JP2000266666A - Ellipsometer - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に単層、或い
は複数層の薄膜が形成された基板に入射する光の偏光状
態、および前記薄膜と基板から反射する光の偏光状態を
解析することにより、前記薄膜の光学定数、膜厚、およ
び前記基板の光学定数を測定する偏光解析装置に係り、
特にエリプソメータに関する。The present invention relates to analyzing the polarization state of light incident on a substrate having a single-layer or multiple-layer thin film formed on its surface, and the polarization state of light reflected from the thin film and the substrate. By the optical constant of the thin film, the thickness, and related to an ellipsometer that measures the optical constant of the substrate,
In particular, it relates to an ellipsometer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の技術として知られている例を図２
に示す。2. Description of the Related Art FIG.
Shown in
【０００３】図２に示したエリプソメータに於いて、光
源１には波長λ0のHe−Neレーザ、若しくはハロゲンラ
ンプ、キセノンランプから発した光を分光して波長λ0
の光を選択して出射するランプユニットが使用されてお
り、光源１から出射した光２は1/4波長板３により円偏
光の光４にされる。1/4波長板３を透過した光は、偏光
子５により直線偏光成分の光６が取り出され、その後に
配置されている補償子（1/4波長板）７により楕円偏光
の光８が形成される。この楕円偏光の光８が中央の載物
台９上に配置された、表面に単層あるいは複数層の薄膜
10が形成された基板11に入射角度Θ0で照射する。In the ellipsometer shown in FIG. 2, a light source 1 splits light emitted from a He—Ne laser having a wavelength of λ0, or a halogen lamp or a xenon lamp into a light having a wavelength of λ0.
A lamp unit that selectively emits light is used, and light 2 emitted from a light source 1 is converted into circularly polarized light 4 by a quarter-wave plate 3. The light transmitted through the quarter-wave plate 3 is extracted as a linearly polarized light component 6 by a polarizer 5, and an elliptically polarized light 8 is formed by a compensator (quarter-wave plate) 7 disposed thereafter. Is done. The elliptically polarized light 8 is disposed on a center stage 9 and has a single-layer or multiple-layer thin film on the surface.
Irradiation is performed at an incident angle Θ0 on the substrate 11 on which the substrate 10 is formed.
【０００４】薄膜10と基板11からの反射光12の光路上に
は、検光子13と光検出素子14が置かれている。An analyzer 13 and a photodetector 14 are placed on the optical path of the reflected light 12 from the thin film 10 and the substrate 11.
【０００５】このような構成をもつエリプソメータで
は、補償子（1/4波長板）７の方位角を固定した後、偏
光子５を回転（方位角α0）して補償子（1/4波長板）７
を出射する楕円偏光の光が薄膜10と基板11による反射で
完全に打ち消されて直線偏光の反射光が得られる位置を
探し、つぎに直線偏光の方位を、検光子13を回転（方位
角β0）することにより、検光子13を出射する光の消光
位置から求める。In the ellipsometer having such a configuration, after the azimuth of the compensator (1/4 wavelength plate) 7 is fixed, the polarizer 5 is rotated (azimuth angle α0) and the compensator (1/4 wavelength plate) is rotated. ) 7
A position where the elliptically polarized light emitted from the thin film 10 and the substrate 11 is completely canceled out by reflection by the thin film 10 and a linearly polarized reflected light is obtained, and then the direction of the linearly polarized light is rotated (the azimuth angle β0 ) To obtain from the extinction position of the light emitted from the analyzer 13.
【０００６】ここで、仮に基板11の光学定数を屈折率ｎ
0、吸収係数ｋ0とし、薄膜10が屈折率ｎ1、吸収係数ｋ
1、膜厚Ｔ1の単層膜である場合を考えてみることにす
る。Here, if the optical constant of the substrate 11 is assumed to be the refractive index n
0, absorption coefficient k0, thin film 10 has refractive index n1, absorption coefficient k
1. Consider a case of a single-layer film having a thickness T1.
【０００７】この系の測定因子は偏光子７と検光子13の
方位角α0とβ0の２つのみであるから、一回の測定でｎ
0、ｋ0、ｎ1、ｋ1、Ｔ1の５つの値を求めることは不可
能である。そのため従来のエリプソメータでは、光源の
波長λ0あるいは入射角度Θ0を様々に変化させて、その
度毎に偏光子７と検光子13の方位角を調べて前記５つの
未知数の値を算出しなければならなかった。[0007] Since the measurement factors of this system are only two azimuth angles α0 and β0 of the polarizer 7 and the analyzer 13, n is one measurement.
It is impossible to determine the five values 0, k0, n1, k1, and T1. Therefore, in the conventional ellipsometer, the wavelength λ0 or the incident angle Θ0 of the light source is variously changed, and the azimuth angle of the polarizer 7 and the analyzer 13 must be checked each time to calculate the values of the five unknowns. Did not.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のエリプ
ソメータは光源に単一波長のHe-Neレーザが使用されて
いるため波長を変えることは出来ない。また、仮に分光
器タイプの光源であったとしても、選択した波長は測定
装置の機械精度に依存するため、波長誤差を完全に無く
すことはできず、精度の高い測定はできない。一方、入
射角度Θ0を変化させる場合も、どうしても物理的な配
置誤差、及び環境温度の変化などによる設定位置の変動
がつきまとい、測定精度を低下させてしまうという問題
があった。However, the conventional ellipsometer cannot change the wavelength because a single wavelength He-Ne laser is used as a light source. Further, even if the light source is a spectroscope type light source, the selected wavelength depends on the mechanical accuracy of the measuring device, so that the wavelength error cannot be completely eliminated and high-precision measurement cannot be performed. On the other hand, when the incident angle Θ0 is changed, there is a problem in that the set position is inevitably fluctuated due to a physical arrangement error and a change in the environmental temperature, which lowers the measurement accuracy.
【０００９】また、入射角度Θ0を精度よく変化させ、
かつ設定するために装置の機械精度を満足させようとす
ると装置自体が非常に高価になってしまうという欠点が
あった。Further, the incident angle Θ0 is changed with high accuracy,
Further, there is a disadvantage that the apparatus itself becomes very expensive if the mechanical accuracy of the apparatus is to be satisfied for setting.
【００１０】本発明の目的は、前記問題点を考慮してな
されたもので、偏光解析装置における試料への入射角度
を変化させることなく高精度の測定が実現可能で、か
つ、温度変化等の外部環境の変動による光源の波長変化
に伴う測定精度の低下を小さく抑えることが出来るエリ
プソメータを提供することにある。An object of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and enables high-precision measurement to be realized without changing an incident angle on a sample in an ellipsometer, and to prevent temperature change and the like. It is an object of the present invention to provide an ellipsometer capable of minimizing a decrease in measurement accuracy due to a change in wavelength of a light source due to a change in an external environment.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、光源には異なる波長を発する複数のレーザチップを
一つにパッケージングされた半導体レーザを用いて試料
への入射光の波長を選択する。また、前記半導体レーザ
光源から発した光を平行光にするためにコリメータレン
ズを設け、さらに該コリメータレンズを透過した波長の
異なる複数の光が同一光路上を進ませるために、前記コ
リメータレンズの後に波長分散プリズムを設ける。ま
た、前記光源に用いる複数のレーザチップのうち少なく
とも一つはGaN系青色半導体レーザチップを用いる。ま
た、別の手段として、光源には異なる波長を発する複数
のHe-Neレーザを用いて試料への入射光の波長を選択す
る。In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor laser in which a plurality of laser chips emitting different wavelengths are packaged as one light source is used as a light source to select the wavelength of light incident on a sample. I do. In addition, a collimator lens is provided to convert the light emitted from the semiconductor laser light source into parallel light, and a plurality of lights having different wavelengths transmitted through the collimator lens travel on the same optical path, after the collimator lens. A wavelength dispersion prism is provided. At least one of the plurality of laser chips used for the light source uses a GaN blue semiconductor laser chip. Further, as another means, a plurality of He-Ne lasers emitting different wavelengths are used as light sources to select the wavelength of light incident on the sample.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】（実施例１）図１は本発明の第１
の実施例である。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
This is an embodiment of the present invention.
