JPH07286955A - 分光測定用試料回転ホルダー - Google Patents
分光測定用試料回転ホルダーInfo
- Publication number
- JPH07286955A JPH07286955A JP8194194A JP8194194A JPH07286955A JP H07286955 A JPH07286955 A JP H07286955A JP 8194194 A JP8194194 A JP 8194194A JP 8194194 A JP8194194 A JP 8194194A JP H07286955 A JPH07286955 A JP H07286955A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- holder
- incident angle
- center
- board
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、試料を回転させることによって入
射角度を変えて試料の分光特性を行う場合に、測定光束
を絞ることなく、十分なエネルギーを得ることができる
試料ホルダーを提供する。 【構成】 回転ステージに取り付ける試料台の両側のガ
イド取付部を試料台の中心部より低くし、ガイド取付部
を試料台の対角線上のコーナー部に取り付けることによ
り、大きな入射角でもホルダーの構成部が測定光束を妨
げず、試料の照射面を大きく取ることができる。 【効果】 偏光子と組み合わせることによって試料の光
透過率を高め、試料内部の多重反射による干渉縞を低減
することによりS/N比の高いスペクトルを得ることが
できる。
射角度を変えて試料の分光特性を行う場合に、測定光束
を絞ることなく、十分なエネルギーを得ることができる
試料ホルダーを提供する。 【構成】 回転ステージに取り付ける試料台の両側のガ
イド取付部を試料台の中心部より低くし、ガイド取付部
を試料台の対角線上のコーナー部に取り付けることによ
り、大きな入射角でもホルダーの構成部が測定光束を妨
げず、試料の照射面を大きく取ることができる。 【効果】 偏光子と組み合わせることによって試料の光
透過率を高め、試料内部の多重反射による干渉縞を低減
することによりS/N比の高いスペクトルを得ることが
できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、入射角度を変化させ
て材料の透過/吸収特性、反射特性及びその角度依存性
を測定し、評価する分光測定用の試料ホルダーに関す
る。
て材料の透過/吸収特性、反射特性及びその角度依存性
を測定し、評価する分光測定用の試料ホルダーに関す
る。
【0002】
【従来の技術】材料の分光特性を評価することは、材料
を工業的に利用する上で重要である。分光特性の評価は
材料の透過率、反射率の他に、吸収スペクトルによる成
分分析などにも応用されている。半導体材料でもフーリ
エ変換赤外分光計(FT−IR)を用いた評価技術が検
討され、シリコンウェハー中の不純物の分析などが行わ
れている。シリコンウェハー中の不純物元素としては、
一般に酸素、炭素、窒素が問題にされており、応用物
理、第53巻、第6号、P504(1984)に赤外吸
収法で分析する際に必要な情報がまとめられている。
を工業的に利用する上で重要である。分光特性の評価は
材料の透過率、反射率の他に、吸収スペクトルによる成
分分析などにも応用されている。半導体材料でもフーリ
エ変換赤外分光計(FT−IR)を用いた評価技術が検
討され、シリコンウェハー中の不純物の分析などが行わ
れている。シリコンウェハー中の不純物元素としては、
一般に酸素、炭素、窒素が問題にされており、応用物
理、第53巻、第6号、P504(1984)に赤外吸
収法で分析する際に必要な情報がまとめられている。
【0003】一方、シリコンウェハーは平滑性、平行性
の高い基板であり、このような材料に光を入射すると、
材料内部の多重反射によってスペクトルに干渉縞の影響
が現われることが知られている。干渉縞がスペクトル上
に現われると、正確なピーク高さや面積の測定が難しく
なる。そこで、試料内部の多重反射を防ぐために、最近
では、単一直線偏光した光をブリュースター角を利用し
て試料に入射し、反射率を極限まで低減する評価技術が
検討されている。ブリュースター角θB は、大気の屈折
率をn1 、試料の屈折率をn2 とすると、 θB =arctan(n2 /n1 ) (1) で表わされ、材料の屈折率によってその角度が決まる。
Siの屈折率は、波長10μmでは約3.4であり、ブ
リュースター角は約73.6°となる。ブリュースター
角で入射面と平行に偏光された光を試料に入射すると、
光の反射率はほぼ0%(透過率100%)となる。従っ
て、偏光子とブリュースター角を組み合わせてシリコン
ウェハーを測定すると、内部での多重反射による影響が
なくなり、定量精度の高いスペクトルを得ることができ
る。
の高い基板であり、このような材料に光を入射すると、
