JPH0510820A - ロツクインアンプ用参照信号生成装置 - Google Patents
ロツクインアンプ用参照信号生成装置Info
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- JPH0510820A JPH0510820A JP19099491A JP19099491A JPH0510820A JP H0510820 A JPH0510820 A JP H0510820A JP 19099491 A JP19099491 A JP 19099491A JP 19099491 A JP19099491 A JP 19099491A JP H0510820 A JPH0510820 A JP H0510820A
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、光弾性変調子を備えたエリプソメー
タや旋光分散計等に用いられるロックインアンプ用参照
信号生成装置に関し、ロックインアンプに適正な参照信
号を供給することを目的とする。 【構成】複屈折性偏光子１４Ａで入射光を常光と異常光
の２つの直線偏光に分離し、その一方を参照光ＬＲと
し、他方を測定光ＬＭとし、参照光ＬＲ及び測定光ＬＭ
を、角周波数ωで振動される光弾性変調子１６に通し、
この参照光ＬＲを、検光子４２を介して光検出器４４で
検出し、光検出器４４の出力に含まれている角周波数２
ωの交流信号を交流アンプ４６で増幅しその振幅を一定
にして出力し、交流アンプ４６の出力に基づいて角周波
数ωの交流信号を分周回路４８で生成し、角周波数ω及
び２ωの該交流信号を、測定光ＬＭに関する信号処理に
用いられるロックインアンプ３０、３２に対する参照信
号とする。
タや旋光分散計等に用いられるロックインアンプ用参照
信号生成装置に関し、ロックインアンプに適正な参照信
号を供給することを目的とする。 【構成】複屈折性偏光子１４Ａで入射光を常光と異常光
の２つの直線偏光に分離し、その一方を参照光ＬＲと
し、他方を測定光ＬＭとし、参照光ＬＲ及び測定光ＬＭ
を、角周波数ωで振動される光弾性変調子１６に通し、
この参照光ＬＲを、検光子４２を介して光検出器４４で
検出し、光検出器４４の出力に含まれている角周波数２
ωの交流信号を交流アンプ４６で増幅しその振幅を一定
にして出力し、交流アンプ４６の出力に基づいて角周波
数ωの交流信号を分周回路４８で生成し、角周波数ω及
び２ωの該交流信号を、測定光ＬＭに関する信号処理に
用いられるロックインアンプ３０、３２に対する参照信
号とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光弾性変調子を備えた
エリプソメータ、旋光分散計（ＯＲＤ）、円二色性分散
計（ＣＤ）、直線二色性分散計（ＬＤ）及び直線複屈折
分散計（ＬＢ）等に用いられるロックインアンプ用参照
信号生成装置に関する。
エリプソメータ、旋光分散計（ＯＲＤ）、円二色性分散
計（ＣＤ）、直線二色性分散計（ＬＤ）及び直線複屈折
分散計（ＬＢ）等に用いられるロックインアンプ用参照
信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来のエリプソメータを示す。光
源１０から放射された連続スペクトル光は、分光器１２
で波長選択された後平行光束にされ、偏光子１４を通っ
て直線偏光となり、光弾性変調子１６を通って、互いに
直交する方向に電気ベクトルが振動する直線偏光成分間
に位相差δが与えられる。この位相差δは、駆動回路１
８から光弾性変調子１６に加えられる電圧Ｖ0ｓｉｎω
ｔに応じてδ＝δ0ｓｉｎ（ωｔ−φ）と変化する。こ
こにδ0は位相差振幅、ωは角周波数、ｔは時間、φは
駆動電圧の位相に対する位相遅れである。光弾性変調子
１６を通った光束は、入射角φで試料２０に入射し、試
料２０で反射され、検光子２２を通って光電子増倍管２
４で検出される。
源１０から放射された連続スペクトル光は、分光器１２
で波長選択された後平行光束にされ、偏光子１４を通っ
て直線偏光となり、光弾性変調子１６を通って、互いに
直交する方向に電気ベクトルが振動する直線偏光成分間
に位相差δが与えられる。この位相差δは、駆動回路１
８から光弾性変調子１６に加えられる電圧Ｖ0ｓｉｎω
ｔに応じてδ＝δ0ｓｉｎ（ωｔ−φ）と変化する。こ
こにδ0は位相差振幅、ωは角周波数、ｔは時間、φは
駆動電圧の位相に対する位相遅れである。光弾性変調子
１６を通った光束は、入射角φで試料２０に入射し、試
料２０で反射され、検光子２２を通って光電子増倍管２
４で検出される。
【０００３】光電子増倍管２４の出力のうち、直流線分
が選択的にＤＣアンプ２６で増幅され、感度調節回路２
８に供給される。感度調節回路２８は、この直流成分が
一定になるように光電子増倍管２４の感度を調節する。
