JPH07128595A - 光学顕微鏡を用いて緻密なライン幅構造を映像化する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】偏光光学顕微鏡を用いて緻密な細片の配列の下
方及びそれらの間の半導体基板を映像化する。 【構成】遅延装置は偏光装置７と試料２１との間に置か
れた１／４波長板１７であり、偏光装置からの直線状に
偏光された放射の偏光軸線の試料上への投射は、試料の
直線状の形状に対して約４５度の角度を形成する。１／
４波長板の光学（遅速）軸線は試料の主たる直線状の形
状に関して最適な角度（典型的な例としては約２５度）
の方向に向けられており、その方向において、１／４波
長板は直線偏光照射を楕円偏光照射に変換し、この楕円
偏光された照射は試料から反射されると偏光回転を受
け、１／４波長板はその後試料から反射された楕円偏光
照射を分析器２７によって伝達されることができるよう
な向きに偏光された放射に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は偏向光学顕微鏡に関
し、さらに、その様な顕微鏡を操作して緻密な細片の配
列の下方及びそれらの間の半導体基板を映像化する方法
に関する。実施例においては、本願発明は共焦点走査型
の偏向光学顕微鏡に関し、さらにその様な顕微鏡を操作
して緻密な細片の配列の下方及びそれらの間の半導体基
板を映像化する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】商業上重要な様々な操作において、光学
顕微鏡を緻密な細片（０．７ミクロン以下の幅を持つ様
な区域）の配列の下方及びそれらの間の半導体基板を映
像化することに用いることが望まれていた。例えば、半
導体製品を製造する際の微細なリソグラフィー段階の間
に、基板上に堆積されたフォトレジストラインのある配
列における１又は２以上のフォトレジストラインの幅を
測定することが望ましい。典型的には、そのような構造
は基板上の「１対１の緻密な配列ライン」（つまり、基
板上で隣接して堆積されたライン間の空間がほぼ各ライ
ンの幅と等しい構造）である。緻密なフォトレジストラ
インの配列に行われる測定は、孤立したライン幅の測定
よりもより正確に微細なリソグラフィー工程を調べるこ
とにより行われる。

【０００３】緻密な配列（１対１緻密配列のような配
列）が、約０．７ミクロン以下の幅を持つとすると、従
来の光学顕微鏡はライン間にある基板から反射する光を
受けとることはほとんどできないか又は全くできなかっ
た。正確な線幅を測定することは、一旦ライン間の溝か
らの光信号を見失ってしまうと非常に困難である。この
ため、本願発明までは、半導体製造においては実際上
０．７ミクロン以下の緻密な配列の線幅を測定するため
に電子顕微鏡の走査を用いざるをえなかった。

【０００４】本願発明の利点は、光学顕微鏡を改良し
て、本願発明により、その顕微鏡がライン幅の特徴を映
像化できるような利便性及び経済性を提供する点にあ
る。本願発明により改良できる光学顕微鏡の１つの型と
しては共焦点走査光学顕微鏡（ＣＳＯＭ）が知られてい
る。ピンホールの配列を介して複数の試料を１点で１度
に映像化するＣＳＯＭの第１の利点は、多くの他の光学
顕微鏡よりも視界の深さが浅い点にある。従って、ＣＳ
ＯＭは高さ及び幅情報の両方を解像することができ、さ
らに、干渉が減少された波長により高さの異なる試料の
（個別の）領域を映像化することができる。

【０００５】ＣＭＯＳの例が、キノ(Kino)他に１９９０
年５月２２日付で発行された米国特許第４，９２７，２
５４号、キノ(Kino)他に１９９１年６月１１日付で発行
された米国特許第５，０２２，７４３号およびジー・エ
ス・キノおよびティー・アール・コール(G. S. Kino an
d T. R. Corle)による論文「共焦点走査光学顕微鏡検
査」、フィジクス・トゥデイ(Physics Today)、42、５
５−６２頁（１９８９年９月）に説明されている。

【０００６】後者の論文は、アークランプからの光が、
回転する走査ニポー円盤(Nipkow disc)（多数の孔が、
らせん状にドリルで孔を開けられ又は食刻された孔付き
円盤）を介して伝わるＣＳＯＭを説明する。ニポー円盤
の各々の照射された孔は試料上に映像化されるスポット
を現す。試料から反射した光はその円盤を通過して戻っ
て接眼レンズ又はカメラに到達する。試料上の多数の点
は同時にニポー円盤を通過する光によって照射され、こ
れにより、システムが非常に多数の共焦点顕微鏡として
並列に効果的に作動する。試料は円盤が回転する間に走
査され、回転するらせん状の孔パターンが試料を横切っ
て照射された点パターンを掃引する。円盤が回転する
間、システムは試料の実時間共焦点走査像を現す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は偏光光学顕
微鏡を用いて緻密な細片の配列の下方（及びそれらの
間）の半導体基板を映像化する方法及び装置である。細
片は絶縁物又は他の材料（例えば、多結晶シリコン）か
ら構成されている。本願発明は、半導体産業において用
いられる一般的な基板（シリコン、多結晶シリコン、窒
化珪素、ＢＰＳＧ，酸化シリコン及びアルミニウムのよ
うなもの）上のフォトレジストラインの緻密な細片を映
像化するとともに、他の種類の基板上の他の緻密な細片
をも映像化する。

