膜厚测定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种即使是滤色片那样的选择性透过特定波长区域的光的透明薄膜也能正确测定其膜厚的膜厚测定方法和装置。首先，对每一种不同的膜厚取得多个作为在基板上形成了具有规定膜厚的无色透明薄膜的试样的分光反射率而计算出的理论分光反射率。接着，取得作为测定对象的滤色片的分光透射率，把该分光透射率中规定透射率以上的波长区域选定为测定波长区域。把对每一种不同膜厚而计算出的多个理论分光反射率通过分光透射率修正，求出修正后理论分光反射率。之后，向在基板上形成了测定对象的滤色片的试样照射光，把从该试样反射的光进行分光而实测分光反射率。比较得到的实测分光反射率和修正后理论分光反射率而计算出滤色片的膜厚。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测定在半导体基板或液晶显示装置用玻璃基板等的基板上形成的透明薄膜、特别是如滤色片那样的选择性透过特定波长区域的光的透明薄膜的膜厚的膜厚测定方法和装置。
技术介绍
以前，例如在日本特许公开平6-249620号公报(1994年)中提出了使用光干涉法测定在上述这样的基板上形成的抗蚀剂膜或硅氧化膜等极薄的透明薄膜的膜厚的技术。在使用光干涉法的膜厚测定中，在形成了膜厚为规定值d的透明薄膜的基板上射入光的条件下，通过事先计算而求出由该透明薄膜的光干涉规定的分光反射率。这时，在一定的膜厚范围内针对以等间距设定的膜厚求出分光反射率而作为多个理论分光反射率存储在存储器等存储装置中。向形成了测定对象的透明薄膜的基板上照射光，将由此反射的反射光通过分光器而进行分光，实测分光反射率。之后，计算出该实测分光反射率与上述多个理论分光反射率的差分，用以前众所周知的曲线拟合法(カ一ブフイツト法)求得该差分为最小的膜厚值，把得到的膜厚值作为测定对象的透明薄膜的膜厚。但是近年来，随着带有数码照相机或摄像机的便携式电话的迅速普及，彩色CCD的需要大大增加。在彩色CCD的制造工序中，在硅晶片上呈矩阵状粘贴RGB三色的滤色片。另外，在投影器中使用在液晶玻璃基板上形成滤色片的部件。在这样的基板上形成滤色片的工序中，严格管理滤色片的膜厚是很重要的，要求正确测定滤色片的膜厚。然而，滤色片只透过特定波长区域的光，例如在绿色滤光片的情况下只透过波长区域大致为480nm～600nm的光。图9是表示滤色片透射特性的视图。在基板上形成具有该图所示的光透射特性的滤色片的试样上照射光时得到的分光反射率(相对于波长的反射率的曲线图)如图10所示。另外，在图10中用实线表示从形成了滤色片的基板得到的分光反射率，为了参考，用虚线表示代替滤色片而相对整个可见光区域的光在基板上形成透明的薄膜(即无色透明薄膜)时的分光反射率。如图10所示，在无色透明薄膜的情况下，在满足薄膜的干涉条件2d＝nλ(n为整数、λ为波长)的波长λ下的反射率的峰值周期性地出现，而滤色片的情况下，只在透过光的波长区域中出现反射率曲线的峰谷。即当向在基板上形成有选择性透过特定波长区域的光的滤色片的试样上照射光时产生光干涉的波长区域当然是限于该特定波长区域。因而，在通过光干涉法测定在基板上形成的滤色片的膜厚时，由于测定波长区域被限于产生光透过的特定波长区域中，所以不得不降低测定可靠性。而且如图9所示示出滤色片的分光透射率(相对于波长的透射率的曲线图)不是矩形而是梯形状波形。即在光透过产生的特定波长区域中，在其边界附近透射率也模拟地变化。而由于在透射率曲线的倾斜部的波长区域中，反射率比理论值还低，所以当测定波长区域中包括该波长区域时，膜厚测定的可靠性会显著下降。因此，可以认为通过只把除了透射率曲线中的倾斜部的波长区域之外的波长范围、即如图9那样在透射率曲线中的顶部水平部的波长区域作为测定波长区域，从而能使测量精度提高，但该情况下测定波长区域的宽度为40nm～50nm左右，非常狭窄，有可能由其引起测量可靠性的下降。特别是由于滤色片的膜厚越薄反射率曲线的波形越成为低频率波形，所以若测定波长区域的宽度变窄，则会发生膜厚测定自身变得困难的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种即使是象滤色片那样的选择性透过特定波长区域的光的透明薄膜也能正确地测定其膜厚的膜厚测定方法和装置。为了解决上述问题，专利技术的第一方面的膜厚测定方法，根据对在基板上形成了透明薄膜的试样照射光而得到的分光反射率测定所述透明薄膜的膜厚，其中包括分光透射率取得工序，取得所述透明薄膜的分光透射率；分光反射率测定工序，向所述试样照射光，并将从所述试样反射的反射光分光而实测分光反射率；修正工序，通过所述分光透射率修正作为在基板上形成了具有规定膜厚的透明薄膜的试样的分光反射率而预先算定的理论分光反射率；膜厚计算工序，比较在所述修正工序中修正的修正后理论分光反射率和在所述分光反射率测定工序中测定的实测分光反射率，计算出测定对象的透明薄膜的膜厚。本专利技术的第二方面是在第一方面中，所述膜厚计算工序进行对应于所述分光透射率的加权，比较所述修正后理论分光反射率和所述实测分光反射率而计算出测定对象的透明薄膜的膜厚。本专利技术的第三方面是在第一或第二方面中，还包括将具有所述分光透射率中的规定阈值以上的透射率的波长区域作为所述膜厚计算工序的测定波长区域而进行选定的工序。本专利技术的第四方面的膜厚测定方法，根据对在基板上形成了透明薄膜的试样照射光而得到的分光反射率测定所述透明薄膜的膜厚，其中包括分光透射率取得工序，取得所述透明薄膜的分光透射率；分光反射率测定工序，向所述试样照射光，并将从所述试样反射的反射光分光而实测分光反射率；修正工序，将在所述分光反射率测定工序中测定的实测分光反射率通过所述分光透射率进行修正；膜厚计算工序，比较作为在基板上形成了具有规定膜厚的透明薄膜的试样的分光反射率而预先算定的理论分光反射率和在所述修正工序中修正的修正后实测分光反射率而计算出测定对象的透明薄膜的膜厚。本专利技术的第五方面的膜厚测定装置，根据对在基板上形成了透明薄膜的试样照射光而得到的分光反射率测定所述透明薄膜的膜厚，其中包括第一存储装置，其存储所述透明薄膜的分光透射率；第二存储装置，其存储作为在基板上形成了具有规定膜厚的透明薄膜的试样的分光反射率而预先算定的理论分光反射率；光源，其对测定对象的试样照射光；分光反射率测定装置，其将从所述光源照射光、并通过测定对象的试样而反射的反射光进行分光而测定分光反射率；修正装置，其通过所述分光透射率而修正所述理论分光反射率；膜厚计算装置，其比较在所述修正装置中修正的修正后理论分光反射率和通过所述分光反射率测定装置测定的实测分光反射率，计算出测定对象的透明薄膜的膜厚。本专利技术的第六方面是在第五方面中，所述第二存储装置存储对应于不同膜厚的透明薄膜的多个理论分光反射率，所述修正装置在所述多个理论分光反射率中的每一个上乘以所述分光透射率而计算出多个修正后理论分光反射率，所述膜厚计算装置求出所述多个修正后理论分光反射率的每一个与所述实测分光反射率的差分，把表示使得到的多个差分近似二次曲线时的最小值的膜厚值作为测定对象的透明薄膜的膜厚。本专利技术的第七方面是在第六方面中，所述膜厚计算装置对所述多个修正后理论分光反射率的每一个与所述实测分光反射率的差分进行加权，使所述分光透射率越高加权越大，把表示使得到的多个加权差分近似二次曲线时的最小值的膜厚值作为测定对象的透明薄膜的膜厚。本专利技术的第八方面是在第五至七方面的任一个中，还包括波长区域选定装置，其把具有在所述分光透射率中的规定阈值以上的透射率的波长区域作为计算膜厚时的测定波长区域而进行选定。本专利技术的第九方面的膜厚测定装置，根据对在基板上形成了透明薄膜的试样照射光而得到的分光反射率测定所述透明薄膜的膜厚，其中包括第一存储装置，其存储所述透明薄膜的分光透射率；第二存储装置，其存储作为在基板上形成了具有规定膜厚的透明薄膜的试样的分光反射率而预先算定的理论分光反射率；光源，其对测定对象的试样照射光；分光反射率测定装置，其将从所述光源照射光、并通过测定对象的试样而反射的反射光进行分光而测定分光反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜厚测定方法，根据对在基板上形成了透明薄膜的试样照射光而得到的分光反射率测定所述透明薄膜的膜厚，其特征在于，包括：分光透射率取得工序，取得所述透明薄膜的分光透射率；分光反射率测定工序，向所述试样照射光，并将从所述试样反射 的反射光分光而实测分光反射率；修正工序，通过所述分光透射率修正作为在基板上形成了具有规定膜厚的透明薄膜的试样的分光反射率而预先算定的理论分光反射率；膜厚计算工序，比较在所述修正工序中修正的修正后理论分光反射率和在所述分光反射 率测定工序中测定的实测分光反射率，计算出测定对象的透明薄膜的膜厚。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤原成章，
申请(专利权)人：大日本网目版制造株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]