JP2008038198A - Method and device for measuring metal oxidation degree of metal vapor-deposited film, and method and device for measuring film thickness - Google Patents
Method and device for measuring metal oxidation degree of metal vapor-deposited film, and method and device for measuring film thickness Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008038198A JP2008038198A JP2006213696A JP2006213696A JP2008038198A JP 2008038198 A JP2008038198 A JP 2008038198A JP 2006213696 A JP2006213696 A JP 2006213696A JP 2006213696 A JP2006213696 A JP 2006213696A JP 2008038198 A JP2008038198 A JP 2008038198A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- vapor deposition
- film
- deposition film
- oxidation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
本発明は、金属蒸着膜の金属酸化度測定方法、金属酸化度測定装置、膜厚測定方法及び膜厚測定装置に関し、例えば蒸着用フィルムに蒸着した酸化コバルトの酸化度、膜厚を測定する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method for measuring a metal oxidation degree of a metal vapor-deposited film, a metal oxidation degree measuring apparatus, a film thickness measuring method, and a film thickness measuring apparatus, for example, a method for measuring the oxidation degree and film thickness of cobalt oxide deposited on a film for vapor deposition. And an apparatus.
従来より、蒸着用フィルム上に形成した金属蒸着膜の特性については種々、研究されている。例えば、特開昭61−9575号(特許文献1)では、蒸着位置とフィルム巻き取り位置との間に、2個のセンサを設置して、蒸着膜製造中に蒸着膜組成変化を検出する装置を開示している。すなわち、2個のセンサより得られる透過率及び反射率の値は一定の関係を保つ。よって蒸着過程における蒸着膜の組成ずれは、この透過率および反射率の相対関係に誤差を生じることで判明できる、としている。 Conventionally, various studies have been made on the characteristics of metal vapor deposition films formed on vapor deposition films. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-9575 (Patent Document 1), an apparatus for detecting a change in vapor deposition film composition during the production of a vapor deposition film by installing two sensors between the vapor deposition position and the film winding position. Is disclosed. That is, the transmittance and reflectance values obtained from the two sensors maintain a certain relationship. Therefore, the composition deviation of the deposited film in the deposition process can be determined by causing an error in the relative relationship between the transmittance and the reflectance.
また、特開昭63−473号(特許文献2)では、基板へ形成される薄膜の膜厚と、薄膜と基板を総合した反射率および透過率をインプロセスで測定し、この3種の測定信号により、薄膜の屈折率n、消衰係数kを算出したる後、この算出値n、kのうち少なくとも一つを予め設定した屈折率n0、消衰係数k0に近づけるように薄膜形成条件を制御することにより、インプロセスによる組成制御を実現し、所望の薄膜組成を得ることができる、としている。
以上の特許文献1では蒸着膜の組成変化を検出するものであり、蒸着膜の金属の酸化度を測定するものではない。また膜厚を測定するものでもない。 In the above Patent Document 1, the composition change of the deposited film is detected, and the degree of metal oxidation of the deposited film is not measured. Also, it does not measure the film thickness.
また特許文献2では、薄膜の組成制御をするものであり、薄膜中の金属の酸化度を測定するものではない。また膜厚を測定するものでもない。
In
他方、蒸着用フィルムに形成する、例えば酸化コバルト層の酸化度を測定する場合、現在はオージェ電子分光分析法(以下AESという)などを用いて、製造後にサンプルを抽出して机上にて測定を行っている。従って、異常を検知したときの製造工程へのフィードバックに遅れが生じ、製品歩留まりを悪化させてしまう。 On the other hand, when measuring the degree of oxidation of a cobalt oxide layer formed on a film for vapor deposition, for example, currently using Auger Electron Spectroscopy (hereinafter referred to as AES), a sample is extracted after production and measured on a desk. Is going. Therefore, there is a delay in feedback to the manufacturing process when an abnormality is detected, and product yield is deteriorated.
更にAESは破壊測定であり、かつ小型化が困難であるため、インラインの測定は困難である。 Furthermore, since AES is a destructive measurement and it is difficult to reduce the size, in-line measurement is difficult.
簡易的に、フィルム表面の反射率の変動をインライン測定することで酸化度の変動をモニターしているが、フィルム表面の反射率は酸化コバルト層の膜厚変動に依存してしまい、正確に酸化度を導きだすには至っていない。更にPETなどのフィルムと磁性層の界面の酸化度までは測定できていないのが現状である。 The fluctuation in the degree of oxidation is monitored simply by measuring the fluctuation in the reflectance on the film surface in-line, but the reflectance on the film surface depends on the fluctuation in the film thickness of the cobalt oxide layer and is accurately oxidized. It has not led to a degree. Furthermore, the present situation is that the degree of oxidation at the interface between a film such as PET and the magnetic layer cannot be measured.
またインラインでの酸化コバルト層の膜厚測定として、透過率の変化より膜厚を算出しているが、フィルムの透過率は酸化度の変動に依存してしまい、正確に膜厚を測定できていないのが現状である。 In addition, the film thickness of the cobalt oxide layer inline is calculated from the change in transmittance. However, the transmittance of the film depends on the change in the degree of oxidation, and the film thickness can be measured accurately. There is no current situation.
