JP2003240515A - Film thickness measuring method and manufacturing method for sheet - Google Patents

Film thickness measuring method and manufacturing method for sheet

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JP2003240515A
JP2003240515A JP2002038375A JP2002038375A JP2003240515A JP 2003240515 A JP2003240515 A JP 2003240515A JP 2002038375 A JP2002038375 A JP 2002038375A JP 2002038375 A JP2002038375 A JP 2002038375A JP 2003240515 A JP2003240515 A JP 2003240515A
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Japan
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film thickness
calculating
interference
interference waveform
value
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Japanese (ja)
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Yoshitaka Uchino
義隆 内野
Koji Ishikawa
浩司 石川
Hajime Hirata
肇 平田
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film thickness measuring method using optical interference, in which a high-precision measurement is possible with a single measuring instrument even if a measurement range for an object is wide. <P>SOLUTION: The film thickness of an object, which is to be measured, is acquired from an interference waveform which is acquired by spectroscopy, for each wavelength, of reflection light or transmission light from the object which is irradiated with light. The number of acquired extreme values of interference waveform or amplitude of the interference waveform is compared to a preset reference value, and depending on the result, one film-thickness calculation method is selected from among a plurality of different film-thickness calculation methods, for film thickness calculation. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光干渉の原理に
基づく膜厚測定方法ならびにシートの製造方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film thickness measuring method and a sheet manufacturing method based on the principle of optical interference.

【0002】[0002]

【従来の技術】高分子フィルム等のシートにおいて、そ
の厚み均一性は重要な品質であり、製品の厚さが不均一
である場合には、ユーザーがこれを使用する段階でハン
ドリング不良、搬送不良、磁性体塗布不良、蒸着不良
等、さまざまなトラブルの原因となる。そこで、シート
を形成する手段を制御して厚さ均一性の優れた製品を製
造するため、また厚さ均一性の悪い製品をユーザーに出
さないという品質管理・工程管理のために、シートの厚
さプロファイルを測定することが重要である。
2. Description of the Related Art In a sheet such as a polymer film, the thickness uniformity is an important quality, and when the product has a non-uniform thickness, the user cannot handle it or convey it at a stage where it is used. It causes various troubles such as magnetic material application failure and vapor deposition failure. Therefore, in order to control the means for forming the sheet to manufacture products with excellent thickness uniformity, and for quality control and process control not to give the user products with poor thickness uniformity, the thickness of the sheet It is important to measure the profile.

【0003】膜厚を測定する方法には、その膜によるβ
線や赤外線の吸収を利用するようにしたものが多いが、
これらは何れも高精度な測定には向かない。より高精度
な測定には、例えば特開昭56−115905号公報や
特開昭63−163105号公報に開示されている、い
わゆる光干渉方式が採用される。
The method for measuring the film thickness is based on the β
Many of them use absorption of rays and infrared rays,
None of these are suitable for highly accurate measurement. For more accurate measurement, a so-called optical interference method disclosed in, for example, JP-A-56-115905 and JP-A-63-163105 is adopted.

【0004】光干渉方式の膜厚測定方法は、白色光が膜
によって反射または透過するときの干渉現象による分光
スペクトルが、白色光の入射角と、フィルムの膜厚と、
屈折率とに依存することを利用し、上記反射光または、
透過光の分光スペクトルを検出し、そのスペクトルから
膜厚を求めるものである。
In the film thickness measuring method of the light interference method, a spectral spectrum due to an interference phenomenon when white light is reflected or transmitted by a film, an incident angle of white light, a film thickness of a film,
Utilizing that it depends on the refractive index, the reflected light or
The spectral spectrum of transmitted light is detected, and the film thickness is obtained from the spectrum.

【0005】このとき、膜厚を高精度に測定するために
は、分光スペクトルの極値の波長を高精度で検出するこ
とが必要である。
At this time, in order to measure the film thickness with high accuracy, it is necessary to detect the extreme wavelength of the spectrum with high accuracy.

【0006】しかしながら、測定装置に設定できる分光
範囲には限度があり、干渉波形を電気信号として捉える
ことのできる波長領域は、各測定装置毎で限られてい
る。そのため、各測定装置では、測定対象に応じて十分
な干渉波形が得られる最適な分光範囲を設定しており、
一つの測定器で幅広い測定レンジを確保することは困難
であった。
However, the spectroscopic range that can be set in the measuring device is limited, and the wavelength range in which the interference waveform can be captured as an electric signal is limited for each measuring device. Therefore, in each measuring device, the optimum spectral range that can obtain a sufficient interference waveform according to the measurement target is set,
It was difficult to secure a wide measurement range with one measuring instrument.

【0007】すなわち、シートの膜厚によって、干渉波
形の極値の間隔は異なり、限定された分光範囲の中で
は、測定対象によっては、十分な極値の検出が困難にな
る場合がある。
That is, the interval between the extreme values of the interference waveform varies depending on the film thickness of the sheet, and it may be difficult to detect a sufficient extreme value depending on the measurement target within the limited spectral range.

【0008】特に、測定対象内部での光の散乱の影響等
を除去するためには、長波長領域で分光した干渉波形か
らの膜厚演算が有効であるが、長波長領域で形成される
干渉波形の周期は大きくなるため、測定対象が薄い場
合、測定器の分光範囲では十分に干渉波形の極値を検出
することは困難である。
In particular, in order to remove the influence of light scattering inside the object to be measured, it is effective to calculate the film thickness from the interference waveform dispersed in the long wavelength region. Since the period of the waveform becomes large, it is difficult to sufficiently detect the extreme value of the interference waveform in the spectral range of the measuring device when the measurement target is thin.

【0009】そのため、測定対象であるシートの厚みに
応じて最適な分光範囲を持つ膜厚測定器が必要となり、
一つの膜厚測定器で幅広いレンジの測定を行うことは不
可能であった。
Therefore, a film thickness measuring instrument having an optimum spectral range according to the thickness of the sheet to be measured is required,
It was impossible to measure a wide range with a single film thickness measuring device.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の膜厚測定器の上記欠点を解決し、一つの測定器で幅広
いレンジの測定を実現することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional film thickness measuring instrument and realize a wide range of measurement with one measuring instrument.

【0011】また、本発明の目的は、高分子フィルムな
どのシートの製造工程において、測定器を変更すること
なく、一つの測定器で幅広いレンジでかかるシートの膜
厚の測定を可能にすることにより、品質や歩留まりを向
上させることのできるシートの製造方法を提供すること
である。
Another object of the present invention is to enable the measurement of the film thickness of such a sheet in a wide range with one measuring device in the manufacturing process of a sheet such as a polymer film without changing the measuring device. Accordingly, it is to provide a method for manufacturing a sheet that can improve quality and yield.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、測定対
象に光を照射し、測定対象からの反射光または透過光を
波長毎に分光して得られる干渉波形から、測定対象の膜
厚を求める膜厚測定方法であって、得られた干渉波形の
極値の数または該干渉波形の振幅を予め設定した基準値
と比較し、その結果に応じて複数の異なる膜厚演算方法
の中から一の膜厚演算方法を選択して膜厚演算を行うこ
とを特徴とする膜厚測定方法によって達成される。
An object of the present invention is to irradiate a measurement object with light and to separate a reflected light or a transmitted light from the measurement object for each wavelength from an interference waveform to obtain a film thickness of the measurement object. A method for measuring the film thickness, wherein the number of extreme values of the obtained interference waveform or the amplitude of the interference waveform is compared with a preset reference value, and a plurality of different film thickness calculation methods are selected according to the result. It is achieved by a film thickness measuring method characterized in that the film thickness calculation is performed by selecting one of the above film thickness calculating methods.

