JPH04138328A - 偏光角測定装置 - Google Patents

偏光角測定装置

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JPH04138328A
JPH04138328A JP26100390A JP26100390A JPH04138328A JP H04138328 A JPH04138328 A JP H04138328A JP 26100390 A JP26100390 A JP 26100390A JP 26100390 A JP26100390 A JP 26100390A JP H04138328 A JPH04138328 A JP H04138328A
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JP
Japan
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sample
light
incident
detector
reflected
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Application number
JP26100390A
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English (en)
Inventor
Shigehiro Takahata
高畑 重弘
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、例えば半導体の結晶成長の状態を分析するの
に使用される偏光角測定装置に関する。
(ロ)従来の技術 ブルースター(D 、 B rewster)の法則に
よれば、屈折率nの物質表面に、tanθ−nで決まる
特定の角θで入射する光の反射光は、完全な直線偏光と
なり、入射面に垂直に偏るのであって、前記の特定の角
θは、偏光角もしくはブルースター角と言われる。
半導体の製造に当たっては、半導体表面の偏光角を測定
することで、半導体表面の結晶状態が分析される。
ところで、従来、偏光角を測定する装置として、第2図
および第3図に示すようなものがある。
いずれの従来装置も、入射系21と反射系22とを備え
、入射系21は、偏光子23により偏光した光を試料S
に照射し、反射系22は、試料Sからの反射光を受光す
る検出器24を備える。
第2図の従来装置では、入射系2Iは一定位置に固定さ
れており、これに対して、試料Sと検出器24とはゴニ
オメータにより所定の関係で変位するようになっており
、試料Sがある角度θたけ傾斜すると、検出器24がそ
の倍角2θだけ回転変位する。
第3図の装置では、試料Sが一定位置に固定され、これ
に対して入射系21と検出器24とがゴニオメータによ
り試料Sの照射ポイントを中心に等角に回転変位する。
(ハ)発明が解決しようとする課題 上記のような従来の測定装置では、それぞれ次のような
問題がある。
まず、第2図の測定装置では、固定の入射系21に対し
て試料Sを傾斜させる必要があるので、試料Sを取り出
したり、母材から切り出さなければならない。そのため
、製造途中の試料についてはその状態のままで偏光角の
測定ができず、製造ラインでの材料分析には適さない。
また、第3図の測定装置では、試料Sを傾斜させる必要
はなく、したがって試料Sを切り出さなくてもよいが、
互いに離間している入射系21と反射系22とを連動し
て等角度に回転変位させなければならないので、両者の
藺に機械的な連動手段が必要で、そのためのスペースを
確保しなければならず、また、互いに離れた系を機械的
に正確に連動させることは難しく、高精度の測定が行え
ない。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって
、入射系のみを回転変位させることで測定を可能にして
、試料を傾斜させたり、入射系と反射系との連動させた
りする必要をなくし、製造ライン上の試料についても、
高精度の測定が行えるようにすることを課題とする。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は、上記の課題を達成するために、試料を中心に
回転変位可能な入射系と、試料に対して一定位置に配置
される反射系とからなる偏光角測定装置であって、入射
系は、試料表面に偏光した平行光を所要の角度で照射す
るものであり、反射系は、コリメータレンズと反射鏡と
からなり、コリメータレンズは、試料表面からの反射光
を受1−する位置にあって試料の照射ポイントを焦点と
するものであり、反射鏡は、コリメータレンズの出射側
の焦点位置で試料からの反射光をその入射光路と同一の
光路に反射するものであり、入射系は、さらにビームス
プリッタと検出器とを含み、ビームスプリッタは、反射
系から試料表面を経た反射光を検出器に導くものである
構成とした。
(ホ)作用 上記の構成において、測定に当たっては、試料と反射系
とを、1互に一定の位置関係に固定しておいて、入射系
を試料を中心に所要の角度位置に回転変位させる。
入射系から試料表面には、偏光された平行光が照射され
、試料表面で反射される。試料表面での反射光は、反射
系のコリメータレンズを透過して反射鏡に反射される。
この場合、試料表面への入射角が変化しても、その反射
光は、コリメータレンズにより平行光となって反射鏡に
入射する。したがって、反射鏡により反射された光は、
入射光路と同一の光路を逆行する。そして、試料表面で
再び反射されて入射系に戻り、ビームスプリッタを介し
て検出器に入射する。検出器では、試料表面で2回反射
された光が受光され、その強度が検出されることになる
(へ)実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
第1図は本発明の一実施例に係る偏光角測定装置の構成
図である。
同図において、Sは試料、■は入射系、2は反射系であ
る。
入射系lは、全体が試料Sを中心に回転変位可能で、外
部から分光結晶等で分光した単色光りが入射されるもの
であり、入射単色光の光束を絞るスリット3と、このス
リット3を通過した単色光を平行光にするコリメータレ
ンズ4と、方位を入射面内に合わせた偏光子5等の入射
用光学手段を備え、これら入射用光学手段により、試料
S表面に所定の方位に偏光した平行光を照射するように
なっている。
また、この入射系1には、検出器6とビームスプリッタ
7とが含まれている。検出器6は、前記の入射用光学手
段による入射光路から外れた位置に配置されている。ビ
ームスプリッタ7は、スリット3とコリメータレンズ4
との間に位置して、入射光路に沿って試料S側から逆行
してくる光を検出器6に導く。
一方、反射系2は、試料Sに対して一定位置に配置され
るものであって、色消しのコリメータレンズ8と反射鏡
9とからなる。
色消しコリメータレンズ8は、試料S表面からの反射光
を受ける位置にあって、試料Sの照射ポイントから焦点
距離f分だけ離れている。
反射鏡9は、色消しレンズ8の出射側で焦点距離f分だ
け離れた位置に設けられた平面鏡であって、試料Sから
の反射光をその入射光路と同一の光路に反射するように
なっている。
上記の構成において、スリット3で絞られた単色光りは
、ビームスプリッタ7を透過し、コリメータレンズ4に
より平行光とされた上で、偏光子5で所要の方位に偏光
されて、試料S表面に照射される。
この入射光は、試料S表面で反射されて、反射系2に入
射する。反射系2では、試料Sからの反射光が色消しコ
リメータレンズ8を通過し、コリメータレンズ8の光軸
と平行な光路を経て、反射鏡9表面に焦点を結ぶ。この
ように、試料Sからの反射光は、反射鏡9表面に焦点を
結んだ状態で垂直に入射するから、入射光路と同一の光
路を逆行する。そして、色消しコリメータレンズ8によ
り平行光となって、試料S表面に戻り、試料S表面に反
射されて入射系1に逆方向から入射する。
入射系1では、反射系2からの反射光は、偏光子5を経
て、ビームスプリッタ7に達する。そして、このビーム
スプリッタ7で入射光路から分岐し、検出器6に入射す
る。検出器6では、試料S表面て2回反射された光が受
光され、その強度が検出される。
測定に当たっては、試料Sと反射系2とを相互に一定の
位置関係に固定しておいて、入射系lを試料Sを中心に
回転変位させ、それぞれの角度で試料S表面、反射系2
を往復してくる光の強度を検出すればよい。検出器6で
の受光強度の極小角度が偏光角となる。
この場合、試料Sに対して、入射系1の回転変位の角度
を変えると、試料Sに対する入射角が変化し、それに応
じて反射系2への入射角も変化するが、この反射系2へ
の入射光は、必ず色消しコリメータレンズ8の焦点を通
過するから、該レンズ8の出射側では光軸と平行の光路
に沿って進むことになり、反射鏡9に垂直に入射する。
したがって、入射系lの回転変位の角度が変わっても、
反射鏡9での反射光は、常にその入射光路と同一の光路
を逆行して試料S表面を経て入射系lに戻ることになり
、反射系2を試料Sに対して変位させる必要はない。
なお、ビームスプリッタ7の設置位置は、スリット3と
コリメータレンズ4との間に限定されず、反射系2から
の反射光は、入射系l内のいずれかの個所で入射光路か
ら分岐させればよい。
(ト)発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、試料を一定位置に
固定した状態でその偏光角の測定が行えるから、製造ラ
イン上にある試料についても、切り出すことなくそのま
まで、結晶状態等の材料分析が行える。
また、測定に当たっては、検出器を含む入射系のみを回
転変位させればよく、反射系を動かす必要がないから、
入射系と反射系との連動機構が不要で、機構が簡略化す
るばかりでなく、入射系の回転変位だけで測定が行える
から、高精度の測定が可能となる。
しかも、本発明の場合、入射光は試料の同一個所に2回
反射されて検出器に受光されるから、入射角による反射
光の強弱の差がほぼ2倍に拡大されることになり、検出
感度が高まる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る偏光角測定装置の構成
図である。 第2図および第3図は、いずれも従来例の構成図である
。 S・・試料、l・・・入射系、2・・反射系、5・・偏
光子、6・・検出器、7・ビームスプリッタ、8・・色
消しコリメータレンズ、9・・反射鏡。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料を中心に回転変位可能な入射系と、試料に対
    して一定位置に配置される反射系とからなる偏光角測定
    装置であって、 入射系は、試料表面に偏光した平行光を所要の角度で照
    射するものであり、 反射系は、コリメータレンズと反射鏡とからなり、 コリメータレンズは、試料表面からの反射光を受ける位
    置にあって試料の照射ポイントを焦点とするものであり
    、 反射鏡は、コリメータレンズの出射側の焦点位置で試料
    からの反射光をその入射光路と同一の光路に反射するも
    のであり、 入射系は、さらにビームスプリッタと検出器とを含み、 ビームスプリッタは、反射系から試料表面を経た反射光
    を検出器に導くものである、 ことを特徴とする偏光角測定装置。
JP26100390A 1990-09-28 1990-09-28 偏光角測定装置 Pending JPH04138328A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117686438A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 东北大学秦皇岛分校 一种基于红外偏振光的远程材料鉴别方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117686438A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 东北大学秦皇岛分校 一种基于红外偏振光的远程材料鉴别方法
CN117686438B (zh) * 2024-02-02 2024-05-10 东北大学秦皇岛分校 一种基于红外偏振光的远程材料鉴别方法

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