【０００８】本願発明の最適な実施例においては、本願
発明の光学顕微鏡が偏光装置（光学照射を偏光するため
のもの）、分析器（試料から反射した偏光された光がこ
の装置を通過して伝わる）、及び回転可能に取り付けら
れた遅延板（例えば、１／４波長板）を含み、遅延板は
最適な方向に回転されていて、試料の検査領域内（そこ
では試料は基板上に緻密な細片を有する）の基板から分
析器を通過して伝達する光信号を強調（又は最大化）す
る。

【０００９】本願発明の最適な実施例においては、遅延
装置は試料の近くに（偏光装置と試料との間において）
置かれた１／４波長板であり、偏光装置からの直線状に
偏光された放射の偏光軸線の試料上への投射は、試料の
主たる直線状の形状に対して約４５度の角度を形成す
る。１／４波長板の光学（遅速）軸線は試料の主たる直
線状の形状に関して最適な角度（典型的な例としては約
２５度）の方向に向けられており、その方向において、
１／４波長板は直線偏光照射を楕円偏光照射に変換し、
この楕円偏光された照射は試料から反射されると偏光回
転を受け、１／４波長板はその後試料から反射された楕
円偏光照射を分析器によって伝達されることができるよ
うな向きに偏光された放射に変換する。

【００１０】本願発明に係る顕微鏡の遅延板が最適な方
向に向けられ、顕微鏡が十分に短い波長の放射及び適切
に選択された焦点距離を有する光学レンズを利用するも
のであれば、その顕微鏡は緻密で非常に狭い細片（各細
片が０．７ミクロン又はそれ以下の幅を持つ）の下方及
びそれらの間の基板を映像かすることができる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願発明に係る装置は、
基板上に堆積された１（又はそれ以上）の細片からなる
試料を映像化するのにも利用することができる。基板上
に堆積された１つの細片のみを有する試料を映像化する
ためには、装置の可変遅延装置の遅延特性を制御して、
細片に直ちに隣接した基板の領域から反射され、放射の
遅延装置を通過した伝達を強調しなければならない。

【００１２】本願発明に係る方法は、緻密な絶縁物の細
片（例えば、フォトレジスト細片）の下方又はそれらの
間の基板を映像化するもので、分析器において、試料か
ら反射され又はそれを通過して伝達され、偏光された放
射を受け取る段階と、照射の経路に設けられた遅延板
（例えば、１／４波長板）を最適な方向に回転して基板
からの信号を強調する段階（つまり、試料の基板の検査
対象の領域から分析器を通過して伝達された光信号を最
大化する方向）とを含む。

【００１３】

【実施例】図１は、本願発明に係る、回転可能に取り付
けられた遅延板を持つ実時間共焦点走査顕微鏡を示す。
図１の光学顕微鏡は、ニポー円盤(Nipkow disc)１を軸
線２の回りに回転させるモータ１３を含む。光源３（ア
ークランプ又は他の強光源）からの光は、集光レンズ５
によって集束され、アパチャー９及びコリメートレンズ
８を通過して伝達し、その後偏光器７によって偏光さ
れ、レンズ１０によってビーム分割キューブ１１に集束
され、さらに、ビーム分割キューブ１１によって円盤１
に向けて反射される。円盤１に衝突した光の一部は円盤
１の孔を通過して伝達し、その後視野レンズ２６及びチ
ューブレンズ１５、遅延板１７（１／４波長板である）
及び対物レンズ１９を通過して試料２１に達する。

【００１４】遅延板１７の外側の縁（又は板１７が取り
付けられている部材）は歯車１４と噛合する。ステップ
モータ１２は歯車１４を回転して軸線に対し、遅延板１
７を回転する。軸線２２は試料２１の表面とほぼ直交
し、レンズ１５、レンズ１９及び板１７の光学的共通軸
線となる。図１の実施例の変形として（以下に詳述する
ように）、板１７が、光学的軸線と共に、試料の直交軸
線２２に対し非ゼロ傾斜角度で傾いた方向に取り付けら
れている。

【００１５】照射光の一部は試料２１から反射してその
後レンズ１９、板１７、レンズ１５、レンズ２６、円盤
の孔の同一の位置を経由して戻り、そしてレンズ２５を
通過する。レンズ２５を通過した反射した光の一部はそ
の後ビーム分割キューブ１１、分析器２７及びレンズ３
１に伝達される。分析器２７及びレンズ３１を通過して
伝達された偏光光は映像記録装置３３（ＣＣＤカメラの
ようなカメラでよい）への入射光となる。又は、接眼レ
ンズをその映像記録装置に置き換えてもよい。

【００１６】偏光器７、１／４波長板１７及び分析器２
７は、ともに円盤１からの望ましくない反射からの干渉
を減少させるように機能する。分析器２７は、円盤１の
上面から反射した光であって、１／４波長板１７を通過
して２回伝達しなかった反射光を遮る角度に向けられて
いる。

【００１７】図２は、図１の試料の一部を拡大した側面
の断面図である。図２に示すように、試料は基板１００
に堆積された緻密な１対１細片１０２を含む。各細片１
０２はＬにほぼ等しい幅を持ち、隣り合う細片１０２の
間の各溝の幅もまた距離Ｌと等しい。細片１０２は絶縁
材料又はたのいくつかの材料（例えば、多結晶シリコ
ン）から構成することができる。実施例のにおいては、
細片１０２は基板１００に堆積されたフォトレジストラ
インである。基板１００は典型な例としては、シリコ
ン、ガリウムひ素又は他の基板材料に堆積された、多結
晶シリコン、窒化珪素、ＢＰＳＧ、酸化シリコン又は他
の基板材料の薄いフィルムである。

【００１８】図３は図２の試料の一部の平面図である。
本願発明によると、図３に示すように、遅延板１７は、
試料状の光学的軸線の投射「Ａ」が、細片１０２の長手
方向軸線に関して非ゼロの角度を向くまで、回転させら
れる。遅延板１７の光学的軸線「Ａ」はその早い軸又は
遅い軸のいずれでもよい。

【００１９】再び図１を参照すると、実施例において
は、偏光器７は、（システムから板１７を除くとして）
直線偏光された光照射が偏光器７から試料２１に照射さ
れ、その偏光軸線が試料の主たる直線構造（細片１０
２）に対し４５度にほぼ等しい角度に向けられるよう
に、傾けられ、１／４波長板１７は、試料への（図３に
示すように）その光学的軸線の投射「Ａ」が、試料の主
たる直線構造（細片１０２）に対する（図３に示すよう
な）実験上求められた最適な角度「ａ」を向くように、
傾けられる。最適な角度「ａ」は（０から９０度の範囲
において）、試料２１の検査領域内の基板１００から分
析器２７を経由して伝達された光信号を最大化する角度
である。最適な角度「ａ」は試料の細片１０２の幅Ｌに
依存するが、細片１０２及び基板１００からなる材料の
種類においては、典型的な例としては約２５度である。

【００２０】最適な方向においては、１／４波長板１７
は偏光器７からの直線偏光照射を楕円偏光照射に変換
し、その楕円偏光照射は試料２１から反射されると偏光
回転を受け、１／４波長板１７は試料から反射された楕
円偏光照射を分析器２７によって伝達できる偏光照射に
変換する。

【００２１】１／４波長板１７が光学的軸線と共に、入
射される直線偏光照射に対してほぼ４５度に向けられて
しまっていたとすると、そのときは、１／４波長板は直
線偏光照射を円偏光照射に変換するであろうことを知る
べきである。従来の偏光光学顕微鏡においては、試料は
円偏光入射光を反射して円偏光の１／４波長板に戻すで
あろうと推測されており、また、そのような反射された
円偏光照射は、１／４波長板を通過して伝達された後は
純粋に直線偏光照射に再度変換されるであろうと推測さ
れていた。しかし、現在においては、基板上に堆積され
た直線構造の緻密な細片を持つ試料は、反射とともに円
偏光の入射光の偏光を概略偏光し、これにより、反射さ
れた照射は円ではなくて楕円偏光となることが認識され
ている。このため、本願発明の１／４波長板１７は、そ
の光学的軸線とともに、基板上に堆積された緻密な細片
の直線構造を映像化する際には、直線偏光の入射光の偏
光向きに対して４５度とは異なる最適な角度に向けられ
ている。

【００２２】図４においては、本願発明に係る顕微鏡
は、ニポー円盤５１を円盤軸線６２の回りに回転させる
モータ６３を備える。光源５３（ミラー５３Ａから反射
された光源５３からの光を含む）は、フィルター５８Ｄ
を通過して伝達し、集光レンズ５５によってピンホール
アパチャーに集束されて孔が開けられた板５６を通過
し、その後、レンズ５２、アイリス絞り５４、予備偏光
キューブ５８Ａ、ニュートラルフィルター５８Ｂ、及び
カラーフィルター５８Ｃを経由して偏光ビーム分割キュ
ーブ５７に伝達される。光源５３はアークランプ又はそ
の他の強度光源でもよい。

【００２３】図４の実施例において、キューブ５７は、
三角プリズム５７Ａ及び５７Ｂ、これらの三角プリズム
５７Ａ及び５７Ｂの間に挟まれた絶縁フィルムインター
フェース６０並びに吸収層５９を備える。層５９は望ま
しくは構成要素５７Ｂの後面に光学的に接合された黒色
ガラスのシートである。

【００２４】キューブ５７から照射された光の一部は、
第２対物レンズ６１を経由して円盤５１に達し、円盤５
１の孔を通過して伝達し、その後、視野レンズ６５、チ
ューブレンズ６７、遅延板６９、補償板７０及び対物レ
ンズ７１を通過して試料２１に到達する。望ましくは、
遅延板６９は１／４波長板であり、ただし、本願発明の
他の実施例においては第８波長板又は他の遅延板を用い
ることができる。試料２１から反射した後、光はレン
ズ、７１、構成要素６９及び７０、レンズ６７、レンズ
６５、円盤５１の孔の同一の位置並びにレンズ６１を通
過して伝達される。構成要素６９を２度通過することに
よる回転されて偏光した後、この光はキューブ５７の入
射光となり、入射光の一部はフィルム６０を通過し、構
成要素５７Ｂの表面を経由してキューブ５７を出る。キ
ューブ５７を出た後、試料２１からの偏光照射は、分析
キューブ７５、レンズ７７、倍率制御器７９及びカメラ
中継レンズ８０を経由してビデオカメラ８３に到達す
る。本願発明の他の実施例においては、接眼レンズを映
像を受信する装置（カメラ８３の代わりに、又はカメラ
８３に追加して）として用いてもよい。

【００２５】１９９１年１１月２６日に発行された米国
特許第５，０６７，９８５号は、図４に似た装置の実施
例を説明しており（ただし、それは回転可能に取り付け
られた遅延板６９、モータ７５及び歯車７４を備えてい
ない）、その実施例にはキューブ５７の望ましい配置を
含む。

【００２６】予備偏光キューブ５８Ａ、キューブ５７、
分析器７５、及び遅延板６９は、ともに以下の方法によ
り、円盤５１から望ましくない反射による干渉を減少す
るように機能する。キューブ５７は、構成要素５７Ａの
側面を出て円盤その側面に戻る照射光をブロックするよ
うに向けられている。従って、キューブ５７は、構成要
素５８Ａで予備偏光された照射光を偏光して試料２１を
照射するように機能し、さらに、試料２１からの反射光
を選択的に伝達する分析器としても機能する。

【００２７】分析キューブ７５は、キューブ５７を通過
して伝達された光を受取り、試料２１から反射された光
を選択的に伝達する。ビーム分割キューブ５７及び分析
キューブ７５の両者ともに、第２対物レンズ６１とチュ
ーブレンズ７７との間の平行化されたビーム通路に設け
られている。

【００２８】第２対物レンズ６１とチューブレンズ７７
との間の平行化されたビーム通路に設けられたビーム分
割キューブ５７は、ビーム分割キューブがニポー円盤と
第２対物レンズ及び第２チューブレンズの両者との間に
配置されている実施例に現れる色収差を実質的に減少さ
せる。

【００２９】遅延板６９の外側の縁は歯車９４に噛合し
ている。ステップモータ７５は歯車７４を回転してレン
ズ７１及びレンズ６７の光学的共軸に関して遅延板６９
を回転させる。

【００３０】図４の実施例においては、構成要素５８Ａ
及び５７が、望ましくは、（板６９をシステムから除く
として）直線偏光された照射光がキューブ５７から試料
２１に投射され、その偏光軸線が試料の主たる直線構造
に第してほぼ４５度の角度を向くように、向けられる。
また、板６９は１／４波長板であり、試料へのその光学
的軸線が、試料の主たる直線構造（細片１０２）に対し
て（図３にも示すように）実験的に求められた最適角度
「ａ」であることが望ましい。そのような最適角度
「ａ」は、試料２１の基板１００の検査領域からキュー
ブ５７を通過して伝達された光信号を最大化する（０か
ら９０度の範囲内の）角度である。まさに図１の実施例
のように、その最適角度「ａ」は試料の細片１０２の幅
Ｌに依存するが、基板材料は典型的な例として約２５度
となる。

【００３１】最適な方向においては、上記の実施例の１
／４波長板６９は、キューブ５７からの直線偏光照射光
を楕円偏光照射に変換し、その楕円偏光照射は試料２１
から反射すると偏光回転を受け、１／４波長板６９は、
反射された楕円偏光照射光を、偏光が直線偏光照射光の
偏光に最も密接に整合して板６９からキューブ５７及び
７５の両方を通過して伝わることができるような照射光
に変換する。

