WO1995017662B1 - Fast spectroscopic ellipsometer - Google Patents

Fast spectroscopic ellipsometer

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WO1995017662B1 PCT/EP1994/004235 EP9404235W WO9517662B1 WO 1995017662 B1 WO1995017662 B1 WO 1995017662B1 EP 9404235 W EP9404235 W EP 9404235W WO 9517662 B1 WO9517662 B1 WO 9517662B1
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Abstract

A high-speed ellipsometric measuring process for any number and sequence of measuring light wavelengths, suitable especially for the in situ measurement of processes on a substrate surface. A broad-band radiation source (1) and an opto-acoustically tunable filter (4) which can be controlled by a PC (10) are used for fast wavelength selection.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE[beim Internationalen Büro am 26. Juni 1995 (26.06.95) eingegangen; ursprüngliche Ansprüche 1-15 durch geänderten Ansprüche 1-14 ersetzt (3 Seiten)] AMENDED CLAIMS [received at the International Bureau on 26 June 1995 (26.06.95); original claims 1-15 replaced by amended claims 1-14 (3 pages)]
1. Ellipsometrisch.es Meßverfahren, dadurch gekennzeichnet ein spektral breitbandiges Strahlungsbündel (46) auf das akustooptisch abstimmbare Filter (4) gelenkt wird, daß ein in dem akustooptischen Filter (4) abgebeugtes spektral schmalbandiges Strahlungsbündel (48) auf die Oberfläche einer zu untersuchenden Probe (6) gerichtet wird, und daß mit dem akustooptischen Filter die Wellenlänge des spektral schmalbandigen Strahlungsbündels (48) abgestimmt wird.1. Ellipsometrisch.es measuring method, characterized in a spectrally broadband radiation beam (46) is directed to the acousto-optically tunable filter (4) that in the acousto-optic filter (4) diffracted spectral narrow-band radiation beam (48) on the surface of a sample to be examined (6) is directed, and that the wavelength of the spectral narrow-band radiation beam (48) is tuned with the acousto-optical filter.
2. Ellipsometrisches Meßverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein spektral breitbandiges Strahlungsbündel (46) auf eine zu untersuchende Probe (6) gerichtet wird, und daß das an der Probe (6) reflektierte Strahlungsbündel auf das akustooptisch abstimmbare Filter (4) gelenkt wird, und daß die Wellenlänge eines in dem akustooptischen Filter (4) abgebeugten spektral schmalbandigen Strahlungsbündels (48) abgestimmt wird.2. Ellipsometric measuring method, characterized in that a spectrally broadband radiation beam (46) is directed to a sample to be examined (6), and that on the sample (6) reflected radiation beam is directed to the acousto-optically tunable filter (4), and in that the wavelength of a spectrally narrow-band radiation beam (48) diffracted in the acousto-optical filter (4) is tuned.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem akustooptischen Filter (4) ein hochfrequentes Spannungssignal von einem Hochfrequenz-Generator (41) zugeführt wird und daß die Abstimmung des akustooptischen Filters (4) derart erfolgt, daß die Frequenz des Spannungs¬ signals variiert wird, und daß der Hochfrequenz-Generator (41) über eine Signalleitung (11) mit einem Ausgang eines Personal-Computers (PC) (10) verbunden wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the acousto-optical filter (4) a high-frequency voltage signal from a high-frequency generator (41) is supplied and that the tuning of the acousto-optical filter (4) is such that the frequency of the voltage ¬ signal is varied, and that the high-frequency generator (41) via a signal line (11) to an output of a personal computer (PC) (10) is connected.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl und Reihenfolge von Meßwellenlängen bestimmt wird und daß das Meßverfahren durch ein Meßprogramm derart von dem PC (10) gesteuert wird, daß dieser nach jedem für eine Meßwellenlänge abgeschlossenen Meßvorgang das akusto- optische Filter (4) auf die in der vorherbestimmten Reihen¬ folge von Meßwellenlängen nächstfolgende Meßwellenlänge abstimmt . 4. The method according to claim 3, characterized in that a number and sequence of measuring wavelengths is determined and that the measuring method is controlled by a measuring program of the PC (10) such that this after each completed for a measuring wavelength measurement the acousto-optical filter (4) tunes to the next in the predetermined order of sequence of measurement wavelengths measuring wavelength.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der PC (10) ein Signal an den Hochfrequenz-Generator (41) zur Änderung der Frequenz des Spannungssignals sendet .5. The method according to claim 4, characterized in that the PC (10) sends a signal to the high-frequency generator (41) for changing the frequency of the voltage signal.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das spektral breitbandige Strahlungsbündel (46) in einer Strahlungr-ruelle (1) erzeugt wird, daß das Strahlungsbündel (46) in e-nem Lichtwellenleiter (2) geführt wird und daß das Strahlungsbündel (46) in einem mit dem Lichtwellenleiter (2) verbundenen Objektiv (3) parallelisiert oder auf die Probe6. The method according to claim 2, characterized in that the spectrally broadband radiation beam (46) in a Radi-ruelle (1) is generated, that the radiation beam (46) in e-nem optical waveguide (2) is guided and that the radiation beam ( 46) in a lens (3) connected to the optical waveguide (2) or to the sample
(6) fokussiert wird.(6) is focused.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsintensität des spektral breitbandigen Strahlungsbündels (48) durch Variation der Amplitude des dem Hochfrequenz-Generator (41) zugeführten SpannungsSignals oder durch Variation des Strahlungsquerschnitts vermittels einer variablen Blende variiert wird.7. The method according to claim 1, characterized in that the radiation intensity of the spectrally broadband radiation beam (48) by varying the amplitude of the high frequency generator (41) supplied voltage signal or by varying the radiation cross section by means of a variable aperture is varied.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das spektral schmalbandige Strahlungsbündel (48) am Ausgang des Eilipsometers auf einen Strahlungsdetektor (8) gerichtet wird, daß das Ausgangs- signal des Strahlungsdetektors (8) einem Strom-Spannungs- wandler/Verstärker (9) zugeführt wird, und daß das Ausgangssignal des Strom-Spannungswandlers/Verstärkers (9) einem Eingang des PC (10) zugeführt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the spectrally narrowband radiation beam (48) is directed at the output of Eilipsometers on a radiation detector (8), that the output signal of the radiation detector (8) a current-voltage converter / Amplifier (9) is supplied, and that the output signal of the current-voltage converter / amplifier (9) is supplied to an input of the PC (10).
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Strahlungsquelle (1) , die ein spektral breitbandiges9. Apparatus for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized by a radiation source (1) having a spectrally broadband
Strahlungsbündel (46) erzeugt, eine zu untersuchende Probe (6) und ein im Strahlengang angeordnetes akustooptisch abstimmbaresRadiation bundle (46) generates, a sample to be examined (6) and arranged in the beam path acousto-optically tunable
Filter (4) .Filter (4).
GEÄNDERTE π (ARTIKEL 19) CHANGED π (ARTICLE 19)
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das akustooptische Filter (4) mit einem Hochfrequenz- Generator (41) verbunden ist.10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the acousto-optic filter (4) with a high-frequency generator (41) is connected.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenz-Generator (41) zur automatischen oder manuellen Steuerung des Meßvorgangs mit einem Ausgang eines PC (10) verbunden ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the high-frequency generator (41) for automatic or manual control of the measuring process with an output of a PC (10) is connected.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das akustooptische Fitler (4) ein nicht-kollineares Filter ist.12. The device according to claim 9, characterized in that the acousto-optic Fitler (4) is a non-collinear filter.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gkeennzeichnet, daß das akustooptische Filter (4) ein kollineares Filter ist13. The apparatus according to claim 9, characterized gkeennzeichnet that the acousto-optic filter (4) is a collinear filter
14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung der Strahlungsquelle (1) mit einem Lichtwellenleiter (2) verbunden ist, und daß der Licht- Wellenleiter (2) an seinem Austrittsende mit einem Zoom- Objektiv (3) verbunden ist. 14. The apparatus according to claim 9, characterized in that the outlet opening of the radiation source (1) with an optical waveguide (2) is connected, and that the light waveguide (2) is connected at its outlet end with a zoom lens (3).
INARTIKEL 19GENANNTE ERKLÄRUNGArticle 19 DECLARATION
Beiliegend werden neue Patentansprüche 1 bis 14 zum Ersatz der früheren Patentansprüche 1 bis 15 eingereicht. Die neuen unabhängigen Ansprüche 1 und 2 entsprechen im wesentlichen den früheren abhängigen Ünteransprüchen 2 und 3, wobei der frühere Anspruch 1 gestrichen wurde. Die übrigen Unteransprüche wurden entsprechend umnumeriert. Enclosed new claims 1 to 14 are submitted to replace the previous claims 1 to 15. The new independent claims 1 and 2 substantially correspond to the prior dependent claims 2 and 3, wherein the former claim 1 has been deleted. The remaining subclaims have been renumbered accordingly.
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