【００１３】図１に示したエリプソメータに於いて、光
源には異なる波長を発する半導体レーザ15を用いてい
る。この半導体レーザ15の内部は図３に示す構造をして
おり、発振波長が異なる複数のレーザチップ（図３では
15-1〜15-3の３個）が一つに半導体レーザ内にパッケー
ジングされている。In the ellipsometer shown in FIG. 1, a semiconductor laser 15 emitting a different wavelength is used as a light source. The inside of the semiconductor laser 15 has the structure shown in FIG. 3, and a plurality of laser chips having different oscillation wavelengths (in FIG. 3,
15-1 to 15-3) are packaged together in a semiconductor laser.
【００１４】半導体レーザ15から発する複数の光16（図
１では３本ビームとしている。また、これらの光の波長
をλ1、λ2、λ3とする）の各々は、その後、コリメー
タレンズ17により平行光にされ、波長分散プリズム18に
入射する。一方、半導体レーザ15を出射した３つのビー
ムの主光線は、互いに平行にコリメータレンズ17に入射
し、コリメータレンズ17出射後は収束しながら波長分散
プリズム18に入射する。Each of a plurality of lights 16 (three beams in FIG. 1 having wavelengths of λ1, λ2, and λ3) emitted from the semiconductor laser 15 is then collimated by a collimator lens 17. And enters the wavelength dispersion prism 18. On the other hand, the principal rays of the three beams emitted from the semiconductor laser 15 enter the collimator lens 17 in parallel to each other, and after exiting the collimator lens 17, enter the wavelength dispersion prism 18 while converging.
【００１５】このとき、図４の拡大図に示すように、波
長分散プリズム18を出射するλ1、λ2、λ3の３波長の
光が完全に同一光路になるように、半導体レーザ15に配
置された複数のレーザチップの配置間隔、コリメータレ
ンズ17の焦点距離、波長分散プリズム18の形状と配置位
置を設計している。At this time, as shown in the enlarged view of FIG. 4, the semiconductor laser 15 is disposed so that the light beams of three wavelengths λ1, λ2, and λ3 emitted from the wavelength dispersing prism 18 have completely the same optical path. The arrangement interval of the plurality of laser chips, the focal length of the collimator lens 17, and the shape and arrangement position of the wavelength dispersion prism 18 are designed.
【００１６】その後、波長分散プリズム18を出射した３
本の光２は1/4波長板３により円偏光の光４にされる。1
/4波長板３を透過した光は、偏光子５により直線偏光成
分の光６が取り出され、その後に配置されている補償子
（1/4波長板）７により楕円偏光の光８が形成される。
この楕円偏光の光８が中央の載物台９上に配置された、
表面に単層あるいは複数層の薄膜10が形成された基板11
に入射角度Θ1で照射する。３波長の光を完全に同一光
路にしたことで、３本の光は全て基板11に同じ入射角度
Θ1で入射する。After that, the light emitted from the wavelength dispersing prism 18
The light 2 is converted into circularly polarized light 4 by a quarter-wave plate 3. 1
The light 6 transmitted through the quarter-wave plate 3 is extracted as a linearly polarized light component 6 by the polarizer 5, and the elliptically polarized light 8 is formed by the compensator (quarter-wave plate) 7 disposed thereafter. You.
The elliptically polarized light 8 is placed on the center stage 9,
Substrate 11 having a single-layer or multiple-layer thin film 10 formed on its surface
At an incident angle Θ1. Since the three wavelengths of light are completely on the same optical path, all of the three lights enter the substrate 11 at the same incident angle Θ1.
