JPH08201176A - マイクロ偏光計、マイクロセンサ・システム、および薄膜の特性を測定する方法 - Google Patents
マイクロ偏光計、マイクロセンサ・システム、および薄膜の特性を測定する方法Info
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- JPH08201176A JPH08201176A JP32853894A JP32853894A JPH08201176A JP H08201176 A JPH08201176 A JP H08201176A JP 32853894 A JP32853894 A JP 32853894A JP 32853894 A JP32853894 A JP 32853894A JP H08201176 A JPH08201176 A JP H08201176A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検光子（１）と、Ｎ個のセクタの円形構成を
有する通常は光電検出器アレイである検出器（３）から
なるマイクロ偏光計を提供する。 【構成】 検光子（１）と検出器（３）はユニットを形
成し、検光子はセクタに異なる偏光値を割り当て、可動
部品を含んでいない。検光子について、３種類の実施
例、すなわち、偏光薄膜スタックで覆われたガラス・コ
ーン、金属グリッド偏光アレイ、および偏光導波管のア
レイを提案する。マイクロ偏光計（１４）はマイクロ偏
光解析計システムで使用するのが好ましく、該マイクロ
偏光解析計システムは、光平行化手段（７）と、偏光手
段（８）をさらに含んでおり、これらもマイクロ光学テ
ーブル（６）上に配置されている。光発生手段（１１）
をマイクロセンサ・システムに組み込むこともできる。
マイクロセンサ・システムはフィルム診断、特に薄膜の
光学特性のためのツールとして役立つ。
有する通常は光電検出器アレイである検出器（３）から
なるマイクロ偏光計を提供する。 【構成】 検光子（１）と検出器（３）はユニットを形
成し、検光子はセクタに異なる偏光値を割り当て、可動
部品を含んでいない。検光子について、３種類の実施
例、すなわち、偏光薄膜スタックで覆われたガラス・コ
ーン、金属グリッド偏光アレイ、および偏光導波管のア
レイを提案する。マイクロ偏光計（１４）はマイクロ偏
光解析計システムで使用するのが好ましく、該マイクロ
偏光解析計システムは、光平行化手段（７）と、偏光手
段（８）をさらに含んでおり、これらもマイクロ光学テ
ーブル（６）上に配置されている。光発生手段（１１）
をマイクロセンサ・システムに組み込むこともできる。
マイクロセンサ・システムはフィルム診断、特に薄膜の
光学特性のためのツールとして役立つ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロセンサ・システ
ム、およびマイクロ偏光計がビームの偏光状態を測定す
るように設計されているマイクロ偏光計に関する。マイ
クロ偏光計は次の用途で主として用いられる。
ム、およびマイクロ偏光計がビームの偏光状態を測定す
るように設計されているマイクロ偏光計に関する。マイ
クロ偏光計は次の用途で主として用いられる。
【０００２】−薄膜診断のための偏光解析法 −レーザ・ビーム診断法 −光ファイバの特性に応じた偏光の診断法 −光学的活性材料の分析
【０００３】
【従来の技術】表面および薄膜の特性を測定するために
よく用いられる方法として、偏光解析法がある。周知の
偏光計は個々の偏光光学構成要素をいろいろと組み合わ
せることにより使用している。このことに関する詳細な
説明はR. M. A. Azzam, N. M.Bashara, "Ellipsometry
and Polarized Light," 1988, North Holland, Amsterd
amにある。
よく用いられる方法として、偏光解析法がある。周知の
偏光計は個々の偏光光学構成要素をいろいろと組み合わ
せることにより使用している。このことに関する詳細な
説明はR. M. A. Azzam, N. M.Bashara, "Ellipsometry
and Polarized Light," 1988, North Holland, Amsterd
amにある。
【０００４】この偏光解析法は偏光楕円パラメータの関
数として、検出した光の輝度の変動を利用することに基
づいている。通常、偏光子は固定されており、検光子は
ビーム光軸を中心として一定の角速度で同期回転させら
れる。これはIBM TechnicalDisclosure Bulletin 18 (1
975) 2031などの各種の文献に示されている。
数として、検出した光の輝度の変動を利用することに基
づいている。通常、偏光子は固定されており、検光子は
ビーム光軸を中心として一定の角速度で同期回転させら
れる。これはIBM TechnicalDisclosure Bulletin 18 (1
975) 2031などの各種の文献に示されている。
【０００５】検出器の信号は周期的な変動を示し、フー
リエ解析される。次いで、フーリエ係数を周知の入射角
および偏光子のセッティングとともに使用して、偏光解
析角を導く。
リエ解析される。次いで、フーリエ係数を周知の入射角
および偏光子のセッティングとともに使用して、偏光解
析角を導く。
【０００６】ところで、実際の計器の作動は、構成要素
を正確に機械的運動させることが必要であるが、これは
計器の応答時間を制限し、設計を複雑化にしている。
を正確に機械的運動させることが必要であるが、これは
計器の応答時間を制限し、設計を複雑化にしている。
【０００７】そこで構成要素を回転させる代わりに、偏
光計の中にはビームの移相またはアジマス、あるいはこ
れら両方を変調する変調技法を使用するものが提案され
ている。得られたデータの分析は、しかしながら、より
複雑なものとなり、高価なロックイン増幅器と変調器が
必要となる。
光計の中にはビームの移相またはアジマス、あるいはこ
れら両方を変調する変調技法を使用するものが提案され
ている。得られたデータの分析は、しかしながら、より
複雑なものとなり、高価なロックイン増幅器と変調器が
必要となる。
【０００８】このような問題点に着目した従来技術とし
ては、米国特許第４５８５３４８号がある。これは、可
動部品がなく、光学構成要素の数を最低限におさえた偏
光計を開示している。
ては、米国特許第４５８５３４８号がある。これは、可
動部品がなく、光学構成要素の数を最低限におさえた偏
光計を開示している。
【０００９】この計器は静的測光偏光計からなってお
り、偏光が入射ビームと反射ビームとによって定まる面
にそれぞれ平行および直角になっている反射輝度のみを
静的に測定する。しかしながら、この計器は単に２つの
偏光状態の比率の決定しかできない。
り、偏光が入射ビームと反射ビームとによって定まる面
にそれぞれ平行および直角になっている反射輝度のみを
静的に測定する。しかしながら、この計器は単に２つの
偏光状態の比率の決定しかできない。
【００１０】それゆえに、この計器を用いて、ストーク
ス・パラメータを完全に決定するには、２回目の測定が
必要となるため、測定に時間がかかる。
ス・パラメータを完全に決定するには、２回目の測定が
必要となるため、測定に時間がかかる。
【００１１】そこで、可動または回転要素が複数個の検
出システムを使用することによってかかる不都合を回避
することを目的とした他の偏光計システムも提案されて
いる。
出システムを使用することによってかかる不都合を回避
することを目的とした他の偏光計システムも提案されて
いる。
【００１２】IBM Technical Disclosure Bulletin 19
(1976) 1487は４つのビーム・スプリッタと４つの検出
器を使用した構成を示しており、この構成は測定したス
トークス・パラメータによって直接、サンプルから反射
