JPH04363611A - 光学的測定装置 - Google Patents
光学的測定装置Info
- Publication number
- JPH04363611A JPH04363611A JP3163323A JP16332391A JPH04363611A JP H04363611 A JPH04363611 A JP H04363611A JP 3163323 A JP3163323 A JP 3163323A JP 16332391 A JP16332391 A JP 16332391A JP H04363611 A JPH04363611 A JP H04363611A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- standard sample
- film
- thin film
- measuring device
- thickness
- Prior art date
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光の干渉作用等を利用
して光学的に膜厚や段差等を測定する光学的測定装置に
関する。
して光学的に膜厚や段差等を測定する光学的測定装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】非接触型膜厚測定機を製造又は使用する
際には、その最終工程や使用する前に、予め精度の検査
や較正を行なう必要があった。そのためには膜厚存知の
標準試料を用いてその精度検査や較正を行っていた。具
体的には、例えば被測定物に多色光を照射し、被測定地
点で光の干渉によって反射される特定の波長と同一の波
長を呈する標準試料とを比較して被測定物の膜厚を測定
する。
際には、その最終工程や使用する前に、予め精度の検査
や較正を行なう必要があった。そのためには膜厚存知の
標準試料を用いてその精度検査や較正を行っていた。具
体的には、例えば被測定物に多色光を照射し、被測定地
点で光の干渉によって反射される特定の波長と同一の波
長を呈する標準試料とを比較して被測定物の膜厚を測定
する。
【０００３】図８は従来の標準試料の構成を示した説明
図である。図に示す通り、成膜量を変化させて種々の膜
厚ａ，ｂ，ｃを持つ幾つもの標準試料Ａ，Ｂ，Ｃを作製
し、非接触型膜厚測定機の較正を行う。
図である。図に示す通り、成膜量を変化させて種々の膜
厚ａ，ｂ，ｃを持つ幾つもの標準試料Ａ，Ｂ，Ｃを作製
し、非接触型膜厚測定機の較正を行う。
【０００４】従来の標準試料の膜厚均一性は、±５％程
度の優れたものである必要があり、多数の膜厚の異なる
試料を用いて、各々で測定、評価、較正を行なう必要が
あった。この標準試料には、Ｓｉ ウエハ、又はガラス
などの基板上に、種々の厚さの熱酸化膜、Ｓｉ Ｏ２
，Ｓｉ３Ｎ４ ，Ｐｏｌｙ−Ｓｉなどの薄膜をスパッタ
やＣＶＤ等によって形成し、各薄膜の膜厚を種々の厚さ
に厳密に測定したものを使用していた。
度の優れたものである必要があり、多数の膜厚の異なる
試料を用いて、各々で測定、評価、較正を行なう必要が
あった。この標準試料には、Ｓｉ ウエハ、又はガラス
などの基板上に、種々の厚さの熱酸化膜、Ｓｉ Ｏ２
，Ｓｉ３Ｎ４ ，Ｐｏｌｙ−Ｓｉなどの薄膜をスパッタ
やＣＶＤ等によって形成し、各薄膜の膜厚を種々の厚さ
に厳密に測定したものを使用していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、種々の
厚さの従来の標準試料では、連続的に膜厚がそろってい
るわけではないため、標準試料にない膜厚、即ち、一つ
の標準試料と別の標準試料との厚さの間に測定値がある
場合には、測定値の膜厚を見逃したり、正確な測定が難
しく、膜厚の較正や検査に問題があった。
厚さの従来の標準試料では、連続的に膜厚がそろってい
るわけではないため、標準試料にない膜厚、即ち、一つ
の標準試料と別の標準試料との厚さの間に測定値がある
場合には、測定値の膜厚を見逃したり、正確な測定が難
しく、膜厚の較正や検査に問題があった。
【０００６】そこで、本発明は、種々の厚さの複数の標
準試料を用いなくとも、広い範囲に適用できる標準試料
を搭載した光学的測定装置を得ることを目的とする。
準試料を用いなくとも、広い範囲に適用できる標準試料
を搭載した光学的測定装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究の
結果、従来の標準試料に変えて膜厚が連続的に変化した
傾斜薄膜の形成された標準試料を用いることにより、従
来のように複数の標準試料を用いなくとも精度の検査や
