JPH02196905A - 光学的薄膜体の膜厚測定方法 - Google Patents
光学的薄膜体の膜厚測定方法Info
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- JPH02196905A JPH02196905A JP31085089A JP31085089A JPH02196905A JP H02196905 A JPH02196905 A JP H02196905A JP 31085089 A JP31085089 A JP 31085089A JP 31085089 A JP31085089 A JP 31085089A JP H02196905 A JPH02196905 A JP H02196905A
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
-
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- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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- B29D11/00634—Production of filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
- B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C41/04—Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学的薄膜体の膜厚測定方法、特に光学的薄膜
体の光学的厚さおよび屈折率を正確に測定する方法に関
するものである。
体の光学的厚さおよび屈折率を正確に測定する方法に関
するものである。
本発明の方法によって膜厚を測定すべき光学的薄膜体は
実質的に−様な厚さを有する。明確に言えば、この光学
的薄膜体は約0.5〜lOμmの範囲内の公称厚さを有
しうる。これら薄膜体の両面は互いにほぼ平行である。
実質的に−様な厚さを有する。明確に言えば、この光学
的薄膜体は約0.5〜lOμmの範囲内の公称厚さを有
しうる。これら薄膜体の両面は互いにほぼ平行である。
その公称厚さの薄膜体間変化は約2%以下に限定されう
るが、好ましくは約1%以下となされうる。どの薄膜体
においても、その公称厚さの縁端量変化が約2%以下に
限定されうるが、好ましくは約1%となされうる。
るが、好ましくは約1%以下となされうる。どの薄膜体
においても、その公称厚さの縁端量変化が約2%以下に
限定されうるが、好ましくは約1%となされうる。
これら薄膜体は高い光透過性を有する。明確に言えば、
これら薄膜体は入射光の約84〜99%を透過し、波長
が約260〜11000nの範囲内の予め定められたま
たはそれ以上の波長を有する入射光を少なくとも約96
%、98%あるいは99%までも透過しうる。さらに、
これら薄膜体は入射光の焦点を薄膜体の厚さの三分の一
以下の光学距離内でシフトするようになされうる。何故
ならば、これら薄膜体は高い光透過性を有するので、入
射光の約3%以下を吸収し、回折し、かつ分散せしめる
が、波長が約260〜1000 nmの範囲内の1また
はそれ以上の特定波長を有する入射光の約1%以下を吸
収し、回折し、かつ分散せしめるようになされうる。
これら薄膜体は入射光の約84〜99%を透過し、波長
が約260〜11000nの範囲内の予め定められたま
たはそれ以上の波長を有する入射光を少なくとも約96
%、98%あるいは99%までも透過しうる。さらに、
これら薄膜体は入射光の焦点を薄膜体の厚さの三分の一
以下の光学距離内でシフトするようになされうる。何故
ならば、これら薄膜体は高い光透過性を有するので、入
射光の約3%以下を吸収し、回折し、かつ分散せしめる
が、波長が約260〜1000 nmの範囲内の1また
はそれ以上の特定波長を有する入射光の約1%以下を吸
収し、回折し、かつ分散せしめるようになされうる。
これら新規な薄膜体は多くの用途を有する。特にパーキ
ンエル?−(Perkin Blmer)2QQ系プロ
ジエクタのような投影機における十字線(reticl
e)のための光学的透過性シールドとして有用である。
ンエル?−(Perkin Blmer)2QQ系プロ
ジエクタのような投影機における十字線(reticl
e)のための光学的透過性シールドとして有用である。
また、例えばこれら薄膜体をフォトマスク上に配置すれ
ば、そのフォトマスクを空気中に浮遊する微粒子あるい
は他の汚染体から保護する。これら薄膜体はアドバンス
ト、セミコンダクタ、プロダクツ(Advanced