材料内部の多重反射によってスペクトルに干渉縞の影響
が現われることが知られている。干渉縞がスペクトル上
に現われると、正確なピーク高さや面積の測定が難しく
なる。そこで、試料内部の多重反射を防ぐために、最近
では、単一直線偏光した光をブリュースター角を利用し
て試料に入射し、反射率を極限まで低減する評価技術が
検討されている。ブリュースター角θB は、大気の屈折
率をn1 、試料の屈折率をn2 とすると、 θB =arctan(n2 /n1 ) (1) で表わされ、材料の屈折率によってその角度が決まる。
Siの屈折率は、波長10μmでは約3.4であり、ブ
リュースター角は約73.6°となる。ブリュースター
角で入射面と平行に偏光された光を試料に入射すると、
光の反射率はほぼ0%(透過率100%)となる。従っ
て、偏光子とブリュースター角を組み合わせてシリコン
ウェハーを測定すると、内部での多重反射による影響が
なくなり、定量精度の高いスペクトルを得ることができ
る。
【0004】しかしながら、試料を回転して入射光に対
して傾けると、平行光束の場合、測定光束の照射面は回
転方向の長さが回転軸方向の長さの約3.5倍(1/co
s θB )となる楕円となる。また一般のFT−IRの試
料室内の光束は、試料室の中心で焦点を結ぶように設計
されているため、試料を回転すると部分的には回転軸方
向も光束の照射部分が大きくなり、試料を保持するホル
ダーの構成部が光束を一部遮断してしまうという問題が
あった。また回転した際にホルダーが光束を遮断しない
ように、スリットを通して測定光束を絞る方法もある
が、この方法では測定光束のエネルギーが不足し、十分
なS/N比及び安定性を得ることができないという問題
があった。
して傾けると、平行光束の場合、測定光束の照射面は回
転方向の長さが回転軸方向の長さの約3.5倍(1/co
s θB )となる楕円となる。また一般のFT−IRの試
料室内の光束は、試料室の中心で焦点を結ぶように設計
されているため、試料を回転すると部分的には回転軸方
向も光束の照射部分が大きくなり、試料を保持するホル
ダーの構成部が光束を一部遮断してしまうという問題が
あった。また回転した際にホルダーが光束を遮断しない
ように、スリットを通して測定光束を絞る方法もある
が、この方法では測定光束のエネルギーが不足し、十分
なS/N比及び安定性を得ることができないという問題
があった。
【0005】図3に市販されている赤外分光分析用のホ
ルダーの一例を示す。市販のホルダーは回転軸を床面に
対し水平にしており、試料は試料台4上に乗せて試料押
え6で固定する。試料台4は円形で、中央に5mmφ程度
の赤外光束透過用の孔15が開けられている。この様な
ホルダーでは、試料台4及び試料押え6の厚みにより入
射角θを大きく取れない(現状では最大45°)。また
赤外光束に対して試料台4の赤外透過用の孔が小さいた
め、ホルダーの回転によって赤外光量が変化する。その
変化を抑制するためにスリットが必要となるが、光量が
減少するためにS/Nが悪くなり、積算回数(測定時
間)が増大する。
ルダーの一例を示す。市販のホルダーは回転軸を床面に
対し水平にしており、試料は試料台4上に乗せて試料押
え6で固定する。試料台4は円形で、中央に5mmφ程度
の赤外光束透過用の孔15が開けられている。この様な
ホルダーでは、試料台4及び試料押え6の厚みにより入
射角θを大きく取れない(現状では最大45°)。また
赤外光束に対して試料台4の赤外透過用の孔が小さいた
め、ホルダーの回転によって赤外光量が変化する。その
変化を抑制するためにスリットが必要となるが、光量が
減少するためにS/Nが悪くなり、積算回数(測定時
間)が増大する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、非平行光束
に対し、試料を回転することによって入射角度を変えて
試料の分光特性を測定する場合に、測定光束を絞ること
なく、十分なエネルギーが得られる状態で試料を回転さ
せて、高S/N比で安定性を維持し、定量性の高いスペ
クトルを測定するための試料ホルダーを提供することに
ある。
に対し、試料を回転することによって入射角度を変えて
試料の分光特性を測定する場合に、測定光束を絞ること
なく、十分なエネルギーが得られる状態で試料を回転さ
せて、高S/N比で安定性を維持し、定量性の高いスペ
クトルを測定するための試料ホルダーを提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の分光測定用試料回転ホルダーでは、試料
台の両側のガイド取付部を回転軸となる試料台の中心部
より低くし、さらにガイド取付部を回転方向に対して試
料台の中心より逆側に取り付けることによって、大きな
入射角をとってもホルダーの構成部が試料光束を妨げ
ず、かつ試料の照射面を大きく取れるようにしている。
めに、本発明の分光測定用試料回転ホルダーでは、試料
台の両側のガイド取付部を回転軸となる試料台の中心部
より低くし、さらにガイド取付部を回転方向に対して試
料台の中心より逆側に取り付けることによって、大きな
入射角をとってもホルダーの構成部が試料光束を妨げ
ず、かつ試料の照射面を大きく取れるようにしている。
【0008】
【作用】図1は本発明の一例を示す装置図である。ホル
ダーは回転ステージ1、ロッドスタンド2、ロッド3、
試料を乗せる試料台4、試料台の両側に取り付けた2本
のガイド5、ガイドによって上下に自由に移動できる試
料押え6によって構成される。回転ステージ1は市販品
で良く、ロッドスタンド2とロッド3は分光器の光軸の
高さに合わせて市販品の長さを変えたものである。試料
の高さはロッドスタンド2とロッド3によって自由に調
節できる。試料8の大きさは、分光器の試料室13の大
きさによる試料押え6の大きさの制約があるが、一般の
FT−IRでは直径7inchまでは測定できる。試料は試
料台4の上に垂直に立て、スプリング7を利用して試料
押え6で固定する。ガイド5は試料台及び試料押えの中
心より離れた位置に取り付け、試料回転方向に合わせて
取り付け位置9を変えると、入射角を大きくとっても赤
外光束の妨げにならない。すなわち、図1の側面図でガ
イド間lがFT−IRの光束よりも大きければ、水平入
射(入射角90°)でもガイドが光束を妨げることはな
い。また光束は試料室の中央で最小、中央から離れるに
従って大きくなるため、ガイド間lはホルダーの大きさ
を考慮して決定する。
ダーは回転ステージ1、ロッドスタンド2、ロッド3、
試料を乗せる試料台4、試料台の両側に取り付けた2本
のガイド5、ガイドによって上下に自由に移動できる試
料押え6によって構成される。回転ステージ1は市販品
で良く、ロッドスタンド2とロッド3は分光器の光軸の
高さに合わせて市販品の長さを変えたものである。試料
の高さはロッドスタンド2とロッド3によって自由に調
節できる。試料8の大きさは、分光器の試料室13の大
きさによる試料押え6の大きさの制約があるが、一般の
FT−IRでは直径7inchまでは測定できる。試料は試
料台4の上に垂直に立て、スプリング7を利用して試料
押え6で固定する。ガイド5は試料台及び試料押えの中
心より離れた位置に取り付け、試料回転方向に合わせて
取り付け位置9を変えると、入射角を大きくとっても赤
外光束の妨げにならない。すなわち、図1の側面図でガ
イド間lがFT−IRの光束よりも大きければ、水平入
射(入射角90°)でもガイドが光束を妨げることはな
い。また光束は試料室の中央で最小、中央から離れるに
従って大きくなるため、ガイド間lはホルダーの大きさ
を考慮して決定する。
【0009】図2は、分光器に本発明を設置した状態を
示す図である。2本のガイド5は赤外光束に対して離れ
た位置に取り付けてあるため、入射角θを大きく取って
も光束の妨げにならず、試料面の大きさも十分確保する
ことができる。また光束の上下に対しても、試料台4が
水平であれば、回転したときに試料光束を一部遮断して
しまうが、試料台4の両側を中央より下げているため、
試料押え6を光束よりも十分高くしておけば光束を妨げ
ることはない。試料に対する光の入射角θは、分光器に
付属している試料位置調整用のHe−Neレーザ光13
を利用して決定する。すなわち、試料室の入射口にHe
−Neレーザ光が通るようにピンホールを開けた方眼紙
を取り付け、ピンホールを通った光を試料に当て、その
反射光が再びピンホールに戻る時の入射角を0°とし、
所定の入射角θは回転ステージ1の角度で調節する。
示す図である。2本のガイド5は赤外光束に対して離れ
た位置に取り付けてあるため、入射角θを大きく取って
も光束の妨げにならず、試料面の大きさも十分確保する
ことができる。また光束の上下に対しても、試料台4が
水平であれば、回転したときに試料光束を一部遮断して
しまうが、試料台4の両側を中央より下げているため、
試料押え6を光束よりも十分高くしておけば光束を妨げ
ることはない。試料に対する光の入射角θは、分光器に
付属している試料位置調整用のHe−Neレーザ光13
を利用して決定する。すなわち、試料室の入射口にHe
−Neレーザ光が通るようにピンホールを開けた方眼紙
を取り付け、ピンホールを通った光を試料に当て、その
反射光が再びピンホールに戻る時の入射角を0°とし、
所定の入射角θは回転ステージ1の角度で調節する。
【0010】
【実施例】図4〜図8に波数分解能0.5cm-1で測定し
た厚さt=0.2mmのシリコンウェハーの赤外吸収スペ
クトルを示す。使用した装置は日本電子(株)製JIR
5500型FT−IRで、ホルダーは図1に示すホルダ
ーを試作した。入射角0°のスペクトルには波数110
0cm-1近傍にSi−Oの振動に基づく吸収(表面酸化
膜)が見られ、スペクトル全体には干渉によるフリンジ
が大きく現われる。入射角がブリュースター角に近づく
につれて、干渉によるフリンジが減少するとともに、吸
収のない波数の透過率が上昇し、ブリュースター角を超
えると、フリンジが増大し透過率も減少する。図9およ
び図10に分解能4cm-1で測定した入射角0°と73.
