膜厚分布测定方法
【专利摘要】本发明是一种膜厚分布测定方法，该方法执行如下工序：算出量变曲线P1，该量变曲线P1表示测定对象的带薄膜晶片对于可见光波长以上波长区域的光的反射率的波长相关性；算出量变曲线P21，该量变曲线P21表示具有仅比测定对象的带薄膜晶片的第二薄膜的设定膜厚T2薄或厚t[nm]的第二薄膜的带薄膜晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性；求出P1、P21之差即量变曲线P31成为零时的波长λ1；选择包括所求出的波长λ1的波段作为利用反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段；以及，向测定对象的带薄膜晶片的表面照射光，仅将来自该带薄膜晶片的表面的反射光中的所选择的波段的反射光作为测定对象，并利用反射光谱法而测定第一薄膜的膜厚分布。由此，使用反射光谱法能够以高密度、高精度、且以较短时间测定带两层薄膜晶片的膜厚分布。
【专利说明】膜厚分布测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种膜厚分布测定方法，其利用反射光谱法来测定半导体器件所使用的带两层薄膜晶片的膜厚分布。
【背景技术】
[0002]近年来，伴随着设计规则的微细化，开始使用绝缘体上硅(Silicon-On-1nsulator, SOI)晶片，该SOI晶片用于全耗尽绝缘体上娃(Fully DepletedSOI, FD-S0I)器件、鳍式场效晶体管(Fin Field Effect Transistor, FinFET)器件、以及娃纳米线晶体管(Silicon Nanowire Transistor)等SOI器件,且具有要求特别高的膜厚均勻性的超薄薄膜的SOI层。在这些器件中，SOI膜厚和埋入式氧化膜(Buried Oxide Film,BOX膜)厚的均匀性在决定晶体管的特性方面，成为重要的指标。
[0003]算出在基片的表面具有薄膜这种带薄膜晶片的薄膜的膜厚分布的现有膜厚测定方法，通常是利用椭圆偏振光谱法、反射光谱法来测定每个点的膜厚，而能够以高处理能力(Through-put)且以高精度对晶片整个面进行膜厚分布测定的膜厚分布测定装置尚未市场销售。
[0004]在利用椭圆偏振光谱法、反射光谱法的点测定中，在每个测定点获取某波长范围(通常为可见光区)的光谱，并针对该光谱与模型膜构造拟合(fitting)，而求出各测定点的膜厚。因此，若要以高处理能力且以高精度对晶片整个面进行测定，则测定点个数过度增力口，因此，受计算量和时间的限制，而现实中不可能进行测定。
[0005]而且，为了进行光谱测定，宽波长范围的波长区域必不可少，因此，提高空间分辨率而进行多点膜厚测定，实际上是不可能的。
[0006]这样，以高密度、高精度、且以较短时间进行SOI晶片等的带薄膜晶片的膜厚分布的测定，成为了问题。
[0007]再有，在专利文献I中，记载有一种方法，该方法利用反射光谱法并使用紫外光波长区的两个波长的光，同时测定SOI层和BOX层这两个层。
[0008]在专利文献2中，公开有一种技术，该技术是向SOI照射白色光，并将反射光按照各波长分光，且根据各波长的干涉信息算出SOI层膜厚。
[0009]在专利文献3中，记载有一种方法，该方法其目的在于以更高的精度来测定在基片上形成有多个层的被测定物的膜厚，该方法主要使用一种在红外光带具有波长成分的光源，并反复计算各波长的理论反射率(光谱)，通过拟合而决定测定对象的膜厚。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开平7-55435号公报
[0013]专利文献2:日本特开2002-343842号公报
[0014]专利文献3:日本特开2010-2327号公报
【发明内容】
[0015]发明所要解决的问题
