JPH0618330A - 光吸収係数測定方法及び光吸収係数測定装置 - Google Patents
光吸収係数測定方法及び光吸収係数測定装置Info
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- JPH0618330A JPH0618330A JP17338992A JP17338992A JPH0618330A JP H0618330 A JPH0618330 A JP H0618330A JP 17338992 A JP17338992 A JP 17338992A JP 17338992 A JP17338992 A JP 17338992A JP H0618330 A JPH0618330 A JP H0618330A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜等の低吸収係数を有する材料に対して、
１回の測定で精度よく吸収係数を測定し得る測定方法を
提供する。 【構成】 基体１上に形成された薄膜２の後方に、高反
射率を有する反射体３を配置して、この薄膜２の前方側
から光を入射して、薄膜２からの反射光Ｌ1 と、この薄
膜２を介して反射体３により反射された反射光Ｌ2 ′と
を測定することによって、薄膜２の光吸収係数を測定す
る。
１回の測定で精度よく吸収係数を測定し得る測定方法を
提供する。 【構成】 基体１上に形成された薄膜２の後方に、高反
射率を有する反射体３を配置して、この薄膜２の前方側
から光を入射して、薄膜２からの反射光Ｌ1 と、この薄
膜２を介して反射体３により反射された反射光Ｌ2 ′と
を測定することによって、薄膜２の光吸収係数を測定す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜の光吸収係数の測
定方法及び測定装置に係わる。
定方法及び測定装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】各種半導体装置等の薄膜製造にあたっ
て、その電子物性をモニターするとか、薄膜の膜厚を一
定にするための指標として、光学的特性、特に光吸収係
数の測定が行われている。
て、その電子物性をモニターするとか、薄膜の膜厚を一
定にするための指標として、光学的特性、特に光吸収係
数の測定が行われている。
【０００３】薄膜の光吸収係数を従来の分光光度計によ
って測定する場合、例えば薄膜トランジスタ等ではその
半導体層の厚さが小さく、光吸収係数が低い値となるた
め、透過率と反射率とをそれぞれ測定する必要が生じ、
各測定値間の誤差によって吸収係数の精度よい測定が困
難であった。
って測定する場合、例えば薄膜トランジスタ等ではその
半導体層の厚さが小さく、光吸収係数が低い値となるた
め、透過率と反射率とをそれぞれ測定する必要が生じ、
各測定値間の誤差によって吸収係数の精度よい測定が困
難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄膜等の低
吸収係数を有する材料に対しても、１回の測定で精度よ
く吸収係数を測定し得る測定方法及び測定装置を提供す
る。
吸収係数を有する材料に対しても、１回の測定で精度よ
く吸収係数を測定し得る測定方法及び測定装置を提供す
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明光吸収係数測定方
法は、その一例の測定態様を図１の模式図に示すよう
に、基体１上に形成された薄膜２の後方に、高反射率を
有する反射体３を配置して、この薄膜２の前方側から光
を入射して、薄膜２からの反射光Ｌ1 と、この薄膜２を
介して反射体３により反射された反射光Ｌ2 ′とを測定
することによって、薄膜２の光吸収係数を測定する。
法は、その一例の測定態様を図１の模式図に示すよう
に、基体１上に形成された薄膜２の後方に、高反射率を
有する反射体３を配置して、この薄膜２の前方側から光
を入射して、薄膜２からの反射光Ｌ1 と、この薄膜２を
介して反射体３により反射された反射光Ｌ2 ′とを測定
することによって、薄膜２の光吸収係数を測定する。
【０００６】また本発明は、上述の光吸収係数測定方法
において、上述の反射体３を誘電体多層膜により構成す
る。
において、上述の反射体３を誘電体多層膜により構成す
る。
【０００７】また本発明光吸収係数測定装置は、その一
例の略線的構成図を図２に示すように、基体１上に形成
された薄膜２の光吸収係数測定装置であって、少なくと
も受光部１１と、受光部１２と、高反射率を有する反射
体３とが設けられ、薄膜２を受光部１１と反射体３との
間で且つ発光部１２と反射体３との間に配置して、発光
部１２から薄膜２に入射した入射光Ｌ1 が、薄膜２及び
反射体３で反射され、この反射光Ｌ0 を受光部１１に入
射して反射光Ｌ0 の光量を測定する構成とする。
例の略線的構成図を図２に示すように、基体１上に形成
された薄膜２の光吸収係数測定装置であって、少なくと
も受光部１１と、受光部１２と、高反射率を有する反射
体３とが設けられ、薄膜２を受光部１１と反射体３との
間で且つ発光部１２と反射体３との間に配置して、発光
部１２から薄膜２に入射した入射光Ｌ1 が、薄膜２及び
反射体３で反射され、この反射光Ｌ0 を受光部１１に入
射して反射光Ｌ0 の光量を測定する構成とする。
【０００８】
【作用】上述したように、本発明方法及び測定装置で
は、図１及び図２に示すように薄膜２の後方に高反射率
を有する反射体３を設け、薄膜２の前方側から測定用の
光を入射して、薄膜２の表面及び反射体３により反射さ
れる反射光Ｌ1 及びＬ2 ′を測定して、薄膜２の光吸収
係数を測定するものである。以下この光吸収係数の計算
方法について説明する。
は、図１及び図２に示すように薄膜２の後方に高反射率
を有する反射体３を設け、薄膜２の前方側から測定用の
光を入射して、薄膜２の表面及び反射体３により反射さ
れる反射光Ｌ1 及びＬ2 ′を測定して、薄膜２の光吸収
係数を測定するものである。以下この光吸収係数の計算
方法について説明する。
【０００９】上述したように本発明においては、測定用
の入射光Ｌi は薄膜２の前方側の表面２Ｓ側から入射さ
れるものであるが、このときこの入射側表面において矢
印Ｌ 1 で示すように一部の光が反射され、また一部の光
はそのまま薄膜２及び基体１を介して、矢印Ｌ2 で示す
ように反射体３の表面において反射される。この反射光
Ｌ2 は再び基体１を介して薄膜２を透過して矢印Ｌ2 ′
で示すように外部に放射される。このとき基体１と薄膜
２との界面においても矢印Ｌ3 で示すように反射光Ｌ2
の一部が反射される。
の入射光Ｌi は薄膜２の前方側の表面２Ｓ側から入射さ
れるものであるが、このときこの入射側表面において矢
印Ｌ 1 で示すように一部の光が反射され、また一部の光
はそのまま薄膜２及び基体１を介して、矢印Ｌ2 で示す
ように反射体３の表面において反射される。この反射光
Ｌ2 は再び基体１を介して薄膜２を透過して矢印Ｌ2 ′
で示すように外部に放射される。このとき基体１と薄膜
２との界面においても矢印Ｌ3 で示すように反射光Ｌ2
の一部が反射される。
【００１０】ここで、入射光Ｌi が外部から薄膜２に入
射したときの反射率をｒ1 とする。ｒ1 は一般に波長の
関数（ｒ1 （λ））として表され、光の波長に依存して
変化する。同様に光が基体１側から薄膜２に入射したと
きの反射率をｒ2 （ｒ2 （λ））とする。高反射率の反
射体３での反射率をｒ3 とする。
射したときの反射率をｒ1 とする。ｒ1 は一般に波長の
関数（ｒ1 （λ））として表され、光の波長に依存して
変化する。同様に光が基体１側から薄膜２に入射したと
きの反射率をｒ2 （ｒ2 （λ））とする。高反射率の反
射体３での反射率をｒ3 とする。
【００１１】このとき、光のコヒーレント長に対し基体
１の厚さが十分長いとすると、最初に薄膜に入射した光
Ｌi と、反射体３によって反射された反射光Ｌ2 とがほ
とんど干渉しないと近似することができて、結果的に測
定される反射率Ｒは、（１）式で示す簡単な等比級数で
表すことができる。 Ｒ＝ｒ1 ＋ｔ1 ｒ3 ｔ2 ／（１−ｒ2 ｒ3 ） ‥‥（１）
１の厚さが十分長いとすると、最初に薄膜に入射した光
Ｌi と、反射体３によって反射された反射光Ｌ2 とがほ
とんど干渉しないと近似することができて、結果的に測
定される反射率Ｒは、（１）式で示す簡単な等比級数で
表すことができる。 Ｒ＝ｒ1 ＋ｔ1 ｒ3 ｔ2 ／（１−ｒ2 ｒ3 ） ‥‥（１）
【００１２】ここでｔ1 及びｔ2 は、外部から薄膜２に
光を入射したときの光の吸収量をａ 1 とし、基体１側か
ら薄膜２に光を入射したときの光の吸収量をａ2 とする
と、それぞれ下記の（２）式及び（３）式により表され
る。 ｔ1 ＝１−ｒ1 −ａ1 ‥‥（２） ｔ2 ＝１−ｒ2 −ａ2 ‥‥（３）
