JPH09119814A - フィルム厚の測定方法及び装置 - Google Patents

フィルム厚の測定方法及び装置

Info

Publication number
JPH09119814A
JPH09119814A JP8224835A JP22483596A JPH09119814A JP H09119814 A JPH09119814 A JP H09119814A JP 8224835 A JP8224835 A JP 8224835A JP 22483596 A JP22483596 A JP 22483596A JP H09119814 A JPH09119814 A JP H09119814A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
light
optical
probe
signal
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.)
Granted
Application number
JP8224835A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3814343B2 (ja
Inventor
Ronald V Alves
ロナルド・ヴィー・アルブス
Wayne V Sorin
ウエイン・ヴィー・ソリン
Steven A Newton
スティーブン・エー・ニュートン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Co filed Critical Hewlett Packard Co
Publication of JPH09119814A publication Critical patent/JPH09119814A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3814343B2 publication Critical patent/JP3814343B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】透明、不透明フィルムの厚さや群屈折率を簡単
かつ正確に測定する。 【解決手段】上部表面及び下部表面を備えたフィルム
(15)の厚さを測定するための装置において、低コヒ
ーレント光源(12)から第1、第2のプローブ光信号
を発生しフィルムの両表面に送り、かつそれら表面から
反射する光を集めるための手段(13、14)と、反射
光を部分的に反射して、それぞれの表面に向かって戻す
ための上部及び下部基準表面(13、14の端部)を設
ける。上部表面及び下部表面から集めた光を結合して、
上部表面及び上部基準表面から反射した光と、下部表面
及び下部基準表面から反射した光の間における時間遅延
を求めるための受信器(18)を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学反射率測定に関す
るものであり、とりわけ、不透明なフィルム、ウェブ、
または、シートの厚さを測定するための装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】多くの工業プロセスにおいて、フィルム
厚の制御は、極めて重要である。ここで、「フィルム」
という用語は、フィルム、ウェブ、または、シートを表
すために用いられるものとする。
【0003】例えば、写真フィルムの製造には、裏引き
層に乳剤の均一な層を形成することが必要になる。プロ
セス制御の観点に立つと、フィルム製造後の品質管理試
験室におけるフィルム厚測定よりも、フィルム製造プロ
セス中におけるフィルム厚の測定が行えるほうが有利で
ある。サンプルをオフ・ラインで測定する場合、かなり
の量の欠陥フィルムの処理が済むまで、機械的動作不良
の補正を実施することができない。このため、無駄を生
じることになる。
【0004】フィルム厚を測定するための先行技術によ
る方法は、接触法と非接触法に分割することができる。
接触技法の1つでは、フィルムの両面に物理的に接触す
ることになるマイクロメータが用いられる。こうした技
法には、測定中にフィルムを物理的に変形させるという
欠点がある。さらに、これらの技法は、高速で移動する
フィルムのオン・ライン測定に適用するのが困難であ
る。
【0005】当該技術では、原子粒子のビームまたはベ
ータ粒子またはガンマ線のような放射線の減衰に基づく
非接触技法も周知のところである。例えば、このタイプ
の先行技術による方法では、フィルムによる電子ビーム
の減衰を利用して、フィルム厚が求められる。この方法
には、2つの欠点がある。第1に、減衰はフィルムの化
学組成及び密度によって左右されるので、フィルムの各
タイプ毎に、該システムの較正を実施しなければならな
い。第2に、該システムは、一般に、放射線源に依存し
て、粒子ビームを発生する。一般に、コスト、安全性、
及び、生理学的理由から、放射性材料の使用を制限する
のが望ましい。
【0006】先行技術では、光学自己相関器を用いてフ
ィルム厚を測定する方法も周知のところである。ここで
の論述のため、光学自己相関器は、可変差分時間遅延を
有する干渉計と定義する。光学自己相関器の実施例の1
つについては、(書誌的事項につき省略)に記載があ
る。当該技術の熟練者には、光学自己相関器の動作原理
は明らかであるが、本特許に関連するので、ここでいく
つかの原理について明らかにしておくことにする。光を
2つの異なる光路に分割し、次に、再結合して、フォト
ダイオードに送る自己相関干渉計の場合、検出された光
の強度は、パラメータの関数として測定される。このパ
ラメータは、干渉計の差分光路長△Lとすることもでき
るし、あるいは、干渉計の差分時間遅延△tとすること
も可能である。これらのパラメータは、△L=nc△t
によって関連づけられるが、ここで、cは真空中におけ
る光の速度であり、nは差分光路の媒質(通常は空気)
の群屈折率である。差分時間遅延の関数として表される
検出された光強度は、入力光のコヒーレンス関数と呼ば
れる。従って、フィルムの異なる表面から反射した光間
における時間遅延を求める受信器は、フィルムの異なる
表面から反射した光間における光路遅延を求める受信器
と同じ機能を果たすことになる。反射光のコヒーレンス
関数におけるピーク間の間隔を求めることは、同じ機能
について明らかにするもう1つの方法である。
【0007】マイケルソン干渉計は、こうした自己相関
器の一例である。グッドマンの「統計光学」の第5章
(Joeseph W. Goodman: Statistical Optics、 John W
iley &Sons, 1985、pp.157-170)には、マイケルソン干
渉計を利用したフィルム厚の測定装置の一例について教
示がある。このシステムにおいて、フィルムは、フィル
ムの表面に対してある角度をなす平行光によって照射さ
れる。フィルムの正面及び背面によって、反射光信号が
発生する。その入力として反射光を受けるマイケルソン
干渉計において発生する自己相関スペクトルのピークを
調べることによって、2つの反射表面間の距離が求めら
れる。あいにく、この方法では、群屈折率とフィルム厚
の積だけしか求めることができない。この量に変動が検
出されると、フィルム組成に変化が生じたか、あるい
は、フィルム厚に変化が生じたかを確かめるため、追加
測定が必要になる。群屈折率は、媒質中における光パル
スの伝搬速度対真空中における光パルスの伝搬速度の比
と定義される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一般に、本発明の目的
は、フィルムの厚さを測定するための改良された装置及
び方法を提供することにある。
【0009】本発明のもう1つの目的は、フィルムと測
定装置の接触を必要としないシステムを提供することに
ある。
【0010】本発明のさらにもう1つの目的は、フィル
ムのはためきに適応可能なシステムを提供することにあ
る。
【0011】本発明のさらにもう1つの目的は、透明フ
ィルムの測定時に、群屈折率とフィルム厚の両方を求め
ることが可能なシステムを提供することにある。
【0012】本発明の以上の及びその他の目的について
は、当該技術の熟練者には、本発明の各種実施例に関す
る書きの詳細な説明及び添付の図面から明らかになるで
あろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上部表面と下
部表面を備えたフィルムの厚さを測定するための装置及
び方法を備えた。該装置には、低コヒーレンス光源から
第1のプローブ光信号及び第2のプローブ光信号を発生
するための第1の結合器(即ち光学結合器)が含まれて
いる。第1のプローブ光信号は、フィルムの上部表面に
向かって送られ、フィルムの上部表面を出る光が集めら
れる。同様に、第2のプローブ光信号は、フィルムの下
部表面に向かって送られ、フィルムの下部表面を出る光
も集められる。反射を発生するために、上部及び下部の
部分反射基準表面が設けられている。上部基準表面は、
上部表面を出る光の一部を反射して、上部表面に向かっ
て戻し、下部基準表面は、フィルムの下部表面を出る光
の一部を反射して、フィルムの下部表面に向かって戻
す。集められた光を結合して、集光信号が形成され、こ
れが受信器に入力されて、フィルムの上部表面及び上部
基準表面から反射する光と、フィルムの下部表面及び下
部基準表面から反射する光との間の時間遅延が求められ
る。本発明の望ましい実施例の場合、受信器は、集めら
れた光信号から測定される周波数領域のスペクトルのフ
ーリエ変換を可能にする回路要素を含む、光学自己相関
器または光学スペクトル解析器を備えた。
【0014】
【実施例】先行技術に対して本発明を優位に立たせてい
る方法については、本発明に従う厚さ測定装置10の実
施例に関する略図である、図1を参照することによって
より容易に理解することが可能になる。装置10は、低
コヒーレンス光源12を利用して、光信号を発生し、こ
れが、3dB結合器16によって2つの光信号に分割さ
れ、被測定フィルム15の両面に加えられる。この光信
号は、ファイバ13及び14を介して加えられる。フィ
ルム15の2つの表面から反射される光は、ファイバ1
3及び14によって集められ、結合器16によって結合
されて、ファイバ17に出力光信号を生じ、これが、自
己相関器が望ましい受信器18に送られる。
【0015】光ファイバ13及び14の長さは、等しく
する必要はない。実際のところ、これらの光ファイバの
長さは、さらに詳細に後述する理由から異なるほうが望
ましい。
【0016】光源12のコヒーレンス長は、測定を受け
るフィルム15の厚さに比べて短くなければならない。
こうした光源は、光学反射率測定技術において一般的な
ものであり、従って、ここでは詳述しない。ここでは、
光源12にエッジ発光の発光ダイオードを利用すること
が可能であるという点に特に言及しておけば十分であ
る。
【0017】マイケルソン干渉計を備えた典型的な自己
相関器が18で示されている。マイケルソン干渉計に入
射する光は、ビーム分割器19によって2つのビームに
分割され、異なる光路を進むことになる。第1の光路
は、固定鏡20の位置によって決まり、第2の光路は、
可動鏡21の位置によって決まる。異なる光路を通り抜
けると、2つのビームからの光が、ビーム分割器19に
よって再結合されて、フォトダイオード22に送られ、
光の干渉のために鏡21の位置に応じて変動する光の強
度が測定される。
【0018】次に図2及び図3を参照する。図2は、フ
ィルムとファイバ端部に関連したさまざまな距離を示
す、ファイバ13及び14の端部とフィルム15の拡大
図である。フィルムの厚さtは、(d−x1−x2)に等
しい。d、x1、及び、x2の関連値は、自己相関器の出
力から求められる。dの値は、フィルムがない場合に実
施される直接測定から求められる。
【0019】図3には、自己相関器18の出力が示され
ている。自己相関器に入力される信号パターンは、常に
それ自体と相関されるので、x=0の場合、30で示す
大信号が常に存在する。フィルムが存在しない場合、ピ
ークは、x=d、すなわち、ファイバ端部間の距離に生
じる。こうしたピークが33で示されている。この距離
は、ファイバ端部間の距離の直接測定によって得られる
値に基づく装置の較正時に用いられる。装置10にフィ
ルムが挿入されると、それぞれ、31及び32で示すよ
うに、x=x1及びx=x2に2つの追加ピークが生じ
る。x1のピークは、表面26及びファイバ端部24か
らの反射に対応する。x2のピークは、表面25及びフ
ァイバ端部23からの反射に対応する。本発明のこの実
施例の場合、ファイバ端部23、24は、研磨され、部
分的に反射する基準表面を形成している。代わりに、各
ファイバ端部と測定を受けるフィルムの対応する表面間
に、部分反射基準リフレクタを配置することも可能であ
る。基準リフレクタは、後述するようにレンズ表面とす
ることもできるし、あるいは、部分反射表面を備えた光
学的に透明な材料とすることも可能である。負のx値の
場合には、対称ピーク・パターンも観測される。
【0020】フィルムの透明度が十分であれば、群屈折
率nを得ることも可能である。図4には、フィルムが透
明で、群屈折率nを備える場合の、自己相関器の出力が
示されている。図面を簡略化するため、負のx値に対応
するピークは省略されている。もう1度、ピーク30が
x=0に位置することになる。フィルムがなければ、ピ
ーク33はx=dに生じる。フィルム15が挿入される
と、ピーク42及び44が、不透明なフィルムの場合の
ように、x1及びx2に対応する位置に生じる。これらの
ピークは、フィルム境界と最も近いファイバ端部との間
における反射によって発生する。さらに、図43及び4
5で示す新たなピークが、距離(x1+nt)と(x2
nt)に対応して生じる。ここで、tはフィルム15の
厚さである。これらのピークは、1つの境界からフィル
ムに侵入し、その後、第2の境界から反射した光の反射
に対応する。ピーク46は、光がフィルム15を通過し
た後、ファイバ端部13及び14からの反射によって発
生する。ピーク46は、x=d+(n−1)tに位置す
る。最後に、41に示すようにx=ntに小さなピーク
が生じる。当該技術の熟練者には明らかなように、自己
相関器から得られる出力を用いて、tとnの両方を求め
ることが可能である。
【0021】本発明の上述の実施例は、フィルムに近接
して配置された2つのファイバ端部に関して説明され
た。本発明の望ましい実施例の場合、フィルムからある
距離をあけてファイバ端部を配置することによって、は
ためきに関する余裕、及び、急速な動作中にフィルムに
はためきを生じる場合に固有の、フィルムの反射表面に
おける角度変動に関する公差が得られるようにする。距
離の追加に適応し、所望の公差が得られるようにするた
め、レンズ及び反射表面が利用される。この構成の機能
の仕方については、ファイバ端部、レンズ、及び、測定
を受けるフィルムの断面図である図5を参照することに
よってより容易に理解することが可能になるであろう。
ファイバ51を出る光は、フィルムの平面に光を集束さ
せるレンズ55に助けられてフィルム53上にイメージ
を形成する。フィルム53を出る光は、レンズ56によ
って集束し、ファイバ52に戻される。同様に、ファイ
バ52を出る光は、レンズ56によってフィルム53上
に集束し、フィルム平面を出る光は、レンズ55によっ
て集束し、ファイバ51に送り込まれる。
【0022】本発明の上記実施例の場合、レンズ55及
び56の表面58及び59は、それぞれ、部分反射材料
のコーティングが施されている。本発明の望ましい実施
例の場合、これらの表面は、それに入射する光の約33
%を反射する。これらの表面によって、上述の較正距離
「d」が得られる。フィルムがなければ、これらのレン
ズ表面間の間隔に等しい距離に、自己相関器の出力のピ
ークが生じることになる。各レンズの正面の曲率は、該
正面のポイントとフィルムの中心との距離が一定になる
ように選択されるのが理想である。
【0023】図5から明らかなように、フィルム15
は、レンズの1つに近接して配置するのが望ましい。図
5に示す実施例の場合、フィルム15はレンズ55に近
接して配置される。上述のように、自己相関器のピーク
は、レンズ表面とフィルムの距離に対応する。フィルム
がレンズ間のちょうど中間点に配置されると、ピークが
重なることになる。このオーバラップによって、x1
2の距離を判定するのが困難になる。従って、フィル
ムは、意図的に、x1とx2の距離に対応する反射に別個
のピークをもたらすのに十分な距離だけ中心からはずし
て配置される。
【0024】本発明の上述の実施例では、自己相関器と
してマイケルソン干渉計が利用されているが、他の形態
の自己相関器を利用することも可能である。例えば、光
学パワーを波長または光周波数の関数として測定する光
学スペクトル解析器を利用することも可能である。こう
した解析器からの周波数領域のスペクトルに関するフー
リエ変換によって、自己相関器の出力と同じ出力が得ら
れる。
【0025】用途によっては、シート全域の均一性をテ
ストするため、シートのいくつかの異なる位置における
厚さの測定が所望される。本発明によれば、図1に示す
ファイバ13及び14に3dB結合器を挿入して、信号
を分割し、追加プローブ対の構成に利用される追加ファ
イバに送り込むことによって、こうした複数ポイント測
定が可能である。各プローブ対の寸法が、他のプローブ
対と十分に異なるように選択され、フィルムから基準表
面までの距離が、同様に異なるように選択されると、個
々のプローブ測定値を多重化して、同じ自己相関器に送
り込むことが可能になる。追加プローブ対によって導入
される追加ピークは、十分な差があれば、互いにはっき
りと区別される。
【0026】本発明の上述の実施例は、受信器に自己相
関器を利用しているが、他のタイプの反射率計受信器を
利用することも可能である。こうした代替装置が、図6
に100で示されている。低コヒーレンス光源12から
の光は、第1の結合器161によって2つの光信号に分
割される。ファイバ164の信号を2つの信号に分割す
ることによって、これらの信号をフィルム15に加え、
フィルム15が反射及び透過する光を集めるファイバ1
30及び140を備えたプローブ対が形成される。集め
られた光は、結合器161によって発生した第2の光信
号が可動鏡121を備えた可変基準光路を通り抜けた
後、結合器161において前記第2の光信号と再結合さ
れる。結合器161において結合された信号は、基準光
路における遅延が、反射率計のファイバ164で戻る信
号の通過時間と一致すると、構成的干渉を受けることに
なる。結合器161を出る光の強度は、光検出器120
によって測定される。このタイプの受信器は、市販品と
して購入可能である(米国HP社(ヒューレット・パッ
カード社)のHP8504精密反射率計( Preci
sion Reflectomer)。鏡位置Xの関数
としてのフォトダイオード120の出力から、上述のよ
うにフィルム厚及び群屈折率を求めることが可能であ
る。
【0027】この構成には、フィルムの反射を弁別する
のに十分な空間分解能を備えた任意のタイプの反射率計
を用いることが可能である。しかし、その結果が個々の
ファイバの長さの変化に影響されやすいので、この構成
は望ましいものではない。こうした変化は、温度の揺動
または機械的応力のために生じる可能性がある。これに
対し、自己相関受信器で得られる結果は、こうした変化
に左右されない。
【0028】上記解説では、フィルムの表面を「上部」
及び「下部」と表したが、この用語は、フィルムの2つ
の表面を区別するための単なる表示にすぎない。
【0029】本発明の実施例に関する以上の説明は、
「フィルム」に言及したものであるが、理解しておくべ
きは、フィルムという用語は、シートまたはウェブを含
めることを意図したものであるという点である。
【0030】当該技術の熟練者には、以上の説明及び添
付の図面から本発明に対するさまざまな修正が明らかに
なるであろう。例えば、16、161、及び、162で
示す光学結合器の代わりにビーム分割器を用いることも
可能である。また、光源12の代わりに、キセノン・ラ
ンプまたは他の低コヒーレンス光源を用いることも可能
である。以下に実施態様の育束を列挙する。
【0031】(実施態様1)上部表面及び下部表面[2
5、26]を備えたフィルム[15]の厚さを測定する
ための装置[10、100]において、低コヒーレント
光源[12]から第1のプローブ光信号及び第2のプロ
ーブ光信号を発生するための手段[16、162]と、
前記上部表面[25]に向かって前記第1のプローブ光
信号を送り、前記上部表面[25]を出る光を集めるた
めの手段[13]と、前記上部表面[25]を出る光を
部分的に反射して、前記上部表面[25]に向かって戻
すための上部基準表面[23、58]と、前記下部表面
[26]に向かって第2のプローブ光信号を送り、前記
下部表面[26]を出る光を集めるための手段[14]
と、前記下部表面[26]を出る光を部分的に反射し、
前記下部表面[26]に向かって戻すための下部基準表
面[24、59]と、前記上部表面及び下部表面[2
5、26]から集めた前記光を結合して、集光信号を形
成するための結合手段[16、162]と、前記集光信
号を受信して、前記上部表面[25]及び前記上部基準
表面から反射した光と、前記下部表面[26]及び前記
下部基準表面[24、59]から反射した光の間におけ
る時間遅延を求めるための受信器[18]を備えた、測
定装置。
【0032】(実施態様2)前記受信器[18]が光学
自己相関器を備えたことを特徴とする、実施態様1に記
載の測定装置[10、100]。 (実施態様3)前記受信器[18]が、光学反射率計を
備えたことを特徴とする、実施態様1に記載の測定装置
[10、100]。 (実施態様4)前記受信器[18]が、光学スペクトル
解析器を備えたことを特徴とする、実施態様1に記載の
測定装置[10、100]。
【0033】(実施態様5)前記上部表面[25]に向
かって前記第1のプローブ光信号を送るための前記手段
が、光ファイバ[51]と、前記光ファイバを出る光を
前記フィルム[15]に送り、前記上部表面[25]を
出る光を集めて、前記集光を前記第1の光ファイバ[5
1]に送り込む第1のレンズ[55]を備えたことを特
徴とする、実施態様1に記載の測定装置[10、10
0]。 (実施態様6)前記第1のレンズ[55]が、前記レン
ズと前記上部表面の間に表面[58]を含んでいること
と、前記表面が、前記表面に向かう方向に前記フィルム
[15]を出る光の一部を反射して、前記フィルム[1
5]に戻すことと、前記表面によって前記上部基準表面
が得られることを特徴とする、実施態様5に記載の測定
装置[10、100]。
【0034】(実施態様7)前記上部表面[25]に向
かって前記第1のプローブ光信号を送るための前記手段
が、研磨した端部[23]を備える光ファイバ[13]
を備えたことと、前記研磨した端部が前記上部基準表面
を構成することを特徴とする、実施態様1に記載の測定
装置[10、100]。 (実施態様8)前記結合手段が、光学結合器[16、1
62]を備えたことを特徴とする、実施態様1に記載の
測定装置[10、100]。 (実施態様9)前記第1と第2のプローブ光信号を発生
するための前記手段及び結合手段が、単一の光学結合器
[16]であることを特徴とする、実施態様1に記載の
測定装置[10、100]。
【0035】(実施態様10)上部表面と下部表面[2
5、26]を備えたフィルム[15]の厚さを測定する
ための方法において、低コヒーレンス光源[12]から
第1のプローブ光信号と第2のプローブ光信号を発生す
るステップと、前記上部表面[25]に向けて前記第1
のプローブ光信号を送り、前記上部表面[25]を出る
光を集めるステップと、前記上部表面[25]を出る光
を部分的に反射して、前記上部表面[25]に向かって
戻す上部基準表面を設けるステップと、前記下部表面
[26]に向けて前記第2のプローブ光信号を送り、前
記下部表面[26]を出る光を集めるステップと、前記
下部表面[26]を出る光を部分的に反射して、前記下
部表面[26]に向かって戻す下部基準表面[24、5
9]を設けるステップと、前記上部表面と前記下部表面
[26]から集めた前記光を結合して、集光信号を形成
するステップと、受信器[18]において前記集光信号
を受信して解析を行い、前記上部表面[25]及び前記
基準表面から反射する光と前記下部表面[26]及び前
記下部基準表面[24、59]から反射する光との間に
おける時間遅延を求めるステップとを備えた、測定方
法。
【0036】(実施態様11)前記受信器[18]が光
学自己相関器を備えたことを特徴とする、実施態様10
に記載の測定方法。 (実施態様12)前記受信器[18]が光学反射率計を
備えたことを特徴とする、実施態様10に記載の測定方
法。 (実施態様13)前記受信器[18]が光学スペクトル
解析器を備えたことを特徴とする、実施態様10に記載
の測定方法。 (実施態様14)前記上部表面[25]に向かって前記
第1のプローブ光信号を送る前記ステップが、光ファイ
バ[51]と、前記光ファイバを出る光を前記フィルム
[15]に送り、前記上部表面[25]を出る光を集め
て、前記集光を前記第1の光ファイバ[51]に送り込
む第1のレンズ[55]を設けるステップを備えたこと
を特徴とする、実施態様10に記載の測定方法。
【0037】(実施態様15)前記第1のレンズが、前
記レンズと前記上部表面[25]の間に表面[58]を
含んでいることと、前記表面が、前記表面に向かう方向
に前記フィルム[15]を出る光の一部を反射して、前
記フィルム[15]に戻すことと、前記表面によって前
記上記基準表面が得られることを特徴とする、実施態様
14に記載の測定方法。 (実施態様16)前記上部表面[25]に向かって前記
第1のプローブ光信号を送る前記ステップが、研磨した
端部[23]を備えた光ファイバ[13]を設けるステ
ップを備えたことと、前記研磨した端部が前記上部基準
表面を構成することを特徴とする、実施態様10に記載
の測定方法。 (実施態様17)前記フィルム[15]の前記第1と第
2の表面から集めた前記光を結合する前記ステップが、
光学結合器[16、162]を設けるステップを備えた
ことを特徴とする、実施態様10に記載の測定方法。
【0038】(実施態様18)前記第1と第2のプロー
ブ光信号を発生し、前記上部表面と前記下部表面から集
めた前記光を結合するステップが、単一光学結合器[1
6]を設けるステップを備えたことを特徴とする、実施
態様10に記載の測定方法。
【0039】
【発明の効果】以上詳述したように、被接触で不透明な
フィルムの厚さや、透明フィルムの厚さと群屈折率がオ
ンライン測定できるので実益がある。フィルムのはため
きによる影響を小さくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による厚さ測定装置の実施例に関する略
図である。
【図2】図1に示すファイバ13及び14の端部の拡大
図である。
【図3】本発明において、不透明なフィルムの測定に用
いられた場合に、自己相関受信器によって発生する出力
を示す図である。
【図4】群屈折率nを有する透明フィルムがプローブ対
の間に配置された場合の、自己相関器の出力を示す図で
ある。
【図5】本発明の望ましい実施例において用いられるフ
ァイバ端部とレンズの断面図である。
【図6】光学反射率計を受信器に利用した本発明の実施
例に関する略図である。
【符号の説明】
10 厚さ測定装置 12 低コヒーレンス光源 13 光ファイバ 14 光ファイバ 15 フィルム 16 結合器 17 光ファイバ 18 自己相関器 19 ビーム分割器 20 固定鏡 21 可動鏡 22 フォトダイオード 23 上部基準表面 24 下部基準表面 25 上部表面 26 下部表面 51 光ファイバ 52 光ファイバ 53 フィルム 55 レンズ 56 レンズ 58 上部基準表面 59 下部基準表面 100 代替装置 120 光検出器 121 可動鏡 130 光ファイバ 140 光ファイバ 161 結合器 164 結合器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上部表面及び下部表面を備えたフィルムの
    厚さを測定するための装置において、低コヒーレント光
    源から第1のプローブ光信号及び第2のプローブ光信号
    を発生するための手段、前記上部表面に向かって前記第
    1のプローブ光信号を送り、前記上部表面を出る光を集
    めるための手段と、前記上部表面を出る光を部分的に反
    射して、前記上部表面に向かって戻すための上部基準表
    面と、前記下部表面に向かって第2のプローブ光信号を
    送り、前記下部表面を出る光を集めるための手段と、前
    記下部表面を出る光を部分的に反射し、前記下部表面に
    向かって戻すための下部基準表面と、前記上部表面及び
    下部表面から集めた前記光を結合して、集光信号を形成
    するための結合手段と、前記集光信号を受信して、前記
    上部表面及び前記上部基準表面から反射した光と、前記
    下部表面及び前記下部基準表面から反射した光の間にお
    ける時間遅延を求めるための受信器を備えた、測定装
    置。
JP22483596A 1995-08-28 1996-08-27 フィルム厚の測定方法及び装置 Expired - Fee Related JP3814343B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/520,199 US5642196A (en) 1995-08-28 1995-08-28 Method and apparatus for measuring the thickness of a film using low coherence reflectometry
US520,199 1995-08-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09119814A true JPH09119814A (ja) 1997-05-06
JP3814343B2 JP3814343B2 (ja) 2006-08-30

Family

ID=24071580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22483596A Expired - Fee Related JP3814343B2 (ja) 1995-08-28 1996-08-27 フィルム厚の測定方法及び装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5642196A (ja)
EP (1) EP0762079A3 (ja)
JP (1) JP3814343B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6393168B1 (en) 1998-03-31 2002-05-21 Ntt Advanced Technology Corporation Method and apparatus for maintaining optical signal having low degree of polarization in specific state of polarization
JP2011107168A (ja) * 2000-01-25 2011-06-02 Zygo Corp 試験対象物の幾何学的特性を測定する方法及び装置、並びに光プロファイリング・システム
WO2023037535A1 (ja) * 2021-09-13 2023-03-16 日本電信電話株式会社 光ファイバセンシング装置及び方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10267610A (ja) * 1997-03-26 1998-10-09 Kowa Co 光学測定装置
US6198540B1 (en) 1997-03-26 2001-03-06 Kowa Company, Ltd. Optical coherence tomography have plural reference beams of differing modulations
US6406641B1 (en) 1997-06-17 2002-06-18 Luxtron Corporation Liquid etch endpoint detection and process metrology
US6184985B1 (en) 1998-12-11 2001-02-06 Filmetrics, Inc. Spectrometer configured to provide simultaneous multiple intensity spectra from independent light sources
US6204922B1 (en) 1998-12-11 2001-03-20 Filmetrics, Inc. Rapid and accurate thin film measurement of individual layers in a multi-layered or patterned sample
US6172756B1 (en) 1998-12-11 2001-01-09 Filmetrics, Inc. Rapid and accurate end point detection in a noisy environment
US6806969B2 (en) * 2001-10-19 2004-10-19 Agilent Technologies, Inc. Optical measurement for measuring a small space through a transparent surface
US7502121B1 (en) * 2004-11-24 2009-03-10 Ahbee 1, L.P. Temperature insensitive low coherence based optical metrology for nondestructive characterization of physical characteristics of materials
JP4429886B2 (ja) * 2004-12-09 2010-03-10 富士フイルム株式会社 光断層映像装置
DE102008049972A1 (de) * 2008-10-01 2010-04-22 Peter Wolters Gmbh Verfahren zum Messen der Dicke von in einer Bearbeitungsmaschine bearbeiteten scheibenförmigen Werkstücken
WO2013019776A2 (en) 2011-08-01 2013-02-07 University Of Florida Research Foundation, Inc. Simultaneous refractive index and thickness measurments with a monochromatic low-coherence interferometer
US8829518B2 (en) 2011-09-13 2014-09-09 International Business Machines Corporation Test structure and calibration method
CN107339943B (zh) * 2017-04-25 2019-09-27 哈尔滨工程大学 偏振复用的共光路自校准薄膜厚度测量装置及测量方法
CN114234821A (zh) * 2021-12-20 2022-03-25 南京大学 一种膜电极厚度检测装置及检测方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323229A (en) * 1992-08-31 1994-06-21 Science Applications International Corporation Measurement system using optical coherence shifting interferometry

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6393168B1 (en) 1998-03-31 2002-05-21 Ntt Advanced Technology Corporation Method and apparatus for maintaining optical signal having low degree of polarization in specific state of polarization
JP2011107168A (ja) * 2000-01-25 2011-06-02 Zygo Corp 試験対象物の幾何学的特性を測定する方法及び装置、並びに光プロファイリング・システム
WO2023037535A1 (ja) * 2021-09-13 2023-03-16 日本電信電話株式会社 光ファイバセンシング装置及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0762079A3 (en) 1997-12-29
US5642196A (en) 1997-06-24
JP3814343B2 (ja) 2006-08-30
EP0762079A2 (en) 1997-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3867736B2 (ja) フィルムの厚さ及び屈折率を測定するための方法及び装置
JP3814343B2 (ja) フィルム厚の測定方法及び装置
US7821647B2 (en) Apparatus and method for measuring surface topography of an object
US4160598A (en) Apparatus for the determination of focused spot size and structure
JP4316691B2 (ja) 偏位を測定するための装置
JP3691597B2 (ja) フィルムの厚さと屈折率を測定するための測定方法及び測定装置
US5473432A (en) Apparatus for measuring the thickness of a moving film utilizing an adjustable numerical aperture lens
JP3922742B2 (ja) フィルム厚の測定方法及び装置
JP3392145B2 (ja) 半導体ウエファの厚さ誤差測定用干渉計
US5731876A (en) Method and apparatus for on-line determination of the thickness of a multilayer film using a partially reflecting roller and low coherence reflectometry
US5850287A (en) Roller assembly having pre-aligned for on-line thickness measurements
US20050030548A1 (en) Interferometric optical apparatus and method for measurements
JP4208069B2 (ja) 屈折率及び厚さの測定装置ならびに測定方法
US5715055A (en) Spectroscope utilizing a coupler to concurrently apply parallel light beams to a sample and a reference light and processing the resulting light beams thereby compensating for environmental changes
JPH04236307A (ja) パターン立体形状検知装置
JP2005106706A (ja) 屈折率及び厚さの測定装置ならびに測定方法
JPH0118371B2 (ja)
JP3040140B2 (ja) 色収差測定方法及び測定装置
KR100241028B1 (ko) 레이저를 이용한 내부결함 검출방법 및 그 장치
JPH0875433A (ja) 表面形状測定装置
JP2024056589A (ja) 光学式距離計
Ivanov et al. Remote gauging with fiber optic low-coherence tandem interferometry: new industrial applications
JPH0231103A (ja) パターン立体形状検知装置
JPH04296639A (ja) 光エコー測定装置
JPS5912121B2 (ja) 干渉測定法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050502

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060518

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060605

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees