專利名稱：干涉膜厚儀及反射率測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及干涉膜厚儀等，特別是涉及對作為測量對象的檢查工件的光反射率進(jìn) 行測量的反射率測量裝置及反射率測量方法。
背景技術(shù)：
如專利文獻(xiàn)1所示，所謂的干涉膜厚儀，向作為測量對象的膜體等檢查工件照射 測量光，或得干涉光的光譜，根據(jù)測量得到的光譜求出檢查工件的膜厚，所述干涉光由被檢 查工件表面反射的反射光與透過檢查工件的內(nèi)部并在相反一側(cè)的界面上反射后從表面出 來的透過反射光形成。在這樣的干涉膜厚儀中，需要測量檢查工件的光學(xué)反射率。為此，以往如圖1所 示，從光源1’分別向反射率已知且固定的校正試樣SP,及對光完全不反射的黑試樣SPb照 射光，測量在各種情況下的光檢測器2’的輸出值。然后用以下公式(計算式1)求出檢查 工件SPs的光學(xué)反射率Rs。此外，測量黑試樣SPb是因為由于在沒有反射光的狀態(tài)下，光檢 測器2’的輸出值顯示偏移量，所以要消除該偏移量。[計算式1]其中，Is是關(guān)于檢查工件SPs的光檢測器2’的輸出值，Ir是關(guān)于校正試樣SPr的 光檢測器2’的輸出值，Ib是關(guān)于黑試樣SPb的光檢測器2’的輸出值，R,是校正試樣SP,的 光學(xué)反射率(已知)。專利文獻(xiàn)1 日本專利公開公報特開2005-3401號。但是，實際上，由于認(rèn)識到仁和Ib的值隨時間有很大變化，因此以往每次測量檢查 工件SPs，都要求出關(guān)于校正試樣S已和黑試樣SPb的光檢測器2’的輸出值?？墒牵瑸榇?，每次都必須更換各個試樣等，測量中會產(chǎn)生浪費工夫和時間的問題。 特別是必須使校正試樣SPr距檢測頭( ,ν )4’的距離等具有與檢查工件SPs幾乎相同 的條件，在該測量中所浪費的工夫和時間相當(dāng)大。所以，例如如圖2所示，開發(fā)出一種裝置，使檢測頭4’為可動式，通過使所述檢測 頭4’移動來測量放置在與檢查工件SPs不同位置的校正試樣和黑試樣SPb。但是，在這 種情況下，裝置結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，導(dǎo)致價格提高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明所要解決的主要問題是在測量檢查工件的光反射率時，可 以省掉每次都必須進(jìn)行的附帶的測量(特別是校正試樣的測量)，促進(jìn)縮短測量時間以及 簡化裝置的結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明提供一種干涉膜厚儀，其特征在于包括下述(1) (4)所示的檢測頭、 光檢測器、內(nèi)部反射機構(gòu)以及反射率計算部，
(1)所述檢測頭，用于把測量光射向?qū)ο笪铮⑶覍?dǎo)入來自所述測量光所照射的所 述對象物的反射光；(2)所述光檢測器，檢測接收到的光的強度，所述光檢測器的光接收部被配置在導(dǎo) 入所述檢測頭內(nèi)的所述反射光到達(dá)的位置；(3)所述內(nèi)部反射機構(gòu)，位于所述檢測頭內(nèi)的一部分所述測量光到達(dá)的位置，并且 配置在使被所述內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光到達(dá)所述光檢測器的光接收部的位置，所述內(nèi)部反 射機構(gòu)的光反射率是固定的；(4)所述反射率計算部，在從屬測量期間內(nèi)，測量第一輸出值，該第一輸出值是 在實際上光沒有被導(dǎo)入狀態(tài)下的所述光檢測器的輸出值；第二輸出值，該第二輸出值是把 實際上不反射光的黑試樣作為所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值；以及第三輸出 值，該第三輸出值是把光反射率已知的校正試樣作為所述對象物使用時的所述光檢測器的 輸出值，所述從屬測量期間是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；并且在 主測量期間內(nèi)，測量第四輸出值，該第四輸出值是在實際上光沒有被導(dǎo)入狀態(tài)下的所述光 檢測器的輸出值；第五輸出值，該第五輸出值是把所述黑試樣作為所述對象物使用時的所 述光檢測器的輸出值；以及第六輸出值，該第六輸出值是把作為測量對象的檢查工件作為 所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值，所述主測量期間是所述從屬測量期間以外的 期間，并且是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；根據(jù)所述第一輸出值 所述第六輸出值，計算出所述檢查工件的光反射率。按照這樣的干涉膜厚儀，可以省略以往每次測量檢查工件時都必須要進(jìn)行的校正 試樣的測量，可以實現(xiàn)縮短測量時間。此外，不需要如以往那樣為了測量校正試樣而使檢測 頭成為可動式，也不需要如以往那樣更換各個試樣，可以簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)以及促進(jìn)價格的降 低?？傊?