[发明专利]反射度分布曲线的建模方法及应用该方法的厚度检测方法以及厚度检测反射仪

说明书

技术领域

本发明涉及反射度分布曲线建模方法及应用该方法的厚度检测方法、厚度检测反射仪，特别涉及通过在规定波长带中积分(integration)的方式，改善薄膜层对经过带通的光线的反射度分布曲线建模方法的反射度分布曲线建模方法、应用该方法的厚度检测方法及厚度检测反射仪。

背景技术

在LCD、半导体领域中广泛应用的透明薄膜层在其特性上其厚度分布度对后续工序产生较大的影响。因此在整个产业中需要有一种能够监视薄膜层厚度之系统。在薄膜层厚度检测中，被广泛应用的装置有非接触式检测装置干扰计(Interferometer)和反射仪(Reflectometer)。

现有的反射仪将白光投射到薄膜层后，用分光计分光被薄膜层反射的光线，以获得包含在白色光中的针对各个波长的光线的强度(intensity)。这种强度数据将被应用到薄膜层反射度的计算上，并最终完成用于表示针对波长的反射度变化的反射度分布曲线。

为了确定薄膜层的厚度，当前被广泛应用的是将通过如上方法检测到的反射度分布曲线和通过数学式建模的反射度分布曲线相比较的方法。该方法首先假设有具有不同厚度的多个薄膜层，并针对各薄膜层，利用数学式生成反射度分布曲线。之后在多个反射度分布曲线模型中选择一个同检测到的反射度分布曲线最为相近的反射度分布曲线模型，并将该反射度分布曲线模型所对应的厚度作为薄膜层的厚度。

然而，在光线为经过带通(band pass)后以规定的波长带射入的情况下，实测反射度分布曲线和基于现有的建模方法生成的反射度分布曲线具有相当大的误差，因此互不一致。因此无法通过现有的建模方法确定薄膜层的厚度。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种反射度分布曲线建模方法、应用该方法的厚度检测方法以及厚度检测反射仪。在光线为经过带通(band pass)后以规定的波长带射入的情况下，通过在波长带中积分的方式建模被薄膜层反射的光线的反射度分布曲线，从而以数学方式建模同实测反射度分布曲线基本上接近的反射度分布曲线。

为达到上述目的，本发明的反射度分布曲线建模方法针对规定厚度的薄膜层建模基于光线波长变化的薄膜层的反射度分布，包括：反射度分布曲线制作步骤，制作用于表示基于光线波长变化的所述薄膜层反射度分布的反射度分布曲线；输入强度设定步骤，针对特定波长带通白色光后，在以所述特定波长为中心的规定波长带中制作用于表示光线强度分布的强度分布曲线，并在所述波长带中积分所述强度分布曲线后将其结果设定为所述特定波长的输入强度；输出强度设定步骤，在所述波长带中积分由所述反射度分布曲线和所述强度分布曲线结合而成的复合强度分布曲线，并将其结果设定为所述特定波长的输出强度；积分反射度设定步骤，将把所述特定波长输出强度除以所述特定波长输入强度的商作为针对所述特定波长的所述薄膜层的积分反射度；及积分反射度分布曲线生成步骤，边改变所述特定波长，边重复执行所述输入强度设定步骤、所述输出强度设定步骤及所述积分反射度设定步骤，以生成用于表示基于波长变化的所述积分反射度分布的积分反射度分布曲线。

而且为了达到上述目的，本发明的厚度检测方法应用白色光反射仪检测沉积在衬底层上的薄膜层，包括：建模步骤，假设有具有不同厚度的多个薄膜层试样，并应用上述反射度分布曲线建模方法制备对应每个薄膜层试样的积分反射度分布曲线；获得步骤，向所述薄膜层照射白色光，获得基于光线波长变化的所述薄膜层的实测反射度分布曲线；比较步骤，分别比较多个积分反射度分布曲线和所述实测反射度分布曲线是否基本一致；确定步骤，选择与所述实测反射度分布曲线基本一致的积分反射度分布曲线，并将与所选积分反射度分布曲线对应的厚度确定为所述薄膜层厚度。

而且为了达到上述目的，本发明的厚度检测反射仪包括：光源，用于射出白色光；线性可变滤波器，针对特定波长带通所射入的白色光，使得以所述特定波长为中心的规定波长带的光线通过，所述线性可变滤波器在其长度方向上变更可通过的特定波长；滤波器移送单元，在所述线性可变滤波器的所述长度方向上往复移送所述线性可变滤波器；光学系，向薄膜层照射通过所述线性可变滤波器的光线，并接收被所述薄膜层或衬底层反射的光线，所述衬底层用于支承所述薄膜层；及摄像单元，接收被所述薄膜层或衬底层反射后射入及通过所述光学系的反射光，并将此反射光成像为图像。

本发明的反射度分布曲线建模方法及厚度检测方法，可通过在波长带中积分经过带通的光线的方式，建模被薄膜层反射的光线的反射度分布曲线，从而通过数学方式建模同实测反射度分布曲线基本上接近的反射度分布曲线。