JPH11230860A - 光学的薄膜計測方法及び装置並びにこの装置に用いられる光学的薄膜計測妨害光除去装置 - Google Patents
光学的薄膜計測方法及び装置並びにこの装置に用いられる光学的薄膜計測妨害光除去装置Info
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- JPH11230860A JPH11230860A JP2943498A JP2943498A JPH11230860A JP H11230860 A JPH11230860 A JP H11230860A JP 2943498 A JP2943498 A JP 2943498A JP 2943498 A JP2943498 A JP 2943498A JP H11230860 A JPH11230860 A JP H11230860A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】煩雑な操作をすることなく、透明基材裏面から
の反射光が測定光に重畳されるのを防止して、透明基材
表面に形成された薄膜の物理量を高精度で計測する。 【解決手段】透明基板１１の表面に薄膜１２が形成され
た試料１０に対し該表面へ光ビームを照射し、照射点か
らの反射光を検出して薄膜１２の物理量を計測する光学
的薄膜計測方法において、屈折率が基板１１のそれに略
等しい液体２６を容器に収容し、基板１１の裏面を液体
２６に接触させ、試料１０を透過して液体２６内に入射
した光を吸光体２４に吸収させる。他の構成では、照射
点からの反射光を遮光せずに、基板の裏面において反射
し薄膜を透過した光ビームを遮光するように、試料に接
近してナイフエッジ板を配置し且つ照射点に対し反射光
側にナイフエッジ板のナイフエッジを位置させる。
の反射光が測定光に重畳されるのを防止して、透明基材
表面に形成された薄膜の物理量を高精度で計測する。 【解決手段】透明基板１１の表面に薄膜１２が形成され
た試料１０に対し該表面へ光ビームを照射し、照射点か
らの反射光を検出して薄膜１２の物理量を計測する光学
的薄膜計測方法において、屈折率が基板１１のそれに略
等しい液体２６を容器に収容し、基板１１の裏面を液体
２６に接触させ、試料１０を透過して液体２６内に入射
した光を吸光体２４に吸収させる。他の構成では、照射
点からの反射光を遮光せずに、基板の裏面において反射
し薄膜を透過した光ビームを遮光するように、試料に接
近してナイフエッジ板を配置し且つ照射点に対し反射光
側にナイフエッジ板のナイフエッジを位置させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏光面の変化、干
渉又は吸光等の光学的変化を検出して薄膜の厚み、屈折
率又はスペクトル等の物理量を計測する方法及び装置並
びにこの装置に用いられる光学的薄膜計測妨害光除去装
置に関する。
渉又は吸光等の光学的変化を検出して薄膜の厚み、屈折
率又はスペクトル等の物理量を計測する方法及び装置並
びにこの装置に用いられる光学的薄膜計測妨害光除去装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば液晶表示パネルの製造において
は、ガラス基板表面に透明導電膜やアモルファスシリコ
ン膜が形成され、これが所望形状に微細加工されて表示
素子が形成される。この薄膜の厚さや屈折率は、エリプ
ソメータで測定することができる。しかし、薄膜の表面
と裏面での反射光の干渉光である測定光に、ガラス基板
裏面からの反射光が重畳されるので、計測精度が悪くな
る。
は、ガラス基板表面に透明導電膜やアモルファスシリコ
ン膜が形成され、これが所望形状に微細加工されて表示
素子が形成される。この薄膜の厚さや屈折率は、エリプ
ソメータで測定することができる。しかし、薄膜の表面
と裏面での反射光の干渉光である測定光に、ガラス基板
裏面からの反射光が重畳されるので、計測精度が悪くな
る。
【０００３】そこで、特開平３−２１５９５７号公報で
は、ガラス基板裏面を粗面にすることで乱反射させて、
その影響を１桁程度減らしている。しかし、ガラス基板
裏面からの反射光そのものを無くすることができないの
で、高精度の計測が要求される場合には不適当である。
また、特開平６−３４５２３号公報では、上記測定光が
ガラス基板裏面からの反射光と干渉しないと仮定した理
論式に基づいて測定精度を向上させているが、１ｎｍ程
度の高精度で膜厚を測定するには不適当である。
は、ガラス基板裏面を粗面にすることで乱反射させて、
その影響を１桁程度減らしている。しかし、ガラス基板
裏面からの反射光そのものを無くすることができないの
で、高精度の計測が要求される場合には不適当である。
また、特開平６−３４５２３号公報では、上記測定光が
ガラス基板裏面からの反射光と干渉しないと仮定した理
論式に基づいて測定精度を向上させているが、１ｎｍ程
度の高精度で膜厚を測定するには不適当である。
【０００４】さらに、特開平５−２６４４４０号公報で
は、ガラス基板裏面からの反射光を遮光しているが、適
当な遮光のために試料搭載ステージの高さを微調整する
必要があるので、操作が煩雑である。エリプソメータ以
外の光計測装置で透明基材表面に形成された薄膜の膜
厚、屈折率又はスペクトル等の物理量を計測する場合に
も、上記問題が生ずる。
は、ガラス基板裏面からの反射光を遮光しているが、適
当な遮光のために試料搭載ステージの高さを微調整する
必要があるので、操作が煩雑である。エリプソメータ以
外の光計測装置で透明基材表面に形成された薄膜の膜
厚、屈折率又はスペクトル等の物理量を計測する場合に
も、上記問題が生ずる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような問題点に鑑み、煩雑な操作をすることなく、透明
基材裏面からの反射光が測定光に重畳されるのを防止し
て、透明基材表面に形成された薄膜の物理量を高精度で
計測することが可能な光学的薄膜計測方法及び装置並び
にこの装置に用いられる光学的薄膜計測妨害光除去装置
を提供することにある。
ような問題点に鑑み、煩雑な操作をすることなく、透明
基材裏面からの反射光が測定光に重畳されるのを防止し
て、透明基材表面に形成された薄膜の物理量を高精度で
計測することが可能な光学的薄膜計測方法及び装置並び
にこの装置に用いられる光学的薄膜計測妨害光除去装置
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】請求項
１の光学的薄膜計測妨害光除去装置では、透明基材の一
方の面に薄膜が形成された試料に対し該一方の面へ光ビ
ームを照射し、照射点からの反射光を検出して該薄膜の
物理量を計測する光学的薄膜計測装置に用いられ、屈折
率が該基材のそれと略等しい液体又はゲル状物質である
反射防止物質と、該透明基材の該一方の面と対向する面
と接触可能に該反射防止物質が収容される容器と、該容
器内に配置され、該試料を透過して該反射防止物質内に
入射した光を吸収する吸光体とを有する。
１の光学的薄膜計測妨害光除去装置では、透明基材の一
方の面に薄膜が形成された試料に対し該一方の面へ光ビ
ームを照射し、照射点からの反射光を検出して該薄膜の
物理量を計測する光学的薄膜計測装置に用いられ、屈折
率が該基材のそれと略等しい液体又はゲル状物質である
反射防止物質と、該透明基材の該一方の面と対向する面
と接触可能に該反射防止物質が収容される容器と、該容
器内に配置され、該試料を透過して該反射防止物質内に
入射した光を吸収する吸光体とを有する。
【０００７】この光学的薄膜計測妨害光除去装置によれ
ば、透明基材と反射防止物質の屈折率が互いに略等しい
ので、透明基材の対向面での反射光の強度は、光学的薄
膜計測装置の検出部に入射しても無視できる程度に小さ
くなり、また、透明基材を透過した光ビームは、吸光体
で吸収されるので、反射して光学的薄膜計測装置の検出
部に入射するのが防止され、これにより、薄膜の厚み、
屈折率又はスペクトル等の物理量を高精度で測定するこ
とが可能になるという効果を奏する。
ば、透明基材と反射防止物質の屈折率が互いに略等しい
ので、透明基材の対向面での反射光の強度は、光学的薄
膜計測装置の検出部に入射しても無視できる程度に小さ
くなり、また、透明基材を透過した光ビームは、吸光体
で吸収されるので、反射して光学的薄膜計測装置の検出
部に入射するのが防止され、これにより、薄膜の厚み、
屈折率又はスペクトル等の物理量を高精度で測定するこ
とが可能になるという効果を奏する。
【０００８】また、計測前の光学的薄膜計測装置の微調
整が不要であるので、操作が簡単であるという効果を奏
する。請求項２の光学的薄膜計測妨害光除去装置では、
請求項１において例えば図１に示す如く、上記容器内に
は、上端開口と底面との間を仕切る仕切部材が配置され
て該仕切部材と該底面との間に室が形成され、上記反射
防止物質内に入射した光を該室の内部に通すための孔が
該仕切部材に形成され、上記吸光体は該室の内部に配置
されている。
整が不要であるので、操作が簡単であるという効果を奏
する。請求項２の光学的薄膜計測妨害光除去装置では、
請求項１において例えば図１に示す如く、上記容器内に
は、上端開口と底面との間を仕切る仕切部材が配置され
て該仕切部材と該底面との間に室が形成され、上記反射
防止物質内に入射した光を該室の内部に通すための孔が
該仕切部材に形成され、上記吸光体は該室の内部に配置
されている。
【０００９】この光学的薄膜計測妨害光除去装置によれ
ば、透明基材を透過した光ビームを吸光体で確実に吸収
することが可能になるという効果を奏する。請求項３の
光学的薄膜計測妨害光除去装置では、請求項２において
例えば図４に示す如く、上記容器の上端に輪状の溝が形
成され、該溝に輪状のシール部材が嵌込まれ、該シール
部材が該上端から突出し、上記反射防止物質が該容器に
該シール部材の上端まで入れられている。
ば、透明基材を透過した光ビームを吸光体で確実に吸収
することが可能になるという効果を奏する。請求項３の
光学的薄膜計測妨害光除去装置では、請求項２において
例えば図４に示す如く、上記容器の上端に輪状の溝が形
成され、該溝に輪状のシール部材が嵌込まれ、該シール
部材が該上端から突出し、上記反射防止物質が該容器に
該シール部材の上端まで入れられている。
【００１０】この光学的薄膜計測妨害光除去装置によれ
ば、小形の容器を用いることが可能になるという効果を
奏する。請求項４の光学的薄膜計測妨害光除去装置で
は、請求項１において例えば図２に示す如く、上記容器
内には、上端開口と底面との間に、上記反射防止物質内
に入射した光を通すための移動自在なスリットが形成さ
れた可動マスクが配置され、上記吸光体は該可動マスク
と該底面との間に配置されている。
ば、小形の容器を用いることが可能になるという効果を
奏する。請求項４の光学的薄膜計測妨害光除去装置で
は、請求項１において例えば図２に示す如く、上記容器
内には、上端開口と底面との間に、上記反射防止物質内
に入射した光を通すための移動自在なスリットが形成さ
れた可動マスクが配置され、上記吸光体は該可動マスク
と該底面との間に配置されている。
【００１１】この光学的薄膜計測妨害光除去装置によれ
ば、試料を固定した状態で、スリットの移動に追従して
光計測装置を移動させることにより、試料上の任意の位
置を計測することができるという効果を奏する。請求項
５の光学的薄膜計測妨害光除去装置では、請求項１にお
いて例えば図５に示す如く、上記容器は、上端開口が胴
体部断面より狭く、上記反射防止物質はその中央部上面
が該上端開口より上まで盛り上がっている。
ば、試料を固定した状態で、スリットの移動に追従して
光計測装置を移動させることにより、試料上の任意の位
置を計測することができるという効果を奏する。請求項
５の光学的薄膜計測妨害光除去装置では、請求項１にお
いて例えば図５に示す如く、上記容器は、上端開口が胴
体部断面より狭く、上記反射防止物質はその中央部上面
が該上端開口より上まで盛り上がっている。
【００１２】この光学的薄膜計測妨害光除去装置によれ
ば、小形の容器を用いることが可能になるという効果を
奏する。請求項６の光学的薄膜計測妨害光除去装置で
は、請求項１乃至３のいずれか１つ又は請求項５におい
て、上記試料への光照射点を変更するために該試料を移
動させる移動ステージを有する。
ば、小形の容器を用いることが可能になるという効果を
奏する。請求項６の光学的薄膜計測妨害光除去装置で
は、請求項１乃至３のいずれか１つ又は請求項５におい
て、上記試料への光照射点を変更するために該試料を移
動させる移動ステージを有する。
【００１３】この光学的薄膜計測妨害光除去装置によれ
ば、光計測装置を移動させることなく、試料上の任意の
光照射点について自動計測を行うことが可能になるとい
う効果を奏する。請求項７の光学的薄膜計測妨害光除去
装置では、請求項１乃至６のいずれか１つにおいて、上
記吸光体は上記容器の内壁に形成されている。
ば、光計測装置を移動させることなく、試料上の任意の
光照射点について自動計測を行うことが可能になるとい
う効果を奏する。請求項７の光学的薄膜計測妨害光除去
装置では、請求項１乃至６のいずれか１つにおいて、上
記吸光体は上記容器の内壁に形成されている。
【００１４】請求項８の光学的薄膜計測装置では、請求
項１乃至７のいずれか１つに記載の光学的薄膜計測妨害
光除去装置と、透明基材の一方の面に薄膜が形成された
試料に対し該一方の面へ光ビームを照射させ、照射点か
らの反射光を検出して該薄膜の物理量を計測する光計測
装置とを有する。
項１乃至７のいずれか１つに記載の光学的薄膜計測妨害
光除去装置と、透明基材の一方の面に薄膜が形成された
試料に対し該一方の面へ光ビームを照射させ、照射点か
らの反射光を検出して該薄膜の物理量を計測する光計測
装置とを有する。
【００１５】請求項９の光学的薄膜計測装置では、例え
ば図６に示す如く、透明基材の一方の面に薄膜が形成さ
れた試料に対し該一方の面へ光ビームを照射し、照射点
からの反射光を検出して該薄膜の物理量を計測する光計
測装置と、該照射点を変更するために該試料を移動させ
る移動ステージと、該照射点からの反射光を遮光せず
に、該透明基材内で該一方の面と対向する面において反
射し該薄膜を透過した光ビームを遮光するために、該照
射点に対し反射光側にナイフエッジを位置させ該試料に
接近して配置されたナイフエッジ板とを有する。
ば図６に示す如く、透明基材の一方の面に薄膜が形成さ
れた試料に対し該一方の面へ光ビームを照射し、照射点
からの反射光を検出して該薄膜の物理量を計測する光計
測装置と、該照射点を変更するために該試料を移動させ
る移動ステージと、該照射点からの反射光を遮光せず
に、該透明基材内で該一方の面と対向する面において反
射し該薄膜を透過した光ビームを遮光するために、該照
射点に対し反射光側にナイフエッジを位置させ該試料に
接近して配置されたナイフエッジ板とを有する。
【００１６】この光学的薄膜計測装置によれば、反射防
止物質及びこれを収容する容器が不要になるので、構成
が簡単になるという効果を奏する。請求項１０では、透
明基材の一方の面に薄膜が形成された試料に対し該一方
の面へ光ビームを照射し、照射点からの反射光を検出し
て該薄膜の物理量を計測する光学的薄膜計測方法におい
て、屈折率が該基材のそれに略等しい液体又はゲル状物
質である反射防止物質を容器に収容し、該透明基材の該
一方の面と対向する面を該反射防止物質に接触させ、該
試料を透過して該反射防止物質内に入射した光を吸光体
に吸収させる。
止物質及びこれを収容する容器が不要になるので、構成
が簡単になるという効果を奏する。請求項１０では、透
明基材の一方の面に薄膜が形成された試料に対し該一方
の面へ光ビームを照射し、照射点からの反射光を検出し
て該薄膜の物理量を計測する光学的薄膜計測方法におい
て、屈折率が該基材のそれに略等しい液体又はゲル状物
質である反射防止物質を容器に収容し、該透明基材の該
一方の面と対向する面を該反射防止物質に接触させ、該
試料を透過して該反射防止物質内に入射した光を吸光体
に吸収させる。
【００１７】請求項１１では、透明基材の一方の面に薄
膜が形成された試料に対し該一方の面に光ビームを照射
し、照射点からの反射光を検出して該薄膜の物理量を計
測する光学的薄膜計測方法において、該照射点からの反
射光を遮光せずに、該透明基材内で該一方の面と対向す
る面において反射し該薄膜を透過した光ビームを遮光す
るように、該試料に接近してナイフエッジ板を配置し且
つ該照射点に対し反射光側に該ナイフエッジ板のナイフ
エッジを位置させる。
膜が形成された試料に対し該一方の面に光ビームを照射
し、照射点からの反射光を検出して該薄膜の物理量を計
測する光学的薄膜計測方法において、該照射点からの反
射光を遮光せずに、該透明基材内で該一方の面と対向す
る面において反射し該薄膜を透過した光ビームを遮光す
るように、該試料に接近してナイフエッジ板を配置し且
つ該照射点に対し反射光側に該ナイフエッジ板のナイフ
エッジを位置させる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。 ［第１実施形態］図１は、本発明の第１実施形態の光学
的薄膜計測装置概略構成を示す。試料１０は、透明基板
１１の面１１ａに薄膜１２が形成されている。例えば、
透明基板１１は石英ガラス基板であり、薄膜１２はＩＴ
Ｏ膜である。この試料１０は、以下のような光学的薄膜
計測妨害光除去装置内に配置されている。
施形態を説明する。 ［第１実施形態］図１は、本発明の第１実施形態の光学
的薄膜計測装置概略構成を示す。試料１０は、透明基板
１１の面１１ａに薄膜１２が形成されている。例えば、
透明基板１１は石英ガラス基板であり、薄膜１２はＩＴ
Ｏ膜である。この試料１０は、以下のような光学的薄膜
計測妨害光除去装置内に配置されている。
【００１９】この装置の容器２０は、横断面矩形であ
り、その上端開口と底面との中間部に、仕切り板２１が
容器２０の底面に平行にされて、容器２０の内壁に固定
され、これにより、容器２０の下部に室２２が形成され
ている。仕切り板２１の中央部には開口２３が形成さ
れ、この開口２３は、孔又は長手方向が紙面垂直方向の
スリットである。室２２の内壁面に吸光面２４が被着さ
れて黒体が構成されており、開口２３から入射した光
は、この黒体で吸収される。吸光面２４は、例えば室２
２の内面を粗面にし、その上に黒色塗料を塗布したもの
である。仕切り板２１の上面には、支持突起２５Ａ及び
２５Ｂが形成され、これらに試料１０がスライド自在に
搭載される。
り、その上端開口と底面との中間部に、仕切り板２１が
容器２０の底面に平行にされて、容器２０の内壁に固定
され、これにより、容器２０の下部に室２２が形成され
ている。仕切り板２１の中央部には開口２３が形成さ
れ、この開口２３は、孔又は長手方向が紙面垂直方向の
スリットである。室２２の内壁面に吸光面２４が被着さ
れて黒体が構成されており、開口２３から入射した光
は、この黒体で吸収される。吸光面２４は、例えば室２
２の内面を粗面にし、その上に黒色塗料を塗布したもの
である。仕切り板２１の上面には、支持突起２５Ａ及び
２５Ｂが形成され、これらに試料１０がスライド自在に
搭載される。
【００２０】容器２０内には、屈折率が透明基板１１の
それに略等しい液体２６が収容されている。液体２６が
揮発性の場合には、密度が液体２６のそれより小さい不
揮発性液体として、油２７の層が液体２６上に入れられ
ている。このような構成の光学的薄膜計測妨害光除去装
置の上方には、入射側のレーザ３０及び偏光子３１と反
射側の検光子３２及び光検出器３３とを備えたエリプソ
メータが配置されている。
それに略等しい液体２６が収容されている。液体２６が
揮発性の場合には、密度が液体２６のそれより小さい不
揮発性液体として、油２７の層が液体２６上に入れられ
ている。このような構成の光学的薄膜計測妨害光除去装
置の上方には、入射側のレーザ３０及び偏光子３１と反
射側の検光子３２及び光検出器３３とを備えたエリプソ
メータが配置されている。
【００２１】次に、上記の如く構成された本第１実施形
態の動作を説明する。レーザ３０から出射した光ビーム
は、偏光子３１を通って直線偏光又は円偏光になり、試
料１０上の測定点に照射され、一方では、薄膜１２の表
面及び裏面での反射光が干渉し、検光子３２を通って直
線偏光となり、その強度が光検出器３３で検出される。
他方では光ビームが、薄膜１２を透過して透明基板１１
内に入る。透明基板１１と液体２６の屈折率が互いに略
等しいので、透明基板１１の面１１ｂでの反射光の強度
は、検光子３２に入射しても無視できる程度に小さくな
る。また、透明基板１１を透過した光ビームは、開口２
３を通り、吸光面２４で吸収され、吸光面２４での弱い
乱反射光はさらに吸光面２４で吸収されて、開口２３か
ら光が漏れるのが阻止される。
態の動作を説明する。レーザ３０から出射した光ビーム
は、偏光子３１を通って直線偏光又は円偏光になり、試
料１０上の測定点に照射され、一方では、薄膜１２の表
面及び裏面での反射光が干渉し、検光子３２を通って直
線偏光となり、その強度が光検出器３３で検出される。
他方では光ビームが、薄膜１２を透過して透明基板１１
内に入る。透明基板１１と液体２６の屈折率が互いに略
等しいので、透明基板１１の面１１ｂでの反射光の強度
は、検光子３２に入射しても無視できる程度に小さくな
る。また、透明基板１１を透過した光ビームは、開口２
３を通り、吸光面２４で吸収され、吸光面２４での弱い
乱反射光はさらに吸光面２４で吸収されて、開口２３か
ら光が漏れるのが阻止される。
【００２２】検光子３２の偏光面を回転させながら光検
出器３３の出力を読み取り、試料１０に対する検光子３
２及び光検出器３３の角度を変えて同様のことを行い、
読み取ったデータを不図示の信号処理装置で解析するこ
とにより、薄膜１２の光照射点での膜厚及び屈折率が求
められる。透明基板１１を支持突起２５Ａ及び２５Ｂ上
でスライドさせることにより、薄膜１２の任意の点での
膜厚及び屈折率が計測される。
出器３３の出力を読み取り、試料１０に対する検光子３
２及び光検出器３３の角度を変えて同様のことを行い、
読み取ったデータを不図示の信号処理装置で解析するこ
とにより、薄膜１２の光照射点での膜厚及び屈折率が求
められる。透明基板１１を支持突起２５Ａ及び２５Ｂ上
でスライドさせることにより、薄膜１２の任意の点での
膜厚及び屈折率が計測される。
【００２３】本第１実施形態によれば、面１１ｂでの反
射光が無視できるので、薄膜１２の膜厚及び屈折率を高
精度で測定することが可能となる。また、エリプソメー
タの位置と開口２３の位置との関係を概略定めればよい
ので、操作が簡単である。例えば透明基板１１が石英ガ
ラスの場合、その屈折率は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光の波長
６３２．８ｎｍに対し１．４５７０であり、この透明基
板１１に光ビームを入射角６０゜で入射させると、その
約８１％が透明基板１１内に入る。液体２６が存在しな
い場合には、透明基板１１内に入った光の約１８％が面
１１ｂで反射するので、透明基板１１への入射光の約１
５％が面１１ｂで反射されることになる。
射光が無視できるので、薄膜１２の膜厚及び屈折率を高
精度で測定することが可能となる。また、エリプソメー
タの位置と開口２３の位置との関係を概略定めればよい
ので、操作が簡単である。例えば透明基板１１が石英ガ
ラスの場合、その屈折率は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光の波長
６３２．８ｎｍに対し１．４５７０であり、この透明基
板１１に光ビームを入射角６０゜で入射させると、その
約８１％が透明基板１１内に入る。液体２６が存在しな
い場合には、透明基板１１内に入った光の約１８％が面
１１ｂで反射するので、透明基板１１への入射光の約１
５％が面１１ｂで反射されることになる。
【００２４】これに対し、液体２６として例えば屈折率
１．４５０７のシクロヘキサン（Ｃ 6 Ｈ10Ｏ）を用い、
図１の状態で計測すると、面１１ｂでの反射率は０．２
％まで減少し、面１１ｂでの反射光強度は透明基板１１
への入射光強度の０．１７％になる。さらに、液体２６
として、シクロヘキサンに屈折率１．５４１１のベンジ
ルアルコールを約７％混ぜたものを用いることにより、
液体２６の屈折率を石英ガラスのそれにほぼ等しくする
ことができ、面１１ｂでの反射率をほぼ０にすることが
できる。
１．４５０７のシクロヘキサン（Ｃ 6 Ｈ10Ｏ）を用い、
図１の状態で計測すると、面１１ｂでの反射率は０．２
％まで減少し、面１１ｂでの反射光強度は透明基板１１
への入射光強度の０．１７％になる。さらに、液体２６
として、シクロヘキサンに屈折率１．５４１１のベンジ
ルアルコールを約７％混ぜたものを用いることにより、
液体２６の屈折率を石英ガラスのそれにほぼ等しくする
ことができ、面１１ｂでの反射率をほぼ０にすることが
できる。
【００２５】液体２６としては、透明基板１１の屈折率
に応じて、例えば、シクロヘキサンにキシレン又は安息
香酸を混入した混合液を用いることができる。液体２６
の替わりに、これをポリマーに吸収させてゲル状にした
物質を用いてもよい。この場合には、透明基板１１を斜
めにした状態で上記計測を行うことが可能となる。
に応じて、例えば、シクロヘキサンにキシレン又は安息
香酸を混入した混合液を用いることができる。液体２６
の替わりに、これをポリマーに吸収させてゲル状にした
物質を用いてもよい。この場合には、透明基板１１を斜
めにした状態で上記計測を行うことが可能となる。
【００２６】吸光体としては、吸光面２４の替わりに、
強い光吸収のある黒色染料を液体２６に溶解させたもの
であってもよい。レーザ３０の替わりに光源及び分光器
を用い、試料１０に対する検光子３２及び光検出器３３
の角度を変えずに分光器からの光ビームの波長を変える
構成であってもよい。
強い光吸収のある黒色染料を液体２６に溶解させたもの
であってもよい。レーザ３０の替わりに光源及び分光器
を用い、試料１０に対する検光子３２及び光検出器３３
の角度を変えずに分光器からの光ビームの波長を変える
構成であってもよい。
【００２７】さらに、光計測装置としては、エリプソメ
ータの替わりに例えば、白色光ビームを試料１０に照射
するフーリエ分光器を用いて、薄膜１２のスペクトルを
計測する構成であってもよい。以上のような変形例は、
以下の実施形態についても同様である。 ［第２実施形態］図２（Ａ）は、本発明の第２実施形態
の光学的薄膜計測装置の概略構成を示す。
ータの替わりに例えば、白色光ビームを試料１０に照射
するフーリエ分光器を用いて、薄膜１２のスペクトルを
計測する構成であってもよい。以上のような変形例は、
以下の実施形態についても同様である。 ［第２実施形態］図２（Ａ）は、本発明の第２実施形態
の光学的薄膜計測装置の概略構成を示す。
【００２８】この装置の光学的薄膜計測妨害光除去装置
では、容器２０Ａにおいて、図１の仕切り板２１の替わ
りに、中央部に比較的大きな開口が形成された仕切り板
２１Ａが用いられ、かつ、この開口部に可動マスク２８
が配置されている。可動マスク２８は、図２（Ｂ）にも
示す如く、ローラ２８ａ及び２８ｂに幕２８ｃの一端部
及び他端部が巻回され、幕２８ｃにスリット２３Ａが形
成されており、ローラ２８ａ及び２８ｂを同一方向へ回
転させることによりスリット２３Ａの位置を調整可能に
なっている。
では、容器２０Ａにおいて、図１の仕切り板２１の替わ
りに、中央部に比較的大きな開口が形成された仕切り板
２１Ａが用いられ、かつ、この開口部に可動マスク２８
が配置されている。可動マスク２８は、図２（Ｂ）にも
示す如く、ローラ２８ａ及び２８ｂに幕２８ｃの一端部
及び他端部が巻回され、幕２８ｃにスリット２３Ａが形
成されており、ローラ２８ａ及び２８ｂを同一方向へ回
転させることによりスリット２３Ａの位置を調整可能に
なっている。
【００２９】この調整に合わせて、試料１０の上部のエ
リプソメータが追従移動される。この移動と、エリプソ
メータの紙面垂直方向への独立移動とにより、仕切り板
２１Ａ上に固定された試料１０上の任意の位置について
計測を行うことができる。他の点は、図１の場合と同一
である。 ［第３実施形態］図３は、本発明の第３実施形態の光学
的薄膜計測装置概略構成を示す。
リプソメータが追従移動される。この移動と、エリプソ
メータの紙面垂直方向への独立移動とにより、仕切り板
２１Ａ上に固定された試料１０上の任意の位置について
計測を行うことができる。他の点は、図１の場合と同一
である。 ［第３実施形態］図３は、本発明の第３実施形態の光学
的薄膜計測装置概略構成を示す。
【００３０】この装置の光学的薄膜計測妨害光除去装置
では、試料１０が容器２０Ｂ内で光照射点走査用ステー
ジ３４に搭載されて、紙面に垂直な面内で試料１０が移
動自在になっている。また、ステージ３４との衝突を避
けるために、容器２０Ｂ内に小形の仕切り台２１Ｂが配
置され、その上面に開口２３が形成されている。この光
学的薄膜計測装置によれば、エリプソメータを移動させ
ることなく、試料１０上の任意の光照射点について高精
度の自動計測を行うことができる。
では、試料１０が容器２０Ｂ内で光照射点走査用ステー
ジ３４に搭載されて、紙面に垂直な面内で試料１０が移
動自在になっている。また、ステージ３４との衝突を避
けるために、容器２０Ｂ内に小形の仕切り台２１Ｂが配
置され、その上面に開口２３が形成されている。この光
学的薄膜計測装置によれば、エリプソメータを移動させ
ることなく、試料１０上の任意の光照射点について高精
度の自動計測を行うことができる。
【００３１】他の点は、図１の場合と同一である。 ［第４実施形態］図４は、本発明の第４実施形態の光学
的薄膜計測装置概略構成を示す。図３において、液体２
６は、少なくとも透明基板１１の面１１ｂと仕切り台２
１Ｂの上面との間に存在すればよい。そこで、この第４
実施形態では、この仕切り台２１Ｂと略同一サイズの容
器２０Ｃの上端に、円形の溝が形成され、この溝にＯリ
ング２９が嵌込まれ、その上面が容器２０Ｃの上端から
突出している。液体２６は、容器２０Ｃ内にＯリング２
９の上面まで入れられ、透明基板１１の面１１ｂをＯリ
ング２９に当接させることにより、面１１ｂに液体２６
が接触する。
的薄膜計測装置概略構成を示す。図３において、液体２
６は、少なくとも透明基板１１の面１１ｂと仕切り台２
１Ｂの上面との間に存在すればよい。そこで、この第４
実施形態では、この仕切り台２１Ｂと略同一サイズの容
器２０Ｃの上端に、円形の溝が形成され、この溝にＯリ
ング２９が嵌込まれ、その上面が容器２０Ｃの上端から
突出している。液体２６は、容器２０Ｃ内にＯリング２
９の上面まで入れられ、透明基板１１の面１１ｂをＯリ
ング２９に当接させることにより、面１１ｂに液体２６
が接触する。
【００３２】この第４実施形態によれば、小形の容器２
０Ｃを用いているので、装置全体を小形化することが可
能となる。他の点は、図３の場合と同一である。 ［第５実施形態］図５は、本発明の第５実施形態の光学
的薄膜計測装置概略構成を示す。
０Ｃを用いているので、装置全体を小形化することが可
能となる。他の点は、図３の場合と同一である。 ［第５実施形態］図５は、本発明の第５実施形態の光学
的薄膜計測装置概略構成を示す。
【００３３】この装置の光学的薄膜計測妨害光除去装置
では、図４のＯリング２９を用いる替わりに、液体２６
の表面張力を利用している。すなわち、上端開口が胴体
部断面より狭い瓶状の容器２０Ｄに液体２６が、中央部
において容器２０Ｄの上端より高く盛り上がるまで入れ
られ、液体２６の上面に透明基板１１の面１１ｂが当接
されている。
では、図４のＯリング２９を用いる替わりに、液体２６
の表面張力を利用している。すなわち、上端開口が胴体
部断面より狭い瓶状の容器２０Ｄに液体２６が、中央部
において容器２０Ｄの上端より高く盛り上がるまで入れ
られ、液体２６の上面に透明基板１１の面１１ｂが当接
されている。
【００３４】他の点は、図４の場合と同一である。液体
２６の替わりに上述のゲル状物質を用いれば、その突出
した上面形状を長時間安定させることができる。 ［第６実施形態］図６は、本発明の第６実施形態の光学
的薄膜計測装置概略構成を示す。
２６の替わりに上述のゲル状物質を用いれば、その突出
した上面形状を長時間安定させることができる。 ［第６実施形態］図６は、本発明の第６実施形態の光学
的薄膜計測装置概略構成を示す。
【００３５】この装置では、光照射点走査用ステージ３
４Ａ上に試料１０が搭載されて、紙面垂直面内で試料１
０が移動自在になっている。また、試料１０と平行なナ
イフエッジ板２０Ｅが、試料１０の上面に接近して、エ
リプソメータの反射光側に配置され、その基端が固定側
に取着されている。ナイフエッジ板２０Ｅの先端部は、
光照射点からの反射光を妨害しないようにするためエッ
ジになっていて、光照射点の近くの反射光側に位置して
いる。ナイフエッジ板２０Ｅの先端と光照射点との間の
距離は、光照射点から、面１１ｂでの反射光が面１１ａ
へ戻った位置までの距離Ｓに略等しい。この距離Ｓは、
次式で表される。
４Ａ上に試料１０が搭載されて、紙面垂直面内で試料１
０が移動自在になっている。また、試料１０と平行なナ
イフエッジ板２０Ｅが、試料１０の上面に接近して、エ
リプソメータの反射光側に配置され、その基端が固定側
に取着されている。ナイフエッジ板２０Ｅの先端部は、
光照射点からの反射光を妨害しないようにするためエッ
ジになっていて、光照射点の近くの反射光側に位置して
いる。ナイフエッジ板２０Ｅの先端と光照射点との間の
距離は、光照射点から、面１１ｂでの反射光が面１１ａ
へ戻った位置までの距離Ｓに略等しい。この距離Ｓは、
次式で表される。
【００３６】 Ｓ＝２ｄ・ｔａｎ〔（ｓｉｎ-1｛ｓｉｎ（θ／ｎ）｝〕 ここに、θは試料１０に対する入射角であり、ｄは透明
基板１１の厚みであり、ｎは透明基板１１の屈折率であ
る。計測前に、このＳの値に基づいて、エリプソメータ
とナイフエッジ板２０Ｅとの位置関係が調整される。こ
の調整は、ステージ３４Ａの位置とは無関係である。
基板１１の厚みであり、ｎは透明基板１１の屈折率であ
る。計測前に、このＳの値に基づいて、エリプソメータ
とナイフエッジ板２０Ｅとの位置関係が調整される。こ
の調整は、ステージ３４Ａの位置とは無関係である。
【００３７】本第６実施形態の光学的薄膜計測装置によ
れば、液体２６が不要となるので、構成が簡単になる。
れば、液体２６が不要となるので、構成が簡単になる。
【図１】本発明の第１実施形態の光学的薄膜計測装置概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の光学的薄膜計測装置概
略構成図である。
略構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態の光学的薄膜計測装置概
略構成図である。
略構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態の光学的薄膜計測装置概
略構成図である。
略構成図である。
【図５】本発明の第５実施形態の光学的薄膜計測装置概
略構成図である。
略構成図である。
【図６】本発明の第６実施形態の光学的薄膜計測装置概
略構成図である。
略構成図である。
１０ 試料 １１ 透明基板 １２ 薄膜 ２０、２０Ａ〜２０Ｄ 容器 ２０Ｅ ナイフエッジ板 ２１、２１Ａ 仕切り板 ２１Ｂ 仕切り台 ２２ 室 ２３ 開口 ２３Ａ スリット ２４ 吸光面 ２５Ａ、２５Ｂ 支持突起 ２６ 液体 ２７ 油 ２８ 可動マスク ２９ Ｏリング ３０ レーザ ３１ 偏光子 ３２ 検光子 ３３ 光検出器
Claims (11)
- 【請求項１】 透明基材の一方の面に薄膜が形成された
試料に対し該一方の面へ光ビームを照射し、照射点から
の反射光を検出して該薄膜の物理量を計測する光学的薄
膜計測装置に用いられ、 屈折率が該基材のそれと略等しい液体又はゲル状物質で
ある反射防止物質と、 該透明基材の該一方の面と対向する面と接触可能に該反
射防止物質が収容される容器と、 該容器内に配置され、該試料を透過して該反射防止物質
内に入射した光を吸収する吸光体と、 を有することを特徴とする光学的薄膜計測妨害光除去装
置。 - 【請求項２】 上記容器内には、上端開口と底面との間
を仕切る仕切部材が配置されて該仕切部材と該底面との
間に室が形成され、上記反射防止物質内に入射した光を
該室の内部に通すための孔が該仕切部材に形成され、 上記吸光体は該室の内部に配置されている、 ことを特徴とする請求項１記載の光学的薄膜計測妨害光
除去装置。 - 【請求項３】 上記容器の上端に輪状の溝が形成され、
該溝に輪状のシール部材が嵌込まれ、該シール部材が該
上端から突出し、上記反射防止物質が該容器に該シール
部材の上端まで入れられている、 ことを特徴とする請求項２記載の光学的薄膜計測妨害光
除去装置。 - 【請求項４】 上記容器内には、上端開口と底面との間
に、上記反射防止物質内に入射した光を通すための移動
自在なスリットが形成された可動マスクが配置され、 上記吸光体は該可動マスクと該底面との間に配置されて
いる、 ことを特徴とする請求項１記載の光学的薄膜計測妨害光
除去装置。 - 【請求項５】 上記容器は、上端開口が胴体部断面より
狭く、 上記反射防止物質はその中央部上面が該上端開口より上
まで盛り上がっている、 ことを特徴とする請求項１記載の光学的薄膜計測妨害光
除去装置。 - 【請求項６】 上記試料への光照射点を変更するために
該試料を移動させる移動ステージを有することを特徴と
する請求項１乃至３のいずれか１つ又は請求項５に記載
の光学的薄膜計測妨害光除去装置。 - 【請求項７】 上記吸光体は上記容器の内壁に形成され
ていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つ
に記載の光学的薄膜計測妨害光除去装置。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の
光学的薄膜計測妨害光除去装置と、 透明基材の一方の面に薄膜が形成された試料に対し該一
方の面へ光ビームを照射させ、照射点からの反射光を検
出して該薄膜の物理量を計測する光計測装置と、 を有することを特徴とする光学的薄膜計測装置。 - 【請求項９】 透明基材の一方の面に薄膜が形成された
試料に対し該一方の面へ光ビームを照射し、照射点から
の反射光を検出して該薄膜の物理量を計測する光計測装
置と、 該照射点を変更するために該試料を移動させる移動ステ
ージと、 該照射点からの反射光を遮光せずに、該透明基材内で該
一方の面と対向する面において反射し該薄膜を透過した
光ビームを遮光するために、該照射点に対し反射光側に
ナイフエッジを位置させ該試料に接近して配置されたナ
イフエッジ板と、 を有することを特徴とする光学的薄膜計測装置。 - 【請求項１０】 透明基材の一方の面に薄膜が形成され
た試料に対し該一方の面へ光ビームを照射し、照射点か
らの反射光を検出して該薄膜の物理量を計測する光学的
薄膜計測方法において、 屈折率が該基材のそれに略等しい液体又はゲル状物質で
ある反射防止物質を容器に収容し、 該透明基材の該一方の面と対向する面を該反射防止物質
に接触させ、 該試料を透過して該反射防止物質内に入射した光を吸光
体に吸収させる、 ことを特徴とする光学的薄膜計測方法。 - 【請求項１１】 透明基材の一方の面に薄膜が形成され
た試料に対し該一方の面に光ビームを照射し、照射点か
らの反射光を検出して該薄膜の物理量を計測する光学的
薄膜計測方法において、 該照射点からの反射光を遮光せずに、該透明基材内で該
一方の面と対向する面において反射し該薄膜を透過した
光ビームを遮光するように、該試料に接近してナイフエ
ッジ板を配置し且つ該照射点に対し反射光側に該ナイフ
エッジ板のナイフエッジを位置させる、 ことを特徴とする光学的薄膜計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2943498A JPH11230860A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 光学的薄膜計測方法及び装置並びにこの装置に用いられる光学的薄膜計測妨害光除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2943498A JPH11230860A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 光学的薄膜計測方法及び装置並びにこの装置に用いられる光学的薄膜計測妨害光除去装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230860A true JPH11230860A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12276042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2943498A Withdrawn JPH11230860A (ja) | 1998-02-12 | 1998-02-12 | 光学的薄膜計測方法及び装置並びにこの装置に用いられる光学的薄膜計測妨害光除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11230860A (ja) |
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