された光の偏光状態を完全に決定することを可能とす
る。
(1976) 1487は４つのビーム・スプリッタと４つの検出
器を使用した構成を示しており、この構成は測定したス
トークス・パラメータによって直接、サンプルから反射
された光の偏光状態を完全に決定することを可能とす
る。
【００１３】４本の独立したビームの調節は、しかしな
がら、きわめて複雑なものであり、コンパクトで小型の
密閉測定装置の構成を妨げるものであった。
がら、きわめて複雑なものであり、コンパクトで小型の
密閉測定装置の構成を妨げるものであった。
【００１４】米国特許第４１５８５０６号はパルス・モ
ードによるリアルタイム偏光計を開示している。広がっ
たビームが６基の光電検出器に入り、４基の偏光子がπ
／４のステップで傾けられており、そのうちの２基がπ
／２の角度を形成し、λ／４板の後方に配置されてい
る。電気的に加減算を行うことにより、４つのストーク
ス・パラメータをすべて決定できる。
ードによるリアルタイム偏光計を開示している。広がっ
たビームが６基の光電検出器に入り、４基の偏光子がπ
／４のステップで傾けられており、そのうちの２基がπ
／２の角度を形成し、λ／４板の後方に配置されてい
る。電気的に加減算を行うことにより、４つのストーク
ス・パラメータをすべて決定できる。
【００１５】従来の離散偏光子の寸法により、ビームを
大きく広げなければならず、これは付加的な光学要素を
使用せずにサンプル上の小面積の特性化を不可能なもの
としてしまう。
大きく広げなければならず、これは付加的な光学要素を
使用せずにサンプル上の小面積の特性化を不可能なもの
としてしまう。
【００１６】複数個の検出器を備えたシステムにおいて
は、独立したチャネルの数は限定されてしまうという問
題がある。したがって、回転要素を備えた構成における
ものと同様なほかの独立した測定を行うことによって、
雑音を低減することができない。それ故、測定精度は回
転要素を備えている従来の偏光計および偏光解析器の標
準精度よりもはるかに低いものである。付加的なチャネ
ルを加えることは原則として可能であると思われるが、
技術的作業およびコストを過度に増加させるものであ
る。
は、独立したチャネルの数は限定されてしまうという問
題がある。したがって、回転要素を備えた構成における
ものと同様なほかの独立した測定を行うことによって、
雑音を低減することができない。それ故、測定精度は回
転要素を備えている従来の偏光計および偏光解析器の標
準精度よりもはるかに低いものである。付加的なチャネ
ルを加えることは原則として可能であると思われるが、
技術的作業およびコストを過度に増加させるものであ
る。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来技
術の概念欠点を解消し、オンライン・プロセス制御で使
用することのできる小型化された測定工具および測定概
念を提供することである。
術の概念欠点を解消し、オンライン・プロセス制御で使
用することのできる小型化された測定工具および測定概
念を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、Ｎ個のセクタの構成を有する検光子と
検出器のユニットからなっていて、検光子はセクタに異
なる偏光値を割り当てるマイクロ偏光計を提供する。
めに、本発明は、Ｎ個のセクタの構成を有する検光子と
検出器のユニットからなっていて、検光子はセクタに異
なる偏光値を割り当てるマイクロ偏光計を提供する。
【００１９】マイクロ偏光計は特に、マイクロセンサ・
システムの検出器として、あるいは次の用途に適したマ
イクロセンサ・システムの構成に使用される。
システムの検出器として、あるいは次の用途に適したマ
イクロセンサ・システムの構成に使用される。
【００２０】連続波またはパルス化レーザの偏光特性の
制御の場合、ビームはリアルタイムのデータをもたらす
偏光計へ送られる。この測定技法の主な利点は、各レー
ザ・パルスの偏光状態を個別に決定できることである。
制御の場合、ビームはリアルタイムのデータをもたらす
偏光計へ送られる。この測定技法の主な利点は、各レー
ザ・パルスの偏光状態を個別に決定できることである。
【００２１】光ファイバや導波管などの集積光学構成要
素の偏光による損失を測定する場合、画定された偏光の
光が検査対象のファイバまたは導波管に結合される。マ
イクロ偏光計は装置の出力における偏光状態を解析する
ために使用される。
素の偏光による損失を測定する場合、画定された偏光の
光が検査対象のファイバまたは導波管に結合される。マ
イクロ偏光計は装置の出力における偏光状態を解析する
ために使用される。
【００２２】偏光の変化を溶液中の光学的に活性な成分
の濃度決定に使用できる。測定は偏光光を使用した透過
を用いて行われる。偏光状態の変化はマイクロ偏光計に
よってリアルタイムで検出される。この構成において、
反応動力を観察できる。
の濃度決定に使用できる。測定は偏光光を使用した透過
を用いて行われる。偏光状態の変化はマイクロ偏光計に
よってリアルタイムで検出される。この構成において、
反応動力を観察できる。
【００２３】薄膜診断用の偏光解析構成において、マイ
クロ偏光計が回転検光子と置き換えられる。
クロ偏光計が回転検光子と置き換えられる。
【００２４】連続回転する単一の偏光要素を小型化した
固定検出器と置き換えることによって、この解決策は機
械的な運動を回避し、測定精度を高め、マイクロ偏光計
の応答時間を大幅に短縮する。
固定検出器と置き換えることによって、この解決策は機
械的な運動を回避し、測定精度を高め、マイクロ偏光計
の応答時間を大幅に短縮する。
【００２５】マイクロ偏光計は、各種の用途、特にオン
ライン・プロセス制御に使用できる廉価で小型化され、
コンパクトなセンサ・システムの生産を容易とすること
ができる。
ライン・プロセス制御に使用できる廉価で小型化され、
コンパクトなセンサ・システムの生産を容易とすること
ができる。
【００２６】本発明の好ましい実施例を図面を参照し
て、以下詳細に説明する。
て、以下詳細に説明する。
【００２７】
【実施例】図１において、好ましくはガラスの透明材料
であって、市販されているコーン１の凸状表面は、偏光
子コーティング２で覆われている。研磨したコーンの直
径は、光束を全体としてとらえることができるようなも
のであって、典型的な値は約１ｍｍである。開き角の寸
法はコーンの軸に平行にコーンに入る光によって、偏光
子コーティング２の偏光特性が有効となり、異なる偏光
値をコーン１を備えたユニットを形成する検出器３に割
り当てることを可能とするように設定する。一般に、開
き角は多層系のパラメータによって決定される。
であって、市販されているコーン１の凸状表面は、偏光
子コーティング２で覆われている。研磨したコーンの直
径は、光束を全体としてとらえることができるようなも
のであって、典型的な値は約１ｍｍである。開き角の寸
法はコーンの軸に平行にコーンに入る光によって、偏光
子コーティング２の偏光特性が有効となり、異なる偏光
値をコーン１を備えたユニットを形成する検出器３に割
り当てることを可能とするように設定する。一般に、開
き角は多層系のパラメータによって決定される。
【００２８】好ましい実施例において、コーンは石英ガ
ラス製であり、屈折率は１．４６、基部の角度は４０な
いし６０度、高さは２ｍｍ、外径は３．３５ｍｍであ
る。
ラス製であり、屈折率は１．４６、基部の角度は４０な
いし６０度、高さは２ｍｍ、外径は３．３５ｍｍであ
る。
【００２９】偏光子コーティング２は透明薄膜層の多層
系からなる。コーン偏光子の基本原理は、一連の板状偏
光子を示している図２から理解されよう。光は入射放射
線に対してブルースター角で傾斜している一連のプレー
トを透過することによって偏光される。これは”Pile o
f Plate Polarizer" e. g. A. Elliot他、J. Opt. Soc.
Am. 38, 212, 1948という文献において周知である。
系からなる。コーン偏光子の基本原理は、一連の板状偏
光子を示している図２から理解されよう。光は入射放射
線に対してブルースター角で傾斜している一連のプレー
トを透過することによって偏光される。これは”Pile o
f Plate Polarizer" e. g. A. Elliot他、J. Opt. Soc.
Am. 38, 212, 1948という文献において周知である。
【００３０】一連の板状偏光子は薄膜偏光子の系によっ
て実現できる。１０，０００：１を超える高い偏光度を
達成するためには、コーン１の凸状表面における薄膜系
の構成要素に対する屈折率ｎに大きな差がある必要があ
り、これは薄膜系が高い屈折率および低い屈折率を有す
る層を交互に示すことを意味する。
て実現できる。１０，０００：１を超える高い偏光度を
達成するためには、コーン１の凸状表面における薄膜系
の構成要素に対する屈折率ｎに大きな差がある必要があ
り、これは薄膜系が高い屈折率および低い屈折率を有す
る層を交互に示すことを意味する。
【００３１】適当な材料は低屈折率材料としてフッ化マ
グネシウムまたは酸化ケイ素であり、高屈折率材料とし
て酸化チタンまたは酸化ジルコンである。
グネシウムまたは酸化ケイ素であり、高屈折率材料とし
て酸化チタンまたは酸化ジルコンである。
【００３２】凸状表面のコーティングはスパッタリング
や蒸着などの従来のコーティング方法によって行うこと
ができる。
や蒸着などの従来のコーティング方法によって行うこと
ができる。
【００３３】好ましい実施例において、屈折率ｎ＝２．
４６のＴｉＯ2およびｎ＝１．３８のＭｇＦ2を選択し
た。これらの材料は、光学厚さを監視しながら同一のチ
ェンバ内で蒸着することができる。
４６のＴｉＯ2およびｎ＝１．３８のＭｇＦ2を選択し
た。これらの材料は、光学厚さを監視しながら同一のチ
ェンバ内で蒸着することができる。
【００３４】層が２０層の類似した系の光学的応答が、
コーン上の多層系の薄膜の測定された透過率Ｔｐおよび
偏光度Ｐを示している図９からわかる。ＴｉＯ2層の厚
さは６０．５ｎｍであり、ＭｇＦ2層の厚さは１１６．
２ｎｍである。この系は１０、０００：１超の偏光度を
もたらす。フィルム系の設計に関してさらに最適化を行
うことが可能である。
コーン上の多層系の薄膜の測定された透過率Ｔｐおよび
偏光度Ｐを示している図９からわかる。ＴｉＯ2層の厚
さは６０．５ｎｍであり、ＭｇＦ2層の厚さは１１６．
２ｎｍである。この系は１０、０００：１超の偏光度を
もたらす。フィルム系の設計に関してさらに最適化を行
うことが可能である。
【００３５】その基部表面に関して、コーティング・コ
ーン１を調節し、検出器３上に取り付け、円形構成は同
一直径を有している。検出器は同一サイズのＮ個の感光
セクタに分割される。コーン１は異なる偏光値をセクタ
に割り当てる。コーン１は偏光子コーティング２および
取り付けられた検出器３とともに、マイクロ偏光計を形
成する。
ーン１を調節し、検出器３上に取り付け、円形構成は同
一直径を有している。検出器は同一サイズのＮ個の感光
セクタに分割される。コーン１は異なる偏光値をセクタ
に割り当てる。コーン１は偏光子コーティング２および
取り付けられた検出器３とともに、マイクロ偏光計を形
成する。
【００３６】検出器はシリコン・プレーナ技術などの周
知の最新技術によって作成できる。固定は透明接着剤に
よる接着ないし糊付けによって行うことができる。接着
剤およびコーンの屈折率は、コーン１の表面と検出器３
の間の干渉を避けるために対応した値を有していなけれ
ばならない。
知の最新技術によって作成できる。固定は透明接着剤に
よる接着ないし糊付けによって行うことができる。接着
剤およびコーンの屈折率は、コーン１の表面と検出器３
の間の干渉を避けるために対応した値を有していなけれ
ばならない。
【００３７】マイクロ偏光計の原理とコーンと検出器の
間の相対的な構成を図３に示す。検査対象の光はコーン
軸に平行にコーンに進入する。偏光楕円の空間位置およ
び向きにしたがって、異なる量の光がコーンから検出器
のＮ個の感光性セクタ上へ通過する。偶数個の感光領域
の場合、検出器の向かい合った２つのセクタが常に冗長
なものであり、偏光楕円の同一の異なる個所を統合する
ことになる。したがって、セクタの数は楕円パラメータ
の決定を可能とするため、少なくとも６個でなければな
らない。精度を上げるには、より多くのセクタが必要で
ある。しかしながら、セクタの数はセクタの間のバーの
幅に対する感光セクタ領域の比率によって制限される。
各セクタは個別に読取り可能でなければならない。
間の相対的な構成を図３に示す。検査対象の光はコーン
軸に平行にコーンに進入する。偏光楕円の空間位置およ
び向きにしたがって、異なる量の光がコーンから検出器
のＮ個の感光性セクタ上へ通過する。偶数個の感光領域
の場合、検出器の向かい合った２つのセクタが常に冗長
なものであり、偏光楕円の同一の異なる個所を統合する
ことになる。したがって、セクタの数は楕円パラメータ
の決定を可能とするため、少なくとも６個でなければな
らない。精度を上げるには、より多くのセクタが必要で
ある。しかしながら、セクタの数はセクタの間のバーの
幅に対する感光セクタ領域の比率によって制限される。
各セクタは個別に読取り可能でなければならない。
【００３８】レーザなどの光発生手段のビーム直径より
も小さい通常０．５ｍｍないし１．５ｍｍというマイク
ロ偏光計の入力領域の直径は、検出器の個々のセクタの
平行読取りと、測定データのコンピュータによる他の処
理を可能とする。
も小さい通常０．５ｍｍないし１．５ｍｍというマイク
ロ偏光計の入力領域の直径は、検出器の個々のセクタの
平行読取りと、測定データのコンピュータによる他の処
理を可能とする。
【００３９】好ましい実施例において、検出器は光電検
出器であり、同一面積の１６のセクタで完全な円を形成
している。他の実施例において、６４の感光セクタを有
している。
出器であり、同一面積の１６のセクタで完全な円を形成
している。他の実施例において、６４の感光セクタを有
している。
【００４０】測定される量は単一の検出器表面に対応し
ているセクタ要素によって検出される出力Ｐiである。
これは次のようにして計算できる。入来光の偏光解析パ
ラメータの計算に、Ｎ個の信号を使用する。通常、検出
器はＮ個の非感光領域によって分離されたＮ個の感光領
域Ｓを含んでいる。Ｓは所与のセクタの角度幅および角
度位置Ｃiを与える。
ているセクタ要素によって検出される出力Ｐiである。
これは次のようにして計算できる。入来光の偏光解析パ
ラメータの計算に、Ｎ個の信号を使用する。通常、検出
器はＮ個の非感光領域によって分離されたＮ個の感光領
域Ｓを含んでいる。Ｓは所与のセクタの角度幅および角
度位置Ｃiを与える。
【００４１】偏光解析パラメータΔおよびΨは次の関係
式によって測定データＰiから計算できる。
式によって測定データＰiから計算できる。
【数１】
【００４２】ｍiは要素当たりの輝度Ｐiの測定値から得
ることができる。
ることができる。
【数２】
【００４３】円形構成の検出器３の環境領域の数が偶数
で互いに向かい合っている場合、これらはコーン１が割
り当てたまったく同一の偏光を検出するのであるから、
冗長なものである。したがって、光がコーンの光軸へ正
確に入射したとき、信号の対称性が保証される。
で互いに向かい合っている場合、これらはコーン１が割
り当てたまったく同一の偏光を検出するのであるから、
冗長なものである。したがって、光がコーンの光軸へ正
確に入射したとき、信号の対称性が保証される。
【００４４】信号のこの対称性には、調節のために他の
手段を特に設ける必要がなく、簡単な方法でマイクロ偏
光計を調節するために使用できるという利点を有してい
る。それ故、セクタの冗長性は測定精度を高めるだけで
なく、マイクロ偏光計の調節を大幅に簡素化することが
できる。
手段を特に設ける必要がなく、簡単な方法でマイクロ偏
光計を調節するために使用できるという利点を有してい
る。それ故、セクタの冗長性は測定精度を高めるだけで
なく、マイクロ偏光計の調節を大幅に簡素化することが
できる。
【００４５】対向するセクタにおいて信号が対称となる
まで、たとえば、ステッピング・モータや圧電アクチュ
エータなどの手段によって、調節を自動的に行うことが
できる。
まで、たとえば、ステッピング・モータや圧電アクチュ
エータなどの手段によって、調節を自動的に行うことが
できる。
【００４６】連続的に回転する単一の偏光要素を、小型
の固定偏光セクタのアレイと置き換えることによって、
マイクロ偏光計の応答時間を大幅に短縮することができ
る。反射ビームの中心に配置された固定セクタが、単一
の回転要素によって偏光状態を順次検出する代わりに、
偏光状態を同時に解析する。各セクタは単一の光電検出
器に接続されており、電気的な読取りによって、偏光に
関する完全な情報がデータをさらに減少させるためにコ
ンピュータへ迅速に伝送される。
の固定偏光セクタのアレイと置き換えることによって、
マイクロ偏光計の応答時間を大幅に短縮することができ
る。反射ビームの中心に配置された固定セクタが、単一
の回転要素によって偏光状態を順次検出する代わりに、
偏光状態を同時に解析する。各セクタは単一の光電検出
器に接続されており、電気的な読取りによって、偏光に
関する完全な情報がデータをさらに減少させるためにコ
ンピュータへ迅速に伝送される。
【００４７】このような偏光計によりあらゆる機械的運
動が回避されるので、廉価で、しかも小型なセンサ・シ
ステムが提供される。
動が回避されるので、廉価で、しかも小型なセンサ・シ
ステムが提供される。
【００４８】マイクロ偏光計の他の実施例においては、
透明なコーン１の代わりに、検出器３のＮ個のセクタは
金属のグリッド４を含んでいる。放射線の波長がグリッ
ドの間隔の約１０倍より大きな値である限り、平行な金
属線のグリッドが放射線の一方の偏光を反射するととも
に、他方を透過することは周知である。グリッド偏光子
のこの基本的原理は図４に示されており、また理論の研
究はJ. P. Auton, Applied Optics 6, 1023-1027, 1967
年に記載されている。
透明なコーン１の代わりに、検出器３のＮ個のセクタは
金属のグリッド４を含んでいる。放射線の波長がグリッ
ドの間隔の約１０倍より大きな値である限り、平行な金
属線のグリッドが放射線の一方の偏光を反射するととも
に、他方を透過することは周知である。グリッド偏光子
のこの基本的原理は図４に示されており、また理論の研
究はJ. P. Auton, Applied Optics 6, 1023-1027, 1967
年に記載されている。
【００４９】これらのグリッドは電子ビーム・パターン
発生器を用いて検出器のレジストで覆われたセクタに直
接書き込むか、あるいは、たとえば、リフトオフ技法を
含むマイクロリソグラフィ方法によって作成するのが好
ましい。したがって、コーン１および検出器３を調節す
るステップならびにこれらの部品をマイクロ偏光計に組
み込むステップは排除される。グリッド検出器を製造す
るのに考えられる方法の１つは、活性検出器領域をＡｌ
またはＣｒの薄い金属層でコーティングし、電子ビーム
・レジストを蒸着し、グリッド構造をレジストへ直接書
き込み、レジストを現像し、エッチングによって好まし
くない金属ストライプを除去することからなる。
発生器を用いて検出器のレジストで覆われたセクタに直
接書き込むか、あるいは、たとえば、リフトオフ技法を
含むマイクロリソグラフィ方法によって作成するのが好
ましい。したがって、コーン１および検出器３を調節す
るステップならびにこれらの部品をマイクロ偏光計に組
み込むステップは排除される。グリッド検出器を製造す
るのに考えられる方法の１つは、活性検出器領域をＡｌ
またはＣｒの薄い金属層でコーティングし、電子ビーム
・レジストを蒸着し、グリッド構造をレジストへ直接書
き込み、レジストを現像し、エッチングによって好まし
くない金属ストライプを除去することからなる。
【００５０】グリッド４の方向は２π／Ｎずつセクタご
とに変化する。グリッド・パラメータｄ、ｂおよびｈを
図５に示す。金属グリッドは約λ／１０のグリッド定数
を有していなければならない。これは可視スペクトル領
域の用途に対して約５０−１００ｎｍである。
とに変化する。グリッド・パラメータｄ、ｂおよびｈを
図５に示す。金属グリッドは約λ／１０のグリッド定数
を有していなければならない。これは可視スペクトル領
域の用途に対して約５０−１００ｎｍである。
【００５１】高い偏光度および高い透過率を得るために
は、λ／ｄの比率は５より大きくなければならず、また
ｂ／ｄの比率は約０．５でなければならない。グリッド
定数／λの比率は約１：１でなければならない。
は、λ／ｄの比率は５より大きくなければならず、また
ｂ／ｄの比率は約０．５でなければならない。グリッド
定数／λの比率は約１：１でなければならない。
【００５２】従来、この偏光子は常に、波長が１０μｍ
超の赤外線で使用されていた。λ＝６７０ｎｍの可視ス
