白色光干渉法による透明膜に覆われた物体の膜厚と表面形状の同時測定

摘要

微細加工された物体表面の凹凸形状を測定する方法の一つに，白色光の干渉を用いる方法がある．干渉顕微鏡を上下に動かすことによって得られる干渉光の強度変化，すなわち，インターフェログラムから，物体表面の高さを推定する方法である．この方法は，サブミクロンの精度で高速に測定でき，ダイナミックレンジが広いという特徴をもっている．ところで，半導体ウエハや液晶パネルなどの多くは，表面が透明膜で覆われており，膜厚，および，膜の表面形状と裏面形状を同時に測定したいという要望が急速に膨らんできている．これら3種類の量のどれか2種類がわかれば，ほかの1種類の量もわかることになる．まずは，膜厚だけを測定する方法が提案された．また，透明膜が厚い場合は，インターフェログラムに，膜の表面からの反射と裏面からの反射による2つの山が明瞭に現れる．これらの山の位置から膜厚や表面形状を測定する方法が提案されてきた．しかし，膜厚が約1μm以下の場合には，2つの山を峻別することが出来ないので，これらの方法を適用することが困難であった．そこで本論文では，透明膜の厚さによらず，膜厚と表面高さを同時に測定できる新しい方法を提案する．