JP2006518487A - 縦型微分干渉共焦点顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
対象物を測定するための微分干渉共焦点顕微鏡において、線源側ピンホール・アレイと、検出器側ピンホール・アレイと、一方が第1の対物面にあり、他方が、第1の対物面に平行し、かつ第1の対物面から変位した第2の対物面にある2つの位置からなる対応する異なる対に、線源側ピンホール・アレイの個々のピンホールを結像し、それによって第1の対物面に線源側ピンホール・アレイの第1の像と第2の対物面に線源側ピンホール・アレイの第2の像とを生成し、また第1の像からの複数の帰還測定ビームからなる第1のアレイと第2の像からの複数の帰還測定ビームからなる第2のアレイとを検出器側ピンホール・アレイに向けて投影することで、複数の集束ビームからなる第1のアレイと複数の集束ビームからなる第2のアレイとを生成する干渉計とを具備し、検出器側ピンホール・アレイは、第1および第2の集束ビームアレイの視野の結合矩象の違いである視野の結合矩象のアレイを生成する。
Description
本発明は、干渉共焦点顕微鏡に関する。
この出願は、米国仮出願第60/448,360号(2003年2月19日出願)の恩恵を主張する。
微分共焦点顕微鏡には多数の異なる形態がある。一微分形式では、ノマルスキー顕微鏡は、像平面に重ね合わされた2つの画像の電子干渉シグナルに対応している視野の結合矩象の一成分を測定する。別の微分形式では、暗視野の結合矩象は、一度に一点で測定される。別の微分形式では、2つの画像に対応している2つの視野の個々の結合矩象は、一度に一点で像平面に重畳される。公有の「「トランスバース微分干渉計共焦点顕微鏡」と題された米国特許仮出願題60/447,254号(ZI−40)および「トランスバース微分干渉共焦点顕微鏡」と題された米国特許出願第………号(2004年3月13日出願)(ZI−40)(両方ともHenry A. Hillによる)では、どのようにトランスバース微分干渉共焦点顕微鏡を実施するかが教示されている。ここに本明細書の一部を構成するものとして特許出願の内容を援用する。
しかし、先行技術や引用米国特許仮出願および引用米国特許のいずれも、視野の結合矩象のアレイが共同で測定され、個々の結合矩象の構成要素が共同で測定され、個々の結合矩象は、基板面で一対の場所からその後散在/反射されるビームを集束する視野の結合矩象の違いを表し、一対の位置によって、その後散在/反射もしくは送られる集束ビームは基板面よりも上に位置する像平面に焦点が合わせられ、また一対の位置によって、その後散在/反射もしくは送られる第2の集束ビームは基板面よりも下に位置する像平面に焦点が合わせられる微分干渉共焦点顕微鏡をどのように実行するが教示されていない。
また、先行技術は、視野の結合矩象アレイが共同で測定され、各結合矩象の成分が共同で測定され、個々の結合矩象が基板面で一対の位置からその後散在/反射されるビームを集束する視野の結合矩象を表し、またその後一対の位置から散在/反射された集束ビームのうちの1つが基板面より上に位置する像平面に焦点が合わせられる一方で、一対の位置によって、その後散在/反射もしくは送られる第2の集束ビームが基板面よりも下に位置する像平面に焦点が合わせられ、さらに結合矩象のアレイの結合矩象の公称値がゼロ、すなわち、測定されている視野が名目上暗視野である暗視野微分干渉共焦点顕微鏡を実行する方法を教示していない。
本発明の実施形態は、干渉共焦点顕微鏡システムから構成されるもので、該システムでは、視野の結合矩象アレイが共同で測定され、各結合矩象の成分が共同で測定され、個々の結合矩象が基板面で一対の位置からその後散在/反射されるビームを集束する視野の結合矩象を表し、一対の位置によって、その後散在/反射もしくは送られる集束ビームのうちの1つは基板面より上に位置する像平面に焦点が合わせられ、またその後一対の位置から散在/反射された第2の集束ビームは基板面よりも下に位置する像平面に焦点が合わせられ、さらに、結合矩象のアレイの結合矩象の公称値は、単一システム・パラメーターを制御することによってゼロとなる設定として調整することが可能である。
一般に、一態様では、本発明は対象物を測定するための微分干渉共焦点顕微鏡を特徴とする。この顕微鏡は、線源側ピンホール・アレイと、検出器側ピンホール・アレイと、干渉計とを有するもので、該干渉計は、対象物が配置されるところに近接した対象物面の前面に位置した複数の点からなる第1アレイスポットと対象物の裏側にある複数の点からなる第2アレイスポットとの上に、線源側ピンホール・アレイの複数のピンホールからなるアレイを結像させる。第1および第2アレイスポットは、対象物に対して垂線となる方向および対象物に対して平行となる方向に沿って互いに変位する。干渉計は、検出器側ピンホール・アレイの裏側にある第1の像平面に、第1アレイスポットを結像すること、および検出器側ピンホール・アレイの前面にある第2の像平面に数の点からなる第2アレイスポットを結像することもおこなう。ここでは、結像された複数の点からなる第1アレイスポットの個々の点が、撮像された複数の点からなる第2アレイスポットの対応する異なる点と検出器側ピンホール・アレイの対応する異なるピンホールとに位置合わせされる。
一般に、別の態様では、対象物を測定するための微分干渉共焦点顕微鏡を特徴とする。この顕微鏡は、線源側ピンホール・アレイと、検出器側ピンホール・アレイと、干渉計とを有するもので、該干渉計は、2つの位置からなる対応する異なる対に、線源側ピンホール・アレイの個々のピンホールを結像し、一方が第1の対物面にあり、他方が、第1の対物面に平行し、かつ第1の対物面から変位した第2の対物面にあることで、物面に線源側ピンホール・アレイの第1の像と第2の対物面に線源側ピンホール・アレイの第2の像とを生成させる。また、この干渉計は、第1の像からの複数の帰還測定ビームからなる第1のアレイおよび前記第2の像からの複数の帰還測定ビームからなる第2のアレイを、検出器側ピンホール・アレイに投影して、複数の集束ビームからなる第1のアレイと複数の集束ビームからなる第2のアレイとを生成する。ここで、検出器側ピンホール・アレイは、前記第1および第2の集束ビームアレイの視野の結合矩象の違いである視野の結合矩象のアレイを生成する。
一般に、さらに別の態様では、本発明は、対象物を測定するための微分干渉共焦点顕微鏡を特徴とする。この顕微鏡は、測定されている対象物が配置されるところの近傍に、第1の対物面と、該第1の対物面から変位し、かつ平行した第2の対物面とを有する。上記顕微鏡は、線源側ピンホール・アレイと、検出器側ピンホール・アレイと、前記線源側ピンホール・アレイの選択されたピンホールからのビームを受光し、前記受光したビームの第1の部分を前記第1の対物面にある対応している第1の位置上に集束し、前記受光したビームの第2の部分を前記第2の対物面にある対応している第2の位置に集束する干渉計とを具備する。この干渉計は、さらに、前記第1の位置からの第1の帰還ビームと前記第2の位置からの第2の帰還ビームとを受光し、かつ前記第1および第2の帰還ビームの個々の少なくとも一部を前記検出器側ピンホール・アレイの対応するピンポールに集束させることで、前記対応するピンホールに集束した第1および第2の帰還ビームの視野の結合矩象の差を生ずるようにして、配置されており、選択されたピンホールは、前記線源側ピンホール・アレイの任意のピンホールである。
一般に、さらに別の態様では、本発明は、対象物を測定するための微分干渉共焦点顕微鏡を特徴とする。この顕微鏡は、複数の入力ビームからなるアレイを生成するための線源側ピンホール・アレイと、検出器側ピンホール・アレイと、干渉計とを具備する。この干渉計は、第1の反射面を提供する第1の光学素子、第2の反射面を提供する第2の光学素子、および前記第1および第2の光学素子のあいだに配置されたビーム・スプリッターを含む。前記ビーム・スプリッターは、前記入力ビームアレイから、複数の測定ビームからなる第1のアレイと複数の測定ビームからなる第2のアレイとを生成し、前記第1の反射面が、複数の測定構成からなる第1のアレイを、物空間で第1の対物面上の複数の位置からなる第1のアレイ上に焦点を合わせることに関与し、また前記第2の反射面が、複数の測定構成からなる第2のアレイを、物空間で第2の対物面上の複数の位置からなる第2のアレイ上に焦点を合わせることに関与し、前記第1および第2の対物面が互いに平行かつ変位している。さらにまた、前記第1の測定ビームアレイが前記対象物から複数の帰還ビームからなる第1のアレイを生成し、また前記第2の測定構成アレイが複数の帰還ビームからなる第2のアレイを生成し、前記第1の反射素子が、前記第1の帰還ビームアレイから、第1の像平面上の複数の点からなる第1の点・アレイに集光する複数の集束ビームからなる第1のアレイを生成することに関与し、また前記第2の反射素子が、前記第2の帰還ビームアレイから、第2の像平面上の複数の点からなる第2の点・アレイに集光する複数の集束ビームからなる第2のアレイを生成することに関与する。前記第1および第2の像面が前記検出器側ピンホール・アレイに隣接し、かつ反対側にあり、さらに前記検出器側ピンホール・アレイが前記第1および第2の集束ビームアレイを組み合わせて複数の出力ビームからなるアレイを形成する。
他の実施形態は、以下の特徴の1つ以上を含む。一つのピンホール・アレイは、線源側ピンホール・アレイおよび検出器側ピンホール・アレイの両方として用いられる。前記第1の光学素子は、前記単一のピンホール・アレイと前記ビーム・スプリッターとの間に位置し、前記第2の光学素子は、使用中に前記対象物が置かれている位置と前記ビーム・スプリッターとの間に位置し、前記第1の反射面は、前記ビーム・スプリッターを通して見られるように対応するコンジュゲートがある曲率中心を持ち、また前記第2の反射面は、第1の反射面の曲率中心の対応する結合体と関連して変位する曲率中心を持つ。より詳しくは、前記ビーム・スプリッターによって定まる平面に対して垂線となる第1の方向および前記ビーム・スプリッターによって定まる平面に対して平行となる第2の方向に、前記第1の反射面の曲率中心と前記第2の反射面の曲率中心との前記コンジュゲートが互いに変位する。第1の反射面は前記第1の位置アレイ上へ前記ビーム・スプリッターを介して前記第1の測定ビームアレイをフォーカシングすることに関与し、また第2の反射面は、前記第2の位置アレイ上へ前記ビーム・スプリッターを介して前記第2の測定ビームアレイに関与する。前記第1の反射素子は前記第1の集束ビームアレイの生成に前記ビーム・スプリッターと協働して関与し、前記第2の反射素子は前記第2の集束ビームアレイの生成に前記ビーム・スプリッターと協働して関与する。前記第1の反射面は、前記対象物上の一点と実質的に同心である。前記第2の光学素子は、前記対象物とビーム・スプリッターとのあいだに位置する屈折面を設けることで前記対象物からのビームを受光する。前記第1の反射面は第1の半径を有している球体に実質的に合致し、前記屈折面は第2の半径を有している球体に実質的に合致し、前記第1の半径が第2の半径より大きい。上記第1の光学素子は、ビーム・スプリッターと単一のピンホール・アレイとのあいだに屈折面を設ける。前記第2の反射面は、前記単一のピンホール・アレイ上の像点と実質的に同心である。前記第2の反射面は第1の半径を有している球体に実質的に合致し、前記屈折面は第2の半径を有している球体に実質的に合致し、前記第1の半径が第2の半径より大きい。前記単一のピンホール・アレイが二次元アレイである。より詳しくは、前記二次元アレイが均等に離間した複数のホールからなり、均等に離間した複数のホールが円形アパーチャである。前記第1および第2の対物面が微分共焦干渉計顕微鏡の縦解像度のオーダーで互いに離間している。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、基板面上の一対の位置によって散乱/反射または送られるビームの視野は、単一の共焦ピンホールによって生成する。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、基板上で一対の位置によって散乱/反射または送られるビームの視野の測定結合矩象に対応している電気的干渉シグナルの生成で使用される複数の基準ビームからなるアレイの基準ビーム成分が一致するということである。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、基板面上の一対の位置で散乱/反射または送られる測定構成成分によって生成されるバックグラウンドビーム成分が一つの共焦ピンホールで実質的に一致する。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、基板面上の一対の位置で散乱/反射または送られるビームの視野の空間的フィルタリングが一つの共焦ピンホールによって実行されるということである。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、基板面に関する情報が暗視野モードで作動している干渉計共焦画像処理システムで得られるということである。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、基板面に関する情報が減少した系統的かつ統計的エラーで得られるということである。
