JP2003232617A - 厚み分布測定装置およびその方法 - Google Patents
厚み分布測定装置およびその方法Info
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- JP2003232617A JP2003232617A JP2002127873A JP2002127873A JP2003232617A JP 2003232617 A JP2003232617 A JP 2003232617A JP 2002127873 A JP2002127873 A JP 2002127873A JP 2002127873 A JP2002127873 A JP 2002127873A JP 2003232617 A JP2003232617 A JP 2003232617A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】測定対象である板状物体が振動している場合に
も，短時間で高精度な厚み測定が可能な厚み分布測定装
置およびその方法を提供すること。 【解決手段】上記板状物体の表面及び裏面と，基準平面
を有してなる参照板とに照明光を照射する照明手段と，
上記参照板を規定量移動させることにより，上記板状物
体のそれぞれの面から反射される反射光と上記基準平面
から反射される参照光との位相差を変化させる位相差調
節手段と，上記反射光と，上記参照光とを合成すること
によって形成される干渉画像を撮像する撮像手段と，上
記撮像された干渉画像と，上記位相差に基づいて板状物
体の厚み分布を算出する厚み算出手段とを具備してなる
厚み分布測定装置において，瞬時の上記干渉画像を取得
する瞬時画像取得手段を有してなることを特徴とする厚
み分布測定装置として構成する。
も，短時間で高精度な厚み測定が可能な厚み分布測定装
置およびその方法を提供すること。 【解決手段】上記板状物体の表面及び裏面と，基準平面
を有してなる参照板とに照明光を照射する照明手段と，
上記参照板を規定量移動させることにより，上記板状物
体のそれぞれの面から反射される反射光と上記基準平面
から反射される参照光との位相差を変化させる位相差調
節手段と，上記反射光と，上記参照光とを合成すること
によって形成される干渉画像を撮像する撮像手段と，上
記撮像された干渉画像と，上記位相差に基づいて板状物
体の厚み分布を算出する厚み算出手段とを具備してなる
厚み分布測定装置において，瞬時の上記干渉画像を取得
する瞬時画像取得手段を有してなることを特徴とする厚
み分布測定装置として構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，干渉計を利用して
半導体ウェーハ等の板状物体の厚み分布を測定する装
置，およびその方法に係り，特に外乱振動等により被測
定対象が振動している場合にも測定可能なものに関す
る。
半導体ウェーハ等の板状物体の厚み分布を測定する装
置，およびその方法に係り，特に外乱振動等により被測
定対象が振動している場合にも測定可能なものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に，半導体ウェーハ等の板状物体の
厚み分布を測定する方法としては，干渉計により取得さ
れる干渉画像に基づいて算出する方法や，静電容量式等
の変位計を走査させて板状物体の高さ（変位量）分布を
測定し，その測定値により厚み分布を求める方法等が知
られている。例えば，特開平１１−２５１２号公報にお
いて，上記干渉計を用いた板状物体の厚み分布の測定方
法であって，上記板状物体の表面及び裏面から反射され
る反射光と，基準平面から反射される参照光とを合成す
ることによって形成される干渉画像から板状物体の厚み
分布を算出する技術が開示されている。これにより，上
記変位計を走査させて板状物体の厚み分布を測定する場
合に較べて，上記板状物体にごみや疵を付けることな
く，短時間で且つ高精度に上記板状物体の厚み分布を測
定することができる。また，「光学的測定ハンドブッ
ク」（田幸，辻内，南田著，朝倉書店）においては，上
記干渉計により取得される干渉画像に基づいて板状物体
の厚み分布を測定する手法であって，更に高精度な測定
を可能とする手法として，上記板状物体の表面及び裏面
から反射される反射光と，上記基準平面から反射される
参照光との位相を基準量ずつシフトさせて取得した複数
の干渉画像のデータと，上記反射光と上記参照光との位
相差を表すデータとから，板状物体の厚み分布を算出す
る技術である位相シフト法が開示されている。
厚み分布を測定する方法としては，干渉計により取得さ
れる干渉画像に基づいて算出する方法や，静電容量式等
の変位計を走査させて板状物体の高さ（変位量）分布を
測定し，その測定値により厚み分布を求める方法等が知
られている。例えば，特開平１１−２５１２号公報にお
いて，上記干渉計を用いた板状物体の厚み分布の測定方
法であって，上記板状物体の表面及び裏面から反射され
る反射光と，基準平面から反射される参照光とを合成す
ることによって形成される干渉画像から板状物体の厚み
分布を算出する技術が開示されている。これにより，上
記変位計を走査させて板状物体の厚み分布を測定する場
合に較べて，上記板状物体にごみや疵を付けることな
く，短時間で且つ高精度に上記板状物体の厚み分布を測
定することができる。また，「光学的測定ハンドブッ
ク」（田幸，辻内，南田著，朝倉書店）においては，上
記干渉計により取得される干渉画像に基づいて板状物体
の厚み分布を測定する手法であって，更に高精度な測定
を可能とする手法として，上記板状物体の表面及び裏面
から反射される反射光と，上記基準平面から反射される
参照光との位相を基準量ずつシフトさせて取得した複数
の干渉画像のデータと，上記反射光と上記参照光との位
相差を表すデータとから，板状物体の厚み分布を算出す
る技術である位相シフト法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上述従
来公知の厚み分布測定方法では，上記干渉画像に基づい
て厚み分布を算出する技術であるため，例えば外乱振動
によって上記板状物体が振動している場合等，取得され
る干渉画像がブレのあるコントラストの低いものである
場合には必然的に測定精度が劣化する。そのため，上記
板状物体の振動が静止するまで測定を待機することも考
えうるが，それによる測定時間の延長を回避できない。
また，測定装置に防振機能を付加することにより，上記
板状物体の振動自体を除去することも考えうるが，それ
による装置の大型化及びコストの上昇を回避できない。
そこで，本発明は上記課題に鑑みてなされたものであ
り，その目的とするところは，測定対象である板状物体
が振動している場合にも，短時間で高精度な厚み測定が
可能な厚み分布測定装置およびその方法を提供すること
にある。
来公知の厚み分布測定方法では，上記干渉画像に基づい
て厚み分布を算出する技術であるため，例えば外乱振動
によって上記板状物体が振動している場合等，取得され
る干渉画像がブレのあるコントラストの低いものである
場合には必然的に測定精度が劣化する。そのため，上記
板状物体の振動が静止するまで測定を待機することも考
えうるが，それによる測定時間の延長を回避できない。
また，測定装置に防振機能を付加することにより，上記
板状物体の振動自体を除去することも考えうるが，それ
による装置の大型化及びコストの上昇を回避できない。
そこで，本発明は上記課題に鑑みてなされたものであ
り，その目的とするところは，測定対象である板状物体
が振動している場合にも，短時間で高精度な厚み測定が
可能な厚み分布測定装置およびその方法を提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有
してなる参照板とに照明光を照射する照明手段と，上記
参照板を規定量移動させることにより，上記板状物体の
それぞれの面から反射される反射光と上記基準平面から
反射される参照光との位相差を変化させる位相差調節手
段と，上記反射光と，上記参照光とを合成することによ
って形成される干渉画像を撮像する撮像手段と，撮像さ
れた上記干渉画像と，上記位相差に基づいて上記板状物
体の厚み分布を算出する厚み算出手段とを具備してなる
厚み分布測定装置において，上記板状物体のそれぞれの
面に対する瞬時の干渉画像を，同時に取得する瞬時画像
取得手段を有してなることを特徴とする厚み分布測定装
置として構成されている。このように構成することによ
って，測定対象である板状物体が外乱振動等によって振
動している場合にも，ブレのないコントラストの高い干
渉画像を取得することが可能となり，取得された干渉画
像に基づいて算出される上記測定対象である板状物体の
厚み分布を高精度なものとすることができる。例えば，
上記瞬時画像取得手段としては，単一のパルスレーザ光
を発生する照明手段が考えられる。ここで，通常測定状
況における上記外乱振動は数〜数十Ｈｚと想定すること
ができるので，上記パルスレーザ光としては，パルス幅
が数ミリ秒以下であるパルスレーザ光を照明光として用
いることによって，板状物体が上記外乱振動によって振
動した場合にも，ブレのないコントラストの高い干渉画
像を取得することができる。また，上記瞬時画像取得手
段としては，高速シャッタ機構を備えた撮像手段であっ
ても良い。ここで，上記外乱振動を上述同様と想定する
と，上記高速シャッタ機構を備えた撮像手段の露光時間
は１／１０００秒以下であれば，板状物体が上記外乱振
動によって振動した場合にも，ブレのないコントラスト
の高い干渉画像を取得することができる。
に本発明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有
してなる参照板とに照明光を照射する照明手段と，上記
参照板を規定量移動させることにより，上記板状物体の
それぞれの面から反射される反射光と上記基準平面から
反射される参照光との位相差を変化させる位相差調節手
段と，上記反射光と，上記参照光とを合成することによ
って形成される干渉画像を撮像する撮像手段と，撮像さ
れた上記干渉画像と，上記位相差に基づいて上記板状物
体の厚み分布を算出する厚み算出手段とを具備してなる
厚み分布測定装置において，上記板状物体のそれぞれの
面に対する瞬時の干渉画像を，同時に取得する瞬時画像
取得手段を有してなることを特徴とする厚み分布測定装
置として構成されている。このように構成することによ
って，測定対象である板状物体が外乱振動等によって振
動している場合にも，ブレのないコントラストの高い干
渉画像を取得することが可能となり，取得された干渉画
像に基づいて算出される上記測定対象である板状物体の
厚み分布を高精度なものとすることができる。例えば，
上記瞬時画像取得手段としては，単一のパルスレーザ光
を発生する照明手段が考えられる。ここで，通常測定状
況における上記外乱振動は数〜数十Ｈｚと想定すること
ができるので，上記パルスレーザ光としては，パルス幅
が数ミリ秒以下であるパルスレーザ光を照明光として用
いることによって，板状物体が上記外乱振動によって振
動した場合にも，ブレのないコントラストの高い干渉画
像を取得することができる。また，上記瞬時画像取得手
段としては，高速シャッタ機構を備えた撮像手段であっ
ても良い。ここで，上記外乱振動を上述同様と想定する
と，上記高速シャッタ機構を備えた撮像手段の露光時間
は１／１０００秒以下であれば，板状物体が上記外乱振
動によって振動した場合にも，ブレのないコントラスト
の高い干渉画像を取得することができる。
【０００５】また，上記厚み算出手段は，撮像された任
意の上記干渉画像における干渉光強度の最大及び最小を
示すデータに基づいて上記板状物体の厚み分布を算出す
ることが望ましい。後述説明するように，上記最大及び
最小を示すデータに基づいて算出される干渉画像におけ
る干渉光強度に関する定数を，上記板状物体の厚み分布
を算出するための収束計算の初期値として用いることに
よって，該収束計算を速やかに収束させることが可能と
なり，上記板状物体の厚み分布を効率良く計算すること
ができる。
意の上記干渉画像における干渉光強度の最大及び最小を
示すデータに基づいて上記板状物体の厚み分布を算出す
ることが望ましい。後述説明するように，上記最大及び
最小を示すデータに基づいて算出される干渉画像におけ
る干渉光強度に関する定数を，上記板状物体の厚み分布
を算出するための収束計算の初期値として用いることに
よって，該収束計算を速やかに収束させることが可能と
なり，上記板状物体の厚み分布を効率良く計算すること
ができる。
【０００６】ここで，上記請求項１〜４に記載の測定装
置に適用した測定方法として捉えることによって，本発
明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有してな
る参照板とに照明光を照射し，上記板状物体のそれぞれ
の面から反射される反射光と上記参照面から反射される
参照光とを合成することによって形成される干渉画像
を，上記参照板を規定量移動させることにより，上記反
射光と上記参照光との位相差を変化させながら撮像し，
撮像された上記干渉画像と，上記位相差に基づいて上記
板状物体の厚み分布を算出する厚み分布測定方法におい
て，瞬時の干渉画像を取得する瞬時画像取得方法を有し
てなることを特徴とする厚み分布測定方法と考えること
ができる。
置に適用した測定方法として捉えることによって，本発
明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有してな
る参照板とに照明光を照射し，上記板状物体のそれぞれ
の面から反射される反射光と上記参照面から反射される
参照光とを合成することによって形成される干渉画像
を，上記参照板を規定量移動させることにより，上記反
射光と上記参照光との位相差を変化させながら撮像し，
撮像された上記干渉画像と，上記位相差に基づいて上記
板状物体の厚み分布を算出する厚み分布測定方法におい
て，瞬時の干渉画像を取得する瞬時画像取得方法を有し
てなることを特徴とする厚み分布測定方法と考えること
ができる。
【０００７】更に本発明は，板状物体の表面及び裏面
と，基準平面を有してなる参照板とにそれぞれ直交する
２つの偏波面を有する照明光を照射する照明手段と，上
記板状物体のそれぞれの面から反射される反射光及び上
記基準平面から反射される参照光に，上記偏波間で所定
の位相差をもたせる位相差発生手段と，上記反射光と上
記参照光とを上記各偏波同土で合成することによって形
成される干渉画像を，上記偏波毎に取得する画像取得手
段と，取得された上記偏波毎の上記干渉画像に基づいて
上記板状物体の厚み分布を算出する厚み算出手段とを具
備してなることを特徴とする厚み分布測定装置と構成す
ることも可能である。ここで，上記位相差発生手段とし
ては，複屈折性を有する光学波長板で構成したものが考
えられ，更には，当該光学波長板で構成されてなる上記
位相差発生手段が，上記参照板を兼ねることが考えられ
る。このような構成により，上記画像取得手段におい
て，上記偏波間で所定の位相差を有する上記偏波毎の干
渉画像を取得することができる。従って，後述説明する
ように，上記板状物体の厚み分布の演算において，上記
参照板を移動させることなく，所定の位相差を有する干
渉画像を同時に所得することが可能となり，厚み分布の
測定における手間を省略可能となり，装置としての使用
性が向上する。また，上記照明手段から照射される照明
光としては，単一のパルスレーザ光であることが望まし
い。これにより，測定対象である板状物体が外乱振動等
によって振動している場合にも，ブレのないコントラス
トの高い干渉画像を取得することが可能となり，取得さ
れた干渉画像に基づいて算出される上記測定対象である
板状物体の厚み分布を高精度なものとすることができ
る。
と，基準平面を有してなる参照板とにそれぞれ直交する
２つの偏波面を有する照明光を照射する照明手段と，上
記板状物体のそれぞれの面から反射される反射光及び上
記基準平面から反射される参照光に，上記偏波間で所定
の位相差をもたせる位相差発生手段と，上記反射光と上
記参照光とを上記各偏波同土で合成することによって形
成される干渉画像を，上記偏波毎に取得する画像取得手
段と，取得された上記偏波毎の上記干渉画像に基づいて
上記板状物体の厚み分布を算出する厚み算出手段とを具
備してなることを特徴とする厚み分布測定装置と構成す
ることも可能である。ここで，上記位相差発生手段とし
ては，複屈折性を有する光学波長板で構成したものが考
えられ，更には，当該光学波長板で構成されてなる上記
位相差発生手段が，上記参照板を兼ねることが考えられ
る。このような構成により，上記画像取得手段におい
て，上記偏波間で所定の位相差を有する上記偏波毎の干
渉画像を取得することができる。従って，後述説明する
ように，上記板状物体の厚み分布の演算において，上記
参照板を移動させることなく，所定の位相差を有する干
渉画像を同時に所得することが可能となり，厚み分布の
測定における手間を省略可能となり，装置としての使用
性が向上する。また，上記照明手段から照射される照明
光としては，単一のパルスレーザ光であることが望まし
い。これにより，測定対象である板状物体が外乱振動等
によって振動している場合にも，ブレのないコントラス
トの高い干渉画像を取得することが可能となり，取得さ
れた干渉画像に基づいて算出される上記測定対象である
板状物体の厚み分布を高精度なものとすることができ
る。
【０００８】更には，上記参照板を規定量移動させるこ
とにより，上記板状物体のそれぞれの面から反射される
反射光と上記基準平面から反射される参照光との位相差
を変化させる位相差調節手段を更に具備しても良い。こ
の場合には，単一の干渉画像に基づいて上記板状物体の
厚みを測定する場合に較べて，更に高精度に上記板状物
体の厚み分布を測定することができる。
とにより，上記板状物体のそれぞれの面から反射される
反射光と上記基準平面から反射される参照光との位相差
を変化させる位相差調節手段を更に具備しても良い。こ
の場合には，単一の干渉画像に基づいて上記板状物体の
厚みを測定する場合に較べて，更に高精度に上記板状物
体の厚み分布を測定することができる。
【０００９】ここで，上記請求項６〜１０に記載の測定
装置に適用した測定方法として捉えることによって，本
発明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有して
なる参照板とにそれぞれ直交する２つの偏波面を有する
照明光を照射し，上記板状物体のそれぞれの面から反射
される反射光及び上記基準平面から反射される参照光
を，上記偏波間で所定の位相差をもたせた後に上記各偏
波同土で合成することによって形成される干渉画像を上
記偏波毎に取得し，取得された上記偏波毎の上記干渉画
像に基づいて上記板状物体の厚み分布を算出してなるこ
とを特徴とする厚み分布測定方法と考えることができ
る。
装置に適用した測定方法として捉えることによって，本
発明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有して
なる参照板とにそれぞれ直交する２つの偏波面を有する
照明光を照射し，上記板状物体のそれぞれの面から反射
される反射光及び上記基準平面から反射される参照光
を，上記偏波間で所定の位相差をもたせた後に上記各偏
波同土で合成することによって形成される干渉画像を上
記偏波毎に取得し，取得された上記偏波毎の上記干渉画
像に基づいて上記板状物体の厚み分布を算出してなるこ
とを特徴とする厚み分布測定方法と考えることができ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照しながら，本
発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の
理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本
発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を
限定する性格のものではない。ここに，図１は本発明の
実施の形態に係る厚み分布測定装置の概略構成図，図２
は本発明の実施の形態に係る厚み分布測定装置により得
た干渉画像を表す図，図３は本発明の実施の形態に係る
第１の実施例を示す図，図４は本発明の実施の形態に係
る第２の実施例を示す図，図５は図４に示す実施例に係
る厚み分布測定装置により得た干渉画像を表す図，図６
は本発明の実施の形態に係る第３の実施例を示す図であ
る。
発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の
理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本
発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を
限定する性格のものではない。ここに，図１は本発明の
実施の形態に係る厚み分布測定装置の概略構成図，図２
は本発明の実施の形態に係る厚み分布測定装置により得
た干渉画像を表す図，図３は本発明の実施の形態に係る
第１の実施例を示す図，図４は本発明の実施の形態に係
る第２の実施例を示す図，図５は図４に示す実施例に係
る厚み分布測定装置により得た干渉画像を表す図，図６
は本発明の実施の形態に係る第３の実施例を示す図であ
る。
【００１１】ここで，図１を用いて，本発明の実施の形
態に係る厚み分布測定装置を用いた厚み分布測定方法に
ついて説明する。図１は干渉計の一例としてフィーゾー
干渉計を適用した厚み分布測定装置Ａの概略構成を示す
ものである。該厚み分布測定装置Ａは，干渉計Ｘ，コン
ピュータＹ，モニタＺを具備して構成される。上記干渉
計Ｘは，例えば波長が５２３ｎｍであって，パルス幅が
１０ｎｓである瞬間的なパルスレーザ光を発生する光源
装置１と，該光源装置１からのパルスレーザー光が入射
され，入射光の一部を反射し，残りの一部を透過するビ
ームスプリッタ２と，該ビームスプリッタ２を透過した
後，レンズ３を介して入射されるパルスレーザー光を伝
送し，レンズ７を介して出射する光ファイバー５と，該
レンズ７から出射されるパルスレーザ光を必要な大きさ
の光束に拡張するエキスパンダレンズ９と，該拡張され
たパルスレーザ光を平行光束化するコリメータレンズ１
１と，厚み分布測定の基準となる基準平面を有する参照
板１３と，測定対象である板状物体１５を保持する保持
機構１６と，上記エキスパンダレンズ９から出射される
パルスレーザ光を透過する一方で，上記板状物体１５の
表面（図中では１５Ｆで示す）から反射される反射光と
上記参照板１３から反射される参照光とを反射するビー
ムスプリッタ１７と，該ビームスプリッタ１７で反射さ
れた光を撮像するＣＣＤ等のカメラ１８とを備えてい
る。その結果，上記カメラ１８では，上記板状物体１５
の表面（図中では１５Ｆで示す）からの反射光と，上記
参照板１３からの参照光とを合成することによって形成
される干渉画像を撮像することが可能となる。上記説明
は，上記板状物体１５の表面に対して行ったものである
が，裏面（図中では１５Ｂで示す）においても同様（対
称）の経路に従って，上記ビームスプリッタ２によって
反射されたパルスレーザ光に対して上記板状物体１５の
裏面から反射される反射光と，上記参照板１４から反射
される参照光とを合成することによって形成される干渉
画像を，カメラ２０で撮像することが可能である。上記
コンピュータＹは，上記光源装置１からの１パルスに対
して上記カメラ１８及び２０の１フレームが同時に撮像
されるようにそれぞれを同期制御する。また，該コンピ
ュータＹは，不図示の駆動部を制御して，上記参照板１
３及び１４の設定位置を上記板状物体１５の厚み方向に
規定量，段階的に（本実施の形態では０．１μｍ，０．
２μｍ，０．３μｍ，０．４μｍとする）移動させ，各
設定位置毎に，上記カメラ１８及び２０で撮像される干
渉画像を取得し，後述する収束計算等の演算処理を行う
と共に，必要に応じてモニタＺに干渉画像や測定結果を
表示する。図２は，上記モニタＺで表示される上記干渉
画像の一例（（ａ）：上記板状物体１５の表面の干渉画
像，（ｂ）：上記板状物体１５の裏面の干渉画像）を示
すものである。ここで，上記参照板１３及び１４の移動
量は，上記パルスレーザー光の波長の１／１０以上とす
ることにより，取得される干渉画像の任意の位置におけ
る干渉光強度を，上記参照板の各設定位置毎に明確に変
化させることが可能となり，これらに基づいて算出され
る上記板状物体１５の厚み分布の精度を高めることがで
きる。また，該コンピュータYは，不図示の駆動部を制
御して，上記板状物体１５を図中矢印Ｐで示す方向，或
いは該Ｐ及び紙面に垂直な方向に対して任意に移動させ
ることによって，該板状物体１５の前面に渡り厚み分布
を測定することができる。従来の干渉計では，連続的な
照明光を照射する光源装置を用いていたが，本実施例で
は上述したように瞬時のパルスレーザ光を発する光源装
置１を用いる点を特徴点とする。このように，瞬間的な
パルスレーザ光を発生する光源装置１を設けることによ
って，上記板状物体１５が外乱振動等によって振動して
いる場合にも，上記カメラ１８及び２０では瞬時の干渉
画像が取得可能となるため，ブレのないコントラストの
高い干渉画像を取得することができる。また，光源装置
から出射される照明光が連続波レーザであっても，上記
カメラ１８及び２０が，高速シャッタ機構を備えたもの
とすることによって，同様の効果を奏する。
態に係る厚み分布測定装置を用いた厚み分布測定方法に
ついて説明する。図１は干渉計の一例としてフィーゾー
干渉計を適用した厚み分布測定装置Ａの概略構成を示す
ものである。該厚み分布測定装置Ａは，干渉計Ｘ，コン
ピュータＹ，モニタＺを具備して構成される。上記干渉
計Ｘは，例えば波長が５２３ｎｍであって，パルス幅が
１０ｎｓである瞬間的なパルスレーザ光を発生する光源
装置１と，該光源装置１からのパルスレーザー光が入射
され，入射光の一部を反射し，残りの一部を透過するビ
ームスプリッタ２と，該ビームスプリッタ２を透過した
後，レンズ３を介して入射されるパルスレーザー光を伝
送し，レンズ７を介して出射する光ファイバー５と，該
レンズ７から出射されるパルスレーザ光を必要な大きさ
の光束に拡張するエキスパンダレンズ９と，該拡張され
たパルスレーザ光を平行光束化するコリメータレンズ１
１と，厚み分布測定の基準となる基準平面を有する参照
板１３と，測定対象である板状物体１５を保持する保持
機構１６と，上記エキスパンダレンズ９から出射される
パルスレーザ光を透過する一方で，上記板状物体１５の
表面（図中では１５Ｆで示す）から反射される反射光と
上記参照板１３から反射される参照光とを反射するビー
ムスプリッタ１７と，該ビームスプリッタ１７で反射さ
れた光を撮像するＣＣＤ等のカメラ１８とを備えてい
る。その結果，上記カメラ１８では，上記板状物体１５
の表面（図中では１５Ｆで示す）からの反射光と，上記
参照板１３からの参照光とを合成することによって形成
される干渉画像を撮像することが可能となる。上記説明
は，上記板状物体１５の表面に対して行ったものである
が，裏面（図中では１５Ｂで示す）においても同様（対
称）の経路に従って，上記ビームスプリッタ２によって
反射されたパルスレーザ光に対して上記板状物体１５の
裏面から反射される反射光と，上記参照板１４から反射
される参照光とを合成することによって形成される干渉
画像を，カメラ２０で撮像することが可能である。上記
コンピュータＹは，上記光源装置１からの１パルスに対
して上記カメラ１８及び２０の１フレームが同時に撮像
されるようにそれぞれを同期制御する。また，該コンピ
ュータＹは，不図示の駆動部を制御して，上記参照板１
３及び１４の設定位置を上記板状物体１５の厚み方向に
規定量，段階的に（本実施の形態では０．１μｍ，０．
２μｍ，０．３μｍ，０．４μｍとする）移動させ，各
設定位置毎に，上記カメラ１８及び２０で撮像される干
渉画像を取得し，後述する収束計算等の演算処理を行う
と共に，必要に応じてモニタＺに干渉画像や測定結果を
表示する。図２は，上記モニタＺで表示される上記干渉
画像の一例（（ａ）：上記板状物体１５の表面の干渉画
像，（ｂ）：上記板状物体１５の裏面の干渉画像）を示
すものである。ここで，上記参照板１３及び１４の移動
量は，上記パルスレーザー光の波長の１／１０以上とす
ることにより，取得される干渉画像の任意の位置におけ
る干渉光強度を，上記参照板の各設定位置毎に明確に変
化させることが可能となり，これらに基づいて算出され
る上記板状物体１５の厚み分布の精度を高めることがで
きる。また，該コンピュータYは，不図示の駆動部を制
御して，上記板状物体１５を図中矢印Ｐで示す方向，或
いは該Ｐ及び紙面に垂直な方向に対して任意に移動させ
ることによって，該板状物体１５の前面に渡り厚み分布
を測定することができる。従来の干渉計では，連続的な
照明光を照射する光源装置を用いていたが，本実施例で
は上述したように瞬時のパルスレーザ光を発する光源装
置１を用いる点を特徴点とする。このように，瞬間的な
パルスレーザ光を発生する光源装置１を設けることによ
って，上記板状物体１５が外乱振動等によって振動して
いる場合にも，上記カメラ１８及び２０では瞬時の干渉
画像が取得可能となるため，ブレのないコントラストの
高い干渉画像を取得することができる。また，光源装置
から出射される照明光が連続波レーザであっても，上記
カメラ１８及び２０が，高速シャッタ機構を備えたもの
とすることによって，同様の効果を奏する。
【００１２】次に，取得された上記板状物体１５の表面
及び裏面における干渉画像に基づいて該板状物体１５の
厚み分布を算出する手法について説明する。先ず，上記
参照板１３を移動させる前の基準位置での上記板状物体
１５の表面における干渉画像の任意の位置の干渉光強度
は， Ｉ１０＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１） …（１） と表すことができる。ここで，Ａ１，Ｂ１は上記干渉計
Ｘの光学系の構成，上記板状物体１５の性質に依存する
定数であり，φ１は上記板状物体１５の表面から反射さ
れる反射光と，上記参照板１３から反射される参照光と
の光路差による位相差である。同様に，上記参照板１３
を移動する前の基準位置での上記板状物体１５の裏面に
おける干渉画像の任意の位置の干渉光強度は， Ｉ２０＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２） …（２） で表すことができる。ここで，Ａ２，Ｂ２は上記干渉計
Ｘの光学系の構成，上記板状物体１５の性質に依存する
定数であり，φ２は上記板状物体１５の裏面から反射さ
れる反射光と，上記参照板１４から反射される参照光と
の光路差による位相差である。従って，上記参照板１３
の設定位置を上記板状物体１５の厚さ方向に規定量，段
階的に（本実施の形態では０．１μｍ，０．２μｍ，
０．３μｍ，０．４μｍとする）４ステップ移動させて
取得される上記板状物体１５の表面における干渉画像の
任意の位置の干渉光強度は，下記式（３）のように表す
ことができる。 Ｉ１１＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１＋△１＋Ｋ１） Ｉ１２＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１＋△２＋Ｋ２） …（３） Ｉ１３＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１＋△３＋Ｋ３） Ｉ１４＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１＋△４＋Ｋ４） 但し，Ｋ１〜４は上記参照板１３を４ステップ移動させ
ることによって生じた上記反射光と上記参照光との位相
差を表しており，既知量である。一方，△１〜４は，上
記板状物体１５の振動によって該板状物体１５が本来の
設定位置から移動したことにより生じた上記反射光と上
記参照光との位相差を表しており，不定量である。同様
に，上記参照板１４の設定位置を上記板状物体１５の厚
さ方向に上記規定量づつ４ステップ移動させて取得され
る上記板状物体１５の裏面における干渉画像の任意の位
置の干渉光強度は，下記式（４）のように表すことがで
きる。 Ｉ２１＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２−△１＋Ｋ１） Ｉ２２＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２−△２＋Ｋ２） …（４） Ｉ２３＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２−△３＋Ｋ３） Ｉ２４＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２−△４＋Ｋ４）
及び裏面における干渉画像に基づいて該板状物体１５の
厚み分布を算出する手法について説明する。先ず，上記
参照板１３を移動させる前の基準位置での上記板状物体
１５の表面における干渉画像の任意の位置の干渉光強度
は， Ｉ１０＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１） …（１） と表すことができる。ここで，Ａ１，Ｂ１は上記干渉計
Ｘの光学系の構成，上記板状物体１５の性質に依存する
定数であり，φ１は上記板状物体１５の表面から反射さ
れる反射光と，上記参照板１３から反射される参照光と
の光路差による位相差である。同様に，上記参照板１３
を移動する前の基準位置での上記板状物体１５の裏面に
おける干渉画像の任意の位置の干渉光強度は， Ｉ２０＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２） …（２） で表すことができる。ここで，Ａ２，Ｂ２は上記干渉計
Ｘの光学系の構成，上記板状物体１５の性質に依存する
定数であり，φ２は上記板状物体１５の裏面から反射さ
れる反射光と，上記参照板１４から反射される参照光と
の光路差による位相差である。従って，上記参照板１３
の設定位置を上記板状物体１５の厚さ方向に規定量，段
階的に（本実施の形態では０．１μｍ，０．２μｍ，
０．３μｍ，０．４μｍとする）４ステップ移動させて
取得される上記板状物体１５の表面における干渉画像の
任意の位置の干渉光強度は，下記式（３）のように表す
ことができる。 Ｉ１１＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１＋△１＋Ｋ１） Ｉ１２＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１＋△２＋Ｋ２） …（３） Ｉ１３＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１＋△３＋Ｋ３） Ｉ１４＝Ａ１＋Ｂ１・ＣＯＳ（φ１＋△４＋Ｋ４） 但し，Ｋ１〜４は上記参照板１３を４ステップ移動させ
ることによって生じた上記反射光と上記参照光との位相
差を表しており，既知量である。一方，△１〜４は，上
記板状物体１５の振動によって該板状物体１５が本来の
設定位置から移動したことにより生じた上記反射光と上
記参照光との位相差を表しており，不定量である。同様
に，上記参照板１４の設定位置を上記板状物体１５の厚
さ方向に上記規定量づつ４ステップ移動させて取得され
る上記板状物体１５の裏面における干渉画像の任意の位
置の干渉光強度は，下記式（４）のように表すことがで
きる。 Ｉ２１＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２−△１＋Ｋ１） Ｉ２２＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２−△２＋Ｋ２） …（４） Ｉ２３＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２−△３＋Ｋ３） Ｉ２４＝Ａ２＋Ｂ２・ＣＯＳ（φ２−△４＋Ｋ４）
【００１３】ここで，上式（１）〜（４）は，未知数
が，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，φ１，φ２，△１，△
２，△３，△４の非線形連立方程式であるので，該非線
形連立方程式を数値解析することによって未知数を算出
することができる。その結果として算出されるφ１及び
φ２は，上記板状物体１５の表面及び裏面から反射され
る反射光と，上記参照板１３及び１４から反射されるそ
れぞれの参照光との光路差による位相差であるため，該
板状物体１５の表面及び裏面の任意の位置における表面
形状の変位Ｓ１及びＳ２は，それぞれ Ｓ１＝φ１・λ／４π …（５） Ｓ２＝φ２・λ／４π …（６） として算出することができる。従って，上述手順を従っ
た算出を，上記板状物体１５の表面及び裏面の任意の位
置に対して順次繰り返すことによって，上記板状物体１
５の厚み分布を算出することが可能となる。
が，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，φ１，φ２，△１，△
２，△３，△４の非線形連立方程式であるので，該非線
形連立方程式を数値解析することによって未知数を算出
することができる。その結果として算出されるφ１及び
φ２は，上記板状物体１５の表面及び裏面から反射され
る反射光と，上記参照板１３及び１４から反射されるそ
れぞれの参照光との光路差による位相差であるため，該
板状物体１５の表面及び裏面の任意の位置における表面
形状の変位Ｓ１及びＳ２は，それぞれ Ｓ１＝φ１・λ／４π …（５） Ｓ２＝φ２・λ／４π …（６） として算出することができる。従って，上述手順を従っ
た算出を，上記板状物体１５の表面及び裏面の任意の位
置に対して順次繰り返すことによって，上記板状物体１
５の厚み分布を算出することが可能となる。
【００１４】ここで，本実施の形態では，上式（１）〜
（４）の非線形連立方程式を解くための手法として，Ｎ
ｅｗｔｏｎ法による収束計算を適用した。そのため，該
収束計算の真値への速やかな収束を確保するためには，
初期値として真値にできるだけ近い近似解を適用するこ
とが望まれる。そこで，本実施の形態では，上記干渉画
像における干渉光強度の最大及び最小を示すデータに基
づいて，それぞれの初期値を決定している。ここで，上
記板状物体１５の表面の干渉画像における任意の位置の
干渉光強度を表す上式（１）において，上記φ１は―π
〜πで変化するものであるため，上記干渉画像における
干渉光強度の最大を示すデータＩ１０＿ＭＡＸ及び最小
を示すデータＩ１０＿ＭＩＮは，それぞれ Ｉ１０＿ＭＡＸ＝Ａ１＋Ｂ１ （∵ＣＯＳ（φ１）＝１） …（７） Ｉ１０＿ＭＩＮ＝Ａ１−Ｂ１ （∵ＣＯＳ（φ１）＝−１） …（８） と表すことができる。従って，上記干渉画像における干
渉光強度の最大及び最小を示すデータを抽出し，上式
（７）及び（８）の関係を利用すれば，上記板状物体１
５の表面の干渉画像に対するＡ１及びＢ１を容易に算出
することができる。同様に，上記板状物体１５の裏面の
干渉画像における任意の位置の干渉光強度を表す上式
（２）を用いてＡ２及びＢ２を算出することができる。
また，位相に関する変数（φ１，φ２，△１〜４）につ
いては，正確に算出することはできないものの，上記算
出されたＡ１，Ｂ１及びＡ２，Ｂ２を上式（３），或い
は上式（４）に代入し，逆余弦を計算することによっ
て，近似解を推定することが可能である。ここで，上記
位相差φ１及びφ２は―π〜πで変化するものであるた
め，上記逆余弦の計算の際に角度象限の不確定性が存在
するが，これについては，上記参照板１３及び１４を微
小距離だけ移動されることにより，上記板状物体１５の
表面及び裏面から反射される反射光と，それぞれの上記
参照板１３及び１４から反射される参照光との位相を変
化させた際に，上記干渉光強度の増減する方向に基づい
て，容易に確定することが可能である。このように，上
述した手順に従って収束計算に適用する初期値を算出す
れば，それぞれの初期値をより真値に近いものとするこ
とが可能となり，該収束計算を速やかに真値への収束さ
せることが可能となり，上記板状物体１５の厚み分布を
効率良く算出することができる。
（４）の非線形連立方程式を解くための手法として，Ｎ
ｅｗｔｏｎ法による収束計算を適用した。そのため，該
収束計算の真値への速やかな収束を確保するためには，
初期値として真値にできるだけ近い近似解を適用するこ
とが望まれる。そこで，本実施の形態では，上記干渉画
像における干渉光強度の最大及び最小を示すデータに基
づいて，それぞれの初期値を決定している。ここで，上
記板状物体１５の表面の干渉画像における任意の位置の
干渉光強度を表す上式（１）において，上記φ１は―π
〜πで変化するものであるため，上記干渉画像における
干渉光強度の最大を示すデータＩ１０＿ＭＡＸ及び最小
を示すデータＩ１０＿ＭＩＮは，それぞれ Ｉ１０＿ＭＡＸ＝Ａ１＋Ｂ１ （∵ＣＯＳ（φ１）＝１） …（７） Ｉ１０＿ＭＩＮ＝Ａ１−Ｂ１ （∵ＣＯＳ（φ１）＝−１） …（８） と表すことができる。従って，上記干渉画像における干
渉光強度の最大及び最小を示すデータを抽出し，上式
（７）及び（８）の関係を利用すれば，上記板状物体１
５の表面の干渉画像に対するＡ１及びＢ１を容易に算出
することができる。同様に，上記板状物体１５の裏面の
干渉画像における任意の位置の干渉光強度を表す上式
（２）を用いてＡ２及びＢ２を算出することができる。
また，位相に関する変数（φ１，φ２，△１〜４）につ
いては，正確に算出することはできないものの，上記算
出されたＡ１，Ｂ１及びＡ２，Ｂ２を上式（３），或い
は上式（４）に代入し，逆余弦を計算することによっ
て，近似解を推定することが可能である。ここで，上記
位相差φ１及びφ２は―π〜πで変化するものであるた
め，上記逆余弦の計算の際に角度象限の不確定性が存在
するが，これについては，上記参照板１３及び１４を微
小距離だけ移動されることにより，上記板状物体１５の
表面及び裏面から反射される反射光と，それぞれの上記
参照板１３及び１４から反射される参照光との位相を変
化させた際に，上記干渉光強度の増減する方向に基づい
て，容易に確定することが可能である。このように，上
述した手順に従って収束計算に適用する初期値を算出す
れば，それぞれの初期値をより真値に近いものとするこ
とが可能となり，該収束計算を速やかに真値への収束さ
せることが可能となり，上記板状物体１５の厚み分布を
効率良く算出することができる。
【００１５】
【実施例】（実施例１）上記実施形態では，上記板状物
体１５の厚み分布を，Ｎｅｗｔｏｎ法による収束計算を
適用して算出しているが，該板状物体１５の反射率が全
域で均一である場合には，以下の手順に従って該板状物
体１５の厚み分布を直接算出することが可能である。こ
こでは，先ず，上記実施の形態と同様に，該板状物体１
５の表面から取得した干渉画像における干渉光強度の最
大及び最小を示すデータのからＡ１及びＢ１を算出した
後，上式（３）を変形した下式（９）より，ＣＯＳ（φ
１＋△１＋Ｋｎ）を算出する。ここで，ｎは１〜４の整
数である。 ＣＯＳ（φ１＋△１＋Ｋｎ）＝（Ｉ１ｎ―Ａ１）／Ｂ１ …（９） 更に，上記ＣＯＳ（φ１＋△１＋Ｋｎ）を用いた下式
（１０）を用いることによってＳＩＮ（φ１＋△１＋Ｋ
ｎ）を算出する。 ＳＩＮ（φ１＋△１＋Ｋｎ）＝±√（１−ＣＯＳ2（φ１＋△１＋Ｋｎ）） …（１０） ここで，上式（１０）の±は，上記実施の形態での逆余
弦の計算と同様に，上記参照版１３を微小距離だけ移動
させることによって上記位相差φ１の角度象限を確定さ
せれば，同時に確定することができる。上記説明は，上
記板状物体１５の表面に対するものであるが，裏面に対
しても同様であり，上述した手順に従って上式（４）か
らＣＯＳ（φ２−△１＋Ｋｎ）を，上式（１０）と同様
の関係に基づいてＳＩＮ（φ２−△１＋Ｋｎ）を算出す
る。これにより，三角関数の加法定理より導かれる下式
（１１）の右辺の各項が算出されたことになる。 ＣＯＳ（φ１＋φ２＋２Ｋｎ）＝ＣＯＳ（φ１＋△１＋Ｋｎ）ＣＯＳ（φ２−△ １＋Ｋｎ）−ＳＩＮ（φ１＋△１＋Ｋｎ）ＳＩＮ（φ２−△１＋Ｋｎ） …（１１） 従って，上式（１１）の右辺を算出し，更に算出された
値の逆余弦を計算すればφ１＋φ２＋２Ｋｎを求めるこ
とが可能となり，既知量である２Ｋｎを除去することに
よってφ１＋φ２を算出することができる。この方法に
よれば，表面及び裏面毎の表面変位（Ｓ１及びＳ２）を
求めることは不可能であるものの，複雑な収束計算を行
うことなく上記板状物体１５の厚み分布（φ１＋φ２）
を速やかに算出することが可能である。
体１５の厚み分布を，Ｎｅｗｔｏｎ法による収束計算を
適用して算出しているが，該板状物体１５の反射率が全
域で均一である場合には，以下の手順に従って該板状物
体１５の厚み分布を直接算出することが可能である。こ
こでは，先ず，上記実施の形態と同様に，該板状物体１
５の表面から取得した干渉画像における干渉光強度の最
大及び最小を示すデータのからＡ１及びＢ１を算出した
後，上式（３）を変形した下式（９）より，ＣＯＳ（φ
１＋△１＋Ｋｎ）を算出する。ここで，ｎは１〜４の整
数である。 ＣＯＳ（φ１＋△１＋Ｋｎ）＝（Ｉ１ｎ―Ａ１）／Ｂ１ …（９） 更に，上記ＣＯＳ（φ１＋△１＋Ｋｎ）を用いた下式
（１０）を用いることによってＳＩＮ（φ１＋△１＋Ｋ
ｎ）を算出する。 ＳＩＮ（φ１＋△１＋Ｋｎ）＝±√（１−ＣＯＳ2（φ１＋△１＋Ｋｎ）） …（１０） ここで，上式（１０）の±は，上記実施の形態での逆余
弦の計算と同様に，上記参照版１３を微小距離だけ移動
させることによって上記位相差φ１の角度象限を確定さ
せれば，同時に確定することができる。上記説明は，上
記板状物体１５の表面に対するものであるが，裏面に対
しても同様であり，上述した手順に従って上式（４）か
らＣＯＳ（φ２−△１＋Ｋｎ）を，上式（１０）と同様
の関係に基づいてＳＩＮ（φ２−△１＋Ｋｎ）を算出す
る。これにより，三角関数の加法定理より導かれる下式
（１１）の右辺の各項が算出されたことになる。 ＣＯＳ（φ１＋φ２＋２Ｋｎ）＝ＣＯＳ（φ１＋△１＋Ｋｎ）ＣＯＳ（φ２−△ １＋Ｋｎ）−ＳＩＮ（φ１＋△１＋Ｋｎ）ＳＩＮ（φ２−△１＋Ｋｎ） …（１１） 従って，上式（１１）の右辺を算出し，更に算出された
値の逆余弦を計算すればφ１＋φ２＋２Ｋｎを求めるこ
とが可能となり，既知量である２Ｋｎを除去することに
よってφ１＋φ２を算出することができる。この方法に
よれば，表面及び裏面毎の表面変位（Ｓ１及びＳ２）を
求めることは不可能であるものの，複雑な収束計算を行
うことなく上記板状物体１５の厚み分布（φ１＋φ２）
を速やかに算出することが可能である。
【００１６】（実施例２）上記実施形態においては，厚
み分布の演算の際に実行される収束計算を速やかに収束
させるために，上式（３）或いは（４）における変数の
初期値をできるだけ真値に近い値とすることが望まし
い。しかしながら，上式（３），或いは（４）における
変数のうち，位相に閑する変数（位相差φ１及びφ２）
には角度象限の不確定性が存在する。そのため，上記実
施形態では，上記参照板１３及び１４を微小距離だけ移
動させることで上記干渉画像を変化させ，その際に上記
干渉光強度が増減する方向を確認することで，上記位相
差φ１及びφ２の角度象限を判定し，変数の初期値を決
定している。そこで，本実施例では，上記参照板１３及
び１４を移動させることなく上記位相差φ１及びφ２の
角度象限を確定し得る形態について考える。図４に示す
厚み分布測定装置Ｂは，干渉計Ｘ１，コンピュータＹ
１，モニタＺ１を具備して概略構成される。ここで，上
記干渉計Ｘ１としては，上記実施形態同様にフイーゾー
干渉計を適用している。上記干渉計Ｘ１は，例えば波長
が５２３ｎｍ，パルス幅が１０ｎｓであり，それぞれ直
交する２偏波面を有する瞬間的なパルスレーザ光を発生
する光源装置１と，該光源装置１からのパルスレーザー
光が入射され，入射光を２つに分光する光分配器２５
（図１に示すビームスプリッタ２，レンズ３及びレンズ
４に該当）と，該光分配器２５により分光されたパルス
レーザ光を伝送し，レンズ７を介して出射する光フアイ
バー５と，該レンズ７から出射されるパルスレーザ光の
それぞれの偏波を，後述する１／８波長板に応じた所定
の偏光方向に調整する半波長板２６と，偏光方向を調整
されたパルスレーザ光を必要な大きさの光束に拡張する
エキスパンダレンズ９と，拡張されたパルスレーザ光を
平行光束化するコリメータレンズ１１と，厚み分布測定
の基準となる基準平面を有し，上記実施形態における上
記参照板１３を兼ねる１／８波長板２７と，測定対象で
ある板状物体１５を保持する保持機構１６と，上記半波
長板２６から出射される偏波方向を調整されたパルスレ
ーザ光を透過する一方で，上記板状物体１５の表面（図
中では１５Ｆで示す）から反射される反射光と上記１／
８波長板２７から反射される参照光とを反射するビーム
スプリッタ１７と，該ビームスプリッタ１７で反射され
た光を，その偏波方向に応じて分離する偏光ビームスプ
リッタ２８と，該偏光ビームスプリッタ２８で分離され
た偏波毎の光を撮像するＣＣＤ等のカメラ２９，３０と
を備えている。その結果，上記カメラ２９，３０では，
上記板状物体１５の表面（図中では１５Ｆで示す）から
の反射光と，上記参照板１３からの参照光とを合成する
ことによって形成される偏波毎の干渉画像を同時に撮像
することが可能となる。上記説明は，上記板状物体１５
の表面に対して行ったものであるが，裏面（図中では１
５Ｂで示す）においても同様（対称）の経路に従って，
上記板状物体１５の裏面に対する偏波毎の干渉画像をカ
メラ３１，３２で撮像することが可能である。上記コン
ピュータＹ１は，上述した実施形態同様の機能を有する
ものであり，上記光源装置１からの１パルスに対して上
記カメラ２９〜３２の１フレームが同時に撮像されるよ
うにそれぞれを同期制御する共に，上記カメラ２９〜３
２で撮像される干渉画像を取得し，収束計算等の演算処
理を行うと共に，必要に応じてモニタＺ１に干渉画像や
測定結果を表示する。図５は，上記モニタＺ１で表示さ
れる上記干渉画像の一例（（ａ）：一方の偏波に対する
干渉画像（ｂ）：その他の偏波に対する干渉画像）を示
すものである。また，該コンピュータＹ１は，不図示の
駆動部を制御して，上記板状物体１５を図中矢印Ｐで示
す方向，或いは該Ｐ及び紙面に垂直な方向に対して任意
に移動させることによって，該板状物体１５の全面に渡
り厚み分布を測定することができる。このように，本実
施例は，上記光源装置１から照射される照明光が，それ
ぞれ直交する２偏波面を有するパルスレーザ光であるこ
と，及び上記参照板１３の代わりに上記１／８波長板２
７を用いていることが上記実施形態と特に異なる。ここ
で，上記１／８波長板２７とは，複屈折性を有する光学
波長板であり，入射される光の偏波方向に応じて光の伝
播速度が異なるものである。そのため，当該１／８波長
板２７に対して，それぞれ直交する２偏波面を有する光
が入射された場合には，当該１／８波長板２７の結晶軸
方向（いわゆる速軸）の偏波と，該結晶軸方向と直交す
る方向（いわゆる遅軸）の偏波との間に所定の位相差を
生じさせることができる。本実施例は，上述した１／８
波長板２７の光学特性を利用したものであり，上記光源
１から照射されたそれぞれ直交する２つの偏波面を有す
る照明光により，上記板状物体１５の表面から反射され
る反射光及び上記１／８波長板２７の基準平面から反射
される参照光は，その偏波間で所定の位相差（１／８波
長板の場合には９０°）が生じることになる。その結
果，上記偏光ビームスプリッタ２８によって偏波毎に分
離され，上記カメラ２９，３０で取得される偏波毎の干
渉画像は９０°の位相差を有する干渉画像（図５参照）
となる。従って，本実施例では，上記実施形態の如く上
記１／８波長板（参照板）を微小距離だけ移動させるこ
となく，所定の位相差を有する干渉画像を同時に所得す
ることが可能となる。それにより，それらの所定の位相
差を有する干渉画像を用いて干渉光強度が増減する方向
を判定し，上記位相差φ１およびφ２の角度象限を確定
することが可能となり，厚み分布測定における測定作業
の手間を省略することができ，装置としての使用性が向
上する。また，本実施例では，１／８波長板を用いた
が，その他の位相差を生じさせる光学波長板を用いるこ
とも可能である。更には，上述した実施形態同様，上記
１／８波長板２７を規定量づつ，段階的に移動させなが
ら，取得された複数の干渉画像に基づいて上記板状物体
１５の厚み分布を測定する，いわゆる位相シフト法を適
用することも可能である。尚，取得された干渉画像に基
づいて上記板状物体１５の厚み分布を算出する手法につ
いては，上記実施形態と同様であるためここでは省略す
る。
み分布の演算の際に実行される収束計算を速やかに収束
させるために，上式（３）或いは（４）における変数の
初期値をできるだけ真値に近い値とすることが望まし
い。しかしながら，上式（３），或いは（４）における
変数のうち，位相に閑する変数（位相差φ１及びφ２）
には角度象限の不確定性が存在する。そのため，上記実
施形態では，上記参照板１３及び１４を微小距離だけ移
動させることで上記干渉画像を変化させ，その際に上記
干渉光強度が増減する方向を確認することで，上記位相
差φ１及びφ２の角度象限を判定し，変数の初期値を決
定している。そこで，本実施例では，上記参照板１３及
び１４を移動させることなく上記位相差φ１及びφ２の
角度象限を確定し得る形態について考える。図４に示す
厚み分布測定装置Ｂは，干渉計Ｘ１，コンピュータＹ
１，モニタＺ１を具備して概略構成される。ここで，上
記干渉計Ｘ１としては，上記実施形態同様にフイーゾー
干渉計を適用している。上記干渉計Ｘ１は，例えば波長
が５２３ｎｍ，パルス幅が１０ｎｓであり，それぞれ直
交する２偏波面を有する瞬間的なパルスレーザ光を発生
する光源装置１と，該光源装置１からのパルスレーザー
光が入射され，入射光を２つに分光する光分配器２５
（図１に示すビームスプリッタ２，レンズ３及びレンズ
４に該当）と，該光分配器２５により分光されたパルス
レーザ光を伝送し，レンズ７を介して出射する光フアイ
バー５と，該レンズ７から出射されるパルスレーザ光の
それぞれの偏波を，後述する１／８波長板に応じた所定
の偏光方向に調整する半波長板２６と，偏光方向を調整
されたパルスレーザ光を必要な大きさの光束に拡張する
エキスパンダレンズ９と，拡張されたパルスレーザ光を
平行光束化するコリメータレンズ１１と，厚み分布測定
の基準となる基準平面を有し，上記実施形態における上
記参照板１３を兼ねる１／８波長板２７と，測定対象で
ある板状物体１５を保持する保持機構１６と，上記半波
長板２６から出射される偏波方向を調整されたパルスレ
ーザ光を透過する一方で，上記板状物体１５の表面（図
中では１５Ｆで示す）から反射される反射光と上記１／
８波長板２７から反射される参照光とを反射するビーム
スプリッタ１７と，該ビームスプリッタ１７で反射され
た光を，その偏波方向に応じて分離する偏光ビームスプ
リッタ２８と，該偏光ビームスプリッタ２８で分離され
た偏波毎の光を撮像するＣＣＤ等のカメラ２９，３０と
を備えている。その結果，上記カメラ２９，３０では，
上記板状物体１５の表面（図中では１５Ｆで示す）から
の反射光と，上記参照板１３からの参照光とを合成する
ことによって形成される偏波毎の干渉画像を同時に撮像
することが可能となる。上記説明は，上記板状物体１５
の表面に対して行ったものであるが，裏面（図中では１
５Ｂで示す）においても同様（対称）の経路に従って，
上記板状物体１５の裏面に対する偏波毎の干渉画像をカ
メラ３１，３２で撮像することが可能である。上記コン
ピュータＹ１は，上述した実施形態同様の機能を有する
ものであり，上記光源装置１からの１パルスに対して上
記カメラ２９〜３２の１フレームが同時に撮像されるよ
うにそれぞれを同期制御する共に，上記カメラ２９〜３
２で撮像される干渉画像を取得し，収束計算等の演算処
理を行うと共に，必要に応じてモニタＺ１に干渉画像や
測定結果を表示する。図５は，上記モニタＺ１で表示さ
れる上記干渉画像の一例（（ａ）：一方の偏波に対する
干渉画像（ｂ）：その他の偏波に対する干渉画像）を示
すものである。また，該コンピュータＹ１は，不図示の
駆動部を制御して，上記板状物体１５を図中矢印Ｐで示
す方向，或いは該Ｐ及び紙面に垂直な方向に対して任意
に移動させることによって，該板状物体１５の全面に渡
り厚み分布を測定することができる。このように，本実
施例は，上記光源装置１から照射される照明光が，それ
ぞれ直交する２偏波面を有するパルスレーザ光であるこ
と，及び上記参照板１３の代わりに上記１／８波長板２
７を用いていることが上記実施形態と特に異なる。ここ
で，上記１／８波長板２７とは，複屈折性を有する光学
波長板であり，入射される光の偏波方向に応じて光の伝
播速度が異なるものである。そのため，当該１／８波長
板２７に対して，それぞれ直交する２偏波面を有する光
が入射された場合には，当該１／８波長板２７の結晶軸
方向（いわゆる速軸）の偏波と，該結晶軸方向と直交す
る方向（いわゆる遅軸）の偏波との間に所定の位相差を
生じさせることができる。本実施例は，上述した１／８
波長板２７の光学特性を利用したものであり，上記光源
１から照射されたそれぞれ直交する２つの偏波面を有す
る照明光により，上記板状物体１５の表面から反射され
る反射光及び上記１／８波長板２７の基準平面から反射
される参照光は，その偏波間で所定の位相差（１／８波
長板の場合には９０°）が生じることになる。その結
果，上記偏光ビームスプリッタ２８によって偏波毎に分
離され，上記カメラ２９，３０で取得される偏波毎の干
渉画像は９０°の位相差を有する干渉画像（図５参照）
となる。従って，本実施例では，上記実施形態の如く上
記１／８波長板（参照板）を微小距離だけ移動させるこ
となく，所定の位相差を有する干渉画像を同時に所得す
ることが可能となる。それにより，それらの所定の位相
差を有する干渉画像を用いて干渉光強度が増減する方向
を判定し，上記位相差φ１およびφ２の角度象限を確定
することが可能となり，厚み分布測定における測定作業
の手間を省略することができ，装置としての使用性が向
上する。また，本実施例では，１／８波長板を用いた
が，その他の位相差を生じさせる光学波長板を用いるこ
とも可能である。更には，上述した実施形態同様，上記
１／８波長板２７を規定量づつ，段階的に移動させなが
ら，取得された複数の干渉画像に基づいて上記板状物体
１５の厚み分布を測定する，いわゆる位相シフト法を適
用することも可能である。尚，取得された干渉画像に基
づいて上記板状物体１５の厚み分布を算出する手法につ
いては，上記実施形態と同様であるためここでは省略す
る。
【００１７】（実施例３）また，上述した実施形態及び
実施例では，上記干渉計Ｘ内の空気の揺らぎ等による外
乱ノイズの抑制を図るために該干渉計Ｘとして，フィー
ゾー干渉計を用いたが，上記ノイズが無視できる場合に
はマイケルソン干渉計を用いた形態も考えうる。例え
ば，上記実施例２の厚み分布測定装置Ｂの場合には図６
に示すような厚み分布測定装置Ｃとなる。同図に示す如
く，マイケルソン干渉計では，厚み分布測定の基準とな
る基準面を有する参照版が，測定対象である板状物体１
５と同一光路内に設けられるフィーゾー干渉計と異な
り，ミラー３４を介して別光路に設けられるミラー３３
となるため，１／８波長板２７はその光路上に設ける必
要がある。
実施例では，上記干渉計Ｘ内の空気の揺らぎ等による外
乱ノイズの抑制を図るために該干渉計Ｘとして，フィー
ゾー干渉計を用いたが，上記ノイズが無視できる場合に
はマイケルソン干渉計を用いた形態も考えうる。例え
ば，上記実施例２の厚み分布測定装置Ｂの場合には図６
に示すような厚み分布測定装置Ｃとなる。同図に示す如
く，マイケルソン干渉計では，厚み分布測定の基準とな
る基準面を有する参照版が，測定対象である板状物体１
５と同一光路内に設けられるフィーゾー干渉計と異な
り，ミラー３４を介して別光路に設けられるミラー３３
となるため，１／８波長板２７はその光路上に設ける必
要がある。
【００１８】（実施例４）また，上述した実施形態及び
実施例では，光源手段として，パルスレーザ光を発生す
る上記光源装置１を用いたが，図３に示すように連続波
レーザ２１を適用し，該連続波レーザ２１からのレーザ
光の一部を反射し，残りの一部を透過するビームスプリ
ッタ２２と，そのレーザ光を音響光学変調器２３及び２
４による光スイッチングによりパルス化する形態であっ
ても，上述した実施の形態と同様の効果を奏する。ここ
で，上記２台の音響光学変調器２３，２４から出射され
るパルスレーザ光は，上記コンピュータＹによって不図
示のカメラ１８及び２０（上記実施例２の場合にはカメ
ラ２９〜３２）と同期制御されたものである。
実施例では，光源手段として，パルスレーザ光を発生す
る上記光源装置１を用いたが，図３に示すように連続波
レーザ２１を適用し，該連続波レーザ２１からのレーザ
光の一部を反射し，残りの一部を透過するビームスプリ
ッタ２２と，そのレーザ光を音響光学変調器２３及び２
４による光スイッチングによりパルス化する形態であっ
ても，上述した実施の形態と同様の効果を奏する。ここ
で，上記２台の音響光学変調器２３，２４から出射され
るパルスレーザ光は，上記コンピュータＹによって不図
示のカメラ１８及び２０（上記実施例２の場合にはカメ
ラ２９〜３２）と同期制御されたものである。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように，本発明は，板状物
体の表面及び裏面と，基準平面を有してなる参照板とに
照明光を照射する照明手段と，上記参照板を規定量移動
させることにより，上記板状物体のそれぞれの面から反
射される反射光と上記基準平面から反射される参照光と
の位相差を変化させる位相差調節手段と，上記反射光
と，上記参照光とを合成することによって形成される干
渉画像を撮像する撮像手段と，撮像された上記干渉画像
と，上記位相差に基づいて上記板状物体の厚み分布を算
出する厚み算出手段とを具備してなる厚み分布測定装置
において，上記板状物体のそれぞれの面に対する瞬時の
干渉画像を，同時に取得する瞬時画像取得手段を有して
なることを特徴とする厚み分布測定装置として構成され
ている。このように構成することによって，測定対象で
ある板状物体が外乱振動等によって振動している場合に
も，ブレのないコントラストの高い干渉画像を取得する
ことが可能となり，取得された干渉画像に基づいて算出
される上記測定対象である板状物体の厚み分布を高精度
なものとすることができる。例えば，上記瞬時画像取得
手段としては，単一のパルスレーザ光を発生する照明手
段が考えられる。ここで，通常測定状況における上記外
乱振動は数〜数十Ｈｚと想定することができるので，上
記パルスレーザ光としては，パルス幅が数ミリ秒以下で
あるパルスレーザ光を照明光として用いることによっ
て，板状物体が上記外乱振動によって振動した場合に
も，ブレのないコントラストの高い干渉画像を取得する
ことができる。また，上記瞬時画像取得手段としては，
高速シャッタ機構を備えた撮像手段であっても良い。こ
こで，上記外乱振動を上述同様と想定すると，上記高速
シャッタ機構を備えた撮像手段の露光時間は１／１００
０秒以下であれば，板状物体が上記外乱振動によって振
動した場合にも，ブレのないコントラストの高い干渉画
像を取得することができる。
体の表面及び裏面と，基準平面を有してなる参照板とに
照明光を照射する照明手段と，上記参照板を規定量移動
させることにより，上記板状物体のそれぞれの面から反
射される反射光と上記基準平面から反射される参照光と
の位相差を変化させる位相差調節手段と，上記反射光
と，上記参照光とを合成することによって形成される干
渉画像を撮像する撮像手段と，撮像された上記干渉画像
と，上記位相差に基づいて上記板状物体の厚み分布を算
出する厚み算出手段とを具備してなる厚み分布測定装置
において，上記板状物体のそれぞれの面に対する瞬時の
干渉画像を，同時に取得する瞬時画像取得手段を有して
なることを特徴とする厚み分布測定装置として構成され
ている。このように構成することによって，測定対象で
ある板状物体が外乱振動等によって振動している場合に
も，ブレのないコントラストの高い干渉画像を取得する
ことが可能となり，取得された干渉画像に基づいて算出
される上記測定対象である板状物体の厚み分布を高精度
なものとすることができる。例えば，上記瞬時画像取得
手段としては，単一のパルスレーザ光を発生する照明手
段が考えられる。ここで，通常測定状況における上記外
乱振動は数〜数十Ｈｚと想定することができるので，上
記パルスレーザ光としては，パルス幅が数ミリ秒以下で
あるパルスレーザ光を照明光として用いることによっ
て，板状物体が上記外乱振動によって振動した場合に
も，ブレのないコントラストの高い干渉画像を取得する
ことができる。また，上記瞬時画像取得手段としては，
高速シャッタ機構を備えた撮像手段であっても良い。こ
こで，上記外乱振動を上述同様と想定すると，上記高速
シャッタ機構を備えた撮像手段の露光時間は１／１００
０秒以下であれば，板状物体が上記外乱振動によって振
動した場合にも，ブレのないコントラストの高い干渉画
像を取得することができる。
【００２０】また，上記厚み算出手段は，撮像された任
意の上記干渉画像における干渉光強度の最大及び最小を
示すデータに基づいて上記板状物体の厚み分布を算出す
ることが望ましい。上述説明したように，上記最大及び
最小を示すデータに基づいて算出される干渉画像におけ
る干渉光強度に関する定数を，上記板状物体の厚み分布
を算出するための収束計算の初期値として用いることに
よって，該収束計算を速やかに収束させることが可能と
なり，上記板状物体の厚み分布を効率良く計算すること
ができる。
意の上記干渉画像における干渉光強度の最大及び最小を
示すデータに基づいて上記板状物体の厚み分布を算出す
ることが望ましい。上述説明したように，上記最大及び
最小を示すデータに基づいて算出される干渉画像におけ
る干渉光強度に関する定数を，上記板状物体の厚み分布
を算出するための収束計算の初期値として用いることに
よって，該収束計算を速やかに収束させることが可能と
なり，上記板状物体の厚み分布を効率良く計算すること
ができる。
【００２１】ここで，上記請求項１〜４に記載の測定装
置に適用した測定方法として捉えることによって，本発
明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有してな
る参照板とに照明光を照射し，上記板状物体のそれぞれ
の面から反射される反射光と上記参照面から反射される
参照光とを合成することによって形成される干渉画像
を，上記参照板を規定量移動させることにより，上記反
射光と上記参照光との位相差を変化させながら撮像し，
撮像された上記干渉画像と，上記位相差に基づいて上記
板状物体の厚み分布を算出する厚み分布測定方法におい
て，瞬時の干渉画像を取得する瞬時画像取得方法を有し
てなることを特徴とする厚み分布測定方法と考えること
ができる。
置に適用した測定方法として捉えることによって，本発
明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有してな
る参照板とに照明光を照射し，上記板状物体のそれぞれ
の面から反射される反射光と上記参照面から反射される
参照光とを合成することによって形成される干渉画像
を，上記参照板を規定量移動させることにより，上記反
射光と上記参照光との位相差を変化させながら撮像し，
撮像された上記干渉画像と，上記位相差に基づいて上記
板状物体の厚み分布を算出する厚み分布測定方法におい
て，瞬時の干渉画像を取得する瞬時画像取得方法を有し
てなることを特徴とする厚み分布測定方法と考えること
ができる。
【００２２】更に本発明は，板状物体の表面及び裏面
と，基準平面を有してなる参照板とにそれぞれ直交する
２つの偏波面を有する照明光を照射する照明手段と，上
記板状物体のそれぞれの面から反射される反射光及び上
記基準平面から反射される参照光に，上記偏波間で所定
の位相差をもたせる位相差発生手段と，上記反射光と上
記参照光とを上記各偏波同土で合成することによって形
成される干渉画像を，上記偏波毎に取得する画像取得手
段と，取得された上記偏波毎の上記干渉画像に基づいて
上記板状物体の厚み分布を算出する厚み算出手段とを具
備してなることを特徴とする厚み分布測定装置と構成す
ることも可能である。ここで，上記位相差発生手段とし
ては，複屈折性を有する光学波長板で構成したものが考
えられ，更には，当該光学波長板で構成されてなる上記
位相差発生手段が，上記参照板を兼ねることが考えられ
る。このような構成により，上記画像取得手段におい
て，上記偏波間で所定の位相差を有する上記偏偏波毎の
干渉画像を取得することができる。従って，上記板状物
体の厚み分布の演算において，上記参照板を移動させる
ことなく，所定の位相差を有する干渉画像を同時に所得
することが可能となり，厚み分布の測定における手間を
省略可能となり，装置としての使用性が向上する。ま
た，上記照明手段から照射される照明光としては，単一
のパルスレーザ光であることが望ましい。これにより，
測定対象である板状物体が外乱振動等によって振動して
いる場合にも，ブレのないコントラストの高い干渉画像
を取得することが可能となり，取得された干渉画像に基
づいて算出される上記板状物体の厚み分布を高精度なも
のとすることができる。
と，基準平面を有してなる参照板とにそれぞれ直交する
２つの偏波面を有する照明光を照射する照明手段と，上
記板状物体のそれぞれの面から反射される反射光及び上
記基準平面から反射される参照光に，上記偏波間で所定
の位相差をもたせる位相差発生手段と，上記反射光と上
記参照光とを上記各偏波同土で合成することによって形
成される干渉画像を，上記偏波毎に取得する画像取得手
段と，取得された上記偏波毎の上記干渉画像に基づいて
上記板状物体の厚み分布を算出する厚み算出手段とを具
備してなることを特徴とする厚み分布測定装置と構成す
ることも可能である。ここで，上記位相差発生手段とし
ては，複屈折性を有する光学波長板で構成したものが考
えられ，更には，当該光学波長板で構成されてなる上記
位相差発生手段が，上記参照板を兼ねることが考えられ
る。このような構成により，上記画像取得手段におい
て，上記偏波間で所定の位相差を有する上記偏偏波毎の
干渉画像を取得することができる。従って，上記板状物
体の厚み分布の演算において，上記参照板を移動させる
ことなく，所定の位相差を有する干渉画像を同時に所得
することが可能となり，厚み分布の測定における手間を
省略可能となり，装置としての使用性が向上する。ま
た，上記照明手段から照射される照明光としては，単一
のパルスレーザ光であることが望ましい。これにより，
測定対象である板状物体が外乱振動等によって振動して
いる場合にも，ブレのないコントラストの高い干渉画像
を取得することが可能となり，取得された干渉画像に基
づいて算出される上記板状物体の厚み分布を高精度なも
のとすることができる。
【００２３】更には，上記参照板を規定量移動させるこ
とにより，上記板状物体のそれぞれの面から反射される
反射光と上記基準平面から反射される参照光との位相差
を変化させる位相差調節手段を更に具備しても良い。こ
の場合には，単一の干渉画像に基づいて上記板状物体の
厚みを測定する場合に較べて，更に高精度に上記板状物
体の厚み分布を測定することができる。
とにより，上記板状物体のそれぞれの面から反射される
反射光と上記基準平面から反射される参照光との位相差
を変化させる位相差調節手段を更に具備しても良い。こ
の場合には，単一の干渉画像に基づいて上記板状物体の
厚みを測定する場合に較べて，更に高精度に上記板状物
体の厚み分布を測定することができる。
【００２４】ここで，上記請求項６〜１０に記載の測定
装置に適用した測定方法として捉えることによって，本
発明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有して
なる参照板とにそれぞれ直交する２つの偏波面を有する
照明光を照射し，上記板状物体のそれぞれの面から反射
される反射光及び上記基準平面から反射される参照光
を，上記偏波間で所定の位相差をもたせた後に上記各偏
波同土で合成することによって形成される干渉画像を上
記偏波毎に取得し，取得された上記偏波毎の上記干渉画
像に基づいて上記板状物体の厚み分布を算出してなるこ
とを特徴とする厚み分布測定方法と考えることができ
る。
装置に適用した測定方法として捉えることによって，本
発明は，板状物体の表面及び裏面と，基準平面を有して
なる参照板とにそれぞれ直交する２つの偏波面を有する
照明光を照射し，上記板状物体のそれぞれの面から反射
される反射光及び上記基準平面から反射される参照光
を，上記偏波間で所定の位相差をもたせた後に上記各偏
波同土で合成することによって形成される干渉画像を上
記偏波毎に取得し，取得された上記偏波毎の上記干渉画
像に基づいて上記板状物体の厚み分布を算出してなるこ
とを特徴とする厚み分布測定方法と考えることができ
る。
【図１】本発明の実施の形態に係る厚み分布測定装置の
概略構成図。
概略構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係る厚み分布測定装置に
より得た干渉画像を表す図。
より得た干渉画像を表す図。
【図３】本発明の実施の形態に係る実施例を示す図。
【図４】本発明の実施の形態に係る第２の実施例を示す
図。
図。
【図５】図４に示す実施例に係る厚み分布測定装置によ
り得た干渉画像を表す図。
り得た干渉画像を表す図。
【図６】本発明の実施の形態に係る第３の実施例を示す
図。
図。
Ａ …厚み分布測定装置
Ｂ …厚み分布測定装置
Ｃ …厚み分布測定装置
Ｘ …干渉計
Ｙ …コンピュータ
Ｚ …モニタ
１ …光源装置
２ …ビームスプリッタ
３，４ …レンズ
５，６ …光ファイバー
７，８ …レンズ
９，１０ …エキスパンダレンズ
１１，１２ …コリメータレンズ
１３，１４ …参照板
１５ …板状物体
１５Ｆ …板状物体の表面
１５Ｂ …板状物体の裏面
１６ …保持機構
１７，１９…ビームスプリッタ
１８，２０ …カメラ
２１ …連続波レーザ
２２ …ビームスプリッタ
２３ …音響光学変調器
２４ …音響光学変調器
２５ …光分配器
２６ …半波長板
２７ …１／８波長板
２８ …偏光ビームスプリッタ
２９，３０，３１，３２ …カメラ
３３ …ミラー
３４ …ミラー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 米田 康司
兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号
株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内
Ｆターム(参考） 2F065 AA30 BB02 CC19 DD14 FF04
FF51 GG04 HH09 JJ03 JJ26
LL02 LL09 LL31 LL57
Claims (11)
- 【請求項１】 板状物体の表面及び裏面と，基準平面を
有してなる参照板とに照明光を照射する照明手段と，上
記参照板を規定量移動させることにより，上記板状物体
のそれぞれの面から反射される反射光と上記基準平面か
ら反射される参照光との位相差を変化させる位相差調節
手段と，上記反射光と，上記参照光とを合成することに
よって形成される干渉画像を撮像する撮像手段と，撮像
された上記干渉画像と，上記位相差に基づいて上記板状
物体の厚み分布を算出する厚み算出手段とを具備してな
る厚み分布測定装置において，上記板状物体のそれぞれ
の面に対する瞬時の干渉画像を，同時に取得する瞬時画
像取得手段を有してなることを特徴とする厚み分布測定
装置。 - 【請求項２】 上記瞬時画像取得手段が，単一のパルス
レーザ光を発生する照明手段である請求項１に記載の厚
み分布測定装置。 - 【請求項３】 上記瞬時画像取得手段が，高速シャッタ
機構を備えた撮像手段である請求項１に記載の厚み分布
測定装置。 - 【請求項４】 上記厚み算出手段が，撮像された任意の
上記干渉画像における干渉光強度の最大及び最小を示す
データに基づいて上記板状物体の厚み分布を算出する請
求項１〜３のいずれかに記載の厚み分布測定装置。 - 【請求項５】 板状物体の表面及び裏面と，基準平面を
有してなる参照板とに照明光を照射し，上記板状物体の
それぞれの面から反射される反射光と上記参照面から反
射される参照光とを合成することによって形成される干
渉画像を，上記参照板を規定量移動させることにより，
上記反射光と上記参照光との位相差を変化させながら撮
像し，撮像された上記干渉画像と，上記位相差に基づい
て上記板状物体の厚み分布を算出する厚み分布測定方法
において，瞬時の干渉画像を取得する瞬時画像取得方法
を有してなることを特徴とする厚み分布測定方法。 - 【請求項６】 板状物体の表面及び裏面と，基準平面を
有してなる参照板とにそれぞれ直交する２つの偏波面を
有する照明光を照射する照明手段と，上記板状物体のそ
れぞれの面から反射される反射光及び上記基準平面から
反射される参照光に，上記偏波間で所定の位相差をもた
せる位相差発生手段と，上記反射光と上記参照光とを上
記各偏波同土で合成することによって形成される干渉画
像を，上記偏波毎に取得する画像取得手段と，取得され
た上記偏波毎の上記干渉画像に基づいて上記板状物体の
厚み分布を算出する厚み算出手段と，を具備してなるこ
とを特徴とする厚み分布測定装置。 - 【請求項７】 上記位相差発生手段が，複屈折性を有す
る光学波長板で構成されてなる請求項６に記載の厚み分
布測定装置。 - 【請求項８】 上記光学波長板で構成されてなる上記位
相差発生手段が，上記参照板を兼ねる請求項７に記載の
厚み分布測定装置。 - 【請求項９】 上記照明手段から照射される照明光が，
単一のパルスレーザ光である請求項６〜８のいずれかに
記載の厚み分布測定装置。 - 【請求項１０】 上記参照板を規定量移動させることに
より，上記板状物体のそれぞれの面から反射される反射
光と上記基準平面から反射される参照光との位相差を変
化させる位相差調節手段を更に具備してなる請求項６〜
９のいずれかに記載の厚み分布測定装置。 - 【請求項１１】 板状物体の表面及び裏面と，基準平面
を有してなる参照板とにそれぞれ直交する２つの偏波面
を有する照明光を照射し，上記板状物体のそれぞれの面
から反射される反射光及び上記基準平面から反射される
参照光を，上記偏波間で所定の位相差をもたせた後に上
記各偏波同土で合成することによって形成される干渉画
像を上記偏波毎に取得し，取得された上記偏波毎の上記
干渉画像に基づいて上記板状物体の厚み分布を算出して
なることを特徴とする厚み分布測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127873A JP2003232617A (ja) | 2001-12-07 | 2002-04-30 | 厚み分布測定装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001374946 | 2001-12-07 | ||
| JP2001-374946 | 2001-12-07 | ||
| JP2002127873A JP2003232617A (ja) | 2001-12-07 | 2002-04-30 | 厚み分布測定装置およびその方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-04-30 JP JP2002127873A patent/JP2003232617A/ja active Pending
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009079933A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Fujinon Corp | 大型サンプル測定用干渉計装置 |
| WO2020010031A1 (en) * | 2018-07-03 | 2020-01-09 | Kla-Tencor Corporation | Dual-interferometry sample thickness gauge |
| US10782120B2 (en) | 2018-07-03 | 2020-09-22 | Kla Corporation | Dual-interferometry wafer thickness gauge |
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