專利名稱：用于測量膜厚度的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中的實施方式涉及玻璃或者其他基材上的薄膜的膜厚度的測量。本文所述方法和設(shè)備設(shè)計成能夠高速測繪膜厚度，例如用于大量生產(chǎn)SiOG (玻璃上硅)的準確在線測量系統(tǒng)所需的對膜厚度進行高速測繪。背景現(xiàn)有數(shù)種用于測量薄膜厚度的方法，包括光譜橢圓測量法、光譜反射法、白光法、或者低相干干涉法以及熱波測量法。每一種所述方法都存在限制。例如，所述光譜橢圓測量計是一種廣泛使用并高度準確的用于膜厚度的測量方法；然而，其是一種單點測量方法且每個數(shù)據(jù)點通常需要數(shù)秒的測量時間，使得其對于在線系統(tǒng)中所需的高速繪制來說過于緩慢。光譜反射計也是一種用于薄膜厚度的廣泛使用且準確的測量方法。類似于光譜橢圓測量計，其是一種單點測量，每個數(shù)據(jù)點的典型采集時間至少為I秒。該方法對于高速繪制也不夠快。使用所述光譜反射計的商業(yè)系統(tǒng)包括購自海洋光學公司(OceanOptics)、膜測量公司(Filmetrics)以及N&K公司等的商業(yè)系統(tǒng)。美國專利第7，304, 744號揭示了一種使用光譜反射法的方法。所述白光法或者低相干干涉法技術(shù)利用了與光譜反射計相同的物理現(xiàn)象，但是通過白光干涉計而不是光譜儀的裝置間接測量反射系數(shù)。該技術(shù)可以允許多點同時測量的圖像模式，但是這是一種技術(shù)上困難并且昂貴的方法。美國專利第7，468，799號和第7，483，147號涉及使用白光法或者低相干干涉計技術(shù)測量薄膜的方法。所述熱波技術(shù)也可用于測量樣品的熱特性并對例如膜厚度的特征厚度做出結(jié)論。然而，該技術(shù)也是一種單點測量并且需要使用兩個激光器，一個激光器產(chǎn)生熱波，另一個探測熱波，因此它是緩慢且昂貴的技術(shù)，并且可能需要復雜的熱透鏡效應補償。前述測量方法都不足以在大量SiOG生產(chǎn)中進行準確的在線厚度測量。因此，本領(lǐng)域需要用于膜厚度高速繪制的新方法和設(shè)備，例如用于大量生產(chǎn)SiOG (玻璃上硅)的準確在線測量所需的方法和設(shè)備。發(fā)明概述本文所述的方法運用了 i)薄膜的第一測量，其基本上是一種高速全寬或者高速部分寬度掃描測量，所述測量是依賴于厚度的但是并不直接產(chǎn)生一個厚度的具體值，以及ii)第二測量，其基本上是單點測量，所述測量通常比第一測量更準確并可用于校準第一高速測量。所述第一測量可以使用投射到樣品上的單一光線例如激光器光線和光線檢測器來測量光線的反射強度。在樣品或者產(chǎn)品具有目標膜厚度的實施方式中，可以選擇光波長和入射角度以優(yōu)化在目標膜厚度附近窄范圍內(nèi)的膜厚度相關(guān)性。所述第一測量可以包括單一波長的反射系數(shù)測量。第二測量用于檢驗隨時間變化的數(shù)個點的絕對膜厚度。所述第二測量可以應用已知測量技術(shù)，例如光譜反射法或者光譜橢圓測量法。使用所述第二測量，可以檢驗使用第一測量取得的所有數(shù)據(jù)點都落在給定的厚度范圍內(nèi)，例如在產(chǎn)品規(guī)格的范圍內(nèi)。使用了本發(fā)明方法的本文所述系統(tǒng)包括用于薄膜的第一厚度測量的設(shè)備以及用于膜的第二測量的設(shè)備。用于第一厚度測量的設(shè)備可以包含用于照明的光源，例如激光器和投射光學件，例如一個或多個透鏡，以及用于檢測的集光光學件和檢測器陣列，例如線掃描相機。用于第二測量的設(shè)備可以是任意合適的單點測量系統(tǒng)，例如光譜反射計、或者光譜橢圓測量計等。計算機系統(tǒng)可以處理來自測量設(shè)備的數(shù)據(jù)。本發(fā)明方法實現(xiàn)的優(yōu)點包括簡單、低成本以及較高測速。在一些實施方式中，使用本發(fā)明方法的系統(tǒng)可以是僅由用于照明的激光器和透鏡、用于檢測的檢測器陣列例如線掃描相機(用于進行高速精確測繪的第一厚度測量)以及簡單商用光譜反射計(用于校準和準確度的第二單點測量(低速))組成的基本系統(tǒng)。