が選択的にＤＣアンプ２６で増幅され、感度調節回路２
８に供給される。感度調節回路２８は、この直流成分が
一定になるように光電子増倍管２４の感度を調節する。
【０００４】一方、光電子増倍管２４の出力のうち交流
成分は、コンデンサＣ1 を介してロックインアンプ３０
及び３２に供給される。ロックインアンプ３０及び３２
にはそれぞれ、駆動回路１８から参照信号Ｖr ｓｉｎω
ｔ及びＶr ｓｉｎ２ωｔが供給される。ロックインアン
プ３０及び３２はそれぞれ、入力信号に含まれる角周波
数ω及び２ωの成分の振幅に比例した電圧Ａ1及びＡ2を
出力する。これら電圧Ａ1及びＡ2は、それぞれＡ／Ｄ変
換器３４及び３６に供給されてデジタル化され、マイク
ロコンピュータ３８に供給される。
成分は、コンデンサＣ1 を介してロックインアンプ３０
及び３２に供給される。ロックインアンプ３０及び３２
にはそれぞれ、駆動回路１８から参照信号Ｖr ｓｉｎω
ｔ及びＶr ｓｉｎ２ωｔが供給される。ロックインアン
プ３０及び３２はそれぞれ、入力信号に含まれる角周波
数ω及び２ωの成分の振幅に比例した電圧Ａ1及びＡ2を
出力する。これら電圧Ａ1及びＡ2は、それぞれＡ／Ｄ変
換器３４及び３６に供給されてデジタル化され、マイク
ロコンピュータ３８に供給される。
【０００５】ここで、位相差振幅δ0を、０次ベッセル
関数Ｊ0 （δ0）の値が０になるように、すなわち、δ0
＝２．４０５ラジアンとなるようにすると、マイクロコ
ンピュータ３８により、測定すべき値を容易に求めるこ
とが可能となる。
関数Ｊ0 （δ0）の値が０になるように、すなわち、δ0
＝２．４０５ラジアンとなるようにすると、マイクロコ
ンピュータ３８により、測定すべき値を容易に求めるこ
とが可能となる。
【０００６】一方、分光器１２を波長走査すると、位相
差振幅δ0が変化する。そこで、マイクロコンピュータ
３８は、分光器１２を波長走査させながら、波長λに応
じて駆動回路１８の出力電圧の振幅Ｖ0を変化させる。
λとＶ0の関係は、予めマイクロコンピュータ３８にプ
ログラム設定されている。
差振幅δ0が変化する。そこで、マイクロコンピュータ
３８は、分光器１２を波長走査させながら、波長λに応
じて駆動回路１８の出力電圧の振幅Ｖ0を変化させる。
λとＶ0の関係は、予めマイクロコンピュータ３８にプ
ログラム設定されている。
【０００７】マイクロコンピュータ３８は、これらφ、
λ、δ0、Ａ1及びＡ2に基づいて、公知の方法で、試料
２０の基板屈折率又は基板表面に形成された膜の厚さ及
び屈折率を求める。
λ、δ0、Ａ1及びＡ2に基づいて、公知の方法で、試料
２０の基板屈折率又は基板表面に形成された膜の厚さ及
び屈折率を求める。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電圧振幅Ｖ
0を波長λに応じて変化させると、位相遅れφが変化す
るため、すなわち、ロックインアンプ３０及び３２の各
々について、駆動回路１８から供給される参照信号と、
光電子増倍管２４からコンデンサＣ1を介して供給され
る角周波数ω及び２ωの信号との間の位相差が変化する
ため、ロックインアンプ３０及び３２の出力信号Ａ1及
びＡ2と、ロックインアンプ３０及び３２の入力信号の
角周波数ω及び２ωの振幅との間の比例定数が変化し、
この比例定数が一定であるとしてマイクロコンピュータ
３８で求められた測定値が不正確となる。このような問
題は、旋光分散計（ＯＲＤ）、円二色性分散計（Ｃ
Ｄ）、直線二色性分散計（ＬＤ）及び直線複屈折分散計
（ＬＢ）等においても同様の原因で生ずる。
0を波長λに応じて変化させると、位相遅れφが変化す
るため、すなわち、ロックインアンプ３０及び３２の各
々について、駆動回路１８から供給される参照信号と、
光電子増倍管２４からコンデンサＣ1を介して供給され
る角周波数ω及び２ωの信号との間の位相差が変化する
ため、ロックインアンプ３０及び３２の出力信号Ａ1及
びＡ2と、ロックインアンプ３０及び３２の入力信号の
角周波数ω及び２ωの振幅との間の比例定数が変化し、
この比例定数が一定であるとしてマイクロコンピュータ
３８で求められた測定値が不正確となる。このような問
題は、旋光分散計（ＯＲＤ）、円二色性分散計（Ｃ
Ｄ）、直線二色性分散計（ＬＤ）及び直線複屈折分散計
（ＬＢ）等においても同様の原因で生ずる。
【０００９】本発明の目的は、ロックインアンプに適正
な参照信号を供給することができるロックインアンプ用
参照信号生成装置を提供することにある。
な参照信号を供給することができるロックインアンプ用
参照信号生成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明に係
るロックインアンプ用参照信号生成装置を、実施例図中
の対応する構成要素の符号を引用して説明する。
るロックインアンプ用参照信号生成装置を、実施例図中
の対応する構成要素の符号を引用して説明する。
【００１１】第１発明に係るロックインアンプ用参照信
号生成装置では、入射光を主光束ＬＭと参照光束（Ｌ
Ｒ）の偏光に分割する分割偏光器１４Ａと、分割された
参照光束ＬＲ及び主光束ＬＭが通され、角周波数ωで振
動される光弾性変調子１６と、光弾性変調子１６を通っ
た参照光束ＬＲが通される検光子４２と、検光子４２を
通った参照光束ＬＲを検出する光検出器４４と、光検出
器４４の出力に含まれている角周波数２ωの交流信号を
増幅しその振幅を一定にして出力する交流アンプ４６
と、交流アンプ４６の出力に基づいて角周波数ωの交流
信号を生成する分周回路４８とを有し、角周波数ω及び
２ωの該交流信号を、主光束ＬＭに関する信号処理に用
いられるロックインアンプ３０、３２に対する参照信号
とする。
号生成装置では、入射光を主光束ＬＭと参照光束（Ｌ
Ｒ）の偏光に分割する分割偏光器１４Ａと、分割された
参照光束ＬＲ及び主光束ＬＭが通され、角周波数ωで振
動される光弾性変調子１６と、光弾性変調子１６を通っ
た参照光束ＬＲが通される検光子４２と、検光子４２を
通った参照光束ＬＲを検出する光検出器４４と、光検出
器４４の出力に含まれている角周波数２ωの交流信号を
増幅しその振幅を一定にして出力する交流アンプ４６
と、交流アンプ４６の出力に基づいて角周波数ωの交流
信号を生成する分周回路４８とを有し、角周波数ω及び
２ωの該交流信号を、主光束ＬＭに関する信号処理に用
いられるロックインアンプ３０、３２に対する参照信号
とする。
【００１２】第２発明に係るロックインアンプ用参照信
号生成装置では、入射光を主光束ＬＭと参照光束ＬＲの
偏光に分割する分割偏光器１４Ａと、分割された参照光
束ＬＲ及び主光束ＬＭが通され、角周波数ωで振動され
る光弾性変調子１６と、光弾性変調子１６を通った参照
光束ＬＲが通される１／４波長板５０と、１／４波長板
５０を通った参照光束ＬＲが通される検光子４２と、検
光子４２を通った参照光束ＬＲを検出する光検出器４４
と、光検出器４４の出力に含まれている角周波数ωの交
流成分を増幅しその振幅を一定にして出力する交流アン
プ５２と、交流アンプ５２の出力に基づいて角周波数２
ωの交流信号を生成する周波数逓倍回路５４とを有し、
角周波数ω及び２ωの該交流信号を、主光束ＬＭに関す
る信号処理に用いられるロックインアンプ３０、３２に
対する参照信号とする。
号生成装置では、入射光を主光束ＬＭと参照光束ＬＲの
偏光に分割する分割偏光器１４Ａと、分割された参照光
束ＬＲ及び主光束ＬＭが通され、角周波数ωで振動され
る光弾性変調子１６と、光弾性変調子１６を通った参照
光束ＬＲが通される１／４波長板５０と、１／４波長板
５０を通った参照光束ＬＲが通される検光子４２と、検
光子４２を通った参照光束ＬＲを検出する光検出器４４
と、光検出器４４の出力に含まれている角周波数ωの交
流成分を増幅しその振幅を一定にして出力する交流アン
プ５２と、交流アンプ５２の出力に基づいて角周波数２
ωの交流信号を生成する周波数逓倍回路５４とを有し、
角周波数ω及び２ωの該交流信号を、主光束ＬＭに関す
る信号処理に用いられるロックインアンプ３０、３２に
対する参照信号とする。
【００１３】上記第１及び第２の発明において、光弾性
変調子１６に駆動電圧Ｖ0ｓｉｎωｔを供給すると、主
光束ＬＭ及び参照光束ＬＲについて、互いに直交する方
向に電気ベクトルが振動する直線偏光成分間に位相差δ
が与えられる。この位相差δは、駆動電圧Ｖ0ｓｉｎω
ｔに応じてδ＝δ0ｓｉｎ（ωｔ−φ）と変化する。位
相差振幅δ0を一定に保持するために、波長λに応じて
電圧振幅Ｖ0を変化させると、位相遅れφも変化する。
変調子１６に駆動電圧Ｖ0ｓｉｎωｔを供給すると、主
光束ＬＭ及び参照光束ＬＲについて、互いに直交する方
向に電気ベクトルが振動する直線偏光成分間に位相差δ
が与えられる。この位相差δは、駆動電圧Ｖ0ｓｉｎω
ｔに応じてδ＝δ0ｓｉｎ（ωｔ−φ）と変化する。位
相差振幅δ0を一定に保持するために、波長λに応じて
電圧振幅Ｖ0を変化させると、位相遅れφも変化する。
【００１４】しかし、この位相遅れφは、主光束ＬＭ及
び参照光束ＬＲについて同一になるので、ロックインア
ンプ３０及び３２に対する参照信号が適正になる。この
ため、ロックインアンプ３０及び３２の出力信号Ａ1及
びＡ2と、ロックインアンプ３０及び３２の入力信号の
角周波数ω及び２ωの振幅との間の比例定数が、光の波
長λに依存しなくなり、このロックインアンプ用参照信
号生成装置を用いた測定装置の測定精度が向上する。
び参照光束ＬＲについて同一になるので、ロックインア
ンプ３０及び３２に対する参照信号が適正になる。この
ため、ロックインアンプ３０及び３２の出力信号Ａ1及
びＡ2と、ロックインアンプ３０及び３２の入力信号の
