KR20210093765A - Optical measurement apparatus and optical measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광학 측정 장치 및 광학 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical measuring device and an optical measuring method.
최근, 측정 대상물에 대한 광의 조사에 의해서 측정 대상물로부터 발생되는 투과광 또는 반사광에 기초하여, 측정 대상물의 투과율 또는 반사율을 측정함으로써, 예를 들어 측정 대상물의 막두께를 측정하는 기술이 알려져 있다.In recent years, there has been known a technique for measuring the film thickness of a measurement object, for example, by measuring the transmittance or reflectance of the measurement object based on transmitted light or reflected light generated from the measurement object by irradiation of light to the measurement object.
예를 들어, 특허문헌 1 (일본 공개특허공보 2015-59750호) 에는 아래와 같은 막두께 측정 방법이 개시되어 있다. 즉, 막두께 측정 방법은, 피측정물에 연속광을 조사하여, 그 반사광 또는 투과광의 분광 스펙트럼을 얻는 스텝과, 상기 분광 스펙트럼으로부터 푸리에 변환에 의해서 파워 스펙트럼을 얻는 스텝과, 상기 파워 스펙트럼에 나타나는 분열 피크에 대해서, 가장 단파장측인 피크에 대한 제 1 특성점과 가장 장파장측인 피크에 대한 제 2 특성점의 중점 (中點) 에 기초하여 상기 피측정물의 막두께를 구하는 스텝을 갖는다.For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-59750) discloses the following film thickness measurement method. That is, the film thickness measurement method includes the steps of irradiating continuous light to the object to be measured, obtaining a spectral spectrum of the reflected or transmitted light, and obtaining a power spectrum from the spectral spectrum by Fourier transform; With respect to the splitting peak, a step of determining the film thickness of the object to be measured is provided based on the midpoint of the first characteristic point for the peak on the shortest wavelength side and the second characteristic point for the peak on the longest wavelength side.
또, 특허문헌 2 (일본 공개특허공보 2009-198361호) 에는, 아래와 같은 막두께 측정 장치가 개시되어 있다. 즉, 막두께 측정 장치는, 피측정 대상에 백색광을 조사하여 얻어지는 반사광 또는 투과광을 분광하여 분광 스펙트럼을 측정하는 측정부와, 당해 측정부에서 측정된 분광 스펙트럼에 대해서 소정의 연산을 실시하여 상기 피측정 대상의 막두께를 측정하는 연산부를 구비하는 막두께 측정 장치에 있어서, 상기 연산부는, 상기 분광 스펙트럼 중 미리 설정된 파장 대역에 있어서의 분광 스펙트럼을 소정의 파수 간격으로 재배열한 파수역 분광 스펙트럼으로 변환하는 제 1 변환부와, 상기 제 1 변환부에서 변환된 파수역 분광 스펙트럼을 파워 스펙트럼으로 변환하는 제 2 변환부와, 상기 제 2 변환부에서 변환된 상기 파워 스펙트럼 중에 나타나는 피크의 무게 중심 위치를 구하고, 당해 무게 중심 위치에 기초하여 상기 피측정 대상의 두께를 구하는 산출부를 구비한다.Moreover, the following film thickness measuring apparatus is disclosed by patent document 2 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-198361). That is, the film thickness measuring apparatus includes a measuring unit that measures a spectral spectrum by spectroscopy of reflected light or transmitted light obtained by irradiating a white light to an object to be measured, and performs a predetermined operation on the spectral spectrum measured by the measuring unit, A film thickness measuring apparatus comprising a calculating unit for measuring a film thickness of a measurement target, wherein the calculating unit converts a spectral spectrum in a preset wavelength band among the spectral spectrum into a wavenumber spectral spectrum rearranged at a predetermined wavenumber interval a first transforming unit, a second converting unit converting the wavenumber spectral spectrum converted by the first converting unit into a power spectrum, and the position of the center of gravity of a peak appearing in the power spectrum converted by the second converting unit and a calculation unit which calculates the thickness of the measurement target based on the position of the center of gravity.
또, 특허문헌 3 (일본 공개특허공보 2011-133428호) 에는, 아래와 같은 리타데이션 측정 장치가 개시되어 있다. 즉, 리타데이션 측정 장치는, 편광된 광을 피측정물에 조사하고, 상기 피측정물로부터 되돌아온 광을 사용하여 상기 피측정부의 리타데이션을 측정하는 리타데이션 측정 장치에 있어서, 피측정물에 조사하는 백색광을 출력하는 광원과, 상기 광원의 출력광을 편광함과 함께, 상기 피측정물로부터 되돌아온 광이 입사되는 편광판과, 상기 피측정물로부터 되돌아오며, 또한 상기 편광판을 투과한 광이 입사되고, 이 광의 분광 스펙트럼을 생성하는 분광부와, 상기 분광부가 생성한 분광 스펙트럼이 입력되고, 이 분광 스펙트럼으로부터 리타데이션을 연산하여 출력하는 연산부를 구비한다.Moreover, the following retardation measuring apparatus is disclosed by patent document 3 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-133428). That is, the retardation measuring device is a retardation measuring device that irradiates polarized light to an object to be measured, and measures the retardation of the portion to be measured using the light returned from the object to be measured, and irradiates the object to be measured. a light source for outputting white light, a polarizing plate into which the light returned from the measurement object is incident while polarizing the output light of the light source, and the light returning from the measurement object and passing through the polarizing plate is incident , a spectrometer that generates a spectral spectrum of the light, and an arithmetic section that receives the spectral spectrum generated by the spectral section and calculates and outputs retardation from the spectral spectrum.
또, 특허문헌 4 (일본 공개특허공보 2012-112760호) 에는, 아래와 같은 막두께 측정 방법이 개시되어 있다. 즉, 막두께 측정 방법은, 복굴절성을 갖는 피측정물의 막두께를 측정하는 막두께 측정 방법에 있어서, 편광된 광을 피측정물에 조사하고, 이 피측정물을 투과한 광을 분광하여 분광 스펙트럼을 생성하고, 이 분광 스펙트럼으로부터 리타데이션을 측정하는 공정과, 상기 측정된 리타데이션, 및 피측정물의 굴절률차로부터, 이 피측정물의 막두께를 연산하는 공정을 구비한다.Moreover, the following film thickness measuring method is disclosed by patent document 4 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-112760). That is, the film thickness measurement method is a film thickness measurement method for measuring the film thickness of a measurement object having birefringence, irradiating polarized light to the measurement object, and spectroscopy the light transmitted through the measurement object It comprises a process of generating a spectrum and measuring retardation from this spectral spectrum, and calculating the film thickness of this to-be-measured object from the difference in the refractive index of the said measured retardation and to-be-measured object.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 측정 대상물의 반사광 또는 투과광의 분광 스펙트럼의 파워 스펙트럼에 있어서, 측정 대상물에 있어서의 상이한 2 개의 광학 막두께에 대응하는 2 개의 피크가 나타나는 것이 개시되어 있다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2 에 기재된 기술에서는, 이와 같은 파워 스펙트럼에 기초하여, 측정 대상물의 막두께를 정확하게 결정할 수 없는 경우가 있다.For example,
이와 같은 특허문헌 1 ∼ 4 에 기재된 기술을 뛰어넘어, 보다 정확하게 측정 대상물의 투과율 또는 반사율을 측정 가능하게 하는 기술이 바람직하다.A technique capable of measuring the transmittance or reflectance of an object to be measured more accurately is preferable beyond the technique described in
본 발명은 상기 서술한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 그 목적은 보다 정확하게 측정 대상물의 투과율 또는 반사율을 측정하는 것이 가능한 광학 측정 장치 및 광학 측정 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an optical measuring device and an optical measuring method capable of more accurately measuring the transmittance or reflectance of a measurement object.
(1) 상기 과제를 해결하기 위해서, 이 발명의 일 국면에 관련된 광학 측정 장치는, 복수 파장을 포함하는 조사광을 측정 대상물에 조사하는 조사 광학계와, 상기 측정 대상물에 대한 상기 조사광의 조사에 의해서 상기 측정 대상물로부터 발생되는 투과광 또는 반사광인 측정광을 수광하는 수광 광학계와, 편광판을 구비하고, 상기 편광판이, 상기 조사 광학계 및 상기 수광 광학계 중 어느 일방에 위치하는 것이 가능하도록 구성된다.(1) In order to solve the above problems, an optical measuring device according to an aspect of the present invention includes an irradiation optical system for irradiating a measurement object with irradiation light including a plurality of wavelengths, and by irradiating the irradiation light to the measurement object. A light-receiving optical system for receiving measurement light, which is transmitted light or reflected light generated from the measurement object, and a polarizing plate, the polarizing plate is configured to be positioned in either one of the irradiation optical system and the light-receiving optical system.
이와 같이, 조사 광학계 및 수광 광학계 중 어느 일방에 위치하는 것이 가능하도록 구성되는 편광판을 구비하고, 편광판을 투과한 조사광을 측정 대상물에 조사하거나, 또는 편광판을 투과한 측정광을 수광하는 구성에 의해서, 예를 들어 복굴절성을 갖는 측정 대상물의 투과율 스펙트럼 또는 반사율 스펙트럼을 측정하는 경우에 있어서, 맥놀이 성분이 저감된 투과율 스펙트럼 또는 반사율 스펙트럼을 측정할 수 있음과 함께, 조사 광학계 및 수광 광학계의 양방에 편광판을 형성한 구성과 비교해서, 수광 광학계에 있어서의 측정광의 수광 강도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 보다 정확하게 측정 대상물의 투과율 또는 반사율을 측정할 수 있다.In this way, a polarizing plate configured to be positioned in either one of the irradiation optical system and the light receiving optical system is provided, and the irradiated light transmitted through the polarizing plate is irradiated to the measurement object, or the measurement light transmitted through the polarizing plate is received. , for example, in the case of measuring the transmittance spectrum or reflectance spectrum of a measurement object having birefringence, the transmittance spectrum or reflectance spectrum with a reduced beat component can be measured, and a polarizing plate in both the irradiation optical system and the light receiving optical system Compared with the structure in which , it is possible to suppress a decrease in the light-receiving intensity of the measurement light in the light-receiving optical system. Accordingly, it is possible to more accurately measure the transmittance or reflectance of the measurement object.
(2) 바람직하게는, 상기 편광판은, 상기 조사 광학계 및 상기 수광 광학계 중 어느 일방에만 고정적으로 형성되어 있다.(2) Preferably, the said polarizing plate is fixedly formed only in either one of the said irradiation optical system and the said light-receiving optical system.
이와 같은 구성에 의해서, 측정 대상물의 투과율 또는 반사율을 측정할 때에 편광판의 위치를 이동시키는 등의 조작이 불필요하기 때문에, 간이한 구성 및 간이한 조작에 의해서 측정 대상물의 투과율 또는 반사율의 측정을 개시할 수 있다.With such a configuration, when measuring the transmittance or reflectance of the measurement object, an operation such as moving the position of the polarizing plate is unnecessary, so the measurement of the transmittance or reflectance of the measurement object can be started with a simple configuration and simple operation. can
(3) 바람직하게는, 상기 광학 측정 장치는, 추가로 상기 조사광의 광로 또는 상기 측정광의 광로에 대해서 교차하는 평면 상에 있어서의 방향으로서 상기 편광판의 흡수축의 방향을 조정 가능한 조정부를 구비한다.(3) Preferably, the optical measurement device further includes an adjustment unit capable of adjusting the direction of the absorption axis of the polarizing plate as a direction on a plane intersecting the optical path of the irradiation light or the optical path of the measurement light.
이와 같은 구성에 의해서, 복굴절성을 갖는 측정 대상물의 광축에 대한 편광판의 흡수축의 방향을 조정할 수 있어, 생성되는 투과율 스펙트럼 또는 반사율 스펙트럼에 있어서의 맥놀이 성분을 보다 저감할 수 있다.With such a configuration, the direction of the absorption axis of the polarizing plate with respect to the optical axis of the measurement object having birefringence can be adjusted, and the beat component in the generated transmittance spectrum or reflectance spectrum can be further reduced.
(4) 상기 과제를 해결하기 위해서, 이 발명의 일 국면에 관련된 광학 측정 방법은, 조사 광학계와, 수광 광학계를 구비하는 광학 측정 장치를 사용한 광학 측정 방법으로서, 상기 조사 광학계를 사용하여, 복수 파장을 포함하는 조사광을 측정 대상물에 조사하는 스텝과, 상기 수광 광학계를 사용하여, 상기 측정 대상물에 대한 상기 조사광의 조사에 의해서 상기 측정 대상물로부터 발생되는 투과광 또는 반사광인 측정광을 수광하는 스텝을 포함하고, 상기 조사광을 상기 측정 대상물에 조사하는 스텝 또는 상기 측정광을 수광하는 스텝에 있어서, 편광판을 투과한 상기 조사광을 상기 측정 대상물에 조사하거나, 또는 편광판을 투과한 상기 측정광을 수광한다.(4) In order to solve the above problems, an optical measurement method according to an aspect of the present invention is an optical measurement method using an optical measurement device including an irradiation optical system and a light receiving optical system, and using the irradiation optical system, multiple wavelengths A step of irradiating an irradiated light comprising: a step of irradiating the measurement object with the light-receiving optical system, and the step of receiving measurement light that is transmitted or reflected light generated from the measurement object by irradiation of the irradiated light on the measurement object And, in the step of irradiating the irradiated light to the measurement object or the step of receiving the measurement light, the irradiated light transmitted through a polarizing plate is irradiated to the measurement object, or the measurement light transmitted through the polarizing plate is received .
이와 같이, 편광판을 투과한 조사광을 측정 대상물에 조사하거나, 또는 편광판을 투과한 측정광을 수광하는 방법에 의해서, 예를 들어 복굴절성을 갖는 측정 대상물의 투과율 스펙트럼 또는 반사율 스펙트럼을 측정하는 경우에 있어서, 맥놀이 성분이 저감된 투과율 스펙트럼 또는 반사율 스펙트럼을 측정할 수 있음과 함께, 조사 광학계 및 수광 광학계의 양방에 편광판을 형성한 구성과 비교해서, 수광 광학계에 있어서의 측정광의 수광 강도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 보다 정확하게 측정 대상물의 투과율 또는 반사율을 측정할 수 있다.In this way, in the case of measuring the transmittance spectrum or reflectance spectrum of the measurement object having birefringence by irradiating the irradiated light transmitted through the polarizing plate to the measurement object or by receiving the measurement light transmitted through the polarizing plate, for example. In this case, the transmittance spectrum or the reflectance spectrum with a reduced beat component can be measured, and compared with the configuration in which polarizing plates are formed in both the irradiation optical system and the light receiving optical system, a decrease in the light reception intensity of the measurement light in the light receiving optical system is suppressed can do. Accordingly, it is possible to more accurately measure the transmittance or reflectance of the measurement object.
(5) 바람직하게는, 상기 편광판은, 상기 조사 광학계 및 상기 수광 광학계 중 어느 일방에만 고정적으로 형성되어 있다.(5) Preferably, the said polarizing plate is fixedly formed only in either one of the said irradiation optical system and the said light-receiving optical system.
이와 같은 구성에 의해서, 측정 대상물의 투과율 또는 반사율을 측정할 때에 편광판의 위치를 이동시키는 등의 조작이 불필요하기 때문에, 간이한 구성 및 간이한 조작에 의해서 측정 대상물의 투과율 또는 반사율의 측정을 개시할 수 있다.With such a configuration, when measuring the transmittance or reflectance of the measurement object, an operation such as moving the position of the polarizing plate is unnecessary, so the measurement of the transmittance or reflectance of the measurement object can be started with a simple configuration and simple operation. can
(6) 바람직하게는, 상기 광학 측정 방법은, 추가로 상기 조사광 또는 상기 측정광의 광로에 대해서 교차하는 평면 상에 있어서의 방향으로서 상기 편광판의 흡수축의 방향이 상이한 경우의 각각의 상기 측정광의 수광 결과에 기초하여, 상기 측정 대상물의 막두께를 산출하는 스텝을 포함한다.(6) Preferably, in the optical measurement method, each of the measurement lights is received when the direction of the absorption axis of the polarizing plate is different as a direction on a plane intersecting with the optical path of the irradiation light or the measurement light. and calculating the film thickness of the measurement target based on the result.
이와 같은 구성에 의해서, 예를 들어, 복굴절성을 갖는 측정 대상물의 막두께를 측정하는 경우에 있어서, 흡수축의 방향이 측정 대상물의 지상축과 평행이 되도록 편광판을 배치했을 때의 측정광의 수광 결과와, 흡수축의 방향이 측정 대상물의 진상축과 평행이 되도록 편광판을 배치했을 때의 측정광의 수광 결과를 이용하여, 측정 대상물의 막두께를 보다 정확하게 산출할 수 있다.With such a configuration, for example, when measuring the film thickness of a measurement object having birefringence, the light reception result of measurement light when the polarizing plate is arranged so that the direction of the absorption axis is parallel to the slow axis of the measurement object , the film thickness of the measurement object can be more accurately calculated using the light reception result of the measurement light when the polarizing plate is disposed so that the direction of the absorption axis is parallel to the fast axis of the measurement object.
본 발명에 의하면, 보다 정확하게 측정 대상물의 투과율 또는 반사율을 측정할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the transmittance|permeability or reflectance of a measurement object can be measured more accurately.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 있어서의 수광 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 있어서의 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 1 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 1 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 2 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 8 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 2 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 9 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 10 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 11 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 3 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 12 는, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 3 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 13 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 4 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 14 는, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 4 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 15 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 16 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 17 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 있어서의 편광판의 흡수축의 방향과 측정 대상물의 지상축의 방향의 관계를 나타내는 도면이다.
도 18 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예 2 에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 19 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 있어서 측정 대상물의 막두께를 산출할 때의 동작 순서의 일례를 정한 플로 차트이다.
도 20 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 있어서 편광판의 흡수축의 방향을 조정할 때의 동작 순서의 일례를 정한 플로 차트이다.
도 21 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 22 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23 은, 본 발명의 제 2 실시형태의 변형예 1 에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 24 는, 본 발명의 제 2 실시형태의 변형예에 관련된 광학 측정 장치에 있어서의 조사 광학계의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the structure of the optical measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the optical measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a diagram showing the configuration of a light-receiving optical system in the optical measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the configuration of a processing device in the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring apparatus according to Comparative Example 1 of the first embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a power spectrum of a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to Comparative Example 1 of the first embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring apparatus according to Comparative Example 2 of the first embodiment of the present invention.
Fig. 8 is a diagram showing the power spectrum of the transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to Comparative Example 2 of the first embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 10 is a diagram showing a power spectrum of a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention.
11 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to Comparative Example 3 of the first embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing a power spectrum of a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to Comparative Example 3 of the first embodiment of the present invention.
Fig. 13 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring apparatus according to Comparative Example 4 of the first embodiment of the present invention.
Fig. 14 is a diagram showing the power spectrum of the transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to Comparative Example 4 of the first embodiment of the present invention.
15 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention.
16 is a diagram showing a power spectrum of a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the relationship between the direction of the absorption axis of a polarizing plate in the optical measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the direction of the slow axis of a measurement object.
Fig. 18 is a diagram showing an example of the configuration of an optical measuring device according to Modification Example 2 of the first embodiment of the present invention.
19 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure for calculating the film thickness of a measurement object in the optical measurement apparatus according to the first embodiment of the present invention.
20 is a flowchart illustrating an example of the operation procedure when adjusting the direction of the absorption axis of the polarizing plate in the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 21 is a diagram showing an example of the configuration of the optical measuring device according to the second embodiment of the present invention.
22 is a diagram showing an example of the configuration of an optical measuring device according to a second embodiment of the present invention.
Fig. 23 is a diagram showing an example of the configuration of an optical measuring apparatus according to Modification Example 1 of the second embodiment of the present invention.
Fig. 24 is a diagram showing an example of the configuration of an irradiation optical system in an optical measuring apparatus according to a modification of the second embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 도면 중 동일하거나 또는 상당하는 부분에는 동일 부호를 붙여, 그 설명은 반복하지 않는다. 또, 아래에 기재하는 실시형태의 적어도 일부를 임의로 조합해도 된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described using drawing. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the same or corresponding part in a figure, and the description is not repeated. Moreover, you may combine arbitrarily at least one part of embodiment described below.
<제 1 실시형태><First embodiment>
[광학 측정 장치][Optical measuring device]
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the structure of the optical measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
도 1 을 참조하여, 광학 측정 장치 (101) 는, 조사 광학계 (10) 와, 수광 광학계 (20) 와, 처리 장치 (30) 와, 조정부 (51) 와, 베이스 부재 (4) 와, 지지 부재 (6) 와, 편광판 (50) 을 구비한다. 베이스 부재 (4) 및 지지 부재 (6) 는, 수광 광학계 (20) 를 고정시킨다. 또한, 광학 측정 장치 (101) 는, 베이스 부재 (4) 및 지지 부재 (6) 를 구비하는 구성에 한정되지 않고, 베이스 부재 (4) 및 지지 부재 (6) 대신에, 또는 베이스 부재 (4) 및 지지 부재 (6) 에 더하여, 수광 광학계 (20) 를 고정시키기 위한 다른 부재를 구비하는 구성이어도 된다.Referring to FIG. 1 , the
편광판 (50) 은, 조사 광학계 (10) 및 수광 광학계 (20) 중 어느 일방에 위치하는 것이 가능하도록 구성된다. 예를 들어, 편광판 (50) 은, 조사 광학계 (10) 및 수광 광학계 (20) 의 어느 일방에만 고정적으로 형성되어 있다. 도 1 에 나타내는 예에 있어서, 편광판 (50) 은 수광 광학계 (20) 에만 고정적으로 형성되어 있다.The
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 2 는, 광학 측정 장치 (101) 의 측정 대상인 측정 대상물 S 가 배치된 상태를 나타내고 있다.Fig. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention. 2 : has shown the state in which the measurement object S which is a measurement object of the
도 2 를 참조하여, 광학 측정 장치 (101) 는, 대상 영역 R 을 통과하는, 필름 등의 측정 대상물 S 의 투과율을 측정한다.With reference to FIG. 2 , the
예를 들어, 광학 측정 장치 (101) 는, 측정 대상물 S 의 제조 라인에 있어서, 대상 영역 R 을 통과하여 반송되는 측정 대상물 S 상의, 복수의 측정 위치 M 에 있어서의 투과율 스펙트럼을 자동으로 측정한다. 즉, 광학 측정 장치 (101) 는, 측정 대상물 S 상의 복수의 측정 위치 M 에 있어서의 투과율 스펙트럼을 인라인으로 측정한다.For example, the
보다 상세하게는, 광학 측정 장치 (101) 는, 예를 들어 주기적으로 투과율 측정을 행함으로써, 반송되는 측정 대상물 S 의 측정 위치 M 에 있어서의 파장마다의 투과율을 산출한다.In more detail, the
[조사 광학계][Irradiation optical system]
조사 광학계 (10) 는, 복수 파장을 포함하는 조사광을 측정 대상물 S 에 직선상으로 조사한다. 보다 상세하게는, 조사 광학계 (10) 는, 측정 대상물 S 가 통과하는 직선상의 영역인 대상 영역 R 에 조사광을 조사한다.The irradiation
조사 광학계 (10) 는, 광원 (11) 과, 라인 라이트 가이드 (12) 를 포함한다.The irradiation
광원 (11) 은, 복수 파장을 포함하는 광을 출사한다. 광원 (11) 이 출사하는 광의 스펙트럼은, 연속 스펙트럼이어도 되고, 선 스펙트럼이어도 된다. 광원 (11) 이 출사하는 광의 파장은, 측정 대상물 S 로부터 취득해야 할 파장 정보의 범위 등에 따라서 설정된다. 광원 (11) 은, 예를 들어 할로겐 램프이다.The
라인 라이트 가이드 (12) 는, 광원 (11) 으로부터 출사되는 광을 받고, 받은 광을 라인상의 개구부로부터 출사함으로써, 대상 영역 R 에 조사광을 직선상으로 조사한다. 라인 라이트 가이드 (12) 에 있어서의 조사광의 출사면에는, 예를 들어, 광량 불균일을 억제하기 위한 확산 부재 등이 배치된다. 라인 라이트 가이드 (12) 는, 측정 대상물 S 가 반송되는 면의 바로 아래에 배치된다.The line
예를 들어, 조사 광학계 (10) 는, 측정 대상물 S 의 투과율 스펙트럼의 인라인 측정을 행하는 경우, 측정 타이밍에 있어서 대상 영역 R 에 조사광을 조사하는 한편, 측정 타이밍 이외의 타이밍에 있어서 대상 영역 R 에 대한 조사광의 조사를 정지한다. 또한, 조사 광학계 (10) 는, 측정 타이밍에 관계 없이 계속적으로 대상 영역 R 에 조사광을 조사하는 구성이어도 된다.For example, when performing inline measurement of the transmittance spectrum of the measurement object S, the irradiation
[수광 광학계][Light-receiving optical system]
수광 광학계 (20) 는, 측정 대상물 S 에 대한 조사광의 조사에 의해서 측정 대상물 S 로부터 발생되는 투과광인 측정광을 수광한다.The light-receiving
수광 광학계 (20) 는, 편광판 (50) 과, 대물 렌즈 (21) 와, 이메징 분광기 (22) 와, 촬상부 (23) 를 포함한다.The light receiving
수광 광학계 (20) 는, 측정 대상물 S 를 사이에 두고, 라인 라이트 가이드 (12) 와 대향하는 위치에 배치된다.The light receiving
수광 광학계 (20) 는, 라인 라이트 가이드 (12) 로부터 출사된 조사광 중, 대상 영역 R 을 투과한 투과광을 측정광으로서 수광한다. 구체적으로는, 수광 광학계 (20) 는, 라인 라이트 가이드 (12) 로부터 출사된 조사광 중, 대상 영역 R 을 통과하는 측정 대상물 S 의 투과광을 수광한다.The light-receiving
도 3 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 있어서의 수광 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.Fig. 3 is a diagram showing the configuration of a light-receiving optical system in the optical measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
도 3 을 참조하여, 이메징 분광기 (22) 는, 슬릿부 (221) 와, 제 1 렌즈 (222) 와, 회절 격자 (223) 와, 제 2 렌즈 (224) 를 갖는다. 슬릿부 (221), 제 1 렌즈 (222), 회절 격자 (223) 및 제 2 렌즈 (224) 는, 대물 렌즈 (21) 측부터 이 순서로 배치된다.Referring to FIG. 3 , the
촬상부 (23) 는, 이차원의 수광면을 갖는 촬상 소자 (231) 에 의해서 구성된다. 이와 같은 촬상 소자 (231) 는, 예를 들어, CCD (Charge Coupled Device) 이미지 센서 또는 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서이다. 촬상부 (23) 는, 이메징 분광기 (22) 로부터 수광한 측정광에 기초하여, 이차원 화상 P 를 생성한다. 촬상부 (23) 에 의해서 생성되는 이차원 화상 P 는, 파장 정보 및 위치 정보를 포함한다.The
예를 들어, 편광판 (50) 은, 대상 영역 R 부터 대물 렌즈 (21) 까지의 측정광의 광로 상에 배치된다. 편광판 (50) 은 흡수축을 갖는다. 예를 들어, 편광판 (50) 은, 흡수축의 방향을 조정 가능하고, 또한 수광 광학계 (20) 와의 상대적인 위치가 고정되도록, 볼트 등의 고정 부재를 사용하여 당해 광로 상에 고정된다.For example, the
측정광의 광로에 대해서 교차하는 평면 상에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향은, 예를 들어 측정 대상물 S 의 투과율 스펙트럼의 인라인 측정을 개시하기 전에, 조정부 (51) 에 의해서 조정된다. 또한, 당해 방향은 사용자에 의해서 수동으로 조정되어도 된다.The direction of the absorption axis of the
편광판 (50) 은, 대상 영역 R 로부터의 측정광 중, 흡수축과 평행한 방향으로 진동하는 광을 흡수한다. 편광판 (50) 을 투과하는 광은, 대물 렌즈 (21) 에 유도된다.The
대물 렌즈 (21) 는, 대상 영역 R 로부터의 측정광 중, 편광판 (50) 을 투과한 광을 수렴하여 이메징 분광기 (22) 에 유도한다.The
이메징 분광기 (22) 에 있어서의 슬릿부 (221) 는 슬릿을 포함한다. 슬릿부 (221) 는, 대물 렌즈 (21) 를 개재하여 자기에게 입사된 측정광의 빔 단면을 소정 형상으로 정형한다. 슬릿부 (221) 에 있어서의 슬릿의 길이 방향의 길이는, 대상 영역 R 의 길이에 따른 길이로 설정되고, 슬릿의 폭 방향의 폭은 회절 격자 (223) 의 분해능 등에 따라서 설정된다.The
이메징 분광기 (22) 에 있어서의 제 1 렌즈 (222) 는, 슬릿부 (221) 를 통과한 측정광을 평행광으로 변환하고, 변환 후의 측정광을 회절 격자 (223) 에 유도한다. 제 1 렌즈 (222) 는, 예를 들어 콜리메이트 렌즈이다.The
이메징 분광기 (22) 에 있어서의 회절 격자 (223) 는, 측정광을 당해 측정광의 길이 방향과는 직교하는 방향으로 파장 전개 (Wave length Expansion) 된다. 보다 상세하게는, 회절 격자 (223) 는, 슬릿부 (221) 를 통과해 나온 라인상의 측정광을, 라인 방향과는 직교하는 방향으로 파장 전개, 즉 분광한다.In the
이메징 분광기 (22) 에 있어서의 제 2 렌즈 (224) 는, 회절 격자 (223) 에 의해서 파장 전개된 측정광을, 파장 정보 및 위치 정보를 반영한 이차원적인 광학 스펙트럼으로서 촬상부 (23) 에 있어서의 촬상 소자 (231) 의 수광면에 결상한다.The
촬상부 (23) 는, 촬상 소자 (231) 의 수광면에 결상된 이차원 화상 P 를 나타내는 이차원 화상 데이터를, 수광 광학계 (20) 에 있어서의 수광 결과로서 처리 장치 (30) 에 송신한다.The
아래에서는, 이차원 화상 P 에 있어서의 도 3 중의 D1 방향을「위치 방향」이라고 칭하고, 위치 방향과 직교하는 방향인 D2 방향을「파장 방향」이라고 칭한다. 위치 방향에 있어서의 각 점은, 대상 영역 R 상의 각 측정점 X 에 대응한다. 파장 방향에 있어서의 각 점은, 대응하는 측정점 X 로부터의 측정광의 파장에 대응한다. 또, 촬상 소자 (231) 의 수광면은, 파장 방향의 분해능으로서 m 채널을 갖고, 위치 방향의 분해능으로서 n 채널을 갖고 있는 것으로 한다. n 은, 예를 들어 1200 이다.Below, the D1 direction in FIG. 3 in the two-dimensional image P is called a "position direction", and the D2 direction which is a direction orthogonal to a position direction is called a "wavelength direction." Each point in the position direction corresponds to each measurement point X on the target area R. Each point in the wavelength direction corresponds to the wavelength of the measurement light from the corresponding measurement point X. In addition, it is assumed that the light-receiving surface of the
[처리 장치][processing unit]
도 4 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 있어서의 처리 장치의 구성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing the configuration of a processing device in the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention.
도 4 를 참조하여, 처리 장치 (30) 는, 수신부 (31) 와, 산출부 (32) 와, 기억부 (33) 와, 송신부 (34) 를 포함한다. 처리 장치 (30) 는, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터이다. 수신부 (31), 산출부 (32) 및 송신부 (34) 는, 예를 들어, CPU (Central Processing Unit) 및 DSP (Digital Signal Processor) 등의 프로세서에 의해서 실현된다. 기억부 (33) 는, 예를 들어 불휘발성 메모리이다.With reference to FIG. 4 , the
수신부 (31) 는, 수광 광학계 (20) 에 있어서의 촬상부 (23) 에서 이차원 화상 데이터를 수신하고, 수신된 이차원 화상 데이터를 기억부 (33) 에 보존한다.The receiving
산출부 (32) 는, 수광 광학계 (20) 에 있어서의 측정광의 수광 결과에 기초하여, 대상 영역 R 에 있어서의 파장 λ 와 측정광의 강도의 관계인 수광 스펙트럼 S (λ) 를 생성한다. 그리고, 산출부 (32) 는, 생성된 수광 스펙트럼 S (λ) 에 기초하여, 대상 영역 R 을 통과하는 측정 대상물 S 의 파장마다의 투과율을 산출한다.The
보다 상세하게는, 산출부 (32) 는, 기억부 (33) 에 보존된 이차원 화상 데이터에 기초하여 수광 스펙트럼 S (λ) 를 생성하고, 생성된 수광 스펙트럼 S (λ) 에 기초하여 측정 대상물 S 의 파장 λ 마다의 투과율을 산출한다.More specifically, the
예를 들어, 산출부 (32) 는, 측정 대상물 S 가 존재하지 않을 때의 대상 영역 R 로부터 발생되는 측정광에 기초하는 수광 스펙트럼 S (λ) 인 기준 스펙트럼 Str (λ), 및 측정 대상물 S 가 존재할 때의 대상 영역 R 로부터 발생되는 측정광에 기초하는 수광 스펙트럼 S (λ) 인 측정 스펙트럼 Stm (λ) 에 기초하여, 측정 대상물 S 에 있어서의 파장 λ 와 투과율의 관계인 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 산출한다.For example, the
예를 들어, 산출부 (32) 는, 산출된 투과율 스펙트럼 ST (λ) 에 기초하여, 측정 대상물 S 의 막두께를 산출한다. 보다 상세하게는, 산출부 (32) 는, 산출된 투과율 스펙트럼 ST (λ) 에 푸리에 변환 등의 연산 처리를 실시함으로써 파워 스펙트럼을 생성한다. 그리고, 산출부 (32) 는, 생성된 파워 스펙트럼에 있어서의 피크 파장에 대응하는 광학 막두께를 측정 대상물 S 의 막두께로서 결정한다.For example, the
