KR100773022B1 - 측정 장치, 해석 장치, 엘립소미터 및 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 - Google Patents

측정 장치, 해석 장치, 엘립소미터 및 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 Download PDF

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가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼
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Abstract

엘립소미터는 시료의 어느 한 포인트에 대하여 제 1 분광기 및 제 2 분광기에서 측정을 행한다. 제 1 분광기의 측정 결과를 이용하여 해석을 행하는 동시에 제 2 분광기의 측정 결과를 이용하여 해석을 행하고, 제 2 분광기에 따른 해석 결과를 제 1 분광기에 따른 해석 결과에 근사하는 근사식을 산출한다. 시료의 나머지 포인트에 대해서는, 제 2 분광기에서 측정을 행하고, 그 결과를 이용한 해석의 결과를 근사식에 의거하여 보정한다.
엘립소미터, 분광 장치, 시료, 근사식

Description

측정 장치, 해석 장치, 엘립소미터 및 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체{MEASURING APPARATUS, ANALYZING APPARATUS, ELLIPSOMETER, AND COMPUTER READABLE MEDIUM INCLUDING COMPUTER PROGRAM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘립소미터의 전체 구성도.
도 2는 시료의 단면도.
도 3(a)는 시료에서 그리드의 형태를 나타내는 평면도이며, 도 3(b) 및 도 3(c)는 다른 그리드의 형태를 나타내는 평면도.
도 4는 제 1 분광기의 내부 구성을 나타내는 개략도.
도 5는 제 2 분광기의 내부 구성을 나타내는 개략도.
도 6은 엘립소미터를 이용한 해석 방법의 전체적인 처리 순서를 나타내는 제 1 순서도.
도 7은 막 두께 및 광학 정수를 구하는 처리에 대한 순서를 나타내는 제 2 순서도.
도 8은 본 발명의 측정 방법에 따른 처리 순서를 나타내는 제 3 순서도.
도 9는 본 발명에 따른 라만(Raman) 분광 장치의 개략적인 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엘립소미터 3 : 광조사기
4 : 스테이지 55a : 광취득기
7 : PEM 전환기 8b : 제 1 분광기
8 : 회절 격자 9 : 제 2 분광기
10 : 데이터 수용기 11 : 컴퓨터
11e : CPU 11f : 기억부
20 : 라만 분광 장치 S : 시료
Sa : 기판 Sc : 막층
t1 내지 tn : 포인트 P1 내지 P32 : 포토 멀티 플라이어
본 발명은 복수 장소에 대하여 상이한 방식으로 측정, 또는 측정과 해석을 행함으로써, 측정 등에 필요한 시간을 단축한 뒤 소요 정밀도의 결과를 얻을 수 있게 한 측정 방법, 해석 방법, 측정 장치, 해석 장치, 엘립소미터(E11ipsometer: 타원 편광 해석 장치) 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
종래, 하나의 시료에서 복수 장소를 측정할 경우, 동일 방식으로 각 장소를 순차적으로 측정하는 일이 많았다. 이 경우, 동일 방식으로 각 장소를 측정하기 때문에 각 장소마다의 측정 정밀도는 통상 동등해진다. 예를 들면, 시료에 편광된 광을 조사하고 반사된 광의 편광 상태를 엘립소미터로 측정할 경우, 시료의 각 장소에서의 측정 정밀도는 동일 정도가 된다.
또한, 하나의 시료에서 복수 장소의 측정 결과에 의거하여 각 장소의 물성을 해석하는 일도 있다. 이 경우도 동일한 해석 방법을 사용하면 각 장소마다의 해석 정밀도는 동등해진다. 예를 들면, 엘립소미터에 해석용 컴퓨터를 설치하여 박막을 갖는 시료의 막 두께, 굴절률 및 박막의 조성 등을 물성으로서 해석하는 일이 있다. 이러한 엘립소미터에서는, 시료에 따른 모델을 형성하고, 이 모델과 측정 결과를 비교 연산해서 각종 해석을 행하는 것이 존재하고 있다(일본국 특개2002-340789호 공보, 일본국 특개2002-340528호 공보 참조).
동일한 시료의 복수 장소를 고정밀도로 측정할 경우, 일반적으로 고정밀도의 측정은 시간을 필요로 하기 때문에 전체 장소의 측정에 장시간을 요하는 문제가 있다. 예를 들면, 엘립소미터로 시료의 50개 장소를 측정할 경우, 1 장소당 측정에 5분을 요하면, 250분 이상의 장시간을 측정에 필요로 하게 된다. 한편, 측정 시간을 단축하기 위해서 각 장소당 측정 시간을 단축하면 측정 정밀도가 저하할 경우가 있기 때문에 신뢰할 수 있는 측정 결과를 얻는 것이 곤란해질 수도 있다.
또한, 동일한 시료의 복수 장소를 고정밀도로 해석하는 경우도, 상기 설명한 측정시와 마찬가지로 해석에 요하는 시간이 매우 길다고 하는 문제가 있다. 예를 들면, 엘립소미터가 갖는 해석용 컴퓨터에서 각 장소마다 모델을 형성하여 측정 결과와 비교 연산하는데 10분을 필요로 할 경우, 시료의 50개 장소에 대하여 해석을 행하기 위해서는 합계 500분 이상을 요하게 된다. 또한, 해석에서도 각종 연산에 필요한 시간을 단축할 수도 있지만, 시간을 단축하면 해석 정밀도가 저하할 경우가 있기 때문에, 단시간의 해석 처리를 채용하는 것은 현실적으로 곤란하다고 간주되는 경향이다. 또한, 상기 설명한 각 문제는 측정 장소 및 해석 장소가 많을수록 현저해진다.
본 발명은, 이러한 문제를 고려하여 이루어진 것으로서, 상이한 방식의 측정을 조합함으로써 소요 정밀도의 측정 결과를 종래의 고정밀도 측정보다 단축된 측정 시간으로 얻을 수 있도록 한 측정 방법, 측정 장치, 엘립소미터 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상이한 방식의 측정에 더해서 상이한 방식에 의한 해석도 조합시킴으로써, 소요 정밀도의 해석 결과를 종래의 고정밀도의 해석 시간보다 단축해서 얻을 수 있도록 한 해석 방법, 해석 장치, 엘립소미터 및 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 제 1 측면에 따른 측정 방법은, 복수의 방식으로 측정할 수 있는 측정 장치에 의해 피측정재(被測定材)의 복수 장소에 대하여 피측정재의 물성을 측정하는 측정 방법으로서, 피측정재의 어느 한 장소에 대하여 물성의 측정을 행하는 제 1 스텝과, 상기 어느 한 장소에 대하여 상기 제 1 스텝에 따른 측정과 비교해서 단시간에 측정할 수 있는 방식으로 물성의 측정을 행하는 제 2 스텝과, 상기 제 2 스텝의 측정 결과를 상기 제 1 스텝의 측정 결과에 근사하는 근사식을 산출하는 제 3 스텝과, 나머지의 장소에 대하여 상기 제 2 스텝에 따른 방식으로 물성의 측정을 행하는 제 4 스텝과, 상기 제 4 스텝의 측정 결과를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 제 5 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 2 측면에 따른 측정 방법에서는, 복수의 방식으로 측정할 수 있는 측정 장치에 의해 피측정재의 복수 장소마다 광을 조사하고, 반사된 광의 상태 변화를 측정하는 측정 방법으로서, 피측정재의 어느 한 장소에 광을 조사해서 반사된 광의 상태 변화의 측정을 행하는 제 1 스텝과, 상기 어느 한 장소에 광을 조사해서 상기 제 1 스텝에 따른 측정과 비교해서 단시간에 측정할 수 있는 방식으로 반사된 광의 상태 변화의 측정을 행하는 제 2 스텝과, 상기 제 2 스텝의 측정 결과를 상기 제 1 스텝의 측정 결과에 근사하는 근사식을 산출하는 제 3 스텝과, 나머지의 장소에 광을 조사해서 상기 제 2 스텝에 따른 방식으로 반사된 광의 상태 변화의 측정을 행하는 제 4 스텝과, 상기 제 4 스텝의 측정 결과를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 제 5 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 3 측면에 따른 해석 방법에서는, 복수의 방식으로 측정 및 해석을 행할 수 있는 해석 장치에 의해 피해석재(被解析材)의 복수 장소에 대하여 피해석재의 물성을 측정하여, 피해석재를 해석하는 해석 방법으로서, 피해석재의 어느 한 장소에 대하여 물성의 측정을 행하는 제 1 스텝과, 상기 제 1 스텝의 측정 결과에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재의 해석을 행하는 제 2 스텝과, 상기 어느 한 장소에 대하여 상기 제 1 스텝에 따른 측정과 비교해서 단시간에 측정할 수 있는 방식으로 물성의 측정을 행하는 제 3 스텝과, 상기 제 3 스텝의 측정 결과에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 상기 제 2 스텝에 따른 해석과 비교해서 단시간에 해석할 수 있는 방식으로 피해석재의 해석을 행하는 제 4 스텝과, 상기 제 4 스텝의 해석 결과를 상기 제 2 스텝의 해석 결과에 근사하는 근사식을 산출하는 제 5 스텝과, 나머지의 장소에 대하여 상기 제 3 스텝에 따른 방식으로 물성의 측정을 행하는 제 6 스텝과, 상기 제 6 스텝의 측정 결과에 의거하여 상기 나머지의 장소에 대하여 상기 제 4 스텝에 따른 방식으로 피해석재의 해석을 행하는 제 7 스텝과, 상기 제 7 스텝의 해석 결과를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 제 8 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 4 측면에 따른 해석 방법에서는, 복수의 방식으로 측정 및 해석을 행할 수 있는 해석 장치에 의해 피해석재의 복수 장소에 대하여 피해석재의 물성을 측정하여, 피해석재를 해석하는 해석 방법으로서, 피해석재의 어느 한 장소에 대하여 물성의 측정을 행하는 제 1 스텝과, 피해석재의 물성에 따른 복수의 파라미터를 갖는 제 1 모델을 형성하는 제 2 스텝과, 상기 제 1 스텝의 측정 결과 및 상기 제 1 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 기준치를 산출하는 제 3 스텝과, 상기 어느 한 장소에 대하여 상기 제 1 스텝에 따른 측정과 비교해서 단시간에 측정할 수 있는 방식으로 물성의 측정을 행하는 제 4 스텝과, 상기 제 1 모델과 비교해서 파라미터의 수가 적은 제 2 모델을 형성하는 제 5 스텝과, 상기 제 4 스텝의 측정 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 1 해석치를 산출하는 제 6 스텝과, 상기 제 1 해석치를 상기 기준치에 근사하는 근사식을 산출하는 제 7 스텝과, 나머지의 장소에 대하여 상기 제 4 스텝에 따른 방식으로 물성의 측정을 행하는 제 8 스텝과, 상기 제 8 스텝의 측정 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 