JPH0979824A - 膜厚解析装置 - Google Patents
膜厚解析装置Info
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- JPH0979824A JPH0979824A JP23178095A JP23178095A JPH0979824A JP H0979824 A JPH0979824 A JP H0979824A JP 23178095 A JP23178095 A JP 23178095A JP 23178095 A JP23178095 A JP 23178095A JP H0979824 A JPH0979824 A JP H0979824A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定物の膜厚を被測定物の全面にわたって
評価することができるとともに被測定物の膜厚を非破壊
で評価することのできる膜厚解析装置を提供する。 【解決手段】 赤外面光源１と、バンドパスフィルター
２と、ＩＲカメラ３と、演算装置４とを備え、赤外面光
源１から発し被測定物50中を透過した赤外線のうち特定
波長のものをバンドパスフィルター２で選択し、このバ
ンドパスフィルター２で選択した特定波長の赤外線のエ
ネルギー分布をＩＲカメラ３で捕らえ、このＩＲカメラ
３で捕らえた特定波長の赤外線のエネルギー分布データ
を演算装置４で演算して被測定物の膜厚を評価する構成
とする。
評価することができるとともに被測定物の膜厚を非破壊
で評価することのできる膜厚解析装置を提供する。 【解決手段】 赤外面光源１と、バンドパスフィルター
２と、ＩＲカメラ３と、演算装置４とを備え、赤外面光
源１から発し被測定物50中を透過した赤外線のうち特定
波長のものをバンドパスフィルター２で選択し、このバ
ンドパスフィルター２で選択した特定波長の赤外線のエ
ネルギー分布をＩＲカメラ３で捕らえ、このＩＲカメラ
３で捕らえた特定波長の赤外線のエネルギー分布データ
を演算装置４で演算して被測定物の膜厚を評価する構成
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は膜厚解析装置に関
し、さらに詳しくは例えば包装材料に好適に用いられる
薄膜積層材料を構成する薄膜の膜厚を２次元で、すなわ
ち被測定物の膜厚を被測定物の全面にわたって評価する
ことのできる膜厚解析装置に関する。
し、さらに詳しくは例えば包装材料に好適に用いられる
薄膜積層材料を構成する薄膜の膜厚を２次元で、すなわ
ち被測定物の膜厚を被測定物の全面にわたって評価する
ことのできる膜厚解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば基材フィルム上に金属酸化物等の
蒸着膜が設けられた薄膜積層材料は、包装材料その他の
用途に広く用いられつつある。
蒸着膜が設けられた薄膜積層材料は、包装材料その他の
用途に広く用いられつつある。
【０００３】特に、珪素酸化物(SiOx ）蒸着膜を有する
薄膜積層材料は、高いバリアー性を有することから食品
包装その他の包装材料として好適に用いられている。一
方、薄膜積層材料を構成する薄膜の膜厚を評価する方法
としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電
子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用する方法、化学分析用電子分
光法（ＥＳＣＡ）、螢光Ｘ線法などが知られている。
薄膜積層材料は、高いバリアー性を有することから食品
包装その他の包装材料として好適に用いられている。一
方、薄膜積層材料を構成する薄膜の膜厚を評価する方法
としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電
子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用する方法、化学分析用電子分
光法（ＥＳＣＡ）、螢光Ｘ線法などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来法は、いずれも膜厚をスポットで評価するものであ
るため例えばフィルム状の被測定物の膜厚を全体にわた
って連続的に評価することが困難であるという欠点があ
る。しかも、従来法は、いずれもいわゆる破壊検査であ
るため、例えば包装材料の製造工程中で膜厚を評価する
ことができないという問題もある。
従来法は、いずれも膜厚をスポットで評価するものであ
るため例えばフィルム状の被測定物の膜厚を全体にわた
って連続的に評価することが困難であるという欠点があ
る。しかも、従来法は、いずれもいわゆる破壊検査であ
るため、例えば包装材料の製造工程中で膜厚を評価する
ことができないという問題もある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第一の膜厚解析装置は、赤外面光源と、バ
ンドパスフィルターと、ＩＲカメラと、演算装置とを備
え、前記赤外面光源から発し被測定物中を透過した赤外
線のうち特定波長のものを前記バンドパスフィルターで
選択し、このバンドパスフィルターで選択した特定波長
の赤外線のエネルギー分布を前記ＩＲカメラで捕らえ、
このＩＲカメラで捕らえた特定波長の赤外線のエネルギ
ー分布データを前記演算装置で演算して被測定物の膜厚
を評価する構成とし、本発明の第二の膜厚解析装置は、
赤外面光源と、ハーフミラーと、第一バンドパスフィル
ターと、第一ＩＲカメラと、第一演算装置とを有する第
一系統と、該第一系統を構成する赤外面光源およびハー
フミラーとそれぞれ共用の赤外面光源およびハーフミラ
ーと、第二バンドパスフィルターと、第二ＩＲカメラ
と、第二演算装置とを有する第二系統とを備え、前記第
一系統では、前記赤外面光源から発し被測定物中を透過
した後、前記ハーフミラーを透過した赤外線のうち特定
波長のものを前記第一バンドパスフィルターで選択し、
この第一バンドパスフィルターで選択した特定波長の赤
外線のエネルギー分布を前記第一ＩＲカメラで捕らえ、
この第一ＩＲカメラで捕らえた特定波長の赤外線のエネ
ルギー分布データを前記第一演算装置で演算して被測定
物を構成する２層のうちの１層の膜厚を評価し、前記第
二系統では、前記赤外面光源から発し被測定物中を透過
した後、前記ハーフミラーで反射した赤外線のうち特定
波長のものを前記第二バンドパスフィルターで選択し、
この第二バンドパスフィルターで選択した特定波長の赤
外線のエネルギー分布を前記第二ＩＲカメラで捕らえ、
この第二ＩＲカメラで捕らえた特定波長の赤外線のエネ
ルギー分布データを前記第二演算装置で演算して被測定
物を構成する２層のうちの他の１層の膜厚を評価する構
成とし、本発明の第三の膜厚解析装置は、赤外面光源
と、ハーフミラーと、第一バンドパスフィルターと、第
一ＩＲカメラと、第一演算装置とを有する第一系統と、
該第一系統を構成する赤外面光源およびハーフミラーと
それぞれ共用の赤外面光源およびハーフミラーと、第二
バンドパスフィルターと、第二ＩＲカメラと、第二演算
装置とを有する第二系統と、第三演算装置とを備え、前
記第一系統では、前記赤外面光源から発し被測定物中を
透過した後、前記ハーフミラーを透過した赤外線のうち
特定波長のものを前記第一バンドパスフィルターで選択
し、この第一バンドパスフィルターで選択した特定波長
の赤外線のエネルギー分布を前記第一ＩＲカメラで捕ら
え、この第一ＩＲカメラで捕らえた特定波長の赤外線の
エネルギー分布データを前記第一演算装置で演算して被
測定物の全膜厚を評価し、前記第二系統では、前記赤外
面光源から発し被測定物中を透過した後、前記ハーフミ
ラーで反射した赤外線のうち特定波長のものを前記第二
バンドパスフィルターで選択し、この第二バンドパスフ
ィルターで選択した特定波長の赤外線のエネルギー分布
を前記第二ＩＲカメラで捕らえ、この第二ＩＲカメラで
捕らえた特定波長の赤外線のエネルギー分布データを前
記第二演算装置で演算して被測定物を構成する２層のう
ちの１層の膜厚を評価し、前記第一系統で得られた赤外
線エネルギー分布データと前記第二系統で得られた赤外
線エネルギー分布データとを前記第三演算装置で演算す
ることにより被測定物を構成する２層のうちの他の１層
の膜厚を評価する構成とし、さらに必要に応じ、前記第
一乃至第三のいずれかの膜厚解析装置において、前記赤
外線のエネルギー分布データを画像データに変換する画
像処理装置と、該画像データを表示する表示装置とを有
する構成とした。
に、本発明の第一の膜厚解析装置は、赤外面光源と、バ
ンドパスフィルターと、ＩＲカメラと、演算装置とを備
え、前記赤外面光源から発し被測定物中を透過した赤外
線のうち特定波長のものを前記バンドパスフィルターで
選択し、このバンドパスフィルターで選択した特定波長
の赤外線のエネルギー分布を前記ＩＲカメラで捕らえ、
このＩＲカメラで捕らえた特定波長の赤外線のエネルギ
ー分布データを前記演算装置で演算して被測定物の膜厚
を評価する構成とし、本発明の第二の膜厚解析装置は、
赤外面光源と、ハーフミラーと、第一バンドパスフィル
ターと、第一ＩＲカメラと、第一演算装置とを有する第
一系統と、該第一系統を構成する赤外面光源およびハー
フミラーとそれぞれ共用の赤外面光源およびハーフミラ
ーと、第二バンドパスフィルターと、第二ＩＲカメラ
と、第二演算装置とを有する第二系統とを備え、前記第
一系統では、前記赤外面光源から発し被測定物中を透過
した後、前記ハーフミラーを透過した赤外線のうち特定
波長のものを前記第一バンドパスフィルターで選択し、
この第一バンドパスフィルターで選択した特定波長の赤
外線のエネルギー分布を前記第一ＩＲカメラで捕らえ、
この第一ＩＲカメラで捕らえた特定波長の赤外線のエネ
ルギー分布データを前記第一演算装置で演算して被測定
物を構成する２層のうちの１層の膜厚を評価し、前記第
二系統では、前記赤外面光源から発し被測定物中を透過
した後、前記ハーフミラーで反射した赤外線のうち特定
波長のものを前記第二バンドパスフィルターで選択し、
この第二バンドパスフィルターで選択した特定波長の赤
外線のエネルギー分布を前記第二ＩＲカメラで捕らえ、
この第二ＩＲカメラで捕らえた特定波長の赤外線のエネ
ルギー分布データを前記第二演算装置で演算して被測定
物を構成する２層のうちの他の１層の膜厚を評価する構
成とし、本発明の第三の膜厚解析装置は、赤外面光源
と、ハーフミラーと、第一バンドパスフィルターと、第
一ＩＲカメラと、第一演算装置とを有する第一系統と、
該第一系統を構成する赤外面光源およびハーフミラーと
それぞれ共用の赤外面光源およびハーフミラーと、第二
バンドパスフィルターと、第二ＩＲカメラと、第二演算
装置とを有する第二系統と、第三演算装置とを備え、前
記第一系統では、前記赤外面光源から発し被測定物中を
透過した後、前記ハーフミラーを透過した赤外線のうち
特定波長のものを前記第一バンドパスフィルターで選択
し、この第一バンドパスフィルターで選択した特定波長
の赤外線のエネルギー分布を前記第一ＩＲカメラで捕ら
え、この第一ＩＲカメラで捕らえた特定波長の赤外線の
エネルギー分布データを前記第一演算装置で演算して被
測定物の全膜厚を評価し、前記第二系統では、前記赤外
面光源から発し被測定物中を透過した後、前記ハーフミ
ラーで反射した赤外線のうち特定波長のものを前記第二
バンドパスフィルターで選択し、この第二バンドパスフ
ィルターで選択した特定波長の赤外線のエネルギー分布
を前記第二ＩＲカメラで捕らえ、この第二ＩＲカメラで
捕らえた特定波長の赤外線のエネルギー分布データを前
記第二演算装置で演算して被測定物を構成する２層のう
ちの１層の膜厚を評価し、前記第一系統で得られた赤外
線エネルギー分布データと前記第二系統で得られた赤外
線エネルギー分布データとを前記第三演算装置で演算す
ることにより被測定物を構成する２層のうちの他の１層
の膜厚を評価する構成とし、さらに必要に応じ、前記第
一乃至第三のいずれかの膜厚解析装置において、前記赤
外線のエネルギー分布データを画像データに変換する画
像処理装置と、該画像データを表示する表示装置とを有
する構成とした。
【０００６】本発明の第一の膜厚解析装置は、赤外面光
源と、バンドパスフィルターと、ＩＲカメラと、演算装
置とを備える。この膜厚解析装置において、赤外面光源
からは２層構造であってこの２層のうち１層の厚みが既
知である被測定物に向けて赤外線が照射され、この赤外
線は被測定物を透過する。このように被測定物を透過し
た赤外線は、バンドパスフィルターに入射する。バンド
パスフィルターは、入射した赤外線のうち特定波長のも
ののみを透過させる。次に、この特定波長の赤外線のエ
ネルギー分布をＩＲカメラで捕らえる。ＩＲカメラで捕
らえられた赤外線のエネルギー分布データは演算装置に
送られる。演算装置では、ＩＲカメラで捕らえられた赤
外線のエネルギー分布データに基づき温度透過率（Ｔ／
Ｔ0 ）が求められ、被測定物の形成材料ごとに予め演算
装置に入力されている膜厚と温度透過率との関係から被
測定物の形成材料に応じて膜厚が評価される。なお、温
度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）はＩＲカメラで捕らえられた赤外
線のエネルギー分布データに基づいて演算装置で算出さ
れる温度（Ｔ）と、被測定物中を未だ透過していない赤
外線のエネルギー分布から求められるものであって予め
演算装置に入力されている温度（Ｔ0 ）との比として算
出される。
源と、バンドパスフィルターと、ＩＲカメラと、演算装
置とを備える。この膜厚解析装置において、赤外面光源
からは２層構造であってこの２層のうち１層の厚みが既
知である被測定物に向けて赤外線が照射され、この赤外
線は被測定物を透過する。このように被測定物を透過し
た赤外線は、バンドパスフィルターに入射する。バンド
パスフィルターは、入射した赤外線のうち特定波長のも
ののみを透過させる。次に、この特定波長の赤外線のエ
ネルギー分布をＩＲカメラで捕らえる。ＩＲカメラで捕
らえられた赤外線のエネルギー分布データは演算装置に
送られる。演算装置では、ＩＲカメラで捕らえられた赤
外線のエネルギー分布データに基づき温度透過率（Ｔ／
Ｔ0 ）が求められ、被測定物の形成材料ごとに予め演算
装置に入力されている膜厚と温度透過率との関係から被
測定物の形成材料に応じて膜厚が評価される。なお、温
度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）はＩＲカメラで捕らえられた赤外
線のエネルギー分布データに基づいて演算装置で算出さ
れる温度（Ｔ）と、被測定物中を未だ透過していない赤
外線のエネルギー分布から求められるものであって予め
演算装置に入力されている温度（Ｔ0 ）との比として算
出される。
【０００７】本発明の第二の膜厚解析装置は、赤外面光
源と、ハーフミラーと、第一バンドパスフィルターと、
第一ＩＲカメラと、第一演算装置とを有する第一系統
と、該第一系統を構成する赤外面光源およびハーフミラ
ーとそれぞれ共用の赤外面光源およびハーフミラーと、
第二バンドパスフィルターと、第二ＩＲカメラと、第二
演算装置とを有する第二系統とを備える。第一系統で
は、２層構造であって各層の厚みが未知である被測定物
に向けて赤外面光源から赤外線が照射され、この赤外線
は被測定物を透過する。このように被測定物を透過した
赤外線は、ハーフミラーを透過した後、第一バンドパス
フィルターに入射する。第一バンドパスフィルターは、
入射した赤外線のうち特定波長のもののみを選択的に透
過させる。次に、この特定波長の赤外線のエネルギー分
布を第一ＩＲカメラで捕らえる。第一ＩＲカメラで捕ら
えられた赤外線のエネルギー分布データは第一演算装置
に送られる。第一演算装置では、第一ＩＲカメラで捕ら
えられた赤外線のエネルギー分布データに基づき温度透
過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求められ、被測定物を構成する各層
の形成材料ごとに予め第一演算装置に入力されている膜
厚と温度透過率との関係から被測定物を構成する２層の
うちの１層の膜厚が評価される。なお、温度透過率（Ｔ
／Ｔ0 ）は前述の第一の膜厚解析装置におけるのと同様
にして算出される。第二系統では、第一系統と共用の赤
外面光源から被測定物に向けて赤外線が照射され、この
赤外線は被測定物を透過する。このように被測定物を透
過した赤外線は、第一系統と共用のハーフミラーで反射
した後、第二バンドパスフィルターに入射する。すなわ
ち、この膜厚解析装置において、赤外面光源から被測定
物に向けて照射され、被測定物を透過した赤外線の一部
はハーフミラーを透過した後、第一バンドパスフィルタ
ーに入射し、赤外線の残りの一部はハーフミラーで反射
した後、第二バンドパスフィルターに入射する。第二バ
ンドパスフィルターは、入射した赤外線のうち第一バン
ドパスフィルターが選択的に透過させる特定波長とは範
囲の異なる特定波長のもののみを選択的に透過させる。
次に、この特定波長の赤外線のエネルギー分布を第二Ｉ
Ｒカメラで捕らえる。第二ＩＲカメラで捕らえられた赤
外線のエネルギー分布データは第二演算装置に送られ
る。第二演算装置では、第二ＩＲカメラで捕らえられた
赤外線のエネルギー分布データに基づき２層構造の被測
定物のうち前記第一系統で膜厚を評価した層とは異なる
他の層の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求められ、予めこの
層の形成材料に応じて第二演算装置に入力されている膜
厚と温度透過率との関係から前記第一系統で膜厚が評価
された層とは異なる他の１層の薄膜の膜厚が薄膜の形成
材料に応じて評価される。なお、温度透過率（Ｔ／
Ｔ0 ）は前述の第一の膜厚解析装置におけるのと同様に
して算出される。
源と、ハーフミラーと、第一バンドパスフィルターと、
第一ＩＲカメラと、第一演算装置とを有する第一系統
と、該第一系統を構成する赤外面光源およびハーフミラ
ーとそれぞれ共用の赤外面光源およびハーフミラーと、
第二バンドパスフィルターと、第二ＩＲカメラと、第二
演算装置とを有する第二系統とを備える。第一系統で
は、２層構造であって各層の厚みが未知である被測定物
に向けて赤外面光源から赤外線が照射され、この赤外線
は被測定物を透過する。このように被測定物を透過した
赤外線は、ハーフミラーを透過した後、第一バンドパス
フィルターに入射する。第一バンドパスフィルターは、
入射した赤外線のうち特定波長のもののみを選択的に透
過させる。次に、この特定波長の赤外線のエネルギー分
布を第一ＩＲカメラで捕らえる。第一ＩＲカメラで捕ら
えられた赤外線のエネルギー分布データは第一演算装置
に送られる。第一演算装置では、第一ＩＲカメラで捕ら
えられた赤外線のエネルギー分布データに基づき温度透
過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求められ、被測定物を構成する各層
の形成材料ごとに予め第一演算装置に入力されている膜
厚と温度透過率との関係から被測定物を構成する２層の
うちの１層の膜厚が評価される。なお、温度透過率（Ｔ
／Ｔ0 ）は前述の第一の膜厚解析装置におけるのと同様
にして算出される。第二系統では、第一系統と共用の赤
外面光源から被測定物に向けて赤外線が照射され、この
赤外線は被測定物を透過する。このように被測定物を透
過した赤外線は、第一系統と共用のハーフミラーで反射
した後、第二バンドパスフィルターに入射する。すなわ
ち、この膜厚解析装置において、赤外面光源から被測定
物に向けて照射され、被測定物を透過した赤外線の一部
はハーフミラーを透過した後、第一バンドパスフィルタ
ーに入射し、赤外線の残りの一部はハーフミラーで反射
した後、第二バンドパスフィルターに入射する。第二バ
ンドパスフィルターは、入射した赤外線のうち第一バン
ドパスフィルターが選択的に透過させる特定波長とは範
囲の異なる特定波長のもののみを選択的に透過させる。
次に、この特定波長の赤外線のエネルギー分布を第二Ｉ
Ｒカメラで捕らえる。第二ＩＲカメラで捕らえられた赤
外線のエネルギー分布データは第二演算装置に送られ
る。第二演算装置では、第二ＩＲカメラで捕らえられた
赤外線のエネルギー分布データに基づき２層構造の被測
定物のうち前記第一系統で膜厚を評価した層とは異なる
他の層の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求められ、予めこの
層の形成材料に応じて第二演算装置に入力されている膜
厚と温度透過率との関係から前記第一系統で膜厚が評価
された層とは異なる他の１層の薄膜の膜厚が薄膜の形成
材料に応じて評価される。なお、温度透過率（Ｔ／
Ｔ0 ）は前述の第一の膜厚解析装置におけるのと同様に
して算出される。
【０００８】本発明の第三の膜厚解析装置は、赤外面光
源と、ハーフミラーと、第一バンドパスフィルターと、
第一ＩＲカメラと、第一演算装置とを有する第一系統
と、該第一系統を構成する赤外面光源およびハーフミラ
ーとそれぞれ共用の赤外面光源およびハーフミラーと、
第二バンドパスフィルターと、第二ＩＲカメラと、第二
演算装置とを有する第二系統と、第三演算装置とを備え
る。第一系統では、２層構造であって各層の厚みが未知
である被測定物に向けて赤外面光源から赤外線が照射さ
れ、この赤外線は被測定物を透過する。このように被測
定物を透過した赤外線は、ハーフミラーを透過した後、
第一バンドパスフィルターに入射する。第一バンドパス
フィルターは、入射した赤外線のうち特定波長のものの
みを選択的に透過させる。次に、この特定波長の赤外線
のエネルギー分布を第一ＩＲカメラで捕らえる。第一Ｉ
Ｒカメラで捕らえられた赤外線のエネルギー分布データ
は第一演算装置に送られる。第一演算装置では、第一Ｉ
Ｒカメラで捕らえられた赤外線のエネルギー分布データ
に基づき温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求められ、被測定物
の形成材料ごとに、すなわち各層の組合せごとに予め第
一演算装置に入力されている膜厚と温度透過率との関係
から被測定物の全膜厚が評価される。なお、温度透過率
（Ｔ／Ｔ0 ）は前述の第一の膜厚解析装置におけるのと
同様にして算出される。第二系統では、第一系統と共用
の赤外面光源から被測定物に向けて赤外線が照射され、
この赤外線は被測定物を透過する。このように被測定物
を透過した赤外線は、第一系統と共用のハーフミラーで
反射した後、第二バンドパスフィルターに入射する。す
なわち、この膜厚解析装置において、赤外面光源から被
測定物に向けて照射され、被測定物を透過した赤外線の
一部はハーフミラーを透過した後、第一バンドパスフィ
ルターに入射し、赤外線の残りの一部はハーフミラーで
反射した後、第二バンドパスフィルターに入射する。第
二バンドパスフィルターは、入射した赤外線のうち第一
バンドパスフィルターが選択的に透過させる特定波長と
は範囲の異なる特定波長のもののみを選択的に透過させ
る。次に、この特定波長の赤外線のエネルギー分布を第
二ＩＲカメラで捕らえる。第二ＩＲカメラで捕らえられ
た赤外線のエネルギー分布データは第二演算装置に送ら
れる。第二演算装置では、第二ＩＲカメラで捕らえられ
た赤外線のエネルギー分布データに基づき２層構造の被
測定物のうちの１層の薄膜の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が
求められ、予めこの層の形成材料ごとに第二演算装置に
入力されている膜厚と温度透過率との関係から２層構造
の被測定物のうちの１層の膜厚がこの層の形成材料に応
じて評価される。なお、温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）は前述
の第一の膜厚解析装置におけるのと同様にして算出され
る。第三演算装置では、第一演算装置で評価された被測
定物の全膜厚データと第二演算装置で評価された被測定
物を構成する２層のうちの１層の膜厚データとに基づい
て被測定物を構成する２層のうちの残りの１層の膜厚が
算出される。
源と、ハーフミラーと、第一バンドパスフィルターと、
第一ＩＲカメラと、第一演算装置とを有する第一系統
と、該第一系統を構成する赤外面光源およびハーフミラ
ーとそれぞれ共用の赤外面光源およびハーフミラーと、
第二バンドパスフィルターと、第二ＩＲカメラと、第二
演算装置とを有する第二系統と、第三演算装置とを備え
る。第一系統では、２層構造であって各層の厚みが未知
である被測定物に向けて赤外面光源から赤外線が照射さ
れ、この赤外線は被測定物を透過する。このように被測
定物を透過した赤外線は、ハーフミラーを透過した後、
第一バンドパスフィルターに入射する。第一バンドパス
フィルターは、入射した赤外線のうち特定波長のものの
みを選択的に透過させる。次に、この特定波長の赤外線
のエネルギー分布を第一ＩＲカメラで捕らえる。第一Ｉ
Ｒカメラで捕らえられた赤外線のエネルギー分布データ
は第一演算装置に送られる。第一演算装置では、第一Ｉ
Ｒカメラで捕らえられた赤外線のエネルギー分布データ
に基づき温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求められ、被測定物
の形成材料ごとに、すなわち各層の組合せごとに予め第
一演算装置に入力されている膜厚と温度透過率との関係
から被測定物の全膜厚が評価される。なお、温度透過率
（Ｔ／Ｔ0 ）は前述の第一の膜厚解析装置におけるのと
同様にして算出される。第二系統では、第一系統と共用
の赤外面光源から被測定物に向けて赤外線が照射され、
この赤外線は被測定物を透過する。このように被測定物
を透過した赤外線は、第一系統と共用のハーフミラーで
反射した後、第二バンドパスフィルターに入射する。す
なわち、この膜厚解析装置において、赤外面光源から被
測定物に向けて照射され、被測定物を透過した赤外線の
一部はハーフミラーを透過した後、第一バンドパスフィ
ルターに入射し、赤外線の残りの一部はハーフミラーで
反射した後、第二バンドパスフィルターに入射する。第
二バンドパスフィルターは、入射した赤外線のうち第一
バンドパスフィルターが選択的に透過させる特定波長と
は範囲の異なる特定波長のもののみを選択的に透過させ
る。次に、この特定波長の赤外線のエネルギー分布を第
二ＩＲカメラで捕らえる。第二ＩＲカメラで捕らえられ
た赤外線のエネルギー分布データは第二演算装置に送ら
れる。第二演算装置では、第二ＩＲカメラで捕らえられ
た赤外線のエネルギー分布データに基づき２層構造の被
測定物のうちの１層の薄膜の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が
求められ、予めこの層の形成材料ごとに第二演算装置に
入力されている膜厚と温度透過率との関係から２層構造
の被測定物のうちの１層の膜厚がこの層の形成材料に応
じて評価される。なお、温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）は前述
の第一の膜厚解析装置におけるのと同様にして算出され
る。第三演算装置では、第一演算装置で評価された被測
定物の全膜厚データと第二演算装置で評価された被測定
物を構成する２層のうちの１層の膜厚データとに基づい
て被測定物を構成する２層のうちの残りの１層の膜厚が
算出される。
【０００９】このように本発明の膜厚解析装置は、被測
定物の膜厚を２次元で、すなわち面で評価するものであ
り、また膜厚の評価にあたり被測定物を破壊する必要は
ない。
定物の膜厚を２次元で、すなわち面で評価するものであ
り、また膜厚の評価にあたり被測定物を破壊する必要は
ない。
【００１０】さらに、第一の膜厚解析装置乃至第三の膜
厚解析装置のいずれにおいても、必要に応じて各演算装
置に送られて来る赤外線のエネルギー分布データを画像
データに変換する画像処理装置および該画像データを表
示する表示装置とを備える構成とすれば、被測定物の膜
厚を濃淡画像として可視化して評価することが可能であ
る。
厚解析装置のいずれにおいても、必要に応じて各演算装
置に送られて来る赤外線のエネルギー分布データを画像
データに変換する画像処理装置および該画像データを表
示する表示装置とを備える構成とすれば、被測定物の膜
厚を濃淡画像として可視化して評価することが可能であ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について図
面を参照しながら説明する。図１は第一の膜厚解析装置
の構成の一例を示す説明図である。
面を参照しながら説明する。図１は第一の膜厚解析装置
の構成の一例を示す説明図である。
【００１２】図１に示すように、この膜厚解析装置は、
赤外面光源１と、バンドパスフィルター２と、ＩＲカメ
ラ３と、演算装置４と、この演算装置４に接続された画
像処理装置（図示せず）と、表示装置（モニター）５と
から構成されている。
赤外面光源１と、バンドパスフィルター２と、ＩＲカメ
ラ３と、演算装置４と、この演算装置４に接続された画
像処理装置（図示せず）と、表示装置（モニター）５と
から構成されている。
【００１３】赤外面光源１からは、例えば厚みが既知の
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルム50
a 上に厚みが未知の珪素酸化物(SiOx ）蒸着膜50b が形
成されてなる積層構造の被測定物50に向けて赤外線が照
射される。
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルム50
a 上に厚みが未知の珪素酸化物(SiOx ）蒸着膜50b が形
成されてなる積層構造の被測定物50に向けて赤外線が照
射される。
【００１４】赤外面光源１から発した赤外線は被測定物
50を透過してバンドパスフィルター２に入射する。図１
に示す膜厚解析装置では、赤外面光源１とバンドパスフ
ィルター２とが被測定物50に対して反対側に配置されて
いるが、適当な反射層を設けることにより、赤外面光源
１とバンドパスフィルター２とを被測定物50に対して同
一方向に配置することも可能である。
50を透過してバンドパスフィルター２に入射する。図１
に示す膜厚解析装置では、赤外面光源１とバンドパスフ
ィルター２とが被測定物50に対して反対側に配置されて
いるが、適当な反射層を設けることにより、赤外面光源
１とバンドパスフィルター２とを被測定物50に対して同
一方向に配置することも可能である。
【００１５】バンドパスフィルター２には、珪素酸化物
（ＳｉＯx ）の厚みによる吸収差が見られる特定波長の
赤外線、例えば、波数で1090〜1010cm-1の範囲にある波
長の赤外線のみを選択的に透過させるものを使用する。
すなわちバンドパスフィルター２には、被測定物50を構
成する厚みが未知の層および厚みが既知の層の２層のう
ち、厚みが未知の層の形成材料について厚みによる吸収
差が見られる波長領域の赤外線のみを透過させるものを
選択して使用する。
（ＳｉＯx ）の厚みによる吸収差が見られる特定波長の
赤外線、例えば、波数で1090〜1010cm-1の範囲にある波
長の赤外線のみを選択的に透過させるものを使用する。
すなわちバンドパスフィルター２には、被測定物50を構
成する厚みが未知の層および厚みが既知の層の２層のう
ち、厚みが未知の層の形成材料について厚みによる吸収
差が見られる波長領域の赤外線のみを透過させるものを
選択して使用する。
【００１６】ＩＲカメラ３では、バンドパスフィルター
２を透過した特定波長の赤外線、例えば波数で1090〜10
10cm-1の範囲にある波長の赤外線のエネルギー分布を捕
らえ、このエネルギー分布データが演算装置４に送られ
る。
２を透過した特定波長の赤外線、例えば波数で1090〜10
10cm-1の範囲にある波長の赤外線のエネルギー分布を捕
らえ、このエネルギー分布データが演算装置４に送られ
る。
【００１７】演算装置４では、ＩＲカメラ３で捕らえら
れた特定波長の赤外線のエネルギー分布データに基づき
この赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求められる。具
体的には、この温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）は、ＩＲカメラ
３で捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布か
ら決定される温度Ｔと、被測定物を透過していない特定
波長の赤外線のエネルギー分布から決定される温度Ｔ0
との比であり、温度Ｔ0 は予め決定され演算装置４に入
力されている。
れた特定波長の赤外線のエネルギー分布データに基づき
この赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求められる。具
体的には、この温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）は、ＩＲカメラ
３で捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布か
ら決定される温度Ｔと、被測定物を透過していない特定
波長の赤外線のエネルギー分布から決定される温度Ｔ0
との比であり、温度Ｔ0 は予め決定され演算装置４に入
力されている。
【００１８】また、演算装置４には、膜厚が既知の試料
について予め測定された温度透過率と膜厚との関係が被
測定物の形成材料ごとに入力されている。図２はそれぞ
れ膜厚が既知の複数の試料について予め測定された温度
透過率（Ｔ／Ｔ0 ）と膜厚との関係を示すグラフであ
る。図２において、横軸は厚み12μｍのポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に形成された珪素酸
化物（ＳｉＯx ）蒸着膜の厚みを示し、この厚みは螢光
Ｘ線を用いた従来法により測定されたものである。一
方、図２の縦軸は温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）であり、試料
を透過した赤外線のエネルギー分布から求められる温度
Ｔと試料を透過していない赤外線のエネルギー分布から
求められる温度Ｔ0 との比として算出されたものであ
る。図２に示すグラフからは厚みが１２μｍのポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に厚みが未知
の珪素酸化物（ＳｉＯx ）蒸着膜が形成されている被測
定物について、温度透過率から膜厚を評価することがで
きる。
について予め測定された温度透過率と膜厚との関係が被
測定物の形成材料ごとに入力されている。図２はそれぞ
れ膜厚が既知の複数の試料について予め測定された温度
透過率（Ｔ／Ｔ0 ）と膜厚との関係を示すグラフであ
る。図２において、横軸は厚み12μｍのポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に形成された珪素酸
化物（ＳｉＯx ）蒸着膜の厚みを示し、この厚みは螢光
Ｘ線を用いた従来法により測定されたものである。一
方、図２の縦軸は温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）であり、試料
を透過した赤外線のエネルギー分布から求められる温度
Ｔと試料を透過していない赤外線のエネルギー分布から
求められる温度Ｔ0 との比として算出されたものであ
る。図２に示すグラフからは厚みが１２μｍのポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に厚みが未知
の珪素酸化物（ＳｉＯx ）蒸着膜が形成されている被測
定物について、温度透過率から膜厚を評価することがで
きる。
【００１９】この膜厚と温度透過率との関係から演算装
置４では、被測定物50について求められた温度透過率
（Ｔ／Ｔ0 ）に基づいて被測定物50を構成する珪素酸化
物（ＳｉＯx ）蒸着膜50b の膜厚が評価される。この評
価は、例えば適・不適のように２値化して行ってもよい
し、過大・適・過少のように３値化して行ってもよい。
置４では、被測定物50について求められた温度透過率
（Ｔ／Ｔ0 ）に基づいて被測定物50を構成する珪素酸化
物（ＳｉＯx ）蒸着膜50b の膜厚が評価される。この評
価は、例えば適・不適のように２値化して行ってもよい
し、過大・適・過少のように３値化して行ってもよい。
【００２０】図１に示す膜厚解析装置では、演算装置４
に図示しない画像処理装置および表示装置５が接続さ
れ、演算装置４で算出された膜厚データは画像処理装置
で画像データに変換され、この画像データがエネルギー
分布を表す色画像として表示装置５に表示される。
に図示しない画像処理装置および表示装置５が接続さ
れ、演算装置４で算出された膜厚データは画像処理装置
で画像データに変換され、この画像データがエネルギー
分布を表す色画像として表示装置５に表示される。
【００２１】図３は第二の膜厚解析装置の構成の一例を
示す説明図である。図３に示すようにこの膜厚解析装置
は、赤外面光源１と、ハーフミラー６と、第一バンドパ
スフィルター７と、第一ＩＲカメラ８と、第一演算装置
９と、この第一演算装置９に接続されている図示しない
画像処理装置と、第一表示装置１０と、第二バンドパス
フィルター１１と、第二ＩＲカメラ１２と、第二演算装
置１３と、この第二演算装置１３に接続されている図示
しない画像処理装置と、第二表示装置１４とにより構成
されている。また、赤外面光源１と、ハーフミラー６
と、第一バンドパスフィルター７と、第一ＩＲカメラ８
と、第一演算装置９と、この第一演算装置９に接続され
ている図示しない画像処理装置と、第一表示装置１０と
は第一系統を構成し、赤外面光源１と、ハーフミラー６
と、第二バンドパスフィルター１１と、第二ＩＲカメラ
１２と、第二演算装置１３と、この第二演算装置１３に
接続されている図示しない画像処理装置と、第二表示装
置１４とは第二系統を構成する。
示す説明図である。図３に示すようにこの膜厚解析装置
は、赤外面光源１と、ハーフミラー６と、第一バンドパ
スフィルター７と、第一ＩＲカメラ８と、第一演算装置
９と、この第一演算装置９に接続されている図示しない
画像処理装置と、第一表示装置１０と、第二バンドパス
フィルター１１と、第二ＩＲカメラ１２と、第二演算装
置１３と、この第二演算装置１３に接続されている図示
しない画像処理装置と、第二表示装置１４とにより構成
されている。また、赤外面光源１と、ハーフミラー６
と、第一バンドパスフィルター７と、第一ＩＲカメラ８
と、第一演算装置９と、この第一演算装置９に接続され
ている図示しない画像処理装置と、第一表示装置１０と
は第一系統を構成し、赤外面光源１と、ハーフミラー６
と、第二バンドパスフィルター１１と、第二ＩＲカメラ
１２と、第二演算装置１３と、この第二演算装置１３に
接続されている図示しない画像処理装置と、第二表示装
置１４とは第二系統を構成する。
【００２２】赤外面光源１からはいずれも厚みが未知で
あるとともに形成材料が既知である２層60a ，60b から
なる被測定物60に向けて赤外線が照射される。図３に示
す膜厚解析装置では、赤外面光源１とハーフミラー６と
が被測定物60に対して反対側に配置されているが、適当
な反射層を設けることにより、赤外面光源１とハーフミ
ラー６とを被測定物60に対して同一方向に配置すること
も可能である。
あるとともに形成材料が既知である２層60a ，60b から
なる被測定物60に向けて赤外線が照射される。図３に示
す膜厚解析装置では、赤外面光源１とハーフミラー６と
が被測定物60に対して反対側に配置されているが、適当
な反射層を設けることにより、赤外面光源１とハーフミ
ラー６とを被測定物60に対して同一方向に配置すること
も可能である。
【００２３】赤外面光源１から発した赤外線は被測定物
60を透過し、この赤外線のうち一部はハーフミラー６を
透過し、残りの一部はハーフミラー６で反射する。ハー
フミラー６を透過した赤外線は前記第一系統で解析さ
れ、ハーフミラー６で反射した赤外線は前記第二系統で
解析される。
60を透過し、この赤外線のうち一部はハーフミラー６を
透過し、残りの一部はハーフミラー６で反射する。ハー
フミラー６を透過した赤外線は前記第一系統で解析さ
れ、ハーフミラー６で反射した赤外線は前記第二系統で
解析される。
【００２４】前記第一系統では、ハーフミラー６を透過
した赤外線が第一バンドパスフィルター７に入射する。
第一バンドパスフィルター７には、被測定物60を構成す
るいずれも厚みが未知であるとともに形成材料が既知で
ある２層60a ，60b のうち、いずれか１層の形成材料に
ついて厚みによる吸収差が見られる波長領域の赤外線の
みを透過させるものを選択して使用する。具体的には、
被測定物60を構成する２層60a ，60b のうち、一方の層
60b の形成材料が例えば珪素酸化物（ＳｉＯx ）である
場合、珪素酸化物（ＳｉＯx ）の厚みによる吸収差が見
られる特定波長の赤外線、例えば波数で1090〜1010cm-1
の範囲にある波長の赤外線のみを選択的に透過させるも
のを使用する。
した赤外線が第一バンドパスフィルター７に入射する。
第一バンドパスフィルター７には、被測定物60を構成す
るいずれも厚みが未知であるとともに形成材料が既知で
ある２層60a ，60b のうち、いずれか１層の形成材料に
ついて厚みによる吸収差が見られる波長領域の赤外線の
みを透過させるものを選択して使用する。具体的には、
被測定物60を構成する２層60a ，60b のうち、一方の層
60b の形成材料が例えば珪素酸化物（ＳｉＯx ）である
場合、珪素酸化物（ＳｉＯx ）の厚みによる吸収差が見
られる特定波長の赤外線、例えば波数で1090〜1010cm-1
の範囲にある波長の赤外線のみを選択的に透過させるも
のを使用する。
【００２５】第一ＩＲカメラ８では、第一バンドパスフ
ィルター７を透過した特定波長の赤外線のエネルギー分
布を捕らえ、このエネルギー分布データが第一演算装置
９に送られる。
ィルター７を透過した特定波長の赤外線のエネルギー分
布を捕らえ、このエネルギー分布データが第一演算装置
９に送られる。
【００２６】第一演算装置９では、第一ＩＲカメラ８で
捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布データ
に基づきこの赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求めら
れる。
捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布データ
に基づきこの赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求めら
れる。
【００２７】具体的には、この温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）
は、第一ＩＲカメラ８で捕らえられた特定波長の赤外線
のエネルギー分布から決定される温度Ｔと、被測定物を
透過していない特定波長の赤外線のエネルギー分布から
決定される温度Ｔ0 との比であり、温度Ｔ0 は予め決定
され第一演算装置９に入力されている。
は、第一ＩＲカメラ８で捕らえられた特定波長の赤外線
のエネルギー分布から決定される温度Ｔと、被測定物を
透過していない特定波長の赤外線のエネルギー分布から
決定される温度Ｔ0 との比であり、温度Ｔ0 は予め決定
され第一演算装置９に入力されている。
【００２８】また、第一演算装置９には、被測定物60を
構成する２層60a ，60b のうちの一方の層60b の形成材
料ごとに、膜厚が既知の試料について予め測定された温
度透過率と膜厚との関係が入力されている。
構成する２層60a ，60b のうちの一方の層60b の形成材
料ごとに、膜厚が既知の試料について予め測定された温
度透過率と膜厚との関係が入力されている。
【００２９】したがって、第一演算装置９では、この膜
厚と温度透過率との関係から、形成材料が既知の層60b
について求められた温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）に基づいて
層60b の膜厚が評価される。この評価は、図１に示す第
一の膜厚解析装置におけるのと同様に２値化して行って
もよいし、３値化して行ってもよい。
厚と温度透過率との関係から、形成材料が既知の層60b
について求められた温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）に基づいて
層60b の膜厚が評価される。この評価は、図１に示す第
一の膜厚解析装置におけるのと同様に２値化して行って
もよいし、３値化して行ってもよい。
【００３０】図３に示す膜厚解析装置では、第一演算装
置９に図示しない画像処理装置および第一表示装置１０
が接続され、第一演算装置９で算出された膜厚データは
画像処理装置で画像データに変換され、この画像データ
がエネルギー分布を表す濃淡画像として第一表示装置１
０に表示される。
置９に図示しない画像処理装置および第一表示装置１０
が接続され、第一演算装置９で算出された膜厚データは
画像処理装置で画像データに変換され、この画像データ
がエネルギー分布を表す濃淡画像として第一表示装置１
０に表示される。
【００３１】前記第二系統では、ハーフミラー６で反射
した赤外線が第二バンドパスフィルター１１に入射す
る。第二バンドパスフィルター１１には、被測定物60を
構成する２層60a ，60b のうち前記第一系統で膜厚が評
価された層60b とは異なる他の層60a の形成材料のみに
ついて厚みによる吸収差が見られる特定波長の赤外線の
みを選択的に透過させるものを使用する。
した赤外線が第二バンドパスフィルター１１に入射す
る。第二バンドパスフィルター１１には、被測定物60を
構成する２層60a ，60b のうち前記第一系統で膜厚が評
価された層60b とは異なる他の層60a の形成材料のみに
ついて厚みによる吸収差が見られる特定波長の赤外線の
みを選択的に透過させるものを使用する。
【００３２】具体的には、例えば被測定物60を構成する
２層60a ，60b のうち一方の層60aの形成材料がポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）である場合、例えば、
波数で3100〜2900cm-1の範囲にある波長の赤外線のみを
選択的に透過させるものを第二バンドパスフィルター１
１に使用する。このようなものを第二バンドパスフィル
ター１１を使用するのは、波長が例えば上記の範囲にあ
る赤外線に対してＰＥＴ中の−ＣＨ3 による吸収が見ら
れるからである。
２層60a ，60b のうち一方の層60aの形成材料がポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）である場合、例えば、
波数で3100〜2900cm-1の範囲にある波長の赤外線のみを
選択的に透過させるものを第二バンドパスフィルター１
１に使用する。このようなものを第二バンドパスフィル
ター１１を使用するのは、波長が例えば上記の範囲にあ
る赤外線に対してＰＥＴ中の−ＣＨ3 による吸収が見ら
れるからである。
【００３３】第二ＩＲカメラ１２では、第二バンドパス
フィルター１１を透過した例えば波数で3100〜2900cm-1
の範囲にある特定波長の赤外線のエネルギー分布を捕ら
え、このエネルギー分布データが第二演算装置１３に送
られる。
フィルター１１を透過した例えば波数で3100〜2900cm-1
の範囲にある特定波長の赤外線のエネルギー分布を捕ら
え、このエネルギー分布データが第二演算装置１３に送
られる。
【００３４】第二演算装置１３では、第二ＩＲカメラ１
２で捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布デ
ータに基づきこの赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求
められる。
２で捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布デ
ータに基づきこの赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求
められる。
【００３５】具体的には、この温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）
は、第二ＩＲカメラ１２で捕らえられた特定波長の赤外
線のエネルギー分布から決定される温度Ｔと、被測定物
を透過していない特定波長の赤外線のエネルギー分布か
ら決定される温度Ｔ0 との比であり、温度Ｔ0 は予め決
定され第二演算装置１３に入力されている。
は、第二ＩＲカメラ１２で捕らえられた特定波長の赤外
線のエネルギー分布から決定される温度Ｔと、被測定物
を透過していない特定波長の赤外線のエネルギー分布か
ら決定される温度Ｔ0 との比であり、温度Ｔ0 は予め決
定され第二演算装置１３に入力されている。
【００３６】また、第二演算装置１３には、被測定物60
を構成する２層60a ，60b のうち一方の層60a の形成材
料ごとに、膜厚が既知の試料について予め測定された温
度透過率と膜厚との関係が入力されている。
を構成する２層60a ，60b のうち一方の層60a の形成材
料ごとに、膜厚が既知の試料について予め測定された温
度透過率と膜厚との関係が入力されている。
【００３７】したがって、第二演算装置１３では、この
膜厚と温度透過率との関係から、形成材料が既知の層60
a について求められた温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）に基づい
て層60a の膜厚が評価される。この評価は前述のように
２値化して行ってもよいし、３値化して行ってもよい。
膜厚と温度透過率との関係から、形成材料が既知の層60
a について求められた温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）に基づい
て層60a の膜厚が評価される。この評価は前述のように
２値化して行ってもよいし、３値化して行ってもよい。
【００３８】第二演算装置１３には、図示しない画像処
理装置および第二表示装置１４が接続され、第二演算装
置１３で算出された膜厚データは画像処理装置で画像デ
ータに変換され、この画像データがエネルギー分布を表
す色画像として第二表示装置１４に表示される。
理装置および第二表示装置１４が接続され、第二演算装
置１３で算出された膜厚データは画像処理装置で画像デ
ータに変換され、この画像データがエネルギー分布を表
す色画像として第二表示装置１４に表示される。
【００３９】図４は第三の膜厚解析装置の構成の一例を
示す説明図である。図４に示すようにこの膜厚解析装置
は、図３に示す第二の膜厚解析装置の構成に加えてさら
に第三演算装置１５と、この第三演算装置１５に接続さ
れている図示しない画像処理装置と、第三表示装置１６
とを備える。
示す説明図である。図４に示すようにこの膜厚解析装置
は、図３に示す第二の膜厚解析装置の構成に加えてさら
に第三演算装置１５と、この第三演算装置１５に接続さ
れている図示しない画像処理装置と、第三表示装置１６
とを備える。
【００４０】赤外面光源１からはいずれも厚みが未知で
あるとともに形成材料が既知である２層60a ，60b から
なる被測定物60に向けて赤外線が照射される。図４に示
す膜厚解析装置では、赤外面光源１とハーフミラー６と
が被測定物60に対して反対側に配置されているが、適当
な反射層を設けることにより、赤外面光源１とハーフミ
ラー６とを被測定物60に対して同一方向に配置すること
も可能である。
あるとともに形成材料が既知である２層60a ，60b から
なる被測定物60に向けて赤外線が照射される。図４に示
す膜厚解析装置では、赤外面光源１とハーフミラー６と
が被測定物60に対して反対側に配置されているが、適当
な反射層を設けることにより、赤外面光源１とハーフミ
ラー６とを被測定物60に対して同一方向に配置すること
も可能である。
【００４１】赤外面光源１から発した赤外線は被測定物
60を透過し、この赤外線のうち一部はハーフミラー６を
透過し、残りの一部はハーフミラー６で反射する。ハー
フミラー６を透過した赤外線は前記第一系統で解析さ
れ、ハーフミラー６で反射した赤外線は前記第二系統で
解析される。
60を透過し、この赤外線のうち一部はハーフミラー６を
透過し、残りの一部はハーフミラー６で反射する。ハー
フミラー６を透過した赤外線は前記第一系統で解析さ
れ、ハーフミラー６で反射した赤外線は前記第二系統で
解析される。
【００４２】前記第一系統では、ハーフミラー６を透過
した赤外線が第一バンドパスフィルター７に入射する。
第一バンドパスフィルター７には、被測定物60を構成す
るいずれも厚みが未知であるとともに形成材料が既知で
ある２層60a ，60b のうち、いずれか１層の形成材料に
ついて厚みによる吸収差が見られる波長領域の赤外線の
みを透過させるものを選択して使用する。具体的には、
被測定物60を構成する２層60a ，60b のうち、一方の層
60b の形成材料が例えば珪素酸化物（ＳｉＯx ）である
場合、珪素酸化物（ＳｉＯx ）の厚みによる吸収差が見
られる特定波長の赤外線、例えば波数で1090〜1010cm-1
の範囲にある波長の赤外線のみを選択的に透過させるも
のを使用する。
した赤外線が第一バンドパスフィルター７に入射する。
第一バンドパスフィルター７には、被測定物60を構成す
るいずれも厚みが未知であるとともに形成材料が既知で
ある２層60a ，60b のうち、いずれか１層の形成材料に
ついて厚みによる吸収差が見られる波長領域の赤外線の
みを透過させるものを選択して使用する。具体的には、
被測定物60を構成する２層60a ，60b のうち、一方の層
60b の形成材料が例えば珪素酸化物（ＳｉＯx ）である
場合、珪素酸化物（ＳｉＯx ）の厚みによる吸収差が見
られる特定波長の赤外線、例えば波数で1090〜1010cm-1
の範囲にある波長の赤外線のみを選択的に透過させるも
のを使用する。
【００４３】第一ＩＲカメラ８では、第一バンドパスフ
ィルター７を透過した上記特定波長の赤外線のエネルギ
ー分布を捕らえ、このエネルギー分布データが第一演算
装置９に送られる。
ィルター７を透過した上記特定波長の赤外線のエネルギ
ー分布を捕らえ、このエネルギー分布データが第一演算
装置９に送られる。
【００４４】第一演算装置９では、第一ＩＲカメラ８で
捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布データ
に基づきこの赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求めら
れる。
捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布データ
に基づきこの赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求めら
れる。
【００４５】具体的には、この温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）
は、第一ＩＲカメラ８で捕らえられた特定波長の赤外線
のエネルギー分布から決定される温度Ｔと、被測定物を
透過していない特定波長の赤外線のエネルギー分布から
決定される温度Ｔ0 との比であり、温度Ｔ0 は予め決定
され第一演算装置９に入力されている。
は、第一ＩＲカメラ８で捕らえられた特定波長の赤外線
のエネルギー分布から決定される温度Ｔと、被測定物を
透過していない特定波長の赤外線のエネルギー分布から
決定される温度Ｔ0 との比であり、温度Ｔ0 は予め決定
され第一演算装置９に入力されている。
【００４６】また、第一演算装置９には、被測定物60を
構成する２層60a ，60b の形成材料の組合せごとに、全
膜厚が既知の試料について予め測定された温度透過率と
膜厚との関係が入力されている。
構成する２層60a ，60b の形成材料の組合せごとに、全
膜厚が既知の試料について予め測定された温度透過率と
膜厚との関係が入力されている。
【００４７】したがって、第一演算装置９では、この膜
厚と温度透過率との関係から、形成材料が既知の被測定
物60について求められた温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）に基づ
いて被測定物60の全膜厚が評価される。この評価は、図
１に示す第一の膜厚解析装置におけるのと同様に２値化
して行ってもよいし、３値化して行ってもよい。
厚と温度透過率との関係から、形成材料が既知の被測定
物60について求められた温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）に基づ
いて被測定物60の全膜厚が評価される。この評価は、図
１に示す第一の膜厚解析装置におけるのと同様に２値化
して行ってもよいし、３値化して行ってもよい。
【００４８】図４に示す膜厚解析装置では、第一演算装
置９に図示しない画像処理装置および第一表示装置１０
が接続され、第一演算装置９で算出された膜厚データは
画像処理装置で画像データに変換され、この画像データ
がエネルギー分布を表す濃淡画像として第一表示装置１
０に表示される。
置９に図示しない画像処理装置および第一表示装置１０
が接続され、第一演算装置９で算出された膜厚データは
画像処理装置で画像データに変換され、この画像データ
がエネルギー分布を表す濃淡画像として第一表示装置１
０に表示される。
【００４９】前記第二系統では、ハーフミラー６で反射
した赤外線が第二バンドパスフィルター１１に入射す
る。第二バンドパスフィルター１１には、被測定物60を
構成する２層60a ，60b のうち一方の層60a の形成材料
のみについて厚みによる吸収差が見られる特定波長の赤
外線のみを選択的に透過させるものを使用する。
した赤外線が第二バンドパスフィルター１１に入射す
る。第二バンドパスフィルター１１には、被測定物60を
構成する２層60a ，60b のうち一方の層60a の形成材料
のみについて厚みによる吸収差が見られる特定波長の赤
外線のみを選択的に透過させるものを使用する。
【００５０】具体的には、例えば被測定物60を構成する
２層60a ，60b のうち一方の層60aの形成材料がポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）である場合、例えば、
波数で3100〜2900cm-1の範囲にある波長の赤外線のみを
選択的に透過させるものを第二バンドパスフィルター１
１に使用する。
２層60a ，60b のうち一方の層60aの形成材料がポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）である場合、例えば、
波数で3100〜2900cm-1の範囲にある波長の赤外線のみを
選択的に透過させるものを第二バンドパスフィルター１
１に使用する。
【００５１】第二ＩＲカメラ１２では、第二バンドパス
フィルター１１を透過した特定波長の赤外線のエネルギ
ー分布を捕らえ、このエネルギー分布データが第二演算
装置１３に送られる。
フィルター１１を透過した特定波長の赤外線のエネルギ
ー分布を捕らえ、このエネルギー分布データが第二演算
装置１３に送られる。
【００５２】第二演算装置１３では、第二ＩＲカメラ１
２で捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布デ
ータに基づきこの赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求
められる。
２で捕らえられた特定波長の赤外線のエネルギー分布デ
ータに基づきこの赤外線の温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）が求
められる。
【００５３】具体的には、この温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）
は、第二ＩＲカメラ１２で捕らえられた特定波長の赤外
線のエネルギー分布から決定される温度Ｔと、被測定物
を透過していない特定波長の赤外線のエネルギー分布か
ら決定される温度Ｔ0 との比であり、平均温度Ｔ0 は予
め決定され第二演算装置１３に入力されている。
は、第二ＩＲカメラ１２で捕らえられた特定波長の赤外
線のエネルギー分布から決定される温度Ｔと、被測定物
を透過していない特定波長の赤外線のエネルギー分布か
ら決定される温度Ｔ0 との比であり、平均温度Ｔ0 は予
め決定され第二演算装置１３に入力されている。
【００５４】また、第二演算装置１３には、被測定物60
を構成する２層60a ，60b のうち一方の層60a の形成材
料ごとに、膜厚が既知の試料について予め測定された温
度透過率と膜厚との関係が入力されている。
を構成する２層60a ，60b のうち一方の層60a の形成材
料ごとに、膜厚が既知の試料について予め測定された温
度透過率と膜厚との関係が入力されている。
【００５５】したがって、第二演算装置１３では、この
膜厚と温度透過率との関係から、形成材料が既知の層60
a について求められた温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）に基づい
て層60a の膜厚が評価される。この評価は前述のように
２値化して行ってもよいし、３値化して行ってもよい。
膜厚と温度透過率との関係から、形成材料が既知の層60
a について求められた温度透過率（Ｔ／Ｔ0 ）に基づい
て層60a の膜厚が評価される。この評価は前述のように
２値化して行ってもよいし、３値化して行ってもよい。
【００５６】第二演算装置１３には、図示しない画像処
理装置および第二表示装置１４が接続され、第二演算装
置１３で算出された膜厚データは画像処理装置で画像デ
ータに変換され、この画像データがエネルギー分布を表
す色画像として第二表示装置１４に表示される。
理装置および第二表示装置１４が接続され、第二演算装
置１３で算出された膜厚データは画像処理装置で画像デ
ータに変換され、この画像データがエネルギー分布を表
す色画像として第二表示装置１４に表示される。
【００５７】第三演算装置１５には、第一演算装置９で
算出された被測定物60の全膜厚データおよび第二演算装
置で算出された層60a の膜厚データが送られ、これらの
データに基づき層60b の膜厚が２値化または３値化され
て評価される。
算出された被測定物60の全膜厚データおよび第二演算装
置で算出された層60a の膜厚データが送られ、これらの
データに基づき層60b の膜厚が２値化または３値化され
て評価される。
【００５８】第三演算装置１５には、図示しない画像処
理装置および第三表示装置１６が接続され、第三演算装
置１５で算出された膜厚データは画像処理装置で画像デ
ータに変換され、この画像データがエネルギー分布を表
す色画像として第三表示装置１６に表示される。
理装置および第三表示装置１６が接続され、第三演算装
置１５で算出された膜厚データは画像処理装置で画像デ
ータに変換され、この画像データがエネルギー分布を表
す色画像として第三表示装置１６に表示される。
【００５９】
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、被測定物の形成材料ごとに厚みによる吸収差が見ら
れる特定波長の赤外線を利用してそのエネルギー分布か
ら被測定物の膜厚を評価する構成としたので、被測定物
の膜厚を２次元で、すなわち被測定物全面にわたって評
価することが可能であるとともに被測定物を破壊するこ
とがなく、したがって、たとえば包装材料の製造工程中
で連続的に被測定物の膜厚を評価することができる膜厚
解析装置が提供される。
ば、被測定物の形成材料ごとに厚みによる吸収差が見ら
れる特定波長の赤外線を利用してそのエネルギー分布か
ら被測定物の膜厚を評価する構成としたので、被測定物
の膜厚を２次元で、すなわち被測定物全面にわたって評
価することが可能であるとともに被測定物を破壊するこ
とがなく、したがって、たとえば包装材料の製造工程中
で連続的に被測定物の膜厚を評価することができる膜厚
解析装置が提供される。
【図１】本発明の膜厚解析装置の構成例を示す説明図で
ある。
ある。
【図２】本発明の膜厚解析装置を構成する演算装置に予
め入力される温度透過率と膜厚との関係の一例を示すグ
ラフである。
め入力される温度透過率と膜厚との関係の一例を示すグ
ラフである。
【図３】本発明の膜厚解析装置の構成例を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】本発明の膜厚解析装置の構成例を示す説明図で
ある。
ある。
１…赤外面光源 ２…バンドパスフィルター ３…ＩＲカメラ ４…演算装置 ６…ハーフミラー ７…第一バンドパスフィルター ８…第一ＩＲカメラ ９…第一演算装置 １１…第二バンドパスフィルター １２…第二ＩＲカメラ １３…第二演算装置 １５…第三演算装置 ５０…被測定物 ６０…被測定物
Claims (4)
- 【請求項１】 被測定物の膜厚を２次元で評価する装置
であって、赤外面光源と、バンドパスフィルターと、Ｉ
Ｒカメラと、演算装置とを備え、前記赤外面光源から発
し被測定物中を透過した赤外線のうち特定波長のものを
前記バンドパスフィルターで選択し、このバンドパスフ
ィルターで選択した特定波長の赤外線のエネルギー分布
を前記ＩＲカメラで捕らえ、このＩＲカメラで捕らえた
特定波長の赤外線のエネルギー分布データを前記演算装
置で演算して被測定物の膜厚を評価することを特徴とす
る膜厚解析装置。 - 【請求項２】 ２層構造の被測定物の各膜厚を２次元で
評価する装置であって、赤外面光源と、ハーフミラー
と、第一バンドパスフィルターと、第一ＩＲカメラと、
第一演算装置とを有する第一系統と、該第一系統を構成
する赤外面光源およびハーフミラーとそれぞれ共用の赤
外面光源およびハーフミラーと、第二バンドパスフィル
ターと、第二ＩＲカメラと、第二演算装置とを有する第
二系統とを備え、前記第一系統では、前記赤外面光源か
ら発し被測定物中を透過した後、前記ハーフミラーを透
過した赤外線のうち特定波長のものを前記第一バンドパ
スフィルターで選択し、この第一バンドパスフィルター
で選択した特定波長の赤外線のエネルギー分布を前記第
一ＩＲカメラで捕らえ、この第一ＩＲカメラで捕らえた
特定波長の赤外線のエネルギー分布データを前記第一演
算装置で演算して被測定物を構成する２層のうちの１層
の膜厚を評価し、前記第二系統では、前記赤外面光源か
ら発し被測定物中を透過した後、前記ハーフミラーで反
射した赤外線のうち特定波長のものを前記第二バンドパ
スフィルターで選択し、この第二バンドパスフィルター
で選択した特定波長の赤外線のエネルギー分布を前記第
二ＩＲカメラで捕らえ、この第二ＩＲカメラで捕らえた
特定波長の赤外線のエネルギー分布データを前記第二演
算装置で演算して被測定物を構成する２層のうちの他の
１層の膜厚を評価することを特徴とする膜厚解析装置。 - 【請求項３】 ２層構造の被測定物の各膜厚を２次元で
評価する装置であって、赤外面光源と、ハーフミラー
と、第一バンドパスフィルターと、第一ＩＲカメラと、
第一演算装置とを有する第一系統と、該第一系統を構成
する赤外面光源およびハーフミラーとそれぞれ共用の赤
外面光源およびハーフミラーと、第二バンドパスフィル
ターと、第二ＩＲカメラと、第二演算装置とを有する第
二系統と、第三演算装置とを備え、前記第一系統では、
前記赤外面光源から発し被測定物中を透過した後、前記
ハーフミラーを透過した赤外線のうち特定波長のものを
前記第一バンドパスフィルターで選択し、この第一バン
ドパスフィルターで選択した特定波長の赤外線のエネル
ギー分布を前記第一ＩＲカメラで捕らえ、この第一ＩＲ
カメラで捕らえた特定波長の赤外線のエネルギー分布デ
ータを前記第一演算装置で演算して被測定物の全膜厚を
評価し、前記第二系統では、前記赤外面光源から発し被
測定物中を透過した後、前記ハーフミラーで反射した赤
外線のうち特定波長のものを前記第二バンドパスフィル
ターで選択し、この第二バンドパスフィルターで選択し
た特定波長の赤外線のエネルギー分布を前記第二ＩＲカ
メラで捕らえ、この第二ＩＲカメラで捕らえた特定波長
の赤外線のエネルギー分布データを前記第二演算装置で
演算して被測定物を構成する２層のうちの１層の膜厚を
評価し、前記第一系統で得られた赤外線エネルギー分布
データと前記第二系統で得られた赤外線エネルギー分布
データとを前記第三演算装置で演算することにより被測
定物を構成する２層のうちの他の１層の膜厚を評価する
ことを特徴とする膜厚解析装置。 - 【請求項４】 さらに前記赤外線のエネルギー分布デー
タを画像データに変換する画像処理装置と、該画像デー
タを表示する表示装置とを有する請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の膜厚解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23178095A JPH0979824A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 膜厚解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23178095A JPH0979824A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 膜厚解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979824A true JPH0979824A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16928924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23178095A Pending JPH0979824A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 膜厚解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0979824A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1060385A1 (en) * | 1998-02-10 | 2000-12-20 | Philip Morris Products Inc. | Process control by transient thermography |
| KR20020073978A (ko) * | 2001-03-19 | 2002-09-28 | 현대중공업 주식회사 | 적외선 열화상 장치를 이용한 박막 두께의 측정법 |
| KR20030091100A (ko) * | 2002-05-22 | 2003-12-03 | 강성준 | 적외선 영상기법을 이용한 박막의 균질도 검사 장치 및 방법 |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP23178095A patent/JPH0979824A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1060385A1 (en) * | 1998-02-10 | 2000-12-20 | Philip Morris Products Inc. | Process control by transient thermography |
| EP1060385A4 (en) * | 1998-02-10 | 2001-05-16 | Philip Morris Prod | CONTROL OF A PROCESS BY TRANSIENT THERMOGRAPHY |
| KR20020073978A (ko) * | 2001-03-19 | 2002-09-28 | 현대중공업 주식회사 | 적외선 열화상 장치를 이용한 박막 두께의 측정법 |
| KR20030091100A (ko) * | 2002-05-22 | 2003-12-03 | 강성준 | 적외선 영상기법을 이용한 박막의 균질도 검사 장치 및 방법 |
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