【００１７】薄膜10と基板11からの反射光12の光路上に
は、検光子13と光検出素子14が置かれている。An analyzer 13 and a photodetector 14 are placed on the optical path of the reflected light 12 from the thin film 10 and the substrate 11.
【００１８】このような構成をもつエリプソメータにお
いて、補償子（1/4波長板）７の方位角を固定した後、
偏光子５を回転（方位角α1）して補償子（1/4波長板）
７を出射する楕円偏光の光が薄膜10と基板11による反射
で完全に打ち消されて直線偏光の反射光が得られる位置
を探し、つぎに直線偏光の方位を、検光子13を回転（方
位角β1）することにより、検光子13を出射する光の消
光位置から求める。In the ellipsometer having such a configuration, after the azimuth of the compensator (1/4 wavelength plate) 7 is fixed,
Rotate the polarizer 5 (azimuth α1) and compensator (1/4 wavelength plate)
A position where the elliptically polarized light emitted from the light 7 is completely canceled out by the reflection by the thin film 10 and the substrate 11 to obtain a linearly polarized reflected light is searched, and then the azimuth of the linearly polarized light is rotated. β1) is obtained from the extinction position of the light emitted from the analyzer 13.
【００１９】ここで、仮に基板11の光学定数を屈折率ｎ
0、吸収係数ｋ0とし、薄膜10が屈折率ｎ1、吸収係数ｋ
1、膜厚Ｔ1の単層膜である場合を考えてみることにす
る。Here, if the optical constant of the substrate 11 is assumed to be the refractive index n
0, absorption coefficient k0, thin film 10 has refractive index n1, absorption coefficient k
1. Consider a case of a single-layer film having a thickness T1.
【００２０】この系の測定因子は偏光子７と検光子13の
方位角α1とβ1の２つのみであるが、これは波長λ1、
入射角Θ1に対しての値である。光源の波長λ2、λ3と
切り換えることによって、これに対応する偏光子７と検
光子13の方位角（α2、β2）、（α3、β3）が得られ
る。従って、物理的に装置の構成を変化させることな
く、入射角Θを変化させることなく、光源を切り換える
だけで（α1、β1）、（α2、β2）、（α3、β3）の６
個のデータが取得できるので、ｎ0、ｋ0、ｎ1、ｋ1、Ｔ
1の５つの値を算出することが可能になる。The two measurement factors of this system are the azimuthal angles α1 and β1 of the polarizer 7 and the analyzer 13, which are the wavelengths λ1,
This value is for the incident angle Θ1. By switching between the wavelengths λ2 and λ3 of the light source, the corresponding azimuthal angles (α2, β2) and (α3, β3) of the polarizer 7 and the analyzer 13 can be obtained. Therefore, only by switching the light source without physically changing the configuration of the apparatus and without changing the angle of incidence ６, (α1, β1), (α2, β2), (α3, β3)
N0, k0, n1, k1, T
It becomes possible to calculate five values of 1.
【００２１】また、５つの未知数のうち、例えば基板の
光学定数であるｎ0、ｋ0が既知の場合には、上述した多
波長測定を行うことによりｎ1、ｋ1、Ｔ1の測定精度を
単一波長計測の場合に対して高めることができる。 （実施例２）本発明の第２の実施例は、実施例１で説明
したエリプソメータに於いて、光源に用いる発振波長が
異なる複数のレーザチップの内の１つに、GaN系青色半
導体レーザチップを用いる。GaN系半導体レーザは一般
的にGaAs系半導体レーザよりも温度変化に対する波長変
化の依存が小さく、これにより光源の波長変化に対する
エリプソメータの測定誤差を小さく抑えることができ、
測定精度の向上が可能になる。 （実施例３）図５は本発明の第３の実施例である。If, for example, the optical constants n0 and k0 of the substrate are known among the five unknowns, the measurement accuracy of n1, k1, and T1 is determined by performing the above-described multi-wavelength measurement. Can be increased for the case of (Embodiment 2) The second embodiment of the present invention relates to the ellipsometer described in Embodiment 1, wherein one of a plurality of laser chips having different oscillation wavelengths used for a light source is provided as a GaN blue semiconductor laser chip. Is used. GaN-based semiconductor lasers generally have a smaller dependence on wavelength change with respect to temperature change than GaAs-based semiconductor lasers, which can reduce the measurement error of the ellipsometer with respect to the wavelength change of the light source.
