JP2001215111A - 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 - Google Patents
膜厚測定方法及び膜厚測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基材の界面における干渉の影響を削除して薄膜
の厚さを精度良く測定できる方法を提供する。 【解決手段】透明基板１３上に少なくとも１層以上の薄
膜１２を形成する際に、該薄膜形成表面から光を照射し
て反射率或いは透過率を測定し、該薄膜の膜厚を測定す
る方法であって、少なくとも一波長以上の光を用いた単
色及び多色光測定において、測定光の波長、波長幅が関
係式（１）を満足するようにして膜厚を測定するするこ
とを特徴とする膜厚測定方法である。 Δλ＝λ0 2 ／( ２ｎ・ｄ0 ) ・・・・（１） Δλ：
測定光の波長幅、λ0 ：測定波長、ｎ：透明基板の屈折
率、ｄ0 ：透明基板の厚さ
の厚さを精度良く測定できる方法を提供する。 【解決手段】透明基板１３上に少なくとも１層以上の薄
膜１２を形成する際に、該薄膜形成表面から光を照射し
て反射率或いは透過率を測定し、該薄膜の膜厚を測定す
る方法であって、少なくとも一波長以上の光を用いた単
色及び多色光測定において、測定光の波長、波長幅が関
係式（１）を満足するようにして膜厚を測定するするこ
とを特徴とする膜厚測定方法である。 Δλ＝λ0 2 ／( ２ｎ・ｄ0 ) ・・・・（１） Δλ：
測定光の波長幅、λ0 ：測定波長、ｎ：透明基板の屈折
率、ｄ0 ：透明基板の厚さ
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、膜厚を連続的に形
成する際、膜厚を測定・制御するために用いられる光学
的膜厚測定方法に関するものである。
成する際、膜厚を測定・制御するために用いられる光学
的膜厚測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】ガラスやプラスチックなどのレンズ、平板
の透明基板上に、セラミックスに代表される異なる屈折
率の物質の薄膜を積層した光学多層膜は、眼鏡やカメラ
の反射防止膜、またＣＣＤカメラのカラーフィルターな
どに使用されてきた。これらの光学多層膜はｎｍオーダ
−での膜厚管理が必要であり、そのため近紫外から可
視、近赤外域の光を光学多層膜の形成表面に照射し、光
学多層膜を形成する際の反射率、透過率の変化を測定す
る膜厚モニターにより膜厚、光学特性の監視をしてき
た。
の透明基板上に、セラミックスに代表される異なる屈折
率の物質の薄膜を積層した光学多層膜は、眼鏡やカメラ
の反射防止膜、またＣＣＤカメラのカラーフィルターな
どに使用されてきた。これらの光学多層膜はｎｍオーダ
−での膜厚管理が必要であり、そのため近紫外から可
視、近赤外域の光を光学多層膜の形成表面に照射し、光
学多層膜を形成する際の反射率、透過率の変化を測定す
る膜厚モニターにより膜厚、光学特性の監視をしてき
た。
【０００３】最近になりこれらの光学多層膜の中で反射
防止フィルムなどを透明プラスチックフィルム上に形成
し、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイ表面に貼付するこ
とにより視認性を向上する用途が拡大しつつある。これ
らの反射防止フィルムは、巻取式のコーティング装置に
より連続的に光学多層膜が形成される。
防止フィルムなどを透明プラスチックフィルム上に形成
し、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイ表面に貼付するこ
とにより視認性を向上する用途が拡大しつつある。これ
らの反射防止フィルムは、巻取式のコーティング装置に
より連続的に光学多層膜が形成される。
【０００４】一方反射防止フィルムの他にホログラムな
どの偽造防止フィルムも光学多層膜に使用される同種の
物質を巻取式のコーティング装置により連続的に形成さ
れる。ホログラムの反射、明るさによる視認性や色彩が
膜厚により影響をうけるため、同様の膜厚測定・制御が
必要とされる。また、透明プラスチックフィルムに一酸
化珪素や酸化アルミニウム等のセラミックスを数十ｎｍ
程度成膜し、ガス遮断性を付与した透明ガスバリヤーフ
ィルムは、生産性、コスト等の要因からガス遮断性を有
するセラミックス層の厚みをより薄く形成する必要性が
生じ、ガス遮断性と形成膜厚の双方を満たすために膜厚
測定・制御の重要性が増している。
どの偽造防止フィルムも光学多層膜に使用される同種の
物質を巻取式のコーティング装置により連続的に形成さ
れる。ホログラムの反射、明るさによる視認性や色彩が
膜厚により影響をうけるため、同様の膜厚測定・制御が
必要とされる。また、透明プラスチックフィルムに一酸
化珪素や酸化アルミニウム等のセラミックスを数十ｎｍ
程度成膜し、ガス遮断性を付与した透明ガスバリヤーフ
ィルムは、生産性、コスト等の要因からガス遮断性を有
するセラミックス層の厚みをより薄く形成する必要性が
生じ、ガス遮断性と形成膜厚の双方を満たすために膜厚
測定・制御の重要性が増している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】反射防止フィルムに代
表される光学多層膜形成フィルムは、厚さが２５〜２０
０μｍの透明プラスチックフィルムが基材となるため、
場合によって対擦過性等の機械的強度を付与するためハ
ードコート処理が施される。基材となる透明プラスチッ
クフィルムやハードコート層は、厚みがそれぞれ２５〜
２００μｍ、１〜１０μｍが実質的に選ばれている。こ
れらの厚みは、従来の光学式モニターの測定波長を用い
た場合、媒質の空気や基材、ハードコート界面等におい
て屈折率が異なるため光の界面反射が起こり、且つ多重
反射を繰り返すため測定光の干渉が発生する。
表される光学多層膜形成フィルムは、厚さが２５〜２０
０μｍの透明プラスチックフィルムが基材となるため、
場合によって対擦過性等の機械的強度を付与するためハ
ードコート処理が施される。基材となる透明プラスチッ
クフィルムやハードコート層は、厚みがそれぞれ２５〜
２００μｍ、１〜１０μｍが実質的に選ばれている。こ
れらの厚みは、従来の光学式モニターの測定波長を用い
た場合、媒質の空気や基材、ハードコート界面等におい
て屈折率が異なるため光の界面反射が起こり、且つ多重
反射を繰り返すため測定光の干渉が発生する。
【０００６】図１に透明基材（１３）に薄膜（１２）が
積層された場合の界面反射の概念図を示す。この光の干
渉は、物質の光の屈折率と厚みに依存する。巻取式のコ
ーティングでは、光学多層膜の基材（１３）となるプラ
スチックフィルムの各々の厚みが常に変化しており、こ
の厚みの微少変化に伴う表面反射率、透過率の変動が薄
膜（１２）の測定において誤差を生じさせ、精度の良い
膜厚測定結果を長時間継続的に得ることができなかっ
た。また、透明ガスバリヤーフィルムは基材（１３）の
厚み１２μｍが主であり、これらも同様に基材と大気の
屈折率の違いから光が干渉し、少しのフィルム厚の違い
でも干渉強度が変化し薄膜（１２）を精度良く膜厚を測
定をすることが困難であった。従って、本発明の課題
は、基材の界面における干渉の影響を削除して薄膜の厚
さを精度良く測定できる方法を提供することである。
積層された場合の界面反射の概念図を示す。この光の干
渉は、物質の光の屈折率と厚みに依存する。巻取式のコ
ーティングでは、光学多層膜の基材（１３）となるプラ
スチックフィルムの各々の厚みが常に変化しており、こ
の厚みの微少変化に伴う表面反射率、透過率の変動が薄
膜（１２）の測定において誤差を生じさせ、精度の良い
膜厚測定結果を長時間継続的に得ることができなかっ
た。また、透明ガスバリヤーフィルムは基材（１３）の
厚み１２μｍが主であり、これらも同様に基材と大気の
屈折率の違いから光が干渉し、少しのフィルム厚の違い
でも干渉強度が変化し薄膜（１２）を精度良く膜厚を測
定をすることが困難であった。従って、本発明の課題
は、基材の界面における干渉の影響を削除して薄膜の厚
さを精度良く測定できる方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたれたものであり、請求項１に記載の
発明は、透明基板上に少なくとも１層以上の薄膜を形成
する際に、該薄膜形成表面から光を照射して反射率或い
