JP4392270B2 - 高感度反射測定装置 - Google Patents
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Description
この高感度反射法は、試料に対して大きい入射角で光を入射させ、その反射光を検出して試料測定面における光の吸収状態を判断するものであり、これを行うための高感度反射測定装置も開発されている(例えば特許文献1参照)。
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、その目的は測定の高感度化をより簡単な構成で行うことのできる高感度反射測定装置を提供することにある。
前記目的を達成するために本発明にかかる高感度反射測定装置は、分析装置の光出射手段と検出手段との間の光路上に設けられ、試料測定面に対する測定光の入射角を前記試料測定面に直交する方向に対して70度以上90度未満とし、前記試料測定面よりの反射光に基づいて前記試料測定面に関する情報を得る際に用いられる高感度反射測定装置において、入射側光学素子を備えることを特徴とする。
ここで、前記入射側光学素子は、前記試料測定面に対する測定光の入射角が70度以上90度未満の範囲内で所望の角度となるように前記光出射手段よりの測定光の光路を曲げ、かつ前記測定光を所望の振動方向を持つ直線偏光として透過し、前記試料測定面に入射させる。
なお、本発明において、前記入射側光学素子は、ワイヤーグリッド偏光子付き楔形光学素子であることが好適である。
また本発明においては、さらに、くさび形の出射側光学素子と、筐体と、試料設置部と、を備える。前記入射側光学素子により前記測定光を前記試料設置部にセットされた試料の測定面に入射させ、前記試料測定面よりの反射光を前記出射側光学素子により取り出すことが好適である。
また前記筐体は、少なくとも前記入射側光学素子および前記出射側光学素子をおさめている。
前記試料設置部は、前記筐体に設けられ、前記試料がセットされる。
また本発明においては、試料マスクと、遮光板と、を備える。前記遮光板は、前記試料測定面との間隙を通して、前記測定光の反射点が前記試料マスクの開口で制限された試料測定面上であり且つ前記試料測定面上の反射点での入射角が前記70度以上90度未満の反射光のみを取り出し、それ以外の不要光を遮光することが好適である。
ここで、前記試料マスクは、前記試料測定面を制限するための開口を持つ。
また前記遮光板は、前記測定測定面に直交する方向に前記試料マスクの開口の大きさに基づいて定められた距離だけ前記試料測定面に対し間隙をおいて配置される。
ここで、前記スペーサは、前記試料マスクの試料側面の反対側となる裏面に設けられ、前記試料マスクの開口の大きさに基づいて定められた厚さを有する。
また前記移動手段は、前記試料測定面に直交する方向に前記遮光板を移動自在に設ける。
また本発明においては、サンプルシャトル機構を備える。前記サンプルシャトル機構は、試料ホルダと、駆動手段と、制御手段と、を備える。所定の測定シーケンスに基づいて、前記制御手段は、前記駆動手段により、前記試料ホルダの前記測定試料と前記リファレンス試料とを交互に前記測定光の光路上に出し入れさせることにより、前記測定試料への測定光入射と前記リファレンス試料への測定光入射とが交互に行われ、前記試料測定と前記リファレンス測定とが交互に行われることが好適である。
ここで、前記サンプルシャトル機構は、測定試料に関する試料測定とリファレンス試料に関するリファレンス測定とを交互に行うためのものとする。
前記駆動手段は、前記試料ホルダを往復運動させ、前記測定試料と前記リファレンス試料とを交互に前記測定光の光路上に出し入れするためのものとする。
前記制御手段は、前記駆動手段による前記試料ホルダの往復運動を制御する。
を生成するs偏光子と、を含む。また光学素子シャトル機構を備える。前記光学素子シャトル機構は、光学素子ホルダと、駆動手段と、制御手段と、を備える。所定の測定シーケンスに基づいて、前記制御手段は、前記駆動手段により、前記光学素子ホルダの前記p偏光子と前記s偏光子とを交互に前記測定光の光路上に出し入れさせることにより、同一の測定試料へのp偏光入射とs偏光入射とが交互に行われ、前記試料測定と前記リファレンス測定とが交互に行われることが好適である。
ここで、前記光学素子シャトル機構は、同一の測定試料について、前記p偏光による試料測定と前記s偏光によるリファレンス測定とを交互に行うためのものとする。
前記駆動手段は、前記光学素子ホルダを往復運動させ、前記p偏光子と前記s偏光子とを交互に前記測定光の光路上に出し入れするためのものとする。
前記制御手段は、前記駆動手段による前記光学素子ホルダの往復運動を制御する。
本発明にかかる高感度反射測定装置によれば、測定光の光路を曲げ且つ該測定光を所望の振動方向を持つ直線偏光として透過し、試料測定面に入射させる入射側光学素子を備えることとしたので、高感度な測定が簡単な構成で行える。
また本発明においては、前記入射側光学素子が、ワイヤーグリッド偏光子付き楔形光学素子であることにより、より高感度な測定が、より簡単な構成で行える。
また本発明においては、試料測定面よりの反射光の光路を曲げて該反射光を透過させるくさび形の出射側光学素子と、光学素子をおさめている筐体と、試料がセットされる試料設置部とを備えることにより、高感度な測定が、より簡単な構成で行える。
また本発明においては、試料マスクの開口の大きさに基づいて定められた距離だけ試料測定面に対し間隙をおいて配置される遮光板を備えることにより、より高感度な測定が、より簡単な構成で行える。
また本発明においては、さらに、試料マスクの開口の大きさに基づいて定められた厚さを有するスペーサを遮光板に当接させて試料マスクを遮光板にセットすると、移動手段により、遮光板は試料測定面に対し間隙が大となる方向にスペーサの厚さに応じた距離だけ相対移動することにより、より高感度な測定が、より簡単な構成で行える。
また本発明においては、サンプルシャトル機構により、測定試料とリファレンス試料とが交互に測定光の光路上に入れられ、測定試料に関する試料測定とリファレンス試料に関するリファレンス測定とが交互に行われることにより、より高感度な測定が、より簡単な構成で行える。
さらに本発明においては、光学素子シャトル機構により、同一の試料にp偏光とs偏光
とが交互に入射され、p偏光による試料測定とs偏光によるリファレンス測定とが交互に行われることにより、より高感度な測定が、より簡単な構成で行える。
第一実施形態(くさび形偏光子)
本実施形態においては、高感度反射測定装置において好適なくさび形偏光子について説明する。
図1には本発明の第一実施例にかかる高感度反射測定装置を用いたFTIR装置の概略構成が示されている。
同図に示すFTIR装置(分析装置)10は、赤外領域での高感度反射測定法を行うための高感度反射測定装置12を備える。
高感度反射測定装置12は、FTIR装置10の光出射手段14と検出器(検出手段)16との間の試料室18に着脱自在に設けられている。
高感度反射測定装置12は、筐体26と、ワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓(入射側光学素子)28と、くさび形窓板(くさび形の出射側光学素子)30とを備える。
筐体24内にワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28と、くさび形窓板30とがおさめられている。筐体26の上部に開口32を持つ試料設置部34が設けられている。試料は筐体26に水平にセットされており、その際は試料設置部34の開口32に試料測定面20を位置させている。
前記くさび形窓板30は、試料測定面20よりの反射光24を透過させる際に、試料測定面20よりの反射光24の光路X3が検出器16への光路X4と一致するように、試料測定面20よりの反射光24の光路X3を曲げてX4とするためのものとする。
このように光出射手段14よりの測定光22は、ワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28により試料設置部34にセットされた試料の測定面14に入射させ、試料測定面20よりの反射光24は、くさび形窓板28により取り出され、後段の検出器16に進む。
ワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28は、くさび形の赤外透過基板に、ワイヤーグリ
ッドを設けたものである。このくさび形の赤外透過基板は、赤外領域の測定光22に対する透過性を持ち、且つ測定光22の光路上の雰囲気に比較し高い屈折率を持つものである。このためワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28は、一の光学素子でありながら、赤外領域の測定光を大きく曲げる効果と同時に、p偏光を生成する効果が得られるものである。
この結果、本実施形態においては、高感度反射測定装置の光学素子として、ワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28を用いるので、他の光学素子を用いたものに比較し、試料測定面20に対し大きい入射角が得られるので、より高感度での測定が行える。また本実施形態においては、他の光学素子を用いたものに比較し、装置の構成が簡潔かつ頑強である。さらに本実施形態においては、他の光学素子を用いたものに比較し、高効率で安定した測定が行える。
光源40は赤外光48を出射する。光源40よりの赤外光48は干渉計42により赤外領域の干渉光とされる。これを測定光22としている。
検出器16は、試料測定面20における光の吸収情報を持つ反射光20の信号を電気信
号に変換する。電気系回路44は、検出器16よりの電気信号のサンプリングを行い、アナログ信号をデジタル信号に変換する。
以下に、本実施形態にかかる高感度反射測定装置において好適な入射側光学素子の作用
についてより具体的に説明する。
高感度反射測定装置は、他の測定装置に比較し、このような特性を満足することが非常に重要である。
ここで、高感度反射測定法では、試料に大きい入射角の光を入射すると感度が上がる。これと同時にp偏光を入射すると、さらに感度が上がる。
高感度反射測定法では大きな入射角で測定光を試料測定面に入射させることが必要である。また測定光を直線偏光(p偏光)にすることも必要である。
そして、干渉計42よりの図中左方よりの測定光22(光路X1)は、高感度反射測定装置12に入射すると、ワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28に入射する。ワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28では、屈折の効果により、測定光22の光路を図中右方(光路X1)から図中右斜め上方(光路X2)に曲げる効果が得られる。同時にワイヤーグリッド偏光子の効果によりp偏光とする効果が得られる。このp偏光は、70度以上90度未満というような非常に大きな入射角で試料測定面20に入射する。その反射光24は、くさび形光学素子30に入射する。くさび形光学素子30により光路が図中右斜め下方(光路X3)から図中右方(光路X4)に曲げられ、高感度反射測定装置12を出る。後段では、高感度反射測定装置12よりの反射光24(光路X4)を検出して試料測定面20における光の吸収状態を判断する。
なお、以下のものを用いても、高感度反射測定装置において、大きい入射角を得ること、直線偏光とすることは可能であるが、以下の点で前述のような、一のワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28が特に好ましい。
すなわち、高感度反射測定装置においては、図2(A)に示されるように大きい入射角を得るため、ミラー60,62を用いることが考えられる。偏光子としては、四角形のワイヤーグリッド偏光子64を用いることも考えられる。
そこで、同図(B)に示されるように大きい入射角を得るため、くさび形の光学素子66,68を用いることが考えられる。偏光子として、四角形のワイヤーグリッド偏光子64を用いることが考えられる。
しかしながら、前記同図(B)に示したものでは、空気よりも屈折率の高い光学素子を3枚、つまりくさび形の光学素子66,68を2枚と、四角形のワイヤーグリッド偏光子64を1枚とを用いているので、光学素子での反射のロスが大きくなり、光利用効率が落ちる。
これに対し、本実施形態においては、入射側光学素子として、一のワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28を用いるので、同図(A)〜同図(C)に示したものに比較し、大きい入射角が得られるので、より高感度での測定が行え、また装置の構成が簡潔かつ頑強であり、高効率で安定した測定が行える。
例えば本発明においては、次のような光制限機構(第二実施形態)、シャトル機構(第三実施形態)を付加することも好適である。
なお、第二実施形態にかかる自動光制限機構、第三実施形態にかかるシャトル機構においても、前記第一実施形態と同様の理由から、ワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓28を備えた高感度反射測定装置に用いることが特に好ましい。しかしながら、前記光制限機構、前記シャトル機構を、前記図2に示した光学素子を用いた高感度反射測定装置に用いることも可能である。
本実施形態においては、高感度反射測定装置において好適な光制限機構について説明する。前記第一実施形態と対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略する。
図3には、第二実施形態において特徴的な光制限機構の概略構成が示されている。
同図(A)は光制限機構を側面より見た図、同図(B)は開口プレート(試料マスク)を裏面より見た図である。
同図に示す光制限機構は、開口プレート(試料マスク)72と、遮光板74とを備える。
ここで、開口プレート72は、その表面に試料測定面20が設けられ、試料測定面20を制限するための開口76を持つ。
また遮光板74は、試料測定面20に直交する方向に開口プレート72の開口76の大きさに基づいて定められた距離だけ試料測定面20に対し間隙をおいて配置される。
したがって、遮光板74は、試料測定面20との間隙を通して、測定光20の反射点が開口プレート72の開口76で制限された試料測定面上であり、かつ該試料測定面上の反射点での入射角が70度以上90度未満の反射光24のみを取り出し、それ以外の不要光を遮光している。
なお、本実施形態において、開口プレート72の試料側面の反対側となる裏面には、光の反射防止処理がなされている。
同図においては、さらに、遮光板押さえ(スペーサ)78a,78bと、移動手段80a,80bと、を備えており、前記図3に示した光制限機構を自動光制限機構としている。
ここで、遮光板押さえ78a,78bは、開口プレート72の試料側面の反対側となる裏面に設けられ、開口プレート72の開口76の大きさに基づいて定められた厚さを有する。
このため自動光制限機構は、以下のように作用する。すなわち、開口プレート72の遮光板押さえ78a,78bの下面を遮光板74の上面に当接させて、開口プレート72を遮光板74にセットすると、移動手段80a,80bにより、遮光板74は試料測定面20に対し間隙が大となる方向に遮光板押さえ78a,78bの厚さに応じた距離だけ相対移動する。この結果、試料測定面20と遮光板74との間隙が開口プレート72の開口の76大きさに基づいて定められた距離に自動的に設定されるので、遮光板74の位置高さを簡単に変えることができる。したがって、本実施形態においては、異なる大きさの開口76を持つ開口プレート72であっても、遮光板74により、不要光が確実に除かれるため、測定試料の吸収強度が開口プレート72の開口76の大きさによらず、より信頼性のある測定が行える。
高感度反射測定法では、不要光を除くことは、装置の性能に大きく影響するため重要である。本発明では試料測定面に大きな入射角で光を当てるため、測定領域の大きさを変えるときには試料台の開口の大きさを変えて行う。この際に開口の大きさに応じて最適に不要光を除く必要がある。
測定領域の大きさを変えるには、開口の大きさの異なるプレートを使用することが考えられる。
しかしながら、前記反射防止処理では、十分に不要光を減らせず、開口プレートの裏面からの反射光の影響が残っていることがわかった。
開口プレートの裏面からの反射光を積極的に減らすことにより、異なる大きさの開口でも、より不要光が除かれることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、開口プレートの開口の大きさを変化させると、その開口の大きさに対応し光制限部分の形状が変化し、変化後の開口になっても不要光を除去するものである。
これを、図5を参照しつつ説明する。なお、同図(A)は開口76が大の開口プレート72を用いた場合の遮光板74の位置高さを示すものである。同図(B)は開口76´が小の開口プレート72´を用いた場合の遮光板74の位置高さを示すものである。
開口76が大の開口プレート72の場合と、開口76´が小の開口プレート72´の場合とにおいては、同じ寸法の遮光板74を使用している。
同図においては、開口マスク72を遮光板74にセットすると、バネ等の移動手段80で遮光板74を押し上げる力が働くので、同図より明らかなように開口76,76´の大きさによらず、遮光板押さえ78と遮光板74とが当接している。
ここで、開口76が大の開口プレート72の場合は、大きい開口76に対応する厚い遮光板押さえ78により、開口76´が小の開口プレート72´の場合に比較し、遮光板74が試料測定面に対しより下方に位置する。一方、開口76´が小のプレート72´の場合は、小さい開口76´に対応する薄い遮光板押さえ78´により、開口76が大の開口プレート72の場合に比較し、遮光板74が試料測定面に対しより上方に位置する。
これを図6を参照しつつ説明する。なお、同図(A)開口76が大の開口プレート72を用いた場合の測定の様子、同図(B)は開口76´が小のプレート72´を用いた場合の測定の様子である。
すなわち、同図(A)に示されるような開口大の開口プレートの場合は、同図(B)に比較し、試料測定面20と遮光板74との隙間が大きく、試料測定面20を反射する光の領域(図中、測定領域)が広くなっている。これに対し、同図(B)に示されるような開口が小の開口プレートの場合は、同図(A)に比較し、試料測定面20と遮光板74の隙間が小さく、試料測定面20を反射する光の領域(図中、測定領域)が狭くなっている。
このような必要な反射光24の選択を行う際は、開口の大きさに応じて間隙の大きさを自動に調整しているので、異なる開口の大きさであっても、それぞれに適切な間隙が自動に設定される。これにより不要光が確実に除かれるため、測定試料の吸収強度が開口の大きさによらず、信頼性のある測定ができる。
次に高感度反射測定装置において好適なサンプルシャトル機構について説明する。
高感度反射測定法は、金属表面の薄膜を高感度で測定する手法であるが、測定対象となる試料が薄膜であるため、ピークが非常に小さい場合が多い。ピークの小さい試料のスペクトルを得るためには、積算を行い、ピークをノイズから分離する手法が考えられる。
FTIR装置などのシングルビーム分光器は、リファレンス測定時と試料測定時とにおいて、時間的なずれが生じ、結果としてベースラインの曲がりや大気中のガスのアンバランスによるアーティファクトが生じることがある。このようなアーティファクトは小さなピークの解析時に影響を及ぼすことがある。
これに対し、本発明においては、高感度反射測定装置の試料設置部に、リファレンス測定と試料測定とを交互に行うためのシャトル機構を設け、それぞれをブロック積算することにより、アーティファクトを取り除いている。このために本実施形態においては、高感度反射測定装置のシャトル機構として、リファレンス試料と測定試料との切り替えを行うサンプルシャトル機構、s偏光とp偏光との切り替えを行う光学素子シャトル機構を用いることができる。
本実施形態においては、リファレンス試料と測定試料とを交互に、電動で切り替えて光路に入れるサンプルシャトル機構を用いており、サンプルシャトル機構を測定シーケンスと同期して作動させることにより、試料室の密閉を解除しないままリファレンス試料と測定試料との切り替えやブロック積算を行っている。
以下、図7に基づきサンプルシャトル機構について説明する。同図(A)はリファレンス測定時、同図(B)は試料測定時の説明図である。なお、前記図1に対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略する。
同図に示すサンプルシャトル機構182は、試料ホルダ184と、駆動手段186と、
制御手段188とを備える。
また前記試料ホルダ184は、例えば長方形の平板等よりなり、リファレンス試料190と測定試料120とを保持し、リファレンス試料190と測定試料120とが交互に測定光の光路上に出し入れされるように、図中矢印方向に、往復運動自在に設けられる。
前記駆動手段186は、試料ホルダ184を往復運動させ、リファレンス試料190と測定試料120とを交互に前記測定光の光路上に出し入れするためのものとする。
前記制御手段188は、駆動手段186による試料ホルダ184の往復運動を制御する。
ブロック積算回路192は、電気系回路144よりのインターフェログラムデータのブロック積算を行う。
入力デバイス152より入力された測定シーケンスが、測定シーケンス設定手段196に設定されており、駆動手段186よる試料ホルダ184の往復運動の制御(リファレンス試料と測定試料との切替制御)に関するもの、ブロック積算(リファレンスデータのブロック積算と測定データのブロック積算との切替)に関するも含まれている。
またブロック積算手段192は、測定シーケンス設定手段196の測定シーケンスに基づいて、リファレンス試料190に関するインターフェログラムのブロック積算と測定試料120に関するインターフェログラムのブロック積算とを、それぞれ交互に行う。
前記ブロック積算後、フーリエ変換手段194は、各インターフェログラムデータをそれぞれフーリエ変換し、リファレンススペクトルデータと試料スペクトルデータとを得ている。リファレンススペクトルデータと試料スペクトルデータとの比に基づいて、測定試料に関する赤外スペクトルを得ている。
本実施形態においては、s偏光子とp偏光子とを交互に、電動で切り替えて光路に入れる光学素子シャトル機構を用いており、光学素子シャトル機構を測定シーケンスと同期して作動させることにより、試料室の密閉を解除しないままs偏光によるリファレンス測定とp偏光による試料測定との切り替えや、ブロック積算を行う。
以下、図8に基づき、光学素子シャトル機構について説明する。同図(A)はリファレンス測定時、同図(B)は試料測定時の説明図である。なお、前記図7に対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略する。
また前記光学素子シャトル機構298は、同一の測定試料220について、s偏光222aによるリファレンス測定とp偏光222bによる試料測定とを交互に行うためのものとする。
また前記光学素子ホルダ300は、s偏光子228aとp偏光子228bとを保持し、s偏光子228aとp偏光子228bとが交互に、FTIR本体の中での光路上に出し入れされるように、図中矢印方向に、往復運動自在に設けられる。
前記駆動手段286は、光学素子ホルダ300を往復運動させ、s偏光子228aとp偏光子228bとを交互に、FTIR本体の中での光路上に出し入れするためのものとする。
入力デバイス252より入力された測定シーケンスが、測定シーケンス設定手段296に設定されており、駆動手段286よる光学素子ホルダ300の往復運動の制御(s偏光とp偏光との切替制御)に関するもの、ブロック積算(s偏光によるリファレンスデータのブロック積算と、p偏光による試料データのブロック積算との切り替え)に関するものも含まれている。
そして、制御手段288は、測定シーケンス設定部296の測定シーケンスに基づいて、駆動手段286により、光学素子ホルダ300のs偏光子228aとp偏光子228bとが交互に、FTIR本体の中での光路上に出し入れさせる。これにより、同図(A)に示されるような測定試料220へのs偏光照射と、同図(B)に示されるような測定試料220へのp偏光照射とが交互に行われ、s偏光によるリファレンス測定とp偏光による試料測定とが交互に行われる。
前記ブロック積算後、フーリエ変換手段194により、測定試料に関する赤外スペクトルを得ている。
この結果、本実施形態においては、測定シーケンスに基づいて行われる、光学素子シャトル機構298によるs偏光照射とp偏光照射との切り替え、ブロック積算手段292によるリファレンスデータと試料データとのブロック積算により、前記サンプルシャトル機構を用いたものと同様、小さなピークでも正確に解析することができる。また前記光学素子シャトル機構292により、試料室のパージガス置換や真空にしての測定を簡便に行うことができる。
すなわち、円板状のものでは、シャトル機構のためのスペースが大きくなり、高感度反射測定装置では、測定光を大きな入射角で試料測定面に入射させるため、その配置が難しくなる。また円板状のものでは、出し入れのタイミングにおいて再現性が得られない。特に本実施形態において好適な入射側光学素子はくさび形なので、光路上に入れる度に確実に位置決めされる必要があり、これを円板状のもので行うのは難しい。
また測定方法、積算方法としては、図9(A)に示されるようにリファレンスに関する測定を一通り終えた後に、試料に関する測定を行うことが一般的に考えられる。しかしながら、この方法を用いたのでは、リファレンス測定時と試料測定時とにおいて時間的なずれが生じると、測定環境も変化することがあるので測定の再現性が悪くなることがある。例えばベースラインの曲がりや大気中のガスのアンバランスによるアーティファクトが生じることがある。
12,112,212 高感度反射測定装置
14 光出射手段
16 検出器(検出手段)
20,120,220 試料測定面
28,128,228b ワイヤーグリッド偏光子付き楔形窓(入射側光学素子)
Claims (6)
- 分析装置の光出射手段と検出手段との間の光路上に設けられ、試料測定面に対する測定光の入射角を前記試料測定面に直交する方向に対して70度以上90度未満とし、前記試料測定面よりの反射光に基づいて前記試料測定面に関する情報を得る際に用いられる高感度反射測定装置において、
前記試料測定面に対する測定光の入射角が70度以上90度未満の範囲内で所望の角度となるように前記光出射手段よりの測定光の光路を曲げ、かつ前記測定光を所望の振動方向を持つ直線偏光として透過し、前記試料測定面に入射させる入射側光学素子を備え、前記入射側光学素子は、前記測定光に対する透過性を持ち且つ前記測定光の光路上の雰囲気に比較し高い屈折率を持ち、前記入射側光学素子透過後の前記測定光の入射角が前記試料測定面に対し70度以上90度未満の範囲内で所望の角度となるように、
前記光出射手段よりの測定光の光路を曲げるくさび形の測定光透過基部に、ワイヤーグリッドを設けたワイヤーグリッド偏光形光学素子であることを特徴とする高感度反射測定装置。 - 請求項1に記載の高感度反射測定装置において、
さらに、前記試料測定面よりの反射光を透過させる際に、前記試料測定面よりの反射光の光路が前記検出手段への光路と一致するように前記試料測定面よりの反射光の光路を曲げるための、くさび形の出射側光学素子と、
少なくとも前記入射側光学素子および前記出射側光学素子をおさめている筐体と、
前記筐体に設けられ、前記試料がセットされる試料設置部と、
を備え、前記入射側光学素子により前記測定光を前記試料設置部にセットされた試料の測定面に入射させ、前記試料測定面よりの反射光を前記出射側光学素子により取り出すことを特徴とする高感度反射測定装置。 - 請求項1又は2に記載の高感度反射測定装置において、
前記試料測定面を制限するための開口を持つ試料マスクと、
前記試料測定面に直交する方向に前記試料マスクの開口の大きさに基づいて定められた距離だけ前記試料測定面に対し間隙をおいて配置される遮光板と、
を備え、前記遮光板は、前記試料測定面との間隙を通して、前記測定光の反射点が前記試料マスクの開口で制限された試料測定面上であり且つ前記試料測定面上の反射点での入射角が前記70度以上90度未満の反射光のみを取り出し、それ以外の不要光を遮光することを特徴とする高感度反射測定装置。 - 請求項3記載の高感度反射測定装置において、
さらに、前記試料マスクの試料側面の反対側となる裏面に設けられ、前記試料マスクの開口の大きさに基づいて定められた厚さを有するスペーサと、
前記試料測定面に直交する方向に前記遮光板を移動自在に設ける移動手段と、
を備え、前記試料マスクの前記スペーサを前記遮光板に当接させて前記試料マスクを前記遮光板にセットすると、前記移動手段により、前記遮光板は前記試料測定面に対し間隙が大となる方向に前記スペーサの厚さに応じた距離だけ相対移動し、前記試料測定面と前記遮光板との間隙が前記試料マスクの開口の大きさに基づいて定められた距離となることを特徴とする高感度反射測定装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の高感度反射測定装置において、
測定試料に関する試料測定とリファレンス試料に関するリファレンス測定とを交互に行うためのサンプルシャトル機構を備え、
前記サンプルシャトル機構は、前記測定試料と前記リファレンス試料とを保持し、前記測定試料と前記リファレンス試料とが交互に前記測定光の光路上に出し入れされるように、往復運動自在に設けられた試料ホルダと、
前記試料ホルダを往復運動させ、前記測定試料と前記リファレンス試料とを交互に前記測定光の光路上に出し入れするための駆動手段と、
前記駆動手段による前記試料ホルダの往復運動を制御する制御手段と、
を備え、所定の測定シーケンスに基づいて、前記制御手段は、前記駆動手段により、前記試料ホルダの前記測定試料と前記リファレンス試料とを交互に前記測定光の光路上に出し入れさせることにより、前記測定試料への測定光入射と前記リファレンス試料への測定光入射とが交互に行われ、前記試料測定と前記リファレンス測定とが交互に行われることを特徴とする高感度反射測定装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の高感度反射測定装置において、
前記入射側光学素子は、p偏光を生成するp偏光子と、s偏光を生成するs偏光子と、を含み、
また同一の測定試料について、前記p偏光による試料測定と前記s偏光によるリファレンス測定とを交互に行うための光学素子シャトル機構を備え、
前記光学素子シャトル機構は、前記p偏光子と前記s偏光子とを保持し、前記p偏光子と前記s偏光子とが交互に前記測定光の光路上に出し入れされるように、往復運動自在に設けられた光学素子ホルダと、
前記光学素子ホルダを往復運動させ、前記p偏光子と前記s偏光子とを交互に前記測定光の光路上に出し入れするための駆動手段と、
前記駆動手段による前記光学素子ホルダの往復運動を制御する制御手段と、
を備え、所定の測定シーケンスに基づいて、前記制御手段は、前記駆動手段により、前
記光学素子ホルダの前記p偏光子と前記s偏光子とを交互に前記測定光の光路上に出し入れさせることにより、同一の測定試料へのp偏光入射とs偏光入射とが交互に行われ、前記試料測定と前記リファレンス測定とが交互に行われることを特徴とする高感度反射測定装置。
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