以上により、本願発明の課題は、蒸着用フィルムに形成される蒸着膜の金属酸化度または膜厚を、それぞれ、膜厚に依存することなく、または酸化度に依存することなく、常に正確に測定することができる金属蒸着膜の金属酸化度測定方法、金属酸化度測定装置、膜厚測定方法及び膜厚測定装置を提供することである。 As described above, the problem of the present invention is that the degree of metal oxidation or film thickness of the deposited film formed on the film for vapor deposition is always accurately measured without depending on the film thickness or the degree of oxidation, respectively. An object of the present invention is to provide a metal oxide film measuring method, a metal oxide film measuring apparatus, a film thickness measuring method, and a film thickness measuring apparatus for a metal deposited film.
以上の課題は、巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度,巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取り、かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記巻き取りロールと前記冷却ロールとの間で前記蒸着用フィルムの表面に近接して表面反射率センサ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の膜厚に依存することなく前記金属蒸着膜中の金属酸化度を演算で求めるようにしたことを特徴とする金属蒸着膜の金属酸化度測定方法、によって解決される。 The above-mentioned problems are that the vapor deposition film unwound from the unwinding roll is wound around the cooling roll at a predetermined angle, the metal vapor is deposited from below, wound on the winding roll, and upstream and downstream of the metal vapor. In a metal vapor deposition film forming apparatus in which oxygen is supplied from the side, a surface reflectance sensor and a transmittance sensor are disposed between the winding roll and the cooling roll in proximity to the surface of the vapor deposition film. The metal oxidation degree in the metal vapor deposition film is calculated from the detection values of the surface reflectance sensor and the transmittance sensor without depending on the film thickness of the metal vapor deposition film. This is solved by a method for measuring the degree of metal oxidation of a deposited film.
また、以上の課題は、巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度、巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取られ、前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記蒸着ロールと前記巻き取りロールとの間で前記蒸着用フィルム表面に近接して表面反射率センサ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の膜厚に依存することなく前記金属蒸着膜中の金属酸化度を演算で求める演算部を備えていることを特徴とする金属蒸着膜の金属酸化度測定装置、によって解決される。 Further, the above-described problem is that the vapor deposition film unwound from the unwinding roll is wound on the cooling roll at a predetermined angle and wound, and the metal vapor is deposited from below and wound on the take-up roll. In the metal vapor deposition film forming apparatus that supplies oxygen from the downstream side, a surface reflectance sensor and a transmittance sensor are disposed between the vapor deposition roll and the take-up roll in proximity to the vapor deposition film surface. And a calculation unit for calculating the metal oxidation degree in the metal vapor deposition film from the detection values of the surface reflectance sensor and the transmittance sensor without depending on the film thickness of the metal vapor deposition film. It solves by the metal oxidation degree measuring apparatus of the metal vapor deposition film characterized.
また、以上の課題は、巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度、巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取り、かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記冷却ロールと前記巻き取りロールとの間で前記蒸着用フィルムの表面に近接して表面サ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の酸化度変動に依存することなく前記金属蒸着膜の膜厚を演算で求めるようにしたことを特徴とする金属蒸着膜の膜厚測定方法、によって解決される。 In addition, the above-mentioned problems are that the vapor deposition film unwound from the unwinding roll is wound on the cooling roll at a predetermined angle, wound with metal vapor from below, wound on the winding roll, and upstream of the metal vapor. And a metal vapor deposition film forming apparatus configured to supply oxygen from the downstream side, and a surface sensor and a transmittance sensor are disposed between the cooling roll and the take-up roll in proximity to the surface of the vapor deposition film. The metal vapor deposition is characterized in that the film thickness of the metal vapor deposition film is calculated from the detection values of the surface reflectance sensor and the transmittance sensor without depending on the fluctuation of the oxidation degree of the metal vapor deposition film. This is solved by a film thickness measuring method.
また、以上の課題は、巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度、巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取り,かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記冷却ロールと前記巻き取りロールとの間で前記蒸着用フィルムの表面に近接して表面サ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の酸化度変動に依存することなく前記金属蒸着膜の膜厚を演算で求める演算部を備えているようにしたことを特徴とする金属蒸着膜の膜厚測定装置、によって解決される。 In addition, the above-described problems are that the vapor deposition film unwound from the unwinding roll is wound on the cooling roll at a predetermined angle and wound, and metal vapor is deposited from below, wound on the take-up roll, and upstream of the metal vapor. And a metal vapor deposition film forming apparatus configured to supply oxygen from the downstream side, and a surface sensor and a transmittance sensor are disposed between the cooling roll and the take-up roll in proximity to the surface of the vapor deposition film. In addition, a calculation unit is provided that calculates the film thickness of the metal vapor deposition film from the detection values of the surface reflectance sensor and the transmittance sensor without depending on the variation in the degree of oxidation of the metal vapor deposition film. This is solved by a device for measuring the thickness of a metal vapor-deposited film.
蒸着膜の金属酸化度を膜厚に依存することなくインラインで測定することができる。また膜厚を金属酸化度に依存することなくインラインで測定することができる。 The metal oxidation degree of the deposited film can be measured in-line without depending on the film thickness. Further, the film thickness can be measured in-line without depending on the metal oxidation degree.
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態によるコバルト蒸着膜形成装置の全体の概略図であるが、真空槽1内は図示せずとも、真空排気系により真空とされている。巻き出しロール2から順次、巻き出される蒸着用フィルム3(例えば、PETでなる)は冷却ロール4に図示するように約180度に卷装され、巻き取りロール5に巻き取られる。
FIG. 1 is an overall schematic view of a cobalt deposited film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, but the inside of the vacuum chamber 1 is evacuated by an evacuation system, not shown. The vapor deposition film 3 (made of PET, for example) that is sequentially unwound from the
冷却ロール4の斜め下方には坩堝6が配設され、この坩堝6内にはコバルト金属が充填されている。この斜め上方に配設された電子銃7から電子eが坩堝6内のコバルト金属に照射され、この金属材料を加熱し溶解する。坩堝6からは図示するようにコバルト金属の蒸気mが冷却ロール4に向かって立ち上る。
A
この蒸気mに向かってフィルム走行方向に関し上流側に配設された上流側酸素導入管8から酸素が吹き込まれる。更に下流側に配設された下流側酸素導入管9からも酸素が吹き込まれる。 Oxygen is blown toward the steam m from an upstream oxygen introduction pipe 8 disposed on the upstream side in the film traveling direction. Furthermore, oxygen is also blown from the downstream oxygen introduction pipe 9 disposed on the downstream side.
このようにして酸化コバルトが蒸着用フィルム3上に蒸着されるのであるが、図2に示すように酸化コバルト蒸着フィルム20の上層から順にフィルム層23(すなわち、蒸着用フィルム3)、界面コバルト層22及び膜中酸化コバルト層21、からなっている。このような酸化コバルト蒸着フィルム20の表面側、すなわち膜中酸化コバルト層21側に近接して表面反射率センサ10が配設され、裏面側には裏面反射率センサ12が配設されている。なお、界面酸化コバルト層22の厚さは、膜中酸化コバルト層21に比べると全体の15〜20%程度である。
In this way, cobalt oxide is deposited on the
さらに表面反射率センサ10の下流側には透過率センサ11の発光部11a が同様に近接して配設されている。この発光部11aに対向して酸化コバルト蒸着フィルム20を挟んで透過率センサ11の受光部11bが酸化コバルト蒸着フィルム20の裏面側、すなわち蒸着用フィルム層23(図2)に近接して配設されている。このように冷却ロール4と巻き取りロール5との間に表面反射率センサ10、透過率センサ11、裏面反射率センサ12が配設されている。
Further, the light emitting portion 11a of the transmittance sensor 11 is similarly disposed in the vicinity of the downstream side of the
表面反射率センサ10、透過率センサ11a、11b、裏面反射率センサ12への入力線及びそれらからの出力線は真空槽1の開口に気密に取り付けたシール部材Rを介して大気中に配設された反射率/透過率測定装置13に電気的に接続される。ここで標準の反射体に対する表面反射率センサ10または裏面反射率センサ12の検出値に対する割合を演算して、図3のグラフの縦軸Yに目盛られる反射率yがデータとして演算装置14に供給される。また透過率基準用NDフィルタに対する透過率と、透過率センサ11の検出値と比較して図3のグラフの横軸Xに目盛られる透過率xがデータとして演算装置14に供給される。
The input lines to the
本発明の第一の実施の形態では、標準条件(実際の製造条件に応じて決められる)での膜厚を標準膜厚とされる。 In the first embodiment of the present invention, the film thickness under standard conditions (determined according to actual manufacturing conditions) is set as the standard film thickness.
膜厚の増減は蒸着用フィルム3の走行速度や坩堝6のコバルト金属蒸気mの蒸発速度によって変えられるが、本実施の形態では図3で示すように、この標準膜厚に対し+10%、+20%、―10%、−20%の膜厚と変化させて、それぞれの膜厚において標準条件での酸化度に対し+10%、+20%及び−10%、−20%と酸化度を増減させて、透過率x、反射率yを測定する。図3のグラフでは界面酸化度は一定としている。すなわち、上流側酸素導入管8からの酸素導入量は一定とされている。
The increase / decrease of the film thickness can be changed by the traveling speed of the
図3において、近似曲線y1、y2、y3、y4はそれぞれ酸化度−20%、−10%、標準酸化度、酸化度+10%に対する反射率yと透過率xとで定まる測定点(x、y)の4点、4点、3点、4点を結ぶ近似曲線である。但し、酸化度+20%では、2点しか測定データが得られなかったので、近似曲線は求められなかった。なお、酸化度は下流側酸素導入管9から導出させる酸素量0L/分で定まるが、標準酸化度は実際の製造条件での酸素量、例えば1.0L/分、であるとされる。 In FIG. 3, approximate curves y 1, y 2, y 3, and y 4 are measurement points determined by reflectance y and transmittance x with respect to an oxidation degree of −20%, −10%, a standard oxidation degree, and an oxidation degree of + 10%, respectively. It is an approximate curve connecting four points, four points, three points, and four points of (x, y). However, when the degree of oxidation was + 20%, only two points of measurement data were obtained, so an approximate curve could not be obtained. The degree of oxidation is determined by the amount of oxygen 0 L / min derived from the downstream oxygen introduction pipe 9, but the standard degree of oxidation is assumed to be the amount of oxygen under actual manufacturing conditions, for example, 1.0 L / min.
近似曲線y1、y2、y3、y4に対する対数曲線の関数は図3の角に記載する通りである。 The logarithmic curve functions for the approximate curves y 1, y 2, y 3, y 4 are as described in the corners of FIG.
例えば y1=3.557Ln(x)+45.849 である。
R2=0.9725 Rは重相関係数である。1に近く良好な相関が得られている。他のy2 、y3、y4 についても同様である。
上式でy1は反射率であり、xは透過率であるが、3.557、 45.849は酸化度―20%での常数である。
For example, y 1 = 3.557Ln (x) +45.849.
R 2 = 0.9725 R is a multiple correlation coefficient. A good correlation close to 1 is obtained. The same applies to the other y 2 , y 3 and y 4 .
In the above equation, y 1 is a reflectance and x is a transmittance, but 3.557 and 45.849 are constants at an oxidation degree of −20%.
図3のグラフは、蒸着フィルム20の透過率をX軸、フィルムの反射率をY軸とする。グラフ上にプロットされているデータ(x、y)は、標準条件の膜中酸化度から±10%、±20%と膜中酸化度を変更させたサンプルと、標準条件の膜厚から±10%、±20%と膜厚を変更させたサンプルのフィルム20の透過率とフィルム20表面の反射率を測定した各結果である。膜中酸化度を一定とし、膜厚条件を変更したサンプルは図3にある曲線y1、y2、y3、y4の自然対数関数に曲線近似し、良好な相関が得られる。それぞれの近似曲線の自然対数関数を
y=a*Ln(x)+b (式1)
とし、その係数a、bを抽出したものをY軸、膜中酸化度をX軸としたグラフが図4である。図4のX軸は標準の膜中酸化度を100として表現している。膜中酸化度の変動に対し、図3の自然対数関数の係数a、bは直線近似し、良好な相関関係が得られる。図4より、膜中酸化度sと係数a、bとの関係を求める線形一次関数
a=0.0425*s+0.2558 (式2)
b=−0.6891*s+100.62 (式3)
が得られる。ここで、sは膜中酸化度を示す。
In the graph of FIG. 3, the transmittance of the deposited
FIG. 4 is a graph in which the coefficients a and b are extracted as the Y axis and the in-film oxidation degree as the X axis. The X axis in FIG. 4 represents the standard in-film oxidation degree as 100. The coefficients a and b of the natural logarithmic function in FIG. 3 are linearly approximated with respect to the variation in the oxidation degree in the film, and a good correlation is obtained. From FIG. 4, a linear linear function for obtaining the relationship between the in-film oxidation degree s and the coefficients a and b: a = 0.0425 * s + 0.2558 (Formula 2)
b = −0.6891 * s + 100.62 (Formula 3)
Is obtained. Here, s indicates the degree of oxidation in the film.
(式2)(式3)中の数値は、今回の検討で得られた数値であり、反射率/透過率の基準が変更となる場合は、再度、図3のデータを取り直し、(式2)(式3)を求める必要がある。然しながら、これは反射率/透過率測定装置13内の基準変更をするだけで簡単にできる。ここで基準とは、反射率・透過率を校正するために測定前に予め、基準となるべき物体を測定する必要があるが、その物体を指す。例えば、反射率は一定の反射率をもつ反射板、透過率は一定の透過率をもつNDフィルタとなる。
The numerical values in (Expression 2) and (Expression 3) are the values obtained in this study. When the reflectance / transmittance reference is changed, the data in FIG. ) (Equation 3) must be obtained. However, this can be done simply by changing the reference in the reflectance /
図4の関数(式2)(式3)を図3の(式1)へ代入すると、
y=(0.0425*s+0.2558)*Ln(x)+(−0.6891*s+100.62)(式4)となる。
Substituting the functions (Equation 2) and (Equation 3) in FIG. 4 into (Equation 1) in FIG.
y = (0.0425 * s + 0.2558) * Ln (x) + (− 0.6891 * s + 100.62) (Formula 4)
更に、(式4)の膜中酸化度sを左辺に持っていくと、
s=(y−100.62+0.2558*Ln(x))/(0.0425*Ln(x)−0.6891)(式5)となる。図3より、xは透過率、yは表面の反射率であることから、フィルムの透過率と表面反射率の測定結果を(式5)のx、yへ代入することにより、膜中酸化度sを求めることができる。
Furthermore, when the in-film oxidation degree s of (Equation 4) is taken to the left side,
s = (y−100.62 + 0.2558 * Ln (x)) / (0.0425 * Ln (x) −0.6891) (Formula 5) From FIG. 3, since x is the transmittance and y is the reflectance of the surface, by substituting the measurement results of the transmittance and the surface reflectance of the film into x and y in (Equation 5), the degree of oxidation in the film s can be obtained.
界面酸化度の変動は、裏面の反射率と透過率を変動させるが、表面側の反射率には影響しない。界面酸化度の変動時、透過率の変動は膜厚の変動と同様の挙動を示すため、膜中酸化度を測定する手法には影響を及ぼさない。 The change in the degree of interface oxidation changes the reflectance and transmittance on the back surface, but does not affect the reflectance on the front surface side. When the degree of interfacial oxidation varies, the variation in transmittance exhibits the same behavior as the variation in film thickness, and therefore does not affect the method for measuring the degree of oxidation in the film.
また、裏面の反射率は膜厚変動依存が少ないため、界面酸化度は膜中の酸化度のような導出方法を採る必要はなく、裏面の反射率の変動のみで界面酸化度を求めることができる。 In addition, since the reflectivity of the back surface is less dependent on the film thickness variation, it is not necessary to use a derivation method for the degree of interface oxidation such as the degree of oxidation in the film. it can.
図5、図6は本発明の第2の実施の形態を示し、酸化度に依存せず膜厚を反射率と透過率から演算で求める場合である。近似曲線y1は標準膜厚に対し−20%の膜厚に関し酸化度を−20%、−10%、標準、+10%、+20%としたときの反射率と透過率との関係を表わす。 FIG. 5 and FIG. 6 show a second embodiment of the present invention, which is a case where the film thickness is obtained from the reflectance and transmittance without depending on the degree of oxidation. The approximate curve y 1 represents the relationship between the reflectance and transmittance when the oxidation degree is −20%, −10%, standard, + 10%, + 20% with respect to the film thickness of −20% with respect to the standard film thickness.
近似曲線y2 は標準膜厚に対し−10%の膜厚に関し酸化度を−20%、−10%、+10%、+20%としたときの反射率と透過率との関係を表わす。 The approximate curve y 2 represents the relationship between the reflectance and the transmittance when the oxidation degree is −20%, −10%, + 10%, + 20% with respect to the film thickness of −10% with respect to the standard film thickness.
同様に近似曲線y3は標準膜厚に対し+10%の膜厚に関し酸化度を−20%、−10%、+10%、+20%としたときの反射率と透過率との関係を表わす。自然対数関数はそれぞれ図5中に記載されているが、
例えば、
y1=−21.592Ln(x)+124.57
R2=0.9973
ここでもRは1に近く相関は良好である。
Similarly, the approximate curve y 3 represents the relationship between the reflectance and the transmittance when the oxidation degree is −20%, −10%, + 10%, + 20% with respect to the film thickness of + 10% with respect to the standard film thickness. Natural logarithmic functions are described in FIG.
For example,
y 1 = -21.592 Ln (x) +124.57
R 2 = 0.9973
Again, R is close to 1 and the correlation is good.
常数の−21.592、124.57はy2 y3では異なるが、これらを代表してa、b とし、縦軸にとり、横軸に膜厚tをとる。図5の数値データから、それぞれ3個のスポットが得られる。これらは直線近似される。
すなわち、
a=0.0787t―27.748
b=−1.4733t+241.57
R2はそれぞれ0.9974 、0.9775であり、相関は良好である。tは膜厚である。上記の数値は今回の検討で得られた数値であり、反射率、透過率の基準が変更となる場合は、図5のデータを取り直し、a、bの式を求める必要がある。然しながら、第一の実施の形態と同様に、反射率/透過率測定装置13内の先の基準反射率、基準透過率と新規のそれらとの関係が特定できるのであれば、演算だけで先のデータを変更することが可能である。
Although the constants −21.592 and 124.57 are different in y 2 y 3 , these are represented as a and b, and the vertical axis represents the film thickness t. Three spots can be obtained from the numerical data in FIG. These are linearly approximated.
That is,
a = 0.0787t−27.748
b = -1.4733t + 241.57
R 2 is 0.9974 and 0.9775, respectively, and the correlation is good. t is the film thickness. The above numerical values are obtained in this study. When the reflectance and transmittance standards are changed, it is necessary to re-acquire the data in FIG. 5 and obtain the expressions a and b. However, as in the first embodiment, if the previous reference reflectance in the reflectance /
一般式 y=a*Ln(x)+bに上述のa、b を代入すると、
y=(0.0787t―27.748)*L(x)+(−1.4733t+241.57)となる。
この式中の膜厚tを左辺にもっていくと、
t=(y−241.57+27.748*Ln(x)/ (0.0787*Ln(x)−1.4733)となる。 式(1)
図5よりxは透過率、yは反射率であることから.蒸着フィルムの透過率と反射率の測定結果を上式のx、yへ代入することにより膜厚tを求めることができる。
Substituting the above-mentioned a and b into the general formula y = a * Ln (x) + b,
y = (0.0787t−27.748) * L (x) + (− 1.4733t + 241.57).
If you bring the film thickness t in this formula to the left side,
t = (y−241.57 + 27.748 * Ln (x) / (0.0787 * Ln (x) −1.4733) Equation (1)
Since x is the transmittance and y is the reflectance from FIG. 5, the film thickness t can be obtained by substituting the measured results of the transmittance and reflectance of the deposited film into x and y in the above equations.
上記式(1)は図1において演算装置14内のメモリーに記憶されており、反射率y、透過率xを測定すると、直ちに上記式(1)に代入して膜厚tを求めることができる。演算装置14に、この数値を表わすディスプレイを接続してもよい。第一実施の形態の酸化度についても同様である。
The above equation (1) is stored in the memory in the
図7は測定値の裏面反射率xと界面酸化度yとの関係を示す。界面酸化度は上流側酸素導入管8からの酸素供給量を0.5L・/min. (〇)、1L/ min. (△) 及び1.5L・/ min. (×) としたものである。
直線関係 y=−306.57x+254.51 として表わせる。
R2=0.9998で相関は良好である。
FIG. 7 shows the relationship between the measured back surface reflectance x and the interface oxidation degree y. The degree of interfacial oxidation was determined by setting the oxygen supply amount from the upstream oxygen introduction pipe 8 to 0.5 L · min. (◯), 1 L / min. (△), and 1.5 L · / min. (×). .
Linear relationship can be expressed as y = −306.57x + 254.51.
The correlation is good at R 2 = 0.9998.