【００３２】本願発明に係る顕微鏡の遅延板が最適に傾
けられて、顕微鏡が、十分に短い波長の照射光と適切に
選択された焦点距離を持つ光学機器とを利用すると、顕
微鏡は非常に狭い緻密な細片（各細片が０．７ミクロン
又はそれ以下の幅を持つ）の下方又はそれらの間の基板
を映像化することができる。

【００３３】図５は、本願発明の望ましい実施例に採用
された、回転可能に取り付けられた遅延板の拡大断面図
である。図５は、遅延板１１７、及び遅延板１１７を回
転可能に保持する装置を示す。遅延板１１７は、その直
交軸線Ｎが軸線１２２に対して角度Ｆで傾くように取り
付けられており、このため、遅延板１１７の上面及び底
面からの迷光反射が、遅延板１１７を通過し、試料から
反射し、そして再び遅延板１１７を通過して伝わる照射
光と干渉するのを防ぐことができる。角度Ｆは、本願発
明の実施例においては、約３度に等しい。

【００３４】遅延板１１７が傾けられて取り付けられる
と（つまり、遅延板１１７が図５に示すように角度Ｆの
非ゼロ傾きで取り付けられると）、遅延板１１７を通過
して伝わるビームは、歯車１１５及び遅延板１１７が軸
線１２２の回りを一体的に歳差運動をする。この歳差運
動の影響は、補償傾き角度に取り付けられた第２伝達板
１２８を設けることによって除去することができる。

【００３５】図５において、板１２８は、遅延板１１７
の傾き角度と同じ大きさであるが、符号が逆であるよう
に、取り付けられている。板１１７及び１２８は台１２
４に固定されている。台１２４は、次に、リング状歯車
１１５の中央オリフィスに取り付けられており、これに
よって、台１２４の中央の長手方向軸線が歯車１１５の
中央長方向軸線に整合する。板１２８は１／４波長板１
１７の屈折率及び厚さと等しい材料で作ることができる
（必要ではないが）。板１２８が板１１７と異なる厚さ
又は屈折率を持つと、そのときは、板１２８の厚さ、屈
折率及び位置は、ビームが板１１７及び１２８の他方を
通過して伝達された結果として光学的軸線から逸れてし
まった後に、板１１７及び１２８の各々が、そのビーム
を図５の組み立て体を通過させてその組み立て体の光学
的軸線（図５における鉛直軸線１２２）に戻すように選
択しなければならない。

【００３６】図５の組み立て体において、金属カバープ
レート１２０は、支持部材１３０の上面に固定的に取り
付けられており、これにより、組み立てられたプレーと
１２０及び部材１３０が組み立てられた構成要素１１
５、１２４、１１７、１２８及び１１６を囲む。

【００３７】台１１８がプレート１２０の上面に取り付
けられている。レンズハウジングを台１１８内に取り付
けることが可能であり、レンズ（図１のレンズ１５又は
図４のレンズ６７のようなもの）をレンズハウジング内
に取り付けることが可能である。

【００３８】歯車１１５（望ましくは、ナイロンででき
ている）の外側の縁は、歯車１１４の歯と噛み合う歯の
組を構成する。ステップモータ１１２が歯車１１４を駆
動すると、歯車１１４の回転は次に構成要素１１５、１
１９、及び１２４、プレート１１７及び１２８、並びに
ベアリング１１６からなる組み立て体を支持部材１３０
に対して（図５の垂直軸線１２２の回りを）一体として
回転する。ボールベアリング部材１１６の外側レースは
部材１３０に載せられており、部材１１６の内側レース
は支持部材１３０に対して小さな摩擦で自由に回転し、
これにより、部材１１５、１１６、１１７、１１９、１
２４及び１２８からなる組み立て体の全体が部材１３０
と低い摩擦で回転することができる。

【００３９】ホール検出器ユニット１２６は、組み立て
体がこのユニット１２６を回転させるときに、マグネッ
ト１１９（回転部材に固定的に取り付けられている）の
周辺を検知する部材１３０のある位置に固定的に取り付
けられている。ホール検出器１２６の出力は、マイクロ
プロセッサ（図示せず）にて処理され、これにより、歯
車１１５（従って遅延板１１７）の初期の回転位置を明
確にすることができる。システムが初期化されると、ス
テップモータ１１２は、ホール検出器ユニット１２６の
出力が、歯車１１５が初期の位置にあることを示すま
で、歯車１１５を回転するように作動することができ
る。図５の装置の変形においては、他の種類の検出器を
用いて歯車１１５（従って遅延板１１７）の初期の回転
位置を明確にすることができる。

【００４０】システムの初期かに続いて、ステップモー
タの駆動装置が、モータ１１２が（歯車１１５の初期の
位置からの）歯車１１５を回転したステップ数を示す出
力信号を発生する。この出力信号は、インターフェース
回路（図示せず）においてデジタルデータ流れに変換さ
れ、そのデジタルデータはその後マイクロプロセッサ
（図示せず）内で処理されて歯車１１５（従って遅延板
１１７）の現在の回転位置を求める。

【００４１】本願発明の他の実施例は、光学的軸線の向
きを機械的な回転によって変化させることができる回転
可能に取り付けられた遅延板よりも、固定的に取り付け
られた可変遅延板（その２重屈折は外部で生成された制
御信号に応答して変化する）を採用する。図６は実時間
共焦点走査顕微鏡を示しており、それは固定されて取り
付けられた可変遅延板１７′を含む。図６の装置は図１
の装置と同一であるが、ただし、図１の回転可能に取り
付けられた遅延板１７、モータ１２、及び歯車１４は、
（図６において）固定された取り付けられた可変遅延板
１７′及び駆動電圧信号を板１７′に供給する電圧源１
８に置き換えられた点は除く。

【００４２】続く説明及び請求項において、「可変遅延
器」という表現は、固定的に取り付けられた遅延器（そ
の２重屈折率は外部で作られた制御信号に応答して変化
する）と、回転可能に取り付けられ、固定された２重屈
折率を持つ遅延板（その光学的軸線の向きは機械的に変
更することができる）との両者を意味する。続く説明及
び請求項において、「偏向特性」という表現は、遅延器
を通過して伝達されるビームの偏向を求める遅延器の特
性（速い又は遅い光学的軸線の向き、または２重屈折率
のようなもの）を意味する。伝達されたビームの偏向
は、遅延器の２重屈折率（遅延器がポッケルスセル又は
液晶遅延器のようなものであれば）又は遅延器の光学的
軸線のいずれかを変更することによって、変えることが
できる。

【００４３】図６において、可変遅延器１７′は液晶可
変遅延器（コロラドのロングモントのMeadowlark Optic
s社から入手可能であるPart No. LVR-0.7-STDのような
もの）、ポッケルスセル、又は商業上入手可能なものか
ら選択された他の電子光学波長板を用いることができ
る。可変遅延器１７′が電子光学波長板である実施例に
おいて、遅延器１７′を通過して伝達された照射光の所
望の偏向を電圧源１８から可変遅延器１７′を横切って
印加された電圧を調整することによって達成することが
できる。

【００４４】本願発明の構造及び方法における種々の変
形及び改造は、当業者には明白であり、本願発明の範囲
及び精神から外れるものではない。本願発明を特定の望
ましい実施例に関連して説明したが、請求項に記載の発
明が特定の実施例に不当に限定されるべきではないこと
は理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る実時間共焦点走査顕微鏡の第１
実施例の簡略化した側面図である。

【図２】本願発明によって映像化できる種類の、基板上
に堆積された緻密な１対１ライン構造を持つ試料の側面
断面図である。

【図３】図２の試料の一部の平面図であり、本願発明に
係る最適な実施例の遅延板の光学軸線の最適な方向を示
す図である。

【図４】本願発明に係る実時間共焦点走査顕微鏡の第２
実施例の簡略化した側面図である。

【図５】本願発明の最適な実施例に用いられる回転可能
に取り付けられる遅延板の分解断面図である。

【図６】本願発明に係る実時間共焦点走査顕微鏡の第３
実施例の簡略化した側面図である。

【符号の説明】

７ 偏光器 １７、６９ 遅延板 ２１ 試料 ２７ 分析器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユーナス・ボーラ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 95148、サン・ホセ、サーパ・ドライブ 3060 (72)発明者 カムラン・サーマディ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 95035、ミルピタス、フォンテンブルー・ アベニュー 1283

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上の少なくとも１つの細片を含む試
   料を映像化する偏光光学顕微鏡であって、 前記試料の近くに置かれた可変遅延器と、 偏光照射を前記可変遅延器に向ける装置であって、前記
   可変遅延器が、照射ビームの一部を試料に伝え、さらに
   前記試料からの反射ビームを伝えるように配置されてお
   り、前記反射ビームが前記試料から反射された照射ビー
   ムからの照射光を含む指向装置と、 前記反射ビームを受取り、該反射ビームの一部を伝える
   ように配置されている分析器とを備える偏光光学顕微
   鏡。
2. 【請求項２】 請求項１記載の偏光光学顕微鏡におい
   て、前記試料が基板上の緻密な細片の配列を含み、前記
   可変遅延器が制御された遅延特性を有し、これにより、
   該可変遅延器が楕円偏光の照射ビームの一部を伝えると
   ともに、前記反射されたビームが、前記細片の配列の下
   方又はそれらの間の基板から反射された照射を含む前記
   反射ビームの成分の分析器を通過する伝導光を強調する
   第２の偏光器を伝わる偏光光学顕微鏡。
3. 【請求項３】 請求項１記載の偏光光学顕微鏡におい
   て、前記偏光された照射ビームが、前記可変遅延器に入
   射するときに直線偏光される偏光光学顕微鏡。
4. 【請求項４】 請求項１記載の偏光光学顕微鏡におい
   て、前記可変遅延器が１／４波長板である偏光光学顕微
   鏡。
5. 【請求項５】 請求項１記載の偏光光学顕微鏡におい
   て、前記可変遅延器が外部において生成された制御信号
   に応答して可変である２重屈折率を持つ遅延器に固定的
   に取付けられている偏光光学顕微鏡。
6. 【請求項６】 請求項５記載の偏光光学顕微鏡におい
   て、さらに、前記可変遅延器に前記制御信号を供給する
   装置を含む偏光光学顕微鏡。
7. 【請求項７】 請求項１記載の偏光光学顕微鏡におい
   て、前記可変遅延器が遅延板であり、さらに、回転軸線
   の回りに前記試料に対して回転自在に前記遅延板を取り
   付ける回転可能な取付け装置を含む偏光光学顕微鏡。
8. 【請求項８】 請求項７記載の偏光光学顕微鏡におい
   て、さらに、前記回転自在に取り付けられた遅延板を回
   転する装置を含む、これにより、前記遅延板の光学的軸
   線を前記回転軸線と直交する面内に所望の向きで指向す
   る偏光光学顕微鏡。
9. 【請求項９】 請求項８記載の偏光光学顕微鏡におい
   て、前記回転自在に取り付けられた遅延板を回転する前
   記回転装置が、モータと、該モータと前記回転可能な取
   付け装置との間に接続された歯車装置とを含む偏光光学
   顕微鏡。
10. 【請求項１０】 請求項７記載の偏光光学顕微鏡におい
    て、前記試料が垂直軸線を持つ表面を有しており、前記
    回転可能に取付ける装置が、 回転軸線を持つ前記遅延板を前記垂直軸線に対して非ゼ
    ロ傾斜角度で取付ける装置と、 伝達プレートと、 該伝達プレートを補償傾斜角度で取り付け、前記非ゼロ
    傾斜角度と該補償傾斜角度とが反対の符号を持つ、取り
    付け装置とを備える偏光光学顕微鏡。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の偏光光学顕微鏡にお
    いて、前記遅延板を回転自在に取付ける装置が、さら
    に、前記回転軸線の回りの前記遅延板の回転方向を示す
    信号を生成する検知器を含む偏光光学顕微鏡。
12. 【請求項１２】 基板上の少なくとも１つの細片を含む
    試料を映像化する実時間共焦点走査顕微鏡であって、 回転自在に取付けられ、配列された孔が形成された円盤
    と、 該回転自在に取付けられた円盤と前記試料との間に配置
    された可変遅延器と、 偏光照射ビームを前記可変遅延器に指向するビーム分割
    装置であって、前記可変遅延器が、前記照射ビームの一
    部を前記試料に伝えるとともに、前記試料からの反射ビ
    ームを受け取るように配置されており、前記反射された
    ビームが、前記試料から反射された照射ビームからの照
    射を含み、該ビーム分割装置が前記反射されたビームの
    映像部分を伝えるビーム分割装置とを備える実時間共焦
    点走査顕微鏡。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の実時間共焦点走査顕
    微鏡において、前記試料が基板上の緻密な細片の配列を
    含み、前記可変遅延器の遅延特性が制御されて、前記可
    変遅延器が楕円偏光の照射ビームの第１部分を伝達し、
    さらに、前記反射ビームが、前記基板の下方又は細片の
    配列の間から反射された照射を含む前記反射ビームの成
    分の分析器を通過する伝導光を強調する第２の偏光器を
    伝わる実時間共焦点走査顕顕微鏡。
14. 【請求項１４】 請求項１２記載の実時間共焦点走査顕
    微鏡において、さらに、 前記ビーム分割装置から反射されたビームの一部の映像
    部分を受け取るように配置された映像受取り装置と、 前記ビーム分割装置と前記映像受取り装置との間に配置
    されていて、前記反射ビームを受け取るとともに、該反
    射ビームの映像部分を前記映像受取り装置に伝える分析
    器であって、前記可変遅延器の遅延特性が制御されて、
    前記可変遅延器が楕円偏光の照射ビームの前記部分を伝
    達し、さらに、前記反射ビームが、前記試料の基板から
    反射された照射を含む前記反射ビームの成分の分析器を
    通過する伝導光を強調する第２の偏光器を伝わる分析器
    とを備える実時間共焦点走査顕微鏡。
15. 【請求項１５】 請求項１２記載の実時間共焦点走査顕
    微鏡において、前記可変遅延器が外部において生成され
    た制御信号に応答して可変である２重屈折率を持つ遅延
    器に固定的に取付けられている実時間共焦点走査顕微
    鏡。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の実時間共焦点走査顕
    微鏡において、さらに、前記可変遅延器に前記制御信号
    を供給する装置を含む実時間共焦点走査顕微鏡。
17. 【請求項１７】 請求項１２記載の実時間共焦点走査顕
    微鏡において、前記可変遅延器が遅延板であり、さら
    に、回転軸線の回りに前記試料に対して回転自在に前記
    遅延板を取り付ける回転可能な取付け装置を含む実時間
    共焦点走査顕微鏡。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の実時間共焦点走査顕
    微鏡において、さらに、前記回転自在に取り付けられた
    遅延板を回転する装置を含む、これにより、前記遅延板
    の光学的軸線を前記回転軸線と直交する面内に所望の向
    きで指向する実時間共焦点走査顕微鏡。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の実時間共焦点走査顕
    微鏡において、前記回転自在に取り付けられた遅延板を
    回転する前記回転装置が、モータと、該モータと前記回
    転可能な取付け装置との間に接続された歯車装置とを含
    む実時間共焦点走査顕微鏡。
20. 【請求項２０】 請求項１７記載の実時間共焦点走査顕
    微鏡において、前記試料が垂直軸線を持つ表面を有して
    おり、前記遅延板を回転可能に取付ける装置が、 回転軸線を持つ前記遅延板を前記垂直軸線に対して非ゼ
    ロ傾斜角度で取付ける装置と、 伝達プレートと、 該伝達プレートを補償傾斜角度で取り付け、前記非ゼロ
    傾斜角度と該補償傾斜角度とが反対の符号を持つ、取り
    付け装置とを備える実時間共焦点走査顕微鏡。
21. 【請求項２１】 請求項１２記載の実時間共焦点走査顕
    微鏡において、前記可変遅延器が１／４波長板である実
    時間共焦点走査顕微鏡。
22. 【請求項２２】 基板上に緻密な細片の配列を持つ試料
    を映像化する方法であって、 (a) 偏光光学顕微鏡を用いて試料を映像化し、該偏光光
    学顕微鏡が可変遅延器を備える映像段階と、 (b) 前記段階(a) を実施する間に、前記可変遅延器の遅
    延特性を変更して楕円器偏光照射ビームを前記可変遅延
    器から前記試料に指向する段階とを備える映像化方法。
23. 【請求項２３】 請求項２２記載の映像化方法におい
    て、前記偏光光学顕微鏡が分析器を含み、前記段階(a)
    が、 前記試料から照射光を前記分析器を通過させて伝達する
    段階であって、前記照射光が、前記一度前記可変遅延器
    を通過して伝達され、前記試料から反射され、さらに前
    記分析器に到達する前に前記可変遅延器の２度目の伝達
    を行う伝達段階を含み、 前記段階(b) が、 前記可変遅延器の遅延特性を変更して最適に楕円変更さ
    れた照射ビームを前記試料に指向し、該最適に楕円変更
    された照射ビームが、前記試料の検知領域内の基板から
    反射された照射光を通過して強調された伝達光となる、
    変更段階を備える、映像化方法。
24. 【請求項２４】 請求項２２記載の映像化方法におい
    て、前記段階(a) が、 直線偏光照射ビームを出力する段階と、 該直線偏光照射ビームを前記可変遅延器に向けて、該直
    線偏光照射ビームが前記可変遅延器を通過して伝達され
    た結果として、前記楕円偏光照射ビームに変換される、
    指向段階とを備える映像化方法。
25. 【請求項２５】 請求項２４記載の映像化方法におい
    て、前記可変遅延器が１／４波長板である映像化方法。
26. 【請求項２６】 請求項２２記載の映像化方法におい
    て、前記可変遅延器が、可変な２重屈折率を持つ遅延器
    に固定的に取付けられており、前記段階(b) が、前記固
    定的に取付けられた遅延器に制御信号を供給して該固定
    的に取付けられた遅延器の２重屈折率変更する段階を含
    む映像化方法。
27. 【請求項２７】 請求項２２記載の映像化方法におい
    て、前記可変遅延器が遅延板に回転自在に取付けられて
    おり、前記段階(b) が回転軸線の回りに前記試料に対し
    て前記遅延板を回転する段階を含む映像化方法。
28. 【請求項２８】 請求項２７記載の映像化方法におい
    て、前記段階(b) が前記遅延板を回転させて該遅延板の
    光学的軸線を前記回転軸線と直交する面内で所望の向き
    に指向する段階を含む映像化方法。