JP5756733B2 - 干渉式膜厚計 - Google Patents
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Description
膜厚計は、光源101、投光用光ファイバー103、投受光部105、受光用光ファイバー107、分光器109、演算部111を備えている。演算部111は、分光データ取得部113、パワースペクトル算出部115、膜厚算出部117を備えている。
図18の従来技術は測定対象膜119からの反射光の分光スペクトルに基づいて測定対象膜119の膜厚を算出しているが、干渉式膜厚計は測定対象膜からの透過光の分光スペクトルに基づいて測定対象膜の膜厚を算出することもできる。
膜厚計は、光源101、投光用光ファイバー103、投光部121、受光部123、受光用光ファイバー107、分光器109、演算部111を備えている。演算部111は、分光データ取得部113、パワースペクトル算出部115、膜厚算出部117を備えている。
光源101からの光は投光用光ファイバー103及び投光部121を介して測定対象膜119に照射される。測定対象膜119を透過した光は、受光部123に入射し、受光用光ファイバー107によって分光器109に導かれる。分光器109は、受光用光ファイバー107からの光を分光して透過分光スペクトルを得て、これを電気信号に変換して出力する。演算部111は、分光器109からの電気信号に基づいて測定対象膜119の膜厚を演算する。
投受光プローブ5に入射する光の焦点が測定対象膜23の近傍にあるとき、投受光プローブ5に適切な反射光が入射する。
図4は、データ抽出部が分光スペクトルデータにおける受光強度にしきい値を設けたときのデータ抽出動作を説明するための波形図である。
分光スペクトルデータにおける受光強度がしきい値以上であるとき、データ抽出部21は抽出データとして扱う。
分光スペクトルデータにおける受光強度がしきい値よりも小さいとき、データ抽出部21は排除データとして扱う。
これにより、演算部13は、投受光プローブ5に適切な反射光が入射したときの膜厚データのみを得ることができる。
分光スペクトルデータにおける受光強度の最大値と最小値の差がしきい値以上であるとき、データ抽出部21は抽出データとして扱う。
分光スペクトルデータにおける受光強度の最大値と最小値の差がしきい値よりも小さいとき、データ抽出部21は排除データとして扱う。
これにより、演算部13は、投受光プローブ5に適切な反射光が入射したときの膜厚データのみを得ることができる。
パワースペクトルのデータにおけるピーク高さがしきい値以上であるとき、データ抽出部21は抽出データとして扱う。
パワースペクトルのデータにおけるピーク高さがしきい値よりも小さいとき、データ抽出部21は排除データとして扱う。
これにより、演算部13は、投受光プローブ5に適切な反射光が入射したときの膜厚データのみを得ることができる。
図1の実施例について、焦点位置走査部7は、モータ7cの駆動により、回転板7bを15Hzの速度で回転させた。
本発明の干渉式膜厚計は、測定光が戻ってきたデータのみを抽出しているので、このような欠陥を除外した測定が可能になる効果もある。
この実施例では、回転板7b及びモータ7cがミラー25aの回転に合わせて回転されているが、回転板7b及びモータ7cの配置位置は固定されていてもよい。この場合、ミラー25aからの光の光軸と透明平行平板7aの平面がなす角度は変化する。
投光部39から照射される光及び受光部41に入射する光の焦点が測定対象膜23の近傍にあるとき、受光部41に適切な反射光が入射する。
5 投受光プローブ
7,25,27,29,31,33,35,37,43 焦点位置走査部
7a,29a 透明平行平板
15 分光データ取得部
17 パワースペクトル算出部
19 膜厚算出部
21 データ抽出部
23 測定対象膜
25a,31a,31b ミラー
33a レンズ
35a ウェッジ基板
37a,37b ウェッジ基板
39 投光部
41 受光部
Claims (14)
- 光源からの光を測定対象膜に照射する投光部と、
前記測定対象膜からの反射光又は透過光を受光する受光部と、
前記投光部から照射される光の焦点位置であり、かつ前記受光部に入射する光の焦点位置でもある共通焦点位置を所定範囲内で走査させる焦点位置走査部と、
前記受光部が受光した光の分光スペクトルデータを取得する分光データ取得部と、
前記分光スペクトルデータに基づいてパワースペクトルを算出するパワースペクトル算出部と、
前記パワースペクトルのデータに基づいて前記測定対象膜の膜厚を算出する膜厚算出部と、
前記分光スペクトルデータもしくは前記パワースペクトルのデータ又はそれらの両方にしきい値を設け、前記しきい値以上のデータを抽出するデータ抽出部と、を備え、
前記膜厚算出部は前記データ抽出部が抽出したデータに対応する膜厚データを出力する干渉式膜厚計。 - 前記投光部及び前記受光部は前記光源からの光を前記測定対象膜に照射するとともに前記測定対象膜からの反射光を受光する投受光部によって構成されている請求項1に記載の干渉式膜厚計。
- 前記焦点位置走査部は、前記投受光部と前記測定対象膜との間の光路に厚みもしくは屈折率又はそれらの両方が互いに異なる複数の透明平行平板を順次挿入して、前記共通焦点位置を変化させる請求項2に記載の干渉式膜厚計。
- 前記焦点位置走査部は、前記投受光部と前記測定対象膜との間の光路に配置されたミラーを回転させることにより、前記共通焦点位置を変化させる請求項2に記載の干渉式膜厚計。
- 前記焦点位置走査部は、前記ミラーと前記測定対象膜との間の光路に厚みもしくは屈折率又はそれらの両方が互いに異なる複数の透明平行平板を順次挿入して、前記共通焦点位置を変化させる請求項4に記載の干渉式膜厚計。
- 前記焦点位置走査部は、前記投受光部と前記測定対象膜との間の光路に配置された透明平行平板を、前記投受光部に入射する光の焦点からの光の光軸と前記透明平行平板がなす角度が変化するように回転させることにより、前記共通焦点位置を変化させる請求項2に記載の干渉式膜厚計。
- 前記焦点位置走査部は、前記投受光部と前記測定対象膜との間の光路に互いに平行に配置された一対のミラーを連動して回転させることにより、前記共通焦点位置を変化させる請求項2に記載の干渉式膜厚計。
- 前記焦点位置走査部は、前記投受光部と前記測定対象膜との間の光路に焦点距離が互いに異なる複数のレンズを順次挿入して、前記共通焦点位置を変化させる請求項2に記載の干渉式膜厚計。
- 前記焦点位置走査部は、前記投受光部と前記測定対象膜との間の光路に、ウェッジ角もしくは傾斜面の配置方向又はそれらの両方が互いに異なる複数のウェッジ基板を順次挿入して、前記共通焦点位置を変化させる請求項2に記載の干渉式膜厚計。
- 前記焦点位置走査部は、前記投受光部と前記測定対象膜との間の光路に配置された2つのウェッジ基板を備え、
前記2つのウェッジ基板は、同じウェッジ角をもち、かつ傾斜面が対向配置され、
前記焦点位置走査部は、前記光路に位置する前記2つのウェッジ基板の合計の厚みが変化するように移動させることにより、前記共通焦点位置を変化させる請求項2に記載の干渉式膜厚計。 - 前記投光部と前記受光部は前記測定対象膜を挟む位置に配置されており、
前記受光部は前記測定対象膜からの透過光を受光するものであり、
前記焦点位置走査部は前記投光部と前記受光部の距離及び角度を保持しながら前記投光部及び前記受光部を前記測定対象膜に対して移動させて前記共通焦点位置を変化させる請求項1に記載の干渉式膜厚計。 - 前記データ抽出部は、前記分光スペクトルデータにおける受光強度に前記しきい値を設ける請求項1〜11のいずれか一項に記載の干渉式膜厚計。
- 前記データ抽出部は、前記分光スペクトルデータにおける受光強度の最大値と最小値の差に前記しきい値を設ける請求項1〜11のいずれか一項に記載の干渉式膜厚計。
- 前記データ抽出部は、前記パワースペクトルのデータにおけるピーク高さに前記しきい値を設ける請求項1〜11のいずれか一項に記載の干渉式膜厚計。
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