【0013】また、上記において、前記複数の膜厚演算
方法が、干渉波形の複数の極値に該当するそれぞれの波
長から膜厚を演算する方法、干渉波形の極値に該当する
波長と予め決定しておいた干渉の次数から膜厚を演算す
る方法、干渉波形の極値に該当する波長とその極値を用
いて推定した干渉の次数から膜厚を演算する方法、カー
ブフィッティングにより膜厚を演算する方法、および、
干渉波形を周波数解析した結果に基づいて膜厚を演算す
る方法から選ばれた少なくとも2つの方法である膜厚測
定方法が好ましい。
Further, in the above, the plurality of film thickness calculation methods is a method of calculating the film thickness from each wavelength corresponding to a plurality of extreme values of the interference waveform, and the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform is determined in advance. The method of calculating the film thickness from the order of interference that has been set, the method of calculating the film thickness from the order of interference estimated using the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and its extreme value, and the film thickness by curve fitting How to calculate, and
A film thickness measuring method, which is at least two methods selected from the method of calculating the film thickness based on the frequency analysis result of the interference waveform, is preferable.

【0014】また、上記において、得られた干渉波形の
極値の数または振幅が基準値未満であるか、基準値以上
であるかによって、膜厚演算方法を選択する膜厚測定方
法が好ましい。
Further, in the above, a film thickness measuring method in which the film thickness calculating method is selected depending on whether the number or amplitude of the extreme values of the obtained interference waveform is less than the reference value or more than the reference value is preferable.

【0015】また、上記において、連続的に膜厚測定を
行なうに際して、前記基準値が、上限値と下限値とから
なり、得られた干渉波形の極値の数または振幅が、前回
測定時は上限値未満であって今回測定時は上限値以上で
ある場合および前回測定時は下限値以上であり、今回測
定時は下限値未満である場合のいずれかの場合にのみ、
前記膜厚演算方法の選択を行う膜厚測定方法が好まし
い。
Further, in the above, when the film thickness is continuously measured, the reference value is composed of the upper limit value and the lower limit value, and the number or amplitude of the extreme values of the obtained interference waveform is Only if either less than the upper limit and greater than or equal to the upper limit during the current measurement or greater than or equal to the lower limit during the previous measurement and less than the lower limit during the current measurement,
A film thickness measuring method for selecting the film thickness calculating method is preferable.

【0016】また、上記において、干渉波形の極値の数
が予め設定された値未満の場合は、干渉波形の極値に該
当する波長と予め決定しておいた干渉の次数から膜厚を
演算する方法を選択し、干渉波形の極値の数が予め設定
された値以上の場合は、干渉波形の極値に該当する波長
とその極値を用いて推定した干渉の次数から膜厚を演算
する方法を選択することを特徴とする膜厚測定方法が好
ましい。
Further, in the above, when the number of extreme values of the interference waveform is less than a preset value, the film thickness is calculated from the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and the predetermined order of interference. If the number of extreme values of the interference waveform is greater than or equal to the preset value, the film thickness is calculated from the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and the interference order estimated using the extreme value. A film thickness measuring method characterized by selecting the method described above is preferable.

【0017】また、本発明の目的は、測定対象に光を照
射する光照射手段と、光照射手段からの光に対する測定
対象からの反射光または透過光を受光する受光手段と、
この受光手段によって受光された反射光を波長毎に分光
する分光手段と、この分光手段により分光された光をそ
の強度に応じて電気信号に変換する信号変換手段と、こ
の信号変換手段で得られた電気信号の信号波形の極値の
数または該信号波形の振幅を検出する検出手段と、検出
手段により検出された信号波形の極値の数または振幅に
応じて、複数の異なる膜厚演算方法の中から一の膜厚演
算方法を選択する選択手段と、選択された膜厚演算方法
によって膜厚を演算する膜厚演算手段とを有することを
特徴とする膜厚測定装置によって達成される。
Further, an object of the present invention is to provide a light irradiating means for irradiating the measurement object with light, and a light receiving means for receiving reflected light or transmitted light from the measurement object with respect to the light from the light irradiation means,
A spectroscopic unit that disperses the reflected light received by the light receiving unit for each wavelength, a signal conversion unit that converts the light dispersed by the spectroscopic unit into an electric signal according to its intensity, and the signal conversion unit. Detecting means for detecting the number of extreme values of the signal waveform of the electric signal or the amplitude of the signal waveform, and a plurality of different film thickness calculating methods according to the number or the amplitude of the extreme values of the signal waveform detected by the detecting means. It is achieved by a film thickness measuring device characterized in that it has a selecting means for selecting one of the film thickness calculating methods and a film thickness calculating means for calculating the film thickness by the selected film thickness calculating method.

【0018】また、間隙を有する口金から樹脂を吐出し
てシートを製造するに際し、シートの厚みを上記の膜厚
測定装置を用いて測定し、得られた測定値に基づいて口
金の間隙を制御することを特徴とするシートの製造方法
が好ましい。
When a sheet is manufactured by discharging resin from a die having a gap, the thickness of the sheet is measured using the above-mentioned film thickness measuring device, and the gap of the die is controlled based on the obtained measurement value. A method for producing a sheet is preferred.

【0019】また、本発明の目的は、測定対象に光を照
射し、測定対象からの反射光または透過光を波長毎に分
光することによって得られた干渉波形から測定対象の膜
厚を求める工程をコンピュータに実行させるプログラム
であって、干渉波形の極値の数または該干渉波形の振幅
を検出する検出工程と、検出工程により検出された干渉
波形の極値の数または振幅に応じて、複数の異なる膜厚
演算方法の中から一の膜厚演算方法を選択する選択工程
と、選択された膜厚演算方法によって膜厚を演算する膜
厚演算工程とを有することを特徴とするプログラムによ
って達成される。
Another object of the present invention is to obtain the film thickness of the object to be measured from the interference waveform obtained by irradiating the object to be measured with light and separating the reflected light or transmitted light from the object to be measured for each wavelength. A detecting step of detecting the number of extreme values of the interference waveform or the amplitude of the interference waveform, and a program for causing a computer to execute a plurality of values in accordance with the number or amplitude of the extreme values of the interference waveform detected by the detecting step. And a film thickness calculating step of calculating a film thickness by the selected film thickness calculating method, and a film thickness calculating step of calculating a film thickness by the selected film thickness calculating method. To be done.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明は、反射光の分光スペクト
ルから得られる干渉波形の極値の数または振幅を検出
し、その検出した極値の数または振幅に応じて、複数の
異なる膜厚演算方法の中から、最適な一の膜厚演算方法
を選択して膜厚を演算し、膜厚dを決定するものであ
る。ここで極値の数とは、使用する測定装置の分光範囲
における極値の数である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention detects the number or amplitude of extreme values of an interference waveform obtained from a spectral spectrum of reflected light and determines a plurality of different film thicknesses according to the number or amplitude of detected extreme values. The optimum film thickness calculation method is selected from the calculation methods, the film thickness is calculated, and the film thickness d is determined. Here, the number of extreme values is the number of extreme values in the spectral range of the measuring device used.

【0021】以下、本発明の膜厚測定方法を図面を用い
て説明する。
The film thickness measuring method of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明による膜厚測定方法のフロー
チャートであり、測定の手順は分光強度スペクトルを測
定する段階1と、この分光強度スペクトルの測定結果に
基づき膜厚演算方法を選択する段階2と、段階2で選択
された膜厚演算方法により膜厚を演算する段階3で構成
される。
FIG. 1 is a flowchart of a film thickness measuring method according to the present invention. The measuring procedure is step 1 for measuring a spectral intensity spectrum and step 2 for selecting a film thickness calculating method based on the measurement result of the spectral intensity spectrum. And the step 3 of calculating the film thickness by the film thickness calculating method selected in the step 2.

【0023】図2は本発明の膜厚測定方法に用いる光干
渉式膜厚測定装置の一例を示す概略構成図であり、光源
21、投光部22、光路変換部25、分光部26、デー
タ処理装置27から構成される。なお、同図および以下
の説明では入射光23が測定対象20によって反射され
た反射光24を用いる反射型光干渉式膜厚測定装置につ
いて述べるが、測定対象20を透過した透過光を用いる
透過型膜厚測定装置を用いても同様である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the optical interference type film thickness measuring apparatus used in the film thickness measuring method of the present invention. The light source 21, the light projecting unit 22, the optical path changing unit 25, the spectroscopic unit 26, and the data. The processing device 27 is included. In the figure and the following description, a reflection-type optical interference type film thickness measuring device that uses reflected light 24 obtained by reflecting the incident light 23 by the measurement target 20 will be described, but a transmission type that uses transmitted light that has passed through the measurement target 20. The same applies when a film thickness measuring device is used.

【0024】以下、図1の各段階について詳細に述べ
る。
The steps in FIG. 1 will be described in detail below.

【0025】段階1は図2に示す光干渉式膜厚測定装置
によって実行される。すなわち、光源21から発し、投
光部22で平行にされた白色光23は、一定の入射角θ
で測定対象20に入射される。入射された光は測定対象
で反射(または透過)されるが、その際、干渉現象によ
り各波長成分の強度が変化する。この反射光24は光路
変換部25を経て分光器26に入射され、電気信号に変
換されてデータ処理装置27に入力され、波長毎の強度
すなわち、分光強度スペクトルを測定することができ
る。段階1で測定した分光スペクトルをそのまま用いて
その後の工程を行なっても良いが、図2に示す光干渉式
膜厚測定装置の各光学系の持つ分光吸収特性や、膜自体
の持つ分光吸収特性を補償した分光スペクトルを求めて
から、その後の工程を行うのが好ましい。
Step 1 is executed by the optical interference type film thickness measuring device shown in FIG. That is, the white light 23 emitted from the light source 21 and collimated by the light projecting unit 22 has a constant incident angle θ.
And is incident on the measurement target 20. The incident light is reflected (or transmitted) by the measurement target, but at that time, the intensity of each wavelength component changes due to the interference phenomenon. The reflected light 24 enters the spectroscope 26 through the optical path conversion unit 25, is converted into an electric signal and is input to the data processing device 27, and the intensity for each wavelength, that is, the spectral intensity spectrum can be measured. The subsequent steps may be performed using the spectrum measured in step 1 as it is, but the spectrum absorption characteristics of each optical system of the optical interference type film thickness measurement apparatus shown in FIG. It is preferable to carry out the subsequent steps after obtaining the spectral spectrum in which

【0026】段階2では、段階1における分光強度スペ
クトルの測定結果に基づいて、複数の異なる膜厚演算方
法から、膜厚演算方法の選択を行う。複数の異なる膜厚
演算方法としては、(1)分光強度スペクトルの極値の
数または、振幅を予め設定された基準値と比較し、その
比較結果に応じて、干渉波形の複数の極値に該当するそ
れぞれの波長から膜厚を演算する方法、(2)干渉波形
の極値に該当する波長と予め決定しておいた干渉の次数
とから膜厚を演算する方法、(3)干渉波形の極値に該
当する波長と推定した干渉の次数とから膜厚を演算する
方法、(4)カーブフィッティングにより膜厚を演算す
る方法、および、(5)干渉波形を周波数解析した結果
に基づいて膜厚を演算する方法から選ばれた少なくとも
2つの方法であることが好ましい。
In step 2, a film thickness calculation method is selected from a plurality of different film thickness calculation methods based on the measurement result of the spectral intensity spectrum in step 1. As a plurality of different film thickness calculation methods, (1) the number or the amplitude of the extreme values of the spectral intensity spectrum is compared with a preset reference value, and the plurality of extreme values of the interference waveform are calculated according to the comparison result. A method of calculating the film thickness from each corresponding wavelength, (2) A method of calculating the film thickness from the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and the predetermined order of interference, (3) A method of calculating the film thickness from the wavelength corresponding to the extreme value and the estimated order of interference, (4) a method of calculating the film thickness by curve fitting, and (5) a film based on the frequency analysis result of the interference waveform. At least two methods selected from the methods for calculating the thickness are preferable.

【0027】膜厚演算方法の選択の仕方は、特に限定さ
れないが、得られた干渉波形の極値の数または振幅が基
準値未満であるか、基準値以上であるかによって、膜厚
演算方法を選択することが好ましい。一つの基準値を用
いて二つの膜厚演算方法から選択しても良いし、二つ以
上の基準値を用いて三つ以上の膜厚演算方法から選択し
ても良い。
The method of selecting the film thickness calculation method is not particularly limited, but the film thickness calculation method depends on whether the number or amplitude of the extreme values of the obtained interference waveform is less than the reference value or more than the reference value. Is preferably selected. You may select from two film thickness calculation methods using one reference value, and you may select from three or more film thickness calculation methods using two or more reference values.

【0028】例えば、基準値として得られた干渉波形の
極値の数を用い、干渉波形の極値の数が予め設定された
値未満の場合は、干渉波形の極値に該当する波長と予め
決定しておいた干渉の次数から膜厚を演算する方法を選
択し、干渉波形の極値の数が予め設定された値以上の場
合は、干渉波形の極値に該当する波長とその極値を用い
て推定した干渉の次数から膜厚を演算する方法を選択す
るようにすると、測定対象の測定レンジが広い場合であ
っても、高精度な測定を行うことができるので好まし
い。
For example, if the number of extreme values of the interference waveform obtained as the reference value is used and the number of extreme values of the interference waveform is less than a preset value, the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and the If the method of calculating the film thickness from the determined order of interference is selected and the number of extreme values of the interference waveform is greater than or equal to the preset value, the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and its extreme value It is preferable to select the method of calculating the film thickness from the order of interference estimated by using, because high-precision measurement can be performed even when the measurement range of the measurement target is wide.

【0029】連続的に膜厚の測定を行ないながら段階2
の膜厚演算方法の選択を行なう場合は、基準値として、
上限値と下限値の二つの値を設定し、得られた干渉波形
の極値の数または振幅が、前回測定時は上限値未満であ
って今回測定時は上限値以上である場合および前回測定
時は下限値以上であって今回測定時は下限値未満である
場合のいずれかの場合にのみ、前記膜厚演算方法の選択
を行なうことが好ましい。連続的に測定を行なった場
合、分光強度スペクトルも連続的に変化する。その際、
基準値の周辺で分光強度スペクトルの特性が変動した場
合は、膜厚演算方法の切替が頻繁に行なわれることにな
る。膜厚演算方法の切替に伴って多少の測定誤差が発生
することは避けがたいので、切替が頻繁に行なわれると
測定精度が低下するおそれがある。基準値として、上限
値と下限値の二つの値を設定し、上記のようにすること
によって、極値の数または振幅が基準値の周辺で多少変
動したとしても、膜厚演算方法の切替は発生しない。こ
れにより、膜厚演算方法の切替が頻繁に行なわれること
を防ぎ、測定精度を向上させることができる。
Step 2 while continuously measuring the film thickness
When selecting the film thickness calculation method of, as the reference value,
When the upper limit value and the lower limit value are set, and the number or amplitude of the extreme values of the obtained interference waveform is less than the upper limit value during the previous measurement and greater than or equal to the upper limit value during the current measurement, and the previous measurement It is preferable that the film thickness calculation method is selected only when the time is equal to or more than the lower limit value and the current measurement is less than the lower limit value. When the measurement is performed continuously, the spectral intensity spectrum also changes continuously. that time,
When the characteristics of the spectral intensity spectrum change around the reference value, the film thickness calculation method is frequently switched. Since it is unavoidable that some measurement error occurs due to the switching of the film thickness calculation method, if the switching is performed frequently, the measurement accuracy may decrease. By setting two values, the upper limit value and the lower limit value, as the reference value, and by doing the above, even if the number or amplitude of extreme values slightly changes around the reference value, the film thickness calculation method can be switched. Does not occur. As a result, frequent switching of the film thickness calculation method can be prevented, and the measurement accuracy can be improved.

【0030】段階3では、段階2で選択された膜厚演算
方法を用いて膜厚を演算する。
In step 3, the film thickness is calculated using the film thickness calculation method selected in step 2.

【0031】以下に、それぞれの膜厚演算方法を詳細に
説明する。
The respective film thickness calculation methods will be described in detail below.

【0032】(膜厚演算方法1)干渉波形の複数の極値
に該当するそれぞれの波長から膜厚を演算する方法は干
渉波形の隣り合う2つの極値の波長を検出して膜厚演算
を行うもので、まず、段階1で測定した分光スペクトル
のとなり合う極値を与える波長λm、λm+1を決定する。
(Film Thickness Calculation Method 1) A method of calculating the film thickness from each wavelength corresponding to a plurality of extreme values of the interference waveform is performed by detecting the wavelengths of two adjacent extreme values of the interference waveform. First, the wavelengths λ m and λ m + 1 that give the extreme values that are adjacent to each other in the spectrum measured in step 1 are determined.

【0033】すなわち、図3に示すように、厚さd、屈
折率nの膜に入射角θで白色光を照射した場合、表面で
反射した光線Iと裏面で反射した光線IIでは
That is, as shown in FIG. 3, when a film having a thickness d and a refractive index n is irradiated with white light at an incident angle θ, a light ray I reflected on the front surface and a light ray II reflected on the back surface are

【0034】[0034]

【数1】 [Equation 1]

【0035】(1) で表される光学的光路差Δが生じて干渉を起こす。この
ため反射光を分光すると図4に示されるように暗部
(谷)と明部(山)のある分光スペクトルが得られ、そ
の極値を与える波長は、干渉の次数と呼ばれる整数mを
用いて次式で表される。
An optical optical path difference Δ represented by (1) is generated to cause interference. Therefore, when the reflected light is dispersed, a spectral spectrum with a dark part (valley) and a bright part (mountain) is obtained as shown in FIG. 4, and the wavelength that gives the extreme value is an integer m called the order of interference. It is expressed by the following equation.

【0036】[0036]

【数2】 [Equation 2]

【0037】 (極小となる条件) (2)[0037] (Minimum condition) (2)

【0038】[0038]

【数3】 [Equation 3]

【0039】 (極大となる条件) (3) すなわち、光線Iは位相が反転していることを考慮し
て、Δが波長のm倍になる波長では光線Iと光線IIが逆
位相となってスペクトルは極小となり、Δが波長の(m
+1/2)倍になる波長では光線Iと光線IIが同位相と
なってスペクトルが極大となる。以下では、簡単のため
極小を与える波長λmとの場合について説明するが、極
大を与える波長λm+1/2についても同様である。
(Maximum Condition) (3) That is, considering that the phase of the light beam I is inverted, the light beam I and the light beam II have opposite phases at a wavelength where Δ is m times the wavelength. The spectrum has a minimum, and Δ is the wavelength (m
At a wavelength that becomes +1/2) times, the light rays I and II have the same phase and the spectrum becomes maximum. In the following, for simplification, the case of the wavelength λ m giving the minimum is described, but the same applies to the wavelength λ m + 1/2 giving the maximum.

【0040】式(2)より、隣り合う谷の波長λm、λ
m+1(λm>λm+1)を検出すれば、上述のとおり
From equation (2), the wavelengths λ m and λ of the adjacent valleys are
If m + 1m > λ m + 1 ) is detected, as described above,

【0041】[0041]

【数4】 [Equation 4]

【0042】(5) であるから、二つの式からmを消去して、(5) Therefore, delete m from the two expressions,

【0043】[0043]

【数5】 [Equation 5]

【0044】(6) となる。(6) Becomes

【0045】この演算方法は測定対象の膜厚が厚い場合
に、膜厚測定精度を高くでき、適したものである。
This calculation method is suitable because the accuracy of film thickness measurement can be increased when the film thickness of the object to be measured is large.

【0046】(膜厚演算方法2)干渉波形の極値に該当
する波長と予め決定しておいた干渉の次数とから膜厚を
演算する方法は、干渉波形の極値を与える波長を検出す
るともに、予め干渉の次数を決定しておき、その干渉次
数と干渉波形の極値を与える波長とから膜厚演算を行う
もので、まず、段階1で測定した分光スペクトルからそ
の極値を与える波長λmを決定する。前記のように、膜
厚d、屈折率n、入射角θのとき、
(Film Thickness Calculation Method 2) The method of calculating the film thickness from the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and the predetermined order of interference is to detect the wavelength giving the extreme value of the interference waveform. In both cases, the order of interference is determined in advance, and the film thickness is calculated from the interference order and the wavelength giving the extreme value of the interference waveform. First, the wavelength giving the extreme value from the spectrum measured in step 1 Determine λ m . As described above, when the film thickness d, the refractive index n, and the incident angle θ,

【0047】[0047]

【数6】 [Equation 6]

【0048】(2) の関係がある。(2) Have a relationship.

【0049】この演算方法は測定対象の膜厚が薄く、膜
厚測定装置の分光範囲中で検出できる干渉波形の極値の
数が少ない場合に適したものである。膜厚が薄い場合、
得られた干渉波形の極値を与える波長の内、長波長側の
極値を与える波長の次数は、膜厚と膜厚測定装置の分光
範囲から予め決定することができる。この予め決定され
た干渉次数と干渉波形の極値を与える波長から、膜厚d
は、
This calculation method is suitable when the film thickness of the object to be measured is thin and the number of extreme values of the interference waveform that can be detected in the spectral range of the film thickness measuring device is small. If the film thickness is thin,
The order of the wavelength giving the extreme value on the long wavelength side among the wavelengths giving the extreme value of the obtained interference waveform can be determined in advance from the film thickness and the spectral range of the film thickness measuring device. From the predetermined interference order and the wavelength that gives the extreme value of the interference waveform, the film thickness d
Is

【0050】[0050]

【数7】 [Equation 7]

【0051】(4) 式(4)により演算される。(4) It is calculated by the equation (4).

【0052】本方式によれば隣り合う二つの極値の波長
λm、λm+1のどちらか一方が検出できない場合であって
も、膜厚を決定することができ、測定対象が薄い時や長
波長領域での分光時など、干渉波形の極値が検出し難い
場合であっても、単一の山または谷の波長を検出するこ
とができれば、高精度に膜厚測定が可能である。
According to this method, the film thickness can be determined even when either one of the two adjacent extreme wavelengths λ m and λ m + 1 cannot be detected, and when the measurement target is thin. Even if it is difficult to detect the extreme value of the interference waveform, such as when performing spectroscopy in the long wavelength region or in the long wavelength region, if the wavelength of a single peak or valley can be detected, the film thickness can be measured with high accuracy. .

【0053】(膜厚演算方法3)干渉波形の極値に該当
する波長とその極値を用いて推定した干渉の次数とから
膜厚を演算する方法は、干渉波形の極値を与える波長を
検出した後、その極値を用いて推定膜厚を求め、求めた
推定膜厚から推定される干渉の次数と干渉波形の極値を
与える波長とから膜厚演算を行うもので、まず、段階1
で測定した分光スペクトルからその極値を与える波長λ
mを決定する。
(Thickness Calculation Method 3) The method of calculating the film thickness from the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and the order of interference estimated using the extreme value is the wavelength giving the extreme value of the interference waveform. After detecting, the estimated film thickness is obtained using the extreme value, and the film thickness is calculated from the order of the interference estimated from the obtained estimated film thickness and the wavelength giving the extreme value of the interference waveform. 1
The wavelength λ that gives the extreme value from the spectrum measured in
Determine m .

【0054】次に推定膜厚dEを決定する。推定膜厚dE
を決定する方法としては、予め分かっている膜厚の近似
値dPそのものを推定膜厚とする方法がある。すなわ
ち、
Next, the estimated film thickness d E is determined. Estimated film thickness d E
As a method of determining, the estimated value of the approximate value d P of the known film thickness itself is used. That is,

【0055】[0055]

【数8】 [Equation 8]

【0056】(7) また、推定膜厚dEを決定する別の方法として、干渉波
形の複数の極値に該当するそれぞれの波長から膜厚を演
算する方法、すなわち(6)式を用いて算出した膜厚を
用いる方法がある。すなわち、
(7) Further, as another method of determining the estimated film thickness d E , a method of calculating the film thickness from each wavelength corresponding to a plurality of extreme values of the interference waveform, that is, the formula (6) is used. There is a method of using the calculated film thickness. That is,

【0057】[0057]

【数9】 [Equation 9]

【0058】(8) また、推定膜厚dEを決定する別の方法として、隣接す
る1つ以上の測定点における測定値に基づく方法があ
る。すなわち、隣接する測定点の近いものからその測定
点におけるK個の膜厚測定値をdN-1、dN-2、dN-3
・・・dN-Kとしたとき、
(8) As another method for determining the estimated film thickness d E , there is a method based on the measurement values at one or more adjacent measurement points. That is, the K film thickness measurement values at that measurement point are calculated as d N-1 , d N-2 , d N-3 ,
... When d NK

【0059】[0059]

【数10】 [Equation 10]

【0060】(9) によって推定した値を用いる。ここで、a1〜aKは線形
予測の係数である。
The value estimated by (9) is used. Here, a 1 to a K are linear prediction coefficients.

【0061】なお、この特別な場合として、シートの膜
厚がなだらかに変化し、かつ各測定点における分光スペ
クトルの極値を与える波長λmの検出誤差が小さい場合
には、a1=1.0、a2=・・・=aK=0として、
As a special case, when the film thickness of the sheet changes gently and the detection error of the wavelength λ m giving the extreme value of the spectrum at each measurement point is small, a 1 = 1. 0, a 2 = ... = a K = 0,

【0062】[0062]

【数11】 [Equation 11]

【0063】(10) すなわち、もっとも近接した測定点の膜厚測定値を推定
膜厚値として用いても良い。
(10) That is, the film thickness measurement value at the closest measurement point may be used as the estimated film thickness value.

【0064】また、推定膜厚dEを決定する別の方法と
して、隣接する測定点における測定値および隣接する測
定点における推定膜厚に基づいて決定する方法がある。
すなわち、隣接する測定点における測定値をdN-1、隣
接する測定点における推定膜厚をdE’としたとき、
As another method of determining the estimated film thickness d E , there is a method of determining it on the basis of the measured values at the adjacent measurement points and the estimated film thickness at the adjacent measurement points.
That is, when the measured value at the adjacent measurement point is d N-1 and the estimated film thickness at the adjacent measurement point is d E ′,

【0065】[0065]

【数12】 [Equation 12]

【0066】(11) によって推定した値を用いる。ここで、bは一次遅れの
係数で0<b<1である。
The value estimated by (11) is used. Here, b is a first-order lag coefficient and 0 <b <1.

【0067】次に、決定した極値を与える波長λmに対
応する干渉次数mを決定する。波長λmと干渉次数mと
膜厚dには式(2)の関係があるが、膜厚dのかわりに
推定膜厚dEを用いたとき、
Next, the interference order m corresponding to the wavelength λ m giving the determined extreme value is determined. The wavelength λ m , the interference order m, and the film thickness d have the relationship of the equation (2). When the estimated film thickness d E is used instead of the film thickness d,

【0068】[0068]

【数13】 [Equation 13]

【0069】(12) を満たすmEは、dEがdの良い近似値であれば、mの良
い近似値となっている。したがって上式をmEについて
解いた
M E satisfying (12) is a good approximation value of m if d E is a good approximation value of d. Therefore, we solved the above equation for m E

【0070】[0070]

【数14】 [Equation 14]

【0071】(13) によってmEを求め、mEを整数値に四捨五入した値とし
てmを決定する。
(13) m E is obtained according to (13), and m E is determined by rounding m E to an integer value.

【0072】このようにして決定した干渉次数mを用い
て、膜厚を算出する。すなわち、
Using the interference order m thus determined, the film thickness is calculated. That is,

【0073】[0073]

【数15】 [Equation 15]

【0074】(4) により、膜厚を算出する。(4) The film thickness is calculated by

【0075】このとき、λmをΔλだけ大きく検出した
とすると、上式で求める膜厚dの誤差はΔλ/λmに比
例し、従来のように式(6)で求めた膜厚の持つ誤差Δ
λ/(λm−λm+1)と比較して十分に小さい。したがっ
て、複屈折によってコントラストが低下し、分光スペク
トルの山または谷の波長を検出する精度が悪化しても、
高精度な膜厚測定が可能である。
At this time, if λ m is detected to be large by Δλ, the error of the film thickness d obtained by the above equation is proportional to Δλ / λ m, and the film thickness obtained by the equation (6) has the conventional value. Error Δ
It is sufficiently smaller than λ / (λ m −λ m + 1 ). Therefore, even if the contrast decreases due to birefringence and the accuracy of detecting the peaks or valleys of the spectral spectrum deteriorates,
Highly accurate film thickness measurement is possible.

【0076】また、本方式の場合も、隣り合う二つの極
値の波長λm、λm+1のどちらか一方が検出できない場合
であっても、膜厚を決定することができる。したがっ
て、複屈折によってコントラストが低下し、分光スペク
トルの隣り合った山または谷の波長を検出することがで
きなくても、単一の山または谷の波長を検出することが
できれば、高精度に膜厚測定が可能である。
Also in the case of this method, the film thickness can be determined even when either one of the two adjacent extreme wavelengths λ m and λ m + 1 cannot be detected. Therefore, even if it is not possible to detect the wavelengths of adjacent peaks or troughs in the spectrum, the contrast decreases due to birefringence, but if the wavelength of a single peak or trough can be detected, the film with high accuracy can be obtained. Thickness can be measured.

【0077】上記の推定膜厚dEを決定する方法のう
ち、隣接する測定点における測定値を用いる方法、すな
わち式(9)または式(10)または式(11)を用い
る方法では、この隣接した測定点における測定方法を特
に限定しない。すなわち、隣接した測定点における測定
方法は、式(6)を用いた従来方法によって測定した値
でも良いし、本発明の方法を用いて測定した値であって
も良い。特に後者の場合、本膜厚測定方法を用いて測定
したN−1番目の測定点における膜厚測定方法を用い
て、隣接するN番目の測定点の推定膜厚を決定して膜厚
測定を行い、さらにこのN番目の測定点における膜厚測
定値から次のN+1番目の推定膜厚を決定して膜厚測定
を行う、というように本測定方法を繰り返して用いても
良い。
Among the methods for determining the estimated film thickness d E , the method using the measurement values at adjacent measurement points, that is, the method using the equation (9) or the equation (10) or the equation (11), The measuring method at the measured point is not particularly limited. That is, the measuring method at the adjacent measuring points may be the value measured by the conventional method using the formula (6) or the value measured by the method of the present invention. Especially in the latter case, the film thickness is measured by determining the estimated film thickness at the Nth adjacent measurement point by using the film thickness measurement method at the N-1th measurement point measured using this film thickness measurement method. This measurement method may be repeated, such as performing the measurement, determining the next N + 1th estimated film thickness from the film thickness measurement value at the Nth measurement point, and measuring the film thickness.

【0078】また、測定場所によって厚みが異なるシー
トの厚みプロファイルを測定する場合だけでなく、同一
測定点であってもその膜厚が時間的に徐々に変化するも
のを測定する場合にも発明による測定方法を用いること
ができる。この場合、上記式(9)および式(10)を
用いる推定膜厚決定方法では、隣接する測定点の膜厚測
定値を用いるかわりに、その前の時刻での膜厚測定値を
用いれば良い。
The invention is applicable not only to the measurement of the thickness profile of a sheet having a different thickness depending on the measurement location, but also to the measurement of the same measurement point whose thickness gradually changes with time. Any measuring method can be used. In this case, in the estimated film thickness determination method using the above equations (9) and (10), instead of using the film thickness measurement values at adjacent measurement points, the film thickness measurement values at the previous time may be used. .

【0079】この演算方法は測定対象の膜厚が厚い場合
に、膜厚測定精度を高くでき、適したものである。
This calculation method is suitable because the accuracy of film thickness measurement can be increased when the film thickness of the object to be measured is large.

【0080】(膜厚演算方法4)カーブフィッティング
により膜厚を決定する方法は、段階1で測定した分光ス
ペクトルを最小二乗法などを用いて膜厚と干渉波形の関
数にカーブフィッティングし、得られた干渉波形に対応
する膜厚値を検出する。膜厚dと干渉波形yの関係は
(Film Thickness Calculation Method 4) A method for determining the film thickness by curve fitting is obtained by curve fitting the spectral spectrum measured in step 1 to a function of the film thickness and the interference waveform using the least square method or the like. The film thickness value corresponding to the interference waveform is detected. The relationship between the film thickness d and the interference waveform y is

【0081】[0081]

【数16】 [Equation 16]

【0082】(14) で表すことができる。ここで、nは屈折率、λは波長で
ある。分光スペクトルを式(14)にカーブフィットす
ることで、式(14)の各係数は決定され、式(14)
の係数の中の一つである膜厚dも決定される。
It can be expressed by (14). Here, n is the refractive index and λ is the wavelength. By curve-fitting the spectrum to the equation (14), each coefficient of the equation (14) is determined, and the equation (14) is determined.
The film thickness d, which is one of the coefficients of, is also determined.

【0083】(膜厚演算方法5)干渉波形を周波数解析
し、その解析結果に基づいて膜厚を演算する方法は、波
長の関数である干渉波形信号yを波数の関数信号G
(Film Thickness Calculation Method 5) The frequency of the interference waveform is analyzed, and the film thickness is calculated based on the analysis result. The interference waveform signal y, which is a function of wavelength, is converted into a function signal G of wave number.

【0084】[0084]

【数17】 [Equation 17]

【0085】(15) に変換した後、変換された波数の関数信号Gに対して周
知の高速フーリエ変換や自己相関関数などの手法を適用
してスペクトル演算を行い、得られたスペクトルデータ
から最大スペクトル強度を持つ波数の関数信号Gの周波
数fを求め、さらにその周波数fより波数の関数信号G
での最も確からしい隣り合う極値の波数間隔Pを求め、
式(6)を変形して得られた式(16)により波数間隔
P(=1/λm−1/λm+1)を代入することにより、膜
厚dを求める。
After conversion to (15), the known function such as fast Fourier transform or autocorrelation function is applied to the converted function signal G of wave number to perform spectrum calculation, and the maximum spectrum is obtained from the obtained spectrum data. The frequency f of the wavenumber function signal G having the spectrum intensity is obtained, and the wavenumber function signal G is calculated from the frequency f.
Find the most probable adjacent extreme wavenumber interval P in
The film thickness d is obtained by substituting the wave number interval P (= 1 / λ m −1 / λ m + 1 ) by the formula (16) obtained by modifying the formula (6).

【0086】[0086]

【数18】 [Equation 18]

【0087】(16) 以下、本発明に係る膜厚の測定方法を適用してシートを
製造する場合について説明する。
(16) The case of producing a sheet by applying the film thickness measuring method according to the present invention will be described below.

【0088】図5は一般的なシートの製造設備の概略構
成図を示すものである。
FIG. 5 is a schematic diagram of a general sheet manufacturing facility.

【0089】押出機53により押し出された重合体は、
ダイ54で図5の紙面に垂直な幅方向に拡げられて押し
出されてシート51となり、延伸機52により縦方向、
横方向に延伸されて巻取機56に巻き取られる。
The polymer extruded by the extruder 53 is
The sheet is expanded by a die 54 in the width direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5 and extruded into a sheet 51.
The film is stretched in the lateral direction and wound up by the winder 56.

【0090】このシートの製造方法において、延伸機5
2と巻取機56の間に、本発明の膜厚測定方法を使用す
る厚さ計58(たとえば、図2に示すような測定部を有
するもの)を設置し、シートの幅方向厚さプロファイル
を測定する。この幅方向厚さプロファイルが所望の形状
になるように、制御手段59を介して、ダイ54のリッ
プ間隙を制御している。
In the method for producing this sheet, the stretching machine 5 is used.
A thickness gauge 58 (for example, one having a measuring unit as shown in FIG. 2) using the film thickness measuring method of the present invention is installed between the No. 2 and the winder 56, and the thickness profile of the sheet in the width direction is set. To measure. The lip gap of the die 54 is controlled by the control means 59 so that the width-direction thickness profile has a desired shape.

【0091】このようにして製造されるシートは、一般
的にさまざま厚みの製品が出荷されるが、従来の膜厚演
算方法では測定対象であるシートの厚みに応じて、最適
な分光範囲を持つ膜厚測定器に変更する必要があった。
The sheets thus manufactured are generally shipped in various thicknesses. However, the conventional film thickness calculation method has an optimum spectral range according to the thickness of the sheet to be measured. It was necessary to change to a film thickness measuring device.

【0092】また、このようにして製造されたシート
は、一般的に複屈折を有しているが、製造工程の条件に
よってはシートの幅方向で複屈折の大きさや主軸方向の
幅方向の場所によって異なる場合があり、従って複屈折
による分光スペクトルの歪みの程度もシートの幅方向の
場所によって異なる場合があり、得られる干渉波形に応
じた測定方法の切替えを行わない従来の膜厚測定方式で
は分光スペクトルの歪みが大きな場所では膜厚の測定誤
差が大きくなり、測定された厚さプロファイルの精度が
悪くなる。この結果、測定した厚さプロファイルが実際
のフィルムの厚さプロファイルを表していないために、
制御に使用できなかったり、たとえ測定した厚さプロフ
ァイルを所望の形状になるように制御したとしても、製
造したシートの厚さプロファイルは所望の形状とは異な
ったものになってしまう。
The sheet manufactured in this manner generally has birefringence, but depending on the conditions of the manufacturing process, the size of the birefringence in the width direction of the sheet and the location in the width direction of the main axis direction. Therefore, the degree of distortion of the spectral spectrum due to birefringence may also vary depending on the location in the width direction of the sheet, and in conventional film thickness measurement methods that do not switch the measurement method according to the obtained interference waveform. In a place where the distortion of the spectrum is large, the measurement error of the film thickness becomes large, and the accuracy of the measured thickness profile deteriorates. As a result, since the measured thickness profile does not represent the actual film thickness profile,
It cannot be used for control, or even if the measured thickness profile is controlled to have the desired shape, the thickness profile of the manufactured sheet will be different from the desired shape.

【0093】そこで、本発明のシートの製造方法におい
ては、上述した本発明の膜厚測定方法を用いて、シート
の幅方向厚さプロファイルを測定し、測定した厚さプロ
ファイルが所望の形状になるように制御する。これによ
って、分光スペクトルに歪みがあっても高精度に膜厚を
測定することができ、したがって、厚さプロファイルを
所望の形状にすることができる。
Therefore, in the sheet manufacturing method of the present invention, the width direction thickness profile of the sheet is measured by using the above-described film thickness measuring method of the present invention, and the measured thickness profile has a desired shape. To control. Thereby, the film thickness can be measured with high accuracy even if the spectrum is distorted, and thus the thickness profile can be formed into a desired shape.

【0094】また、本発明の膜厚測定方法を用いて測定
したシートの幅方向厚さプロファイルから、製造したシ
ートを評価し、これが一定の規格内からはずれた場に
は、シートを製品としないことで、客先に出荷されるシ
ートの品質を一定以上に保つとともに、その原因となる
工程を調整・修正することで、不良品を製造し続けるこ
とを防止することができる。
Further, the manufactured sheet is evaluated from the thickness profile in the width direction of the sheet measured by the film thickness measuring method of the present invention, and when the sheet is out of a certain standard, the sheet is not considered as a product. Thus, it is possible to prevent the defective products from being continuously manufactured by keeping the quality of the sheet shipped to the customer at a certain level or more and adjusting / correcting the process that causes the sheet.

【0095】[0095]

【実施例】ここで、本発明を用いて膜厚を測定した実施
例について説明する。
EXAMPLES Now, examples in which the film thickness is measured by using the present invention will be described.

【0096】厚さが約6μm、屈折率が1.65のポリ
エステルフィルムAと、厚さが約0.7μm、屈折率
1.65のポリエステルフィルムBを図2に示す測定部
を有する厚さ計を用いて測定した。ただし、フィルムか
らの反射光は1100〜2300nmの範囲で分光し、
膜厚の演算方法はフィルムからの反射光の分光強度スペ
クトルの極値の数が分光範囲中に3つ未満の場合は、分
光強度スペクトルの極値に該当する波長と、予め分光強
度スペクトルの最も長波長側の谷の極値の干渉次数を1
に決定しておき、この決定しておいた干渉次数を用いて
膜厚演算を行い、分光強度スペクトルの極値の数が3つ
以上の場合は、分光強度スペクトルの極値に該当する波
長と、その極値を用いて推定される干渉次数とから膜厚
演算を行うようにした。フィルムからの反射光を110
0〜2300nmの範囲で分光した結果、図6に示す分
光強度スペクトルを得た。図6に示す通り、分光強度ス
ペクトルの極値の数は、約0.7μmのフィルムでは1
つ検出でき、約6μmのフィルムでは6つ検出できた。
また、従来の測定器では、このように分光強度スペクト
ルの極値の数が大きく異なるサンプルについては、一つ
の測定器で測定することはできなかった。
A polyester film A having a thickness of about 6 μm and a refractive index of 1.65 and a polyester film B having a thickness of about 0.7 μm and a refractive index of 1.65 have a measuring section shown in FIG. Was measured using. However, the reflected light from the film is dispersed in the range of 1100 to 2300 nm,
When the number of extrema of the spectral intensity spectrum of the reflected light from the film is less than three in the spectral range, the film thickness is calculated according to the wavelength corresponding to the extremal value of the spectral intensity spectrum and the most of the spectral intensity spectrum in advance. The interference order of the extreme value of the valley on the long wavelength side is 1
If the number of extrema of the spectral intensity spectrum is three or more, the wavelength corresponding to the extremal value of the spectral intensity spectrum is determined. , And the film thickness is calculated from the interference order estimated using the extreme value. 110 reflected light from the film
As a result of spectral analysis in the range of 0 to 2300 nm, the spectral intensity spectrum shown in FIG. 6 was obtained. As shown in FIG. 6, the number of extreme values of the spectral intensity spectrum is 1 for a film of about 0.7 μm.
One could be detected, and six could be detected with a film of about 6 μm.
In addition, with the conventional measuring instrument, it was not possible to measure with a single measuring instrument, with respect to samples in which the number of extreme values of the spectral intensity spectrum is greatly different.

【0097】図6に示す分光強度スペクトルより本発明
を用いて膜厚を測定した結果を以下に示す。
The results of measuring the film thickness using the present invention from the spectral intensity spectrum shown in FIG. 6 are shown below.

【0098】まず、ポリエステルフィルムAは、図6に
示す分光強度スペクトルの極値の数が6であることか
ら、膜厚演算方法は、分光強度スペクトルの極値に該当
する波長とその極値の数を用いて推定される干渉次数と
から膜厚演算を行う膜厚演算方法が選択される。ポリエ
ステルフィルムAの分光強度スペクトルの6つの極値の
山−谷に該当する波長を検出し、検出された極値につい
て、それぞれ隣り合う極値の波長とから推定膜厚を演算
する。次に、演算された推定膜厚をもとに、干渉の次数
を計算し、計算した干渉次数から実際の干渉次数を推定
し、推定した干渉次数と分光強度スペクトルの各極値に
該当する波長とから膜厚を演算する。その結果を表1に
示す。
First, in the polyester film A, since the number of extreme values of the spectral intensity spectrum shown in FIG. 6 is 6, the film thickness calculation method is to determine the wavelength corresponding to the extreme value of the spectral intensity spectrum and its extreme value. The film thickness calculation method for calculating the film thickness is selected from the interference order estimated using the number. The wavelengths corresponding to the peaks and valleys of the six extreme values of the spectral intensity spectrum of the polyester film A are detected, and the estimated film thickness is calculated for the detected extreme values from the wavelengths of the adjacent extreme values. Next, the interference order is calculated based on the calculated estimated film thickness, the actual interference order is estimated from the calculated interference order, and the estimated interference order and the wavelength corresponding to each extremum of the spectral intensity spectrum are calculated. The film thickness is calculated from The results are shown in Table 1.

【0099】[0099]

【表1】 [Table 1]

【0100】表1に示すとおり、膜厚演算結果は約5.
9μmと安定した測定結果を示しており、これらを平均
した値5.954μmが膜厚演算結果となる。
As shown in Table 1, the film thickness calculation result is about 5.
A stable measurement result of 9 μm is shown, and an average value of 5.954 μm is the film thickness calculation result.

【0101】ポリエステルフィルムBは、図6に示す分
光強度スペクトルの極値の数が1であることから、膜厚
演算方法は分光強度スペクトルの極値の波長と予め決定
しておいた干渉次数とを膜厚演算を行う方法が選択され
る。ポリエステルフィルムBの分光強度スペクトルの極
値は一つだけ検出できており、この極値は山側である。
予め、分光強度スペクトルの最も長波長側の谷側の極値
の次数を1と決定していることから、山側であるこの極
値の次数は1.5と決定される。この決定された次数と
極値の波長とから膜厚を演算する。その結果を表2に示
す。
Since the number of extreme values of the spectral intensity spectrum shown in FIG. 6 is 1 for the polyester film B, the film thickness calculation method uses the wavelength of the extreme value of the spectral intensity spectrum and the predetermined interference order. The method for calculating the film thickness is selected. Only one extreme value of the spectral intensity spectrum of the polyester film B can be detected, and this extreme value is on the mountain side.
Since the order of the extreme value on the valley side on the longest wavelength side of the spectral intensity spectrum is previously determined to be 1, the order of this extreme value on the mountain side is determined to be 1.5. The film thickness is calculated from the determined order and the wavelength of the extreme value. The results are shown in Table 2.

【0102】[0102]

【表2】 [Table 2]

【0103】表2に示すとおり、膜厚は0.664μm
と求めることができる。
As shown in Table 2, the film thickness is 0.664 μm.
Can be asked.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の膜厚測定
方法は、測定対象が幅広いレンジであっても膜厚が高精
度に測定できる。したがって、本発明のシートの製造方
法によってシートの厚さプロファイルを正確に測定し、
これを所望の形状に制御することで、幅広い厚みの製品
に対して、厚さプロファイルを制御することができ、製
造したシートの品位が向上する。また、本発明のシート
の製造方法によってシートの厚さプロファイルを正確に
測定し、これを用いて品質管理をすることで、不良品を
客先に流出することを防げるとともに、不良の原因とな
る工程を修正することで、不良品のさらなる製造を防ぐ
ことができ、結果としてシートのコストダウンが可能に
なる。
As described above, according to the film thickness measuring method of the present invention, the film thickness can be measured with high accuracy even when the measurement target is in a wide range. Therefore, the thickness profile of the sheet is accurately measured by the sheet manufacturing method of the present invention,
By controlling this to a desired shape, the thickness profile can be controlled for products with a wide range of thickness, and the quality of the manufactured sheet is improved. Further, by accurately measuring the thickness profile of the sheet by the method for producing a sheet of the present invention and performing quality control using this, it is possible to prevent defective products from flowing out to the customer and cause defects. By correcting the process, it is possible to prevent further manufacturing of defective products, and as a result, it becomes possible to reduce the cost of the sheet.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における、膜厚測定方法のフ
ローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart of a film thickness measuring method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における、光干渉式膜厚測定
装置を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an optical interference type film thickness measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図3】光干渉を用いた膜厚測定の原理図である。FIG. 3 is a principle diagram of film thickness measurement using optical interference.

【図4】光干渉を用いた膜厚測定における分光強度スペ
クトルを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a spectral intensity spectrum in film thickness measurement using optical interference.

【図5】本発明の一実施例におけるシートの製造設備の
全体概略構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an overall schematic configuration of a sheet manufacturing facility according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例によるシートの幅方向膜厚プ
ロファイルの測定結果である。
FIG. 6 is a measurement result of a width-direction film thickness profile of a sheet according to an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20:測定対象 21:光源 22:投光部 23:入射光 24:反射光 25:光路変換部 26:分光部 27:データ処理装置 51:シート 52:延伸装置 53:押出機 54:口金 55:冷却ロール 56:巻取機 57:搬送ロール 58:厚さ計 59:制御手段 20: Measurement target 21: Light source 22: Projector 23: Incident light 24: Reflected light 25: Optical path changing unit 26: Spectroscopic unit 27: Data processing device 51: Sheet 52: Stretching device 53: Extruder 54: Base 55: Cooling roll 56: Winding machine 57: Transport roll 58: Thickness gauge 59: Control means

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Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】測定対象に光を照射し、測定対象からの反
射光または透過光を波長毎に分光して得られる干渉波形
から、測定対象の膜厚を求める膜厚測定方法であって、
得られた干渉波形の極値の数または該干渉波形の振幅を
予め設定した基準値と比較し、その結果に応じて複数の
異なる膜厚演算方法の中から一の膜厚演算方法を選択し
て膜厚演算を行うことを特徴とする膜厚測定方法。
1. A film thickness measuring method for obtaining a film thickness of an object to be measured from an interference waveform obtained by irradiating the object to be measured with light and dispersing reflected light or transmitted light from the object to be measured for each wavelength.
The number of extreme values of the obtained interference waveform or the amplitude of the interference waveform is compared with a preset reference value, and one film thickness calculation method is selected from a plurality of different film thickness calculation methods according to the result. A film thickness measuring method, characterized in that a film thickness calculation is performed.
【請求項2】前記複数の膜厚演算方法が、干渉波形の複
数の極値に該当するそれぞれの波長から膜厚を演算する
方法、干渉波形の極値に該当する波長と予め決定してお
いた干渉の次数から膜厚を演算する方法、干渉波形の極
値に該当する波長とその極値を用いて推定した干渉の次
数から膜厚を演算する方法、カーブフィッティングによ
り膜厚を演算する方法、および、干渉波形を周波数解析
した結果に基づいて膜厚を演算する方法から選ばれた少
なくとも2つの方法である請求項1に記載の膜厚測定方
法。
2. A method of calculating a film thickness from respective wavelengths corresponding to a plurality of extreme values of an interference waveform, wherein the plurality of film thickness computing methods is determined in advance as a wavelength corresponding to an extreme value of the interference waveform. The method of calculating the film thickness from the interference order, the method of calculating the film thickness from the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and the interference order estimated using the extreme value, and the method of calculating the film thickness by curve fitting And at least two methods selected from the method of calculating the film thickness based on the result of frequency analysis of the interference waveform.
【請求項3】得られた干渉波形の極値の数または振幅が
基準値未満であるか、基準値以上であるかによって、膜
厚演算方法を選択する請求項1または2に記載の膜厚測
定方法。
3. The film thickness calculation method according to claim 1, wherein the film thickness calculation method is selected depending on whether the number or amplitude of the extreme values of the obtained interference waveform is less than the reference value or more than the reference value. Measuring method.
【請求項4】連続的に膜厚測定を行なうに際して、前記
基準値が、上限値と下限値とからなり、得られた干渉波
形の極値の数または振幅が、前回測定時は上限値未満で
あって今回測定時は上限値以上である場合および前回測
定時は下限値以上であり、今回測定時は下限値未満であ
る場合のいずれかの場合にのみ、前記膜厚演算方法の選
択を行う請求項1〜3のいずれかに記載の膜厚測定方
法。
4. When continuously measuring a film thickness, the reference value is composed of an upper limit value and a lower limit value, and the number or amplitude of extreme values of the obtained interference waveform is less than the upper limit value in the previous measurement. Therefore, the film thickness calculation method should be selected only when the current measurement is greater than or equal to the upper limit value, the previous measurement is greater than or equal to the lower limit value, and the current measurement is less than or equal to the lower limit value. The film thickness measuring method according to claim 1, which is performed.
【請求項5】干渉波形の極値の数が予め設定された値未
満の場合は、干渉波形の極値に該当する波長と予め決定
しておいた干渉の次数から膜厚を演算する方法を選択
し、干渉波形の極値の数が予め設定された値以上の場合
は、干渉波形の極値に該当する波長とその極値を用いて
推定した干渉の次数から膜厚を演算する方法を選択する
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の膜
厚測定方法。
5. When the number of extreme values of the interference waveform is less than a preset value, a method of calculating the film thickness from the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and the predetermined order of interference is provided. If the number of extreme values of the interference waveform is selected or more than the preset value, the method of calculating the film thickness from the wavelength corresponding to the extreme value of the interference waveform and the order of interference estimated using the extreme value is selected. It selects, The film thickness measuring method in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
【請求項6】測定対象に光を照射する光照射手段と、光
照射手段からの光に対する測定対象からの反射光または
透過光を受光する受光手段と、この受光手段によって受
光された反射光を波長毎に分光する分光手段と、この分
光手段により分光された光をその強度に応じて電気信号
に変換する信号変換手段と、この信号変換手段で得られ
た電気信号の信号波形の極値の数または該信号波形の振
幅を検出する検出手段と、検出手段により検出された信
号波形の極値の数または振幅に応じて、複数の異なる膜
厚演算方法の中から一の膜厚演算方法を選択する選択手
段と、選択された膜厚演算方法によって膜厚を演算する
膜厚演算手段とを有することを特徴とする膜厚測定装
置。
6. A light irradiating means for irradiating a measuring object with light, a light receiving means for receiving reflected light or transmitted light from the measuring object with respect to the light from the light irradiating means, and the reflected light received by the light receiving means. A spectroscopic unit that disperses for each wavelength, a signal conversion unit that converts the light dispersed by this spectroscopic unit into an electric signal according to its intensity, and an extreme value of the signal waveform of the electric signal obtained by this signal conversion unit. A film thickness calculating method from among a plurality of different film thickness calculating methods according to the number or the amplitude of the signal waveform and the number or amplitude of the extreme values of the signal waveform detected by the detecting means. A film thickness measuring device comprising: a selecting device for selecting and a film thickness calculating device for calculating a film thickness according to the selected film thickness calculating method.
【請求項7】間隙を有する口金から樹脂を吐出してシー
トを製造するに際し、シートの厚みを請求項6に記載の
膜厚測定装置を用いて測定し、得られた測定値に基づい
て口金の間隙を制御することを特徴とするシートの製造
方法。
7. When a resin is discharged from a die having a gap to manufacture a sheet, the thickness of the sheet is measured using the film thickness measuring device according to claim 6, and the die is based on the obtained measurement value. A method for manufacturing a sheet, comprising controlling the gap between the sheets.
【請求項8】測定対象に光を照射し、測定対象からの反
射光または透過光を波長毎に分光することによって得ら
れた干渉波形から測定対象の膜厚を求める工程をコンピ
ュータに実行させるプログラムであって、干渉波形の極
値の数または該干渉波形の振幅を検出する検出工程と、
検出工程により検出された干渉波形の極値の数または振
幅に応じて、複数の異なる膜厚演算方法の中から一の膜
厚演算方法を選択する選択工程と、選択された膜厚演算
方法によって膜厚を演算する膜厚演算工程とを有するこ
とを特徴とするプログラム。
8. A program for causing a computer to execute a step of obtaining a film thickness of an object to be measured from an interference waveform obtained by irradiating the object to be measured with light and dispersing reflected light or transmitted light from the object to be measured for each wavelength. And a detection step of detecting the number of extreme values of the interference waveform or the amplitude of the interference waveform,
Depending on the number or amplitude of extreme values of the interference waveform detected in the detection step, a selection step of selecting one film thickness calculation method from a plurality of different film thickness calculation methods, and a selected film thickness calculation method. A film thickness calculating step of calculating a film thickness.
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