▶ ジェイ・エイ・ウーラム・カンパニー・インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-12
(54)【発明の名称】サンプル検査システム、及び、サンプル検査の方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/21 20060101AFI20240405BHJP
G01N 21/3581 20140101ALI20240405BHJP
G01N 21/27 20060101ALI20240405BHJP
G01J 4/04 20060101ALI20240405BHJP
G02F 1/01 20060101ALN20240405BHJP
【ＦＩ】
G01N21/21 Z
G01N21/3581
G01N21/27 B
G01J4/04 Z
G02F1/01
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023546238
(86)(22)【出願日】2021-12-27
(85)【翻訳文提出日】2023-09-28
(86)【国際出願番号】 US2021010069
(87)【国際公開番号】W WO2022164417
(87)【国際公開日】2022-08-04
(31)【優先権主張番号】63/143,187
(32)【優先日】2021-01-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/259,830
(32)【優先日】2021-08-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/300,091
(32)【優先日】2021-03-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】508293737
【氏名又は名称】ジェイ・エイ・ウーラム・カンパニー・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｊ．Ａ．ＷＯＯＬＬＡＭ ＣＯ．，ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100141955
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100085419
【弁理士】
【氏名又は名称】大垣 孝
(72)【発明者】
【氏名】ヒー，ピン
(72)【発明者】
【氏名】リファード，マーチン エム．
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン・ダースリス・ジェレミー・エイ
(72)【発明者】
【氏名】ヘルツィンガー，クレイグ エム．
(72)【発明者】
【氏名】グンサー，ブライアン ディー．
(72)【発明者】
【氏名】マイヤー，デュアン イー．
(72)【発明者】
【氏名】シューシェ，ステファン
(72)【発明者】
【氏名】ウェルチ，ジェームス ディー．
(72)【発明者】
【氏名】ヘイル，ジェフリー エス．
【テーマコード（参考）】
2G059
2K102
【Ｆターム（参考）】
2G059AA05
2G059BB08
2G059DD13
2G059EE02
2G059EE05
2G059GG01
2G059GG09
2G059HH01
2G059HH02
2G059HH03
2G059HH05
2G059JJ01
2G059JJ11
2G059JJ19
2K102AA32
2K102AA33
2K102BA20
2K102BB02
2K102BB03
2K102BC01
2K102BD09
2K102DA01
2K102DC07
2K102EB08
2K102EB20
2K102EB22
(57)【要約】
電磁放射の光源によって提供される波長を、サンプルを検査するために用いられ、及び／又は、検出器が検出できる異なる波長に変換する１又は複数の波長変換器を含むエリプソメータ、偏光計、反射率計及び分光光度計システム。
【選択図】図９
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電磁放射を用いてサンプルを検査するのに用いられるための、エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
からなる群から選択されるサンプル検査のシステムであって、
前記システムは、
電磁気の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器要素（ＤＥ）を備える検出器（ＰＡ）；
を備え、
前記システムの光源（ＬＳ）は、赤外及びテラヘルツ領域における波長が長い電磁放射を提供し、及び、前記検出器は、赤外及びテラヘルツ波長を検出できない固体要素（ＤＥ´ｓ）を含み、
前記システムは、前記検出器（ＰＡ）の前に、前記検出器（ＰＡ）の検出器要素（ＤＥ）が検出できる範囲外の波長の電磁放射を受け入れ、前記検出器要素（ＤＥ）が検出できる波長の出力電磁放射をその上に提供する、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴づけられる
サンプル検査のシステム。
【請求項2】
さらに、偏光状態発生器（ＰＳＧ）及び偏光状態解析器（ＰＳＡ）の構成要素を、それぞれ、前記ステージ（ＳＴＧ）の前後に備える
請求項１に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項3】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、赤外線又はテラヘルツの範囲の波長を含む電磁放射を受け入れ、可視波長範囲の波長の電磁放射を出力する請求項１に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項4】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、遠赤外線の範囲の波長を含む電磁放射を受け入れ、可視波長範囲の波長の電磁放射を出力する請求項１に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項5】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、中赤外線の範囲の波長を含む電磁放射を受け入れ、可視波長範囲の波長の電磁放射を出力する請求項１に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項6】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、近赤外線の範囲の波長を含む電磁放射を受け入れ、可視波長範囲の波長の電磁放射を出力する請求項１に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項7】
ステージ（ＳＴＧ）の後段に、異なる波長を空間的に分離するために、分散光学系（ＤＯ）をさらに備え、前記波長変換器は、
前記光源（ＬＳ）と前記ステージ（ＳＴＧ）との間；
前記ステージ（ＳＴＧ）と前記分散光学系（ＤＯ）との間；
前記分散光学系（ＤＯ）と前記検出器（ＰＡ）との間；
からなる群から選択された間に配置される
請求項１に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項8】
電磁放射を用いてサンプルを検査するのに用いられるための、エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
からなる群から選択されるサンプル検査のシステムであって、
前記システムは、
電磁気の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器（ＰＡ）；
を備え、
前記システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器素子（ＤＥ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射を提供し、
前記システムは前記検出器（ＰＡ）の前に、前記検出器（ＰＡ）の状態素子（ＤＥ‘ｓ）が検出できる範囲外の波長の電磁放射を受け入れ、前記固体素子（ＤＥ）が検出することができる波長の出力電磁放射をその上に提供する、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴づけられる
サンプル検査のシステム。
【請求項9】
光源（ＬＳ）が、紫外線；
可視光；
遠赤外線；
中赤外線；
テラヘルツ波；
から選択される範囲の波長を有する電磁放射を提供する
請求項８に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項10】
前記検出器が、紫外線；
可視光；
遠赤外線；
中赤外線；
テラヘルツ波；
から選択される範囲の波長を検出し、
該選択された範囲は、前記光源（ＬＳ）によって提供されるものとは異なる
請求項９に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項11】
光源（ＬＳ）が、遠赤外線；
中赤外線；
近赤外線；及び
テラヘルツ波；
から選択される範囲の波長を有する電磁放射を提供し、
波長変換器が、
紫外線；及び
可視光；
からなる群から選択される範囲の波長を提供する。
請求項１０に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項12】
前記電磁放射の光源が、紫外領域での、Ａｒ、Ｘｅ及びＨｅ放電ランプ；
可視領域での、タングステンフィラメントランプ
赤外領域での、黒体輻射隊、Ｎｅｒｎｓｔ、及び、Ｇｌｏｂａｒｓ
紫外及び可視領域での、Ｈｇ及びＮａ線ランプ；
可視及び赤外領域での、レーザ；及び
４００ｎｍから１８０００ｎｍの波長範囲での、スーパーコンティニュームレーザ
からなる群から選択され、
前記検出器が、
ゴーレイセル；
ボロメータ；
マイクロボロメータ；
熱電対；
光導電性材料；
重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；
ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；
ＬｉＴａＯ３；
ＰｂＳｅ；
ＰｂＳ；
ＩｎＳｂ；及び
シリコン、ゲルマニウム、及びガリウムヒ素固体デバイス
からなる群から選択されることによって特徴づけられる
請求項８に記載のサンプル検査のシステム。
【請求項13】
ａ）電磁放射を用いてサンプルを検査するのに用いられるための、エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
を提供するステップであって、
前記システムは、
電磁気の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器要素（ＤＥ）を備える検出器（ＰＡ）；
を備え、
前記システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器素子（ＤＥ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射を提供し、
前記システムは前記検出器（ＰＡ）の前に、前記検出器（ＰＡ）の状態素子（ＤＥ‘ｓ）が検出できる範囲外の波長の電磁放射を受け入れ、前記固体素子（ＤＥ）が検出することができる波長の出力電磁放射をその上に提供する、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴づけられる
ステップと、
ｂ）前記ステージ（ＳＴＧ）上に検査されるべきサンプルを配置するステップと、
ｃ）前記光源（ＬＳ）に、電磁放射線を提供させて、前記サンプルに向けてそのビームを方向付けるステップと、
ｄ）前記波長変換器に、前記光源（ＬＳ）によって提供された前記サンプルから提供される第１領域における電磁放射線波長を受信させて、変換された領域の波長を出力させるステップと；
ｅ）前記検出器素子（ＤＥ）に、前記サンプル（ＭＳ）と相互作用した後に変換された電磁放射線を検出させるステップと；
ｆ）前記出力データを分析して、サンプル特性を決定するステップと
を備える、サンプル検査の方法。
【請求項14】
前記システムは、異なる波長を空間的に分離する分散光学系（ＤＯ）、前記光源（ＬＳ）、及び、前記検出器（ＰＡ）の間に波長変換器（ＷＭ）をさらに備える請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
少なくとも１つの波長変換器が、前記光源（ＬＳ）と前記ステージ（ＳＴＧ）との間に配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
少なくとも１つの波長変換器が、前記ステージ（ＳＴＧ）と前記分散光学系（ＤＯ）との間に配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項17】
少なくとも１つの波長変換器が、前記分散光学系（ＤＯ）と前記検出器（ＰＡ）との間に配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項18】
少なくとも２つの波長変換器を、前記光源（ＬＳ）又は電磁放射と前記検出器（ＰＡ）との間に備える請求項１に記載のシステム。
【請求項19】
少なくとも２つの波長変換器を、前記光源（ＬＳ）又は電磁放射と前記検出器（ＰＡ）との間に備える請求項８に記載のシステム。
【請求項20】
前記システムが、少なくとも２つの波長変換器を、前記光源（ＬＳ）又は電磁放射と前記検出器（ＰＡ）との間に備える請求項１３に記載の方法。
【請求項21】
光源によって提供される複数の波長の電磁放射でサンプルを検査する方法であって、ａ）電磁放射を用いてサンプルを検査するのに用いられるための、
エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
を提供するステップであって、
前記システムは、
電磁気の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器要素（ＤＥ）を備える検出器（ＰＡ）；
を備え、
前記システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器素子（ＤＥ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射を提供し、
前記システムは前記ステージ（ＳＴＧ）の前に、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴づけられる
ステップと、
ａ）前記ステージ（ＳＴＧ）上に検査されるべきサンプルを配置するステップと、
ｂ）前記光源（ＬＳ）に、電磁放射線を提供させて、前記サンプルに向けてそのビームを方向付けるステップと、
ｃ）前記波長変換器に、前記光源（ＬＳ）によって提供された前記サンプルから提供される第１領域における電磁放射線波長を受信させて、変換された領域の波長を出力させるステップと；
ｄ）前記検出器素子（ＤＥ）に、前記サンプル（ＭＳ）と相互作用した後に変換された電磁放射線を検出させるステップと；
ｅ）前記出力データを分析して、サンプル特性を決定するステップと
を備える、サンプル検査の方法。
【請求項22】
ステップｃ）とステップｄ）の間に、前記ステージ（ＳＴＧ）と前記検出器（ＰＡ）との間に第２の波長変換器（ＷＭ）を配置し、前記検出器（ＰＡ）の検出器素子（ＤＥ）が検出できる範囲内に前記サンプル（ＭＳ）からの波長を配置するステップ（ｃ´）をさらに含む請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０２１年１月２９日に出願された仮出願６３／１４３，１８７及び２０２１年８月１７日に出願された６３／２５９，８３０の利益を主張する。
【0002】
波長を変換する１つ又は複数の波長変換器を含むエリプソメータ、偏光計、反射率計、及び分光光度計システムは、サンプルの検査に使用するための異なる波長を電磁放射源によって提供し、及び/又はその検出器が検出することができる。
【背景技術】
【0003】
サンプルを検査するための電磁放射の使用は周知である。例えば、反射率計、分光光度計、エリプソメータ、偏光計システム、 (反射及び/又は透過において)サンプルと相互作用するように電磁放射のビームを方向付けして、次いで、ビームが検出器に入射する。
