JP3075243B2 - Optical characteristic measuring unit, transmission characteristic measuring device, reflection characteristic measuring device, ellipsometer, transmission characteristic measuring method and reflection characteristic measuring method - Google Patents
Optical characteristic measuring unit, transmission characteristic measuring device, reflection characteristic measuring device, ellipsometer, transmission characteristic measuring method and reflection characteristic measuring methodInfo
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- G01N2021/214—Variangle incidence arrangement
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光学素子の光学
特性を測定するために好適な光学特性測定ユニットと、
このユニットを利用した光学特性測定装置と、このユニ
ットを使用した光学特性の測定方法とに関する。なお、
ここでいう、光学特性とは、例えば、透過率、反射率、
および、透過または反射における光の位相変化から選ば
れる特性をいう。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical characteristic measuring unit suitable for measuring optical characteristics of an optical element,
The present invention relates to an optical characteristic measuring device using this unit and a method for measuring optical characteristics using this unit. In addition,
Here, the optical characteristics include, for example, transmittance, reflectance,
And a characteristic selected from a phase change of light in transmission or reflection.
【0002】[0002]
【従来の技術】光学素子の光学特性の典型例として、透
過率や反射率がある。また、透過率や反射率には、予め
値付けされている基準物に対する相対値で表される相対
透過率や相対反射率と、当該素子自体から求める絶対透
過率や絶対反射率がある。また、透過率や反射率の、波
長による変化は、それぞれ、分光透過率および分光反射
率と呼ばれている。2. Description of the Related Art As typical examples of optical characteristics of an optical element, there are a transmittance and a reflectance. In addition, the transmittance and the reflectance include a relative transmittance and a relative reflectance represented by a relative value with respect to a reference object that is previously priced, and an absolute transmittance and an absolute reflectance obtained from the element itself. Further, changes in transmittance and reflectance depending on wavelength are called spectral transmittance and spectral reflectance, respectively.
【0003】透過率や反射率を測定する場合、最も一般
的には、上記の分光透過率や分光反射率が測定される。
また、透過率や反射率を測定する場合、光の入射角の変
化に対する透過率や反射率の測定も、しばしば行われ
る。When measuring the transmittance and the reflectance, the above-mentioned spectral transmittance and the spectral reflectance are most commonly measured.
When measuring the transmittance and the reflectance, the transmittance and the reflectance with respect to the change in the incident angle of light are often measured.
【0004】また、光学素子の光学特性の他の例とし
て、光学素子を構成する部材の屈折率や、薄膜の光学定
数がある。これら屈折率や光学定数は、通常は、被測定
物を光が透過することによる光の位相変化(以下、「透
過における光の位相変化」という)の入射角依存性、ま
たは、被測定物により光が反射されることによる光の位
相の変化(以下、「反射における光の位相変化」とい
う)の入射角依存性を測定し、この測定結果を解析する
ことで得られる。Further, as other examples of the optical characteristics of the optical element, there are a refractive index of a member constituting the optical element and an optical constant of a thin film. Usually, the refractive index and the optical constant depend on the incident angle dependence of the phase change of light (hereinafter, referred to as “the phase change of light in transmission”) due to the transmission of light through the object or the object to be measured. It can be obtained by measuring the incident angle dependence of a change in the phase of light due to reflection of light (hereinafter, referred to as “phase change of light in reflection”) and analyzing the measurement result.
【0005】透過率や反射率の測定は、通常は、市販の
分光光度計とこれに付属する専用の光学系とを用いて行
われる。また、透過や反射における光の位相変化は、通
常は、エリプソメータを用いて行われる。以下それらの
従来例について説明する。[0005] The measurement of transmittance and reflectance is usually performed using a commercially available spectrophotometer and a dedicated optical system attached to the spectrophotometer. The phase change of light in transmission or reflection is usually performed using an ellipsometer. Hereinafter, those conventional examples will be described.
【0006】光学素子の透過率を、分光光度計を用いて
かつ光の入射角依存性をも考慮して測定する従来の装置
として、以下のような装置があった。図18は、その説
明図である。ただし、分光光度計の詳細(モノクロメー
タ部や受光部等)の図示は省略してある。[0006] As a conventional apparatus for measuring the transmittance of an optical element using a spectrophotometer and also taking into account the dependence on the incident angle of light, there is the following apparatus. FIG. 18 is an explanatory diagram thereof. However, details of the spectrophotometer (monochromator section, light receiving section, etc.) are not shown.
【0007】この従来装置では、被測定物11が、ゴニ
オメータ13に固定される。被測定物11は、ゴニオメ
ータ13により所定の角度に回転される。そのため、被
測定物11を透過した光量(被検光量)を、入射角θを
変えながら測定できる。また、測定系に被測定物11を
設置しない状態での光量(基準光量)を測定する。これ
ら被検光量および基準光量から、透過率の入射角依存性
を測定できる。In this conventional device, the device under test 11 is fixed to the goniometer 13. The DUT 11 is rotated by a goniometer 13 to a predetermined angle. Therefore, the amount of light transmitted through the object 11 (the amount of light to be measured) can be measured while changing the incident angle θ. Further, the light amount (reference light amount) in a state where the DUT 11 is not installed in the measurement system is measured. From these test light amounts and reference light amounts, the dependence of the transmittance on the incident angle can be measured.
【0008】また、光学素子の絶対反射率を測定する従
来装置として、例えば日本工業規格(JISK0115
−1992)に規定されているVN法と称される方法を
利用した装置がある。図19(A)および(B)は、そ
の説明図である。As a conventional apparatus for measuring the absolute reflectance of an optical element, for example, Japanese Industrial Standard (JIS K0115)
An apparatus using a method called a VN method defined in US Pat. FIGS. 19A and 19B are explanatory diagrams thereof.
【0009】このVN法では、3枚のミラーM1〜M3
が用いられる。そして、第1の状態として、光路がV字
状になるように、これらミラーM1〜M3が配置される
(図19(A))。そしてこの光学系から出力される光
量(基準光量)が受光部(図示せず)で測定される。こ
の基準光量は、Ir=Io×R1×R2×R3で表され
る。ただし、Ioは入射光量、R1〜R3は、ミラーM
1〜M3それぞれの反射率である。In this VN method, three mirrors M1 to M3
Is used. Then, as a first state, these mirrors M1 to M3 are arranged so that the optical path is V-shaped (FIG. 19A). The light amount (reference light amount) output from the optical system is measured by a light receiving unit (not shown). This reference light amount is represented by Ir = Io × R1 × R2 × R3. Here, Io is the amount of incident light, and R1 to R3 are mirrors M
It is the reflectance of each of 1 to M3.
【0010】次に、図19(B)に示したように、被測
定物11が光路に挿入される。ただし、これらミラーM
1〜M3及び被測定物11によりN字状の光路が形成さ
れるように、ミラーM2,M3が移動又は回転される。
そして、この光学系から出力される光量(被検光量)が
受光部で測定される。この被検光量は、Is=Io×R
1×R2×R3×Rsで表される。ただし、Rsは被測
定物11の被検面の絶対反射率である。Next, as shown in FIG. 19B, the DUT 11 is inserted into the optical path. However, these mirrors M
The mirrors M2 and M3 are moved or rotated so that an N-shaped optical path is formed by 1 to M3 and the DUT 11.
Then, the light quantity (test light quantity) output from the optical system is measured by the light receiving unit. The amount of light to be detected is Is = Io × R
It is represented by 1 × R2 × R3 × Rs. Here, Rs is the absolute reflectance of the surface to be measured of the DUT 11.
【0011】被検光量は基準光量に被検面の絶対反射率
が積算された量であるので、被検面の絶対反射率Rs
は、Rs=Is/Irにより求まる。The light quantity to be measured is the sum of the reference light quantity and the absolute reflectance of the surface to be measured.
Is determined by Rs = Is / Ir.
【0012】なお、通常、上記の透過率測定や反射率測
定を行う場合、ダブルビーム方式を採用することで、測
定精度の向上を図っている。すなわち、光源の光を被測
定物を含む経路を進む光と、他の経路を進んで受光部に
向かう光とに分ける。そして、この他の経路を経ている
光を監視して、光源の強度変動等の情報を得る。こうし
て得た情報により被測定物の測定結果を補正して、測定
精度の向上を図っている。Usually, when the above-described transmittance measurement and reflectance measurement are performed, the double beam method is employed to improve the measurement accuracy. That is, the light of the light source is divided into light traveling on a path including the object to be measured and light traveling on another path toward the light receiving unit. Then, the light passing through the other path is monitored to obtain information such as the intensity fluctuation of the light source. The measurement result of the device under test is corrected based on the information obtained in this manner, thereby improving the measurement accuracy.
【0013】また、相対反射率を測定する従来装置とし
て以下のような装置がある。図20(A)および(B)
はその説明図である。Further, as a conventional apparatus for measuring the relative reflectance, there is the following apparatus. FIG. 20 (A) and (B)
FIG.
【0014】この装置の場合、ミラーM1,M2がハの
字状に配置されている。ただし、ミラーM1,M2は、
それぞれの反射面が他方のミラー側ではなく反対向きと
なるように、配置されている。ハの字状のミラーM1,
M2の上方に、基準物15(図20(A)参照)または
被測定物11(図20(B)参照)が置かれる。測定光
はミラーM1に入射された後、基準物15(または被測
定物11)およびミラーM2を経て受光部(図示せず)
に至る。ハの字の上方に基準物15を置いたときの光量
Irと、被測定物11を置いた時の光量Isとをそれぞ
れ測定する。相対反射率は、前記絶対反射率と同様、R
s=Is/Irにより求まる。In the case of this device, the mirrors M1 and M2 are arranged in a C shape. However, mirrors M1 and M2 are
The respective reflection surfaces are arranged so as to be opposite to each other, not to the other mirror. C-shaped mirror M1,
The reference object 15 (see FIG. 20A) or the DUT 11 (see FIG. 20B) is placed above M2. After the measurement light is incident on the mirror M1, the light passes through the reference object 15 (or the DUT 11) and the mirror M2, and is received by a light receiving unit (not shown).
Leads to. The light amount Ir when the reference object 15 is placed above the C-shape and the light amount Is when the object 11 is placed are measured. Relative reflectance is R, similar to the absolute reflectance.
It is determined by s = Is / Ir.
【0015】また、エリプソメータを用いて偏光解析を
行う場合は、任意の角度で被測定物に光を照射してこの
ときの反射光を受光する必要があるため、通常、以下の
様な構成がとられる。図21はその説明図である。When performing ellipsometry using an ellipsometer, it is necessary to irradiate the object to be measured at an arbitrary angle and receive the reflected light at this time. Be taken. FIG. 21 is an explanatory diagram thereof.
【0016】被測定物11はゴニオステージ17上に置
かれる。光源部19は、その位置が変わらないよう固定
されている。この光源部19は、例えば、光源19a、
波長フィルタ19b、集光光学系19cおよび偏光子1
9dで構成されている。受光部21は、ゴニオステージ
17の回転に同期して同軸で回転するステージ23に固
定されている。この受光部21は、例えば、検光子21
a、集光光学系21bおよび受光素子21cで構成され
ている。被測定物11の被検面11aへの入射角は、ゴ
ニオステージ17を回転させることで変わる。また、こ
の入射角をθとしたとき、受光部21が固定されている
ステージ23は2θ回転して、被測定物11からの光を
受ける構造となっている。そのため、入射角を変えての
測光が行える。The device under test 11 is placed on a gonio stage 17. The light source 19 is fixed so that its position does not change. The light source unit 19 includes, for example, a light source 19a,
Wavelength filter 19b, condensing optical system 19c, and polarizer 1
9d. The light receiving section 21 is fixed to a stage 23 that rotates coaxially in synchronization with the rotation of the gonio stage 17. The light receiving unit 21 is, for example, an analyzer 21
a, a condenser optical system 21b and a light receiving element 21c. The angle of incidence of the DUT 11 on the test surface 11 a is changed by rotating the goniometer 17. When the incident angle is θ, the stage 23 to which the light receiving unit 21 is fixed rotates by 2θ and receives light from the DUT 11. Therefore, photometry can be performed while changing the incident angle.
【0017】エリプソメータを用いて測定した情報か
ら、光の位相変化を算出するには、偏光解析特有の計算
理論と方法とが用いられる。これは、例えば文献1(光
学的測定ハンドブック、田幸 敏治監修、朝倉書店)に
記載されているが、本願の説明に直接関係がないので、
ここではその説明を省略する。In order to calculate the phase change of light from information measured using an ellipsometer, a calculation theory and a method unique to ellipsometry are used. This is described in, for example, Reference 1 (Optical Measurement Handbook, supervised by Toshiharu Tayuki, Asakura Shoten), but is not directly related to the description of the present application.
Here, the description is omitted.
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】光学特性測定装置とし
て、従来は上記のような装置があったが、これらでは、
以下のような問題点があった。Conventionally, there has been the above-mentioned apparatus as an optical characteristic measuring apparatus.
There were the following problems.
【0019】先ず、図19を用いて説明した絶対反射率
測定装置の場合、入射角を変化させて反射率を測定する
ことができない。それを実現するためには、入射角ごと
に、VN光学系をそれぞれ用意する必要がある。また、
入射角を違えたVN光学系を用意したとしても、予め予
定した離散的な入射角についての測定しか出来ない。す
なわち、任意の入射角での反射率測定および、連続的に
入射角を変えての反射率測定はできない。First, in the case of the absolute reflectance measuring apparatus described with reference to FIG. 19, the reflectance cannot be measured by changing the incident angle. In order to realize this, it is necessary to prepare a VN optical system for each incident angle. Also,
Even if a VN optical system having a different incident angle is prepared, it is possible to measure only a predetermined discrete incident angle. That is, it is impossible to measure the reflectance at an arbitrary incident angle and the reflectance while continuously changing the incident angle.
