JPS6037402B2 - 膜厚の測定方法 - Google Patents
膜厚の測定方法Info
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- JPS6037402B2 JPS6037402B2 JP13490680A JP13490680A JPS6037402B2 JP S6037402 B2 JPS6037402 B2 JP S6037402B2 JP 13490680 A JP13490680 A JP 13490680A JP 13490680 A JP13490680 A JP 13490680A JP S6037402 B2 JPS6037402 B2 JP S6037402B2
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、蒸着膜などの薄膜材料の膜厚を測定する方法
に関する。
に関する。
従来、膜厚を測定する方法としては、各種の顕微鏡を用
いる方法や、光の干渉を利用する方法などがある。
いる方法や、光の干渉を利用する方法などがある。
これらの方法では、特に薄い膜の厚さ測定が困難であっ
た。また、イオンスパッタリングにより薄膜表面から放
出される２次イオンや光子を用いる方法がある。これら
の方法は破壊測定法であり、膜厚を測定した試料を２度
と使用することはできない。本発明は、膜厚を測定後再
びその膜を生長さ．せたり、他の測定に使用できるよう
、非破壊的に膜厚を測定する方法を提供するものである
。まず、本発明による膜厚測定の原理を説明する。
た。また、イオンスパッタリングにより薄膜表面から放
出される２次イオンや光子を用いる方法がある。これら
の方法は破壊測定法であり、膜厚を測定した試料を２度
と使用することはできない。本発明は、膜厚を測定後再
びその膜を生長さ．せたり、他の測定に使用できるよう
、非破壊的に膜厚を測定する方法を提供するものである
。まず、本発明による膜厚測定の原理を説明する。
一般に、物質は各々個有の光吸収係数を有している。も
ちろん光の波長によってその値は異なる。一定容積、一
定圧力中において物質に光を照射すると、光のエネルギ
ーはその物質により一部吸収される。吸収されたエネル
ギーは熱に変わる。この光から熱への交換係数は、測定
する系の励起状態から基底状態への無放射遷移の確率に
より決まる。最初は、ある一定の圧力に保たれていた測
定容器の中は、その容積が一定であるから、物質からの
熱放射により圧力が増大する。照射光量を一定にすれば
、容器内の圧力変化は物質の存在量により変化する。従
って、ある一定の厚さを有する基板上に蒸着などにより
形成された薄膜が存在する場合、光を照射して容器内の
圧力変化を調べると、基板物質と薄膜物質の各波長にお
ける光吸収係数の和の形で吸収エネルギーのスペクトル
を得ることができる。
ちろん光の波長によってその値は異なる。一定容積、一
定圧力中において物質に光を照射すると、光のエネルギ
ーはその物質により一部吸収される。吸収されたエネル
ギーは熱に変わる。この光から熱への交換係数は、測定
する系の励起状態から基底状態への無放射遷移の確率に
より決まる。最初は、ある一定の圧力に保たれていた測
定容器の中は、その容積が一定であるから、物質からの
熱放射により圧力が増大する。照射光量を一定にすれば
、容器内の圧力変化は物質の存在量により変化する。従
って、ある一定の厚さを有する基板上に蒸着などにより
形成された薄膜が存在する場合、光を照射して容器内の
圧力変化を調べると、基板物質と薄膜物質の各波長にお
ける光吸収係数の和の形で吸収エネルギーのスペクトル
を得ることができる。
そこで、基板の厚さを一定にしておけば、薄膜の膜厚変
化と、各波長での吸収スペクトルの強度変化が対応して
観測される。予め基板物質の種類とその厚み、および薄
膜形成物質の種類とその厚みに対応した吸収スペクトル
を各々作成しておけば、未知試料の基板とその上に形成
された薄膜の厚さと種類を知ることができる。
化と、各波長での吸収スペクトルの強度変化が対応して
観測される。予め基板物質の種類とその厚み、および薄
膜形成物質の種類とその厚みに対応した吸収スペクトル
を各々作成しておけば、未知試料の基板とその上に形成
された薄膜の厚さと種類を知ることができる。
．、以下、本発明をその実施例によ
り説明する。
り説明する。
第１図は膜厚測定装置の構成を示すブロック図である。
１は光源であり、光源より発した光は、レンズ２により
集光されてモノクロメータ３に入る。
１は光源であり、光源より発した光は、レンズ２により
集光されてモノクロメータ３に入る。
この光はモノクロメータ３で分光これ、単色化された後
、チョッパ４でモジュレーションが行われる。パルス状
となった単色光は、レンズ５を通り、測定容器６の試料
Ｓへ入射する。測定容器の窓材７は、照射する光の波長
（紫外線、可視光線、赤外線など）により交換してもよ
い。通常は、溶融石英製のものを用いる。測定容器６は
容積一定である。容器内の圧力は、〜，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋ
ｒなどのガスを用いて調整する。８は測定容器内の圧力
の変化を検出するマイクロホンなどの圧力センサで、圧
力の変化を電気信号に変換するものである。
、チョッパ４でモジュレーションが行われる。パルス状
となった単色光は、レンズ５を通り、測定容器６の試料
Ｓへ入射する。測定容器の窓材７は、照射する光の波長
（紫外線、可視光線、赤外線など）により交換してもよ
い。通常は、溶融石英製のものを用いる。測定容器６は
容積一定である。容器内の圧力は、〜，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋ
ｒなどのガスを用いて調整する。８は測定容器内の圧力
の変化を検出するマイクロホンなどの圧力センサで、圧
力の変化を電気信号に変換するものである。
この電気信号はプリアンプ９により増幅され、ロックィ
ンアンプ１０によりチョッパ４の信号と同期した信号と
して取り出される。信号処理は、コンピュータ１１を用
いて行うか、またはそのままレコ−ダ１２で行う。第２
図は、入射光の波長と吸収エネルギーに対応する測定容
器内の圧力信号の強度を示したものである。スペクトル
ａは、基板だけのスペクトル、スペクトルｂは、基板お
よび薄膜のスペクトルである。スペクトルａとｂでは、
明らかにスペクトルの形状が異なる。膜厚変化に対して
、スペクトルの強度変化が著しい波長の光を用いて、膜
厚と信号強度の関係を調べると、ある範囲において、第
３図の実線で示す比例関係が得られる。第３図の点ｃと
点ｄは、基板材料、蒸着膜材料の種類と厚さ、および測
定系の性能に依存する。このような直線を用いて数１０
０Ａ以上の厚さの膜を測定することができる。以上のよ
うに、本発明によれば、非破壊測定が可能であり、薄い
膜から厚い膜まで測定することができる。
ンアンプ１０によりチョッパ４の信号と同期した信号と
して取り出される。信号処理は、コンピュータ１１を用
いて行うか、またはそのままレコ−ダ１２で行う。第２
図は、入射光の波長と吸収エネルギーに対応する測定容
器内の圧力信号の強度を示したものである。スペクトル
ａは、基板だけのスペクトル、スペクトルｂは、基板お
よび薄膜のスペクトルである。スペクトルａとｂでは、
明らかにスペクトルの形状が異なる。膜厚変化に対して
、スペクトルの強度変化が著しい波長の光を用いて、膜
厚と信号強度の関係を調べると、ある範囲において、第
３図の実線で示す比例関係が得られる。第３図の点ｃと
点ｄは、基板材料、蒸着膜材料の種類と厚さ、および測
定系の性能に依存する。このような直線を用いて数１０
０Ａ以上の厚さの膜を測定することができる。以上のよ
うに、本発明によれば、非破壊測定が可能であり、薄い
膜から厚い膜まで測定することができる。
また、平均的な情報を得ることができるので、膜厚分布
がある試料の場合でも誤差が小さい等の特徴がある。
がある試料の場合でも誤差が小さい等の特徴がある。
第１図は本発明の実施例における膜厚測定装置の構成を
示すブロック図、第２図は入射光の波長と吸収エネルギ
ーに対応する圧力信号の強度との関係を示す図、第３図
は膜厚と圧力信号の強度との関係を示す図である。 １・・・光源、２，５・・・レンズ、３・・・モノクロ
メータ、４・・・チョッパ、６・・・測定容器、８・・
・圧力センサ、９…プリアンプ、１２…レコーダ。 第１図 第２図 第３図
示すブロック図、第２図は入射光の波長と吸収エネルギ
ーに対応する圧力信号の強度との関係を示す図、第３図
は膜厚と圧力信号の強度との関係を示す図である。 １・・・光源、２，５・・・レンズ、３・・・モノクロ
メータ、４・・・チョッパ、６・・・測定容器、８・・
・圧力センサ、９…プリアンプ、１２…レコーダ。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 一定容積、一定圧力にした容器内において、薄膜試
料に光を照射し、吸収されたエネルギーを容器内の圧力
変化として測定することにより、薄膜の膜厚を求めるこ
とを特徴とする膜厚の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13490680A JPS6037402B2 (ja) | 1980-09-27 | 1980-09-27 | 膜厚の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13490680A JPS6037402B2 (ja) | 1980-09-27 | 1980-09-27 | 膜厚の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5759111A JPS5759111A (en) | 1982-04-09 |
| JPS6037402B2 true JPS6037402B2 (ja) | 1985-08-26 |
Family
ID=15139286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13490680A Expired JPS6037402B2 (ja) | 1980-09-27 | 1980-09-27 | 膜厚の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037402B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2768720B2 (ja) * | 1989-03-02 | 1998-06-25 | 三菱電機株式会社 | 塗布装置 |
-
1980
- 1980-09-27 JP JP13490680A patent/JPS6037402B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5759111A (en) | 1982-04-09 |
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