5°(ブリュースター角)の赤外吸収スペクトルを示
す。分解能4cm-1では干渉によるフリンジは現われない
が、実際にはスペクトル上に干渉の影響がある。図3に
示した市販のホルダーでは、入射角を最大45°までし
か取れないため、図5に示す程度のフリンジが残る。従
って、本発明の試料回転ホルダーを用いることにより、
入射角の大きなブリュースター角での測定が可能とな
り、干渉による影響が低減されたスペクトルを測定する
ことができる。
た厚さt=0.2mmのシリコンウェハーの赤外吸収スペ
クトルを示す。使用した装置は日本電子(株)製JIR
5500型FT−IRで、ホルダーは図1に示すホルダ
ーを試作した。入射角0°のスペクトルには波数110
0cm-1近傍にSi−Oの振動に基づく吸収(表面酸化
膜)が見られ、スペクトル全体には干渉によるフリンジ
が大きく現われる。入射角がブリュースター角に近づく
につれて、干渉によるフリンジが減少するとともに、吸
収のない波数の透過率が上昇し、ブリュースター角を超
えると、フリンジが増大し透過率も減少する。図9およ
び図10に分解能4cm-1で測定した入射角0°と73.
5°(ブリュースター角)の赤外吸収スペクトルを示
す。分解能4cm-1では干渉によるフリンジは現われない
が、実際にはスペクトル上に干渉の影響がある。図3に
示した市販のホルダーでは、入射角を最大45°までし
か取れないため、図5に示す程度のフリンジが残る。従
って、本発明の試料回転ホルダーを用いることにより、
入射角の大きなブリュースター角での測定が可能とな
り、干渉による影響が低減されたスペクトルを測定する
ことができる。
【0011】
【発明の効果】以上のごとく本発明の分光測定用試料回
転ホルダーによれば、偏光子と組み合わせることによっ
て試料の光透過率を高め、試料内部の多重反射による干
渉縞を低減することによりS/N比の高いスペクトルを
得ることができる。
転ホルダーによれば、偏光子と組み合わせることによっ
て試料の光透過率を高め、試料内部の多重反射による干
渉縞を低減することによりS/N比の高いスペクトルを
得ることができる。
【図1】本発明の装置図である。
【図2】本発明をFT−IRに組み込んだ構成図であ
る。
る。
【図3】市販の試料ホルダーの一例である。
【図4】シリコンウェハーの波数分解能0.5cm-1の赤
外吸収スペクトルであって、入射角0°の場合を示す。
外吸収スペクトルであって、入射角0°の場合を示す。
【図5】入射角50°の場合の赤外吸収スペクトルを示
す。
す。
【図6】入射角70°の場合の赤外吸収スペクトルを示
す。
す。
【図7】入射角75°の場合の赤外吸収スペクトルを示
す。
す。
【図8】入射角80°の場合の赤外吸収スペクトルを示
す。
す。
【図9】シリコンウェハーの波数分解能4cm-1の赤外吸
収スペクトルであって、入射角0°の場合を示す。
収スペクトルであって、入射角0°の場合を示す。
【図10】入射角73.5°の場合の赤外吸収スペクト
ルを示す。
ルを示す。
1 回転ステージ 2 ロッドスタンド 3 ロッド 4 試料台 5 ガイド 6 試料押え 7 スプリング 8 試料(シリコンウェハー) 9 ガイド取付位置 10 偏光子 11 入射口 12 出射口 13 He−Neレーザ光軸 14 FT−IR試料室
Claims (2)
- 【請求項1】 回転ステージに取り付けて試料を光軸上
で固定するホルダーであって、回転ステージとロッド及
びロッドスタンド、試料を乗せる試料台、試料台の両側
に取り付けた2本のガイドとガイド上を上下に自由に移
動できる試料押えによって構成され、試料台の両側のガ
イド取付部が試料台の中心部より下がっていることを特
徴とする分光測定用試料回転ホルダー。 - 【請求項2】 試料台の両側のガイドが試料台の対角線
上のコーナー部に取り付けられていることを特徴とする
請求項1記載の分光測定用試料回転ホルダー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8194194A JPH07286955A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 分光測定用試料回転ホルダー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8194194A JPH07286955A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 分光測定用試料回転ホルダー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07286955A true JPH07286955A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13760527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8194194A Withdrawn JPH07286955A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 分光測定用試料回転ホルダー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07286955A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101300124B1 (ko) * | 2011-09-29 | 2013-08-30 | 주식회사 루트로닉 | 컨택트 렌즈 홀더어셈블리 및 이를 포함하는 안과용 치료장치 |
CN103674670A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-03-26 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 火花直读光谱仪一种简易的样品中心定位装置及其样品制备方法和定位方法 |
CN111137628A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-12 | 嘉兴百盛光电有限公司 | 一种旋转放置平台机构 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP8194194A patent/JPH07286955A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101300124B1 (ko) * | 2011-09-29 | 2013-08-30 | 주식회사 루트로닉 | 컨택트 렌즈 홀더어셈블리 및 이를 포함하는 안과용 치료장치 |
CN103674670A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-03-26 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 火花直读光谱仪一种简易的样品中心定位装置及其样品制备方法和定位方法 |
CN103674670B (zh) * | 2013-10-31 | 2016-09-14 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种火花直读光谱仪的样品中心定位装置及其样品定位方法 |
CN111137628A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-12 | 嘉兴百盛光电有限公司 | 一种旋转放置平台机构 |
CN111137628B (zh) * | 2020-01-03 | 2021-07-27 | 浙江百盛光电股份有限公司 | 一种旋转放置平台机构 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7271394B2 (en) | Vacuum ultraviolet reflectometer having collimated beam | |
US8767209B2 (en) | Broadband polarization spectrometer with inclined incidence and optical measurement system | |
US7067818B2 (en) | Vacuum ultraviolet reflectometer system and method | |
US6414302B1 (en) | High photon energy range reflected light characterization of solids | |
US7616319B1 (en) | Spectroscopic ellipsometer and polarimeter systems | |
US7489399B1 (en) | Spectroscopic multi angle ellipsometry | |
US8125641B2 (en) | Method and apparatus for phase-compensated sensitivity-enhanced spectroscopy (PCSES) | |
US7095498B2 (en) | Spectroscopic ellipsometer | |
TWI783980B (zh) | 用於蝕刻處理監視的先進光學感測器、系統及方法 | |
US7394551B2 (en) | Vacuum ultraviolet referencing reflectometer | |
US20100051813A1 (en) | Measurement accessory with multiple transmission-reflections used for infrared spectrometer | |
US20050001173A1 (en) | Semiconductor processing techniques utilizing vacuum ultraviolet reflectometer | |
JP4399126B2 (ja) | 分光エリプソメータ | |
JP4909480B2 (ja) | 層および表面特性の光学測定方法およびその装置 | |
US7327456B1 (en) | Spectrophotometer, ellipsometer, polarimeter and the like systems | |
JPH07286955A (ja) | 分光測定用試料回転ホルダー | |
KR100189596B1 (ko) | 작은 샘플 셀을 위한 무반사 타원형 측정 장치 및 그방법 | |
CN114910422A (zh) | 一种可变入射角的光谱椭偏仪 | |
JPS61200407A (ja) | フーリェ変換方式赤外線膜厚測定方法 | |
JPH05312725A (ja) | 被膜の分光透過率評価方法及びその装置 | |
Boher et al. | Low-k dielectrics: a non-destructive characterization by infrared spectroscopic ellipsometry | |
Boher et al. | A new industrial tool combining VUV spectroscopic ellipsometry and grazing X-ray reflectance to characterize 157 nm structures | |
Boher et al. | INFRARED SPECTROSCOPIC ELLIPSOMETRY FOR SEMICONDUCTOR APPLICATIONS: A NEW METROLOGY TOOL FOR 300mm SILICON WAFER TECHNOLOGY |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |