JPS58704A - 膜厚測定装置 - Google Patents
膜厚測定装置Info
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- JPS58704A JPS58704A JP9921581A JP9921581A JPS58704A JP S58704 A JPS58704 A JP S58704A JP 9921581 A JP9921581 A JP 9921581A JP 9921581 A JP9921581 A JP 9921581A JP S58704 A JPS58704 A JP S58704A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- 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
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
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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】
本発明は透明な基板の両面に形成された薄膜の膜厚を測
定する膜厚測定装置に関するものである。
定する膜厚測定装置に関するものである。
光の吸収が少ない薄膜、例えば磁気バブルメモリー用の
結晶として用いられているＧｄ５Ｇα５０１２単結晶基
板（以下、ＧＧＧ基板という）上にエピタキシャル成長
された磁性ガーネット膜の膜厚測定は、通常磁性ガーネ
ッ！・膜による元の反射特性を利用して行なわれている
。第１図（ａ）に基いてその一例を説明する。磁性ガー
ネット膜に入射した光３は磁性ガーネット膜１の表面で
反射し且つ、磁性ガーネット膜１とＧＧＧ基板２との境
界面で反射するので、これらの反射光４ばこの光路差に
よって干渉を起す。従って、各波長における反射強度を
記録すると、第１図（ｋｌに示すよ５な干渉波形が得ら
れる。第１図（ｂ）に示した干渉波形の山の位置の波長
をλ１、その位置からＮ番目の山の波長をλ２とすると
、光の干渉条件から、磁性ガーイーント膜の膜厚りは次
式から但し、θは第１図ｔａ＞で示す入射角、ｎ、、ｎ
２ばそれぞれ波長λ１．λ２における磁性ガーネットの
屈折率である。従って膜厚は干渉波形の自重たは谷の位
置の波長を正確に読み取ることにより、原理的には誤差
１％以内の精度の良い測定が可能である。
結晶として用いられているＧｄ５Ｇα５０１２単結晶基
板（以下、ＧＧＧ基板という）上にエピタキシャル成長
された磁性ガーネット膜の膜厚測定は、通常磁性ガーネ
ッ！・膜による元の反射特性を利用して行なわれている
。第１図（ａ）に基いてその一例を説明する。磁性ガー
ネット膜に入射した光３は磁性ガーネット膜１の表面で
反射し且つ、磁性ガーネット膜１とＧＧＧ基板２との境
界面で反射するので、これらの反射光４ばこの光路差に
よって干渉を起す。従って、各波長における反射強度を
記録すると、第１図（ｋｌに示すよ５な干渉波形が得ら
れる。第１図（ｂ）に示した干渉波形の山の位置の波長
をλ１、その位置からＮ番目の山の波長をλ２とすると
、光の干渉条件から、磁性ガーイーント膜の膜厚りは次
式から但し、θは第１図ｔａ＞で示す入射角、ｎ、、ｎ
２ばそれぞれ波長λ１．λ２における磁性ガーネットの
屈折率である。従って膜厚は干渉波形の自重たは谷の位
置の波長を正確に読み取ることにより、原理的には誤差
１％以内の精度の良い測定が可能である。
しかしながら、基板２が透明で、しかも薄膜１が基板２
の両面に形成されている場合の薄膜の膜厚を測定しよう
とすると、第２図（ａ）に示すように反射光には測定し
ようとする面からの反射光４とその反対側からの反射光
４′が含まれることとなる。第２図（ｂ）は前基板２０
両側に、磁性ガーネット膜１が形成されているものの干
渉波形の測定例である。第２図（ｔｅｌの波形は２つの
磁性ガーネット膜１による干渉波形が干渉し合って、目
的としている磁性ガーネット膜の干渉波形を変形させて
いるため、測定精度は著しく低下する。従って目的とす
る磁性ガーネット膜の膜厚を正確に測定するにはその反
対面からの反射光を弱めることが一必要となる。反対面
からの反射を弱めるには屈折率が等しい液体を反対面に
塗布して反射を防ぐ方法があるが、磁性ガーネットの屈
折率は可視光で２を超える値であり、容易に入手できる
液体がないこと、又特殊な液体金塗布すると、それを完
全に洗浄して取り去ることが必要であり５％にバブルメ
モリー素子等を形成する場合基板を汚染することは、素
子工程での歩留り低下の原因となり工業的には不利な方
法である。
の両面に形成されている場合の薄膜の膜厚を測定しよう
とすると、第２図（ａ）に示すように反射光には測定し
ようとする面からの反射光４とその反対側からの反射光
４′が含まれることとなる。第２図（ｂ）は前基板２０
両側に、磁性ガーネット膜１が形成されているものの干
渉波形の測定例である。第２図（ｔｅｌの波形は２つの
磁性ガーネット膜１による干渉波形が干渉し合って、目
的としている磁性ガーネット膜の干渉波形を変形させて
いるため、測定精度は著しく低下する。従って目的とす
る磁性ガーネット膜の膜厚を正確に測定するにはその反
対面からの反射光を弱めることが一必要となる。反対面
からの反射を弱めるには屈折率が等しい液体を反対面に
塗布して反射を防ぐ方法があるが、磁性ガーネットの屈
折率は可視光で２を超える値であり、容易に入手できる
液体がないこと、又特殊な液体金塗布すると、それを完
全に洗浄して取り去ることが必要であり５％にバブルメ
モリー素子等を形成する場合基板を汚染することは、素
子工程での歩留り低下の原因となり工業的には不利な方
法である。
本発明は前記問題点を解消するもので、被測定薄膜に入
射する光の光路に周期的に透過部を設けた遮光板を配置
し、該透過部を通り基板の表面で反射した光は透過部を
通過させ且つ透過部を通って基板の反対側で反射した光
は遮光板によシ遮断させることによシ被測定薄膜からの
干渉光のみを検出して膜厚を測定するようにしたことを
特徴とするものである。
射する光の光路に周期的に透過部を設けた遮光板を配置
し、該透過部を通り基板の表面で反射した光は透過部を
通過させ且つ透過部を通って基板の反対側で反射した光
は遮光板によシ遮断させることによシ被測定薄膜からの
干渉光のみを検出して膜厚を測定するようにしたことを
特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。
第３図は本発明の原理を示す図である。図において、透
明な基板２の表面６からｌの間隔をおいて基板２に平行
に、巾ω１周期２ωであって、かつ入射方向に対し直角
となるようなスリット５ａの列を有する遮光板５を配置
する。基板２の厚さをｔとすると、入射角θで入射する
光がスリブ）５ａを通シ、基板２の表面６で反射し、そ
の反射光が全てスリブ）５ａを通る条件は次式となる。
明な基板２の表面６からｌの間隔をおいて基板２に平行
に、巾ω１周期２ωであって、かつ入射方向に対し直角
となるようなスリット５ａの列を有する遮光板５を配置
する。基板２の厚さをｔとすると、入射角θで入射する
光がスリブ）５ａを通シ、基板２の表面６で反射し、そ
の反射光が全てスリブ）５ａを通る条件は次式となる。
Ｎω＝ｌｔａｎθ・・・・・・・・・・・・・・・（２
）但しＮは０を含む正の整数で、Ｎ＝Ｏの時は１’＝０
であり、この時Ｓ元板５は基板２に密着しており、表面
６での反射光は入射光と同じスリット５ａを通る。第３
図はＮ−１の例であり、スリット５ａから入射した光に
対しその反射光はＮ番目のスリットを通る。次にスリ・
ノド５ａから入射し、基板２の反対側の面７で反射した
光が全て遮光板５で遮断される条件を求めると次式とな
る。
）但しＮは０を含む正の整数で、Ｎ＝Ｏの時は１’＝０
であり、この時Ｓ元板５は基板２に密着しており、表面
６での反射光は入射光と同じスリット５ａを通る。第３
図はＮ−１の例であり、スリット５ａから入射した光に
対しその反射光はＮ番目のスリットを通る。次にスリ・
ノド５ａから入射し、基板２の反対側の面７で反射した
光が全て遮光板５で遮断される条件を求めると次式とな
る。
。＝ｔ ｔｍα・・・・・・・・・・・・（３）但し
ｆθ＝ｎノｔα・・・・・・（４）ｎは基板の屈折率で
ある。
ｆθ＝ｎノｔα・・・・・・（４）ｎは基板の屈折率で
ある。
従って（２） 、 （３）、 （４）式を同時に満足す
る形状を有する遮光板を設けることにより、基板の一つ
の面一からの反射光のみを取り出すことができる。但し
厳密には基板２の反対側の面７で反射した光が再び面６
９面７で反射し、面６から出て行く場合（図中破線で示
す）にはスリン）５ａｉ通るが、このように反射を繰り
返した光は強度が弱いので、測定精度を低下させるには
至らない。
る形状を有する遮光板を設けることにより、基板の一つ
の面一からの反射光のみを取り出すことができる。但し
厳密には基板２の反対側の面７で反射した光が再び面６
９面７で反射し、面６から出て行く場合（図中破線で示
す）にはスリン）５ａｉ通るが、このように反射を繰り
返した光は強度が弱いので、測定精度を低下させるには
至らない。
第４図は本発明を適用した膜厚測定器の構成図の概略で
ある。基板２は被測定薄膜がある側を下向きにして試料
台１４の縁部に載置され、また％遮光板５は試料台１４
の底部の開口１４ａに位置させて試料台１４に取付けら
れており、基板２を脱着しても基板２と遮光板５は常に
平行に且つ一定の間隔に保たれている。本装置において
ＧＧＧ基板の厚さ０．５ｓｍ、屈折率ｎ＝１．９７を使
用しているので、（２）、 （３）式のパラメーターは
それぞれ、Ｊ＝０．５ｍ、ω＝０．０６６ｍとしている
。
ある。基板２は被測定薄膜がある側を下向きにして試料
台１４の縁部に載置され、また％遮光板５は試料台１４
の底部の開口１４ａに位置させて試料台１４に取付けら
れており、基板２を脱着しても基板２と遮光板５は常に
平行に且つ一定の間隔に保たれている。本装置において
ＧＧＧ基板の厚さ０．５ｓｍ、屈折率ｎ＝１．９７を使
用しているので、（２）、 （３）式のパラメーターは
それぞれ、Ｊ＝０．５ｍ、ω＝０．０６６ｍとしている
。
遮光板５Ｆｉ厚さ１０μのアルミ板に部分工・ノチング
でスリブｌ−５ａ ｆ開口し、試料台１４に貼り付けて
使用した。第４図（ｂ）はその平面図である。
でスリブｌ−５ａ ｆ開口し、試料台１４に貼り付けて
使用した。第４図（ｂ）はその平面図である。
第４図（ａＪにおいて、８は白色光源であり、この白色
光は分光器９を通り、反射＠１０により反射され遮光板
５のスリット５ａを通って入射角１５°で基板２に入射
する。こ＼で前述の原理により基板２の図で示された下
面で反射した光はスリット５ａを通過するが、基板２の
上面で反射した光は遮光板５のスリブｌ−５ａ以外の部
分にあたって遮断される。スリット５ａを通過した光は
反射鏡１１によって検出器１２に入射し、その強度が電
気信号に変換される。この光の強度と分光器９により分
光された光の波長とを記録計１５で記録させることで、
基板両面に薄膜が形成されている試料でも、第１図（ｂ
Ｊで示された一面のみの干渉波形が得られた。又遮光板
５は、ガラス板上にアルミニウムを蒸着して巾ωの線を
２ω周期で形成してスリット５ａｉ設けたものを用いて
も同様の結果が得られた。なお遮光板のスリットの形状
は第４図ｆｂｌに示したように直線帯状のものが最も効
率が良く、遮光板がないときの基板表面からの反射の４
の光量が利用できるが、必ずしも巾ω、周期２ωの帯状
である必要はなく１例えば直径ωの円形の孔を２ωおき
に開口しても同じ原理で反対側の面からの反射を遮断す
ることができる。また実施例ではスリットの方向を入射
光の方向に対し直角に配しているが、前述の原理によシ
直角方向の巾が（２）、 （３）、 （４）式を満足す
れば良いので、より狭いスリットを作ってそのスリット
の方向を入射光の方向に対し直角方向からずらすことに
よりスリットの有効中を調節することも可能である。
光は分光器９を通り、反射＠１０により反射され遮光板
５のスリット５ａを通って入射角１５°で基板２に入射
する。こ＼で前述の原理により基板２の図で示された下
面で反射した光はスリット５ａを通過するが、基板２の
上面で反射した光は遮光板５のスリブｌ−５ａ以外の部
分にあたって遮断される。スリット５ａを通過した光は
反射鏡１１によって検出器１２に入射し、その強度が電
気信号に変換される。この光の強度と分光器９により分
光された光の波長とを記録計１５で記録させることで、
基板両面に薄膜が形成されている試料でも、第１図（ｂ
Ｊで示された一面のみの干渉波形が得られた。又遮光板
５は、ガラス板上にアルミニウムを蒸着して巾ωの線を
２ω周期で形成してスリット５ａｉ設けたものを用いて
も同様の結果が得られた。なお遮光板のスリットの形状
は第４図ｆｂｌに示したように直線帯状のものが最も効
率が良く、遮光板がないときの基板表面からの反射の４
の光量が利用できるが、必ずしも巾ω、周期２ωの帯状
である必要はなく１例えば直径ωの円形の孔を２ωおき
に開口しても同じ原理で反対側の面からの反射を遮断す
ることができる。また実施例ではスリットの方向を入射
光の方向に対し直角に配しているが、前述の原理によシ
直角方向の巾が（２）、 （３）、 （４）式を満足す
れば良いので、より狭いスリットを作ってそのスリット
の方向を入射光の方向に対し直角方向からずらすことに
よりスリットの有効中を調節することも可能である。
以上のように本発明によれば、薄膜を両面に形成した基
板の表面で反射した光を透過部より通過させ、基板の反
対面で反射した光を遮光板で遮断するようにしたので、
被測定膜による干渉波形の変形を防止でき、透明な基板
の両側に形成された薄膜の膜厚を正確に測定できる効果
を有するものである。
板の表面で反射した光を透過部より通過させ、基板の反
対面で反射した光を遮光板で遮断するようにしたので、
被測定膜による干渉波形の変形を防止でき、透明な基板
の両側に形成された薄膜の膜厚を正確に測定できる効果
を有するものである。
第１図（ａ）は基板の片側のみに薄膜が形成されている
場合の反射特性図、第１図（ｂＪは干渉波形図、第２図
（ａ）は透明な基板の両偏に薄膜が形成されている場合
の反射特性図、第２図ｉｂ）は干渉波形図、第３図は本
発明の原理図、第４図は本発明の実施例を示す構成図で
ある。 １・・・基板上に形成された薄膜、２・・・基板、°６
・・・入射光。 ４・・・反射光、４′・・・反対面からの反射光、５・
・・遮光板。 ６０９．基板の表面、７・・・基板の反対側の面特許出
願人 日本電気株式会社 第２１！８ 坂 へ
場合の反射特性図、第１図（ｂＪは干渉波形図、第２図
（ａ）は透明な基板の両偏に薄膜が形成されている場合
の反射特性図、第２図ｉｂ）は干渉波形図、第３図は本
発明の原理図、第４図は本発明の実施例を示す構成図で
ある。 １・・・基板上に形成された薄膜、２・・・基板、°６
・・・入射光。 ４・・・反射光、４′・・・反対面からの反射光、５・
・・遮光板。 ６０９．基板の表面、７・・・基板の反対側の面特許出
願人 日本電気株式会社 第２１！８ 坂 へ
Claims (1)
- （１）透明な基板両面に形成された薄膜に斜め方向より
光を入射させ該薄膜により反射された光の各波長におけ
る反射特性を利用して薄膜の厚さ全測定する膜厚測定器
において、被測定薄膜に平行に、入射光及び反射光の光
路上に複数の透過部を周期的に設けた遮光板を設置した
ことを特徴とする膜厚測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9921581A JPS58704A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 膜厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9921581A JPS58704A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 膜厚測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58704A true JPS58704A (ja) | 1983-01-05 |
Family
ID=14241426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9921581A Pending JPS58704A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 膜厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58704A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4924236A (en) * | 1987-11-03 | 1990-05-08 | Raytheon Company | Patch radiator element with microstrip balian circuit providing double-tuned impedance matching |
| JP2002071318A (ja) * | 1999-06-19 | 2002-03-08 | Balzers Leybold Optics Gmbh | コーティングの光学的な層厚さを連続的に決定するための方法 |
| JP2015141176A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | 膜厚計測方法及び膜厚計測装置 |
| US9277035B2 (en) | 2013-03-26 | 2016-03-01 | Chiun Mai Communication Systems, Inc. | Releasing mechanism for housing of portable electronic device |
-
1981
- 1981-06-26 JP JP9921581A patent/JPS58704A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4924236A (en) * | 1987-11-03 | 1990-05-08 | Raytheon Company | Patch radiator element with microstrip balian circuit providing double-tuned impedance matching |
| JP2002071318A (ja) * | 1999-06-19 | 2002-03-08 | Balzers Leybold Optics Gmbh | コーティングの光学的な層厚さを連続的に決定するための方法 |
| US9277035B2 (en) | 2013-03-26 | 2016-03-01 | Chiun Mai Communication Systems, Inc. | Releasing mechanism for housing of portable electronic device |
| JP2015141176A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | 膜厚計測方法及び膜厚計測装置 |
| WO2015114895A1 (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | 膜厚計測方法及び膜厚計測装置 |
| US9846028B2 (en) | 2014-01-30 | 2017-12-19 | Hamamatsu Photonics K.K. | Film thickness measurement method and film thickness measurement device |
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