角周波数ω及び２ωの振幅との間の比例定数が、光の波
長λに依存しなくなり、このロックインアンプ用参照信
号生成装置を用いた測定装置の測定精度が向上する。
【００１５】上記分割偏光器は、例えば、図１に示す如
く、入射光束を常光と異常光の２つの直線偏光に分割
し、その一方を参照光束とし、他方を主光束とする複屈
折性偏光子１４Ａ、又は、図７に示す如く、入射光を透
過光束と反射光束に分割するビームスプリッタ１４２
と、偏光子１４と、該透過光束と該反射光束を偏光子１
４に通させる反射器１４３とを備えた構成である。前者
の分割偏光器は構成が簡単である。後者の分割偏光器は
紫外域の波長の光を使用する場合に有効である。
く、入射光束を常光と異常光の２つの直線偏光に分割
し、その一方を参照光束とし、他方を主光束とする複屈
折性偏光子１４Ａ、又は、図７に示す如く、入射光を透
過光束と反射光束に分割するビームスプリッタ１４２
と、偏光子１４と、該透過光束と該反射光束を偏光子１
４に通させる反射器１４３とを備えた構成である。前者
の分割偏光器は構成が簡単である。後者の分割偏光器は
紫外域の波長の光を使用する場合に有効である。
【００１６】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１７】（１）第１実施例
図１は、本発明が適用された第１実施例のエリプソメー
タを示す。図８と同一構成要素には、同一符号を付して
しその説明を省略する。
タを示す。図８と同一構成要素には、同一符号を付して
しその説明を省略する。
【００１８】このエリプソメータでは、分光器１２と光
弾性変調子１６との間に分割偏光器として複屈折性偏光
子１４Ａ、例えばローションプリズムを配置している。
複屈折性偏光子１４Ａを通った光束は、主光束ＬＭと参
照光束ＬＲとに分割される。例えば、主光束ＬＭは正常
光であり、参照光束ＬＲは異常光であって、電気ベクト
ル振動方向は互いに直交している。
弾性変調子１６との間に分割偏光器として複屈折性偏光
子１４Ａ、例えばローションプリズムを配置している。
複屈折性偏光子１４Ａを通った光束は、主光束ＬＭと参
照光束ＬＲとに分割される。例えば、主光束ＬＭは正常
光であり、参照光束ＬＲは異常光であって、電気ベクト
ル振動方向は互いに直交している。
【００１９】主光束ＬＭ及び参照光束ＬＲは光弾性変調
子１６を通り、主光束ＬＭはその後、図８と同一の光路
を通る。
子１６を通り、主光束ＬＭはその後、図８と同一の光路
を通る。
【００２０】一方、参照光束ＬＲは、検光子４２を通っ
て光電子増倍管４４で検出される。光電子増倍管４４の
出力は、コンデンサＣ2 を介してＡＣアンプ４６に供給
され、角周波数２ωの成分が増幅され、その振幅が一定
にされて取り出される。この振幅を一定にするために、
ＡＣアンプ４６は、例えば、ＡＧＣ回路、又は、この振
幅が一定になるように光電子増倍管４４の感度を調整す
る回路を備えている。ＡＣアンプ４６の出力は、分周回
路４８に供給されて１／２分周され、角周波数がωとな
る。ＡＣアンプ４６及び分周回路４８の出力は、参照信
号として、それぞれロックインアンプ３０及び３２に供
給される。なお、駆動回路１８Ａは、ロックインアンプ
３０及び３２に対し参照信号を出力しない外は、図８の
駆動回路１８と同一である。他の点は、図８と同一であ
る。
て光電子増倍管４４で検出される。光電子増倍管４４の
出力は、コンデンサＣ2 を介してＡＣアンプ４６に供給
され、角周波数２ωの成分が増幅され、その振幅が一定
にされて取り出される。この振幅を一定にするために、
ＡＣアンプ４６は、例えば、ＡＧＣ回路、又は、この振
幅が一定になるように光電子増倍管４４の感度を調整す
る回路を備えている。ＡＣアンプ４６の出力は、分周回
路４８に供給されて１／２分周され、角周波数がωとな
る。ＡＣアンプ４６及び分周回路４８の出力は、参照信
号として、それぞれロックインアンプ３０及び３２に供
給される。なお、駆動回路１８Ａは、ロックインアンプ
３０及び３２に対し参照信号を出力しない外は、図８の
駆動回路１８と同一である。他の点は、図８と同一であ
る。
【００２１】複屈折性偏光子１４Ａの透過軸と検光子４
２の透過軸との関係は特に限定されないが、検光子４２
を回転させたときにＡＣアンプ４６の入力の振幅が最大
になるようにした方が好ましい。
２の透過軸との関係は特に限定されないが、検光子４２
を回転させたときにＡＣアンプ４６の入力の振幅が最大
になるようにした方が好ましい。
【００２２】上記構成において、駆動回路１８Ａが光弾
性変調子１６に駆動電圧Ｖ0ｓｉｎωｔを供給すると、
主光束ＬＭ及び参照光束ＬＲについて、互いに直交する
方向に電気ベクトルが振動する直線偏光成分間に位相差
δが与えられる。この位相差δは、駆動電圧Ｖ0ｓｉｎ
ωｔに応じて上述の如くδ＝δ0ｓｉｎ（ωｔ−φ）と
