JPH0593611A - 厚さ測定装置 - Google Patents
厚さ測定装置Info
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- JPH0593611A JPH0593611A JP25530491A JP25530491A JPH0593611A JP H0593611 A JPH0593611 A JP H0593611A JP 25530491 A JP25530491 A JP 25530491A JP 25530491 A JP25530491 A JP 25530491A JP H0593611 A JPH0593611 A JP H0593611A
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- Japan
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- laser beam
- laser
- substrate
- sample
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定試料１Ａを搭載する基板１１の傾斜の有
無に拘わらず高精度に厚さを測定できる。 【構成】 ゼーマンレーザ３から出射されたレーザビー
ム３ａを二重焦点レンズ１２によりスプリットして直線
状のレーザビーム３ｇを測定試料に照射しかつドーナツ
状のレーザビーム３ｈを測定試料周辺の基板に照射し、
これら測定試料および基板で反射されたレーザビームを
一体化し、この一体化されたレーザビームから測定信号
Ｂを形成し、これと別途形成した基準信号Ａとの位相差
θから厚さを測定する。
無に拘わらず高精度に厚さを測定できる。 【構成】 ゼーマンレーザ３から出射されたレーザビー
ム３ａを二重焦点レンズ１２によりスプリットして直線
状のレーザビーム３ｇを測定試料に照射しかつドーナツ
状のレーザビーム３ｈを測定試料周辺の基板に照射し、
これら測定試料および基板で反射されたレーザビームを
一体化し、この一体化されたレーザビームから測定信号
Ｂを形成し、これと別途形成した基準信号Ａとの位相差
θから厚さを測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、部品の厚さを高精度
で測定する厚さ測定装置に関するものである。
で測定する厚さ測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は、例えば月刊誌「オプトロニク
ス」の１９８３年版３月号に掲載された表面粗さ測定法
の構成に、光信号を検出するためによく使用される光路
系を付加した従来の表面粗さ測定装置の概略構成図であ
る。図において、１は測定対象である試料、２はこの試
料１を搭載し、仮定した回転軸２ａを中心に回転する回
転テーブル、３は試料１に対向して設けられたゼーマン
レーザであって、後で詳しく説明するように互いに直交
する２方向に偏光されかつ異なる周波数を有するＰ波と
Ｓ波から成るレーザビーム３ａを出射する。４はゼーマ
ンレーザ３の前方に配置されてそのレーザビーム３ａの
約９６％を透過しかつ残りの約４％を反射するビームス
プリッタとしての平面ガラス、５はこの平面ガラス４の
前方に配置され、平面ガラス４を通過したレーザビーム
を左右に二分するウォラストンプリズム、６はこのウォ
ラストンプリズム５と試料１の間に配置され、ウォラス
トンプリズム５により二分されて拡散状にあるレーザビ
ーム３ｂ1，３ｂ2を平行なレーザビーム３ｃ1，３ｃ2と
し、このレーザビーム３ｃ1，３ｃ2を試料１の表面の二
点Ｐ，Ｑに集光する凸レンズであり、又この凸レンズ６
は試料１上の二点Ｐ，Ｑから反射されたレーザビームを
ウォラストンプリズム５と共働して再び一本のレーザビ
ーム３ｄに集光する。７はウォラストンプリズム５と平
面ガラス４の間に配置され、一本となったレーザビーム
３ｄを往路の光軸から分離して反射する小形ミラー、８
Ａ，８Ｂは夫々平面ガラス４、小形ミラー７の前方に配
置され、反射されたレーザビーム３ｅ，３ｆが入射され
る偏光フィルタであり、８Ａは基準用偏光フィルタそし
て８Ｂは測定用偏光フィルタである。９Ａ，９Ｂは夫々
偏光フィルタ８Ａ，８Ｂの前方に配置されてその出射レ
ーザビームを検出する光電変換器であり、９Ａは基準用
光電変換器そして９Ｂは測定用光電変換器である。そし
て１０は光電変換器９Ａと９Ｂの出力側に電気的に接続
されてその出力信号より双方の位相差を検出する位相計
である。
