表面形状测定方法及表面形状测定装置制造方法及图纸

本表面形状测定方法将包含不同的波长的白色光(8A)分割成参照光(8C)和测定光(8B)，使测定光(8B)向被测定面(3)入射，使参照光(8C)向第一衍射光栅(20)入射，将参照光(8C)和由被测定面(3)反射出的测定光(8B)合成，作为干涉光(8D)，来测定被测定面(3)的表面形状，其中该参照光(8C)是从第一衍射光栅(20)通过第一光路向第二衍射光栅(21)入射之后、从第二衍射光栅(21)通过第一光路向第一衍射光栅(20)入射而从第一衍射光栅(20)射出的光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用了白色干渉的表面形状測定方法及表面形状測定装置。
技术介绍
已知有使用白色光的干涉来测定半导体晶片或液晶显示器用玻璃基板等精密加エ品的凹凸形状的表面形状測定装置。使用图15，说明以往的表面形状測定装置(參照专利文献I)。以往的表面形状測定装置100使来自白色光源101的白色光通过第一透镜102而引导至半透半反镜103，并利用第二透镜104使由半透半反镜103反射出的白色光会聚。而且，以往的表面形状測定装置100使会聚的白色光经由光束分离器105向被測定面106照射。光束分离器105是分割机构，分割成向被測定面106照射的白色光(以下，称为测定光。)和向參照面107照射的白色光(以下，称为參照光。)。參照光在由參照面107的反射部107a反射之后再次向光束分离器105入射。另ー方面，測定光在由被測定面106反射之后再次向光束分离器105入射。光束分离器105也具有作为合成机构的功能,该合成机构将由反射部107a反射出的參照光和由被測定面106反射出的測定光再次合成为同一路径。此时，产生从被測定面106到光束分离器105的距离LI与从光束分离器105到參照面107的距离L2的距离之差(測定光与參照光的光路长度差)所对应的干涉现象。产生了该干涉现象的白色光(以下，称为干涉光。)经由成像透镜108而由CXD相机109拍摄。CXD相机109同时拍摄干涉光和被测定面106。在此，通过未图示的移动机构，使光束分离器105上下变动，而使距离LI与距离L2的位置关系发生变化，从而改变测定光与參照光的光路长度差。由此，向CCD相机109入射的干涉光增强或减弱。例如，在着眼于利用CCD相机109拍摄的区域内的被測定面106的特定部位时，使光束分离器105的位置变动。伴随于此，通过测定特定部位上的干渉光的强度的信号(以下，称为干涉強度信号。)，而能够得到图16的(a) (c)所示的图形。图16的(a) (c)中，纵轴表示通过CCD相机109检测出的干涉强度信号的強度，横轴表示从被測定面106到光束分离器105的距离LI (被測定面106的高度)。理论上，表示干涉强度信号的強度与被測定面106的高度的关系的图形作为图16的(a)所示的干涉强度信号的波形信号而被求出。基于该波形信号，能够求出被測定面106的高度。但是，实际上，毎次移动预先设定的间隔尺寸(采样间隔尺寸)时，利用CCD相机109拍摄干渉光，因此，得到的数据组如图16的(b)所示是离散的。因此，需要根据取得的离散的数据来求出干涉强度信号的波形信号。因此，根据图16的(b)所示的离散的数据，求出特性函数，由此如图16的(c)所示，对干涉強度信号的波形信号进行近似。以往的表面形状測定装置100基于该近似的干涉强度信号的波形信号，来求出被測定面106的高度。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特开2001-66122号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在以往的表面形状測定装置100中，若不是在测定光与參照光的光路长度差非常小那样的、有限的光路长度差的范围内，则无法检测干涉强度信号。因此，需要使光路长度差的变化量非常细微地測定被測定面106的高度形状。因此，測定次数增多而被测定面106的高度的測定需要较多的时间。尤其是被測定面106的高低差越大，測定所需的时间越显著地变长。本专利技术解决所述课题，目的在于提供一种扩大能够检测干涉强度信号的光路长度差的范围，且能够高速地測定被測定面的表面形状測定方法及表面形状測定装置。用于解决课题的手段本专利技术为了实现所述目的而如下所述构成。根据本专利技术的一形态，提供ー种表面形状測定方法，其中，将包含不同的波长的白色光分割成參照光和測定光，使所述參照光向第一衍射光栅入射之后，使其通过第一光路向第二衍射光栅入射，然后，将从所述第二衍射光栅通过所述第一光路向所述第一衍射光栅入射的所述參照光和向被測定面入射而由该被測定面反射出的所述测定光合成，作为干涉光，检测所述干涉光的干涉强度，基于所述干涉强度来測定所述被測定面的表面形状。另外，根据本专利技术的另一形态，提供ー种表面形状測定装置，具备光源，其照射包含不同的波长的白色光；分割部，其将所述白色光分割成參照光和測定光；工作台，其载置所述测定光所照射的被測定物；第一衍射光栅，其以第一间距形成第一方向的光栅并接受所述參照光的垂直入射；第二衍射光栅，其以所述第一间距的一半的间距形成所述第一方向的光栅，与所述第一衍射光栅平行地配置，并接受从所述第一衍射光栅射出的所述參照光的入射；合成部，其将从所述第二衍射光栅射出之后从所述第一衍射光栅射出的所述參照光和由所述被測定物反射出的所述测定光合成，作为干涉光；检测部，其检测所述干涉光的干涉强度；測定部，其基于所述干涉强度来測定所述被測定物的表面形状。另外，根据本专利技术的又一形态，提供ー种表面形状測定装置，具备光源，其照射包含不同的波长的白色光；分割部，其将所述白色光分割成參照光和測定光；工作台，其载置所述测定光所照射的被測定物；第一衍射光栅，其以第一间距形成第一方向的光栅并接受所述參照光的垂直入射；第二衍射光栅，其以所述第一间距形成所述第一方向的光栅，与所述第一衍射光栅平行地配置，并接受从所述第一衍射光栅射出的所述參照光的入射；镜，其对从所述第二衍射光栅射出的所述參照光进行反射而使其向所述第二衍射光栅入射；合成部，其将由所述镜反射之后按照所述第二衍射光栅和所述第一衍射光栅的顺序射出的所述參照光和由所述被測定物反射出的所述测定光合成，作为干涉光；检测部，其检测所述干涉光的干涉强度；測定部，其基于所述干涉强度来測定所述被測定物的表面形状。专利技术效果如上所述，根据本专利技术的表面形状測定方法及表面形状測定装置，能够扩大可检测干涉強度信号的光路长度差的范围，能够高速地进行被測定面的測定。 附图说明本专利技术的特征根据与关于附图的实施方式相关的如下的记述而明确可知。在这些附图中，图IA是第一实施方式的表面形状測定装置的示意图，图IB是第一实施方式的表面形状測定装置的CPU的框图，图IC是表示第一实施方式的參照单元的示意图，图ID是表示第一实施方式的变形例的參照单元的示意图，图IE是第二实施方式的表面形状測定装置的CPU的框图，图2是说明第一实施方式的通过第一衍射光栅和第二衍射光栅进行衍射的參照光的情况的说明图，图3A是表示以往的表面形状测定方法中的光路长度差为-40 40 μ m时的干涉強度信号与光路长度差的关系的图形，图3B是表示以往的表面形状測定方法中的光路长度差为-5 5 μ m时的干涉强度信号与光路长度差的关系的图形，图4是说明以往的表面形状測定方法中的干涉强度信号和对干涉強度信号进行了波长分解的情况的说明图，图5是表示以往的表面形状測定方法中的干涉强度信号的相位与波长的关系的图形，图6A是表不第一实施方式的表面形状測定装置中的光路长度差为-40 40 μ m时的干涉强度信号与光路长度差的关系的图形，图6B是表不第一实施方式的表面形状測定装置中的光路长度差为-5 5μηι时的干涉强度信号与光路长度差的关系的图形，图7是说明第一实施方式的表面形状測定装置中的干涉强度信号和对干涉強度信号进行了波长分解的情况的说明图，图8是表示第一实施方式的表面形状測定装置中的干涉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.17 JP 2010-2815871.ー种表面形状测定方法，其中， 将包含不同的波长的白色光(M)分割成參照光(8C)和測定光(SB)， 使所述參照光向第一衍射光栅(20)入射之后，使其通过第一光路向第二衍射光栅(21)入射，然后，将从所述第二衍射光栅(21)通过所述第一光路向所述第一衍射光栅(20)入射的所述參照光和向被測定面(3)入射而由该被測定面反射出的所述测定光合成，作为干涉光(8D), 检测所述干涉光的干涉强度， 基于所述干涉强度来測定所述被測定面的表面形状。2.根据权利要求I所述的表面形状測定方法，其中， 使所述參照光通过所述第一光路向所述第二衍射光栅(21)入射之后，再由镜进行反射，然后，使其从所述第二衍射光栅通过所述第一光路向所述第一衍射光栅入射。3.根据权利要求I所述的表面形状測定方法，其中， 所述參照光利用所述第一衍射光栅按照波长来改变光路长度，而从所述第一衍射光栅向所述第二衍射光栅入射。4.ー种表面形状測定装置，具备 光源(8)，其照射包含不同的波长的白色光； 分割部(10)，其将所述白色光分割成參照光和測定光； 工作台(6)，其载置所述测定光所照射的被測定物(2); 第一衍射光栅，其以第一间距形成第一方向的光栅并接受所述參照光的垂直入射；第二衍射光栅，其以所述第一间距的一半的间距形成所述第一方向的光栅，与所述第ー衍射光栅平行地配置，并接受从所述第一衍射光栅射出的所述參照光的入射； 合成部(10)，其将从所述第二衍射光栅射出之后从所述第一衍射光栅射出的所述參照光和由所述被測定物反射出的所述测定光合成，作为干涉光； 检测部(4)，其检测所述干涉光的干涉强度； 測定部(16)，其基于所述干涉强度来測定所述被測定物的表面形状。5.根据权利要求4所述的表面形状測定装置，其中， 利用一个构件兼用作所述分割部和所述合成部。6.根据权利要求4所述的表面形状測定装置，其中， 所述第一衍射光栅是透射型的衍射光栅，...

【专利技术属性】
技术研发人员：福井厚司，追风宽岁，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：