JPS5926884B2 - 被測定物の物理定数を測定する方法 - Google Patents
被測定物の物理定数を測定する方法Info
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- JPS5926884B2 JPS5926884B2 JP8063675A JP8063675A JPS5926884B2 JP S5926884 B2 JPS5926884 B2 JP S5926884B2 JP 8063675 A JP8063675 A JP 8063675A JP 8063675 A JP8063675 A JP 8063675A JP S5926884 B2 JPS5926884 B2 JP S5926884B2
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- Japan
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- mirror
- measured
- light
- measured object
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はフィルム、フィルム上に塗布された乳剤厚、Ｉ
Ｃ基板またはガラス等の上に蒸着された蒸着膜の膜、ガ
ラスとガラスとの間隔など、一般的に言つて光学的に透
明な物質の膜厚またはその膜の屈折率等の物理定数を非
破壊非接触にて測定する方法に関するものである。
Ｃ基板またはガラス等の上に蒸着された蒸着膜の膜、ガ
ラスとガラスとの間隔など、一般的に言つて光学的に透
明な物質の膜厚またはその膜の屈折率等の物理定数を非
破壊非接触にて測定する方法に関するものである。
上記の様な物理定数を測定する方法としては被測定物に
何らかの方法で段差をつけて触針にて膜厚を測定する方
法、また、同様に段差をつけて干渉顕微鏡により膜厚を
測定する方法、被測定物からの分光反射率を求めて反射
の極大、極小となる波長より計算して膜厚を測定する方
法等が知られているが、前二者についてみると、被測定
物に段差をつけること、すなわち、破壊する必要がある
こと、また触針の時は被測定物に傷をつけ易いこと、な
どがあり、また後者についてみると、測定に時間が要す
ること、極大極小となる波長を検出して膜厚を測定する
事からあまり精度がよくない等のそれぞれ欠点を有して
いた。本発明は従来の方法の持つこうした欠点にかんが
み、波長幅を有する光源より照明された被検物体からの
膜厚情報を含んだ位相差を持つ複数個の波面を干渉計に
導き、その位相差を検出し、膜厚あるいは被検物体の屈
折率等の物理定数を非破壊かつ非接触にて測定する方法
を提供するものであり、以下その原理を図面を用いて詳
しく説明する。第１図において、白色光源１からの光束
２は被測定物３を照明する。
何らかの方法で段差をつけて触針にて膜厚を測定する方
法、また、同様に段差をつけて干渉顕微鏡により膜厚を
測定する方法、被測定物からの分光反射率を求めて反射
の極大、極小となる波長より計算して膜厚を測定する方
法等が知られているが、前二者についてみると、被測定
物に段差をつけること、すなわち、破壊する必要がある
こと、また触針の時は被測定物に傷をつけ易いこと、な
どがあり、また後者についてみると、測定に時間が要す
ること、極大極小となる波長を検出して膜厚を測定する
事からあまり精度がよくない等のそれぞれ欠点を有して
いた。本発明は従来の方法の持つこうした欠点にかんが
み、波長幅を有する光源より照明された被検物体からの
膜厚情報を含んだ位相差を持つ複数個の波面を干渉計に
導き、その位相差を検出し、膜厚あるいは被検物体の屈
折率等の物理定数を非破壊かつ非接触にて測定する方法
を提供するものであり、以下その原理を図面を用いて詳
しく説明する。第１図において、白色光源１からの光束
２は被測定物３を照明する。
ここで光束は被測定物３の表面で反射した光５と被測定
物中に屈折して入射し裏面で反射した光４に別わ、裏面
からの反射光４は被測定物３から出射して、表面からの
反射光５と平行な光束６となる。今、被測定物の厚さを
ｄ、屈折率をｎ、裏面へ向う光線の屈折角をφ′とする
と、光束５は光束６に較べて光路差にして２ｎｄｃ０ｓ
φ′だけ位相が進んでいる。この光路差を持つ二つの光
束５、６を干渉計Ｌに導く。第１図のＩのマイケルソン
干渉計において、入射光束は半透鏡７により分割され鏡
８または鏡９により反射された後、半透鏡Ｔにより再び
重ね合わせられる。半透鏡７による鏡８の像は８’にあ
り、以下鏡の像８’と鏡９を用いて原理説明する。まず
干渉計の腕の長さを等しくし８’と９を一致させる。こ
の状態で一方、または両方の鏡を若干回転させ、両方の
鏡の間にテイルトを生ぜしめる。第２図は鏡９を固定し
、鏡８を回転させてテイルト角θを与えた場合をあられ
し、８″は鏡８の像である。被測定物の表面および裏面
で反射され二分された光束５’、６’が図のようなテイ
ルトを有する二枚の鏡に入射する時干渉縞は両方の光束
の一致点１０の付近に局在する。今の場合白色光源を使
用しているので白色干渉縞が形成され得るのは被測定物
での反射（または透過）の際生じた光路差が完全に打ち
消される位置に限られる。鏡８７，９により入射光束５
′，６′が点１０で合するまでに生じる光路差は、２ｘ
ｔａｎθで与えられる。ここでｘは二枚の鏡の交点１１
と、入射光束５７，６′の中間の点１２との間の距離で
ある。従つて白色干渉縞は２ｎｄ−烏φ７一２ｘｔａｎ
θを満足する位置に生じ、試料を照明する角φが小さい
場合は鏡面の近傍に局在する。図の例では、位相の進．
んだ光束５′が鏡９で反射され、位相の遅れた光束６′
が鏡８″で反射される場合を示したが、逆に光束５′が
鏡８′！で反射され光束６′が鏡９で反射される場合も
あり、その場合の白色干渉縞は点１１を対称中心とした
時点１２の対称点１２′に形成される。さらに、光束５
′または６′が鏡８″，９′により反射されて自分自身
と干渉する場合の干渉縞が鏡の交点１１の周辺に形成さ
れる。第３図は上述の条件に従つて形成された白色干渉
縞を第１図の干渉計の上方からみた模式図で、千渉縞は
二鏡面の交線に平行に１１，１２，１２′の三ケ所に観
察される。第４図は、第３図の干渉縞の強度分布を示し
たものである。中央の干渉縞と両側の干渉縞の間の距離
Ｘ，はＸ，＝ＮｄＯ）ｓ（Ｉ）′Ａａｎθで与えられる
。これにより、テイルト角θを増した場合両側の干渉縞
は矢印１６，１７で示すように中央の縞に接近する方向
に移動する。被測定物の厚さｄはｄ＝ＸＰｎθ／ＮＣＯ
Ｓ（ｌ）′で与えられるので、与えられた被測定物に対
し、中央の白色縞と両側の白色縞の間の距離または、両
側の白色縞間の距離が定められた値になるようにテイル
ト角θを調整し、その時のテイルト角より被測定物の厚
みを決定することができる。その具体的な方法を第５図
の実施例にそくして述べる。光源１より発する光束２は
半透鏡２２を介して被測定物３を垂直方向から照明する
。試料の照明方向は垂直以外の方向もとり得るが、その
場合干渉縞の局在する位置は鏡面上から若干離れた位置
になる。被測定物の表面と裏面より反射された光束５，
６は半透鏡７により二分され鏡８，９により反射された
後再び重ね合わされ、鏡面８，９上の三ケ所に白色干渉
縞を形成する。レンズ１８によりこの干渉縞を干渉計の
外部に結像し、１９のような空間的な光強度分布を得、
これに１つまたは複数個の光を通す穴を適当な位置に配
置したスリット２０もしくはピンホールを重ね、その透
過光量を検出器２１で検出することにより白色干渉縞の
形成される距離間隔が所定の値にあるかを判別する。鏡
８にテイルトを与えて上記の縞の距離間隔が所定値にな
るように調整する。その為の手段としては例えば鏡８に
ガルバノ・メーターを使用し、その，駆動電流よりテイ
ルト角を読みとる方法の他に、鏡８を手動で回転させる
場合は第６図に示すように鏡の裏面にも反射面２６を設
け、細い光線２３を入射させ反射面２６からの反射光２
６の方向をスケール２５で測定することによりテイルト
角を測ることができる。この場合スケール２５の部分は
電気的な手段に置換することも可能で、また逆に、第３
図のスリツト２０と検出器２１の部分をスケールに置き
かえ観測することも可能である。尚、本発明の実施例の
説明では光源として白色光源を示したが、波長幅の有る
光源であれば可視光源、不可視光源であつても良い。
物中に屈折して入射し裏面で反射した光４に別わ、裏面
からの反射光４は被測定物３から出射して、表面からの
反射光５と平行な光束６となる。今、被測定物の厚さを
ｄ、屈折率をｎ、裏面へ向う光線の屈折角をφ′とする
と、光束５は光束６に較べて光路差にして２ｎｄｃ０ｓ
φ′だけ位相が進んでいる。この光路差を持つ二つの光
束５、６を干渉計Ｌに導く。第１図のＩのマイケルソン
干渉計において、入射光束は半透鏡７により分割され鏡
８または鏡９により反射された後、半透鏡Ｔにより再び
重ね合わせられる。半透鏡７による鏡８の像は８’にあ
り、以下鏡の像８’と鏡９を用いて原理説明する。まず
干渉計の腕の長さを等しくし８’と９を一致させる。こ
の状態で一方、または両方の鏡を若干回転させ、両方の
鏡の間にテイルトを生ぜしめる。第２図は鏡９を固定し
、鏡８を回転させてテイルト角θを与えた場合をあられ
し、８″は鏡８の像である。被測定物の表面および裏面
で反射され二分された光束５’、６’が図のようなテイ
ルトを有する二枚の鏡に入射する時干渉縞は両方の光束
の一致点１０の付近に局在する。今の場合白色光源を使
用しているので白色干渉縞が形成され得るのは被測定物
での反射（または透過）の際生じた光路差が完全に打ち
消される位置に限られる。鏡８７，９により入射光束５
′，６′が点１０で合するまでに生じる光路差は、２ｘ
ｔａｎθで与えられる。ここでｘは二枚の鏡の交点１１
と、入射光束５７，６′の中間の点１２との間の距離で
ある。従つて白色干渉縞は２ｎｄ−烏φ７一２ｘｔａｎ
θを満足する位置に生じ、試料を照明する角φが小さい
場合は鏡面の近傍に局在する。図の例では、位相の進．
んだ光束５′が鏡９で反射され、位相の遅れた光束６′
が鏡８″で反射される場合を示したが、逆に光束５′が
鏡８′！で反射され光束６′が鏡９で反射される場合も
あり、その場合の白色干渉縞は点１１を対称中心とした
時点１２の対称点１２′に形成される。さらに、光束５
′または６′が鏡８″，９′により反射されて自分自身
と干渉する場合の干渉縞が鏡の交点１１の周辺に形成さ
れる。第３図は上述の条件に従つて形成された白色干渉
縞を第１図の干渉計の上方からみた模式図で、千渉縞は
二鏡面の交線に平行に１１，１２，１２′の三ケ所に観
察される。第４図は、第３図の干渉縞の強度分布を示し
たものである。中央の干渉縞と両側の干渉縞の間の距離
Ｘ，はＸ，＝ＮｄＯ）ｓ（Ｉ）′Ａａｎθで与えられる
。これにより、テイルト角θを増した場合両側の干渉縞
は矢印１６，１７で示すように中央の縞に接近する方向
に移動する。被測定物の厚さｄはｄ＝ＸＰｎθ／ＮＣＯ
Ｓ（ｌ）′で与えられるので、与えられた被測定物に対
し、中央の白色縞と両側の白色縞の間の距離または、両
側の白色縞間の距離が定められた値になるようにテイル
ト角θを調整し、その時のテイルト角より被測定物の厚
みを決定することができる。その具体的な方法を第５図
の実施例にそくして述べる。光源１より発する光束２は
半透鏡２２を介して被測定物３を垂直方向から照明する
。試料の照明方向は垂直以外の方向もとり得るが、その
場合干渉縞の局在する位置は鏡面上から若干離れた位置
になる。被測定物の表面と裏面より反射された光束５，
６は半透鏡７により二分され鏡８，９により反射された
後再び重ね合わされ、鏡面８，９上の三ケ所に白色干渉
縞を形成する。レンズ１８によりこの干渉縞を干渉計の
外部に結像し、１９のような空間的な光強度分布を得、
これに１つまたは複数個の光を通す穴を適当な位置に配
置したスリット２０もしくはピンホールを重ね、その透
過光量を検出器２１で検出することにより白色干渉縞の
形成される距離間隔が所定の値にあるかを判別する。鏡
８にテイルトを与えて上記の縞の距離間隔が所定値にな
るように調整する。その為の手段としては例えば鏡８に
ガルバノ・メーターを使用し、その，駆動電流よりテイ
ルト角を読みとる方法の他に、鏡８を手動で回転させる
場合は第６図に示すように鏡の裏面にも反射面２６を設
け、細い光線２３を入射させ反射面２６からの反射光２
６の方向をスケール２５で測定することによりテイルト
角を測ることができる。この場合スケール２５の部分は
電気的な手段に置換することも可能で、また逆に、第３
図のスリツト２０と検出器２１の部分をスケールに置き
かえ観測することも可能である。尚、本発明の実施例の
説明では光源として白色光源を示したが、波長幅の有る
光源であれば可視光源、不可視光源であつても良い。
第１図は原理の概略を示す図、第２図はテイルトされた
鏡面とそれから反射された光束が干渉してつくる白色干
渉縞の局在する位置を説明する図、第３図は、鏡面付近
に形成される白色干渉縞の位置関係を説明する図、第４
図は第３図の白色干渉縞の位置関係を光の強度分布で説
明するための図、第５図は装置の実施例の概略を示す図
、第６図はテイルト角を手動で読みとる方法を説明する
図である。 図中、１は白色光源、２は白色光、３は被測定物、５は
表面からの光、６は裏面からの光、ヱは干渉計、８，９
はミラーである。
鏡面とそれから反射された光束が干渉してつくる白色干
渉縞の局在する位置を説明する図、第３図は、鏡面付近
に形成される白色干渉縞の位置関係を説明する図、第４
図は第３図の白色干渉縞の位置関係を光の強度分布で説
明するための図、第５図は装置の実施例の概略を示す図
、第６図はテイルト角を手動で読みとる方法を説明する
図である。 図中、１は白色光源、２は白色光、３は被測定物、５は
表面からの光、６は裏面からの光、ヱは干渉計、８，９
はミラーである。
Claims (1)
- １ 波長幅を有する光束によつて照明された被測定物か
らの被測定物の厚さ、屈折率等の情報を含んだ位相ずれ
を有する複数個の波面を夫々分割し、それぞれの分割さ
れた波面を重ね合せ被測定物の厚さ、屈切率等の物理定
数を測定する方法に於いて、前記夫々分割された波面ど
うしを相対的に傾むけ重ね合せ、この傾け度により前記
物理定数を測定することを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063675A JPS5926884B2 (ja) | 1975-06-28 | 1975-06-28 | 被測定物の物理定数を測定する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063675A JPS5926884B2 (ja) | 1975-06-28 | 1975-06-28 | 被測定物の物理定数を測定する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS524261A JPS524261A (en) | 1977-01-13 |
| JPS5926884B2 true JPS5926884B2 (ja) | 1984-07-02 |
Family
ID=13723847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8063675A Expired JPS5926884B2 (ja) | 1975-06-28 | 1975-06-28 | 被測定物の物理定数を測定する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926884B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61126793A (ja) * | 1984-11-24 | 1986-06-14 | 曽和繊維工業株式会社 | 電気保温布の製造方法 |
-
1975
- 1975-06-28 JP JP8063675A patent/JPS5926884B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS524261A (en) | 1977-01-13 |
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