專利名稱：厚度測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厚度測定方法，更詳細(xì)地涉及一種測定對于透明薄膜層與基底 層的分界面的干涉光的相位變化，可準(zhǔn)確測定具有微米以下單位的厚度的透明薄膜層厚 度的厚度測定方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體工序及FPD工序中確定產(chǎn)品質(zhì)量的諸多因素中，薄膜層厚度控制所占的 比重較大，因此，可以說在工序中必須對它進行直接監(jiān)控?！氨∧印笔侵冈诨讓?， 即在基板表面形成的具有極小厚度的層，一般指厚度為幾十Λ 幾μm的范圍。若想將 這些薄膜層應(yīng)用于特定用途，有必要了解薄膜層的厚度、組成、照度及其它物理光學(xué)特 性。特別是，為了提高半導(dǎo)體元件的集成度，在基板上形成多層超薄膜層成為最近的一 般趨勢。為了開發(fā)這樣的高集成半導(dǎo)體元件，要準(zhǔn)確控制對特性給予很大影響的因素即 包括薄膜層厚度的膜的物性。半導(dǎo)體工序及其它應(yīng)用工序等中使用的測定薄膜層厚度的方式有幾種，但最為 普遍的是利用探針(stylus)的機械方法、光學(xué)方法等。光學(xué)方法中，可利用白色光干涉 計(whitelightinterferometer)確定薄膜的厚度。圖1是表示習(xí)知厚度測定方法一實施例的示意圖。如圖1所示，在基底層10上層疊有厚度測定的對象層20即透明薄膜層，在對象 層20的上側(cè)存在空氣層30。第一面21包括空氣層30和對象層20的分界面，第二面11 包括對象層20和基底層10的分界面。對象層20具有線性厚度，并傾斜。若利用一般的白色光干涉計，若朝向?qū)ο髮?0的厚度相對厚的第一面21的一位 置22照射干涉光，則可得到從第一面的位置22產(chǎn)生的干涉信號41及從第二面的位置12 產(chǎn)生的干涉信號42。第一面的干涉信號41和第二面的干涉信號42在空間上充分相隔， 可進行分離，因此，利用兩個干涉信號41、42的最高值的差異，可以求出對象層20在該 位置22上的厚度。但是，對象層20的厚度相對薄的位置23無法通過如上所述的方法求出對象層20 的厚度。即，如果朝向?qū)ο髮?0的厚度相對薄的第一面的其它位置23照射干涉光，從 第一面的位置23產(chǎn)生的干涉信號和從第二面的位置13產(chǎn)生的干涉信號相重疊的同時，形 成一個干涉信號43。如此，在厚度薄的位置上可能產(chǎn)生的重疊的干涉信號43中，無法提 取能夠得知對象層20的厚度的兩個最高值，因此存在對于具有薄的厚度的透明對象層20 無法利用干涉信號的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種厚度測定 方法，上述方法利用預(yù)先準(zhǔn)備好的樣品，針對透明薄膜層的厚度，在透明薄膜層與基底 層的分界面求出相位差的關(guān)系式，并利用該關(guān)系式，可以準(zhǔn)確測定具有微米以下單位的厚度的透明薄膜層的厚度。為了達到上述目的，本發(fā)明的厚度測定方法，利用干涉計測定層疊在基底層上 的對象層厚度，其特征在于，上述方法包括通過由與上述對象層實質(zhì)上相同的材質(zhì)構(gòu) 成并具有相互不同的厚度的諸多樣品層，獲得對于上述諸多樣品層厚度的相位差的關(guān)系 式的步驟；在空氣層和上述基底層的分界面上，求出對于入射到上述基底層的光軸方向 的第一干涉信號的步驟；在上述對象層和上述基底層的分界面上，求出對于上述光軸方 向的第二干涉信號的步驟；對于上述光軸方向，在實質(zhì)上相同的高度，求出上述第一干 涉信號的相位和上述第二干涉信號的相位之間的相位差的步驟；以及將上述相位差代入 上述關(guān)系式來確定上述對象層厚度的步驟。