ス」の１９８３年版３月号に掲載された表面粗さ測定法
の構成に、光信号を検出するためによく使用される光路
系を付加した従来の表面粗さ測定装置の概略構成図であ
る。図において、１は測定対象である試料、２はこの試
料１を搭載し、仮定した回転軸２ａを中心に回転する回
転テーブル、３は試料１に対向して設けられたゼーマン
レーザであって、後で詳しく説明するように互いに直交
する２方向に偏光されかつ異なる周波数を有するＰ波と
Ｓ波から成るレーザビーム３ａを出射する。４はゼーマ
ンレーザ３の前方に配置されてそのレーザビーム３ａの
約９６％を透過しかつ残りの約４％を反射するビームス
プリッタとしての平面ガラス、５はこの平面ガラス４の
前方に配置され、平面ガラス４を通過したレーザビーム
を左右に二分するウォラストンプリズム、６はこのウォ
ラストンプリズム５と試料１の間に配置され、ウォラス
トンプリズム５により二分されて拡散状にあるレーザビ
ーム３ｂ1，３ｂ2を平行なレーザビーム３ｃ1，３ｃ2と
し、このレーザビーム３ｃ1，３ｃ2を試料１の表面の二
点Ｐ，Ｑに集光する凸レンズであり、又この凸レンズ６
は試料１上の二点Ｐ，Ｑから反射されたレーザビームを
ウォラストンプリズム５と共働して再び一本のレーザビ
ーム３ｄに集光する。７はウォラストンプリズム５と平
面ガラス４の間に配置され、一本となったレーザビーム
３ｄを往路の光軸から分離して反射する小形ミラー、８
Ａ，８Ｂは夫々平面ガラス４、小形ミラー７の前方に配
置され、反射されたレーザビーム３ｅ，３ｆが入射され
る偏光フィルタであり、８Ａは基準用偏光フィルタそし
て８Ｂは測定用偏光フィルタである。９Ａ，９Ｂは夫々
偏光フィルタ８Ａ，８Ｂの前方に配置されてその出射レ
ーザビームを検出する光電変換器であり、９Ａは基準用
光電変換器そして９Ｂは測定用光電変換器である。そし
て１０は光電変換器９Ａと９Ｂの出力側に電気的に接続
されてその出力信号より双方の位相差を検出する位相計
である。
【０００３】次にこのように構成された従来の表面粗さ
測定装置の動作を説明する。ゼーマンレーザ３からは図
５の座標軸に示すｘ方向とｙ方向に偏光されたＰ波とＳ
波から成るレーザビーム（図４の３ａ）が出射されてお
り、この大きさを図５の太矢印で模擬的に示す。ここで
Ｐ波とＳ波の光の振幅は略同一である。そして平面ガラ
ス４で一部が反射されたレーザビーム３ｅは、偏光フィ
ルタ８Ａの偏光方向が図５に示すように４５度方向に予
め設定されているので、そのＰ波，Ｓ波ともに点線で示
す方向成分のみが偏光フィルタ８Ａの出力として取出さ
れ、基準用光電変換器９Ａに入力される。この結果、基
準用光電変換器９Ａの出力信号はゼーマンレーザ３から
出射されたＰ波とＳ波のビート信号となり、図６に示す
正弦波Ａが得られる。
測定装置の動作を説明する。ゼーマンレーザ３からは図
５の座標軸に示すｘ方向とｙ方向に偏光されたＰ波とＳ
波から成るレーザビーム（図４の３ａ）が出射されてお
り、この大きさを図５の太矢印で模擬的に示す。ここで
Ｐ波とＳ波の光の振幅は略同一である。そして平面ガラ
ス４で一部が反射されたレーザビーム３ｅは、偏光フィ
ルタ８Ａの偏光方向が図５に示すように４５度方向に予
め設定されているので、そのＰ波，Ｓ波ともに点線で示
す方向成分のみが偏光フィルタ８Ａの出力として取出さ
れ、基準用光電変換器９Ａに入力される。この結果、基
準用光電変換器９Ａの出力信号はゼーマンレーザ３から
出射されたＰ波とＳ波のビート信号となり、図６に示す
正弦波Ａが得られる。
【０００４】一方、平面ガラス４を透過したレーザビー
ムはウォラストンプリズム５を通過するとき、偏光方向
によって屈折率が異なるウォラストンプリズム５の作用
によってＰ波がレーザビーム３ｂ1 、Ｓ波がレーザビー
ム３ｂ2 に二分される。そして前述したようにレーザビ
ーム３ｂ1，３ｂ2が凸レンズ６によって夫々平行なレー
ザビーム３ｃ1，３ｃ2にされ、試料１の表面上の二カ所
で微小な点Ｐ，Ｑとして集光される。そして試料１の二
点Ｐ，Ｑで乱反射されたレーザビームは再び凸レンズ６
で集光された後ウォラストンプリズム５に導びかれ、こ
こで再びＰ波とＳ波が合成されて一本になる。そしてレ
ーザビーム３ｄは小形ミラー７を経た後、前述と全く同
様にして偏光フィルタ８Ｂを通過して測定用光電変換器
９Ｂに入力され、ここで図６に示す正弦波Ｂが取出され
る。
ムはウォラストンプリズム５を通過するとき、偏光方向
によって屈折率が異なるウォラストンプリズム５の作用
によってＰ波がレーザビーム３ｂ1 、Ｓ波がレーザビー
ム３ｂ2 に二分される。そして前述したようにレーザビ