나머지의 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 2 해석치를 산출하는 제 9 스텝과, 상기 제 2 해석치를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 제 10 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 5 측면에 따른 해석 방법에서는, 복수의 방식으로 측정 및 해석을 행할 수 있는 해석 장치에 의해 피해석재의 복수 장소마다 광을 조사하고, 반사된 광의 상태 변화를 측정함으로써 피해석재를 해석하는 해석 방법으로서, 피해석재의 어느 한 장소에 광을 조사해서 반사된 광의 상태 변화의 측정을 행하는 제 1 스텝과, 피해석재의 물성에 따른 복수의 파라미터를 갖는 제 1 모델을 형성하는 제 2 스텝과, 상기 제 1 스텝의 측정 결과 및 상기 제 1 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 기준치를 산출하는 제 3 스텝과, 상기 어느 한 장소에 광을 조사해서 상기 제 1 스텝에 따른 측정과 비교해서 단시간에 측정할 수 있는 방식으로 반사된 광의 상태 변화의 측정을 행하는 제 4 스텝과, 상기 제 1 모델과 비교해서 파라미터의 수가 적은 제 2 모델을 형성하는 제 5 스텝과, 상기 제 4 스텝의 측정 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 1 해석치를 산출하는 제 6 스텝과, 상기 제 1 해석치를 상기 기준치에 근사하는 근사식을 산출하는 제 7 스텝과, 나머지의 장소에 광을 조사해서 상기 제 4 스텝에 따른 방식으로 반사된 광의 상태 변화의 측정을 행하는 제 8 스텝과, 상기 제 8 스텝의 측정 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 나머지의 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 2 해석치를 산출하는 제 9 스텝과, 상기 제 2 해석치를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 제 10 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
제 6 측면에 따른 측정 장치에서는, 광원과, 피측정재에 광을 조사하는 광조사기와, 피측정재를 탑재한 스테이지와, 피측정재에서 반사된 광을 수용하는 광취득기를 포함하며, 피측정재의 복수 장소에 대하여 피측정재의 물성을 측정하는 측정 장치에 있어서, 피측정재의 어느 한 장소의 물성을 측정하는 제 1 분광기와, 상기 제 1 분광기와 비교해서 단시간에 측정할 수 있는 방식으로 복수 장소의 물성을 측정하는 제 2 분광기와, 상기 제 2 분광기에 의한 상기 어느 한 장소에 대한 측정 결과를 상기 제 1 분광기의 측정 결과에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과, 상기 제 2 분광기에 의한 복수 장소의 나머지의 장소에 대한 측정 결과를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 7 측면에 따른 해석 장치에서는, 광원과, 피측정재에 광을 조사하는 광조사기와, 피측정재를 탑재한 스테이지와, 피측정재에서 반사된 광을 수용하는 광취득기를 포함하며, 피해석재의 복수 장소에 대하여 피해석재의 물성을 측정해서 피해석재를 해석하는 해석 장치에 있어서, 피해석재의 어느 한 장소의 물성을 측정하는 제 1 분광기와, 상기 제 1 분광기와 비교해서 단시간에 측정할 수 있는 방식으로 복수 장소의 물성을 측정하는 제 2 분광기와, 피해석재의 물성에 따른 복수의 파라미터를 갖는 제 1 모델을 형성하는 제 1 모델 형성 수단과, 상기 제 1 모델과 비교해서 파라미터의 수가 적은 제 2 모델을 형성하는 제 2 모델 형성 수단과, 상기 제 1 분광기에 의한 측정 결과 및 상기 제 1 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 기준치를 산출하는 기준 산출 수단과, 상기 제 2 분광기에 의한 상기 어느 한 장소에 대한 측정 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 1 해석치를 산출하는 제 1 산출 수단과, 상기 제 1 해석치를 상기 기준치에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과, 상기 제 2 측정 수단에 의한 복수 장소의 나머지의 장소에 대한 측정 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 나머지의 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 2 해석치를 산출하는 제 2 산출 수단과, 상기 제 2 해석치를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 8 측면에 따른 엘립소미터에서는, 광원과, 편광자를 포함하며 피측정재에 광을 조사하는 광조사기와, 피측정재를 탑재한 스테이지와, 광탄성 변조기 및 검광자를 포함하며 피측정재에서 반사된 광을 수용하는 광취득기를 포함하며, 피측정재의 복수 장소마다 편광된 광을 조사해서 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 엘립소미터에 있어서, 피측정재의 어느 한 장소에 광을 조사해서 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 제 1 분광기와, 복수 장소에 광을 조사해서 상기 제 1 분광기와 비교해서 단시간에 측정할 수 있는 방식으로 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 제 2 분광기와, 상기 제 2 분광기에 의한 상기 어느 한 장소에 대한 측정 결과를 상기 제 1 분광기의 측정 결과에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과, 상기 제 2 분광기에 의한 복수 장소의 나머지의 장소에 대한 측정 결과를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 9 측면에 따른 엘립소미터에서는, 광원과, 편광자를 포함하며 피측정재에 광을 조사하는 광조사기와, 피측정재를 탑재한 스테이지와, 광탄성 변조기 및 검광자를 포함하며 피측정재에서 반사된 광을 수용하는 광취득기를 포함하며, 피해석재의 복수 장소마다 편광된 광을 조사해서 반사된 광의 편광 상태를 측정함으로써 피해석재를 해석하는 엘립소미터에 있어서, 피해석재의 어느 한 장소에 광을 조사해서 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 제 1 분광기와, 복수 장소에 광을 조사해서 상기 제 1 분광기와 비교해서 단시간에 측정할 수 있는 방식으로 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 제 2 분광기와, 피해석재의 물성에 따른 복수의 파라미터를 갖는 제 1 모델을 형성하는 제 1 모델 형성 수단과, 상기 제 1 모델과 비교해서 파라미터의 수가 적은 제 2 모델을 형성하는 제 2 모델 형성 수단과, 상기 제 1 분광기에 의한 측정 결과 및 상기 제 1 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 기준치를 산출하는 기준 산출 수단과, 상기 제 2 분광기에 의한 상기 어느 한 장소에 대한 측정 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 1 해석치를 산출하는 제 1 산출 수단과, 상기 제 1 해석치를 상기 기준치에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과, 상기 제 2 측정 수단에 의한 복수 장소의 나머지의 장소에 대한 측정 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 나머지의 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 2 해석치를 산출하는 제 2 산출 수단과, 상기 제 2 해석치를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 10 측면에 따른 엘립소미터에서는, 상기 제 2 분광기는 광의 각 파장의 측정을 동시에 행할 수 있는 측정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 11 측면에 따른 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체에서는, 컴퓨터에 피측정재의 복수 장소의 측정에 따른 값을 산출하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체에 있어서, 컴퓨터를, 피측정재의 어느 한 장소에 대한 제 1 측정 결과와, 상기 제 1 측정 결과에 따른 측정과 비교해서 단시간에 측정된 피측정재의 제 2 측정 결과에 의거하여, 상기 어느 한 장소에 대한 상기 제 2 측정 결과를 상기 제 1 측정 결과에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과, 상기 제 2 측정 결과 중의 나머지의 장소에 따른 결과를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단으로서 기능하게 하는 것을 특징으로 한다.
제 12 측면에 따른 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체에서는, 컴퓨터에 피해석재의 복수 장소의 측정 결과의 수신을 행하게 해서 피해석재를 해석하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체에 있어서, 컴퓨터를, 피해석재의 물성에 따른 복수의 파라미터를 갖는 제 1 모델을 형성하는 제 1 모델 형성 수단과, 상기 제 1 모델과 비교해서 파라미터의 수가 적은 제 2 모델을 형성하는 제 2 모델 형성 수단과, 피해석재의 어느 한 장소에 대한 제 1 측정 결과 및 상기 제 1 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 기준치를 산출하는 기준 산출 수단과, 상기 제 1 측정 결과에 따른 측정과 비교해서 단시간에 측정된 피측정재에 대한 제 2 측정 결과 중의 상기 어느 한 장소에 따른 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 1 해석치를 산출하는 제 1 산출 수단과, 상기 제 1 해석치를 상기 기준치에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과, 상기 제 2 측정 결과 중의 나머지의 장소에 따른 결과 및 상기 제 2 모델에 의거하여 상기 나머지의 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 2 해석치를 산출하는 제 2 산출 수단과, 상기 제 2 해석치를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단으로서 기능하게 하는 것을 특징으로 한다.
제 1 측면, 제 2 측면, 제 6 측면 및 제 8 측면에서는, 어느 한 장소를 측정에 필요로 하는 시간이 상이한 방식으로 측정하는 동시에 단시간에 측정한 결과를 다른 측정 결과에 근사하는 근사식을 산출하고, 나머지의 장소를 단시간에 따른 방식으로 측정한 결과를 근사식에 의해 보정하기 때문에, 단시간에 측정한 경우와 비교해서 양호한 정밀도를 갖는 측정 결과를, 고정밀도로 측정할 경우와 비교해서 단시간에 얻을 수 있게 된다.
일반적으로, 단시간에 측정하는 방식은 간이한 측정이 되고, 장시간에 측정하는 경우와 비교해서 측정 정밀도가 낮아지는 경향이 있다. 그러나, 본 발명에서는 동일 장소를 고정밀도의 측정 결과를 얻기 쉬운 측정 방식과, 상기 측정 방식과 비교해서 짧은 시간으로 측정할 수 있는 방식의 2가지 방식으로 측정하기 때문에, 양자의 측정 결과가 상이한 정도를 파악할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 단시간의 측정에 따른 결과를 고정밀도로 얻기 쉬운 방식의 측정 결과에 근사하는 근사식을 산출하기 때문에, 다른 장소에서 단시간으로 측정한 결과가 상기 설명한 동일 장소와 동일한 경향으로 상이하다고 가정하면, 상기 근사식을 사용함으로써 단시간으로 측정한 결과를 보정할 수 있다. 이 경우, 모든 장소의 측정에 걸리는 시간은, 고정밀도로 측정했을 경우와 비교해서 단축되고, 또한 측정 결과를 보정함으로써 고정밀도에 의한 측정 결과에 가까운 정밀도를 얻을 수 있게 된다.
제 3 측면에서는, 동일 장소를 상이한 방식으로 측정을 행하는 것에 더해서, 각 측정 결과에 의거하여 동일 장소를 상이한 방식으로 해석하여 해석 결과를 얻고, 다른 방식에 의한 해석 결과의 차이를 근사하는 근사식을 산출하고, 나머지의 장소를 단시간으로 행할 수 있는 방식으로 측정 및 해석을 행하여 얻은 결과를 근사식에 의해 보정하기 때문에, 고정밀도로 측정 및 해석하는 경우와 비교하여, 소요 정밀도의 해석 결과를 단시간에 얻을 수 있다.
제 4 측면, 제 5 측면, 제 7 측면 및 제 9 측면에서는, 파라미터 수가 많은 제 1 모델과 파라미터 수가 적은 제 2 모델을 작성하고, 동일 장소에서는 양쪽 모델에 의거하여 해석을 행하고, 제 2 모델을 이용한 해석 결과를 제 1 모델을 이용한 해석 결과에 근사하는 근사식을 산출하기 때문에, 나머지의 장소를 제 2 모델을 이용하여 해석을 행하여도 근사식에 의해 해석 결과를 보정할 수 있다. 그 결과, 고정밀도에 가까운 정밀도의 해석 결과를 고정밀도 해석에 요하는 시간과 비교해서 짧은 시간에 얻을 수 있고, 해석 결과의 정밀도와 해석에 요하는 시간과의 밸런스 를 고차원으로 유지해서 효율적인 해석을 실현할 수 있다.
제 10 측면에서는, 제 1 측정 수단이 분광기를 구비하는 동시에, 제 2 측정 수단이 복수 파장을 동시 측정할 수 있는 측정부를 구비하기 때문에, 제 2 측정 수단은 제 1 측정 수단과 비교해서 확실하게 단시간에 측정을 행할 수 있다. 또한, 제 2 측정 수단이 구비하는 측정부로서는 각 파장용의 측정에 대응한 복수의 광전자 배증관(倍增管), 또는 CCD(Charge Coupled Device: 전하 결합 소자) 등을 사용하는 것이 가장 적절하다.
제 11 측면에서는, 컴퓨터에 상이한 방식에 의한 측정 결과를 수신하게 하여 양자의 차이를 근사하는 근사식을 산출함으로써 단시간에 측정된 결과를 정밀도가 상승하는 방향으로 보정할 수 있게 된다. 그 때문에, 복수 장소의 나머지의 장소를 단시간에 측정된 경우에도 소요되는 정밀도로 보정할 수 있고, 소요 정밀도를 얻을 수 있도록 한 뒤 측정하는데 걸리는 시간 단축에 공헌할 수 있다.
제 12 측면에서는, 컴퓨터에 상이한 방식에 의한 측정 결과를 수신하게 함과 동시에 파라미터 수가 상이한 모델을 형성하게 함으로써, 상이한 정밀도의 2가지 방식으로 해석을 행할 수 있고, 파라미터 수가 적은 제 2 모델에 의한 해석 결과를 파라미터 수가 많은 제 1 모델에 의한 해석 결과에 근사하는 근사식을 산출할 수 있게 된다. 또한, 컴퓨터에 의한 해석에서는 파라미터 수가 많아지면 해석에 따른 계산 시간도 증가하지만, 제 12 측면에서는 계산 시간도 산출한 근사식을 이용하여 파라미터 수가 적은 제 2 모델에 의한 나머지의 장소에 대한 해석 결과를 보정할 수 있기 때문에, 전체로서 고정밀도에 가까운 정밀도의 해석 결과를 단시간에 얻는 것에 공헌할 수 있다.
제 1 측면, 제 2 측면, 제 6 측면 및 제 8 측면에서는, 어느 한 장소를 상이한 방식으로 측정함으로써 2가지의 정밀도의 측정 결과를 얻어서, 상이한 측정 방식의 각 측정 결과에 대한 근사식을 얻음으로써 단시간에 측정한 결과를 보정할 수 있기 때문에, 측정 결과의 정밀도와 측정에 요하는 시간이 고차원으로 양립될 수 있다.
제 3 측면에서는, 상이한 방식에 의한 측정 및 해석 결과에 의거하여 근사식을 산출하고, 나머지의 장소에 대한 해석 결과를 보정하기 때문에, 고정밀도에 가까운 정밀도의 해석 결과를 단시간에 얻을 수 있다.
제 4 측면, 제 5 측면, 제 7 측면 및 제 9 측면에서는, 어느 한 장소를 상이한 방식으로 측정하는 동시에 상이한 파라미터 수의 모델을 형성하여 해석함으로써 근사식을 산출하기 때문에, 나머지의 장소도 파라미터 수가 적은 모델에 의거하여 해석한 결과를 근사식으로 보정하여 해석 정밀도와 해석 시간의 밸런스를 유지해서 효율적인 해석을 행할 수 있다.
제 10 측면에서는, 제 2 측정 수단으로 동시에 복수의 파장에 대한 측정을 행할 수 있기 때문에, 제 1 측정 수단과 비교해서 확실하게 단시간에 측정할 수 있다.
제 11 측면에서는, 컴퓨터에 상이한 측정 방식에 의한 결과를 수신하게 하여 양자의 차이를 근사하는 근사식을 산출함으로써, 단시간에 측정한 결과를 정밀도가 상승하는 방향으로 보정할 수 있어서, 복수 장소를 단시간에 측정하여도 소요되는 측정 정밀도를 보정할 수 있고, 측정 정밀도 및 측정 시간을 양립한 측정의 실현에 공헌할 수 있다.
제 12 측면에서는, 컴퓨터에 상이한 측정 방식의 결과를 수신하게 함과 동시에 파라미터 수가 상이한 모델에 의거하여 해석을 행하게 함으로써 파라미터 수가 적은 제 2 모델에 의한 해석 결과를 보정하는 근사식을 산출할 수 있고, 복수 장소를 제 2 모델에 의거하여 해석하여도 소요 정밀도의 해석 결과를 단시간에 얻을 수 있다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적 및 특징은 첨부한 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 자명하게 된다.
이하, 본 발명을 그 실시예를 나타내는 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘립소미터(1)의 전체적인 구성을 나타내는 개략도다. 엘립소미터(1)는 해석 장치에 상당하고, 도 2에 나타내는 바와 같이 기판(Sa)에 막층(Sb)을 형성한 시료(S)(피해석재)에 편광된 광을 조사해서 반사광의 편광 상태를 시료(S)의 물성(物性)으로서 측정하고, 그 측정 결과로부터 시료(S)의 막층(Sb)의 막 두께(d) 및 광학 정수(굴절률(n), 소쇠(消衰)계수(k)) 등을 해석하는 것이다.
엘립소미터(1)는 크세논 램프(2) 및 광조사기(3)를 제 1 광파이버 케이블(13a)로 접속하고, 스테이지(4) 위에 탑재한 시료(S)에 편광한 상태의 광을 조사하는 동시에, 시료(S)에서 반사된 광을 광취득기(5)로 수용하도록 하고 있다. 광취득기(5)는 전환기(7)를 구비하고 있고, 전환기(7)는 제 2 광파이버 케이블(13b) 및 제 3 광파이버케이블(13c)에서 제 1 분광기(8) 및 제 2 분광기(9)에 각각 접속되어서 광취득기(5)에서 수용한 광의 편광 상태를 제 1 분광기(8) 또는 제 2 분광기(9) 중 어느 하나로 측정한다. 각 분광기(8, 9)는 측정한 편광 상태를 아날로그 신호로서 데이터 수용기(10)로 전송하고, 데이터 수용기(10)에서 아날로그 신호를 소요치로 변환하여, 컴퓨터(11)가 막 두께 및 광학 정수를 시료(S)의 물성으로서 해석한다.
또한, 스테이지(4), 광조사기(3), 광취득기(5) 및 제 1 분광기(8)에는 제 1 모터(M1) 내지 제 6 모터(M6)가 각각 설치되어 있고, 각 모터(M1 내지 M6)의 구동은, 컴퓨터(11)와 접속된 모터 제어기(12)에 의해 제어된다. 또한, 모터 제어기(12)는 후술하는 바와 같이 컴퓨터(11)의 CPU(11e)로부터 출력되는 지시에 의거하여 각 모터(M1 내지 M6)의 제어를 행한다.
본 실시예의 엘립소미터(1)는, 도 3(a)에 나타나 있는 바와 같이 시료(S)의 표면(Sc) 위에 측정 장소로서 복수의 장소(이하, "포인트"로 칭함)를 컴퓨터(11)에서 특정하고, 각 포인트(t1 내지 tn)에 대하여 측정 및 해석을 행한다. 또한, 포인트(t1 내지 tn)의 집합체는 그리드라고 칭하며, 그리드의 형태는 도 3(a)와 같이 격자 형상으로 한정되지 않고, 도 3(b)에 나타내는 소용돌이 형상, 도 3(c)에 나타내는 Z자 형상과 같은 다양한 형태로 설정할 수 있다. 또한, 해석 대상이 되는 시료(S)에는, 실리콘, 글라스 및 석영 등의 재질로 이루어지는 기판만이 적용되고, 도 2에 나타내는 바와 같이 기판(Sa) 위에 단층 또는 복수층의 막층(Sb)(박막, 초박막층 등)을 형성한 것 등이 적용될 수 있다.
엘립소미터(1)의 크세논 램프(2)는 다수의 파장 성분을 포함하는 백색 광원이며, 발생된 백색광을 제 1 광파이버 케이블(13a)을 통해서 광조사기(3)로 보내고 있다.
광조사기(3)는 원호 형상의 레일(6) 위에 배치되고, 내부에는 편광자(3a)를 갖고 있고, 보내진 백색광을 편광자(3a)로 편광하여 시료(S)에 조사(照射)를 행한다. 또한, 광조사기(3)는, 제 4 모터(M4)가 구동됨으로써 레일(6)을 따라 이동하고, 이동함으로써 조사된 광의 시료(S)의 표면(Sc)의 수선(垂線)(H)에 대한 각도(입사각도(φ))를 조절할 수 있도록 하고 있다.
스테이지(4)는 제 1 모터(M1) 내지 제 3 모터(M3)의 구동에 의해 시료(S)를 탑재하는 탑재면(4a)에서, 90°상이한 방향인 X, Y방향(도 1, 도 3(a) 참조) 및 높이 방향이 되는 Z방향으로 각각 이동할 수 있게 하고 있다. 이와 같이 스테이지(4)를 이동함으로써 도 3(a)에 나타내는 시료(S)의 각 포인트(t1 내지 tn)에 광이 순차적으로 조사되도록 하고 있다.
광취득기(5)는 광조사기(3)와 마찬가지로 레일(6) 위에 배치되어 있고, PEM(Photo Elastic Modulator: 광탄성 변조기)(5a) 및 검광자(5b)를 내장하고, 시료(S)에서 반사된 광을 PEM(5a)을 통해서 검광자(5b)에 인도하고 있다. 또한, 광취득기(5)는, 제 5 모터(M5)에 의해 레일(6)을 따라 이동할 수 있고, 시료(S)에서 반사된 광을 확실하게 잡을 수 있도록 하고 있다. 광취득기(5)의 이동은 광조사기(3)의 이동에 연동하도록 모터 제어기(12)로 제어되고 있고, 반사각도(φ)와 입사각도(φ)가 동일 각도로 이루어진다. 또한, 광취득기(5)에 내장된 PEM(5a)은 수용 된 광을 소요 주파수(예를 들면, 50kHz)로 위상 변조함으로써 직선 편광으로부터 타원 편광을 얻고 있고, 이러한 편광을 얻음으로써 측정 속도 및 측정 정밀도의 향상을 꾀하고 있다. 또한, 검광자(5b)는 PEM(5a)에서 위상 변조된 각종 편광 중에서 특정한 편광을 투과시키고 있다.
전환기(7)는, 컴퓨터(11)의 제어에 의거하여 광취득기(5)에서 취득된 편광 상태의 광을 제 1 분광기(8) 또는 제 2 분광기(9) 중 어느 하나에 분리하는 제어를 행하고 있다.
제 1 분광기(8)는 제 1 측정 수단을 구성하고, 도 4에 나타내는 바와 같이 반사 미러(8a), 회절격자(8b), 포토 멀티 플라이어(PMT:광전자 배증관)(8c) 및 제어 유닛(8d)을 구비하고 있고, 전환기(7)에서 보내진 광을 반사 미러(8a)로 반사해서 회절격자(8b)에 인도하고 있다. 회절격자(8b)는 도 1에서 나타내는 제 6 모터(M6)에 의해 각도를 변경할 수 있게 되어 있고, 각도 변경에 의해 인도된 광의 회절(回折) 방향이 바뀌기 때문에 회절격자(8b)에서 출사하는 광의 파장을 변경할 수 있게 하고 있다. 또한, 도 4에서는 도면에 도시하고 있지 않지만, 회절격자(8b)의 변경된 각도에 대응한 파장을 숫자적으로 나타낼 수 있도록, 회절격자(8b)의 각도를 기계적으로 사인(sin) 변환해서 다이얼(dial) 표시를 행하는 사인 바 기구가 연휴(連携)되어 있다. 또한, 포토 멀티 플라이어(8c)와 포토 다이오드 어레이(PDA)를 조합시켜서 사용하는 것도 가능하다.
회절격자(8b)에서 출사된 광은 PMT(8c)에서 측정되고, 제어 유닛(8d)에서는 측정된 파장에 따른 아날로그 신호를 생성해서 데이터 수용기(10)로 송출한다. 이 와 같이 제 1 분광기(8)에서는, 회절격자(8b)의 각도를 가변하도록 해서 각 파장의 측정을 행하기 때문에 측정에 요하는 시간은 길어지지만 측정 정밀도는 양호하게 된다. 그 결과, 제 1 분광기(8)는 시료가 갖는 막층의 막 두께에 따라 파장을 변경해서 측정할 수 있고, 예를 들면, 막 두께가 두꺼울 때에는 세밀한 스텝으로 파장을 변경할 수 있다.
도 5는 제 2 측정 수단을 구성하는 제 2 분광기(9)의 개략적인 구조를 나타내고 있다. 제 2 분광기(9)는 회절격자(9a)를 중심으로 측정부에 상당하는 합계 32개의 포토 멀티 플라이어(P1 내지 P32)를 부채 형상으로 배열한 구성이다. 회절격자(9a)는 전환기(7) 및 도면에 도시하지 않은 거울을 통하여 인도된 광을 각 포토 멀티 플라이어(P1 내지 P32)를 향하여 반사하고 있고, 반사할 때 광이 갖는 파장마다 반사 방향을 분리하고 있다.
각 포토 멀티 플라이어(P1 내지 P32)는, 회절격자(9a)가 반사한 특정한 파장에 대하여 측정을 행하는 것으로서, 제 2 분광기(9)는 합계 32개의 포토 멀티 플라이어(P1 내지 P32)을 가짐으로써 32ch(채널)의 동시 측정을 실현하고 있다. 이와 같이 제 2 분광기(9)는, 복수의 파장을 동시에 측정하기 위해서 제 1 분광기(8)와 비교해서 측정 시간의 단축을 꾀하고 있지만, 측정 대상의 파장이 32종류가 되기 때문에 제 1 분광기(8)와 비교해서 측정 정밀도는 낮아진다. 또한, 각 포토 멀티 플라이어(P1 내지 P32)에서 측정된 내용에 따른 신호가 데이터 수용기(10)로 송출된다.
데이터 수용기(10)는, 각 분광기(8, 9)로부터의 신호에 의거하여 측정된 반 사광의 편광 상태(p-편광, s-편광)의 위상차(Δ) 및 진폭비(Ψ)를 산출하고, 산출한 결과를 컴퓨터(11)로 송출한다. 또한, 위상차(Δ) 및 진폭비(Ψ)는 p편광의 진폭 반사계수(Rp) 및 s편광의 진폭 반사계수(Rs)에 대하여 이하의 수식 (1)의 관계가 성립한다.
Rp/Rs=tanΨㆍexp(iㆍΔ) … (1)
단, i는 허수 단위이다(이하, 동일). 또한, Rp/Rs는 편광 변화량(ρ)이라고 한다.
컴퓨터(11)는 컴퓨터 본체(11a), 디스플레이(11b), 키보드(11c) 및 마우스(11d) 등으로 구성되어 있고, 컴퓨터 본체(11a)는 내부에 CPU(11e), 기억부(11f), RAM(11g), ROM(11h) 등을 내부 버스로 접속한 구성으로 되어 있다. CPU(11e)는 기억부(11f)에 기억된 각종 컴퓨터 프로그램에 따라서 후술하는 각종 처리를 행하는 것이다. RAM(11g)은 처리에 따른 각종 데이터 등을 일시적으로 기억하고, ROM(11h)에는 컴퓨터(11)의 기능에 따른 내용 등을 기억하고 있다. 또한, 기억부(11f)는 각종 컴퓨터 프로그램에 더해서 시료(S)의 제조 공정에 따른 이미 알고 있는 데이터, 해석에 따른 과거의 광학 정수의 데이터(파라미터) 및 입력된 항목 데이터 등이 기억되어 있다.
본 실시예의 컴퓨터(11)는, 데이터 수용기(10)에서 산출된 위상차(Δ) 및 진폭비(Ψ)로부터, 시료(S)의 주위와 기판(Sa)의 복소 굴절률을 이미 알고 있는 경우에, 기억부(11f)에 미리 기억되어 있는 모델링 프로그램을 이용하여 막층(Sb)의 막 두께(d) 및 막층(Sb)의 복소 굴절률(N)을 산출한다. 또한, 시료(S)가 기판에서만 형성되어 있을 경우, 컴퓨터(11)는 기판의 복소 굴절률(N0)을 산출한다. 또한, 복소 굴절률(N)은 시료(S)에 따른 굴절률(n) 및 소쇠계수(k)로 하면, 이하의 광학식으로 표현한 수식 (2)의 관계가 성립한다.
N=n-ik … (2)
또한, 광조사기(3)가 조사하는 광의 파장을 λ라고 하면, 데이터 수용기(10)에서 산출된 위상차(Δ) 및 진폭비(Ψ)는 막 두께(d), 굴절률(n) 및 소쇠계수(k)로 이하의 수식 (3)의 관계가 성립한다.
(d,n,k)=F(ρ)=F(Ψ(λ,φ), Δ(λ,φ)) … (3)
또한, 막층(Sb)의 편광 상태의 변화를 나타내는 측정 스펙트럼(ΨE(λi), ΔE(λi))은, 기판(Sa)의 굴절률(n), 소쇠계수(k)의 정보, 및 막층(Sb)의 막 두께(d), 굴절률(n), 소쇠계수(k)의 정보의 전부를 포함하고 있지만, 상기 측정 스펙트럼으로부터 기판(Sa)의 굴절률(n), 소쇠계수(k)의 정보 및 막층(Sb)의 막 두께(d), 굴절률(n), 소쇠계수(k)의 정보의 유일한 조합을 산출할 수 없다. 그 때문에 컴퓨터(11)는 기판(Sa)의 굴절률(n), 소쇠계수(k)의 정보 및 막층(Sb)의 막 두께(d), 굴절률(n), 소쇠계수(k)의 정보를 이용해서 모델을 형성하고, 유일한 조합을 찾는 처리를 행한다.
컴퓨터(11)는 도 2, 도 3(a)에 나타나 있는 바와 같은 시료(S)의 재료 구조와 동일한 모델을 형성하고 있고, 구체적으로는 시료(S)의 물성에 따른 복수의 파라미터로서 기판(Sa)(예를 들면, 실리콘)의 광학 정수(굴절률(n), 소쇠계수(k)), 막층(Sb)의 막 두께(d) 및 막층(Sb)의 광학 정수(굴절률(n), 소쇠계수(k)) 등의 항목에 따른 데이터를 갖는 모델을 형성한다. 본 실시예에서는 컴퓨터(11)는 2종류의 모델을 형성하고, 도 3(a)에 나타내는 중앙의 포인트(tc)에 대하여 복수의 파라미터를 갖는 제 1 모델과, 이 제 1 모델과 비교해서 파라미터 수가 적은 제 2 모델을 형성하고 있다.
또한 컴퓨터(11)는, 막 두께와 유전률의 파장 의존성을 나타내는 분산식을 이용하여 포인트(tc)에 대하여 제 1 모델로부터 이론적으로 얻을 수 있는 모델 스펙트럼(ψM(λi), ΔM(λi))과, 제 1 분광기(8)의 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼(ΨE(λi), ΔE(λi))과의 차이가 최소가 되도록 막 두께와 분산식의 파라미터를 변화시키고, 양쪽 스펙트럼의 차이가 최소가 되었을 경우의 막 두께(d) 및 분산식의 파라미터에서 굴절률(n), 소쇠계수(k)를 구하는 해석 처리를 행한다. 또한, 이 해석 처리에서는, 분산식 등을 사용하는 이외에 레퍼런스(이미 알고 있는 테이블 데이터)나, 이전의 측정 데이터 및 시료(S)와 비슷한 재질의 단층 박막의 광학 정수 등을 사용함으로써도 행할 수 있다.
또한, 분산식에 따른 유전률은 근적외(近赤外)로부터 자외선 영역에서는 재료의 구성 원자의 결합 양식으로부터 결정된다. 이러한 분산식으로는, 조화 진동자를 바탕으로 한 계산식, 양자 역학을 바탕으로 한 계산식 및 경험식 등이 알려져 있고, 분산식은 통상 2 이상의 파라미터를 포함한다. 상기 설명한 각 모델이 갖는 미지수(각 층의 막 두께, 분산식 파라미터, 혼합비 등)를 변화시키면서, 측정 데이 터에 맞춰서 조정하는 것을 피팅이라고 하고, 피팅의 결과, 막 두께 등이 구해지고, 분산식 파라미터로부터는 재료의 복소 유전률ε(λ)를 구할 수 있고, 복소 유전률 ε(λ)와 복소 굴절률(N)은 하기의 수식 (4)의 관계가 성립한다.
ε(λ)=N2(λ) … (4)
또한, 피팅의 내용에 대해서 설명하면, T개의 측정 데이터 쌍을 Exp(i=1, 2, …, T)로 하고, 상기 설명한 모델에 대응하는 T개의 모델의 계산 데이터 쌍을 Mod(i=1, 2, …, T)로 했을 경우, 측정 오차는 정규 분포로 하여 표준 편차를
Figure 112005002107515-pat00001
라고 했을 때 평균 자승 오차(χ2)는 하기의 수식 (5)로 구할 수 있다. 또한, P는 파라미터의 수이다. 평균 자승 오차(χ2)의 값이 작을 때는, 측정 결과로 형성된 모델의 일치도가 큰 것을 의미하기 때문에 복수의 모델에 대해서 비교할 때, 평균 자승 오차(χ2)의 값이 가장 작은 것이 베스트 모델에 상당한다.
Figure 112005002107515-pat00002
… (5)
또한, 컴퓨터(11)는 포인트(tc)에 대하여, 이번에는 제 2 모델로부터 이론적으로 구해지는 모델 스펙트럼과, 제 2 분광기(9)의 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼을 이용하여 상기 설명한 내용과 같은 해석 처리를 행하고, 이 해석 처리에 의해 얻은 결과를 제 1 모델 및 제 1 분광기(8)의 측정 결과에 의거하는 해석 결과에 근사하는 근사식을 산출하는 처리를 행한다.
또한, 컴퓨터(11)는 중앙의 포인트(tc) 이외의 다른 포인트에 대하여 제 2 모델을 유용하고, 이 제 2 모델로부터 이론적으로 구해지는 모델 스펙트럼과, 중앙의 포인트(tc) 이외의 포인트에 대한 제 2 분광기(9)의 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼을 이용하여 상기와 같은 해석 처리를 행하고, 이 해석 처리에 의해 얻은 결과를 산출한 근사식을 이용하여 보정한다. 이와 같이 함으로써 제 1 분광기(8)의 측정을 이용한 해석에 의한 정밀도에 가까운 해석 결과를 단시간에 얻을 수 있도록 하고 있다.
상기 설명한 컴퓨터(11)가 행하는 일련의 처리는, 기억부(11f)에 기억된 해석용의 제 1 컴퓨터 프로그램에 규정되어 있고, 제 1 컴퓨터 프로그램은 이하의 복수의 내용을 갖고 있다.
또한, 제 1 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터(11)의 CPU(11e)를 제 1 모델 형성 수단으로서 기능하게 하기 위해서, CPU(11e)에서 상기 설명한 제 1 모델을 시료(S)의 측정 대상이 되는 어느 한 장소(본 실시예에서는 중앙의 포인트(tc))에 대하여 형성시키는 내용을 갖고 있다. 또한, 제 1 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터(11)의 CPU(11e)에 제 2 모델 형성 수단으로서 기능하게 하기 위해서, CPU(11e)에서 상기 설명한 제 2 모델을 중앙의 포인트(tc)에 대하여 형성시키는 내용을 갖고 있다.
또한, 제 1 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터(11)의 CPU(11e)를 기준 산출 수단으로서 기능하게 하기 위해서, 시료(S)의 어느 한 장소(포인트(tc))에 대하여 제 1 분광기(8)의 측정에 의거한 결과인 제 1 측정 결과 및 상기 제 1 모델에 의거하여 어느 한 장소(포인트(tc))에 대한 막 두께(d) 및 광학 정수(n, k)에 따른 기준치 를, 상기 설명한 분산식을 이용한 해석 처리에 의해 CPU(11e)에서 산출시키는 내용을 갖는다.
또한, 제 1 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터(11)의 CPU(11e)를 제 1 산출 수단으로서 기능하게 하기 위해서, 시료(S)의 각 포인트(t1 내지 tn)에 대하여 제 2 분광기(9)에서 측정에 의거한 결과인 제 2 측정 결과 중의 어느 한 장소(포인트(tc))에 대한 결과 및 제 2 모델에 의거하여 막 두께(d) 및 광학 정수(n, k)에 따른 제 1 해석치를, 상기 설명한 분산식을 이용한 해석 처리에 의해 CPU(11e)에서 산출시키는 내용을 갖고 있다. 더욱이, 제 1 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터(11)의 CPU(11e)를 근사식 산출 수단으로서 기능하게 하기 위해서, 산출한 제 1 해석치를 기준치에 근사하는 근사식을 CPU(11e)에서 산출시키는 내용을 갖고 있다.
또한, 제 1 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터(11)의 CPU(11e)를 제 2 산출 수단으로서 기능하게 하기 위해서, 제 2 측정 결과 중의 포인트(tc) 이외의 각 포인트에 대한 결과 및 유용하는 제 2 모델에 의거하여 막 두께(d) 및 광학 정수(n, k)에 따른 제 2 해석치를, 상기 설명한 분산식을 이용한 해석 처리에 의해 CPU(11e)에서 산출시키는 내용을 갖고 있다. 또한, 제 2 해석치는 포인트(tc) 이외의 포인트 수만 존재한다. 마지막으로, 제 1 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터(11)의 CPU(11e)를 보정 수단으로서 기능하게 하기 위해서, 산출한 각 제 2 해석치를 근사식에 의거하여 보정해서 CPU(11e)에서 보정치를 산출시키는 내용을 갖고 있다.
또한, 컴퓨터(11)의 기억부(11f)는, 측정용의 제 2 컴퓨터 프로그램도 기억하고 있다. 제 2 컴퓨터 프로그램은 측정 단계에 따라 각 모터(M1 내지 M6)를 구 동시키는 내용 및 전환기(7)에 대한 제어 등이 규정되어 있다. 예를 들면, 시료(S)의 포인트(tc)에 따른 측정을 행할 수 있도록 제 4 모터(M4) 및 제 5 모터(M5)를 구동시켜서 반사각도(φ)와 입사각도(φ)를 소요 각도로 설정하는 동시에, 광조사기(3)로부터 조사된 광이 포인트(tc)에 닿도록 제 1 모터(M1 내지 M3)를 구동시켜서 스테이지(4)를 이동시키는 지시를 CPU(11e)로부터 모터 제어기(12)로 출력시키는 내용이 규정되어 있다. 또한, 이 때는 전환기(7)가 광취득기(5)에서 수용된 광을 제 1 분광기(8)로 인도하도록 지시를 CPU(11e)로부터 전환기(7)로 출력하는 내용도 규정되어 있다. 또한, 제 2 컴퓨터 프로그램은 전환기(7)가 제 1 분광기(8)로 광을 인도하고 있을 경우, 제 1 분광기(8)의 제 6 모터(M6)를 소요 각도로 구동시키는 지시를 CPU(11e)로부터 모터 제어기(12)로 출력시키는 내용도 규정하고 있다. 또한, 제 6 모터(M6)가 적절하게 구동됨으로써 제 1 분광기(8)는 수용된 광을 파장마다 측정한다.
또한, 제 2 컴퓨터 프로그램은 상기 설명한 지시에 의해 제 1 분광기(8)에서 측정이 종료하면, 시료(S)의 각 포인트(tc, t1, t2 내지 tn)에 광이 순차적으로 닿도록 제 1 모터(M1 내지 M3)를 구동시키는 지시를 CPU(11e)로부터 모터 제어기(12)로 출력시키는 내용도 규정하고 있다. 이 내용에 연동하여 제 2 컴퓨터 프로그램은, 광취득기(5)에서 수용된 광을 제 2 분광기(9)에 인도하도록 전환기(7)에 지시를 출력하는 내용도 규정하고 있다.
컴퓨터(11)의 기억부(11f)는, 상기 설명한 제 1 및 제 2 컴퓨터 프로그램 이외에도, 현재의 처리 상황 및 해석 결과 등을 디스플레이(11b)에서 표시하는 표시 용의 컴퓨터 프로그램 등도 기억하고 있다.
또한, 컴퓨터(11)는 도 1에 나타내는 키보드(11c) 또는 마우스(11d)에 의해 측정 및 해석에 따른 각종 항목, 모델 형성에 따른 파라미터의 각종 항목 등을 설정할 수 있도록 하고 있고, 또한 수동으로 각 기기(3, 5, 7) 등을 이동시키는 조작도 키보드(11c) 또는 마우스(11d)로 행할 수 있도록 하고 있다.
다음에 상기 설명한 엘립소미터(1)에 의한 시료(S)에 대한 측정 및 해석의 방법에 따른 일련의 처리 순서를 도 6의 제 1 순서도에 의거하여 설명한다.
우선, 엘립소미터(1)의 스테이지(4)에 시료(S)를 탑재한다(S1). 다음으로 해석에 따른 항목으로서 시료(S)의 측정 대상이 되는 포인트(t1 내지 tn)의 좌표 위치, 입사각도(φ), 각 모델의 형성에 필요한 파라미터, 평균 자승 오차에 대한 허용 범위 등의 각 항목을 컴퓨터(11)에 입력한다(S2). 또한, 이러한 준비 상태에서는, 전환기(7)는 제 1 분광기(8)에 광을 인도하도록 설정되어 있다.
엘립소미터(1)는, 입사각도(φ) 및 반사각도(φ)가 입력된 수치가 되도록 광조사기(3) 및 광취득기(5)를 이동시키는 동시에 스테이지(4)를 이동하고, 설정된 그리드의 각 포인트(t1 내지 tc) 중에서 중앙의 포인트(tc)에 편광한 광을 조사하고, 광취득기(5)에서 수용된 반사광의 편광 상태를 제 1 분광기(8)에서 파장마다 측정한다(S3). 또한, 제 1 분광기(8)에서 측정된 결과에 의거하여 데이터 수용기(10)가 파장마다의 위상차(Δ) 및 진폭비(Ψ)에 따른 측정 스펙트럼(ΨE(λi), ΔE (λi))을 산출하고, 이 산출 결과를 컴퓨터(11)로 출력한다.
다음으로 엘립소미터(1)는, 중앙의 포인트(tc)에 대하여 입력된 항목 및 기억부(11f)에 기억되어 있는 데이터(파라미터) 등을 이용하여 제 1 모델을 컴퓨터(11)로 형성한다(S4). 그리고 나서, 엘립소미터(1)의 컴퓨터(11)는, 제 1 분광기(8)의 측정에 의해 얻을 수 있었던 측정 스펙트럼(ΨE(λi), ΔE(λi )) 및 제 1 모델로부터 이론적으로 얻을 수 있는 모델 스펙트럼(ΨM(λi), ΔM(λi ))에 의거하여 상기 설명한 수식 (5)의 평균 자승 오차(χ2)의 값이 최소가 되도록 막 두께와 분산식의 파라미터를 피팅하는 처리에 의해 중앙의 포인트(tc)에 대하여 막 두께(d), 굴절률(n) 및 소쇠계수(k)에 따른 기준치를 산출한다(S5).
또한, 기준치를 산출하는 처리(S5)의 구체적인 내용은, 도 7의 제 2 순서도에 나타내는 것이 된다. 우선 측정 스펙트럼과 모델 스펙트럼과의 평균 자승 오차를 상기 설명한 수식 (5)에 의거하여 산출하고(S20), 산출한 평균 자승 오차가 최초로 설정한 허용 범위 내에서 이루어질 것인지 아닌지를 컴퓨터(11)가 판단한다(S21). 평균 자승 오차가 허용 범위 내가 아닐 경우(S21:NO), 컴퓨터(11)는 형성된 제 1 모델에 따른 파라미터의 내용을 변경하고(S22), 측정 스펙트럼과 모델 스펙트럼과의 평균 자승 오차를 산출하는 단계로 되돌아오고(S20), 평균 자승 오차가 허용 범위 내가 될 때까지 상기 처리(S20 내지 S22)를 되풀이한다. 또한, 평균 자승 오차가 허용범위 내에서 이루어진 경우에는(S21:YES), 그 때의 각 스펙트럼에 따른 내용 및 분산식의 파라미터에 의거하여 기준치로서 막 두께(d) 및 광학 정수(굴절률(n), 소쇠계수(k))를 컴퓨터(11)가 구한다(S23).
도 6의 제 1 순서도로 되돌아가 설명을 계속하면, 다음으로 엘립소미터(1)는, 전환기(7)에서 광을 인도하는 측을 제 2 분광기(9)로 전환하고, 중앙의 포인트(tc)에 대하여 제 2 분광기(9)에서 측정을 행한다(S6). 또한, 제 2 분광기(9)는 도 5에 나타내는 바와 같이 32종류의 파장에 대하여 한번에 측정을 행하기 때문에, 제 2 분광기(9)의 측정에 요하는 시간은, 제 1 분광기(8)에 의한 측정 시간과 비교해서 대폭적으로 단축된다. 또한, 제 2 분광기(9)의 측정 결과에 의거하여 데이터 수용기(10)가 각 파장의 측정 스펙트럼을 산출해서 결과를 컴퓨터(11)에 출력한다.
그리고, 엘립소미터(1)는 컴퓨터(11)에서 중앙의 포인트(tc)에 대하여 제 1 모델과 비교해서 파라미터의 수가 적은 제 2 모델을 형성하고(S7), 제 2 모델에 따른 모델 스펙트럼 및 제 2 분광기(9)에 의한 측정으로부터 얻은 측정 스펙트럼에 의거하여 도 7의 제 2 순서도에 나타내는 처리 내용을 따라 막 두께(d) 및 광학정수(n, k)에 따른 제 1 해석치를 산출한다(S8). 또한, 엘립소미터(1)는 산출한 제 1 해석치를 기준치에 근사하는 근사식을 컴퓨터(11)에서 산출한다(S9).
또한, 엘립소미터(1)는 중앙의 포인트(tc) 이외의 나머지의 포인트(t1 내지 tn)를 제 2 분광기(9)에서 순차적으로 측정을 행하고(S10), 각 포인트에 대응한 파장마다의 측정 스펙트럼을 컴퓨터(11)가 얻는다. 또한, 컴퓨터(11)는 전번 단계(S7)에서 형성한 제 2 모델을 유용하고, 이 제 2 모델에 따른 모델 스펙트럼 및 각 포인트의 측정 스펙트럼에 의거하여 나머지의 각 포인트에 대응하는 제 2 해석치를 각각 산출한다(S11). 마지막으로 컴퓨터(11)는, 제각기 제 2 해석치를 상기 근사식을 이용하여 보정하고, 제 2 해석치의 보정치를 산출한다(S12).
이와 같이 본 실시예에 따른 엘립소미터(1)는, 동일 장소에 대하여 정밀도가 상이한 2 종류의 방식으로 측정 및 해석을 행함으로써 근사식을 얻는 한편, 나머지 장소에 대하여는 단시간에 측정할 수 있는 저정밀도의 방식으로 측정하는 동시에 전(前) 단계의 제 2 모델을 유용함으로써 측정 및 해석에 따른 시간의 단축을 꾀하고, 근사식에 의해 제 2 해석치를 보정해서 해석 결과의 정밀도도 향상시키고 있다. 그것에 의해 측정 및 해석에 따른 시간과 해석 결과의 정밀도와의 밸런스를 고차원으로 양립시키고 있다. 또한, 미리 형성한 제 1 모델 및 제 2 모델을 컴퓨터(11)에 입력해 둘 수 있어서, 이 경우는 도 6의 제 1 순서도에서의 제 1 모델을 형성(S4) 및 제 2 모델 형성(S7)의 처리는 생략할 수 있고, 일련의 처리 순서의 자동화를 일층 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 엘립소미터(1)는, 상기 설명한 형태로 한정되는 것이 아니라, 각종 변형예의 적용이 가능하다. 예를 들면, 근사식을 구함에 있어서 측정 및 해석의 대상이 되는 포인트는, 중앙의 포인트(tc)에 한정되지 않고, 다른 포인트를 이용하여도 좋고, 또한 복수의 포인트를 사용하여도 좋다. 또한, 도 1에 나타내는 바와 같이 PEM(5a)은 광취득기(5)의 내부에 배치되어 있지만, 광조사기(3) 중의 편광자(3a)보다 시료(S)측에 설치하여도 좋다. 또한, 제 2 분광기(9)는 포토 멀티 플라이어(광전자 배증관)(P1 내지 P32)를 사용하는 대신에, CCD(Charge Coupled Device: 전하 결합 소자)를 이용하여, 복수의 파장마다의 측정을 동시에 행할 수 있도록 하여도 좋다.
또한, 엘립소미터(1)에서의 모델 형성에 따른 해석 처리를 생략해서 측정만 을 행하는 구성으로 할 수도 있다. 이러한 변형예의 엘립소미터에서는, 예를 들면, 중앙의 포인트(tc)에 대한 제 1 분광기(8)에 의한 측정 결과(측정 스펙트럼)에 제 2 분광기(9)에 의한 측정 결과(측정 스펙트럼)를 근사하는 근사식을 컴퓨터(11)에서 산출하고, 나머지의 포인트에 대한 제 2 분광기(9)의 측정 결과를 근사식에서 컴퓨터(11)에 의해 보정하는 것과 같은 구성이 된다.
이러한 측정만을 행하는 구성의 엘립소미터의 처리는, 도 8의 제 3 순서도에 나타내는 순서가 된다. 즉, 스테이지(4)에 시료(S)(피측정재에 상당)를 탑재하고(S30), 측정에 따른 각 항목을 컴퓨터(11)에 입력하고(S31), 어느 한 포인트(예를 들면, 포인트(tc))에 대하여 제 1 분광기(8)에서 측정하고(S32), 같은 어느 한 포인트에 대하여 제 2 분광기(9)에서 측정하고(S33), 제 2 분광기(9)에 의한 측정 결과를 제 1 분광기(8)에 의한 측정 결과에 근사하는 근사식을 컴퓨터(11)에서 산출한다(S34). 또한, 나머지의 포인트에 대하여 제 2 분광기(9)에서 측정하고(S35), 이 측정 결과를 근사식으로 보정한다(S36). 이와 같이 측정 방법을 행함으로써 전체 포인트를 제 1 분광기(8)에서 측정할 경우와 비교해서 측정 시간을 단축할 수 있는 동시에, 보정에 의해 얻을 수 있었던 결과는, 제 2 분광기(9)에서 측정된 결과와 비교해서 정밀도가 상승하고, 측정 시간 및 측정 정밀도를 밸런스가 좋은 레벨로 양립할 수 있다.
또한, 도 1에 나타내는 엘립소미터(1)에서, 전환기(7)를 생략해서 제 1 분광기(8) 또는 제 2 분광기(9) 중 어느 하나만으로 측정을 행하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 구성에서의 처리 순서는, 우선 몇 개의 포인트(예를 들면, 포인트(tc))에 대하여 측정을 행할 경우, 시료(S)에서 가장 감도가 좋아지는 각도(브루스터 각(角)이라고 함. 예를 들면, 시료(S)가 실리콘이면 약 76°)로 입사각도(φ) 및 반사각도(φ)를 설정해서 측정을 행하고, 다음으로 상기 각도와 상이한 각도(예를 들면, 약 75°)로 입사각도(φ) 및 반사각도(φ)를 설정해서 측정을 행한다.
또한, 이러한 입사 각도를 상이하게 하여 측정을 행하는 방식은, 도 1에 나타내는 2개의 분광기(8, 9)를 구비하는 엘립소미터(1)에 적용하는 것도 가능하고, 측정만을 행하는 엘립소미터의 구성에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 설명한 측정에서, 시료(S)에서 가장 감도가 좋아지는 입사각도(φ)(예를 들면, 약 76°)로 설정하는 것이 적절하지만, 엘립소미터(1)의 구성에서는 시료(S)의 최적인 입사각도로 설정하려고 하면, 광조사기(3)와 스테이지(4)가 간섭하고, 최적인 입사각도로 설정할 수 없는 경우도 있다. 이러한 때도, 상기 설명한 바와 같이, 몇 개의 포인트에 대하여 측정을 행하고, 각 측정 결과를 근사식을 이용하여 보정함으로써, 적어도 측정에 따른 정밀도만이라도 향상될 수 있다.
또 한편, 본 발명에 따른 내용은 엘립소미터 이외에도, 광을 조사해서 측정을 행하는 측정 장치 및 해석 장치, 나아가서는 복수의 방식으로 측정을 행하는 측정 장치, 해석 장치에 적용가능하며, 또한 해석 장치에서도 모델을 형성하지 않는 방식으로 해석을 행하는 것에도 적용할 수 있다.
예를 들면, 도 9에 나타내는 라만 분광 장치(20)에 대하여도, 복수의 방식에 의한 측정 및 해석을 행함으로써 파형 분리에 따른 해석 결과를 효율적으로 행할 수 있다. 도 9의 라만 분광 장치(20)는 레이저광을 조사해서 측정을 행함으로써, 라만 분광 장치(20)는 시료를 향해서 레이저광을 조사하는 레이저 광원(21), 시료로부터의 산란광 중의 라만 산란광을 분광하는 회절 격자(22), 분광된 파장마다의 광을 전기 신호로 변환하는 CCD(23) 및 변환된 전기 신호로부터 파형 분리를 행하는 해석부(24)를 구비하고 있다.
이러한 라만 분광 장치(20)에서도 시료의 일부에 조사되는 레이저광의 상태를 조정함으로써 측정 시간이 상이한 2종류의 측정을 행하고, 각 측정 결과에 의거하여 해석 시간이 상이한 2종류의 해석을 해석부(24)에서 행함으로써, 한쪽의 해석 결과를 다른 쪽의 해석 결과에 근사하는 근사식을 산출하도록 하고 있다. 또한, 근사식을 산출한 후는, 단시간 측정할 수 있는 방식으로 나머지 부분을 측정해서 해석을 행하고, 그 결과를 근사식으로 보정함으로써 해석 정밀도 및 해석 시간을 밸런스있게 고차원으로 유지한 해석을 행할 수 있다.
본 발명은 그 본질적 특성의 정신으로부터 일탈함이 없이 몇몇의 형태로 구현될 수 있으므로, 본 실시예는 실례가 되고 한정적이지 않으며, 본 발명의 범위는 선행의 설명에 의하기 보다는 부기된 청구항에 의해 규정되므로, 청구항의 경계 및 범위, 또는 그 경계 및 범위와 동등 내에 있는 모든 변경은 청구항에 의해 포함되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 복수 장소에 대하여 상이한 방식에 의해 측정, 또는 측정과 해석을 행함으로써 단시간에 고정밀도의 측정 및 해석 결과를 얻을 수 있는 측정 방법, 해석 방법, 측정 장치, 해석 장치, 엘립소미 터 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 광원과, 피측정재에 광을 조사하는 광조사기와, 피측정재를 탑재한 스테이지와, 피측정재에서 반사된 광을 수용하는 광취득기를 포함하며, 피측정재의 복수 장소에 대하여 피측정재의 물성을 측정하는 측정 장치로서,
    각도가 가변되는 회절격자와 그 회절격자를 통해 각 파장을 변경해서 측정하도록 설치된 하나의 측정부를 구비하여, 피측정재의 어느 한 장소의 물성을 측정하는 제 1 분광기와;
    광을 각 파장별로 분리하여 반사하는 회절격자와 복수 파장의 동시 측정이 가능하도록 설치된 복수의 측정부를 구비하여, 상기 제 1 분광기와 비교해서 단시간에 복수 장소의 물성을 측정하는 제 2 분광기와;
    상기 제 2 분광기에 의한 상기 어느 한 장소에 대한 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼을 상기 제 1 분광기의 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과;
    상기 제 2 분광기에 의한 복수 장소의 나머지의 장소에 대한 측정 결과를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
  7. 광원과, 피해석재에 광을 조사하는 광조사기와, 피해석재를 탑재한 스테이지와, 피해석재에서 반사된 광을 수용하는 광취득기를 포함하며, 피해석재의 복수 장소에 대하여 피해석재의 물성을 측정해서 피해석재를 해석하는 해석 장치로서,
    각도가 가변되는 회절격자와 그 회절격자를 통해 각 파장을 변경해서 측정하도록 설치된 하나의 측정부를 구비하여, 피해석재의 어느 한 장소의 물성을 측정하는 제 1 분광기와;
    광을 각 파장별로 분리하여 반사하는 회절격자와 복수 파장의 동시 측정이 가능하도록 설치된 복수의 측정부를 구비하여, 상기 제 1 분광기와 비교해서 단시간에 복수 장소의 물성을 측정하는 제 2 분광기와;
    피해석재의 물성에 따른 복수의 파라미터를 갖는 제 1 모델을 형성하는 제 1 모델 형성 수단과;
    상기 제 1 모델과 비교해서 파라미터의 수가 적은 제 2 모델을 형성하는 제 2 모델 형성 수단과;
    상기 제 1 분광기에 의한 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼 및 상기 제 1 모델의 모델 스펙트럼에 의거하여, 양 스펙트럼간의 차이가 최소로 되었을 때, 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 기준치를 산출하는 기준 산출 수단과;
    상기 제 2 분광기에 의한 상기 어느 한 장소에 대한 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼 및 상기 제 2 모델의 모델 스펙트럼에 의거하여, 양 스펙트럼간의 차이가 최소로 되었을 때, 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 1 해석치를 산출하는 제 1 산출 수단과;
    상기 제 1 해석치를 상기 기준치에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과;
    상기 제 2 분광기에 의한 복수 장소의 나머지의 장소에 대한 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼 및 상기 제 2 모델의 모델 스펙트럼에 의거하여, 양 스펙트럼간의 차이가 최소로 되었을 때, 상기 나머지의 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 2 해석치를 산출하는 제 2 산출 수단과;
    상기 제 2 해석치를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 해석 장치.
  8. 광원과, 편광자를 포함하며 피측정재에 광을 조사하는 광조사기와, 피측정재를 탑재한 스테이지와, 광탄성 변조기 및 검광자를 포함하며 피측정재에서 반사된 광을 수용하는 광취득기를 포함하며, 피측정재의 복수 장소마다 편광된 광을 조사해서 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 엘립소미터(Ellipsometer)로서,
    각도가 가변되는 회절격자와 그 회절격자를 통해 각 파장을 변경해서 측정하도록 설치된 하나의 측정부를 구비하여, 피측정재의 어느 한 장소에 광을 조사해서 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 제 1 분광기와;
    광을 각 파장별로 분리하여 반사하는 회절격자와 복수 파장의 동시 측정이 가능하도록 설치된 복수의 측정부를 구비하여, 복수 장소에 광을 조사해서 상기 제 1 분광기와 비교해서 단시간에, 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 제 2 분광기와;
    상기 제 2 분광기에 의한 상기 어느 한 장소에 대한 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼을 상기 제 1 분광기의 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과;
    상기 제 2 분광기에 의한 복수 장소의 나머지의 장소에 대한 측정 결과를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 엘립소미터.
  9. 광원과, 편광자를 포함하며 피해석재에 광을 조사하는 광조사기와, 피해석재를 탑재한 스테이지와, 광탄성 변조기 및 검광자를 포함하며 피해석재에서 반사된 광을 수용하는 광취득기를 포함하며, 피해석재의 복수 장소마다 편광된 광을 조사해서 반사된 광의 편광 상태를 측정함으로써 피해석재를 해석하는 엘립소미터로서,
    각도가 가변되는 회절격자와 그 회절격자를 통해 각 파장을 변경해서 측정하도록 설치된 하나의 측정부를 구비하여, 피해석재의 어느 한 장소에 광을 조사해서 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 제 1 분광기와;
    광을 각 파장별로 분리하여 반사하는 회절격자와 복수 파장의 동시 측정이 가능하도록 설치된 복수의 측정부를 구비하여, 복수 장소에 광을 조사해서 상기 제 1 분광기와 비교해서 단시간에, 반사된 광의 편광 상태를 측정하는 제 2 분광기와;
    피해석재의 물성에 따른 복수의 파라미터를 갖는 제 1 모델을 형성하는 제 1 모델 형성 수단과;
    상기 제 1 모델과 비교해서 파라미터의 수가 적은 제 2 모델을 형성하는 제 2 모델 형성 수단과;
    상기 제 1 분광기에 의한 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼 및 상기 제 1 모델의 모델 스펙트럼에 의거하여, 양 스펙트럼간의 차이가 최소로 되었을 때, 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 기준치를 산출하는 기준 산출 수단과;
    상기 제 2 분광기에 의한 상기 어느 한 장소에 대한 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼 및 상기 제 2 모델의 모델 스펙트럼에 의거하여, 양 스펙트럼간의 차이가 최소로 되었을 때, 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 1 해석치를 산출하는 제 1 산출 수단과;
    상기 제 1 해석치를 상기 기준치에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과;
    상기 제 2 분광기에 의한 복수 장소의 나머지의 장소에 대한 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼 및 상기 제 2 모델의 모델 스펙트럼에 의거하여, 양 스펙트럼간의 차이가 최소로 되었을 때, 상기 나머지의 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 2 해석치를 산출하는 제 2 산출 수단과;
    상기 제 2 해석치를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 엘립소미터.
  10. 삭제
  11. 컴퓨터에 피측정재의 복수 장소의 측정에 따른 값을 산출하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체로서,
    컴퓨터를,
    피측정재의 어느 한 장소에 대한 제 1 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼과, 상기 제 1 측정 결과에 따른 측정과 비교해서 단시간에 측정된 피측정재에 대한 제 2 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼에 의거하여, 상기 어느 한 장소에 대한 제 2 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼을 상기 제 1 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과;
    상기 제 2 측정 결과 중의 나머지의 장소에 따른 결과를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단
    으로서 기능시키는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
  12. 컴퓨터에 피해석재의 복수 장소의 측정 결과의 수신을 행하게 해서 피해석재를 해석하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체로서,
    컴퓨터를,
    피해석재의 물성에 따른 복수의 파라미터를 갖는 제 1 모델을 형성하는 제 1 모델 형성 수단과;
    상기 제 1 모델과 비교해서 파라미터의 수가 적은 제 2 모델을 형성하는 제 2 모델 형성 수단과;
    피해석재의 어느 한 장소에 대한 제 1 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼 및 상기 제 1 모델의 모델 스펙트럼에 의거하여, 양 스펙트럼간의 차이가 최소로 되었을 때, 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 기준치를 산출하는 기준 산출 수단과;
    상기 제 1 측정 결과에 따른 측정과 비교해서 단시간에 측정된 피측정재에 대한 제 2 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼 중의 상기 어느 한 장소에 대한 측정 스펙트럼 및 상기 제 2 모델의 모델 스펙트럼에 의거하여, 양 스펙트럼간의 차이가 최소로 되었을 때, 상기 어느 한 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 1 해석치를 산출하는 제 1 산출 수단과;
    상기 제 1 해석치를 상기 기준치에 근사하는 근사식을 산출하는 근사식 산출 수단과;
    상기 제 2 측정 결과에 따른 측정 스펙트럼 중의 나머지의 장소에 대한 측정 스펙트럼 및 상기 제 2 모델의 모델 스펙트럼에 의거하여, 양 스펙트럼간의 차이가 최소로 되었을 때, 상기 나머지의 장소에 대하여 피해석재에 따른 제 2 해석치를 산출하는 제 2 산출 수단과;
    상기 제 2 해석치를 상기 근사식에 의거하여 보정하는 보정 수단
    으로서 기능시키는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
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