JP3891872B2 - 微小周期構造評価装置及び微小周期構造評価方法 - Google Patents
微小周期構造評価装置及び微小周期構造評価方法 Download PDFInfo
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回折格子、半導体集積回路の回路パターンなど、微小な周期構造を有する微小周期構造物の該微小周期構造を評価する微小周期構造評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路や、半導体製造装置に利用されるスケールなど、微細加工を要求される微小周期構造物を低価格で提供するには、形成される微小周期構造が所期通りのピッチ、線幅となっているか否かを迅速かつ正確に検査することが必要である。例えば、露光装置などに搭載されるリニアエンコーダに利用されるスケールには、サブミクロンオーダーのピッチで回折格子が形成される。こうした回折格子を完全に等間隔に形成し、均一なピッチ形状を形成することは困難であり、わずかな構造ムラや周期ムラを含むことは避けられない。
このため、スケールでは、この構造ムラや周期ムラの大きさを計測し評価することが一般化されている。
【0003】
こうしたスケールの評価方法としては、被検対象としてのスケール上にレーザスポットをスキャンし、スケールのエッジで散乱されたエッジ散乱光を利用する方法が知られている。この方法は、レーザ光の短波長化や光学系の高NA化が必要であり、また、検出部の高精度なアライメントが必要となるという不都合がある。類似の方法として、レーザ光をスリット光束としてスケール上に投影する方法もあるが、スポット光を投影する場合と同様の不都合がある。
【0004】
他の方法として、走査型電子顕微鏡(SEM)や原子間力顕微鏡(AFM)によりスケールのピッチの拡大像を得て、この拡大像に基づきピッチを計測することも提案されている。しかし、この方法では広範囲の計測が困難であり、スケールをクリーンルーム内の真空チャンバ内にセットしなければならず計測に手間と時間を要する。
【0005】
また、その他の方法として、偏光制御されたレーザスポットを、回折格子を有するスケール(測定対象物)に入射させ、リトロー回折する光が検出器に入射されるように検出光学系を回転調整し、その回折角に基づきスケールのピッチを演算するものも知られている(詳細は特願2001−221042号の図6を参照)。
しかし、この方法も、測定対象物を回転させる機構等が複雑となり、また回転調整に時間を要することから測定に多大な時間がかかるという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、広範囲に微細な周期構造を有する回折格子の格子周期を短時間で正確に計測することができる微小周期構造評価装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本出願の第1の発明に係る微小周期構造評価装置は、微小周期構造を備えた微小周期構造物に対し斜め方向から測定光を投影する測定光投影手段と、前記微小周期構造を評価するための周期構造評価用参照光を前記測定光に基づき生成する周期構造評価用参照光生成手段と、前記測定光が前記微小構造物で回折して生じた周期構造評価用物体光と前記周期構造評価用参照光との干渉により生じる干渉縞の情報を取得する微小周期構造評価用干渉縞情報取得手段と、該干渉縞の情報に基づき前記微小周期構造物の周期情報を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
この第1の発明によれば、測定光が前記微小構造物で回折して周期構造評価用物体光が生じる。この周期構造評価用物体光には微小周期構造に関する情報が含まれている。この情報が、周期構造評価用物体光と周期構造評価用参照光とが干渉することにより生じる干渉縞により、干渉縞情報取得手段及び演算手段により取得され、微小周期構造物の周期情報が得られる。
【0009】
この第1の発明において、前記微小周期構造物の微小周期構造が形成される基板の面形状を評価するための面評価用参照光を前記測定光に基づき生成する面評価用参照光生成手段と、前記測定光が前記微小構造物で反射して生じた面評価用物体光と前記面評価用参照光とを干渉させて生じる干渉縞の情報を取得する面評価用干渉縞情報取得手段とを更に備え、前記演算手段は、前記面評価用干渉縞情報取得手段からの情報に基づき前記基板部分の面形状を演算するようにすることができる。また、前記演算手段は、前記面形状の情報に基づき前記周期情報を補正するように構成することもできる。
【0010】
本出願の第2の発明に係る微小周期構造評価方法は、微小周期構造を備えた微小周期構造物に対し斜め方向から測定光を投影する測定光投影ステップと、前記微小周期構造を評価するための周期構造評価用参照光を前記測定光に基づき生成する周期構造評価用参照光生成ステップと、前記測定光が前記微小構造物で回折して生じた周期構造評価用物体光と前記周期構造評価用用参照光との干渉により生じる干渉縞の情報を取得する微小周期構造評価用干渉縞情報取得ステップと、該干渉縞の情報に基づき前記微小周期構造物の周期情報を演算する演算ステップとを備えたことを特徴とする。
【0011】
この第2の発明において、前記微小周期構造物の微小周期構造が形成される基板の面形状を評価するための面評価用参照光を前記測定光に基づき生成する面評価用参照光生成ステップと、前記測定光が前記微小構造物で反射して生じた面評価用物体光と前記面評価用参照光とを干渉させて生じる干渉縞の情報を取得する面評価用干渉縞情報取得ステップとを更に備え、前記演算ステップは、前記面評価用干渉縞情報取得手段からの情報に基づき前記基板部分の面形状を演算するようにするのが好適である。また、前記演算ステップは、前記面形状の情報に基づき前記周期情報を補正するようにしてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態について詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態による微小周期構造評価装置の全体構造を示すものである。図1に示すように、本実施の形態に係る微小周期構造評価装置1は、投影光学系2、微小周期構造評価用参照光生成系3、反射光光学系4、面評価用参照光生成系5、干渉縞観察装置6、7、移動ステージ8、レーザ測長干渉計9、コンピュータ10等から大略構成されている。
【0013】