ーム３ｂ1，３ｂ2が凸レンズ６によって夫々平行なレー
ザビーム３ｃ1，３ｃ2にされ、試料１の表面上の二カ所
で微小な点Ｐ，Ｑとして集光される。そして試料１の二
点Ｐ，Ｑで乱反射されたレーザビームは再び凸レンズ６
で集光された後ウォラストンプリズム５に導びかれ、こ
こで再びＰ波とＳ波が合成されて一本になる。そしてレ
ーザビーム３ｄは小形ミラー７を経た後、前述と全く同
様にして偏光フィルタ８Ｂを通過して測定用光電変換器
９Ｂに入力され、ここで図６に示す正弦波Ｂが取出され
る。
【０００５】ただし、ゼーマンレーザ３からウォラスト
ンプリズム５に入力されたレーザビームのうち、二分さ
れたレーザビーム３ｂ1，３ｃ1の光路長とレーザビーム
３ｂ2，３ｃ2の光路長とが全く同一の場合には、図６の
正弦波Ａと正弦波Ｂとは同相となるが、二つの光路長が
異なる場合には、正弦波Ａに対して正弦波Ｂの位相がず
れ、両者間に位相差θを生ずるようになる。この位相差
と光路長差の関係は使用するレーザビームの波長によっ
て決定され、ヘリウム・ネオンレーザの場合、３６０度
が３１６．４ｎｍに相当する。このためレーザビーム３
ｃ2 が試料１に集光される点Ｑを中心として回転テーブ
ル２を回転させる場合すなわち回転軸２ａを中心に試料
１を回転させる場合、レーザビーム３ｃ2 の光路長が不
変となるため、点Ｑを中心とした半径ＱＰ上の試料表面
の粗さを位相差として得ることができ、これを位相計１
０によって出力させることで試料１の表面粗さを測定す
ることができる。
ンプリズム５に入力されたレーザビームのうち、二分さ
れたレーザビーム３ｂ1，３ｃ1の光路長とレーザビーム
３ｂ2，３ｃ2の光路長とが全く同一の場合には、図６の
正弦波Ａと正弦波Ｂとは同相となるが、二つの光路長が
異なる場合には、正弦波Ａに対して正弦波Ｂの位相がず
れ、両者間に位相差θを生ずるようになる。この位相差
と光路長差の関係は使用するレーザビームの波長によっ
て決定され、ヘリウム・ネオンレーザの場合、３６０度
が３１６．４ｎｍに相当する。このためレーザビーム３
ｃ2 が試料１に集光される点Ｑを中心として回転テーブ
ル２を回転させる場合すなわち回転軸２ａを中心に試料
１を回転させる場合、レーザビーム３ｃ2 の光路長が不
変となるため、点Ｑを中心とした半径ＱＰ上の試料表面
の粗さを位相差として得ることができ、これを位相計１
０によって出力させることで試料１の表面粗さを測定す
ることができる。
【０００６】以上、この発明に係る厚さ測定装置の従来
技術としての表面粗さ測定装置は、回転テーブルの回転
とゼーマンレーザの干渉現象とにより干渉試料の表面粗
さを測定するものである。
技術としての表面粗さ測定装置は、回転テーブルの回転
とゼーマンレーザの干渉現象とにより干渉試料の表面粗
さを測定するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の表面
粗さ測定装置を応用して高精度に加工された物体、例え
ばブロックゲージの厚さを高精度に測定する厚さ測定装
置を構成する場合、図７，図８に示すように測定試料１
Ａおよびこれを搭載した基板１１にレーザビームがビー
ムスプリットされて照射されるため基板１１の全体が光
軸に対して傾斜していると、厚さとして図示したｔ′を
測定することとなり、真の厚さｔ（ｔ＜ｔ′）に対して
誤差を生ずるという問題点があった。
粗さ測定装置を応用して高精度に加工された物体、例え
ばブロックゲージの厚さを高精度に測定する厚さ測定装
置を構成する場合、図７，図８に示すように測定試料１
Ａおよびこれを搭載した基板１１にレーザビームがビー
ムスプリットされて照射されるため基板１１の全体が光
軸に対して傾斜していると、厚さとして図示したｔ′を
測定することとなり、真の厚さｔ（ｔ＜ｔ′）に対して
誤差を生ずるという問題点があった。
【０００８】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、測定試料を搭載した基板が傾斜
する場合に誤差を軽減でき、高精度な測定ができる厚さ
測定装置を得ることを目的としている。
ためになされたもので、測定試料を搭載した基板が傾斜
する場合に誤差を軽減でき、高精度な測定ができる厚さ
測定装置を得ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係る厚さ測定
装置は、ゼーマンレーザと測定試料の間の光路上に設け
られ、前記ゼーマンレーザから出射されたレーザビーム
をスプリットしてその一方を直線状のレーザビームとし