ペクトル領域に対する好ましい実施例において、グリッ
ドはｄ＝１００ｎｍ、ｂ＝５０ｎｍおよびｈ＝１００ｎ
ｍのＡｌまたはＣｒ製である。図１０はグリッド偏光子
に対する透過率Ｔと偏光度Ｐの計算された曲線を示す。
超の赤外線で使用されていた。λ＝６７０ｎｍの可視ス
ペクトル領域に対する好ましい実施例において、グリッ
ドはｄ＝１００ｎｍ、ｂ＝５０ｎｍおよびｈ＝１００ｎ
ｍのＡｌまたはＣｒ製である。図１０はグリッド偏光子
に対する透過率Ｔと偏光度Ｐの計算された曲線を示す。
【００５３】他の実施例においては、コーン１の代わり
に、Ｎ個のセクタの検出器３が図６に示すように導波管
５を含んでいる。信号強度を高めるためには、検出器の
表面を、検出器の表面に垂直に配置されている導波管に
よって密閉し、導波管の軸をマイクロ偏光計の光軸にほ
ぼ平行におく。導波管の方向は、図４の実施例の金属グ
リッドの方向の変化と同様に、Ｎ／２πずつセクタごと
に異なっている。
に、Ｎ個のセクタの検出器３が図６に示すように導波管
５を含んでいる。信号強度を高めるためには、検出器の
表面を、検出器の表面に垂直に配置されている導波管に
よって密閉し、導波管の軸をマイクロ偏光計の光軸にほ
ぼ平行におく。導波管の方向は、図４の実施例の金属グ
リッドの方向の変化と同様に、Ｎ／２πずつセクタごと
に異なっている。
【００５４】導波管の機能はストリップ導波管のＴＭモ
ードの選択的ダンピングの周知の原理に基づくものであ
り、この導波管は、たとえば、W. Karthe, R. Mueller
"Integrierte Optik,"Akademische Verlagagesellscha
ft Geest und Portig, Leipzig, 1991に記載されている
ような表面プラズマの励起による適切な金属の層によっ
て覆われている。
ードの選択的ダンピングの周知の原理に基づくものであ
り、この導波管は、たとえば、W. Karthe, R. Mueller
"Integrierte Optik,"Akademische Verlagagesellscha
ft Geest und Portig, Leipzig, 1991に記載されている
ような表面プラズマの励起による適切な金属の層によっ
て覆われている。
【００５５】導波管アレイの生産は、W. Ehrfeld, D. M
{nchmeyer, "Three-dimensional microfabrication usi
ng synchrotron radiation," Nucl. Instr. and Meth.
A303, North Holland, pp. 523, 1991に記載されている
ＬＩＧＡ技法によって達成される。この技法により、金
属マイナス形の導波管アレイが生産され、ＰＮＭＡなど
の透明な重合体を射出成形することによって、検出器の
基本構造を作成できるようになる。
{nchmeyer, "Three-dimensional microfabrication usi
ng synchrotron radiation," Nucl. Instr. and Meth.
A303, North Holland, pp. 523, 1991に記載されている
ＬＩＧＡ技法によって達成される。この技法により、金
属マイナス形の導波管アレイが生産され、ＰＮＭＡなど
の透明な重合体を射出成形することによって、検出器の
基本構造を作成できるようになる。
【００５６】次いで、導波管の側面は気体または液層か
らフッ化することによって、低屈折率の緩衝層で覆われ
る。この場合、緩衝層の蒸着によるコーティングは、導
波管が密着しているため、行うことはできない。次のス
テップは蒸着および亜鉛めっきによる表面プラズマ活性
材料を用いた金属皮膜形成である。同一ウェハ上にバッ
チ・モードのプロセスによって導波管アレイを研磨した
後、分離し、検出器に接着する。
らフッ化することによって、低屈折率の緩衝層で覆われ
る。この場合、緩衝層の蒸着によるコーティングは、導
波管が密着しているため、行うことはできない。次のス
テップは蒸着および亜鉛めっきによる表面プラズマ活性
材料を用いた金属皮膜形成である。同一ウェハ上にバッ
チ・モードのプロセスによって導波管アレイを研磨した
後、分離し、検出器に接着する。
【００５７】図７はマイクロ偏光解析計システムで可能
なセットアップの例を示す。システムのさまざまな部品
は、マイクロ光学テーブル６上で組み立てられる。この
テーブルは精度が０．０２ｍｍ超のＣＮＣフライス盤で
加工できる。マイクロ光学テーブル６は偏光解析計の要
素を互いに関して必要とされる精度で配置し、これによ
ってビーム路を、また特にサンプル９への入射角度を画
定する。サンプル９によって反射されるビームが検出器
１４へその光軸で進入したとき、希望する入射角が達成
される。サンプルの調整は手動により、あるいはステッ
プ・モータや圧電素子などの適当な要素を使用して行わ
れる。
なセットアップの例を示す。システムのさまざまな部品
は、マイクロ光学テーブル６上で組み立てられる。この
テーブルは精度が０．０２ｍｍ超のＣＮＣフライス盤で
加工できる。マイクロ光学テーブル６は偏光解析計の要
素を互いに関して必要とされる精度で配置し、これによ
ってビーム路を、また特にサンプル９への入射角度を画
定する。サンプル９によって反射されるビームが検出器
１４へその光軸で進入したとき、希望する入射角が達成
される。サンプルの調整は手動により、あるいはステッ
プ・モータや圧電素子などの適当な要素を使用して行わ
れる。
【００５８】マイクロ光学テーブル６の大体の寸法は長
さ＝５０ｍｍ、高さ＝４５ｍｍ、幅＝１０ｍｍである。
さ＝５０ｍｍ、高さ＝４５ｍｍ、幅＝１０ｍｍである。
【００５９】マイクロ偏光解析計のその他の要素は光を
平行とするためのＧＲＩＮレンズなどの手段７、偏光を
行うための偏光キューブなどの手段８、サンプル９によ
る光１０の反射後の偏光度を検出するための手段１４で
ある。検出手段１４は上述の実施例の１つのマイクロ偏
光計である。
平行とするためのＧＲＩＮレンズなどの手段７、偏光を
行うための偏光キューブなどの手段８、サンプル９によ
る光１０の反射後の偏光度を検出するための手段１４で
ある。検出手段１４は上述の実施例の１つのマイクロ偏
光計である。
【００６０】レーザまたは強力なＬＥＤであることが好
ましい光発生手段１１は、単色で、平行で、扇形の偏光
である。
ましい光発生手段１１は、単色で、平行で、扇形の偏光
である。
【００６１】この光はマルチモードまたはモノモードの
ファイバなどのガイド手段１２によってマイクロ光学テ
ーブル６へ導かれる。ファイバはＬＩＣＡ特製のファイ
バ結合インサートによってマイクロセンサに固定したも
のであってもよい。
ファイバなどのガイド手段１２によってマイクロ光学テ
ーブル６へ導かれる。ファイバはＬＩＣＡ特製のファイ
バ結合インサートによってマイクロセンサに固定したも
のであってもよい。
【００６２】マイクロ偏光解析計システムのこのセット
アップはそれぞれの層形成ステップ直後のプロセス・ラ
インで使用するのに適した、きわめてコンパクトで、小
型のセンサをもたらす。これには薄膜診断およびＶＬＳ
Ｉ技術を含む広範囲にわたる用途がある。
アップはそれぞれの層形成ステップ直後のプロセス・ラ
インで使用するのに適した、きわめてコンパクトで、小
型のセンサをもたらす。これには薄膜診断およびＶＬＳ
Ｉ技術を含む広範囲にわたる用途がある。
【００６３】この設計により、レーザ１１をマイクロ光
学テーブルおよびコンパクトなマイクロセンサ・システ
ムの外部に保持しておくことができる。
学テーブルおよびコンパクトなマイクロセンサ・システ
ムの外部に保持しておくことができる。
【００６４】この特徴の利点の１つは、レーザが故障し
た場合、マイクロセンサ自体を妨げることなくレーザを
交換でき、冷却の問題が生じないことである。
た場合、マイクロセンサ自体を妨げることなくレーザを
交換でき、冷却の問題が生じないことである。
【００６５】他の実施例において、光発生手段１１をマ
イクロセンサ内に組み込むことができる。
イクロセンサ内に組み込むことができる。
【００６６】上述したセンサによって、偏光楕円の向き
および形状を決定することができる。これは薄膜検査の
ほとんどの用途で十分なものである。楕円形の偏光を簡
単に得るためには、セットアップを図８に示すように改
変する必要がある。
および形状を決定することができる。これは薄膜検査の
ほとんどの用途で十分なものである。楕円形の偏光を簡
単に得るためには、セットアップを図８に示すように改
変する必要がある。
【００６７】位相シフト・ビーム・スプリッタ１３また
はフェーズ・シフタを後につけたビーム・スプリッタ
を、サンプル９後方のビーム路へ導入し、サンプルによ
って反射された光をλ／４板または同等な位相シフト要
素によって、検出のための第２の手段１５へ送る。検出
のための第２手段１５は上述した実施例の１つのマイク
ロ偏光計であることが好ましい。このセットアップはマ
イクロセンサの大きさを大幅に偏光せずに、個々の測定
の数を２倍にすることを可能とする。
はフェーズ・シフタを後につけたビーム・スプリッタ
を、サンプル９後方のビーム路へ導入し、サンプルによ
って反射された光をλ／４板または同等な位相シフト要
素によって、検出のための第２の手段１５へ送る。検出
のための第２手段１５は上述した実施例の１つのマイク
ロ偏光計であることが好ましい。このセットアップはマ
イクロセンサの大きさを大幅に偏光せずに、個々の測定
の数を２倍にすることを可能とする。
【００６８】さらに、偏光楕円の絶対位相を、回転検光
子要素だけを含んでいる測定ツールでは行えないこのセ
ットアップによって決定することができる。
子要素だけを含んでいる測定ツールでは行えないこのセ
ットアップによって決定することができる。
【００６９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００７０】（１）ユニットを形成する検光子と検出器
とからなるマイクロ偏光計において、前記検出器が円形
構成のＮ個のセクタを有しており、前記検光子が該セク
タに異なる偏光値を割り当てることを特徴とするマイク
ロ偏光計。 （２）前記検光子が凸状表面に偏光子コーティングを備
え、かつ基部表面に前記検出器を備えている透明なコー
ンであり、前記偏光コーティングが透明な薄膜の多層系
からなっていることを特徴とする上記（１）に記載のマ
イクロ偏光計。 （３）前記透明薄膜層の屈折率が交互に相違することを
特徴とする請求項２に記載のマイクロ偏光計。 （４）前記透明薄層が一酸化チタン、一酸化ジルコン、
フッ化マグネシウム、および酸化ケイ素からなる材料か
ら形成され、前記透明コーンがガラスまたは石英ガラス
から形成されていることを特徴とする上記（２）または
（３）のいずれか１項に記載のマイクロ偏光計。 （５）前記検出器が円形構成の偶数個のセクタを有して
おり、対向するセクタにおける信号の対称性を光軸に関
するセンサの調節に使用できることを特徴とする上記
（１）ないし（４）のいずれか１項に記載のマイクロ偏
光計。 （６）互いに向かい合っている前記セクタの２つが同一
の偏光を検出することを特徴とする上記（１）ないし
（５）のいずれか１項に記載のマイクロ偏光計。 （７）前記検出器がマルチセクタ光電検出器からなって
いることを特徴とする上記（１）ないし（６）のいずれ
か１項に記載のマイクロ偏光計。 （８）前記検出器の前記Ｎ個のセクタが金属グリッドを
含んでおり、該グリッドの方向が２π／Ｎずつセクタご
とに変わり、前記グリッドが約λ／１０のグリッド定数
を有していることを特徴とする上記（１）に記載のマイ
クロ偏光計。 （９）前記検出器の前記Ｎ個のセクタが導波管を含んで
おり、該導波管の方向が２π／Ｎずつセクタごとに変わ
り、前記導波管の軸が前記マイクロ偏光計の光軸にほぼ
平行になっていることを特徴とする上記（１）に記載の
マイクロ偏光計。 （１０）ビームの偏光状態の検出、パルス・レーザの偏
光特性の測定、光学装置の特性に応じた偏光の診断、ま
たは光学的活性材料の解析のための測定装置として使用
される、上記（１）ないし（９）のいずれか１項に記載
のマイクロ偏光計からなる偏光子システム。 （１１）マイクロ光学テーブル上に配置された光発生手
段からの光を平行とするための手段と、光を偏光するた
めの手段と、サンプルからの光の反射後に偏光の変化を
検出するための第１手段とからなるマイクロ偏光解析計
システム。 （１２）前記マイクロ光学テーブル上に配置された単色
光を発生するための手段と、前記マイクロ光学テーブル
へ光を導くための手段とをさらに含んでいる上記（１
１）に記載のマイクロ偏光解析計システム。 （１３）前記マイクロ光学テーブル上に配置された位相
シフト・ビーム・スプリッタまたはフェーズ・シフタの
ついたビーム・スプリッタと、サンプルからの光の反射
後に偏光の変化を検出するための第２手段とをさらに含
んでおり、前記ビーム・スプリッタが前記サンプルから
反射された前記光を検出用の前記第２手段へ送るように
前記サンプルの後方に配置されていることを特徴とする
上記（１１）または（１２）のいずれか１項に記載のマ
イクロ偏光解析計システム。 （１４）検出用の前記第１手段と第２手段が上記（１）
ないし（９）のいずれか１項に記載のマイクロ偏光計か
らなっていることを特徴とする上記（１１）ないし（１
３）のいずれか１項に記載のマイクロ偏光解析計システ
ム。 （１５）上記（１１）ないし（１４）のいずれか１項に
記載のマイクロ偏光解析計システムを使用して薄膜の特
性を測定する方法において、前記マイクロセンサ・シス
テムに対して所望の位置になるようにサンプルを調節
し、偏光光を前記サンプルへ導き、前記サンプルから反
射された光を検出用の前記手段によって検出し、前記反
射光の偏光および輝度を決定するステップからなり、前
記反射光が検出用の前記手段の軸に平行に検出用の前記
手段に進入するような態様で、前記マイクロ偏光解析計
システムを調節することを特徴とする薄膜の特性を測定
するための方法。
とからなるマイクロ偏光計において、前記検出器が円形
構成のＮ個のセクタを有しており、前記検光子が該セク
タに異なる偏光値を割り当てることを特徴とするマイク
ロ偏光計。 （２）前記検光子が凸状表面に偏光子コーティングを備
え、かつ基部表面に前記検出器を備えている透明なコー
ンであり、前記偏光コーティングが透明な薄膜の多層系
からなっていることを特徴とする上記（１）に記載のマ
イクロ偏光計。 （３）前記透明薄膜層の屈折率が交互に相違することを
特徴とする請求項２に記載のマイクロ偏光計。 （４）前記透明薄層が一酸化チタン、一酸化ジルコン、
フッ化マグネシウム、および酸化ケイ素からなる材料か
ら形成され、前記透明コーンがガラスまたは石英ガラス
から形成されていることを特徴とする上記（２）または
（３）のいずれか１項に記載のマイクロ偏光計。 （５）前記検出器が円形構成の偶数個のセクタを有して
おり、対向するセクタにおける信号の対称性を光軸に関
するセンサの調節に使用できることを特徴とする上記
（１）ないし（４）のいずれか１項に記載のマイクロ偏
光計。 （６）互いに向かい合っている前記セクタの２つが同一
の偏光を検出することを特徴とする上記（１）ないし
（５）のいずれか１項に記載のマイクロ偏光計。 （７）前記検出器がマルチセクタ光電検出器からなって
いることを特徴とする上記（１）ないし（６）のいずれ
か１項に記載のマイクロ偏光計。 （８）前記検出器の前記Ｎ個のセクタが金属グリッドを
含んでおり、該グリッドの方向が２π／Ｎずつセクタご
とに変わり、前記グリッドが約λ／１０のグリッド定数
を有していることを特徴とする上記（１）に記載のマイ
クロ偏光計。 （９）前記検出器の前記Ｎ個のセクタが導波管を含んで
おり、該導波管の方向が２π／Ｎずつセクタごとに変わ
り、前記導波管の軸が前記マイクロ偏光計の光軸にほぼ
平行になっていることを特徴とする上記（１）に記載の
マイクロ偏光計。 （１０）ビームの偏光状態の検出、パルス・レーザの偏
光特性の測定、光学装置の特性に応じた偏光の診断、ま
たは光学的活性材料の解析のための測定装置として使用
される、上記（１）ないし（９）のいずれか１項に記載
のマイクロ偏光計からなる偏光子システム。 （１１）マイクロ光学テーブル上に配置された光発生手
段からの光を平行とするための手段と、光を偏光するた
めの手段と、サンプルからの光の反射後に偏光の変化を
検出するための第１手段とからなるマイクロ偏光解析計
システム。 （１２）前記マイクロ光学テーブル上に配置された単色
光を発生するための手段と、前記マイクロ光学テーブル
へ光を導くための手段とをさらに含んでいる上記（１
１）に記載のマイクロ偏光解析計システム。 （１３）前記マイクロ光学テーブル上に配置された位相
シフト・ビーム・スプリッタまたはフェーズ・シフタの
ついたビーム・スプリッタと、サンプルからの光の反射
後に偏光の変化を検出するための第２手段とをさらに含
んでおり、前記ビーム・スプリッタが前記サンプルから
反射された前記光を検出用の前記第２手段へ送るように
前記サンプルの後方に配置されていることを特徴とする
上記（１１）または（１２）のいずれか１項に記載のマ
イクロ偏光解析計システム。 （１４）検出用の前記第１手段と第２手段が上記（１）
ないし（９）のいずれか１項に記載のマイクロ偏光計か
らなっていることを特徴とする上記（１１）ないし（１
３）のいずれか１項に記載のマイクロ偏光解析計システ
ム。 （１５）上記（１１）ないし（１４）のいずれか１項に
記載のマイクロ偏光解析計システムを使用して薄膜の特
性を測定する方法において、前記マイクロセンサ・シス
テムに対して所望の位置になるようにサンプルを調節
し、偏光光を前記サンプルへ導き、前記サンプルから反
射された光を検出用の前記手段によって検出し、前記反
射光の偏光および輝度を決定するステップからなり、前
記反射光が検出用の前記手段の軸に平行に検出用の前記
手段に進入するような態様で、前記マイクロ偏光解析計
システムを調節することを特徴とする薄膜の特性を測定
するための方法。
【００７１】このように本発明では、機械的な運動を抑
えながら簡単な構成で、操作が容易で、かつ高い測定精
度で薄膜を測定することができる。
えながら簡単な構成で、操作が容易で、かつ高い測定精
度で薄膜を測定することができる。
【図１】マイクロ偏光計の好ましい実施例の図である。
【図２】一連の板状偏光子の図である。
【図３】マイクロ偏光計の原理およびコーンと検出器の
相対構成を示す断面図である。
相対構成を示す断面図である。
【図４】マイクロ偏光計の他の好ましい実施例であるグ
リッド偏光子の原理を示す図である。
リッド偏光子の原理を示す図である。
【図５】グリッド偏光計の概略図である。
【図６】導波管を含んでいる検出器のＮ個のセクタのい
くつかを示す図である。
くつかを示す図である。
【図７】マイクロセンサ・システムで考えられるセット
アップの例を示す図である。
アップの例を示す図である。
【図８】マクロセンサ・システムで考えられる他のセッ
トアップの例を示す図である。
トアップの例を示す図である。
【図９】測定したコーン上の薄膜の多層系の透過率と偏
光度の図である。
光度の図である。
【図１０】透過率と偏光度の計算した曲線を示すグリッ
ド偏光計のシミュレーションを示す図である。
ド偏光計のシミュレーションを示す図である。
１ コーン（検光子） ２ 偏光子コーティング ３ 検出器 ４ グリッド ５ 導波管 ６ マイクロ光学テーブル ７ 光を平行とする手段 ８ 偏光手段 ９ サンプル １１ 光発生手段、単色光発生手段 １２ 位相シフト・ビーム・スプリッタ １４ 偏光の変化を検出するための第１の手段 １５ 偏光の変化を検出するための第２の手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エッケハルト・キーファー ドイツ71120 グラフェンナウ１ ラント ハウストラーセ 16 (72)発明者 ミハエル・アブラハム ドイツ55239 マインツ アム・カウボル ン ５ (72)発明者 ベルント・ステンカンプ ドイツ55129 マインツ アム・シンネル グラーベン 38 (72)発明者 ウォルフガング・エールフェルト ドイツ55116 マインツ ヴァイスリリー ンガッセ ３ (72)発明者 トーマス・ツェーテーラー ドイツ55270 シュヴァンベンヘルム シ ャンボール・ミュジッヒニ・ストラーセ ２
Claims (15)
- 【請求項１】ユニットを形成する検光子と検出器とから
なるマイクロ偏光計において、 前記検出器が円形構成のＮ個のセクタを有しており、前
記検光子が該セクタに異なる偏光値を割り当てることを
特徴とするマイクロ偏光計。 - 【請求項２】前記検光子が凸状表面に偏光子コーティン
グを備え、かつ基部表面に前記検出器を備えている透明
なコーンであり、 前記偏光コーティングが透明な薄膜の多層系からなって
いることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ偏光
計。 - 【請求項３】前記透明薄膜層の屈折率が交互に相違する
ことを特徴とする請求項２に記載のマイクロ偏光計。 - 【請求項４】前記透明薄層が一酸化チタン、一酸化ジル
コン、フッ化マグネシウム、および酸化ケイ素からなる
材料から形成され、前記透明コーンがガラスまたは石英
ガラスから形成されていることを特徴とする請求項２ま
たは３のいずれか１項に記載のマイクロ偏光計。 - 【請求項５】前記検出器が円形構成の偶数個のセクタを
有しており、対向するセクタにおける信号の対称性を光
軸に関するセンサの調節に使用できることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のマイクロ偏光
計。 - 【請求項６】互いに向かい合っている前記セクタの２つ
が同一の偏光を検出することを特徴とする請求項１ない
し５のいずれか１項に記載のマイクロ偏光計。 - 【請求項７】前記検出器がマルチセクタ光電検出器から
なっていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれ
か１項に記載のマイクロ偏光計。 - 【請求項８】前記検出器の前記Ｎ個のセクタが金属グリ
ッドを含んでおり、該グリッドの方向が２π／Ｎずつセ
クタごとに変わり、前記グリッドが約λ／１０のグリッ
ド定数を有していることを特徴とする請求項１に記載の
マイクロ偏光計。 - 【請求項９】前記検出器の前記Ｎ個のセクタが導波管を
含んでおり、該導波管の方向が２π／Ｎずつセクタごと
に変わり、前記導波管の軸が前記マイクロ偏光計の光軸
にほぼ平行になっていることを特徴とする請求項１に記
載のマイクロ偏光計。 - 【請求項１０】ビームの偏光状態の検出、パルス・レー
ザの偏光特性の測定、光学装置の特性に応じた偏光の診
断、または光学的活性材料の解析のための測定装置とし
て使用される、請求項１ないし９のいずれか１項に記載
のマイクロ偏光計からなる偏光子システム。 - 【請求項１１】マイクロ光学テーブル上に配置された光
発生手段からの光を平行とするための手段と、 光を偏光するための手段と、 サンプルからの光の反射後に偏光の変化を検出するため
の第１手段とからなるマイクロ偏光解析計システム。 - 【請求項１２】前記マイクロ光学テーブル上に配置され
た単色光を発生するための手段と、 前記マイクロ光学テーブルへ光を導くための手段とをさ
らに含んでいる請求項１１に記載のマイクロ偏光解析計
システム。 - 【請求項１３】前記マイクロ光学テーブル上に配置され
た位相シフト・ビーム・スプリッタまたはフェーズ・シ
フタのついたビーム・スプリッタと、 サンプルからの光の反射後に偏光の変化を検出するため
の第２手段とをさらに含んでおり、 前記ビーム・スプリッタが前記サンプルから反射された
前記光を検出用の前記第２手段へ送るように前記サンプ
ルの後方に配置されていることを特徴とする請求項１１
または１２のいずれか１項に記載のマイクロ偏光解析計
システム。 - 【請求項１４】検出用の前記第１手段と第２手段が請求
項１ないし９のいずれか１項に記載のマイクロ偏光計か
らなっていることを特徴とする請求項１１ないし１３の
いずれか１項に記載のマイクロ偏光解析計システム。 - 【請求項１５】請求項１１ないし１４のいずれか１項に
記載のマイクロ偏光解析計システムを使用して薄膜の特
性を測定する方法において、 前記マイクロセンサ・システムに対して所望の位置にな
るようにサンプルを調節し、 偏光光を前記サンプルへ導き、 前記サンプルから反射された光を検出用の前記手段によ
って検出し、 前記反射光の偏光および輝度を決定するステップからな
り、 前記反射光が検出用の前記手段の軸に平行に検出用の前
記手段に進入するような態様で、前記マイクロ偏光解析
計システムを調節することを特徴とする薄膜の特性を測
定するための方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6328538A JP2654366B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | マイクロ偏光計及びマイクロ偏光計システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6328538A JP2654366B2 (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | マイクロ偏光計及びマイクロ偏光計システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| US10041836B2 (en) | 2013-01-14 | 2018-08-07 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Polarization measuring device, lithography apparatus, measuring arrangement, and method for polarization measurement |
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