前記相互作用の結果として、(反射率計及び分光光度計システムにおける)強度及び(エリプソメータ及び偏光計システムにおける)偏光状態における検出された変化は、サンプルの特性に対する洞察を提供する。吸収定数、エリプソメトリック プサイ及びデルタなどの特性は、典型的にはサンプルの数学的モデルに蓄積されたデータの数学的回帰を実行することによって評価される。
前記相互作用の結果として、(反射率計及び分光光度計システムにおける)強度及び(エリプソメータ及び偏光計システムにおける)偏光状態における検出された変化は、サンプルの特性に対する洞察を提供する。吸収定数、エリプソメトリック プサイ及びデルタなどの特性は、典型的にはサンプルの数学的モデルに蓄積されたデータの数学的回帰を実行することによって評価される。
【0004】
所望の波長を含む電磁放射源を提供し、そのビームをサンプルと相互作用するように方向付けさせ、次いで検出器に入射させることが従来の実務であった。しかしながら、提供される波長が例えば、赤外線（ＩＲ）又はテラヘルツ（ＴＨＺ）範囲で検出される場合、それらは、特殊な検出器システム（例えば、ゴーレイセル又はボロメータなど）を必要とする。ＩＲ波長及びＴＨＺ波長の検出器は、例えば、可視領域波長を検出するのに適した固体検出器よりもはるかに利用が困難である。本発明はこれを認識し、例えば、ＩＲ又はＴＨＺ波長を受信し、例えば、ＩＲ及びＴＨＺ波長から導出される可視領域波長を提供する波長変換器を提供する。さらに、ＩＲ又はＴＨＺ波長を提供するシステムを使用する検査者が、例えば可視波長を含むように検査を容易に拡張することを望む可能性がある。そのような場合、波長変換器をサンプルの前に適用することができる。近赤外範囲の波長を近可視波長に変換する、現在利用可能な波長変換器の例は、デンマークの会社ＮＬＩＲによって製造される。したがって、データシートは情報開示の中で提供される。
【0005】
本発明は、特許性のため、エリプソメータ、偏光計、反射率計、及び分光光度計システムにおける波長変換器の使用に焦点を当てているが、電磁放射源及びその検出器などの、付随的な問題のトピックも有する。アップコンバージョンに関しては、波長変換器が、明らかに、半導体における表面状態の特性を利用することによる。最近のプレスリリースで、ＵＣＬＡのコンピューター・アンド・エレクトリック・エンジニアリング部のＮｏｎａ Ｊａｒｒａｈｉは入ってくる光に当たったとき、半導体格子中の電子が、格子中で飛び回ることを可能にするエネルギーの増加を受けると報告した。電場は、さらにエネルギーをブートする。電子が光子放出を介してエネルギーを失うとき、電子は異なる波長になる。
【0006】
引き続き、サンプル表面へのビームの複数の入射角を有し、可能な限り多くの波長を用いて、サンプルを検査することが常に有益である。本明細書では（波長変換器との使用に適合すると決定されたもの以外）好ましい光源は特定されていないが、スーパーコンティニュームレーザと呼ばれる電磁放射のビーム光源を使用することによって、後の点に対処することができる。スーパーコンティニューム光源の詳細は、Ｖａｎ Ｄｅｒｓｌｉｃｅの特許１１／０３５，７２９を参照されたい。スーパーコンティニュームレーザスペクトルの形成は多くの複雑な非線形効果の結果であるが、そのようなことは、スーパーコンティニュームがどのように生成されるかに依存せず、反射率計、分光光度計、エリプソメータ、又は偏光計などに適用することができる本発明に関しては、関心を払う必要はない。再度、本発明は、このようなサンプル検査システムにおける波長変換器の使用に関する。
【0007】
エリプソメータ、偏光計、反射率計、及び分光光度計システムにおける波長変換器の適用のための特許を検索しても、何も出てきていない。しかしながら、密接に関連する分野における本発明者らによる以前の特許において、特許が見出され、公知であり、したがって、本明細書に開示された。例えば、Ｋｎｉｇｈｔらによる特許文献１、Ｃｌｏｗｅｓらによる特許文献２、Ｃｌｏｗｅｓらによる特許文献３、Ｌｉｐｈａｒｄｔらによる特許文献４、及び、ＬｅＶａｎによる特許文献５が開示されている。コンピュータ検索において同定されたさらなる特許文献は、（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ Ｌａｓｅｒ ａｎｄ Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ）の検索で、５つの特許（特許文献６～１０参照。）及び６つの公開公報（特許文献１１～１６参照。）、並びに、（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ ＆Ｌａｓｅｒ ａｎｄ Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｅｒ ａｎｄ Ｓｐｅｃｋｌｅ）の検索で、４つの公開公報（特許文献１７～２０参照。）だけである。また、Ｓｐｅｃｋｌｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎに関する公知の特許及び公開公報は、Ｊａｃｏｂらの特許文献２１、Ｌａｐｃｈｕｋらの特許文献２２、Ｍｏｕｓｓａによる特許文献２３、Ｌｉｚｏｔｔｅらによる特許文献２４，及び、Ｃｕｒｔｉｓによる特許文献２５である。
【0008】
さらに、親出願１４／７５７，２８０の手続において、審査官は、Ｈｉｌｆｉｋｅｒらの特許文献２６、Ｈｅｒｚｉｎｇｅｒの特許文献２７、Ｐａｎｄｅｖの特許文献２８、Ｏｓｔｅｒｍｅｙｅｒの特許文献２９、Ｊｏｈｓの特許文献３０、Ｍｏｒｉｖａらの特許文献３１、Ｇｒｅｊｅｄａの特許文献３２、Ｙａｍａｇｕｃｈｉらの特許文献３３を特定した。
【0009】
また、３つの波長範囲を生成するために３つの横方向に積み重ねられたサブグレーティングを有する特別なグレーティングを開示している論文が知られている（非特許文献１参照）。
【0010】
波長変換器は、サンプル検査システムのステージの後に適用され、その光源によって提供される波長を、サンプルとの相互作用後に検出器が検出できる波長に変更することができることを理解されたい。また、波長変換器は、サンプル検査で使用される波長をシフトさせるために、サンプル検査システムのステージの前に配置され得ることも理解されたい。後の効果を使用して、例えばＩＲ及びＴＨＺシステムの範囲を可視領域に拡張できる。
【0011】
既知の先行技術を考慮しても、エリプソメータ、偏光計、反射率計、及び分光光度計サンプル検査システムにおいて、システムステージの検出器側、又はその光源側のいずれかで波長変換器を使用することによって提供される利益が依然として必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】米国特許第８，４４２，５１９号
【特許文献2】米国特許第８，７１８，１０４号
【特許文献3】米国公開公報２０１４／０２３３０９１
【特許文献4】米国特許第７，３４５，７６２号
【特許文献5】米国特許第６，１０４，４８８号
【特許文献6】米国特許第９，０８０，９７１号
【特許文献7】米国特許第８，８７３，０５４号
【特許文献8】米国特許第８，８４１，６３９号
【特許文献9】米国特許第８，０３１，３３７号
【特許文献10】米国特許第７，５７０，３５８号
【特許文献11】米国公開公報２０１５／０３２３３１６
【特許文献12】米国公開公報２０１５／００３６１４２
【特許文献13】米国公開公報２０１３／０２２２７９５
【特許文献14】米国公開公報２０１１／００６９３１２
【特許文献15】米国公開公報２００９／０２６２３６６
【特許文献16】米国公開公報２００８／０２３９２６５
【特許文献17】米国公開公報２０１５／００５８８１３
【特許文献18】米国公開公報２０１５／００４６１２１
【特許文献19】米国公開公報２０１５／００４６１１８
【特許文献20】米国公開公報２０１５／０３３０７７０
【特許文献21】米国特許第６，８９５，１４９号
【特許文献22】米国特許第７，５２２，３３１号
【特許文献23】米国公開公報２０１３／００２７６７３
【特許文献24】米国公開公報２００６／０２３８７４３
【特許文献25】米国公開公報２０１３／００１０３６５
【特許文献26】米国公開公報２０１２／００５７１５８
【特許文献27】米国公開公報２０１３／００２６３６８
【特許文献28】米国公開公報２０１３／０３０４４０８
【特許文献29】米国公開公報２０１３／０２６８３３６
【特許文献30】米国公開公報２０１５／０２１９４９７
【特許文献31】米国公開公報２００９／０２６７００３
【特許文献32】米国公開公報２０１４／０３０４９６３
【特許文献33】米国公開公報２０１３／００６３７００
【特許文献34】米国特許第８，１６９，６１１号
【非特許文献】
【0013】
【非特許文献1】“Ａ Ｎｅｗ Ｓｐｅｔｃｒｏｍｅｔｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｇｒａｔｉｎｇｓ Ｗｉｔｈ Ａ Ｔｗｏ－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ Ｄｅｔｅｃｔｒｏｒ” ，Ｈａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｖｏｌ．７４，Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ ２００３
【発明の概要】
【0014】
最初に、同時係属出願第１６／６０２，０８８のように、本発明のサンプル検査システム、及び使用方法は、少なくとも以下の３つの異なるサブ発明領域における様々な組み合わせから構成され、それらから導出され得ることを理解されたい。これらは、
電磁放射波長の様々な範囲における使用のために最適化され得る組み合わせにおける検出器のシステムの適用;
おそらくは拡張された波長範囲にわたる電磁放射の他の源との組み合わせである、少なくとも４００－４４００ｎｍの波長範囲にわたるコヒーレント電磁放射のビームを提供するためのスーパーコンティニュームレーザの使用;及び、
エリプソメータ、反射率計、分光光度計などのシステムにおけるスーパーコンティニュームレーザ出力に由来する電磁放射のビーム内の、より一致した強度対位置をより効果的に提供するためのスーパーコンティニュームレーザ源を有するスペックル低減器の適用
である。
電磁放射波長の様々な範囲における使用のために最適化され得る組み合わせにおける検出器のシステムの適用;
おそらくは拡張された波長範囲にわたる電磁放射の他の源との組み合わせである、少なくとも４００－４４００ｎｍの波長範囲にわたるコヒーレント電磁放射のビームを提供するためのスーパーコンティニュームレーザの使用;及び、
エリプソメータ、反射率計、分光光度計などのシステムにおけるスーパーコンティニュームレーザ出力に由来する電磁放射のビーム内の、より一致した強度対位置をより効果的に提供するためのスーパーコンティニュームレーザ源を有するスペックル低減器の適用
である。
【0015】
しかしながら、ここで開示される発明はさらに、追加のサブ発明領域を有する。すなわち、
例えば、固体検出器素子が検出できない比較的長い波長の電磁放射（例えば、赤外線（ＩＲ）及びテラヘルツ（ＴＨＺ）範囲）を受信し、例えば、固体状態（又は他のタイプ）の検出器素子が検出できる比較的短い波長の電磁放射を提供する波長変換器の適用； ゴーレイセル、ボロメータ、マイクロボロメータ、熱電対；光導電性材料；重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；ＬｉＴａＯ３；ＰｂＳｅ；ＰｂＳ；及びＩｎＳｂなどの検出器が検出し、それらが検出できる比較的長い波長の電磁放射を提供するための問題を有する、比較的短い波長の電磁放射を受信する波長変換器の適用；
である。
例えば、固体検出器素子が検出できない比較的長い波長の電磁放射（例えば、赤外線（ＩＲ）及びテラヘルツ（ＴＨＺ）範囲）を受信し、例えば、固体状態（又は他のタイプ）の検出器素子が検出できる比較的短い波長の電磁放射を提供する波長変換器の適用； ゴーレイセル、ボロメータ、マイクロボロメータ、熱電対；光導電性材料；重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；ＬｉＴａＯ３；ＰｂＳｅ；ＰｂＳ；及びＩｎＳｂなどの検出器が検出し、それらが検出できる比較的長い波長の電磁放射を提供するための問題を有する、比較的短い波長の電磁放射を受信する波長変換器の適用；
である。
【0016】
さらなるサブ発明領域は、
約１８０００ｎｍまでの波長を提供するスーパーコンティニュームレーザ源の適用; 本発明のサンプル検査システムが使用され得る波長範囲を拡大するための、スーパーコンティニュームレーザと組み合わせて、又はその代わりに、追加のタイプの電磁放射源の適用（例えば、それぞれ１４０００ｎｍから５００００ｎｍまでの波長を提供し得る、Ｎｅｒｎｓｔ－Ｇｌｏｗｅｒ及びＧｌｏｂａｒ及び他の光源、又は、ＤＴＨＳを含む他の可能な光源;レーザ安定化アークランプ、Ｈｇアークランプ、固定又はチューナブル量子カスケードレーザ、ＱＴＨ及びＸｅランプ、レーザ安定化アークランプ、他のレーザ駆動源);
他の識別因子と組み合わせた、エリプソメータ、反射率計、分光光度計などのシステムにおける適用の文脈において以前には開示されていないと考えられる、それらをマイケルソン干渉計と組み合わせることによる、フーリエ変換赤外線源におけるスーパーコンティニュームレーザの適用;
である。
約１８０００ｎｍまでの波長を提供するスーパーコンティニュームレーザ源の適用; 本発明のサンプル検査システムが使用され得る波長範囲を拡大するための、スーパーコンティニュームレーザと組み合わせて、又はその代わりに、追加のタイプの電磁放射源の適用（例えば、それぞれ１４０００ｎｍから５００００ｎｍまでの波長を提供し得る、Ｎｅｒｎｓｔ－Ｇｌｏｗｅｒ及びＧｌｏｂａｒ及び他の光源、又は、ＤＴＨＳを含む他の可能な光源;レーザ安定化アークランプ、Ｈｇアークランプ、固定又はチューナブル量子カスケードレーザ、ＱＴＨ及びＸｅランプ、レーザ安定化アークランプ、他のレーザ駆動源);
他の識別因子と組み合わせた、エリプソメータ、反射率計、分光光度計などのシステムにおける適用の文脈において以前には開示されていないと考えられる、それらをマイケルソン干渉計と組み合わせることによる、フーリエ変換赤外線源におけるスーパーコンティニュームレーザの適用;
である。
【0017】
前記本発明のサブカテゴリーは様々な組み合わせで、新規で、斬新で、非自明なサンプル検査システムを提供し、その新規で非自明で有用な使用方法を可能にすると考えられる。
【0018】
本出願で請求される本発明は電磁放射を用いてサンプルを検査するのに用いられるための、
エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計
からなる群から選択されるサンプル検査システムに焦点を当てている。前記システムは、 電磁気の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器要素（ＤＥ）を備える検出器（ＰＡ）；
を備える。
エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計
からなる群から選択されるサンプル検査システムに焦点を当てている。前記システムは、 電磁気の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器要素（ＤＥ）を備える検出器（ＰＡ）；
を備える。
【0019】
重要な実施形態では、前記システムの光源（ＬＳ）がＩＲ及びＴＨＺ領域の長波長電磁放射を提供し、前記検出器は前記ＩＲ及びＴＨＺ波長を検出できない固体素子（ＤＥ）を備える。しかしながら、前記システムは前記検出器（ＰＡ）の前に、前記検出器（ＰＡ）の検出器素子（ＤＥ）の範囲外の波長の電磁放射を受け入れ、その上に前記検出器素子（ＤＥ）が検出することができる波長の出力電磁放射を提供するための少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することを特徴とする。
【0020】
前記システムは前記ステージ（ＳＴＧ）の前後にそれぞれ偏光状態発生器（ＰＳＧ）及び偏光状態解析器（ＰＳＡ）の要素をさらに備えることができ、その場合、システムはエリプソメータである。
【0021】
前記システムは、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）がＩＲ及びＴＨＺ領域の波長を含む電磁放射を受け入れ、可視波長範囲の波長を有する電磁放射を出力することを提供することができる。
【0022】
前記システムは、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が遠赤外線領域の波長を含む電磁放射を受け入れ、可視波長範囲の波長を有する電磁放射を出力することを提供することができる。
【0023】
前記システムは、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が中赤外線領域の波長を含む電磁放射を受け入れ、可視波長範囲の波長を有する電磁放射を出力することを提供することができる。
【0024】
前記システムは、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が近赤外線領域の波長を含む電磁放射を受け入れ、可視波長範囲の波長を有する電磁放射を出力することを提供することができる。
【0025】
前記システムは検出器（ＰＡ）の複数の要素（ＤＥ）に提示するために異なる波長を空間的に分離するために、前記ステージと検出器との間に分散光学系（ＤＯ）をさらに備えることができる。
【0026】
前記波長変換器は、
前記光源（ＬＳ）と前記ステージ（ＳＴＧ）との間；
前記ステージ（ＳＴＧ）と前記分散光学系（ＤＯ）との間；
前記分散光学系（ＤＯ）と前記検出器（ＰＡ）との間；
からなる群から選択された間に配置することができる。
前記光源（ＬＳ）と前記ステージ（ＳＴＧ）との間；
前記ステージ（ＳＴＧ）と前記分散光学系（ＤＯ）との間；
前記分散光学系（ＤＯ）と前記検出器（ＰＡ）との間；
からなる群から選択された間に配置することができる。
【0027】
本発明はまた、
エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
からなる群から選択される、電磁放射を用いてサンプルを検査するためのサンプル検査システムであって、前記システムは、
電磁気の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び検出器（ＰＡ）；
を備える。
エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
からなる群から選択される、電磁放射を用いてサンプルを検査するためのサンプル検査システムであって、前記システムは、
電磁気の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び検出器（ＰＡ）；
を備える。
【0028】
前記システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器素子（ＤＥ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射を提供することができ、前記システムは前記検出器（ＰＡ）の前に、前記状態素子（ＤＥ´ｓ）が検出できる、前記検出器（ＰＡ）の範囲外の波長の電磁放射を受け入れ前記固体素子（ＤＥ）が検出することができる波長の出力電磁放射を提供するための少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）の存在によって特徴付けられる。
【0029】
前記システムは、光源（ＬＳ）が、
紫外線；
可視光；
遠赤外線；
中赤外線；
テラヘルツ波；
から選択される範囲の波長を有する電磁放射を提供し、前記検出器が、
紫外線；
可視光；
遠赤外線；
中赤外線；
テラヘルツ波；
から選択される範囲の波長を検出することを提供することができ、前記選択された検出波長範囲は前記光源（ＬＳ）によって提供されるものとは異なる。
紫外線；
可視光；
遠赤外線；
中赤外線；
テラヘルツ波；
から選択される範囲の波長を有する電磁放射を提供し、前記検出器が、
紫外線；
可視光；
遠赤外線；
中赤外線；
テラヘルツ波；
から選択される範囲の波長を検出することを提供することができ、前記選択された検出波長範囲は前記光源（ＬＳ）によって提供されるものとは異なる。
【0030】
前記システムは、光源が、
遠赤外線；
中赤外線；
近赤外線；及び
テラヘルツ波；
から選択される範囲の波長を提供することを提供することができ、波長変換器が、
紫外線；及び
可視光
からなる群から選択される範囲の波長を提供する。
遠赤外線；
中赤外線；
近赤外線；及び
テラヘルツ波；
から選択される範囲の波長を提供することを提供することができ、波長変換器が、
紫外線；及び
可視光
からなる群から選択される範囲の波長を提供する。
【0031】
本発明はまた、
ａ）電磁放射線を用いた検査サンプルに使用するために、
エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
を提供するステップを備えるサンプルを検査する方法である。前記システムは、
電磁放射線の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器素子（ＤＥ）を備える検出器（ＰＡ）；
を備える。前記システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器素子（ＤＥ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射を提供することができ、前記システムは前記検出器（ＰＡ）の前に、前記状態素子（ＤＥ´ｓ）が検出できる、前記検出器（ＰＡ）の範囲外の波長の電磁放射を受け入れ前記固体素子（ＤＥ）が検出することができる波長の出力電磁放射を提供するための少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴付けられる。
ａ）電磁放射線を用いた検査サンプルに使用するために、
エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
を提供するステップを備えるサンプルを検査する方法である。前記システムは、
電磁放射線の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器素子（ＤＥ）を備える検出器（ＰＡ）；
を備える。前記システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器素子（ＤＥ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射を提供することができ、前記システムは前記検出器（ＰＡ）の前に、前記状態素子（ＤＥ´ｓ）が検出できる、前記検出器（ＰＡ）の範囲外の波長の電磁放射を受け入れ前記固体素子（ＤＥ）が検出することができる波長の出力電磁放射を提供するための少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴付けられる。
【0032】
前記方法は、以下のステップを続けて行う。
【0033】
ｂ）前記ステージ（ＳＴＧ）上に検査されるべきサンプルを配置する；
ｃ）前記光源（ＬＳ）に、前記検出器素子（ＤＥ）が検出できない波長を含む電磁放射線を提供させて、前記サンプルに向けてそのビームを方向付ける；
ｄ）前記波長変換器に、前記光源（ＬＳ）によって提供された前記サンプルからの電磁放射線波長を受信させて、それらを前記検出器素子（ＤＥ）が検出できる波長に変換させる；
ｅ）前記検出器素子に、変換された電磁放射線を検出させて、出力データを提供させる；
ｆ）前記出力データを分析して、サンプル特性を決定する。
ｃ）前記光源（ＬＳ）に、前記検出器素子（ＤＥ）が検出できない波長を含む電磁放射線を提供させて、前記サンプルに向けてそのビームを方向付ける；
ｄ）前記波長変換器に、前記光源（ＬＳ）によって提供された前記サンプルからの電磁放射線波長を受信させて、それらを前記検出器素子（ＤＥ）が検出できる波長に変換させる；
ｅ）前記検出器素子に、変換された電磁放射線を検出させて、出力データを提供させる；
ｆ）前記出力データを分析して、サンプル特性を決定する。
【0034】
前記方法は、前記システムが異なる電磁波長を空間的に分離する分散光学系（ＤＯ）をさらに含むことを提供することができる。
【0035】
前記波長変換器（ＷＭ）は、前記光源（ＬＳ）と前記ステージとの間、又は前記ステージ（ＳＴＧ）と前記分散光学系（ＤＯ）との間、又は前記分散光学系（ＤＯ）と前記検出器（ＰＡ）との間に配置することができる。
【0036】
電磁放射源によって提供されるものとは異なる波長の電磁放射を有するサンプルを検査する他の方法は、以下のステップを備える。
【0037】
ａ）電磁放射線を用いた検査サンプルに使用するために、
エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
を提供する。前記システムは、
電磁放射線の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器素子（ＤＥ）を備える検出器（ＰＡ）
を備える。
エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
を提供する。前記システムは、
電磁放射線の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器素子（ＤＥ）を備える検出器（ＰＡ）
を備える。
【0038】
前記システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器素子（ＤＥ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射を提供する。
【0039】
前記システムは前記ステージ（ＳＴＧ）の前に、波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴付けられる。
【0040】
前記方法は、以下のステップを続けて行う。
【0041】
ｂ）前記ステージ（ＳＴＧ）上に検査されるべきサンプルを配置する；
ｃ）前記光源（ＬＳ）に、電磁放射線を提供させて、前記サンプルに向けてそのビームを方向付ける；
ｄ）前記波長変換器に、前記光源（ＬＳ）によって提供された前記サンプルから提供される第１領域における電磁放射線波長を受信させて、変換された領域の波長を出力させる；
ｅ）前記検出器素子（ＤＥ）に、前記サンプル（ＭＳ）と相互作用した後に変換された電磁放射線を検出させる；
ｆ）前記出力データを分析して、サンプル特性を決定する。
ｃ）前記光源（ＬＳ）に、電磁放射線を提供させて、前記サンプルに向けてそのビームを方向付ける；
ｄ）前記波長変換器に、前記光源（ＬＳ）によって提供された前記サンプルから提供される第１領域における電磁放射線波長を受信させて、変換された領域の波長を出力させる；
ｅ）前記検出器素子（ＤＥ）に、前記サンプル（ＭＳ）と相互作用した後に変換された電磁放射線を検出させる；
ｆ）前記出力データを分析して、サンプル特性を決定する。
【0042】
前記方法は、ステップｃ）とステップｄ）の間に、前記ステージ（ＳＴＧ）と前記検出器（ＰＡ）との間に第２の波長変換器（ＷＭ）を配置し、前記検出器（ＰＡ）の検出器素子（ＤＥ）が検出できる範囲内に前記サンプル（ＭＳ）からの波長を配置するステップ（ｃ´）をさらに含むことができる。
【0043】
本明細書で特許請求される第１の発明（サンプル検査システム内のポイントにおける電磁波の波長を変化させるための波長変換器（ＷＭ）の使用）を考慮すると、本発明では、任意の電磁波源を利用して、所望の波長の電磁波を提供することができることを理解されたい。例えば、ＵＶ領域のＡｒ、Ｘｅ及びＨｅ放電ランプ;可視領域のタングステンフィラメントランプ;及び赤外領域の黒体放射体、Ｎｅｒｎｓｔ及びＧｌｏｂａｒ光源などの連続光源を適用することができる。ＵＶ及び可視範囲のＨｇ及びＮａランプ、ならびに可視範囲及びＩＲ範囲のレーザなどの線源も適用することができる。しかしながら、スーパーコンティニュームレーザからの電磁放射のビームの強度は一般に、偏光解析等の用途で従来使用されている他の電磁放射源からの場合よりも、より広い波長範囲にわたってはるかに高いという事実から利益を得ることができる。本発明の検出器のシステムは特定の範囲の波長（波長変換器によって生成される変換された波長を含む、通常はより長い波長からより短い波長であるが、より短い波長からより長い波長であり得る）における電磁放射の最適化された検出を提供することができるので、本発明は様々な電磁放射の光源及び検出器を用いてシステムを再構成する必要なしに、広い範囲の波長にわたってサンプルを簡便に検査することをユーザが可能にするという形態での有用性を提供する。しかしながら、他の既知の光源はスーパーコンティニュームレーザによって現在生成され得るよりも長い波長を提供するが、将来、改良されたスーパーコンティニュームレーザによって確実に生成されることになる。したがって、本発明は改良されたスーパーコンティニュームレーザが利用可能になるまで、より長い/より短い波長でのサンプル検査を可能にするために必要なときに、その使用も含む。約５年前の約４００～２５００ｎｍの波長範囲の増加は、現在利用可能なスーパーコンティニュームレーザが少なくとも４４００ｎｍまでの波長を提供することに留意されたい。例えば、ＮＰ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ ＳｐｅｃｔｒａＣｈｒｏｍｅ １０００ Ｍｉｄ－ＩＲ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ Ｌａｓｅｒｓ。最長波長では波長の強度が低下するが、約１８０００ｎｍまでの波長を提供するスーパーコンティニュームレーザが利用可能であることにも留意されたい。ＩＰＧ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓからの光源（ＣＬＰＦ－２５００－ＳＣ ＩＤＦＧ Ｓｅｒｉｅｓ）は、例えば、１８ミクロンまでのプロットを示している。しかしながら、多くのそのような光源は、最大で約５０００ｎｍにしか及ばない。本発明は、任意のそのような可能性のあるスーパーコンティニュームレーザ波長範囲を包含すると考えられるべきである。
【0044】
（サンプル検査システム）
上記を念頭において、本発明はまず、
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムとして説明することができ、
ａ）電磁放射の分光ビーム光源；
ｂ）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ）単一サンプルから提供される電磁放射を監視するための検査システム
を備える。
上記を念頭において、本発明はまず、
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムとして説明することができ、
ａ）電磁放射の分光ビーム光源；
ｂ）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ）単一サンプルから提供される電磁放射を監視するための検査システム
を備える。
【0045】
前記システムは、電磁放射の分光ビームの前記光源が、４００から少なくとも４４００ｎｍを含む範囲内の電磁放射波長の高強度、高指向性コヒーレントスペクトルを提供し、スペクトルを幅広くさせるためにパルスレーザと非線形プロセスの相互作用を生じさせる、スーパーコンティニュームレーザであり、前記サンプル検査システムがプライマリ選択群からの少なくとも１つの選択によって特徴付けられ、前記プライマリ選択群が以下のように与えられる:
（プライマリ選択群）
使用時に、前記電磁放射の分校ビームの光源はそれによって提供されるビームを、サンプルを支持するための前記ステージ上に配置されたサンプルに、それに対してある角度で方向付けるが、前記ビームが、ビームスプリッタと対物レンズとの組み合わせをその順で通過することを含まない;
使用時に、電磁放射の照明ビームによって生じる蛍光は、被検体が発する放射線を空間的に分解するための検出器によって検出されず、照明手段と被検体の間の照明光路と、前記被検体と検出器の間の検出光路は、前記照明光路を横切る照明光の光シートを生成するように設計された照明光光学系を備えておらず、前記検出光路の軸は、光シートと被検体の断面に実質的に直交するように配向され、照明手段と被検体の間の照明光路と、前記被検体と検出器の間の検出光路は、前記照明光路の軸を横切る照明光の光シートを生成するように設計された照明光光学系を備えておらず、前記検出光路は前記光シートと前記被検体との断面に対してθ度発散する角度に配向されていない；及び
使用時に、前記システムは実質的な要素として、カルコゲナイドガラスから作られたフォトニック結晶ファイバにポンピングするように適合されたパルスレーザから構成されたスーパーコンティニューム光源を利用せず、又は、第２高調波パルスが生成され、スーパーコンティニュームテラヘルツ放射を生成する、ＡｌＣｌｘＢｒ（１－ｘ）、ＮａＣｌ及びＺｎＳｅの群からの少なくとも１つの選択から部分的に形成されたフォトニック結晶ファイバに入射するように適合されたポンピングＣＯ２レーザ、又は、ガス格納セル内の不活性ガス内に配置された非線形光学要素を通してフェムト秒パルスを発射するように適合されたチタン:サファイアレーザを含むシステムを利用しない。
（プライマリ選択群）
使用時に、前記電磁放射の分校ビームの光源はそれによって提供されるビームを、サンプルを支持するための前記ステージ上に配置されたサンプルに、それに対してある角度で方向付けるが、前記ビームが、ビームスプリッタと対物レンズとの組み合わせをその順で通過することを含まない;
使用時に、電磁放射の照明ビームによって生じる蛍光は、被検体が発する放射線を空間的に分解するための検出器によって検出されず、照明手段と被検体の間の照明光路と、前記被検体と検出器の間の検出光路は、前記照明光路を横切る照明光の光シートを生成するように設計された照明光光学系を備えておらず、前記検出光路の軸は、光シートと被検体の断面に実質的に直交するように配向され、照明手段と被検体の間の照明光路と、前記被検体と検出器の間の検出光路は、前記照明光路の軸を横切る照明光の光シートを生成するように設計された照明光光学系を備えておらず、前記検出光路は前記光シートと前記被検体との断面に対してθ度発散する角度に配向されていない；及び
使用時に、前記システムは実質的な要素として、カルコゲナイドガラスから作られたフォトニック結晶ファイバにポンピングするように適合されたパルスレーザから構成されたスーパーコンティニューム光源を利用せず、又は、第２高調波パルスが生成され、スーパーコンティニュームテラヘルツ放射を生成する、ＡｌＣｌｘＢｒ（１－ｘ）、ＮａＣｌ及びＺｎＳｅの群からの少なくとも１つの選択から部分的に形成されたフォトニック結晶ファイバに入射するように適合されたポンピングＣＯ２レーザ、又は、ガス格納セル内の不活性ガス内に配置された非線形光学要素を通してフェムト秒パルスを発射するように適合されたチタン:サファイアレーザを含むシステムを利用しない。
【0046】
２つ又は３つすべての選択を行うことができることに留意されたい。
【0047】
前記サンプル検査システムはスペックル低減器をさらに備えることができ、前記スペックル低減器は、前記広範囲に広がったスペクトルにおける異なるコヒーレント波長間の干渉効果に起因する、ビーム内の時間及び位置の関数としての電磁放射の強度の激しい変動を低減する働きをする。
【0048】
前記サンプル検査システムは前記電磁放射ビームの光源とサンプルを支持する前記ステージとの間に偏光状態発生器と、前記サンプルを支持する前記ステージと前記検出器との間に偏光状態分析器とをさらに備えることができ、前記システムはエリプソメータ又は偏光計であり、任意選択で、偏光状態発生器及び/又は前記偏光状態検出器内に補償器をさらに備える。
【0049】
前記サンプル検査システムは、マルチモードファイバの形態のスペックル低減器を備えることができる。
【0050】
前記サンプル検査システムは、ビームディフューザの形態のスペックル低減器を備えることができる。
【0051】
前記サンプル検査システムは、フライアイビームホモジナイザの形態のスペックル低減器を備えることができる。
【0052】
前記サンプル検査システムは、回転ビームディフューザの形態のスペックル低減器を備える。
【0053】
前記サンプル検査システムは、圧電電気結晶駆動ビームディフューザの形態のスペックル低減器を備えることができる。
【0054】
前記サンプル検査システムは、時間的コヒーレンス長を短縮するための電気手段の形態のスペックル低減器を備えることができる。
【0055】
前記サンプル検査システムは、以下の群からの１の選択をさらに備えることができる。
【0056】
前記システムはマイケルソン干渉計をさらに備え、前記スーパーコンティニュームレーザ放射光源はそれと機能的に組み合わせられ、前記光源はＦＴＩＲ光源であり；
前記システムは相対的に長い(短い)波長の電磁気を受け入れ、より短い(より長い)波長の出力を提供するための波長変換器をさらに備え；
前記検出器システムは単一の要素を備え；
前記検出器システムは比較的長い(より短い)波長が入ったときに前記波長変換器から出る波長を検出することができる複数の検出器要素を備え、前記検出可能な波長は、
少なくとも１つのビームスプリッタ；
少なくとも１つの結合されたダイクロイックミラー及びプリズム；及び
少なくとも１つのグレーティング；
からなる群からの少なくとも１つの選択を介して前記検出器要素に導かれ、前記システムは前記スーパーコンティニュームレーザによって提供される波長よりも長い又は短い範囲内の波長を提供する第２の光源をさらに備える。
前記システムは相対的に長い(短い)波長の電磁気を受け入れ、より短い(より長い)波長の出力を提供するための波長変換器をさらに備え；
前記検出器システムは単一の要素を備え；
前記検出器システムは比較的長い(より短い)波長が入ったときに前記波長変換器から出る波長を検出することができる複数の検出器要素を備え、前記検出可能な波長は、
少なくとも１つのビームスプリッタ；
少なくとも１つの結合されたダイクロイックミラー及びプリズム；及び
少なくとも１つのグレーティング；
からなる群からの少なくとも１つの選択を介して前記検出器要素に導かれ、前記システムは前記スーパーコンティニュームレーザによって提供される波長よりも長い又は短い範囲内の波長を提供する第２の光源をさらに備える。
【0057】
サンプルを検査する本発明の方法は、
ａ）反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムを提供するステップを備える。サンプル検査システムは、
ａ´）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ´）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ´）単一サンプルから提供される電磁放射を監視するための検出器システム
を含む。
ａ）反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムを提供するステップを備える。サンプル検査システムは、
ａ´）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ´）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ´）単一サンプルから提供される電磁放射を監視するための検出器システム
を含む。
【0058】
前記システムは高強度、高指向性の電磁放射の分光ビーム源がパルスレーザと非線形プロセスとの相互作用から生じる、４００から少なくとも４４００ｎｍを含む範囲内の電磁放射波長のコヒーレントスペクトルを提供し、パルスレーザと非線形プロセスの相互作用から広範なスペクトル拡大を引き起こすスーパーコンティニュームレーザであり、前記システムは前記スーパーコンティニュームレーザによって提供されるよりも長い又は短い範囲内の波長を提供する第２の光源をさらに備え、前記システムは両方の光源が前記スーパ
ーコンティニューム光源とサンプル上の実質的に同じ位置に電磁放射を提供するように構成されることを特徴とする。
ーコンティニューム光源とサンプル上の実質的に同じ位置に電磁放射を提供するように構成されることを特徴とする。
【0059】
前記システムは、
マルチモードファイバ；
ビームディフューザ；
フライアイビームホモジナイザ；
回転ビームディフューザ；
圧電電気結晶駆動ビームディフューザ；
時間コヒーレンス長を短縮する電気手段；
からなる群からの選択の形態のスペックル低減器をさらに備え、前記スペックル低減器は、前記広範囲に広がったスペクトルにおける異なるコヒーレント波長間の干渉効果に起因するビーム内の位置の関数として電磁放射の強度の激しい変動を低減する働きをする。
マルチモードファイバ；
ビームディフューザ；
フライアイビームホモジナイザ；
回転ビームディフューザ；
圧電電気結晶駆動ビームディフューザ；
時間コヒーレンス長を短縮する電気手段；
からなる群からの選択の形態のスペックル低減器をさらに備え、前記スペックル低減器は、前記広範囲に広がったスペクトルにおける異なるコヒーレント波長間の干渉効果に起因するビーム内の位置の関数として電磁放射の強度の激しい変動を低減する働きをする。
【0060】
前記サンプル検査システムは、以下からなる群からの少なくとも１つの選択を特徴とする:
（プライマリ選択群）
前記方法は、以下のステップを続けて行う。
（プライマリ選択群）
前記方法は、以下のステップを続けて行う。
【0061】
ｂ）前記スーパーコンティニュームレーザ及びスペックル低減器によって提供されるスペックル低減電磁放射の分光ビームを前記ステージ上のサンプルと相互作用させ、次いで前記検出器システムに入射させ、及び/又は、前記第２の光源によって提供される電磁放射を前記ステージ上のサンプルと相互作用させ、前記検出器に入射させる;
ｃ）前記検出器によって提供されるデータを分析して前記サンプルを特徴付ける。
ｃ）前記検出器によって提供されるデータを分析して前記サンプルを特徴付ける。
【0062】
前記検出器は、少なくとも２つの検出器と、前記分光ビームの一部を波長に基づいてそれぞれに分配するための手段とのシステムを備えることができる。
【0063】
他の記述によれば、
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムは、
ａ）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ）電磁放射を監視するための検出器システム；
を含む。
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムは、
ａ）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ）電磁放射を監視するための検出器システム；
を含む。
【0064】
前記システムは、電磁放射の分光ビームの前記光源がパルスレーザと非線形プロセスとの相互作用から生じる、４００から少なくとも４４００ｎｍを含む範囲内の電磁放射波長の高強度、高指向性コヒーレントスペクトルを提供するスーパーコンティニュームレーザであり、広範なスペクトル広がりを生じさせ、前記システムは、前記スーパーコンティニュームレーザによって提供されるよりも長い又は短い範囲内の波長を提供する第２の光源をさらに含み、前記システムは両方の光源が前記スーパーコンティニューム光源と前記サンプル上の実質的に同じ位置に電磁放射を提供するように構成され、前記サンプル検査システムは、プライマリ選択群によって特徴づけられる。
【0065】
前記システムは、
マルチモードファイバ；
ビームディフューザ；
フライアイビームホモジナイザ；
回転ビームディフューザ；
圧電電気結晶駆動ビームディフューザ；
時間コヒーレンス長を短縮する電気手段；
からなる群からの選択の形態のスペックル低減器をさらに備え、前記スペックル低減器は、前記広範囲に広がったスペクトルにおける異なるコヒーレント波長間の干渉効果に起因するビーム内の時間及び位置の関数として電磁放射の強度の激しい変動を低減する働きをする。
マルチモードファイバ；
ビームディフューザ；
フライアイビームホモジナイザ；
回転ビームディフューザ；
圧電電気結晶駆動ビームディフューザ；
時間コヒーレンス長を短縮する電気手段；
からなる群からの選択の形態のスペックル低減器をさらに備え、前記スペックル低減器は、前記広範囲に広がったスペクトルにおける異なるコヒーレント波長間の干渉効果に起因するビーム内の時間及び位置の関数として電磁放射の強度の激しい変動を低減する働きをする。
【0066】
また、前記システムは、前記電磁放射ビームの光源とサンプルを支持する前記ステージとの間に偏光状態発生器と、前記サンプルを支持する前記ステージと前記検出器との間に偏光状態分析器とをさらに備えることができ、前記システムはエリプソメータ又は偏光計であり、前記システムは、任意選択で、偏光状態発生器及び/又は前記偏光状態検出器内に補償器をさらに備える。
【0067】
前記サンプル検査システムは、マルチモードファイバの形態のスペックル低減器、ビー
ムディフューザ、フライアイビームホモジナイザ、回転ビームディフューザ、圧電電気結晶駆動ビームディフューザ、又は時間コヒーレンス長を短縮するための電気手段を備えることができる。
ムディフューザ、フライアイビームホモジナイザ、回転ビームディフューザ、圧電電気結晶駆動ビームディフューザ、又は時間コヒーレンス長を短縮するための電気手段を備えることができる。
【0068】
適用可能な場合、任意の実施形態における検出器システムは、
ゴーレイセル；
ボロメータ；
熱電対；
光導電性材料；
光起電性材料；
重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；
ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；
ＬｉＴａＯ３；
ＰｂＳｅ；
ＰｂＳ；及び
ＩｎＳｂ
からなる群からの選択を備え、前記群は、さらに、前記検出器システムが、
少なくとも１つのビームスプリッタ；
少なくとも１つの組み合わせられたダイクロイックミラー及びプリズム；並びに
少なくとも１つのグレーティング；
から成る群からの少なくとも１つの選択物を経て、そこに導かれる波長を検出できる、複数の検出器要素を含む構成を含む。
ゴーレイセル；
ボロメータ；
熱電対；
光導電性材料；
光起電性材料；
重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；
ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；
ＬｉＴａＯ３；
ＰｂＳｅ；
ＰｂＳ；及び
ＩｎＳｂ
からなる群からの選択を備え、前記群は、さらに、前記検出器システムが、
少なくとも１つのビームスプリッタ；
少なくとも１つの組み合わせられたダイクロイックミラー及びプリズム；並びに
少なくとも１つのグレーティング；
から成る群からの少なくとも１つの選択物を経て、そこに導かれる波長を検出できる、複数の検出器要素を含む構成を含む。
【0069】
４００ｎｍから少なくとも５００００ｎｍまでを含む波長範囲にわたってサンプルを検査するサンプル検査システムの他の記述では、サンプル検査システムは、
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計
からなる群から選択され、
ａ）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ）サンプルを支持するためのステージ；
ｃ）電磁放射を監視するための少なくとも１つの検出器システム
を含む。
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計
からなる群から選択され、
ａ）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ）サンプルを支持するためのステージ；
ｃ）電磁放射を監視するための少なくとも１つの検出器システム
を含む。
【0070】
前記電磁放射の分光ビームの光源は、
スーパーコンティニュームレーザ；
Ｎｅｒｎｓｔ Ｇｌｏｗｅｒ；
Ｇｌｏｂａｒ；
レーザ安定化アークランプ；
ＨＧアークランプ；及び
固定又は同調可能量子カスケードレーザ；
からなる群から選択され、赤外及び/又はテラヘルツ範囲の波長を提供する。
スーパーコンティニュームレーザ；
Ｎｅｒｎｓｔ Ｇｌｏｗｅｒ；
Ｇｌｏｂａｒ；
レーザ安定化アークランプ；
ＨＧアークランプ；及び
固定又は同調可能量子カスケードレーザ；
からなる群から選択され、赤外及び/又はテラヘルツ範囲の波長を提供する。
【0071】
前記少なくとも１つの検出器システムは、赤外線範囲及びテラヘルツ範囲の少なくとも一部にわたって長い電磁放射波長を検出することができない検出器要素を備えることができる。この場合、前記サンプル検査システムは、使用時に、前記少なくとも１つの検出器システム内の要素が検出することができない比較的長い（短い）波長の電磁放射を受け入れ、前記検出器要素が検出することができるより短い（長い）波長を出力として提供し、前記より短い（長い）波長の電磁放射を検出することができる要素からなる前記少なくとも１つの検出器システムに前記検出可能な波長を入力する、少なくとも１つの波長変換器を、さらに備える。
【0072】
サンプルを検査する方法の他の記述は、以下のステップを備える。
【0073】
ａ）４００ｎｍから少なくとも５００００ｎｍまでを含む波長範囲にわたってサンプルを検査するサンプル検査システムを提供し、サンプル検査システムは、
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択され、
ａ´）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ´）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ´）電磁放射を監視するための少なくとも１つの検出器システム
を含む。前記電磁放射の分光ビームの光源は、
スーパーコンティニュームレーザ；
Ｎｅｒｎｓｔ Ｇｌｏｗｅｒ；
Ｇｌｏｂａｒ；
レーザ安定化アークランプ；
ＨＧアークランプ；及び
固定又は同調可能量子カスケードレーザ；
からなる群から選択され、赤外及び/又はテラヘルツ範囲の波長を提供する。
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択され、
ａ´）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ´）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ´）電磁放射を監視するための少なくとも１つの検出器システム
を含む。前記電磁放射の分光ビームの光源は、
スーパーコンティニュームレーザ；
Ｎｅｒｎｓｔ Ｇｌｏｗｅｒ；
Ｇｌｏｂａｒ；
レーザ安定化アークランプ；
ＨＧアークランプ；及び
固定又は同調可能量子カスケードレーザ；
からなる群から選択され、赤外及び/又はテラヘルツ範囲の波長を提供する。
【0074】
前記少なくとも１つの検出器システムは、赤外線範囲及びテラヘルツ範囲の少なくとも一部にわたって長い電磁放射波長を検出することができない検出器要素を備えることができ、前記サンプル検査システムは、使用時に、前記少なくとも１つの検出器システム内の要素が検出することができない比較的長い（短い）波長の電磁放射を受け入れ、前記検出器要素が検出することができるより短い（長い）波長を出力として提供し、前記より短い（長い）波長の電磁放射を検出することができる要素からなる前記少なくとも１つの検出
器システムに前記検出可能な波長を入力する、少なくとも１つの波長変換器を、さらに備える。
器システムに前記検出可能な波長を入力する、少なくとも１つの波長変換器を、さらに備える。
【0075】
前記方法は、以下のステップを続けて行う。
【0076】
ｂ）スーパーコンティニュームレーザ光源を選択し、さらに、
マルチモードファイバ；
ビームディフューザ；
フライアイビームホモジナイザ；
回転ビームディフューザ；
圧電電気結晶駆動ビームディフューザ；及び
時間的コヒーレンス長を短縮するための電気手段
からなる群から選択されたスペックル低減器を提供する；
ｃ）サンプルを支持するための前記ステージ上に検査されるべきサンプルを配置する；
ｄ）電磁放射のビームを、前記スーパーコンティニュームレーザ源によって生成させ、前記サンプルと相互作用させ、次いで、電磁放射を監視するための前記少なくとも１つの検出器システムに入射させる；
前記電磁放射のビームを、前記スーパーコンティニュームレーザ源と、赤外線範囲及びテラヘルツ範囲の少なくとも一部にわたって長い電磁放射波長を検出することができない前記少なくとも１つの検出器システムとの間で、前記スペックル低減システム及び前記波長変換器と相互作用させ、少なくとも１つの検出器の要素が検出できる波長の電磁放射が少なくとも１つの前記検出器に入射される。及び、
ｅ）前記少なくとも1つの検出器からの出力を分析して、前記サンプルの特性に対する洞察を提供する。
マルチモードファイバ；
ビームディフューザ；
フライアイビームホモジナイザ；
回転ビームディフューザ；
圧電電気結晶駆動ビームディフューザ；及び
時間的コヒーレンス長を短縮するための電気手段
からなる群から選択されたスペックル低減器を提供する；
ｃ）サンプルを支持するための前記ステージ上に検査されるべきサンプルを配置する；
ｄ）電磁放射のビームを、前記スーパーコンティニュームレーザ源によって生成させ、前記サンプルと相互作用させ、次いで、電磁放射を監視するための前記少なくとも１つの検出器システムに入射させる；
前記電磁放射のビームを、前記スーパーコンティニュームレーザ源と、赤外線範囲及びテラヘルツ範囲の少なくとも一部にわたって長い電磁放射波長を検出することができない前記少なくとも１つの検出器システムとの間で、前記スペックル低減システム及び前記波長変換器と相互作用させ、少なくとも１つの検出器の要素が検出できる波長の電磁放射が少なくとも１つの前記検出器に入射される。及び、
ｅ）前記少なくとも1つの検出器からの出力を分析して、前記サンプルの特性に対する洞察を提供する。
【0077】
サンプルを検査する他の方法は、以下のステップを備える。
【0078】
ａ）４００ｎｍから少なくとも５００００ｎｍまでを含む波長範囲にわたってサンプルを検査するサンプル検査システムを提供し、サンプル検査システムは、
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択され、
ａ´）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ´）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ´）電磁放射を監視するための少なくとも１つの検出器システム
を含む。
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択され、
ａ´）電磁放射の分光ビームのビーム源；
ｂ´）サンプルを支持するためのステージ；及び
ｃ´）電磁放射を監視するための少なくとも１つの検出器システム
を含む。
【0079】
前記電磁放射の分光ビームの光源は、
スーパーコンティニュームレーザ；
Ｎｅｒｎｓｔ Ｇｌｏｗｅｒ；
Ｇｌｏｂａｒ；
レーザ安定化アークランプ；
ＨＧアークランプ；及び
固定又は同調可能量子カスケードレーザ
からなる群から選択され、赤外及び/又はテラヘルツ範囲の波長を提供する。
スーパーコンティニュームレーザ；
Ｎｅｒｎｓｔ Ｇｌｏｗｅｒ；
Ｇｌｏｂａｒ；
レーザ安定化アークランプ；
ＨＧアークランプ；及び
固定又は同調可能量子カスケードレーザ
からなる群から選択され、赤外及び/又はテラヘルツ範囲の波長を提供する。
【0080】
前記少なくとも１つの検出器システムは、赤外線範囲及びテラヘルツ範囲の少なくとも一部にわたって長い電磁放射波長を検出することができない検出器要素を備えることができ、前記サンプル検査システムは、使用時に、前記少なくとも１つの検出器システム内の要素が検出することができない比較的長い（短い）波長の電磁放射を受け入れ、前記検出器要素が検出することができるより短い（長い）波長を出力として提供し、前記より短い（長い）波長の電磁放射を検出することができる要素からなる前記少なくとも１つの検出器システムに前記検出可能な波長を入力する、少なくとも１つの波長変換器を、さらに備えることができる。
【0081】
前記方法は、以下のステップを続けて行う。
【0082】
ｂ）スーパーコンティニュームレーザ光源以外を選択する；
ｃ）サンプルを支持するための前記ステージ上に検査されるべきサンプルを配置する；
ｄ）電磁放射のビームを、前記光源によって生成させ、前記サンプルと相互作用させ、次いで、電磁放射を監視するための前記少なくとも１つの検出器システムに入射させる；
前記電磁放射のビームを、前記光源と、赤外線範囲及びテラヘルツ範囲の少なくとも一部にわたって長い電磁放射波長を検出することができない前記少なくとも１つの検出器システムとの間で、前記波長変換器と相互作用させ、少なくとも１つの検出器の要素が検出できる波長の電磁放射が少なくとも１つの前記検出器に入射される。及び、
ｅ）前記少なくとも１つの検出器からの出力を分析して、前記サンプルの特性に対する洞察を提供する。
ｃ）サンプルを支持するための前記ステージ上に検査されるべきサンプルを配置する；
ｄ）電磁放射のビームを、前記光源によって生成させ、前記サンプルと相互作用させ、次いで、電磁放射を監視するための前記少なくとも１つの検出器システムに入射させる；
前記電磁放射のビームを、前記光源と、赤外線範囲及びテラヘルツ範囲の少なくとも一部にわたって長い電磁放射波長を検出することができない前記少なくとも１つの検出器システムとの間で、前記波長変換器と相互作用させ、少なくとも１つの検出器の要素が検出できる波長の電磁放射が少なくとも１つの前記検出器に入射される。及び、
ｅ）前記少なくとも１つの検出器からの出力を分析して、前記サンプルの特性に対する洞察を提供する。
【0083】
上述の例のいずれかにおいて、適切な場合、サンプル検査システムは、電磁放射のスーパーコンティニュームレーザ源がマイケルソン干渉計と機能的に組み合わせられ、前記検出器が、
ゴーレイセル；
ボロメータ；
熱電対；
重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；
ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；
ＬｉＴａＯ３；
ＰｂＳｅ；
ＰｂＳ；
ＩｎＳｂ；及び
ＩｎＧａＡｓ
からなる群から選択された材料を含む検出器；
からなる群から選択されることを提供できる。
ゴーレイセル；
ボロメータ；
熱電対；
重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；
ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；
ＬｉＴａＯ３；
ＰｂＳｅ；
ＰｂＳ；
ＩｎＳｂ；及び
ＩｎＧａＡｓ
からなる群から選択された材料を含む検出器；
からなる群から選択されることを提供できる。
【0084】
波長領域にわたってサンプルを検査するのに用いられる本発明の別のサンプル検査システムは、サンプル検査システムが、
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されることを提供し、このシステムは、
ａ）スーパーコンティニュームレーザ、及び前記スーパーコンティニュームレーザによって提供されるよりも長い又は短い波長を提供するための光源からなる群から選択される電磁放射線の分光ビームの光源；
ｂ）サンプルを支持するためのステージ；
ｃ）単一のサンプルから提供される電磁放射線を監視するための検出器システム；
を備える。
反射率計；
分光光度計；
エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されることを提供し、このシステムは、
ａ）スーパーコンティニュームレーザ、及び前記スーパーコンティニュームレーザによって提供されるよりも長い又は短い波長を提供するための光源からなる群から選択される電磁放射線の分光ビームの光源；
ｂ）サンプルを支持するためのステージ；
ｃ）単一のサンプルから提供される電磁放射線を監視するための検出器システム；
を備える。
【0085】
前記少なくとも１つの検出器システムは、光源が提供する範囲の波長の少なくとも一部にわたって長い(短い)電磁放射波長を検出することができない検出器要素を備えることができる。
【0086】
前記システムは、少なくとも１つの波長変換器、及び、スペックル低減器からなる群から選択される少なくとも１つの選択物をさらに要求できる。
【0087】
波長変換器は、使用時に、前記少なくとも１つの検出器システム内の要素が検出できないすることができる比較的長い(短い)波長の電磁放射を受け入れ、前記検出器要素が検出することができる、より短い(より長い)波長として出力を提供し、検出可能な波長として前記検出器システムの検出器要素に入力させる。
【0088】
スペックル低減器は、前記広範囲に広がったスペクトル内の異なるコヒーレント波長間の干渉効果に起因する、ビーム内の時間及び位置の関数としての電磁放射の強度の激しい変動を低減する働きをする。
【0089】
本発明は、
検出器のシステムの適用；
スーパーコンティニュームレーザの使用；
スペックル低減器の適用；
追加の電磁放射の光源の適用；
フーリエ変換赤外線源におけるスーパーコンティニュームレーザの適用；
波長変換器の適用
の組み合わせの使用に見出される。
検出器のシステムの適用；
スーパーコンティニュームレーザの使用；
スペックル低減器の適用；
追加の電磁放射の光源の適用；
フーリエ変換赤外線源におけるスーパーコンティニュームレーザの適用；
波長変換器の適用
の組み合わせの使用に見出される。
【0090】
（検出器システム）
本発明は、単一要素検出器及び多要素検出器の両方の使用を含む。単色又は分光学的に全体としてビームが解析されるならば、
ゴーレイセル；
ボロメータ；
熱電対；
などの単一要素検出器、又は、
光導電性材料；
光起電性材料；
重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；
ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；
ＬｉＴａＯ３；
ＰｂＳｅ；ＰｂＳ；又は
ＩｎＳｂ
を含む検出器を用いることができる。電磁放射源が例えば、マイケルソン干渉計と機能的に組み合わされる場合、これはしばしば当てはまる。
本発明は、単一要素検出器及び多要素検出器の両方の使用を含む。単色又は分光学的に全体としてビームが解析されるならば、
ゴーレイセル；
ボロメータ；
熱電対；
などの単一要素検出器、又は、
光導電性材料；
光起電性材料；
重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；
ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；
ＬｉＴａＯ３；
ＰｂＳｅ；ＰｂＳ；又は
ＩｎＳｂ
を含む検出器を用いることができる。電磁放射源が例えば、マイケルソン干渉計と機能的に組み合わされる場合、これはしばしば当てはまる。
【0091】
代替的に、本発明の検出器システムは、その上に入射する分光ビームから複数の別々の波長範囲を生成する手段を含むことができ、その各々は、前記システムは少なくとも２つの要素のシーケンスを含み、グレーティングと、結合ダイクロイックビームスプリッタプリズムとからなる群から選択される。
【0092】
グレーティングは、電磁放射線の入射分光ビームが照射されたときに、回折された分散波長のスペクトルを生成し、それと同時に、電磁放射線のスペクトル含有量が変化した反射ビームを生成する。
【0093】
結合ダイクロイックビームスプリッタプリズムは、電磁放射線の分光ビームが照射されたときに、前記プリズムを通過して出力される分散波長のスペクトルを生成し、それと同時に電磁放射線のスペクトル含有量が変化した反射ビームを生成する。
【0094】
使用時には、その光源からの電磁放射の分光ビームが前記ステージ上に配置されたサンプルと相互作用させられ、次いで、分散波長のスペクトルが生成され、第１の検出器に向けられるように第１の選択された要素に入射させられ、同時に、第２の検出器に向けられる分散波長のスペクトルを同様に生成する第２の選択された要素に入射するように向けられる電磁放射の反射されたスペクトル変化スペクトル成分反射ビームの生成を伴う。
【0095】
電磁放射の反射された変更されたスペクトル成分反射ビームは、第３の検出器に向けられる分散波長のスペクトルを生成する第３の選択された要素に、前記ビームの少なくとも一部を向けるビームスプリッタに入射するように向けることができ、一方、変更されたスペクトル成分ビームの少なくとも一部を、それによって生成される分散波長の限定された範囲のスペクトルを前記第２の検出器に向け続ける前記第２の選択された要素に、向け続ける。