て前記測定試料に照射するとともに他方をドーナツ状の
レーザビームとして前記測定試料を搭載しかつその周辺
に至る基板に照射し、又これら測定試料および基板で反
射されたレーザビームを一本化する二重焦点レンズを設
けたものである。
装置は、ゼーマンレーザと測定試料の間の光路上に設け
られ、前記ゼーマンレーザから出射されたレーザビーム
をスプリットしてその一方を直線状のレーザビームとし
て前記測定試料に照射するとともに他方をドーナツ状の
レーザビームとして前記測定試料を搭載しかつその周辺
に至る基板に照射し、又これら測定試料および基板で反
射されたレーザビームを一本化する二重焦点レンズを設
けたものである。
【００１０】
【作用】この発明では、測定試料と、この測定試料の周
辺の基板全体とからの反射レーザビームによりビート波
を得るようにしたため、基板が傾斜している場合でも基
板からの反射レーザビームが平均されることになる。
辺の基板全体とからの反射レーザビームによりビート波
を得るようにしたため、基板が傾斜している場合でも基
板からの反射レーザビームが平均されることになる。
【００１１】
実施例１ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はこの発明に係る厚さ測定装置を示す概略構成図、図２
は図８と同様な正面図である。これらの図において１
Ａ，３，３ａ，３ｅ，４，６，８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９
Ｂ，１０，および１１は図４，図７，図８に示したもの
と全く同じものである。１２は平面ガラス４と測定試料
１Ａの間にウォラストンプリズム５の代りに配置された
二重焦点レンズであり、ゼーマンレーザ３から出射され
たレーザビーム３ａは平面ガラス４、後述するハーフミ
ラーを通過した後、この二重焦点レンズ１２のビームス
プリット作用によって直線状のレーザビーム３ｇとドー
ナツ状のレーザビーム３ｈに分けられる。これらのレー
ザビーム３ｇと３ｈは互いに異なるＰ波とＳ波からな
り、凸レンズ６を通過した後、直線状のレーザビーム３
ｇが測定試料１Ａの中央部分を照射し、ドーナツ状のレ
ーザ光３ｈ1，３ｈ2が測定試料１Ａにかかることなくそ
の周辺の基板１１を照射する。なお、凸レンズ６の焦点
距離は、レーザビーム３ｈ1，３ｈ2が平行となるように
選択されている。そして測定試料１Ａと基板１１で反射
されたレーザビーム３ｇ，３ｈ1，３ｈ2，３ｈは進行し
てきた光路を戻って二重焦点レンズ１２で一本のレーザ
ビームに再形成された後、二重焦点レンズ１２と平面ガ
ラス４の間に小形ミラー７の代りに配置されたハーフミ
ラー１３で反射され、このハーフミラー１３と偏光フィ
ルタ８Ｂの間に配置された集光レンズ１４、偏光フィル
タ８Ｂを通過して測定用光電変換器９Ｂに導びかれ、こ
の測定用光電変換器９Ｂにより図６に示したのと同様な
正弦波Ｂが得られる。一方前述したようにゼーマンレー
ザ３から出力され、平面ガラス４で反射されたレーザビ
ーム３ｅは、偏光フィルタ８Ａを経て基準用光電変換器
９Ａに導びかれ、この基準用光電変換器９Ａにより図６
に示したのと同様な正弦波Ａが得られる。こうして得ら
れた正弦波Ａ，Ｂの信号は光電変換器９Ａ，９Ｂの出力
として位相計１０に入力され、正弦波Ａ，Ｂの位相差θ
すなわち測定試料１Ａの厚さに応じた位相差が電圧信号
としてこの位相計１０より出力される。なお、この実施
例において、平面ガラス４、基準用偏光フィルタ８Ａお
よび基準用光電変換器９Ａは基準信号生成手段を構成
し、正弦波Ａが基準信号になる。同様に、ハーフミラー
１３、集光レンズ１４、測定用偏光フィルタ８Ｂおよび
測定用光電変換器９Ｂは測定信号生成信号を構成し、正
弦波Ｂが測定信号になる。
はこの発明に係る厚さ測定装置を示す概略構成図、図２
は図８と同様な正面図である。これらの図において１
Ａ，３，３ａ，３ｅ，４，６，８Ａ，８Ｂ，９Ａ，９
Ｂ，１０，および１１は図４，図７，図８に示したもの
と全く同じものである。１２は平面ガラス４と測定試料
１Ａの間にウォラストンプリズム５の代りに配置された
二重焦点レンズであり、ゼーマンレーザ３から出射され
たレーザビーム３ａは平面ガラス４、後述するハーフミ
ラーを通過した後、この二重焦点レンズ１２のビームス
プリット作用によって直線状のレーザビーム３ｇとドー
ナツ状のレーザビーム３ｈに分けられる。これらのレー
ザビーム３ｇと３ｈは互いに異なるＰ波とＳ波からな
り、凸レンズ６を通過した後、直線状のレーザビーム３
ｇが測定試料１Ａの中央部分を照射し、ドーナツ状のレ
ーザ光３ｈ1，３ｈ2が測定試料１Ａにかかることなくそ
の周辺の基板１１を照射する。なお、凸レンズ６の焦点
距離は、レーザビーム３ｈ1，３ｈ2が平行となるように
選択されている。そして測定試料１Ａと基板１１で反射
されたレーザビーム３ｇ，３ｈ1，３ｈ2，３ｈは進行し
てきた光路を戻って二重焦点レンズ１２で一本のレーザ
ビームに再形成された後、二重焦点レンズ１２と平面ガ
ラス４の間に小形ミラー７の代りに配置されたハーフミ
ラー１３で反射され、このハーフミラー１３と偏光フィ
ルタ８Ｂの間に配置された集光レンズ１４、偏光フィル
タ８Ｂを通過して測定用光電変換器９Ｂに導びかれ、こ
の測定用光電変換器９Ｂにより図６に示したのと同様な
正弦波Ｂが得られる。一方前述したようにゼーマンレー
ザ３から出力され、平面ガラス４で反射されたレーザビ
ーム３ｅは、偏光フィルタ８Ａを経て基準用光電変換器
９Ａに導びかれ、この基準用光電変換器９Ａにより図６
に示したのと同様な正弦波Ａが得られる。こうして得ら
れた正弦波Ａ，Ｂの信号は光電変換器９Ａ，９Ｂの出力
として位相計１０に入力され、正弦波Ａ，Ｂの位相差θ
すなわち測定試料１Ａの厚さに応じた位相差が電圧信号
としてこの位相計１０より出力される。なお、この実施
例において、平面ガラス４、基準用偏光フィルタ８Ａお
よび基準用光電変換器９Ａは基準信号生成手段を構成
し、正弦波Ａが基準信号になる。同様に、ハーフミラー
１３、集光レンズ１４、測定用偏光フィルタ８Ｂおよび
測定用光電変換器９Ｂは測定信号生成信号を構成し、正
弦波Ｂが測定信号になる。
【００１２】ここで位相差θと厚さｔとの関係について
説明すれば、両者間には次式が成立する。
説明すれば、両者間には次式が成立する。
【００１３】ｔ＝１／２・λＮ＋１／２・λ・θ／３６
０
０
【００１４】この式において、λはゼーマンレーザ３か
らのレーザビーム３ａの波長であって、ヘリウム・ネオ
ン型で６３２・８ｎｍであり、そしてＮは正の整数であ
る。従って測定試料１Ａがレーザビーム波長より厚い場
合であっても、予め測定試料１Ａの厚さを±１／２λ以
内の精度で求めておくことにより厚さｔを極めて高い精
度で測定することができる。
らのレーザビーム３ａの波長であって、ヘリウム・ネオ
ン型で６３２・８ｎｍであり、そしてＮは正の整数であ
る。従って測定試料１Ａがレーザビーム波長より厚い場
合であっても、予め測定試料１Ａの厚さを±１／２λ以
内の精度で求めておくことにより厚さｔを極めて高い精
度で測定することができる。
【００１５】次にこの発明に係る厚さ測定装置によれ
ば、基板１１が光軸に対して多少傾斜している場合でも
高い測定精度が得られる理由を図３により説明する。上
式の位相差θはレーザビーム３ｇとレーザビーム３ｈの
光路差によって決定されるが、レーザビーム３ｈは測定
試料１Ａを中心とした基板１１上をドーナツ状に照射し
て反射され、その後二重焦点レンズ１２に至るため、測
定用光電変換器９Ｂでは基板１１からの反射レーザビー
ムの全てが平均された状態で検出されることとなる。こ
のため例えば図３におけるレーザビーム３ｈのうちの３
ｈ1 の部分は基板１１に対して測定試料１Ａの相対変位
を小さく測定することとなるが、３ｈ2 の部分は基板１
１に対して測定試料１Ａの相対変位を大きく測定するこ
ととなってその全体では傾斜による相対変位差が相殺さ
れ、結果として基板１１の傾斜による測定誤差を大巾に
軽減させた精度の高い厚さ測定ができることとなる。な
お、測定試料１Ａ、基板１１が傾斜している場合、反射
するレーザビームは測定用光電変換器９Ｂの前面中央か
ら多少ずれることも考えられるが、集光レンズ１４を設
けたのでこのずれを補正することができる。
ば、基板１１が光軸に対して多少傾斜している場合でも
高い測定精度が得られる理由を図３により説明する。上
式の位相差θはレーザビーム３ｇとレーザビーム３ｈの
光路差によって決定されるが、レーザビーム３ｈは測定
試料１Ａを中心とした基板１１上をドーナツ状に照射し
て反射され、その後二重焦点レンズ１２に至るため、測
定用光電変換器９Ｂでは基板１１からの反射レーザビー
ムの全てが平均された状態で検出されることとなる。こ
のため例えば図３におけるレーザビーム３ｈのうちの３
ｈ1 の部分は基板１１に対して測定試料１Ａの相対変位
を小さく測定することとなるが、３ｈ2 の部分は基板１
１に対して測定試料１Ａの相対変位を大きく測定するこ
ととなってその全体では傾斜による相対変位差が相殺さ
れ、結果として基板１１の傾斜による測定誤差を大巾に
軽減させた精度の高い厚さ測定ができることとなる。な
お、測定試料１Ａ、基板１１が傾斜している場合、反射
するレーザビームは測定用光電変換器９Ｂの前面中央か
ら多少ずれることも考えられるが、集光レンズ１４を設
けたのでこのずれを補正することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上、詳述したように、この発明は、ゼ
ーマンレーザと測定試料の間の光路上に設けられ、前記
ゼーマンレーザから出射されたレーザビームをスプリッ
トしてその一方を直線状のレーザビームとして前記測定
試料に照射するとともに他方をドーナツ状のレーザビー
ムとして前記測定試料を搭載しかつその周辺に至る基板
に照射し、又これら測定試料および基板で反射されたレ
ーザビームを一本化する二重焦点レンズを設けたため、
基板の傾斜による厚さの測定誤差を大巾に軽減すること
ができ、厚さ測定を高い精度で行うことができるという
効果を奏する。
ーマンレーザと測定試料の間の光路上に設けられ、前記
ゼーマンレーザから出射されたレーザビームをスプリッ
トしてその一方を直線状のレーザビームとして前記測定
試料に照射するとともに他方をドーナツ状のレーザビー
ムとして前記測定試料を搭載しかつその周辺に至る基板
に照射し、又これら測定試料および基板で反射されたレ
ーザビームを一本化する二重焦点レンズを設けたため、
基板の傾斜による厚さの測定誤差を大巾に軽減すること
ができ、厚さ測定を高い精度で行うことができるという
効果を奏する。
【図１】この発明の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の一部の正面図である。
【図３】基板が傾斜した状態を示す部分構成図である。
【図４】従来の表面粗さ測定装置の概略構成図である。
【図５】偏光フィルタの配置説明図である。
【図６】二つのビート信号間の位相差の説明図である。
【図７】従来技術の問題点の説明図である。
【図８】図７の測定試料および基板の正面図である。
１Ａ 測定試料 ３ ゼーマンレーザ ３ａ レーザビーム ３ｇ 直線状のレーザビーム ３ｈ ドーナツ状のレーザビーム ４ 平面ガラス ８Ａ 基準用偏光フィルタ ８Ｂ 測定用偏光フィルタ ９Ａ 基準用光電変換器 ９Ｂ 測定用光電変換器 １０ 位相計 １１ 基板 １２ 二重焦点レンズ １３ ハーフミラー １４ 集光レンズ
Claims (1)
- 【請求項１】 基板に搭載されて厚さが測定されるべき
測定試料に対向して設けられ、レーザビームを出射する
ゼーマンレーザと、 このゼーマンレーザと前記測定試料の間の光路上に設け
られ、前記ゼーマンレーザから出射された前記レーザビ
ームをスプリットしてその一方を直線状のレーザビーム
として前記測定試料に照射するとともに他方をドーナツ
状のレーザビームとして前記測定試料の周辺の前記基板
に照射し、又これら測定試料および基板で反射されたレ
ーザビームを一本化する二重焦点レンズと、 この二重焦点レンズによって一本化された反射レーザビ
ームから測定信号を生成する測定信号生成手段と、 前記ゼーマンレーザによって出射された前記レーザビー
ムから基準信号を生成する基準信号生成手段と、 この基準信号生成手段によって生成された前記基準信号
と前記測定信号生成手段によって生成された前記測定信
号との位相差を検出する位相計と、 を備えたことを特徴とする厚さ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25530491A JPH0593611A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 厚さ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25530491A JPH0593611A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 厚さ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593611A true JPH0593611A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17276919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25530491A Pending JPH0593611A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 厚さ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0593611A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297880B1 (en) | 1998-01-29 | 2001-10-02 | Therma-Wave, Inc. | Apparatus for analyzing multi-layer thin film stacks on semiconductors |
