JP4776321B2

JP4776321B2 - 間隔測定方法及び間隔測定装置

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Publication number: JP4776321B2
Application number: JP2005282292A
Authority: JP
Inventors: 勇一下田
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: JP2007093357A

Description

本発明は、基板に塗布されるレジスト膜の膜厚や基板とマスク基板との間隔等を測定する間隔測定方法及び間隔測定装置に関するものである。

液晶パネルを構成するときの１工程であるＴＦＴアレイ工程では、ガラス基板の表面全体に透明電極用金属膜を成膜し、その上に感光剤であるレジスト膜を塗布する。そして、所定パターン（回路パターン）が形成されているマスク基板を微小な間隔をもってガラス基板の上部に配置し、マスク基板のパターンをレジスト膜に露光して、ＴＦＴアレイ基板を得ることができる。従って、マスク基板とレジスト膜とは非接触で露光を行う、所謂プロキシミティ露光方法が適用される。近年の液晶パネルは高画素化、高機能化の傾向にあることから、プロキシミティ露光を行うときのマスク基板とレジスト膜が塗布されているガラス基板との間隔は極めて高精度に制御されている必要がある。このため、プロキシミティ露光を行うときには、マスク基板とガラス基板との間隔を測定し、所定の間隔をもってマスク基板とレジスト膜とが対面していない場合には、マスク基板とガラス基板との間隔調整が行われる。

マスク基板とガラス基板との間隔を測定する方法として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いるものがあるが、ＬＥＤは波長が広帯域であり、また出力強度も弱いことから、極めて微小な間隔を測定するプロキシミティ露光方法には適しない。そこで、レーザを使用してマスク基板とガラス基板との間隔を測定するものが特許文献１に開示されている。
特開２００１−２０３１４８号公報

特許文献１では、マスク基板とガラス基板との間隔を測定するために、マスク基板に間隔測定用のマークを形成し、マスク基板に形成されたマークとガラス基板上に映し出されるマスク基板のマークの像（つまり、ガラス基板で反射したマークの像）とをＣＣＤカメラに導くことにより、両者を画像パターンとして検出している。そして、検出された２つのマークの相対的位置関係に基づいて、マスク基板とガラス基板との間隔を測定している。

ところで、ガラス基板上には露光を行うための薄膜であるレジスト膜が塗布されている。当該レジスト膜は、極めて厚みの薄い薄膜であるため、レジスト膜の表面で反射した光と裏面で反射した光とにより薄膜干渉が発生する。つまり、レジスト膜の膜厚及びレーザ光の波長によっては、レジスト膜に入射したレーザ光のうちレジスト膜表面で反射した光と、レジスト膜を透過し、レジスト膜の裏面で反射した光とが干渉して２つの光が相互に弱めあう現象が発生する。その結果、ＣＣＤカメラに受光されるときには、薄膜干渉によりレジスト膜表面に映し出される間隔測定用のマークの像を認識することができなくなり、画像認識によりマスク基板とレジスト膜が塗布されたガラス基板との間隔を測定することができなくなる。

また、高精度にマスクパターンを露光するためには、マスク基板とガラス基板との間隔だけではなく、レジスト膜の膜厚も微細に制御する必要がある。従って、レジスト膜の膜厚を測定する必要があるが、特許文献１のように、マスク基板にのみ間隔測定用のマークを形成しているのみでは、やはり薄膜干渉によって画像認識をすることができなくなり、レジスト膜の膜厚の測定を行うことはできない。

そこで、本発明は、レーザ光を使用した場合において薄膜干渉を起こしたときでも、レジスト膜の膜厚やマスク基板とガラス基板との間隔等の種々の部材の間隔を測定することができる間隔測定方法及び間隔測定装置を提供することを目的とする。

本発明の間隔測定方法は、光透過性の基板の表面に形成された透明性を有する薄膜の膜厚を測定する方法であって、２つのレーザ光源から、夫々異なる波長のレーザ光を同時に出射させてレーザ光学系により集光し、かつコリメータレンズにより平行光となし、これら２つのレーザ光源からの波長の異なる第１，第２のレーザ光を光合流手段により合流させて、合流レーザ光を斜方から基板に入射し、前記基板に入射された合流レーザ光の前記薄膜の表面で反射した反射光と、前記薄膜裏面と前記基板との境界部で反射した反射光とを光検出器で検出し、前記光検出器により、前記薄膜表面からの反射光と前記薄膜裏面からの反射光とを受光させ、これらの反射光の光検出器での受光位置の差に基づいて、薄膜の厚みを測定することを特徴とする。

また、本発明の他の間隔測定方法は、基板の上部に一部に透明部を有するマスク基板を配置し、前記マスク基板の透明部及び前記薄膜に対して前記合流レーザ光を斜方から入射させ、前記マスク基板の裏面で反射したマスク基板裏面反射光、前記薄膜表面反射光、前記薄膜裏面反射光又は前記基板の裏面で反射した基板裏面反射光のうち２つの反射光の受光位置を光検出器により検出することにより、検出した反射光の２つの境界面の間隔を測定することを特徴としている。

また、本発明の間隔測定装置は、光透過性の基板の表面に形成された透明性を有する薄膜の膜厚を測定するためのものであって、第１のレーザ光と第２のレーザ光とを射出する２つのレーザ光源と、前記各レーザ光源から射出した夫々異なる波長のレーザ光を集光させるレーザ光学系と、集光した第１のレーザ光及び第２のレーザ光を平行光とするコリメータレンズと、前記第１，第２のレーザ光を合流させて、この合流レーザ光を前記基板に入射する光合流手段と、前記基板に入射した合流レーザ光の、前記薄膜の表面で反射させた反射光と、前記薄膜裏面と前記基板との境界部で反射させた反射光とを検出する光検出器と、前記薄膜表面からの反射光と薄膜裏面からの反射光との光検出器での受光位置の差に基づいて前記薄膜の厚みを測定する測定手段と備える構成としたことを特徴とするものである。

本発明では、レーザ光の特定の波長で薄膜干渉が起きる場合でも、種々の部材の間隔を測定することができる。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。最初に、レジスト膜の膜厚を測定するものについて説明する。図１に示されるように、ガラス基板等の基板４（光透過性の基板）の表面４Ｓには薄膜であるレジスト膜５が塗布される。レジスト膜５は感光剤からなる薄膜であり、例えば紫外線等を照射することにより、感光することができる薄膜である。従って、レジスト膜５は光を透過することができる透明性の材質である。レジスト膜５は所定パターンを有するマスク基板によりパターンの転写が行われるが、パターン転写を高精度に行うために、レジスト膜５の膜厚を制御する。従って、レジスト膜５の膜厚の測定を行う。

レジスト膜５の膜厚の測定を行うために、図１に示されるように、投光系１と受光系２とダイクロイックミラー３とが設けられている。投光系１は、第１のレーザ光学系１Ａと第２のレーザ光学系１Ｂとからなる。第１のレーザ光学系１Ａは、第１のレーザ光源１０Ａと対物レンズ１１Ａと有害光除去スリット１２Ａとコリメータレンズ１３Ａとビーム成型スリット１４Ａとを有して構成される。また、第２のレーザ光学系１Ｂは、第２のレーザ光源１０Ｂと対物レンズ１１Ｂと有害光除去スリット１２Ｂとコリメータレンズ１３Ｂとビーム成型スリット１４Ｂとを有して構成される。また、受光系２は、対物レンズ２１と光検出器２２とを有して構成される。

第１のレーザ光学系１Ａと第２のレーザ光学系１Ｂとは、レーザ光源以外の構成部品は全て共通である。一方、第１のレーザ光源１０Ａと第２のレーザ光源１０Ｂとは異なる発振波長でレーザ光を射出する。つまり、第１のレーザ光源１０Ａから射出されるレーザ光ＬＡと第２のレーザ光源１０Ｂから射出されるレーザ光ＬＢとは異なる波長成分を有することになる。

第１のレーザ光源１０Ａから射出したレーザ光ＬＡも、第２のレーザ光源１０Ｂから射出したレーザ光ＬＢも、対物レンズ１１Ａ、１１Ｂにより集光されて、有害光除去スリット１２Ａ、１２Ｂに入射する。有害光除去スリット１２Ａ、１２Ｂによって有害光が除去された第１のレーザ光ＬＡ、第２のレーザ光ＬＢは、夫々コリメータレンズ１３Ａ、１３Ｂにより平行光にされた状態で、ビーム成型スリット１４Ａ、１４Ｂにより光線が成型されて夫々投光系１から射出する。そして、第１のレーザ光学系１Ａから射出した第１のレーザ光ＬＡと第２のレーザ光学系１Ｂから射出した第２のレーザ光ＬＢとは、ダイクロイックミラー３により合流される。

ダイクロイックミラー３は、特定の波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する光学素子である。ここでは、ダイクロイックミラー３は、第２のレーザ光ＬＢの波長域の光を反射し、第１のレーザ光ＬＡの波長域の光を透過する光学特性を有するものとする。従って、図１に示されるように、第１のレーザ光ＬＡはダイクロイックミラー３を透過し、第２のレーザ光ＬＢはダイクロイックミラー３を反射することになる。このため、ダイクロイックミラー３において、第１のレーザ光ＬＡと第２のレーザ光ＬＢとは光路を１つにすることになる（つまり、合流することになる）。そして、ダイクロイックミラー３により合流された合流レーザ光ＬＭは、レジスト膜５に対して斜方から入射する。換言すれば、ダイクロイックミラー３により合流された合流レーザ光ＬＭがレジスト膜５に対して斜方から入射する角度（入射角θ）に、ダイクロイックミラー３は取り付けられる。なお、本実施形態では、光を合流する手段としてダイクロイックミラーを適用しているが、ダイクロイックミラーの代わりに、プリズムやハーフミラー等を適用してもよい。

ダイクロイックミラー３で合流された合流レーザ光ＬＭは、上述したように、斜方からレジスト膜５に入射する。レジスト膜５と投光系１との間は空気層であり、レジスト膜５は感光剤からなる透明薄膜であるため、屈折率が異なる。従って、レジスト膜５に入射した合流レーザ光ＬＭは、レジスト膜５の表面５Ｓで反射光（レジスト膜表面反射光Ｌ１）と透過光Ｌ２とに分岐し、レジスト膜表面反射光Ｌ１は受光系２に向かって反射する。一方、透過光Ｌ２は入射角θとは異なる角度で屈折してレジスト膜５を透過する。レジスト膜５と基板４との屈折率も異なるため、透過光Ｌ２は、レジスト膜５の裏面５Ｒで反射光（レジスト膜裏面反射光Ｌ３）と透過光Ｌ４とに分岐し、レジスト膜裏面反射光Ｌ３は受光系２に向かって反射する。そして、透過光Ｌ４は基板４を透過し、基板４の裏面４Ｒで屈折率の差に起因して再び反射して基板裏面反射光Ｌ５として、受光系２に向かって反射する。つまり、レジスト膜５の表面５Ｓ、裏面５Ｒ、そして基板４の裏面４Ｒは夫々、入射光を反射光と透過光とに分岐させる境界面となる。

ここで、合流レーザ光ＬＭはレジスト膜５に斜方から入射角θで入射するが、入射角θはレジスト膜表面反射光Ｌ１とレジスト膜裏面反射光Ｌ３との光量がほぼ等しくなるように設定することが望ましい。つまり、両反射光の光量が著しく異なると、信号検出に影響を与えるおそれがあるため、両反射光の光量はほぼ等しくなるように、入射角θを設定する。

図１に示されるように、レジスト膜表面反射光Ｌ１、レジスト膜裏面反射光Ｌ３及び基板裏面反射光Ｌ５の全ての反射光の光路は、屈折の作用により、平行な状態で対物レンズ２１に入射する。対物レンズ２１により入射した各反射光は、集光・散光して光検出器２２に入射される。従って、対物レンズ２１は、その結像位置が光検出器２２となるような位置に設けられる。ここでは、光検出器２２は一次元的（直線状）に固体撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）が配列されたＣＣＤアレイであるものとする。勿論、光検出器２２はＣＣＤアレイでなくても、入射光を検出することができるものであれば、任意のものを適用することができる。光検出器２２（ＣＣＤアレイ）に入射したレジスト膜表面反射光Ｌ１、レジスト膜裏面反射光Ｌ３及び基板裏面反射光Ｌ５は、夫々光電変換されて電気信号に変換される。

ここで、ＣＣＤアレイからなる光検出器２２のうち、レジスト膜表面反射光Ｌ１が入射した位置（受光位置）をＰ１とし、レジスト膜裏面反射光Ｌ３の受光位置をＰ３とし、基板裏面反射光Ｌ５の受光位置をＰ５とすると、受光位置Ｐ１、Ｐ３及びＰ５において光電変換された信号を取得することができる。そして、受光位置Ｐ１とＰ３とは、レジスト膜５の表面と裏面とで反射した光の受光位置であるため、受光位置Ｐ１とＰ３との間隔ＤＲに基づいてレジスト膜５の膜厚を演算により測定することができる。つまり、受光位置Ｐ１とＰ３との相対位置関係に基づいてレジスト膜の膜厚を測定することができる。同様に、受光位置Ｐ３とＰ５とは、基板４の表面（つまり、レジスト膜５の裏面）と裏面とで反射した光の受光位置であるため、受光位置Ｐ３とＰ５との間隔ＤＧに基づいて基板４の厚みを演算により測定することもできる。

ところで、レジスト膜５の膜厚は極めて薄いものである。レジスト膜５の膜厚が極めて薄いと、レジスト膜表面反射光Ｌ１の光路とレジスト膜裏面反射光Ｌ３の光路とがほぼ重なり合い、両反射光の間で薄膜干渉を発生する。このとき、レジスト膜５の膜厚と両反射光の波長とによっては、レジスト膜表面反射光Ｌ１の位相とレジスト膜裏面反射光Ｌ３の位相とが大きくずれることがある。特に、両反射光の位相のずれが１８０度（半波長）の場合は、薄膜干渉により、レジスト膜表面反射光Ｌ１及びレジスト膜裏面反射光Ｌ３は完全に打ち消される。位相のずれが１８０度でない場合でも、それに近い場合は、両反射光は打ち消しあう作用を生じ、極めて弱い光となる。このとき、光検出器２２の受光位置Ｐ１及びＰ３で検出されるはずの反射光を正常に検出することができなくなる。

上述したように、薄膜干渉を起こす要因としては、主に、レジスト膜５の膜厚とレジスト膜５に入射する光の波長との２つの要因がある。そこで、図１に示されるように、本発明では、波長の異なる２つのレーザ光を発振する第１のレーザ光源１０Ａ及び第２のレーザ光源１０Ｂを使用している。そして、第１のレーザ光源１０Ａから射出される第１のレーザ光ＬＡと第２のレーザ光源１０Ｂから射出される第２のレーザ光ＬＢとをダイクロイックミラー３により光路を合流している。従って、レジスト膜５に入射する合流レーザ光ＬＭは、２つの波長成分のレーザ光を含んでいることになる。つまり、合流レーザ光ＬＭの反射光であるレジスト膜表面反射光Ｌ１、レジスト膜裏面反射光Ｌ３及び基板裏面反射光Ｌ５は、全て２つの波長成分を含んでいることになる。換言すれば、第１のレーザ光ＬＡの光路と第２のレーザ光ＬＢの光路とが合流された光が各境界面で反射していることになる。

従って、２つの波長成分を含んだ光が、光検出器２２の受光位置Ｐ１、Ｐ３及びＰ５で受光されることになる。ここで、第１のレーザ光源１０Ａの発振波長及び第２のレーザ光源１０Ｂの発振波長は、第１のレーザ光ＬＡ又は第２のレーザ光ＬＢの何れか一方の光が薄膜干渉により打ち消されたとしても、他方の光は薄膜干渉により打ち消されないような波長として設定する。つまり、第１のレーザ光ＬＡの波長と第２のレーザ光ＬＢの波長との差が大きくなるように、第１のレーザ光源１０Ａと第２のレーザ光源１０Ｂとの発振波長を設定する。第１のレーザ光源１０Ａと第２のレーザ光源１０Ｂとの発振波長の差を大きくすることにより、一方のレーザ光に薄膜干渉が生じたとしても、他方の光には薄膜干渉は生じることはない。このため、受光位置Ｐ１及びＰ３に入射するレジスト膜表面反射光Ｌ１及びレジスト膜裏面反射光Ｌ３の２つの波長成分のうち１つの波長成分の光が薄膜干渉により相互に打ち消しあっていたとしても、他の波長成分の光を鮮明に検出することができる。従って、第１のレーザ光１０Ａ又は第２のレーザ光１０Ｂの何れか一方のレーザ光が薄膜干渉を起こしたとしても、レジスト膜５の膜厚を測定することは可能になる。

なお、ここでは、基板上に塗布されたレジスト膜の膜厚を測定するものについて説明したが、レジスト膜ではない他の薄膜にも適用することができる。また、薄膜でなくても、例えば透明性（光が透過可能）の薄い樹脂であるフィルム等にも適用することができる。つまり、薄膜やフィルム等に限定されず、平行に配置された複数の境界面を有する任意のものに適用することができる。