在本發(fā)明所涉及的厚度測定方法中，優(yōu)選求出上述第一干涉信號的相位和上述 第二干涉信號的相位之間相位差的步驟包括在上述第一干涉信號中設(shè)定成為基準(zhǔn)的第 一信號值；將對于上述光軸方向得到上述第一信號值的高度設(shè)定為第一高度，并將上述 第一信號值的相位設(shè)定為第一相位的步驟；將在與上述第一高度實質(zhì)上相同的高度得到 的第二干涉信號的信號值設(shè)定為第二信號值，并將上述第二信號值的相位設(shè)定為第二相 位的步驟；求出上述第一相位和上述第二相位之間的相位差的步驟。在本發(fā)明所涉及的厚度測定方法中，優(yōu)選上述第一干涉信號及上述第二干涉信 號是光強度，上述第一信號值是上述第一干涉信號的最高值為佳。在本發(fā)明所涉及的厚度測定方法中，優(yōu)選獲得上述關(guān)系式的步驟包括準(zhǔn)備具 有一厚度的樣品層的步驟；在上述空氣層和上述基底層的分界面上，求出對于上述光軸 方向的第三干涉信號的步驟；在上述樣品層和上述基底層的分界面上，求出對于上述光 軸方向的第四干涉信號的步驟；在對于上述光軸方向?qū)嵸|(zhì)上相同的高度，求出上述第三 干涉信號的相位和上述第四干涉信號的相位之間的相位差的步驟；準(zhǔn)備具有不同厚度的 樣品層，反復(fù)進行對該樣品層求出第三干涉信號的步驟、求出上述第四干涉信號的步驟 以及求出上述相位差的步驟的步驟；以及利用多個厚度信息和多個相位差信息進行曲線 擬合(fitting)，并確定上述諸多樣品層厚度與相位差的關(guān)系式。本發(fā)明所涉及的厚度測定方法，優(yōu)選上述求出相位差的步驟包括在上述第三 干涉信號中設(shè)定成為基準(zhǔn)的第三信號值，并將對于上述光軸方向得到上述第三信號值的 高度設(shè)定為第三高度，將上述第三信號值的相位設(shè)定為第三相位的步驟；將在與上述第 三高度實質(zhì)上相同的高度得到的第四干涉信號的信號值設(shè)定為第四信號值，并將上述第 四信號值的相位設(shè)定為第四相位的步驟；求出上述第三相位和上述第四相位之間的相位 差的步驟。本發(fā)明所涉及的厚度測定方法，優(yōu)選上述第三干涉信號及上述第四干涉信號是 光強度，上述第三信號值是上述第三干涉信號的最高值。本發(fā)明所涉及的厚度測定方法，優(yōu)選上述關(guān)系式包括線性部分或者非線性部 分。本發(fā)明所涉及的厚度測定方法，優(yōu)選進一步包括沿著上述對象層的厚度連續(xù) 變化的方向，在上述空氣層和上述基底層的分界面及上述對象層和上述基底層的分界面 的多個位置，反復(fù)進行求出上述第一干涉信號的步驟、求出上述第二干涉信號的步驟以 及求出上述相位差的步驟的步驟；對上述多個位置，計算上述相位差的圖表的步驟；以及對上述圖表的非連續(xù)點的相位差加減2 π的倍數(shù)以進行相位復(fù)原(phase unwrapping)， 并求出相位復(fù)原后的相位差的步驟；在確定上述對象層厚度的步驟中，將上述相位復(fù)原 后的相位差代入上述關(guān)系式，來確定對象層厚度。本發(fā)明所涉及的厚度測定方法，優(yōu)選在求出上述相位復(fù)原后的相位差的步驟 中，以上述空氣層和基底層的分界面上的相位差作為基準(zhǔn)。本發(fā)明提供一種厚度測定方法，該方法利用空氣層和基底層的分界面上的干涉 信號的相位和透明薄膜層和基底層的分界面上的干涉信號的相位之間的相位差，測定薄 膜層的厚度，可以準(zhǔn)確測定具有微米以下單位厚度的透明薄膜層的厚度。并且，本發(fā)明還提供一種厚度測定方法，若利用與所要測定的透明薄膜層相同 的材質(zhì)構(gòu)成并具有相互不同厚度的諸多樣品求出厚度和相位差之間的關(guān)系式，則僅通過 求出所要測定的透明薄膜層和基底層的分界面上的相位與空氣層和基底層界面上的相位 之間的相位差，就能夠測定薄膜層厚度，因此，可節(jié)減測定厚度所需的步驟及時間。


圖1是表示習(xí)知厚度測定方法的一實施例的示意圖。圖2是用于實現(xiàn)本發(fā)明的厚度測定方法的干涉計的一實施例的示意圖。圖3是本發(fā)明的一實施例的厚度測定方法的順序圖。圖4及圖5是表示向由與對象層實質(zhì)上相同的材質(zhì)構(gòu)成，并具有相互不同厚度的 諸多樣品層及基底層照射干涉光而獲得的干涉信號的示意圖。圖6是以圖表表示對于諸多樣品層厚度的相位差的關(guān)系式的示意圖。圖7是概略表示應(yīng)用如圖3所示的厚度測定方法的透明薄膜層的示意圖。圖8是用于說明圖3所示的厚度測定方法的求出第一干涉信號的步驟及求出第二 干涉信號的步驟的示意圖。圖9是沿著對象層的厚度連續(xù)變化的方向，在對象層和基底層的分界面上，以 圖表形式表示對于多個位置的相位差的示意圖。圖10是相位復(fù)原圖9所示的圖表的非連續(xù)點的相位差，以圖表表示相位復(fù)原后 的相位差的示意圖。10 基底層20 對象層30:空氣層100 干涉計150 關(guān)系式161 第一干涉信號163 第一信號值171 第二干涉信號173 第二信號值SllO 獲得對諸多樣品厚度的相位差的關(guān)系式的步驟S120求出對于光軸方向的第一干涉信號的步驟S130求出對于光軸方向的第二干涉信號的步驟
S140 求出第一干涉信號的相位與第二干涉信號的相位之間的相位差的步驟S160 確定對象層厚度的步驟
具體實施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說明基于本發(fā)明的厚度測定方法的實施例。圖2是用于實現(xiàn)本發(fā)明的厚度測定方法的干涉計的一實施例的示意圖。如圖2所示，上述干涉計100采用一般用于測定薄膜層厚度的反射鏡干涉計的結(jié) 構(gòu)。上述干涉計100具備白色光源101，上述白色光源101可使用包括鹵素?zé)舻鹊亩喾N 光源的燈。為了不改變從白色光源101入射的光的光譜特性而只減少亮度，準(zhǔn)備灰色濾 光器(ND filter, Neutral Densityfilter) 102。上述干涉計100具備用于會聚透過灰色濾光器 102的光的聚光透鏡103。透過聚光透鏡103的光，透過使上述光形成平行光的平行光管 (collimator) 104。通過平行光管104的光被分光器111反射而形成反射光53，上述反射光53入射 到接物鏡131。在此，所使用的分光器111的反射率與透射率的比例為50 50。從接物鏡131 入射的光再次被分光器132分割成反射光57和透射光55。上述透射光55作為測定光照 射到透明薄膜層即對象層20及基底層10側(cè)，上述反射光57作為基準(zhǔn)光照射到基準(zhǔn)反射 鏡133。上述分光器132用于會聚從基準(zhǔn)反射鏡133反射的基準(zhǔn)光57和由對象層20和基 底層10的分界面反射的測定光55以形成干涉光。而且，上述基準(zhǔn)反射鏡133用于反射 從分光器132入射的基準(zhǔn)光57而再次入射到分光器132。上述干涉計100具備用于將從分光器111入射的干涉光59進行成像的成像透鏡 59、和用于從干涉光59檢測出干涉信號的檢測器122。通常，作為檢測器122使用具有 適合于所要測定的領(lǐng)域的像素數(shù)的CCD (chargecoupled device)攝像機。并且，上述干涉計100包括驅(qū)動部140，上述驅(qū)動部140用于一邊向與基底層 10交叉的方向即光軸方向以微小間距移動測定點一邊獲得干涉信號。收容接物鏡131的 鏡筒130安裝在驅(qū)動部140，通過驅(qū)動部140的動作，可進行接物鏡131向光軸方向的移 動。在此，將入射到基底層10的垂直的光軸方向A定義為圖2的ζ軸。這樣，一邊沿 著ζ軸方向向測定點上下以數(shù)十mm間距移動接物鏡131，一邊尋找通過檢測器122檢測 出強烈干涉信號的位置。