厚度测量装置及厚度测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够准确地测量试样厚度的厚度测量装置及厚度测量方法。厚度测量装置具有：第一透光构件，其具有第一参照面；第二透光构件，其与第一透光构件相向设置，具有第二参照面；第一投光部，其经由第一参照面向设置在第一透光构件和第二透光构件之间的试样照射来自光源的光；第一受光部，其接收来自第一参照面的反射光，并且经由第一参照面接收来自试样的反射光；第二投光部，其经由第二参照面向试样照射来自光源的光；第二受光部，其接收来自第二参照面的反射光，并且经由第二参照面接收来自受光试样的反射光；分光部，其对由第一受光部接收的反射光和由第二受光部接收的反射光进行分光。

【技术实现步骤摘要】
厚度测量装置及厚度测量方法
本专利技术涉及一种厚度测量装置及厚度测量方法，尤其涉及一种利用反射光来测量试样厚度的厚度测量装置及厚度测量方法。
技术介绍
近年来，开发出利用光来测量距离的位移测量装置。例如，日本特开2009-270939号公报(专利文献1)中公开了如下结构。即，光学式位移计包括：宽波段光源装置，其用于生成作为测量用检测光的宽波段光；聚光透镜，其用于聚集上述检测光，向测量对象物射出的射出侧端面为平面；分光装置，其对入射至上述聚光透镜的被上述测量对象物反射的反射光和被上述射出侧端面反射的反射光进行分光，并求出波长分布特性曲线的频率，由此计算上述测量对象物和上述射出侧端面之间的距离。上述聚光透镜是一种发射随着远离上述射出侧端面而照射点变宽的上述检测光的透镜。另外，在日本特开2014-115242号公报(专利文献2)中公开了如下结构。即，位移测量装置包括：点状光源，其用于发射具有扩散了的光谱的光；光学元件，其用于使所述光产生轴向色像差，并且使产生了该轴向色像差的光聚集在测量对象物；开口，其使由所述光学元件聚集的光中对焦在所述测量对象物的光通过；测量部，其求出通过所述开口的光的光谱，并基于所述光谱的峰值波长求出所述光学元件和所述测量对象物之间的距离。所述测量部求出所述测量对象物的分光反射特性，并利用所述求出的分光反射特性，降低该分光反射特性带给距离测量的误差而求出所述距离。另外，在日本特开2010-121977号公报(专利文献3)中公开了如下结构。即，光学式位移计包括：检测光生成单元，其用于生成检测光；基准面，其反射上述检测光的一部分，并使检测光的另一部分向检查对象物侧穿透；分光单元，其对干涉光进行分光，所述干涉光由被上述基准面反射的反射光和被上述检查对象物反射的反射光构成；光强度分布生成单元，其接收分光后的上述干涉光，并生成与干涉光的波数相关的光强度分布；光强度极大点提取单元，其将与上述波数相关的光强度分布转换为与针对波数的光强度空间频率相关的光强度分布，以规定时间间隔重复进行对上述空间频率相关的光强度分布极大点的提取；相位决定单元，其决定与上述波数相关的光强度分布的上述极大点的空间频率相对应的频率成分的相位；位移量判断单元，其基于上述相位判断上述检查对象物的位移量。上述相位决定单元包括：相对相位判断单元，其在360度的范围内判断上述频率成分的相对相位；绝对相位计算单元，其基于上述相对相位判断单元的判断结果和过去的判断结果结合上述相对相位，并求出绝对相位；相位基准更新单元，其基于重置指示，来更新上述绝对相位的基准点。上述位移量判断单元基于上述绝对相位来判断位移量。专利文献1：日本特开2009-270939号公报专利文献2：日本特开2014-115242号公报专利文献3：日本特开2010-121977号公报当采用专利文献1至3中记载的技术来测量试样厚度时，例如可以考虑根据离接地的试样的距离的测量结果和离接地面的距离的测量结果而测量该试样厚度的方法。但是，当试样表面存在凹凸或者试样存在变形或弯曲时，试样的接触面侧表面和接触面之间会产生间隙。在这种情况下，准确测量试样厚度会存在困难。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够准确地测量试样厚度的厚度测量装置及厚度测量方法。解决问题的技术方案(1)为解决上述问题，本专利技术的一方面的厚度测量装置包括：第一透光构件，其具有第一参照面；第二透光构件，其与所述第一透光构件相向设置，具有第二参照面；第一投光部，其经由所述第一参照面向设置在所述第一透光构件和所述第二透光构件之间的试样照射来自光源的光；第一受光部，其接收来自所述第一参照面的反射光，并且经由所述第一参照面接收来自所述试样的反射光；第二投光部，其经由所述第二参照面向所述试样照射来自光源的光；第二受光部，其接收来自所述第二参照面的反射光，并且经由所述第二参照面接收来自所述试样的反射光；分光部，其对由所述第一受光部接收的反射光和由过所述第二受光部接收的反射光进行分光。这样，通过经由各个参照面向试样两侧照射光，并且分别使来自试样两侧表面的反射光与来自相对应的参照面的反射光发生干涉并进行分光的结构，来即使试样表面存在凹凸或者试样存在变形或弯曲的情况下，也能够基于分光结果分别计算试样两侧的表面和相对应的参照面之间的距离。并且，例如，能够根据所计算的各距离和各个参照面之间的距离而准确地计算试样厚度。从而，能够准确地测量出试样厚度。(2)优选地，所述分光部包括一个分光器，所述厚度测量装置进一步具有光学系统，所述光学系统用于将由所述第一受光部接收的光和由所述第二受光部接收的光向所述分光器引导。通过采用这种光学系统的结构，能够减少昂贵的分光器的数量，因此能够降低厚度测量装置的制造成本。(3)优选地，从所述第一投光部经由所述第一参照面而向所述试样照射的光的光束的轴、从所述第二投光部经由所述第二参照而面向所述试样照射的光的光束的轴、所述第一受光部所接收的来自所述第一参照面的反射光的光束的轴和来自所述试样的反射光的光束的轴、以及所述第二受光部所接收的来自所述第二参照面的反射光的光束的轴和来自所述试样的反射光的光束的轴彼此顺沿(along)。根据这种结构，即使在各个参照面例如非平行地配置或试样相对于参照面不平行地设置的情况下，也能够准确地测量试样厚度。(4)优选地，所述分光部包括一个分光器；所述厚度测量装置进一步具有光学系统，所述光学系统用于将由所述第一受光部接收的光和由所述第二受光部接收的光向所述分光器引导。设定成，从所述试样经由所述第一参照面、所述第一受光部以及所述光学系统而传播至所述分光器的反射光的路径的光学距离，和从所述试样经由所述第二参照面、所述第二受光部以及所述光学系统而传播至所述分光器的反射光的路径的光学距离相同。根据这样的结构，由于能够使分别在试样两侧的表面反射的光到达分光器所需的时间几乎相同，因此能够使在各个表面以几乎相同的时间(timing)反射的反射光被分光器分光。由此，即使试样发生移动，也能够利用简易的结构来准确地测量试样厚度。(5)优选地，所述厚度测量装置进一步具有运算部，所述运算部基于所述分光部的分光结果，计算所述第一参照面和所述试样之间的距离、即第一距离以及所述第二参照面和所述试样之间的距离、即第二距离，所述运算部通过从所述第一参照面和所述第二参照面之间的距离减去所述第一距离及所述第二距离来计算所述试样的厚度。这样，通过根据与试样外部空间相关的测量结果、即各个距离而计算试样厚度的结构，来即使试样为不透明的物质也能够计算该试样的厚度。另外，不用识别试样的折射率等物性值，也能够容易计算该试样的厚度。(6)为解决上述问题，本专利技术的一方面的厚度测量方法为使用厚度测量装置的厚度测量方法，所述厚度测量装置包括：第一透光构件，其具有第一参照面，第二透光构件，其与所述第一透光构件相向设置，具有第二参照面，第一投光部，其经由所述第一参照面向设置在所述第一透光构件和所述第二透光构件之间的试样照射来自光源的光，第一受光部，其接收来自所述第一参照面的反射光，并且经由所述第一参照面接收来自所述试样的反射光，第二投光部，其经由所述第二参照面向所述试样照射来自光源的光，第二受光部，其接收来自所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厚度测量装置，其中，具有：第一透光构件，具有第一参照面；第二透光构件，与所述第一透光构件相向设置，具有第二参照面；第一投光部，经由所述第一参照面向设置在所述第一透光构件和所述第二透光构件之间的试样照射来自光源的光；第一受光部，接收来自所述第一参照面的反射光，并且经由所述第一参照面接收来自所述试样的反射光；第二投光部，经由所述第二参照面向所述试样照射来自光源的光；第二受光部，接收来自所述第二参照面的反射光，并且经由所述第二参照面接收来自所述试样的反射光；分光部，对由所述第一受光部接收的反射光和由所述第二受光部接收的反射光进行分光。

【技术特征摘要】
2016.01.26 JP 2016-0121521.一种厚度测量装置，其中，具有：第一透光构件，具有第一参照面；第二透光构件，与所述第一透光构件相向设置，具有第二参照面；第一投光部，经由所述第一参照面向设置在所述第一透光构件和所述第二透光构件之间的试样照射来自光源的光；第一受光部，接收来自所述第一参照面的反射光，并且经由所述第一参照面接收来自所述试样的反射光；第二投光部，经由所述第二参照面向所述试样照射来自光源的光；第二受光部，接收来自所述第二参照面的反射光，并且经由所述第二参照面接收来自所述试样的反射光；分光部，对由所述第一受光部接收的反射光和由所述第二受光部接收的反射光进行分光。2.根据权利要求1所述的厚度测量装置，其中，所述分光部包括一个分光器，所述厚度测量装置进一步具有光学系统，所述光学系统用于将由所述第一受光部接收的光和由所述第二受光部接收的光向所述分光器引导。3.根据权利要求1或2所述的厚度测量装置，其中，从所述第一投光部经由所述第一参照面向所述试样照射的光的光束的轴、从所述第二投光部经由所述第二参照面向所述试样照射的光的光束的轴、所述第一受光部所接收的来自所述第一参照面的反射光的光束的轴和来自所述试样的反射光的光束的轴、所述第二受光部所接收的来自所述第二参照面的反射光的光束的轴和来自所述试样的反射光的光束的轴彼此顺沿[m1]。4.根据权利要求1至3中任一项所述的厚度测量装置，其中，所述分光部包括一个分光器，所述厚度测量装置进一步具有光学系统，所述光学系统将由所述第一受光部接收的光和由所述第二受光部接收的光向所述分光器引导，设定成，从所述试样经由所述第一参照面、所述第一受光部以及所述光学系统而传播至所述分光器的反射光的路径的光学距离、和从所述试样经由所述第二参照面、所述第二受光部以及所述光学系统而传播至所述分光器的反射光的路...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰田一贵，泽村义巳，
申请(专利权)人：大塚电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP