JP4950813B2 - 分光エリプソメータ、膜厚測定装置および分光エリプソメータのフォーカス調整方法 - Google Patents
分光エリプソメータ、膜厚測定装置および分光エリプソメータのフォーカス調整方法 Download PDFInfo
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Description
2 ステージ
3 照明部
7 膜厚演算部
9 基板
10 膜厚測定装置
24 昇降機構
41 検光子
43 偏光状態取得部
91 測定面
411 検光子回転機構
421 グレーティング
422 (第1)受光デバイス
423 ピンホール板
424 第2受光デバイス
454 スリット板
611 フォーカス情報取得部
612 補正値記憶部
613 フォーカス位置決定部
J1,J2 光軸
P1 中心位置
P2 フォーカス位置
P3,P4 極大位置
S11〜S19,S21〜S27,S31〜S39 ステップ
Claims (13)
- 分光エリプソメータであって、
測定面を有する対象物を保持する保持部と、
前記対象物を前記保持部と共に前記測定面に垂直な方向に移動する昇降機構と、
偏光した光を前記測定面へと傾斜しつつ入射させる照明部と、
前記測定面からの前記偏光した光の反射光が入射する検光子と、
前記検光子を経由した前記反射光を分光する分光デバイスと、
前記分光デバイスからの分光光を受光して前記反射光の分光強度を取得する受光デバイスと、
前記受光デバイスからの出力に基づいて前記反射光の波長毎の偏光状態を取得する偏光状態取得部と、
前記測定面がフォーカス位置から上下にずれた際に前記反射光の前記分光デバイスへの入射を制限する入射制限部と、
前記昇降機構により前記測定面を移動しつつ前記受光デバイスにより受光される光の少なくとも一部の波長帯の合計光量を求めることにより、前記測定面の昇降位置と前記合計光量との関係を取得するフォーカス情報取得部と、
を備えることを特徴とする分光エリプソメータ。 - 請求項1に記載の分光エリプソメータであって、
前記測定面の昇降位置と前記合計光量との前記関係から所定の演算にて求められる位置と前記フォーカス位置との間の距離を示す補正値を予め記憶する補正値記憶部と、
前記補正値を用いて前記フォーカス位置を求めるフォーカス位置決定部と、
をさらに備えることを特徴とする分光エリプソメータ。 - 請求項1または2に記載の分光エリプソメータであって、
前記検光子を光軸に平行な中心軸を中心として回転する回転機構をさらに備え、
前記測定面の昇降位置と前記合計光量との前記関係を求める際に、前記測定面を所定の昇降位置に位置させた状態で前記検光子が回転され、前記合計光量が最大値を示す回転位置にて前記検光子が固定されることを特徴とする分光エリプソメータ。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の分光エリプソメータであって、
前記受光デバイスが、前記反射光の分光方向に平行に複数の受光素子が配列された受光素子アレイであり、前記測定面が前記フォーカス位置から上下にずれた際に、前記分光デバイスからの分光光が、前記受光デバイスの受光面上において前記分光方向に垂直な方向に移動することを特徴とする分光エリプソメータ。 - 分光エリプソメータであって、
測定面を有する対象物を保持する保持部と、
前記対象物を前記保持部と共に前記測定面に垂直な方向に移動する昇降機構と、
偏光した光を前記測定面へと傾斜しつつ入射させる照明部と、
前記測定面からの前記偏光した光の反射光が入射する検光子と、
前記検光子を経由した前記反射光を分光する分光デバイスと、
前記分光デバイスからの分光光を受光して前記反射光の分光強度を取得する第1受光デバイスと、
前記第1受光デバイスからの出力に基づいて前記反射光の波長毎の偏光状態を取得する偏光状態取得部と、
前記分光デバイスからの0次回折光が導かれ、前記測定面がフォーカス位置に位置する際に前記測定面と光学的に共役な位置に位置する微小開口を有する微小開口部材と、
前記微小開口部材を通過した光の強度を取得する第2受光デバイスと、
を備えることを特徴とする分光エリプソメータ。 - 請求項5に記載の分光エリプソメータであって、
前記昇降機構により前記測定面を移動しつつ前記第2受光デバイスからの出力を取得することにより、前記測定面の昇降位置と前記第2受光デバイスの出力との関係を取得するフォーカス情報取得部をさらに備えることを特徴とする分光エリプソメータ。 - 請求項6に記載の分光エリプソメータであって、
前記測定面の昇降位置に対する前記第2受光デバイスの出力の極大位置を前記フォーカス位置として取得するフォーカス位置決定部をさらに備えることを特徴とする分光エリプソメータ。 - 請求項7に記載の分光エリプソメータであって、
前記測定面の昇降位置に対して前記第2受光デバイスの出力に複数の極大位置が存在する場合に、前記複数の極大位置のうち前記測定面が最も下降している位置が前記フォーカス位置とされることを特徴とする分光エリプソメータ。 - 請求項6ないし8のいずれかに記載の分光エリプソメータであって、
前記検光子を光軸に平行な中心軸を中心として回転する回転機構をさらに備え、
前記測定面の昇降位置と前記第2受光デバイスの出力との前記関係を求める際に、前記測定面を所定の昇降位置に位置させた状態で前記検光子が回転され、前記第2受光デバイスの出力が最大値を示す回転位置にて前記検光子が固定されることを特徴とする分光エリプソメータ。 - 対象物上に形成された膜の厚さを測定する膜厚測定装置であって、
対象物上の測定面に偏光した光を照射する請求項1ないし9のいずれかに記載の分光エリプソメータと、
前記分光エリプソメータにより取得された反射光の波長毎の偏光状態に基づいて前記測定面に存在する膜の厚さを求める膜厚演算部と、
を備えることを特徴とする膜厚測定装置。 - 分光エリプソメータのフォーカス調整方法であって、
a)偏光した光を対象物上の測定面へと傾斜しつつ入射させる工程と、
b)前記測定面からの前記偏光した光の反射光を分光デバイスにより分光する工程と、
c)前記分光デバイスからの分光光を受光デバイスにて受光して前記反射光の分光強度を取得し、前記反射光の少なくとも一部の波長帯の合計光量を求める工程と、
d)前記測定面がフォーカス位置から上下にずれた際に前記反射光の前記分光デバイスへの入射を制限する入射制限部が設けられた状態で、前記測定面を前記測定面に垂直な方向に移動しつつ前記a)工程ないし前記c)工程を繰り返すことにより、前記測定面の昇降位置と前記合計光量との関係を求める工程と、
e)前記測定面の昇降位置と前記合計光量との前記関係に基づいて前記フォーカス位置を求める工程と、
f)前記測定面を前記フォーカス位置へと移動する工程と、
を備えることを特徴とする分光エリプソメータのフォーカス調整方法。 - 請求項11に記載の分光エリプソメータのフォーカス調整方法であって、
前記e)工程よりも前に、
g)前記偏光した光を対象物上の散乱面へと導く工程と、
h)前記散乱面における前記偏光した光の照射領域を観察する工程と、
i)前記散乱面を前記散乱面に垂直な方向に移動しつつ前記g)工程および前記h)工程を繰り返し、前記照射領域の面積が最小となる前記散乱面の昇降位置をフォーカス位置として求める工程と、
j)前記測定面に代えて前記対象物上において前記散乱面に平行な平滑面に対して前記a)ないし前記d)工程を実行することにより、前記平滑面の昇降位置と合計光量との関係を取得し、前記e)工程における前記フォーカス位置の算出に利用される情報を生成する工程と、
を備えることを特徴とする分光エリプソメータのフォーカス調整方法。 - 分光エリプソメータのフォーカス調整方法であって、
a)偏光した光を対象物上の測定面へと傾斜しつつ入射させる工程と、
b)前記測定面からの前記偏光した光の反射光を分光デバイスにより受光する工程と、
c)前記分光デバイスからの分光光を受光する第1受光デバイスとは独立して設けられた第2受光デバイスにより、前記分光デバイスからの0次回折光を、前記測定面がフォーカス位置に位置する際に前記測定面と光学的に共役な位置に位置する微小開口を介して受光する工程と、
d)前記測定面を前記測定面に垂直な方向に移動しつつ前記a)工程ないし前記c)工程を繰り返すことにより、前記測定面の昇降位置と前記第2受光デバイスの出力との関係を求める工程と、
e)前記測定面の昇降位置と前記第2受光デバイスの出力との前記関係に基づいて前記フォーカス位置を求める工程と、
f)前記測定面を前記フォーカス位置へと移動する工程と、
を備えることを特徴とする分光エリプソメータのフォーカス調整方法。
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