JPH09196630A - 光学定数測定装置および顕微鏡 - Google Patents
光学定数測定装置および顕微鏡Info
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- JPH09196630A JPH09196630A JP2316396A JP2316396A JPH09196630A JP H09196630 A JPH09196630 A JP H09196630A JP 2316396 A JP2316396 A JP 2316396A JP 2316396 A JP2316396 A JP 2316396A JP H09196630 A JPH09196630 A JP H09196630A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料の光学定数を測定可能な小型の測定ヘッ
ドを備えた光学定数測定装置、および該測定ヘッドを備
えた顕微鏡を提供する。 【解決手段】 試料表面に収束光または発散光を照射す
る照射光学系、前記収束光または発散光の前記試料から
の反射光を導く受光光学系および該受光光学系により導
かれた反射光の光ビーム内光強度分布を検出する光強度
分布センサを備えた測定ヘッドと、検出された該光ビー
ム内光強度分布に基づいて前記試料の光学定数または前
記試料表面に形成された薄膜の光学定数を算出する光学
定数算出装置とを備えたことを特徴とする光学定数測定
装置、および上記測定ヘッドを備えた顕微鏡。
ドを備えた光学定数測定装置、および該測定ヘッドを備
えた顕微鏡を提供する。 【解決手段】 試料表面に収束光または発散光を照射す
る照射光学系、前記収束光または発散光の前記試料から
の反射光を導く受光光学系および該受光光学系により導
かれた反射光の光ビーム内光強度分布を検出する光強度
分布センサを備えた測定ヘッドと、検出された該光ビー
ム内光強度分布に基づいて前記試料の光学定数または前
記試料表面に形成された薄膜の光学定数を算出する光学
定数算出装置とを備えたことを特徴とする光学定数測定
装置、および上記測定ヘッドを備えた顕微鏡。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学定数測定装
置、および少なくともその測定ヘッドを備えた顕微鏡に
関する。
置、および少なくともその測定ヘッドを備えた顕微鏡に
関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平３−１７５０５号公報に、光ビー
ムを用いて基板の表面上に設けられた薄膜の厚さを測定
する膜厚測定技術が開示されている（以下、ＢＰＲ法
（BeamProfile Reflectometry）と呼ぶこともある）。
このＢＰＲ法は、上記薄膜に様々な角度θから光を照射
し、該薄膜からの反射光（薄膜表面、裏面からの反射光
および薄膜中を散乱した後表面から出射した光）の光ビ
ーム内光強度分布（反射率分布）を上記入射角θに関す
る分布として検出し、検出された分布を、予め求められ
ている各膜厚における分布と照合し、どの膜厚における
分布と一致するかをみることによって、測定対象である
上記薄膜の膜厚を算出するようにしたものである。
ムを用いて基板の表面上に設けられた薄膜の厚さを測定
する膜厚測定技術が開示されている（以下、ＢＰＲ法
（BeamProfile Reflectometry）と呼ぶこともある）。
このＢＰＲ法は、上記薄膜に様々な角度θから光を照射
し、該薄膜からの反射光（薄膜表面、裏面からの反射光
および薄膜中を散乱した後表面から出射した光）の光ビ
ーム内光強度分布（反射率分布）を上記入射角θに関す
る分布として検出し、検出された分布を、予め求められ
ている各膜厚における分布と照合し、どの膜厚における
分布と一致するかをみることによって、測定対象である
上記薄膜の膜厚を算出するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
特開平３−１７５０５号公報で提案されている膜厚測定
技術を利用して、該公報ではシステム的な装置として提
案されていた膜厚測定装置に比べ、よりコンパクトな構
成でかつより多彩な光学定数を測定可能な光学定数測定
装置を提供することにある。
特開平３−１７５０５号公報で提案されている膜厚測定
技術を利用して、該公報ではシステム的な装置として提
案されていた膜厚測定装置に比べ、よりコンパクトな構
成でかつより多彩な光学定数を測定可能な光学定数測定
装置を提供することにある。
【０００４】また、本発明の別の課題は、上記膜厚測定
技術を利用した小型測定ヘッドを組み込んだ顕微鏡を提
供することにある。