下面，參照圖3至圖10詳細(xì)說明利用如上所述地構(gòu)成的干涉計100的本發(fā)明的 厚度測定方法的實施例。圖3是基于本發(fā)明之厚度測定方法一實施例的順序圖。圖4及圖5是表示向由 與對象層實質(zhì)上相同的材質(zhì)構(gòu)成并具有相互不同厚度的諸多樣品層及基底層照射干涉光 而獲得的干涉信號的示意圖。圖6是以圖表表示諸多樣品層的厚度與相位差的關(guān)系式的 示意圖。圖7是概略表示應(yīng)用圖3的厚度測定方法的透明薄膜層的示意圖。圖8是用于 說明圖3的厚度測定方法的求出第一干涉信號的步驟及求出第二干涉信號的步驟的示意 圖。圖9是沿著對象層的厚度連續(xù)變化的方向，在對象層和基底層的分界面上，以圖表 表示對于多個位置的相位差的示意圖。圖10是相位復(fù)原圖9的圖表中非連續(xù)點的相位 差，并以圖表表示相位復(fù)原后的相位差的示意圖。
為了利用上述干涉計100測定層疊在基底層10上的對象層20的厚度，首先，從 具有相互不同的厚度dl、d2的多個樣品層20a、20b,獲得樣品層20a、20b厚度與相位差 的關(guān)系式(SllO)。在此，樣品層20a、20b由與之后要測定的透明薄膜層即對象層20相 同的材質(zhì)構(gòu)成。為了獲得上述關(guān)系式150，首先，準(zhǔn)備具有一厚度dl的樣品層20a(Slll)。上 述樣品層20a的厚度信息是已公知的信息，不必再利用厚度測定器進行測定，但是也可用 被驗證的其它厚度測定器進行測定來得到厚度信息。之后，如圖4所示，在空氣層30和基底層10相接的分界面13的一位置，對于 入射到基底層10的垂直的光軸方向A即Z軸方向，求出第三干涉信號51(S112)。在本 實施例中，第三干涉信號51是朝向空氣層30和基底層10相接的分界面13照射的干涉光 的光強度的變化信號。并且，在樣品層20a和基底層10相接的分界面11的一位置，對 于ζ軸方向求出第四干涉信號61(S113)。與第三干涉信號51同樣，在本實施例中，第四 干涉信號61是朝向樣品層20a和基底層10相接的分界面11照射的干涉光的光強度的變 化信號。之后，沿著ζ軸方向在實質(zhì)上相同的高度求出第三干涉信號51的相位和第四干 涉信號61的相位之間的相位差(S114)。求出第三干涉信號51之后，在第三干涉信號51 中設(shè)定成為基準(zhǔn)的光強度即第三信號值53。此時優(yōu)選將第三干涉信號51即光強度的最 高值設(shè)定為第三信號值53。然后，將對于ζ軸方向得到第三信號值53的高度設(shè)定為第三 高度，將第三信號值53的相位設(shè)定為第三相位(S117)。并且，求出第四干涉信號61之 后，對于ζ軸方向?qū)⑴c第三高度實質(zhì)上相同的高度對應(yīng)的第四干涉信號61的值設(shè)定為第 四信號值63。并且，將得到第四信號值63的相位設(shè)定為第四相位(S118)。將如此設(shè)定 的第三相位和第四相位之間的差異設(shè)定為第三干涉信號51的相位和第四干涉信號61的相 位之間的相位差(SllQ)0之后，如圖5所示，準(zhǔn)備具有不同厚度d2的樣品層20b，反復(fù)進行對于上述樣品 層20b求出第三干涉信號51的步驟(S112)、求出第四干涉信號71的步驟(S113)以及求 出第三干涉信號51的相位和第四干涉信號71的相位之間的相位差的步驟(S114) (S115)。 若對于具有相互不同的厚度dl、d2的多個樣品層20a、20b反復(fù)進行，可獲得多個厚度信 息和多個相位差信息。為了更加準(zhǔn)確確定后述的關(guān)系式，樣品層的數(shù)量越多越好。利用如此獲得的多個厚度信息和多個相位差信息進行曲線擬合(fitting)，如圖6 所示，確定諸多樣品層厚度與相位差的關(guān)系式150(S116)。關(guān)系式150包括線性部分或 者非線性部分，其關(guān)系式可表示如下。[數(shù)學(xué)式1]y = (aXx+b)+g(x)在此，χ為第三干涉信號51的相位和第四干涉信號61、71的相位之間的 相位差，y為樣品層20a、20b的厚度。作為確定線性部分和非線性部分的常數(shù)值的 最優(yōu)化運算法，可利用非線性最小二乘法(nonlinear leastsquare method)，也可利用 Levenberg-Marquardt的非線性最小二乘法。獲得上述關(guān)系式150之后，如圖7及圖8所示，對于包含實際要測定厚度的對象 層20的被測物執(zhí)行測定厚度的過程。被測物包括對象層20層疊在基底層10上并在對象層20上具有空氣層30的部位；沒有對象層20而空氣層30和基底層10直接相接的 部位；在兩個部位之間對象層20的厚度從零連續(xù)變化至一定厚度dll的傾斜部25。在 此，對象層20的厚度為具有空氣層30-對象層20的分界面上的干涉信號最高值和對象層 20-基底層10的分界面上的干涉信號最高值可以重疊的程度，實質(zhì)上是1 μ m以下的透明
薄膜層。為了測定對象層20的厚度dll，首先在空氣層30和基底層10的分界面13的一位 置，對于垂直于基底層10的光軸方向A，即對于Z軸方向求出第一干涉信號161 (S120)。 在本實施例中，第一干涉信號161是朝向空氣層30和基底層10相接的分界面13照射的 干涉光的光強度變化信號。而且，在對象層20和基底層10相接的分界面11的一位置， 對于ζ軸方向求出第二干涉信號171 (S130)。與第一干涉信號161同樣，在本實施例中， 第二干涉信號171是朝向?qū)ο髮?0和基底層10相接的分界面11照射的干涉光的光強度 變化信號。之后，沿著ζ軸方向在實質(zhì)上相同的高度求出第一干涉信號161的相位和第二干 涉信號171的相位之間的相位差(S140)。求出第一干涉信號161之后，設(shè)定在第一干涉 信號161中成為基準(zhǔn)的光強度即第一信號值163。優(yōu)選將第一干涉信號161即光強度的 最高值設(shè)定成第一信號值163。然后，將對于ζ軸方向得到第一信號值163的高度設(shè)定為 第一高度，將第一信號值163的相位設(shè)定為第一相位(S141)。而且，求出第二干涉信號 171之后，將對于ζ軸方向?qū)?yīng)于與第一高度實質(zhì)上相同的高度的第二干涉信號171的值 設(shè)定為第二信號值173。并且，將得到第二信號值173的相位設(shè)定為第二相位(S142)。 將如此設(shè)定的第一相位和第二相位之間的差異設(shè)定為第一干涉信號161的相位和第二干 涉信號171的相位之間的相位差(S143)。將第一干涉信號161的相位和第二干涉信號171的相位之間的相位差代入關(guān)系式 150之前，優(yōu)選對上述相位差進行相位復(fù)原(phase unwrapping)之后，將相位復(fù)原后的相 位差代入關(guān)系式150。若沿著對象層20的厚度連續(xù)變化的方向，S卩，沿著如圖7所示的
“B”方向，在空氣層30和基底層10的分界面13以及對象層20和基底層10的分界面 11的多個位置，反復(fù)進行求出第一干涉信號161的步驟(S120)、求出第二干涉信號171 的步驟(S130)以及求出第一干涉信號161的相位和第二干涉為信號171的相位之間的相 位差的步驟(S140)S151，則可求出多個相位差信息。若利用上述多個相位差信息，計算對于“B”方向的相位差的圖表，可得到如 圖9所示的圖表181(S152)。在此，將空氣層30和基底層10的分界面13的相位設(shè)為基準(zhǔn) 值，將其值設(shè)定為零。如圖9所示，第一信號值163的相位和第二信號值173的相位之間 的相位差的值在-η + η范圍內(nèi)被確定，因此，在-η相位差的附近或者在+ η相位差 的附近具有非連續(xù)點。這些非連續(xù)點上的相位差不是反映實際的相位差，由于在-η + JI范圍內(nèi)確定相位差的原因而產(chǎn)生非連續(xù)點。若沿著對象層20的厚度連續(xù)變化的方向
“(B”方向)求出相位差的變化，雖然在圖表181上的下位非連續(xù)點182和上位非連續(xù) 點183不一致，但是根據(jù)對象層20的傾斜部25的形狀，可以推斷下位非連續(xù)點181和上 位非連續(xù)點183是相一致的點。因此，執(zhí)行在圖表181的下位非連續(xù)點182的相位差加上2 π而使之與上位非連 續(xù)點183相一致的相位復(fù)原(phase unwrapping)，如圖10所示，求出相位復(fù)原后的相位差(S153)。在此，以相位復(fù)原時的空氣層30和基底層10的分界面13上的相位差為基準(zhǔn)。 即，在不改變包含空氣層30和基底層10的分界面13上的相位差的圖表部位，在包含對 象層20和基底層10的分界面11上的相位差的圖表部位的各個相位差加上2 π并進行相位 復(fù)原。通過這樣的相位復(fù)原所測定的所有位置，可求出反映實際相位差的圖表185。根 據(jù)圖示的形狀，也可在非連續(xù)點加上4 π或者等的倍數(shù)值，執(zhí)行相位復(fù)原過程。之后，將相位差代入關(guān)系式150，確定對象層20的厚度dll(S160)。優(yōu)選將相 位復(fù)原后的相位差代入關(guān)系式150(S161)。如上所述構(gòu)成的本實施例所涉及的厚度測定方法，不是在干涉信號中提取相互 不同的最大值來測定薄膜層的厚度。而是，利用空氣層和基底層的分界面上的干涉信號 的相位和透明薄膜層和基底層的分界面上的干涉信號的相位之間的相位差，測定薄膜層 的厚度，由此可以得到準(zhǔn)確測定具有微米以下單位厚度的薄膜層厚度的效果。而且，若利用預(yù)先準(zhǔn)備的多個樣品求出透明薄膜層的厚度和透明薄膜層-基底 層的分界面上相位差之間的關(guān)系式，僅通過求出由與樣品相同的材質(zhì)構(gòu)成的薄膜層的相 位差，也能夠測定薄膜層的厚度。因此，能夠得到可節(jié)減測定厚度所需的步驟及時間的 效果。本發(fā)明的權(quán)利范圍不僅限于上述實施例及變形例，在所附的權(quán)利要求書的范圍 內(nèi)可實現(xiàn)為多種形態(tài)的實施例。該發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不脫離權(quán)利要求書 提出的本發(fā)明要旨均可變形的多種范圍，也視為屬于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種厚度測定方法，利用干涉計測定層疊在基底層上的對象層厚度，其特征在 于，上述厚度測定方法包括通過由與上述對象層實質(zhì)上相同的材質(zhì)構(gòu)成并具有相互不同的厚度的諸多樣品層， 獲得對于上述諸多樣品層厚度的相位差的關(guān)系式的步驟；在空氣層和上述基底層的分界面上，求出對于入射到上述基底層的光軸方向的第一 干涉信號的步驟；在上述對象層和上述基底層的分界面上，求出對于上述光軸方向的第二干涉信號的 步驟；在對于上述光軸方向?qū)嵸|(zhì)上相同的高度，求出上述第一干涉信號的相位和上述第二 干涉信號的相位之間的相位差的步驟；以及將上述相位差代入上述關(guān)系式來確定上述對象層厚度的步驟。
2.如權(quán)利要求1記載的厚度測定方法，其特征在于，求出上述第一干涉信號的相位和上述第二干涉信號的相位之間的相位差的步驟包括設(shè)定在上述第一干涉信號中成為基準(zhǔn)的第一信號值，將對于上述光軸方向得到上述 第一信號值的高度設(shè)定為第一高度，將上述第一信號值的相位設(shè)定為第一相位的步驟；將在與上述第一高度實質(zhì)上相同的高度得到的第二干涉信號的信號值設(shè)定為第二信 號值，將上述第二信號值的相位設(shè)定為第二相位的步驟； 求出上述第一相位和上述第二相位之間的相位差的步驟。
3.如權(quán)利要求2記載的厚度測定方法，其特征在于， 上述第一干涉信號及上述第二干涉信號為光強度， 上述第一信號值為上述第一干涉信號的最高值。
4.如權(quán)利要求1記載的厚度測定方法，其特征在于， 獲得上述關(guān)系式的步驟包括準(zhǔn)備具有一厚度的樣品層的步驟；在上述空氣層和上述基底層的分界面上，求出對于上述光軸方向的第三干涉信號的 步驟；在上述樣品層和上述基底層的分界面上，求出對于上述光軸方向的第四干涉信號的 步驟；在對于上述光軸方向?qū)嵸|(zhì)上相同的高度，求出上述第三干涉信號的相位和上述第四 干涉信號的相位之間的相位差的步驟；準(zhǔn)備具有不同厚度的樣品層，反復(fù)進行對該樣品層求出第三干涉信號的步驟、求出 上述第四干涉信號的步驟及求出上述相位差的步驟；以及利用多個厚度信息和多個相位差信息進行曲線擬合，確定對上述多個樣品層厚度的 相位差的關(guān)系式的步驟。
5.如權(quán)利要求4記載的厚度測定方法，其特征在于， 求出上述相位差的步驟包括設(shè)定在上述第三干涉信號中成為基準(zhǔn)的第三信號值，將對于上述光軸方向得到上 述第三信號值的高度設(shè)定為第三高度，并將上述第三信號值的相位設(shè)定為第三相位的步驟；將在與上述第三高度實質(zhì)上相同的高度得到的第四干涉信號的信號值設(shè)定為第四信 號值，將上述第四信號值的相位設(shè)定為第四相位的步驟；求出上述第三相位和上述第四相位之間的相位差的步驟。
6.如權(quán)利要求5記載的厚度測定方法，其特征在于，上述第三干涉信號及上述第四干涉信號為光強度，上述第三信號值為上述第三干涉信號的最高值。
7.如權(quán)利要求4記載的厚度測定方法，其特征在于，上述關(guān)系式包括線性部分或者非線性部分。
8.如權(quán)利要求1記載的厚度測定方法，其特征在于，進一步包括沿著上述對象層厚度連續(xù)變化的方向，在上述空氣層和上述基底層的分界面及上述 對象層和上述基底層的分界面的多個位置上，反復(fù)進行求出上述第一干涉信號的步驟、 求出上述第二干涉信號的步驟以及求出上述相位差的步驟的步驟；對于上述多個位置，計算上述相位差的圖表；及在上述圖表的非連續(xù)點的相位差上加減2π的倍數(shù)以進行相位復(fù)原，求出相位復(fù)原 后的相位差的步驟；在確定上述對象層厚度的步驟中，將上述相位復(fù)原后的相位差代入上述關(guān)系式，以 確定上述對象層厚度。
9.如權(quán)利要求8記載的厚度測定方法，其特征在于，在求出上述相位復(fù)原后的相位差的步驟中，將上述空氣層和上述基底層的分界面上 的相位差作為基準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種厚度測定方法，本發(fā)明所涉及的厚度測定方法利用干涉計測定層疊在基底層上的對象層的厚度，上述厚度測定方法包括通過由與上述對象層實質(zhì)上相同的材質(zhì)構(gòu)成并具有相互不同厚度的諸多樣品層，獲得對于上述樣品層厚度的相位差的關(guān)系式的步驟；在空氣層和基底層的分界面上，求出對于入射到上述基底層的光軸方向的第一干涉信號的步驟；在上述對象層和上述基底層的分界面上，求出對于上述光軸方向的第二干涉信號的步驟；對于上述光軸方向，在實質(zhì)上相同的高度上，求出上述第一干涉信號的相位和上述第二干涉信號的相位之間的相位差的步驟；以及將上述相位差代入上述關(guān)系式來確定上述對象層厚度。
文檔編號G01B11/06GK102027315SQ200880121148
公開日2011年4月20日 申請日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者安佑正, 樸喜載, 黃映珉 申請人:株式會社Snu精密