JPH01141323A - 顕微反射分光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は顕微反射分光装置、特にその分光反射率測定の
ための補正手法の改良に関する。

〔従来の技術〕

一部に、′ＪＡ微反射分光装置は、反射照明が可能な顕
微鏡に分光測光装置を取付けることによって、微細な領
域の分光反射率を測定するものである。

この種の装置による反射率の測定は、被検試料からの反
射光の強度と、分光反射率が既知の基準反射面からの反
射光の強度とを、同一条件で測定しそれらの値を比較し
て求めていた。つまり、ます紬微鏡の物体位置に基準反
射面を置いて光学系により分光装置に導かれた反射光束
を分光し、基準反射面からの反射光の強度を波長の関数
として求める０次に基準反射面を被検試料と換え、同様
の測定を行なう。

ここで、諸量について、 φｒｅｆ（λ）：基準反射面の分光反射率１ｒｅｆ（λ
）：標準反射面の反射光の測定強度φｓｐ　（λ）　：
被検試料の分光反射率ｒｓｐ（λ）：被検試料の反射光
の測定強度とおくと、被検試料の分光反射率φｓｐ　（
λ）は、次式で与えられる。

Ｉｒｅｆ（λ） 即ち、２つの測定１１ｒｅｆ（λ）、ｌ５ｐ（λ）と既
知である基準反射面の分光反射率φｒｅｆ（λ）とによ
り、＋１１式に基づいて被検試料の分光反射率が求めら
れるのである。被検試料の反射光の実際の測定強度は、
光源及び検出器の分光特性、さらには光学系の分光透過
率の影響により、例えば第８図（Ａ）に示す如（測定さ
れるが、このような換算によって、第８図（Ｂ）に例示
する如き物理量としての分光反射率特性が求められる。

尚、このような顕微反射分光法の詳細については、１ｌ
ｏｒｓＬ　Ｐｉｌｆｅｒ著”Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　Ｐ
ｈｏｔｏ　ｍｅｔｒｙ″（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌ
ａｇ＋　１９７７）に記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記した従来の方法では、測定が細部に
わたって非常に時間を要する場合には、測定途中に光源
及び検出器の特性変化を確認することが必要になる。こ
の時、被検試料と基イ許反射面とを交換して前記した手
順で装置の状態の補正を行うことが必要で、操作上大変
煩わしく、しかも被検試料の所望の部分に対して再度の
アライメントを行うのに時間を要するという問題点があ
った。

特に、最近半導体製造工程の酸化膜等の膜厚管理のため
に、顕微反射分光装置が多く使用されるようになってき
た。これは薄膜干渉の原理を応用したもので、干渉縞の
ピーク波長ないしは反射率から膜厚を求める技術である
。半導体製造工程では測定に必要な時間の短縮や経費の
節減の目的から、上記の問題は一層重要となってきてい
る。そして、被検試料へのゴミの付着等を考えると、出
来るだけ測定途中で被検試料と標準反射面とを交換した
くない。さらに、ウェハのローダ−等を使用しての自動
測定では、自動測定途中での補正確認作業はさらに困難
となる。

本発明は、この様な従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、測定途中でも被検試料を被検位置から移動する必要
なしに装置の状態を補正確認することが可能で、簡単に
しかも正確な顕微分光測光が可能な顕微反射分光装置を
提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明による顕微反射分光装置は、被検試料の拡大像を
所定位置に形成するための測定用対物レンズと、前記所
定位置に形成される物体像の少なくとも一部の光束を取
り入れて分光測光するための分光測光手段と、基準対物
レンズと該基準対物レンズの物体側に一体的に設けられ
た基準反射面とを有して該基準反射面の像を前記物体像
の形成される所定位置に形成するための基準光学系と、
前記測定用対物レンズによる被検試料像と前記基準光学
系による前記基準反射面の像とのそれぞれの光束を前記
分光測光手段へ択一的に導くための切換手段とを有する
ものである。

そして、前記切換手段は、前記測定用対物レンズと前記
基準光学系とを交換する構成とすることが望ましく、よ
り具体的には、前記測定用対物レンズと前記基準光学系
とを回転動作によって切り換えるレボルバ−であり、前
記基準光学系の基Ｉ（反射面から該基準光学系の前記レ
ボルバ−胴付面までの距離は、前記被検試料面から前記
測定用対物レンズの前記レボルバ−胴付面までの距離よ
り小さいことが望ましい。