，其原因在于，不是如以往那樣把黑試樣的測量值作為偏移量統(tǒng)一對待，而是 嚴(yán)格區(qū)分由光源引起的因子與不是由光源引起的因子。即，本發(fā)明的一大特征在于求出在 實際上光沒有被導(dǎo)入狀態(tài)下的光檢測器的輸出值、亦即第一輸出值，因此，只要在初始調(diào)整 等時僅測量一次校正試樣，此后在測量檢查工件時僅附帶測量黑試樣，就可以測量檢查工 件的光反射率。此外，在后述的實施方式中，使用公式對該計算方法的一個例子進(jìn)行詳細(xì)敘 述。更具體地說，優(yōu)選的是所述反射率計算部在測量所述第四輸出值的時期之前或 之后，在主測量期間內(nèi)，測量所述第一輸出值和第二輸出值，所述主測量期間是實際上可以 忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間，另一方面，在所述主測量期間以外的期間測量所 述第三輸出值，并且在測量所述第三輸出值的時期之前或之后，在從屬測量期間內(nèi)，區(qū)別于 所述主測量期間的測量，另外分別測量所述第一輸出值和第二輸出值，所述從屬測量期間 是實際上可以忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間，根據(jù)在所述主測量期間測量的第四 輸出值、第一輸出值和第二輸出值；以及在所述從屬測量期間測量的第三輸出值、第一輸出 值和第二輸出值，計算出所述檢查工件的光反射率。此外，其中所謂的“光檢測器的輸出值 變動”，是指由于光源的光量變動及檢測器本身的特性變動(卜"1J 7卜)或偏移(才7力夂 卜)造成的變動的總和而導(dǎo)致的變動。此外，本申請的另外的發(fā)明還提供一種干涉膜厚儀，其特征在于包括下述(1) (4)所示的檢測頭、光檢測器、內(nèi)部反射機構(gòu)以及反射率計算部；(1)所述檢測頭，用于把測量光射向?qū)ο笪?，并且?dǎo)入來自所述測量光所照射的所 述對象物的反射光；(2)所述光檢測器，檢測接收的光的強度，所述光檢測器的光接收部被配置在導(dǎo)入 所述檢測頭內(nèi)的所述反射光到達(dá)的位置；(3)所述內(nèi)部反射機構(gòu)，位于所述檢測頭內(nèi)的一部分所述測量光到達(dá)的位置，并且 配置在使被所述內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光到達(dá)所述光檢測器的光接收部的位置，所述內(nèi)部反 射機構(gòu)的光反射率能夠變更為兩個值；(4)所述反射率計算部，在從屬測量期間內(nèi)，進(jìn)行以下所示a或b中的任意一個動 作，測量后面敘述的第一輸出值 第三輸出值，所述從屬測量期間是實際上能夠忽略所述 光檢測器的輸出值變動的期間；并且在主測量期間內(nèi)，進(jìn)行以下所示c或d中的任意一個 動作，測量后面敘述的第四輸出值 第六輸出值，所述主測量期間是所述從屬測量期間以 外的期間，并且是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；根據(jù)所述第一輸出 值 所述第六輸出值，計算出檢查工件的光反射率，a.測量第一輸出值和第二輸出值，該第一輸出值和第二輸出值是在把實際上不 反射光的黑試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個 值時的所述光檢測器的各個輸出值；以及第三輸出值，該第三輸出值是在把光反射率已知 的校正試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值 中的任意一個值時的所述光檢測器的輸出值；b.測量第一輸出值，該第一輸出值是在把實際上不反射光的黑試樣作為所述對 象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的任意一個值時的所 述光檢測器的輸出值；以及第二輸出值和第三輸出值，該第二輸出值和第三輸出值是在把 光反射率已知的校正試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成 所述兩個值時的所述光檢測器的各個輸出值；c.測量第四輸出值和第五輸出值，該第四輸出值和第五輸出值是在把實際上不 反射光的黑試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個 值時的所述光檢測器的各個輸出值；以及第六輸出值，該第六輸出值是在把作為測量對象 的所述檢查工件作為所述對象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值 中的任意一個值時的所述光檢測器的輸出值；d.測量第四輸出值，該第四輸出值是在把實際上不反射光的黑試樣作為所述對 象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的任意一個值時的所述光 檢測器的輸出值；以及第五輸出值和第六輸出值，該第五輸出值和第六輸出值是在把作為 測量對象的所述檢查工件作為所述對象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述 兩個值時的所述光檢測器的各個輸出值。這樣的干涉膜厚儀也能得到與前述相同的作用和效果。特別是如果是這樣的干涉 膜厚儀，還能起到下述效果，即不需要用于測量光檢測器本身的偏移的特殊結(jié)構(gòu)。