JP2000515624A - 改良された光応力発生器及び検出器 - Google Patents
改良された光応力発生器及び検出器Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 構造物の特性を調べる方法であって、 前記構造物に第1の電磁放射を印加して構造物を伝搬する応力パルスを生成す る行程と、 伝搬する応力パルスを遮るために複数の異なる入射角度で構造物に第2の電磁 放射を印加する行程と、 複数の入射角度で構造物からの第2の電磁放射の反射及び透過の一方を検知す る行程と、 時間による第2の電磁放射の反射変化を構造物の光学特性の値に相関させて光 学特性の値に応じて伝搬する応力パルスの速度を測定する行程と、 伝搬する応力パルスの限定された速度に応じて自由に構造物の弾性係数を光学 的に測定する行程と、 からなることを特徴とする方法。 2. 基板と、基板またはフィルムに配置されたりまたは埋設された少なくとも 1つの構造物とともに前記基板に蒸着されたフィルムとからなる3次元サンプル の特性を調べる方法であって、 複数のディスクリートな時間ステップにて、第1の電磁放射のパルス印加に対 するサンプルの機械的な反応をシミュレートする行程と、 サンプルに第1の電磁放射のパルスを印加してサンプル内の伝搬する応力パル スを生成する行程と、 伝搬する応力パルスを遮るためにサンプルに第2の電磁放射を印加する行程と 、 第2の電磁放射の強度、位置、方向、偏光状態、光位相の時間変化の少なくと も1つを、サンプルからの第2の電磁放射の反射から検知する行程と、 サンプルのシミュレートされた反応に応じてサンプルの対象の特性に検知され た時間変化を関連させる行程と、 からなることを特徴とする方法。 3. 対象の特性は、少なくとも1つのフィルムの厚さ以外の寸法を含むことを 特徴とする請求の範囲第2項記載の方法。 4. 構造物の特性を調べる方法であって、 構造物の1つ以上の特性に応じて、少なくとも以下の行程によって光放射の第 1のパルスの印加に対してある時間間隔でシミュレートされた構造物の機械的な 反応を、所定の時間ステップ増分でシミュレートする行程であって、前記以下の 行程は、シミュレートされた構造物内の初期応力分布を測定する行程と、光放射 の第1のパルスの印加に続いてシミュレートされた構造物中の応力および歪み分 布におけるある間隔での変化を測定する行程と、ある間隔内での光放射の第2の パルスの印加によってシミュレートされた構造物の過渡光応答を測定する行程と 、からなる行程と、 構造物に光放射の第1のパルスを印加する行程と、 時間間隔の間に、構造物へ光放射の第2のパルスを印加 する行程と、 シミュレートされた構造物の限定された過渡応答と構造物の測定された過渡応 答とを比較する行程と、 限定された過渡応答を測定される過渡応答と一致せしめるためにシミュレート された構造物の1つ以上の特性の値を調節する行程と、 構造物の実際の1つ以上の特性の値に1つ以上の特性の調整された値を相関さ せる行程と、 からなることを特徴とする方法。 5. 前記構造物は、基板上に配置された少なくとも1つの層をさらに有し、シ ミュレートされた構造物内の初期応力分布を測定する行程は、 少なくとも1つの層の光学定数及び厚さから、構造物の表面への第1のパルス の振幅、入射角、および偏光の点からシミュレートされた構造物内の第1の光の パルスによる電場を計算する行程と、 計算された電場分布から、位置の関数としてシミュレートされた構造物内に吸 収されたエネルギの量を計算する行程と、 吸収されたエネルギ分布に対する熱拡散の影響を測定する行程と、 シミュレートされた構造物内の位置の関数として温度上昇を計算する行程と、 計算された温度上昇からのシミュレートされた構造物内 の応力を計算する行程と、からなることを特徴とする請求の範囲第4項記載の方 法。 6. シミュレートされた構造物内の応力および中の歪みの変化を測定する行程 は、 時間ステップτを選択する行程と、 シミュレートされた構造物の各層毎に、層内の音速を乗算した時間ステップτ と等しいビンサイズbを計算する行程と、 各層を、計算されたビンサイズよりも小なるビンあるいは計算されたビンサイ ズのビンに分割する行程と、 を含むことを特徴とする請求の範囲第4項記載の方法。 7. シミュレートされた構造物内の応力および歪みの変化を測定する行程は、 各ビンの応力を2つの成分、すなわち、最初にシミュレートされた構造物の自 由表面に向けて伝搬する成分と、シミュレートされた構造物の自由表面から遠ざ かるように伝搬する成分とに分解する行程と、 各層内にて、適切な方向へビンからビンまで2つの成分を前にステップさせて 、2つの層間の界面に隣接するビンに対して、界面に向かって伝搬する応力を、 界面の反対側の第1のビンへと部分的にステップさせる行程と、 時間ステップτの十分な数に対して上記ステップを繰り返して時間間隔と少な くとも等しい周期に対する応力分布を測定する行程と、 適切な弾性の係数による除算によって限定された応力からの歪みを計算する行 程と、 をさらに含むことを特徴とする請求の範囲第6項記載の方法。 8. 前記構造物は、基板に配置された少なくとも1つの層をさらに有し、時間 間隔内で光放射の第2のパルスの印加に対するシミュレートされた構造物の過渡 応答を測定する行程は、 シミュレートされた構造物への深さの関数として、計算された歪み分布から各 層の光学定数の変化Δn,Δκを計算する行程と、 深さの関数としての光学定数の計算された変化Δn,Δκから、さらに少なく とも1つの層の変化のない光学定数から、量ΔR,ΔT,ΔP,Δφ,Δβの少 なくとも1つを計算する行程と、 を含むことを特徴とする請求の範囲第4項記載の方法。 9. 限定された過渡応答に対して構造物の測定される過渡応答を比較する行程 は、計算された量ΔR、ΔT、ΔP、Δφ、Δβの少なくとも1つを測定結果と 比較することを特徴とする請求の範囲第8項記載の方法。 10. 前記複数のディスクリート時間ステップは、音波が構造物からなる最も 薄い層を伝搬するのに必要な時間と比較して、小さくなるように選択されること を特徴とする請求の範囲第4項記載の方法。 11. サンプルの特性を調べる非破壊システムであって、 光ポンプパルスを生成するとともにサンプルの表面に対してポンプパルスを集 束せしめる手段と、 光のプローブパルスを生成するとともにサンプルの表面に対してプローブパル スを集束せしめる手段と、 プローブパルスの反射あるいは透過された部分の変化の検出によりポンプパル スに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定する手段と、 ポンプ及びプローブパルスの少なくとも一方の反射部分に反応して、ポンプ及 びプローブパルスの少なくとも一方の焦点を自動的に調節する検出手段と、 からなることを特徴とする非破壊システム。 12. 光ポンプパルスを生成する前記手段は、サンプル表面での単一の位置に 印加されるポンプパルス列を生成することを特徴とする請求の範囲第11項記載 の非破壊システム。 13. ポンプパルスは、表面と垂直に伝搬するサンプル内の応力パルスを含む ことを特徴とする請求の範囲第11項記載の非破壊システム。 14. サンプルの特性を調べる非破壊システムであって、 光ポンプパルスを生成してサンプルの表面の領域にポンプパルスを導く手段と 、 光プローブパルスを生成して、ポンプパルスの後に到着するように、サンプル の表面の同一領域あるいは異なる領 域にプローブパルスを導く手段と、 プローブパルスの反射あるいは透過部分の変化の検出によりポンプパルスに対 する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定する手段と、 測定される過渡応答に応じてサンプルの少なくとも一部分の電気抵抗を測定す る手段と、 からなることを特徴とする非破壊システム。 15. サンプルの特性を調べる非破壊システムであって、 光ポンプパルスを生成してサンプルの表面の領域にポンプパルスを導く手段と 、 光プローブパルスを生成して、ポンプパルスの後に到着するように、サンプル の表面の同一領域あるいは異なる領域にプローブパルスを導く手段と、 プローブパルスの反射あるいは透過部分の特性の変化の検出によりポンプパル スに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定する手段と、 測定手段の動作中に構造物の少なくとも1つの部分の温度を変える手段と、 測定された過渡応答から、温度に対する構造物内の音波の速度の導関数を測定 すると共に構造物内の静止応力に速度の限定された導関数を関連させる手段と、 からなることを特徴とする非破壊システム。 16. サンプルの特性を調べる非破壊システムの動作方法であって、 光ポンプパルスを生成してサンプルの表面の領域にポンプパルスを導く行程と 、 光プローブパルスを生成して、ポンプパルスの後に到着するようにサンプルの 表面の同一領域あるいは異なる領域にプローブパルスを導く行程と、 プローブパルスの反射あるいは透過部分の特性の変化の検出によりポンプパル スに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定する行程と、 測定される過渡応答に応じてサンプルの一部の電気抵抗を測定する行程と、 からなることを特徴とする方法。 17. サンプルの特性を調べる非破壊システムの動作方法であって、 光ポンプパルスを生成してサンプルの表面の領域にポンプパルスを導く行程と 、 光プローブパルスを生成して、ポンプパルスの後に到着するようにサンプルの 表面の同一領域あるいは異なる領域にプローブパルスを導く行程と、 プローブパルスの反射あるいは透過部分の特性の変化を検出することによりポ ンプパルスに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定する行程と、 測定行程の間に構造物の少なくとも一部分の温度を変える行程と、 測定された過渡応答から、温度についての構造物内の音 波の速度の導関数を測定すると共に、構造物内の静止応力に速度の限定された導 関数を相関させる行程と、 からなることを特徴とする方法。 18. サンプルの特性を調べる非破壊システムであって、 周波数f1で光ポンプパルスのシーケンスを生成して、サンプルの表面の領域 にポンプパルスのシーケンスを導く手段と、 周波数f2で光プローブパルスのシーケンスを生成して、サンプルの表面の同 一領域あるいは異なる領域にプローブパルスのシーケンスを導く手段であって、 但し、f1はポンプパルスの生成とプローブパルスの生成との間の遅延を連続的 に変えるためのf2とは等しくない手段と、 (f1−f2)及び(f1+f2)の一方によって与えられた速度で、プローブパ ルスのシーケンスの反射あるいは透過部分の特性の変化を検出することにより、 ポンプパルスのシーケンスに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定す る手段と、 からなることを特徴とする非破壊システム。 19. サンプルの特性を調べる非破壊システムであって、 光ポンプパルスのシーケンスを生成してサンプルの表面の領域にポンプパルス のシーケンスを導く手段と、 光プローブパルスのシーケンスを生成し、ポンプパルスの各々についての、プ ローブパルスの各々の間の遅延は、周波数fで変調され、さらにサンプルの表面 の同一領域あ るいは異なる領域にプローブパルスのシーケンスを導く手段と、 fによって与えられた速度で、プローブパルスのシーケンスの反射あるいは透 過部分の特性の変化を検出することにより、ポンプパルスのシーケンスに対する 構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定する手段と、 からなることを特徴とする非破壊システム。 20. サンプルの特性を調べる非破壊システムであって、 周波数f1で強度変調される光ポンプパルスのシーケンスを生成して、サンプ ルの表面の領域にポンプパルスのシーケンスを導く手段と、 光プローブパルスのシーケンスを生成し、ポンプパルスの各々に対して、プロ ーブパルスの各々の間の遅延は周波数f2で変調され、さらにサンプルの表面の 同一領域あるいは異なる領域にプローブパルスのシーケンスを導く手段であって 、f1はf2に等しくない手段と、 (f1−f2)あるいは(f1+f2)によって与えられる速度で、プローブパル スのシーケンスの反射あるいは透過部分の特性の変化を検出することによって、 ポンプパルスのシーケンスに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定す る手段と、 からなることを特徴とする非破壊システム。 21. サンプルの特性を調べる非破壊システムであって、 第1の波長を有する光ポンプパルスを生成して、サンプ ルの表面の領域にポンプパルスを導く手段と、 光のポンプパルスから光プローブパルスを生成して、ポンプパルスの後に到着 するように、サンプルの表面の同一領域あるいは異なる領域にプローブパルスを 導く手段であって、光プローブパルスは、第1波長の高調波となる第2の波長を 有するように生成される手段と、 プローブパルスの反射あるいは透過部分の特性の変化を検出することによって ポンプパルスに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定する手段と、 からなることを特徴とする非破壊システム。 22. サンプルの特性を調べる非破壊システムであって、 第1の波長を有する入力パルスからの光ポンブパルスおよび光プローブパルス を生成する手段であって、前記ポンプパルスは第1の波長の高調波である波長を 有し、前記プローブパルスは第1の波長と等しい波長を有する手段と、 サンプルの表面の領域にポンプパルスを導くとともに、ポンプパルスの後に到 着するように、サンプルの表面の同一領域あるいは異なる領域にプローブパルス を導く手段と、 プローブパルスの反射あるいは透過部分の特性の変化を検出することによりポ ンブパルスに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定する手段と、 からなることを特徴とする非破壊システム。 23. サンプルの特性を調べる非破壊システムを操作する方法であって、 光ポンプパルスを生成して、サンプルの表面の領域にポンプパルスを導く行程 と、 光プローブパルスを生成して、ポンプパルスの後に到着するようにサンプルの 表面の同一領域あるいは異なる領域にプローブパルスを導く行程と、 プローブパルスの反射部分の変化を検出することによりポンプパルスに対する 構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定する行程と、 プローブパルスの反射部分の音響エコーを少なくとも検出する行程であって、 検出された音響エコーを所定関数とのコンボリューションにより音響エコーの到 着時間を測定する行程を含む行程と、 からなることを特徴とする方法。 24. サンプルの特性を調べる非破壊システムを操作する方法であって、 光ポンプパルスを生成して、サンプルの表面の領域にポンプパルスを導く行程 と、 生成された光ポンプパルスの各々に対して、光プローブパルスを生成して、ポ ンプパルスの後に到着するようにサンプルの表面にプローブパルスを導き、プロ ーブパルスのうち、表面に対して第1の角度で表面に導かれるものがあり、また は表面に対して第2の角度で表面に導かれるものもある、行程と、 第1および第2の角度の各々でプローブパルスの反射部 分の変化を検出することによりポンプパルスに対する構造物の少なくとも1つの 過渡応答を測定する行程と、 からなることを特徴とする方法。 25. 基板と、基板の上に配置されて形成された層である少なくとも1つの層 と、で構成された構造物の特性を調べる方法であって、 光ポンプパルスに対する構造物の光過渡反応の基準データセットを生成し、前 記基準データセットは、(a)少なくとも1つの基準サンプル、あるいは(b) 音響パルスが構造物の最も薄い層を伝搬するのに必要な時間の2分の1未満の時 間を有するように選択された所定の時間ステップ増分でシミュレートされた構造 物の機械的な運動のシミュレーション、の少なくとも一方から選択される、行程 と、 構造物に光ポンプパルスおよび光プローブパルスのシーケンスを印加する行程 と、 基準データセットと構造物の測定された過渡応答とを比較する行程と、 測定された過渡応答に基準データセットを一致させるように構造物の1つ以上 の特性の値を調節する行程と、 構造物の1つ以上の特性の実際の値に特性の1つ以上の調整された値を相関さ せる行程と、 からなることを特徴とする方法。 26. サンプルの特性を調べる非破壊システムであって、 光ポンプパルスを生成して、サンプルの表面の領域にポ ンプパルスを導く手段と、 光プローブパルスを生成して、ポンプパルスの後に到着するように、サンプル の表面の同一領域あるいは異なる領域にプローブパルスを導き、ポンプパルスは プローブパルスと同じ波長あるいはプローブパルスの波長とは異なる波長を有す る、手段と、 サンプルの表面にポンプおよびプローブパルスの集束を自動的に制御する手段 と、 ポンプパルスに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答を測定し、測定され た過渡応答は、プローブパルスの反射部分の強度における変調変化ΔR、プロー ブパルスの透過部分の強度変化ΔT、反射プローブパルスの偏光の変化ΔP、反 射プローブパルスの光位相の変化Δφ、プローブパルスの反射角度の変化Δθ、 の少なくとも1つの測定値からなる、手段と、 サンプルの光過渡応答の振幅を測定する測定システムを較正する手段と、 構造物の対象の少なくとも1つの特性に、前記測定手段の出力を相関させる手 段と、 からなることを特徴とする非破壊システム。 27. ポンプまたはプローブパルスの入射角度の少なくとも一方の関数として 、さらにポンプおよびプローブパルスの少なくとも一方の波長の関数として、過 渡応答の導関数を測定する手段をさらに有することを特徴とする請求の 範囲第26記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 28. ポンプパルスに対するサンプルの少なくとも1つの静止反応を測定する 手段をさらに有し、静止反応測定値は、ポンプおよびプローブパルスの少なくと も一方の平均入射及び反射強度に応じた光反射率と、構造物から反射されたとき のポンプ及びプローブパルスの少なくとも一方の平均位相変化と、入射及び反射 ポンプおよびプローブパルスの少なくとも一方の平均偏光および光位相との少な くとも1つの測定値からなることを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプ ルの特性を調べる非破壊システム。 29. 対象の前記特性は、サンプルの少なくとも1層の厚さと、少なくとも1 層の機械的性質と、少なくとも1つの層と別の1層及び基板の少なくとも一方と の間の界面の特性と、を含むことを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプ ルの特性を調べる非破壊システム。 30. 前記ポンプおよびプローブパルスの少なくとも一方に対して前記サンプ ルの位置を変える手段をさらに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載 のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 31. 前記測定手段の動作中に前記サンプルの温度を変える手段と、温度に対 する前記サンプル内での音波の速度の導関数を測定する手段と、測定された導関 数を前記サンプル内の静止応力と相関させる手段と、をさらに有することを特徴 とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性 を調べる非破壊システム。 32. 前記ポンプおよびプローブパルスは、前記サンプルに前記ポンプおよび プローブパルスをフォーカスせしめるように配置された焦点対物レンズに向けて 平行な光路に沿って印加されることを特徴とする請求の範囲第26項記載のサン プルの特性を調べる非破壊システム。 33. 前記ポンプおよびプローブパルスは、前記サンプルに前記ポンプおよび プローブパルスをフォーカスせしめるように配置された焦点対物レンズに向けて 平行な光路に沿って印加され、前記サンプルに対して法線角度または傾斜した入 射角度のうちの一方で印加されることを特徴とする請求の範囲第26項記載のサ ンプルの特性を調べる非破壊システム。 34. 前記ポンプおよびプローブパルスの一方は、法線入射角度で前記サンプ ルの前記表面に印加され、前記ポンプおよびプローブパルスの他方は、傾斜した 入射角度で前記サンプルの前記表面に印加されることを特徴とする請求の範囲第 26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 35. 前記ポンプおよびプローブパルスは、単一のレーザパルスから導出され れることを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊 システム。 36. 前記ポンプおよびプローブパルスは、それぞれ別々のレーザパルスから 導出されることを特徴とする請求の 範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 37. 前記ポンプおよびプローブパルスは、単一のレーザパルスから導出され 、前記単一のレーザパルスの波長を前記波長の高調波に変換してポンプおよびプ ローブパルスの一方が他方のパルスの波長とは異なる波長を有するようにする手 段をさらに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を 調べる非破壊システム。 38. 前記ポンプおよびプローブパルスの少なくとも一方に対して強度変調を 行う手段をさらに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの 特性を調べる非破壊システム。 39. 強度変調を行う前記手段は、前記ポンプまたはプローブパルスを生成す るレーザのパルス反復周期と同期していることを特徴とする請求の範囲第38項 記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 40. 強度変調を行う前記手段は、最初に前記ポンプパルスに強度変調周波数 を与え、次に前記プローブパルスに異なる強度変調周波数を与えることを特徴と する請求の範囲第38項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 41. 持続波光で前記サンプルの表面の一部を照射する持続波レーザ源と、 反射された持続波光に反応して、前記サンプルの偏光解析測定を実行する手段 と、 をさらに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調 べる非破壊システム。 42. 前記サンプルの表面の一部を照射する光源と、 前記照らされた部分のイメージを形成し、オペレータあるいはパターン識別ソ フトウェアの一方に画像を提供する手段と、 をさらに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調 べる非破壊システム。 43. システムの動作中に、熱放射で前記サンプルの表面の一部を照射して前 記サンプルの温度を制御自在に変える熱源をさらに有することを特徴とする請求 の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 44. 前記測定手段は、前記ポンプパルスと前記プローブパルスとの間の時間 遅延に関するサンプルの前記少なくとも1つの過渡応答の導関数を直接測定する ことを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊シス テム。 45. ポンプおよびプローブパルスの一方は、他方のパルスの波長とは異なる 波長を有し、さらに、プローブパルスの光路に波長選択フィルタを有してプロー ブパルスを通過せしめながらもポンプパルスの散乱部分を遮断することを特徴と する請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 46. プローブパルスがサンプルに入射する位置とポン プパルスがサンプルに入射する位置との間の空間関係を変更する手段をさらに有 することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊 システム。 47. 前記ポンプおよびプローブパルスは、第1および第2のパルスレーザ源 からそれぞれ導かれ、前記第1レーザ源のパルス反復周期は、前記第2レーザ源 のパルス反復周期とは異なることを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプ ルの特性を調べる非破壊システム。 48. プローブパルスエネルギに対するポンプパルスエネルギの比を自動的に 変える手段をさらに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプル の特性を調べる非破壊システム。 49. プローブパルスとポンプパルスとの間の時間オフセットの範囲に対して 、 サンプルでのプローブパルスの本質的に一定な位置、形状、サイズを自動的に維 持する手段をさらに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプル の特性を調べる非破壊システム。 50. 前記ポンプパルスとは独立に前記サンプルの表面に前記プローブパルス を集束せしめて並進移動せしめる手段をさらに有することを特徴とする請求の範 囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 51. 前記集束且つ並進移動手段は、前記プローブパルスのニアフィールドフ ォーカシングを実行するために端部 にテーパが付された直径を有する光ファイバと、前記ポンプパルスの焦点に対し て前記光ファイバの前記テーパが付された端部を並進移動せしめる手段と、から ることを特徴とする請求の範囲第50項記載のサンプルの特性を調べる非破壊シ ステム。 52. 前記集束且つ並進移動手段は、反射プローブ光を収集するように端部が 配置された光ファイバと、前記サンプルの表面に向けて前記光ファイバを並進移 動せしめる手段と、からなることを特徴とする請求の範囲第50項記載のサンプ ルの特性を調べる非破壊システム。 53. 前記サンプルに対して前記ポンプおよびプローブパルスを導くために、 各々が前記サンプルの表面に対して端部が配置された複数の光ファイバからなる ことを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊シス テム 54. 反射プローブ光を集めるために表面に対して端部が配置された光ファイ バをさらに有することを特徴とする請求の範囲第53項記載のサンプルの特性を 調べる非破壊システム。 55. 前記サンプルは、前記ポンプまたはプローブパルスの一方の焦点直径よ りも小なる直径を有する複数のパターン化サブ構造物で構成され、前記サブ構造 物の複数は、前記ポンプおよびプローブパルスによって同時に照射されることを 特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの 特性を調べる非破壊システム。 56. 前記サンプルは、周期的に配置された複数のサブ構造物で構成され、ポ ンプパルスに対する前記サブ構造物の震動反応のシミュレーションに、前記サブ 構造物の光反応を比較することにより、前記サブ構造物の少なくとも1つの特性 を測定する手段をさらに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサン プルの特性を調べる非破壊システム。 57. プローブパルスの反射部分の少なくとも1つの音響エコーの存在を検出 する手段をさらに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの 特性を調べる非破壊システム。 58. 前記検出手段は、音響エコーの対象の特性の時間で位置を検出すること により音響エコーの到着時間を測定することを特徴とする請求の範囲第57項記 載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 59. 前記検出手段は、検出された音響エコーを所定の関数とコンボリューシ ョンすることにより音響エコーの到着時間を測定することを特徴とする請求の範 囲第57項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 60. 前記測定手段は、前記プローブパルスの少なくとも2つの異なる入射角 度での過渡応答を測定することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプル の特性を調べる非破壊システム。 61. 前記サンプルは、透明層および部分吸収層の一方をさらに有することを 特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 62. 前記サンプルは、少なくともつの第2の層の下に配置された少なくとも 1つの第1の層をさらに有し、少なくとも前記プローブパルスは、前記少なくと も1つの第2の層を通過して前記少なくとも1つの第1の層に到達することを特 徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 63. 前記相関手段は、ポンプおよびプローブパルスの印加、あるいは基準サ ンプルへのポンプおよびプローブパルスの印加の結果に対する、サンプルのシミ ュレーションの少なくとも1つと、前記測定手段の出力とを比較する手段をさら に有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非 破壊システム。 64. 前記ポンプパルスは、サンプルの表面の第1の位置に印加され、前記プ ローブパルスは、同じ位置またはサンプルの異なる表面の第2の位置に印加され 、前記相関手段は、第1及び第2の位置の間に位置するサンプルの部分に対する 対象の特性を測定することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特 性を調べる非破壊システム。 65. 前記サンプルは、少なくとも1つの3次元多層サブ構造物へパターン化 され、前記相関手段は、ポンプおよびプローブパルスの印加に対する少なくとも 1つの多層サ ブ構造物の3次元シミュレーションと前記測定手段の出力とを比較する手段をさ らに有することを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる 非破壊システム。 66. 前記対象の特性は、少なくとも1つの層と別の層及び基板の一方との中 間層の特性を含むことを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を 調べる非破壊システム。 67. 中間層の前記特性は、中間層の厚さ、中間層の構造的位相、中間層内に 位置する化学種の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求の範囲第26項記 載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 68. 前記対象の特性は、別の隣接する層への、あるいは基板への少なくとも 1つの層の接着特性を含むことを特徴とする請求の範囲第26項記載のサンプル の特性を調べる非破壊システム。 69. 前記対象の特性は、ポンプパルスによって誘起される応力や歪みについ ての消滅係数の導関数或いは屈折率の導関数の少なくとも1つを含むことを特徴 とする請求の範囲第26項記載のサンプルの特性を調べる非破壊システム。 70. 基板と前記基板に配置された少なくとも1つの層とで構成された構造物 を特性を調べる方法であって、 時間間隔内の光放射の第2のパルスの印加に対する構造 物の過渡応答が後に続く光放射の第1のパルスの印加に対する構造物のモデルの 反応をシミュレートする行程と、 構造物に光放射線の第1のパルスを印加する行程と、 時間間隔の間に、構造物へ光放射の第2のパルスを印加する行程と、 構造物の測定された過渡応答を限定された過渡応答と比較する行程と、 限定された過渡応答を測定された過渡応答と一致させるために構造物のモデル の1つ以上の特性を調節する行程と、 調整された1つ以上の特性を構造物の実際の1つ以上の特性と相関させる行程 と、 を有し、前記調節行程は、少なくとも1つの層の結晶方位と、少なくとも1つの 層と別の層あるいは基板との間の界面の粗さと、少なくとも1つの層の熱拡散係 数と、少なくとも1つの層内の電子拡散率と、少なくとも1つの層の光学定数と 、少なくとも1つの層内の応力や歪みに関しての光学定数の導関数と、サンプル の表面粗さとのうちの少なくとも1つを調節することを特徴とする方法。 71. 前記調節行程は、少なくとも1つの層内の静止応力を調節することを特 徴とする請求の範囲第70項記載の方法。 72. 前記調節行程は、2つの層の間あるいは層と基板との間の混合領域の存 在または厚さを調節することを特徴とする請求の範囲第70項記載の方法。 73. 基板と前記基板に配置された少なくとも1つの層とで構成された構造物 を特性を調べる方法であって、 光放射の第1のパルスに反応して構造物内の初期応力分布を測定する行程と、 構造物の音響正規モードを計算する行程と、限定された初期応力分布を計算され た正規モードに対する和へ分解する行程と、計算された正規モードの各々に対し て、各正規モードと関連した空間応力パターンによる光過渡反応の変化を合計す ることによって、光放射線の第2のパルスに対する構造物の光過渡反応の変化を 対象の時間で測定する行程と、によって、光放射の第1のパルスの印加に対する 構造物のモデルの機械的反応をシミュレートする行程と、 構造物に光放射の第1のパルスを印加する行程と、 光放射の第2のパルスを構造物へ対象の時間で印加する行程と、 構造物の測定された光過渡反応を限定された光過渡反応と比較する行程と、 限定された光過渡反応を測定された光過渡反応と一致せしめるために、構造物 の1つ以上の特性を調節する行程と、 調整された1つ以上の特性を構造物の実際の1つ以上の特性と相関せしめる行 程と、 からなることを特徴とする方法。 74. 基板と前記基板に配置された少なくとも1つの層とで構成された構造物 を特性を調べる方法であって、 光放射の第1のパルスの印加に対する少なくとも1つの層の震動反応をシミュ レートし、前記反応は少なくとも1つの層と別の層或いは基板との間の界面での 単位面積当たりのばね定数パラメータに応じてシミュレートされる、行程と、 光放射の第2のパルスの印加が後に続く光放射の第1のパルスを印加し、光放 射の第2のパルスの反射部分の変化によって少なくとも1つの層の振動を検知す ることによって、少なくとも1つの層の実際の反応を測定する行程と、 測定された反応をシミュレートされた反応と比較する行程と、 シミュレートされた反応を測定された反応と一致せしめるためにばね定数パラ メータを調節する行程と、 調整されたばね定数パラメータから界面の強度を特徴付ける行程と、 からなることを特徴とする方法。 75. シミュレートされた震動反応は、シミュレートされた制動速度であるこ とを特徴とする請求の範囲第74項記載の方法。 76. サンプルの特性を調べる非破壊方法であって、 光ポンプパルスを生成してサンプルの表面領域にポンプパルスを導く行程と、 生成された光ポンプパルスの各々に対して、光プローブパルスを生成してポン プパルスの後に到着するようにサン プルの表面にプローブパルスを導く行程と、 自動的にポンプおよびプローブパルスを集束せしめて所定のフォーカス状態を 得る行程と、 ポンプパルスに対する構造物の少なくとも1つの過渡応答の測定する行程であ って、測定される過渡応答は、プローブパルスの反射部分の強度の変調変化ΔR と、プローブパルスの透過部分の強度変化ΔTと、反射プローブパルスの偏光の 変化ΔPと、反射プローブパルスの光位相の変化Δφと、プローブパルスの反射 角度の変化Δβとのうちの少なくとも1の測定からなる行程と、 少なくとも1つの較正要素を少なくとも1つの過渡応答に適用する行程と、 前記測定手段の出力を構造物の対象の少なくとも1つの特性と相関させる行程 と、 基準データセットを測定された過渡応答と一致せしめるために構造物の1つ以 上の特性の値を調節する行程と、 1つ以上の特性の調節された値を構造物の1つ以上の実際の特性の値に相関さ せる行程と、 からなることを特徴とする非破壊方法。 77. 構造物の特性を調べる方法であって、 構造物に第1の電磁放射を印加して構造物内を伝搬する応力パルスを生成せし める行程と、 伝搬する応力パルスを遮るために、第2の電磁放射を構造物に所定の入射角度 で印加する行程と、 構造物からの第2の電磁放射の反射または透過を検知する行程と、 構造物の過渡応答を測定するために、時間に対する第2の電磁放射の反射の変 化を構造物の光特性の値に相関せしめる行程と、 偏光解析技術を使用して構造物の屈折率を測定する行程と、 所定の角度と限定された過渡応答及び屈折率とに応じて構造物内の音の速度を 測定する行程と、 からなることを特徴とする方法。
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