形状测定装置的调整方法与流程

本发明涉及形状测定装置的调整方法，尤其涉及对测定对象物的被测定面的形状进行测定的形状测定装置的调整方法。

背景技术：

1、作为对测定对象物的三维形状进行测定的装置，已知使用扫描型白色干涉仪的装置。扫描型白色干涉仪使用白色光源作为光源，利用迈克尔逊(michelson)型或米劳(mirau)型等的光路干涉仪，对测定对象物的被测定面的三维形状非接触地进行测定。

2、在专利文献1中公开了一种形状测定装置，其通过使从光源经由物镜向测定对象物的被测定面照射并由被测定面反射了的测定光与从光源经由物镜向参照面照射并由参照面反射了的参照光干涉，从而计测被测定面的光轴方向的高度。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2011-099787号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在图35所示的扫描型白色干涉仪(白色干涉显微镜)中，来自光源的光l0被分束器24b分割为测定光l1i与参照光l2i，并由测定对象物w的被测定面wa以及参照面24c分别反射。由被测定面wa以及参照面24c分别反射了的测定光l1r以及参照光l2r在分束器24b的作用下在相同光路上重合而成为合波光l3(在以下的说明中，存在将测定光l1i、l1r以及参照光l2i、l2r分别总称为测定光l1以及参照光l2的情况。)。通过求出由该合波光l3得到的干涉图案(干涉条纹)的对比度或相位的变化等，从而能够对测定对象物w的被测定面wa的形状(例如，三维形状、高度等)进行测定。

3、图35的(a)示出由物镜24a聚光了的测定光l1i对焦于测定对象物w的被测定面wa的例子。在以下的说明中，如图35的(a)所示那样，将测定光l1i对焦于被测定面wa的位置(测定光l1i对焦于被测定面wa的情况下的物镜24a与测定对象物w的位置关系)称为对焦位置。需要说明的是，在图35的(a)所示的例子中，测定光l1的光路长度(测定光路长度)d1(a)与参照光l2的光路长度(参照光路长度)d2(a)不同(d1(a)≠d2(a))。

4、另一方面，图35的(b)示出测定光路长度d1(b)与参照光路长度d2(b)一致的例子(d1(b)＝d2(b))。在该情况下，测定光l1r以及参照光l2r的相位一致。在以下的说明中，将如图35的(b)所示那样测定光路长度d1(b)与参照光路长度d2(b)一致的位置(测定光路长度d1(b)与参照光路长度d2(b)一致的情况下的物镜24a、分束器24b、测定对象物w以及参照面24c的位置关系)称为干涉位置(干涉条纹产生位置)。需要说明的是，在图35的(b)所示的例子中，由物镜24a聚光了的测定光l1i未对焦于测定对象物w的被测定面wa。

5、在如图35的(b)所示那样测定光l1i未对焦于被测定面wa的情况下，从合波光l3求出的被测定面wa的形状(图36的测定形状f12)相比于实际的形状(图36的实际形状f10)走形。另外，由于合波光l3的光强度降低，因此存在产生因灵敏度的降低引起的测定精度的降低、或者变得无法测定的情况。

6、因此，在上述那样的白色干涉显微镜中，调整为对焦位置与参照位置吻合。具体而言，调整为由物镜24a聚光了的测定光l1i对焦于测定对象物w的被测定面wa并且测定光路长度d1与参照光路长度d2一致。

7、在上述那样的白色干涉显微镜的调整中，观察印刷有图案的平面基板，作业者在通过目视观察对焦状态的同时通过手动实施各光学要素的位置的调整。并且，作业者以物镜24a对焦于图案的对焦位置与干涉位置吻合的方式通过手动实施调整，并进行调整结果的确认。

8、为了确保上述那样的白色干涉显微镜的测定精度，例如优选的是，每当变更测定对象物w以及测定对象部位时，以高频率进行白色干涉显微镜的调整以及确认作业。然而，白色干涉显微镜的调整以及确认作业的实施频率依赖于作业者，因此存在在保持调整未充分进行的调整不良状态的状况下进行测定对象物w的测定的情况，在该情况下存在精度较低的低可靠数据流出这样的问题。

9、本发明是鉴于这样的情况而完成的，目的在于提供能够容易地实施白色干涉显微镜的调整的形状测定装置的调整方法。

10、用于解决课题的方案

11、为了达成上述目的，本发明的第一方案为一种形状测定装置的调整方法，其将来自光源的光作为测定光与参照光分别向调整用母版与参照面照射，并使用由调整用母版以及参照面分别反射了的测定光以及参照光的合波光对测定对象物的被测定面的形状进行测定，其中，所述形状测定装置的调整方法包括：在对焦位置与干涉位置吻合的调整完毕状态下测定调整用母版，将表示对焦位置与干涉位置的吻合度的吻合度参数作为调整时吻合度参数算出并保存的步骤；以及在进行测定对象物的测定时，测定调整用母版，算出吻合度参数，并将吻合度参数与调整时吻合度参数比较，从而确认吻合度的步骤。

12、第二方案的形状测定装置的调整方法在第一方案的基础上，包括在吻合度参数为基于调整时吻合度参数而设定的阈值以下的情况下通知异常的步骤。

13、第三方案的形状测定装置的调整方法在第一或第二方案的基础上，包括在吻合度参数为基于调整时吻合度参数而设定的阈值以下的情况下使形状测定装置停止的步骤。

14、第四方案的形状测定装置的调整方法在第一至第三方案中任一方案的基础上，包括：基于每个参照面的位置的调整用母版的测定结果而算出吻合度参数的步骤；以及使参照面向吻合度参数成为最大的位置移动的步骤。

15、为了达成上述目的，本发明的第五方案为一种形状测定装置的调整方法，其将来自光源的光作为测定光与参照光分别向调整用母版与参照面照射，并使用由调整用母版以及参照面分别反射了的测定光以及参照光的合波光对测定对象物的被测定面的形状进行测定，其中，所述形状测定装置的调整方法包括：测定调整用母版而计算粗糙度参数的步骤；以及使参照面向粗糙度参数成为最大的位置移动的步骤。

16、本发明的第六方案的形状测定装置的调整方法在第五方案的基础上，计算算术平均粗糙度ra或sa来作为粗糙度参数。

17、本发明的第七方案的形状测定装置的调整方法在第五或第六方案的基础上，收纳参照面的参照面收纳部由可逆地热变形的材料形成，通过控制参照面收纳部的温度而使参照面移动。

18、本发明的第八方案的形状测定装置的调整方法在第五或第六方案的基础上，利用直动机构使参照面移动。

19、本发明的第九方案的形状测定装置的调整方法在第五至第八方案中任一方案的基础上，包括：取得粗糙度参数与参照面的位置的关系的步骤；以及针对一处以上的参照面的位置中的每个参照面的位置计算粗糙度参数，并基于粗糙度参数与参照面的位置的关系而计算粗糙度参数成为最大的位置的步骤。

20、本发明的第十方案的形状测定装置的调整方法在第五至第九方案中任一方案的基础上，使用在覆盖物镜的视场范围的范围内具有相同图案的重复图案的母版来作为母版。

21、为了达成上述目的，本发明的第十一方案为一种形状测定装置的调整方法，其将来自光源的光作为测定光与参照光分别向调整用母版与参照面照射，并使用由调整用母版以及参照面分别反射了的测定光以及参照光的合波光对测定对象物的被测定面的形状进行测定，其中，所述形状测定装置的调整方法包括：针对沿着与调整用母版正交的扫描方向的多个扫描位置中的每个扫描位置取得调整用母版的图像，并根据每个扫描位置的图像计算表示对焦位置与干涉位置的吻合度的吻合度参数的步骤；以及基于吻合度参数而计算参照面的目标设定位置的步骤。

22、本发明的第十二方案的形状测定装置的调整方法在第十一方案的基础上，吻合度参数基于第一参数与第二参数而计算，所述第一参数是每个扫描位置的沿着调整用母版的图像所包括的像素的面上的方向的亮度的差量，所述第二参数是沿着扫描方向的亮度的差量。

23、本发明的第十三方案的形状测定装置的调整方法在第十一或第十二方案的基础上，包括：针对每个参照面的位置进行吻合度参数的计算的步骤；以及基于针对每个参照面的位置计算出的吻合度参数而计算参照面的目标设定位置的步骤。

24、本发明的第十四方案的形状测定装置的调整方法在第十二方案的基础上，参照面的目标设定位置设为使参照面从取得用于吻合度参数的计算的图像时的参照面的位置移动第一参数与第二参数的峰值的差量后的位置。

25、发明效果

26、根据本发明的第一至第四方案，通过预先保存调整时吻合度参数，从而能够容易地实施白色干涉显微镜的调整。根据本发明的第五至第十方案，通过使参照面向粗糙度参数成为最大的位置移动，从而能够以形状测定装置的对焦位置与干涉位置吻合的方式容易地进行形状测定装置的调整。根据本发明的第十一至第十四方案，通过根据每个扫描位置的调整用母版的图像算出吻合度参数，从而能够容易地进行形状测定装置的调整。

技术特征：

1.一种形状测定装置的调整方法，所述形状测定装置将来自光源的光作为测定光与参照光分别向调整用母版与参照面照射，并使用由所述调整用母版以及所述参照面分别反射了的所述测定光以及所述参照光的合波光对测定对象物的被测定面的形状进行测定，其中，

2.根据权利要求1所述的形状测定装置的调整方法，其中，

3.根据权利要求1或2所述的形状测定装置的调整方法，其中，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的形状测定装置的调整方法，其中，

5.一种形状测定装置的调整方法，所述形状测定装置将来自光源的光作为测定光与参照光分别向调整用母版与参照面照射，并使用由所述调整用母版以及所述参照面分别反射了的所述测定光以及所述参照光的合波光对测定对象物的被测定面的形状进行测定，其中，

6.根据权利要求5所述的形状测定装置的调整方法，其中，

7.根据权利要求5或6所述的形状测定装置的调整方法，其中，

8.根据权利要求5或6所述的形状测定装置的调整方法，其中，

9.根据权利要求5至8中任一项所述的形状测定装置的调整方法，其中，

10.根据权利要求5至9中任一项所述的形状测定装置的调整方法，其中，

11.一种形状测定装置的调整方法，所述形状测定装置将来自光源的光作为测定光与参照光分别向调整用母版与参照面照射，并使用由所述调整用母版以及所述参照面分别反射了的所述测定光以及所述参照光的合波光对测定对象物的被测定面的形状进行测定，其中，

12.根据权利要求11所述的形状测定装置的调整方法，其中，

13.根据权利要求11或12所述的形状测定装置的调整方法，其中，

14.根据权利要求12所述的形状测定装置的调整方法，其中，

技术总结
本发明提供能够容易地实施白色干涉显微镜的调整的形状测定装置的调整方法。一种形状测定装置的调整方法，所述形状测定装置将来自光源的光作为测定光与参照光分别向调整用母版与参照面照射，并使用由调整用母版以及参照面分别反射了的测定光以及参照光的合波光对测定对象物的被测定面的形状进行测定，其中，所述形状测定装置的调整方法包括：在对焦位置与干涉位置吻合的调整完毕状态下测定调整用母版，将表示对焦位置与干涉位置的吻合度的吻合度参数作为调整时吻合度参数算出并保存的步骤；以及在进行测定对象物的测定时，测定调整用母版，算出吻合度参数，并将吻合度参数与调整时吻合度参数比较，从而确认吻合度的步骤。

技术研发人员：川田善之,森山克文,森井秀树
受保护的技术使用者：株式会社东京精密
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23