专利名称：光学测量装置和光学测量方法
技术领域：
本发明涉及光谱分析装置等光学测量装置和光学测量方法。
背景技术：
以往，使用积分球的光学特性测量装置具有反射型和透射型。并且，如专利文献1、 2所示，通过组合反射型和透射型的光学特性测量装置，可以在一个光学特性测量装置中测量试样的反射特性和透射特性。专利文献1 (日本专利公开公报特开2002-243550号)所示光学特性测量装置中， 在积分球上设置有第一开口、第二开口和第三开口。当测量反射特性时，在第一开口上设置试样，并且从第二开口和第三开口分别接收反射光和散射光。另一方面，当测量透射特性时，在第三开口上设置试样，并且从第二开口和第三开口分别接收透射光和散射光。专利文献2(日本专利公开公报特开平6-201581号)所示光学特性测量装置中， 在两个积分球之间配置试样，并在两个所述积分球上分别设置检测器。并且利用入射一侧的积分球检测全反射光，利用相反一侧的积分球检测全透射光。然而，上述专利文献1和专利文献2的光学特性测量装置的目的是仅检测全反射光量和全透射光量，而并非用于全反射光量以外的测量项目，例如散射反射光或反射雾度的测量。而且，以往如专利文献3 (日本专利公开公报特开2006-214935号)所示，尽管也使用积分球来测量膜厚，但该例子也并不是用于测量雾度。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种光学测量装置和光学测量方法，不仅可以测量(计算)试样的全反射光，还可以单独测量(计算)散射反射光和反射雾度等反射特性，从而可以利用该特征计算出试样的膜厚。本发明的光学测量装置的特征在于包括第一反射光测量光学系统，对试样照射光并利用积分球使来自所述试样的第一反射光聚光；第二反射光测量光学系统，对所述试样照射光并利用所述积分球使来自所述试样的第二反射光聚光；以及检测光学系统，对利用所述积分球聚光后的光进行检测；基于通过所述第一反射光测量光学系统和所述检测光学系统得到的第一反射光、以及通过所述第二反射光测量光学系统和所述检测光学系统得到的第二反射光，求出全反射光和散射反射光，根据所述全反射光和散射反射光计算出反射雾度，并且根据所述全反射光计算出所述试样的膜厚。按照上述结构，通过根据第一反射光和第二反射光求出全反射光和散射反射光， 不仅可以单独测量试样的全反射率和反射雾度等反射特性，还可以使用该全反射光计算出试样的膜厚。此外，由于采用积分球得到用于计算膜厚时所使用的全反射光，所以可以防止光量损失，并且可以提高膜厚的测量精度。在此，如果所述第一反射光为全反射光，所述第二反射光为散射反射光，则可以节省根据第一反射光和第二反射光计算出全反射光和散射反射光的时间。并且，在所述第一反射光为正反射光、所述第二反射光为散射反射光时，可以通过将第一反射光和第二反射光相加求出全反射光。 此外，优选的是，所述积分球具有第一开口部和第二开口部，所述第一开口部设置在朝向试样的位置上，所述第二开口部设置在与所述第一开口部相对的位置上，由通用的反射测量光学系统构成所述第一反射光测量光学系统和所述第二反射光测量光学系统，所述反射测量光学系统从所述第二开口部通过所述第一开口部对所述试样照射反射测量用的光，所述光学测量装置还包括第一反射构件，所述第一反射构件能使所述第二开口部打开或关闭，在反射测量中，所述第一反射构件能在开放位置和中间位置之间移动，所述开放位置为使所述第二开口部开放的位置，所述中间位置为封闭所述第二开口部的一部分、且使来自所述反射测量光学系统的光照射所述试样并使来自所述试样的正反射光反射到积分球内的位置。这样，通过使第一反射光测量光学系统和第二反射光测量光学系统通用化， 不仅减少了发生测量误差的因素，能够简化装置结构，而且在反射测量中，通过使反射构件在开放位置和中间位置之间移动，可以测量试样的反射特性。另外，从与积分球相反一侧朝向第一开口部对试样照射透射测量用的光，此时通过由反射构件对第二开口部进行开闭， 可以测量试样的透射特性。即，本发明可以利用现有的透射测量所使用的积分球进行反射测量。因此，利用一个积分球，不必移动试样就可以进行反射测量和透射测量。具体而言，为了实现不移动试样就可以进行反射测量和透射测量双方的测量，优选的是，所述光学测量装置还包括透射测量光学系统，从与所述积分球相反一侧朝向所述第一开口部对所述试样照射透射测量用的光；以及第二反射构件，能使所述第二开口部打开或关闭；在透射测量中，所述第二反射构件能在使所述第二开口部开放的开放位置、以及封闭所述第二开口部整体的封闭位置之间移动。为了通过使所述反射构件自动移动，可以在一个测量顺序中取得试样的各测量项目，并且减轻用户的负担，优选的是，所述光学测量装置还设置有移动所述第一反射构件的第一移动机构和移动所述第二反射构件的第二移动机构，在反射测量中，所述第一移动机构使所述第一反射构件在所述开放位置和所述中间位置之间移动，并且在透射测量中，所述第二移动机构使所述第二反射构件在所述开放位置和所述封闭位置之间移动。此时，由于在一个测量顺序中连续进行所述试样的反射测量和透射测量，所以可以实现反射测量和透射测量的全自动化。另外，虽然为了方便起见称为第一反射构件、第二反射构件、第一移动机构、第二移动机构，但是也包含它们为单一的反射构件和移动机构，或者由不同的反射构件和移动机构构成的情况。为了使本发明的光学测量装置可以进行高速测量，优选的是，在所述反射测量中， 进行全反射率、散射反射率、反射雾度和膜厚的测量，在所述透射测量中，进行全透射率、散射透射率和透射雾度的测量。在所述光学测量装置中，用于测量试样的反射雾度的反射构件的具体位置方式优选的是，在所述反射测量中，当测量全反射率时，所述反射构件位于中间位置，当测量散射反射率时，所述反射构件位于开放位置。此外，本发明的光学测量方法是采用光学测量装置的光学测量方法，所述光学测量装置包括积分球，具有设置在朝向试样位置上的第一开口部、设置在与所述第一开口部相对位置上的第二开口部、以及设置在与所述第一、第二开口部不同位置上的受光用开口部；反射测量光学系统，从所述第二开口部通过所述第一开口部对所述试样照射反射测量用的光；透射测量光学系统，从与所述积分球相反一侧朝向所述第一开口部对所述试样照射透射测量用的光；以及反射构件，能使所述第二开口部打开或关闭；所述光学测量方法的特征在于，在反射测量中，使所述反射构件在开放位置和中间位置之间移动，所述开放位置为使所述第二开口部开放的位置，所述中间位置为封闭所述第二开口部的一部分、且使来自所述反射测量光学系统的光照射所述试样并使来自所述试样的正反射光反射到积分球内的位置，在透射测量中，使所述反射构件在所述开放位置和封闭所述第二开口部整体的封闭位置之间移动。按照上述结构的本发明，不仅可以测量(计算)试样的全反射光，还可以单独测量 (计算)散射反射光和反射雾度等反射特性，从而可以利用该特征计算出试样的膜厚。
图1是简要表示本实施方式的光学测量装置结构的图。图2是表示同实施方式的反射测量的示意图。图3是表示同实施方式的透射测量的示意图。图4是简要表示变形实施方式的光学测量装置结构和测量方法的图。图5是简要表示变形实施方式的光学测量装置结构和测量方法的图。图6是简要表示变形实施方式的光学测量装置结构的图。附图标记说明100…光谱分析装置(光学测量装置)W-试样
2..积分球
21 第一开口部
22 第二开口部
23 受光用开口部
3..反射测量光学系统
Ll 反射测量用的光
4..透射测量光学系统
L2 透射测量用的光
51 第一反射构件
P..开放位置
Q-中间位置
52 第二反射构件
R-开放位置
S..封闭位置
61 第一移动机构
62 第二移动机构
具体实施例方式以下参照附图，作为本发明光学测量装置的一个例子，对采用光谱分析装置时的一个实施方式进行说明。例如在构成太阳能电池板等的具有透明导电膜(例如TCO膜)的玻璃基板或半导体基板中，本实施方式的光谱分析装置100用于测量该透明导电膜的透射特性和反射特性。具体如图1所示，光谱分析装置100包括积分球2，设置在试样W的上部；反射测量光学系统3，对试样W照射反射测量用的光Ll ；透射测量光学系统4，对试样W照射透射测量用的光L2 ；反射构件5 ；移动机构6，用于移动该反射构件5 ；以及检测光学系统7，对积分球内的光进行检测。并且，本实施方式的光谱分析装置100相对于承载有试样W的载物台(未图示)至少可以在水平方向(XY平面上)上相对移动。另外，暗箱H收纳积分球2。以下，具体说明各部分2 7。积分球2的球内表面由白色散射反射面构成，对从球外入射到球内的光束进行多重反射。具体如图1所示，积分球2被设置在试样表面的正上方，其下部形成有朝向试样表面(本实施方式中为具有透明导电膜的表面)的第一开口部21。并且，在与该第一开口部 21相对的位置(积分球2的上部)上设置有第二开口部22。另外，在与第一开口部21和第二开口部22不同的位置上形成有受光用开口部23。本实施方式的受光用开口部23设置在与所述第一开口部21和第二开口部22的相对方向垂直相交的位置(具体设置在积分球 2的侧方部位)上。在该受光用开口部23上连接有作为光传递元件的光纤71，用于向后述的分光检测器72传递光。上述结构的积分球2与现有的透射测量用的积分球的结构相同。 另外，受光用开口部23的位置可以适当设定，并不限定于垂直相交的位置。如图1和图2所示，反射测量光学系统3从第二开口部22通过第一开口部21对试样W照射反射测量用的光Li。具体而言，反射测量光学系统3用于从积分球2的第二开口部22朝向第一开口部21照射反射测量用的光Li，反射测量光学系统3包括光源部31， 具有氙灯311 ；以及作为传递光学系统的光纤32，将来自该光源部31的光传递到第二开口部22。另外，光源部31除了氙灯以外还可以采用卤素灯等。传递光学系统32除了使用光纤以外，还可以使用镜子或透镜等光学元件。此外，光源部31还具有用于控制来自氙灯311 的光量的快门机构312等。如图2所示，由反射测量光学系统3从第二开口部22入射到积分球2内的光Ll的光轴，从铅垂方向(第一开口部21和第二开口部22的相对方向，即试样表面的法线方向) 发生若干倾斜。这样，反射测量用的光Ll以下述位置关系入射，即，在试样表面正反射后产生的正反射光被从第二开口部22导出，并且不会再次返回反射测量光学系统3 —侧。如图1和图3所示，透射测量光学系统4从与积分球2相反的一侧(试样背面侧) 朝向第一开口部21，对试样W照射透射测量用的光L2，与所述反射测量光学系统3相同，透射测量光学系统4包括光源部41，具有氙灯411 ；以及作为传递光学系统的光纤42，将来自该光源部41的光传递到第一开口部21。另外，光源部41除了氙灯之外也可以使用卤素灯等。传递光学系统42除了使用光纤之外，还可以使用镜子或透镜等光学元件。另外，光源部41还具有控制来自氙灯411的光量的快门机构412等。
如图3所示，来自透射测量光学系统4的光L2以下述位置关系入射，即，相对于试样W垂直入射(沿第一开口部21和第二开口部22的相对方向，即试样表面的法线方向)， 并从第一开口部21和第二开口部22向外部射出。通过由计算控制装置8进行控制，所述反射测量光学系统3和透射测量光学系统 4使反射测量用的光Ll和透射测量用的光L2选择性地照射到积分球2内。反射构件5可以使第二开口部22打开或关闭，其包括用于反射测量的第一反射构件51 (参照图2)和用于透射测量的第二反射构件52 (参照图3)。所述反射构件51、52为反射板，其朝向第二开口部22的表面与积分球内表面相同，由白色反射散射面构成。如图2所示，第一反射构件51与第二开口部22相对设置，并且在开放该第二开口部22整体的开放位置P(参照图2的(C))和封闭第二开口部22 —部分的中间位置Q(参照图2的(A)、(B))之间滑动移动。在反射测量中，所述中间位置Q为来自反射测量光学系统3的光Ll照射到试样W上之后，使来自该试样W的正反射光Lll反射到积分球内的位置。 作为中间位置Q的具体例子，例如为封闭第二开口部22的一半而使另一半开放的位置。并且利用后述的移动机构6，使第一反射构件51在所述开放位置P和中间位置Q之间滑动移动。如图3所示，第二反射构件52与第二开口部22相对设置，并且在开放该第二开口部22整体的开放位置R(参照图3的(C))和封闭第二开口部22整体的封闭位置S(参照图3的(A)、(B))之间滑动移动。并且利用后述的移动机构6，使第二反射构件52在所述开放位置R和封闭位置S之间滑动移动。移动机构6包括第一移动机构61，选择性地使所述第一反射构件51向开放位置 P和中间位置Q滑动移动；以及第二移动机构62，选择性地使所述第二反射构件52向开放位置R和封闭位置S滑动移动。移动机构6的具体结构没有进行图示，其包括电磁元件等驱动器；以及多个位置传感器，检测所述第一、第二反射构件51、52的各位置P、Q、R、S。该驱动器由计算控制装置8进行控制，从位置传感器接收了位置检测信号的计算控制装置8 驱动驱动器，使第一反射构件51和第二反射构件52移动到所希望的位置。检测光学系统7包括作为光传递部的光纤71，连接在所述积分球2的受光用开口部23上；以及分光检测器72，对由该光纤71传递来的光进行分光。由该分光检测器72 得到的各个波长的光强度信号被输出到计算控制装置8。另外，光传递部除了使用光纤以外，还可以使用镜子或透镜等光学元件。计算控制装置8根据得到的光强度信号，计算出全反射率(全反射光量)、散射反射率(散射反射光量)和反射雾度，以及全透射率(全光透射量)、散射透射率(散射透射光量)和透射雾度等。另外，以下说明的用于自动进行光谱分析装置100的测量顺序(sequence)的测量用程序存储在存储器中，计算控制装置8基于所述测量顺序，与CPU和外部设备协调动作，来控制反射测量光学系统3、透射测量光学系统4和移动机构6等。下面参照图2和图3，以雾度测量为例，对本实施方式的光谱分析装置100的动作进行说明。首先，利用移动机构10使设置在积分球2的第一开口部21上的封闭构件9移动来封闭第一开口部21，并且利用第二移动机构62使设置在第二开口部22上的第二反射构件52移动到封闭位置S来封闭第二开口部22。另外，由计算控制装置8控制移动机构6和移动机构10。此外，计算控制装置8将此时由检测光学系统7得到的光强度信号作为背景信号(暗电流信号)进行存储。另外，封闭构件9还可以设置在透射测量光学系统4的光源部41上。随后，计算控制装置8在使封闭构件9移动来开放第一开口部21的同时，使第二反射构件52移动到开放位置R来开放第二开口部22。然后进行反射测量或透射测量。以下，对在反射测量后进行透射测量时的测量顺序进行说明。另外，也可以颠倒所述测量的顺序。首先，如图2的㈧所示，在积分球2的下部设置反射率已知的标准试样Ws(例如 Bare Si)，并取得检测光学系统7的反射测量用的基准信号。此时，第一反射构件51利用第一移动机构61从开放位置P等初始位置移动到中间位置Q。另外，如果初始位置为中间位置Q，则不移动第一反射构件51。并且，在第一反射构件51处于中间位置Q的状态下，第二反射构件52位于开放位置R。然后，当第一反射构件51移动到该中间位置Q之后，反射测量用光源部31使反射测量用的光Ll从第二开口部22照射到积分球2内。照射到积分球2内的光Ll通过第一开口部21照射到标准试样Ws上，发生正反射和散射反射。正反射后的光Lll照射到封闭第二开口部22 —部分的第一反射构件51的反射散射面上，被反射到积分球2的内部。此外，散射反射后的光L12在积分球2的内表面上反射。借助受光用开口部23，由检测光学系统7检测所述光Lll、L12。计算控制装置8将此时由检测光学系统7得到的光强度信号作为反射测量用的基准信号进行存储。接着，如图3的㈧所示，在积分球2的下部未设置任何试样的状态(即标准试样 Ws为空气)下，取得检测光学系统7的透射测量用的基准信号。此时，第一反射构件51通过第一移动机构61向开放位置P移动，并且第二反射构件52通过第二移动机构62从开放位置R向封闭位置S移动。随后，在第二反射构件52移动到封闭位置S之后，由透射测量用光源部41朝向第一开口部21照射透射测量用的光L2。从第一开口部21照射到积分球 2内的光，利用封闭第二开口部22的第二反射构件52而反射到积分球2的内部。该反射的光在积分球2内进行反射，并借助受光用开口部23由检测光学系统7进行检测。计算控制装置8将此时由检测光学系统7得到的光强度信号作为透射测量用的基准信号进行存储。然后，如图2的(B)所示，在积分球2的下部设置作为测量对象试样的例如具有 TCO膜的玻璃基板W，进行全反射光量测量。此时，第一反射构件51位于中间位置Q。然后， 反射测量光学系统3使反射测量用的光Ll，从因第一反射构件51而一部分开放的第二开口部22照射到积分球2内。照射到积分球2内的光Ll通过第一开口部21照射到测量对象试样W上，发生正反射和散射反射。正反射后的光Lll照射到封闭第二开口部22 —部分的第一反射构件51的反射散射面上，被反射到积分球2的内部。此外，散射反射后的光L12 在积分球2的内表面上进行反射。借助受光用开口部23，利用检测光学系统7检测所述光 L11、L12，作为全反射光量(=正反射光量+散射反射光量)。计算控制装置8将此时由检测光学系统7得到的光强度信号作为全反射光量信号进行存储。如图2的(C)所示，在测量上述全反射光量之后，进行散射反射光量测量。此时， 第一反射构件51通过第一移动机构61从中间位置Q向开放位置P移动。然后，在第一反射构件51移动到开放位置P之后，反射测量光学系统3使反射测量用的光Ll从第二开口部22照射到积分球2内。照射到积分球2内的光Ll通过第一开口部21照射到测量对象试样W上，发生正反射和散射反射。正反射后的光Lll从第二开口部22射出到积分球2的外部。另一方面，散射反射后的光L12在积分球2的内部进行反射，并借助受光用开口部23 由检测光学系统7进行检测，作为散射反射光量。计算控制装置8将此时由检测光学系统 7得到的光强度信号作为散射反射光量信号进行存储。通过以上一系列的反射测量，可以测量全反射光量和散射反射光量。此外，计算控制装置8利用得到的背景信号、反射测量用的基准信号、全反射光量信号和散射反射光量信号，计算出全反射率(={(全反射光量-背景光量)/ (基准光量-背景光量)} X 100 % )、 散射反射率(=K散射反射光量-背景光量)/(基准光量-背景光量MXlOO %)、 以及正反射率(=K全反射光量-散射反射光量-背景光量)/(基准光量-背景光量)} X 100% )。此外，计算控制装置8利用所述全反射率和散射反射率，计算出反射雾度 (=(散射反射率/全反射率)X 100%)。而且，计算控制装置8将上述各值与光照射的位置(X坐标、Y坐标)相关联后存储在存储器中。此外，计算控制装置8还可以根据上述测量的全反射光量和散射反射光量，计算正反射光量的光谱，从该正反射光量的光谱计算出试样W上形成的膜(例如透明导电膜) 的膜厚。此时，计算控制装置8还可以生成由所述正反射光量的光谱得到的膜厚与其它膜厚测量装置得到的试样W膜厚的相关数据，基于该相关数据，修正由所述正反射光量的光谱得到的膜厚。接着，如图3的⑶所示，对积分球2下部的测量对象试样、例如具有TCO膜的玻璃基板(试样)W进行全透射光量测量。此时，第二反射构件52位于封闭位置S。然后，透射测量光学系统4使透射测量用的光L2从与积分球2相反一侧朝向第一开口部21对试样 W进行照射。透射测量用的光L2在透过试样W时发生正透射和散射透射。正透射后的光 L21利用封闭第二开口部22整体的第二反射构件52被反射到积分球2的内部。并且散射透射后的光L22在积分球2的内表面上发生反射。借助受光用开口部23，由检测光学系统 7检测所述光L21、L22，作为全透射光量(=正透射光量+散射透射光量)。计算控制装置 8将此时由检测光学系统7得到的光强度信号作为全透射光量信号进行存储。如图3的(C)所示，在测量上述全透射光量后，进行散射透射光量测量。此时，第二反射构件52利用第二移动机构62，从封闭位置S向开放位置R移动。然后，在第二反射构件52移动到开放位置R之后，透射测量光学系统4使透射测量用的光L2从与积分球2相反一侧朝向第一开口部21对试样W进行照射。透射测量用的光L2在透过试样W时发生正透射和散射透射。正透射后的光L21从开放的第二开口部22射出到积分球2的外部。另一方面，散射透射后的光L22在积分球2的内部发生反射，并借助受光用开口部23，由检测光学系统7进行检测，作为散射透射光量。计算控制装置8将此时由检测光学系统7得到的光强度信号作为散射透射光量信号进行存储。通过以上一系列的透射测量，可以测量全透射光量和散射透射光量。并且根据该全透射光量和散射透射光量的比值(散射透射光量/全透射光量)可以计算出透射雾度。此外，计算控制装置8利用得到的背景信号、透射测量用的基准信号、全透射光量信号和散射透射光量信号，计算出全透射率(=K全透射光量-背景光量)/(基准光量-背景光量)} X 100 % )、散射透射率(={(散射透射光量-背景光量)/ (基准光量-背景光量)} X 100 % )、以及正透射率(={(全透射光量-散射透射光量-背景光量)/ (基准光量-背景光量)} X 100 % )。此外，计算控制装置8利用所述全透射率和散射透射率，计算出透射雾度(=(散射透射率/全透射率)X 100%)。并且，计算控制装置8将上述各值与光照射的位置(X坐标、Y坐标)相关联后存储在存储器中。另外，以上的测量顺序中，也可以在测量了散射反射光量后再测量全反射光量，还可以在测量了散射透射光量后再测量全透射光量。此外，可以适当变更散射反射光量、全反射光量、散射透射光量和全透射光量的测量顺序。能够进行上述适当变更并不是移动试样 W，而是根据第一反射构件51的位置和第二反射构件52的位置(即第一移动机构61和第二移动机构62的控制)，以及反射测量光学系统3、透射测量光学系统4的动作(即光源部 31、42内的快门机构312、412等的控制)，从而能够切换各测量项目。按照上述结构的本实施方式的光谱分析装置100，利用一个积分球2，不必移动试样W就可以自动进行试样W的全反射光量、散射反射光量和反射雾度等反射特性的测量，以及全透射光量、透射散射光量和透射雾度等透射特性的测量。另外，本发明并不限定于所述实施方式。例如，所述实施方式的光学测量装置是进行反射测量和透射测量来测量反射雾度和透射雾度的装置，但是也可以仅进行反射测量来测量反射雾度。此时，也可以基于计算反射雾度时测量的全反射光，来测量试样表面形成的膜的膜厚。上述情况下，计算控制装置8 通过对由检测光学系统7得到的全反射光的反射光谱进行膜厚拟合或傅立叶变换，计算出试样表面的膜厚。这样，通过使用由检测光学系统7得到的全反射光计算出膜厚，不仅可以单独测量试样的全反射率、正反射率和反射雾度等反射特性，还可以利用该全反射光计算出试样的膜厚。并且由于利用积分球得到用于计算膜厚时所使用的全反射光，所以能够防止光量损失，从而可以提高膜厚的测量精度。在所述实施方式中，反射构件包括第一反射构件，在开放位置和中间位置之间滑动移动；以及第二反射构件，在开放位置和封闭位置之间滑动移动，但是，也可以使用一个反射构件。此时，一个反射构件利用一个移动机构在开放位置、中间位置和封闭位置之间， 以能在各位置停止的方式滑动移动。在所述实施方式中，通过一个反射测量光学系统构成了测量全反射光即第一反射光的第一反射光测量光学系统、以及测量散射反射光即第二反射光的第二反射光测量光学系统，但也可以如图4所示，使用单独的光学系统(第一、第二反射光测量光学系统)3a、!3b 来构成反射测量光学系统。此时，第一反射光测量光学系统3a设置成其射出的光以相对于铅垂方向倾斜的方式照射到试样W上。第二反射光测量光学系统北设置成其射出的光从铅垂方向照射到试样W上。并且，在全反射光量测量中，来自第一反射光测量光学系统3a 的光照射到试样W上(参照图4的(A))，并且在散射反射光量测量中，来自第二反射光测量光学系统北的光照射到试样W上(参照图4的(B))。另外，在积分球2上，除了第一开口部21和受光用开口部23以外，还设置有与第一反射光测量光学系统3a和第二反射光测量光学系统北分别对应的开口部对、25。如图5所示，也可以利用一个反射测量光学系统3构成反射测量光学系统。此时， 积分球2上设置有光入射用的开口部沈，并且还设置有能够将被试样W正反射的光导出到外部的光导出用的开口部27。另外在开口部27的外侧，设置有可以使该开口部27开放或关闭的反射构件5。该反射构件5通过移动机构(未图示)，在封闭开口部27整体的封闭位置和使开口部27整体开放的开放位置之间滑动移动。并且，在全反射光量测量中，利用移动机构使反射构件5移动到封闭位置，并利用反射测量光学系统3对试样W照射光(参照图5的(A))。另一方面，在散射反射光量测量中，利用移动机构使反射构件5移动到开放位置，并利用反射测量光学系统3对试样W照射光(参照图5的(B))。另外，第一反射构件的中间位置并不限定于如所述实施方式的封闭第二开口部一半的位置，只要使第二开口部开放成能够使反射测量用的光入射到积分球内、且第二开口部的一部分封闭成使由试样正反射后的光反射到积分球内即可。此外，所述实施方式中试样设置在积分球的下部，但是也可以使试样设置在积分球的上部。另外，也可以将试样设置在积分球的侧方。而且，也可以将所述实施方式得到的雾度与其他的分光光度计的测量值相关联后，对其测量结果进行相关修正。另外，所述实施方式中表示了受光用开口部和检测光学系统为一个的例子，但也可以具有多组受光用开口部和检测光学系统。此外，也可以设置多个受光用开口部，并利用一个检测光学系统对来自多个受光用开口部的光进行检测。此外，所述实施方式中，反射测量光学系统和透射测量光学系统分别设置有光源部，但也可以如图6所示，使反射测量光学系统和透射测量光学系统的光源部通用，通过传递光学系统切换来自光源部的光来进行照射。此外，本发明并不限定于所述实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变形。
权利要求
1.一种光学测量装置，其特征在于包括第一反射光测量光学系统，对试样照射光并利用积分球使来自所述试样的第一反射光聚光；第二反射光测量光学系统，对所述试样照射光并利用所述积分球使来自所述试样的第二反射光聚光；以及检测光学系统，对利用所述积分球聚光后的光进行检测；基于通过所述第一反射光测量光学系统和所述检测光学系统得到的第一反射光、以及通过所述第二反射光测量光学系统和所述检测光学系统得到的第二反射光，求出全反射光和散射反射光，根据所述全反射光和散射反射光计算出反射雾度，并且根据所述全反射光计算出所述试样的膜厚。
2.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述第一反射光为全反射光，所述第二反射光为散射反射光。
3.根据权利要求1或2所述的光学测量装置，其特征在于，所述积分球具有第一开口部和第二开口部，所述第一开口部设置在朝向试样的位置上，所述第二开口部设置在与所述第一开口部相对的位置上，由通用的反射测量光学系统构成所述第一反射光测量光学系统和所述第二反射光测量光学系统，所述反射测量光学系统从所述第二开口部通过所述第一开口部对所述试样照射反射测量用的光，所述光学测量装置还包括第一反射构件，所述第一反射构件能使所述第二开口部打开或关闭，在反射测量中，所述第一反射构件能在开放位置和中间位置之间移动，所述开放位置为使所述第二开口部开放的位置，所述中间位置为封闭所述第二开口部的一部分、且使来自所述反射测量光学系统的光照射所述试样并使来自所述试样的正反射光反射到积分球内的位置。
4.根据权利要求3所述的光学测量装置，其特征在于还包括透射测量光学系统，从与所述积分球相反一侧朝向所述第一开口部对所述试样照射透射测量用的光；以及第二反射构件，能使所述第二开口部打开或关闭；在透射测量中，所述第二反射构件能在使所述第二开口部开放的开放位置、以及封闭所述第二开口部整体的封闭位置之间移动。
5.根据权利要求3或4所述的光学测量装置，其特征在于，连续进行所述试样的反射测量和透射测量。
6.根据权利要求3、4或5所述的光学测量装置，其特征在于，在所述反射测量中，进行全反射率、散射反射率和反射雾度的测量，在所述透射测量中，进行全透射率、散射透射率和透射雾度的测量。
7.根据权利要求3、4或5所述的光学测量装置，其特征在于，在所述反射测量中，当测量全反射率时，所述第一反射构件位于中间位置，当测量散射反射率时，所述第一反射构件位于开放位置。
8.一种光学测量方法，是采用光学测量装置的光学测量方法，所述光学测量装置包括积分球，具有设置在朝向试样位置上的第一开口部、设置在与所述第一开口部相对位置上的第二开口部、以及设置在与所述第一、第二开口部不同位置上的受光用开口部；反射测量光学系统，从所述第二开口部通过所述第一开口部对所述试样照射反射测量用的光；透射测量光学系统，从与所述积分球相反一侧朝向所述第一开口部对所述试样照射透射测量用的光；以及反射构件，能使所述第二开口部打开或关闭；所述光学测量方法的特征在于，在反射测量中，使所述反射构件在开放位置和中间位置之间移动，所述开放位置为使所述第二开口部开放的位置，所述中间位置为封闭所述第二开口部的一部分、且使来自所述反射测量光学系统的光照射所述试样并使来自所述试样的正反射光反射到积分球内的位置，在透射测量中，使所述反射构件在所述开放位置和封闭所述第二开口部整体的封闭位置之间移动。
全文摘要
本发明提供一种光学测量装置和光学测量方法，不仅可以测量(计算)试样的全反射光，还可以单独测量(计算)散射反射光和反射雾度等反射特性，并利用该特征计算出试样的膜厚。上述光学测量装置包括第一反射光测量光学系统(3)，利用积分球(2)对全反射光进行聚光；第二反射光测量光学系统(3)，利用所述积分球(2)对散射反射光进行聚光；以及检测光学系统(7)，对利用积分球(2)聚光后的光进行检测；基于通过第一反射光测量光学系统(3)和检测光学系统(7)得到的全反射光、以及通过第二反射光测量光学系统(3)和检测光学系统(7)得到的散射反射光，计算出反射雾度，并且根据全反射光计算出试样的膜厚。
文档编号G01B11/06GK102565005SQ201110391018
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年12月24日
发明者濱田基明 申请人:株式会社堀场制作所