JP2792318B2 - Polarization analysis method and apparatus - Google Patents

Polarization analysis method and apparatus

Info

Publication number
JP2792318B2
JP2792318B2 JP6475692A JP6475692A JP2792318B2 JP 2792318 B2 JP2792318 B2 JP 2792318B2 JP 6475692 A JP6475692 A JP 6475692A JP 6475692 A JP6475692 A JP 6475692A JP 2792318 B2 JP2792318 B2 JP 2792318B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
beam splitter
polarization
optical system
polarized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP6475692A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05264230A (en
Inventor
彰 風間
智之 金子
貴彦 大重
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kokan Ltd filed Critical Nippon Kokan Ltd
Priority to JP6475692A priority Critical patent/JP2792318B2/en
Publication of JPH05264230A publication Critical patent/JPH05264230A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2792318B2 publication Critical patent/JP2792318B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光を入射した被検体
(測定対象)からの反射光の偏光状態の変化を分離して
検出し、その結果にもとづき被検体の光学定数(厚みを
含む)を測定するのに必要なエリプソパラメータを求め
る偏光解析方法及びその装置に関し、詳しくは、被検体
の検査・測定における、ビームスプリッタを含む光学系
の姿勢の決定技術及びその決定結果に基づく姿勢の制御
技術を主眼とする偏光解析方法及びその装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention separates and detects changes in the polarization state of reflected light from an object (measurement object) on which light is incident, and based on the results, optical constants (including thickness) of the object. More specifically, the present invention relates to a polarization analysis method and an apparatus for obtaining an ellipsometric parameter necessary for measuring an optical system, specifically, a technique for determining the attitude of an optical system including a beam splitter in the inspection and measurement of a subject, and an attitude based on the determination result. The present invention relates to a polarization analysis method and a device therefor with a focus on control technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、数1000オングストローム以下
の薄膜の厚さや屈折率を測定するためにエリプソメトリ
法(偏光解析法)を応用した膜厚測定装置として、比較
的古くは例えば特開昭55−26410号公報、近年に
はその改良形でオンラインで測定できるように発展した
ものとして、例えば特開昭62−293104号公報、
特開昭63−36105号公報、特開昭64−2850
9号公報に開示されたものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a film thickness measuring apparatus using an ellipsometry method (ellipsometry) for measuring the thickness and refractive index of a thin film of several thousand angstroms or less, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Japanese Patent No. 26410, which has recently been developed so that it can be measured online in an improved form, is disclosed in, for example, JP-A-62-293104.
JP-A-63-36105, JP-A-64-2850
There is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 9-No.

【0003】以上の諸文献からも明らかなように、光を
被検体に入射して偏光解析を行うことにより、被検体例
えば薄膜の偏光反射率比ρを式(1)によって決定する
ことができる。
[0003] As is clear from the above-mentioned literatures, the polarization reflectance ratio ρ of an object, for example, a thin film, can be determined by equation (1) by causing light to enter the object and performing polarization analysis. .

【0004】[0004]

【数1】 ここでRp は電場ベクトルの入射面に平行な成分(p成
分)の反射率、Rs は電気ベクトルの入射面に垂直な成
分(s成分)の反射率、そして、振幅比tan ψ、位相差
Δより決定されるψ,Δはいわゆるエリプソパラメータ
である。偏光反射率比ρは、被検体表面で入射光が反射
する際の偏光状態の変化を示すもので、表面の薄膜の膜
厚dと一定の関係を有する。従って、偏光解析によりエ
リプソパラメータを求めることで、被検体のキャラクタ
リゼーションを行うことができる。
(Equation 1) Here, R p is the reflectance of the component (p component) parallel to the plane of incidence of the electric field vector, R s is the reflectance of the component (s component) perpendicular to the plane of incidence of the electric vector, and the amplitude ratio tan ψ Ψ and Δ determined by the phase difference Δ are so-called ellipso parameters. The polarization reflectance ratio ρ indicates a change in the state of polarization when incident light is reflected on the surface of the subject, and has a fixed relationship with the thickness d of the thin film on the surface. Therefore, the characterization of the subject can be performed by obtaining the ellipsometric parameters by the ellipsometry.

【0005】このような手法による膜厚測定装置とし
て、例えば特開昭55−26410号公報、特開昭64
−28509号公報で開示されているものがあり、よく
知られているエリプソメトリと呼ばれるものである。前
者は光学系に回転検光子を用いる高速エリプソメータ
(偏光解析装置)に関し、後者は光学系に可動部を含ま
ない高速小型エリプソメータに関する。特に後者のよう
に可動部を除くことによる光学系の簡素化は、装置の信
頼性の向上と小型軽量化に寄与し、測定誤差が減少する
ので測定精度も向上する。しかも、光学演算の簡素化を
可能にするので、測定の高速化、装置の低廉化を可能に
している。この意味から本発明の出願人は、特願平3−
029296号の出願を行い、さらに簡素で小型軽量の
高速エリプソメータを提案している。
As a film thickness measuring apparatus using such a method, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 55-26410 and
Japanese Patent Publication No. -28509 discloses a well-known ellipsometry. The former relates to a high-speed ellipsometer (polarization analyzer) using a rotating analyzer in the optical system, and the latter relates to a high-speed compact ellipsometer in which the optical system does not include a movable part. In particular, the simplification of the optical system by removing the movable portion as in the latter case contributes to the improvement of the reliability and the size and weight of the apparatus, and the measurement accuracy is improved because the measurement error is reduced. In addition, since the optical calculation can be simplified, the measurement can be speeded up and the apparatus can be reduced in cost. In this sense, the applicant of the present invention filed Japanese Patent Application No. Hei.
No. 029296 has been filed, and a simple, small, and lightweight high-speed ellipsometer has been proposed.

【0006】以上のように、エリプソメトリは、物体の
表面で光が反射する際の偏光状態の変化を観測し、物質
自身の光学定数、あるいは物質に付着した薄膜の光学常
数および膜厚を測定する方法ないし装置であって、「光
学装置」の範疇の一部に族するものである。前世紀の末
に始まった技術であるに拘らず、今日になって漸く産業
面で脚光をあびるに至ったのは、上記のようにハイテク
産業のニーズに適応する技術として応用されたからであ
る。この分野のいわゆるハイテク技術に対するエリプソ
メータ以外の光学装置としては、半導体ウエーハの歪付
評価装置(特開昭55−150248号公報)、レーザ
レーダ(特開昭56−120970号公報)、表面検査
装置(特開昭55−113942号公報、同56−85
31号公報)等がある。
As described above, ellipsometry observes the change in the polarization state when light is reflected on the surface of an object, and measures the optical constant of the substance itself, or the optical constant and the film thickness of a thin film attached to the substance. Methods and apparatuses that fall under the category of "optical devices". Despite the technology that began at the end of the last century, it has only recently come to the limelight in the industrial world because it has been applied as a technology that meets the needs of the high-tech industry as described above. Optical devices other than the ellipsometer for the so-called high-tech technology in this field include a semiconductor wafer distortion evaluation device (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-150248), a laser radar (Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-120970), and a surface inspection device ( JP-A Nos. 55-113942 and 56-85
No. 31).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような光学装置の光学系に可動部を含むと否とに拘ら
ず、例えば光学系を含む測定ヘッド部と被検体の載貨ス
テージとの上下移動、光学系全体のアンバランスに対し
ては、測定ヘッドや光学系の微調整は不可欠といってよ
い。このため、光学系内の幾つかの光学素子(検光子、
偏光子、ビームスプリッタ等)に手動式微調整機能が装
着されていたり、測定ヘッドと載貨ステージとの距離調
節機構が設けられている。このような機構は、測定前に
おいて光検出器と光軸との光路の目視による調整や、光
検出器からの信号が処理されて画面に表示された出力値
を見ながらの手作業による調整の際に用いられるが、こ
のような調整は、経験と勘が要求され、時間がかかり、
人によって調整の仕方が異なるため測定上再現性が欠け
るという欠点を有する。又、たとえ理想に近い状態で計
測装置の調整がなされたとしても、測定中においても継
続してその状態を維持できるわけではない。例えば被検
体やその載貨ステージの平坦度が一定でないと、光路に
微妙なずれが生じて最適測定ができなくなる。このよう
な問題は、一つの被検体を連続して多点測定する場合、
特に載貨ステージと測定ヘッドとの相対的位置関係が連
続的に高速移動するような場合に顕著となる。
However, irrespective of whether the optical system of the optical device includes a movable part or not, for example, the vertical movement of the measuring head unit including the optical system and the loading stage of the subject. For the imbalance of the entire optical system, fine adjustment of the measuring head and the optical system is indispensable. For this reason, some optical elements (analyzer,
A manual fine adjustment function is mounted on a polarizer, a beam splitter, or the like, or a distance adjustment mechanism between the measurement head and the loading stage is provided. Such a mechanism is used to adjust the optical path between the photodetector and the optical axis visually before measurement, or to manually adjust while looking at the output value displayed on the screen after the signal from the photodetector is processed. These adjustments require experience and intuition, take time,
There is a drawback that the reproducibility is lacking in measurement because the adjustment method differs depending on the person. Further, even if the measurement device is adjusted in a state close to the ideal, the state cannot be maintained continuously even during the measurement. For example, if the flatness of the subject or its loading stage is not constant, a slight shift occurs in the optical path, making it impossible to perform optimal measurement. Such a problem occurs when one subject is continuously measured at multiple points.
This is particularly noticeable when the relative positional relationship between the loading stage and the measuring head moves continuously at high speed.

【0008】これらの問題を抑制するために、反射光の
受光面積の大きな光検光子を使用することができるが、
その面積にも限界があり、近年の小型軽量化、簡素化の
要請に逆行する結果となる。又、光検出器の前部に集光
レンズを設置して反射光を漏れなく集めて検出器に入射
させることも可能であるが、やはり限界があり、近年の
小型軽量化の要請にも反する。
In order to suppress these problems, an optical analyzer having a large light receiving area for reflected light can be used.
There is a limit in the area, which is a result that goes against recent demands for downsizing and simplification. It is also possible to install a condenser lens at the front of the photodetector and collect the reflected light without leakage, and make the reflected light incident on the detector. .

【0009】一方、たとえば測定誤差が生じても、その
原因が定量できれば、その定量値に応じた補正値を決定
し、計算上測定値に必要な補正係数をかけたり、光学系
や測定ヘッドをリアルタイムで機械的に微調整すること
ができる。この意味から、理想的状態からの光学系の姿
勢の偏倚量の特定は高精度測定上重要な意味を有する。
On the other hand, for example, even if a measurement error occurs, if the cause can be quantified, a correction value corresponding to the quantified value is determined, a necessary correction coefficient is multiplied to the measured value in calculation, or an optical system or a measuring head is used. It can be fine-tuned mechanically in real time. In this sense, the specification of the amount of deviation of the posture of the optical system from the ideal state is important for high-accuracy measurement.

【0010】また、光学系における種々の光学素子にお
いては、光の反射や屈折の際に、望ましくない光の成分
が発生することがある。例えばビームスプリッタに入射
した光が内部から外部に向かって出射する場合には、そ
の出射角によって出射面において透過光成分と反射光成
分に分かれる。後者の反射光成分はビームスプリッタの
他の出射面から外部に出射するが、この予想外の出射光
は検出器の外乱となり、測定の妨げになる。このような
予想外の光成分の発生は、光学系を構成する各光学素子
の加工や配置の工夫によりある程度回避できるが、偏光
解析手法如何によっては、このような工夫にも拘らず、
完全に回避することはできないという問題がある。
Further, in various optical elements in the optical system, an undesired light component may be generated at the time of light reflection or refraction. For example, when light incident on a beam splitter is emitted from the inside to the outside, the light is split into a transmitted light component and a reflected light component on an emission surface depending on the emission angle. The latter reflected light component exits from the other exit surface of the beam splitter, but the unexpected exit light becomes a disturbance of the detector and hinders the measurement. The occurrence of such unexpected light components can be avoided to some extent by modifying the processing and arrangement of each optical element constituting the optical system.However, depending on the polarization analysis method, despite such a modification,
There is a problem that it cannot be completely avoided.

【0011】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、装置を過度に複雑にすることなく
現存する装置要素の特性を有効に利用して、エリプソメ
ータにおける光学系の偏倚量の決定技術、その偏倚量に
基づく偏光解析の最適化技術を確立し、特にリアルタイ
ムで光検知器の反射光の検出を最適化する必要のあるい
わゆるオンライン測定に有利な偏光解析方法及びその装
置を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and effectively utilizes the characteristics of existing device elements without excessively complicating the device, thereby making it possible to shift the optical system in the ellipsometer. A polarization analysis method and apparatus that are advantageous for so-called on-line measurement in which it is necessary to establish a technique for determining the amount and an optimization technique for ellipsometry based on the amount of deviation, and particularly to optimize the detection of reflected light from a photodetector in real time. The purpose is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る偏光解析方
法は、測定対象に入射した光の反射光からビームスプリ
ッタを有する光学系で複数の光成分を抽出する手段と、
抽出された光成分を検出して解析を行ってエリプソパラ
メータを決定する手段と、ビームスプリッタからの漏光
を検出してその位置から光学系の姿勢を制御する手段と
を有するものである。この方法において漏光はビームス
プリッタの出射面においてその内部から外部に向って垂
直に出射するようにしたものであり、また、漏光の位置
情報にもとづいて光成分の検出位置を目標位置に追従さ
せる手段を採用したものであってもよい。そして、エリ
プソパラメータの決定手段は、測定対象に対して偏光し
た光を所定角度で入射させ、この測定対象の反射光から
それぞれ互いに異なる4つの偏光成分を抽出し、この抽
出された4つの偏光成分の光強度のうち3つの光強度に
基づいて算出するものとしてもよい。
According to the present invention, there is provided an ellipsometry comprising: means for extracting a plurality of light components from reflected light of light incident on an object to be measured by an optical system having a beam splitter;
It has means for detecting and analyzing the extracted light components to determine the ellipsometric parameters, and means for detecting light leakage from the beam splitter and controlling the attitude of the optical system from its position. In this method, the light leakage is made to exit perpendicularly from the inside to the outside at the exit surface of the beam splitter, and means for causing the detection position of the light component to follow the target position based on the position information of the light leakage. May be adopted. Then, the means for determining the ellipsometric parameter makes the polarized light incident on the measurement object at a predetermined angle, extracts four different polarization components from the reflected light of the measurement object, and extracts the four polarization components thus extracted. May be calculated based on three light intensities among the above light intensities.

【0013】また、本発明のもう1つの発明に係る偏光
解析手段は、測定対象に対して偏光した光を所定角度で
入射させ、この測定対象の反射光を互いに異なる4つの
偏光成分に光学系を通じて抽出し、この抽出された4つ
の偏光成分のうち3つの偏光成分の光強度に基づいてエ
リプソパラメータを求め、残る1つの偏光成分を検出し
てその位置から前記光学系の姿勢を決定するものであ
る。
Further, the polarization analyzing means according to another aspect of the present invention is characterized in that polarized light is made incident on a measurement object at a predetermined angle, and reflected light of the measurement object is converted into four different polarization components by an optical system. And ellipsometric parameters are obtained based on the light intensities of three of the four polarized light components extracted, and the remaining one polarized light component is detected to determine the attitude of the optical system from its position. It is.

【0014】つぎに、本発明に係る偏光解析装置は、測
定対象に入射光を照射する光源部と、測定対象からの反
射光から複数の光成分を抽出するビームスプリッタを有
する光学系と、この光成分を検出する複数の検出器と、
該複数の検出器からの検出結果を解析してエリプソパラ
メータを決定する計測部と、ビームスプリッタからの漏
光を検出して漏光の位置を決定する漏光位置決定部と、
漏光の位置情報に基づき前記光学系の姿勢を決定する演
算部とを有するものである。ここで、ビームスプリッタ
は、その内部から外部に向って垂直に漏光が出射する出
射面を有するものでもよく、演算部は測定対象と光学系
との相対的位置関係を決定するものであってもよく、光
学系は可動部はなく、かつ光学系と複数の検出器とは予
め規定された位置関係に固定されているものとすること
もでき、また演算部からの出力に基づき、光成分と複数
の検出器との位置関係を相対的に調整する駆動手段を有
するものであってもよい。
Next, an ellipsometer according to the present invention comprises an optical system having a light source for irradiating an object to be measured with incident light, a beam splitter for extracting a plurality of light components from reflected light from the object to be measured, and A plurality of detectors for detecting light components;
A measurement unit that analyzes the detection results from the plurality of detectors to determine the ellipsometric parameter, and a light leakage position determination unit that detects light leakage from the beam splitter and determines the position of light leakage,
A calculating unit for determining the attitude of the optical system based on the leaked light position information. Here, the beam splitter may have an emission surface from which light leaks vertically from inside to outside, and the calculation unit may determine the relative positional relationship between the measurement target and the optical system. Frequently, the optical system does not have a movable part, and the optical system and the plurality of detectors can be fixed in a predetermined positional relationship, and based on the output from the arithmetic unit, It may have a driving means for relatively adjusting the positional relationship with a plurality of detectors.

【0015】さらに、本発明に係る光学装置は、ビーム
スプリッタを有し、このビームスプリッタからの漏光の
位置を検出する手段と、この位置検出手段の出力に基づ
いて光学装置の姿勢を決定する姿勢決定手段とを有する
ものであり、必要とすれば姿勢決定手段の出力に基づい
て、光学装置を目標姿勢に制御する姿勢制御手段を有す
るものであってもよい。そして、このビームスプリッタ
を有する光学装置は、偏光した光を測定対象に所定角度
で入射させる光源部と、前記測定対象にて反射された反
射光を互いに異なる2方向に分岐する無偏光ビームスプ
リッタと、この無偏光ビームスプリッタにて分岐された
各光からそれぞれ異なる2偏光成分を抽出し、最終的に
前記測定対象の反射光から4つの偏光成分を抽出する光
学部材と、この光学部材にて抽出された各偏光成分の光
強度を検出する4個の受光器と、この4個の受光器から
検出された4つの光強度のうち3つの光強度に基づいて
前記反射光における楕円偏光のエリプソパラメータを算
出する演算部とを備えた偏光解析装置であってもよい。
さらに、この偏光解析装置は、その複数の光学部材が無
偏光ビームスプリッタにて分岐された一方の光から基準
方向に対して+90°および0°方向の各偏光成分を抽
出する第1の光学系と、無偏光ビームスプリッタにて分
岐された他方の光から前記基準方向に対して+45°お
よび−45°方向の各偏光成分を抽出する第2の光学系
とで構成されたものでもよく、さらに、測定対象に対す
る入射光路または反射光路に波長板を挿入したものとす
ることも望ましい。
Further, the optical device according to the present invention has a beam splitter, means for detecting the position of light leakage from the beam splitter, and a posture for determining the posture of the optical device based on the output of the position detecting means. Determining means for controlling the optical device to a target attitude based on the output of the attitude determining means, if necessary. The optical device having the beam splitter includes a light source unit that causes polarized light to enter a measurement target at a predetermined angle, and a non-polarization beam splitter that branches reflected light reflected by the measurement target into two different directions. An optical member that extracts two different polarization components from each of the lights split by the non-polarization beam splitter, and finally extracts four polarization components from the reflected light of the measurement target; Four light receivers for detecting the light intensities of the respective polarized components, and an ellipsometric parameter of elliptically polarized light in the reflected light based on three of the four light intensities detected from the four light receivers. And an operation unit for calculating the following.
Further, the polarization analyzer includes a first optical system in which the plurality of optical members extract respective polarization components in + 90 ° and 0 ° directions with respect to a reference direction from one of the lights split by the non-polarization beam splitter. And a second optical system that extracts each polarization component in the + 45 ° and −45 ° directions with respect to the reference direction from the other light split by the non-polarization beam splitter. It is also desirable that a wave plate is inserted in an incident optical path or a reflected optical path with respect to the measurement object.

【0016】そして、上記の偏光解析装置は偏光した光
を測定対象に所定角度で入射させる光源部と、測定対象
にて反射された反射光から互いに異なる4つの偏光成分
を抽出する複合ビームスプリッタと、この複合ビームス
プリッタにて抽出された各偏光成分の光強度を検出する
4個の受光器と、この4個の受光器から検出された4つ
の光強度のうち3つの光強度に基づいて反射光における
楕円偏光のエリプソパラメータを算出する演算部とを備
えたものとするのが望ましく、このうち、前記の複合ビ
ームスプリッタは、測定対象からの反射光から入射面で
反射光と透過光とに分岐させる無偏光ガラスと、一端が
前記無偏光ガラスに固定され、この無偏光ガラスの反射
光から基準方向に対して+90°および0°方向の各偏
光成分を抽出する第1の偏光ビームスプリッタと、前記
無偏光ガラスの前記透過光の出射面に接合され、前記無
偏光ガラスの透過光から基準方向に対して+45°およ
び−45°方向の各偏光成分を抽出する第2の偏光ビー
ムスプリッタとで構成されたものであってもよく、さら
に、測定対象からの反射光を入射面で反射光と透過光と
に分岐させる無偏光ガラスと、一端が前記無偏光ガラス
に固定され、この無偏光ガラスの反射光から基準方向に
対して+45°および−45°方向の各偏光成分を抽出
する第1の偏光ビームスプリッタと、前記無偏光ガラス
の前記透過光の出射面に接合され、前記無偏光ガラスの
透過光から基準方向に対して+90°および0°方向の
各偏光成分を抽出する第2の偏光ビームスプリッタとで
構成されたものとしてもよい。
The above-mentioned ellipsometer comprises a light source unit for causing polarized light to enter a measurement object at a predetermined angle, and a compound beam splitter for extracting four different polarization components from the reflected light reflected by the measurement object. Four light receivers for detecting the light intensity of each polarization component extracted by the composite beam splitter, and reflection based on three of the four light intensities detected from the four light receivers. It is preferable to include a calculation unit that calculates an ellipsometric parameter of elliptically polarized light in the light. Among them, the composite beam splitter converts reflected light from a measurement target into reflected light and transmitted light on an incident surface. A non-polarizing glass to be branched and one end fixed to the non-polarizing glass, and extracting each polarization component in + 90 ° and 0 ° directions with respect to a reference direction from the reflected light of the non-polarizing glass. A polarizing beam splitter, and a polarizing beam splitter that is bonded to the transmitting surface of the non-polarizing glass for transmitting the transmitted light, and extracts, from the transmitted light of the non-polarizing glass, polarized components in + 45 ° and −45 ° directions with respect to a reference direction And a non-polarizing glass that splits the reflected light from the measurement target into reflected light and transmitted light on the incident surface, and one end of the non-polarized glass. A first polarizing beam splitter fixed to extract each polarized component in + 45 ° and −45 ° directions with respect to a reference direction from the reflected light of the non-polarized glass; and a light-emitting surface of the transmitted light of the non-polarized glass. It may be constituted by a second polarizing beam splitter which is joined and extracts each polarization component of + 90 ° and 0 ° with respect to the reference direction from the transmitted light of the non-polarizing glass.

【0017】上述のように、本発明は、光学解析の際に
光学系で不可避的に発生する漏光を積極的に利用するも
のであり、詳しくは光学装置の光学系の構成要素の一つ
であるビームスプリッタからの漏光を光学系の姿勢の検
出に用いる点に特徴を有する。ここで漏光とは、かかる
光学系により反射光から複数の成分が抽出され各検出器
で検出される過程で発生するもので、種々の光学情報を
得るために最小限必要とされる反射光成分以外の反射光
成分の意味である。エリプソメトリーの場合は、エリプ
ソパラメータ決定に寄与しない光成分を意味することに
なろう。
As described above, the present invention positively utilizes light leakage unavoidably generated in an optical system during optical analysis. More specifically, the present invention is one of the components of the optical system of an optical device. It is characterized in that light leaked from a certain beam splitter is used for detecting the attitude of the optical system. Here, the light leakage occurs during a process in which a plurality of components are extracted from the reflected light by such an optical system and detected by each detector, and the reflected light component which is minimum required to obtain various optical information Other reflected light components. In the case of ellipsometry, this would mean a light component that does not contribute to the ellipsometric parameter determination.

【0018】すなわち、光が照射された被検体からの反
射光によるビームスプリッタからの漏光を、その内部か
ら外部に向かって出射面に垂直に出射させることで漏光
が他の検出器に与える影響を無くし、且つ、その漏光を
検出し、その検出位置から光学系の最適姿勢を決定させ
る方法を取っている。又、漏光の位置情報に基づきその
検出位置、つまり反射光成分の検出位置を演算し、その
演算結果に基づき反射光を含む被検体に垂直な平面及び
これに垂直な平面内で、光学系を回転させて、測定中常
に反射光の検出位置を目標位置に追従し維持する方法を
取ることにより、光学系全体の測定ヘッドや光学系の微
調整を自動的に実施できるようにしたものである。
That is, the light leaked from the beam splitter due to the reflected light from the object irradiated with the light is emitted perpendicularly to the emission surface from the inside to the outside, so that the influence of the leaked light on other detectors is reduced. In this method, light leakage is detected, and the optimum posture of the optical system is determined from the detected position. Also, based on the leaked light position information, the detection position, that is, the detection position of the reflected light component is calculated, and based on the calculation result, the optical system is formed in a plane perpendicular to the subject including the reflected light and a plane perpendicular thereto. By rotating, a method of always following and maintaining the detection position of the reflected light at the target position during the measurement is used, so that the fine adjustment of the measuring head and the optical system of the entire optical system can be automatically performed. .

【0019】[0019]

【作用】まず、上記のような構成を有する種々の光学装
置乃至は光学解析方法のうちで、好適な実施例として以
下に挙げる偏光解析方法及びその装置によるエリプソパ
ラメータの測定方法の動作原理を説明する。本発明にお
いては、光源部から偏光した光が所定角度φで測定対象
に入射すると、この測定対象にて反射される反射光は測
定対象の膜厚等で定まる一定形状の楕円偏光を有する。
そして、エリプソパラメータψ,Δは測定対象からの反
射波のP成分とS成分との振幅比tan ψと位相差Δによ
り決定されるので、楕円形状および楕円の基準線からの
傾き度合いから求まる。したがって、楕円を各方向に投
影した最低3つの光強度が得られれば、その楕円は一義
的に定まる。よって例えば図11に示すように、4つの
方向からの投影を求めて、そのなかから1個を破棄して
残りの3つの方向からの投影を得ても、楕円は一義的に
定まる。
First, among various optical devices or optical analysis methods having the above-described configuration, the principle of operation of a polarization analysis method and a method of measuring ellipso parameters using the device will be described as preferred embodiments. I do. In the present invention, when light polarized from the light source unit is incident on the measurement target at a predetermined angle φ, the reflected light reflected by the measurement target has elliptically polarized light having a predetermined shape determined by the thickness of the measurement target.
Since the ellipsometric parameters ψ and Δ are determined by the amplitude ratio tan の between the P component and the S component of the reflected wave from the measurement object and the phase difference Δ, they are determined from the elliptical shape and the degree of inclination of the ellipse from the reference line. Therefore, if at least three light intensities obtained by projecting an ellipse in each direction are obtained, the ellipse is uniquely determined. Therefore, as shown in FIG. 11, for example, even if projections from four directions are obtained, one of them is discarded, and projections from the remaining three directions are obtained, the ellipse is uniquely defined.

【0020】よって、本発明のエリプソパラメータ測定
方法においては、測定対象にて反射された楕円偏光を有
する反射光は、無偏光ビームスプリッタで2方向に分岐
され、分岐された各方向の光からさらにそれぞれ2方向
の偏光成分が抽出される。したがって、最終的にそれぞ
れ偏光方向が異なる4つの偏光成分が得られ、各光強度
に変換される。この4つの光強度は前述した楕円を異な
る方向から投影した値であるので、この4つの光強度の
うちの任意の3つの光強度でもって、エリプソパラメー
タψΔによる振幅比tan ψおよび位相差Δが求まる。な
お、光学系により3つの偏光成分のみを抽出する場合で
あってもエリプソパラメータが求まることは上記説明か
ら明白である。
Therefore, in the ellipsometric parameter measuring method of the present invention, the reflected light having the elliptically polarized light reflected by the object to be measured is split into two directions by the non-polarizing beam splitter, and further separated from the light in each of the split directions. Polarized components in two directions are extracted. Therefore, finally, four polarization components having different polarization directions are obtained and converted into respective light intensities. Since these four light intensities are values obtained by projecting the above-mentioned ellipse from different directions, the amplitude ratio tan に よ る and the phase difference Δ by the ellipsometric parameter ψΔ are obtained by using any three of these four light intensities. I get it. It is clear from the above description that the ellipsometric parameter can be obtained even when only three polarization components are extracted by the optical system.

【0021】さて、上記の4つの偏光成分を抽出する場
合、4つの光強度のうち誤差を含む程度が大きいと見な
すことができる最も値の小さい光強度を破棄して、値が
大きい3つの光強度を用いて算出しているので、算出さ
れたエリプソパラメータψ,Δの精度が向上する。
When the above four polarization components are extracted, the light intensity having the smallest value which can be regarded as having a large degree of error among the four light intensities is discarded, and the three light intensities are increased. Since the calculation is performed using the intensity, the accuracy of the calculated ellipsometric parameters ψ and Δ is improved.

【0022】また、各偏光成分の偏光方向を、測定対象
に対する入射光の入射面を方位0°(P方向)とする基
準方向に対して+90°,0°,+45°および−45
°に設定することによって、前記エリプソパラメータ
ψ,Δの演算が単純化される。
The polarization direction of each polarization component is + 90 °, 0 °, + 45 ° and −45 ° with respect to a reference direction in which the plane of incidence of the incident light with respect to the object to be measured is the azimuth of 0 ° (P direction).
The calculation of the ellipsometric parameters ψ and Δ is simplified by setting to °.

【0023】また、測定対象にて反射された反射光から
一つの光学部品で構成された複合ビームスプリッタでも
ってそれぞれ互いに異なる4つの偏光成分を抽出してい
る。このように、複合ビームスプリッタを用いることに
よって、光学部品点数を低減でき、エリプソメータ全体
を小型,軽量に製造できる。
Further, four different polarization components are extracted from the reflected light reflected by the object to be measured by a composite beam splitter composed of one optical component. As described above, by using the composite beam splitter, the number of optical components can be reduced, and the entire ellipsometer can be manufactured to be small and lightweight.

【0024】また、この複合ビームスプリッタを無偏光
ガラスと、第1、第2の偏光ビームスプリッタとで構成
している。このような構成の複合ビームスプリッタにお
いて、測定対象からの反射光は無偏光ガラスの表面で透
過光と反射光とに分岐される。そして、反射光から第1
の偏光ビームスプリッタにて基準方向に対して+90°
および0°の2つの偏光成分が抽出される。同様に透過
光から第2の偏光ビームスプリッタにて基準方向に対し
て+45°および−45°の2つの偏光成分が抽出され
る。したがって、前記反射光から互いに異なる4つの偏
光成分が抽出される。
This composite beam splitter is composed of non-polarizing glass and first and second polarizing beam splitters. In the composite beam splitter having such a configuration, the reflected light from the measurement target is split into transmitted light and reflected light on the surface of the non-polarizing glass. Then, from the reflected light,
+ 90 ° with respect to the reference direction by the polarizing beam splitter
And two polarization components at 0 ° are extracted. Similarly, two polarized components of + 45 ° and −45 ° with respect to the reference direction are extracted from the transmitted light by the second polarizing beam splitter. Therefore, four different polarization components are extracted from the reflected light.

【0025】さらに、第1の偏光ビームスプリッタにお
いて反射光から+45°及び−45°方向の各偏光成分
を抽出し、第2の偏光ビームスプリッタにおいて透過光
から+90°および0°方向の各偏光成分を抽出するこ
とも可能である。
Further, the first polarization beam splitter extracts each polarization component in the + 45 ° and −45 ° directions from the reflected light, and the second polarization beam splitter extracts each polarization component in the + 90 ° and 0 ° directions from the transmitted light. Can also be extracted.

【0026】つぎに、別の本発明においては、ビームス
プリッタからの漏光を検出して漏光の位置から前記光学
系の姿勢を決定することとしたので、既存の光学系にさ
らに加えて別の光学素子を設ける必要がなく、漏光の位
置検出と光学系の姿勢の決定が必要になるだけである。
装置としては漏光の位置決定部と光学系の姿勢の演算部
が必要になるに止まる。このため、ビームスプリッタを
有する光学系を使用すると偏光解析装置の重装備化を回
避することができる。尚、光学系の姿勢は、被検体と前
記光学系との相対的位置関係として決定される。この場
合、漏光をビームスプリッタの出射面において、その内
部から外部に向かって垂直に出射させるようにすると、
この漏光は透過光成分のみで、新たな漏光の発生を防止
することができる。このため、基本的に強度の小さな漏
光を光学系の姿勢の決定のために有効に用いることがで
き、しかも別の漏光が検出器の外乱となることもない。
Next, in another embodiment of the present invention, the light leakage from the beam splitter is detected and the attitude of the optical system is determined from the position of the light leakage, so that another optical system is added to the existing optical system. There is no need to provide an element, and it is only necessary to detect the position of light leakage and determine the attitude of the optical system.
The device only needs a light leakage position determination unit and a calculation unit for the attitude of the optical system. For this reason, if an optical system having a beam splitter is used, it is possible to avoid the need for a heavy-weighted ellipsometer. The attitude of the optical system is determined as a relative positional relationship between the subject and the optical system. In this case, if the leaked light is emitted vertically from the inside to the outside on the emission surface of the beam splitter,
This light leakage is only a transmitted light component and can prevent new light leakage from occurring. For this reason, basically, light leakage having a small intensity can be effectively used for determining the attitude of the optical system, and another light leakage does not disturb the detector.

【0027】このようにして決定された光学系の姿勢に
基づき、反射光成分の検出を最適化することができる。
この場合、反射光成分の検出位置を目標値にリアルタイ
ムで追従させることができる。具体的には演算された光
学系の姿勢に基づき、光学系を入射光を含む被検体に垂
直な平面及び/又はこれに垂直な平面内で回転させて、
前記反射光成分と前記複数の検出器との位置関係を相対
的に調節することができる。
Based on the attitude of the optical system determined as described above, the detection of the reflected light component can be optimized.
In this case, the detection position of the reflected light component can follow the target value in real time. Specifically, based on the calculated attitude of the optical system, the optical system is rotated in a plane perpendicular to the subject including the incident light and / or in a plane perpendicular thereto,
The positional relationship between the reflected light component and the plurality of detectors can be relatively adjusted.

【0028】光学系が可動部を有さず、且つこの光学系
と前記複数の検出器とは予め規定された位置関係に固定
されている偏光解析装置の場合には、光学系の姿勢は測
定ヘッドの姿勢でもあり、検出器の姿勢でもある。従っ
て、光学系の姿勢に基づき反射光成分の検出を最適化す
ることは、反射光成分の検出位置や光学系と被検体との
位置関係を最適化することに他ならない。このような固
定型の偏光解析技術は、非常に軽量小型であり高精度で
高速のエリプソパラメータの決定を可能にする。従っ
て、この発明に係る光学系の姿勢決定手法をもってすれ
ば、この偏光解析技術の特徴を維持したままで光学系の
姿勢の決定とそれに基づく姿勢の最適制御を可能とす
る。
In the case of an ellipsometer in which the optical system has no movable part and the optical system and the plurality of detectors are fixed in a predetermined positional relationship, the attitude of the optical system is measured. It is the attitude of the head and the attitude of the detector. Therefore, optimizing the detection of the reflected light component based on the attitude of the optical system is nothing less than optimizing the detection position of the reflected light component and the positional relationship between the optical system and the subject. Such fixed ellipsometry techniques are extremely lightweight, compact, and allow for highly accurate and fast ellipsometric parameter determination. Therefore, with the method of determining the attitude of the optical system according to the present invention, the attitude of the optical system can be determined and the attitude can be optimally controlled based on the technique while maintaining the features of the polarization analysis technique.

【0029】[0029]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。 実施例1;本実施例ではビームスプリッタからの漏光を
検出して、この漏光の位置から、光学系の姿勢(光軸の
ずれ)を制御する手段について示す。図1は本発明によ
る偏光解析装置の一実施例の光学系を示す模式構成図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 In this embodiment, means for detecting light leakage from a beam splitter and controlling the attitude (displacement of an optical axis) of an optical system from the position of the light leakage will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical system of one embodiment of a polarization analyzer according to the present invention.

【0030】半導体レーザ光源14から偏光子15を通
して偏光された光t0が試料面13に入射される。な
お、これまで用いた測定対象又は被検体を以下試料面と
いう。試料面13に入射された光t0は試料面13で反
射され、反射光r0となって無偏光ビームスプリッタ6
7に入射する。無偏光ビームスプリッタ67は例えば無
偏光ガラス板で構成されている。反射光r0は、無偏光
ビームスプリッタ67の表面d1で反射光r1と透過光
t1に分岐する。反射光r1については0°の検光子2
1を通して光t3となり、光強度I1として検出器23
aで検出される。一方、透過光t1はビームスプリッタ
67の裏面d2で無偏光ビームスプリッタ67外に透過
して行く光t2と無偏光ビームスプリッタ67内に反射
される光r2に分岐される。透過光t2については検光
子であるウォラストンプリズム22で−45°,+45
°に偏光された光t4,t5となり光強度I2,I3と
して検出器23b,23cで検出される。無偏光ビーム
スプリッタ67内に反射した光r2は出射面d3より無
偏光ビームスプリッタ67外に漏光として透過して行
く。これを漏光mとする。この漏光mを位置検出器24
で検出する。
The light t 0 polarized from the semiconductor laser light source 14 through the polarizer 15 is incident on the sample surface 13. Note that the measurement object or the specimen used so far is hereinafter referred to as a sample surface. The light t0 incident on the sample surface 13 is reflected on the sample surface 13 to become reflected light r0, and the unpolarized beam splitter 6
7 is incident. The non-polarization beam splitter 67 is made of, for example, a non-polarization glass plate. The reflected light r0 is split into a reflected light r1 and a transmitted light t1 at the surface d1 of the non-polarization beam splitter 67. Analyzer 2 at 0 ° for reflected light r1
1 to light t3, and the light intensity I1 of the detector 23
a. On the other hand, the transmitted light t1 is split at the back surface d2 of the beam splitter 67 into a light t2 transmitted outside the non-polarization beam splitter 67 and a light r2 reflected inside the non-polarization beam splitter 67. The transmitted light t2 is −45 ° and +45 by the Wollaston prism 22, which is an analyzer.
The light becomes polarized light t4 and t5, and is detected by the detectors 23b and 23c as light intensities I2 and I3. The light r2 reflected in the non-polarization beam splitter 67 is transmitted from the exit surface d3 to the outside of the non-polarization beam splitter 67 as light leakage. This is referred to as light leakage m. This leaked light m is transmitted to the position detector 24.
To detect.

【0031】さらに、試料面13による反射光t3,t
4,t5が検出器23a,23b,23c各々の中心に
入射するという光学系の最適な状態で、無偏光ビームス
プリッタ67の裏面d2で反射した光r2の進行方向に
垂直と成るように出射面d3を設定する。つまり反射光
r2が出射面d3で透過のみを行い、反射による検出器
への影響を防ぐようにする。そしてその透過光である漏
光mを無偏光ビームスプリッタ67の外に設置した位置
検出器24の中心に入射させる。こうすることによっ
て、試料面13からの反射光が全ての検出器の中心に入
射するという光学系の最適な状態で、位置検出器24の
中心に漏光mを入射させ、かつ余計な漏光を存在させな
いようにできる。
Further, the reflected light t3, t
In an optimal state of the optical system in which the light beams 4 and t5 are incident on the centers of the detectors 23a, 23b and 23c, the light exit surface is perpendicular to the traveling direction of the light r2 reflected by the back surface d2 of the non-polarizing beam splitter 67. Set d3. That is, the reflected light r2 only transmits through the exit surface d3, and the influence of the reflection on the detector is prevented. Then, the transmitted light leak light m is made incident on the center of the position detector 24 installed outside the non-polarizing beam splitter 67. By doing so, in the optimal state of the optical system in which the reflected light from the sample surface 13 is incident on the centers of all the detectors, the leaked light m is made incident on the center of the position detector 24 and there is no extra leaked light. You can prevent it.

【0032】いま、例えば、図2の詳細図のように、漏
光mが無偏光ビームスプリッタ67aの出射面d3から
垂直に出射しない場合も、その状態で光学系が予め最適
に調整されているならば、漏光mの検出位置を常にその
状態に維持することで最適調整状態を維持できる。よっ
て漏光mが無偏光ビームスプリッタ67aの出射面d3
から垂直に出射しない場合も、なんら問題なく発明の範
囲となる。ただし、漏光mが垂直に出射しないことによ
って生じる新たな反射光r3が光強度検出器23a,2
3b,23c、位置検出器24に影響を与えず、漏光m
の光強度が位置検出器24によって検出可能であること
が前提となる。
Now, for example, as shown in the detailed view of FIG. 2, when the light leakage m does not exit perpendicularly from the exit surface d3 of the non-polarizing beam splitter 67a, if the optical system is previously optimally adjusted in that state. For example, the optimum adjustment state can be maintained by always maintaining the detection position of the light leakage m in that state. Therefore, the light leakage m is equal to the emission surface d3 of the non-polarization beam splitter 67a.
Even when the light is not emitted perpendicularly from the light source, the present invention can be applied without any problem. However, new reflected light r3 generated due to the light leakage m not being emitted vertically is emitted by the light intensity detectors 23a and 23a.
3b, 23c and light leak m without affecting the position detector 24.
Is assumed to be detectable by the position detector 24.

【0033】上記の説明ではビームスプリッタとして無
偏光ビームスプリッタと特定したが、位置検出において
は反射光の偏光状態を検出するのではなく単にその位置
情報を検出するのみである。よって、漏光は偏光してい
てもしていなくてもどちらでも良く、本発明に使用する
ビームスプリッタは無偏光ビームスプリッタに限らず、
どのようなビームスプリッタでもよい。
In the above description, the non-polarizing beam splitter is specified as the beam splitter. However, the position detection does not detect the polarization state of the reflected light, but simply detects the position information. Therefore, the light leakage may or may not be polarized, and the beam splitter used in the present invention is not limited to a non-polarization beam splitter,
Any beam splitter may be used.

【0034】また、本発明はビームスプリッタを含むの
であればどのような光学系にも実施可能であるため光学
系としては上記以外にも、異なるタイプの偏光解析装置
(例えば特開昭64−28509号公報)にも適用でき
る。つまりそれは図3の別の実施例7に示すように−4
5°,+45°偏光成分の検光子としてウォラストンプ
リズム22の代わりに無偏光ビームスプリッタ25aを
用い、さらにr1を無偏光ビームスプリッタ25bに入
射させ、各々の光を検光子26a,26b,26cで+
45°,−45°,0°成分に偏光し、集光レンズ7
a,7b,7cでその光を集光して検出器23a,23
b,23cで検出するという光学系でも可能である。さ
らに、図4のようなウォラストンプリズム22,22a
を2つ用いて、検出する光強度が3成分でなく4成分で
あるような、つまり4CH偏光解析装置の光学系もビー
ムスプリッタを含むので、本発明を適用できる。なお、
4CH偏光解析装置については別の実施例で説明する。
The present invention can be applied to any optical system as long as it includes a beam splitter. Therefore, as the optical system, a different type of polarization analyzer (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-28509) may be used. Gazette). That is, as shown in another embodiment 7 of FIG.
A non-polarizing beam splitter 25a is used instead of the Wollaston prism 22 as an analyzer for the 5 ° and + 45 ° polarized components, and further, r1 is made incident on the non-polarizing beam splitter 25b, and each light is analyzed by the analyzers 26a, 26b, and 26c. +
Polarizing light into 45 °, -45 °, and 0 ° components, and condensing lens 7
The light is condensed by the detectors 23a, 23b and 7c.
It is also possible to use an optical system for detecting at b and 23c. Further, the Wollaston prisms 22, 22a as shown in FIG.
Is used, the detected light intensity is four components instead of three components, that is, since the optical system of the 4CH ellipsometer also includes the beam splitter, the present invention can be applied. In addition,
The 4CH ellipsometer will be described in another embodiment.

【0035】次に位置検出手段について述べる。位置検
出器24に用いる検出器としては例えば多分割型フォト
ダイオードと二次元位置検出フォトダイオードPSDと
がある。多分割型フォトダイオードとしては例えば4分
割型フォトダイオードがあり、これはフォトダイオード
を二次元座標上に第1象限から第4象限に対応して4つ
並べたもので、光が照射された面積によって各々の出力
値が異なるようになっている。ただし面積比と出力値が
比例関係をとるため絶対的な位置情報は得られないが、
例えば、中心位置は全ての出力値が同一となる位置であ
る。数学的に第1象限から第4象限に対応した4つのフ
ォトダイオードからの出力値をI1,I2,I3,I4
とし、各々のダイオードの中心が1辺の距離Lが正方形
の頂点に位置するとすれば、中心付近の大まかな位置情
報を得る方法として、例えば(2)及び(3)式のよう
なものが考えられる。
Next, the position detecting means will be described. Detectors used for the position detector 24 include, for example, a multi-division type photodiode and a two-dimensional position detection photodiode PSD. As a multi-segmented photodiode, for example, there is a four-segmented photodiode, in which four photodiodes are arranged on two-dimensional coordinates corresponding to the first to fourth quadrants, and the area irradiated with light is provided. Each output value is different. However, since the area ratio and the output value take a proportional relationship, absolute position information cannot be obtained.
For example, the center position is a position where all output values are the same. Mathematically, the output values from the four photodiodes corresponding to the first to fourth quadrants are represented by I1, I2, I3 and I4.
Assuming that the center of each diode is located at the vertex of a square with a distance L of one side, for example, formulas (2) and (3) are considered as a method of obtaining rough positional information near the center. Can be

【0036】[0036]

【数2】 (Equation 2)

【0037】[0037]

【数3】 ただし、X及びYは4分割型フォトダイオードの中心か
らの変位であり、光強度による信号I1,I2,I3,
I4が微小な場合増幅器を用いて適宜増幅することも可
能である。
(Equation 3) Here, X and Y are displacements from the center of the four-division type photodiode, and the signals I1, I2, I3, and I3 based on the light intensity.
When I4 is very small, it is also possible to appropriately amplify by using an amplifier.

【0038】また二次元位置検出器フォトダイオードP
SDには、例えば両面型、表面型、改良表面型といった
種類があり、何れも4つの電極が付いている。PSDの
お互いに向かい合う2つの電極の組からの光強度、例え
ばX1,X2とY1,Y2を用いて、両面型と表面型は
(4)及び(5)式により、改良表面型は(6)及び
(7)式により、二次元座標例えばX,Yを算出するこ
とができる。
A two-dimensional position detector photodiode P
The SD is classified into, for example, a double-sided type, a surface type, and an improved surface type, each of which has four electrodes. Using the light intensity from two sets of electrodes facing each other of the PSD, for example, X1, X2 and Y1, Y2, the double-sided type and the surface type are obtained by the formulas (4) and (5), and the improved surface type is obtained by the formula (6). And (7), two-dimensional coordinates, for example, X and Y can be calculated.

【0039】[0039]

【数4】 (Equation 4)

【0040】[0040]

【数5】 (Equation 5)

【0041】[0041]

【数6】 (Equation 6)

【0042】[0042]

【数7】 ただしLはお互いに向かい合う2つの電極の距離で、
X,YはPSDの中心からのX方向及びY方向の変位を
示す。また光強度による信号X1,X2,Y1,Y2が
微小な場合増幅器を用いて適宜増幅することも可能であ
る。
(Equation 7) Where L is the distance between two electrodes facing each other,
X and Y indicate displacements in the X and Y directions from the center of the PSD. When the signals X1, X2, Y1, and Y2 based on the light intensity are small, it is possible to appropriately amplify the signals using an amplifier.

【0043】位置検出器24としてPSD素子を使用す
る場合には、検出する光の検出位置と素子の出力信号と
の間に直線性がない場合もあり得る。このような場合に
は、位置信号処理部31a(図9参照)又はパソコンに
おける機能の一つである位置決定部において補正回路を
付加して、上記のような出力信号の非直線性を直線的に
補正した後、事後の信号処理を行うこともできる。
When a PSD element is used as the position detector 24, there may be a case where there is no linearity between the detection position of the light to be detected and the output signal of the element. In such a case, a correction circuit is added in the position signal processing unit 31a (see FIG. 9) or the position determination unit, which is one of the functions of the personal computer, so that the nonlinearity of the output signal as described above is linearly adjusted. After the correction, the subsequent signal processing can be performed.

【0044】図5に装置の全景図的なシステム図を、図
6に装置構成のブロック図を示す。構成要素は位置検出
装置を含んだエリプソメータ本体50、位置情報をパー
ソナルコンピュータに取り込むためのA/D変換器5
1、制御演算処理を行うパーソナルコンピュータ52、
パーソナルコンピュータ52で演算された出力値をアナ
ログ信号に変換するD/A変換器53、偏光解析装置す
なわちエリプソメータ本体50を駆動するためのアクチ
ュエータ部54で構成されている。
FIG. 5 shows a system view of the entire view of the apparatus, and FIG. 6 shows a block diagram of the apparatus configuration. The components are an ellipsometer main body 50 including a position detecting device, an A / D converter 5 for taking in position information into a personal computer.
1. a personal computer 52 that performs control arithmetic processing;
It comprises a D / A converter 53 for converting an output value calculated by a personal computer 52 into an analog signal, and an actuator unit 54 for driving an ellipsometer, that is, an ellipsometer body 50.

【0045】まず、検出器に入射される反射光が常に目
標位置になるように制御する方法を述べる。
First, a method of controlling the reflected light incident on the detector to be always at the target position will be described.

【0046】エリプソメータの位置検出器24からの位
置を適度に増幅し、A/D変換器51を通してパーソナ
ルコンピュータ52にディジタル値として取り込む。こ
こで、この位置信号を位置情報に変換し、予め入力され
た目標値とどれだけ異なるかその偏差をパーソナルコン
ピュータ52で演算し、その演算結果に基づいて、適度
に設定された諸条件で偏差が常に0となるようにディジ
タルPID制御を行いD/A変換器53を用いて出力す
る。その出力値を増幅器で増幅しアクチュエータ部54
を駆動し、エリプソメータ本体50を僅かに移動させ、
検出器に入射される反射光が常に目標位置になるように
フィードバック制御を行う。以上の過程をフローチャー
トにして図7に示す。また、制御方法としてはアナログ
PID制御でも良く、PID制御に限らず偏差を0にす
るような最適制御ならなんでも良い。
The position of the ellipsometer from the position detector 24 is appropriately amplified and taken into a personal computer 52 through an A / D converter 51 as a digital value. Here, the position signal is converted into position information, and the difference between the position signal and the previously input target value is calculated by the personal computer 52. Based on the result of the calculation, the deviation is calculated under appropriately set conditions. Is always set to 0 and digital / PID control is performed, and output using the D / A converter 53. The output value is amplified by an amplifier and the
To slightly move the ellipsometer body 50,
Feedback control is performed so that the reflected light incident on the detector always reaches the target position. FIG. 7 is a flowchart showing the above process. In addition, the control method may be analog PID control, and is not limited to PID control, and may be any suitable control that makes the deviation zero.

【0047】次にエリプソメータ本体50を僅かに移動
させる機構とアクチュエータ部54に付いて詳細に説明
する。図8は装置の姿勢制御手段を示す模式説明図であ
り、(a)は部分断面を含む正面図、(b)は側面図で
ある。図8において、エリプソメータ本体50はa点で
ピン止めをするような方法で半固定する。例えばエリプ
ソメータ本体50のa点より軸55を取り付ける。そし
て固定板56にベアリング57を取り付けここにエリプ
ソメータの軸55を挿入すればよい。こうすることによ
って、エリプソメータ本体50は紙面に平行な平面内で
a点を中心に図中矢印方向に回転運動を行うことができ
る。これと同様なことをエリプソメータを含む固定板5
6に対して行い、エリプソメータ本体50を含む固定板
56が紙面に垂直な平面内で、ある点を中心として回転
運動を行うようにすることができる。このように設定さ
れたエリプソメータ本体50と固定板56にたいしてボ
ールネジ57aを介してサーボモータ58で駆動すれ
ば、増幅器で増幅されたD/A変換器53からの出力で
サーボモータ58を駆動し、その回転運動をボールネジ
57で直線運動に変換しエリプソメータ本体50を紙面
左右方向と紙面垂直方向に運動させることができる。ま
た、エリプソメータ本体50は、例えばスプリング59
などを用いて常にボールネジ57の先端にある程度の荷
重で接するようにしておく。ただし、図では紙面左右方
向駆動用のアクチュエータ部54しか示していない。
Next, the mechanism for slightly moving the ellipsometer main body 50 and the actuator section 54 will be described in detail. FIGS. 8A and 8B are schematic explanatory views showing the attitude control means of the apparatus, wherein FIG. 8A is a front view including a partial cross section, and FIG. 8B is a side view. In FIG. 8, the ellipsometer main body 50 is semi-fixed by a method such as pinning at point a. For example, the shaft 55 is attached from the point a of the ellipsometer main body 50. Then, a bearing 57 is attached to the fixing plate 56, and the shaft 55 of the ellipsometer may be inserted into the bearing 57. By doing so, the ellipsometer main body 50 can perform a rotational movement in the direction indicated by the arrow in the figure around the point a in a plane parallel to the paper surface. The same applies to the fixed plate 5 including the ellipsometer.
6, the fixing plate 56 including the ellipsometer main body 50 can rotate around a certain point in a plane perpendicular to the plane of the drawing. If the ellipsometer body 50 and the fixed plate 56 set in this way are driven by the servomotor 58 via the ball screw 57a, the servomotor 58 is driven by the output from the D / A converter 53 amplified by the amplifier. The rotational movement is converted into a linear movement by the ball screw 57, and the ellipsometer main body 50 can be moved in the horizontal direction on the paper and the vertical direction on the paper. The ellipsometer main body 50 is, for example, a spring 59.
The tip of the ball screw 57 is always brought into contact with a certain load by using a method such as the above. However, in the figure, only the actuator unit 54 for driving in the horizontal direction on the paper is shown.

【0048】以上によって、位置検出器24からの信号
でエリプソメータ本体50が紙面左右方向と垂直方向に
移動し反射光を常に目標位置に設定することが可能とな
る。
As described above, the signal from the position detector 24 causes the main body 50 of the ellipsometer to move in the left-right direction and the vertical direction on the paper, and the reflected light can always be set to the target position.

【0049】実施例2;本実施例では、実施例1のビー
ムスプリッタからの漏光の代りに分離した4つの偏光成
分のうちの3つの漏光成分をエリプソパラメータの測定
に用いるが、残る1つの偏光成分を検出してその位置か
ら光学系の姿勢を制御する手段について示す。図9はそ
の一実施例を示す構成ブロック図である。
Embodiment 2 In this embodiment, three leaked light components among the four polarized light components separated from the beam splitter of the first embodiment are used for the measurement of the ellipsometer parameter, but the remaining one polarized light is used. Means for detecting the component and controlling the attitude of the optical system from the position will be described. FIG. 9 is a configuration block diagram showing one embodiment.

【0050】図において、33は軽金属材料で形成され
たケースに収納されたエリプソメータ本体である。この
本体内には、半導体レーザ光源14と偏光子15とから
なる光源16から出射された直線偏光の入射光15は試
料面13で反射される。この反射光18は無偏光ビーム
スプリッタ19で反射光20aと透過光20bとに分岐
される。偏光ビームスプリッタ21は反射光20aを基
準方向に対して90°,0°方向の各偏光成分に分離し
て各受光器23a,23bへ入射する。一方、偏光ビー
ムスプリッタ22は透過光20bを基準方向に対して+
45°,−45°方向の各偏光成分に分離して、各受光
器23c,23dへ入射する。受光器23b,23c,
23dは各光強度I2,I3,I4を信号処理部31に
送出する。そして本実施例の場合に位置検出用ディテク
タとして採用する受光器23aはその光強度I1を位置
信号処理部31aに送出する。
In the figure, reference numeral 33 denotes an ellipsometer main body housed in a case made of a light metal material. In this main body, linearly polarized incident light 15 emitted from a light source 16 composed of a semiconductor laser light source 14 and a polarizer 15 is reflected on the sample surface 13. This reflected light 18 is split by a non-polarizing beam splitter 19 into a reflected light 20a and a transmitted light 20b. The polarization beam splitter 21 separates the reflected light 20a into polarization components in directions of 90 ° and 0 ° with respect to the reference direction, and enters the light receiving units 23a and 23b. On the other hand, the polarization beam splitter 22 converts the transmitted light 20b into + with respect to the reference direction.
The light is separated into polarized light components in the 45 ° and −45 ° directions, and is incident on the light receivers 23c and 23d. The light receivers 23b, 23c,
23d sends the light intensities I2, I3 and I4 to the signal processing unit 31. Then, in the case of the present embodiment, the light receiver 23a employed as the position detecting detector sends the light intensity I1 to the position signal processing unit 31a.

【0051】このようにして、まず、エリプソメータ本
体33から出力された各光強度I1,I3,I4は信号
処理部31でもってディジタル値に変換された後、演算
部としてのパーソナルコンピュータ32へ入力される。
このパーソナルコンピュータ32は、入力された各光強
度I2,I3,I4を用いて所定の演算を実行して各エ
リプソパラメータψ,Δを算出する。さらに、この算出
された各エリプソパラメータψ,Δを用いて測定対象と
しての被検体13の例えば膜厚dを所定の演算式を用い
て算出する。パーソナルコンピュータ32は、一つの測
定点における膜厚dの算出処理が終了すると、測定対象
が搭載されたXY移動テーブル34を移動させて被検体
13上の次の測定点に対する測定を開始する。なお、エ
リプソパラメータの算出法は実施例3で説明する。また
移動テーブルはXY移動テーブルに限らずrθ移動テー
ブルでも良い。
As described above, first, the light intensities I1, I3, and I4 output from the ellipsometer main body 33 are converted into digital values by the signal processing section 31, and then input to the personal computer 32 as an arithmetic section. You.
The personal computer 32 performs a predetermined calculation using the input light intensities I2, I3, and I4 to calculate the ellipsometric parameters ψ and Δ. Further, using the calculated ellipsometric parameters ψ and Δ, for example, the film thickness d of the subject 13 to be measured is calculated using a predetermined arithmetic expression. When the calculation processing of the film thickness d at one measurement point is completed, the personal computer 32 moves the XY movement table 34 on which the measurement target is mounted, and starts measurement at the next measurement point on the subject 13. The method for calculating the ellipsometric parameters will be described in a third embodiment. The moving table is not limited to the XY moving table but may be an rθ moving table.

【0052】一方、位置信号処理部31aに入力された
光強度I1は本装置の光軸調整用に用いられ、その出力
はパーソナルコンピュータ(以下パソコンと略称する)
32に入力され、パソコン32はアクチュエータ35及
びXY移動テーブル34を作動させることによって光学
系の姿勢制御を行うようになっている。パソコン32に
は本装置の目的に適合するソフトが開発されていて、そ
のうちの1つは前述のエリプソパラメータ演算部が構成
されている。もう1つは、光学系の位置決定部、姿勢演
算部、姿勢調整量決定部及びアクチュエータへの信号出
力部がシステム化されて組込まれている。なお、信号処
理部31、位置信号処理部は1つのユニットとしてボー
ド基板化されている。
On the other hand, the light intensity I1 input to the position signal processing section 31a is used for adjusting the optical axis of the apparatus, and the output thereof is a personal computer (hereinafter abbreviated as a personal computer).
32, the personal computer 32 controls the attitude of the optical system by operating the actuator 35 and the XY movement table 34. Software suitable for the purpose of the present apparatus has been developed for the personal computer 32, and one of them is configured with the above-mentioned ellipso parameter calculation unit. The other systematically incorporates a position determination unit, a posture calculation unit, a posture adjustment amount determination unit, and a signal output unit to an actuator of the optical system. Note that the signal processing unit 31 and the position signal processing unit are formed on a board substrate as one unit.

【0053】以上のような装置構成において、位置決定
のための受光器23aには実施例1で示した位置検出器
24と同じ多分割型フォトダイオードまたは二次元位置
検出フォトダイオードPSDを用いればよい。例えば、
第1〜第4象限に4分割したフォトダイオードを用いた
検出器23aの場合は前記の式(2),(3)を用いて
X,Yを算出して、その位置情報にもとづいて、位置決
定し、この決定値から光学系の姿勢を演算し、目標量と
なる基準姿勢量とのずれ(偏差)を求めて姿勢調整量を
求める。ここで基準姿勢量は予め記憶させておいたもの
であってもよく、キーボード・表示手段36により必要
に応じて随時変更できるようにしてあってもよい。
In the above-described apparatus configuration, the same multi-division type photodiode or two-dimensional position detection photodiode PSD as the position detector 24 shown in the first embodiment may be used as the light receiver 23a for position determination. . For example,
In the case of the detector 23a using a photodiode divided into four in the first to fourth quadrants, X and Y are calculated using the above equations (2) and (3), and the position is calculated based on the position information. The attitude of the optical system is calculated from the determined value, and a deviation (deviation) from a reference attitude amount serving as a target amount is obtained to obtain an attitude adjustment amount. Here, the reference posture amount may be stored in advance, or may be changed as needed by the keyboard / display unit 36 as needed.

【0054】このようにして、光学系により分離した4
つの偏光成分のうちの1つの偏光成分I1を検出器23
aへの出力を位置情報として入力した位置信号処理部3
1aからの出力を位置信号としてマイコン32で演算処
理して姿勢調整量を決定し、その量をアクチュエータ3
5や、必要に応じてXY移動テーブル34の可動調整部
(図示せず)への信号出力を行うことにより、エリプソ
メータ33の位置調整が例えばPID制御によって実施
される。この結果、測定前の光学系の光軸の最適調整が
人間の経験に頼ることなく、自動的に短時間に達成する
ことができ、より再現性のよいエリプソパラメータの測
定が可能となる。
In this way, 4
One polarization component I1 of the two polarization components is detected by the detector 23.
a position signal processing unit 3 which inputs the output to a as position information
The microcomputer 32 calculates the posture adjustment amount by using the output from the microcomputer 1a as a position signal and determines the posture adjustment amount.
By outputting a signal to a movable adjustment section (not shown) of the XY moving table 34 and, if necessary, the position adjustment of the ellipsometer 33 is performed by, for example, PID control. As a result, the optimal adjustment of the optical axis of the optical system before the measurement can be automatically achieved in a short time without relying on human experience, and the ellipsometric parameters with higher reproducibility can be measured.

【0055】実施例3;本実施例では、ビームスプリッ
タからの漏光を利用して、漏光の位置検出手段が適用で
きるビームスプリッタを備えた光学装置のいくつかの基
本構成例をエリプソメータを例としてその光学系態様に
ついて説明する。
Embodiment 3 In this embodiment, some basic configuration examples of an optical device having a beam splitter to which a leaked light position detecting means can be applied by utilizing light leaked from a beam splitter will be described using an ellipsometer as an example. The optical system mode will be described.

【0056】図10は、前記エリプソメータ本体の内部
構成図である。例えば、半導体レーザ光源14から出力
された単一波長を有するレーザ光線は偏光子15で直線
偏光に変換される。したがって、半導体レーザ光源14
および偏光子15は光源部16を構成する。直線偏光に
変換された入射光17は光源部16から試料面13へ角
度φで入射される。そして、被検体(以下試料面とい
う)13で反射された反射光18は試料面13の膜の存
在によって、直線偏光から図11に示した楕円偏光にな
り、無偏光ビームスプリッタ19へ入射される。
FIG. 10 is an internal configuration diagram of the ellipsometer main body. For example, a laser beam having a single wavelength output from the semiconductor laser light source 14 is converted into linearly polarized light by the polarizer 15. Therefore, the semiconductor laser light source 14
The polarizer 15 forms a light source unit 16. The incident light 17 converted into linearly polarized light is incident on the sample surface 13 from the light source unit 16 at an angle φ. Then, the reflected light 18 reflected by the subject (hereinafter referred to as the sample surface) 13 changes from linearly polarized light to elliptically polarized light shown in FIG. 11 due to the presence of the film on the sample surface 13, and is incident on the non-polarized beam splitter 19. .

【0057】無偏光ビームスプリッタ19は例えば無偏
光ガラス板で構成されている。そして、入射された反射
光18は全く偏光されずに楕円偏光状態を保持したまま
二つの光20a,20bに分岐される。反射された反射
光20aは第1の偏光ビームスプリッタ21へ入射す
る。また、透過した透過光20bは第2の偏光ビームス
プリッタ22へ入射する。
The non-polarizing beam splitter 19 is made of, for example, a non-polarizing glass plate. Then, the incident reflected light 18 is split into two lights 20a and 20b while maintaining the elliptically polarized state without being polarized at all. The reflected light 20a is incident on the first polarization beam splitter 21. The transmitted light 20 b that has passed enters the second polarizing beam splitter 22.

【0058】第1,第2の偏光ビームスプリッタ21,
22は同一構成を有しており、例えばグラントムソンプ
リズム、グランテーラープリズム等で構成され、入射し
た楕円偏光を有する光を互に直交する2方向の偏光成分
に分離してそれぞれ透過光と反射光として出力する。な
お、透過光がある角度で2成分に分かれるウォラストン
プリズム等であってもよい。
The first and second polarizing beam splitters 21,
Numeral 22 has the same structure, for example, a Glan-Thompson prism, a Glan-Taylor prism, or the like, which separates incident elliptically polarized light into two orthogonal polarization components and transmits transmitted light and reflected light, respectively. Output as It should be noted that a Wollaston prism or the like that separates transmitted light into two components at an angle may be used.

【0059】そして、第1の光学系としての第1の偏光
ビームスプリッタ21は、この第1の偏光ビームスプリ
ッタ21の透過光21aの偏光方向が試料面13への光
の入射面に平行な方向を方位0°とした前述した基準方
向に対して受光器23a側から見て反時計回りに+90
°になるように位置決めされている。そして、第1の偏
光ビームスプリッタ21から出力された偏光方向が+9
0°の透過光21aは受光器23aへ入射される。ま
た、第1の偏光ビームスプリッタ21から出力された偏
光方向が0°となる反射光21bは受光器23bへ入射
される。
The first polarization beam splitter 21 as the first optical system is arranged such that the direction of polarization of the transmitted light 21 a of the first polarization beam splitter 21 is parallel to the plane of incidence of light on the sample surface 13. Is +90 in the counterclockwise direction as viewed from the light receiver 23a side with respect to the above-described reference direction in which the azimuth is 0 °.
° is positioned. Then, the polarization direction output from the first polarization beam splitter 21 is +9.
The transmitted light 21a at 0 ° is incident on the light receiver 23a. The reflected light 21b having the polarization direction of 0 ° output from the first polarization beam splitter 21 is incident on the light receiver 23b.

【0060】さらに、第2の光学系としての第2の偏光
ビームスプリッタ22は、この第2の偏光ビームスプリ
ッタ22の透過光22aの偏光方向が前記基準方向に対
して+45°になるように位置決めされている。そし
て、第2の偏光ビームスプリッタ22から出力された偏
光方向が+45°の透過光22aは受光器23cへ入射
される。また、第2の偏光ビームスプリッタ22から出
力される偏光方向が−45°となる反射光22bは受光
器23dへ入射される。
Further, the second polarization beam splitter 22 as the second optical system is positioned so that the polarization direction of the transmitted light 22a of the second polarization beam splitter 22 is + 45 ° with respect to the reference direction. Have been. Then, the transmitted light 22a having the polarization direction of + 45 ° output from the second polarization beam splitter 22 is incident on the light receiver 23c. The reflected light 22b output from the second polarizing beam splitter 22 and having a polarization direction of -45 ° is incident on the light receiver 23d.

【0061】したがって、受光器23aに入射される透
過光21aによって反射光18の図11に示す楕円偏光
の縦軸に投影した光強度I1(1チャンネル)が得られ
る。また、受光器23bに入射される反射光21bによ
って楕円偏光の横軸に投影した光強度I2(2チャンネ
ル)が得られる。さらに、受光器23cに入射される透
過光22aによって楕円偏光の横軸に対して+45°傾
斜した線に対して投影した光強度I3(3チャンネル)
が得られる。そして、受光器23dに入射される反射光
22bによって楕円偏光の横軸に対して−45°傾斜し
た線に対して投影した光強度I4(4チャンネル)が得
られる。
Therefore, the light intensity I1 (one channel) of the reflected light 18 projected on the vertical axis of the elliptically polarized light shown in FIG. 11 by the transmitted light 21a incident on the light receiver 23a is obtained. Further, the light intensity I2 (two channels) projected on the horizontal axis of the elliptically polarized light is obtained by the reflected light 21b incident on the light receiver 23b. Further, the light intensity I3 (3 channels) projected on a line inclined by + 45 ° with respect to the horizontal axis of the elliptically polarized light by the transmitted light 22a incident on the light receiver 23c.
Is obtained. Then, the light intensity I4 (4 channels) projected on a line inclined by −45 ° with respect to the horizontal axis of the elliptically polarized light is obtained by the reflected light 22b incident on the light receiver 23d.

【0062】すなわち、試料面13からの反射光18は
それぞれ各光強度I1,I2,I3,I4を有した90
°,0°,+45°,−45°の4つの方向の各偏光成
分に分離される。
That is, the reflected light 18 from the sample surface 13 has the respective light intensities I1, I2, I3 and I4, respectively.
The light is separated into polarization components in four directions of °, 0 °, + 45 °, and -45 °.

【0063】そして、前述したように、これら4つの光
強度I1〜I4のうちの3つの光強度を用いてこの楕円
偏光を特定するエリプソパラメータψ,Δが下記の条件
A〜Dに応じてそれぞれ式(8)〜(11)によって算
出される。
As described above, the ellipsometric parameters ψ and Δ for specifying the elliptically polarized light using the three light intensities of the four light intensities I1 to I4 are respectively set according to the following conditions A to D. It is calculated by the equations (8) to (11).

【0064】条件A…光強度I1が最小の場合(I2,
I3,I4を用いて算出)
Condition A: When light intensity I1 is minimum (I2
(Calculated using I3 and I4)

【0065】[0065]

【数8】 但し、無偏光ビームスプリッタ19の振幅透過率σ3は
固有な値であり、既知の直線偏光または楕円偏光を有す
る試験光をこの無偏光ビームスプリッタ19へ入射し
て、真のエリプソパラメータψ,Δからのずれ量から逆
算して予め求めておく。
(Equation 8) However, the amplitude transmittance σ3 of the non-polarizing beam splitter 19 is a unique value, and test light having a known linearly polarized light or elliptically polarized light is incident on the non-polarizing beam splitter 19, and the true ellipsometric parameters ψ and Δ Is calculated in advance from the amount of deviation.

【0066】条件B…光強度I2が最小の場合(I1,
I3,I4を用いて算出)
Condition B: When light intensity I2 is minimum (I1,
(Calculated using I3 and I4)

【0067】[0067]

【数9】 (Equation 9)

【0068】条件C…光強度I3が最小の場合(I1,
I2,I4を用いて算出)
Condition C: When light intensity I3 is minimum (I1,
(Calculated using I2 and I4)

【0069】[0069]

【数10】 (Equation 10)

【0070】条件D…光強度I4が最小の場合(I1,
I2,I3を用いて算出)
Condition D: When light intensity I4 is minimum (I1,
(Calculated using I2 and I3)

【0071】[0071]

【数11】 [Equation 11]

【0072】ここで、実際の基準的なエリプソメータの
一実施例を示す。図12は図10の実施例光学系を備え
たエリプソメータ全体を示す構成ブロック図である。図
中10は軽金属材料で形成されたケースに収納されたエ
リプソメータ本体である。このエリプソメータ本体10
から出力された各光強度I1,I2,I3,I4はA/
Dコンバータ11でディジタル値に変換された後、演算
部としてのパーソナルコンピュータ12へ入力される。
このパーソナルコンピュータ12は、入力された各光強
度I1,I2,I3,I4のうちの最低値の光強度を破
棄した残りの3つの光強度を用いて前述のようにしてエ
リプソパラメータψ,Δを算出する。さらに、この算出
されたエリプソパラメータψ,Δを用いて測定対象とし
ての試料面13の例えば膜厚dを所定の演算式を用いて
算出する。
An embodiment of an actual reference ellipsometer will now be described. FIG. 12 is a configuration block diagram showing the entire ellipsometer including the optical system of the embodiment shown in FIG. In the figure, reference numeral 10 denotes an ellipsometer main body housed in a case formed of a light metal material. This ellipsometer body 10
The light intensities I1, I2, I3, and I4 output from are represented by A /
After being converted into a digital value by the D converter 11, the digital value is input to a personal computer 12 as an arithmetic unit.
The personal computer 12 uses the remaining three light intensities obtained by discarding the lowest light intensity among the input light intensities I1, I2, I3, and I4 as described above to calculate the ellipsometric parameters ψ and Δ. calculate. Further, using the calculated ellipsometric parameters ψ and Δ, for example, a film thickness d of the sample surface 13 to be measured is calculated using a predetermined arithmetic expression.

【0073】ここで、A/Dコンバータ11は各光強度
I1,I2,I3,I4を時分割して順番にA/D変換
していく。なお、1個の光強度の変換時間は約10μse
c である。したがって、パーソナルコンピュータ12に
おける計算時間も含めて、試料面13上のサンプリング
された1つ測定点のエリプソパラメータψ,Δおよび膜
厚dの測定時間は約100μsec である。なお、各光強
度I1,I2,I3,I4は同時に測定して電圧保持回
路で保持するので、たとえ試料面13が高速で移動した
としても十分対処できる。
Here, the A / D converter 11 time-divisionally converts the light intensities I1, I2, I3, and I4 and sequentially performs A / D conversion. The conversion time of one light intensity is about 10 μse
c. Therefore, including the calculation time in the personal computer 12, the measurement time of the ellipsometric parameters ψ and Δ and the film thickness d at one sampled measurement point on the sample surface 13 is about 100 μsec. Since the light intensities I1, I2, I3, and I4 are simultaneously measured and held by the voltage holding circuit, even if the sample surface 13 moves at a high speed, it is possible to cope with the problem.

【0074】演算部としてのパーソナルコンピュータ1
2は図13の流れ図に従って、エリプソメータ本体10
からA/Dコンバータ11を介して入力されたディジタ
ル値である4個の各光強度I1〜I4から試料面13に
おける膜厚dを算出する。
Personal computer 1 as arithmetic unit
2 is an ellipsometer body 10 according to the flowchart of FIG.
Then, the film thickness d on the sample surface 13 is calculated from the four light intensities I1 to I4, which are digital values input through the A / D converter 11 from.

【0075】すなわち、図13の流れ図が開始される
と、4つの各光強度I1〜I4を読取る。次に、4つの
光強度のうち最小の光強度を破棄する。そして、残り3
つの光強度が上述した条件A〜Dのうちのどの条件に一
致するかを検索する。そして、検索された条件の示す式
を選択して、その式を用いてエリプソパラメータψ,Δ
を算出する。エリプソパラメータψ,Δ,が求まると、
別途計算式を用いて試料面13における膜厚dを算出す
る。
That is, when the flowchart of FIG. 13 is started, four light intensities I1 to I4 are read. Next, the minimum light intensity of the four light intensities is discarded. And the rest 3
A search is made as to which of the conditions A to D the two light intensities match. Then, an expression indicating the searched condition is selected, and the ellipso parameter ψ, Δ
Is calculated. When the ellipsometric parameters ψ, Δ, are obtained,
The film thickness d on the sample surface 13 is calculated using a formula separately.

【0076】このように構成されたエリプソメータであ
れば、測定された4つの光強度I1〜I4のうち誤差を
含む程度が最も大きいと見なされる、最も値の小さい光
強度が破棄される。そして、誤差の程度が小さいと見な
される値が大きい残りの3つの光強度を用いてエリプソ
パラメータψ,Δが算出される。したがって、算出され
たエリプソパラメータψ,Δの精度が向上する。
In the ellipsometer configured as described above, the light intensity having the smallest value, which is considered to have the largest degree of error among the four measured light intensities I1 to I4, is discarded. Then, the ellipsometric parameters ψ and Δ are calculated using the remaining three light intensities having a large value regarded as having a small degree of error. Therefore, the accuracy of the calculated ellipsometric parameters ψ and Δ is improved.

【0077】このように、常時最良の条件の光強度を選
択して計算に使用するので、エリプソパラメータψ,Δ
の計算に予め固定された3個の光強度I1〜I3を用い
ていた図1,図3のような3チャンネル(3CH)のエ
リプソメータに比較して、その測定精度を常に一定レベ
ル以上の高い値に維持できる。すなわち、測定対象や測
定条件に起因する測定精度の変動が少なく、常に安定し
た測定精度を維持できる。
As described above, since the light intensity under the best condition is always selected and used for the calculation, the ellipsometric parameters ψ and Δ
In comparison with a three-channel (3CH) ellipsometer as shown in FIGS. 1 and 3 in which three light intensities I1 to I3 fixed in advance are used for the calculation, the measurement accuracy is always higher than a certain level. Can be maintained. That is, the fluctuation of the measurement accuracy due to the measurement object and the measurement conditions is small, and the stable measurement accuracy can be always maintained.

【0078】図14は種々の膜厚dを有する多数のシリ
コンウェーハーに対して膜厚測定を実施した場合におい
て回転検光子法により算出された位相差Δのエリプソパ
ラメータと実施例装置により算出された位相差Δのエリ
プソパラメータとの関係を示す図である。図14の
(a)が実施例の4CHエリプソメータを用いた実験結
果であり、図14の(b)が3CHのエリプソメータを
用いた実験結果である。
FIG. 14 shows the ellipsometric parameters of the phase difference Δ calculated by the rotation analyzer method and the values calculated by the example apparatus when the film thickness was measured on a large number of silicon wafers having various film thicknesses d. FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a phase difference Δ and an ellipso parameter. FIG. 14A shows an experimental result using the 4CH ellipsometer of the example, and FIG. 14B shows an experimental result using the 3CH ellipsometer.

【0079】図示のように、図14の(b)の3CHエ
リプソメータにおいては、3つの光強度I1〜I3のう
ちの一つの光強度の値が極端に小さくなる位相差Δが0
°および180°近傍において、回転検光子法により算
出された位相差Δとの差が大きくなっている。
As shown in the figure, in the 3CH ellipsometer of FIG. 14B, the phase difference Δ at which one of the three light intensities I1 to I3 becomes extremely small is 0.
In the vicinity of ° and 180 °, the difference from the phase difference Δ calculated by the rotation analyzer method is large.

【0080】これに対して、図14の(a)の4CHエ
リプソメータにおいては、4つの光強度I1〜I4のう
ち値が前述した極端に小さい一つの光強度が除去される
ので、たとえ位相差Δが0°および180°近傍におい
ても、回転検光子法により算出された位相差Δとの誤差
が低減されている。
On the other hand, in the 4CH ellipsometer of FIG. 14A, one of the four light intensities I1 to I4 whose extremely small value described above is removed, so that the phase difference Δ Is near 0 ° and 180 °, the error from the phase difference Δ calculated by the rotation analyzer method is reduced.

【0081】以上、図10の実施例に示したような光学
装置のエリプソメータを例にして、その光学系の基本形
とそれによるエリプソパラメータの算出方法を説明し
た。そこで、図10の実施例装置で示した無偏光ビーム
スプリッタ19の代りに、実施例1の図1中に示した形
状を有する無偏光ビームスプリッタ67及び位置検出器
24とを配設すると、実施例1で示した解析手段と同様
にして、ビームスプリッタからの漏光の位置を検出する
位置検出手段と、この位置検出手段の出力を用いて装置
の姿勢を決定する姿勢決定手段と、この装置を目標姿勢
に制御する姿勢制御手段とを容易に適用し得るようにな
る。
The basic form of the optical system and the method of calculating the ellipsometric parameters by using the ellipsometer of the optical device as shown in the embodiment of FIG. 10 have been described as an example. Therefore, when the non-polarizing beam splitter 67 having the shape shown in FIG. 1 of the first embodiment and the position detector 24 are provided instead of the non-polarizing beam splitter 19 shown in the apparatus of FIG. In the same manner as the analyzing means shown in Example 1, a position detecting means for detecting a position of light leakage from the beam splitter, an attitude determining means for determining an attitude of the apparatus by using an output of the position detecting means, The attitude control means for controlling the target attitude can be easily applied.

【0082】以下、このような姿勢決定手段と姿勢制御
手段の基礎となる漏光の位置決定手段の測定部材となる
ビームスプリッタと位置検出器とを代替して適用可能な
光学装置を主としてエリプソメータを例にとって、いく
つかの異なる構成について図面にしたがってその要点を
説明する。
Hereinafter, an ellipsometer is mainly used as an example of an optical device which can be applied in place of the beam splitter and the position detector serving as measuring members of the position determining means for light leakage, which are the basis of such attitude determining means and attitude controlling means. Therefore, the points of several different configurations will be described with reference to the drawings.

【0083】図15は本発明の他の実施例に係わるエリ
プソメータの概略構成を示す図である。図10と同一部
分には同一符号が付してある。なお、以下の実施例4に
おいて示す装置も同様とする。したがって重複する部分
の説明を省略する。
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of an ellipsometer according to another embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals. The same applies to the apparatus described in the following Example 4. Therefore, the description of the overlapping part will be omitted.

【0084】この実施例においては、無偏光ビームスプ
リッタ19の反射光20aを第1の偏光ビームスプリッ
タ21でもって基準方向に対して+45°および−45
°方向の各偏光成分に分離し、無偏光ビームスプリッタ
19の透過光20bを第2の偏光ビームスプリッタ22
でもって基準方向に対して90°および0°方向の偏光
成分に分離している。そして、この実施例においては、
受光器23c,23dの各光強度がI1,I2となり、
受光器23a,23bの各光強度がI3,I4となる。
このような構成であっても図10と同様に試料面13か
らの反射光18を基準方向に対してそれぞれ45°づつ
ずれた各方向の4つ偏光成分の各光強度I1〜I4が得
られるので、前述した実施例とほぼ同様の効果を得るこ
とができる。そして、漏光の位置を検出するためには、
無偏光ビームスプリッタ19の代りに、図1,図2のそ
れぞれ無偏光ビームスプリッタ67,67aと同一構成
のものを配設すればよい。位置検出器24も同じく配設
する。
In this embodiment, the reflected light 20a of the non-polarizing beam splitter 19 is converted by the first polarizing beam splitter 21 into + 45 ° and −45 ° with respect to the reference direction.
The polarized light component is separated into the polarization components in the ° direction, and the transmitted light 20b of the non-polarization beam splitter 19 is split into the second polarization beam splitter 22.
Thus, the light is separated into polarized light components in directions of 90 ° and 0 ° with respect to the reference direction. And in this embodiment,
The light intensities of the light receivers 23c and 23d become I1 and I2,
The light intensities of the light receivers 23a and 23b are I3 and I4.
Even in such a configuration, the respective light intensities I1 to I4 of the four polarization components in each direction obtained by shifting the reflected light 18 from the sample surface 13 by 45 ° with respect to the reference direction can be obtained as in FIG. Therefore, substantially the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. And in order to detect the position of light leakage,
Instead of the non-polarizing beam splitter 19, one having the same configuration as the non-polarizing beam splitters 67 and 67a in FIGS. 1 and 2 may be provided. The position detector 24 is also provided.

【0085】また、図16に示す実施例においては、図
10のエリプソメータにおける光源部16から試料面1
3に対する入射光17の光路に1/4波長板40が挿入
されている。このように1/4波長板40を挿入するこ
とによって、試料面13に入射する入射光17を直線偏
光から円偏光に変換する事が可能である。したがって、
図10のエリプソメータに比較して膜厚dの測定範囲を
ずらす事が可能である。そして、偏光の位置検出用には
無偏光ビームスプリッタ19の代りに、前記と同様のビ
ームスプリッタ67と位置検出器24を配設する。
In the embodiment shown in FIG. 16, the light source unit 16 in the ellipsometer of FIG.
A quarter-wave plate 40 is inserted in the optical path of the incident light 17 with respect to 3. By inserting the quarter-wave plate 40 in this manner, it is possible to convert the incident light 17 entering the sample surface 13 from linearly polarized light to circularly polarized light. Therefore,
The measurement range of the film thickness d can be shifted as compared with the ellipsometer of FIG. Then, instead of the non-polarizing beam splitter 19, a beam splitter 67 and a position detector 24 similar to those described above are provided for detecting the position of polarized light.

【0086】さらに、図17に示す実施例においては、
無偏光ビームスプリッタ19の反射光20aを異なる方
向の偏光成分に分離する第1の光学系として、第1の無
偏光ビームスプリッタ41とこの第1の無偏光ビームス
プリッタ41の反射光における基準方向に対する90°
方向の偏光成分を取出す検光子43a、および、この第
1の無偏光ビームスプリッタ41の透過光の0°方向の
偏光成分を取出す検光子43bを設けている。
Further, in the embodiment shown in FIG.
As a first optical system that separates the reflected light 20a of the non-polarization beam splitter 19 into polarization components in different directions, a first non-polarization beam splitter 41 and a reference direction of the reflection light of the first non-polarization beam splitter 41 are provided. 90 °
An analyzer 43a for extracting the polarized component in the directional direction and an analyzer 43b for extracting the polarized component in the 0 ° direction of the light transmitted through the first non-polarizing beam splitter 41 are provided.

【0087】さらに、無偏光ビームスプリッタ19の透
過光20bを異なる方向の偏光成分に分離する第2の光
学系として、第2の無偏光ビームスプリッタ42とこの
第2の無偏光ビームスプリッタ42の反射光の+45°
方向の偏光成分を取出す検光子44a、および、この第
2の無偏光ビームスプリッタ42の透過光の−45°方
向の偏光成分を取出す検光子44bを設けている。
Further, as a second optical system for separating the transmitted light 20b of the non-polarization beam splitter 19 into polarization components in different directions, the second non-polarization beam splitter 42 and the reflection of the second non-polarization beam splitter 42 + 45 ° of light
An analyzer 44a for extracting a polarized component in the direction and an analyzer 44b for extracting a polarized component in the −45 ° direction of the light transmitted through the second non-polarizing beam splitter 42 are provided.

【0088】このように偏光ビームスプリッタ21,2
2の代りに無偏光ビームスプリッタと検光子との組合せ
光学系を用いても、各エリプソパラメータΔ,ψの計算
式における若干の修正は必要であるが、図10の実施例
と同じ効果を得ることができる。
As described above, the polarization beam splitters 21 and
Even if a combination optical system of a non-polarizing beam splitter and an analyzer is used instead of 2, some corrections in the formulas for calculating the ellipsometric parameters Δ and ψ are required, but the same effect as in the embodiment of FIG. 10 is obtained. be able to.

【0089】また、図18に示す実施例は図17の実施
例において、第1の無偏光ビームスプリッタ41に対応
する各検光子43a,43bの各偏光方向を+45°,
−45°に設定し、第2の無偏光ビームスプリッタ42
に対応する各検光子44a,44bの各偏光方向を90
°,0°に設定している。このような構成であっても図
17の実施例とほぼ同様の効果を得ることが可能であ
る。
The embodiment shown in FIG. 18 differs from the embodiment shown in FIG. 17 in that the directions of polarization of the analyzers 43a and 43b corresponding to the first non-polarizing beam splitter 41 are + 45 °,
Set to -45 °, the second non-polarizing beam splitter 42
The polarization directions of the analyzers 44a and 44b corresponding to
° and 0 °. Even with such a configuration, it is possible to obtain substantially the same effects as in the embodiment of FIG.

【0090】図19に示す実施例は図17の実施例にお
いて、図16の実施例と同様に、光源部16から試料面
13に対する入射光17の光路に1/4波長板40が挿
入されている。したがって、図16の実施例とほぼ同様
の効果を得ることができる。
The embodiment shown in FIG. 19 differs from the embodiment shown in FIG. 17 in that, similar to the embodiment shown in FIG. 16, a quarter-wave plate 40 is inserted in the optical path of the incident light 17 from the light source section 16 to the sample surface 13. I have. Therefore, substantially the same effects as in the embodiment of FIG. 16 can be obtained.

【0091】上記の図17〜図19の実施例において
も、漏光の位置検出のためには、無偏光ビームスプリッ
タ19、第1の無偏光ビームスプリッタ41、第2の無
偏光ビームスプリッタ42のいずれかの代りに、無偏光
ビームスプリッタ67又は67a及び位置検出器24を
配設すればよい。
17 to 19, any of the non-polarizing beam splitter 19, the first non-polarizing beam splitter 41, and the second non-polarizing beam splitter 42 can be used to detect the position of light leakage. Instead, the non-polarizing beam splitter 67 or 67a and the position detector 24 may be provided.

【0092】また、図20は本発明のさらに別の実施例
に係わるエリプソメータの概略構成を示す模式図であ
る。図10の実施例と同一部分には同一符号が付してあ
る。したがって、重複する部分の詳細説明を省略する。
FIG. 20 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ellipsometer according to still another embodiment of the present invention. The same parts as those in the embodiment of FIG. 10 are denoted by the same reference numerals. Therefore, the detailed description of the overlapping part will be omitted.

【0093】試料面13からの反射光18は無偏光ビー
ムスプリッタ19にて反射光20aと透過光20bに分
岐される。反射光20aは検光子45へ入射される。検
光子45は反射光20aの0°方向の偏光成分を取出し
て受光器23bへ入射させる。受光器23bはその0°
方向の偏光成分の光強度I2を出力する。一方、無偏光
ビームスプリッタ19の透過光20bは無偏光ガラス4
6の入射面に入射される。無偏光ガラス46は例えば三
角形断面を有するプリズムで形成されている。そして、
入射面と反対側の出射面に偏光ビームスプリッタ47の
入射面が接合されている。そして、透過光20bが入射
面に対してブリュースター角度θでもって入射するよう
に、取付角度が設定されている。周知のように、ブリュ
ースター角度θで入射した光は入射面で反射される反射
光46aと内部へ入る透過光46bとに分離される。反
射光46aは入射面(反射面)に平行方向、すなわち基
準方向に対して90°方向に偏光する偏光成分のみとな
る。したがって、反射光46aの光強度I1が受光器2
3aで検出される。
The reflected light 18 from the sample surface 13 is split by the non-polarizing beam splitter 19 into reflected light 20a and transmitted light 20b. The reflected light 20a enters the analyzer 45. The analyzer 45 extracts the polarization component of the reflected light 20a in the direction of 0 ° and makes it incident on the light receiver 23b. The light receiver 23b is at 0 °
The light intensity I2 of the polarization component in the direction is output. On the other hand, the transmitted light 20b of the non-polarizing beam splitter 19 is
6 is incident on the incident surface. The non-polarizing glass 46 is formed of, for example, a prism having a triangular cross section. And
The incident surface of the polarization beam splitter 47 is joined to the exit surface opposite to the entrance surface. The mounting angle is set so that the transmitted light 20b is incident on the incident surface at a Brewster angle θ. As is well known, light incident at a Brewster angle θ is separated into reflected light 46a reflected on the incident surface and transmitted light 46b entering the inside. The reflected light 46a has only a polarization component that is polarized in a direction parallel to the incident surface (reflection surface), that is, in a direction at 90 ° to the reference direction. Therefore, the light intensity I1 of the reflected light 46a is
3a.

【0094】無偏光ガラス46内を透過する楕円偏光状
態を維持した透過光46bは反対側の射出面から偏光ビ
ームスプリッタ47へ入射される。この場合、透過光4
6bの出射面に対する角度が垂直になるように無偏光ガ
ラス46の断面形状が設定されている。偏光ビームスプ
リッタ47は、入射した透過光46bが基準方向に対し
て+45°方向と−45°方向の各偏光成分に分離する
ように光軸回りの角度位置が設定されている。+45°
方向の偏光成分の光強度I3が受光器23cで検出さ
れ、−45°方向の偏光成分の光強度I4が受光器23
dで検出される。
The transmitted light 46b transmitted through the non-polarized glass 46 and maintained in the elliptically polarized state enters the polarization beam splitter 47 from the opposite exit surface. In this case, the transmitted light 4
The cross-sectional shape of the non-polarizing glass 46 is set so that the angle of the non-polarizing glass 46 with respect to the emission surface of the non-polarizing glass 6b is perpendicular. The polarization beam splitter 47 is set at an angular position around the optical axis such that the incident transmitted light 46b is separated into polarization components of + 45 ° direction and −45 ° direction with respect to the reference direction. + 45 °
The light intensity I3 of the polarization component in the direction is detected by the light receiver 23c, and the light intensity I4 of the polarization component in the -45 ° direction is detected by the light receiver 23c.
It is detected at d.

【0095】したがって、楕円偏光を有する試料面13
からの反射光18における90°,0°,+45°,−
45°方向の各偏光成分の各光強度I1〜I4は各受光
器23a〜23dから得られる。よって、光学系が異な
るために各エリプソパラメータΔ,ψの計算式における
若干の修正は必要であるが、図10に示した実施例とほ
ぼ同様の効果を得ることができる。この場合も、漏光検
出用のためのビームスプリッタの代替部材は前述と同様
に無偏光ビームスプリッタ19であり、この代りに無偏
光ビームスプリッタ67又は67aを用いることにより
同様の効果が達成される。
Therefore, the sample surface 13 having elliptically polarized light
90 °, 0 °, + 45 °,-in reflected light 18 from
Each light intensity I1 to I4 of each polarization component in the 45 ° direction is obtained from each of the light receivers 23a to 23d. Therefore, although it is necessary to slightly modify the equations for calculating the ellipsometric parameters Δ and ψ due to different optical systems, it is possible to obtain substantially the same effect as the embodiment shown in FIG. Also in this case, an alternative member of the beam splitter for detecting light leakage is the non-polarization beam splitter 19 as described above, and the same effect can be achieved by using the non-polarization beam splitter 67 or 67a instead.

【0096】実施例4;本実施例では、測定対象からの
反射光をそれぞれ互いに異なる4つの偏光成分に分離
し、この4つの偏光成分の光強度からエリプソパラメー
タを求める光学系を示し、漏光による位置決定手段を付
加するいくつかの構成個所について実施例3と同様にし
て説明する。
Embodiment 4 In this embodiment, there is shown an optical system which separates the reflected light from the object to be measured into four different polarized light components and obtains the ellipsometric parameters from the light intensities of the four polarized light components. Several components to which the position determining means is added will be described in the same manner as in the third embodiment.

【0097】図21は、このような4チャンネル形のエ
リプソメータ本体1の内部構成図である。例えば出力1
0mmWの半導体レーザのレーザ光源75から出力された
単一波長を有するレーザ光線は偏光子76で基準方向に
対して+45°の直線偏光に変換される。したがって、
レーザ光源75および偏光子76は光源部77を構成す
る。直線偏光に変換された入射光78は光源部77から
試料面74へ角度φで入射される。なお、前記基準方向
は入射光78の試料面74に対する入射面を方位0°と
する方向である。
FIG. 21 is an internal configuration diagram of such a four-channel ellipsometer main body 1. As shown in FIG. For example, output 1
A laser beam having a single wavelength output from a laser light source 75 of a semiconductor laser of 0 mmW is converted by a polarizer 76 into linearly polarized light of + 45 ° with respect to a reference direction. Therefore,
The laser light source 75 and the polarizer 76 constitute a light source unit 77. The incident light 78 converted into linearly polarized light is incident on the sample surface 74 from the light source unit 77 at an angle φ. The reference direction is a direction in which the incident surface of the incident light 78 with respect to the sample surface 74 has an azimuth of 0 °.

【0098】そして、試料面74で反射された反射光7
9は試料面74の膜の存在によって、直線偏光から図2
2に示した楕円偏光になり、無偏光ビームスプリッタ8
0へ入射される。無偏光ビームスプリッタ80は例えば
無偏光ガラス板で構成されている。そして、入射された
反射光79は全く偏光されずに楕円偏光状態を保持した
まま二つの光81a,81bに分岐される。反射された
反射光81aは1/4波長板82aを介して第1の偏光
ビームスプリッタ83へ入射する。また、透過した透過
光81bは直接第2の偏光ビームスプリッタ84へ入射
する。
The reflected light 7 reflected on the sample surface 74
FIG. 9 shows that the film on the sample surface 74 is
The beam becomes the elliptically polarized light shown in FIG.
0 is incident. The non-polarization beam splitter 80 is made of, for example, a non-polarization glass plate. Then, the incident reflected light 79 is split into two lights 81a and 81b without being polarized at all and maintaining the elliptically polarized state. The reflected light 81a is incident on the first polarization beam splitter 83 via the quarter-wave plate 82a. Further, the transmitted light 81b that has passed directly enters the second polarization beam splitter 84.

【0099】第1,第2の偏光ビームスプリッタ83,
84は同一構成を有しており、例えばグラントムソンプ
リズム、グランテーラープリズム等で構成され、入射し
た楕円偏光を有する光を互いに直交する2方向の偏光成
分に分離してそれぞれ透過光と反射光として出力する。
なお、透過光がある角度で2成分に分かれるウォラスト
ンプリズム等であってもよい。
The first and second polarization beam splitters 83,
84 has the same configuration, for example, is composed of a Glan-Thompson prism, a Glan-Taylor prism, etc., and separates incident elliptically polarized light into two orthogonal polarization components, which are orthogonal to each other, as transmitted light and reflected light, respectively. Output.
It should be noted that a Wollaston prism or the like that separates transmitted light into two components at an angle may be used.

【0100】そして、第1の偏光ビームスプリッタ83
は、この第1の偏光ビームスプリッタ83の透過光83
aの偏光方向が試料面74への入射光78の入射面を方
位0°とした基準方向に対して+45°になるように位
置決めされている。そして、第1の偏光ビームスプリッ
タ83から出力された偏光方向が+45°の透過光83
aは受光器85aへ入射される。受光器85aは受光し
た偏光成分の光強度I1に対応する信号を出力する、ま
た、第1の偏光ビームスプリッタ83から出力された偏
光方向が必然的に−45°となる反射光83bは受光器
85bへ入射され、光強度I2に変換される。
Then, the first polarization beam splitter 83
Is the transmitted light 83 of the first polarization beam splitter 83
Positioning is such that the polarization direction of a is + 45 ° with respect to a reference direction in which the incident surface of the incident light 78 on the sample surface 74 has an azimuth of 0 °. Then, the transmitted light 83 having the polarization direction of + 45 ° output from the first polarization beam splitter 83 is output.
a is incident on the light receiver 85a. The light receiver 85a outputs a signal corresponding to the light intensity I1 of the received polarization component, and the reflected light 83b output from the first polarization beam splitter 83 and having a polarization direction of -45 ° is necessarily a light receiver. 85b and is converted into light intensity I2.

【0101】さらに、第2の偏光ビームスプリッタ84
は、この第2の偏光ビームスプリッタ84の透過光84
aの偏光方向が前記基準方向に対して+45°になるよ
うに位置決めされている。そして、第2の偏光ビームス
プリッタ84から出力された偏光方向が+45°の透過
光84aは受光器85cへ入射され、光強度I3に変換
される。また、第2の偏光ビームスプリッタ84から出
力される偏光方向が−45°となる反射光84bは受光
器85dへ入射され、光強度I4に変換される。
Further, the second polarization beam splitter 84
Is transmitted light 84 of the second polarizing beam splitter 84.
Positioning is performed such that the polarization direction of a is + 45 ° with respect to the reference direction. Then, the transmitted light 84a having the polarization direction of + 45 ° output from the second polarization beam splitter 84 is incident on the light receiver 85c, and is converted into the light intensity I3. In addition, the reflected light 84b output from the second polarizing beam splitter 84 and having a polarization direction of -45 ° is incident on the light receiver 85d, and is converted into light intensity I4.

【0102】第1の偏光ビームスプリッタ83へ入射さ
れる反射光81aの光路に1/4波長板82aが介挿さ
れているので、第1の偏光ビームスプリッタ83へ入射
される楕円偏光された反射光81aの偏光方向が所定角
度だけ変化する。よって、各受光器85a〜85dへ入
射する偏光成分の値が異なる。
Since the quarter-wave plate 82a is interposed in the optical path of the reflected light 81a entering the first polarization beam splitter 83, the elliptically polarized reflection enters the first polarization beam splitter 83. The polarization direction of the light 81a changes by a predetermined angle. Therefore, the values of the polarization components incident on the respective light receivers 85a to 85d are different.

【0103】そして、これら4つの光強度I1〜I4を
用いて図22の楕円偏光を特定するエリプソパラメータ
ψ,Δが式(12)によって算出される。
Then, using these four light intensities I1 to I4, the ellipsometric parameters ψ and Δ for specifying the elliptically polarized light in FIG. 22 are calculated by equation (12).

【0104】[0104]

【数12】 但し、無偏光ビームスプリッタ80の偏光反射率比σR
および偏光透過率比σT は固有な値であり、既知の直線
偏光または楕円偏光を有する試験光をこの無偏光ビーム
スプリッタ80へ入射して、真のエリプソパラメータ
ψ,Δからのずれ量から逆算して予め求めておく。
(Equation 12) However, the polarization reflectance ratio σ R of the non-polarizing beam splitter 80
And the polarization transmittance ratio σ T is a unique value. A test light having a known linearly polarized light or elliptically polarized light is incident on the non-polarizing beam splitter 80, and is inversely calculated from the deviation from the true ellipsometer parameters ψ and Δ. Beforehand.

【0105】また、位相差Δの計算の際には、下記に示
すσT (I1−I2),σR (I3−I4)の正負の条
件に従って、象限(ゾーン)を判別する。
In calculating the phase difference Δ, a quadrant (zone) is determined according to the following positive and negative conditions of σ T (I1-I2) and σ R (I3-I4).

【0106】すなわち、σT (I1−I2)=A,σR
(I3−I4)=Bとすると下記のようになる。
That is, σ T (I1-I2) = A, σ R
If (I3-I4) = B, the following is obtained.

【0107】 (1)A>0,B>0の場合、 第1象限( 0°<
Δ< 90°) (2)A>0,B<0の場合、 第2象限( 90°<
Δ<180°) (3)A<0,B>0の場合、 第3象限(180°<
Δ<270°) (4)A<0,B<0の場合、 第4象限(270°<
Δ<360°) したがって、算出された位相差Δが第1象限から第4象
限までのどの象限に所属するのかも同時に判断できる。
その結果得られた位相差Δの真の値がΔであるのか、ま
たは(360°−Δ),(90°−Δ),…であるのか
が正確に判断できる。
(1) When A> 0 and B> 0, the first quadrant (0 ° <
Δ <90 °) (2) If A> 0, B <0, the second quadrant (90 ° <
Δ <180 °) (3) If A <0, B> 0, the third quadrant (180 ° <
Δ <270 °) (4) If A <0, B <0, the fourth quadrant (270 ° <
(Δ <360 °) Therefore, it is possible to simultaneously determine which quadrant from the first quadrant to the fourth quadrant the calculated phase difference Δ belongs to.
It can be accurately determined whether the true value of the phase difference Δ obtained as a result is Δ or (360 ° −Δ), (90 ° −Δ),.

【0108】したがって、振幅比tan ψ,および所属象
限を含めた位相差Δのエリプソパラメータが求まると、
所定計算式を用いて試料面74における膜厚dを算出す
る。
Therefore, when the amplitude ratio tan ψ and the ellipso parameter of the phase difference Δ including the belonging quadrant are obtained,
The film thickness d on the sample surface 74 is calculated using a predetermined formula.

【0109】このように構成されたエリプソメータであ
れば、各受光器85a,85b,85c,85dにて同
時刻で検出された4つの各強度I1,I2,I3,I4
からパーソナルコンピュータ3において(12)式を用
いてほぼ瞬時にエリプソパラメータψ,Δが算出される
ので、それに続いて試料面84における膜厚dもほぼ瞬
時に算出される。
With the ellipsometer configured as described above, the four intensities I1, I2, I3, and I4 detected at the same time by the photodetectors 85a, 85b, 85c, and 85d, respectively.
Since the ellipsometric parameters ψ and Δ are calculated almost instantaneously in the personal computer 3 using the equation (12), the film thickness d on the sample surface 84 is also calculated almost instantaneously.

【0110】したがって、測定対象がたとえ高速で移動
していたとしても、指定された測定点における膜厚dが
測定可能となる。したがって、光源部77から入射光7
8を出力させた状態で、測定対象を一定速度で移動させ
ながら、一定周期でもって各光強度I1〜I4を読取っ
てエリプソパラメータψ,Δの算出と膜厚dを算出して
いけば、例えば工場の検査ラインにおいて連続して移動
していく帯状製品の例えば表面の膜厚dを連続してオン
ライン状態で測定できる。
Therefore, even if the object to be measured is moving at a high speed, the film thickness d at the designated measurement point can be measured. Therefore, the incident light 7 from the light source 77
In a state where the object 8 is output, while the measurement object is moved at a constant speed, the light intensities I1 to I4 are read at a constant period to calculate the ellipsometric parameters ψ, Δ and the film thickness d. For example, the film thickness d of the surface of a continuously moving strip-shaped product on an inspection line in a factory can be continuously measured online.

【0111】また、図21に示すように、試料面74の
楕円偏光された反射光を互いに条件が異なる4つの偏光
成分に分離して各偏光成分の光強度を同一タイミングで
読取っているので、従来のエリプソメータのように、異
なる条件の偏光成分を得るために、回転検光子や1/4
波長板の挿脱機構を設ける必要がない。よって、全部の
光学部品を固定部材のみで構成でき、可動部材を使用し
ないので、装置全体を小型軽量に構成できる。したがっ
て、製造現場等の狭い場所にも据付けることが可能とな
り、適用範囲を広げることができる。
Further, as shown in FIG. 21, the elliptically polarized reflected light from the sample surface 74 is separated into four polarization components having different conditions, and the light intensity of each polarization component is read at the same timing. As with a conventional ellipsometer, a rotating analyzer or a 4
There is no need to provide a wave plate insertion / removal mechanism. Therefore, all the optical components can be configured only with the fixed member, and the movable device is not used, so that the entire apparatus can be configured to be small and lightweight. Therefore, it can be installed in a narrow place such as a manufacturing site, and the applicable range can be expanded.

【0112】さらに、位相差Δは、その値の範囲に係わ
らずこの位相差Δを精度よく求めることができる。例え
ば、従来装置において試料面74に対する入射光が直線
偏光の場合においてはΔが90°や270°近傍の値に
おける測定精度は他の場所に比較して非常に悪いが、本
発明のエリプソメータにおいては、たとえΔが90°や
270°近傍の値であっても精度よく測定できる。
Further, the phase difference Δ can be obtained with high accuracy regardless of the range of the value. For example, when the incident light on the sample surface 74 is linearly polarized light in the conventional apparatus, the measurement accuracy at a value of Δ in the vicinity of 90 ° or 270 ° is very poor as compared with other places, but in the ellipsometer of the present invention, Even if Δ is a value near 90 ° or 270 °, accurate measurement can be performed.

【0113】例えば、図21に示すエリプソメータにお
いて、種々の既知の膜厚dを有する試料面74に対して
入射光78を入射させて、種々の形状の楕円偏光を有す
る反射光79を作成して、各楕円偏光のエリプソパラメ
ータを測定した。その結果、0°から360°までの各
位相差Δに対して、絶対誤差を最大1.5%でかつ平均
1.0%に抑制できた。また、振幅比率tan ψの測定誤
差は約5%であった。
For example, in the ellipsometer shown in FIG. 21, incident light 78 is made incident on a sample surface 74 having various known film thicknesses d to produce reflected light 79 having various shapes of elliptically polarized light. The ellipsometric parameters of each elliptically polarized light were measured. As a result, for each phase difference Δ from 0 ° to 360 °, the absolute error could be suppressed to a maximum of 1.5% and an average of 1.0%. The measurement error of the amplitude ratio tan ψ was about 5%.

【0114】図23は本発明の他の実施例に係わるエリ
プソメータの概略構成を示す図である。図1と同一部分
には同一符号が付してある。実施例4中の以下の実施例
においても同様である。したがって重複する部分の説明
を省略する。この実施例においては、1/4波長板82
bを第2の偏光ビームスプリッタ84へ入射される無偏
光ビームスプリッタ80からの透過光81bの光路に介
挿されている。そして、図21における1/4波長板8
2aを除去している。
FIG. 23 is a diagram showing a schematic configuration of an ellipsometer according to another embodiment of the present invention. 1 are given the same reference numerals. The same applies to the following embodiments in the fourth embodiment. Therefore, the description of the overlapping part will be omitted. In this embodiment, the 波長 wavelength plate 82
b is inserted into the optical path of the transmitted light 81b from the non-polarizing beam splitter 80 that enters the second polarizing beam splitter 84. Then, the 波長 wavelength plate 8 in FIG.
2a has been removed.

【0115】このように構成されたエリプソメータにお
いては、第2の偏光ビームスプリッタ84へ入射される
透過光81bの偏光方向が変化するので、結果的に各受
光器85a〜85dにそれぞれ異なる偏光成分が入射さ
れる。よって、図21の実施例と同様な動作を得ること
ができる。
In the ellipsometer configured as described above, the polarization direction of the transmitted light 81b incident on the second polarization beam splitter 84 changes, and as a result, different polarization components are respectively applied to the light receivers 85a to 85d. Incident. Therefore, the same operation as the embodiment of FIG. 21 can be obtained.

