JP2002098591A - 屈折型照明光学系を備えたスペクトル楕円偏光計 - Google Patents
屈折型照明光学系を備えたスペクトル楕円偏光計Info
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- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
- G01N21/211—Ellipsometry
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Abstract
(57)【要約】
【課題】透過光学系を備えたスペクトル楕円偏光計にお
いて、広いスペクトル範囲にわたって（紫外線から近赤
外線に至るまで）対象物の表面に可能な限り小さな、境
界エッジがシャープな測定スポットを得ることができ、
しかも対象物表面上でのその径またはその長さ或いは幅
が１００μm以下の測定スポットを得ることのできる前
記スペクトル楕円偏光計を提供する。 【解決手段】照明ユニット（１）から来て、対象物
（５）の表面（４）に測定スポット（６）を生じさせる
照明光束（２）のための屈折型照明光学系（３）と、測
定スポット（６）の部位で表面（４）から反射した光を
測定光束（７）として受光し、検出する検出ユニット
（８）とを備えたスペクトル楕円偏光計において、照明
光学系（３）が色補正されている。
いて、広いスペクトル範囲にわたって（紫外線から近赤
外線に至るまで）対象物の表面に可能な限り小さな、境
界エッジがシャープな測定スポットを得ることができ、
しかも対象物表面上でのその径またはその長さ或いは幅
が１００μm以下の測定スポットを得ることのできる前
記スペクトル楕円偏光計を提供する。 【解決手段】照明ユニット（１）から来て、対象物
（５）の表面（４）に測定スポット（６）を生じさせる
照明光束（２）のための屈折型照明光学系（３）と、測
定スポット（６）の部位で表面（４）から反射した光を
測定光束（７）として受光し、検出する検出ユニット
（８）とを備えたスペクトル楕円偏光計において、照明
光学系（３）が色補正されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明ユニットから
来て、対象物の表面に測定スポットを生じさせる照明光
束のための屈折型照明光学系と、測定スポットの部位で
表面から反射した光を測定光束として受光し、検出する
検出ユニットとを備えたスペクトル楕円偏光計に関する
ものである。
来て、対象物の表面に測定スポットを生じさせる照明光
束のための屈折型照明光学系と、測定スポットの部位で
表面から反射した光を測定光束として受光し、検出する
検出ユニットとを備えたスペクトル楕円偏光計に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】楕円偏光計は、対象物の表面で反射した
光束の偏光状態の変化を測定するようにした、非破壊式
光学測定方法に依拠するものである。このため、楕円偏光
計内で、所定の偏光状態を持つ光が生成され、可能な限り
平行な光線として所定の角度で対象物の表面に指向せし
められる。対象物の表面には照明フレックが発生し、この
照明フレックは測定スポットと呼ばれる。測定スポット
から反射した光は、対称物の表面の性質に応じて変化し
た偏光状態（偏光楕円）を有し、この偏光状態は光検出
器を接続させた偏光検光子を用いて測定される。これか
ら表面の屈折率や吸収係数、および（または）表面層の
厚さを決定することができる。多面的に使用される単波
長楕円偏光計では、ほとんどの場合可視波長範囲の単色
光が使用される。
光束の偏光状態の変化を測定するようにした、非破壊式
光学測定方法に依拠するものである。このため、楕円偏光
計内で、所定の偏光状態を持つ光が生成され、可能な限り
平行な光線として所定の角度で対象物の表面に指向せし
められる。対象物の表面には照明フレックが発生し、この
照明フレックは測定スポットと呼ばれる。測定スポット
から反射した光は、対称物の表面の性質に応じて変化し
た偏光状態（偏光楕円）を有し、この偏光状態は光検出
器を接続させた偏光検光子を用いて測定される。これか
ら表面の屈折率や吸収係数、および（または）表面層の
厚さを決定することができる。多面的に使用される単波
長楕円偏光計では、ほとんどの場合可視波長範囲の単色
光が使用される。
【０００３】スペクトル楕円偏光計の場合は、種々の波
長の光が使用される。種々の波長で楕円偏光測定するこ
とにより、多層構造物のような複雑な構造、非均一な層、
或いは異方性の層等を分析することができる。また、積層
された複数の薄い透過性表面層の屈折率や吸収係数、お
よび（または）その層厚を決定することができる。
長の光が使用される。種々の波長で楕円偏光測定するこ
とにより、多層構造物のような複雑な構造、非均一な層、
或いは異方性の層等を分析することができる。また、積層
された複数の薄い透過性表面層の屈折率や吸収係数、お
よび（または）その層厚を決定することができる。
【０００４】種々の波長を使用する代わりに、対象物の
表面に対する光の入射角を変えて使用することもでき
る。異なる入射角を多数適用すれば、十分な数の測定値が
提供され、表面層のすべての材料パラメータを算出する
ことができる。
表面に対する光の入射角を変えて使用することもでき
る。異なる入射角を多数適用すれば、十分な数の測定値が
提供され、表面層のすべての材料パラメータを算出する
ことができる。
【０００５】特にウェーハー上に半導体回路を形成する
際には、表面層の材料パラメータの決定は重要な役割を
果たす。それゆえ、集中回路の生産プロセスでは、たとえ
ば表面層の層厚を検出するためにとりわけ楕円偏光計が
使用される。集中回路の微小化が進めば、対応的に小さ
な測定スポットも必要である。
際には、表面層の材料パラメータの決定は重要な役割を
果たす。それゆえ、集中回路の生産プロセスでは、たとえ
ば表面層の層厚を検出するためにとりわけ楕円偏光計が
使用される。集中回路の微小化が進めば、対応的に小さ
な測定スポットも必要である。
【０００６】Sopra社のパンフレット（１９９９年１０
月２１日付のwww.sopra-sa.com）から知られているスペ
クトル楕円偏光計の照明光線は３mmの径を有している。
非常に小さな試料面を検査するために、照明光線を１０
０μm×１５０μmのサイズのマイクロスポットにフォー
カシングさせることができる。
月２１日付のwww.sopra-sa.com）から知られているスペ
クトル楕円偏光計の照明光線は３mmの径を有している。
非常に小さな試料面を検査するために、照明光線を１０
０μm×１５０μmのサイズのマイクロスポットにフォー
カシングさせることができる。
【０００７】米国特許第５１６６７５２号公報から知ら
れている楕円偏光計では、光束内の平行光線が照明レン
ズの高アパーチャーにより収束光線に変換され、これに
より種々の入射角で試料へ指向せしめられる。対応的に
異なる角度で試料から反射した光線は空間解像検出器に
より同時に検出され、これにより種々の角度から多数の
データを高速検知することができる。高アパーチャーの
照明レンズを使用することにより小さな測定スポットを
達成できるが、この小さな測定スポットは、周知のごと
く、光線のアパーチャー角が大きければ大きいほど、すな
わち光線の収束度合いが強ければ強いほど、小さくなる。
上記公報に記載の他の実施形態では、この楕円偏光計は
単色光による作動以外に、多色光により作動することも
できる。
れている楕円偏光計では、光束内の平行光線が照明レン
ズの高アパーチャーにより収束光線に変換され、これに
より種々の入射角で試料へ指向せしめられる。対応的に
異なる角度で試料から反射した光線は空間解像検出器に
より同時に検出され、これにより種々の角度から多数の
データを高速検知することができる。高アパーチャーの
照明レンズを使用することにより小さな測定スポットを
達成できるが、この小さな測定スポットは、周知のごと
く、光線のアパーチャー角が大きければ大きいほど、すな
わち光線の収束度合いが強ければ強いほど、小さくなる。
上記公報に記載の他の実施形態では、この楕円偏光計は
単色光による作動以外に、多色光により作動することも
できる。
【０００８】米国特許第５６０８５２６号公報から知ら
れているスペクトル楕円偏光計では、楕円偏光計の偏光
器と検光子の間の光路内には反射型光学要素だけが使用
され、小さな測定スポットを得ることができる。屈折型光
学系の代わりに反射型光学系を使用する理由として、楕
円偏光計に適用する場合、広帯域の紫外線のための透過
光学系或いは紫外線から近赤外線に至るまでの光線用の
透過光学系は適していないことが記載されている。
れているスペクトル楕円偏光計では、楕円偏光計の偏光
器と検光子の間の光路内には反射型光学要素だけが使用
され、小さな測定スポットを得ることができる。屈折型光
学系の代わりに反射型光学系を使用する理由として、楕
円偏光計に適用する場合、広帯域の紫外線のための透過
光学系或いは紫外線から近赤外線に至るまでの光線用の
透過光学系は適していないことが記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、透過
光学系を備えたスペクトル楕円偏光計において、広いス
ペクトル範囲にわたって（紫外線から近赤外線に至るま
で）対象物の表面に可能な限り小さな、境界エッジがシ
ャープな測定スポットを得ることができ、しかも対象物
表面上でのその径またはその長さ或いは幅が１００μm
以下の測定スポットを得ることのできる前記スペクトル
楕円偏光計を提供することである。
光学系を備えたスペクトル楕円偏光計において、広いス
ペクトル範囲にわたって（紫外線から近赤外線に至るま
で）対象物の表面に可能な限り小さな、境界エッジがシ
ャープな測定スポットを得ることができ、しかも対象物
表面上でのその径またはその長さ或いは幅が１００μm
以下の測定スポットを得ることのできる前記スペクトル
楕円偏光計を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、照明光学系が色補正されていることを特徴
とするものである。
決するため、照明光学系が色補正されていることを特徴
とするものである。
【００１１】本発明の有利な構成および他の構成は従属
項から明らかである。本発明によれば、スペクトル楕円偏
光計において従来達成されていた測定スポットの最小サ
イズは、照明光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、或い
は他のイメージエラー、または光束の発散が存在するこ
とにより制限されているものではなく、照明光学系の色
収差により制限されるものであるという認識に至った。
これに対応して構成された、色補正される照明光学系は、
５０μm径以下の範囲に至るまでの１００μmよりもはる
かに小さな測定スポットを、紫外線から可視光を経て近
赤外線に至るまでの広いスペクトル範囲に対し生じさせ
る。
項から明らかである。本発明によれば、スペクトル楕円偏
光計において従来達成されていた測定スポットの最小サ
イズは、照明光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、或い
は他のイメージエラー、または光束の発散が存在するこ
とにより制限されているものではなく、照明光学系の色
収差により制限されるものであるという認識に至った。
これに対応して構成された、色補正される照明光学系は、
５０μm径以下の範囲に至るまでの１００μmよりもはる
かに小さな測定スポットを、紫外線から可視光を経て近
赤外線に至るまでの広いスペクトル範囲に対し生じさせ
る。
【００１２】レンズデュプレットを用いることですで
に、良好な色補正と、これにより著しく小さくされたスポ
ットが達成される。この場合、レンズデュプレットのアパ
ーチャーは小さく保たれる。完全照射されるレンズデュ
プレットの入射アパーチャーと出射アパーチャーはレン
ズの自由開口によって決定され、これから、対象物表面に
あたる照明光束の角度範囲が得られる。照明アパーチャ
ーが小さいことにより、正確な楕円偏光測定結果が達成
されるとともに、楕円偏光測定を評価する演算時間が短
くなる。正確で迅速な測定は、たとえば半導体製造にお
ける製造ラインで、高スループットを得るために要求さ
れる。
に、良好な色補正と、これにより著しく小さくされたスポ
ットが達成される。この場合、レンズデュプレットのアパ
ーチャーは小さく保たれる。完全照射されるレンズデュ
プレットの入射アパーチャーと出射アパーチャーはレン
ズの自由開口によって決定され、これから、対象物表面に
あたる照明光束の角度範囲が得られる。照明アパーチャ
ーが小さいことにより、正確な楕円偏光測定結果が達成
されるとともに、楕円偏光測定を評価する演算時間が短
くなる。正確で迅速な測定は、たとえば半導体製造にお
ける製造ラインで、高スループットを得るために要求さ
れる。
【００１３】しかしながら、アパーチャーが小さすぎる
と、照明光学系の外側境界部により回折作用が生じ、これ
により測定スポットのエッジが不鮮明になる。不鮮明な
エッジ領域は、本来の測定部位に隣接した、測定の必要
のない領域を照射することがある。このような場合に生
じる擬似光により測定結果に誤差が生じる場合がある。
と、照明光学系の外側境界部により回折作用が生じ、これ
により測定スポットのエッジが不鮮明になる。不鮮明な
エッジ領域は、本来の測定部位に隣接した、測定の必要
のない領域を照射することがある。このような場合に生
じる擬似光により測定結果に誤差が生じる場合がある。
【００１４】このため、回折作用をほとんど示さない照
明アパーチャーにより不鮮明な照明領域が回避される。
このような比較的大きな照明アパーチャーに対しては、
レンズデュプレットによる色補正が十分でない場合があ
る。照明アパーチャーの適当なサイズに妥協する場合、ス
ペクトル楕円偏光計での使用に最適な色補正はレンズリ
プレッとにより達成できることが明らかとなった。これ
により十分小さなシャープな測定スポットが生じ、しか
もその径は５０μm以下である。
明アパーチャーにより不鮮明な照明領域が回避される。
このような比較的大きな照明アパーチャーに対しては、
レンズデュプレットによる色補正が十分でない場合があ
る。照明アパーチャーの適当なサイズに妥協する場合、ス
ペクトル楕円偏光計での使用に最適な色補正はレンズリ
プレッとにより達成できることが明らかとなった。これ
により十分小さなシャープな測定スポットが生じ、しか
もその径は５０μm以下である。
【００１５】もちろん、より多数のレンズを、色補正され
る照明光学系に使用してもよい。これにより色収差の補
正と他のイメージエラーも一層改善できる。他方多重レ
ンズ構成は、全透過度がいくぶん低下し、構造上のコス
トが高くなることは言うまでもない。
る照明光学系に使用してもよい。これにより色収差の補
正と他のイメージエラーも一層改善できる。他方多重レ
ンズ構成は、全透過度がいくぶん低下し、構造上のコス
トが高くなることは言うまでもない。
【００１６】色補正される照明光学系の個々のレンズ
は、精密加工されたフレームを介して互いに方向調整さ
れ、一定の間隔で保持される。個々のレンズを互いに接合
させ、よってコンパクトなユニットを形成できるように
レンズを製造するのが有利である。もちろん接合剤もレ
ンズの材料も上記波長範囲の光を、特に紫外線範囲の光
をも十分良好に透過させねばならない。このために被着
されるレンズの反射防止層は透過性を向上させ、特に空
気・ガラス境界面での屈折の際に生じる光の偏光状態の
望ましくない変化が十分に抑制される。
は、精密加工されたフレームを介して互いに方向調整さ
れ、一定の間隔で保持される。個々のレンズを互いに接合
させ、よってコンパクトなユニットを形成できるように
レンズを製造するのが有利である。もちろん接合剤もレ
ンズの材料も上記波長範囲の光を、特に紫外線範囲の光
をも十分良好に透過させねばならない。このために被着
されるレンズの反射防止層は透過性を向上させ、特に空
気・ガラス境界面での屈折の際に生じる光の偏光状態の
望ましくない変化が十分に抑制される。
【００１７】対象物表面から反射した測定光線を受光す
るため、同様に色補正される光学系を受光光学系として
楕円偏光計の測定光路内に使用してよい。色補正により、
楕円偏光計の検出ユニットで検出器の均一な照射が達成
される。これにより、検出器上で隣接している個々の点の
間の強い強度差が回避される。或いは、検出ユニット内部
で受光光線を検出器に誘導する光ファイバーを使用する
場合には、光ファイバーの入口を均一に照射するのが有
利である。同様に、スペクトル楕円偏光計の検出ユニット
内で光をスペクトル分解させるモノクロメータを均一に
照射することも有利である。
るため、同様に色補正される光学系を受光光学系として
楕円偏光計の測定光路内に使用してよい。色補正により、
楕円偏光計の検出ユニットで検出器の均一な照射が達成
される。これにより、検出器上で隣接している個々の点の
間の強い強度差が回避される。或いは、検出ユニット内部
で受光光線を検出器に誘導する光ファイバーを使用する
場合には、光ファイバーの入口を均一に照射するのが有
利である。同様に、スペクトル楕円偏光計の検出ユニット
内で光をスペクトル分解させるモノクロメータを均一に
照射することも有利である。
【００１８】色補正される屈折型照明光学系を従来のス
ペクトル楕円偏光計で使用することにより、小さな面を
広い波長範囲で楕円偏光法により顕微検査することがで
きる。これは、集中回路を形成するための層状半導体表
面の場合に特に重要である。層状半導体表面の場合、本発
明による照明光学系により、従来のスペクトル楕円偏光
計で可能であったよりもはるかに小さな面領域で表面層
の材料特性および層厚を決定することができる。
ペクトル楕円偏光計で使用することにより、小さな面を
広い波長範囲で楕円偏光法により顕微検査することがで
きる。これは、集中回路を形成するための層状半導体表
面の場合に特に重要である。層状半導体表面の場合、本発
明による照明光学系により、従来のスペクトル楕円偏光
計で可能であったよりもはるかに小さな面領域で表面層
の材料特性および層厚を決定することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を添付の
図面を用いて詳細に説明する。図１はスペクトル楕円偏
光計の概略構成図で、スペクトル楕円偏光計は、照明ユ
ニット１と、偏光子群１０と、検光子群１１と、検出ユニ
ット８とを備えている。照明ユニット１において１個ま
たは複数個の光源１ａから光が生成され、集光器１bによ
りフィールド絞り１ｃが照射される。光の波長範囲は、
紫外線から可視光を経て近赤外線範囲の光を含む波長ま
で及んでいる。照明ユニット１によって生じた照明光束
２は偏光子群１０に達し、偏光子群１０において光は所
定の偏光状態にもたらされる。
図面を用いて詳細に説明する。図１はスペクトル楕円偏
光計の概略構成図で、スペクトル楕円偏光計は、照明ユ
ニット１と、偏光子群１０と、検光子群１１と、検出ユニ
ット８とを備えている。照明ユニット１において１個ま
たは複数個の光源１ａから光が生成され、集光器１bによ
りフィールド絞り１ｃが照射される。光の波長範囲は、
紫外線から可視光を経て近赤外線範囲の光を含む波長ま
で及んでいる。照明ユニット１によって生じた照明光束
２は偏光子群１０に達し、偏光子群１０において光は所
定の偏光状態にもたらされる。
【００２０】照明光束２は、照明光学系３により対象物
５の表面４を測定スポット６において照明する。測定ス
ポット６において光は対象物表面４によって反射し、測
定光束７を形成する。結像光学系９は、測定光束７のフ
ォーカシングに用いる。測定光束７は検光子群１１を通
過した後、検出ユニット８により受けとめられ、検出され
る。測定光束７の偏光状態は検光子群１１と検出ユニッ
ト８により分析される。
５の表面４を測定スポット６において照明する。測定ス
ポット６において光は対象物表面４によって反射し、測
定光束７を形成する。結像光学系９は、測定光束７のフ
ォーカシングに用いる。測定光束７は検光子群１１を通
過した後、検出ユニット８により受けとめられ、検出され
る。測定光束７の偏光状態は検光子群１１と検出ユニッ
ト８により分析される。
【００２１】本発明によれば、照明光束２の光路内に、色
補正される屈折型照明光学系３が配置される。この場合
照明光束２の光は、照明アパーチャーの小さな角度範囲
で表面４に指向せしめられる。
補正される屈折型照明光学系３が配置される。この場合
照明光束２の光は、照明アパーチャーの小さな角度範囲
で表面４に指向せしめられる。
【００２２】本発明による色補正される照明光学系３
は、図１の実施形態ではレンズトリプレットである。レ
ンズトリプレットは、屈折特性が異なる屈折型光学要素
としての３個のレンズからなっており、これら３個のレ
ンズは、特に、波長が異なる光が通過する際に屈折型光
学要素により生じる色縦方向収差(Farblaengsfehler)が
補正されて、対応的に小さなフォーカスフレックが測定
スポット６として発生するように構成されている。
は、図１の実施形態ではレンズトリプレットである。レ
ンズトリプレットは、屈折特性が異なる屈折型光学要素
としての３個のレンズからなっており、これら３個のレ
ンズは、特に、波長が異なる光が通過する際に屈折型光
学要素により生じる色縦方向収差(Farblaengsfehler)が
補正されて、対応的に小さなフォーカスフレックが測定
スポット６として発生するように構成されている。
【００２３】レンズトリプレット自体は公知のものであ
り、通常は、球面収差や色収差のような光学的エラーを
減少させることにより対象物の結像を改善するために用
いられる。本発明の対象の場合、屈折型照明光学系を備え
た従来の楕円偏光計では、色縦方向収差のために測定ス
ポットは１００μmないし２００μm径の大きさに制限さ
れていることが明らかとなった。測定スポットがこのよ
うなオーダーであると、色縦方向収差は最大収差成分を
なす。適宜色補正されるレンズトリプレット３を用いる
と、測定スポットの大きさを５０μm径に縮小させるこ
とができた。これは、少なくともファクタ４だけ測定スポ
ットの面積が減少することに対応している。したがっ
て、非常に小さなスポットサイズで且つ非常に広い波長
範囲で屈折型照明光学系を用いて楕円偏光測定すること
に対する要求を満たすことができる。
り、通常は、球面収差や色収差のような光学的エラーを
減少させることにより対象物の結像を改善するために用
いられる。本発明の対象の場合、屈折型照明光学系を備え
た従来の楕円偏光計では、色縦方向収差のために測定ス
ポットは１００μmないし２００μm径の大きさに制限さ
れていることが明らかとなった。測定スポットがこのよ
うなオーダーであると、色縦方向収差は最大収差成分を
なす。適宜色補正されるレンズトリプレット３を用いる
と、測定スポットの大きさを５０μm径に縮小させるこ
とができた。これは、少なくともファクタ４だけ測定スポ
ットの面積が減少することに対応している。したがっ
て、非常に小さなスポットサイズで且つ非常に広い波長
範囲で屈折型照明光学系を用いて楕円偏光測定すること
に対する要求を満たすことができる。
【００２４】図１の実施形態に示したレンズトリプレッ
ト３は接合されている。接合剤もレンズのガラス素材も
広い波長に対し適宜選定されている。特に紫外線範囲に
対しては高い透過性が達成される。高い透過性を必要と
するのは、楕円偏光計に適した多くの紫外線光源は紫外
線範囲で比較的小さな光強度しか放射しないからであ
る。
ト３は接合されている。接合剤もレンズのガラス素材も
広い波長に対し適宜選定されている。特に紫外線範囲に
対しては高い透過性が達成される。高い透過性を必要と
するのは、楕円偏光計に適した多くの紫外線光源は紫外
線範囲で比較的小さな光強度しか放射しないからであ
る。
【００２５】レンズトリプレット３の反射防止層も透過
性の改善に寄与する。屈折型光学系の透過性を向上させ
る反射防止層は一般に知られているものであるが、透過
光の偏光状態に対する反射防止層の影響に注意を払う必
要がある。このような影響は、レンズトリプレット３の
場合、これにより楕円偏光測定の精度が変化しない程度
に低減されている。
性の改善に寄与する。屈折型光学系の透過性を向上させ
る反射防止層は一般に知られているものであるが、透過
光の偏光状態に対する反射防止層の影響に注意を払う必
要がある。このような影響は、レンズトリプレット３の
場合、これにより楕円偏光測定の精度が変化しない程度
に低減されている。
【００２６】図２は、色補正される照明光学系３に加え
て、測定光束７内に配置され、色補正される受光光学系９
aも示している。この受光光学系は、従来の結像光学系９
に代わるものである。本実施形態の場合、この受光光学系
９aも屈折型光学要素としての３個のレンズから構成さ
れている。この場合、受光光学系９aを照明光学系３と同
一に構成するのが有利である。このような場合、受光光学
系９aはたとえば照明光学系３に対し測定スポット６を
中心にして鏡対象に配置される。色補正される照明光学
系３と受光光学系９aとは、偏光を変化させる作用の影
響を受けないよう構成するのが有利である。他方、校正が
行なわれる。受光光学系９aの色補正により、とりわけ検
出ユニット８の入口を均一に照明することができる。
て、測定光束７内に配置され、色補正される受光光学系９
aも示している。この受光光学系は、従来の結像光学系９
に代わるものである。本実施形態の場合、この受光光学系
９aも屈折型光学要素としての３個のレンズから構成さ
れている。この場合、受光光学系９aを照明光学系３と同
一に構成するのが有利である。このような場合、受光光学
系９aはたとえば照明光学系３に対し測定スポット６を
中心にして鏡対象に配置される。色補正される照明光学
系３と受光光学系９aとは、偏光を変化させる作用の影
響を受けないよう構成するのが有利である。他方、校正が
行なわれる。受光光学系９aの色補正により、とりわけ検
出ユニット８の入口を均一に照明することができる。
【００２７】もちろん、色補正される照明光学系３と受
光光学系９aとを３個以上のレンズから構成して、更なる
修正と結像の更なる改善とを得るようにしてもよい。図
３は、スペクトル楕円偏光計を備えた図２と同様の装置
を示している。この場合、レンズトリプレット９a（照明
光学系３、受光光学系９a）の代わりにレンズデュプレッ
ト１２が照明・受光光路内に使用されている。レンズデ
ュプレット１２のアパーチャーは図２で説明したレンズ
トリプレットよりも幾分小さく、これにより一方では楕
円偏光計の評価がいくぶん容易になる。他方、レンズトリ
プレットに比べて色補正を、よって小さな測定スポット
サイズを完全に達成しなくともよい。
光光学系９aとを３個以上のレンズから構成して、更なる
修正と結像の更なる改善とを得るようにしてもよい。図
３は、スペクトル楕円偏光計を備えた図２と同様の装置
を示している。この場合、レンズトリプレット９a（照明
光学系３、受光光学系９a）の代わりにレンズデュプレッ
ト１２が照明・受光光路内に使用されている。レンズデ
ュプレット１２のアパーチャーは図２で説明したレンズ
トリプレットよりも幾分小さく、これにより一方では楕
円偏光計の評価がいくぶん容易になる。他方、レンズトリ
プレットに比べて色補正を、よって小さな測定スポット
サイズを完全に達成しなくともよい。
【図１】色補正される屈折型照明光学系を備えた楕円偏
光計の概略図である。
光計の概略図である。
【図２】色補正される屈折型照明・受光光学系を備えた
楕円偏光計の概略図である。
楕円偏光計の概略図である。
【図３】屈折型照明・受光光学系としてレンズデュプレ
ットを備えた楕円偏光計の概略図である。
ットを備えた楕円偏光計の概略図である。
１ 照明ユニット １ａ 光源 １b 集光器 １ｃ フィールド絞り ２ 照明光束 ３ 照明光学系 ４ 対象物表面 ５ 対象物 ６ 測定スポット ７ 測定光束 ８ 検出ユニット ９ 結像光学系 ９a 受光光学系 １０ 偏光子群 １１ 検光子群 １２ レンズデュプレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨアヒム ヴィーンエッケ ドイツ連邦共和国 デー・7747 イェーナ リーゼロッテ・ヘルマン・シュトラーセ 14ベー Ｆターム(参考） 2G059 AA02 AA03 BB10 BB16 EE02 EE05 EE12 FF03 GG03 HH01 HH02 HH03 JJ11 JJ17 JJ19 JJ30 KK01 2H087 KA12 LA01 LA04 NA03 NA04 NA14 PA01 PA18 PA19 PB02 PB03
Claims (5)
- 【請求項１】照明ユニット（１）から来て、対象物
（５）の表面（４）に測定スポット（６）を生じさせる
照明光束（２）のための屈折型照明光学系（３）と、測
定スポット（６）の部位で表面（４）から反射した光を
測定光束（７）として受光し、検出する検出ユニット
（８）とを備えたスペクトル楕円偏光計において、照明
光学系（３）が色補正されていることを特徴とするスペ
クトル楕円偏光計。 - 【請求項２】色補正されている、測定光束（７）用の受
光光学系（９a）が設けられていることを特徴とする、
請求項１に記載のスペクトル楕円偏光計。 - 【請求項３】色補正されている照明光学系（３）および
（または）色補正されている受光光学系（９a）がレン
ズデュプレットまたはレンズトリプレットであることを
特徴とする、請求項１または２に記載のスペクトル楕円
偏光計。 - 【請求項４】色補正されている照明光学系（３）と色補
正されている受光光学系（９a）が、紫外線範囲で高透
過性を持つガラスからなっていること、および（また
は）反射防止層を有していることを特徴とする、請求項
１から３までのいずれか一つに記載のスペクトル楕円偏
光計。 - 【請求項５】対象物の表面（４）上に被着された薄い層
の材料パラメータを測定するために使用することを特徴
とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載のス
ペクトル楕円偏光計。
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| DE10033645:0 | 2000-07-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002098591A true JP2002098591A (ja) | 2002-04-05 |
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ID=7648536
Family Applications (1)
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| JP (1) | JP2002098591A (ja) |
| DE (1) | DE10033645A1 (ja) |
Cited By (2)
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| US6804004B1 (en) | 1998-03-03 | 2004-10-12 | J. A. Woollam Co., Inc | Multiple-element lens systems and methods for uncorrelated evaluation of parameters in parameterized mathematical model equations for lens retardance, in ellipometry and polarimetry |
| US7518725B1 (en) | 1995-09-20 | 2009-04-14 | J.A. Woollam Co., Inc. | Temperature controlled lens |
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| US6949462B1 (en) | 2002-04-04 | 2005-09-27 | Nanometrics Incorporated | Measuring an alignment target with multiple polarization states |
| US6982793B1 (en) | 2002-04-04 | 2006-01-03 | Nanometrics Incorporated | Method and apparatus for using an alignment target with designed in offset |
| US6992764B1 (en) | 2002-09-30 | 2006-01-31 | Nanometrics Incorporated | Measuring an alignment target with a single polarization state |
| DE102004012134B4 (de) * | 2004-03-12 | 2006-06-29 | Nanofilm Technologie Gmbh | Ellipsometer mit Blendenanordnung |
| US7349103B1 (en) | 2005-10-31 | 2008-03-25 | N&K Technology, Inc. | System and method for high intensity small spot optical metrology |
| US8416410B1 (en) * | 2010-04-26 | 2013-04-09 | J.A. Woollam Co., Inc | Conjugate ratio adjustable lens system |
| US9879977B2 (en) | 2012-11-09 | 2018-01-30 | Kla-Tencor Corporation | Apparatus and method for optical metrology with optimized system parameters |
| US10473525B2 (en) * | 2013-11-01 | 2019-11-12 | Tokyo Electron Limited | Spatially resolved optical emission spectroscopy (OES) in plasma processing |
| CN113358579A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-09-07 | 上海精测半导体技术有限公司 | 一种宽光谱椭偏光学系统 |
| CN114217451B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-06-13 | 中国科学院光电技术研究所 | 透镜系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3001439A (en) * | 1957-10-15 | 1961-09-26 | Daystrom Inc | Apparatus and method for polarimetric analysis |
| JPS5337046A (en) * | 1976-09-17 | 1978-04-05 | Olympus Optical Co Ltd | Microscope objectives |
| US5121255A (en) * | 1988-06-21 | 1992-06-09 | Dainippon Screen Mfg. Co. | Objective lens system for microscope |
| US5166752A (en) * | 1990-01-11 | 1992-11-24 | Rudolph Research Corporation | Simultaneous multiple angle/multiple wavelength ellipsometer and method |
| US5608526A (en) * | 1995-01-19 | 1997-03-04 | Tencor Instruments | Focused beam spectroscopic ellipsometry method and system |
-
2000
- 2000-07-11 DE DE10033645A patent/DE10033645A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-06-20 EP EP01114955A patent/EP1172642A3/de not_active Withdrawn
- 2001-06-29 US US09/893,709 patent/US20020024669A1/en not_active Abandoned
- 2001-07-11 JP JP2001210707A patent/JP2002098591A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| US7518725B1 (en) | 1995-09-20 | 2009-04-14 | J.A. Woollam Co., Inc. | Temperature controlled lens |
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| EP1172642A3 (de) | 2002-11-13 |
| DE10033645A1 (de) | 2002-01-24 |
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|---|---|---|---|
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