JP6029684B2 - テラヘルツエリプソメーターシステム及びその使用方法 - Google Patents
テラヘルツエリプソメーターシステム及びその使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6029684B2 JP6029684B2 JP2014550274A JP2014550274A JP6029684B2 JP 6029684 B2 JP6029684 B2 JP 6029684B2 JP 2014550274 A JP2014550274 A JP 2014550274A JP 2014550274 A JP2014550274 A JP 2014550274A JP 6029684 B2 JP6029684 B2 JP 6029684B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terahertz
- sample
- wire grid
- reflected
- frequency band
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 106
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 25
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000572 ellipsometry Methods 0.000 description 23
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 10
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 9
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 5
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 5
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 3
- 230000005457 Black-body radiation Effects 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000009615 fourier-transform spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 2
- 238000001328 terahertz time-domain spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 235000003403 Limnocharis flava Nutrition 0.000 description 1
- 244000278243 Limnocharis flava Species 0.000 description 1
- 229910007709 ZnTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000000398 infrared spectroscopic ellipsometry Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000000711 polarimetry Methods 0.000 description 1
- 229940125730 polarisation modulator Drugs 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenezinc Chemical compound [Zn]=S WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- GZXOHHPYODFEGO-UHFFFAOYSA-N triglycine sulfate Chemical class NCC(O)=O.NCC(O)=O.NCC(O)=O.OS(O)(=O)=O GZXOHHPYODFEGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J4/00—Measuring polarisation of light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
- G01N21/211—Ellipsometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3581—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
ρ=rp/rs=Tan(Ψ)exp(iΔ)
である。
a.電磁放射ビーム源;
b.偏光子用素子;
c.任意に設けられることのある補償子用素子;
d.(追加的な1つまたは複数の素子);
e.サンプルシステム;
f.(追加的な1つまたは複数の素子);
g.任意に設けられることのある補償子用素子;
h.検光子用素子;及び
i.分光検出器システム
を備えていることが理解されるであろう。
テラヘルツ周波数帯域の光源(BWO);
第1の回転可能な偏光子(WGP1);
試料(S)を支持するためのステージ(STG);
第2の回転可能な偏光子(WGP2);及び
テラヘルツ周波数帯域の電磁放射線検出器(DET);
をこの順に含んでいる。
後進波発振器(BWO)の後段に配置する周波数逓倍器(FM);
第1の放物凹面鏡(PM1);及び
反射手段(Ml);
既に述べた、第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1);
を連続して配置して構成することもできる。
後進波発振器(BWO);
第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1);
回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP);
試料(S)を支持するためのステージ(STG);
回転型遅延子(RRET);
第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2);
ゴーレイセル検出器(DET);
を順に備えるテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステムを用意するステップである。