為了利用更簡單的結(jié)構(gòu)形成用于獲得各輸出值的光路，優(yōu)選的是在所述檢測頭 主體內(nèi)配置分束器，通過所述分束器，反射一部分測量光，并使被反射的所述一部分測量光 向所述對象物照射；并且使一部分測量光透過，并使透過的所述一部分測量光向所述內(nèi)部反射機構(gòu)照射，另一方面，通過所述分束器，使被所述對象物反射的反射光透過，并導(dǎo)入到 所述光檢測器中；并且反射被所述內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光，并使被反射的所述被所述內(nèi)部 反射機構(gòu)反射的光導(dǎo)入到所述光檢測器中。如果使所述黑試樣以能夠在測量光照射到的照射位置和測量光照射不到的退避 位置之間移動的方式附加在所述檢測頭上，或者以能夠裝拆的方式附加在所述檢測頭上， 則在測量黑試樣時就沒有必要使檢測頭移動，因此可以實現(xiàn)固定式的檢測頭。此外，所述內(nèi)部反射機構(gòu)不限于特別專門設(shè)置的機構(gòu)，例如所述內(nèi)部反射機構(gòu)也 可以是利用檢測頭內(nèi)壁的機構(gòu)。本發(fā)明還提供一種反射率測量方法，其特征在于，使測量裝置具有檢測頭，把測 量光射向?qū)ο笪?，并且?dǎo)入來自所述測量光所照射的所述對象物的反射光；光檢測器，配置 在導(dǎo)入所述檢測頭內(nèi)的所述反射光到達(dá)的位置；以及內(nèi)部反射機構(gòu)，位于所述檢測頭內(nèi)的 一部分所述測量光到達(dá)的位置，并且配置在使被所述內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光到達(dá)所述光檢 測器的光接收部的位置，所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率能夠變更為兩個值，然后，在從屬測量期間內(nèi)，測量第一輸出值，該第一輸出值是在實際上光沒有被 導(dǎo)入狀態(tài)下的所述光檢測器的輸出值；第二輸出值，該第二輸出值是把實際上不反射光的 黑試樣作為所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值；以及第三輸出值，該第三輸出值 是把光反射率已知的校正試樣作為所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值，所述從屬 測量期間是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；并且在主測量期間內(nèi)，測量第四輸出值，該第四輸出值是在實際上光沒有被導(dǎo)入 狀態(tài)下的所述光檢測器的輸出值；第五輸出值，該第五輸出值是把所述黑試樣作為所述對 象物使用時的所述光檢測器的輸出值；以及第六輸出值，該第六輸出值是把作為測量對象 的檢查工件作為所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值，所述主測量期間是所述從屬 測量期間以外的期間，并且是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；根據(jù)所述第一輸出值 所述第六輸出值，計算所述檢查工件的光反射率。本發(fā)明還提供一種反射率測量方法，其特征在于，使測量裝置具有檢測頭，把測 量光射向?qū)ο笪?，并且?dǎo)入來自所述測量光所照射的所述對象物的反射光；光檢測器，配置 在導(dǎo)入所述檢測頭內(nèi)的所述反射光到達(dá)的位置；以及內(nèi)部反射機構(gòu)，位于所述檢測頭內(nèi)的 一部分所述測量光到達(dá)的位置，并且配置在使被所述內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光到達(dá)所述光檢 測器的光接收部的位置，所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率能夠變更為兩個值，然后，在從屬測量期間內(nèi)，進(jìn)行以下所示a或b中的任意一個動作，測量后面敘述 的第一輸出值 第三輸出值，所述從屬測量期間是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值 變動的期間；并且在主測量期間內(nèi)，進(jìn)行以下所示c或d中的任意一個動作，測量后面敘述的第 四輸出值 第六輸出值，所述主測量期間是所述從屬測量期間以外的期間，并且是實際上 能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；根據(jù)所述第一輸出值 所述第六輸出值，計算出檢查工件的光反射率，a.測量第一輸出值和第二輸出值，該第一輸出值和第二輸出值是在把實際上不 反射光的黑試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個 值時的所述光檢測器的各個輸出值；以及第三輸出值，該第三輸出值是在把光反射率已知的校正試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值 中的任意一個值時的所述光檢測器的輸出值；b.測量第一輸出值，該第一輸出值是在把實際上不反射光的黑試樣作為所述對 象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的任意一個值時的所 述光檢測器的輸出值；以及第二輸出值和第三輸出值，該第二輸出值和第三輸出值是在把 光反射率已知的校正試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成 所述兩個值時的所述光檢測器的各個輸出值；c.測量第四輸出值和第五輸出值，該第四輸出值和第五輸出值是在把實際上不 反射光的黑試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個 值時的所述光檢測器的各個輸出值；以及第六輸出值，該第六輸出值是在把作為測量對象 的所述檢查工件作為所述對象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值 中的任意一個值時的所述光檢測器的輸出值；d.測量第四輸出值，該第四輸出值是在把實際上不反射光的黑試樣作為所述對 象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的任意一個值時的所述光 檢測器的輸出值；第五輸出值和第六輸出值，該第五輸出值和第六輸出值是在把作為測量 對象的所述檢查工件作為所述對象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個 值時的所述光檢測器的各個輸出值。按照上述的本發(fā)明，可以省略以往每次測量檢查工件時都必須進(jìn)行的對校正試樣 的測量，可以實現(xiàn)縮短測量時間。此外，不需要如以往那樣為了測量校正試樣而使檢測頭為 可動式，也不需要如以往那樣更換各個試樣，可以實現(xiàn)簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)和促進(jìn)降低價格。




圖1是表示以往的干涉膜厚儀的測量光反射率原理的示意圖。 圖2是示意表示以往的干涉膜厚儀概況的整體立體圖。 圖3是示意表示本發(fā)明第一實施方式的干涉膜厚儀的功能圖。 圖4是示意表示第一實施方式的干涉膜厚儀的整體的立體圖。 圖5是第一實施方式的光檢測器的示意圖。 圖6是表示第一實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖7是表示第一實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖8是表示第一實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖9是表示第一實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖10是表示本發(fā)明第二實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖11是表示第二實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖12是表示第二實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖13是表示第二實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖14是表示第二實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖15是表示第二實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖16是表示本發(fā)明另一個實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。 圖17是表示另一個實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。
10
圖18是表示另一個實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。圖19是表示另一個實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。圖20是表示另一個實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。圖21是表示另一個實施方式的干涉膜厚儀的測量原理的示意圖。圖22是示意表示本發(fā)明其它實施方式的干涉膜厚儀的功能圖。圖23是本發(fā)明其它實施方式的干涉膜厚儀的局部剖視圖。圖24是示意表示本發(fā)明其它實施方式的干涉膜厚儀的整體的立體圖。圖25是示意表示本發(fā)明其它實施方式的干涉膜厚儀的整體的立體圖。圖26是示意表示本發(fā)明其它實施方式的干涉膜厚儀的整體的立體圖。附圖標(biāo)記說明100…干涉膜厚儀4…檢測頭2…光檢測器5…反射率計算部8…內(nèi)部反射機構(gòu)3…分束器SPb…黑試樣SPr…校正試樣SPs…檢查工件
