【手続補正書】
【提出日】平成19年4月18日(2007.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光器によって波長分解された計測光を試料に照射し、該試料を経由した前記計測光の強度を検出して前記試料の分光光学特性を計測する方法において、
前記分光器において設定された設定波長と前記分光器から出射される前記計測光の波長との波長ずれを予め求めるステップと、
前記波長ずれに基づいて前記試料の分光光学特性を求めるステップとを有することを特徴とする分光光学特性計測方法。
【請求項２】
前記波長ずれが最小となる設定波長を選定するステップをさらに有し、
前記試料の分光光学特性を求めるステップにおいて、該選定された設定波長の計測光で前記試料を経由した該計測光の強度を検出することを特徴とする請求項１に記載の分光光学特性計測方法。
【請求項３】
前記試料の分光光学特性を求めるステップにおいて、前記設定波長に前記波長ずれの量を加味して前記計測光の波長とし、その計測光の波長と前記計測光の強度とを対応づけることを特徴とする請求項１に記載の分光光学特性計測方法。
【請求項４】
前記波長ずれを予め求めるステップは、前記試料の分光光学特性を計測する際の前記分光器の波長分解能よりも高い波長分解能において前記計測光の波長分解を行うステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の分光光学特性計測方法。
【請求項５】
分光器によって波長分解された計測光を試料に照射し、該試料を経由した前記計測光の強度を検出して前記試料の分光光学特性を計測する方法において、
該試料の分光光学特性計測時の波長分解能において前記計測光の波長ごとの光強度を予め計測するステップと、
該光強度が極大又は極小となる前記設定波長を選定するステップと、
該選定された設定波長の計測光で前記試料を経由した該計測光の強度を検出するステップを有することを特徴とする分光光学特性計測方法。
【請求項６】
前記計測光が輝線スペクトルを有する光であって、前記選定された設定波長が実質的に該輝線スペクトルの波長を含むことを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の分光光学特性計測方法。
【請求項７】
複数の前記選定された設定波長における前記試料の分光光学特性結果を用いて、波長補間により前記選定された設定波長以外の波長における前記試料の分光光学特性を求めるステップをさらに有することを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の分光光学特性計測方法。
【請求項８】
前記分光光学特性は、反射率、透過率、光電子スペクトルのうち少なくともいずれか１であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の分光光学特性計測方法。
【請求項９】
計測光を射出する光源と、
前記計測光を設定波長に基づいて波長分解する分光器と、
波長分解されて前記分光器から出射される前記計測光を試料に向けて照射する光学系と、
前記試料を経由した計測光の強度を検出する検出器と、
前記設定波長と前記分光器から出射される前記計測光の波長との波長ずれを算出し、その波長ずれに基づいて前記設定波長を決定する制御部とを有することを特徴とする分光光学特性計測システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、例えば輝線スペクトルを有するような波長依存性の高い光源を用いた場合であっても、試料（ミラー等の光学素子）の分光光学特性を高精度に計測することができる方法及びそのシステムを提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一側面としての分光光学特性計測方法は、分光器によって波長分解された計測光を試料に照射し、試料を経由した計測光の強度を検出して試料の分光光学特性を計測する方法において、分光器において設定された設定波長と分光器から出射される計測光の波長との波長ずれを予め求めるステップと、波長ずれに基づいて試料の分光光学特性を求めるステップとを有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
その分光光学特性計測方法は、波長ずれが最小となる設定波長を選定するステップをさらに有し、試料の分光光学特性を求めるステップにおいて、選定された設定波長の計測光で試料を経由した計測光の強度を検出してもよい。また、試料の分光光学特性を求めるステップにおいて、設定波長に波長ずれの量を加味して計測光の波長とし、その計測光の波長と計測光の強度とを対応づけてもよい。波長ずれを予め求めるステップは、試料の分光光学特性を計測する際の分光器の波長分解能よりも高い波長分解能において計測光の波長分解を行うステップを含むことが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の他の側面としての分光光学特性計測方法は、分光器によって波長分解された計測光を試料に照射し、試料を経由した計測光の強度を検出して試料の分光光学特性を計測する方法において、試料の分光光学特性計測時の波長分解能において計測光の波長ごとの光強度を予め計測するステップと、光強度が極大又は極小となる設定波長を選定するステップと、選定された設定波長の計測光で試料を経由した計測光の強度を検出するステップを有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の他の側面としての分光光学特性計測システムは、計測光を射出する光源と、計測光を設定波長に基づいて波長分解する分光器と、波長分解されて分光器から出射される計測光を試料に向けて照射する光学系と、試料を経由した計測光の強度を検出する検出器と、設定波長と分光器から出射される計測光の波長との波長ずれを算出し、その波長ずれに基づいて設定波長を決定する制御部とを有することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
予め光源のスペクトルを計測する場合、試料の光学特性を計測する場合よりも分光器の波長分解能を高めておく。すなわち通過波長幅を狭めることにより、試料に照射される光の平均波長とのずれが所定値以下となる分光器の複数の設定波長を容易に選定することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る分光光学特性計測方法を実現する分光器２の概略構成を示すブロック図である。この分光器２は、前置鏡４、入口スリット５、回折格子６、波長掃引機構７、出口スリット８、後置鏡９を有して大略構成されている。回折格子６は波長掃引のための回転機構（波長掃引機構）７に接続されており、回転角と回折格子６からの出射光の間の関係は予め求めた換算式によって求めることができるようになっている。この分光器２、分光器２に計測光を入射するための光源１、光学素子等の試料１０を経由した計測光強度を検出するための検出器１１を有して分光光学特性計測システムＳが構成されている。分光光学特性計測システムＳは図示しない制御部を有しており、この制御部が後述する波長ずれの算出を行ったり、その算出結果に基づいて波長掃引機構を制御し、設定波長を決定したりする。この実施の形態１において、光源１は輝線スペクトルを有する計測光を射出する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図２は、この実施の形態１に係る分光光学特性計測方法の手順を説明するフローチャートである。この実施の形態１においては、まず、光源１からの計測光を分光器２内に入射する。分光器２の波長分解能を高くした状態（以下、波長分解能Ａという。）で波長掃引を行いながら分光器２からの出射光の強度計測を行う（Ｓ．１）。この際、分光器２からの出射光を試料１０を介さずに直接検出器１１によって計測する。回折格子６の回転角と出射光の波長との関係は、予め求めた換算式と略一致する結果となる。このときの計測結果を図３に示す。図３は、波長分解能Ａの状態での計測光の各波長ごとの強度を示したもので、横軸が分光器２の設定波長、縦軸が光強度である。この計測においては波長分解能が高めているので、設定波長と計測光の実際の波長との実質的な波長ずれは殆ど生じることがない。したがって、横軸は、実際の光の波長を示していると考えてよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
次に、分光器２の波長分解能を実際の試料１０の分光光学特性計測時の波長分解能（以下、波長分解能Ｂという。）に変更する。この波長分解能Ｂにおける計測では、波長分解能Ａにおける計測よりも波長分解能が低いが計測速度が向上する。したがって、波長分解能Ｂの値は、必要分解能や計測速度等の事情を考慮して適宜選択される。この波長分解能Ｂの状態で、波長掃引を行いながら分光器２からの出射光の強度計測を行う。この際、分光器２からの出射光を試料１０を介さずに直接検出器１１によって計測する。このときの計測結果を図４に示す。図４は、波長分解能Ｂの状態での計測光の各波長ごとの強度を示したもので、横軸が分光器２の設定波長、縦軸が光強度である。この計測においては波長分解能が高くないので、設定波長と計測光の実際の波長との間には波長ずれが生じている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
なお、波長分解能Ｂの状態におけるこの分光器２の装置関数（図１０〜１２も参照。）が予めわかっていれば、波長分解能Ｂの状態における出射光の波長と光強度との関係（すなわち図４に示すグラフ）を演算により求めることも可能である。その際には、分光器２に入射する計測光の状態（すなわち、図３に示す波長と光強度との関係）とその装置関数とを用いる。ここで、装置関数とは分光器をある波長に設定した時に、分光器に入射する光と出射する光の強度比の波長依存性のことである。本実施の形態１においては、分光器２の装置関数の関数形をガウシアンと仮定している。このガウシアンの標準偏差をσとする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図５よりわかるように、波長ずれが０又は所定の波長ずれ許容値以下である設定波長は離散的に存在し、かつその間隔は不均等である場合が一般的である。したがって、波長セットの設定波長も一定間隔の複数波長ではなく、波長間隔が不均等である。その場合、波長セットの設定波長以外の波長における試料１０の分光光学特性は公知のデータ補間方法（例えば、外挿、内挿、又はｎ次曲線近似等）を用いて補間により算出する（Ｓ．４）。それにより、擬似的に等間隔の波長ごとの試料１０の分光光学特性を得ることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
この実施の形態１に係る方法は、試料にミラーを用いた反射率計に適用可能ではあるが、もちろんそれに限られるものではない。例えば反射型ＸＡＦＳ、蛍光ＸＡＦＳ、Ｘ線小角散乱、軟Ｘ線分光計、Ｘ線回折、ＸＰＳ、ＡＥＳ、ＲＨＥＥＤ、ＲＥＥＤ等のような試料の波長依存性計測に適用することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
この実施の形態２に係る方法も、試料にミラーを用いた反射率計に適用可能ではあるが、もちろんそれに限られるものではない。例えば反射型ＸＡＦＳ、蛍光ＸＡＦＳ、Ｘ線小角散乱、軟Ｘ線分光計、Ｘ線回折、ＸＰＳ、ＡＥＳ、ＲＨＥＥＤ、ＲＥＥＤ等のような試料の波長依存性計測に適用することができる。