干涉膜厚仪及反射率测量方法技术

本发明专利技术提供一种干涉膜厚仪及反射率测量方法。本发明专利技术的干涉膜厚仪（１００），可以省略每次测量检查工件的光反射率时都必须进行的附带测量（特别是测量校正试样），可以促进缩短测量时间及简化装置结构。在检测头（４）内部配置光反射率固定的内部反射机构（８），并且被该内部反射机构（８）反射的光被光检测器（２）接收，根据实际上光没有被导入状态下的光检测器（２）的输出值、使用实际上不反射光的黑试样时的所述光检测器（２）的输出值、使用光反射率已知的校正试样时的光检测器（２）的输出值以及使用作为测量对象的检查工件时的光检测器（２）的输出值，计算出所述检查工件的光反射率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及干涉膜厚仪等，特别是涉及对作为测量对象的检查工件的光反射率进 行测量的反射率测量装置及反射率测量方法。
技术介绍
如专利文献1所示，所谓的干涉膜厚仪，向作为测量对象的膜体等检查工件照射 测量光，或得干涉光的光谱，根据测量得到的光谱求出检查工件的膜厚，所述干涉光由被检 查工件表面反射的反射光与透过检查工件的内部并在相反一侧的界面上反射后从表面出 来的透过反射光形成。在这样的干涉膜厚仪中，需要测量检查工件的光学反射率。为此，以往如图1所 示，从光源1’分别向反射率已知且固定的校正试样SP,及对光完全不反射的黑试样SPb照 射光，测量在各种情况下的光检测器2’的输出值。然后用以下公式(计算式1)求出检查 工件SPs的光学反射率Rs。此外，测量黑试样SPb是因为由于在没有反射光的状态下，光检 测器2’的输出值显示偏移量，所以要消除该偏移量。其中，Is是关于检查工件SPs的光检测器2’的输出值，Ir是关于校正试样SPr的 光检测器2’的输出值，Ib是关于黑试样SPb的光检测器2’的输出值，R,是校正试样SP,的 光学反射率(已知)。专利文献1 日本专利公开公报特开2005-3401号。但是，实际上，由于认识到仁和Ib的值随时间有很大变化，因此以往每次测量检查 工件SPs，都要求出关于校正试样S已和黑试样SPb的光检测器2’的输出值。可是，为此，每次都必须更换各个试样等，测量中会产生浪费工夫和时间的问题。 特别是必须使校正试样SPr距检测头( ,ν )4’的距离等具有与检查工件SPs几乎相同 的条件，在该测量中所浪费的工夫和时间相当大。所以，例如如图2所示，开发出一种装置，使检测头4’为可动式，通过使所述检测 头4’移动来测量放置在与检查工件SPs不同位置的校正试样和黑试样SPb。但是，在这 种情况下，装置结构变得复杂，导致价格提高。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术所要解决的主要问题是在测量检查工件的光反射率时，可 以省掉每次都必须进行的附带的测量(特别是校正试样的测量)，促进缩短测量时间以及 简化装置的结构。即，本专利技术提供一种干涉膜厚仪，其特征在于包括下述(1) (4)所示的检测头、 光检测器、内部反射机构以及反射率计算部，(1)所述检测头，用于把测量光射向对象物，并且导入来自所述测量光所照射的所 述对象物的反射光；(2)所述光检测器，检测接收到的光的强度，所述光检测器的光接收部被配置在导 入所述检测头内的所述反射光到达的位置；(3)所述内部反射机构，位于所述检测头内的一部分所述测量光到达的位置，并且 配置在使被所述内部反射机构反射的光到达所述光检测器的光接收部的位置，所述内部反 射机构的光反射率是固定的；(4)所述反射率计算部，在从属测量期间内，测量第一输出值，该第一输出值是 在实际上光没有被导入状态下的所述光检测器的输出值；第二输出值，该第二输出值是把 实际上不反射光的黑试样作为所述对象物使用时的所述光检测器的输出值；以及第三输出 值，该第三输出值是把光反射率已知的校正试样作为所述对象物使用时的所述光检测器的 输出值，所述从属测量期间是实际上能够忽略所述光检测器的输出值变动的期间；并且在 主测量期间内，测量第四输出值，该第四输出值是在实际上光没有被导入状态下的所述光 检测器的输出值；第五输出值，该第五输出值是把所述黑试样作为所述对象物使用时的所 述光检测器的输出值；以及第六输出值，该第六输出值是把作为测量对象的检查工件作为 所述对象物使用时的所述光检测器的输出值，所述主测量期间是所述从属测量期间以外的 期间，并且是实际上能够忽略所述光检测器的输出值变动的期间；根据所述第一输出值 所述第六输出值，计算出所述检查工件的光反射率。按照这样的干涉膜厚仪，可以省略以往每次测量检查工件时都必须要进行的校正 试样的测量，可以实现缩短测量时间。此外，不需要如以往那样为了测量校正试样而使检测 头成为可动式，也不需要如以往那样更换各个试样，可以简化设备结构以及促进价格的降 低。总之，其原因在于，不是如以往那样把黑试样的测量值作为偏移量统一对待，而是 严格区分由光源引起的因子与不是由光源引起的因子。即，本专利技术的一大特征在于求出在 实际上光没有被导入状态下的光检测器的输出值、亦即第一输出值，因此，只要在初始调整 等时仅测量一次校正试样，此后在测量检查工件时仅附带测量黑试样，就可以测量检查工 件的光反射率。此外，在后述的实施方式中，使用公式对该计算方法的一个例子进行详细叙 述。更具体地说，优选的是所述反射率计算部在测量所述第四输出值的时期之前或 之后，在主测量期间内，测量所述第一输出值和第二输出值，所述主测量期间是实际上可以 忽略所述光检测器的输出值变动的期间，另一方面，在所述主测量期间以外的期间测量所 述第三输出值，并且在测量所述第三输出值的时期之前或之后，在从属测量期间内，区别于 所述主测量期间的测量，另外分别测量所述第一输出值和第二输出值，所述从属测量期间 是实际上可以忽略所述光检测器的输出值变动的期间，根据在所述主测量期间测量的第四 输出值、第一输出值和第二输出值；以及在所述从属测量期间测量的第三输出值、第一输出 值和第二输出值，计算出所述检查工件的光反射率。此外，其中所谓的“光检测器的输出值 变动”，是指由于光源的光量变动及检测器本身的特性变动(卜"1J 7卜)或偏移(才7力夂 卜)造成的变动的总和而导致的变动。此外，本申请的另外的专利技术还提供一种干涉膜厚仪，其特征在于包括下述(1) (4)所示的检测头、光检测器、内部反射机构以及反射率计算部；(1)所述检测头，用于把测量光射向对象物，并且导入来自所述测量光所照射的所 述对象物的反射光；(2)所述光检测器，检测接收的光的强度，所述光检测器的光接收部被配置在导入 所述检测头内的所述反射光到达的位置；(3)所述内部反射机构，位于所述检测头内的一部分所述测量光到达的位置，并且 配置在使被所述内部反射机构反射的光到达所述光检测器的光接收部的位置，所述内部反 射机构的光反射率能够变更为两个值；(4)所述反射率计算部，在从属测量期间内，进行以下所示a或b中的任意一个动 作，测量后面叙述的第一输出值 第三输出值，所述从属测量期间是实际上能够忽略所述 光检测器的输出值变动的期间；并且在主测量期间内，进行以下所示c或d中的任意一个 动作，测量后面叙述的第四输出值 第六输出值，所述主测量期间是所述从属测量期间以 外的期间，并且是实际上能够忽略所述光检测器的输出值变动的期间；根据所述第一输出 值 所述第六输出值，计算出检查工件的光反射率，a.测量第一输出值和第二输出值，该第一输出值和第二输出值是在把实际上不 反射光的黑试样作为所述对象物使用，并且把所述内部反射机构的光反射率变成所述两个 值时的所述光检测器的各个输出值；以及第三输出值，该第三输出值是在把光反射率已知 的校正试样作为所述对象物使用，并且把所述内部反射机构的光反射率设定为所述两个值 中的任意一个值时的所述光检测器的输出值；b.测量第一输出值，该第一输出值是在把实际上不反射光的黑试样作为所述对 象物使用，并且把所述内部反射机构的光反射率设定为所述两个值中的任意一个值时的所 述光检测器的输出值；以及第二输出值和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干涉膜厚仪，其特征在于包括：下述（１）～（４）所示的检测头、光检测器、内部反射机构以及反射率计算部，（１）所述检测头，用于把测量光射向对象物，并且导入来自所述测量光所照射的所述对象物的反射光；（２）所述光检测器，检测接收到的光的强度，所述光检测器的光接收部被配置在导入所述检测头内的所述反射光到达的位置；（３）所述内部反射机构，位于所述检测头内的一部分所述测量光到达的位置，并且配置在使被所述内部反射机构反射的光到达所述光检测器的光接收部的位置，所述内部反射机构的光反射率是固定的；（４）所述反射率计算部，在从属测量期间内，测量：第一输出值，该第一输出值是在实际上光没有被导入状态下的所述光检测器的输出值；第二输出值，该第二输出值是把实际上不反射光的黑试样作为所述对象物使用时的所述光检测器的输出值；以及第三输出值，该第三输出值是把光反射率已知的校正试样作为所述对象物使用时的所述光检测器的输出值，所述从属测量期间是实际上能够忽略所述光检测器的输出值变动的期间；并且在主测量期间内，测量：第四输出值，该第四输出值是在实际上光没有被导入状态下的所述光检测器的输出值；第五输出值，该第五输出值是把所述黑试样作为所述对象物使用时的所述光检测器的输出值；以及第六输出值，该第六输出值是把作为测量对象的检查工件作为所述对象物使用时的所述光检测器的输出值，所述主测量期间是所述从属测量期间以外的期间，并且是实际上能够忽略所述光检测器的输出值变动的期间；根据所述第一输出值～所述第六输出值，计算出所述检查工件的光反射率。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤井史高，
申请(专利权)人：株式会社堀场制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]