JPH03183903A - 光学測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、サンプルへの入射光を偏向しサンプルからの
反射光を測光する光学測定装置に関する。

（従来の技術） サンプルへの入射角を偏向する光学測定装置は、膜厚測
定装置、屈折率測定装置などに使用される。

たとえば、光干渉現象を利用した膜厚測定装置において
、−船釣な入射角偏向方式の光学系は、第１１図に示す
ように、光源２０１からの可干渉性の単色光ビーム２０
２を回転ミラーあるいは振動ミラーなどの光偏向器２０
３で偏向させ、レンズ２０４を介してサンプル２０５の
一点に入射させる。サンプル２０５の表面と裏面での反
射光を集光レンズ２０６で検知器２０７に集光させ、そ
の合成光の干渉強度を測光する。そして干渉縞信号の隣
り合う極大値または極小値に対応する入射角を求め、膜
厚の計算式に従って膜厚を計算する。

また、臨界角反射方式の屈折率計において、同様に試料
への入射角を偏向し、光強度の明暗の変化する角度（臨
界角）を求め、屈折率が計算される。

（発明が解決しようとする課題） 上記の入射角偏向の方式で薄膜の厚みなどを精度よく測
定するためには、入射角偏向の光学系の性能と精度が重
要である。すなわち、膜厚計の場合、サンプル２０５の
１点において入射角を正確かつ連続的に変化させながら
走査し、入射角に対応した鮮明な干渉縞を得ることであ
る。また計測上の観点からは、光偏向器のパラメータ（
例えば、回転ミラー２０３の回転角と入射角）との間に
線形関係があることが好ましい。

これを実現するための問題点には、照射光学系のレンズ
２０４の球面収差と色収差がある。

球面収差について説明すると、入射光は、理想的なレン
ズの場合、幾何光学的には１点に収束するが、実際のレ
ンズでは、球面収差のため近軸光線の収束点（位置）と
光軸から離れたレンズ周辺からの光線の収束点（位置）
は一致しない。特に、入射角の走査範囲を広くするには
、レンズの入口瞳を大きくしなければならないために球
面収差の影響は大きくなり、サンプル上の１点に収束し
ないという不都合が生じる。また、回転ミラー２０３の
回転角と入射角との間の線形関係は保証されない。この
ために、入射角の走査範囲は小さい角度範囲に限定され
る。球面収差の補正には、通常は複数のレンズを用いて
いるが、レンズ系が大きく重くなり、また高価になる。

しかも、レンズ表面での反射損失が増大する欠点が生じ
る。

さらに色収差について説明すると、サンプルの条件によ
って最適波長があり、例えば、厚いサンプルや濁りのあ
るサンプルの測定では、可視光より波長の長い近赤外光
や赤外光を用いるのが有効である。しかし、可視光用途
のレンズに比べて、近赤外光や赤外光用の球面収差のな
い理想的なしンズの入手は困難であるか、あるいは製作
されていないために、理想的な入射角偏向装置の実現が
困難である。また凹面反射集光系を用いるにしても、加
工精度とコスト面において実用化の制約因子である。

本発明の目的は、入射角を精度よく偏向できる光学測定
装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明に係る第１の光学測定装置は、回転軸上に固定さ
れ、回転中心軸に対して垂直でない反射面を備えた第１
平面反射ミラーと、第１平面反射ミラーを回転させる駆
動手段と、第１平面反射ミラー上の一点に、上記回転中
心軸に平行に光ビームを入射させる光ビーム発生手段と
、第１平面反射ミラーにより反射された光ビームを、上
記の回転中心軸上の一点を通る方向に反射する反射面を
備え、上記の回転中心軸と同じ角速度で駆動手段により
回転される第２平面反射ミラーと、上記の回転中心軸上
の一点に設けた試料からの反射光を検出する光検出手段
を備えたことを特徴とする特本発明に係る第２の光学測
定装置は、回転軸上に固定され、回転中心軸に対して垂
直でない反射面を備えた第１平面反射ミラーと、第１平
面反射ミラーを回転させる駆動手段と、第■平面反射ミ
ラーーＬの一点に、上記回転中心軸に平行に光ビームを
入射さぜる光ビーム発生手段と、第１平面反射ミラーに
より反射された光ビームを、上記の回転中心軸上の一点
を通る方向に反射する反射面を備え、上記の回転中心軸
と同じ角速度で駆動手段により回転される第２平面反射
ミラーと、第２平面反射ミラーにより反射された光ビー
ムを、第２平面反射ミラーの軌跡円を含む面の外方向に
反射する反射面を備えた第３平面反射ミラーと、第３平
面反射ミラーからの反射光が収束する点に設けた試料か
らの反射光を検出する光検出手段を備えたことを特徴と
する。

本発明に係る光干渉方式の膜厚測定装置は、上記のいず
れかの光学測定装置を入射角偏光のために用いたことを
特徴とする。

本発明に係る屈折率測定装置は、上記のいずれかの光学
測定装置を用い入射角を連続的に偏向可能とし、試料お
よび既知の屈折率を有する物質との複数の媒質か平らな
界面で接する光学セルの系の法線に関して対称的に２個
の上記の光検出手段を設け、光学セルでの正負の臨界角
を同時に求めることができることを特徴とする。

（作用） 本発明に係る第１の光学測定装置では、光ビーム発生手
段が発生する光ビームは、第１平面反射ミラーと第２平
面反射ミラーにより順次反射されて、第１平面反射ミラ
ーの回転中心軸上の一点に設けた試料に入射する。第１
平面反射ミラーと第２平面反射ミラーは、駆動手段によ
り一体となって同じ角速度で回転される。従って、光ビ
ームは試料の同一点に入射するが、試料への光ビームの
入射角は、回転に伴って変化する。試料からの反射光は
、光検出器により検出される。

本発明に係る第２の光学測定装置では、第３平面反射ミ
ラーが第２平面反射ミラーから回転中心軸への光路の途
中に、第２平面反射ミラーの軌跡一 円の外方向へ光ビームを反射するように設けられる。従
って、試料の位置を軌跡円の外にすることが可能となり
、サンプルのサイズの制限がなく、また、サンプル移動
機構などを付加できる。

また、本発明に係る第１と第２の光学的測定装置は、光
干渉方式の膜厚測定装置や屈折率測定装置における入射
角偏向機構として使用できる。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の第１実施例に係る膜厚測定装置の斜
視図であり、第２図と第３図は、その入射角偏向機構の
原理を説明するための図である。

この装置において、光走査機構は、光源１１回転走査ミ
ラー４．平面ミラー８及び駆動モータ５からなる。光源
１が発生する光ビームは、ミラー４の回転軸と入射ビー
ム軸が共軸型の回転走査ミラー４の回転中心点Ａを起点
として、回転走査ミラー４の回転によって反射され、回
転走査ミラー４に対向し同じ周期で公転するミラー８で
反射されて回転中心軸上の０点に収束する。そして、こ
の収束点Ｏにサンプル表面」二の注目点が一致するよう
に厚み判定用の薄膜のサンプル１０を配置する。

さらに詳しく説明すると、光源１は、光ビーム２ａを発
光する。光源１からの細い光ビームのビーム軸を回転走
査ミラー４の回転中心軸（とりもなおさず、駆動モータ
５の回転軸であり、Ｚ軸とする）に一致するように配置
する。そして、回転中心軸に沿った光ビーム２ａを、コ
リメータ３を通して回転軸に傾角αで固定された回転走
査ミラー４上の点Ａに入射させる。点Ａは回転中心軸上
にある。

使用する光ビームの波長は、可干渉光であれば、可視光
のみならず、近赤外光、赤外光、あるいは紫外光であっ
てもよい。用途によって選択する。

例えば、厚いフィルムや濁ったサンプルに対しては、近
赤外光あるいは赤外光を用いる。通常は、入手しやすい
近赤外の半導体レーザを光源に用いるのがよい。

回転走査ミラー４は、駆動モータ５の回転軸に傾角αて
ディスク６に固定された平面反射ミラーであり、駆動モ
ータ５のモータ軸７と一体で回転する。そして、光ビー
ム２ａを回転中心軸に沿って回転中心の点Ａに入射させ
る。すなわち、ミラー４の回転軸と入射ビーム軸は共軸
である。ミラー４の回転にともない、点Ａからの反射ビ
ーム２ｂの光路の軌跡は点Ａを頂点とする円錐面を描く
。

ミラー４はモータ軸と一体で回転するが、回転軸に沿っ
た入射ビーム２ａに対する入射角αは、常に一定で変化
しない。また入射点Ａは回転の中心点であるために回転
によって移動しない。ミラー４の真に必要な面積は光ビ
ーム径の数倍もあれば十分である。このような限定され
た微小面積での平面特性と反射特性を均一に加工するの
は容易である。これらの理由で、反射ビームのビームの
強度、形状などの特性は変化しない特長がある。

なお、よく用いられているガルバノ型の回転ミラーは、
通常、ミラーの回転軸と入射ビーム軸が垂直で使用する
が、入射ビームに対してミラーの入射角を変えることで
光を偏向するために、ミラーの表面反射率とミラー反射
面上のビーム断面積の入射角依存性によって、反射ビー
ムの強度と形状が変化する不都合がある。

第２平面反射ミラー８は、モータの回転軸７に固定され
たディスク６の端に垂直に取り付けたアーム９上に、回
転ミラー４の回転の中心軸上の０点から半径ｒの距離に
傾角βで、ミラー４に対向して固定されている平面反射
ミラーである。傾角βは、ミラー４からの反射ビーム２
ｂがミラー８上の点Ｂに入射したとき、点Ｂからの反射
ビーム２ｃがモータの回転中心軸に垂直なｘｙ面に含ま
れ、Ｚ軸上の１点Ｏに収束する方向に向かうように設定
する。ＺＡＯＢ＝９０’とする直角三角形が構成される
。モータ５の回転にともない、点Ａからの反射ビーム２
ｂの光路の軌跡は、ＡＯを回転対称軸とし点Ａを頂点と
した円錐体を描く（第２図参照）。そして円錐の底面の
中点Ｏ１すなわちミラー４の回転中心軸上の１点に収束
する。光ビームは、レンズを用いた従来例のような球面
収差がないので幾何光学的に１点Ｏに収束する。

１１− なお、第２図と第３図において、複数の光ビームを一点
鎖線で示し、回転による光路の変化の例を示す。

反射ミラー４と８はモータ軸７と一体で回転するが、反
射ミラー４と８の距離と姿勢は変化しないので、点Ｂで
の入射ビーム２ｂ、出射ビーム２ｃの特性は変化しない
。ミラー８の真に必要な面積は、ミラー４と同様に、光
ビーム径の数倍もあれば十分である。このような微小面
積での平面特性と反射特性を均一に加工するのは容易で
ある。

サンプル１０は、サンプル表面が回転中心軸の２軸を含
み、サンプル上の注目する点が０点に一致するように配
置、固定する（なお、Ｘ軸はサンプル表面に平行に、ｙ
軸はサンプル表面に垂直に設定する。）。このような配
置において、駆動モータ５の回転にともない、サンプル
１０への入射角θはｘｙ面内で連続的に変化するが、サ
ンプルへの入射角θの変化は、そのときの回転ミラー４
の回転角の変化に一対一に対応している。回転ミラー４
が一定角速度で回転しておれば、すなわち駆動１２ モータ５が一定速度で回転駆動すれば、同じ角速度で入
射角θを変えることができるという特長がある。回転ミ
ラー４の駆動モータ５のエンコーダパルスをカウンタ２
１により計数すれば入射角θが単純に求まる。あるいは
、モータ５が一定角速度で回転する場合は、入射角θは
起点からの標準クロック数に対応するので、クロック数
をカウンタで計数すればよい。

サンプルへの入射光２ｃはサンプル１０の表面と裏面で
反射される。この反射光２ｄを受光レンズ１１を介して
光検知器（たとえばフォトダイオード）１２に集光する
。なお、レンズ１１は、第３図に示すように、ミラー８
の回転円の外側に設けた円筒部１３に固定される。

光検知器１２が検出する光強度とカウンタ２１が出力す
る回転角（入射角）はレコーダ２２に入力され、たとえ
ば第４図に示すような干渉縞信号データが得られる。こ
の干渉縞信号データを処理して、干渉縞の極大値、極小
値を正確に検出し、それに対応する入射角度を割り出す
。

干渉縞信号の絶対強度には重要な意味はない。

このために、受光光学系にレンズ１１を用いてもその球
面収差は、照射光学系のレンズに比べて、特に問題とは
ならない。通常のレンズで十分である。レンズか入手で
きない波長域では反射型集光系を用いる。透明サンプル
の場合透過型の受光光学系も可能である。

第４図は、本実施例の膜厚測定装置で得られたサンプル
の干渉縞信号の測定例を示す。サンプルは、厚さ２５μ
ｍのＰＥＴフィルムである。サンプル厚みは、干渉縞信
号の隣り合う極大値または極小値に対応する入射角を用
いて計算する。（極大値の間隔は、入射角が増大するに
つれ広がる。）サンプル厚みは参照値と一致することか
ら精度の高い干渉縞信号であることが確認された。

本実施例の特徴は次の通りである。ミラー４８への入射
角と入射点は、モータ５の回転駆動によって変化、移動
しないので、サンプル１０に入射する光ビームの強度と
形状は変化しない。従って、干渉縞信号の安定性がよい
。また光の利用効率も非常に高い。ミラー４と８の点Ａ
、Ｈの近傍で真に精度を必要とする面積は光ヒーム径の
数倍の大きさの微小面積で十分である。従って、安価で
相対的に精度の高い平面反射ミラーが利用できる。また
光学系が単純なために調整が容易である。

なお誤差要因となる回転軸の偏心の問題から、ミラー８
を固定するディスク６またはアーム９は回転バランスさ
せる必要がある。反射ミラー４と８は、微小であるから
重量的な問題はない。

サンプル上の１点の膜厚測定に要する時間は、波長走査
方式の膜厚計に比べて、１０倍以上の高速である。高速
処理アルコリズムを採用すると、さらに高速処理が可能
となる。このことは、時間のかかるサンプル厚みのプロ
フィルを求めるときは大きな長所となる。

第５図は、第１実施例の変形実施例の斜視図である。第
１実施例との相違点は、光源１°およびコリメータ３゛
の位置と、反射ミラー８の取付は法である。光源ｌは、
モータ回転軸７と同軸の２軸上に配置せず、Ｚ軸上に配
置したミラー１５で５− 光源■からのビーム２ａをＺ軸に平行に反射して、反射
ビーム２ａ”をミラー４に入射する。また、ミラー８を
取り付けるアーム１７は、ディスク６の外周に設けた円
筒部１６に取り付ける。

ところで、第１実施例の入射角偏向機構は単純であるが
、幾何学的な制約によりサンプルのサイズは制限される
。大きいサンプルの測定やサンプルの移動機構の付加は
むつかしい。また製造ラインでの厚み測定への応用には
不向きである。

次に、サンプルの大きさを制約しない第２実施例の入射
角偏向機構を第６図に示す。ここに、駆動モータ５や記
録系は、第１実施例と同様なので、図示を省略する。空
間的な座標を明確にするために、図に示すような座標系
と符号を設定しその機能を説明するが、光源１からミラ
ー８上の点Ｂに至るまでの光路は、第１実施例と機構」
二同じである。

新たに設定する第３平面反射ミラー３１は、ミラー８」
二の点Ｂからの反射光２ｃが２軸上の０点に収束する方
向に向かう光路の途中に、ｘｙ面に対し６− て傾角４５°でＸ軸に平行でＯＦの距離に固定されてい
る細長い短冊状の平面反射ミラーである。

図示しない駆動モータの回転中心軸Ｚ上の０点に収束す
る光ビーム２ｃを、０点とは異なるＰ点に収束するよう
に移し変えるための機能を果たす。

すなわち、ミラー８上の点Ｂからの反射光２ｃは、ミラ
ー３１でＸＺ面と平行な方向の光ビーム２ｄに曲げられ
て１点Ｐに収束する。サンプル３２は、サンプル表面上
の注目する点がＰ点に一致するように配置、固定されて
いる。点Ｐと点Ｏは、ミラー３１に関して鏡像関係にあ
る。点Ｂから点Ｐまでの光路長は、　ＢＣ十ＣＰ−ＢＣ
十Ｃσ−πＯ＝ｒとなる。すなわち、点Ｂから点Ｐまで
の光路長はＢＯに等しい。

なお、点Ｂ’　、Ｂ“、Ｃ′、Ｃ“は、ミラー４．８の
回転に伴う点Ｂ、Ｃの変化を示す。

点Ｐは、ミラー８の軌跡円３３を含む面の外の適当な位
置に設けることができるので、サンプル３２のサイズの
制限はなくなり、また、サンプル移動機構（図示しない
）を付加できる。ミラー３１からの反射光ビーム２ｄは
、駆動モータの回転にともない点Ｐに収束するが、常に
ＸＺ面に平行な平面上にあり、サンプル３２への入射角
θを連続的に変化させる。入射角θの変化は、駆動モー
タの回転角の変化に一対一に対応する。回転ミラー４．
８が一定角速度で回転しておれば、同じ角速度で入射角
を変えることかできる。

受光光学系は、第１実施例の場合と同じである。

第１実施例の場合と同様に、干渉縞信号の絶対強度には
重要な意味はない。このために、受光光学系にレンズを
用いてもその球面収差は、照射光学系のレンズに比べて
、特に問題とはならない。通常のレンズで十分である。

レンズが入手できない波長域では反射型集光系を用いる
。

第７図は、第２実施例の変形実施例を示す。第６図の機
構との相違点は、駆動モータ軸に結合したＬ型アーム３
５に反射ミラー８を固定したことだけである。

第６図および第７図に示す第２実施例とその変形例では
、回転ミラー４の半周だけしか測定に有効に利用してい
ない。もう１組の平面ミラーと受光光学系をＸ軸に対し
て対称に設けると、回転ミラーの１周につきサンプル」
二の異なる２点を同時に測定できる利点がある。いわゆ
る２ビーム走査となる。時間のかかるプロフィル測定や
、製造ラインを使用する場合に有効かつ効果的に利用で
きる。

第２実施例の入射角偏向機構は、第１実施例の機構に比
較すると、サンプルのサイズの制約は解消され、大きい
サンプルの測定が可能となり、サンプルの移動機構を付
加することができる。また製造ラインでの厚み測定にも
応用できる。しかし細長い短冊状の平面反射ミラー３１
が必要である。

このミラー３Ｉは、微小な平面での加工精度が要求され
る反射ミラー４と８に比べると、広い平面の加工精度が
要求される。また光学調整も少し複雑になる。

先に説明したように、第１実施例の入射角偏向機構は単
純であるが、幾何学的な制約でサンプルのサイズは限定
される。大きいサンプルの測定や９− サンプルの移動機構を付加するの１はむつかしい。

また製造ラインての厚み測定への応用には不向きである
。また、第２実施例の入射角偏向機構は、サンプルのサ
イズに制約はないが、細長い短冊状の平面反射ミラーが
必要である。

第８図は、この問題点を解決した第３実施例の入射角偏
向機構を示す。この機構は、第１実施例と同じように単
純であり、かつ、サンプルサイズを制約しない。ここで
、光源４１の出射する光ビーム４２ａは、コリメータ４
３を通してモータ軸（Ｚ軸とする）に平行に、モータ軸
４７に取り付けたミラー４４に入射する。ミラー４４の
傾角αを４５°に設定し、光ビーム４２ａの方向を９０
°変えて、平面ミラー４８に光ビーム４２ｂを入射させ
る。ミラー４８は、モータ軸に結合したアーム４６に固
定される。ミラー４８は、入射ビーム４２ｂを反射して
生じたビーム４２ｃがＺ軸と交わるように配置する。こ
の交点をＯとすると、このような構成においてモータの
回転軸を回転すると、ミラー４４の入射点Ａからの反射
ビームの光路の２０ 軌跡は、ＡＯを回転対称軸とし点○を頂点とした円錐体
を描く（第２図に示した第■実施例の円錐とは頂点が逆
になっている。）。そして、円錐の頂点Ｏがサンプル表
面上にくるようにサンプル５０を配置すると共に、回転
対称軸ＡＯをサンプル表面に対して角度θ傾けて配置す
る。

なお、サンプル５０ての反射ビーム４２ｄは受光レンズ
５１を介して光検出器５２に入射する。

第９図は、第８図に示す第３実施例の装置で得られたサ
ンプルの干渉縞信号の測定例を示す。サンプルは、厚さ
２５μｍのＰＥＴフィルムである。

第３実施例の入射角偏向機構において光学系は単純であ
り回転に対する安定性もよい。サンプルサイズに対する
制約も解消される。しかし、走査する入射角は、第１実
施例のごとく単純ではない。

入射面は、固定された平面ではなく、入射角の走査にと
もない回転する欠点がある。なお、測定データ処理時間
を高速化するには、モータ回転角と入射角の関係をあら
かじめテーブル化して引用する方式がよい。

次に本発明に係る入射角偏向方式を用いた屈折率計につ
いて説明する。

光波が屈折率の大きい媒質１（屈折率ｎ＋）から屈折率
の小さい媒質２（屈折率ｎ２）に入射する場合、５ｉｎ
Ｏｃ＝ｎ２／ｌ＋＋　　　　−−（１）で与えられる入
射角θ。（臨界角）以上では、光波は媒質２には進まず
、全反射が起こる。媒質１の屈折率ｎ１が既知であれば
、この臨界角θ。を検出することにより媒質２の屈折率
ｎ、を求めることかてきる。この原理を屈折率計に応用
するためには入射角走査機構が必要である。このために
、以」二に説明した入射角偏向機構を使用できる。

たとえば、第１図に示した第１実施例の入射角走査機構
を応用して臨界角反射方式の屈折率計を構成するには、
サンプルより高い屈折率の光学ガラスからなる半球体の
中点、あるいは半円柱の中心軸か一致するように配置し
、半球体または半円柱の平面部に液体サンプル１０１を
接触させる構造、いわゆる光学セル１．００を０点に（
−１加すればよい。回転走査ミラー４，８を一定速度で
回転することにより光学セル１００のサンプル］、　０
１との交点Ｏでの入射角を走査すれば、サンプル１０１
の屈折率に関係した全反射の臨界角θ。は、明暗の境界
線の通過タイミングとし゛Ｃ光検出器で検出される。

しかし、臨界角そのものを正確、精密に測定するには、
基準となる光学セル１００の法線が正確、精密に決まっ
ていなければならない。このためには、光軸合わせ、光
軸調整の厳密さが要求される。

また経時的なチエツクも必要である。

ところで、第１実施例の入射角走査機構は、回転ミラー
４，８を回転することにより光学セルへの入射角を１−
９０°〜−−９０°にわたり走査することが可能であり
、正負の臨界角として十〇。とθ。を検出することがで
きる。そこで、第１０図に示すように、受光レンズ１１
１と光検知器１１２よりなるもう一４Ｂの受光系を光学
セル１００の法線に対して対称に円筒部１３′にセット
する。

このような構成において、臨界角→−θ。を計数開始ト
リガー、臨界角−００を計数終了トリガーとして、この
間の時間に標準クロックを計数する。

または回転ミラー４のエンコーダの発生するパルスをカ
ウンタ２１で計数する。この積算口数値は、回転ミラー
４が一定速度で回転しているために、２０ｃ（またはＯ
６）に比例する。そして、式（１）の簡単な計算からサ
ンプル１０１の屈折率が算出できる。

この屈折率計の長所は次の通りである。

（１）光学セルの法線の絶対位置を知る必要はなく、ま
たその角度か少し変化しても１θ。からθ。までの角度
２θ。の検出には影響しない。このために、光軸合わせ
、光軸調整、較正は簡単であり単純である。

（２）臨界角の変化量は２△０゜となるために、従来法
のθ。のみを検出する方式の場合の変化量△θ。に比べ
て２倍であり、それたけ感度、精度が高くなる。

（３）電気系は単純な計数回路であり、高速な繰返し測
定かてきる。Ａ／Ｄ変換などを全く必要としないために
、Ａ／Ｄ変換の変換精度、変換速度ｉ４ に制約されない。

（発明の効果） 高精度の平面加工の容易な平面反則ミラーのみを用いて
、幾何光学的に１点において入射角を偏向させると共に
、入射角と回転走査ミラーの回転角との関係が線形関係
を保ち変化できる。たとえば、光干渉方向の膜厚測定装
置において、鮮明かつ高精度の干渉縞を得ることができ
た。使用する光ビームの波長は、可視光のみならず、近
赤外、赤外、あるいは紫外光にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第■図は、第１実施例に係る膜厚測定装置の斜視図であ
る。 第２図と第３図は、それぞれ、入射角偏向機構の原理を
説明するための図である。 第４図は、干渉縞信号の測定例の図である。 第５図は、第１実施例の変形実施例の斜視図である。 第６図は、第２実施例に係る入射角偏向機構の斜視図で
ある。 第７図は、第２実施例の変形実施例の斜視図である。 第８図は、第３実施例に係る入射角偏向機構の斜視図で
ある。 第９図は、干渉縞信号の測定例の図である。 第１Ｏ図は、屈折率計の原理を示す図である。 第１１図は、従来の膜厚測定装置の斜視図である。 ｌ・・・光源、　４・・・第１平面反射ミラー５・・・
モータ、　８・・・第２平面反射ミラー１０・・・試料
、　　１２・・・光検知器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸上に固定され、回転中心軸に対して垂直で
   ない反射面を備えた第１平面反射ミラーと、第１平面反
   射ミラーを回転させる駆動手段と、第１平面反射ミラー
   上の一点に、上記回転中心軸に平行に光ビームを入射さ
   せる光ビーム発生手段と、 第１平面反射ミラーにより反射された光ビームを、上記
   の回転中心軸上の一点を通る方向に反射する反射面を備
   え、上記の回転中心軸と同じ角速度で駆動手段により回
   転される第２平面反射ミラーと、 上記の回転中心軸上の一点に設けた試料からの反射光を
   検出する光検出手段を備えたことを特徴とする光学測定
   装置。
2. （２）回転軸上に固定され、回転中心軸に対して垂直で
   ない反射面を備えた第１平面反射ミラーと、第１平面反
   射ミラーを回転させる駆動手段と、第１平面反射ミラー
   上の一点に、上記回転中心軸に平行に光ビームを入射さ
   せる光ビーム発生手段と、 第１平面反射ミラーにより反射された光ビームを、上記
   の回転中心軸上の一点を通る方向に反射する反射面を備
   え、上記の回転中心軸と同じ角速度で駆動手段により回
   転される第２平面反射ミラーと、 第２平面反射ミラーにより反射された光ビームを、第２
   平面反射ミラーの軌跡円を含む面の外方向に反射する反
   射面を備えた第３平面反射ミラーと、 第３平面反射ミラーからの反射光が収束する点に設けた
   試料からの反射光を検出する光検出手段を備えたことを
   特徴とする光学測定装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載の光学
   測定装置を入射角偏光のために用いた光干渉方式の膜厚
   測定装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載の光学
   測定装置を用い入射角を連続的に偏向可能とし、試料お
   よび既知の屈折率を有する物質との複数の媒質が平らな
   界面で接する光学セルの系の法線に関して対称的に２個
   の上記の光検出手段を設け、光学セルでの正負の臨界角
   を同時に求めることができることを特徴とした屈折率測
   定装置。