[发明专利]膜厚测量装置以及测量方法

权利要求书

1.一种膜厚测量装置，其特征在于，

是测量具有第1面及第2面的膜状的测量对象物的膜厚随时间的变化的膜厚测量装置，

具备：

测量光源，其将至少包含具有第1波长的第1测量光成分及具有与所述第1波长不同的第2波长的第2测量光成分的测量光，供给至所述测量对象物；

分光单元，其对于所述测量光的来自所述测量对象物的所述第1面的反射光、及来自所述第2面的反射光相干涉所形成的干涉光，分解成所述第1波长的第1干涉光成分及所述第2波长的第2干涉光成分；

检测单元，其检测所述第1干涉光成分及所述第2干涉光成分各自在各时点的强度；以及

膜厚解析单元，其基于所述第1干涉光成分的检测强度的时间变化中的第1相位与所述第2干涉光成分的检测强度的时间变化中的第2相位的相位差，求得所述测量对象物的膜厚随时间的变化。

2.如权利要求1所述的膜厚测量装置，其特征在于，

所述测量对象物为基板上的半导体膜，对执行规定的处理过程中的所述半导体膜的膜厚随时间的变化进行测量。

3.如权利要求1或2所述的膜厚测量装置，其特征在于，

所述测量光源被构成为可供给波长相互不同的3成分以上的测量光成分作为所述测量光的成分，所述分光单元及所述检测单元被构成为可变更用于测量膜厚随时间的变化的所述第1波长及所述第2波长。

4.如权利要求3所述的膜厚测量装置，其特征在于，

在对于所述测量对象物测量膜厚减少的时间变化的情况下，以阶段性地扩大2个波长的波长间隔的方式，变更所述第1波长及所述第2波长。

5.如权利要求1～4中的任意一项所述的膜厚测量装置，其特征在于，

所述测量光源为将包含所述第1波长及所述第2波长的波段的白色光作为所述测量光供给的白色光源。

6.如权利要求1～5中的任意一项所述的膜厚测量装置，其特征在于，

所述分光单元具有将所述干涉光分解成各波长的干涉光成分的分光光学系统，

所述检测单元具有排列有检测通过所述分光光学系统分解的各干涉光成分的强度的多个光检测元件的多通道光检测器。

7.一种膜厚测量方法，其特征在于，

是测量具有第1面及第2面的膜状的测量对象物的膜厚随时间的变化的膜厚测量方法，

包含：

测量光供给步骤，将至少包含具有第1波长的第1测量光成分、及具有与所述第1波长不同的第2波长的第2测量光成分的测量光，从测量光源供给至所述测量对象物；

分光步骤，对于所述测量光的来自所述测量对象物的所述第1面的反射光、与来自所述第2面的反射光相干涉所形成的干涉光，分解成所述第1波长的第1干涉光成分、及所述第2波长的第2干涉光成分；

检测步骤，检测所述第1干涉光成分、及所述第2干涉光成分各自在各时点的强度；以及

膜厚解析步骤，基于所述第1干涉光成分的检测强度的时间变化中的第1相位、与所述第2干涉光成分的检测强度的时间变化中的第2相位的相位差，求得所述测量对象物的膜厚随时间的变化。

8.如权利要求7所述的膜厚测量方法，其特征在于，

所述测量对象物为基板上的半导体膜，对执行规定的处理过程中的所述半导体膜的膜厚随时间的变化进行测量。

9.如权利要求7或8所述的膜厚测量方法，其特征在于，

所述测量光源被构成为可供给波长相互不同的3成分以上的测量光成分作为所述测量光的成分，在所述分光步骤及所述检测步骤中，变更用于测量膜厚随时间的变化的所述第1波长及所述第2波长。

10.如权利要求9所述的膜厚测量方法，其特征在于，

在对于所述测量对象物测量膜厚减少的时间变化的情况下，以阶段性地扩大2个波长的波长间隔的方式，变更所述第1波长及所述第2波长。