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回折の式と結像の基本 
 
発行：エスオーエル株式会社 
https://www.sol-j.co.jp/ 
 
連載「知って得する干渉計測定技術！」 
2017年8月30日号　VOL.130 
 
平素は格別のお引き立てを賜り、厚く御礼申し上げます。 
干渉計による精密測定やアプリケーション例などをテーマに、 
無料にてメールマガジンとして配信いたします。 
 
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8月も最後の週になりました。 
皆様はどんなお休みをすごされたのでしょうか？ 
私はお友達親子と一緒にグリーンセンターという 子供向け遊具があったり、 
グリーンがたくさんある大きな公園に行きました☆ 
子供はというと。。。よじ登れない遊具に登ろうとして頭から落ちたり、 
水たまりに普通に座ったりと楽しんでおりました(-_-;) 
楽しかったならなによりです。また行こうと思います。 
 
 
それでは今月は『回折の式と結像の基本』についてのお話しです。 
 
Corning Tropel社製の装置ではウェーハやフォトマスクの平面度を 
測定することがあります。 
 
ウェーハやフォトマスクは、半導体製造工程のフォトリソグラフィにて 
重要な役割を果たす製品です。フォトリソグラフィでは、 
投影露光装置を使用し、フォトマスクのCr薄膜上に刻まれた 
微細なパターンをウェーハに転写してチップを作ります。 
 
露光する時、 
パターンがなければ、照射した光はそのまま透過します。 
この光を直接光と言います。 
パターンがあれば、直接光の他にパターンのエッジで発生する散乱光が 
出てきます。散乱光はパターンの情報と形状に応じた角度分布をもっています。 
ここ重要です。 
 
 
結像とは、パターンの情報を持つ散乱光をウェーハ（像側）に導くことです。 
従いまして、散乱光をとらえられず、直接光だけをとらえた場合には、 
パターンがないのと同じになってしまいます。 
 
直接光と散乱光同士、散乱光同士が干渉（回折）して角度分布を形成します。 
ここも重要です。 
 
 
ピッチ p の周期パターンに光が垂直入射した時、 
回折光は下記の式で表されます。 
 
　　p sinθ = m(λ/n)  
 
ここで、mは回折の次数、λは使用する光の波長、nは媒体の屈折率、 
θは回折光の角度です。 
 
この式から、ピッチ p を小さくすると、 
回折光の角度θが大きくなることが分かります。 
回折光の角度θを大きくしたくない（あるいは限界がある）ときには、 
波長λを短くしなくてはなりません。 
 
ピッチを細かくする（微細パターン）ためには、回折角度を広げ（高NA化）、 
使用する光の波長を短くする必要があるんですね。 
 
投影光学系において、結像するとは１点から様々な角度で射出した光線群が 
結像系を通過した後に再び１点に集まるということです。 
 
もし、微細パターンに対して、波長を短くしてもまだ 
回折角度が大きすぎて、ウェーハに結像しなかったら、 
なんの意味も持たなくなってしまいますよね。 
従って、ウェーハ上に結像させることはとっても重要なのです。 
 
今月はここまで 
次回は１１月に並木はお届けします。次回まで皆様お体にはお気をつけて！ 
それでは、See you next time! 


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並木