技術を利用した小型測定ヘッドを組み込んだ顕微鏡を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光学定数測定装置は、試料表面に収束光ま
たは発散光を照射する照射光学系、前記収束光または発
散光の前記試料からの反射光を導く受光光学系および該
受光光学系により導かれた反射光の光ビーム内光強度分
布を検出する光強度分布センサを備えた測定ヘッドと、
検出された該光ビーム内光強度分布に基づいて前記試料
の光学定数または前記試料表面に形成された薄膜の光学
定数を算出する光学定数算出装置とを備えたことを特徴
とするものからなる。
に、本発明の光学定数測定装置は、試料表面に収束光ま
たは発散光を照射する照射光学系、前記収束光または発
散光の前記試料からの反射光を導く受光光学系および該
受光光学系により導かれた反射光の光ビーム内光強度分
布を検出する光強度分布センサを備えた測定ヘッドと、
検出された該光ビーム内光強度分布に基づいて前記試料
の光学定数または前記試料表面に形成された薄膜の光学
定数を算出する光学定数算出装置とを備えたことを特徴
とするものからなる。
【０００６】また、本発明に係る顕微鏡は、試料台と、
該試料台に装着された試料表面に収束光または発散光を
照射する照射光学系、前記収束光または発散光の前記試
料からの反射光を導く受光光学系および該受光光学系に
より導かれた反射光の光ビーム内光強度分布を検出する
光強度分布センサを備えた測定ヘッドと、該測定ヘッド
を装着する顕微鏡本体とを備えたことを特徴とするもの
からなる。
該試料台に装着された試料表面に収束光または発散光を
照射する照射光学系、前記収束光または発散光の前記試
料からの反射光を導く受光光学系および該受光光学系に
より導かれた反射光の光ビーム内光強度分布を検出する
光強度分布センサを備えた測定ヘッドと、該測定ヘッド
を装着する顕微鏡本体とを備えたことを特徴とするもの
からなる。
【０００７】この顕微鏡において、上記測定ヘッドは、
顕微鏡本体に着脱可能なものであることが好ましい。ま
た上記顕微鏡は、光強度分布センサにより検出された光
ビーム内光強度分布に基づいて前記試料の光学定数また
は前記試料表面に形成された薄膜の光学定数を算出する
光学定数算出装置を備えていることが好ましい。
顕微鏡本体に着脱可能なものであることが好ましい。ま
た上記顕微鏡は、光強度分布センサにより検出された光
ビーム内光強度分布に基づいて前記試料の光学定数また
は前記試料表面に形成された薄膜の光学定数を算出する
光学定数算出装置を備えていることが好ましい。
【０００８】さらに、上記照射光学系は、レーザ光発生
装置を備えたものであることが好ましい。また、上記顕
微鏡は、接眼鏡を備えたものとすることもできる。
装置を備えたものであることが好ましい。また、上記顕
微鏡は、接眼鏡を備えたものとすることもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明
の一実施態様に係る光学定数測定装置の概略構成を示し
ている。図において、１は光学定数測定装置全体を示し
ており、該光学定数測定装置１は、測定ヘッド２と光学
定数算出装置３とを備えている。
形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明
の一実施態様に係る光学定数測定装置の概略構成を示し
ている。図において、１は光学定数測定装置全体を示し
ており、該光学定数測定装置１は、測定ヘッド２と光学
定数算出装置３とを備えている。
【００１０】測定ヘッド２は、試料４の表面に光５を照
射する照射光学系６、光５の試料４からの反射光７を導
く受光光学系８および該受光光学系８により導かれた反
射光７の光ビーム内光強度分布を検出する光強度分布セ
ンサ９を備えている。
射する照射光学系６、光５の試料４からの反射光７を導
く受光光学系８および該受光光学系８により導かれた反
射光７の光ビーム内光強度分布を検出する光強度分布セ
ンサ９を備えている。
【００１１】図１においては、測定対象としての試料４
として、基板４ａ上に薄膜４ｂを形成したものを示して
いるが、基板４ａのみからなる試料であってもよい。本
発明における光学定数とは、測定対象が基板の場合は、
屈折率または消衰係数を指し、薄膜の場合は屈折率、消
衰係数または膜厚を指す。
として、基板４ａ上に薄膜４ｂを形成したものを示して
いるが、基板４ａのみからなる試料であってもよい。本
発明における光学定数とは、測定対象が基板の場合は、
屈折率または消衰係数を指し、薄膜の場合は屈折率、消
衰係数または膜厚を指す。
【００１２】試料４の表面に向けて、照射光学系６の光
５が照射される。本実施態様では、レーザ光源１０（た
とえば半導体レーザ光源）からのレーザ光がハーフミラ
