(57)【要約】【課題】  測定装置の波長分解能に関わらず、厚い測定対象物の厚みの測定が可能であり、かつ、高精度で厚みの差を検出することが可能な測定方法及び装置を提供する。【解決手段】  測定方法は、測定対象物（９）に測定光を照射して得られる干渉光のシミュレーションを行い、測定対象物の厚み（ＴＨ）ごとに干渉光の光強度分布を算出するステップと、測定対象物の厚みごとに算出された干渉光の光強度分布のサンプリング間隔を変えて得られた包絡線の特性を含む厚み演算用データを取得するステップと、測定対象物に測定光を照射して得られた干渉光の光強度分布の実測データを取得するステップと、シミュレーションにより得られた厚み演算用データと、実測データにおいてサンプリング間隔を変えることにより得られた包絡線の特性とを比較して、測定対象物の厚みを算出するステップとを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に測定光を照射して得られる干渉光のシミュレーションを行い、前記測定対象物の厚みごとに前記干渉光の光強度分布を算出するステップと、
前記測定対象物の厚みごとに算出された前記干渉光の光強度分布のサンプリング間隔を変えて得られた包絡線の特性を含む厚み演算用データを取得するステップと、
前記測定対象物に前記測定光を照射して得られた干渉光の光強度分布の実測データを取得するステップと、
前記シミュレーションにより得られた前記厚み演算用データと、前記実測データにおいてサンプリング間隔を変えることにより得られた包絡線の特性とを比較して、前記測定対象物の厚みを算出するステップと、
を備える測定方法。
【請求項２】
厚みが既知の標準物の測定結果を用いて、前記シミュレーションにより得られた前記包絡線の特性を校正するステップをさらに備える請求項１記載の測定方法。
【請求項３】
前記実測データに基づいて前記測定対象物の厚みの概算値を算出し、前記概算値に基づいて、前記厚みごとのシミュレーションの結果得られた前記厚み演算用データの中から、前記測定対象物の厚みの演算に使用する厚み演算用データを選択するステップをさらに備える請求項１又は２記載の測定方法。
【請求項４】
測定光を出射する光源と、
測定対象物に測定光を照射して得られる干渉光のシミュレーションを行い、前記測定対象物の厚みごとに前記干渉光の光強度分布を算出するシミュレーション部と、
前記測定対象物の厚みごとに算出された前記干渉光の光強度分布のサンプリング間隔を変えて得られた包絡線の特性を含む厚み演算用データを取得する厚み演算用データ取得部と、
前記測定対象物に前記測定光を照射して得られた干渉光の光強度分布の実測データを取得する実測データ取得部と、
前記シミュレーションにより得られた前記厚み演算用データと、前記実測データにおいてサンプリング間隔を変えることにより得られた包絡線の特性とを比較して、前記測定対象物の厚みを算出する算出部と、
を備える測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測定方法及び装置に係り、測定対象物の厚みを測定するための測定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物（膜）の厚みを測定する方法として、膜に白色光を照射し、膜の表面からの反射光と膜の裏面からの反射光との干渉光を分光することで、厚みを測定する方法が知られている。特許文献１には、分光後の干渉光の波長に関する強度分布から隣り合うピーク点を抽出し、ピーク点間の波数差から厚みを算出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
波長をλ、波数をｋ、波長λの光に対する測定対象物の屈折率をｎ、測定対象物の物理的な厚みをＴＨ、干渉光の波長に関する強度分布におけるピーク点間の波数差をδｋとすると、測定対象物の光学的な厚みｄ（ｄ＝ｎ×ＴＨ）は、下記の式（１）により表される。
【０００５】
ｄ＝１／（２δｋ），ｋ＝１／λ  …（１）
式（１）から、測定対象物の厚みｄが厚くなるほど、波数差δｋの値が小さくなることがわかる。
【０００６】
干渉光の中心波長をλｃとすると、測定対象物の厚みｄと分解必要な波長の差δλの関係は、下記の式（２）により表される。
【０００７】
δλ≒λｃ２／（２ｄ）／４  …（２）
式（２）から、測定対象物の厚みｄが厚くなるほど、分解必要な波長の差δλが小さくなり、厚みの測定に必要な波長分解能λｃ／δλが高くなることがわかる。例えば、λｃ＝８００ｎｍの場合、厚みｄが１ｍｍの測定対象物の測定を行う際に分解必要な波長の差δλは約０．０８ｎｍとなり、厚みｄが２ｍｍの測定対象物の測定を行う際に分解必要な波長の差δλは約０．０４ｎｍとなる。このように、厚い測定対象物（一例で厚みｄが１ｍｍ以上）の厚みの測定を行う場合には、高い波長分解能が必要となる。
【０００８】
しかしながら、一般に分光器の波長分解能λｃ／δλは、分光器に用いられる光学部品（例えば、回折格子）及び検出器（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等）の性能によって制限される。例えば、回折格子の単位長さ当たりの溝の本数Ｎ、サイズＬ、回折光の次数をｍとすると、分解可能な波長の差δλは、下記の式（３）により表される。
【０００９】
δλ＝λｃ／ｍＮＬ  …（３）
式（３）において、Ｎ＝１０００本／ｍｍ、Ｌ＝１０ｍｍ、ｍ＝１、λｃ＝８００ｎｍとすると、δλ＝０．０８ｎｍとなる。なお、式（３）により求められるδλの値はあくまで理論値であり、実際に回折格子を分光器に組み込んで使用する場合には、光源及びスリットの大きさ並びに他の光学部品（例えば、レンズ、ミラー等）の収差等により、スペクトル線が広がるため、実際のδλはより大きくなる。
【００１０】
波長分解能λｃ／δλを高めるためには、より溝の間隔が短い回折格子を用いたり、又は検出器の画素サイズを小さくすることが考えられる。しかしながら、検出器の精度の向上には限界があり、また、高コスト化を招くという問題がある。
【００１１】
さらに、測定対象物における厚みｄの変化（差）を測定する場合、式（１）から、検出可能な厚みｄの差δｄは、ピーク点間の波数差δｋの変化により決定される。そして、厚みの差δｄが小さくなるほど、ピーク点間の波数差δｋの変化が小さくなる。
【００１２】
特許文献１には、波数に関する光強度分布の極大点を抽出し、極大点の空間周波数に対応する周波数成分の位相に基づいて、膜の変位量を判定することが開示されている。しかしながら、特許文献１のように、位相を用いる場合であっても、波長分解能の制約により、位相差が小さい場合には測定が困難であった。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、測定装置の波長分解能に関わらず、厚い測定対象物の厚みの測定が可能であり、かつ、高精度で厚みの差を検出することが可能な測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る測定方法は、測定対象物に測定光を照射して得られる干渉光のシミュレーションを行い、測定対象物の厚みごとに干渉光の光強度分布を算出するステップと、測定対象物の厚みごとに算出された干渉光の光強度分布のサンプリング間隔を変えて得られた包絡線の特性を含む厚み演算用データを取得するステップと、測定対象物に測定光を照射して得られた干渉光の光強度分布の実測データを取得するステップと、シミュレーションにより得られた厚み演算用データと、実測データにおいてサンプリング間隔を変えることにより得られた包絡線の特性とを比較して、測定対象物の厚みを算出するステップとを備える。
【００１５】
本発明の第２の態様に係る測定方法は、第１の態様において、厚みが既知の標準物の測定結果を用いて、シミュレーションにより得られた包絡線の特性を校正するステップをさらに備える。
【００１６】
本発明の第３の態様に係る測定方法は、第１又は第２の態様において、実測データに基づいて測定対象物の厚みの概算値を算出し、概算値に基づいて、厚みごとのシミュレーションの結果得られた厚み演算用データの中から、測定対象物の厚みの演算に使用する厚み演算用データを選択するステップをさらに備える。
【００１７】
本発明の第４の態様に係る測定装置は、測定光を出射する光源と、測定対象物に測定光を照射して得られる干渉光のシミュレーションを行い、測定対象物の厚みごとに干渉光の光強度分布を算出するシミュレーション部と、測定対象物の厚みごとに算出された干渉光の光強度分布のサンプリング間隔を変えて得られた包絡線の特性を含む厚み演算用データを取得する厚み演算用データ取得部と、測定対象物に測定光を照射して得られた干渉光の光強度分布の実測データを取得する実測データ取得部と、シミュレーションにより得られた厚み演算用データと、実測データにおいてサンプリング間隔を変えることにより得られた包絡線の特性とを比較して、測定対象物の厚みを算出する算出部とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光強度分布のシミュレーション結果から求めた包絡線の特性と、測定対象物の実測データとを用いて測定対象物の厚みを求めることにより、測定装置の波長分解能に関わらず、測定対象物の厚みを高精度で求めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る測定装置の概略図である。
【図２】図２は、センサヘッドの拡大図である。
【図３】図３は、制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る測定方法におけるシミュレーション工程を示すフローチャートである。
【図５】図５は、シミュレーション結果と標準物の実測結果の例を示す図である。
【図６】図６は、包絡線データを示すテーブルである。
【図７】図７は、校正済みのパラメータを示すテーブルである。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る測定方法における厚み算出工程を示すフローチャートである。
【図９】図９は、測定対象物の厚みの概算値の算出工程を説明するためのグラフである。
【図１０】図１０は、測定対象物の厚みの概算値の算出工程を説明するためのグラフである。
【図１１】図１１は、測定対象物の厚みの概算値の算出工程を説明するためのグラフである。
【図１２】図１２は、測定対象物の厚みの演算に使用する校正済みシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１３】図１３は、測定対象物の厚みの演算に使用する校正済みシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１４】図１４は、測定対象物の厚みの演算に使用する校正済みシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１５】図１５は、測定対象物の厚みの演算を説明するためのグラフである。
【図１６】図１６は、測定対象物の厚みの演算を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面に従って本発明に係る測定方法及び装置の実施の形態について説明する。
【００２１】
［測定装置の構成］
図１は、測定光Ｌを用いて非接触で測定対象物９の厚みＴＨを測定（計測）する測定装置１０の概略図である。また、測定対象物９の距離Ｄとは、測定装置１０［本実施形態では後述の端面１９（参照面）］から測定対象物９（第１面９ａ）までの距離である。さらに、測定対象物９の厚みＴＨとは、本実施形態では測定対象物９の第１面９ａと第２面９ｂとの間隔（長さ）である。
【００２２】
図１に示すように、測定装置１０は、光源１２と、ファイバーサーキュレータ１３（光サーキュレータともいう）と、センサヘッド１４と、これら各部を接続する光経路である光ファイバーケーブル１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃと、分光器１６と、検出器１７と、制御装置１８と、を備える。
【００２３】
光源１２は、測定光Ｌとして白色光を出射する光源であり、例えば、ハロゲンランプ、レーザー光源又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源等である。ここで、白色光とは、可視光領域（波長約４００ｎｍ〜約７２０ｎｍ）の波長の可視光線を混ぜ合わせた光であり、例えば、赤、緑及び青の３色（３原色）の光を適切な比率で混合した光であってもよい。光源１２は、光ファイバーケーブル１５Ａを介してファイバーサーキュレータ１３と接続している。光源１２は、光ファイバーケーブル１５Ａを介してファイバーサーキュレータ１３へ測定光Ｌを出射（照射）する。
【００２４】
なお、本実施形態では、光源１２として白色光源を用いたが、本発明は、これに限定されない。光源１２としては、一定のスペクトル幅を有する測定光を出射可能な光源を用いることができる。また、光源１２としては、例えば、波長掃引光源を用いてもよい。波長掃引光源を用いる場合には、分光器１６を省略することが可能である。
【００２５】
ファイバーサーキュレータ１３は、既述の光ファイバーケーブル１５Ａを介して光源１２に接続している他、光ファイバーケーブル１５Ｂを介してセンサヘッド１４と接続し、さらに光ファイバーケーブル１５Ｃを介して分光器１６及び検出器１７と接続している。
【００２６】
ファイバーサーキュレータ１３は、例えば、非往復方式且つ１方向型デバイスであって３つのポートを有しており、光ファイバーケーブル１５Ａを介して光源１２から入力された測定光Ｌを光ファイバーケーブル１５Ｂへ出力する。これにより、光源１２からの測定光Ｌが、光ファイバーケーブル１５Ｂを介してセンサヘッド１４に入力される。また、ファイバーサーキュレータ１３は、光ファイバーケーブル１５Ｂを介して後述の干渉信号ＳＧを光ファイバーケーブル１５Ｃへ出力する。これにより、干渉信号ＳＧが、光ファイバーケーブル１５Ｃを介して分光器１６及び検出器１７に入力される。
【００２７】
図２は、センサヘッド１４の拡大図である。図２に示すように、センサヘッド１４は、測定対象物９の第１面９ａに対向する位置に配置されている。なお、センサヘッド１４に対する光ファイバーケーブル１５Ｂの接続構造は図２に示した例に限定されるものではなく、公知の接続構造を採用することができる。
【００２８】
センサヘッド１４は、ファイバーサーキュレータ１３から光ファイバーケーブル１５Ｂを介して入力された測定光Ｌを測定対象物９の第１面９ａに向けて出射する。これにより、センサヘッド１４から出射された測定光Ｌの一部が第１面９ａにて反射され、第１反射光Ｒ１としてセンサヘッド１４に入射する。また、第１面９ａから測定対象物９を透過した測定光Ｌの一部が第１面９ａとは反対側の第２面９ｂで反射され、第２反射光Ｒ２としてセンサヘッド１４に入射する。そして、第１反射光Ｒ１及び第２反射光Ｒ２は、センサヘッド１４から光ファイバーケーブル１５Ｂに入力される。
【００２９】
光ファイバーケーブル１５Ｂのセンサヘッド１４に接続される側の端面１９、すなわち、測定光Ｌをセンサヘッド１４へ出射する出射端側の端面１９は、測定光Ｌの一部をファイバーサーキュレータ１３に向けて反射する参照面として機能する。これにより、測定光Ｌの一部が端面１９（参照面）でファイバーサーキュレータ１３に向けて反射されて、参照光Ｒ３となる。このため、光ファイバーケーブル１５Ｂにおいて第１反射光Ｒ１と第２反射光Ｒ２と参照光Ｒ３とが互いに干渉し、第１反射光Ｒ１と第２反射光Ｒ２と参照光Ｒ３との干渉信号ＳＧ（干渉光）がファイバーサーキュレータ１３に入力される。
【００３０】
干渉信号ＳＧには、第１反射光Ｒ１及び参照光Ｒ３の干渉信号成分である第１干渉信号成分ｓｇ１と、第２反射光Ｒ２及び参照光Ｒ３の干渉信号成分である第２干渉信号成分ｓｇ２と、第１反射光Ｒ１及び第２反射光Ｒ２の干渉信号成分である第３干渉信号成分ｓｇ３と、が含まれる。なお、干渉信号ＳＧには、センサヘッド１４内の不図示のレンズによる不要反射によって発生するノイズ光ＲＮも含まれている。そして、干渉信号ＳＧは、ファイバーサーキュレータ１３及び光ファイバーケーブル１５Ｃを介して分光器１６及び検出器１７に入力される。
【００３１】
図１に戻って、分光器１６は、干渉信号ＳＧを分光する装置であり、例えば、回折格子（不図示）を含んでいる。回折格子は、ファイバーサーキュレータ１３から光ファイバーケーブル１５Ｃを介して入力（入射）された干渉信号ＳＧを、その波長に応じて異なる方向に出射させる。
【００３２】
検出器１７は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型のイメージセンサ、或いはシリコンフォトダイオードが用いられる。分光器１６の回折格子によって回折された干渉光は、結像レンズ（不図示）に入射し、その波長に応じて検出器１７の異なる位置に結像される。検出器１７は、分光器１６の回折格子により分光された干渉信号（ＳＧ）を電気信号に変換及び増幅して制御装置１８へ出力する。
【００３３】
制御装置１８は、例えばパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の演算処理装置であり、光源１２及び検出器１７などの測定装置１０の各部の動作を制御する。また、制御装置１８は、検出器１７から入力された干渉信号ＳＧを解析して、測定対象物９の厚みＴＨを測定（演算）する。
【００３４】
［制御装置の構成］
図３は、制御装置の構成を示すブロック図である。
【００３５】
図３に示すように、本実施形態に係る制御装置１８は、測定装置１０の各部の制御を行い、測定の結果を処理する装置であり、制御部２０、信号処理部２２、記憶部２４及び入出力部２６を含んでいる。
【００３６】
制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいる。制御部２０は、入出力部２６を介して作業者から操作入力を受け付けて、測定装置１０の各部を制御する。制御部２０は、光源１２による測定光Ｌの出射、及び検出器１７による干渉信号ＳＧの出力等を制御する。また、制御部２０は、後述のシミュレーション及び測定対象物９の厚みＴＨの演算を行う。制御部２０は、シミュレーション部、厚み演算用データ取得部、実測データ取得部及び算出部の一例である。
【００３７】
入出力部２６は、作業者の操作入力を受け付けるための操作部材（例えば、キーボード、ポインティングデバイス等）と、測定対象物９の測定の結果等を表示するための表示部（例えば、液晶ディスプレイ等）とを含んでいる。
【００３８】
信号処理部２２は、検出器１７から干渉信号ＳＧを取得して信号処理を行い、光強度分布等を求める。
【００３９】
記憶部２４は、測定対象物９の測定結果等のデータを保存するためのストレージデバイスである。記憶部２４としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等を用いることができる。
【００４０】
［厚みの測定方法］
次に、本発明の一実施形態に係る測定方法について説明する。
【００４１】
測定対象物９の実測データ（光強度分布）に対してサンプリング間隔を変えて包絡線検波を行った場合、測定対象物９の厚みＴＨに応じて包絡線の特性（群位相。例えば、包絡線振幅、周期等）が異なる。そこで、本実施形態では、あらかじめシミュレーションを行って、サンプリング間隔Ｍ及び測定対象物９の厚みＴＨを変えた場合の包絡線を算出する。そして、このシミュレーション結果と、測定対象物９の実測データとを用いて測定対象物９の厚みＴＨを求める。
【００４２】
図４は、本発明の一実施形態に係る測定方法におけるシミュレーション工程を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、制御部２０は、厚みＴＨ（ＴＨ＝１，…，Ｎ）の測定対象物９から得られる光強度分布をシミュレーションにより求める（ステップＳ１０）。そして、制御部２０は、光強度分布のシミュレーション結果に対して、サンプリング間隔Δ（Δ＝１，…，Ｍ）を変えて包絡線検波を行い、サンプリング間隔Δ及び厚みＴＨを変化させた場合の包絡線のデータを取得する。このシミュレーションにより、測定対象物９の厚みＴＨと、包絡線から得られる群位相の関係が得られる（ステップＳ１２）。
【００４４】
次に、制御部２０は、測定装置１０を用いて厚みＴＨ（ＴＨ＝１，…，Ｎ）の標準物を測定して得られた光強度分布（標準物の実測結果）を取得して、ステップＳ１０及びＳ１２のシミュレーション結果の校正を行う（ステップＳ１４）。ここで、標準物（基準片）は、厚みが既知の部材であり、例えば、ガラス製の板状又はフイルム状部材である。
【００４５】
図５は、シミュレーション結果と標準物の実測結果の例を示す図である。なお、図５の各グラフの横軸は波長（μｍ）であり、縦軸は振幅（正規化した値）である。図５には、シミュレーション結果及び実測結果の例として、厚みＮ、サンプリング間隔が０．０４ｎｍ、０．０６ｎｍ及び０．０８ｎｍのデータを示している。
【００４６】
ステップＳ１４では、制御部２０は、各厚みＴＨ（ＴＨ＝１，…，Ｎ）のシミュレーション結果と同じ厚みの標準物の測定結果と比較して、両者を互いに近づける変換を行い、校正済みの包絡線データを求める。ステップＳ１４では、制御部２０は、例えば、各厚みＴＨ（ＴＨ＝１，…，Ｎ）のシミュレーション結果の近似曲線を、同じ厚みの標準物の測定結果の近似曲線に近づけるか、又は一致させる。そして、制御部２０は、校正済みの包絡線データから校正済みのパラメータを求める。ここで、パラメータとしては、例えば、包絡線振幅、極大値及び極小値をとる点並びに変曲点等を求める。
【００４７】
図６は、包絡線データを示すテーブルであり、図７は、校正済みのパラメータを示すテーブルである。
【００４８】
ステップＳ１０及びＳ１２では、サンプリング間隔Δ（Δ＝１，…，Ｍ）及び厚みＴＨ（ＴＨ＝１，…，Ｎ）ごとの包絡線データ（包絡線１１，…，ＭＮ）が得られる。そして、ステップＳ１４では、サンプリング間隔Δ（Δ＝１，…，Ｍ）及び厚みＴＨ（ＴＨ＝１，…，Ｎ）ごとのパラメータ（パラメータ１１，…，ＭＮ）が得られる。
【００４９】
上記の校正済みシミュレーション結果（校正済みのパラメータを含む。）は、記憶部２４に保存される（ステップＳ１６）。なお、校正済みシミュレーション結果には、校正済みの包絡線データが含まれていてもよい。ここで、校正済みシミュレーション結果は、厚み演算用データの一例である。
【００５０】
図８は、本発明の一実施形態に係る測定方法における厚み算出工程を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、制御部２０は、測定装置１０を用いて測定対象物９を測定して得られた光強度分布（測定対象物９の実測データ）を取得する（ステップＳ２０）。そして、制御部２０は、測定対象物９の厚みの概算値ＴＨ０を算出する（ステップＳ２２）。
【００５２】
図９から図１１は、測定対象物の厚みの概算値の算出工程を説明するためのグラフである。図９は、測定対象物９から得られた光強度分布を示しており、図１０は、図９の横軸を波数に変換したものである。図１１は、図１０の波数と振幅の関係に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を施したものである。
【００５３】
図９から図１１の例では、使用波長を０．８０μｍ〜０．８５μｍ、波数範囲を０．０７３５２９とする。図１１では、２９１．２０５Ｈｚの位置にピークが現れているため、波数差δｋは、δｋ＝０．０７３５２９／２９１．２０５＝２．５２５０１×１０−４（μｍ−１）となる。これにより、厚みの概算値ＴＨ０は、ＴＨ０＝１／（２δｋ）＝１９８０．１９４（μｍ）となる。
【００５４】
次に、制御部２０は、測定対象物９の厚みＴＨの概算値ＴＨ０に基づいて、厚みＴＨの演算に使用する校正済みシミュレーション結果を選択する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４では、ステップＳ２２で求めた厚みの概算値ＴＨ０に近い厚み（例えば、ＴＨ０±ΔＤ）に対応する校正済みシミュレーション結果が選択される。本実施形態では、ΔＤを約０．１０μｍとして、厚みＴＨが１９８０．００μｍから１９８０．３０μｍの場合の校正済みシミュレーション結果が選択されたものとする。
【００５５】
図１２から図１４は、測定対象物の厚みの演算に使用する校正済みシミュレーション結果を示すグラフである。
【００５６】
図１２から図１４には、厚みＴＨが１９８０．００μｍから１９８０．３０μｍの場合の校正済みシミュレーション結果が０．０５μｍ刻みで示されている。図１２から図１４における実線は実測データである。図１２から図１４におけるサンプリング間隔Δは、それぞれ０．０４ｎｍ、０．０６ｎｍ及び０．０８ｎｍである。
【００５７】
次に、制御部２０は、校正済みシミュレーション結果と、実測データにおいてサンプリング間隔Δを変えることにより得られた包絡線の特性とを比較し（ステップＳ２６）、比較結果に基づいて、測定対象物９の厚みＴＨを算出する（ステップＳ２８）。この演算の結果は、記憶部２４に保存される。
【００５８】
図１５及び図１６は、測定対象物の厚みの演算を説明するためのグラフである。図１５は、厚み１９８０．００μｍから１９８０．０５μｍの０．０１μｍ刻みの校正済みシミュレーション結果と、実測データとを比較したものであり、図１６は、厚み１９８０．０２０μｍから１９８０．０２５μｍの０．０１μｍ刻みの校正済みシミュレーション結果と、実測データとを比較したものである。なお、図１５及び図１６におけるサンプリング間隔Δは、０．０８ｎｍである。
【００５９】
図１６に示すように、本例では、実測データが１９８０．２３μｍの校正済みシミュレーション結果とほぼ一致している。これにより、測定対象物９の厚みＴＨが１９８０．２３μｍと求められる。本例によれば、サンプリング間隔Δごとの包絡線の特性を利用することにより、約２ｍｍの厚みの測定対象物９に対して、０．０１μｍオーダの厚みの演算が可能となることがわかる。
【００６０】
なお、ステップＳ２４及びＳ２６では、概算値ＴＨ０又は実測データに対応する厚みＴＨに対応するパラメータがない場合には、図７に示す校正済みのパラメータから補間（例えば、線形補間）により求めてもよい。例えば、図１６に示した厚み１９８０．０２０μｍから１９８０．０２５μｍの０．０１μｍ刻みのデータは、１９８０．０μｍ及び１９８０．１μｍの校正済みシミュレーション結果（パラメータ）から補間により求めてもよい。
【００６１】
本実施形態によれば、光強度分布のシミュレーション結果から求めた包絡線の特性と、測定対象物９の実測データとを用いて測定対象物９の厚みＴＨを求めることにより、測定装置１０の波長分解能に関わらず、測定対象物９の厚みＴＨを高精度で求めることが可能になる。
【００６２】
なお、本実施形態では、シミュレーション結果の校正を行うようにしたが、シミュレーション結果の校正を省略してステップＳ１２で取得した包絡線の特性（測定対象物９の厚みＴＨと群位相の関係）を用いて厚みＴＨを算出してもよい。すなわち、厚み演算用データとしては、校正前後のシミュレーション結果のいずれを用いてもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、測定対象物９の厚みＴＨの概算値ＴＨ０に基づいて、厚みＴＨの演算に使用する校正済みシミュレーション結果を選択するようにしたが、実測データとすべての校正済みシミュレーション結果とを比較する場合には、概算値ＴＨ０の演算及び校正済みシミュレーション結果の選択のステップ（ステップＳ２２及びＳ２４）を省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
９…測定対象物、１０…測定装置、１２…光源、１３…ファイバーサーキュレータ、１４…センサヘッド、１６…分光器、１７…検出器、１８…制御装置、１９…端面、２０…制御部、２２…信号処理部、２４…記憶部、２６…入出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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