【0096】
前記検出器システムは、前記第１及び第２の選択された要素の少なくとも１つが、
そこから出る波長の範囲を最適に構成するように設計される；
前記第１及び第２の検出器の少なくとも１つが、前記第１及び第２の選択された要素によってそれぞれ入力される波長の範囲を最適に検出するように設計される；
ことからなる群からの少なくとも１つの選択を備えることができる。
そこから出る波長の範囲を最適に構成するように設計される；
前記第１及び第２の検出器の少なくとも１つが、前記第１及び第２の選択された要素によってそれぞれ入力される波長の範囲を最適に検出するように設計される；
ことからなる群からの少なくとも１つの選択を備えることができる。
【0097】
前記検出器システムは２つ以上の選択された要素をさらに備えることができ、前記第2の選択された要素によって生成された反射電磁ビームは、
ダイクロイックビームスプリッタ、及び、次いでそこから第３の選択された要素に照射される；
第３の選択された要素に直接照射される；
少なくとも１つの反射器、及び、次いでダイクロイックビームスプリッタ、及び、次いでそこから第３の選択された要素に照射される；並びに
少なくとも１つの反射器及び次いで第３の選択された要素に照射される；
ことからなる群からの少なくとも１つの選択物に向けられる。
ダイクロイックビームスプリッタ、及び、次いでそこから第３の選択された要素に照射される；
第３の選択された要素に直接照射される；
少なくとも１つの反射器、及び、次いでダイクロイックビームスプリッタ、及び、次いでそこから第３の選択された要素に照射される；並びに
少なくとも１つの反射器及び次いで第３の選択された要素に照射される；
ことからなる群からの少なくとも１つの選択物に向けられる。
【0098】
前記検出器システムは、第３の選択された要素が、前記電磁放射の反射ビームを受け取ると、第３の検出器に向けられる分散波長のスペクトルを生成することを提供することができる。
【0099】
前記検出器システムは、
前記第３の選択された要素がそこから出る波長の範囲を最適に構成するように設計される；
前記第３の検出器が前記第１及び第２の選択された要素それぞれによってそこに入力される波長の範囲を最適に検出するように設計される；
ことからなる群からの少なくとも１つの選択物が可能であることを提供できる。
前記第３の選択された要素がそこから出る波長の範囲を最適に構成するように設計される；
前記第３の検出器が前記第１及び第２の選択された要素それぞれによってそこに入力される波長の範囲を最適に検出するように設計される；
ことからなる群からの少なくとも１つの選択物が可能であることを提供できる。
【0100】
前記検出器システムは選択された第４の要素をさらに備えることができ、前記第３の選択された要素によって生成された、又は、前記第２の選択された要素と関連してダイクロイックビームスプリッタが出射される反射電磁ビームは、
ダイクロイックビームスプリッタ、及び、次いでそこから第４の選択された要素に照射される；
第４の選択された要素に直接照射される；
少なくとも１つの反射器、及び、次いでダイクロイックビームスプリッタ、及び、次いでそこから第４の選択された要素に照射される；及び
少なくとも１つの反射器、及び、次いで第４の選択された要素に照射される；
からなる群からの少なくとも１つの選択物に向けられる。
ダイクロイックビームスプリッタ、及び、次いでそこから第４の選択された要素に照射される；
第４の選択された要素に直接照射される；
少なくとも１つの反射器、及び、次いでダイクロイックビームスプリッタ、及び、次いでそこから第４の選択された要素に照射される；及び
少なくとも１つの反射器、及び、次いで第４の選択された要素に照射される；
からなる群からの少なくとも１つの選択物に向けられる。
【0101】
前記検出器システムは、第４の選択された要素が、前記電磁放射の反射ビームを受け取ると、第４の検出器に向けられる分散波長のスペクトルを生成することを提供することができる。
【0102】
前記検出器システムは、
前記第４の選択された要素がそこから出る波長の範囲を最適に構成するように設計される；
前記第４の検出器が前記第１及び第２の選択された要素それぞれによってそこに入力される波長の範囲を最適に検出するように設計される；
ことからなる群からの少なくとも１つの選択物が可能であることを提供することができる。
前記第４の選択された要素がそこから出る波長の範囲を最適に構成するように設計される；
前記第４の検出器が前記第１及び第２の選択された要素それぞれによってそこに入力される波長の範囲を最適に検出するように設計される；
ことからなる群からの少なくとも１つの選択物が可能であることを提供することができる。
【0103】
前記検出器は、スペクトルが検出器に入射するように向けられる、分散波長の前記スペクトルを生成するグレーティング又は結合ダイクロイックビームスプリッタプリズムに入射させられる、前記サンプルからの分光電磁放射のビームを含むことができ、同時に、ダイクロイックビームスプリッタと総合作用するように向けられ、スペクトル成分変化反射ビームを２つのビームに分割させる前記電磁放射のスペクトル成分変化反射ビームを生成し、２つのビームの両者は、グレーティングと、結合ダイクロイックビームスプリッタプリズムとから成る群からの選択物に向けられる。
【0104】
グレーティングは、電磁放射線の入射分光ビームが照射されたときに、回折された分散波長のスペクトルを生成し、それと同時に、電磁放射線のスペクトル含有量が変化した反射ビームを生成する。
【0105】
結合ダイクロイックビームスプリッタプリズムは、電磁放射線の分光ビームが照射されたときに、前記プリズムを通過して出力される波長のスペクトルを生成し、それと同時に電磁放射線のスペクトル含有量が変化した反射ビームを生成する。
【0106】
この結果、グレーティング又は結合ダイクロイックビームスプリッタプリズムから出力する分散波長のスペクトルがそれぞれ別の検出器に入る。
【0107】
前記検出器システムは、分散された波長のスペクトルが生成され、第１の検出器に向けられるように第１の選択された要素に入射させられる前記サンプルからの電磁放射の分光ビームが、同様に第２の検出器に向けられる分散された波長のスペクトルを生成する第２の選択された要素に入射するように向けられる電磁放射の変更されたスペクトル成分反射ビームの生成と同時に、その分析器を出るエリプソメータ又は偏光計の出力ビームであることを提供することができる。
【0108】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１のグレーティング及び第１の検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１のグレーティングを出る反射ビームはゼロ次ビームであり、第２のグレーティング及び第２の検出器に向けられる。
【0109】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１のグレーティング及び第１の検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１のグレーティングを出る反射ビームはゼロ次ビームであり、第１のダイクロイックビームスプリッタプリズムの組合せ及び第２の検出器に向けられる、
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、ダイクロイックビームスプリッタを含む一連の要素と相互作用させられる。
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、ダイクロイックビームスプリッタを含む一連の要素と相互作用させられる。
【0110】
ダイクロイックビームスプリッタは、第１及び第２のレンジの分散波長を送り、これらは、それぞれ、実質的にある波長の上又は下であり、それぞれ、第１のグレーティングを出る反射ビームはゼロ次ビームであり、第２のグレーティング及び第２の検出器に向けられる第１グレーティング及び第１検出器、並びに、第１のグレーティングを出る反射ビームはゼロ次ビームであり、第１のダイクロイックビームスプリッタプリズム及び第２の検出器に向けられる、第１グレーティング及び第１検出器からなる群の選択物に向けられる。
【0111】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１のダイクロイックビームスプリッタの組合せ及び第１の検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１のダイクロイックビームスプリッタの組合せから反射する反射ビームは、第１グレーティング及び第２検出器に向けられる。
【0112】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１のグレーティング及び第１検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１グレーティングにより生成される反射ビームはゼロ次ビームであり、第２のグレーティング及び第２の検出器に向けられる。第２のグレーティングにより生成される反射ビームはゼロ次ビームであり、第３グレーティング及び第３検出器に向けられる。
【0113】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１のグレーティング及び第１検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１グレーティングにより生成される反射ビームはゼロ次ビームであり、第１のダイクロイックビームスプリッタの組合せ及び第２の検出器に向けられる。第１のダイクロイックビームスプリッタの組合せから反射する反射ビームは、ダイクロイックビームスプリッタを経て第３グレーティング及び第３検出器に向けられる。
【0114】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１のグレーティング及び第１検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１グレーティングにより生成される反射ビームはゼロ次ビームであり、第２グレーティング及び第２検出器に向けられる。第２グレーティングにより生成される反射ビームはゼロ次ビームであり、第１ダイクロイックビームスプリッタの組合せ及び第３検出器に向けられる。
【0115】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１のグレーティング及び第１検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１グレーティングにより生成される反射ビームはゼロ次ビームであり、第１ダイクロイックビームスプリッタの組合せ及び第２検出器に向けられる。第１ダイクロイックビームスプリッタの組合せから反射される反射ビームは、ビームスプリッタを経て第２ダイクロイックビームスプリッタの組合せ及び第３検出器に向けられる。
【0116】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１ダイクロイックビームスプリッタ及び第１検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１ダイクロイックビームスプリッタの組合せにより反射される反射ビームは第２グレーティング及び第２検出器に向けられる。第２グレーティングにより生成される反射ビームはゼロ次ビームであり、第３グレーティング及び第３検出器に向けられる。
【0117】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１ダイクロイックビームスプリッタ及び第１検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１ダイクロイックビームスプリッタの組合せから反射される反射ビームは第２ダイクロイックビームスプリッタの組合せ及び第２検出器に向けられる。第２ダイクロイックビームスプリッタの組合せから反射される反射ビームは、ダイクロイックビームスプリッタを経て、第３グレーティング及び第３検出器に向けられる。
【0118】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１ダイクロイックビームスプリッタ及び第１検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１ダイクロイックビームスプリッタの組合せから反射される反射ビームは第１グレーティング及び第２検出器に向けられる。第２グレーティングによって生成される反射ビームは、ゼロ次ビームであり、第２ダイクロイックビームスプリッタ及び第３検出器に向けられる。
【0119】
前記検出器システムは具体的には前記サンプルからの分光電磁放射線のビームを含むことができ、前記ビームは、第１ダイクロイックビームスプリッタ及び第１検出器を含む一連の要素と相互作用させられる。第１ダイクロイックビームスプリッタから反射される反射ビームは第２ダイクロイックビームスプリッタ及び第２検出器に向けられる。第２ダイクロイックビームスプリッタの組合せから反射される反射ビームは、ビームスプリッタを介して第３のダイクロイックビームスプリッタプリズムの組合せ及び第３検出器に向けられる。
【0120】
前記検出器システムは、＋又は－のオーダーのスペクトルがグレーティングによって生成される分散回折波長のスペクトルを含むことができる。
【0121】
また、比較的短い波長を、例えば、ゴーレイセル、ボロメータ、又はマイクロボロメータなどによって監視される、より長い波長に変更することができることも理解されたい。しかしながら、本発明における光源によって比較的長い波長が提供されるので、本発明は例えば、より長い波長を監視することはできないが、より短い波長、より高いエネルギー波長を監視することができる固体検出器素子と機能的に組み合わせて、比較的長い波長の電磁放射をより短い波長の電磁放射に変更するための波長変換器を含む可能性がより高い。
【0122】
本発明の文脈における典型的な構成は、光源が赤外及び/又はテラヘルツ範囲の波長を提供し、検出器素子が、より高いエネルギー、より短い波長のみを検出することができる固体状態であることである。しかしながら、これは、波長変換器が比較的短い波長を入力し、より長い波長を出力し、検出器素子がゴーレイセル、ボロメータ、マイクロボロメータなどである状況を排除しない。固体検出器素子が使用される場合、本発明は初期及び運転コスト（例えば、より長い波長が検出される場合の冷却）の低減の形態で有用性を提供する。
【0123】
要素が列挙されている特許請求の範囲では、検出器タイプ間の区別が示されている。
すなわち、請求項は、検出器が単一の要素を備え、分光ビームの単色又は全波長を一緒に監視する場合、又は波長が分離され個別に監視される場合に適用されると解釈されるべきである。
すなわち、請求項は、検出器が単一の要素を備え、分光ビームの単色又は全波長を一緒に監視する場合、又は波長が分離され個別に監視される場合に適用されると解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0124】
本発明は、図面と併せて本明細書の詳細な説明を参照することによって、よりよく理解されるであろう。
【図1】様々なマルチチャネル検出器（ＤＥＴ１）（ＤＥＴ２）（ＤＥＴ３）が最適に取り扱うように設計された多数の波長範囲を示す。
【図2】複数のグレーティング（Ｇ）及び/又はダイクロイックビームスプリッタプリズムの組合せ（ＤＢＳＰ）のいくつかの本発明の組合せを示し、（一般的に（Ｇ／Ｐ）として表される）、例として、それぞれが、少なくとも１つの＋又は－のオーダーの波長スペクトル並びに比較的よりエネルギーの高い反射ビーム（例えば、グレーティングの場合はゼロ次（Ｚ０））、電磁放射ビームを生成し、これは後段のグレーティング（Ｇ）に向けられる。
【図3】（Ａ）は、電磁気の入射ビーム（ＩＢ）を反射するグレーティング（Ｇ）を示し、ゼロ次のオーダー（Ｚ０）と共に、波長（λ）のスペクトルをその順序（例えば、第１＋次数）で提供する。（Ａ´）は、反射ビーム（ＲＢ）がダイクロイックビームスプリッタプリズムの組合せ（ＤＢＳ－ＰＲ）から、その上にコーティングが存在する表面で反射され、ダイクロイック特性を与える状況を示す。少なくとも＋又は－のオーダーのスペクトルが、プリズム（Ｐ）から出力されることに留意されたい。
【図4】本発明が非常に適した用途を見出すエリプソメータシステムを示す。
【図5】電磁放射が順次照射される、追従するグレーティングの使用を示す。
【図6】ビームの一部を、異なる波長範囲に応答するように最適化することができる異なる検出器に方向付けるためのビームスプリッタの使用を示す。
【図7】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ約４００－２５００ｎｍの範囲にわたってスーパーコンティニュームレーザ光源によって提供される電磁放射のビームに対する、ビームにおける典型的な強度対位置を示し、（Ａ）のプロットにスペックル低減器が適用されたときの同じ結果を示す。
【図8】（Ａ）－（Ａ´´´）は、スペックルを低減するためのフライアイアプローチを示す。（Ｂ）－（Ｆ）は、様々なスペックル低減器を示す。
【図9】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、基本反射率計又は分光光度計システム、及び1つ又は複数の波長変換器（ＷＭ）を含む偏光計システムの基本エリプソメータを示すために含まれる。（Ｃ）は、その中に電磁放射の光源を含む基本的なＦＴＩＲシステムを示す。（Ｄ）及び（Ｅ）は、分散光学系及び波長変換器（ＷＭ）を有する図９（Ａ）及び（Ｂ）を示す。（Ｆ）は、２つの波長変換器（ＷＭ）が存在する、基本的な反射率計又は分光光度計システムを示す。（Ｇ）－（Ｉ）は、そこに存在する波長変換器（ＷＭ）を有するエリプソメータシステムのさらなる例を示す。
【図10】（Ａ）は、典型的な従来の光源の電磁放射強度対波長と比較して、スーパーコンティニュームレーザから生じる典型的な発明者生成強度対波長を示すために含まれる。（Ｂ）は、最近の進歩がスーパーコンティニュームレーザの範囲を少なくとも４４００ｎｍさらには１８０００ｎｍまで広げたことを示すために含まれている。
【発明を実施するための形態】
【0125】
最初に、本明細書で特許請求される本発明は、図９（Ｆ）－（Ｊ）に最も良く示されており、反射率計、分光光度計、エリプソメータ及び偏光計サンプル検査システムの文脈において適用される波長変換器（ＷＭ）に関することを理解されたい。前記波長変換器（ＷＭ）は、サンプル（ＳＡＭ）を支持するステージ（ＳＴＧ）の前又は後に存在することができ、入射電磁放射の波長を変更する。しかしながら、本願発明は、電磁放射の光源（ＬＳ）と検出器（ＰＡ）とを不可分に含む。本明細書の図面は、同時係属中の出願第１７／３００，０９１号（光源（ＬＳ）及び検出器（ＤＥＴ）に関する)から適用され、そこに提示される順序で議論される。
【0126】
ここで図１を参照すると、様々なマルチチャネル検出器（ＤＥＴ１）（ＤＥＴ２）（ＤＥＴ３）が最適に取り扱うように設計された多数の波長範囲が示されている。図２に示される（４）のように、多くの追加の波長範囲も同様に示すことができる。
【0127】
図２は赤外線又はテラヘルツ範囲内の電磁波長の光源（ＥＭ）、典型的には存在するアパーチャ、及び前記赤外線又はテラヘルツ波長を受け入れ、及び、典型的には、固体検出器（ＤＥＴ）素子（ＤＥ´ｓ）(図４参照)の波長範囲内の出力波長を提供するための波長変換器（ＷＭ）の実証的使用を示している。図２はまた、それぞれが波長の少なくとも1つの＋又は－のオーダーのスペクトル（Δλ）を生成する複数のグレーティング（Ｇ）（図３（Ａ）参照）及び/又は結合ダイクロイックビームスプリッタプリズム（ＤＢＳ－ＲＰ）（図２の図３（Ａ´）参照）の組合せ、ならびに電磁放射の変更されたスペクトル成分反射（ＲＢ／ＯＲ）ビーム（例えば、グレーティング（Ｇ）の場合のようなゼロ次（ＯＲ）ビーム）、又は結合ダイクロイックビームスプリッタプリズム（ＤＢＳ－ＰＲ）の場合の機能的に類似の反射ビーム（ＲＢ）（両方の可能性は、図２ではＧ／Ｐ－として示される）を示す。図３（Ａ）の結合ダイクロイックビームスプリッタプリズム（ＤＢＳ－ＰＲ）及びゼロ次（ＯＲ）ビームに関して、図３（Ａ´）の反射ビーム（ＲＢ）を参照されたい(注。記、提供される結果が機能的に類似しているにもかかわらず、グレーティング（Ｇ）が適用されるのではなく、ダイクロイックビームスプリッタプリズムの組合せ（ＤＢＳＰ）が適用される臨界的な意味において、ゼロ次（ＺＯ）という用語は正しくない)。図２は本発明のシステム検出器システムの関連する例であり、電磁放射ビーム（ＩＢ）の光源（ＥＭ）が開口（ＡＰ）を通して電磁放射を提供し、（Ｇ／Ｐ１）に照射されるように示されている。出力（Ｇ／Ｐ１）は、＋又は－の第１の範囲であり、典型的には、検出器（ＤＥＴ１）に示されるようにミラー（Ｍ）からの反射を介して進行する波長の１次のスペクトル（λ）である。また、別のミラー（Ｍ）から反射し、ダイクロイックビームスプリッタ（ＤＢＳ）に入射する反射ビーム（ＲＢ）も示されており、ＤＢＳは、入射ビームの第１の量を、検出器（ＤＥＴ３）内に向けられる波長（λ）の範囲に分散させる（Ｇ／Ｐ３）に向ける。（ＤＢＳ）に入射するビームの第２の量は、検出器（ＤＥＴ２）内に向けられる波長（λ）の分散された範囲を提供する（Ｇ／Ｐ２）に向かって出力され、また、反射ビーム（ＲＢ´´／ＯＲ´´）を、波長（λ）の分散された範囲を検出器（ＤＥＴ４）に提供する（Ｇ／Ｐ４）に向ける。図２は、本発明が複数の検出器（ＤＥＴ´ｓ）を含むことができ、それらの各々がそこに比較的長い波長（例えば、ＩＲ又はＴＨＺ範囲）が入射されたときに、前記波長変換器（ＷＭ）から出力される波長を検出することができ、前記波長変換器（ＷＭ）からの固体検出器素子（ＤＥ）によって検出可能な前記波長が、ビームスプリッタ（ＤＢＳ）及び/又はプリズム/ダイクロイックビームスプリッタの組合せ（ＤＢＳ－ＰＲ）（図３（Ａ´）参照）及び/又はグレーティング（Ｇ）（図３（Ａ）参照）を介して前記固体検出器素子（ＤＥ）に導かれる、複数の個体検出器素子（ＤＥ´ｓ）（図４参照）を備えることを示すために含まれることを理解されたい。
【0128】
図３（Ａ）は電磁放射の入力ビーム（ＩＢ）がその上に照射され、その結果、波長の少なくとも１つの＋/－オーダーのスペクトルがゼロ次（ＺＯ）ビームと共に生成される。るグレーティング（Ｇ）を示す。
【0129】
図３（Ａ´）は、反射（ＲＢ）ビームがダイクロイックビームスプリッタプリズム（ＤＢＳ－ＰＲ）の組合せから、その上にコーティングが存在する表面で反射され、ダイクロイック特性を与える状況を示す。少なくとも＋又は－オーダーのスペクトルは、プリズム（Ｐ）から出力することに留意されたい。コーティング（Ｃ）は、入力ビームが照射される表面上に存在するものとして示され、ダイクロイックビームスプリッタ（ＤＢＳ）を形成するのに役立つ。洞察のために、ダイクロイックは異なる特性、例えば、波長に基づく電磁放射の反射/透過を示す。
【0130】
【0131】
図４（特許文献４の図２）はエリプソメータシステムを実証するために含まれ、ここで、エリプソメータ及び偏光計などのシステムにおいて、本発明は非常に適切な用途を見出す。エリプソメータ偏光状態解析器（すなわち、図４の（ＥＰＣＬＢ））を出るビームがそのように適用されるとき、図２とともに示されるビーム（ＩＢ）として有益に考えられる。概して、図２のグレーティング（Ｇ１）は、前記図４の分散要素（すなわち、グレーティング）（ＤＯ）に対応する。図４は、図示の偏光子（Ｐ）との相互作用によって偏光されたエリプソメータビーム（ＰＰＣＬＢ）を提供するエリプソメータ光源（ＬＳ）を示すことに留意されたい。次いで、前記ビーム（ＰＰＣＬＢ）は、図示のサンプル（ＭＳ）と相互作用させられ、その点で集束ビームであり得る。前記サンプル（ＭＳ）から反射されたビームは再コリメートされ、次いで、アナライザ（Ａ）を通過し、ビーム（ＥＰＣＬＢ）として出射し、その後、（ＦＥ）によって分散要素（例えば、グレーティング)（ＤＯ）上に集束され、（ＤＯ）は、波長を多要素検出器（ＰＡ）に分散させるように機能する。１つ又は２つの補償器（Ｃ）もまた、偏光状態発生器もしくはアナライザ、又はそれぞれ偏光子及びアナライザに関連付けられたシステムに示されるように存在することができる。ここでも、対応させるために、分散要素（ＤＯ）は、図２のグレーティング（Ｇ１）とほぼ同等である。また、フォーカシング（ＳＳＣ）及びリコリメーティング（ＳＳＣ´）レンズが、意図された効果を最適化するために位置に関して制御され得ることが示されている。
【0132】
【0133】
図６(特許文献３３の図１ａから得られる)は、ビームの一部を、異なる波長範囲に応答するように最適化され得る異なる検出器（Ｄ１及びＤ２）に向けるためのビームスプリッタ（Ｂ１及びＢ２）の使用を示すために含まれる。より明確にするために、特許文献４及び特許文献３３を参照されたい。しかしながら、前記特許は、反射された変更されたスペクトルコンテンツビームを後続のビーム分散要素に向ける本発明を示唆していない。図６はまた、ビームの一部を異なる波長範囲に応答するように最適化することができる異なる検出器に方向付けるためのビームスプリッタの使用を示す。
【0134】
図示される＋／－のオーダーは一般に、グレーティングが、電磁放射の入射分光ビームとともに存在し、それに応答して回折分散波長のスペクトルを生成するときに、電磁放射の変更されたスペクトル成分反射ビームと同時に、典型的にはゼロ次ビームで生成される波長範囲として説明できる。
【0135】
続いて、図７（Ａ）は、典型的な、強度、対、約４００から少なくとも４４００ｎｍの範囲にわたるスーパーコンティニュームレーザ光源によって提供される電磁放射ビームのビーム断面内位置、を示す。特に、コヒーレント成分間の相互作用の効果は、非常に一貫性のない強度プロットをもたらすことに留意されたい。スペックルは波長不安定性をもたらす可能性があることに留意されたい。スーパーコンティニュームレーザは本発明において、それによって提供される波長を、おそらく波長フィルタと結合して、固体検出器が検出できる波長に変化させるために適用されることがでる。
【0136】
図７（Ｂ）は、図６のビーム強度プロファイルへの「スペックル低減器」の適用がビームプロファイルにおいてはるかに安定したビーム強度対位置が達成されることを可能にすることを示す。このはるかに安定した強度プロファイルは、エリプソメータ、偏光計、反射率計、及び反射率計などの計測システムにおける用途によく適している。本明細書に記載されているようなスーパーコンテヌウムレーザ源及びスペックル低減器の使用は特に、同様に記載されている検出器のシステムと組み合わせて、新規かつ斬新であると考えられる。この明細書で先に述べたように、コヒーレント光源は干渉効果をもたらすが、本システムは、非常に小さな波長範囲の強度の広範な変化（すなわち、スペックル）を効果的に除去するため、
マルチモードファイバ；
ビームディフューザ；
フライアイビームホモジナイザ；
回転ビームディフューザ；
圧電電気結晶駆動ビームディフューザ；
時間的コヒーレンス長を短縮するための電気手段
からなる群からの選択の形態のスペックル低減器を含む。
マルチモードファイバ；
ビームディフューザ；
フライアイビームホモジナイザ；
回転ビームディフューザ；
圧電電気結晶駆動ビームディフューザ；
時間的コヒーレンス長を短縮するための電気手段
からなる群からの選択の形態のスペックル低減器を含む。
【0137】
図８（Ａ）～（Ａ´´´）は、スペックルを低減するためのビーム均質化アプローチを示す。図８（Ａ）は、非常に不均一な強度のものであるが、非常に均一な強度の（ＥＭ０）として示される出力電磁放射に変換することができる（ＥＭ１）として示されている入力電磁放射を示すことに留意されたい。このシステムは、ビームエキスパンダ（ＢＥ）、ビームコリメータ（ＢＣ１）、２つのフライアイレンズ（ＭＦ１）（ＭＦ２）、コリメートされたビームの出力をフォーカスするために適用される第２ビームコリメータ（ＢＣ２）、及び、それに存在するビームを最コリメートする第２ビームコリメータ（ＢＣ２）を備える。（ＥＭ１）のエネルギー含有量は、（ＥＭ０）によって示されるように、フライアイレンズ（ＭＦ１）及び（ＭＦ２）の動作によって均一に分配される。図８（Ａ´）及び８（Ａ´´）は、典型的なフライアイレンズ構造を示す。図８（Ａ´´´）は、図８（Ａ）のシステム（ＢＨ）をエリプソメータシステムにどのように適用することができるかを示すために含まれる。“Ａ”では、光源（ＬＳ）からの入射ビームが（ＥＭ１）として示され、“Ｂ”では（ＥＭ０）によって示されるようにビームエネルギーが分配され、偏光要素（ＤＥ）は前記ビームがサンプルと相互作用する前に（及び、その上の位置（Ｄ）で前記サンプルからの反射ビームを監視するように配置される位置（Ｄ）)に適用され得る。
【0138】
図８（Ｂ）～８（Ｆ）は、他の様々なスペックル低減器を示す。図８（Ｂ）は入力ビーム（ＢＩ）が入射され、拡散ビーム（ＤＢ０）成分として出射するビームディフューザプレートを示す。図８（Ｃ）は単純なフライアイレンズ（ＦＥ）であり、ビームが通過するときに図８（Ｂ）のビームディフューザと同様の効果をもたらす。図８（Ｄ）は、使用時に回転させるモータ（Ｍ）に取り付けられた、図８（Ｂ）のビームディフューザ（ＢＤ）を示す。入力ビーム（Ｂ）は図示のように再び通過し、拡散ビーム（ＤＢ０）として現れる。図８（Ｅ）は、使用時にビームディフューザ（ＢＤ）を垂直及び/又は水平に振動させるために適用される圧電ドライバ（ＰＺ）に取り付けられた、図８（Ｂ）のようなビームディフューザ（ＢＤ）プレートを示す。フライアイレンズ（ＥＦ）は、また、図８（Ｄ）及び８（Ｅ）の構成において使用され得る。図８（Ｆ）は、マルチモーダルファイバの端面視野（ｅｎｄ－ｏｎ ｖｉｅｗ）を示す。コア領域１と外側領域２に注意されたい。マルチモードファイバの領域１は、領域２の重要な部分である。領域１のコアは、シングルモードファイバにおいてはるかに目立たない。
【0139】
図９（Ａ）は、
ａ）電磁放射のビームの光源（Ｓ）；
ｂ）サンプル（ＳＡＭ）を支持するステージ（ＳＴＧ）；
ｃ）電磁気の検出器システム（ＤＥＴ）
を含む基本的な反射率計又は分光光度計システムを示すために含まれる。前記システムは、本発明において、電磁放射の分光ビームの前記光源（Ｓ）が、図７（Ａ）及び好ましくは７（Ｂ）に示されるような出力スペクトルを提供するスーパーコンティニュームレーザであることで区別される。すなわち、本発明の主な特徴は、電磁放射を提供するための高強度の高指向性スーパーコンティニュームレーザの使用である。図２に関して前述したように、本発明の別の態様は、前記波長を検出するのによく適した検出器に様々な範囲の波長を提供する検出器システムの使用を含む。
ａ）電磁放射のビームの光源（Ｓ）；
ｂ）サンプル（ＳＡＭ）を支持するステージ（ＳＴＧ）；
ｃ）電磁気の検出器システム（ＤＥＴ）
を含む基本的な反射率計又は分光光度計システムを示すために含まれる。前記システムは、本発明において、電磁放射の分光ビームの前記光源（Ｓ）が、図７（Ａ）及び好ましくは７（Ｂ）に示されるような出力スペクトルを提供するスーパーコンティニュームレーザであることで区別される。すなわち、本発明の主な特徴は、電磁放射を提供するための高強度の高指向性スーパーコンティニュームレーザの使用である。図２に関して前述したように、本発明の別の態様は、前記波長を検出するのによく適した検出器に様々な範囲の波長を提供する検出器システムの使用を含む。
【0140】
図９（Ｂ）は、偏光状態発生器（ＰＳＧ）及び偏光状態分析器（ＰＳＡ）を加えて、エリプソメータ又は偏光計システムを実現する、図９（Ａ）の要素を示す。（この明細書及び特許請求の範囲において１つ以上の光源（Ｓ）が語られる場合、関連する図面における（Ｓ）の表示は、使用中のものを表すものと解釈されるべきであることに留意されたい)。
【0141】
前述の検出器システムは、図２のように複数の複数素子アレイが存在すること、又は、図４のように単一アレイが存在すること、又は、図９（Ａ）及び９（Ｂ）によって示されるように単一検出器が存在することを提供できることを理解されたい。図９（Ｄ）及び図９（Ｅ）は、検出器（ＤＥＴ）アレイ要素（ＤＥ´ｓ）を含むように修正されている図９（Ａ）及び９（Ｂ）に示された、システムの検出器側を示す。図９（Ｅ）において、波長変換器（ＷＭ）は、分散光学系（ＤＯ）の前から後に移動されることに留意されたい。任意の構成において、測定可能な電気信号を提供する機能要素は、固体状態（例えば、ＣＣＤアレイ）、又はゴーレイセルもしくはボロメータなどの単一要素であり得る。後者の検出器は、赤外線及びテラヘルツ周波数電磁放射の監視に適用することができる。ゴーレイセルは、電磁放射から生じる温度変化を電気的に監視可能な信号に変換する。例えば、電磁放射を１つ又は別のフォトセルに反射する湾曲可能なダイヤフラム/フィルムが存在することができる。ゴーレイセルのチャンバ内のダイヤフラム/フィルムの形状の湾曲は、監視しているフォトセルに向けられる電磁放射をもたらす。ボロメータは、黒色化された材料に照射された電磁放射に起因する電気抵抗の変化を変換することによって動作する。さらに、検出器は、適用可能な場合、波長変換器を含むことができ、この波長変換器は遠赤外線を近赤外線の周波数/波長に変換するように働き、その結果、より安価で使用しやすいシリコンベースの要素を使用することができる。図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、波長変換器（ＷＭ）を特定する。より長い波長をより短い波長に変換する波長変換器の例は、中間赤外波長を近可視波長に変換するＮＬＩＲ非線形赤外線センサである。図９（Ｃ）は、電磁放射の光源（Ｓ）がフーリエ変換干渉計（ＦＴＩＲ）システムの一部であり得ることを示すために含まれる。光源（Ｓ）、ビームスプリッタ（ＢＳ）、並びに、２つのミラー（Ｍ１）及び（Ｍ２）が示されている。使用中、ミラーＭ１は、図示のように上下に動かされる。これは、ビームスプリッタ（ＢＳ）からそれへのビームの経路長を増減させる。ビームスプリッタにおける干渉、ビームスプリッタ（ＢＳ）とミラー（Ｍ１）との間のビーム、及びビームスプリッタ（ＢＳ）とミラー（Ｍ２）との間のビームのために、様々な波長が伝送され、ミラー（Ｍ１）の異なる位置で阻止される。
【0142】
図９（Ｆ）は、２つの波長変換器（ＷＭ）を有する基本的な反射率計又は分光光度計システムを示す。典型的にはそのうちの１つのみが存在するので、2つが示されていることは限定して解釈されるべきではなく、１つのみが存在する場合、それはステージ（ＳＴＧ）のいずれかの側にあり得ることに留意されたい。ステージ（ＳＴＧ）の前に波長変換器が存在する場合、サンプル検査システムは、電磁放射の光源（ＬＳ）が提供する異なる波長範囲のサンプル（ＭＳ）を検査するシステムに変更される。これは、電磁放射の光源（ＬＳ）を変更することなく、同じサンプル検査システムを使用して、非常に広い範囲の波長を有するサンプルを検査することが望まれる場合に有用であり得る。
【0143】
図９（Ｇ）～９（Ｉ）は、ステージ（ＳＴＧ）後の様々な位置に波長変換器（ＷＭ）が存在するエリプソメータシステムのさらなる例を示す。システムは、分光電磁放射の光源（ＬＳ）、偏光子（Ｐ）、補償器（Ｃ）（（Ｐ）及び（Ｃ）の組合せが（ＰＳＧ）を含むことに注意されたい。）、ステージ（ＳＴＧ）上のサンプル（ＭＳ）、第２の補償器（Ｃ´）、アナライザ（Ａ）（（Ｃ´）及び（Ａ）の組合せが（ＰＳＡ）を含むことに注意されたい。）、集束要素（ＦＥ）、分散光学系（ＤＯ）、及び複数の検出器要素（ＤＥ）を含む検出器（ＰＡ）を含むことが示されている。図９（Ｇ）では、前記ステージ（ＳＴＧ）と前記分散光学系（ＤＯ）との間に波長変換器（ＷＭ）が存在する。図９（Ｈ）は、２つの検出器構成を提供するビームスプリッタ（ＢＳ）及びミラー（Ｍ）をさらに含み、それらの両方は、前記ステージ（ＳＴＧ）と前記分散光学系（ＤＯ）との間に存在する波長変換器（ＷＭ）を有する。図９（Ｉ）は、分散光学系（ＤＯ）と検出器（ＰＡ）との間に波長変換器（ＷＭ）が存在する点で、図９（Ｇ）とは異なる。任意のそのような配置は、本発明の範囲内であると考えられるべきである。図９（Ｇ）－９（Ｉ）は、本発明の実証システムにおける波長変換器（ＷＭ）の位置を実証する。図９（Ｇ）の構成は、図９（Ｈ）－９（Ｉ）に存在することができることに留意されたい。すなわち、システムが反射率計又は分光光度計又はエリプソメータ又は偏光計であるかにかかわらず、波長変換器（ＷＭ）は、光源（ＬＳ）とステージ（ＳＴＧ）との間に存在することができる。
【0144】
偏光子（Ｐ）、アナライザ（Ａ）又は補償器（Ｃ）（図６にあるように、又は、図９（Ｂ）にあるような、偏光状態発生器（ＰＳＧ）又は偏光状態解析器（ＰＳＡ）上に組み込まれて）は、使用中、静止しているか、又は一部もしくは全部を回転させることができることに留意されたい。
【0145】
図１０（Ａ）は本発明の典型的な発明者が生成した、従来の電磁放射の光源の強度対波長と比較してスーパーコンティニュームレーザビームの経路内に、０．０３２５％の中性密度フィルタが存在するときの、強度、対、スーパーコンティニュームレーザから生じる波長を示すために含まれる。 スーパーコンティニュームレーザ強度は、従来の光源のスペクトルよりも非常に大きく(約３０倍大きいことが示されている)、それらの波長スペクトル特性を比較するために、０．０３２５の中性密度フィルタによって大きく減衰される必要があったことに留意されたい。
【0146】
図１０（Ｂ）は、スーパーコンティニュームレーザ光源の進展が親出願後になされたことを示すために含まれている。図１０（Ｂ）では、図１０（Ａ）と比較して波長範囲が大きく拡大していることに留意されたい。さらなる波長範囲拡大が続くことが予想され、本発明はその観点から考慮されるべきである。すなわち、図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）に示されているスーパーコンティニュームレーザ光源の波長範囲は、例示的なものであり、限定的なものではない。例えば、１８０００ｎｍまでの波長を提供するスーパーコンティニュームレーザが利用可能であるが、より長い波長での強度は減少する。
【0147】
本発明の主題をここに開示したが、本発明の多くの修正、置換、及び変形が、教示を考慮して可能であることは明らかである。したがって、本発明は具体的に記載されたもの以外に実施されてもよく、特許請求の範囲によってのみ、その幅及び範囲が限定されるべきであることを理解されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図8B】
【図9】
【図9C】
【図9F】
【図9G】
【図9H】
【図9I】
【図10】
【図10B】
【手続補正書】
【提出日】2023-12-18
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電磁放射線を用いてサンプルを検査するのに用いるための、エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムであって、
前記サンプル検査システムは、
電磁放射線の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器（ＰＡ）；
を備え、
前記サンプル検査システムの光源（ＬＳ）は、赤外及びテラヘルツ領域における長波長の電磁放射線を提供し、及び、前記検出器（ＰＡ）は、赤外及びテラヘルツ波長を検出できず、
前記サンプル検査システムは、偏光状態発生器（ＰＳＧ）及び偏光状態解析器（ＰＳＡ）を、それぞれ、前記ステージ（ＳＴＧ）の前後に備え、
前記サンプル検査システムは、さらに、前記検出器（ＰＡ）の前に、前記検出器（ＰＡ）が検出できる領域外の波長の電磁放射線を受け入れ、前記検出器（ＰＡ）が検出できる波長の出力電磁放射線をその上に提供する、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴づけられる
サンプル検査システム。
【請求項2】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、テラヘルツ領域の波長を含む電磁放射線を受け入れ、可視波長領域の波長の電磁放射線を出力する請求項１に記載のサンプル検査システム。
【請求項3】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、近赤外線領域の波長を含む電磁放射線を受け入れ、可視波長領域の波長の電磁放射線を出力する請求項１に記載のサンプル検査システム。
【請求項4】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、中赤外線領域の波長を含む電磁放射線を受け入れ、可視波長領域の波長の電磁放射線を出力する請求項１に記載のサンプル検査システム。
【請求項5】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、遠赤外線領域の波長を含む電磁放射線を受け入れ、可視波長領域の波長の電磁放射線を出力する請求項１に記載のサンプル検査システム。
【請求項6】
前記ステージ（ＳＴＧ）の後段に、異なる波長を空間的に分離するために、分散光学系（ＤＯ）をさらに備え、前記波長変換器（ＷＭ）は、
前記光源（ＬＳ）と前記ステージ（ＳＴＧ）との間；
前記ステージ（ＳＴＧ）と前記分散光学系（ＤＯ）との間；
前記分散光学系（ＤＯ）と前記検出器（ＰＡ）との間；
からなる群から選択された間に配置される
請求項１に記載のサンプル検査システム。
【請求項7】
電磁放射線を用いてサンプルを検査するのに用いるための、エリプソメータ；及び
偏光計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムであって、
前記サンプル検査システムは、
電磁放射線の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器（ＰＡ）；
を備え、
前記サンプル検査システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器（ＰＡ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射線を提供し、
前記サンプル検査システムは、偏光状態発生器（ＰＳＧ）及び偏光状態解析器（ＰＳＡ）を、それぞれ、前記ステージ（ＳＴＧ）の前後に備え、
前記サンプル検査システムは、さらに、前記検出器（ＰＡ）の前に、前記検出器（ＰＡ）が検出できる領域外の波長の電磁放射線を受け入れ、前記検出器（ＰＡ）が検出できる波長の出力電磁放射線をその上に提供する、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴づけられる
サンプル検査システム。
【請求項8】
前記光源（ＬＳ）が、紫外線；
可視光；
遠赤外線；
中赤外線；
テラヘルツ波；
から選択される領域の波長を有する電磁放射線を提供する
請求項７に記載のサンプル検査システム。
【請求項9】
前記検出器（ＰＡ）が、紫外線；
可視光；
遠赤外線；
中赤外線；
テラヘルツ波；
から選択される領域の波長を有する電磁放射線を検出し、
該選択された領域は、前記光源（ＬＳ）によって提供されるものとは異なる
請求項７に記載のサンプル検査システム。
【請求項10】
前記光源（ＬＳ）が、遠赤外線；
中赤外線；
近赤外線；及び
テラヘルツ波；
から選択される領域の波長を有する電磁放射線を提供し、
前記波長変換器（ＷＭ）が、
紫外線；及び
可視光；
からなる群から選択される領域の波長を提供する
請求項９に記載のサンプル検査システム。
【請求項11】
前記電磁放射線の光源（ＬＳ）が、紫外領域での、Ａｒ、Ｘｅ及びＨｅ放電ランプ；
可視領域での、タングステンフィラメントランプ；
赤外領域での、黒体輻射、Ｎｅｒｎｓｔ、及び、Ｇｌｏｂａｒｓ；
紫外及び可視領域での、Ｈｇ及びＮａ線ランプ；
可視及び赤外領域での、レーザ；及び
４００ｎｍから１８０００ｎｍの波長領域での、スーパーコンティニュームレーザ
からなる群から選択され、
前記検出器（ＰＡ）が、
ゴーレイセル；
ボロメータ；
マイクロボロメータ；
熱電対；
光導電性材料；
重水素化硫酸トリグリシン（ＤＴＧＳ）；
ＨｇＣｄＴｅ（ＭＣＴ）；
ＬｉＴａＯ３；
ＰｂＳｅ；
ＰｂＳ；
ＩｎＳｂ；及び
シリコン、ゲルマニウム、及びガリウムヒ素固体デバイス
からなる群から選択されることによって特徴づけられる
請求項７に記載のサンプル検査システム。
【請求項12】
ａ）電磁放射線を用いてサンプルを検査するのに用いるための、エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムを提供するステップであって、
前記サンプル検査システムは、
電磁放射線の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器（ＰＡ）；
を備え、
前記サンプル検査システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器（ＰＡ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射線を提供し、
前記サンプル検査システムは、前記検出器（ＰＡ）の前に、前記検出器（ＰＡ）が検出できる領域外の波長の電磁放射線を受け入れ、前記検出器（ＰＡ）が検出することができる波長の出力電磁放射線をその上に提供する、少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴づけられる
ステップと、
ｂ）前記ステージ（ＳＴＧ）上に検査されるべきサンプル（ＭＳ）を配置するステップと、
ｃ）前記光源（ＬＳ）に、前記検出器（ＰＡ）が検出できない波長を含む電磁放射線を提供させて、前記サンプル（ＭＳ）に向けてそのビームを方向付けるステップと、
ｄ）前記波長変換器（ＷＭ）に、前記光源（ＬＳ）によって提供された電磁放射線波長を受信させて、それらを前記検出器（ＰＡ）が検出できる波長に変換させ、それによって前記検出器（ＰＡ）が出力データを提供するステップと；
ｆ）前記出力データを分析して、サンプル特性を決定するステップと
を備える、サンプル検査の方法。
【請求項13】
前記サンプル検査システムは、異なる波長を空間的に分離する分散光学系（ＤＯ）と、前記光源（ＬＳ）、及び、前記検出器（ＰＡ）の間に波長変換器（ＷＭ）とをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、前記光源（ＬＳ）と前記ステージ（ＳＴＧ）との間に配置される請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、前記ステージ（ＳＴＧ）と前記分散光学系（ＤＯ）との間に配置される請求項１３に記載の方法。
【請求項16】
少なくとも１つの波長変換器（ＷＭ）が、前記分散光学系（ＤＯ）と前記検出器（ＰＡ）との間に配置される請求項１３に記載の方法。
【請求項17】
少なくとも２つの波長変換器（ＷＭ）を、電磁放射線の前記光源（ＬＳ）と前記検出器（ＰＡ）との間に備える請求項１に記載のサンプル検査システム。
【請求項18】
少なくとも２つの波長変換器（ＷＭ）を、電磁放射線の前記光源（ＬＳ）と前記検出器（ＰＡ）との間に備える請求項７に記載のサンプル検査システム。
【請求項19】
前記サンプル検査システムが、少なくとも２つの波長変換器（ＷＭ）を、電磁放射線の前記光源（ＬＳ）と前記検出器（ＰＡ）との間に備える請求項１２に記載の方法。
【請求項20】
ａ）電磁放射線を用いてサンプルを検査するのに用いるための、エリプソメータ；
偏光計；
反射率計；及び
分光光度計；
からなる群から選択されるサンプル検査システムを提供するステップであって、
前記サンプル検査システムは、
電磁放射線の光源（ＬＳ）；
サンプルを支持するためのステージ（ＳＴＧ）；及び
検出器（ＰＡ）；
を備え、
前記サンプル検査システムの光源（ＬＳ）は、前記検出器（ＰＡ）が検出できるよりも長い又は短い波長領域の電磁放射線を提供し、
前記サンプル検査システムは、前記ステージ（ＳＴＧ）の前に、１つの波長変換器（ＷＭ）が存在することによって特徴づけられる
ステップと、
ｂ）前記ステージ（ＳＴＧ）上に検査されるべきサンプル（ＭＳ）を配置するステップと、
ｃ）前記光源（ＬＳ）に、電磁放射線を提供させて、前記サンプル（ＭＳ）に向けてそのビームを方向付けるステップと、
ｄ）前記波長変換器（ＷＭ）に、前記光源（ＬＳ）によって提供された前記サンプルから提供される第１領域の電磁放射線波長を受信させて、変換された領域の波長を出力させるステップと；
ｅ）前記検出器（ＰＡ）に、前記サンプル（ＭＳ）と相互作用した後に変換された電磁放射線波長を検出させて、出力データを生成するステップと；
ｆ）前記出力データを分析して、サンプル特性を決定するステップと
を備える、サンプル検査の方法。
【請求項21】
前記ステージ（ＳＴＧ）と前記検出器（ＰＡ）との間に、第２の波長変換器（ＷＭ）を配置し、前記検出器（ＰＡ）が検出できる領域内に前記サンプル（ＭＳ）からの波長を配置する
請求項２０に記載の方法。
【国際調査報告】