JPS6344165B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6344165B2 JPS6344165B2 JP5578782A JP5578782A JPS6344165B2 JP S6344165 B2 JPS6344165 B2 JP S6344165B2 JP 5578782 A JP5578782 A JP 5578782A JP 5578782 A JP5578782 A JP 5578782A JP S6344165 B2 JPS6344165 B2 JP S6344165B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- measured
- light source
- photoelectric conversion
- conversion element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000005428 wave function Effects 0.000 description 1
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
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、誘電体層等の膜厚を測定する膜厚測
定装置に関するものである。
定装置に関するものである。
従来、誘電体層等の膜厚を測定する方法として
は、被測定物に傷をつけて、タリステツプや二光
束干渉法によつて測定する方法やエリプソメータ
ーを使用する方法が一般的であつた。しかし上記
の方法は被測定物に傷をつけなければならないと
か、比較的小さな試料しか測定が不可能であると
か、試料全面をスキヤン出来ないなどという問題
を有している。
は、被測定物に傷をつけて、タリステツプや二光
束干渉法によつて測定する方法やエリプソメータ
ーを使用する方法が一般的であつた。しかし上記
の方法は被測定物に傷をつけなければならないと
か、比較的小さな試料しか測定が不可能であると
か、試料全面をスキヤン出来ないなどという問題
を有している。
一方、ビデオデイスクシステムなどの原盤製作
工程においては、φ35cmのガラス原盤上に塗布さ
れたレジスト層の膜厚を比較的短時間に精度よく
全面にわつて測定する技術が望まれている。又測
定によつてレジスト原盤にゴミや傷がつくことに
よるドロツプアウトが増加しない測定方法が必要
不可欠である。
工程においては、φ35cmのガラス原盤上に塗布さ
れたレジスト層の膜厚を比較的短時間に精度よく
全面にわつて測定する技術が望まれている。又測
定によつてレジスト原盤にゴミや傷がつくことに
よるドロツプアウトが増加しない測定方法が必要
不可欠である。
そこで本発明は上記問題点を解決する光学的膜
厚測定装置を提供せんとするものである。
厚測定装置を提供せんとするものである。
まず、本発明の説明に先立つて単層膜と反射率
の関係について第１図を用いて述べる。第１図に
おいてno、ngはそれぞれ測定すべき膜２０の上
下の媒質の屈折率、ｎは膜２０の屈折率、io、ｉ
はそれぞれ入射角および屈折角、r0、r1はそれぞ
れの境面における反射率を示す。ここで単層膜２
０の反射率をＲとするとＲは次式で与えられる ｜Ｒ｜2＝｜ｒ＋r0exp（−iδ）／１＋r0r1exp（−i
δ）｜2 ただしδ2π／λ（2n・ｄ・cosi） ここで、λは光源の波長、ｄは単層膜の膜厚を
示す。さらに垂直入射であると仮定すると ｜Ｒ｜2＝１−4no・n2・ng／n2（no＋ng）2−（ng2−n2
）（n2−no2）sin2（δ／２） という式で与えられ、｜Ｒ｜2はδを変数とする
略々正弦波関数の変化を示す。従つて、単層膜の
反射率と屈折率が、既知であれば、計算により膜
厚ｄを求めることは可能となる。
の関係について第１図を用いて述べる。第１図に
おいてno、ngはそれぞれ測定すべき膜２０の上
下の媒質の屈折率、ｎは膜２０の屈折率、io、ｉ
はそれぞれ入射角および屈折角、r0、r1はそれぞ
れの境面における反射率を示す。ここで単層膜２
０の反射率をＲとするとＲは次式で与えられる ｜Ｒ｜2＝｜ｒ＋r0exp（−iδ）／１＋r0r1exp（−i
δ）｜2 ただしδ2π／λ（2n・ｄ・cosi） ここで、λは光源の波長、ｄは単層膜の膜厚を
示す。さらに垂直入射であると仮定すると ｜Ｒ｜2＝１−4no・n2・ng／n2（no＋ng）2−（ng2−n2
）（n2−no2）sin2（δ／２） という式で与えられ、｜Ｒ｜2はδを変数とする
略々正弦波関数の変化を示す。従つて、単層膜の
反射率と屈折率が、既知であれば、計算により膜
厚ｄを求めることは可能となる。
第２図に本発明の一実施例を示す。
この実施例は、光学的に記録媒体上に信号を記
録再生する記録再生装置の１部を改良して膜厚も
測定できるようにしたものである。
録再生する記録再生装置の１部を改良して膜厚も
測定できるようにしたものである。
第２図おいて、第１の光源であるレーザ１より
の光束は第１のシヤツター２２およびダイクロツ
クミラー２３を通過した後にハーフミラー２によ
つて１部の光束が光源モニター用光電変換素子３
に導びかれる。残りの光束は中間レンズ４を通過
し、ビームスプリツター５で反射した後、λ／４
板６を通過して、ボイスコイルユニツト１１によ
り支持された対物レンズ１１ａを介して被測定物
７上に収束される。被測定物７はターンテーブル
８上にマウントされており、９はターンテーブル
駆動モーター、１０はモーター駆動回路である。
被測定物７で反射された光は再び対物レンズ１１
ａに入射し、λ／４板６の作用によりビームスプ
リツター５を通過し、２分割光電変換素子１２に
導かれる。ここでレーザー１よりの光束はボイス
コイルユニツト１１にマウントされた対物レンズ
１１ａの光軸に対しある角度を持つて入射してい
る為、対物レンズ１１ａと被測定物の間隔が図中
Ｘの方向に変化した場合、２分割光電変換素子１
２に入射する光束は図中Ｙ方向に水平移動し、対
物レンズ１１ａと被測定物７との間隔の変化に対
応した情報を有する。２分割光電素子１２の出力
信号は差動回路１３に加えられ、その差出力は駆
動回路１４を経て、ボイスコイルユニツト１１の
対物レンズと被測定物間の距離を一定に保つ為の
制御に用いられる。同時に２分割光電素子１２の
出力信号は加算回路１５で加算された後、演算回
路１６に導びかれ、ここでレーザ出力監視用光電
変換素子３の出力によつて演算され、レーザーの
出力変動による反射率変化を補正された後に表示
回路１７に導びかれる。更に、第２図において、
２４は前記レーザ１の波長より異なる（略1.5倍
程度）波長の光を出力する第２の光源であり、こ
の光束は第２のシヤツター２５、ダイクロツクミ
ラー２３を介してハーフミラー２に導かれてお
り、前記第１、第２のシヤツター２２，２５を選
択的に駆動せしめることにより、光源１と２４の
光により選択的に測定が出来るものである。
の光束は第１のシヤツター２２およびダイクロツ
クミラー２３を通過した後にハーフミラー２によ
つて１部の光束が光源モニター用光電変換素子３
に導びかれる。残りの光束は中間レンズ４を通過
し、ビームスプリツター５で反射した後、λ／４
板６を通過して、ボイスコイルユニツト１１によ
り支持された対物レンズ１１ａを介して被測定物
７上に収束される。被測定物７はターンテーブル
８上にマウントされており、９はターンテーブル
駆動モーター、１０はモーター駆動回路である。
被測定物７で反射された光は再び対物レンズ１１
ａに入射し、λ／４板６の作用によりビームスプ
リツター５を通過し、２分割光電変換素子１２に
導かれる。ここでレーザー１よりの光束はボイス
コイルユニツト１１にマウントされた対物レンズ
１１ａの光軸に対しある角度を持つて入射してい
る為、対物レンズ１１ａと被測定物の間隔が図中
Ｘの方向に変化した場合、２分割光電変換素子１
２に入射する光束は図中Ｙ方向に水平移動し、対
物レンズ１１ａと被測定物７との間隔の変化に対
応した情報を有する。２分割光電素子１２の出力
信号は差動回路１３に加えられ、その差出力は駆
動回路１４を経て、ボイスコイルユニツト１１の
対物レンズと被測定物間の距離を一定に保つ為の
制御に用いられる。同時に２分割光電素子１２の
出力信号は加算回路１５で加算された後、演算回
路１６に導びかれ、ここでレーザ出力監視用光電
変換素子３の出力によつて演算され、レーザーの
出力変動による反射率変化を補正された後に表示
回路１７に導びかれる。更に、第２図において、
２４は前記レーザ１の波長より異なる（略1.5倍
程度）波長の光を出力する第２の光源であり、こ
の光束は第２のシヤツター２５、ダイクロツクミ
ラー２３を介してハーフミラー２に導かれてお
り、前記第１、第２のシヤツター２２，２５を選
択的に駆動せしめることにより、光源１と２４の
光により選択的に測定が出来るものである。
このように、２つの光源を選択的に使用するこ
とにより、より正確な膜厚測定が可能となる。
とにより、より正確な膜厚測定が可能となる。
すなわち、今第１の光源１にHe―Neレーザ
（波長6328Å）を使用し、第２の光源２４として
半導体レーザ（波長8300Å）を使用すると、反射