入力ビームの強度を検出器システムの飽和なしでかなり増加させることができるので、本発明の少なくとも一実施形態の利点はスループットの重要な増加の生成である。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は基板面の一対の位置によって散乱/反射または送られるビームの視野の結合矩象のアレイが共同で測定されるということであり、各結合矩象の成分を共同で測定することができる。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、情報が基板面の上で副波長アーティファクトのクリティカルな大きさおよび位置について得られるということである。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、情報が基板面の上で副波長欠陥の大きさおよび欠陥について得られるということである。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、情報が基板面のプロフィールの縦デリバティブについて得られることができるということである。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は、情報が基板面の一次元および二次元のプロフィールについて得られることができるということである。
本発明の少なくとも一実施形態の利点は100ナノメートルのオーダーの位置分解能による基板面プロフィールの縦勾配のそのイメージングと、200ナノメートルのオーダーの縦解像度はmmのオーダーの作動距離で得ることができる。
本発明の1種類以上の実施形態の詳細は、添付図面および下記説明で述べられる。本発明の他の特徴、目的、および長所は、説明および図面、さらに請求の範囲から明らかである。
一般に、視野の結合矩象アレイは、干渉図的に、個々の結合矩象が基板面上の一対の位置によって散乱/反射または送られる集束ビームの視野の結合矩象の差を含む微分共焦点干渉計および検出器システムで測定される。一対の位置によって散乱/反射または送られる集束ビームの1つは基板面より上に位置する第1の像平面内の一点に集束し、一対の位置によって散乱/反射または送られる集束ビームの他のものは基板面の下に位置する第2の像面内の点に集束する。結合矩象アレイは共同で測定される。すなわち、同時に、各結合矩象の成分を共同で測定することが可能である。第1の像面と第2の像面の分離は、微分共焦点干渉計および検出器システムの縦解像度のオーダーによる。個々の一対の位置は、名目上基板面に接触する方向で、一般に微分共焦点干渉計および検出器システムの横解像度のオーダーの相対的な変位を有する。基板面によって散乱/反射または送られる集束ビームの相対的な位相を、単一システム・パラメーターの制御によって、セットとして調整することが可能であることから、結合矩象のアレイの結合矩象は名目上ゼロ、すなわち情報が暗視野モードで作動している干渉計および検出器システムで基板面について得られる。暗視野モードの作動は、情報における系統的および統計エラーの減少とともにスループットの増加をもたらす。情報は、基板面の一次元および二次元の縦プロフィールおよび基板面のプロフィールの一次元および二次元の縦デリバティブと、基板上のクリティカルな大きさの造作(フィーチャー)およびアーティファクトを含むものであってもよい。
一実施形態において、干渉共焦点結像系の像平面は、基板面の2つの像の重畳を含み、2つの重畳された像の個々が基板面上の一位置の部分的に脱焦点化された像に対応するとともに、2つの部分的に脱焦点化された像が個々と関連して横方向に変位する。重畳された像を表す視野の結合矩象アレイを共同で測定し、また各結合矩象の成分を共同で測定してもよい。一般に結合矩象のアレイの結合矩象に対応している基板面の個々の一対の位置は、結像されたセクションの面に対して名目上接線方向に沿って干渉共焦点結像系における横解像度の3倍のオーダーの横方向相対変位を有する。基板面の部分的に脱焦点化された像を生成しているビームの像平面の縦方向の分離は、干渉共焦点結像系の縦解像度のオーダーである。視野のそれぞれの結合矩象は、視野のX(ψ)がacosψである場合、asinψである。
別の実施形態では、基板面上の一対の位置で後に散乱/反射または送られるビームの相対的な位相を、一つの共焦点結像系パラメーターによって調整可能であることから、個々の一対の位置からの散乱/反射または送られるビームの視野の結合矩象アレイの結合矩象は、名目上ゼロ、すなわち、暗視野モードで作動している干渉計結像系で、基板面についての情報が得られる。
暗視野モードの作動は、情報での系統的および統計的エラーの減少につながる。暗視野モードで作動するとき、副波長アーティファクトを等方基板内に、さもなければ部分的に、含んでいる個々の一対の位置から散乱/反射または送られているビームの視野の測定された結合矩象は、基準副波長アーティファクトに関連した副波長アーティファクトのみに関する情報を表す。基準アーティファクトは、等方基板面の特性を有するか、もしくは局所的に有するとともに、その大きさはアーティファクトのものに類似している。したがって、測定される特性は基板上での副波長アーティファクトのクリティカルな大きさおよび位置についての情報を含む。
また、暗視野モードで作動する場合、個々の一対の位置から散乱/反射または送られているビームの視野の測定された結合矩象は、等方基板面に、さもなければ局所的に、副波長欠陥を含むもので、該結合矩象は基準副波長欠陥と関連して副波長欠陥だけに関する情報を表す。基準欠陥は、さもなければ等方性の基質面の特性を有し、また欠陥のものと類似した寸法を有する。したがって、測定される特性は基板の上で副波長欠陥の大きさおよび位置についての情報を含む。
本発明の態様を取り込んだ実施形態についての概要をまず説明する。実施形態は、シングル、ダブル、バイ、またはクワッド・ホモダイン検波方式と、基板面上の第1の位置セットからなるアレイの部分的に脱焦点化された像とのいずれかを使用する縦干渉計システムから構成され、基板面の位置の第2セットからなるアレイの部分的に脱焦点化された像は、縦干渉計システムの像平面に重畳される。基板面上の位置の第1および第2セットの対応する位置を含んでいる位置の複数対間の横間隔は、縦干渉計システムの横解像度上の大きさの少なくとも3倍である。基板面の部分的に脱焦点化された像を生成するビームの像平面の縦分離は、縦干渉計システムの縦解像度のオーダーである。位置の1対2マッピングが、一対の位置をなす2つの位置に対する重畳像空間内にある。
図1aに縦干渉計システムを図示する。このシステムは、概ね符号10で示される干渉計、線源18、ビーム調節装置22、検出器70、電子処理および制御装置80、ならびに測定対象物または基板60を含む。線源18およびビーム調節装置22は、1種類以上の周波数成分を含む入力ビーム24を生成する。線源18はパルス線源である。入力ビーム24の2つ以上の周波数成分が、空間内で同一の広がりを持ち、同一の一時的ウィンドウ機能を持つことが可能である。
参照および測定ビームは、ビーム24の周波数成分の個々に対して、干渉計10で発生する。干渉計10で発生する測定ビームは、ビーム28の1つの成分であって、部分的に脱焦点化された複数の像からなる複数の対のアレイを形成するために、基板60の表面上に部分的に脱焦点化された像を結像する。ビーム28は、基板60の表面で部分的に脱焦点化された複数の像からなる複数の対のアレイで反射/散乱または送られたビーム28の測定ビーム成分によって生成される帰還反射/散乱測定ビームを含む。干渉計10は、脱焦点化された複数の像の対からなるアレイで反射/散乱または送られるビーム28成分の2つのアレイに対応する帰還測定ビーム成分の2つのアレイを重畳することで、ビーム28の帰還測定構成成分の重畳像からなる単一のアレイを形成する。ビーム28の帰還測定ビーム成分は、出力ビーム32を形成するために、干渉計10で基準ビームとその後結合される。
出力ビーム32は、電気的干渉シグナル72を生成するために、検出器70によって検出される。検出器70は、ビーム32の基準および帰還測定ビーム成分の共通偏光化状態を選択することで、混合ビームを形成するアナライザーを含むものであってもよい。あるいは、ビーム32が混合ビームであるように、干渉計10は基準および帰還測定ビーム成分の共通偏光化状態を選択するためにアナライザーを含むことが可能である。
2つの異なるモードを、電気的干渉シグナル72の獲得について説明する。後述する第1のモードは、ステップおよび凝視モードであり、ここでは基板60は、像情報が求められる位置に対応している固定位置間に段付けされる。第2のモードは、走査方式である。基板60の一次元および二次元の表面プロフィールを生成するためのステップおよび凝視モードでは、ウエハー・チャック84/ステージ90に載せられた基板60がステージ90によって、トランスレートされる。ステージ90の位置は、電子処理および制御装置80からのサーボ制御シグナル78によってトランスデューサ82で制御される。ステージ90の位置は、計測学システム88で測定され、計測学システム88によって得られる位置情報は、電子処理および制御装置80に送られ、ステージ90の位置制御で使用するための誤差シグナルを生成する。計測学システム88は、例えば線形変位と角変位干渉計およびキャップ・ゲージとを含むものであってもよい。
電子処理および制御装置80は所望の位置にウエハステージ90をトランスレートし、一組の4電気的干渉シグナル値を得る。4つの電気的干渉シグナルのシーケンスを獲得した後、電子処理および制御装置80は、ステージ90の次の所望の位置に対する手順を繰り返す。基板60の上昇および角度方向は、トランスデューサ86Aおよび86Bで制御される。
電気的干渉シグナルを獲得するための第2のモードを次に説明する。ここでは、電気的干渉シグナル値が、1つ以上の方向に沿って走査されるステージ90の位置により、得られる。走査モードでは、線源18を、シグナル処理および制御装置80からシグナル92による制御で、時々パルス化する。線源18を、像情報が求められる基板60上および/または位置で共焦ピンホールの結合像または検出器70のピクセルの登録に対応させて、時々パルス化する。
第1の実施形態の第3の変型として線源18によって生成されるビームパルスτρ1の持続時間もしくは「パルス幅」に対する制限がある。パルス幅τρ1は、走査方向の空間解像度に対する限界値を、以下の下限に部分的に制御するパラメーターである。
いくつかの実施形態では、入力ビーム24の周波数は、出力ビーム32の基準および帰還測定ビーム成分間の所望の位相シフトを生ずる周波数に対応するために、シグナル処理および制御装置80からのシグナル74および/または92によって制御される。あるいは、他のいくつかの実施形態では、入力ビーム24の基準および測定ビーム成分の相対的位相がシグナル処理および制御装置80からのシグナル74および/または92によって制御され、出力ビーム32の基準および帰還測定ビーム成分間の所望の位相装置に対応する。第一のモード、すなわちステップおよび疑視モードでは、4つの位相シフト値からなるセットに対応する4つの電気的干渉シグナル値からなる複数のアレイの複数のセットの個々が、シングルおよびバイ・ホモダイン検波方式について検出器70の単一ピクセルによって、クワッドホモダイン検波方式ついて検出器70の2ピクセルによって、さらにダブル・ホモダイン検波方式について検出器70の4ピクセルによって、生成される。電気的干渉シグナルを獲得するための第2のモードにおいて、4つの電気的干渉シグナル値からなる対応セットの個々が、4種類のホモダイン検波方式の個々について、検出器70の4通りの異なるピクセルの結合セットによって、生成される。したがって、獲得の第1のモードでは、ダブル、バイおよびクワッド・ホモダイン検波方式について、ピクセル効率の違いは、シグナル処理および制御装置80によるシグナル処理で補償される。獲得の第2のモードでは、ホモダイン検波方式に関する以下の説明に記述されるように、ピクセル効率の差と共焦点ピンホール・アレイのピンホールのサイズの差とが、シグナル処理および制御装置80による信号処理で補償される。電気的処理および制御装置80によって生ずる視野の結合矩象の共同測定は、続いてバイおよびクワッド・ホモダイン検波方式に関する説明で記述される。
実際には、既知の位相シフトは、2つの異なる技術によって出力ビーム32の基準および測定ビーム成分の間で導入される。1つの技術では、位相シフトは線源18とビーム調節装置22とによって少なくとも2つの周波数成分の個々について、それぞれ電子処理および制御装置80から送られるシグナル92および74によって制御されて、基準および測定ビーム成分の間で導入される。第2の技術では、線源18による入力ビーム24の周波数成分に導入される周波数シフトの結果としての少なくとも2つの周波数成分と、それぞれ電子処理および制御装置80から送られるシグナル92および74によって制御されるビーム調節装置22との個々に対して、位相シフトが基準および測定ビーム成分の間で導入される。
線源18とビーム調節装置22とが異なる実施形態の入力ビーム必要条件を満たすように構成するための異なる方法がある。図1bを参照すると、ここではビーム調節装置22が二周波数生成装置および位相装置として構成されており、また線源18は、一周波数成分を持つビーム20を生成するように構成されている。
二周波数生成装置および位相装置構成は、音響光学的変調装置1020、1026、1064、および1068と、偏光ビーム・スプリッター1030、1042、1044、および1056と、位相装置1040および1052と、半波長位相遅延板1072および1074と、非偏光ビーム・スプリッター1070と、ミラー1036,1038、1050,1054、および1056とを含む。
二周波数生成装置および位相装置構成は、音響光学的変調装置1020、1026、1064、および1068と、偏光ビーム・スプリッター1030、1042、1044、および1056と、位相装置1040および1052と、半波長位相遅延板1072および1074と、非偏光ビーム・スプリッター1070と、ミラー1036,1038、1050,1054、および1056とを含む。
入力ビーム20は、図1bの平面と平行する偏光面によって音響光学的変調装置1020のに入射する。ビーム20の第1の部分は、音響光学的変調装置1020によってビーム1022として回折し、次に音響光学的変調装置1026によって、図1bの平面に対して平行な偏光を持つビーム1028として回折される。ビーム20の第2の部分は、図1bの平面に対して平行な偏光面を持つ非回折ビーム1024として送られる。ビーム20の第2の部分は、図lbの平面と平行する偏光面を有している非回析されたビーム1024として送られる。音響光学的変調装置1020に対する音響出力は、ビーム1022および1024が名目上同じ強度を有するように調節される。
音響光学的変調装置1020および1026は、異方ブラッグ回折型または等方性ブラッグ回折型のいずれかである。音響光学的変調装置1020および1026によって導入される周波数シフトは、同一記号のものであり、入力ビーム24の2つの周波数成分間での所望の周波数シフトの1/4に等しい。また、ビーム1028の伝搬方向は、ビーム1024の伝搬方向と平行する。
ビーム1024は、図1bの平面に対して平行な偏光を持つビーム1082として、音響光学的変調装置1064および1068によって、回折する。音響光学的変調装置1064および1068は、異方ブラッグ回折型または等方性ブラッグ回折型のいずれかである。音響光学的変調装置1064および1068によって導入される周波数シフトは、同一記号のものであり、入力ビーム24の2つの周波数成分間での所望の周波数シフトの1/4に等しい。また、ビーム1082の伝搬方向は、ビーム1024の伝搬方向と平行する。
ビーム1028および1082は、半波長位相遅延板1072および1974にそれぞれ入射し、ビーム1076および1078として送られる。半波長位相遅延板1072および1974は、ビーム1076および1078の偏光面が図1bの平面に対して45度となるように配向されている。図1bの平面に対して平行に偏光したビーム1076および1078の成分は、干渉計10での測定構成成分として用いられ、さらに図1bの平面に対して直角に偏光したビーム1076および1078の成分は干渉計10の基準ビーム成分として用いられる。
続けて図1bを参照すると、ビーム1076は偏光ビーム・スプリッター1044に入射し、測定および基準構成成分が個々ビーム1046および1048としてそれぞれ伝搬および反射される。測定ビーム成分1046は、ミラー1054で反射された後、ビーム1058の測定ビーム成分として偏光ビーム/スプリッター1056によって送られる。基準ビーム成分1048は、ミラー1050で反射し位相装置1052によって送られ、ビーム1058の基準ビーム成分として偏光ビーム・スプリッター1056によって反射される。ビーム1058は、ビーム・スプリッター1070に入射し、その一部がビーム24の一部として反射される。
ビーム1078は、偏光ビーム・スプリッター1030に入射し、個々の測定および基準ビーム成分として、ビーム1032および1034として、それぞれ伝搬および反射される。測定ビーム成分1032は、ミラー1036による反射の後、ビーム1060の測定ビーム成分として偏光ビーム・スプリッター1042によって、送られる。基準ビーム1034は、ミラー1038によって反射され、位相装置1040によって送られた後、ビーム1060の基準ビーム成分として偏光ビーム・スプリッター1042によって反射される。ビーム1060は、ビーム・スプリッター1070に入射し、その一部がミラー1056による反射の後に、ビーム24の成分として送られる。
位相装置1052および1040は、電子処理および制御装置80(図1a参照)からのシグナル74にもとづいて 個々の基準および測定ビーム間の位相シフトをもたらす。個々の位相シフトのスケジュールついては、ホモダイン検出方式についての説明のところで後述する。位相装置1052および1040は、例えばプリズムおよび圧電変換器を有する光学機械的な型、あるいは電気光学的モジュレータ型であってもよい。
ビーム調節装置22の二周波数生成装置および位相シフト構成を出るビーム24は、1つの周波数を持つ1つの基準ビームおよび測定ビーム、第2の周波数成分を持つ第2の基準ビームおよび測定構成、ならびに電子処理および制御装置80によって制御される基準ビームおよび測定ビームの相対的な位相を有する。
異なる実施形態の入力ビーム必要条件を満たす線源18およびビーム調節装置22を構成する異なる方法の説明を、図1cを参照しながら続ける。この図では、ビーム調節装置22は、二周波数生成装置と周波数シフターとして構成される。二周波数生成装置および周波数−シフター構成は、音響光学的変調装置1120、1126、1130、1132、1142、1146、1150、1154、1058、および1062と、ビーム・スプリッター1168と、ミラー1166とから構成される。
線源18は、一つの周波数成分でビーム20を生成するように構成される。ビーム20は、図1cの平面と平行する偏光の平面による音響光学的変調装置1120に入射する。ビーム20の第1の部分はビーム1122として、音響光学的変調装置1120によって回折され、次に図1cの平面に対して平行な偏光を持つビーム1128として音響光学的変調装置1126によって回折される。ビーム20の第2の部分は、図1cの平面と平行する偏光の平面を有している非回析ビーム1124として送られる。ビーム1122と1124とが名目上同じ強度を有するように、音響光学的変調装置1120に対する音響出力を調整する。
音響光学的変調装置1120および1126は、異方ブラッグ回折型または等方性ブラッグ回折型のいずれであってもよい。音響光学的変調装置1120および1126によって導入される周波数シフトは、同一記号のものであり、干渉計10内で、周波数シフトに等しい周波数での相対変化を呈する対応の基準ビームおよび測定ビーム間での相対的π/2位相シフトを生成する周波数シフトΔfの1/2に等しい。ビーム1128の伝搬方向は、ビーム1124の伝搬方向と平行する。
図1cにより続けると、ビーム1128は音響光学的変調装置1132に入射し、電子処理および制御装置80からの制御シグナル74(図1a参照)にもとづいて、ビーム1134として音響光学的変調器1132により回折されるか、もしくはビーム1136として音響光学的変調装置1132によって回折される。ビーム1134が生成されると、ビーム1134が音響光学的変調装置1142、1146、および1150によって、ビーム1152の周波数シフトされたビーム成分として、回折する。音響光学的変調装置1132、1142、1146、および1150によって誘導される周波数シフトは、すべて同一方向であり、大きさがΔf/2に等しい。したがって、音響光学的変調装置1132、1142、1146、および1150によって導入される正味周波数シフトは、±2Δfであり、干渉計10で個々の基準および測定ビーム間でπ位相シフトを生成する。音響光学的変調装置1120、1126、1132、1142、1146、および1150によって導入される正味周波数シフトは、Δf±2Δfであり、干渉計10で個々の基準および測定ビーム間でπ/2±π位相シフトを生成する。
ビーム1136が生成されると、ビーム1136は、ビーム1128と比較してビーム1152の非周波数シフトビーム成分として、電子処理おおび制御装置80からの制御シグナル74にもとづいて、音響光学的変調装置1150によって送られる。音響光学的変調装置1120、1126、および1150によって生じた周波数シフトは、Δfであり、干渉計10で個々の基準および測定ビーム間でπ/2の位相シフトを生成する。
ビーム1124が音響光学的変調装置1130に入射し、電子処理および制御装置80からの制御シグナル74にもとづいて、ビーム1140として音響光学的変調装置1130によって回折されるか、もしくはビーム1138として、音響光学的変調装置1130から送られる。ビーム1140が生成される場合、ビーム1140は音響光学的変調装置1154、1158、および1162によって、ビーム1164の周波数シフト構成成分として回折される。音響光学的変調装置1130、1154、1158、および1162は、すべて同一方向にあり、±Δf/2に等しい。したがって、音響光学的変調装置1130、1154、1158、および1162によって誘導される正味周波数シフトは、±Δf/2であり、干渉計10を通過する際に個々の基準および測定ビーム間の相対的位相シフトπを生ずる。音響光学的変調装置1120、1130、1154、1158、および1162によって生じた正味周波数シフトは、±Δf/2であり、干渉計10通過の際に個々の基準および測定ビーム間で±πの位相シフトを生成する。
ビーム1138が生成されると、ビーム1138は、ビーム1164の非周波数シフトビーム成分として電子処理および制御装置80から制御シグナル74にもとづいて、音響光学的変調装置1162によって送られる。音響光学的変調装置 1120,1130、および1162によって導入される周波数シフトは、ゼロであり、干渉計10を通過する際に相対的な基準および測定ビーム間での相対的位相シフトがゼロとなる。
実施形態が入力ビームに対して空間的に分離された基準および測定ビームを必要とする場合、ビーム1152および1164を、直接入力ビーム24として用いることが可能である。実施形態が同一の広がりを持つ基準および測定ビームを入力ビームとして必要とする場合、ビーム1152および1164は次にビーム・スプリッター1168と組み合わさってビーム24を形成する。音響光学的変調装置1120、1126、1130、1132、1142、1146、1150、1154、1058、および1062は、異方ブラッグ回折型または等方性ブラッグ回折型のいずれであってもよい。ビーム1152および1164の両方は、異方ブラッグ回折型または等方性ブラッグ回折型のいずれかに対して、図1cの平面でともに偏光し、ビーム・スプリッター1168は非偏光型である。
異なる実施形態での入力ビームに合致するために線源18およびビーム調節装置22を構成する異なる方法の説明を続けることで、線源18は好ましくはパルス線源を含む。ビームパルス線源を生成するための異なる方法が数多くある(「レーザ」(“Lasers”)と題されたW. Silfvastの論文: Chapter 11,Handbook of Optics,1,1995(McGraw−Hill, New York)を参照せよ)。線源18の個々のパルスは、一つのパルスまたは連発パルス(例えばモード・ロックQスイッチNd:YAGレーザーによって生成されたもの)を含むものであってもよい。一つのパルス・トレーンを本明細書ではパルス配列とし、パルスおよびパルス配列を本明細書では同義的に使用している。
線源18は、いくつかの実施形態で、1種類以上の周波数を生成するために構成されもので、そのための技術は、例えば、以下の文献に記載されている。総説として、「高解像度VUVおよびXUV分光学のための調節」(“Tunable, Coherent Sources For High−Resolution VUV and XUV Spectroscopy”)と題された文献(B.P.Stoicheff,J. R.Banic,P.Herman,W.Jamroz,P.E.LaRocque, and R.H.Lipson in Laser Techniques for Extreme Ultraviolet Spectroscopy,T.J.McIlrath and R.R.Freeman,Eds.,(American Institute of Physics,p19(1982))とそこに引用されている参照文献がある。上記技術として、例えば「紫外線および真空紫外線照射の生成」(“Generation of Ultraviolet and Vacuum Ultraviolet Radiation”)と題された文献(S.E.Harris,J.F. Young,A.H.Kung,D.M.Bloom,and G.C.Bjorklund in Laser Spectroscopy I,R.G.Brewer and A.Mooradi,Eds.(Plenum Press,New York)p59,(1974)および「調整できるピコ秒VUV放射線の生成」(“Generation of Tunable Picosecond VUV Radiation”)と題された論文(A.H.Kung,Appl.Phys.Lett.25,p653(1974))が挙げられる。これら3つの引用論文の内容全体を本明細書で援用する。
2ないし4種類の周波数成分を含む線源18由来の出力ビームを、ビーム・スプリッターによってビーム調節装置22中で組み合わせて同一の広がりを持つ測定および基準ビームを形成することが可能である。これらのビームは、種々の実施形態での要求に応じて、空間的に離間または同一の広がりを持つ。線源18が2ないし4種類お周波数成分を供給するように構成された場合、ある種の実施形態で必要とされる種々の成分の周波数シフトを、例えば入力ビームの周波数変調によって線源18において、パラメーター・ジェネレーターに導入してもよく、またビーム調節装置22での測定ビームに関連して基準ビームの位相シフトを、例えばプリズムもしくはミラーと圧電変換器とを含む光学機械型の位相装置によって、あるいは電気光学モジュレーター型のものによって、達成することが可能である。
本発明の種々の態様を取り込んだ実施形態の概略的説明を、図1aを参照にしながら続ける。入力ビーム24を干渉計10に入射する。ここでは、基準ビームおよび測定ビームが入力ビーム24に存在するか、もしくは干渉計10から入力ビーム24を生ずる。基準ビームおよび測定ビームは、基準ビームの2つの配列と測定ビームの2つの配列とを含もので、該配列は、1つの要素のアレイを含むものであってもよい。測定ビームのアレイが基板60内および/または上に入射または焦点が合わされ、また帰還測定ビームのアレイが基板による反射/散乱および/または伝搬によって生ずる。基準ビームおよび測定ビームに対する一つの素子アレイの場合、測定器は通常、基板60によって概ね反射または送られる。基準ビームおよび帰還測定ビームのアレイをビーム・スプリッターによって組み合わせ、出力ビーム成分からなる2つのアレイを形成する。出力ビーム成分のアレイを、干渉計10または検出器70で偏光の状態に関して混合する。出力ビームのアレイは、その後必要に応じてマルチ・ピクセルまたは単一ピクセル検出器のピクセルで点に焦点を合わせて、電気的干渉シグナル72を生成するために検出する。
干渉計の実施形態で用いられるホモダイン検波方式には4種類の異なる実現例(インプリメンテーション)がある。4種類の実現例とは、シングル、ダブル、バイ、およびクワッド・ホモダイン検波方式と呼ばれる。シングル・ホモダイン検波方式に関して、入力ビーム24は、単一の周波数成分を含み、電気的干渉シグナル72の4つの測定からなる一セットが作られる。電気的干渉シグナル72のアレイの4つの測定の個々のために、既知の位相シフトは、出力ビーム32の基準ビーム成分と個々の帰還測定ビーム成分との間で導入される。単一の周波数成分を含む入力ビームに対する反射および/または散乱または送られた測定ビームの結合矩象の抽出に使われるその後のデータ処理手順は、公有され、かつ「走査干渉計近傍視野共焦点顕微鏡(“Scanning Interferometirc Near−Field Confocal Microscoy”)と題されたHenry A.Hillの米国特許第6,445,453号(ZI−14)に記載されている。その内容全体を本明細書で援用する。
ダブル・ホモダイン検波方式は、4種類の周波数成分を含む入力ビーム24と4種類の検出器とを用いて、結合矩象を得るために実質的に用いられる電気的干渉シグナルの測定を得る。4種類の検出器素子の個々の検出器素子は、視野に対して結合矩象を計算するために同時に得られる4種類の電気的干渉シグナル値とは異なる4種類の電気的干渉シグナル値の一つを得る。4種類の電気的干渉シグナル値の個々は、結合矩象の1つの直交成分に関連する情報だけを含む。本明細書中に使用されるダブル・ホモダイン検波は、例えば、「理想的で可能な測定の位相感度の下界」(“Lower Bounds On Phase Sensitivity In Ideal And Feasible Measurements”)と題されたG.M.D’ariano and
M G.A.Parisによる論文(Phys.Rev.A 49,3022−3036(1994)のセクションVIに記載されている)。したがって、ダブル・ホモダイン検波方式は、個々の電気的干渉シグナル値が同時に結合矩象の2つの直交成分の個々に関する情報を含む視野の結合矩象の共同の決定をしない。
M G.A.Parisによる論文(Phys.Rev.A 49,3022−3036(1994)のセクションVIに記載されている)。したがって、ダブル・ホモダイン検波方式は、個々の電気的干渉シグナル値が同時に結合矩象の2つの直交成分の個々に関する情報を含む視野の結合矩象の共同の決定をしない。
バイおよびクワッド・ホモダイン検波方式は、電気的干渉シグナルの個々の計測値が同時に結合矩象の2つの直交成分に関する情報を含む電気的干渉シグナルの測定を得る。2つの直交成分は、例えば、引用された米国特許仮出願第60/442,858号(ZI−47)および「インターフェロメトリーの目的による反射さ/散在および送られたビームの視野の結合矩象の共同測定のための装置および方法」(“Apparatus and
Method for Joint Measurements of Conjugated Quadratures of Fields of Reflected/Scattered and Transmitted Beams by an Object in Interferometry”)と題された米国特許出願(2004
年1月27日(ZI−47))に記載された結合矩象の直交成分に一致する。
Method for Joint Measurements of Conjugated Quadratures of Fields of Reflected/Scattered and Transmitted Beams by an Object in Interferometry”)と題された米国特許出願(2004
年1月27日(ZI−47))に記載された結合矩象の直交成分に一致する。
帰還測定ビームの視野の結合矩象は、干渉計実施形態でのシングル、ダブル、バイ、およびクワッド・ホモダイン検波方式によって得られる。ホモダイン検波方式の個々について、電気的干渉シグナル72のアレイの4つの測定からなるセットが作られる。電気的干渉シグナル72からなるアレイの4つの測定の個々について、既知の位相シフトを、出力ビーム32の基準ビーム成分とそれぞれの帰還測定ビーム成分とのあいだに導入する。位相シフトの既知のセットの非制限例は、0、π/4、π/2、および3π/2ラジアン、mod 2πを含む。
入力ビーム24は、干渉計実施形態のために、シングル・ホモダイン検波方式のための1つの周波数成分を含む。バイ・ホモダイン検波方式のために入力ビーム24は2つの周波数成分を含み、ダブルおよびクワッド・ホモダイン検波方式のために入力ビーム24は4つの周波数成分を含む。位相シフトは、既知の周波数値の間で入力ビーム24の周波数成分の周波数を移すことによって、または入力ビーム24の基準および測定ビーム成分の間で位相シフトを導入することによって、発生する。干渉計実施形態で特定のものにおいて、干渉計10での出力ビーム32等の出力ビーム成分の個々の帰還構成成分と基準ビーム成分との光路長の違いとが存在する。結果として、入力ビーム24の周波数成分の周波数の変化は、対応する基準ビーム成分と出力ビーム32の個々の帰還ビーム成分との間で相対的な位相シフトを生成する。
基準ビーム成分と出力ビーム32のそれぞれの帰還測定ビーム成分との間の光路差Lに関して、周波数シフトΔfと、対応する位相シフトψとがある。
位相シフトの冷として、ψ=π、3π、5π、....およびL値= 0.25m、対応する周波数シフトは、Δf=600MHz、1.8GHz、3.0GHz。
入力ビーム24の成分の周波数は、電子処理および制御装置80によってそれぞれ生成された制御シグナル92および74にもとづいて、線源18およびビーム調節装置22の動作モードによって、決定される。
いくつかの実施形態で使用されるバイ・ホモダイン検波方式について言及すると、一組の4つの電気的干渉シグナル値は、「インターフェロメトリーの目的による反射/散在ビームの視野の結合矩象の共同測定のための装置および方法(“Apparatus and Method for Joint Measurements of Conjugated Quadratures of Reflected/Scattered Beams by an Object in Interferometry”)と題された公有の米国特許仮出願第60/442,858号(ZI−47)、「インターフェロメトリーの目的による反射/散在および送られたビームの視野の結合矩象の共同測定のための装置および方法(“Apparatus and Method for Joint Measurements of Conjugated Quadratures of Reflected/Scattered and Transmitted Beams by an Object in Interferometry”)と題された米国特許出願(2004年1月27日)(ZI−47)および「インターフェロメトリーの目的による反射/散在および送られたビームの視野の結合矩象の共同測定のための装置および方法(“Apparatus and Method for Joint Measurements of Conjugated Quadratures of Reflected/Scattered and Transmitted Beams by an Object in Interferometry”)で、記載されたような、結像された基板60内または該基板60上の各対の点(点)に対して得られる。これら両方とはHenry A.Hillによるものである。これら米国特許仮出願および米国特許出願の内容全体を本明細書に援用する。視野の結合矩象を得るために使用される4つの電気的干渉シグナル値Sj、J=1,2、3、4について、一つのシグナルについて、結像されている基板上および/または該基板内の点は、以下の式による尺度係数内でのバイ・ホモダイン検波方式のために表される。
等式(5)において、|A2|/|A1|はjまたはPjの値に依存しないと仮定される。本発明の範囲および精神のいずれにからも逸脱することなく重要な特徴を提示するためにSjの表示を単純化するために、等式(5)においてA2およびA1に対応する帰還測定ビームの増幅の比はjまたはPjの値に依存しないと仮定される。しかし、比|C2|/|C1|は、A2およびA1に対応する測定ビームの増幅の比が、比|A2|/|A1|とは異なる場合に、比|A2|/|A1|と異なる。
ビーム32での対応する基準および帰還測定ビーム成分間の相対位相シフトの制御によるcos|A2C2=±sin|A1C1を注目すると、等式(5)は以下のように書き換えることが可能である。
εjでの変化に対する相ψA1B1εjψA2B2γjにおける変化と、γjでの変換に対する相ψA1B1εjψA2B2γjにおける変化は、どこに、かつどのようにしてバックグラウンドビームが生じたかに依存して実施形態でπとは異なる可能性がある。それは、因子cosψB1C1εJがcos[ψA1C1+(ψB1C1εj − ψA1C1)]、式中(ψB1C1εj − ψA1C1)は相ψA1B1εj、すなわちcosψB1C1εj=cos(ψA1C1 + ψA1B1εj)、として記述することが可能であることに注目するために、バックグラウンドビームの効果を評価する際の値とすることが可能である。
それは、結合矩象|C1|cosψA1C1の成分に対する方程式(6)の項が、ゼロの平均値を有する矩形関数であり、またεjが約j=2.5について対称性を持つことから約j=2.5について対称性である等式(6)の点検から明らかである。また、等式(6)の結合矩象|C1|sinψA1C1の成分に対応する等式(6)の項は、ゼロの平均値を有する矩形関数であり、またγjが約j=2.5について非対称性関数であることから、j=2.5について非対象である。バイ・ホモダイン検波方式の設計による別の重要な特性は、結合矩象|C1|cosψA1C1および|C1|sinψA1C1項は、j=1,2,3,4の範囲にわたって直交する。なぜなら、εjおよびγjは、J=1,2,3,4にわたって直交する。すなわち、
結合矩象|C1|cosψA1C1および|C1|sinψA1C1についての情報は、シグナルSjに適用した以下のデジタル・フィルターによって表される等式(6)での結合矩象の対称および非対称性ならびに直交性を用いて得られる。
等式(7)および(8)の上記パラメーター(9)は、結合矩象の決定を完了するために決定される必要がある。等式 (9)で与えられるパラメーターを、測定することができる。等式(9)で与えられたパラメーターを、例えば、基準ビームおよび測定ビームの相対位相にπ/2位相シフトを導入し、結合矩象に対する測定を繰り返すことによって、測定することができる。第2の測定から得た(sinψA1C1/cosψA1C1)に対応する結合矩象の増幅比によって割った第1の測定から得た(sinψA1C1/cosψA1C1)に対応する結合矩象の増幅比は、以下の等式に等しい。
等式(7)および(8)で最も大きい2つの項は、一般に、係数(|A1|2+|A2|2)および(|B1|2+|B2|2)を持つ項である。しかし、対応する項がξ’j値の選択によって実質的に除去される。ここで、ξ’j値は、(|A1|2+|A2|2)を係数として持つ項に関し、またζjのデザインは、等式(12)に示すように係数として(|B1|2+|B2|2)を持つ項に関する。
バックグランドの効果に由来する最も大きな貢献は、基準ビームと、ビーム28の測定ビーム成分によって生成されたバックグラウンドビームの一部とのあいだの干渉項に対する貢献によって、表される。バックグラウンドの効果のこの部分は、ゼロに等しいビーム32セットの帰還測定ビーム成分によって、バックグラウンドの部分の対応する結合矩象を測定することで、すなわち、除去した基板60によって、または|A2|=0もしくは|A1|=0、また逆も同様に、基準電気干渉シグナルSjを測定することによって、測定することができる。したがって、必要に応じて、バックグラウンド効果の一部分の測定された結合矩象は、最終的な用途で有益にそれぞれのバックグランド効果を補うために用いることができる。
バックグラウンド増幅2ξjζj|A1||B1|および位相ψA1B1εjの効果に由来する最も大きな貢献、すなわちビーム28の測定ビーム成分によって生成されたバックグラウンドビームと基準ビームとの干渉についての情報を、除去した基板60によって、または|A2|=0もしくは|A1|=0、また逆も同様に、Sj(j=1,2,3,4)を、ビーム28の基準ビーム成分と測定ビーム成分とのあいだの相対的位相シフトの関数として、測定することによって得ることが可能であり、測定されたSjの値がフーリエ分析される。そのような情報を、個々のバックグラウンドの起源の同定を助けるものとして用いることができる。
他の技術を他の実施形態に取り入れて、本発明の範囲または精神から逸脱することなくバックグランドビームの効果の減少および/または補償をおこなうことも可能である。そのようなことは、例えば、公有されて「バックグランド振幅の減少および補償による共焦点干渉顕微鏡検査法および装置」(“Method and Apparatus Fo
r Confocal Interference Microscopy With Background Amplitude Reduction and Compensation”)と題された米国特許第5,760,901号および「バックグランド
およびフォアグランド光源からのフォーカスがずれた光シグナルからのフォーカス像で識別する方法および装置」(“Method and Apparatus for Discrimination in Focus Images from Out−of−Focus Light Signals from Background and Foreground Light Sources”)と題された米国特許第5,915,048号、さらに第6,480,285B1号に記載されており、これら3つの特許の個々がHenry A.Hillによる。これら3つの引用特許の内容全体を本明細書で援用する。
r Confocal Interference Microscopy With Background Amplitude Reduction and Compensation”)と題された米国特許第5,760,901号および「バックグランド
およびフォアグランド光源からのフォーカスがずれた光シグナルからのフォーカス像で識別する方法および装置」(“Method and Apparatus for Discrimination in Focus Images from Out−of−Focus Light Signals from Background and Foreground Light Sources”)と題された米国特許第5,915,048号、さらに第6,480,285B1号に記載されており、これら3つの特許の個々がHenry A.Hillによる。これら3つの引用特許の内容全体を本明細書で援用する。
ξ’jに関する値の選択は、縦干渉計システムにある基準ビームのみによるj=1,2,3,4についてのSjの測定によって得られるj=1,2,3,4についての係数ξjについての情報に基づく。いくつかの実施形態において、このことは、入力ビーム24の測定構成成分を単に遮断することに一致し、また他のいくつかの実施形態では、このことは、除去された基板60によるj=1,2,3,4についてのSjを単に測定することに一致させることが可能である。
ξ’jに関する値からなるセットの正当性を試験は、等式(7)および(8)での(|A1|2+|A2|2)項に対する大きさがゼロである。
ξ’jに関する値からなるセットの正当性を試験は、等式(7)および(8)での(|A1|2+|A2|2)項に対する大きさがゼロである。
係数ξjηj(j=1,2,3,4)に関する情報を、|A2|=0または|A1|=0のいずれかを持つ4つの結合体検出器ピクセルの個々に対応した点を越えたアーティファクトを走査し、結合矩象成分2|A1||C1|cosψA1C1または2|A1||C1|sinψA1C1を、それぞれ測定することで、得ることが可能である。2|A1||C1|cosψA1C1または2|A1||C1|sinψA1C1項の増幅の変化は、jの関数としてξjηjの変化に一致する。係数ξjηj(j=1,2,3,4)に関する情報を、例えば、干渉計システム10の1種類以上の素子の安定性をモニターするために、用いることが可能である。
バイ・ホモダイン検波方式は、視野の結合矩象を測定する上で強力な技術である。第1に、結合矩象|C1|cosψA1C1または|C1|sinψA1C1はデジタル的にフィルターをかけられた値F1(S)およびF2(S)の主要な項である。なぜなら、等式(12)に関連した説明で留意したように、係数(|A1|2+|A2|2)および(|B1|2+|B2|2)を持つ項が実質的にゼロである。
第2に、等式(7)および(8)の項|C1|cosψA1C1または|C2|sinψA1C1の係数が等しい。したがって、増幅および位相に関する帰還測定ビームと基準ビームとのあいだの干渉項の高度に正確な測定、すなわち視野の結合矩象の高度に正確な測定をおこなうことができ、ξjでの一次変化および正規化(Pj/P’j)および(ξj 2/ζ’j 2)における一次誤差が、第2またはそれよりも高い次元に集中する。この特徴は、重要な利点に変えられる。また、結合矩象の4つの電気的干渉シグナル値の個々のセットから得た|C1|cosψA1C1または|C1|sinψA1C1の各成分に対する貢献は、同一のウインドウ機能を有することから、共同で決定される値として得られる。
バイ・ホモダイン技術の他の際だった特徴は、等式(7)および(8)で明らかである。すなわち、等式(11)の第1の等式に対応する等式(7)および(8)での結合矩象|C1|cosψA1C1または|C1|sinψA1C1の係数はそれぞれ等しく、ξjおよびηjに対する仮定された値での誤差から独立しており、等式(12)の第1の等式に対応する等式(7)および(8)での結合矩象|C1|sinψA1C1および|C1|cosψA1C1の係数はそれぞれ等しく、ξ’jに対する仮定された値での誤差から独立している。したがって、結合矩象に対応した位相の高度に正確な値は、ξjでの1次変化によって測定されるものであり、また正規化(Pj/P’j)および(ξj 2/ζ’j 2)における一次誤差が、ある程度の高い次元のみに集中する。
バイ・ホモダイン検波方式を使用するとき視野の結合矩象が共同で得られることから、位相をトラッキングする際の誤差に関する潜在性の著しい減少が、視野の結合矩象のシングル・ホモダイン検出で可能な限りの状況と異なった位相冗長性の結果としてあることは、明白である。
バイ・ホモダイン検波の多数の長所が、共同で取得した量の視野結合矩象の結果としてある。1つの利点は、感度の減少であり、結像されている基板内または該基板上の点のオーバレイ誤差と、干渉共焦点顕微鏡検査を使用することで結像した基板内および/または該基板上の各点の4つの電気的干渉シグナル値の獲得過程でのマルチピクセル検出器の結合ピクセルの結合像との効果に対する感度の減少でありうる。オーバレイ誤差は、結像した点に関連して結合検出器の個々のセットの4種類の結合像からなるセットでの誤差である。
別の利点は、走査モードで作動する場合、共焦点顕微鏡検査システムで使用されるピンホールの結合セットの特性におけるピンホールに対するピンホール変化の効果に対する感度低下があり、それらは走査の間、異なる時間に結像する基板内または該基板上の点に結合することである。
もう一つの利点は、走査モードで作動する場合、減らされた感度が、走査の間、異なる時間に像が作られる基板内または該基板上の点に対して結合する一組の結合ピクセル中でピクセル間変化の効果に対する感度の低下がある。
もう一つの利点は、走査モードで作動する場合、減らされた感度が、走査の間、異なる時間に像が作られる基板内または該基板上の点に対して結合する一組の結合ピクセル中でピクセル間変化の効果に対する感度の低下がある。
別の利点は、走査モードで作動する場合、縦干渉計システムに対する入力ビーム24のパルスのそれぞれの結合セットのパルスに対するパルス変化の効果に対する感度が減少することである。
マルチピクセル検出器の一組のコンジュゲート・ピンホールおよび結合ピクセルまたはマルチピクセル検出器のピンホールおよびピクセルは、ピンホールのアレイの隣接するピンホールおよび/またはマルチピクセル検出器の隣接するピクセルを含むことができ、あるいはピンホール・アレイから選択されたピンホールおよび/またはピクセル・アレイから選択せれたピクセルを含むものであってもよい。選択ピンホール間の分離は、ピンホール分離の整数であり、それぞれのピクセル・アレイ間の分離は、横または縦解像度と信号対雑音比の損失なしで、ピクセル分離の整数に対応する。対応する走査率は、マルチピクセル検出器で読み取られた比によって割った結合ピンホール・セットおよび/または結合ピクセル・セットに結合する測定対象物60上の点の間隔の整数倍に等しい。この特性は、単位時間あたりに結像した基板内および/または該基板上の点の数に関連した干渉共焦点顕微鏡のスループットの著しい増加を可能にする。
クワッド・ホモダイン検波方式に関して、線源18およびビーム調節装置22からの2つのパルス・シークエンスで結像している基板60内および/または該基板60上にある各点に対して、4つの電気的干渉シグナル値からなるセットを得る。結合している基板上および/または該基板内にある1つ点に対する視野の結合矩象を得るために用いる4つの電気的干渉シグナル値Sj(j=1,2,3,4)からなるセットは、以下の式による尺度係数内でクワッド・ホモダイン検波方式のために表示される。
等式(14)、(15)、(16)、および(17)では、|A2|/|A1|および|A4|/|A3|の比率がjまたはPjの値に依存していないと仮定される。本発明の範囲または精神のいずれかから逸脱することなく重要な特徴を出すためにSjの表現を単純化するために、等式(14)、(15)、(16)、および(17)では、jまたはPjの値に依存しない|A2|/|A1|および|A4|/|A3|に対応する帰還測定ビームの増幅比がjまたはPjに依存しないことも仮定される。しかし、|A2|/|A1|および|A4|/|A3|に対応する測定ビーム成分の増幅比が、それぞれ、比|A2|/|A1|および|A4|/|A3|とは異なる場合、比|C2|/|C1|および|C4|/|C3|は、比|A2|/|A1|および|A4|/|A3|とそれぞれ異なる。
ビーム32での対応する基準および測定ビーム成分間での相対位相シフトの制御によって、cosψA2C2=±sinψA1C1であることに留意する。等式(14)、(15)、(16)、および(17)を以下のように書き表すことが可能である。
クワッド・ホモダイン検波方式の残りの説明は、バイ・ホモダイン検波方式のために与えられる説明の対応する部分と同様である。
クワッド・ホモダイン検波を使用する際、視野の結合矩象が共同で得られることから、位相をトラッキングする際の誤差に関する潜在性の著しい減少が視野の結合矩象のシングル・ホモダイン検出で可能な限りの状況と異なった位相冗長性の結果としてあることが明白である。
クワッド・ホモダイン検波の多数の長所が、共同で取得した量である視野の結合矩象の結果としてある。
一つの利点は、結像される基板内または該基板上の点と、干渉共焦点顕微鏡を用いて、結合される基板内および/または該基板上の各点の4つの電気的干渉シグナル値の獲得過程でのマルチピクセル検出器のピクセルの結合セットのピクセルの結合像とののオーバーレイ誤差の効果に対する感度の低下である。オーバレイ誤差は、結像されている点と関連して結合検出器ピクセルのそれぞれの集合の4つの結合像のセットにおける誤差である。
別の利点は、走査モードで作動する際、感度の低下が、縦干渉計システムへの入力ビーム24のパルスの個々の結合セットのパルス対パルス変化の効果に対する感度の低下があることである。
別の利点は、走査モードで作動する場合、線源のたった一つのパルスが、少なくとも4つ電気干渉値の生成に要求されることから、スループットが上昇する。
第1の実施形態は、図2aに模式的に示した第1の実施形態の干渉計10を有する図1aないし図1cの縦干渉計システムを含む。干渉計10として、例えば、「トランスバース微分干渉共焦点顕微鏡」(“Transverse Differential Interferometric Confocal Microscopy”)と題された公有の米国特許仮出願第60/447,254号 (ZI−40)と、「トランスバース微分干渉共焦点顕微鏡」(“Transverse Differential Interferometric Confocal Microscopy”)と題された2004年2月13日出願米国特許出願(ZI−40)(両方ともHenry A.Hillによる)に記載されている干渉計が含まれる。これら米国特許仮出願および米国特許出願の内容全体を本明細書で援用する。
第1の実施形態の干渉計10は、符号110によって概ね示される第1の結像系と、ピンホール・アレイ ビーム・スプリッター112と、検出器 70と、符号210によって概ね示される第2の結像系とを有する。この第2の結合系210は、作動距離が大きい低出力顕微鏡である。例えば、ニコンELWDおよびSLWD対物鏡、ならびにオリンパスLWD、ULWD、およびELWD対物鏡である。第1の結像系110は、「干渉共焦点顕微鏡取り込みピンホール・アレイ ビーム・スプリッター」(“Interferometric Confocal Microscopy Incorporating Pinhole Array Beam−Splitter”)」と題された公有の米国特許仮出願第60/442,982号(ZI−45)と、「干渉共焦点顕微鏡取り込みピンホール・アレイ ビーム・スプリッター」(“Interferometric Confocal Microscopy Incorporating Pinhole Array Beam−Splitter”)」と題された米国特許出願第………号(2004年1月27日出願)(ZI−45)とに、部分的に記載されており、これらの米国特許仮出願および米国特許出願はともにHenry A.Hillによるもので、それらの内容全体を本明細書で援用する。
第1の結像系110を図2bに模式的に示す。この結像系110は、反射屈折系であり、例えば「反射光学反射屈折結像系(Catoptric Catadioptric Imaging System)」と題された公有の米国特許第6,552,852号B2(ZI−38)と「反射光学反射屈折結像系(Catoptric Catadioptric Imaging System)」と題された公有の米国特許第10/366,651号(ZI−43)とに記載されたものが挙げられる。なお、これら特許出願の両方ともHenry A.Hillによるもので、これらの引用特許出願の内容全体を本明細書の一部として援用する。
反射屈折結像系110は、反射屈折素子140および144と、ビーム・スプリッター148と、凸面レンズ150とを含む。面142Bおよび146Bは名目上曲率の同じ半径による凹球面であり、面142Bおよび146Bの曲率のそれぞれの中心のビーム・スプリッター148に関する結合点は同じである。面142Aおよび146Aは、名目上曲率の同じ半径による凸面球面である。面142Aおよび146Aの曲率の中心は、半径方向への僅かな変位Δr1およびΔr2によって、ビーム・スプリッター148の平面に対して平行な面で、横方向にシフトし、また、面146Bおよび142Bの曲率の中心に関してそれぞれ縦方向の変位Δz1およびΔz2がある。後述されるように、Δr1およびΔr2とに対応している変位ベクターの相対的な配向は、疑似ビームの影響を最小化するために選ばれる。相対的な変位Δz1およびΔz2は、基板60の面に関する情報の獲得に関して干渉計10のパフォーマンスを最適化するのに選ばれる。
ちょうど述べた僅かな変位の結果として、ビーム・スプリッター148を介してわかるように、面142Aの曲率中心の結合体は面146Aの曲率中心とは一致しない(または、同等にビーム・スプリッター148を通して見られるように、面146Aの曲率中心の結合体は面142Aの曲率中心と一致しない)。むしろ、それらの2点は、互いに関連する2つの面142Aおよび146Aの僅かな変位で測定される量によって変位している。さらに、その変位のベクターは、ビーム・スプリッター148の平面に対して垂直である成分と、ビーム・スプリッター148の平面に対して平行する成分とを有する。また、その変位のベクトルは、ビーム・スプリッター148の平面に対して垂直である成分とビーム・スプリッター148の平面に対して平行である成分とを有する。異なる方法で述べたように、2つの面142Aおよび146Aの曲率の中心は、ビーム・スプリッター148の平面に対して垂直であるよりはむしろ、これら2つの面の相対的な変位によって決定される小さな角度で、垂直から逸脱している。
凸面レンズ150の曲率中心は、面142Bの曲率中心と同じである。面146Bの曲率の半径は、結像系110の有効立体角で損失を最小化して、最終用途のために許容可能な結像系110の作動距離(例えば、mmオーダーで)を得るために、選択される。反射屈折結像系110の軸外収差が補償されるように、凸面レンズ150の曲率の半径が選択される。素子140および144の媒体は、例えばSF11のようなCaF2、融解石英または商業的に入手可能なガラスであることができる。凸面レンズ150の媒体は例えばCaF2であってもよい。また、融解石英、YAGまたは商業的に入手可能なガラスがそのようなSF11である。要素140および144と凸面レンズ150の選択における重要な検討が、ビーム24の周波数に対する分光透過性(transmission properties)である。
凸面レンズ152は、凸面レンズ150の曲率中心と同様の曲率中心を有する。凸面レンズ150および152は、中間にあるピンホール・ビーム・スプリッター112と共に結合している。ピンホール・アレイビーム・スプリッター112を、図2cに示す。ピンホール・アレイビーム・スプリッターのピンホールのパターンは、最終用途の必要条件にマッチするように選ばれる。パターンの例として、2つの直交方向に等しく間隔を置いて配置されたピンホールの二次元アレイが挙げられる。ピンホールは円形アパーチャー、矩形アパーチャー、またはそれらの組み合わせであってもよく、例えばHenry A. Hillおよび Kyle Ferricによる「共焦点および近視野顕微鏡検査のための複数の線源アレイ」(Multiple−Source rays for Confocal and Near−field Microscopy)と題された公有の米国特許出願第09/917, 402号(ZI−15)に記載されており、該米国特許の内容全体を本明細書で援用する。ピンホール・アレイビーム・スプリッター112のピンホール間の間隔は、図2cに“b”として示されており、この際アパーチャー・サイズを
“a”としている。
“a”としている。
入力ビーム24は、ピンホール・ビーム・スプリッター112に向けてミラー54により反射され、その第1の部分が出力ビーム(図2参照)の基準ビーム成分130Aおよび130Bとして、またその第2の部分がビーム成分の測定ビーム成分126Aおよび126Bとして送られる。ビーム成分の測定ビーム成分126Aおよび126Bは、基板60の表面から変位した像平面にある複数の像点からなるアレイに対して、ビーム成分の測定ビーム成分128Aおよび128Bとして、結像する。
基板60の表面から変位する像平面の像点アレイは、像点の第1のアレイに関して横方向および縦方向に変位している第1および第2の像点アレイを含む。第1および第2の像点アレイの点164および166からなる対応する対を、概略的に図2dおよび図2eに示す。凸面142Aおよび146Aが図2dおよび2eのx−z平面に横たわり、(−、2xi、0,2zl)および(−2x2 0 −2z2)が対をなす像点のそれぞれの位置であるような場合のために、第1および第2の像点アレイスポット164および166からなる対応する対を図2dおよび2eに概略的に示す。面142Aおよび146Aの変位は、本発明の範囲または精神を制限することなく重要な態様の説明を単純化するために、x−z平面に制限される。面142Aの曲率中心の変位は、負のx方向と正のz方向とにある。面146Aの曲率中心の変位は、正のx方向および負のz方向にある。一対の像点164および166の変位は、面142Aおよび146Aの曲率の中心の変位の結果である。像点164に貢献しているビームの通過経路の例は、ビーム126Eであり、画像点166に貢献しているビームの通過経路はビーム126F(図2dを参照せよ)である。図2dで、反射屈折素子の左側が反射された測定ビーム(ビーム・スプリッター148の反射する)がどのように点164に焦点化するかについて説明し、反射屈折素子の右側は、感染する測定ビームがどのように点166に集中するかについて説明する。反射された測定ビームが、左側の上の反射された測定ビームのように、点164に焦点が合せられる右側にもある。同様に、感染する測定ビームが左側にあり、右側の上の感染する測定ビームのように、それは点166に焦点が定められる。
ビーム126Eの一部はまた、ビーム・スプリッター148によって2回反射され、凸面レンズ142Aによって1回反射されるので、位置(−2xl/n,0,−2zl/n)(nは凸面レンズ150および152の屈折率)で像点184(図2d参照)が形成される。また、一部のビーム126Fはビーム・スプリッター148によって二回送られ、位置(2x2/n,0,2z2/n)で像点186(図2d参照)を形成するために、凸面面146Aによって一度反射される。
次に、基板60の表面によって反射される像点164および166を含んでいるビームの一部に対する反射屈折結像系110の影響を検討する。反射された像点は、図で示すように、像源164Iおよび166Iによって表される。反射された部分は、ビーム128Aおよび128Bの帰還測定ビーム成分の一部であって、反射屈折結像系110によって、ピンホール・アレイビーム・スプリッター 112(図2e参照)の空間にある4つの点190、192、194、および196に結像される。ビーム126Eおよび126Fのピンホール源に対する個々の点の一は、(0,0,[2hl−4z1]/2)、(0, 0,[2h2+4z1]/2)、(−2[x1+x2]/n,0,2h2/n)、および(2 [x1 + x2]/n, 0, 2h1/n) であり、ここでh1およびh2は像点164および166の高さ(基板60の面よりも下)である。基板60の面は、図2eでは不図示である。図2eで像点164および166の間に位置する垂直および水平の破点鎖線の交差点は、凹面146B(図2b参照)の曲率中心に対応する。
像点190および192を形成しているビームの部分は、ビーム成分130Aおよび130Bの成分としてビーム126Eおよび126Fのピンホール源に対応しているピンホールによって送られる。像点184,186、194、および196を形成しているビームは、共焦点結像系110の性質として1ビーム126Eおよび126Fのピンホール源に対応しているピンホールによって、送られることはない。さらに、ピンホール・アレイ112によって像点184,186、194、および196を形成しているビームの部分の反射によって発生する疑似ビームの効果を減らすために、ピンホール・アレイ112のそれぞれの表面は、反射防止コーティングで被覆される。
凸面142Aおよび146Aの曲率の中心のX−Y平面での変位が直交であるものが選ばれる場合(例えば、凸面142Aおよび146Aの中心の変位は、それぞれX−ZおよびY−Z平面)、ピンホール・アレイ112による像点184、186、194、および196を形成するビームの一部の反射によって発生する疑似ビームの効果が減少する。対応する変位は、Δx1およびΔy2である。X−Y平面における像点184,186、194、および196の結果として生ずる位置を模式的に図2fに示す。図2fに示す像点パターンによれば、像点194および196を形成するビームのピンホール・アレイ112の低反射面によってのみ反射されることで、第2の疑似ビームが生ずる。この疑似ビームの一部分が、ビーム126Eおよび126Fのピンホール源に対応するピンホールによって続けて送られる。第2の疑似ビームの効果の増幅は、ピンホール・アレイ112にある対応するピンホールによって送られた点190および192を形成するビームの位置の増幅の2%台以下である。図2cに模式的に示す像点184、186、192、194、および196の結果として生ずる位置について、対応する疑似ビームの効果の増幅は、ピンホール・アレイ112にある対応するピンホールによって送られた対応する点190および192を形成するビームの一部の40%台以下である。
基質60の表面上の副波長アーティファクトおよび/または欠損によって散乱される像点164および166を含むビームの一部分に対する反射屈折結像系110の影響の説明は、基質60の表面によって反射される像点164および166を含むビームの一部に対する反射屈折結像系110の影響についての説明の土台を形成する分析の変型例である分析にもとづく。
次のステップは、結像系210によって出力ビーム成分130Aおよび130Bを、CCD等のマルチピクセル検出器70のピクセルに一致する点・アレイに対して結像し、複数の電気的干渉シグナル72からなるアレイを生成する。電気的干渉シグナル・アレイは、後に続く結合矩象アレイ処理のためにシグナル処理および制御装置80に送られる。
入力ビーム24の説明は、図1cで示される二周波数生成装置および周波数シフターとして構成されるビーム調節装置22で図1aの入力ビーム24のために与えられる説明の対応する部分と同様である。入力ビーム24は、異なる周波数を有して、平面偏光の同じ状態を有する2つの成分を含む。入力ビーム24の個々の成分の周波数は、電子処理および制御装置80によって発生する制御シグナル74によって、ビーム調節装置22によって異なる周波数値の間で移される。ビーム20は、単一の周波数成分を含む。
帰還測定ビームの視野結合矩象は、電気的干渉シグナル72の4つの測定の集合が作られるバイ・ホモダイン検波方式を使用して得られる。視野の結合矩象アレイは、干渉図的に、個々の結合矩象が基板内または該基板上で一対の点から散在/反射されたビームの視野結合矩象の差を含む干渉計共焦点結像系10で測定される。結合矩象のアレイは、共同で、すなわち同時に測定され、各結合矩象の成分は共同で測定される。
基板内または該基板上の複数の点からなる対によって続けて散乱/反射されたビームの相対的な位相は、単一の干渉計システム・パラメーターの制御、測定の相対的な光路長、ならびに基板60内または該基板60上の点の対の帰還測定ビーム成分それぞれの点によって、調整される。相対位相の調整は、凸面146Aに対して凸面142Aの縦方向変位を生ずることで、おこなう。これは、素子144の厚みと関連して素子140の厚みを変えることによって達成することが可能である。あるいは、薄層を面142Aおよび/または面146Aに付加してもよい。位相に変化を加える技術の別のレイは、エアギャップ、例えば厚さを調節可能にしたエアギャップによって、凸面142Aの隣に凹状反射面を設けることである。後のレイでは、凸面142Aが反射防止コーティングで覆われる。
第1の実施形態で測定された結合矩象は、良好な近似を以下のように記述することができる複合増幅V2(h1,z1,h2,z2,x)の 成分に比例する。
等式(29)における係数exp(ix)は、良好な近似では大きさが1の係数として記述される。すなわち、点164および166(図2d参照)を形成するビームの個々に対するピンホール源は、ピンホール・アレイ・ビーム・スプリッター112と同一のピンホールであり、点190および192を形成するビームの共焦点空間フィルタリングを実行するピンホールは、ピンホール・アレイ・ビーム・スプリッター112(図2cおよび図2e参照)のピンホールと同一であり、さらに、同一ピンホールによるフィルタリング(すなわち転送)が続いて行われた点190および192を形成するビームの一部分は、検出器70の同一のピクセルによって検出される。この特徴は、結像系110の顕著な利点の一つを示している。
第2の実施形態は、暗視野モードで作動するために構成された第1の実施形態を含む。第2の実施形態の暗視野構成では、
等式(33)の特性は、べき級数で表現されるh1およびh2の低次元項の検査によって容易に認識される。
反射率R1 1/2およびR2 1/2を仮定する値のいずれかでの誤差は、ある誤差を(h1−h2)に取り込ませることができる。反射率R1 1/2およびR2 1/2のローカル値に関する情報は、別個の測定によって得られる。「トランスバース微分干渉共焦点顕微鏡」(“Transverse Differential Interferometric Confocal Microscopy”)と題された引用の米国特許仮出願第60/447,254号(ZI−40)、米国特許出願第………号(2004年2月)(ZI−40)の第2の実施形態で測定された結合矩象は、複合増幅V1(h1,0,h2,0,x=π)の成分に比例している。「トランスバース微分干渉共焦点顕微鏡」(“Transverse Differential Interferometric Confocal Microscopy”)と題された引用の米国特許仮出願第60/447,254号(ZI−40)、米国特許出願第………号(2004年2月)(ZI−40)の複合増幅V1(h1,0,h2,0,x=π)は、等式(36)の特定のケースに一致する。すなわち、
反射係数の違いの測定は、基板60のそれぞれの領域の特性に関する情報(例えば第2の領域の複合屈折率に関連した領域での屈折率に関する情報)を得ることにも用いることができる。
第2の実施形態でのz1の値の選択は、例えば式(36)および(37)によって発現させてV2(h1,z1,h2,z2,x=π)の感度を、所定の最終用途で情報が望む量に最適化する。選択プロセスでは、球面ベッセル関数の特性は、重要な役割も演ずる。ji(x)の一つの特性は、Ji(x)はx1o2.1で最大値を示し、他の特性は
でj0(x)=0を示す。
でj0(x)=0を示す。
暗視野モードの作動は、結合矩象と増加したスループットのアレイによって見受けられる情報での系統的および統計的誤差の減少につながる。情報は、基板60内または該基板60上の1つ以上の面のプロフィールのトランスバース導関数、基板60の一次元、二次元、および三次元横差分画像、基板60上または該基板60内でのクリティカルな大きさの特徴またはアーティファクト、さらに基板60内または該基板60上での副波長欠陥の大きさおよび位置を含む。
結合点によって測定ビーム成分の散乱/反射によって発生する帰還測定ビームのバックグラウンド成分は、同じであって、したがって、電気的干渉シグナル72に関与しない。したがって、バックグラウンド成分は、第1および第2の実施形態の両方に関して、電気的干渉シグナル72の平均値または電気的干渉シグナル72の干渉項のいずれに対しても貢献するわけではない。
統計誤差の減少は、暗視野モードの作動の直接的な結果でもある。バックグラウンド視野の貢献は、同じ振幅および位相差πを持つバックグラウンド視野の重畳によって、しかし強度を減算することなく、第2の実施形態において除去/排除される。暗視野の結果として、ビーム24の強度は検出器70の飽和なしで有意に増加することができ、統計誤差の対応する減少が成し遂げられる。
スループットの増加は、暗視野モードで作動する直接的な結果である。測定した結合矩象アレイで或程度の精度を達成するために求められる時間は、暗視野モードで作動することで許容されるビーム24の強度の増加によって減少する。
暗視野の結果として、ビーム24の強度は、検出器70の飽和なしで、有意に増加することができる。
暗視野の結果として、ビーム24の強度は、検出器70の飽和なしで、有意に増加することができる。
また、暗視野モードで作動する場合、基板60の局所的等方性セクションでの副波長アーティファクトを含んでいる一対の点に対応している測定された視野結合矩象は、基準副波長アーティファクトと関連して副波長アーティファクトに関する情報を表す。基準副波長アーティファクトは、局在的等方性セクションの特性とアーティファクトのそれらと類似する大きさとを有する。
したがって、測定される特性は基板60内または該基板60上で副波長アーティファクトのクリティカルな大きさおよび位置についての情報を含む。
したがって、測定される特性は基板60内または該基板60上で副波長アーティファクトのクリティカルな大きさおよび位置についての情報を含む。
また、暗視野モードで作動する場合、副波長欠陥を基板60の局在的等方性切片に含んでいる一対の点に対応している測定された視野結合矩象は、基準副波長欠陥と関連して副波長欠陥に関する情報を表す。基準副波長欠陥は、局在的等方性切片の特性および欠陥のそれらと類似の大きさを有する。したがって、測定される特性は基板60内または該基板60上で副波長欠陥の大きさおよび位置についての情報を含む。
バックグラウンド視野の干渉計補正の精度は、いくつかの理由から、第1および第2の実施形態が高い。高精度の干渉計補正は、ピンホール・アレイビーム・スプリッター112では、ピンホールの特性は依存していない。例えば、ピンホールの直径を、例えば2倍に変化することができ、および/または、ピンホールの形状を、丸いアパーチャーから正方形のアパーチャーまで変化させることが可能である。また、関連したバックグラウンド視野での干渉計補償のレベルは変化しない。一対の点の第1の点と関連するバックグラウンド視野の振幅および位相は、ピンホール・アレイビーム・スプリッター112のピンホールの特性に影響されない一対の点の第2の点と関連するバックグラウンド視野の振幅および位相と同等である。
外部の媒体(例えば空気)による基板60のインタフェースの屈折率の不適当な組合せの効果の補償は、例えば、ピンホール・アレイビーム・スプリッター112とレンズ150の間に薄い低い屈折率層の追加して、第1および第2実施形態で補償するこも可能である。空気は、例えば、米国で記載されて、ピンホール・アレイビーム・スプリッター112とレンズ150の間で薄い低い屈折率層の追加によって、第1および第2実施形態で補償されることができ、このことは、例えばHenry A. Hillによる「共焦点と干渉共焦点顕微鏡検査の基板−媒体インタフェースの屈折率の不適当な組合せの効果の補償」(“Compensation for Effects of Mismatch in Indices of Refraction at a Substrate−Medium Interface in Confocal and Interferometric Confocal Microscopy”と題された米国特許仮出願第60/444,707号 (ZI−44) および「共焦点と干渉共焦点顕微鏡検査の基板−媒体インタフェースの屈折率の不適当な組合せの効果の補償」(“Compensation for Effects of Mismatch in Indices of Refraction at a Substrate−Medium Interface in Confocal and Interferometric Confocal Microscopy”と題された米国特許出願第………号
(2004年2月4日出願)(ZI−44)に記載されている。本明細書ではこの米国仮出願および米国出願の内容全体を援用する。屈折率の不適当な組合せの効果の補償で、基板の内部への結像が、100nmのオーダーに達する横解像度と200nmのオーダーに達する縦解像度でおこなわれる。このような内部への結像は、1mmのオーダーの作動距離で、また少なくとも3μmのオーダーの基板内の深さに対して、得られる。
(2004年2月4日出願)(ZI−44)に記載されている。本明細書ではこの米国仮出願および米国出願の内容全体を援用する。屈折率の不適当な組合せの効果の補償で、基板の内部への結像が、100nmのオーダーに達する横解像度と200nmのオーダーに達する縦解像度でおこなわれる。このような内部への結像は、1mmのオーダーの作動距離で、また少なくとも3μmのオーダーの基板内の深さに対して、得られる。
第1および第2実施形態のスループットは、導波路構造で入力ビーム24に連結するピンホール・アレイビーム・スプリッターを用いて、さらに増加させることができ、このことは、例えばHenry A.Hillによる「共焦点および近視野共焦点顕微鏡検査のために導波路構造および共鳴構造によって送られる複数のソース・アレイ」(“Multiple−Source Array Fed By Guided Wave Structures and Resonant Structures for Confocal And Near−Field Confocal Microscopy”)と題された公有の米国特許仮出願第60/445,739号(ZI−39)および「共焦点および近視野共焦点顕微鏡検査のために導波路構造および共鳴構造によって送られる複数のソース・アレイ」(“Multiple−Source Array Fed By Guided Wave Structures and Resonant Structures for Confocal And Near−Field Confocal Microscopy”)と題された米国特許出願第………号(2004年2月6日出願)(ZI−39)に記載されている。本明細書ではこの米国仮出願および米国出願の内容全体を援用する。
第1および第2の実施形態もまた、クワッド・ホモダイン検波方式について構成することも可能であり、この例は、本明細書に記載され、また引用の米国特許仮出願60/442,858号(ZI−47)ならびに「インターフェロメトリーにおける対象物による視野結合矩象の反射/散乱ビームの共同測定のための装置および方法」(“Apparatus and Method for Joint Measurements of Conjugated Quandratures of Reflected/Scattered Beams by an Object in Interferometry”)と題された引用の米国特許出願(2004年1月27日)(ZI−47)に記載され
ている。
ている。
第3の実施形態を図3に模式的に示す。第3の実施形態を、第1および第2実施形態に機能的に等しく構成することができる。第1および第2実施形態と第3の実施形態間の主要な違いは、従来の共焦点ピンホール・アレイ112A、112B、および112Cによるピンホール・アレイビーム・スプリッター112の置換である。
図3を参照すると、入力ビーム24が偏光ビーム・スプリッター330上に入射し、その第1の部分が干渉計410の測定光として送られ、またその第2の部分が干渉計410の基準ビームとして、ミラー332および334による反射後、反射される。測定ビームおよび基準ビームがピンホール・アレイ112Aおよび 112Bに、それぞれ入射する。ピンホール・アレイ112Aおよび112Bは、個々ピンホール・アレイ112Cとコンジュゲートする。
ピンホール・アレイ112Bに入射した基準ビームの一部がビーム・スプリッター340によって送られ、またその一部がレンズ360に集束し、さらにその一部がレンズ360に集束してピンホール・アレイ112C上に複数の点からなるアレイとなる。
ピンホール・アレイ112Aに入射した測定ビームの一部がビーム・スプリッター340によって送られ、その第1および第2の部分が基板60上の複数の点からなるアレイに集束する。偏光ビーム・スプリッター342、複光路1/4波長板346による反射および転送、凹ミラー350による反射、さらにレンズ354による焦点合わせの後、上記第1の部分が複数の点からなる第1の点・アレイに集束する。上記第2の部分は、偏光ビーム・スプリッター342、複光路1/4波長板348、凸ミラー352による反射、さらにレンズ354による焦点合わせの後、複数の点からなる第2の点・アレイに集束する。第1および第2の点・アレイの説明は、第1および第2実施形態の対応する点アレイの説明と同様である。相対的に縦横で変動する第1および第2の点・アレイは、凸面ミラー352を基準にした凹ミラー350の回転および縦方向変位によって制御される。実際は図3の平面に対して45度の角度にある光学系310の配向を、本発明の範囲または精神から逸脱することなく説明を単純化するために図3の平面内に配向させて示す。
第1および第2アレイスポットを形成する測定ビームの一部分が、それぞれ帰還測定構成成分の第1および第2のアレイとして、基板60によって反射/散乱される。帰還測定ビーム成分の第1のアレイは、結像系310を介して測定ビーム成分のそれに先立つアレイの経路をたどり戻り、またその一部分は、ビープ・スプリッター340による反射の後に、ピンホール・アレイ112Cで、点点上に集束される。帰還測定ビーム成分の第2のアレイは、結像系310を介して測定構成成分の先行するアレイをたどり戻り、その一部分はビープ・スプリッター340による反射の後に、ピンホール・アレイ112Cで、点点上に集束される。
ピンホール・アレイ112Cでの2つの点アレイの説明は、ピンホール・アレイビーム・スプリッター112での第1および第2の実施形態における対応する点アレイに対してなされた説明の部分と、点の変位が係数1/nによって減少しない点を除いて、同じである。ピンホール・アレイ112Cが接する媒体の屈折率は、本発明の範囲および精神から逸脱しない限り、1と仮定する。
重畳点アレイの一部分および基準ビームの一部分がピンホール・アレイ112Cによって送られ、電気的干渉シグナル72を生成するために分析器362によって送られた後、検出器70によって検出される。分析器362は、重畳点アレイおよび基準ビームの伝搬部分の偏光状態をミキシングする。
入力ビーム24の説明は、図1bに示す二周波数生成装置および位相装置ならびに単一の周波数成分を含むビーム20として構成される光調節装置22によって、図1aの入力ビーム24に対してなされた説明の対応する部分と同様である。入ビーム24は、異なる周波数を有する2つの成分を含み、個々の成分は異なる状態の平面偏光を持つ2つの成分を有する。ビーム調節装置22に関する議論で述べられるように、入力ビーム24の成分の相対的な位相は電子処理および制御装置80によって発生する制御シグナル74によって異なる値の間を移動する。
第3の実施形態の説明の残りの部分は、第1および第2実施形態のために与えられる対応する部分と同様である。
いくつかの実施形態では、ピンホール・アレイビーム・スプリッター112は基板60の走査方向の反対側方向で走査をおこなうことが可能であり、この際の走査速度は、ピンホール・アレイビーム・スプリッター12のピンホールの結合像は、結像されている基板60上または該基板60内の点がとどまるような速度とする。作動のこの走査モードは、レチクル・ステージの相対的な動作と走査モードで作動しているリソグラフィー・ツールのウエハステージとに類似している。共焦点顕微鏡検査システムの結合共焦ピンホールの伝統的な重大な配列の問題はほとんどない。すなわち、基準ビームアレイを生成しているピンホールのレジストレーションと測定ビームのアレイを生成しているピンホールのレジストレーションとが自動である。
第4の実施形態は、干渉計10を有する図1a〜1cの縦干渉計システムから構成される。この干渉計10は、引用米国特許第5,760,901号に記載されたような、干渉型遠視野共焦点顕微鏡を含む。第4の実施形態では、ビーム調節装置22が図1bに示す二周波数生成装置および位相装置として構成される。引用米国特許第5,760,901号の実施形態では、反射または伝播モードのいずれかで作動する構成になっている。第4の実施形態は、引用米国特許第5,760,901号がバックグラウンド減衰特性を持つことから、バックグラウンドの効果を抑えた。
第5の実施形態は、干渉計10を有する図1a〜1cの縦干渉計システムから構成される。この干渉計10は、引用米国特許第5,760,901号に記載されたような、干渉型遠視野共焦点顕微鏡を含むもので、ここでは位相マスクが省かれている。第5の実施形態では、光調整装置22が図1bに示す二周波数生成装置および位相装置として構成される。引用米国特許第5,760,901号の実施形態では、反射または伝播モードのいずれかで作動する構成になっている。第5実施形態は、引用米国特許第5,760,901号の実施形態の位相マスクを省くことで、共焦点技術の適用の基本的形態を提示した。
第6の実施形態は、干渉計10を有する図1a〜1cの縦干渉計システムから構成される。この干渉計10は、引用米国特許第6,480,285号B1に記載されたような、干渉型遠視野共焦点顕微鏡を含む。第6の実施形態では、光調整装置22が図1bに示す二周波数生成装置および位相装置として構成される。引用米国特許第6,480,285号B1の実施形態では、反射または伝播モードのいずれかで作動する構成になっている。第6の実施形態は、引用米国特許第6,480,285号B1がバックグラウンド減衰特性を持つことから、バックグラウンドの効果を抑えた。
第7の実施形態は、干渉計10を有する図1a〜1cの縦干渉計システムから構成される。この干渉計10は、引用米国特許第6,480,285号B1に記載されたような、干渉型遠視野共焦点顕微鏡を含むもので、ここでは位相マスクが省かれている。第5の実施形態では、光調整装置22が図1bに示す二周波数生成装置および位相装置として構成される。引用米国特許第6,480,285号B 1の実施形態では、反射または伝播モードのいずれかで作動する構成になっている。第7実施形態は、引用米国特許第6,480,285号B 1の実施形態の位相マスクを省くことで、共焦点技術の適用の基本的形態を提示した。
第8の実施形態は、干渉計10を有する図1a〜1cの縦干渉計システムから構成される。この干渉計10は、引用米国特許第6,445,453号(ZI−14)に記載されたような、干渉型遠視野共焦点顕微鏡を含む。第8の実施形態では、光調整装置22が図1bに示す二周波数生成装置および位相装置として構成される。引用米国特許第6,445,453号の実施形態では、反射または伝播モードのいずれかで作動する構成になっている。引用米国特許第6,445,453号の第8の実施形態では、特に、基準ビームから分離され、非共焦点結像系によって結像されている基板上に入射した測定ビームによる伝播モードで作動するように構成された。すなわち、基板での測定ビームは、ピンホールのアレイの像ではないが、拡張された点である。したがって、第8の実施形態の対応する実施形態は、測定ビームのためにバイ・ホモダイン検波方式の適用を非共焦点構成において示す。
別の実施形態は、実施形態の変形例として、バイ・ホモダイン検波方式の代わりにクワッド・ホモダイン検波方式を使用することが可能である。図1a〜1cで示される装置に基づく実施形態のために、クワッド・ホモダイン検波方式を使用する実施形態の対応する装置の変形例は図1a〜1cで示す。装置の変形例、例えば第1の実施形態で使用される装置では、顕微鏡220に対して、散乱的な要素(例えば直接視プリズムおよび/または二色性のビーム・スプリッター)を備えるための改良を施す。二色性のビーム・スプリッターで構成する場合、第2の検出器をシステムにさらに加える。装置の変形例の説明は、「ピンホール・アレイビーム・スプリッターを組み込んだ干渉共焦点顕微鏡検査」(“Interferometric Confocal Microscopy Incorporating Pinhole Array Beam−Splitter”)と題された引用米国仮特許出願第60/442,982号(ZI.45)および米国特許出願第………号(2004年1月27日出願)(ZI−45)で対応するシステムのために与えられる説明の対応する部分と同様である。
実施形態の変形例を、結合矩象の非共同の測定の生成のためにダブル・ホモダイン検波方式を使用するように構成してもよい。実施形態の変異体の入力ビーム24は、クワッド・ホモダイン検波方式と、ビーム32の4周波数成分の個々が検出器70の異なるピクセルに向けられるようにした4周波数の選択とを用いる構成となった実施形態に関して説明されるように、4つの周波数成分から構成され、直接視プリズムおよび/または二色性のビーム・スプリッターによる分光をともなう。電気的干渉シグナル値の4つのアレイを同時に得て、シングル・ホモダイン検波方式のために本明細書中に記載される手順を使用して、結合矩象の増幅のための処理がおこなわれる。
Claims (19)
- 対象物を測定するための微分干渉共焦点顕微鏡であって、
該顕微鏡は、 線源側ピンホール・アレイと、
検出器側ピンホール・アレイと、
前記対象物が配置されるところに近接した対象物面の前面に位置した複数の点からなる第1アレイスポットと前記対象物の裏側にある複数の点からなる第2アレイスポットとの上に、線源側ピンホール・アレイの複数のピンホールからなるアレイを結像させる干渉計とを具備し、
前記第1および第2アレイスポットは、前記対象物に対して垂線となる方向および前記対象物に対して平行となる方向に沿って互いに変位し、前記干渉計は、前記検出器側ピンホール・アレイの裏側にある第1の像平面に、前記第1アレイスポットを結像すること、および前記検出器側ピンホール・アレイの前面にある第2の像平面に複数の点からなる第2の点・アレイを結像することもおこない、前記結像された複数の点からなる第1アレイスポットの個々の点が、前記撮像された複数の点からなる第2アレイスポットの対応する異なる点と前記検出器側ピンホール・アレイの対応する異なるピンホールとに位置合わせされる、微分干渉共焦点顕微鏡。 - 対象物を測定するための微分干渉共焦点顕微鏡であって、
該顕微鏡は、 線源側ピンホール・アレイと、
検出器側ピンホール・アレイと、
一方が第1の対物面にあり、他方が、前記第1の対物面に平行し、かつ前記第1の対物面から変位した第2の対物面にある2つの位置からなる対応する異なる対に、前記線源側ピンホール・アレイの個々のピンホールを結像し、それによって前記第1の対物面に前記線源側ピンホール・アレイの第1の像と前記第2の対物面に前記線源側ピンホール・アレイの第2の像とを生成し、また前記第1の像からの複数の帰還測定ビームからなる第1のアレイと前記第2の像からの複数の帰還測定ビームからなる第2のアレイとを前記検出器側ピンホール・アレイに向けて投影することで、複数の集束ビームからなる第1のアレイと複数の集束ビームからなる第2のアレイとを生成する干渉計とを具備し、
検出器側ピンホール・アレイは、前記第1および第2の集束ビームアレイの視野の結合矩象の違いである視野の結合矩象のアレイを生成する、微分干渉共焦点顕微鏡。 - 測定されている対象物が配置されるところの近傍に、第1の対物面と、該第1の対物面から変位し、かつ平行した第2の対物面とを有する、前記対象物を測定するための微分干渉共焦点顕微鏡であって、前記顕微鏡は、
線源側ピンホール・アレイと、
検出器側ピンホール・アレイと、
前記線源側ピンホール・アレイの選択されたピンホールからのビームを受光し、前記受光したビームの第1の部分を前記第1の対物面にある対応している第1の位置上に集束し、前記受光したビームの第2の部分を前記第2の対物面にある対応している第2の位置に集束する干渉計とを具備し、前記干渉計は、前記第1の位置からの第1の帰還ビームと前記第2の位置からの第2の帰還ビームとを受光し、かつ前記第1および第2の帰還ビームの個々の少なくとも一部を前記検出器側ピンホール・アレイの対応するピンポールに集束させることで、前記対応するピンホールに集束した第1および第2の帰還ビームの視野の結合矩象の差を生ずるように、前記干渉計が配置されており、前記選択されたピンホールは、前記線源側ピンホール・アレイの任意のピンホールである、微分干渉共焦点顕微鏡。 - 対象物を測定するための微分干渉共焦点顕微鏡であって、該顕微鏡は、
複数のビームからなるアレイを生成するための線源側器側ピンホール・アレイと、
検出器側ピンホール・アレイと、
第1の反射面を提供する第1の光学素子、第2の反射面を提供する第2の光学素子、および前記第1および第2の光学素子のあいだに配置されたビーム・スプリッターを含む干渉計とを具備し、
前記ビーム・スプリッターは、前記入力ビームアレイから、複数の測定ビームからなる第1のアレイと複数の測定ビームからなる第2のアレイとを生成し、
前記第1の反射面が、複数の測定構成からなる第1のアレイを、物空間で第1の対物面上の複数の位置からなる第1のアレイ上に焦点を合わせることに関与し、また前記第2の反射面が、複数の測定構成からなる第2のアレイを、物空間で第2の対物面上の複数の位置からなる第2のアレイ上に焦点を合わせることに関与し、
前記第1および第2の対物面が互いに平行かつ変位しており、
前記第1の測定ビームアレイが前記対象物から複数の帰還ビームからなる第1のアレイを生成し、また前記第2の測定構成アレイが複数の帰還ビームからなる第2のアレイを生成し、
前記第1の反射素子が、前記第1の帰還ビームアレイから、第1の像平面上の複数の点からなる第1アレイスポットに集光する複数の集束ビームからなる第1のアレイを生成することに関与し、また前記第2の反射素子が、前記第2の帰還ビームアレイから、第2の像平面上の複数の点からなる第2アレイスポットに集光する複数の集束ビームからなる第2のアレイを生成することに関与し、
前記第1および第2の像面が前記検出器側ピンホール・アレイに隣接し、かつ反対側にあり、さらに前記検出器側ピンホール・アレイが前記第1および第2の集束ビームアレイを組み合わせて複数の出力ビームからなるアレイを形成する、微分干渉共焦点顕微鏡。 - 線源側ピンホール・アレイおよび検出器側ピンホール・アレイの両方として単一のピンホール・アレイが用いられる、請求項4の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記第1の光学素子は、前記単一のピンホール・アレイと前記ビーム・スプリッターとの間に位置し、前記第2の光学素子は、使用中に前記対象物が置かれている位置と前記ビーム・スプリッターとの間に位置し、前記第1の反射面は、前記ビーム・スプリッターを通して見られるように対応するコンジュゲートがある曲率中心を持ち、また前記第2の反射面は、第1の反射面の曲率中心の対応する結合体と関連して変位する曲率中心を持つ、請求項5の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記ビーム・スプリッターによって定まる平面に対して垂線となる第1の方向および前記ビーム・スプリッターによって定まる平面に対して平行となる第2の方向に、前記第1の反射面の曲率中心と前記第2の反射面の曲率中心との前記コンジュゲートが互いに変位する、請求項6の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 第1の反射面は前記第1の位置アレイ上へ前記ビーム・スプリッターを介して前記第1の測定ビームアレイを焦点を合わせることに関与し、また第2の反射面は、前記第2の位置アレイ上へ前記ビーム・スプリッターを介して前記第2の測定ビームアレイに関与する、請求項7の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記第1の反射素子は前記第1の集束ビームアレイの生成に前記ビーム・スプリッターと協働して関与し、前記第2の反射素子は前記第2の集束ビームアレイの生成に前記ビーム・スプリッターと協働して関与する、請求項8の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記第1の反射面は、前記対象物上の一点と実質的に同心である、請求項9の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記第2の光学素子は、前記対象物とビーム・スプリッターとのあいだに位置する屈折面を設けることで前記対象物からのビームを受光する、請求項9の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記第1の反射面は第1の半径を有している球体に実質的に合致し、前記屈折面は第2の半径を有している球体に実質的に合致し、前記第1の半径が第2の半径より大きい、請求項11の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記第1の光学素子は、前記ビーム・スプリッターと前記単一のピンホール・アレイとのあいだに位置する屈折面を設ける、請求項9の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記第2の反射面は、前記単一のピンホール・アレイ上の像点と実質的に同心である、請求項9の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記第2の反射面は第1の半径を有している球体に実質的に合致し、前記屈折面は第2の半径を有している球体に実質的に合致し、前記第1の半径が第2の半径より大きい、請求項13の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記単一のピンホール・アレイが二次元アレイである、請求項9の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記二次元アレイが均等に離間した複数のホールからなる、請求項16の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記均等に離間した複数のホールが円形アパーチャである、請求項17の微分干渉共焦点顕微鏡。
- 前記第1および第2の対物面が微分共焦干渉計顕微鏡の縦解像度のオーダーで互いに離間している、請求項9の微分干渉共焦点顕微鏡。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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