예를 들어, 산출부 (32) 는, 대상 영역 R 에 있어서의 측정점 X 마다, 복수의 기준 스펙트럼 Str (λ) 및 복수의 측정 스펙트럼 Stm (λ) 을 생성하고, 생성된 각 기준 스펙트럼 Str (λ) 및 각 측정 스펙트럼 Stm (λ) 에 기초하여, 측정점 X 마다의 복수의 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 산출한다. 그리고, 산출부 (32) 는, 산출된 각 투과율 스펙트럼 ST (λ) 에 기초하여, 측정 대상물 S 의 각 측정점 X 에 있어서의 막두께를 나타내는 막두께 분포를 생성한다.For example, the
또한, 산출부 (32) 는, 산출된 투과율 스펙트럼 ST (λ) 에 기초하여, 측정 대상물 S 의 색상을 산출하는 구성이어도 된다.In addition, the
(편광판의 흡수축 방향의 조정 처리) (Adjustment processing of absorption axis direction of polarizing plate)
조정부 (51) 는, 측정광의 광로에 대해서 교차하는 평면 상에 있어서의 방향으로서 편광판 (50) 의 흡수축의 방향을 조정 가능하다. 보다 상세하게는, 조정부 (51) 는, 측정광의 광로에 대해서 직교하는 평면 상에 있어서의 방향으로서 편광판 (50) 의 흡수축의 방향을 조정 가능하다. 조정부 (51) 는, 예를 들어, 전기식 액추에이터, 유압식 액추에이터, 공기압식 액추에이터, 화학식 액추에이터, 자성 유체 (流體) 액추에이터, 또는 전기 점성 유체 액추에이터이다. 일례로서, 조정부 (51) 는, 편광판 (50) 의 흡수축과, 측정 대상물 S 의 광학축이 이루는 각도가 -10 도 이상 10 도 이하 또는 80 도 이상 100 도 이하가 되도록 편광판 (50) 의 흡수축의 방향을 조정한다.The
예를 들어, 조정부 (51) 는, 측정 대상물 S 의 투과율 스펙트럼에 푸리에 변환 등의 연산 처리를 실시함으로써 생성되는 파워 스펙트럼에 있어서, 백그라운드에 묻히지 않은 단일 피크가 나타내는 바와 같이, 편광판 (50) 의 흡수축의 방향을 조정한다.For example, in the power spectrum generated by performing calculation processing, such as a Fourier transform, on the transmittance spectrum of the measurement object S, the
예를 들어, 조정부 (51) 는, 측정 대상물 S 의 투과율 스펙트럼의 인라인 측정을 개시하기 전에, 처리 장치 (30) 로부터의 제어 신호에 따라서, 편광판 (50) 의 흡수축의 방향을 조정한다.For example, before starting the inline measurement of the transmittance spectrum of the measurement object S, the
보다 상세하게는, 산출부 (32) 는, 측정 대상물 S 의 투과율 스펙트럼의 인라인 측정을 개시하기 전에, 측정광의 광로에 대해서 직교하는 평면 상에 있어서의 소정의 기준 방향과, 당해 평면 상에 있어서의 방향으로서 편광판 (50) 의 흡수축의 방향이 이루는 각도 θa 를 초기치인 각도 θas 로 조정하기 위한 제어 신호를 송신부 (34) 에 출력한다.More specifically, before starting the in-line measurement of the transmittance spectrum of the measurement object S, the
송신부 (34) 는, 산출부 (32) 로부터 제어 신호를 받으면, 받은 제어 신호를 조정부 (51) 에 송신한다.When receiving the control signal from the
예를 들어, 조정부 (51) 는, 송신부 (34) 로부터 제어 신호를 수신하면, 수신된 제어 신호에 따라서, 편광판 (50) 을 회전시킴으로써 각도 θa 를 각도 θas 로 조정한다.For example, when receiving a control signal from the transmitting
산출부 (32) 는, 조정부 (51) 에 의해서 각도 θa 가 조정되면, 측정 대상물 S 에 있어서의 어느 측정 위치 M 에 있어서의 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 산출한다. 예를 들어, 산출부 (32) 는, 측정 위치 M 에 있어서, 대상 영역 R 의 길이 방향의 단부에 위치하는 부분에 있어서의 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 산출한다. 다음으로, 산출부 (32) 는, 산출된 투과율 스펙트럼 ST (λ) 에 푸리에 변환 등의 연산 처리를 실시함으로써 파워 스펙트럼을 생성한다. 그리고, 산출부 (32) 는, 생성된 파워 스펙트럼에 있어서의, 가장 큰 피크의 강도와, 2 번째로 큰 피크의 강도의 차분 D 를 산출한다. 산출부 (32) 는 산출된 차분 D 를 기억부 (33) 에 보존한다.When the angle θa is adjusted by the
또, 산출부 (32) 는, 차분 D 를 기억부 (33) 에 보존하면, 각도 θa 를 예를 들어 시계 방향으로 3 도 회전시킨 각도로 변경하기 위한 제어 신호를 송신부 (34) 경유로 조정부 (51) 에 송신한다.In addition, when the difference D is stored in the
조정부 (51) 는, 송신부 (34) 경유로 산출부 (32) 로부터 제어 신호를 수신하면, 수신된 제어 신호에 따라서 다시 각도 θa 를 조정한다.The
산출부 (32) 는, 조정부 (51) 에 의해서 각도 θa 가 조정되면, 다시 측정 대상물 S 에 있어서의 측정 위치 M 에 있어서의 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 산출함과 함께 파워 스펙트럼을 생성하고, 당해 파워 스펙트럼에 있어서의 차분 D 를 산출한다.When the angle θa is adjusted by the
상기 서술한 바와 같이, 산출부 (32) 는, 각도 θa 의 변경 및 파워 스펙트럼에 있어서의 차분 D 의 산출을 소정 횟수 예를 들어 60 회 반복하여, 각도 θa 마다의 차분 D 를 산출한다. 그리고, 산출부 (32) 는, 차분 D 가 최대가 될 때의 각도 θa 인 각도 θmax 를 검출한다.As described above, the
산출부 (32) 는, 각도 θmax 를 검출하면, 각도 θa 를 각도 θmax 로 설정하기 위한 제어 신호를 송신부 (34) 경유로 조정부 (51) 에 송신한다. 또한, 산출부 (32) 는, 차분 D 가 소정의 임계치 이상이 될 때의 각도 θa 인 각도 θth 를 1 또는 복수 검출하고, 각도 θa 를 어느 각도 θth 로 설정하기 위한 제어 신호를 송신부 (34) 경유로 조정부 (51) 에 송신하는 구성이어도 된다. 또, 산출부 (32) 는, 파워 스펙트럼에 있어서 나타나는 피크의 날카로움을 나타내는 지표에 기초하여, 가장 날카로운 단일 피크가 나타날 때의 각도 θa 를 각도 θmax 로서 검출하고, 검출된 각도 θmax 로 설정하기 위한 제어 신호를 송신부 (34) 경유로 조정부 (51) 에 송신하는 구성이어도 된다.When the angle θmax is detected, the
조정부 (51) 는, 송신부 (34) 경유로 산출부 (32) 로부터 제어 신호를 수신하면, 수신된 제어 신호에 따라서, 각도 θa 가 각도 θmax 로 되도록 편광판 (50) 을 회전시킨다.When receiving the control signal from the
광학 측정 장치 (101) 는, 각도 θa 가 각도 θmax 로 설정된 상태에서, 측정 대상물 S 의 투과율 스펙트럼 ST (λ) 의 인라인 측정을 개시한다.The
예를 들어, 광학 측정 장치 (101) 는, 복굴절성을 갖는 측정 대상물 S 의 막두께 측정에 사용된다. 구체적으로는, 측정 대상물 S 는, 예를 들어 PET (Polyethylene Terephthalate) 의 연신 필름이다. PET 의 연신 필름은, 연신 방향 및 연신 배율에 따라서, 광축 예를 들어 지상축 Nx 및 진상축 Ny 를 갖는다. 지상축 Nx 및 진상축 Ny 는, 예를 들어 직교한다. 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 및 진상축 Ny 는, 측정 대상물 S 의 광학축의 일례이다.For example, the
또, 예를 들어, 광학 측정 장치 (101) 는, 편광 특성을 갖는 측정 대상물 S 의 막두께 측정에 사용된다. 구체적으로는, 측정 대상물 S 는, 예를 들어 장척상의 편광 필름이다. 편광 필름은, 제조 공정에서 연신되고, 연신 방향에 따른 방향으로 흡수축을 갖는다. 측정 대상물 S 의 흡수축은 측정 대상물 S 의 광학축의 일례이다.Moreover, for example, the
종래의 광학 측정 방법에서는, 복굴절성 또는 편광 특성을 갖는 측정 대상물 S 의 막두께를 측정할 경우, 측정 대상물 S 의 막두께를 정확하게 측정할 수 없는 경우가 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 종래의 광학 측정 방법에서는, 측정 대상물 S 가 갖는 복굴절성의 영향에 의해서, 산출되는 투과율 스펙트럼에 맥놀이 성분이 포함되어 있고, 당해 투과율 스펙트럼을 푸리에 변환함으로써 얻어지는 파워 스펙트럼에 있어서, 측정 대상물 S 의 막두께에 대응하는 피크로서, 상이한 위치에서 복수의 피크가 발생되는 경우가 있고, 이 경우, 측정 대상물 S 의 막두께를 정확하게 측정하기가 곤란하다. 또, 예를 들어, 종래의 광학 측정 방법에서는, 측정 대상물 S 가 갖는 복굴절성의 영향에 의해서, 파워 스펙트럼에 있어서, 측정 대상물 S 의 막두께에 대응하는 피크가 백그라운드에 묻히는 경우가 있고, 이 경우, 측정 대상물 S 의 막두께를 정확하게 측정하기가 곤란하다. 또, 예를 들어, 종래의 광학 측정 방법에서는, 측정 대상물 S 가 갖는 편광절성의 영향에 의해서, 파워 스펙트럼에 있어서, 측정 대상물 S 의 막두께에 대응하는 피크가 백그라운드에 묻히는 경우가 있고, 이 경우, 측정 대상물 S 의 막두께를 정확하게 측정하기가 곤란하다.In the conventional optical measurement method, when measuring the film thickness of the measurement object S which has birefringence or polarization characteristic, it may not be able to measure the film thickness of the measurement object S accurately. Specifically, for example, in the conventional optical measurement method, the beat component is included in the transmittance spectrum calculated under the influence of the birefringence of the measurement object S, and the power spectrum obtained by Fourier transforming the transmittance spectrum. , as peaks corresponding to the film thickness of the measurement object S, a plurality of peaks may occur at different positions, and in this case, it is difficult to accurately measure the film thickness of the measurement object S. For example, in the conventional optical measurement method, a peak corresponding to the film thickness of the measurement object S may be buried in the background in the power spectrum due to the influence of the birefringence of the measurement object S, in this case, It is difficult to accurately measure the film thickness of the measurement object S. For example, in the conventional optical measurement method, a peak corresponding to the film thickness of the measurement object S may be buried in the background in the power spectrum due to the influence of the polarization property of the measurement object S, in this case , it is difficult to accurately measure the film thickness of the measurement object S.
또, 특허문헌 3 및 특허문헌 4 에 기재된 기술에서는, 측정 대상물의 리타데이션을 측정하기 위해서, 측정 대상물에 조사되는 광 및 측정 대상물로부터 출력되는 광의 양방이 편광판을 통과하도록 편광판이 배치되는 구성이다. 따라서, 측정 대상물에 조사되는 광 및 측정 대상물로부터 출력되는 광의 양방이 편광판에 의해서 감쇠되기 때문에, 한정된 측정 시간 내에서 막두께를 정확하게 측정할 수 없는 경우가 있다.Moreover, in the technique described in patent document 3 and patent document 4, in order to measure the retardation of a measurement object, a polarizing plate is arrange|positioned so that both the light irradiated to a measurement object and the light output from a measurement object may pass through the polarizing plate. Therefore, since both the light irradiated to the measurement object and the light output from the measurement object are attenuated by the polarizing plate, the film thickness may not be accurately measured within a limited measurement time.
(측정예 1) (Measurement Example 1)
도 5 는, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 1 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 5 에 있어서, 세로축은 투과율이고, 가로축은 파장이다. 도 5 는, 편광판 (50) 을 구비하지 않는 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는, 복굴절성을 갖는 측정 대상물 S 상의 어느 측정점에 있어서의 투과율 스펙트럼 STc1 (λ) 을 나타내고 있다.Fig. 5 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring apparatus according to Comparative Example 1 of the first embodiment of the present invention. In Fig. 5, the vertical axis is transmittance, and the horizontal axis is wavelength. 5 : has shown the transmittance|permeability spectrum STc1 ((lambda)) in a certain measuring point on the measurement object S which has birefringence produced|generated by the
도 6 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 1 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 6 에 있어서, 세로축은 강도이고, 가로축은 막두께이다. 도 6 은, 도 5 에 나타내는 투과율 스펙트럼 STc1 (λ) 을 푸리에 변환함으로써 얻어지는 파워 스펙트럼 Pwc1 을 나타내고 있다.6 is a diagram showing a power spectrum of a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to Comparative Example 1 of the first embodiment of the present invention. In FIG. 6 , the vertical axis indicates strength, and the horizontal axis indicates film thickness. FIG. 6 : has shown the power spectrum Pwc1 obtained by Fourier transforming the transmittance|permeability spectrum STc1 ((lambda)) shown in FIG.
도 6 을 참조하여, 비교예 1 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는 파워 스펙트럼 Pwc1 에서는, 측정 대상물 S 의 막두께에 따라서 나타나게 될 피크가 백그라운드에 묻혀 있어, 가장 큰 피크를 일의적으로 검출할 수 없다. 이 때문에, 측정 대상물 S 의 막두께를 정확하게 측정하는 것은 곤란하다.Referring to Fig. 6, in the power spectrum Pwc1 generated by the
도 7 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 2 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 7 에 있어서, 세로축은 투과율이고, 가로축은 파장이다. 도 7 은, 편광판 (50) 의 흡수축의 방향과, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 의 방향이 이루는 각도가 45 도인 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는, 복굴절성을 갖는 측정 대상물 S 상의 어느 측정점에 있어서의 투과율 스펙트럼 STc2 (λ) 를 나타내고 있다.Fig. 7 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring apparatus according to Comparative Example 2 of the first embodiment of the present invention. In Fig. 7, the vertical axis is transmittance, and the horizontal axis is wavelength. 7 shows a certain measurement point on the measurement object S having birefringence generated by the
도 8 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 2 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 8 에 있어서, 세로축은 강도이고, 가로축은 막두께이다. 도 8 은, 도 7 에 나타내는 투과율 스펙트럼 STc2 (λ) 를 푸리에 변환함으로써 얻어지는 파워 스펙트럼 Pwc2 를 나타내고 있다.Fig. 8 is a diagram showing a power spectrum of a transmittance spectrum generated by the optical measuring apparatus according to Comparative Example 2 of the first embodiment of the present invention. In FIG. 8 , the vertical axis indicates strength, and the horizontal axis indicates film thickness. 8 : has shown the power spectrum Pwc2 obtained by Fourier transforming the transmittance|permeability spectrum STc2 ((lambda)) shown in FIG.
도 8 을 참조하여, 비교예 2 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는 파워 스펙트럼 Pwc2 에서는, 파워 스펙트럼 Pwc1 과 마찬가지로, 측정 대상물 S 의 막두께에 따라서 나타나게 될 피크가 백그라운드에 묻혀 있어, 가장 큰 피크를 일의적으로 검출할 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 측정 대상물 S 의 막두께를 정확하게 측정하는 것은 곤란하다.Referring to FIG. 8 , in the power spectrum Pwc2 generated by the
도 9 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 9 에 있어서, 세로축은 투과율이고, 가로축은 파장이다. 도 9 는, 편광판 (50) 의 흡수축의 방향이, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 의 방향에 대해서 평행이 되도록 조정된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는, 복굴절성을 갖는 측정 대상물 S 상의 어느 측정점에 있어서의 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 나타내고 있다.9 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention. In Fig. 9, the vertical axis is transmittance, and the horizontal axis is wavelength. Fig. 9 shows any on the measurement object S having birefringence generated by the
도 10 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 10 에 있어서, 세로축은 강도이고, 가로축은 막두께이다. 도 10 은, 도 9 에 나타내는 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 푸리에 변환함으로써 얻어지는 파워 스펙트럼 Pw 를 나타내고 있다.Fig. 10 is a diagram showing a power spectrum of a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention. In Fig. 10, the vertical axis is strength, and the horizontal axis is film thickness. FIG. 10 : has shown the power spectrum Pw obtained by Fourier transforming the transmittance|permeability spectrum ST ((lambda)) shown in FIG.
도 10 을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는 파워 스펙트럼 Pw 에서는, 가장 큰 피크 pk 를 일의적으로 검출할 수 있어, 피크 pk 에 대응하는 측정 대상물 S 의 막두께 F 를 정확하게 측정할 수 있다.Referring to Fig. 10, in the power spectrum Pw generated by the
(측정예 2) (Measurement Example 2)
도 11 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 3 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 11 에 있어서, 세로축은 투과율이고, 가로축은 파장이다. 도 11 은, 편광판 (50) 의 흡수축의 방향과, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 의 방향이 이루는 각도가 45 도인 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는, 복굴절성을 갖는 측정 대상물 S 상의 어느 측정점에 있어서의 투과율 스펙트럼 STc3 (λ) 을 나타내고 있다.11 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to Comparative Example 3 of the first embodiment of the present invention. 11 , the vertical axis indicates transmittance, and the horizontal axis indicates wavelength. 11 shows a certain measurement point on the measurement object S having birefringence, which is generated by the
도 12 는, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 3 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 12 에 있어서, 세로축은 강도이고, 가로축은 막두께이다. 도 12 는, 도 11 에 나타내는 투과율 스펙트럼 STc3 (λ) 을 푸리에 변환함으로써 얻어지는 파워 스펙트럼 Pwc3 을 나타내고 있다.12 is a diagram showing a power spectrum of a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to Comparative Example 3 of the first embodiment of the present invention. In FIG. 12 , the vertical axis indicates strength, and the horizontal axis indicates film thickness. 12 : has shown the power spectrum Pwc3 obtained by Fourier transforming the transmittance|permeability spectrum STc3 ((lambda)) shown in FIG.
도 12 를 참조하여, 비교예 3 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는 파워 스펙트럼 Pwc3 에서는, 피크 pk1, pk2 가 발생되어, 가장 큰 피크를 일의적으로 검출할 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 측정 대상물 S 의 막두께를 정확하게 측정하는 것은 곤란하다.With reference to FIG. 12, in the power spectrum Pwc3 produced|generated by the
도 13 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 4 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 13 에 있어서, 세로축은 투과율이고, 가로축은 파장이다. 도 13 은, 편광판 (50) 의 흡수축의 방향과, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 의 방향이 이루는 각도가 75 도인 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는, 복굴절성을 갖는 측정 대상물 S 상의 어느 측정점에 있어서의 투과율 스펙트럼 STc4 (λ) 를 나타내고 있다.Fig. 13 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring apparatus according to Comparative Example 4 of the first embodiment of the present invention. In Fig. 13, the vertical axis is transmittance, and the horizontal axis is wavelength. 13 shows a certain measurement point on the measurement object S having birefringence, which is generated by the
도 14 는, 본 발명의 제 1 실시형태의 비교예 4 에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 14 에 있어서, 세로축은 강도이고, 가로축은 막두께이다. 도 14 는, 도 13 에 나타내는 투과율 스펙트럼 STc4 (λ) 를 푸리에 변환함으로써 얻어지는 파워 스펙트럼 Pwc4 를 나타내고 있다.Fig. 14 is a diagram showing the power spectrum of the transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to Comparative Example 4 of the first embodiment of the present invention. In Fig. 14, the vertical axis is strength, and the horizontal axis is film thickness. 14 : has shown the power spectrum Pwc4 obtained by Fourier transforming the transmittance|permeability spectrum STc4 ((lambda)) shown in FIG.
도 14 를 참조하여, 비교예 4 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는 파워 스펙트럼 Pwc4 에서는, 파워 스펙트럼 Pwc3 과 마찬가지로, 피크 pk1, pk2 가 발생된다. 파워 스펙트럼 Pwc4 에 있어서의 피크 pk2 는, 파워 스펙트럼 Pwc3 에 있어서의 피크 pk2 보다 작다. 그러나, 파워 스펙트럼 Pwc4 에서는, 측정 조건 등에 따라서는, 가장 큰 피크를 일의적으로 검출할 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 측정 대상물 S 의 막두께를 정확하게 측정하는 것은 곤란하다.With reference to FIG. 14 , in the power spectrum Pwc4 generated by the
도 15 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 15 에 있어서, 세로축은 투과율이고, 가로축은 파장이다. 도 15 는, 편광판 (50) 의 흡수축의 방향과, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 의 방향이 이루는 각도가 90 도인 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는, 복굴절성을 갖는 측정 대상물 S 상의 어느 측정점에 있어서의 투과율 스펙트럼 ST2 (λ) 를 나타내고 있다.15 is a diagram showing a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention. In Fig. 15, the vertical axis is transmittance, and the horizontal axis is wavelength. 15 shows a certain measurement point on the measurement object S having birefringence, which is generated by the
도 16 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 의해서 생성되는 투과율 스펙트럼의 파워 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 16 에 있어서, 세로축은 강도이고, 가로축은 막두께이다. 도 16 은, 도 15 에 나타내는 투과율 스펙트럼 ST2 (λ) 를 푸리에 변환함으로써 얻어지는 파워 스펙트럼 Pw2 를 나타내고 있다.16 is a diagram showing a power spectrum of a transmittance spectrum generated by the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention. In Fig. 16, the vertical axis is strength, and the horizontal axis is film thickness. FIG. 16 : has shown the power spectrum Pw2 obtained by Fourier transforming the transmittance|permeability spectrum ST2 ((lambda)) shown in FIG.
도 16 을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는 파워 스펙트럼 Pw2 에서는, 가장 큰 피크 pk1 을 일의적으로 검출할 수 있어, 피크 pk1 에 대응하는 측정 대상물 S 의 막두께 F 를 정확하게 측정할 수 있다.Referring to Fig. 16, in the power spectrum Pw2 generated by the
도 17 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 있어서의 편광판의 흡수축의 방향과 측정 대상물의 지상축의 방향의 관계를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the relationship between the direction of the absorption axis of a polarizing plate in the optical measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the direction of the slow axis of a measurement object.
도 17 을 참조하여, 조사 광학계 (10) 는, 자연광인 조사광을 측정 대상물 S 에 조사한다. 측정 대상물 S 를 투과하는 투과광은, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 와 평행한 방향으로 진동하는 광 Lx 와, 측정 대상물 S 의 진상축 Ny 와 평행한 방향으로 진동하는 광 Ly 를 포함한다.Referring to FIG. 17 , the irradiation
예를 들어, 파워 스펙트럼 Pwc3, Pwc4 에 있어서의 피크 pk1 은 광 Lx 에 대응하는 피크이고, 파워 스펙트럼 Pwc3, Pwc4 에 있어서의 피크 pk2 는 광 Ly 에 대응하는 피크이다.For example, the peak pk1 in the power spectra Pwc3 and Pwc4 is a peak corresponding to light Lx, and the peak pk2 in the power spectra Pwc3 and Pwc4 is a peak corresponding to light Ly.
비교예 3 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 는, 편광판 (50) 에 의해서 감쇠된 광 Lx 및 편광판 (50) 에 의해서 감쇠된 광 Ly 를 수광한다. 여기서, 비교예 3 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향과, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 의 방향이 이루는 각도가 45 도이기 때문에, 편광판 (50) 에 의한 광 Lx 의 감쇠량과, 편광판 (50) 에 의한 광 Ly 의 감쇠량은 대략 동일하다. 따라서, 비교예 3 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는 파워 스펙트럼 Pwc3 에서는, 광 Lx 에 대응하는 피크 pk1 과, 광 Ly 에 대응하는, 피크 pk1 과 대략 동일한 크기의 피크 pk2 가 발생되어 버린다.The
또, 비교예 4 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 는, 편광판 (50) 에 의해서 감쇠된 광 Lx 및 편광판 (50) 에 의해서 감쇠된 광 Ly 를 수광한다. 여기서, 비교예 4 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향과, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 의 방향이 이루는 각도가 75 도이기 때문에, 편광판 (50) 에 의한 광 Ly 의 감쇠량은, 편광판 (50) 에 의한 광 Lx 의 감쇠량보다 크다. 따라서, 비교예 4 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는 파워 스펙트럼 Pwc4 에서는, 광 Lx 에 대응하는 피크 pk1 과, 광 Ly 에 대응하는, 피크 pk1 보다 작은 피크 pk2 가 발생되어 버린다.In addition, the
이에 비해서, 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향과, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 의 방향이 이루는 각도가 90 도이기 때문에, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 광 Lx 는 편광판 (50) 에 의해서 감쇠되지 않고 편광판 (50) 을 투과하는 한편으로, 광 Ly 는 편광판 (50) 에 의해서 흡수된다. 따라서, 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 의해서 생성되는 파워 스펙트럼 Pw2 에서는, 광 Lx 에 대응하는 피크 pk1 이 발생되는 한편으로, 광 Ly 에 대응하는 피크가 발생되지 않기 때문에, 가장 큰 피크 pk1 을 일의적으로 검출할 수 있어, 피크 pk1 에 대응하는 측정 대상물 S 의 막두께 F 를 정확하게 측정할 수 있다.On the other hand, since the angle formed by the direction of the absorption axis of the
[변형예 1][Modified Example 1]
산출부 (32) 는, 조사광의 광로에 대해서 직교하는 평면 상에 있어서의 편광판의 흡수축의 방향이 상이한 경우의 각각의 측정광의 수광 결과에 기초하여, 측정 대상물 S 의 막두께를 산출한다.The
예를 들어, 산출부 (32) 는, 각도 θa 가 각도 θmax 로 설정된 상태에 있어서, 측정 위치 M 으로부터 발생되는 측정광의 수광 광학계 (20) 에 의한 수광 결과에 기초하여 산출되는 막두께 Fmax1 과, 각도 θa 가 각도 (θmax + 90°) 로 설정된 상태에 있어서, 측정 위치 M 으로부터 발생되는 측정광의 수광 광학계 (20) 에 의한 수광 결과에 기초하여 산출되는 막두께 Fmax2 의 평균치를, 측정 대상물 S 의 막두께로서 결정한다.For example, in the state where the angle θa is set to the angle θmax, the
예를 들어, 각도 θa 가 각도 θmax 로 설정된 상태에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향 Da 는, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 와 평행한 방향이고, 각도 θa 가 각도 (θmax + 90°) 로 설정된 상태에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향 Db 는, 측정 대상물 S 의 진상축 Ny 와 평행한 방향이다.For example, the direction Da of the absorption axis of the
보다 상세하게는, 광학 측정 장치 (101) 는, 측정 대상물 S 의 반송 방향을 따라서 배열되는 조사 광학계 (10a) 및 조사 광학계 (10b) 와, 측정 대상물 S 의 반송 방향을 따라서 배열되는 수광 광학계 (20a) 및 수광 광학계 (20b) 를 구비한다.More specifically, the
조사 광학계 (10a) 및 조사 광학계 (10b) 는, 측정 대상물 S 에 있어서의 측정 위치 M 에 조사광을 조사한다.The irradiation optical system 10a and the irradiation optical system 10b irradiate irradiation light to the measurement position M in the measurement object S.
수광 광학계 (20a) 는, 조사 광학계 (10a) 에 의한 측정 위치 M 에 대한 조사광의 조사에 의해서 측정 위치 M 으로부터 발생되는 측정광을 수광한다. 수광 광학계 (20b) 는, 조사 광학계 (10b) 에 의한 측정 위치 M 에 대한 조사광의 조사에 의해서 측정 위치 M 으로부터 발생되는 측정광을 수광한다.The light receiving optical system 20a receives the measurement light generated from the measurement position M by irradiation of the irradiation light with respect to the measurement position M by the irradiation optical system 10a. The light receiving optical system 20b receives the measurement light generated from the measurement position M by irradiation of the irradiation light with respect to the measurement position M by the irradiation optical system 10b.
수광 광학계 (20a) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향 Da 와, 수광 광학계 (20b) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향 Db 는 서로 직교한다. 보다 상세하게는, 수광 광학계 (20a) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축은, 각도 θa 가 각도 θmax 로 설정되어 있고, 수광 광학계 (20b) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축은, 각도 θa 가 각도 (θmax + 90°) 로 설정되어 있다.The direction Da of the absorption axis of the
산출부 (32) 는, 측정 위치 M 으로부터 발생되는 측정광의 수광 광학계 (20a) 에 의한 수광 결과에 기초하여 산출되는 막두께 Fmax1 과, 측정 위치 M 으로부터 발생되는 측정광의 수광 광학계 (20b) 에 의한 수광 결과에 기초하여 산출되는 막두께 Fmax2 의 평균치를, 측정 대상물 S 의 막두께로서 결정한다.The
[변형예 2][Modified Example 2]
또한, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에서는, 편광판 (50) 은 수광 광학계 (20) 에만 고정적으로 형성되는 구성으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 편광판 (50) 은, 조사 광학계 (10) 에만 고정적으로 형성되는 구성이어도 된다.In addition, in the
도 18 은, 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예 2 에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.Fig. 18 is a diagram showing an example of the configuration of an optical measuring device according to Modification Example 2 of the first embodiment of the present invention.
도 18 을 참조하여, 광학 측정 장치 (101) 에서는, 수광 광학계 (20) 가 편광판 (50) 을 포함하지 않는 한편으로, 조사 광학계 (10) 가 편광판 (50) 을 포함한다.Referring to FIG. 18 , in the
보다 상세하게는, 예를 들어, 편광판 (50) 은, 라인 라이트 가이드 (12) 부터 대상 영역 R 까지의 조사광의 광로 상에 배치된다. 예를 들어, 편광판 (50) 은, 흡수축의 방향을 조정 가능하며, 또한 조사 광학계 (10) 와의 상대적인 위치가 고정되도록, 볼트 등의 고정 부재를 사용하여 당해 광로 상에 고정된다.In more detail, for example, the
조정부 (51) 는, 조사광의 광로에 대해서 직교하는 평면 상에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향을 조정한다.The
변형예 2 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에서는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 와 마찬가지로, 생성된 파워 스펙트럼 Pw 에 있어서, 가장 큰 피크 pk 를 일의적으로 검출할 수 있어, 피크 pk 에 대응하는 측정 대상물 S 의 막두께 F 를 정확하게 측정할 수 있다.In the
[동작의 흐름][Flow of Motion]
본 발명의 실시형태에 관련된 광학 측정 장치는, 메모리를 포함하는 컴퓨터를 구비하고, 당해 컴퓨터에 있어서의 CPU 등의 연산 처리부는, 아래의 플로 차트의 각 스텝의 일부 또는 전부를 포함하는 프로그램을 당해 메모리로부터 판독 출력하여 실행한다. 이 장치의 프로그램은 외부로부터 인스톨할 수 있다. 이 장치의 프로그램은 기록 매체에 격납된 상태에서 유통된다.An optical measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a computer including a memory, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer executes a program including a part or all of each step of the flowchart below. Read and output from memory and execute. The program of this device can be installed from outside. The program of this apparatus is distributed in the state stored in the recording medium.
도 19 는, 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예 1 에 관련된 광학 측정 장치에 있어서 측정 대상물의 막두께를 산출할 때의 동작 순서의 일례를 정한 플로 차트이다.19 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure for calculating a film thickness of a measurement object in the optical measurement apparatus according to Modification Example 1 of the first embodiment of the present invention.
도 19 를 참조하여, 먼저, 광학 측정 장치 (101) 는, 측정 대상물 S 의 투과율 분포의 인라인 측정을 개시하기 전에, 측정 대상물 S 의 투과율 스펙트럼에 푸리에 변환 등의 연산 처리를 실시함으로써 생성되는 파워 스펙트럼에 있어서, 백그라운드에 묻히지 않은 단일 피크가 나타내는 바와 같이, 수광 광학계 (20a, 20b) 의 각각의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향을 조정한다. 구체적으로는, 광학 측정 장치 (101) 는, 측정광의 광로에 대해서 직교하는 평면 상에 있어서의, 소정의 기준 방향과, 수광 광학계 (20a) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향이 이루는 각도 θa 를 각도 θmax 로 설정한다. 또, 광학 측정 장치 (101) 는, 측정광의 광로에 대해서 직교하는 평면 상에 있어서의, 소정의 기준 방향과, 수광 광학계 (20b) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향이 이루는 각도 θa 를 각도 (θmax + 90°) 로 설정한다 (스텝 S102).Referring to FIG. 19 , first, the
다음으로, 광학 측정 장치 (101) 는, 인라인 측정의 개시 후, 측정을 행해야 할 타이밍인 측정 타이밍을 기다려 (스텝 S104 에서 NO), 측정 타이밍에서 (스텝 S104로 YES), 측정 대상물 S 에 조사광을 직선상으로 조사한다. 구체적으로는, 광학 측정 장치 (101) 는, 조사 광학계 (10a, 10b) 를 사용하여 측정 대상물 S 에 있어서의 측정 위치 M 에 조사광을 직선상으로 조사한다 (스텝 S106).Next, after the inline measurement is started, the
다음으로, 광학 측정 장치 (101) 는, 측정 대상물 S 에 대한 조사광의 조사에 의한 측정 대상물 S 로부터 발생되며, 또한 편광판 (50) 을 투과한 측정광 즉 투과광을 수광한다. 구체적으로는, 광학 측정 장치 (101) 는, 수광 광학계 (20a, 20b) 를 사용하여 측정 대상물 S 를 투과하는 투과광을 수광한다 (스텝 S108).Next, the
다음으로, 광학 측정 장치 (101) 는, 측정광의 수광 결과에 기초하여, 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 산출한다. 구체적으로는, 광학 측정 장치 (101) 는, 수광 광학계 (20a) 에 의한 수광 결과에 기초하는 투과율 스펙트럼 ST (λ) 와, 수광 광학계 (20b) 에 의한 수광 결과에 기초하는 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 산출한다 (스텝 S110).Next, the
다음으로, 광학 측정 장치 (101) 는, 산출된 각 투과율 스펙트럼 ST (λ) 에 기초하여, 측정 대상물 S 의 측정 위치 M 의 막두께를 산출한다. 구체적으로는, 광학 측정 장치 (101) 는, 수광 광학계 (20a) 에 의한 수광 결과에 기초하여 산출되는 막두께 Fmax1 과, 수광 광학계 (20b) 에 의한 수광 결과에 기초하여 산출되는 막두께 Fmax2 의 평균치를, 측정 대상물 S 의 측정 위치 M 의 막두께로서 결정한다 (스텝 S112).Next, the
또한, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에 있어서, 1 쌍의 조사 광학계 (10a) 및 수광 광학계 (20a) 를 사용하여 측정 대상물의 막두께를 산출하는 경우에는, 수광 광학계 (20b) 에 있어서의 편광판 (50) 의 흡수축의 방향의 설정 (스텝 S102), 조사 광학계 (10b) 를 사용한 조사광의 조사 (스텝 S106), 수광 광학계 (20b) 를 사용한 투과광의 수광 (스텝 S108), 및 수광 광학계 (20b) 에 의한 수광 결과에 기초하는 투과율 스펙트럼 ST (λ) 의 산출 (스텝 S110) 을 행할 필요는 없고, 수광 광학계 (20a) 에 의한 수광 결과에 기초하여 산출되는 막두께 Fmax1 을 측정 대상물 S 의 측정 위치 M 의 막두께로서 결정하면 된다 (스텝 S112). 또, 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예 2 에 관련된 광학 측정 장치 (101) 를 사용하여 측정 대상물의 막두께를 산출하는 경우, 광학 측정 장치 (101) 는, 스텝 S106 에 있어서, 측정 대상물 S 에 편광판 (50) 을 투과한 조사광을 직선상으로 조사하고, 스텝 S108 에 있어서, 편광판 (50) 을 투과하지 않은 측정광을 수광한다.Further, in the
도 20 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치에 있어서 편광판의 흡수축의 방향을 조정할 때의 동작 순서의 일례를 정한 플로 차트이다. 도 20 은, 도 19 에 있어서의 스텝 S102 의 상세함을 나타내고 있다.20 is a flowchart illustrating an example of an operation procedure when adjusting the direction of the absorption axis of the polarizing plate in the optical measuring device according to the first embodiment of the present invention. Fig. 20 shows the details of step S102 in Fig. 19 .
도 20 을 참조하여, 먼저, 광학 측정 장치 (101) 는, 편광판 (50) 을 회전시킴으로써 각도 θa 를 초기치인 각도 θas 로 조정한다 (스텝 S202).With reference to FIG. 20 , first, the
다음으로, 광학 측정 장치 (101) 는, 측정 대상물 S 에 있어서의 어느 측정 위치 M 에 있어서의 투과율 스펙트럼 ST (λ) 를 산출하고, 산출된 투과율 스펙트럼 ST (λ) 에 푸리에 변환 등의 연산 처리를 실시함으로써, 파워 스펙트럼을 생성한다 (스텝 S204).Next, the
다음으로, 광학 측정 장치 (101) 는, 생성된 파워 스펙트럼에 있어서의, 가장 큰 피크의 강도와, 2 번째로 큰 피크의 강도의 차분 D 를 산출하고, 산출된 차분 D 를 기억부 (33) 에 보존한다 (스텝 S206).Next, the
다음으로, 광학 측정 장치 (101) 는, 스텝 S204 및 스텝 S206 의 처리 횟수가 소정 횟수 미만인 경우 (스텝 S208 에서 NO), 편광판 (50) 을 회전시킴으로써 각도 θa 를 시계 방향으로 3 도 회전시킨 각도로 조정하고 (스텝 S210), 스텝 S204 및 스텝 S206 을 반복한다.Next, the
다음으로, 광학 측정 장치 (101) 는, 스텝 S204 및 스텝 S206 의 처리 횟수가 소정 횟수에 도달하면 (스텝 S208 에서 YES), 차분 D 가 최대가 될 때의 각도 θa 인 각도 θmax 를 검출한다 (스텝 S212).Next, the
다음으로, 광학 측정 장치 (101) 는, 각도 θa 가 각도 θmax 로 되도록 편광판 (50) 을 회전시킨다 (스텝 S214).Next, the
또한, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에서는, 조사 광학계 (10) 는, 측정 대상물 S 가 통과하는 직선상의 영역인 대상 영역 R 에 조사광을 조사하는 구성으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 조사 광학계 (10) 는, 점상의 대상 위치에 조사광을 조사하는 구성이어도 된다.In addition, in the
또, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 는, 조정부 (51) 를 구비하는 구성으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 광학 측정 장치 (101) 는 조정부 (51) 를 구비하지 않는 구성이어도 된다. 이 경우, 편광판 (50) 의 흡수축의 방향은, 일례로서, 미리 측정광의 광로에 대해서 직교하는 평면 상에 있어서, 측정 대상물 S 의 지상축 Nx 또는 진상축 Ny 의 방향에 대해서 평행이 되도록 고정된다.Moreover, although the
또, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에서는, 조정부 (51) 는, 송신부 (34) 로부터 수신한 제어 신호에 따라서, 편광판 (50) 의 흡수축의 방향을 조정하는 구성으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 조정부 (51) 는, 자동 조정에 한정되지 않고, 수동으로 편광판 (50) 의 흡수축의 방향을 조정 가능한 기구를 갖는 구성이어도 된다. 이 경우, 사용자는 도 20 의 스텝 S202 및 스텝 S210 에 있어서, 각도 θa 의 조정을 수동으로 행한다.In addition, in the
또, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에서는, 편광판 (50) 은, 대상 영역 R 부터 대물 렌즈 (21) 까지의 측정광의 광로 상에 배치되는 구성으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 편광판 (50) 은, 대물 렌즈 (21) 와 슬릿부 (221) 사이, 슬릿부 (221) 와 제 1 렌즈 (222) 사이, 또는 제 1 렌즈 (222) 와 회절 격자 (223) 사이에 배치되는 구성이어도 된다.In addition, in the
또, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 에서는, 편광판 (50) 은, 조사 광학계 (10) 및 수광 광학계 (20) 의 어느 일방에만 고정적으로 형성되는 구성으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Moreover, in the
예를 들어, 광학 측정 장치 (101) 는, 조사 광학계 (10) 에 형성되는 편광판 (50) 인 편광판 (50A) 과, 수광 광학계 (20) 에 형성되는 편광판 (50) 인 편광판 (50B) 을 구비하는 구성이어도 된다. 보다 상세하게는, 편광판 (50A) 은, 예를 들어 지지 클램프를 갖는 스탠드 S1 에 의해서, 라인 라이트 가이드 (12) 부터 대상 영역 R 까지의 조사광의 광로 OP1 상에 배치되고, 편광판 (50B) 은, 예를 들어 지지 클램프를 갖는 스탠드 S2 에 의해서, 대상 영역 R 부터 대물 렌즈 (21) 까지의 측정광의 광로 OP2 상에 배치된다. 이 경우, 측정 대상물 S 의 막두께 측정을 개시할 때, 예를 들어 측정 대상물 S 의 종류 등에 따라서, 사용자에 의해서 편광판 (50A) 이 광로 OP1 로부터 벗어난 위치로 이동되거나, 또는 편광판 (50B) 이 광로 OP2 로부터 벗어난 위치로 이동된다. 또한, 편광판 (50A) 또는 편광판 (50B) 은, 처리 장치 (30) 로부터의 제어 신호를 수신하는 도시되지 않은 액추에이터에 탑재되고, 당해 액추에이터의 동작에 수반하여 자동적으로 이동되는 구성이어도 된다.For example, the
또, 예를 들어, 광학 측정 장치 (101) 는, 조사 광학계 (10) 및 수광 광학계 (20) 의 어느 일방에 형성되는, 이동 가능한 편광판 (50) 인 편광판 (50C) 을 구비하는 구성이어도 된다. 보다 상세하게는, 편광판 (50C) 은, 처리 장치 (30) 로부터의 제어 신호를 수신하는 도시되지 않은 액추에이터에 탑재되고, 당해 액추에이터의 동작에 수반하여, 광로 OP1 과 광로 OP2 사이를 자동적으로 이동함으로써, 광로 OP1 상 또는 광로 OP2 상에 배치된다. 또한, 편광판 (50C) 은, 당해 액추에이터의 동작에 수반하여, 광로 OP1 과 광로 OP1 로부터 벗어난 소정 위치 사이를 자동적으로 이동함으로써, 광로 OP1 상 또는 당해 소정 위치에 배치되는 구성이어도 된다. 혹은, 편광판 (50C) 은, 당해 액추에이터의 동작에 수반하여, 광로 OP2 와 광로 OP2 로부터 벗어난 소정 위치 사이를 자동적으로 이동함으로써, 광로 OP2 상 또는 당해 소정 위치에 배치되는 구성이어도 된다.Moreover, for example, the
다음으로, 본 발명 외의 실시형태에 대해서 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 도면 중 동일하거나 또는 상당하는 부분에는 동일 부호를 붙여, 그 설명은 반복하지 않는다.Next, embodiment other than this invention is demonstrated using drawings. In addition, the same code|symbol is attached|subjected to the same or corresponding part in a figure, and the description is not repeated.
<제 2 실시형태><Second embodiment>
본 실시형태는, 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 와 비교해서, 대상 영역 R 로부터 발생되는 반사광을 사용하는 광학 측정 장치 (102) 에 관한 것이다. 아래에서 설명하는 내용 이외에는 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 와 동일하다.The present embodiment relates to an
[광학 측정 장치][Optical measuring device]
도 21 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.Fig. 21 is a diagram showing an example of the configuration of the optical measuring device according to the second embodiment of the present invention.
도 21 을 참조하여, 광학 측정 장치 (102) 는, 조사 광학계 (10) 와, 수광 광학계 (20) 와, 처리 장치 (30) 와, 조정부 (51) 와, 베이스 부재 (4) 와, 지지 부재 (6) 와, 편광판 (50) 을 구비한다. 베이스 부재 (4) 및 지지 부재 (6) 는, 수광 광학계 (20) 를 고정시킨다. 또한, 광학 측정 장치 (102) 는, 베이스 부재 (4) 및 지지 부재 (6) 를 구비하는 구성에 한정되지 않고, 베이스 부재 (4) 및 지지 부재 (6) 대신에, 또는 베이스 부재 (4) 및 지지 부재 (6) 에 더하여, 수광 광학계 (20) 를 고정시키기 위한 다른 부재를 구비하는 구성이어도 된다.Referring to FIG. 21 , the
편광판 (50) 은, 조사 광학계 (10) 및 수광 광학계 (20) 중 어느 일방에 위치하는 것이 가능하도록 구성된다. 예를 들어, 편광판 (50) 은, 조사 광학계 (10) 및 수광 광학계 (20) 의 어느 일방에만 고정적으로 형성되어 있다. 도 21 에 나타내는 예에 있어서, 편광판 (50) 은 수광 광학계 (20) 에만 고정적으로 형성되어 있다.The
도 22 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 22 는, 광학 측정 장치 (102) 의 측정 대상인 측정 대상물 S 가 배치된 상태를 나타내고 있다.22 is a diagram showing an example of the configuration of an optical measuring device according to a second embodiment of the present invention. 22 : has shown the state in which the measurement object S which is a measurement object of the
도 22 를 참조하여, 광학 측정 장치 (102) 는, 대상 영역 R 을 통과하는 측정 대상물 S 의 반사율 스펙트럼을 측정한다.With reference to FIG. 22 , the
예를 들어, 광학 측정 장치 (102) 는, 측정 대상물 S 의 제조 라인에 있어서, 대상 영역 R 을 통과하여 반송되는 측정 대상물 S 상의, 복수의 측정 위치 M 에 있어서의 반사율 스펙트럼을 자동으로 측정한다. 즉, 광학 측정 장치 (102) 는, 측정 대상물 S 상의 복수의 측정 위치 M 에 있어서의 반사율 스펙트럼을 인라인으로 측정한다.For example, in the manufacturing line of the measurement object S, the
보다 상세하게는, 광학 측정 장치 (102) 는, 예를 들어 주기적으로 반사율 측정을 행함으로써, 반송되는 측정 대상물 S 의 측정 위치 M 에 있어서의 파장마다의 반사율을 산출한다.In more detail, the
[조사 광학계][Irradiation optical system]
조사 광학계 (10) 는, 복수 파장을 포함하는 조사광을 측정 대상물 S 에 직선상으로 조사한다. 보다 상세하게는, 조사 광학계 (10) 는, 측정 대상물 S 가 통과하는 직선상의 영역인 대상 영역 R 에 조사광을 조사한다.The irradiation
조사 광학계 (10) 의 라인 라이트 가이드 (12) 는, 대상 영역 R 을 통과하는 측정 대상물 S 에 대한 조사광의 입사각이 θ 가 되도록 배치된다.The line
[수광 광학계][Light-receiving optical system]
수광 광학계 (20) 는, 측정 대상물 S 에 대한 조사광의 조사에 의해서 측정 대상물 S 로부터 발생되는 반사광인 측정광을 수광한다.The light-receiving
수광 광학계 (20) 는, 측정 대상물 S 에 관해서 라인 라이트 가이드 (12) 와 동일한 측이며, 또한, 측정 대상물 S 에 있어서의 반사각이 θ 인 반사광을 수광 가능한 위치에 배치된다.The light-receiving
수광 광학계 (20) 는, 편광판 (50) 과, 대물 렌즈 (21) 와, 이메징 분광기 (22) 와, 촬상부 (23) 를 포함한다.The light receiving
편광판 (50) 은, 대상 영역 R 부터 대물 렌즈 (21) 까지의 측정광의 광로 상에 배치된다. 편광판 (50) 은 흡수축을 갖는다.The
수광 광학계 (20) 는, 라인 라이트 가이드 (12) 로부터 출사된 조사광 중, 측정 대상물 S 에서 반사된 반사광을 측정광으로서 수광한다. 구체적으로는, 수광 광학계 (20) 는, 라인 라이트 가이드 (12) 로부터 출사된 조사광 중, 대상 영역 R 을 통과하는 측정 대상물 S 의 반사광을 수광한다.The light receiving
[처리 장치][processing unit]
처리 장치 (30) 에 있어서의 산출부 (32) 는, 수광 광학계 (20) 에 있어서의 측정광의 수광 결과에 기초하여, 대상 영역 R 에 있어서의 파장 λ 와 측정광의 강도의 관계인 수광 스펙트럼 S (λ) 를 생성한다. 그리고, 산출부 (32) 는, 생성된 수광 스펙트럼 S (λ) 에 기초하여, 대상 영역 R 을 통과하는 측정 대상물 S 의 파장마다의 반사율을 산출한다.The
보다 상세하게는, 산출부 (32) 는, 기억부 (33) 에 보존된 이차원 화상 데이터에 기초하여 수광 스펙트럼 S (λ) 를 생성하고, 생성된 수광 스펙트럼 S (λ) 에 기초하여 측정 대상물 S 의 파장 λ 마다의 반사율을 산출한다.More specifically, the
예를 들어, 산출부 (32) 는, 대상 영역 R 에 반사판이 배치된 상태에서, 대상 영역 R 에 배치된 반사판으로부터 발생되는 측정광에 기초하는 수광 스펙트럼 S (λ) 인 기준 스펙트럼 Srr (λ), 및 측정 대상물 S 가 존재할 때의 대상 영역 R 로부터 발생되는 측정광에 기초하는 수광 스펙트럼 S (λ) 인 측정 스펙트럼 Srm (λ) 에 기초하여 측정 대상물 S 의 반사율 스펙트럼 SR (λ) 을 산출한다.For example, the
예를 들어, 산출부 (32) 는, 산출된 반사율 스펙트럼 SR (λ) 에 기초하여, 측정 대상물 S 의 막두께를 산출한다. 보다 상세하게는, 산출부 (32) 는, 산출된 반사율 스펙트럼 SR (λ) 에 푸리에 변환 등의 연산 처리를 실시함으로써 파워 스펙트럼을 생성한다. 그리고, 산출부 (32) 는, 생성된 파워 스펙트럼에 있어서의 피크 파장에 대응하는 광학 막두께를 측정 대상물 S 의 막두께로서 결정한다.For example, the
예를 들어, 산출부 (32) 는, 대상 영역 R 에 있어서의 측정점 X 마다, 복수의 기준 스펙트럼 Srr (λ) 및 복수의 측정 스펙트럼 Srm (λ) 을 생성하고, 생성된 각 기준 스펙트럼 Srr (λ) 및 각 측정 스펙트럼 Srm (λ) 에 기초하여, 측정점 X 마다의 복수의 반사율 스펙트럼 SR (λ) 을 산출한다. 그리고, 산출부 (32) 는, 산출된 각 반사율 스펙트럼 SR (λ) 에 기초하여, 측정 대상물 S 의 각 측정점 X 에 있어서의 막두께를 나타내는 막두께 분포를 생성한다.For example, the
또한, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (102) 에서는, 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예에 관련된 광학 측정 장치 (101) 와 마찬가지로, 처리 장치 (30) 에 있어서의 산출부 (32) 가, 조사광의 광로에 대해서 교차하는 평면 상에 있어서의 편광판의 흡수축의 방향이 상이한 경우의 각각의 측정광의 수광 결과에 기초하여, 측정 대상물 S 의 막두께를 산출하는 구성이어도 된다.Moreover, in the
[변형예 1][Modified Example 1]
도 23 은, 본 발명의 제 2 실시형태의 변형예 1 에 관련된 광학 측정 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.Fig. 23 is a diagram showing an example of the configuration of an optical measuring apparatus according to Modification Example 1 of the second embodiment of the present invention.
도 23 을 참조하여, 라인 라이트 가이드 (12) 는, 하프 미러 (121) 를 갖는다. 라인 라이트 가이드 (12) 는, 하프 미러 (121) 에서 반사된 조사광을 대상 영역 R 에 조사한다. 이 경우, 예를 들어, 라인 라이트 가이드 (12) 는, 대상 영역 R 을 통과하는 측정 대상물 S 에 대한 조사광의 입사각이 0°가 되도록, 측정 대상물 S 가 반송되는 면의 바로 위에 배치된다. 즉, 광학 측정 장치 (102) 의 조사 광학계 (10) 는 동축 낙사 조명이다.23 , the line
수광 광학계 (20) 는, 측정 대상물 S 에 대한 조사광의 조사에 의해서 측정 대상물 S 로부터 발생되는 반사광을, 하프 미러 (121) 를 개재하여 수광한다. 이 경우, 예를 들어, 수광 광학계 (20) 는, 측정 대상물 S 에 있어서의 반사각이 0°인 반사광을 수광 가능한 위치, 즉 라인 라이트 가이드 (12) 를 사이에 두고 대상 영역 R 과 대향하는 위치에 배치된다.The light receiving
[변형예 2][Modified Example 2]
또한, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (102) 에서는, 편광판 (50) 은 수광 광학계 (20) 에만 고정적으로 형성되는 구성으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 편광판 (50) 은, 조사 광학계 (10) 에만 고정적으로 형성되는 구성이어도 된다.In addition, in the
도 24 는, 본 발명의 제 2 실시형태의 변형예에 관련된 광학 측정 장치에 있어서의 조사 광학계의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.Fig. 24 is a diagram showing an example of the configuration of an irradiation optical system in an optical measuring apparatus according to a modification of the second embodiment of the present invention.
도 24 를 참조하여, 광학 측정 장치 (102) 에서는, 수광 광학계 (20) 가 편광판 (50) 을 포함하지 않는 한편으로, 조사 광학계 (10) 가 편광판 (50) 을 포함한다.Referring to FIG. 24 , in the
보다 상세하게는, 편광판 (50) 은, 라인 라이트 가이드 (12) 부터 대상 영역 R 까지의 조사광의 광로 상에 배치된다.In more detail, the
본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (102), 변형예 1 에 관련된 광학 측정 장치 (102) 및 변형예 2 에 관련된 광학 측정 장치 (102) 에서는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 광학 측정 장치 (101) 와 마찬가지로, 생성된 파워 스펙트럼 Pw 에 있어서, 가장 큰 피크 pk 를 일의적으로 검출할 수 있어, 피크 pk 에 대응하는 측정 대상물 S 의 막두께 F 를 정확하게 측정할 수 있다.In the
상기 실시형태는, 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각해야 한다. 본 발명의 범위는 상기 설명이 아니라, 특허청구범위에 의해서 나타내어지고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.It should be thought that the said embodiment is an illustration in every point, and is not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims are included.
10 : 조사 광학계
20 : 수광 광학계
30 : 처리 장치
31 : 수신부
32 : 산출부
33 : 기억부
34 : 송신부
50 : 편광판
51 : 조정부
101, 102 : 광학 측정 장치10: irradiation optical system
20: light receiving optical system
30: processing unit
31: receiver
32: output unit
33: memory
34: transmitter
50: polarizer
51: adjustment unit
101, 102: optical measuring device
Claims (6)
상기 측정 대상물에 대한 상기 조사광의 조사에 의해서 상기 측정 대상물로부터 발생되는 투과광 또는 반사광인 측정광을 수광하는 수광 광학계와,
편광판을 구비하고,
상기 편광판이, 상기 조사 광학계 및 상기 수광 광학계 중 어느 일방에 위치하는 것이 가능하도록 구성되는, 광학 측정 장치.An irradiation optical system for irradiating irradiation light including a plurality of wavelengths to a measurement object;
a light-receiving optical system for receiving measurement light that is transmitted light or reflected light generated from the measurement object by irradiation of the irradiated light on the measurement object;
A polarizing plate is provided,
The optical measuring apparatus is comprised so that the said polarizing plate can be located in either one of the said irradiation optical system and the said light-receiving optical system.
상기 편광판은, 상기 조사 광학계 및 상기 수광 광학계 중 어느 일방에만 고정적으로 형성되어 있는, 광학 측정 장치.The method of claim 1,
The optical measurement device, wherein the polarizing plate is fixedly formed only in either one of the irradiation optical system and the light receiving optical system.
상기 광학 측정 장치는, 추가로
상기 조사광의 광로 또는 상기 측정광의 광로에 대해서 교차하는 평면 상에 있어서의 방향으로서 상기 편광판의 흡수축의 방향을 조정 가능한 조정부를 구비하는, 광학 측정 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The optical measuring device further
and an adjustment unit capable of adjusting the direction of the absorption axis of the polarizing plate as a direction on a plane intersecting the optical path of the irradiation light or the optical path of the measurement light.
상기 조사 광학계를 사용하여, 복수 파장을 포함하는 조사광을 측정 대상물에 조사하는 스텝과,
상기 수광 광학계를 사용하여, 상기 측정 대상물에 대한 상기 조사광의 조사에 의해서 상기 측정 대상물로부터 발생되는 투과광 또는 반사광인 측정광을 수광하는 스텝을 포함하고,
상기 조사광을 상기 측정 대상물에 조사하는 스텝 또는 상기 측정광을 수광하는 스텝에 있어서, 편광판을 투과한 상기 조사광을 상기 측정 대상물에 조사하거나, 또는 편광판을 투과한 상기 측정광을 수광하는, 광학 측정 방법.An optical measuring method using an optical measuring device including an irradiation optical system and a light receiving optical system, comprising:
a step of irradiating the measurement object with irradiation light including a plurality of wavelengths using the irradiation optical system;
and receiving, using the light-receiving optical system, measurement light that is transmitted light or reflected light generated from the measurement object by irradiation of the irradiated light on the measurement object,
In the step of irradiating the irradiated light to the measurement object or the step of receiving the measurement light, the irradiated light transmitted through a polarizing plate is irradiated to the measurement object, or the measurement light transmitted through the polarizing plate is received. Optics measurement method.
상기 편광판은, 상기 조사 광학계 및 상기 수광 광학계 중 어느 일방에만 고정적으로 형성되어 있는, 광학 측정 방법.5. The method of claim 4,
The optical measurement method in which the said polarizing plate is fixedly formed only in either one of the said irradiation optical system and the said light-receiving optical system.
상기 광학 측정 방법은, 추가로
상기 조사광 또는 상기 측정광의 광로에 대해서 교차하는 평면 상에 있어서의 방향으로서 상기 편광판의 흡수축의 방향이 상이한 경우의 각각의 상기 측정광의 수광 결과에 기초하여, 상기 측정 대상물의 막두께를 산출하는 스텝을 포함하는, 광학 측정 방법.6. The method according to claim 4 or 5,
The optical measurement method is further
calculating the film thickness of the measurement object based on the light reception result of each measurement light when the direction of the absorption axis of the polarizing plate is different as a direction on a plane intersecting the optical path of the irradiation light or the measurement light Including, an optical measurement method.
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