JP3285365B2

JP3285365B2 - フォトアレイ検出器を備える回帰較正による回転補正器型分光エリプソメータシステム

Info

Publication number: JP3285365B2
Application number: JP53852598A
Authority: JP
Inventors: ジョーズ，ブレイン・ディー; トンプソン，ダニエル・ダブリュ
Original assignee: JA Woollam Co Inc
Current assignee: JA Woollam Co Inc
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2002-05-27
Anticipated expiration: 2018-02-02
Also published as: JP2000509830A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は、エリプソメータ、ポーラリメータ等、特
に多数の波長を同時に検出するためのフォトアレイを具
えるスペクトロスコピック・ローテーティング・コンペ
ンセイタ・マテリアル・システム・インベスティゲーシ
ョン・システム（Spectroscopic Rotating Compensator
Material System Investigation Sysem）に関する。こ
のスペクトロスコピック・ローテーティング・コンペン
セイタ・マテリアル・システム・インベスティゲーショ
ン・システム（材料システムの回転補正器型分光検査
（又は調査）システム：以下単にSRCMSISと称する。）
は、数学的回帰に基づく技術（回帰法）によって、較正
される。この技術は、較正パラメータをパラメータ化す
るという、有益かつ望まれた技術を含んでいる。

この発明のシステムは、市販されている普通の（non
−ideal:理想的でない）補正器（または補償板ともい
う。）およびダイオード・アレイ・スペクトロメータを
利用して実現できる。

背景技術材料システム（material system）をモニタする装置
としてエリプソメータが知られている。簡単に説明する
と、１つまたは２つ以上の波長の電磁放射の偏光ビーム
を、ある材料システムに対し１または２以上の入射角で
入射させて、この材料システムと相互作用を起こさせ
る。電磁放射のビームは、２つの直交成分（すなわち
“P"および“S"）を含んでいると言える。“P"は、電磁
放射の入射ビームと、検査対象の材料システムの被検査
面（又は、被調査面とも称する。）に対する法線との双
方を含んだ平面を示し、および“S"は、この“P"面に対
し直交していて、この材料システムの被検査面と平行な
平面を示す。材料システムとの相互作用により、電磁放
射の偏光ビームの偏光状態に変化が生じる。その変化は
当該材料システムの性質を表している。（なお、偏光状
態は、基本的には、電磁放射の偏光ビーム中の直交する
両成分の大きさの比と、直交する両成分間の位相差とに
関係する。）ある与えられた入射角で材料システムの特
徴を言い表す２つの良く知られた角度（PSIおよびDELT
A）がある。一般に、これら角度は、偏光状態に変化が
あることを示すデータを分析することによって、決めら
れる。

エリプソメータ・システムは、一般に、電磁放射のビ
ーム発生源と、偏光子（ポラライザ）と、サンプル（試
料）システムを支持するためのステージと、検光子（ア
ナライザ）とを含む。偏光子は、電磁放射ビームを直線
偏光にする。検光子は、電磁放射ビームが材料システム
と相互作用を起こした後の当該ビームの偏光状態を選択
し、そして、この偏光状態のビーム分析用検出システム
へ通す。同様に、１個または２個以上の補正器を設ける
ことができ、これら補正器によって、電磁放射の偏光ビ
ームの直交する両成分間の位相角に影響を与えることが
できる。

エリプソメータには、回転素子を含むタイプのもの
や、変調素子を含むタイプのものなど、多数のタイプの
ものものがある。回転素子を含むエリプソメータには、
回転偏光子（RP）、回転検光子（RA）および回転補正器
（RC）を具えている。この発明の第１実施例は、回転補
正器型エリプソメータ・システムである。ここで留意し
てほしいのは、回転補正型エリプソメータ・システム
は、データ入手が困難となる“デッドスポット”（Dead
−Spot）を生じない。これらエリプソメータ・システム
は、角度範囲の全域にわたり材料システムの角度PSIお
よびDELTAを読み取ることができる。この場合、角度PSI
が基本的に零（0.0）となるときは、PSIの極性ベクトル
の長さ（PSI Polar Vector Length）が十分ではなく、P
SIベクトルと“X"軸との間に角度を作れないので、DELT
Aを決定できないという制限がある。これに対し、回転
検光子型エリプソメータや回転偏光子型エリプソメータ
は、0.0度または180度近くのDELTAで“デッドスポッ
ト”を示す。また、変調素子型エリプソメータは、45度
近くのPSI角で“デッドスポット”を示す。このよう
に、回転補正器型エリプソメータ・システムは、実用性
に富んでいることがわかる。偏光子（Ｐ）および検光子
（Ａ）の位置を固定しておくことにより得られるもう１
つの利点は、データ入手期間中、入力光学系（手段）お
よび出力光学系（手段）（input and output optics）
に偏光状態が影響されることは本質的にあり得ないとい
うことである。このため、入力光学系および出力光学系
に光ファイバ、ミラー、レンズその他の光学部品の使用
が比較的容易となる。

特許調査の結果、この発明と同一とされるものはほと
んどない。ある特許、すなわち、デル（Dill）に与えら
れた米国特許第4,053,232号は、単色光を利用して動作
する回転補正型エリプソメータ・システムを開示してい
る。別の２つの特許、すなわち、ローゼンクウェイグ等
（Rosencwaig et al.）およびレドナー（Redner）にそ
れぞれ与えられた米国特許第5,596,406号および4,668,0
86号には、材料システムの検査に多色光を利用したシス
テムが開示されている。ウーラム等（Woollam et al.）
に与えられた特許、すなわち米国特許第5,373,359号に
は白色光を利用する回転検光子型エリプソメータ・シス
テムが開示されている。ウーラム等の359特許に続く特
許として、ジョーズ等（Johs et al.）に与えられた米
国特許第5,504,582号、およびグリーン等（Green et a
l.）に与えられた米国特許第5,521,706号がある。ジョ
ーズ等の582特許およびグリーン等の706特許では、回転
検光子型エリプソメータ・システムに多色光を使用して
いる。ベルノックス等（Bernoux et al.）に与えられた
米国特許5,329,357号は、エリプソメータ・システムの
入力手段および出力手段として、光ファイバを使用する
ことを開示している。チェン等（Chen et al.）の米国
特許第5,581,350号は、エリプソメータ・システムの較
正に回帰（レグレッション:regression）の手法を適用
することを開示している。文献「シンフィルムソリ
ッド（Thin Film Solids）」、Vol.234,1993に掲載され
ているジョーズ（Johs）の論文「Regression Calibrati
on Method For Rotating Element Ellipsometers」（回
転素子型エリプソメータのための回帰較正方法）」に
は、チェン等（Chen et al.）の装置よりも先に作られ
た装置であること、およびエリプソメータの較正に対す
るアプローチの仕方が本質的に同様であると述べられて
いる。文献「シンフィルムソリッド」、Vol.234,19
93のジェリソン・ジュニア（Jellison Jr.）の論文「Da
ta Analysis for Spectroscopic Ellipsometers（分光
式エリプソメータ装置に対するデータ分析）」には、あ
るデータポイント（data points）が測定される精度を
決める方法について開示されている。それによれは、よ
り正確でかつ精度の良いデータの効果を強調するように
作用する重みファクタ（factor）を、多数のデータポイ
ントに適用されるような曲線合わせ回帰手法（a curve
fitting regression procedure）に付加することができ
る。アッザム（Azzamu）およびバシャラ（Bashara）著
の本［Ellipsometry and Polarized light（楕円偏光法
および偏光）」（ノースホーランド社発行、1997年）を
一般論のための参照文献として挙げておく。文献「レビ
ュー・サイエンティック・インストルメント（Rev.Sci.
Instrum.）」61（８）,August 1990掲載のコリンズ（Co
llins）による論文「Automated Rotating Element Elli
psometers:Calibration,Operation,and Read−Time App
lications（自動回転素子型エリプソメータ：較正、操
作、およびリアルタイム応用）」は、回転素子型エリプ
ソメータに洞察を与えている。文献「ジャーナル・オブ
・オプティカル・ソサイアティー・オブ・アメリカ（J.
Opt.Soc.Am.）」Vol.11,No.9,Sept.1994に掲載されてい
るクライム等（Kleim et al.）の文献「Systematic Err
ors in Rotating−Compensator Ellipsometry（回転補
償器型楕円偏光法に生じるシステマティック・エラ
ー）」には、回転補償器型エリプソメータの較正方法に
つき開示されている。文献「レビュー・サイエンティッ
ク・インストルメント（Rev.Sci.Instrum.）」62
（８）,August 1991に掲載されているアン（An）および
コリンズ（Collins）の論文「Waveform Analysis with
Optical Multichannel Detectors:Applications for Ra
pid−Scan Spectroscopic Ellipsometer（オプティカル
・マルチチャンネル検出器での波形分析：高速走査分光
エリプソメータへの応用）」には、検出システムエラー
の特徴、迷光、イメージの接続性（persistence:パーシ
ステンス）その他、およびその較正につき開示されてい
る。また、シューバート等（Schubert et al.）の論文
には、「Generalized Ellipsometry（一般化された楕円
偏光法）」が開示されている。その第１の文献は、「ジ
ャーナル・オブ・オプティカル・ソサイアティー・オブ
・アメリカ（J.Opt.Soc.Am.）」A.13,（1996）に掲載さ
れた論文「Extension of Rotating−Analyzer Ellipsom
etry To Generalized Ellipsometry:Determination of
The Dielectric Function Tensor From Uniaxial TiO₂
（回転検光子型楕円偏光法の、一般化された楕円偏光法
への拡張：一軸性TiO₂から誘電体関数テンソルの決
定）」である。第２の文献は、文献「フィジカル・レビ
ュー（Phys.Rev.）」B53,（1996）に掲載されているエ
ム・シューバート（M.Schubert）の論文「Polarization
Dependent Parameters of Arbitrary Anisotropic Hom
ogeneous Epitaxial Systems（任意の、異方性均質エピ
タキシャルシステムの偏光依存パラメータ）」である。
第３の論文は、文献「ジャーナル・オブ・オプティカル
・ソサイアティー・オブ・アメリカ（J.Opt.Soc.A
m.）」A/Vol.13,No.9（1996）に掲載されている論文「G
eneralized Transmission Ellipsometry For Twisted B
iaxial Dielectric Media:Application To Chiral Liqu
id Crystals（ねじれた二軸誘電体媒体のための、一般
化された透過楕円偏光法：キラル液晶への応用）」であ
る。回帰に関する文献として、「Numerical Recipes in
“C"（“C"の数値的処方）」1988ケンブリッジ大学プレ
スがある。

上述した点に鑑み、多重波長を同時検出するため、フ
ォトアレイを含む、SRCMSISに関するニーズがある。こ
の検査システム（SRCMSIS）は、本質的には、アクロマ
ティック（色消し）または非アクロマティック（非色消
し）補正器を用いて動かすことができる。

発明の開示一般に、材料システムの回転補正器型検査システム
（例えば、回転補正器型エリプソメータ）は、多くの利
益（例えば、材料システムのPSIおよびDELTAの調査に制
限を与える「デッドスポット」が無い。）を奏する反
面、本質的にアクロマティックな特性を示す「理想的な
（ideal）」補正器がないので、「分光式」の材料シス
テムの回転補正器型検査システム（SRCMSIS）を製作
し、その較正を行い、およびこれを利用することは、極
めて困難で、また、これを実現するにはコストが掛かっ
てしまうと思われている。それは、本質的にアクロマテ
ィックである補正器（すなわち、190−1000nm（nm:ナノ
メートル）のような広い波長域にわたり、一定のリター
ディション（retardation:位相遅れ）を与える補正器）
は、市販品として、一般的には入手できず、しかも安価
に入手できないことからも、理解できる。

しかしながら、この発明のシステムは、較正と利用が
容易にできる材料システムの回転補正器型分光式の検査
（または調査）システム（SRCMSIS）である。この検査
システムは、電磁放射の多色ビーム光源と、偏光子と、
材料システム支持用ステージと、検光子と、分散光学手
段と、多数の受光素子とを含む、少なくとも１つの受光
素子アレイ（フォトアレイ）システムとを具えている。
この検査システムは、少なくとも１個の補正器を具えて
いて、この補正器は、次の位置グループから選んだ１つ
の位置に位置決めされている。（この位置グループは、
サンプル・システム支持用ステージの前段（すなわち前
側）の位置、サンプル・システム支持用ステージの後段
の位置、および当該支持ステージの前段および後段（す
なわち後側）の双方の位置を含んでいる）。

特に重要なのは、この発明に利用される、上述した少
なくとも１個の補正器を、本質的に入手可能で、妥当な
価格の市販のリターディション・システム（retardatio
n providing system:位相差形成システム）とし得るこ
とである。このリターディション・システムは非アクロ
マティック手段、ベレック（Berek）タイプの手段、零
次波長板、高次（または多次:multi−order）波長板、
高次波長板の組合せ、ポリマー・リターダー（polymer
retarder:ポリマー製遅延手段）、マイカ製波長板、フ
レネル菱面体、アクロマティック手段および擬アクロマ
ティック手段（pseudo−achromatic）等を含む。

一般的情報として、ベレック・タイプの補正器は、一
軸の異方性板であり、光軸はこの板の表面に対し垂直な
方向に向いている。電磁放射の偏光ビームが光軸に沿わ
ないで入射すると、偏光ビームの両直交成分に対する実
効屈折率は異なるので、両直交成分間でリターディショ
ン、すなわち位相遅れが生じる。典型的な零次石英波長
板は、２枚の高次（石英）波長板で構成されている。こ
れら高次波長板の光軸は、互いに90度傾いた方向にあ
る。これら２枚の高次波長板として、各波長板で生じる
リターディションに差があることによって、全体的には
零次リターダンス（位相遅れ）特性（Zero−Order reta
rdance characteristics）を与える波長板を選ぶ。ポリ
マー補正器は、ポリマー材料で作られており、この補正
器は多くの補正器と同様に、逆波長関数のリターダンス
特性を示す、真（true）の零次リターダンスを与えるこ
とができる。本質的にアクロマティック（または、擬ア
クロマティック）な補正器は、ポリマー波長板と結晶波
長板とを適当に選んでこれらを積み重ねて構成できる。
このアクロマティック補正器の潜在的な利点は、リター
ダンスを波長域にわたり、一定にすることができる点で
ある。

よく知られているように、一般に入手可能な補正器で
は、波長域が比較的広くなると、その範囲の全ての波長
で、リターディションは正確な90度にならない。これに
対し、この発明は、上述した通り、回帰に基づいて較正
を行う手法を採用することにより、非理想的な補正器の
リターディション特性を補正（すなわち補償）してい
る。そして、確かに、材料システムの回転補正器型検査
システムの感度と精度は、使用する補正器により与えら
れるリターダンスが零（0.0）度または180度に近づくに
したがって低下するが、使用波長範囲でのリターディシ
ョンが40度から170度までの補正器であれば、この発明
に使用できると共に、このような補正器であれば、相当
広い波長範囲（例えば、少なくとも、250nmから1000nm
の範囲）にわたり、劇的な結果をもたらすであろう。

この発明のSRCMSISを使用して、材料システム支持用
ステージに載置された材料システムを検査するときは、
検光子および偏光子は、本質的にそれぞれの位置を固定
しておき、かつ、電磁放射の多色ビーム光源から発生さ
せた多色ビームを上記偏光子および上記補正器に通しな
がら、少なくとも１個ある補正器のうち、少なくとも１
個の補正器を連続回転さる。この多色ビームを、上記材
料システムと相互作用させ、上記検光子に通してから、
上記分散光学手段によって、多数の基本的な単一波長
を、検出システムのフォトアレイ中の多数ある検出素子
のうちの対応する検出素子に、それぞれ、同時に入射さ
せる。

この発明のSRCMSIでの較正方法は、下記の行程（ステ
ップ）を含むことができる。

a.上記のSRCMSISを設置する行程； b.下記の較正パラメータである変数を含む、SRCMSISの
数学的モデルを展開する行程。較正パラメータである変
数：偏光子の方位角、存在する材料システムのPSI、存
在する材料システムのDELTA、補正器の方位角、上記補
正器のマトリックス・コンポーネンツ（行列の要素:mat
rix components）、検光子の方位角、およびオプション
ではあるが、検出素子の残像（像の持続性）および読み
出しの非理想性（non−Idealities:ノンアイデアリテ
ィ）。この数学的モデルは、伝達関数である。この伝達
関数によって、検出素子で検出される、波長の関数とし
ての電磁ビーム強度を前記多色ビーム光源から発生され
る、波長の関数としての所定の強度から計算することが
可能となる。当該数学的モデルは、場合に応じて（opti
onally:オプショナリー）、上記伝達関数に含まれてい
る項（Terms:ターム）の係数に関する式を与えており、
この項の係数は較正パラメータの関数となっている； c.上記多色ビーム光源から発生した多色ビームを、上記
偏光素子に通し、多色ビームの光路に置かれた材料シス
テムと相互作用させ、上記検光子に通し、上記分散光学
手段と相互作用させて、それぞれが本質的に単一波長で
ある多数の波長ビームを、上記少なくとも１個の検出シ
ステム中の多数の検出素子のうちの対応する検出素子
に、それぞれ同時に入射させるようにし、その場合、上
記多色ビームが（上記支持ステージの前段位置、上記支
持ステージの後段位置、および上記支持ステージの前段
および後段の両位置の）位置グループから選ばれた位置
に位置決めさせられている上記補正器を通過するように
させる行程； d:上記少なくとも１個の補正器を連続的に回転させなが
ら、ある時間期間にわたり、強度値に対する波長および
パラメータを有する少なくとも二次元データのセットを
得る工程、この場合のパラメータは、（被検査材料シス
テムに対する電磁放射の上記多色ビームの入射角と、
（上記偏光子および検光子）からなる群から選ばれた１
つの素子の方位角回転と）からなる群から選ばれたいず
れか１つのパラメータであり、そして、場合に応じて、
上記データセットから上記SRCMSISの伝達関数中に含ま
れている各項の係数の値を計算する行程； e.上記数学的モデルの数学的回帰を、上記少なくとも二
次元データのセットへおよび／または伝達関数中に含ま
れる各項の係数の値へ実行して、上記較正パラメータの
値を決定する行程；上記回帰に基づく較正手続で決定された較正パラメー
タは、上記補正器の非アクロマティック特性および非理
想性（non−Idealities:ノンアイデアリティ）はもとよ
り、偏光子、検光子および補正器の方位角（Azimuthal
Angle Orientations）に関する数学的モデルを補償する
のに役立つ。

さらに、数学的モデルに含まれている、検出システム
の検出素子のイメージの持続（又は、残像）および読み
出しの非理想性を補償するための較正パラメータの評価
は、数学的回帰手法において、同時に実行できる。

尚、２個の補正器を設けている場合には、各補正器
を、本質的には、同一または異なる速度で回転させるこ
とができる。

上述したSRCMSIS（検査システム）の較正方法は、当
該検査システムの分散光学手段およびフォトアレイ検出
素子を設ける行程において、これら分散光学手段および
フォトアレイ検出素子をビーム・スプリット手段（Beam
Splitting Means）といっしょに、共通に取り付けるこ
とができる。このビーム・スプリット手段は、電磁放射
の多色ビームのうち、上記分散光学手段へと向かうビー
ム部分を偏光させると共に、残りの多色ビーム部分を上
記分散光学手段へと向けて通す。使用に際し、偏光され
た多色ビーム部分を上記ビーム・スプリット手段によっ
てアライメント手段へ向ける。（このアライメント手段
を十字線とすることができるし、或いは、自動的に電磁
放射の多色ビームを検出する手段と共に、分散光学手段
および検出素子の向き（方位）を制御する配向制御手段
を共同載置する手段とすることもできる。）使用時に
は、上記アライメント手段は、モニタしながらアライメ
ントできる（monitored Alignment Capability:モニタ
ード・アライメント・キャパビリティ）ので、上記ビー
ム・スプリット手段を通過し、上記分散光学手段と相互
作用し、および上記検出素子に入射する、上記電磁放射
多色ビームの一部分の伝播経路を、正確に制御すること
が可能となる。

上記SRCMSISの較正方法は、また、数学的モデルを与
える行程中に、上記偏光子、被検査材料システム、上記
補正器、および上記検光子のそれぞれをマトリックス
（Matrix）表示する行程と、これらマトリックスを、RC
MSISの構成要素の配置順に乗算することによって、電磁
ビームの出力強度Outを入力強度Inと結びつける数学的
伝達関数を、波長の関数として、表す行程を含むことが
できる。

このSRCMSISを較正する上記方法は、上記データのセ
ットから伝達関数の係数の値を計算する行程中に、フー
リエ級数の係数（例えば、式（11）−（14）中に示した
変数α₂,α₄,β₂,β_４）の値の計算を含ませることがで
きる。

その上、上記SRCMSISを較正する方法は、さらに、変
化量（variation:バリエーション）を波長（または、恐
らくは、被検査材料システムの表面に対する電磁放射の
上記多色ビームの入射角或いは、他の変数）の関数とし
て表して、較正パラメータを含む数式で各較正パラメー
タをパラメータ化する行程を含むことができる。上記較
正パラメータを含む数式中の較正パラメータは、上記光
学的回帰処理中に評価される（式（51）および（51）参
照）。パラメータ化が行われると、較正パラメータを含
む数式は、関数関係を与え、および例えば波長の全範囲
にわたり、一定値となり得る（例えば、偏光子の方位角
の設定）。（なお、数学的回帰に基づく較正パラメータ
を評価するための上記パラメータ化による手法は、後述
するグローバル・レグレション・モード1,2および３
で、詳細に説明してある。）さらに留意すべきことは、材料システムの回転補正器
型分光検査システムを、“ストレイト・スルー（Straig
ht−Through）”か或いは、“材料システム有り（Mater
ial−System−Present）”の配置にすることにより、少
なくとも二次元データのセットを得ることができる。第
１の形態では、材料システムを構成するのは空間雰囲気
（open atmosphere）であり、偏光電磁ビームは直接、
偏光子、補正器および検光子を通り、検出システムへ向
かう。第２の形態では、空間雰囲気の場合とは異なり、
PSIおよびDELTAを与える材料システムが置かれているの
で、多色電磁ビームは、偏光子、恐らくは補正器を通っ
た後、材料システムと相互作用し、その後、恐らくは別
の補正器および検光子を通って検出システムへと通過す
る。ここで、補正器はこの材料システムの前段および／
または後段に置くことが可能である。

上記において、この発明のシステムおよび較正方法に
つき概略的に説明したが、この発明の較正方法の手順の
詳細を、下記の構成を有する回転補正器型の分光エリプ
ソメータ・システムに順次に適用した場合につき、例示
する。

このエリプソメータ・システムは、多色光源と、固定偏光子と、材料サンプルと、連続回転補正器と、固定検光子と、検出素子を含むフォトアレイとを具えている。（なお、図１の反射モード側は、補正器
（Ｃ）は取り除けるものであり、かつ補正器（C'）の方
は存在させるという、基本的な配置を示している。）しかしながら、ここで認識すべきことは、上述した較
正を行うための基本的な手法が、連続回転補正器を材料
システムの前側に置くシステムに適用できること、およ
び２個の補正器の一方を材料システムの前側に置き、か
つ、他方をこの材料システムの後側に置き、これらの補
正器の双方またはいずれか一方を連続回転させて使用す
るシステムにも適用できることである。例えば、回転補
正器を材料サンプルの後側ではなく前側に設けた場合に
は、材料システムの後側に回転補正器を置く場合につい
て導出した式中の、偏光子および検光子に対応する行列
（reference:リファレンス）を単に置き換えることによ
り、適応可能な式を得る。

上述した構成の回転補正器型システムの伝達関数は、
適当な順に並んでいる種々の構成要素に対応する行列
（Matrix Representations）を掛け合わせると共に、こ
れら構成要素間の座標をそろえるための回転行列を含む
三角関数とから、得ることができる。（１）式は、この
行列表示を示す：ここで、Ψ（PS1）および△（DELTA）は、エリプソメー
タで材料システムの特性を表すために従来から使用され
ているパラメータである、Ｐは、偏光子の方位（azimuthal orientation）であ
る。

Ｃは、回転補正器の方位（azimuthal orientation）
である。

r1,r2,r3およびr4は、補正器の性質を表わすジョンズ
行列要素（Jones Matrix elements）である。（尚、ジ
ョンズ行列を利用しているが、ミュラー行列（Muller M
atrix）または他の行列を利用することもできる。）Ａは、検光子の方位である。

検出器が測定する光強度は、（１）式の各行列を掛け
合わせて複素表示の結果を得た後、この複素結果にその
複素共役を掛け合わせることによって、得る。

（２）式は、その結果を示す。

Ｉ（P,Ψ，△,C,r1,r2,r3,r4,A）＝Ｅ（P,Ψ，△,C,r1,r2,r3,r4,A）・Ｅ^＊（P,Ψ，△,C,r1,r2,r3,r4,A） …（２）強度Ｉ（ｔ）は（８）式で表される。

Ｉ(ｔ)=I_o(DC+α₂cos2C+β₂sin2C+α₄cos4C+β₄sin4C) …（８）この式は、上述の乗算から得られた結果であって、非
常に複雑であるが、（９）式を介して（３）−（７）式
で与えられる中間結果の項で表すことができる。

p1＝sinΨ・（cos△＋ｉ・sin△）・cosP p2＝cosΨ・sinP …（３） K1＝（−p1・r3＋p2・r1） K2＝（p1・r1＋p2・r3） K3＝（−p1・r4＋p2・r2） K4＝（p1・r2＋p2・r4） …（４） U1＝（cos（Ａ）・K2＋sin（Ａ）・K4） U2＝（K3＋K2）・sin（Ａ）＋（K1−K4）・cos（Ａ） U3＝（−cos（Ａ）・K3＋sin（Ａ）・K1） …（５）（９）式は、下記の通りである。

そして、Ｃ＝ω・ｔである。但し、“ω”は、連続回
転している補正器の角振動数である。I₀は任意定数であ
る。

（尚、（８）式は、打ち切りフーリエ級数（truncate
d Fourier Series）であり、より高次の調和項（harmon
ic terms）を追加して含ませることが出来る。）（１）−（９）式は、材料システムの検査に用いられ
る電磁放射ビームを、デポーラライズ（depolarize:滅
偏光）しない当該材料システムに適しているので、ジョ
ンズ行列の形式が適している。検査用電磁放射ビームを
デポーラライズする材料システムにつき検査を行う場合
には、ミュラー行列形式が適している。（１）式中の
“等方性”材料システム行列を、回転補正器では、一般
的な材料システム行列で置き換えても良い。この点につ
いては、エム・シューバート（M.Schubert）による、文
献“一般化されたエリプソメトリー（Generalized Elli
psometry）”に説明されている（この明細書中の、関連
文献に対する引用例の背景を説明している箇所を参照さ
れたい。これら文献は、シューバート氏によって一般化
されたエリプソメトリーのトピックにつき述べてい
る。）今、ジョンズ行列成分が r1＝1; r2＝0; r3＝0;および r4＝ｅ^１・δ である、理想的な補正器である場合には、（９）式は、
次の（10）−（14）式となる。

DC＝（1/2）（１＋cosδ）［cos2A（cos2P−cos2Ψ）＋sin2Asin2Psin2ΨcosΔ］−cos2Pcos2Ψ＋１ …（10） α_２＝sin2Asin2Psinδsin2ΨsinΔ …（11） β_２＝cos2Asin2Psinδsin2ΨsinΔ …（12） α_４=(1/2)(１-cosδ)[cos2A(cos2P-cos2Ψ)-sin2Asin2Psin2ΨcosΔ] …（13） β_４=(1/2)(１-cosδ）[sin2A(cos2P-cos2Ψ)+cos2Asin2Psin2ΨcosΔ]…（14）（10）−（14）式は、この明細書の背景技術の項で参
照したクライム等（Kleim et al.）の文献に、“A"およ
び“P"を入れ換えて、示されている。（クライム等の論
文では、材料システムの前段に回転補正器を設けてい
る。）さらに、これら（10）−（14）式は、理想的な、すな
わち光学系の方位角が材料サンプルの基準フレーム（fr
ame:座標）と完全に一致している回転補正器システムに
対しては、有効である。実際には、それは正しくなく、
オフセット項“Ａ′”、“Ｐ′”および“Ｃ′”を取り
入れて次式（15a）および（15b）にする：Ａ＝Ａ′−A_S,P＝Ｐ′−P_S …（15a）Ｃ＝Ｃ′−C_S …（15b）ここで、Ａ′,C′およびＰ′は、読取値であり、A_S、
C_SおよびP_Sは較正時に決定されるべきオフセット角であ
る。

（15b）式を（８）式に代入してフーリエ係数用に（1
6a）および（16b）式と、（17a）および（17b）式とを
得る（DC項は不変である。）。

ｍα_２＝α₂cos2C_S−β₂sin2C_S …（16a）ｍβ_２＝α₂sin2C_S＋β₂cos2C_S …（16b）ｍα_４＝α₄cos4C_S−β₄sin4C_S …（17a）ｍβ_４＝α₄sin4C_S＋β₄cos4C_S …（17b）続いて、この発明では、フォトアレイで、多数の単波
長の強度を同時に測定してフーリエ係数を決定する。フ
ォトアレイのダイオード素子は、電荷蓄積モードで動作
するので、信号の解析にハダマード（Hadamard）法を利
用する必要がある。この発明の好適実施例においては、
ダイオードアレイは、回転補正器の一回の回転期間毎に
16回にわたり同期読み出しを行う。信号の時間変動は、
回転する補正器による変調に起因し、この信号は（18）
式で与えられる。（19）式は、フォトアレイ中のあるチ
ャネルにおける測定値で、この測定値は回転中に行われ
たｉ番目の走査によって得られたものである。

Ｓ(ｔ)=I₀・(DC+α₂cos2t+β₂sin2t+α₄cos4t+β₄sin4
t) …（18）（18）式を（19）式に代入し、項を整理すると、フー
リエ係数のための次式（（20）−（24）式）を得る。

これら（20）−（24）式は、回転補正器が連続回転し
ている間にフォトアレイのダイオード素子によって測定
された（hi）値から、回転補正器で変調された信号（Ro
tating Compensator Signal）に対するフーリエ係数を
引き出す（得る）ための手段となる。

ビデオ積分読出技術（Video Integrated Read−Out T
echnique）を採用する良質なエレクトロニクス手段は、
フォトアレイダイオード素子を用いた正確なフーリエ係
数の測定の手助けとなることが判った。理解すべきこと
は、この良質なエレクトロニクス手段は、フォトアレイ
ダイオード素子からの出力信号をデータ収集およびデー
タ解析するコンピュータシステムにインタフェースす
る。この発明の材料システムの回転補正器型検査システ
ム（RCMSIS）に使用して好適な、良質なエレクトロニク
ス手段を含む“市販のシステム”として、ツアイス（Ze
iss）製のダイオードアレイ・スペクトロメータ・シス
テムがある。これらシステムは、MMSI（300−1150nm）;
UV/VIS MMS（190−230nm）;UV MMS（190−400nm）；お
よびIR MMS（900−2400nm）のグループのいずれかのグ
ループのいずれかの製造番号で区別されている。また、
これらツアイス製システムは、分散光学系およびダイオ
ード素子のフォトアレイを備えている。ツアイス製シス
テムは、12ビット・ダイナミックレンジ読出回路を備え
ていて、これより電圧パルス出力を発生する。この発明
のシステムには、さらに、良質なエレクトロニクス手段
として積分器とＡ−Ｄ変換器とを含んでいる。使用時に
は、ツアイス製システムのフォトアレイ中のダイオード
素子の走査速度をこの発明のRCMSISの回転補正器の回転
と同期させる。この同期は、標準的なディジタルロジッ
クを利用して行ない、フォトアレイのダイオード素子を
回転補正器の各回転当たり16回走査する。さらに、この
発明では、好ましくは、中空型ステッピングモータ（ho
llow shaft Stepper Motor）で回転補正器を回転させ
る。この回転補正器に取り付けたセンサから一連の参照
（基準）パルスを発生させ、これら参照パルスを、フォ
トアレイダイオード素子からのデータと同時に、良質の
エレクトロニクス手段に供給する。これら参照パルスに
よって、回転補正器の角度位置に、フォトアレイダイオ
ード素子からのデータとの相関性をもたせることが可能
となる。

フォトアレイからのデータについて、アン（An）およ
びコリンズ（Collins）は、SRCMSISにフォトアレイ検出
器を用いたときに生ずることがある非理想状態（non−i
dealities）につき述べている。しかし、“迷光”に対
するアンおよびコリンズの補正（アンおよびコリンズの
文献の（13）式参照）を除き、彼らの論文に述べられて
いるフォトアレイの非理想性を補正するためのいずれの
手法も、この発明の好適実施例を実行するためには必要
ではないことがわかった。しかしながら、この発明にお
いて、非理想的なフォトアレイの使用を可能とするため
に、回転補正器の各回転毎に16回のダイオード素子の走
査が必要となるSRCMSISでの残像（または像の持続性）
および読出時間に対する適切な補正を求めて（25）−
（34）式で示した。

“x"を非理想性を表す量とすると、残像（または像の
持続性）に関する補正は下記の通りである。

“ρ”をダイオードアレイのチャネル読出時間とする
と、読出時間に関する補正は下記の通りである。

これら（25）−（34）式は、（10）−（17）式に続い
て適用してフォトアレイダイオード素子の読出における
非理想性を補償できる。残像および読出の非理想性因子
“x"および“ρ”の決定は、この明細書の次項で説明す
る較正回帰（Calibration Regression）手続で、これら
因子をフィット・パラメータ（Fit Parameters）と定義
することにより、行うことができる。

例示のため、この発明のSRCMSISをダイオード素子ア
レイで読出を行う回転補正器型エリプソメータ・システ
ムとする。この場合、有用なデータを得るためには、較
正を実行する必要がある。この較正は、材料システムの
基本フレームに対する偏光子、検光子および補正器のそ
れぞれの方位のオフセット角に数値を与えると共に、回
転補正器のリターダンス（Retardance）を波長の関数と
して与える。その上、フォトアレイ中のダイオード素子
に生じる非理想性を補償するための較正パラメータを較
正する。

この較正手続の基本的考えは、この明細書の背景技術
の項で引用したジョーズ（Johs）の1993年の論文：“シ
ン・フィルム・ソリッド”（Thin Film Solids）で最初
に、提唱された。同じ基本的な較正手続の技術的事項に
ついて、同時係属の米国特許出願第08/618,820号におい
てさらに発展させている。この米国特許においては、赤
外（IR）波長帯域で使用される回転補正器型エリプソメ
ータ・システムの較正について説明されている。しかし
ながら、両文献ともに、回帰に基づく較正（回帰依存較
正）を、一度に１つの波長（１波長）に適用する典型例
について述べている。この方法でも良いが、それでは25
6セットの較正パラメータが必要となる。その場合、256
個のダイオード素子を用いたフォトアレイが用いられ、
これらダイオード素子の各々で本質的に単一の波長をモ
ニタさせることになる。（尚、電磁放射スペクトラムは
連続しているので、本質的に単一の波長とは、ある波長
を中心としたその周辺の微小波長範囲の波長群と考え
る。この本質的に単一の波長の放射がフォトアレイ中の
１つのダイオード素子で捕らえられる。）この発明を実施するに当たり、典型例としては、“グ
ローバル（Global）”な回帰手続を二次元データのセッ
トに対して実施する。典型例では、偏光子の方位角およ
び波長を、データセット非依存変数として選択する。但
し、材料システムの表面に対する電磁ビームの入射角
を、例えば、波長または偏光子の方位角の代わりに非依
存（独立）変数として選択できる。また、同時係属中の
米国特許出願第08/618,820号に開示されている回帰依存
較正では、回帰手続に少なくとも２組の二次元データの
セットを与えている。２組のデータのセットは、形態が
異なる被検査材料システムから得ている。例えば、異な
る２つの材料システムを利用した２組のデータのセッ
ト、或いは、１つの材料システムを設けた場合と“スト
レイト・スルー”の場合とを利用した２組のデータのセ
ットとすることができる。（尚、“ストレイト・スル
ー”の場合とは、材料システムが置かれていない状態で
あって、電磁放射ビームは、材料システムと相互作用す
ることなく、偏光子、補正器および検光子を順に通り抜
けてフォトアレイダイオード素子に入射する。）これに対し、この発明は、唯一組のデータのセットが
存在することが必要である。（既に説明されている
が、）材料システムを利用する場合には、幾つかの利点
があるけれども、このデータのセットは、エリプソメー
タを材料システム有りの形態又はストレイト・スルーの
形態にして、得ることが出来る。勿論、この発明は、二
組のデータのセットを利用して、行うことも出来る。

既に説明したように、この発明の回帰依存較正では、
少なくとも二次元データのセットを近似的に得る必要が
ある。典型的な例では、この二次元データのセットは、
独立変数として、（回転補正器が材料システムの前段に
置かれている場合には）、偏光子の方位角と波長を含
む。回転補正器が材料システムの後段に置かれている場
合には、検光子の方位角を利用する。

既に説明した通り、被検査材料システムの表面に対す
る検査用電磁放射ビームの入射角は、検光子または偏光
子の方位角のセッティングの代わりに用いることができ
るが、この代用は、材料システムのPSIおよびDELTAのそ
れぞれの値が入射角によって変化してしまうので、好ま
しいことではない。また、実際には、多くのエリプソメ
ータ・システムにおいて、偏光子または検光子の方位角
を変えることは簡単である。続いて、（異なる波長に対
応する）多くのダイオード素子からデータを同時に得て
これらデータに対して（20）−（24）式に固有なハダマ
ード（Hadamard）解析を行って、（18）式で示したフー
リエ係数を与える。（尚、フォトアレイは、256,1024或
いは2048個のダイオード素子を備えることができ、その
うちのある素子は、強度が小さくて利用できない信号を
生じるかもしれない。この発明によれば、種々の理由に
よりユーザが選択した信号グループだけを利用可能とす
ることができる。）（８）式および（18）式には直流（D.C.）項“I₀"を
含んでいる。この項は、回帰処理でフィット・パラメー
タとして選択できる。或いは、この項に関して正規化処
理を実行できる。この正規化は直流項に関して行うこと
ができる。或いは、この項に関して、正規化パラメータ
を含ませることができる。

下記の（35a）、（35b）および（35c）式は、取り得
る正規化パラメータを示す。

（35a）式は、直流項に対する正規化の式であり、（3
5b）式は、直流項およびフーリエ係数に依存するパラメ
ータに対する正規化の式であり、（35c）式は、直流項
ではなく、フーリエ係数に対する正規化の式である。フ
ーリエ係数に対する正規化を行なわない場合（例えば、
直流項“I₀"が、較正パラメータ決定回帰処理でフィッ
ト・パラメータとして含まれていないか、或いは、正規
化が実行されない場合）、フーリエ係数の上記係数値に
較正パラメータ決定回帰を適用することによって与えら
れた較正パラメータに関して“浮動（Floating）”値を
得る。後に説明するように、直流成分“I₀"を決定する
のは難しく、度々、バックグラウンド光や、暗電流や、
読出回路の電圧オフセット等々に対する“遮蔽（Shutte
r:シャッタ）”が必要となる。その上、直流成分は、計
器のドリフトに対する感度が良い。その結果、この発明
の較正処理では、（35a）および（35b）式を使用するよ
りは、また、較正パラメータを決定する回帰処理に
“I₀"を含ませることよりは、（35c）式を使用するのが
好ましい。（材料システムの回転補正器型検査システム
において“ストレイト・スルー”形態とする場合よりも
“試料有り”とした場合に、（35c）式の正規化を行っ
て較正データを得る。）その場合、正規化されたフーリエ係数は、次の（36）
−（39）式で表される。

グローバルな較正データのセットは（40）式で表すこ
とができる。

ここで、MFDは、測定されたフーリエ・データ（Measu
red Fourier Data）を表し、および“P"は、１つの独立
変数を構成している偏光角（Polarizer Angle）であ
る。（そこで、この“P"は、典型例では、零（0.0）度
から180度までの範囲内で、10度単位で変化する。）
“n"は、フォトアレイ中の選択されたダイオード素子
（チャネル）のインデックス、換言すれば、第２独立変
数（すなわち波長）を表す。典型的なシステムの形態例
では、256個のチャネルのフォトアレイに30−250個のダ
イオード素子（チャネル）を使用する。“グローバル”
という言葉は、波長依存性があることを強調している。
上述の“P"の範囲設定と波長の範囲とを利用して、グロ
ーバルなMFDのデータのセットを次式（41）で表す値を
含んでいる。

（（180/10＋１）回の偏光子のセッティング） ×（（250−30＋１）個のチャネル） ×（（４）個のフーリエ成分））＝16,796値 …（41）フーリエ・データの近似値誤差（approximate erro
r）（σMFD_P,nで表す。）は、各検出器のチャネルでの
信号対雑音比から推測でき、かつ、経験的に得られたデ
ータセットの回帰解析に使用される。

続いて、（３）−（17）式、（35）−（39）式（およ
びフォトアレイの非理想性が含まれている場合には、
（25）−（34）式）を使用して、この発明のRCMSISによ
って経験的に測定される（36）−（39）式における正規
化されたフーリエ係数の値を計算（すなわち数学的に予
想）することが可能となる。しかしながら、この数学的
予想をするためには、材料システムのPSI値およびDELTA
値を知り、オフセット角Ps、As、およびCsを知り、補正
器の他の非理想性の他に補正器のリターディション（Re
tardation）‘δ’を知り、必要ならば、フォトアレイ
の非理想性‘x'および‘ρ’を知る必要がある。この数
学的予想は（42）式で示すことができる。

PFD_P,n（P,Ψ_n,Δ_n,（P_s）_n,（C_s）_n,（A_s）_n,δ_n,x_n,ρ_ｎ） …（42）（42）式から、所定の方位角とフォトアレイ・チャネ
ル（波長）での予想されたフーリエ・データ（PFD）セ
ットは、この式に示された変数の関数であることがわか
る。これらの変数は、数値が与えられるべき較正パラメ
ータを構成している。この発明の回帰処理は、この較正
パラメータの数値を決める手段を提供する。

従来技術では、その全てにおいて、利用される各波長
毎に個別の回帰処理を実行していた。使用波長の数が20
0波長あると、各Ps、As、Cs等々に対して、個別に200個
の値を得る。しかしながら、この発明による回帰処理で
は、独立変数（すなわち波長）の関数としての較正パラ
メータを“パラメータ化”できることを教示している。
すなわち、少数の（例えば２個か３個の）パラメータの
みによる数学的な関係を作り上げて較正パラメータと独
立変数（例えば、波長）との間の関数関係を記述でき、
この発明の回帰処理を利用して上述の２個または３個の
パラメータを決定できる。

例えば、偏光子の方位オフセット角（P_s）を、全ての
波長に対して、一定としても良い。その場合には、例え
ば200個の個別波長で200個の個別の値の代わりに、この
偏光子の方位オフセット角（P_s）の値を決定（評価）し
てストアすることができる。その場合、グローバル較正
パラメータを（43）式のように定義できる。

（P_s）_ｎ≡gP_s …（43）一般に、（42）式で与えられたた、離散的に定義され
た較正パラメータのいずれも、（44）式で定義されるグ
ローバルなパラメトリック関数（Global Parametric Fu
nction）で置き換えることができる。

CP_n＝gCP（n,p₁,p₂‥‥p_k） …（44）ここで、‘CP_n'は“n"番目のチャネル（すなわち“n"
番目の波長）の各々に対し離散的に定義された較正パラ
メータを表しており、また、‘gCP'は‘CP_n'に代わる
（“n"番目のチャネルおよび“k"個の較正パラメータ
“p1…pk"の関数としての）グローバルなパラメトリッ
ク関数である。このパラメトリック関数は、任意の数学
的形式のものとすることができる。例えば、これらに何
ら限定されるものではないが、多項式、有理式或いは超
越的な形式とすることができる（Ψ_ｎおよびΔ_ｎの場合
には、パラメトリック関数を、材料システムに対する多
層光学モデルから、周知の材料光学定数およびパラメー
タ化された膜厚を使用して計算できる。）パラメトリッ
ク関数の重要な特徴は下記の通りである： 1.パラメトリック関数は、各独立変数（例えば、フォト
アレイ・チャネルまたは波長）毎に較正パラメータの振
る舞いを正確に表す。

2.パラメトリック関数は、利用された各独立変数（例え
ば波長）毎における較正パラメータを単に評価するため
に必要とされるパラメータの個数よりも少ない個数のパ
ラメータを利用する較正パラメータの振る舞いを正確に
表す。

（44）式の各項において“k"（較正パラメータの個
数）は“n"（チャネル数）よりも少ないといえる。

理解すべきことは、この発明で利用される、好ましい
グローバルなパラメータ関数式は、利用される特定の実
施例（例えば、利用される補正器のタイプ）に依存する
ということである。また、ある較正パラメータをグロー
バルなパラメトリック関数で表現すること、および他の
較正パラメータを直接的に表現することは、この発明の
回帰依存較正パラメータ決定処理の範囲に含まれる。モ
デルを利用したグローバルなパラメトリック関数の３つ
の例を下記に示す。

グローバル回帰モード（GRM）1. このモード（GRM）では、５個の較正パラメータの値
を決める必要がある。（45）−（47）式は、予想される
フーリエ・データ（PFD）の式である。

PFD_P,n（P,Ψ_n,Δ_n,gP_s,gC_s,gA_s,gδ（n,p₀,p₁）） …（45）ここで、ｇδ(n,p₀,p₁)=[p₀・90・(１+p₁/[ｗ(ｎ)]^２)]/w(ｎ) …（46）および、ｗ（ｎ）＝C₀＋C₁・ｎ＋C₂・n² …（47）尚、ｗ（ｎ）は、フォトアレイの“n"番目のチャネルに
対応した、電磁放射の波長（ナノメートル単位）であ
る。C₀,C₁,およびC₂は、波長較正パラメータである。先
に説明した、ツァイス・ダイオードアレイ分光システム
を利用する場合には、これらC₀,C₁,およびC₂の較正パラ
メータは、製造側で予め与えられており、各フォトアレ
イ・チャネルに与えられる波長は（47）式を利用して決
めることができる。補正器によって生ずる波長の関数と
してのグローバルな遅れ（Retardance:リターダンス）
は、（46）式で与えられる。（46）式は、逆波長関係を
与えている。“p₀"は、波長（ナノメータ単位）であ
り、この波長において補正器は“４分の１波長板”であ
って、リターディション（Retardation）は90度であ
る。“p₁"は、補正器の光学的性質のうちの分散効果を
補償する。（46）式には、より高次の項を追加できる。

この（GRM）モード１においては、方位のオフセット
較正パラメータを全波長に対して一定とする。そのた
め、（GRM）モード１を使用すると、５個のグローバル
較正パラメータ：（gP_S,gC_S,gA_S,p₀,p₁）を、材料システムのPSIおよびDELTA: Ψ_n,およびΔ_ｎに追加して、この発明の回帰処理によって決定する必要
がある。

グローバル回帰モード（GRM）2. このモードは（GRM）１に類似しているが、Ps較正パ
ラメータをグローバル較正パラメータ（すなわちフォト
アレイ・チャネル番号“n"に依存しない定数である）と
して定義する。再び、補正器のリターダンスを（46）式
および（47）式でパラメータ化する。CsおよびAsの値
は、各フォトアレイ・チャネル毎に離散値としてとるこ
とができる。しかし（48）式はこれらの関係式を示す。

PFD_p,n(P,Ψ_n,Δ_n,gP_s,(C_s)_n,(A_s)_n,gδ(n,p₀,p₁)) …（48）グローバル回帰モード（GRM）3. この（GRM）３モードでは、P_sのみをグローバル・パ
ラメータとし、他の全てのシステム較正パラメータは、
各フォトアレイ・チャネル毎に個別的な値とする。（4
9）式は、この関係を表している。

PFD_p,n（P,Ψ_n,Δ_n,gP_s,（C_s）_n,（A_s）_n,δ_ｎ） …（49）回帰下記に示した較正パラメータを決定するこの発明の回
帰解析法では、標準的な非線形回帰解析方法を利用す
る。まず、χ^２を（50）式で定義する。そして計算され
たフーリエ・データ（PFD）と実験して測定されたフー
リエ・データ（MFD）との間の誤差の大きさを知る。

（50）式は、較正データの測定値と計算値とのデータ
セット間での全体誤差を単純化して表わしている。すな
わち、この誤差は、測定されたフーリエ・データとこれ
に対応する計算されたフーリエ・データとの間の差の２
乗を各測定データ点での近似誤差（σMFD_Pn）によって
正規化したものを検光子および波長（チャネル）設定値
の全体にわたり和をとったもので与えられる。（51）式
は、より正確な数学的定義を与える。：（50）式および（51）式において、p_kは、（PFD）の
計算に必要な“k"個の可調整システム較正パラメータ
（“k"adjustable system Callibration Parameters）
である。この明細書の背景技術のところで掲げたジョー
ズ（Johs）の論文中に述べられている、周知のマーカー
ド（Marquardt）−レベンベルグ（Levenberg）非線形ア
ルゴリズムを使用してシステム較正パラメータp_kを繰り
返えし調整して誤差を最小にすることが出来る。

急速に収束する回帰を行うためには、良い初期値を必
要とする。この発明によれば、上述したグローバル回帰
に使用し良好な初期値（スターティング値:starting va
lues）を得るため、多数の離散的な波長で、多数回の非
グローバル回帰を実行する。種々の較正パラメータに対
して得られた値の範囲から、グローバル回帰の初期値を
経験的に選出することが出来る。

グローバル回帰を、“N"番目のチャネル毎に（すなわ
ち、各“N"番目の波長毎に）得られるデータのみを利用
して、実行して収束させるに必要な回帰処理（手順）時
間を短縮することが出来る。この回帰の仕方は、グロー
バルであると考えられる。

この発明のSRCMSISが一旦構成されると、このシステ
ムで未知サンプルからデータを得、そのためPSIおよびD
ELTAのプロットを得ることが可能となる。クライム（Kl
eim）等は、PSI（Ψ）およびDELTA（Δ）に対する式を
提示しており、これら式は（52）式および（53）式で与
えられる。

これらの式において、＋／−45度において解析を行
う。また、（52）式および（53）式を適用するに先立
ち、（15a）、（15b）、（16a）、（16b）、（17a）お
よび（17b）並びに（25）−（34）式を適用することに
よって、測定されたフーリエ・データを“理想的な”フ
ーリエ・データに変換する必要がある。クライム（Klei
m）等は、また、回転補正器システムでは区間平均測定
（zone−averaged measurement）（すなわち、検光子Ａ
を最初は＋45度に設定し、２度目は−45度設定した測定
から得たPSIおよびDELTAを平均化する）を行なう利点を
述べている。この発明によれば、この区間平均測定を併
せて行ってデータ測定の精度をさらに高めることが出来
る。

また、材料システムのPSIおよびDELTAを特徴付けるデ
ータを得るための別の方法は、この材料システムを、こ
の発明のSRCMSISに設置させてある、試料有りモード（S
ample Present Mode）で、当該検査システムで較正処理
を行うことである。

この発明は、詳細な説明の項と図面とにより、より良
く理解されるであろう。

発明の概要このため、この発明の主な目的は、多重波長を同時に
検出するための多数のダイオード素子から成る少なくと
も１個のフォトアレイを含むSRCMSISを提供することに
ある。このSRCMSISは、ベルク型（Berek−type）の光軸
が面に垂直なクロマティックおよびノン−クロマティッ
クの両補正器、および／または光軸が面と平行な他の補
正器を利用できる。さらに、このSRCMSISは、市販の補
正器および分光システム部品を利用して実現できる。

この発明の他の目的は、SRCMSISと関連して、数学的
回帰依存技術によって、数学的モデル中の較正パラメー
タを決定する方法を提供することにある。この数学的回
帰依存技術は、典型例ではSRCMSISを“材料システム有
り”のモード或いは“ストレイト・スルー”のモードに
設定（oriented）させて得られた少なくとも二次元デー
タのセットの一組を利用している。

この発明のさらに他の目的は、較正パラメータ（偏光
子、補正器および検光子の方位角、および材料システム
のPSIおよびDELTA、および補正器を表わす行列要素のよ
うなパラメータ）を、データセットの変数（波長、或い
は偏光子および／または検光子の方位角の回転、或いは
被検査材料システムの表面への電磁放射ビームの入射角
のような変数）の関数として、有益にかつ望まれるよう
にパラメータ化する場合には、数学的回帰依存較正処理
を行っている間に決定される必要のある較正パラメータ
の個数を減らす方法を提供することにある。

この発明の目的は、この発明のSRCMSISの有用性につ
いての、経験的に得られたドキュメンテーション（docu
mentation）を、数学的回帰較正法および材料システム
検査データ取得方法を実行して得られた結果の形態で、
提供することにある。

図面の簡単な説明図１は、材料システムの回転補正器型材分光検査シス
テム（SRCMSIS）（例えば、エリプソメータ・システ
ム）モードで動作できる反射および透過モード材料シス
テム検査システムの基本的構成成分を示す図である。

図２は、スペクトログラフィック・ダイオードアレイ
分光器システム検出器を示す図である。

図３は、図１および図２に示す構成成分を反射モード
に組み合わせた構成を示す図である。

図４は、図１および図２に示す構成成分を反射モード
に組み合わせて、図２のスペクトログラフィック・ダイ
オードアレイの分光器システムを３台備え、これら分光
器システムに光ファイバを介して入力を与える構成を示
す図である。

図５は、図１および図２に示す、構成成分を反射モー
ドに組み合わせて、分散光学系によって生ずる多次（Mu
ltiple Orders:マルチプル・オーダ）のビームを多数の
フォトアレイで受け止める構成を示す図である。

図６は、この発明で利用する場合がある、パラメータ
化により較正パラメータをモデル化する方法の一例を説
明するための曲線図である。

図７は、材料システムの回転補正器型分光検査システ
ム（SRCMSIC）の“ストレイト・スルー”形態の構成を
示す図である。

図8aは、ライン型（lined）回折格子分散光学系を示
す平面的な線図である。

図8bは、ブレーズ角型（blazed angled lined）回折
格子分散光学系を示す平面的な線図である。

図8cは、ホログラフィー（holographic lined）回折
格子分散光学系を示す平面的な線図である。

図8dは、プリズム分散光学系を示す平面的な線図であ
る。

図9aは、図中、左端側が円形であり、かつ、右端側が
“スリット”形となっている光ファイバを示す図であ
る。

図9bは、全長にわたり円形状であって“スリット”自
体に入力を与える光ファイバを示す図である。

図9cは、図中、左端側が円形で、右端側が３本に分か
れていて、それぞれの右端側を円形または“スリット”
形として示した３分岐型光ファイバを示す図である。

図9dは、面に対し光軸が垂直方向に向いているベレク
（Berek）・タイプ補正器を示す図である。

図9eは、面に対し光軸が平行に向いている補正器を示
す図である。

図9fは、２枚の多次波長板で構成した零次石英波長板
の構造を示す図である。

図10a−10gは、この発明のSRCMSISにベレク・タイプ
補正器を使用したときのデータを説明するための曲線図
である。

図11a−11cは、この発明のSRCMSISに零次石英波長板
を使用したときのデータを説明するための曲線図であ
る。

図12a−12cは、この発明のSRCMSISにポリマー補正器
を使用したときのデータを説明するための曲線図であ
る。

図13a−13fは、この発明のSRCMSISに“アクロマティ
ック”波長板補正器を使用したときのデータを説明する
ための曲線図である。

図14a−14hは、この発明のSRCMSISを使用して得られ
た、種々の測定された材料システムのPSI値およびDELTA
値のデータを示す曲線図である。

詳細な説明この発明のシステム図１を参照して、材料システム（MS）を反射モード
（RM）または透過モード（TM）で検査する、材料システ
ム検査システム（例えば、エリプソメータ・システム）
につき説明する。この材料システム検査システムは、一
般には、電磁放射の多色ビーム源（LS）と、偏光子
（Ｐ）と、材料システム支持ステージ（STG）と、検光
子（Ａ）と、検出素子（DE's）を含むフォトアレイ検出
システム（DET）とを備えている。しかし、図１は、反
射モード・システム補正器（Ｃ）および（Ｃ′）と、透
過モード・システム補正器（Ｃ）および（Ｃ″）とがあ
るように示している。理解して欲しい点は、反射モード
または透過モード・システムのいずれの場合において
も、補正器を材料システム（MS）の前段および／または
後段に設置できるという点である。すなわち、反射モー
ド・システム（RM）には、１個の補正器（Ｃ）または
（Ｃ′）のいずれかが設けられているか、或いは、両補
正器（Ｃ）および（Ｃ′）が設けられている。そして、
透過モード・システム（TM）では、１個の補正器（Ｃ）
または（Ｃ″）が設けられているか、或いは、両補正器
（Ｃ）および（Ｃ″）が同時に設けられている。

図１に示す構造のシステムを回転偏光子または回転検
光子システムとして動作させることが可能である。しか
しながら、この発明の材料システムの回転補正器型検査
システム（RCMSIS）は、その好適な動作モードでは、材
料システム支持ステージ（STG）上に載置された材料シ
ステム（MS）からデータを得ている期間中は、偏光子
（Ｐ）および検光子（Ａ）を基本的には固定しておき、
このデータの入手期間中は、少なくとも１個の存在する
補正器（（Ｃ）および／または（Ｃ′）；または（Ｃ）
および／または（Ｃ″））を回転させる。このようにす
ることにより、回転させられている補正器に入射してい
る電磁放射ビームの偏光ビーム中の直交する成分間に、
連続的に変化するリターダンス（retardance）を効果的
に生じさせることができる。２個の補正器のうちの一方
の補正器（Ｃ）を材料システム支持ステージ（STG）上
に置かれた材料システムの前段に設け、かつ、その他方
の補正器（（Ｃ′）または（Ｃ″））をこの材料システ
ムの後段に設けた場合には、使用時には、当該一方また
は双方の補正器を回転させることができる。双方の補正
器を回転させる場合には、双方を同一速度で回転させる
こともできるし、或いは、双方に異なる回転速度を利用
することもできる。さらに、使用時に、偏光子（Ｐ）お
よび検光子（Ａ）を固定することによって、データの入
手期間中は、偏光状態が入力光学系および出力光学系に
敏感となるのを、本質的に回避できるという利点を得
る。そのため、光ファイバ、鏡、レンズ等々を入力部／
出力部に使用することができる。

また、以下の説明では、この発明のSRCMSISによって
検査される材料システム（MS）は、材料システム支持用
ステージ（STG）上に位置決めすると仮定する。このよ
うな材料システムの位置決めは、係属中の米国特許出願
08/727,700に開示されているような、上述のケースに限
定される必要はない。例えば、材料システム（MS）を磁
気−光学システム中に置くことができる。この磁気−光
学システムは、前述の材料システム支持用ステージ（ST
G）によって支持するのには大きすぎる。その場合に
は、電磁ビーム指向（directing:ディレクティング）手
段（例えば、ムーニィー・ロームブ（Mooney Rhomb）型
の手段、または鏡等々）を材料システム支持用ステージ
（STG）上に置き、そして、この発明の多色電磁ビーム
源（LS）と検出素子（DE）を含むフォトアレイ検出シス
テム（DET）の再位置決めをする必要なく、この電磁ビ
ーム源（LS）から発生した多色電磁ビームを、離れて存
在する材料システム（MS）および前述の電磁ビーム指向
手段と相互作用させることにより、当該電磁ビームを、
前述の検出素子（DE）を含むフォトアレイ検出システム
（DET）に向けることができる。

続いて、この発明は、電磁放射の多色光源（LS）を利
用している。第２図では、この発明における検出素子
（DE's）含有フォトアレイ検出システム（DET）は、好
ましくは、多数のダイオード素子（DE's）から成ってい
るフォトアレイを備えている。使用時には、分散光学系
（DO）には、材料システム（MS）と相互作用して検光子
（Ａ）を通過した多色電磁放射ビーム（EPCLB）が入射
し、そしてこの光学系でこのビーム（EPCLB）を回折さ
せて各フォトアレイ（PA）のダイオード素子（DE）に、
本質的に単一な波長（例えば、中心の単一波長を中心と
した微小波長帯域）をそれぞれ入射するようにする。フ
ォーカシング素子（FE）を破線で示し、この素子は任意
に設けることができることを示している。このフォーカ
シング素子（FE）を設けた場合には、この素子（FE）
は、電磁波の多色ビームを集光させて検出素子（DE's）
含有フォトアレイ検出システム（DET）に入力させるこ
とができる。検出システム（DET）は、ダイオード素子
（DE's）で発生された信号をダイオード素子（DE's）か
ら順次にまたは並列的に出力する。好適な検出素子（D
E's）含有フォトアレイ検出システム（DET）は、“市販
品”であり、これはフォーカシング素子（FE）を含んで
いて、分散光学系（DO）およびダイオード素子（DE）ア
レイを内蔵している。この発明のRCMSISの好適実施例の
“市販製品”は、下記のグループの製造番号で示された
ツァイス・ダイオードアレイ分光システムである。すな
わち、このグループは、（MMS1（300−1150nm）;UV/VIS
MMS（190−230nm）;UV MMS（190−400nm）；およびIR
MMS（900−2400nm））である。ここに示されたツァイス
・システムは、著しくコンパクトなシステムであり、こ
れらは多数の検出素子（DE's）を備えていて、全体を図
２で示したように、フォーカシング素子（FE）、スリッ
ト（Ｓ）および単一の凹形ホログラフィック格子分散光
学系（DO）を経て、フォーカシングを行う。

また、図２は、検出素子（DE's）含有フォトアレイ検
出システム（DET）には、ビーム・スプリッタ（BS）と
十字線を有するレチクル（Reticule）（CH）があること
を示している。これらビーム・スプリッタ（BS）、分散
光学系（DO）、フォーカシング素子（FE）、検出素子
（DE's）を含むフォトアレイ（PA）および十字線を有す
るレチクル（CH）を、１つの固体ユニットとして、移動
するように搭載する場合には、前述の十字線を有するレ
チクル（CH）に反射するアライメント用の電磁放射ビー
ム（ALB）を十字線の交点近くに位置させることによ
り、検出素子（DE's）を具えたフォトアレイ検出システ
ム（DET）を、入射する電磁放射偏光ビーム（EPCLB）に
対して、良好に整列させることができる。実際に、この
ような構成は、著しく良好に作動することがわかった。
さらに、（CH）として示されている素子は、直交（quad
rature）フォト検出器自動整列手段、或いは、他の機能
的な適当なシステムとすることができる。

また、この発明の補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）
は、典型的には、市販の四分の一波長板であって、その
光軸がその波長板の面内にある波長板（図9e参照）とす
るか、或いは、光軸が面と垂直なベレク・タイプのもの
とする（図9d参照）。そして、これら補正器を選択する
際に、強調される点は、そのアクロマティック・オペレ
ーティング特性に特別な関心を払わずに済む点である。
零次波長板は、光軸が互いに90度の方向に向いている、
厚さ（T1）および（T2）の異なる２枚の多次波長板で構
成して、リターディションの全体にわたる効果が零次と
なるようにすることができる（図95参照）。同様に、上
述の補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）を本質的には、
石英、或いはポリマー等のような機能性材料で形成する
ことができる。

さて、極めて重要な点であるが、この発明の材料シス
テムの回転補正器型検査システム（RCMSIS）は、分光的
なシステム（すなわち、例えば190−1000ナノメートル
の範囲にわたる多くの電磁波長を含むビームの多数の波
長に対して同時に動作するシステム）であるけれども、
このシステムに利用されている補正器（Ｃ），
（Ｃ′），（Ｃ″）は、リターダンス、すなわち、例え
ば、波長に反比例して変化するが依然として使用出来る
リターダンスを与える。しかしながら、補正器（Ｃ），
（Ｃ′），（Ｃ″）は、典型的では、これを介して多色
性の電磁ビームを通過させるものであることが必要であ
り、その場合、重大な減衰や偏向を起こしたり、或い
は、この電磁ビームの伝播方向にずれを生じさせたりす
ることがないものであることが必要である。もしそうで
なければ、検出素子（DE's）含有フォトアレイ検出シス
テム（DET）の検出素子出力信号に、補償が困難な複雑
さが生ずる。

波長の範囲にわたり一定の90度のリターダンス（Reta
rdance）（理想的な特性である）に近いリターダンスさ
えも与えない補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）でこの
発明を実現させることができる理由は、次の通りであ
る。すなわち、利用する回帰依存較正処理（この明細書
の発明の開示の項を参照）は、この発明のRCMSISの数学
的モデルに必要とされる較正パラメータに対して、波長
依存補償を実行できる値を提供するからである。この明
細書の発明の開示の項によく説明されているように、発
明者は、この発明のRCMSISの、較正パラメータを含む数
学的モデルを、例えば、このシステムの種々の構成要素
に対する行列表示を利用することによって確立し、これ
られの行列を適当な順に掛け合わせて伝達関数を形成す
る。これは、検出素子（DE's）含有フォトアレイ検出シ
ステム（DET）の検出素子（DE）によってモニタされる
全ての波長にあてはまる。次に、データのセットは、波
長の関数として、および典型例では偏光子（Ｐ）または
検光子（Ａ）の種々の設定（すなわち、偏光子および検
光子を種々の位置に回転できる）の関数として、実験的
に得る。その場合、補正器（Ｃ）は、典型的には、必ず
しもこれらの値である必要はないが、20ないし30Hzで回
転させる。別の回転速度も利用できるし、２個の補正器
を設けている場合には、その一方または双方を回転させ
ることもできる。そこで、双方の補正器を以下説明する
ように回転させる場合には、双方を同一速度で、或い
は、異なる速度でそれぞれ回転させることができる。
（留意すべき点は、検査中の材料システムに対する多色
放射ビームの入射角の変化を利用することによって、デ
ータのセットを得ることもできる。）次に数学的モデル
中の較正パラメータの値を、典型例では、これらデータ
のセットへの平均二乗誤差（Mean−Squre−Error）に基
づいた回帰を行って、決定すなわち評価する。また、数
学的級数（例えばフーリエ級数）の係数に対し較正パラ
メータを含む数学的表示を有効的に見つけ出すことも可
能である。この数学的表示は、数学的モデルの伝達関数
を含んでいて、データのセットから係数に対する数値を
計算し、次いで、データのセットから求めた係数の上記
数値へ、数学的級数の伝達関数の係数に関する、上述の
較正パラメータを含む数学的表示の回帰を、有効的に、
実行する。ここで強調されるべき点は、優れた較正結果
を得るのに十分な単一の二次元データのセットを見い出
していることである。この二次元データのセットは、典
型例では、強度に対する（すなわち強度値が依存する）
波長および、偏光子又は検光子の方位回転角の設定値で
ある。さらに、この発明のRCMSISを多色電磁放射ビーム
が材料システム（すなわち“試料有り”のモード：図1,
3,4,および５参照）と相互作用するように設定するか、
或いは、“オープン・アトモスフェア（Open Atmospher
e）”（すなわち“ストレイト・スルー”のモード：図
７参照）からなる材料システムとは異なる材料システム
とは相互作用を起こすことなく、多色電磁放射ビームが
この発明のRCMSISを通過するように設定することによっ
て、上述の二次元データのセットを得ることが出来る。
勿論、この発明のRCMSISの較正には、同時に２組以上の
データのセットを利用することもできるが、その必要は
ないと判った。この点については、継続している米国特
許出願第08/618820号に記載されている。そこでは、RCM
SISを赤外波長帯域で使用する場合には、２組のデータ
のセットが必要である。（例えば、これらデータセット
は、（“ストレイト・スルー”とか、“材料サンプル有
り”とか、“代用材料サンプル有り”とかのうちのいず
れかの選択された状態に設定されたRCMSISで選定され
る。）両データのセットを回帰処理に同時に利用して、
当該出願第08/618820号に開示されている数学的モデル
の多数の較正係数の値を決める。この発明の較正処理を
実行するために唯一組のデータのセットを必要とする理
由は、この発明の数学的モデル（赤外波長帯域では作用
しない）によって要求される較正パラメータの個数が、
赤外波長領域で作用するRCMSISの数学的モデルによって
要求される較正パラメータの個数よりも遥かに少ないか
らである。この発明のRCMSISの数学的モデルは、典型的
には、（補正器が１個しかない場合には）、材料システ
ムのPSIおよびDELTAの同時決定と共同する５個の較正パ
ラメータしか含んでいない。（ストレイト・スルーモー
ドは、本質的には、オープン・アトモスフェアを材料シ
ステムとして提供し、かつ、このオープン・アトモスフ
ェアのPSIおよびDELTAは、それぞれ45度および零（0.
0）度である。）上述した５個の較正パラメータは、偏
光子（Ps）、検光子（As）および補正器（Cs）の方位角
と、補正器のリターダンス・パラメータ（Retardance P
arameters）（P0）および（P1）である。（45）式と（4
6）式とによって、この点を示す。（方位較正角（P
s），（Cs）および（As）は、偏光子、補正器および検
光子の方位を材料システムの基準フレーム（Frame of R
eference）で整列させると考えられている。）勿論、補
正器が２個存在する場合には、追加の補正器の方位角
（Cs2）および補正器のリターダンス・パラメータ（P
0′）および（P1′）等の追加のパラメータについて
も、その値を決定するすなわち評価する必要がある。
（補正器によって、偏光電磁ビームの直交成分間に生じ
たリターディションは、行列要素に、典型的にはジョン
ズ（Jones）行列のr4項によって説明できるが、このよ
うなリターディションは、ここで説明している較正処理
における補正器リターディション・パラメータ（P0），
（P1），（P0′）および（P1′）によって説明でき
る。）ここで理解すべきことは、この発明のSRCMSISのシス
テムは、図１および図２に示した構成成分を組合わせた
構成中に、基本的に存在する。この組合わせの基本構成
は、図３に示すような反射モードシステムである。すな
わち、図３は、図１にも示したRCMSISにおいて、図２の
検出素子（DE's）を含むフォトアレイ検出システム（DE
T）を検光子（Ａ）の直後に設けた分光学的反射モード
・バージョンの構成例を示している。

図４は、この発明の他の反射モード・システムの構成
例を示す。この構成例の３個の検出器（Det1），（Det
2）および（Det3）は、光ファイバー束を具えた光ファ
イバ・コネクタ（LFC）に存在する光ファイバー（LF
1）、（LF2）および（LF3）から入力が供給される。こ
の光ファイバ・コネクタ（LFC）は、偏光電磁ビーム（E
PCLB）を受光して検光子（Ａ）へ出射する。（図9cに示
す、少なくとも二股に分かれている光ファイバーを利用
することも可能である。）これら３個の検出器（Det
1），（Det2）および（Det3）は、既に説明したよう
な、市販のツアイス（Zeiss）ダイオード・アレイ・ス
ペクトロメータとすることが出来ると共に、それぞれ
は、分散光学系（DO）とダイオード素子（DE）を含むフ
ォトアレイ（PA）とを機能的に組み合わせられたフォー
カシング素子（FE）を、備えている。

図５は、この発明によれば、偏光した電磁放射の多色
ビーム（PPCLB）を材料システムと相互作用させた後
は、材料システムから反射させることが出来ることを示
す図である。図５は、電磁放射の反射偏光ビーム（EPCL
B）を分散光学系（DO）、（例えば、回折格子）に入射
させて複数の次数（＋ORD2,＋ORD1,−ORD1および−ORD
2）のスペクトルを生じさせる。各次数は、波長のスペ
クトルから成っていて、図５は、それぞれの次数（＋OR
D2,＋ORD1,−ORD1および−ORD2）のスペクトルの波長
は、フォトアレイ（PA）の検光子（DE′ｓ）によって受
光される。この発明のある実施例では、このようなシス
テムを利用することが出来る。典型例では、分散光学系
（DO）を回転可能とすることによって、各次数の波長放
射がこの分散光学系（DO）から進む方向を調整可能とな
るようにする。また、図５には、フィルタ（F1）が設け
られている。隣接する次数の波長は、オーバーラップす
ること、およびこのフィルタ（F1）は、ユーザをしてフ
ォトアレイ（PA′ｓ）へ入射するバックグラウンドの放
射を低減させる他に、所望の波長のみを通過させること
が可能であることに留意すべきである。典型的には、フ
ォーカシング素子は、図５の実施例では、存在しない。

また、光ファイバを利用して光源（LS）から偏光子
（Ｐ）の位置まで多色電子放射を到達させるか、或い
は、検光子（Ａ）の位置から図１−図５中の検出器（DE
T）まで到達させることが出来る。

図３−５に示した構成と類似している構成であるが、
透過モードでの使用に向けられた構成については図に示
されていない。しかし、この図示されていない構成も、
図１から教示されるこの発明の範囲内の構成として理解
されるべきである。

続いて、この発明は、好ましくは、“市販”のコンパ
クトな分光システムを利用し、かつ、色消しに関して
は、決して“理想的”ではない“市販”の補正構成要素
を利用しているSRCMSIS（例えば、分光学的回転補正器
型エリプソメータ・システム）を提供する。この点につ
いて正しく位置付けるために留意する点は、今日まで、
市場で入手できる、回転補償器型分光エリプソメータは
何ら知られていない。その理由は、以前から、そのよう
なシステムを提供するためには、アクロマティック回転
補正器（RC）が必要となるであろうと信じられていたか
らである。このような補正器は、通常は、市場で入手で
きないので、典型的には、高価でリーゾナブルな類似シ
ステムを個々に製作する必要がある。（継続中の米国特
許出願第08/618820号で説明されているように、デュア
ル−ロム（Dual−Rhomb）回転補正器（RC）は、約２−1
4ミクロンの波長の範囲にわたるリターデイションに約
７％の変動を与える。この補正器は、ネブラスカ大学で
開発されたものである。しかしながら、ネブラスカ大学
のデュアル−ロム（Dual−Rhomb）回転補正器（RC）で
あっても、示された波長範囲外で、色消し”作用をする
かどうか、明確でない。）一般的に、図8aから図8dは、分散光学系の種々の構成
例を示す。図8aは、整列した回折格子（DGDO）を示す図
である。格子ライン（GL）は、本質的に、格子ライン間
に空隙（ａ）をもっていて断面が長方形である。図8b
は、“ブレーズ”角を有する回折格子分散光学系（BDGD
O）である。ブレーズ角（BA）は、反射回折エネルギー
を、“次数”間に、典型的な無用な零次（ORD0）のスペ
クトルからプラス１次（＋ORD1）のスペクトルおよびマ
イナス１次（−ORD1）のスペクトルのように、シフトさ
せる。尚、零次のスペクトルは、図５に示す分散光学系
の表面から戻る側へ垂直に生ずる。図8cは、ホログラフ
ィー回折格子分散光学系（HDGDO）を示す断面図であ
り、これは、市販品である（後述するツァイス・ダイオ
ードアレイ分光システム。このツァイスのシステムは、
凹型形態のホログラフィーを利用している）。図8dは、
プリズム分散光学系（P1）を示す。この分散光学系は、
偏光した多色電磁ビーム（PPCCLB）の入射面（S1）と、
出射面（S2）および（S3）とを有しており、これら出射
面からは、回折ビームとして２つの“次数”（ORDQ1）
および（ORDP1）のスペクトルとして、それぞれ出射す
る。被覆（コーティング）（OC）は、ビーム（PPCCBA）
の部分的は内部反射によってビーム（PPCLBB）を２つの
“次数”のスペクトルを生じさせる。この発明では、分
散光学系（DO）として、回折を行う任意の機能素子を利
用できる。

この発明では、光ファイバを利用できる。そのある形
態について図9aから図9cに示す。図9aは、図中、左端側
が本質的に円形状であって、図中右端側が“スリット”
形状になっている光ファイバを示す。図9bは、その全長
にわたり、本質的には円形状であって、入力を“スリッ
ト”自体へ与える形態の光ファイバを示す（図２に示す
実施例において有効的に利用されるような光ファイバで
ある）。図9aおよび9bに示す光ファイバによって達成さ
れる効果は、だいたい同じである。図9cは、三股型の光
ファイバであって、本質的には、左端側が円形状であ
り、図中右端側は三つに分岐して円形状または“スリッ
ト”形状となっている構成を示してある。三股型の光フ
ァイバの使用例を図４に示してある。（この発明の光フ
ァイバは、電磁放射を伝搬させ、かつ、状態を変更させ
ないために有益な手段としてのみ利用する。）この発明の較正方法（この発明の較正方法については、この明細書の発明
の開示の項に良く記載されている。以下の説明は、上記
記載を補足する説明である。）使用に際し、この発明のSRCMSISを数学的にモデル化
し、この数学的モデルに較正パラメータが含まれてい
る。これら較正パラメータは、多数の入射角、および／
または波長および／または偏光子または検光子の回転角
の設定値等で得られたデータのセットに基づいた、回帰
依存の方法で、評価する。（尚、波長と、および偏光子
または検光子の方位角の設定値との関数として比較的容
易に得られる二次元データのセットが好ましくかつ十分
であることが判っている。）以下に説明するように、典
型的には、偏光子（Ｐ）、補正器（Ｃ）、検光子（Ａ）
の行列表示を利用する。較正パラメータは、この行列素
子の行列要素に現れている。回転補正器型分光エリプソ
メータシステム（RC）の較正パラメータの評価が一旦行
われると、そのパラメータによって、材料システム（M
S）は検査を受けることが出来る。そうでなければ、こ
の材料システム（MS）に基因して材料システム（MS）と
の相互作用の後に現れる、説明の出来ない変化が偏光電
磁放射のビーム（LB）に生じてしまう。（また、特定の
入射角において材料システムと関連するPSIおよびDELTA
を較正パラメータ値で、同時に、決定できる。この決定
が行われるのは、データのセットが材料システム有りの
モードを利用して得られ、しかも、数学的モデルが材料
システムのPSIおよびDELTAをフィット・パラメータ（Fi
t Parameters）として含んでいる場合である。）図６は、較正パラメータを数学的モデルにモデル化す
るための“パラメータ化”の方法を説明するための図で
ある。較正パラメータは、度々、波長の関数であると理
解する必要がある。例えば、補正器によって与えられる
リターデイションは、度々、波長とは逆比例して変化す
る。その場合には、数学的回帰に基づいて較正パラメー
タを決定する典型的な方法では、較正パラメータの値を
モニタされた波長毎に決定する必要がある。しかしなが
ら、図６は、波長に対し較正パラメータをプロットする
ことにより得られた軌跡を示している。この軌跡は、数
式によって正確にモデル化出来る。その場合、この数式
には、所定の波長で較正パラメータの計算を可能にする
と知られている数個の定数のみが必要となる。例えば、
図６は、波長Ｗ（ｎ）の値は、信号が得られるチャネル
番号（ｎ）（すなわち、図２−図５に示したようなアレ
イ中の、ダイオード素子）と、３つの定数C0,C1およびC
2の値とを知ることによって、計算出来ることを示して
いる。同様に、パラメータCP0およびP1の値を知ること
により、ダイオード素子アレイのチャネル番号の数
（ｎ）に与えられる較正パラメータ値（CP）の計算が可
能となる。このチャネル数（ｎ）は200以上であり、パ
ラメータ化しない較正方法を利用する場合には、較正パ
ラメータCPのために200以上の値を決定して記憶する必
要がある。しかしながら、較正パラメータのパラメータ
化による方法を利用すると、回帰処理は、２つの変数
（CP0およびP1）のみの値を与える（リターン:teturn）
必要がある。また、較正処理を選択して入射角（AOI）
をデータのセットの変数（Data Set variable）として
含ませる場合には、較正処理がデータを取るために“材
料システム有り”の形態を利用すると、この材料システ
ムのPSIおよびDELTAの値がこの入射角（AOI）で変化す
ることが知られている。（尚、これらPSIおよびDELTA
は、材料システムが有る場合に得られたデータに基づい
て較正パラメータを評価するのに役立つ回帰処理におけ
る較正パラメータと等価である。）同様なパラメータ化方法を適用して入射角（AOI）に
対するPSIおよびDELTAのそれぞれの値を計算する式を与
えることが出来る。これらの式は、それぞれ、回帰処理
によって評価されるべき数個の変数のみを含む。（尚、
“パラメータ化（parameterization）”という概念は、
１つ以上のローレンツ・オッシレータ（Lorentz Oscill
ator（ｓ））が利用される誘電関数をモデル化する際
に、度々、取り入れられる。ローレンツ・オッシレータ
構造（Structure）は、それが十分に決められるよう
に、大きさの較正パラメータと、ブロードニング（Broa
dning:広がりのある）較正パラメータとが評価される。
誘電関数のいくつかのピーク領域については、この２つ
の評価された較正パラメータによって、充分にモデル化
できるが、ローレンツ・オッシレータのピーク領域およ
び裾領域は、数学的に分離されていない。そしてローレ
ンツ・オッシレータ構造は、誘電体関数のプロット曲線
のピーク領域を充分に明確にするが、非ピーク領域につ
いては不充分である。この問題は、出願係属中の米国特
許出願第08/514,959号中で焦点に当てられている。当該
米国出願は、ローレンツ・オッシレータ構造の代わりと
して有限の大きさの、本質的には幅が零の不連続および
または有限次の多項式からなる有限の幅のオッシレータ
構造を教示している。この発明は、有益なことである
が、較正パラメータをパラメータ化することを利用す
る。すなわち、較正パラメータ対データセット非依存変
数のプロット曲線は、パラメータ化を適用して有益であ
ることを実証しており、この発明の較正パラメータのパ
ラメータ化へのアプローチを、あるデータセット非依存
変数について適用できる。

この発明は、図１−図５に示すような構成要素を備え
るSRCMSISに関するものである。また、この発明は、こ
のSRCMSISの数学的モデルにおける較正パラメータを決
定するために、所望かつ有益な較正パラメータのパラメ
ータ化することを含んだ回帰を利用する較正方法に関す
る。

この発明を適用した結果についてこの発明のSRCMSISで得られた結果を考慮すると、強
調があるが、極めて感動的であり、この発明のSRCMSIS
の数々の適用例につき、図10a−図14hを参照して説明す
る。これら図は、較正の結果と、得られたデータとを示
している。較正は、（45）−（47）式を利用する“（GR
M）1"、（48）式を利用する“（GRM）2"および（49）式
を利用する“（GRM）3"で行なう。これらについては、
この出願の明細書の発明の開示において全て説明されて
いるので、参照されたい。

図10aは、材料システムとしてのシリコンのサンプル
上にある二酸化シリコンで得られたPSIおよびDELTAの結
果を示している。この結果は、この発明のSRCMSISで得
られたものであり、フッ化マグネシウム（Magnesium Fl
uoride）のベレク・タイプ補正器を上述の材料システム
の後側に回転補正器として設けたときの結果である。こ
のフッ化マグネシウムは、そのスペクトル範囲は広く、
ディープUV（deep UV）からミッドIR（Mid IR）まで広
がっていて、しかも、光学的に活性ではない。さらに、
ベレク・タイプの補正器を約５度傾けておき、この発明
のSRCMSISによる偏光電磁放射ビームが、光軸に沿って
ベレク・タイプ補正器に入射しないようにしてある。使
用したベレク・タイプ補正器は、厚さが約2mm（ミリメ
ートル）であって、245−735nm（ナノメートル）の波長
範囲にわたって、160度から60度までのリターディショ
ンを生じた。図10aのデータを得るため（GRM）１の較正
処理を行って、図10aのプロット曲線に加えて、次のよ
うな結果を得た。

図10bは、予測したフーリエ・データと実験で得られ
たフーリエ・データとの間での“（GRM）1"のフィット
性が良いことを示している。尚、この場合、（35c）式
の正規化が適用された。

図10cは、予測したフーリエ・データと実験で得られ
たフーリエ・データとの間での“（GRM）1"のフィット
性を示している。尚、この場合、（35c）式の正規化が
適用された。曲線の形が図10bの場合とは異なっている
が、この場合にもフィット性は良い。

図10dおよび10eは、“（GRM）2"手法を利用して決定
した（Cs）ｎおよび（As）ｎ較正パラメータを示す。こ
れら（Cs）ｎおよび（As）ｎ較正パラメータは、フォト
アレイの“n"番目のチャネルに対して離散的にフィット
していた。図10dおよび10eの双方の曲線は、スペクトル
のUV部分においてほぼ１度という僅かなずれ（偏差:dev
iation）があるが、スペクトル全体にわたりかなり良く
一定であることを示している。図10fでは、ベレク・タ
イプ補正器のリターディションが波長の関数として示さ
れている。破線曲線は、90パーセント信頼限界（コンフ
ィデンス・リミット:confidence limit）値を示してい
る。この限界値は、レーベンベルグ−マークォード（Le
venberg−Marquardt）の非線形回帰解析（分析）から統
計的に決定されたものである。この値は、較正パラメー
タ対波長を決定する精度と確度に関係している。

図10gは、この発明のSRCMSIの精度について“（GRM）
3"を利用して較正を行った場合につき例示して説明する
図である。PSIおよびDELTAは、シリコン上に単一の二酸
化珪素（Silicon Dioxide）層を具えている、参照（基
準:reference）光学定数を使用したモデルのものと良く
一致している。

図11aおよび図11bは、補正器として零次の石英波長板
を利用し、かつ“（GRM）2"の手法を利用した場合にお
ける（Cs）ｎおよび（As）ｎ較正パラメータのフィット
性を示す図である。零次石英波長板を利用する場合に
は、“（GRM）1"の手法は実施できない。その理由は、
（As）ｎおよび（Cs）ｎ較正パラメータが波長の関数と
して一定ではなく、波長の関数としてやや“振動（Osci
llate）”するからである。図11cは、図11aおよび11bの
場合に用いられたと同じ零次の石英波長板の場合に予期
される逆リターダンス対波長関係のプロット曲線を示す
図である。“（GRM）2"フィットによって与えられた追
加のデータは、下記の通りである。

図12aから図12cは、ポリマー製の補正器の場合の（C
s）ｎおよび（As）ｎの較正パラメータおよびリターダ
ンス対波長関係を、それぞれ示す図である。較正には
“（GRM）1"、“（GRM）2"および“（GRM）3"の種々の
手法のうちいずれの手法をも利用可能であるが、図12a
から図12cのプロット曲線は、“（GRM）3"の手法を利用
して得た結果である。

図13aから図13cは、色消し結晶製の補正器の場合の
（Cs）ｎおよび（As）ｎ較正パラメータおよびリターダ
ンス対波長の関係を、それぞれ示す図である。図13dか
ら図13fは、色消しポリマー製の補正器の場合の（Cs）
ｎおよび（As）ｎ較正パラメータおよびリターダンス対
波長の関係を、それぞれ示す図である。システム・パラ
メータは、パラメータ化には良好に適合しないので、上
述の色消し型補正器を較正するためには、典型的には
“（GRM）3"の手法を利用しなければならない。システ
ム較正パラメータにいくらかランダムな振舞いがある点
を考慮しても、正確なエリプソメトリックデータを得る
ことができる。

図14aから14hまでは、この発明のSRCMSISを、使用の
ために較正した後、このSRCMSISで得たデータを示す図
である。得られたデータは、本質的には、どのようなタ
イプの補正器を利用したかに依らず、同等である。図14
aは、シリコン基板（ウエハ）上の熱二酸化シリコン層
（thermal silicon Dioxide）に対するPSIとDELTAとを
示す図である。図14bは、シリコン基板（ウエハ）上の
自然二酸化シリコン層に対するPSI値とDELTA値とを示す
図である。図14cは、シリコン基板（ウエハ）上の厚いT
EOS層に対するPSI値とDELTA値とを示す図である。図14d
は、インジウム・フォスファイド（InP）ウェハ上の自
然酸化層に対するPSI値とDELTA値とを示す図である。図
14eは、インジウム・フォスファイド（InP）ウェハ上の
インジウム・ガリウム・アーセナイド（InGaAs）に対す
るPSI値とDELTA値とを示す図である。図14fは、光学的
に平坦な溶融シリカに対するPSI値とDELTA値とを示す図
である。最後に、図14gおよび14hは、“空気”に対する
PSI値とDELTA値とをそれぞれ示す図である。すなわち、
この発明のSRCMSISを、図７に示すように、“ストレイ
ト・スルー”の配列で整列させて（補正器（ｃ）を外し
た状態）データを得た。空気は、PSIが45度かつDELTAが
零（0.0）度であることが知られている。図14gは、“空
気”の上記PSIが約100分の５（0.05）度に決定されたこ
とを示し、図14hは、“空気”のDELTAが約10分の１（0.
1）度に決定されたことを示しており、これらPSI値およ
びDELTA値は、約300ナノメートルから約700ナノメート
ルにわたる波長領域でのデータである。図７、14gおよ
び14hから、オープン・アトモスフェア（open atmosphe
re）は材料システムであると考えることが出来るととも
に、多色電磁ビームは、この材料システムに対し有効な
“垂直”な入射角で入射して、この材料システムを透過
すると考えることができる。

図14aから14hにおいて、次のような種々の追加のパラ
メータが用いられている。すなわち、これらのパラメー
タとして（回帰フィッティング手法（Regression fitti
ng procedure）の適用によって生ずるMSE（平均二乗誤
差:Mean Square Error））；（データが得られた材料シ
ステムに対する電磁ビームの入射角すなわち確度θ）；
（表面層の厚み、すなわち厚さ）がある。またPSIおよ
びDELTAを図示するための、被検査対象の材料システム
の図式モデルが示されている。これらの追加パラメータ
は、上記材料システムのPSIおよびDELTAを与える際に、
ジェイ・エイ・ウーラム社（J.A.Woollam Co.,Inc.）の
コンピュータプログラムWVASE（登録商標）によって与
えられている。このプログラムWVASEのマニュアルに、
これら追加パラメータについての説明があり、このWVAS
Eの参照マニュアルは、この明細書中では参考として記
してある。

ここで、SRCMSISという用語は、エリプソメータ、ポ
ーラリメータ等々のシステムを含む十分に広いシステム
を説明するための用語である。この点に鑑みて、請求項
において、用語SRCMSISは、ジェネリック（generic）と
して用いられている。

その上、この発明のSRCMSISを表すために開発した数
学モデルを、強度伝達関数の明確な式として、或いは伝
達関数のようなものを含む係数項に関する式として、表
すことができる。しかしながら、係数パラメータの回帰
依存評価を行う場合には、数学的モデルがそのような式
を“有効的に”与えることができる。すなわち、計数機
プログラムは、固有の数学的関係を利用するために伝達
関数それ自体を計算する必要はない。“数学的モデル”
や“伝達関数”や“係数項”という用語は、十分に広い
意味に解釈されるべきである。これらの用語は、実際に
明確な式自体は生成されないが、数学的に関連性のある
固有の“数学的モデル”や“伝達関数”や“係数項”が
回帰依存較正パラメータの評価手法によって利用される
ようなケースを含む。例えば、特定の解析関数がそれ自
体生成されないで、実効的にのみ生成される場合に、こ
の特定の解析関数に対する数値的に等価なものが存在し
得るものであり、これはコンピュータで利用でき、しか
も、これら等価なものは上記の用語の範囲内のものであ
る。

また、下記の構成要素を同時に含むSRCMSISは知られ
ていない。すなわち、これらの構成要素とは、 1.少なくとも１個の非色消特性の回転補正器（RC）； 2.分散光学系（DO）；および 3.検出素子（DE's）を含む検出システム（DET）。このD
ETは、フォトアレイ（PA）を具えている。すなわち、使
用時に、電磁波の多色ビーム中の材料システム（MS）検
査用の多数の波長を同時にモニタする検出システム。

特に、既知のSRCMSISでは、（恐らくは、較正パラメ
ータのパラメータ化の支援を受けて:Calibration Param
eter Parameterization aided）、このようなSRCMSISの
数学的モデル中の較正パラメータを決定（評価）するた
めに数学的回帰依存手法を利用して、このSRCMSISを適
用することによって、この回転補正器の非色消性その他
の非理想性を補償可能にすることは、できない。

この発明は、市場で入手できる市販品のダイオード・
アレイ分光装置と非理想的な補正器とを利用して比較的
容易に構成できる点を特に強調できる。好ましくは、こ
の発明は、この発明の以前では、著しく高価な（および
恐らくは較正および利用が難しい）単一ユニットの形態
（フォーマット:format）でしか実現できなかったと思
われていた形態で、すなわち、市場で実現の可能性のあ
る形態で実現する。

尚、フォトアレイを、ダイオード素子、電荷結合デバ
イス、バケット・ブリゲート・デバイスおよびこれらと
同等物を以て構成することができる。

また、多色電磁ビーム源を、複数／多数のレーザ源を
組み合わせて構成できる。また、多色電磁ビーム源は、
その内部に実効的な偏光子を含ませることによって、個
別の偏光子を除去することもできる。このような場合
も、この発明の請求の範囲に含まれると考える。

また、“色消し”という用語は、補正器によって生じ
るリターダンスの１度（1.0）の不確定性が、被測定サ
ンプルシステムにおいて1/4度の（PSI）の不確定性、お
よび、被測定サンプル・システムの1/2度の（DELTA）の
不確定性となることを意味する。（これらのことは、既
に引用したクライム（Kleim）の文献中の式58によって
与えられる。）この発明の主題について説明してきたが、この発明は
技術の観点から多くの変更、置換および変形を行い得る
ことが明らかである。よって、この発明は、上述した特
定の技術以外の技術で実施することが可能であり、この
発明は請求項に記載の広さおよび範囲において限定され
るべきであることを理解されたい。

フロントページの続き (31)優先権主張番号０８／９１２，２１１ (32)優先日平成９年８月15日(1997．8．15) (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (56)参考文献特開平６−137948（ＪＰ，Ａ) 特開平５−126641（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−237331（ＪＰ，Ａ) 特開平８−5546（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−128239（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01J 4/00 - 4/04 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁放射の多色ビーム（PPCLB）を発生す
るビーム発生源（LS）と、偏光子（Ｐ）と、材料システ
ム支持用のステージ（STG）と、検光子（Ａ）と、少な
くとも１つの検出システム（DET）とを具え、さらに、材料システム（MS）支持用の前記ステージ（ST
G）の前段と、材料システム（MS）支持用の前記ステー
ジ（STG）の後段と、材料システム（MS）支持用の前記
ステージ（STG）の前段および後段とからなる位置群か
ら選ばれる位置に位置決めされる少なくとも１個の補正
器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）とを具えた材料システム
の回転補正器型分光検査システムであって、該材料システムの回転補正器型分光検査システムの使用
時には、前記検光子（Ａ）及び偏光子（Ｐ）を本質的に位置固定
し、前記電磁放射の多色ビーム（PPCLB）のビーム発生
源（LS）から発生させた電磁放射の多色ビーム（PPCL
B）を前記偏光子（Ｐ）および前記少なくとも１個の補
正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）に通すと共に、前記電磁放射の多色ビームを、前記材料システム（MS）
と相互作用させ、前記検光子（Ａ）に通し、および前記
少なくとも１個の検出システム（DET）と相互作用させ
ながら、前記少なくとも１個の補正器（Ｃ），（Ｃ′），
（Ｃ″）のうちの少なくとも１個を連続回転させて材料
システム支持用の前記ステージ（STG）に置かれた材料
システム（MS）を検査する、当該材料システムの回転補
正器型分光検査システムにおいて、前記検出システム（DET）は、多数の検出素子（DE's）
を含み、及び前記分光検査システムは、前記電磁放射の多色ビーム
（PPCLB）が分散光学系（DO）と相互作用して生ずる、
本質的には単一波長の多数のビームを前記少なくとも１
個の検出システム（DET）中の、対応する多数の検出素
子（DE's）に同時に入射させるように設けられた当該分
散光学系（DO）を具え、さらに、前記分光検査システムは、下記の数学的モデル
によって特徴付けられる、材料システムの回転補正器型
分光検査システム。該数学的モデルは、偏光子の方位角（Ps）、存在する材
料システムのPSI（Ψ）、存在する材料システムのDELTA
（Δ）、補正器の方位角（Cs），（Ｃ′ｓ），（Ｃ″
ｓ）、補正器の行列要素（matrix components）
（r₁），（r₂），（r₃），（r₄）、検光子の方位角（A
s）、および検出素子の残像（または像の持続性）およ
び読出しの非理想性（xn）および（Pn）からなる較正パ
ラメータ群から選ばれた較正パラメータを含み、前記数学的モデルは、伝達関数であり、該伝達関数によ
って、検出素子（DE）で検出される波長の関数としての
電磁ビーム強度を、電磁放射の多色ビーム（EPCLB）の
前記ビーム発生源から発生した波長の関数としての所定
の強度から計算することが可能であり；前記較正パラメータは、偏光子の方位角（Ps）、存在す
る材料システムのPSI（Ψ）、存在する材料システムのD
ELTA（Δ）、補正器の方位角、該補正器（Ｃ），
（Ｃ′），（Ｃ″）の行列成分（δｎ）、検光子の方位
角、および検出素子の残像（または像の持続性）および
読み出しの非理想性（‘x'）および（‘ρ’）の群から
選ばれるパラメータであり、使用時における前記較正パ
ラメータの決定（または評価）は、強度値に対する波長
およびある１つのパラメータを含む少なくとも二次元デ
ータのセットに対して数学的モデルの数学的回帰を実行
することにより行われ、前記ある１つのパラメータは、
存在する材料システム（MS）に対する電磁放射の前記多
色ビームの入射角と、前記偏光子（Ｐ）および検光子
（Ａ）からなる群から選ばれた、１つの素子の方位角回
転とからなる群から選ばれたパラメータとし、前記較正パラメータの評価は、ある時間期間にわたり、
前記少なくとも１個の補正器（Ｃ），（Ｃ′），
（Ｃ″）のうちの少なくとも１個の補正器を連続的に回
転させながら得られる評価とする。
【請求項２】前記分散光学系（DO）および前記検出素子
（DE′ｓ）は、ビーム・スプリット手段（BS）と共通の
部材に取り付けられており、該ビーム・スプリット手段（BS）は、前記分散光学系
（DO）に向かう電磁放射の多色ビーム（EPCLB）の一部
分（ALB）を偏向させると共に、前記電磁放射の多色ビ
ーム（EPCLB）の残りの部分を前記分散光学系（DO）に
向けて透過させるように作用し、前記電磁放射の多色ビーム（EPCLB）の前記偏向された
部分（ALB）は、前記ビーム・スプリット手段（BS）に
よって、レチクルおよび電磁ビーム検出手段からなる群
から選ばれたアラインメント（整列）手段（CH）へ向け
られて、共通に取り付けられた分散光学系（DO）および
検出素子（DE's）方位制御手段と組合わさって、使用時
に、前記整列手段（CH）が、当該整列手段のモニタ整列
機能によって、前記電磁放射の多色ビーム（EPCLB）の
一部分が前記ビーム・スプリット手段（BS）を通過し、
前記分散光学系（DO）と相互作用し、そして前記検出手
段（DET）に入射する当該多色ビームの一部分の伝達経
路を正確に制御可能とする、請求項１に記載の材料シス
テムの回転補正器型分光検査システム。
【請求項３】前記分散光学系（DO）および前記検出素子
（DE's）は、市販のダイオード・アレイ分光システムに
含まれている、請求項１に記載の材料システムの回転補
正器型分光検査システム。
【請求項４】前記市販のダイオード・アレイ分光システ
ムは、その動作波長領域が300−1150nm、190−230nm、1
90−400nmおよび900−2400nmの波長領域群から選ばれた
波長領域である、請求項３に記載の材料システムの回転
補正器型分光検査システム。
【請求項５】前記補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）
は、非色消し型であって、該補正器によって、ある波長
における電磁放射のビームの直交成分間に生じさせられ
るリターディションが、少なくとも１つの他の波長にお
いて該補正器によって生じさせられるリターディション
とは異なる、請求項１に記載の材料システムの回転補正
器型分光検査システム。
【請求項６】前記非色消し型補正器（Ｃ），（Ｃ′），
（Ｃ″）は、本質的には、1/（波長）に比例するリタ−
ダンス対波長特性を示す、請求項５に記載の材料システ
ムの回転補正器型分光検査システム。
【請求項７】前記補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）
は、色消し型であって、ある波長における電磁放射のビ
ームの直交成分間に生じさせられるリターディション
が、少なくとも１つの他の波長において該補正器によっ
て生じさせられるリターディションと本質的に同じであ
る、請求項１に記載の材料システムの回転補正器型分光
検査システム。
【請求項８】前記少なくとも１個の補正器（Ｃ），
（Ｃ′），（Ｃ″）のうちの少なくとも１個は、本質的
に、該補正器を回転しながら通過する電磁放射の多色ビ
ーム（EPCLB）に偏向或いは変位を生じさせない、請求
項１に記載の材料システムの回転補正器型分光検査シス
テム。
【請求項９】前記少なくとも１個の補正器（Ｃ），
（Ｃ′），（Ｃ″）のうちの少なくとも１個は、光軸が
補正器の表面に本質的に垂直なベレック型、光軸が補正
器の表面に本質的に平行な非ベレック型、零次波長板、
２枚の多次波長板で構成された零次波長板、菱面体、ポ
リマー、色消し結晶および擬色消しのタイプのものから
なる群から選ばれたある１つのタイプのものとする、請
求項１に記載の材料システムの回転補正器型分光検査シ
ステム。
【請求項１０】前記分散光学系（DO）は、回折格子とす
る、請求項１に記載の材料システムの回転補正器型分光
検査システム。
【請求項１１】前記回折格子（DO）は、“直線状",“ブ
レーズド（blazed）状”又は“ホログラフィック状”の
形状（geometry）を有し、前記直線状の形状は、対照的
な交互のライン（lines）とこれらライン間の凹み（dep
ressions）とから本質的に構成されており、前記ブレー
ズド状の形状は、交互のランプ状ラインとこれらライン
間の凹みとから構成されており、および前記ホログラフ
ィック状の形状は、連続する余弦波状ラインと凹みとか
ら構成されている、請求項10に記載の材料システムの回
転補正器型分光検査システム。
【請求項１２】前記分散光学系（DO）は、プリズムを備
える、請求項１に記載の材料システムの回転補正器型分
光検査システム。
【請求項１３】材料システム支持用の前記ステージ（ST
G）の後段であって、前記少なくとも１個の検出システ
ム（DFT）の前段に、フォーカシング素子（FE）をさら
に備えている、請求項１に記載の材料システムの回転補
正器型分光検査システム。
【請求項１４】前記補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）
は、材料システム支持用の前記ステージの前段および後
段の両位置にあり、および使用時には前記補正器の双方
を回転させる、および使用時には前記補正器の一方を回
転させるという群からの選択が行われる、請求項１に記
載の材料システムの回転補正器型分光検査システム。
【請求項１５】電磁放射の多色ビームの前記ビーム発生
源（LS）と前記偏光子（Ｐ）との間、および前記検光子
（Ａ）と前記分散光学系（DO）、および多数の検出素子
（DE's）を含む少なくとも１個の検出システム（DET）
との間の群から選ばれた少なくとも１個所に光ファイバ
（LF）を位置させてある、請求項１に記載の材料システ
ムの回転補正器型分光検査システム。
【請求項１６】光ファイバを前記検光子（Ａ）の後段に
位置させており、該光ファイバは複数の光ファイバ束
（LF1），（LF2），（LF3）を与えるように少なくとも
分岐しており、少なくとも２つは有する複数の分岐光フ
ァイバ束のうちの少なくとも２つの分岐光ファイバ束
は、個別の検出システム（DET1），（DET2），（DET3）
に対する入力を形成しており、前記個別の検出システム
の各々は、分散光学系（DO）と多数の検出素子（DE's）
とを具えており、前記複数の分岐光ファイバ束の端部の
断面は、本質的に円形状、本質的に円以外のスリット形
状および本質的にスリット形状の群から選ばれた形状を
有している、請求項15に記載の材料システムの回転補正
器型分光検査システム。
【請求項１７】電磁放射の多色ビーム（PPCLB）を発生
するビーム発生源（LS）と、偏光子（Ｐ）と、材料シス
テム支持用のステージ（STG）と、検光子（Ａ）と、少
なくとも１つの検出システム（DET）とを具え、さらに、材料システム（MS）支持用の前記ステージ（ST
G）の前段と、材料システム（MS）支持用の前記ステー
ジ（STG）の後段と、材料システム（MS）支持用の前記
ステージ（STG）の前段および後段とからなる位置群か
ら選ばれる位置に位置決めされる少なくとも１個の補正
器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）とを具えていて、使用時には、前記検光子（Ａ）及び偏光子（Ｐ）を本質的に位置固定
し、前記電磁放射の多色ビーム（PPCLB）のビーム発生
源（LS）から発生させた電磁放射の多色ビーム（PPCL
B）を前記偏光子（Ｐ）および前記少なくとの１個の補
正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）に通すと共に、前記電磁放射の多色ビームを、前記材料システム（MS）
と相互作用させ、前記検光子（Ａ）に通し、および前記
少なくとも１個の検出システム（DET）と相互作用させ
ながら、前記少なくとも１個の補正器（Ｃ），（Ｃ′），
（Ｃ″）のうちの少なくとも１個を連続回転させて材料
システム支持用の前記ステージ（STG）に置かれた材料
システム（MS）を検査する、材料システムの回転補正器
型分光検査システムの較正方法において、 a. 前記電磁放射の多色ビーム（PPCLB）を分散光学系
（DO）と相互作用させて生ずる、本質的には単一波長の
多数のビームを前記少なくとも１個の検出システム（DE
T）中の、対応する多数の検出素子（DE's）に同時に入
射させるように設けられた当該分光検査システムを用意
するステップ； b. 偏光子の方位角（Ps）、存在する材料システムのPS
I（Ψ）、存在する材料システムのDELTA（Δ）、補正器
の方位角（Cs），（Ｃ′ｓ），（Ｃ″ｓ）、前記補正器
（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）の行列要素（δｎ）、およ
び検光子の方位角（As）の群から選ばれた較正パラメー
タである変数として含む、前記材料システムの回転補正
器型分光検査システムの数学的モデルであって、検出素
子で検出された波長の関数としての電磁ビーム強度を電
磁放射の多色ビーム（PPCLB）の前記ビーム発生源（L
S）から発生した波長の関数としての所定の強度から計
算することを可能とする、事実上の伝達関数である、当
該数学的モデルを展開するステップ； c. 電磁放射の多色ビームの前記ビーム発生源（LS）か
ら発生した電磁放射の多色ビーム（PPCLB）を前記偏光
子（Ｐ）に通し、該多色ビームの通路に置かれた材料シ
ステム（MS）と相互作用させ、前記検光子（Ａ）に通
し、および前記分散光学系（DO）と相互作用させて、そ
れぞれが本質的に単一波長である多数のビームを、前記
少なくとも１個の検出システム中の多数の検出素子のう
ちの対応する検出素子にそれぞれ同時に入射させ、その
場合、電磁放射の前記多色ビーム（PPCLB）を、材料シ
ステム（MS）支持用の前記ステージ（STG）の前段、お
よび材料システム（MS）支持用の前記ステージ（STG）
の後段、および材料システム（MS）支持用の前記ステー
ジ（STG）の前段および後段の双方からなる位置群から
選ばれた位置に、位置決めされている前記補正器
（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）に通すステップ； d. ある時間期間にわたって、前記少なくとも１個の補
正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）を連続的に回転させな
がら、強度値に対する波長およびある１つのパラメータ
を含む少なくとも二次元データのセットを得るステップ
であって、この場合、当該ある１つのパラメータを、存
在する材料システム（MS）に対する電磁放射の前記多色
ビームの入射角と、前記偏光子（Ｐ）および前記検光子
（Ａ）からなる群から選ばれた１個の構成要素の方位角
回転とからなる群から選ばれたパラメータとする当該ス
テップ；および e. 前記数学的モデルの数学的回帰を、少なくとも前記
二次元データのセットに対して実行することにより、前
記数学的モデル中の較正パラメータ値を決定（または評
価）するステップ；を含み、上記回帰に基づく較正手段で決定（または評価）された
較正パラメータは、前記補正器の非色消し特性および非
理想性、前記偏光子（Ｐ）、検光子（Ａ）および補正器
（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）に関する数学的モデルを補
償する、材料システムの回転補正器型分光検査システム
の較正方法。
【請求項１８】さらに、前記数学的モデルに、検出素子
の残像（または像の持続性）（ｘ）および読み出し
（ρ）の非理想性に関する較正パラメータを含み、か
つ、前記回帰手続中に検出素子の残像（または像の持続
性）および読み出しの非理想性に関する較正パラメータ
の値を決定（または評価）することを含む、請求項17に
記載の材料システムの回転補正器型分光検査システムの
較正方法。
【請求項１９】前記材料システムの回転補正器型分光検
査システムの、較正パラメータ含有数学モデルを展開す
るステップは、前記偏光子（Ｐ）、存在する材料システ
ム（MS）、前記補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）およ
び前記検光子（Ａ）の各々の構成要素を表示する行列を
与えるステップと、前記行列を、材料システムの回転補正器型分光検査シス
テム中における構成要素の存在順次に掛け合わせること
によって、電磁ビームの入力強度対出力強度に関する数
学的伝達関数を、波長の関数として、決定するステップ
とを含む、請求項17に記載の材料システムの回転補正器
型分光検査システムの較正方法。
【請求項２０】さらに、波長、存在する材料システム
（MS）に対する電磁放射の前記多色ビームの入射角と、
前記偏光子（Ｐ）および前記検光子（Ａ）からなる群か
ら選ばれた１個の構成要素の方位角とからなる群の１つ
のメンバーの関数としての変化量を、パラメータを含む
数式で、表すことによって、較正パラメータをパラメー
タ化するステップを含み、前記較正パラメータは前記数学的回帰の手続中に決定
（または評価）される、請求項17に記載の材料システム
の回転補正器型分光検査システムの較正方法。
【請求項２１】パラメータ化される較正パラメータは、
偏光子（Ｐ）の方位角（Ps）、補正器の方位角、該補正
器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）の行列要素（δｎ）、お
よび検光子の方位角（As）からなる群から選ばれ、各較
正パラメータは波長の関数である、請求項20に記載の材
料システムの回転補正器型分光検査システムの較正方
法。
【請求項２２】前記材料システム（MS）は、該材料シス
テムの回転補正器型分光検査システムを“ストレイト・
スルー”形態で配置させたときの空間雰囲気（オープン
・アトモスフェア:open atmosphere）、および該材料シ
ステムの回転補正器型分光検査システムを“材料有り”
（MS）形態で配置させたときの空間雰囲気以外のものか
らなる群から選ばれる、請求項17に記載の材料システム
の回転補正器型分光検査システムの較正方法。
【請求項２３】前記ステップｂにおいて、前記数学的モ
デルは、前記伝達関数中の、それぞれ決定された（アイ
デンティファイド:identified）較正パラメータの関数
である項の係数に関する式を与え；前記ステップｄは、前記二次元データのセットから、前
記材料システムの回転補正器型分光検査システムのため
の前記伝達関数中の項の係数に関する数値を、計算する
ステップを含み；および前記ステップｅは、前記伝達関数中の項の係数に関す
る、前記数学的モデルの式の数学的回帰を、前記伝達関
数の項の係数の数値に対して実行することにより、前記
較正パラメータを決定（または評価）するステップを含
む、請求項17に記載の材料システムの回転補正器型分光検査
システムの較正方法。
【請求項２４】前記材料システムの回転補正器型分光検
査システムのための前記伝達関数中の項の係数に関する
数値の計算に、ハダマード（Hadamard）分析法を利用す
る、請求項23に記載の材料システムの回転補正器型分光
検査システムの較正方法。
【請求項２５】さらに、前記数学的モデルにおける、検
出素子の残像（または像の持続性）（xn）および読み出
し（ρ_ｎ）の非理想性に関する較正パラメータを含み、
および、さらに、前記回帰手順において、検出素子の残
像（または像の持続性）および読み出しの非理想性に関
する前記較正パラメータを決定（または評価）する、請
求項23に記載の材料システムの回転補正器型分光検査シ
ステムの較正方法。
【請求項２６】前記材料システムの回転補正器型分光検
査システムの、較正パラメータを含む数学的モデルを展
開するステップは、前記偏光子（Ｐ）、存在する材料シ
ステム（MS）、前記補正器（Ｃ），（Ｃ′），
（Ｃ″）、および前記検光子（Ａ）の各々を表示する行
列を支えるステップと、材料システムの回転補正器型分
光検査システムに存在する構成要素の配列順に、前記行
列を掛け合わせることによって、電磁ビームの出力強度
対入力強度に関する伝達関数を、波長の関数として、決
定するステップを含む請求項23に記載の材料システムの
回転補正器型分光検査システムの較正方法。
【請求項２７】前記二次元データセットから伝達関数中
の項の係数の値を計算するステップは、フーリエ級数の
係数の値を計算することを含む、請求項23に記載の回転
補正器型分光検査システムの較正方法。
【請求項２８】さらに、波長、存在する材料システムに
対する電磁放射の前記多色ビームの入射角および、前記
偏光子（Ｐ）および前記検光子（Ａ）からなる群から選
ばれた、１つの構成要素の方位角からなる群の１つのメ
ンバーの関数としての変化量を、較正パラメータを含む
数式で、表わすことによって、較正パラメータをパラメ
ータ化するステップを含み、前記較正パラメータを、前
記数学的回帰手順の期間中に決定（または評価）する、
請求項23に記載の材料システムの回転補正器型分光検査
システムの較正方法。
【請求項２９】パラメータ化される較正パラメータは、
偏光子の方位角（Ps）、補正器の方位角（Cs），（Ｃ′
ｓ），（Ｃ″ｓ）、該補正器（Ｃ），（Ｃ′），
（Ｃ″）の行列要素（δｎ）、および検光子の方位角
（As）からなる群から選ばれ、それぞれの較正パラメー
タは波長の関数である、請求項28に記載の材料システム
の回転補正器型分光検査システムの較正方法。
【請求項３０】前記材料システム（MS）は、該材料シス
テムの回転補正器型分光検査システムを“ストレイト・
スルー”形態で配置させたときの空間雰囲気（オープン
・アトモスフェア:open atmosphere）、および該材料シ
ステムの回転補正器型分光検査システムを“材料有り”
（MS）形態で配置させたときの空間雰囲気以外のものか
らなる群から選ばれる、請求項23に記載の材料システム
の回転補正器型分光検査システムの較正方法。
【請求項３１】電磁放射の多色ビーム（PPCLB）を発生
するビーム発生源（LS）と、偏光子（Ｐ）と、材料シス
テム支持用のステージ（STG）と、検光子（Ａ）と、少
なくとも１つの検出システム（DET）とを具え、さらに、材料システム（MS）支持用の前記ステージ（ST
G）の前段と、材料システム（MS）支持用の前記ステー
ジ（STG）の後段と、材料システム（MS）支持用の前記
ステージ（STG）の前段および後段とからなる位置群か
ら選ばれる位置に位置決めされる少なくとも１個の補正
器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）とを具えた材料システム
の回転補正器型分光検査システムであって、該材料システムの回転補正器型分光検査システムの使用
時には、前記検光子（Ａ）及び偏光子（Ｐ）を本質的に位置固定
し、前記電磁放射の多色ビーム（PPCLB）のビーム発生
源（LS）から発生させた電磁放射の多色ビーム（PPCL
B）を前記偏光子（Ｐ）および前記少なくとの１個の補
正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）に通すと共に、前記電磁放射の多色ビームを、前記材料システム（MS）
と相互作用させながら、前記少なくとも１個の補正器（Ｃ），（Ｃ′），
（Ｃ″）のうちの少なくとも１個が連続回転されて材料
システム支持用の前記ステージ（STG）に置かれた材料
システム（MS）が検査される、当該材料システムの回転
補正器型分光検査システムにおいて、前記検出システム（DET）は、多数の検出素子（DE's）
を含み、及び前記分光検査システムは、当該分散光学系（DO）を具
え、電磁放射の前記多色ビーム（PPCLB）を、さらなるフォ
ーカシングを行わずに、前記検光子（Ａ）に通し、およ
び前記分散光学系（DO）と相互作用させ、前記分散光学
系（DO）は、電磁放射の前記多色ビーム（PPCLB）を該
分散光学系に入射させたとき、本質的には空間的にオフ
セットされた複数の次数スペクトル（＋ORD2），（＋OR
D1），（−ORD1），（−ORD2）を形成するように作用
し、形成させられた次数スペクトル（＋ORD2），（＋OR
D1），（−ORD1），（−ORD2）の各々は、空間的に分離
された、それぞれ本質的に単一波長の電磁ビーム（PPCL
B）の、本質的に連続したスペクトルを有しており、前
記本質的に単一波長の多くは、２つ以上の形成された次
数のスペクトル（＋ORD2），（＋ORD1），（−ORD1），
（−ORD2）、中に存在しており；使用時には、第１および第２の形成された次数のスペク
トルからの、電磁放射の本質的に単一波長の第１および
第２の多数のビームを、第１および第２の検出システム
で、それぞれ、同時に受光し、それによって、前記第１
の検出システムでの前記第１の多数の単一波長のアクセ
スと前記第２の検出システムでの前記第２の多数の単一
波長のアクセスとを同時に可能となし、前記第１および第２の検出システムによって受光される
第１および第２の多数の単一波長の各々は、それぞれ、
電磁放射の、特定の第１および第２の単一波長のビーム
を含んでおり、電磁放射の該特定の第１および第２の単一波長のビーム
は、これら特定の第１および第２の単一波長の電磁放射
ビームが、形成された１つの次数のスペクトルを受光す
る単一の検出システム中に分離されて設けられているフ
ォトディテクタ・アレイ検出素子に対して、当該１つの
次数のスペクトル中において互いに空間的に接近して位
置している場合でも、第１および第２の単一波長の双方
の電磁放射ビームを同時にアクセスするように、前記第
１および第２の検出システムの特定の検出素子によっ
て、それぞれ、同時に受光され、さらに、前記分光検査システムは、下記の数学的モデル
によって特徴付けられる、材料システムの回転補正器型
分光検査システム。該数学的モデルは、偏光子の方位角（Ps）、存在する材
料システムのPSI（Ψ）、存在する材料シウテムのDELTA
（Δ）、補正器の方位角（Cs），（Ｃ′ｓ），（Ｃ″
ｓ）、該補正器のリタ−ダンス、検光子の方位角（A
s）、および検出システム（DET）の残像（または像の持
続性）および読出しの非理想性（xn）および（Pn）から
なる較正パラメータ群から選ばれた較正パラメータを含
み、前記数学的モデルは、伝達関数であり、該伝達関数によ
って、検出素子（DE）で検出される波長の関数としての
電磁ビーム強度を、電磁放射の多色ビーム（EPCLB）の
前記ビーム発生源（LS）から発生した波長の関数として
の所定の強度から計算することが可能であり；前記較正パラメータは、偏光子の方位角（Ps）、存在す
る材料システムのPSI（Ψ）、存在する材料システムのD
ELTA（Δ）、前記補正器の方位角（Cs），（Ｃ′ｓ），
（Ｃ″ｓ）、前記補正器のリタ−ダンス、検光子の方位
角（As）、および検出システム（DET）の残像（または
像の持続性）および読み出しの非理想性（‘x'）および
（‘ρ’）の群から選ばれるパラメータであり、使用時における前記較正パラメータの決定（または評
価）は、強度値に対する波長およびある１つのパラメー
タを含む少なくとも二次元データのセットに対して数学
的モデルの数学的回帰を実行することにより行われ、前
記ある１つのパラメータは、存在する材料システム（M
S）に対する電磁放射の前記多色ビームの入射角と、前
記偏光子（Ｐ）および検光子（Ａ）からなる群から選ば
れた、１つの素子の方位角回転とからなる群から選ばれ
たパラメータとし、前記較正パラメータの評価は、ある時間期間にわたり、
前記少なくとも１個の補正器（Ｃ），（Ｃ′），
（Ｃ″）のうちの少なくとも１個の補正器を連続的に回
転させながら得られる評価とする。
【請求項３２】前記補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）
は、該補正器により、電磁放射のある１つの波長におけ
るビームの直角成分間に生じさせられるリターデイショ
ンが少なくとも別の１つの波長におけるビームの直角成
分間に生じるリターデイションとは異なるような、非色
消し型のものとする請求項31に記載の材料システムの回
転補正器型分光検査システム。
【請求項３３】前記非色消し型の補正器（Ｃ），
（Ｃ′），（Ｃ″）は、本質的に1/（波長）に比例する
リターダンス対波長特性を示す、請求項32に記載の材料
システムの回転補正器型分光検査システム。
【請求項３４】前記補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）
は、該補正器により、電磁放射のある１つの波長におけ
るビームの直角成分が、少なくとも別の１つの波長にお
けるビームの直角成分間に生じるリターデイションとは
本質的に同じであるような、色消し型のものとする、請
求項31に記載の材料システムの回転補正器型分光検査シ
ステム。
【請求項３５】前記少なくとも１個の補正器（Ｃ），
（Ｃ′），（Ｃ″）のうちの前記少なくとも１個の補正
器は、該補正器を回転されて通過させられる電磁放射の
多色ビームに、本質的に、偏りや変位を生じさせない、
請求項31に記載の材料システムの回転補正器型分光検査
システム。
【請求項３６】前記少なくとも１個の補正器（Ｃ），
（Ｃ′），（Ｃ″）のうちの少なくとも１個の補正器
を、光軸が該補正器の表面に本質的に直交しているベレ
ック型のもの、光軸が該補正器の表面に本質的に平行と
なっている非ベレック型のもの、零次波長板、２つの多
次波長板で構成されている零次波長板、ひし型のもの、
ポリマー製のもの、色消し結晶製のもの、および擬似色
消し型のものからなる群から選ばれた補正器とする、請
求項31に記載の回転補正器型分光検査システム。
【請求項３７】前記分散光学系（DO）は、回折格子であ
る、請求項31に記載の材料システムの回転補正器型分光
検査システム。
【請求項３８】前記回折格子（DO）は、“直線状”、
“ブレーズド（blazed）状”又は“ホログラフィック
状”の輪郭を有し、前記直線状輪郭は、対照的な交互の
ライン（lines）とこれらライン間の凹み（depression
s）とから本質的に構成されており、前記ブレーズド状
輪郭は、交互のランプ状ラインとこれらライン間の凹み
とから構成されており、および前記ホログラフィック状
輪郭は、連続する余弦波状ラインと凹みとから構成され
ている、請求項37に記載の材料システムの回転補正器型
分光検査システム。
【請求項３９】前記分散光学系（DO）は、プリズムを具
える、請求項31に記載の材料システムの回転補正器型分光検査
システム。
【請求項４０】材料システム支持用の前記ステージの後
段であって前記分散光学系（DO）の前段にフォーカシン
グ素子（FE）を具える、請求項39に記載の材料システム
の回転補正器型分光検査システム。
【請求項４１】前記補正器（Ｃ），（Ｃ′），（Ｃ″）
は、材料システム（MS）支持用の前記ステージ（STG）
の前段および後段の双方に存在し、前記補正器の双方を
使用時に回転させることおよび前記補正器の一方を使用
時に回転させることからなる群から一方の状態を選択す
る、請求項31に記載の材料システムの回転補正器型分光
検査システム。