ー１１で反射された後、凸レンズ（集光レンズ）１２で
集光されて試料４に照射されている。
５が照射される。本実施態様では、レーザ光源１０（た
とえば半導体レーザ光源）からのレーザ光がハーフミラ
ー１１で反射された後、凸レンズ（集光レンズ）１２で
集光されて試料４に照射されている。
【００１３】図１においては、照射される光５は、丁度
試料４の表面に焦点が合わされた収束光として描かれて
いるが、図２に示すように、焦点に至る前に試料４の表
面に照射される収束光５ａの形態であってもよい。ま
た、図３に示すように、一旦焦点を経た後、実質的に発
散光５ｂの形態として試料４の表面に照射するようにし
てもよい。要は、平行光でなく、試料４の表面に対して
様々な角度θ（図１に図示）で入射する光であればよ
い。
試料４の表面に焦点が合わされた収束光として描かれて
いるが、図２に示すように、焦点に至る前に試料４の表
面に照射される収束光５ａの形態であってもよい。ま
た、図３に示すように、一旦焦点を経た後、実質的に発
散光５ｂの形態として試料４の表面に照射するようにし
てもよい。要は、平行光でなく、試料４の表面に対して
様々な角度θ（図１に図示）で入射する光であればよ
い。
【００１４】試料４に照射された光５は、試料４から反
射される。この試料４からの反射光とは、試料表面、試
料裏面における反射光および試料内部での散乱後の反射
光を含むものである。たとえば、基板４ａ上に形成され
た薄膜４ｂの光学定数が測定対象となる場合、照射され
た光５の反射は、図４に示すように、多重反射の形態で
行われる。
射される。この試料４からの反射光とは、試料表面、試
料裏面における反射光および試料内部での散乱後の反射
光を含むものである。たとえば、基板４ａ上に形成され
た薄膜４ｂの光学定数が測定対象となる場合、照射され
た光５の反射は、図４に示すように、多重反射の形態で
行われる。
【００１５】図４において、ｔは薄膜４ｂの膜厚、
ｎ0 、ｎ1 、ｎ2 はそれぞれ空気、薄膜４ｂ、基板４ａ
の屈折率であり、ｒ1 、ｒ2 は空気と薄膜、薄膜と基板
の境界での光の反射率である。この光の反射率はＰ偏光
とＳ偏光とでは異なりそれぞれ次の（１）〜（４）式で
表される。
ｎ0 、ｎ1 、ｎ2 はそれぞれ空気、薄膜４ｂ、基板４ａ
の屈折率であり、ｒ1 、ｒ2 は空気と薄膜、薄膜と基板
の境界での光の反射率である。この光の反射率はＰ偏光
とＳ偏光とでは異なりそれぞれ次の（１）〜（４）式で
表される。
【００１６】 ｒ1S＝（ｎ1 cos θ1 −ｎ0 cos θ0)／（ｎ1 cos θ1 ＋ｎ0 cos θ0) （１） ｒ1P＝（ｎ1 cos θ0 −ｎ0 cos θ1)／（ｎ1 cos θ0 ＋ｎ0 cos θ1) （２） ｒ2S＝（ｎ2 cos θ2 −ｎ1 cos θ1)／（ｎ2 cos θ2 ＋ｎ1 cos θ1) （３） ｒ2P＝（ｎ2 cos θ1 −ｎ1 cos θ2)／（ｎ2 cos θ1 ＋ｎ1 cos θ2) （４） ここでＳおよびＰの添字はそれぞれＳ偏光およびＰ偏光
であることを意味する。またθ0 、θ1 、θ2 はそれぞ
れ光が各媒質を通過するときの試料面の法線に対する角
度である。
であることを意味する。またθ0 、θ1 、θ2 はそれぞ
れ光が各媒質を通過するときの試料面の法線に対する角
度である。
【００１７】さて、ｒ1 、ｒ2 は一般的に０でないの
で、図４に示したように光の多重反射が起きる。レーザ
光のようなコヒーレント光では、この多重反射した各光
線ａ、ｂ、ｃ・・・の間で干渉を考慮した総合的な反射
率Ｒは、次の（５）式のようになる。 Ｒ＝（ｒ1 ＋ｒ2 ｅid）／（１＋ｒ1 ｒ2 ｅid） （５） ここでｄは ｄ＝（２π／λ）ｎ1 ｔｃｏｓθ1 （６） であり、ｔは薄膜の膜厚、λは光の波長である。（５）
式の入射角θ0 に対する反射率の変化をプロットする
と、たとえば図５、図６に示すようなプロファイル（理
論反射率分布）が得られる。この入射角θ0 に対する反
射率の分布は、膜厚ｔが変われば変化する。
で、図４に示したように光の多重反射が起きる。レーザ
光のようなコヒーレント光では、この多重反射した各光
線ａ、ｂ、ｃ・・・の間で干渉を考慮した総合的な反射
率Ｒは、次の（５）式のようになる。 Ｒ＝（ｒ1 ＋ｒ2 ｅid）／（１＋ｒ1 ｒ2 ｅid） （５） ここでｄは ｄ＝（２π／λ）ｎ1 ｔｃｏｓθ1 （６） であり、ｔは薄膜の膜厚、λは光の波長である。（５）
式の入射角θ0 に対する反射率の変化をプロットする
と、たとえば図５、図６に示すようなプロファイル（理
論反射率分布）が得られる。この入射角θ0 に対する反
射率の分布は、膜厚ｔが変われば変化する。
【００１８】さて、再び図１を参照するに、試料４から