5erniconductor Products)か
ら商品名BB−2,85型広帯域フオトマスク膜皮およ
びLR−1型紙反射性モノクロ膜皮として市販される。
ば、そのフォトマスクを空気中に浮遊する微粒子あるい
は他の汚染体から保護する。これら薄膜体はアドバンス
ト、セミコンダクタ、プロダクツ(Advanced
5erniconductor Products)か
ら商品名BB−2,85型広帯域フオトマスク膜皮およ
びLR−1型紙反射性モノクロ膜皮として市販される。
8B−2,85型膜皮はニトロセルロースで形成され2
.85μmの厚さを有する。単一の腹皮サンプルの厚さ
の変化は約0.06μmである。BB−2,85型膜皮
は一人射光の波長が約350〜450 nmの範囲内で
ある場合、平均して入射光の約0.3%以下を吸収およ
び分散し、入射光の焦点を約1μm以下の光学距離内で
シフトする。
.85μmの厚さを有する。単一の腹皮サンプルの厚さ
の変化は約0.06μmである。BB−2,85型膜皮
は一人射光の波長が約350〜450 nmの範囲内で
ある場合、平均して入射光の約0.3%以下を吸収およ
び分散し、入射光の焦点を約1μm以下の光学距離内で
シフトする。
この腹皮は典型的に76.2mの外径と72.4III
I11の内径を有する。腹皮は、0.5μmのフィルタ
を備えかつこの腹皮から10c+a(4インチ)離れた
位置に3 tm (0,125インチ)の吹出口を備え
たホースからの2.8 kg/ ca+”(40ポンド
/平方インチ)ノ空気圧に耐えうる。BB−2,85型
膜皮は、高圧水銀アーク灯を用いた1:1プロジエクシ
ヨン アライナ(projection aligne
r)におけるフォトマスクを微粒子から保護するシステ
ムに特に有用である。
I11の内径を有する。腹皮は、0.5μmのフィルタ
を備えかつこの腹皮から10c+a(4インチ)離れた
位置に3 tm (0,125インチ)の吹出口を備え
たホースからの2.8 kg/ ca+”(40ポンド
/平方インチ)ノ空気圧に耐えうる。BB−2,85型
膜皮は、高圧水銀アーク灯を用いた1:1プロジエクシ
ヨン アライナ(projection aligne
r)におけるフォトマスクを微粒子から保護するシステ
ムに特に有用である。
LR−1型膜皮もまたニトロセルロースで形成され0、
723±0.01μmの厚さを有する。光の最低透過率
は436〜540nfflの波長において約98%であ
り、約3(i5nmの波長においては96%である。こ
れら腹皮の入射光の反射は、典型的に436〜546
nmの波長において約2%であり、365nl11の波
長において約3%である。入射光が約436〜546
nmの波長を有する場合、全体で入射光の約0.25%
以下が分散または吸収され、入射光が365 nmの場
合は全体で約1%以下である。LR−1型膜皮は強靭で
ある。
723±0.01μmの厚さを有する。光の最低透過率
は436〜540nfflの波長において約98%であ
り、約3(i5nmの波長においては96%である。こ
れら腹皮の入射光の反射は、典型的に436〜546
nmの波長において約2%であり、365nl11の波
長において約3%である。入射光が約436〜546
nmの波長を有する場合、全体で入射光の約0.25%
以下が分散または吸収され、入射光が365 nmの場
合は全体で約1%以下である。LR−1型膜皮は強靭で
ある。
この腹皮は腹皮から少なくともlOcm(4インチ)離
れた位置に吹出口を有する3−Hの902F型エアガン
からの2.1 kg/ c+a” (30ポンド/平方
インチ)ノ空気圧に耐えうる。LR−1型膜皮は入射光
の焦点を約lμ印以下の光学距離内でシフトするので、
LR−1型膜皮はGC^ステッパ(stepper)
のようなlO:1ダイレクト、ウェーファ、ステッパ(
direct waferstepper)に特に有用
である。
れた位置に吹出口を有する3−Hの902F型エアガン
からの2.1 kg/ c+a” (30ポンド/平方
インチ)ノ空気圧に耐えうる。LR−1型膜皮は入射光
の焦点を約lμ印以下の光学距離内でシフトするので、
LR−1型膜皮はGC^ステッパ(stepper)
のようなlO:1ダイレクト、ウェーファ、ステッパ(
direct waferstepper)に特に有用
である。
上述したような薄膜体は、部分的光学ビーム・スプリッ
タ(optical beam 5plitter)
、モノクロ光学システムのための低反射性光学窓、部分
偏光器、音響振動フィルム、原子放射検出器の高透過性
窓、および輝いたクローム表面のようなこれら薄膜体よ
りも高い屈折率を有する反射性基体上の反射防止被膜と
して特に有用である。
タ(optical beam 5plitter)
、モノクロ光学システムのための低反射性光学窓、部分
偏光器、音響振動フィルム、原子放射検出器の高透過性
窓、および輝いたクローム表面のようなこれら薄膜体よ
りも高い屈折率を有する反射性基体上の反射防止被膜と
して特に有用である。
これら薄膜体は、縁端支持されうる。また、フォトマス
ク、光学平面、鏡または他の剛直なあるいは可撓性の平
面のような全面的または部分的支持体面で共面支持され
うる。
ク、光学平面、鏡または他の剛直なあるいは可撓性の平
面のような全面的または部分的支持体面で共面支持され
うる。
これら薄膜体はすぐれた弾性と同質性とを有する。とり
わけ、これら薄膜体は、それらが特に機械的、熱的に安
定な枠体または他の支持体上に取付けられた場合、圧縮
された形の実大な量のデータを実質的に歪みを伴わずに
複写および再現するのに用′いられうる。かかる複写を
する場合、実大な量のデータを高度に圧縮された形で担
持する表面上に光学的薄膜体を形成するだけでよい。本
発明の薄膜体は、オリジナルから正確かつ精密な複製デ
ータを形成してデータの**および貯蔵のためのオリジ
ナルとして用いうる。
わけ、これら薄膜体は、それらが特に機械的、熱的に安
定な枠体または他の支持体上に取付けられた場合、圧縮
された形の実大な量のデータを実質的に歪みを伴わずに
複写および再現するのに用′いられうる。かかる複写を
する場合、実大な量のデータを高度に圧縮された形で担
持する表面上に光学的薄膜体を形成するだけでよい。本
発明の薄膜体は、オリジナルから正確かつ精密な複製デ
ータを形成してデータの**および貯蔵のためのオリジ
ナルとして用いうる。
1つの実施例にふいて、表面の実例としての実大な量の
データを担持する表面上にこの光学的薄膜体を形成する
。かかるデータの浮き彫りにされた表面上に光学的薄膜
体を形成することによって、浮き彫り面右よびその浮き
彫りデータが全く同じに複製される。
データを担持する表面上にこの光学的薄膜体を形成する
。かかるデータの浮き彫りにされた表面上に光学的薄膜
体を形成することによって、浮き彫り面右よびその浮き
彫りデータが全く同じに複製される。
本発明の光学的薄膜体の膜厚測定方法においては、lま
たはそれ以上の既知の入射角をもって薄膜体に光を照射
し、この薄膜体が入射光を実質的に反射しないゼロ入射
角と呼ばれる少なくとも1つの角度を見出し、しかる後
かかる1またはそれ以上のゼロ入射角からこの薄膜体の
厚さおよびまたは屈折率を計算することよりなる。
たはそれ以上の既知の入射角をもって薄膜体に光を照射
し、この薄膜体が入射光を実質的に反射しないゼロ入射
角と呼ばれる少なくとも1つの角度を見出し、しかる後
かかる1またはそれ以上のゼロ入射角からこの薄膜体の
厚さおよびまたは屈折率を計算することよりなる。
光はヘリウム・イオンのような光源からのレーザ光とな
しうる。かかるレーザは約633 nmの波長を有する
平行光線ビームを発生する。特にゼロ入射角の検出が肉
眼以外によってなされる場合は、他の高輝度または低輝
度光源をも用いうる。例えば、フィルタをかけた水銀ア
ーク灯、フィルタをかけた白熱灯およびフィルタをかけ
たキセノン灯である。
しうる。かかるレーザは約633 nmの波長を有する
平行光線ビームを発生する。特にゼロ入射角の検出が肉
眼以外によってなされる場合は、他の高輝度または低輝
度光源をも用いうる。例えば、フィルタをかけた水銀ア
ーク灯、フィルタをかけた白熱灯およびフィルタをかけ
たキセノン灯である。
光源が、視覚で認めうる強度の反射光を生じるほど十分
な輝度を有する場合は、視覚によりゼロ入射角の検出が
なされる。例えばヘリウム・ネオンレーザ光は視覚で検
出可能な反射光を生じる。
な輝度を有する場合は、視覚によりゼロ入射角の検出が
なされる。例えばヘリウム・ネオンレーザ光は視覚で検
出可能な反射光を生じる。
さらに、ゼロ入射角の検出の正確性は入射角に依存しな
いため、ゼロ入射角の視覚による検出は高い信頼性を有
する。しかしながら、レーザ光または高輝度光以外の光
源が使用された場合、ゼロ入射角の検出は光増倍素子、
シリコンPINダイオード、右よび他の光電検出素子の
ような検出器が必要であろう。
いため、ゼロ入射角の視覚による検出は高い信頼性を有
する。しかしながら、レーザ光または高輝度光以外の光
源が使用された場合、ゼロ入射角の検出は光増倍素子、
シリコンPINダイオード、右よび他の光電検出素子の
ような検出器が必要であろう。
本発明の方法は、単に光学的薄膜体の厚さおよび屈折率
を測定するためにのみではなく、光学的薄膜体の厚さを
監視するのにも用いられる。例えば、光学的薄膜体の厚
さを規定された限度内に収めようとする場合、本発明の
方法によって規格に応じた監視をなしうる。そうするた
めには、薄膜体がゼロ入射角を生じる規定された限度内
での入射角を決定しておき、しかる後その入射角が各薄
膜体にとってゼロ入射角であるか否かを試験すればよい
。
を測定するためにのみではなく、光学的薄膜体の厚さを
監視するのにも用いられる。例えば、光学的薄膜体の厚
さを規定された限度内に収めようとする場合、本発明の
方法によって規格に応じた監視をなしうる。そうするた
めには、薄膜体がゼロ入射角を生じる規定された限度内
での入射角を決定しておき、しかる後その入射角が各薄
膜体にとってゼロ入射角であるか否かを試験すればよい
。
本発明の方法の一実施例にふいては、数種の異なる既知
の入射角をもって光学的薄膜体に平行レーザ光ビームの
照射がなされうる。光源を固定し、薄膜体を光ビームの
径路内で回動させて入射角を変えるようにするのが好ま
しい。薄膜体を回動させる手段に副尺のような装置を取
付けることにより、入射角を測定することができる。
の入射角をもって光学的薄膜体に平行レーザ光ビームの
照射がなされうる。光源を固定し、薄膜体を光ビームの
径路内で回動させて入射角を変えるようにするのが好ま
しい。薄膜体を回動させる手段に副尺のような装置を取
付けることにより、入射角を測定することができる。
測定作業を入射角ゼロで開始し、しかる後薄膜体が光を
反射しない1番目の角度を見出すまで薄膜体を回転させ
て入射角を変えるのが望ましい。
反射しない1番目の角度を見出すまで薄膜体を回転させ
て入射角を変えるのが望ましい。
ある目的のためには1以上のゼロ入射角を見出すことが
必要になりうる。そうするためには、2番目のゼロ入射
角を見出すまで薄膜体を回転させればよい。
必要になりうる。そうするためには、2番目のゼロ入射
角を見出すまで薄膜体を回転させればよい。
少なくとも1つのゼロ入射角が見出されたならば、薄膜
体の厚さを下記の(1)式により計算する。
体の厚さを下記の(1)式により計算する。
Nt = kλ/4 −−−−−−−−−−− (
1)ここで、tは薄膜体の厚さ、λは入射光の波長で、
典型的にはtと同一の単位であり、またkは光の四分の
一波長を単位とする薄膜体の光学的厚さである。Nは薄
膜体の低減された屈折率と呼ばれる値で、下記の(2)
式から求められる。
1)ここで、tは薄膜体の厚さ、λは入射光の波長で、
典型的にはtと同一の単位であり、またkは光の四分の
一波長を単位とする薄膜体の光学的厚さである。Nは薄
膜体の低減された屈折率と呼ばれる値で、下記の(2)
式から求められる。
N= N”−(sin [−(sinI2)2]
−−−−−−−−(2)ここで、Nは薄膜体の屈折率、
Iはゼロ入射角である。(1)式から厚さtを計算する
ためには、Nおよびkを知らなければならない。
−−−−−−−−(2)ここで、Nは薄膜体の屈折率、
Iはゼロ入射角である。(1)式から厚さtを計算する
ためには、Nおよびkを知らなければならない。
もし、薄膜体の屈折率が既知であって、kが未知である
場合は、その薄膜体の2つの連続したゼロ入射角11お
よび12を見出さなければならず、しかる後に厚さ「t
」を下記の(3)式から計算する。
場合は、その薄膜体の2つの連続したゼロ入射角11お
よび12を見出さなければならず、しかる後に厚さ「t
」を下記の(3)式から計算する。
(Nl−N2)t = λ/2 −一−−−(3)こ
こでNlはNl = N”−(sinll−(sin
I2)2] から計算され、またN2はN2 =
N”−(sin12戸 から計算される。
こでNlはNl = N”−(sinll−(sin
I2)2] から計算され、またN2はN2 =
N”−(sin12戸 から計算される。
また、薄膜体の屈折$Nが未知であって、kが既知であ
る場合は、薄膜体の2つの連続したゼロ入射角11およ
び12を見出さなければならず、しかる後に厚さtが下
記の(4)式から計算される。
る場合は、薄膜体の2つの連続したゼロ入射角11およ
び12を見出さなければならず、しかる後に厚さtが下
記の(4)式から計算される。
t5■口πW前F=λ/2 F[■−−− (4)厚さ
「t」が計算されれば、屈折率は(1)式から計算され
うる。tが既知であれば、kは(4)式から計算されう
る。
「t」が計算されれば、屈折率は(1)式から計算され
うる。tが既知であれば、kは(4)式から計算されう
る。
このような本発明の膜厚測定方法を実施する装置は、光
ビームを光学的薄膜体に照射する手段、薄膜体に対する
光ビームの入射角を変える手段、および入射角特にゼロ
入射角を検出する手段を含む。
ビームを光学的薄膜体に照射する手段、薄膜体に対する
光ビームの入射角を変える手段、および入射角特にゼロ
入射角を検出する手段を含む。
第1図は本発明による膜厚測定方法を実施する装置の一
実施例を概略的に示す。第1図にふいて、ヘリウム・ネ
オンレーザビーム発生器lから平行光線ビーム2が光学
的薄膜体・3に既知の入射角■をもって照射される。回
動可能な固定具4は薄膜体3を光線ビーム2の径路内に
保持しかつ薄膜体3をして複数の入射角をとらしめるべ
く回動する。
実施例を概略的に示す。第1図にふいて、ヘリウム・ネ
オンレーザビーム発生器lから平行光線ビーム2が光学
的薄膜体・3に既知の入射角■をもって照射される。回
動可能な固定具4は薄膜体3を光線ビーム2の径路内に
保持しかつ薄膜体3をして複数の入射角をとらしめるべ
く回動する。
固定具4の近傍に設けられたスクリーン5は、薄膜体3
からの反射光を受ける反射性の内表面6を備えている。
からの反射光を受ける反射性の内表面6を備えている。
内表面6上にマークされた副尺によって入射角が検出さ
れる。
れる。
本発明の膜厚測定方法は、分光測光法および楕円測光法
のような従来の光学的フィルムの厚さの測定法に勝る意
義深い利益を提供する。分光測光法は、入射光の波長を
関数とする垂直入射光の透過または反射の変化を測定す
るため、本発明の方法よりはるかに高価な機器を必要と
する。この透過または反射の変化から、ある波長におけ
る厚さが正確に測定されるが、分光測光法によっては屈
折率の測定は不可能である。楕円測光法もまた、本発明
の膜厚測定方法より高価な装置を必要とし、かつ光学的
薄膜体が支持されていないために、その測定結果は信頼
性に乏しい欠点がある。
のような従来の光学的フィルムの厚さの測定法に勝る意
義深い利益を提供する。分光測光法は、入射光の波長を
関数とする垂直入射光の透過または反射の変化を測定す
るため、本発明の方法よりはるかに高価な機器を必要と
する。この透過または反射の変化から、ある波長におけ
る厚さが正確に測定されるが、分光測光法によっては屈
折率の測定は不可能である。楕円測光法もまた、本発明
の膜厚測定方法より高価な装置を必要とし、かつ光学的
薄膜体が支持されていないために、その測定結果は信頼
性に乏しい欠点がある。
本発明の膜厚測定方法は、分光測光法よりもはるかに安
価で、また楕円測光法に比較しても安価であり、光学的
薄膜体の厚さおよび屈折率の正確な測定を簡易に、迅速
にかつ安価になしうる。
価で、また楕円測光法に比較しても安価であり、光学的
薄膜体の厚さおよび屈折率の正確な測定を簡易に、迅速
にかつ安価になしうる。
本発明の方法によって膜厚を測定すべき薄膜体の形成方
法を次に説明する。ポリマーと溶剤の混合物をまず作成
し、次にこの混合物から回転可能な支持表面上で回転被
膜形成法によりポリマーフィルムを形成するのである。
法を次に説明する。ポリマーと溶剤の混合物をまず作成
し、次にこの混合物から回転可能な支持表面上で回転被
膜形成法によりポリマーフィルムを形成するのである。
この支持表面は、特にその上に離型剤が配されていない
ときには、薄膜体に対する共面支持体を構成しつる。も
し、薄膜体が離型剤の配された支持表面上に形成された
場合には、薄膜体は他の支持手段に取付けられうる。薄
膜体を取付ける他の支持手段を用いることにより、薄膜
体はそれが形成された支持表面上から除去されうる。例
えば、離型剤の配された回転可能な支持表面上に薄膜体
が形成された後に、閉リングまたは枠体がこの薄膜体に
接着されうる。
ときには、薄膜体に対する共面支持体を構成しつる。も
し、薄膜体が離型剤の配された支持表面上に形成された
場合には、薄膜体は他の支持手段に取付けられうる。薄
膜体を取付ける他の支持手段を用いることにより、薄膜
体はそれが形成された支持表面上から除去されうる。例
えば、離型剤の配された回転可能な支持表面上に薄膜体
が形成された後に、閉リングまたは枠体がこの薄膜体に
接着されうる。
接着剤が乾燥した後に、薄膜体を接着により担持したリ
ングまたは枠体が支持表面から分離されうる。あるいは
、エアジェツト、液体ジェットまたは他の分離手段によ
っても、薄膜体は支持表面上から除去されうる。次にか
かる薄膜体は独立したリング、枠体または他の支持体に
取付けられうる。
ングまたは枠体が支持表面から分離されうる。あるいは
、エアジェツト、液体ジェットまたは他の分離手段によ
っても、薄膜体は支持表面上から除去されうる。次にか
かる薄膜体は独立したリング、枠体または他の支持体に
取付けられうる。
本発明の光学的薄膜体の形成方法の一実施例においては
、ポリマーと溶剤の混合物を離型剤を配した回転可能な
支持表面上に分配し、しかる後その支持表面を所定の回
転速度に達するまで加速しながら回転せしめる。−旦所
定の回転速度に達したならば、所望の厚さと直径とを有
する薄膜体が形成されるまでその支持表面の回転を継続
する。
、ポリマーと溶剤の混合物を離型剤を配した回転可能な
支持表面上に分配し、しかる後その支持表面を所定の回
転速度に達するまで加速しながら回転せしめる。−旦所
定の回転速度に達したならば、所望の厚さと直径とを有
する薄膜体が形成されるまでその支持表面の回転を継続
する。
典型的には、回転可能な支持表面の回転は、約3〜60
秒間の範囲内で約20〜30℃の温度において行なわれ
る。薄膜体の厚さ右よび直径は、ポリマーと溶剤の粘性
と、薄膜体が形成される回転可能な支持表面の回転の加
速度ふよび回転速度比と、最終回転速度とに一義的に依
存する。
秒間の範囲内で約20〜30℃の温度において行なわれ
る。薄膜体の厚さ右よび直径は、ポリマーと溶剤の粘性
と、薄膜体が形成される回転可能な支持表面の回転の加
速度ふよび回転速度比と、最終回転速度とに一義的に依
存する。
薄膜体が形成されるのにつれて、溶剤はポリマーから雌
親し、ポリマーは、特にその形成されつつある薄膜体の
周縁部にふいて粘性が増大する。
親し、ポリマーは、特にその形成されつつある薄膜体の
周縁部にふいて粘性が増大する。
回転する支持表面の外周縁に向って流動するポリマーと
溶剤の混合物は、回転中心からの距離に比例して大きい
加速に遭遇する。さらに、支持表面の回転速度が増大す
るのにつれて、ポリマーにより大きい加速が加えられる
。回転する支持表面上には、溶剤の蒸発の割合を減少さ
せるために、溶剤を充分に含んだ空気が導かれる。薄膜
体の厚さは上記蒸発の割合、およびもし必要ならば、薄
膜体の形成後に薄膜体に加えられる熱処理の種類および
量によって制御されつる。
溶剤の混合物は、回転中心からの距離に比例して大きい
加速に遭遇する。さらに、支持表面の回転速度が増大す
るのにつれて、ポリマーにより大きい加速が加えられる
。回転する支持表面上には、溶剤の蒸発の割合を減少さ
せるために、溶剤を充分に含んだ空気が導かれる。薄膜
体の厚さは上記蒸発の割合、およびもし必要ならば、薄
膜体の形成後に薄膜体に加えられる熱処理の種類および
量によって制御されつる。
形成が完了した薄膜体を回転可能な支持表面上から除去
するため、および特に縁端が支持された薄膜体を得るた
め、枠体の表面に接着剤が施される。あるいは接着剤を
薄膜体自身に適当な形状のステンシルを通して施しても
よい。しかる後に、枠体と薄膜体とは互いに接着され、
接着剤は固化し乾燥する。
するため、および特に縁端が支持された薄膜体を得るた
め、枠体の表面に接着剤が施される。あるいは接着剤を
薄膜体自身に適当な形状のステンシルを通して施しても
よい。しかる後に、枠体と薄膜体とは互いに接着され、
接着剤は固化し乾燥する。
適当な接着剤は、1部の5分間エポキシ樹脂、1部の5
分間エポキシ硬化剤、およびエポキシを希釈しかつその
ポットライフを公称3分から公称30分に延長するため
の2部の3・ペンタノンの混合物よりなる。エポキシと
溶剤の混合物よりなる接着剤を枠体に施した後、溶剤は
急速に蒸発し、エポキシが硬化して薄膜体に接着する。
分間エポキシ硬化剤、およびエポキシを希釈しかつその
ポットライフを公称3分から公称30分に延長するため
の2部の3・ペンタノンの混合物よりなる。エポキシと
溶剤の混合物よりなる接着剤を枠体に施した後、溶剤は
急速に蒸発し、エポキシが硬化して薄膜体に接着する。
薄膜体の枠体に対する接着が完了した後、薄膜体は適当
な工具によって枠体の外周に沿って切断されうる。しか
る後に薄膜体を取付けた枠体は支持表面から分離されう
る。回転によって薄膜体に径方向の応力が加えられたた
め、また薄膜体の容積がその後の溶剤の蒸発により減少
したため、薄膜体はぴんと張った状態にありかつ実質的
に−様な張力を有する。
な工具によって枠体の外周に沿って切断されうる。しか
る後に薄膜体を取付けた枠体は支持表面から分離されう
る。回転によって薄膜体に径方向の応力が加えられたた
め、また薄膜体の容積がその後の溶剤の蒸発により減少
したため、薄膜体はぴんと張った状態にありかつ実質的
に−様な張力を有する。
上述した光学的薄膜体は、アクリルやニトロセルロース
のようなlまたはそれ以上のポリマーより・なるのが好
ましい。例えば、アルコールのような溶剤にニトロセル
ロースを溶かした。かかる溶剤としては、ケトンや1.
2グイメソキシエタンのようなポリグリコールをも用い
ろる。、ポリマーと溶剤の混合物はまたジェネラル、エ
レクトリック(General Blectric)の
5P−69型シリコーン液のような平均化剤を含有する
のが好ましい。ポリマーと溶剤の混合物は、約5〜30
重量%のポリマー約70〜95重量%の溶剤、および約
0.001〜0.01重量%の平均化剤からなる。ポリ
マーに対する溶剤の比率が増大すると、かかる混合物か
ら形成される薄膜体の厚さは一般に減少する。
のようなlまたはそれ以上のポリマーより・なるのが好
ましい。例えば、アルコールのような溶剤にニトロセル
ロースを溶かした。かかる溶剤としては、ケトンや1.
