CN108204788B - 光学特性测定装置以及光学特性测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明使基于来自样本的光的样本的光学特性的测定容易进行。光学特性测定装置(1、1A)具备光学系统(12)、检测部(13)以及解析部(14)。光学系统对从样本(2)射入的检测光进行聚光。检测部对在样本与光学系统之间的光学距离相互不同的状态下经由光学系统射入的样本的检测光进行多次分光，生成表示各检测光的光谱的多个检测数据(D1)。解析部解析检测数据所示的光谱，测定样本的规定的光学特性。解析部基于多个检测数据中的检测光的大小，确定用于光学特性的测定的检测数据，基于所确定的检测数据，测定光学特性(S6、S6A)。
Description
技术领域
本发明涉及一种测定样本的膜厚等光学特性的光学特性测定装置以及光学特性测定方法。
背景技术
以往，作为测定如膜厚的光学特性的方法，公知使用光的相位的光干涉法(例如专利文献1、2)。在光干涉法中，通过分光器测定由测定对象的样本所反射的光的光谱，通过解析光谱的数据来测定样本的光学特性。
专利文献1公开了通过使对样本(被测定物)的聚焦(焦点)简易化来提高光学特性的测定精度的光学特性测定装置。在专利文献1中，用户参照显示于显示部的反射图像的对焦状态来变更样本与物镜间的位置关系，或使用自动聚焦技术使控制装置进行了聚焦之后，执行反射光的光谱测定。专利文献1的光学特性测定装置具有用于聚焦的摄像机、观察用光源等机构，采用嵌入有用于使用该机构的光学零件的复杂的光学系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-286583号公报
专利文献2：日本特开2010-002327号公报
发明所要解决的问题
在以往的光学特性的测定方法中，由于在测定光谱时需要进行聚焦而在光学特性的测定上耗费时间，或由于设置用于聚焦的机构而装置构成的规模变大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能使基于来自样本的光的样本的光学特性的测定容易进行的光学特性测定装置以及光学特性测定方法。
用于解决问题的方案
本发明的一个方案的光学特性测定装置具备：光学系统、检测部以及解析部。光学系统对从样本射入的检测光进行聚光。检测部对在样本与光学系统之间的光学距离相互不同的状态下经由光学系统射入的样本的检测光进行多次分光，生成表示各检测光的光谱的多个检测数据。解析部解析检测数据所示的光谱，测定样本的规定的光学特性。解析部基于多个检测数据中的检测光的大小，确定用于光学特性的测定的检测数据，基于所确定的检测数据，测定光学特性。
本发明的一个方案的光学特性测定方法包含对经由光学系统从样本射入的检测光进行聚光的步骤。本方法包含检测部对在样本与光学系统之间的光学距离相互不同的状态下经由光学系统射入的样本的检测光进行多次分光，生成表示各检测光的光谱的多个检测数据的步骤。本方法包含解析部基于多个检测数据中的检测光的大小，确定用于样本的规定的光学特性的测定的检测数据的步骤。本方法包含解析部解析所确定的检测数据所示的光谱，测定光学特性的步骤。
发明效果
根据本发明的光学特性测定装置以及光学特性测定方法，从光学距离相互不同的多个检测数据，确定用于光学特性的测定的检测数据。由此，能使基于来自样本的光的样本的光学特性的测定容易进行。
附图说明
图1是表示实施方式一的光学特性测定装置的构成的框图。
图2是用于说明光学特性测定装置的反射率数据的图。
图3是关于光学特性测定方法的实验结果的曲线图。
图4是表示实施方式一的光学特性测定装置的动作的流程图。
图5是用于说明实施方式一的光学特性测定装置的动作的图。
图6是用于说明由光学特性测定装置实施的膜厚的计算方法的图。
图7是表示实施方式二的光学特性测定装置的动作的流程图。
图8是用于说明实施方式二的光学特性测定装置的图。
图9是表示变形例的光学特性测定装置的构成的框图。
附图标记说明
1 光学特性测定装置
10 光源
12 物镜光学系统
13 分光器
14 个人计算机
16 驱动部
2 样本
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。需要说明的是，在以下的各实施方式中，对相同的构成要素赋予相同的附图标记。
(实施方式一)
以下说明实施方式一的光学特性测定装置以及光学特性测定方法。
1.构成
参照图1说明本实施方式的光学特性测定装置的构成。图1是表示实施方式一的光学特性测定装置1的构成的框图。
本实施方式的光学特性测定装置1是对从测定对象的样本2射入的光进行光学解析来测定样本2的膜厚等光学特性的装置。如图1所示，光学特性测定装置1具备光源10、光纤11、物镜光学系统12、分光器13、个人计算机(PC)14、控制单元15、驱动部16以及观察单元17。
样本2例如是形成有单层膜、多层膜等薄膜的各种半导体基板、玻璃基板、薄膜构件等。在本实施方式中，样本2配置于光学特性测定装置1的驱动部16(工作台61)的水平面。以下，将样本2的水平面中相互正交的两方向分别设为“X方向”以及“Y方向”，将水平面的法线方向设为“Z方向”。
光源10发出用于向样本2照射的照射光。来自光源10的照射光例如是白色光，具有在与测定对象的样本2的光学特性对应的波段的范围内连续的波长光谱(连续光谱)。光源10也可以由白炽灯、LED、重氢灯、氙灯，卤素灯等各种光源构成。
光纤11例如由Y型光纤构成，具有一个探头端11a和二分支的分支端。探头端11a与物镜光学系统12光学连接，分支端的一方与光源10连接，另一方与分光器13连接。光纤11是对光源10与物镜光学系统12之间进行光学耦合，并且对物镜光学系统12与分光器13之间进行光学耦合的耦合光学系统的一个例子。耦合光学系统并不限于光纤11，例如也可以是配置有各种光学元件的光学系统。
物镜光学系统12是在光学特性测定装置1内对射出至样本2的光以及从样本2射入的光进行聚光、导光的光学系统。本实施方式中的物镜光学系统12包含与样本2对置的第一透镜12a以及配置于第一透镜12a与光纤11的探头端11a之间的第二透镜12b等。如图1所示，各透镜12a、12b配置为物镜光学系统12的光轴朝向Z方向，进行聚光以及准直。物镜光学系统12具有由第一以及第二透镜12a、12b的光学特性等规定的固有的景深。
分光器13对射入的光进行分光(即光谱分解)，检测光的波长光谱。分光器13是本实施方式中的检测部的一个例子。分光器13例如由多信道型分光器构成，具备：包含狭缝以及光栅等的分光光学系统；具有受光面的CCD图像传感器等检测元件；以及内部存储器。检测元件也可以由光电二极管阵列等构成。
在多信道型分光器13，射入的光经由狭缝被导光至光栅，通过光栅进行衍射并射入检测元件。由此，检测元件在受光面上接受按波长在不同区域的衍射光的光，实现同时检测多个波长成分(例如512个)的光的强度的自扫描式检测动作。分光器13将由检测元件的检测结果获得的检测数据缓冲至内部存储器，生成以规定周期(例如1～5微秒)所接受的光的检测数据。检测数据的一个例子(反射率数据)将在后文加以记述。
PC14例如具备与软件协作来实现规定的功能的CPU以及闪存等内部存储器等。内部存储器例如储存有从分光器13接收的数据、用于执行本实施方式的光学特性测定方法的程序等。PC14读出储存于内部存储器的数据、程序并进行各种运算处理来实现各种功能。
例如，PC14通过从分光器13接收检测数据并对检测数据进行规定的数据处理来进行光学特性的解析。PC14是本实施方式中的解析部的一个例子。此外，在本实施方式中，PC14与光学特性测定装置1内的各部分进行数据通信来进行各种控制。
控制单元15是基于来自PC14的指示来控制驱动部16的驱动的控制装置。控制单元15例如具备微型计算机、通信接口等。需要说明的是，由控制单元15实现的控制功能也可以在PC14实现。
驱动部16具备具有供样本2配置的水平面的工作台61和以使工作台61移动的方式进行驱动的驱动器62。例如，在驱动部16，工作台61构成为能分别在X、Y、Z方向的三轴移动。通过X、Y方向的移动，容易测定样本2的各种水平位置上的膜厚。需要说明的是，驱动部16也可以构成为工作台61能在Z方向的一轴上移动。
观察单元17是在光学特性测定装置1中用于观察样本2的主面等的组件，具备摄像机71、观察光源72以及观察光学系统73等。
摄像机71具备CCD或者CMOS成像元件等拍摄元件等，生成表示拍摄图像的拍摄数据并输出至PC14。
观察光源72是以通过摄像机71拍摄样本2时照射样本2为目的的光源，由白色LED等构成。
观察光学系统73是对从观察光源72射出至样本2的光以及从样本2射入摄像机的光进行导光的光学系统，具备分束器以及透镜等。如图1所示，在本实施方式中，观察光学系统73的一部分被嵌入物镜光学系统12的内部。由此，也能通过观察单元17观察物镜光学系统12中射入分光器13的光的状态。
需要说明的是，在本实施方式的光学特性测定装置1，特别是在无需观察样本2这样的情况下，也可以省略观察单元17。根据本实施方式的光学特性测定方法，即使不使用观察单元17也能测定样本2的膜厚等。
2.动作
以下说明如上构成的光学特性测定装置1的动作。
2-1.动作的概要
参照图1、图2说明光学特性测定装置1的动作的概要。
在光学特性测定装置1(图1)，光源10射出照射光。照射光经由光纤11射入物镜光学系统12。如图1所示，照射光在物镜光学系统12的第二透镜12b被准直，在第一透镜12a被聚光，并照射至配置于工作台61的样本2。
在样本2，照射光分别在具有样本2的膜厚的量的间隔的两个主面被反射。在各主面所反射的光对应于样本2的膜厚的量的间隔进行干涉的同时，射入物镜光学系统12。
在光学特性测定装置1，来自样本2的反射光在物镜光学系统12的第一透镜12a被准直，在第二透镜12b被聚光，经由光纤11射入分光器13。分光器13生成作为表示包含来自样本2的反射光的光的波长光谱的检测数据的反射率数据。使用图2说明由分光器13获得的反射率数据。
图2是用于说明光学特性测定装置1的反射率数据D1的图。反射率数据D1表示在分光器13检测出的作为反射光的波长光谱的反射率光谱。如图2所示，反射率光谱由检测出的反射光的各种波长λ成分的反射率R表示。在反射率数据D1中，图2所示的反射率光谱的反射率R的振动通过由样本2的膜厚的量的间隔实现的反射光的干涉来产生。
返回图1，光学特性测定装置1中的PC14通过对来自分光器13的反射率数据D1进行数据解析，计算样本2的膜厚。在由PC14实施的膜厚的计算处理中，例如能应用非线形最小二乘法、FFT(fast Fourier transform：快速傅立叶变换)法、峰谷法等各种公知的方法(参照专利文献2)。
2-2.本申请发明人的见解
在测定膜厚的方法中，通过以高精度获得反射率数据D1能高精度地测定膜厚。因此，以往的方法中，在分光器与样本之间进行聚焦来确保所获得的反射率数据的精度。与此相对，本申请发明人进行了锐意研究而设计出无需特别地进行聚焦就会获得高精度的反射率数据的方法。以下，使用图3说明本申请发明人获得达到这一设计的见解所做的实验。
图3是表示由本申请发明人进行的实验的实验结果的曲线图。在本实验中，在光学特性测定装置1，使从物镜光学系统12至样本2的距离d(即Z位置)发生变化的同时，检测从各距离d的样本2射入分光器13的反射光，生成各检测结果的反射率数据D1。
在图3的曲线图中，横轴是从光学特性测定装置1的Z方向的规定位置至样本2的距离d。曲线C1表示对于基于在各距离d检测出的反射光的反射率数据D1，使用规定的算式计算出的膜厚的计算值(参照图中左侧的纵轴)。
此外，曲线C2表示各距离d的反射率数据D1中的平均反射率(参照图中右侧的纵轴)。平均反射率是一个反射率数据D1中整个反射率光谱(各波长λ的反射率R)的平均的反射率，与检测出的反射光的强度(大小)对应。两个曲线C1、C2表示基于每个距离d的相同反射率数据D1的膜厚的计算值和平均反射率。
根据图3的曲线C1，在区域R1外，膜厚的计算值的不均明显大于区域R1内。区域R1是与物镜光学系统12的景深对应的区域。此外，曲线C2在景深的区域R1中具有峰值Pf。区域R1中的峰值的位置df处检测出的反射光的强度最大，因此该位置df被认为是景深的范围内的真正的焦点位置。
在图3的景深的区域R1内，膜厚的计算值的曲线C1虽然稳定，但是倾斜，在真正的焦点位置df与其他位置之间，膜厚的计算值存在偏差。在此，根据对比度法等通常的聚焦技术，在景深的区域R1内，任何地方焦点都是对准的，在景深的区域R1内部进行聚焦来得到真正的焦点位置df的反射率数据D1是困难的。与此相对，本申请发明人着眼于本实验中的曲线C2，得到通过确认平均反射率的峰值Pf会容易地确定真正的焦点位置df的反射率数据D1的见解。
2-3.动作的详细内容
基于如上的本申请发明人的见解，在本实施方式的光学特性测定装置1，使样本2在规定范围内在Z方向上移动的同时，进行由分光器13连续地检测反射光的扫描，生成至样本2的距离d相互不同的多个反射率数据D1。此时，在PC14，基于所生成的多个反射率数据D1的各平均反射率，选择用于膜厚测定的反射率数据D1。由此，在光学特性测定装置1，无需特别地进行聚焦就能容易地进行膜厚的测定。
以下，参照图4、图5、图6说明本实施方式的光学特性测定装置1的动作的详细内容。
图4是表示本实施方式的光学特性测定装置1的动作的流程图。图5是用于说明光学特性测定装置1的动作的图。图6是用于说明由光学特性测定装置1实施的膜厚的计算方法的图。
图4的流程图由光学特性测定装置1中的PC14执行。本流程图在光源10照射了照射光的状态下开始。
首先，PC14经由控制单元15来控制驱动部16的工作台61的Z位置，如图5所示，将工作台61上的样本2配置于Z方向上的初始位置d0(图5)(S1)。初始位置d0是使获得反射率数据D1的同时使样本2移动时的样本2的扫描开始的位置。使用图5说明光学特性测定装置1的扫描。
图5表示光学特性测定装置1的扫描区域R2。扫描区域R2是步骤S2～S4(扫描时)中样本2所移动的区域。如图5所示，扫描区域R2的一端是初始位置d0，另一端是结束扫描的结束位置d1。即，使样本2从初始位置d0移动至结束位置d1。在本实施方式中，扫描区域R2被设定为包含物镜光学系统12的景深的区域R1的规定范围(例如1mm区间)。由此，在扫描区域R2也包含真正的焦点位置df。
返回图4，接着，PC14对控制单元15发送移动开始的指示，在扫描区域R2，使配置有样本2的工作台61(图1)的移动开始(S2)。当接收到移动开始的指示时，控制单元15控制驱动部16的驱动器62，使Z方向上的工作台61的移动开始。
样本2的移动开始后，分光器13以规定的周期(例如1微秒)检测样本2处的照射光的反射光。分光器13生成检测结果的反射率数据D1并依次输出至PC14。PC14从分光器13获得反射率数据D1(S3)。
此时，控制单元15并不特别地使分光器13的动作定时与工作台61的移动定时同步，而是以规定的速度(例如0.5mm/秒)使工作台61移动，当到达结束位置d1时通知PC14。分光器13的动作周期和工作台61的移动速度例如根据在扫描区域R2中获得反射率数据D1的次数或者相对于真正的焦点位置df的容许误差的观点适当地设定。
PC14基于来自控制单元15的通知，判断样本2的移动是否已经结束(S4)。PC14重复步骤S3以后的处理(S4中为“否”)直至从控制单元15接收到移动结束的通知。由此，会获得包括基于在扫描区域R2中样本2从真正的焦点位置df通过时的反射光的反射率数据的多个反射率数据D1。多个反射率数据D1是分别在物镜光学系统12至样本2的距离d相互不同的状态下检测出的反射率数据D1。
PC14在判断出样本2的移动已经结束的情况下(S4中为“是”)，在获得的多个反射率数据D1的每个中，按反射率数据D1将反射光谱平均来计算平均反射率(S5)。具体而言，PC14在一个反射率数据D1累计每个波长λ成分的反射率R并计算平均值，对多个反射率数据D1分别进行相同的计算。
接着，PC14基于计算出的平均反射率，从获得的多个反射率数据D1中选择具有最大的平均反射率的反射率数据(S6)。步骤S6的处理是用于从获得的多个反射率数据D1中确定用于膜厚的计算的反射率数据的处理。
接着，PC14基于选择的反射率数据，例如通过FFT法等解析反射率数据所示的反射率光谱，来计算样本2的膜厚(S7)。使用图6(a)、图6(b)具体地说明步骤S7的处理。
图6(a)表示在步骤S6中选择的反射率数据的一个例子。图6(b)举例示出对图6(a)的反射率数据的解析结果的解析数据。
在图6(a)中，举例示出在图3所示的平均反射率(曲线C2)的峰值Pf的位置df得到的反射率数据。当在步骤S6中选择图6(a)那样的反射率数据时，PC14将选择的反射率数据中的波长光谱的波长λ转换为波数，对所转换的数据执行FFT。此时，PC14例如使用样本2的折射率等预设的各种参数。
通过如上的解析处理，从图6(a)的检测数据得到图6(b)的解析数据。根据图6(b)，以膜厚单位得到与图6(a)中的波长区域的振动特性对应的峰值Ps。PC14计算出这样的膜厚单位的峰值Ps的位置ds来作为样本2的膜厚(S7)。
PC14计算出膜厚(S7)，由此结束由图4的流程图实现的处理。
根据以上的处理，在包含真正的焦点位置df的扫描区域R2中，使样本2移动的同时获得多个反射率数据D1(S2～S4)，使用具有最大的平均反射率的反射率数据求出膜厚(S5～S7)。由此，能容易地进行膜厚的测定，而无需特别地进行聚焦、使分光器13的动作定时与工作台61的移动定时同步那样复杂的控制。此外，能确定被认为是多个反射率数据D1中在距真正的焦点位置df最近处得到的高精度的反射率数据(S6)来高精度地进行膜厚的测定。
在以上的说明中，在步骤S3、S4中控制单元15并未特别地使分光器13的动作定时与工作台61的移动定时同步，但是也可以使其同步。例如，也可以使工作台61阶段性地移动，或使反射率数据的获得定时的工作台61的Z位置与反射率数据建立关联。
此外，在以上的说明中，PC14的各反射率数据D1的平均反射率的计算在步骤S4进行至“是”之后进行，但是并不限于此，例如也可以根据步骤S3中获得的反射率数据D1依次计算平均反射率。
3.总结
如上所述，本实施方式的光学特性测定装置1具备物镜光学系统12、分光器13以及PC14。物镜光学系统12对从样本2射入的检测光的一个例子的反射光进行聚光。分光器13对在样本2与物镜光学系统12之间的光学距离相互不同的状态下经由物镜光学系统12射入的样本2的反射光进行多次分光，生成多个作为表示反射光的光谱的检测数据的反射率数据D1。PC14解析反射率数据D1所示的光谱，测定样本2的膜厚等光学特性。PC14基于多个反射率数据D1中的检测光的大小(平均反射率)，确定用于光学特性的测定的检测数据，基于所确定的检测数据，测定光学特性。
根据以上的光学特性测定装置1，从光学距离相互不同的多个反射率数据D1确定用于光学特性的测定的检测数据。由此，能使基于来自样本2的光的样本2的光学特性的测定容易进行。
需要说明的是，用于确定检测数据的检测光(反射光)的大小并不限于反射率数据D1的整个反射率光谱的平均反射率。例如整个反射率光谱的反射率R的合计值、反射率光谱的局部的波段中的反射率R的平均值、合计值也可以作为上述的检测光的大小使用。
在本实施方式中，光学特性测定装置1还具备将照射光照射至样本2的光源10。检测光包含样本2处的照射光的反射光。PC14测定作为光学特性的样本2的膜厚。由此，能使基于来自样本2的反射光的样本2的膜厚测定容易进行。
此外，在本实施方式中，分光器13基于样本2与物镜光学系统12之间的光学距离在规定范围内发生变化期间射入的检测光，生成多个检测数据。规定范围是包含由物镜光学系统12确定的焦点位置df的扫描区域R2。由此，会得到在扫描区域R2中样本2从焦点位置df通过过程中的检测数据，能确定这样的检测数据来高精度地进行样本2的光学特性的测定。
此外，在本实施方式中，PC14在多个检测数据中选择检测光的大小最大的检测数据，并确定为用于光学特性的测定的检测数据。由此，能将上述多个检测数据中最高精度的检测数据用于光学特性的测定。
此外，在本实施方式中，光学特性测定装置1还具备驱动部16。驱动部16以使样本2与物镜光学系统12之间的光学距离发生变化的方式移动样本2。光学特性测定装置1也可以取代样本2的移动，或者除此以外还具备包括使物镜光学系统12移动的驱动器等的驱动部。
此外，在本实施方式中，作为检测部的分光器13例如由多信道型分光器构成。分光器13并不限于多信道型，也可以使用各种分光器。
此外，本实施方式的光学特性测定方法包括经由物镜光学系统12对从样本2射入的检测光进行聚光的步骤。本方法包括分光器13对在样本2与物镜光学系统12之间的光学距离相互不同的状态下经由物镜光学系统12射入的样本2的检测光进行多次分光，生成表示各检测光的光谱的多个检测数据的步骤。本方法包括PC14基于多个检测数据中的检测光的大小，确定用于样本2的规定的光学特性的测定的检测数据的步骤。本方法包括PC14解析所确定的检测数据所示的光谱来测定光学特性的步骤。