率の｜R2｜の変化は（4πnd／λ）の関数で示される ため、第１の光源（波長6328Å）による反率｜
R1｜2を｜R1｜2＝（4πnd／λ）とすると、第２の 光源（波長8300Å）による反射率｜R2｜2は｜R2
｜2＝（4πnd／λ・6328／8300≒（3πnd／λ）と
なり、第 １の光源による測定時における膜厚によつては反
射率変化が正弦関数の−１あるいは１の近傍とな
り、若干の膜厚変動では充分な測定感度が得られ
ない場合が生じる。
（波長6328Å）を使用し、第２の光源２４として
半導体レーザ（波長8300Å）を使用すると、反射
率の｜R2｜の変化は（4πnd／λ）の関数で示される ため、第１の光源（波長6328Å）による反率｜
R1｜2を｜R1｜2＝（4πnd／λ）とすると、第２の 光源（波長8300Å）による反射率｜R2｜2は｜R2
｜2＝（4πnd／λ・6328／8300≒（3πnd／λ）と
なり、第 １の光源による測定時における膜厚によつては反
射率変化が正弦関数の−１あるいは１の近傍とな
り、若干の膜厚変動では充分な測定感度が得られ
ない場合が生じる。
このような場合には、波長の異なる第２の光源
による測定に切換えると、反射率の変化が正弦関
数の−１あるいは１より高された位置に位置し
て、精度の高い測定が可能となるものである。
による測定に切換えると、反射率の変化が正弦関
数の−１あるいは１より高された位置に位置し
て、精度の高い測定が可能となるものである。
以上のような構成によればレーザー光源の出力
変動に影響されることなく、レジスト膜等の膜厚
を正確に測定することが可能となるものである。
変動に影響されることなく、レジスト膜等の膜厚
を正確に測定することが可能となるものである。
又収束した光束を使用することにより、分解能
の高い反射率の測定が可能となるばかりでなく、
図中の中間レンズ４を光軸方向に移動することに
より、種々のスポツトサイズを得ることも容易で
ある。
の高い反射率の測定が可能となるばかりでなく、
図中の中間レンズ４を光軸方向に移動することに
より、種々のスポツトサイズを得ることも容易で
ある。
さらに光学記録機と並用することにより、高価
な回転及び送り機構の新設も不要となり、さらに
記録直前に反射率測定を行なえるメリツトがあ
り、環境条件に依存するレジスト板のドロツプア
ウトの増加の心配も不要となる。
な回転及び送り機構の新設も不要となり、さらに
記録直前に反射率測定を行なえるメリツトがあ
り、環境条件に依存するレジスト板のドロツプア
ウトの増加の心配も不要となる。
第１図は、本発明の測定原理を説明するための
構成図、第２図は本発明の一実施例における膜厚
測定装置を示すブロツク図である。 １，２４……レーザー光源、２……ハーフミラ
ー、３，１２……光電変換素子、５……ビームス
プリツタ、７……被測定物、１５……加算回路、
１６……演算回路、１７……表示回路。
構成図、第２図は本発明の一実施例における膜厚
測定装置を示すブロツク図である。 １，２４……レーザー光源、２……ハーフミラ
ー、３，１２……光電変換素子、５……ビームス
プリツタ、７……被測定物、１５……加算回路、
１６……演算回路、１７……表示回路。
Claims (1)
- １ 光源からの光を膜厚が測定されるべき薄膜が
原盤上に形成されている被測定物にほぼ垂直方向
より収束して照射する光学手段と、前記光源の光
量に応じた第１の出力を発生する第１の検出手段
と、前記光学手段と前記測定物との距離を一定に
保つ為の制御信号を検出する光学検出系と、前記
制御信号を検出する為に前記被測定物よりの反射
光の光量に応じた第２の出力を発生する２分割光
電変換素子を含む第２の検出手段と、前記第２の
検出手段の２分割光電変換素子の出力の差信号に
より前記光学手段と被測定物との間の距離を一定
に保つ制御手段と、前記光源の出力変動により生
じる前記第２の検出手段の２分割光電変換素子の
出力の和信号の変動を補償するように前記第２の
検出手段の２分割光電変換素子の出力の和信号を
前記第１の出力に応じて補正する補正手段と、前
記補正手段で補正された前記和信号により被測定
薄膜の膜厚を算出する演算手段とを有することを
特徴とする膜厚測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57055787A JPS58172503A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 膜厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57055787A JPS58172503A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 膜厚測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58172503A JPS58172503A (ja) | 1983-10-11 |
| JPS6344165B2 true JPS6344165B2 (ja) | 1988-09-02 |
Family
ID=13008611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57055787A Granted JPS58172503A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 膜厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58172503A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0827178B2 (ja) * | 1992-11-06 | 1996-03-21 | 日本アイ・ビー・エム株式会社 | ヘッド浮上量測定装置 |
-
1982
- 1982-04-02 JP JP57055787A patent/JPS58172503A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58172503A (ja) | 1983-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20040013077A1 (en) | Optical pickup device and recording/reproducing device | |
| JPS6367549A (ja) | 光ディスク用レジスト原盤の欠陥検査及び膜厚測定装置 | |
| JP2508478B2 (ja) | 光学ヘツド | |
| CA1300750C (en) | Focus detecting apparatus utilizing reflecting surface having variable reflectivity or transmissivity | |
| KR950001875B1 (ko) | 반도체 레이저 장치 | |
| US5432760A (en) | Method of measuring phase difference of opto-magnetic record medium and apparatus for carrying out said method | |
| JPS5979104A (ja) | 光学装置 | |
| US6688743B1 (en) | Method and apparatus to determine fly height of a recording head | |
| US5327413A (en) | Ruggedized homogeneous thin dielectric film focus sensor | |
| JPH07121923A (ja) | 光学式ピックアップヘッド装置 | |
| JPS58172503A (ja) | 膜厚測定装置 | |
| JPH04229427A (ja) | 光学式位置誤差信号生成装置及び方法 | |
| KR20010041003A (ko) | 레코딩 헤드의 부양 높이를 결정하는 방법 및 장치 | |
| JP2869675B2 (ja) | 微小間隔の測定方法 | |
| JPS61149846A (ja) | 板状部材の複屈折測定方法及び複屈折測定装置 | |
| JPS58161808A (ja) | レプリカの製造方法 | |
| JPS6071903A (ja) | 光ディスク検査装置 | |
| JPS62291550A (ja) | 光デイスク検査装置 | |
| JPS58147824A (ja) | デイスク検査装置 | |
| JPS62293103A (ja) | 表面変位計測装置 | |
| JPS5822165Y2 (ja) | 光学装置 | |
| KR100314089B1 (ko) | 광디스크제조용글래스원반감광제의현상상태검사시스템 | |
| JPS63103938A (ja) | 光ピツクアツプ装置 | |
| JPH06109649A (ja) | 光情報記録ディスクの検査方法 | |
| JPS6224130A (ja) | 屈折率測定装置 |