JPH0321804A - 極薄フィルム厚さ測定方法およびその装置 - Google Patents
極薄フィルム厚さ測定方法およびその装置Info
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- JPH0321804A JPH0321804A JP15647989A JP15647989A JPH0321804A JP H0321804 A JPH0321804 A JP H0321804A JP 15647989 A JP15647989 A JP 15647989A JP 15647989 A JP15647989 A JP 15647989A JP H0321804 A JPH0321804 A JP H0321804A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
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- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、極薄フィルム厚さ測定方法およびその装置に
関する． ［従来の技術］ 極薄フィルムの厚さ（たとえば０．５〜２０７ｚｍ）を
測定する従来の装置は、赤外ｍｓと赤外線センサとの間
に極薄フィルムを配置し、赤外線源からの赤外線が極薄
フイルムを透過し，この透過した赤外ｍｌを赤外線セン
サが測定し、この測定値に基づいてフィルムの厚さを求
めるものである．［発明が解決しようとする課題］ 極薄フィルム程度の厚さになると、そのフィルムを赤外
線が透過する場合、干渉が起こる．たとえば、３ｐｍの
厚さのフィルムに赤外線を透過し、干渉が発生すると、
４ＪＬｍまたは５７Ｌｍの厚さに相当する赤外線のみが
、そのフィルムを透過する．つまり、フィルムの厚さが
、そのフィルムを透過する光の波長の２分の１の長さと
同じ場合に、干渉が最も起こり、この干渉によってフィ
ルムを透過する赤外線量が少な〈なるので、結局、実際
の厚さよりも厚いフィルム厚が測定値として得られる． 本発明は、極薄フィルム厚を測定中に光の干渉が生じた
場合に、その干渉が生じたことを迅速、確実に知ること
ができる極薄フィルム厚さ測定方法およびその装置を提
供することを目的とするものである． ［課題を解決する手段］ 本発明は、赤外線源からの赤外線が極薄フイルムを透過
し、この透過した赤外線量を赤外線センサが測定し、こ
の測定値に基づいて上記極薄フィルムのノ１Ｉさを測定
する方法において、上記赤外線源から上記赤外線センサ
に向う赤外線が上記極薄フィルムに入射する入射角を順
次、変えて上記透過赤外線量を測定するものである． ［作用１ 本発明は、赤外線源から極薄フィルムを透過して赤外線
センサに向う赤外線が上記極薄フィルムに入射する入射
角を順次、変えて透過赤外線量を測定するので、極薄フ
ィルム厚を測定中に光の干渉が生じた場合に、赤外線セ
ンサが受ける赤外線量に差が生じ，干渉が生じたことを
迅速、確実に知ることができる． ［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例の説明図である． この実施例は、赤外線源である黒体１０と赤外線センサ
４０との間に極薄フィルムＦが走行しこの走行している
フィルムＦを瞬時的に厚さ測定するものである． 黒体ｌＯとフィルムＦとの間に、円板状のチョッパ２０
が設けられ，このチョッパは、モータ２１によって回転
する． 第２図は，上記実施例におけるチョッパ２０の平面図で
ある． チョッパ２０は、６等分され、透孔２４を有する部分と
、遮蔽部２５を有する部分と、全反射ミラー２２を有す
る部分との３種類の部分が２つづつ設けられ、第１図中
、ミラー２２の下には、透孔２３が設けられている． 第３図は，上記実施例において、黒体ｌＯの真上に，透
孔２４が位置し，黒体ｌＯからの赤外線が直接フィルム
Ｆを透過し、ハーフミラー３３を透過し、赤外線センサ
４０に向かう場合を示す図である． なお，ミラー２２が２第ｌ図に示すように、図中、黒体
１０の真上に位置したときに、黒体１０からの赤外線が
ミラー２２で反射し、この反射光を反射する全反射ミラ
ー３ｌが設けられ、ミラー３ｌで反射した赤外線が極薄
フィルムＦを透過した後に、全反射ミラー３２で反射さ
れ、この反射光がハーフミラー３３で反射し、赤外線セ
ンサ４０に送られる．また、第３図に示すように、チョ
ッパ２０の透孔２４が図中、黒体ｌＯの真上にきたとき
に、黒体１０からの赤外線が反射されずに、極ＦＩフィ
ルムＦを直接照射し、ハーフミラー３３を透過して赤外
線センサ４０に送られる．なお、チョッパ２０の透孔２
４が黒体ｌＯの真上にきたときに，黒体１０から直接フ
ィルムＦを透過し、ハーフミラー３３を透過し、赤外線
センサ４０に向かうが、この光路のうち，チョッパ２０
とハーフミラー３３との間の光路を「第１光路ＯＰＩＪ
（第１図には一点鎖線で示してある）と呼ぶ．また
、第１図に示すように黒体１０の真上にミラー２２が位
置したときに、黒体１０からの赤外線がミラー２２、３
１、３２、３３で反射し、赤外線センサ４０に向かうが
、この光路のうち、ミラー３１と３２との間の光路を「
第２光路ＯＰ２Ｊ （第１図には実線の矢印で示して
ある）と呼ぶ． ここで、第１光路ＯＰＩを経由した赤外線がハーフミラ
ー３３を通過した後の光路と、第２光路ＯＰ２を経由し
た赤外線がミラー３２、３３を反射した後の光路とが同
一になるように、各ミラー２２、３ｌ、３２、３３の角
度が予め設定されている．また、黒体１０と赤外線セン
サ４０との間に極薄フィルムＦが存在しないときに、第
１光路ＯＰＩを経由した赤外線がハーフミラー３３を通
過した後の赤外線量と、第２光路ＯＰ２を経由した赤外
線がミラー３２、３３を反射した後の赤外線量とが同一
になるように、ミラー２２、３１，３２、３３の反射率
、ミラー３３の透過率が予め設定されている． 黒体ｌＯと透孔２４とハーフミラー３３とは、赤外線源
から赤外線センサに向う赤外線が第１の入射角で極薄フ
ィルムに入射する第１光学系の例である．また、黒体１
０と透孔２３とミラー２２、３ｌ、３２．３２とは、赤
外線源から赤外線センサに向う赤外線が、上記第１の入
射角とは異なる第２の入射角で極薄フィルムに入射する
第２光学系の例である． 次に、上記実施例の動作について説明する．まず、黒体
１０と赤外線センサ４０との間から極薄フィルムＦを除
去し、モータ２１を回動し，第１図中、黒体１０の真上
に，透孔２４が位置するようにセットし、黒体１０から
の赤外線が第１光路ＯＰｌを経由し、ハーフミラー３３
を透過した後の赤外線量と、黒体１０の真上にミラー２
２がセットされたときに、黒体ｌＯからの赤外線が第２
光路ＯＰ２を経由し、ミラー３３で反射した後の赤外線
量とが同じであることを確認する．もし、このときに，
上記２つの赤外線量（赤外線センサ４０の出力値）が異
なっていれば、いずれかの場合における赤外線センサ４
０の出力値を補正する必要がある． 次に，極薄フィルムＦを第１図に示すように横方向に走
行させ（または設置し）、黒体１０からの赤外線が第１
光路ＯＰＩを通ったときにおける赤外線センサ４０の出
力値と，黒体１０からの赤外線が第２光路ＯＰ２を通っ
たときの赤外線センサ４０の出力値とを検出する．２つ
の出力値は、通常、ほぼ同じかあり、このときには，光
の干渉が生じて無く，その赤外線センサ４０の出力値は
正しいと判断する． 具体的には、赤外線が第１光路ＯＰＩを通ったときにお
ける赤外線センサ４０の出力値と、赤外線が第２光路Ｏ
Ｐ２を通ったときにおける赤外線センサ４０の出力値と
の差を求め、この差が所定の基準値よりも小さいときに
