專(zhuān)利名稱(chēng)：干涉式膜厚計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及干涉式膜厚計(jì)。
背景技術(shù)：
作為對(duì)膜的膜厚進(jìn)行測(cè)量的裝置，已知利用光的干涉現(xiàn)象的干涉式膜厚計(jì)(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I。)。針對(duì)干涉式膜厚計(jì)的測(cè)量原理進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)向透明的測(cè)量對(duì)象照射光時(shí)，從表面及背面返回來(lái)反射光。此時(shí)，彼此的反射光進(jìn)行干涉，在某個(gè)波長(zhǎng)處變強(qiáng)，在某個(gè)波長(zhǎng)處變?nèi)酢Ｗ儚?qiáng)的波長(zhǎng)和變?nèi)醯牟ㄩL(zhǎng)由測(cè)量對(duì)象膜的膜厚和折射率決定。由此，可根據(jù)反射光譜的干涉條紋的間隔來(lái)計(jì)算膜厚。圖18是現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)的示意的構(gòu)成圖。膜厚計(jì)具備光源101、投光用光纖103、投受光部105、受光用光纖107、分光器109和運(yùn)算部111。運(yùn)算部111具備分光數(shù)據(jù)獲取部113、能譜(power spectrum)算出部115和膜厚算出部117。從光源101照射的白色光通過(guò)投光用光纖103被導(dǎo)入投受光部105，被聚光之后照射至測(cè)量對(duì)象膜119。在測(cè)量對(duì)象膜119的表面和背面進(jìn)行反射之后的光入射至投受光部105，通過(guò)受光用光纖107被導(dǎo)入分光器109。分光器109對(duì)來(lái)自受光用光纖107的光進(jìn)行分光從而獲得反射分光光譜，將其變換為電信號(hào)之后進(jìn)行輸出。運(yùn)算部111基于來(lái)自分光器109的電信號(hào)，對(duì)測(cè)量對(duì)象膜119的膜厚進(jìn)行運(yùn)算。分光數(shù)據(jù)獲取部113基于來(lái)自分光部109的電信號(hào)，來(lái)獲取分光光譜數(shù)據(jù)。分光數(shù)據(jù)獲取部113將分光光譜數(shù)據(jù)輸出至能譜算出部115。能譜算出部115針對(duì)分光光譜數(shù)據(jù)實(shí)施前處理及傅立葉變換，來(lái)算出能譜。能譜算出部115將能譜的數(shù)據(jù)輸出至膜厚算出部117。膜厚算出部117基于能譜的峰值位置及測(cè)量對(duì)象膜119的折射率，來(lái)計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜119的膜厚。圖18的現(xiàn)有技術(shù)中基于來(lái)自測(cè)量對(duì)象膜119的反射光的分光光譜來(lái)計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜119的膜厚，但干涉式膜厚計(jì)也可以基于來(lái)自測(cè)量對(duì)象膜的透射光的分光光譜來(lái)計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜的膜厚。圖19是現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)的示意的構(gòu)成圖。在圖19中，對(duì)于發(fā)揮與圖18相同的功能的部分賦予相同的符號(hào)。膜厚計(jì)具備光源101、投光用光纖103、投光部121、受光部123、受光用光纖107、分光器109和運(yùn)算部111。運(yùn)算部111具備分光數(shù)據(jù)獲取部113、能譜算出部115和膜厚算出部117。投光部121和受光部123被配置在夾著測(cè)量對(duì)象膜119的位置。來(lái)自光源101的光經(jīng)由投光用光纖103及投光部121而被照射至測(cè)量對(duì)象膜119。透射了測(cè)量對(duì)象膜119之后的光入射至受光部123，通過(guò)受光用光纖107被導(dǎo)入分光器109。分光器109對(duì)來(lái)自受光用光纖107的光進(jìn)行分光，獲得透射分光光譜，將其變換為電信號(hào)之后進(jìn)行輸出。運(yùn)算部111基于來(lái)自分光器109的電信號(hào)對(duì)測(cè)量對(duì)象膜119的膜厚進(jìn)行運(yùn)算。專(zhuān)利文獻(xiàn)I JP特開(kāi)平7-280520號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
例如在由聚酰亞胺、聚乙烯、PET(Polyethylene terephthalate)等構(gòu)成的薄膜、薄板的制造工序中，干涉式膜厚計(jì)有時(shí)被用于在線(xiàn)式(Online)測(cè)量。對(duì)于在線(xiàn)式測(cè)量而言，測(cè)量對(duì)象膜被連續(xù)地傳送。此時(shí)，測(cè)量對(duì)象膜會(huì)發(fā)生振動(dòng)或者彎曲。當(dāng)測(cè)量對(duì)象膜發(fā)生振動(dòng)或者發(fā)生彎曲時(shí)，投光部及受光部與測(cè)量對(duì)象膜之間的距離、投光部及受光部與測(cè)量對(duì)象膜所形成的角度發(fā)生變化。首先，如圖19所示，說(shuō)明分別設(shè)置了投光部和受光部的情況。當(dāng)從投光部照射的光的焦點(diǎn)位置以及入射至受光部的光的焦點(diǎn)位置從測(cè)量對(duì)象膜偏離時(shí)，存在干涉式膜厚計(jì)無(wú)法計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜的膜厚的這種不足。本申請(qǐng)發(fā)明者對(duì)其原因進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了當(dāng)焦點(diǎn)位置從測(cè)量對(duì)象膜偏離時(shí)測(cè)量對(duì)象膜的測(cè)量點(diǎn)變大，因此無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量點(diǎn)變大時(shí)，測(cè)量點(diǎn)內(nèi)的測(cè)量對(duì)象膜的厚度的均勻性下降。例如如圖20所示，當(dāng)測(cè)量點(diǎn)內(nèi)的測(cè)量位置A和測(cè)量位置B的測(cè)量對(duì)象膜119的膜厚不同時(shí)，透射測(cè)量位置A的光和透射測(cè)量位置B的光入射至受光部。透射測(cè)量位置A的光和透射測(cè)量位置B的光的變強(qiáng)的波長(zhǎng)與變?nèi)醯牟ㄩL(zhǎng)彼此略有不同。當(dāng)這些光相疊加時(shí)，如圖21所示那樣干涉條紋被平均化從而消失。根據(jù)這種理由，在焦點(diǎn)位置從測(cè)量對(duì)象膜偏離時(shí)，干涉式膜厚計(jì)無(wú)法計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜的膜厚。接下來(lái)，說(shuō)明如圖18所示那樣投光部及受光部由投受光部構(gòu)成的情況。在該情況下，本申請(qǐng)發(fā)明者進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)從投受光部照射的光以及入射至投受光部的光的焦點(diǎn)位置從測(cè)量對(duì)象膜偏離時(shí)，由于來(lái)自測(cè)量對(duì)象膜的光沒(méi)有入射至投受光部，因此無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。例如圖22所示，當(dāng)測(cè)量對(duì)象膜119的位置從虛線(xiàn)位置變化至實(shí)線(xiàn)位置從而投受光部105與測(cè)量對(duì)象膜119的距離發(fā)生變化時(shí)，反射光(虛線(xiàn))沒(méi)有入射至投受光部105。此外，如圖23所示，當(dāng)測(cè)量對(duì)象膜119的位置從虛線(xiàn)位置變化至實(shí)線(xiàn)位置從而從投受光部105照射的光的光軸與測(cè)量對(duì)象膜119所成的角度發(fā)生變化時(shí)，反射光(虛線(xiàn))沒(méi)有入射至投受光部105。在來(lái)自測(cè)量對(duì)象膜119的反射光沒(méi)有入射至投受光部105的情況下，干涉式膜厚計(jì)無(wú)法計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜119的膜厚。因此，現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)具有在線(xiàn)式測(cè)量中無(wú)法進(jìn)行穩(wěn)定的測(cè)量的這一問(wèn)題。再者，在基于來(lái)自測(cè)量對(duì)象膜的透射光的分光光譜來(lái)計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜的膜厚的干涉式膜厚計(jì)中也會(huì)產(chǎn)生該問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在在線(xiàn)式測(cè)量中進(jìn)行穩(wěn)定的測(cè)量的干涉式膜厚計(jì)。本發(fā)明所涉及的干涉式膜厚計(jì)具備投光部，其將來(lái)自光源的光照射至測(cè)量對(duì)象膜；受光部，其對(duì)來(lái)自所述測(cè)量對(duì)象膜的反射光或者透射光進(jìn)行受光；焦點(diǎn)位置掃描部，其使共同焦點(diǎn)位置在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，該共同焦點(diǎn)位置是被所述投光部照射的光的焦點(diǎn)位置、并且也是入射至所述受光部的光的焦點(diǎn)位置，分光數(shù)據(jù)獲取部，其獲取所述受光部所接收的光的分光光譜數(shù)據(jù)；能譜算出部，其基于所述分光光譜數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算能譜；膜厚算出部，其基于所述能譜的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象膜的膜厚；和數(shù)據(jù)提取部，其針對(duì)所述分光光譜數(shù)據(jù)或者所述能譜的數(shù)據(jù)或者所述分光光譜數(shù)據(jù)和所述能譜的數(shù)據(jù)這兩者設(shè)置閾值，提取所述閾值以上的數(shù)據(jù)，所述膜厚算出部輸出與所述數(shù)據(jù)提取部所提取的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的膜厚數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中，焦點(diǎn)位置掃描部使共同焦點(diǎn)位置在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，該共同焦點(diǎn)位置是從投光部照射的光的焦點(diǎn)位置、并且也是入射至受光部的光的焦點(diǎn)位置。由此，即便在投光部及受光部與測(cè)量對(duì)象膜之間的距離發(fā)生了變化時(shí)、從投光部照射的光的光軸及入射至受光部的光的光軸與測(cè)量對(duì)象膜所形成的角度發(fā)生變化時(shí)，也可從投光部向測(cè)量對(duì)象膜照射適當(dāng)?shù)墓獠⑶覐臏y(cè)量對(duì)象膜向受光部入射適當(dāng)?shù)姆瓷涔饣蛘咄干涔?。再有，在本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中，數(shù)據(jù)提取部針對(duì)分光光譜數(shù)據(jù)或能譜的數(shù)據(jù)或者這兩者設(shè)置閾值，提取閾值以上的數(shù)據(jù)。當(dāng)上述共同焦點(diǎn)位置被掃描時(shí)，不必要的數(shù)據(jù)也被獲取。數(shù)據(jù)提取部只提取適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。并且，膜厚算出部輸出與數(shù)據(jù)提取部所提取的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的膜厚數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中，上述投光部及上述受光部例如由使來(lái)自上述光源的光照射至上述測(cè)量對(duì)象膜并且接收來(lái)自上述測(cè)量對(duì)象膜的反射光的投受光部構(gòu)成。不過(guò)，在本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中，也可以分別設(shè)置上述投光部及上述受光部。在具備上述投受光部的本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中，作為上述焦點(diǎn)位置掃描部的一例，在上述投受光部與上述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路依次插入厚度或折射率或者這兩者互相不同的多個(gè)透明平行平板，來(lái)改變上述共同焦點(diǎn)位置。作為上述焦點(diǎn)位置掃描部的另一例，通過(guò)使在上述投受光部與上述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路所配置的反射鏡進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)(回転)，由此改變上述共同焦點(diǎn)位置。作為上述焦點(diǎn)位置掃描部的另一例，在上述反射鏡與上述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路依次插入厚度或折射率或者這兩者互相不同的多個(gè)透明平行平板，來(lái)改變上述共同焦點(diǎn)位置。作為上述焦點(diǎn)位置掃描部的另一例，通過(guò)使在上述投受光部與上述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路所配置的透明平行平板進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得來(lái)自入射至上述投受光部的光的焦點(diǎn)的光的光軸與上述透明平行平板所形成的角度發(fā)生變化，由此改變上述共同焦點(diǎn)位置。作為上述焦點(diǎn)位置掃描部的另一例，使在上述投受光部與上述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路互相平行配置的一對(duì)反射鏡聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由此改變上述共同焦點(diǎn)位置。作為上述焦點(diǎn)位置掃描部的另一例，在上述投受光部與上述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路中依次插入焦點(diǎn)距離互相不同的多個(gè)透鏡，來(lái)改變上述共同焦點(diǎn)位置。作為上述焦點(diǎn)位置掃描部的另一例，在上述投受光部與上述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路中依次插入楔角或傾斜面的配置方向或者這兩者互相不同的多個(gè)楔形基板，來(lái)改變上述共同焦點(diǎn)位置。作為上述焦點(diǎn)位置掃描部的另一例，具備在上述投受光部與上述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路所配置的2個(gè)楔形基板。上述2個(gè)楔形基板具有相同的楔角、且傾斜面相對(duì)配置。焦點(diǎn)位置掃描部按照位于上述光路的上述2個(gè)楔形基板的合計(jì)厚度發(fā)生變化的方式使其移動(dòng)，來(lái)改變上述共同焦點(diǎn)位置。在本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中，例如上述投光部和上述受光部被配置在夾著上述測(cè)量對(duì)象膜的位置。在該構(gòu)成中，上述受光部對(duì)來(lái)自上述測(cè)量對(duì)象膜的透射光進(jìn)行受光。在該構(gòu)成中，上述焦點(diǎn)位置掃描部例如保持上述投光部與上述受光部的距離及角度并且使上述投光部及上述受光部相對(duì)于上述測(cè)量對(duì)象膜進(jìn)行移動(dòng)，以改變上述共同焦點(diǎn)位置。再者，上述焦點(diǎn)位置掃描部并不限定于上述列舉出的構(gòu)成例。在本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中，上述焦點(diǎn)位置掃描部只要是能夠使上述共同焦點(diǎn)位置在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描的構(gòu)成則可以是任意的構(gòu)成。在本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中，上述數(shù)據(jù)提取部的一例是對(duì)上述分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度設(shè)置上述閾值。上述數(shù)據(jù)提取部的另一例對(duì)上述分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度的最大值與最小值之差設(shè)置上述閾值。上述數(shù)據(jù)提取部的又一例對(duì)上述能譜的數(shù)據(jù)中的峰值高度設(shè)置上述閾值。發(fā)明的效果在本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中，焦點(diǎn)位置掃描部使共同焦點(diǎn)位置在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，該共同焦點(diǎn)位置是從投光部照射的光的焦點(diǎn)位置、并且也是入射至受光部的光的焦點(diǎn)位置。再有，數(shù)據(jù)提取部對(duì)分光光譜數(shù)據(jù)或能譜的數(shù)據(jù)或者這兩者設(shè)置閾值，提取閾值以上的數(shù)據(jù)。并且，膜厚算出部輸出與數(shù)據(jù)提取部所提取的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的膜厚數(shù)據(jù)。由此，本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)即便測(cè)量對(duì)象膜發(fā)生振動(dòng)或者發(fā)生彎曲也能夠進(jìn)行測(cè)量對(duì)象膜的膜厚測(cè)量。因此，本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)在在線(xiàn)式測(cè)量中能夠進(jìn)行穩(wěn)定的測(cè)量。不過(guò)，本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)的用途并不限定于在線(xiàn)式測(cè)量。本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)也能夠適用于在規(guī)定的位置所配置的測(cè)量對(duì)象膜的膜厚測(cè)量。


圖1是用于說(shuō)明干涉式膜厚計(jì)的一實(shí)施例的示意的構(gòu)成圖。圖2是用于說(shuō)明構(gòu)成圖1的實(shí)施例的投受光探頭及焦點(diǎn)位置掃描部、以及測(cè)量對(duì)象膜的示意的立體圖。圖3是用于說(shuō)明圖1的實(shí)施例中共同焦點(diǎn)位置發(fā)生變化的情況的示意圖。圖4是用于說(shuō)明數(shù)據(jù)提取部對(duì)分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度設(shè)置了閾值時(shí)的數(shù)據(jù)提取動(dòng)作的波形圖。圖5是用于說(shuō)明數(shù)據(jù)提取部對(duì)分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度的最大值與最小值之差設(shè)置了閾值時(shí)的數(shù)據(jù)提取動(dòng)作的波形圖。圖6是用于說(shuō)明數(shù)據(jù)提取部對(duì)能譜的數(shù)據(jù)中的峰值高度設(shè)置了閾值時(shí)的數(shù)據(jù)提取動(dòng)作的波形圖。圖7是表示圖1的實(shí)施例的膜厚測(cè)量結(jié)果的一例的曲線(xiàn)。圖8是表示現(xiàn)有技術(shù)的膜厚測(cè)量結(jié)果的一例的曲線(xiàn)。圖9是用于說(shuō)明其他實(shí)施 例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。圖10是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。
圖11是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。圖12是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。圖13是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。圖14是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。圖15是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。圖16是用于說(shuō)明干涉式膜厚計(jì)的又一實(shí)施例的示意的構(gòu)成圖。圖17是用于說(shuō)明在圖16的實(shí)施例中共同焦點(diǎn)位置發(fā)生變化的情況的示意圖。圖18是現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)的示意的構(gòu)成圖。圖19是現(xiàn)有的干涉式膜 厚計(jì)的示意的構(gòu)成圖。圖20是用于說(shuō)明圖19的現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)的不良情況的示意圖。圖21是用于說(shuō)明圖19的現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)的不良情況的示意圖。圖22是用于說(shuō)明圖18的現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)的不良情況的示意圖。圖23是用于說(shuō)明圖18的現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)的不良情況的示意圖。符號(hào)說(shuō)明I 光源5投受光探頭7、25、27、29、31、33、35、37、43 焦點(diǎn)位置掃描部7a、29a透明平行平板15分光數(shù)據(jù)獲取部17能譜算出部19膜厚算出部21數(shù)據(jù)提取部23測(cè)量對(duì)象膜25a、31a、31b 反射鏡33a 透鏡35a楔形基板37a、37b 楔形基板39投光部41受光部
具體實(shí)施例方式圖1是用于說(shuō)明干涉式膜厚計(jì)的一實(shí)施例的示意的構(gòu)成圖。圖2是用于說(shuō)明構(gòu)成該實(shí)施例的投受光探頭及焦點(diǎn)位置掃描部、以及測(cè)量對(duì)象膜的示意的立體圖。膜厚計(jì)具備光源1、投光用光纖3、投受光探頭5、焦點(diǎn)位置掃描部7、受光用光纖9、分光器11和運(yùn)算部13。投受光探頭5構(gòu)成本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)中的投受光部、投光部及受光部。運(yùn)算部13具備分光數(shù)據(jù)獲取部15、能譜算出部17、膜厚算出部19和數(shù)據(jù)提取部21。光源I例如由白色LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)實(shí)現(xiàn)。從光源I照射的白色光通過(guò)投光用光纖3被導(dǎo)入投受光探頭5。被導(dǎo)入到投受光探頭5的白色光經(jīng)由在投受光探頭5設(shè)置的聚光透鏡(省略圖示)和焦點(diǎn)位置掃描部7的透明平行平板7a被照射至測(cè)量對(duì)象膜23。在測(cè)量對(duì)象膜23的表面和背面進(jìn)行反射之后的光經(jīng)由透明平行平板7a入射至投受光探頭5，并通過(guò)受光用光纖9而導(dǎo)入分光器11。分光器11對(duì)來(lái)自受光用光纖9的光進(jìn)行分光從而獲得反射分光光譜，將其變換為電信號(hào)進(jìn)行輸出。分光器11的波長(zhǎng)范圍例如大致為400nm(納米) 700nm。分光器11的受光元件例如是CO) (Charge Coupled Device)。分光器11例如以2kHz來(lái)測(cè)量反射光譜。運(yùn)算部13基于來(lái)自分光器11的電信號(hào)，來(lái)對(duì)測(cè)量對(duì)象膜23的膜厚進(jìn)行運(yùn)算。分光數(shù)據(jù)獲取部15基于來(lái)自分光部11的電信號(hào)，獲取分光光譜數(shù)據(jù)。分光數(shù)據(jù)獲取部15將分光光譜數(shù)據(jù)輸出至能譜算出部17或數(shù)據(jù)提取部21或者其雙方。能譜算出部17針對(duì)分光光譜數(shù)據(jù)實(shí)施前一處理及傅立葉變換，來(lái)計(jì)算能譜。能譜算出部17將能譜的數(shù)據(jù)輸出至膜厚算出部19或數(shù)據(jù)提取部21或者其雙方。數(shù)據(jù)提取部21針對(duì)來(lái)自分光數(shù)據(jù)獲取部15的分光光譜數(shù)據(jù)、或來(lái)自能譜算出部17的能譜的數(shù)據(jù)、或者其雙方設(shè)置閾值，并提取閾值以上的數(shù)據(jù)。膜厚算出部19基于能譜的峰值位置及測(cè)量對(duì)象膜23的折射率，來(lái)計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜23的膜厚。膜厚算出部19輸出與數(shù)據(jù)提取部21所提取的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的膜厚數(shù)據(jù)。如圖1及圖2所示，焦點(diǎn)位置掃描部7具備多個(gè)透明平行平板7a、轉(zhuǎn)動(dòng)板7b及電動(dòng)機(jī)7c。在該實(shí)施例中，設(shè)置了 7片透明平行平板7a。7片透明平行平板7a的折射率相同而彼此的厚度不同。7片透明平行平板7a的厚度例如為Imm(毫米)、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm。透明平行平板7a例如由硼娃酸鹽冕玻璃(borosilicate crown glass)(折射率約為1.52)形成。轉(zhuǎn)動(dòng)板7b在以轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心的圓周上具有8處的開(kāi)口。在轉(zhuǎn)動(dòng)板7b的開(kāi)口內(nèi)各配置一個(gè)透明平行平板7a。在轉(zhuǎn)動(dòng)板7b的開(kāi)口之中的一個(gè)開(kāi)口處沒(méi)有配置透明平行平板7a。電動(dòng)機(jī)7c使轉(zhuǎn)動(dòng)板7b進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)板7b被轉(zhuǎn)動(dòng)，由此在投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路上依次插入沒(méi)有配置透明平行平板7a的開(kāi)口和7片透明平行平板7a。由此，焦點(diǎn)位置掃描部7相對(duì)于測(cè)量對(duì)象膜23的基準(zhǔn)位置，使共同焦點(diǎn)位置在光軸方向上在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，該共同焦點(diǎn)位置是從投受光探頭5照射的光的焦點(diǎn)位置、且入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)位置。圖3是用于說(shuō)明該實(shí)施例中共同焦點(diǎn)位置發(fā)生變化的情況的示意圖。參照?qǐng)D1至圖3來(lái)說(shuō)明該情況。由電動(dòng)機(jī)7c使轉(zhuǎn)動(dòng)板7b進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，在投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路上配置了沒(méi)有配置透明平行平板7a的開(kāi)口時(shí)(沒(méi)有平行平板)。入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)位于測(cè)量對(duì)象膜23的基準(zhǔn)位置。投受光探頭5與基準(zhǔn)位置之間的距離例如為27mm。
在投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路配置了厚度比較薄的透明平行平板7a時(shí)(平行平板(薄))，入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)位置向正(+)側(cè)移動(dòng)。在投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路配置了厚度比較厚的透明平行平板7a時(shí)(平行平板(厚))，入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)位置進(jìn)一步向正(+)側(cè)移動(dòng)。這樣一來(lái)，入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)位置進(jìn)行移動(dòng)，共同焦點(diǎn)位置發(fā)生變化。入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)處于測(cè)量對(duì)象膜23的附近時(shí)，在投受光探頭5中入射適當(dāng)?shù)姆瓷涔?。參照?qǐng)D1及圖4至圖6，說(shuō)明數(shù)據(jù)提取部的動(dòng)作。圖4是用于說(shuō)明數(shù)據(jù)提取部針對(duì)分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度設(shè)置了閾值時(shí)的數(shù)據(jù)提取動(dòng)作的波形圖。數(shù)據(jù)提取部21針對(duì)從分光數(shù)據(jù)獲取部15輸入的分光光譜數(shù)據(jù)，判定受光強(qiáng)度是否為閾值以上。在分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度為閾值以上時(shí)，數(shù)據(jù)提取部21將其作為提取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度小于閾值時(shí)，數(shù)據(jù)提取部21將其作為排除數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)提取部21將判定為是提取數(shù)據(jù)的分光光譜數(shù)據(jù)輸出至能譜算出部17。能譜算出部17針對(duì)被提取出的分光光譜數(shù)據(jù)實(shí)施傅立葉變換從而獲得能譜的數(shù)據(jù)。能譜算出部17將能譜的數(shù)據(jù)輸出至膜厚算出部19。膜厚算出部19基于能譜的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜23的膜厚，并輸出該膜厚數(shù)據(jù)。由此，運(yùn)算部13能夠僅獲得投受光探頭5中入射了適當(dāng)?shù)姆瓷涔鈺r(shí)的膜厚數(shù)據(jù)。圖5是用于說(shuō)明數(shù)據(jù)提取部針對(duì)分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度的最大值和最小值之差設(shè)置了閾值時(shí)的數(shù)據(jù)提取動(dòng)作的波形圖。數(shù)據(jù)提取部21針對(duì)從分光數(shù)據(jù)獲取部15輸入的分光光譜數(shù)據(jù)，判定受光強(qiáng)度的最大值與最小值之差是否為閾值以上。在分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度的最大值與最小值之差為閾值以上時(shí)，數(shù)據(jù)提取部21將其作為提取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度的最大值與最小值之差小于閾值時(shí)，數(shù)據(jù)提取部21作為排除數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。之后的運(yùn)算部13的膜厚算出動(dòng)作與參照?qǐng)D4所說(shuō)明的動(dòng)作相同。由此，運(yùn)算部13能夠獲得投受光探頭5中入射了適當(dāng)?shù)姆瓷涔鈺r(shí)的膜厚數(shù)據(jù)。圖6是用于說(shuō)明數(shù)據(jù)提取部對(duì)能譜的數(shù)據(jù)中的峰值高度設(shè)置了閾值時(shí)的數(shù)據(jù)提取動(dòng)作的波形圖。能譜算出部17基于從分光數(shù)據(jù)獲取部15輸入的分光光譜數(shù)據(jù)獲得能譜。能譜算出部17將能譜的數(shù)據(jù)輸出至數(shù)據(jù)提取部21。數(shù)據(jù)提取部21針對(duì)從能譜算出部17輸入的能譜的數(shù)據(jù)，判定峰值高度是否為閾值以上。
在能譜的數(shù)據(jù)中的峰值高度為閾值以上時(shí)，數(shù)據(jù)提取部21作為提取數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在能譜的數(shù)據(jù)中的峰值高度小于閾值時(shí)，數(shù)據(jù)提取部21作為排除數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)提取部21將判定為是提取數(shù)據(jù)的能譜的數(shù)據(jù)輸出至膜厚算出部19。膜厚算出部19基于被提取出 的能譜的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜23的膜厚，并輸出該膜厚數(shù)據(jù)。由此，運(yùn)算部13能夠僅獲得投受光探頭5中入射了適當(dāng)?shù)姆瓷涔鈺r(shí)的膜厚數(shù)據(jù)。在參照?qǐng)D4至圖6所說(shuō)明的數(shù)據(jù)提取動(dòng)作中，數(shù)據(jù)提取部21僅使用了一個(gè)閾值，但本發(fā)明并不限定于此。數(shù)據(jù)提取部21可以使用上述三種閾值之中的多個(gè)閾值來(lái)組合上述三種的數(shù)據(jù)提取動(dòng)作進(jìn)行數(shù)據(jù)提取動(dòng)作。由此，可提高適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)的提取精度。圖7是圖1的實(shí)施例的I吳厚測(cè)量結(jié)果的一例的圖表。圖8是表不圖18的現(xiàn)有技術(shù)的膜厚測(cè)量結(jié)果的一例的曲線(xiàn)。圖7及圖8的縱軸表示膜厚值(單位為ym(微米))。圖7及圖8的橫軸表示測(cè)量對(duì)象膜的位置(單位為mm)。對(duì)于測(cè)量對(duì)象膜的位置而言，基準(zhǔn)位置是在投受光探頭與測(cè)量對(duì)象膜之間的光路沒(méi)有配置透明平行平板時(shí)的焦點(diǎn)位置?；鶞?zhǔn)位置的測(cè)量對(duì)象膜的位置為0_。測(cè)量對(duì)象膜的位置被設(shè)定為-1mm、基準(zhǔn)位置、+1mm、+2mm、+3mm(關(guān)于相對(duì)于基準(zhǔn)位置的正方向及負(fù)方向，可參照?qǐng)D2。)。測(cè)量對(duì)象膜的樣本是膜厚約為12 μ m的PET薄膜。對(duì)于圖1的實(shí)施例，焦點(diǎn)位置掃描部7通過(guò)電動(dòng)機(jī)7c的驅(qū)動(dòng)，使轉(zhuǎn)動(dòng)板7b以15Hz的速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。圖18的現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)中入射至投受光部105的光的焦點(diǎn)被固定在基準(zhǔn)位置。因此，如圖8所示，現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)能夠測(cè)量基準(zhǔn)位置處的樣本的膜厚。但是，若測(cè)量對(duì)象膜的位置從基準(zhǔn)位置僅偏離了 1_，則現(xiàn)有的干涉式膜厚計(jì)就無(wú)法進(jìn)行膜厚測(cè)量。圖1的實(shí)施例的干涉式膜厚計(jì)通過(guò)焦點(diǎn)位置掃描部7的動(dòng)作，使入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)位置在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描。由此，如圖7所示，實(shí)施例的干涉式膜厚計(jì)能夠測(cè)量基準(zhǔn)位置、+1mm、+2mm處的測(cè)量對(duì)象膜的膜厚?；跊](méi)有配置透明平行平板7a的開(kāi)口被配置在投受光探頭5與樣本之間的光路時(shí)的分光光譜數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算基準(zhǔn)位置處的樣本的膜厚?；诤穸葹?mm的透明平行平板7a被配置在投受光探頭5與樣本之間的光路時(shí)的分光光譜數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算+1_的位置處的樣本的膜厚?；诤穸葹?_的透明平行平板7a被配置在投受光探頭5與樣本之間的光路時(shí)的分光光譜數(shù)據(jù)，來(lái)計(jì)算+2mm的位置處的樣本的膜厚。這樣，圖1的實(shí)施例的干涉式膜厚計(jì)即便測(cè)量對(duì)象膜的位置從基準(zhǔn)位置偏離也能夠計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜的膜厚。在圖1的實(shí)施例中，將沒(méi)有配置透明平行平板7a的開(kāi)口被配置在投受光探頭5的光路中時(shí)的焦點(diǎn)位置作為測(cè)量對(duì)象膜23的基準(zhǔn)位置，但基準(zhǔn)位置并不限定于此。在本發(fā)明中，測(cè)量對(duì)象膜的基準(zhǔn)位置只要是在共同焦點(diǎn)位置被掃描時(shí)適當(dāng)?shù)姆瓷涔饣蛲干涔鈴臏y(cè)量對(duì)象膜入射至受光部的測(cè)量對(duì)象膜的位置，則可以是任意的位置。此外，在圖1的實(shí)施例中，作為多個(gè)透明平行平板7a而使用互相厚度不同的透明平行平板，但多個(gè)透明平行平板也可以是厚度相同而折射率互相不同的平板。此外，多個(gè)透明平行平板還可以是厚度及折射率互相不同的平板。此外，也可以在轉(zhuǎn)動(dòng)板7b的全部開(kāi)口配置透明平行平板。此外，當(dāng)測(cè)量對(duì)象膜中存在傷痕等的缺陷時(shí)，由于測(cè)量光沒(méi)有從缺陷部分返回來(lái)，因此膜厚數(shù)據(jù)欠缺。 本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)僅提取測(cè)量光返回來(lái)的數(shù)據(jù)，因此還具有能夠進(jìn)行將這種的缺陷排除在外的測(cè)量的效果。圖9是用于說(shuō)明其他實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。在該實(shí)施例中，焦點(diǎn)位置掃描部以外的構(gòu)成與參照?qǐng)D1所說(shuō)明的實(shí)施例相同。焦點(diǎn)位置掃描部25通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(省略圖示)使投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路中所配置的反射鏡25a進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由此改變共同焦點(diǎn)位置。通過(guò)焦點(diǎn)位置掃描部25的動(dòng)作，相對(duì)于測(cè)量對(duì)象膜23的基準(zhǔn)位置，入射至反射鏡25a的光的光軸與測(cè)量對(duì)象膜23所成的角度變化。反射鏡25a例如由通過(guò)MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)形成的傾斜鏡(tiltmirror)、多角鏡構(gòu)成。圖10是用于說(shuō)明另一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。在該實(shí)施例中，焦點(diǎn)位置掃描部以外的構(gòu)成與參照?qǐng)D1所說(shuō)明的實(shí)施例相同。焦點(diǎn)位置掃描部27組合了圖1所示的焦點(diǎn)位置掃描部7和圖9所示的焦點(diǎn)位置掃描部25。焦點(diǎn)位置掃描部27具備多個(gè)透明平行平板7a、轉(zhuǎn)動(dòng)板7b、電動(dòng)機(jī)7c、反射鏡25a、使反射鏡25a轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(省略圖示)。再有，焦點(diǎn)位置掃描部27還具備與反射鏡25a的轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)地使轉(zhuǎn)動(dòng)板7b及電動(dòng)機(jī)7c的配置位置轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(省略圖示)。來(lái)自反射鏡25a的光的光軸與透明平行平板7a的平面形成90度的角度。通過(guò)焦點(diǎn)位置掃描部27的動(dòng)作，相對(duì)于測(cè)量對(duì)象膜23的基準(zhǔn)位置，入射至投受光探頭5的光的光軸與測(cè)量對(duì)象膜23所形成的角度、入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)距離發(fā)生變化。在該實(shí)施例中,轉(zhuǎn)動(dòng)板7b及電動(dòng)機(jī)7c與反射鏡25a的轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)地進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),但轉(zhuǎn)動(dòng)板7b及電動(dòng)機(jī)7c的配置位置也可以固定。此時(shí)，來(lái)自反射鏡25a的光的光軸與透明平行平板7a的平面所構(gòu)成的角度發(fā)生變化。圖11是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。在該實(shí)施例中，焦點(diǎn)位置掃描部以外的構(gòu)成與參照?qǐng)D1所說(shuō)明的實(shí)施例相同。焦點(diǎn)位置掃描部29按照來(lái)自入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)的光的光軸與透明平行平板29a所形成的角度發(fā)生變化的方式，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(省略圖示)使在投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路中配置的透明平行平板29a進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由此使得共同焦點(diǎn)位置發(fā)生變化。通過(guò)焦點(diǎn)位置掃描部29的動(dòng)作，入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)距離變化。圖12是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。在該實(shí)施例中，焦點(diǎn)位置掃描部以外的構(gòu)成與參照?qǐng)D1所說(shuō)明的實(shí)施例相同。焦點(diǎn)位置掃描部31通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(省略圖示)使在投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路彼此平行地配置的一對(duì)反射鏡31a、31b聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由此改變共同焦點(diǎn)位置。通過(guò)焦點(diǎn)位置掃描部31的動(dòng)作，入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)距離發(fā)生變化。反射鏡31a、31b例如由通過(guò)MEMS形成的傾斜鏡或多角鏡構(gòu)成。圖13是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。在該實(shí)施例中，焦點(diǎn)位置掃描部以外的構(gòu)成與參照?qǐng)D1所說(shuō)明的實(shí)施例相同。
焦點(diǎn)位置掃描部33在投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路依次插入焦點(diǎn)距離互相不同的多個(gè)透鏡33a和沒(méi)有配置透鏡的開(kāi)口 33b，由此來(lái)改變共同焦點(diǎn)位置。焦點(diǎn)位置掃描部33通過(guò)在例如圖1所示的焦點(diǎn)位置掃描部7中替換透明平行平板7a而配置透鏡33a來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)焦點(diǎn)位置掃描部33的動(dòng)作，入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)距離變化。再者，也可以在轉(zhuǎn)動(dòng)板的全部的開(kāi)口配置透鏡。此外，在轉(zhuǎn)動(dòng)板配置的多個(gè)透鏡既可以?xún)H僅是凸透鏡，也可以?xún)H僅是凹透鏡。圖14是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。在該實(shí)施例中，焦點(diǎn)位置掃描部以外的構(gòu)成與參照?qǐng)D1所說(shuō)明的實(shí)施例相同。焦點(diǎn)位置掃描部35通過(guò)在投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路上依次插入楔角或者傾斜面的配置方向或者這兩者互相不同的多個(gè)楔形基板35a和沒(méi)有配置楔形基板的開(kāi)口 35b，由此改變共同焦點(diǎn)位置。焦點(diǎn)位置掃描部35通過(guò)在例如圖1所示的焦點(diǎn)位置掃描部7中替換透明平行平板7a而配置楔形基板35a來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)焦點(diǎn)位置掃描部35的動(dòng)作，入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)距離、入射至楔形基板35a的光的光軸與測(cè)量對(duì)象膜23所構(gòu)成的角度發(fā)生變化。再者，也可以在轉(zhuǎn)動(dòng)板的全部的開(kāi)口配置楔形板。圖15是用于說(shuō)明又一實(shí)施例中的焦點(diǎn)位置掃描部的構(gòu)成及動(dòng)作的示意的構(gòu)成圖。在該實(shí)施例中，焦點(diǎn)位置掃描部以外的構(gòu)成與參照?qǐng)D1所說(shuō)明的實(shí)施例相同。焦點(diǎn)位置掃描部37具備在投受光探頭5與測(cè)量對(duì)象膜23之間的光路配置的2個(gè)楔形基板37a、37b。2個(gè)楔形基板37a、37b具有相同的楔角，且傾斜面相對(duì)置配置。焦點(diǎn)位置掃描部37通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(省略圖示)進(jìn)行移動(dòng)，使得位于入射至投受光探頭5的光的光路的楔形基板37a、37b的合計(jì)的厚度產(chǎn)生變化，由此來(lái)改變共同焦點(diǎn)位置。通過(guò)焦點(diǎn)位置掃描部37的動(dòng)作，入射至投受光探頭5的光的焦點(diǎn)距離產(chǎn)生變化。在上述實(shí)施例中，作為投光部及受光部而使用投受光探頭5，但也可以分別設(shè)置投光部和受光部。此外，在上述實(shí)施例中，取得來(lái)自測(cè)量對(duì)象膜的反射光的分光光譜以求取測(cè)量對(duì)象膜的膜厚，但本發(fā)明的干涉式膜厚計(jì)也可以求得通過(guò)了測(cè)量對(duì)象膜的透射光的分光光譜以求取測(cè)量對(duì)象膜的膜厚。圖16是用于說(shuō)明干涉式膜厚計(jì)的又一實(shí)施例的示意的構(gòu)成圖。在圖16中，對(duì)于實(shí)現(xiàn)與圖1相同的功能的部分賦予相同的符號(hào)。對(duì)于實(shí)現(xiàn)與圖1相同的功能的部分，省略其詳細(xì)說(shuō)明。膜厚計(jì)具備光源1、投光用光纖3、投光部39、受光部41、受光用光纖9、分光器11、運(yùn)算部13、和焦點(diǎn)位置掃描部43。運(yùn)算部13具備分光數(shù)據(jù)獲取部15、能譜算出部17、膜厚算出部19、和數(shù)據(jù)提取部21。投光部39和受光部41配置在夾著測(cè)量對(duì)象膜23的位置。從投光部39照射的光的焦點(diǎn)位置和入射至受光部的光的焦點(diǎn)位置被設(shè)定為相同的位置(共同焦點(diǎn)位置)。從投光部39照射的光的光軸和入射至受光部的光的光軸被配置在同一直線(xiàn)上。從光源I照射的白色光通過(guò)投光用光纖3而被導(dǎo)入到投光部39。被導(dǎo)入到投光部39的白色光經(jīng)由在投光部39所設(shè)置的聚光透鏡(省略圖示)而被照射至測(cè)量對(duì)象膜23。透射了測(cè)量對(duì)象膜23的光入射至受光部41，通過(guò)受光用光纖9而被導(dǎo)入到分光器
11。分光器11對(duì)來(lái)自受光用光纖9的光進(jìn)行分光從而獲得反射分光光譜，將其變換為電信號(hào)進(jìn)行輸出。運(yùn)算部13基于來(lái)自分光器11的電信號(hào)，對(duì)測(cè)量對(duì)象膜23的膜厚進(jìn)行運(yùn)算。圖17是用于說(shuō)明該實(shí)施例中共同焦點(diǎn)位置發(fā)生變化的情況的示意圖。參照?qǐng)D16及圖17說(shuō)明該情況。焦點(diǎn)位置掃描部43保持投光部39與受光部41的距離及角度，并且使投光部39及受光部41相對(duì)于測(cè)量對(duì)象膜23進(jìn)行移動(dòng)。由此，作為從投光部39照射的光的焦點(diǎn)位置、且入射至受光部41的光的焦點(diǎn)位置的共同焦點(diǎn)位置在規(guī)定范圍內(nèi)被掃描。例如，焦點(diǎn)位置掃描部43使投光部39及受光部41在與從投光部39照射的光及入射至受光部41的光的光軸平行的方向上移動(dòng)。如圖16所示，從投光部39照射的光及入射至受光部41的光的焦點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)位置而移動(dòng)，共同焦點(diǎn)位置發(fā)生變化。從投光部39照射的光及入射至受光部41的光的焦點(diǎn)處于測(cè)量對(duì)象膜23的附近時(shí)，對(duì)受光部41入射適當(dāng)?shù)姆瓷涔狻Ｒ陨?，說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，但材料、形狀、配置、尺寸等僅是一例，本發(fā)明并不限定于此，可以在權(quán)利要求書(shū)所記載的本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種的變更。
權(quán)利要求
1.一種干涉式膜厚計(jì)，具備 投光部，其將來(lái)自光源的光照射至測(cè)量對(duì)象膜； 受光部，其對(duì)來(lái)自所述測(cè)量對(duì)象膜的反射光或者透射光進(jìn)行受光； 焦點(diǎn)位置掃描部，其使共同焦點(diǎn)位置在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，該共同焦點(diǎn)位置是被所述投光部照射的光的焦點(diǎn)位置、并且也是入射至所述受光部的光的焦點(diǎn)位置， 分光數(shù)據(jù)獲取部，其獲取所述受光部所接收的光的分光光譜數(shù)據(jù)； 能譜算出部，其基于所述分光光譜數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算能譜； 膜厚算出部，其基于所述能譜的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象膜的膜厚；和數(shù)據(jù)提取部，其針對(duì)所述分光光譜數(shù)據(jù)或者所述能譜的數(shù)據(jù)或者所述分光光譜數(shù)據(jù)和所述能譜的數(shù)據(jù)這兩者設(shè)置閾值，提取所述閾值以上的數(shù)據(jù)， 所述膜厚算出部輸出與所述數(shù)據(jù)提取部所提取的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的膜厚數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述投光部及所述受光部由使來(lái)自所述光源的光照射至所述測(cè)量對(duì)象膜并且接收來(lái)自所述測(cè)量對(duì)象膜的反射光的投受光部構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述焦點(diǎn)位置掃描部在所述投受光部與所述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路依次插入厚度或者折射率或者厚度和折射率這兩者互相不同的多個(gè)透明平行平板，來(lái)改變所述共同焦點(diǎn)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述焦點(diǎn)位置掃描部通過(guò)使在所述投受光部與所述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路所配置的反射鏡進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由此改變所述共同焦點(diǎn)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述焦點(diǎn)位置掃描部在所述反射鏡與所述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路依次插入厚度或者折射率或者厚度和折射率這兩者互相不同的多個(gè)透明平行平板，來(lái)改變所述共同焦點(diǎn)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述焦點(diǎn)位置掃描部通過(guò)使在所述投受光部與所述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路所配置的透明平行平板進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得來(lái)自入射至所述投受光部的光的焦點(diǎn)的光的光軸與所述透明平行平板所形成的角度發(fā)生變化，由此改變所述共同焦點(diǎn)位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述焦點(diǎn)位置掃描部使在所述投受光部與所述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路中互相平行配置的一對(duì)反射鏡聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，由此改變所述共同焦點(diǎn)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述焦點(diǎn)位置掃描部在所述投受光部與所述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路中依次插入焦點(diǎn)距離互相不同的多個(gè)透鏡，來(lái)改變所述共同焦點(diǎn)位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述焦點(diǎn)位置掃描部在所述投受光部與所述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路中依次插入楔角或者傾斜面的配置方向或者楔角和傾斜面的配置方向這兩者互相不同的多個(gè)楔形基板，來(lái)改變所述共同焦點(diǎn)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述焦點(diǎn)位置掃描部具備在所述投受光部與所述測(cè)量對(duì)象膜之間的光路中所配置的2個(gè)楔形基板， 所述2個(gè)楔形基板具有相同的楔角、且傾斜面對(duì)置配置， 所述焦點(diǎn)位置掃描部按照位于所述光路的所述2個(gè)楔形基板的合計(jì)厚度發(fā)生變化的方式移動(dòng)，來(lái)改變所述共同焦點(diǎn)位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述投光部和所述受光部被配置在夾著所述測(cè)量對(duì)象膜的位置， 所述受光部對(duì)來(lái)自所述測(cè)量對(duì)象膜的透射光進(jìn)行受光， 所述焦點(diǎn)位置掃描部保持所述投光部與所述受光部的距離及角度并且使所述投光部及所述受光部相對(duì)于所述測(cè)量對(duì)象膜進(jìn)行移動(dòng)，以改變所述共同焦點(diǎn)位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11任一項(xiàng)所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)提取部針對(duì)所述分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度設(shè)置所述閾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 11任一項(xiàng)所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)提取部針對(duì)所述分光光譜數(shù)據(jù)中的受光強(qiáng)度的最大值與最小值之差設(shè)置所述閾值。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 11任一項(xiàng)所述的干涉式膜厚計(jì)，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)提取部針對(duì)所述能譜的數(shù)據(jù)中的峰值高度設(shè)置所述閾值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠在在線(xiàn)式測(cè)量中進(jìn)行穩(wěn)定的測(cè)量的干涉式膜厚計(jì)。該干涉式膜厚計(jì)設(shè)置有焦點(diǎn)位置掃描部(7)，該焦點(diǎn)位置掃描部(7)使作為從投受光探頭(5)照射的光的焦點(diǎn)位置、且入射至投受光探頭(5)的光的焦點(diǎn)位置的共同焦點(diǎn)位置在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行掃描。運(yùn)算部(13)具備分光數(shù)據(jù)獲取部(15)，其獲取投受光探頭(5)所接收的光的分光光譜數(shù)據(jù)；能譜算出部(17)，其基于分光光譜數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算能譜；膜厚算出部(19)，其基于能譜的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算測(cè)量對(duì)象膜(23)的膜厚；和數(shù)據(jù)提取部(21)，其針對(duì)分光光譜數(shù)據(jù)或能譜的數(shù)據(jù)或者這兩者設(shè)置閾值，對(duì)閾值以上的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取。膜厚算出部(19)輸出與數(shù)據(jù)提取部(21)所提取的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的膜厚數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01B11/06GK103063149SQ201210394819
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者中谷貴之, 橫田博 申請(qǐng)人:倉(cāng)敷紡織株式會(huì)社