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JP2004504591A

Compact spectroscopic ellipsometer

Abstract

Problem to be solved.To provide an ellipsometer having a high spatial resolution. The present invention uses a light source S that supplies at least infrared radiation, a sample holder PE, a sensor D, and a polarized light beam to illuminate a sample on the sample holder in an oblique view. The subject relates to an ellipsometer having a first optical device mounted between the sample holder PE and the sample holder PE and a second optical device mounted between the sample holder PE and the sensor D to collect the light reflected by the sample. This ellipsometer is attached to the reflection path at the focal plane of the condensing device M2 of the second optic to block the parasitic ray RP from the posterior FAR of the sample and to provide useful light from the front FAV of the sample. It also has a blocking device F2 modified to allow the RU to pass towards sensor D, which allows resolution for the anterior and posterior surfaces of the sample. [Selection diagram] Fig. 1

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Projected expiry passed 28 June 2021, 5.2 years ago.

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20 claims: 1 independent, 19 dependent

  1. 1
    少なくとも1つの赤外線ビームを供給する光放射源(S)と、所定厚の透明または半透明サンプル(ECH)を搬送するようにされ、前面(FAV)および後面(FAR)を備えるサンプルホルダ(PE)と、検出器(D)と、前記光放射源(S)と前記サンプルホルダ(PE)との間に取付けられ、前記サンプルホルダに配置された前記サンプルを、偏光された光ビームにより斜め入射で照射するために、偏光子(P)および集光デバイス(M1)を備える第1光学装置と、前記サンプルホルダ(PE)と前記検出器(D)との間に取付けられ、前記サンプルによって反射された光を集光するために集光デバイス(M2)およびアナライザ(A)を備える第2光学装置とを有するタイプのエリプソメータデバイスであって、前記エリプソメータデバイスが、前記第2光学装置の前記集光デバイス(M2)の焦点面で反射経路に取付けられ、前記サンプルの前記後面(FAR)で放射された迷放射線(RP)を阻止可能にし、前記サンプルの前面(FAV)で放射された有用放射線(RU)を前記検出器(D)に向けて通過可能とするブロッキングデバイス(F2)をさらに有し、それによって前記サンプルの前面および後面に対して分離力を得ることが可能であることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  2. 2
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記エリプソメータデバイスが、光の伝播方向に従って前記ブロッキングデバイスの反射経路下流に取付けられ、前記検出器による測定のために、入射角の所定範囲内の斜め入射で前記サンプルによって反射された放射線のみを選択可能とする入射角用のセレクタデバイス(M3、F3)を有することを特徴とするエリプソメータデバイス。
  3. 3
    請求項2記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記セレクタデバイス(M3、F3)が、調節可能な寸法を有するスロット、または、調節可能なエッジを有するカッタなどによって構成されるタイプのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  4. 4
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記ブロッキングデバイス(F2)が、調節可能な寸法を有するスロット、または、調節可能なエッジを有するカッタなどによって構成されるタイプのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  5. 5
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記エリプソメータデバイスが、照射経路に取付けられ、前記第1光学装置の集光デバイス(M1)上で照射ビームを拡幅可能であり、前記第2光学装置の前記集光デバイス(M2)上で反射ビームを拡幅可能である拡幅デバイス(F1)をさらに有することを特徴とするエリプソメータデバイス。
  6. 6
    請求項5記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記拡幅デバイス(F1)が、調節可能な寸法を有するスロット、または、調節可能なエッジを有するカッタなどによって構成されるタイプのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  7. 7
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記第1光学装置における集光デバイス(M1)の開口数が、前記サンプル上で小さなサイズのビームを照射するように選択されていることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  8. 8
    請求項7記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記サンプル上での照射ビームのサイズが、40ミクロン×40ミクロンよりも小さいことを特徴とするエリプソメータデバイス。
  9. 9
    請求1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記第1光学装置の前記集光デバイス(M1)が、凹面鏡、球面鏡、レンズ、または、屈折光学ユニットまたは反射屈折光学ユニットなどによって形成されるグループに属する少なくとも1つの光学要素を備えることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  10. 10
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記第2光学装置における前記集光デバイス(M2)の開口数が、前記サンプルの前面および後面によって反射されたビームを分離するように選択されていることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  11. 11
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記第2光学装置の前記集光デバイス(M2)が、凹面鏡、レンズ、および、屈折光学ユニットまたは反射屈折光学ユニットなどによって形成されるグループに属する少なくとも1つの光学要素を備えることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  12. 12
    請求項8記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記第2光学装置の前記集光デバイス(M2)の有効開口数が、2.5°のオーダーのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  13. 13
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記光放射源(S)が、レーザ、テラヘルツ、グローバー、フィラメント、またはプラズマなどによって構成されるタイプのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  14. 14
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記第1光学装置の偏光子(P)が、回転補償板を有するグリッドまたは回転補償板を有さないグリッドを備えた偏光子、または、グリッドを有する2つの偏光子を備えた組立体などによって構成されるタイプのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  15. 15
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記第2光学装置の前記アナライザ(A)が、回転補償板を有するグリッドまたは回転補償板を有さないグリッドを備えた偏光子、または、グリッドを有する2つの偏光子を備えた組立体などによって構成されるタイプのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  16. 16
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記検出器(D)がMCTタイプなどのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  17. 17
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記サンプルホルダ(PE)が、XYZ方向に移動可能および/または回転可能なテーブル、または、垂下式サンプルホルダなどによって構成されるタイプのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
  18. 18
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記エリプソメータデバイスが、前記光放射源(S)と前記第1光学装置との間に光ファイバを有することを特徴とするエリプソメータデバイス。
  19. 19
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記エリプソメータデバイスが、前記第2光学装置と前記検出器(D)との間に光ファイバを有することを特徴とするエリプソメータデバイス。
  20. 20
    請求項1記載のエリプソメータデバイスにおいて、前記サンプル(ECH)が、シリコンのような半導体材料からなる基板によって構成されるタイプのものであることを特徴とするエリプソメータデバイス。
Independent claims20