変化する。位相差振幅δ0を一定に保持するために、波
長λに応じて電圧振幅Ｖ0を変化させると、位相遅れφ
も変化する。しかし、この位相遅れφは、主光束ＬＭ及
び参照光束ＬＲについて同一になるので、ロックインア
ンプ３０及び３２に対する参照信号が適正になる。この
ため、ロックインアンプ３０及び３２の出力信号Ａ1及
びＡ2と、ロックインアンプ３０及び３２の入力信号の
角周波数ω及び２ωの振幅との間の比例定数が、分光器
１２の選択波長λに依存しなくなって、マイクロコンピ
ュータ３８により求められる測定値が正確となる。
性変調子１６に駆動電圧Ｖ0ｓｉｎωｔを供給すると、
主光束ＬＭ及び参照光束ＬＲについて、互いに直交する
方向に電気ベクトルが振動する直線偏光成分間に位相差
δが与えられる。この位相差δは、駆動電圧Ｖ0ｓｉｎ
ωｔに応じて上述の如くδ＝δ0ｓｉｎ（ωｔ−φ）と
変化する。位相差振幅δ0を一定に保持するために、波
長λに応じて電圧振幅Ｖ0を変化させると、位相遅れφ
も変化する。しかし、この位相遅れφは、主光束ＬＭ及
び参照光束ＬＲについて同一になるので、ロックインア
ンプ３０及び３２に対する参照信号が適正になる。この
ため、ロックインアンプ３０及び３２の出力信号Ａ1及
びＡ2と、ロックインアンプ３０及び３２の入力信号の
角周波数ω及び２ωの振幅との間の比例定数が、分光器
１２の選択波長λに依存しなくなって、マイクロコンピ
ュータ３８により求められる測定値が正確となる。
【００２３】（２）試験例
次に、本実施例の効果を示す試験例を説明する。
【００２４】図２及び図３は、図１の装置を用いた試験
結果であって、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａ
と検光子２２の両光軸を同一直線上に配置し、波長走査
した場合の、Ａ／Ｄ変換器３４及び３６の出力Ａ1及び
Ａ2の変化を示す。
結果であって、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａ
と検光子２２の両光軸を同一直線上に配置し、波長走査
した場合の、Ａ／Ｄ変換器３４及び３６の出力Ａ1及び
Ａ2の変化を示す。
【００２５】図２は、複屈折性偏光子１４Ａと検光子２
２の透過軸方位を互いに平行にした場合、すなわち、ロ
ックインアンプ３２の入力振幅が最大になるように検光
子２２の透過軸方位を設定した場合である。図３は、こ
の状態から、検光子２２の透過軸を光軸の回りに９０°
回転させた場合である。
２の透過軸方位を互いに平行にした場合、すなわち、ロ
ックインアンプ３２の入力振幅が最大になるように検光
子２２の透過軸方位を設定した場合である。図３は、こ
の状態から、検光子２２の透過軸を光軸の回りに９０°
回転させた場合である。
【００２６】図２及び図３のいずれの場合も、理想的に
は、Ａ1及びＡ2は波長λによらず、かつ、Ａ1は０とな
る。Ａ2が長波長側及び短波長側で大きく変化している
のは、検光子４２としてポラロイド（登録商標）を使用
したので、この領域で検光子としての役割を果たしてい
ない為である。
は、Ａ1及びＡ2は波長λによらず、かつ、Ａ1は０とな
る。Ａ2が長波長側及び短波長側で大きく変化している
のは、検光子４２としてポラロイド（登録商標）を使用
したので、この領域で検光子としての役割を果たしてい
ない為である。
【００２７】図４及び図５は、図８の従来装置を用いて
上記同様の条件下で測定した結果であり、図４（Ａ）、
（Ｂ）はそれぞれ図２（Ａ）、（Ｂ）に対応し、図５
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図３（Ａ）、（Ｂ）に対応し
ている。
上記同様の条件下で測定した結果であり、図４（Ａ）、
（Ｂ）はそれぞれ図２（Ａ）、（Ｂ）に対応し、図５
（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図３（Ａ）、（Ｂ）に対応し
ている。
【００２８】これらのグラフから、本発明の有効性が明
かである。
かである。
【００２９】（３）第２実施例
図６は、本発明が適用された第２実施例のエリプソメー
タを示す。図１と同一構成要素には、同一符号を付して
しその説明を省略する。
タを示す。図１と同一構成要素には、同一符号を付して
しその説明を省略する。
【００３０】このエリプソメータでは、光弾性変調子１
６と検光子４２との間にさらに、１／４波長板５０を配
置している。そして、図１のＡＣアンプ４６の代わり
に、角周波数ωの信号を増幅しその振幅を一定にするＡ
Ｃアンプ５２を用い、図１に示す分周回路４８の代わり
に、入力信号の角周波数ωを２倍にする周波数逓倍回路
５４を用いている。ＡＣアンプ５２及び周波数逓倍回路
５４の出力は、それぞれ参照信号としてロックインアン
プ３０及び３２に供給される。他の点は、図１と同一で
ある。
６と検光子４２との間にさらに、１／４波長板５０を配
置している。そして、図１のＡＣアンプ４６の代わり
に、角周波数ωの信号を増幅しその振幅を一定にするＡ
Ｃアンプ５２を用い、図１に示す分周回路４８の代わり
に、入力信号の角周波数ωを２倍にする周波数逓倍回路
５４を用いている。ＡＣアンプ５２及び周波数逓倍回路
５４の出力は、それぞれ参照信号としてロックインアン
プ３０及び３２に供給される。他の点は、図１と同一で
ある。
【００３１】（４）第３実施例
図７は、本発明の第３実施例の分割偏光器の構成を示
す。
す。
【００３２】上記各実施例において、複屈折性偏光子１
４Ａがグラントムソンプリズムである場合、グラントム
ソンプリズムを構成する２つのプリズムの境界面が光学
用接着剤で接着されているため、紫外線透過率が幾分減
少し、有効透過波長域は３５０〜２３００ｎｍ程度であ
る。
４Ａがグラントムソンプリズムである場合、グラントム
ソンプリズムを構成する２つのプリズムの境界面が光学
用接着剤で接着されているため、紫外線透過率が幾分減
少し、有効透過波長域は３５０〜２３００ｎｍ程度であ
る。
【００３３】そこで、例えば３５０ｎｍ以下の紫外域に
わたる波長の光を使用する場合には、図７に示すような
構成の分割偏光器を使用する。この分割偏光器は、分光
器１２Ａからの発散光束を平行光束にする凹面鏡１４１
と、凹面鏡１４１で反射された平行光束を透過光束と反
射光束に２分割するビームスプリッタ１４２と、この透
過光束を反射させる平面鏡１４３と、ビームスプリッタ
１４２及び平面鏡１４３で反射された光束が通される偏
光子１４とからなる。例えば、平面鏡１４３で反射され
た光束が主光束ＬＭとして用いられ、ビームスプリッタ
１４２で反射された光束が参照光束ＬＲとして用いられ
る。この角度は、偏光子１４がその機能を果たす最大許
容視野角以内でありかつ参照光束ＬＲを主光束ＬＭから
分離して検光子４２に入射させることができれる角度以
上であればよく、例えば３〜２０゜の範囲内の角度であ
る。他の点は、上記第１実施例又は第２実施例と同一で
ある。
わたる波長の光を使用する場合には、図７に示すような
構成の分割偏光器を使用する。この分割偏光器は、分光
器１２Ａからの発散光束を平行光束にする凹面鏡１４１
と、凹面鏡１４１で反射された平行光束を透過光束と反
射光束に２分割するビームスプリッタ１４２と、この透
過光束を反射させる平面鏡１４３と、ビームスプリッタ
１４２及び平面鏡１４３で反射された光束が通される偏
光子１４とからなる。例えば、平面鏡１４３で反射され
た光束が主光束ＬＭとして用いられ、ビームスプリッタ
１４２で反射された光束が参照光束ＬＲとして用いられ
る。この角度は、偏光子１４がその機能を果たす最大許
容視野角以内でありかつ参照光束ＬＲを主光束ＬＭから
分離して検光子４２に入射させることができれる角度以
上であればよく、例えば３〜２０゜の範囲内の角度であ
る。他の点は、上記第１実施例又は第２実施例と同一で
ある。
【００３４】なお、上記実施例では本発明をエリプソメ
ータに適用した場合を説明したが、光弾性変調子を備え
た他の装置、例えば旋光分散計（ＯＲＤ）、円二色性分
散計（ＣＤ）、直線二色性分散計（ＬＤ）及び直線複屈
折分散計（ＬＢ）等にも本発明を適用可能であることは
勿論である。
ータに適用した場合を説明したが、光弾性変調子を備え
た他の装置、例えば旋光分散計（ＯＲＤ）、円二色性分
散計（ＣＤ）、直線二色性分散計（ＬＤ）及び直線複屈
折分散計（ＬＢ）等にも本発明を適用可能であることは
勿論である。
【００３５】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るロック
インアンプ用参照信号生成装置によれば、ロックインア
ンプに対する参照信号が適正になるという優れた効果を
奏し、エリプソメータ、旋光分散計、円二色性分散計、
直線二色性分散計及び直線複屈折分散計等の測定精度向
上に寄与するところが大きい。
インアンプ用参照信号生成装置によれば、ロックインア
ンプに対する参照信号が適正になるという優れた効果を
奏し、エリプソメータ、旋光分散計、円二色性分散計、
直線二色性分散計及び直線複屈折分散計等の測定精度向
上に寄与するところが大きい。
【図１】本発明に係るロックインアンプ用参照信号生成
装置が適用された第１実施例のエリプソメータの構成図
である。
装置が適用された第１実施例のエリプソメータの構成図
である。
【図２】図１の装置を用いた試験結果を示すグラフであ
って、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａと検光子
２２の光軸を同一直線上に配置し、複屈折性偏光子１４
Ａと検光子２２の透過軸方位を互いに平行にした場合
の、波長に対するＡ／Ｄ変換器３４及び３６の出力Ａ1
及びＡ2の変化を示す。
って、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａと検光子
２２の光軸を同一直線上に配置し、複屈折性偏光子１４
Ａと検光子２２の透過軸方位を互いに平行にした場合
の、波長に対するＡ／Ｄ変換器３４及び３６の出力Ａ1
及びＡ2の変化を示す。
【図３】図１の装置を用いた試験結果を示すグラフであ
って、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａと検光子
２２の光軸を同一直線上に配置し、複屈折性偏光子１４
Ａの透過軸に対し検光子２２の透過軸を光軸の回りに９
０°回転させた場合の、波長に対するＡ／Ｄ変換器３４
及び３６の出力Ａ1及びＡ2の変化を示す。
って、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａと検光子
２２の光軸を同一直線上に配置し、複屈折性偏光子１４
Ａの透過軸に対し検光子２２の透過軸を光軸の回りに９
０°回転させた場合の、波長に対するＡ／Ｄ変換器３４
及び３６の出力Ａ1及びＡ2の変化を示す。
【図４】図８の装置を用いた試験結果を示すグラフであ
って、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａと検光子
２２の光軸を同一直線上に配置し、複屈折性偏光子１４
Ａと検光子２２の透過軸方位を互いに平行にした場合
の、波長に対するＡ／Ｄ変換器３４及び３６の出力Ａ1
及びＡ2の変化を示す。
って、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａと検光子
２２の光軸を同一直線上に配置し、複屈折性偏光子１４
Ａと検光子２２の透過軸方位を互いに平行にした場合
の、波長に対するＡ／Ｄ変換器３４及び３６の出力Ａ1
及びＡ2の変化を示す。
【図５】図８の装置を用いた試験結果を示すグラフであ
って、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａと検光子
２２の光軸を同一直線上に配置し、複屈折性偏光子１４
Ａの透過軸に対し検光子２２の透過軸を光軸の回りに９
０°回転させた場合の、波長に対するＡ／Ｄ変換器３４
及び３６の出力Ａ1及びＡ2の変化を示す。
って、試料２０を除き、複屈折性偏光子１４Ａと検光子
２２の光軸を同一直線上に配置し、複屈折性偏光子１４
Ａの透過軸に対し検光子２２の透過軸を光軸の回りに９
０°回転させた場合の、波長に対するＡ／Ｄ変換器３４
及び３６の出力Ａ1及びＡ2の変化を示す。
【図６】本発明に係るロックインアンプ用参照信号生成
装置が適用された第２実施例のエリプソメータの構成図
である。
装置が適用された第２実施例のエリプソメータの構成図
である。
【図７】本発明の第３実施例の分割偏光器の構成を示す
図である。
図である。
【図８】従来のエリプソメータの構成図である。
１０ 光源
１２ 分光器
１４ 偏光子
１４Ａ 複屈折性偏光子
１４１ 凹面鏡
１４２ ビームスプリッタ
１４３ 平面鏡
１６ 光弾性変調子
１８、１８Ａ 駆動回路
２０ 試料
２２、４２ 検光子
２４、４４ 光電子増倍管
２６ ＤＣアンプ
２８ 感度調節回路
３０、３２ ロックインアンプ
３４、３６ Ａ／Ｄ変換器
３８ マイクロコンピュータ
４０ Ｄ／Ａ変換器
４６、５２ ＡＣアンプ
４８ 分周回路
５０ １／４波長板
５４ 周波数逓倍回路
Claims (4)
- 【請求項１】 入射光を主光束（ＬＭ）と参照光束（Ｌ
Ｒ）の偏光に分割する分割偏光器（１４Ａ）と、 分割された該参照光束及び主光束が通され、角周波数ω
で振動される光弾性変調子（１６）と、 該光弾性変調子を通った参照光束が通される検光子（４
２）と、 該検光子を通った参照光束を検出する光検出器（４４）
と、 該光検出器の出力に含まれている角周波数２ωの交流信
号を増幅しその振幅を一定にして出力する交流アンプ
（４６）と、 該交流アンプの出力に基づいて角周波数ωの交流信号を
生成する分周回路（４８）とを有し、 角周波数ω及び２ωの該交流信号を、該主光束に関する
信号処理に用いられるロックインアンプ（３０、３２）
に対する参照信号とすることを特徴とするロックインア
ンプ用参照信号生成装置。 - 【請求項２】 主光束（ＬＭ）と参照光束（ＬＲ）の偏
光に分割する分割偏光器（１４Ａ）と、 分割された該参照光束及び主光束が通され、角周波数ω
で振動される光弾性変調子（１６）と、 該光弾性変調子を通った参照光束が通される１／４波長
板（５０）と、 該１／４波長板を通った参照光束が通される検光子（４
２）と、 該検光子を通った参照光束を検出する光検出器（４４）
と、 該光検出器の出力に含まれている角周波数ωの交流成分
を増幅しその振幅を一定にして出力する交流アンプ（５
２）と、 該交流アンプの出力に基づいて角周波数２ωの交流信号
を生成する周波数逓倍回路（５４）とを有し、 角周波数ω及び２ωの該交流信号を、該主光束に関する
信号処理に用いられるロックインアンプ（３０、３２）
に対する参照信号とすることを特徴とするロックインア
ンプ用参照信号生成装置。 - 【請求項３】 前記分割偏光器（１４Ａ）は、入射光束
を常光と異常光の２つの直線偏光に分割し、その一方を
参照光束とし、他方を主光束とする複屈折性偏光子であ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。 - 【請求項４】 前記分割偏光器は、入射光を透過光束と
反射光束に分割するビームスプリッタ（１４２）と、偏
光子（１４）と、該透過光束と該反射光束を該偏光子に
通させる反射器（１４３）とを有することを特徴とする
請求項１又は２記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3190994A JP2672414B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | ロックインアンプ用参照信号生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3190994A JP2672414B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | ロックインアンプ用参照信号生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510820A true JPH0510820A (ja) | 1993-01-19 |
| JP2672414B2 JP2672414B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=16267100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3190994A Expired - Lifetime JP2672414B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | ロックインアンプ用参照信号生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672414B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104502281A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-08 | 中国科学院半导体研究所 | 光弹调制测量系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57151834A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-20 | Fujitsu Ltd | Measurement of polarization |
| JPS6357729A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-12 | Kawasaki Steel Corp | 焼結機の原料層圧密方法 |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP3190994A patent/JP2672414B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57151834A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-20 | Fujitsu Ltd | Measurement of polarization |
| JPS6357729A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-12 | Kawasaki Steel Corp | 焼結機の原料層圧密方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104502281A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-08 | 中国科学院半导体研究所 | 光弹调制测量系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2672414B2 (ja) | 1997-11-05 |
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