JPH0526655A - 膜厚測定方法及び装置 - Google Patents
膜厚測定方法及び装置Info
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- JPH0526655A JPH0526655A JP20492291A JP20492291A JPH0526655A JP H0526655 A JPH0526655 A JP H0526655A JP 20492291 A JP20492291 A JP 20492291A JP 20492291 A JP20492291 A JP 20492291A JP H0526655 A JPH0526655 A JP H0526655A
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Landscapes
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 試料表面に形成された薄膜の厚さを、高い分
解能で検出したい。 【構成】 焦点型探触子を用い、この焦点よりも内側の
位置に試料をデフォーカスし、この位置で直達波のみの
反射波を検出して、膜厚を測定する。 【効果】 従来、膜厚測定はフラット型探触子を用いて
いたが分解能が悪かった。しかし、焦点型探触子で平面
波と同様に扱える直達波のみを検出している故に、分解
能は極めて高いものとなる。
解能で検出したい。 【構成】 焦点型探触子を用い、この焦点よりも内側の
位置に試料をデフォーカスし、この位置で直達波のみの
反射波を検出して、膜厚を測定する。 【効果】 従来、膜厚測定はフラット型探触子を用いて
いたが分解能が悪かった。しかし、焦点型探触子で平面
波と同様に扱える直達波のみを検出している故に、分解
能は極めて高いものとなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焦点型探触子を使った
膜厚測定方法及び装置に関する。
膜厚測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波を利用した膜厚測定では、図４に
示すようにフラット型探触子１０から周波数の異なる平
面波を試料１１に放射し、各周波数毎の反射波の強度か
ら膜厚を測定する。図５には、基板１２上に形成された
薄膜１３の膜厚測定例を示す。平面波超音波は水等の媒
質を介して薄膜１３に達するが、このときの反射強度Ｒ
は、
示すようにフラット型探触子１０から周波数の異なる平
面波を試料１１に放射し、各周波数毎の反射波の強度か
ら膜厚を測定する。図５には、基板１２上に形成された
薄膜１３の膜厚測定例を示す。平面波超音波は水等の媒
質を介して薄膜１３に達するが、このときの反射強度Ｒ
は、
【０００３】
【数１】Ｚ＝Ａ／Ｂ
ここで、Ａ、Ｂは
【０００４】
【数２】
となる。［数２］のＺ12、Ｚ23は以下である。
【０００５】
【数３】Ｚ12＝Ｚ1／Ｚ2
Ｚ23＝Ｚ2／Ｚ3
ここで、Ｚ1は媒質１４中の音響インピーダンス、Ｚ2は
薄膜１３中の音響インピーダンス、Ｚ3は基板１２中の
音響インピーダンスである。更に、［数２］中のｋ
2は、薄膜１３中の波数である。
薄膜１３中の音響インピーダンス、Ｚ3は基板１２中の
音響インピーダンスである。更に、［数２］中のｋ
2は、薄膜１３中の波数である。
【０００６】薄膜１３と基板１２の音響インピーダンス
Ｚ2、Ｚ3の間でＺ2＜Ｚ3の場合、薄膜１３の厚さｄが、
超音波の波長λの１／４、３／４、５／４、…倍におい
て反射率Ｒが極小となることが知られている。膜厚測定
では、このことを利用する。図６には、Ｚ2＜Ｚ3のもと
での、反射率Ｒとｄ／λとの関係図を示す。この関係図
は、基板１２がサファイァ、薄膜１３が石英ガラスの例
であり、サファイァの音速を１１０００ｍ／ｓ、密度
４．０ｇ／ｃｍ3、石英ガラスの音速５９００ｍ／ｓ、
密度２．２ｇ／ｃｍ3とした。図６では、（ｄ／λ）＝
０．２５と、０．７５の２点で極小値が現われているこ
とがわかる。
Ｚ2、Ｚ3の間でＺ2＜Ｚ3の場合、薄膜１３の厚さｄが、
超音波の波長λの１／４、３／４、５／４、…倍におい
て反射率Ｒが極小となることが知られている。膜厚測定
では、このことを利用する。図６には、Ｚ2＜Ｚ3のもと
での、反射率Ｒとｄ／λとの関係図を示す。この関係図
は、基板１２がサファイァ、薄膜１３が石英ガラスの例
であり、サファイァの音速を１１０００ｍ／ｓ、密度
４．０ｇ／ｃｍ3、石英ガラスの音速５９００ｍ／ｓ、
密度２．２ｇ／ｃｍ3とした。図６では、（ｄ／λ）＝
０．２５と、０．７５の２点で極小値が現われているこ
とがわかる。
【０００７】図６から膜厚を測定するには、超音波の周
波数を小さく設定しておき、これを次第に大きくしなが
ら、各周波数毎に反射率Ｒを求める。そして、最初に現
われる極小値をみつける。この最初に現われる極小値と
は、（ｄ／λ）＝０．２５である。一方、音速ｖと超音
波の周波数ｆiと波長λとは、
波数を小さく設定しておき、これを次第に大きくしなが
ら、各周波数毎に反射率Ｒを求める。そして、最初に現
われる極小値をみつける。この最初に現われる極小値と
は、（ｄ／λ）＝０．２５である。一方、音速ｖと超音
波の周波数ｆiと波長λとは、
【０００８】
【数４】λ＝ｖ／ｆi
の関係にある故に、膜厚ｄは、
【０００９】
【数５】ｄ＝０．２５（ｖ／ｆi）
なる数式で求まることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来例では、平面波の
放射のためにフラット型探触子を使用しなければならな
い。フラット型探触子は、図４に示すように放射面が平
行な面であり、超音波を放射される面積は、探触子の径
Ｄによって決まる。そして測定結果は放射される面積全
体の平均値となる。かくして、測定位置の分解能が低下
し、試料上の互いに近接した位置での膜厚測定では、同
一膜厚の測定値が得られてしまい、実際上の膜厚の変動
の様子までは測定できなかった。
放射のためにフラット型探触子を使用しなければならな
い。フラット型探触子は、図４に示すように放射面が平
行な面であり、超音波を放射される面積は、探触子の径
Ｄによって決まる。そして測定結果は放射される面積全
体の平均値となる。かくして、測定位置の分解能が低下
し、試料上の互いに近接した位置での膜厚測定では、同
一膜厚の測定値が得られてしまい、実際上の膜厚の変動
の様子までは測定できなかった。
【００１１】本発明の目的は、フラット型探触子ではな
く、焦点型探触子を使用して膜厚測定を可能にする膜厚
測定方法及び装置を提供するものである。
く、焦点型探触子を使用して膜厚測定を可能にする膜厚
測定方法及び装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の測定方法は、探
触子として焦点型探触子を使用し、該焦点型探触子の焦
点より内側に試料を設置した状態において試料から反射
してきた反射波の周波数特性を求め、この周波数特から
薄膜の膜厚を求めることとした（請求項１）。
触子として焦点型探触子を使用し、該焦点型探触子の焦
点より内側に試料を設置した状態において試料から反射
してきた反射波の周波数特性を求め、この周波数特から
薄膜の膜厚を求めることとした（請求項１）。
【００１３】更に本発明の測定装置は周波数可変の打ち
出しパルス源と、該周波数を可変にしてのパルスに従っ
て超音波を、焦点より内側に設置した試料に向けて放射
する焦点型探触子と、試料からの反射波の中で直達反射
波のみを表面弾性波との時間差を利用して抽出する手段
と、パルス周波数と直達波の反射信号（反射率）との関
係を参照して反射信号の極小値となるパルス周波数を求
め、このパルス周波数と音速とから薄膜の厚さを算出す
る手段と、より成る（請求項２）。
出しパルス源と、該周波数を可変にしてのパルスに従っ
て超音波を、焦点より内側に設置した試料に向けて放射
する焦点型探触子と、試料からの反射波の中で直達反射
波のみを表面弾性波との時間差を利用して抽出する手段
と、パルス周波数と直達波の反射信号（反射率）との関
係を参照して反射信号の極小値となるパルス周波数を求
め、このパルス周波数と音速とから薄膜の厚さを算出す
る手段と、より成る（請求項２）。
【００１４】更に本発明の測定装置は、パルス周波数を
与えるパルス幅は、焦点から内側設置位置までの距離Δ
Ｚでの前記時間差よりも小さい値としてなる（請求項
３）。
与えるパルス幅は、焦点から内側設置位置までの距離Δ
Ｚでの前記時間差よりも小さい値としてなる（請求項
３）。
【００１５】
【作用】本発明によれば、焦点型探触子の焦点より内側
に試料を設置して反射波を測定することにより、膜厚測
定が可能となる（請求項１）。
に試料を設置して反射波を測定することにより、膜厚測
定が可能となる（請求項１）。
【００１６】更に本発明によれば、パルス信号の周波数
を変えながら直達反射波のみを検出し、平面波と同様な
かんがえ方で極小値より膜厚測定が可能になる（請求項
２、３）。
を変えながら直達反射波のみを検出し、平面波と同様な
かんがえ方で極小値より膜厚測定が可能になる（請求項
２、３）。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の膜厚測定装置の実施例図であ
る。以下の各構成要素より成る。 高周波パルス発振器１…可変周波数のパルスを発生可能
とする発振器である。ここで、可変周波数とは、パルス
幅が可変との意である。 受信器２…探触子６から戻ってくる反射波信号（高周波
パルス電圧）を受信し、増幅する。 ＡＤ変換器３…受信器２で受信した反射波信号をＡＤ変
換する。 コンピュータ４…ＡＤ変換器３で得た反射波波形に対す
るデータをバッファ内（図示せず）に格納し、解析処理
を行う。 モニタ５…コンピュータ４での解析・処理結果を表示し
て、観察者に示す。 探触子６…圧電素子６Ａと音響レンズ６Ｂとより成り、
音響レンズ６Ｂの放射面６Ｃは凹面形状をなす。この凹
面の形状によって超音波の焦点が定まる。一点焦点形で
は、凹面部６Ｃは円錐状をなし、ライン焦点形では、探
触子６全体が長方形であって凹面部６Ｃは紙面から裏面
にかけて円筒形状をなす。この探触子６は、高周波パル
ス電圧の印加によって、励起した超音波は、レンズ６Ｂ
の凹面部６Ｃで集束し、放出される。
る。以下の各構成要素より成る。 高周波パルス発振器１…可変周波数のパルスを発生可能
とする発振器である。ここで、可変周波数とは、パルス
幅が可変との意である。 受信器２…探触子６から戻ってくる反射波信号（高周波
パルス電圧）を受信し、増幅する。 ＡＤ変換器３…受信器２で受信した反射波信号をＡＤ変
換する。 コンピュータ４…ＡＤ変換器３で得た反射波波形に対す
るデータをバッファ内（図示せず）に格納し、解析処理
を行う。 モニタ５…コンピュータ４での解析・処理結果を表示し
て、観察者に示す。 探触子６…圧電素子６Ａと音響レンズ６Ｂとより成り、
音響レンズ６Ｂの放射面６Ｃは凹面形状をなす。この凹
面の形状によって超音波の焦点が定まる。一点焦点形で
は、凹面部６Ｃは円錐状をなし、ライン焦点形では、探
触子６全体が長方形であって凹面部６Ｃは紙面から裏面
にかけて円筒形状をなす。この探触子６は、高周波パル
ス電圧の印加によって、励起した超音波は、レンズ６Ｂ
の凹面部６Ｃで集束し、放出される。
【００１８】媒体１５…探触子６との間で超音波の伝播
を減衰させることなく行わせるためのもので、例えば水
より成る。 試料１６…膜厚をその表面に有するものである。 ステージ１７…試料１６を保持し、且つＸ、Ｙ、Ｚ方向
への移動が可能な機械系である。 コンピュータ９…ステージ１７の制御目的で設置してあ
る。コンピュータ４が兼用してもよい。 以上の構成で、探触子６は焦点形である故に、平面波を
いかに得るかが問題となる。探触子６の放出超音波とし
ては、直下の試料に直角（法線）方向からそのまま直進
する直達波（垂直入射波）と、臨界角で入射して弾性表
面波として働く斜向波とがあり、直達波のみが平面波と
しての性格を持つと考えられる。そこで、本実施例で
は、直達波のみを反射波として検出するように工夫した
点に特徴を持つ。直達波と斜向波（表面波）とは反射波
としては干渉することがあり、本実施例では、この干渉
がないような状態のもとで、直達反射波を検出すること
にした。
を減衰させることなく行わせるためのもので、例えば水
より成る。 試料１６…膜厚をその表面に有するものである。 ステージ１７…試料１６を保持し、且つＸ、Ｙ、Ｚ方向
への移動が可能な機械系である。 コンピュータ９…ステージ１７の制御目的で設置してあ
る。コンピュータ４が兼用してもよい。 以上の構成で、探触子６は焦点形である故に、平面波を
いかに得るかが問題となる。探触子６の放出超音波とし
ては、直下の試料に直角（法線）方向からそのまま直進
する直達波（垂直入射波）と、臨界角で入射して弾性表
面波として働く斜向波とがあり、直達波のみが平面波と
しての性格を持つと考えられる。そこで、本実施例で
は、直達波のみを反射波として検出するように工夫した
点に特徴を持つ。直達波と斜向波（表面波）とは反射波
としては干渉することがあり、本実施例では、この干渉
がないような状態のもとで、直達反射波を検出すること
にした。
【００１９】先ず、図１の動作を簡単に述べる。探触子
６の圧電素子に高周波パルス発振器１より発せられたパ
ルス電圧が印加されると、圧電素子下面に超音波が励起
される。励起された超音波は探触子６のもう一方の端面
に設けられた凹面によって集束される。集束された超音
波は液体音場媒体１５を介し、被検査体１６に照射され
る。その際、コンピュータ９からの信号によって、ステ
ージ１７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動する。そして、被検
査体１６の反射波は探触子６によって集音され、電気信
号に変換され、受信器２によって増幅される。増幅され
た電気信号はＡＤ変換器３によってディジタル値に変換
され、コンピュータ４のメモリに記憶され、信号を解析
・処理した結果はモニタ５上に表示される。
６の圧電素子に高周波パルス発振器１より発せられたパ
ルス電圧が印加されると、圧電素子下面に超音波が励起
される。励起された超音波は探触子６のもう一方の端面
に設けられた凹面によって集束される。集束された超音
波は液体音場媒体１５を介し、被検査体１６に照射され
る。その際、コンピュータ９からの信号によって、ステ
ージ１７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動する。そして、被検
査体１６の反射波は探触子６によって集音され、電気信
号に変換され、受信器２によって増幅される。増幅され
た電気信号はＡＤ変換器３によってディジタル値に変換
され、コンピュータ４のメモリに記憶され、信号を解析
・処理した結果はモニタ５上に表示される。
【００２０】本実施例では、焦点位置よりも手前（デフ
ォーカス位置）に試料１７を設置し、パルス周波数を変
化させて多重反射波の中のｎ次反射波を検出する。この
ｎ次反射波による反射率Ｒと周波数との関係を、周波数
を低い値から高い値へと変化させながら求める。焦点位
置よりも手前に試料１７が存在する場合には、直達波と
斜向波からの表面弾性波とは、振動子６Ａに到達する時
間が異なり、且つ多重反射波のうち次数の高いもの程、
この時間差が大になる。そこで、次数の高い反射波を検
出し反射率と周波数との関係から極小値となる位置を検
出し、［数４］、［数５］を用いて試料１７の薄膜の厚
さｄを算出する。更に詳述する。
ォーカス位置）に試料１７を設置し、パルス周波数を変
化させて多重反射波の中のｎ次反射波を検出する。この
ｎ次反射波による反射率Ｒと周波数との関係を、周波数
を低い値から高い値へと変化させながら求める。焦点位
置よりも手前に試料１７が存在する場合には、直達波と
斜向波からの表面弾性波とは、振動子６Ａに到達する時
間が異なり、且つ多重反射波のうち次数の高いもの程、
この時間差が大になる。そこで、次数の高い反射波を検
出し反射率と周波数との関係から極小値となる位置を検
出し、［数４］、［数５］を用いて試料１７の薄膜の厚
さｄを算出する。更に詳述する。
【００２１】（１）、デフォーカスと多重反射波の関
係。 探触子６の焦点位置に被検査体１６が位置する場合、時
間軸上の反射波の位置関係は図２のように、レンズエコ
ー（１）→被検査体反射エコー→レンズエコー（２）と
なる。この状態より探触子６と被検査体１６の間の距離
を縮めていく、即ち、デフォーカスしていくと、反射波
の位置関係は図３のようになり、被検査体１６の表面で
反射した超音波がレンズ球面において再び反射し、被検
査体１６に向い、更に被検査体１６の表面で反射する多
重反射波（１）→（２）→（３）が現われてくる。探触
子６をデフォーカスしていくと圧電素子６Ａからの出力
に寄与する超音波はレンズ効果により中心軸近傍の直達
入射波（直角入射波）と、表面を伝搬する弾性表面波の
水１５中への再放射波（斜向波）の２種類であるが、打
ち出しパルスのパルス幅をΔｔを短くすることにより、
圧電素子面におけるこの２種類の波は時間的に離れたも
のとなり、干渉させないことが可能となる。即ち、この
２種類の波は伝搬距離及び伝搬速度が異なる為、圧電素
子面に到達するまでの時間が異なり、時間軸上で分離で
きる。
係。 探触子６の焦点位置に被検査体１６が位置する場合、時
間軸上の反射波の位置関係は図２のように、レンズエコ
ー（１）→被検査体反射エコー→レンズエコー（２）と
なる。この状態より探触子６と被検査体１６の間の距離
を縮めていく、即ち、デフォーカスしていくと、反射波
の位置関係は図３のようになり、被検査体１６の表面で
反射した超音波がレンズ球面において再び反射し、被検
査体１６に向い、更に被検査体１６の表面で反射する多
重反射波（１）→（２）→（３）が現われてくる。探触
子６をデフォーカスしていくと圧電素子６Ａからの出力
に寄与する超音波はレンズ効果により中心軸近傍の直達
入射波（直角入射波）と、表面を伝搬する弾性表面波の
水１５中への再放射波（斜向波）の２種類であるが、打
ち出しパルスのパルス幅をΔｔを短くすることにより、
圧電素子面におけるこの２種類の波は時間的に離れたも
のとなり、干渉させないことが可能となる。即ち、この
２種類の波は伝搬距離及び伝搬速度が異なる為、圧電素
子面に到達するまでの時間が異なり、時間軸上で分離で
きる。
【００２２】（２）、多重反射波の分離。
多重反射波の時間差は計算によって求めることができ
る。このことを以下示す。試算式で用いる定義は以下で
ある。 レンズ材の音速＝ＣL 媒質の音速＝ＣW 表面波の音速＝ＣR レンズ球面の半径＝Ｒ 焦点距離Ｆ＝Ｒ／｛１−（ＣW／ＣL）｝ また、図７には、探触子６と試料１８との位置関係を示
す。図７において、中心軸上の超音波がレンズ６Ｂ内を
伝播する距離Ｌａ、表面波として伝わった超音波がレン
ズ６Ｂ内を伝播する距離Ｌｂとすると、Ｌａ、Ｌｂは下
記となる。
る。このことを以下示す。試算式で用いる定義は以下で
ある。 レンズ材の音速＝ＣL 媒質の音速＝ＣW 表面波の音速＝ＣR レンズ球面の半径＝Ｒ 焦点距離Ｆ＝Ｒ／｛１−（ＣW／ＣL）｝ また、図７には、探触子６と試料１８との位置関係を示
す。図７において、中心軸上の超音波がレンズ６Ｂ内を
伝播する距離Ｌａ、表面波として伝わった超音波がレン
ズ６Ｂ内を伝播する距離Ｌｂとすると、Ｌａ、Ｌｂは下
記となる。
【００２３】
【数６】
一方、試料を焦点位置からΔＺだけレンズ側に近づける
とすると
とすると
【００２４】
【数７】
となる。よって、中心の直達波（垂直入射波）が試料面
でｎ回多重反射して再び圧電素子に戻るまでの時間ｔ1
は
でｎ回多重反射して再び圧電素子に戻るまでの時間ｔ1
は
【００２５】
【数８】
となる。また、試料表面を表面波として伝搬し、Ａ→Ｂ
→Ｃ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａ→Ｂ…とｎ回多重反射して再び圧
電素子に戻るまでの時間ｔ2は
→Ｃ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａ→Ｂ…とｎ回多重反射して再び圧
電素子に戻るまでの時間ｔ2は
【００２６】
【数９】
となる。
【００２７】例として球面の半径Ｒ＝２ｍｍ、レンズ材
の音速ＣL＝１１０００ｍ／ｓ、水の音速ＣW＝１５００
ｍ／ｓ、表面波の音速ＣR＝３０００ｍ／ｓ、軸長Ｌ1＝
１１ｍｍとした場合のデフォーカス量ΔＺに対する時間
差を計算した例を図８に示す。図中の数字は多重反射の
次数で、３次まで示してある。図より、次数が大きくな
るに従って同じデフォーカス量に対して伝搬時間差が大
きくなっていくのがわかる。また、次数が１の線に注目
すると、ΔＺ＝１ｍｍの時、時間差は０．２３４μｓで
ある。よって、打ち出しパルスのパルス幅を０．２３４
μｓ以下にするとΔＺ＝１ｍｍの場合、２つの波の干渉
は起こらないことになる。
の音速ＣL＝１１０００ｍ／ｓ、水の音速ＣW＝１５００
ｍ／ｓ、表面波の音速ＣR＝３０００ｍ／ｓ、軸長Ｌ1＝
１１ｍｍとした場合のデフォーカス量ΔＺに対する時間
差を計算した例を図８に示す。図中の数字は多重反射の
次数で、３次まで示してある。図より、次数が大きくな
るに従って同じデフォーカス量に対して伝搬時間差が大
きくなっていくのがわかる。また、次数が１の線に注目
すると、ΔＺ＝１ｍｍの時、時間差は０．２３４μｓで
ある。よって、打ち出しパルスのパルス幅を０．２３４
μｓ以下にするとΔＺ＝１ｍｍの場合、２つの波の干渉
は起こらないことになる。
【００２８】（３）、分離のための手段。
本実施例では、先ず、試料１８を焦点位置からレンズに
近づくようにデフォーカス（距離Δｚ）する。このデフ
ォーカス量ΔＺは、図８に示すように大きい程よいが、
パルス発振器１の発振パルス（打ち出しパルス）のパル
ス幅は、デフォーカス量ΔＺの位置での多重エコーの時
間（ｔ1−ｔ2）よりも小さいように、ΔＺとパルス幅と
は選ぶ必要がある。更に、ΔＺの位置で発振パルスの周
波数ｆを、小さい値から大きい値へ変更しながら直達波
としての反射信号のみを選択し、反射率を求める。ここ
で、反射信号のエコー次数は事前に決めておく。かくし
て、反射率の最初に現われる極小値を見つけ出し、［数
４］［数５］に従って、膜厚を測定する。以上の膜厚測
定のための手順は、操作者の指示とコンピュータ４の指
示と処理とによってなされる。
近づくようにデフォーカス（距離Δｚ）する。このデフ
ォーカス量ΔＺは、図８に示すように大きい程よいが、
パルス発振器１の発振パルス（打ち出しパルス）のパル
ス幅は、デフォーカス量ΔＺの位置での多重エコーの時
間（ｔ1−ｔ2）よりも小さいように、ΔＺとパルス幅と
は選ぶ必要がある。更に、ΔＺの位置で発振パルスの周
波数ｆを、小さい値から大きい値へ変更しながら直達波
としての反射信号のみを選択し、反射率を求める。ここ
で、反射信号のエコー次数は事前に決めておく。かくし
て、反射率の最初に現われる極小値を見つけ出し、［数
４］［数５］に従って、膜厚を測定する。以上の膜厚測
定のための手順は、操作者の指示とコンピュータ４の指
示と処理とによってなされる。
【００２９】
【発明の効果】焦点型探触子を用いて直達波のみの反射
エコーから膜厚測定が可能になった。更に、焦点型であ
るため、フラット型に比べて膜厚測定における測定位置
の分解能を向上できた。
エコーから膜厚測定が可能になった。更に、焦点型であ
るため、フラット型に比べて膜厚測定における測定位置
の分解能を向上できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の膜厚測定装置の実施例図である。
【図２】レンズエコーと反射エコーとの出現の様子を示
す図である。
す図である。
【図３】レンズエコーと多重反射エコーとの出現の様子
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来のフラット型探触子を用いての膜厚測定例
を示す図である
を示す図である
【図５】膜厚測定のための各層でのインピーダンスを示
す図である。
す図である。
【図６】ｄ／λと反射率との関係を示す図である。
【図７】本発明での多重反射エコーでの時間差を説明す
る図である。
る図である。
【図８】本発明の実施例でのデフォーカス量ΔＺと時間
差との具体例を示す図である。
差との具体例を示す図である。
１ 高周波パルス発振器
４ コンピュータ
６ 焦点型探触子
１６ 試料
１７ ステージ
Claims (3)
- 【請求項１】 表面に薄膜を有する試料に超音波を放射
し、試料から反射してきた超音波の周波数特性から薄膜
の厚さを求める膜厚測定方法において、探触子として焦
点型探触子を使用し、該焦点型探触子の焦点より内側に
試料を設置した状態において試料から反射してきた反射
波の周波数特性を求め、この周波数特性から薄膜の膜厚
を求めることを特徴とする膜厚測定方法。 - 【請求項２】 表面に薄膜を有する試料に超音波を放射
し、試料から反射してきた超音波の周波数特性から薄膜
の厚さを求める膜厚測定装置において、周波数可変の打
ち出しパルス源と、該周波数を可変にしてのパルスに従
って超音波を、焦点より内側に設置した試料に向けて放
射する焦点型探触子と、試料からの反射波の中で直達反
射波のみを表面弾性波との時間差を利用して抽出する手
段と、パルス周波数と直達波の反射信号（反射率）との
関係を参照して反射信号の極小値となるパルス周波数を
求め、このパルス周波数と音速とから薄膜の厚さを算出
する手段と、より成る膜厚測定装置。 - 【請求項３】 パルス周波数を与えるパルス幅は、焦点
から内側設置位置までの距離ΔＺでの前記時間差よりも
小さい値としてなる、請求項２の膜厚測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20492291A JPH0526655A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 膜厚測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20492291A JPH0526655A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 膜厚測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526655A true JPH0526655A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16498592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20492291A Pending JPH0526655A (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 膜厚測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0526655A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6250160B1 (en) | 1993-09-28 | 2001-06-26 | Defelsko Corporation | High resolution ultrasonic thickness gauge |
| JP2010243176A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Kanto Auto Works Ltd | 膜厚測定方法及び測定装置 |
| JP2017072412A (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | 液中鋼構造物の非接触型厚み測定方法 |
| CN114739334A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-07-12 | 长安大学 | 一种圆柱滚子轴承油膜厚度测量装置及测量方法 |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP20492291A patent/JPH0526655A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6250160B1 (en) | 1993-09-28 | 2001-06-26 | Defelsko Corporation | High resolution ultrasonic thickness gauge |
| US6282962B1 (en) | 1993-09-28 | 2001-09-04 | Defelsko Corporation | High resolution ultrasonic thickness gauge |
| JP2010243176A (ja) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Kanto Auto Works Ltd | 膜厚測定方法及び測定装置 |
| JP2017072412A (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 | 液中鋼構造物の非接触型厚み測定方法 |
| CN114739334A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-07-12 | 长安大学 | 一种圆柱滚子轴承油膜厚度测量装置及测量方法 |
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