JPH0317535A - 光学的薄膜評価装置 - Google Patents
光学的薄膜評価装置Info
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- JPH0317535A JPH0317535A JP15178189A JP15178189A JPH0317535A JP H0317535 A JPH0317535 A JP H0317535A JP 15178189 A JP15178189 A JP 15178189A JP 15178189 A JP15178189 A JP 15178189A JP H0317535 A JPH0317535 A JP H0317535A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明(友 光メモリー材料などの薄膜に光を照射する
ことにより、温度上昇に伴う薄膜の結晶化を、光学的に
検出する光学的薄膜評価装置に関するものであも 従来の技術 従来の光学的薄膜評価装置として(よ 例えば特願昭5
9−702.29号出願に示されている。
ことにより、温度上昇に伴う薄膜の結晶化を、光学的に
検出する光学的薄膜評価装置に関するものであも 従来の技術 従来の光学的薄膜評価装置として(よ 例えば特願昭5
9−702.29号出願に示されている。
第4図はこの従来の光学的薄膜評価装置のブロック図と
光学系をしめすものであり、 1は石英などからなる透
明基坂 2は基板1上に作戊された薄汰 3は耐熱性と
熱伝導性が良い基板と、ヒータと熱電対から構或された
加熱部で、基板Iと薄M2を加熱すa 4は発光ダイオ
ーく 半導体レーザなどの光i5、 6はそれぞれ薄膜
2を透過及び反射した光を検出するフォトダイオードな
どの光センサー 7は光を一部透過し一部反射するハー
フミラー. 8は加熱部3のヒータと熱電対に接続され
る温度制御装置で、任意の速度で加熱できるように ヒ
ータに流す電流を制御すム 9は光センサー5、 6の
出力と、温度制御装置8から出力される温度を示す信号
を記録するペンレコーダ、 10は光源4の光を平行先
にするレンズであも 以上の様に構戒された従来の光学的薄膜評価装置におい
て(よ 光源4からの光はレンズ10よって平行光にな
りハーフミラー7を透過し薄膜2に人射すも 薄膜2を
反射した光はハーフミラー7を反射し光センサー6に入
射すも 薄膜2を透過した光は光センサー5に入射すも
加熱部3と温度制御装置8を作動して基板lと薄膜2
を一定速度で昇温すると、薄′膜の昇温過程における温
麗透過風 反射率をモニターすることができも 従って
、温度上昇に伴う薄膜の結晶化を、薄膜の透過率と反射
率を通して、連続的に観測できることになん 発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の様な構成でζよ 観測光として1つ
の波長しか用いることができなL1 従って、実際に
は薄膜が結晶化していてL この波長の光では検出でき
ないことがあも また 薄膜の透過率は波長によって異なり、透過率が低
下し始める波長を吸収端と呼ぶと、この吸収端は薄膜の
相状態によって変化するので、観測光として1つの波長
しか用いない場合、この吸収端の変化を把握できな(℃ この現象を防ぐために 光源として白色光を用いると、
結晶化に全く反応しない波長の光を多量に含むことにな
るの玄 検出感度が大幅に落ちも又 波長の異なる複数
の光源を用いると、各光源間のクロストークが大きくな
り、この場合も検出感度が大幅に落ちも そこ玄 本発明は 複数の波長の光で温度上昇に伴う薄
膜の結晶化を連続的に観測でき、各波長間のクロストー
クがなく、検出感度が高く、 しかも吸収端の変化も把
握できる光学的薄膜評価装置を提供することを目的とす
も 課題を解決するための手段 本発明{上 透明基板上に設けられた薄膜からなる試料
をある一定昇温速度で昇温させる加熱手段と、発光波長
が各々異なるN個(N≧2の整数)の光源l1 光源
2、 ・・ 光源n1 ・・ 、光源N(2≦n≦
Nで整数)と、発振周波数が各々異なるN個の発振器n
と、N個の直流電源nと、前記直流電源nと前記発振器
nの出力を加算し前記光源nを駆動するN個の加算器n
と、前記薄膜からの透過光と反射光を検出する2個の光
センサーl、 2と、前記発振器nの出力を参照信号と
して前記光センサーlの出力を同期検波するN個のロッ
クインアンプ1内と、前記発振器nの出力を参照信号と
して前記光センサー2の出力を同期検波するN個のロッ
クインアンプ2l1とを備えた光学的薄膜評価装置であ
る。
光学系をしめすものであり、 1は石英などからなる透
明基坂 2は基板1上に作戊された薄汰 3は耐熱性と
熱伝導性が良い基板と、ヒータと熱電対から構或された
加熱部で、基板Iと薄M2を加熱すa 4は発光ダイオ
ーく 半導体レーザなどの光i5、 6はそれぞれ薄膜
2を透過及び反射した光を検出するフォトダイオードな
どの光センサー 7は光を一部透過し一部反射するハー
フミラー. 8は加熱部3のヒータと熱電対に接続され
る温度制御装置で、任意の速度で加熱できるように ヒ
ータに流す電流を制御すム 9は光センサー5、 6の
出力と、温度制御装置8から出力される温度を示す信号
を記録するペンレコーダ、 10は光源4の光を平行先
にするレンズであも 以上の様に構戒された従来の光学的薄膜評価装置におい
て(よ 光源4からの光はレンズ10よって平行光にな
りハーフミラー7を透過し薄膜2に人射すも 薄膜2を
反射した光はハーフミラー7を反射し光センサー6に入
射すも 薄膜2を透過した光は光センサー5に入射すも
加熱部3と温度制御装置8を作動して基板lと薄膜2
を一定速度で昇温すると、薄′膜の昇温過程における温
麗透過風 反射率をモニターすることができも 従って
、温度上昇に伴う薄膜の結晶化を、薄膜の透過率と反射
率を通して、連続的に観測できることになん 発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の様な構成でζよ 観測光として1つ
の波長しか用いることができなL1 従って、実際に
は薄膜が結晶化していてL この波長の光では検出でき
ないことがあも また 薄膜の透過率は波長によって異なり、透過率が低
下し始める波長を吸収端と呼ぶと、この吸収端は薄膜の
相状態によって変化するので、観測光として1つの波長
しか用いない場合、この吸収端の変化を把握できな(℃ この現象を防ぐために 光源として白色光を用いると、
結晶化に全く反応しない波長の光を多量に含むことにな
るの玄 検出感度が大幅に落ちも又 波長の異なる複数
の光源を用いると、各光源間のクロストークが大きくな
り、この場合も検出感度が大幅に落ちも そこ玄 本発明は 複数の波長の光で温度上昇に伴う薄
膜の結晶化を連続的に観測でき、各波長間のクロストー
クがなく、検出感度が高く、 しかも吸収端の変化も把
握できる光学的薄膜評価装置を提供することを目的とす
も 課題を解決するための手段 本発明{上 透明基板上に設けられた薄膜からなる試料
をある一定昇温速度で昇温させる加熱手段と、発光波長
が各々異なるN個(N≧2の整数)の光源l1 光源
2、 ・・ 光源n1 ・・ 、光源N(2≦n≦
Nで整数)と、発振周波数が各々異なるN個の発振器n
と、N個の直流電源nと、前記直流電源nと前記発振器
nの出力を加算し前記光源nを駆動するN個の加算器n
と、前記薄膜からの透過光と反射光を検出する2個の光
センサーl、 2と、前記発振器nの出力を参照信号と
して前記光センサーlの出力を同期検波するN個のロッ
クインアンプ1内と、前記発振器nの出力を参照信号と
して前記光センサー2の出力を同期検波するN個のロッ
クインアンプ2l1とを備えた光学的薄膜評価装置であ
る。
作用
本発明は前記した構或により、波長が各々異なるN種類
の光に 各々異なるN種類の周波数で強度変調をかけ、
光センサーの出力をN個のロックインアンプによって分
離すも このN個のロックインアンプの出力力(N種類
の波長に対するお互いにクロストークのない透過率又は
反射率を示す信号となも N種類の波長を用いて検出するので、 1つの波長を用
いた時に検出できなかった結晶化に伴う光学的変化も検
出できも 更に 相状態の変化による吸収端の変化LN
種類の波長に対する透過率の比の変化から検出できも 実施例 以下に 本発明の実施例について図面を参照しながら説
明すも 第1図は本発明の一実施例における光学的薄膜評価装置
のブロック図を示すものであム 第2図は第1図に示す
各部の波形を表わす波形図であも第2図の時間軸tは十
分小さい時間を表わす、すなわちここに示す期間におい
て薄膜の温度は変化しないものとすも 第3図(よ 温
度上昇に伴って変化する第2図の信号S3−、33mを
示した波形図であん な耘 本実施例はN=2の場合で
あも第1図において、 1, 2、 3、5、6、7
、8、9はそれぞれ従来例に示した透明基板 薄風 加
熱敵 光センサコ ハーフミラー、温度制御装置ペンレ
コーダと同様のものであも 4●、4bはそれぞれ発光
波長がλ1、λ2(≠λ1)の発光ダイオードまたは半
導体レーザなどの発光源、16●,16bはそれぞれ発
振周波数がf+,fa(≠f+)の発振器、12.,1
2kは直流電源、13●は直流電源12.と発振器16
●の出力を加算し発光源4●を駆動する加算1i13m
は直流電源12mと発振器16bの出力を加算し発光源
4−を駆動する加算a 14●は発振器16●の信号を
参照信号とし光センサー6の出力を同期検波するロック
インアンズ 14−は発振器16bの信号を参照信号と
し光センサー6の出力を同期検波するロックインアンズ
15−は発振器16●の信号を参照信号とし光センサ
ー5の出力を同期検波するロックインアン″715bは
発振器16bの信号を参照信号とし光センサー5の出力
を同期検波するロックインアンプ、 9はロックインア
ンプ14−,14h,15−,15−の出力を記録する
ペンレコーダー、 10=,10bはそれぞれ光源4●
, 4bの光を平行光にするレンX 1lはハーフミ
ラーであも 以上の様に構或された本実施例の光学的薄膜評価装置に
ついて、第2、 3図を用いてその動作を以下に説明す
も この第2、 3図(よ 発光源4●,4bとして、
λ+=890nm,λ*=680nmの発光ダイオー
ド、光センサー5、 6として5mm角のシリコンフォ
トダイオードを用いN f + =4.5KHZN f
a=3KHzの時の波形図であん な抵 簡単のた吹
透過光信号(光センサー5の出力)の処理に関してのみ
説明すも 反射光信号(光センサー6の出力)の処理も
全く同様に行なわれていもSIN, S+bはそれぞ
れ発光源4−,4bに印加されている信号で、それぞれ
の直流電源の出力レベルDC●,Dck4,, それ
ぞれの発振器の出力である振幅AC●.AC.、周波数
f+,faの正弦波が重畳された信号であも 発光源が
発する光の強度はこのS1●+ S+bに比例すも 発光源l●,lmを発し薄膜2を透過した光は光センサ
ー5に入射L. 3aに示すようなS1.とS1−を
重畳した信号になム ここで図に示したα、 βは一定
の係数であも S2をロツクインアンプl5●、15bにより同期検波
すも これによって、S2のf+,l2或分の振幅を分
離して取り出すことができ、それぞれSh,Ssbにな
も このSt@, Ssbはそれぞれ薄膜2を透過し
た波長λ1、λ2の光の強度振幅を示す。
の光に 各々異なるN種類の周波数で強度変調をかけ、
光センサーの出力をN個のロックインアンプによって分
離すも このN個のロックインアンプの出力力(N種類
の波長に対するお互いにクロストークのない透過率又は
反射率を示す信号となも N種類の波長を用いて検出するので、 1つの波長を用
いた時に検出できなかった結晶化に伴う光学的変化も検
出できも 更に 相状態の変化による吸収端の変化LN
種類の波長に対する透過率の比の変化から検出できも 実施例 以下に 本発明の実施例について図面を参照しながら説
明すも 第1図は本発明の一実施例における光学的薄膜評価装置
のブロック図を示すものであム 第2図は第1図に示す
各部の波形を表わす波形図であも第2図の時間軸tは十
分小さい時間を表わす、すなわちここに示す期間におい
て薄膜の温度は変化しないものとすも 第3図(よ 温
度上昇に伴って変化する第2図の信号S3−、33mを
示した波形図であん な耘 本実施例はN=2の場合で
あも第1図において、 1, 2、 3、5、6、7
、8、9はそれぞれ従来例に示した透明基板 薄風 加
熱敵 光センサコ ハーフミラー、温度制御装置ペンレ
コーダと同様のものであも 4●、4bはそれぞれ発光
波長がλ1、λ2(≠λ1)の発光ダイオードまたは半
導体レーザなどの発光源、16●,16bはそれぞれ発
振周波数がf+,fa(≠f+)の発振器、12.,1
2kは直流電源、13●は直流電源12.と発振器16
●の出力を加算し発光源4●を駆動する加算1i13m
は直流電源12mと発振器16bの出力を加算し発光源
4−を駆動する加算a 14●は発振器16●の信号を
参照信号とし光センサー6の出力を同期検波するロック
インアンズ 14−は発振器16bの信号を参照信号と
し光センサー6の出力を同期検波するロックインアンズ
15−は発振器16●の信号を参照信号とし光センサ
ー5の出力を同期検波するロックインアン″715bは
発振器16bの信号を参照信号とし光センサー5の出力
を同期検波するロックインアンプ、 9はロックインア
ンプ14−,14h,15−,15−の出力を記録する
ペンレコーダー、 10=,10bはそれぞれ光源4●
, 4bの光を平行光にするレンX 1lはハーフミ
ラーであも 以上の様に構或された本実施例の光学的薄膜評価装置に
ついて、第2、 3図を用いてその動作を以下に説明す
も この第2、 3図(よ 発光源4●,4bとして、
λ+=890nm,λ*=680nmの発光ダイオー
ド、光センサー5、 6として5mm角のシリコンフォ
トダイオードを用いN f + =4.5KHZN f
a=3KHzの時の波形図であん な抵 簡単のた吹
透過光信号(光センサー5の出力)の処理に関してのみ
説明すも 反射光信号(光センサー6の出力)の処理も
全く同様に行なわれていもSIN, S+bはそれぞ
れ発光源4−,4bに印加されている信号で、それぞれ
の直流電源の出力レベルDC●,Dck4,, それ
ぞれの発振器の出力である振幅AC●.AC.、周波数
f+,faの正弦波が重畳された信号であも 発光源が
発する光の強度はこのS1●+ S+bに比例すも 発光源l●,lmを発し薄膜2を透過した光は光センサ
ー5に入射L. 3aに示すようなS1.とS1−を
重畳した信号になム ここで図に示したα、 βは一定
の係数であも S2をロツクインアンプl5●、15bにより同期検波
すも これによって、S2のf+,l2或分の振幅を分
離して取り出すことができ、それぞれSh,Ssbにな
も このSt@, Ssbはそれぞれ薄膜2を透過し
た波長λ1、λ2の光の強度振幅を示す。
SKI, Ssbをペンレコーダー9などで記録する
ことにより、第3図に示す様に薄膜の昇温過程における
温嵐 波長λ1、λ2の光に対する透過取反射率をモニ
ターすることができも 以上の様に構或された本実施例によれ(ヱ 波長がλ1
、λ2の光に周波数f+,f*で強度変調をか(ナ、波
長λ1、λ2の光に対する透過叉は反射率信号が混ざっ
ている光センサーの出力を2台のロックインアンプで分
離することにより、 2つの波長に対する透過叉は反射
率が得られも これは従来の光学的薄膜評価装置を使用
した時に 観測できなかった結晶化に伴う光学的変化を
観測できることを意味していも 更に 相状態の変化に
よる吸収端の変化を把握できも な耘 本実施例はロックインアンプで同期検波すること
により、ごく狭い帯域の信号を取り出しているので、各
種ドリフト、輻射ノイズなどの影響を受けにくく、S/
Hの良い信号が得られも従って、検出感度が大幅に向上
しているので、 1つの波長のみを用いた観測でk 従
来例では観測できなかった極微少な変化も観測できも発
明の効果 以上説明した様に 本発明によれば N種類の波長の光
に対する薄膜の昇温過程における透過率及び反射率の変
化をモニターすることができも従って、 1つの波長を
用いて観測した時に検出できなかった結晶化に伴う光学
的変化を検出できも更に 相状態の変化による薄膜の吸
収端の変化板N種類の波長に対する透過率の比の変化か
ら検出できも しかし 従来例よりもはるかにS/Nが
良い信号が得られるので、極微少な変化も検出できも
従って、本発明は薄膜の評価などに大きな実用的効果を
もたらす。
ことにより、第3図に示す様に薄膜の昇温過程における
温嵐 波長λ1、λ2の光に対する透過取反射率をモニ
ターすることができも 以上の様に構或された本実施例によれ(ヱ 波長がλ1
、λ2の光に周波数f+,f*で強度変調をか(ナ、波
長λ1、λ2の光に対する透過叉は反射率信号が混ざっ
ている光センサーの出力を2台のロックインアンプで分
離することにより、 2つの波長に対する透過叉は反射
率が得られも これは従来の光学的薄膜評価装置を使用
した時に 観測できなかった結晶化に伴う光学的変化を
観測できることを意味していも 更に 相状態の変化に
よる吸収端の変化を把握できも な耘 本実施例はロックインアンプで同期検波すること
により、ごく狭い帯域の信号を取り出しているので、各
種ドリフト、輻射ノイズなどの影響を受けにくく、S/
Hの良い信号が得られも従って、検出感度が大幅に向上
しているので、 1つの波長のみを用いた観測でk 従
来例では観測できなかった極微少な変化も観測できも発
明の効果 以上説明した様に 本発明によれば N種類の波長の光
に対する薄膜の昇温過程における透過率及び反射率の変
化をモニターすることができも従って、 1つの波長を
用いて観測した時に検出できなかった結晶化に伴う光学
的変化を検出できも更に 相状態の変化による薄膜の吸
収端の変化板N種類の波長に対する透過率の比の変化か
ら検出できも しかし 従来例よりもはるかにS/Nが
良い信号が得られるので、極微少な変化も検出できも
従って、本発明は薄膜の評価などに大きな実用的効果を
もたらす。
第1図は本発明における一実施例の光学的薄膜評価装置
を示すブロックは 第2、 3図は本実施例の動作を示
す波形は 第4図は従来の光学的薄膜評価装置を示すブ
ロック図である。 l・・・透明基坂 2・ ・薄[3・・・加熱R. 4
−,4P・・発光# 5、 6・・・光センサー、 7
、 11 ・・ハーフミラー、 8・・温度制御装置
9・ ・ペンレコーダーS 10.,l01・・レンg
12−,121 ・直流電温13@,13b・・・
加算徴 l4●.14b,15−,15b・・・ロック
インアンプ、 16●,16*・・・発振複
を示すブロックは 第2、 3図は本実施例の動作を示
す波形は 第4図は従来の光学的薄膜評価装置を示すブ
ロック図である。 l・・・透明基坂 2・ ・薄[3・・・加熱R. 4
−,4P・・発光# 5、 6・・・光センサー、 7
、 11 ・・ハーフミラー、 8・・温度制御装置
9・ ・ペンレコーダーS 10.,l01・・レンg
12−,121 ・直流電温13@,13b・・・
加算徴 l4●.14b,15−,15b・・・ロック
インアンプ、 16●,16*・・・発振複
Claims (1)
- 透明基板上に設けられた薄膜からなる試料をある一定
昇温速度で昇温させる加熱手段と、発光波長が各々異な
るN個(N≧2の整数)の光源1、光源2、・・・、光
源n、・・・、光源N(2≦n≦Nで整数)と、発振周
波数が各々異なるN個の発振器(n)と、N個の直流電
源(n)と、前記直流電源(n)と前記発振器(n)の
出力を加算し前記光源(n)を駆動するN個の加算器(
n)と、前記薄膜からの透過光と反射光を検出する2個
の第1、2光センサーと、前記発振器(n)の出力を参
照信号として前記第1光センサーの出力を同期検波する
N個のロックインアンプ(1n)と、前記発振器(n)
の出力を参照信号として前記第2光センサーの出力を同
期検波するN個のロックインアンプ(2n)とを備えた
ことを特徴とする光学的薄膜評価装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15178189A JPH0317535A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 光学的薄膜評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15178189A JPH0317535A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 光学的薄膜評価装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0317535A true JPH0317535A (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=15526162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15178189A Pending JPH0317535A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 光学的薄膜評価装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0317535A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5249072A (en) * | 1989-09-26 | 1993-09-28 | Research Development Corporation Of Japan | Heterodyne receptor system and arrangement for visualizing optical transmission images |
JP2009031294A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Ivoclar Vivadent Ag | 部材の表面上で進行する物理および/または化学プロセスの経過を光学的に検査する方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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