2グイメソキシエタンのようなポリグリコールをも用い
ろる。、ポリマーと溶剤の混合物はまたジェネラル、エ
レクトリック(General Blectric)の
5P−69型シリコーン液のような平均化剤を含有する
のが好ましい。ポリマーと溶剤の混合物は、約5〜30
重量%のポリマー約70〜95重量%の溶剤、および約
0.001〜0.01重量%の平均化剤からなる。ポリ
マーに対する溶剤の比率が増大すると、かかる混合物か
ら形成される薄膜体の厚さは一般に減少する。
また、支持表面を被うための適当な離型剤は、ハント、
ケミカル、カンパニ(Hunt Chea+1cal
Company)のスーパースリックス(Supers
lix) Iを含む。このような離型剤は、回転、浸
漬および塗布等の通常手段を用いて回転可能な支持表面
上に施される。ある種の離型剤は室温より高い温度で硬
化する必要がある。
ケミカル、カンパニ(Hunt Chea+1cal
Company)のスーパースリックス(Supers
lix) Iを含む。このような離型剤は、回転、浸
漬および塗布等の通常手段を用いて回転可能な支持表面
上に施される。ある種の離型剤は室温より高い温度で硬
化する必要がある。
上述した光学的薄膜体を形成するための装置は、ポリマ
ーと溶剤の混合物を回転可能な支持表面上に分配する手
段、支持表面を初速度から最終速度まで増大する速度で
回転する手段、および薄膜体を支持表面上から縁端支持
された状態または共面支持された状態で除去する手段を
含む。以下その実施例について第2図を参照して説明す
る。
ーと溶剤の混合物を回転可能な支持表面上に分配する手
段、支持表面を初速度から最終速度まで増大する速度で
回転する手段、および薄膜体を支持表面上から縁端支持
された状態または共面支持された状態で除去する手段を
含む。以下その実施例について第2図を参照して説明す
る。
第2図において、容器13−内のポリマーと溶剤の混合
物は、ポンプ15によってチエツク弁11aおよびll
bを通過せしめられる。モータ・歯車結合体14はポン
プ15のピストンを駆動する。ポリマーと溶剤の混合物
はフィルタ11よび分配手段17を通って回転可能な支
持表面18上に分配される。
物は、ポンプ15によってチエツク弁11aおよびll
bを通過せしめられる。モータ・歯車結合体14はポン
プ15のピストンを駆動する。ポリマーと溶剤の混合物
はフィルタ11よび分配手段17を通って回転可能な支
持表面18上に分配される。
モータ22は、初めは所定の速度で、次にそれより速い
第2の速度で、次に所望の薄膜体が形成されるまでその
第2の速度を維持するという態様をもって、チャック1
9フよび支持表面18を回動する。
第2の速度で、次に所望の薄膜体が形成されるまでその
第2の速度を維持するという態様をもって、チャック1
9フよび支持表面18を回動する。
はね除は兼風防手段20は、回転中に溶剤およびポリマ
ーが椀状体21外へ飛散するのを最低限に抑える。排出
口24は不用のポリマーおよび溶剤の排出手段を形成す
る。回転計23はその一方の側においてモータ22に連
結され、他方の側において適当なサーボ系25に連結さ
れる。サーボ系25は、支持表面18の回転を始動し、
かつその回転速度を始動時より加速するが、その加速は
1秒間に約50〜500rpa+の範囲内で行なわれ、
最終回転速度は約500〜2500rpraの範囲内で
あることが好ましい。
ーが椀状体21外へ飛散するのを最低限に抑える。排出
口24は不用のポリマーおよび溶剤の排出手段を形成す
る。回転計23はその一方の側においてモータ22に連
結され、他方の側において適当なサーボ系25に連結さ
れる。サーボ系25は、支持表面18の回転を始動し、
かつその回転速度を始動時より加速するが、その加速は
1秒間に約50〜500rpa+の範囲内で行なわれ、
最終回転速度は約500〜2500rpraの範囲内で
あることが好ましい。
支持表面18は円形、正方形または長方形の剛直なまた
は幾分剛直な光学的に磨かれた表面となされうる。また
支持表面18は、金属、ガラスで作成されるが、金属薄
層をガラス石英上に形成したものも支持表面に適する。
は幾分剛直な光学的に磨かれた表面となされうる。また
支持表面18は、金属、ガラスで作成されるが、金属薄
層をガラス石英上に形成したものも支持表面に適する。
支持表面の質はその上に形成される薄膜体の質を決定す
る。
る。
第1図は本発明による光学的薄膜体の膜厚測定方法を実
施する装置の概略図、 第2図は本発明の方法によって膜厚を測定すべき光学的
薄膜体の形成に適用される装置の概略図である。 l・・・レーザビーム発生器 2・・・光線ビーム 3・・・薄膜体4・・・固
定具 5・・・スクリーン13・・・容器
14はモータ・歯車結合体15・・・ポン
プ 18・・・支持表面22・・・モータ
23・・・回転計25・・・サーボ 第1図
施する装置の概略図、 第2図は本発明の方法によって膜厚を測定すべき光学的
薄膜体の形成に適用される装置の概略図である。 l・・・レーザビーム発生器 2・・・光線ビーム 3・・・薄膜体4・・・固
定具 5・・・スクリーン13・・・容器
14はモータ・歯車結合体15・・・ポン
プ 18・・・支持表面22・・・モータ
23・・・回転計25・・・サーボ 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光学的薄膜体に対して1またはそれ以上の既知の入
射角をもって光を照射し、前記光学的薄膜体が入射光を
実質的に反射しない少なくとも1つのゼロ入射角を見出
し、¥N¥t=kλ/4という式から前記光学的薄膜体
の厚さまたは前記光学的薄膜体の屈折率あるいはその両
方を計算することよりなり、但し前記式において、tは
前記光学的薄膜体の厚さ、λは入射光の波長、kは光の
4分の一波長を単位とする前記光学的薄膜体の光学的厚
さ、¥N¥はN^2−(sinI)^2という量の平方
根に等しい値、Nは前記光学的薄膜体の屈折率、Iは前
記少なくとも1つのゼロ入射角であるとする、光学的薄
膜体の厚さを測定する方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、前記光
学的薄膜体に対する2つの連続したゼロ入射角を見出し
、(¥N¥1−¥N¥2)t=λ/2という式から前記
光学的薄膜体の厚さtを計算することをさらに含み、た
だし前記式において、¥N¥1=√[N^2−(sin
I1)^2]であり、¥N¥2は√[N^2−(sin
I2)^2]に等しく、I1は前記光学的薄膜体に対す
る第1のゼロ入射角の場合の入射角、I2は前記光学的
薄膜体に対する第2のゼロ入射角の場合の入射角である
とする、前記方法。 3、特許請求の範囲第1または2項記載の方法において
、前記光学的薄膜体に対する2つの連続したゼロ入射角
を見出し、次の式、 t√[(sinI2)^2−(sinI1)^2]=λ
/2√(k−1)から厚さをまたは光学的厚さにあるい
はその両方を計算することをさらに含み、ただし前記式
において、I1およびI2はそれぞれ前記光学的薄膜体
に対する第1および第2の連続したゼロ入射角であると
する、前記方法。 4、1またはそれ以上の既知の入射角をもって、約0.
