JP2012225718A - 膜厚の検査装置および検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 膜厚の検査装置は、テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生器15と、前記テラヘルツ波を、膜が形成された試料に照射させる照射光学系16、17と、前記試料において反射したテラヘルツ波を検出し、検出信号を出力するテラヘルツ波検出器22と、前記試料の反射面の形状情報に基づき、当該反射面から前記テラヘルツ波検出器に至るまでの反射波の電場強度を参照信号として算出し、前記参照信号を用いて前記検出信号を補正する制御装置5を備える。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る膜厚の検査装置の概略構成図である。
図2は光学装置2の詳細を表すブロック図である。
図3を参照しながら、レーザ10、分波器11の詳細な構成を説明する。
図6は本実施形態に係る制御装置5のブロック図である。制御装置5はパーソナルコンピュータ等によって構成され、データバス500、インターフェース501、レジスタ502、CPU503、ROM505、RAM506、記憶装置507、ディスプレイ508等を備えている。
図7は、本実施形態に係る検査装置の処理の概要を表すフローチャートである。先ず、検査処理に先立って、制御装置5は試料3のCAD情報をデータベース6から読み出し、試料3からテラヘルツ波検出器15に至るまでの反射波の電場強度の時間変化を参照信号として算出する(ステップS1)。制御装置5は、算出した参照信号を記憶装置507に保存する。なお、参照信号をCAD情報と関連付けてデータベース6に保存しても良い。
図8は、上述の参照信号算出処理(ステップS1)の詳細を表すフローチャートである。先ず、検査装置1の計測位置(試料3の表面)に平面鏡を置き、平面鏡からの反射波の時間領域における電場強度E(t)inを計測する(ステップS101)。計測される電場強度は例えば次式で表すことができる。ここで、A(t)は振幅成分、ω0は角周波数、φ0(t)は位相成分を表している。
図9は、上述の反射波計測処理(ステップS2)の詳細を表すフローチャートである。まず、オペレータは検査対象となる試料3を光学装置2にセットする(ステップS201)。このとき、試料3からのテラヘルツ波が絞り19A,19Bを通過するように、光学装置2に対する試料3の角度を調整する。オペレータが制御装置5を操作し、計測プログラムを起動させると、CPU503は記憶装置506に記憶された計測プログラムを実行し、光学装置2、ロックインアンプ4、制御装置5を初期化する(ステップS202)。
図10は、上述の膜厚演算処理(ステップS3)の詳細を表すフローチャートである。
ステップS301において、オペレータは制御装置5を操作し、ディスプレイ508に表示された塗装膜、基板の種類の中から、測定対象となるものを選択する。例えば、3層クリヤ塗装膜、金属基板が選択されると、制御装置5は選択された塗装膜、基板の種類に応じたピークパターンを決定し、ディスプレイ508に表示する(ステップS302)。ピークパターンは、塗装膜、基板の種類毎に予め測定された反射波に基づき、時間領域の波形に現れるピークの概略を示すものである。このように、ピークの概略を予め予測しておくことにより、多重反射によるピークと塗装膜表面におけるピークとの誤認識を防ぐことができる。なお、ピークパターンの選択処理は、反射波計測処理(ステップS2)に先立って実行されても良い。
膜厚d=Δt・c・cosθ/2n ・・・(式4)
続いて、本実施形態に係る膜厚検査装置による検査結果を説明する。図13は本実施液体において用いた試料3の断面図である。
2 光学装置
3 試料
4 ロックインアンプ
5 制御装置(参照信号算出手段、補正手段、膜厚算出手段)
10 フェムト秒ファイバレーザ
22 テラヘルツ波検出器
Claims (7)
- テラヘルツ波を発生させるテラヘルツ波発生器と、
前記テラヘルツ波を、膜が形成された試料に照射させる照射光学系と、
前記試料において反射したテラヘルツ波を検出し、検出信号を出力するテラヘルツ波検出器と、
前記試料の反射面の形状情報に基づき、当該反射面から前記テラヘルツ波検出器に至るまでの反射波の電場強度を参照信号として算出する参照信号算出手段と、
前記参照信号を用いて前記検出信号を補正する補正手段と、
補正後の前記検出信号における電場強度を時間軸の波形データに表し、波形データから複数のピークを検出するとともに、ピーク間の時間差に基づき膜厚を算出する膜厚算出手段とを有する膜厚の検査装置。 - 複数種類の前記参照信号を記憶する記憶手段を備えた請求項1に記載の膜厚の検査装置。
- 前記参照信号算出手段は、前記試料の位置に設けられた平面鏡からの反射波の信号と、前記形状情報に基づき前記試料の反射面から前記テラヘルツ波検出に至るまでの光路長から求められた位相情報とを用いて、前記参照信号を算出する請求項1または2のいずれかに記載の膜厚の検査装置。
- 前記補正手段は、周波数領域において前記検出信号を前記参照信号によって除算することにより、前記検出信号を補正する請求項1から3のいずれかに記載の膜厚の検査装置。
- 前記形状情報は、前記試料のCAD情報である請求項1から4のいずれかに記載の膜厚の検査装置。
- 前記形状情報は、前記試料の反射面を複数の微細平面で表したメッシュデータを含む請求項1から5のいずれかに記載の膜厚の検査装置。
- テラヘルツ波を発生させる工程と、
前記テラヘルツ波を、膜が形成された試料に照射させる工程と、
前記試料において反射したテラヘルツ波を検出し、検出信号を出力する工程と、
前記試料の反射面の形状情報に基づき、当該反射面から前記テラヘルツ波検出器に至るまでの反射波の電場強度を参照信号として算出する工程と、
前記参照信号を用いて前記検出信号を補正する工程と、
補正後の前記検出信号における電場強度を時間軸の波形データに表し、波形データから複数のピークを検出するとともに、ピーク間の時間差に基づき膜厚を算出する工程とを有する膜厚の検査方法。
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