投影光学系2は、被測定対象としての回折格子Gに対し測定光としてのレーザ光を投影するためのものであり、波長安定化He−Neレーザ光源21(以下レーザ21という)、光アイソレータ22、ハーフミラー23、ミラー24、1/2波長板HW、コリメートレンズ25、ハーフミラー26、偏光ビームスプリッタ27と1/4波長板28を備えている。この投影光学系2の投影角θは、レーザ21の発振波長λと、想定される回折格子Gの格子ピッチPを考慮して、いわゆるリトロー角(littrow's angle)となるように調整されている。すなわち、λ、P、θの関係は、θ=sin-1(λ/2P)と表される。これにより、回折格子Gで生じた1次回折光(物体光Lg)は測定光の光路に戻ることになる。回折格子Gに投影される光束の幅は、格子サイズに比べて十分に広い範囲でよく、例えば格子ピッチPの1000−2000倍、具体的には1−2mm程度でよい。
【0014】
微小周期構造評価用参照光生成系3は、偏光ビームスプリッタ27、1/4波長板31、位相走査器32、基準ミラー33、偏光板34により構成され、物体光Lgと干渉させるための参照光Lr1を生成する。なお、位相走査器32は、この参照光Lr1の光路長を変化させ、これにより干渉縞観察装置6のスクリーン6aに形成される干渉縞を走査するためのものである。位相走査器32は、位相走査駆動部60により駆動される。
【0015】
反射光光学系4は、ミラー41、1/4波長板42及び偏光ビームスプリッタ43から構成され、回折格子Gで反射(0次回折)した反射光Loを干渉縞観察装置7のスクリーン7aに投影する機能を有する。
一方、面評価用参照光生成系5は、ミラー26、1/4波長板QW1、位相走査器51、1/4波長板QW2、偏光ビームスプリッタ43及び偏光板52とから構成され、前述の反射光Loと干渉させるための参照光Lr2を生成する。
なお、位相走査器51は、位相走査器32と同様に面評価用参照光生成系5の光路差を変化させ、これにより、干渉縞観察装置7のスクリーン7aに形成される干渉縞を走査するためのものであり、位相走査駆動部60により駆動される。位相駆動部60とは別個の位相走査駆動部により位相走査器51を駆動するようにしてもよい。
【0016】
レーザ測長干渉計9は、ハーフミラー23から分岐した光を更に図示しないビームスプリッタにより2つの光束に分岐させるように構成されている。分岐2光束の一方は、移動ステージ8に取り付けられたコーナキューブ8aで反射してビームスプリッタに戻り、他方の光と干渉させられる。この干渉信号により、移動ステージ8の移動量が演算される。
【0017】
コンピュータ10は、CCDカメラ6bの画像情報に基づき、回折格子Gの格子の状態を評価するとともに、CCDカメラ7bの画像情報に基づき、回折格子Gの基板の形態(基板の面の歪み等)を評価する。また、コンピュータ10は、移動ステージ8を駆動制御するためのステージコントローラ8bに向けて、駆動信号を出力する。
【0018】
次に、この第1の実施の形態に係る微小周期構造評価装置の作用を説明する。レーザ21から発した測定光(ここでは直線偏光とする)は、光アイソレータ22、ハーフミラー23、ミラー24により1/2波長板HWに入射させられる。測定光はこの1/2波長板HWにより偏光方向を変化させられた後、コリメートレンズ25に導かれ、コリメートレンズ25により平行光束とされる。その後、測定光はハーフミラー26に到達し、その一部Lr2はハーフミラー26で反射して面評価用参照光生成系5に入射し、残りは偏光ビームスプリッタ27に入射する。
【0019】
この偏光ビームスプリッタ27では、p偏光成分は偏光ビームスプリッタ27を透過して回折格子Gに向かい、s偏光成分は反射して微小周期構造評価用参照光生成系3に向かう。
偏光ビームスプリッタ27を透過したp偏光成分は、1/4波長板28により円偏光に変えられ、回折格子Gに投影される。回折格子Gにてリトロー回折した物体光Lg(円偏光)は、再び1/4波長板28に入射してs偏光に変えられ、ビームスプリッタ27で反射され、後述するように微小周期構造評価用参照光生成系3により生成された参照光Lr1と干渉してスクリーン6a上に干渉縞を形成させる。
【0020】
偏光ビームスプリッタ27で反射されたs偏光成分は、1/4波長板31で円偏光に変えられた後、位相走査器32を通って基準ミラー33で反射される。反射された光は、再び位相走査器32を通って1/4波長板31でp偏光に変えられた後ビームスプリッタ27を通過して参照光Lr1となり、偏光板34で偏光方向の制御を受けた後、干渉縞観察装置6のスクリーン6aに投影される。前述したように、この参照光Lr1が物体光Lgと干渉させられる。スクリーン6aには、干渉縞が形成され、これがCCDカメラ6bにより撮像され、コンピュータ10のディスプレイ上に表示される。
【0021】
一方、回折格子Gで反射(0次回折)した反射光(円偏光)は、ミラー41で反射された後、1/4波長板42で直線偏光に変えられて偏光ビームスプリッタ43に入射する。偏光ビームスプリッタ43では、s偏光成分のみが反射されスクリーン7a上に投影される。
【0022】
また、ミラー26で分岐した光は、1/4波長板QW1、位相走査器51、1/4波長板QW2を通過し、偏光ビームスプリッタ43においてp偏光のみが透過して、その後偏光板52で偏光方向の制御を受けた後スクリーン7a上に投影される。このp偏光成分が反射光光学系4からのs偏光成分と干渉させられ、スクリーン7a上に干渉縞が形成され、これがCCDカメラ7bにより撮像され、コンピュータ10のディスプレイ上に表示される。
【0023】
コンピュータ10は、CCDカメラ6bの画像情報に基づき、回折格子Gの格子の状態を評価するとともに、CCDカメラ7bの画像情報に基づき、回折格子Gの基板の面形状(基板の面の歪み等)を評価する。すなわち、位相走査器32,51により干渉縞を走査して、干渉縞の強度変動と位相変動を測定する。CCDカメラ6bにより撮像される干渉縞の強度変動に基づいて回折格子Gの構造ムラが測定され、位相変動に基づき回折格子Gの格子の周期ムラが測定される。同様に、CCDカメラ7bにより撮像される干渉縞の強度変動、位相変動に基づいて、回折格子Gの基板の状態が評価され得る。
【0024】
なお、干渉縞の評価は、評価装置1内の光学系の歪みの影響を除去するため、基準干渉縞情報を取得しておき、この基準干渉縞を、回折格子Gを測定して得られた干渉縞と比較することにより行う。基準干渉縞は、図4(a)に示すように、投影光学系2の光路に垂直に配置された校正用ミラーCM1を配置した場合に生じる基準干渉縞の画像を取得し、この干渉縞を、回折格子Gに測定光を投影してCCDカメラ6bで撮像された干渉縞と比較する。これにより、投影光学系2および微小周期構造評価用参照光生成系3の歪みの影響が除去される。この点は次に説明する第2、第3の実施の形態でも同様である。
【0025】
また、図4(b)に示すように、回折格子Gを配置する位置に校正用ミラーCM2を配置して、同様に基準干渉縞をCCDカメラ7bで撮像する。この基準干渉縞を、回折格子Gに測定光を投影して得られたCCDカメラ7bの干渉縞と比較する。これにより、反射光光学系4および面評価用参照光生成系5の歪みの影響が除去される。
また、レーザ測長干渉計9からの情報に基づき回折格子Gの位置情報を取得し、得られた干渉縞画像が回折格子G上のどの位置のものなのかを演算する。
【0026】
また、CCDカメラ6bにより得られた干渉縞情報には、回折格子Gの格子の面形状に関する情報だけでなく格子Gの基板の状態に関する情報も含まれていると考えられる。このため、CCDカメラ6bの干渉縞により得られた情報をCCDカメラ7bの干渉縞により得られた情報に基づき補正することにより、より正確な格子状態の評価を行うことができる。
なお、上記実施の形態において、位相走査器32、51による位相走査に代えて、例えば基準ミラー33にPZT素子を取り付け、基準ミラー33の微小変位により位相走査を行うようにしてもよい。又はアクティブ複屈折素子等による光路長変化によって位相走査を行うようにしてもよい。
【0027】
また、スクリーン6aの干渉縞情報に基づき、回折格子Gの格子ピッチを計測するようにすることもできる。ピッチ計測の際には、回折格子G上のある位置に測定光を投影して干渉縞をCCDカメラ6bで撮像した後、ステージコントローラ8bを駆動して測定光の投影領域の連続性が確保できる移動量だけ移動ステージ8を移動させる。そして、その移動後の位置において再度干渉縞観測を行う。この移動の前後での干渉縞計測における位相変動情報、及びレーザ測長干渉計9で測定されたステージ8の移動量とに基づき、回折格子Gの格子ピッチが計測される。
【0028】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。図2は、本実施の形態に係る微細周期構造評価装置の全体図である。第1の実施の形態と共通する部分については同一の番号を付しており、以下ではそれらの詳細な説明は省略する。なお、図2中、HW1は1/2波長板である。本実施の形態の微細周期構造評価装置1は、被測定対象としての回折格子Gの上に配置された透過型の基準回折格子82と、この基準回折格子82の上方に配置された基準ミラー81と、1/2波長板83を備え、これにより微小周期構造評価用参照光生成系3、面評価用参照光生成系5を構成している点で、第1の実施の形態と異なる。レーザ21からの測定光はこの基準回折格子82を介して投影される。
【0029】
この基準回折格子82は、測定光が投影される側にのみ格子82gを有し、測定光の回折格子Gでの反射光(0次回折光)Loが通過する部分に関しては単なる平面ガラス部82pとされている。格子82gの格子ピッチは、回折格子Gの格子ピッチと等しくされている。この基準回折格子82は、PZT素子85により左右方向に振動させられ、これによりスクリーン6a上に形成される干渉縞を走査している。すなわち、本実施の形態では、この基準回折格子82とPZT素子85とが、第1の実施の形態の位相走査器32及び位相走査器駆動部60の役割を果たしている。
【0030】
また、基準ミラー81も、図示しないPZT素子により上下方向に振動させられ、これによりスクリーン7a上に形成される干渉縞を走査している。なお、PZT素子は、PZTコントローラ86により制御され、その制御量はコンピュータ10からの入力により決定される。
【0031】
この基準回折格子82の移動量は、レーザ測長干渉計9´により計測される。すなわち、ハーフミラー23から分岐されたレーザ光がハーフミラー91、レンズ92、光ファイバ93によりレーザ測長干渉計9´に導かれる。なお、第1の実施の形態と同様のレーザ測長干渉計9には、ハーフミラー91、ミラー91´、レンズ92´、光ファイバ93´を介してレーザ光が伝搬される。レーザ測長干渉計9´に導かれたレーザ光は図示しないビームスプリッタにより物体光と参照光に分けられ、物体光の方は基準回折格子82の側部に取り付けられたコーナキューブ82aに入射する。コーナキューブ82aで反射してレーザ測長干渉計9´に戻った光は参照光と干渉させられ、この干渉信号に基づき基準回折格子82の移動量がコンピュータ10により演算される。なお、図2には図示していないが、基準ミラー81の移動量を同様のレーザ測長干渉計により測定するようにしてもよい。
【0032】
次に、本実施の形態の作用を説明する。レーザ21からの測定光が投影光学系2によりまず基準回折格子82にリトロー角θで投影される。格子82gでは測定光の一部がリトロー回折し、この回折光が回折格子Gの格子の状態を評価するのに使用する参照光Lr1とされる。すなわち、この参照光Lr1が回折格子Gでの測定光のリトロー回折光としての物体光Lgと干渉させられ、その干渉縞がCCDカメラ6bにより撮像される。この干渉縞の形状と、図4(a)に示すような校正用ミラーCM1による基準干渉縞の形状、レーザ測長干渉計9、9´の測定結果とに基づき、第1の実施の形態と同様に回折格子Gの格子の情報が取得される。
【0033】
また、格子82gでの反射光(0次回折光)は基準ミラー81で反射された後1/2波長板83で偏光方向を変えられ、平面ガラス部82pで再度反射されて、これが回折格子Gの基板の面形状を評価するのに使用する参照光Lr2とされる。
参照光Lr2は、反射光光学系4によりスクリーン7a上に投影される。一方、測定光が回折格子Gで反射(0次回折)して生じた物体光Lgが、平面ガラス部82bを透過し、反射光光学系4を通ってスクリーン7a上に投影されて、参照光Lr2と干渉させられる。スクリーン7a上には2つの光による干渉縞が生じる。この干渉縞の形状、図4(b)に示すような校正用ミラーCM2による基準干渉縞の形状、及びレーザ測長干渉計9,9´の測定結果に基づき、第1の実施の形態と同様に回折格子Gの基板の面形状に関する情報が取得される。
【0034】
〔第3の実施の形態〕
次に、本発明の第3の実施の形態を、図3に基づいて説明する。第1の実施の形態と共通する部分については同一の番号を付しており、以下ではそれらの詳細な説明は省略する。なお、図3中、HW2は1/2波長板であり、101はハーフミラーである。
本実施の形態のスクリーン6aの前方には、光軸回りに回転可能に配置された偏光板98が設けられている。この偏光板98は、測定対象としての回折格子Gで回折して発生する物体光Lgと、基準回折格子82で回折して発生する参照光Lr1の干渉光の偏光状態を判定するために設けられるものである。
【0035】