は透過率を測定し、該薄膜の膜厚を測定する方法であっ
て、少なくとも一波長以上の光を用いた単色及び多色光
測定において、測定光の波長、波長幅が関係式（１）を
満足するようにして膜厚を測定するすることを特徴とす
る膜厚測定方法である。 Δλ＝λ0 2／( ２ｎ・ｄ0)・・・・・・（１） Δλ：測定光の波長幅 λ0 ：測定波長 ｎ：透明基板の屈折率 ｄ0 ：透明基板の厚さ
するためになされたれたものであり、請求項１に記載の
発明は、透明基板上に少なくとも１層以上の薄膜を形成
する際に、該薄膜形成表面から光を照射して反射率或い
は透過率を測定し、該薄膜の膜厚を測定する方法であっ
て、少なくとも一波長以上の光を用いた単色及び多色光
測定において、測定光の波長、波長幅が関係式（１）を
満足するようにして膜厚を測定するすることを特徴とす
る膜厚測定方法である。 Δλ＝λ0 2／( ２ｎ・ｄ0)・・・・・・（１） Δλ：測定光の波長幅 λ0 ：測定波長 ｎ：透明基板の屈折率 ｄ0 ：透明基板の厚さ
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、透明基板
上に少なくとも１層以上の薄膜を形成する際に、該薄膜
形成表面から光を照射して反射率或いは透過率を測定
し、該薄膜の膜厚を測定する方法であって、測定系に分
光光学系を有する分光測定において、分光測定光の波
長、波長幅が関係式（２）を満足するようにして膜厚を
測定するすることを特徴とする膜厚測定方法である。 Δλ＝λ0 2／( ２ｎ・ｄ0)・・・・・・（２） Δλ：分光測定光の波長幅 λ0 ：分光測定波長 ｎ：透明基板の屈折率 ｄ0 ：透明基板の厚さ
上に少なくとも１層以上の薄膜を形成する際に、該薄膜
形成表面から光を照射して反射率或いは透過率を測定
し、該薄膜の膜厚を測定する方法であって、測定系に分
光光学系を有する分光測定において、分光測定光の波
長、波長幅が関係式（２）を満足するようにして膜厚を
測定するすることを特徴とする膜厚測定方法である。 Δλ＝λ0 2／( ２ｎ・ｄ0)・・・・・・（２） Δλ：分光測定光の波長幅 λ0 ：分光測定波長 ｎ：透明基板の屈折率 ｄ0 ：透明基板の厚さ
【０００９】測定光として、連続した波長を有するキセ
ノンランプ、ハロゲンランプ等の光源を用い分光させて
照射する波長を変化させる場合にも、請求項１と同様に
透明基材の影響を無くして薄膜の厚さを測定する必要が
ある。
ノンランプ、ハロゲンランプ等の光源を用い分光させて
照射する波長を変化させる場合にも、請求項１と同様に
透明基材の影響を無くして薄膜の厚さを測定する必要が
ある。
【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項
１、請求項２に記載の式を変形した関係式（３）から求
めた波長λ0 以下を測定波長域とし、この波長域から選
ばれた少なくとも一波長以上の光を用いた単色及び多色
光を用いて薄膜形成表面から光を照射して反射率或いは
透過率を測定して、該薄膜の膜厚を測定することを特徴
とする請求項１、請求項２に記載の膜厚測定方法であ
る。 λ0 2＝２ｎ・Δλ・ｄ0 ・・・・・（３）
１、請求項２に記載の式を変形した関係式（３）から求
めた波長λ0 以下を測定波長域とし、この波長域から選
ばれた少なくとも一波長以上の光を用いた単色及び多色
光を用いて薄膜形成表面から光を照射して反射率或いは
透過率を測定して、該薄膜の膜厚を測定することを特徴
とする請求項１、請求項２に記載の膜厚測定方法であ
る。 λ0 2＝２ｎ・Δλ・ｄ0 ・・・・・（３）
【００１１】関係式（３）から波長λ0 以下の測定波長
とし、この波長域から選ばれた少なくとも一波長以上の
光で照射することで、透明基材に起因する反射率或いは
透過率の変化が無くなり、薄膜の厚さのみに起因する光
強度変化が得られ膜厚が精度良く測定できる。
とし、この波長域から選ばれた少なくとも一波長以上の
光で照射することで、透明基材に起因する反射率或いは
透過率の変化が無くなり、薄膜の厚さのみに起因する光
強度変化が得られ膜厚が精度良く測定できる。
【００１２】また、請求項４に記載の発明は、透明基板
上に少なくとも１層以上の薄膜を形成する際に、該薄膜
形成表面から光を照射して反射率或いは透過率を測定
し、該薄膜の膜厚を測定する波長領域設定手段、極値演
算手段及び膜厚演算手段を具備した装置であって、、測
定光の波長、波長幅が関係式（４）を満足するような条
件で膜厚に照射させ、反射率或いは透過率の極値をとる
位置を求めて、該膜厚を測定する膜厚測定装置である。 Δλ＝λ0 2／( ２ｎ・ｄ0)・・・・・・（４） Δλ：測定光の波長幅 λ0 ：測定波長 ｎ：透明基板の屈折率 ｄ0 ：透明基板の厚さ
上に少なくとも１層以上の薄膜を形成する際に、該薄膜
形成表面から光を照射して反射率或いは透過率を測定
し、該薄膜の膜厚を測定する波長領域設定手段、極値演
算手段及び膜厚演算手段を具備した装置であって、、測
定光の波長、波長幅が関係式（４）を満足するような条
件で膜厚に照射させ、反射率或いは透過率の極値をとる
位置を求めて、該膜厚を測定する膜厚測定装置である。 Δλ＝λ0 2／( ２ｎ・ｄ0)・・・・・・（４） Δλ：測定光の波長幅 λ0 ：測定波長 ｎ：透明基板の屈折率 ｄ0 ：透明基板の厚さ
【００１３】上記のような条件で薄膜の膜厚を測定する
方法として、測定光の波長λの場合膜厚がλ／４の整数
倍である時に反射率或いは透過率が極値を示すことを利
用した既知の方法で膜厚を測定することができる。本発
明は、光学式膜厚測定において、如何に透明基材（１
３）の影響を無くし薄膜（１２）の厚さのみに起因する
光強度（透過率、反射率）を抽出することである。
方法として、測定光の波長λの場合膜厚がλ／４の整数
倍である時に反射率或いは透過率が極値を示すことを利
用した既知の方法で膜厚を測定することができる。本発
明は、光学式膜厚測定において、如何に透明基材（１
３）の影響を無くし薄膜（１２）の厚さのみに起因する
光強度（透過率、反射率）を抽出することである。
【００１４】
【発明の実施の形態】透明基板上に形成する薄膜の形成
表面に光を照射して反射率或いは透過率を測定し膜厚を
算出する方法及び膜厚測定装置は、少なくとも一波長以
上の光を用いた単色及び多色光測定、または分光光学系
を有する分光測定を用いている。
表面に光を照射して反射率或いは透過率を測定し膜厚を
算出する方法及び膜厚測定装置は、少なくとも一波長以
上の光を用いた単色及び多色光測定、または分光光学系
を有する分光測定を用いている。
【００１５】この反射率から薄膜を測定する膜厚測定装
置の一例を図２に示す。薄膜成形装置（２０）中で透明
基材（２１）上に蒸着させて薄膜層を形成させ、この薄
膜層が形成された透明基材を測定ステージ（２３）に導
いて反射率を測定する。すなわち、測定光源（３０）か
らミラー等を用いて測定ステージ（２３）に対してぼぼ
垂直に入射させ被測定物からの反射光をハーフミラー
（４０）を経由して受光器（５０、６０）に入れＡ／Ｄ
コンバータでデジタル信号に変換し測定器本体（７０）
に入力させる。測定器本体には膜厚測定に必要な演算プ
ログラムである波長領域設定手段（７１）、極値演算手
段（７２）、厚膜演算手段（７３）を内蔵しており、膜
厚の結果を表示するレコーダー（８０）、表示モニター
（９０）が接続されている。
置の一例を図２に示す。薄膜成形装置（２０）中で透明
基材（２１）上に蒸着させて薄膜層を形成させ、この薄
膜層が形成された透明基材を測定ステージ（２３）に導
いて反射率を測定する。すなわち、測定光源（３０）か
らミラー等を用いて測定ステージ（２３）に対してぼぼ
垂直に入射させ被測定物からの反射光をハーフミラー
（４０）を経由して受光器（５０、６０）に入れＡ／Ｄ
コンバータでデジタル信号に変換し測定器本体（７０）
に入力させる。測定器本体には膜厚測定に必要な演算プ
ログラムである波長領域設定手段（７１）、極値演算手
段（７２）、厚膜演算手段（７３）を内蔵しており、膜
厚の結果を表示するレコーダー（８０）、表示モニター
（９０）が接続されている。
【００１６】予め理論式に基づいて計算し、どの波長で
測定すれば良いのか判っていれば、この波長を有する光
源を用いる。また、種々の厚さを計測する場合、或いは
異なる屈折率の薄膜の厚さを計測する場合等、波長が特
定出来ない時は種種の波長を含む光源から特定波長を分
光し取り出すことができる分光器を設ける必要がある。
測定すれば良いのか判っていれば、この波長を有する光
源を用いる。また、種々の厚さを計測する場合、或いは
異なる屈折率の薄膜の厚さを計測する場合等、波長が特
定出来ない時は種種の波長を含む光源から特定波長を分
光し取り出すことができる分光器を設ける必要がある。
【００１７】光学式膜厚測定の場合、測定光の光強度分
布は図３に示すようになる。この時の測定光は実際には
測定波長λ0 を中心波長としてλ1 からλ2 の波長成分
を含み、各波長において界面反射による干渉がおこる。
各波長における干渉光の強度は、基板の屈折率ｎ×基板
の厚みｄ＝（２ｍ−１）λ／４（ｍは整数）で極値をと
る。このため、界面反射の強度は測定光の波長と透明基
板の厚さによって変化する。膜厚測定器で測定される光
はこれらの干渉光の合成であり、測定光全体に対する基
板の反射率は透明基板の厚みに対して図４のように変化
し、透明基板の厚みがｄ0 となったときに干渉光が打ち
消し合い平坦となる。
布は図３に示すようになる。この時の測定光は実際には
測定波長λ0 を中心波長としてλ1 からλ2 の波長成分
を含み、各波長において界面反射による干渉がおこる。
各波長における干渉光の強度は、基板の屈折率ｎ×基板
の厚みｄ＝（２ｍ−１）λ／４（ｍは整数）で極値をと
る。このため、界面反射の強度は測定光の波長と透明基
板の厚さによって変化する。膜厚測定器で測定される光
はこれらの干渉光の合成であり、測定光全体に対する基
板の反射率は透明基板の厚みに対して図４のように変化
し、透明基板の厚みがｄ0 となったときに干渉光が打ち
消し合い平坦となる。
【００１８】本発明では、この透明基板の厚みｄ0 と測
定波長λ、及び測定波長の波長幅Δλが上記の関係を満
たすことによって透明基板の界面反射による干渉光の影
響を受けずに形成する薄膜の膜厚変化に対応した測定光
の強度変化を精度良く測定することが可能となる。
定波長λ、及び測定波長の波長幅Δλが上記の関係を満
たすことによって透明基板の界面反射による干渉光の影
響を受けずに形成する薄膜の膜厚変化に対応した測定光
の強度変化を精度良く測定することが可能となる。
【００１９】透明基板のｄ0 は、透明基板上に形成され
た透明基板と屈折率の異なる薄膜より充分厚い透明コー
ト層であっても同様に上式の関係が成り立ち、透明コー
ト層の干渉の影響を受けずに光学多層膜の膜厚変化に対
応した測定光の強度変化を精度良く測定することが可能
となる。更に、この関係式を満たす波長λ0 以下の波長
域では、これ以上の波長域に比較して干渉による影響が
小さくなり、透明基板の膜厚変化に対して反射率・透過
率への影響が軽減される。よって測定光の波長幅を測定
光各々設定することなく同様に精度良い測定が可能とな
る。
た透明基板と屈折率の異なる薄膜より充分厚い透明コー
ト層であっても同様に上式の関係が成り立ち、透明コー
ト層の干渉の影響を受けずに光学多層膜の膜厚変化に対
応した測定光の強度変化を精度良く測定することが可能
となる。更に、この関係式を満たす波長λ0 以下の波長
域では、これ以上の波長域に比較して干渉による影響が
小さくなり、透明基板の膜厚変化に対して反射率・透過
率への影響が軽減される。よって測定光の波長幅を測定
光各々設定することなく同様に精度良い測定が可能とな
る。
【００２０】
【作用】本発明によれば、膜厚測定装置における測定波
長にある波長幅を持たせることによって、透明基板の厚
みの微少変化によって生ずる表面反射率、透過率の変動
の影響を低減し、その上に形成する薄膜の膜厚を精度良
く且つ継続的に測定することが可能となる。
長にある波長幅を持たせることによって、透明基板の厚
みの微少変化によって生ずる表面反射率、透過率の変動
の影響を低減し、その上に形成する薄膜の膜厚を精度良
く且つ継続的に測定することが可能となる。
【００２１】本発明の実施例を示し、更に詳述する。 〈実施例１〉透明基板であるポリエステルフィルム（厚
さ１８８μｍ、屈折率１．６３〜１．６５）の上に透明
なハードコート（厚み約７μｍ、屈折率約１．５５）を
形成したサンプル１を作製した。このサンプル１の分光
反射スペクトルを図５に示す。測定の際、測定波長の幅
を１ｎｍ、４ｎｍ、８ｎｍとし反射率を測定した。測定
波長幅８ｎｍでは、波長が約４３０ｎｍで干渉による反
射率の波状の変化が低減されている。
さ１８８μｍ、屈折率１．６３〜１．６５）の上に透明
なハードコート（厚み約７μｍ、屈折率約１．５５）を
形成したサンプル１を作製した。このサンプル１の分光
反射スペクトルを図５に示す。測定の際、測定波長の幅
を１ｎｍ、４ｎｍ、８ｎｍとし反射率を測定した。測定
波長幅８ｎｍでは、波長が約４３０ｎｍで干渉による反
射率の波状の変化が低減されている。
【００２２】この測定結果を透明なハードコートについ
て本発明の関係式に代入し検算すると、 Δλ＝λ0 2/(２ｎｄ0)＝［４３０ｎｍ］2 ／（２×１．
５５×［７μｍ］）＝８．５ｎｍ となり、測定結果とよく一致する。また、サンプル１の
構成で、測定波長幅を１ｎｍとして、ポリエステルフィ
ルムについて代入すると、 １ｎｍ＝Δλ＝λ0 2/(２ｎｄ0)＝［λ0 ］2 ／（２×
１．６５×［１８８μｍ］） この式からλ0 を算出すると、λ0 ＝７８７ｎｍとな
る。
て本発明の関係式に代入し検算すると、 Δλ＝λ0 2/(２ｎｄ0)＝［４３０ｎｍ］2 ／（２×１．
５５×［７μｍ］）＝８．５ｎｍ となり、測定結果とよく一致する。また、サンプル１の
構成で、測定波長幅を１ｎｍとして、ポリエステルフィ
ルムについて代入すると、 １ｎｍ＝Δλ＝λ0 2/(２ｎｄ0)＝［λ0 ］2 ／（２×
１．６５×［１８８μｍ］） この式からλ0 を算出すると、λ0 ＝７８７ｎｍとな
る。
【００２３】すなわち、図６に示すように、波長領域
（ａ）では薄膜の厚さのみに起因する反射率の変化であ
り、波長領域（ｂ）ではポリエステルフィルムの厚み変
化による反射率変化曲線（ｃ）と薄膜の厚さ変化による
反射率の変化が重畳されているので、薄膜の厚さ変化に
よって反射率が変化したのか、基材の厚さ変化によって
反射率が変化したのか判らなくなる。
（ａ）では薄膜の厚さのみに起因する反射率の変化であ
り、波長領域（ｂ）ではポリエステルフィルムの厚み変
化による反射率変化曲線（ｃ）と薄膜の厚さ変化による
反射率の変化が重畳されているので、薄膜の厚さ変化に
よって反射率が変化したのか、基材の厚さ変化によって
反射率が変化したのか判らなくなる。
【００２４】このサンプル１のハードコート層の厚みを
測定する場合には、波長幅を１ｎｍに設定した時、４３
０ｎｍ以上７８７ｎｍ以下の測定波長で計測すれば、反
射率の変化は、ポリエステルフィルムの厚み変化に影響
されずハードコート層の厚さのみに依存するので、上述
した膜厚測定装置で計測できる。
測定する場合には、波長幅を１ｎｍに設定した時、４３
０ｎｍ以上７８７ｎｍ以下の測定波長で計測すれば、反
射率の変化は、ポリエステルフィルムの厚み変化に影響
されずハードコート層の厚さのみに依存するので、上述
した膜厚測定装置で計測できる。
【００２５】〈実施例２〉透明基材であるポリエステル
フィルム（厚さ１８８μｍ、屈折率１．６３〜１．６
５）の上に透明なハードコート（厚み約７μｍ、屈折率
約１．５５）を形成し、このハードコートに薄膜を形成
した場合、この薄膜を測定波長、波長幅について検討す
る。ハードコートの厚さの影響がない条件は、上記実施
例１によれば波長幅が８ｎｍ、測定波長が４３０ｎｍ以
下の場合であり、この条件下では、下記の理由でポリエ
ステルフィルムの厚さによる反射率の変化も打ち消され
ている。
フィルム（厚さ１８８μｍ、屈折率１．６３〜１．６
５）の上に透明なハードコート（厚み約７μｍ、屈折率
約１．５５）を形成し、このハードコートに薄膜を形成
した場合、この薄膜を測定波長、波長幅について検討す
る。ハードコートの厚さの影響がない条件は、上記実施
例１によれば波長幅が８ｎｍ、測定波長が４３０ｎｍ以
下の場合であり、この条件下では、下記の理由でポリエ
ステルフィルムの厚さによる反射率の変化も打ち消され
ている。
【００２６】波長幅８ｎｍにした場合、ポリエステルフ
ィルムの厚さが反射率に影響を及ぼす波長は、 ８ｎｍ＝Δλ＝λ0 2/(２ｎｄ0)＝［λ0 ］2 ／（２×
１．６５×［１８８μｍ］） この式からλ0 を算出すると、λ0 ＝２２２８ｎｍとな
る。従って、波長幅を８ｎｍにした場合、波長２２２８
ｎｍ以下の時は、ポリエステルフィルムの厚さが反射率
に影響しない。
ィルムの厚さが反射率に影響を及ぼす波長は、 ８ｎｍ＝Δλ＝λ0 2/(２ｎｄ0)＝［λ0 ］2 ／（２×
１．６５×［１８８μｍ］） この式からλ0 を算出すると、λ0 ＝２２２８ｎｍとな
る。従って、波長幅を８ｎｍにした場合、波長２２２８
ｎｍ以下の時は、ポリエステルフィルムの厚さが反射率
に影響しない。
【００２７】それ故に、波長幅が８ｎｍ、測定波長が４
３０ｎｍ以下で測定するの場合、ポリエステルフィルム
の厚さによる反射率の変化、ハードコート層の厚さによ
る反射率の変化ほ打ち消され、ハードコート層に形成さ
れた薄膜層の厚さ変化による反射率の変化を読み取るこ
とができる。
３０ｎｍ以下で測定するの場合、ポリエステルフィルム
の厚さによる反射率の変化、ハードコート層の厚さによ
る反射率の変化ほ打ち消され、ハードコート層に形成さ
れた薄膜層の厚さ変化による反射率の変化を読み取るこ
とができる。
【００２８】上記では反射率を例にして記述したが、反
射率と透過率は表裏の関係にあり、どちらか一方を測定
すれば膜厚を測定することができることは公知である。
射率と透過率は表裏の関係にあり、どちらか一方を測定
すれば膜厚を測定することができることは公知である。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光学式の
膜厚測定法において、測定波長に透明基板の光の干渉に
よる光強度の変化を低減する波長幅持たせることによっ
て、透明基板の厚み変化による表面反射率、透過率の変
化の影響を無くし、その上に形成する薄膜の膜厚を精度
良く且つ継続的に測定可能な膜厚測定方法及び膜厚測定
装置を提供ことができる。
膜厚測定法において、測定波長に透明基板の光の干渉に
よる光強度の変化を低減する波長幅持たせることによっ
て、透明基板の厚み変化による表面反射率、透過率の変
化の影響を無くし、その上に形成する薄膜の膜厚を精度
良く且つ継続的に測定可能な膜厚測定方法及び膜厚測定
装置を提供ことができる。
【図１】界面反射を説明する概念図である。
【図２】膜厚測定装置の一例を説明するブロック図であ
る。
る。
【図３】測定光の波長幅を示す説明図である。
【図４】透明基板の厚み変化に伴う測定光強度の変化を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図５】実施例１を説明した透明基板の分光反射スペク
トルである。
トルである。
【図６】実施例１を説明した透明基板上の薄膜の厚さを
測定する場合の分光反射スペクトルである。
測定する場合の分光反射スペクトルである。
１１…測定光 １２…薄膜 １３…透明基板 ２０…薄膜形成装置 ２１…透明基板 ２２…蒸発源 ２３…測定ステージ ３０…測定光源 ４０…ハーフミラー ５０、６０…受光器 ７０…測定器本体 ８０…レコーダー ９０…モニター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA30 BB13 BB15 BB22 CC02 CC31 DD11 FF44 FF51 FF61 GG02 GG03 GG22 GG24 HH15 JJ01 JJ05 LL00 LL12 LL67 PP16 QQ03 QQ17 QQ23 QQ29 SS01 SS11 2G059 AA03 BB10 BB15 CC20 DD13 EE01 EE02 EE04 EE09 EE12 GG00 HH02 HH06 JJ13 JJ22 KK01 KK03 MM01 MM09 NN01 PP04
Claims (4)
- 【請求項１】透明基板上に少なくとも１層以上の薄膜を
形成する際に、該薄膜形成表面から光を照射して反射率
或いは透過率を測定し、該薄膜の膜厚を測定する方法で
あって、 少なくとも一波長以上の光を用いた単色及び多色光測定
において、測定光の波長、波長幅が関係式（１）を満足
するようにして膜厚を測定するすることを特徴とする膜
厚測定方法。 Δλ＝λ0 2／( ２ｎ・ｄ0)・・・・・・（１） Δλ：測定光の波長幅 λ0 ：測定波長 ｎ：透明基板の屈折率 ｄ0 ：透明基板の厚さ - 【請求項２】透明基板上に少なくとも１層以上の薄膜を
形成する際に、該薄膜形成表面から光を照射して反射率
或いは透過率を測定し、該薄膜の膜厚を測定する方法で
あって、 測定系に分光光学系を有する分光測定において、分光測
定光の波長、波長幅が関係式（２）を満足するようにし
て膜厚を測定するすることを特徴とする膜厚測定方法。 Δλ＝λ0 2／( ２ｎ・ｄ0)・・・・・・（２） Δλ：分光測定光の波長幅 λ0 ：分光測定波長 ｎ：透明基板の屈折率 ｄ0 ：透明基板の厚さ - 【請求項３】請求項１、請求項２に記載の式を変形した
関係式（３）から求めた波長λ0 以下を測定波長域と
し、この波長域から選ばれた少なくとも一波長以上の光
を用いた単色及び多色光を用いて薄膜形成表面から光を
照射して反射率或いは透過率を測定して、該薄膜の膜厚
を測定することを特徴とする請求項１、請求項２に記載
の膜厚測定方法。 λ0 2＝２ｎ・Δλ・ｄ0 ・・・・・（３） - 【請求項４】透明基板上に少なくとも１層以上の薄膜を
形成する際に、該薄膜形成表面から光を照射して反射率
或いは透過率を測定し、該薄膜の膜厚を測定する波長領
域設定手段、極値演算手段及び膜厚演算手段を具備した
装置であって、 測定光の波長、波長幅が関係式（４）を満足するような
条件で膜厚に照射させ、反射率或いは透過率の極値にな
る位置を求めて、該膜厚を測定することを特徴とする膜
厚測定装置。 Δλ＝λ0 2／( ２ｎ・ｄ0)・・・・・・（４） Δλ：測定光の波長幅 λ0 ：測定波長 ｎ：透明基板の屈折率 ｄ0 ：透明基板の厚さ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000026134A JP2001215111A (ja) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000026134A JP2001215111A (ja) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001215111A true JP2001215111A (ja) | 2001-08-10 |
Family
ID=18551899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000026134A Pending JP2001215111A (ja) | 2000-02-03 | 2000-02-03 | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001215111A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012068173A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Fujifilm Corp | 光学フィルムの膜厚測定方法、及び光学フィルムの製造方法 |
| JP2018016892A (ja) * | 2017-10-31 | 2018-02-01 | デクセリアルズ株式会社 | 薄膜形成装置、薄膜形成方法、及び光学膜の製造方法 |
-
2000
- 2000-02-03 JP JP2000026134A patent/JP2001215111A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JP2012068173A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Fujifilm Corp | 光学フィルムの膜厚測定方法、及び光学フィルムの製造方法 |
| JP2018016892A (ja) * | 2017-10-31 | 2018-02-01 | デクセリアルズ株式会社 | 薄膜形成装置、薄膜形成方法、及び光学膜の製造方法 |
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Effective date: 20081216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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