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。第一實施方式暗電流測量方式本實施方式的干涉膜厚儀100適合用于測量太陽能電池或平板(flat panel)用 膜的厚度，如圖3所示，干涉膜厚儀100包括檢測頭4，向所述檢查工件SPs等對象物照射 測量光，并且導(dǎo)入從被該測量光照射的所述對象物反射的反射光；光檢測器2，接收導(dǎo)入檢 測頭4的反射光，并檢測該反射光的強度；以及反射率計算部5，根據(jù)所述光檢測器2的輸 出值，計算出所述對象物的光反射率。在該實施方式中，從裝在檢測頭4內(nèi)的白色光源1射出測量光，也可以與檢測頭4 分開配置光源1，通過光纖等把光導(dǎo)入檢測頭4。如圖3、圖4所示，檢測頭4例如是中空的框體，具有光導(dǎo)入導(dǎo)出口 4a，使檢測頭4 的與檢查工件SPs相對的面開口來作為導(dǎo)入或?qū)С鰷y量光和反射光的光導(dǎo)入導(dǎo)出口 4a，例 如用支承梁6固定支承檢測頭4。例如如圖5所示，光檢測器2具有分光功能，包括分光部件21，把接收的光分離 成分別具有一定波長的光；傳感器元件22，是排列成陣列形且具有多個通道的(XD、CMOS、 光電倍增管等，分別接收由所述分光部件21分離成的分別具有一定波長的光，并輸出與各 光的光量對應(yīng)的值的電信號。此外，在該光檢測器2中附帶有偏移量檢測機構(gòu)7，偏移量檢 測機構(gòu)7可以檢測在實際上光沒有進(jìn)入該光檢測器2的狀態(tài)下的輸出值，即可以檢測各傳 感器元件22的偏移輸出值。具體地說，如圖5所示，該偏移量檢測機構(gòu)7包括一部分傳感器元件22’ ；以及屏蔽構(gòu)件71，以物理的方式遮擋光向一部分傳感器元件22’入射。而且， 可以根據(jù)該被屏蔽的傳感器元件22’(以下也稱為屏蔽傳感器元件22’)的輸出，推算出其 它傳感器元件22的偏移輸出值。作為該推算方法，可以例舉把傳感器元件22的偏移輸出 值設(shè)為與屏蔽傳感器元件22’相同的偏移輸出值的方法；以及預(yù)先測量傳感器元件22相對 于屏蔽傳感器元件22’的偏差，根據(jù)所述的偏差從屏蔽傳感器元件22’的輸出值計算出其 它各傳感器元件22的偏移輸出值的方法等。除此以外，還可以考慮以下構(gòu)成，S卩在光檢測 器2的光接收部分設(shè)置快門，把用該快門覆蓋光接收部分使光完全不能進(jìn)入光檢測器2時 的各傳感器元件22的輸出值作為偏移輸出值。如圖3所示，在檢測頭4的內(nèi)部除了所述光源1和光檢測器2以外，還配置有分束 器3和內(nèi)部反射機構(gòu)8。分束器3是等厚平板形的透明構(gòu)件，具有透過一部分光反射一部 分光的特性。在該實施方式中，以分束器3的表面相對于從光源1射出的測量光的光軸傾 斜成45°角的方式配置該分束器3，被該分束器3反射的一部分測量光通過所述光導(dǎo)入導(dǎo) 出口 4a，向檢查工件SPs等對象物表面垂直照射。此外，在隔著分束器3與光源1相對的位 置，配置所述內(nèi)部反射機構(gòu)8。該內(nèi)部反射機構(gòu)8是光反射率已知且固定的等厚板形構(gòu)件， 在此，把內(nèi)部反射機構(gòu)8配置成內(nèi)部反射機構(gòu)8的表面與從光源1射出并透過分束器3的 測量光的光軸垂直。因此，從光源1射出的一部分測量光被分束器3反射，朝向檢查工件SPs等對象物， 并被檢查工件SPs反射，然后再次朝向分束器3，再次朝向分束器3的一部分光透過該分束 器3，照射到光檢測器2。此外，從光源1射出并透過分束器3的另一部分測量光被內(nèi)部反 射機構(gòu)8反射，再朝向分束器3，再朝向分束器3的一部分光被該分束器3反射，照射到光檢 測器2。即，主要是來自檢查工件SPs等對象物的一部分反射光和來自內(nèi)部反射機構(gòu)8的一 部分反射光導(dǎo)入光檢測器2中，除此以外，在檢測頭4內(nèi)部散射的由光源1形成的雜散光等 也稍微能導(dǎo)入光檢測器2中。如圖3所示，反射率計算部5是能夠承擔(dān)反射率計算部5的作用的計算機等信息 處理裝置。即，通過按照存儲在構(gòu)成信息處理裝置的存儲器中的程序，CPU和其外圍設(shè)備協(xié) 調(diào)動作，所述信息處理裝置發(fā)揮作為所述反射率計算部5的功能。下面，兼做對測量順序進(jìn) 行的說明，對該反射率計算部5的詳細(xì)功能進(jìn)行詳細(xì)描述。首先，對在測量檢查工件SPs之前或之后進(jìn)行的從屬測量進(jìn)行說明。該從屬測量 例如可以在出廠時等初始設(shè)定時進(jìn)行。進(jìn)行該從屬測量的期間，即從屬測量期間的長度被 設(shè)定為在實際上可以忽略光檢測器2的輸出值變動的時間內(nèi)。在該從屬測量中，操作人員把黑試樣SPb放置在測量光所照射的規(guī)定的試樣放置 位置。如圖4所示，黑試樣SPb是用實際上不反射在測量中所使用的波長區(qū)域的光的構(gòu)件 制成的板狀件。此后，如圖6所示，反射率計算部5工作，獲得光檢測器2的輸出值，即獲得各傳感 器元件22的輸出值。然后把這些輸出值作為第二輸出值Ib存儲在存儲器中。接著，代替黑試樣SPb，操作人員把校正試樣S已放置在所述試樣放置位置。于是， 反射率計算部5如圖7所示，獲得光檢測器2的輸出值，即分別獲得各傳感器元件22的輸 出值。然后把這些輸出值作為第三輸出值I,存儲在存儲器中。校正試樣是光反射率已 知的板狀的試樣。
另一方面，該反射率計算部5獲得作為在實際上光未被導(dǎo)入狀態(tài)下的光檢測器2 輸出值的第一輸出值Id。具體地說，如前述那樣，根據(jù)屏蔽傳感器元件22’的輸出值，獲得 各傳感器元件22的偏移輸出值，把各偏移輸出值分別作為第一輸出值Id存儲在存儲器中。以上是從屬測量。此外，對獲得前述一系列的各輸出值Ib、L、Id的順序沒有限定。 此外，在從屬測量前需要預(yù)先點亮光源1，使其成為光量足夠穩(wěn)定的狀態(tài)。下面，對測量檢查工件SPs的主測量進(jìn)行說明。與從屬測量期間相同，進(jìn)行該主測 量的期間，即主測量期間的長度被設(shè)定為在實際上可以忽略光檢測器2的輸出值變動的時 間內(nèi)。在該主測量中，操作人員把檢查工件SPs放置在所述試樣放置位置。此后，反射率 計算部5工作，如圖9所示，獲得光檢測器2的輸出值，即分別獲得各傳感器元件22的輸出 值。然后把這些輸出值作為第六輸出值I/存儲在存儲器中。然后，代替檢查工件SPs，操作人員把黑試樣SPb放置在所述試樣放置位置。于是， 如圖8所示，反射率計算部5獲得各傳感器元件22的輸出值，把這些輸出值作為第五輸出 值Ib’存儲在存儲器中。此外，與從屬測量時相同，反射率計算部5根據(jù)屏蔽傳感器元件22’的輸出值，獲 得各傳感器元件22的偏移輸出值，把它們作為第四輸出值I/存儲在存儲器中。這樣，完成了主測量。此外，對前述一系列的輸出值Is’、Ib’、I/的獲得順序沒有 限定。此外，需要預(yù)先點亮光源1，在主測量期間使其光量足夠穩(wěn)定。然后，反射率計算部5根據(jù)在所述主測量和從屬測量中測量得到的各輸出值Is’、 Ir> Ib、Id、Ib’及I/，在每個波長求出檢查工件SPs的光反射率。其計算公式如下。[計算式2]
權(quán)利要求
1.一種干涉膜厚儀，其特征在于包括下述⑴ ⑷所示的檢測頭、光檢測器、內(nèi)部 反射機構(gòu)以及反射率計算部，(1)所述檢測頭，用于把測量光射向?qū)ο笪?，并且?dǎo)入來自所述測量光所照射的所述對 象物的反射光；(2)所述光檢測器，檢測接收到的光的強度，所述光檢測器的光接收部被配置在導(dǎo)入所 述檢測頭內(nèi)的所述反射光到達(dá)的位置；(3)所述內(nèi)部反射機構(gòu)，位于所述檢測頭內(nèi)的一部分所述測量光到達(dá)的位置，并且配置 在使被所述內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光到達(dá)所述光檢測器的光接收部的位置，所述內(nèi)部反射機 構(gòu)的光反射率是固定的；(4)所述反射率計算部，在從屬測量期間內(nèi)，測量第一輸出值，該第一輸出值是在實際上光沒有被導(dǎo)入狀態(tài)下 的所述光檢測器的輸出值；第二輸出值，該第二輸出值是把實際上不反射光的黑試樣作為 所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值；以及第三輸出值，該第三輸出值是把光反射 率已知的校正試樣作為所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值，所述從屬測量期間是 實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；并且在主測量期間內(nèi)，測量第四輸出值，該第四輸出值是在實際上光沒有被導(dǎo)入狀態(tài) 下的所述光檢測器的輸出值；第五輸出值，該第五輸出值是把所述黑試樣作為所述對象物 使用時的所述光檢測器的輸出值；以及第六輸出值，該第六輸出值是把作為測量對象的檢 查工件作為所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值，所述主測量期間是所述從屬測量 期間以外的期間，并且是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；根據(jù)所述第一輸出值 所述第六輸出值，計算出所述檢查工件的光反射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉膜厚儀，其特征在于還包括分束器，所述分束器配置在 所述檢測頭主體內(nèi)，所述分束器反射一部分測量光，并使被反射的所述一部分測量光向所 述對象物照射；并且使一部分測量光透過，并使透過的所述一部分測量光向所述內(nèi)部反射 機構(gòu)照射，另一方面，所述分束器使導(dǎo)入所述檢測頭內(nèi)的所述反射光透過，并導(dǎo)入到所述光 檢測器中；并且反射被所述內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光，并使被反射的所述被所述內(nèi)部反射機 構(gòu)反射的光導(dǎo)入到所述光檢測器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉膜厚儀，其特征在于，所述黑試樣以能夠在測量光照射 到的照射位置和測量光照射不到的退避位置之間移動的方式附加在所述檢測頭上，或者以 能夠裝拆的方式附加在所述檢測頭上。
4.一種干涉膜厚儀，其特征在于包括下述⑴ ⑷所示的檢測頭、光檢測器、內(nèi)部 反射機構(gòu)以及反射率計算部，(1)所述檢測頭，用于把測量光射向?qū)ο笪铮⑶覍?dǎo)入來自所述測量光所照射的所述對 象物的反射光；(2)所述光檢測器，檢測接收的光的強度，所述光檢測器的光接收部被配置在導(dǎo)入所述 檢測頭內(nèi)的所述反射光到達(dá)的位置；(3)所述內(nèi)部反射機構(gòu)，位于所述檢測頭內(nèi)的一部分所述測量光到達(dá)的位置，并且配置 在使被所述內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光到達(dá)所述光檢測器的光接收部的位置，所述內(nèi)部反射機 構(gòu)的光反射率能夠變更為兩個值；(4)所述反射率計算部，在從屬測量期間內(nèi)，進(jìn)行以下所示a或b中的任意一個動作，測量后面敘述的第一輸 出值 第三輸出值，所述從屬測量期間是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期 間；并且在主測量期間內(nèi)，進(jìn)行以下所示c或d中的任意一個動作，測量后面敘述的第四輸 出值 第六輸出值，所述主測量期間是所述從屬測量期間以外的期間，并且是實際上能夠 忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；根據(jù)所述第一輸出值 所述第六輸出值，計算出檢查工件的光反射率，a.測量第一輸出值和第二輸出值，該第一輸出值和第二輸出值是在把實際上不反射 光的黑試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個值時 的所述光檢測器的各個輸出值；以及第三輸出值，該第三輸出值是在把光反射率已知的校 正試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的 任意一個值時的所述光檢測器的輸出值；b.測量第一輸出值，該第一輸出值是在把實際上不反射光的黑試樣作為所述對象物 使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的任意一個值時的所述光 檢測器的輸出值；以及第二輸出值和第三輸出值，該第二輸出值和第三輸出值是在把光反 射率已知的校正試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述 兩個值時的所述光檢測器的各個輸出值；c.測量第四輸出值和第五輸出值，該第四輸出值和第五輸出值是在把實際上不反射 光的黑試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個值時 的所述光檢測器的各個輸出值；以及第六輸出值，該第六輸出值是在把作為測量對象的所 述檢查工件作為所述對象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的 任意一個值時的所述光檢測器的輸出值；d.測量第四輸出值，該第四輸出值是在把實際上不反射光的黑試樣作為所述對象 物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的任意一個值時的所述光檢 測器的輸出值；以及第五輸出值和第六輸出值，該第五輸出值和第六輸出值是在把作為測 量對象的所述檢查工件作為所述對象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩 個值時的所述光檢測器的各個輸出值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干涉膜厚儀，其特征在于還包括分束器，所述分束器配置在 所述檢測頭主體內(nèi)，所述分束器反射一部分測量光，并使被反射的所述一部分測量光向所 述對象物照射；并且使一部分測量光透過，并使透過的所述一部分測量光向所述內(nèi)部反射 機構(gòu)照射，另一方面，所述分束器使導(dǎo)入所述檢測頭內(nèi)的所述反射光透過，并導(dǎo)入到所述光 檢測器中；并且反射被所述內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光，并使被反射的所述被所述內(nèi)部反射機 構(gòu)反射的光導(dǎo)入到所述光檢測器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干涉膜厚儀，其特征在于，所述黑試樣以能夠在測量光照射 到的照射位置和測量光照射不到的退避位置之間移動的方式附加在所述檢測頭上，或者以 能夠裝拆的方式附加在所述檢測頭上。
7.一種反射率測量方法，其特征在于，使測量裝置具有檢測頭，把測量光射向?qū)ο笪?，并且?dǎo)入來自所述測量光所照射的所述對象物的反射光；光檢測器，配置在導(dǎo)入所述檢測頭內(nèi)的所述反射光到達(dá)的位置；以及 內(nèi)部反射機構(gòu)，位于所述檢測頭內(nèi)的一部分所述測量光到達(dá)的位置，并且配置在使被所述 內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光到達(dá)所述光檢測器的光接收部的位置，所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射 率能夠變更為兩個值，然后，在從屬測量期間內(nèi)，測量第一輸出值，該第一輸出值是在實際上光沒有被導(dǎo)入 狀態(tài)下的所述光檢測器的輸出值；第二輸出值，該第二輸出值是把實際上不反射光的黑試 樣作為所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值；以及第三輸出值，該第三輸出值是把 光反射率已知的校正試樣作為所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值，所述從屬測量 期間是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；并且在主測量期間內(nèi)，測量第四輸出值，該第四輸出值是在實際上光沒有被導(dǎo)入狀態(tài) 下的所述光檢測器的輸出值；第五輸出值，該第五輸出值是把所述黑試樣作為所述對象物 使用時的所述光檢測器的輸出值；以及第六輸出值，該第六輸出值是把作為測量對象的檢 查工件作為所述對象物使用時的所述光檢測器的輸出值，所述主測量期間是所述從屬測量 期間以外的期間，并且是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間； 根據(jù)所述第一輸出值 所述第六輸出值，計算所述檢查工件的光反射率。
8. 一種反射率測量方法，其特征在于，使測量裝置具有檢測頭，把測量光射向?qū)ο笪?，并且?dǎo)入來自所述測量光所照射的所 述對象物的反射光；光檢測器，配置在導(dǎo)入所述檢測頭內(nèi)的所述反射光到達(dá)的位置；以及 內(nèi)部反射機構(gòu)，位于所述檢測頭內(nèi)的一部分所述測量光到達(dá)的位置，并且配置在使被所述 內(nèi)部反射機構(gòu)反射的光到達(dá)所述光檢測器的光接收部的位置，所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射 率能夠變更為兩個值，然后，在從屬測量期間內(nèi)，進(jìn)行以下所示a或b中的任意一個動作，測量后面敘述的第 一輸出值 第三輸出值，所述從屬測量期間是實際上能夠忽略所述光檢測器的輸出值變動 的期間；并且在主測量期間內(nèi)，進(jìn)行以下所示c或d中的任意一個動作，測量后面敘述的第四輸 出值 第六輸出值，所述主測量期間是所述從屬測量期間以外的期間，并且是實際上能夠 忽略所述光檢測器的輸出值變動的期間；根據(jù)所述第一輸出值 所述第六輸出值，計算出檢查工件的光反射率，a.測量第一輸出值和第二輸出值，該第一輸出值和第二輸出值是在把實際上不反射 光的黑試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個值時 的所述光檢測器的各個輸出值；以及第三輸出值，該第三輸出值是在把光反射率已知的校 正試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的 任意一個值時的所述光檢測器的輸出值；b.測量第一輸出值，該第一輸出值是在把實際上不反射光的黑試樣作為所述對象物 使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的任意一個值時的所述光 檢測器的輸出值；以及第二輸出值和第三輸出值，該第二輸出值和第三輸出值是在把光反 射率已知的校正試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述 兩個值時的所述光檢測器的各個輸出值；c.測量第四輸出值和第五輸出值，該第四輸出值和第五輸出值是在把實際上不反射光的黑試樣作為所述對象物使用，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個值時 的所述光檢測器的各個輸出值；以及第六輸出值，該第六輸出值是在把作為測量對象的所 述檢查工件作為所述對象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的 任意一個值時的所述光檢測器的輸出值；d.測量第四輸出值，該第四輸出值是在把實際上不反射光的黑試樣作為所述對象 物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率設(shè)定為所述兩個值中的任意一個值時的所述光檢 測器的輸出值；第五輸出值和第六輸出值，該第五輸出值和第六輸出值是在把作為測量對 象的所述檢查工件作為所述對象物，并且把所述內(nèi)部反射機構(gòu)的光反射率變成所述兩個值 時的所述光檢測器的各個輸出值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種干涉膜厚儀及反射率測量方法。本發(fā)明的干涉膜厚儀(100)，可以省略每次測量檢查工件的光反射率時都必須進(jìn)行的附帶測量(特別是測量校正試樣)，可以促進(jìn)縮短測量時間及簡化裝置結(jié)構(gòu)。在檢測頭(4)內(nèi)部配置光反射率固定的內(nèi)部反射機構(gòu)(8)，并且被該內(nèi)部反射機構(gòu)(8)反射的光被光檢測器(2)接收，根據(jù)實際上光沒有被導(dǎo)入狀態(tài)下的光檢測器(2)的輸出值、使用實際上不反射光的黑試樣時的所述光檢測器(2)的輸出值、使用光反射率已知的校正試樣時的光檢測器(2)的輸出值以及使用作為測量對象的檢查工件時的光檢測器(2)的輸出值，計算出所述檢查工件的光反射率。
文檔編號G01B11/06GK101995224SQ20101025000
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者藤井史高 申請人:株式會社堀場制作所