の反射光７は、受光光学系８により光強度分布センサ９
へと導かれる。本実施態様においては、受光光学系８
は、レンズ１２、ハーフミラー１１と、照射光学系６と
共通の要素、光道を有しているが、照射光学系６とは異
なる光道で構成してもよい。
の反射光７は、受光光学系８により光強度分布センサ９
へと導かれる。本実施態様においては、受光光学系８
は、レンズ１２、ハーフミラー１１と、照射光学系６と
共通の要素、光道を有しているが、照射光学系６とは異
なる光道で構成してもよい。
【００１９】光強度分布センサ９は、受光光学系８を導
かれてきた反射光７の光ビーム内強度分布を検出する。
つまり、光ビームの断面方向に、一次元または二次元の
ＣＣＤなどのアレイセンサまたはイメージインテンシフ
ァイアなど、少なくとも一次元的な光強度の分布を測定
できる光のセンサを指す。小さな単一の受光部位が少な
くとも一次元的に配列されたものの他、該小さな単一の
受光部位が時間的にビーム内を移動するものを含む。
かれてきた反射光７の光ビーム内強度分布を検出する。
つまり、光ビームの断面方向に、一次元または二次元の
ＣＣＤなどのアレイセンサまたはイメージインテンシフ
ァイアなど、少なくとも一次元的な光強度の分布を測定
できる光のセンサを指す。小さな単一の受光部位が少な
くとも一次元的に配列されたものの他、該小さな単一の
受光部位が時間的にビーム内を移動するものを含む。
【００２０】前述したように、試料４に照射される光５
は様々な角度θで入射されるから、光強度分布センサ９
では、この入射角θに対する光ビーム内光強度の分布、
ひいては反射率の分布として検出される。
は様々な角度θで入射されるから、光強度分布センサ９
では、この入射角θに対する光ビーム内光強度の分布、
ひいては反射率の分布として検出される。
【００２１】上記検出された光ビーム内光強度分布（た
とえば反射率分布）に基づいて、より具体的には検出さ
れた光強度分布（反射率分布）と前述の理論反射率分布
とが照合され、対象となる試料の光学定数が算出され
る。この算出が、光学定数算出装置３によって行われ
る。光学定数算出装置３は、たとえばマイクロコンピュ
ータからなる。
とえば反射率分布）に基づいて、より具体的には検出さ
れた光強度分布（反射率分布）と前述の理論反射率分布
とが照合され、対象となる試料の光学定数が算出され
る。この算出が、光学定数算出装置３によって行われ
る。光学定数算出装置３は、たとえばマイクロコンピュ
ータからなる。
【００２２】光学定数算出装置３においては、図７にそ
の処理を概念的に示すように、たとえば基板４ａ上に形
成された薄膜４ｂについて、前述の如く予め薄膜４ｂの
物理的なモデル２０から理論的に入射角θに対する反射
率Ｒを、各膜厚ｔについて算出しておく。この理論式に
より、たとえばモデル２１に示すように、膜厚ｔをパラ
メータとして各種反射率特性（特性カーブ）が求まる。
そして、センサ９による実測値として、モデル２２に示
すような入射角θに対する反射率Ｒの実測特性が検出さ
れるから、この実際に測定された反射率分布情報を上記
理論カーブに対して、たとえば非線形最小２乗法でフィ
ッティング（カーブフィッティング２３）を行うことに
より、膜厚等の各パラメータを算出（推定２４）するこ
とが可能となる。
の処理を概念的に示すように、たとえば基板４ａ上に形
成された薄膜４ｂについて、前述の如く予め薄膜４ｂの
物理的なモデル２０から理論的に入射角θに対する反射
率Ｒを、各膜厚ｔについて算出しておく。この理論式に
より、たとえばモデル２１に示すように、膜厚ｔをパラ
メータとして各種反射率特性（特性カーブ）が求まる。
そして、センサ９による実測値として、モデル２２に示
すような入射角θに対する反射率Ｒの実測特性が検出さ
れるから、この実際に測定された反射率分布情報を上記
理論カーブに対して、たとえば非線形最小２乗法でフィ
ッティング（カーブフィッティング２３）を行うことに
より、膜厚等の各パラメータを算出（推定２４）するこ
とが可能となる。
【００２３】本発明は、上述のような測定ヘッド２およ
び光学定数算出装置３を備えた光学定数測定装置１を、
一つのまとまった装置として実現したものである。上記
カーブフィッティングによる算出から、前述の（５）、
（６）式に基づいて、測定対象が基板の場合にはその屈
折率、消衰係数を求めることが可能となり、測定対象が
薄膜の場合には、その屈折率、消衰係数または膜厚を求
めることが可能となる。
び光学定数算出装置３を備えた光学定数測定装置１を、
一つのまとまった装置として実現したものである。上記
カーブフィッティングによる算出から、前述の（５）、
（６）式に基づいて、測定対象が基板の場合にはその屈
折率、消衰係数を求めることが可能となり、測定対象が
薄膜の場合には、その屈折率、消衰係数または膜厚を求
めることが可能となる。
【００２４】上述のような測定原理に基づいて、上記の
ような測定ヘッドを顕微鏡に組み込むことができる。す
なわち、図８に本発明に係る顕微鏡の一実施態様の基本
構成を示すように、該顕微鏡３１は、試料台３２と、該
試料台３２に装着された試料３３の表面に前述のような
収束光または発散光を照射する照射光学系、上記収束光
または発散光の試料３３からの反射光を導く受光光学系
および該受光光学系により導かれた反射光の光ビーム内
光強度分布を検出する光強度分布センサを備えた測定ヘ
ッド３４と、該測定ヘッド３４を装着する顕微鏡本体３
５とを備えている。上記測定ヘッド３４は、顕微鏡本体
３５に着脱可能に構成されている。
ような測定ヘッドを顕微鏡に組み込むことができる。す
なわち、図８に本発明に係る顕微鏡の一実施態様の基本
構成を示すように、該顕微鏡３１は、試料台３２と、該
試料台３２に装着された試料３３の表面に前述のような
収束光または発散光を照射する照射光学系、上記収束光
または発散光の試料３３からの反射光を導く受光光学系
および該受光光学系により導かれた反射光の光ビーム内
光強度分布を検出する光強度分布センサを備えた測定ヘ
ッド３４と、該測定ヘッド３４を装着する顕微鏡本体３
５とを備えている。上記測定ヘッド３４は、顕微鏡本体
３５に着脱可能に構成されている。
【００２５】また、測定ヘッド３４以外の部分は、基本
的には市販の顕微鏡と同等の構成を有しており、本実施
態様においては、対物レンズ３６、照明光源３７（たと
えば白色光源）、ＣＣＤカメラ等からなる撮像カメラ３
８、接眼鏡３９を備えている。
的には市販の顕微鏡と同等の構成を有しており、本実施
態様においては、対物レンズ３６、照明光源３７（たと
えば白色光源）、ＣＣＤカメラ等からなる撮像カメラ３
８、接眼鏡３９を備えている。
【００２６】より具体的な構造は、たとえば図９に示す
ように実現できる。図９においては、図８に示したと同
等の機能を有する部位に、図８に付したのと同じ符号を
付してある。
ように実現できる。図９においては、図８に示したと同
等の機能を有する部位に、図８に付したのと同じ符号を
付してある。
【００２７】この顕微鏡３１の内部は、たとえば図１０
に示すような構成を有している。図１０において、測定
ヘッド３４は、試料３３に向けて照射される光としての
レーザ光を出射するレーザ光源４０を備えており、レー
ザ光源４０からのレーザ光４１がハーフミラー４２で反
射された後、対物レンズ３６で集光されて試料３３の表
面に照射される。
に示すような構成を有している。図１０において、測定
ヘッド３４は、試料３３に向けて照射される光としての
レーザ光を出射するレーザ光源４０を備えており、レー
ザ光源４０からのレーザ光４１がハーフミラー４２で反
射された後、対物レンズ３６で集光されて試料３３の表
面に照射される。
【００２８】試料３３からの反射光が、本実施態様では
照射光学系と一部同じ光道を有する受光光学系を通り、
ハーフミラー４２を透過した後ハーフミラー４３で反射
され、コンデンサレンズ４４で集光され、ピンホール４
５を通した後ビームスプリッタ４６を介して、アレイセ
ンサ４７、４８にて、光ビーム内光強度分布がＰ偏光成
分、Ｓ偏光成分として検出される。
照射光学系と一部同じ光道を有する受光光学系を通り、
ハーフミラー４２を透過した後ハーフミラー４３で反射
され、コンデンサレンズ４４で集光され、ピンホール４
５を通した後ビームスプリッタ４６を介して、アレイセ
ンサ４７、４８にて、光ビーム内光強度分布がＰ偏光成
分、Ｓ偏光成分として検出される。
【００２９】そして本実施態様では、検出された光ビー
ム内光強度分布の信号が光学定数算出装置４９に送ら
れ、該光学定数算出装置４９にて、検出された光ビーム
内光強度分布に基づいて、前述の測定原理により試料３
３の光学定数が算出される。
ム内光強度分布の信号が光学定数算出装置４９に送ら
れ、該光学定数算出装置４９にて、検出された光ビーム
内光強度分布に基づいて、前述の測定原理により試料３
３の光学定数が算出される。
【００３０】上記光学定数算出装置４９は、顕微鏡３１
と一体的な、あるいは１セットの装置として構成されて
いる。したがって、光学定数算出装置４９を含む顕微鏡
装置として、前述の測定原理に基づいて試料３３の光学
定数を測定することが可能となる。
と一体的な、あるいは１セットの装置として構成されて
いる。したがって、光学定数算出装置４９を含む顕微鏡
装置として、前述の測定原理に基づいて試料３３の光学
定数を測定することが可能となる。
【００３１】また、予め光学定数が判っている標準試料
を各種準備し、その標準試料でキャリブレーションして
測定対象となる試料３３の光学定数を求めることもでき
る。
を各種準備し、その標準試料でキャリブレーションして
測定対象となる試料３３の光学定数を求めることもでき
る。
【００３２】また、上記測定ヘッド３４は、顕微鏡本体
３５に着脱可能なコンパクトな構成を有するから、市販
の顕微鏡に簡単な改造を加えるだけで本測定ヘッド３４
を組み込むことが可能となっている。
３５に着脱可能なコンパクトな構成を有するから、市販
の顕微鏡に簡単な改造を加えるだけで本測定ヘッド３４
を組み込むことが可能となっている。
【００３３】なお、図１０に示した態様では、従来から
知られている顕微鏡と同様、照明光源として白色光源５
０、集光レンズ５１、ハーフミラー５２、撮像カメラと
してＣＣＤカメラ５３、リレーレンズ５４を組み込んで
ある。
知られている顕微鏡と同様、照明光源として白色光源５
０、集光レンズ５１、ハーフミラー５２、撮像カメラと
してＣＣＤカメラ５３、リレーレンズ５４を組み込んで
ある。
【００３４】また、前述の接眼鏡３９で肉眼にて観る場
合には、レーザ光が接眼鏡内にまで到達してくることは
好ましくないので、該到達レーザ光を弱くするか、レー
ザ光のみ選択的にカットすることが好ましい。レーザ光
のみを選択的にカットする手段として、たとえばレーザ
光に含まれる波長域の光のみ反射または吸収するノッチ
フィルタ（図示略）があり、これをたとえばハーフミラ
ー４３とハーフミラー５２の間に挿入して、該ノッチフ
ィルタでレーザ光のみをカットした状態で接眼鏡を通し
て観るようにすればよい。
合には、レーザ光が接眼鏡内にまで到達してくることは
好ましくないので、該到達レーザ光を弱くするか、レー
ザ光のみ選択的にカットすることが好ましい。レーザ光
のみを選択的にカットする手段として、たとえばレーザ
光に含まれる波長域の光のみ反射または吸収するノッチ
フィルタ（図示略）があり、これをたとえばハーフミラ
ー４３とハーフミラー５２の間に挿入して、該ノッチフ
ィルタでレーザ光のみをカットした状態で接眼鏡を通し
て観るようにすればよい。
【００３５】このように、本発明に係る顕微鏡において
は、上述のような機能を備えた小型の測定ヘッド３４を
組み込むことにより、つまり、汎用顕微鏡における光学
系の途中に上記の小型測定ヘッド３４を挿入すること
で、極めて便利に試料３３の光学定数を測定することが
可能になる。
は、上述のような機能を備えた小型の測定ヘッド３４を
組み込むことにより、つまり、汎用顕微鏡における光学
系の途中に上記の小型測定ヘッド３４を挿入すること
で、極めて便利に試料３３の光学定数を測定することが
可能になる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学定数
測定装置によれば、コンパクトな装置構成で、基板や基
板表面に形成された薄膜の各種光学定数を測定すること
が可能となる。
測定装置によれば、コンパクトな装置構成で、基板や基
板表面に形成された薄膜の各種光学定数を測定すること
が可能となる。
【００３７】また、顕微鏡本体に本発明に係る測定ヘッ
ドを組み込むことで、汎用の顕微鏡とそれ程変わらない
サイズのコンパクトな顕微鏡構成にて、試料の光学定数
を簡単に測定することができるようになる。
ドを組み込むことで、汎用の顕微鏡とそれ程変わらない
サイズのコンパクトな顕微鏡構成にて、試料の光学定数
を簡単に測定することができるようになる。
【００３８】本発明は、たとえば、液晶ディスプレイ用
基板や、各種基板上に形成された薄膜の光学定数、たと
えば膜厚や、屈折率、消衰係数等の光学定数の測定に適
用でき、さらに、光学定数の測定を要するあらゆる分野
においての適用が可能である。
基板や、各種基板上に形成された薄膜の光学定数、たと
えば膜厚や、屈折率、消衰係数等の光学定数の測定に適
用でき、さらに、光学定数の測定を要するあらゆる分野
においての適用が可能である。
【図１】本発明の一実施態様に係る光学定数測定装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】試料に照射される収束光の一例を示す概略構成
図である。
図である。
【図３】試料に照射される発散光の一例を示す概略構成
図である。
図である。
【図４】試料における多重反射の様子を示す説明図であ
る。
る。
【図５】Ｓ偏光反射率の一例を示す、入射角に対する特
性図である。
性図である。
【図６】Ｐ偏光反射率の一例を示す、入射角に対する特
性図である。
性図である。
【図７】光学定数算出装置における処理例を示す説明図
である。
である。
【図８】本発明の一実施態様に係る顕微鏡の概略構成図
である。
である。
【図９】本発明の一実施態様に係る顕微鏡のより具体的
な外観構成を示す構成図である。
な外観構成を示す構成図である。
【図１０】本発明の顕微鏡の内部構成例を示す概略構成
図である。
図である。
１ 光学定数測定装置 ２ 測定ヘッド ３ 光学定数算出装置 ４ 試料 ４ａ 基板 ４ｂ 薄膜 ５ 照射される光 ５ａ 収束光 ５ｂ 発散光 ６ 照射光学系 ７ 反射光 ８ 受光光学系 ９ 光強度分布センサ １０ レーザ光源 １１ ハーフミラー １２ 対物レンズ ３１ 顕微鏡 ３２ 試料台 ３３ 試料 ３４ 測定ヘッド ３５ 顕微鏡本体 ３６ 対物レンズ ３７ 照明光源 ３８ 撮像カメラ ３９ 接眼鏡 ４０ レーザ光源 ４１ レーザ光 ４２、４３、５２ ハーフミラー ４４ コンデンサレンズ ４５ ピンホール ４６ ビームスプリッタ ４７、４８ アレイセンサ ４９ 光学定数算出装置 ５０ 白色光源 ５１ 集光レンズ ５３ ＣＣＤカメラ ５４ リレーレンズ
Claims (6)
- 【請求項１】 試料表面に収束光または発散光を照射す
る照射光学系、前記収束光または発散光の前記試料から
の反射光を導く受光光学系および該受光光学系により導
かれた反射光の光ビーム内光強度分布を検出する光強度
分布センサを備えた測定ヘッドと、検出された該光ビー
ム内光強度分布に基づいて前記試料の光学定数または前
記試料表面に形成された薄膜の光学定数を算出する光学
定数算出装置とを備えたことを特徴とする光学定数測定
装置。 - 【請求項２】 試料台と、該試料台に装着された試料表
面に収束光または発散光を照射する照射光学系、前記収
束光または発散光の前記試料からの反射光を導く受光光
学系および該受光光学系により導かれた反射光の光ビー
ム内光強度分布を検出する光強度分布センサを備えた測
定ヘッドと、該測定ヘッドを装着する顕微鏡本体とを備
えたことを特徴とする顕微鏡。 - 【請求項３】 前記測定ヘッドは、前記顕微鏡本体に着
脱可能なものである、請求項２に記載の顕微鏡。 - 【請求項４】 前記光強度分布センサにより検出された
光ビーム内光強度分布に基づいて前記試料の光学定数ま
たは前記試料表面に形成された薄膜の光学定数を算出す
る光学定数算出装置を備えている、請求項２または３に
記載の顕微鏡。 - 【請求項５】 前記照射光学系がレーザ光発生装置を備
えている、請求項２ないし４のいずれかに記載の顕微
鏡。 - 【請求項６】 接眼鏡を備えている、請求項２ないし５
のいずれかに記載の顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02316396A JP3794745B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 光学定数測定装置および顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02316396A JP3794745B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 光学定数測定装置および顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09196630A true JPH09196630A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3794745B2 JP3794745B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=12102955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02316396A Expired - Fee Related JP3794745B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | 光学定数測定装置および顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3794745B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300205A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Horiba Ltd | エンドポイント検出装置 |
| WO2019031667A1 (ko) * | 2017-08-07 | 2019-02-14 | 한국표준과학연구원 | 각도분해 분광 반사광측정법을 이용한 다층박막 두께 및 굴절률 측정장치 및 측정방법 |
| KR102015216B1 (ko) * | 2018-03-12 | 2019-08-28 | 한국표준과학연구원 | 편광에 따른 각도분해 분광간섭 영상을 이용한 다층박막 두께 및 굴절률 측정장치 및 측정방법 |
| WO2021020604A1 (ko) * | 2019-07-29 | 2021-02-04 | 한국표준과학연구원 | 편광에 따른 각도분해 분광간섭 영상을 이용한 다층박막 두께 및 굴절률 측정장치 및 측정방법 |
| WO2021033860A1 (ko) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 한국표준과학연구원 | 단일 샷 각도분해 분광 반사광 측정법을 이용한 다층박막 두께 측정장치 및 측정방법 |
-
1996
- 1996-01-16 JP JP02316396A patent/JP3794745B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009300205A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Horiba Ltd | エンドポイント検出装置 |
| WO2019031667A1 (ko) * | 2017-08-07 | 2019-02-14 | 한국표준과학연구원 | 각도분해 분광 반사광측정법을 이용한 다층박막 두께 및 굴절률 측정장치 및 측정방법 |
| US20210341283A1 (en) * | 2017-08-07 | 2021-11-04 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Device and method for measuring thickness and refractive index of multilayer thin film by using angle-resolved spectral reflectometry |
| US11906281B2 (en) * | 2017-08-07 | 2024-02-20 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Device and method for measuring thickness and refractive index of multilayer thin film by using angle-resolved spectral reflectometry |
| KR102015216B1 (ko) * | 2018-03-12 | 2019-08-28 | 한국표준과학연구원 | 편광에 따른 각도분해 분광간섭 영상을 이용한 다층박막 두께 및 굴절률 측정장치 및 측정방법 |
| WO2021020604A1 (ko) * | 2019-07-29 | 2021-02-04 | 한국표준과학연구원 | 편광에 따른 각도분해 분광간섭 영상을 이용한 다층박막 두께 및 굴절률 측정장치 및 측정방법 |
| US11466978B2 (en) | 2019-07-29 | 2022-10-11 | Korea Research Institute Of Standard And Science | Apparatus and method for measuring the thickness and refractive index of multilayer thin films using angle-resolved spectral interference image according to polarization |
| WO2021033860A1 (ko) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 한국표준과학연구원 | 단일 샷 각도분해 분광 반사광 측정법을 이용한 다층박막 두께 측정장치 및 측정방법 |
| US11243070B2 (en) | 2019-08-16 | 2022-02-08 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Apparatus and method for multilayer thin film thickness measurement using single-shot angle-resolved spectral reflectometry |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3794745B2 (ja) | 2006-07-12 |
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