[0016]本发明是鉴于如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种膜厚分布测定方法，该方法使用反射光谱法能够以高密度、高精度、且以较短时间测定带薄膜晶片的膜厚分布。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]为了达到上述目的，根据本发明，提供一种膜厚分布测定方法，该方法利用反射光谱法而测定带薄膜晶片的第一薄膜的膜厚分布，该带薄膜晶片具有形成于基片的表面上的第一薄膜、以及形成于该第一薄膜的表面上的第二薄膜，上述膜厚分布测定方法其特征在于，包括:通过模拟算出量变曲线(Profile)Pl的工序，该量变曲线Pl表示上述测定对象的带薄膜晶片对于可见光波长以上波长区域的光的反射率的波长相关性；通过模拟算出量变曲线P21的工序，该量变曲线P21表示具有仅比上述测定对象的带薄膜晶片的上述第二薄膜的设定膜厚T2薄或厚t[nm]的第二薄膜的带薄膜晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性；算出上述所算出的双方量变曲线PU P21之差即量变曲线P31(=P21 - Pl)，并求出该所算出的差值即量变曲线P31成为零时的波长λ I的工序；选择包括上述所求出的波长λ I的波段作为利用上述反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段的工序；以及，向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射光，仅将来自该带薄膜晶片的表面的反射光中的上述所选择的波段的反射光作为测定对象，或者向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射上述所选择的波段的光，将来自该带薄膜晶片的表面的全部反射光作为测定对象，并利用反射光谱法而测定上述第一薄膜的膜厚分布的工序。
[0019]若为这种膜厚分布测定方法，则能够使用反射率对于第二薄膜的膜厚变动并不变动的波段的光并利用反射光谱法进行测定，能够以高密度、高精度、且以较短时间测定第一薄膜的膜厚分布。
[0020]此时，在选择包括上述所求出的波长λ I的波段的工序中，最好从波长λ1±50[ηηι]的范围内选择上述波段。
[0021]这样一来，能够更可靠地选择反射率对于第二薄膜的膜厚变动并不变动的波段，并能够可靠地以高精度测定第一薄膜的膜厚分布。
[0022]而且，根据本发明，提供一种膜厚分布测定方法，该方法利用反射光谱法而测定带薄膜晶片的第二薄膜的膜厚分布，该带薄膜晶片具有形成于基片的表面上的第一薄膜、以及形成于该第一薄膜的表面上的第二薄膜，上述膜厚分布测定方法其特征在于，包括:通过模拟算出量变曲线Pi的工序，该量变曲线Pi表示上述测定对象的带薄膜晶片对于可见光波长以上波长区域的光的反射率的波长相关性；通过模拟算出量变曲线Ρ22的工序，该量变曲线Ρ22表示具有仅比上述测定对象的带薄膜晶片的上述第一薄膜的设定膜厚Tl薄或厚t[nm]的第一薄膜的带薄膜晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性；算出上述所算出的双方量变曲线P1、P22之差即量变曲线P32( = P22 一 Pl)，并求出该所算出的差值即量变曲线P32成为零时的波长λ 2的工序；选择包括上述所求出的波长λ 2的波段作为利用上述反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段的工序；以及，向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射光，仅将来自该带薄膜晶片的表面的反射光中的上述所选择的波段的反射光作为测定对象，或者向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射上述所选择的波段的光，将来自该带薄膜晶片的表面的全部反射光作为测定对象，并利用反射光谱法而测定上述第二薄膜的膜厚分布的工序。
[0023]若为这种膜厚分布测定方法，则能够使用反射率对于第一薄膜的膜厚变动并不变动的波段的光并利用反射光谱法进行测定，能够以高密度、高精度、且以较短时间测定第二薄膜的膜厚分布。
[0024]此时，在选择包括上述所求出的波长λ 2的波段的工序中，最好从波长λ2±50[ηηι]的范围内选择上述波段。
[0025]这样一来，能够更可靠地选择反射率对于第一薄膜的膜厚变动并不变动的波段，并能够可靠地以高精度测定第二薄膜的膜厚分布。
[0026]而且，根据本发明，提供一种膜厚分布测定方法，该方法利用反射光谱法而测定带薄膜晶片的第一薄膜和第二薄膜的膜厚分布，该带薄膜晶片具有形成于基片的表面上的第一薄膜、以及形成于该第一薄膜的表面上的第二薄膜，上述膜厚分布测定方法其特征在于，包括:通过模拟算出量变曲线Pl的工序，该量变曲线Pi表示上述测定对象的带薄膜晶片对于可见光波长以上波长区域的光的反射率的波长相关性；通过模拟算出量变曲线Ρ21的工序，该量变曲线Ρ21表示具有仅比上述测定对象的带薄膜晶片的上述第二薄膜的设定膜厚Τ2薄或厚t[nm]的第二薄膜的带薄膜晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性；算出上述所算出的双方量变曲线P1、P21之差即量变曲线P31( = P21 — P1)，并求出该所算出的差值即量变曲线P31成为零时的波长λ I的工序；通过模拟算出量变曲线Ρ22的工序，该量变曲线Ρ22表示具有仅比上述测定对象的带薄膜晶片的上述第一薄膜的设定膜厚Tl薄或厚t[nm]的第一薄膜的带薄膜晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性；算出上述所算出的双方量变曲线PU P22之差即量变曲线P32( = P22 一PD，并求出该所算出的差值即量变曲线P32成为零时的波长λ 2的工序；选择包括上述所求出的波长λ I和λ 2的波段作为利用上述反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段的工序；以及，向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射光，仅将来自该带薄膜晶片的表面的反射光中的上述所选择的波段的反射光作为测定对象，或者向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射上述所选择的波段的光，将来自该带薄膜晶片的表面的全部反射光作为测定对象，并利用反射光谱法而测定上述第一薄膜和第二薄膜的膜厚分布的工序。
[0027]若为这种膜厚分布测定方法，则能够使用反射率对于第一薄膜和第二薄膜的膜厚变动并不变动的波段的光并利用反射光谱法进行测定，能够以高密度、高精度、且以较短时间测定第一薄膜和第二薄膜的膜厚分布。
[0028]此时，在选择包括上述所求出的波长λ I和λ 2的波段的工序中，当λ I < λ 2时，最好从波长λ I — 50 [nm]至波长λ 2+50 [nm]的范围内选择上述波段，当λ1> λ2时,最好从波长λ 2 — 50 [nm]至波长λ 1+50 [nm]的范围内选择上述波段。
[0029]这样一来，能够更可靠地选择反射率对于薄膜的膜厚变动而并不变动的波段，并能够可靠地以高精度测定第一薄膜和第二薄膜的膜厚分布。
[0030]而且此时，能够使上述测定对象的带薄膜晶片为SOI晶片，并使上述第一薄膜为埋入式氧化膜，且使上述第二薄膜为由单晶硅构成的SOI层。
[0031]这样一来，能够将具有埋入式氧化膜及SOI层的SOI晶片用作测定对象的带薄膜晶片。通过根据SOI层膜厚与埋入式氧化膜的膜厚的组合而选择适当的波长，就能以高密度、高精度、且以较短时间测定SOI晶片的薄膜的膜厚分布。
[0032]发明效果
[0033]在本发明中，由于在利用反射光谱法的膜厚分布测定中，将包括上述差值即量变曲线P31成为零时的波长λ 1、或差值即量变曲线P32成为零时的波长λ 2、或它们双方波长的波段作为测定对象的光的波段来选择而测定膜厚分布，因此，能够使用反射率对于第一薄膜和第二薄膜的膜厚变动并不变动的波段的光并利用反射光谱法进行测定，且能够以高密度、高精度、且以较短时间分别单独或同时测定第一薄膜和第二薄膜的膜厚分布。由此，能够提高膜厚的拟合精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是表示本发明的膜厚分布测定方法的工序的流程图。
[0035]图2是表示在本发明的膜厚分布测定方法所能使用的光学检测装置的概略图。
[0036]图3是表示在实施例1至实施例3所算出的各量变曲线的图。
[0037]图4是表示在SOI晶片所算出的各量变曲线的一例的图。
[0038]图5是表示在SOI晶片所算出的各量变曲线的一例的图。
[0039]图6是表示在SOI晶片所算出的各量变曲线的一例的图。
[0040]图7是表示在SOI晶片所算出的各量变曲线的一例的图。
[0041]图8是表示在GeOI晶片所算出的各量变曲线的一例的图。
[0042]图9是表示在实施例3、比较例3中所评价的SOI层及埋入式氧化膜的膜厚图像的图。
【具体实施方式】
[0043]以下，说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于此。
[0044]过去，在利用反射光谱法来测定SOI晶片等的带两层薄膜晶片的膜厚分布的膜厚分布测定方法中，以高密度、高精度、且以较短时间进行测定，成为了课题。
[0045]于是，本发明人为了解决这种问题而反复进行了专心研讨。其结果发现，即使在第一薄膜和第二薄膜有膜厚变动，在照射光时也不会使该光的反射率变动的波长对于第一薄膜与第二薄膜各自存在，且这种波长随带薄膜晶片的各设定膜厚规格而不同。进而发现，若使用以该波长为中心的规定范围的波段的光并利用反射光谱法来测定，则能够以实用的高处理能力且以高精度测定膜厚分布，并能够提高膜厚的拟合精度，而完成了本发明。
[0046]图1是表示本发明的膜厚分布测定方法的工序的流程图。
[0047]本发明的膜厚分布测定方法的测定对象是带薄膜晶片，该带薄膜晶片具有形成于基片的表面上的第一薄膜、以及形成于该第一薄膜的表面上的第二薄膜。例如，作为该测定对象的带薄膜晶片的一例，可举出SOI晶片，该SOI晶片在硅基片上形成有埋入式氧化膜(BOX膜)，并在该埋入式氧化膜上形成有由单晶硅构成的SOI层。这里，以将这种SOI晶片作为带薄膜晶片的场合为例进行说明。
[0048]这里，使制造SOI晶片时分别设定的埋入式氧化膜的设定膜厚为Tl [nm]，SOI层的设定膜厚为T2[nm]。
[0049]在本发明的膜厚分布测定方法中，选择反射率对于测定对象的SOI晶片的薄膜的膜厚变动并不变动的波段，并将该所选择的波段的光作为利用反射光谱法来测定膜厚分布时的解析对象。为了选择该波段，实施以下所示的工序。首先，说明仅测定第一薄膜即埋入式氧化膜的膜厚分布的场合。
[0050]首先，通过模拟算出量变曲线(Profile)Pl，该量变曲线Pl表示测定对象的SOI晶片对于可见光波长以上波长区域的光的反射率的波长相关性(参照图1的A)。
[0051]接着，通过模拟算出表示SOI晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性的量变曲线P21，上述SOI晶片具有仅比测定对象的SOI晶片的第二薄膜即SOI层的设定膜厚T2薄或厚t[nm]的SOI层(参照图1的B)。这里，t的值并不特别限定，例如可以为Inm左右。
[0052]图3㈧是表示量变曲线Pl及量变曲线P21的一例的图，其中，量变曲线Pl是测定对象的SOI晶片的SOI层的设定膜厚T2为12nm且埋入式氧化膜的设定膜厚Tl为25nm时的量变曲线，量变曲线P21是SOI层比该测定对象的SOI晶片的SOI层厚Inm即SOI层的设定膜厚T2为13nm且埋入式氧化膜的设定膜厚Tl为25nm的SOI晶片的量变曲线。
[0053]如图3(A)所示，通过变更SOI层的厚度，表示反射率的波长相关性的量变曲线P1、P21发生变化。
[0054]接着，算出通过模拟而算出的双方量变曲线P1、P21之差即量变曲线P31(=P21 - Pl)，并求出该所算出的差值即量变曲线P31成为零时的波长λ I (参照图1的C)。这里，量变曲线Ρ31是表示Pl与Ρ21间的反射率之差的波长相关性的量变曲线。
[0055]图3 (C)示出了图3(A)所示量变曲线Pl与量变曲线Ρ21的差值即量变曲线Ρ31。如图3(C)所示，在该情况下的量变曲线Ρ31成为零时即反射率之差成为零时的波长λ?为608nm。
[0056]在图4(C)至图7(C)中示出了具有不同于图3(C)的场合的设定膜厚的SOI层和埋入式氧化膜的SOI晶片的场合的差值即量变曲线P31，而在该情况下，在量变曲线P31成为零时的波长有多个的情况下，将在膜厚分布测定所使用的装置的检测系统所得到的S/N比较大的波长作为所求的波长λ I。一般来讲，若为接近500~700nm的波长，则能够以高灵敏度进行测定。
[0057]接着，选择包括所求出的波长λ I的波段作为利用反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段(参照图1的D)。
[0058]这里，理想的是，从波长λ l±50nm的范围内选择波段。这样一来，能够更可靠地选择反射率对于薄膜的膜厚变动并不变动的波段。
[0059]在图3(C)所示量变曲线P31的一例中，从波长为608nm±50nm的范围内(558~658nm)选择包括608nm的波段。
[0060]在本发明的膜厚分布测定方法中，无需每次实施该波段的选择，可根据测定对象的带薄膜晶片的SOI层厚度及埋入式氧化膜厚度的组合并通过上述工序，预先选择好适当的波段。这样，若预先选择好波段，则能够缩短膜厚分布测定时间。
[0061]接着，使用这样选择的波段并利用反射光谱法如下测定埋入式氧化膜的膜厚分布(参照图1的E)。
[0062] 向测定对象的SOI晶片的表面照射光，并在来自该SOI晶片的表面的反射光中，仅将所选择的波段的反射光作为测定对象而测定埋入式氧化膜的膜厚分布。此时，能够使向SOI晶片的表面照射的光的波段为可见光的较宽的波段。作为仅将反射光中的所选择的波段的反射光作为测定对象的方法，有使用解析软件的方法。若为该方法，则能够简便地实施且实用性较高，而无需使用烦杂的测定方法或装置。
[0063]或者，向测定对象的SOI晶片的表面照射所选择的波段的光，并将来自该SOI晶片的表面的全部反射光作为测定对象而测定埋入式氧化膜的膜厚分布亦可，作为向SOI晶片的表面照射所选择的波段的光的方法，能够使用例如图2所示的光学显微镜装置而实施。
[0064]在图2所示的光学显微镜装置2安装有带通滤波器4，利用带通滤波器4能够将来自光源3的光以仅使所选择的波段的光通过的方式进行滤波，并向SOI晶片I的表面照射。这样一来，能够进一步提高膜厚分布的测定精度。
[0065]或者，将带通滤波器4变更为例如声波滤波器、液晶滤波器、以及波长可调谐激光器而进行照射光的滤波亦可。
[0066]而且，在光源也可设定波段，还可使用各种激光器(半导体激光器(LD)、气体激光器、固体激光器、波长可调谐激光器)、发光二极管(LED)、以及液晶显示器(LCD)等。而且，简易起见还可使用彩色摄影机的RGB信号中的一个信号。
[0067]根据如上所述那样测定的反射光强度分布，能够得到第一薄膜的膜厚分布。
[0068]以下，对仅测定第二薄膜即SOI层的膜厚分布的场合进行说明。这里，未特别记载的事项基本上与测定上述埋入式氧化膜的膜厚分布的场合相同。
[0069]在与上述相同地算出量变曲线Pl之后(参照图1的A)，通过模拟算出表示SOI晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性的量变曲线P22，上述SOI晶片具有仅比测定对象的SOI晶片的埋入式氧化膜的设定膜厚Tl薄或厚t[nm]的SOI层(参照图1的B)。
[0070]图3⑶是表示量变曲线Pl及量变曲线P22的一例的图，其中，量变曲线Pl是在测定对象的SOI晶片的SOI层的设定膜厚T2为12nm且埋入式氧化膜的设定膜厚Tl为25nm时的量变曲线，量变曲线P22是埋入式氧化膜比该测定对象的SOI晶片的埋入式氧化膜厚Inm即埋入式氧化膜的设定膜厚Tl为26nm且SOI层的设定膜厚T2为12nm的SOI晶片的
量变曲线。
[0071]接着，算出通过模拟所算出的双方量变曲线P1、P22的差值即量变曲线P32(=P22 - Pl)，并求出该所算出的差值即量变曲线P32成为零时的波长λ 2 (参照图1的C)。
[0072]图3 (C)示出了图3(B)所示的量变曲线Ρ1、Ρ22的差值即量变曲线Ρ32。如图3(C)所示，在此时的量变曲线Ρ32成为零时，即反射率之差成为零时的波长λ 2为535nm。
[0073]接着，选择包括求出的波长λ 2的波段作为利用反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段(参照图1的D)。这里，理想的是，从波长λ2±50ηπι的范围内选择波段。这样一来，能够更可靠地选择反射率对于薄膜的膜厚变动并不变动的波段。
[0074]在图3(C)所示量变曲线Ρ32的一例中，从波长为535nm±50nm的范围内(485?585nm)选择包括535nm的波段。
[0075]接着，使用所选择的波段并利用反射光谱法测定SOI层的膜厚分布(参照图1的E)。
[0076]而且，在同时测定第一薄膜和第二薄膜的膜厚分布的情况下，与上述同样地算出量变曲线P1、P21、P22、P31、以及P32，并求出波长λ 1、入2。[0077]在图3(A)、图3⑶所示的例子中，λ I为608nm，λ 2为535nm。
[0078]接着，选择包括所求出的波长λ I和λ 2的波段作为利用反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段。这里，理想的是，在所求出的波长λ I和λ 2为λ I < λ 2的情况下，在波长为λ 1- 50nm至波长为λ 2+50nm的范围内选择波段，在λ I > λ 2的情况下，在波长为λ 2 — 50nm至波长为λ l+50nm的范围内选择波段。这样一来，能够更可靠地选择反射率对于薄膜的膜厚变动并不变动的波段。
[0079]在图3 (C)所示的一例中，λ I > λ 2，从波长为535nm — 50nm至波长为608nm+50nm的范围内(485~658nm)选择包括535nm及608nm的波段。这里，若选择例如535nm~608nm的波段，则在该波段的范围，由于SOI膜厚的膜厚增加和埋入式氧化膜的膜厚增加，使得反射率的变化相反，因此，测定精度提高。
[0080]其后，使用该所选择的波段，并利用反射光谱法测定埋入式氧化膜的膜厚分布。
[0081]若为如上的本发明的膜厚分布测定方法，由于向测定对象的带薄膜晶片照射光时，即使第一薄膜和第二薄膜上有膜厚变动，也能够使用反射率不变动的波段的光并利用反射光谱法实施膜厚分布测定，因此，能够以高密度、高精度、且以较短时间测定第一薄膜和第二薄膜的膜厚分布。
[0082]在图4至图7中示出在其它设定膜厚规格的SOI晶片中通过模拟而算出的量变曲线P1、P21、P22、P31、以及P32的一例。在图8中示出在第一薄膜为埋入式氧化膜且第二薄膜为绝缘体上锗(Germanium On Insulator,GeOI)层的GeOI晶片中通过模拟而算出的量变曲线？1、？21、？22、？31、以及？32的一例。这些晶片的设定膜厚规格示于表1中。
[0083]表1
【权利要求】
1.一种膜厚分布测定方法，利用反射光谱法而测定带薄膜晶片的第一薄膜的膜厚分布，该带薄膜晶片具有形成于基片的表面上的第一薄膜、以及形成于该第一薄膜的表面上的第二薄膜，上述膜厚分布测定方法其特征在于，包括: 通过模拟算出量变曲线Pi的工序，该量变曲线Pi表示上述测定对象的带薄膜晶片对于可见光波长以上波长区域的光的反射率的波长相关性； 通过模拟算出量变曲线P21的工序，该量变曲线P21表示具有仅比上述测定对象的带薄膜晶片的上述第二薄膜的设定膜厚T2薄或厚t[nm]的第二薄膜的带薄膜晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性； 算出上述所算出的双方量变曲线P1、P21之差即量变曲线P31( = P21 一 Pl)，并求出所算出的差值即量变曲线P31成为零时的波长λ I的工序； 选择包括上述所求出的波长λ I的波段作为利用上述反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段的工序；以及， 向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射光，仅将来自该带薄膜晶片的表面的反射光中的上述所选择的波段的反射光作为测定对象，或者向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射上述所选择的波段的光，将来自该带薄膜晶片的表面的全部反射光作为测定对象，并利用反射光谱法而测定上述第一薄膜的膜厚分布的工序。
2.根据权利要求1所述的膜厚分布测定方法，其特征在于， 在选择包括上 述所求出的波长λ I的波段的工序中，从波长λ l±50[nm]的范围内选择上述波段。
3.一种膜厚分布测定方法，利用反射光谱法而测定带薄膜晶片的第二薄膜的膜厚分布，该带薄膜晶片具有形成于基片的表面上的第一薄膜、以及形成于该第一薄膜的表面上的第二薄膜，上述膜厚分布测定方法其特征在于，包括: 通过模拟算出量变曲线Pi的工序，该量变曲线Pi表示上述测定对象的带薄膜晶片对于可见光波长以上波长区域的光的反射率的波长相关性； 通过模拟算出量变曲线P22的工序，该量变曲线P22表示具有仅比上述测定对象的带薄膜晶片的上述第一薄膜的设定膜厚Tl薄或厚t[nm]的第一薄膜的带薄膜晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性； 算出上述所算出的双方量变曲线P1、P22之差即量变曲线P32( = P22 一 Pl)，并求出该所算出的差值即量变曲线P32成为零时的波长λ 2的工序； 选择包括上述所求出的波长λ2的波段作为利用上述反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段的工序；以及， 向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射光，仅将来自该带薄膜晶片的表面的反射光中的上述所选择的波段的反射光作为测定对象，或者向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射上述所选择的波段的光，将来自该带薄膜晶片的表面的全部反射光作为测定对象，并利用反射光谱法而测定上述第二薄膜的膜厚分布的工序。
4.根据权利要求3所述的膜厚分布测定方法，其特征在于， 在选择包括上述所求出的波长λ 2的波段的工序中，从波长λ2±50[ηπι]的范围内选择上述波段。
5.一种膜厚分布测定方法，利用反射光谱法而测定带薄膜晶片的第一薄膜和第二薄膜的膜厚分布，该带薄膜晶片具有形成于基片的表面上的第一薄膜、以及形成于该第一薄膜的表面上的第二薄膜，上述膜厚分布测定方法其特征在于，包括: 通过模拟算出量变曲线Pi的工序，该量变曲线Pi表示上述测定对象的带薄膜晶片对于可见光波长以上波长区域的光的反射率的波长相关性； 通过模拟算出量变曲线P21的工序，该量变曲线P21表示具有仅比上述测定对象的带薄膜晶片的上述第二薄膜的设定膜厚T2薄或厚t[nm]的第二薄膜的带薄膜晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性； 算出上述所算出的双方量变曲线PU P21之差即量变曲线P31 ( = P21 - Pl)，并求出该所算出的差值即量变曲线P31成为零时的波长λ I的工序； 通过模拟算出量变曲线Ρ22的工序，该量变曲线Ρ22表示具有仅比上述测定对象的带薄膜晶片的上述第一薄膜的设定膜厚Tl薄或厚t[nm]的第一薄膜的带薄膜晶片对于可见光以上波长区域的光的反射率的波长相关性； 算出上述所算出的双方量变曲线P1、P22之差即量变曲线P32( = P22 一 Pl)，并求出该所算出的差值即量变曲线P32成为零时的波长λ 2的工序； 选择包括上述所求出的波长λ I和λ 2的波段作为利用上述反射光谱法的膜厚分布测定所使用的光的波段的工序；以及， 向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射光，仅将来自该带薄膜晶片的表面的反射光中的上述所选择的波段的反射光作为测定对象，或者向上述测定对象的带薄膜晶片的表面照射上述所选择的波段的光，将来自该带薄膜晶片的表面的全部反射光作为测定对象，并利用反射光谱法而测定上述第一薄膜和第二薄膜的膜厚分布的工序。
6.根据权利要求5所述的膜厚分布测定方法，其特征在于， 在选择包括上述所求出的波长λ 1和λ 2的波段的工序中，当λ 1 < λ 2时，从波长λ 1 — 50 [nm]至波长λ 2+50 [nm]的范围内选择上述波段，当λ 1 > λ 2时,从波长λ 2 —50 [nm]至波长λ 1+50 [nm]的范围内选择上述波段。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的膜厚分布测定方法，其特征在于， 上述测定对象的带薄膜晶片为SOI晶片，上述第一薄膜为埋入式氧化膜，上述第二薄膜为由单晶硅构成的SOI层。
【文档编号】H01L21/66GK104011499SQ201280064366
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年11月27日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】桑原登 申请人:信越半导体株式会社