這些組件較低廉，并且易于得到和使用。在本發(fā)明的方法中實現(xiàn)了高速，因為激光器和檢測器陣列可以在許多點同時測量反射率，且在每秒內(nèi)多次取得數(shù)據(jù)。使用典型的商用線掃描相機，可以實現(xiàn)MHz范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)獲得率。這表示，例如，可以測量典型SiOG部件的膜厚度，并在厚度圖中在小于I秒內(nèi)以亞毫米的橫向分辨率繪制所述典型SiOG部件的膜厚度。測量時間可能僅受到樣品通過測量系統(tǒng)的線速度的限制。相反地，常規(guī)單點法，例如光譜反射法，需要數(shù)分鐘或者甚至數(shù)小時來實現(xiàn)相同水平的測量。反射系數(shù)測量的準確性僅為2. 5%，使用本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法測量的膜厚度的準確性可以為約lnm，這很好地符合這類系統(tǒng)的通常的要求。本發(fā)明所述方法特別適合用于較薄的膜，因為對于較厚的膜，反射系數(shù)的厚度依賴性下降。本領(lǐng)域技術(shù)人員在結(jié)合附圖閱讀本文所述之后，將清楚地了解本發(fā)明的其他方面、特征、優(yōu)點等。附圖簡要說明為說明本文所述的各種特征的目的，在附圖中示出優(yōu)選形式，但是，應理解，本發(fā)明不限于所示的精確配置和手段。

圖1所不是根據(jù)本文所揭不的一個或多個實施方式，對于s偏振550nm激光在45度入射角(包含75和85nm之間的容差范圍(TR))的示例性反射系數(shù)計算(Eagle (Corning )基材上的結(jié)晶 Si)。圖2所示是根據(jù)本文所揭示的一個或多個實施方式，對于45度入射并使用s偏振的不同激光波長的示例性反射系數(shù)計算(Eagle基材上的結(jié)晶Si)。圖3所示是根據(jù)本文所揭示的一個或多個實施方式的系統(tǒng)的流程圖；以及圖4所示是根據(jù)本文所揭示的一個或多個實施方式的系統(tǒng)的流程圖。發(fā)明詳述一般而言，提供了一種測量薄膜厚度的方法，該方法應用了兩種測量薄膜的第一高速掃描測量以及膜的第二單點校準測量。所述第一測量可以使用投射到樣品上的單一光線(例如激光器光線)和光線檢測器來測量光線的反射強度。測得的樣品的反射光強度是膜與基材材料的組分和厚度以及照明強度的函數(shù)。膜和基材的折射率與吸收系數(shù)的數(shù)據(jù)可以從文獻中的表中得到，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的。類似地，選定光波長對于膜和基材材料的折射率和吸收性可以從文獻中查找得到。因此，至少在樣品或者產(chǎn)品具有目標膜厚度的實施方式中，可以選擇光波長、入射角度以及偏振態(tài)以優(yōu)化在目標膜厚度附近窄范圍內(nèi)的膜厚度相關(guān)性。第一測量可以包括單一波長的反射系數(shù)測量。例如，參考圖1，在s偏振550nm激光和45度入射下，使用TFCalc軟件以及文獻數(shù)據(jù)中的膜和基材的折射率和吸收系數(shù)，對Eagle (Corning )坫材上的結(jié)晶Si樣品的第一測量進行反射系數(shù)計算。對應56、79、125、148、193以及217nm的圓圈，表示單獨、同時非?？焖俚摹⒓s為數(shù)毫秒的反射系數(shù)測量，在所述數(shù)個不同的膜厚度是模糊的，會導致相同的反射系數(shù)。如所述，對于50%的反射系數(shù)，厚度可以是 56、79、125、148、193、217…nm。因為測得的樣品的反射光強度不僅是膜和基材材料的組成以及厚度的函數(shù)，還是照明強度的函數(shù)，因此第一測量需要校準。
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因此，如本文所述，通過得到第二單點厚度測量對第一測量進行校準，例如通過在選定激光波長、偏振以及入射角具有已知反射率的反射計。實質(zhì)上，第二測量需要用白光對膜進行選定單點的照明，對反射光進行全譜分析，并使用各種擬合參數(shù)，例如折射率、吸收性以及膜和基材的厚度對測得的全譜反射系數(shù)數(shù)據(jù)擬合理論模型。校準測量或者參比測量還用于補償光強度隨時間和沿光線的改變，例如光強度沿著由光投射系統(tǒng)的透鏡或者旋轉(zhuǎn)掃描儀等產(chǎn)生的光線的不同位置的改變。這通過使用第二測量確定在某一位置的厚度，然后使用第一測量的設(shè)備計算預期反射率，并將其與第一測量實際測得的反射光強度進行比較來實現(xiàn)。第二測量的實際讀取較快，例如，數(shù)毫秒。然而，由于進行全譜計算以及使用理論模型擬合結(jié)果的處理時間，第二測量的完成需要稍長時間，約I或2秒。因此，進行了一秒或更久的單點校準測量以提供一個或多個參比測量，以提供準確的厚度測量。第一高速厚度測量以及第二單點校準測量不需要在同一時間點進行，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。如果通過單點第二測量得到的膜厚度的測量值在具體的厚度范圍內(nèi)，且通過第一高速厚度測量得到的所有值都在預期的百分比范圍內(nèi)，則通過高速測量計算的膜厚度是明確的。僅在數(shù)個位置使用單點測量足以得到絕對厚度值，因此測量速度不受到其采集速率的限制。膜的連續(xù)性保證了如果圖中的所有點都在預期的反射系數(shù)范圍內(nèi)，且厚度在通過單點測量測得的至少一個點的正確范圍內(nèi)，那么圖中所有的點必定在預期的厚度范圍內(nèi)。如果一些點在預期的厚度范圍外，則一些點必定在可接受的反射系數(shù)百分比范圍外，除非厚度有大的突然的階躍變化。例如，在圖1所示的例子中，如果需要對膜進行測量并確定整個膜在75nm和85nm厚度之間的容差范圍TR內(nèi)(B卩， 30-65%反射系數(shù))，且進行了單點測量表明厚度在75至85nm的范圍內(nèi)，所有要做的就是確定在該膜中測得的所有反射系數(shù)值都在30和65%之間。如果膜的任意區(qū)域落在可接受的75-85nm范圍外，且膜厚度沒有大的階躍變化，則通過高速測量得到的一些測得的反射系數(shù)將不得不小于30%或者大于65%。本發(fā)明所揭示的方法不能達到其他一些測量技術(shù)的準確性，因為反射系數(shù)不僅是膜和基材材料以及厚度的函數(shù)，還是基材定位(垂直于樣品表面)、膜和表面散射以及其他因素的函數(shù)，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。然而，本發(fā)明所揭示的方法對于所述系統(tǒng)的通常要求是足夠有余的。參見圖2，顯示了使用s偏振的不同激光波長在45度入射的情況下，對于玻璃基材(購自Corning 的Eagle 基材)上的結(jié)晶Si膜的反射系數(shù)計算的一個例子。使用TFCalc軟件以及文獻數(shù)據(jù)中的膜和基材的折射率和吸收系數(shù)進行計算。在這個例子中，對于該具體情況，可以發(fā)現(xiàn)靠近常規(guī)632. 8nm HeNe激光波長處的波長不是非常適用，因為反射系數(shù)與膜厚度之間的關(guān)系不是單調(diào)的(見630nm曲線);然而，HeNe波長在不同入射角Qi或者對于不同的厚度范圍是可適用的。對于每一種情況，需要根據(jù)膜和基材材料以及膜厚度范圍確定波長、入射角、偏振態(tài)以及激光器的可用性的最優(yōu)組合。進一步參見附圖，附圖中相同的數(shù)字標記表示相同的部分，圖3所示是用于測量例如設(shè)置在給定樣品150中的基材152上的膜154厚度的測量設(shè)備100的實施方式。膜154可以是硅或者其他半導體材料?；?52可以是玻璃或者玻璃陶瓷材料，或者任意其他合適的基材材料。設(shè)備100包含至少一個光源102、投射光學件104、集光光學件106、檢測器陣列108、單點測量設(shè)備120以及電腦系統(tǒng)130。定位所述光源102和投射光學件104以照明膜154的表面，運行集光光學件106和檢測器陣列108以響應在靠近膜154表面產(chǎn)生的照明強度進行厚度測量。定位單點測量設(shè)備120以在一個或多個點得到膜154厚度的準確測量。運行電腦系統(tǒng)130以分析通過檢測器陣列108得到的測量，將所述測量與從單點測量設(shè)備120得到的測量進行比較，并校準膜154的厚度測量。在討論設(shè)備100的進一步細節(jié)之前，首先提供了對于存在樣品150以及對其進行某些加工的示例性內(nèi)容的討論。出于討論的目的，本文所述的方法和設(shè)備可能是在SOI結(jié)構(gòu)的開發(fā)和/或制造的情況中。所述SOI結(jié)構(gòu)具有與制造以下器件相關(guān)的適當用途薄膜晶體管(TFT)，如用于顯示應用，包括有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器和液晶顯示器(LCD)，集成電路，光電裝置等。迄今為止，最廣泛用于SOI結(jié)構(gòu)的半導體材料是硅。文獻中將這種結(jié)構(gòu)稱作絕緣體上硅結(jié)構(gòu)，并將縮寫“SOI”用于這種結(jié)構(gòu)。SOI技術(shù)對高性能薄膜晶體管、太陽能電池和諸如有源矩陣顯示器之類的顯示器越來越重要。SOI結(jié)構(gòu)可包含絕緣材料上的基本上是單晶硅的薄層。本文中對SOI結(jié)構(gòu)的參考是為了便于解釋本文所述的實施方式，而不是為了、也不應解釋為以任何方式限制權(quán)利要求的范圍。本文使用的SOI縮寫總體上表示絕緣體上半導體結(jié)構(gòu)，包括但不限于玻璃上半導體(SOG)結(jié)構(gòu)、絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)和玻璃上硅(SiOG)結(jié)構(gòu)，也包括玻璃陶瓷上硅結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明所揭示的方法并不限于半導體或者SOI結(jié)構(gòu)，還可用于對用于測量的光波長是透明的任意材料，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。參見圖3，半導體材料的薄膜154可用于SOI裝置的生產(chǎn)或者開發(fā)。在本文所述的實施方式中，半導體材料的薄膜154和基材152 (例如，玻璃或者玻璃陶瓷材料)可以是要進行測量的樣品150結(jié)構(gòu)。然而，同樣地，半導體的膜154以及玻璃或者玻璃陶瓷的基材152僅是示例性的，本文所述的設(shè)備100和/或其他方法與設(shè)備可以在半導體上半導體SOI以及其他非半導體材料上運行?？梢酝ㄟ^例如拋光、清潔等制備半導體膜154，以產(chǎn)生較平整和均勻的表面。出于討論的目的，半導體膜154可以是基本上單晶的Si膜，但是還可以使用任意其他合適的半導體傳導材料，例如II1-V、I1-1V、I1-1V-V等類別的半導體。這些材料的例子包括硅(Si)、摻鍺硅(SiGe)、碳化硅(SiC)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)和磷化銦(InP)?？梢酝ㄟ^任意已知的方法例如剝離法或者沉積法將半導體膜154設(shè)置在基材152上。參考圖3，光源102可以是基于窄譜和高強度選擇的激光器，但是也可以使用其他光源(例如LED)，如果它們具有窄發(fā)射光譜以及足夠強度的話，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
