。
数μｍのスポットに絞ることができる。
Ｘ線デテクタはＸ線解説系に用いられる通常のガイガー
計数管やシンチレーション計数管を用いる。
計数管やシンチレーション計数管を用いる。
以上説明したように本発明によれば、微小領域の膜厚測
定ができるようになる。
定ができるようになる。
例えばサブミクロン幅の微細レジストパターンの膜厚を
測定でき２又、デバイスの断面構造を非破壊で迅速に調
べることができる。
測定でき２又、デバイスの断面構造を非破壊で迅速に調
べることができる。
第１図（１）、 （２）は第１の発明の原理図。
第２図（＋）、 （２）は第２の発明の原理図。
第３図は加速電圧をパラメータにとり、レジスト膜厚に
対する特性Ｘ線強度の関係を示す図第４図は電子の加速
電圧に対する樹脂中の散乱飛程の関係を示す図。 第５図は本発明の一実施例を説明する断面図である。 図において。 ｌは電子線（ＥＢ）プローブ。 ２は被測定薄膜し〉パみＩ−）。 ３ は基十反。 ４はＸ線検知器 第１の発明のへ王里図 第 １ 図 ×弄泉完王の７７Ｄ症工守）しｑ’（ＫｅＶン第２の兄
明の斤Ｐ！ｌ記 第２ 図
対する特性Ｘ線強度の関係を示す図第４図は電子の加速
電圧に対する樹脂中の散乱飛程の関係を示す図。 第５図は本発明の一実施例を説明する断面図である。 図において。 ｌは電子線（ＥＢ）プローブ。 ２は被測定薄膜し〉パみＩ−）。 ３ は基十反。 ４はＸ線検知器 第１の発明のへ王里図 第 １ 図 ×弄泉完王の７７Ｄ症工守）しｑ’（ＫｅＶン第２の兄
明の斤Ｐ！ｌ記 第２ 図
Claims (2)
- （１）基板上に被着された薄膜上を電子ビームプローブ
で走査し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から発生する特性Ｘ線強度を測定
し、予め求められた該薄膜の膜厚と特性Ｘ線強度の関係
から該薄膜の膜厚を求めることを特徴とする膜厚測定方
法。 - （２）基板上に被着された薄膜上を電子ビームプローブ
で照射し、薄膜を透過して該基板に到達した電子により
該基板を構成する物質から特性Ｘ線が発生し始める時の
電子ビームの加速電圧を測定し、予め求められた該薄膜
の膜厚と該加速電圧の関係から該薄膜の膜厚を求めるこ
とを特徴とする膜厚測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1089335A JP2861032B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 膜厚測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1089335A JP2861032B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 膜厚測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266208A true JPH02266208A (ja) | 1990-10-31 |
| JP2861032B2 JP2861032B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=13967819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1089335A Expired - Fee Related JP2861032B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 膜厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861032B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009109246A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Sharp Corp | 膜厚測定方法 |
| WO2012153462A1 (ja) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | 信越半導体株式会社 | Ｓｏｉウェーハのｓｏｉ層の膜厚測定方法 |
| WO2018229848A1 (ja) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び試料の厚さ測定法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57113312A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Seiko Epson Corp | Film thickness gauge |
| JPS60170710U (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-12 | 電測工業株式会社 | 蛍光ｘ線メツキ膜厚計における分析用フイルタ− |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP1089335A patent/JP2861032B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS57113312A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Seiko Epson Corp | Film thickness gauge |
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| WO2012153462A1 (ja) * | 2011-05-10 | 2012-11-15 | 信越半導体株式会社 | Ｓｏｉウェーハのｓｏｉ層の膜厚測定方法 |
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| US8981291B2 (en) | 2011-05-10 | 2015-03-17 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Method for measuring film thickness of SOI layer of SOI wafer |
| WO2018229848A1 (ja) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び試料の厚さ測定法 |
| KR20200003046A (ko) * | 2017-06-13 | 2020-01-08 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 하전 입자선 장치 및 시료의 두께 측정법 |
| CN110770537A (zh) * | 2017-06-13 | 2020-02-07 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子射线装置和试样的厚度测定方法 |
| JPWO2018229848A1 (ja) * | 2017-06-13 | 2020-04-02 | 株式会社日立ハイテク | 荷電粒子線装置及び試料の厚さ測定法 |
| US11067391B2 (en) | 2017-06-13 | 2021-07-20 | Hitachi High-Tech Corporation | Charged particle beam device and sample thickness measurement method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2861032B2 (ja) | 1999-02-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |