(57)【要約】【課題】測定対象とする微細構造の径や幅がごく小さい場合であっても、該微細構造の深さを適切に測定することのできる深さ測定装置を提供する。【解決手段】所定の波長幅を有する可干渉光を発生する光源１０と、測定対象面に向けて前記可干渉光を出射すると共に、該測定対象面で反射した可干渉光が入射する入出射部２２、２５と、光源１０から入出射部２２、２５へ前記可干渉光を導く導入光学系２０と、前記測定対象面で反射して入出射部２２、２５に入射した前記可干渉光を干渉させる干渉光学系２０と、干渉光学系２０により得られる干渉光を波長毎に検出する検出部５０とを有し、測定対象面に形成された微細構造の深さを測定する深さ測定装置において、前記測定対象面に出射する前記可干渉光の光軸が該測定対象面に対して傾斜するように入出射部２２、２５を配置する。【選択図】図１
2015137886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象面に形成された微細構造の深さを測定する深さ測定装置であって、
a)所定の波長幅を有する可干渉光を発生する光源と、
b)前記測定対象面に向けて前記可干渉光を出射すると共に、該測定対象面で反射した前記可干渉光が入射する入出射部と、
c)前記光源から前記入出射部へ前記可干渉光を導く導入光学系と、
d)前記測定対象面で反射して前記入出射部に入射した前記可干渉光を干渉させる干渉光学系と、
e)前記干渉光学系により得られる干渉光を波長毎に検出する検出部と、
を有し、
前記測定対象面に出射される前記可干渉光の光軸が該測定対象面に対して傾斜するように前記入出射部が配置されていることを特徴とする深さ測定装置。
【請求項２】
前記入出射部から前記測定対象面までの距離が５０ｍｍ以上であり、且つ前記測定対象面への可干渉光の入射角が１°以下であることを特徴とする請求項１に記載の深さ測定装置。
【請求項３】
更に、
f)前記測定対象面を有する試料を載置するための試料載置面と、
g)前記入出射部と前記試料載置面との相対位置を変更することにより前記測定対象面に対する可干渉光の入射角を調整する入射角調整部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の深さ測定装置。
【請求項４】
更に、
h)前記入射角調整部を制御する制御手段、
を有し、
該制御手段が、前記検出部における受光量に基づいて前記相対位置の変更量を決定することを特徴とする請求項３に記載の深さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体表面に設けられた微細構造の深さ、例えば各種のエッチング加工によって半導体基板等に形成される微細な穴や溝の深さを測定するための深さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造プロセスでは、シリコンウエハ等の半導体基板にＴＳＶ（＝Through Silicon Via：シリコン貫通ビア）等のごく微細な穴（ホール）、又はごく微細な溝（トレンチ）を形成するために低圧プラズマ等を用いたエッチング加工が行われている。通常、エッチング加工を行う際には、まず、基板上で穴や溝を形成しない部分にレジスト膜によるマスキングを行い、その後にエッチング加工を実行する。これにより、マスキングされていない部分のみが選択的に削られるため、加工後にレジスト膜を除去することで任意の形状の穴や溝を得ることが可能となる。このときに形成される穴や溝の深さは、エッチング時間、エッチングガスの種類及びガス圧などの様々な条件に依存するから、穴や溝の深さを目標深さにするために、加工中に実際の深さをモニタリングしながらエッチングの終了点を決めたり条件を調整したりする制御がなされる。
【０００３】
エッチングによって形成される微細な穴や溝の深さを光学的に測定する装置として、例えば、特許文献１に記載のような深さ測定装置が知られている。この深さ測定装置は、例えばプラズマエッチング装置により加工処理される基板を試料とし、時々刻々と変化する穴や溝の底面と試料表面との間の距離を計測することにより、該穴や溝の深さをリアルタイムでモニタリングする装置である。
【０００４】
図７に前記深さ測定装置の概略構成を示す。該装置は、光源１１０と、導入・干渉光学系１２０と、検出ユニット１５０と、データ処理部１６０と、制御部１７０と、表示部１８０とを備えている。光源１１０から発せられた所定の波長幅を有する可干渉光は、導入・干渉光学系１２０に設けられた光源側光ファイバ１２１に取り込まれ、ファイバカプラ１２４を介して試料側光ファイバ１２２に進み、その先端より空間に射出され、コリメートレンズ１２５及び計測窓１３３を介して試料Ｓ上に照射される。
【０００５】
試料Ｓの測定対象領域における干渉の状態を図７中の拡大図を用いて説明する。例えばエッチング中における微細穴の深さを計測する場合には、同図に示すように基板１９１上のレジスト層１９２表面からの反射光１９２ａと、レジスト層１９２中に入り込んだ光による基板１９１表面からの反射光１９１ａと、被エッチング部１９３である微細穴の底面からの反射光１９３ａと、が主として生じる。
【０００６】
これら反射光１９１ａ、１９２ａ、及び１９３ａは計測窓１３３及びコリメートレンズ１２５を光照射時とは逆に辿って試料側光ファイバ１２２の端部に入射する。そして、ファイバカプラ１２４及び検出器側光ファイバ１２３を経て検出ユニット１５０に達する。図７から明らかなように、前記複数の反射光１９１ａ、１９２ａ、及び１９３ａは互いに光路差を有しており、これらの反射光１９１ａ、１９２ａ、及び１９３ａは主として試料側光ファイバ１２２を通過する過程で波長毎に干渉して干渉光となる。
【０００７】
検出ユニット１５０に到達した干渉光はコリメートレンズ１５１、及び複数の減光フィルタ等を含んで成る光量調整部１５２を経て回折格子１５３等の分光手段に入射する。そして、該分光手段により波長分散され、ＣＣＤラインセンサ等のアレイ検出器１５４により複数波長の光が同時に検出される。アレイ検出器１５４による各波長に対応した検出信号はデータ処理部１６０に入力される。データ処理部１６０では、前記検出信号に基づいて所定波長範囲の分光スペクトルを作成すると共に、該分光スペクトルをフーリエ変換して得られる信号（フーリエ変換後信号）上におけるピークの位置に基づいて微細穴の深さが算出される。そして、その算出結果が表示部１８０によりユーザに提示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2013-120063号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の深さ測定装置は、測定対象とする穴や溝の径や幅が照射光のスポット径に対して比較的大きい場合には特に問題を生じない。しかしながら、穴や溝の径や幅がごく小さい場合には、該穴や溝の底面からの反射光が導入・干渉光学系１２０に到達し難くなり、導入・干渉光学系に到達する光は、前記穴や溝の周辺部（すなわちレジスト層表面や試料表面）からの反射光が支配的となる。そのため、検出器への入射光全体の強度に基づいて光量調整部１５２やアレイ検出器１５４を調整すると、前記穴や溝の深さを反映した干渉光成分の振幅が小さくなりすぎて測定感度が低下したり、逆に、そうした感度低下が生じないように調整しようとすると、検出器で受光可能な光量の上限（すなわち検出器ダイナミックレンジの上限）をオーバーしてしまったりする場合がある。
【００１０】
本発明はこうした点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、測定対象とする微細構造の径や幅がごく小さい場合であっても、該微細構造の深さを適切に測定することのできる深さ測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明に係る深さ測定装置は、測定対象面に形成された微細構造の深さを測定する深さ測定装置であって、
a)所定の波長幅を有する可干渉光を発生する光源と、
b)前記測定対象面に向けて前記可干渉光を出射すると共に、該測定対象面で反射した前記可干渉光が入射する入出射部と、
c)前記光源から前記入出射部へ前記可干渉光を導く導入光学系と、
d)前記測定対象面で反射して前記入出射部に入射した前記可干渉光を干渉させる干渉光学系と、
e)前記干渉光学系により得られる干渉光を波長毎に検出する検出部と、
を有し、
前記測定対象面に出射される前記可干渉光の光軸が該測定対象面に対して傾斜するように前記入出射部が配置されていることを特徴としている。
【００１２】
表面に微細構造を有するシリコン基板等に光を照射した場合、該微細構造の周辺部からの反射光は大部分が同一方向、すなわち正反射方向に進むのに対し、該微細構造の底面からの反射光は該微細構造から出射する際に回折現象によってピンスポットを通過した光のように広がりを持って進行する。従って、前記周辺部からの反射光の進行方向は、底面からの反射光の進行方向に比べ、試料への可干渉光の入射角度の影響を受けやすい。
【００１３】
従来の深さ測定装置では、図７のように可干渉光を測定対象面に垂直に入射させていたため、前記周辺部からの正反射成分は、入射光と同一経路を辿って入出射部（図７の例の場合、コリメートレンズ１２５及び試料側光ファイバ１２２の端部）に入射していた。これに対し、本願発明に係る深さ測定装置では、前記可干渉光を測定対象面に対し傾けて照射することにより、前記周辺部からの正反射成分が光軸を挟んで入射光とは反対の方向に出射するため、入出射部への入射光量を従来よりも大幅に低減することができる。一方、微細構造底面からの反射光の出射方向は前記入射角度の影響を受けにくいため、入出射部への入射光量は大きく変化しない。このように、本発明に係る深さ測定装置では、前記微細構造の周辺部からの反射光を重点的に低減できるため、周辺部からの反射光量と微細構造底面からの反射光量を同量に近づけ、干渉光の消光比（干渉光の山と谷の値の比）を改善して高精度な深さ測定を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の通り、本発明に係る深さ測定装置によれば、可干渉光を測定対象面に対して傾けて照射することにより、微細構造の周辺部からの反射光の受光量を重点的に低減することができ、測定対象とする構造の径や幅が微細である場合にも消光比を改善して高精度な深さ測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る深さ測定装置の概略構成図。
【図２】前記実施形態の深さ測定装置における測定時の反射光の状態を示す模式図。
【図３】従来の深さ測定装置における測定時の反射光の状態を示す模式図。
【図４】試験例における測定条件を示す模式図。
【図５】同試験例で得られた分光スペクトルを示す図。
【図６】前記分光スペクトルをフーリエ変換して得られた波形を示す図。
【図７】従来の深さ測定装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る深さ測定装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る深さ測定装置の概略構成を示す図であり、図２、３は深さ測定時の反射光の状態を示す模式図である。
【００１７】
この深さ測定装置は、エッチング装置の真空チャンバ３１内に配置されたシリコン基板を試料Ｓとし、該試料Ｓの上面（本発明における測定対象面）に形成される微細穴や微細溝の深さをモニタリングする装置であり、大別して、光源１０、導入・干渉光学系２０、計測部３０、光学系駆動部４０、検出ユニット５０、データ処理部６０、制御部７０、及び表示部８０を備えている。なお、前記導入・干渉光学系２０は本発明における導入光学系と干渉光学系を兼ねたものとなる。
【００１８】
なお、データ処理部６０、制御部７０、及び表示部８０は、深さ測定装置と一体に構成してもよいが、深さ測定装置とネットワーク等を介して接続された外部のコンピュータにより実現されたものであってもよい。外部のコンピュータを用いる場合、該コンピュータに予めインストールされた制御・処理用ソフトウエアを実行することにより、データ処理部６０、制御部７０、及び表示部８０としての機能を発揮させるようにすることができる。
【００１９】
光源１０としては、低コヒーレンス性を持ちながら発光強度が高く、目的とする深さの計測に必要な波長幅を有する光を放射する光源、例えば中心波長が８３０ｎｍ、半値全幅が４０ｎｍであるスーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ）を用いることができる。
【００２０】
導入・干渉光学系２０は、光源側光ファイバ２１、試料側光ファイバ２２、検出器側光ファイバ２３、ファイバカプラ２４、及びコリメートレンズ２５を含んでいる。前記光源１０から発せられた測定光は、導入・干渉光学系２０の光源側光ファイバ２１に取り込まれ、ファイバカプラ２４を介して試料側光ファイバ２２中を進行し、計測部３０に進む。試料側光ファイバ２２の端部から出射された測定光はコリメートレンズ２５を通過し、計測部３０の真空チャンバ３１に設けられた計測窓３３を介して試料Ｓ上に照射される。なお、前記試料側光ファイバ２２の端部及びコリメートレンズ２５が本発明における入出射部に相当する。また、試料Ｓは真空チャンバ３１内に設けられた試料載置部３２の上面に載置されており、該上面が本発明における試料載置面に相当する。
【００２１】
そして試料Ｓからの反射光のうち計測窓３３の方向に反射した光が、計測窓３３及びコリメートレンズ２５を上記測定光の照射時とは逆に辿って試料側光ファイバ２２の端部に入射し、該試料側光ファイバ２２の内部で光路差の異なる反射光同士が互いに干渉する。試料側光ファイバ２２を通過した光は、更にファイバカプラ２４及び検出器側光ファイバ２３を経て検出ユニット５０に到達する。そして、コリメートレンズ５１及び光量調整部５２を経て回折格子５３により波長毎に分光された後、ＣＣＤラインセンサ等のアレイ検出器５４により波長毎に並列に検出される。これらの検出信号は、所定の信号処理を経てデータ処理部６０に送られ、後述する方法により試料面における被エッチング部の深さの算出に用いられる。
【００２２】
本実施形態に係る深さ測定装置は、前記導入・干渉光学系２０から発せられる測定光の光軸を試料表面に対して傾斜させることを特徴としている。これを実現するため、本実施形態では、試料側光ファイバ２２の端面及びコリメートレンズ２５が、両者の中心軸が一致し、且つ該中心軸が真空チャンバ３１の試料載置部３２の上面に対して傾斜するように配置されている。
【００２３】
このときの測定光及び試料からの反射光の状態の一例を図２に示す。また、比較のため、従来の深さ測定装置における測定光及び試料からの反射光の状態の一例を図３に示す。
【００２４】
これらの例において、試料Ｓは、被エッチング体である基板９１と、その上に塗布されたエッチング保護用レジストから成るレジスト層９２と、レジストが塗布されずに基板９１が露出した被エッチング部９３と、を有している。また、試料Ｓ上への入射スポット光のスポット径は、試料Ｓ上の被エッチング部９３とその周囲のレジスト層９２とに跨るようなサイズとなるように調整されている。これにより、試料Ｓ上では、基板表面からの反射光９１ａと、レジスト層表面からの反射光９２ａと、被エッチング部からの反射光９３ａと、が生じる。このうち、被エッチング部からの反射光９３ａは、被エッチング部９３である微細な穴や溝から出射する際に回折現象によってピンスポットを通過した光のように広がりを持って進行する。一方、基板表面からの反射光９１ａとレジスト層表面からの反射光９２ａは様々な方向に散乱するが、特に正反射方向への反射光が支配的となる。従って、試料Ｓと導入・干渉光学系２０の間の空間における基板表面からの反射光９１ａとレジスト層表面からの反射光９２ａの強度分布は、被エッチング部からの反射光９３ａの強度分布に比べて測定光の入射角への依存性が高いこととなる。
【００２５】
従来の深さ測定装置では、図３に示すように、測定光を試料Ｓに対して垂直に照射するため、基板表面からの反射光９１ａとレジスト層表面からの反射光９２ａの多くがコリメートレンズ２５に入射することとなる。その結果、上述のようにアレイ検出器５４での受光量全体に占める干渉光成分の割合が小さくなり、測定精度が低下するという問題があった。
【００２６】
これに対し、本実施形態に係る深さ測定装置では、図２に示すように、測定光を試料Ｓに対して傾斜させて照射するため、図３の従来例に比べて、コリメートレンズ２５に入射する基板表面からの反射光９１ａとレジスト層表面からの反射光９２ａの量を低減することができる。なお、このときコリメートレンズ２５に入射する被エッチング部からの反射光９３ａの光量も低下するが、上述のように被エッチング部からの反射光９３ａよりも基板表面からの反射光９１ａ及びレジスト層表面からの反射光９２ａの方が測定光の入射角への依存性が高いため、被エッチング部からの反射光９３ａの減少量は、基板表面からの反射光９１ａ及びレジスト層表面からの反射光９２ａの減少量に比べて十分に小さくなる。その結果、アレイ検出器５４での受光量全体に占める干渉光成分の割合を高めることができ、測定精度を向上させることができる。
【００２７】
また、本実施形態に係る深さ測定装置は導入・干渉光学系２０と試料載置部３２との相対位置を変更可能な光学系駆動部４０を備えており、制御部７０の制御の下に、該光学系駆動部４０により導入・干渉光学系２０を回動及び／又は並進させることができる。
【００２８】
被エッチング部９３の深さを反映する干渉光成分の割合は、導入・干渉光学系２０に入射する被エッチング部からの反射光９３ａと、基板表面からの反射光９１ａ及びレジスト層表面からの反射光９２ａとの強度比が１：１であるときに最も高くなる。そこで、該強度比が前記の値に近づくように、前記光学系駆動部４０を調整することが望ましい。
【００２９】
なお、測定光の入射角が一定の場合には、試料Ｓから導入・干渉光学系２０までの距離（具体的には試料Ｓからコリメートレンズ２５までの距離）が長いほど、導入・干渉光学系２０に入射する基板表面からの反射光９１ａ及びレジスト層表面からの反射光９２ａの量が低下する（すなわち、これらの反射光９１ａ、９２ａの受光量の入射角依存性は、前記距離が長いほど大きくなる）。一方、試料Ｓからの距離が一定の場合には、測定光の入射角を大きくするほど、導入・干渉光学系２０に入射する前記反射光９１ａ、９２ａの量が低下するものの、被エッチング部からの反射光９３ａの量も低下してしまう。従って、試料Ｓと導入・干渉光学系２０の間に十分な距離（例えば５０ｍｍ以上）を取り、測定光を極力小さい入射角（例えば１°以下）で試料Ｓに入射させるようにすれば、被エッチング部からの反射光９３ａの受光強度を保ちつつ基板表面からの反射光９１ａ及びレジスト層表面からの反射光９２ａの受光強度を効果的に低減することができる。
【００３０】
なお、光学系駆動部４０による導入・干渉光学系２０の駆動量は、ユーザが図示しない入力手段等を用いて直接指示するようにしてもよいが、アレイ検出器５４における受光強度に基づいてデータ処理部６０が適切な駆動量を算出し、制御部７０が該算出結果に従って導入・干渉光学系２０を駆動するよう、光学系駆動部４０に指示する構成とすることが望ましい。
【００３１】
なお、光学系駆動部４０を調整して基板表面からの反射光９１ａ及びレジスト層表面からの反射光９２ａを減じてもアレイ検出器５４への入射光量がダイナミックレンジをオーバーする場合は、光量調整部５２による入射光量の調整を行う。この光量調整部５２は、ＮＤフィルタ等の減光素子を光路上に入れたり取り出したりすることで、検出ユニット５０に導入された反射光全体の強度を低減させるものである。本実施形態では、上述のように検出ユニット５０に導入された反射光全体に占める干渉光成分の割合が従来よりも高くなるため、アレイ検出器５４への入射光量がダイナミックレンジに収まるよう光量調整部５２を調整した場合でも、従来のような計測精度の低下が生じるのを防ぐことができる。
【００３２】
試料Ｓからの反射光は、上述のようにアレイ検出器５４で波長毎に検出され、該検出信号に基づいてデータ処理部６０にて波長と信号強度の関係を示す分光スペクトルが作成される。更に、データ処理部６０は、該分光スペクトルから干渉光成分を抽出する処理を行って干渉スペクトルを作成し、その横軸を波長から波数に変換した上でフーリエ変換することにより、横軸が各反射面間の距離を表すグラフを求める。なお、図２の試料Ｓでは、被エッチング部９３がある程度エッチングされているため、導入・干渉光学系２０で得られる干渉光には、
［ｉ］レジスト層９２上面−基板９１の上面、
［ii］基板９１の上面−被エッチング部９３の底面、
［iii］レジスト層９２の上面−被エッチング部９３の底面
の三種類の反射面の組み合わせに由来する干渉光が含まれる。従って、フーリエ変換後の信号波形にも、上記［ｉ］、［ii］、及び［iii］のそれぞれの光学距離に対応した３つの位置にピークが出現する。そこで、これらのうち最も長い距離を示したピークの位置を、上記［iii］に相当するレジスト層９２上面から被エッチング部９３の底面までの距離として特定し、これにより被エッチング部９３である微細穴又は微細溝の深さを決定する。
【００３３】
以上のような深さ測定は、真空チャンバ３１内における試料Ｓに対するエッチング処理の実行中に、所定の時間間隔で繰り返し実行され、エッチングの進行に伴って時々刻々と変化する穴深さなどがリアルタイムで算出されて表示部８０に表示される。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態を挙げて本発明に係る深さ測定装置について説明を行ったが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜修正、追加、変更を加えても本願請求の範囲に包含されることは明らかである。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、本発明に係る深さ測定装置を、エッチング装置の真空チャンバ３１内に載置された処理対象である試料Ｓに形成される微細穴や微細溝の深さをモニタリングする装置としたが、これに限らず、種々の材料の加工処理において前記材料の処理状況をモニタリングしたり、処理後に加工品表面に設けられた穴や溝の深さを検査したりするための装置としてもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、測定光の入射角等を調整するために、光学系駆動部４０により導入・干渉光学系２０を駆動する構成としたが、試料載置部３２を駆動する機構を設け、試料側を動かすようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、制御部７０の制御の下に光学系駆動部４０が導入・干渉光学系２０を駆動することにより、試料Ｓとの距離や測定光の入射角度を調整する構成となっていたが、これに代わりユーザが手動で導入・干渉光学系２０を移動させることにより、前記距離や角度を調整可能な構成としてもよい。また、前記距離や角度を調整可能な構成とせず、常時一定の距離及び角度から深さ測定を行う構成としてもよい。この場合、導入・干渉光学系２０（具体的にはコリメートレンズ２５の中心）から測定対象面までの距離を５０ｍｍ以上とし、測定対象面への測定光の入射角を１°以下とすることが望ましい。
【００３８】
なお、最良の入射角は、干渉波の消光比が最大となる角度である。そこで光学系駆動部４０又は手動によって導入・干渉光学系２０を動かして入射角を０度から増加させていき、前記消光比が最大となる入射角に調整することが望ましい。同様に試料との距離についても、光学系駆動部４０又は手動によって導入・干渉光学系２０を移動させて消光比が最大となる距離に調整することが望ましい。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明に係る深さ測定装置の効果を確認するために行った試験例について説明する。図４は、本試験例における測定条件を示す図である。この試験例では、表面に直径１０μｍ、深さ７５μｍの微細穴９４が形成されたシリコン基板９１（マスキング膜なし）を試料とし、ＳＬＤ光源から試料に照射される測定光の入射角θを種々に変更して前記微細穴９４の深さ測定を行った。なお、コリメートレンズ２５の中心から測定対象面までの距離は１２０ｍｍとし、前記測定光のスポット径を１００μｍとして照射スポットが微細穴９４とその周辺部に跨るように照射を行った。試料からの反射光は分光器で分光した後にアレイ検出器（量子化ビット数：１０ビット）により受光した。
【００４０】
以上により得られた分光スペクトルを図５に示す。これらの分光スペクトルはいずれも横軸が波長［μｍ］、縦軸がアレイ検出器の入力値（すなわち検出器への入射光量）である。同図の（ａ）〜（ｅ）は、測定光の入射角θをそれぞれ０°、０．０８°、０．１７°、０．２５°、０．３５°としたときの測定結果を示している。なお、このとき光量調整部における減衰量はいずれも−３０ｄｂとした。また、同図の（ｆ）は入射角θを同図の（ｅ）と同じ０．３５°とし、光量調整部における減衰量を−２０ｄｂとしたときの測定結果である。図５（ａ）〜（ｅ）から明らかなように、測定光の入射角が大きくなるに従って反射光全体の光量が低下するのに対し、基板９１表面と穴９４の底からの反射光による干渉光成分（図中の楕円で囲んだ部分）の消光比、すなわち干渉光の山と谷の値の比が大きくなっている。また、図５（ｆ）では、減衰量の調整により反射光全体のピーク高さが同図の（ａ）と同程度となっているが、干渉光成分の消光比は同図の（ａ）より大きくなっていることがわかる。これは、基板９１表面からの反射光の受光量が大きく減少することで微細穴９４の底からの反射光量に近づいて干渉光の消光比が改善されたためと、減衰量の変更によりアレイ検出器のダイナミックレンジを有効に利用できたためである。本実施例ではアレイ検出器５４への入射光量を光量調節部５２により調節したが、アレイ検出器５４の露光時間を長くすることによっても同様の効果をえられる。
【００４１】
また、図６（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ図５（ａ）〜（ｆ）の分光スペクトルから干渉光成分を抽出し、横軸を波数に変換した後、フーリエ変換した波形を示している。同図の横軸は微細穴９４の深さ［μｍ］を示しており、７５μｍの位置に干渉光成分に由来するピーク（図中の矢印で示す箇所）が現れている。同図の（ｆ）では７５μｍのピークが同図の（ａ）に比べて高くなっており、同ピークの検出が容易になっていることが分かる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…光源
２０…導入・干渉光学系
２１…光源側光ファイバ
２２…試料側光ファイバ
２３…検出器側光ファイバ
２５…コリメートレンズ
３０…計測部
３１…真空チャンバ
３２…試料載置部
３３…計測窓
４０…光学系駆動部
５０…検出ユニット
５２…光量調整部
５３…回折格子
５４…アレイ検出器
６０…データ処理部
７０…制御部
９１…基板
９２…レジスト層
９３…被エッチング部
９１ａ…基板表面からの反射光
９２ａ…レジスト層表面からの反射光
９３ａ…被エッチング部からの反射光
【図１】
2015137886.tif 000003
【図２】
2015137886.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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