JP2006023183A - Device and method for measuring level difference, computer program for controlling the device and computer readable recording medium recorded with the same - Google Patents

Device and method for measuring level difference, computer program for controlling the device and computer readable recording medium recorded with the same Download PDF

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JP2006023183A JP2004201402A JP2004201402A JP2006023183A JP 2006023183 A JP2006023183 A JP 2006023183A JP 2004201402 A JP2004201402 A JP 2004201402A JP 2004201402 A JP2004201402 A JP 2004201402A JP 2006023183 A JP2006023183 A JP 2006023183A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the measurement of the level difference of the surfaces as well as the measurement of the surface difference even a light transparent film is formed on the measurement object. <P>SOLUTION: The level difference measurement device 30 comprises: the light source10 for measuring the level difference of the surface 3a of the object 3 the surface of which is provided with a light transparent film 1 to make the light beam 25 enter the surface 3a of the object 3 through the light transparent film 1; the photodetector 20a for detecting the reflection light 25 reflected by the light transparent film 1 and the object 3; and the level difference derivation part for deriving the level difference of the surface 3a of the object on the basis of the position of the light 25 detected by the photodetector 20a. The light source 10 is characteristically provided with at least either of the incident angle changing means 10a for changing the incident angle θ of the light 11 to the light transparent film 1, or a wavelength changing means for changing the wavelength of the light 11 made to enter the light transparent film 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、段差測定装置、段差測定方法、段差測定装置を制御するコンピュータプログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。特に、表面に光透過膜などの薄膜が形成されている対象物に対してその対象物の表面の段差を測定する装置、その段差を測定する方法、その装置を制御するコンピュータプログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。   The present invention relates to a step measuring device, a step measuring method, a computer program for controlling the step measuring device, and a computer-readable recording medium on which the computer program is recorded. In particular, a device for measuring a step on the surface of an object having a thin film such as a light transmission film formed on the surface, a method for measuring the step, a computer program for controlling the device, and recording the same The present invention relates to a computer-readable recording medium.

基板などの表面を加工するときや基板などの表面に別の部材を設けるときなどに、その表面の段差測定をする場合がある。その段差測定をする測定装置として、例えば、特許文献１には、光源である発光素子と対象物の表面で反射した反射光を検出する受光素子とを備えてなる距離測定装置が開示されている。この受光素子は表面が複数の領域に分かれてなる。そして、その各領域に入射した反射光の光量を測定することにより、対象物までの距離または対象物までの距離の変化量をそれぞれ検出することができる、と記載されている。   When processing the surface of a substrate or the like, or when providing another member on the surface of the substrate or the like, the surface level difference may be measured. As a measuring device for measuring the level difference, for example, Patent Document 1 discloses a distance measuring device including a light emitting element that is a light source and a light receiving element that detects reflected light reflected from the surface of an object. . The light receiving element has a surface divided into a plurality of regions. And it is described that the distance to the object or the amount of change in the distance to the object can be detected by measuring the amount of reflected light incident on each region.

また、特許文献２には、光源と対象物の表面で反射した反射光を検出する測定光学系とを備えてなる位置検出装置が開示されている。この検出装置では、光源が出射する光（入射光）はある入射角度をもって対象物の表面に設けられているアライメントマークへ入射され、その対象物の表面で反射される。そして、その反射光はアライメントマークへ垂直に再入射され、その後光検出器で検出される。これにより、レジスト表面における屈折効果を除去することができる、と記載されている。   Patent Document 2 discloses a position detection device that includes a light source and a measurement optical system that detects reflected light reflected by the surface of an object. In this detection apparatus, light (incident light) emitted from the light source is incident on an alignment mark provided on the surface of the object with a certain incident angle, and is reflected on the surface of the object. Then, the reflected light re-enters the alignment mark perpendicularly and is then detected by a photodetector. Thereby, it is described that the refraction effect on the resist surface can be removed.

そして、特許文献１及び２の発明のように、光源と光検出器とを備えた段差測定装置を用いて基板などの対象物の表面の段差測定をする場合には、その対象物の表面に感光剤などからなる薄膜（光透過膜）が形成されていることが多い。そのため、図５に示すように、光源６０が出射した入射光６１の一部は光透過膜の表面５１ａで反射され、残りの入射光は光透過膜５１を透過して測定点５５へ照射されて対象物の表面５３ａで反射される。そして、光透過膜の表面５１ａで反射された光７１と対象物の表面５３ａで反射された反射光７３とを検出することにより、その対象物の表面５３ａの段差測定をすることができる。
特開平６−２８１４５２号公報 特開平１１−２６５８４７号公報 And like the invention of patent documents 1 and 2, when measuring the level difference of the surface of an object, such as a substrate, using the level difference measuring device provided with the light source and the photodetector, the surface of the object is detected. In many cases, a thin film (light transmission film) made of a photosensitive agent or the like is formed. Therefore, as shown in FIG. 5, a part of the incident light 61 emitted from the light source 60 is reflected by the surface 51a of the light transmission film, and the remaining incident light is transmitted through the light transmission film 51 and irradiated to the measurement point 55. And reflected by the surface 53a of the object. And the level | step difference measurement of the surface 53a of the target object can be performed by detecting the light 71 reflected on the surface 51a of the light transmission film and the reflected light 73 reflected on the surface 53a of the target object.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-281442 JP-A-11-265847

しかしながら、光透過膜の表面５１ａで反射された反射光７１と対象物の表面５３ａで反射された反射光７３とは互いに干渉し合う。また、これら２つの反射光７１，７３の光学距離は互いに異なり、その光学距離差（光路差）が入射光６１の波長の半整数倍であれば、これら２つの反射光７１，７３は互いに弱め合ってしまう。その結果、図５に示すように、光透過膜の表面５１ａで反射された反射光７１と対象物の表面５３ａで反射された反射光７３とが足し合わされた反射光７５の強度は、非常に小さくなってしまう。そのため、この光路差が入射光６１の波長の半整数倍であれば、対象物の表面５３ａの段差測定ができない虞がある。   However, the reflected light 71 reflected by the surface 51a of the light transmission film and the reflected light 73 reflected by the surface 53a of the object interfere with each other. If the optical distances of the two reflected lights 71 and 73 are different from each other and the optical distance difference (optical path difference) is a half integer multiple of the wavelength of the incident light 61, the two reflected lights 71 and 73 are weaker. It will fit. As a result, as shown in FIG. 5, the intensity of the reflected light 75 obtained by adding the reflected light 71 reflected by the surface 51a of the light transmission film and the reflected light 73 reflected by the surface 53a of the object is very high. It gets smaller. Therefore, if this optical path difference is a half-integer multiple of the wavelength of the incident light 61, there is a possibility that the step difference of the surface 53a of the object cannot be measured.

また、特許文献２の位置検出装置では、対象物の表面での反射光をアライメントマークへ垂直に再入射するための測定光学系が必要である。さらに、光源からの光をアライメントマークに照射させるために測定光学系をアライメントしなければならず、この位置検出装置を動作させることは容易ではない。   Further, the position detection device of Patent Document 2 requires a measurement optical system for allowing incident light reflected on the surface of the object to re-enter the alignment mark perpendicularly. Furthermore, in order to irradiate the alignment mark with light from the light source, the measurement optical system must be aligned, and it is not easy to operate this position detection device.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、対象物の表面に光透過膜が形成されていてもその対象物の表面段差を測定するとともに、その表面の段差測定を簡便にすることにある。   The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to measure the surface step of the object even if a light transmission film is formed on the surface of the object, and to measure the surface of the object. This is to simplify the step measurement.

請求項１の発明は、光透過膜が表面に設けられている対象物に対し、該対象物の表面の段差を測定する段差測定装置であって、上記光透過膜を介して上記対象物の表面に光を入射させる光源と、上記光透過膜及び上記対象物で反射した反射光を検出する光検出器と、上記光検出器により検出された光の位置に基づいて、上記対象物の表面の段差を導出する段差導出部とを備え、上記光源は、上記光透過膜への光の入射角を変更する入射角変更手段と、上記光透過膜に入射させる光の波長を変更する波長変更手段との少なくとも一方を備えていることを特徴とする。   The invention of claim 1 is a level difference measuring apparatus for measuring a level difference on the surface of an object having a light transmissive film provided on the surface, wherein the level of the object is measured via the light transmissive film. A light source that makes light incident on the surface; a light detector that detects reflected light reflected by the light transmission film and the object; and a surface of the object based on the position of the light detected by the light detector. A step derivation unit for deriving a level difference between the light source and the light source, an incident angle changing unit for changing an incident angle of light to the light transmission film, and a wavelength change for changing a wavelength of light incident on the light transmission film And at least one of the means.

上記の構成は、入射角変更手段及び波長変更手段のどちらか一方を備えている。そのため、光透過膜で反射した反射光と対象物で反射した反射光とが互いに強め合うように、入射光の波長及び入射角の少なくとも一方を変更できる。その結果、対象物の表面に光透過膜が形成されているにもかかわらず、反射光の強度を増大させることができるため、対象物の表面の段差を正確に測定できる。また、上記の構成はミラーやレンズなどからなる測定光学系を備えていないため、対象物の表面の段差測定を簡便にできる。   The above configuration includes either one of the incident angle changing unit and the wavelength changing unit. For this reason, at least one of the wavelength and the incident angle of the incident light can be changed so that the reflected light reflected by the light transmission film and the reflected light reflected by the object are intensified with each other. As a result, it is possible to increase the intensity of the reflected light even though the light transmission film is formed on the surface of the object, so that the step on the surface of the object can be accurately measured. In addition, since the above configuration does not include a measurement optical system including a mirror, a lens, and the like, it is possible to easily measure the level difference on the surface of the object.

ここで、段差導出部で段差を導出するためには、例えば、光検出器において段差測定の光検出基準位置を設定し、上記の反射光が検出された位置とその光検出基準位置との距離を求めればよい。また、段差測定を行う前に光検出位置と段差との関係を調べておいてもよい。   Here, in order to derive the step by the step derivation unit, for example, a light detection reference position for step measurement is set in the photodetector, and the distance between the position where the reflected light is detected and the light detection reference position is set. You can ask for. Further, the relationship between the light detection position and the step may be examined before the step measurement.

また、入射角変更手段では、入射角は大きくなるように変更してもよく、小さくなるように変更してもよい。波長変更手段では、入射光の波長は長くなるように変更してもよく、短くなるように変更してもよい。   In the incident angle changing means, the incident angle may be changed so as to increase or may be changed so as to decrease. In the wavelength changing means, the wavelength of the incident light may be changed to be longer or may be changed to be shorter.

請求項２の発明は、請求項１に記載された段差測定装置において、上記光検出器は、上記入射角変更手段による上記光源の光の入射角の変化に応じて移動することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the step difference measuring apparatus according to the first aspect, the light detector moves in accordance with a change in an incident angle of light of the light source by the incident angle changing means. .

上記の構成により、入射角変更手段により入射光の光路が変更したために光透過膜及び対象物で反射した反射光の光路が変わっても、光検出器はこの反射光を確実に検出できる。   With the above configuration, even if the optical path of the reflected light reflected by the light transmission film and the object changes because the optical path of the incident light is changed by the incident angle changing means, the photodetector can reliably detect this reflected light.

請求項３の発明は、光透過膜が表面に設けられている対象物に対し、該対象物の表面の段差を測定する段差測定方法であって、光を上記光透過膜を介して上記対象物の表面に入射させる工程と、上記光透過膜及び上記対象物で反射した反射光を検出する工程と、上記反射光の強度が一定強度以上となるように上記入射光を調整する工程と、上記反射光が検出された位置に基づいて、上記対象物の表面の段差を導出する工程とを含み、上記入射光を調整する工程は、上記光透過膜への光の入射角を変更する工程及び上記光の波長を変更する工程の少なくとも一方を含むことを特徴とする。   The invention of claim 3 is a step measurement method for measuring a step on the surface of an object having a light transmissive film provided on the surface, wherein light is transmitted through the light transmissive film to the object. A step of entering the surface of an object, a step of detecting reflected light reflected by the light transmission film and the object, a step of adjusting the incident light so that the intensity of the reflected light is equal to or higher than a certain intensity, A step of deriving a step on the surface of the object based on a position where the reflected light is detected, and the step of adjusting the incident light includes a step of changing an incident angle of the light to the light transmission film And at least one of the steps of changing the wavelength of the light.

上記の測定方法によると、入射光の波長及び入射角の少なくとも一方を変更して、上記の反射光の強度を一定強度以上にできる。また、上記の測定方法では、ミラーやレンズなどからなる測定光学系を用いることはない。そのため、対象物の表面に光透過膜が形成されていても対象物の表面の段差を測定できるとともに、その段差測定を簡便にできる。   According to the measurement method, at least one of the wavelength and incident angle of incident light can be changed to make the intensity of the reflected light equal to or higher than a certain intensity. In the above measurement method, a measurement optical system including a mirror and a lens is not used. Therefore, even if a light transmission film is formed on the surface of the object, the step on the surface of the object can be measured, and the step measurement can be simplified.

ここで、反射光の強度が一定強度以上であるとは、反射光が検出された位置に基づいて対象物の表面の段差を導出できる程度に反射光の強度が大きいことを意味する。反射光の強度は、入射光の強度と同一であることが好ましいが、伝搬中に低下する虞があるため入射光の強度よりも小さくなる場合もある。   Here, the intensity of the reflected light being equal to or greater than a certain intensity means that the intensity of the reflected light is high enough to derive a step on the surface of the object based on the position where the reflected light is detected. The intensity of the reflected light is preferably the same as the intensity of the incident light, but may be lower than the intensity of the incident light because it may decrease during propagation.

請求項４の発明は、請求項３に記載された段差測定方法において、上記光を調整する工程による上記光源の光の入射角の変化に応じて、上記光検出器を移動させる工程を含むことを特徴とする。   The invention according to claim 4 includes the step of moving the photodetector in accordance with a change in the incident angle of the light of the light source by the step of adjusting the light in the step measurement method according to claim 3. It is characterized by.

上記の段差測定方法により、入射角を変更したために光透過膜及び対象物で反射した反射光の光路が変わっても、光検出器はそれらの反射光を確実に検出できる。   Even if the optical path of the reflected light reflected by the light transmission film and the object is changed by changing the incident angle by the above-described step measurement method, the photodetector can reliably detect the reflected light.

請求項５の発明は、光源と光検出器とを備えてなり、光透過膜が表面に設けられている対象物に対して該対象物の表面の段差を測定する段差測定装置をコンピュータで制御するためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、上記光源により、上記段差測定装置の周囲に配置されている上記対象物の上記光透過膜を介して該対象物の表面に光を入射させる手順と、上記光検出器により、上記光透過膜及び上記対象物で反射した反射光を検出させる手順と、上記反射光の強度が一定強度より小さい場合に、該反射光の強度が一定強度以上となるように上記光透過膜への光の入射角を変更させる手順と該反射光の強度が一定強度以上となるように上記光の波長を変更させる手順との少なくとも一方と、上記反射光の強度が一定強度以上である場合に、上記光検出器により該反射光が検出された位置に基づいて上記対象物の段差を導出させる手順と、を実行させることを特徴とする。   The invention of claim 5 includes a light source and a photodetector, and controls a step measuring device for measuring a step on the surface of the object with a light transmission film provided on the surface by a computer. A computer program for performing light incident on the surface of the object through the light transmission film of the object disposed around the step measuring device by the light source; When the reflected light reflected by the light transmission film and the object is detected by the light detector and the intensity of the reflected light is smaller than a certain intensity, the intensity of the reflected light becomes a certain intensity or more. As described above, at least one of the procedure of changing the incident angle of light to the light transmission film and the procedure of changing the wavelength of the light so that the intensity of the reflected light is equal to or higher than a certain intensity, and the intensity of the reflected light is More than a certain strength In some cases, characterized in that to execute a procedure for deriving step of the object based on the position where the reflected light is detected by the photodetector.

上記のコンピュタープログラムによると、入射光の波長及び入射角の少なくとも一方を変更することにより、上記の反射光の強度を一定強度以上にできる。また、上記のコンピュタープログラムによると、ミラーやレンズなどを用いて入射光を調整することはない。そのため、このコンピュタープログラムにより制御された段差測定装置を用いれば、対象物の表面に光透過膜が形成されていても対象物の表面の段差を測定できるとともに、その段差測定を簡便にできる。   According to said computer program, the intensity | strength of said reflected light can be made more than fixed intensity | strength by changing at least one of the wavelength and incident angle of incident light. Further, according to the above computer program, the incident light is not adjusted by using a mirror or a lens. Therefore, if the step measuring device controlled by this computer program is used, the step on the surface of the object can be measured and the step measurement can be simplified even if a light transmission film is formed on the surface of the object.

ここで、対象物が段差測定装置の周囲に配置されているとは、段差測定装置の光源から出射される入射光がその強度をそれほど減少させることなく対象物の光透過膜の表面に入射できる程度であって上記の反射光がその強度をそれほど減少させることなく光検出器へ導入される程度に、対象物が段差測定装置の近くに配置されていることを意味する。   Here, the object is arranged around the step measuring device means that the incident light emitted from the light source of the step measuring device can enter the surface of the light transmitting film of the target without reducing its intensity so much. This means that the object is arranged close to the step measuring device to such an extent that the reflected light is introduced into the photodetector without reducing its intensity so much.

また、反射光の強度が一定強度以上であるとは、反射光が検出された位置に基づいて対象物の表面の段差を導出できる程度に反射光の強度が大きいことを意味する。反射光の強度は入射光の強度と同一であることが好ましいが、伝搬中に低下する虞があるため入射光の強度よりも小さくなる場合もある。   Further, the intensity of the reflected light being equal to or greater than a certain intensity means that the intensity of the reflected light is high enough to derive a step on the surface of the object based on the position where the reflected light is detected. The intensity of the reflected light is preferably the same as the intensity of the incident light, but may be lower than the intensity of the incident light because it may decrease during propagation.

請求項５の発明は、コンピュータに、光透過膜及び対象物で反射した反射光の強度が一定強度より小さい場合に、光源の光の入射角の変化に応じて光検出器を移動させる手順も実行させることが好ましい。コンピュータにこの手順を実行させることにより、上記の反射光の強度が一定強度以上となるように入射角を変更したために上記の反射光の光路が変わってしまっても、光検出器は上記の反射光を確実に検出できる。   The invention of claim 5 also includes a procedure for causing the computer to move the photodetector in accordance with a change in the incident angle of light from the light source when the intensity of the reflected light reflected by the light transmission film and the object is smaller than a certain intensity. It is preferable to execute. By causing the computer to execute this procedure, even if the incident angle is changed so that the intensity of the reflected light is equal to or greater than a certain intensity, the light detector will not reflect the reflected light. Light can be detected reliably.

また、請求項５の発明は、コンピュータに、光透過膜及び対象物で反射した反射光の強度が一定強度以上である場合に、入射光の波長の値と光透過膜への入射光の入射角度とを出力させる手順も実行させることが好ましい。コンピュータにこの手順を実行させることにより、測定者は最適な入射光の波長の値及び入射光の入射角度を知ることができる。   Further, the invention of claim 5 allows the computer to input the wavelength value of the incident light and the incident light to the light transmitting film when the intensity of the reflected light reflected by the light transmitting film and the object is equal to or greater than a certain intensity. It is also preferable to execute a procedure for outputting the angle. By causing the computer to execute this procedure, the measurer can know the optimum value of the wavelength of incident light and the incident angle of incident light.

請求項６の発明は、請求項５に記載されたコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。   The invention of claim 6 is a computer-readable recording medium in which the computer program according to claim 5 is recorded.

上記の構成により、請求項５のコンピュタープログラムは、フレキシブルディスクまたはＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュター読み取り可能な記録媒体に記録されたものがコンピュターにインストールされることにより、あるいは、オンラインでコンピュターにダウンロードされることにより、実行可能となる。   With the above configuration, the computer program according to claim 5 is recorded on a computer-readable recording medium such as a flexible disk or a CD-ROM, installed in the computer, or downloaded to the computer online. As a result, it becomes executable.

本発明の段差測定装置及び段差測定方法によれば、入射光の波長及び入射角の少なくとも一方を変更できる。従って、光透過膜で反射した反射光と対象物で反射した反射光との光路差が波長の半整数倍であっても、入射光の波長及び入射角のどちらか一方を変更することによりその光路差を波長の整数倍とすることができる。その結果、反射光の強度を増大させて、対象物の表面の段差を正確に測定できる。また、本発明の段差測定装置及び段差測定方法によれば、光源と光検出器とを用いることにより段差を測定できるため、段差測定を簡便することができる。   According to the level difference measuring apparatus and level difference measuring method of the present invention, at least one of the wavelength of incident light and the incident angle can be changed. Therefore, even if the optical path difference between the reflected light reflected by the light transmission film and the reflected light reflected by the object is a half-integer multiple of the wavelength, by changing either the wavelength or the incident angle of the incident light The optical path difference can be an integral multiple of the wavelength. As a result, the intensity of the reflected light can be increased and the step on the surface of the object can be accurately measured. Moreover, according to the level | step difference measuring apparatus and level | step difference measuring method of this invention, since a level | step difference can be measured by using a light source and a photodetector, a level | step difference measurement can be simplified.

本発明のコンピュタープログラムは本発明の段差測定装置を制御するコンピュタープログラムであり、また、本発明のコンピュター読み取り可能な記録媒体にはそのコンピュタープログラムが記録されている。そのため、本発明のコンピュタープログラム及び本発明のコンピュター読み取り可能な記録媒体は、本発明の段差測定装置が奏する効果と同一の効果を奏する。   The computer program of the present invention is a computer program for controlling the level difference measuring apparatus of the present invention, and the computer program is recorded on the computer-readable recording medium of the present invention. Therefore, the computer program of the present invention and the computer-readable recording medium of the present invention exhibit the same effects as the effects exhibited by the level difference measuring apparatus of the present invention.

本発明の実施の形態を説明する前に、図１に示すように、第１光透過膜１と第２光透過膜２とが積層された対象物３に対し、第１光透過膜１及び第２光透過膜２を介して入射光１１を対象物の表面３ａに入射することにより対象物の表面３ａの段差を測定する場合を考える。ここで、図１に示すｎ0、ｎ1、ｎ2及びｎ3は、それぞれ、空気の屈折率、第１光透過膜１の屈折率、第２光透過膜２の屈折率及び対象物３の屈折率であり、この順に大きな値を示す。また、図１に示すｄ1及びｄ2は、それぞれ、第１光透過膜１の膜厚及び第２光透過膜２の膜厚である。 Before describing the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the first light transmission film 1 and the object 3 in which the first light transmission film 1 and the second light transmission film 2 are laminated are shown. Consider a case where a step on the surface 3a of the object is measured by making incident light 11 incident on the surface 3a of the object through the second light transmission film 2. Here, n 0 , n 1 , n 2, and n 3 shown in FIG. 1 are the refractive index of air, the refractive index of the first light transmission film 1, the refractive index of the second light transmission film 2, and the object 3, respectively. The index of refraction is a large value in this order. Further, d 1 and d 2 shown in FIG. 1 are the film thickness of the first light transmission film 1 and the film thickness of the second light transmission film 2, respectively.

対象物の表面３ａの段差測定をするためには、まず、入射光１１を第１光透過膜の表面１ａに入射角θ0で入射させる。 すると、入射光の一部は第１光透過膜の表面１ａで反射され（以下、この反射光を「第１膜反射光２１」という。）、残りの入射光は第１光透過膜の表面１ａで屈折して入射角θ1で第１光透過膜１へ入射される。 第１光透過膜１へ入射した光の一部は第２光透過膜の表面２ａで反射され（以下、この反射光を「第２膜反射光２２」という。）、 残りの光は第２光透過膜の表面２ａで屈折して入射角θ2で第２光透過膜２へ入射されて対象物の表面３ａで反射される。そして、光検出器（図１には不図示）を用いて第１膜反射光２１と第２膜反射光２２と対象物反射光２３とが合成された反射光を検出し、この反射光が検出された位置に基づいて対象物の表面の段差を測定する。 In order to measure the level difference of the surface 3a of the object, first, the incident light 11 is incident on the surface 1a of the first light transmission film at an incident angle θ 0 . Then, a part of the incident light is reflected by the surface 1a of the first light transmission film (hereinafter, this reflected light is referred to as “first film reflection light 21”), and the remaining incident light is the surface of the first light transmission film. The light is refracted by 1a and incident on the first light transmission film 1 at an incident angle θ 1 . Part of the light incident on the first light transmission film 1 is reflected by the surface 2a of the second light transmission film (hereinafter, this reflected light is referred to as “second film reflection light 22”), and the remaining light is the second light. is incident is refracted at the surface 2a of the light transmitting film at an incident angle theta 2 to the second light transmitting layer 2 is reflected by the surface 3a of the object. And the reflected light which the 1st film | membrane reflected light 21, the 2nd film | membrane reflected light 22, and the target object reflected light 23 were synthesize | combined is detected using a photodetector (not shown in FIG. 1), and this reflected light is detected. A step on the surface of the object is measured based on the detected position.

上記の場合、第１膜反射光２１、第２膜反射光２２及び対象物反射光２３は互いに異なる光路を通過するため、これら３つの反射光２１，２２，２３の光学距離はそれぞれ異なる。第１膜反射光２１と第２膜反射光２２との光路差をＬ1とし、 第２膜反射光２２と対象物反射光２３との光路差をＬ2とすると、Ｌ1及びＬ2はそれぞれ下記の数１及び数２で表される。 In the above case, since the first film reflected light 21, the second film reflected light 22 and the object reflected light 23 pass through different optical paths, the optical distances of these three reflected lights 21, 22, 23 are different from each other. When the optical path difference between the first film reflected light 21 and the second film reflected light 22 is L 1 and the optical path difference between the second film reflected light 22 and the object reflected light 23 is L 2 , L 1 and L 2 are They are represented by the following formula 1 and formula 2, respectively.

Figure 2006023183
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Figure 2006023183
Figure 2006023183

ここで、数１において、 ｄ1は第１光透過膜１の膜厚、ｎ0は空気の屈折率、ｎ1は第１光透過膜１の屈折率、θ0は第１光透過膜１への入射光１１の入射角である。 また、数２において、 ｄ2は第２光透過膜２の膜厚、ｎ2は第２光透過膜２の屈折率、θ1は第２光透過膜２への入射光１１の入射角である。そして、数１及び数２に示すように、Ｌ1は入射光１１の波長λ及び入射角θ0の関数であり、 Ｌ2は入射光１１の波長λ及び入射角θ1の関数である。 Here, in Equation 1, d 1 is the film thickness of the first light transmission film 1, n 0 is the refractive index of air, n 1 is the refractive index of the first light transmission film 1, and θ 0 is the first light transmission film 1. It is the incident angle of the incident light 11 to. In Equation 2 , d 2 is the film thickness of the second light transmission film 2, n 2 is the refractive index of the second light transmission film 2, and θ 1 is the incident angle of the incident light 11 to the second light transmission film 2. is there. As shown in Equations 1 and 2, L 1 is a function of the wavelength λ and the incident angle θ 0 of the incident light 11, and L 2 is a function of the wavelength λ and the incident angle θ 1 of the incident light 11.

各屈折率の大きさはｎ0＜ｎ1＜ｎ2＜ｎ3なる関係を満たしているため、入射光１１が空気中から第１光透過膜１へ、第１光透過膜１から第２光透過膜２へ及び第２光透過膜２から対象物３へ入射しても、入射光１１の位相は反転しない。従って、ブラッグの法則より、例えば、Ｌ1が入射光１１の波長の整数倍であれば（Ｌ1＝ｍλ；ｍは整数）、第１膜反射光２１と第２膜反射光２２とは互いに強め合う。逆に、 Ｌ1が入射光１１の波長の半整数倍であれば（Ｌ1＝（ｎ＋１／２）λ；ｎは整数）、 第１膜反射光２１と第２膜反射光２２とは互いに弱め合う。このことはＬ2及び（Ｌ1＋Ｌ2）についてもいえる。 Since the size of each refractive index satisfies the relationship n 0 <n 1 <n 2 <n 3 , the incident light 11 passes from the air to the first light transmission film 1 and from the first light transmission film 1 to the second. Even if the light is incident on the light transmission film 2 and the object 3 from the second light transmission film 2, the phase of the incident light 11 is not reversed. Therefore, according to Bragg's law, for example, if L 1 is an integer multiple of the wavelength of the incident light 11 (L 1 = mλ; m is an integer), the first film reflected light 21 and the second film reflected light 22 are mutually Strengthen each other. Conversely, if L 1 is a half integer multiple of the wavelength of the incident light 11 (L 1 = (n + 1/2) λ; n is an integer), the first film reflected light 21 and the second film reflected light 22 are mutually Weak each other. This is also true for L 2 and (L 1 + L 2 ).

特許文献１及び２などに開示されている従来の段差測定装置では、光源は固定であるとともに単一の波長の光のみを出射するために、入射光１１の波長（λ）及び入射角（θ0）を変更できない。そのために、第１膜反射光２１、第２膜反射光２２及び対象物反射光２３が互いに弱め合っていれば、これら３つの反射光が足し合わさった反射光が検出された位置を知ることは不可能である。その結果、表面の段差を測定できない。 In the conventional level difference measuring devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, the light source is fixed and only the light having a single wavelength is emitted, so that the wavelength (λ) and the incident angle (θ 0 ) cannot be changed. Therefore, if the first film reflected light 21, the second film reflected light 22 and the object reflected light 23 are weakened each other, it is possible to know the position where the reflected light obtained by adding these three reflected lights is detected. Impossible. As a result, the surface level difference cannot be measured.

そこで、発明者は、膜反射光と対象物反射光とが合成された反射光が測定不能となる状態を回避するために、以下の実施形態で示すように、入射光の波長及び入射角の少なくとも一方が可変である段差測定装置、段差測定方法、段差測定装置を制御するコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムを読み取り可能とする記録媒体の発明を行った。なお、本発明は、以下に示す実施形態１及び２に限定されない。   Therefore, in order to avoid a state in which the reflected light obtained by combining the film reflected light and the object reflected light cannot be measured, the inventor determines the wavelength of the incident light and the incident angle as shown in the following embodiment. Invented a step measuring device, a step measuring method, a step measuring method, a computer program for controlling the step measuring device, and a recording medium that can read the computer program, at least one of which is variable. In addition, this invention is not limited to Embodiment 1 and 2 shown below.

《発明の実施形態１》
以下、実施形態１について図２、３及び４を参照しながら説明する。なお、図２は本実施形態における段差測定装置３０の模式図であり、図３は本実施形態における段差測定装置３０を制御するコンピュータプログラムのフロー図であり、図４は本実施形態における段差測定方法の模式図である。 Embodiment 1 of the Invention
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. 2 is a schematic diagram of the level difference measuring device 30 in the present embodiment, FIG. 3 is a flowchart of a computer program for controlling the level difference measuring device 30 in the present embodiment, and FIG. 4 is a level difference measurement in the present embodiment. It is a schematic diagram of a method.

本実施形態の段差測定装置３０は、図２に示すように、光源１０と光検出器２０ａ，２０ｂ，２０ｂ，…からなる光検出部２０と段差導出部とを備えてなり、表面に光透過膜１が設けられている対象物３に対し、その対象物の表面３ａの段差を測定するための測定装置である。図２に示すように、本実施形態における対象物の表面３ａには、図１における第１光透過膜１のみが形成されているため、検出される反射光は、光透過膜で反射された反射光と対象物の表面で反射された反射光との足し合わせである。そして、この段差測定装置３０は後述の段差測定プログラムにより制御されている。   As shown in FIG. 2, the level difference measuring apparatus 30 of the present embodiment includes a light detection unit 20 including a light source 10, photodetectors 20a, 20b, 20b,. This is a measuring device for measuring a step on the surface 3a of the object 3 on which the film 1 is provided. As shown in FIG. 2, since only the first light transmission film 1 in FIG. 1 is formed on the surface 3a of the object in the present embodiment, the detected reflected light is reflected by the light transmission film. This is the sum of the reflected light and the reflected light reflected from the surface of the object. And this level | step difference measuring apparatus 30 is controlled by the below-mentioned level | step difference measurement program.

光源１０は、ヘリウム−ネオンレーザや半導体レーザなどの複数の波長の光を発振させることができるレーザであり、光源１０が出射する入射光１１は光透過膜の表面１ａへ入射角θで入射され、その一部は光透過膜１を介して対象物の表面３ａへ入射される。そして、光源１０は、入射角変更手段１０ａと波長変更手段とを備えている。入射角変更手段１０ａは光透過膜１への入射光１１の入射角θを変更する手段であり、入射角θを変更することにより数１の右辺の値が変わる。波長変更手段は入射光１１の波長を変更できる手段であり、波長λの値を変えることにより数１に示す光の干渉条件が変わる。以上より、光源１０が入射角変更手段１０ａ及び波長変更手段を備えているために入射光１１の波長や入射角θを変更でき、その結果、膜反射光２１と対象物反射光２３との光路差を入射光１１の波長の整数倍とすることができる。そのため、段差測定装置３０を用いて段差を測定すると、膜反射光２１と対象物反射光２３とは強め合い、その結果、膜反射光２１と対象物反射光２３とが合成された反射光２５の強度を一定強度以上にできる。そして、この反射光２５は、後述の光検出部２０の一つの光検出器２０ａにより検出される。   The light source 10 is a laser that can oscillate light of a plurality of wavelengths, such as a helium-neon laser or a semiconductor laser, and incident light 11 emitted from the light source 10 is incident on the surface 1a of the light transmission film at an incident angle θ. A part of the light enters the surface 3 a of the object through the light transmission film 1. The light source 10 includes an incident angle changing unit 10a and a wavelength changing unit. The incident angle changing means 10a is a means for changing the incident angle θ of the incident light 11 to the light transmission film 1, and the value on the right side of Equation 1 is changed by changing the incident angle θ. The wavelength changing unit is a unit that can change the wavelength of the incident light 11, and the light interference condition shown in Equation 1 is changed by changing the value of the wavelength λ. As described above, since the light source 10 includes the incident angle changing unit 10a and the wavelength changing unit, the wavelength and the incident angle θ of the incident light 11 can be changed. As a result, the optical path between the film reflected light 21 and the object reflected light 23 The difference can be an integral multiple of the wavelength of the incident light 11. Therefore, when the level difference is measured using the level difference measuring device 30, the film reflected light 21 and the object reflected light 23 strengthen each other, and as a result, the reflected light 25 obtained by combining the film reflected light 21 and the object reflected light 23. The strength of can be made a certain level or more. The reflected light 25 is detected by one photodetector 20a of the photodetector 20 described later.

光検出部２０は、反射光２５を検出する光検出器２０ａ以外に、この光検出器２０ａと全く同種の光検出器２０ｂ，２０ｂ，…を備えてなる。なお、反射光２５を検出する光検出器２０ａは、図１に示す場合では真ん中の光検出器であるが、反射光２５がもっと下方で検出される場合には下の光検出器であり、反射光２５がもっと上方で検出される場合には上の光検出器または図示を省略しているそれより上の光検出器である。この光検出器２０ａとそれ以外の光検出器２０ｂ，２０ｂ，…とは、対象物の表面３ａに沿う方向に対して略垂直にそれぞれ一列に並んで配置されている。また、隣り合う光検出器はそれぞれ同一の間隔を開けて配置されている。   In addition to the light detector 20a that detects the reflected light 25, the light detection unit 20 includes light detectors 20b, 20b,... That are exactly the same as the light detector 20a. The photodetector 20a for detecting the reflected light 25 is the middle photodetector in the case shown in FIG. 1, but is the lower photodetector when the reflected light 25 is detected further downward. If the reflected light 25 is detected at a higher position, it is the upper photodetector or an upper photodetector not shown. The photodetectors 20a and the other photodetectors 20b, 20b,... Are arranged in a line substantially perpendicular to the direction along the surface 3a of the object. Adjacent photodetectors are arranged at the same interval.

光検出器２０ａ，２０ｂ，２０ｂ，…は、入射角変更手段１０ａによる入射角θの変化に応じて移動する。従って、入射角変更手段１０ａにより入射角θが変わったために反射光２５の光路が変わっても、光検出器２０ａを用いて反射光２５を確実に検出できる。   The photodetectors 20a, 20b, 20b,... Move according to the change in the incident angle θ by the incident angle changing means 10a. Therefore, even if the optical path of the reflected light 25 changes because the incident angle θ is changed by the incident angle changing means 10a, the reflected light 25 can be reliably detected using the photodetector 20a.

段差測定装置３０が備えている段差導出部において、対象物の表面３ａの段差を測定する。そのためには、まず、測定者が対象物の表面３ａに光透過膜１を形成する。次に、入射光１１がその強度をそれほど減少させることなく対象物の光透過膜の表面１ａに入射できる程度であって反射光２５がその強度をそれほど減少させることなく光検出器２０ａへ導入される程度に近づけて、その対象物３を段差測定装置３０の周囲に配置する。そして、測定者が対象物の表面３ａの測定点５の座標などの位置情報、入射光１１の波長λ及び入射光１１の入射角θを入力してスタートボタンを押せば、段差測定装置３０の段差測定プログラムが開始する。なお、この段差測定プログラムは、フレキシブルディスクまたはＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュター読み取り可能な記録媒体に記録されたものがコンピュターにインストールされることにより実行可能となってもよいし、オンラインでコンピュターにダウンロードされることにより実行可能となってもよい。   In the step derivation unit provided in the step measuring device 30, the step on the surface 3a of the object is measured. For this purpose, first, the measurer forms the light transmission film 1 on the surface 3a of the object. Next, the incident light 11 can be incident on the surface 1a of the light transmission film of the object without reducing its intensity so much, and the reflected light 25 is introduced into the photodetector 20a without reducing its intensity so much. The object 3 is arranged around the step difference measuring device 30 as close as possible. Then, if the measurer inputs positional information such as the coordinates of the measurement point 5 on the surface 3a of the object, the wavelength λ of the incident light 11 and the incident angle θ of the incident light 11, and presses the start button, The step measurement program starts. Note that this step measurement program may be executable by installing a program recorded on a computer-readable recording medium such as a flexible disk or CD-ROM, or downloaded to a computer online. May be executable.

その段差測定プログラムでは、図３に示すように、まず、ステップＳ１では、入射光１１が光透過膜の表面１ａに対し入力された入射角で入射されるように、また、入射光１１が入力された座標の測定点５へ照射されるように、光源１０を対象物３に対して配置させる。また、光源１０が入力された波長の光を照射するように設定される。その後、ステップＳ２へと進む。   In the step measurement program, as shown in FIG. 3, first, in step S1, the incident light 11 is incident on the surface 1a of the light transmission film at the incident angle, and the incident light 11 is input. The light source 10 is arranged with respect to the object 3 so as to irradiate the measurement point 5 at the coordinated position. Further, the light source 10 is set to emit light having the input wavelength. Then, it progresses to step S2.

ステップＳ２では、光源１０により光透過膜の表面１ａに対して入射光１１を入射させる。入射光１１が光透過膜の表面１ａに入射されると、一部の入射光は光透過膜の表面１ａで反射され、残りの入射光は光透過膜１を透過し対象物の表面３ａで反射される。その後、ステップＳ３へと進む。   In step S2, incident light 11 is made incident on the surface 1a of the light transmission film by the light source 10. When the incident light 11 is incident on the surface 1a of the light transmission film, a part of the incident light is reflected by the surface 1a of the light transmission film, and the remaining incident light is transmitted through the light transmission film 1 and is reflected by the surface 3a of the object. Reflected. Then, it progresses to step S3.

ステップＳ３では、光検出部２０の一つの光検出器２０ａに、膜反射光２１と対象物反射光２３とが合成された反射光２５を検出させるとともに強度を測定させる。その後、ステップＳ４へと進む。   In step S3, the single light detector 20a of the light detection unit 20 is caused to detect the reflected light 25 obtained by combining the film reflected light 21 and the object reflected light 23 and measure the intensity. Thereafter, the process proceeds to step S4.

ステップＳ４では、反射光２５の強度が一定強度以上であるか否かを判断させる。この判断させるためには、例えば、反射光２５の強度と入射光１１の強度との差を調べさせればよい。なお、膜反射光２１及び対象物反射光２３は伝搬中に強度が低下している虞があるため、反射光２５の強度は入射光１１の強度よりも小さい場合がある。そのため、反射光２５の強度と入射光１１の強度とは全く同一とならない場合がある。   In step S4, it is determined whether or not the intensity of the reflected light 25 is greater than or equal to a certain intensity. In order to make this determination, for example, the difference between the intensity of the reflected light 25 and the intensity of the incident light 11 may be examined. In addition, since the film reflected light 21 and the object reflected light 23 may be reduced in intensity during propagation, the intensity of the reflected light 25 may be smaller than the intensity of the incident light 11. For this reason, the intensity of the reflected light 25 and the intensity of the incident light 11 may not be exactly the same.

ステップＳ４において反射光２５の強度が一定強度より小さいと判断されたなら、膜反射光２１と対象物反射光２３とは干渉して弱め合っているため、この状態では対象物の表面３ａの測定点５の段差を測定できない。なぜならば、反射光２５の強度が小さいために反射光２５を検出した光検出器を特定することができないからである。従って、ステップＳ４において反射光２５の強度が一定強度より小さいと判断された場合には、ステップＳ５へと進む。   If it is determined in step S4 that the intensity of the reflected light 25 is less than a certain intensity, the film reflected light 21 and the object reflected light 23 interfere and weaken each other, and in this state, the surface 3a of the object is measured. The step at point 5 cannot be measured. This is because the intensity of the reflected light 25 is so small that the photodetector that has detected the reflected light 25 cannot be specified. Therefore, if it is determined in step S4 that the intensity of the reflected light 25 is less than a certain intensity, the process proceeds to step S5.

ステップＳ５では、反射光２５の強度が一定強度以上となるように入射光１１の波長及び入射角θを変更させる。入射光１１の波長を変更するためにはレーザの種類を変えればよいし、入射角θを変更させるためには光源１０を移動させればよい。その後、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ４を行わせる。このとき、ステップＳ４において反射光２５の強度が一定強度より小さいと判断されたなら、ステップＳ５を行わせ、その後、ステップＳ２、ステップＳ３、ステップＳ４を再度行わせる。そして、これらの工程は、反射光２５の強度が一定強度以上となるまで繰り返し行われる。   In step S5, the wavelength and the incident angle θ of the incident light 11 are changed so that the intensity of the reflected light 25 becomes a certain intensity or more. In order to change the wavelength of the incident light 11, the type of laser may be changed, and in order to change the incident angle θ, the light source 10 may be moved. Then, step S2, step S3, and step S4 are performed. At this time, if it is determined in step S4 that the intensity of the reflected light 25 is smaller than a certain intensity, step S5 is performed, and then step S2, step S3, and step S4 are performed again. These steps are repeated until the intensity of the reflected light 25 becomes a certain intensity or more.

ここで、入射角θは大きくなるように変更させてもよく、小さくなるように変更させてもよい。なお、入射角θが大きくなるように変更させた場合に、変更後に測定した反射光２５の強度が変更前に測定した反射光２５の強度よりも小さくなったときには、入射角θが小さくなるように変更できることが好ましい。同じく、入射光１１の波長は長くなるように変更させてもよく、短くなるように変更させてもよい。なお、入射光１１の波長が長くなるように変更させた場合に、変更後に測定した反射光２５の強度が変更前に測定した反射光２５の強度よりも小さくなったときには、入射光１１の波長が短くなるように変更できることが好ましい。   Here, the incident angle θ may be changed to be larger or may be changed to be smaller. In addition, when it changes so that incident angle (theta) may become large, when the intensity | strength of the reflected light 25 measured after change becomes smaller than the intensity | strength of the reflected light 25 measured before change, incident angle (theta) will become small. It can be changed to Similarly, the wavelength of the incident light 11 may be changed to be longer or may be changed to be shorter. In addition, when it changes so that the wavelength of the incident light 11 may become long, when the intensity | strength of the reflected light 25 measured after change becomes smaller than the intensity | strength of the reflected light 25 measured before change, the wavelength of the incident light 11 It is preferable that it can be changed so as to be shorter.

一方、ステップＳ４において反射光２５の強度が一定強度以上であると判断されたならば、ステップＳ６へと進む。ステップＳ６では、反射光２５の強度が一定強度以上であるときの入射光１１の波長λ及び入射角θを出力させるとともに、対象物の表面３ａの測定点５の段差を測定させる。   On the other hand, if it is determined in step S4 that the intensity of the reflected light 25 is equal to or greater than a certain intensity, the process proceeds to step S6. In step S6, the wavelength λ and the incident angle θ of the incident light 11 when the intensity of the reflected light 25 is equal to or higher than a certain intensity are output, and the step of the measurement point 5 on the surface 3a of the object is measured.

対象物の表面３ａの測定点５の段差を測定するためには、例えば、図４に示すように、段差測定の基準となる基準面１０３ａで反射した光（以下、「基準反射光」という。）１２３を検出する基準光検出器１２０ａの位置と光検出器２０ａの位置との間隔ｄを測定することにより、幾何学的に求めることができる。なお、説明を簡潔にするため、対象物の表面には光透過膜を形成していない。図４に示すように、入射光１１が段差測定基準面１０３ａに入射した点を点Ａとし、入射光１１が対象物の表面３ａに入射した点を点Ｂとし、対象物反射光２３を光の進行方向とは逆向きに延長させた線と点Ａを通る段差測定基準面１０３ａの法線との交点を点Ｃとすると、幾何学的考察から、三角形ＡＢＣは二等辺三角形となり辺ＡＣの長さはｄとなる。従って、対象物の表面３ａは基準面１０３ａよりも（ｄ／２）だけ低いことになる。これにより、光検出部２０における反射光２５を検出した光検出器２０ａの位置から、測定点５の段差を求めることができる。   In order to measure the level difference of the measurement point 5 on the surface 3a of the object, for example, as shown in FIG. 4, the light reflected by the reference surface 103a serving as a standard for level difference measurement (hereinafter referred to as “reference reflected light”). ) It can be obtained geometrically by measuring the distance d between the position of the reference light detector 120a for detecting 123 and the position of the light detector 20a. For the sake of brevity, no light transmission film is formed on the surface of the object. As shown in FIG. 4, a point where the incident light 11 is incident on the step measurement reference surface 103a is a point A, a point where the incident light 11 is incident on the surface 3a of the object is a point B, and the object reflected light 23 is light. If the intersection point of the line extending in the direction opposite to the direction of travel and the normal line of the step measurement reference plane 103a passing through the point A is a point C, the triangle ABC becomes an isosceles triangle from geometrical considerations, and the side AC The length is d. Accordingly, the surface 3a of the object is lower by (d / 2) than the reference surface 103a. Thereby, the level | step difference of the measurement point 5 can be calculated | required from the position of the photodetector 20a which detected the reflected light 25 in the photon detection part 20. FIG.

ステップＳ６が終了した後は、ステップＳ７へと進む。ステップＳ７では、入射光１１が別の測定点へ入射するように光源１０を移動させる。その後、ステップＳ２から順に行わせる。以上の一連の工程を対象物の表面３ａ全体に対して行わせることにより、対象物の表面３ａの段差を測定することができる。   After step S6 ends, the process proceeds to step S7. In step S7, the light source 10 is moved so that the incident light 11 enters a different measurement point. Then, it is made to perform in order from step S2. By causing the above-described series of steps to be performed on the entire surface 3a of the object, the level difference on the surface 3a of the object can be measured.

以上より、段差測定プログラムを搭載した段差測定装置３０を用いて対象物の表面３ａの段差を測定すれば、入射光の波長及び入射角θを変更できる。そのため、数１のθ0や数１の干渉条件を変えることができ、 従って、反射光２５の強度を一定強度以上にできる。そのため、光検出部２０において反射光２５を検出する光検出器２０ａを特定することができ、その光検出器２０ａの位置から対象物の表面３ａの段差を求めることができる。従って、単一の波長の光を出射する固定光源を備えた従来の段差測定装置を用いて段差測定を行う場合に比べて、段差測定装置３０を用いて段差測定を行えば、正確に段差を測定できる。 As described above, the wavelength of the incident light and the incident angle θ can be changed by measuring the level difference on the surface 3a of the object using the level difference measuring device 30 equipped with the level difference measuring program. Therefore, θ 0 in Equation 1 and the interference condition in Equation 1 can be changed, so that the intensity of the reflected light 25 can be made a certain intensity or higher. Therefore, the light detector 20a that detects the reflected light 25 can be specified in the light detection unit 20, and the step of the surface 3a of the object can be obtained from the position of the light detector 20a. Therefore, compared to the case where the step measurement is performed using the step measurement device 30 using the step measurement device provided with the fixed light source that emits light of a single wavelength, the level difference can be accurately determined. It can be measured.

また、段差測定装置３０は、光源１０と光検出部２０とを備え、測定光学系を備えていない。そのため、段差測定装置３０の構造は、特許文献２の位置検出装置の構造に比べて簡便である。また、対象物の表面３ａの段差を測定するさいには、ミラー・レンズなどを用いて入射光をアライメントする必要はないため、特許文献２の位置検出装置を用いる場合に比べて簡便に段差を測定することができる。   Further, the level difference measuring device 30 includes the light source 10 and the light detection unit 20 and does not include a measurement optical system. Therefore, the structure of the level difference measuring device 30 is simpler than the structure of the position detection device of Patent Document 2. Further, when measuring the step on the surface 3a of the object, it is not necessary to align incident light using a mirror lens or the like. Can be measured.

《発明の実施形態２》
実施形態２においては、上記実施形態１で示した段差測定装置３０または段差測定方法の用途を示す。 << Embodiment 2 of the Invention >>
In the second embodiment, the use of the step measuring device 30 or the step measuring method shown in the first embodiment will be described.

用途の一例として、均一な太さのインク線を基板の平滑でない表面（対象物の表面）に描画する場合を説明する。   As an example of application, a case will be described in which ink lines having a uniform thickness are drawn on a non-smooth surface (surface of an object) of a substrate.

ディスペンサ等を用いて基板の表面にインクで線を描画する場合、その基板の表面に凹凸等の構造がなければ、インクの塗布圧力を一定に保ちながら基板の表面へ描画することにより、均一の太さの線をその表面に描くことができる。しかし、基板の表面が凹凸であるときには、凸部での塗布圧力を小さくし凹部での塗布圧力を大きくしなければ、均一な太さのインク線をその表面に描くことはできない。そして、このように、基板の表面の凹凸に応じてインクの塗布圧力を変更するためには、基板の表面の凹凸の構造が描画前に既知であることが好ましい。従って、まず、上記実施形態１における段差測定装置３０や段差測定方法を用いてその表面の段差測定をし、その測定後、その結果に基づいてインクの塗布圧力を調整しながらその表面にインクを塗布すれば、凹凸の構造を有する表面に対して均一なインク線を描画できる。   When drawing a line with ink on the surface of the substrate using a dispenser or the like, if there is no uneven structure on the surface of the substrate, by drawing on the surface of the substrate while keeping the ink application pressure constant, uniform A line of thickness can be drawn on the surface. However, when the surface of the substrate is uneven, an ink line having a uniform thickness cannot be drawn on the surface unless the coating pressure at the convex portion is reduced and the coating pressure at the concave portion is increased. Thus, in order to change the ink application pressure according to the unevenness on the surface of the substrate, it is preferable that the uneven structure on the surface of the substrate is known before drawing. Accordingly, first, the surface level difference is measured using the level difference measuring device 30 and the level difference measuring method in the first embodiment, and after the measurement, the ink is applied to the surface while adjusting the ink application pressure based on the measurement result. If applied, a uniform ink line can be drawn on the surface having an uneven structure.

また別の用途として、基板などの表面を平滑にする場合、基板などの表面のある一点の高さを測定する場合などが挙げられる。   Another application includes smoothing the surface of a substrate or the like, or measuring the height of a certain point on the surface of a substrate or the like.

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態１について、以下のような構成としてもよい。 << Other Embodiments >>
The present invention may be configured as follows with respect to the first embodiment.

光源１０は入射角変更手段のみを備えていてもよく、波長変更手段のみを備えていてもよい。また、光源１０は複数の波長の光を照射することができれば、ヘリウム−ネオンレーザや半導体レーザに限定されることはない。   The light source 10 may include only the incident angle changing unit, or may include only the wavelength changing unit. The light source 10 is not limited to a helium-neon laser or a semiconductor laser as long as it can irradiate light having a plurality of wavelengths.

段差測定装置３０は、複数の光検出器２０ａ，２０ｂ，２０ｂ，…を備えているとしてが、受光面の大きな光検出器を一つだけ備えていてもよい。この場合、その受光面のある一点を光検出基準位置に設定し、反射光２５が検出された位置とその光検出基準位置との距離を求めることにより、対象物の表面３ａの段差を導出できる。また、段差を導出する別の方法として、例えば、予め、各光検出器と対象物の表面３ａの段差とを関連づけておいてもよい。   Although the level difference measuring device 30 includes a plurality of photodetectors 20a, 20b, 20b,..., It may include only one photodetector having a large light receiving surface. In this case, a step on the surface 3a of the object can be derived by setting a certain point on the light receiving surface as a light detection reference position and obtaining a distance between the position where the reflected light 25 is detected and the light detection reference position. . As another method for deriving a step, for example, each photodetector and a step on the surface 3a of the object may be associated in advance.

光検出器２０ａ，２０ｂ，２０ｂ，…は、対象物の表面３ａに沿う方向にそれぞれ一列に並んで配置されていてもよいし、一列に並んで配置されていなくてもよい。検出器の位置と段差との関係がわかればよい。また、光検出部２０の光検出器の個数は４個に限定されない。   The photodetectors 20a, 20b, 20b,... May be arranged in a line in the direction along the surface 3a of the object, or may not be arranged in a line. It is only necessary to know the relationship between the position of the detector and the step. Further, the number of photodetectors in the light detection unit 20 is not limited to four.

また、反射光２５を検出する光検出器２０ａだけでなくその他の光検出器２０ｂ，２０ｂ，…も、入射角θの変化に応じて移動することが好ましい。なぜならば、上記実施形態１で記載したように、反射光２５を検出する光検出器２０ａは、いずれの場合も図１の真ん中の検出器であるわけではなく、反射光２５が検出される位置に応じて異なる。そのため、光検出部２０の全ての光検出器が入射角θの変化に応じて移動することが好ましい。   Further, it is preferable that not only the photodetector 20a that detects the reflected light 25 but also the other photodetectors 20b, 20b,... Move according to the change in the incident angle θ. This is because, as described in the first embodiment, the photodetector 20a that detects the reflected light 25 is not the middle detector in FIG. 1 in any case, and the position where the reflected light 25 is detected. Depending on. Therefore, it is preferable that all the photodetectors of the light detection unit 20 move according to the change in the incident angle θ.

段差測定装置３０を制御する段差測定プログラムは、フレキシブルディスクまたはＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュター読み取り可能な記録媒体に記録されたものがコンピュターにインストールされることにより実行可能となってもよいし、オンラインでコンピュターにダウンロードされることにより実行可能となってもよい。   The step measurement program for controlling the step measurement device 30 may be executed by installing a program recorded on a computer-readable recording medium such as a flexible disk or a CD-ROM on a computer or online. It may be executable by being downloaded to a computer.

以上説明したように、本発明は、表面に光透過膜などの薄膜が形成されている対象物に対してその対象物の表面の段差を測定する装置、方法、その装置を制御するコンピュータプログラム及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体について有用である。   As described above, the present invention relates to an apparatus, a method, a computer program for controlling the apparatus, and a method for measuring a step on the surface of an object on which a thin film such as a light transmission film is formed. It is useful for a computer-readable recording medium on which it is recorded.

本発明における段差測定のメカニズムを説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the mechanism of the level | step difference measurement in this invention. 実施形態１における段差測定装置３０の模式図である。It is a schematic diagram of the level | step difference measuring apparatus 30 in Embodiment 1. FIG. 実施形態１における段差測定方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a step measurement method according to the first embodiment. 実施形態１における段差測定方法を示す模式図である。6 is a schematic diagram illustrating a step measurement method in Embodiment 1. FIG. 従来例における段差測定装置３０の模式図である。It is a schematic diagram of the level | step difference measuring apparatus 30 in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１，５１ 第１光透過膜（光透過膜）
２ 第２光透過膜
３，５３ 対象物
３ａ 対象物の表面
１０，６０ 光源
１０ａ 入射角変更手段
２０ 光検出部
２０ａ，２０ｂ，７０ 光検出器
２５，７５ 反射光
３０，８０ 段差測定装置 1,51 1st light transmission film (light transmission film)
2 Second light transmission film 3, 53 Object 3 a Object surface 10, 60 Light source 10 a Incident angle changing means 20 Light detector 20 a, 20 b, 70 Light detector 25, 75 Reflected light 30, 80 Step measuring device

Claims (6)

光透過膜が表面に設けられている対象物に対し、該対象物の表面の段差を測定する段差測定装置であって、
上記光透過膜を介して上記対象物の表面に光を入射させる光源と、
上記光透過膜及び上記対象物で反射した反射光を検出する光検出器と、
上記光検出器により検出された光の位置に基づいて、上記対象物の表面の段差を導出する段差導出部とを備え、
上記光源は、上記光透過膜への光の入射角を変更する入射角変更手段と、上記光透過膜に入射させる光の波長を変更する波長変更手段との少なくとも一方を備えていることを特徴とする段差測定装置。 A level difference measuring device for measuring a level difference on the surface of an object with a light transmissive film provided on the surface,
A light source that makes light incident on the surface of the object through the light-transmitting film;
A photodetector for detecting reflected light reflected by the light transmission film and the object;
A level difference deriving unit for deriving a level difference on the surface of the object based on the position of the light detected by the photodetector;
The light source includes at least one of an incident angle changing unit that changes an incident angle of light to the light transmitting film and a wavelength changing unit that changes a wavelength of light incident on the light transmitting film. Level difference measuring device. 請求項１に記載された段差測定装置において、
上記光検出器は、上記入射角変更手段による上記光源の光の入射角の変化に応じて移動することを特徴とする段差測定装置。 In the level | step difference measuring apparatus described in Claim 1,
The level difference measuring apparatus, wherein the photodetector moves in accordance with a change in an incident angle of light of the light source by the incident angle changing means. 光透過膜が表面に設けられている対象物に対し、該対象物の表面の段差を測定する段差測定方法であって、
光を上記光透過膜を介して上記対象物の表面に入射させる工程と、
上記光透過膜及び上記対象物で反射した反射光を検出する工程と、
上記反射光の強度が一定強度以上となるように上記入射光を調整する工程と、
上記反射光が検出された位置に基づいて、上記対象物の表面の段差を導出する工程とを含み、
上記入射光を調整する工程は、上記光透過膜への光の入射角を変更する工程及び上記光の波長を変更する工程の少なくとも一方を含むことを特徴とする段差測定方法。 A step measuring method for measuring a step on the surface of the object with respect to the object provided with a light-transmitting film on the surface,
Making light incident on the surface of the object through the light-transmitting film;
Detecting the reflected light reflected by the light transmission film and the object;
Adjusting the incident light so that the intensity of the reflected light is equal to or greater than a certain intensity;
Deriving a step on the surface of the object based on the position where the reflected light is detected, and
The step of adjusting the incident light includes at least one of a step of changing an incident angle of light to the light transmission film and a step of changing the wavelength of the light. 請求項３に記載された段差測定方法において、
上記光を調整する工程による上記光源の光の入射角の変化に応じて、上記光検出器を移動させる工程を含むことを特徴とする段差測定装置。 In the level | step difference measuring method described in Claim 3,
A step difference measuring apparatus comprising a step of moving the photodetector in accordance with a change in an incident angle of light of the light source in the step of adjusting the light. 光源と光検出器とを備えてなり、光透過膜が表面に設けられている対象物に対して該対象物の表面の段差を測定する段差測定装置をコンピュータで制御するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
上記光源により、上記段差測定装置の周囲に配置されている上記対象物の上記光透過膜を介して該対象物の表面に光を入射させる手順と、
上記光検出器により、上記光透過膜及び上記対象物で反射した反射光を検出させる手順と、
上記反射光の強度が一定強度より小さい場合に、該反射光の強度が一定強度以上となるように上記光透過膜への光の入射角を変更させる手順と該反射光の強度が一定強度以上となるように上記光の波長を変更させる手順との少なくとも一方と、
上記反射光の強度が一定強度以上である場合に、上記光検出器により該反射光が検出された位置に基づいて上記対象物の段差を導出させる手順と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program for controlling, by a computer, a step measuring device that includes a light source and a light detector and measures a step on the surface of an object having a light transmission film on the surface. And
On the computer,
A step of causing light to enter the surface of the object through the light-transmitting film of the object disposed around the step measuring device by the light source;
A procedure for detecting reflected light reflected by the light transmission film and the object by the photodetector;
When the intensity of the reflected light is less than a certain intensity, a procedure for changing the incident angle of the light to the light transmission film so that the intensity of the reflected light is not less than a certain intensity and the intensity of the reflected light is not less than a certain intensity At least one of the steps of changing the wavelength of the light so that
When the intensity of the reflected light is equal to or higher than a certain intensity, a computer program for executing a procedure for deriving a step of the object based on a position where the reflected light is detected by the photodetector. . 請求項５に記載されたコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the computer program according to claim 5 is recorded.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093357A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Hitachi High-Technologies Corp Method and apparatus for measuring interval
CN102967998A (en) * 2011-08-31 2013-03-13 Asml荷兰有限公司 Arrangment of horizonal sensor used for lithography device, lithography device, and device manufacture method
KR101822516B1 (en) 2012-12-19 2018-01-26 가부시키가이샤 아드반테스트 Apparatus and method for measuring electromagnetic waves, and recording medium
CN111213047A (en) * 2017-05-22 2020-05-29 深圳配天智能技术研究院有限公司 Method for determining visual inspection parameters, visual inspection equipment and visual inspection system
WO2021014689A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-28 国立大学法人北海道大学 Thickness measurement device and method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093357A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Hitachi High-Technologies Corp Method and apparatus for measuring interval
CN102967998A (en) * 2011-08-31 2013-03-13 Asml荷兰有限公司 Arrangment of horizonal sensor used for lithography device, lithography device, and device manufacture method
US9279657B2 (en) 2011-08-31 2016-03-08 Asml Netherlands B.V. Level sensor arrangement in a lithographic apparatus for measuring multi-layer surfaces
CN102967998B (en) * 2011-08-31 2016-06-22 Asml荷兰有限公司 Arrange for the horizon sensor of lithographic equipment, lithographic equipment and device making method
KR101822516B1 (en) 2012-12-19 2018-01-26 가부시키가이샤 아드반테스트 Apparatus and method for measuring electromagnetic waves, and recording medium
CN111213047A (en) * 2017-05-22 2020-05-29 深圳配天智能技术研究院有限公司 Method for determining visual inspection parameters, visual inspection equipment and visual inspection system
WO2021014689A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-28 国立大学法人北海道大学 Thickness measurement device and method

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