JPH0429364Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0429364Y2 JPH0429364Y2 JP1986127524U JP12752486U JPH0429364Y2 JP H0429364 Y2 JPH0429364 Y2 JP H0429364Y2 JP 1986127524 U JP1986127524 U JP 1986127524U JP 12752486 U JP12752486 U JP 12752486U JP H0429364 Y2 JPH0429364 Y2 JP H0429364Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- light
- detector
- film thickness
- measurement
- Prior art date
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- Expired
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この考案は、光の干渉を利用して膜厚を測定す
る装置に関するものである。
る装置に関するものである。
［従来の技術］
光の干渉を利用して被測定対象の膜厚を測定す
るには、被測定対象に光源よりの光を投光し、そ
の透過光または反射光を分光して干渉縞を検出器
で検出し、被測定対象の膜厚を測定している。
るには、被測定対象に光源よりの光を投光し、そ
の透過光または反射光を分光して干渉縞を検出器
で検出し、被測定対象の膜厚を測定している。
［この考案が解決しようとする問題点］
しかしながら、被測定対象の測定スポツト内で
屈折率、膜厚等にわずかのバラツキ等があると、
膜厚等の相違に応じて干渉縞のパターンが異な
り、これが同時に重なり合つて合成されると、第
３図で示すように、うなりを生じたり、コントラ
ストが弱くなり、測定が困難となることがある。
屈折率、膜厚等にわずかのバラツキ等があると、
膜厚等の相違に応じて干渉縞のパターンが異な
り、これが同時に重なり合つて合成されると、第
３図で示すように、うなりを生じたり、コントラ
ストが弱くなり、測定が困難となることがある。
また、検出器に、電荷蓄積型撮像装置CCDの
ようなイメージセンサを用いて、高分子フイルム
等の連続して流れている被測定対象を測定する場
合、電荷蓄積の一走査周期内に長い距離の部分を
測定すると、分光してイメージセンサに投影され
る干渉縞パターンは、被測定対象の膜厚の相違に
応じて異るものとなり、これが合成されて、第３
図で示すようなうなりを生じたり、平均化されて
コントラストが弱くなり、測定が困難となること
がある。
ようなイメージセンサを用いて、高分子フイルム
等の連続して流れている被測定対象を測定する場
合、電荷蓄積の一走査周期内に長い距離の部分を
測定すると、分光してイメージセンサに投影され
る干渉縞パターンは、被測定対象の膜厚の相違に
応じて異るものとなり、これが合成されて、第３
図で示すようなうなりを生じたり、平均化されて
コントラストが弱くなり、測定が困難となること
がある。
この考案の目的は、以上の点に鑑み、連続的な
測定であつても、十分高精度な測定を可能とした
膜厚測定装置を提供することである。
測定であつても、十分高精度な測定を可能とした
膜厚測定装置を提供することである。
［問題点を解決するための手段］
この考案は、光源からの光を被測定対象に投光
し、その透過光または反射光を分光して干渉縞を
検出器で検出し、被測定対象の膜厚を測定する装
置において、被測定対象と検出器との間の光路中
にシヤツタ手段を設けるようにした膜厚測定装置
である。
し、その透過光または反射光を分光して干渉縞を
検出器で検出し、被測定対象の膜厚を測定する装
置において、被測定対象と検出器との間の光路中
にシヤツタ手段を設けるようにした膜厚測定装置
である。
［実施例］
第１図は、この考案の一実施例を示す構成説明
図である。
図である。
図において、１は、光源で、光源１からの光
は、レンズ２によりハーフミラー３を介してフイ
ルムのような被測定対象４に投光され、被測定対
象４を透過または反射した光は、この図ではハー
フミラー３、レンズ５、チヨツパのようなシヤツ
タ手段６、しぼり７、レンズ８を介して回析格子
等の分光手段９で分光され、レンズ１０を介して
CCDのようなイメージセンサの検出器１１に入
射する。このイメージセンサ１１の各素子には分
光手段９で分光された各波長に対応した光が入射
し、干渉縞パターンの強度が検出される。イメー
ジセンサ１１の出力は増幅器１２で増幅され、メ
モリ等を含む演算手段１３で所定の演算がなさ
れ、被測定対象４の膜厚ｄが演算される。
は、レンズ２によりハーフミラー３を介してフイ
ルムのような被測定対象４に投光され、被測定対
象４を透過または反射した光は、この図ではハー
フミラー３、レンズ５、チヨツパのようなシヤツ
タ手段６、しぼり７、レンズ８を介して回析格子
等の分光手段９で分光され、レンズ１０を介して
CCDのようなイメージセンサの検出器１１に入
射する。このイメージセンサ１１の各素子には分
光手段９で分光された各波長に対応した光が入射
し、干渉縞パターンの強度が検出される。イメー
ジセンサ１１の出力は増幅器１２で増幅され、メ
モリ等を含む演算手段１３で所定の演算がなさ
れ、被測定対象４の膜厚ｄが演算される。
第２図で示すように、光源からの平行光線L1，
L2は、膜厚（厚さ）ｄ、屈折率ｎの被測定対象
４の表面および裏面で反射し、両光線L1，L2は、
光学的光路差2nd／cosθ′をもち、この光路差が光
の波長の整数倍のとき干渉して第３図のような干
渉縞を形成する。
L2は、膜厚（厚さ）ｄ、屈折率ｎの被測定対象
４の表面および裏面で反射し、両光線L1，L2は、
光学的光路差2nd／cosθ′をもち、この光路差が光
の波長の整数倍のとき干渉して第３図のような干
渉縞を形成する。
第３図で示すような干渉縞パターンが得られた
とし、測定領域の極値を与える最小波長λ1、最大
波長λ2について、干渉の各次数をｍ＋Ｎ、ｍと
し、次式が成り立つ。
とし、測定領域の極値を与える最小波長λ1、最大
波長λ2について、干渉の各次数をｍ＋Ｎ、ｍと
し、次式が成り立つ。
（ｍ＋Ｎ）λ1＝2nd／cosθ′ (1)
mλ2＝2nd／cosθ′ (2)
(2)式よりｍを求め(1)式に代入して整理すると
ｄ＝Ncosθ′／2n λ1λ2／λ2−λ1 (3)
となる。被測定対象４に垂直に投光するθ′＝０の
ときはcosθ′＝１で(3)式は ｄ＝Ｎ／2n λ1λ2／λ2−λ1 (4) となる。このように、波長λ1，λ2、極値の次数差
Ｎ、既知の屈折率ｎから、被測定対象４の膜厚が
(3)，(4)式より求まる。
ときはcosθ′＝１で(3)式は ｄ＝Ｎ／2n λ1λ2／λ2−λ1 (4) となる。このように、波長λ1，λ2、極値の次数差
Ｎ、既知の屈折率ｎから、被測定対象４の膜厚が
(3)，(4)式より求まる。
つまり、あらかじめ、分光手段９により検出器
１１の各素子に入射する波長は決まつているの
で、検出器１１の各素子番号と波長との関係を演
算手段１３のメモリに記憶しておく。
１１の各素子に入射する波長は決まつているの
で、検出器１１の各素子番号と波長との関係を演
算手段１３のメモリに記憶しておく。
そして、測定時、検出器１１の各素子の出力を
順次読み出し、第３図で示すように、測定範囲内
で極値を与える素子番号からメモリを利用して波
長λ1，λ2を求め、極値の数の差から次数差Ｎを求
め、メモリ等に格納された屈折率ｎを用い、(3)，
(4)式のような演算を行つて被測定対象４の膜厚ｄ
を求める。
順次読み出し、第３図で示すように、測定範囲内
で極値を与える素子番号からメモリを利用して波
長λ1，λ2を求め、極値の数の差から次数差Ｎを求
め、メモリ等に格納された屈折率ｎを用い、(3)，
(4)式のような演算を行つて被測定対象４の膜厚ｄ
を求める。
ところで、第３図Ａ，Ｂで示すように、被測定
対象４の膜厚のバラツキにより干渉縞パターンが
ずれて重なり、弱い部分が生じることがある。こ
れを避けるため、極大値と極小値との差が所定の
値以上のときの極値についての出力から上記のよ
うに膜厚を測定するようにする。このことによ
り、不確実で、弱い干渉縞を拾うことなく、強い
確実な干渉縞から被測定対象４の膜厚ｄを測定で
きる。
対象４の膜厚のバラツキにより干渉縞パターンが
ずれて重なり、弱い部分が生じることがある。こ
れを避けるため、極大値と極小値との差が所定の
値以上のときの極値についての出力から上記のよ
うに膜厚を測定するようにする。このことによ
り、不確実で、弱い干渉縞を拾うことなく、強い
確実な干渉縞から被測定対象４の膜厚ｄを測定で
きる。
また、検出器１１に電荷蓄積型撮像素子CCD
のようなイメージセンサを用いると、被測定対象
４が移動していて、その厚さ等がずれると、やや
異つた干渉縞パターンが検出器１１の各素子に一
走査周期内に入射して合成され、全体としてコン
トラストが悪くなる。
のようなイメージセンサを用いると、被測定対象
４が移動していて、その厚さ等がずれると、やや
異つた干渉縞パターンが検出器１１の各素子に一
走査周期内に入射して合成され、全体としてコン
トラストが悪くなる。
このため、モータによりセクタが回転するチヨ
ツパのようなシヤツタ手段７により入射光を断続
して１回の測定時間を制限し、検出器１１への入
射光の変動の影響を少くし、干渉縞のコントラス
トが悪くなるのを防止し、測定を確実なものとす
る。
ツパのようなシヤツタ手段７により入射光を断続
して１回の測定時間を制限し、検出器１１への入
射光の変動の影響を少くし、干渉縞のコントラス
トが悪くなるのを防止し、測定を確実なものとす
る。
［考案の効果］
以上述べたように、この考案は、シヤツタ手段
により入射光を断続し、所定時間毎に測定してい
るので、十分な干渉縞のコントラストが得られ、
安定した高精度の膜厚測定が可能となる。
により入射光を断続し、所定時間毎に測定してい
るので、十分な干渉縞のコントラストが得られ、
安定した高精度の膜厚測定が可能となる。
第１図、第２図は、この考案の一実施例を示す
構成説明図、第３図は、干渉縞の説明図である。 １……光源、２，５，８，１０……レンズ、３
……ハーフミラー、４……被測定対象、６……シ
ヤツタ手段、７……しぼり、９……分光手段、１
１……検出器、１２……増幅器、１３……演算手
段。
構成説明図、第３図は、干渉縞の説明図である。 １……光源、２，５，８，１０……レンズ、３
……ハーフミラー、４……被測定対象、６……シ
ヤツタ手段、７……しぼり、９……分光手段、１
１……検出器、１２……増幅器、１３……演算手
段。
Claims (1)
- 光源からの光を被測定対象に投光し、その透過
光または反射光を分光して干渉縞を検出器で検出
し、被測定対象の膜厚を測定する装置において、
検出器としてイメージセンサを用い、入射光を断
続して１回の測定時間を制限するために被測定対
象と検出器との間の光路中にモータによりセクタ
が回転するチヨツパよりなるチヨツパ手段を設け
た膜厚測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986127524U JPH0429364Y2 (ja) | 1986-08-21 | 1986-08-21 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986127524U JPH0429364Y2 (ja) | 1986-08-21 | 1986-08-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6333406U JPS6333406U (ja) | 1988-03-03 |
| JPH0429364Y2 true JPH0429364Y2 (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=31022358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986127524U Expired JPH0429364Y2 (ja) | 1986-08-21 | 1986-08-21 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0429364Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5752807A (en) * | 1980-09-17 | 1982-03-29 | Ricoh Co Ltd | Device for measuring film thickness |
-
1986
- 1986-08-21 JP JP1986127524U patent/JPH0429364Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6333406U (ja) | 1988-03-03 |
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