光を入射したときの光の吸収量をａ 1 とし、基体１側か
ら薄膜２に光を入射したときの光の吸収量をａ2 とする
と、それぞれ下記の（２）式及び（３）式により表され
る。 ｔ1 ＝１−ｒ1 −ａ1 ‥‥（２） ｔ2 ＝１−ｒ2 −ａ2 ‥‥（３）
【００１３】従って、上述の（１）式にこれらを代入す
ると、 Ｒ＝ｒ1 ＋ｒ3 (1−ｒ1 −ａ1)・(1−ｒ2 −ａ2)／(1−ｒ2 ｒ3)‥‥（４） となる。
ると、 Ｒ＝ｒ1 ＋ｒ3 (1−ｒ1 −ａ1)・(1−ｒ2 −ａ2)／(1−ｒ2 ｒ3)‥‥（４） となる。
【００１４】ここで、ａ2 は、ａ2 ＝ａ1(１−ｒ2 ）／
（１−ｒ1 ）と書け、上述の（４）式の第２項をａ1 の
１次式で近似できるので、反射率Ｒは、 Ｒ＝｛ｒ1 ＋ｒ3 −ｒ3(ｒ1 ＋ｒ2)｝／（１−ｒ2 ｒ3 ） −２ｒ3(１−ｒ2)ａ1 ／（１−ｒ2 ｒ3 ） ‥‥（５） となり、 ａ1 ＝ (１−ｒ2 ｒ3)〔｛ｒ1 ＋ｒ3 −ｒ3(ｒ1 ＋ｒ2)｝ ／（１−ｒ2 ｒ3)−Ｒ］／２ｒ3(１−ｒ2) ‥‥（６） となる。
（１−ｒ1 ）と書け、上述の（４）式の第２項をａ1 の
１次式で近似できるので、反射率Ｒは、 Ｒ＝｛ｒ1 ＋ｒ3 −ｒ3(ｒ1 ＋ｒ2)｝／（１−ｒ2 ｒ3 ） −２ｒ3(１−ｒ2)ａ1 ／（１−ｒ2 ｒ3 ） ‥‥（５） となり、 ａ1 ＝ (１−ｒ2 ｒ3)〔｛ｒ1 ＋ｒ3 −ｒ3(ｒ1 ＋ｒ2)｝ ／（１−ｒ2 ｒ3)−Ｒ］／２ｒ3(１−ｒ2) ‥‥（６） となる。
【００１５】反射体３の反射率が十分高く、１に近似で
きるとすると、上述の（６）式は下記の（７）式のごと
く極めて簡単に表される。 ａ1 ＝（１−Ｒ）／２ ‥‥（７）
きるとすると、上述の（６）式は下記の（７）式のごと
く極めて簡単に表される。 ａ1 ＝（１−Ｒ）／２ ‥‥（７）
【００１６】即ち、薄膜２の前方における反射光の反射
率Ｒのみを測定することによって、直接薄膜２の吸収係
数を調べることができることとなる。吸収量が殆どない
場合は、反射率Ｒは波長に依存せず一定量となる。薄膜
２の吸収係数をα、膜厚をｄとすると、吸収量ａ1 は、
下記の数１に示すように表される。
率Ｒのみを測定することによって、直接薄膜２の吸収係
数を調べることができることとなる。吸収量が殆どない
場合は、反射率Ｒは波長に依存せず一定量となる。薄膜
２の吸収係数をα、膜厚をｄとすると、吸収量ａ1 は、
下記の数１に示すように表される。
【数１】
【００１７】従って、吸収係数αは、 α＝−｛ｌｎ (１−ａ1 ／ (１−ｒ1)) ｝／ｄ ‥‥（８） となる。
【００１８】従って、本発明測定方法及び測定装置によ
れば、上述の反射光ＬO （Ｌ1 及びＬ2 ′）の光量を測
定して、入射光Ｌi の光量との比から反射率Ｒを測定す
ることによって、低吸収係数の薄膜においても、精度良
くその測定を行うことができる。
れば、上述の反射光ＬO （Ｌ1 及びＬ2 ′）の光量を測
定して、入射光Ｌi の光量との比から反射率Ｒを測定す
ることによって、低吸収係数の薄膜においても、精度良
くその測定を行うことができる。
【００１９】また、他の本発明によれば、反射体３を誘
電体多層膜とすることによって、その上述したこの反射
体３での反射率ｒ3 をほぼ１とすることができるため、
より精度良く吸収係数の測定を行うことができる。
電体多層膜とすることによって、その上述したこの反射
体３での反射率ｒ3 をほぼ１とすることができるため、
より精度良く吸収係数の測定を行うことができる。
【００２０】
【実施例】以下本発明測定方法の各例を図面を参照して
詳細に説明する。本発明光吸収係数測定方法は、図１に
示すように、基体１上に形成された薄膜２の後方に、高
反射率を有する反射体３を配置する。この場合基体１は
測定用光例えば可視光を透過するＳｉＯ2 等より成り、
その厚さは測定用光のコヒーレント長（１０μｍ程度）
より充分大なる厚さとし、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の例
えば０．５ｍｍのものを用いる。そしてこの基体１の表
面１Ｓ上に測定すべき薄膜２を被着して、反射体３を薄
膜２の後方即ちこの場合これとは反対側の面即ち基体１
の裏面１Ｒ上にＡｌ、Ａｕ等の高反射率材料を被着して
構成する。そして薄膜２の前方側、即ちこの場合この薄
膜２の表面２Ｓ側から測定用の光Ｌi を入射して、薄膜
２及び反射体３から反射される反射光を測定して、光吸
収係数を測定する。
詳細に説明する。本発明光吸収係数測定方法は、図１に
示すように、基体１上に形成された薄膜２の後方に、高
反射率を有する反射体３を配置する。この場合基体１は
測定用光例えば可視光を透過するＳｉＯ2 等より成り、
その厚さは測定用光のコヒーレント長（１０μｍ程度）
より充分大なる厚さとし、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の例
えば０．５ｍｍのものを用いる。そしてこの基体１の表
面１Ｓ上に測定すべき薄膜２を被着して、反射体３を薄
膜２の後方即ちこの場合これとは反対側の面即ち基体１
の裏面１Ｒ上にＡｌ、Ａｕ等の高反射率材料を被着して
構成する。そして薄膜２の前方側、即ちこの場合この薄
膜２の表面２Ｓ側から測定用の光Ｌi を入射して、薄膜
２及び反射体３から反射される反射光を測定して、光吸
収係数を測定する。
【００２１】この測定を実施する本発明測定装置の一例
を図２を参照して説明する。この場合、装置は受光部１
１、発光部１２及び反射体３と、更にハーフミラー１
３、コントローラー１４により構成され、受光部１１と
反射体３の間、また発光部１２と反射体３との間に上述
の薄膜２が配置される。そして発光部１２からの光Ｌi
がハーフミラー１３を介して薄膜２に入射され、この薄
膜２からの反射光と、この後方に配された上述の反射体
３からの反射光とが、ハーフミラー１３により反射され
て受光部１１へ入射されるようになされる。受光部１１
に検出された反射光は電気信号に変換されて、コントロ
ーラー１４に送出され、反射光量が測定される。またこ
のコントローラー１４によって発光部１２の波長制御が
なされる。
を図２を参照して説明する。この場合、装置は受光部１
１、発光部１２及び反射体３と、更にハーフミラー１
３、コントローラー１４により構成され、受光部１１と
反射体３の間、また発光部１２と反射体３との間に上述
の薄膜２が配置される。そして発光部１２からの光Ｌi
がハーフミラー１３を介して薄膜２に入射され、この薄
膜２からの反射光と、この後方に配された上述の反射体
３からの反射光とが、ハーフミラー１３により反射され
て受光部１１へ入射されるようになされる。受光部１１
に検出された反射光は電気信号に変換されて、コントロ
ーラー１４に送出され、反射光量が測定される。またこ
のコントローラー１４によって発光部１２の波長制御が
なされる。
【００２２】尚、図１においては、入射光Ｌi を薄膜２
の表面２Ｓに対し傾斜させて入射し、この入射光Ｌi と
反射光Ｌ1 及びＬ2 ′の光路を重複させないようにして
いるが、図２に示すように、入射光Ｌi を薄膜２の表面
２Ｓに対しほぼ垂直に入射させ、反射光ＬO 即ち図１に
おけるＬ1 及びＬ2 ′がほぼ重ね合わされるようになす
ことによって、精度良く受光部１１において反射光ＬO
の光量を測定することができる。この場合入射光Ｌi の
薄膜２の傾斜角度としては、測定する薄膜２の厚さが比
較的小である場合は、１０°程度以下であればよいが、
より望ましくは５°以下程度とすることによって、より
精度良く反射光の光量の測定を行うことができる。
の表面２Ｓに対し傾斜させて入射し、この入射光Ｌi と
反射光Ｌ1 及びＬ2 ′の光路を重複させないようにして
いるが、図２に示すように、入射光Ｌi を薄膜２の表面
２Ｓに対しほぼ垂直に入射させ、反射光ＬO 即ち図１に
おけるＬ1 及びＬ2 ′がほぼ重ね合わされるようになす
ことによって、精度良く受光部１１において反射光ＬO
の光量を測定することができる。この場合入射光Ｌi の
薄膜２の傾斜角度としては、測定する薄膜２の厚さが比
較的小である場合は、１０°程度以下であればよいが、
より望ましくは５°以下程度とすることによって、より
精度良く反射光の光量の測定を行うことができる。
【００２３】上述の図２において説明した構成の測定装
置を用いて、本発明実施例においては、厚さ１２ｎｍの
水素化アモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜と、これに
レーザを照射して結晶化して作製した多結晶Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ）膜、更にこれに対し再度レーザを照射して
アモルファス化して作製したアモルファスＳｉ（ａ−Ｓ
ｉ）膜の吸収係数をそれぞれ測定した。これら薄膜２の
基体１としては厚さ０．５ｍｍの石英基板を用い、高反
射率の反射体３は、基体１の薄膜２を被着した側とは反
対側の裏面にＡｌ膜を厚さ１００ｎｍ程度として蒸着し
て形成した。この場合測定精度は０．０１％であった。
従って、この本発明方法を用いて測定できる吸収係数α
の下限は、前述の（５）〜（８）式から求めると、約２
×１０2ｃｍ-1となる。
置を用いて、本発明実施例においては、厚さ１２ｎｍの
水素化アモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜と、これに
レーザを照射して結晶化して作製した多結晶Ｓｉ（ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ）膜、更にこれに対し再度レーザを照射して
アモルファス化して作製したアモルファスＳｉ（ａ−Ｓ
ｉ）膜の吸収係数をそれぞれ測定した。これら薄膜２の
基体１としては厚さ０．５ｍｍの石英基板を用い、高反
射率の反射体３は、基体１の薄膜２を被着した側とは反
対側の裏面にＡｌ膜を厚さ１００ｎｍ程度として蒸着し
て形成した。この場合測定精度は０．０１％であった。
従って、この本発明方法を用いて測定できる吸収係数α
の下限は、前述の（５）〜（８）式から求めると、約２
×１０2ｃｍ-1となる。
【００２４】図３にａ−Ｓｉ：Ｈ膜と、ｐｏｌｙ−Ｓｉ
膜及びａ−Ｓｉ膜の反射率の測定結果をそれぞれ実線Ａ
〜Ｃとして示す。この結果からわかるように、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜の場合波長８００ｎｍ以上、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜
の場合波長８２５ｎｍ以上で反射率が波長に依存せず一
定となった。
膜及びａ−Ｓｉ膜の反射率の測定結果をそれぞれ実線Ａ
〜Ｃとして示す。この結果からわかるように、ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ膜の場合波長８００ｎｍ以上、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜
の場合波長８２５ｎｍ以上で反射率が波長に依存せず一
定となった。
【００２５】反射率が一定の部分は吸収係数が十分小さ
くなる領域とすることができるため、この反射率を基準
として、反射率の低下量から光吸収係数スペクトルを求
めた。この場合Ａｌより成る反射体３の反射率が十分高
いと仮定し、反射率が８０％以上の領域では吸収係数が
十分小さいため、上述の（５）〜（７）式の近似が成り
立つとして、吸収係数を計算した。この結果を図４に示
す。図４において実線Ｄ〜Ｆはそれぞれａ−Ｓｉ：Ｈ
膜、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜、ａ−Ｓｉ膜の測定結果を示す。
入射光エネルギーが２．５ｅＶ〜１．４ｅＶの範囲にわ
たって１０5 〜１０2 ｃｍ-1の範囲で吸収係数が求めら
れた。図４において矢印Ｎはノイズレベルを示す。
くなる領域とすることができるため、この反射率を基準
として、反射率の低下量から光吸収係数スペクトルを求
めた。この場合Ａｌより成る反射体３の反射率が十分高
いと仮定し、反射率が８０％以上の領域では吸収係数が
十分小さいため、上述の（５）〜（７）式の近似が成り
立つとして、吸収係数を計算した。この結果を図４に示
す。図４において実線Ｄ〜Ｆはそれぞれａ−Ｓｉ：Ｈ
膜、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜、ａ−Ｓｉ膜の測定結果を示す。
入射光エネルギーが２．５ｅＶ〜１．４ｅＶの範囲にわ
たって１０5 〜１０2 ｃｍ-1の範囲で吸収係数が求めら
れた。図４において矢印Ｎはノイズレベルを示す。
【００２６】上述のａ−Ｓｉ：Ｈ膜、ｐｏｌｙ−Ｓｉ及
びａ−Ｓｉ膜に対して透過光と反射光とをそれぞれ従来
の分光光度計を用いて測定し、これらから吸収係数を求
めた測定結果を図５に示す。図５において実線Ｇ〜Ｉは
それぞれａ−Ｓｉ：Ｈ膜、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜、ａ−Ｓｉ
膜の光吸収係数スペクトルを示す。分光光度計を用いた
従来法では、透過率と反射率とを測定しなければならな
いため、それぞれの測定誤差が生じ、矢印Ｎでノイズレ
ベルを示すように、５×１０3 ｃｍ-1以下は測定できな
