JPH10148572A - 分光反射率測定器 - Google Patents
分光反射率測定器Info
- Publication number
- JPH10148572A JPH10148572A JP8324648A JP32464896A JPH10148572A JP H10148572 A JPH10148572 A JP H10148572A JP 8324648 A JP8324648 A JP 8324648A JP 32464896 A JP32464896 A JP 32464896A JP H10148572 A JPH10148572 A JP H10148572A
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- JP
- Japan
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- optical system
- light
- optical
- spectral reflectance
- reflected
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】200nm程度以下のDUV領域での分光反射
率の測定を可能にし、かつ測定精度を向上させることが
できる分光反射率測定器を提供する。 【解決手段】モノクロメータ2から射出する光束を光路
分割部材3によって2光束に分割し、分割された2光束
のうちの一方の光束を反射光学素子によって形成した測
定光学系7に導き、他方の光束を反射光学素子によって
形成した参照光学系5に導き、測定光学系7内に被検面
8を配置し、参照光学系5内に参照面6を配置し、被検
面8からの反射光束と参照面6からの反射光束の光量を
測定するように受光部9を配置した。
率の測定を可能にし、かつ測定精度を向上させることが
できる分光反射率測定器を提供する。 【解決手段】モノクロメータ2から射出する光束を光路
分割部材3によって2光束に分割し、分割された2光束
のうちの一方の光束を反射光学素子によって形成した測
定光学系7に導き、他方の光束を反射光学素子によって
形成した参照光学系5に導き、測定光学系7内に被検面
8を配置し、参照光学系5内に参照面6を配置し、被検
面8からの反射光束と参照面6からの反射光束の光量を
測定するように受光部9を配置した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は分光反射率測定器に
関し、特に波長200nm程度以下のDUV(深紫外)
領城での分光反射率測定器に関する。
関し、特に波長200nm程度以下のDUV(深紫外)
領城での分光反射率測定器に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】半導体素子を製造する
露光装置では、パターンの微細化に伴って露光波長がま
すます短波長化している。この結果、露光装置に用いる
各種の反射防止膜も、DUV領域での値を測定する必要
が生じている。従来より市販されている分光反射率測定
器の多くは、レンズ系を使用したものであるため、ガラ
スによる吸収のため200nm以下の波長領域での反射
率の測定は困難であった。また、上記従来品の多くは、
被検面の反射率の測定と参照面の反射率の測定を別個に
行なうため、両測定間で生ずる光源の明るさの揺らぎ等
の影響による測定精度の低下が懸念されていた。そこで
本発明は、従来の光学系では困難であった200nm程
度以下のDUV領域での分光反射率の測定を可能にし、
かつ測定精度を向上させることができる分光反射率測定
器を提供することを課題とする。
露光装置では、パターンの微細化に伴って露光波長がま
すます短波長化している。この結果、露光装置に用いる
各種の反射防止膜も、DUV領域での値を測定する必要
が生じている。従来より市販されている分光反射率測定
器の多くは、レンズ系を使用したものであるため、ガラ
スによる吸収のため200nm以下の波長領域での反射
率の測定は困難であった。また、上記従来品の多くは、
被検面の反射率の測定と参照面の反射率の測定を別個に
行なうため、両測定間で生ずる光源の明るさの揺らぎ等
の影響による測定精度の低下が懸念されていた。そこで
本発明は、従来の光学系では困難であった200nm程
度以下のDUV領域での分光反射率の測定を可能にし、
かつ測定精度を向上させることができる分光反射率測定
器を提供することを課題とする。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、すなわち、モノクロメ
ータから射出する光束を光路分割部材によって2光束に
分割し、分割された2光束のうちの一方の光束を反射光
学素子によって形成した測定光学系に導き、他方の光束
を反射光学素子によって形成した参照光学系に導き、測
定光学系内に被検面を配置し、参照光学系内に参照面を
配置し、被検面からの反射光束と参照面からの反射光束
の光量を測定するように受光部を配置した分光反射率測
定器である。
するためになされたものであり、すなわち、モノクロメ
ータから射出する光束を光路分割部材によって2光束に
分割し、分割された2光束のうちの一方の光束を反射光
学素子によって形成した測定光学系に導き、他方の光束
を反射光学素子によって形成した参照光学系に導き、測
定光学系内に被検面を配置し、参照光学系内に参照面を
配置し、被検面からの反射光束と参照面からの反射光束
の光量を測定するように受光部を配置した分光反射率測
定器である。
【0004】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図1は本発明による分光反射率測定器の一
実施例を示し、光源1から射出した光束は、集光レンズ
1aによってモノクロメータ2の入口ピンホール2a上
に集光している。光源1としては、例えば重水素ランプ
を用いることができ、集光レンズ1aの硝材としては、
ほたる石を用いることができる。入口ピンホール2aを
通過した光束は、モノクロメータの回折格子2bによっ
て回折して、出口ピンホール2c上に集光している。出
口ピンホール2cを通過した光束は、部分透過ミラー3
に入射している。部分透過ミラー3は、部分的に素通し
の窓3aを有するように形成されており、窓3aのない
部分の表裏面は反射面に形成されている。表裏面の反射
面と窓3aとは、光軸に関して互いに対称となるように
配置されている。
て説明する。図1は本発明による分光反射率測定器の一
実施例を示し、光源1から射出した光束は、集光レンズ
1aによってモノクロメータ2の入口ピンホール2a上
に集光している。光源1としては、例えば重水素ランプ
を用いることができ、集光レンズ1aの硝材としては、
ほたる石を用いることができる。入口ピンホール2aを
通過した光束は、モノクロメータの回折格子2bによっ
て回折して、出口ピンホール2c上に集光している。出
口ピンホール2cを通過した光束は、部分透過ミラー3
に入射している。部分透過ミラー3は、部分的に素通し
の窓3aを有するように形成されており、窓3aのない
部分の表裏面は反射面に形成されている。表裏面の反射
面と窓3aとは、光軸に関して互いに対称となるように
配置されている。
【0005】部分透過ミラー3に入射した光束のうち、
表面反射面で反射した光束は、参照側チョッパー4aを
通過した後、参照光学系5に入射している。本実施例の
参照光学系5は、凸面鏡5aと、中心部をくりぬいた凹
面鏡5bとからなるシュヴァルツシルド光学系によって
形成されている。参照光学系5による集光点には、参照
面6が配置されており、したがって参照面6で反射した
光束は、往路における光路と光軸に関して対称な光路を
進む。この結果、参照面6からの反射光は、部分透過ミ
ラーの窓3aに入射し、この窓3aを透過して、モノク
ロメータの出口ピンホール2cと共役な位置に配置され
たピンホール9a上に集光し、ピンホール9aを通過し
て光検出器9に入射している。光検出器9からの信号
は、参照側チョッパー4aからの同期信号と共に、ロッ
ク・イン・アンプ10に取り込まれる。
表面反射面で反射した光束は、参照側チョッパー4aを
通過した後、参照光学系5に入射している。本実施例の
参照光学系5は、凸面鏡5aと、中心部をくりぬいた凹
面鏡5bとからなるシュヴァルツシルド光学系によって
形成されている。参照光学系5による集光点には、参照
面6が配置されており、したがって参照面6で反射した
光束は、往路における光路と光軸に関して対称な光路を
進む。この結果、参照面6からの反射光は、部分透過ミ
ラーの窓3aに入射し、この窓3aを透過して、モノク
ロメータの出口ピンホール2cと共役な位置に配置され
たピンホール9a上に集光し、ピンホール9aを通過し
て光検出器9に入射している。光検出器9からの信号
は、参照側チョッパー4aからの同期信号と共に、ロッ
ク・イン・アンプ10に取り込まれる。
【0006】他方、部分透過ミラー3に入射した光束の
うち、窓3aを通過した光束は、測定側チョッパー4b
を通過した後、測定光学系7に入射している。測定光学
系7もまた、凸面鏡7aと、中心部をくりぬいた凹面鏡
7bとからなるシュヴァルツシルド光学系によって形成
されている。測定光学系7による集光点には、被検面8
が配置されており、したがって被検面8で反射した光束
は、往路における光路と光軸に関して対称な光路を進
む。この結果、被検面8からの反射光は、部分透過ミラ
ー3の裏面反射面に入射し、この反射面で反射してピン
ホール9a上に集光し、ピンホール9aを通過して光検
出器9に入射している。光検出器9からの信号は、測定
側チョッパー4bからの同期信号と共に、ロック・イン
・アンプ10に取り込まれる。
うち、窓3aを通過した光束は、測定側チョッパー4b
を通過した後、測定光学系7に入射している。測定光学
系7もまた、凸面鏡7aと、中心部をくりぬいた凹面鏡
7bとからなるシュヴァルツシルド光学系によって形成
されている。測定光学系7による集光点には、被検面8
が配置されており、したがって被検面8で反射した光束
は、往路における光路と光軸に関して対称な光路を進
む。この結果、被検面8からの反射光は、部分透過ミラ
ー3の裏面反射面に入射し、この反射面で反射してピン
ホール9a上に集光し、ピンホール9aを通過して光検
出器9に入射している。光検出器9からの信号は、測定
側チョッパー4bからの同期信号と共に、ロック・イン
・アンプ10に取り込まれる。
【0007】部分透過ミラー3には一定の厚みがあり、
すなわち表面反射面と裏面反射面とはその位置が異な
る。それ故、部分透過ミラー3を平行平板によって形成
すると、被検面8からの光軸はピンホール9aの中心位
置からずれるから、被検面8からの反射光量が減った状
態で光検出器9に到達する。それ故、本実施例では、部
分透過ミラー3の裏面反射面で反射した光束が、ピンホ
ール9a上に集光するように、部分透過ミラー3をくさ
び形に形成している。また上記装置の全体は、酸素ガス
を窒素ガスで置換した容器内に配置されている。但し、
ガスの封入に代えて容器内を真空としても良い。
すなわち表面反射面と裏面反射面とはその位置が異な
る。それ故、部分透過ミラー3を平行平板によって形成
すると、被検面8からの光軸はピンホール9aの中心位
置からずれるから、被検面8からの反射光量が減った状
態で光検出器9に到達する。それ故、本実施例では、部
分透過ミラー3の裏面反射面で反射した光束が、ピンホ
ール9a上に集光するように、部分透過ミラー3をくさ
び形に形成している。また上記装置の全体は、酸素ガス
を窒素ガスで置換した容器内に配置されている。但し、
ガスの封入に代えて容器内を真空としても良い。
【0008】以上の構成とは別に、合焦用可視光照明系
(図示せず)から射出した光束は、光ファイバー11a
によって導かれた後、集光レンズ11bを透過し、照明
用切換ミラー11cに入射している。照明用切換ミラー
11cは、モノクロメータの回折格子2bと出口ピンホ
ール2cとの間の光路に、切換自在に配置されている。
また集光レンズ11bは、合焦用可視光をモノクロメー
タの出口ピンホール2c上に集光するように配置されて
いる。他方、部分透過ミラー3と光検出器のピンホール
9aとの間の光路には、観察用切換ミラー12aが切換
自在に配置されており、観察用切換ミラー12aの反射
光路には、接眼レンズ12bが配置されている。但し接
眼レンズに代えて、ITVを用いることもできる。
(図示せず)から射出した光束は、光ファイバー11a
によって導かれた後、集光レンズ11bを透過し、照明
用切換ミラー11cに入射している。照明用切換ミラー
11cは、モノクロメータの回折格子2bと出口ピンホ
ール2cとの間の光路に、切換自在に配置されている。
また集光レンズ11bは、合焦用可視光をモノクロメー
タの出口ピンホール2c上に集光するように配置されて
いる。他方、部分透過ミラー3と光検出器のピンホール
9aとの間の光路には、観察用切換ミラー12aが切換
自在に配置されており、観察用切換ミラー12aの反射
光路には、接眼レンズ12bが配置されている。但し接
眼レンズに代えて、ITVを用いることもできる。
【0009】本実施例は以上のように構成されており、
先ず照明用切換ミラー11cと観察用切換ミラー12a
を光路内に挿入して、参照面6と被検面8の合焦を接眼
レンズ12bを介して行う。参照面6の合焦を行うとき
には、例えば測定側チョッパー4bの部分を遮光すれば
良く、被検面8の合焦を行うときには、参照側チョッパ
ー4aの部分を遮光すれば良い。
先ず照明用切換ミラー11cと観察用切換ミラー12a
を光路内に挿入して、参照面6と被検面8の合焦を接眼
レンズ12bを介して行う。参照面6の合焦を行うとき
には、例えば測定側チョッパー4bの部分を遮光すれば
良く、被検面8の合焦を行うときには、参照側チョッパ
ー4aの部分を遮光すれば良い。
【0010】次いで照明用切換ミラー11cと観察用切
換ミラー12aを光路外に除去し、参照側チョッパー4
aと測定側チョッパー4bのチョッピング周波数が互い
に異なるようにして測定を行う。ロック・イン・アンプ
10は、光検出器9からの信号と、参照側チョッパー4
a及び測定側チョッパー4bからの同期信号に基づい
て、参照面6からの反射光量と被検面8からの反射光量
を同時に測定する。かくして、光源1の光量の揺らぎ等
による測定精度の低下を防ぎつつ、被検面8の反射率を
測定することができる。また測定時の光路中には、集光
レンズ1aを除いて透過光学素子は用いられていない。
したがって波長160nmから200nm程度のDUV
領城での分光反射率を測定することができる。
換ミラー12aを光路外に除去し、参照側チョッパー4
aと測定側チョッパー4bのチョッピング周波数が互い
に異なるようにして測定を行う。ロック・イン・アンプ
10は、光検出器9からの信号と、参照側チョッパー4
a及び測定側チョッパー4bからの同期信号に基づい
て、参照面6からの反射光量と被検面8からの反射光量
を同時に測定する。かくして、光源1の光量の揺らぎ等
による測定精度の低下を防ぎつつ、被検面8の反射率を
測定することができる。また測定時の光路中には、集光
レンズ1aを除いて透過光学素子は用いられていない。
したがって波長160nmから200nm程度のDUV
領城での分光反射率を測定することができる。
【0011】なお本実施例では、最初に部分透過ミラー
3に入射した光束のうち、反射光束の光路に参照光学系
5を配置し、透過光束の光路に測定光学系7を配置して
いる。しかしこの関係を逆にして、最初に部分透過ミラ
ー3に入射した光束のうち、反射光束の光路に測定光学
系7を配置し、透過光束の光路に参照光学系5を配置し
ても良い。また本実施例では、合焦用の可視照明光をモ
ノクロメータ2の外部から導入して、出口側ピンホール
2cを照明しているが、モノクロメータ2の回折格子2
bを回転させて、回折格子2bで正反射した0次回折光
によって出口側ピンホール2cを照明して、合焦用可視
照明光として用いることもできる。
3に入射した光束のうち、反射光束の光路に参照光学系
5を配置し、透過光束の光路に測定光学系7を配置して
いる。しかしこの関係を逆にして、最初に部分透過ミラ
ー3に入射した光束のうち、反射光束の光路に測定光学
系7を配置し、透過光束の光路に参照光学系5を配置し
ても良い。また本実施例では、合焦用の可視照明光をモ
ノクロメータ2の外部から導入して、出口側ピンホール
2cを照明しているが、モノクロメータ2の回折格子2
bを回転させて、回折格子2bで正反射した0次回折光
によって出口側ピンホール2cを照明して、合焦用可視
照明光として用いることもできる。
【0012】また本実施例では、モノクロメータ2から
の光束を参照光学系5と測定光学系7に導く光路分割部
材として、透過部と反射部とを有する部分透過ミラー3
を用いたが、部分透過ミラー3に代えてハーフミラーを
用いることもできる。また本実施例の光路分割部材は、
参照面6と被検面8で反射した光束を再度統合するよう
に配置しているが、参照面6と被検面8で反射した光束
を統合せずに、それぞれ別の光検出器によってその光量
を測定することもできる。但しこのような構成のときに
は、各々の光検出器の感度に相違があり得るから、精度
の高い測定を行えないおそれがある。それ故、本実施例
のように、参照面6と被検面8とで反射した光束を統合
して、単一の光検出器9に入射する構成の方が好まし
い。
の光束を参照光学系5と測定光学系7に導く光路分割部
材として、透過部と反射部とを有する部分透過ミラー3
を用いたが、部分透過ミラー3に代えてハーフミラーを
用いることもできる。また本実施例の光路分割部材は、
参照面6と被検面8で反射した光束を再度統合するよう
に配置しているが、参照面6と被検面8で反射した光束
を統合せずに、それぞれ別の光検出器によってその光量
を測定することもできる。但しこのような構成のときに
は、各々の光検出器の感度に相違があり得るから、精度
の高い測定を行えないおそれがある。それ故、本実施例
のように、参照面6と被検面8とで反射した光束を統合
して、単一の光検出器9に入射する構成の方が好まし
い。
【0013】また本実施例の参照光学系5と測定光学系
7は、モノクロメータの出口側ピンホール2cを通過し
た光束を、それぞれ参照面6と被検面8とに結像するよ
うに集光しているが、この構成に代えて、参照面6と被
検面8とに垂直入射するように構成することもできる。
また本実施例では、参照光学系5と測定光学系7とし
て、共にシュヴァルツシルド反射光学系を用いたが、シ
ュヴァルツシルド反射光学系に代えて、回転楕円鏡を用
いることもできる。このときもシュヴァルツシルド反射
光学系を用いるときと同様に、回転楕円鏡の第1の焦点
位置とその共役点に、モノクロメータの出口側ピンホー
ル2cと光検出器のピンホール9aとを配置し、第2の
焦点位置に、参照面6又は被検面8を配置することにな
る。
7は、モノクロメータの出口側ピンホール2cを通過し
た光束を、それぞれ参照面6と被検面8とに結像するよ
うに集光しているが、この構成に代えて、参照面6と被
検面8とに垂直入射するように構成することもできる。
また本実施例では、参照光学系5と測定光学系7とし
て、共にシュヴァルツシルド反射光学系を用いたが、シ
ュヴァルツシルド反射光学系に代えて、回転楕円鏡を用
いることもできる。このときもシュヴァルツシルド反射
光学系を用いるときと同様に、回転楕円鏡の第1の焦点
位置とその共役点に、モノクロメータの出口側ピンホー
ル2cと光検出器のピンホール9aとを配置し、第2の
焦点位置に、参照面6又は被検面8を配置することにな
る。
【0014】
【発明の効果】以上のように本発明の分光反射率測定器
によれば、200nm程度以下のDUV領域での分光反
射率を測定することができ、かつ測定精度を向上させる
ことができる。
によれば、200nm程度以下のDUV領域での分光反
射率を測定することができ、かつ測定精度を向上させる
ことができる。
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
1…光源 1a…集光レンズ 2…モノクロメータ 2a…入口ピンホー
ル 2b…回折格子 2c…出口ピンホー
ル 3…部分透過ミラー 3a…窓 4a…参照側チョッパー 4b…測定側チョッ
パー 5…参照光学系 7…測定光学系 5a,7a…凸面鏡 5b,7b…凹面鏡 6…参照面 8…被検面 9…光検出器 9a…ピンホール 10…ロック・イン・アンプ 11a…光ファイバ
ー 11b…集光レンズ 11c…照明用切換
ミラー 12a…観察用切換ミラー 12b…接眼レンズ
ル 2b…回折格子 2c…出口ピンホー
ル 3…部分透過ミラー 3a…窓 4a…参照側チョッパー 4b…測定側チョッ
パー 5…参照光学系 7…測定光学系 5a,7a…凸面鏡 5b,7b…凹面鏡 6…参照面 8…被検面 9…光検出器 9a…ピンホール 10…ロック・イン・アンプ 11a…光ファイバ
ー 11b…集光レンズ 11c…照明用切換
ミラー 12a…観察用切換ミラー 12b…接眼レンズ
Claims (7)
- 【請求項1】モノクロメータから射出する光束を光路分
割部材によって2光束に分割し、 該分割された2光束のうちの一方の光束を反射光学素子
によって形成した測定光学系に導き、他方の光束を反射
光学素子によって形成した参照光学系に導き、 前記測定光学系内に被検面を配置し、前記参照光学系内
に参照面を配置し、 前記被検面からの反射光束と前記参照面からの反射光束
の光量を測定するように受光部を配置した、分光反射率
測定器。 - 【請求項2】前記モノクロメータは入口側ピンホールを
有し、 該入口側ピンホール上に光源像を結像するように光源部
を設けた、請求項1記載の分光反射率測定器。 - 【請求項3】前記光路分割部材は、透過部と反射部とを
有する部分透過ミラーである、請求項1又は2記載の分
光反射率測定器。 - 【請求項4】前記光路分割部材は、ハーフミラーであ
る、請求項1又は2記載の分光反射率測定器。 - 【請求項5】前記モノクロメータは出口側ピンホールを
有し、 前記測定光学系と参照光学系は、モノクロメータの前記
出口側ピンホールの像を、それぞれ前記被検面と参照面
上に結像する、請求項1、2、3又は4記載の分光反射
率測定器。 - 【請求項6】前記光路分割部材は、前記被検面と参照面
とで反射した前記両反射光束を統合するように配置さ
れ、 前記受光部は、前記統合された光束の光量を測定するよ
うに単一の検出器からなる、請求項1、2、3、4又は
5記載の分光反射率測定器。 - 【請求項7】前記測定光学系と参照光学系は、共にシュ
ヴァルツシルド反射光学系又は回転楕円鏡である、請求
項1、2、3、4、5又は6記載の分光反射率測定器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8324648A JPH10148572A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 分光反射率測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8324648A JPH10148572A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 分光反射率測定器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10148572A true JPH10148572A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=18168177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8324648A Pending JPH10148572A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 分光反射率測定器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10148572A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090124986A (ko) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | 광학 특성 측정 장치 및 광학 특성 측정 방법 |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP8324648A patent/JPH10148572A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090124986A (ko) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤 | 광학 특성 측정 장치 및 광학 특성 측정 방법 |
JP2009288150A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Otsuka Denshi Co Ltd | 光学特性測定装置および光学特性測定方法 |
TWI454670B (zh) * | 2008-05-30 | 2014-10-01 | Otsuka Denshi Kk | Optical property measuring device and method for measuring optical properties |
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