【0116】また、図24に示すエリプソメータにおい
ては、第1の偏光ビームスプリッタ83に入射する光路
に図21と同じ1/4波長板82aが挿入され、第2の
偏光ビームスプリッタ84に入射する光路1/2波長板
99bが挿入されている。このような構成であっても、
各偏光ビームスプリッタ83,84へ入射される各楕円
偏光された光の偏光方向に所定の差が生じるので、各受
光器85a〜85dにそれぞれ異なる各偏光成分が入射
される。したがって、先の実施例とほぼ同様の効果を得
ることができる。また、無偏光ビームスプリッタ80か
ら出力される反射光81aと透過光81bとを1/4波
長板に相当する分だけ等しく偏光方向を移動できるの
で、膜厚dの測定範囲をずらせることが可能である。
In the ellipsometer shown in FIG. 24, the same quarter-wave plate 82a as in FIG. 21 is inserted into the optical path incident on the first polarizing beam splitter 83, and the optical path incident on the second polarizing beam splitter 84 is changed. The half-wave plate 99b is inserted. Even with such a configuration,
Since a predetermined difference occurs in the polarization direction of each of the elliptically polarized light incident on each of the polarization beam splitters 83 and 84, different polarization components are incident on the respective light receivers 85a to 85d. Therefore, substantially the same effects as in the previous embodiment can be obtained. In addition, since the reflected light 81a and the transmitted light 81b output from the non-polarized beam splitter 80 can be moved in the same polarization direction by an amount corresponding to a quarter-wave plate, the measurement range of the film thickness d can be shifted. It is.

【0117】また、図25,図26,図27は、それぞ
れ図21,図23,図24に示す各エリプソメータにお
ける試料面74に対する入射光78および反射光79の
光路にそれぞれ1/4波長板82c,82d、または1
/2波長板99c,99dを挿入した実施例である。こ
のように、試料面74の入射路および反射路に波長版を
挿入することによって、入射光8のP偏光、S偏光の位
相差を任意に変更することが可能である。
FIGS. 25, 26, and 27 show a quarter-wave plate 82c on the optical path of incident light 78 and reflected light 79 on the sample surface 74 in each of the ellipsometers shown in FIGS. 21, 23, and 24, respectively. , 82d, or 1
This is an embodiment in which the half-wave plates 99c and 99d are inserted. As described above, by inserting the wavelength plate into the entrance path and the reflection path of the sample surface 74, the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light of the incident light 8 can be arbitrarily changed.

【0118】図28においては、無偏光ビームスプリッ
タ80の反射光81aおよび透過光81bにおけるそれ
ぞれ異なる変更成分を取出す2組の光学系として無偏光
ビームスプリッタと検光子とを用いている。
In FIG. 28, a non-polarizing beam splitter and an analyzer are used as two sets of optical systems for extracting different changed components of the reflected light 81a and the transmitted light 81b of the non-polarizing beam splitter 80, respectively.

【0119】すなわち、反射光81aが1/4波長板8
2aを介して入射される第1の無偏光ビームスプリッタ
100と、この第1の無偏光ビームスプリッタ100の
反射光の+45°方向の偏光成分を取出す検光子102
a、および、この第1の無偏光ビームスプリッタ100
の透過光の−45°方向の偏光成分を取出す検光子10
2bを設けている。
That is, the reflected light 81a is
A first non-polarizing beam splitter 100 incident through the second non-polarizing beam splitter 2a, and an analyzer 102 for extracting a + 45 ° polarization component of the reflected light from the first non-polarizing beam splitter 100
a and the first non-polarizing beam splitter 100
Analyzer 10 for extracting the polarized light component of the transmitted light in the -45 direction.
2b is provided.

【0120】また、透過光81bが直接入射される第2
の無偏光ビームスプリッタ101と、の第2の無偏光ビ
ームスプリッタ101の反射光の+45°方向の偏光成
分を取出す検光子103a、および、この第2の無偏光
ビームスプリッタ101の透過光の−45°方向の偏光
成分を取出す検光子103bを設けている。
Further, the second light, on which the transmitted light 81b is directly incident,
The non-polarizing beam splitter 101, the analyzer 103a that extracts the + 45 ° polarization component of the reflected light of the second non-polarizing beam splitter 101, and the −45 of the transmitted light of the second non-polarizing beam splitter 101 An analyzer 103b for extracting a polarization component in the ° direction is provided.

【0121】このように偏光ビームスプリッタの代りに
無偏光ビームスプリッタと検光子との組合わせ光学系を
用いても、図21の実施例と同じ効果を得ることができ
る。
As described above, the same effect as that of the embodiment shown in FIG. 21 can be obtained by using the combination optical system of the non-polarization beam splitter and the analyzer instead of the polarization beam splitter.

【0122】図29,図30,図31,図32,図33
に示す各エリプソメータは、図23,図24,図25,
図26,図27に記載した各実施例のエリプソメータに
おける各偏光ビームスプリッタ83,84を図28の実
施例で説明した各無偏光ビームスプリッタ100,10
1および各検光子102a,102b,102a,10
3bに置換られている。したがって、図23〜図27の
実施例とほぼ同じ効果を得ることが可能である。
FIGS. 29, 30, 31, 32, and 33
The ellipsometers shown in FIGS. 23, 24, 25,
Each of the polarization beam splitters 83 and 84 in the ellipsometer of each embodiment described in FIGS. 26 and 27 is replaced with each of the non-polarization beam splitters 100 and 10 described in the embodiment of FIG.
1 and each analyzer 102a, 102b, 102a, 10
3b. Therefore, it is possible to obtain substantially the same effect as the embodiment of FIGS.

【0123】図34は本発明のさらに別の実施例に係わ
るエリプソメータの概略構成を示す模式図である。この
実施例においては、第1の偏光ビームスプリッタ106
から出力される透過光106aの偏光方向が前述した基
準方向に対して−45°方向に向くように、この第1の
偏光ビームスプリッタ106の姿勢が固定されている。
そして、第2の偏光ビームスプリッタ107から出力さ
れる透過光107aの偏光方向が前記基準方向に対して
0°に向くように、この第2の偏光ビームスプリッタ1
07の姿勢が固定されている。したがって、自然的に、
第1の偏光ビームスプリッタ106の反射光106bの
偏光方向が+45°方向を向き、第2の偏光ビームスプ
リッタ107の反射光107bの偏光方向が90°方向
を向く。よって、各受光器85a,85b,85c,8
5dに入射される光の偏光方向は−45°,+45°,
0°,90°方向を向く。
FIG. 34 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an ellipsometer according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the first polarization beam splitter 106
The orientation of the first polarization beam splitter 106 is fixed so that the polarization direction of the transmitted light 106a output from the first polarization direction is oriented at −45 ° with respect to the above-described reference direction.
Then, the second polarization beam splitter 1 is arranged such that the polarization direction of the transmitted light 107a output from the second polarization beam splitter 107 is oriented at 0 ° with respect to the reference direction.
07 is fixed. So naturally,
The polarization direction of the reflected light 106b of the first polarization beam splitter 106 is oriented in the + 45 ° direction, and the polarization direction of the reflected light 107b of the second polarization beam splitter 107 is oriented in the 90 ° direction. Therefore, each of the light receivers 85a, 85b, 85c, 8
The polarization direction of the light incident on 5d is −45 °, + 45 °,
It faces 0 ° and 90 °.

【0124】したがって、各受光器85a〜85dから
得られる各光強度I1〜I4を用いてエリプソメータ
ψ,Δが算出される。よって、図21の実施例とほぼ同
様の効果を得ることができる。
Therefore, the ellipsometers ψ and Δ are calculated using the light intensities I1 to I4 obtained from the light receivers 85a to 85d. Therefore, substantially the same effects as those of the embodiment of FIG. 21 can be obtained.

【0125】図35,図36,図37,図38,図39
に示す各エリプソメータは、図23,図24,図25,
図26、図27に記載した各実施例のエリプソメータに
おける各偏光ビームスプリッタ83,84の姿勢角度を
図34に示すように、基準方向に対して偏光方向−45
°,+45°,0°,90°方向に向くように設定され
ている。したがって、図23〜図27の実施例とほぼ同
じ効果を得ることが可能である。
FIGS. 35, 36, 37, 38, and 39
The ellipsometers shown in FIGS. 23, 24, 25,
As shown in FIG. 34, the attitude angle of each of the polarization beam splitters 83 and 84 in the ellipsometer of each embodiment shown in FIGS. 26 and 27 is -45 with respect to the reference direction.
°, + 45 °, 0 °, and 90 °. Therefore, it is possible to obtain substantially the same effect as the embodiment of FIGS.

【0126】そして、以上の図22を除く図21〜図3
9の光学系において、無偏光ビームスプリッタ80、第
1の無偏光ビームスプリッタ100、第2の無偏光ビー
ムスプリッタ101のいずれかの代りに、図1又は図2
の無偏光ビームスプリッタ67又はその相当品を配設
し、位置検出器24を付設すれば、光学系に設けられて
いるビームスプリッタからの漏光を利用して、その位置
決定を行い、実施例1〜3と同様に姿勢制御手段に適用
することができる。
FIGS. 21 to 3 except for the above described FIG.
In the optical system of No. 9, instead of any one of the non-polarization beam splitter 80, the first non-polarization beam splitter 100, and the second non-polarization beam splitter 101, the optical system shown in FIG.
If the non-polarizing beam splitter 67 or its equivalent is disposed and the position detector 24 is provided, the position of the non-polarizing beam splitter 67 is determined using the light leaked from the beam splitter provided in the optical system, and the first embodiment is performed. 3 can be applied to the attitude control means.

【0127】実施例5;本実施例においては、上記以外
の他の実施例光学系であって、その光学系の中で用いら
れている無偏光ビームスプリッタの代りに、実施例1〜
4で用いた本発明による漏光の位置測定可能なビームス
プリッタが適用できる光学系を例示する。これらはいず
れも本願出願人と同一出願人による公開特許公報に係る
ものであるので、図面を提示するに止め、詳しい説明は
省略する。
Fifth Embodiment In this embodiment, the optical system according to the other embodiment is the same as that of the first to third embodiments except that the non-polarizing beam splitter used in the optical system is replaced with the first embodiment.
4 illustrates an optical system to which the beam splitter capable of measuring the position of light leakage according to the present invention used in No. 4 can be applied. Since these are all related to the published patent publications by the same applicant as the present applicant, only the drawings are presented, and the detailed description is omitted.

【0128】図40,図41は特開昭64−28509
号公報のそれぞれ第1図,第3図に示された膜厚測定装
置の光学系である。また、図42,図43は特開昭62
−293104号公報のそれぞれ図1,図3に示された
膜厚測定装置の光学系である。さらに、図44は特開昭
63−36105号公報の図1に示されている膜厚測定
装置の光学系である。図40,図41の中で示されてい
る13a〜13dのオプチカルフラット(ビームスプリ
ッタ部)、図42,図43の中で示されている13a〜
13cのオプチカルフラット及び図44の中で示されて
いる29a〜29cのオプチカルフラットのいずれかの
オプチカルフラットの代りに位置検出器24を備えた図
1又は図2の無偏光ビームスプリッタ67又はその同等
機能品を配設すれば、実施例1〜4と同様に光学系のビ
ームスプリッタからの漏光を利用して、光学系の位置決
定手段としての適用が可能となる。
FIGS. 40 and 41 show Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-28509.
FIG. 1 shows an optical system of a film thickness measuring apparatus shown in FIGS. 42 and FIG.
FIG. 1 is an optical system of a film thickness measuring apparatus shown in FIGS. FIG. 44 shows an optical system of the film thickness measuring apparatus shown in FIG. 1 of JP-A-63-36105. Optical flats (beam splitter sections) 13a to 13d shown in FIGS. 40 and 41, and 13a to 13d shown in FIGS. 42 and 43.
The optical non-polarizing beam splitter 67 of FIG. 1 or FIG. 2 or its equivalent with the position detector 24 in place of the optical flat of 13c and any of the optical flats of 29a to 29c shown in FIG. If a functional product is provided, light leakage from the beam splitter of the optical system can be used as in the first to fourth embodiments, and application as position determining means of the optical system is possible.

【0129】[0129]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、測定対象
に入射させた光の反射光を光学系(光学装置)のビーム
スプリッタで複数の光路の光成分に分離し、この分離光
成分を検出・解析してエリプソパラメータを決定する手
段と、ビームスプリッタからの漏光を検出してこの漏光
の位置を決定し、これに基づいて光学系の姿勢を制御す
る手段とを有するようにし、場合によっては、ビームス
プリッタからの漏光を用いる代りに、反射光を例えば互
いに異なる4つの偏光成分に分離し、4つの偏光成分の
うち強度の大きい3つの光成分に基づいてエリプソパラ
メータを算出し、残りの1つの光成分を検出してその位
置から光学系の姿勢を制御するようにもしたので、この
漏光又は1つの偏光成分によりその位置決定を行い、そ
の結果から光学系の姿勢制御が自動的に実施できるよう
になった。このようにして偏光解析装置としての光学系
の最適状態への自動調整が可能となり、エリプソパラメ
ータやそれを基礎として使用する測定対象の所要項目の
測定精度の向上と、光学軸の調整に手間を要した従来の
解析手段と比較すれば、測定時間の大幅な短縮化とへ寄
与する効果が大きい。
As described above, according to the present invention, the reflected light of light incident on the object to be measured is separated into light components of a plurality of optical paths by a beam splitter of an optical system (optical device). Means for detecting and analyzing the ellipsometric parameters and determining the position of the light leakage by detecting light leakage from the beam splitter, and controlling the attitude of the optical system based on this, In some cases, instead of using the leaked light from the beam splitter, the reflected light is separated into, for example, four different polarization components, and the ellipso parameter is calculated based on the three light components having the highest intensity among the four polarization components. Since the position of the optical system is controlled from the position by detecting one light component of the optical system, the position of the optical system is determined by this light leakage or one polarization component. Attitude control can now be carried out automatically. In this way, it is possible to automatically adjust the optical system as an ellipsometer to the optimal state, improve the measurement accuracy of ellipso parameters and required items to be measured based on them, and save time and effort in adjusting the optical axis. Compared with the required conventional analysis means, the effect of contributing to significantly shortening the measurement time is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の光学系を示す模式構成図で
ある。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical system according to an embodiment of the present invention.

【図2】漏光が垂直に出射しない無偏光ビームスプリッ
タの詳細図である。
FIG. 2 is a detailed view of a non-polarization beam splitter in which light leakage does not exit vertically.

【図3】本発明の別の光学系実施例(3CH)を示す模
式構成図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing another optical system embodiment (3CH) of the present invention.

【図4】本発明の別の光学系実施例(4CH)を示す模
式構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another optical system embodiment (4CH) of the present invention.

【図5】本発明装置の全景図的システム構成図である。FIG. 5 is an overall view system configuration diagram of the apparatus of the present invention.

【図6】本発明の装置構成のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of an apparatus configuration of the present invention.

【図7】本発明の偏光解析方法のフローチャート図であ
る。
FIG. 7 is a flowchart of the polarization analysis method of the present invention.

【図8】本発明のエリプソメータの姿勢制御手段を示す
模式説明図であり、(a)は正面図、(b)は側面図で
ある。
FIGS. 8A and 8B are schematic explanatory views showing attitude control means of the ellipsometer of the present invention, wherein FIG. 8A is a front view and FIG. 8B is a side view.

【図9】本発明の他の実施例を示す構成ブロック図であ
る。
FIG. 9 is a configuration block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図10】本発明のさらに他の実施例光学系を示す模式
構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an optical system according to still another embodiment of the present invention.

【図11】入射の直線偏光が試料面で反射した楕円偏光
の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of elliptically polarized light in which incident linearly polarized light is reflected on a sample surface.

【図12】図10の実施例光学系を備えたエリプソメー
タ全体を示す構成ブロック図である。
12 is a block diagram showing a configuration of an entire ellipsometer including the optical system of the embodiment shown in FIG. 10;

【図13】パーソナルコンピュータによる本発明の偏光
解析方法のフローチャート図である。
FIG. 13 is a flowchart of the polarization analysis method of the present invention using a personal computer.

【図14】膜厚測定に際して回転検光子法により算出し
た位相差Δのエリプラパラメータと実施例装置により算
出した位相差Δのエリプソパラメータとの関係を示す図
である。(a)は4CH,(b)は3CHの場合に対応
する実測値である。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between an elliptical parameter of a phase difference Δ calculated by a rotation analyzer method at the time of film thickness measurement and an ellipso parameter of a phase difference Δ calculated by an example apparatus. (A) is the measured value corresponding to the case of 4CH and (b) is the measured value corresponding to the case of 3CH.

【図15】本発明の他の実施例に係わる4CH光学系の
概略構成図である。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a 4CH optical system according to another embodiment of the present invention.

【図16】同じくさらに他の実施例に係わる4CH光学
系の概略構成図である。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a 4CH optical system according to still another embodiment.

【図17】同じく別の4CH光学系実施例を示す構成図
である。
FIG. 17 is a block diagram showing another 4CH optical system embodiment.

【図18】同じく別の4CH光学系実施例を示す構成図
である。
FIG. 18 is a block diagram showing another 4CH optical system embodiment.

【図19】同じく1/4波長板を有する別の光学系実施
例を示す構成図である。
FIG. 19 is a configuration diagram showing another optical system example also having a 波長 wavelength plate.

【図20】本発明のさらに別の4CH光学系実施例を示
す構成図である。
FIG. 20 is a configuration diagram showing still another 4CH optical system embodiment of the present invention.

【図21】本発明のさらに別の4CH光学系実施例を示
す構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram showing still another 4CH optical system embodiment of the present invention.

【図22】実施例光学系の反射光の楕円偏光を示す図で
ある。
FIG. 22 is a diagram showing elliptically polarized light reflected from the optical system of the example.

【図23】本発明のさらに他の4CH光学系実施例を示
す構成図である。
FIG. 23 is a configuration diagram showing still another 4CH optical system embodiment of the present invention.

【図24】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 24 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図25】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 25 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図26】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 26 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図27】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 27 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図28】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 28 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図29】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 29 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図30】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 30 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図31】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 31 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図32】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 32 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図33】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 33 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図34】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 34 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図35】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 35 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図36】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 36 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図37】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 37 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図38】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 38 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図39】同じくさらに他の4CH光学系実施例の構成
図である。
FIG. 39 is a configuration diagram of still another 4CH optical system embodiment.

【図40】特開昭64−28509号公報の第1図に示
された光学系の構成図であり、本発明のビームスプリッ
タが適用可能なことを示す図である。
FIG. 40 is a configuration diagram of the optical system shown in FIG. 1 of JP-A-64-28509, showing that the beam splitter of the present invention is applicable.

【図41】特開昭64−28509号公報の第3図に示
された光学系の構成図である。
FIG. 41 is a configuration diagram of the optical system shown in FIG. 3 of JP-A-64-28509.

【図42】特開昭62−293104号公報の第1図に
示された光学系の構成図である。
FIG. 42 is a configuration diagram of the optical system shown in FIG. 1 of JP-A-62-293104.

【図43】特開昭62−293104号公報の第3図に
示された光学系の構成図である。
FIG. 43 is a configuration diagram of the optical system shown in FIG. 3 of JP-A-62-293104.

【図44】特開昭63−36105号公報の第1図に示
された光学系の構成図である。
FIG. 44 is a configuration diagram of the optical system shown in FIG. 1 of JP-A-63-36105.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13,74 試料面(被検体) 14,75 半導体レーザ光源 15,76 偏光子 16,77 光源部 17,78 入射光 18,79 反射光 19,41,42,67,67a,80,100,10
1 無偏光ビームスプリッタ 20a,81a 反射光 20b,81b 透過光 21,83,106 偏光ビームスプリッタ 22,84,107 偏光ビームスプリッタ 23a,23b,23c,23d,85a,85b,8
5c,85d 受光器 24 位置検出器 31 信号処理部 31a 位置信号処理部 32,52 パーソナルコンピュータ 10,33,50 エリプソメータ本体 34 XY移動テーブル 35 アクチュエータ 36 キーボード表示手段 51 A/Dコンバータ 52a ディジタル制御演算 53 D/Aコンバータ 54 アクチュエータ部 55 軸 56 固定板 57 ベアリング 57a ボールネジ 58 サーボモータ 59 スプリング 81a 反射光 81b 透過光 82a,82b,82c,82d 1/4波長板 99c,99d 1/2波長板
13,74 Sample surface (subject) 14,75 Semiconductor laser light source 15,76 Polarizer 16,77 Light source 17,78 Incident light 18,79 Reflected light 19,41,42,67,67a, 80,100,10
1 Non-polarizing beam splitters 20a, 81a Reflected light 20b, 81b Transmitted light 21, 83, 106 Polarizing beam splitters 22, 84, 107 Polarizing beam splitters 23a, 23b, 23c, 23d, 85a, 85b, 8
5c, 85d Light receiver 24 Position detector 31 Signal processing unit 31a Position signal processing unit 32, 52 Personal computer 10, 33, 50 Ellipsometer main body 34 XY movement table 35 Actuator 36 Keyboard display means 51 A / D converter 52a Digital control operation 53 D / A converter 54 Actuator unit 55 Shaft 56 Fixed plate 57 Bearing 57a Ball screw 58 Servo motor 59 Spring 81a Reflected light 81b Transmitted light 82a, 82b, 82c, 82d Quarter wave plate 99c, 99d 1/2 wave plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−294227(JP,A) 特開 平2−129503(JP,A) 特開 昭64−28509(JP,A) 特開 昭63−186104(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 11/00 - 11/30 G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-294227 (JP, A) JP-A-2-129503 (JP, A) JP-A-64-28509 (JP, A) JP-A-63-1988 186104 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01B 11/00-11/30 G01N 21/00-21/01 G01N 21/17-21/61

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 測定対象に入射した光の反射光からビー
ムスプリッタを有する光学系で複数の光成分を抽出する
手段と、抽出された該光成分を検出して解析を行ってエ
リプソパラメータを決定する手段と、前記ビームスプリ
ッタからの漏光を検出して該漏光の位置から前記光学系
の姿勢を制御する手段とを有することを特徴とする偏光
解析方法。
1. A means for extracting a plurality of light components from an optical system having a beam splitter from reflected light of light incident on a measurement object, and detecting and analyzing the extracted light components to determine ellipsometric parameters. And a means for detecting light leakage from the beam splitter and controlling the attitude of the optical system from the position of the light leakage.
【請求項2】 前記漏光を前記ビームスプリッタの出射
面においてその内部から外部に向かって垂直に出射させ
ることを特徴とする請求項1記載の偏光解析方法。
2. The polarization analysis method according to claim 1, wherein said leaked light is emitted vertically from inside to outside at an emission surface of said beam splitter.
【請求項3】 前記漏光の位置の情報に基づき前記光成
分の検出位置を目標位置に追従させる手段を有すること
を特徴とする請求項1記載の偏光解析方法。
3. The polarization analysis method according to claim 1, further comprising means for causing a detection position of the light component to follow a target position based on the information on the position of the light leakage.
【請求項4】 前記エリプソパラメータを決定する手段
は、測定対象に対して偏光した光を所定角度で入射して
得られる前記測定対象の反射光から互に異なる4つの偏
光成分を抽出し、抽出された該4つの偏光成分の光強度
のうち3つの光強度に基づいて算出するものであること
を特徴とする請求項1の偏光解析方法。
4. The means for determining the ellipsometric parameter extracts four polarized components different from each other from reflected light of the measurement object obtained by making polarized light incident on the measurement object at a predetermined angle, and extracting the extracted components. 2. The polarization analysis method according to claim 1, wherein the calculation is performed based on three light intensities of the four polarized light components.
【請求項5】 測定対象に対して偏光した光を所定角度
で入射し、前記測定対象の反射光から互に異なる4つの
偏光成分をビームスプリッタを有する光学系を介して抽
出し、抽出された前記4つの偏光成分のうち3つの偏光
成分の光強度に基づいてエリプソパラメータを算出し、
残る1つの偏光成分を検出してその位置から前記光学系
の姿勢を制御することを特徴とする偏光解析方法。
5. A polarized light is incident on a measurement object at a predetermined angle, and four mutually different polarization components are extracted from reflected light of the measurement object via an optical system having a beam splitter, and are extracted. Calculating ellipsometric parameters based on the light intensities of three of the four polarized light components;
A polarization analysis method characterized by detecting one remaining polarization component and controlling the attitude of the optical system from the position.
【請求項6】 測定対象に入射光を照射する光源部と、
前記測定対象からの反射光から複数の光路の光成分を抽
出するビームスプリッタを有する光学系と、該光成分を
検出する複数の検出器と、該複数の検出器からの検出結
果を解析してエリプソパラメータを決定する計測部と、
前記ビームスプリッタからの漏光を検出して該漏光の位
置を決定する漏光位置決定部と、前記漏光の位置情報に
基づき前記光学系の姿勢を決定する演算部とを有するこ
とを特徴とする偏光解析装置。
6. A light source unit for irradiating incident light on a measurement target,
An optical system having a beam splitter for extracting light components of a plurality of optical paths from reflected light from the measurement object, a plurality of detectors for detecting the light components, and analyzing detection results from the plurality of detectors A measurement unit for determining ellipso parameters;
Polarization analysis, comprising: a light leakage position determination unit that detects light leakage from the beam splitter and determines the position of the light leakage; and a calculation unit that determines the attitude of the optical system based on the position information of the light leakage. apparatus.
【請求項7】 前記ビームスプリッタは、その内部から
外部に向かって垂直に前記漏光が出射する出射面を有す
ることを特徴とする請求項6記載の偏光解析装置。
7. The polarization analyzer according to claim 6, wherein the beam splitter has an emission surface from which the leaked light is emitted vertically from inside to outside.
【請求項8】 前記演算部は、測定対象と前記光学系と
の相対的位置関係を決定することを特徴とする請求項6
記載の偏光解析装置。
8. The apparatus according to claim 6, wherein the calculation unit determines a relative positional relationship between the measurement target and the optical system.
An ellipsometer as described.
【請求項9】 前記光学系は可動部を有さず、且つこの
光学系と前記複数の検出器とは予め規定された位置関係
に固定されていることを特徴とする請求項6乃至8の何
れか一つに記載の偏光解析装置。
9. The optical system according to claim 6, wherein the optical system has no movable part, and the optical system and the plurality of detectors are fixed in a predetermined positional relationship. An ellipsometer according to any one of the preceding claims.
【請求項10】 前記演算部からの出力に基づき、前記
光成分と前記複数の検出器との位置関係を相対的に調整
する駆動手段を有することを特徴とする請求項6乃至9
の何れかに記載の偏光解析装置。
10. A driving unit for relatively adjusting a positional relationship between the light component and the plurality of detectors based on an output from the arithmetic unit.
An ellipsometer according to any one of the above.
【請求項11】 前記演算部からの出力に基づき、前記
光学系を前記入射光を含む測定対象に垂直な平面及び/
又はこれに垂直な平面内で回転させて、前記光成分と前
記複数の検出器との位置関係を相対的に調整する駆動手
段を有することを特徴とする請求項9記載の偏光解析装
置。
11. The optical system according to claim 1, wherein the optical system is configured to control a plane perpendicular to a measurement target including the incident light and / or
10. The polarization analyzer according to claim 9, further comprising a driving unit that rotates in a plane perpendicular to the driving unit and relatively adjusts a positional relationship between the light component and the plurality of detectors.
【請求項12】 ビームスプリッタを装着する光学装置
において、該ビームスプリッタからの漏光の位置を検出
する位置検出手段を有することを特徴とする光学装置。
12. An optical device to which a beam splitter is attached, further comprising a position detecting means for detecting a position of light leaked from the beam splitter.
【請求項13】 前記位置検出手段の出力に基づき前記
光学装置の姿勢を決定する姿勢決定手段とを有すること
を特徴とする請求項12記載の光学装置。
13. The optical device according to claim 12, further comprising: attitude determining means for determining an attitude of the optical apparatus based on an output of the position detecting means.
【請求項14】 前記姿勢決定手段の出力に基づき、前
記光学装置を目標姿勢に制御する姿勢制御手段とを有す
ることを特徴とする請求項12又は13記載の光学装
置。
14. The optical apparatus according to claim 12, further comprising: attitude control means for controlling the optical apparatus to a target attitude based on an output of the attitude determination means.
【請求項15】 前記ビームスプリッタを含む光学装置
であって、偏光した光を測定対象に所定角度で入射させ
る光源部と、前記測定対象にて反射された反射光を互い
に異なる2方向に分岐する無偏光ビームスプリッタと、
この無偏光ビームスプリッタにて分岐された各光からそ
れぞれ異なる2偏光成分を抽出し、最終的に前記測定対
象の反射光から4つの偏光成分を抽出する光学部材と、
この光学部材にて抽出された各偏光成分の光強度を検出
する4個の受光器と、この4個の受光器から検出された
4つの光強度のうち3つの光強度に基づいて前記反射光
における楕円偏光のエリプソパラメータを算出する演算
部とを備えた偏光解析装置であることを特徴とする請求
項12,13又は請求項14記載の光学装置。
15. An optical device including the beam splitter, wherein the light source unit causes polarized light to enter a measurement target at a predetermined angle, and the light reflected by the measurement target is split into two different directions. A non-polarizing beam splitter,
An optical member that extracts two different polarization components from each light branched by the non-polarization beam splitter, and finally extracts four polarization components from the reflected light of the measurement target;
Four light receivers for detecting the light intensity of each polarized light component extracted by the optical member, and the reflected light based on three of the four light intensities detected from the four light receivers. The optical device according to claim 12, 13 or 14, further comprising a calculation unit for calculating an ellipsometric parameter of elliptically polarized light in (1).
【請求項16】 前記複数の光学部材は、前記無偏光ビ
ームスプリッタにて分岐された一方の光から基準方向に
対して+90°および0°方向の各偏光成分を抽出する
第1の光学系と、前記無偏光ビームスプリッタにて分岐
された他方の光から前記基準方向に対して+45°およ
び−45°方向の各偏光成分を抽出する第2の光学系と
で構成されたことを特徴とする請求項15記載の偏光解
析装置。
16. The first optical system, comprising: a first optical system that extracts, from one of the lights split by the non-polarization beam splitter, polarization components in + 90 ° and 0 ° directions with respect to a reference direction. And a second optical system that extracts, from the other light split by the non-polarizing beam splitter, polarization components in + 45 ° and −45 ° directions with respect to the reference direction. The polarization analyzer according to claim 15.
【請求項17】 前記測定対象に対する入射光路または
反射光路に波長板を挿入したことを特徴とする請求項1
5又は請求項16記載の偏光解析装置。
17. The apparatus according to claim 1, wherein a wave plate is inserted in an incident light path or a reflected light path with respect to the object to be measured.
An ellipsometer according to claim 5 or claim 16.
【請求項18】 偏光した光を測定対象に所定角度で入
射させる光源部と、前記測定対象にて反射された反射光
から互いに異なる4つの偏光成分を抽出する複合ビーム
スプリッタと、この複合ビームスプリッタにて抽出され
た各偏光成分の光強度を検出する4個の受光器と、この
4個の受光器から検出された4つの光強度のうち3つの
光強度に基づいて前記反射光における楕円偏光のエリプ
ソパラメータを算出する演算部とを備えたことを特徴と
する請求項15記載の偏光解析装置。
18. A light source unit that causes polarized light to enter a measurement target at a predetermined angle, a composite beam splitter that extracts four different polarization components from light reflected by the measurement target, and the composite beam splitter. Four light receivers for detecting the light intensities of the respective polarization components extracted in the above, and elliptically polarized light in the reflected light based on three of the four light intensities detected from the four light receivers 16. An ellipsometer according to claim 15, further comprising a calculation unit for calculating the ellipsometric parameter of
【請求項19】 前記複合ビームスプリッタは、測定対
象から反射光を入射面で反射光と透過光とに分岐させる
無偏光ガラスと、一端が前記無偏光ガラスに固定され、
この無偏光ガラスの反射光から基準方向に対して+90
°および0°方向の各偏光成分を抽出する第1の偏光ビ
ームスプリッタと、前記無偏光ガラスの前記透過光の出
射面に接合され、前記無偏光ガラスの透過光から基準方
向に対して+45°および−45°方向の各偏光成分を
抽出する第2の偏光ビームスプリッタとで構成されたこ
とを特徴とする請求項18記載の偏光解析装置。
19. The non-polarizing glass, wherein the composite beam splitter branches reflected light from a measurement target into reflected light and transmitted light at an incident surface, and one end is fixed to the non-polarized glass.
+90 from the reflected light of the non-polarized glass with respect to the reference direction
A first polarizing beam splitter for extracting each polarization component in the 0 ° and 0 ° directions, and joined to an exit surface of the transmitted light of the non-polarized glass, and + 45 ° with respect to a reference direction from the transmitted light of the non-polarized glass 19. The polarization analyzer according to claim 18, further comprising a second polarization beam splitter for extracting each polarization component in a direction of -45 degrees.
【請求項20】 前記複合ビームスプリッタは、測定対
象から反射光を入射面で反射光と透過光とに分岐させる
無偏光ガラスと、一端が前記無偏光ガラスに固定され、
この無偏光ガラスの反射光から基準方向に対して+45
°および−45°方向の各偏光成分を抽出する第1の偏
光ビームスプリッタと、前記無偏光ガラスの前記透過光
の出射面に接合され、前記無偏光ガラスの透過光から基
準方向に対して+90°および0°方向の各偏光成分を
抽出する第2の偏光ビームスプリッタとで構成されたこ
とを特徴とする請求項18記載の偏光解析装置。
20. The non-polarizing glass, wherein the composite beam splitter branches reflected light from a measurement target into reflected light and transmitted light on an incident surface, and one end is fixed to the non-polarized glass.
From the reflected light of the non-polarized glass, +45 with respect to the reference direction
A first polarizing beam splitter for extracting each of the polarization components in the directions of ° and -45 °, and a first polarizing beam splitter joined to an outgoing surface of the transmitted light of the non-polarized glass, and +90 relative to a reference direction from the transmitted light of the non-polarized glass 19. The polarization analyzer according to claim 18, further comprising a second polarization beam splitter that extracts each polarization component in the directions of ° and 0 °.
JP6475692A 1992-03-23 1992-03-23 Polarization analysis method and apparatus Expired - Fee Related JP2792318B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6475692A JP2792318B2 (en) 1992-03-23 1992-03-23 Polarization analysis method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6475692A JP2792318B2 (en) 1992-03-23 1992-03-23 Polarization analysis method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05264230A JPH05264230A (en) 1993-10-12
JP2792318B2 true JP2792318B2 (en) 1998-09-03

Family

ID=13267339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6475692A Expired - Fee Related JP2792318B2 (en) 1992-03-23 1992-03-23 Polarization analysis method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2792318B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7369232B2 (en) 2002-01-17 2008-05-06 The Furukawa Electric Co., Ltd. Stokes parameter measurement device and method
JP6387952B2 (en) * 2015-12-21 2018-09-12 横河電機株式会社 Polarization inspection equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05264230A (en) 1993-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5335066A (en) Measuring method for ellipsometric parameter and ellipsometer
USRE40225E1 (en) Two-dimensional beam deflector
US5042951A (en) High resolution ellipsometric apparatus
US4999014A (en) Method and apparatus for measuring thickness of thin films
US5311285A (en) Measuring method for ellipsometric parameter and ellipsometer
USRE41906E1 (en) Two dimensional beam deflector
US7489399B1 (en) Spectroscopic multi angle ellipsometry
JPH054606B2 (en)
EP0396409B1 (en) High resolution ellipsometric apparatus
USRE38153E1 (en) Two-dimensional beam deflector
US9810619B2 (en) Method and system for simultaneous tilt and height control of a substrate surface in an inspection system
JP2792318B2 (en) Polarization analysis method and apparatus
JPH0571923A (en) Polarization analyzing method and thin film measuring apparatus
JPS62261003A (en) Alignment method and apparatus therefor
JPS6338102A (en) Method and device for measuring fine displacement
JPH06147987A (en) Polarized light analyzing instrument and positional deviation correcting method
JPH07159131A (en) Measurement of ellipso-parameter and ellipsometer
JP3141499B2 (en) Ellipsometer parameter measurement method and ellipsometer
JPH05203431A (en) Surface shape measuring instrument
JP2006071381A (en) Thin film measuring device
JP3269107B2 (en) Ellipsometer parameter measurement method and ellipsometer
JP3184913B2 (en) Surface shape measuring method and surface shape measuring instrument
JPH06307858A (en) Optical displacement meter
JPH05264440A (en) Polarization analyzing apparatus
JPH05133810A (en) Ellipso-parameter measuring method and ellipsometer

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees