• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Ellipsometer,geeignet zur ellipsometrischen Erfassung einer Probenanordnung (40,43) mit wenigstens einer auf einer Probenseite eines transparenten,flächigenTrägersubstrates(40) aufgebrachten, dünnenProbe (43) und umfassend- eine Beleuchtungsanordnung zur wenigstensbereichsweisen Beleuchtung der Probe (43) mit Beleuchtungslicht (30)wählbarerPolarisationseigenschaften unter einem zur Probennormalen geneigtenBeleuchtungswinkel (φ),-eine unter einem geeigneten, zu der Probennormalen geneigten Detektionswinkel(φ) angeordnete,einen photosensitiven Detektor (D) umfassende Detektionsanordnung zurpolarisationssensitiven Detektion von Detektionslicht (31'-35';31'-35'''), welches von beleuchteten Bereichen der Probe (43) reflektiertwird,wobei auf der der Beleuchtungsanordnung und der Detektionsanordnungzugewandten Seite der Probe (43) und des Trägersubstrates Blendenmittel(20) angeordnet sind, welche Beleuchtungslichtanteile wegblenden,die ansonsten an einer der Probenseite gegenüberliegenden Gegenfläche desTrägersubstrates(40) derart reflektiert würden, dasssie sich in einer Detektionsebene des Detektors (D) dem an der Probenseiteder Probenanordnung reflektierten Detektionslicht überlagernwürden.
    公开号:DE102004012134A1
    申请号:DE200410012134
    申请日:2004-03-12
    公开日:2005-09-29
    发明作者:Andreas Eing；Dirk Dr. Hönig；Matthias Dr. Vaupel
    申请人:Nanofilm Technologie GmbH；
    IPC主号:G01N21-21
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf ein Ellipsometer, geeignet zur ellipsometrischenErfassung einer Probenanordnung mit wenigstens einer auf einer Probenseiteeines transparenten, flächigenTrägersubstratesaufgebrachten, dünnenProbe und umfassend – eine Beleuchtungsanordnungzur wenigstens bereichsweisen Beleuchtung der Probe mit BeleuchtungslichtwählbarerPolarisationseigenschaften unter einem zur Probennormalen geneigtenBeleuchtungswinkel, – eineunter einem geeigneten, zu der Probennormalen geneigten Detektionswinkelangeordnete, einen photosensitiven Detektor umfassende Detektionsanordnungzur polarisationssensitiven Detektion von Detektionslicht, welchesvon beleuchteten Bereichen der Probe reflektiert wird.
    [0002] DieErfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur ellipsometrischenErfassung einer Probenanordnung mit wenigstens einer auf einer Probenseiteeines transparenten, flächigenTrägersubstrates(40) aufgebrachten, dünnenProbe (43), insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 9, bei dem – die Probenanordnung, umfassendwenigstens bereichsweise mittels einer Beleuchtungsanordnung mitBeleuchtungslicht (30) einstellbarer Polarisationseigenschaftenunter einem zur Probennormalen geneigten Beleuchtungswinkel (φ) beleuchtetwird, – vonbeleuchteten Bereichen der Probenanordnung (40, 43)reflektiertes Detektionslicht (31'–35'; 31'''–35''')in einer unter einem geeigneten, zur Probennormalen geneigten Beobachtungswinkel(φ) angeordneten,polarisationssensitiven Detektionsanordnung auf einen gesteuert auslesbarenDetektor (D) mit einer Mehrzahl geordneter, photosensitiver Detektorelementeabgebildet wird.
    [0003] ZurErfassung sehr dünnerund insbesondere transparenter Proben hat sich die Ellipsometrieals leistungsfähigesMessprinzip etabliert. Das Grundprinzip bekannter ellipsometrischerVerfahren lässt sicham einfachsten anhand der schematischen Skizze von Figur X erläutern. EineLichtquelle L mit zugehörigerOptik erzeugt einen Lichtstrahl, der unter einem Winkel φ eine Probenanordnungwenigstens bereichsweise beleuchtet. Der Winkel φ wird üblicherweise gegen die Probennormalegemessen und ist bei üblichenVorrichtungen wählbar.Neben der Lichtquelle und einer geeigneten Lichtleitoptik, z.B.einem geeigneten Linsen- und/oder Spiegelsystem, umfasst die Beleuchtungsanordnungpolarisationsrelevante Elemente, mit welchen die Polarisationseigenschaftendes Beleuchtungslichtes modifizierbar sind. In dem dargestelltenSchema werden ein Polarisator P und ein Kompensator C, der zum Beispielals Lambda-Viertel-Plättchenausgebildet sein kann, verwendet. Die Probenanordnung wird daherzumindest bereichsweise mit Beleuchtungslicht bekannter Polarisationseigenschaftenbeleuchtet. Ebenfalls unter einem Winkel zur Probennormalen isteine Detektionsanordnung zur Erfassung von Detektionslicht vorgesehen.Da als Detektionslicht in der Regel von den beleuchteten Probenbereichenreflektiertes Licht verwendet wird, entspricht der Winkel der Detektionsanordnungzur Probennormalen, dem Reflektionsgesetz der Strahlenoptik folgend,in der Regel ebenfalls dem Winkel φ. Über eine geeignete Lichtleitoptiksowie weitere polarisationsrelevante Elemente (im dargestelltenSchema ein Analysator A) wird Detektionslicht auf einen photosensitivenDetektor D geleitet. Die auf dem Detektor D erfasste Intensität ist unter anderemabhängigvon der relativen Einstellung der polarisationsrelevanten Elementezueinander. Auch die Wahl des Winkels φ beeinflusst die detektierteIntensität.
    [0004] Essind bildgebende und nicht bildgebende Anwendungen der Ellipsometriebekannt. Während beider nicht bildgebenden Ellipsometrie Optik und Detektor auf dieBeleuchtung eines einzelnen Punktes bzw. die Detektion von Reflektionslichtaus diesem Punkt ausgerichtet sind, werden bei der bildgebendenEllipsometrie größere Probenbereichesimultan beleuchtet und es ist eine Abbildungsoptik O vorgesehen,welche einzelne Punkte des beleuchteten Bereichs entsprechendenphotosensitiven Detektorelementen zuordnet, aus denen der Detektorin geordneter Weise aufgebaut ist.
    [0005] ZurDurchführungeiner ellipsometrischen Messung sind insbesondere zwei Grundprinzipien bekannt.So könnenbeispielsweise mehrere Einzelmessungen mit unterschiedlicher relativerEinstellung der polarisationsrelevanten Elemente zueinander und/oderunterschiedlichen Einstellungen des Winkels φ durchgeführt und interessierende Werte gemäß dem Fachmannbekannten physikalischen Zusammenhängen aus der sich ergebendenFolge von Messwerteinheiten (einzelne Messwerte bei nicht bildgebenderbzw. einzelne Bilder bei bildgebender Anwendung) abgeleitet werden.Im Gegensatz dazu werden bei der sogenannten Null-Ellipsometrie,die insbesondere bei bildgebenden Anwendungen Einsatz findet, diepolarisationsrelevanten Elemente relativ zueinander derart eingestellt,dass bestimmte Kennwerte eines Ergebnisbildes, beispielsweise einKontrast zwischen zwei abgebildeten Probenbereichen, einen besonderenWert annimmt. So ist es beispielsweise bekannt, bei der Inspektion sogenannterMicro-Arrays oderBiochips bei der die Qualitätder Aufbringung eines Musters aus Biomolekülen auf einem Trägersubstrat überprüft werden soll,die polarisationsrelevanten Elemente relativ zueinander so einzustellen,dass der effektiv nutzbare Kontrast zwischen molekülbelegtenBereichen und freien Bereichen des Trägersubstrates maximiert wird.Fehlerhafte Formen von molekülbelegtenBereichen sind dann besonders einfach und insbesondere ohne Durchführung einesaufwendigen, vielschrittigen Verfahrens erkennbar.
    [0006] Dadie Probenanordnung bei allen ellipsometrischen Verfahren untereinem von der Probennormalen abweichenden Winkel beleuchtet undbeobachtet wird, stellt sich bei bildgebenden Anwendungen die unvermeidbareSchwierigkeit, dass benachbarte Probenbereiche, die gleichzeitigbeleuchtet und gleichzeitig vom Detektor erfasst werden können, unterschiedlicheAbständezu dem Detektor aufweisen. Es kann daher jeweils nur ein schmaler,senkrecht zur Einfallsebene gelegener Streifen der Probenanordnungscharf abgebildet werden. Gleichwohl fällt auch Licht aus anderenProbenbereichen auf den Detektor. Streulicht aus diesen Probenbereichen kannhäufigvernachlässigtwerden, da es in der Regel eine wesentlich geringere Intensität aufweistals das interessierende Reflexionslicht. Ein erhebliches Problemergibt sich jedoch im Fall von Probenanordnungen mit transparentenTrägersubstraten,beispielsweise aus Glas, Quarz, transparentem Kunststoff etc, wiesie z.B. regelmäßig für Micro-Arrays oderBiochips, jedoch auch in anderen Bereichen vielfach verwendet werden.In diesem Fall kann nämlichBeleuchtungslicht sowohl an der der Beleuchtungsanordnung zugewandtenGrenzflächedes Trägersubstratesals auch an der dieser gegenüberliegendenGrenzflächedes Trägersubstratesreflektiert werden. Wegen des zur Probennormalen geneigten Einfalls-bzw. Reflexionswinkels φ können daher Lichtanteileaus benachbarten Probenbereichen, die jedoch an unterschiedlichenGrenzflächenreflektiert werden, auf denselben Detektorbereich abgebildet werden.Dies stellt eine erhebliche Störungdes erwünschtenSignals dar.
    [0007] Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtungderart weiterzubilden, dass der störende Einfluss von Reflexionslicht ausProbenbereichen, die einem interessierenden Probenbereich benachbartsind, reduziert wird.
    [0008] Esist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahrenderart weiterzubilden, dass der störende Einfluss von Reflexionslichtaus Probenbereichen, die einem interessierenden Probenbereich benachbartsind, reduziert wird, ohne Verlust der bildgebenden Eigenschaftenund Beeinflussung der Messwerte.
    [0009] Dieerstgenannte Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffsdes Anspruches 1 dadurch gelöst,dass auf der der Beleuchtungsanordnung und der Detektionsanordnungzugewandten Seite der Probe und des Trägersubstrates Blendenmittelangeordnet sind, welche Beleuchtungslichtanteile wegblenden, dieansonsten an einer der Probenseite gegenüberliegenden Gegenfläche desTrägersubstratesderart reflektiert würden,dass sie sich in einer Detektionsebene des Detektors dem an derProbenseite der Probenanordnung reflektierten Detektionslicht überlagernwürden.
    [0010] Diekonkrete Umsetzung dieser Grundidee hängt stark von den speziellenGegebenheiten der Probenanordnung ab. Im Fall, dass die Probenseite desTrägersubstratesder Beleuchtungsanordnung zugewandt ist, ist es vorteilhaft, wennsich die Blendenmittel senkrecht zur Probennormalen erstrecken. Indiesem Fall nämlichwürde ohneerfindungsgemäße Blendenmittelein Teilbündeldes Beleuchtungslichts, das in einem ersten Punkt auf die Probetreffen würde,soweit es von dieser nicht reflektiert würde, zunächst die Probe selbst durchdringen,um dann in das Trägersubstrateinzudringen, wenigstens teilweise an der gegenüberliegenden Fläche desTrägersubstratsreflektiert zu werden, das Trägersubstrat erneutzu durchlaufen und die Probe von deren Rückseite her an einem zweiten,von dem ersten Punkt versetzten Punkt erneut zu durchdringen. Dieser zweitePunkt ist jedoch gleichzeitig Ort einer direkten Reflexion einesbenachbarten Teilbündelsdes Beleuchtungslichts. Aufgrund des Reflexionsgesetzes der Strahlenoptikhättenbei einem planparallelem Trägersubstratsowohl das direkte wie auch indirekte Reflexionslicht in etwa diegleiche Strahlrichtung, sodass sie sich auf dem Detektor ununterscheidbar überlagernwürden.Durch erfindungsgemäße, parallelzur Probe bzw. senkrecht zur Probennormalen angeordneten Blendenmittel,die im Bereich des ersten Punktes der Probe angeordnet sind, trifftan dieser Stelle kein Beleuchtungslicht auf die Probe bzw. das Trägersubstrat.Dem erwünschten,von der Probe reflektierten Licht aus dem zweiten Punkt kann sichdaher kein Störlicht überlagern.
    [0011] ImFall, dass die Probenseite des Trägersubstrates der Beleuchtungsanordnungabgewandt ist, ist es dagegen günstig, wennsich die Blendenmittel parallel zur Probennormalen und senkrechtzur Einfallsebene des Beleuchtungslichtes erstrecken. In diesemFall nämlichwürde einerstes Teilbündeldes Beleuchtungslichts, das in einem ersten Punkt auf das Trägersubstratauftrifft, soweit es nicht an diesem reflektiert wird, zunächst dasTrägersubstratdurchlaufen, an der Trägersubstrat/Proben-Grenzfläche unterWechselwirkung mit der Probe reflektiert werden und nach erneutemDurchlaufen des Trägersubstratsdieses an einem zweiten, von dem ersten Punkt versetzten Punkt inRichtung auf den Detektor wieder verlassen. Dieser zweite Punktist jedoch zugleich Ort einer direkten Reflexion eines zweiten Teilbündels desBeleuchtungslichts. Direkte wie indirekte Reflexion würden sichauf dem Detektor ununterscheidbar überlagern. Durch erfindungsgemäße Blendenmittel,die senkrecht zur Probe bzw. parallel zur Probennormalen und senkrechtzur Einfallsebene des Beleuchtungslichtes zwischen dem ersten und demzweiten Punkt angeordnet sind, wird das zweite Teilbündel desBeleuchtungslichts weggeblendet, sodass keine direkte Reflexionim zweiten Punkt auftritt, die sich dem erwünschten, unter Wechselwirkungmit der Probe reflektieren Licht überlagern könnte.
    [0012] Derhier verwendete Begriff „wegblenden" umfasst sämtliche,physikalische Wirkmechanismen einer Blende, wie z.B. Absorbierendes auf die Blende fallenden Beleuchtungslichts oder ein geeignetes Ablenkendurch Reflexion oder Streuung oder Beugung.
    [0013] Beieiner Ausführungsformder Erfindung sind die Blendenmittel als eine semiinfinite Einzelblendeausgestaltet. Der Begriff „semiinfinit" bezeichnet Blendenmit einer fürdie erfindungsgemäße Wirkungrelevanten Kante und einer Ausdehnung der Blende, die so groß ist, dasseine weitere Vergrößerung dieerfindungsgemäße Wirkungnicht steigern würde.Ein Beispiel ist etwa eine parallel zur Probe angeordnete Schneidenblendemit einer Kante im Bereich des auf den Detektor gebildeten Probenbereichs,die sich ansonsten überden abgebildeten Probenbereich hinaus erstreckt. Ein weiteres Beispielist eine senkrecht zur Probe angeordnete Schneidenblende mit einerder Probe zugewandten Kante, die oberhalb der Kante den gesamtenabgebildeten Probenbereich gegen einfallendes Beleuchtungslichtabschattet.
    [0014] Beieiner anderen Ausführungsformumfassen die Blendenmittel eine Mehrzahl von Einzelblenden. Beispielsweisekönnenzwei parallel zur Probe angeordnete semiinfinite Blenden einen Spaltbilden in dem Beleuchtungslicht auf die Probe und von dem aus reflektiertesLicht auf den Detektor fallen kann. Bei einer anderen Ausführungsformbilden die Einzelblenden eine Mehrzahl von parallelen Spalten. Die Einzelblendenkönnenstarr oder beweglich zueinander ausgebildet sein.
    [0015] Alternativkönneneinzelne Einzelblenden auch mit einem oder mehreren für das Beleuchtungslichttransparenten Durchlässenversehen oder die Blendenmittel insgesamt als Einzelblende mit wenigstenseinem solchen Durchlass ausgestaltet sein.
    [0016] Beieiner besonders bevorzugten Ausführungsformder Erfindung sind die Blendenmittel bewegbar angeordnet. Dem liegtder Gedanke zugrunde, trotz einer zu jedem Zeitpunkt durch die Blendenmittelbereichsweise abgeschatteter Probe einen möglichst großen Probenbereich abbildenzu können undgleichzeitig von der durch die Erfindung ermöglichten Qualitätsverbesserungder Daten zu profitieren. Gemäß einembevorzugten Betriebsverfahren der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Blendenmittelwährendeiner Integrationszeit des Detektors parallel zu der Probenanordnungrelativ bewegt, wobei die Integrationszeit vorzugsweise lang gegenüber einercharakteristischen Bewegungszeit der Blendenmittel gewählt ist.Zu jedem Zeitpunkt wird erfindungsgemäß verhindert, dass sich vonder Probe reflektiertes Licht und von der Gegenfläche desTrägersubstratsreflektiertes Licht auf dem Detektor überlagern. Während derIntegrationszeit des Detektors werden jedoch unterschiedliche Bereiche derProbenanordnung beleuchtet bzw. beschattet. Im Ergebnis erzieltman daher ein Bild eines großenProbenbereichs mit erfindungsgemäß verbesserterDatenqualität.Bevorzugt wird die Bewegung der Blendenmitte so eingerichtet, dassjedes einem Auslesebereich des Detektors zugeordnete Detektorelement während einesin etwa gleichen Bruchteils einer Integrationszeit des Detektorsmit Detektionslicht beaufschlagt wird.
    [0017] Hinsichtlichder speziellen Bewegung der Blendenmittel sind verschiedene Möglichkeiten denkbar.Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Blendenmittel senkrechtzur Probennormalen und parallel zur Einfallsebene des Beleuchtungslichtslinear bewegbar angeordnet sind. Diese Variante bietet sich insbesondereAn, wenn die Blendmittel senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordneteSpalten aufweisen.
    [0018] Alternativkann vorgesehen sein, dass die Blendenmittel um eine zur Probennormalenparallele Achse rotierbar angeordnet sind. In diesem Fall sind dieBlendmittel vorzugsweise als eine rotierbare Scheibe mit einer Mehrzahlpunktueller, transparenter Durchlässe ausgestaltet, deren Größe und Anordnungso gewähltist, dass währendeiner Umdrehung jeder Probenpunkt unter der Scheibe während eines gleichlangenZeitintervalls beschattet bzw. beleuchtet ist.
    [0019] Diezweitgenannte Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffsdes Anspruches 10 dadurch gelöst, – dassauf der der Beleuchtungsanordnung und der Detektionsanordnung zugewandtenSeite der Probe (43) und des Trägersubstrats (40)Blendenmittel (20) angeordnet sind, welche zu jedem ZeitpunktBeleuchtungslichtanteile ausblenden, die ansonsten an einer derProbenseite gegenüberliegendenGegenflächedes Trägersubstrates(40) derart reflektiert würden, dass sie sich in einerDetektionsebene des Detektors (D) dem von der Probenseite der Probenanordnungreflektierten Detektionslicht überlagernwürden,und – dassdie Blendenmittel (20) während einer Integrationszeitdes Detektors (D) bewegt werden, sodass jedes einem Auslesebereichdes Detektors zugeordnete Detektorelement während eines in etwa gleichenBruchteils der Integrationszeit des Detektors (D) mit Detektionslichtbeaufschlagt wird.
    [0020] DieWirkungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereitsim Zusammenhang mit den entsprechenden Vorrichtungsmerkmalen erläutert, sodasshier auf eine Wiederholung verzichtet werden soll.
    [0021] WeitereMerkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des erfindungsgemäßen Verfahrensergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung sowieden Zeichnungen, in denen
    [0022] 1 eineschematische Skizze des Aufbaus eines Ellipsometers nach dem Standder Technik zeigt,
    [0023] 2 eineschematische Darstellung der Reflexionen bei einem Ellipsometernach dem Stand der Technik zeigt,
    [0024] 3 eineschematische Darstellung der Reflexionen bei einer Ausführungsformeines erfindungsgemäßen Ellipsometerzeigt,
    [0025] 4 eineschematische Darstellung der Reflexionen bei einer zweiten Ausführungsformeines erfindungsgemäßen Ellipsometerzeigt,
    [0026] DergrundsätzlicheAufbau eines Ellipsometers wurde anhand von 1 bereitsim allgemeinen Teil dieser Beschreibung erläutert. Zur Vermeidung von Wiederholungenwird auf eine erneute Beschreibung von 1 verzichtet.
    [0027] 2 zeigtdie Problematik der Überlagerungvon direkten und indirekten Reflexionen bei einem Ellipsometer nachdem Stand der Technik. Wie erwähntwird bei der bildgebenden Ellipsometrie üblicherweise die Probenanordnung,von der in 2 lediglich ein transparentesTrägersubrat 40 dargestellt ist,großflächig mitBeleuchtungslicht 30 beleuchtet, welches als ein parallelesStrahlenbündelgroßen Durchmessersausgebildet ist. In 2 sind von dem Strahlenbündel 30 jeweilsbenachbarte Einzelstrahlen 31, 32, 33, 34, 35 repräsentativdargestellt. Das Beleuchtungslicht wird nach Einfall auf die Probenanordnungteilweise an der oberen Oberfläche 41 des Trägersubstrats 40 (bzw.an der eigentlichen Probe, sofern diese auf der Oberfläche 41 aufgebrachtist, z.B. als dünneBiomolekülschicht)reflektiert. Dies führtzu direkt reflektierten Strahlen 31'–35', die über eine Abbildungsoptik aufeinen Detektor gelenkt werden. Die direkt reflektierten Teilstrahlensind in 2 als durchgezogene Linien dargestellt.
    [0028] Einweiterer Teil des Beleuchtungslichtes durchdringt die obere Oberfläche 41 desTrägersubstrats 40 undwird an dessen unterer Oberfläche 42 (ggf.unter Wechselwirkung mit der eigentlichen Probe, sofern diese aufder Oberfläche 42 aufgebracht ist)reflektiert. Dieser Teil des Beleuchtungslichtes ist in 2 mitden Bezugszeichen 31''–35'' gekennzeichnet. Nach Reflexionan der unteren Oberfläche 42 durchdringtdas reflektierte Licht 31''–35'' erneut die obere Oberfläche 41 desSubstrates 40 und wird als indirekt reflektiertes Licht 31'''–35''' unterdem gleichen Winkel wie das direkt reflektierte Licht 31'–35' auf den Detektorgelenkt. Hierbei kommt es zur ununterscheidbaren Überlagerungvon direkt und indirekt reflektierten Anteilen benachbarter Teilstrahlen.Je nachdem, ob die eigentliche, zu vermessende Probe (z.B. einedünne Schichtvon Biomolekülen) aufder oberen Oberfläche 41 oderder unteren Oberfläche 42 desSubstrates 40 aufgebracht ist, muss das direkt reflektierteLicht 31'–35' oder das indirekt reflektierteLicht 31'''–35''' als erwünschtesSignal bzw. als Störlichtangesehen werden.
    [0029] 3 zeigteine erste Ausführungsformder erfindungsgemäßen Ellipsometeranordnung,die insbesondere günstigist, wenn wie in 3 dargestellt, die eigentlicheProbe 43 als eine dünneSchicht auf der oberen Oberfläche 41 desTrägersubstrats 40 aufgebrachtist. Erfindungsgemäß ist eineBlendenanordnung 20 vorgesehen, die bei der gezeigten Ausführungsformaus einer semiinfiniten Einzelblende 20a und einer weiteren,optionalen Einzelblende 20b ausgebildet ist, die parallelzur Probenoberflächeangeordnet sind und zwischen sich einen Spalt definierter Breitebilden. Die Wirkung der Blendenanordnung 20 lässt sichin 3 leicht ablesen. Ein Teilstrahl 32 desBeleuchtungslichtes fälltauf die Probe 43 und wird erwünschtermaßen als direkt reflektierterTeilstrahl 32' aufden Detektor reflektiert. Sein die Probe durchdringender Anteil 32'', der an der unteren Oberfläche 42 desSubstrates 40 reflektiert wird und die obere Oberfläche 41 desSubstrates 40 an einer benachbarten Stelle erneut durchdringtund als indirekt reflektierter Teilstrahl 32''', der bei dergezeigten Probenanordnung als Störlichtwirken würde(vgl. 2), wird von der Blende 20b ausgeblendetund daran gehindert auf den Detektor zu fallen. Das Ausblenden kannbeispielsweise durch Absorption oder durch geeignete Reflexion erfolgen.
    [0030] Einbenachbarter Teilstrahl 31 des Beleuchtungslichtes wirdbereits vor Erreichen der Probenanordnung von der Blende 20a weggeblendet.Wie aus 2 ersichtlich würde er sichohne die erfindungsgemäße Blendenanordnung 20 alsindirekt reflektierter Teilstrahl 31'', 31''' alsStörlichtdem direkt reflektierten Teilstrahl (erwünschtes Signal) 32' überlagern.
    [0031] Einweiterer benachbarter Teilstrahl 33 des Beleuchtungslichtes,fällt zwarauf die Probe, durch die Blendenanordnung 20 werden jedochsowohl seine direkt als auch seine indirekt reflektierten Teilstrahlen 33' bzw. 33'' und 33''' weggeblendet.Dies stellt zwar einen Signalverlust dar; andererseits würde dererwünschtedirekt reflektierte Teilstrahl 33' von dem ebenfalls weggeblendetenindirekt reflektierten Teilstrahl 32''' ununterscheidbar überlagert,so dass lediglich ein gestörterSignalanteil verloren geht.
    [0032] Wiedurch den Bewegungspfeil 50 angedeutet, wird bei einerbesonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Blendenanordnung 20 während derIntegrationszeit des Detektors parallel zur Probe bewegt. Dies erfolgtvorzugsweise derart, dass sämtlicheinteressierenden Probenbereiche während eines gleichlangen Zeitintervallsbeleuchtet und detektiert werden. Auf diese Weise ist es möglich aufdem Detektor ein Bild zu integrieren, welches sich allein aus ungestörten, direktreflektierten Teilstrahlen zusammensetzt.
    [0033] 4 zeigteine alternative Ausführungsformder Erfindung, bei der die Probe 43 auf der unteren Oberfläche 42 desTrägersubstrats 40 angeordnetist. In diem Fall besteht die Blendenanordnung 20 aus einersenkrecht zur Probenoberflächeangeordneten Einzelblende 20c. Bei dieser Ausführungsform istdas indirekt reflektierte Licht, welches unter Wechselwirkung mitder Probe 43 an der unteren Oberfläche 42 des Substrates 40 reflektiertwird, das erwünschteSignal, währenddas an der oberen Oberfläche 41 direktreflektierte Licht als Störlichtaufzufassen ist. Von einem Teilstrahl 32 des Beleuchtungslichteswechselwirkt ein Anteil 32'', der in dasSubstrat 40 eindringt, mit der Probe 43 und wirdals indirekt reflektierter Teilstrahl 32''' in Richtungauf den Detektor geleitet. Dieser Strahlengang wird von der Blende 20 nichtbehindert. Der direkt reflektierte Anteil 32' des Beleuchtungs-Teilstrahls 32 wirdjedoch von der Blende 20c weggeblendet. Ebenfalls weggeblendet wirdein benachbarter Teilstrahl 33 des Beleuchtungslichts,dessen direkt reflektierter Anteil, wie aus 2 ersichtlich,sich dem Signalstrahl 32''' als Störlicht überlagern würde. Weiter wird von der Blende 20c auchder direkt und der indirekt reflektierte Anteil 31' bzw. 31''' einesweiteren benachbarten Teilstrahles 31 des Beleuchtungslichtesweggeblendet. Dies entspricht einem Signalverlust; allerdings würde der indirektreflektierte Signalstrahl 31''' von dem ebenfalls weggeblendetendirekt reflektierten Teilstrahls 32' überlagert, so dass lediglichein gestörterSignalanteil verloren geht.
    [0034] Wiebereits in Verbindung mit 3 erläutert, deutetder Bewegungspfeil 50 eine besonders vorteilhafte Ausführungsformder Erfindung an, bei der die Blendenanordnung 20 während derIntegrationszeit des Detektors parallel zur Probe bewegt wird, sodass auf dem Detektor lediglich ungestörte Signalanteile zum Aufbaudes Ergebnisbildes beitragen.
    [0035] Natürlich sinddie in den Figuren dargestellten und in dem speziellen Teil derBeschreibung erläutertenAusführungsformender Erfindung lediglich illustrative Beispiele. Insbesondere hinsichtlichder konkreten Ausgestaltung der Blendenformen und Blendenmechanismensind dem Fachmann im Rahmen der vorliegenden Erfindung einer Vielfaltvon Variationsmöglichkeitengegeben. Beispielsweise ist es möglich,die Blendenanordnung 20 aus relativ zueinander bewegbarenoder starr zueinander angeordneten Einzelblenden oder als geeignetgelochte Scheibe auszubilden, die vorzugsweise bewegbar ist und zwarlinear oder rotierend.
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] Ellipsometer, geeignet zur ellipsometrischen Erfassungeiner Probenanordnung (40, 43) mit wenigstenseiner auf einer Probenseite eines transparenten, flächigen Trägersubstrates(40) aufgebrachten, dünnenProbe (43) und umfassend – eine Beleuchtungsanordnungzur wenigstens bereichsweisen Beleuchtung der Probe (43)mit Beleuchtungslicht (30) wählbarer Polarisationseigenschaftenunter einem zur Probennormalen geneigten Beleuchtungswinkel (φ), – eine untereinem geeigneten, zu der Probennormalen geneigten Detektionswinkel(φ) angeordnete,einen photosensitiven Detektor (D) umfassende Detektionsanordnungzur polarisationssensitiven Detektion von Detektionslicht (31'–35'; 31'–35'''),welches von beleuchteten Bereichen der Probe (43) reflektiert wird dadurchgekennzeichnet, dass auf der der Beleuchtungsanordnungund der Detektionsanordnung zugewandten Seite der Probe (43) unddes TrägersubstratesBlendenmittel (20) angeordnet sind, welche Beleuchtungslichtanteilewegblenden, die ansonsten an einer der Probenseite gegenüberliegendenGegenflächedes Trägersubstrates(40) derart reflektiert würden, dass sie sich in einerDetektionsebene des Detektors (D) dem an der Probenseite der Probenanordnungreflektierten Detektionslicht überlagernwürden.
    [2] Ellipsometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Probenseite des Trägersubstrates(40) der Beleuchtungsanordnung zugewandt ist und sich dieBlendenmittel (20a, 20b) senkrecht zur Probennormalenerstrecken.
    [3] Ellipsometer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Probenseite des Trägersubstrates (40)der Beleuchtungsanordnung abgewandt ist und die Blendenmittel (20)sich parallel zur Probennormalen und senkrecht zur Einfallsebenedes Beleuchtungslichtes (30) erstrecken.
    [4] Ellipsometer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Blendenmittel (20) als eine semiinfiniteEinzelblende (20c) ausgestaltet sind.
    [5] Ellipsometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass die Blendenmittel (20) eine Mehrzahl von Einzelblenden(20a, 20b) umfassen.
    [6] Ellipsometer nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,dass wenigstens eine Einzelblende wenigstens einen für das Beleuchtungslichttransparenten Durchlass aufweist.
    [7] Ellipsometer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Blendenmittel (20) bewegbar angeordnetsind.
    [8] Ellipsometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Blendenmittel (20) senkrecht zur Probennormalenund parallel zur Einfallsebene des Beleuchtungslichts (30)linear bewegbar angeordnet sind.
    [9] Ellipsometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Blendenmittel um eine zur Probennormalen parallele Achserotierbar angeordnet sind.
    [10] Verfahren zur ellipsometrischen Erfassung einerProbenanordnung mit wenigstens einer auf einer Probenseite einestransparenten, flächigenTrägersubstrates(40) aufgebrachten, dünnenProbe (43), insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtungnach einem der Ansprüche1 bis 9, bei dem – dieProbenanordnung, umfassend wenigstens bereichsweise mittels einerBeleuchtungsanordnung mit Beleuchtungslicht (30) einstellbarerPolarisationseigenschaften unter einem zur Probennormalen geneigtenBeleuchtungswinkel (φ)beleuchtet wird, – vonbeleuchteten Bereichen der Probenanordnung (40, 43)reflektiertes Detektionslicht (31'–35'; 31'''–35''')in einer unter einem geeigneten, zur Probennormalen geneigten Beobachtungswinkel(φ) angeordneten,polarisationssensitiven Detektionsanordnung auf einen gesteuertauslesbaren Detektor (D) mit einer Mehrzahl geordneter, photosensitiver Detektorelementeabgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, – dass aufder der Beleuchtungsanordnung und der Detektionsanordnung zugewandtenSeite der Probe (43) und des Trägersubstrats (40)Blendenmittel (20) angeordnet sind, welche zu jedem ZeitpunktBeleuchtungslichtanteile ausblenden, die ansonsten an einer derProbenseite gegenüberliegendenGegenflächedes Trägersubstrates(40) derart reflektiert würden, dass sie sich in einerDetektionsebene des Detektors (D) dem von der Probenseite der Probenanordnungreflektierten Detektionslicht überlagern würden, und – dass dieBlendenmittel (20) währendeiner Integrationszeit des Detektors (D) bewegt werden, sodass jedeseinem Auslesebereich des Detektors zugeordnete Detektorelement während einesBruchteils der Integrationszeit des Detektors (D) mit Detektionslicht beaufschlagtwird.
    [11] Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass der Bruchteil der Integrationszeit, während dessen ein Detektorelementmit Detektionslicht beaufschlagt wird, für jedes beaufschlagte Detektorelementin etwa gleich groß ist.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI659204B|2019-05-11|光譜光束分佈度量
    US9273952B2|2016-03-01|Grazing and normal incidence interferometer having common reference surface
    US8416402B2|2013-04-09|Method and apparatus for inspecting defects
    KR101982363B1|2019-05-27|조명 제어
    US8467048B2|2013-06-18|Pattern defect inspection apparatus and method
    US7299147B2|2007-11-20|Systems for managing production information
    US5910842A|1999-06-08|Focused beam spectroscopic ellipsometry method and system
    US7061623B2|2006-06-13|Interferometric back focal plane scatterometry with Koehler illumination
    US5248876A|1993-09-28|Tandem linear scanning confocal imaging system with focal volumes at different heights
    US5072126A|1991-12-10|Promixity alignment using polarized illumination and double conjugate projection lens
    JP4312777B2|2009-08-12|Confocal self-interference microscope with side lobes removed
    JP3803550B2|2006-08-02|分光楕円偏光計
    US6734967B1|2004-05-11|Focused beam spectroscopic ellipsometry method and system
    US7719677B2|2010-05-18|Multi-spectral techniques for defocus detection
    US6055053A|2000-04-25|Full field photoelastic stress analysis
    JP3697279B2|2005-09-21|Thin film thickness measuring device
    US5581350A|1996-12-03|Method and system for calibrating an ellipsometer
    JP4838122B2|2011-12-14|Optical system for detecting surface anomalies and / or features
    US5999262A|1999-12-07|Process and apparatus for detecting structural changes of specimens
    US6545265B1|2003-04-08|System and method for the microscopic generation of object images
    EP1049925B1|2003-11-05|Vorrichtung und verfahren zur optischen inspektion
    JP3140664B2|2001-03-05|異物検査方法及び装置
    JP3660680B2|2005-06-15|分光装置
    JP5132866B2|2013-01-30|Surface inspection apparatus and surface inspection method
    US7463351B2|2008-12-09|Process and assembly for non-destructive surface inspection
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    WO2005088272A1|2005-09-22|
    DE102004012134B4|2006-06-29|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-09-29| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-12-28| 8364| No opposition during term of opposition|
    2010-02-04| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: ACCURION GMBH, 37079 GOETTINGEN, DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410012134|DE102004012134B4|2004-03-12|2004-03-12|Ellipsometer mit Blendenanordnung|DE200410012134| DE102004012134B4|2004-03-12|2004-03-12|Ellipsometer mit Blendenanordnung|
    PCT/EP2005/002381| WO2005088272A1|2004-03-12|2005-03-07|Ellipsometer mit blendenanordnung|
    [返回顶部]