JP3203043B2 - 光弾性変調子の残留歪除去装置 - Google Patents

光弾性変調子の残留歪除去装置

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JP3203043B2 JP11307492A JP11307492A JP3203043B2 JP 3203043 B2 JP3203043 B2 JP 3203043B2 JP 11307492 A JP11307492 A JP 11307492A JP 11307492 A JP11307492 A JP 11307492A JP 3203043 B2 JP3203043 B2 JP 3203043B2
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知行 深沢
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光弾性変調子の残留歪除
去装置、特に光学的機構を用いた残留歪除去装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】光に所定の変調を与え、該変調光を被測
定試料等に照射してその光学的特性を測定する装置が各
種開発されており、例えば左右の円偏光に対する吸光度
の違いを測定する円偏光二色性(CD)測定装置や、旋
光角の波長依存性を測定する旋光分散計(ORD)、直
線偏光に対する微小な複屈折を測定する複屈折(LB)
解析装置、直交する二つの直線偏光に対する吸光度の相
違を測定する直線二色性(LD)測定装置、さらに前記
LB及びLDを同時に測定するエリプソメータ等も開発
されている。
【0003】このような装置において、光を変調するた
め光弾性変調子(PEM)が広く用いられ、機械的変調
法に比較して変調周波数が高いことによる高速のデータ
取込みが可能である点、或いは光透過媒体を選択するこ
とにより広い波長範囲への拡張性に優れる等の利点を有
する。しかしながら、PEMの製造時にその光透過媒体
に歪が生じ、微小の信号を精度良く測定しようとすると
きに前記PEMの残留歪がアーティファクトとして重畳
するため、測定精度を向上させることができず、特にこ
の点はCD測定装置、LB測定装置、エリプソメータに
おいて顕著である。
【0004】例えば分光エリプソメータの場合、合成石
英の複屈折分散を調べてみると、PEMの残留歪は短波
長側ほど大きく、通常透明と考えられている波長領域に
おいても消衰係数がゼロから外れてくることが確認され
ている。また、膜厚測定にエリプソメータを用いる場合
には、50オングストローム以下の極薄膜の膜厚値の正
確さが低下するなどの問題が生じる。そこで、従来にお
いては、PEMの残留歪の影響を含んだベースラインを
予め測定・記憶しておき、実際の取込みデータからこの
ベースラインを差引いていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記P
EMの残留歪を含んだベースラインを差引く方式では、
電気的にオフセットをとっているのと等価であり、実質
的な補正にはなっていないという課題があった。本発明
は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、PE
Mの残留歪自体の影響を除去することのできる残留歪除
去装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかる残留歪除去装置は、光透過手段と、加
圧手段と、回転手段を有し、前記光弾性変調子と同一光
路上に配置されることを特徴とする。そして、前記光透
過手段は、光弾性変調子の光透過媒体と同程度の残留歪
を持つ光透過媒体よりなる。また、加圧手段は、光透過
手段に圧力を加えて、光弾性変調子の残留歪をキャンセ
ルする歪を生じさせる。回転手段は、前記光透過手段を
光軸を中心として回転可能とする。
【0007】
【作用】本発明にかかる光弾性変調子の残留歪除去装置
は、前述したように光透過手段の光透過媒体を光弾性変
調子と同一の光路上に配置し、光透過手段に光弾性変調
子の残留歪をキャンセルするように、加圧手段により前
記光透過手段を加圧する。なお、この際、光弾性変調子
の残留歪の方向性に適合させるため、回転手段により光
透過手段を光軸を中心として回転させる。以上のように
して、光弾性変調子により変調された光は、光弾性変調
子の残留歪の影響を受けないものとなり、正確な測定等
を行なうことが可能となる。
【0008】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を
説明する。図1には本発明にかかる残留歪除去装置が適
用されたエリプソメータが示されている。同図に示すエ
リプソメータ10は、出光系10と、サンプル保持系1
2と、受光系14と、制御系16とを備える。前記出光
系10は、光源18を備えたモノクロメータ20と、P
EM22と、前記モノクロメータ20とPEM22の間
の光路上に配置された残留歪除去装置24とを含む。そ
して、光源18からの光はモノクロメータ20により所
定波長の光のみが抽出され、さらに残留歪除去装置24
及びPEM22を介してサンプル保持系12に向け出射
する。
【0009】また、サンプル保持系12は本実施例にお
いて反射型サンプルステージ26よりなり、その保持し
たサンプルのX,Y位置及び入射角を変更可能としてい
る。受光系14は、検光子28及びフォトマル30より
なり、前記サンプル保持系12よりのサンプル反射光
を、検光子28を介してフォトマル30が受光する。制
御系16は、CPU32と、該CPU32の指示に基づ
き前記反射型サンプルステージ26を駆動制御するステ
ージドライバ34と、前記フォトマル30に駆動電流を
供給し、該フォトマル30の交流出力を増幅してCPU
32に供給するアンプユニット36と、アンプユニット
36からの出力に基づき前記PEM22を駆動制御する
PEMコントローラ38と、CPU32の指示に基づき
前記モノクロメータ20を駆動制御するモノクロドライ
バ40と、CPU32から所望のデータの供給を受け、
データ処理を行なうコンピュータ42と、コンピュータ
42の出力を表示するCRT44及びプリンタ46と、
コンピュータ42に指示を与えるキーボード48と、前
記光源18に点灯電流を供給するXe電源50を備え
る。
【0010】以上のように構成されたエリプソメータ
は、出光系10から出射された光がサンプルステージ2
6上のサンプルにより反射され、該サンプルの情報を含
んだ反射光がフォトマル30により光電変換され、所望
の光学的情報を得ることとなる。本発明において特徴的
なことは、PEMの残留歪を光学的に除去することであ
り、このために本発明はPEM22とサンプルステージ
26の間に残留歪除去装置24が設けられている。
【0011】該残留歪除去装置24の構成が図2及び図
3に詳細に示されている。図2に示す残留歪除去装置2
4は、基台50と、該基台50に回転可能に取付けられ
た枠体52と、該枠体52内にはめ込まれ、前記PEM
の光透過媒体と同程度の残留歪を持つ光透過媒体よりな
る光透過手段54と、枠体52の上枠52aと光透過手
段54の間に配置された押圧部材56と、上枠52aの
左部分、右部分にそれぞれ螺合されたガイドネジ58
a,58bとを備える。そして、押圧ネジ60を押圧す
ることにより、ガイドネジ58a,58bにより支持さ
れた押圧部材56を介して光透過手段54が図中下方向
に押圧され、ガイドネジ58a,58bと上枠52aと
ではさまれたバネ59a,59bの復元力によりバラン
スされて所望の歪を光透過手段54に与えることができ
る。
【0012】また、枠体52は基台50に設けられた開
口50aに回転可能に嵌合され、固定ネジ65を締めつ
けることにより枠体52の回転位置を固定し、また固定
ネジ65を緩めることにより、枠体52の光軸Lに対す
る回転を行なうことができる。本実施例にかかる残留歪
除去装置は概略以上のように構成され、次にその作用に
ついて図2、図3及びポアンカレ球を示す図4を参照し
つつ説明する。 まず、光透過手段としての石英板54を枠体52にセ
ットする。 そして、押圧ネジ60を調整して該石英板54に歪を
過剰に与える。 この状態で、入射角を90度に設定して透過測定の配
置としプリズムをその透過軸が45度方位になるように
セットする。 そして、例えば50kHz信号がゼロとなるように石
英板を回転させる(図3)。この結果、石英板54の軸
出しが行なわれる。 次にサンプルプリズムをその透過軸が0度方位(入射
面と一致)にセットする。 そして、同じく50kHzの信号がゼロとなるよう
に、押圧ネジ58を操作し、歪(リターデーション)を
調整する。 上記〜を繰返し、サンプルプリズムの0度方位、
45度方位での50kHz成分の絶対値が最小となるよ
うに調整する。
【0013】この結果、例えば図5に示すように従来
0.4%程度存在した残留歪が、図6に示すように0.
1%以下に補正される。なお、本実施例においては残留
歪除去装置をPEMの直後に設置した例について説明し
たが、例えばPEMの直前に設置することも可能であ
る。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる残留
歪除去装置によれば、PEMの残留歪を光学的に除去す
るので、極めて精度の高い光変調特性を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる残留歪除去装置が適
用されたエリプソメータの概略構成の説明図である。
【図2】前記図1に示したエリプソメータに用いられた
残留歪除去装置の詳細構造の説明図である。
【図3】前記図2に示した残留歪除去装置の進相軸の回
転状態の説明図である。
【図4】本実施例にかかる残留歪除去装置の作用を示す
ポアンカレ球の説明図である。
【図5】本実施例にかかる残留歪除去装置を用いない場
合の、PEMによる変調状態の説明図である。
【図6】本実施例にかかる残留歪除去装置を用いた場合
の、PEMによる変調状態の説明図である。
【符号の説明】
24 残留歪除去装置 50 基台 50a 開口(回転手段) 52 枠体(回転手段) 54 光透過手段 56 押圧部材(加圧手段) 60 押圧ネジ(加圧手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/00 - 1/125 G01J 3/00 - 4/04 G01J 7/00 - 9/04 G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G02B 27/28 G02B 5/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光弾性変調子の光透過媒体と同程度の残
    留歪を持つ光透過媒体よりなる光透過手段と、 前記光透過手段に圧力を加えて、光弾性変調子の残留歪
    をキャンセルする歪を生じさせる加圧手段と、 前記光透過手段を光軸として回転可能とする回転手段
    と、 を備え、前記光弾性変調子と同一光路上に配置されるこ
    とを特徴とする光弾性変調子の残留歪除去装置。
JP11307492A 1992-04-06 1992-04-06 光弾性変調子の残留歪除去装置 Expired - Lifetime JP3203043B2 (ja)

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US5886810A (en) * 1997-09-29 1999-03-23 Hinds Instruments, Inc. Mounting apparatus for an optical assembly of a photoelastic modulator
JP5461020B2 (ja) * 2008-03-05 2014-04-02 株式会社堀場製作所 分光エリプソメータ

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