JP2001272307A - 異方性薄膜評価法及び評価装置 - Google Patents
異方性薄膜評価法及び評価装置Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
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- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
- G01N21/211—Ellipsometry
Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄膜試料の光学的異方性を高速にしかも正確
に測定評価する。 【解決手段】 光源より発した光をレンズにより所定の
径を有する平行光線にし、さらに、偏光子により一定の
偏光状態にした光を、薄膜試料３の表面に入射した際に
発生する反射光を位相子７、検光子８を通過させた後、
その光強度を２次元ＣＣＤ光検出器６により検出する。
そして、光強度分布をモニター８で表示して、薄膜の光
学的異方性分布を測定評価する。この際、面内の測定を
広範囲で同時に行うため、複数組の光源と検出器を並列
に配置して、平行移動機能を備えた試料ステージを備え
るようにしてもよい。
に測定評価する。 【解決手段】 光源より発した光をレンズにより所定の
径を有する平行光線にし、さらに、偏光子により一定の
偏光状態にした光を、薄膜試料３の表面に入射した際に
発生する反射光を位相子７、検光子８を通過させた後、
その光強度を２次元ＣＣＤ光検出器６により検出する。
そして、光強度分布をモニター８で表示して、薄膜の光
学的異方性分布を測定評価する。この際、面内の測定を
広範囲で同時に行うため、複数組の光源と検出器を並列
に配置して、平行移動機能を備えた試料ステージを備え
るようにしてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶分子に初期配
向を与える液晶配向膜等の光学的な異方性を有する薄膜
の評価に関する。
向を与える液晶配向膜等の光学的な異方性を有する薄膜
の評価に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、異方性薄膜の評価手法として、反
射光を利用する手法が知られており、例えば、特開平3-
65637号公報（第１の従来例）、特願平8-49320号明細書
（第２の従来例）、特開平7-151640号公報（第３の従来
例）、又は特開平5-5699号公報（第４の従来例）に記載
されたものが知られている。
射光を利用する手法が知られており、例えば、特開平3-
65637号公報（第１の従来例）、特願平8-49320号明細書
（第２の従来例）、特開平7-151640号公報（第３の従来
例）、又は特開平5-5699号公報（第４の従来例）に記載
されたものが知られている。
【０００３】具体的には、第１の従来例には、反射光強
度の入射角及び入射方位依存性に基づいて異方性を測定
する手法が記載されており、第２の従来例には、試料を
面内回転させ反射光の偏光状態の入射方位依存性に基づ
いて配向部の誘電率、膜厚及び主誘電率座標の方向、無
配向部の誘電率と膜厚を決定する手法が記載されてい
る。さらに、第３の従来例には、赤外線を用いて二色差
に応じて異方性を測定する手法が記載されており、第４
の従来例には、可視光線を利用して、入射角を変化させ
て、異方性を測定する手法が記載されている。
度の入射角及び入射方位依存性に基づいて異方性を測定
する手法が記載されており、第２の従来例には、試料を
面内回転させ反射光の偏光状態の入射方位依存性に基づ
いて配向部の誘電率、膜厚及び主誘電率座標の方向、無
配向部の誘電率と膜厚を決定する手法が記載されてい
る。さらに、第３の従来例には、赤外線を用いて二色差
に応じて異方性を測定する手法が記載されており、第４
の従来例には、可視光線を利用して、入射角を変化させ
て、異方性を測定する手法が記載されている。
【０００４】また、異方性薄膜として、液晶表示素子に
用いられる膜に配向処理を施した液晶配向膜と呼ばれる
膜が知られており、この種の膜の評価手法として、例え
ば、特開平4-95845号公報（第５の従来例）に記載され
たものが知られている。具体的には、第５の従来例で
は、膜に直線偏光を入射した際に発生する反射光強度を
測定することによって異方性を評価する手法が記載され
ている。
用いられる膜に配向処理を施した液晶配向膜と呼ばれる
膜が知られており、この種の膜の評価手法として、例え
ば、特開平4-95845号公報（第５の従来例）に記載され
たものが知られている。具体的には、第５の従来例で
は、膜に直線偏光を入射した際に発生する反射光強度を
測定することによって異方性を評価する手法が記載され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、第１乃至第
３の従来例に記載された評価手法では、結晶性が高い無
機物の薄膜においては、結晶構造と光学的異方性との相
関が明らかになっているものも多いため、分子配向と等
価な結晶配向に関して定量的な評価が可能であるが、い
ずれの手法においても一回で測定できる面積が狭いか又
は測定に時間を要するという問題点がある。
３の従来例に記載された評価手法では、結晶性が高い無
機物の薄膜においては、結晶構造と光学的異方性との相
関が明らかになっているものも多いため、分子配向と等
価な結晶配向に関して定量的な評価が可能であるが、い
ずれの手法においても一回で測定できる面積が狭いか又
は測定に時間を要するという問題点がある。
【０００６】一方、薄膜試料にP偏光した光を基板のブ
リュースター角で入射し、反射光のS偏光成分の強度を
測定することによって膜の異方性を評価する手法が知ら
れている（例えば、特願平１０−２９１７２６号明細
書）。この手法では、P偏光した光を基板のブリュース
ター角で入射することによって、反射光中のP偏光成分
の強度を極く小さくすることが可能になって、膜の異方
性により発生したS偏光成分の光の強度測定の精度を高
めるようにしている。
リュースター角で入射し、反射光のS偏光成分の強度を
測定することによって膜の異方性を評価する手法が知ら
れている（例えば、特願平１０−２９１７２６号明細
書）。この手法では、P偏光した光を基板のブリュース
ター角で入射することによって、反射光中のP偏光成分
の強度を極く小さくすることが可能になって、膜の異方
性により発生したS偏光成分の光の強度測定の精度を高
めるようにしている。
【０００７】しかしながら、基板上に直接形成された異
方性膜の場合には、基板のブリュースター角でP偏光し
た光を入射することによって、反射光のP偏光成分を極
めて小さくすることができるが、一般に、液晶表示素子
のように多層膜構造の試料では、反射光のP偏光成分が
なくなるブリュースター角を明確に定義することができ
ず、適用が困難であるという問題点がある。
方性膜の場合には、基板のブリュースター角でP偏光し
た光を入射することによって、反射光のP偏光成分を極
めて小さくすることができるが、一般に、液晶表示素子
のように多層膜構造の試料では、反射光のP偏光成分が
なくなるブリュースター角を明確に定義することができ
ず、適用が困難であるという問題点がある。
【０００８】さらに、P偏光を入射した際に発生する反
射光に含まれるS偏光成分の大きさは、試料の光学的異
方性の程度及び光学的異方性を有する部分の厚さに依存
し、異方性が小さい程、又は厚さが薄い程小さくなる。
このため、光学的異方性の検出限界は、光源の強度と検
出器の感度によって決まることになり、検出感度の向上
が容易ではない。
射光に含まれるS偏光成分の大きさは、試料の光学的異
方性の程度及び光学的異方性を有する部分の厚さに依存
し、異方性が小さい程、又は厚さが薄い程小さくなる。
このため、光学的異方性の検出限界は、光源の強度と検
出器の感度によって決まることになり、検出感度の向上
が容易ではない。
【０００９】また、第４の従来例においては、配向膜表
面に直線偏光を入射した際、配向膜表面での反射光の光
量によって、配向膜の液晶配向能を評価することが記載
されいる。しかしながら、振動動方向が任意の直線偏光
を入射した際に発生する反射光強度は、膜の屈折率ばか
りではなく、膜厚も反映することを考慮すると、第５の
従来例から屈折率の異方性を反射光強度から検出するこ
とは難しい。
面に直線偏光を入射した際、配向膜表面での反射光の光
量によって、配向膜の液晶配向能を評価することが記載
されいる。しかしながら、振動動方向が任意の直線偏光
を入射した際に発生する反射光強度は、膜の屈折率ばか
りではなく、膜厚も反映することを考慮すると、第５の
従来例から屈折率の異方性を反射光強度から検出するこ
とは難しい。
【００１０】加えて、第５の従来例に記載されているよ
うに、直線偏光を試料面に垂直に入射すると、入射光と
反射光が同じ光路を通ることになる。しかしながら、光
源と光強度検出器を同じ光路上に置くことは不可能であ
り、垂直入射を実現することができない。
うに、直線偏光を試料面に垂直に入射すると、入射光と
反射光が同じ光路を通ることになる。しかしながら、光
源と光強度検出器を同じ光路上に置くことは不可能であ
り、垂直入射を実現することができない。
【００１１】ビームスプリッタを用いれば、光源と検出
器を必ずしも同一光路上に配置する必要は無くなるが、
反射光、透過光の偏光状態を保存するようなビームスプ
リッタは存在せず、垂直入射を実現することはできな
い。
器を必ずしも同一光路上に配置する必要は無くなるが、
反射光、透過光の偏光状態を保存するようなビームスプ
リッタは存在せず、垂直入射を実現することはできな
い。
【００１２】第５の従来例では、光は膜面に垂直ではな
く、膜表面に対して傾斜角をもって入射されている。こ
の場合、入射光及び反射光は試料面に平行な振動成分で
あるS偏光成分と、光の進行方向とS偏光成分の両方に垂
直な振動成分であるP偏光成分の２つの成分をもつこと
になる。試料が光学的に等方的な場合においてもP偏光
とS偏光成分の反射率が異なる。光を試料表面に対して
一定の角度で入射する場合には、入射光の偏光状態はS
偏光に特定される（P偏光成分は膜表面に対して水平も
しくは垂直の振動方向にならない。配向処理方向である
ラビング方向に平行な振動方位の光を入射するためには
S偏光の光をラビング方向に垂直に入射な方向から試料
に入射する必要があり、ラビング方向に垂直な振動方向
の光を入射するためにはS偏光の光をラビング方向に平
行に入射する必要がある）。
く、膜表面に対して傾斜角をもって入射されている。こ
の場合、入射光及び反射光は試料面に平行な振動成分で
あるS偏光成分と、光の進行方向とS偏光成分の両方に垂
直な振動成分であるP偏光成分の２つの成分をもつこと
になる。試料が光学的に等方的な場合においてもP偏光
とS偏光成分の反射率が異なる。光を試料表面に対して
一定の角度で入射する場合には、入射光の偏光状態はS
偏光に特定される（P偏光成分は膜表面に対して水平も
しくは垂直の振動方向にならない。配向処理方向である
ラビング方向に平行な振動方位の光を入射するためには
S偏光の光をラビング方向に垂直に入射な方向から試料
に入射する必要があり、ラビング方向に垂直な振動方向
の光を入射するためにはS偏光の光をラビング方向に平
行に入射する必要がある）。
【００１３】特に、膜表面を布で擦るラビングによる配
向処理を施した液晶配向膜の場合、ラビング方位とほぼ
平行に膜表面に溝状の異方的な凹凸が生じる。異方的な
表面形態を反映して入射方位により反射光強度が異なる
ため、第５の従来例に記載された手法では、膜の光学的
異方性を正確に測定することができない。さらに、配向
方位が未知の試料では、S偏光方位が配向方位に平行、
もしくは垂直になるように光を入射することができな
い。
向処理を施した液晶配向膜の場合、ラビング方位とほぼ
平行に膜表面に溝状の異方的な凹凸が生じる。異方的な
表面形態を反映して入射方位により反射光強度が異なる
ため、第５の従来例に記載された手法では、膜の光学的
異方性を正確に測定することができない。さらに、配向
方位が未知の試料では、S偏光方位が配向方位に平行、
もしくは垂直になるように光を入射することができな
い。
【００１４】上述のように、第５の従来例では、試料表
面に直線偏光を入射した際に生じる反射光強度の測定に
基づいて膜の異方性を正確に評価することができない。
面に直線偏光を入射した際に生じる反射光強度の測定に
基づいて膜の異方性を正確に評価することができない。
【００１５】本発明の目的は、薄膜材料の光学的異方性
の面内分布を高速にしかも正確に評価することのできる
異方性薄膜評価法及び評価装置を提供することにある。
の面内分布を高速にしかも正確に評価することのできる
異方性薄膜評価法及び評価装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明では、レンズ、偏
光子、及び位相子を用いて形成された一定の径と偏光状
態を有する光を薄膜試料に入射して発生する反射光を、
検光子の下流に置かれた２次元ＣＣＤ等の２次元光強度
検出器により検出して、光強度分布を測定する。また
は、レンズ及び偏光子を用いて形成された一定の径と偏
光状態を有する光を薄膜試料に入射して発生する反射光
を、位相子と検光子の下流に置かれた２次元ＣＣＤ等の
２次元光強度検出器により検出して、光強度分布を測定
する。そして、このようにして、測定された光強度分布
に基づいて膜の光学的異方性分布を高い感度で高速に測
定する。
光子、及び位相子を用いて形成された一定の径と偏光状
態を有する光を薄膜試料に入射して発生する反射光を、
検光子の下流に置かれた２次元ＣＣＤ等の２次元光強度
検出器により検出して、光強度分布を測定する。また
は、レンズ及び偏光子を用いて形成された一定の径と偏
光状態を有する光を薄膜試料に入射して発生する反射光
を、位相子と検光子の下流に置かれた２次元ＣＣＤ等の
２次元光強度検出器により検出して、光強度分布を測定
する。そして、このようにして、測定された光強度分布
に基づいて膜の光学的異方性分布を高い感度で高速に測
定する。
【００１７】一定の偏光状態の光を光学的な異方性をも
った薄膜試料に入射した際に発生する反射光の偏光状態
は、膜の光学的異方性を反映して、試料への光の入射方
位により変化する。そのため、面内回転機構を有する試
料ステージを用いることにより膜の光学的異方性の面内
分布を測定するのに適した入射方位が選択できる。ま
た、平行移動機能を有するステージを用いることにより
広い面積での光学的異方性の面内分布を測定することが
できる。
った薄膜試料に入射した際に発生する反射光の偏光状態
は、膜の光学的異方性を反映して、試料への光の入射方
位により変化する。そのため、面内回転機構を有する試
料ステージを用いることにより膜の光学的異方性の面内
分布を測定するのに適した入射方位が選択できる。ま
た、平行移動機能を有するステージを用いることにより
広い面積での光学的異方性の面内分布を測定することが
できる。
【００１８】本発明では、偏光子、位相子、及び検光子
の３つの光学素子を組み合わせることによって、光学的
異方性の測定感度を向上させていることも特徴の一つで
ある。異方性薄膜にｐ偏光もしくはS偏光を入射したと
きに発生する反射光のｐ成分及びS成分についての複素
振幅反射率をRpp（P偏光を入射して発生する反射光のｐ
偏光成分）、Rsp（P偏光を入射して発生する反射光のｓ
偏光成分）、Rps（S偏光を入射して発生する反射光のｐ
偏光成分）、Rss（S偏光を入射して発生する反射光のS
偏光成分）としたとき、Rsp、Rpsは試料が光学的な異方
性を有するときにのみ値をもち、試料が光学的に等方的
な場合は０となる。
の３つの光学素子を組み合わせることによって、光学的
異方性の測定感度を向上させていることも特徴の一つで
ある。異方性薄膜にｐ偏光もしくはS偏光を入射したと
きに発生する反射光のｐ成分及びS成分についての複素
振幅反射率をRpp（P偏光を入射して発生する反射光のｐ
偏光成分）、Rsp（P偏光を入射して発生する反射光のｓ
偏光成分）、Rps（S偏光を入射して発生する反射光のｐ
偏光成分）、Rss（S偏光を入射して発生する反射光のS
偏光成分）としたとき、Rsp、Rpsは試料が光学的な異方
性を有するときにのみ値をもち、試料が光学的に等方的
な場合は０となる。
【００１９】通常、Rsp、Rspの絶対値はRpp、Rssの絶対
値に対して非常に小さく、試料の光学的異方性が小さい
ほどRsp、Rpsの絶対値は小さくなる。ここで偏光子と検
光子のみを組み合わせて異方性を測定する方法、例え
ば、特願平１０−２９１７２６号明細書では、検出強度
はRspの絶対値の２乗に比例するため、膜の光学的異方
性が小さくなると検出強度が急激に弱くなる。
値に対して非常に小さく、試料の光学的異方性が小さい
ほどRsp、Rpsの絶対値は小さくなる。ここで偏光子と検
光子のみを組み合わせて異方性を測定する方法、例え
ば、特願平１０−２９１７２６号明細書では、検出強度
はRspの絶対値の２乗に比例するため、膜の光学的異方
性が小さくなると検出強度が急激に弱くなる。
【００２０】一方、本発明のように、偏光子、位相子、
検光子を組み合わせた光学系では任意のRss、Rps、Rs
p、Rppの組み合わせに対して最下流の検光子を透過する
光の強度を０にすることができる。つまり、偏光子と位
相子の組み合わせにより、任意の光学的特性を有する膜
からの反射光を検光子の上流で直線偏光にすることがで
きる。この直線偏光は一般的にはa、b、c、dを任意の複
素数として a×Rss＋b×Rps＋c×Rsp＋d×Rpp (1) と記載することができる。試料が等方的な場合は a×Rss＋d×Rpp (2) である。検光子の方位をa×Rss＋d×Rssの状態の光に対
して消光状態となるように配置したとき、a×Rss＋b×R
ps＋c×Rsp＋d×Rssであらわされる異方性を有する試料
からの光の検出強度は となる。なおa*、Rss*、d*、Rss*、b*、Rps*、c*、Rsp*
は、それぞれa、Rss、d、Rss、b、Rps、c、Rspの共役複
素数を示す。式(3)が示すように微小量であるRsp、Rps
及びそれらの共役複素数についての１次の項が含まれ
る。このように、偏光子、位相子、検光子を用いた配置
では、検出強度が試料の異方性との相関が高いRsp、Rps
の一次の微小量に比例する項を含むため、検出強度がRs
p、Rpsの２次の微小量からなる偏光子と検光子を組み合
わせて異方性を評価する方法よりも、異方性に対する感
度が高くなる。
検光子を組み合わせた光学系では任意のRss、Rps、Rs
p、Rppの組み合わせに対して最下流の検光子を透過する
光の強度を０にすることができる。つまり、偏光子と位
相子の組み合わせにより、任意の光学的特性を有する膜
からの反射光を検光子の上流で直線偏光にすることがで
きる。この直線偏光は一般的にはa、b、c、dを任意の複
素数として a×Rss＋b×Rps＋c×Rsp＋d×Rpp (1) と記載することができる。試料が等方的な場合は a×Rss＋d×Rpp (2) である。検光子の方位をa×Rss＋d×Rssの状態の光に対
して消光状態となるように配置したとき、a×Rss＋b×R
ps＋c×Rsp＋d×Rssであらわされる異方性を有する試料
からの光の検出強度は となる。なおa*、Rss*、d*、Rss*、b*、Rps*、c*、Rsp*
は、それぞれa、Rss、d、Rss、b、Rps、c、Rspの共役複
素数を示す。式(3)が示すように微小量であるRsp、Rps
及びそれらの共役複素数についての１次の項が含まれ
る。このように、偏光子、位相子、検光子を用いた配置
では、検出強度が試料の異方性との相関が高いRsp、Rps
の一次の微小量に比例する項を含むため、検出強度がRs
p、Rpsの２次の微小量からなる偏光子と検光子を組み合
わせて異方性を評価する方法よりも、異方性に対する感
度が高くなる。
【００２１】このように、本発明では、偏光子、位相
子、検光子を組み合わせた配置で検出される強度が、膜
の異方性に起因するｓ偏光を入射した際に発生するｐ偏
光成分及びｐ偏光を入射したときに発生するｓ偏光成分
の複素振幅反射率に比例する成分を含むため、一定の偏
光状態の光を光学的な異方性をもった薄膜試料に入射し
た際に発生する反射光の偏光状態は、膜の光学的異方性
を反映して、試料への光の入射方位により変化する。そ
のため、面内回転機構を有する試料ステージを用いるこ
とにより膜の光学的異方性の面内分布を測定するのに適
した入射方位が選択できる。また、平行移動機能を有す
るステージを用いることにより広い面積での光学的異方
性の面内分布を測定することができる。
子、検光子を組み合わせた配置で検出される強度が、膜
の異方性に起因するｓ偏光を入射した際に発生するｐ偏
光成分及びｐ偏光を入射したときに発生するｓ偏光成分
の複素振幅反射率に比例する成分を含むため、一定の偏
光状態の光を光学的な異方性をもった薄膜試料に入射し
た際に発生する反射光の偏光状態は、膜の光学的異方性
を反映して、試料への光の入射方位により変化する。そ
のため、面内回転機構を有する試料ステージを用いるこ
とにより膜の光学的異方性の面内分布を測定するのに適
した入射方位が選択できる。また、平行移動機能を有す
るステージを用いることにより広い面積での光学的異方
性の面内分布を測定することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明について実施の形態に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００２３】図１を参照して、図示の異方性薄膜評価装
置は、単色光源１、偏光子２、試料ステージ４、検光子
５、２次元光強度検出器として用いられるＣＣＤカメラ
６、位相子として用いられる１／４波長板７、モニター
８、ビームエキスパンダ９、及びコンデンサレンズ１０
を備えている。図示の例では、単色光源１としてＨｅ−
Ｎｅレーザが用いられている。試料ステージ４上には試
料（薄膜試料）３が載置されており、後述するようにし
て、ＣＣＤカメラ６によって試料３からの反射光が検出
されて、モニター８に光強度分布が表示される。なお、
ビームエキスパンダ９は入射光の径（太さ）を広げるた
めのものであり、複数のレンズの組み合わせで構成され
ている。また、コンデンサレンズ１０は光検出器（ＣＣ
Ｄカメラ）の受光面に入射する光の径を調整するための
ものである。
置は、単色光源１、偏光子２、試料ステージ４、検光子
５、２次元光強度検出器として用いられるＣＣＤカメラ
６、位相子として用いられる１／４波長板７、モニター
８、ビームエキスパンダ９、及びコンデンサレンズ１０
を備えている。図示の例では、単色光源１としてＨｅ−
Ｎｅレーザが用いられている。試料ステージ４上には試
料（薄膜試料）３が載置されており、後述するようにし
て、ＣＣＤカメラ６によって試料３からの反射光が検出
されて、モニター８に光強度分布が表示される。なお、
ビームエキスパンダ９は入射光の径（太さ）を広げるた
めのものであり、複数のレンズの組み合わせで構成され
ている。また、コンデンサレンズ１０は光検出器（ＣＣ
Ｄカメラ）の受光面に入射する光の径を調整するための
ものである。
【００２４】図示の例において、単色光源１からの光は
ビームエキスパンダ９、偏光子２、位相子７、試料３、
検光子５、コンデンサーレンズ１０、ＣＣＤカメラ６の
順に進む。なお、入射光の径、光検出器の受光面の大き
さ、及び観察したい領域の大きさの間の関係で反射光側
のコンデンサレンズは不要である場合もある。
ビームエキスパンダ９、偏光子２、位相子７、試料３、
検光子５、コンデンサーレンズ１０、ＣＣＤカメラ６の
順に進む。なお、入射光の径、光検出器の受光面の大き
さ、及び観察したい領域の大きさの間の関係で反射光側
のコンデンサレンズは不要である場合もある。
【００２５】図２に示すように、入射側に位置するビー
ムエキスパンダ９を偏光子２及び位相子７の下流に配置
するようにしてもよく、さらに、反射側に位置するコン
デンサレンズ１０を検光子５の上流に配置するようにし
てもよい。図２に示す構成は、例えば、入射する光の径
を偏光子２及び位相子７等の光学素子の有効径よりも大
きくする必要がある場合に用いられる。なお、図２に示
す構成においては、レンズを通過することによって光の
偏光状態が変化する関係上、ビームスプリッタやコンデ
ンサーレンズには偏光の変化が小さい低開口数レンズを
用いたり、レクチファイアのように偏光補償する機構を
採用したものを用いることが望ましい。
ムエキスパンダ９を偏光子２及び位相子７の下流に配置
するようにしてもよく、さらに、反射側に位置するコン
デンサレンズ１０を検光子５の上流に配置するようにし
てもよい。図２に示す構成は、例えば、入射する光の径
を偏光子２及び位相子７等の光学素子の有効径よりも大
きくする必要がある場合に用いられる。なお、図２に示
す構成においては、レンズを通過することによって光の
偏光状態が変化する関係上、ビームスプリッタやコンデ
ンサーレンズには偏光の変化が小さい低開口数レンズを
用いたり、レクチファイアのように偏光補償する機構を
採用したものを用いることが望ましい。
【００２６】加えて、入射光として白色光源とフィルタ
を組み合わせて得られる単色光、または、白色光源と分
光器を組み合わせて得られる単色光を用いることもでき
る。
を組み合わせて得られる単色光、または、白色光源と分
光器を組み合わせて得られる単色光を用いることもでき
る。
【００２７】図３に、白色光源を用いた場合の配置例を
示す。図３において、図２と同一の構成要素について
は、同一の参照番号を付す。図示の例では、白色光源２
１として、例えば、ハロゲンランプが用いられ、白色光
源２１の前面（出射側）には干渉フィルター等のフィル
ター３１が位置されている。なお、図４に示すように、
フィルター３１や分光器（図示せず）は、反射側に配置
するようにしてもよい。
示す。図３において、図２と同一の構成要素について
は、同一の参照番号を付す。図示の例では、白色光源２
１として、例えば、ハロゲンランプが用いられ、白色光
源２１の前面（出射側）には干渉フィルター等のフィル
ター３１が位置されている。なお、図４に示すように、
フィルター３１や分光器（図示せず）は、反射側に配置
するようにしてもよい。
【００２８】ここで、図５を参照して、試料ステージ４
の構成について説明する。
の構成について説明する。
【００２９】図示の試料ステージ４は、回転機構と平行
移動機構とを備えている。具体的には、試料ステージ４
は回転ステージ３７、平行移動ステージ３２及び３３、
試料保持台３６、及び傾き角調整機構３４、及び平行移
動機構３５を有しており、平行移動ステージ３２及び３
３は互いにその移動方向が直交する関係にある。また、
傾き角調整機構３４によって試料保持台３６の傾き角が
調整され、平行移動機構３５によって試料３の高さが調
節される。
移動機構とを備えている。具体的には、試料ステージ４
は回転ステージ３７、平行移動ステージ３２及び３３、
試料保持台３６、及び傾き角調整機構３４、及び平行移
動機構３５を有しており、平行移動ステージ３２及び３
３は互いにその移動方向が直交する関係にある。また、
傾き角調整機構３４によって試料保持台３６の傾き角が
調整され、平行移動機構３５によって試料３の高さが調
節される。
【００３０】ここで、光源として５ｍＷのＨｅ−Ｎｅレ
ーザを用いて、図１に示す評価装置によって、以下の手
順で作成した試料を測定した。
ーザを用いて、図１に示す評価装置によって、以下の手
順で作成した試料を測定した。
【００３１】まず、ガラス基板（コーニング７０５９）
上にＣｒ膜を５００ｎｍ蒸着した上に、例えば、日産化
学製ポリイミドＰＩ−Ｃをスピンコートした。スピンコ
ートガラス基板を温度９０℃で３０分間加熱した後、さ
らに、温度２５０℃で６０分間加熱した。この際、ファ
イブラボ社製のエリプソメータＭＡＲＹ−１０２を用い
て、入射角７０°でポリイミド膜の膜厚を測定したとこ
ろ、７２ｎｍであった。
上にＣｒ膜を５００ｎｍ蒸着した上に、例えば、日産化
学製ポリイミドＰＩ−Ｃをスピンコートした。スピンコ
ートガラス基板を温度９０℃で３０分間加熱した後、さ
らに、温度２５０℃で６０分間加熱した。この際、ファ
イブラボ社製のエリプソメータＭＡＲＹ−１０２を用い
て、入射角７０°でポリイミド膜の膜厚を測定したとこ
ろ、７２ｎｍであった。
【００３２】さらに、直径５０ｍｍの布ローラーを用い
て、押し込み長０．０５ｍｍ、回転速度８００ｒｐｍ、
基板移動速度３０ｍｍ／ｓで２回のラビングを行い試料
３を作成した。なお、ラビングを行う際、膜表面の一部
分をアルミ箔で覆うことによって、ラビング処理が施さ
れない部分を残した。
て、押し込み長０．０５ｍｍ、回転速度８００ｒｐｍ、
基板移動速度３０ｍｍ／ｓで２回のラビングを行い試料
３を作成した。なお、ラビングを行う際、膜表面の一部
分をアルミ箔で覆うことによって、ラビング処理が施さ
れない部分を残した。
【００３３】上述の試料３を、図５に示す試料ステージ
４上に置き、偏光子方位をｐ偏光成分、検光子方位をｓ
偏光成分として出力３ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザーの光を
入射角５０°で入射した。なお、ビームエキスパンダ９
によって入射光の直径を約７ｍｍに広げた。また、入射
光は試料面上のラビング処理が施されない部分にあたる
ように試料位置を調整した。
４上に置き、偏光子方位をｐ偏光成分、検光子方位をｓ
偏光成分として出力３ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザーの光を
入射角５０°で入射した。なお、ビームエキスパンダ９
によって入射光の直径を約７ｍｍに広げた。また、入射
光は試料面上のラビング処理が施されない部分にあたる
ように試料位置を調整した。
【００３４】その後、位相子７の方位を４５°に設定し
て、検出器（ＣＣＤカメラ）６で検出される光の強度の
総和が最小になるように、偏光子２及び検光子５の方位
を調整した。光学的異方性の有無による検出光強度の違
いを観測するために平行移動ステージ３２及び３３によ
り、光がラビングを施した部分とラビングが施されてい
ない部分の両方にあたるように試料３の位置を移動し
た。試料方位は回転ステージ３７を用いて調整した。な
お、回転ステージ３７の回転中心は試料面にあたる入射
光の中心と一致するように調整した。
て、検出器（ＣＣＤカメラ）６で検出される光の強度の
総和が最小になるように、偏光子２及び検光子５の方位
を調整した。光学的異方性の有無による検出光強度の違
いを観測するために平行移動ステージ３２及び３３によ
り、光がラビングを施した部分とラビングが施されてい
ない部分の両方にあたるように試料３の位置を移動し
た。試料方位は回転ステージ３７を用いて調整した。な
お、回転ステージ３７の回転中心は試料面にあたる入射
光の中心と一致するように調整した。
【００３５】ここで、ラビング処理を施した方位に対し
て光が垂直に入射する方位を試料方位０°とし、試料方
位を０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度として
得られた検出強度分布を図６乃至図１０に示す。これら
の図において、光は図の左側から入射しているものとす
る。そして、図６乃至図１０では、検出強度が強い部分
が白で現わされている。いずれの入射方位においてもラ
ビングが施された部分の検出強度はラビングされていな
い部分よりも強くなっていることがわかる。さらに、ラ
ビングを施した部分にはラビング方向に沿って筋状のパ
ターンが見られる。これは、膜に発生した光学的異方性
の分布を反映したものである。なお、図６において左側
の暗い部分がラビングが施されていない部分であり、図
６乃至図１０からわかるように、ラビングを施された部
分の光学的異方性が反映されている。なお、すべての方
位で見られる多くの輝点は膜中もしくは膜と基板の間に
入った異物である。また、これらの図で示すように、膜
の異方性を反映して試料に入射する光の方位とラビング
の方位のなす角度によって、異方性を有する部分での検
出強度が違うことが観測されている。
て光が垂直に入射する方位を試料方位０°とし、試料方
位を０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度として
得られた検出強度分布を図６乃至図１０に示す。これら
の図において、光は図の左側から入射しているものとす
る。そして、図６乃至図１０では、検出強度が強い部分
が白で現わされている。いずれの入射方位においてもラ
ビングが施された部分の検出強度はラビングされていな
い部分よりも強くなっていることがわかる。さらに、ラ
ビングを施した部分にはラビング方向に沿って筋状のパ
ターンが見られる。これは、膜に発生した光学的異方性
の分布を反映したものである。なお、図６において左側
の暗い部分がラビングが施されていない部分であり、図
６乃至図１０からわかるように、ラビングを施された部
分の光学的異方性が反映されている。なお、すべての方
位で見られる多くの輝点は膜中もしくは膜と基板の間に
入った異物である。また、これらの図で示すように、膜
の異方性を反映して試料に入射する光の方位とラビング
の方位のなす角度によって、異方性を有する部分での検
出強度が違うことが観測されている。
【００３６】図１乃至図４に示す例では、入射側に位相
子７が配置されているが、図１１に示すように、入射側
には偏光子２のみを配置して、反射側に位相子７と検光
子５とを配置するようにしてもよい。なお、図１１にお
いて、図１に示す構成要素については同一の参照番号を
付す。
子７が配置されているが、図１１に示すように、入射側
には偏光子２のみを配置して、反射側に位相子７と検光
子５とを配置するようにしてもよい。なお、図１１にお
いて、図１に示す構成要素については同一の参照番号を
付す。
【００３７】また、図１２に示すように、ビームエキス
パンダ９を偏光子２及び位相子７の下流に配置するよう
にしてもよく、さらには、コンデンサレンズ１０を検光
子５の上流に配置するようにしてもよい。この場合に
は、レンズを通過することによって光の偏光状態が変化
する関係上、ビームスプリッタやコンデンサーレンズに
は偏光の変化が小さい低開口数レンズを用いたり、レク
チファイアのように偏光補償する機構を採用したものを
用いることが望ましい。
パンダ９を偏光子２及び位相子７の下流に配置するよう
にしてもよく、さらには、コンデンサレンズ１０を検光
子５の上流に配置するようにしてもよい。この場合に
は、レンズを通過することによって光の偏光状態が変化
する関係上、ビームスプリッタやコンデンサーレンズに
は偏光の変化が小さい低開口数レンズを用いたり、レク
チファイアのように偏光補償する機構を採用したものを
用いることが望ましい。
【００３８】加えて、単色光源１の代わりに、白色光光
源とフィルタを組み合わせて単色光を得るようにしても
よく、さらに、白色光源と分光器を組み合わせて、単色
光を得るようにしてもよい。
源とフィルタを組み合わせて単色光を得るようにしても
よく、さらに、白色光源と分光器を組み合わせて、単色
光を得るようにしてもよい。
【００３９】図１３は白色光源を用いた例を示す。図示
の例では、白色光源２１としてハロゲンランプが用いら
れており、白色光源２１の前面（出射側）には干渉フィ
ルター等のフィルター３１が配置されている。なお、図
１３において、図１１と同一の構成要素について同一の
参照番号を付す。また、図１４に示すように、フィルタ
ー３１や分光器（図示せず）は反射光側に配置するよう
にしてもよい（図１４において、図１２と同一の構成要
素について同一の参照番号を付す）。
の例では、白色光源２１としてハロゲンランプが用いら
れており、白色光源２１の前面（出射側）には干渉フィ
ルター等のフィルター３１が配置されている。なお、図
１３において、図１１と同一の構成要素について同一の
参照番号を付す。また、図１４に示すように、フィルタ
ー３１や分光器（図示せず）は反射光側に配置するよう
にしてもよい（図１４において、図１２と同一の構成要
素について同一の参照番号を付す）。
【００４０】図１３に示す例において、１５０Ｗのハロ
ゲンランプと中心波長５４０ｎｍ、波長幅１０ｎｍの干
渉フィルターの組み合わせて、単色化された光を入射光
として用いた。図１で関連して説明したように、位相子
方位を固定する。偏光子２と検光子５の方位の調整から
消光を得ることも可能であるが、偏光子方位を固定して
反射側の位相子７及び検光子５の方位を調整することに
よって、消光を得ることも可能である。そこで、ここで
は、偏光子方位を４５°に設定し、ｓ偏光成分とｐ偏光
成分が１：１の直線偏光を入射光として用いた。入射角
は５０°に設定し、入射光は直径約８ｍｍの円形とし
た。
ゲンランプと中心波長５４０ｎｍ、波長幅１０ｎｍの干
渉フィルターの組み合わせて、単色化された光を入射光
として用いた。図１で関連して説明したように、位相子
方位を固定する。偏光子２と検光子５の方位の調整から
消光を得ることも可能であるが、偏光子方位を固定して
反射側の位相子７及び検光子５の方位を調整することに
よって、消光を得ることも可能である。そこで、ここで
は、偏光子方位を４５°に設定し、ｓ偏光成分とｐ偏光
成分が１：１の直線偏光を入射光として用いた。入射角
は５０°に設定し、入射光は直径約８ｍｍの円形とし
た。
【００４１】この装置で測定した試料は、以下の手順で
作成した。シリコン基板上に日産化学製ポリイミドＰＩ
−Ｂをスピンコートし、このスピンコートシリコン基板
を温度９０℃で３０分間加熱した後、さらに、温度２５
０℃で６０分間、加熱して試料Ｂとした。この際、ファ
イブラボ社製のエリプソメータＭＡＲＹ−１０２を用い
て入射角７０°で膜厚を測定したところ、７２ｎｍであ
った。
作成した。シリコン基板上に日産化学製ポリイミドＰＩ
−Ｂをスピンコートし、このスピンコートシリコン基板
を温度９０℃で３０分間加熱した後、さらに、温度２５
０℃で６０分間、加熱して試料Ｂとした。この際、ファ
イブラボ社製のエリプソメータＭＡＲＹ−１０２を用い
て入射角７０°で膜厚を測定したところ、７２ｎｍであ
った。
【００４２】その後、に直径５０ｍｍの布ローラーを用
いて、押し込み長０．０５ｍｍ、回転速度８００ｒｐ
ｍ、基板移動速度３０ｍｍ／ｓで２回のラビングを行っ
た。そして、試料の一部を室温のアセトン中に６０分間
浸した後、室温の純水に１０秒間浸して大気中で乾燥し
た。
いて、押し込み長０．０５ｍｍ、回転速度８００ｒｐ
ｍ、基板移動速度３０ｍｍ／ｓで２回のラビングを行っ
た。そして、試料の一部を室温のアセトン中に６０分間
浸した後、室温の純水に１０秒間浸して大気中で乾燥し
た。
【００４３】入射光は試料面上のアセトンで処理した部
分に当たるように試料位置を調整した。その後、ＣＣＤ
カメラ６で検出される光の強度の総和が最小になるよう
に、偏光子２及び検光子５の方位を調整した。光学的異
方性の有無による検出光強度の違いを観測するために、
平行移動ステージ３２及び３３により、光がアセトン処
理を施した部分と施されていない部分の両方にあたるよ
うに試料位置を移動した。試料方位は回転ステージ３７
を用いて調整した。なお、回転ステージ３７の回転中心
は試料面にあたる入射光の中心と一致するように調整し
た。
分に当たるように試料位置を調整した。その後、ＣＣＤ
カメラ６で検出される光の強度の総和が最小になるよう
に、偏光子２及び検光子５の方位を調整した。光学的異
方性の有無による検出光強度の違いを観測するために、
平行移動ステージ３２及び３３により、光がアセトン処
理を施した部分と施されていない部分の両方にあたるよ
うに試料位置を移動した。試料方位は回転ステージ３７
を用いて調整した。なお、回転ステージ３７の回転中心
は試料面にあたる入射光の中心と一致するように調整し
た。
【００４４】図１５はラビング方位に対して６０°の角
をなす方位から光を入射した際に得られた検出強度分布
である。図１５において、光は図の左側より試料に入射
しており、左側の暗い部分がアセトン処理を施した部分
である。アセトン処理を施した部分よりもアセトン処理
が施されていない部分の方が検出強度が強く、アセトン
処理によって膜中の分子配向状態が変化したことがわか
る。
をなす方位から光を入射した際に得られた検出強度分布
である。図１５において、光は図の左側より試料に入射
しており、左側の暗い部分がアセトン処理を施した部分
である。アセトン処理を施した部分よりもアセトン処理
が施されていない部分の方が検出強度が強く、アセトン
処理によって膜中の分子配向状態が変化したことがわか
る。
【００４５】以上のように、白色光を光源とし、反射光
側に位相子を配置した構成でも試料の光学的異方性の面
内分布を測定することが可能である。
側に位相子を配置した構成でも試料の光学的異方性の面
内分布を測定することが可能である。
【００４６】図１６を参照して、この例では、複数の波
長を入射し、三板式カラーＣＣＤカメラ等の複数の波長
の光強度をそれぞれの波長で検出してカラー画像に合成
する機能を有する２次元光強度検出器と、複数の透過す
る干渉フィルターとを組み合わせて、各波長における検
出強度分布をカラー画像として表示する機能を有する装
置が示されている。図示の例において、図１４と同一の
構成要素については同一の参照番号を付す。図示の例で
は、２次元位置敏感検出器として採用した３板式カラー
ＣＣＤカメラ４１が用いられており、フィルター３１
｛干渉フィルター（多波長フィルター）｝によって複数
波長が透過され、このＣＣＤカメラ４１で検出された強
度分布はモニター８に表示される。なお、図示はしない
が、ビームスプリッタを偏光子の上流側に置くようにし
てもよく、コンデンサーレンズを光検出器の直前に置く
ようにしてよい。また、多波長フィルターは光源と光検
出器の間であれば任意の位置に配置することができる。
長を入射し、三板式カラーＣＣＤカメラ等の複数の波長
の光強度をそれぞれの波長で検出してカラー画像に合成
する機能を有する２次元光強度検出器と、複数の透過す
る干渉フィルターとを組み合わせて、各波長における検
出強度分布をカラー画像として表示する機能を有する装
置が示されている。図示の例において、図１４と同一の
構成要素については同一の参照番号を付す。図示の例で
は、２次元位置敏感検出器として採用した３板式カラー
ＣＣＤカメラ４１が用いられており、フィルター３１
｛干渉フィルター（多波長フィルター）｝によって複数
波長が透過され、このＣＣＤカメラ４１で検出された強
度分布はモニター８に表示される。なお、図示はしない
が、ビームスプリッタを偏光子の上流側に置くようにし
てもよく、コンデンサーレンズを光検出器の直前に置く
ようにしてよい。また、多波長フィルターは光源と光検
出器の間であれば任意の位置に配置することができる。
【００４７】試料薄膜の光学的異方性の面内分布測定を
行うため、図１３に関連して説明した試料と同様の試料
を用いた。この際、図５に示す試料ステージを用いた。
光源は１５０Ｗのハロゲンランプ、入射角を５５°、透
過波長帯が６４０ｎｍ、５３０ｎｍ、４００ｎｍを中心
に幅２０ｎｍ程度のピークを有する干渉フィルターを用
いた。入射光はビームエキスパンダにより断面が直径約
８ｍｍの円にした。光検出器は３板式カラーＣＣＤカメ
ラ（東京電子工業 ３−ＣＣＤカラーカメラＣＳ５８５
０、商品名）を用いた。
行うため、図１３に関連して説明した試料と同様の試料
を用いた。この際、図５に示す試料ステージを用いた。
光源は１５０Ｗのハロゲンランプ、入射角を５５°、透
過波長帯が６４０ｎｍ、５３０ｎｍ、４００ｎｍを中心
に幅２０ｎｍ程度のピークを有する干渉フィルターを用
いた。入射光はビームエキスパンダにより断面が直径約
８ｍｍの円にした。光検出器は３板式カラーＣＣＤカメ
ラ（東京電子工業 ３−ＣＣＤカラーカメラＣＳ５８５
０、商品名）を用いた。
【００４８】入射光は試料面上のアセトンで処理した部
分に当たるように試料位置を調整した。その後、検出器
（ＣＣＤカメラ）で検出される光の強度の総和が最小に
なるように、偏光子及び検光子の方位を調整した。光学
的異方性の有無による検出光強度の違いを観測するため
に平行移動ステージ３２及び３３により、光がアセトン
処理を施した部分と施されていない部分の両方にあたる
ように試料位置を移動した。試料方位は回転ステージ３
７を用いて調整した。なお、回転ステージ３７の回転中
心は試料面にあたる入射光の中心と一致するように調整
した。
分に当たるように試料位置を調整した。その後、検出器
（ＣＣＤカメラ）で検出される光の強度の総和が最小に
なるように、偏光子及び検光子の方位を調整した。光学
的異方性の有無による検出光強度の違いを観測するため
に平行移動ステージ３２及び３３により、光がアセトン
処理を施した部分と施されていない部分の両方にあたる
ように試料位置を移動した。試料方位は回転ステージ３
７を用いて調整した。なお、回転ステージ３７の回転中
心は試料面にあたる入射光の中心と一致するように調整
した。
【００４９】図１７に、５３０ｎｍの光が消光する条件
（緑の全検出強度が最小）で測定した際得られた画像を
示す。光は図１７の左側から入射しており、ラビングは
下から上に向かって施されている。つまり、光はラビン
グの方位とは直交する方位で入射している。
（緑の全検出強度が最小）で測定した際得られた画像を
示す。光は図１７の左側から入射しており、ラビングは
下から上に向かって施されている。つまり、光はラビン
グの方位とは直交する方位で入射している。
【００５０】図１７において右側の赤く見える部分がア
セトン処理を施した部分、左側の青の部分がアセトン処
理を施さない部分である。図１７に示すように、光学的
異方性の違いを色調によって視認性よく測定、表示する
ことができる。
セトン処理を施した部分、左側の青の部分がアセトン処
理を施さない部分である。図１７に示すように、光学的
異方性の違いを色調によって視認性よく測定、表示する
ことができる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レンズ系と偏光子により所定の径を有する一定の偏光状
態の光を試料表面に入射した際に発生する反射光を位相
子と検光子を通過させてＣＣＤカメラ等の二次元位置敏
感検出器により検出光強度分布を測定するようにしたか
ら、薄膜試料の光学的異方性の分布を高速に測定するこ
とができる。
レンズ系と偏光子により所定の径を有する一定の偏光状
態の光を試料表面に入射した際に発生する反射光を位相
子と検光子を通過させてＣＣＤカメラ等の二次元位置敏
感検出器により検出光強度分布を測定するようにしたか
ら、薄膜試料の光学的異方性の分布を高速に測定するこ
とができる。
【００５２】また、レンズ系と偏光子及び位相子により
所定の径を有する一定の偏光状態の光を試料表面に入射
した際に発生する反射光を検光子を通過させてＣＣＤカ
メラ等の二次元位置敏感検出器により検出光強度分布を
測定するようにしても、薄膜試料の光学的異方性の分布
を高速に測定することができる。
所定の径を有する一定の偏光状態の光を試料表面に入射
した際に発生する反射光を検光子を通過させてＣＣＤカ
メラ等の二次元位置敏感検出器により検出光強度分布を
測定するようにしても、薄膜試料の光学的異方性の分布
を高速に測定することができる。
【００５３】さらに、回転機構を有する試料ステージを
用いるようにすれば、異方性分布測定にもっとも適した
試料方位を選択することができ、平行移動機能を有する
試料ステージを用いるようにすれば、広い範囲で薄膜試
料の異方性分布を高速で測定することが可能となる。
用いるようにすれば、異方性分布測定にもっとも適した
試料方位を選択することができ、平行移動機能を有する
試料ステージを用いるようにすれば、広い範囲で薄膜試
料の異方性分布を高速で測定することが可能となる。
【００５４】加えて、白色光源、多波長フィルター、カ
ラーＣＣＤカメラを組み合わせることにより、異方性分
布をカラー表示で視認性よく測定することができるとい
う効果もある。
ラーＣＣＤカメラを組み合わせることにより、異方性分
布をカラー表示で視認性よく測定することができるとい
う効果もある。
【図１】本発明による異方性薄膜評価装置の第１の例を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明による異方性薄膜評価装置の第２の例を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明による異方性薄膜評価装置の第３の例を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明による異方性薄膜評価装置の第４の例を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明による異方性薄膜評価装置に用いられる
試料ステージの一例を示す図である。
試料ステージの一例を示す図である。
【図６】図１に示す異方性薄膜評価装置において試料方
位０°における検出強度分布を示す図である。
位０°における検出強度分布を示す図である。
【図７】図１に示す異方性薄膜評価装置において試料方
位４５°における検出強度分布を示す図である。
位４５°における検出強度分布を示す図である。
【図８】図１に示す異方性薄膜評価装置において試料方
位９０°における検出強度分布を示す図である。
位９０°における検出強度分布を示す図である。
【図９】図１に示す異方性薄膜評価装置において試料方
位１３５°における検出強度分布を示す図である。
位１３５°における検出強度分布を示す図である。
【図１０】図１に示す異方性薄膜評価装置において試料
方位１８０°における検出強度分布を示す図である。
方位１８０°における検出強度分布を示す図である。
【図１１】本発明による異方性薄膜評価装置の第５の例
を示す図である。
を示す図である。
【図１２】本発明による異方性薄膜評価装置の第６の例
を示す図である。
を示す図である。
【図１３】本発明による異方性薄膜評価装置の第７の例
を示す図である。
を示す図である。
【図１４】本発明による異方性薄膜評価装置の第８の例
を示す図である。
を示す図である。
【図１５】図１３に示す異方性薄膜評価装置において検
出強度分布を示す図である。
出強度分布を示す図である。
【図１６】本発明による異方性薄膜評価装置の第９の例
を示す図である。
を示す図である。
【図１７】図１６に示す異方性薄膜評価装置において検
出強度分布を示す図である。
出強度分布を示す図である。
１ 単色光源 ２ 偏光子 ３ 試料 ４ 試料ステージ ５ 検光子 ６，４１ ＣＣＤカメラ ７ １／４波長板（位相子） ８ 表示用モニター ９ ビームエキスパンダ １０ コンデンサレンズ ２１ 白色光源 ３１ フィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田ノ岡 大輔 愛知県名古屋市熱田区三本松町20番９号 日本レーザ電子株式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA02 BB16 BB20 DD12 EE02 EE04 EE05 EE10 EE12 FF01 GG01 GG04 JJ03 JJ11 JJ19 JJ20 KK04 PP04 2G086 EE10 2H088 FA12 FA30 HA03 MA20 5F072 AA01 YY20
Claims (24)
- 【請求項１】 レンズ、偏光子、及び位相子を用いて形
成され所定の径及び偏光状態を有する光を薄膜試料に入
射した際発生する反射光を、前記薄膜試料の下流側に配
置された検光子よりも下流側に配置された２次元光強度
検出器によって検出して、該検出結果である光強度分布
に基づいて前記薄膜材料の光学的異方性の面内分布を評
価するようにしたことを特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項２】 請求項１に記載された異方性薄膜評価法
において、前記薄膜材料の光学的異方性の面内分布を評
価する際、前記薄膜試料に入射される光の方位を調整す
るため前記薄膜試料を面内で回転させるようにしたこと
を特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載された異方性薄膜
評価法において、前記薄膜材料の光学的異方性の面内分
布を評価する際、前記薄膜試料を面内に平行移動させる
ようにしたことを特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項４】 レンズ及び偏光子を用いて形成され所定
の径及び偏光状態を有する光を薄膜試料に入射した際発
生する反射光を、前記薄膜試料の下流側に配置された位
相子及び検光子よりも下流側に配置された２次元光強度
検出器によって検出して、該検出結果である光強度分布
に基づいて膜の光学的異方性の面内分布を評価するよう
にしたことを特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項５】 請求項４に記載された異方性薄膜評価法
において、前記薄膜材料の光学的異方性の面内分布を評
価する際、前記薄膜試料に入射される光の方位を調整す
るため前記薄膜試料を面内で回転させるようにしたこと
を特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項６】 請求項４又は５に記載された異方性薄膜
評価法において、前記薄膜材料の光学的異方性の面内分
布を評価する際、前記薄膜試料を面内に平行移動させる
ようにしたことを特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載された
異方性薄膜評価法において、前記光源としてレーザーを
用いることを特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項８】 請求項１乃至６のいずれかに記載された
異方性薄膜評価法において、前記光源が白色光源である
ことを特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項９】 請求項１乃至６のいずれかに記載された
異方性薄膜評価法において、前記光源として白色光源と
分光器又はフィルターとの組み合わせを用いて、特定の
波長の光を生成するようにしたことを特徴とする異方性
薄膜評価法。 - 【請求項１０】 請求項１乃至６のいずれかに記載され
た異方性薄膜評価法において、前記光源として白色光源
を用い、前記２次元光強度検出器の前面に分光器又はフ
ィルターを配置して、前記２次元光強度検出器によって
特定の波長の光を検出するようにしたことを特徴とする
異方性薄膜評価法。の波長の光を検出することを特徴と
する異方性薄膜評価法。 - 【請求項１１】 請求項１乃至６のいずれかに記載され
た異方性薄膜評価法において、前記光源として白色光源
を用い、前記２次元光強度検出器は、複数の波長の光強
度をそれぞれの波長で検出してカラー画像に合成する機
能しており、該２次元光強度検出器の上流側に複数の波
長を透過する干渉フィルターを配置して、各波長におけ
る検出強度をカラー画像として表示するようにしたこと
を特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかに記載さ
れた異方性薄膜評価法において、特定の波長において検
出される光強度の総和が最小となるように前記偏光子、
前記位相子、前記検光子の方位を調整するようにしたこ
とを特徴とする異方性薄膜評価法。 - 【請求項１３】 所定の径及び偏光状態を有する光を発
生して薄膜試料に該光を入射するレンズ、偏光子、及び
位相子を備える光学系と、検光子の下流側に配置され前
記入射に応じて前記薄膜材料から発生する反射光を検出
して光強度分布を得る２次元光強度検出器と、該光強度
分布に基づいて前記薄膜材料の光学的異方性の面内分布
を評価する評価手段とを有することを特徴とする異方性
薄膜評価装置。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載された異方性薄膜評
価装置において、さらに、前記薄膜試料を保持し該薄膜
試料に入射する光の方位を調整するため前記薄膜試料を
面内で回転させる機構を備える試料ステージを有するこ
とを特徴とする異方性薄膜評価装置。 - 【請求項１５】 請求項１３又は１４に記載された異方
性薄膜評価装置において、前記試料ステージは、前記薄
膜試料を前記面内に平行移動する機構を備えていること
を特徴とする異方性薄膜評価装置。 - 【請求項１６】 所定の径及び偏光状態を有する光を発
生して薄膜試料に該光を入射するレンズ及び位相子を備
える光学系と、位相子及び検光子の下流側に配置され前
記入射に応じて前記薄膜材料から発生する反射光を検出
して光強度分布を得る２次元光強度検出器と、該光強度
分布に基づいて前記薄膜材料の光学的異方性の面内分布
を評価する評価手段とを有することを特徴とする異方性
薄膜評価装置。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載された異方性薄膜評
価装置において、さらに、前記薄膜試料を保持し該薄膜
試料に入射する光の方位を調整するため前記薄膜試料を
面内で回転させる機構を備える試料ステージを有するこ
とを特徴とする異方性薄膜評価装置。 - 【請求項１８】 請求項１６又は１７に記載された異方
性薄膜評価装置において、前記試料ステージは、前記薄
膜試料を前記面内に平行移動する機構を備えていること
を特徴とする異方性薄膜評価装置。 - 【請求項１９】 請求項１３乃至１８のいずれかに記載
された異方性薄膜評価装置において、前記光源としてレ
ーザーを用いることを特徴とする異方性薄膜評価装置。 - 【請求項２０】 請求項１３乃至１８のいずれかに記載
された異方性薄膜評価装置において、前記光源が白色光
源であることを特徴とする異方性薄膜評価装置。 - 【請求項２１】 請求項１３乃至１８のいずれかに記載
された異方性薄膜評価装置において、前記光源として白
色光源と分光器又はフィルターとの組み合わせを用い
て、特定の波長の光を生成するようにしたことを特徴と
する異方性薄膜評価装置。 - 【請求項２２】 請求項１３乃至１８のいずれかに記載
された異方性薄膜評価装置において、前記光源として白
色光源を用い、前記２次元光強度検出器の前面に分光器
又はフィルターを配置して、前記２次元光強度検出器に
よって特定の波長の光を検出するようにしたことを特徴
とする異方性薄膜評価装置。 - 【請求項２３】 請求項１３乃至１８のいずれかに記載
された異方性薄膜評価装置において、前記光源として白
色光源を用い、前記２次元光強度検出器は、複数の波長
の光強度をそれぞれの波長で検出してカラー画像に合成
する機能しており、該２次元光強度検出器の上流側に複
数の波長を透過する干渉フィルターを配置して、各波長
における検出強度をカラー画像として表示するようにし
たことを特徴とする異方性薄膜評価装置。 - 【請求項２４】 請求項１３乃至２３のいずれかに記載
された異方性薄膜評価装置において、特定の波長におい
て検出される光強度の総和が最小となるように前記偏光
子、前記位相子、前記検光子の方位を調整するようにし
たことを特徴とする異方性薄膜評価装置。
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