Measurement accuracy can be improved. (Embodiment 3) FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
【００２２】図５に示したエリプソメータに於いて、光
源には異なる波長を発する複数のHe−Neレーザ19を用い
ている（図５ではHe−Neレーザ19−1、He−Neレーザ19
−2の２本で、これらの光の波長をλ1、λ2とする）。
この種の光源としては、例えば波長632.8nmの赤色He−N
eレーザ、波長543.5nmの緑色He−Neレーザがある。In the ellipsometer shown in FIG. 5, a plurality of He-Ne lasers 19 emitting different wavelengths are used as light sources (in FIG. 5, a He-Ne laser 19-1 and a He-Ne laser 19 are used).
−2, the wavelengths of these lights are λ1 and λ2).
As this type of light source, for example, red He-N having a wavelength of 632.8 nm
There is an e-laser, a green He-Ne laser with a wavelength of 543.5 nm.
【００２３】He−Neレーザ19から発する複数の光20−
1、20−2の各々は、その後、ハーフミラ21により合成に
され、波長λ1、λ2の２波長の光が完全に同一光路を進
行するようになる。A plurality of lights 20-emitted from the He-Ne laser 19
Each of 1, 20-2 is then synthesized by the half mirror 21, so that light of two wavelengths λ1 and λ2 travels completely on the same optical path.
【００２４】その後、ハーフミラ21を出射した３本の光
２は1/4波長板３により円偏光の光４にされる。1/4波長
板３を透過した光は、偏光子５により直線偏光成分の光
６が取り出され、その後に配置されている補償子（1/4
波長板）７により楕円偏光の光８が形成される。この楕
円偏光の光８が中央の載物台９上に配置された、表面に
単層あるいは複数層の薄膜10が形成された基板11に入射
角度Θ1で照射する。３波長の光を完全に同一光路にし
たことで、２本の光は全て基板11に同じ入射角度Θ1で
入射する。Thereafter, the three lights 2 emitted from the half mirror 21 are converted into circularly polarized lights 4 by the quarter-wave plate 3. The light transmitted through the quarter-wave plate 3 is extracted as a linearly polarized light component 6 by the polarizer 5, and the compensator (1/4
The elliptically polarized light 8 is formed by the wavelength plate 7. The elliptically polarized light 8 is irradiated at an incident angle Θ1 on a substrate 11 disposed on a central stage 9 and having a surface on which a single layer or a plurality of thin films 10 are formed. Since the three wavelengths of light are completely on the same optical path, all of the two lights enter the substrate 11 at the same incident angle Θ1.
【００２５】薄膜10と基板11からの反射光12の光路上に
は、検光子13と光検出素子14が置かれている。An analyzer 13 and a photodetector 14 are placed on the optical path of the reflected light 12 from the thin film 10 and the substrate 11.
【００２６】このような構成をもつエリプソメータにお
いて、補償子（1/4波長板）７の方位角を固定した後、
偏光子５を回転（方位角α1）して補償子（1/4波長板）
７を出射する楕円偏光の光が薄膜10と基板11による反射
で完全に打ち消されて直線偏光の反射光が得られる位置
を探し、つぎに直線偏光の方位を、検光子13を回転（方
位角β1）することにより、検光子13を出射する光の消
光位置から求める。In the ellipsometer having such a configuration, after fixing the azimuth of the compensator (1/4 wavelength plate) 7,
Rotate the polarizer 5 (azimuth α1) and compensator (1/4 wavelength plate)
A position where the elliptically polarized light emitted from the light 7 is completely canceled out by the reflection by the thin film 10 and the substrate 11 to obtain a linearly polarized reflected light is searched, and then the azimuth of the linearly polarized light is rotated. β1) is obtained from the extinction position of the light emitted from the analyzer 13.
【００２７】ここで、仮に基板11の光学定数を屈折率ｎ
0、吸収係数ｋ0とし、薄膜10が屈折率ｎ1、吸収係数ｋ
1、膜厚Ｔ1の単層膜である場合を考えてみることにす
る。Here, suppose that the optical constant of the substrate 11 is the refractive index n
0, absorption coefficient k0, thin film 10 has refractive index n1, absorption coefficient k
1. Consider a case of a single-layer film having a thickness T1.
【００２８】この系の測定因子は偏光子７と検光子13の
方位角α1とβ1の２つのみであるが、これは波長λ1、
かつ入射角Θ1に対しての値である。光源の波長λ1、λ
2と切り換えることによって、波長λ2に対応する偏光子
７と検光子13の方位角（α2、β2）が得られる。従っ
て、物理的に装置の構成を変化させることなく、入射角
Θを変化させることなく、光源を切り換えるだけで（α
1、β1）、（α2、β2）の４個のデータが取得できるの
で、ｎ0、ｋ0、ｎ1、ｋ1、Ｔ1の５つの値のうち、１つ
が既知であるならば残りの４つの値を算出することが可
能になる。There are only two measurement factors in this system, the azimuths α1 and β1 of the polarizer 7 and the analyzer 13, which are the wavelengths λ1,
And it is a value for the incident angle Θ1. Light source wavelengths λ1, λ
By switching to 2, the azimuthal angle (α2, β2) between the polarizer 7 and the analyzer 13 corresponding to the wavelength λ2 is obtained. Therefore, only by switching the light source without physically changing the configuration of the device and changing the incident angle （(α
Since four data of (1, β1) and (α2, β2) can be obtained, if one of the five values of n0, k0, n1, k1, and T1 is known, the remaining four values are calculated. It becomes possible to do.
【００２９】また、５つの未知数のうち、例えば基板の
光学定数であるｎ0、ｋ0が既知の場合には、上述した多
波長測定を行うことによりｎ1、ｋ1、Ｔ1の測定精度を
単一波長計測の場合に対して高めることができる。If, for example, the optical constants n0 and k0 of the substrate are known among the five unknowns, the measurement accuracy of n1, k1, and T1 is determined by performing the multi-wavelength measurement described above. Can be increased for the case of
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
源には異なる波長を発する複数のレーザチップを一つに
パッケージングされた半導体レーザを用いて試料への入
射光の波長を選択する。また、前記半導体レーザ光源か
ら発した光を平行光にするためにコリメータレンズを設
け、さらに該コリメータレンズを透過した波長の異なる
複数の光が同一光路上を進ませるために、前記コリメー
タレンズの後に波長分散プリズムを設ける。また、前記
光源に用いる複数のレーザチップのうち少なくとも一つ
はGaN系青色半導体レーザチップを用いる。As described above, according to the present invention, the wavelength of light incident on a sample is selected by using a semiconductor laser in which a plurality of laser chips emitting different wavelengths are packaged as a single light source. . In addition, a collimator lens is provided to convert the light emitted from the semiconductor laser light source into parallel light, and a plurality of lights having different wavelengths transmitted through the collimator lens travel on the same optical path, after the collimator lens. A wavelength dispersion prism is provided. At least one of the plurality of laser chips used for the light source uses a GaN blue semiconductor laser chip.
【００３１】また、別の手段として、光源には異なる波
長を発する複数のHe−Neレーザを用いて試料への入射光
の波長を選択する。As another means, a plurality of He-Ne lasers emitting different wavelengths are used as light sources to select the wavelength of light incident on the sample.
【００３２】このようにすることによって、偏光解析装
置における試料への入射角度を変化させることなく高精
度の測定が実現可能で、かつ、温度変化等の外部環境の
変動による光源の波長変化に伴う測定誤差の低下を小さ
く抑えることができるため、測定精度の高いエリプソメ
ータが実現ができる。By doing so, highly accurate measurement can be realized without changing the angle of incidence on the sample in the ellipsometer, and the change in the wavelength of the light source due to a change in the external environment such as a temperature change. Since a decrease in the measurement error can be kept small, an ellipsometer with high measurement accuracy can be realized.
【図１】 本発明のエリプソメータの一実施例を示す全
体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment of an ellipsometer of the present invention.
【図２】 従来型エリプソメータの一例を示す全体構成
図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an example of a conventional ellipsometer.
【図３】 図１に示すエリプソメータ用半導体レーザの
内部構造図である。3 is an internal structural diagram of the semiconductor laser for ellipsometer shown in FIG.
【図４】 図１に示すエリプソメータの光源部分を詳述
するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a light source portion of the ellipsometer shown in FIG. 1 in detail.
【図５】 本発明のエリプソメータの他の実施例を示す
全体構成図である。FIG. 5 is an overall configuration diagram showing another embodiment of the ellipsometer of the present invention.
１…He-Neレーザ光源、２…He-Neレーザ光源から出射し
た光、３…1/4波長板、４…1/4波長板透過光、５…偏光
子、６…偏光子透過後の直線偏光の光、７…1/4波長
板、８…1/4波長板透過後の楕円偏光の光、９…載物
台、10…薄膜、11…基板、12…薄膜と基板からの反射
光、13…検光子、14…光検出素子、15…半導体レーザ、
15−1…レーザチップ、15−2…レーザチップ、15−3…
レーザチップ、16…半導体レーザ出射光、17…コリメー
タレンズ、18…波長分散プリズム、19…He−Neレーザ、
20−1…He−Neレーザ出射光、20−2…He−Neレーザ出射
光、21…ハーフミラー。1: He-Ne laser light source, 2: Light emitted from He-Ne laser light source, 3: 1/4 wavelength plate, 4: 1/4 wavelength plate transmitted light, 5: Polarizer, 6: After passing through polarizer Linearly polarized light, 7: 1/4 wavelength plate, 8: Elliptically polarized light after passing through 1/4 wavelength plate, 9: stage, 10: thin film, 11: substrate, 12: reflection from thin film and substrate Light, 13 ... analyzer, 14 ... photodetector, 15 ... semiconductor laser,
15-1… Laser chip, 15-2… Laser chip, 15-3…
Laser chip, 16: semiconductor laser emission light, 17: collimator lens, 18: wavelength dispersion prism, 19: He-Ne laser,
20-1 ... He-Ne laser emission light, 20-2 ... He-Ne laser emission light, 21 ... Half mirror.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA00 AA30 BB01 BB17 CC31 DD11 FF50 GG05 GG06 GG13 GG23 HH09 HH10 HH12 JJ01 JJ08 JJ15 LL04 LL33 LL34 LL36 LL47 2G059 AA02 BB10 EE05 EE11 GG01 GG02 GG03 GG04 HH02 JJ06 JJ11 JJ19 JJ20 JJ22 KK01 MM04 NN02 NN05 5F072 AA01 JJ20 KK15 KK30 RR03 YY11 5F073 CA02 EA07 EA29 FA11 HA02 HA10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA00 AA30 BB01 BB17 CC31 DD11 FF50 GG05 GG06 GG13 GG23 HH09 HH10 HH12 JJ01 JJ08 JJ15 LL04 LL33 LL34 LL36 LL47 2G059 AA02 BB10 EJ10 GG11 JJ10 GG11 KK01 MM04 NN02 NN05 5F072 AA01 JJ20 KK15 KK30 RR03 YY11 5F073 CA02 EA07 EA29 FA11 HA02 HA10
Claims (4)
光学素子を介して直線偏光、或いは楕円偏光状態の光を
形成せしめ、該直線偏光、或いは楕円偏光状態の光を入
射光として、表面に単層、或いは複数層の薄膜が形成さ
れた基板に角度を持たせて照射し、さらに前記薄膜およ
び基板からの反射光の光路上には該反射光の偏光状態を
調べるための検光子および光検出素子を設け、前記入反
射光の偏光状態を解析することにより前記薄膜の光学定
数、膜厚、および前記基板の光学定数を測定する偏光解
析装置に於いて、光源には異なる波長を発する複数のレ
ーザチップを一つにパッケージングされた半導体レーザ