投射光學件104可以包含圓柱透鏡、旋轉(zhuǎn)掃描儀、旋轉(zhuǎn)鏡、以及反射計等，進一步詳細描述參見下圖4。所述投射光學件104的作用是以所需的強度和偏振態(tài)將光線投射到樣品150的膜154的表面上?？梢耘帕兴鐾渡涔鈱W件104以使得樣品150上的入射光I準直，從而樣品150的垂直位移(z方向)不會改變光在y方向照射到樣品的位置(盡管其仍會影響X位置)。還可以通過散光燈或者聚光燈來實現(xiàn)所述投射光學件104。對光波長、偏振態(tài)以及入射角Gi進行選擇，以對給定的膜厚度范圍提供最佳靈敏度。例如，如果期望膜厚度在70和90nm的范圍內(nèi)，則可以使用在550nm波長工作的s偏振45度入射Θ i的激光器，以對70nm膜厚度得到〈20%范圍的反射系數(shù)R和對90nm膜厚度得到>70%范圍的反射系數(shù)R。為了在X方向?qū)崿F(xiàn)所需的橫向分辨率，可以投射足夠窄的光線以符合要求(線寬度 <=所需X分辨率)或者可以排列集光光學件106使得僅來自窄寬度的光(X方向)在檢測器陣列108上成像。集光光學件106可以包含圓柱透鏡、旋轉(zhuǎn)掃描儀、旋轉(zhuǎn)鏡、以及反射器等。所述集光光學件106的目的是接收反射光R以及按需將光在檢測器陣列108上成像。所述檢測器陣列108是任意合適的檢測器的陣列，例如線掃描相機。所述檢測器陣列108測量反射光R的強度，因此它必須在選定的激光波長是靈敏的。可以根據(jù)光波長、所需的分辨率以及加工速度對檢測器陣列進行選擇。合適的檢測器陣列的例子是購自Basler公司或者Dalsa公司的線掃描相機。還可以將光投射在樣品150上的寬得多的區(qū)域上(X方向)，使用2維(面)檢測器陣列，這會導致對于樣品的移動較不敏感(Z方向)。相信樣品上的較寬光線(X方向)以及線型檢測器陣列108降低了對樣品垂直移動(Z方向)的靈敏度。參見圖4，所述為另一個實施方式中的系統(tǒng)100，其中投射光學件104可以包含偏振器104A、分光器104B和圓柱透鏡104C。當光源102不是激光光源時，可能需要所述偏振器104A。可以包含功率計105用于光強度校正和控制。在另一個實施方式中，在分光器之后，可以使用旋轉(zhuǎn)鏡代替第一圓柱透鏡104C以在樣品150 (飛點)上產(chǎn)生光線。該排列的優(yōu)勢是樣品150上的光強度較高，并降低了對于光源102的功率要求。所述排列可能導致一些測量速度的損失，因為一次只能對一個點進行測量。透鏡104C中的任意透鏡都可以被彎曲反射器代替，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。通過以下方式進行繪制樣品150沿著X方向移動而光學系統(tǒng)(投射光學件104、集光光學件106和檢測器陣列108)保持固定，或者整個光學系統(tǒng)相對于固定樣品150在X方向移動，或者兩者的組合。在光學系統(tǒng)固定而樣品150在傳送機或者移動系統(tǒng)上移動的實施方式中，以已知的速度經(jīng)過測量系統(tǒng)100，可以使用該速度以建立用于測得的數(shù)據(jù)點的坐標。為了保證得到正確的厚度測量，通過第一測量得到的反射系數(shù)值必須確定是準確的。這要求用于第一測量的光源102的強度是受控制的或者受監(jiān)控的。可以以多種方式實現(xiàn)所述控制。在一個實施方式中，可以通過將一小部分的光分裂到獨立的檢測器(未示出)并包含反饋回路以保持強度隨時間恒定來實現(xiàn)該控制。該技術(shù)常規(guī)地用于許多光源中。在另一個實施方式中，可以分裂部分入射光，使用功率計105測得，并與使用光學分光器104B測得的反射光作比較，如果所述分光器的反射系數(shù)是已知的，則可以得到反射系數(shù)的準確測量。在另一個實施方式中，在膜中特定點測得的反射系數(shù)可以與膜中同一點通過第二單點厚度測量計算得到的理論反射系數(shù)作比較，基于該比較對測得的反射系數(shù)應用校正因子。使用第二單點厚度測量設(shè)備120來提供準確的厚度測量，以校準第一高速測量，并保證膜154在正確的厚度范圍內(nèi)。所述單點厚度測量設(shè)備120可以是光譜反射計、光譜橢圓測量計、低相干干涉計或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他合適的厚度測量工具。膜154上進行單點厚度測量的位置還通過第一測量設(shè)備進行了測量，但是各自的測量不需要在同一時間點進行。