| US6304326B1 (en) | 1997-07-11 | 2001-10-16 | Therma-Wave, Inc. | Thin film optical measurement system and method with calibrating ellipsometer |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP25530491A patent/JPH0593611A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6304326B1 (en) | 1997-07-11 | 2001-10-16 | Therma-Wave, Inc. | Thin film optical measurement system and method with calibrating ellipsometer |
| US6411385B2 (en) | 1997-07-11 | 2002-06-25 | Therma-Wave, Inc. | Thin film optical measurement system and method with calibrating ellipsometer |
| US6515746B2 (en) | 1997-07-11 | 2003-02-04 | Therma-Wave, Inc. | Thin film optical measurement system and method with calibrating ellipsometer |
| US6753962B2 (en) | 1997-07-11 | 2004-06-22 | Therma-Wave, Inc. | Thin film optical measurement system and method with calibrating ellipsometer |
| US6934025B2 (en) | 1997-07-11 | 2005-08-23 | Therma-Wave, Inc. | Thin film optical measurement system and method with calibrating ellipsometer |
| US6297880B1 (en) | 1998-01-29 | 2001-10-02 | Therma-Wave, Inc. | Apparatus for analyzing multi-layer thin film stacks on semiconductors |
| US6417921B2 (en) | 1998-01-29 | 2002-07-09 | Therma-Wave, Inc. | Apparatus for analyzing multi-layer thin film stacks on semiconductors |
| US6567213B2 (en) | 1998-01-29 | 2003-05-20 | Therma-Wave, Inc. | Apparatus for analyzing multi-layer thin film stacks on semiconductors |
| US6774997B2 (en) | 1998-01-29 | 2004-08-10 | Therma-Wave, Inc. | Apparatus for analyzing multi-layer thin film stacks on semiconductors |
| US6922244B2 (en) | 1998-01-29 | 2005-07-26 | Therma-Wave, Inc. | Thin film optical measurement system and method with calibrating ellipsometer |
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