構成を行なうことができることを見出し、本発明をなす
に至った。従って、本発明は、基板上に膜厚が連続的に
変化した傾斜薄膜を形成した標準試料を搭載したことを
特徴とする光学的測定装置を提供するものである。また
、本発明の光学的測定装置に搭載させる標準試料は、基
板上に傾斜薄膜を形成したものを２枚貼り合わせた標準
試料であってもよい。
結果、従来の標準試料に変えて膜厚が連続的に変化した
傾斜薄膜の形成された標準試料を用いることにより、従
来のように複数の標準試料を用いなくとも精度の検査や
構成を行なうことができることを見出し、本発明をなす
に至った。従って、本発明は、基板上に膜厚が連続的に
変化した傾斜薄膜を形成した標準試料を搭載したことを
特徴とする光学的測定装置を提供するものである。また
、本発明の光学的測定装置に搭載させる標準試料は、基
板上に傾斜薄膜を形成したものを２枚貼り合わせた標準
試料であってもよい。
【０００８】
【作用】本発明においては、１つの標準試料で、広範囲
にわたり精度の検査や較正を行なうことができ、効率的
である。しかも膜厚が連続的に変化した標準試料を用い
ることにより、如何なる膜厚においても、正確な測定が
行なえる。本発明の光学的測定装置に搭載される傾斜薄
膜は、例えば、基板上の均一な膜厚の薄膜を、エッチン
グ処理時間に差をもたせることにより膜厚を連続的に変
化させる。マスクを連続的に移動させ、乾式エッチング
処理を行なってもよいが、適正なエッチング液中に規則
的な速度で基板上の薄膜を基板ごと浸漬させる方法が、
特別な手段を必要とせず、簡便である。
にわたり精度の検査や較正を行なうことができ、効率的
である。しかも膜厚が連続的に変化した標準試料を用い
ることにより、如何なる膜厚においても、正確な測定が
行なえる。本発明の光学的測定装置に搭載される傾斜薄
膜は、例えば、基板上の均一な膜厚の薄膜を、エッチン
グ処理時間に差をもたせることにより膜厚を連続的に変
化させる。マスクを連続的に移動させ、乾式エッチング
処理を行なってもよいが、適正なエッチング液中に規則
的な速度で基板上の薄膜を基板ごと浸漬させる方法が、
特別な手段を必要とせず、簡便である。
【０００９】また、エッチング液中に薄膜を浸漬させる
速度を制御することによって、例えば凹面、凸面のよう
に傾斜薄膜の膜面を湾曲させることも可能である。なお
、基板上に傾斜薄膜を形成したものを２枚貼り合わせた
標準試料は特に、位相板への応用が考えられる。現在あ
る位相板は、図９の様に、やはり２枚の傾斜膜の貼り合
わせであり、１の厚さを変えることにより入射光と出射
光との位相差を変化させるものである。（位相差＝ｎ×
１／λ、ｎ：屈折率、λ：波長）この位相板として、０
．０５〜１０μｍ程度の膜厚の傾斜薄膜を用いた請求項
２の発明においては、ごく僅かで精密な位相差を生じさ
せることができる。
速度を制御することによって、例えば凹面、凸面のよう
に傾斜薄膜の膜面を湾曲させることも可能である。なお
、基板上に傾斜薄膜を形成したものを２枚貼り合わせた
標準試料は特に、位相板への応用が考えられる。現在あ
る位相板は、図９の様に、やはり２枚の傾斜膜の貼り合
わせであり、１の厚さを変えることにより入射光と出射
光との位相差を変化させるものである。（位相差＝ｎ×
１／λ、ｎ：屈折率、λ：波長）この位相板として、０
．０５〜１０μｍ程度の膜厚の傾斜薄膜を用いた請求項
２の発明においては、ごく僅かで精密な位相差を生じさ
せることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の光学的測定装置に搭載された
標準試料製造方法の詳細を熱酸化膜ウエハを例として示
す。まず、従来の方式により、Ｓｉウエハの熱酸化を行
なった。図１はＳｉウエハに熱酸化膜を形成した断面図
である。図に示す通り、Ｓｉウエハ１０の基板１上に熱
酸化膜２が搭載されている。熱酸化膜２の厚さは、必要
とする傾斜薄膜の最大膜厚に従い、例えば傾斜薄膜の必
要な最大膜厚を５０００Åとすれば、５０００Åもしく
は５０００Å以上の熱酸化膜の膜厚が必要となる。
標準試料製造方法の詳細を熱酸化膜ウエハを例として示
す。まず、従来の方式により、Ｓｉウエハの熱酸化を行
なった。図１はＳｉウエハに熱酸化膜を形成した断面図
である。図に示す通り、Ｓｉウエハ１０の基板１上に熱
酸化膜２が搭載されている。熱酸化膜２の厚さは、必要
とする傾斜薄膜の最大膜厚に従い、例えば傾斜薄膜の必
要な最大膜厚を５０００Åとすれば、５０００Åもしく
は５０００Å以上の熱酸化膜の膜厚が必要となる。
【００１１】周知のとおり熱酸化によるＳｉ酸化膜の膜
厚均一性は、非常に優れており、膜厚のバラツキは、こ
こでは厳密な測定はしなかった。図２はエッチング処理
を行う装置を示す説明図である。図に示す通り、膜成長
の終了したＳｉウエハ１０をホルダー１１に固定し、ホ
ルダー１１ごと、ナイロン糸１２により吊した。
厚均一性は、非常に優れており、膜厚のバラツキは、こ
こでは厳密な測定はしなかった。図２はエッチング処理
を行う装置を示す説明図である。図に示す通り、膜成長
の終了したＳｉウエハ１０をホルダー１１に固定し、ホ
ルダー１１ごと、ナイロン糸１２により吊した。
【００１２】ホルダー１１にて固定されたＳｉウエハ１
０の下方には、Ｓｉ酸化膜用エッチング液１３を保持し
た液槽１４を置いた。通常この液にはＨＦ−ＮＨ４ Ｆ
系の薬品を使用する。Ｓｉ酸化膜に限らず、１０００Å
／ｍｉｎ程度のエッチングレートに管理されたエッチン
グ液、かつ泡の発生しないものが好ましい。
０の下方には、Ｓｉ酸化膜用エッチング液１３を保持し
た液槽１４を置いた。通常この液にはＨＦ−ＮＨ４ Ｆ
系の薬品を使用する。Ｓｉ酸化膜に限らず、１０００Å
／ｍｉｎ程度のエッチングレートに管理されたエッチン
グ液、かつ泡の発生しないものが好ましい。
【００１３】糸１２の他方の端は、パルスモーター１５
により精密に位置移動する装置につないだ。パルスモー
ター１５などは、パソコンにより降下速度を管理し、希
望する傾斜角度になるよう速度を調整した。
により精密に位置移動する装置につないだ。パルスモー
ター１５などは、パソコンにより降下速度を管理し、希
望する傾斜角度になるよう速度を調整した。
【００１４】以上のシステムでウエハ１０をエッチング
液１３に浸漬してゆき、浸漬終了後引き上げ、洗浄した
。尚、浸漬後、全面の膜厚を薄くしたい場合は、さらに
そのまま所定の膜厚になるまで全面エッチングを施す。
液１３に浸漬してゆき、浸漬終了後引き上げ、洗浄した
。尚、浸漬後、全面の膜厚を薄くしたい場合は、さらに
そのまま所定の膜厚になるまで全面エッチングを施す。
【００１５】図３は本発明の一実施例の標準試料の構成
を示す模式断面図であり、図２のＡ−Ｂ断面に対応して
いる。また、図４は降下速度を一定にした時の標準試料
のＡ−Ｂ断面と、傾斜薄膜の膜厚との関係を示す線図で
ある。図に示す通り、降下速度を一定にした場合には、
エッチング処理時間の差により、薄膜のエッチング深さ
が連続的に変化し、傾きの一定した傾斜薄膜２’を有し
た標準試料１０’が得られた。
を示す模式断面図であり、図２のＡ−Ｂ断面に対応して
いる。また、図４は降下速度を一定にした時の標準試料
のＡ−Ｂ断面と、傾斜薄膜の膜厚との関係を示す線図で
ある。図に示す通り、降下速度を一定にした場合には、
エッチング処理時間の差により、薄膜のエッチング深さ
が連続的に変化し、傾きの一定した傾斜薄膜２’を有し
た標準試料１０’が得られた。
【００１６】以上は、Ｓｉ酸化膜を例に示したが、この
膜に限ったものではなく、ＰＳＧ，Ｓｉ３ Ｎ４ ，Ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉなど他の膜にも当然適用できる。ＰＳＧは
、ｄｉｌＨＦなどにより適当なエッチング液を得る事が
できる。Ｓｉ３Ｎ４ は、ｃｏｎｃＨＦや熱リン酸で、
Ｐｏｌｙ−Ｓｉは、シカクリン（関東化学（株））で可
能だが、エッチングレートはおよそ１００Å／ｍｉｎ程
度であり、浸漬処理を複数回行なうか、降下速度を、充
分下げる必要がある。
膜に限ったものではなく、ＰＳＧ，Ｓｉ３ Ｎ４ ，Ｐ
ｏｌｙ−Ｓｉなど他の膜にも当然適用できる。ＰＳＧは
、ｄｉｌＨＦなどにより適当なエッチング液を得る事が
できる。Ｓｉ３Ｎ４ は、ｃｏｎｃＨＦや熱リン酸で、
Ｐｏｌｙ−Ｓｉは、シカクリン（関東化学（株））で可
能だが、エッチングレートはおよそ１００Å／ｍｉｎ程
度であり、浸漬処理を複数回行なうか、降下速度を、充
分下げる必要がある。
【００１７】図５は本発明の別の実施例の標準試料の構
成を示す模式断面図であり、図２のＡ−Ｂ断面に対応し
ている。また、図６は標準試料のＡ−Ｂ断面と傾斜薄膜
の膜厚との関係を示す線図である。図５，６に示す通り
、エッチング液に浸漬させる速度を徐々に上げていくと
、凹面状の傾斜薄膜２２を有した標準試料２０が得られ
る。また、図７に示す通り、エッチング液に浸漬させる
速度を徐々に下げていくと凸面状の傾斜薄膜３２を有し
た標準試料３０が得られる。
成を示す模式断面図であり、図２のＡ−Ｂ断面に対応し
ている。また、図６は標準試料のＡ−Ｂ断面と傾斜薄膜
の膜厚との関係を示す線図である。図５，６に示す通り
、エッチング液に浸漬させる速度を徐々に上げていくと
、凹面状の傾斜薄膜２２を有した標準試料２０が得られ
