JP2022089263A - Structure measuring system, structure measuring method, processing apparatus, and processing program - Google Patents

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Abstract

To provide a structure measuring system, a structure measuring method, a processing apparatus, and a processing program that can measure an irregularity structure of a metal surface in a non-contact manner.SOLUTION: A structure measuring system measures an irregularity structure of a metal surface. The structure measuring system comprises: a light source 30 that irradiates the metal surface with light in a predetermined wavelength region; an optical receiver 36 that detects return light from the metal surface; and a processing apparatus 10. The processing apparatus 10 includes a first calculation unit 13 and a first evaluation unit 14. The first calculation unit 13 calculates a first return light intensity ratio indicating the intensity of return light from a metal surface to be measured to the intensity of return light from a first reference metal surface whose irregularity height is equal to or less than a predetermined height threshold. The first evaluation unit 14 evaluates the irregularity height of the metal surface to be measured based on the first return light intensity ratio.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、金属表面の凹凸構造を測定する構造測定システム、構造測定方法、処理装置および処理プログラムに関する。 The present invention relates to a structural measurement system, a structural measurement method, a processing apparatus, and a processing program for measuring the uneven structure of a metal surface.

基板表面の凹凸構造を非接触で測定する方法が提案されている。例えば特許文献1には、化合物半導体基板の主面に測定光を照射し、その反射光を解析することで化合物半導体層の微小な凹凸を識別する凹凸識別方法が開示されている。 A method for measuring the uneven structure of the substrate surface in a non-contact manner has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a method for identifying minute irregularities of a compound semiconductor layer by irradiating a main surface of a compound semiconductor substrate with measurement light and analyzing the reflected light.

特開2019-009173号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-009173

しかし上述の特許文献1に記載の方法では、金属表面の凹凸構造を測定できない。また特許文献1に記載の方法は、刻印の読み取りができるだけであって、刻印を形成している凹凸構造の凹凸高さ等の具体的な構造情報まで評価することはできない。 However, the above-mentioned method described in Patent Document 1 cannot measure the uneven structure of the metal surface. Further, the method described in Patent Document 1 can only read the marking, and cannot evaluate specific structural information such as the height of the unevenness of the concave-convex structure forming the marking.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、非接触で金属表面の凹凸構造を測定できる構造測定システム、構造測定方法、処理装置および処理プログラムを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a structure measurement system, a structure measurement method, a processing device, and a processing program capable of measuring the uneven structure of a metal surface in a non-contact manner. It is something to do.

本発明の一態様にかかる構造測定システムは、金属表面の凹凸構造を測定する構造測定システムである。前記構造測定システムは、前記金属表面に予め定められた波長領域の光を照射する光源と、前記金属表面からの戻り光を検出する受光器と、処理装置とを備える。前記処理装置は、第1算出部と、第1評価部とを備える。前記第1算出部は、凹凸高さが予め定められた高さ閾値以下である第1基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第1戻り光強度比を算出する。前記第1評価部は、前記第1戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸高さを評価する。この構造測定システムは、照射した光に対する戻り光強度を用いるため、非接触で金属表面の凹凸構造の高さを測定できる。 The structure measurement system according to one aspect of the present invention is a structure measurement system that measures the uneven structure of a metal surface. The structure measurement system includes a light source that irradiates the metal surface with light in a predetermined wavelength region, a light receiver that detects return light from the metal surface, and a processing device. The processing device includes a first calculation unit and a first evaluation unit. The first calculation unit is a first return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the first reference metal surface whose uneven height is equal to or less than a predetermined height threshold. Is calculated. The first evaluation unit evaluates the unevenness height of the metal surface to be measured based on the first return light intensity ratio. Since this structure measurement system uses the intensity of the return light with respect to the irradiated light, it is possible to measure the height of the uneven structure on the metal surface in a non-contact manner.

ここで、前記第1評価部は、前記第1戻り光強度比が小さいほど、前記測定対象の金属表面の凹凸高さが高いと評価する。これにより構造測定システムは、非接触で金属表面の具体的な凹凸高さ情報を取得できる。また前記高さ閾値は、測定精度の観点から50nm以下であることが好ましい。 Here, the first evaluation unit evaluates that the smaller the first return light intensity ratio, the higher the unevenness height of the metal surface to be measured. As a result, the structure measurement system can acquire specific unevenness height information of the metal surface without contact. Further, the height threshold value is preferably 50 nm or less from the viewpoint of measurement accuracy.

前記構造測定システムは、第2算出部と、第2評価部とを備えてよい。前記第2算出部は、凹凸構造密度が予め定められた密度閾値以下である第2基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第2戻り光強度比を算出する。また前記第2評価部は、前記第2戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸構造密度を評価する。これにより構造測定システムは、非接触で金属表面の凹凸構造の密度を測定できる。ここで、前記第2評価部は、前記第2戻り光強度比が小さいほど、前記測定対象の金属表面の凹凸構造密度が高いと評価する。これにより構造測定システムは、非接触で金属表面の具体的な凹凸構造密度情報を取得できる。 The structure measurement system may include a second calculation unit and a second evaluation unit. The second calculation unit determines the second return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the second reference metal surface whose uneven structure density is equal to or less than a predetermined density threshold. calculate. Further, the second evaluation unit evaluates the uneven structure density of the metal surface to be measured based on the second return light intensity ratio. This allows the structure measurement system to measure the density of the uneven structure on the metal surface in a non-contact manner. Here, the second evaluation unit evaluates that the smaller the second return light intensity ratio, the higher the uneven structure density of the metal surface to be measured. As a result, the structure measurement system can acquire specific uneven structure density information of the metal surface without contact.

また前記予め定められた波長領域は、1000nm以下であって、前記金属表面に含まれる金属のエネルギー吸収率が予め定められた吸収率閾値以上の波長領域であることが好ましい。凹凸構造高さがナノオーダーである場合には、レイリー散乱により光閉じ込め効果が促進され、これにより光吸収が促進されるため、凹凸構造に応じた戻り光強度比の変化が顕著に表れることになるからである。したがって、上記波長領域の光を照射することにより、測定精度が高くなる。なお前記金属表面は、銅またはアルミニウムを主成分として含み、前記予め定められた波長領域は、600nm以下であってよい。 Further, the predetermined wavelength region is preferably 1000 nm or less, and is preferably a wavelength region in which the energy absorption rate of the metal contained in the metal surface is equal to or higher than the predetermined absorption rate threshold value. When the height of the concavo-convex structure is on the nano-order, Rayleigh scattering promotes the light confinement effect, which promotes light absorption, so that the return light intensity ratio changes remarkably according to the concavo-convex structure. Because it becomes. Therefore, by irradiating the light in the wavelength region, the measurement accuracy is improved. The metal surface contains copper or aluminum as a main component, and the predetermined wavelength region may be 600 nm or less.

本発明の一態様にかかる構造測定方法は、金属表面の凹凸構造を測定する構造測定方法である。前記構造測定方法は、照射工程と、受光工程と、第1算出工程と、第1評価工程とを備える。前記照射工程は、前記金属表面に予め定められた波長領域の光を照射する工程である。前記受光工程は、前記金属表面からの戻り光を検出する工程である。前記第1算出工程は、凹凸高さが予め定められた高さ閾値以下である第1基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第1戻り光強度比を算出する工程である。前記第1評価工程は、前記第1戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸高さを評価する工程である。この構造測定方法によれば、照射した光に対する戻り光強度を用いるため、非接触で金属表面の凹凸構造の高さを測定できる。 The structure measuring method according to one aspect of the present invention is a structure measuring method for measuring the uneven structure of a metal surface. The structure measuring method includes an irradiation step, a light receiving step, a first calculation step, and a first evaluation step. The irradiation step is a step of irradiating the metal surface with light in a predetermined wavelength region. The light receiving step is a step of detecting return light from the metal surface. In the first calculation step, the first return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the first reference metal surface whose uneven height is equal to or less than a predetermined height threshold. Is the process of calculating. The first evaluation step is a step of evaluating the unevenness height of the metal surface to be measured based on the first return light intensity ratio. According to this structure measuring method, since the return light intensity with respect to the irradiated light is used, the height of the uneven structure of the metal surface can be measured without contact.

本発明の一態様にかかる処理装置は、金属表面の凹凸構造を測定するための処理装置である。前記処理装置は、取得部と、第1算出部と、第1評価部とを備える。前記取得部は、前記金属表面に予め定められた波長領域の光を照射させた場合に検出される、前記金属表面からの戻り光の強度の情報を取得する。前記第1算出部は、凹凸高さが予め定められた高さ閾値以下である第1基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第1戻り光強度比を算出する。前記第1評価部は、前記第1戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸高さを評価する。この処理装置によれば、照射した光に対する戻り光強度を用いるため、非接触で金属表面の凹凸構造の高さを測定できる。 The processing apparatus according to one aspect of the present invention is a processing apparatus for measuring the uneven structure of a metal surface. The processing device includes an acquisition unit, a first calculation unit, and a first evaluation unit. The acquisition unit acquires information on the intensity of the return light from the metal surface, which is detected when the metal surface is irradiated with light in a predetermined wavelength region. The first calculation unit is a first return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the first reference metal surface whose uneven height is equal to or less than a predetermined height threshold. Is calculated. The first evaluation unit evaluates the unevenness height of the metal surface to be measured based on the first return light intensity ratio. According to this processing device, since the return light intensity with respect to the irradiated light is used, the height of the uneven structure of the metal surface can be measured without contact.

本発明の一態様にかかる処理プログラムは、金属表面の凹凸構造を測定するための処理プログラムである。前記処理プログラムは、取得処理と、第1算出処理と、第1評価処理とをコンピュータに実行させる。前記取得処理は、前記金属表面に予め定められた波長領域の光を照射させた場合に検出される、前記金属表面からの戻り光の強度の情報を取得する処理である。前記第1算出処理は、凹凸高さが予め定められた高さ閾値以下である第1基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第1戻り光強度比を算出する処理である。前記第1評価処理は、前記第1戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸高さを評価する処理である。この処理プログラムによれば、照射した光に対する戻り光強度を用いるため、非接触で金属表面の凹凸構造の高さを測定できる。 The processing program according to one aspect of the present invention is a processing program for measuring the uneven structure of the metal surface. The processing program causes a computer to execute an acquisition process, a first calculation process, and a first evaluation process. The acquisition process is a process for acquiring information on the intensity of the return light from the metal surface, which is detected when the metal surface is irradiated with light in a predetermined wavelength region. In the first calculation process, the first return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the first reference metal surface whose uneven height is equal to or less than a predetermined height threshold. Is the process of calculating. The first evaluation process is a process for evaluating the unevenness height of the metal surface to be measured based on the first return light intensity ratio. According to this processing program, since the return light intensity with respect to the irradiated light is used, the height of the uneven structure of the metal surface can be measured without contact.

本発明により、非接触で金属表面の凹凸構造を測定できる構造測定システム、構造測定方法、処理装置および処理プログラムを提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a structure measurement system, a structure measurement method, a processing apparatus and a processing program capable of measuring the uneven structure of a metal surface in a non-contact manner.

実施形態1にかかる構造測定システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the structure measurement system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1にかかる処理装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the processing apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1にかかる処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware composition of the processing apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 異なる凹凸高さを有するCu材の戻り光強度を示す図である。It is a figure which shows the return light intensity of the Cu material which has a different uneven height. 異なる凹凸高さを有するCu材の光吸収率を示す図である。It is a figure which shows the light absorption rate of the Cu material which has a different uneven height. 異なる凹凸高さを有するCu材の第1戻り光強度比を示す図である。It is a figure which shows the 1st return light intensity ratio of the Cu material which has a different uneven height. 異なる凹凸高さを有するAl材の光吸収率を示す図である。It is a figure which shows the light absorption rate of the Al material which has a different uneven height. 異なる凹凸高さを有するAl材の戻り光強度を示す図である。It is a figure which shows the return light intensity of the Al material which has a different uneven height. 実施形態1にかかる処理装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing procedure of the processing apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1にかかる処理装置の評価処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the evaluation process of the processing apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2にかかる処理装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the processing apparatus which concerns on Embodiment 2. 凹凸構造密度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the uneven structure density. 異なる凹凸構造密度を有するCu材の戻り光強度を示す図である。It is a figure which shows the return light intensity of the Cu material which has a different uneven structure density. 実施形態2にかかる処理装置の評価処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the evaluation processing of the processing apparatus which concerns on Embodiment 2.

以下、実施形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲にかかる発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載および図面は、適宜、省略、および簡略化がなされている。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されている。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments, but the invention according to the claims is not limited to the following embodiments. Moreover, not all of the configurations described in the embodiments are indispensable as means for solving the problem. For the sake of clarity, the following description and drawings have been omitted and simplified as appropriate. In each drawing, the same elements are designated by the same reference numerals.

<実施形態1>
まず図1~10を用いて、本発明の実施形態1について説明する。図1は、実施形態1にかかる構造測定システム1の概略構成図である。構造測定システム1は、金属表面の凹凸構造の状態を測定するシステムである。例えば構造測定システム1は、工場の製造ライン上に設置され、金属表面を有する試料が良品であるか、不良品であるかを検査するために用いられる。
<Embodiment 1>
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the structure measurement system 1 according to the first embodiment. The structure measurement system 1 is a system for measuring the state of the uneven structure of the metal surface. For example, the structural measurement system 1 is installed on a production line of a factory and is used to inspect whether a sample having a metal surface is a good product or a defective product.

本図には、測定対象の試料2の一例が示されている。試料2は、基板3と、基板3の上に形成された金属表面4とを有する。基板3は、平板状の部材である。基板3は、CuやAl等の導電性の金属材料によって構成されるが、これに限らず、ガラス基板またはシリコンウエハであってもよい。金属表面4は、基板3の表面に形成されている金属薄膜である。より詳細には、金属表面4は、基板3の一方の主面(表面)に形成されている。ここで、金属表面4は、Cu、Al、Sn、Ti及びFeの何れかを主成分とする金属材料によって構成されている。なお、金属表面4は、基板3の一部として基板3と一体となって形成されていてよい。 This figure shows an example of the sample 2 to be measured. The sample 2 has a substrate 3 and a metal surface 4 formed on the substrate 3. The substrate 3 is a flat plate-shaped member. The substrate 3 is made of a conductive metal material such as Cu or Al, but is not limited to this, and may be a glass substrate or a silicon wafer. The metal surface 4 is a metal thin film formed on the surface of the substrate 3. More specifically, the metal surface 4 is formed on one main surface (surface) of the substrate 3. Here, the metal surface 4 is made of a metal material containing any one of Cu, Al, Sn, Ti and Fe as a main component. The metal surface 4 may be formed integrally with the substrate 3 as a part of the substrate 3.

金属表面4は、ナノオーダーの微細な凹凸形状を有する凹凸部5を含む。凹凸部5は、金属表面4上に形成されている。凹凸部5は、金属表面4の主成分と同じ金属(Cu、Al、Sn、Ti及びFeの何れか)を主成分とする金属材料によって構成される。 The metal surface 4 includes a concavo-convex portion 5 having a nano-order fine concavo-convex shape. The uneven portion 5 is formed on the metal surface 4. The uneven portion 5 is made of a metal material containing the same metal (any of Cu, Al, Sn, Ti and Fe) as the main component of the metal surface 4 as the main component.

本実施形態1では、構造測定システム1は、凹凸構造の状態として凹凸部5の凹凸高さHを測定する。構造測定システム1は、光源30と、積分球32と、受光器36と、処理装置10とを備える。 In the first embodiment, the structure measuring system 1 measures the unevenness height H of the unevenness portion 5 as a state of the unevenness structure. The structure measurement system 1 includes a light source 30, an integrating sphere 32, a light receiver 36, and a processing device 10.

光源30は、金属表面4に予め定められた波長領域の光(照射光)を照射する光源である。ここで予め定められた波長領域とは、後述する処理装置10の評価処理に用いる波長領域であり、評価用波長とも呼ばれる。評価用波長は、1000nm以下であってよい。そして評価用波長は、金属表面4の主成分の金属に応じて定められてよい。そして光源30は、評価用波長をカバーするランプ、例えば重水素ランプまたはハロゲンランプ等であってもよい。また光源30は、評価用波長を有するレーザ、例えば半導体レーザ、YAG SHGレーザ、YAG THGレーザまたはエキシマレーザ等であってもよい。 The light source 30 is a light source that irradiates the metal surface 4 with light (irradiation light) in a predetermined wavelength region. The predetermined wavelength region here is a wavelength region used for the evaluation processing of the processing apparatus 10 described later, and is also referred to as an evaluation wavelength. The evaluation wavelength may be 1000 nm or less. The evaluation wavelength may be determined according to the metal as the main component of the metal surface 4. The light source 30 may be a lamp that covers the evaluation wavelength, for example, a deuterium lamp or a halogen lamp. Further, the light source 30 may be a laser having an evaluation wavelength, for example, a semiconductor laser, a YAG SHG laser, a YAG THG laser, an excimer laser, or the like.

光源30は、積分球32の入射開口を介して、積分球32の、該入射開口と反対側に位置する開口に取り付けられた試料2の金属表面4に、照射光を照射する。入射角θは、予め定められた角度であってよく、例えば10°以下であってよい。なお入射角θは、金属表面4の主成分の金属に応じて定められてよい。 The light source 30 irradiates the metal surface 4 of the sample 2 attached to the opening of the integrating sphere 32 opposite to the incident opening through the incident opening of the integrating sphere 32. The incident angle θ may be a predetermined angle, for example, 10 ° or less. The incident angle θ may be determined according to the metal as the main component of the metal surface 4.

積分球32は、光源30から取り込んだ照射光を、散乱(拡散反射)させる中空の球体部材である。積分球32は、その内面が球形であり、内壁には硫酸バリウム等の反射率の高い光散乱材料が塗布されている。 The integrating sphere 32 is a hollow sphere member that scatters (diffusely reflects) the irradiation light taken in from the light source 30. The inner surface of the integrating sphere 32 is spherical, and the inner wall thereof is coated with a light scattering material having high reflectance such as barium sulfate.

受光器36は、積分球32の内部空間の中央に配置され、金属表面4からの戻り光を検出する受光器である。ここで戻り光は、鏡面反射光と、拡散反射光とを合わせた光を指す。つまり照射光は、光源30から放射され、積分球32の内部空間を介して、試料2の金属表面4に入射する。そしてその鏡面反射光および拡散反射光は、積分球32の内壁で反射を繰り返し、最終的に受光器36に受光される。受光器36は、処理装置10に接続され、戻り光を検出したことに応じて処理装置10に戻り光強度の情報を送信する。 The light receiver 36 is arranged in the center of the internal space of the integrating sphere 32 and is a light receiver that detects the return light from the metal surface 4. Here, the return light refers to a combination of specularly reflected light and diffusely reflected light. That is, the irradiation light is emitted from the light source 30 and is incident on the metal surface 4 of the sample 2 through the internal space of the integrating sphere 32. Then, the specular reflected light and the diffuse reflected light are repeatedly reflected by the inner wall of the integrating sphere 32, and finally received by the light receiver 36. The light receiver 36 is connected to the processing device 10 and transmits information on the return light intensity to the processing device 10 in response to the detection of the return light.

処理装置10は、金属表面4の凹凸構造を測定および評価するためのコンピュータ装置である。処理装置10は、受光器36から供給される戻り光強度の情報に基づいて、金属表面4の凹凸構造の状態を算出し、評価する。また処理装置10は、光源30に接続され、光源30に対して照射制御を行う。なお処理装置10は、試料2を載置するステージ(不図示)の移動制御をしてよい。 The processing device 10 is a computer device for measuring and evaluating the uneven structure of the metal surface 4. The processing apparatus 10 calculates and evaluates the state of the uneven structure of the metal surface 4 based on the information of the return light intensity supplied from the light receiver 36. Further, the processing device 10 is connected to the light source 30 and controls irradiation with respect to the light source 30. The processing device 10 may control the movement of the stage (not shown) on which the sample 2 is placed.

図2は、実施形態1にかかる処理装置10の機能構成を示すブロック図である。処理装置10は、照射制御部11と、取得部12と、第1算出部13と、第1評価部14と、出力部15と、記憶部16とを有する。 FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the processing apparatus 10 according to the first embodiment. The processing device 10 includes an irradiation control unit 11, an acquisition unit 12, a first calculation unit 13, a first evaluation unit 14, an output unit 15, and a storage unit 16.

照射制御部11は、光源30に接続され、金属表面に評価用波長の照射光を光源30に照射させる。 The irradiation control unit 11 is connected to the light source 30, and causes the light source 30 to irradiate the metal surface with irradiation light having a wavelength for evaluation.

取得部12は、受光器36に接続され、受光器36から戻り光強度の情報を受信し、取得する。取得部12は、取得した戻り光強度の情報を第1算出部13に供給する。 The acquisition unit 12 is connected to the light receiver 36, receives the return light intensity information from the light receiver 36, and acquires the information. The acquisition unit 12 supplies the acquired information on the return light intensity to the first calculation unit 13.

第1算出部13は、測定対象の金属表面4からの戻り光強度の情報に基づいて、第1戻り光強度比を算出する。ここで第1戻り光強度は、第1基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象である試料2の金属表面4からの戻り光強度を示す。なお第1基準金属表面は、凹凸高さHが予め定められた高さ閾値以下である凹凸構造を有する金属表面である。高さ閾値は、測定精度の観点から50nm以下であることが好ましい。第1基準金属表面からの戻り光強度の情報は、後述する記憶部16に、第1基準面情報17として予め記憶されている。第1算出部13は、算出した第1戻り光強度比の情報を第1評価部14に供給する。 The first calculation unit 13 calculates the first return light intensity ratio based on the information of the return light intensity from the metal surface 4 to be measured. Here, the first return light intensity indicates the return light intensity from the metal surface 4 of the sample 2 to be measured with respect to the return light intensity from the first reference metal surface. The first reference metal surface is a metal surface having an uneven structure in which the uneven height H is equal to or less than a predetermined height threshold value. The height threshold is preferably 50 nm or less from the viewpoint of measurement accuracy. The information on the return light intensity from the surface of the first reference metal is stored in advance in the storage unit 16 described later as the first reference surface information 17. The first calculation unit 13 supplies the calculated information on the first return light intensity ratio to the first evaluation unit 14.

第1評価部14は、第1戻り光強度比に基づいて試料2の金属表面4の凹凸高さHを評価する。ここで第1評価部14は、第1戻り光強度比が小さいほど、試料2の金属表面4の凹凸高さHが高いと評価する。これにより、非接触で金属表面の具体的な凹凸高さ情報を取得できる。例えば第1評価部14は、第1戻り光強度比が予め定められた範囲内であるか否かを判定することで、試料2の金属表面4の凹凸高さHが合格圏内であるか否かを判定する。そして第1評価部14は、凹凸高さが合格圏内の試料2について、良品であると判定する。また第1評価部14は、第1戻り光強度比と第1基準金属表面の凹凸高さHの情報とに基づいて、試料2の金属表面4の凹凸高さHの値を推定してもよい。第1基準金属表面の凹凸高さHについては、第1基準金属表面の断面SEM(Scanning Electron Microscope)画像等により、予め取得してよい。そして第1評価部14は、評価した凹凸高さHの情報を出力部15に供給する。 The first evaluation unit 14 evaluates the unevenness height H of the metal surface 4 of the sample 2 based on the first return light intensity ratio. Here, the first evaluation unit 14 evaluates that the smaller the first return light intensity ratio, the higher the unevenness height H of the metal surface 4 of the sample 2. This makes it possible to acquire specific unevenness height information on the metal surface without contact. For example, the first evaluation unit 14 determines whether or not the first return light intensity ratio is within a predetermined range, and thus whether or not the unevenness height H of the metal surface 4 of the sample 2 is within the acceptable range. Is determined. Then, the first evaluation unit 14 determines that the sample 2 whose unevenness height is within the acceptable range is a good product. Further, even if the first evaluation unit 14 estimates the value of the unevenness height H of the metal surface 4 of the sample 2 based on the information of the first return light intensity ratio and the unevenness height H of the first reference metal surface. good. The uneven height H of the surface of the first reference metal may be acquired in advance from a cross-sectional SEM (Scanning Electron Microscope) image of the surface of the first reference metal. Then, the first evaluation unit 14 supplies the information of the evaluated unevenness height H to the output unit 15.

出力部15は、評価した凹凸高さHの情報を出力する。出力部15は、凹凸高さHの情報を表示する表示部(不図示)または音声で出力する音声出力部(不図示)を含んでもよい。また出力部15は、処理装置10と通信可能に接続された外部装置(不図示)に凹凸高さHの情報を送信する送信部(不図示)を含んでもよい。 The output unit 15 outputs information on the evaluated uneven height H. The output unit 15 may include a display unit (not shown) that displays information on the unevenness height H or a voice output unit (not shown) that outputs voice. Further, the output unit 15 may include a transmission unit (not shown) that transmits information of the unevenness height H to an external device (not shown) communicably connected to the processing device 10.

記憶部16は、処理装置10の情報処理に必要な情報を記憶する記憶媒体である。本実施形態1では、記憶部16は、第1基準面情報17を記憶する。 The storage unit 16 is a storage medium that stores information necessary for information processing of the processing device 10. In the first embodiment, the storage unit 16 stores the first reference plane information 17.

図3は、実施形態1にかかる処理装置10のハードウェア構成を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of the processing device 10 according to the first embodiment.

処理装置10は、主要なハードウェア構成として、プロセッサ100と、ROM101(Read Only Memory)と、RAM102(Random Access Memory)と、インターフェース部103(IF;Interface)とを有する。プロセッサ100、ROM101、RAM102およびインターフェース部103は、データバスなどを介して相互に接続されている。 The processing device 10 has a processor 100, a ROM 101 (Read Only Memory), a RAM 102 (Random Access Memory), and an interface unit 103 (IF; Interface) as a main hardware configuration. The processor 100, ROM 101, RAM 102, and the interface unit 103 are connected to each other via a data bus or the like.

プロセッサ100は、制御処理および演算処理等を行う演算装置としての機能を有する。プロセッサ100は、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(field-programmable gate array)、DSP(digital signal processor)またはASIC(application specific integrated circuit)並びにこれらの組み合わせであってよい。ROM101は、プロセッサ100によって実行される制御プログラムおよび演算プログラム等を記憶するための機能を有する。RAM102は、処理データ等を一時的に記憶するための機能を有する。インターフェース部103は、有線または無線を介して外部と信号の入出力を行う。また、インターフェース部103は、ユーザによるデータの入力の操作を受け付け、ユーザに対して情報を表示する。例えば、インターフェース部103は、光源30および受光器36と通信を行う。 The processor 100 has a function as an arithmetic unit that performs control processing, arithmetic processing, and the like. The processor 100 may be a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an FPGA (field-programmable gate array), a DSP (digital signal processor), an ASIC (application specific integrated circuit), or a combination thereof. The ROM 101 has a function for storing a control program, an arithmetic program, and the like executed by the processor 100. The RAM 102 has a function for temporarily storing processing data and the like. The interface unit 103 inputs / outputs signals to and from the outside via wired or wireless. Further, the interface unit 103 accepts the operation of inputting data by the user and displays the information to the user. For example, the interface unit 103 communicates with the light source 30 and the light receiver 36.

以下では、第1評価部14による評価処理の前提となる、凹凸高さHおよび第1戻り光強度比の関係について説明するが、まず試料2の作製方法の一例を説明する。 Hereinafter, the relationship between the unevenness height H and the first return light intensity ratio, which is a prerequisite for the evaluation process by the first evaluation unit 14, will be described. First, an example of the method for producing the sample 2 will be described.

(試料2の作製方法)
まず、凹凸部5が形成される前の金属部材(以下、プレ金属部材と称す)を準備する。なお、プレ金属部材には、金属表面4が設けられており、Cu、Al、Sn、Ti及びFeの何れかを主成分とする金属材料によって構成されている。ここでは、金属表面4が、Cuを主成分とする金属材料(以下、Cu材と呼ぶ)、例えばC1100材によって構成されている場合を例に説明する。次にプレ金属部材に設けられた金属表面4の所定領域にパルスレーザを照射する。これにより所定領域における金属表面4の一部は溶融し、溶融金属が蒸発して、ガス雰囲気中に放出され、金属蒸気となる。その後、金属蒸気が凝縮またはガスとの反応により粒子になり、金属表面4に堆積・凝固する。金属表面4の各領域でこれを繰り返すことにより凹凸部5は形成される。パルスレーザの照射条件は、主成分となる金属に応じて異なるが、C1100材の場合は例えば、ピーク出力が10kW以上、パルス幅が1~1000ns、レーザスポット径が75μm以下、スポット間隔が59μm以下である。ここでは、パルスレーザの照射条件を変化させることで、異なる凹凸高さHの金属表面を作製する。
(Method for preparing sample 2)
First, a metal member (hereinafter referred to as a pre-metal member) before the uneven portion 5 is formed is prepared. The pre-metal member is provided with a metal surface 4, and is made of a metal material containing any one of Cu, Al, Sn, Ti, and Fe as a main component. Here, a case where the metal surface 4 is made of a metal material containing Cu as a main component (hereinafter referred to as Cu material), for example, C1100 material will be described as an example. Next, a pulse laser is applied to a predetermined region of the metal surface 4 provided on the pre-metal member. As a result, a part of the metal surface 4 in the predetermined region is melted, the molten metal evaporates, and is released into the gas atmosphere to become metal vapor. After that, the metal vapor becomes particles by condensation or reaction with gas, and is deposited and solidified on the metal surface 4. By repeating this in each region of the metal surface 4, the uneven portion 5 is formed. The irradiation conditions of the pulse laser differ depending on the metal as the main component, but in the case of C1100 material, for example, the peak output is 10 kW or more, the pulse width is 1 to 1000 ns, the laser spot diameter is 75 μm or less, and the spot interval is 59 μm or less. Is. Here, by changing the irradiation conditions of the pulse laser, metal surfaces having different uneven heights H are produced.

(凹凸高さHおよび第1戻り光強度比の関係)
次に、凹凸高さHおよび第1戻り光強度比の関係について説明する。図4は、異なる凹凸高さHを有するCu材の戻り光強度を示す図である。本図の横軸は、光源30の照射光の波長[nm]を示し、縦軸は戻り光強度[%]を示す。なお本図の戻り光強度については、紫外可視分光光度計(SHIMADZU製 SolidSpec-3700)を用いて200~2000[nm]で測定した。図の点線は凹凸高さHが高い試料2(「H_高」)の戻り光強度を示し、実線は凹凸高さHが中程度の試料2(「H_中」)の戻り光強度を示し、一点鎖線は凹凸高さHが低い試料2(「H_低」)の戻り光強度を示す。なお図示しない断面SEM画像により、本図の「H_高」の凹凸高さHは123[nm]、「H_中」の凹凸高さHは69.0[nm]、「H_低」の凹凸高さHは27.8[nm]であることがわかっている。
(Relationship between uneven height H and first return light intensity ratio)
Next, the relationship between the unevenness height H and the first return light intensity ratio will be described. FIG. 4 is a diagram showing the return light intensity of Cu materials having different uneven heights H. The horizontal axis of this figure indicates the wavelength [nm] of the irradiation light of the light source 30, and the vertical axis indicates the return light intensity [%]. The return light intensity in this figure was measured at 200 to 2000 [nm] using an ultraviolet visible spectrophotometer (SolidSpec-3700 manufactured by SHIMADZU). The dotted line in the figure shows the return light intensity of the sample 2 (“H_high”) having a high unevenness height H, and the solid line shows the return light intensity of the sample 2 (“H_medium”) having a medium unevenness height H. The alternate long and short dash line indicates the return light intensity of sample 2 (“H_low”) having a low uneven height H. According to a cross-sectional SEM image (not shown), the uneven height H of "H_high" in this figure is 123 [nm], the uneven height H of "H_medium" is 69.0 [nm], and the uneven height of "H_low". It is known that H is 27.8 [nm].

本図に示すように、光照射による戻り光強度は、ナノオーダーの凹凸構造が全面に形成されていれば、凹凸高さHに関わらず、短波長になるほどマクロ的に0に収束していく。これは、レイリー散乱によって光が散乱し、散乱した光が表面プラズモン共鳴によって金属表面に吸収されるからであると考えられる。 As shown in this figure, the return light intensity due to light irradiation converges to 0 macroscopically as the wavelength becomes shorter, regardless of the unevenness height H, if a nano-order uneven structure is formed on the entire surface. .. It is considered that this is because light is scattered by Rayleigh scattering and the scattered light is absorbed by the metal surface by surface plasmon resonance.

図5は、異なる凹凸高さを有するCu材の光吸収率を示す図である。光吸収率は、入射光強度から戻り光強度と透過光強度とを減じた値であるが、本例では透過光強度は0に近いため、入射光強度から戻り光強度を減じることで算出される。本図に示すように、「H_高」、「H_中」および「H_低」の光吸収率は、600nm以下で高い値を示している。これは、ナノオーダーの凹凸構造を有する金属表面4の光吸収特性が、主成分金属のバルクの光吸収特性と類似していることを示している。したがって、「H_高」、「H_中」および「H_低」の金属表面4は、酸化物等に変質することなく、純金属と同様に、表面プラズモン共鳴により光吸収が生じていることがわかる。 FIG. 5 is a diagram showing the light absorption rate of Cu materials having different uneven heights. The light absorption rate is a value obtained by subtracting the return light intensity and the transmitted light intensity from the incident light intensity, but since the transmitted light intensity is close to 0 in this example, it is calculated by subtracting the return light intensity from the incident light intensity. To. As shown in this figure, the light absorption rates of "H_high", "H_medium" and "H_low" show high values at 600 nm or less. This indicates that the light absorption characteristics of the metal surface 4 having the nano-order uneven structure are similar to the light absorption characteristics of the bulk of the main component metal. Therefore, it can be seen that the “H_high”, “H_medium” and “H_low” metal surfaces 4 are not altered into oxides or the like, and light absorption is generated by surface plasmon resonance in the same manner as pure metal. ..

ここで、1000nm以下、特に主成分金属のバルクでのエネルギー吸収率が高い波長領域、の照射光に対する戻り光強度の、凹凸高さHによる影響を見るために、「H_高」および「H_中」のそれぞれの戻り光強度を、「H_低」の戻り光強度で除した値を算出し、これを第1戻り光強度比Aとする。すなわち、本例では、「H_低」の金属表面4が第1基準金属表面となる。しかし第1基準金属表面はこれに限らず、主成分として含まれる金属に応じて定められる凹凸高さHを有する金属表面4であってもよく、例えば50nm以下の凹凸高さHを有する金属表面4であってもよい。なお主成分金属のバルクでのエネルギー吸収率は、分光放射率であってよく、例えば放射温度計により金属部材の表面温度を測定することで得られる。 Here, in order to see the influence of the unevenness height H on the return light intensity with respect to the irradiation light in the wavelength region where the energy absorption rate in the bulk of the main component metal is 1000 nm or less, particularly in the bulk of the main component metal, “H_high” and “H_medium”. The value obtained by dividing each return light intensity of "H_low" by the return light intensity of "H_low" is calculated, and this is defined as the first return light intensity ratio A. That is, in this example, the “H_low” metal surface 4 is the first reference metal surface. However, the first reference metal surface is not limited to this, and may be a metal surface 4 having an uneven height H determined according to the metal contained as a main component, for example, a metal surface having an uneven height H of 50 nm or less. It may be 4. The energy absorption rate of the main component metal in bulk may be a spectral emissivity, and can be obtained by, for example, measuring the surface temperature of a metal member with a radiation thermometer.

図6は、異なる凹凸高さを有するCu材の第1戻り光強度比Aを示す図である。図の点線は「H_高」の第1戻り光強度比Aを示し、実線は「H_中」の第1戻り光強度比Aを示す。本図に示すように、「H_高」および「H_中」の第1戻り光強度比Aはいずれも、全測定波長領域で1より小さくなっている。そして凹凸高さHが高いほど、第1戻り光強度比Aは小さくなり、この傾向は、短波長になるほど、具体的には主成分金属のバルクのエネルギー吸収率が高い波長領域以下の波長領域で、顕著になっている。なおCu材の場合は、エネルギー吸収率が高い波長領域以下の波長領域は、600nm以下である。 FIG. 6 is a diagram showing a first return light intensity ratio A of Cu materials having different uneven heights. The dotted line in the figure shows the first return light intensity ratio A of "H_high", and the solid line shows the first return light intensity ratio A of "H_medium". As shown in this figure, the first return light intensity ratios A of “H_high” and “H_medium” are both smaller than 1 in the entire measurement wavelength region. The higher the unevenness height H, the smaller the first return light intensity ratio A, and this tendency is that the shorter the wavelength, the more specifically the wavelength region below the wavelength region in which the bulk energy absorption rate of the main component metal is high. And it has become remarkable. In the case of Cu material, the wavelength region below the wavelength region where the energy absorption rate is high is 600 nm or less.

このことは以下のように説明できる。すなわち凹凸高さHが高いほど、短波長側で生じるレイリー散乱が大きくなり、凹凸構造内に光が閉じ込められる。そしてこのような光閉じ込め効果が大きいほど、表面プラズモン共鳴による光吸収が促進される。これにより、「H_高」の短波長側の第1戻り光強度比Aは、より凹凸高さHが低い「H_中」の短波長側の第1戻り光強度比Aよりも小さくなる。 This can be explained as follows. That is, the higher the unevenness height H, the greater the Rayleigh scattering that occurs on the short wavelength side, and the light is confined in the unevenness structure. The greater the light confinement effect, the more the light absorption due to surface plasmon resonance is promoted. As a result, the first return light intensity ratio A on the short wavelength side of "H_high" is smaller than the first return light intensity ratio A on the short wavelength side of "H_medium", which has a lower uneven height H.

以上、金属表面4がCu材である場合の凹凸高さHおよび第1戻り光強度比の関係について説明したが、他の金属材料、例えばアルミニウムを主成分とする金属材料(Al材)によって構成される場合についても同様である。 The relationship between the uneven height H and the first return light intensity ratio when the metal surface 4 is a Cu material has been described above, but it is composed of another metal material, for example, a metal material (Al material) containing aluminum as a main component. The same applies to the case where it is done.

図7は、異なる凹凸高さを有するAl材の光吸収率を示す図である。例えばAl材は、A1050である。本図に示すように、「H_高」、「H_中」および「H_低」の光吸収率は、300nm付近で第1ピークをとり(p1)、また800~900nm付近で第2ピークをとる(p2)。これは、ナノオーダーの凹凸構造を有する金属表面4の光吸収特性は、主成分金属のバルクの光吸収特性と類似していることを示している。したがって、Al材についても、「H_高」、「H_中」および「H_低」の金属表面4は、酸化物等に変質することなく、純金属と同様に、表面プラズモン共鳴により光吸収が生じていることがわかる。 FIG. 7 is a diagram showing the light absorption rate of Al materials having different uneven heights. For example, the Al material is A1050. As shown in this figure, the light absorption rates of "H_high", "H_medium" and "H_low" have the first peak near 300 nm (p1) and the second peak near 800 to 900 nm. (P2). This indicates that the light absorption characteristics of the metal surface 4 having the nano-order uneven structure are similar to the light absorption characteristics of the bulk of the main component metal. Therefore, with respect to the Al material, the “H_high”, “H_medium” and “H_low” metal surfaces 4 do not deteriorate into oxides or the like, and light absorption occurs due to surface plasmon resonance as in the case of pure metal. You can see that.

そしてAl材についても、1000nm以下、特に主成分金属のバルクでのエネルギー吸収率が高い波長領域、において、戻り光強度の凹凸高さHによる影響が顕著になる。図8は、異なる凹凸高さを有するAl材の戻り光強度を示す図である。本図に示すように、戻り光強度は、「H_低」、「H_中」、「H_高」の順に小さくなる。したがって第1基準金属表面を「H_低」の金属表面4とすると、「H_高」の第1戻り光強度比Aは、より凹凸高さHが低い「H_中」の第1戻り光強度比Aよりも小さくなる。そしてこのような傾向は、短波長側で、特に図7の第1ピーク(p1)に相当する波長領域付近で顕著になっている。 As for the Al material, the influence of the unevenness height H of the return light intensity becomes remarkable in the wavelength region of 1000 nm or less, particularly in the wavelength region where the energy absorption rate in the bulk of the main component metal is high. FIG. 8 is a diagram showing the return light intensity of Al materials having different uneven heights. As shown in this figure, the return light intensity decreases in the order of "H_low", "H_medium", and "H_high". Therefore, assuming that the first reference metal surface is the metal surface 4 of "H_low", the first return light intensity ratio A of "H_high" is the first return light intensity ratio of "H_medium" having a lower uneven height H. It is smaller than A. And such a tendency becomes remarkable on the short wavelength side, especially in the vicinity of the wavelength region corresponding to the first peak (p1) in FIG. 7.

このように短波長側では凹凸高さHが高いほど第1戻り光強度比Aが小さくなるため、第1評価部14は、第1戻り光強度比Aに基づいて試料2の金属表面4の凹凸高さHを評価することができる。そして評価用波長は、金属表面4に主成分として含まれる金属(バルク)のエネルギー吸収率が予め定められた吸収率閾値以上の波長または波長領域であることが好ましい。一例として金属表面4がCu材またはAl材の場合は、評価用波長は、600nm以下である。600nm以下であれば、レイリー散乱の発生頻度が上昇し、光吸収が促進される。したがって凹凸高さHによる第1戻り光強度比Aの違いが顕著に表れるため、評価精度が向上する。なお金属表面4がAl材の場合は、評価用波長は、第1ピークに合わせて400nm以下であることがさらに好ましい。 As described above, on the short wavelength side, the higher the unevenness height H, the smaller the first return light intensity ratio A. Therefore, the first evaluation unit 14 determines that the metal surface 4 of the sample 2 is based on the first return light intensity ratio A. The unevenness height H can be evaluated. The evaluation wavelength is preferably a wavelength or a wavelength region in which the energy absorption rate of the metal (bulk) contained in the metal surface 4 as a main component is equal to or higher than a predetermined absorption rate threshold value. As an example, when the metal surface 4 is a Cu material or an Al material, the evaluation wavelength is 600 nm or less. If it is 600 nm or less, the frequency of Rayleigh scattering increases and light absorption is promoted. Therefore, the difference in the first return light intensity ratio A due to the unevenness height H appears remarkably, and the evaluation accuracy is improved. When the metal surface 4 is an Al material, the evaluation wavelength is more preferably 400 nm or less in accordance with the first peak.

図9は、実施形態1にかかる処理装置10の処理手順を示すフローチャートである。
まず金属表面4の主面を、n個(nは自然数)の区間の領域に仮想的に分割する。1区間あたりの領域は、例えば光源30が一度に照射可能な領域である。そして処理装置10は、区間毎に以下のステップS10~12を繰り返す。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of the processing apparatus 10 according to the first embodiment.
First, the main surface of the metal surface 4 is virtually divided into n sections (n is a natural number). The area per section is, for example, an area that can be irradiated by the light source 30 at one time. Then, the processing apparatus 10 repeats the following steps S10 to 12 for each section.

まず処理装置10の照射制御部11は、光源30に対して制御信号を送信し、試料2の金属表面4のi番目の区間の領域に対して所定の波長領域の照射光を照射させる(ステップS10;光照射工程)。本例では、金属表面4がCu材の場合は、照射光の波長は600nm以下とし、入射角θは8°とする。金属表面4がAl材の場合も、照射光の波長は600nm以下とし、入射角θは8°とする。 First, the irradiation control unit 11 of the processing device 10 transmits a control signal to the light source 30 to irradiate the region of the i-th section of the metal surface 4 of the sample 2 with irradiation light in a predetermined wavelength region (step). S10; light irradiation step). In this example, when the metal surface 4 is a Cu material, the wavelength of the irradiation light is 600 nm or less, and the incident angle θ is 8 °. Even when the metal surface 4 is an Al material, the wavelength of the irradiation light is 600 nm or less, and the incident angle θ is 8 °.

これにより受光器36が金属表面4からの戻り光を検出する(ステップS11;受光工程)。そして処理装置10の取得部12は、該当区間の戻り光強度の情報を受光器36から取得する(ステップS12)。取得部12は、記憶部16に取得した戻り光強度の情報を記憶してよい。 As a result, the light receiver 36 detects the return light from the metal surface 4 (step S11; light receiving step). Then, the acquisition unit 12 of the processing device 10 acquires information on the return light intensity of the corresponding section from the light receiver 36 (step S12). The acquisition unit 12 may store the information on the return light intensity acquired in the storage unit 16.

そしてステップS13において、処理装置10の第1算出部13および第1評価部14は、後述する評価処理を実行する。 Then, in step S13, the first calculation unit 13 and the first evaluation unit 14 of the processing device 10 execute the evaluation process described later.

ステップS14において、処理装置10の出力部15は、評価結果を出力し、処理を終了する。本例では、出力部15は、試料2が良品であるか、不良品であるかを出力する。 In step S14, the output unit 15 of the processing device 10 outputs the evaluation result and ends the processing. In this example, the output unit 15 outputs whether the sample 2 is a good product or a defective product.

図10は、実施形態1にかかる処理装置10の評価処理の手順を示すフローチャートである。なお区間番号iの初期値は1である。 FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of evaluation processing of the processing apparatus 10 according to the first embodiment. The initial value of the section number i is 1.

まず処理装置10は、区間番号iが全区間数n以下であるか否かを判定する(ステップS20)。これにより処理装置10は、金属表面4全体を測定したか否かを判定する。処理装置10は、区間番号iが全区間数nを超えた場合(ステップS20でNO)、金属表面4が全体として良品の粗化面であると判定し(ステップS21)、処理を終了する。一方、処理装置10は、区間番号iが全区間数n以下である場合(ステップS20でYES)、処理をステップS22に進める。 First, the processing device 10 determines whether or not the section number i is equal to or less than the total number of sections n (step S20). As a result, the processing apparatus 10 determines whether or not the entire metal surface 4 has been measured. When the section number i exceeds the total number of sections n (NO in step S20), the processing apparatus 10 determines that the metal surface 4 as a whole is a roughened surface of a good product (step S21), and ends the processing. On the other hand, when the section number i is equal to or less than the total number of sections n (YES in step S20), the processing device 10 advances the processing to step S22.

ステップS22において、処理装置10の第1算出部13は、記憶部16の第1基準面情報17と、i番目の区間の戻り光強度の情報とを用いて、i番目の区間の第1戻り光強度比Aを算出する。本ステップは、第1算出工程と呼ばれる。なお評価用波長が所定幅を有している場合には、まず第1算出部13は、評価用波長領域におけるi番目の区間の戻り光強度の平均値を算出する。そして第1算出部13は、i番目の区間の戻り光強度の平均値を、評価用波長領域における第1基準金属表面の戻り光強度の平均値で除し、得られた値をi番目の区間の第1戻り光強度比Aとする。第1算出部13は、i番目の区間の第1戻り光強度比Aの情報を第1評価部14に供給する。 In step S22, the first calculation unit 13 of the processing device 10 uses the first reference plane information 17 of the storage unit 16 and the information of the return light intensity of the i-th section to make the first return of the i-th section. The light intensity ratio A is calculated. This step is called the first calculation step. When the evaluation wavelength has a predetermined width, the first calculation unit 13 first calculates the average value of the return light intensity of the i-th section in the evaluation wavelength region. Then, the first calculation unit 13 divides the average value of the return light intensity of the i-th section by the average value of the return light intensity of the surface of the first reference metal in the evaluation wavelength region, and the obtained value is the i-th. Let the first return light intensity ratio A of the section be. The first calculation unit 13 supplies the information of the first return light intensity ratio A of the i-th section to the first evaluation unit 14.

次にステップS23において、第1評価部14は、i番目の区間の第1戻り光強度比Aが所定範囲内であるか否かを判定する。本ステップは、第1評価工程と呼ばれる。本例では、第1評価部14は、i番目の区間の第1戻り光強度比Aが所定数dより大きく、かつ所定数eより小さいか否かを判定する。第1評価部14は、i番目の区間の第1戻り光強度比Aが所定範囲内である場合には(ステップS23でYES)、i番目の区間の凹凸高さHを合格と判定し(ステップS24)、iの値をインクリメントし(ステップS27)、処理をステップS20に戻す。すなわち、第1評価部14は、次の区間の凹凸高さHの評価を進める。 Next, in step S23, the first evaluation unit 14 determines whether or not the first return light intensity ratio A in the i-th section is within a predetermined range. This step is called the first evaluation step. In this example, the first evaluation unit 14 determines whether or not the first return light intensity ratio A in the i-th section is larger than the predetermined number d and smaller than the predetermined number e. When the first return light intensity ratio A of the i-th section is within the predetermined range (YES in step S23), the first evaluation unit 14 determines that the unevenness height H of the i-th section is acceptable (YES). Step S24), the value of i is incremented (step S27), and the process returns to step S20. That is, the first evaluation unit 14 advances the evaluation of the unevenness height H in the next section.

一方、第1評価部14は、i番目の区間の第1戻り光強度比Aが所定範囲外である場合には(ステップS23でNO)、i番目の区間の凹凸高さを不合格と判定し(ステップS25)、全体NG率を算出する。全体NG率は、全区間数nに対する累計の不合格区間数の割合であり、本例では百分率である。第1評価部14は、全体NG率が所定数fよりも小さいか否かを判定し(ステップS26)、小さい場合(ステップS26でYES)処理をステップS27に進める。一方で、第1評価部14は、全体NG率が所定数f以上となった場合(ステップS26でNO)、金属表面4が全体として不良品の粗化面であると判定し(ステップS28)、処理を終了する。 On the other hand, when the first return light intensity ratio A of the i-th section is out of the predetermined range (NO in step S23), the first evaluation unit 14 determines that the unevenness height of the i-th section is rejected. (Step S25), and the overall NG rate is calculated. The total NG rate is the ratio of the cumulative number of rejected sections to the total number of sections n, and is a percentage in this example. The first evaluation unit 14 determines whether or not the overall NG rate is smaller than the predetermined number f (step S26), and if it is smaller (YES in step S26), proceeds to step S27. On the other hand, when the overall NG rate becomes a predetermined number f or more (NO in step S26), the first evaluation unit 14 determines that the metal surface 4 is a roughened surface of the defective product as a whole (step S28). , End the process.

なお第1評価部14は、試料2の金属表面が良品または不良品であるかを判定したが、これに代えてまたは加えて、試料2の金属表面4の凹凸高さHの値を推定してもよい。具体的には、例えば第1評価部14は、第1基準金属表面の凹凸高さHおよび第1戻り光強度比Aからi番目の区間の凹凸高さHを推定する。そして第1評価部14は、推定した全区間の凹凸高さHの平均をとることで、試料2の金属表面4全体の凹凸高さHを推定する。 The first evaluation unit 14 determined whether the metal surface of the sample 2 was a good product or a defective product, but instead of or in addition to this, the value of the unevenness height H of the metal surface 4 of the sample 2 was estimated. You may. Specifically, for example, the first evaluation unit 14 estimates the unevenness height H of the surface of the first reference metal and the unevenness height H of the i-th section from the first return light intensity ratio A. Then, the first evaluation unit 14 estimates the unevenness height H of the entire metal surface 4 of the sample 2 by taking the average of the estimated unevenness heights H of all the sections.

このように実施形態1によれば、構造測定システム1は、非接触で金属表面4の凹凸構造の高さを測定できる。そして構造測定システム1は、凹凸構造に応じた戻り光強度比の変化が顕著に表れるように光源30の波長領域を金属表面4に含まれる金属に応じて定めることで、測定精度を向上させることができる。 As described above, according to the first embodiment, the structure measuring system 1 can measure the height of the uneven structure of the metal surface 4 in a non-contact manner. The structure measurement system 1 improves the measurement accuracy by defining the wavelength region of the light source 30 according to the metal contained in the metal surface 4 so that the change in the return light intensity ratio according to the uneven structure remarkably appears. Can be done.

<実施形態2>
次に図11~14を用いて、本発明の実施形態2について説明する。実施形態2は、構造測定システム1が金属表面4の凹凸高さHに加えて、凹凸構造密度Dを測定することに特徴を有する。本実施形態2にかかる構造測定システム1は、処理装置10に代えて処理装置10aを備える。
<Embodiment 2>
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 14. The second embodiment is characterized in that the structure measuring system 1 measures the unevenness structure density D in addition to the unevenness height H of the metal surface 4. The structure measurement system 1 according to the second embodiment includes a processing device 10a instead of the processing device 10.

図11は、実施形態2にかかる処理装置10aの機能構成を示すブロック図である。処理装置10aは、基本的に処理装置10と同様の構成および機能を有するが、第2算出部18および第2評価部19と、記憶部16に代えて記憶部16aとを有する点で処理装置10と相違する。なお取得部12は、取得した測定対象の金属表面4からの戻り光強度の情報を、第1算出部13に加えて第2算出部18に供給するものとする。 FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of the processing device 10a according to the second embodiment. The processing device 10a basically has the same configuration and function as the processing device 10, but has a second calculation unit 18 and a second evaluation unit 19, and a storage unit 16a instead of the storage unit 16. Different from 10. The acquisition unit 12 supplies the acquired information on the return light intensity from the metal surface 4 to be measured to the second calculation unit 18 in addition to the first calculation unit 13.

第2算出部18は、測定対象の金属表面4からの戻り光強度の情報に基づいて、第2戻り光強度比を算出する。ここで第2戻り光強度比は、第2基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面4からの戻り光強度を示す。なお第2基準金属表面は、凹凸構造密度Dが予め定められた密度閾値以下である凹凸構造を有する金属表面である。凹凸構造密度Dおよび密度閾値については後述する。第2基準金属表面からの戻り光強度の情報は、後述する記憶部16aに、第2基準面情報20として予め記憶されている。第2算出部18は、算出した第2戻り光強度比の情報を第2評価部19に供給する。 The second calculation unit 18 calculates the second return light intensity ratio based on the information of the return light intensity from the metal surface 4 to be measured. Here, the second return light intensity ratio indicates the return light intensity from the metal surface 4 to be measured with respect to the return light intensity from the second reference metal surface. The second reference metal surface is a metal surface having an uneven structure in which the uneven structure density D is equal to or less than a predetermined density threshold. The uneven structure density D and the density threshold value will be described later. Information on the return light intensity from the surface of the second reference metal is stored in advance in the storage unit 16a, which will be described later, as the second reference plane information 20. The second calculation unit 18 supplies the calculated information on the second return light intensity ratio to the second evaluation unit 19.

第2評価部19は、第2戻り光強度比に基づいて測定対象の金属表面4の凹凸構造密度Dを評価する。ここで第2評価部19は、第2戻り光強度比が小さいほど、測定対象の金属表面4の凹凸構造密度Dが高いと評価する。これにより、非接触で金属表面の具体的な凹凸構造密度情報を取得できる。例えば第2評価部19は、第2戻り光強度比が予め定められた範囲内であるか否かを判定することで、試料2の金属表面4の凹凸構造密度Dが合格圏内であるか否かを判定する。そして第2評価部19は、凹凸高さHかつ凹凸構造密度Dが合格圏内である試料2について、良品であると判定する。また第2評価部19は、第2戻り光強度比と第2基準金属表面の凹凸構造密度Dの情報とに基づいて、試料2の金属表面4の凹凸構造密度Dの値を推定してもよい。第2評価部19は、評価した凹凸構造密度Dの情報を出力部15に供給する。 The second evaluation unit 19 evaluates the uneven structure density D of the metal surface 4 to be measured based on the second return light intensity ratio. Here, the second evaluation unit 19 evaluates that the smaller the second return light intensity ratio, the higher the uneven structure density D of the metal surface 4 to be measured. This makes it possible to acquire specific uneven structure density information on the metal surface without contact. For example, the second evaluation unit 19 determines whether or not the second return light intensity ratio is within a predetermined range, and thus whether or not the uneven structure density D of the metal surface 4 of the sample 2 is within the acceptable range. Is determined. Then, the second evaluation unit 19 determines that the sample 2 having the unevenness height H and the unevenness structure density D within the acceptable range is a good product. Further, the second evaluation unit 19 may estimate the value of the uneven structure density D of the metal surface 4 of the sample 2 based on the information of the second return light intensity ratio and the uneven structure density D of the second reference metal surface. good. The second evaluation unit 19 supplies the information of the evaluated uneven structure density D to the output unit 15.

記憶部16aは、第1基準面情報17に加えて第2基準面情報20を記憶する。 The storage unit 16a stores the second reference plane information 20 in addition to the first reference plane information 17.

図12は、凹凸構造密度Dを説明するための図である。本図は、試料2の金属表面4の上面図である。凹凸構造密度Dは、凹凸構造の間隔dに基づいて算出され、凹凸構造の間隔dが大きいほど、凹凸構造密度Dは小さい値をとる。本実施形態2では、凹凸構造密度Dは、凹凸構造の間隔dに基づいて算出される単位面積当たりの隙間面積Sの、逆数であってよい。単位面積当たりの隙間面積Sは、凹凸構造の間隔dに基づいて算出される凹凸構造間の隙間面積sと、単位面積当たりの凹凸構造の数とから算出される。 FIG. 12 is a diagram for explaining the uneven structure density D. This figure is a top view of the metal surface 4 of the sample 2. The uneven structure density D is calculated based on the uneven structure spacing d, and the larger the uneven structure spacing d, the smaller the uneven structure density D. In the second embodiment, the uneven structure density D may be the reciprocal of the gap area S per unit area calculated based on the interval d of the uneven structure. The gap area S per unit area is calculated from the gap area s between the uneven structures calculated based on the interval d of the uneven structures and the number of uneven structures per unit area.

(凹凸構造密度Dおよび第2戻り光強度比の関係)
以下では、凹凸構造密度Dおよび第2戻り光強度比の関係について説明する。試料2の作製については、実施形態1と同様であり、パルスレーザの照射条件を変化させることで、異なる凹凸構造密度Dの金属表面を作製する。
(Relationship between uneven structure density D and second return light intensity ratio)
Hereinafter, the relationship between the uneven structure density D and the second return light intensity ratio will be described. The preparation of the sample 2 is the same as that of the first embodiment, and a metal surface having a different uneven structure density D is prepared by changing the irradiation conditions of the pulse laser.

図13は、異なる凹凸構造密度を有するCu材の戻り光強度を示す図である。本図の横軸は、光源30の照射光の波長[nm]を示し、縦軸は戻り光強度[%]を示す。図の点線は凹凸構造密度Dが高い試料2(「D_高」)の戻り光強度を示し、実線は凹凸構造密度Dが中程度の試料2(「D_中」)の戻り光強度を示し、一点鎖線は凹凸構造密度Dが低い試料2(「D_低」)の戻り光強度を示す。本図では、「D_高」の凹凸構造密度Dは1.22×10、「D_中」の凹凸構造密度Dは73.9、「D_低」の凹凸構造密度Dは1である。つまり本例では「D_低」は、凹凸構造を作製しない場合の試料2である。 FIG. 13 is a diagram showing the return light intensity of Cu materials having different uneven structure densities. The horizontal axis of this figure indicates the wavelength [nm] of the irradiation light of the light source 30, and the vertical axis indicates the return light intensity [%]. The dotted line in the figure shows the return light intensity of the sample 2 (“D_high”) having a high uneven structure density D, and the solid line shows the return light intensity of the sample 2 (“D_medium”) having a medium uneven structure density D. The alternate long and short dash line indicates the return light intensity of sample 2 (“D_low”) having a low concave-convex structure density D. In this figure, the “D_high” uneven structure density D is 1.22 × 102, the “ D_medium ” uneven structure density D is 73.9, and the “D_low” uneven structure density D is 1. That is, in this example, "D_low" is the sample 2 in the case where the uneven structure is not produced.

本図に示すように、光照射による戻り光強度は、ナノオーダーの凹凸構造がある程度密に形成されていれば、短波長になるほどレイリー散乱によって散乱し、表面プラズモン共鳴による吸収により、マクロ的に0に収束していく。しかし短波長領域であっても凹凸構造密度Dが低くなるほど、戻り光強度は高い値を有する。これは、レイリー散乱の効果が小さくなり、鏡面反射光が増えるためである。この傾向は、凹凸高さHの場合と同様に、レイリー散乱が発生し、かつ主成分金属のバルクのエネルギー吸収率が高い波長領域以下の波長領域で、顕著になっている。本図のCu材の場合は、この傾向は、600nm以下で顕著に表れる。なお図示しないが、Al材の場合でも、この傾向は、600nm以下で顕著に表れ、400nm以下でより顕著に表れる。 As shown in this figure, the return light intensity due to light irradiation is scattered by Rayleigh scattering as the wavelength becomes shorter if the nano-order uneven structure is formed to some extent, and macroscopically due to absorption by surface plasmon resonance. It converges to 0. However, even in the short wavelength region, the lower the uneven structure density D, the higher the return light intensity. This is because the effect of Rayleigh scattering is reduced and the specular reflected light is increased. This tendency is remarkable in the wavelength region below the wavelength region where Rayleigh scattering occurs and the energy absorption rate of the bulk of the main component metal is high, as in the case of the unevenness height H. In the case of the Cu material in this figure, this tendency is remarkable at 600 nm or less. Although not shown, this tendency is more pronounced at 600 nm or less and more prominently at 400 nm or less even in the case of Al material.

そこで実施形態2では、処理装置10aは、「D_高」および「D_中」のそれぞれの戻り光強度を、「D_低」の戻り光強度で除した値を算出し、これを第2戻り光強度比Rとする。すなわち、本例では、「D_低」の金属表面4が第2基準金属表面となる。しかし第2基準金属表面はこれに限らず、例えば凹凸構造密度Dが50以下、さらに好ましくは10以下の金属表面4であってよい。 Therefore, in the second embodiment, the processing apparatus 10a calculates a value obtained by dividing the respective return light intensities of "D_high" and "D_medium" by the return light intensity of "D_low", and this is the second return light. The intensity ratio is R. That is, in this example, the “D_low” metal surface 4 is the second reference metal surface. However, the second reference metal surface is not limited to this, and may be, for example, a metal surface 4 having an uneven structure density D of 50 or less, more preferably 10 or less.

凹凸構造密度Dの評価用波長は、凹凸高さHの場合と同様に、金属表面4に主成分として含まれる金属のエネルギー吸収率が予め定められた吸収率閾値以上の波長または波長領域であることが好ましい。一例として金属表面4がCu材またはAl材の場合は、評価用波長は、600nm以下である。 The evaluation wavelength of the uneven structure density D is a wavelength or a wavelength region in which the energy absorption rate of the metal contained in the metal surface 4 as a main component is equal to or higher than a predetermined absorption rate threshold, as in the case of the uneven height H. Is preferable. As an example, when the metal surface 4 is a Cu material or an Al material, the evaluation wavelength is 600 nm or less.

図14は、実施形態2にかかる処理装置10aの評価処理の手順を示すフローチャートである。本図に示すステップは、図9に示すステップS22に代えて、ステップS30~34を含む。なお図9に示すステップと同様のステップについては、適宜説明を省略する。 FIG. 14 is a flowchart showing a procedure of evaluation processing of the processing apparatus 10a according to the second embodiment. The step shown in this figure includes steps S30 to 34 instead of step S22 shown in FIG. The same steps as those shown in FIG. 9 will be omitted as appropriate.

まずi番目の区間について、処理装置10aの第1評価部14は、第1戻り光強度比Aを算出し、第2算出部18は、第2戻り光強度比Rを算出する(ステップS30)。このとき第2算出部18は、記憶部16の第2基準面情報20と、i番目の区間の戻り光強度の情報とを用いて、第2戻り光強度比Rを算出する。第2戻り光強度比Rの算出方法については、第1戻り光強度比Aの算出方法の説明の、第1基準金属表面を第2基準金属表面に読み替えて、説明を省略する。第1算出部13は、i番目の区間の第1戻り光強度比Aの情報を第1評価部14に供給し、第2算出部18は、i番目の区間の第2戻り光強度比Rの情報を第2評価部19に供給する。 First, for the i-th section, the first evaluation unit 14 of the processing apparatus 10a calculates the first return light intensity ratio A, and the second calculation unit 18 calculates the second return light intensity ratio R (step S30). .. At this time, the second calculation unit 18 calculates the second return light intensity ratio R by using the second reference plane information 20 of the storage unit 16 and the information of the return light intensity in the i-th section. Regarding the method of calculating the second return light intensity ratio R, the description of the method of calculating the first return light intensity ratio A is omitted by replacing the surface of the first reference metal with the surface of the second reference metal. The first calculation unit 13 supplies the information of the first return light intensity ratio A of the i-th section to the first evaluation unit 14, and the second calculation unit 18 supplies the second return light intensity ratio R of the i-th section. Information is supplied to the second evaluation unit 19.

次にステップS31において、第2評価部19は、i番目の区間の第2戻り光強度比Rが所定範囲内であるか否かを判定する。本例では、第2評価部19は、i番目の区間の第2戻り光強度比Rが所定数aより大きく、かつ所定数bより小さいか否かを判定する。第2評価部19は、i番目の区間の第2戻り光強度比Rが所定範囲内である場合には(ステップS31でYES)、i番目の区間の凹凸構造密度Dは合格であると判定し(ステップS32)、処理をステップS23に進める。 Next, in step S31, the second evaluation unit 19 determines whether or not the second return light intensity ratio R in the i-th section is within a predetermined range. In this example, the second evaluation unit 19 determines whether or not the second return light intensity ratio R of the i-th section is larger than the predetermined number a and smaller than the predetermined number b. The second evaluation unit 19 determines that the uneven structure density D of the i-th section is acceptable when the second return light intensity ratio R of the i-th section is within the predetermined range (YES in step S31). (Step S32), and the process proceeds to step S23.

一方、第2評価部19は、i番目の区間の第2戻り光強度比Rが所定範囲外である場合には(ステップS31でNO)、i番目の区間の凹凸構造密度Dは不合格であると判定し(ステップS33)、全体NG率を算出する(ステップS34)。第2評価部19は、全体NG率が所定数cよりも小さいか否かを判定し(ステップS34)、小さい場合(ステップS34でYES)処理をステップS23に進める。一方で、第2評価部19は、全体NG率が所定数c以上である場合(ステップS34でNO)、金属表面4が全体として不良品の粗化面であると判定し(ステップS28)、処理を終了する。 On the other hand, when the second return light intensity ratio R of the i-th section is out of the predetermined range (NO in step S31), the second evaluation unit 19 fails the uneven structure density D of the i-th section. It is determined that there is (step S33), and the total NG rate is calculated (step S34). The second evaluation unit 19 determines whether or not the overall NG rate is smaller than the predetermined number c (step S34), and if it is smaller (YES in step S34), proceeds to step S23. On the other hand, when the overall NG rate is a predetermined number c or more (NO in step S34), the second evaluation unit 19 determines that the metal surface 4 is a roughened surface of the defective product as a whole (step S28). End the process.

なお上述の例において、第2算出部18は、第2戻り光強度Rを算出したが、単に評価用波長における戻り光強度、または戻り光強度の平均値を算出するだけでもよい。 In the above example, the second calculation unit 18 has calculated the second return light intensity R, but may simply calculate the return light intensity at the evaluation wavelength or the average value of the return light intensity.

また第2評価部19は、第1評価部14と同様に試料2の金属表面が良品または不良品であるかを判定したが、これに代えて、試料2の金属表面4の凹凸構造密度Dの値を推定してもよい。例えば第2評価部19は第1基準金属表面の凹凸構造密度Dおよび第2戻り光強度比Rからi番目の区間の凹凸構造密度Dを推定する。そして第1評価部14は、推定した全区間の凹凸構造密度Dの平均をとることで、試料2の金属表面4全体の凹凸構造密度Dを推定する。 Further, the second evaluation unit 19 determines whether the metal surface of the sample 2 is a good product or a defective product as in the first evaluation unit 14, but instead, the uneven structure density D of the metal surface 4 of the sample 2 The value of may be estimated. For example, the second evaluation unit 19 estimates the uneven structure density D of the surface of the first reference metal and the uneven structure density D of the i-th section from the second return light intensity ratio R. Then, the first evaluation unit 14 estimates the uneven structure density D of the entire metal surface 4 of the sample 2 by taking the average of the estimated uneven structure densities D of all the sections.

このように実施形態2によれば、構造測定システム1は、金属表面4の凹凸構造の高さに加えて凹凸構造密度を非接触で測定できる。そして構造測定システム1は、凹凸構造に応じた戻り光強度比の変化が顕著に表れるように光源30の波長領域を金属表面4に含まれる金属に応じて定めることで、測定精度を向上させることができる。 As described above, according to the second embodiment, the structure measuring system 1 can measure the uneven structure density in addition to the height of the uneven structure of the metal surface 4 in a non-contact manner. The structure measurement system 1 improves the measurement accuracy by defining the wavelength region of the light source 30 according to the metal contained in the metal surface 4 so that the change in the return light intensity ratio according to the uneven structure remarkably appears. Can be done.

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば実施形態1~2において、処理装置10,10aは、光源30の照射制御および試料2のステージの移動制御を行うとしたが、本機能は省略されてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, in the first and second embodiments, the processing devices 10 and 10a are supposed to perform irradiation control of the light source 30 and movement control of the stage of the sample 2, but this function may be omitted.

また実施形態2では、処理装置10aは、評価対象が凹凸高さHおよび凹凸構造密度Dの両方であったが、これに代えて凹凸構造密度Dのみであってもよい。この場合、処理装置10aの第1算出部13および第1評価部14は、省略されてよい。 Further, in the second embodiment, in the processing apparatus 10a, the evaluation target is both the unevenness height H and the unevenness structure density D, but instead, only the unevenness structure density D may be used. In this case, the first calculation unit 13 and the first evaluation unit 14 of the processing device 10a may be omitted.

上述の実施形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、構造測定方法にかかる各種処理を、プロセッサにコンピュータプログラム、例えば処理プログラムを実行させることにより実現することも可能である。 In the above-described embodiment, the present invention has been described as a hardware configuration, but the present invention is not limited thereto. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can also realize various processes related to the structure measurement method by causing a processor to execute a computer program, for example, a process program.

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 In the above example, the program can be stored and supplied to the computer using various types of non-transitory computer readable medium. Non-temporary computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-temporary computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), optomagnetic recording media (eg, optomagnetic disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs. Includes CD-R / W, semiconductor memory (eg, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)). The program may also be supplied to the computer by various types of transient computer readable media. Examples of temporary computer readable media include electrical, optical, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.

上述の実施形態ではコンピュータは、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等を含むコンピュータシステムで構成される。しかしこれに限らず、コンピュータは、LAN(ローカル・エリア・ネットワーク)のサーバ、コンピュータ(パソコン)通信のホスト、インターネット上に接続されたコンピュータシステム等によって構成されることも可能である。また、ネットワーク上の各機器に機能分散させ、ネットワーク全体でコンピュータを構成することも可能である。 In the above-described embodiment, the computer is composed of a computer system including a personal computer, a word processor, and the like. However, the computer is not limited to this, and can be configured by a LAN (local area network) server, a computer (personal computer) communication host, a computer system connected on the Internet, or the like. It is also possible to distribute the functions to each device on the network and configure the computer in the entire network.

1 構造測定システム
2 試料
3 基板
4 金属表面
5 凹凸部
10,10a 処理装置
11 照射制御部
12 取得部
13 第1算出部
14 第1評価部
15 出力部
16,16a 記憶部
17 第1基準面情報
18 第2算出部
19 第2評価部
20 第2基準面情報
30 光源
32 積分球
36 受光器
100 プロセッサ
101 ROM
102 RAM
103 インターフェース部(IF)
1 Structural measurement system 2 Sample 3 Substrate 4 Metal surface 5 Concavo-convex part 10,10a Processing device 11 Irradiation control unit 12 Acquisition unit 13 First calculation unit 14 First evaluation unit 15 Output unit 16, 16a Storage unit 17 First reference surface information 18 2nd calculation unit 19 2nd evaluation unit 20 2nd reference plane information 30 Light source 32 Integrating sphere 36 Receiver 100 Processor 101 ROM
102 RAM
103 Interface section (IF)

Claims (10)

金属表面の凹凸構造を測定する構造測定システムであって、
前記金属表面に予め定められた波長領域の光を照射する光源と、
前記金属表面からの戻り光を検出する受光器と、
処理装置とを備え、
前記処理装置は、
凹凸高さが予め定められた高さ閾値以下である第1基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第1戻り光強度比を算出する第1算出部と、
前記第1戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸高さを評価する第1評価部と
を備える構造測定システム。
A structural measurement system that measures the uneven structure of a metal surface.
A light source that irradiates the metal surface with light in a predetermined wavelength region,
A receiver that detects the return light from the metal surface, and
Equipped with a processing device
The processing device is
The first calculation unit for calculating the first return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the first reference metal surface whose unevenness height is equal to or less than a predetermined height threshold. When,
A structural measurement system including a first evaluation unit that evaluates the unevenness height of the metal surface to be measured based on the first return light intensity ratio.
前記第1評価部は、前記第1戻り光強度比が小さいほど、前記測定対象の金属表面の凹凸高さが高いと評価する
請求項1に記載の構造測定システム。
The structural measurement system according to claim 1, wherein the first evaluation unit evaluates that the smaller the first return light intensity ratio, the higher the unevenness height of the metal surface to be measured.
前記予め定められた高さ閾値は、50nm以下である
請求項1または2に記載の構造測定システム。
The structural measurement system according to claim 1 or 2, wherein the predetermined height threshold value is 50 nm or less.
凹凸構造密度が予め定められた密度閾値以下である第2基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第2戻り光強度比を算出する第2算出部と、
前記第2戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸構造密度を評価する第2評価部と
を備える請求項1から3のいずれか一項に記載の構造測定システム。
A second calculation unit that calculates the second return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the second reference metal surface whose uneven structure density is equal to or less than a predetermined density threshold. ,
The structure measurement system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second evaluation unit for evaluating the uneven structure density of the metal surface to be measured based on the second return light intensity ratio.
前記第2評価部は、前記第2戻り光強度比が小さいほど、前記測定対象の金属表面の凹凸構造密度が高いと評価する
請求項4に記載の構造測定システム。
The structure measurement system according to claim 4, wherein the second evaluation unit evaluates that the smaller the second return light intensity ratio, the higher the uneven structure density of the metal surface to be measured.
前記予め定められた波長領域は、1000nm以下であって、前記金属表面に含まれる金属のエネルギー吸収率が予め定められた吸収率閾値以上の波長領域である
請求項1から5のいずれか一項に記載の構造測定システム。
Any one of claims 1 to 5, wherein the predetermined wavelength region is 1000 nm or less, and the energy absorption rate of the metal contained in the metal surface is equal to or higher than the predetermined absorption rate threshold value. The structural measurement system described in.
前記金属表面は、銅またはアルミニウムを主成分として含み、
前記予め定められた波長領域は、600nm以下である
請求項6に記載の構造測定システム。
The metal surface contains copper or aluminum as a main component and contains copper or aluminum as a main component.
The structural measurement system according to claim 6, wherein the predetermined wavelength region is 600 nm or less.
金属表面の凹凸構造を測定する構造測定方法であって、
前記金属表面に予め定められた波長領域の光を照射する照射工程と、
前記金属表面からの戻り光を検出する受光工程と、
凹凸高さが予め定められた高さ閾値以下である第1基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第1戻り光強度比を算出する第1算出工程と、
前記第1戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸高さを評価する第1評価工程と
を備える構造測定方法。
It is a structural measurement method for measuring the uneven structure of a metal surface.
An irradiation step of irradiating the metal surface with light in a predetermined wavelength region,
The light receiving step of detecting the return light from the metal surface and
The first calculation step of calculating the first return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the first reference metal surface whose unevenness height is equal to or less than a predetermined height threshold. When,
A structural measurement method comprising a first evaluation step of evaluating the unevenness height of the metal surface to be measured based on the first return light intensity ratio.
金属表面の凹凸構造を測定するための処理装置であって、
前記金属表面に予め定められた波長領域の光を照射させた場合に検出される、前記金属表面からの戻り光の強度の情報を取得する取得部と、
凹凸高さが予め定められた高さ閾値以下である第1基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第1戻り光強度比を算出する第1算出部と、
前記第1戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸高さを評価する第1評価部と
を備える処理装置。
A processing device for measuring the uneven structure of a metal surface.
An acquisition unit that acquires information on the intensity of the return light from the metal surface, which is detected when the metal surface is irradiated with light in a predetermined wavelength region.
The first calculation unit for calculating the first return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the first reference metal surface whose unevenness height is equal to or less than a predetermined height threshold. When,
A processing apparatus including a first evaluation unit that evaluates the unevenness height of the metal surface to be measured based on the first return light intensity ratio.
金属表面の凹凸構造を測定するための処理プログラムであって、
前記金属表面に予め定められた波長領域の光を照射させた場合に検出される、前記金属表面からの戻り光の強度の情報を取得する取得処理と、
凹凸高さが予め定められた高さ閾値以下である第1基準金属表面からの戻り光強度に対する測定対象の金属表面からの戻り光強度を示す第1戻り光強度比を算出する第1算出処理と、
前記第1戻り光強度比に基づいて前記測定対象の金属表面の凹凸高さを評価する第1評価処理と
をコンピュータに実行させる処理プログラム。
A processing program for measuring the uneven structure of a metal surface.
An acquisition process for acquiring information on the intensity of return light from the metal surface, which is detected when the metal surface is irradiated with light in a predetermined wavelength region.
The first calculation process for calculating the first return light intensity ratio indicating the return light intensity from the metal surface to be measured with respect to the return light intensity from the first reference metal surface whose unevenness height is equal to or less than a predetermined height threshold. When,
A processing program for causing a computer to perform a first evaluation process for evaluating the unevenness height of the metal surface to be measured based on the first return light intensity ratio.
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