JP2014238394A - 試料表面の干渉信号を生成する干渉計システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】試料表面の干渉信号を生成する干渉計システムを改良する。
【解決手段】本発明において、干渉計システムは、試料表面の干渉信号を生成する干渉計システムであって、広帯域照明ビームを供給する広帯域照明器と、前記広帯域照明ビームを、参照光反射体で反射する参照ビームと、前記試料表面で反射する測定ビームとに分割するビームスプリッタと、前記参照光反射体で反射する前記参照ビームと前記試料表面で反射する前記測定ビームとの干渉光の強度を受信し、干渉信号を生成する検出器と、前記ビームスプリッタ及び前記参照光反射体の少なくとも何れか一方に設けられ、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の強度バランスを調整する連続可変広帯域反射体とを具備する。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】本発明において、干渉計システムは、試料表面の干渉信号を生成する干渉計システムであって、広帯域照明ビームを供給する広帯域照明器と、前記広帯域照明ビームを、参照光反射体で反射する参照ビームと、前記試料表面で反射する測定ビームとに分割するビームスプリッタと、前記参照光反射体で反射する前記参照ビームと前記試料表面で反射する前記測定ビームとの干渉光の強度を受信し、干渉信号を生成する検出器と、前記ビームスプリッタ及び前記参照光反射体の少なくとも何れか一方に設けられ、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の強度バランスを調整する連続可変広帯域反射体とを具備する。
【選択図】図１Ａ
Description
本発明は、試料表面の干渉信号を生成する干渉計システムであって、広帯域照明ビームを供給する広帯域照明器と、広帯域照明ビームを、参照光反射体で反射する参照ビームと、試料表面で反射する測定ビームとに分割するビームスプリッタと、参照光反射体で反射する参照ビームと試料表面で反射する測定ビームとの干渉光の強度を受信し、干渉信号を生成する検出器とを有する干渉計システムに関する。
干渉計システムとして、例えば、ミロー干渉計装置、マイケルソン干渉計装置及び／又はリニック干渉計装置がある。干渉計システムは、干渉光強度と試料表面からの走査距離との相関関係を示すコレログラムを生成するのに使用される。この干渉計装置は、広帯域（白色光）照明ビームを用いて試料表面の特性（例えば、高さ、膜厚、屈折率）を測定するのに使用される。
米国特許第6538809号によれば、顕微鏡の対物レンズに選択的に取り付けられる可変照明干渉モジュールが開示される。可変照明干渉モジュールは、参照光反射鏡と、ビームスプリッタと、搬送手段とを有する。ビームスプリッタは、参照光反射鏡と観察対象物との間の光軸上に配置される。搬送手段は、複数のビームスプリッタを支持し、複数のビームスプリッタのうちの１つを上記光軸上に選択的に配置させる。複数のビームスプリッタの反射／透過比は、それぞれ異なる。これにより、異なる反射率をもつ複数の観察対象物を観察することができる。搬送手段はタレットであり、少なくとも４つのビームスプリッタ（それぞれの反射／透過比は２０／８０、３５／６５、４３／５７、５０／５０）を支持する。
複数のビームスプリッタを支持する搬送手段は、幾分複雑な構造をもち、ビームスプリッタを選択的に光軸上に配置するときビームスプリッタを精密に位置合わせする必要がある、という問題がある。反射／透過比を微調整するのは難しいため、複数のビームスプリッタのそれぞれの反射／透過比は、固定値である。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、試料表面の干渉信号を生成する干渉計システムを改良することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る干渉計システムは、
試料表面の干渉信号を生成する干渉計システムであって、
広帯域照明ビームを供給する広帯域照明器と、
前記広帯域照明ビームを、参照光反射体で反射する参照ビームと、前記試料表面で反射する測定ビームとに分割するビームスプリッタと、
前記参照光反射体で反射する前記参照ビームと前記試料表面で反射する前記測定ビームとの干渉光の強度を受信し、干渉信号を生成する検出器と、
前記ビームスプリッタ及び前記参照光反射体の少なくとも何れか一方に設けられ、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の強度バランスを調整する連続可変広帯域反射体と
を具備する。
試料表面の干渉信号を生成する干渉計システムであって、
広帯域照明ビームを供給する広帯域照明器と、
前記広帯域照明ビームを、参照光反射体で反射する参照ビームと、前記試料表面で反射する測定ビームとに分割するビームスプリッタと、
前記参照光反射体で反射する前記参照ビームと前記試料表面で反射する前記測定ビームとの干渉光の強度を受信し、干渉信号を生成する検出器と、
前記ビームスプリッタ及び前記参照光反射体の少なくとも何れか一方に設けられ、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の強度バランスを調整する連続可変広帯域反射体と
を具備する。
連続可変広帯域反射体は連続的に可変であり、測定ビームと参照ビームとの間の強度バランスを、精密に且つ連続的に調整する。この調整法は、タレットに設けられた複数のビームスプリッタからある１つのビームスプリッタを選択するのではない。
連続可変広帯域反射体は、ビームスプリッタ又は参照光反射体に設けられる。連続可変広帯域反射体をビームスプリッタに設けることは、連続可変広帯域反射体を参照光反射体に設ける場合と比べて、照射光の損失がないという利点がある。
連続可変広帯域反射体は、検出器が受信する干渉光強度が最適化するように、測定ビームと参照ビームとの間の強度バランスを調整するのに用いられる。例えば、検出器における測定ビーム及び参照ビームが略等しい強度となるように、強度バランスが最適化される。
本発明の一形態によれば、前記連続可変広帯域反射体の反射率を調整することで、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の前記強度バランスを調整し、前記干渉光の強度を最適化するバランス調整器をさらに具備する。例えば、ユーザインターフェースとしてダイヤルつまみを設け、強度バランスを連続的に調整してもよい。あるいは、干渉計装置に自動バランス装置を設けてもよい。自動バランス装置は、検出器に接続し、検出器を操作可能である。自動バランス装置は、検出器が受信した干渉強度を検査し、強度バランスを連続的に調整し、検出器における干渉強度を最適化する。
本発明の別の一形態によれば、前記連続可変広帯域反射体は、第１及び第２の偏光子を有し、前記第１及び第２の偏光子の何れか一方は、前記第１及び第２の偏光子の一方の偏光を、前記第１及び第２の偏光子の他方の偏光に対して調整する可調連続可変偏光を有し、前記連続可変広帯域反射体の前記反射率を調整する。前記可調連続可変偏光における前記第１及び第２の偏光子の一方は、電気的可調偏光をもつ液晶を有する。
本発明のさらに別の一形態によれば、前記連続可変広帯域反射体は、金属状態で反射性を有し、水素化物状態で透過性を有する金属反射体と、前記金属反射体に水素を供給し、前記金属反射体の反射率を調整する水素源及びプロトン源の少なくとも何れか一方とを有する。前記金属反射体は、希土類金属、遷移金属及び金属合金の少なくとも何れか一方を含む。
本発明の一形態によれば、前記連続可変広帯域反射体は、前記金属反射体に対してガス制御環境を作るための筐体を有し、前記干渉計システムは、前記筐体内の前記水素の濃度を制御し、前記金属反射体の前記反射率を調整する水素ガス供給源を有する。前記水素ガス供給源は、前記ガス制御環境に対して水から水素を発生する加水分解電池を有する。
本発明の別の一形態によれば、前記連続可変広帯域反射体は、プロトン供与体層を有し、電源に接続され、前記金属反射体と前記プロトン供与体層との間に電位差を供給し、前記プロトンを前記プロトン供与体層から前記金属反射体へと移動させ、前記金属反射体に水素を供給し、前記金属反射体の前記透過率を上げる。これにより、反射率を調整するためにガスを移動させる必要のない、幾分簡素な可変広帯域反射体を提供可能である。前記電源は、前記金属反射体と前記プロトン供与体層との間の前記電位差を逆転するように構成及び配置され、前記金属反射体から前記プロトン供与体層へと前記プロトンを移動させ、前記金属反射体の前記反射率を上げる。前記プロトン供与体層は、ＨＸＷＯ３を含む。
本発明の一形態によれば、前記連続可変広帯域反射体は、前記プロトン供与体層と前記金属反射体との間にプロトン伝達性材料を有する。
本発明の一形態によれば、前記連続可変広帯域反射体は、前記金属反射体を保護するキャップ層を有する。キャップ層は、金属反射体を、大気中の酸素やその他のガスから保護する。
本発明の一形態に係る干渉計システムは、
走査距離に亘って前記試料表面の方向及び逆方向に前記試料表面及び前記参照光反射体を互いに光学的に走査し、前記走査距離を測定し、走査の距離信号を生成するよう構成及び配置された走査器と、
前記走査中に前記検出器から前記干渉光の強度を示す前記干渉信号と、前記走査器から前記距離信号とを受信し、前記干渉信号及び前記距離信号を組み合わせて干渉光の強度と前記走査距離との相関関係を示すコレログラムを生成するプロセッサと
をさらに具備する。
走査距離に亘って前記試料表面の方向及び逆方向に前記試料表面及び前記参照光反射体を互いに光学的に走査し、前記走査距離を測定し、走査の距離信号を生成するよう構成及び配置された走査器と、
前記走査中に前記検出器から前記干渉光の強度を示す前記干渉信号と、前記走査器から前記距離信号とを受信し、前記干渉信号及び前記距離信号を組み合わせて干渉光の強度と前記走査距離との相関関係を示すコレログラムを生成するプロセッサと
をさらに具備する。
本発明の一形態によれば、前記連続可変広帯域反射体は、
反射率が温度に依存する温度依存反射体と、
前記温度依存反射体の前記温度を調整し、前記温度依存反射体の前記反射率を調整する温度調整器とを有する。
反射率が温度に依存する温度依存反射体と、
前記温度依存反射体の前記温度を調整し、前記温度依存反射体の前記反射率を調整する温度調整器とを有する。
本発明の一形態に係る、干渉計システムで試料表面の干渉信号を生成する方法は、
広帯域照明ビームを供給し、
ビームスプリッタにより、前記広帯域照明ビームを、参照光反射体で反射する参照ビームと、前記試料表面で反射する測定ビームとに分割し、
検出器により、前記参照光反射体で反射した前記参照ビームと前記試料表面で反射した前記測定ビームとの干渉光の強度を受信し、干渉信号を生成し、
前記ビームスプリッタ及び前記参照光反射体の少なくとも何れか一方に設けられた連続可変広帯域反射体により、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の強度バランスを調整する。
広帯域照明ビームを供給し、
ビームスプリッタにより、前記広帯域照明ビームを、参照光反射体で反射する参照ビームと、前記試料表面で反射する測定ビームとに分割し、
検出器により、前記参照光反射体で反射した前記参照ビームと前記試料表面で反射した前記測定ビームとの干渉光の強度を受信し、干渉信号を生成し、
前記ビームスプリッタ及び前記参照光反射体の少なくとも何れか一方に設けられた連続可変広帯域反射体により、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の強度バランスを調整する。
本発明の一形態によれば、干渉計システムで試料表面の干渉信号を生成する方法は、
走査器により、前記測定ビームについて、前記表面に対して略垂直な方向に特定の距離に亘って、前記表面を走査し、距離信号を生成し、
プロセッサにより、前記検出器が受信した前記干渉光の強度を示す前記干渉信号と、前記走査器からの距離信号とを受信し、
前記干渉信号及び前記距離信号を組み合わせて前記干渉光の強度と前記表面からの前記距離との相関関係を示すコレログラムを生成し、前記試料の表面特性を測定する。
走査器により、前記測定ビームについて、前記表面に対して略垂直な方向に特定の距離に亘って、前記表面を走査し、距離信号を生成し、
プロセッサにより、前記検出器が受信した前記干渉光の強度を示す前記干渉信号と、前記走査器からの距離信号とを受信し、
前記干渉信号及び前記距離信号を組み合わせて前記干渉光の強度と前記表面からの前記距離との相関関係を示すコレログラムを生成し、前記試料の表面特性を測定する。
以上のように、本発明によれば、試料表面の干渉信号を生成する干渉計システムを改良することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図中、対応する参照符号は、対応する部品を示す。
図１Ａ及び図１Ｂは、一実施形態に係る、試料１の表面特性を測定する干渉計システムを示す。測定システムは、干渉計装置を有する。例えば、干渉計装置は、ミロー干渉計装置４である。マイケルソン干渉計装置及び／又はリニック干渉計装置を使用してもよい。
干渉計装置４は、広帯域照明ビーム９を発する広帯域照明器２３を有する。広帯域照明器２３は、広帯域放射源５と、第１のレンズ６と、第１の反射鏡７と、第２のレンズ８とを有し、広帯域照明ビーム９を発する。広帯域照明ビーム９は、平行ビームである。広帯域照明ビーム９は、照明ビームスプリッタ１０で反射し、対物レンズ１７を通過し、ビームスプリッタ１２に到達する。ビームスプリッタ１２は、広帯域照明ビーム９を、参照ビーム２５と測定ビーム２４とに分割する。
参照ビーム２５は、参照光反射体１４で反射する。測定ビーム２４は、薄膜２を有する試料１の表面で反射する。参照光反射体１４で反射した参照ビーム２５は、ビームスプリッタ１２で再度反射する。試料１及び薄膜２で反射した測定ビーム２４は、ビームスプリッタ１２を通過する。参照ビーム２５及び測定ビーム２４は、互いに干渉し、対物レンズ１７、照明ビームスプリッタ１０及びレンズ１５を通過し、検出器１６に到達する。検出器１６は、干渉ビームの強度を測定する。
参照光反射体１４、対物レンズ１７及びビームスプリッタ１２は、共にミロー対物系１３を構成する。走査器１１は、対物レンズ１７の焦点面の全域について、試料１を基準として光軸方向にミロー対物系１３を光学的に走査する。すなわち、参照光反射体と試料表面とが光軸方向に相対移動され、参照ビームと測定ビームの光路差が走査（変化）する。
干渉計システムは、測定ビーム２４と参照ビーム２５との間の強度バランスを調整する連続可変広帯域反射体を、ビームスプリッタ１２に有していてもよい。干渉計システムは、バランス調整器２２を有する。バランス調整器２２は、ビームスプリッタ１２に接続され、ビームスプリッタ１２を操作可能である。バランス調整器２２は、ビームスプリッタ１２の連続可変広帯域反射体の反射率を調整することで、測定ビーム２４と参照ビーム２５との間の強度バランスを調整し、これにより、検出器１６の干渉光の強度を最適化する。ビームスプリッタ１２が連続可変広帯域反射体を有し、強度バランスをビームスプリッタ１２で調整することで、放射光が損失することがないという利点がある。もし参照ビーム２５となる放射光が減少すれば、測定ビーム２４となる光が増加する。その逆も同様である。ビームスプリッタ１２を通過する放射光の総量は等しく、測定ビーム２４と参照ビーム２５とのバランスのみ変化する。検出器１６における測定ビーム２４及び参照ビーム２５が略等しい強度となるように、強度バランスが最適化される。
干渉計システムは、測定ビーム２４と参照ビーム２５との間の強度バランスを調整する連続可変広帯域反射体を、参照光反射体１４に有していてもよい。干渉計システムのバランス調整器２２は、参照光反射体１４に接続され、参照光反射体１４を操作可能である。バランス調整器２２は、参照光反射体１４の連続可変広帯域反射体の反射率を調整することで、測定ビーム２４と参照ビーム２５との間の強度バランスを調整し、これにより、干渉光の強度を最適化する。仮に参照光反射体１４で反射する参照ビーム２５が少ないとしても、それを補う測定ビーム２４となる光の量に変化はない。そのため、参照光反射体１４の連続可変広帯域反射体で放射光が損失する。
検出器（光学センサ）１６の各画素の信号が読み出され、図１Ａの枠２０に示すコレログラムが得られる。コレログラム２０は、受信強度Ｉと試料１のＺ位置（Ｚ）との相関関係を示す。干渉計装置４は、プライマリプロセッサ１８を有する。プライマリプロセッサ１８は、検出器１６の各画素ごとに受信した干渉光強度を示す信号と、走査器１１からの距離信号とを受信する。プライマリプロセッサ１８は、検出器１６の各画素ごとの干渉光強度信号及び距離信号を組み合わせて、干渉光強度と、試料１からの走査距離との相関関係を示すコレログラム２０を生成する。相互相関器１９及びコレログラム２０のセカンダリプロセッサ２１は、相互コレログラムを生成し、相互コレログラムに基づき、試料１の特性が求められる。
バランス調整器２２は、検出器１６に接続される。バランス調整器２２は、検出器１６が受信した干渉光強度に基づいて測定ビーム２４と参照ビーム２５との間の強度バランスを調整するよう設定される。
干渉計装置は、例えば、ミロー干渉計（図１Ａ、図１Ｂ）、マイケルソン干渉計（図２）又はリニック干渉計装置（図３）である。各干渉計システムにおいて、ビームスプリッタ１２及び／又は参照光反射体１４に設けられた連続可変広帯域反射体は、測定ビーム２４と参照ビーム２５との間の強度バランスを調整するのに用いられる。これにより、連続可変広帯域反射体は、測定ビーム２４及び参照ビーム２５の強度の不均衡を調整する。ビームの強度の不均衡は、試料１が測定ビーム２４を吸収することで生じる。
連続可変広帯域反射体は、第１及び第２の偏光子を有する。第１及び第２の偏光子の一方は、可調連続可変偏光を有する。可調連続可変偏光は、当該第１及び第２の偏光子の一方の偏光を、第１及び第２の偏光子の他方の偏光に対して調整したものである。これにより、連続可変広帯域反射体の反射率が調整され、その結果、測定ビーム２４と参照ビーム２５との間の強度バランスが調整される。
偏光を利用する各種の連続可変広帯域反射体を使用することができる。例えば、ソーラボ社製可変ビームスプリッタを使用することができる（http://www.thorlabs.com/NewGroupPage9.cfm?objectgroup_id=5503参照）。あるいは、ＡＢＳＯ高エネルギー連続可変ビームスプリッタを使用することができる（http://marketplace.idexop.com/store/IdexCustom/PartDetails?pId=325.で入手可能）。これらの連続可変広帯域反射体は市販されており、ビームスプリッタ１２や参照光反射体１４の連続可変広帯域反射体として使用することができる。
これらの連続可変広帯域反射体は、偏光フラストレーションを通して機能する。放射光は、ある配向を持つ第１の偏光子を通過する。第２の偏光子が用いられるとき、第２の偏光子を通過することが可能な放射光の量は、第１の偏光子に対する第２の偏光子の偏光の角度に依る。なお、第２の偏光子は、固体又は液晶であり、必要に応じて電気的に又は手動で作動して偏光の角度が調整される。第１の偏光子に対する第２の偏光子の偏光の角度が０°のとき、全放射光が通過する。第１の偏光子に対する第２の偏光子の偏光の角度が９０°のとき、全反射する。
このような可変反射体で反射した放射光やこのような可変反射体を通過した放射光は本質的に偏光している、というデメリットがある。この現象は、干渉法にとって必ずしも好適であるとは限らない。しかしながら、ここ２０年の技術の発展により、材料の相を変化させる連続可変広帯域反射体が生み出され、上記制限が克服された。
連続可変広帯域反射体は、金属反射体を有する。金属反射体は、金属状態のとき、反射性である。一方、金属反射体は、水素化物状態のとき、透過性である。金属反射体は、希土類、遷移金属、又は金属合金を含む。金属反射体は、希土類又は遷移金属及びこれらの合金の水素化物（例えば、イットリウム（ＹＨＸ）、ランタン（ＬａＨ）、マグネシウムランタン（ＭｇＬａＨＸ）、マグネシウムニッケル（Ｍｇ２ＮｉＨＸ）等）の変化特性に基づき、機能する。
ガラス基板上にスパッタリングで膜が形成され、水素伝達性金属（例えば、酸化防止のためのパラジウム）のキャップ層で覆われる。これら各物質は、所定量の水素原子が導入されると、反射性金属状態から、透明半導体又は絶縁体水素化物状態に変化する。このため、連続可変広帯域反射体は、水素源及び／又はプロトン源を有する。水素源及び／又はプロトン源は、金属反射体に水素を供給し、これにより、金属反射体の反射率が調整される。
純希土類水素化物は有色である。一方、純希土類水素化物又は遷移金属とマグネシウムとの合金は、大部分は無色である。しかしながら、遷移金属‐マグネシウム合金水素化物は、特定の環境においては透明状態と反射性状態とが共存するため、中間黒色状態に遷移する。水素化物化合物の反射鏡状態と透明状態との間の遷移は、全環境において可逆的である。しかしながら、耐久性が問題となり得る。
図４は、連続可変広帯域反射体を示す。連続可変広帯域反射体は、筐体２６を有し、金属反射体２７に対して筐体２６内にガス制御環境を作る。干渉計システムは、水素ガス供給源２８を有する。これにより、筐体２６内の水素濃度が制御され、その結果、金属反射体２７の反射率が調整される。水素を供給することで、金属反射体２７が水素化し、反射性状態ＭＳから放射光透過性状態２９（ＴＳ）へと遷移する。この金属反射体は、ビームスプリッタ１２又は参照光反射体１４で用いられる。外部から供給されるガスのガス圧により、上記金属反射体材料へ水素を導入し、遷移を引き起こすことができる。
図５は、加水分解電池３０を示す。加水分解電池３０は、図４のガス制御環境に供給するための水素を発生する。反射性状態ＭＳの金属反射体材料２７に水素を導入することで、透過性状態ＴＳへの遷移が引き起こされる。その場で発生した水素を導入することで発生するガス圧により、透過性状態ＴＳを引き起こすことができる。例えば、電源ＰＳに接続された２つの電極を用いて水を電気分解することで、その場で水素を発生する。材料から水素を排出するには、上記手順と逆の手順で行えばよい。このとき、筐体２６をポンプで排気したり、自然換気してもよい。
本願によれば、電気分解によるプロトンの輸送手段によっても、希土類又は遷移金属及び合金の水素化物に基づく可変反射鏡の切り換えを行うことができる。この技術によれば、可変金属反射体材料は、プロトン供与体層を含む積層体内に設けられる。
図６は、別の連続可変広帯域反射体を示す。連続可変広帯域反射体は、プロトン供与体層３１を有し、電源ＰＳに接続される。電源ＰＳは、金属反射体３２とプロトン供与体層３１との間に電位差を供給する。すると、プロトン供与体層３１から金属反射体３２へとプロトンが移動し、金属反射体３２に水素が供給され、金属反射体３２の透過率が上がる。電源ＰＳは、金属反射体３２とプロトン供与体層３１との間の電位差を逆転する。すると、金属反射体３２からプロトン供与体層３１へプロトンが移動し、これにより、金属反射体３２の反射率が上がる。連続可変広帯域反射体は、ガラス（ＳｉＯｘ）基板上に、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物（ＩｎＳｎＯ））等の透明導電性材料３４と、水素化酸化タングステン（ＨＸＷＯ３、ここでＸは１又は２）を含むプロトン供与体層３１と、タンタル（Ｔａ）及び／又はパラジウム（Ｐｄ）等のプロトン伝達性材料３５と、マグネシウムニッケル（ＭｇＮｉ）からなる金属反射体３２とを有する。このような積層体に電位差（電圧）を印加することで、プロトンが可変金属反射体材料３２に理想的に移動し、金属反射体３２がより透明になる。一方、電位差を逆転することで、プロトンが金属反射体３２から引き離され、金属反射体３２の反射性がより高まる。電位差の印加が無ければ、可変金属反射体３２は平衡状態が維持され、よって定常状態であり、現在の反射率レベルが維持される。
連続可変広帯域反射体は、金属反射体３２を保護するキャップ層３６を有する。金属反射体３２は、大気中の酸素やその他のガスの影響を受けやすい。キャップ層３６は、金属反射体３２を、酸素やその他のガスから保護する。
同様に、水素の代わりにリチウムイオンを希土類、遷移金属及び合金に注入することでも、上記と同様の効果が得られ、意図的に同じ結果が得られる。
図７は、別の連続可変広帯域反射体を示す。連続可変広帯域反射体は、二酸化バナジウム（ＶＯ２）からなる温度依存反射体３７と、温度調整器３８とを有する。温度依存反射体３７の反射率は、温度に依存する。温度調整器３８は、温度依存反射体３７の温度を調整することで、温度依存反射体３７の反射率を調整する。もし反射体３７の温度が臨界温度Ｔｃより高いと、反射率が、反射性状態ＭＳから透過性状態ＴＳへと変化する。温度調整器３８は、電源ＰＳに接続されて温度依存反射体３７を加熱する抵抗器とすることができる。あるいは、温度調整器３８は、温度依存反射体３７を加熱及び冷却するペルチェ素子とすることができる。
ここに開示した実施形態は本発明の例示にすぎず、種々の形態によって実現可能である。従って、ここに開示した具体的な構成及び機能上の詳細は、本発明を限定するものではなく、単に特許請求の範囲の基礎として開示されたものであり、本発明は事実上あらゆる適切な詳細な構成で様々に実施可能であるということを当業者に教示するための典型的な原則として開示されたものである。さらに、ここで使用された語句は限定的なものではなく、むしろ、本発明の記載の理解を容易にするためのものである。
ここで単数として記載したものは、１以上であるものと定義される。ここで別のものとして記載したものは、少なくとも２つ目以上であるものと定義される。ここで使用された、有する、含む及び／又はもつ等の語句は、具備するものとして定義される（すなわち、他の要素や手順の存在を排除しない）。特許請求の範囲に参照符号を記載する場合、特許請求の範囲又は本発明の範囲を限定するものではない。ある従属項に１つの方策が列挙され、異なる従属項に別の方策が列挙されているからと言って、これらの各手段を組み合わせることで利点が得られないという訳ではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
１…試料
２…薄膜
４…ミロー干渉計装置
５…広帯域放射源
６…第１のレンズ
７…第１の反射鏡
８…第２のレンズ
９…広帯域照明ビーム
１０…照明ビームスプリッタ
１１…走査器
１２…ビームスプリッタ
１３…ミロー対物系
１４…参照光反射体
１５…レンズ
１６…検出器
１７…対物レンズ
１８…プライマリプロセッサ
１９…相互相関器
２０…コレログラム
２１…セカンダリプロセッサ
２２…バランス調整器
２３…広帯域照明器
２４…測定ビーム
２５…参照ビーム
２…薄膜
４…ミロー干渉計装置
５…広帯域放射源
６…第１のレンズ
７…第１の反射鏡
８…第２のレンズ
９…広帯域照明ビーム
１０…照明ビームスプリッタ
１１…走査器
１２…ビームスプリッタ
１３…ミロー対物系
１４…参照光反射体
１５…レンズ
１６…検出器
１７…対物レンズ
１８…プライマリプロセッサ
１９…相互相関器
２０…コレログラム
２１…セカンダリプロセッサ
２２…バランス調整器
２３…広帯域照明器
２４…測定ビーム
２５…参照ビーム
Claims (15)
- 試料表面の干渉信号を生成する干渉計システムであって、
広帯域照明ビームを供給する広帯域照明器と、
前記広帯域照明ビームを、参照光反射体で反射する参照ビームと、前記試料表面で反射する測定ビームとに分割するビームスプリッタと、
前記参照光反射体で反射する前記参照ビームと前記試料表面で反射する前記測定ビームとの干渉光の強度を受信し、干渉信号を生成する検出器と、
前記ビームスプリッタ及び前記参照光反射体の少なくとも何れか一方に設けられ、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の強度バランスを調整する連続可変広帯域反射体と
を具備する干渉計システム。 - 請求項１に記載の干渉計システムであって、
前記連続可変広帯域反射体の反射率を調整することで、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の前記強度バランスを調整し、前記干渉光の強度を最適化するバランス調整器
をさらに具備する干渉計システム。 - 請求項１又は請求項２に記載の干渉計システムであって、
前記連続可変広帯域反射体は、第１及び第２の偏光子を有し、
前記第１及び第２の偏光子の何れか一方は、前記第１及び第２の偏光子の一方の偏光を、前記第１及び第２の偏光子の他方の偏光に対して調整する可調連続可変偏光を有し、前記連続可変広帯域反射体の前記反射率を調整する
干渉計システム。 - 請求項３に記載の干渉計システムであって、
前記可調連続可変偏光における前記第１及び第２の偏光子の一方は、電気的可調偏光をもつ液晶を有する
干渉計システム。 - 請求項１から請求項４の何れか一項に記載の干渉計システムであって、
前記連続可変広帯域反射体は、
金属状態で反射性を有し、水素化物状態で透過性を有する金属反射体と、
前記金属反射体に水素を供給し、前記金属反射体の反射率を調整する水素源及びプロトン源の少なくとも何れか一方とを有する
干渉計システム。 - 請求項５に記載の干渉計システムであって、
前記金属反射体は、希土類金属、遷移金属及び金属合金の少なくとも何れか一つを含む
干渉計システム。 - 請求項５又は請求項６に記載の干渉計システムであって、
前記連続可変広帯域反射体は、前記金属反射体に対してガス制御環境を作るための筐体を有し、
前記干渉計システムは、前記筐体内の前記水素の濃度を制御し、前記金属反射体の前記反射率を調整する水素ガス供給源を有する
干渉計システム。 - 請求項７に記載の干渉計システムであって、
前記水素ガス供給源は、前記ガス制御環境に対して水から水素を発生する加水分解電池を有する
干渉計システム。 - 請求項５又は請求項６に記載の干渉計システムであって、
前記連続可変広帯域反射体は、プロトン供与体層を有し、電源に接続され、前記金属反射体と前記プロトン供与体層との間に電位差を供給し、前記プロトンを前記プロトン供与体層から前記金属反射体へと移動させ前記金属反射体に水素を供給し、前記金属反射体の透過率を上げる
干渉計システム。 - 請求項９に記載の干渉計システムであって、
前記電源は、前記金属反射体と前記プロトン供与体層との間の前記電位差を逆転するように構成及び配置され、前記金属反射体から前記プロトン供与体層へと前記プロトンを移動させ、前記金属反射体の前記反射率を上げる
干渉計システム。 - 請求項９又は請求項１０に記載の干渉計システムであって、
前記プロトン供与体層は、ＨＸＷＯ３を含む
干渉計システム。 - 請求項９から請求項１１の何れか一項に記載の干渉計システムであって、
前記連続可変広帯域反射体は、前記プロトン供与体層と前記金属反射体との間にプロトン伝達性材料を有する
干渉計システム。 - 請求項１から請求項１２の何れか一項に記載の干渉計システムであって、
走査距離に亘って前記試料表面の方向及び逆方向に前記試料表面及び前記参照光反射体を互いに光学的に走査し、前記走査距離を測定し、走査の距離信号を生成するよう構成及び配置された走査器と、
前記走査中に前記検出器から前記干渉光の強度を示す前記干渉信号と、前記走査器から前記距離信号とを受信し、前記干渉信号及び前記距離信号を組み合わせて前記干渉光の強度と前記走査距離との相関関係を示すコレログラムを生成するプロセッサと
をさらに具備する干渉計システム。 - 請求項１から請求項１３の何れか一項に記載の干渉計システムであって、
前記連続可変広帯域反射体は、
反射率が温度に依存する温度依存反射体と、
前記温度依存反射体の前記温度を調整し、前記温度依存反射体の前記反射率を調整する温度調整器とを有する
干渉計システム。 - 広帯域照明ビームを供給し、
ビームスプリッタにより、前記広帯域照明ビームを、参照光反射体で反射する参照ビームと、前記試料表面で反射する測定ビームとに分割し、
検出器により、前記参照光反射体で反射した前記参照ビームと前記試料表面で反射した前記測定ビームとの干渉光の強度を受信し、干渉信号を生成し、
前記ビームスプリッタ及び前記参照光反射体の少なくとも何れか一方に設けられた連続可変広帯域反射体により、前記測定ビームと前記参照ビームとの間の強度バランスを調整する
干渉計システムで試料表面の干渉信号を生成する方法。
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