る。また、図７に示す通り、エッチング液に浸漬させる
速度を徐々に下げていくと凸面状の傾斜薄膜３２を有し
た標準試料３０が得られる。
【００１８】以上のような標準試料を搭載した非接触型
膜厚測定機においては、較正や精度の検査が効率的に行
なわれた。また、較正、検査のできない膜厚はなく、正
確な測定ができた。
膜厚測定機においては、較正や精度の検査が効率的に行
なわれた。また、較正、検査のできない膜厚はなく、正
確な測定ができた。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、１つの標
準試料で、広範囲の膜厚の較正や、精度の検査ができる
ので、効率が良い。また、膜厚が連続的に変化した標準
試料を用いるので、較正、検査のできない膜厚はなく、
如何なる膜厚においても正確な測定ができる。
準試料で、広範囲の膜厚の較正や、精度の検査ができる
ので、効率が良い。また、膜厚が連続的に変化した標準
試料を用いるので、較正、検査のできない膜厚はなく、
如何なる膜厚においても正確な測定ができる。
【図１】Ｓｉウエハに熱酸化膜を搭載した断面図である
。
。
【図２】エッチング処理を行う装置を示す説明図である
。
。
【図３】本発明の一実施例の標準試料の構成を示す模式
断面図である。
断面図である。
【図４】降下速度を一定にしたときの標準試料のＡ−Ｂ
断面と傾斜薄膜の膜厚との関係を示す線図である。
断面と傾斜薄膜の膜厚との関係を示す線図である。
【図５】本発明の別の実施例の標準試料の構成を示す模
式断面図である。
式断面図である。
【図６】標準試料のＡ−Ｂ断面と傾斜薄膜との関係を示
す線図である。
す線図である。
【図７】更に別の実施例の標準試料の構成を示す断面図
である。
である。
【図８】従来の標準試料の構成を示した説明図である。
【図９】従来の位相板の概念図である。
１ 基板
２ 薄膜
２’，２２，３２ 傾斜薄膜
１０ ウエハ
１１ ホルダー
１２ 糸
１３ エッチング液
１４ 液槽
１５ パルスモーター
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に膜厚が連続的に変化した傾斜
薄膜を形成した標準試料を搭載したことを特徴とする光
学的測定装置。 - 【請求項２】 前記基板上に前記傾斜薄膜を形成した
ものを２枚貼り合わせた標準試料を搭載したことを特徴
とする請求項１に記載の光学的測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163323A JPH04363611A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 光学的測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163323A JPH04363611A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 光学的測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363611A true JPH04363611A (ja) | 1992-12-16 |
Family
ID=15771664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3163323A Pending JPH04363611A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 光学的測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04363611A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030001006A (ko) * | 2001-06-28 | 2003-01-06 | 동부전자 주식회사 | 다중 두께의 박막을 갖는 웨이퍼 |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP3163323A patent/JPH04363611A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030001006A (ko) * | 2001-06-28 | 2003-01-06 | 동부전자 주식회사 | 다중 두께의 박막을 갖는 웨이퍼 |
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