JP2000310515A - 表面評価方法およびその評価システム - Google Patents
表面評価方法およびその評価システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 評価領域の広域化を可能とする表面評価方法
およびその評価システムを提供することである。 【解決手段】 光源１からの記評価信号が分岐して得ら
れる分岐評価信号及び参照信号を試料であるシリコンメ
ルト１０の長手方向中心軸に焦点を有する集光レンズ７
を通過させ、それぞれシリコンメルト１０の表面及び参
照面１１に反射して得られた反射参照信号を、前記評価
信号が前記シリコンメルト１０の表面に反射して得られ
た反射評価信号及び反射参照信号を互いに干渉させて前
記試料表面を評価する。
およびその評価システムを提供することである。 【解決手段】 光源１からの記評価信号が分岐して得ら
れる分岐評価信号及び参照信号を試料であるシリコンメ
ルト１０の長手方向中心軸に焦点を有する集光レンズ７
を通過させ、それぞれシリコンメルト１０の表面及び参
照面１１に反射して得られた反射参照信号を、前記評価
信号が前記シリコンメルト１０の表面に反射して得られ
た反射評価信号及び反射参照信号を互いに干渉させて前
記試料表面を評価する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面評価方法およ
びその表面評価システムに関し、特に光位相シフト干渉
法を用いた融液表面の非接触評価における光源技術に関
するものである。
びその表面評価システムに関し、特に光位相シフト干渉
法を用いた融液表面の非接触評価における光源技術に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】試料表面の状態を非接触で評価する技術
として、例えば応用物理第63巻第７号713頁1994年に記
載されている位相シフト干渉法がある。この技術では、
試料表面から反射した評価信号と参照信号を干渉させて
試料表面情報を解析する。Ｈe-Ｎeレーザー（ヘリウム
−ネオンレーザー）光源で発生した光をスプリッターで
評価信号と参照信号に分岐し、評価信号を試料表面に、
参照信号を参照面にそれぞれ照射した後、集光して干渉
させる。従来技術では試料として結晶成長面や溶解面が
対象であり、参照面には一般の平面反射鏡が用いられて
いた。
として、例えば応用物理第63巻第７号713頁1994年に記
載されている位相シフト干渉法がある。この技術では、
試料表面から反射した評価信号と参照信号を干渉させて
試料表面情報を解析する。Ｈe-Ｎeレーザー（ヘリウム
−ネオンレーザー）光源で発生した光をスプリッターで
評価信号と参照信号に分岐し、評価信号を試料表面に、
参照信号を参照面にそれぞれ照射した後、集光して干渉
させる。従来技術では試料として結晶成長面や溶解面が
対象であり、参照面には一般の平面反射鏡が用いられて
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は試料が
シリコン円柱状融液のような、非平面的な融液表面を評
価する技術あるいはシステムにおける光技術は十分知ら
れていなかった。そのような状況で、試料面あるいは参
照面が曲率を有する場合のそれぞれの面に入射する信号
の入射に関する技術はなく、特に、評価領域の広大化が
課題であった。
シリコン円柱状融液のような、非平面的な融液表面を評
価する技術あるいはシステムにおける光技術は十分知ら
れていなかった。そのような状況で、試料面あるいは参
照面が曲率を有する場合のそれぞれの面に入射する信号
の入射に関する技術はなく、特に、評価領域の広大化が
課題であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、曲率を
有する試料の表面を評価する位相シフト干渉法におい
て、光源からの評価信号が分岐されて得られた分岐評価
信号の前記試料表面への入射は、該試料表面の法線方向
に向かって行われることを特徴とする表面評価方法が得
られる。
有する試料の表面を評価する位相シフト干渉法におい
て、光源からの評価信号が分岐されて得られた分岐評価
信号の前記試料表面への入射は、該試料表面の法線方向
に向かって行われることを特徴とする表面評価方法が得
られる。
【０００５】さらに、本発明によれば、前記試料表面が
円柱側面形状であることを特徴とする表面評価方法が得
られる。
円柱側面形状であることを特徴とする表面評価方法が得
られる。
【０００６】さらに、本発明によれば、前記分岐評価信
号が略円柱形状の前記試料の長手方向中心軸に集光する
ような光路で入射されることを特徴とする表面評価方法
が得られる。
号が略円柱形状の前記試料の長手方向中心軸に集光する
ような光路で入射されることを特徴とする表面評価方法
が得られる。
【０００７】さらに、本発明によれば、前記分岐評価信
号は前記試料表面の曲率中心に焦点を有する集光器を通
って前記試料表面に入射されることを特徴とする表面評
価方法が得られる。
号は前記試料表面の曲率中心に焦点を有する集光器を通
って前記試料表面に入射されることを特徴とする表面評
価方法が得られる。
【０００８】さらに、本発明によれば、前記分岐評価信
号は前記試料の長手方向中心軸に焦点を有する集光器を
通って前記試料表面に入射されることを特徴とする表面
評価方法が得られる。
号は前記試料の長手方向中心軸に焦点を有する集光器を
通って前記試料表面に入射されることを特徴とする表面
評価方法が得られる。
【０００９】さらに、本発明によれば、前記分岐評価信
号は前記試料面の曲率中心に焦点を有する集光器を通っ
て前記試料表面に入射されることを特徴とする表面評価
方法が得られる。
号は前記試料面の曲率中心に焦点を有する集光器を通っ
て前記試料表面に入射されることを特徴とする表面評価
方法が得られる。
【００１０】又、本発明によれば、曲率を有する試料の
表面を評価する位相シフト干渉法において、光源からの
評価信号が分岐されて得られた参照信号の参照対象物の
表面への入射は、該参照対象物表面（以下、参照面と呼
ぶ。）の法線方向に向かって行われることを特徴とする
表面評価方法が得られる。
表面を評価する位相シフト干渉法において、光源からの
評価信号が分岐されて得られた参照信号の参照対象物の
表面への入射は、該参照対象物表面（以下、参照面と呼
ぶ。）の法線方向に向かって行われることを特徴とする
表面評価方法が得られる。
【００１１】さらに、本発明によれば、前記参照面が円
柱側面形状であることを特徴とする表面評価方法が得ら
れる。
柱側面形状であることを特徴とする表面評価方法が得ら
れる。
【００１２】さらに、本発明によれば、前記参照信号が
円柱形状である前記参照対象物の長手方向中心軸に集光
するような光路で入射されることを特徴とする表面評価
方法が得られる。
円柱形状である前記参照対象物の長手方向中心軸に集光
するような光路で入射されることを特徴とする表面評価
方法が得られる。
【００１３】さらに、本発明によれば、前記参照信号が
円柱形状である前記参照面の曲率中心に集光するような
光路で入射されることを特徴とする表面評価方法が得ら
れる。
円柱形状である前記参照面の曲率中心に集光するような
光路で入射されることを特徴とする表面評価方法が得ら
れる。
【００１４】さらに、本発明によれば、前記分岐評価信
号は前記参照対象物の長手方向中心軸に焦点を有する集
光器を通って前記参照面に入射されることを特徴とする
表面評価方法が得られる。
号は前記参照対象物の長手方向中心軸に焦点を有する集
光器を通って前記参照面に入射されることを特徴とする
表面評価方法が得られる。
【００１５】さらに、本発明によれば、前記分岐評価信
号は前記参照面の曲率中心に焦点を有する集光器を通っ
て前記参照面に入射されることを特徴とする表面評価方
法が得られる。
号は前記参照面の曲率中心に焦点を有する集光器を通っ
て前記参照面に入射されることを特徴とする表面評価方
法が得られる。
【００１６】又、本発明によれば、曲率を有する試料の
表面を評価する位相シフト干渉法において、光源からの
評価信号を分岐して分岐評価信号及び参照信号を得、そ
れぞれ前記分岐評価信号及び前記参照信号の前記試料表
面及び参照対象物表面（以下、参照面と呼ぶ。）への入
射は、前記試料表面及び前記参照対象物の表面の法線方
向に向かって行われることを特徴とする表面評価方法が
得られる。
表面を評価する位相シフト干渉法において、光源からの
評価信号を分岐して分岐評価信号及び参照信号を得、そ
れぞれ前記分岐評価信号及び前記参照信号の前記試料表
面及び参照対象物表面（以下、参照面と呼ぶ。）への入
射は、前記試料表面及び前記参照対象物の表面の法線方
向に向かって行われることを特徴とする表面評価方法が
得られる。
【００１７】又、本発明によれば、評価信号を発生させ
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記試料の長
手方向中心軸に焦点を有する集光器を含んでいることを
特徴とする表面評価システムが得られる。
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記試料の長
手方向中心軸に焦点を有する集光器を含んでいることを
特徴とする表面評価システムが得られる。
【００１８】又、本発明によれば、評価信号を発生させ
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記参照対象
物の長手方向中心軸に焦点を有する集光器を含んでいる
ことを特徴とする表面評価システムが得られる。
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記参照対象
物の長手方向中心軸に焦点を有する集光器を含んでいる
ことを特徴とする表面評価システムが得られる。
【００１９】又、本発明によれば、評価信号を発生させ
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記試料表面
の曲率中心に焦点を有する集光器を含んでいることを特
徴とする表面評価システムが得られる。
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記試料表面
の曲率中心に焦点を有する集光器を含んでいることを特
徴とする表面評価システムが得られる。
【００２０】又、本発明によれば、評価信号を発生させ
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記参照面の
曲率中心に焦点を有する集光器を含んでいることを特徴
とする表面評価システムが得られる。
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記参照面の
曲率中心に焦点を有する集光器を含んでいることを特徴
とする表面評価システムが得られる。
【００２１】又、本発明によれば、評価信号を発生させ
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記試料及び
前記参照対象物の長手方向中心軸に焦点を有する集光器
を含んでいることを特徴とする表面評価システムが得ら
れる。
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記試料及び
前記参照対象物の長手方向中心軸に焦点を有する集光器
を含んでいることを特徴とする表面評価システムが得ら
れる。
【００２２】又、本発明によれば、評価信号を発生させ
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記試料表面
及び前記参照面の曲率中心に焦点を有する集光器を含ん
でいることを特徴とする表面評価システムが得られる。
る光源と、前記評価信号を分岐評価信号及び参照信号に
分岐してそれぞれ試料表面及び参照対象物表面（以下、
参照面と呼ぶ。）に照射する評価信号分岐手段と、前記
試料表面及び前記参照面から反射される反射分岐評価信
号及び反射参照信号を干渉させるレーザー干渉手段を有
して構成され、前記レーザー干渉手段は、前記試料表面
及び前記参照面の曲率中心に焦点を有する集光器を含ん
でいることを特徴とする表面評価システムが得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の表面評価方法の一
実施の形態について説明する。本発明の特徴は、測定信
号あるいは参照信号をそれぞれの反射面上の曲率中心に
向かって照射させる点にある。従って、反射信号は入射
信号と同一の経路を通って戻るため、その条件下で、反
射断面積を最大化できるのである。
実施の形態について説明する。本発明の特徴は、測定信
号あるいは参照信号をそれぞれの反射面上の曲率中心に
向かって照射させる点にある。従って、反射信号は入射
信号と同一の経路を通って戻るため、その条件下で、反
射断面積を最大化できるのである。
【００２４】次に、本発明の表面評価システムの構成に
ついて図１を参照して説明する。表面評価システムは、
評価信号を発生するレーザー光源１と、半波長板２と、
中立密度フィルター４と、拡散板５と、偏光ビームスプ
リッタ６と、イメージ炉９と、イメージ炉９中に有する
試料融液であるシリコンメルト１０と、シリコン結晶を
円柱状に鏡面研磨した参照面１１と、集光レンズ７と、
1/4波長板８と、フィルター１２と、ビデオカメラ１３
と、図示していないデータ解析用のコンピュータとで構
成されている。
ついて図１を参照して説明する。表面評価システムは、
評価信号を発生するレーザー光源１と、半波長板２と、
中立密度フィルター４と、拡散板５と、偏光ビームスプ
リッタ６と、イメージ炉９と、イメージ炉９中に有する
試料融液であるシリコンメルト１０と、シリコン結晶を
円柱状に鏡面研磨した参照面１１と、集光レンズ７と、
1/4波長板８と、フィルター１２と、ビデオカメラ１３
と、図示していないデータ解析用のコンピュータとで構
成されている。
【００２５】レーザー光源１は、試料、すなわちシリコ
ンメルト７からの輻射波、および、試料表面、すなわち
シリコンメルト１０表面からの反射波と競合しないよう
な直線偏光である波長を有する評価信号を発生する信号
源である。例えば、試料からの輻射信号および試料表面
からの反射信号より短い波長の評価信号を発生する信号
源が挙げられる。半波長板２は偏光の方向を調整するも
のである。
ンメルト７からの輻射波、および、試料表面、すなわち
シリコンメルト１０表面からの反射波と競合しないよう
な直線偏光である波長を有する評価信号を発生する信号
源である。例えば、試料からの輻射信号および試料表面
からの反射信号より短い波長の評価信号を発生する信号
源が挙げられる。半波長板２は偏光の方向を調整するも
のである。
【００２６】偏光ビームスプリッタ６は、半波長板２、
中立密度フィルター４、及び拡散板５を介して入射され
るレーザー光、すなわち前記評価信号を分岐する機能を
有する。前記評価信号は、偏光ビームスプリッタ６によ
って分岐評価信号及び参照信号に分岐される。前記分岐
評価信号はシリコンメルト１０の表面に入射され、前記
参照信号は参照面１１に入射される。
中立密度フィルター４、及び拡散板５を介して入射され
るレーザー光、すなわち前記評価信号を分岐する機能を
有する。前記評価信号は、偏光ビームスプリッタ６によ
って分岐評価信号及び参照信号に分岐される。前記分岐
評価信号はシリコンメルト１０の表面に入射され、前記
参照信号は参照面１１に入射される。
【００２７】前記分岐評価信号及び前記参照信号がそれ
ぞれシリコンメルト１０表面及び参照面１１にそれぞれ
照射された後、1/4波長板８は、それぞれ前記試料表面
及び前記参照面から反射して得られた反射分岐評価信号
及び反射参照信号が干渉できるように、偏光の向きを再
調整する。1/4波長板８からのレーザー干渉信号は集光
レンズ７で集光されてフィルター１２に入射される。
ぞれシリコンメルト１０表面及び参照面１１にそれぞれ
照射された後、1/4波長板８は、それぞれ前記試料表面
及び前記参照面から反射して得られた反射分岐評価信号
及び反射参照信号が干渉できるように、偏光の向きを再
調整する。1/4波長板８からのレーザー干渉信号は集光
レンズ７で集光されてフィルター１２に入射される。
【００２８】集光レンズ７は、前記分岐評価信号及び前
記参照信号がそれぞれシリコンメルト１０及び参照面１
１の円柱状シリコン結晶の中心軸（対称軸）に焦点を有
する構造となっている。すなわち、集光レンズ７は、シ
リコンメルト１０の表面及び参照面１１の法線方向から
入射できるような形状をしている。例えば、円柱側面状
のレンズである。
記参照信号がそれぞれシリコンメルト１０及び参照面１
１の円柱状シリコン結晶の中心軸（対称軸）に焦点を有
する構造となっている。すなわち、集光レンズ７は、シ
リコンメルト１０の表面及び参照面１１の法線方向から
入射できるような形状をしている。例えば、円柱側面状
のレンズである。
【００２９】フィルター１２は、1/4波長板８からのレ
ーザー干渉信号の内、シリコンメルト１０表面から放射
される波長の長い光を除去する。フィルター１２を通過
したレーザー干渉信号はビデオカメラ１３に取り込み、
これをコンピュータ上で解析する。
ーザー干渉信号の内、シリコンメルト１０表面から放射
される波長の長い光を除去する。フィルター１２を通過
したレーザー干渉信号はビデオカメラ１３に取り込み、
これをコンピュータ上で解析する。
【００３０】
【実施例】本実施例では、高分解能の光干渉法である位
相シフト法用いて、シリコンメルトの表面振動を非接触
で測定した。この測定の目的は、時間的、空間的に高分
解能でメルト表面の振動を測定し、その振動がマランゴ
ニ数の変化によってどのように変わるか調べ、及びメル
ト表面の部分的な形状からメルトの形状の変化を推測す
ることである。
相シフト法用いて、シリコンメルトの表面振動を非接触
で測定した。この測定の目的は、時間的、空間的に高分
解能でメルト表面の振動を測定し、その振動がマランゴ
ニ数の変化によってどのように変わるか調べ、及びメル
ト表面の部分的な形状からメルトの形状の変化を推測す
ることである。
【００３１】以下、具体的に上記測定を行うための装置
及び方法について述べる。本実施例では、図１に示すよ
うにマイケルソン干渉法を用い、電子モアレ位相シフト
法により干渉縞を高分解能の位相図に変換している。レ
ーザー光源１としてシリコンメルト１０からの輻射光
（輻射信号）が混ざらない様に波長４８８ｎｍのアルゴ
ンレーザーを用いる。イメージ炉９からの輻射光はフィ
ルター１２でカットする。シリコンメルト１０の曲率が
大きいため、レーザー光の当たる範囲は、半径０．５ｍ
ｍの円程度である。この装置の空問分解能は約１ｎｍ、
時間分解能は１／３０ｓである。
及び方法について述べる。本実施例では、図１に示すよ
うにマイケルソン干渉法を用い、電子モアレ位相シフト
法により干渉縞を高分解能の位相図に変換している。レ
ーザー光源１としてシリコンメルト１０からの輻射光
（輻射信号）が混ざらない様に波長４８８ｎｍのアルゴ
ンレーザーを用いる。イメージ炉９からの輻射光はフィ
ルター１２でカットする。シリコンメルト１０の曲率が
大きいため、レーザー光の当たる範囲は、半径０．５ｍ
ｍの円程度である。この装置の空問分解能は約１ｎｍ、
時間分解能は１／３０ｓである。
【００３２】シリコンメルト１０は、直径１０ｍｍ、高
さ約１０ｍｍの液柱であり、上下をカーボンで支え、回
転楕円体のイメージ炉９で加熱し、溶融した。このとき
炉の内部はアルゴンガスで満たし、シリコンメルト１０
が酸化しないようにした。
さ約１０ｍｍの液柱であり、上下をカーボンで支え、回
転楕円体のイメージ炉９で加熱し、溶融した。このとき
炉の内部はアルゴンガスで満たし、シリコンメルト１０
が酸化しないようにした。
【００３３】上下界面の温度差は約１５０Ｋで、浮力対
流が生じないように上側の昇面の温度を高くした。マラ
ンゴニ数は約１４６００と見積られる。参照面１１には
鏡面研磨した円柱状の固体のシリコンを用いた。円柱の
直径はシリコンメルト１０と同じ１０ｍｍである。干渉
法としてマイケルソン干渉法を用いた。得られた干渉縞
を、電子モアレ位相シフト法で５１２階調の位相図に変
換した。
流が生じないように上側の昇面の温度を高くした。マラ
ンゴニ数は約１４６００と見積られる。参照面１１には
鏡面研磨した円柱状の固体のシリコンを用いた。円柱の
直径はシリコンメルト１０と同じ１０ｍｍである。干渉
法としてマイケルソン干渉法を用いた。得られた干渉縞
を、電子モアレ位相シフト法で５１２階調の位相図に変
換した。
【００３４】このような光学配置に設定して、シリコン
メルト１０面のマランゴニ振動および固有振動により生
ずる時間変化する干渉信号を２次元的な図形として得
た。これを、コンピュータによって発生させた縞画像と
乗算して（０．５mm×１．０mm）の大きさの位相分布図
を得た。これをフーリエ変換することにより、シリコン
メルト１０面の振動周波数を得ることができた。
メルト１０面のマランゴニ振動および固有振動により生
ずる時間変化する干渉信号を２次元的な図形として得
た。これを、コンピュータによって発生させた縞画像と
乗算して（０．５mm×１．０mm）の大きさの位相分布図
を得た。これをフーリエ変換することにより、シリコン
メルト１０面の振動周波数を得ることができた。
【００３５】上記したように本実施例は、集光レンズ７
が、偏光ビームスプリッタ６にて分割されたレーザー光
がシリコン液柱であるシリコンメルト１０及び参照用の
円柱状シリコン結晶の中心軸（対称軸）に入射されるよ
うな形状であることが必要条件である。尚、シリコンメ
ルト１０を含んだイメージ炉９及び参照用の円柱状シリ
コン結晶の位置を調整することによって、試料表面及び
参照表面の法線方向から入射できるようにしてもよい。
すなわち、イメージ炉９及び参照用の円柱状シリコン結
晶をそれらの位置を3次元的に移動させる移動装置（図
示せず）に固定し、分割されたレーザー光が試料表面及
び参照表面の法線方向から入射できるように、イメージ
炉９及び参照用の円柱状シリコン結晶の位置調整を行
う。
が、偏光ビームスプリッタ６にて分割されたレーザー光
がシリコン液柱であるシリコンメルト１０及び参照用の
円柱状シリコン結晶の中心軸（対称軸）に入射されるよ
うな形状であることが必要条件である。尚、シリコンメ
ルト１０を含んだイメージ炉９及び参照用の円柱状シリ
コン結晶の位置を調整することによって、試料表面及び
参照表面の法線方向から入射できるようにしてもよい。
すなわち、イメージ炉９及び参照用の円柱状シリコン結
晶をそれらの位置を3次元的に移動させる移動装置（図
示せず）に固定し、分割されたレーザー光が試料表面及
び参照表面の法線方向から入射できるように、イメージ
炉９及び参照用の円柱状シリコン結晶の位置調整を行
う。
【００３６】因みに、分割されたレーザー光が、シリコ
ンメルト１０あるいは参照用の円柱状シリコン結晶のい
ずれかにおいてそれらの法線軸からずれて入射した場合
には、０．５ｍｍ×１．０ｍｍの位相分布図が得られる
ものの、周波数解析に利用可能な面積は０．５ｍｍ×
０．３ｍｍ程度と小さくなり、振動周波数の解析の正確
さを損なうものであった。
ンメルト１０あるいは参照用の円柱状シリコン結晶のい
ずれかにおいてそれらの法線軸からずれて入射した場合
には、０．５ｍｍ×１．０ｍｍの位相分布図が得られる
ものの、周波数解析に利用可能な面積は０．５ｍｍ×
０．３ｍｍ程度と小さくなり、振動周波数の解析の正確
さを損なうものであった。
【００３７】尚、本実施例では、試料材料がシリコン、
試料表面形状が円柱側面として記載されているが、本発
明はそのような材料や形状の制限を受けない。又、集光
レンズ７も円柱側面状のレンズに限らず、分割されたレ
ーザー光が試料表面及び参照表面の法線方向から入射で
きるようにできる形状であればよいことは言うまでもな
い。
試料表面形状が円柱側面として記載されているが、本発
明はそのような材料や形状の制限を受けない。又、集光
レンズ７も円柱側面状のレンズに限らず、分割されたレ
ーザー光が試料表面及び参照表面の法線方向から入射で
きるようにできる形状であればよいことは言うまでもな
い。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、評価信号あるいは参照
信号がそれぞれの反射面上の曲率中心に向かって照射さ
れることにより、反射信号は入射信号と同一の経路を通
って戻るため、その条件下で、反射断面積を最大化で
き、反射領域、すなわち評価領域の広域化が可能になっ
た。
信号がそれぞれの反射面上の曲率中心に向かって照射さ
れることにより、反射信号は入射信号と同一の経路を通
って戻るため、その条件下で、反射断面積を最大化で
き、反射領域、すなわち評価領域の広域化が可能になっ
た。
【図１】本発明の表面評価システムの全体構成図であ
る。
る。
１ レーザー光源 ２ 半波長板 ３ ミラー ４ 中立密度フィルター ５ 拡散板 ６ 偏光ビームスプリッター ７ 集光レンズ ８ 1/4波長板 ９ イメージ炉 １０ シリコンメルト １１ 参照面 １２ フィルター １３ ビデオカメラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記２名の代理人 100071272 弁理士 後藤 洋介 （外１名） (72)発明者 小沼 一雄 茨城県つくば市東一丁目１番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 中村 新 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 日比谷 孟俊 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 2F064 AA09 CC10 EE01 FF02 FF05 GG12 GG23 GG38 GG39 GG42 GG53 HH03 HH08 JJ15 2F065 AA54 BB06 CC00 FF52 GG05 JJ03 JJ26 LL12 LL26 LL36 LL37 LL49 QQ16
Claims (19)
- 【請求項１】 曲率を有する試料の表面を評価する位相
シフト干渉法において、光源からの評価信号が分岐され
て得られた分岐評価信号の前記試料表面への入射は、該
試料表面の法線方向に向かって行われることを特徴とす
る表面評価方法。 - 【請求項２】 前記試料表面が円柱側面形状であること
を特徴とする請求項１記載の表面評価方法。 - 【請求項３】 前記分岐評価信号が略円柱形状の前記試
料の長手方向中心軸に集光するような光路で入射される
ことを特徴とする請求項２記載の表面評価方法。 - 【請求項４】 前記分岐評価信号は前記試料表面の曲率
中心に焦点を有する集光器を通って前記試料表面に入射
されることを特徴とする請求項2記載の表面評価方法。 - 【請求項５】 前記分岐評価信号は前記試料の長手方向
中心軸に焦点を有する集光器を通って前記試料表面に入
射されることを特徴とする請求項2又は３に記載の表面
評価方法。 - 【請求項６】 前記分岐評価信号は前記試料面の曲率中
心に焦点を有する集光器を通って前記試料表面に入射さ
れることを特徴とする請求項2又は４に記載の表面評価
方法。 - 【請求項７】 曲率を有する試料の表面を評価する位相
シフト干渉法において、光源からの評価信号が分岐され
て得られた参照信号の参照対象物の表面への入射は、該
参照対象物表面（以下、参照面と呼ぶ。）の法線方向に
向かって行われることを特徴とする表面評価方法。 - 【請求項８】 前記参照面が円柱側面形状であることを
特徴とする請求項７記載の表面評価方法。 - 【請求項９】 前記参照信号が円柱形状である前記参照
対象物の長手方向中心軸に集光するような光路で入射さ
れることを特徴とする請求項８記載の表面評価方法。 - 【請求項１０】 前記参照信号が円柱形状である前記参
照面の曲率中心に集光するような光路で入射されること
を特徴とする請求項８記載の表面評価方法。 - 【請求項１１】 前記分岐評価信号は前記参照対象物の
長手方向中心軸に焦点を有する集光器を通って前記参照
面に入射されることを特徴とする請求項８又は９に記載
の表面評価方法。 - 【請求項１２】 前記分岐評価信号は前記参照面の曲率
中心に焦点を有する集光器を通って前記参照面に入射さ
れることを特徴とする請求項８又は９に記載の表面評価
方法。 - 【請求項１３】 曲率を有する試料の表面を評価する位
相シフト干渉法において、光源からの評価信号を分岐し
て分岐評価信号及び参照信号を得、それぞれ前記分岐評
価信号及び前記参照信号の前記試料表面及び参照対象物
表面（以下、参照面と呼ぶ。）への入射は、前記試料表
面及び前記参照対象物の表面の法線方向に向かって行わ
れることを特徴とする表面評価方法。 - 【請求項１４】 評価信号を発生させる光源と、前記評
価信号を分岐評価信号及び参照信号に分岐してそれぞれ
試料表面及び参照対象物表面（以下、参照面と呼ぶ。）
に照射する評価信号分岐手段と、前記試料表面及び前記
参照面から反射される反射分岐評価信号及び反射参照信
号を干渉させるレーザー干渉手段を有して構成され、前
記レーザー干渉手段は、前記試料の長手方向中心軸に焦
点を有する集光器を含んでいることを特徴とする表面評
価システム。 - 【請求項１５】 評価信号を発生させる光源と、前記評
価信号を分岐評価信号及び参照信号に分岐してそれぞれ
試料表面及び参照対象物表面（以下、参照面と呼ぶ。）
に照射する評価信号分岐手段と、前記試料表面及び前記
参照面から反射される反射分岐評価信号及び反射参照信
号を干渉させるレーザー干渉手段を有して構成され、前
記レーザー干渉手段は、前記参照対象物の長手方向中心
軸に焦点を有する集光器を含んでいることを特徴とする
表面評価システム。 - 【請求項１６】 評価信号を発生させる光源と、前記評
価信号を分岐評価信号及び参照信号に分岐してそれぞれ
試料表面及び参照対象物表面（以下、参照面と呼ぶ。）
に照射する評価信号分岐手段と、前記試料表面及び前記
参照面から反射される反射分岐評価信号及び反射参照信
号を干渉させるレーザー干渉手段を有して構成され、前
記レーザー干渉手段は、前記試料表面の曲率中心に焦点
を有する集光器を含んでいることを特徴とする表面評価
システム。 - 【請求項１７】 評価信号を発生させる光源と、前記評
価信号を分岐評価信号及び参照信号に分岐してそれぞれ
試料表面及び参照対象物表面（以下、参照面と呼ぶ。）
に照射する評価信号分岐手段と、前記試料表面及び前記
参照面から反射される反射分岐評価信号及び反射参照信
号を干渉させるレーザー干渉手段を有して構成され、前
記レーザー干渉手段は、前記参照面の曲率中心に焦点を
有する集光器を含んでいることを特徴とする表面評価シ
ステム。 - 【請求項１８】 評価信号を発生させる光源と、前記評
価信号を分岐評価信号及び参照信号に分岐してそれぞれ
試料表面及び参照対象物表面（以下、参照面と呼ぶ。）
に照射する評価信号分岐手段と、前記試料表面及び前記
参照面から反射される反射分岐評価信号及び反射参照信
号を干渉させるレーザー干渉手段を有して構成され、前
記レーザー干渉手段は、前記試料及び前記参照対象物の
長手方向中心軸に焦点を有する集光器を含んでいること
を特徴とする表面評価システム。 - 【請求項１９】 評価信号を発生させる光源と、前記評
価信号を分岐評価信号及び参照信号に分岐してそれぞれ
試料表面及び参照対象物表面（以下、参照面と呼ぶ。）
に照射する評価信号分岐手段と、前記試料表面及び前記
参照面から反射される反射分岐評価信号及び反射参照信
号を干渉させるレーザー干渉手段を有して構成され、前
記レーザー干渉手段は、前記試料表面及び前記参照面の
曲率中心に焦点を有する集光器を含んでいることを特徴
とする表面評価システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11121426A JP2000310515A (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 表面評価方法およびその評価システム |
| US09/559,063 US6580514B1 (en) | 1999-04-28 | 2000-04-28 | Non-contact silicon melt surface evaluation method and system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11121426A JP2000310515A (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 表面評価方法およびその評価システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000310515A true JP2000310515A (ja) | 2000-11-07 |
Family
ID=14810863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11121426A Pending JP2000310515A (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 表面評価方法およびその評価システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000310515A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011220816A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Niigata Univ | 円筒面の形状計測方法 |
-
1999
- 1999-04-28 JP JP11121426A patent/JP2000310515A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011220816A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Niigata Univ | 円筒面の形状計測方法 |
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