【0020】また、図20を用いて説明した相対反射率
測定装置の場合も、入射角を変化させて反射率を測定す
ることができない。それを実現するためには、入射角ご
とにハの字状の光学系をそれぞれ用意する必要がある。
また、入射角を違えたハの字状の光学系を用意したとし
ても、予め予定した離散的な入射角についての測定しか
出来ない。すなわち、任意の入射角での反射率測定およ
び、連続的に入射角を変えての反射率測定はできない。Also, in the case of the relative reflectance measuring device described with reference to FIG. 20, the reflectance cannot be measured by changing the incident angle. In order to realize this, it is necessary to prepare a C-shaped optical system for each incident angle.
Further, even if a C-shaped optical system having a different incident angle is prepared, it is only possible to measure a discrete incident angle that is planned in advance. That is, it is impossible to measure the reflectance at an arbitrary incident angle and the reflectance while continuously changing the incident angle.
【0021】また、図19を用いて説明した装置および
図20を用いて説明した装置いずれの場合も、入射角を
変えての測定を行おうとするごとに、VN光学系または
ハの字状の光学系を交換し、かつ、交換した光学系の調
整をする必要がある。また、光学系を交換するため、そ
の都度、厳密には、光路差、収差、焦点距離、光量など
の光学的特性が変わってしまうという問題も生じる。In each of the apparatus described with reference to FIG. 19 and the apparatus described with reference to FIG. 20, every time the measurement is performed while changing the incident angle, the VN optical system or the C-shaped It is necessary to replace the optical system and adjust the replaced optical system. In addition, since the optical system is replaced, strictly, optical characteristics such as an optical path difference, an aberration, a focal length, and a light amount change every time.
【0022】また、エリプソメータを用いる場合、被測
定物を移動させつつ受光部を移動させる構造が必要なた
め、機械的な原因による測定の不安定さが生じる。ま
た、受光部が異なる位置に移動されるため、例えば磁界
分布の影響を受けるので、測定精度を高めにくい。ま
た、構造上、装置の設置面積も大きくなる。In the case of using an ellipsometer, a structure for moving the light receiving section while moving the object to be measured is required, so that the measurement becomes unstable due to mechanical causes. In addition, since the light receiving unit is moved to a different position, it is difficult to improve the measurement accuracy because it is affected by, for example, the magnetic field distribution. In addition, due to the structure, the installation area of the device also increases.
【0023】また、エリプソメータは基本的にダブルビ
ーム測光を行えない。したがって、測定中の光源の強度
変動や偏光の変動を補償できない。そのため、測定精度
を高めにくい。Also, the ellipsometer cannot basically perform double beam photometry. Therefore, it is not possible to compensate for the intensity fluctuation and the polarization fluctuation of the light source during the measurement. Therefore, it is difficult to increase the measurement accuracy.
【0024】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの発明の目的は、光学系の光学的特
性や受光部の位置を変えずに、入射角を任意に変えなが
ら透過率、反射率、および透過や反射における光の位相
変化の少なくとも1つを従来に比べて簡易に測定できる
光学特性測定ユニットを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical system which does not change the optical characteristics or the position of the light receiving unit, and changes the transmittance while arbitrarily changing the incident angle. It is an object of the present invention to provide an optical characteristic measuring unit capable of easily measuring at least one of light, reflectance, and phase change of light in transmission or reflection as compared with the related art.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】(a)そこで、この発明
の光学特性測定ユニットは、以下のような構成を具え
る。その説明を図1を参照して行う。なお、この図1
は、この発明の光学特性測定ユニット30の基本的な構
成を示した図である。(A) Therefore, an optical characteristic measuring unit according to the present invention has the following configuration. The description will be made with reference to FIG. Note that FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an optical characteristic measuring unit 30 of the present invention.
【0026】この光学特性測定ユニット30は、入射光
を順に反射する第1〜第4の反射面M1〜M4と、第1
の反射面M1および第4の反射面M4を回転させる反射
面回転装置31と、被測定物33(基準物の場合も含
む)を第2の反射面M2および第3の反射面M3間に入
れ出しする物体移動装置35とを具える。さらに、反射
面移動装置37(詳細は後述する)を具える。The optical characteristic measuring unit 30 includes first to fourth reflecting surfaces M1 to M4 for sequentially reflecting incident light,
A reflection surface rotating device 31 for rotating the reflection surface M1 and the fourth reflection surface M4, and an object to be measured 33 (including a reference object) are inserted between the second reflection surface M2 and the third reflection surface M3. And an object moving device 35 for putting out. Further, a reflection surface moving device 37 (details will be described later) is provided.
【0027】そして、第1〜第4の反射面M1〜M4
を、これら反射面M1〜M4を経る光路がN字状となる
ように、かつ、第1の反射面M1に入射される入射光L
1と第4の反射面M4から出射される出射光L2とが同
軸となるように配置してある。ただし、N字状とは、略
N字状の場合も含む。また、この図1の例では、図面の
背面から見たときに光路がN字状となっている。The first to fourth reflecting surfaces M1 to M4
In such a manner that the optical path passing through these reflecting surfaces M1 to M4 is N-shaped, and the incident light L incident on the first reflecting surface M1 is
The first light and the light L2 emitted from the fourth reflection surface M4 are arranged coaxially. However, the N-shape also includes a substantially N-shape. In the example of FIG. 1, the optical path is N-shaped when viewed from the back of the drawing.
【0028】さらに、第1および第4の反射面M1,M
4それぞれを、前記N字状の光路を含む平面に対して該
反射面が垂直になるように配置してある。Further, the first and fourth reflecting surfaces M1, M
4 are arranged such that the reflection surface is perpendicular to a plane including the N-shaped optical path.
【0029】さらに、入射光L1の第1の反射面M1で
の入射点Aおよび出射光L2の出射点Dを結ぶ線分と、
第2の反射面M2から第3の反射面M3に進む光線の軌
道BCとの交点を光学系中心Oと定義したとき、第2の
反射面M2を、この光学系中心Oと第1の反射面での入
射光L1の入射点Aとを焦点とする第1の回転楕円面に
より、構成してある。Further, a line segment connecting the incident point A of the incident light L1 on the first reflecting surface M1 and the emission point D of the emitted light L2;
When the intersection of the light beam trajectory BC traveling from the second reflecting surface M2 to the third reflecting surface M3 is defined as the center O of the optical system, the second reflecting surface M2 is defined by the center O of the optical system and the first reflecting surface. It is constituted by a first spheroid having a focal point at the incident point A of the incident light L1 on the surface.
【0030】さらに、第3の反射面M3を、光学系中心
Oと出射光L2の出射点Dとを焦点とする第2の回転楕
円面により、構成してある。Further, the third reflecting surface M3 is constituted by a second spheroidal surface whose focal point is the center O of the optical system and the emission point D of the emitted light L2.
【0031】さらに、反射面回転装置31を、第1およ
び第4の反射面M1,M4の配置位置各々(具体的には
図1中のA点、D点各々)で、前記N字状の光路を含む
平面に垂直な軸(図1の紙面と垂直な軸)を中心とし
て、前記第1および第4の反射面を連動させて回転する
装置としてある。Further, the reflecting surface rotating device 31 is moved at the respective positions (specifically, points A and D in FIG. 1) of the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4, respectively. The first and fourth reflecting surfaces are rotated in association with each other about an axis perpendicular to a plane including the optical path (an axis perpendicular to the plane of FIG. 1).
【0032】なお、第1および第4の反射面M1、M4
それぞれの回転方向および回転量は、入射光L1と反射
光L2とを同軸にできるように決める。したがって、両
反射面M1,M4の回転方向は、同一方向の場合、反対
方向の場合のいずれもあり得る。また、両反射面M1,
M4の回転量は同じ場合も、異なる場合もあり得る。ま
た、連動して回転とは、同期して回転する場合、そうで
ない場合いずれの場合もあり得る。ただし、典型的に
は、同期して回転する。The first and fourth reflecting surfaces M1, M4
The direction and amount of rotation are determined so that the incident light L1 and the reflected light L2 can be made coaxial. Therefore, the directions of rotation of the two reflecting surfaces M1 and M4 can be either the same or opposite. Further, both reflecting surfaces M1,
The rotation amount of M4 may be the same or different. Further, the rotation in conjunction with the rotation may be either synchronous rotation or non-rotation. However, typically, they rotate synchronously.
【0033】さらに、物体移動装置35を、被測定物3
3の被測定面33aが光学系中心Oを含む位置になるよ
うに被測定物33を第2および第3の反射面M2,M3
間に挿入する挿入状態と、挿入しない非挿入状態とを選
択的に形成する装置としてある。Further, the object moving device 35 is connected to the DUT 3
The object 33 is placed on the second and third reflecting surfaces M2 and M3 such that the third surface 33a of the third object is located at a position including the center O of the optical system.
This is an apparatus for selectively forming an inserted state inserted between them and a non-inserted state not inserted.
【0034】(b)この発明の光学特性測定装置では、
次のような作用が得られる。(B) In the optical characteristic measuring apparatus of the present invention,
The following operation is obtained.
【0035】入射点Aと出射点Dとを結ぶ線分ADに対
して、光学系中心Oで直交する線分OHを、考える。こ
の線分OHと、第2の反射面M2から第3の反射面M3
に向かう光の軌道BCとのなす角度をθとする。この発
明では、被測定物33の被測定面33aが光学系中心O
を含む位置になるように、被測定物33を第2および第
3の反射面間に挿入する第1の状態を形成できる。する
と、この第1の状態では、この角度θは、被測定面33
aへの光の入射角になる。Consider a line segment OH orthogonal to the line segment AD connecting the incident point A and the output point D at the center O of the optical system. This line segment OH and the second reflecting surface M2 to the third reflecting surface M3
The angle between the trajectory BC of the light traveling toward and is θ. In the present invention, the measured surface 33a of the measured object 33 is located at the center O of the optical system.
The first state in which the device under test 33 is inserted between the second and third reflecting surfaces can be formed so as to be a position including. Then, in this first state, the angle θ is
This is the angle of incidence of light on a.
【0036】然も、この発明の装置では、第1の反射面
M1を上記の所定の回転軸を中心に回転させることが出
来、かつ、第2の反射面M2を所定の回転楕円面で構成
してあるので、第1の反射面M1を回転することによ
り、被測定物に対する光の入射角θを任意に(連続的の
場合も含む)変化させることができる。これについて、
以下、詳細に説明する。In the apparatus of the present invention, the first reflecting surface M1 can be rotated about the above-mentioned predetermined rotation axis, and the second reflecting surface M2 is formed of a predetermined spheroid. Therefore, by rotating the first reflecting surface M1, the incident angle θ of the light with respect to the object to be measured can be arbitrarily changed (including the case of being continuous). about this,
The details will be described below.
【0037】図2は、被測定物33を、第2および第3
の反射面M2、M3間に上記の通り挿入した場合の、第
1の反射面M1と、被測定物33と、回転楕円面で構成
された第2の反射面M2とで構成される光学系を示した
図である。ただし、第2の反射面M2として、ここで
は、楕円モデルを考えている。すなわち、回転楕円面
は、実際は、図2の楕円を図2のx軸を中心として必要
な角度回転させた軌跡で形付けられる反射面であるが、
ここでは、楕円のモデルを考えている。また、図2は図
1の一部を天地を逆転させて表した図に相当する。FIG. 2 shows that the DUT 33 is connected to the second and third
When the optical system is inserted between the reflective surfaces M2 and M3 as described above, the optical system is configured by the first reflective surface M1, the DUT 33, and the second reflective surface M2 configured by a spheroid. FIG. However, here, an elliptical model is considered as the second reflection surface M2. That is, the spheroid is actually a reflection surface formed by a locus obtained by rotating the ellipse in FIG. 2 by a necessary angle around the x-axis in FIG.
Here, an elliptical model is considered. FIG. 2 corresponds to a diagram in which a part of FIG. 1 is shown upside down.
【0038】反射面回転装置31により第1の反射面M
1を回転させた時の角度をφとする。すると、この角度
φと、被測定物33への光の入射角θとは、次のような
関係になる。The first reflecting surface M by the reflecting surface rotating device 31
The angle when 1 is rotated is φ. Then, the angle φ and the incident angle θ of light to the DUT 33 have the following relationship.
【0039】被測定物33に入射する光と線分AOとの
なす角度をψとすると、ψ=π/2−θである。楕円M
2の離心率をe、楕円M2の焦点の座標をそれぞれ(−
c、0)、(c、0)とする。すると、φとψとの正接
は、それぞれ以下の(1)式および(2)式で表され
る。Assuming that the angle between the light incident on the object 33 and the line segment AO is ψ, ψ = π / 2-θ. Ellipse M
2 is the eccentricity, and the coordinates of the focal point of the ellipse M2 are (−
c, 0) and (c, 0). Then, the tangent of φ and ψ is expressed by the following equations (1) and (2), respectively.
【0040】 tanφ=y/(c+x) ・・・(1) tanψ=y/(c−x) ・・・(2) これら式から、x、yをφ、ψを用いて表すと、それぞ
れ以下の(3)式および(4)式のようになる。Tan φ = y / (c + x) (1) tanψ = y / (c−x) (2) From these expressions, x and y are represented by using φ and ψ, respectively. Equations (3) and (4) are obtained.
【0041】 x=c(tanφ−tanψ)/(tanφ+tanψ)・・・(3) y=2c(tanφtanψ)/(tanφ+tanψ)・・・(4) ここで、楕円の式とパラメータとを以下のようにおく。X = c (tanφ−tanψ) / (tanφ + tanψ) (3) y = 2c (tanφtanψ) / (tanφ + tanψ) (4) Here, the elliptic equation and parameters are as follows. Place.
【0042】 (x/a)2 +(y/b)2 =1 ・・・(5) e2 =(a2 +b2 )/a2 ・・・(6) c2 =a2 +b2 ・・・(7) (5)式に(3)式、(4)式を代入し、さらに、適宜
(6)式、(7)式の関係を用いてtanψについて解
くと、以下の式が得られる。(X / a) 2 + (y / b) 2 = 1 (5) e 2 = (a 2 + b 2 ) / a 2 (6) c 2 = a 2 + b 2. (7) By substituting equations (3) and (4) into equation (5) and further solving tan t using the relationship of equations (6) and (7), the following equation is obtained. Can be
【0043】 tanψ={(1−e2 )2 tanφ±√2・e(1−e2 )tan2 φ}/ (1−e2 )2 −4e2 tanφ} ・・・(8) この(8)式を、tanψ=cotφの関係を用いて、
φについて解くことで次の式が得られる。Tanψ = {(1-e 2 ) 2 tan φ ± {2 · e (1-e 2 ) tan 2 φ} / (1-e 2 ) 2 -4e 2 tan φ} (8) 8) using the relationship of tanψ = cotφ,
Solving for φ gives the following equation:
【0044】 θ=arctan{(1−e2 )2 −4e2 tanφ}/{(1−e2 )2 t anφ±√2・e(1−e2 )tan2 φ} ・・・(9) この(9)式から判るように、被測定面33aへの光の
入射角θは、第1の反射面M1を回転させる角度φによ
って変化させることができる。然も、入射点A、光学系
中心Oそれぞれが、楕円M2の焦点に位置するため、楕
円の性質からφを変化させても光学系中心Oは移動する
ことがなく、かつ、光路ABOの長さも変化しない。こ
のことは、第1の反射面M1を回転させたとしても、こ
の光学系では、光路長、焦点距離、収差などが保存され
ることを意味する。したがって、光路長、焦点距離、収
差などを変えることなく、入射角依存性を考慮した透過
率、反射率等の光学特性を測定できる。Θ = arctan {(1-e 2 ) 2 −4e 2 tan φ} / {(1-e 2 ) 2 tan φ ± {2 · e (1-e 2 ) tan 2 φ} (9) As can be seen from the equation (9), the incident angle θ of light to the measured surface 33a can be changed by the angle φ at which the first reflecting surface M1 is rotated. Of course, since the incident point A and the center O of the optical system are located at the focal point of the ellipse M2, the center O of the optical system does not move even if φ is changed due to the nature of the ellipse, and the length of the optical path ABO is long. No change. This means that even if the first reflection surface M1 is rotated, the optical system preserves the optical path length, the focal length, the aberration, and the like. Therefore, without changing the optical path length, the focal length, the aberration, and the like, the optical characteristics such as the transmittance and the reflectance in consideration of the incident angle dependency can be measured.
【0045】さらに、この発明の光学特性測定ユニット
では、第1の反射面M1および第4の反射面M4を連動
させて移動できるので、次のような作用が得られる。こ
の説明を図1を再び参照して行う。Further, in the optical characteristic measuring unit of the present invention, the first reflecting surface M1 and the fourth reflecting surface M4 can be moved in conjunction with each other, so that the following effects can be obtained. This description will be made again with reference to FIG.
【0046】第1の反射面M1を角度φ回転させると、
既に説明した様に被測定物33の被測定面(光学系中心
O)への光の入射角θは、上記の(9)式に従い変化す
る。この光学系中心Oを通過した光は、第3の反射面M
3によって反射された後、第4の反射面M4に達する。
この第4の反射面M4は、反射面回転装置31により、
第1の反射面M1に連動させて任意の角度回転させるこ
とができる。そのため、入射光L1と、出射光L2とを
同軸にすることができる。これは、受光部(図示せず)
を、第4の反射面M4の後段でかつ線分ADの延長線上
に固定して配置できることを意味する。When the first reflecting surface M1 is rotated by an angle φ,
As described above, the incident angle θ of light on the surface to be measured (the center O of the optical system) of the object to be measured 33 changes according to the above equation (9). The light passing through the center O of the optical system is reflected by the third reflecting surface M
After being reflected by 3, the light reaches the fourth reflection surface M4.
The fourth reflecting surface M4 is formed by the reflecting surface rotating device 31.
It can be rotated by an arbitrary angle in conjunction with the first reflection surface M1. Therefore, the incident light L1 and the output light L2 can be made coaxial. This is a light receiving unit (not shown)
Can be fixedly arranged at a subsequent stage of the fourth reflection surface M4 and on an extension of the line segment AD.
【0047】また、第1および第4の反射面M1,M4
を回転させるのみで、入射角を変えての光学特性の測定
が可能になる。したがって、従来装置で問題となってい
た光学系の交換や、交換した光学系の調整は、本発明の
装置では行わずに済む。Further, the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4
By simply rotating, it is possible to measure the optical characteristics while changing the incident angle. Therefore, the replacement of the optical system and the adjustment of the replaced optical system, which are problems in the conventional apparatus, need not be performed in the apparatus of the present invention.
【0048】また、この発明の光学特性測定ユニットで
は、物体移動装置35により、被測定物33の入れ出し
ができる。そのため、詳細は後述するが、透過率、反射
率、透過・反射における光の位相変化などの各種の光学
特性を測定できる。In the optical characteristic measuring unit according to the present invention, the object 33 can be moved in and out by the object moving device 35. Therefore, although details will be described later, various optical characteristics such as transmittance, reflectance, and phase change of light in transmission and reflection can be measured.
【0049】(c)この発明の光学特性測定ユニット
は、例えば以下のように使用することで、被測定物の透
過率及び又は、透過における位相変化を、入射角を変化
させながら測定できる。図3(A)および(B)はその
説明図である。(C) By using the optical characteristic measuring unit of the present invention as follows, for example, the transmittance and / or phase change in transmission of an object to be measured can be measured while changing the incident angle. FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams thereof.
【0050】先ず、物体移動装置35により、被測定物
を光学系に挿入しない状態を形成する(図3(A))。
そして、反射面回転装置31により第1および第4の反
射面M1,M4を適正に回転させながら、出射光L2の
強度を測定する。この処理を第1の処理とする。なお、
両反射面M1,M4を適正に回転させながらとは、被測
定物33への入射角を所望の通り変化できるように、第
1の反射面M1を回転させ、かつ、入射光L1と出射光
L2とが同軸となるように第4の反射面M4を回転させ
ることをいう(以下、同様)。First, a state in which the object to be measured is not inserted into the optical system is formed by the object moving device 35 (FIG. 3A).
Then, the intensity of the emitted light L2 is measured while appropriately rotating the first and fourth reflection surfaces M1 and M4 by the reflection surface rotating device 31. This process is referred to as a first process. In addition,
While appropriately rotating the two reflecting surfaces M1 and M4, the first reflecting surface M1 is rotated, and the incident light L1 and the outgoing light are changed so that the angle of incidence on the DUT 33 can be changed as desired. This means that the fourth reflection surface M4 is rotated so that L2 is coaxial (the same applies hereinafter).
【0051】次に、物体移動装置35により、被測定物
33の被測定面33aが光学系中心Oを含む位置(以
下、この位置を「所定位置」ともいう。)になるよう
に、被測定物33を第2および第3の反射面M2,M3
間に挿入した状態を形成する(図3(B))。そして、
反射面回転装置31により第1および第4の反射面M
1,M4を適正に回転させながら出射光L2の強度を測
定する。この処理を第2の処理とする。Next, the object to be measured is moved by the object moving device 35 so that the surface to be measured 33a of the object to be measured 33 is located at a position including the optical system center O (hereinafter, this position is also referred to as a "predetermined position"). The object 33 is moved to the second and third reflecting surfaces M2 and M3.
The state inserted between them is formed (FIG. 3B). And
The first and fourth reflecting surfaces M by the reflecting surface rotating device 31
1, while appropriately rotating M4, the intensity of the emitted light L2 is measured. This process is referred to as a second process.
【0052】ただし、第1の処理と第2の処理とは、い
ずれを先に実施しても良い。However, any of the first processing and the second processing may be performed first.
【0053】次に、これら第1の処理および第2の処理
それぞれで測定した出射光強度に基づいて、前記物体の
透過率及び又は透過における光の位相変化を測定する。Next, the transmittance of the object and / or the phase change of the light in the transmission are measured based on the intensity of the emitted light measured in each of the first processing and the second processing.
【0054】これについてさらに詳細に説明する。図3
(A)に示した第1の処理で得られる入射角θに依存す
る出射光L2の光量を、Ir(θ)とすると、Ir
(θ)は、次の式で表される。This will be described in more detail. FIG.
Assuming that the light amount of the emitted light L2 depending on the incident angle θ obtained in the first processing shown in FIG.
(Θ) is represented by the following equation.
【0055】 Ir(θ)=Io×R1(θ)×R2(θ)×R3(θ)×R4(θ) ・・ ・(10) ただし、Ioは入射光量、R1(θ)〜R4(θ)それ
ぞれは、角度θでの各反射面の反射率である。Ir (θ) = Io × R1 (θ) × R2 (θ) × R3 (θ) × R4 (θ) (10) where Io is the amount of incident light, and R1 (θ) to R4 (θ). ) Is the reflectance of each reflecting surface at an angle θ.
【0056】また、図3(B)に示した第2の処理で得
られる入射角θに依存する出射光L2の光量を、Is
(θ)とすると、Is(θ)は、次の式で表せる。Further, the light quantity of the outgoing light L2 depending on the incident angle θ obtained in the second processing shown in FIG.
Assuming that (θ), Is (θ) can be expressed by the following equation.
【0057】 Is(θ)=Io×R1(θ)×R2(θ)×R3(θ)×R4(θ)×Rs (θ) ・・・(11) ただし、Rs(θ)は、角度θでの被測定物33の透過
率である。Is (θ) = Io × R1 (θ) × R2 (θ) × R3 (θ) × R4 (θ) × Rs (θ) (11) where Rs (θ) is the angle θ Is the transmittance of the object 33 to be measured.
【0058】第2の処理で測定される光量Is(θ)中
の、被測定物33に依存する成分(すなわちRs
(θ))以外の成分は、第1の処理で測定される成分と
同じである。そのため、入射角θを考慮した被測定物の
透過率を、Ts(θ)とすると、該Ts(θ)は、以下
の(12)式により求まる。In the light quantity Is (θ) measured in the second process, a component (ie, Rs
The components other than (θ)) are the same as the components measured in the first processing. Therefore, assuming that the transmittance of the measured object in consideration of the incident angle θ is Ts (θ), Ts (θ) is obtained by the following equation (12).
【0059】 Ts(θ)=Is(θ)/Ir(θ) ・・・(12) また、透過における位相変化を求める場合は、先ず、上
記の第1の処理での位相特性Φ1(θ)と、上記の第2
の処理での位相特性Φ2(θ)とをそれぞれ求める。Ts (θ) = Is (θ) / Ir (θ) (12) When calculating a phase change in transmission, first, the phase characteristic Φ1 (θ) in the above-described first processing is obtained. And the second
And the phase characteristic Φ2 (θ) in the above processing are obtained.
【0060】これら位相特性Φ1(θ)、Φ2(θ)
は、例えば、以下の様にして測定出来る。These phase characteristics Φ1 (θ), Φ2 (θ)
Can be measured, for example, as follows.
【0061】先ず、光源として例えば図21を用いて説
明した光源部19、受光部として例えば図21を用いて
説明した受光部21をそれぞれ用意する。この光源部1
9を、第1の反射面M1の前段に配置し、この受光部2
1を第4の反射面M4の後段に配置する。この光源部1
9からの光を、この発明の光学特性測定ユニット30
に、入射光L1として入射させる。そして、上記の第1
の処理および第2の処理それぞれで受光部21で測定さ
れる光強度と、公知の偏光解析特有の計算理論とから、
位相特性Φ1(θ)、Φ2(θ)を算出する。これら算
出したΦ1(θ)およびΦ2(θ)を用いて、被測定物
33についての透過における位相変化は、 Φs=Φ2(θ)−Φ1(θ) ・・・(13) により求まる。First, the light source unit 19 described with reference to FIG. 21 is prepared as a light source, and the light receiving unit 21 described with reference to FIG. 21 is prepared as a light receiving unit. This light source unit 1
9 is disposed in front of the first reflection surface M1,
1 is arranged after the fourth reflection surface M4. This light source unit 1
9 from the optical characteristic measuring unit 30 of the present invention.
At a time as incident light L1. And the first
From the light intensity measured by the light receiving unit 21 in each of the processing and the second processing, and a known calculation theory specific to ellipsometry,
The phase characteristics Φ1 (θ) and Φ2 (θ) are calculated. Using these calculated Φ1 (θ) and Φ2 (θ), the phase change in transmission of the measured object 33 is obtained by Φs = Φ2 (θ) -Φ1 (θ) (13)
【0062】(d)また、この発明の光学特性測定ユニ
ット30の発明を実施するに当たり、好ましくは、第3
の反射面M3および第4の反射面M4を、前記N字状の
ための配置にするN状態と、該N状態に対して線分AD
を回転軸として180度回転させた配置にする状態(こ
れを非N状態という)とを選択的に形成する反射面移動
装置37をさらに具えた構成とするのが良い。(D) In practicing the invention of the optical characteristic measuring unit 30 of the present invention, preferably, the third
The reflection surface M3 and the fourth reflection surface M4 are arranged for the N-shape, and the line segment AD corresponds to the N state.
It is preferable to further include a reflecting surface moving device 37 for selectively forming a state in which the arrangement is rotated by 180 degrees with respect to the rotation axis (this state is referred to as a non-N state).
【0063】このような反射面移動装置37を具えた装
置の場合、該装置を例えば以下のように使用すること
で、被測定物33の反射率(絶対反射率)及び又は、反
射における位相変化を、入射角を変化させながら測定で
きる。図4(A)〜(D)はその説明図である。In the case of an apparatus provided with such a reflecting surface moving device 37, by using the device as described below, for example, the reflectance (absolute reflectance) of the DUT 33 and / or the phase change in the reflection can be obtained. Can be measured while changing the incident angle. 4A to 4D are explanatory diagrams thereof.
【0064】先ず、物体移動装置35により、被測定物
33を所定位置に挿入しない状態を形成する。然も、反
射面移動装置37により、第3および第4の反射面M
3,M4をN字状のための配置にする(図4(A))。
そして、反射面回転装置31により第1および第4の反
射面M1,M4を適正に回転させながら出射光L2の強
度(例えば光量Ir(θ))を測定する(図4
(B))。この処理を第1の処理とする。First, a state where the object 33 is not inserted into a predetermined position by the object moving device 35 is formed. Of course, the third and fourth reflecting surfaces M
3, M4 is arranged for N-shape (FIG. 4 (A)).
Then, while appropriately rotating the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4 by the reflecting surface rotating device 31, the intensity (for example, the light amount Ir (θ)) of the emitted light L2 is measured (FIG. 4).
(B)). This process is referred to as a first process.
【0065】次に、物体移動装置35により、被測定物
33を所定位置に挿入した状態を形成する。然も、反射
面移動装置37により、第3および第4の反射面M3,
M4をN字状の位置から線分ADを軸に180度回転さ
せた配置にする(図4(C))。そして、反射面回転装
置31により第1および第4の反射面M1、M4を適正
に回転させながら出射光L2の強度(例えば光量Is
(θ))を測定する(図4(D))。この処理を第2の
処理とする。Next, a state where the measured object 33 is inserted into a predetermined position by the object moving device 35 is formed. Of course, the third and fourth reflecting surfaces M3 and M3 are provided by the reflecting surface moving device 37.
M4 is arranged to be rotated from the N-shaped position by 180 degrees around the line segment AD (FIG. 4C). Then, while appropriately rotating the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4 by the reflecting surface rotating device 31, the intensity of the emitted light L2 (for example, the light amount Is
(Θ)) (FIG. 4 (D)). This process is referred to as a second process.
【0066】ただし、第1の処理と第2の処理とは、い
ずれを先に実施しても良い。However, any of the first processing and the second processing may be performed first.
【0067】なお、これら第1の処理および第2の処理
をそれぞれ実施すると、第3および第4の反射面M3,
M4は、N状態または非N状態になるように、反射面移
動装置37によって移動される。しかし、この発明では
第3および第4の反射面の構成や配置等を上記のごとく
工夫してあるため、M3,M4をこのように移動して
も、M3,M4の移動前後での光学系における光路長、
焦点距離、収差等の光学的特性は変わらない。すなわ
ち、光学的特性は、保存される。When the first processing and the second processing are performed, respectively, the third and fourth reflecting surfaces M3 and M3 are obtained.
M4 is moved by the reflecting surface moving device 37 so as to be in the N state or the non-N state. However, in the present invention, since the configuration and arrangement of the third and fourth reflecting surfaces are devised as described above, even if M3 and M4 are moved in this manner, the optical system before and after M3 and M4 are moved. The optical path length at
Optical characteristics such as focal length and aberration do not change. That is, the optical properties are preserved.
【0068】次に、上記の第1の処理および第2の処理
それぞれで測定した出射光強度に基づいて、入射角θを
考慮した被測定物33の反射率Rs(θ)を求める。こ
のRs(θ)は、 Rs(θ)=Is(θ)/Ir(θ) ・・・(14) により求まる。その原理は、上記の透過率測定の場合と
同様である。Next, based on the emitted light intensity measured in each of the above-described first processing and second processing, the reflectance Rs (θ) of the measured object 33 in consideration of the incident angle θ is obtained. This Rs (θ) is obtained by the following formula: Rs (θ) = Is (θ) / Ir (θ) (14) The principle is the same as in the case of the transmittance measurement described above.
【0069】また、反射における位相変化Φ(θ)は、
上記の透過における位相変化を求めた方法に準じた方法
で求めることができる。すなわち、第2の処理で求める
位相特性Φ2(θ)が反射における位相特性であること
以外は、下記の(15)式により、反射における位相変
化を求めることができる。 Φs=Φ1(θ)−Φ2(θ) ・・・(15)。The phase change Φ (θ) in reflection is
The phase change in transmission can be obtained by a method according to the method for obtaining the phase change. That is, except for the fact that the phase characteristic Φ2 (θ) obtained in the second processing is the phase characteristic in reflection, the phase change in reflection can be obtained by the following equation (15). Φs = Φ1 (θ) −Φ2 (θ) (15).
【0070】(e)また、反射面移動装置37を具える
好適例の光学特性測定ユニット30の場合、以下のよう
に使用することで、基準物の反射率に対する被測定物の
反射率(すなわち相対反射率)及び又は、基準物の反射
における位相変化に対する、被測定物の反射における位
相変化(これを、以下、「反射における相対位相変化」
という)を測定することもできる。図5(A)および
(B)は、その説明図である。(E) In the case of the optical characteristic measuring unit 30 of the preferred embodiment including the reflecting surface moving device 37, the reflectance of the object to be measured with respect to the reflectance of the reference object (that is, the reflectance of the reference object) is used as follows. Relative reflectance) and / or a phase change in the reflection of the measured object with respect to a phase change in the reflection of the reference object (hereinafter, referred to as “relative phase change in reflection”)
Can be measured. FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams thereof.
【0071】先ず、反射面移動装置37により、第3及
び第4の反射面M3,M4を非N字状態にする。然も、
物体移動装置35により、基準物39を、第2および第
3の反射面M2,M3間の所定位置(被測定物33を挿
入する場合の位置)に挿入する(図5(A))。そし
て、反射面回転装置31により第1および第4の反射面
M1,M4を適正に回転させながら出射光L2の強度
(例えば光量Ir(θ))を測定する(図5(A))。
この処理を第1の処理とする。First, the third and fourth reflecting surfaces M3 and M4 are brought into a non-N-shaped state by the reflecting surface moving device 37. Of course,
The reference object 39 is inserted into the predetermined position between the second and third reflecting surfaces M2 and M3 (the position where the object 33 is inserted) by the object moving device 35 (FIG. 5A). Then, while appropriately rotating the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4 by the reflecting surface rotating device 31, the intensity (for example, the light amount Ir (θ)) of the emitted light L2 is measured (FIG. 5A).
This process is referred to as a first process.
【0072】次に、基準物39の代わりに被測定物33
を挿入すること以外は、図5(A)を用いて説明したと
同様にして、出射光L2の強度(例えば光量Is
(θ))を測定する(図5(B))。この処理を第2の
処理とする。Next, the measured object 33 is replaced with the reference object 39.
5A, the intensity of the emitted light L2 (for example, the light amount Is
(Θ)) (FIG. 5 (B)). This process is referred to as a second process.
【0073】次に、これら第1および第2の処理それぞ
れで測定した出射光強度に基づいて、被測定物33の基
準物39に対する相対反射率及び又は相対位相変化を測
定する。ただし、この場合は、Ir(θ)およびΦ1
(θ)は、それぞれ基準物についてのものである。これ
らを用いること以外は、相対反射率は上記の(14)式
により、また、相対位相変化は上記の(15)式により
求めることが出来る。Next, based on the emitted light intensity measured in each of the first and second processes, the relative reflectance and / or the relative phase change of the measured object 33 with respect to the reference object 39 are measured. However, in this case, Ir (θ) and Φ1
(Θ) is for the reference object. Except for using these, the relative reflectance can be obtained by the above equation (14), and the relative phase change can be obtained by the above equation (15).
【0074】なお、反射面移動装置を具えた構成とする
場合、反射面移動装置として、図6に示したように、第
4の反射面M4のみをN状態(図6(A)参照)および
非N状態(図6(B)参照)に選択的に変化させる反射
面移動装置37aを具え、そして、第3の反射面M3が
前記非N状態にされた場合に相当する位置に、第3の反
射面相当の第5の反射面M5を具える構成としても良
い。When a configuration is provided with a reflecting surface moving device, as shown in FIG. 6, only the fourth reflecting surface M4 is in the N state (see FIG. 6A). A reflecting surface moving device 37a for selectively changing to the non-N state (see FIG. 6B) is provided, and the third reflecting surface M3 is moved to a position corresponding to the case where the third reflecting surface M3 is set to the non-N state. And a fifth reflecting surface M5 corresponding to the reflecting surface described above.
【0075】この場合、第3の反射面M3を移動させな
いで済む分、反射面移動装置37aの構成を簡単にする
ことができる。ただしこの場合、第3の反射面M3と第
5の反射面M5との個体差の影響を受けやすくなるの
で、光学的特性をより保存したい場合は、第5の反射面
M5を設けずに第3および第4の反射面M3,M4を移
動する構成(図4を参照して説明した構成)の方が好ま
しい。In this case, since the third reflecting surface M3 does not need to be moved, the structure of the reflecting surface moving device 37a can be simplified. However, in this case, the third reflection surface M3 and the fifth reflection surface M5 are susceptible to individual differences. Therefore, when it is desired to further preserve optical characteristics, the fifth reflection surface M5 may be provided without providing the fifth reflection surface M5. A configuration in which the third and fourth reflecting surfaces M3 and M4 are moved (the configuration described with reference to FIG. 4) is more preferable.
【0076】(f)なお、この発明の光学特性測定ユニ
ットでは、入射光としてビーム径が小さいものを用いる
場合、入射光のF値が大きい場合、および又は光学系全
体が小さいため光路長が短い場合等は、第2および第3
の反射面M2,M3それぞれを、回転楕円面で構成する
代わりに、前記N字状の光路を含む平面に垂直な方向に
曲率を持たない楕円円筒面、または、前記回転楕円面に
近似な形状を持つ球面、または、前記回転楕円面に近似
な形状を持つ円筒面で構成しても良い。ビーム径が小さ
い場合等は、入射角を変えても第1の反射面M1で反射
された光は図2の楕円モデルの線上のどこかに入射され
る。すなわち、図2の紙面に垂直な方向への光の広がり
は少ない。そのため、第2および第3の反射面M2,M
3を上記のような球面または円筒面で構成しても、M
2,M3を回転楕円面で構成する場合と等価な光学系が
実現できる。にもかかわらず、上記の球面や円筒面は、
いずれも、回転楕円面に比べて、作製が容易であるの
で、例えば、光学特性測定ユニットのコスト低減を図る
ことができる。(F) In the optical characteristic measuring unit of the present invention, when the light having a small beam diameter is used as the incident light, when the F-number of the incident light is large, or when the entire optical system is small, the optical path length is short. In such cases, the second and third
Instead of configuring each of the reflecting surfaces M2 and M3 of a spheroidal surface, an elliptical cylindrical surface having no curvature in a direction perpendicular to a plane including the N-shaped optical path, or a shape similar to the spheroidal surface Or a cylindrical surface having a shape similar to the spheroid. For example, when the beam diameter is small, the light reflected by the first reflecting surface M1 is incident somewhere on the line of the elliptical model in FIG. 2 even if the incident angle is changed. That is, the spread of light in the direction perpendicular to the plane of FIG. 2 is small. Therefore, the second and third reflecting surfaces M2, M
3 may be constituted by a spherical or cylindrical surface as described above,
An optical system equivalent to the case where M2 and M3 are constituted by spheroids can be realized. Nevertheless, the above spherical and cylindrical surfaces are
All of them are easier to manufacture than spheroids, so that, for example, the cost of the optical property measuring unit can be reduced.
【0077】(g)また、この発明の光学特性測定ユニ
ットの発明を実施するに当たり、反射面回転装置31の
代わりに、図7に示したように、第1および第4の反射
面M1,M4を、入射点Aおよび出射点Dを結ぶ線分A
Dを回転軸として連動させて回転する反射面回転装置4
1(以下、第2の反射面回転装置41ともいう。)を具
える構成としても良い。(G) In practicing the invention of the optical characteristic measuring unit of the present invention, instead of the reflecting surface rotating device 31, as shown in FIG. Is a line segment A connecting the incident point A and the output point D.
Reflection surface rotation device 4 that rotates in conjunction with D as a rotation axis
1 (hereinafter, also referred to as a second reflection surface rotating device 41).
【0078】この第2の反射面回転装置41を用いて、
第1の反射面M1を線分ADを回転軸として角度α(図
7(B))回転させた場合の、被測定面33aへの光の
入射角θは、以下の(16)式により表せる。Using this second reflecting surface rotating device 41,
When the first reflecting surface M1 is rotated by an angle α (FIG. 7B) about the line segment AD as a rotation axis, the incident angle θ of light to the measured surface 33a can be expressed by the following equation (16). .
【0079】 θ=arccos{cosθocosα} ・・・(16) このようにθが与えられる理由を、図8を参照して説明
する。ただし、この図8において、Nは被測定面33a
の法線ベクトル、Soはα=0(第1の反射面M1の初
期状態)での被測定面33aへの入射光線のベクトル、
Sは第1の反射面M1を線分ADを回転軸として、角度
α回転させた時の被測定面33aへの入射光線のベクト
ルである。これら3つのベクトルはすべて単位ベクトル
であるとする。また、θoは、α=0での被測定面33
aへの入射角である。なお、図8では、計算を簡略化す
るため、ベクトルSoの方向をz軸と定め、かつ、ベク
トルSの移動する平面がyzとなるようにy軸を定めて
ある。このとき、法線ベクトルNは自動的にxz平面内
にある。Θ = arccos {cosθocosα} (16) The reason why θ is given as described above will be described with reference to FIG. However, in FIG. 8, N is the measured surface 33a.
So is the vector of the light ray incident on the measured surface 33a when α = 0 (the initial state of the first reflecting surface M1),
S is a vector of a light ray incident on the surface to be measured 33a when the first reflection surface M1 is rotated by an angle α using the line segment AD as a rotation axis. It is assumed that all three vectors are unit vectors. Θo is the measured surface 33 at α = 0.
The angle of incidence on a. In FIG. 8, in order to simplify the calculation, the direction of the vector So is defined as the z-axis, and the y-axis is defined so that the plane on which the vector S moves is yz. At this time, the normal vector N is automatically in the xz plane.
【0080】ベクトルNの成分は以下の(17)式の通
りであり、また、ベクトルSoの成分は以下の(18)
式の通りである。The component of the vector N is given by the following equation (17), and the component of the vector So is given by the following equation (18)
It is as the formula.
【0081】 N=(sinθo、0、cosθo) ・・・(17) S=(0、sinα、cosα) ・・・(18) 入射角θは、上記の各ベクトルの内積を使って以下の
(19)式のように表すことができる。N = (sin θo, 0, cos θo) (17) S = (0, sin α, cos α) (18) The incident angle θ is obtained by using the inner product of the above vectors as follows: 19) It can be expressed like the equation.
【0082】 N・S=|N||So|cosθ ・・・(19) ここで、|N||So|=cosθocosα、|N|
=1、|So|=1であるので、これらを(19)式に
代入し、かつ、該式を変形すると、上記の(16)式が
得られる。N · S = | N || So | cosθ (19) where | N || So | = cosθocosα, | N |
= 1 and | So | = 1, so these are substituted into the expression (19), and when the expression is modified, the above expression (16) is obtained.
【0083】θo=10度とすると、第1の反射面M1
の回転角度αを0〜90度の範囲で変化させることによ
り、入射角θを10〜90度の範囲で任意に変化させる
ことができる。If θo = 10 degrees, the first reflecting surface M1
By changing the rotation angle α in the range of 0 to 90 degrees, the incident angle θ can be arbitrarily changed in the range of 10 to 90 degrees.
【0084】この第2の反射面回転装置41を用いる
と、反射面回転装置31を用いる場合とは異なる光学特
性測定ユニットを設計することができる。そのため、光
学特性測定ユニットの設計自由度が向上する。The use of the second reflecting surface rotating device 41 makes it possible to design an optical characteristic measuring unit different from the case where the reflecting surface rotating device 31 is used. Therefore, the degree of freedom in designing the optical characteristic measuring unit is improved.
【0085】なお、第2の反射面回転装置41を用いる
構成の場合も、第2の反射面M2が、入射点Aおよび光
学系中心Oを焦点とする回転楕円面であるので、第1の
反射面M1を回転させても、第1および第2の反射面M
1,M2を経た反射光は、常に光学系中心Oを通過す
る。然も、点Aから、点Bを経て、光学系中心Oに至る
光路長も、第1の反射面M1を回転させても、変化しな
い。また、この第2の反射面回転装置41の場合も、第
1の反射面M1の回転に連動させて第4の反射面M4を
回転させることができる。そして、第4の反射面M4の
回転方向および回転量は、第4の反射面M4からの出射
光L4が、第1の反射面M1への入射光と同軸になるよ
うに、設定することができる。In the case of using the second reflecting surface rotating device 41, the first reflecting surface M2 is a spheroidal surface having the incident point A and the center O of the optical system as focal points. Even if the reflecting surface M1 is rotated, the first and second reflecting surfaces M
The reflected light passing through 1 and M2 always passes through the center O of the optical system. Of course, the optical path length from the point A to the center O of the optical system via the point B does not change even if the first reflection surface M1 is rotated. Also, in the case of the second reflecting surface rotating device 41, the fourth reflecting surface M4 can be rotated in conjunction with the rotation of the first reflecting surface M1. The direction and amount of rotation of the fourth reflecting surface M4 may be set such that the light L4 emitted from the fourth reflecting surface M4 is coaxial with the light incident on the first reflecting surface M1. it can.
【0086】これらのことから、第2の反射面回転装置
41を用いる構成の場合も、光路長、焦点距離、収差な
どの光学的特性を保存することができる。Thus, the optical characteristics such as the optical path length, the focal length, and the aberration can be preserved even in the case of the configuration using the second reflecting surface rotating device 41.
【0087】(h)この第2の反射面回転装置41を具
えた光学特性測定ユニットの場合も、第1および第4の
反射面M1,M4の回転のさせ方が反射面回転装置31
を具えた光学特性測定ユニットの場合と異なること以外
は、反射面回転装置31を具えた光学特性測定ユニット
について説明した場合と同様にして、被測定物の透過
率、透過における位相変化、反射率、反射における位相
変化を測定できる。以下、簡単に説明する。(H) In the case of the optical characteristic measuring unit having the second reflecting surface rotating device 41, the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4 are rotated by the reflecting surface rotating device 31.
The transmittance, phase change in transmission, reflectance of the object to be measured are the same as in the case of the optical property measurement unit including the reflecting surface rotation device 31 except that the optical property measurement unit is provided with , The phase change in reflection can be measured. Hereinafter, a brief description will be given.
【0088】図7(A)および(B)は、第2の反射面
回転装置41を具えた光学特性測定ユニットで、透過率
および又は透過における位相変化を測定する場合の説明
図である。第2および第3の反射面M2,M3間に被測
定物を挿入しない状態で出射光L2の強度を測定する
(図7(A))。第2および第3の反射面M2,M3間
の所定位置に被測定物33を挿入した状態で出射光L2
の強度を測定する(図7(B))。これら測定で得た情
報から、透過率および又は透過における位相変化を求め
る原理は、反射面回転装置31を具えた光学特性測定ユ
ニットの場合と同様であるので、その説明は省略する。FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams of a case where an optical characteristic measuring unit provided with the second reflecting surface rotating device 41 measures a transmittance and / or a phase change in transmission. The intensity of the outgoing light L2 is measured without inserting an object to be measured between the second and third reflecting surfaces M2 and M3 (FIG. 7A). With the measured object 33 inserted at a predetermined position between the second and third reflecting surfaces M2 and M3, the emitted light L2
Is measured (FIG. 7 (B)). The principle of obtaining the transmittance and / or the phase change in the transmission from the information obtained by these measurements is the same as that of the optical property measuring unit provided with the reflecting surface rotating device 31, so that the description is omitted.
【0089】図9(A)および(B)は、第2の反射面
回転装置41を具えた光学特性測定ユニットで、絶対反
射率および又は反射における位相変化を測定する場合の
説明図である。第2および第3の反射面M2,M3間に
被測定物を挿入しない状態で出射光L2の強度を測定す
る(図9(A))。第2および第3の反射面M2,M3
間の所定位置に被測定物33を挿入した状態で、かつ、
第3および第4の反射面をAD線を中心として図9
(A)の状態から180度回転させた状態で出射光L2
の強度を測定する(図9(B))。これら測定で得た情
報から、絶対反射率および又は反射における位相変化を
求める原理は、反射面回転装置31を具えた光学特性測
定ユニットの場合と同様であるので、その説明は省略す
る。FIGS. 9A and 9B are explanatory diagrams of a case where an optical reflectance measuring unit provided with the second reflecting surface rotating device 41 measures an absolute reflectance and / or a phase change in reflection. The intensity of the outgoing light L2 is measured without inserting the object to be measured between the second and third reflecting surfaces M2 and M3 (FIG. 9A). Second and third reflecting surfaces M2, M3
In a state where the DUT 33 is inserted at a predetermined position between
FIG. 9 shows the third and fourth reflecting surfaces centered on the AD line.
The output light L2 is rotated 180 degrees from the state of FIG.
Is measured (FIG. 9B). The principle of obtaining the absolute reflectance and / or the phase change in reflection from the information obtained by these measurements is the same as that of the optical property measuring unit provided with the reflecting surface rotating device 31, so that the description is omitted.
【0090】図10(A)および(B)は、第2の反射
面回転装置41を具えた光学特性測定ユニットで、相対
反射率および又は相対位相変化を測定する場合の説明図
である。FIGS. 10A and 10B are explanatory diagrams of a case where an optical characteristic measuring unit provided with the second reflecting surface rotating device 41 measures a relative reflectance and / or a relative phase change.
【0091】第3および第4の反射面M3,M4を、N
字状を構成する位置ではなく、該位置に対して線分AD
を中心として180度回転させた位置(非N字状の位
置)に、反射面回転装置31(図1参照)により、移動
しておく。そして、基準物39を所定位置に置く(図1
0(A))。そしてこの状態で出射光L2の強度を測定
する。次に、基準物の代わりに被測定物33を所定位置
に置く。そして、この状態で出射光L2の強度を測定す
る(図10(B))。これら測定で得た情報から、相対
反射率および又は反射における相対位相変化を求める原
理は、反射面回転装置31を具えた光学特性測定ユニッ
トの場合と同様であるので、その説明は省略する。The third and fourth reflecting surfaces M3 and M4 are
It is not a position forming a character shape, but a line segment AD
Is moved by a reflection surface rotating device 31 (see FIG. 1) to a position (non-N-shaped position) rotated by 180 degrees with respect to. Then, the reference object 39 is placed at a predetermined position (FIG. 1).
0 (A)). Then, the intensity of the emitted light L2 is measured in this state. Next, the measured object 33 is placed at a predetermined position instead of the reference object. Then, in this state, the intensity of the emitted light L2 is measured (FIG. 10B). The principle of obtaining the relative reflectivity and / or the relative phase change in reflection from the information obtained by these measurements is the same as in the case of the optical property measuring unit provided with the reflecting surface rotating device 31, and the description thereof is omitted.
【0092】(i)なお、第2の反射面回転装置41を
具えた光学特性測定ユニットの場合で、入射光のビーム
径が小さい場合や、入射光のF値が大きい場合や、光学
系全体が小さいために光路長が短い場合は、第2および
第3の反射面M2,M3を回転楕円面で構成していた代
わりに、後述する所定の円筒面で構成しても良い。これ
について、図11を参照して詳細に説明する。(I) In the case of the optical characteristic measuring unit having the second reflecting surface rotating device 41, when the beam diameter of the incident light is small, when the F value of the incident light is large, or when the entire optical system is used. In the case where the optical path length is short due to the small distance, the second and third reflecting surfaces M2 and M3 may be constituted by a predetermined cylindrical surface described later instead of being constituted by a spheroidal surface. This will be described in detail with reference to FIG.
【0093】第2の反射面回転装置41を用いた場合、
第1の反射面M1を回転させた時の第2の反射面M2へ
の光の入射点の軌跡は、図11(A)に網点模様で示し
たように、回転楕円面の短周に沿うようになる。然も、
図11(B)に示したように、回転楕円面の、楕円成分
が最も少ない部分に沿うようになる。すなわち、図11
(C)に示したように、球面成分を持つ面に沿うように
なる。したがって、M2に入る光線のビーム系が小さい
場合等では、図11(D)に示したように、AD線を軸
とする円筒面の一部で第2および第3の反射面M2,M
3それぞれを構成しても、本発明の作用・効果が得られ
る。When the second reflecting surface rotating device 41 is used,
When the first reflecting surface M1 is rotated, the trajectory of the light incident point on the second reflecting surface M2 is, as shown by a halftone dot pattern in FIG. It will be along. Of course,
As shown in FIG. 11B, the spheroidal surface follows the portion having the least elliptical component. That is, FIG.
As shown in FIG. 3C, the light is applied along a surface having a spherical component. Therefore, when the beam system of the light beam entering M2 is small or the like, as shown in FIG. 11D, the second and third reflecting surfaces M2 and M
Even when each of the three is configured, the operation and effect of the present invention can be obtained.
【0094】[0094]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。ただし、説明に用いる各
図は、この発明を理解出来る程度に概略的に示してある
にすぎない。また、以下の説明に用いる各図では、同様
な構成成分については、同一の番号を付して示す。そし
て、同様な構成成分の重複説明を省略することもある。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the drawings used in the description are only schematically shown to the extent that the present invention can be understood. In the drawings used in the following description, the same components are denoted by the same reference numerals. In addition, redundant description of similar components may be omitted.
【0095】1.第1の実施の形態 図12は、第1の実施の形態の光学特性測定ユニットを
説明するための斜視図である。1. First Embodiment FIG. 12 is a perspective view illustrating an optical property measuring unit according to a first embodiment.
【0096】この光学特性測定ユニットでは、基板51
上に、第1〜第4の反射面M1〜M4を、これら反射面
を経る光路がN字状となるように、配置してある。In this optical characteristic measuring unit, the substrate 51
Above, the first to fourth reflecting surfaces M1 to M4 are arranged such that the optical path passing through these reflecting surfaces is N-shaped.
【0097】第1および第4の反射面M1,M4それぞ
れを、平面鏡で構成してある。また、第2の反射面M2
を、入射点Aと光学系中心Oとを焦点とする回転楕円面
の一部で構成してある。また、第3の反射面M3を、光
学系中心Oと出射点Dとを焦点とする回転楕円面の一部
で構成してある。Each of the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4 is constituted by a plane mirror. Further, the second reflection surface M2
Is constituted by a part of the spheroidal surface having the focal point at the incident point A and the center O of the optical system. Further, the third reflecting surface M3 is constituted by a part of a spheroidal surface having the optical system center O and the emission point D as focal points.
【0098】また、第2および第3の反射面M2,M3
それぞれを、基板51に固定してある。これに対して、
第1および第4の反射面M1,M4それぞれは、基板5
1に固定していない。Further, the second and third reflecting surfaces M2, M3
Each is fixed to the substrate 51. On the contrary,
Each of the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4 is
Not fixed to 1.
【0099】この第1の反射面M1を、第1回転軸53
の一端と接続してある。この第1回転軸53は、基板5
1の貫通孔51a通って基板51の裏面に至っている。
この第1の回転軸53の他端を、第1プーリ55と接続
してある。The first reflecting surface M1 is connected to the first rotating shaft 53
Is connected to one end. This first rotating shaft 53 is
One through hole 51 a reaches the back surface of the substrate 51.
The other end of the first rotating shaft 53 is connected to a first pulley 55.
【0100】また、第4の反射面M4を、第2回転軸5
7の一端と接続してある。この第2回転軸57は、基板
51の貫通孔51b通って基板51の裏面に至ってい
る。この第2の回転軸57の他端を、第2プーリ59と
接続してある。Further, the fourth reflecting surface M4 is connected to the second rotating shaft 5
7 is connected to one end. The second rotation shaft 57 reaches the back surface of the substrate 51 through the through hole 51b of the substrate 51. The other end of the second rotation shaft 57 is connected to a second pulley 59.
【0101】また、この光学特性測定ユニットは、回転
手段として任意好適なモータ61を具えている。このモ
ータ61のシャフト61aに、第3のプーリ63および
第4のプーリ65を接続してある。モータとしては、例
えばステッピングモータを用いることができる。The optical characteristic measuring unit includes a motor 61 as a rotating means. A third pulley 63 and a fourth pulley 65 are connected to a shaft 61a of the motor 61. As the motor, for example, a stepping motor can be used.
【0102】第3のプーリ63と第1のプーリ55と
を、ベルト67により結合してある。第4のプーリ65
と第2のプーリ59とを、ベルト69により結合してあ
る。The third pulley 63 and the first pulley 55 are connected by a belt 67. Fourth pulley 65
And the second pulley 59 are connected by a belt 69.
【0103】この第1の実施の形態では、回転軸53,
57と、各プーリ55,59,63,65と、モータ6
1とにより、反射面回転装置31を構成している。In the first embodiment, the rotating shaft 53,
57, each pulley 55, 59, 63, 65, and the motor 6
1 constitutes the reflection surface rotating device 31.
【0104】また、この光学特性測定ユニットは、物体
移動装置35を具える。この物体移動装置35は、被測
定物(基準物の場合も含む)を、この発明でいう所定位
置に入れ出しする。この物体移動装置35は、任意好的
な、移動機構で構成してある。The optical characteristic measuring unit includes an object moving device 35. The object moving device 35 puts a measured object (including a reference object) into and out of a predetermined position according to the present invention. The object moving device 35 is constituted by an arbitrary moving mechanism.
【0105】この第1の実施の形態の場合、モータ61
を回転させると、この回転は、各プーリと回転軸とによ
り第1および第4の反射面M1,M4に伝わる。そのた
め、この例の場合は、第1および第4の反射面M1,M
4を、同一方向に、同一角度回転させることができる。In the case of the first embodiment, the motor 61
Is rotated, the rotation is transmitted to the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4 by the respective pulleys and the rotation shaft. Therefore, in the case of this example, the first and fourth reflecting surfaces M1, M
4 can be rotated in the same direction and by the same angle.
【0106】なお、第2の反射面M2を構成する回転楕
円面と、第3の反射面M3を構成する回転楕円面とが同
一の形状である場合、第1の反射面M1をφ回転させた
ことに対する第4の反射面M4の回転角度および回転方
向は、第1の反射面M1と同じで済む。M2,M3の形
状が異なる場合は、両者の形状の違いを考慮して、第4
の反射面M4の駆動条件を決定する必要がある。If the spheroid forming the second reflecting surface M2 and the spheroid forming the third reflecting surface M3 have the same shape, the first reflecting surface M1 is rotated by φ. The rotation angle and the rotation direction of the fourth reflecting surface M4 corresponding to the above may be the same as those of the first reflecting surface M1. If the shapes of M2 and M3 are different, the fourth
It is necessary to determine the driving condition of the reflection surface M4.
【0107】この図12に示した実施の形態の光学特性
測定ユニットの場合、図3(A)および(B)を用いて
説明した各処理が可能である。したがって、被測定物の
透過率および又は透過における位相変化を測定すること
ができる。In the case of the optical characteristic measuring unit of the embodiment shown in FIG. 12, each processing described with reference to FIGS. 3A and 3B is possible. Therefore, it is possible to measure the transmittance and / or the phase change in the transmission of the DUT.
【0108】2.第2の実施の形態 図13は、第2の実施の形態の光学特性測定ユニットを
説明するための斜視図である。2. Second Embodiment FIG. 13 is a perspective view illustrating an optical characteristic measuring unit according to a second embodiment.
【0109】第1の実施の形態では、第1および第4の
反射面M1、M4を、最終的には、共通のモータ61に
結合していた。これに対し、この第2の実施の形態で
は、第1および第2の反射面M1,M4それぞれを、別
々のモータ71,73に結合してある。In the first embodiment, the first and fourth reflecting surfaces M1 and M4 are finally connected to the common motor 61. On the other hand, in the second embodiment, the first and second reflecting surfaces M1 and M4 are connected to separate motors 71 and 73, respectively.
【0110】この第2の実施の形態の場合、モータ7
1,73と回転軸53,57とで、反射面回転装置31
を構成している。In the case of the second embodiment, the motor 7
1, 73 and the rotating shafts 53, 57, the reflecting surface rotating device 31
Is composed.
【0111】この例の場合、モータ71,73を別々に
駆動できるので、第1および第4の反射面M1,M4の
回転方向および回転量をそれぞれ任意に制御できる。In the case of this example, since the motors 71 and 73 can be driven separately, the rotation direction and the rotation amount of the first and fourth reflection surfaces M1 and M4 can be arbitrarily controlled.
【0112】なお、この場合、モータ73と回転軸57
とからなる部分は、第4の反射面M4を線分ADを中心
として180度移動させる反射面移動装置37の役割も
担っている。In this case, the motor 73 and the rotating shaft 57
The portion consisting of also serves as a reflection surface moving device 37 for moving the fourth reflection surface M4 by 180 degrees around the line segment AD.
【0113】また、第1の実施の形態では、第3の反射
面M3を基板51に固定していたが、この第2の実施の
形態では、第3の反射面M3は基板51に固定していな
い。然も、第3の反射面M3は、反射面移動装置37に
よって、線分ADを中心として、180度回転移動でき
る構成としてある。In the first embodiment, the third reflecting surface M3 is fixed to the substrate 51, but in the second embodiment, the third reflecting surface M3 is fixed to the substrate 51. Not. Needless to say, the third reflecting surface M3 is configured to be able to rotate 180 degrees around the line segment AD by the reflecting surface moving device 37.
【0114】第3の反射面M3を移動するための反射面
移動装置37は、任意好適な移動機構により構成してあ
る。The reflecting surface moving device 37 for moving the third reflecting surface M3 is constituted by any suitable moving mechanism.
【0115】この第2の実施の形態の光学特性測定ユニ
ットの場合、図4(A)〜(D)を参照して説明した各
処理が行えるので、被測定物の絶対反射率および又は反
射における位相変化を測定できる。In the case of the optical characteristic measuring unit according to the second embodiment, since each processing described with reference to FIGS. 4A to 4D can be performed, the absolute reflectance and / or reflection of the object to be measured can be reduced. Phase change can be measured.
【0116】さらに、この第2の実施の形態の光学特性
測定ユニットの場合、図5(A)および(B)を参照し
て説明した各処理が行えるので、被測定物の相対反射率
および又は反射における相対位相変化を測定できる。Further, in the case of the optical characteristic measuring unit according to the second embodiment, since the respective processes described with reference to FIGS. 5A and 5B can be performed, the relative reflectance of the object to be measured and / or The relative phase change in reflection can be measured.
【0117】さらに、この第2の実施の形態の光学特性
測定ユニットの場合、反射面移動装置37を用いないよ
うにすれば、第1の実施の形態と同様、被測定物の透過
率および又は透過における位相変化を測定できる。Further, in the case of the optical characteristic measuring unit of the second embodiment, if the reflecting surface moving device 37 is not used, as in the first embodiment, the transmittance of the object and / or The phase change in transmission can be measured.
【0118】したがって、この第2の実施の形態の光学
特性測定ユニットによれば、被測定物の絶対反射率お
よび又は反射における位相変化、被測定物の相対反射
率および又は反射における相対位相変化、被測定物の
透過率および又は透過における位相変化を測定できる。Therefore, according to the optical characteristic measuring unit of the second embodiment, a phase change in the absolute reflectance and / or reflection of the object, a relative phase change in the relative reflectance and / or reflection of the object, The transmittance and / or the phase change in transmission of the object can be measured.
【0119】3.第3の実施の形態 図14は、この発明の光学特性測定ユニットをエリプソ
メータに適用した例を説明する図である。3. Third Embodiment FIG. 14 is a view for explaining an example in which the optical property measurement unit of the present invention is applied to an ellipsometer.
【0120】このエリプソメータは、この発明の光学特
性測定ユニット30と、光源部81と、受光部83とを
具える。The ellipsometer includes the optical characteristic measuring unit 30 according to the present invention, a light source unit 81, and a light receiving unit 83.
【0121】光源部81は、例えば、任意の波長の光を
出力する光源(例えばモノクロメータ)81aと、偏光
子81bとで構成できる。受光部83は、例えば、検光
子83aと受光素子83bとで構成出来る。The light source section 81 can be composed of, for example, a light source (for example, a monochromator) 81a for outputting light of an arbitrary wavelength and a polarizer 81b. The light receiving section 83 can be composed of, for example, an analyzer 83a and a light receiving element 83b.
【0122】光源部81からの光を、入射光L1とし
て、第1の反射面M1に入射させる。受光部83は、第
4の反射面M4の後段であって、AD線上に配置してあ
る。The light from the light source 81 is incident on the first reflection surface M1 as incident light L1. The light receiving section 83 is located on the AD line, at the subsequent stage of the fourth reflection surface M4.
【0123】この図14に示したエリプソメータの場
合、光源部81と光学特性測定ユニット30と、受光部
83とが直線状に配置された構造のエリプソメータを実
現できる。然も、ゴニオステージなどを用いずにエリプ
ソメータを実現できる。In the case of the ellipsometer shown in FIG. 14, an ellipsometer having a structure in which the light source unit 81, the optical characteristic measuring unit 30, and the light receiving unit 83 are linearly arranged can be realized. Of course, an ellipsometer can be realized without using a gonio stage or the like.
【0124】4.第4の実施の形態 図15は、この発明の光学特性測定ユニットを、市販の
分光光度計90に組み合わせる例を説明する図である。[0124] 4. Fourth Embodiment FIG. 15 is a diagram illustrating an example in which the optical property measurement unit of the present invention is combined with a commercially available spectrophotometer 90.
【0125】分光光度計90は、光源部91と、測定部
93とを具える。測定部93には、リファレンス光路と
サンプル光路とが形成されている。光源部91は、リフ
ァレンス光路およびサンプル光路に交互に光を出力す
る。これら光を説明上、リファレンス光Lrおよびサン
プル光Lsと呼ぶ。The spectrophotometer 90 includes a light source unit 91 and a measuring unit 93. The measuring section 93 has a reference optical path and a sample optical path. The light source unit 91 outputs light alternately to the reference optical path and the sample optical path. These lights are referred to as reference light Lr and sample light Ls for explanation.
【0126】この発明の光学特性測定装置30はサンプ
ル光路中に配置される。受光部95は、リファレンス光
Lrおよびサンプル光Lsを交互に受光する。The optical characteristic measuring device 30 according to the present invention is arranged in the sample optical path. The light receiving section 95 receives the reference light Lr and the sample light Ls alternately.
【0127】この実施の形態によれば、市販の分光光度
計とこの発明の光学特性測定ユニットとにより、被測
定物の絶対反射率および又は反射における位相変化、
被測定物の相対反射率および又は反射における相対位相
変化、被測定物の透過率および又は透過における位相
変化を測定できる。しかも、これら測定のいずれを行う
場合も、光学系の交換や、調整を特にすることなく、目
的の測定を行うことができる。According to this embodiment, a commercially available spectrophotometer and the optical characteristic measuring unit of the present invention can be used to measure the absolute reflectance and / or the phase change in reflection of an object to be measured.
The relative reflectance and / or relative phase change in reflection of the device under test, and the transmittance and / or phase change in transmission of the device under test can be measured. Moreover, in any of these measurements, the intended measurement can be performed without replacing or adjusting the optical system.
【0128】5.第5の実施の形態 図16は、この発明の光学特性測定ユニットを、エリプ
ソメータに適用した例であって、しかも、ダブルビーム
方式を適用する例を説明する図である。5. Fifth Embodiment FIG. 16 is a diagram illustrating an example in which the optical property measurement unit of the present invention is applied to an ellipsometer, and also illustrates an example in which a double beam method is applied.
【0129】この実施の形態の装置では、光源部81と
受光部83との間に、リファレンス光路101と、サン
プル光路103とが形成されている。そして、リファレ
ンス光路101およびサンプル光路103それぞれに、
この発明の光学特性測定ユニット30を挿入してある。In the apparatus of this embodiment, a reference light path 101 and a sample light path 103 are formed between the light source 81 and the light receiving section 83. Then, for each of the reference optical path 101 and the sample optical path 103,
The optical characteristic measuring unit 30 of the present invention is inserted.
【0130】光源部81から出た光は、第1チョッパミ
ラー105により時間的に振り分けられる。そして、リ
ファレンス光路101およびサンプル光路103を進
む。The light emitted from the light source 81 is temporally distributed by the first chopper mirror 105. Then, the light beam travels along the reference light path 101 and the sample light path 103.
【0131】受光部83の前段に第2チョッパミラー1
07が設けてある。この第2チョッパミラー107は、
リファレンス光路101を経てきたリファレンス光と、
サンプル光路103を経てきたサンプル光とを、選択的
に受光部83に入力する。The second chopper mirror 1 is provided before the light receiving section 83.
07 is provided. This second chopper mirror 107
Reference light that has passed through the reference light path 101;
The sample light that has passed through the sample optical path 103 is selectively input to the light receiving unit 83.
【0132】この実施の形態の装置によれば、ダブルビ
ーム方式による測光が可能なエリプソメータが実現され
る。そのため、従来のエリプソメータに比べて測定精度
の高いエリプソメータを実現することができる。According to the apparatus of this embodiment, an ellipsometer capable of performing photometry by the double beam method is realized. Therefore, it is possible to realize an ellipsometer having higher measurement accuracy than a conventional ellipsometer.
【0133】6.第6の実施の形態 この発明の光学特性測定ユニットでは、第2および第3
の反射面を回転楕円面又は、所定の球面、楕円円筒面若
しくは円筒面(以下、これらを回転楕円面等という)で
構成すると述べた。しかしこの発明では、例えば平面鏡
又は球面鏡を回転楕円面等に相当するように移動させて
使用する場合も、この発明でいう回転楕円面等に含まれ
る。これについて図17を参照して説明する。6. Sixth Embodiment In the optical characteristic measuring unit of the present invention, the second and third optical characteristic measuring units are used.
It has been described that the reflection surface is constituted by a spheroidal surface, a predetermined spherical surface, an elliptic cylindrical surface, or a cylindrical surface (hereinafter, these are referred to as spheroidal surfaces and the like). However, in the present invention, the case where a plane mirror or a spherical mirror is moved and used so as to correspond to a spheroid or the like is also included in the spheroid or the like referred to in the present invention. This will be described with reference to FIG.
【0134】図17では、第2の反射面M2および第3
の反射面M3それぞれを、平面鏡または球面鏡で構成し
てある。そして、この平面鏡又は球面鏡M2を、第1の
反射面M1を回転させた際のM1からの光線を受けるこ
とができ、かつ、この受けた光を光学系中心Oに出射で
きるように、第1の反射面M1の回転に同期させて移動
する構成としてある。一方、この平面鏡又は球面鏡M3
を、第2の反射面M2の移動に同期して移動し、かつ、
第2の反射面M2からの光線を受けることができ、か
つ、この受けた光を第4の反射面のD点に出射できるよ
うに、移動する構成としてある。In FIG. 17, the second reflecting surface M2 and the third reflecting surface M2
Are each configured by a plane mirror or a spherical mirror. Then, the first mirror or the spherical mirror M2 receives the light beam from the first reflecting surface M1 when the first reflecting surface M1 is rotated, and emits the received light to the center O of the optical system. And moves in synchronization with the rotation of the reflection surface M1. On the other hand, this plane mirror or spherical mirror M3
Moves in synchronization with the movement of the second reflecting surface M2, and
It is configured to be able to receive light rays from the second reflection surface M2 and to move the received light to a point D on the fourth reflection surface.
【0135】この第6の実施の形態の場合、第2および
第3の反射面M2,M3それぞれを平面鏡または球面鏡
で構成できるので、回転楕円面を用いる場合に比べて、
第2および第3の反射面自体を小型かつ安価にできる。
ただし、この場合は、光線を追従できるように平面鏡又
は球面鏡を駆動する機構が必要になる。In the case of the sixth embodiment, each of the second and third reflecting surfaces M2 and M3 can be constituted by a plane mirror or a spherical mirror.
The second and third reflecting surfaces themselves can be made small and inexpensive.
However, in this case, a mechanism for driving a plane mirror or a spherical mirror is required so as to follow the light beam.
【0136】[0136]
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の光学特性測定ユニットによれば、入射光を順に反
射する所定配置および所定構成の第1〜第4の反射面
と、前記第1の反射面および前記第4の反射面を回転さ
せる反射面回転装置と、被測定物を前記第2の反射面お
よび第3の反射面間に入れ出しする物体移動装置とを具
える。このため、光学系を交換することなく透過率およ
び又は透過における光の位相変化を、入射角を変えなが
ら測定出来る。As is apparent from the above description, according to the optical characteristic measuring unit of the present invention, the first to fourth reflecting surfaces having a predetermined arrangement and a predetermined structure for sequentially reflecting incident light, A reflecting surface rotating device for rotating the reflecting surface and the fourth reflecting surface, and an object moving device for moving an object to be measured between the second reflecting surface and the third reflecting surface. Therefore, the transmittance and / or the phase change of light in transmission can be measured while changing the incident angle without changing the optical system.
【0137】また、この発明の好適例の光学特性測定ユ
ニットによれば、第3および第4の反射面を移動するた
めの所定の反射面移動装置をさらに具える。このため、
光学系を交換することなく、透過率および又は透過に
おける光の位相変化、反射率および又は反射における
光の位相変化、相対反射率および又は相対位相変化の
任意の光学特性を、入射角を変えながら測定出来る。Further, according to the optical characteristic measuring unit of the preferred embodiment of the present invention, a predetermined reflecting surface moving device for moving the third and fourth reflecting surfaces is further provided. For this reason,
Without changing the optics, change the optical phase change in transmittance and / or transmission, the phase change of light in reflectivity and / or reflection, the relative reflectivity and / or any optical properties of the relative phase change while changing the angle of incidence. Can be measured.
【0138】従ってこの発明の光学特性測定ユニットに
よれば、光学系の光学的特性や受光部の位置を変えず
に、入射角を任意に変えながら透過率、反射率、透過や
反射における光の位相変化を従来に比べて簡易に測定で
きる。Therefore, according to the optical characteristic measuring unit of the present invention, the transmittance, the reflectance, and the light transmission in the transmission and reflection can be changed without changing the optical characteristics of the optical system and the position of the light receiving portion while arbitrarily changing the incident angle. The phase change can be measured more easily than before.
【図1】この発明の光学特性測定ユニットの構成を説明
する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an optical characteristic measurement unit according to the present invention.
【図2】この発明の光学特性測定ユニットで被測定物へ
の入射角を変えることが出来る理由を説明する図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating the reason why the angle of incidence on an object to be measured can be changed by the optical property measuring unit of the present invention.
【図3】この発明の光学特性測定ユニットを用いて、透
過率および又は透過における光の位相変化を測定する場
合の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram in a case where a transmittance and / or a phase change of light in transmission is measured using the optical property measurement unit of the present invention.
【図4】この発明の光学特性測定ユニットを用いて、絶
対反射率および又は反射における光の位相変化を測定す
る場合の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram in the case of measuring the absolute reflectance and / or the phase change of light in reflection using the optical property measurement unit of the present invention.
【図5】この発明の光学特性測定ユニットを用いて、相
対反射率および又は反射における光の相対位相変化を測
定する場合の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a case where a relative reflectance and / or a change in relative phase of light in reflection is measured using the optical property measurement unit of the present invention.
【図6】この発明の光学特性測定ユニットの変形例の説
明図である。FIG. 6 is an explanatory view of a modified example of the optical characteristic measuring unit of the present invention.
【図7】この発明の光学特性測定ユニットの他の変形例
の説明図である。然も、第2の反射面回転装置41を具
えた光学特性測定ユニットを用いて、透過率および又は
透過における光の位相変化を測定する場合の説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram of another modified example of the optical characteristic measuring unit of the present invention. Needless to say, it is an explanatory diagram in the case of measuring a transmittance and / or a phase change of light in transmission using an optical property measurement unit provided with a second reflecting surface rotating device 41.
【図8】第2の反射面回転装置41の作用を説明する図
である。FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the second reflecting surface rotation device 41.
【図9】第2の反射面回転装置41を具えた光学特性測
定ユニットを用いて、絶対反射率および又は反射におけ
る光の位相変化を測定する場合の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram in the case of measuring an absolute reflectance and / or a phase change of light in reflection using an optical property measurement unit provided with a second reflecting surface rotating device 41;
【図10】第2の反射面回転装置41を具えた光学特性
測定ユニットを用いて、相対反射率および又は反射にお
ける光の相対位相変化を測定する場合の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a case where a relative reflectance and / or a change in relative phase of light in reflection is measured using an optical property measurement unit including a second reflecting surface rotating device 41.
【図11】この発明で用いる第2および第3の反射面の
変形例の説明図である。FIG. 11 is an explanatory view of a modification of the second and third reflecting surfaces used in the present invention.
【図12】第1の実施の形態の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of the first embodiment.
【図13】第2の実施の形態の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of the second embodiment.
【図14】第3の実施の形態の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of the third embodiment.
【図15】第4の実施の形態の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of the fourth embodiment.
【図16】第5の実施の形態の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of the fifth embodiment.
【図17】第6の実施の形態の説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of the sixth embodiment.
【図18】従来の透過率測定装置の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of a conventional transmittance measuring device.
【図19】従来の絶対反射率測定装置の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of a conventional absolute reflectance measuring device.
【図20】従来の相対反射率測定装置の説明図である。FIG. 20 is an explanatory view of a conventional relative reflectance measuring device.
【図21】従来のエリプソメータの説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram of a conventional ellipsometer.
M1:第1の反射面 M2:第2の反射面 M3:第3の反射面 M4:第4の反射面 M5:第5の反射面 A:入射点 D:出射点 O:光学系中心 30:光学特性測定ユニット 31:反射面回転装置 33:被測定物 33a:被測定面 35:物体移動装置 37,37a:反射面移動装置 39:基準物 41:反射面回転装置(第2の反射面回転装置) 51:基板 51a,51b:貫通孔 53:第1回転軸 55:第1プーリ 57:第2回転軸 59:第2プーリ 61,71,73:回転手段(例えばモータ) 61a:シャフト 63:第3プーリ 65:第4プーリ 67,69:ベルト 81:光源部 81a:光源 81b:偏光子 83:受光部 83a:検光子 83b:受光素子 90:分光光度計 91:光源部 93:測定部 95:受光部 101:リファレンス光路 103:サンプル光路 105:第1チョッパミラー 107:第2チョッパミラー M1: first reflecting surface M2: second reflecting surface M3: third reflecting surface M4: fourth reflecting surface M5: fifth reflecting surface A: incident point D: emission point O: optical system center 30: Optical property measurement unit 31: Reflection surface rotation device 33: DUT 33a: Measurement target surface 35: Object movement device 37, 37a: Reflection surface movement device 39: Reference object 41: Reflection surface rotation device (second reflection surface rotation) Apparatus) 51: Substrate 51a, 51b: Through hole 53: First rotating shaft 55: First pulley 57: Second rotating shaft 59: Second pulley 61, 71, 73: Rotating means (for example, motor) 61a: Shaft 63: Third pulley 65: fourth pulley 67, 69: belt 81: light source unit 81a: light source 81b: polarizer 83: light receiving unit 83a: analyzer 83b: light receiving element 90: spectrophotometer 91: light source unit 93: measuring unit 95 : Light receiving part 10 1: Reference optical path 103: Sample optical path 105: First chopper mirror 107: Second chopper mirror
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61 G01J 4/00 - 4/04 G01M 11/00 G01J 3/00 - 3/52 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/61 G01J 4/00-4/04 G01M 11/00 G01J 3/00-3 / 52
Claims (12)
面と、 前記第1の反射面および前記第4の反射面を回転させる
反射面回転装置と、 被測定物を前記第2の反射面および第3の反射面間に入
れ出しする物体移動装置とを具え、 前記第1〜第4の反射面を、前記第1〜第4の反射面を
経る光路がN字状となるように、かつ、前記第1の反射
面に入射される入射光と前記第4の反射面から出射され
る出射光とが同軸となるように、配置してあり、 前記第1および第4の反射面それぞれを、前記N字状の
光路を含む平面に対して垂直に配置した反射面としてあ
り、 前記入射光の前記第1の反射面での入射点および前記第
4の反射面での出射点を結ぶ線分と、前記第2の反射面
から前記第3の反射面に進む光線の軌道との交点を、光
学系中心と定義したとき、前記第2の反射面を、前記光
学系中心と前記第1の反射面での前記入射光の入射点と
を焦点とする第1の回転楕円面により構成してあり、 前記第3の反射面を、前記光学系中心と前記第4の反射
面での前記出射光の出射点とを焦点とする第2の回転楕
円面により構成してあり、 前記反射面回転装置を、前記第1および第4の反射面の
配置位置各々で前記N字状の光路を含む平面に直交する
軸をそれぞれ中心として、前記第1および第4の反射面
を連動させて回転する装置としてあり、 前記物体移動装置を、前記被測定物の被測定面が前記光
学系中心を含む位置になるように前記被測定物を前記第
2および第3の反射面間に挿入する挿入状態と、挿入し
ない非挿入状態とを選択的に形成する装置としてあるこ
とを特徴とする光学特性測定ユニット。A first reflecting surface for sequentially reflecting incident light; a reflecting surface rotating device for rotating the first reflecting surface and the fourth reflecting surface; And an object moving device that moves between the reflecting surface and the third reflecting surface. The optical path passing through the first to fourth reflecting surfaces becomes N-shaped through the first to fourth reflecting surfaces. And the incident light incident on the first reflection surface and the emission light exiting from the fourth reflection surface are arranged coaxially. Each of the reflection surfaces is a reflection surface arranged perpendicular to a plane including the N-shaped optical path, and an incident point of the incident light on the first reflection surface and emission of the incident light on the fourth reflection surface The intersection of the line connecting the points and the trajectory of the light beam traveling from the second reflecting surface to the third reflecting surface is defined as the center of the optical system. When defined, the second reflecting surface is constituted by a first spheroidal surface having a focal point at the center of the optical system and the incident point of the incident light on the first reflecting surface, 3. The reflecting surface of No. 3 is constituted by a second spheroidal surface having a focal point at the center of the optical system and the emission point of the outgoing light on the fourth reflecting surface. A device for rotating the first and fourth reflection surfaces in association with each other at respective arrangement positions of the first and fourth reflection surfaces about axes orthogonal to a plane including the N-shaped optical path, The object moving device is inserted between the second and third reflection surfaces so that the measured surface of the measured object is located at a position including the center of the optical system, and the object moving device is not inserted. Light as a device for selectively forming a non-inserted state Characteristic measuring unit.
において、 前記第2および第3の反射面それぞれを、前記回転楕円
面で構成する代わりに、前記N字状の光路を含む平面に
垂直な方向に曲率を持たない楕円円筒面、または、前記
回転楕円面に近似な形状を持つ球面、または、前記回転
楕円面に近似な形状を持つ円筒面で構成してあることを
特徴とする光学特性測定ユニット。2. The optical characteristic measuring unit according to claim 1, wherein each of the second and third reflecting surfaces is perpendicular to a plane including the N-shaped optical path instead of being constituted by the spheroidal surface. An ellipsoidal cylindrical surface having no curvature in various directions, or a spherical surface having a shape approximate to the spheroidal surface, or a cylindrical surface having a shape approximate to the spheroidal surface. Characteristic measurement unit.
面と、 前記第1の反射面および前記第4の反射面を回転させる
反射面回転装置と、 被測定物を前記第2の反射面および第3の反射面間に入
れ出しする物体移動装置とを具え、 前記第1〜第4の反射面を、前記第1〜第4の反射面を
経る光路がN字状となるように、かつ、前記第1の反射
面に入射される入射光と前記第4の反射面から出射され
る出射光とが同軸となるように、配置してあり、 前記入射光の前記第1の反射面での入射点および前記第
4の反射面での出射点を結ぶ線分と、前記第2の反射面
から前記第3の反射面に進む光線の軌道との交点を、光
学系中心と定義したとき、前記第2の反射面を、前記光
学系中心と前記第1の反射面での前記入射光の入射点と
を焦点とする第1の回転楕円面により構成してあり、 前記第3の反射面を、前記光学系中心と前記第4の反射
面での前記出射光の出射点とを焦点とする第2の回転楕
円面により構成してあり、 前記反射面回転装置を、前記入射点および前記出射点を
結ぶ前記線分を回転軸として前記第1および第4の反射
面を連動させて回転する反射面回転装置としてあり、 前記物体移動装置を、前記被測定物の被測定面が前記光
学系中心を含む位置になるように前記被測定物を前記第
2および第3の反射面間に挿入する挿入状態と、挿入し
ない非挿入状態とを選択的に形成する装置としてあるこ
とを特徴とする光学特性測定ユニット。3. A first to fourth reflecting surface for sequentially reflecting incident light; a reflecting surface rotating device for rotating the first and fourth reflecting surfaces; And an object moving device that moves between the reflecting surface and the third reflecting surface. The optical path passing through the first to fourth reflecting surfaces becomes N-shaped through the first to fourth reflecting surfaces. The incident light incident on the first reflecting surface and the outgoing light emitted from the fourth reflecting surface are arranged coaxially. The intersection of the line segment connecting the incident point on the reflecting surface and the emitting point on the fourth reflecting surface with the trajectory of the light beam traveling from the second reflecting surface to the third reflecting surface is defined as the center of the optical system. When the second reflecting surface is defined as a focal point, the second reflecting surface is focused on the center of the optical system and the incident point of the incident light on the first reflecting surface. Wherein the third reflecting surface is constituted by a second spheroidal surface having a focal point at the center of the optical system and the emission point of the outgoing light on the fourth reflecting surface. The reflection surface rotation device is a reflection surface rotation device that rotates the first and fourth reflection surfaces in conjunction with the line segment connecting the incident point and the emission point as a rotation axis, The object moving device is inserted between the second and third reflection surfaces such that the measured surface of the measured object is located at a position including the center of the optical system. An optical characteristic measuring unit, which is a device for selectively forming an inserted state.
において、 前記第2および第3の反射面それぞれを、前記回転楕円
面で構成する代わりに、前記入射点および出射点を結ぶ
線分に沿う方向に曲率を持たない円筒面で構成してある
ことを特徴とする光学特性測定ユニット。4. The optical characteristic measuring unit according to claim 3, wherein each of the second and third reflecting surfaces is formed by a line segment connecting the incident point and the emitting point, instead of being configured by the spheroidal surface. An optical characteristic measuring unit comprising a cylindrical surface having no curvature in a direction along the same.
学特性測定ユニットを含むことを特徴とする透過特性測
定装置。5. A transmission characteristic measuring device comprising the optical characteristic measuring unit according to claim 1. Description:
学特性測定ユニットの前記物体移動装置により前記非挿
入状態を形成した状態で、前記反射面回転装置により前
記第1および第4の反射面を回転させながら前記出射光
強度を測定する第1の処理と、 前記物体移動装置により前記挿入状態を形成した状態
で、前記反射面回転装置により前記第1および第4の反
射面を回転させながら前記出射光強度を測定する第2の
処理と、 前記第1の処理および第2の処理それぞれで測定した前
記出射光強度に基づいて前記被測定物の透過率及び又は
透過における光の位相変化を測定する第3の処理とを含
むことを特徴とする透過特性測定方法(ただし、第1の
処理と第2の処理との順番は任意である。)。6. The optical characteristic measuring unit according to claim 1, wherein the non-inserted state is formed by the object moving device, and the first and fourth optical surfaces are rotated by the reflecting surface rotating device. A first process for measuring the intensity of the emitted light while rotating the reflecting surface, and forming the first and fourth reflecting surfaces by the reflecting surface rotating device in a state where the insertion state is formed by the object moving device. A second process of measuring the emitted light intensity while rotating, and a transmittance of light and / or a transmittance of the measured object based on the emitted light intensity measured in each of the first process and the second process. A transmission characteristic measuring method including a third process of measuring a phase change (however, the order of the first process and the second process is arbitrary).
学特性測定ユニットにおいて、 前記第3の反射面および前記第4の反射面を、前記N字
状のための配置にするN状態と、該N状態に対して前記
線分を回転軸として180度回転させた配置にする非N
状態とを選択的に形成する反射面移動装置をさらに具え
たことを特徴とする光学特性測定ユニット。7. The optical characteristic measuring unit according to claim 1, wherein the third reflecting surface and the fourth reflecting surface are arranged in an N-shape. State and a non-N arrangement in which the arrangement is rotated by 180 degrees with the line segment as a rotation axis with respect to the N state.
An optical characteristic measuring unit, further comprising a reflecting surface moving device for selectively forming a state.
において、 前記反射面移動装置の代わりに、前記第4の反射面のみ
を前記N状態および非N状態に選択的に変化させる反射
面移動装置を具え、 前記第3の反射面が前記非N状態にされた場合に相当す
る位置に、第3の反射面相当の第5の反射面を具えるこ
とを特徴とする光学特性測定ユニット。8. The optical characteristic measuring unit according to claim 7, wherein instead of the reflection surface moving device, only the fourth reflection surface is selectively changed to the N state and the non-N state. An optical characteristic measurement unit comprising: a device; and a fifth reflection surface corresponding to the third reflection surface at a position corresponding to the case where the third reflection surface is set to the non-N state.
ユニットを含むことを特徴とする反射特性測定装置。9. A reflection characteristic measuring device comprising the optical characteristic measuring unit according to claim 7.
定ユニットを含むことを特徴とするエリプソメータ。10. An ellipsometer comprising the optical property measuring unit according to claim 7. Description:
定ユニットの前記物体移動装置により前記非挿入状態を
形成し、かつ、前記反射面移動装置により前記N状態を
形成した状態で、前記反射面回転装置により前記第1お
よび第4の反射面を回転させながら前記出射光強度を測
定する第1の処理と、 前記物体移動装置により前記挿入状態を形成し、かつ、
前記反射面移動装置により前記非N状態を形成した状態
で、前記反射面回転装置により前記第1および第4の反
射面を回転させながら前記出射光強度を測定する第2の
処理と、 前記第1の処理および第2の処理それぞれで測定した前
記出射光強度に基づいて前記物体の反射率及び又は反射
における光の位相変化を測定する第3の処理とを含むこ
とを特徴とする反射特性測定方法(ただし、第1の処理
と第2の処理との順番は任意である。)。11. The optical characteristic measuring unit according to claim 7, wherein the non-inserted state is formed by the object moving device, and the N state is formed by the reflecting surface moving device. A first process of measuring the intensity of the emitted light while rotating the first and fourth reflecting surfaces by a surface rotating device; and forming the insertion state by the object moving device; and
A second process of measuring the emitted light intensity while rotating the first and fourth reflecting surfaces by the reflecting surface rotating device in a state where the non-N state is formed by the reflecting surface moving device; A third process of measuring a reflectance of the object and / or a phase change of light in the reflection based on the intensity of the emitted light measured in each of the first process and the second process. Method (however, the order of the first processing and the second processing is arbitrary).
定ユニットの前記物体移動装置により、基準物を前記挿
入状態とし、かつ、前記反射面移動装置により前記非N
状態を形成した状態で、前記反射面回転装置により前記
第1および第4の反射面を回転させながら前記出射光強
度を測定する第1の処理と、 前記物体移動装置により、被測定物を前記挿入状態と
し、かつ、前記反射面移動装置により前記非N状態を形
成した状態で、前記反射面回転装置により前記第1およ
び第4の反射面を回転させながら前記出射光強度を測定
する第2の処理と、 前記第1の処理および第2の処理それぞれで測定した前
記出射光強度に基づいて前記物体の反射率及び又は反射
における光の位相変化を測定する第3の処理とを含むこ
とを特徴とする反射特性測定方法(ただし、第1の処理
と第2の処理との順番は任意である。)。12. The optical property measurement unit according to claim 7, wherein the reference object is set in the inserted state by the object moving device, and the non-N is set by the reflecting surface moving device.
In a state where the state is formed, a first process of measuring the output light intensity while rotating the first and fourth reflection surfaces by the reflection surface rotating device, A second method of measuring the intensity of the emitted light while rotating the first and fourth reflecting surfaces by the reflecting surface rotating device in a state where the non-N state is formed by the reflecting surface moving device in the inserted state and the reflecting surface moving device. And a third process of measuring a reflectance of the object and / or a phase change of light in the reflection based on the output light intensity measured in each of the first process and the second process. Characteristic reflection characteristic measuring method (however, the order of the first processing and the second processing is arbitrary).
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|---|---|---|---|
| JP09347769A JP3075243B2 (en) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | Optical characteristic measuring unit, transmission characteristic measuring device, reflection characteristic measuring device, ellipsometer, transmission characteristic measuring method and reflection characteristic measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP09347769A JP3075243B2 (en) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | Optical characteristic measuring unit, transmission characteristic measuring device, reflection characteristic measuring device, ellipsometer, transmission characteristic measuring method and reflection characteristic measuring method |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH11183320A JPH11183320A (en) | 1999-07-09 |
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| JP09347769A Expired - Fee Related JP3075243B2 (en) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | Optical characteristic measuring unit, transmission characteristic measuring device, reflection characteristic measuring device, ellipsometer, transmission characteristic measuring method and reflection characteristic measuring method |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004092424A1 (en) * | 2003-04-16 | 2004-10-28 | Katsuhiko Yamada | Heat treating method for steel wire |
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| JP5540357B2 (en) * | 2010-10-04 | 2014-07-02 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | Submillimeter wave reflection loss measuring method and measuring apparatus |
| CN107796761B (en) * | 2017-09-06 | 2020-05-05 | 中国科学院光电研究院 | An ultrafast laser fixed-point irradiation device |
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1997
- 1997-12-17 JP JP09347769A patent/JP3075243B2/en not_active Expired - Fee Related
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| WO2004092424A1 (en) * | 2003-04-16 | 2004-10-28 | Katsuhiko Yamada | Heat treating method for steel wire |
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| Publication number | Publication date |
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