〔作用〕

上記の如き本願発明においては、被検試料の測定に使用
する測定用対物レンズとは別に、ノＮ準反射面をその反
射光を受ける基準対物レンズと一体化して設けた基準光
学系とを設け、測定用対物レンズと基準光学系とを交換
可能としたため、従来の如く被検試料を基準反射面と置
き換える必要がなく、光学系の交換のみという簡単な操
作で測定ができ、被検試料を物体位置に設置した状態で
顕微反射分光装置の補正が行なえるので、測定が容易か
つ迅速になる。しかも、基準反射面が基準対物レンズと
一体的に構成されているため、基準反射面の反射特性の
経年変化が少なく、極めて精度の高い測定を行うことが
可能となる。

そして、測定用対物レンズと前記基準光学系とをレボル
バ−の回転動作によって切り換える構成とすれば、切換
が極めて簡単であり、従来の顕微反射分光装置の基本的
構成として用いられている顕微鏡装置をそのまま用いて
簡単に構成することが可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明による顕微反射分光装置の一実施例の概
略構成を示す図である。この装置は全体として、顕微鏡
１０と分光装置２０とに大別して構成されており、顕微
鏡１０によって拡大された物体像のうちの、所望の領域
の光束が分光装置２０に導かれて測定される。

顕微鏡１０においては、光源１からの光束がコンデンサ
ーレンズＬ１によって集光されて、半透過鏡２及び測定
用対物レンズＬ２を介して被検試料３に供給される。被
検試料３からの反射光は、測定用対物レンズＬｔによっ
て集光されて、半透過鏡２及び俯視プリズム４を通って
、中間光学系り、を形成するレンズ群り。とり。との間
に集光されて、ここに被検試料の像■１が形成される。

そして、この像位置に配置される絞り５によって、被検
試料上の任意の領域からの光束が分光装置２０に導かれ
る。顕微鏡１０の射出瞳が分光装置２０の入口スリット
６に一致するように構成されており、入口スリット６に
入射した光束は、光路屈曲用反射鏡７の反射を受けたの
ち、凹面回折格子８でスペクトルに分解され、ディテク
ターＤ上にスペクトル像を形成する。ディテクターＤは
マルチチャンネル検出素子であり、スペクトルの強度分
布を自動的に測定し、被検試料３上の所望の領域につい
ての分光測光がなされ°る。ディテクターＤとしては、
マルチチャンネル検出素子に限らず、出ロスリフ）と１
個の光電検出器とを組み合わせ、出ロスリフト上で波長
走査するように構成することも可能であることはいうま
でもない。

測定用対物レンズＬ２による被検試料３からの光束は、
俯視プリズム４で一部反射されて、接眼レンズ１１．の
前側焦点位置にも物体像Ｉ２を形成し、接眼レンズＬｔ
を通して被検試料面を観察することが可能である。接眼
レンズＬＥによる物体面の観察は、俯視プリズム４を挿
入することによって可能となるが、測定の精度を向上さ
せるためには、俯視プリズム４を例えば第１図の紙面に
対して垂直方向に移動させることによって光路から外し
、全ての光束を分光装置に轟くように構成することも可
能である。

このような構成において、切換手段３０により測定用対
物レンズ鏡筒１０１　と基準光学系鏡筒１００とがＷ４
微鏡１０の本体に対して交換可能に構成されている。基
準光学系鏡筒１００には、基準対物レンズし、とその物
体側に基準反射面Ｒが一体的に設けられている。切換手
段３０によって測定用対物レンズ鏡筒１０１と基準光学
系鏡筒１００とが切換られることによって、基準対物レ
ンズＬ、ｌを通して同一の光源からの照明光が基準反射
面Ｒに供給され、基準反射面Ｒからの反射光が分光測光
装置２０に導かれる。

ここで、測定用対物レンズ鏡筒１０１　と切換可能に配
置される基準光学系鏡筒１００とは、レボルバ−によっ
て切換られる構成とすれば、従来の顕微鏡装置をそのま
ま使用することが可能となる。

そして、この場合第２図（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、
顕微鏡光軸へ×に対して所定角度だけ傾斜した回転軸ｍ
を中心として回転可能に構成されたレボルバ−３１に、
基準光学系鏡筒１００と測定用対物レンズ鏡筒１０１　
とが、それぞれ螺合装着されており、レボルバ−３１の
回転によって両者が交互に顕微鏡光軸Ａｘに対して所定
位置に配置される。

そして、基準光学系鏡筒１００と測定用対物レンズ鏡筒
１０１とをレボルバ−の回転によって切換るためには、
それぞれの長さについて、第２図（Ａ）及び（Ｂ）に示
すように構成することが必要である。即ち、第２図（Ａ
）に示した基準光学系鏡筒１００の先端部からレボルバ
−胴付面３１ａまでの距離ｌは、第２図（Ｂ）に示す測
定用対物レンズ鏡筒１０１のレボルバ−３１への胴付面
３１ａから物体面３までの距離しよりも小さく構成する
ことが必要である。これによって、レボルバ−３１の回
転によって測定用対物レンズ鏡筒１０１に換えて、基準
光学系鏡筒１００を被検試料面を移動させることなく即
座に配置することができる。

第３図は、本発明に用いる基準光学系鏡筒１００の具体
的構成例を示す断面図である。図示したとおり、基準対
物レンズし！を構成する２群のレンズＬ　ｘａ、　　Ｌ
　ｔｍは、鏡筒１１０に固定支持され、基準反射面Ｒは
支持環１２０によって鏡筒１１０に着脱可能に装着され
ている。基準反射面Ｒは平行平面ガラス板にクロム等を
蒸着して形成されており、この基準反射面の分光反射率
特性は、この装置によって予め測定しておき、既知の値
として測定に用いられる。

ところで、基準光学系鏡筒１００と測定用対物レンズ鏡
筒１０１　とを切換る手段としては、上記の如くレボル
バ−による場合に限らず、測定用対物レンズとは別に基
準対物レンズを顕微鏡本体内に内蔵する構成とし、切換
手段によって測定用対物レンズからの光束を分光装置に
導く場合と、内蔵基準対物レンズからの光束を分光装置
に導く場合とで、例えば揺動鏡によって光路を切り換え
る構成とすることも可能である。この場合に上記した２
通りの測定のためにレボルバ−を回転させることなく、
単に光路を切り換えるという簡単な操作で測定を行うこ
とが可能となるため、装置の簡単化及び自動化のために
は好ましい。

口による′　　法 次に、本発明における測定方法について、図面を参照し
つつ説明する。

従来の方法では、被検試料に換えて基準反射面を配置す
ることによって、基準反射面についての分光反射率を被
検試料の測定と全く同じ光学系で行っているため、前記
の＋１１式に基づいて、２つの測定量１ｓｐ（λ）　、
１ｒｅｆ（λ）及び基準反射面の既知の分光反射率φｒ
ｅｆ（λ）から被検試料の反射率φｓｐ　（λ）を求め
ることが出来る。しかし、本発明の方法では基準反射面
Ｒを測定する光学系と被検試料３を測定する光学系が異
なるので、前記の（１）式はそのままでは使えない。

貰足王抜土 このため、本発明では基準対物レンズＬｍを、第３図に
示したごとく、基準反射面Ｒを保持している支持環１２
０を対物レンズ鏡筒１１０に対して取りはずし可能とし
、基準対物レンズＬ５が測定用対物レンズＬ２と異なる
ことによる誤差を補正するための補正係数を求めておく
必要がある。

そして、この補正係数を測定に用いる各測定用対物レン
ズに固有の量として記憶しておくことによって、第２図
の（Ａ）と（Ｂ）とに示したように、測定用対物レンズ
と基準光学系とをレボルバ−３１によって切換るだけの
簡単な操作によって、分光反射率の測定を行うことが可
能となる。即ち、第２図に示す如く、ｆ＜Ｌであるため
、物体位置に被検試料３を配置したまま、第２図の（Ａ
＞の如く基準光学系鏡筒１００を配置することができ、
この状態で装置の補正を行なう。この時、基準反射面Ｒ
からの反射光を分光装置に導き、分光して反射光の強度
を波長の関数として求めることが出来る。次に第２図（
Ｂ）の状態に切換で被検試料３からの反射光の強度を同
様の手順で測定する。

ここで、まず第４図（Ａ＞（Ｂ）を参照して、装置の補
正係数の求め方について説明し、次ぎに第５図（Ａ）（
Ｂ）を参照して、実際の測定の方法について説明する。

第４図は、測定用対物レンズと基準対物レンズとが異な
ることによる影響を打消す為の補正係数を求めるための
手順を説明する図である。第４図（Ａ）の状態では前記
したように基準対物レンズ鏡筒から基準反射面Ｒの支持
環１２０を外して、測光状態の物体面に置き、測定用対
物レンズＬ２を通して基準反射面Ｒの反射光の分光強度
を測定する。第４図（Ｂ）の状態では、基準反射面Ｒの
支持環１２０を基準対物レンズ鏡筒１１０に装着して、
基準対物レンズＬｍをによって基準反射面の反射光の分
光強度を測定する。この時、それぞれの値について、 φ、（λ）：光源の分光特性 φＬｌ　（λ）：コンデンサレンズの分光ｉ３過率φＬ
ｔ　（λ）：測定用対物レンズの分光透過率φ１４　（
λ）：中間光学系の分光透過率φＬｍ（λ）：基準対物
レンズの分光透過率φＤ　（λ）：検出系の分光特性 Φ１．ｆ（λ）：基準反射面の分光反射率■　（λ）−
基準反射面Ｒの測定用対物レンズによる反射光の測定強
度−第４図（Ａ）ビ（λ）：基準反射面Ｒの基準対物レ
ンズによる反射光の測定強度−第４図（Ｂ）と置くと、
各測定強度ｌ　（λ）、ビ（λ）は次の様になる。

！　（λ）・φ、（λ）φＬｌ（λ）（φｗ　（λ））
２・Φ７．ｆ（λ）φ１．（λ）φ０（λ）・・・（２
）ビ（λ）−φ３（λ）φＬｌ（λ）（φＬｌｌ　（λ
））２・Φ１．．（λ）φ１．（λ）φ、（λ）・・・
（３）（２）式を（３）式によって除することにより■
　（λ）／ｌ’（λ）− （φＬｔ（λ）／φＬＭ（λ））２　・・・（４）とな
る。

（４）式において、■　（λ）とＩ’（λ）との各測定
は比較的短時間で行なえば光源及び検出器の特性は一定
であると仮定して良い。

をとり、゛これがこの測定用対物レンズを用いた場合の
補正係数Ｃとなる。即ち、 ■　（λ） と定義される。この値は前記第４図（Ａ）（Ｂ）の手順
であらかじめ測定してメモリーしておくことが出来る。

尚、上記の（２）及び′３）式においては、コンデンサ
レンズの分光透過率φＬｌ　（λ）として照明光学系全
体の透過率を代表させ、中間光学系の分光透過率φ５．
（λ）として対物レンズと分光装置の検出器りまでに介
在する光学系の透過率を代表させることとした。

次に、上記のようにして測定用対物レンズについての補
正係数Ｃが求められた後、通常の測定が行われ、第５図
（Ａ）に示した基準対物レンズＬ８による補正のための
測定と、第５図（Ｂ）に示す測定用対物レンズＬ２によ
る被検試料の測定とが行われる。第５図（Ａ）に示す状
態にて、基準反射面Ｒについて基準対物レンズを通して
測定し、次に第５図（Ｂ）の如き状態にて、測定用対物
レンズを通して被検試料３の反射光の強度を測定する。

このとき一般に基準対物レンズの補正系数を決める第４
図（Ａ）（Ｂ）の操作からは時間的経過があるため、光
源及び検出器の特性は変化しそれぞれ次のように置くこ
ととする。

φ°、（λ）：測定時の光源の分光特性φ゛。（λ）：
測定時の検出系の分光特性ｉ　（λ）：基準反射面Ｒの
測定用対物レンズによる反射光の測定強度−第５図（Ａ
）１゛（λ）：基準反射面Ｒの基準対物レンズによる反
射光の測定強度−第５図（Ｂ）従って、測定衣の各測定
強度ｉ　（λ）、ｉ’（λ）は次の様に表される。

ｉ　（λ）＝φ’ｓ（λ）φＬｌ（λ）　（φ１ＩＩ（
λ））２・Φ１．ｆ（λ）φＬ３φ゛Ｄ（λ）　・・・
（５）ｉｌ（λ）＝φ’ｓ（λ）φＬｌ（λ）　（φＬ
ｉ１　（λ））２・Φ□（λ）φ１．φ°。（λ）　　
　・・・（６）上記（６）式を（５）式で除すれば、 ｉｌ（λ）／ｉ　（λ）＝ （φＬ！（λ）／φＬＲ（λ））２・Φ１．（λ）／Φ
、。、（λ）・・・（７） （４）式を代入し、整理すると となる。従って、上記（８）式は となり、前記（１）弐と同様の形になって２つの測定Ｍ
　ｉ　’　（λ）、ｉ　（λ）と既知の量である補正係
数Ｃとφｒｏ？（λ）より被検試料の分光反射率が求ま
る。従って、実際の測定の際には第７図（Ａ）（Ｂ）の
手順のみで良い。

遣定王抜１ 上記一連の説明では、基準反射面の分光反射率Φｒａｒ
（λ）として補正基準対物レンズの反射率を用いたが、
任意の分光反射率を持つ物質を基準反射面Ｒとして用い
ることによって、同様の手順で装置の補正をする事も可
能である。この場合、基準対物レンズから基準反射面Ｒ
をとり外すことなく補正係数Ｃを求める事ができる。

特に半導体製造工程で使用する場合のように基準物質（
たとえばＳ＋）の分光反射率が既知である試料がある場
合は有効である。つまり、第６図（Ａ）の測定において
基準反射面Ｒのかわりに、基準物質をシリコンＳｔ　と
して、その分光反射率Φ１（λ）が既知であるとする。

この場合、前記第４図（Ａ＞及び（Ｂ）に示した測定用
対物レンズの補正係数Ｃを求める手順において、特に第
４図（Ａ＞の測定用対物レンズを用いて基準反射面Ｒの
反射光強度■　（λ）を求める代わりに、法準物質とし
てのシリコンの反射光強度Ｉ　（λ）を求める点のみが
異なる。

この場合の補正係数をＣ′とおけば、上記（９）式は以
下の０１式のようになる。

ｉ　（λ） 従って、基準反射面Ｒの分光反射率Φ、。ｆ　（λ）が
未知であっても安定なものでありさえすれば良く、前記
第５図（Ａ）（Ｂ）に示した測定手順と同様にして、被
検試料の測定を正確かつ簡単に行うことが可能である。

以下この第２の測定手法の詳細について説明する。

第４図（Ａ）の手順において、基準反射面Ｒの代わりに
、基準物質としてのシリコンＳｔを配置し、その分光反
射率をφ□（λ）とすれば、上記（２）式及び（３）式
は、それぞれ ■　（λ）・φ、（λ）φ１．（λ）（φＬ２　（λ）
）２、Φ５．（λ）φ、３（λ）φ、（λ）・・・０υ
１’（λ）・φ、（λ）φＬｌ（λ）（φＬ１１　（λ
））２・Φｒｏｔ（λ）φ１．（λ）φ、（λ）・・・
ａのとなる。

（１１１式を（２）式によって除することにより！’（
λ）　　　φＬ１１（λ）　　　　Φｒａｔ（ｊ）とな
り、この値が基準反射面Ｒ以外に分光反射率が既知の基
準物質を用いて、装置の較正を行う場合の補正係数Ｃ′
となる。

次ぎに、第５図（Ａ）及び（Ｂ）に示した実際の測定に
おいて、基準反射面Ｒの測定強度ｉ　（λ）及び被検試
料３の測定強度ｉ’（λ）は、それぞれ前記（５）式及
び（６）式と同様であり、前記（７）式より・ ・・・Ｑ４） となる。ここで、上記測成より、 φ［２（λ）　　　　　ｌ（λ）　　Φｒａｆ（λ）と
なり、これを上記Ｏａ式に代入すれば、ｉ　（λ）　　
　　Ｉ（λ） となる。従って、 となる、ここで、　ビ（λ）／■　（λ）　は装置に固
有の値であり、補正係数Ｃ′として、１’（λ）／】（
λ）−〇′ と圓けば、 ｉ　（λ） となり、この式は上記０１式に他ならない。

この式において、基準反射面Ｒの反射率Φｒａｔ（λ）
は何ら関与しておらず、被検試料３の反射率φ□（λ）
の測定に際しては、基準反射面Ｒの反射率は既知である
必要がない。シリコンの分光反射率Φ１．（λ）が既知
でありさえすれば、基準反射面Ｒの分光反射率が未知で
あっても測定が可能である。そして、第７図（Ａ）（Ｂ
）の実際の測定時に、基準光学系と測定対物レンズ鏡筒
との切換の際に基準反射面Ｒの特性に変化がなければよ
く、実用上は極めて暗度良い測定が可能となる。

尚、シリコン等の分光反射率が理論的に求められている
物質を基準物質として用いるに際して、測定用対物レン
ズの開口数（Ｎ、＾、）が大きい場合には、その分光反
射率φ、！（λ）として、開口数を考慮して理論分光反
射率を求めることが望ましい。

このような本発明における第２の測定手法によれば、シ
リコンＳｉ等の分光反射率が正確に既知となっている物
質を基準物質として用いることによって、測定をより簡
単に行うことが可能となる。

尚、上記の各測定手法においては、測定用対物レンズが
異なる倍率の複数を用いる場合には、補正係数は個々の
対物レンズ毎にそれぞれ予め求めておくことが必要であ
る。そして、複数の測定用対物レンズのうち使用する測
定用対物レンズに固有の補正係数を用い、上記（９）式
或いは０１式に基づいて、被検試料の分光反射率を求め
ることは言うまでもない。

第６図は上述の測定手法ｌについての測定手順を示す図
であり、第７図は測定手法２の手順を示す図である。各
手順図としては、成る１つの測定用対物レンズを用いる
場合の手順のみを示したが、複数の測定用対物レンズを
用いる場合には、各測定用対物レンズに固有の補正係数
を同様の手順にて求めておき、それぞれについて補正を
行うことは前述の通りである。

第６図に示すとおり、基準反射面として基準光学系に内
蔵される基準反射面Ｒを用いる測定手法１の場合には、
まずステップＳ、において、基準光学系鏡筒から基準反
射面Ｒを取り外して測定用対物レンズで強度Ｉ　（λ）
を測定し、ステップＳすにて、基準対物レンズを通して
基準反射面Ｒの強度１’　　（λ）を測定する。ステッ
プＳ、では、前記（４）式により補正係数Ｃを求める。

この補正係数Ｃの値はステップＳ、にて記憶される。ス
テップＳｌからステップＳ４までにより、測定用対物レ
ンズについての補正係数Ｃが求められる。次ぎに、実際
の測定においては、ステップＳ、で基準光学系にて基準
反射面Ｒの強度ｉ　（λ）が測定され、ステップＳ、に
て測定用対物レンズにより被検試料の強度ｉ／　　（λ
）が測定され、ステップＳ、にて、上記（９）式に基づ
いて被検試料の反射率Φ、２（λ）が求められる。

第７図に示すように、シリコンＳｉ等の分光反射率が理
論的にも正確に求められている物質を基準として用い場
合の測定手法２の場合には、まずステップＳ１において
、測定用対物レンズで基準物質としてのシリコンの強度
■　（λ）を測定し、ステップＳ、にて、基準対物レン
ズを通して基準反射面Ｒの強度１’　　（λ）を測定す
る。ステップＳ３では、前記Ｇ１式により補正係数Ｃ′
を求める。

この補正係数Ｃ′の値はステップＳ４にて記憶される。

ステップＳｌからステップＳ４までにより、基準物質と
してシリコンを用いた場合の測定用対物レンズについて
の補正係数Ｃ′が求められる。

そして、被検試料についての実際の測定は、第６図に示
した場合と同様のステップＳ、からステ。

ブＳ７によってなされ、ステップＳ７による被検試料の
反射率Φ３．〈λ）が、上記ＯＩ式によって求められる
。

上記の各手順においては、第１図に示した実施例の概略
構成図に示す如く、ステップＳ＋、Ｓｚの測定値に基づ
くステップＳ、での補正係数Ｃの計算は演算手段４０で
なされ、ステップＳ４での記憶は記憶手段５０に格納さ
れ、ステップＳ１と８２との切換のための測定用対物レ
ンズ鏡筒１０１と基準光学系鏡筒１００との切換も演算
手段４０を含むコンピュータ６０によって自動的になさ
れる構成とすることが望ましい。そして、実際の測定に
おいても、コンピュータ６０により、ステップＳＳとス
テップＳ、との切換、及び補正係数を記憶手段６０から
呼び出して計算するステップＳ。

の各操作も自動的に行うことが望ましい。そして、キー
ボード７０により所定の被検試料に対して所望の測定用
対物レンズを用いて被検試料の各部位について自動測定
するための手順を支持するように入力することとし、全
ての操作を自動化することも可能である。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、被検試料を試料面上に置い
たまま装置の補正が可能であり、従来の如く被検試料の
代わりに所定の基準反射面をセツティングする等の手間
が省略でき、測定能率が向上する。また、本発明では、
基準反射面を基準対物レンズ鏡筒内に組み込む為、汚れ
等の付着の可能性が少なく、基準反射面の特性が変化し
にくいという利点もある。

また、半導体製造工程の膜厚管理等でゴミの付着を特に
きらう場合は、電動ターレット及びウェハーローダ−等
を組み合わせることによって自動測定を行う場合が多く
、このような自動運転中にも適当な時に装置の状態を補
正することも可能になり、大幅な自動化及び高精度化が
可能になる。

さらに、対物レンズごとに補正係数Ｃ或いはＣ′をメモ
リーする事により、対物レンズに起因する相異量を補正
する事ができるため、測定用対物レンズを変更するたび
にキャリプレーシランを実行する必要はなく、連続して
測定用対物レンズを変換して倍率を変更し、試料上の任
意の各部を測定する事が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＳＪｉ微反射分光装置の概略構成
図、第２図（Ａ）（Ｂ）はレボルバ−による基準光学系
鏡筒と測定用対物レンズ鏡筒との切換の様子を示す説明
図、第３図は基準光学系鏡筒の具体的構成例を示す断面
図、第４図（Ａ）（Ｂ）は補正係数を求める手法を示す
説明図、第５図（Ａ）（Ｂ）は実際の測定の操作を示す
説明図、第６圀は測定手法ｌの手順の説明図、第７図は
測定手法２の手順の説明図、第８図（Ａ）は被検試料に
ついての測定される強度特性の例を示し、第８図（Ｂ）
は物理量として求められる被検試料の分光反射率特性の
例を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ｌＯ・・・顕微鏡装置 ２０・・・分光測光手段 ３０・・・切換手段（レボルバ−） ３１ａ・・・レボルバ−胴付面 Ｌ２・・・測定用対物レンズ ３・・・被検試料 出願人　　日本光学工業株式会社 代理人　弁理士　渡　辺　隆　男 ′１０ 第１　図 （Ａ）　　　　　　　　　　（ｆ３） 第２図 第５図 測定値　Ｉ　（λ） φ、（λ） Φｒａｔ（λ） （Ａ） 第４ 測′〒値　１’　　（λ） Φｒｅｆ（λ） （Ｂ’） 図 把１定値　ｉ−←リー Φｒｅｆ（λ） （Ａ） 第５図 月１１」ニー財と φ０（λ） Φｓｒ（λ） （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被検試料の拡大像を所定位置に形成するための測定
   用対物レンズと、前記所定位置に形成される物体像の少
   なくとも一部の光束を取り入れて分光測光するための分
   光測光手段と、基準対物レンズと該基準対物レンズの物
   体側に一体的に設けられた基準反射面とを有して該基準
   反射面の像を前記物体像の形成される所定位置に形成す
   るための基準光学系と、前記測定用対物レンズによる被
   検試料像と前記基準光学系による前記基準反射面の像と
   のそれぞれの光束を前記分光測光手段へ択一的に導くた
   めの切換手段とを有することを特徴とする顕微反射分光
   装置。 ２）前記切換手段は、前記測定用対物レンズと前記基準
   光学系とを交換することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の顕微反射分光装置。 ３）前記切換手段は、前記測定用対物レンズと前記基準
   光学系とを回転動作によって切り換えるレボルバーであ
   り、前記基準光学系の基準反射面から該基準光学系の前
   記レボルバー胴付面までの距離は、前記被検試料面から
   前記測定用対物レンズの前記レボルバー胴付面までの距
   離より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の顕微反射分光装置。