，２つの出力値が正しいと判断する．一方、上記差が基
準値以上であれば、その出力値のうちで少ない方の値を
、極薄フィルム厚さの測定値として使用するか，または
、２つの出力値をともに、極薄フィルム厚さの測定値と
しては使用しないようにする．このようにすることによ
って、光の干渉が生じていることを迅速、確実に知るこ
とができ、また、その干渉による厚さの誤測定を除去す
ることができる． つまり、極薄フィルムＦに対する第１光路ＯＰ１の入射
角と、極薄フィルムＦに対する第２光路ＯＰ２の入射角
とは異なるので、赤外線が第１光路ＯＰＩを経由した場
合のフィルム厚値と、第２光路ＯＰ２を経由した場合に
おけるフィルム厚データとは異なるが、その差は僅かで
ある．しかし、第１光路ＯＰＩまたは第２光路ＯＰ２を
経由した赤外線が光の干渉を起こしていると、いずれか
のフィルム厚値が極端に大きくなり、上記差が大きくな
る。この差を検出すれば，干渉の発生の有無を知ること
ができる． なお、上記実施例において、第１光路ＯＰＩと第２光路
ＯＰ２との交角（入射角の差）は、５〜１０’程度であ
るが、それ以外の範囲に設定してもよい． 上記実施例においては、黒体ｌＯを１つだけ設けている
が、第１図に示す黒体１０の他に，第１図中、ミラー３
１の左下に，別の黒体を設け、ミラー３１を除去し，こ
の別の黒体からの赤外線を第２光路ＯＰ２に通過させる
ようにしてもよい．また，上記実施例においては、赤外
線センサを１つだけ設けているが、赤外線センサ４０の
他に、第１図中、ミラー３２の右上に別の赤外線センサ
を設け、ミラー３２を除去し、第２光路ＯＰ２を経由し
た赤外線を上記別の赤外線センサで受光するようにして
もよい． また、上記実施例においては、光路ＯＰＩ．ＯＰ２の２
つの光路のみを設定しているが、入射角が互いに異なる
３つ以上の光路を設け、その３つ以上の光路を経由した
赤外線に基づいて極薄フィルムＦの厚さを測定するよう
にしてもよい．［発明の効果］ 本発明によれば，極薄フィルム厚を測定中に光の干渉が
生じた場合に、その干渉が生じたことを迅速、確実に知
ることができるという効果を奏する．
関する． ［従来の技術］ 極薄フィルムの厚さ（たとえば０．５〜２０７ｚｍ）を
測定する従来の装置は、赤外ｍｓと赤外線センサとの間
に極薄フィルムを配置し、赤外線源からの赤外線が極薄
フイルムを透過し，この透過した赤外ｍｌを赤外線セン
サが測定し、この測定値に基づいてフィルムの厚さを求
めるものである．［発明が解決しようとする課題］ 極薄フィルム程度の厚さになると、そのフィルムを赤外
線が透過する場合、干渉が起こる．たとえば、３ｐｍの
厚さのフィルムに赤外線を透過し、干渉が発生すると、
４ＪＬｍまたは５７Ｌｍの厚さに相当する赤外線のみが
、そのフィルムを透過する．つまり、フィルムの厚さが
、そのフィルムを透過する光の波長の２分の１の長さと
同じ場合に、干渉が最も起こり、この干渉によってフィ
ルムを透過する赤外線量が少な〈なるので、結局、実際
の厚さよりも厚いフィルム厚が測定値として得られる． 本発明は、極薄フィルム厚を測定中に光の干渉が生じた
場合に、その干渉が生じたことを迅速、確実に知ること
ができる極薄フィルム厚さ測定方法およびその装置を提
供することを目的とするものである． ［課題を解決する手段］ 本発明は、赤外線源からの赤外線が極薄フイルムを透過
し、この透過した赤外線量を赤外線センサが測定し、こ
の測定値に基づいて上記極薄フィルムのノ１Ｉさを測定
する方法において、上記赤外線源から上記赤外線センサ
に向う赤外線が上記極薄フィルムに入射する入射角を順
次、変えて上記透過赤外線量を測定するものである． ［作用１ 本発明は、赤外線源から極薄フィルムを透過して赤外線
センサに向う赤外線が上記極薄フィルムに入射する入射
角を順次、変えて透過赤外線量を測定するので、極薄フ
ィルム厚を測定中に光の干渉が生じた場合に、赤外線セ
ンサが受ける赤外線量に差が生じ，干渉が生じたことを
迅速、確実に知ることができる． ［実施例］ 第１図は、本発明の一実施例の説明図である． この実施例は、赤外線源である黒体１０と赤外線センサ
４０との間に極薄フィルムＦが走行しこの走行している
フィルムＦを瞬時的に厚さ測定するものである． 黒体ｌＯとフィルムＦとの間に、円板状のチョッパ２０
が設けられ，このチョッパは、モータ２１によって回転
する． 第２図は，上記実施例におけるチョッパ２０の平面図で
ある． チョッパ２０は、６等分され、透孔２４を有する部分と
、遮蔽部２５を有する部分と、全反射ミラー２２を有す
る部分との３種類の部分が２つづつ設けられ、第１図中
、ミラー２２の下には、透孔２３が設けられている． 第３図は，上記実施例において、黒体ｌＯの真上に，透
孔２４が位置し，黒体ｌＯからの赤外線が直接フィルム
Ｆを透過し、ハーフミラー３３を透過し、赤外線センサ
４０に向かう場合を示す図である． なお，ミラー２２が２第ｌ図に示すように、図中、黒体
１０の真上に位置したときに、黒体１０からの赤外線が
ミラー２２で反射し、この反射光を反射する全反射ミラ
ー３ｌが設けられ、ミラー３ｌで反射した赤外線が極薄
フィルムＦを透過した後に、全反射ミラー３２で反射さ
れ、この反射光がハーフミラー３３で反射し、赤外線セ
ンサ４０に送られる．また、第３図に示すように、チョ
ッパ２０の透孔２４が図中、黒体ｌＯの真上にきたとき
に、黒体１０からの赤外線が反射されずに、極ＦＩフィ
ルムＦを直接照射し、ハーフミラー３３を透過して赤外
線センサ４０に送られる．なお、チョッパ２０の透孔２
４が黒体ｌＯの真上にきたときに，黒体１０から直接フ
ィルムＦを透過し、ハーフミラー３３を透過し、赤外線
センサ４０に向かうが、この光路のうち，チョッパ２０
とハーフミラー３３との間の光路を「第１光路ＯＰＩＪ
（第１図には一点鎖線で示してある）と呼ぶ．また
、第１図に示すように黒体１０の真上にミラー２２が位
置したときに、黒体１０からの赤外線がミラー２２、３
１、３２、３３で反射し、赤外線センサ４０に向かうが
、この光路のうち、ミラー３１と３２との間の光路を「
第２光路ＯＰ２Ｊ （第１図には実線の矢印で示して
ある）と呼ぶ． ここで、第１光路ＯＰＩを経由した赤外線がハーフミラ
ー３３を通過した後の光路と、第２光路ＯＰ２を経由し
た赤外線がミラー３２、３３を反射した後の光路とが同
一になるように、各ミラー２２、３ｌ、３２、３３の角
度が予め設定されている．また、黒体１０と赤外線セン
サ４０との間に極薄フィルムＦが存在しないときに、第
１光路ＯＰＩを経由した赤外線がハーフミラー３３を通
過した後の赤外線量と、第２光路ＯＰ２を経由した赤外
線がミラー３２、３３を反射した後の赤外線量とが同一
になるように、ミラー２２、３１，３２、３３の反射率
、ミラー３３の透過率が予め設定されている． 黒体ｌＯと透孔２４とハーフミラー３３とは、赤外線源
から赤外線センサに向う赤外線が第１の入射角で極薄フ
ィルムに入射する第１光学系の例である．また、黒体１
０と透孔２３とミラー２２、３ｌ、３２．３２とは、赤
外線源から赤外線センサに向う赤外線が、上記第１の入
射角とは異なる第２の入射角で極薄フィルムに入射する
第２光学系の例である． 次に、上記実施例の動作について説明する．まず、黒体
１０と赤外線センサ４０との間から極薄フィルムＦを除
去し、モータ２１を回動し，第１図中、黒体１０の真上
に，透孔２４が位置するようにセットし、黒体１０から
の赤外線が第１光路ＯＰｌを経由し、ハーフミラー３３
を透過した後の赤外線量と、黒体１０の真上にミラー２
２がセットされたときに、黒体ｌＯからの赤外線が第２
光路ＯＰ２を経由し、ミラー３３で反射した後の赤外線
量とが同じであることを確認する．もし、このときに，
上記２つの赤外線量（赤外線センサ４０の出力値）が異
なっていれば、いずれかの場合における赤外線センサ４
０の出力値を補正する必要がある． 次に，極薄フィルムＦを第１図に示すように横方向に走
行させ（または設置し）、黒体１０からの赤外線が第１
光路ＯＰＩを通ったときにおける赤外線センサ４０の出
力値と，黒体１０からの赤外線が第２光路ＯＰ２を通っ
たときの赤外線センサ４０の出力値とを検出する．２つ
の出力値は、通常、ほぼ同じかあり、このときには，光
の干渉が生じて無く，その赤外線センサ４０の出力値は
正しいと判断する． 具体的には、赤外線が第１光路ＯＰＩを通ったときにお
ける赤外線センサ４０の出力値と、赤外線が第２光路Ｏ
Ｐ２を通ったときにおける赤外線センサ４０の出力値と
の差を求め、この差が所定の基準値よりも小さいときに
，２つの出力値が正しいと判断する．一方、上記差が基
準値以上であれば、その出力値のうちで少ない方の値を
、極薄フィルム厚さの測定値として使用するか，または
、２つの出力値をともに、極薄フィルム厚さの測定値と
しては使用しないようにする．このようにすることによ
って、光の干渉が生じていることを迅速、確実に知るこ
とができ、また、その干渉による厚さの誤測定を除去す
ることができる． つまり、極薄フィルムＦに対する第１光路ＯＰ１の入射
角と、極薄フィルムＦに対する第２光路ＯＰ２の入射角
とは異なるので、赤外線が第１光路ＯＰＩを経由した場
合のフィルム厚値と、第２光路ＯＰ２を経由した場合に
おけるフィルム厚データとは異なるが、その差は僅かで
ある．しかし、第１光路ＯＰＩまたは第２光路ＯＰ２を
経由した赤外線が光の干渉を起こしていると、いずれか
のフィルム厚値が極端に大きくなり、上記差が大きくな
る。この差を検出すれば，干渉の発生の有無を知ること
ができる． なお、上記実施例において、第１光路ＯＰＩと第２光路
ＯＰ２との交角（入射角の差）は、５〜１０’程度であ
るが、それ以外の範囲に設定してもよい． 上記実施例においては、黒体ｌＯを１つだけ設けている
が、第１図に示す黒体１０の他に，第１図中、ミラー３
１の左下に，別の黒体を設け、ミラー３１を除去し，こ
の別の黒体からの赤外線を第２光路ＯＰ２に通過させる
ようにしてもよい．また，上記実施例においては、赤外
線センサを１つだけ設けているが、赤外線センサ４０の
他に、第１図中、ミラー３２の右上に別の赤外線センサ
を設け、ミラー３２を除去し、第２光路ＯＰ２を経由し
た赤外線を上記別の赤外線センサで受光するようにして
もよい． また、上記実施例においては、光路ＯＰＩ．ＯＰ２の２
つの光路のみを設定しているが、入射角が互いに異なる
３つ以上の光路を設け、その３つ以上の光路を経由した
赤外線に基づいて極薄フィルムＦの厚さを測定するよう
にしてもよい．［発明の効果］ 本発明によれば，極薄フィルム厚を測定中に光の干渉が
生じた場合に、その干渉が生じたことを迅速、確実に知
ることができるという効果を奏する．
【図面の簡単な説明】
第１図は，本発明の一実施例の説明図である．
第２図は、上記実施例におけるチョッパ２０の平面図で
ある． 第３図は、上記実施例において，黒体１０の真上に，透
孔２４が位置し、黒体ｌＯからの赤外線が直接フィルム
Ｆを透過し、ハーフミラー３３を透過し、赤外線センサ
４０に向かう場合を示す図である． ３３：ｎ−７ミラーｌ １０・・・黒体、 ２０・・・チョッパ、 ２２、３１、３２・・・全反射ミラー ３３・・・／＼−７ミラー ４０・・・赤外線センザ、 Ｆ・・・極薄フィ・ルム．
ある． 第３図は、上記実施例において，黒体１０の真上に，透
孔２４が位置し、黒体ｌＯからの赤外線が直接フィルム
Ｆを透過し、ハーフミラー３３を透過し、赤外線センサ
４０に向かう場合を示す図である． ３３：ｎ−７ミラーｌ １０・・・黒体、 ２０・・・チョッパ、 ２２、３１、３２・・・全反射ミラー ３３・・・／＼−７ミラー ４０・・・赤外線センザ、 Ｆ・・・極薄フィ・ルム．
Claims (5)
- （１）赤外線源からの赤外線が極薄フィルムを透過し、
この透過した赤外線量を赤外線センサが測定し、この測
定値に基づいて上記極薄フィルムの厚さを測定する方法
において、 上記赤外線源から上記赤外線センサに向う赤外線が上記
極薄フィルムに入射する入射角を順次、変えて上記透過
赤外線量を測定することを特徴とする極薄フィルム厚さ
測定方法。 - （２）赤外線源からの赤外線が極薄フィルムを透過し、
この透過した赤外線量を赤外線センサが測定し、この測
定値に基づいて、上記極薄フィルムの厚さを測定する極
薄フィルム厚さ測定装置において、 上記赤外線源から上記赤外線センサに向う赤外線が第１
の入射角で上記極薄フィルムに入射する第１光学系と； 上記赤外線源から上記赤外線センサに向う赤外線が、上
記第１の入射角とは異なる第２の入射角で上記極薄フィ
ルムに入射する第２光学系と；を有することを特徴とす
る極薄フィルム厚さ測定装置。 - （３）請求項（２）において、 上記第２光学系における赤外線源、赤外線センサは、上
記第１光学系における赤外線源、赤外線センサと共通で
あり、上記第１光学系の赤外線源からの赤外線を２つの
ミラーで断続的に反射し、この反射光が上記極薄フィル
ムを透過し、この透過光を別のミラーで反射して、上記
第１光学系における赤外線センサに送ることを特徴とす
る極薄フィルム厚さ測定装置。 - （４）請求項（２）において、 上記極薄フィルムが存在しないときに、上記第１光学系
における赤外線センサの受光量と、上記第２光学系にお
ける赤外線センサの受光量とを等しく設定したことを特
徴とする極薄フィルム厚さ測定装置。 - （５）請求項（２）において、 上記第１光学系における赤外線センサの受光量と上記第
２光学系における赤外線センサの受光量との差が所定値
以上であるときに、上記両受光量のうちで少ない方の受
光量を極薄フィルム厚さの測定値として使用するか、ま
たは、上記両受光量を極薄フィルム厚さの測定値として
は使用しないことを特徴とする極薄フィルム厚さ測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15647989A JPH0321804A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 極薄フィルム厚さ測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15647989A JPH0321804A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 極薄フィルム厚さ測定方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321804A true JPH0321804A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15628657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15647989A Pending JPH0321804A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 極薄フィルム厚さ測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0321804A (ja) |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP15647989A patent/JPH0321804A/ja active Pending
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