根据以上的光学特性测定方法，能使基于来自样本2的光的样本2的光学特性的测定容易进行。
(实施方式二)
在实施方式一中，从多个反射率数据D1中选择真正的焦点位置df附近的反射率数据。在实施方式二中，基于多个反射率数据D1，进行真正的焦点位置df的反射率数据的数据估计。以下，使用图7、图8说明本实施方式的光学特性测定装置1。
图7是表示实施方式二的光学特性测定装置1的动作的流程图。图8是用于说明实施方式二的光学特性测定装置1的图。
本实施方式的光学特性测定装置1在与实施方式一的光学特性测定装置1相同构成的构成中，进行图7的流程图所示的动作。在图7的流程图中，光学特性测定装置1的PC14取代图4的步骤S5、S6而执行用于估计反射率数据的处理(步骤S5A、S6A)。使用图8(a)、图8(b)说明反射率数据的估计。
图8(a)表示在图7的步骤S3、S4中获得的多个反射率数据D1。通过使多个反射率数据D1以步骤S3、S4中获得的顺序排列，如图7所示，能确认Z方向的反射率数据D1。因此，在本实施方式中，例如在真正的焦点位置df(参照图3)的正上方未获得反射率数据D1的情况下，根据多个反射率数据D1进行真正的焦点位置df的反射率数据的估计(参照图8(b))。
具体而言，在图7的流程图中，PC14基于在步骤S3、S4中获得的多个反射率数据D1，进行每个波长λ成分的拟合(步骤S5A)。
在步骤S5A中，PC14从各反射率数据D1提取相同的波长λ成分的数据，如图8(a)所示，在RZ平面中进行曲线拟合。此时，Z方向的数据的间隔例如设定为等间隔，对曲线拟合使用二次函数等规定的函数形式。通过步骤S5A的处理，在各波长λ成分检测出图8(a)所示的峰值Pe。
接着，PC14基于每个波长λ成分的拟合结果，如图8(b)所示，生成估计的反射率数据De(S6A)。例如，PC14收集各波长λ成分的峰值Pe，以表示由各峰值Pe形成的波长光谱的方式生成估计的反射率数据De。这样的估计的反射率数据De具有比生成基础的各检测数据D1大的反射率R。
PC14基于所生成的估计的反射率数据De计算膜厚(S7)。
根据以上的处理，基于在步骤S3、S4中获得的多个反射率数据D1的估计的反射率数据De被确定为用于测定膜厚等光学特性的检测数据。
在上述的步骤S6A中，在收集各波长λ成分中的峰值Pe并生成估计的反射率数据De时，每个波长λ成分的峰值Pe的Z位置也可以不一致。如此一来，通过步骤S5A的拟合，也能高精度地得到估计的反射率数据De。
此外，步骤S6A中的估计的反射率数据De的生成方法并不限于上述的方法，例如也可以以在各波长λ成分中均具有共同的Z位置(与真正的焦点位置df对应)的方式生成估计的反射率数据De。例如，PC14使每个波长λ成分的峰值Pe的Z位置平均化，或参照规定值的波长λ成分的峰值Pe来决定Z位置，并根据步骤S5A的拟合结果收集相同Z位置的数据。
如上所述，在本实施方式的光学特性测定装置1，PC14基于多个检测数据(D1)，生成检测光的大小(反射率R)比各检测数据大的估计的检测数据(De)并确定为用于光学特性的测定的检测数据。由此，即使在真正的焦点位置df的正上方未获得检测数据的情况下，也能确定高精度的检测数据来用于光学特性的测定。
(其他实施方式)
在上述的实施方式一、二中使用了驱动部16，但是也可以不使用驱动部16。参照图9说明这样的变形例。
图9是表示变形例的光学特性测定装置1A的构成的框图。本变形例的光学特性测定装置1A在与实施方式一的光学特性测定装置1相同的构成中，取代驱动部16以及控制单元15而具备支承样本2的支承部16A。
例如对于大型玻璃基板等样本2，有时样本2自身自然地振动。在该情况下，在光学特性测定装置1A，通过在样本2自身振动期间由分光器13检测多个反射率数据D1，能确定适于光学特性的测定的反射率数据。此时，支承部16A例如以在样本2的振动的振幅内包含焦点位置df的方式被定位。
此外，在光学特性测定装置1A，即使在样本2振动中或者并未振动的情况下，也可以通过手动使样本2或者物镜光学系统12移动的同时由分光器13检测多个反射率数据D1。即使在通过手动使之移动的情况下，也能与如实施方式一那样由驱动器62进行驱动的情况相同地确定适于光学特性的测定的反射率数据。
在上述的各实施方式中，测定了作为样本2的光学特性的膜厚，但测定对象的光学特性并不限于膜厚，例如可以是样本2的颜色、折射率、反射率、消光系数，也可以是荧光光谱、荧光能量等荧光特性。在测定荧光特性的情况下，通过分光器13生成表示荧光光谱的检测数据。
此外，在测定荧光特性的情况下，例如采用发出激发光的激发光源作为光学特性测定装置1中的光源10。此外，既可以电激发样本2来使其荧光发光，也可以在样本2自发光的情况下，在光学特性测定装置1中省略光源10。
此外，在上述的各实施方式中，在生成多个检测数据时，使样本2与物镜光学系统12之间的距离发生变化，但是并不限于此，例如也可以通过各种光学元件使样本2与物镜光学系统12之间的光路长度发生变化。在光学特性测定装置1，在生成了样本2与物镜光学系统12之间的距离、光路长度等光学距离不同的多个检测数据时，能确定适于光学特性的测定的检测数据。
Claims (9)
1.一种光学特性测定装置，具备：
光学系统，对从样本射入的检测光进行聚光并具有焦点位置；
检测部，对在下述状态下经由所述光学系统射入的样本的检测光进行多次分光，生成表示各检测光的光谱的多个检测数据，上述状态是指，所述样本与所述光学系统之间的光学距离在所述样本从所述光学系统的焦点位置通过的扫描范围相互不同的状态；以及
解析部，解析所述检测数据所示的光谱，测定所述样本的规定的光学特性，
所述解析部基于在所述扫描范围获得的多个检测数据中的检测光的大小，确定用于所述光学特性的测定的检测数据，
基于从在所述扫描范围获得的多个检测数据确定的检测数据，解析所述确定的检测数据所示的光谱，测定所述光学特性。
2.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，还具备：
光源，将照射光照射至所述样本，
所述检测光包含所述样本处的所述照射光的反射光，
所述解析部测定作为所述光学特性的所述样本的膜厚。
3.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其中，
所述检测部基于所述样本与所述光学系统之间的光学距离在规定范围内发生变化期间射入的检测光，生成所述多个检测数据，
所述规定范围包含由所述光学系统确定的焦点位置。
4.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其中，
所述解析部在所述多个检测数据中，选择所述检测光的大小最大的检测数据并确定为用于所述光学特性的测定的检测数据。
5.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其中，
所述解析部基于所述多个检测数据，生成所述检测光的大小比各检测数据大的估计的检测数据并确定为用于所述光学特性的测定的检测数据。
6.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，还具备：
驱动部，以使所述样本与所述光学系统之间的光学距离发生变化的方式，使所述样本以及所述光学系统的至少一方移动。
7.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其中，
所述检测部基于所述样本自然振动期间射入的检测光，生成所述多个检测数据。
8.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其中，
所述检测部由多信道型分光器构成。
9.一种光学特性测定方法，包含：
对经由具有焦点位置的光学系统从样本射入的检测光进行聚光的步骤；
检测部对在下述状态下经由所述光学系统射入的样本的检测光进行多次分光，生成表示各检测光的光谱的多个检测数据，上述状态是指，所述样本与所述光学系统之间的光学距离在所述样本从所述光学系统的焦点位置通过的扫描范围相互不同的状态的步骤；
解析部基于在所述扫描范围获得的多个检测数据中的检测光的大小，确定用于所述样本的规定的光学特性的测定的检测数据的步骤；以及
所述解析部解析从在所述扫描范围获得的多个检测数据确定的检测数据所示的光谱，测定所述光学特性的步骤。
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