(57)【要約】【課題】サンプルを検査するための改良された検査装置を提供すること。【解決手段】放射線ビームを提供するように構成された放射システムと、サンプルの平坦な基準部及びサンプルのパターン形成済み部にそれぞれ向けて送られる第１の照明ビーム及び第２の照明ビームを放射線ビームから生成するように構成されたビームスプリッタと、平坦な基準部及びパターン形成済み部から散乱された放射線の再結合を含む検出ビームを検出するように構成されたビーム検出器とを有する検査装置が開示される。【選択図】図１
2006170996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線ビームを提供するように構成された放射システムと、
サンプルの平坦な基準部及び前記サンプルのパターン形成済み部にそれぞれ向けて送られる第１の照明ビーム及び第２の照明ビームを前記放射線ビームから生成するように構成されたビームスプリッタと、
前記平坦な基準部及び前記パターン形成済み部から散乱された放射線の再結合を含む検出ビームを検出するように構成されたビーム検出器とを備える検査装置。
【請求項２】
前記放射システムが、ある偏光を有する放射線ビームを生成するように構成された第１の偏光子を備え、前記ビーム検出器が、第２の偏光子によって生成された前記検出ビームの、異なる偏光の強度を検出するように構成され、前記ビームスプリッタが、垂直偏光を有する第１及び第２の照明ビームを前記放射線ビームから生成するように構成された第１の感偏光性ビームスプリッタである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の感偏光性ビームスプリッタが、前記平坦な基準部及び前記パターン形成済み部から散乱された前記放射線を再結合し、前記検出ビームを形成するように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記平坦な基準部及び前記パターン形成済み部から散乱された前記放射線を再結合し、前記検出ビームを形成するように構成された第２の感偏光性ビームスプリッタをさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の感偏光性ビームスプリッタがウォラストン・プリズムである、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の感偏光性ビームスプリッタがサバートプレートである、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記ビーム検出器が回転偏光子を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記放射システムが、広い波長を有する放射線ビームを提供するように構成され、前記ビーム検出器が、異なる波長で前記検出ビームの光強度を検出するように構成された波長検光子を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記波長検光子が、異なる波長を有する光を前記検出ビームから分離するように構成された格子を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記波長検光子が、異なる波長を有する光を前記検出ビームから分離するように構成されたプリズムを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記波長検光子が、前記検出ビーム内に存在する光の強度を検出するように構成された感光性アレイを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記サンプルを保持するように、また前記第１及び第２の照明ビームに対して移動するように構成されたサンプル・テーブルを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記サンプル・テーブルが、前記パターン形成済み部及び前記平坦な基準部をそれぞれ前記第１及び第２の照明ビームを用いて検査することができる第１の位置から、前記パターン形成済み部及び前記平坦な基準部をそれぞれ前記第２及び第１の照明ビームを用いて検査することができる第２の位置に、前記パターン形成済み部及び前記平坦な基準部を移動するように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２の照明ビームが、前記サンプルの前記パターン形成済み部の表面に対して実質的に垂直な方向を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１及び第２の照明ビームが、前記サンプルの前記パターン形成済み部の表面の法線に対して０度より大きい入射角を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記検出ビームが、前記パターン形成済み部の表面の法線に対して０度より大きい反射角を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１及び第２の照明ビームの前記入射角及び反射角が実質的に等しい、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記入射角を変えることができる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記サンプルの前記パターン形成済み部が格子を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記サンプルの前記平坦な基準部が、複数の層を有する平坦なスタックを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記パターン形成済み部の（ａ）ＲＴＭ、又は（ｂ）ＤＴＭ、又は（ｃ）ＲＴＥ、又は（ｄ）ＤＴＥ、又は（ａ）〜（ｄ）の任意の組合せを決定するように構成されたコントローラを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記コントローラが、前記パターン形成済み部のＤＴＭ及びＤＴＥを決定するように構成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記コントローラが、（ａ）〜（ｄ）の１つだけを決定するように構成される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
その表面上に平坦な基準部及びパターン形成済み部を有する、請求項１に記載の装置内で使用するためのサンプル。
【請求項２５】
サンプルのパターン形成済み部を検査するための方法であって、
放射線ビームを提供するステップと、
前記サンプルの平坦な基準部及び前記サンプルのパターン形成済み部にそれぞれ向けて送られる第１の照明ビーム及び第２の照明ビームを前記放射線ビームから生成するステップと、
前記平坦な基準部及び前記パターン形成済み部から散乱された放射線の再結合を含む検出ビームを検出するステップとを含む方法。
【請求項２６】
前記放射線ビームを提供するステップが、ある偏光を有する放射線ビームを生成するステップを含み、前記検出ビームを検出するステップが、前記検出ビームの、異なる偏光の強度を検出するステップを含み、前記第１及び第２の照明ビームを生み出すステップが、垂直偏光を有する第１及び第２の照明ビームを生み出すステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記放射線ビームを提供するステップが、広い波長を有する放射線ビームを提供するステップを含み、前記検出ビームを検出するステップが、異なる波長で前記検出ビームの光強度を検出するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記パターン形成済み部及び前記平坦な基準部をそれぞれ前記第１及び第２の照明ビームを用いて検査することができる第１の位置から、前記パターン形成済み部及び前記平坦な基準部をそれぞれ前記第２及び第１の照明ビームを用いて検査することができる第２の位置に、前記パターン形成済み部及び前記平坦な基準部を移動するステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１及び第２の照明ビームが、前記サンプルの前記パターン形成済み部の表面に対して実質的に垂直な方向を有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１及び第２の照明ビームが、前記サンプルの前記パターン形成済み部の表面の法線に対して０度より大きい入射角を有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記パターン形成済み部の（ａ）ＲＴＭ、又は（ｂ）ＤＴＭ、又は（ｃ）ＲＴＥ、又は（ｄ）ＤＴＥ、又は（ａ）〜（ｄ）の任意の組合せを決定するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記パターン形成済み部のＤＴＭ及びＤＴＥを決定するステップを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
サンプルのパターン形成済み部を検査するための方法であって、
平坦な参照部を第１の照明ビームで照明するステップと、
前記パターン形成済み部を第２の照明ビームで照明するステップと、
前記第１及び第２の照明ビームを再結合し、第１の検出ビームを形成するステップと、
前記第１の検出ビームの光学特性を検出するステップと、
前記平坦な参照部を前記第２の照明ビームで照明するステップと、
前記パターン形成済み部を前記第１の照明ビームで照明するステップと、
前記第１及び第２の照明ビームを再結合し、第２の検出ビームを形成するステップと、
前記第２の検出ビームの光学特性を検出するステップと、
前記第１及び第２の検出ビームの前記検出された特性を使用して、前記サンプルの前記パターン形成済み部の特性を計算するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置と、その検査装置内で使用するためのサンプルと、サンプルのパターン形成済み部（たとえば、半導体産業で処理される基板の表面）の検査に使用可能な方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ投影装置は、（たとえば、マスク内の）パターンを、感放射線性材料（レジスト）の層によって少なくとも部分的に被覆された基板上に結像するために使用される。この結像ステップの前には、基板を、下塗り、レジスト・コーティング、ソフト・ベークなど、様々な手順にかけることができる。露光後には、基板を、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークなど、他の手順にかけることができる。これらの手順を基礎として使用し、デバイス、たとえばＩＣの個々の層をパターン形成する。次いで、そのようなパターン形成済みの層を、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学的機械的研磨など、すべて個々の層を仕上げることを意図された様々なプロセスにかけることができる。いくつかの層が必要とされる場合には、手順全体、又はその変形形態を、新しい各層について繰り返さなければならないことになる。最終的には、一連のデバイスが基板（ウェハ）上に存在することになる。次いで、これらのデバイスは、ダイシング又はソーイングなどの技法によって互いに分離され、そこで、個々のデバイスを、キャリア上に取り付ける、ピンに接続する、などすることができる。各手順又はプロセスの後に、検査装置内での基板の検査が続く可能性がある。検査結果を用いて、検査前の手順を最適化する、又は改善することができ、或いは基板の大きな部分に欠陥がある場合、そのパターン形成済みの層を基板から剥離することができ、剥離されたパターン形成済みの層を、露光及び／又は他のリソグラフィ処理を介して再被着することができる。たとえば半導体業界内で使用されるリソグラフィ・プロセスに関するさらなる情報は、たとえば、参照により本明細書に組み込む、Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔによる書籍「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：  Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」第３版、ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、１９９７年、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４から得ることができる。
【０００３】
基板の表面検査用の検査装置は、パターン形成済み層の線幅、ピッチ、ＣＤ（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）のような特性を測定することができる。そのような検査を実施するために使用される一般的な技法は、「スキャトロメトリ」として知られる。スキャトロメトリの方法は、Ｒａｙｍｏｎｄらの「Ｍｕｌｔｉｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｒｙ」、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｂ、Ｖｏｌ．１５、Ｎｏ．２  ３６１〜３６８、１９９７年、及びＮｉｕらの「Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ  Ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｒｙ  ｉｎ  ＤＵＶ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」、ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．３６７７、１９９９年に述べられている。スキャトロメトリでは、白色光が、基板のサンプルのパターン形成済み部（たとえば、周期的構造）によって反射され、所与の角度での得られた反射スペクトルが検出される。反射スペクトルを生じさせるパターンは、たとえば、ＲＣＷＡ（Ｒｉｇｏｒｏｕｓ  Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｗａｖｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を使用して、又は、シミュレーションによって導出されたパターンのライブラリと比較することによって再構築される。
【０００４】
表面からの単色光応答は、４つの実験上の特性で表して述べることができる。すなわち、
１）その偏光方向が入射面に平行な光の０次反射率である横磁気反射率（ＲＴＭ）
２）その偏光方向が入射面に垂直な光の０次反射率である横電気反射率（ＲＴＥ）
３）その偏光方向が入射面に平行な、０次反射率の光の位相変化（ＤＴＭ）
４）その偏光方向が入射面に垂直な、０次反射率の光の位相変化（ＤＴＥ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リフレクトメトリと呼ばれる技法を用いると、絶対値ＲＴＭ及びＲＴＥを測定することが可能である。エリプソメトリと呼ばれる別の技法を用いると、２つの反射率（ＲＴＭ／ＲＴＥ）の比、及び２つの位相変化（ＤＴＭ／ＤＴＥ）間の差を測定することが可能である。しかし、これらの技法の１つ、又は任意の組合せを用いた場合、上記で参照されている実験上の特性の４つすべてを決定することができない。その理由は、２つの位相（ＤＴＭ／ＤＴＥ）の差がエリプソメトリで測定されるにすぎず、反射率は、位相についてどんな情報をも提供しないからである。したがって、これらの技法では、ＤＴＭとＤＴＥが共に具体的に測定されない。
【０００６】
したがって、たとえば、サンプルを検査するための改良された検査装置を提供することは有利となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
放射線ビームを提供するように構成された放射システムと、
サンプルの平坦な基準部（ｐｌａｎａｒ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｐａｒｔ）及びサンプルのパターン形成済み部にそれぞれ向けて送られる第１の照明ビーム及び第２の照明ビームを放射線ビームから生成するように構成されたビームスプリッタと、
平坦な基準部及びパターン形成済み部から散乱された放射線の再結合を含む検出ビームを検出するように構成されたビーム検出器とを備える検査装置が提供される。
【０００８】
本発明の一態様によれば、放射システムは、ある偏光を有する放射線ビームを生成するように構成された第１の偏光子を備え、ビーム検出器は、第２の偏光子によって生成された検出ビームの、異なる偏光の強度を検出するように構成され、ビームスプリッタは、垂直偏光を有する第１及び第２の照明ビームを放射線ビームから生み出すように構成された第１の感偏光性ビームスプリッタである。平坦な基準部及びパターン形成済み部から散乱された放射線は、検出ビームを形成するように第１の感偏光性ビームスプリッタで再結合することができる。
【０００９】
本発明の一態様によれば、平坦な基準部及びパターン形成済み部から散乱された放射線を再結合し、検出ビームを形成するように構成された第２の感偏光性ビームスプリッタが提供される。第１及び／又は第２の感偏光性ビームスプリッタは、ウォラストン・プリズム又はサバート（Ｓａｖｅｒｔ）プレートとすることができる。
【００１０】
本発明の一態様によれば、ビーム検出器は、回転偏光子を備える。
【００１１】
本発明の一態様によれば、放射システムは、広い波長を有する放射線ビームを提供するように構成され、ビーム検出器は、異なる波長で検出ビームの光強度を検出するように構成された波長検光子を備える。
【００１２】
本発明の一態様によれば、波長検光子は、異なる波長を有する光を検出ビームから分離するように構成された格子又はプリズムを備える。波長検光子は、検出ビーム内に存在する光の強度を検出するように構成された感光性アレイを備えることができる。
【００１３】
本発明の一態様によれば、検査装置は、サンプルを保持するように、また第１及び第２の照明ビームに対して移動するように構成されたサンプル・テーブルを備えることができる。サンプル・テーブルは、パターン形成済み部及び平坦な基準部をそれぞれ第１及び第２の照明ビームを用いて検査することができる第１の位置から、パターン形成済み部及び平坦な基準部をそれぞれ第２及び第１の照明ビームを用いて検査することができる第２の位置に、パターン形成済み部及び平坦な基準部を移動するように構成することができる。
【００１４】
本発明の一態様によれば、第１及び第２の照明ビームは、サンプルのパターン形成済み部の表面に対して実質的に垂直な方向を有する。
【００１５】
本発明の一態様によれば、第１及び第２の照明ビームは、サンプルのパターン形成済み部の表面の法線に対して０度より大きい入射角を有する。検出ビームは、平坦な基準部及びパターン形成済み部の検出表面の法線に対して０度より大きい反射角を有することができる。入射角及び反射角は、実質的に等しいものとすることも、共に変えることもできる。
【００１６】
本発明の一態様によれば、サンプルのパターン形成済み部は、格子を備える。
【００１７】
本発明の一態様によれば、サンプルの平坦な基準部は、複数の層を有する平坦なスタックを備える。
【００１８】
本発明の一態様によれば、検査装置内で使用するためのサンプルが提供され、サンプルは、その表面上に平坦な基準部及びパターン形成済み部を備える。
【００１９】
本発明の一態様によれば、サンプルのパターン形成済み部を検査するための方法であって、
放射線ビームを提供するステップと、
サンプルの平坦な基準部及びサンプルのパターン形成済み部にそれぞれ向けて送られる第１の照明ビーム及び第２の照明ビームを放射線ビームから生み出すステップと、
平坦な基準部及びパターン形成済み部から散乱された放射線の再結合を含む検出ビームを検出するステップとを含む方法が提供される。
【００２０】
本発明の一態様によれば、サンプルのパターン形成済み部を検査するための方法であって、
平坦な参照部を第１の照明ビームで照明するステップと、
パターン形成済み部を第２の照明ビームで照明するステップと、
第１及び第２の照明ビームを再結合し、第１の検出ビームを形成するステップと、
第１の検出ビームの光学特性を検出するステップと、
平坦な参照部を第２の照明ビームで照明するステップと、
パターン形成済み部を第１の照明ビームで照明するステップと、
第１及び第２の照明ビームを再結合し、第２の検出ビームを形成するステップと、
第２の検出ビームの光学特性を検出するステップと、
第１及び第２の検出ビームの検出された特性を使用して、サンプルのパターン形成済み部の特性を計算するステップとを含む方法が提供される。
【００２１】
次に、本発明の諸実施例について、対応する符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら、例としてのみ述べる。
【実施例】
【００２２】
図１は、照明ビームが、サンプルの表面に垂直な方向からサンプル上で入射することを意味する、いわゆる垂直入射構成を有する、本発明の第１の実施例による検査装置を概略的に示す。
【００２３】
本検査装置は、
光源１（たとえば、電球など広帯域光源）から光を受けるように構成され、また、広い波長と既知の偏光を有する放射線ビーム４を生成するように構成された第１の偏光子３を備える放射システムと、
偏光子１７（たとえば、ビームの偏光を、コントローラ２５の制御を受けて３６０度回転させることが可能な回転偏光子）と、波長に応じて検出ビーム１８を検出器２３（たとえば、電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ）上のある位置に回折させるグレーティング１９（別法としてプリズムを使用することができる）を備える波長検光子２１とを備えるビーム検出器と、
それぞれ直交線形偏光（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｌｉｎｅａｒ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を有する第１及び第２の照明ビーム１３、１５を放射線ビーム４から生み出すように、また、第１の照明ビーム１３をサンプルのパターン形成済み部１２（たとえば、シリコン上で処理されたグレーティング構造）に、且つ第２の照明ビーム１５をサンプルの平坦な基準部１１（たとえば、ベア・シリコン）に向けて送り、その結果、サンプルによって散乱された放射線が、感偏光性ビームスプリッタ７によって再結合され、ビーム検出器に向けて送られる検出ビーム１８を形成するように構成されたビームスプリッタ５及び感偏光性ビームスプリッタ７（たとえば、ウォラストン・プリズム又はＳａｖｅｒｔプレート）とを備える。
【００２４】
サンプルを検査するとき、光源１からの光は、たとえば４５度回転される偏光子３を通過することになる。したがって、放射線ビーム４内の偏光の２つの成分は、線形偏光されることになり、これは、２つの偏光成分（ＴＥ、ＴＭ）が同相であり、同じ振幅を有することを意味する。ビームスプリッタ５は、放射線ビーム４をサンプルに向かって配向し、その後で、感偏光性ビームスプリッタ７が、それぞれ垂直偏光を有する２つの照明ビーム１３、１５を放射線ビーム４から生み出す。照明ビーム１５は、たとえば基板のベア・シリコンであるサンプルの平坦な基準部１１（図２参照）に向けて送られ、一方、照明ビーム１３は、サンプルのパターン形成済み部１２に向けて送られる。
【００２５】
垂直入射散乱の後で、感偏光性ビームスプリッタ７は、２つの散乱されたビームを検出ビーム１８に再合成することになる。検出ビーム１８内の光は、もはや放射線ビーム４内のように線形偏光されないことになり、各波長について楕円偏光されることになる。というのは、パターン形成済み部１２と平坦な基準部１１の複素反射係数が異なり、したがって、偏光状態はもはや同相ではなく、また異なる振幅を有するからである。
【００２６】
偏光子１７及び波長検光子２１を使用し、検出ビーム１８の方向で各波長について、楕円偏光の離心率（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ）及び向きを測定する。偏光子１７内で偏光を回転することにより、ある偏光方向を有する光だけが、偏光子１７を介して回折格子に透過される。回折格子１９は、光をその波長に応じて検出器２３のある一部に回折し、検出器２３は、光の強度を測定することになる。ある波長について検出ビーム１８内に存在する楕円偏光の離心率の強度及び向きは、偏光子１７によって生み出された偏光の向きと、検出器２３部で受けた強度とに関する情報を用いてコントローラ２５によって計算することができる。偏光子１７は、偏光を角度Ａで回転し、検出器は、回転角Ａの関数として強度を測定し、
【００２７】
【数１】
2006170996.tif 000003
の形態の強度を与える。
【００２８】
この式を用いると、２つの実験上の数（楕円の離心率ａ、及び格子に対するその向きｂ）を、格子及び平坦な基準部上に到来するモードの複素反射係数までたどることができる。参照部がベア・シリコンである場合がそうであるはずであるように参照部が既知である場合には、パターン形成済み部上に到来するモードの複素反射係数を計算することができる。照明ビーム１３内の光が、入射平面に平行な偏光を有する場合、ＲＴＭとＤＴＭを測定することができる。
【００２９】
次のステップは、第１の照明ビーム１３がサンプルの別の平坦な基準部１１に向けて送られることになり、第２の照明ビーム１５がサンプルのパターン形成済み部１２に向けて送られることになるように、矢印１０の方向でサンプルを移動することである。第２の照明ビーム１５は、第１の照明ビーム１３と反対の偏光状態を有し、その結果、グレーティングのＲＴＥ特性とＤＴＥ特性を測定することができる。これらの測定を用いて、サンプルのパターン形成済み部の４つのパラメータ、すなわちＲＴＭ、ＤＴＭ、ＲＴＥ、ＤＴＥすべてにアクセスすることができることになる。
【００３０】
図２は、本発明の一実施例による、パターン形成済み部１２（たとえば、格子）が２つの平坦な基準部１１の間に配置されたサンプルを概略的に示す。パターン形成済み部は、その表面上で露出した格子を有し、平坦な基準部は、ただ平坦な表面である。平坦な表面は、リソグラフィ処理中に平坦な基準部上でフィーチャがパターン形成されなかったことを除いて、パターン形成済み部と同じ化学処理ステップを受けていることができる。また、平坦な基準部はベア・シリコンとすることができる。サンプルのパターン形成済み部と平坦な基準部を同時に測定することの利点は、検査装置が、サンプルの平坦な基準部とパターン形成済み部、すなわちパターン形成済み部内のフィーチャとの間で共通でない寄与部分に対して敏感となるにすぎないということである。サンプル上で平坦な基準部とパターン形成済み部を有することにより、サンプルの平坦な基準部とパターン形成済み部のどちらについても照明ビーム及び検出ビームが実質的に同じ光路を介して横切り、これにより、装置が振動や熱の影響に対してあまり敏感でなくなる可能性がある。
【００３１】
図３は、本発明の第２の実施例による検査装置を、斜め入射構成で概略的に示す。
【００３２】
本検査装置は、
光源３１（たとえば、電球など広帯域光源）から光を受けるように構成され、また、ある範囲の波長と既知の偏光を有する放射線ビーム３４を生成するように構成された第１の偏光子３３を備える放射システムと、
回転偏光子５７と、検出ビーム５２の異なる波長について偏光を検出するように構成された波長検光子５３とを備えるビーム検出器と、
それぞれ垂直偏光を有する第１及び第２の照明ビーム４１、４３を放射線ビーム３４から生成するように構成されたウォラストン・プリズム３７と、
第１及び第２の照明ビーム４１、４３をサンプル６７上で集束するように構成されたレンズ３９であって、ビーム４１、４３が、サンプル６７の平坦な基準部６１及びパターン形成済み部６３によってそれぞれ散乱されることになる、レンズと、
第１及び第２の散乱されたビーム４５、４７を第２のウォラストン・プリズム５１に向けて送るように構成されたレンズ４９であって、第２のウォラストン・プリズム５１が、２つの散乱されたビーム４５、４７を検出ビーム５２に再結合するように構成された、レンズとを備える。
【００３３】
サンプル６７上の散乱により、検出ビーム５２内の光は、もはや放射線ビーム３４内のように線形偏光されないことになり、各波長について楕円偏光されることになる。というのは、パターン形成済み部６３と平坦な基準部６１の複素反射係数が異なり、したがって、偏光状態はもはや同相ではなく、また異なる振幅を有するからである。
【００３４】
回転偏光子５７及び波長検光子５３は、コントローラ５９の制御を受けて、検出ビーム５８内の各波長について楕円偏光の離心率及び向きを測定するために使用される。次いで、４つのパラメータ、すなわちサンプルのパターン形成済み部のＲＴＭ、ＤＴＭ、ＲＴＥ、ＤＴＥを、第１の実施例に関して上述したように決定することができる。
【００３５】
有利には、この第２の実施例による検査装置は、入射角をサンプルに対して変更する自由をもたらし、その結果、ＲＴＭ、ＤＴＭ、ＲＴＥ、ＤＴＥを様々な入射角について測定することができる。この第２の実施例の他の利点は、第１のウォラストン・プリズム３７が放射線ビーム３４から直接ビーム検出器内に光を反射することができず、一方、本検査装置の第１の実施例では、これらの反射が発生する可能性があることである。
【００３６】
以上、本発明の特定の実施例について述べたが、本発明は、述べたものとは別の方法で実施することができることは理解されよう。上記の説明は、制限するものでなく、例示的なものであるものとする。したがって、述べられている特許請求の範囲から逸脱することなしに、述べられている本発明に修正を加えることができることが、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例による検査装置の図である。
【図２】本発明の一実施例による検査装置内で使用するための専用サンプルの図である。
【図３】本発明の第２の実施例による検査装置の図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  光源
３  偏光子
４  放射線ビーム
５  ビームスプリッタ
７  感偏光性ビームスプリッタ
１０  矢印
１１  平坦な基準部
１２  パターン形成済み部
１３  第１の照明ビーム
１５  第２の照明ビーム
１７  偏光子
１８  検出ビーム
１９  回折格子
２１  波長検光子
２３  検出器
２５  コントローラ
３１  光源
３３  第１の偏光子
３４  放射線ビーム
３７  ウォラストン・プリズム
３９  レンズ
４１  第１の照明ビーム
４３  第２の照明ビーム
４５  第１の散乱されたビーム
４７  第２の散乱されたビーム
４９  レンズ
５１  第２のウォラストン・プリズム
５２  検出ビーム
５３  波長検光子
５７  回転偏光子
６１  平坦な基準部
６３  パターン形成済み部
６７  サンプル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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