い。これに対し本発明では１回の測定で吸収係数を測定
することができるため１０ 2 ｃｍ-1の吸収係数まで測定
可能となる。
びａ−Ｓｉ膜に対して透過光と反射光とをそれぞれ従来
の分光光度計を用いて測定し、これらから吸収係数を求
めた測定結果を図５に示す。図５において実線Ｇ〜Ｉは
それぞれａ−Ｓｉ：Ｈ膜、ｐｏｌｙ−Ｓｉ膜、ａ−Ｓｉ
膜の光吸収係数スペクトルを示す。分光光度計を用いた
従来法では、透過率と反射率とを測定しなければならな
いため、それぞれの測定誤差が生じ、矢印Ｎでノイズレ
ベルを示すように、５×１０3 ｃｍ-1以下は測定できな
い。これに対し本発明では１回の測定で吸収係数を測定
することができるため１０ 2 ｃｍ-1の吸収係数まで測定
可能となる。
【００２７】次に、反射体３としてＡｌ、Ａｕ等より更
に高い反射率の誘電体多層膜を用いる場合を示す。誘電
体多層膜の反射率は波長によって依存し、１００％の反
射率を実現できる範囲は限られているため、広範囲の吸
収スペクトルを測定する場合は、図６に示すように、反
射率が１００％となる波長領域が重なるようにその特性
を制御した複数種の誘電体多層膜を用いて、例えば図７
に示すように薄膜２を被着した側とは反対側の基体１上
に各種の誘電体多層膜３ｄを被着して形成することによ
り、広い波長範囲にわたって光吸収係数の測定を行うこ
とができる。
に高い反射率の誘電体多層膜を用いる場合を示す。誘電
体多層膜の反射率は波長によって依存し、１００％の反
射率を実現できる範囲は限られているため、広範囲の吸
収スペクトルを測定する場合は、図６に示すように、反
射率が１００％となる波長領域が重なるようにその特性
を制御した複数種の誘電体多層膜を用いて、例えば図７
に示すように薄膜２を被着した側とは反対側の基体１上
に各種の誘電体多層膜３ｄを被着して形成することによ
り、広い波長範囲にわたって光吸収係数の測定を行うこ
とができる。
【００２８】即ち比較的長波長の波長領域では実線Ｊで
示すように長波長領域で反射率１００％の特性を有する
誘電体多層膜、中波長領域では同様に破線Ｋで示す中波
長領域で反射率１００％の特性を有する誘電体多層膜、
短波長領域では破線Ｌで示すように短波長領域で反射率
１００％の特性を有する誘電体多層膜をそれぞれ反射体
として形成することによって、上述の本発明測定方法及
び装置によって吸収係数をより精度良く測定することが
できる。
示すように長波長領域で反射率１００％の特性を有する
誘電体多層膜、中波長領域では同様に破線Ｋで示す中波
長領域で反射率１００％の特性を有する誘電体多層膜、
短波長領域では破線Ｌで示すように短波長領域で反射率
１００％の特性を有する誘電体多層膜をそれぞれ反射体
として形成することによって、上述の本発明測定方法及
び装置によって吸収係数をより精度良く測定することが
できる。
【００２９】また、特にこのように複数種の反射体３を
用意する場合、図８及び図９に示すように、薄膜２を被
着する基体１とは別体の基体４に反射膜３ａを被着して
構成した反射体３を用いることによって、より簡便に測
定を行うことができる。図８に示すように、基体１の裏
面１Ｒに反射膜３ａを対向させるか或いは密着させ、薄
膜２側から矢印Ｌi で示すように光を入射させて測定を
行うとか、または図９に示すように、薄膜２に対向して
スペーサ６等を介して０．１ｍｍ程度の間隔を保持して
反射膜３ａを対向させ、基体１の裏面１Ｒ側から光を入
射して測定を行うことができる。
用意する場合、図８及び図９に示すように、薄膜２を被
着する基体１とは別体の基体４に反射膜３ａを被着して
構成した反射体３を用いることによって、より簡便に測
定を行うことができる。図８に示すように、基体１の裏
面１Ｒに反射膜３ａを対向させるか或いは密着させ、薄
膜２側から矢印Ｌi で示すように光を入射させて測定を
行うとか、または図９に示すように、薄膜２に対向して
スペーサ６等を介して０．１ｍｍ程度の間隔を保持して
反射膜３ａを対向させ、基体１の裏面１Ｒ側から光を入
射して測定を行うことができる。
【００３０】更に本発明測定方法及び装置においては、
可視光に限ることなく例えば赤外光の測定を行うことも
できる。例えばＳｉ、Ｇｅ等の赤外光を透過する材料よ
り成る基体１上に薄膜２を被着形成し、これに対向し
て、別体の基体４上に反射膜３ａを被着して構成した反
射体３を配置する。この場合反射膜３ｄは、赤外光を高
反射率で反射する例えばＡｕより成り、この反射膜３ｄ
を例えば薄膜２の表面２Ｓに対向して配置し、基体１の
裏面１Ｒ側から測定用の光Ｌi を入射して測定を行うこ
とができる。
可視光に限ることなく例えば赤外光の測定を行うことも
できる。例えばＳｉ、Ｇｅ等の赤外光を透過する材料よ
り成る基体１上に薄膜２を被着形成し、これに対向し
て、別体の基体４上に反射膜３ａを被着して構成した反
射体３を配置する。この場合反射膜３ｄは、赤外光を高
反射率で反射する例えばＡｕより成り、この反射膜３ｄ
を例えば薄膜２の表面２Ｓに対向して配置し、基体１の
裏面１Ｒ側から測定用の光Ｌi を入射して測定を行うこ
とができる。
【００３１】また、図１１においては、基体１上にＡ
ｌ、Ａｕ等の高反射率を有する反射体３を被着形成し、
その上にＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓｉ等の赤外光に対す
る吸収係数が小さい低吸収層５と、測定すべき薄膜２と
を順次被着し、薄膜２の表面２Ｓ側から測定用の光Ｌi
を入射して測定を行うことができる。このような構成に
おいて、反射体３上に直接的に薄膜２を被着して測定を
行うこともできる。
ｌ、Ａｕ等の高反射率を有する反射体３を被着形成し、
その上にＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓｉ等の赤外光に対す
る吸収係数が小さい低吸収層５と、測定すべき薄膜２と
を順次被着し、薄膜２の表面２Ｓ側から測定用の光Ｌi
を入射して測定を行うことができる。このような構成に
おいて、反射体３上に直接的に薄膜２を被着して測定を
行うこともできる。
【００３２】また赤外光以外の光を用いる場合において
も、この図１１に示す構成によって、その反射体３及び
低吸収層５の材料を適切に選定することによって測定を
行うことができる。このような構成による場合、赤外光
等の測定用光に対し透明でない基体、例えばガラスや金
属等の基体を用いる場合においても、図１１に示すよう
にこの上に反射体３と薄膜２を低吸収層５を介して設け
ることによって薄膜２の吸収係数を精度良く測定するこ
とができる。
も、この図１１に示す構成によって、その反射体３及び
低吸収層５の材料を適切に選定することによって測定を
行うことができる。このような構成による場合、赤外光
等の測定用光に対し透明でない基体、例えばガラスや金
属等の基体を用いる場合においても、図１１に示すよう
にこの上に反射体３と薄膜２を低吸収層５を介して設け
ることによって薄膜２の吸収係数を精度良く測定するこ
とができる。
【００３３】尚、本発明は上述の実施例に限定されるこ
となく、その他種々の変形変更をなし得ることはいうま
でもない。
となく、その他種々の変形変更をなし得ることはいうま
でもない。
【００３４】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば１回の
反射光の測定により、薄膜の吸収係数を測定することが
でき、誤差を低減化して、測定精度の向上をはかること
ができるため、薄膜の電子物性や膜厚をより精確に制御
することが可能となる。
反射光の測定により、薄膜の吸収係数を測定することが
でき、誤差を低減化して、測定精度の向上をはかること
ができるため、薄膜の電子物性や膜厚をより精確に制御
することが可能となる。
【００３５】また誘電体多層膜を用いることによって、
より精度よく低吸収係数の薄膜を測定することができ
る。
より精度よく低吸収係数の薄膜を測定することができ
る。
【００３６】更に反射体を別体とすることによってより
簡便に測定を行うことができる。
簡便に測定を行うことができる。
【００３７】また赤外光から紫外光にわたって吸収係数
を測定することができる。
を測定することができる。
【図１】本発明光吸収係数測定方法の一例の模式図であ
る。
る。
【図２】本発明光吸収係数測定装置の一例の略線的構成
図である。
図である。
【図３】各薄膜の反射率の波長依存性を示す図である。
【図４】本発明光吸収係数測定方法により光吸収係数ス
ペクトルを示す図である。
ペクトルを示す図である。
【図５】従来の光吸収係数測定方法により光吸収係数ス
ペクトルを示す図である。
ペクトルを示す図である。
【図６】各種誘電体多層膜の反射スペクトルの概念図で
ある。
ある。
【図７】本発明光吸収係数測定方法の他の例の模式図で
ある。
ある。
【図８】本発明光吸収係数測定方法の他の例の模式図で
ある。
ある。
【図９】本発明光吸収係数測定方法の他の例の模式図で
ある。
ある。
【図１０】本発明光吸収係数測定方法の他の例の模式図
である。
である。
【図１１】本発明光吸収係数測定方法の他の例の模式図
である。
である。
１ 基体 ２ 薄膜 ３ 反射体 ３ｄ 誘電体多層膜 ４ 基体 ５ 低吸収層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダラム パル ゴサイン 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 碓井 節夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 基体上に形成された薄膜の後方に、高反
射率を有する反射体を配置し、上記薄膜の前方側から光
を入射して、上記薄膜からの反射光と、上記薄膜を介し
て上記反射体により反射された反射光とを測定すること
によって、上記薄膜の光吸収係数を測定する光吸収係数
測定方法。 - 【請求項２】 上記反射体が誘電体多層膜により構成さ
れて成ることを特徴とする上記請求項１に記載の光吸収
係数測定方法。 - 【請求項３】 基体上に形成された薄膜の光吸収係数測
定装置であって、 少なくとも受光部と、発光部と、高反射率を有する反射
体とが設けられ、 上記薄膜は、上記受光部と上記反射体との間で且つ上記
発光部と上記反射体との間に配置されるようになされ、 上記発光部から上記薄膜に入射された入射光が、上記薄
膜及び上記反射体で反射され、この反射光が上記受光部
へ入射されて上記反射光の光量が測定されるようになさ
れたことを特徴とする光吸収係数測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17338992A JPH0618330A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 光吸収係数測定方法及び光吸収係数測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17338992A JPH0618330A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 光吸収係数測定方法及び光吸収係数測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618330A true JPH0618330A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=15959495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17338992A Pending JPH0618330A (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 光吸収係数測定方法及び光吸収係数測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618330A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013053916A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 塗膜下鋼材腐食の検出方法、検出装置及び検出プログラム |
| CN119643457A (zh) * | 2024-11-05 | 2025-03-18 | 南京南智先进光电集成技术研究院有限公司 | 一种反射式z扫描装置及方法 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP17338992A patent/JPH0618330A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013053916A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 塗膜下鋼材腐食の検出方法、検出装置及び検出プログラム |
| CN119643457A (zh) * | 2024-11-05 | 2025-03-18 | 南京南智先进光电集成技术研究院有限公司 | 一种反射式z扫描装置及方法 |
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