JP2002365232A - 組み合わせ式高速光学粗面計及び偏光解析器 - Google Patents
組み合わせ式高速光学粗面計及び偏光解析器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄膜ディスク又はシリコンウエファーの欠
陥、膜厚、汚染物質、粒子を計測するための装置及び方
法を提供する。 【解決手段】 本発明は、第１の角度において薄膜磁気
ディスク上の第１の位置に向かって第１の信号を発生す
るための第１の電磁式信号発生源と、第２の角度におい
て薄膜磁気ディスク上の第１の位置に向かって第２の信
号を発生するための第２の電磁式信号発生源と、第１の
位置を変化するために対象を回転するための回転装置
と、対象から反射する該第１の信号の一部分を受信して
第１の信号の半径方向部分及び該第１の信号の円周方向
部分を決定するための第１の位置検知器と、対象から反
射する第２の信号の反射された部分を受信し第２の信号
の半径方向部分及び第２の信号の円周方向部分を決定す
るために第１の位置検知器から直角で位置決めされた第
２の位置検知器とを有する。
陥、膜厚、汚染物質、粒子を計測するための装置及び方
法を提供する。 【解決手段】 本発明は、第１の角度において薄膜磁気
ディスク上の第１の位置に向かって第１の信号を発生す
るための第１の電磁式信号発生源と、第２の角度におい
て薄膜磁気ディスク上の第１の位置に向かって第２の信
号を発生するための第２の電磁式信号発生源と、第１の
位置を変化するために対象を回転するための回転装置
と、対象から反射する該第１の信号の一部分を受信して
第１の信号の半径方向部分及び該第１の信号の円周方向
部分を決定するための第１の位置検知器と、対象から反
射する第２の信号の反射された部分を受信し第２の信号
の半径方向部分及び第２の信号の円周方向部分を決定す
るために第１の位置検知器から直角で位置決めされた第
２の位置検知器とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜の計測及びシ
リコンウェファー、磁気薄膜ディスク及び透明で被覆さ
れたガラス基部上の欠陥の計測を目的としており、より
特別には、薄膜の吸収層の非ブルースター角（ｎｏｎ−
Ｂｒｅｗｓｔｅｒ‘ｓ ａｎｇｌｅ）を含む多くの角度
において薄膜ディスクの方向を向くレーザーを使用し
て、薄膜厚みの計測及び摩耗、面粗度、引っ掻き傷、粒
子、歪み、窪み、マウンド、表面地形、段差高さ及び含
有物の計測を目的とする。
リコンウェファー、磁気薄膜ディスク及び透明で被覆さ
れたガラス基部上の欠陥の計測を目的としており、より
特別には、薄膜の吸収層の非ブルースター角（ｎｏｎ−
Ｂｒｅｗｓｔｅｒ‘ｓ ａｎｇｌｅ）を含む多くの角度
において薄膜ディスクの方向を向くレーザーを使用し
て、薄膜厚みの計測及び摩耗、面粗度、引っ掻き傷、粒
子、歪み、窪み、マウンド、表面地形、段差高さ及び含
有物の計測を目的とする。
【０００２】
【従来の技術】被覆された薄膜ディスクは、半導体及び
磁気ハードディスクの工業分野を含む種々の工業分野に
おいて使用される。コンピュータ用ハードディスク（磁
気記憶装置）は不揮発性メモリデバイスであり、そのメ
モリデバイスは多量のデータを貯蔵可能である。ハード
ディスクの製造者が経験する１つの問題は、ハードディ
スクの稼動寿命を最大にする方法である。ハードディス
クが故障すると、そこに貯蔵されたデータを回復するこ
とは、困難か、高価か又は不可能であり得る。ハードデ
ィスクの不具合は、薄膜ディスクの表面における欠陥に
より生じ得る。これらの欠陥を検知し分類し得ること
は、ディスクドライブの故障の防止及び製造工程の管理
のために、非常に重大である。
磁気ハードディスクの工業分野を含む種々の工業分野に
おいて使用される。コンピュータ用ハードディスク（磁
気記憶装置）は不揮発性メモリデバイスであり、そのメ
モリデバイスは多量のデータを貯蔵可能である。ハード
ディスクの製造者が経験する１つの問題は、ハードディ
スクの稼動寿命を最大にする方法である。ハードディス
クが故障すると、そこに貯蔵されたデータを回復するこ
とは、困難か、高価か又は不可能であり得る。ハードデ
ィスクの不具合は、薄膜ディスクの表面における欠陥に
より生じ得る。これらの欠陥を検知し分類し得ること
は、ディスクドライブの故障の防止及び製造工程の管理
のために、非常に重大である。
【０００３】磁気記憶装置において使用される薄膜ディ
スクの図解図を図１に示す。それは、基部１０８（一般
的にＮｉＰメッキされたＡｌ−Ｍｇ合金又はガラス）上
に沈積された磁気薄膜（層）１０６を具備する。磁気薄
膜１０６は、薄膜カーボン１０４（カーボン層）により
保護可能であり、例えばその厚みは一般的に２０から２
００オングストローム（Ａｎｇｓｔｒｏｍ）である。カ
ーボン層１０４は一般的に、フルオロカーボン潤滑剤１
０２（潤滑層）の薄層により（１０から３０オングスト
ローム）により被覆される。潤滑剤１０２は、特に磁気
読み／書きヘッドがディスクに接触する場合に、例えば
ディスクドライブが切られた場合に、設けられたカーボ
ン層１０４の耐久性を増大するように作用する。ハード
ディスクドライブの分野は、薄膜ディスクの表面のより
近くに薄膜ヘッドを飛ばすこと（ｆｌｙｉｎｇ）により
記憶容量を劇的に改善してきた。その結果非常に小さな
欠陥でさえもハードドライブの誤作動を生じ得る。これ
らの欠陥は、例えば引っ掻き傷、窪み、マウンド又は粒
子等の形状的な（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ）ものであり
得るか、又は歪みや含有物等の非形状的なものであり得
る。欠陥の全てのタイプを計測してディスク製造工程を
管理し、更にディスクドライブ製造の歩留まりを改善す
ることが必要である。
スクの図解図を図１に示す。それは、基部１０８（一般
的にＮｉＰメッキされたＡｌ−Ｍｇ合金又はガラス）上
に沈積された磁気薄膜（層）１０６を具備する。磁気薄
膜１０６は、薄膜カーボン１０４（カーボン層）により
保護可能であり、例えばその厚みは一般的に２０から２
００オングストローム（Ａｎｇｓｔｒｏｍ）である。カ
ーボン層１０４は一般的に、フルオロカーボン潤滑剤１
０２（潤滑層）の薄層により（１０から３０オングスト
ローム）により被覆される。潤滑剤１０２は、特に磁気
読み／書きヘッドがディスクに接触する場合に、例えば
ディスクドライブが切られた場合に、設けられたカーボ
ン層１０４の耐久性を増大するように作用する。ハード
ディスクドライブの分野は、薄膜ディスクの表面のより
近くに薄膜ヘッドを飛ばすこと（ｆｌｙｉｎｇ）により
記憶容量を劇的に改善してきた。その結果非常に小さな
欠陥でさえもハードドライブの誤作動を生じ得る。これ
らの欠陥は、例えば引っ掻き傷、窪み、マウンド又は粒
子等の形状的な（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ）ものであり
得るか、又は歪みや含有物等の非形状的なものであり得
る。欠陥の全てのタイプを計測してディスク製造工程を
管理し、更にディスクドライブ製造の歩留まりを改善す
ることが必要である。
【０００４】半導体ウエファーの図解図が図２に示され
る。半導体ウエファーの構造は非常に複雑であり得る
が、図２は銅の二重ダマスカス（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）
プロセスが実施されたウエファーの単に一例を示す。図
２を参照すると、銅層２０１と、第２のプラズマ促進式
（ｅｎｈａｎｃｅｄ）化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）酸化層２
０２と、第１のＰＥＣＶＤ酸化層２０３と更にシリコン
基部２０４が図示される。銅層２０１は、経由孔及び銅
線だけが残るまで、化学機械式研磨（ＣＭＰ）プロセス
により研磨される。問題は、ＣＭＰプロセスが残余の
銅、窒化物、又はＣＭＰスラリをウエファー表面に残す
可能性があることである。更に、歪み、粒子、引っ掻き
傷及び微細な波形状が研磨ウエファー上に存在する可能
性があることである。その様な欠陥を検知計測してウエ
ファー製造プロセスを管理することが必要である。より
欠陥が少ないことがまた、プロセスの終了において、よ
りウエファー歩留まりが良いことを意味するであろう。
る。半導体ウエファーの構造は非常に複雑であり得る
が、図２は銅の二重ダマスカス（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）
プロセスが実施されたウエファーの単に一例を示す。図
２を参照すると、銅層２０１と、第２のプラズマ促進式
（ｅｎｈａｎｃｅｄ）化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）酸化層２
０２と、第１のＰＥＣＶＤ酸化層２０３と更にシリコン
基部２０４が図示される。銅層２０１は、経由孔及び銅
線だけが残るまで、化学機械式研磨（ＣＭＰ）プロセス
により研磨される。問題は、ＣＭＰプロセスが残余の
銅、窒化物、又はＣＭＰスラリをウエファー表面に残す
可能性があることである。更に、歪み、粒子、引っ掻き
傷及び微細な波形状が研磨ウエファー上に存在する可能
性があることである。その様な欠陥を検知計測してウエ
ファー製造プロセスを管理することが必要である。より
欠陥が少ないことがまた、プロセスの終了において、よ
りウエファー歩留まりが良いことを意味するであろう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ハードディスク、半導
体及び光通信の分野における問題は、例えば粒子、引っ
掻き傷、窪み、マウンド、歪み、形状的不規則性及び含
有物等の欠陥に関するこれらの磁気ディスク及びウエフ
ァーの検査である。これらの問題を解決する従来技術
は、米国特許第４，６７４，８７５号、米国特許第５，
６９４，２１４号、米国特許第５，７４８，３０５号及
び米国特許第６，１５７，４４４号に開示される。これ
らの特許は、基本的に複雑なスキャタロメーター（ｓｃ
ａｔｔｅｒｏｍｅｔｅｒｓ）及び反射計を使用して欠陥
を計測する技術を開示する。これらの装置（システム）
において、形状的及び非形状的欠陥の同時計測が可能な
ものはない。本発明は、組み合わせ式反射計、スキャタ
ロメーター、偏光解析器、粗面計及びカー効果（Ｋｅｒ
ｒ ｅｆｆｅｃｔ）顕微鏡の使用によりこの計測を可能
にする。
体及び光通信の分野における問題は、例えば粒子、引っ
掻き傷、窪み、マウンド、歪み、形状的不規則性及び含
有物等の欠陥に関するこれらの磁気ディスク及びウエフ
ァーの検査である。これらの問題を解決する従来技術
は、米国特許第４，６７４，８７５号、米国特許第５，
６９４，２１４号、米国特許第５，７４８，３０５号及
び米国特許第６，１５７，４４４号に開示される。これ
らの特許は、基本的に複雑なスキャタロメーター（ｓｃ
ａｔｔｅｒｏｍｅｔｅｒｓ）及び反射計を使用して欠陥
を計測する技術を開示する。これらの装置（システム）
において、形状的及び非形状的欠陥の同時計測が可能な
ものはない。本発明は、組み合わせ式反射計、スキャタ
ロメーター、偏光解析器、粗面計及びカー効果（Ｋｅｒ
ｒ ｅｆｆｅｃｔ）顕微鏡の使用によりこの計測を可能
にする。
【０００６】必要なものは、薄膜ディスク、シリコンウ
エファー及び透明ウエファーの検査用装置（システム）
及び方法であり、即ち、（１） 形状的及び非形状的欠
陥の計測、（２） これらの基部上の光学的外形の計
測、（３） 同時計測の実施可能、（４） 薄膜の厚み
の計測、（５） パターン又は非パターンのシリコン又
は光通信用ウエファーにおける計測可能、（６） 現場
又はラインにおける実施、（７） 透明基部の一方側だ
けの計測、の装置（システム）及び方法である。
エファー及び透明ウエファーの検査用装置（システム）
及び方法であり、即ち、（１） 形状的及び非形状的欠
陥の計測、（２） これらの基部上の光学的外形の計
測、（３） 同時計測の実施可能、（４） 薄膜の厚み
の計測、（５） パターン又は非パターンのシリコン又
は光通信用ウエファーにおける計測可能、（６） 現場
又はラインにおける実施、（７） 透明基部の一方側だ
けの計測、の装置（システム）及び方法である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】形状的及び非形状的欠陥
の計測、及び薄膜磁気ディスク、シリコンウエファー及
び透明基部における形状の計測のための装置（システ
ム）及び方法。本発明は、薄膜ディスク又はシリコンウ
エファー上の欠陥の高さの計測を可能にしており、第１
の角度において薄膜磁気ディスク上の第１の位置に向か
って第１の信号を発生するための第１の電磁式信号発生
源と、第２の角度において薄膜磁気ディスク上の第１の
位置に向かって第２の信号を発生するための第２の電磁
式信号発生源と、第１の位置を変化するために対象を回
転するための回転（スピニング）装置と、対象から反射
する該第１の信号の一部分を受信するためで且つ第１の
信号の半径方向部分（Ｓ１ｒ）及び該第１の信号の円周
方向部分（Ｓ１ｃ）を決定するための第１の位置検知器
と、対象から反射する第２の信号の反射された部分を受
信するためで且つ第２の信号の半径方向部分（Ｓ２ｒ）
及び第２の信号の円周方向部分（Ｓ２ｃ）を決定するた
めに第１の位置検知器から直角で位置決めされた第２の
位置検知器と、を有する。
の計測、及び薄膜磁気ディスク、シリコンウエファー及
び透明基部における形状の計測のための装置（システ
ム）及び方法。本発明は、薄膜ディスク又はシリコンウ
エファー上の欠陥の高さの計測を可能にしており、第１
の角度において薄膜磁気ディスク上の第１の位置に向か
って第１の信号を発生するための第１の電磁式信号発生
源と、第２の角度において薄膜磁気ディスク上の第１の
位置に向かって第２の信号を発生するための第２の電磁
式信号発生源と、第１の位置を変化するために対象を回
転するための回転（スピニング）装置と、対象から反射
する該第１の信号の一部分を受信するためで且つ第１の
信号の半径方向部分（Ｓ１ｒ）及び該第１の信号の円周
方向部分（Ｓ１ｃ）を決定するための第１の位置検知器
と、対象から反射する第２の信号の反射された部分を受
信するためで且つ第２の信号の半径方向部分（Ｓ２ｒ）
及び第２の信号の円周方向部分（Ｓ２ｃ）を決定するた
めに第１の位置検知器から直角で位置決めされた第２の
位置検知器と、を有する。
【０００８】本装置（システム）はまた、Ｓ２ｃとＳ１
ｃ間の相違に基づいた第１の位置の高さを決定するため
のプロセッサを具備しており、それは傾斜情報を具備し
ない。本装置はまた、光学的波動の位相ずれ（シフト）
の計測により形状的及び非形状的欠陥の計測を可能にす
る。本発明の形態は、データから半導体パターンを除く
能力であり、更にパターン化されたシリコン又は光通信
用ウエファー上の欠陥の存在を検知する能力を向上する
ための能力である。ディスク又はウエファーの両側部に
おける計測を可能にする幾つかの縮小された実施の形態
が提案される。
ｃ間の相違に基づいた第１の位置の高さを決定するため
のプロセッサを具備しており、それは傾斜情報を具備し
ない。本装置はまた、光学的波動の位相ずれ（シフト）
の計測により形状的及び非形状的欠陥の計測を可能にす
る。本発明の形態は、データから半導体パターンを除く
能力であり、更にパターン化されたシリコン又は光通信
用ウエファー上の欠陥の存在を検知する能力を向上する
ための能力である。ディスク又はウエファーの両側部に
おける計測を可能にする幾つかの縮小された実施の形態
が提案される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態は、同
様な参照番号が同一又は機能的に同様である要素を指定
する図面を参照して開示される。また図面において、各
参照番号の左の最大部の数字は、参照番号が最初に使用
される図面に対応する。
様な参照番号が同一又は機能的に同様である要素を指定
する図面を参照して開示される。また図面において、各
参照番号の左の最大部の数字は、参照番号が最初に使用
される図面に対応する。
【００１０】図３は、本発明の一実施の形態に従う薄膜
の特性計測のための装置の図面である。装置は焦点を合
わせられる（ｆｏｃｖｓｅｄ）レーザー光信号を使用し
ており、その伝搬角度θ（図３に示されるように）は、
法線から０度と法線から９０度との間にあることができ
る。
の特性計測のための装置の図面である。装置は焦点を合
わせられる（ｆｏｃｖｓｅｄ）レーザー光信号を使用し
ており、その伝搬角度θ（図３に示されるように）は、
法線から０度と法線から９０度との間にあることができ
る。
【００１１】装置３００の一実施の形態は、例えばカリ
フォルニア、ＳｕｎｎｙｖａｌｅのＨｏｅｔｒｏｎ社に
よりコリメートされた（ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ）日本の
京都のローム（Ｒｏｌｍ）社から入手可能なＲＬＤ６５
ＭＺＴ１又はＲＬＤ−７８ＭＤ等の従来のレーザーダイ
オード３０１と、例えばカリフォルニア、Ｉｒｖｉｎｅ
のＮｅｗｐｏｒｔ社から市販で入手可能な例えばＰｏｌ
ａｒｃｏｒから製造された従来のリニア（直線）偏光器
（ポラライザ）３０２と、カリフォルニア、Ｌｉｖｅｒ
ｍｏｒｅのＣＶＩ Ｌａｓｅｒから市販で入手可能な従
来のゼロオーダー（次）の半波長板（ｈａｌｆ ｗａｖ
ｅ ｐｌａｔｅ）３０３と、カリフォルニア、Ｉｒｖｉ
ｎｅのＮｅｗｐｏｒｔ社から市販で入手可能な従来の焦
点調整（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）レンズ３０４と、カリフォ
ルニア、ＩｒｖｉｎｅのＮｅｗｐｏｒｔ社から市販で入
手可能な従来の鏡３０５と３０８と、を具備する。Ｎｅ
ｗｐｏｒｔ社より手配可能なコリメート（ｃｏｌｌｉｍ
ａｔｉｎｇ）レンズ３０９と、ＣＶＩ Ｌａｓｅｒ社よ
り入手可能なゼロオーダー（次）の四分の一波長板３１
０と、ＣＶＩ Ｌａｓｅｒ社より入手可能な入射板に対
して４５度で回転される従来の偏光ビームスプリッタ３
１２と、日本の浜松市のはままつ（浜松）社から入手可
能な一対の従来の四分儀（クアドラント）検知器３１１
と３１３と、カリフォルニア、ＣａｍａｒｉｌｌｏのＡ
ｄｖａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏｎｉｘ社より入手可能な従
来のアバランシェ(ａｖａｌａｎｃｈｅ)フォトダイオー
ド３１４と、半波長板３０３を回転するためのカリフォ
ルニア、ＢｕｒｌｉｎｇａｍｅのＭａｘｏｎ Ｐｒｅｃ
ｉｓｉｏｎ Ｍｏｔｏｒｓより入手可能な従来のモータ
ー３１５。
フォルニア、ＳｕｎｎｙｖａｌｅのＨｏｅｔｒｏｎ社に
よりコリメートされた（ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ）日本の
京都のローム（Ｒｏｌｍ）社から入手可能なＲＬＤ６５
ＭＺＴ１又はＲＬＤ−７８ＭＤ等の従来のレーザーダイ
オード３０１と、例えばカリフォルニア、Ｉｒｖｉｎｅ
のＮｅｗｐｏｒｔ社から市販で入手可能な例えばＰｏｌ
ａｒｃｏｒから製造された従来のリニア（直線）偏光器
（ポラライザ）３０２と、カリフォルニア、Ｌｉｖｅｒ
ｍｏｒｅのＣＶＩ Ｌａｓｅｒから市販で入手可能な従
来のゼロオーダー（次）の半波長板（ｈａｌｆ ｗａｖ
ｅ ｐｌａｔｅ）３０３と、カリフォルニア、Ｉｒｖｉ
ｎｅのＮｅｗｐｏｒｔ社から市販で入手可能な従来の焦
点調整（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）レンズ３０４と、カリフォ
ルニア、ＩｒｖｉｎｅのＮｅｗｐｏｒｔ社から市販で入
手可能な従来の鏡３０５と３０８と、を具備する。Ｎｅ
ｗｐｏｒｔ社より手配可能なコリメート（ｃｏｌｌｉｍ
ａｔｉｎｇ）レンズ３０９と、ＣＶＩ Ｌａｓｅｒ社よ
り入手可能なゼロオーダー（次）の四分の一波長板３１
０と、ＣＶＩ Ｌａｓｅｒ社より入手可能な入射板に対
して４５度で回転される従来の偏光ビームスプリッタ３
１２と、日本の浜松市のはままつ（浜松）社から入手可
能な一対の従来の四分儀（クアドラント）検知器３１１
と３１３と、カリフォルニア、ＣａｍａｒｉｌｌｏのＡ
ｄｖａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏｎｉｘ社より入手可能な従
来のアバランシェ(ａｖａｌａｎｃｈｅ)フォトダイオー
ド３１４と、半波長板３０３を回転するためのカリフォ
ルニア、ＢｕｒｌｉｎｇａｍｅのＭａｘｏｎ Ｐｒｅｃ
ｉｓｉｏｎ Ｍｏｔｏｒｓより入手可能な従来のモータ
ー３１５。
【００１２】装置３００が本発明の一実施の形態である
こと及びこれとは別の設計が本発明から逸脱することな
く使用可能であることは、当業者には明白であろう。装
置３００のオペレーションは以下でより詳細に説明され
る。
こと及びこれとは別の設計が本発明から逸脱することな
く使用可能であることは、当業者には明白であろう。装
置３００のオペレーションは以下でより詳細に説明され
る。
【００１３】レーザーダイオード３０１は、薄膜ディス
ク、シリコンウエファー、光通信用ウエファー又はガラ
ス基部３０６に対して電磁信号を発する。実施の形態に
おいて電磁信号は、広い種類の波長が使用可能である
が、７８０又は６５５ナノメーター（ｎｍ）の波長を有
する光信号である。光信号の伝搬の角度は０から９０度
の間の任意の角度θであり得る。
ク、シリコンウエファー、光通信用ウエファー又はガラ
ス基部３０６に対して電磁信号を発する。実施の形態に
おいて電磁信号は、広い種類の波長が使用可能である
が、７８０又は６５５ナノメーター（ｎｍ）の波長を有
する光信号である。光信号の伝搬の角度は０から９０度
の間の任意の角度θであり得る。
【００１４】レーザーダイオードがレーザー出力を監視
するための内部のフォトダイオード有することは良く知
られている。光の強度を制御するためのフィードバック
制御回路の実施の形態は、レーザーダイオードの内部に
あるフォトダイオードを使用することである。このフォ
トダイオードはレーザーダイオードの内部にあり、負の
フィードバック回路に制御信号をフィードバックしてお
り、そうすることによりレーザーの強さを一定値で保持
する。レーザーの出力を概略一定に保持するこれとは別
の手段は、レーザーダイオードの電流を制御すること、
即ちダイオードレーザーを定電流モードで作動すること
である。レーザーダイオードは、月の期間での出力の非
常に遅い減少を示す。スキャン時間が５ないし１０分よ
り短い限り、レーザーの光学的出力はスキャンにおいて
一定に保持される。この技術の利点はその単純性にあ
る。
するための内部のフォトダイオード有することは良く知
られている。光の強度を制御するためのフィードバック
制御回路の実施の形態は、レーザーダイオードの内部に
あるフォトダイオードを使用することである。このフォ
トダイオードはレーザーダイオードの内部にあり、負の
フィードバック回路に制御信号をフィードバックしてお
り、そうすることによりレーザーの強さを一定値で保持
する。レーザーの出力を概略一定に保持するこれとは別
の手段は、レーザーダイオードの電流を制御すること、
即ちダイオードレーザーを定電流モードで作動すること
である。レーザーダイオードは、月の期間での出力の非
常に遅い減少を示す。スキャン時間が５ないし１０分よ
り短い限り、レーザーの光学的出力はスキャンにおいて
一定に保持される。この技術の利点はその単純性にあ
る。
【００１５】レーザー出力の長期間のドリフト（ずれ）
は、標準の反射器を最初に計測することにより及びこれ
を使用して計測された信号を正規化する（ｎｏｒｍａｌ
ｉｚｅ）ことにより装置（システム）の外でキャリブレ
ーションされても良い。信号の値は、標準の（既知の）
反射器について最初に計測されて、その後ディスク又は
ウエファーが計測される。標準の反射器の計測に任意の
ドリフトが存在した場合には、全てのデータはこのドリ
フト量に関して訂正される。結局長期間のドリフトは、
定電流モードで運転される場合でさえも補正されても良
い。発せられた光はリニア偏光器３０２を通過する。リ
ニア偏光器３０２はレーザー光信号のリニア偏光を改善
する。
は、標準の反射器を最初に計測することにより及びこれ
を使用して計測された信号を正規化する（ｎｏｒｍａｌ
ｉｚｅ）ことにより装置（システム）の外でキャリブレ
ーションされても良い。信号の値は、標準の（既知の）
反射器について最初に計測されて、その後ディスク又は
ウエファーが計測される。標準の反射器の計測に任意の
ドリフトが存在した場合には、全てのデータはこのドリ
フト量に関して訂正される。結局長期間のドリフトは、
定電流モードで運転される場合でさえも補正されても良
い。発せられた光はリニア偏光器３０２を通過する。リ
ニア偏光器３０２はレーザー光信号のリニア偏光を改善
する。
【００１６】リニアに偏光された光は機械的に回転可能
なゼロオーダーの半波長板３０３を通過する。半波長板
３０３は小型モータ３１５に固定されており、該モータ
は、Ｐ偏光（入射平面に平行）、Ｓ偏光（入射平面に垂
直）及び４５度偏光（ＰとＳの間）との間で偏光を動的
に回転可能である。偏光は、焦点調整レンズ３０４を通
過して、回転鏡３０５により、薄膜磁気ディスク、シリ
コンウエファー又は透明基部３０６に向けられる。反射
信号は別の回転鏡３０８により検知光学系に向けられ
て、別のレンズ３０９によりリコリメートされる。信号
の散乱構成要素は、アバランシェフォトダイオード３１
４により検知される。リコリメートされたビームは、ゼ
ロオーダーの四分の一波長板３１０を通過し、該四分の
一波長板３１０は、ビームの偏光を調整するように使用
されるので、等量のエネルギが四分儀光検知器３１３と
３１１に向けられる。四分の一波長板３１０を通過後に
ビームは、入射平面に４５度で回転された偏光ビームス
プリッタ３１２により分割される。これとは別の実施の
形態において、偏光ビームスプリッタは、Ｗｏｌｌａｓ
ｔｏｎプリズム又はＧｌａｎ Ｔｈｏｍｐｓｏｎ又はＲ
ｏｃｈｏｎプリズムのビームスプリッタであっても良
い。スプリットビームは、２つの四分儀検知器３１３と
３１１に向けられる。四分儀検知器は、スプリットビー
ム間の位相ずれ（シフト）、反射率（ｒｅｆｌｅｃｔｉ
ｖｉｔｙ）、半径方向及び円周方向における光学的プロ
ファイル（形状）、及びカー回転（もし基部３０６の膜
が磁性である場合には）を計算するように使用される。
四分儀検知器からの出力は、従来のアナログ−デジタル
変換器によりデジタル化されて、従来のパソコンのメモ
リーに送られる。信号はその後パソコンにより解析され
て、欠陥を検知し、形状を計測し、更に歪みが計測され
る。全体の光学装置３００は、半径方向に該装置を駆動
するステージ上に設置される一方で、モータ３０７はサ
ンプル３０６を回転する。この方法においてサンプル３
０６の全面は、欠陥をスキャンされても良い。
なゼロオーダーの半波長板３０３を通過する。半波長板
３０３は小型モータ３１５に固定されており、該モータ
は、Ｐ偏光（入射平面に平行）、Ｓ偏光（入射平面に垂
直）及び４５度偏光（ＰとＳの間）との間で偏光を動的
に回転可能である。偏光は、焦点調整レンズ３０４を通
過して、回転鏡３０５により、薄膜磁気ディスク、シリ
コンウエファー又は透明基部３０６に向けられる。反射
信号は別の回転鏡３０８により検知光学系に向けられ
て、別のレンズ３０９によりリコリメートされる。信号
の散乱構成要素は、アバランシェフォトダイオード３１
４により検知される。リコリメートされたビームは、ゼ
ロオーダーの四分の一波長板３１０を通過し、該四分の
一波長板３１０は、ビームの偏光を調整するように使用
されるので、等量のエネルギが四分儀光検知器３１３と
３１１に向けられる。四分の一波長板３１０を通過後に
ビームは、入射平面に４５度で回転された偏光ビームス
プリッタ３１２により分割される。これとは別の実施の
形態において、偏光ビームスプリッタは、Ｗｏｌｌａｓ
ｔｏｎプリズム又はＧｌａｎ Ｔｈｏｍｐｓｏｎ又はＲ
ｏｃｈｏｎプリズムのビームスプリッタであっても良
い。スプリットビームは、２つの四分儀検知器３１３と
３１１に向けられる。四分儀検知器は、スプリットビー
ム間の位相ずれ（シフト）、反射率（ｒｅｆｌｅｃｔｉ
ｖｉｔｙ）、半径方向及び円周方向における光学的プロ
ファイル（形状）、及びカー回転（もし基部３０６の膜
が磁性である場合には）を計算するように使用される。
四分儀検知器からの出力は、従来のアナログ−デジタル
変換器によりデジタル化されて、従来のパソコンのメモ
リーに送られる。信号はその後パソコンにより解析され
て、欠陥を検知し、形状を計測し、更に歪みが計測され
る。全体の光学装置３００は、半径方向に該装置を駆動
するステージ上に設置される一方で、モータ３０７はサ
ンプル３０６を回転する。この方法においてサンプル３
０６の全面は、欠陥をスキャンされても良い。
【００１７】スピンドル又はモータはディスクを高速で
回転しており、例えば３６０回転する際に１０２４パル
ス発生するエンコーダを具備する。このエンコーダは、
ディスク周囲の円周位置を決定するように使用される。
本発明は、ディスクの円周周りの位置の決定において非
常に高い解像度を適用することが好ましい。このこと
は、位相ロックループ(ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌ
ｏｏｐ)を使用して実施されて、選択可能な係数（ファ
クタ）をエンコーダ信号に乗ずる。位相ロックループは
１０２４のエンコーダパルスを乗じており、エンコーダ
における任意の速度ジッタ（ｊｉｔｔｅｒ）を追跡する
能力を有する。この形態は、横の解像度の損失無しで、
繰り返される回転の平均化の実施を可能にする。即ち、
その後の（ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ）回転はお互いに位相
内にあり、平均化する場合に結果生じる像はジッタ効果
により損傷され（ｓｍｅａｒｅｄ）ない。平均化は信号
−ノイズ比を改善するように実施される。
回転しており、例えば３６０回転する際に１０２４パル
ス発生するエンコーダを具備する。このエンコーダは、
ディスク周囲の円周位置を決定するように使用される。
本発明は、ディスクの円周周りの位置の決定において非
常に高い解像度を適用することが好ましい。このこと
は、位相ロックループ(ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌ
ｏｏｐ)を使用して実施されて、選択可能な係数（ファ
クタ）をエンコーダ信号に乗ずる。位相ロックループは
１０２４のエンコーダパルスを乗じており、エンコーダ
における任意の速度ジッタ（ｊｉｔｔｅｒ）を追跡する
能力を有する。この形態は、横の解像度の損失無しで、
繰り返される回転の平均化の実施を可能にする。即ち、
その後の（ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ）回転はお互いに位相
内にあり、平均化する場合に結果生じる像はジッタ効果
により損傷され（ｓｍｅａｒｅｄ）ない。平均化は信号
−ノイズ比を改善するように実施される。
【００１８】図４は、光学粗面計の頂面図の設計を示し
ており、それは高さだけで且つ直接高さを計測可能であ
り、即ちそれは傾斜を計測しないで高さを計測可能であ
る。それはまた、高さに依存しない面の傾斜も計測可能
である。これは、傾斜と高さを共に同時に計測する以前
の光学粗面計とは異なる。その様な装置により高さは、
傾斜情報の積分により傾斜データから求められる。しか
しもし傾斜情報が、高さ情報により悪影響を与えられる
場合には、積分は正しい面形状を与えない。問題は、高
さ情報のみを含んでいて傾斜と高さの両者の組み合わせ
を含まないデータを求めることである。図４から７を参
照して図示され説明される設計により、２つのレーザー
とお互いに対して直角の向きを有する２つの位置検知用
検知器（ＰＳＤ）の使用によりこれが実現される。
ており、それは高さだけで且つ直接高さを計測可能であ
り、即ちそれは傾斜を計測しないで高さを計測可能であ
る。それはまた、高さに依存しない面の傾斜も計測可能
である。これは、傾斜と高さを共に同時に計測する以前
の光学粗面計とは異なる。その様な装置により高さは、
傾斜情報の積分により傾斜データから求められる。しか
しもし傾斜情報が、高さ情報により悪影響を与えられる
場合には、積分は正しい面形状を与えない。問題は、高
さ情報のみを含んでいて傾斜と高さの両者の組み合わせ
を含まないデータを求めることである。図４から７を参
照して図示され説明される設計により、２つのレーザー
とお互いに対して直角の向きを有する２つの位置検知用
検知器（ＰＳＤ）の使用によりこれが実現される。
【００１９】位置検知用検知器（ＰＳＤ）は、四分儀検
知器であり、それは図４に示すような向きである。ＰＳ
Ｄは、適切なＰＳＤ四分儀（ｑｕａｄｒａｎｔｓ）を減
じることにより半径方向及び円周方向においてビームの
変位を計測する。レーザービームが計測されるべき対象
の面に沿って移動する際に、面の粗さ及び波動は、面の
傾斜に応じてレーザービームを四分儀検知器上で「揺れ
動か（ｗｉｇｇｌｅ）」す。四分儀検知器は、一対の四
分儀の合計を別の対の合計から減じることによりこれを
計測する。例えば図６を参照すると、円周方向の面の傾
斜は、[(A1+B1)−(C1+D1)]／[A1+B1+C1+D1] で与えられ
ており、ここで分母の４つの四分儀の合計は、反射率の
相違に関して正規化する（ｎｏｒｍａｌｉｚｅ）ために
使用される。同時にもし検知器からの面の平均距離が変
化すると、四分儀検知器におけるビームの平均位置は変
化する。上記の等式における結果生じる相違の信号は、
実際に面高さに相違が発生すると、傾斜の変化を記録す
る。問題は、傾斜変化を高さ変化から分離可能であるこ
とである。これは、半径方向における傾斜を考慮するこ
とにより実現可能であり、それは図６を参照して求めら
れて更に[(A1+D1)−(B1+C1)]／[A1+B1+C1+D1] で与えら
れる。半径方向の傾斜に関する等式は、半径方向におけ
るビームの「揺れ動き」を計測する。半径方向の傾斜の
場合において、もし検知器からの面の平均距離が変化す
る場合には、ビームは単純に、A1+D1をB1+C1から分離す
る線に沿って動く。結果として半径方向の傾斜信号は、
面高さが変化する場合に変化せず、半径方向の傾斜に関
する等式は傾斜だけを記録し、高さの変化は記録しな
い。
知器であり、それは図４に示すような向きである。ＰＳ
Ｄは、適切なＰＳＤ四分儀（ｑｕａｄｒａｎｔｓ）を減
じることにより半径方向及び円周方向においてビームの
変位を計測する。レーザービームが計測されるべき対象
の面に沿って移動する際に、面の粗さ及び波動は、面の
傾斜に応じてレーザービームを四分儀検知器上で「揺れ
動か（ｗｉｇｇｌｅ）」す。四分儀検知器は、一対の四
分儀の合計を別の対の合計から減じることによりこれを
計測する。例えば図６を参照すると、円周方向の面の傾
斜は、[(A1+B1)−(C1+D1)]／[A1+B1+C1+D1] で与えられ
ており、ここで分母の４つの四分儀の合計は、反射率の
相違に関して正規化する（ｎｏｒｍａｌｉｚｅ）ために
使用される。同時にもし検知器からの面の平均距離が変
化すると、四分儀検知器におけるビームの平均位置は変
化する。上記の等式における結果生じる相違の信号は、
実際に面高さに相違が発生すると、傾斜の変化を記録す
る。問題は、傾斜変化を高さ変化から分離可能であるこ
とである。これは、半径方向における傾斜を考慮するこ
とにより実現可能であり、それは図６を参照して求めら
れて更に[(A1+D1)−(B1+C1)]／[A1+B1+C1+D1] で与えら
れる。半径方向の傾斜に関する等式は、半径方向におけ
るビームの「揺れ動き」を計測する。半径方向の傾斜の
場合において、もし検知器からの面の平均距離が変化す
る場合には、ビームは単純に、A1+D1をB1+C1から分離す
る線に沿って動く。結果として半径方向の傾斜信号は、
面高さが変化する場合に変化せず、半径方向の傾斜に関
する等式は傾斜だけを記録し、高さの変化は記録しな
い。
【００２０】レーザービームの向きが９０度（図４のレ
ーザー２とＰＳＤ２による様に）で回転される場合に、
半径方向及び円周方向の傾斜の挙動は逆である。レーザ
ー２とＰＳＤ２の場合において、円周方向の傾斜の等式
は、傾斜の変化のみを記録し、高さの変化は記録しな
い。他方においてレーザー２に関して、半径方向の傾斜
の等式は、傾斜と高さの変化の両者を記録する。レーザ
ー１と２の両者の出力ビームは面（図４に示すように）
上の同じ位置に配置されるので、レーザー１とＰＳＤ１
からの半径方向の傾斜の等式を、レーザー２とＰＳＤ２
からの半径方向の傾斜の等式から減じることが可能であ
る。結果生じる減算は、高さ情報だけを含み、傾斜情報
は含まない。レーザー１とＰＳＤ１からの円周方向の傾
斜の等式を、レーザー２とＰＳＤ２からの円周方向の傾
斜の等式から減じることにより同じ情報を求めることも
また可能である。半径方向の傾斜（高さ情報なしで）
は、レーザー１とＰＳＤ１からの半径方向の傾斜の等式
の選択により求めることが可能である。円周方向の傾斜
（高さ情報なしで）は、レーザー２とＰＳＤ２からの円
周方向の傾斜の等式の選択により求めることが可能であ
る。この方法において、面の高さの変化及び傾斜の変化
を独立に計測することが可能である。
ーザー２とＰＳＤ２による様に）で回転される場合に、
半径方向及び円周方向の傾斜の挙動は逆である。レーザ
ー２とＰＳＤ２の場合において、円周方向の傾斜の等式
は、傾斜の変化のみを記録し、高さの変化は記録しな
い。他方においてレーザー２に関して、半径方向の傾斜
の等式は、傾斜と高さの変化の両者を記録する。レーザ
ー１と２の両者の出力ビームは面（図４に示すように）
上の同じ位置に配置されるので、レーザー１とＰＳＤ１
からの半径方向の傾斜の等式を、レーザー２とＰＳＤ２
からの半径方向の傾斜の等式から減じることが可能であ
る。結果生じる減算は、高さ情報だけを含み、傾斜情報
は含まない。レーザー１とＰＳＤ１からの円周方向の傾
斜の等式を、レーザー２とＰＳＤ２からの円周方向の傾
斜の等式から減じることにより同じ情報を求めることも
また可能である。半径方向の傾斜（高さ情報なしで）
は、レーザー１とＰＳＤ１からの半径方向の傾斜の等式
の選択により求めることが可能である。円周方向の傾斜
（高さ情報なしで）は、レーザー２とＰＳＤ２からの円
周方向の傾斜の等式の選択により求めることが可能であ
る。この方法において、面の高さの変化及び傾斜の変化
を独立に計測することが可能である。
【００２１】本光学式粗面計のこれとは別の実施の形態
において図５に示すように、単一のレーザーが使用され
ており、複合角度の方向を有する５０／５０の鏡５０４
は、第２のビームを図５の５０２の符号の位置を向く面
に向かわせる。５０／５０の鏡５０４を通過するビーム
は、図５の５０１の符号の位置を向く面に向かわせる。
計測されるべき対象の全面は、両ビームによりスキャン
されて、面の少なくとも２つの像を生じる。生じる像は
記憶されてデジタルでシフトされるので、生じる像は同
じｘ、ｙ位置で形状計測される（ｐｒｏｆｉｌｅｄ）対
象を有する。結果生じて送られる像はその後、上記のよ
うな方法で高さ形状を与えるために減じられても良い。
本実施の形態の利点は、それが単一のレーザーだけを使
用し且つ少ない光学構成要素を使用しており、更に２つ
のビームのビーム形状が同一であることである。
において図５に示すように、単一のレーザーが使用され
ており、複合角度の方向を有する５０／５０の鏡５０４
は、第２のビームを図５の５０２の符号の位置を向く面
に向かわせる。５０／５０の鏡５０４を通過するビーム
は、図５の５０１の符号の位置を向く面に向かわせる。
計測されるべき対象の全面は、両ビームによりスキャン
されて、面の少なくとも２つの像を生じる。生じる像は
記憶されてデジタルでシフトされるので、生じる像は同
じｘ、ｙ位置で形状計測される（ｐｒｏｆｉｌｅｄ）対
象を有する。結果生じて送られる像はその後、上記のよ
うな方法で高さ形状を与えるために減じられても良い。
本実施の形態の利点は、それが単一のレーザーだけを使
用し且つ少ない光学構成要素を使用しており、更に２つ
のビームのビーム形状が同一であることである。
【００２２】レーザー１とＰＳＤ１は通常、半径方向の
信号Ｓｒと円周方向の信号Ｓｃを計測する。しかしＰＳ
Ｄの性質は、傾斜情報に加えて、高さ情報のにより悪影
響されるレーザー１とＰＳＤ１からのＳｃを生じる。レ
ーザー１とＰＳＤ１からのＳｒは傾斜情報のみを含む。
レーザー２とＰＳＤ２はまた通常は、半径方向と円周方
向の傾斜を計測する。しかしレーザー２とＰＳＤ２から
のＳｒは、レーザー１とＰＳＤ１からのＳｒのように、
同じ位置で傾斜と高さの両者を計測する。結果として真
の高さの変化は、レーザー２とＰＳＤ２からのＳｒをレ
ーザー１とＰＳＤ１からのＳｒから減じることにより求
め得る。即ち傾斜情報は、ＰＳＤ２からのＳｒをＰＳＤ
１からのＳｒから減じることにより削除し、高さ情報の
みを残す。
信号Ｓｒと円周方向の信号Ｓｃを計測する。しかしＰＳ
Ｄの性質は、傾斜情報に加えて、高さ情報のにより悪影
響されるレーザー１とＰＳＤ１からのＳｃを生じる。レ
ーザー１とＰＳＤ１からのＳｒは傾斜情報のみを含む。
レーザー２とＰＳＤ２はまた通常は、半径方向と円周方
向の傾斜を計測する。しかしレーザー２とＰＳＤ２から
のＳｒは、レーザー１とＰＳＤ１からのＳｒのように、
同じ位置で傾斜と高さの両者を計測する。結果として真
の高さの変化は、レーザー２とＰＳＤ２からのＳｒをレ
ーザー１とＰＳＤ１からのＳｒから減じることにより求
め得る。即ち傾斜情報は、ＰＳＤ２からのＳｒをＰＳＤ
１からのＳｒから減じることにより削除し、高さ情報の
みを残す。
【００２３】同様な結果は、傾斜情報のみを含むＰＳＤ
２からのＳｃを減じることにより求め得る。結果として
ＰＳＤ２からのＳｃをＰＳＤ１からのＳｃから減じるこ
とは、高さ情報のみを含むデータを与える。結果は高さ
の直接計測である。この技術の利点は、それが高さの直
接計測を与えており、それが高速で非接触な方法で実施
可能であることである。この技術はまた、９０度の段差
角度で段差高さを計測可能である。従来の装置は、傾斜
の計測を使用しており、９０度段差高さの計測は可能で
はない。
２からのＳｃを減じることにより求め得る。結果として
ＰＳＤ２からのＳｃをＰＳＤ１からのＳｃから減じるこ
とは、高さ情報のみを含むデータを与える。結果は高さ
の直接計測である。この技術の利点は、それが高さの直
接計測を与えており、それが高速で非接触な方法で実施
可能であることである。この技術はまた、９０度の段差
角度で段差高さを計測可能である。従来の装置は、傾斜
の計測を使用しており、９０度段差高さの計測は可能で
はない。
【００２４】図６は光学粗面計の側面図の設計を示す。
この図は、側面図の設計を簡単に示すために、レーザー
１とＰＳＤ１のみを示す。図６において、光学粗面計
は、薄膜ディスク又はウエファーの上に配置されてお
り、ディスク又は半導体ウエファーが回転される間に、
半径方向に移送されることが分かる。
この図は、側面図の設計を簡単に示すために、レーザー
１とＰＳＤ１のみを示す。図６において、光学粗面計
は、薄膜ディスク又はウエファーの上に配置されてお
り、ディスク又は半導体ウエファーが回転される間に、
半径方向に移送されることが分かる。
【００２５】図６に示される入射角度（θ）は、特定の
用途に関して選択可能である。任意の入射角度は、垂直
入射以外は選択可能であり、ここではＰＳＤは高さの感
度（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）は有さない。透明基部を
含む用途に関して、面からの反射信号を増大するため
に、４５度より大きい角度を選択可能である。入射角度
が増大するので、高さの感度はまた、ファクター（係
数）ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ 2（θ）により増大する。こ
のファクターのプロットは図７に示される。このこと
は、必須ではないが概略６０度以上の入射角度が最適で
あると暗示する。６０度より大きな角度において感度は
増大し、透明面からの信号は増大する。本発明では、２
つのレーザーの焦点が合わされたスポットの寸法は実質
的に同一であり、レーザースポットは出来る限り接近し
て重なることが必要である。
用途に関して選択可能である。任意の入射角度は、垂直
入射以外は選択可能であり、ここではＰＳＤは高さの感
度（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）は有さない。透明基部を
含む用途に関して、面からの反射信号を増大するため
に、４５度より大きい角度を選択可能である。入射角度
が増大するので、高さの感度はまた、ファクター（係
数）ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ 2（θ）により増大する。こ
のファクターのプロットは図７に示される。このこと
は、必須ではないが概略６０度以上の入射角度が最適で
あると暗示する。６０度より大きな角度において感度は
増大し、透明面からの信号は増大する。本発明では、２
つのレーザーの焦点が合わされたスポットの寸法は実質
的に同一であり、レーザースポットは出来る限り接近し
て重なることが必要である。
【００２６】磁気記録産業における問題は、ディスク製
造の最終テスト段階における欠陥に関する薄膜ディスク
の検査である。薄膜ディスクの製造において、薄膜ディ
スクの両側が同時に検査される必要がある。問題はディ
スクとチャック（ディスクを保持する）との間の間隙が
２５．４ｍｍ（１インチ）以下（図１３参照、１３０
４）しかないことである。このことは、光学系（ｏｐｔ
ｉｃｓ）が、ディスクとチャックとの間の小さな空間内
に当てられるために小型化されることが必要である（図
１３参照）。この問題の解決案は、図８，９，１０と１
１の光学設計の使用により実現可能である。これらの設
計は、従来の装置に関して幾つかの重要な改善を有して
おり、装置の性能を低下させないで小型化の設計を可能
にする。先ず第１に該設計は、レーザーダイオード８０
１内に具備される内部フィードバックフォトダイオード
を使用して、光信号のＤＣレベルの安定化を実現する。
第２に入射角度θは、計測器の高さを減少するように調
整されるので、それは２５．４ｍｍ（１インチ）空間要
求の範囲内で適合する。第３に計測器の面形状計測能力
の形態は、図８と９に示される位相（ｐｈａｓｅ）／ス
ペキュラー（ｓｐｅｃｕｌａｒ）検知器８０８と８０９
内に組み込まれる。位置検知用検知器８０８と８０９
（四分儀検知器）は、位相検知器、スペキュラー検知器
の両者、及び形状計測用検知器として機能する。
造の最終テスト段階における欠陥に関する薄膜ディスク
の検査である。薄膜ディスクの製造において、薄膜ディ
スクの両側が同時に検査される必要がある。問題はディ
スクとチャック（ディスクを保持する）との間の間隙が
２５．４ｍｍ（１インチ）以下（図１３参照、１３０
４）しかないことである。このことは、光学系（ｏｐｔ
ｉｃｓ）が、ディスクとチャックとの間の小さな空間内
に当てられるために小型化されることが必要である（図
１３参照）。この問題の解決案は、図８，９，１０と１
１の光学設計の使用により実現可能である。これらの設
計は、従来の装置に関して幾つかの重要な改善を有して
おり、装置の性能を低下させないで小型化の設計を可能
にする。先ず第１に該設計は、レーザーダイオード８０
１内に具備される内部フィードバックフォトダイオード
を使用して、光信号のＤＣレベルの安定化を実現する。
第２に入射角度θは、計測器の高さを減少するように調
整されるので、それは２５．４ｍｍ（１インチ）空間要
求の範囲内で適合する。第３に計測器の面形状計測能力
の形態は、図８と９に示される位相（ｐｈａｓｅ）／ス
ペキュラー（ｓｐｅｃｕｌａｒ）検知器８０８と８０９
内に組み込まれる。位置検知用検知器８０８と８０９
（四分儀検知器）は、位相検知器、スペキュラー検知器
の両者、及び形状計測用検知器として機能する。
【００２７】第４に寸法は、図８に示されるＷｏｌｌａ
ｓｔｏｎプリズム８０７の代わりであって図９に示され
る偏光ビームスプリッタ９０１の使用により減じられて
も良い。偏光ビームスプリッタ８０７即ちＷｏｌｌａｓ
ｔｏｎプリズム９０１は、入射平面に対して４５度で回
される。本発明のこれとは別の実施の形態では、ビーム
を非垂直構成要素に分割するビームスプリッタが使用可
能であり、それは以降のセクションにおいて検討され
る。第５に２つの球状の鏡１００４と１００６を使用し
てビームを図１０に示されるようなディスクに向けるこ
とは、横の寸法におけるサイズを減少する。鏡１００４
と１００６は、図１０に示されるように複合角度で調整
される。これはまた、“Ａ”方向に沿った図１０の図で
ある図１１に示されており、そこでは複合角度にある鏡
は、１１０２と１１０４である。これらの鏡はビーム１
１０３をディスク又はウエファー１１０１に向ける。ビ
ームをディスクに向けるのに加えて、球状の鏡はまたビ
ームを小さなスポットに焦点を結ばせる。球状の鏡の使
用に対するこれとは別の実施の形態は、図１２に示され
る焦点調整レンズ１２０１との組み合わせで平面鏡１２
０２と１２０３を使用することである。ビームがディス
クを当たる点の上に配置されるシリコン光検知器又はア
バランシェフォトダイオード１２０４が図１２にやはり
示される。この要素は、サブミクロン粒子の検知を可能
にする。アバランシェフォトダイオード１２０４はカリ
フォルニア、ＣａｍａｒｉｌｌｏのＡｄｖａｎｃｅｄ
Ｐｈｏｔｏｎｉｘ社より入手可能である。
ｓｔｏｎプリズム８０７の代わりであって図９に示され
る偏光ビームスプリッタ９０１の使用により減じられて
も良い。偏光ビームスプリッタ８０７即ちＷｏｌｌａｓ
ｔｏｎプリズム９０１は、入射平面に対して４５度で回
される。本発明のこれとは別の実施の形態では、ビーム
を非垂直構成要素に分割するビームスプリッタが使用可
能であり、それは以降のセクションにおいて検討され
る。第５に２つの球状の鏡１００４と１００６を使用し
てビームを図１０に示されるようなディスクに向けるこ
とは、横の寸法におけるサイズを減少する。鏡１００４
と１００６は、図１０に示されるように複合角度で調整
される。これはまた、“Ａ”方向に沿った図１０の図で
ある図１１に示されており、そこでは複合角度にある鏡
は、１１０２と１１０４である。これらの鏡はビーム１
１０３をディスク又はウエファー１１０１に向ける。ビ
ームをディスクに向けるのに加えて、球状の鏡はまたビ
ームを小さなスポットに焦点を結ばせる。球状の鏡の使
用に対するこれとは別の実施の形態は、図１２に示され
る焦点調整レンズ１２０１との組み合わせで平面鏡１２
０２と１２０３を使用することである。ビームがディス
クを当たる点の上に配置されるシリコン光検知器又はア
バランシェフォトダイオード１２０４が図１２にやはり
示される。この要素は、サブミクロン粒子の検知を可能
にする。アバランシェフォトダイオード１２０４はカリ
フォルニア、ＣａｍａｒｉｌｌｏのＡｄｖａｎｃｅｄ
Ｐｈｏｔｏｎｉｘ社より入手可能である。
【００２８】図８を参照するとダイオードレーザー８０
１からのレーザービームは、リニア偏光器８０２を通過
して、更に焦点調整レンズ８０３を通過しディスク又は
ウエファー８０４に当たる。面からの反射においてビー
ムは、リコリメートレンズ８０５、四分の一波長板８０
６及びＷｏｌｌａｓｔｏｎプリズム８０７等の偏光ビー
ムスプリッタを通過しており、Ｗｏｌｌａｓｔｏｎプリ
ズム８０７等の偏光ビームスプリッタは、入射平面に対
して４５度で及び２つの四分儀検知器８０８と８０９に
おいて回転される。
１からのレーザービームは、リニア偏光器８０２を通過
して、更に焦点調整レンズ８０３を通過しディスク又は
ウエファー８０４に当たる。面からの反射においてビー
ムは、リコリメートレンズ８０５、四分の一波長板８０
６及びＷｏｌｌａｓｔｏｎプリズム８０７等の偏光ビー
ムスプリッタを通過しており、Ｗｏｌｌａｓｔｏｎプリ
ズム８０７等の偏光ビームスプリッタは、入射平面に対
して４５度で及び２つの四分儀検知器８０８と８０９に
おいて回転される。
【００２９】図８を参照するとスペキュラー信号は、位
置検知用検知器１，８０９からの信号と、位置検知用検
知器２，８０８の合計掛ける定数κとの合計により求め
られる。 スペキュラー信号＝(A1+B1+C1+D1) + κ * (A2+B2+C2+D
2)
置検知用検知器１，８０９からの信号と、位置検知用検
知器２，８０８の合計掛ける定数κとの合計により求め
られる。 スペキュラー信号＝(A1+B1+C1+D1) + κ * (A2+B2+C2+D
2)
【００３０】波（ＰＳ）の２つのスプリットビーム間の
位相ずれは、検知器２，８０８の合計掛ける定数κから
検知器１，８０９の要素の合計を減じることにより求め
得る。 ＰＳ＝(A1+B1+C1+D1) − κ * (A2+B2+C2+D2)
位相ずれは、検知器２，８０８の合計掛ける定数κから
検知器１，８０９の要素の合計を減じることにより求め
得る。 ＰＳ＝(A1+B1+C1+D1) − κ * (A2+B2+C2+D2)
【００３１】図８、検知器１，８０９を参照すると、円
周方向の傾斜（ＳＣＤ）は次の式により与えられる。 ＳＣＤ＝[(B1+C1)−(A1+D1)] ／ (A1+B1+C1+D1) 半径方向の傾斜（ＳＲＤ）は次の式により与えられる。 ＳＲＤ＝[(A1+B1)−(C1+D1)] ／ (A1+B1+C1+D1)
周方向の傾斜（ＳＣＤ）は次の式により与えられる。 ＳＣＤ＝[(B1+C1)−(A1+D1)] ／ (A1+B1+C1+D1) 半径方向の傾斜（ＳＲＤ）は次の式により与えられる。 ＳＲＤ＝[(A1+B1)−(C1+D1)] ／ (A1+B1+C1+D1)
【００３２】円周方向及び半径方向における形状は、円
周方向又は半径方向の傾斜の積分により、それぞれ求め
られる。傾斜信号はまた、１に関して２を減じることに
関してを除いて、上記に示すような同じ等式により、検
知器２，８０８から求め得る。
周方向又は半径方向の傾斜の積分により、それぞれ求め
られる。傾斜信号はまた、１に関して２を減じることに
関してを除いて、上記に示すような同じ等式により、検
知器２，８０８から求め得る。
【００３３】図８，９，１０と１２の設計の使用は、カ
ーボン層の、サブミクロンの引っ掻き傷、粒子、歪み、
窪み、マウンド、取り扱い損傷、摩耗、外径の損傷及び
汚染の計測を可能にする。この設計はまた、カー回転角
度の計測により長手方向のカー効果を計測可能である。
この設計の利点は、検知器により可能になるその小さな
寸法であり、それ（該検知器）は、位相ずれ、スペキュ
ラー反射率、半径方向及び円周方向の傾斜、及び散乱光
の計測を組み合わせる。
ーボン層の、サブミクロンの引っ掻き傷、粒子、歪み、
窪み、マウンド、取り扱い損傷、摩耗、外径の損傷及び
汚染の計測を可能にする。この設計はまた、カー回転角
度の計測により長手方向のカー効果を計測可能である。
この設計の利点は、検知器により可能になるその小さな
寸法であり、それ（該検知器）は、位相ずれ、スペキュ
ラー反射率、半径方向及び円周方向の傾斜、及び散乱光
の計測を組み合わせる。
【００３４】薄膜ディスク１３０２の頂部及び底部に設
置されても良い小型の光学系設計の一実施の形態は図１
３に示される。結果生じる組み合わせは、ステッパ又は
ＤＣサーボモータ駆動式ステージ１３０８によりディス
ク面上において移送される。スピンドルモータ１３０６
は、光学系１３０１が半径方向で移送される間にディス
クを回転して、ディスク面の１００％について欠陥を計
測しも良い。装置全体はベースプレート１３０７に設置
される。電子パッケージはステッパモータ１３０３上に
設置される。ディスクは真空チャック１３０５上に設置
されており、それは高速で回転される。
置されても良い小型の光学系設計の一実施の形態は図１
３に示される。結果生じる組み合わせは、ステッパ又は
ＤＣサーボモータ駆動式ステージ１３０８によりディス
ク面上において移送される。スピンドルモータ１３０６
は、光学系１３０１が半径方向で移送される間にディス
クを回転して、ディスク面の１００％について欠陥を計
測しも良い。装置全体はベースプレート１３０７に設置
される。電子パッケージはステッパモータ１３０３上に
設置される。ディスクは真空チャック１３０５上に設置
されており、それは高速で回転される。
【００３５】透明ガラス基部１４０６及び別の透明な対
象の検査における問題は、頂面及び底面から信号を分離
することである。これは、底面１４０５からの信号を遮
断して頂面反射１４０３に影響させない空間フィルタ１
４０４の使用により実現可能である。図１４は、光学面
分析器（ＯＳＡ）の光学的設計におけるこれを示す。入
射光ビームは１４０１である。
象の検査における問題は、頂面及び底面から信号を分離
することである。これは、底面１４０５からの信号を遮
断して頂面反射１４０３に影響させない空間フィルタ１
４０４の使用により実現可能である。図１４は、光学面
分析器（ＯＳＡ）の光学的設計におけるこれを示す。入
射光ビームは１４０１である。
【００３６】空間フィルタ１４０４は、一体式球１４０
２の底面に取り付けられた小さな楔（ウェッジ）の形状
である。空間フィルタの位置は、底面反射１４０５を丁
度遮断するように調整されており、頂面反射１４０３と
の干渉は生じない。本発明は、透明ガラスディスク又は
ウエファー１４０６の頂面及び底面からの情報を分離可
能にする。本発明はまた、ニオブ酸リチウム、石英ガラ
ス、フォトレジスト及び別の透明な酸化物等の任意の透
明な媒体に適用される。
２の底面に取り付けられた小さな楔（ウェッジ）の形状
である。空間フィルタの位置は、底面反射１４０５を丁
度遮断するように調整されており、頂面反射１４０３と
の干渉は生じない。本発明は、透明ガラスディスク又は
ウエファー１４０６の頂面及び底面からの情報を分離可
能にする。本発明はまた、ニオブ酸リチウム、石英ガラ
ス、フォトレジスト及び別の透明な酸化物等の任意の透
明な媒体に適用される。
【００３７】これとは別の設計は、空間フィルタが一体
式球の底部に取り付けられることを必要としない。例え
ば一体式球は、削除されても良く、空間フィルタは光学
系本体の任意の別の地点に取り付けられても良い。空間
フィルタは透明基部の十分近くに設置されるべきである
ので、頂面及び底面からの反射は横の平面において分離
される。この方法において、空間フィルタによる底面反
射を遮断し影響されない頂面反射を残すことが可能であ
る。
式球の底部に取り付けられることを必要としない。例え
ば一体式球は、削除されても良く、空間フィルタは光学
系本体の任意の別の地点に取り付けられても良い。空間
フィルタは透明基部の十分近くに設置されるべきである
ので、頂面及び底面からの反射は横の平面において分離
される。この方法において、空間フィルタによる底面反
射を遮断し影響されない頂面反射を残すことが可能であ
る。
【００３８】半導体ウエファーの計測における問題は、
ＣＭＰ（化学機械的研磨）処理により生じる欠陥の検知
である。これらの欠陥は、残留銅、窒化物、スラリー、
粒子、引っ掻き傷及び歪みであり得る。計測は、半導体
ウエファーがそれらの表面に複雑なパターンを有するこ
とにより複雑化される。目的は、半導体ウエファーの表
面上の半導体デバイスの複雑なパターンから欠陥を分離
することである。これは図１５に示される設計により実
現可能である。装置は、入射光ビームのＰとＳ偏光構成
要素間の位相ずれを計測するための手段、及び面の形状
の計測手段により構成される。装置はレーザー１５０１
と偏光器１５０２により構成される。レーザーは、焦点
調整レンズ１５０３と、モータ１５０６により回転され
ても良いウエファー又はディスク１５０５にビームを向
ける鏡１５０４に向けられる。反射されるビームは、別
の鏡１５０７によりコリメートレンズ１５０８に向けら
れて、四分の一波長板１５０９を通過する。四分の一波
長板を通過する信号は、入射平面に対して４５度を向く
偏光ビームスプリッタ１５１１に向けられる。スプリッ
トビームは２つの光検知器１５１０と１５１２により計
測される。入射ビームの位相ずれ（シフト）は光検知器
１５１０と１５１２の振幅における相違に比例する。
ＣＭＰ（化学機械的研磨）処理により生じる欠陥の検知
である。これらの欠陥は、残留銅、窒化物、スラリー、
粒子、引っ掻き傷及び歪みであり得る。計測は、半導体
ウエファーがそれらの表面に複雑なパターンを有するこ
とにより複雑化される。目的は、半導体ウエファーの表
面上の半導体デバイスの複雑なパターンから欠陥を分離
することである。これは図１５に示される設計により実
現可能である。装置は、入射光ビームのＰとＳ偏光構成
要素間の位相ずれを計測するための手段、及び面の形状
の計測手段により構成される。装置はレーザー１５０１
と偏光器１５０２により構成される。レーザーは、焦点
調整レンズ１５０３と、モータ１５０６により回転され
ても良いウエファー又はディスク１５０５にビームを向
ける鏡１５０４に向けられる。反射されるビームは、別
の鏡１５０７によりコリメートレンズ１５０８に向けら
れて、四分の一波長板１５０９を通過する。四分の一波
長板を通過する信号は、入射平面に対して４５度を向く
偏光ビームスプリッタ１５１１に向けられる。スプリッ
トビームは２つの光検知器１５１０と１５１２により計
測される。入射ビームの位相ずれ（シフト）は光検知器
１５１０と１５１２の振幅における相違に比例する。
【００３９】スプリットビーム間の位相ずれが計測され
る場合に、半導体パターンラインの方向は計測された位
相ずれに実質的な影響を有することが分かっている。所
望されるものは、半導体パターンを除去し更に欠陥の強
調である。
る場合に、半導体パターンラインの方向は計測された位
相ずれに実質的な影響を有することが分かっている。所
望されるものは、半導体パターンを除去し更に欠陥の強
調である。
【００４０】これを実現するための手段は、図１６に示
されるような２つの垂直ビームによりウエファーに像を
形成する（ｉｍａｇｅ）ことである。図１５に示される
光学経路（パス）は、図１６に示される各ビームを生成
する。図１６のレーザーの１つ１６０１及び検知器の１
つ１６０２は、半導体パターンラインの方向に依存する
１つの特定の振幅を有する面の位相ずれのイメージを生
成する。レーザーの２，１６０３及び検知器の２，１６
０４は、横の形状は同一であるがレーザーの１，１６０
１と検知器の１，１６０２により生成されるものに対し
て振幅が逆の特定の振幅パターンを有する。これは、レ
ーザーの１と２の光ビームの方向がパターンラインの方
向に対して垂直であるからである。結果として生成され
るものは、半導体パターンラインからの反対の振幅位相
ずれ信号を有する半導体の面の２つの位相ずれのイメー
ジである。もしこれらの２つのイメージが共に加算され
る場合には、半導体パターンは甚だしく弱められる。
されるような２つの垂直ビームによりウエファーに像を
形成する（ｉｍａｇｅ）ことである。図１５に示される
光学経路（パス）は、図１６に示される各ビームを生成
する。図１６のレーザーの１つ１６０１及び検知器の１
つ１６０２は、半導体パターンラインの方向に依存する
１つの特定の振幅を有する面の位相ずれのイメージを生
成する。レーザーの２，１６０３及び検知器の２，１６
０４は、横の形状は同一であるがレーザーの１，１６０
１と検知器の１，１６０２により生成されるものに対し
て振幅が逆の特定の振幅パターンを有する。これは、レ
ーザーの１と２の光ビームの方向がパターンラインの方
向に対して垂直であるからである。結果として生成され
るものは、半導体パターンラインからの反対の振幅位相
ずれ信号を有する半導体の面の２つの位相ずれのイメー
ジである。もしこれらの２つのイメージが共に加算され
る場合には、半導体パターンは甚だしく弱められる。
【００４１】欠陥は他方において、２つの垂直なビーム
において位相ずれを変えないので、その結果として２つ
の垂直な像が加えられると欠陥は振幅において増大し、
半導体パターンは振幅において減少する。ほとんどの欠
陥は本質的に等方性であり、半導体パターンラインに関
連する強い異方性を有さないので、欠陥は反対の位相ず
れ振幅を有さない。この技術は効果的に、欠陥信号を増
大し、半導体パターン信号を減少する。焦点を結ぶビー
ム１６０７は点１６０６を横切る。装置全体はハウジン
グ１６０５内に含まれる。
において位相ずれを変えないので、その結果として２つ
の垂直な像が加えられると欠陥は振幅において増大し、
半導体パターンは振幅において減少する。ほとんどの欠
陥は本質的に等方性であり、半導体パターンラインに関
連する強い異方性を有さないので、欠陥は反対の位相ず
れ振幅を有さない。この技術は効果的に、欠陥信号を増
大し、半導体パターン信号を減少する。焦点を結ぶビー
ム１６０７は点１６０６を横切る。装置全体はハウジン
グ１６０５内に含まれる。
【００４２】本発明は、それが同時に面の形状を計測可
能であるという追加の利点を有する。好適な実施の形態
において図１５に示される入射角度（θ）は約６０度で
ある。より大きな又はより小さな入射角度が用途によっ
て使用されても良い。例えば、より大きな入射角度は、
透明基部を検査する場合に使用されても良い。透明基部
はより大きな入射角度を有する頂面からより大きな信号
を発信するので、これは有利である。
能であるという追加の利点を有する。好適な実施の形態
において図１５に示される入射角度（θ）は約６０度で
ある。より大きな又はより小さな入射角度が用途によっ
て使用されても良い。例えば、より大きな入射角度は、
透明基部を検査する場合に使用されても良い。透明基部
はより大きな入射角度を有する頂面からより大きな信号
を発信するので、これは有利である。
【００４３】図１７は、ビームを非直交偏光構成要素に
分割するビームスプリッタの使用による楕円状の偏光ビ
ームの位相ずれの計測を示す。入射の楕円状偏光ビーム
は１７０１で示されており、このビームは四分の一波長
板１７０２内に向かい、更に次にビームを非直交偏光構
成要素に分割するビームスプリッタ１７０３に向かわさ
れる。Ｗｏｌｌａｓｔｏｎプリズム１７０４又は偏光用
キューブ（立方）ビームスプリッタ等の偏光ビームスプ
リッタ、及び半波長板又は光作動式クオーツ（石英）偏
光回転子等の偏光回転装置１７０５は、１７０３に対し
て内部にある。ビームスプリッタ１７０３を出る２つの
ビームは、１７０６と１７０７で指示されるような同じ
方向において偏光される。一般的に、ビームスプリッタ
１７０３を出る２つのビームは、もう一方に対して任意
の角度で偏光されても良い。これは、半波長板１７０５
（それはビームスプリッタ１７０３に対して内部にあ
る）を任意の（ａｒｂｉｔｒａｒｙ）角度に回転するこ
とにより実施されるので、１７０７を出るビームは、ビ
ーム１７０６に対して任意の角度で偏光される。ビーム
がビームスプリッタ１７０３を出た後で、それらはディ
ヒューザ１７０８に衝突し、その後光検知器１７０９と
１７１０により検知される。このタイプのビームスプリ
ッタ１７０３の利点は、射出したビームが同じ方向で偏
光されても良いことである。結果としてビーム１７０６
と１７０７はディヒューザ１７０８と光検知器１７０９
と１７１０に当たる場合に、これらの面からの反射は同
一であり、検知される信号は表面反射による同一の減衰
を有する。このことにより計測器のキャリブレーション
はかなりより容易になる。入射ビーム１７０１の位相ず
れの計算は、光検知器１７０９と１７１０により計測さ
れた２つのビームの振幅における相違により計算され
る。
分割するビームスプリッタの使用による楕円状の偏光ビ
ームの位相ずれの計測を示す。入射の楕円状偏光ビーム
は１７０１で示されており、このビームは四分の一波長
板１７０２内に向かい、更に次にビームを非直交偏光構
成要素に分割するビームスプリッタ１７０３に向かわさ
れる。Ｗｏｌｌａｓｔｏｎプリズム１７０４又は偏光用
キューブ（立方）ビームスプリッタ等の偏光ビームスプ
リッタ、及び半波長板又は光作動式クオーツ（石英）偏
光回転子等の偏光回転装置１７０５は、１７０３に対し
て内部にある。ビームスプリッタ１７０３を出る２つの
ビームは、１７０６と１７０７で指示されるような同じ
方向において偏光される。一般的に、ビームスプリッタ
１７０３を出る２つのビームは、もう一方に対して任意
の角度で偏光されても良い。これは、半波長板１７０５
（それはビームスプリッタ１７０３に対して内部にあ
る）を任意の（ａｒｂｉｔｒａｒｙ）角度に回転するこ
とにより実施されるので、１７０７を出るビームは、ビ
ーム１７０６に対して任意の角度で偏光される。ビーム
がビームスプリッタ１７０３を出た後で、それらはディ
ヒューザ１７０８に衝突し、その後光検知器１７０９と
１７１０により検知される。このタイプのビームスプリ
ッタ１７０３の利点は、射出したビームが同じ方向で偏
光されても良いことである。結果としてビーム１７０６
と１７０７はディヒューザ１７０８と光検知器１７０９
と１７１０に当たる場合に、これらの面からの反射は同
一であり、検知される信号は表面反射による同一の減衰
を有する。このことにより計測器のキャリブレーション
はかなりより容易になる。入射ビーム１７０１の位相ず
れの計算は、光検知器１７０９と１７１０により計測さ
れた２つのビームの振幅における相違により計算され
る。
【００４４】前の段落で説明された入射レーザービーム
は、Ｐ、Ｓ又は４５度偏光ビームとして説明されてき
た。これらのより簡単な説明は本発明の好適な実施の形
態である。表面を偏光されない光により照射し、結果生
じる反射信号を同じ光学的で電子的方法により検知する
ことも可能である。結果生じる検知信号は、偏光されな
い光源を使用しており、やはり位相ずれ、形状、反射
率、欠陥及び粒子の計測を可能にする。
は、Ｐ、Ｓ又は４５度偏光ビームとして説明されてき
た。これらのより簡単な説明は本発明の好適な実施の形
態である。表面を偏光されない光により照射し、結果生
じる反射信号を同じ光学的で電子的方法により検知する
ことも可能である。結果生じる検知信号は、偏光されな
い光源を使用しており、やはり位相ずれ、形状、反射
率、欠陥及び粒子の計測を可能にする。
【００４５】本発明は好適な実施の形態及びいくつかの
これとは別の実施の形態を参照して特に図示され説明さ
れているが、形式及び詳細における種々の変更が本発明
の精神及び範囲から逸脱しないでそこに実施可能なこと
は、関連技術における当業者には理解されるであろう。
これとは別の実施の形態を参照して特に図示され説明さ
れているが、形式及び詳細における種々の変更が本発明
の精神及び範囲から逸脱しないでそこに実施可能なこと
は、関連技術における当業者には理解されるであろう。
【図１】図１は、本発明の実施の形態を使用して計測可
能な薄膜の図面である。
能な薄膜の図面である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態により計測可能
な半導体ウエファーの図面である。
な半導体ウエファーの図面である。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態に従う組み合わ
せ式偏光解析器及び光学式プロファイラーの光学的レイ
アウトの半分の側部立体的図面である。
せ式偏光解析器及び光学式プロファイラーの光学的レイ
アウトの半分の側部立体的図面である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態に従い高さ又は
傾斜を計測する光学式粗面計の頂面図である。
傾斜を計測する光学式粗面計の頂面図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施の形態に従い高さ又
は傾斜を計測する単一のレーザーを有する光学式粗面計
の頂面図である。
は傾斜を計測する単一のレーザーを有する光学式粗面計
の頂面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施の形態に従うレーザー
の１つ及びＰＳＤ１を示す光学式粗面計の側面図であ
る。
の１つ及びＰＳＤ１を示す光学式粗面計の側面図であ
る。
【図７】図７は、本発明の一実施の形態に従う入射角度
（ツェータ）の関数としての高さ感度倍率を示す。
（ツェータ）の関数としての高さ感度倍率を示す。
【図８】図８は、本発明の一実施の形態に従う小型の光
学式面分析器の図面である。
学式面分析器の図面である。
【図９】図９は、本発明の別の実施の形態に従う小型の
光学式面分析器の図面である。
光学式面分析器の図面である。
【図１０】図１０は、本発明の別の実施の形態に従う小
型の光学式面分析器の頂面立体図である。
型の光学式面分析器の頂面立体図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す小型の光学式面分析
器の「Ａ」で示される方向における図面である。
器の「Ａ」で示される方向における図面である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施の形態に従う小
型の光学式面分析器の頂面立体図である。
型の光学式面分析器の頂面立体図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施の形態に従う二重
式小型の光学式ヘッド及びステッパーモータを有する最
終テストスピンドルの図面である。
式小型の光学式ヘッド及びステッパーモータを有する最
終テストスピンドルの図面である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施の形態に従うガラ
ス又は透明基部からの底面反射を遮断するための空間フ
ィルタの図面である。
ス又は透明基部からの底面反射を遮断するための空間フ
ィルタの図面である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施の形態に従う組み
合わせ式偏光解析器及び光学式プロファイラーの光学的
レイアウトの半分の側部立体的図面である。
合わせ式偏光解析器及び光学式プロファイラーの光学的
レイアウトの半分の側部立体的図面である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施の形態に従う組み
合わせ式偏光解析器及び光学式プロファイラーの頂面立
体的図面である。
合わせ式偏光解析器及び光学式プロファイラーの頂面立
体的図面である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施の形態に従う楕円
偏光ビームの位相ずれを計測可能な非垂直偏光構成要素
にビームを分割するビームスプリッタの図面である。
偏光ビームの位相ずれを計測可能な非垂直偏光構成要素
にビームを分割するビームスプリッタの図面である。
３００…光学装置 ３０１…レーザーダイオード ３０２…リニア偏光器 ３０３…半波長板 ３０４…焦点調整レンズ ３０５…鏡 ３０６…ガラス基部 ３０７…モータ ３０８…鏡 ３０９…コリメートレンズ ３１０…四分の一波長板 ３１１…四分儀検知器 ３１２…偏光ビームスプリッタ ３１３…四分儀検知器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 5/84 Ｇ１１Ｂ 5/84 Ｃ (72)発明者 ラスミン カディナー アメリカ合衆国，カリフォルニア 94539, フレモント，アバロン ハイツ テラス 47597 Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA03 AA24 AA30 AA49 AA50 BB03 CC03 CC19 CC31 FF10 FF49 FF50 GG04 GG07 HH04 HH12 JJ08 JJ16 JJ18 LL12 LL21 LL32 LL33 LL35 LL36 LL37 MM04 QQ25 2G051 AA51 AA71 AB02 BA10 BA11 CA03 CB01 EA12 EA14 EC03 5D112 JJ05
Claims (25)
- 【請求項１】 第１の対象の両側部から反射された光信
号間の位相の相違を計測するための装置において、この
装置が、 第１の小型の光装置であって、該第１の小型の光装置
が、 該第１の対象の第１の面に向かって第１の光信号を伝送
するための第１の光源であって、該第１の面で反射する
該第１の光信号が第１と第２の反射偏光光信号構成要素
を有する前記第１の光源と、 前記第１の反射偏光光信号構成要素及び前記第２の反射
偏光光信号構成要素を該反射された第１の光信号から分
離するための第１の偏光スプリッタと、 該第１の反射偏光光信号構成要素の第１の強度を検知す
るための第１の検知器と、 該第２の反射偏光光信号構成要素の第２の強度を検知す
るための第２の検知器と、更に該第１と第２の強度に基
づいて、該第１と第２の反射偏光光信号構成要素間の位
相の第１の相違を決定するための第１の位相決定器と、 を有する該第１の小型の光装置と、 第２の小型の光装置であって、該第２の小型の光装置
が、 該第１の対象の第２の面に向かって第２の光信号を伝送
するための第２の光源であって、該第２の面で反射する
該第２の光信号が第３と第４の反射偏光光信号構成要素
を有する前記第２の光源と、 前記第３の反射偏光光信号構成要素及び前記第４の反射
偏光光信号構成要素を該反射された第２の光信号から分
離するための第２の偏光スプリッタと、 該第３の反射偏光光信号構成要素の第３の強度を検知す
るための第３の検知器と、 該第４の反射偏光光信号構成要素の第４の強度を検知す
るための第４の検知器と、更に該第３と第４の強度に基
づいて、該第３と第４の反射偏光光信号構成要素間の位
相の第２の相違を決定するための第２の位相決定器と、 を有する該第１の小型の光装置と、を具備する装置。 - 【請求項２】 該第１の対象が、磁気ディスク又はシリ
コンウエファーのいずれか一方である請求項１に記載の
装置。 - 【請求項３】 該第１と第２の位相決定器が、該第１の
対象の模様の影響を減じるために、該第１と第２の強度
間の相違を決定するための模様除去器を具備する請求項
２に記載の装置。 - 【請求項４】 該第１の小型の光装置が、該位相の第１
の相違に基づいて、該第１の面上の潤滑剤の厚みを決定
するための第１の厚み決定器を更に具備する請求項１に
記載の装置。 - 【請求項５】 該第２の小型の光装置が、該位相の第２
の相違に基づいて、該第２の面の潤滑剤の厚みを決定す
るための第２の厚み決定器を更に具備する請求項４に記
載の装置。 - 【請求項６】 該第１の小型の光装置が、該位相の第１
の相違に基づいて、該第１の面上のカーボン層の厚みを
決定するための第１のカーボン厚み決定器を更に具備す
る請求項１に記載の装置。 - 【請求項７】 該第２の小型の光装置が、該位相の第２
の相違に基づいて、該第２の面のカーボン層の厚みを決
定するための第２のカーボン厚み決定器を更に具備する
請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 該第１の小型の光装置が、該位相の第１
の相違に基づいて、該第１の面の磁気特性を決定するた
めの第１の磁気識別器を更に具備する請求項１に記載の
装置。 - 【請求項９】 該第２の小型の光装置が、該位相の第２
の相違に基づいて、該第２の面の磁気特性を決定するた
めの第２の磁気識別器を更に具備する請求項８に記載の
装置。 - 【請求項１０】 該第１の小型の光装置が、該位相の第
１の相違に基づいて、該第１の面の磁気光カー効果を計
測するための第１のカー効果決定器を更に具備する請求
項１に記載の装置。 - 【請求項１１】 該第２の小型の光装置が、該位相の第
２の相違に基づいて、該第２の面の磁気光学的カー効果
を計測するための第２のカー効果決定器を更に具備する
請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 該第１の小型の光装置が、該第１と第
２の強度に基づいて、前記第１の面上の第１の位置に第
１の欠陥が存在するかどうかを決定するための第１の欠
陥決定器を更に具備する請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１３】 該第２の小型の光装置が、該第３と第
４の強度に基づいて、前記第２の面上の第１の位置に第
２の欠陥が存在するかどうかを決定するための第２の欠
陥決定器を更に具備する請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 該第１の位置にマーキングして該第１
の欠陥を識別するための第１の機械式記入器を更に具備
する請求項１３に記載の装置。 - 【請求項１５】 該第２の位置にマーキングして該第２
の欠陥を識別するための第２の機械式記入器を更に具備
する請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１６】 該第１の位置にマーキングする前に、
該第１の位置に実質的に隣接する位置に該第１の機械式
記入器を移動するための記入器位置決め装置を更に具備
する請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１７】 該第１の小型の光装置が、該第１と第
２の強度に基づいて、前記第１の面上の第１の位置に第
１の欠陥が存在するかどうかを決定するための第１の欠
陥決定器を更に具備する請求項１に記載の装置。 - 【請求項１８】 該第２の小型の光装置が、該第３と第
４の強度に基づいて、前記第２の面上の第１の位置に第
２の欠陥が存在するかどうかを決定するための第２の欠
陥決定器を更に具備する請求項１７に記載の装置。 - 【請求項１９】 該第１の位置にマーキングして該第１
の欠陥を識別するための第１の機械式記入器を更に具備
する請求項１８に記載の装置。 - 【請求項２０】 該第２の位置にマーキングして該第２
の欠陥を識別するための第２の機械式記入器を更に具備
する請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２１】 該第１の位置にマーキングする前に、
該第１の位置に実質的に隣接する位置に該第１の機械式
記入器を移動するための記入器位置決め装置を更に具備
する請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２２】 該第１の反射偏光光信号構成要素及び
該第２の反射偏光光信号構成要素は垂直に偏光される請
求項１に記載の装置。 - 【請求項２３】 該第１の反射偏光光信号構成要素及び
該第２の反射偏光光信号構成要素は非垂直に偏光される
請求項１に記載の装置。 - 【請求項２４】 該第３の反射偏光光信号構成要素及び
該第４の反射偏光光信号構成要素は垂直に偏光される請
求項１に記載の装置。 - 【請求項２５】 該第３の反射偏光光信号構成要素及び
該第４の反射偏光光信号構成要素は非垂直に偏光される
請求項１に記載の装置。
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- 2002-03-25 EP EP02006807A patent/EP1245922B1/en not_active Expired - Lifetime
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