膜厚度测量方法及膜厚度测量装置

摘要

公开了一种膜厚度测量方法及膜厚度测量装置。使估计信号的信号波形与反射光强度信号的信号波形彼此协调，使得估计信号的信号波形中的当膜厚度等于零时的时间点与反射光强度信号的信号波形中的基点彼此一致。将与反射光的信号强度的估计值对应的膜厚度设置为薄膜在期望时间点处的膜厚度，所述反射光的信号强度与估计信号的信号波形中的对应于时间范围的膜厚度范围对应并且与反射光在期望时间点处的信号强度一致。

说明书

技术领域

本发明涉及膜厚度测量方法和膜厚度测量装置。

背景技术

作为测量存在于基板上的膜的膜厚度的方法，提出了下述方法：根据通过使用分光镜的光干涉方法来计算膜厚度的方法(例如，参见日本专利申请公布No.2000-314612(JP2000-314612 A)和日本专利申请公布No.2012-189406(JP 2012-189406 A))、通过照射特定波长的光并且测量反射光的强度来计算膜厚度的方法、通过照射白光并且经由仅允许特定波长的光通过其的滤光器测量反射光的强度来基于白光的强度计算膜厚度的方法等。

此外，在膜厚度小的情况下，长波长的光的强度的变化比膜厚度的变化小。因此，还提出了通过使用短波长的光例如紫外光等来测量膜厚度的方法。此外，在测量膜厚度在二维区域中的分布的情况下，还提出了下述方法：通过移动能够逐点执行测量同时保持与照明器形成的拍摄角度的膜厚度测量仪器来创建二维数据的方法、扫描能够提取线性区域上的分光数据的分光镜的方法等。

发明内容

然而，例如，在存在于基板上的由液体制成的膜的膜厚度小于100nm的情况下，可见光区域的分光反射率的波动小，因此测量膜厚度的精确度可能会劣化。当采取诸如针对紫外光区域等使用分光镜的对策来抑制该测量膜厚度的精确度劣化时，用于测量的装置可能变得复杂或昂贵。

此外，在通过例如照射特定波长的光而不使用分光镜或者装配具有带通滤光器的光接收元件来测量由干涉引起的反射光的强度变化的方法中，可以检测膜厚度的变化，但不能识别出膜厚度是增加还是减小。因此，为了转换成膜厚度的值，需要将可以计算的膜厚度限制在膜厚度和反射强度均匀变化的范围内。

此外，在通过移动逐点执行测量的分光干涉膜厚度测量仪器来测量二维分布的方法以及通过扫描能够同时提取线性区域上的分光数据的分光镜来测量二维分布的方法中，在例如膜厚度在短时间内波动或者重复测量相同位置处的膜厚度的分布的情况下，存在时间限制等的可能性。本发明提供了即使在膜厚度相对小时也可以用简单配置精确地检测膜厚度的膜厚度测量方法和膜厚度测量装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种膜厚度测量方法。该膜厚度测量方法包括：将待测量的挥发性透光膜布置在基板上，并且用来自光源的光照射透光膜直到透光膜的蒸发结束为止；由光接收元件在规则反射方向上接收透光膜的反射光，获取作为反射光的信号强度的时序信号的反射光强度信号直到透光膜的蒸发结束为止，反射光强度信号指示信号强度的变化，并且将所获取的反射光强度信号保存到存储装置中；基于光源的分光强度、光接收元件的分光灵敏度以及透光膜的光学常数来估计通过用来自光源的光照射透光膜而获得的反射光的信号强度，并且获取指示随着透光膜的膜厚度变化反射光的信号强度的估计值的变化的估计信号；基于从作为透光膜的蒸发结束的时间点的基点到期望时间点反射光强度信号的信号波形中的峰的数目来指定期望时间点存在的时间范围；使估计信号的信号波形与反射光强度信号的信号波形彼此协调，使得估计信号的信号波形中的当膜厚度等于零时的时间点与反射光强度信号的信号波形中的基点彼此一致，并且基于估计信号的信号波形中的峰的数目来指定估计信号的信号波形中的与时间范围对应的膜厚度范围；以及获取反射光在期望时间点处的信号强度，并且将对应于与落入膜厚度范围内的膜厚度对应并且与反射光在期望时间点处的信号强度一致的反射光的信号强度的估计值的膜厚度设置为透光膜在期望时间点处的膜厚度。

此外，根据本发明的另一方面，提供了一种膜厚度测量装置。该膜厚度测量装置配备有：光源，被布置在基板上，并且被配置成用光照射待测量的挥发性透光膜直到透光膜的蒸发结束为止；光接收元件，被配置成在规则反射方向上接收透光膜的反射光；存储装置，被配置成存储作为从光接收元件输出的反射光的信号强度的时序信号的反射光强度信号直到透光膜的蒸发结束为止，反射光强度信号指示信号强度的变化；估计信号获取单元，被配置成基于光源的分光强度、光接收元件的分光灵敏度和透光膜的光学常数来估计通过用来自光源的光照射透光膜而获得的反射光的信号强度，并且获取指示随着透光膜的膜厚度变化反射光的信号强度的估计值的变化的估计信号；时间范围指定单元，被配置成基于从作为透光膜的蒸发结束的时间点的基点到期望时间点反射光强度信号的信号波形中的峰的数目来指定期望时间点存在的时间范围；膜厚度范围指定单元，被配置成使估计信号的信号波形与反射光强度信号的信号波形彼此协调，使得估计信号的信号波形中的当膜厚度等于零时的时间点与反射光强度信号的信号波形中的基点彼此一致，并且基于估计信号的信号波形中的峰的数目来指定估计信号的信号波形中的与时间范围对应的膜厚度范围；以及膜厚度设置单元，被配置成将对应于与落入膜厚度范围内的膜厚度对应并且与反射光在期望时间点处的信号强度一致的反射光的信号强度的估计值的膜厚度设置为透光膜在期望时间点处的膜厚度。

本发明的各方面中的每个方面使得即使当膜厚度相对小时也可以用简单配置精确地检测膜厚度。

附图说明

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术和工业意义，其中，相似的附图标记表示相似的要素，并且在附图中：

图1是示意性地示出薄膜的反射光的干涉的视图；

图2示出了由图1所示的干涉引起的示例性分光光谱；

图3是示出光源的示例性分光强度的特性图；

图4是示出光接收元件的示例性分光灵敏度的特性图；

图5是示出膜厚度与反射率之间的对应关系的特性图；

图6示出了当膜厚度通过蒸发而波动时反射率波动的示例性情况；

图7示出了当膜厚度通过蒸发而波动时膜厚度的示例性计算结果；

图8是示出根据本发明的实施方式的示例性膜厚度测量装置的总体框图；

图9是示出控制器的示例性处理过程的流程图；

图10示出了在平坦表面与和该平坦表面接触的球体之间存在的液体的反射率波动的示例性情况；以及

图11示出了在平坦表面与和该平坦表面接触的球体之间存在的液体的膜厚度的示例性计算结果。

具体实施方式

将参照附图在下文中描述本发明的实施方式。顺便提及，在以下详细描述中，描述了大量特定的和具体的配置以提供对本发明的实施方式的完整理解。然而，明显的是，本发明不限于这些特定的和具体的配置，并且执行本发明的其他模式也是可能的。此外，本发明的以下实施方式不限制权利要求书中阐述的本发明。此外，不应该得出以下结论：在本发明的实施方式中描述的配置的所有组合作为由本发明提供的解决方案的手段是必不可少的。

在根据本发明的实施方式的膜厚度测量方法中，获得当光入射到折射指数n和膜厚度d的透光膜上时的反射率Rf(f是表示s偏振分量的s或表示p偏振分量的p)，透光膜在折射指数nm的基板上，该基板的表面不使以角度θ0来自折射指数n0的入射介质的光漫射，根据作为光源的具有缩小的波长范围的照明器的分光强度和作为实际测量的值或由制造者确定的目录规格的光接收元件的分光灵敏度来计算膜厚度与反射率之间的关系，并且根据实际测量的反射率来获得膜厚度。

首先，将描述薄膜的干涉。图1是示出薄膜的干涉的示意图。如图1所示，当光以角度θ0入射到形成在基板1上的薄膜(透光膜)2上时，入射介质、薄膜2和基板1相对于光的偏振分量——即，s波和p波——的折射指数可以根据以下等式(1)至(6)来表示。顺便提及，η0S表示入射介质相对于作为偏振分量的s波的折射指数，η0P表示入射介质相对于作为偏振分量的p波的折射指数，ηS表示薄膜2相对于作为偏振分量的s波的折射指数，ηP表示薄膜2相对于作为偏振分量的p波的折射指数，ηmS表示基板1相对于作为偏振分量的s波的折射指数，并且ηmP表示基板1相对于作为偏振分量的p波的折射指数。此外，θ表示薄膜2中光的折射角，并且θm表示来自基板1的光的输出角。

η0S＝n0×cosθ0...(1)

η0P＝n0/cosθ0...(2)

ηS＝n×cosθ...(3)

ηP＝n/cosθ...(4)

ηmS＝nm×cosθm...(5)

ηmP＝nm/cosθm...(6)

此外，通过以下等式(7)指示的斯涅耳(Snell)定律适用于折射指数中的每个折射指数与入射角之间，因此可以导出等式(8)和等式(9)。

n0×sinθ0＝n×sinθ＝nm×sinθm...(7)

cosθ＝(1-sin2θ)1/2＝{1-(n0/nm)2×sin2θ}1/2...(8)

cosθm＝(1-sin2θm)1/2＝{1-(n0/nm)2×sin2θm}1/2...(9)

此外，薄膜2的光学膜厚度可以被表示为n×d×cosθ。因此，当光通过薄膜2一次时，产生根据以下等式(10)表示的相位的变化δ。

δ＝(2π/λ)×n×d×cosθ...(10)

可以根据以下等式(11)至(14)来表示作为光的偏振分量的s波和p波在相应界面上的菲涅耳(Fresnel)反射系数。顺便提及，ρ0S表示作为偏振分量的s波在薄膜2的表面上的菲涅耳反射系数，ρ1S表示作为偏振分量的s波在薄膜2与基板1之间的界面上的菲涅耳反射系数，ρ0P表示作为偏振分量的p波在薄膜2的表面上的菲涅耳反射系数，并且ρ1P表示作为偏振分量的p波在薄膜2与基板1之间的界面上的菲涅耳反射系数。

ρ0S＝(η0S-ηS)/(η0S+ηS)...(11)

ρ1S＝(ηS-ηmS)/(ηS+ηmS)...(12)

ρ0P＝(η0P-ηP)/(η0P+ηP)...(13)

ρ1P＝(ηP-ηmP)/(ηP+ηmP)...(14)

根据以下等式(15)来表示考虑多次反射的整体菲涅耳系数ρf(f是s或p)，根据以下等式(16)来表示反射率Rf(f是s或p)。

ρf＝(ρ0f+ρ1fe-i2δ)/(1-ρ0f×ρ1fe-i2δ)...(15)

Rf＝(ρ0f2+ρ1f2+2ρ0fρ1fcos2δ)/{1+(ρ0fρ1f)2+2ρ0fρ1fcos2δ}...(16)

图2示出了根据等式(16)获得的分光光谱。在图2中，横坐标轴表示波长，并且纵坐标轴表示反射率。此外，d1表示在薄膜2的膜厚度等于100nm的情况下的特性，d2表示在薄膜2的膜厚度等于250nm的情况下的特性，并且d3表示在薄膜2的膜厚度等于500nm的情况下的特性。可以根据图2所示的分光光谱、如图3所示的入射到薄膜2上的光的光源的分光强度I(λ)、以及如图4所示的对由薄膜2反射的光进行拍摄的光接收元件的分光灵敏度S(λ)来获得如图5所示的薄膜2的膜厚度与反射率之间的关系。

顺便提及，在图3中，横坐标轴表示波长，并且纵坐标轴表示光源的分光强度I。在图4中，横坐标轴表示波长，并且纵坐标轴表示光接收元件的分光灵敏度S。在图5中，横坐标轴表示膜厚度，并且纵坐标轴表示反射率。薄膜2的折射指数n等于1.33，并且入射到薄膜2上的光的入射角θ0等于8°。此外，特性λ1指示在入射到薄膜2上的光的波长等于450nm的情况下的反射率，特性λ2指示在入射到薄膜2上的光的波长等于530nm的情况下的反射率，并且特性λ3指示在入射到薄膜2上的光的波长等于650nm的情况下的反射率。

在本文中应当注意到，当薄膜2由可蒸发材料例如水等形成时，膜厚度随时间的流逝而减小。也就是说，当测量直到蒸发结束的过程中的薄膜2的反射率时，如图6所示，反射率随着膜厚度波动而增大或减小。然后，当薄膜2的蒸发结束时，即，当薄膜2的膜厚度等于零时，反射率被最大化。在图6中，横坐标轴表示经过的时间，纵坐标轴表示反射率。膜厚度随着时间的流逝通过蒸发而单调减小，并且反射率随着膜厚度波动而振荡。然后，当膜厚度在时间点t1处变成等于零时，反射率达到山侧的峰值，并且此后保持等于该峰值。薄膜2的膜厚度在反射率开始保持等于峰值时恰好变成等于零。

如图5所示，薄膜2的膜厚度与反射率在理论上具有这样的特性：反射率随着膜厚度从零增加而减小并且此后交替地增大和减小。另一方面，图6示出了直到薄膜2的蒸发结束为止的反射率的变化的实际测量值。在图6中，从当膜厚度变成等于零时的时间点t1追溯到时间点t0相当于从零增加膜厚度，并且反射率根据从当膜厚度变成等于零时的时间点t1追溯的过程(随着膜厚度从零增加)而根据与图5的特性类似的特性变化。也就是说，在dX表示薄膜2在时间点t0处的膜厚度并且rX表示在时间点t0处的反射率的情况下，图6中的指示当从时间点t1追溯到时间点t0时反射率的变化的信号波形与图5中的指示从当膜厚度变成等于零时的时间点到当膜厚度变成等于dX时的时间点反射率的变化的信号波形在形状上类似。也就是说，图6所示的反射率的信号波形上的时间点t0的位置与图5所示的反射率的信号波形上的膜厚度dX的位置基本上彼此一致。因此，在图5所示的反射率的信号波形中，与图6所示的反射率的信号波形上的时间点t0的位置一致的位点(spot)处的膜厚度可以被认为是图6所示的反射率的信号波形上的时间点t0处的膜厚度dX。顺便提及，在图5所示的反射率的信号波形中，在与图6所示的反射率的信号波形上的时间点t0的位置一致的位点处的膜厚度由于反射率的计算周期等而无法获得的情况下，适于例如补充反射率的信号波形、获得由模拟信号构成的反射率的信号波形、并且根据该信号波形来获取与时间点t0的位置一致的位点处的膜厚度。可替选地，在由数字信号构成的反射率的信号波形中，可以获取最接近时间点t0的位置的位点处的膜厚度。

在图6中，当时间点t1——即，当膜厚度变成等于零时的时间点——被认为是基点时，在反射率的谷和山的序列中从时间点t1追溯反射率的峰的过程中，时间点t0位于(在时间范围内的)第五峰与第六峰之间。如果将其与参考位点——即，图5中膜厚度等于零的位点——进行对照，则图6中指定的时间范围与第五峰和第六峰之间的范围(图5中的膜厚度范围E1)对应，所述范围是通过在反射率的谷和山的序列中从膜厚度等于零的位点沿着反射率的峰前进而获得的。在图5的膜厚度范围E1中，在反射率等于rX(例如，约0.030)的位点处，膜厚度等于约490nm，因此该膜厚度与图6中的时间点t0处的膜厚度dX一致。也就是说，可以根据直到该薄膜2的膜厚度变成等于零为止的反射率的变化的情况来估计薄膜2在时间点t0处的膜厚度dX。

图7示出了根据以上提及的方法的在随着如图6所示的反射率波动而计算膜厚度的情况下膜厚度如何波动。在图7中，横坐标轴表示经过的时间，并且纵坐标轴表示膜厚度。已经证实，薄膜2的膜厚度随着薄膜2蒸发而减小，并且薄膜2的膜厚度在薄膜2的蒸发结束时的时间点t1处变成等于零。图8是示出通过使用根据本发明的实施方式的膜厚度测量方法来测量膜厚度的示例性膜厚度测量装置的示意性框图。

膜厚度测量装置10配备有：光源12，例如LED显示器等，光源12用单色光对作为基板的玻璃11的表面进行平面照射，在基板上形成有待测量的薄膜2；作为二维区域传感器的图像捕获装置13如黑白区域摄像机等；以及控制器14。光源12和图像捕获装置13以在测量期间不改变它们的相对位置的方式被布置。此外，膜厚度测量装置10配备有例如用于阻挡光的暗舱帘15，以防止除了由光源12反射的光之外的光入射到图像捕捉装置13上。

顺便提及，薄膜2可以是呈现透光性和挥发性的膜例如水膜等。此外，玻璃11可能不一定被用作基板。基板可以是具有镜面反射表面的任何构件，例如其表面不漫射光的玻璃、镜子或树脂等，而不是其表面漫射光的磨砂玻璃等。根据测量区域的尺寸，光源12可以在其视场内包括如从图像捕获装置13看到的薄膜2的测量区域的整个规则反射区域。

光源12的波长可以被设置成使得反射率的充分的增大/减小特性可以被获得作为图6所示的反射光强度信号。当光源12的波长相对长时，难以获取充分的增大/减小特性。随着波长缩短，分辨能力提高并且所获取的增大/减小特性的质量提高。例如，可以应用紫色或蓝色LED光源或激光光源作为光源12。例如，当薄膜2的膜厚度变成小于约100nm时，在反射率极大地变化的小于约500nm的波长处发现最大强度。通过利用具有窄照射波长区域的可见光线的照射，在膜厚度小于约100nm的情况下，可以提高测量薄膜2的膜厚度的精确度。

图像捕获装置13相对于玻璃11的表面被安装在光源12的规则反射方向(镜面反射方向)上。控制器14配备有输入装置14a、显示装置14b和存储装置14c。控制器14执行光源12和图像捕获装置13的操作控制，向光源12和图像捕获装置13输入通过经由使用图像捕获装置13对通过由光源12照射薄膜2而产生的反射光进行拍摄而获得的捕获的图像，将捕获的图像存储到存储装置14c中，并且基于存储在存储装置14c中的捕获的图像来估计薄膜2的膜厚度。此外，如图5所示指示膜厚度与反射率之间的对应关系的估计信号被存储在存储装置14c中。该估计信号是基于如图2所示的关于待测量的薄膜2的模型获得的分光光谱、如图3所示的光源12的分光强度特性、以及如图4所示的图像捕获装置13的光接收元件的分光灵敏度特性(用作估计信号获取单元)而预先估计的。

接着，将通过使用如图9所示的示出控制器14的示例性处理过程的流程图来描述本发明的操作。操作者首先例如通过操作控制器14的输入装置14a来命令膜厚度的测量的开始。当命令了膜厚度的测量的开始时，控制器14驱动地控制光源12和图像捕获装置13(步骤S1)，通过使用光源12用单色光平面地照射薄膜2的测量目标区域，并且例如以规则周期通过使用图像捕获装置13来对测量目标区域的整个规则反射区域进行拍摄。

控制器14顺序地读取由图像捕获装置13拍摄的捕获的图像数据，并且开始存储捕获的图像数据的过程从而读取到存储装置14c中(步骤S2)。在图像捕获装置13开始捕获图像并且控制器14开始读取所捕获的图像数据之后，操作者在玻璃11的表面上创建待测量的薄膜2。然后，当例如薄膜2的蒸发一结束操作者就命令膜厚度的测量结束时，控制器14停止驱动光源12和图像捕获装置13(步骤S3)。

因此，包括薄膜没有形成在其上的玻璃11的表面、薄膜形成在其上的玻璃11的表面、薄膜从其蒸发的玻璃11的表面、以及薄膜2在薄膜2蒸发结束后已经从其消失的玻璃11的表面的那些图像的一系列图像被存储到存储装置14c中作为捕获的图像数据。控制器14关于存储在存储装置14c中的捕获的图像数据、针对每个像素来检测反射光强度信号，如图6所示，反射光强度信号指示反射率如何从拍摄的开始随着时间的流逝而变化，并且控制器14指定信号波形上的与拍摄的开始对应的时间点t0的存在的位置——即，在图6中关于在时间点t0与当膜厚度变成等于零时的时间点或者当反射率停止变化时的时间点t1处的反射率rX的时间范围(用作时间范围指定单元)(步骤S4)。具体而言，控制器14关于时间点t1获得到时间点t0的信号波形上的与谷和山对应的峰的数目，并且以时间点t1作为基点来将所获得的峰的数目中的最后一个峰与其后的峰之间的范围指定为时间范围。

随后，控制器14将存储在存储装置14c中的如图5所示的指示膜厚度与反射率之间的对应关系的特性曲线与如在步骤S4中指定的时间点t0处的时间范围进行协调(coordinate)，并且指定估计图5所示的特性曲线的信号波形上的时间点t0存在的膜厚度范围E1(用作膜厚度范围指定单元)(步骤S5)。随后，控制器14检测在膜厚度范围E1内的与反射率rX对应的膜厚度，并且将该膜厚度指定为时间点t0处的膜厚度dX(用作膜厚度设置单元)(步骤S6)。

然后，控制器14使显示装置14b显示每个像素的膜厚度(步骤S7)。例如，控制器14通过例如根据膜厚度改变显示的颜色来显示薄膜2的测量区域的膜厚度，并且结束处理。以这种方式，控制器14检测薄膜2的反射率的变化的情况直到薄膜2的蒸发结束为止，并且基于该变化的情况和关于膜厚度和反射率预先检测到的特性来检测膜厚度。因此，能够用简单的配置容易地检测膜厚度。

此外，当反射率已知时可以获得膜厚度。因此，可以通过例如以高周期检测反射率来以高周期获取膜厚度的变化。此外，通过对薄膜2的膜厚度的整个测量目标区域进行拍摄，可以同时获得整个测量目标区域的膜厚度。因此，可以逐表面地检测整个测量目标区域在相同时间点处的膜厚度。

此外，当可以检测到反射率时，可以获得膜厚度。因此，即使在膜厚度相对小——例如，等于或小于100nm等——的情况下，也可以精确地检测膜厚度。因此，可以检测甚至小于50nm的膜厚度，这难以通过经由使用根据现有技术的分光干涉方法检测膜厚度的方法而获得。因此，有利地测量具有小的膜厚度并且在短时间内蒸发的膜，例如由风挡刮水器形成的水膜等。此外，在本发明的以上提及的实施方式中，已经描述了使用LED显示器作为能够平面照射的光源12的情况，但是本发明不限于此。可以通过使用具有单一波长的LED平面照射装置或者通过用LED灯照射整个屏幕表面来执行平面照射。

此外，在本发明的以上提及的实施方式中，已经描述了逐表面地检测薄膜2的测量区域的膜厚度的情况，但是本发明不限于此。还可以检测薄膜2上的单个像素的膜厚度。此外，在本发明的以上提及的实施方式中，已经描述了同一控制器14执行收集待测量的薄膜2的反射率的变化情况的处理和计算膜厚度的处理的情况，但是本发明不限于此。可以基于作为存储在存储装置14c中的表示待测量的薄膜2的反射率的变化情况的数据、由另一处理装置来计算膜厚度。

此外，在本发明的以上提及的实施方式中，已经描述了基板1具有平坦表面的情况，但是本发明不限于此。本发明也适用于基板1具有弯曲表面的情况。在这种情况下，适于提供完全沿规则反射方向用来自光源或照明器的光对如从图像捕获装置13观察的基板1的表面的整个测量区域进行照射的屏幕。此外，在基板1不具有平坦表面的情况下，可以通过对基于基板1具有平坦表面的假设而计算的膜厚度的值进行校正计算来检测膜厚度的真实值。例如，该校正计算可以例如被如下执行。

该校正计算是基于前面的等式(10)来执行的。在基板1不具有平坦表面的情况下，与基板1的平坦表面的倾斜度由△θ表示。此外，通过执行校正计算而获得的膜厚度的真实值由d'表示。在基板1具有平坦表面的情况下的相位变化δ与在基板1具有弯曲表面的情况下的相位变化δ彼此相等，因此可以根据前面的等式(10)导出以下等式(17)。

δ＝(2π/λ)×n×d'×cos(θ+Δθ)＝(2π/λ)×n×d×cosθ...(17)

等式(17)可以通过被变换而被表示为以下等式(18)。

d'＝d×cosθ/cos(θ+Δθ)...(18)

也就是说，根据等式(18)，能够通过使用测量点的倾斜度△θ来校正膜厚度d。

此外，在本发明的以上提及的实施方式中，在薄膜2被平面照射的情况下，从光源12入射的光的入射角取决于膜厚度的目标区域中的位置而不同。因此，对于由光源12照射的每个照射位置，可以通过使用该位置处的入射角来计算图5所示的反射率的信号波形。此外，可以通过使用根据本发明的实施方式的膜厚度测量方法来测量存在于两个物体之间的液体的膜厚度。

膜厚度在两个物体彼此接触——例如，在球体与平坦表面接触的情况下——的位置处等于零。假设了随着距两个物体彼此接触的位置的距离增加、由于这两个物体之间的距离的增加而引起空气隙的尺寸增加的情况。鉴于如本发明的以上提及的实施方式所描述的液体例如水等蒸发的情况，液体完成蒸发的状态等同于膜厚度等于零的状态，即，两个物体彼此接触的接触位置。由于液体蒸发而引起的膜厚度的变化与两个物体之间的距离变化——即，彼此不接触的两个物体之间的空气隙的尺寸变化——对应。例如，在球体与平坦表面接触的情况下，随着距接触点的距离增加，空气隙的厚度基本上均匀地增加。当将根据本发明的实施方式的膜厚度测量方法应用于该空气隙时，可以测量每个位置处的空气隙的厚度。存在于两个物体之间的液体的膜厚度的变化的现象可以通过反射率(图10)和膜厚度(图11)来说明，反射率和膜厚度是通过用表示距两个物体彼此接触的位置的空间位置而不是经过的时间的横坐标轴来代替较早提及的图6和图7中的横坐标轴来获得的。

在图10和图11中，p1表示两个物体彼此接触并且膜厚度等于零的位置，并且p0表示距膜厚度等于零的位置p1的距离。顺便提及，尽管本文中已经描述了存在于两个物体之间的液体的膜厚度的情况，但是也可以根据类似的过程来测量平坦表面与和平坦表面接触的球体之间的间隙。本发明的范围不限于在附图中描述和示出的本发明的示例性实施方式，而是本发明涵盖实现与本发明的目的等效的效果的所有实施方式。此外，本发明的范围可以由本文中公开的所有具体配置细节的每个期望组合来限定。