JPH0569609U - 赤外線厚さ計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定体に最適な吸収用及び参照用の赤外光
波長を照射して高精度の厚さ測定を行う。 【構成】 赤外線を被測定体に照射してそのときの被測
定体の厚さを測定する赤外線厚さ計において、光源Ｌか
らの赤外線を音響光学素子フィルタ３で分光し、この分
光後の赤外線を前記被測定体Ｆに照射し、被測定体透過
後の赤外線を検出器１で検出して演算処理部５に導き、
該演算処理部には前記音響光学素子フィルタの透過波長
を決定するスイープ・オシレータ４が接続されて成り、
該演算処理部で、導かれた前記検出信号の処理を行い前
記スイープ・オシレータからの透過波長の情報と共に検
出信号を保持すると共に前記スイープ・オシレータに前
記音響光学素子フィルタの透過波長の指令を行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、赤外線を用いて被測定体（ウエブ）の厚さを測定する赤外線厚さ計 に係わるものであり、詳しくは、可動部の無い、高精度な厚さ測定を可能とする 赤外線厚さ計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の赤外線の吸収を利用した厚さ計の技術としては、赤外線発生源 からの光を複数個の分光フィルタをチョッピングすることにより吸収及び参照に 適した赤外光を取り出して、演算部分で必要な演算を施して被測定体であるウエ ブの厚さを測定する装置が知られている（例えば、実開昭６０−６５６１２号公 報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このような従来の技術にあっては、以下のような問題点があった。 （イ）取り出す赤外光の波長範囲は分光フィルタにより予め決まっており、被測 定体に応じたフィルタを用意しなければならない。 （ロ）最適な波長範囲の選択が困難な場合が発生する。

【０００４】 本考案は、従来の有するこのような問題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、被測定体に最適な吸収用及び参照用の赤外光波長を照射し て高精度の厚さ測定を行うことができる赤外線厚さ計を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、赤外線を被測定体に照射してそのとき の被測定体の厚さを測定する赤外線厚さ計において、光源Ｌからの赤外線を音響 光学素子フィルタ３で分光し、この分光後の赤外線を前記被測定体Ｆに照射し、 被測定体透過後の赤外線を検出器１で検出して演算処理部５に導き、該演算処理 部には前記音響光学素子フィルタの透過波長を決定するスイープ・オシレータ４ が接続されて成り、該演算処理部で、導かれた前記検出信号の処理を行い前記ス イープ・オシレータからの透過波長の情報と共に検出信号を保持すると共に前記 スイープ・オシレータに前記音響光学素子フィルタの透過波長の指令を行うよう にしたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

このような本考案では、光源、信号増幅部を含む検出器部、分光手段及び演算 処理部を有してなり、前記分光手段として従来の分光フィルタの代わりに音響光 学素子フィルタを使用することによって、可動部を無くして、常に被測定体につ いて最適な吸収用及び参照用の赤外光波長を利用可能に構成する。

【０００７】

【実施例】

実施例に付いて図面を参照して説明する。

【０００８】 図１は本考案の具体的な実施例を示す図である。 図２は図１の説明に供するフローチャートである。 図３は図１の説明に供する特性図である。 図４及び図５はその他の説明に供する図である。

【０００９】 図１において、Ｌは光源、Ｆは被測定体（ウェブ）、１は光源Ｌからの光の被 測定体を透過した後の透過光を検出する検出器、２は検出器１からの検出信号を 増幅して出力する信号増幅部である。３は光源Ｌからの赤外線を分光する分光手 段として従来の分光フィルタの代わりに設けた音響光学素子フィルタ（以下「音 響フィルタ」という）である。４は透過波長を決定するスイープ・オシレータで ある。５は信号増幅部２とスイープ・オシレータ４が接続されて成り、検出信号 の処理及び音響フィルタ３の透過波長の指令を行う演算機能や記憶要素等を具備 する演算処理部（以下「ＣＰＵ」という）である。従って、この演算処理部５に おいて、導かれた検出信号の処理を行い、スイープ・オシレータ４からの透 過波長の情報と共に検出信号を保持し、更にはスイープ・オシレータ４に対し て音響フィルタ３の透過波長の指令を行う。

【００１０】 このような構成において、その動作は以下のようになる。

【００１１】 （イ）光源Ｌの光は音響フィルタ３（ｉ：分光可能範囲０〜ｎ）により分光され （波長：λ_i）、被測定体Ｆを透過する。

【００１２】 （ロ）被測定体Ｆを透過した光は検出器１で検出され（検出信号をＩλ_iとする ）、信号増幅部２で増幅された後にＣＰＵ５に導かれる。

【００１３】 （ハ）ＣＰＵ５でスイープ・オシレータ４からの透過波長の情報λ_iと共に検出 信号Ｉλ_iを保持する。

【００１４】 （ヘ）スイープ・オシレータ４は連続的に音響フィルタ３の透過波長を変化させ て、（イ）〜（ハ）の動作を音響フィルタ３の分光可能範囲分（ｉ＝ｉ＋１、ｉ ＝ｎ／又はｉ＝ｉ−１、ｉ＝０）まで繰り返す。

【００１５】 （ト）最終的に被測定体Ｆの吸収スペクトルがＣＰＵ５内の記憶要素に蓄積され る。

【００１６】 （チ）得られたスペクトルの内、被測定体Ｆに最適な複数の測定波長範囲と参照 用波長範囲とについて、検出強度を積分する。

【００１７】 （リ）更に、得られた積分値の相互間の演算を行い、最終的な被測定体Ｆの厚さ の定量化、即ち、吸収の度合について定量化を行う。

【００１８】 以上をフローチャートで表わすと図２のようになる。得られた結果は図３のよ うになる。

【００１９】 尚、本考案は図１の構成に限定されない。例えば図４のような、発光部と受 光部とを被測定体Ｆに対して一方の側に設置するような構成とした場合において も同様の結果を得ることができる。但し、図４において、６はミラーである。従 って、この場合は、音響フィルタ３を通った光は被測定体Ｆを通過した後にミラ ー６で反射した後、再び被測定体Ｆを通過し、その後に検出器１で受光すること となる。

【００２０】 ところで被測定体の厚さが非常に薄い場合（例えば、１〜１０μｍ程度の場合 ）は、吸収スペクトルは被測定体Ｆにおける光の干渉により被測定体の厚さと屈 折率に依存するパターンが発生する。この場合は、前記吸収による定量ではなく 、図５に示すように干渉縞の間隔δを求める（縞のピークとピークの間の波長間 ）ことにより、厚さの定量を行うことが可能となる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているので、次に記載するような効果 を奏する。

【００２２】 （イ）可動部を無くして、常に被測定体について最適な吸収用及び参照用の赤外 光波長を利用可能に構成できる。 （ロ）音響フィルタの使用により、機構的な信頼性の向上がはかれる。 （ハ）吸収定量における被測定体に最適な波長帯を自由に設定可能である。 （ニ）薄物における干渉パターンでの定量が可能となることでより高精度の厚さ 測定が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の具体的な実施例を示す図である。

【図２】図１の説明に供するフローチャートである。

【図３】図１の説明に供する特性図である。

【図４】その他の説明に供する図である。

【図５】その他の説明に供する図である。

【符号の説明】

Ｌ 光源 Ｆ 被測定体（ウェブ） １ 検出器 ２ 信号増幅部 ３ 音響光学素子フィルタ（音響フィルタ） ４ スイープ・オシレータ ５ 演算処理部（ＣＰＵ）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線を被測定体に照射してそのときの
   被測定体の厚さを測定する赤外線厚さ計において、光源
   Ｌからの赤外線を音響光学素子フィルタ３で分光し、こ
   の分光後の赤外線を前記被測定体Ｆに照射し、被測定体
   透過後の赤外線を検出器１で検出して演算処理部５に導
   き、該演算処理部には前記音響光学素子フィルタの透過
   波長を決定するスイープ・オシレータ４が接続されて成
   り、該演算処理部で、導かれた前記検出信号の処理を行
   い前記スイープ・オシレータからの透過波長の情報と共
   に検出信号を保持すると共に前記スイープ・オシレータ
   に前記音響光学素子フィルタの透過波長の指令を行うよ
   うにしたことを特徴とする赤外線厚さ計。