JPS58162805A - 光学的蒸着膜厚モニタ−方法 - Google Patents
光学的蒸着膜厚モニタ−方法Info
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- JPS58162805A JPS58162805A JP4459182A JP4459182A JPS58162805A JP S58162805 A JPS58162805 A JP S58162805A JP 4459182 A JP4459182 A JP 4459182A JP 4459182 A JP4459182 A JP 4459182A JP S58162805 A JPS58162805 A JP S58162805A
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- Japan
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- reflected
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- incident
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices 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】
本発明は、薄膜を形成するのに用いられる装置、たとえ
ば蒸着装置、スパッタ装置、イオンブレーティング装置
、気相反応装置などに関するものである。
ば蒸着装置、スパッタ装置、イオンブレーティング装置
、気相反応装置などに関するものである。
従来の蒸着中の膜厚測定は、特公昭55−37681に
述べられているように透過率のみ、るるいは反射率のみ
の測定によって行っていたため、膜厚のみしか知ること
ができなかった。17’C,従来の反射率の測定法では
、西独□ffenlegungsshrift2522
928のp:g、aのように、基板に対して斜めに光を
入射させていたので、薄膜が形成される基板が回転など
の運動に伴って上下に振扛る場合、その影醤が大きかっ
た。また、周囲温度による光源の輝度変動のために#j
足積度が悪かった。
述べられているように透過率のみ、るるいは反射率のみ
の測定によって行っていたため、膜厚のみしか知ること
ができなかった。17’C,従来の反射率の測定法では
、西独□ffenlegungsshrift2522
928のp:g、aのように、基板に対して斜めに光を
入射させていたので、薄膜が形成される基板が回転など
の運動に伴って上下に振扛る場合、その影醤が大きかっ
た。また、周囲温度による光源の輝度変動のために#j
足積度が悪かった。
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を除去し、
蒸着中の薄膜の膜厚を安定にかつ正確にモニターできる
方法を提供することにるる。
蒸着中の薄膜の膜厚を安定にかつ正確にモニターできる
方法を提供することにるる。
上記の目的を達成するために、本発明では光源から出た
光束をレンズで集光し、ハーフゼラーに入射させる。そ
うするとめる一定の光量は透過し、ある一定の光量はハ
ーフミラ−で入射光に対して(0°以外の)−足の角度
を持つ方向に反射される。
光束をレンズで集光し、ハーフゼラーに入射させる。そ
うするとめる一定の光量は透過し、ある一定の光量はハ
ーフミラ−で入射光に対して(0°以外の)−足の角度
を持つ方向に反射される。
上記の、入射光に対して一定の角度を持つ方向に反射し
てきた光量を411変動モニター用のディテクタに入れ
る。このディテクタで周囲温度による光源の輝度変動t
モニターするのでおる。
てきた光量を411変動モニター用のディテクタに入れ
る。このディテクタで周囲温度による光源の輝度変動t
モニターするのでおる。
ハーフミラ−を透過してきた光融け、蒸着されようとす
る基板にほぼ垂直に入射する。すると、ある一定の光量
はそのまま透過し透過牟測足用のディテクタに入り、あ
る一定の光量は基板で反射する。反射した光量は、入射
してきた光路を再び通シ、ハーフミラ−で光源輝度変動
モニター用のディテクタと180°反対側に反射し、反
射率測定用のディテクタに入る。このようにして各ディ
テクタに入った出力を増幅器で個々に増幅する。そして
光源の輝度変動分會除云するために、まず割算器を用い
て透過率測定用ディテクタの出力を光源輝度変動モニタ
ー用ディテクタの出力で割る。
る基板にほぼ垂直に入射する。すると、ある一定の光量
はそのまま透過し透過牟測足用のディテクタに入り、あ
る一定の光量は基板で反射する。反射した光量は、入射
してきた光路を再び通シ、ハーフミラ−で光源輝度変動
モニター用のディテクタと180°反対側に反射し、反
射率測定用のディテクタに入る。このようにして各ディ
テクタに入った出力を増幅器で個々に増幅する。そして
光源の輝度変動分會除云するために、まず割算器を用い
て透過率測定用ディテクタの出力を光源輝度変動モニタ
ー用ディテクタの出力で割る。
ここで得られた出力を透過率(相対値)とする。
測定に際してはまず未蒸着の基板に対して光源から光線
を投射し、増幅器の利得を111jg、シて指示計の指
tL′ftたとえば100とする。lた、割算器を用い
て反射率測定用ディテクタの出力を光源輝度変動モニタ
ー用ディテクタの出力で割る。ここで得られた出力を反
射率(相対1[)とする。もちろん反射率の絶対値を示
すように調整してもよい。
を投射し、増幅器の利得を111jg、シて指示計の指
tL′ftたとえば100とする。lた、割算器を用い
て反射率測定用ディテクタの出力を光源輝度変動モニタ
ー用ディテクタの出力で割る。ここで得られた出力を反
射率(相対1[)とする。もちろん反射率の絶対値を示
すように調整してもよい。
測定に際してはまず未蒸着の基板に対して光源から光−
を投射し、増幅器の利得を調歪して指示計の指度をたと
えば4とする。
を投射し、増幅器の利得を調歪して指示計の指度をたと
えば4とする。
未蒸着の基板に対しての透過率9反射率をそれぞれ適当
な値に設定する。基板を回転させながら、単−元本の蒸
着を開始するとその膜厚に従って指示針が振れる。ここ
で、所望の透過率の値に達した時に蒸着を停止すれば、
基板上に所要膜厚の蒸着腰が得られることになる。ある
いは、透過率のかわりに反射率を用いても膜厚制御は行
なえる。
な値に設定する。基板を回転させながら、単−元本の蒸
着を開始するとその膜厚に従って指示針が振れる。ここ
で、所望の透過率の値に達した時に蒸着を停止すれば、
基板上に所要膜厚の蒸着腰が得られることになる。ある
いは、透過率のかわりに反射率を用いても膜厚制御は行
なえる。
三元素のtkfFの場合、膜厚、膜組成によって透過率
1反射率がかわってくる。従って測定波長における膜厚
と反射率、透過率の関係が組成をパラメータとしてわか
っていれば、これらのグラフから、透過率と反射単を測
定すれば膜厚と膜組成がわかる。
1反射率がかわってくる。従って測定波長における膜厚
と反射率、透過率の関係が組成をパラメータとしてわか
っていれば、これらのグラフから、透過率と反射単を測
定すれば膜厚と膜組成がわかる。
三元系以上の蒸着の場合は、元X数よシ1つ少ない波長
の違う光源を用いれば、各波長での透過率9反射率から
膜厚、膜組成がわかる。各波長の光は、少なくとも途中
から同一光路を通って上記のハーフミラ−に入射するよ
うに、光源自体の波長を変えたり、複数の光源から光を
別のハーフミ2−やプリズムでまとめるようにするのが
好ましい。これらのハーフミラ−の代わプにノ1−7プ
リズムなど、類似の憬能′It狩つ九他の光字素子を用
いて吃よい。蒸着中に透過率9反射率を同時にモニター
しながらフィードバックすれば、所要の膜厚と膜組成が
得られる。
の違う光源を用いれば、各波長での透過率9反射率から
膜厚、膜組成がわかる。各波長の光は、少なくとも途中
から同一光路を通って上記のハーフミラ−に入射するよ
うに、光源自体の波長を変えたり、複数の光源から光を
別のハーフミ2−やプリズムでまとめるようにするのが
好ましい。これらのハーフミラ−の代わプにノ1−7プ
リズムなど、類似の憬能′It狩つ九他の光字素子を用
いて吃よい。蒸着中に透過率9反射率を同時にモニター
しながらフィードバックすれば、所要の膜厚と膜組成が
得られる。
上記の光源としては、発光ダイオード(以下LEDと呼
ぶ)、半導体レーザ、ガスレーザ、白熱電球が好ましく
、時にLEDが好ましい。これらの光源の波長は、記録
または再生に用いる光源(たとえば半導体レーザ)の波
長と同一であるのが好ましいが、別の波長のものも用、
いることができる。波長が異なる場合、透過率や反射単
の波長依存性をあらかじめ測定しておき、記録または再
生用光源の波長における透過率や反射単に決算して表示
するのが時に好ましい。
ぶ)、半導体レーザ、ガスレーザ、白熱電球が好ましく
、時にLEDが好ましい。これらの光源の波長は、記録
または再生に用いる光源(たとえば半導体レーザ)の波
長と同一であるのが好ましいが、別の波長のものも用、
いることができる。波長が異なる場合、透過率や反射単
の波長依存性をあらかじめ測定しておき、記録または再
生用光源の波長における透過率や反射単に決算して表示
するのが時に好ましい。
上記のハーフミラ−は、たとえばガラス板にA L 、
A uなどを蒸着したものであり、その膜厚會かえる
ことにより、透過する光量とノー−7ミラーで入射光に
対して一定の角度(たとえば90°)を持つ方向に反射
する光at自由にかえることができる。ノ・−フミラー
のかvDに、プリズムを用いてもよい。
A uなどを蒸着したものであり、その膜厚會かえる
ことにより、透過する光量とノー−7ミラーで入射光に
対して一定の角度(たとえば90°)を持つ方向に反射
する光at自由にかえることができる。ノ・−フミラー
のかvDに、プリズムを用いてもよい。
上記のディテクタとしては、フォトトランジスタ、フォ
トダイオード、光電子増倍管、光電管などが好ましい。
トダイオード、光電子増倍管、光電管などが好ましい。
特に、フォトトランジスタが好ましい。
上記の基板として、ガラス、プラスチック、酸化物、金
属、これらの複合体などめらゆるものが使える。
属、これらの複合体などめらゆるものが使える。
本発明の基板上に形成する薄膜としてA/I1.。
Au、Tb、Fe、Bhなどの金属、Bt、tどの半金
属、Teなどの半導体、これらの酸化物、およぴパラフ
ィンなどの肩愼物よシなる群より遺ばれた少なくとも一
者を主成分とする膜など、透過。
属、Teなどの半導体、これらの酸化物、およぴパラフ
ィンなどの肩愼物よシなる群より遺ばれた少なくとも一
者を主成分とする膜など、透過。
反射する膜ならほとんどあらゆるものを用いることがで
きる。
きる。
本発明で用いる光源やディテクタは、蒸着槽の内部に入
れても使用できる。しかし、蒸着源が近くにあるため、
輻射熱による温度変化が激しい。
れても使用できる。しかし、蒸着源が近くにあるため、
輻射熱による温度変化が激しい。
このために光源eディテクタの特性がかわってしまうこ
とがある。その時は、輻射熱を防ぐ一つの対策として遮
へい板を設ければよい。
とがある。その時は、輻射熱を防ぐ一つの対策として遮
へい板を設ければよい。
ディテクタで検出する光量が迷光に大きく影響される場
合は、光源に直流電源を用いないで、パルス電源、高周
波電源、低周波電源などを用い、光源の周期と同じ周期
金もつ成分だけとれば迷光は除去できる。
合は、光源に直流電源を用いないで、パルス電源、高周
波電源、低周波電源などを用い、光源の周期と同じ周期
金もつ成分だけとれば迷光は除去できる。
以下、本発明の一芙−施例を峰細に説明する。
第1図は本発明に係る測定方法を示す図でるる。
LEDIからの光束を凸レンズ2で来光し、ハーフミラ
−3で、ある一定の光量全光源輝度fW/Ibモニター
用フォトトランジスタ4の方向に反射させる。バー7ミ
2〜3を透過してきた光−は、蒸着されているガラス基
板5に入射する。ガラス基板5は回転している。ここで
、ある一定の光量はそのままガラス基板5を透過し透過
率測定用フォトトランジスタ6に入る。また蒸着膜7で
反射してきたある一定の光量は、入射してきた光路を再
び通り、ハーフミラ−3で直角方向に反射される。
−3で、ある一定の光量全光源輝度fW/Ibモニター
用フォトトランジスタ4の方向に反射させる。バー7ミ
2〜3を透過してきた光−は、蒸着されているガラス基
板5に入射する。ガラス基板5は回転している。ここで
、ある一定の光量はそのままガラス基板5を透過し透過
率測定用フォトトランジスタ6に入る。また蒸着膜7で
反射してきたある一定の光量は、入射してきた光路を再
び通り、ハーフミラ−3で直角方向に反射される。
反射された光量は反射率測定用フォトトランジスタ8に
入る。このようにして各フォトトランジスタに入ってき
た光量を増幅器9,10.11で別個に増幅し、LED
lの輝度変動分を除去するために、透過率測定用フォト
トランジスタ6、反射率1111J足用フォトトランジ
スタ8の各出力を光源輝ff動モニター用フォトトラン
ジスタ4の出力で割算器12.13を用いて割算を行っ
た。ここで得られて各出力を透過率9反射率とし、電圧
計14.15、レコーダ16.17に表示させた。
入る。このようにして各フォトトランジスタに入ってき
た光量を増幅器9,10.11で別個に増幅し、LED
lの輝度変動分を除去するために、透過率測定用フォト
トランジスタ6、反射率1111J足用フォトトランジ
スタ8の各出力を光源輝ff動モニター用フォトトラン
ジスタ4の出力で割算器12.13を用いて割算を行っ
た。ここで得られて各出力を透過率9反射率とし、電圧
計14.15、レコーダ16.17に表示させた。
ここで、Teを蒸着した時の電圧計の振れtを第2図に
示す。この図よシ透過率9反射率のどちらの値を用いて
もTeの蒸fF展厚を制御できた。たとえば、Teの蒸
着膜を30(nm)の膜厚に形成しだい場合、透過率な
ら13〔%〕、反射率なら44〔%〕の時点で蒸着を停
止すればよい。
示す。この図よシ透過率9反射率のどちらの値を用いて
もTeの蒸fF展厚を制御できた。たとえば、Teの蒸
着膜を30(nm)の膜厚に形成しだい場合、透過率な
ら13〔%〕、反射率なら44〔%〕の時点で蒸着を停
止すればよい。
また、TeSeを蒸着した場合の電圧計の振れ量を第3
図に示す。図中の%はBe含有量である。
図に示す。図中の%はBe含有量である。
このグラフのようにSeの含vtをパラメータとして何
本も測定して用意しておけば、そnらから膜厚、膜組成
がわかる。蒸着中に透過率と反射率を同時にモニターし
ながらフィードバックすることによシ、所要の膜厚と膜
組成が得られた。
本も測定して用意しておけば、そnらから膜厚、膜組成
がわかる。蒸着中に透過率と反射率を同時にモニターし
ながらフィードバックすることによシ、所要の膜厚と膜
組成が得られた。
また、ASTeSe7蒸着した場合は、LEDIと波長
の違うLEDI’を用い、それぞれの光線をシャッタ1
9で父互に開閉させ、ノ1−フミ73’で同一光路を逼
ってハーフミラ−3に入射するようにした。そして、各
波長での透過率9反射率を測定することにより、膜厚と
膜組成がわかった。
の違うLEDI’を用い、それぞれの光線をシャッタ1
9で父互に開閉させ、ノ1−フミ73’で同一光路を逼
ってハーフミラ−3に入射するようにした。そして、各
波長での透過率9反射率を測定することにより、膜厚と
膜組成がわかった。
この実施例の#h会、LEDI、1’と各フォトトラン
ジスタ4,6.8を真空蒸着槽の内部に入れてあり、蒸
着源180近くにめったため、そのままでは輻射熱によ
る@度変化が激しかった。そこで、輻射熱を防ぐために
蒸着源と光学系との間に遁へい板を設け、遮へい板で吸
収された熱は熱伝導によって遠くに逃がすようにした。
ジスタ4,6.8を真空蒸着槽の内部に入れてあり、蒸
着源180近くにめったため、そのままでは輻射熱によ
る@度変化が激しかった。そこで、輻射熱を防ぐために
蒸着源と光学系との間に遁へい板を設け、遮へい板で吸
収された熱は熱伝導によって遠くに逃がすようにした。
こうすることにより、LEDI、1’の輝度変IItb
をおさえ、各フォトトランジスタ4,6.8の暗電流を
少なくすることができ、安定した出力が得られた。
をおさえ、各フォトトランジスタ4,6.8の暗電流を
少なくすることができ、安定した出力が得られた。
LEDI、1’の電源として直流電源のかわりに、パル
ス電源、低周波゛成源、高周波電源のうちの1者を用い
、測定値から電源の周波数と同一周波数の成分を抽出す
れば、外部からの迷光の影響を除去でき、測定積置が向
上した。
ス電源、低周波゛成源、高周波電源のうちの1者を用い
、測定値から電源の周波数と同一周波数の成分を抽出す
れば、外部からの迷光の影響を除去でき、測定積置が向
上した。
本夷鬼例によれば、簡単な測定装置でろυながら、蒸着
中の膜厚測定が透過率1反射率のどちらの([k用いて
も行え、外部の温度変化、外部からの迷光の影響を除去
でき、安定でかつ正確な膜厚制御が行なえる。
中の膜厚測定が透過率1反射率のどちらの([k用いて
も行え、外部の温度変化、外部からの迷光の影響を除去
でき、安定でかつ正確な膜厚制御が行なえる。
本発明によれば、ハーフミラ−を用いているため、基板
で反射してきた光線が同じ光路を通り、ハーフミラ−で
直角方向に反射させてディテクタに入射させることがで
きるので、基板の上下ぶれによる影参が少なくてすむ。
で反射してきた光線が同じ光路を通り、ハーフミラ−で
直角方向に反射させてディテクタに入射させることがで
きるので、基板の上下ぶれによる影参が少なくてすむ。
また、ノ・−7ミラーで光量を2つにわけているため、
光源からの入射光を直角方向に反射させた光量の変動で
光源の変動分がモニターできる。従って光源の輝度変動
や外部光の影響が除去できる。また、透過率と反射率を
同時に測定できるので膜厚はもちろん、膜組成によって
はその膜組成の確認もできる。この測定装置は、蒸涜装
置に限らず、スパッタ装置、イオンブレーティング装置
、気相反応装置など薄膜金形成する装置すべてに使用で
きる。
光源からの入射光を直角方向に反射させた光量の変動で
光源の変動分がモニターできる。従って光源の輝度変動
や外部光の影響が除去できる。また、透過率と反射率を
同時に測定できるので膜厚はもちろん、膜組成によって
はその膜組成の確認もできる。この測定装置は、蒸涜装
置に限らず、スパッタ装置、イオンブレーティング装置
、気相反応装置など薄膜金形成する装置すべてに使用で
きる。
第1図は、本発明の実施例おける測定方法を示す図、第
2図は、本発明の実施例におけるTeを蒸着した場合の
電圧計の振れを示す図、第3図は、本発明の実施例にお
ける’l’e5eを蒸着した場合の8C含有蓋の違いに
よる電圧針の振れの変化を示す図である。 1.1′・・・LED、2・・・凸レンズ、3.3’・
・・ハーフミラ−14,6,8・・・フォトトランジス
タ、5・・・ガラス基板、7・・・蒸着膜、9,10.
11・・・増tm器、12.13・・・割算器、14.
15・・・電圧針、16.17・・・レコーダ、18・
・・蒸着源、19¥I 1 図 第2 口 θ /θ 2θ 3θ # 9巣
厚勧γう 第13 口 膜厚(スリ
2図は、本発明の実施例におけるTeを蒸着した場合の
電圧計の振れを示す図、第3図は、本発明の実施例にお
ける’l’e5eを蒸着した場合の8C含有蓋の違いに
よる電圧針の振れの変化を示す図である。 1.1′・・・LED、2・・・凸レンズ、3.3’・
・・ハーフミラ−14,6,8・・・フォトトランジス
タ、5・・・ガラス基板、7・・・蒸着膜、9,10.
11・・・増tm器、12.13・・・割算器、14.
15・・・電圧針、16.17・・・レコーダ、18・
・・蒸着源、19¥I 1 図 第2 口 θ /θ 2θ 3θ # 9巣
厚勧γう 第13 口 膜厚(スリ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、蒸着中の薄膜に光−’trよぼ垂直に入射させ、そ
の薄膜で反射した光線をハーフミラ−で入射光に対して
一定の角度を持つ方向に反射させ、その強度を検出する
ことを特徴とする光学的蒸着膜厚モニタ一方法。 2 上記薄膜に入射させる光dk、薄膜に入射させる前
に、ハーフミ2−でるる一定の光量を入射光に対して一
定の角度を持つ方向に反射させその光量をモニターする
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光字的蒸
着膜厚モニタ一方法。 & 蒸着中の透過率1反射率を同時にモニターしながら
フィードバックさせることによシ、所要の膜厚、膜組成
が得られることを特徴とする光学的黒yII膜厚モニタ
一方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4459182A JPS58162805A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 光学的蒸着膜厚モニタ−方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4459182A JPS58162805A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 光学的蒸着膜厚モニタ−方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58162805A true JPS58162805A (ja) | 1983-09-27 |
Family
ID=12695712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4459182A Pending JPS58162805A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 光学的蒸着膜厚モニタ−方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58162805A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0345773A2 (en) * | 1988-06-08 | 1989-12-13 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Microspectroscope |
JP2002107116A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Susumu Nakatani | 平坦度等測定装置 |
JP2006300811A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Hitachi Displays Ltd | 薄膜の膜厚測定方法、多結晶半導体薄膜の形成方法、半導体デバイスの製造方法、およびその製造装置、並びに画像表示装置の製造方法 |
JP2019144217A (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | 国立大学法人千葉大学 | 膜厚測定装置、これを用いた蒸着装置及び膜特性評価装置 |
-
1982
- 1982-03-23 JP JP4459182A patent/JPS58162805A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0345773A2 (en) * | 1988-06-08 | 1989-12-13 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Microspectroscope |
JP2002107116A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Susumu Nakatani | 平坦度等測定装置 |
JP2006300811A (ja) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Hitachi Displays Ltd | 薄膜の膜厚測定方法、多結晶半導体薄膜の形成方法、半導体デバイスの製造方法、およびその製造装置、並びに画像表示装置の製造方法 |
JP2019144217A (ja) * | 2018-02-20 | 2019-08-29 | 国立大学法人千葉大学 | 膜厚測定装置、これを用いた蒸着装置及び膜特性評価装置 |
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