5〜10μmの範囲内の公称厚さを有する第1の光学的
薄膜体に光を照射し、前記光学的薄膜体が入射光を実質
的に反射しないゼロ入射角と呼ばれる少なくとも1つの
入射角を見出し、¥N¥t=kλ/4という式、ただし
¥N¥=√[N^2−(sinI)^2]、Nは前記第
1の光学的薄膜体の屈折率、Iは前記少なくとも1つの
ゼロ入射角、tは前記第1の光学的薄膜体の厚さ、kは
光の四分の一波長を単位とする前記光学的薄膜体の光学
的厚さ、λは入射光の波長;(¥N¥1−¥N¥2)t
=λ/2という式、ただし¥N¥1は√[N^2−(s
inI1)^2]に等しく、¥N¥2は√[N^2−(
sinI2)^2]に等しく、I1およびI2はそれぞ
れ前記第1の光学的薄膜体に対する2つの連続したゼロ
入射角、tは前記光学的薄膜体の厚さ;およびt√[(
sinI2)^2−(sinI1)^2]=λ/2√(
k−1)という式、ただしtは前記光学的薄膜体の厚さ
、λは入射光の波長、kは光の四分の一波長を単位とす
る前記第1の光学的薄膜体の光学的厚さとして、前記3
つの式のうちの少なくとも1つの式から前記光学的薄膜
体の厚さを計算し、前記ゼロ入射角のうち少なくとも1
つにおいて第2の光学的薄膜体に対して前記光を照射し
て、前記第2の光学的薄膜体が前記第1の光学的薄膜体
と実質的に同じ厚さを有するか否かを決定する方法。 5、特許請求の範囲第1または2項記載の方法において
、前記光学的薄膜体が約0.5〜10μmの範囲内の厚
さを有している前記方法。 6、特許請求の範囲第3項記載の方法において、前記光
学的薄膜体が約0.5〜10μmの範囲内の厚さを有し
ている前記方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/326,488 US4453828A (en) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | Apparatus and methods for measuring the optical thickness and index of refraction of thin, optical membranes |
| US06/326,489 US4378953A (en) | 1981-12-02 | 1981-12-02 | Thin, optical membranes and methods and apparatus for making them |
| US326489 | 1981-12-02 | ||
| US326488 | 2002-12-23 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57210689A Division JPS58196501A (ja) | 1981-12-02 | 1982-12-02 | 光学的薄膜体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02196905A true JPH02196905A (ja) | 1990-08-03 |
| JPH0579922B2 JPH0579922B2 (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=26985431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31085089A Granted JPH02196905A (ja) | 1981-12-02 | 1989-12-01 | 光学的薄膜体の膜厚測定方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0084221B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02196905A (ja) |
| DE (2) | DE84221T1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0249476B1 (en) * | 1986-06-12 | 1994-08-10 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Process for preparation of cellulose ester films |
| JP4398522B2 (ja) * | 1997-05-22 | 2010-01-13 | バスフ・ヒュエル・セル・ゲーエムベーハー | 燃料電池用高分子電解質膜の製造方法及び燃料電池 |
| DE102007043937B4 (de) * | 2006-09-13 | 2010-10-07 | Innovent E.V. | Verfahren zur Bestimmung der Dicke und des Brechungsindex von optisch transparenten Schichten auf optisch transparenten planparallelen Substraten |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS533363A (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-13 | Canon Inc | Measurement method and measurement device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2570273A (en) * | 1948-09-20 | 1951-10-09 | Paul L Pryor | Method of making optical pellicles |
| US2897544A (en) * | 1953-06-16 | 1959-08-04 | Mortimer M Marks | Machine for the continuous casting of films directly from solution |
| GB1089358A (en) * | 1965-11-03 | 1967-11-01 | Standard Telephones Cables Ltd | Method of making free thin films |
| DE2448294A1 (de) * | 1974-10-10 | 1976-04-22 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von schichtdicke und brechungsindex von duennen durchsichtigen schichten |
-
1982
- 1982-12-02 DE DE1982306422 patent/DE84221T1/de active Pending
- 1982-12-02 EP EP82306422A patent/EP0084221B1/en not_active Expired
- 1982-12-02 DE DE8282306422T patent/DE3277551D1/de not_active Expired
-
1989
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Patent Citations (1)
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Also Published As
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| DE3277551D1 (en) | 1987-12-03 |
| EP0084221A1 (en) | 1983-07-27 |
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