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完全円偏光の生成とこれを用いた分光エリプソメーターの精密校正法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 09650041
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関東北大学

研究代表者

山本 正樹  東北大学, 科学計測研究所, 教授 (00137887)

研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1997年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード分光エリプソメーター / 校正法 / 完全円偏光 / 裏面反射 / 屈折率不均一 / エリプソメトリー / 偏光解析法 / 高正確度測定 / 高正確度測走 / エキシマレーザー / KrFレーザー / ArFレーザー
研究概要

本研究では回転検光子型分光エリプソメーターで,完全円偏光を基準偏光として生成して,0.02%精密度で装置を校正する方法を確立し,系統誤差の程度と性質を明らかにして,オーバーオールに測定の正確度を0.1%にすることを目的とした.
エリプソメーターの測定誤差は、本研究の結果、装置固有の各種の系統誤差に加えて、試料の裏面処理と解析計算モデルの妥当性に付随する系統誤差に大別できた.まず,装置固有の系統誤差では,誤差原因を分離して検知し,処理する方法を考案した.理想的に校正された回転検光子装置では,完全円偏光に対しては出力が直流成分のみになる.残留周波数成分が回転数に一致する場合は,プリズム検光子の微小偏角によるビームの振れ,あるいは,検出器の感度ムラと回転機構に付随する機械的変動や光路中のビームの蹴られなどが結合した原因である.一方,回転同波数の2倍の成分の場合は,検出器の偏光特性などの偏光特性が関与した誤差と判断できる.また,装置に固有で調整できない誤差として,位相子の吸収二色性と位相角の±90゚からのずれを,位相子を装置に搭載したままで計測する方法を開発した.計測された値を考慮すると,消光法におけるゾーン測定の誤差を1/20に減少できた.
さらに,試料の裏面反射の処理に付随する誤差と,試料薄膜の屈折率の厚さ方向の変化(不均一)の影響が明らかにできた.裏面反射については、波長の関数として周期的に起こる完全直線偏光反射の条件に着目し,残留する楕円率が誤差に比例することを利用して校正できた,また,不均一は,この条件で反射される完全直線偏光の方位角と,膜のない基板だけの試料での方位角との差で定量的に校正できる.

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (3件)

  • [文献書誌] Seiji Takeuchi: "New ellopsometric Approach to Critical Dimension Metrology Utilizing Form Birefringence Inherent in a Submicron Line-and-Space Pattern" Japan.J.Appl.Phys.36. 7720-7725 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Takeuchi: "Critical Dimension Metrology Utilizing From Birefringence Inherent in a Submicron Line-and-Space Pattern" Japan.J.Appl.Phys.36. 7720-7725 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Takeuchi: "A New Ellipsametric Approach to CD Metrdogy Utilizing Form Birefringence" Japanese Journal of Applied Physics. 36-1-12B. 7720-7725 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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