定在波シフトによる半導体ウエハ表面の超解像光学式欠陥検査（第21報）ガウシアンフィルタによる点像分布関数制御のための基礎実験装置の構築

摘要

半導体デバイスの製造現場において，デバイスの欠陥検出のために高速で高分解能を有する計測手法の確立が求められている．高い解像力を有する SEM や SPM を用いた計測は，真空環境を要すること，観察対象を損なう恐れがあること，計測に長時間を要することなどの欠点がある．これに対して光学的計測は真空環境が不要であり，試料を損なう可能性も低く，一括計測が可能であるという利点も有するが，分解能が回折により制限される．そこで回折限界を超える解像（超解像）を目指した研究が行われてきた．これまで構造照明顕微法に着目した超解像顕微技術が盛hに開発されている．しかし，現在確立されている技術は蛍光試料などを対象としたインコヒーレント結像系への適用にとどまっており，コヒーレント結像系への適用が困難である．これは，コヒーレント結像系においては散乱光同士が弱め合う干渉を起こすためである．弱め合いの干渉が起こる主な原因は，構造照明の電場の異符号領域にある散乱体から発せられる散乱光同士が互いに弱め合うことで，散乱体の分布に応じた散乱光が取得されないということにある．我々は，この問題を解決しコヒーレント結像系への適用を可能とする超解像顕微法として，電場の符号が全領域で等しい 3 光束干渉定在波照明を微小シフトさせて計測する手法を開発してきた．