ところで、図１の投光系１の第１のレーザ光学系１Ａと第２のレーザ光学系１Ｂとには、夫々コリメータレンズ１３Ａ、１３Ｂが具備され、第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢは、夫々コリメータレンズ１３Ａ、１３Ｂにより平行光にされている。従って、合流レーザ光ＬＭも平行光となった状態で、反射・透過を行って、受光系２に入射される。ここで、投光系１から射出された第１のレーザ光ＬＡ及び第２のレーザ光ＬＢが平行光でないとすると、散光しながら受光系２に入射される。従って、光路が進むにつれて光路断面が大きくなるため、投光系１とレジスト膜５と受光系２との間隔を極めて狭くする必要がある。勿論、かかる間隔が狭い場合でも、本発明の目的を達成することはできるが、これらコリメータレンズ１３Ａ、１３Ｂにより平行光にすれば、光路断面は常に一定であるため、上記の間隔を狭くする必要はない。従って、各部材の取り付け位置を自由に設定することができる。

図２は本発明の他の実施形態を示したものである。上述した実施形態とはマスク基板６及び負圧マスク７が設けられている点で異なる。マスク基板６には所定パターンが形成され、当該パターンをレジスト膜５に露光するために使用される。高精度なパターン転写を行うために、マスク基板６とレジスト膜５との間隔は厳格に制御されている必要があり、従ってマスク基板６とレジスト膜５との間隔の測定が行われる。負圧マスク７は、マスク基板６が自重により撓まないように補正するための透明な基板であり、負圧マスク７とマスク基板６との間に負圧を作用させる。

ところで、上述したように、レジスト膜５の膜厚（つまり、レジスト膜５の表面と裏面との間隔）を計測するときには、レーザ光を斜方から入射角θで入射させ、その反射光を受光系２で検出している。従って、図２において、レジスト膜５とマスク基板との間隔を測定するときには、ダイクロイックミラー３により合流された合流レーザ光ＬＭは、マスク基板６を透過してレジスト膜５に入射する必要がある。

ここで、合流レーザ光ＬＭを透過させるために、マスク基板６のパターン転写に用いられる有効エリア以外の四隅に間隔測定用の測定窓（透明部）を形成している。このため、レジスト膜５とマスク基板６との間隔を測定することができる。ここで、マスク基板６の四隅に夫々１つずつ、合計４つの測定窓を形成することにより、より高い測定精度を得ることができるが、少なくとも１つの測定窓が形成されていれば、レジスト膜５とマスク基板６との間隔を測定できる。なお、光が透過可能な透明部であれば、マスク基板６の四隅でなくても、任意の場所に測定窓を形成してもよい。また、有効エリア内の所定パターンの部分以外の透過領域を間隔測定用として使用することができる等の特段の事情が場合には、測定窓を設ける必要はない。

図２において、ダイクロイックミラー３で合流された合流レーザ光ＬＭは、負圧マスク７、空気層、マスク基板６（測定窓の部分）、空気層、レジスト膜５、基板４の順番に入射する。空気層とマスク基板６とレジスト膜５と基板４との屈折率は異なるため、合流レーザ光ＬＭはマスク基板６の表面６Ｓにおいて反射光（マスク表面反射光Ｌ１１）と透過光Ｌ１２とに分岐する。同様に、透過光Ｌ１２はマスク基板６の裏面６Ｒにおいて反射光（マスク裏面反射光Ｌ１３）と透過光Ｌ１４とに分岐し、透過光Ｌ１４はレジスト膜５の表面５Ｓで反射光（レジスト膜表面反射光Ｌ１５）と透過光Ｌ１６とに分岐し、透過光Ｌ１６はレジスト膜５の裏面５Ｒで反射光（レジスト膜裏面反射光Ｌ１７）と透過光Ｌ１８とに分岐し、透過光Ｌ１８は基板４の裏面で反射して基板裏面反射光Ｌ１９となる。

各反射光は、全ての反射光の光路が平行になった状態で対物レンズ２１に入射する。対物レンズ２１に入射した各反射光は集光されて、光検出器２２に受光される。ここで、光検出器２２において受光されるマスク裏面反射光Ｌ１３、レジスト膜表面反射光Ｌ１５、レジスト膜裏面反射光Ｌ１７及び基板裏面反射光Ｌ１９の受光位置を夫々Ｐ１３、Ｐ１５、Ｐ１７及びＰ１９とする。このとき、受光位置Ｐ１３とＰ１５との間隔ＤＭに基づいてマスク基板６の裏面とレジスト膜５の表面との間隔、つまりマスク基板６とレジスト膜５との間隔を測定することができる。同様に、受光位置Ｐ１５とＰ１７との間隔ＤＲに基づいてレジスト膜５の膜厚を、受光位置Ｐ１７とＰ１９の間隔ＤＧに基づいて基板４の厚みを測定することができる。つまり、各受光位置の相対位置関係に基づいて、夫々の間隔を測定することができる。

ところで、上述したように、レジスト膜５は極めて膜厚の薄い薄膜であるため、レーザ光源が１つの場合は、薄膜干渉によってレジスト膜表面反射光Ｌ１５とレジスト膜裏面反射光Ｌ１７とが相互に打ち消しあい、光検出器２２により信号として検出されない場合がある。つまり、薄膜干渉の影響により、受光位置Ｐ１５とＰ１７とにおいて信号を検出することができないことがある。図２からも明らかなように、マスク基板６とレジスト膜５との間隔ＤＭは受光位置Ｐ１３とＰ１５とによって、レジスト膜５の膜厚ＤＲは受光位置Ｐ１５とＰ１７とによって計測している。このため、受光位置Ｐ１５とＰ１７とにおいて信号を検出できないと、マスク基板６とレジスト膜５との間隔ＤＭ及びレジスト膜５の膜厚ＤＲを計測することはできない。

しかし、相互に発振波長の異なる２つのレーザ光源（第１のレーザ光源１０Ａ及び第２のレーザ光源１０Ｂ）を使用することにより、一方の波長成分の光が薄膜干渉を起こしていたとしても、他方の波長成分の光を検出することができるため、マスク基板６とレジスト膜５との間隔ＤＭ及びレジスト膜５の膜厚ＤＲを計測することができる。

レジスト膜の間隔を測定する態様を示す説明図である。レジスト膜とマスク基板との間隔及びレジスト膜の膜厚を測定する態様を示す説明図である。

符号の説明

３ダイクロイックミラー４基板
５レジスト膜６マスク基板
１０Ａ第１のレーザ光源１０Ｂ第２のレーザ光源
２１対物レンズ２２光検出器

Claims

光透過性の基板の表面に形成された透明性を有する薄膜の膜厚を測定する方法であって、
２つのレーザ光源から、夫々異なる波長のレーザ光を同時に出射させてレーザ光学系により集光し、かつコリメータレンズにより平行光となし、
これら２つのレーザ光源からの波長の異なる第１，第２のレーザ光を光合流手段により合流させて、合流レーザ光を斜方から基板に入射し、
前記基板に入射された合流レーザ光の前記薄膜の表面で反射した反射光と、前記薄膜裏面と前記基板との境界部で反射した反射光とを光検出器で検出し、
前記光検出器により、前記薄膜表面からの反射光と前記薄膜裏面からの反射光とを受光させ、これらの反射光の光検出器での受光位置の差に基づいて、薄膜の厚みを測定する
ことを特徴とする間隔測定方法。
前記基板の上部に一部に透明部を有するマスク基板を配置し、前記マスク基板の透明部及び前記薄膜に対して前記合流レーザ光を斜方から入射させ、前記マスク基板の裏面で反射したマスク基板裏面反射光、前記薄膜表面反射光、前記薄膜裏面反射光又は前記基板の裏面で反射した基板裏面反射光のうち２つの反射光の受光位置を光検出器により検出することにより、検出した反射光の２つの境界面の間隔を測定することを特徴とする請求項１記載の間隔測定方法。
前記第１のレーザ光の波長と前記第２のレーザ光の波長とで発振波長に差を持たせるようになし、この発振波長に差を持たせることによって、一方のレーザ光に薄膜干渉が生じたとしても、他方の光には薄膜干渉が生じさせないようにし、かつこれら第１，第２のレーザ光の光量を等しくすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の間隔測定方法。
前記光合流手段はダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の間隔測定方法。
光透過性の基板の表面に形成された透明性を有する薄膜の膜厚を測定する間隔測定装置であって、
第１のレーザ光と第２のレーザ光とを射出する２つのレーザ光源と、
前記各レーザ光源から射出した夫々異なる波長のレーザ光を集光させるレーザ光学系と、
集光した第１のレーザ光及び第２のレーザ光を平行光とするコリメータレンズと、
前記第１，第２のレーザ光を合流させて、この合流レーザ光を前記基板に入射する光合流手段と、
前記基板に入射した合流レーザ光の、前記薄膜の表面で反射させた反射光と、前記薄膜裏面と前記基板との境界部で反射させた反射光とを検出する光検出器と、
前記薄膜表面からの反射光と薄膜裏面からの反射光との光検出器での受光位置の差に基づいて前記薄膜の厚みを測定する測定手段と
を備える構成としたことを特徴とする間隔測定装置。
前記光合流手段はダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項５記載の間隔測定装置。