CN110500963B - 光学测定装置以及光学测定方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种光学测定装置以及光学测定方法，其要解决的问题在于，在对试样中的一方的表面照射光的光学测定装置中，测定探头与试样之间的距离和试样的膜厚。本公开的厚度测定装置包括：探头，包括具有参照面的透射光学构件，经由所述参照面将光照射至试样，接受来自所述参照面的第一反射光、来自所述试样的表面的第二反射光以及来自所述试样的背面的第三反射光；以及运算部，使用由所述第一反射光和所述第二反射光产生的第一反射干渉光，计算出从所述参照面到所述试样的表面的第一距离，使用由所述第二反射光和所述第三反射光产生的第二反射干渉光，计算出所述试样的厚度。

Description

光学测定装置以及光学测定方法
技术领域
本公开涉及一种光学测定装置以及光学测定方法。
背景技术
以往，例如下述专利文献1公开了一种光学测定装置，从探头对试样中的一方的表面照射光，通过分析该反射光，计算出试样的膜厚。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-92454号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，以往的光学测定装置存在无法计测探头与试样之间的距离的问题。
本公开是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，在对试样中的一方的表面照射光的光学测定装置中，测定探头与试样之间的距离和试样的膜厚。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本公开的光学测定装置包括：探头，包括具有参照面的透射光学构件，经由所述参照面将光照射至试样，接受来自所述参照面的第一反射光、来自所述试样的表面的第二反射光以及来自所述试样的背面的第三反射光；以及运算部，使用由所述第一反射光和所述第二反射光产生的第一反射干渉光，计算出从所述参照面到所述试样的表面的第一距离，使用由所述第二反射光和所述第三反射光产生的第二反射干渉光，计算出所述试样的厚度。
此外，本公开的光学测定方法为使用包括具有参照面的透射光学构件的探头的光学测定方法，其中，使用所述探头，经由所述参照面将光照射至试样，使所述探头接受来自所述参照面的第一反射光、来自所述试样的表面的第二反射光以及来自所述试样的背面的第三反射光，使用由所述第一反射光和所述第二反射光产生的第一反射干渉光，计算出从所述参照面到所述试样的表面的第一距离，使用由所述第二反射光和所述第三反射光产生的第二反射干渉光，计算出所述试样的厚度。
附图说明
图1为表示第一实施方式的光学测定装置的概略构成的示意图。
图2A为表示第一实施方式的光学测定装置中的台与探头的配置关系的示意图。
图2B为表示第一实施方式的光学测定装置中的台与探头的配置关系的示意图。
图3为表示第一实施方式的光学测定装置所取得的反射率光谱的示意图。
图4为表示第一实施方式的光学测定装置所取得的功率谱的示意图。
图5为表示第一实施方式的光学测定装置中的台、探头与试样的配置关系的示意图。
图6为表示第一实施方式的光学测定方法中的计算出第三距离的方法的流程图。
图7为表示第一实施方式的光学测定装置所取得的反射率光谱的示意图。
图8为表示第一实施方式的光学测定装置所取得的功率谱的示意图。
图9为表示第一实施方式中的光学测定方法所得的测定结果的曲线图。
图10为表示第一实施方式中的光学测定装置的分光器的内部构造的示意图。
图11为表示测定光学厚度为相干光学厚度的上限值的试样时的干渉波形的周期与线性图像传感器的元件间隔的关系的示意图。
附图标记说明：
1透射光学构件；1A参照面；1B相反侧的面；10探头；11准直透镜；12聚光透镜；2光源；3光学系统；31光纤；33光纤；34光纤；35光纤接头；4分光器；41遮板；42截止滤光片；43衍射光栅；44检测部；6运算部；7台；101光学测定装置；151试样；tx厚度；tt厚度；d1第一距离；d2第二距离；d3第三距离；p1第一峰；p2第二峰；p3第三峰。
具体实施方式
[第一实施方式]
针对本公开中的第一实施方式，使用附图进行以下说明。
图1为表示本实施方式的光学测定装置101的概略构成的示意图。如图1所示，本实施方式的光学测定装置101具备包括具有参照面1A的透射光学构件1的探头10。探头10经由参照面1A将光照射至试样151。此外，探头10接受来自参照面1A的第一反射光、来自试样151的表面的第二反射光以及来自试样151的背面的第三反射光。
通过探头10接受的第一反射光以及第二反射光，产生第一反射干渉光。此外，通过探头10接受的第二反射光以及第三反射光，产生第二反射干渉光。第一反射干渉光以及第二反射干渉光传递至运算部6。
运算部6使用第一反射干渉光计算出从参照面1A到试样151的第一距离d1。此外，运算部6使用第二反射干渉光计算出试样151的厚度tx。
通过这样的构成，在对试样151的一方表面照射光的光学测定装置中，能够测定探头10的参照面1A与试样151之间的第一距离d1和试样151的厚度tx。
此外，仅来自试样151中的表面侧的光照射就足够，因此无需在试样151的背面侧配置其他探头。由此，无需调整探头10的光轴的位置和背面侧的探头的光轴的位置。进而，无需在背面侧配置探头，因此也无需以悬浮于空间的方式设置试样151，也不需要试样151的背面侧的配置探头的空间。
以下，针对也包括任意的构成的本实施方式中的光学测定装置101的具体的构成进行说明。
如图1所示，本实施方式的光学测定装置101除了上述的构成以外，还具备光源2、光学系统3、分光器4、台7等。
光学系统3包括光纤31、33、34以及光纤接头35。由光源2输出的光经由光纤34传输给光纤接头35，经由光纤31传输给探头10。
透射过光纤31的端面的入射光被探头10内的准直透镜11转换为平行光，被聚光透镜12聚光。探头10将被聚光透镜12聚光的光经由参照面1A照射至试样151。在本实施方式中，从探头10照射的光具有透射过试样151的波长。由此，从探头10照射的光不仅到达试样的151的表面，也到达试样151的背面。在本实施方式中，构成为：光源2为发生近红外区域的非相干光的ASE(Amplified Spontaneous Emission，放大自发辐射)光源，从探头10照射的光为近红外区域的非相干光。
从探头10照射的光在探头10内的参照面1A被反射。将在该参照面1A被反射的光设为第一反射光。此外，从探头10照射的光在试样151的表面以及背面被反射。将在试样151的表面被反射的光设为第二反射光，将在试样151的背面被反射的光设为第三反射光。
探头10接受来自参照面1A的第一反射光、来自试样151的表面的第二反射光以及来自试样151的背面的第三反射光。
在本实施方式中，探头10具有聚光透镜12，进行调整使得焦点位于试样151的表面附近。由此，能使测定光斑直径缩小，可进行反映了试样151的微细的表面形状的分布的测定。此外，照射光被聚光，因此能抑制受光量相对于发光量的减少。能抑制受光量的减少，因此可进行短曝光时间的测定。进而，即使在探头10的光轴不相对于试样151的表面垂直的情况下、试样151的表面的平坦度低这样的情况下，也可抑制受光量的减少。
需要说明的是，理想的是，透射光学构件1的厚度tt大于第一距离d1。通过使透射光学构件1的厚度tt大于第一距离d1，能在透射光学构件1中的与参照面1A相反侧的面1B降低从探头10照射的光的聚焦程度。作为其结果，能减弱来自相反侧的面1B的反射光的强度，能抑制来自该相反侧的面1B的反射光与第一反射光、第二反射光以及第三反射光的干渉的发生。
此外，理想的是，透射光学构件1的厚度tt乘以透射光学构件1的折射率的光学厚度比后述的分光器4的相干光学厚度范围的上限大。需要说明的是，分光器4的相干光学厚度范围的上限能由以下的式子表示。
[数学式1]
Figure BDA0002063753470000051
在(数学式1)中，dmax为相干光学厚度范围的上限值。λmax为分光器4的测定波长范围的上限值。kmin为与λmax对应的波数，为kmin＝1/λmax的关系。k1在干渉波形中与kmin为同相位，并且为与kmin邻接的波数。λ1为与k1对应的波长，为k1＝1/λ1的关系。Δλ为波长分辨率，能由以下的式子表示。
[数学式2]
Figure BDA0002063753470000052
在(数学式2)中，Sp为后述的检测部44中的线性图像传感器的元件数。λmax为分光器4的测定波长范围的上限值，λmin为分光器4的测定波长范围的下限值。图11为表示使用分光器4来测定光学厚度为相干光学厚度的上限值dmax的试样时的、干渉波形的周期与线性图像传感器的元件间隔(采样点的间隔)的关系的示意图。参照图11，上述(数学式1)以反射率光谱中的干渉波形的一个周期为相当于检测部44中的线性图像传感器所邻接的两个元件量的数据的方式计算出。因此，dmax能解释为恰好满足频率解析中的奈奎斯特(Nyquist)的采样定理的光学厚度。
需要说明的是，理想的是，在相反侧的面1B实施抗反射涂层，或者，将相反侧的面1B以相对于探头10的光轴倾斜地交叉的方式进行配置。通过采用这样构成，能抑制来自相反侧的面1B的反射光与第一反射光、第二反射光以及第三反射光的干渉的发生。
需要说明的是，理想的是，装接于探头10的光纤31的端面实施倾斜球面的APC(Angled Physical Contact，成角物理接触)研磨。光纤31的端面通过预先进行倾斜球面的APC研磨，能抑制光纤31的端面的反射光与第一反射光、第二反射光以及第三反射光的干渉的发生。
通过由探头10接受的第一反射光和第二反射光，产生第一反射干渉光。此外，通过第二反射光和第三反射光，产生第二反射干渉光。包括该第一反射干渉光以及第二反射干渉光的测定反射光经由光纤31、光纤接头35、光纤33传输至分光器4。
分光器4测定测定反射光的反射率光谱，将其测定结果输出至运算部。分光器4包括遮板41、截止滤光片42、衍射光栅43以及检测部44。
遮板41为了在重置检测部44时等截断入射至检测部44的光而设置。遮板41例如为由电磁力驱动的机械式遮板。
截止滤光片42为用于截断入射至分光器4的测定反射光中包含的测定范围外的波长成分的光学过滤器。如图10所示，截止滤光片42截断通过狭缝而入射的测定反射光之中在分光器4的测定波长范围的下限附近产生的杂散光。在本实施方式中，截止滤光片42截断例如波长约1000nm以下的波长。其结果是，能够仅使衍射光栅43的一次光透射而截断高次光，能在分光器4中抑制因高次衍射光重叠而导致的测定不良状况的发生。透射过截止滤光片42的测定反射光例如被准直镜反射，入射至衍射光栅43。
衍射光栅43在将包括第一反射干渉光以及第二反射干渉光的测定反射光分光后，将各分光波引导至检测部44。具体而言，衍射光栅43为反射型的衍射光栅，构成为每个规定的波长间隔的衍射波反射至所对应的各方向。当测定反射光入射至具有这样的构成的衍射光栅43时，所含的各波长成分被反射至所对应的方向，入射至检测部44的规定的检测区域。衍射光栅43例如由闪耀全息平面光栅(Blazed holographic plane grating)构成。需要说明的是，如图10所示，可构成为：在衍射光栅43与检测部44之间设有聚焦镜，被衍射光栅43反射的测定反射光进一步被聚焦镜反射，入射至检测部44。
检测部44例如使用在近红外频带具有灵敏度的多个元件呈直线状配置的线性图像传感器。检测部44将对应于被衍射光栅43分光的测定反射光所含的各波长成分的光强度的电信号输出至运算部6。
运算部6在从检测部44接收电信号时，将电信号所示的各波长的强度转换为各波长的反射率，生成反射率光谱或透射率光谱。
此外，运算部6例如将在光没有进入分光器4的状态下从检测部44接收的电信号所示的各波长的强度保持为暗谱数据。
进而，运算部6例如将在铝板等参照物被设置于台7的状态下从检测部44接收的电信号所示的各波长的强度分别减去暗谱数据所含的各波长的强度的各波长的强度保持为参照光谱数据。
运算部6将在试样151被设置于台7的状态下从检测部44接收的电信号所示的各波长的强度分别减去暗谱数据所含的各波长的强度后，分别除以参照光谱数据所含的各波长的强度，从而生成各波长的反射率光谱数据或透射率光谱数据。
在本实施方式中，针对运算部6取得如图3所示的反射率光谱的例子进行说明。在图3所示的反射率光谱中，横轴表示波长，纵轴表示反射率。如上所述，测定反射光包括：由第一反射光和第二反射光产生的第一反射干渉光以及由第二反射光和第三反射光产生的第二反射干渉光。由此，该反射率光谱或透射率光谱包括与第一反射干渉光和第二反射干渉光相关的信息。
运算部6使用所生成的反射率光谱(或透射率光谱)，计算出第一距离d1以及试样151的厚度tx。在本实施方式中，将由分光器4取得的反射率光谱(或透射率光谱)的横轴转换为波数，将纵轴转换为波数转换反射率(或波数转换透射率)，取得波数转换反射率光谱(或波数转换透射率光谱)。然后，通过对波数转换反射率光谱(或波数转换透射率光谱)的波数进行傅立叶变换，取得如图4所示的各频率成分的功率谱。需要说明的是，在计算出试样151的厚度tx时，也可进行考虑到试样151的折射率波长依赖性的膜厚运算。即，在将反射率光谱的横轴从波长转换为波数时，根据每个试样的波长的折射率值和波长值计算出波数，而且将纵轴从反射率R转换为波数转换反射率R’＝R/(1-R)，或从透射率T转换为波数转换透射率T’＝1/T。通过将由该转换得到的波数转换反射率光谱(或波数转换透射率光谱)对波数实施傅立叶变换，可进行考虑到试样151的折射率波长依赖性的更高精度的厚度tx的计算。作为考虑到折射率波长依赖性的高精度的膜厚计算方法，例如能够使用日本特开2009-92454号公报所述的方法。
如上所述，由检测部44测定的反射率光谱或透射率光谱包括与上述的第一反射干渉光和第二反射干渉光相关的信息。由此，在图4所示的功率谱中，出现基于第一反射干渉光的第一峰p1和基于第二反射干渉光的第二峰p2。第一峰p1表示与探头10的参照面1A与试样151之间的第一距离d1相关的信息，第二峰p2表示与试样151的厚度tx相关的信息。在该图4所示的功率谱中，横轴表示光学膜厚。由此，针对表示空气中的距离的第一距离d1，该图4所示的第一峰p1处的光学膜厚的值本身表示第一距离d1。另一方面，针对试样151的厚度tx，图4所示的第二峰p2处的光学膜厚的值除以试样151的折射率的值表示厚度tx。
通过上述这样的构成，在对试样151的一方表面照射光的光学测定装置101中，能够测定探头10的参照面1A与试样151之间的第一距离d1和试样151的厚度tx。
需要说明的是，也可构成为：使图2A所示的配置有试样151的台7与探头10中的至少一方沿与探头10的光轴交叉的第一方向(例如台7的X轴方向)移动，而且探头10将光照射至试样，由此在第一方向上的多个位置接受第二反射光以及所述第三反射光。而且，也可构成为：运算部6在第一方向上的多个位置计算出上述的第一距离d1和试样151的厚度tx。
通过设为这样的构成，能够取得所希望的线段上的与试样151的表背面形状相关的信息。即，通过在第一方向上的多个位置处取得作为探头10的参照面1A与试样151的表面的距离的第一距离d1，能够取得所希望的线段上的与试样151的表面形状相关的信息。进而，通过取得同一线段上的试样151的厚度tx，能够根据第一距离d1和厚度tx取得与试样151的背面形状相关的信息。其结果是，能够取得所希望的线段上的形成于试样151的表背面的伤痕、压痕的位置。
进而，也可构成为：使图2A所示的台7与探头10中的至少一方不仅沿第一方向移动，也沿与探头10的光轴方向交叉并且与第一方向交叉的第二方向(例如台7的Y轴方向)移动，而且探头10将光照射至试样151，由此在第一方向以及第二方向上的多个位置接受第二反射光以及所述第三反射光。而且，也可构成为：运算部6在第二方向上的多个位置计算出第一距离d1和试样151的厚度tx。
通过设为这样的构成，能够取得所希望的面上的与试样151的表背面形状相关的信息。即，通过在第一方向以及第二方向上的多个位置处取得作为探头10的参照面1A与试样151的表面的距离的第一距离d1，能够取得所希望的面上的与试样151的表面形状相关的信息。进而，通过取得同一面上的试样151的厚度tx，能够根据第一距离d1和厚度tx取得与试样151的背面形状相关的信息。其结果是，能够取得所希望的面上的形成于试样151的表背面的伤痕、压痕的位置。
需要说明的是，作为取得所希望的面上的与试样151的表背面形状相关的信息的例子，例举了使台7与探头10中的至少一方沿台7的X轴方向、Y轴方向移动的构成，但本公开不限定于此。例如，也可构成为：如图2B所示，使配置有试样151的探头10从台7的中心点沿半径方向R(第一方向)移动，同时使台7沿圆周方向θ(第二方向)移动。
需要说明的是，如图5所示，在试样151有翘曲这样的情况下，有时在试样151与台7之间产生空间。以下，针对计算出试样151与台7之间中的第三距离d3的方法进行说明。图6为表示计算出本实施方式的光学测定方法中的第三距离的方法的流程图。
首先，作为第一步骤S001，在试样151没有设置于台7的状态下，将光从探头10经由参照面1A照射至台7。探头10接受来自台7的表面的第四反射光。此外，探头10接受来自参照面1A的第一反射光。
而且，作为第二步骤S002，运算部6使用由第一反射光以及第四反射光产生的第三反射干渉光计算出从参照面1A到台7的第二距离d2。以下，针对第二距离d2的计算方法进行说明。
检测部44将对应于被衍射光栅43分光的包括第三反射干渉光的测定反射光所含的各波长成分的光强度的电信号输出至运算部6。
运算部6在从检测部44接收电信号时，将电信号所示的各波长的强度转换为各波长的反射率，生成反射率光谱或透射率光谱。
在本实施方式中，针对运算部6生成如图7所示的反射率光谱的例子进行说明。如上所述，测定反射光包括由第一反射光和第四反射光产生的第三反射干渉光。由此，该反射率光谱或透射率光谱包括与第三反射干渉光相关的信息。
运算部6使用所生成的反射率光谱(或透射率光谱)，计算出从参照面1A到台7的第二距离d2。在本实施方式中，将由分光器4取得的反射率光谱(或透射率光谱)的横轴转换为波数，将纵轴转换为波数转换反射率(或波数转换透射率)，取得波数转换反射率光谱(或波数转换透射率光谱)。然后，通过对波数转换反射率光谱(或波数转换透射率光谱)的波数进行傅立叶变换，取得如图8所示的各频率成分的功率谱。需要说明的是，在计算出试样151的厚度tx时，也可进行考虑到试样151的折射率波长依赖性的膜厚运算。即，在将反射率光谱的横轴从波长转换为波数时，根据试样151的每个波长的折射率值和波长值计算出波数，而且将纵轴从反射率R转换为波数转换反射率R’＝R/(1-R)，或从透射率T转换为波数转换透射率T’＝1/T。通过对由该转换得到的波数转换反射率光谱(或波数转换透射率光谱)关于波数实施傅立叶变换，可进行考虑到试样151的折射率波长依赖性的更高精度的厚度tx的计算。作为考虑到折射率波长依赖性的高精度的膜厚算出方法的详情，例如能够使用日本特开2009-92454号公报所述的方法。
如上所述，由运算部6生成的反射率光谱或透射率光谱包括与第三反射干渉光相关的信息。由此，在该图8所示的功率谱中，出现基于第三反射干渉光的第三峰p3。第三峰p3表示与探头10的参照面1A与台7之间的第二距离d2相关的信息。在该图8所示的功率谱中，横轴表示光学膜厚。由此，针对表示空气中的距离的第二距离d2，该图8所示的第三峰p3处的光学膜厚的值本身表示第二距离d2。
而且，作为第三步骤S003，在试样151设置于台71的状态下，将光从探头10经由参照面1A照射至试样151。探头10接受来自试样151的表面的第二反射光，从试样151的背面接受第三反射光。此外，探头10接受来自参照面1A的第一反射光。
而且，作为第四步骤S004，运算部6使用由第一反射光和第二反射光产生的第一反射干渉光，计算出从参照面1A到试样151的表面的第一距离d1，使用由第二反射光和第三反射光产生的第二反射干渉光，计算出试样151的厚度tx。
需要说明的是，也可以在第一步骤S001以及第二步骤S002之前进行第三步骤S003以及第四步骤S004。
此外，也可以在先进行第一步骤S001以及第三步骤S003后，一并进行第二步骤S002以及第四步骤S004。
最后，作为第五步骤S005，运算部6将图5所示的第二距离d2设为加法要素，将第一距离d1以及试样151的厚度tx设为减法要素，计算出试样151与台7之间的第三距离d3。
通过上述这样的光学测定方法，在对试样151中的一方的表面照射光的光学测定装置中，能测定试样151与台7之间的第三距离d3。
需要说明的是，也可为如下方法：在第一步骤S001中，使图2A、图2B所示的台7与探头10中的至少一方沿第一方向(例如，台的X轴方向或者半径方向)移动，而且探头10将光照射至台7，由此在第一方向上的多个位置接受第四反射光。
而且，也可为如下方法：在第三步骤S003中，使图2A、2B所示的台7与探头10中的至少一方沿第一方向移动，而且探头10将光照射至试样151，由此在与第四反射光的受光位置对应的多个位置接受第二反射光、第三反射光。
通过设为这样的方法，在第五步骤S005中，运算部6在第一方向上的多个位置计算出试样151的厚度tx、第一距离d1、第二距离d2以及第三距离d3。作为其结果，能取得所希望的线段上的与试样151的翘曲相关的信息。
需要说明的是，也可构成为：在第三步骤S003中，为了使探头10在与第四反射光的受光位置对应的多个位置接受第二反射光、第三反射光，运算部6在第一步骤S001中存储第四反射光的受光位置。
此外，也可以在第一步骤S001之前进行第三步骤S003。在此情况下，也可构成为：运算部6在第三步骤S003中存储第二反射光、第三反射光的受光位置。
通过设为这样的构成，能够使第一步骤S001中的受光位置与第三步骤S003中的受光位置对应。即，在第三步骤S003中，可在与第四反射光的受光位置对应的多个位置接受第二反射光、第三反射光。
图9为表示本实施方式中的光学测定方法所得的测定结果的曲线图。
在图9中，实线表示第二距离d2，虚线表示第一距离d1，长虚线表示试样151的厚度tx。这些第二距离d2、第一距离d1以及厚度tx为在第一方向上的多个位置，根据上述的功率谱的峰值，运算部6计算出的值。
进而，在图9中，单点划线表示以台7为基准的与试样151的表面形状相关的信息。此外，双点划线表示以台7为基准的与试样151的背面形状相关的信息，表示所希望的线段上的与试样151的翘曲相关的信息。单点划线所示的与试样151的表面形状相关的信息能够通过第二距离d2减去第一距离d1来求出。此外，双点划线所示的与试样151的背面形状相关的信息为试样151与台7之间的第三距离d3，能够通过第二距离d2减去第一距离d1、厚度tx来求出。
如此，通过在第一方向上的多个位置计算出第三距离d3，能够取得所希望的线段上的与试样151的翘曲相关的信息。
进而，也可为如下方法：在第一步骤S001中，使图2A、图2B所示的台7与探头10中的至少一方不仅沿第一方向(例如，台的X轴方向或者半径方向)移动，也沿与探头10的光轴方向交叉并且与第一方向交叉的第二方向(例如，台的Y轴方向或者圆周方向)移动，而且探头10将光照射至台7，由此在第一方向以及第二方向上的多个位置接受第四反射光。
而且，也可为如下方法：在第三步骤S003中，使图2A、图2B所示的台7与探头10中的至少一方沿第一方向以及第二方向移动，而且探头10将光照射至试样151，由此在与第四反射光的受光位置对应的多个位置接受第二反射光、第三反射光。
通过设为这样的方法，在第五步骤S005中，运算部6在第一方向上的多个位置计算出试样151的厚度tx、第一距离d1、第二距离d2以及第三距离d3。作为其结果，能取得所希望的面上的与试样151的翘曲相关的信息。
需要说明的是，也可构成为：在第三步骤S003中，为了使探头10在与第四反射光的受光位置对应的多个位置接受第二反射光、第三反射光，运算部6在第一步骤S001中存储第四反射光的受光位置。
此外，也可以在第一步骤S001之前进行第三步骤S003。在此情况下，也可构成为：运算部6在第三步骤S003中存储第二反射光、第三反射光的受光位置。
通过设为这样的构成，能够使第一步骤S001中的受光位置与第三步骤S003中的受光位置对应。即，在第三步骤S003中，可在与第四反射光的受光位置对应的多个位置接受第二反射光、第三反射光。

Claims (16)

1.一种光学测定装置，其包括：
探头，包括具有参照面的透射光学构件，经由所述参照面将光照射至试样，接受来自所述参照面的第一反射光、来自所述试样的表面的第二反射光以及来自所述试样的背面的第三反射光；
分光器，测定包括由所述第一反射光和所述第二反射光产生的第一反射干渉光以及由所述第二反射光和所述第三反射光产生的第二反射干渉光的测定反射光的光谱；以及
运算部，使用所述第一反射干渉光，计算出从所述参照面到所述试样的表面的第一距离，使用所述第二反射干渉光，计算出所述试样的厚度，
所述透射光学构件的光学厚度比由所述分光器的测定波长范围的上限值和波长分辨率规定的相干光学厚度的上限值大。
2.根据权利要求1所述的光学测定装置，其中，
所述光具有透射过所述试样的波长。
3.根据权利要求1所述的光学测定装置，其中，
使配置有所述试样的台与所述探头中的至少一方沿第一方向移动，而且所述探头通过将所述光照射至所述试样，在所述第一方向上的多个位置接受所述第一反射光、所述第二反射光以及所述第三反射光，
所述运算部在所述第一方向上的所述多个位置计算出所述第一距离和所述试样的厚度。
4.根据权利要求3所述的光学测定装置，其中，
使所述台与所述探头中的至少一方沿与所述第一方向交叉的第二方向移动，而且
所述探头通过将所述光照射至所述试样，在所述第二方向上的多个位置接受所述第一反射光、所述第二反射光以及所述第三反射光，
所述运算部在所述第二方向上的所述多个位置计算出所述第一距离和所述试样的厚度。
5.一种光学测定装置，其包括：
探头，包括具有参照面的透射光学构件，经由所述参照面将光照射至试样，接受来自所述参照面的第一反射光、来自所述试样的表面的第二反射光以及来自所述试样的背面的第三反射光；以及
运算部，使用由所述第一反射光和所述第二反射光产生的第一反射干渉光，计算出从所述参照面到所述试样的表面的第一距离，使用由所述第二反射光和所述第三反射光产生的第二反射干渉光，计算出所述试样的厚度，
在所述试样没有配置于台的状态下，
所述探头经由所述参照面将光照射至所述台，接受所述第一反射光以及来自所述台的表面的第四反射光，
所述运算部使用由所述第一反射光和所述第四反射光产生的第三反射干渉光，计算出从所述参照面到所述台的第二距离，
将所述第二距离设为加法要素，将所述第一距离以及所述试样的厚度设为减法要素，计算出所述试样的背面与所述台之间的第三距离。
6.根据权利要求5所述的光学测定装置，其中，
在所述试样没有配置于所述台的状态下，
使所述台与所述探头中的至少一方沿第一方向移动，而且
所述探头通过将所述光照射至所述台，在所述第一方向上的多个位置接受所述第一反射光以及所述第四反射光，
在所述试样设置于所述台的状态下，
使所述台与所述探头中的至少一方沿第一方向移动，而且
所述探头通过将所述光照射至所述试样，在与所述第四反射光的受光位置对应的多个位置接受所述第一反射光、所述第二反射光以及所述第三反射光，
所述运算部在所述第一方向上的所述多个位置计算出所述试样的厚度、所述第一距离、所述第二距离以及所述第三距离。
7.根据权利要求6所述的光学测定装置，其中，
在所述试样没有配置于所述台的状态下，
使所述台与所述探头中的至少一方沿与所述第一方向交叉的第二方向移动，而且
所述探头通过将所述光照射至所述台，在所述第二方向上的多个位置接受所述第一反射光以及所述第四反射光，
在所述试样设置于所述台的状态下，
使所述台与所述探头中的至少一方沿所述第二方向移动，而且
所述探头通过将所述光照射至所述试样，在与所述第四反射光的受光位置对应的多个位置接受所述第一反射光、所述第二反射光以及所述第三反射光，
所述运算部在所述第二方向上的所述多个位置计算出所述试样的厚度、所述第一距离、所述第二距离以及所述第三距离。
8.根据权利要求5所述的光学测定装置，其还包括：
分光器，测定包括所述第一反射干渉光以及所述第二反射干渉光的测定反射光的光谱，将该测定结果输出至所述运算部，
所述透射光学构件的光学厚度比由所述分光器的测定波长范围的上限值和波长分辨率规定的相干光学厚度的上限值大。
9.一种光学测定方法，其为使用包括具有参照面的透射光学构件的探头和分光器的光学测定方法，其中，
使用所述探头，经由所述参照面将光照射至试样，
使所述探头接受来自所述参照面的第一反射光、来自所述试样的表面的第二反射光以及来自所述试样的背面的第三反射光，
使用所述分光器，测定包括由所述第一反射光和所述第二反射光产生的第一反射干渉光以及由所述第二反射光和所述第三反射光产生的第二反射干渉光的测定反射光的光谱，
使用所述第一反射干渉光，计算出从所述参照面到所述试样的表面的第一距离，使用所述第二反射干渉光，计算出所述试样的厚度，
所述透射光学构件的光学厚度比由所述分光器的测定波长范围的上限值和波长分辨率规定的相干光学厚度的上限值大。
10.根据权利要求9所述的光学测定方法，其中，
所述光具有透射过所述试样的波长。
11.根据权利要求9所述的光学测定方法，其中，
使配置有所述试样的台与所述探头中的至少一方沿第一方向移动，而且通过从所述探头将所述光照射至所述试样，使所述探头在所述第一方向上的多个位置接受所述第一反射光、所述第二反射光以及所述第三反射光，
在所述第一方向上的所述多个位置计算出所述第一距离和所述试样的厚度。
12.根据权利要求11所述的光学测定方法，其中，
使所述台与所述探头中的至少一方沿与所述第一方向交叉的第二方向移动，而且
通过从所述探头将所述光照射至所述试样，使所述探头在所述第二方向上的多个位置接受所述第一反射光、所述第二反射光以及所述第三反射光，
在所述第二方向上的所述多个位置计算出所述第一距离和所述试样的厚度。
13.一种光学测定方法，其为使用包括具有参照面的透射光学构件的探头的光学测定方法，其中，
使用所述探头，经由所述参照面将光照射至试样，
使所述探头接受来自所述参照面的第一反射光、来自所述试样的表面的第二反射光以及来自所述试样的背面的第三反射光，
使用由所述第一反射光和所述第二反射光产生的第一反射干渉光，计算出从所述参照面到所述试样的第一距离，使用由所述第二反射光和所述第三反射光产生的第二反射干渉光，计算出所述试样的厚度，
在所述试样没有配置于台的状态下，
使用所述探头，经由所述参照面将光照射至所述台，使所述探头接受所述第一反射光以及来自所述台的表面的第四反射光，
使用由所述第一反射光和所述第四反射光产生的第三反射干渉光，计算出从所述参照面到所述台的第二距离，
将所述第二距离设为加法要素，将所述第一距离以及所述试样的厚度设为减法要素，计算出所述试样的背面与所述台之间的第三距离。
14.根据权利要求13所述的光学测定方法，其中，
在所述试样没有配置于所述台的状态下，
使所述台与所述探头中的至少一方沿第一方向移动，而且
通过从所述探头将所述光照射至所述台，使所述探头在所述第一方向上的多个位置接受所述第一反射光以及所述第四反射光，
在所述试样设置于所述台的状态下，
使所述台与所述探头中的至少一方沿第一方向移动，而且
通过从所述探头将所述光照射至所述试样，使所述探头在与所述第四反射光的受光位置对应的多个位置接受所述第一反射光、所述第二反射光以及所述第三反射光，
在所述第一方向上的所述多个位置计算出所述试样的厚度、所述第一距离、所述第二距离以及所述第三距离。
15.根据权利要求14所述的光学测定方法，其中，
在所述试样没有配置于所述台的状态下，
使所述台与所述探头中的至少一方沿与所述第一方向交叉的第二方向移动，而且
通过从所述探头将所述光照射至所述台，使所述探头在所述第二方向上的多个位置接受所述第一反射光以及所述第四反射光，
在所述试样设置于所述台的状态下，
使所述台与所述探头中的至少一方沿所述第二方向移动，而且
通过从所述探头将所述光照射至所述试样，使所述探头在与所述第四反射光的受光位置对应的多个位置接受所述第一反射光、所述第二反射光以及所述第三反射光，
在所述第二方向上的所述多个位置计算出所述试样的厚度、所述第一距离、所述第二距离以及所述第三距离。
16.根据权利要求13所述的光学测定方法，其中，
使用分光器，测定包括所述第一反射干渉光以及所述第二反射干渉光的测定反射光的光谱，
所述透射光学构件的光学厚度比由所述分光器的测定波长范围的上限值和波长分辨率规定的相干光学厚度的上限值大。
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