特許 6402272 厚み測定装置及び厚み測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6402272

(24)【登録日】2018年9月14日

(45)【発行日】2018年10月10日

(54)【発明の名称】厚み測定装置及び厚み測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/08 20060101AFI20181001BHJP

   G01B 11/06 20060101ALI20181001BHJP

【ＦＩ】

   G01B21/08

   G01B11/06 G

【請求項の数】18

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-96408(P2018-96408)

(22)【出願日】2018年5月18日

【審査請求日】2018年5月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000206967

【氏名又は名称】大塚電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森本 晃一

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 勇貴

(72)【発明者】

【氏名】秋山 薫

【審査官】 池田 剛志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２５８０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０６５７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１１８２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０９９８７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−２８９６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６７１０８９０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２５２３４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ７／００− ７／３４

１１／００−１１／３０

２１／００−２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象の表面までの距離に関する第１の測定信号を出力する第１のプローブと、
前記第１のプローブと対向して配置され、前記測定対象の裏面までの距離に関する第２
の測定信号を出力する第２のプローブと、
前記第１の測定信号と前記第２の測定信号を用いて、前記第１のプローブと前記第２の
プローブとの間に前記測定対象として配置された未知の厚みを有する測定試料の厚みを算
出する演算部と、を含み、
前記演算部は、
前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間において、前記測定対象として既知の
厚みを有する基準試料が配置された状態において、前記第１の測定信号に基づき第１の距
離を算出し、前記第２の測定信号に基づき第２の距離を算出し、
前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間において、前記測定対象として前記測
定試料が配置された状態において、前記第１の測定信号に基づき第３の距離を算出し、前
記第２の測定信号に基づき第４の距離を算出し、
前記基準試料の厚み、前記第１の距離、及び前記第２の距離を加算要素とし、前記第３
の距離、及び前記第４の距離を減算要素として、前記測定試料の厚みを算出し、
前記第２の測定信号に基づき算出された前記測定対象の裏面までの距離、又は前記第１の測定信号に基づき算出された前記測定対象の表面までの距離に応じて、測定位置が、前記基準試料が配置された領域と、前記測定試料が配置された領域のいずれであるかを判別する、
厚み測定装置。

【請求項2】

前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間に配置された基板載置台を更に含み、
前記基板載置台は、
前記基準試料が配置される第１の領域と、
前記測定試料が配置される第２の領域と、を含み、
前記第１のプローブと前記第２のプローブとを含むプローブ体と、前記基板載置台と、
の少なくともいずれか一方の位置を変化させることにより、前記測定位置を前記第１の領域と前記第２の領域とで切り替える、
請求項１に記載の厚み測定装置。

【請求項3】

前記演算部は、
前記第２の測定信号に基づき算出された前記測定対象の裏面までの距離に応じて、前記
測定位置が前記第１の領域と前記第２の領域のいずれであるかを判別する、
請求項２に記載の厚み測定装置。

【請求項4】

前記測定試料と前記基準試料とは、前記基板載置台に載置され、
前記第１の領域における前記基準試料の載置面の高さと、
前記第２の領域における前記測定試料の載置面の高さと、が異なる、
請求項３に記載の厚み測定装置。

【請求項5】

前記第１の領域に設けられた貫通孔内において、前記基準試料の少なくとも一部が保持
される、
請求項３に記載の厚み測定装置。

【請求項6】

前記第１の領域において、前記基準試料の少なくとも一部が、前記基板載置台の裏面か
ら突出する、
請求項３に記載の厚み測定装置。

【請求項7】

前記演算部は、
前記第１の測定信号に基づき算出された前記測定対象の表面までの距離に応じて、前記
測定位置が前記第１の領域と前記第２の領域のいずれであるかを判別する、
請求項２に記載の厚み測定装置。

【請求項8】

前記測定試料と前記基準試料とは、前記基板載置台に載置され、
前記第１の領域における前記基準試料の載置面の高さから、
前記第２の領域における前記測定試料の載置面の高さを減算した差分が、
前記測定試料の厚みよりも大きい、
請求項７に記載の厚み測定装置。

【請求項9】

前記測定試料と前記基準試料とは、前記基板載置台に載置され、
前記第２の領域における前記測定試料の載置面の高さから、
前記第１の領域における前記基準試料の載置面の高さを減算した差分が、
前記基準試料の厚みよりも大きい、
請求項７に記載の厚み測定装置。

【請求項10】

前記第１の領域に設けられた貫通孔内において、前記基準試料の表面が配置される、
請求項７に記載の厚み測定装置。

【請求項11】

前記基準試料の厚みと前記測定試料の厚みとの差が、
温度状態に応じた前記測定試料の厚みの変化量よりも大きい、
請求項７に記載の厚み測定装置。

【請求項12】

前記測定試料は第１の方向に延伸するシート状の試料であり、
前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間に配置された基板載置台を更に含み、
前記基板載置台は、前記基準試料が載置される第１の領域を含み、
前記第１のプローブと前記第２のプローブとを含むプローブ体の位置を、前記第１の領
域から前記測定試料まで、前記第１の方向に交差する第２の方向に移動させることにより
、前記測定対象を切り替える、
請求項１に記載の厚み測定装置。

【請求項13】

前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間に配置された基板載置台を更に含み、
前記基準試料が、第１の厚みを有する第１の基準試料と、前記第１の厚みとは異なる第
２の厚みを有する第２の基準試料と、を含み、
前記第１の基準試料及び前記第２の基準試料が、前記基板載置台の載置面に載置され、
前記測定試料の厚みがとりうる範囲に応じて、
前記第１のプローブと、前記第２のプローブと、の少なくともいずれか一方を、前記載
置面に交差する方向に移動させるとともに、
前記第１のプローブと前記第２のプローブとを含むプローブ体と、前記基板載置台と、
の少なくともいずれか一方を、前記載置面の面方向に移動させ、前記測定対象を第１の基
準試料と前記第２の基準試料とで切り替える、
請求項１に記載の厚み測定装置。

【請求項14】

前記第１の基準試料と、前記第２の基準試料と、が一体に構成された、
請求項１３に記載の厚み測定装置。

【請求項15】

測定対象の表面までの距離に関する第１の測定信号を出力する第１のプローブと、前記
第１のプローブと対向して配置され、前記測定対象の裏面までの距離に関する第２の測定
信号を出力する第２のプローブと、を含む厚み測定装置を用いた厚み測定方法であって、
前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間において、前記測定対象として既知の
厚みを有する基準試料が配置された状態において、前記第１の測定信号に基づき第１の距
離を算出し、前記第２の測定信号に基づき第２の距離を算出し、
前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間において、前記測定対象として未知の
厚みを有する測定試料が配置された状態において、前記第１の測定信号に基づき第３の距
離を算出し、前記第２の測定信号に基づき第４の距離を算出し、
前記基準試料の厚み、前記第１の距離、及び前記第２の距離を加算要素とし、前記第３
の距離、及び前記第４の距離を減算要素として、前記測定試料の厚みを算出し、
前記第２の測定信号に基づき算出された前記測定対象の裏面までの距離、又は前記第１の測定信号に基づき算出された前記測定対象の表面までの距離に応じて、測定位置が、前記基準試料が配置された領域と、前記測定試料が配置された領域のいずれであるかを判別する、
厚み測定方法。

【請求項16】

前記厚み測定装置は、前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間に配置された基
板載置台を更に含み、
前記基板載置台は、前記基準試料が配置される第１の領域と、前記測定試料が配置され
る第２の領域と、を含み、
前記第１のプローブと前記第２のプローブとを含むプローブ体と、前記基板載置台と、
の少なくともいずれか一方の位置を変化させることにより、前記測定位置を前記第１の領域と前記第２の領域とで切り替える、
請求項１５に記載の厚み測定方法。

【請求項17】

前記第２の測定信号に基づき算出された前記測定対象の裏面までの距離に応じて、前記
測定位置が前記第１の領域と前記第２の領域のいずれであるかを判別する、
請求項１６に記載の厚み測定方法。

【請求項18】

前記第１の測定信号に基づき算出された前記測定対象の表面までの距離に応じて、前記
測定位置が前記第１の領域と前記第２の領域のいずれであるかを判別する、
請求項１６に記載の厚み測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、厚み測定装置及び厚み測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば下記特許文献１においては、第１のプローブと、第２のプローブと、分光部と、光源と、光学系と、演算部と、を備える厚み測定装置が開示されている。第１のプローブは、第１のレンズと、第１の参照面と、を有する。第２のプローブは、第２のレンズと、第２の参照面と、を有する。

【0003】

演算部は、第１の参照面から第１のレンズへの反射光、及び第１の参照面を経由した第２の参照面から第１のレンズへの反射光の干渉、ならびに第２の参照面から第２のレンズへの反射光、および第２の参照面を経由した第１の参照面から第２のレンズへの反射光の干渉に基づくピークの位置から面間距離を算出する。

【0004】

また、演算部は、分光部による分光結果に基づいて、第１の参照面と測定試料との第１の距離、及び第２の参照面と測定試料との第２の距離を算出する。

【0005】

そして、演算部は、両面距離から、第１の距離、第２の距離を減算することにより、試料の厚みを算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１７−１３３８６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、従来の厚み測定装置では、測定精度の向上が課題となっていた。即ち、上記従来の構成においては、両面距離を算出する際に、第１のプローブから照射される光と、第２のプローブから照射される光とが互いに干渉してしまう。そのため、その測定精度の向上が課題となっていた。

【0008】

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、一対のプローブ間に配置された基板の厚みを測定する厚み測定装置において、その測定精度の向上を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本開示に係る厚み測定装置は、測定対象の表面までの距離に関する第１の測定信号を出力する第１のプローブと、前記第１のプローブと対向して配置され、前記測定対象の裏面までの距離に関する第２の測定信号を出力する第２のプローブと、前記第１の測定信号と前記第２の測定信号を用いて、前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間に前記測定対象として配置された未知の厚みを有する測定試料の厚みを算出する演算部と、を含み、前記演算部は、前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間において、前記測定対象として既知の厚みを有する基準試料が配置された状態において、前記第１の測定信号に基づき第１の距離を算出し、前記第２の測定信号に基づき第２の距離を算出し、前記第１のプローブと前記第２のプローブとの間において、前記測定対象として前記測定試料が配置された状態において、前記第１の測定信号に基づき第３の距離を算出し、前記第２の測定信号に基づき第４の距離を算出し、前記基準試料の厚み、前記第１の距離、及び前記第２の距離を加算要素とし、前記第３の距離、及び前記第４の距離を減算要素として、前記測定試料の厚みを算出する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は第１の実施形態の厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図2】図２は第１の実施形態の厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図3】図３は第１の実施形態の第２の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図4】図４は第１の実施形態の第２の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図5】図５は第１の実施形態の第３の実施例、及び第６の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図6】図６は第１の実施形態の第３の実施例、及び第６の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図7】図７は第１の実施形態の第４の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図8】図８は第１の実施形態の第４の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図9】図９は第１の実施形態の第５の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図10】図１０は第１の実施形態の第５の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図11】図１１は第１の実施形態の第７の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図12】図１２は第１の実施形態の第７の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図13】図１３は第１の実施形態の第８の実施例に係る厚み測定装置の概略構成を示す模式図である。

【図14】図１４は第１の実施形態の他の実施例にかかる厚み測定装置の一部を示す模式図である。

【図15】図１５は第１の実施形態の他の実施例にかかる厚み測定装置の一部を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［第１の実施形態］
本開示における第１の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。

【0012】

図１は、本実施形態の厚み測定装置１０１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態の厚み測定装置１０１は、測定対象の表面までの距離に関する第１の測定信号を出力する第１のプローブ１と、第１のプローブ１と対向して配置され、測定対象の裏面までの距離に関する第２の測定信号を出力する第２のプローブ２と、を有する。なお、本開示において、測定対象には、未知の厚みｔｘを有し、厚み測定の対象である測定試料１５２と、既知の厚みｔ１を有する基準試料１５１の二つが少なくとも含まれている。

【0013】

第１のプローブ１が出力する第１の測定信号と、第２のプローブ２が出力する第２の測定信号は、演算部６へと伝達される。演算部６は、第１の測定信号と第２の測定信号を用いて、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間に、測定対象として配置された測定試料１５２の厚みｔｘを算出する。

【0014】

以下、演算部６による厚み測定の具体例について説明する。

【0015】

まず、図１に示すように、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間に、測定対象として基準試料１５１が配置された状態において、第１のプローブ１を用いた距離測定を行う。この測定により、第１のプローブ１は、第１のプローブ１が有する第１の参照面１Ａから基準試料１５１の表面までの距離に関する第１の測定信号を出力する。第１の測定信号とは、例えば第１のプローブ１において受光された、測定対象の表面からの反射光、及び第１のプローブ１が有する第１の参照面１Ａからの反射光である。演算部６は、この第１の測定信号に基づき、第１のプローブ１が有する第１の参照面１Ａから基準試料１５１の表面までの距離である第１の距離ｄ１を算出する。なお、第１の測定信号を用いて、第１の参照面１Ａから測定対象の表面までの距離を測定する方法としては、例えば、特開２０１７−１３３８６９号公報に記載された方法を用いることが可能である。

【0016】

また、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間に、測定対象として基準試料１５１が配置された状態において、第２のプローブ２を用いた距離測定を行う。この測定により、第２のプローブ２は、第２のプローブ２が有する第２の参照面２Ａから基準試料１５１の裏面までの距離に関する第２の測定信号を出力する。第２の測定信号とは、例えば第２のプローブ２において受光された、測定対象の裏面からの反射光、及び第２のプローブ２が有する第２の参照面２Ａからの反射光である。演算部６は、この第２の測定信号に基づき、第２のプローブ２が有する第２の参照面２Ａから基準試料１５１の裏面までの距離である第２の距離ｄ２を算出する。なお、第２の測定信号を用いて、第２の参照面２Ａから測定対象の裏面までの距離を測定する方法としては、例えば、特開２０１７−１３３８６９号公報に記載された方法を用いることが可能である。

【0017】

次に、図２に示すように、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間に、測定対象として測定試料１５２が配置された状態において、第１のプローブ１を用いた距離測定を行う。この測定により、第１のプローブ１は、第１の参照面１Ａから測定試料１５２の表面までの距離に関する第１の測定信号を出力する。演算部６は、この第１の測定信号に基づき、第１のプローブ１が有する第１の参照面１Ａから測定試料１５２の表面までの距離である第３の距離ｄ３を算出する。

【0018】

また、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間に、測定対象として測定試料１５２が配置された状態において、第２のプローブ２を用いた距離測定を行う。この測定により、第２のプローブ２は、第２の参照面２Ａから測定試料１５２の裏面までの距離に関する第２の測定信号を出力する。演算部６は、この第２の測定信号に基づき、第２のプローブ２が有する第２の参照面２Ａから基準試料１５１の裏面までの距離である第４の距離ｄ４を算出する。

【0019】

その後、演算部６は、基準試料１５１の厚みｔ１、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２、第３の距離ｄ３、及び第４の距離ｄ４を用いて、測定試料１５２の厚みｔｘを算出する。具体例としては、厚みｔ１、第１の距離ｄ１、及び第２の距離ｄ２の和を算出することにより、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間の距離ｄallを算出する。そして、この距離ｄallから、第３の距離ｄ３、及び第４の距離ｄ４を減算することにより、測定試料１５２の厚みｔｘを算出することができる。

【0020】

なお、この算出方法は、上述したものに限定されない。例えば、距離ｄallを算出せずに、厚みｔ１、第１の距離ｄ１、及び第２の距離ｄ２の和から、直接、第３の距離ｄ３、及び第４の距離ｄ４を減算する方法としてもよい。

【0021】

なお、本発明における測定試料１５２の厚みｔｘの算出方法としては、基準試料１５１の厚みｔ１、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２を加算要素とし、第３の距離ｄ３、第４の距離ｄ４を減算要素として、測定試料１５２の厚みｔｘを算出する方法であれば、各要素の加算、減算の順序は問わない。即ち、上述した例においては、先に第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２を測定し、その後、第３の距離ｄ３、第４の距離ｄ４を測定する例を示したが、本発明は、この測定方法に限定されず、先に第３の距離ｄ３、第４の距離ｄ４を測定し、その後、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２を測定し、各要素の加算、減算を行って、測定試料１５２の厚みｔｘを算出してもよい。

【0022】

このような厚み測定装置１０１を用いた厚み測定方法により、測定精度の向上を図ることが可能となる。即ち、上記厚み測定方法によれば、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間の距離ｄallを実測する必要がないため、第１のプローブ１から照射される光と、第２のプローブ２から照射される光とが互いに干渉することによる誤差が生じない。そのため、高い測定精度を得ることができる。

【0023】

また、温度条件など、厚み測定装置１０１が属する環境条件によって、第１のプローブ１と第２のプローブ２と間の距離ｄallが増減する可能性がある。その場合であっても、上記測定方法によれば、測定結果に与えられる影響を小さくすることができる。例えば、測定対象として基準試料１５１が配置された状態において測定された第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２が、実際よりも大きく測定されるような環境下においては、測定対象として測定試料１５２が配置された状態において測定される第３の距離ｄ３、第４の距離ｄ４も、実際よりも大きく測定される。そのため、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２を含む距離ｄallから、第３の距離ｄ３、第４の距離ｄ４を減算する際に、それぞれの誤差が相殺される。そのため、環境条件によって、第１のプローブ１と第２のプローブ２と間の距離ｄallが増減する場合であっても、上記測定方法によれば、測定結果に与えられる影響を小さくすることができる。

【0024】

以下、より具体的な実施例について説明する。

【0025】

図１、図２に示すように、本実施形態に係る厚み測定装置１０１は、上述した構成の他に、光源４、光学系５、分光部３、基板載置台７、筐体８などを備える。

【0026】

光学系５は、光ファイバ３１、３２、３３、３４、及びファイバジャンクション３５を含む。光源４によって出力された光は、光ファイバ３４を介してファイバジャンクション３５へ伝送され、ファイバジャンクション３５において分配される。分配された光の一方は、光ファイバ３１を介して第１のプローブ１へ伝送され、他方は、光ファイバ３２を介して第２のプローブ２へ伝送される。そして、第１のプローブ１により、第１の測定信号が出力され、第２のプローブ２により、第２の測定信号が出力されると、第１の測定信号、及び第２の測定信号は、光ファイバ３１、３２、ファイバジャンクション３５、光ファイバ３３を介して分光部３へ伝送される。なお、本実施形態においては、第１の測定信号は、第１のプローブ１において受光された、測定対象の表面からの反射光、及び第１のプローブ１が有する第１の参照面１Ａからの反射光である。また、本実施形態において、第２の測定信号は、第２のプローブ２において受光された、測定対象の裏面からの反射光、及び第２のプローブ２が有する第２の参照面２Ａからの反射光である。

【0027】

分光部３は、分光器４１とデータ生成部４２とを含む。分光器４１は、回折格子、及び一次元イメージセンサを含む。光ファイバ３３によって伝送された第１の反射光、第２の反射光は、回折格子によって回折され、一次元イメージセンサに照射される。

【0028】

一次元イメージセンサは、回折格子により回折された第１の反射光、第２の反射光を光電変換することにより、各反射光の波長ごとの強度に応じた電荷を蓄積する。

【0029】

データ生成部４２は、一次元イメージセンサにおいて所定のゲート時間蓄積された波長ごとの電荷を取得することにより、波長ごとの強度を示す信号を生成し、生成した信号を演算部６へ出力する。

【0030】

演算部６は、データ生成部４２から信号を受けると、受けた信号の示す波長ごとの強度を波長ごとの反射率に変換する。

【0031】

演算部６は、例えば、分光器４１に光が入らないようにした状態においてデータ生成部４２から受けた信号が示す波長ごとの強度を、ダークスペクトルデータとして保持している。

【0032】

また、演算部６は、例えば、アルミ板等の参照物が、第１のプローブ１と第２のプローブ２の間に設けられている状態において、データ生成部４２から受けた信号の示す波長ごとの強度に対して、ダークスペクトルデータに含まれる波長ごとの強度をそれぞれ差し引いた波長ごとの強度を、参照スペクトルデータとして保持している。

【0033】

演算部６は、測定対象（測定試料１５２又は基準試料１５１）が第１のプローブ１、及び第２のプローブ２の間に設けられている状態において、データ生成部４２から受けた信号が示す波長ごとの強度に対して、ダークスペクトルデータに含まれる波長ごとの強度をそれぞれ差し引いた後、参照スペクトルデータに含まれる波長ごとの強度でそれぞれ除することにより、波長ごとの反射率を含む反射スペクトルデータを生成する。

【0034】

演算部６は、生成した反射スペクトルデータをフーリエ変換することにより空間周波数ごとのパワースペクトル強度を算出する。そして、演算部６は、空間周波数を厚さに換算することにより、パワースペクトルを生成する。

【0035】

演算部６は、パワースペクトルを参照し、測定対象の表面からの反射光、及び第１のプローブが有する第１の参照面１Ａからの反射光の干渉に基づくピーク位置から、第１のプローブ１の第１の参照面１Ａから、測定対象の表面までの距離を算出する。また、演算部６は、パワースペクトルを参照し、測定対象の裏面からの反射光、及び第２のプローブ２が有する第２の参照面２Ａからの反射光の干渉に基づくピーク位置から、第２のプローブ２の第２の参照面２Ａから、測定対象の裏面までの距離を算出する。

【0036】

本実施形態においては、基板載置台７は、基準試料１５１が配置される第１の領域Ａ１と、測定試料１５２が配置される第２の領域Ａ２と、を備えており、基板載置台７は、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動することが可能な構成となっている。第１の領域Ａ１には第１の貫通孔７１が、第２の領域Ａ２には第２の貫通孔７２が設けられている。第１の貫通孔７１からは基準試料１５１の裏面が露出し、第２のプローブ２から照射された光が、基準試料１５１の裏面に到達する構成となっている。同様に、第２の貫通孔７２からは測定試料１５２の裏面が露出し、第２のプローブ２から照射された光が、測定試料１５２の裏面に到達する構成となっている。

【0037】

図１に示すように、基準試料１５１が配置される第１の領域Ａ１が、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間に配置された時、演算部６は、上述した第１の距離ｄ１と第２の距離ｄ２とを測定し、基準試料の厚みｔ１に、測定した第１の距離ｄ１と第２の距離ｄ２とを加算して、距離ｄallを算出する第１の測定モードを実行する。

【0038】

一方、図２に示すように、測定試料１５２が配置される第２の領域Ａ２が第１のプローブ１と第２のプローブ２との間に配置された時、演算部６は、上述した第３の距離ｄ３と第４の距離ｄ４とを測定し、距離ｄallから、測定した第３の距離ｄ３と第４の距離ｄ４を減算して、測定試料１５２の厚みｔｘを測定する第２の測定モードを実行する。

【0039】

なお、第１の測定モードにおいて、上述した距離ｄallを算出せず、第１の距離ｄ１と第２の距離ｄ２の値のみを記憶しておき、第２の測定モードにおいて、基準試料１５１の厚みｔ１に、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２を加算し、第３の距離ｄ３、第４の距離ｄ４を減算して、測定試料１５２の厚みｔｘを算出してもよい。また、先に第２の測定モードを実行し、第３の距離ｄ３、第４の距離ｄ４を記憶しておき、その後、第１の測定モードにおいて、基準試料１５１の厚みｔ１、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２を加算要素とし、第３の距離ｄ３、第４の距離ｄ４を減算要素として、測定試料１５２の厚みｔｘを算出してもよい。

【0040】

この演算部６における第１の測定モードと第２の測定モードとの切り替え方法について、以下、具体例を挙げて説明する。
（第１の実施例）

【0041】

筐体８は、図２に示すように、測定試料１５２の厚みｔｘを測定する第２の測定モードにおいて、上述した第１のプローブ１、第２のプローブ２、分光部３、演算部６、光源４、及び基板載置台７をその中に収容する。なお、演算部６が筐体８の外部に配置され、第１のプローブ１からの第１の測定信号、及び第２のプローブ２からの第２の測定信号が、筐体８の外部に配置された演算部６に対し、ネットワークを介して通信される構成としても構わない。

【0042】

筐体８には、シャッター８１が取り付けられており、また、シャッター８１と筐体８とのヒンジ部には、開閉センサ（図示せず）が取り付けられている。図１に示すように、測定試料１５２を取り換える際には、シャッター８１を開き、基板載置台７がシャッター８１の開口から外に出る構成としている。その際、基板載置台７の移動により、基準試料１５１が配置される第１の領域Ａ１が、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間に配置される。また、シャッター８１が開閉を検知した開閉センサが、有線、又は無線のネットワークを介して演算部６に検知信号を送信する。演算部６は、この検知信号をトリガーとし、第１の測定モードと、第２の測定モードとの切り替えを行うことができる。
（第２の実施例）

【0043】

以下、第２の実施例以降では、第１の実施例で用いた開閉センサを設けることなく、演算部６が、第１の測定モードと第２の測定モードとを切り替える例について説明する。

【0044】

第２の実施例においては、演算部６が、第２の測定信号に基づき算出された測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別する。

【0045】

図３、図４に示すように、第２の実施例においては、第２の領域Ａ２における測定試料１５２の載置面の高さと、第１の領域Ａ１における基準試料１５１の載置面の高さと、が異なる構成としている。なお、図３、図４に示す例においては、基準試料１５１の載置面の高さが、測定試料１５２の載置面の高さよりも低い例を示しているが、基準試料１５１の載置面の高さが、測定試料１５２の載置面の高さよりも高い構成としても構わない。

【0046】

このように、第２の領域Ａ２における測定試料１５２の載置面の高さと、第１の領域Ａ１における基準試料１５１の載置面の高さと、を異ならせることにより、演算部６が、第２の測定信号に基づく測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別することが可能となる。

【0047】

測定対象の切り替えは、第１のプローブ１と第２のプローブ２とを含むプローブ体と、基板載置台７との相対位置を変化させることにより行う。第２の実施例においては、図３、図４に示すように、基板載置台７を、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に略平行な方向に移動させ、第１のプローブ１と第２のプローブ２の間に配置される測定対象を、基準試料１５１と、測定試料１５２とで切り替える。プローブ体と、基板載置台７との相対位置を変化させている間、演算部６は、第２のプローブ２からの第２の測定信号を複数の位置で取得する。そして、演算部６が、第２のプローブ２から測定対象の裏面までの距離が短くなったことを認識した場合は、図３に示すように、測定位置が、基準試料１５１が配置された第１の領域Ａ１にあると判断し、演算部６は、第１の測定モードを実行する。一方、演算部６が、第２のプローブ２から測定対象の裏面までの距離が長くなったことを認識した場合は、図４に示すように、測定位置が、測定試料１５２が配置された第２の領域Ａ２にあると判断し、演算部６は、第２の測定モードを実行する。

【0048】

他の例としては、演算部６が記憶部を備えており、予め、記憶部が、第２の距離ｄ２と第４の距離ｄ４とがとりうるおよその範囲を予測値として記憶している構成としてもよい。そして、第２のプローブ２からの第２の測定信号に基づき、演算部６が算出した値が、記憶していた第２の距離ｄ２の予測値に近い場合、演算部６は、図３に示すように、測定位置が、基準試料１５１が配置された第１の領域Ａ１にあると判断し、第１の測定モードを実行する。また、第２のプローブ２からの第２の測定信号に基づき、演算部６が算出した値が、第４の距離ｄ４の予測値に近い場合、演算部６は、図４に示すように、測定位置が、測定試料１５２が配置された第２の領域Ａ２にあると判断し、第２の測定モードを実行する構成としてもよい。なお、演算部６が上述した記憶部を備えずに、演算部６が、第２の距離ｄ２、第４の距離ｄ４がとりうるおよその範囲を予測値として記憶するサーバと通信可能な構成としてもよい。

【0049】

なお、図３、図４においては、基板載置台７が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成を例に挙げて説明したが、第１のプローブ１と第２のプローブ２とを含むプローブ体が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成としても構わない。即ち、基板載置台７の位置を固定し、プローブ体が、測定対象の載置面に対して略平行に移動する構成とすることにより、演算部６が、第２の測定信号に基づく測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別する構成としても構わない。
（第３の実施例）

【0050】

第３の実施例においても、第２の実施例と同様に、演算部６が、第２の測定信号に基づき算出された測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別する。

【0051】

図５、図６に示すように、第３の実施例においては、第１の領域Ａ１に設けられた第１の貫通孔７１内において、基準試料１５１の少なくとも一部が保持される構成としている。なお、図５、図６に示す例においては、基準試料１５１の全部が、第１の貫通孔７１内において保持される構成を例示しているが、基準試料１５１の一部のみが、第１の貫通孔７１内において保持され、他部が、基板載置台７の表面側、裏面側の少なくとも一方から突出する構成としてもよい。

【0052】

このように、第１の領域Ａ１に設けられた第１の貫通孔７１内において、基準試料１５１の少なくとも一部が保持される構成とすることにより、演算部６が、第２の測定信号に基づく測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別することが可能となる。即ち、図５、図６に示す例においては、第２のプローブ２から基準試料１５１の裏面までの距離は、第２のプローブ２から測定試料１５２の裏面までの距離よりも小さくなっている。この距離関係を利用して、演算部６が、第２の測定信号に基づく測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別することが可能となる。

【0053】

第３の実施例においては、図５、図６に示すように、基板載置台７を、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に略平行な方向に移動させ、プローブ体と、基板載置台７との相対位置を変化させている間、演算部６は、第２のプローブ２からの第２の測定信号を複数の位置で取得する。演算部６が、第２のプローブ２から測定対象の裏面までの距離が短くなったことを認識した場合は、図５に示すように、測定位置が、基準試料１５１が配置された第１の領域Ａ１にあると判断し、演算部６は、第１の測定モードを実行する。一方、演算部６が、第２のプローブ２から測定対象の裏面までの距離が長くなったことを認識した場合は、図６に示すように、測定位置が、測定試料１５２が配置された第２の領域Ａ２にあると判断し、演算部６は、第２の測定モードを実行する。

【0054】

他の例としては、演算部６が記憶部を備えており、予め、記憶部が、第２の距離ｄ２と第４の距離ｄ４とがとりうるおよその範囲を予測値として記憶している構成としてもよい。そして、第２のプローブ２からの第２の測定信号に基づき演算部６が算出した値が、記憶していた第２の距離ｄ２の予測値に近い場合、演算部６は、第１の測定モードを実行し、第４の距離ｄ４の予測値に近い場合、演算部６は、第２の測定モードを実行する構成としてもよい。なお、演算部６が上述した記憶部を備えずに、演算部６が、第２の距離ｄ２、第４の距離ｄ４がとりうるおよその範囲を予測値として記憶するサーバと通信可能な構成としてもよい。

【0055】

なお、図５、図６においては、基板載置台７が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成を例に挙げて説明したが、第１のプローブ１と第２のプローブ２とを含むプローブ体が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成としても構わない。
（第４の実施例）

【0056】

第４の実施例においても、第２の実施例、第３の実施例と同様に、演算部６が、第２の測定信号に基づく測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別する。

【0057】

図７、図８に示すように、第４の実施例においては、基準試料１５１の少なくとも一部が、基板載置台７の裏面から突出する構成としている。図７、図８においては、基準試料１５１の全部が、基板載置台７の裏面側において保持されている構成を例示しているが、基準試料１５１の一部が、基板載置台７の裏面から突出し、他部が、第１の貫通孔７１内に保持される構成としてもよい。あるいは、基準試料１５１が第１の貫通孔７１の長さよりも大きい厚みｔ１を有し、基板載置台７の表面、及び裏面から突出する構成としても構わない。

【0058】

このように、基準試料１５１の少なくとも一部が、基板載置台７の裏面から突出する構成とすることにより、演算部６が、第２の測定信号に基づく測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別することが可能となる。即ち、図７、図８に示す例においては、第２のプローブ２から基準試料１５１の裏面までの距離は、第２のプローブ２から測定試料１５２の裏面までの距離よりも小さくなっている。この距離関係を利用して、演算部６が、第２の測定信号に基づく測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別することが可能となる。

【0059】

第４の実施例においては、図７、図８に示すように、基板載置台７を、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に略平行な方向に移動させ、プローブ体と、基板載置台７との相対位置を変化させている間、演算部６は、第２のプローブ２からの第２の測定信号を複数の位置で取得する。演算部６が、第２のプローブ２から測定対象の裏面までの距離が短くなったことを認識した場合は、図７に示すように、測定位置が、基準試料１５１が配置された第１の領域Ａ１にあると判断し、演算部６は、第１の測定モードを実行する。一方、演算部６が、第２のプローブ２から測定対象の裏面までの距離が長くなったことを認識した場合は、図８に示すように、測定位置が、測定試料１５２が配置された第２の領域Ａ２にあると判断し、演算部６は、第２の測定モードを実行する。

【0060】

他の例としては、演算部６が記憶部を備えており、予め、記憶部が、第２の距離ｄ２と第４の距離ｄ４とがとりうるおよその範囲を予測値として記憶している構成としてもよい。そして、第２のプローブ２からの第２の測定信号に基づき演算部６が算出した値が、記憶していた第２の距離ｄ２の予測値に近い場合、演算部６は、第１の測定モードを実行し、第４の距離ｄ４の予測値に近い場合、演算部６は、第２の測定モードを実行する構成としてもよい。なお、演算部６が上述した記憶部を備えずに、演算部６が、第２の距離ｄ２、第４の距離ｄ４がとりうるおよその範囲を予測値として記憶するサーバと通信可能な構成としてもよい。

【0061】

なお、図７、図８においては、基板載置台７が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成を例に挙げて説明したが、第１のプローブ１と第２のプローブ２とを含むプローブ体が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成としても構わない。
（第５の実施例）

【0062】

第５の実施例においては、演算部６が、第１の測定信号に基づく測定対象の表面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別する。

【0063】

図９、図１０に示すように、第５の実施例においては、第２の領域Ａ２における測定試料１５２の載置面の高さから、第１の領域Ａ１における基準試料１５１の載置面の高さを減算した差分が、基準試料１５１の厚みｔ１よりも大きい構成としている。そのため、第２の領域Ａ２における測定試料１５２の載置面の高さは、基準試料１５１の表面の高さよりも必ず高くなる構成となっている。従って、測定試料１５２の厚みｔｘの値によらず、第１の距離ｄ１は、第３の距離ｄ３よりも大きくなる構成となっている。

【0064】

第５の実施例においては、図９、図１０に示すように、基板載置台７を、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に略平行な方向に移動させ、プローブ体と、基板載置台７との相対位置を変化させている間、演算部６は、第２のプローブ２からの第２の測定信号を複数の位置で取得する。演算部６が、第１のプローブ１から測定対象の表面までの距離が長くなったことを認識した場合は、図９に示すように、測定位置が、基準試料１５１が配置された第１の領域Ａ１にあると判断し、演算部６は、第１の測定モードを実行する。一方、演算部６が、第１のプローブ１から測定対象の表面までの距離が短くなったことを認識した場合は、図１０に示すように、測定位置が、測定試料１５２が配置された第２の領域Ａ２にあると判断し、演算部６は、第２の測定モードを実行する。

【0065】

他の例としては、演算部６が記憶部を備えており、予め、記憶部が、第１の距離ｄ１と第３の距離ｄ３とがとりうるおよその範囲を予測値として記憶している構成としてもよい。そして、第１のプローブ１からの第１の測定信号に基づき、演算部６が算出した値が、記憶していた第１の距離ｄ１の予測値に近い場合、演算部６は、図９に示すように、測定位置が、基準試料１５１が配置された第１の領域Ａ１にあると判断し、演算部６は、第１の測定モードを実行する。また、第１のプローブ１からの第１の測定信号に基づき、演算部６が算出した値が、第３の距離ｄ３の予測値に近い場合、演算部６は、図１０に示すように、測定位置が、測定試料１５２が配置された第２の領域Ａ２にあると判断し、演算部６は、第２の測定モードを実行する構成としてもよい。なお、演算部６が上述した記憶部を備えずに、演算部６が、第１の距離ｄ１、第３の距離ｄ３がとりうるおよその範囲を予測値として記憶するサーバと通信可能な構成としてもよい。

【0066】

なお、図９、図１０においては、基板載置台７が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成を例に挙げて説明したが、第１のプローブ１と第２のプローブ２とを含むプローブ体が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成としても構わない。

【0067】

なお、図９、１０においては、第２の領域Ａ２における測定試料１５２の載置面の高さから、第１の領域Ａ１における基準試料１５１の載置面の高さを減算した差分が、基準試料１５１の厚みｔ１よりも大きい構成した。この構成とは逆に、第１の領域Ａ１における基準試料１５１の載置面の高さから、第２の領域Ａ２における測定試料１５２の載置面の高さを減算した差分が、測定試料１５２の厚みｔｘよりも大きい構成としてもよい。

【0068】

即ち、測定試料１５２の厚みｔｘが、ある程度の範囲内に納まる場合において、その範囲よりも、第２の領域Ａ２における測定試料１５２の載置面の高さから、第１の領域Ａ１における基準試料１５１の載置面の高さを減算した差分が大きい場合には、第１の領域Ａ１における基準試料１５１の載置面の高さは、測定試料１５２の表面の高さよりも必ず高くなる構成となっている。このような構成としても、演算部６が、第１の測定信号に基づく測定対象の表面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別することが可能である。
（第６の実施例）

【0069】

第６の実施例においても、第５の実施例と同様に、演算部６が、第１の測定信号に基づく測定対象の表面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別する。

【0070】

図５、図６に示すように、第６の実施例においては、第１の領域Ａ１に設けられた第１の貫通孔７１内において、基準試料１５１の表面が配置される構成としている。なお、図５、図６に示す例においては、基準試料１５１の全部が、第１の貫通孔７１内において保持される構成を例示しているが、基準試料１５１の表面が、第１の貫通孔７１内に配置され、基準試料１５１の裏面が、基板載置台７の裏面から突出する構成としても構わない。

【0071】

このように、第１の領域Ａ１に設けられた第１の貫通孔７１内において、基準試料１５１の表面が配置される構成とすることにより、演算部６が、第１の測定信号に基づく測定対象の表面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別することが可能となる。即ち、基準試料１５１の表面が第１の貫通孔７１内に配置される構成であれば、基準試料１５１の表面の高さを、意図的に第２の領域Ａ２における測定試料１５２の載置面の高さよりも低く設定することが可能となる。そのため、第１の距離ｄ１が第３の距離ｄ３よりも必ず長くなるように設定することが可能となる。

【0072】

第６の実施例においては、図５、図６に示すように、基板載置台７を、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に略平行な方向に移動させ、プローブ体と、基板載置台７との相対位置を変化させている間、演算部６は、第２のプローブ２からの第２の測定信号を複数の位置で取得する。演算部６が、第１のプローブ１から測定対象の表面までの距離が長くなったことを認識した場合は、図５に示すように、測定位置が、基準試料１５１が配置された第１の領域Ａ１にあると判断し、演算部６は、第１の測定モードを実行する。一方、演算部６が、第１のプローブ１から測定対象の表面までの距離が短くなったことを認識した場合は、図６に示すように、測定位置が、測定試料１５２が配置された第２の領域Ａ２にあると判断し、演算部６は、第２の測定モードを実行する。

【0073】

他の例としては、演算部６が記憶部を備えており、予め、記憶部が、第１の距離ｄ１と第３の距離ｄ３とがとりうるおよその範囲を予測値として記憶している構成としてもよい。そして、第１のプローブ１からの第１の測定信号に基づき演算部６が算出した値が、記憶していた第１の距離ｄ１の予測値に近い場合、演算部６は、第１の測定モードを実行し、第３の距離ｄ３の予測値に近い場合、演算部６は、第２の測定モードを実行する構成としてもよい。なお、演算部６が上述した記憶部を備えずに、演算部６が、第１の距離ｄ１、第３の距離ｄ３がとりうるおよその範囲を予測値として記憶するサーバと通信可能な構成としてもよい。

【0074】

なお、図５、図６においては、基板載置台７が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成を例に挙げて説明したが、第１のプローブ１と第２のプローブ２とを含むプローブ体が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成としても構わない。
（第７の実施例）

【0075】

第７の実施例においても、第５の実施例、第６の実施例と同様に、演算部６が、第１の測定信号に基づく測定対象の表面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別する。

【0076】

図１１、図１２に示すように、第７の実施例においては、基準試料１５１の厚みｔ１と測定試料１５２の厚みｔｘとの差が、温度状態に応じた測定試料１５２の厚みｔｘの変化量よりも大きい構成としている。なお、図１１、図１２においては、基準試料１５１の厚みｔ１が、測定試料１５２の厚みｔｘと比較して小さい例を示したが、逆に、基準試料１５１の厚みｔ１が、測定試料１５２の厚みｔｘと比較して大きい構成としてもよい。

【0077】

このように、基準試料１５１の厚みｔ１と測定試料１５２の厚みｔｘとの差が、温度状態に応じた測定試料１５２の厚みｔｘの変化量よりも大きい構成構成とすることにより、演算部６が、第１の測定信号に基づく測定対象の表面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２のいずれであるかを判別することが可能となる。

【0078】

第７の実施例においては、図１１、図１２に示すように、基板載置台７を、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に略平行な方向に移動させ、プローブ体と、基板載置台７との相対位置を変化させている間、演算部６は、第２のプローブ２からの第２の測定信号を複数の位置で取得する。演算部６が、第１のプローブ１から測定対象の表面までの距離が長くなったことを認識した場合は、図１１に示すように、測定位置が、基準試料１５１が配置された第１の領域Ａ１にあると判断し、演算部６は、第１の測定モードを実行する。一方、演算部６が、第１のプローブ１から測定対象の表面までの距離が短くなったことを認識した場合は、図１２に示すように、測定位置が、測定試料１５２が配置された第２の領域Ａ２にあると判断し、演算部６は、第２の測定モードを実行する。

【0079】

他の例としては、演算部６が記憶部を備えており、予め、記憶部が、第１の距離ｄ１と第３の距離ｄ３とがとりうるおよその範囲を予測値として記憶している構成としてもよい。そして、第１のプローブ１からの第１の測定信号に基づき演算部６が算出した値が、記憶していた第１の距離ｄ１の予測値に近い場合、演算部６は、第１の測定モードを実行し、第３の距離ｄ３の予測値に近い場合、演算部６は、第２の測定モードを実行する構成としてもよい。なお、演算部６が上述した記憶部を備えずに、演算部６が、第１の距離ｄ１、第３の距離ｄ３がとりうるおよその範囲を予測値として記憶するサーバと通信可能な構成としてもよい。

【0080】

なお、図１１、図１２においては、基板載置台７が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成を例に挙げて説明したが、第１のプローブ１と第２のプローブ２とを含むプローブ体が、測定試料１５２、基準試料１５１が載置される載置面に対して、略平行に移動する構成としても構わない。
（第８の実施例）

【0081】

上述した第１乃至第７の実施例においては、基板載置台７が、測定試料１５２が載置される第２の領域Ａ２と、基準試料１５１が載置される第１の領域Ａ１と、を有する構成を例示したが、第８の実施例においては、基板載置台７が、測定試料１５２が載置される第２の領域Ａ２を有さない構成を例に挙げて説明する。

【0082】

図１３に示すように、第８の実施例においては、測定試料１５２がシート状の試料であり、第１の方向に延伸している。そして、厚み測定装置１０１が、第１の方向と交差する第２の方向に、シート状の測定試料１５２と隣り合うよう配置された、基準試料１５１が載置される基板載置台７を有する構成としている。

【0083】

第８の実施例においては、第１のプローブ１と第２のプローブ２とを含むプローブ体が、基準試料１５１が載置される載置面に対して略平行に、上述した第１の領域Ａ１から、シート状の測定試料１５２まで、第２の方向に移動することが可能な構成としている。このような構成とすることにより、測定対象を切り替えることが可能である。

【0084】

演算部６は、例えば、第２の測定信号に基づく測定対象の裏面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１にあるのか、シート状の測定試料１５２が配置された領域にあるのかを判別することによって、第２の測定モードと、第１の測定モードと、を切り替える構成としてもよい。あるいは、第１の測定信号に基づく測定対象の表面までの距離に応じて、測定位置が第１の領域Ａ１にあるのか、シート状の測定試料１５２が配置された領域にあるのかを判別することによって、第２の測定モードと、第１の測定モードと、を切り替える構成としてもよい。

【0085】

なお、上述した第１乃至第８の実施例において測定する測定試料１５２は、第１のプローブ１、第２のプローブ２から照射される波長域の光を透過しない材料からなることが望ましい。第１のプローブ１から照射される光と、第２のプローブ２から照射される光とを互いに干渉させないためである。ただし、測定試料１５２が、第１のプローブ１、第２のプローブ２から照射される光の一部を透過する材料であっても、本開示の効果を得ることは可能である。即ち、上述した厚み測定方法によれば、第１のプローブ１と第２のプローブ２との間の距離を実測する必要がないため、第１のプローブ１から照射される光そのものと、第２のプローブ２から照射される光そのものとが、干渉することを避けることができ、測定精度の向上を図ることが可能である。

【0086】

なお、第１のプローブ１、及び第２のプローブ２の焦点距離は、そのプローブが有する光学系の構成などに応じて所定の範囲に限られる。そのため、上述した第１乃至第８の実施例において、測定する測定試料１５２の厚みｔｘがとりうる範囲に応じて、第１のプローブ１、第２のプローブ２の少なくとも一方を、それぞれの光軸方向に移動することが可能な構成とすることが望ましい。また、この第１のプローブ１、第２のプローブ２の焦点距離と、光軸方向の位置と、に応じて、上述した第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２の測定に用いる基準試料１５２の厚みｔ１を変えることにより、測定装置１０１が測定可能な測定試料１５２の厚みｔｘの範囲を変化させることが可能となる。

【0087】

例えば、図１４に示すように、第１の厚みｔ１を有する第１の基準試料１５１Ａと、第１の厚みｔ１とは異なる第２の厚みｔ２を有する第２の基準試料１５１Ｂを基板載置台７に載置し、測定試料１５２の厚みｔｘに応じて、上述した第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２の測定に用いる基準試料１５１を変える構成としてもよい。具体例としては、測定試料１５２の厚みｔｘが、１０μｍ〜１５００μｍの場合は、例えば第１の厚みｔ１が１ｍｍの第１の基準試料１５１Ａを用いて、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２を測定し、測定試料１５２の厚みｔｘが、４０００μｍ〜５５００μｍの場合は、例えば第２の厚みｔ２が５ｍｍの第２の基準試料１５１Ｂを用いて、第１の距離ｄ１、第２の距離ｄ２を測定する構成としてもよい。測定対象の切り替え方法としては、第１のプローブ１、第２のプローブ２の少なくとも一方を、基板載置台７の載置面に交差する方向（あるいは第１のプローブ１、第２のプローブ２の光軸方向）に移動させるとともに、第１のプローブ１、第２のプローブ２を含むプローブ体と、基板載置台７との少なくともいずれか一方を、基板載置台７の載置面の面方向（あるいは第１のプローブ１、又は第２のプローブ２の光軸に交差する方向）に移動させる。このような構成により、測定対象を第１の基準試料１５１Ａと第２の基準試料１５１Ｂとで切り替えることが可能となる。

【0088】

なお、図１４に示した第１の基準試料１５１Ａと第２の基準試料１５１Ｂとを、図１５に示すように、一体とする構成としてもよい。即ち、一つの基準試料１５１が、基板載置台７における載置面の面方向において、複数の厚みを有する構成としてもよい。なお、図１５に示す例においては、基準試料１５１が階段形状を有する例を示したが、基準試料１５１の形状はこれに限定されず、載置面の面方向において、複数の厚みを有する構成であれば、同様の効果を得ることが可能である。

【符号の説明】

【0089】

１ 第１のプローブ、１Ａ 第１の参照面、２ 第２のプローブ、２Ａ 第２の参照面、３ 分光部、４１ 分光器、４２ データ生成部、４ 光源、５ 光学系、３１ 光ファイバ、３２ 光ファイバ、３３ 光ファイバ、３４ 光ファイバ、３５ ファイバジャンクション、６ 演算部、７ 基板載置台、７１ 第１の貫通孔、７２ 第２の貫通孔、Ａ１ 第１の領域、Ａ２ 第２の領域、８ 筐体、８１ シャッター、１０１ 測定装置、１５１ 測定試料、１５２ 基準試料、ｔｘ 厚み、ｔ１ 厚み、ｔ２ 厚み、ｄ１ 第１の距離、ｄ２ 第２の距離、ｄ３ 第３の距離、ｄ４ 第４の距離、ｄall 距離。

【要約】

【課題】一対のプローブ間に配置された基板の厚みを測定する厚み測定装置において、その測定精度の向上を図る。
【解決手段】本開示の厚み測定装置は、測定対象の表面までの距離に関する第１の測定信号を出力する第１のプローブと、測定対象の裏面までの距離に関する第２の測定信号を出力する第２のプローブと、第１のプローブと第２のプローブとの間に配置された測定試料の厚みを算出する演算部と、を含む。演算部は、第１のプローブと第２のプローブとの間に基準試料が配置された状態で、第１の測定信号に基づき第１の距離を算出し、第２の測定信号に基づき第２の距離を算出し、第１のプローブと第２のプローブとの間に測定試料が配置された状態で、第１の測定信号に基づき第３の距離を算出し、第２の測定信号に基づき第４の距離を算出し、基準試料の厚み、第１の距離、及び第２の距離を加算要素とし、第３の距離、及び第４の距離を減算要素として、測定試料の厚みを算出する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】