因此，對于移動中的樣品150，所述單點厚度測量設(shè)備120可以與光源102、投射光學件104和集光光學件106存在偏移。計算機系統(tǒng)130處理來自檢測器陣列108的數(shù)據(jù)D，并使用從單點測量設(shè)備120得到的校準數(shù)據(jù)D將來自檢測器陣列108的數(shù)據(jù)D轉(zhuǎn)化為厚度值。包含能夠運行計算機可執(zhí)行代碼的處理器的計算機系統(tǒng)130讀取了反射系數(shù)數(shù)據(jù)D并基于例如圖2所示的曲線結(jié)合先前校準以及單點測量設(shè)備120的同步絕對厚度測量來計算厚度?；谠撔畔?，所述計算機系統(tǒng)可以產(chǎn)生高分辨率的厚度圖并識別在具體厚度范圍外的任意區(qū)域。如果需要，可以存儲數(shù)據(jù)用于進一步處理，或者用于其他加工設(shè)備。計算的結(jié)果可以通過計算機系統(tǒng)130中的顯示裝置，例如計算機屏幕、打印機等提供給設(shè)備100的使用者。可以利用任意已知的技術(shù)(例如標準數(shù)字電路)、任意已知的可以操作執(zhí)行軟件和/或固件程序的處理器、一種或多種可編程數(shù)字裝置或系統(tǒng)(例如可編程只讀存儲器(PR0M)、可編程矩陣邏輯裝置(PAL)等)來實現(xiàn)所述計算機系統(tǒng)130的硬件。雖然已經(jīng)參考具體的特征描述了本文的實施方式，但應當理解，這些實施方式僅僅是對所述原理和應用的說明。因此，應當理解，在不背離所附權(quán)利要求書的范圍的前提下，可以對列舉的實施方式進行各種修改，并且可以設(shè)計其他實現(xiàn)形式。
權(quán)利要求
1.一種用于測量薄膜厚度的設(shè)備，該設(shè)備包含第一測量設(shè)備，運行該設(shè)備得到第一厚度測量值，所述第一厚度測量值基于掃描穿過薄膜表面的光線的照明強度；第二測量設(shè)備，該設(shè)備包含單點測量裝置，運行該裝置以得到該薄膜的一個或多個進一步的厚度測量值；以及計算機系統(tǒng)，運行該計算機系統(tǒng)使用所述該薄膜的一個或多個進一步的厚度測量值來校準所述第一厚度測量值。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一測量設(shè)備包含光源和投射光學件、集光光學件以及檢測器陣列，運行所述光源和投射光學件以在薄膜表面上產(chǎn)生光線，運行所述集光光學件以接收從薄膜表面反射的光，運行所述檢測器陣列以測量薄膜反射光的強度。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述光源還包含激光器。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述投射光學件包含圓柱透鏡、旋轉(zhuǎn)掃描儀、偏振器、分光器和/或反射器中的一個或多個。
5.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述檢測器陣列包含線掃描相機。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二測量設(shè)備選自光譜反射計、光譜橢圓測量計以及低相干干涉儀。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二測量設(shè)備是光譜反射計。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，運行所述計算機系統(tǒng)以處理來自檢測器陣列的數(shù)據(jù)，并使用從單點測量設(shè)備得到的校準數(shù)據(jù)將所述來自檢測器陣列的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為厚度值。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，使用來自先前校準的數(shù)據(jù)和/或來自單點測量設(shè)備的同步絕對厚度測量運行所述計算機系統(tǒng)來計算薄膜的厚度。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，運行所述計算機系統(tǒng)以產(chǎn)生薄膜的一個或多個厚度圖，并可任選地識別在特定厚度范圍外的薄膜的任意區(qū)域。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，運行所述設(shè)備以測量設(shè)置在基材上的薄膜的厚度。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，運行所述設(shè)備以測量設(shè)置在玻璃或陶瓷基材上的半導體薄膜的厚度。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述薄膜是樣品的一部分，所述樣品包含選自下組的絕緣體上半導體結(jié)構(gòu)玻璃上半導體結(jié)構(gòu)(S0G)、絕緣體上娃結(jié)構(gòu)(SOI)以及玻璃上硅結(jié)構(gòu)(SiOG)。
14.一種測量薄膜厚度的方法，該方法包括基于投射到薄膜表面上的光線的照明強度，得到第一厚度測量；使用單點測量法得到一個或多個進一步的厚度測量；以及使用所述使用單點測量法得到的一個或多個進一步的厚度測量來校準所述第一厚度測量。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述單點測量法選自光譜反射法、光譜橢圓測量法和低相干干涉法。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述單點測量法是光譜反射法。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該方法包括在不同的時間點在薄膜的相同區(qū)域中得到所述第一厚度測量以及所述一個或多個進一步的厚度測量。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該方法包括處理從檢測器陣列接收到的照明數(shù)據(jù)；以及使用從單點測量法得到的數(shù)據(jù)將所述照明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為厚度值。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述處理步驟包括使用來自先前校準的數(shù)據(jù)和/或一個或多個來自單點測量法的同步絕對厚度測量對薄膜厚度進行計算。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該方法包括得到目標膜厚度；以及選擇光的波長和入射角以優(yōu)化在目標膜厚度附近范圍內(nèi)的膜厚度相關(guān)性。
21.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述基于光線的照明強度得到第一厚度測量的步驟包括在單一波長的反射系數(shù)測量。
22.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述得到一個或多個進一步的厚度測量的步驟包括用白光照明薄膜的至少一個點，并使用一個或多個選自折射率、吸收性、膜厚度以及基材厚度的合適參數(shù)對反射光進行光譜分析。
全文摘要
用于測量薄膜厚度的方法和設(shè)備，包括使用激光投射系統(tǒng)和檢測器陣列得到薄膜的高速厚度測量，使用單點測量設(shè)備在一個或多個位置得到薄膜的厚度測量，并將它們與通過單點測量設(shè)備測得的該膜的一個或多個絕對厚度值進行比較，確定高速測量值的準確性。
文檔編號G01B21/04GK103003661SQ201180020666
公開日2013年3月27日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者J·莫爾 申請人:康寧股份有限公司