を用いていることを特徴とするエリプソメータ。1. Light emitted from a light source is formed into linearly polarized light or elliptically polarized light through an optical element such as a wave plate or a polarizer, and the linearly polarized light or elliptically polarized light is used as incident light. An irradiation is performed at an angle on a substrate having a single layer or a plurality of layers of thin films formed on the surface, and a polarization state of the reflected light is checked on an optical path of the reflected light from the thin film and the substrate. In a polarization analyzer that provides a photon and a photodetector, and measures the optical constant of the thin film, the film thickness, and the optical constant of the substrate by analyzing the polarization state of the incident reflected light, the light source has different wavelengths. An ellipsometer characterized by using a semiconductor laser in which a plurality of laser chips emitting light are packaged in one.
異なる波長を発する複数のレーザチップを一つにパッケ
ージングされた半導体レーザ光源から発した光を平行光
にするためにコリメータレンズを設け、さらに該コリメ
ータレンズを透過した波長の異なる複数の光が同一光路
上を進ませるために、前記コリメータレンズの後に波長
分散プリズムを設けたことを特徴とするエリプソメー
タ。2. An ellipsometer according to claim 1, wherein:
A collimator lens is provided to convert light emitted from a semiconductor laser light source packaged into one into a plurality of laser chips emitting different wavelengths, and a plurality of lights having different wavelengths transmitted through the collimator lens are the same. An ellipsometer characterized in that a wavelength dispersion prism is provided after the collimator lens in order to advance on the optical path.
光源に用いる複数のレーザチップのうち少なくとも一つ
はGaN系青色半導体レーザチップを用いていることを特
徴とするエリプソメータ。3. An ellipsometer according to claim 1, wherein:
An ellipsometer characterized in that at least one of a plurality of laser chips used for a light source uses a GaN-based blue semiconductor laser chip.
光学素子を介して直線偏光、或いは楕円偏光状態の光を
形成せしめ、該直線偏光、或いは楕円偏光状態の光を入
射光として、表面に単層、或いは複数層の薄膜が形成さ
れた基板に角度を持たせて照射し、さらに前記薄膜およ
び基板からの反射光の光路上には該反射光の偏光状態を
調べるための検光子および光検出素子を設け、前記入反
射光の偏光状態を解析することにより前記薄膜の光学定
数、膜厚、および前記基板の光学定数を測定する偏光解
析装置に於いて、光源には異なる波長を発する複数のHe
−Neレーザを用いていることを特徴とするエリプソメー
タ。4. Light emitted from a light source is converted into linearly polarized light or elliptically polarized light through an optical element such as a wave plate or a polarizer, and the linearly polarized light or elliptically polarized light is used as incident light. An irradiation is performed at an angle on a substrate having a single layer or a plurality of layers of thin films formed on the surface, and a polarization state of the reflected light is checked on an optical path of the reflected light from the thin film and the substrate. In a polarization analyzer that provides a photon and a photodetector, and measures the optical constant of the thin film, the film thickness, and the optical constant of the substrate by analyzing the polarization state of the incident reflected light, the light source has different wavelengths. He that emits
-An ellipsometer characterized by using a Ne laser.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11075838A JP2000266666A (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Ellipsometer |
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|---|---|---|---|
| JP11075838A JP2000266666A (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Ellipsometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000266666A true JP2000266666A (en) | 2000-09-29 |
Family
ID=13587752
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11075838A Pending JP2000266666A (en) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | Ellipsometer |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000266666A (en) |
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