JPH07198591A - Ellipsometer - Google Patents

Ellipsometer

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JPH07198591A
JPH07198591A JP33740693A JP33740693A JPH07198591A JP H07198591 A JPH07198591 A JP H07198591A JP 33740693 A JP33740693 A JP 33740693A JP 33740693 A JP33740693 A JP 33740693A JP H07198591 A JPH07198591 A JP H07198591A
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optical
ellipsometer
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light
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Shoichi Akiyama
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Abstract

PURPOSE:To provide an extinction type ellipsomer which enables adaptation to a film forming process or the like while allowing the fast detection of a quenching point by eliminating fluctuation in the determination of an extinction point to enhance the measuring accuracy. CONSTITUTION:This apparatus includes a first optical system 1 in which are arranged a light source L for irradiating a sample S various characteristics of which are measured with a parallel luminous flux at an arbitrary incident angle, a polarizer P, a sample S, a 1/4lambda plate and an analyzer A in that order, a second optical to measure the condition of the luminous flux to be emitted from the frist optical system 1 and a calculator section 100 which calculates changes in the state of polarization resulting from the reflection of the luminous flux on the sample S based on azimuths of the individual optical elements while controlling the azimuths of the optical elements based on the measurement of the second optical system 2. The second optical system 2 has a telescope optical system 10 as imaging optical system and a CCD 20 as photodetecting element comprising a plurality of small photodetecting areas, which are arranged in that order.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、試料に偏光光束を照射
し、その試料面での反射の際にその光束に生じる偏光状
態の変化を測定することにより、試料の種々の特性を調
べる偏光解析装置、すなわちエリプソメータの改良に関
するものであり、さらに詳しくは、エリプソメータの中
でもとりわけ高精度測定に適した方式である消光型エリ
プソメータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is a polarized light for examining various characteristics of a sample by irradiating the sample with a polarized light beam and measuring the change in the polarization state of the light beam when reflected on the sample surface. The present invention relates to an improvement in an analyzer, that is, an ellipsometer, and more particularly, to an extinction type ellipsometer which is a method suitable for highly accurate measurement among ellipsometers.

【0002】[0002]

【従来の技術】消光型エリプソメータは、周知のよう
に、試料面での反射により生じた偏光状態の変化を4分
の1波長板(以下「1/4λ板」と略称する)と、試料
での反射の後に光束が通過する偏光プリズム、いわゆる
検光子との二つの光学素子の方位角を調節して打ち消す
ことにより、検光子から射出される光量をゼロ又は最小
とする光学的状態を実現し、その際の各光学素子の方位
角を計算機によりしかるべき方法を用いて処理し、試料
の種々の特性を求めるものである。また消光型エリプソ
メータには、上記消光状態への到達のしやすさから1/
4λ板の方位角を固定し、これに代えて光束が初めに透
過する偏光プリズムいわゆる偏光子と、検光子との方位
角を調節する方法も良く用いられる。いずれにしても消
光状態となる光学素子の方位角の組み合わせを正確に求
めることが非常に重要であり、試料の特性を正確に測定
するための前提となる。
2. Description of the Related Art As is well known, an extinction type ellipsometer uses a quarter wavelength plate (hereinafter abbreviated as "1 / 4.lambda. Plate") for changing the polarization state caused by reflection on a sample surface. By adjusting and canceling the azimuth angle of the two optical elements, the so-called analyzer, which is the polarizing prism through which the light flux passes after the reflection of, the optical state in which the amount of light emitted from the analyzer is zero or minimized is realized. The azimuth angle of each optical element at that time is processed by a computer using an appropriate method, and various characteristics of the sample are obtained. In addition, the extinction type ellipsometer has a 1 /
A method of fixing the azimuth angle of the 4λ plate and adjusting the azimuth angle between the analyzer and the polarizing prism, which is a polarizing prism through which the light beam first transmits, is also often used. In any case, it is very important to accurately determine the combination of the azimuth angles of the optical elements that are in the extinction state, which is a prerequisite for accurately measuring the characteristics of the sample.

【0003】消光状態の消光時の光量は、光源の10~ 6
位に減少するので、消光点を検出する受光部は、高い感
度の光検出器が用いられる。光源としてレーザ光、例え
ばHe−Neレーザ等を用いるときは光量が比較的大き
いので、SiフォトダイオードやGaAsフォトダイオ
ードが用いられる。また、光源として白色光源から分光
器により取り出した単色光等を用いる場合には、光源輝
度がレーザに比べてかなり低いのでその射出光量はきわ
めて小さくなり、光電子増倍管等でなければ検出できな
い程になる。何れの場合においても、検光子から射出さ
れる光量がきわめて小さく、消光型エリプソメータは、
光検出器の能力の下限に近い状態で使用されている。
The amount of light at the time of extinction in the extinction state is 10 to 6 of the light source.
Therefore, a photodetector with high sensitivity is used as the light receiving unit for detecting the extinction point. When a laser beam such as a He—Ne laser is used as a light source, the amount of light is relatively large, so a Si photodiode or a GaAs photodiode is used. When monochromatic light extracted from a white light source by a spectroscope is used as a light source, the light source brightness is considerably lower than that of a laser, so the amount of emitted light is extremely small and can only be detected by a photomultiplier tube or the like. become. In any case, the light quantity emitted from the analyzer is extremely small, and the extinction type ellipsometer is
Used near the lower limit of photodetector capability.

【0004】図7に、上述した従来の消光型エリプソメ
ータ500の構成例を示す。同図において、符号1は第
1の光学系を示す。第1の光学系1は、図において左か
ら順に、光源L、偏光子P、試料S、4分の1波長素子
としての1/4λ板C、検光子Aが、光軸上にこの順序
で配列された周知の構成をなす。符号Dは光検出器を、
符号200は光量測定回路を、符号300は計算機部を
それぞれ示す。
FIG. 7 shows an example of the configuration of the conventional extinction type ellipsometer 500 described above. In the figure, reference numeral 1 indicates a first optical system. In the first optical system 1, a light source L, a polarizer P, a sample S, a quarter-wave plate C as a quarter-wave element, and an analyzer A are arranged on the optical axis in this order from the left in the figure. It has a well-known arrangement. Reference numeral D is a photodetector,
Reference numeral 200 indicates a light amount measuring circuit, and reference numeral 300 indicates a computer unit.

【0005】上述したように、消光型エリプソメータ5
00での試料Sの特性測定は、検光子Aから射出された
光の射出光光量を光検出器Dで検出し、その検出された
射出光光量を電気信号に変換して光量測定回路200に
送り、光量測定回路200でその射出光光量を測定して
計算機部300へ信号として送り、計算機部300にお
いて、検光子Aから射出された光量をゼロ又は最小とす
る光学的状態を実現し、その際の各光学素子の方位角を
計算処理してその射出光光量が最も小さくなった点をも
って消光点としている。
As described above, the extinction type ellipsometer 5
In the measurement of the characteristics of the sample S at 00, the light intensity of the light emitted from the analyzer A is detected by the photodetector D, the detected light intensity of the emitted light is converted into an electric signal, and the light amount measurement circuit 200 is measured. The light quantity measuring circuit 200 measures the quantity of the emitted light and sends it to the computer section 300 as a signal. The computer section 300 realizes an optical state in which the quantity of light emitted from the analyzer A is zero or minimum. At this time, the azimuth angle of each optical element is calculated, and the point at which the amount of emitted light is the smallest is defined as the extinction point.

【0006】ところが、図8に示すように、上記のよう
に求めた消光点近傍には、射出光光量の変化が非常に緩
やかとなる領域が存在し、射出光光量の最小点を明確に
定めることができない。そこで、従来の消光型エリプソ
メータ500等では、同図に示す消光点の付近におい
て、偏光子P若しくは検光子Aの回転角に対して、射出
光光量の変化率が十分大きい領域の中の消光点の前後
で、射出光光量の等しい2点をとり、その中点を消光点
として採用する方法がとられている。(参考文献;Az
zam and Bashara,North−Hol
land‘Ellipsometry and pol
arized Light’(1987);p403,
p497参照)。
However, as shown in FIG. 8, in the vicinity of the extinction point obtained as described above, there is a region where the change in the amount of emitted light is very gentle, and the minimum point of the amount of emitted light is clearly defined. I can't. Therefore, in the conventional extinction type ellipsometer 500 or the like, in the vicinity of the extinction point shown in the same figure, the extinction point in the region where the rate of change of the emitted light quantity is sufficiently large with respect to the rotation angle of the polarizer P or the analyzer A. Before and after, two points having the same amount of emitted light are taken, and the midpoint thereof is adopted as the extinction point. (Reference: Az
zam and Bashara, North-Hol
land'Ellipsometry and pol
arised Light '(1987); p403,
p497).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法は、消光点の決定に際し、多分に推定の要素が入るこ
ととなり、消光型エリプソメータの精度を大きく悪化さ
せる問題点となっている。具体的には、上述のように光
検出器Dはその能力に対して下限に近い受光光量で使用
されているので、その受光光量に対する上記電気信号の
直線性の悪化やノイズの影響を大きく受け、上記受光光
量を検出するとしてもそのゆらぎがかなり大きく、この
様にして求めた2点間の中点として決定された消光点に
は、このような誤差が含まれている。また、上記受光光
量の2点を、或る程度の分解能をもって定めるために
は、その分解能を高くしたい程光量の変化が急峻である
必要があり、消光点決定の分解能を高く要求する程光量
変化の急峻な、すなわち消光点からさらに離れた位置で
光量を測定する必要があり、それだけ推定により含まれ
るゆらぎが増加することとなる。すなわち、消光点の検
出を上記受光光量の2点間の中点として推定しているた
め、消光点決定精度が必要とされるに十分なレベルに達
しておらず、現状より大きな改善は望めない。
However, this method has a problem that the factors of estimation are often included in the determination of the extinction point, which greatly deteriorates the accuracy of the extinction type ellipsometer. Specifically, as described above, since the photodetector D is used with the received light amount close to the lower limit with respect to its capability, it is greatly affected by the deterioration of the linearity of the electric signal and the noise with respect to the received light amount. Even if the amount of received light is detected, the fluctuation is considerably large, and the extinction point determined as the midpoint between the two points thus obtained contains such an error. Further, in order to determine the two points of the received light amount with a certain resolution, it is necessary that the change in the light amount is steeper as the resolution is desired to be increased, and the light amount is changed as the resolution for determining the extinction point is requested to be higher. It is necessary to measure the light amount at a steep position, that is, at a position further away from the extinction point, and the fluctuation included in the estimation increases accordingly. That is, since the detection of the extinction point is estimated as the midpoint between the two points of the received light amount, the extinction point determination accuracy does not reach a level sufficient to be required, and no further improvement than the current situation can be expected. .

【0008】また、この方式の別な大きな問題点は、消
光点の決定に長い時間を必要とすることであって、この
問題点が、消光型エリプソメータの適用できる産業の範
囲を大きく狭めている。すなわち具体的には、この方式
では、消光点を決定するために偏光子P若しくは検光子
Aの回転を往復させて少なくとも2回、実際には誤差を
減少させるために数回の上記光学素子の回転を伴う光量
測定を行う必要がある。また消光点の決定は、偏光子P
と検光子Aとを交互に回転してより完全な消光点を探す
ことが通常行われるので非常に多数回の光量測定を行う
必要があり、これは上記光学素子を機械的に回転させな
がら行うため高速化することが難しく、最終的に消光点
を決定するまでに数秒から数十秒を要し、この時間は消
光点決定に正確を期すほど長時間を要する。すなわち、
消光点決定のかかる手順の性質のため、測定対象が変化
中のものである場合は、正確な消光点の決定が原理的に
不可能となっている。
Another major problem with this method is that it requires a long time to determine the extinction point, which greatly narrows the range of industries to which the extinction type ellipsometer can be applied. . That is, specifically, in this method, the rotation of the polarizer P or the analyzer A is reciprocated at least twice in order to determine the extinction point, and in actuality, several times are performed in order to reduce the error. It is necessary to measure the light quantity with rotation. The extinction point is determined by the polarizer P
Since it is usually performed to find a more complete extinction point by alternately rotating the and the analyzer A, it is necessary to measure the light quantity a very large number of times, which is performed while mechanically rotating the optical element. Therefore, it is difficult to increase the speed, and it takes several seconds to several tens of seconds until the extinction point is finally determined, and this time is so long that the extinction point is accurately determined. That is,
Due to the nature of such a procedure for determining the extinction point, it is in principle impossible to determine the exact extinction point when the measurement target is changing.

【0009】さらに、産業上の要求としては、蒸着をは
じめとする半導体等の成膜過程や薄膜のドライエッチン
グ過程の膜厚変化を測定したいという要望が非常に大き
く、消光型エリプソメータは、このような用途に対して
膜厚計測法の中で最も適した方式の一つであり、特に高
精度な膜厚測定を必要とする場合は唯一の方法となる。
近年の半導体製造プロセスの技術の高度化を背景とし
て、このような使用法への期待が高まっているが、従来
の消光型エリプソメータでは上述のように消光点決定に
かなりの時間を要すること、及び成膜過程等の測定にお
いてはその消光点決定の手順を行っている間にも膜厚は
変化し、その膜厚変化の大きさは測定したい精度に対し
て無視できるものではないから、このような場合は実質
的に消光点の精度が非常に悪くなることにより、このよ
うな消光点検出法が障害となってこれらの用途では必要
とされているにもかかわらず、消光型エリプソメータを
用いることができなかったのである。
Further, as an industrial requirement, there is a great demand for measuring a film thickness change in a film forming process of a semiconductor or the like such as vapor deposition or a dry etching process of a thin film, and the extinction type ellipsometer is as follows. This is one of the most suitable film thickness measurement methods for various applications, and is the only method especially when highly accurate film thickness measurement is required.
With the background of sophistication of semiconductor manufacturing process technology in recent years, expectations for such usage are increasing, but in the conventional extinction type ellipsometer, it takes a considerable time to determine the extinction point as described above, and In the measurement of the film formation process etc., the film thickness changes even during the procedure of determining the extinction point, and the magnitude of the film thickness change is not negligible for the accuracy to be measured. In such cases, the extinction point accuracy will be extremely poor, and the extinction type ellipsometer should be used even though such an extinction point detection method becomes an obstacle and is required for these applications. Could not be done.

【0010】したがって、本発明はかかる問題点を解決
するために、消光点決定のゆらぎをなくすことによって
測定精度を高めると共に、成膜過程等へも対応でき、か
つ、高速度な消光点検出を行うことができる消光型エリ
プソメータを提供することを目的とする。
Therefore, in order to solve such a problem, the present invention enhances the measurement accuracy by eliminating the fluctuation of the extinction point determination, and can cope with the film forming process and the like, and can detect the extinction point at a high speed. It is an object of the present invention to provide a quenching type ellipsometer that can be used.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、請求項1記載の発明は、種々の特性を測定すべ
き試料へ任意の入射角で平行な光束を照射する光源と偏
光子と上記試料と4分の1波長素子と検光子とがこの順
序に配列された第1の光学系と、該第1の光学系から射
出される光束の状態を測定する第2の光学系と、第2の
光学系の測定に基づき各光学素子の方位角を制御すると
共に、上記各光学素子の方位角から上記光束の上記試料
での反射による偏光状態の変化を算出する計算機部とを
具備し、第2の光学系が、結像光学系と複数の小受光領
域からなる光検出素子とを有し、かつ、この順序に配列
された構成としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 provides a light source and a polarizer for irradiating a sample whose various characteristics are to be measured with a parallel light beam at an arbitrary incident angle. A first optical system in which the sample, the quarter-wave element and the analyzer are arranged in this order, and a second optical system for measuring the state of the light beam emitted from the first optical system. A computer unit for controlling the azimuth angle of each optical element based on the measurement of the second optical system and calculating the change of the polarization state due to the reflection of the light flux on the sample from the azimuth angle of each optical element. However, the second optical system has an image forming optical system and a photodetecting element including a plurality of small light receiving regions, and is arranged in this order.

【0012】請求項2記載の発明では、種々の特性を測
定すべき試料へ任意の入射角で平行な光束を照射する光
源と偏光子と上記試料と4分の1波長素子と検光子とが
この順序に配列された第1の光学系と、第1の光学系か
ら射出される光束の状態を測定する第2の光学系と、第
2の光学系の測定に基づき各光学素子の方位角を制御す
ると共に、上記各光学素子の方位角から上記光束の上記
試料での反射による偏光状態の変化を算出する計算機部
とを具備し、第2の光学系が、結像光学系と像回転光学
素子と複数の小受光領域からなる光検出素子とを有し、
かつ、この順序に配列されており、上記像回転光学素子
に連結された第1の駆動装置を有し、上記像回転光学素
子が、第1の駆動装置によって第2の光学系の光軸を回
転軸として上記計算機部の生成する信号に同期して回転
される。
In a second aspect of the present invention, a light source for irradiating a sample whose various characteristics are to be measured with a parallel light beam at an arbitrary incident angle, a polarizer, the sample, a quarter-wave element and an analyzer are provided. The first optical system arranged in this order, the second optical system that measures the state of the light beam emitted from the first optical system, and the azimuth angle of each optical element based on the measurement of the second optical system. And a computer unit for calculating the change of the polarization state due to the reflection of the light flux on the sample from the azimuth angle of each optical element, and the second optical system includes the imaging optical system and the image rotation. It has an optical element and a light detection element consisting of a plurality of small light receiving regions,
Further, it has a first driving device arranged in this order and connected to the image rotating optical element, and the image rotating optical element causes the optical axis of the second optical system to move by the first driving device. It rotates as a rotation axis in synchronization with the signal generated by the computer section.

【0013】請求項3記載の発明は、種々の特性を測定
すべき試料へ任意の入射角で平行な光束を照射する光源
と偏光子と上記試料と4分の1波長素子と検光子とがこ
の順序に配列された第1の光学系と、第1の光学系から
射出される光束の状態を測定する第2の光学系と、第2
の光学系の測定に基づき各光学素子の方位角を制御する
と共に、上記各光学素子の方位角から上記光束の上記試
料での反射による偏光状態の変化を算出する計算機部と
を具備し、第2の光学系が、結像光学系と空間周波数変
調素子と光検出素子とを有し、かつ、この順序に配列さ
れた構成としている。
According to a third aspect of the present invention, there are provided a light source for irradiating a sample whose various characteristics are to be measured with a parallel light beam at an arbitrary incident angle, a polarizer, the sample, a quarter-wave element and an analyzer. A first optical system arranged in this order, a second optical system for measuring a state of a light beam emitted from the first optical system, and a second optical system.
A computer unit that controls the azimuth angle of each optical element based on the measurement of the optical system, and calculates the change in the polarization state due to the reflection of the light flux on the sample from the azimuth angle of each optical element, The second optical system has an imaging optical system, a spatial frequency modulation element, and a photodetection element, and is arranged in this order.

【0014】請求項4記載の発明では、請求項1又は2
記載のエリプソメータにおいて、上記光検出素子が、多
数の独立な小受光領域が光軸に対して略垂直な面内に格
子状に配列された2次元アレイ形状をなす。
According to the invention of claim 4, claim 1 or 2
In the described ellipsometer, the photodetector element has a two-dimensional array shape in which a large number of independent small light receiving regions are arranged in a lattice in a plane substantially perpendicular to the optical axis.

【0015】請求項5記載の発明は、請求項1,2又は
4記載のエリプソメータにおいて、上記光検出素子の前
段に、イメージ増幅素子と副結像光学系とを設けた構成
としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ellipsometer according to the first, second or fourth aspect, an image amplification element and a sub-imaging optical system are provided in front of the photodetection element.

【0016】請求項6記載の発明では、請求項1,2,
4又は5記載のエリプソメータにおいて、上記小受光領
域の大きさが、上記小受光領域に内接する円の直径が、
上記結像光学系により上記光検出素子上に結像されるビ
ームスポットの直径の5分の1以下となるように設定さ
れている。
According to the invention of claim 6, claims 1, 2,
In the ellipsometer according to 4 or 5, the size of the small light receiving region is such that the diameter of a circle inscribed in the small light receiving region is
The diameter is set to one fifth or less of the diameter of the beam spot imaged on the photodetector by the imaging optical system.

【0017】請求項7記載の発明では、請求項3記載の
エリプソメータにおいて、上記空間周波数変調素子に連
結された第2の駆動装置を有し、上記空間周波数変調素
子が、対称性のある光透過部パターンを持つ光透過板で
あり、第2の駆動装置によって第2の光学系の光軸を回
転軸として上記光軸に対して略垂直な面内に上記計算機
部の生成する信号に同期して回転される。
According to a seventh aspect of the invention, in the ellipsometer according to the third aspect, there is provided a second drive device connected to the spatial frequency modulation element, and the spatial frequency modulation element has a symmetric light transmission. A light transmission plate having a partial pattern, which is synchronized with a signal generated by the computer unit in a plane substantially perpendicular to the optical axis with the optical axis of the second optical system as a rotation axis by the second driving device. Is rotated.

【0018】請求項8記載の発明は、請求項3記載のエ
リプソメータにおいて、上記空間周波数変調素子が、第
2の光学系の光軸に対して略垂直な面内に2次元に配列
されていて、上記計算機部により個々に光透過率を変化
させることができる複数の光シャッタである構成として
いる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the ellipsometer according to the third aspect, the spatial frequency modulation elements are two-dimensionally arranged in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the second optical system. A plurality of optical shutters whose light transmittances can be individually changed by the computer unit are configured.

【0019】請求項9記載の発明では、請求項8記載の
エリプソメータにおいて、上記光シャッタの大きさが、
上記光シャッタに内接する円の直径が、上記結像光学系
により上記空間周波数変調素子上に結像されるビームス
ポットの直径の5分の1以下となるように設定されてい
る。
According to a ninth aspect of the invention, in the ellipsometer according to the eighth aspect, the size of the optical shutter is
The diameter of the circle inscribed in the optical shutter is set to be ⅕ or less of the diameter of the beam spot imaged on the spatial frequency modulation element by the imaging optical system.

【0020】請求項10記載の発明では、請求項1乃至
9の何れか一つに記載のエリプソメータにおいて、上記
4分の1波長素子が、上記偏光子と上記試料との間に配
設された構成としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the ellipsometer according to any one of the first to ninth aspects, the quarter wavelength element is arranged between the polarizer and the sample. It is configured.

【0021】[0021]

【作用】本発明者は、図7に示した第1の光学系1にお
いて、消光時に検光子Aから射出される光束の光量以外
の変化に着目した。すなわち、検光子Aから射出される
光束を、無限遠に焦点を合わせた結像光学系を通して観
察すると、その結像面には、消光時に図2に示すような
形状のビームスポットBSが現れる。消光点から外れた
場合は、このビームスポットBSの形状は本来円形であ
るが、消光点のごく近傍でのみこの様な形状が観察され
る。そして偏光子P若しくは検光子Aを、消光点のごく
近傍においてごく僅か回転させるとその回転角に対応し
て、この例の場合にはビームスポットBSのビームスポ
ット直径d内の中央付近の暗い帯状の部分が横方向へ移
動するのが観察される。このビームスポットBSの形状
は、エリプソメータを構成する各部の光学的状態と試料
の光学的特質が組み合わされて生じる特有のものであ
り、同一の測定においては一定の形状を生じる様な安定
した現象であることが確認された。そこで、このビーム
スポットBSの形状変化を用いることで消光点検出を行
なう新規なエリプソメータを発明した。
In the first optical system 1 shown in FIG. 7, the present inventor has focused on changes other than the light quantity of the light beam emitted from the analyzer A during extinction. That is, when the light flux emitted from the analyzer A is observed through an imaging optical system focused at infinity, a beam spot BS having a shape as shown in FIG. 2 appears on the imaging surface at the time of extinction. When the beam spot BS deviates from the extinction point, the shape of the beam spot BS is originally circular, but such a shape is observed only in the vicinity of the extinction point. Then, when the polarizer P or the analyzer A is slightly rotated in the vicinity of the extinction point, corresponding to the rotation angle, in the case of this example, a dark strip shape near the center within the beam spot diameter d of the beam spot BS. Is observed to move laterally. The shape of the beam spot BS is a unique one that is generated by combining the optical state of each part constituting the ellipsometer and the optical characteristics of the sample, and is a stable phenomenon that produces a constant shape in the same measurement. It was confirmed that there is. Then, a new ellipsometer was invented to detect the extinction point by using the change in the shape of the beam spot BS.

【0022】請求項1記載の発明によれば、上述した現
象に着目して、第1の光学系の検光子から射出される光
束が、結像光学系を通過して光検出素子上にビームスポ
ットとして結像され、消光点のごく近傍においてのみビ
ームスポット内に現れるある種の像が、光検出素子によ
り検出されるとその信号が計算機部に入力され、計算機
部により各光学素子の方位角が制御される。制御された
各光学素子により上記ある種の像の移動が生じ、その移
動が結像光学系を介して光検出素子の各小受光領域から
の信号出力の変化として検出される。この信号出力の変
化状態及び各光学素子の方位角から、計算機部により、
光束の試料での反射による偏光状態の変化が算出されて
消光点が求められる。
According to the invention described in claim 1, paying attention to the above-mentioned phenomenon, the light flux emitted from the analyzer of the first optical system passes through the imaging optical system to form a beam on the photodetecting element. When a certain kind of image that is formed as a spot and appears in the beam spot only in the vicinity of the extinction point is detected by the photodetector, the signal is input to the computer section, and the azimuth angle of each optical element is calculated by the computer section. Is controlled. The controlled optical elements cause a certain kind of image movement, and the movement is detected as a change in signal output from each small light receiving area of the photodetection element via the imaging optical system. From the change state of this signal output and the azimuth angle of each optical element, by the computer unit,
The extinction point is obtained by calculating the change in the polarization state due to the reflection of the light flux on the sample.

【0023】請求項2記載の発明によれば、第1の駆動
装置により像回転光学素子が、第2の光学系の光軸を回
転軸として計算機部の生成する信号に同期して回転され
ると、複数の小受光領域からなる光検出素子上に結像さ
れるビームスポットが2倍の回転速度で回転される。消
光点より離れているときは、このビームスポットは単純
な円形をしており、各光学素子の方位角変化に応じてそ
の全体としての光量が変化するのみであるが、消光点の
ごく近傍では上述したようにある種の像が観察され、像
回転光学素子によってその像が回転される。したがっ
て、ビームスポット中に上記の像が現れたときは、その
形状の変化に応じて光検出素子を構成する何れか1つの
小受光領域の光電流出力に、上記回転による周期的な周
波数スペクトルの変化が生じることとなる。請求項1記
載の発明では、ビームスポットを画像として認識しビー
ムスポット中にある種の像が現れたかどうかを判断する
が、本構成によれば、その画像中に周期的変化いわゆる
交流成分を含むこととなるから、より微細な或いはコン
トラストの低い像についてもその信号が増幅して検出さ
れる。さらに計算機部の生成する信号に同期させて像回
転光学素子を回転させるから、その交流成分の周波数に
ついても既知であり、ある特定の周波数成分についての
み増幅しSN比の高い動作が可能ないわゆるロックイン
検出の手法が使用できるので、請求項1記載のそれより
もより高感度に像が検出される。
According to the second aspect of the invention, the image rotation optical element is rotated by the first drive device with the optical axis of the second optical system as the rotation axis in synchronization with the signal generated by the computer section. Then, the beam spot imaged on the photo-detecting element composed of a plurality of small light receiving regions is rotated at a double rotation speed. When it is far from the extinction point, this beam spot has a simple circular shape, and the light amount as a whole changes only in accordance with the change in the azimuth angle of each optical element, but in the immediate vicinity of the extinction point. An image of some kind is observed, as described above, and that image is rotated by the image rotation optics. Therefore, when the above-mentioned image appears in the beam spot, the photocurrent output of any one of the small light receiving regions forming the photodetection element according to the change of the shape is added to the periodic frequency spectrum due to the rotation. Changes will occur. According to the first aspect of the invention, the beam spot is recognized as an image and it is determined whether or not a certain type of image appears in the beam spot. According to this configuration, the image contains a periodic change so-called AC component. Therefore, even for a finer image or a low-contrast image, the signal is amplified and detected. Further, since the image rotating optical element is rotated in synchronization with the signal generated by the computer section, the frequency of its AC component is also known, and only a specific frequency component is amplified so that a so-called lock with high SN ratio operation is possible. Since the in-detection method can be used, an image can be detected with higher sensitivity than that of the first aspect.

【0024】請求項3記載の発明によれば、空間周波数
変調素子の持つ空間周波数と一致した像が現れるとき、
透過光量に急峻な減少或いは急峻な増大変化を生じるか
ら、上記ある種の像の高感度検出が可能となる。
According to the third aspect of the invention, when an image matching the spatial frequency of the spatial frequency modulator appears,
Since the amount of transmitted light sharply decreases or sharply increases, it is possible to detect a certain kind of image with high sensitivity.

【0025】請求項4記載の発明によれば、ビームスポ
ット内に生じるある種の像の形状は、試料によっては縦
方向の変化も伴うことがあり、多数の独立な小受光領域
が光軸に対して略垂直な面内に格子状に配列された2次
元アレイ形状であることにより、その像がどのような形
状のものであっても検出されると共に、消光位置の確定
がなされる。
According to the invention described in claim 4, the shape of a certain kind of image formed in the beam spot may be changed in the vertical direction depending on the sample, and a large number of independent small light receiving regions are arranged on the optical axis. On the other hand, by having a two-dimensional array shape arranged in a lattice in a plane substantially vertical, whatever shape of the image is detected, the extinction position is determined.

【0026】請求項5記載の発明によれば、光検出素子
の前段にイメージ増幅素子と副結像光学系とを設けるこ
とにより、光源輝度が小さい場合に対応できる。
According to the fifth aspect of the present invention, by providing the image amplifying element and the sub-imaging optical system in front of the photodetecting element, it is possible to cope with the case where the light source luminance is low.

【0027】請求項6記載の発明によれば、消光点の確
定を行なうにはビームスポットに生じたある種の像を検
出し、その像がビームスポットの中央に移動した状態を
検出する必要があり、この点からは光検出素子は細かく
分割されているほど良い。一方、光検出素子の小受光領
域の数が増加するに伴ってコストが上昇し、1つの小受
光領域の受光量低下による検出限界の悪化、演算時間増
による測定スピードの低下等多くのデメリットを生じ
る。実験の結果、光検出素子の小受光領域の大きさが、
小受光領域に内接する円の直径が、結像光学系により光
検出素子上に結像されるビームスポットの直径の5分の
1以下であれば、ある種の像が十分な精度で検出可能で
あり、十分な特性が得られる。
According to the sixth aspect of the present invention, in order to determine the extinction point, it is necessary to detect a certain kind of image formed in the beam spot and detect the state in which the image moves to the center of the beam spot. From this point, it is better that the photodetector element is finely divided. On the other hand, as the number of small light-receiving areas of the photodetector increases, the cost increases, and there are many disadvantages such as deterioration of the detection limit due to a decrease in the amount of light received in one small light-receiving area and a decrease in measurement speed due to an increase in calculation time. Occurs. As a result of the experiment, the size of the small light receiving area of the photodetector is
If the diameter of the circle inscribed in the small light receiving area is one-fifth or less of the diameter of the beam spot imaged on the photodetection element by the imaging optical system, a certain type of image can be detected with sufficient accuracy. Therefore, sufficient characteristics can be obtained.

【0028】請求項7記載の発明によれば、請求項2記
載の発明と同様の作用がある。試料の測定対象が限られ
ているときは、それに適した空間周波数変調素子を使用
し、請求項8記載の発明よりも高速測定が可能となる。
ビームスポットに現れる形状と一致した空間周波数を持
つスリット等を回転させることによりある種の像の形状
変化が検出される。
According to the invention of claim 7, there is the same operation as that of the invention of claim 2. When the measurement target of the sample is limited, a spatial frequency modulation element suitable for it is used, and high-speed measurement is possible compared with the invention according to claim 8.
By rotating a slit or the like having a spatial frequency that matches the shape that appears in the beam spot, a certain type of image shape change is detected.

【0029】請求項8記載の発明によれば、ビームスポ
ットに生じたある種の像の様々な形状に対応する場合に
は、光シャッタアレイを用いれば有効であり、その検出
に最適な空間周波数フィルタを瞬時に形成することがで
きると共に、周期的な変化も自由に加えられるので、請
求項7記載の発明よりもさらに高感度な消光点の確定が
可能となる。
According to the eighth aspect of the invention, it is effective to use an optical shutter array when dealing with various shapes of a certain kind of image formed in the beam spot, and it is effective to use the optical shutter array to detect the optimum spatial frequency. Since the filter can be formed instantaneously and the periodic change can be freely added, it is possible to determine the extinction point with higher sensitivity than the invention according to claim 7.

【0030】請求項9記載の発明によれば、請求項8記
載の発明の作用に加えて、消光点の確定を行なうにはビ
ームスポットに生じたある種の像を検出し、その像がビ
ームスポットの中央に移動した状態を検出する必要があ
り、この点からは光シャッタは細かく分割されているほ
ど良い。一方、光シャッタの分割の数が増加するに伴っ
てコストが上昇し、1つの光シャッタの受光量低下によ
る検出限界の悪化、演算時間増による測定スピードの低
下等多くのデメリットを生じる。実験の結果、光シャッ
タの大きさが、1つの光シャッタに内接する円の直径
が、結像光学系により空間周波数変調素子上に結像され
るビームスポットの直径の5分の1以下であれば、ある
種の像が十分な精度で検出可能であり、十分な特性が得
られる。
According to the invention described in claim 9, in addition to the operation of the invention described in claim 8, in order to determine the extinction point, a certain kind of image generated in the beam spot is detected, and the image is the beam. It is necessary to detect the state of movement to the center of the spot. From this point, it is better that the optical shutter is finely divided. On the other hand, as the number of divisions of the optical shutter increases, the cost increases, resulting in many demerits such as deterioration of the detection limit due to a decrease in the amount of light received by one optical shutter and a decrease in measurement speed due to an increase in calculation time. As a result of the experiment, the size of the optical shutter is such that the diameter of the circle inscribed in one optical shutter is 1/5 or less of the diameter of the beam spot imaged on the spatial frequency modulation element by the imaging optical system. For example, a certain type of image can be detected with sufficient accuracy and sufficient characteristics can be obtained.

【0031】請求項10記載の発明によれば、エリプソ
メータの構成において、4分の1波長素子の配置位置
は、一般的に、試料と検光子との間及び偏光子と試料と
の間の2種類があり、4分の1波長素子を偏光子と試料
との間に配置しても全く同じに動作する。
According to the tenth aspect of the invention, in the configuration of the ellipsometer, the arrangement position of the quarter-wave element is generally 2 between the sample and the analyzer and between the polarizer and the sample. There are various types, and even if a quarter-wave element is arranged between the polarizer and the sample, the same operation is performed.

【0032】[0032]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて詳述する。なお、以下参照する図面において、図
7に図示した構成要素と同様の構成及び機能を有するも
のについては、同一の符号を付し、その説明を省略す
る。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawings referred to below, components having the same configurations and functions as those of the components shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0033】図1及び図3に請求項1記載の発明の一実
施例の構成を示す。図1において、符号150はエリプ
ソメータを示す。このエリプソメータ150は、上述し
た第1の光学系1と、第1の光学系1から射出される光
束の状態を測定する第2の光学系2と、第2の光学系2
の測定に基づき各光学素子の方位角を制御すると共に、
各光学素子の方位角から上記光束の試料Sでの反射によ
る偏光状態の変化を算出する計算機部100とから主に
構成されている。
FIG. 1 and FIG. 3 show the configuration of an embodiment of the invention described in claim 1. In FIG. 1, reference numeral 150 indicates an ellipsometer. The ellipsometer 150 includes a first optical system 1 described above, a second optical system 2 that measures a state of a light beam emitted from the first optical system 1, and a second optical system 2.
While controlling the azimuth angle of each optical element based on the measurement of
It is mainly composed of a computer section 100 for calculating the change of the polarization state due to the reflection of the light flux on the sample S from the azimuth angle of each optical element.

【0034】第2の光学系2は、結像光学系としての望
遠鏡光学系10と、複数の小受光領域21からなる光検
出素子としてのCCD(光電変換素子)20を有し、か
つ、この順序に配列されている。望遠鏡光学系10は、
凸レンズ11及び凸レンズ12で構成されている。
The second optical system 2 has a telescope optical system 10 as an image forming optical system and a CCD (photoelectric conversion element) 20 as a photo-detecting element composed of a plurality of small light receiving areas 21, and They are arranged in order. The telescope optical system 10
It is composed of a convex lens 11 and a convex lens 12.

【0035】次に、エリプソメータ150の動作を説明
する。検光子Aから射出された光束は、望遠鏡光学系1
0を通過し、CCD20上にビームスポットとして結像
される。このとき、消光点のごく近傍になるとビームス
ポット内において、ある種の像(例えば、図2に示すよ
うな形状の暗い帯状の部分)が現れ、このある種の像を
含むビームスポット形状がCCD20により検知され、
信号として計算機部100へ送出される。このCCD2
0からの信号に基づき、計算機部100により、各光学
素子(偏光子P若しくは検光子A)の方位角を制御する
ための光学素子回転フィードバック信号が各光学素子
(偏光子P若しくは検光子A)に送出指令され、これに
より各光学素子(偏光子P若しくは検光子A)がごく僅
か回転されると、ある種の像(例えば、図2に示すよう
な形状の暗い帯状の部分)の移動が、CCD20により
信号出力の変化として検出される。この信号出力が計算
機部100に入力され、各光学素子の方位角から光束の
試料Sでの反射による偏光状態の変化が算出され、消光
点が求められる。
Next, the operation of the ellipsometer 150 will be described. The light flux emitted from the analyzer A is the telescope optical system 1
After passing through 0, it is imaged as a beam spot on the CCD 20. At this time, a certain kind of image (for example, a dark strip-shaped portion having a shape as shown in FIG. 2) appears in the beam spot in the vicinity of the extinction point, and the beam spot shape including the certain kind of image becomes the CCD 20. Detected by
It is sent to the computer section 100 as a signal. This CCD2
Based on the signal from 0, the computer unit 100 outputs an optical element rotation feedback signal for controlling the azimuth angle of each optical element (polarizer P or analyzer A) to each optical element (polarizer P or analyzer A). When each optical element (polarizer P or analyzer A) is slightly rotated by this command, the movement of a certain image (for example, a dark strip portion having a shape as shown in FIG. 2) is moved. , CCD 20 detects this as a change in signal output. This signal output is input to the computer unit 100, the change in the polarization state due to the reflection of the light beam on the sample S is calculated from the azimuth angle of each optical element, and the extinction point is obtained.

【0036】図4に請求項2記載の発明の実施例の構成
を示す。図4において、符号150Aはエリプソメータ
を示す。このエリプソメータ150Aは、エリプソメー
タ150に対してその第2の光学系2に代えて、第2の
光学系2Aを有することのみ相違する。
FIG. 4 shows the configuration of an embodiment of the invention described in claim 2. In FIG. 4, reference numeral 150A indicates an ellipsometer. This ellipsometer 150A differs from the ellipsometer 150 only in that it has a second optical system 2A instead of the second optical system 2.

【0037】第2の光学系2Aは、望遠鏡光学系10
と、像回転光学素子30と、CCD20と、像回転光学
素子30に取付けられた歯車31と、歯車31と噛合す
る駆動歯車41がその出力軸に取付けられた、第1の駆
動装置としての駆動モータ40とから主に構成されてい
て、望遠鏡光学系10と像回転光学素子30とCCD2
0とが、この順序に配列されている。駆動モータ40は
計算機部100に電気回路で接続されていて、計算機部
100からの指令信号で制御される。なお、図4におい
て、望遠鏡光学系10及びCCD20は簡略的に示して
ある。
The second optical system 2A is a telescope optical system 10
A drive as a first drive device in which an image rotating optical element 30, a CCD 20, a gear 31 attached to the image rotating optical element 30, and a drive gear 41 meshing with the gear 31 are attached to its output shaft. It mainly comprises a motor 40, and includes a telescope optical system 10, an image rotation optical element 30, and a CCD 2.
0 and are arranged in this order. The drive motor 40 is connected to the computer section 100 by an electric circuit and is controlled by a command signal from the computer section 100. In FIG. 4, the telescope optical system 10 and the CCD 20 are simply shown.

【0038】次に、エリプソメータ150Aの動作を説
明する。駆動モータ40により像回転光学素子30が、
第2の光学系2Aの光軸3を回転軸として計算機部10
0の生成する信号に同期して回転されると、CCD20
上に結像されるビームスポットが2倍の回転速度で回転
される。消光点より離れているときは、このビームスポ
ットは単純な円形をしており、各光学素子の方位角変化
に応じてその全体としての光量が変化するのみである
が、消光点のごく近傍では上述したようにある種の像が
観察され、像回転光学素子30によってその像が回転さ
れる。したがって、ビームスポット中に上記のある種の
像が現れたときは、その形状の変化に応じてCCD20
を構成する何れか1つの小受光領域21の光電流出力
に、上記回転による周期的な周波数スペクトルの変化が
生じることとなり、その画像中に周期的変化いわゆる交
流成分が含まれることとなるから、より微細な或いはコ
ントラストの低い像についてもその信号を増幅し検出す
ることが容易となる。さらに計算機部100の生成する
信号に同期させて像回転光学素子を回転させるから、そ
の交流成分の周波数についても既知であり、ある特定の
周波数成分についてのみ増幅し、SN比の高い動作が可
能ないわゆるロックイン検出の手法が使用できるので、
エリプソメータ150よりも一層高感度にある種の像が
検出される。
Next, the operation of the ellipsometer 150A will be described. The image rotation optical element 30 is driven by the drive motor 40.
The computer unit 10 with the optical axis 3 of the second optical system 2A as the rotation axis.
When rotated in synchronization with the signal generated by 0, the CCD 20
The beam spot imaged above is rotated at twice the rotational speed. When it is far from the extinction point, this beam spot has a simple circular shape, and the light amount as a whole changes only in accordance with the change in the azimuth angle of each optical element, but in the immediate vicinity of the extinction point. An image of some kind is observed as described above, and the image is rotated by the image rotation optical element 30. Therefore, when the above-mentioned image of a certain kind appears in the beam spot, the CCD 20 is changed according to the change of the shape.
In the photocurrent output of any one of the small light receiving regions 21 constituting the above, a periodical frequency spectrum change due to the rotation occurs, and the image contains a periodical change so-called AC component. It is easy to amplify and detect the signal of a finer image or a low-contrast image. Further, since the image rotation optical element is rotated in synchronization with the signal generated by the computer unit 100, the frequency of the AC component is also known, and only a specific frequency component is amplified, and operation with a high SN ratio is possible. Since the so-called lock-in detection method can be used,
Certain images are detected with greater sensitivity than the ellipsometer 150.

【0039】図5に請求項3記載の発明の実施例の構成
を示す。図5において、符号150Bはエリプソメータ
を示す。このエリプソメータ150Bは、エリプソメー
タ150に対してその第2の光学系2に代えて、第2の
光学系2Bを有することのみ相違する。第2の光学系2
Bは、望遠鏡光学系10と、空間周波数変調素子50
と、光検出素子としてのCCD20Aとから主に構成さ
れていて、かつ、この順序に配列されている。なお、C
CD20Aは単素子である。図5において、望遠鏡光学
系10は簡略的に示してある。
FIG. 5 shows the configuration of an embodiment of the invention described in claim 3. In FIG. 5, reference numeral 150B indicates an ellipsometer. The ellipsometer 150B differs from the ellipsometer 150 only in that it has a second optical system 2B instead of the second optical system 2. Second optical system 2
B is the telescope optical system 10 and the spatial frequency modulator 50.
And a CCD 20A as a photodetector, and are arranged in this order. Note that C
CD20A is a single element. In FIG. 5, the telescope optical system 10 is shown in a simplified manner.

【0040】次に、エリプソメータ150Bの動作を説
明する。空間周波数変調素子50の持つ空間周波数と一
致したある種の像が現れるとき、透過光量に急峻な減少
或いは急峻な増大変化を生じるから、ある種の像の高感
度検出が可能となる。また光検出素子としてのCCD2
0Aは、単素子でよいので構成が簡略となる利点があ
る。
Next, the operation of the ellipsometer 150B will be described. When a certain type of image that matches the spatial frequency of the spatial frequency modulator 50 appears, the amount of transmitted light sharply decreases or abruptly increases, so that high sensitivity detection of a certain type of image becomes possible. In addition, the CCD 2 as a light detecting element
Since 0A may be a single element, there is an advantage that the configuration is simple.

【0041】エリプソメータ150又は150Aにおい
て、光検出素子は、複数の小受光領域21からなるCC
D20に限らず、図6に示すように、多数の独立な小受
光領域21が光軸に対して略垂直な面内に格子状に配列
された2次元アレイ形状をなすCCD20Bであっても
良い(請求項4記載の発明の実施例)。
In the ellipsometer 150 or 150A, the photodetector element is a CC composed of a plurality of small light receiving regions 21.
Not limited to D20, as shown in FIG. 6, a CCD 20B having a two-dimensional array shape in which a large number of independent small light receiving regions 21 are arranged in a lattice shape in a plane substantially perpendicular to the optical axis may be used. (Example of the invention described in claim 4).

【0042】エリプソメータ150又は150AのCC
D20に代えてCCD20Bを用いることにより、次の
利点がある。ビームスポット内に生じるある種の像の形
状は、試料Sによっては縦方向の変化も伴うことがあ
り、多数の独立な小受光領域21が光軸に対して略垂直
な面内に格子状に配列された2次元アレイ形状であるこ
とにより、その像がどのような形状のものであっても検
出されると共に、消光位置の確定がなされる。
CC of ellipsometer 150 or 150A
The use of the CCD 20B instead of the D20 has the following advantages. The shape of a certain image generated in the beam spot may be changed in the vertical direction depending on the sample S, and a large number of independent small light receiving regions 21 are formed in a lattice shape in a plane substantially perpendicular to the optical axis. Due to the arrayed two-dimensional array shape, any shape of the image can be detected and the extinction position can be determined.

【0043】また、エリプソメータ150、150A又
は請求項4記載の発明の実施例において、CCD20又
はCCD20Bの前段に、共に図示しないイメージ増幅
素子と副結像光学系とを付設してもよく、この場合に
は、光源輝度が小さい場合に対応できる利点がある(請
求項5記載の発明の実施例)。
Further, in the ellipsometer 150, 150A or the embodiment of the invention described in claim 4, an image amplification element and a sub-imaging optical system (both not shown) may be additionally provided in front of the CCD 20 or CCD 20B. Has an advantage of being able to deal with the case where the light source luminance is low (the embodiment of the invention according to claim 5).

【0044】また、エリプソメータ150、150A、
請求項4又は5記載の発明の実施例において、CCD2
0又はCCD20Bは、その小受光領域21の大きさ
が、小受光領域21に内接する円の直径が、望遠鏡光学
系10によりCCD20又はCCD20B上に結像され
るビームスポットの直径の5分の1以下となるように設
定されたものであっても良い(請求項6記載の発明の実
施例)。
The ellipsometers 150, 150A,
In the embodiment of the invention described in claim 4 or 5, CCD2
0 or the size of the small light receiving area 21 of the CCD 20B, and the diameter of the circle inscribed in the small light receiving area 21 is 1/5 of the diameter of the beam spot imaged on the CCD 20 or CCD 20B by the telescope optical system 10. It may be set as follows (embodiment of the invention described in claim 6).

【0045】このように設定することにより、以下の利
点がある。消光点の確定を行なうにはビームスポットに
生じたある種の像を検出し、その像がビームスポットの
中央に移動した状態を検出する必要があり、この点から
は光検出素子は細かく分割されているほど良い。一方、
光検出素子の小受光領域の数が増加するに伴ってコスト
が上昇し、1つの小受光領域の受光量低下による検出限
界の悪化、演算時間増による測定スピードの低下等多く
のデメリットを生じる。実験の結果、CCD20又はC
CD20Bの小受光領域21の大きさが、小受光領域2
1に内接する円の直径が、望遠鏡光学系10によりCC
D20又はCCD20B上に結像されるビームスポット
の直径の5分の1くらいが全体のバランスが良かった。
これよりも細かければ、ある種の像が十分な精度で検出
可能であり、十分な特性が得られる。
By setting in this way, there are the following advantages. In order to determine the extinction point, it is necessary to detect a certain type of image formed in the beam spot and detect the state in which the image moves to the center of the beam spot.From this point, the photodetector element is finely divided. The better on the other hand,
The cost increases as the number of small light receiving regions of the photodetector increases, and there are many demerits such as deterioration of the detection limit due to a decrease in the amount of light received in one small light receiving region and a decrease in measurement speed due to an increase in calculation time. Experimental results, CCD20 or C
The size of the small light receiving area 21 of the CD 20B is equal to that of the small light receiving area 2
The diameter of the circle inscribed in 1 is CC by the telescope optical system 10.
About 1/5 of the diameter of the beam spot imaged on the D20 or CCD 20B had good overall balance.
If it is finer than this, a certain type of image can be detected with sufficient accuracy, and sufficient characteristics can be obtained.

【0046】また、エリプソメータ150Bに限らず、
エリプソメータ150Bにおいて、エリプソメータ15
0Bの構成に準じた、空間周波数変調素子に連結された
第2の駆動装置(図示せず)を有し、空間周波数変調素
子が、対称性のある光透過部パターンを持つ光透過板で
あり、第2の駆動装置によって第2の光学系の光軸を回
転軸として光軸に対して略垂直な面内に計算機部100
の生成する信号に同期して回転されるものであっても良
い(請求項7記載の発明の実施例)。
Further, not limited to the ellipsometer 150B,
In the ellipsometer 150B, the ellipsometer 15
A second drive unit (not shown) connected to the spatial frequency modulation element according to the configuration of 0B, and the spatial frequency modulation element is a light transmission plate having a symmetrical light transmission section pattern. , The computer unit 100 in a plane substantially perpendicular to the optical axis with the optical axis of the second optical system as the rotation axis by the second drive device.
It may be rotated in synchronism with the signal generated by the above (embodiment 7 of the invention).

【0047】この請求項7記載の発明の実施例によれ
ば、エリプソメータ150Aと同様の利点がある。すな
わち、試料の測定対象が限られているときは、それに適
した空間周波数変調素子を使用し、次に述べる請求項8
記載の発明の実施例よりも高速測定が可能となる。そし
てビームスポットに現れるある種の像の形状と一致した
空間周波数を持つスリット等を回転させることによりあ
る種の像の形状変化を検出することができる。
According to the embodiment of the invention described in claim 7, there is the same advantage as the ellipsometer 150A. That is, when the measurement target of the sample is limited, a spatial frequency modulation element suitable for it is used, and the following description will be given.
Higher speed measurements are possible than in the described embodiment of the invention. Then, by rotating a slit or the like having a spatial frequency that matches the shape of a certain image appearing in the beam spot, it is possible to detect a change in the shape of the certain image.

【0048】また、エリプソメータ150Bにおいて、
空間周波数変調素子が、第2の光学系の光軸に対して略
垂直な面内に2次元に配列されていて、計算機部100
により個々に光透過率を変化させることができる複数の
光シャッタであっても良い(請求項8記載の発明の実施
例)。
Further, in the ellipsometer 150B,
The spatial frequency modulation elements are two-dimensionally arranged in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the second optical system, and the computer unit 100
It may be a plurality of optical shutters whose light transmittances can be individually changed by the above method (the embodiment of the invention according to claim 8).

【0049】請求項8記載の発明の実施例によれば、ビ
ームスポットに生じたある種の像の様々な形状に対応す
る場合には、光シャッタアレイを用いれば有効であり、
その検出に最適な空間周波数フィルタを瞬時に形成する
ことができると共に、周期的な変化も自由に加えられる
ので、請求項7記載の発明の実施例よりもさらに高感度
な消光点の確定が可能である。
According to the embodiment of the invention described in claim 8, it is effective to use the optical shutter array in the case of dealing with various shapes of a certain kind of image formed in the beam spot.
Since it is possible to instantaneously form the optimum spatial frequency filter for the detection and to freely add the periodical change, it is possible to determine the extinction point with higher sensitivity than the embodiment of the invention described in claim 7. Is.

【0050】請求項8記載の発明の実施例において、光
シャッタの大きさが、光シャッタに内接する円の直径
が、望遠鏡光学系10により空間周波数変調素子50上
に結像されるビームスポットの直径の5分の1以下とな
るように設定したものであっても良い(請求項9記載の
発明の実施例)。
In the embodiment of the present invention as defined in claim 8, the size of the optical shutter, the diameter of the circle inscribed in the optical shutter, and the diameter of the beam spot imaged by the telescope optical system 10 on the spatial frequency modulation element 50. The diameter may be set to 1/5 or less of the diameter (the embodiment of the invention according to claim 9).

【0051】請求項9記載の発明の実施例によれば、請
求項8記載の発明の実施例の利点に加えて次の利点があ
る。すなわち、消光点の確定を行なうにはビームスポッ
トに生じたある種の像を検出し、その像がビームスポッ
トの中央に移動した状態を検出する必要があり、この点
からは光シャッタは細かく分割されているほど良い。一
方、光シャッタの分割の数が増加するに伴ってコストが
上昇し、1つの光シャッタの受光量低下による検出限界
の悪化、演算時間増による測定スピードの低下等多くの
デメリットを生じる。実験の結果、光シャッタの大きさ
が、1つの光シャッタに内接する円の直径が、望遠鏡光
学系10により空間周波数変調素子50上に結像される
ビームスポットの直径の5分の1くらいが全体のバラン
スが良かった。これよりも細かければ、ある種の像が十
分な精度で検出可能であり、十分な特性が得られる。
According to the embodiment of the invention described in claim 9, there are the following advantages in addition to the advantages of the embodiment of the invention described in claim 8. In other words, in order to determine the extinction point, it is necessary to detect a certain type of image generated in the beam spot and detect the state in which the image has moved to the center of the beam spot. The better it is. On the other hand, as the number of divisions of the optical shutter increases, the cost increases, resulting in many demerits such as deterioration of the detection limit due to a decrease in the amount of light received by one optical shutter and a decrease in measurement speed due to an increase in calculation time. As a result of the experiment, as for the size of the optical shutter, the diameter of the circle inscribed in one optical shutter is about 1/5 of the diameter of the beam spot imaged on the spatial frequency modulation element 50 by the telescope optical system 10. The overall balance was good. If it is finer than this, a certain type of image can be detected with sufficient accuracy, and sufficient characteristics can be obtained.

【0052】なお、上記した各実施例においては、1/
4λ板Cが、試料Sと検光子Aとの間に配置されていた
が、これに限らず、これに代えて偏光子Pと試料Sとの
間に配置されたものであっても良い。一般的に、エリプ
ソメータの構成において、1/4λ板の配置位置は、試
料Sと検光子Aとの間及び偏光子Pと試料Sとの間の2
種類があり、1/4λ板を偏光子Pと試料Sとの間に配
置しても全く同じに動作する。
In each of the above embodiments, 1 /
Although the 4λ plate C is arranged between the sample S and the analyzer A, the invention is not limited to this, and the 4λ plate C may be arranged between the polarizer P and the sample S instead. Generally, in the configuration of the ellipsometer, the arrangement position of the 1/4 λ plate is 2 between the sample S and the analyzer A and between the polarizer P and the sample S.
There are various types, and even if a ¼λ plate is arranged between the polarizer P and the sample S, the same operation is performed.