なお、図3のグラフは界面酸化度が一定である条件で得られたものであるが、もし界面酸化度がこの一定値より変動したことが裏面反射率センサ12で検知されると、この変動分の透過率の補正が行われる。たとえば標準膜厚の測定時の標準酸化度のときの(x、y)値△を図3においてX軸の方向に、ある式に従って、左か右(変動の増減に応じ)へ移動する。もしこの補正を行わなければ、標準膜厚が増減したように見えるからである。勿論、他の膜厚についても同様である。
The graph of FIG. 3 is obtained under the condition that the degree of interface oxidation is constant. If the back
以上のようにして、コバルトの酸化度sを膜厚に依存することなく、反射率測定値y及び透過率測定値xから演算で求めることができ、また、酸化コバルトの蒸着膜厚tを酸化度に依存することなく、反射率測定値y及び透過率測定値xから演算で求めることができる。酸化度s及び膜厚tを求める演算式を上述のように設定し演算装置14内のメモリーに記憶させる。
As described above, the degree of cobalt oxidation s can be calculated from the reflectance measurement value y and the transmittance measurement value x without depending on the film thickness, and the deposition thickness t of cobalt oxide can be oxidized. Regardless of the degree, it can be obtained by calculation from the reflectance measurement value y and the transmittance measurement value x. The arithmetic expressions for obtaining the oxidation degree s and the film thickness t are set as described above and stored in the memory in the
なお、図3及び図5のグラフを得るために蒸着用フィルム3の走行速度、坩堝6からのコバルトの蒸発速度、上流側酸素導入管8からの酸素供給量や下流側酸素導入管9からの酸素供給量を変更させたが、実際の製造時の蒸着用フィルム3への酸化コバルトの蒸着に際しては、標準酸化度及び標準膜厚を得るように、蒸着用フィルム3の走行速度、坩堝6からのコバルトの蒸発速度すなわち電子銃7の電子の照射強度、上流側酸素導入管8からの酸素の供給量、及び下流側酸素導入管9からの供給量は一定とされる。
In order to obtain the graphs of FIGS. 3 and 5, the traveling speed of the
次に、製造工程における、酸化コバルト蒸着膜形成装置に対する酸化コバルトの酸化度および膜厚の測定方法について、再び図1を参照して説明する。 Next, a method for measuring the degree of oxidation of cobalt oxide and the film thickness with respect to the cobalt oxide vapor deposition film forming apparatus in the manufacturing process will be described with reference to FIG. 1 again.
巻き出しロール2及び巻き取りロール5、冷却ロール4が蒸着用フィルム3を矢印⇒の方向に走行させるべく駆動される。冷却ロール4の周面は冷却されており、坩堝6からのコバルト蒸気mは上流側酸素導入管8及び下流側酸素導入管9からの酸素を吹き付けられ酸化されて蒸着用フィルム3に直ちに蒸着される。
The unwinding
図2で示す界面酸化コバルト層22が形成され、次いで下流側酸素導入管9からの酸素吹き付けにより、膜中酸化コバルト層21が形成される。冷却ロール4から離脱して巻き取りロール5に至るまでに、近接して表面反射率センサ10、透過率センサ11の発光部11a、裏面側には裏面反射率センサ12及び透過率センサ11の受光部11bが近接して配設される。
The interfacial
反射率/透過率測定装置13 内の光源からの光が表面反射率センサ10−透過率センサ11の投光部11a 及び裏面反射率センサ12の投光ファイバから蒸着用フィルム3の酸化コバルト蒸着膜及びフィルムに投光される。その反射光、透過光が表面反射率センサ10、透過率センサ11の受光部11の受光ファイバを通って反射率/透過率測定装置13内の分光素子に入射され、波長ごとに分解されて測定される。なお、上述の図3、図5のグラフを求める場合も、同一の構成である。部分的に説明を省略している。測定データは演算装置14に供給され、内部に設定されている、上述した酸化度s及び膜厚tの式に代入され。よって、オンラインでこれらは独立して、もとめられる。もしこれらが、異常な値を示せば、坩堝6、電子銃7、上流側酸素導入管8、下流側酸素導入管9などの調節が行われる。勿論、これらは、正常な値と比較して自動的に調節するようにしてもよい。
The light from the light source in the reflectance /
以上の実施の形態の効果をまとめると以下の通りとなる。 The effects of the above embodiment are summarized as follows.
蒸着速度のばらつきやラインスピードのばらつきなで酸化コバルト層の膜厚が変動しても酸化度を正確にすることができる。 Even if the film thickness of the cobalt oxide layer varies due to variations in deposition rate and line speed, the degree of oxidation can be made accurate.
同時に酸化コバルト層の膜厚を測定することができ、測定装置コストを削減できる。 At the same time, the thickness of the cobalt oxide layer can be measured, and the cost of the measuring apparatus can be reduced.
インラインで酸化度測定を行うことにより、測定結果が目標値から逸脱した場合、酸素導入量の変更を生産中に行うことで、リアルタイムに所望の酸化度を得ることができ、品質や歩留まりの改善が期待できる。 By measuring the degree of oxidation in-line, if the measurement result deviates from the target value, the desired amount of oxidation can be obtained in real time by changing the amount of oxygen introduced during production, improving quality and yield. Can be expected.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基ずいて種々の変形が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.
例えば、蒸着用フィルム3もしくは蒸着フィルム20の幅方向に複数個の表面反射率センサ10、裏面反射率センサ12、透過率センサ11を併設させて、蒸着用フィルム3の幅方向の酸化度分布および膜厚分布を測定するようにしてもよい。
For example, a plurality of front
或いは、表面反射率センサ10、裏面反射率センサ12、透過率センサ11を蒸着用フィルム3又は蒸着フィルム20の幅方向に連続的に又は間歇的に移動させて、対応する蒸着用フィルム3もしくは蒸着フィルム20の部分の酸化度又は膜厚を測定するようにしてもよい。
Alternatively, the front
また、以上の実施の形態では、金属として、コバルトを説明したが、これらに限ることなく、例えば、鉄、クローム、ニッケルなどの磁性材料の薄膜酸化物にも適用可能である。また、薄膜金属を酸化させることで、透過率が変動するものであればいかなる金属にも本発明は適用可能である。 Moreover, although cobalt was demonstrated as a metal in the above embodiment, it is not restricted to these, For example, it is applicable also to thin film oxides of magnetic materials, such as iron, chromium, and nickel. Further, the present invention can be applied to any metal as long as the transmittance varies by oxidizing the thin film metal.
2・・・巻き出しロール、3・・・蒸着用フィルム、4・・・冷却ロール、5・・・巻き取りロール、6・・・坩堝、8・・・上流側酸素導入管、9・・・下流側酸素導入管、10・・・表面反射率センサ、11・・・透過率センサ、12・・・裏面反射率センサ、13・・・反射率/透過率測定装置、14・・・演算装置、20・・・蒸着フィルム 2 ... unwinding roll, 3 ... film for vapor deposition, 4 ... cooling roll, 5 ... take-up roll, 6 ... crucible, 8 ... upstream oxygen inlet tube, 9 ...・ Downstream oxygen introduction pipe, 10... Surface reflectance sensor, 11... Transmittance sensor, 12 .. back surface reflectance sensor, 13... Reflectance / transmittance measuring device, 14. Equipment, 20 ... deposition film
Claims (24)
複数の前記検出値(x、y)を接続して曲線近似し、自然対数関数を得る工程と
前記自然対数関数を y=a*Ln(x)+b とする工程と、
(ここでxは透過率、yは反射率、a、bは常数)
前記所定の酸化度sと、前記常数a、 bとの関係を直線近似して
a=c*s+d、 b=e*s+f なる直線関数を得る工程と、を含み、
前記y、a、bの関数からs=(y−f+d*Ln(x))/(c*Ln(x)+e)を導出してインラインで膜中酸化度を求めるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定方法。 The calculation is a step of obtaining the detection values (x, y) of the transmittance sensor and the reflectance sensor at each film thickness by varying the film thickness of the metal vapor deposition film at each of a plurality of predetermined degrees of oxidation. When,
Connecting a plurality of the detected values (x, y) to approximate a curve to obtain a natural logarithmic function, and setting the natural logarithmic function to y = a * Ln (x) + b;
(Where x is transmittance, y is reflectance, and a and b are constants)
A linear approximation of the relationship between the predetermined degree of oxidation s and the constants a and b
obtaining a linear function of a = c * s + d, b = e * s + f,
S = (y−f + d * Ln (x)) / (c * Ln (x) + e) is derived from the functions of y, a, and b, and the in-film oxidation degree is obtained in-line. The method for measuring a metal oxidation degree of a metal deposited film according to claim 1.
前記所定の酸化度の各々において複数の前記検出値(x、y)を接続して曲線近似し、自然対数関数を得る手段と、
前記自然対数関数を y=a*Ln(x)+b とする手段と、
(ここでxは透過率、yは反射率 a、bは常数)
前記所定の酸化度sと、前記常数a、bとの関係を直線近似して
a=c*s+d、 b=e*s+f なる関数を得る手段と、を備え、
前記y、a、bの関数からs=(y−f+d*Ln(x))/(c*Ln(x)+e)を導出してインラインで膜中酸化度sを求めるようにしたことを特徴とする請求項8に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定装置。 The arithmetic unit varies the film thickness of the metal vapor deposition film at each of a plurality of predetermined degrees of oxidation, and calculates the detection values (x, y) of the transmittance sensor and the rebound ratio sensor at each film thickness. Means to capture;
Means for connecting a plurality of the detected values (x, y) at each of the predetermined degrees of oxidation and approximating a curve to obtain a natural logarithmic function;
Means for setting the natural logarithm function as y = a * Ln (x) + b;
(Where x is the transmittance, y is the reflectance a, b is a constant)
A linear approximation of the relationship between the predetermined oxidation degree s and the constants a and b
means for obtaining a function of a = c * s + d, b = e * s + f,
S = (y−f + d * Ln (x)) / (c * Ln (x) + e) is derived from the functions of y, a, and b, and the in-film oxidation degree s is obtained in-line. The apparatus for measuring a metal oxidation degree of a metal deposited film according to claim 8.
前記所定の膜厚において複数の前記測定値を接続して曲線近似し,自然対数関数を得る工程と、
前記自然対数関数を y=a’*Ln(x)+b’ とする工程と、
(ここでxは透過率、yは反射率)
前記所定の膜厚tと、前記係数a’、 b ’との関係を直線近似して
a’=c’*t+d’、b’=e’*t+f ’なる関数を得る工程と,を備え
前記y、a’、b’の関数からt=(y−f’+d’*Ln(x))/(c’*Ln(x)+e’)として膜厚を求めるようにしたことを特徴とする請求項に15に記載の金属蒸着膜の膜厚測定方法。 The calculation is a step of obtaining the detected value (x, y) of the transmittance sensor and the reflectance sensor at each oxidation degree by varying the oxidation degree of the metal deposition film at each of a plurality of predetermined film thicknesses. When,
Connecting a plurality of the measured values at the predetermined film thickness to approximate a curve to obtain a natural logarithm function;
Setting the natural logarithmic function to y = a ′ * Ln (x) + b ′;
(Where x is the transmittance and y is the reflectance)
A linear approximation of the relationship between the predetermined film thickness t and the coefficients a ′ and b ′
obtaining a function of a ′ = c ′ * t + d ′, b ′ = e ′ * t + f ′, and t = (y−f ′ + d from the function of y, a ′, b ′. 16. The method according to claim 15, wherein the film thickness is calculated as' * Ln (x)) / (c '* Ln (x) + e').
前記所定の膜厚において複数の前記検出値を接続して曲線近似し、自然対数関数を得る手段と、
前記自然対数関数を y=a’*Ln(x)+b’ とする手段と、
(ここでxは透過率、yは反射率)
前記所定の膜厚tと、前記係数a’、 b ’との関係を直線近似して
a’=c’*t+d ’, b’=e’*t+f ’なる関数を得る手段と、を備え
前記y、a’、b’の関数からt=(y−f’+d’*Ln(x))/(c’*Ln(x)+e’)として膜厚を求めるようにしたことを特徴とする請求項20に記載の金属蒸着膜の膜厚測定装置。 The arithmetic unit varies the degree of oxidation of the metal vapor deposition film at each of a plurality of predetermined film thicknesses to obtain detection values (x, y) of the transmittance sensor and the reflectance sensor at each degree of oxidation. Means,
Means for connecting a plurality of the detected values at the predetermined film thickness and approximating a curve to obtain a natural logarithm function;
Means for setting the natural logarithmic function as y = a ′ * Ln (x) + b ′;
(Where x is the transmittance and y is the reflectance)
A linear approximation of the relationship between the predetermined film thickness t and the coefficients a ′ and b ′
means for obtaining a function of a ′ = c ′ * t + d ′, b ′ = e ′ * t + f ′, and t = (y−f ′ + d from the function of y, a ′, b ′. 21. The apparatus for measuring a thickness of a metal deposited film according to claim 20, wherein the film thickness is calculated as' * Ln (x)) / (c '* Ln (x) + e').
24. The apparatus for measuring a thickness of a deposited metal film according to claim 20, wherein the metal is cobalt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006213696A JP2008038198A (en) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | Method and device for measuring metal oxidation degree of metal vapor-deposited film, and method and device for measuring film thickness |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006213696A JP2008038198A (en) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | Method and device for measuring metal oxidation degree of metal vapor-deposited film, and method and device for measuring film thickness |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008038198A true JP2008038198A (en) | 2008-02-21 |
Family
ID=39173573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006213696A Pending JP2008038198A (en) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | Method and device for measuring metal oxidation degree of metal vapor-deposited film, and method and device for measuring film thickness |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008038198A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016188413A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 住友金属鉱山株式会社 | Deposition method, and manufacturing methods for laminate film and electrode substrate film |
-
2006
- 2006-08-04 JP JP2006213696A patent/JP2008038198A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016188413A (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 住友金属鉱山株式会社 | Deposition method, and manufacturing methods for laminate film and electrode substrate film |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7946247B2 (en) | Coating layer thickness measurement mechanism and coating layer forming apparatus using the same | |
KR20160032205A (en) | Inline deposition control apparatus and method of inline deposition control | |
CN110651353B (en) | Feedback system | |
JP5428175B2 (en) | Vacuum film forming apparatus and vacuum film forming method | |
US20120114833A1 (en) | Film formation apparatus and film formation method | |
JP2006091694A (en) | Nd filter, its manufacturing method, and light quantity control diaphragm device | |
WO1995033081A1 (en) | Filmed substrate, and method and apparatus for producing the same | |
JP2019137877A (en) | Vapor deposition apparatus and vapor deposition method | |
JP2008038198A (en) | Method and device for measuring metal oxidation degree of metal vapor-deposited film, and method and device for measuring film thickness | |
JPH0617788B2 (en) | Device for measuring the diameter of continuous or rod-shaped products in the tobacco processing industry | |
JP2011510176A (en) | Vacuum coating apparatus and method | |
JP3712435B2 (en) | Vacuum deposition equipment | |
US6296895B1 (en) | Process for the application of a transparent metal oxide layer on a film | |
JP2006071402A (en) | Thickness control method for multilayer film and film forming device | |
JP6117550B2 (en) | Control method of sputtering apparatus | |
JP5194939B2 (en) | Metal oxide thin film forming apparatus and method for producing sheet with metal oxide thin film | |
JP3225632B2 (en) | Method for producing transparent gas barrier film | |
JP2009041091A (en) | Film deposition method and film deposition system | |
JPS5944127B2 (en) | Method for controlling plate thickness and shape in metal strip rolling | |
JP5347542B2 (en) | Oxide dielectric film manufacturing method and dual cathode magnetron sputtering apparatus | |
JP2009084618A (en) | Film-forming apparatus and film-forming method | |
JP4196136B2 (en) | Deposition equipment | |
JP5962118B2 (en) | Vacuum equipment | |
JP2002243415A (en) | Film thickness measuring method and sheet manufacturing method | |
JP7378991B2 (en) | Reactive sputtering equipment and film formation method |