また、反射光光学系4は、合波回折格子95と、光軸回りに回転可能な偏光板96を備えている。合波回折格子95は、被測定対象としての回折格子Gの基板の面形状を評価するための反射光Loと面評価用参照光Lr2を合成するためのものであり、合成された反射光Loと参照光Lr2を偏光板96を通過させ、ミラー97で反射させてスクリーン7aに投影するように構成している。また、偏光板96は、反射光Loと参照光Lr2の干渉光の偏光状態を判定するために設けられるものである。なお、本実施の形態においては、基準回折格子82は、回折格子Gでの測定光の反射光(0次回折光)が通過する部分まで格子82gを形成している。また、合波回折格子95の格子のピッチは、基準回折格子82の格子82gの格子ピッチp1の2倍(2p1)とされており、これにより、面評価用物体光と面評価用参照光が同一光路に向かうようにされる。
【0036】
偏光板96、98の回転角度は、図示しないロータリーエンコーダにより取得される。偏光板98の回転角度とCCDカメラ6bに受光される光の光量との関係を解析することにより、回折格子Gの構造ムラ、周期ムラの程度(具体的にはムラの深さ、幅等)を演算することができる。また、偏光板96の回転角度とCCDカメラ7bに受光される光の光量との関係を解析することにより、回折格子Gの基板の状態を知ることができる。
【0037】
以下、本実施の形態の作用を説明する。レーザ21からの測定光が投影光学系2により回折格子Gに向けて斜め投影されると、その一部は基準回折格子82を透過し回折格子Gでリトロー回折される物体光Lgとなり、残りは基準回折格子82でリトロー回折される参照光Lr1となる。
この物体光Lg及び参照光Lr1は、いずれもハーフミラー101で反射され、偏光板98で偏光制御された後ミラー99で反射してスクリーン6aに投影される。2つのリトロー回折光による干渉縞がスクリーン6aに形成され、これがCCDカメラ6bにより撮像される。撮像された干渉縞画像は、コンピュータ10により第1、第2の実施の形態と同様の手法で解析され、これにより回折格子Gの格子の情報が評価される。
【0038】
また、レーザ21から投影されて回折格子Gで反射(0次回折)されて生じる反射光Loは、基準回折格子82により合波回折格子95方向に回折される。
合波回折格子95では、この物体光Loと、基準回折格子82においてレーザ21からの光が反射(0次回折)されて生じた参照光Lr2とが合成され、この合成波が偏光板96により偏光制御された後、ミラー97で反射してスクリーン7aに投影される。反射光Lo、参照光Lr2による干渉縞がスクリーン7aに形成され、これがCCDカメラ7bにより撮像される。撮像された干渉縞画像は、コンピュータ10により解析され、これにより回折格子Gの基板の面形状が評価される。
なお、上記第3の実施形態において、1/2波長板HW2に代えて1/4波長板を配置し、円偏光のレーザ光を回折格子G上に投影するようにしてもよい。
【0039】
以上実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、上記の実施の形態ではマイケルソン型の干渉計を用いたが、フィゾー型の干渉計を用いて微細周期構造評価装置を構成してもよい。また、投影光学系2はリトロー角でなくとも斜め投影するものであればよく、回折格子Gにおいて生じる回折光と反射光が分離できるようになっていればよい。
【0040】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る微小周期構造評価装置によれば、広範囲に微細な周期構造を有する回折格子の格子周期を短時間で正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る微小周期構造評価装置の構造を示す。
【図2】 本発明の第2の実施の形態に係る微小周期構造評価装置の構造を示す。
【図3】 本発明の第3の実施の形態に係る微小周期構造評価装置の構造を示す。
【図4】 本発明に係る微小周期構造評価装置の光学系の校正方法を説明する図である。
【符号の説明】
1・・・微小周期構造評価装置、 2・・・投影光学系、 3・・・測定用参照光生成 系、4・・・反射光光学系、 5・・・面評価用参照光生成系、 6、7・・・干渉 縞観察装置、 8・・・移動ステージ、 9、9´・・・レーザ測長干渉計、 1 0・・・コンピュータ、 21・・・安定化レーザ、 22・・・光アイソレータ、 23、26、91、101・・・ハーフミラー、 24、41、91、91´ 、97、99・・・ミラー、 83、HW、HW1、HW2・・・1/2波長板、 25・・・コリメートレンズ、 27、27´、43・・・偏光ビームスプリ ッタ、 28、31、42、QW1、QW2・・・1/4波長板、 32、51・・ ・位相走査器、 33・・・基準ミラー、 34,52、96,98・・・偏光板 、 60・・・位相走査器駆動部、 81・・・基準ミラー、 82・・・基準回 折格子、 84、92,92´・・・レンズ、 85・・・PZT素子、 86・・ ・PZTコントローラ、 8b・・・ステージコントローラ、 93,93´ ・・・光ファイバ、 95・・・合波回折格子
【発明の属する技術分野】
本発明は、回折格子、半導体集積回路の回路パターンなど、微小な周期構造を有する微小周期構造物の該微小周期構造を評価する微小周期構造評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路や、半導体製造装置に利用されるスケールなど、微細加工を要求される微小周期構造物を低価格で提供するには、形成される微小周期構造が所期通りのピッチ、線幅となっているか否かを迅速かつ正確に検査することが必要である。例えば、露光装置などに搭載されるリニアエンコーダに利用されるスケールには、サブミクロンオーダーのピッチで回折格子が形成される。こうした回折格子を完全に等間隔に形成し、均一なピッチ形状を形成することは困難であり、わずかな構造ムラや周期ムラを含むことは避けられない。
このため、スケールでは、この構造ムラや周期ムラの大きさを計測し評価することが一般化されている。
【0003】
こうしたスケールの評価方法としては、被検対象としてのスケール上にレーザスポットをスキャンし、スケールのエッジで散乱されたエッジ散乱光を利用する方法が知られている。この方法は、レーザ光の短波長化や光学系の高NA化が必要であり、また、検出部の高精度なアライメントが必要となるという不都合がある。類似の方法として、レーザ光をスリット光束としてスケール上に投影する方法もあるが、スポット光を投影する場合と同様の不都合がある。
【0004】
他の方法として、走査型電子顕微鏡(SEM)や原子間力顕微鏡(AFM)によりスケールのピッチの拡大像を得て、この拡大像に基づきピッチを計測することも提案されている。しかし、この方法では広範囲の計測が困難であり、スケールをクリーンルーム内の真空チャンバ内にセットしなければならず計測に手間と時間を要する。
【0005】
また、その他の方法として、偏光制御されたレーザスポットを、回折格子を有するスケール(測定対象物)に入射させ、リトロー回折する光が検出器に入射されるように検出光学系を回転調整し、その回折角に基づきスケールのピッチを演算するものも知られている(詳細は特願2001−221042号の図6を参照)。
しかし、この方法も、測定対象物を回転させる機構等が複雑となり、また回転調整に時間を要することから測定に多大な時間がかかるという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、広範囲に微細な周期構造を有する回折格子の格子周期を短時間で正確に計測することができる微小周期構造評価装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本出願の第1の発明に係る微小周期構造評価装置は、微小周期構造を備えた微小周期構造物に対し斜め方向から測定光を投影する測定光投影手段と、前記微小周期構造を評価するための周期構造評価用参照光を前記測定光に基づき生成する周期構造評価用参照光生成手段と、前記測定光が前記微小構造物で回折して生じた周期構造評価用物体光と前記周期構造評価用参照光との干渉により生じる干渉縞の情報を取得する微小周期構造評価用干渉縞情報取得手段と、該干渉縞の情報に基づき前記微小周期構造物の周期情報を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
この第1の発明によれば、測定光が前記微小構造物で回折して周期構造評価用物体光が生じる。この周期構造評価用物体光には微小周期構造に関する情報が含まれている。この情報が、周期構造評価用物体光と周期構造評価用参照光とが干渉することにより生じる干渉縞により、干渉縞情報取得手段及び演算手段により取得され、微小周期構造物の周期情報が得られる。
【0009】
この第1の発明において、前記微小周期構造物の微小周期構造が形成される基板の面形状を評価するための面評価用参照光を前記測定光に基づき生成する面評価用参照光生成手段と、前記測定光が前記微小構造物で反射して生じた面評価用物体光と前記面評価用参照光とを干渉させて生じる干渉縞の情報を取得する面評価用干渉縞情報取得手段とを更に備え、前記演算手段は、前記面評価用干渉縞情報取得手段からの情報に基づき前記基板部分の面形状を演算するようにすることができる。また、前記演算手段は、前記面形状の情報に基づき前記周期情報を補正するように構成することもできる。
【0010】
本出願の第2の発明に係る微小周期構造評価方法は、微小周期構造を備えた微小周期構造物に対し斜め方向から測定光を投影する測定光投影ステップと、前記微小周期構造を評価するための周期構造評価用参照光を前記測定光に基づき生成する周期構造評価用参照光生成ステップと、前記測定光が前記微小構造物で回折して生じた周期構造評価用物体光と前記周期構造評価用用参照光との干渉により生じる干渉縞の情報を取得する微小周期構造評価用干渉縞情報取得ステップと、該干渉縞の情報に基づき前記微小周期構造物の周期情報を演算する演算ステップとを備えたことを特徴とする。
【0011】
この第2の発明において、前記微小周期構造物の微小周期構造が形成される基板の面形状を評価するための面評価用参照光を前記測定光に基づき生成する面評価用参照光生成ステップと、前記測定光が前記微小構造物で反射して生じた面評価用物体光と前記面評価用参照光とを干渉させて生じる干渉縞の情報を取得する面評価用干渉縞情報取得ステップとを更に備え、前記演算ステップは、前記面評価用干渉縞情報取得手段からの情報に基づき前記基板部分の面形状を演算するようにするのが好適である。また、前記演算ステップは、前記面形状の情報に基づき前記周期情報を補正するようにしてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態について詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態による微小周期構造評価装置の全体構造を示すものである。図1に示すように、本実施の形態に係る微小周期構造評価装置1は、投影光学系2、微小周期構造評価用参照光生成系3、反射光光学系4、面評価用参照光生成系5、干渉縞観察装置6、7、移動ステージ8、レーザ測長干渉計9、コンピュータ10等から大略構成されている。
【0013】
投影光学系2は、被測定対象としての回折格子Gに対し測定光としてのレーザ光を投影するためのものであり、波長安定化He−Neレーザ光源21(以下レーザ21という)、光アイソレータ22、ハーフミラー23、ミラー24、1/2波長板HW、コリメートレンズ25、ハーフミラー26、偏光ビームスプリッタ27と1/4波長板28を備えている。この投影光学系2の投影角θは、レーザ21の発振波長λと、想定される回折格子Gの格子ピッチPを考慮して、いわゆるリトロー角(littrow's angle)となるように調整されている。すなわち、λ、P、θの関係は、θ=sin-1(λ/2P)と表される。これにより、回折格子Gで生じた1次回折光(物体光Lg)は測定光の光路に戻ることになる。回折格子Gに投影される光束の幅は、格子サイズに比べて十分に広い範囲でよく、例えば格子ピッチPの1000−2000倍、具体的には1−2mm程度でよい。
【0014】
微小周期構造評価用参照光生成系3は、偏光ビームスプリッタ27、1/4波長板31、位相走査器32、基準ミラー33、偏光板34により構成され、物体光Lgと干渉させるための参照光Lr1を生成する。なお、位相走査器32は、この参照光Lr1の光路長を変化させ、これにより干渉縞観察装置6のスクリーン6aに形成される干渉縞を走査するためのものである。位相走査器32は、位相走査駆動部60により駆動される。
【0015】
反射光光学系4は、ミラー41、1/4波長板42及び偏光ビームスプリッタ43から構成され、回折格子Gで反射(0次回折)した反射光Loを干渉縞観察装置7のスクリーン7aに投影する機能を有する。
一方、面評価用参照光生成系5は、ミラー26、1/4波長板QW1、位相走査器51、1/4波長板QW2、偏光ビームスプリッタ43及び偏光板52とから構成され、前述の反射光Loと干渉させるための参照光Lr2を生成する。
なお、位相走査器51は、位相走査器32と同様に面評価用参照光生成系5の光路差を変化させ、これにより、干渉縞観察装置7のスクリーン7aに形成される干渉縞を走査するためのものであり、位相走査駆動部60により駆動される。位相駆動部60とは別個の位相走査駆動部により位相走査器51を駆動するようにしてもよい。
【0016】
レーザ測長干渉計9は、ハーフミラー23から分岐した光を更に図示しないビームスプリッタにより2つの光束に分岐させるように構成されている。分岐2光束の一方は、移動ステージ8に取り付けられたコーナキューブ8aで反射してビームスプリッタに戻り、他方の光と干渉させられる。この干渉信号により、移動ステージ8の移動量が演算される。
【0017】
コンピュータ10は、CCDカメラ6bの画像情報に基づき、回折格子Gの格子の状態を評価するとともに、CCDカメラ7bの画像情報に基づき、回折格子Gの基板の形態(基板の面の歪み等)を評価する。また、コンピュータ10は、移動ステージ8を駆動制御するためのステージコントローラ8bに向けて、駆動信号を出力する。
【0018】
次に、この第1の実施の形態に係る微小周期構造評価装置の作用を説明する。レーザ21から発した測定光(ここでは直線偏光とする)は、光アイソレータ22、ハーフミラー23、ミラー24により1/2波長板HWに入射させられる。測定光はこの1/2波長板HWにより偏光方向を変化させられた後、コリメートレンズ25に導かれ、コリメートレンズ25により平行光束とされる。その後、測定光はハーフミラー26に到達し、その一部Lr2はハーフミラー26で反射して面評価用参照光生成系5に入射し、残りは偏光ビームスプリッタ27に入射する。
【0019】
この偏光ビームスプリッタ27では、p偏光成分は偏光ビームスプリッタ27を透過して回折格子Gに向かい、s偏光成分は反射して微小周期構造評価用参照光生成系3に向かう。
偏光ビームスプリッタ27を透過したp偏光成分は、1/4波長板28により円偏光に変えられ、回折格子Gに投影される。回折格子Gにてリトロー回折した物体光Lg(円偏光)は、再び1/4波長板28に入射してs偏光に変えられ、ビームスプリッタ27で反射され、後述するように微小周期構造評価用参照光生成系3により生成された参照光Lr1と干渉してスクリーン6a上に干渉縞を形成させる。
【0020】
偏光ビームスプリッタ27で反射されたs偏光成分は、1/4波長板31で円偏光に変えられた後、位相走査器32を通って基準ミラー33で反射される。反射された光は、再び位相走査器32を通って1/4波長板31でp偏光に変えられた後ビームスプリッタ27を通過して参照光Lr1となり、偏光板34で偏光方向の制御を受けた後、干渉縞観察装置6のスクリーン6aに投影される。前述したように、この参照光Lr1が物体光Lgと干渉させられる。スクリーン6aには、干渉縞が形成され、これがCCDカメラ6bにより撮像され、コンピュータ10のディスプレイ上に表示される。
【0021】
一方、回折格子Gで反射(0次回折)した反射光(円偏光)は、ミラー41で反射された後、1/4波長板42で直線偏光に変えられて偏光ビームスプリッタ43に入射する。偏光ビームスプリッタ43では、s偏光成分のみが反射されスクリーン7a上に投影される。
【0022】
また、ミラー26で分岐した光は、1/4波長板QW1、位相走査器51、1/4波長板QW2を通過し、偏光ビームスプリッタ43においてp偏光のみが透過して、その後偏光板52で偏光方向の制御を受けた後スクリーン7a上に投影される。このp偏光成分が反射光光学系4からのs偏光成分と干渉させられ、スクリーン7a上に干渉縞が形成され、これがCCDカメラ7bにより撮像され、コンピュータ10のディスプレイ上に表示される。
【0023】
コンピュータ10は、CCDカメラ6bの画像情報に基づき、回折格子Gの格子の状態を評価するとともに、CCDカメラ7bの画像情報に基づき、回折格子Gの基板の面形状(基板の面の歪み等)を評価する。すなわち、位相走査器32,51により干渉縞を走査して、干渉縞の強度変動と位相変動を測定する。CCDカメラ6bにより撮像される干渉縞の強度変動に基づいて回折格子Gの構造ムラが測定され、位相変動に基づき回折格子Gの格子の周期ムラが測定される。同様に、CCDカメラ7bにより撮像される干渉縞の強度変動、位相変動に基づいて、回折格子Gの基板の状態が評価され得る。
【0024】
なお、干渉縞の評価は、評価装置1内の光学系の歪みの影響を除去するため、基準干渉縞情報を取得しておき、この基準干渉縞を、回折格子Gを測定して得られた干渉縞と比較することにより行う。基準干渉縞は、図4(a)に示すように、投影光学系2の光路に垂直に配置された校正用ミラーCM1を配置した場合に生じる基準干渉縞の画像を取得し、この干渉縞を、回折格子Gに測定光を投影してCCDカメラ6bで撮像された干渉縞と比較する。これにより、投影光学系2および微小周期構造評価用参照光生成系3の歪みの影響が除去される。この点は次に説明する第2、第3の実施の形態でも同様である。
【0025】
また、図4(b)に示すように、回折格子Gを配置する位置に校正用ミラーCM2を配置して、同様に基準干渉縞をCCDカメラ7bで撮像する。この基準干渉縞を、回折格子Gに測定光を投影して得られたCCDカメラ7bの干渉縞と比較する。これにより、反射光光学系4および面評価用参照光生成系5の歪みの影響が除去される。
また、レーザ測長干渉計9からの情報に基づき回折格子Gの位置情報を取得し、得られた干渉縞画像が回折格子G上のどの位置のものなのかを演算する。
【0026】
また、CCDカメラ6bにより得られた干渉縞情報には、回折格子Gの格子の面形状に関する情報だけでなく格子Gの基板の状態に関する情報も含まれていると考えられる。このため、CCDカメラ6bの干渉縞により得られた情報をCCDカメラ7bの干渉縞により得られた情報に基づき補正することにより、より正確な格子状態の評価を行うことができる。
なお、上記実施の形態において、位相走査器32、51による位相走査に代えて、例えば基準ミラー33にPZT素子を取り付け、基準ミラー33の微小変位により位相走査を行うようにしてもよい。又はアクティブ複屈折素子等による光路長変化によって位相走査を行うようにしてもよい。
【0027】
また、スクリーン6aの干渉縞情報に基づき、回折格子Gの格子ピッチを計測するようにすることもできる。ピッチ計測の際には、回折格子G上のある位置に測定光を投影して干渉縞をCCDカメラ6bで撮像した後、ステージコントローラ8bを駆動して測定光の投影領域の連続性が確保できる移動量だけ移動ステージ8を移動させる。そして、その移動後の位置において再度干渉縞観測を行う。この移動の前後での干渉縞計測における位相変動情報、及びレーザ測長干渉計9で測定されたステージ8の移動量とに基づき、回折格子Gの格子ピッチが計測される。
【0028】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。図2は、本実施の形態に係る微細周期構造評価装置の全体図である。第1の実施の形態と共通する部分については同一の番号を付しており、以下ではそれらの詳細な説明は省略する。なお、図2中、HW1は1/2波長板である。本実施の形態の微細周期構造評価装置1は、被測定対象としての回折格子Gの上に配置された透過型の基準回折格子82と、この基準回折格子82の上方に配置された基準ミラー81と、1/2波長板83を備え、これにより微小周期構造評価用参照光生成系3、面評価用参照光生成系5を構成している点で、第1の実施の形態と異なる。レーザ21からの測定光はこの基準回折格子82を介して投影される。
【0029】
この基準回折格子82は、測定光が投影される側にのみ格子82gを有し、測定光の回折格子Gでの反射光(0次回折光)Loが通過する部分に関しては単なる平面ガラス部82pとされている。格子82gの格子ピッチは、回折格子Gの格子ピッチと等しくされている。この基準回折格子82は、PZT素子85により左右方向に振動させられ、これによりスクリーン6a上に形成される干渉縞を走査している。すなわち、本実施の形態では、この基準回折格子82とPZT素子85とが、第1の実施の形態の位相走査器32及び位相走査器駆動部60の役割を果たしている。
【0030】
また、基準ミラー81も、図示しないPZT素子により上下方向に振動させられ、これによりスクリーン7a上に形成される干渉縞を走査している。なお、PZT素子は、PZTコントローラ86により制御され、その制御量はコンピュータ10からの入力により決定される。
【0031】
この基準回折格子82の移動量は、レーザ測長干渉計9´により計測される。すなわち、ハーフミラー23から分岐されたレーザ光がハーフミラー91、レンズ92、光ファイバ93によりレーザ測長干渉計9´に導かれる。なお、第1の実施の形態と同様のレーザ測長干渉計9には、ハーフミラー91、ミラー91´、レンズ92´、光ファイバ93´を介してレーザ光が伝搬される。レーザ測長干渉計9´に導かれたレーザ光は図示しないビームスプリッタにより物体光と参照光に分けられ、物体光の方は基準回折格子82の側部に取り付けられたコーナキューブ82aに入射する。コーナキューブ82aで反射してレーザ測長干渉計9´に戻った光は参照光と干渉させられ、この干渉信号に基づき基準回折格子82の移動量がコンピュータ10により演算される。なお、図2には図示していないが、基準ミラー81の移動量を同様のレーザ測長干渉計により測定するようにしてもよい。
【0032】
次に、本実施の形態の作用を説明する。レーザ21からの測定光が投影光学系2によりまず基準回折格子82にリトロー角θで投影される。格子82gでは測定光の一部がリトロー回折し、この回折光が回折格子Gの格子の状態を評価するのに使用する参照光Lr1とされる。すなわち、この参照光Lr1が回折格子Gでの測定光のリトロー回折光としての物体光Lgと干渉させられ、その干渉縞がCCDカメラ6bにより撮像される。この干渉縞の形状と、図4(a)に示すような校正用ミラーCM1による基準干渉縞の形状、レーザ測長干渉計9、9´の測定結果とに基づき、第1の実施の形態と同様に回折格子Gの格子の情報が取得される。
【0033】
また、格子82gでの反射光(0次回折光)は基準ミラー81で反射された後1/2波長板83で偏光方向を変えられ、平面ガラス部82pで再度反射されて、これが回折格子Gの基板の面形状を評価するのに使用する参照光Lr2とされる。
参照光Lr2は、反射光光学系4によりスクリーン7a上に投影される。一方、測定光が回折格子Gで反射(0次回折)して生じた物体光Lgが、平面ガラス部82bを透過し、反射光光学系4を通ってスクリーン7a上に投影されて、参照光Lr2と干渉させられる。スクリーン7a上には2つの光による干渉縞が生じる。この干渉縞の形状、図4(b)に示すような校正用ミラーCM2による基準干渉縞の形状、及びレーザ測長干渉計9,9´の測定結果に基づき、第1の実施の形態と同様に回折格子Gの基板の面形状に関する情報が取得される。
【0034】
〔第3の実施の形態〕
次に、本発明の第3の実施の形態を、図3に基づいて説明する。第1の実施の形態と共通する部分については同一の番号を付しており、以下ではそれらの詳細な説明は省略する。なお、図3中、HW2は1/2波長板であり、101はハーフミラーである。
本実施の形態のスクリーン6aの前方には、光軸回りに回転可能に配置された偏光板98が設けられている。この偏光板98は、測定対象としての回折格子Gで回折して発生する物体光Lgと、基準回折格子82で回折して発生する参照光Lr1の干渉光の偏光状態を判定するために設けられるものである。
【0035】
また、反射光光学系4は、合波回折格子95と、光軸回りに回転可能な偏光板96を備えている。合波回折格子95は、被測定対象としての回折格子Gの基板の面形状を評価するための反射光Loと面評価用参照光Lr2を合成するためのものであり、合成された反射光Loと参照光Lr2を偏光板96を通過させ、ミラー97で反射させてスクリーン7aに投影するように構成している。また、偏光板96は、反射光Loと参照光Lr2の干渉光の偏光状態を判定するために設けられるものである。なお、本実施の形態においては、基準回折格子82は、回折格子Gでの測定光の反射光(0次回折光)が通過する部分まで格子82gを形成している。また、合波回折格子95の格子のピッチは、基準回折格子82の格子82gの格子ピッチp1の2倍(2p1)とされており、これにより、面評価用物体光と面評価用参照光が同一光路に向かうようにされる。
【0036】
偏光板96、98の回転角度は、図示しないロータリーエンコーダにより取得される。偏光板98の回転角度とCCDカメラ6bに受光される光の光量との関係を解析することにより、回折格子Gの構造ムラ、周期ムラの程度(具体的にはムラの深さ、幅等)を演算することができる。また、偏光板96の回転角度とCCDカメラ7bに受光される光の光量との関係を解析することにより、回折格子Gの基板の状態を知ることができる。
【0037】
以下、本実施の形態の作用を説明する。レーザ21からの測定光が投影光学系2により回折格子Gに向けて斜め投影されると、その一部は基準回折格子82を透過し回折格子Gでリトロー回折される物体光Lgとなり、残りは基準回折格子82でリトロー回折される参照光Lr1となる。
この物体光Lg及び参照光Lr1は、いずれもハーフミラー101で反射され、偏光板98で偏光制御された後ミラー99で反射してスクリーン6aに投影される。2つのリトロー回折光による干渉縞がスクリーン6aに形成され、これがCCDカメラ6bにより撮像される。撮像された干渉縞画像は、コンピュータ10により第1、第2の実施の形態と同様の手法で解析され、これにより回折格子Gの格子の情報が評価される。
【0038】
また、レーザ21から投影されて回折格子Gで反射(0次回折)されて生じる反射光Loは、基準回折格子82により合波回折格子95方向に回折される。
合波回折格子95では、この物体光Loと、基準回折格子82においてレーザ21からの光が反射(0次回折)されて生じた参照光Lr2とが合成され、この合成波が偏光板96により偏光制御された後、ミラー97で反射してスクリーン7aに投影される。反射光Lo、参照光Lr2による干渉縞がスクリーン7aに形成され、これがCCDカメラ7bにより撮像される。撮像された干渉縞画像は、コンピュータ10により解析され、これにより回折格子Gの基板の面形状が評価される。
なお、上記第3の実施形態において、1/2波長板HW2に代えて1/4波長板を配置し、円偏光のレーザ光を回折格子G上に投影するようにしてもよい。
【0039】
以上実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、上記の実施の形態ではマイケルソン型の干渉計を用いたが、フィゾー型の干渉計を用いて微細周期構造評価装置を構成してもよい。また、投影光学系2はリトロー角でなくとも斜め投影するものであればよく、回折格子Gにおいて生じる回折光と反射光が分離できるようになっていればよい。
【0040】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る微小周期構造評価装置によれば、広範囲に微細な周期構造を有する回折格子の格子周期を短時間で正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る微小周期構造評価装置の構造を示す。
【図2】 本発明の第2の実施の形態に係る微小周期構造評価装置の構造を示す。
【図3】 本発明の第3の実施の形態に係る微小周期構造評価装置の構造を示す。
【図4】 本発明に係る微小周期構造評価装置の光学系の校正方法を説明する図である。
【符号の説明】
1・・・微小周期構造評価装置、 2・・・投影光学系、 3・・・測定用参照光生成 系、4・・・反射光光学系、 5・・・面評価用参照光生成系、 6、7・・・干渉 縞観察装置、 8・・・移動ステージ、 9、9´・・・レーザ測長干渉計、 1 0・・・コンピュータ、 21・・・安定化レーザ、 22・・・光アイソレータ、 23、26、91、101・・・ハーフミラー、 24、41、91、91´ 、97、99・・・ミラー、 83、HW、HW1、HW2・・・1/2波長板、 25・・・コリメートレンズ、 27、27´、43・・・偏光ビームスプリ ッタ、 28、31、42、QW1、QW2・・・1/4波長板、 32、51・・ ・位相走査器、 33・・・基準ミラー、 34,52、96,98・・・偏光板 、 60・・・位相走査器駆動部、 81・・・基準ミラー、 82・・・基準回 折格子、 84、92,92´・・・レンズ、 85・・・PZT素子、 86・・ ・PZTコントローラ、 8b・・・ステージコントローラ、 93,93´ ・・・光ファイバ、 95・・・合波回折格子
Claims (12)
- 微小周期構造を備えた微小周期構造物に対し斜め方向から測定光を投影する測定光投影手段と、
前記微小周期構造を評価するための周期構造評価用参照光を前記測定光に基づき生成する周期構造評価用参照光生成手段と、
前記測定光が前記微小構造物で回折して生じた周期構造評価用物体光と前記周期構造評価用参照光との干渉により生じる干渉縞の情報を取得する微小周期構造評価用干渉縞情報取得手段と、
該干渉縞の情報に基づき前記微小周期構造物の周期情報を演算する演算手段とを備えた微小周期構造評価装置。 - 前記微小周期構造物の微小周期構造が形成される基板の面形状を評価するための面評価用参照光を前記測定光に基づき生成する面評価用参照光生成手段と、
前記測定光が前記微小周期構造物で反射して生じた面評価用物体光と前記面評価用参照光とを干渉させて生じる干渉縞の情報を取得する面評価用干渉縞情報取得手段とを備え、
前記演算手段は、前記面評価用干渉縞情報取得手段からの情報に基づき前記基板部分の面形状を演算する請求項1に記載の微小周期構造評価装置。 - 前記周期構造評価用物体光と前記周期構造評価用参照光とを干渉させた光の偏光状態を制御するため、光軸回りに回転可能に配置された偏光板を備えた請求項1に記載の微小構造評価装置。
- 前記面評価用物体光と前記面評価用参照光とを干渉させた光の偏光状態を制御するため、光軸回りに回転可能に配置された偏光板を供えた請求項2又は3に記載の微小構造評価装置。
- 前記演算手段は、前記面形状の情報に基づき前記周期情報を補正するようにした請求項2に記載の微小周期構造評価装置。
- 前記周期構造評価用参照光及び前記面評価用参照光の位相を変化させて前記干渉縞を走査する位相走査器を備えた請求項2乃至5のいずれか1項に記載の微小周期構造評価装置。
- 前記周期構造評価用参照光生成手段及び前記面評価用参照光生成手段は、前記微小周期構造物と前記測定光投影手段との間に設けられて前記測定光を回折させる基準回折格子であり、該基準回折格子で前記測定光が回折して生じた回折光を前記周期構造評価用参照光とするとともに、該基準回折格子で前記測定光が反射して生じた反射光を前記面評価用参照光とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の微小周期構造評価装置。
- 前記基準回折格子をその格子の延びる方向に関し移動させる移動手段を備えた請求項7に記載の微小周期構造評価装置。
- 前記面評価用物体光と前記面評価用参照光を合成するための合成部を備えた請求項2乃至8のいずれか1項に記載の微小周期構造評価装置。
- 微小周期構造を備えた微小周期構造物に対し斜め方向から測定光を投影する測定光投影ステップと、
前記微小周期構造を評価するための周期構造評価用参照光を前記測定光に基づき生成する周期構造評価用参照光生成ステップと、
前記測定光が前記微小構造物で回折して生じた周期構造評価用物体光と前記周期構造評価用参照光との干渉により生じる干渉縞の情報を取得する微小周期構造評価用干渉縞情報取得ステップと、
該干渉縞の情報に基づき前記微小周期構造物の周期情報を演算する演算ステップとを備えた微小周期構造評価方法。 - 前記微小周期構造物の微小周期構造が形成される基板の面形状を評価するための面評価用参照光を前記測定光に基づき生成する面評価用参照光生成ステップと、
前記測定光が前記微小構造物で反射して生じた面評価用物体光と前記面評価用参照光とを干渉させて生じる干渉縞の情報を取得する面評価用干渉縞情報取得ステップとを備え、
前記演算ステップは、前記面評価用干渉縞情報取得手段からの情報に基づき前記基板部分の面形状を演算する請求項10に記載の微小周期構造評価方法。 - 前記演算ステップは、前記面形状の情報に基づき前記周期情報を補正するようにした請求項11に記載の微小周期構造評価方法。
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