【0053】(実施例1)第1の光学系1と、第2の光
学系として請求項5記載の発明の実施例と、光検出素子
としてCCD20B及び請求項6記載の発明の実施例
と、計算機部100とを具備してなる構成のエリプソメ
ータで実験を行なったところ、表1に示すように、消光
点の決定精度が0.001度及び測定の所要時間が0.
01秒である良好な結果が得られた。なお、本実施例と
比較するために従来方式のエリプソメータによる測定実
績を表1の右欄に示す。
(Embodiment 1) A first optical system 1, an embodiment of the invention described in claim 5 as a second optical system, a CCD 20B as a photodetector and an embodiment of the invention described in claim 6, An experiment was conducted using an ellipsometer having a computer section 100, and as shown in Table 1, the extinction point determination accuracy was 0.001 degrees and the required measurement time was 0.
A good result of 01 seconds was obtained. For comparison with the present embodiment, the measurement results by the conventional ellipsometer are shown in the right column of Table 1.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】(実施例2)第1の光学系1と、第2の光
学系として請求項5記載の発明の実施例と、光検出素子
としてCCD20B及び請求項6記載の発明の実施例
と、計算機部100とを具備してなる構成のエリプソメ
ータで実験を行なったところ、実施例1と同じ良好な結
果が得られた。
(Embodiment 2) A first optical system 1, an embodiment of the invention described in claim 5 as a second optical system, a CCD 20B as a photodetector and an embodiment of the invention described in claim 6, When an experiment was conducted using an ellipsometer having a computer section 100, the same good results as in Example 1 were obtained.

【0056】(実施例3)第1の光学系1と、第2の光
学系として請求項8及び9記載の発明の実施例と、光検
出素子として上記全ての実施例のものについて選択的に
使用し、計算機部100とを具備してなる構成のエリプ
ソメータで実験を行なったところ、実施例1と同じ良好
な結果が得られた。
(Embodiment 3) The first optical system 1, the embodiments of the inventions according to claims 8 and 9 as the second optical system, and the photodetector of all the above embodiments are selectively selected. When an experiment was conducted using an ellipsometer which was used and was equipped with a computer section 100, the same good results as in Example 1 were obtained.

【0057】なお、光検出素子は、CCD20,20B
に限らず、光検出素子を構成する小受光領域には、全て
の光検出用デバイスを用いることができ、これらの部品
が組み合わされて光検出素子を構成したもの、例えば同
一の半導体基板上に一括して形成された光検出素子を構
成したものでもよく、各小受光領域の受光量を別個に検
出できるものであれば良い。
The photo-detecting elements are CCDs 20 and 20B.
Not limited to the above, all the light detection devices can be used in the small light receiving region that constitutes the photodetection element, and these photodetection elements are configured by combining these components, for example, on the same semiconductor substrate. A photodetector formed in a lump may be configured as long as it can separately detect the amount of light received in each small light receiving region.

【0058】なお、光検出素子は、上記実施例のCCD
20,20A,20Bに限らず、全ての光検出素子を用
いることができ、例えばフォトダイオードアレイやPS
Dを用いても良い。
The photodetector is the CCD of the above embodiment.
Not limited to 20, 20A and 20B, all the photo-detecting elements can be used. For example, a photodiode array or PS
You may use D.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上述べたように、請求項1記載の発明
によれば、第1の光学系の検光子から射出される光束
が、結像光学系を通過して光検出素子上にビームスポッ
トとして結像され、消光点のごく近傍においてのみビー
ムスポット内に現れるある種の像が、光検出素子により
検出されるとその信号が計算機部に入力され、計算機部
により各光学素子の方位角が制御される。制御された各
光学素子により上記ある種の像の移動が生じ、その移動
が結像光学系を介して光検出素子の各小受光領域からの
信号出力の変化として検出される。この信号出力の変化
状態及び各光学素子の方位角から、計算機部により、光
束の試料での反射による偏光状態の変化が算出されて消
光点が求められるので、消光点決定のゆらぎをなくすこ
とによって測定精度を高めると共に、成膜過程等へも対
応でき、かつ、高速度な消光点検出を行なうことができ
る。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the light flux emitted from the analyzer of the first optical system passes through the imaging optical system to form a beam on the photodetecting element. When a certain kind of image that is formed as a spot and appears in the beam spot only in the vicinity of the extinction point is detected by the photodetector, the signal is input to the computer section, and the azimuth angle of each optical element by the computer section. Is controlled. The controlled optical elements cause a certain kind of image movement, and the movement is detected as a change in signal output from each small light receiving area of the photodetection element via the imaging optical system. From this change state of the signal output and the azimuth angle of each optical element, the computer unit calculates the change in the polarization state due to the reflection of the light beam on the sample and obtains the extinction point, so by eliminating the fluctuation of the extinction point determination. The measurement accuracy can be increased, the film formation process can be performed, and the extinction point can be detected at high speed.

【0060】請求項2記載の発明によれば、第1の駆動
装置により像回転光学素子が、第2の光学系の光軸を回
転軸として計算機部の生成する信号に同期して回転され
ると、複数の小受光領域からなる光検出素子上に結像さ
れるビームスポットが2倍の回転速度で回転される。消
光点より離れているときは、このビームスポットは単純
な円形をしており、各光学素子の方位角変化に応じてそ
の全体としての光量が変化するのみであるが、消光点の
ごく近傍では上述したようにある種の像が観察され、像
回転光学素子によってその像が回転される。したがっ
て、ビームスポット中に上記の像が現れたときは、その
形状の変化に応じて光検出素子を構成する何れか1つの
小受光領域の光電流出力に、上記回転による周期的な周
波数スペクトルの変化が生じることとなる。請求項1記
載の発明では、ビームスポットを画像として認識しビー
ムスポット中にある種の像が現れたかどうかを判断する
が、本構成によれば、その画像中に周期的変化いわゆる
交流成分が含まれることとなるから、より微細な或いは
コントラストの低い像についてもその信号が増幅して検
出される。さらに計算機部の生成する信号に同期させて
像回転光学素子を回転させるから、その交流成分の周波
数についても既知であり、ある特定の周波数成分につい
てのみ増幅しSN比の高い動作が可能ないわゆるロック
イン検出の手法が使用できることにより、請求項1記載
のそれよりもより高感度に像が検出されるので、消光点
決定のゆらぎをなくすことによって測定精度を高めると
共に、成膜過程等へも対応でき、かつ、高速度な消光点
検出を行なうことができる。
According to the second aspect of the present invention, the image rotation optical element is rotated by the first drive device with the optical axis of the second optical system as the rotation axis in synchronization with the signal generated by the computer section. Then, the beam spot imaged on the photo-detecting element composed of a plurality of small light receiving regions is rotated at a double rotation speed. When it is far from the extinction point, this beam spot has a simple circular shape, and the light amount as a whole changes only in accordance with the change in the azimuth angle of each optical element, but in the immediate vicinity of the extinction point. An image of some kind is observed, as described above, and that image is rotated by the image rotation optics. Therefore, when the above-mentioned image appears in the beam spot, the photocurrent output of any one of the small light receiving regions forming the photodetection element according to the change of the shape is added to the periodic frequency spectrum due to the rotation. Changes will occur. According to the first aspect of the invention, the beam spot is recognized as an image and it is determined whether or not a certain kind of image appears in the beam spot. According to this configuration, the image contains a periodical change, that is, an AC component. Therefore, even for a finer image or a low-contrast image, the signal is amplified and detected. Further, since the image rotating optical element is rotated in synchronization with the signal generated by the computer section, the frequency of its AC component is also known, and only a specific frequency component is amplified so that a so-called lock with high SN ratio operation is possible. Since the in-detection method can be used, an image can be detected with higher sensitivity than that according to claim 1. Therefore, the fluctuation of determination of the extinction point can be eliminated to improve the measurement accuracy and also to cope with the film forming process. In addition, the extinction point can be detected at high speed.

【0061】請求項3記載の発明によれば、空間周波数
変調素子の持つ空間周波数と一致したある種の像が現れ
るとき、透過光量に急峻な減少或いは急峻な増大変化を
生じるから、ある種の像の高感度検出が可能となるの
で、消光点決定のゆらぎをなくすことによって測定精度
を高めると共に、成膜過程等へも対応でき、かつ、高速
度な消光点検出を行なうことができる。
According to the third aspect of the present invention, when a certain type of image that matches the spatial frequency of the spatial frequency modulator appears, a sharp decrease or a sharp increase in the amount of transmitted light occurs. Since it is possible to detect an image with high sensitivity, it is possible to improve measurement accuracy by eliminating fluctuations in the determination of the extinction point, to cope with a film forming process, and to perform high-speed extinction point detection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すエリプソメータの構成
図であり、図1(a)は第1の光学系を、図1(b)は
第1の光学系の光軸に接続している第2の光学系と計算
機部とをそれぞれ示している。
FIG. 1 is a configuration diagram of an ellipsometer showing an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 (a) shows a first optical system connected and FIG. 1 (b) shows an optical axis of the first optical system. The second optical system and the computer section are shown respectively.

【図2】消光時に見られるビームスポット形状の一例で
ある。
FIG. 2 is an example of a beam spot shape seen at the time of extinction.

【図3】複数の小受光領域からなる光検出素子としての
CCDの正面図である。
FIG. 3 is a front view of a CCD as a photodetecting element including a plurality of small light receiving regions.

【図4】別の実施例を示すエリプソメータの要部の構成
図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a main part of an ellipsometer showing another embodiment.

【図5】さらに別の実施例を示すエリプソメータの要部
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of an ellipsometer showing still another embodiment.

【図6】2次元アレイ形状をなす光検出素子としてのC
CDの正面図である。
FIG. 6 shows C as a photodetector having a two-dimensional array shape.
It is a front view of CD.

【図7】従来の消光型エリプソメータの構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional extinction type ellipsometer.

【図8】従来の消光点決定法を説明するグラフであっ
て、縦軸に消光点近傍の射出光光量を、横軸に偏光子方
位角をとっている。
FIG. 8 is a graph for explaining a conventional extinction point determination method, in which the vertical axis represents the amount of emitted light near the extinction point and the horizontal axis represents the polarizer azimuth angle.

【符号の説明】 1 第1の光学系 2 第2の光学系 10 結像光学系としての望遠鏡光学系 20 複数の小受光領域からなる光検出素子としての
CCD 100 計算機部 A 検光子 C 4分の1波長素子としての1/4λ板 L 光源 P 偏光子 S 試料
[Explanation of Codes] 1 First optical system 2 Second optical system 10 Telescope optical system as imaging optical system 20 CCD 100 as a photo-detecting element consisting of a plurality of small light receiving areas Computer section A Analyzer C 4 minutes Λ plate as a one-wavelength device of L L light source P Polarizer S Sample

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】種々の特性を測定すべき試料へ任意の入射
角で平行な光束を照射する光源と偏光子と上記試料と4
分の1波長素子と検光子とがこの順序に配列された第1
の光学系と、該第1の光学系から射出される光束の状態
を測定する第2の光学系と、第2の光学系の測定に基づ
き各光学素子の方位角を制御すると共に、上記各光学素
子の方位角から上記光束の上記試料での反射による偏光
状態の変化を算出する計算機部とを具備し、 第2の光学系が、結像光学系と複数の小受光領域からな
る光検出素子とを有し、かつ、この順序に配列されたエ
リプソメータ。
1. A light source for irradiating a sample whose various characteristics are to be measured with a parallel light flux at an arbitrary incident angle, a polarizer, the sample, and 4 above.
A first wavelength element and an analyzer arranged in this order
Of the optical system, the second optical system for measuring the state of the light beam emitted from the first optical system, and the azimuth angle of each optical element based on the measurement of the second optical system. And a calculator for calculating a change in polarization state due to reflection of the light flux on the sample from the azimuth angle of the optical element, wherein the second optical system includes an imaging optical system and a plurality of small light receiving regions for light detection. An ellipsometer having elements and arranged in this order.
【請求項2】種々の特性を測定すべき試料へ任意の入射
角で平行な光束を照射する光源と偏光子と上記試料と4
分の1波長素子と検光子とがこの順序に配列された第1
の光学系と、第1の光学系から射出される光束の状態を
測定する第2の光学系と、第2の光学系の測定に基づき
各光学素子の方位角を制御すると共に、上記各光学素子
の方位角から上記光束の上記試料での反射による偏光状
態の変化を算出する計算機部とを具備し、 第2の光学系が、結像光学系と像回転光学素子と複数の
小受光領域からなる光検出素子とを有し、かつ、この順
序に配列されており、 上記像回転光学素子に連結された第1の駆動装置を有
し、上記像回転光学素子が、第1の駆動装置によって第
2の光学系の光軸を回転軸として上記計算機部の生成す
る信号に同期して回転されるエリプソメータ。
2. A light source for irradiating a sample whose various characteristics are to be measured with a parallel light flux at an arbitrary incident angle, a polarizer, the sample, and 4 above.
A first wavelength element and an analyzer arranged in this order
Optical system, a second optical system that measures the state of the light flux emitted from the first optical system, and the azimuth angle of each optical element is controlled based on the measurement of the second optical system. And a calculator for calculating a change in polarization state due to reflection of the light flux on the sample from the azimuth angle of the element, wherein the second optical system includes an image forming optical system, an image rotating optical element, and a plurality of small light receiving regions. And a first drive device connected to the image rotation optical element, wherein the image rotation optical element is the first drive device. An ellipsometer that is rotated by the optical axis of the second optical system as a rotation axis in synchronization with a signal generated by the computer section.
【請求項3】種々の特性を測定すべき試料へ任意の入射
角で平行な光束を照射する光源と偏光子と上記試料と4
分の1波長素子と検光子とがこの順序に配列された第1
の光学系と、第1の光学系から射出される光束の状態を
測定する第2の光学系と、第2の光学系の測定に基づき
各光学素子の方位角を制御すると共に、上記各光学素子
の方位角から上記光束の上記試料での反射による偏光状
態の変化を算出する計算機部とを具備し、 第2の光学系が、結像光学系と空間周波数変調素子と光
検出素子とを有し、かつ、この順序に配列されたエリプ
ソメータ。
3. A light source for irradiating a sample whose various characteristics are to be measured with a parallel light flux at an arbitrary incident angle, a polarizer, the sample, and 4 above.
A first wavelength element and an analyzer arranged in this order
Optical system, a second optical system that measures the state of the light flux emitted from the first optical system, and the azimuth angle of each optical element is controlled based on the measurement of the second optical system. And a calculator for calculating a change in polarization state due to reflection of the light flux on the sample from the azimuth angle of the element, and the second optical system includes an imaging optical system, a spatial frequency modulator and a photodetector. An ellipsometer that has and is arranged in this order.
【請求項4】請求項1又は2記載のエリプソメータにお
いて、 上記光検出素子が、多数の独立な小受光領域が光軸に対
して略垂直な面内に格子状に配列された2次元アレイ形
状をなすエリプソメータ。
4. The ellipsometer according to claim 1 or 2, wherein the photodetector element has a two-dimensional array shape in which a large number of independent small light receiving regions are arranged in a lattice in a plane substantially perpendicular to the optical axis. An ellipsometer.
【請求項5】請求項1,2又は4記載のエリプソメータ
において、 上記光検出素子の前段に、イメージ増幅素子と副結像光
学系とを設けたエリプソメータ。
5. The ellipsometer according to claim 1, 2 or 4, wherein an image amplification element and a sub-imaging optical system are provided in front of the photodetection element.
【請求項6】請求項1,2,4又は5記載のエリプソメ
ータにおいて、 上記小受光領域の大きさが、上記小受光領域に内接する
円の直径が、上記結像光学系により上記光検出素子上に
結像されるビームスポットの直径の5分の1以下となる
ように設定されたエリプソメータ。
6. The ellipsometer according to claim 1, 2, 4 or 5, wherein the size of the small light receiving area is such that the diameter of a circle inscribed in the small light receiving area is determined by the imaging optical system. An ellipsometer set to be one fifth or less of the diameter of the beam spot imaged above.
【請求項7】請求項3記載のエリプソメータにおいて、 上記空間周波数変調素子に連結された第2の駆動装置を
有し、 上記空間周波数変調素子が、対称性のある光透過部パタ
ーンを持つ光透過板であり、第2の駆動装置によって第
2の光学系の光軸を回転軸として上記光軸に対して略垂
直な面内に上記計算機部の生成する信号に同期して回転
されるエリプソメータ。
7. The ellipsometer according to claim 3, further comprising a second driving device connected to the spatial frequency modulation element, wherein the spatial frequency modulation element has a light transmission part pattern having a symmetrical light transmission part pattern. An ellipsometer, which is a plate and is rotated by a second drive device with the optical axis of the second optical system as a rotation axis in a plane substantially perpendicular to the optical axis in synchronization with a signal generated by the computer section.
【請求項8】請求項3記載のエリプソメータにおいて、 上記空間周波数変調素子が、第2の光学系の光軸に対し
て略垂直な面内に2次元に配列されていて、上記計算機
部により個々に光透過率を変化させることができる複数
の光シャッタであるエリプソメータ。
8. The ellipsometer according to claim 3, wherein the spatial frequency modulation elements are two-dimensionally arranged in a plane substantially perpendicular to the optical axis of the second optical system, and the spatial frequency modulation elements are individually arranged by the computer section. An ellipsometer, which is a plurality of optical shutters that can change the light transmittance.
【請求項9】請求項8記載のエリプソメータにおいて、 上記光シャッタの大きさが、上記光シャッタに内接する
円の直径が、上記結像光学系により上記空間周波数変調
素子上に結像されるビームスポットの直径の5分の1以
下となるように設定されたエリプソメータ。
9. The ellipsometer according to claim 8, wherein a size of the optical shutter, a diameter of a circle inscribed in the optical shutter, is imaged on the spatial frequency modulation element by the imaging optical system. An ellipsometer set to be 1/5 or less of the spot diameter.
【請求項10】請求項1乃至9の何れか一つに記載のエ
リプソメータにおいて、 上記4分の1波長素子が、上記偏光子と上記試料との間
に配設されたエリプソメータ。
10. The ellipsometer according to claim 1, wherein the quarter wavelength element is arranged between the polarizer and the sample.
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