[发明专利]用于测量膜厚度的方法和设备

权利要求书

1.一种用于测量薄膜厚度的设备，该设备包含：

第一测量设备，运行该设备得到第一厚度测量值，所述第一厚度测量值基于扫描穿过薄膜表面的光线的照明强度；

第二测量设备，该设备包含单点测量装置，运行该装置以得到该薄膜的一个或多个进一步的厚度测量值；以及

计算机系统，运行该计算机系统使用所述该薄膜的一个或多个进一步的厚度测量值来校准所述第一厚度测量值。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一测量设备包含光源和投射光学件、集光光学件以及检测器阵列，运行所述光源和投射光学件以在薄膜表面上产生光线，运行所述集光光学件以接收从薄膜表面反射的光，运行所述检测器阵列以测量薄膜反射光的强度。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述光源还包含激光器。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述投射光学件包含圆柱透镜、旋转扫描仪、偏振器、分光器和/或反射器中的一个或多个。

5.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述检测器阵列包含线扫描相机。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二测量设备选自：光谱反射计、光谱椭圆测量计以及低相干干涉仪。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二测量设备是光谱反射计。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，运行所述计算机系统以处理来自检测器阵列的数据，并使用从单点测量设备得到的校准数据将所述来自检测器阵列的数据转化为厚度值。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，使用来自先前校准的数据和/或来自单点测量设备的同步绝对厚度测量运行所述计算机系统来计算薄膜的厚度。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，运行所述计算机系统以产生薄膜的一个或多个厚度图，并可任选地识别在特定厚度范围外的薄膜的任意区域。

11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，运行所述设备以测量设置在基材上的薄膜的厚度。

12.如权利要求1所述的设备，其特征在于，运行所述设备以测量设置在玻璃或陶瓷基材上的半导体薄膜的厚度。

13.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述薄膜是样品的一部分，所述样品包含选自下组的绝缘体上半导体结构：玻璃上半导体结构（SOG）、绝缘体上硅结构（SOI）以及玻璃上硅结构（SiOG）。

14.一种测量薄膜厚度的方法，该方法包括：

基于投射到薄膜表面上的光线的照明强度，得到第一厚度测量；

使用单点测量法得到一个或多个进一步的厚度测量；以及

使用所述使用单点测量法得到的一个或多个进一步的厚度测量来校准所述第一厚度测量。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述单点测量法选自光谱反射法、光谱椭圆测量法和低相干干涉法。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单点测量法是光谱反射法。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法包括在不同的时间点在薄膜的相同区域中得到所述第一厚度测量以及所述一个或多个进一步的厚度测量。

18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法包括：

处理从检测器阵列接收到的照明数据；以及

使用从单点测量法得到的数据将所述照明数据转化为厚度值。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述处理步骤包括使用来自先前校准的数据和/或一个或多个来自单点测量法的同步绝对厚度测量对薄膜厚度进行计算。

20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法包括：

得到目标膜厚度；以及

选择光的波长和入射角以优化在目标膜厚度附近范围内的膜厚度相关性。

21.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述基于光线的照明强度得到第一厚度测量的步骤包括在单一波长的反射系数测量。

22.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述得到一个或多个进一步的厚度测量的步骤包括用白光照明薄膜的至少一个点，并使用一个或多个选自折射率、吸收性、膜厚度以及基材厚度的合适参数对反射光进行光谱分析。