後進波発振器(BWO)の後段に備える周波数逓倍器(FM);
第1の放物凹面鏡(PM1);及び
反射手段(M1);
更に、一連の順序で第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1)の後段であり、上述の回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)の前段に第2の放物凹面鏡(PM2);
また、一連の順序で、回転型遅延子(RRET)の後段に第3の放物凹面鏡(PM3);
そして、また、一連の順序で、第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2)の後段であり、ゴーレイセル検出器(DET)の前段に第4の放物凹面鏡(PM4);
である。
二つ目のユニットは、試料(S)を支持するためのステージ(STG)と後進波発振器(BWO)との間の素子である。(例えば、試料(S)を支持するためのステージ(STG);回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP);備えるとすれば第2の放物凹面鏡(PM2);第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGPl);備えるとすれば反射手段(M1);備えるとすれば第1の放物凹面鏡(PM1);備えるとすれば周波数逓倍器(FM);そして後進波発振器(BWO))である;
そして、回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)から出力されたテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームの入射角(θ)と、試料を支持するためのステージ(STG)上の試料(S)からの反射角(θ)とを等しく調整できるようにされている。
ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つを解析し、及び機械可読媒体内の幾つかの解析結果のうちの少なくとも一つを格納するステップ;
ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つを、電子的手段及び非電子的手段の双方、あるいはいずれか一方により表示するステップ;
ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つを解析し、その解析結果のうちの少なくとも一つを、電子的手段及び非電子的手段の双方、あるいはいずれか一方により表示するステップ;
ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つから、具体的で明白な結果を提供するために適用される信号を生成するステップ;
ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つを解析し、その解析結果のうちの少なくとも一つから、具体的で明白な結果を提供するために適用される信号を生成するステップ;
この発明は、図面と併せて明細書の詳細な説明を参照することによって、よりしっかりと理解されるであろう。
後進波発振器(BWO);
第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1);
第1の回転子(RE1);
試料(S)を支持するためのステージ(STG);
第2の回転子(RE2);
第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2);
ゴーレイセル検出器(DET);
である。
後進波発振器(BWO)
任意に選択される周波数逓倍器(FM);
任意に選択される第1の放物凹面鏡(PM1);
任意に選択される反射手段(M1);
第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1);
任意に選択される開口(A);
任意に選択される第2の放物凹面鏡(PM2);
回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP);
試料(S)を支持するためのステージ(STG);
回転型遅延子(RRET);
任意に選択される第3の放物凹面鏡(PM3);
第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2);
任意に選択される第4の放物凹面鏡(PM4);及び
ゴーレイセル検出器(DET)
をこの順序で備えている。
試料(S)を支持するためのステージ(STG);
第1(RP)、第2(RMl)、第3(RM2)、第4(RM3)反射素子を含む回転型遅延子;
備えるとすれば、第3の放物凹面鏡(PM3);
第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2);
備えるとすれば、第4の放物凹面鏡(PM4);そして
ゴーレイセル検出器(DET);
を備えている。
後進波発振器(BWO);
備えるとすれば、周波数逓倍器(FM);
備えるとすれば、第1の放物凹面鏡(PM1)
備えるとすれば、反射手段(M1);
第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1);
備えるとすれば、第2の放物凹面鏡(PM2)、回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)、及びステージ(ST);
が、ユニットとして、代替的に、あるいはまた、試料(S)を支持するためのステージ(STG)の中心を通る縦軸周りで、回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)から出力されたテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームの入射角(θ)と、試料を支持するためのステージ(STG)上の試料(S)からの反射角(θ)とを等しく調整できることを示すための図であると解釈することもできる。
図2の2aは、回折格子(G)とそれを通過する電子線(e-)を備え、テラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームを放出するスミス-パーセル(Smith-Purcell)セル(SP)を示している。
図2の2bは、一連の磁極(MP)と、それを通過する電子線(e-)を備え、テラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームを放出する自由電子レーザー(FE)を示している。
図2の2cは、この電磁放射ビーム(EM)を一方向から通過させ、電子線(e-)を反対方向から通過させるワイヤーグリッド(WG)を備え、テラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームを放出する後進波発振器(BWO)を示している。
図2の2dは、テラヘルツ発信器(S1)に対して、出力の周波数帯域を拡張するために周波数逓倍器(M)が典型的に必要とされることを示す(例えば、300 GHzあるいはそれ以下から少なくとも1.4 THzに及ぶ)。
この出願の主題である発明は、Phase I ARMY STTR Contract No. W911NF-08-C-01121下において軍隊からの助成金による支援を受けて一部開発された。合衆国政府は本発明に一定の権利を有する。
Claims (22)
- テラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームを利用して試料の物理的及び光学的性質を決定する方法であって、
a)
後進波発振器(BWO);
第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGPl);
第1の回転子(RE1);
試料(S)を支持するためのステージ(STG);
第2の回転子(RE2);
第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2);
ゴーレイセル(Golay cell)検出器(DET);
をこの順に備えるテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステムを用意するステップ、
b)
前記試料を支持するためのステージ(STG)上に試料(S)を設置するステップ、
c)
前記後進波発振器(BWO)から出力された、基本周波数のテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームである入力光(BI)を、前記第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGPl)を通過させて、前記第1の回転子(RE1)を通過し、前記試料を支持するためのステージ(STG)上の試料(S)から反射させて、前記第2の回転子(RE2)を通過し、前記第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2)を通過させて、出力光(BO)として前記ゴーレイセル検出器(DET)に入力させるステップ、
d)
前記第1の回転子(RE1)及び前記第2の回転子(RE2)が回転している間に、ゴーレイセル検出器から試料の特徴を示すデータを取得するステップ、
を含み、
前記第1の回転子(RE1)及び前記第2の回転子(RE2)は、以下グループからそれぞれ選択され、
一方が、回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)であり、
他方が、任意の機能的順序で配列された、第1(RP)、第2(RM1)、第3(RM2)、第4(RM3)反射素子から成る回転型遅延子(RRET)であり、
当該回転型遅延子(RRET)を構成するこれらそれぞれの反射素子は、使用時に電磁放射ビームを一回反射し、前記第1反射素子(RP)はプリズムであり、第1側面からビームを受け、そして反射された反射光が第3側面からビームを出力し、前記反射は第2側面でおこり、第2側面は、第1側面及び第3側面とともにプリズムを構成する角度を決めており、これら反射素子(RP) (RM1) (RM2) (RM3)は前記プリズムの第2側面からの反射ビームの軌跡が、前記プリズム(RP)内で全反射が達成される角度と等しいあるいはそれより大きな角度で第2側面に近づくように、かつ、任意の機能的順序で配列された一連の素子の4番目に配置された反射素子からの反射ビームの軌跡が、一連の素子の1番目に配置された反射素子によって受光されたビームの軌跡からの逸脱あるいは変位がなく、ほぼ共軸となるように決められ、
使用時に、前記後進波発振器(BWO)からの射出光(BI)は、基本周波数のテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームとして、第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGPl)を通過して、前記第1の回転子(RE1)を通過し、前記ステージ(STG)に支持された試料(S)で反射され、前記第2の回転子(RE2)を通過し、前記第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2)を通過して、出力光(BO)として前記ゴーレイセル検出器(DET)に入力される
ことを特徴とする方法。 - 前記テラヘルツエリプソメーターあるいは前記ポラリメーターシステムを用意するステップにおいて、更に、前記第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1)の前段に
前記後進波発振器(BWO)の後段に周波数逓倍器(FM);
第1の放物凹面鏡(PM1);
及び反射手段(M1);
を備え、
及び、更に前記第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1)に続いて、前記回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)の前段に、第2の放物凹面鏡(PM2);
更に、前記回転型遅延子(RRET)の後段に続いて配置される、第3の放物凹面鏡(PM3);
更にまた、前記第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2)の後段に続いて配置され、前記ゴーレイセル検出器(DET)の前段に配置される第4の放物凹面鏡(PM4);
を備え、
使用時に、前記後進波発振器(BWO)は、基本周波数のテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビーム(BI)を、前記周波数逓倍器(FM)に向けて出力し、当該周波数逓倍器(FM)から出力される所望の周波数を含むビームは、コリメートされたビームとして前記第1の放物凹面鏡(PM1)から反射され、そして、コリメートされたビームは、前記反射手段(M1)で反射され、前記第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGPl)を通過して、前記第2の放物凹面鏡(PM2)で反射するようにされ、前記回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)を通過して、試料を支持するための前記ステージ(STG)上の試料(S)で反射されて、前記回転型遅延子(RRET)を通過し、前記第3の放物凹面鏡(PM3)で反射され、前記第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2)を通過して、前記第4の放物凹面鏡(PM4)で反射されて、出力光(BO)として前記ゴーレイセル検出器(DET)に入力される
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 試料(S)を、前記ゴーレイセル検出器(DET)からデータが取得されている間に、略垂直な面内に配向させることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 第1の左側素子(FLS)、第1の右側素子(FRS)、第2の左側素子(SLS)、第2の右側素子(SRS)、第3の左側素子(TLS)、第3の右側素子(TRS)の左・右の垂直シーケンスから成るシステムによって、前記回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)から出力されるテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームが、前記第1の左側素子(FLS)から前記第2の左側素子(SLS)に反射し、次いで前記第3の右側素子(TRS)へ反射し、略水平面内でステージ(STG)上の試料(S)から前記第3の左側素子(TLS)へ向けて反射するようにビームが向けられ、前記第3の左側素子(TLS)は、前記第2の右側素子(SRS)へビームを反射し、前記第2の右側素子(SRS)は、前記第1の右側素子(FRS)の方へビームを反射し、当該ビームは前記回転型遅延子(RRET)に向けられるように、試料(S)が水平に適応させられている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 更に、
試料(S)を支持する前記ステージ(STG);前記回転型遅延子(RRET);備えるとすれば前記第3の放物凹面鏡(PM3);前記第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2);備えるとすれば前記第4の放物凹面鏡(PM4);前記ゴーレイセル検出器(DET)、を含むユニットとしての回転可能な手段、及び
試料(S)を支持するための前記ステージ(STG);前記回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP);備えるとすれば前記第2の放物凹面鏡(PM2);前記第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGPl);備えるとすれば前記反射手段(M1);備えるとすれば前記第1の放物凹面鏡(PM1);備えるとすれば前記周波数逓倍器(FM);そして前記後進波発振器(BWO)、を含むユニットとしての回転可能な手段、
の双方、あるいはいずれか一方のユニットとしての回転可能な手段を含み、
試料(S)を支持する前記ステージ(STG)中心を通る縦軸周りで、前記回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)から出力された前記テラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームの入射角(θ)と、前記ステージ(STG)上の試料(S)からの反射角(θ)とを等しく調整できるようにされており、
前ステップdでは、ステージの中心を通る縦軸を中心にユニットの回転が実現される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 更に、
用意されたチョッパー(CHP)の使用を含むことができ、
当該チョッパー(CHP)は、テラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームが通過できる複数の開口を輪の形態で有し回転可能に形成されており、
当該チョッパー(CHP)は、前記後進波発振器と前記ゴーレイセル検出器との間の、テラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームの通過経路中に配置され
ステップdにおいてデータ取得中に、前記テラヘルツ周波数帯域のビームを断続的に遮断することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 前記回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)、及び前記第1(RP)、前記第2(RM1)、前記第3(RM2)及び前記第4(RM3)反射素子を備える前記回転型遅延子(RRET)が、前記ステップdにおいてデータ取得中に、互いに1対10あるいは10対1の比率の相対的な速度で回転させられる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 更に、
機械可読媒体にゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうち少なくとも一つを格納するステップ;
前記ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つを解析し、及び機械可読媒体内の幾つかの解析結果のうちの少なくとも一つを格納するステップ;
前記ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つを、電子的手段及び非電子的手段の双方、あるいはいずれか一方により表示するステップ;
前記ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つを解析し、その解析結果のうちの少なくとも一つを、電子的手段及び非電子的手段の双方、あるいはいずれか一方により表示するステップ;
前記ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つから、具体的で明白な結果を提供するために適用される信号を生成するステップ;
前記ゴーレイセル検出器によって提供されるいくつかのデータのうちの少なくとも一つを解析し、その解析結果のうちの少なくとも一つから、具体的で明白な結果を提供するために適用される信号を生成するステップ;
からなるグループから少なくとも一つのステップが選択されて含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - テラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステムであって、
テラヘルツ周波数帯域の光源;
テラヘルツ周波数帯域で動作する第1の回転可能な偏光子;
試料(S)を支持するためのステージ(STG)、
テラヘルツ周波数帯域で動作する第2の回転可能な偏光子;
テラヘルツ周波数帯域の検出器(DET);
を備え、
前記テラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステムは、更に、
前記テラヘルツ周波数の光源と前記テラヘルツ周波数帯域の検出器(DET)の間に、第1の回転子(RE1)及び第2の回転子(RE2)を備え、
テラヘルツ周波数帯域の光源を用いて基本周波数としてテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビーム(BI)を出力し、このビームをテラヘルツ周波数帯域で動作する前記第1の回転可能な偏光子を通過させ、前記ステージ(STG)上の試料(S)から反射させ、テラヘルツ周波数帯域で動作する前記第2の回転可能な偏光子を通過させ、出力光(BO)として前記検出器(DET)に入力させ、
前記電磁放射ビームは、また前記第1の回転子(RE1)及び前記第2の回転子(RE2)を通過し、
前記第1の回転子(RE1)及び前記第2の回転子(RE2)は、以下グループからそれぞれ選択され、
一方が、回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)であり、
他方が、任意の機能的順序で配列された、第1(RP)、第2(RM1)、第3(RM2)、第4(RM3)反射素子から成る回転型遅延子(RRET)であり、
当該回転型遅延子を構成するこれらそれぞれの反射素子は、使用時に電磁放射ビームを一回反射し、前記第1反射素子(RP)はプリズムであり、第1側面からビームを受け、そして第2側面から反射された反射光が第3側面からビームを出力され、第2側面は、第1側面及び第3側面とともにプリズムを構成する角度を決めており、前記反射素子(RP) (RM1) (RM2) (RM3)は互いにその向きが、当該プリズムの第2側面からの反射ビームの軌跡が当該プリズム(RP)内で全反射が達成されるように決められ、かつ素子の並びにおける4番目に配置された反射素子からの反射ビームの軌跡が、一連の素子の並びの1番目に配置された反射素子によって受光されたビームの軌跡からの逸脱あるいは変位がなく、ほぼ共軸となるように決められている
ことを特徴とするテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。 - 前記第1の回転子(RE1)及び前記第2の回転子(RE2)は、前記ステージ(STG)の前記光源側と検出器(DET)側にそれぞれに配置され、
テラヘルツ周波数帯域で動作する前記第1の回転可能な偏光子はワイヤーグリッドを備え、テラヘルツ周波数帯域で動作する前記第2の回転可能な偏光子はワイヤーグリッドを備え、
前記テラヘルツ周波数帯域の光源は、後進波発振器(BWO)であり、前記テラヘルツ周波数帯域の検出器はゴーレイセル(Golay cell)であり、
前記後進波発振器(BWO)を用いて基本周波数としてテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビーム(BI)を出力し、このビームを前記第1の回転可能な偏光子を通過させ、前記第1の回転子(RE1)を通過させ、前記ステージ(STG)上の試料(S)から反射させ、前記第2の回転子(RE2)を通過させ、前記第2の回転可能な偏光子を通過させ、当該偏光子からの出力光(BO)を前記ゴーレイセル検出器(DET)に入力させる
ことを特徴とする請求項9に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。 - 更に、順次、
前記後進波発振器(BWO)に引き続いて配置される周波数逓倍器(FM);
第1の放物凹面鏡(PM1);及び
反射手段(M1);
前記第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1);
そして更に前記第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1)の後段に備えられる第2の放物凹面鏡(PM2);
前記第1の回転子(RE1);
そして、また更に順次、前記第2の回転子(RE2)の後段に、第3の放物凹面鏡(PM3);
そして、また更に順次、引き続いて配置される前記第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2);
第4の放物凹面鏡 (PM4)、前記ゴーレイセル検出器(DET);
を備え、
使用時に、前記後進波発振器(BWO)は、基本周波数のテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビーム(BI)を、前記周波数逓倍器(FM)に向けて出力し、当該周波数逓倍器(FM)から出力される所望の周波数を含むビームは、コリメートされたビームとして前記第1の放物凹面鏡(PM1)から反射され、コリメートされたビームは、前記反射手段(Ml)で反射されて前記第1の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP1)を通過し、前記第2の放物凹面鏡(PM2)で反射するようにされており、前記第1の回転子(RE1)を通過し、そして、前記ステージ(STG)上の試料(S)で反射して、前記第2の回転子(RE2)を通過し、前記第3の放物凹面鏡(PM3)で反射され、前記第2の回転可能なワイヤーグリッド偏光子(WGP2)を通過し、前記第4の放物凹面鏡(PM4)で反射され、出力光(BO)として前記ゴーレイセル検出器(DET)に入力される
ことを特徴とする請求項9に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。 - 前記第1の回転子(RE1)は回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)であり、前記第2の回転子(RE2)は、第1(RP)、第2(RM1)、第3(RM2)、第4(RM3)反射素子を備えた回転型遅延子(RRET)であり、前記第1反射素子(RP)はプリズムである
ことを特徴とする請求項9、10、11のいずれか一項に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。 - 更に、少なくとも一つの開口(A)を前記後進波発振器(BWO)と前記ゴーレイセル検出器(DET)との間に備えることを特徴とする請求項9、10、11のいずれか一項に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。
- 更に、前記後進波発振器(BWO)と前記ゴーレイセル検出器(DET)との間に、
少なくとも一つの放物凹面鏡(PM1) (PM2) (PM3) (PM4)の組;及び
少なくとも一つの反射手段(M1);
のグループから少なくとも一つを選んで配置される
ことを特徴とする請求項9又は10に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。 - 更に、前記テラヘルツ周波数帯域の光源の後段に周波数逓倍器(FM)を備えることを特徴とする請求項9又は10に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。
- 更に、前記後進波発振器(BWO)と前記ゴーレイセル検出器(DET)との間に、チョッパー(CHP)を備えることを特徴とする請求項9、10、11のいずれか一項に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。
- 試料(S)を支持する前記ステージ(STG)中心を通る縦軸周りで、前記テラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームの入射角(θ)と、前記ステージ(STG)上の試料(S)からの反射角(θ)とを等しく調整するための、
ユニットとして、試料(S)を支持する前記ステージ(STG)と、前記ゴーレイセル検出器(DET)との間の全ての素子を含む回転手段と、
ユニットとして、試料(S)を支持する前記ステージ(STG)と、前記後進波発振器(BWO)との間の全ての素子を含む回転手段の
双方、あるいはいずれか一方を更に備えることを特徴とする請求項9、10、11のいずれか一項に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。 - 試料(S)を支持する前記ステージ(STG)は、略垂直面に試料(S)を支持するように向けられていることを特徴とする請求項9、10、11のいずれか一項に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。
- 試料(S)を支持する前記ステージ(STG)は、略水平面に試料(S)を支持するように向けられていることを特徴とする請求項9、10、11のいずれか一項に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。
- 試料(S)を支持するためのステージ(STG)が試料(S)を水平面に支持させられるように向けられており、前記第1の回転子(RE1)を出たビームが、左・右の垂直シーケンスによってステージ(STG)に向けられるビームを受け取ることを可能にされ、第1の左側素子(FLS)、第1の右側素子(FRS)、第2の左側素子(SLS)、第2の右側素子(SRS)、第3の左側素子(TLS)、第3の右側素子(TRS)の各々の素子は、第1の回転子(RE1)から出力されるテラヘルツ周波数帯域の電磁放射ビームを、前記第1の左側素子(FLS)から前記第2の左側素子(SLS)へ反射させ、そして前記第3の右側素子(TRS)へ反射し、ステージ(STG)の水平面に置かれたサンプル(S)から前記第3の左側素子(TLS)へ反射され、前記第3の左側素子(TLS)は前記第2の右側素子(SRS)へのビームを反射し、前記第2の右側素子(SRS)は、前記第1の右側素子(FRS)へビームを反射し、当該ビームは第2の回転子(RE2)に向けられるようにされている
ことを特徴とする請求項9、10、11のいずれか一項に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。 - 回転型ワイヤーグリッド偏光子(RWGP)が、
非ブリュースター(NBR)角、及びブリュースター(BR)角コンポーネントを含むデュアル偏光コンポーネントシステムと、
第1及び第2のワイヤーグリッド偏光子(WG1)及び(WG2)を備えた、傾けられたデュアルワイヤーグリッド偏光子システム
から選択され、
前記デュアル偏光コンポーネントシステムでは、ワイヤーグリッドを有する前記非ブリュースター(NBR)角コンポーネントを通り抜ける電磁放射ビームは、追加の反射手段(Ml)と(M2)から反射され、ブリュースター(BR)角コンポーネントから反射され、偏光ビームとして伝播し、
前記デュアルワイヤーグリッド偏光子システムでは、前記第1及び第2のワイヤーグリッド偏光子は、互いに平行な方向の偏光軸を有し、それぞれこの偏光軸に平行な第1面及び第2面を有し、各々この第1面及び第2面が傾いていて、当該第1のワイヤーグリッド偏光子へ入力されたビームは、第2のワイヤーグリッド偏光子から偏光状態で出力されるとき、不要とされる反射成分(R1)と(R2)はそらされる
ことを特徴とする請求項9に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。 - 前記第1及び第2の回転子は、互いに対して1対10、あるいは10対1の比率の相対的な速度で回転させられる
ことを特徴とする請求項9、10、11のいずれか一項に記載のテラヘルツエリプソメーターあるいはポラリメーターシステム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161631383P | 2011-12-31 | 2011-12-31 | |
US61/631,383 | 2011-12-31 | ||
PCT/US2012/000193 WO2013101252A1 (en) | 2011-12-31 | 2012-04-06 | Terahertz ellipsometer system, and method of use |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015503750A JP2015503750A (ja) | 2015-02-02 |
JP6029684B2 true JP6029684B2 (ja) | 2016-11-24 |
Family
ID=48698484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014550274A Active JP6029684B2 (ja) | 2011-12-31 | 2012-04-06 | テラヘルツエリプソメーターシステム及びその使用方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2798322B1 (ja) |
JP (1) | JP6029684B2 (ja) |
WO (1) | WO2013101252A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9651426B2 (en) | 2015-06-30 | 2017-05-16 | Agilent Technologies, Inc. | Light source with controllable linear polarization |
JP6843397B2 (ja) * | 2016-08-29 | 2021-03-17 | 学校法人慶應義塾 | 光学測定装置、光学測定方法、及び応力検査方法 |
JP6652542B2 (ja) | 2017-11-21 | 2020-02-26 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光学解析装置及び光学解析方法 |
JP7041015B2 (ja) * | 2018-07-06 | 2022-03-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電場ベクトル計測の校正方法 |
CN113655018B (zh) * | 2021-10-11 | 2024-01-09 | 阜阳师范大学 | 一种用于多铁性材料微结构表征的太赫兹时域光谱系统 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE416681B (sv) * | 1979-04-17 | 1981-01-26 | Johan Emanuel Stenberg | Sett att jemfora tva ytors reflexionsegenskaper |
JPH0430576Y2 (ja) * | 1985-11-21 | 1992-07-23 | ||
US7333198B1 (en) * | 2003-04-03 | 2008-02-19 | J.A. Woollam Co., Inc. | Sample orientation system and method |
US6891627B1 (en) * | 2000-09-20 | 2005-05-10 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for determining a critical dimension and overlay of a specimen |
FR2818376B1 (fr) * | 2000-12-18 | 2003-03-28 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif de visualisation bidimensionnelle ellipsometrique d'un echantillon, procede de visualisation et procede de mesure ellipsometrique avec resolution spatiale |
EP1666869B1 (en) * | 2003-09-17 | 2011-04-27 | Photonic Lattice Inc. | Polarization Analysis Device and corresponding method |
JP2006071855A (ja) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 光学装置 |
US7450231B2 (en) * | 2005-11-04 | 2008-11-11 | J.A. Woollam Co., Inc. | Deviation angle self compensating substantially achromatic retarder |
US8139232B2 (en) * | 2006-07-27 | 2012-03-20 | Rudolph Technologies, Inc. | Multiple measurement techniques including focused beam scatterometry for characterization of samples |
JP4950813B2 (ja) * | 2007-08-30 | 2012-06-13 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 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 |
US7889340B1 (en) * | 2008-03-05 | 2011-02-15 | Kla-Tencor Corporation | Normal incidence ellipsometer with complementary waveplate rotating compensators |
US8169611B2 (en) * | 2009-02-27 | 2012-05-01 | University Of Nebraska Board Of Regents | Terahertz-infrared ellipsometer system, and method of use |
WO2010106589A1 (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | 株式会社村田製作所 | 光測定装置及び光測定方法 |
JP5650733B2 (ja) * | 2009-06-23 | 2015-01-07 | ジェイ・エイ・ウーラム・カンパニー・インコーポレイテッドJ.A.Woollam Co.,Inc. | テラヘルツ赤外線エリプソメーターシステムおよびその使用方法 |
-
2012
- 2012-04-06 WO PCT/US2012/000193 patent/WO2013101252A1/en active Application Filing
- 2012-04-06 JP JP2014550274A patent/JP6029684B2/ja active Active
- 2012-04-06 EP EP12861672.9A patent/EP2798322B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013101252A1 (en) | 2013-07-04 |
EP2798322A1 (en) | 2014-11-05 |
EP2798322A4 (en) | 2015-06-17 |
EP2798322B1 (en) | 2020-07-15 |
JP2015503750A (ja) | 2015-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9121757B2 (en) | Terahertz ellipsometer system, and method of use | |
US8169611B2 (en) | Terahertz-infrared ellipsometer system, and method of use | |
US8705032B2 (en) | Terahertz-infrared ellipsometer system, and method of use | |
JP3550381B2 (ja) | 偏光解析装置及び偏光解析方法 | |
Knyazev et al. | Novosibirsk terahertz free electron laser: instrumentation development and experimental achievements | |
JP6029684B2 (ja) | テラヘルツエリプソメーターシステム及びその使用方法 | |
Hofmann et al. | Terahertz ellipsometry and terahertz optical-Hall effect | |
US8488119B2 (en) | Terahertz-infrared ellipsometer system, and method of use | |
JP5650733B2 (ja) | テラヘルツ赤外線エリプソメーターシステムおよびその使用方法 | |
US8934096B2 (en) | Terahertz-infrared ellipsometer system, and method of use | |
Hirono et al. | Full polarization measurement of SR emitted from twin helical undulators with use of Sc/Cr multilayers at near 400 eV | |
Tarasov et al. | Matching of radiation with array of planar antennas with SINIS bolometers in an integrating cavity | |
Gaballah et al. | EUV polarimetry for thin film and surface characterization and EUV phase retarder reflector development | |
WO2010098740A1 (en) | Terahertz-infrared ellipsometer system, and method of use | |
JP2004125712A (ja) | 分光分析装置 | |
US20070171420A1 (en) | Pulsed ellipsometer device | |
CN115290571A (zh) | 测量设备和测量方法 | |
Schillaci et al. | On the effect of tilted roof reflectors in Martin–Puplett spectrometers | |
Lai et al. | A novel method to measure dielectric properties of materials in terahertz spectroscopy | |
US11740176B2 (en) | Fast and accurate mueller matrix infrared spectroscopic ellipsometer | |
US11821833B2 (en) | Fast and accurate Mueller matrix infrared ellipsometer | |
Kropotov et al. | Application of Spectral Devices in the Optical Engineering and Scientific Research | |
Zhang et al. | Fundamentals of Thermal Radiation | |
Hofmann et al. | Terahertz ellipsometry using electron-beam based sources | |
Liang | Terahertz Time-Domain Spectroscopy: Characterization of Nonlinear Crystals, Nanowires, 2D Gratings, Organic Liquids, and Polystyrene Particles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150810 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150818 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151020 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160322 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20160704 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20160726 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160920 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161018 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6029684 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |