JP4978546B2 - 膜厚測定装置及び方法 - Google Patents
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Description
この発明によると、光源からの白色光を多層薄膜の一方の面と他方の面とにそれぞれ照射すると、それらの反射光が分光器でそれぞれ分光されて反射分光スペクトルが得られ、この反射分光スペクトルのうち、設定部で設定された複数の波長帯域(多層薄膜に対する透過率が50%以下となる波長帯域を少なくとも1つ含む複数の波長帯域)における反射分光スペクトルが波数域反射分光スペクトルにそれぞれ変換された後にパワースペクトルにそれぞれ変換され、このパワースペクトルに基づいて多層薄膜の厚みが求められる。
また、本発明の膜厚測定装置は、前記光源が、パルス状の白色光を発光するパルス光源であり、前記パルス光源の発光タイミング、及び前記分光器で前記反射分光スペクトルを得るタイミングを規定するタイミング信号を生成するタイミング生成部(18)を備えることを特徴としている。
また、本発明の膜厚測定装置は、前記多層薄膜の流れ速度を入力する速度入力部(17)を備えており、前記タイミング生成部は、前記速度入力部から入力された速度と、前記多層薄膜の膜厚を測定する測定点の間隔とに基づいて、前記タイミング信号を生成することを特徴としている。
また、本発明の膜厚測定装置は、前記光源が、前記多層薄膜の一方の面に前記白色光を照射する第1光源と、前記多層薄膜の他方の面に前記白色光を照射する第2光源とを備えており、前記分光器が、前記第1光源からの白色光を前記多層薄膜の一方の面に照射して得られる反射光を分光して反射分光スペクトルを得る第1分光器と、前記第2光源からの白色光を前記多層薄膜の他方の面に照射して得られる反射光を分光して反射分光スペクトルを得る第2分光器とを備えることを特徴としている。
また、本発明の膜厚測定装置は、前記演算部が、前記第1分光器及び前記第2分光器の各々で得られる反射分光スペクトルについて、前記第1変換部、第2変換部、及び前記算出部における処理を行うことを特徴としている。
本発明の膜厚測定方法は、多層薄膜(F)の一方の面と他方の面とに白色光を照射して得られる反射光をそれぞれ分光して反射分光スペクトルを求め、当該反射分光スペクトルに対して所定の演算を施して前記多層薄膜の膜厚を測定する膜厚測定方法であって、前記反射分光スペクトルに対して、前記多層薄膜に対する透過率が50%以下となる波長帯域を少なくとも1つ含む複数の波長帯域を設定する設定ステップと、前記反射分光スペクトルのうち、前記設定ステップで設定された前記複数の波長帯域における反射分光スペクトルを等波数間隔に並べ直した波数域反射分光スペクトルにそれぞれ変換する第1変換ステップと、前記第1変換ステップで変換された前記複数の波長帯域における波数域反射分光スペクトルをパワースペクトルにそれぞれ変換する第2変換ステップと、前記第2変換ステップで変換された前記パワースペクトルに基づいて前記多層薄膜の厚みを求める厚み算出ステップとを含むことを特徴としている。
また、多層薄膜の表面に近い部分の部分の膜厚と多層薄膜の全体の膜厚とを求めることができるため、多層薄膜の表面及び裏面に同様の膜厚を有する層が存在していても測定に支障を来すことはない。
図1は、本発明の第1実施形態による膜厚測定装置の要部構成を示すブロック図である。図1に示す通り、本実施形態の膜厚測定装置1は、キセノンフラッシュランプ11a(第1光源)、キセノンフラッシュランプ11b(第2光源)、照射ファイバ12a,12b、受光ファイバ13a,13b、分光器14a(第1分光器)、分光器14b(第2分光器)、演算部15、表示部16、ライン速度入力部17、及びタイミング生成部18を備えており、複数の層L1〜L3からなる被測定フィルムFの膜厚を測定する。尚、被測定フィルムFは、フレキシブル基板、多層複合フィルムシート、その他の多層薄膜である。
d1=l1/n11
d2=(l3−(d1・n21+d3・n23))/n22
d3=l2/n13 ……(1)
図4は、本発明の第2実施形態による膜厚測定装置の要部構成を示すブロック図である。図4に示す通り、本実施形態の膜厚測定装置2は、白色光源装置31、シャッター31a,31b、照射ファイバ32a,32b、受光ファイバ33a,33b、分光器34、及び演算部35を備えており、複数の層L1〜L3からなる被測定フィルムFの膜厚を測定する。尚、被測定フィルムFは、第1実施形態と同様に、フレキシブル基板、多層複合フィルムシート、その他の多層薄膜である。
11a,11b キセノンフラッシュランプ
14a,14b 分光器
15 演算部
17 ライン速度入力部
18 タイミング生成部
22 設定部
23 波数変換部
24 フーリエ変換部
25 ピーク検出部
26 膜厚算出部
31 白色光源装置
34 分光器
35 演算部
F 被測定フィルム
Claims (6)
- 多層薄膜の一方の面と他方の面とにそれぞれ照射する白色光を発光する光源と、
前記白色光を前記多層薄膜の一方の面に照射して得られる反射光を分光して反射分光スペクトルを得るとともに、前記白色光を前記多層薄膜の他方の面に照射して得られる反射光を分光して反射分光スペクトルを得る分光器と、
前記分光器で得られた前記反射分光スペクトルに対して所定の演算を施して前記多層薄膜の膜厚を測定する演算部とを備えており、
前記演算部は、前記反射分光スペクトルに対して、前記多層薄膜に対する透過率が50%以下となる波長帯域を少なくとも1つ含む複数の波長帯域を設定する設定部と、
前記反射分光スペクトルのうち、前記設定部で設定された前記複数の波長帯域における反射分光スペクトルを等波数間隔に並べ直した波数域反射分光スペクトルにそれぞれ変換する第1変換部と、
前記第1変換部で変換された前記複数の波長帯域における波数域反射分光スペクトルをパワースペクトルにそれぞれ変換する第2変換部と、
前記第2変換部で変換された前記パワースペクトルに基づいて前記多層薄膜の厚みを求める算出部と
を備えることを特徴とする膜厚測定装置。 - 前記光源は、パルス状の白色光を発光するパルス光源であり、
前記パルス光源の発光タイミング、及び前記分光器で前記反射分光スペクトルを得るタイミングを規定するタイミング信号を生成するタイミング生成部を備えることを特徴とする請求項1記載の膜厚測定装置。 - 前記多層薄膜の流れ速度を入力する速度入力部を備えており、
前記タイミング生成部は、前記速度入力部から入力された速度と、前記多層薄膜の膜厚を測定する測定点の間隔とに基づいて、前記タイミング信号を生成することを特徴とする請求項2記載の膜厚測定装置。 - 前記光源は、前記多層薄膜の一方の面に前記白色光を照射する第1光源と、前記多層薄膜の他方の面に前記白色光を照射する第2光源とを備えており、
前記分光器は、前記第1光源からの白色光を前記多層薄膜の一方の面に照射して得られる反射光を分光して反射分光スペクトルを得る第1分光器と、前記第2光源からの白色光を前記多層薄膜の他方の面に照射して得られる反射光を分光して反射分光スペクトルを得る第2分光器とを備える
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の膜厚測定装置。 - 前記演算部は、前記第1分光器及び前記第2分光器の各々で得られる反射分光スペクトルについて、前記第1変換部、第2変換部、及び前記算出部における処理を行うことを特徴とする請求項4記載の膜厚測定装置。
- 多層薄膜の一方の面と他方の面とに白色光を照射して得られる反射光をそれぞれ分光して反射分光スペクトルを求め、当該反射分光スペクトルに対して所定の演算を施して前記多層薄膜の膜厚を測定する膜厚測定方法であって、
前記反射分光スペクトルに対して、前記多層薄膜に対する透過率が50%以下となる波長帯域を少なくとも1つ含む複数の波長帯域を設定する設定ステップと、
前記反射分光スペクトルのうち、前記設定ステップで設定された前記複数の波長帯域における反射分光スペクトルを等波数間隔に並べ直した波数域反射分光スペクトルにそれぞれ変換する第1変換ステップと、
前記第1変換ステップで変換された前記複数の波長帯域における波数域反射分光スペクトルをパワースペクトルにそれぞれ変換する第2変換ステップと、
前記第2変換ステップで変換された前記パワースペクトルに基づいて前記多層薄膜の厚みを求める厚み算出ステップと
を含むことを特徴とする膜厚測定方法。
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