JPS6285846A - 蒸着膜の光学定数計算器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、蒸着膜の透過率および反射率の実測値を用い
て蒸着膜の屈折率、吸収係数および膜厚を計算する光学
定数計算器に関する。

［従来技術およびその問題点］ 従来、蒸着膜の光学定数を計算し、または測定する方法
としては、偏光解析法や透過率（以下、Ｔにて表わす）
１反射率（以下、Ｒにて表わす）および膜厚（以下、Ｄ
にて表わす）の測定値を用いて計算する、いわゆるＴ−
Ｒ法、Ｔ−Ｒ−Ｒ’法がある（ここでＲは膜表面からの
裏面反射率、またＲ′は基板に接する膜裏面からの裏面
反射率をそれぞれ示す）。

このうち、偏光解析法は装置が高価であり、また測定が
煩雑で熟練を要するうえ、光学定数チャートを用いる解
析であるため、測定精度が低く計算誤差も大きいという
欠点がある。一方、　Ｔ−Ｒ法やＴ−Ｒ−Ｒ’法では膜
厚りの実測値が必要となるが、膜厚りを正確に測定する
には基板および蒸着膜双方が平坦かつ均質でなくてはな
らないと共に、その測定装置も高精度かつ高価なものが
要求されため、膜厚りの正確な測定は一般に相当固壁で
あった。更に、Ｔ、Ｒ，Ｄを用いて光学定数を求めるに
は極めて複雑なチャートによる図式解法に依らなくては
ならなかった。

このように従来にあっては、測定や計算が煩雑なうえ、
諸種の測定誤差や計算上の誤差を生じ易く、測定に要す
る労力も多大であって正確な光学定数を得ることは極め
て困難であった。加えて、蒸着膜のこの種の光学定数は
膜厚や蒸着条件によって相違しバルク材料のそれとも異
なるため、蒸着条件に整合した光学定数を随時計算する
ことば上述の従来方法では決して容易ではなかった。

［発明の目的コ 本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、その目的と
するところは、コンピュータによる高速計算技術を採用
することにより、前記Ｔ、Ｒ，Ｒ’の実測値を用いて蒸
着膜の複素屈折率（屈折率ｎと吸収係数ｋ）および膜厚
りを自動的かつ精密、迅速に計算するようにした光学定
数計算器を提供することにある。

［発明の構成］ 上記目的を達成するため、本発明は、 掃引パラメータｎ、ｋに対して、膜厚りの値を変えなが
ら透過率Ｔを計算し、これと実測値Ｔ。

どの差ｄｔが所定の微小値となるような膜厚りの値を求
め、これらのｎ、に、Ｄを掃引パラメータとして裏面反
射率の実測値と計算値との誤差ｄｒおよび裏面反射率の
実測値と計算値との誤差ｄｒｂを計算する誤差計算器と
、 この誤差計算器にて与えら九たｎ、に、Ｄの各位からＴ
、Ｒ，Ｒｂを計算する透過率・反射率計算器と、前記誤
差計算器の出力に基づいて誤差距離Ｓｄを計算し、この
値が最小になるようなｎおよびｋの初期値ｎ。ｌｋＧを
求める掃引初期値回路と、これらの初期値ｎ、、　ｋ、
の近傍においてｎ、ｋを増減させなから掃引動作を繰り
返し、ｄｔ、　ｄｒ。

ｄｒｂが所定の微小値よりも小さくなるようなｎ。

ｋ、Ｄを計算する定数計算器 とを備えたものである。

［発明の実施例］ 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。

まず、第１図は本発明の全体的な構成を示すブロック図
であり１本発明は初期値メモリ５００に順次接続された
掃引初期値回路１００および定数計算器３００と、掃引
初期値回路１００に順次接続された誤差計算器２００お
よび透過率・反射率計算器４００とをその構成要素とし
ており、掃引初期値回路１００．誤差計算器２００およ
び透過率・反射率計算器４００の相互間、定数計算器３
００．誤差計算器２００および透過率・反射率計算器４
００の相互間、ならびに掃引初期値回路１００から定数
計算器３００に向けて図示する各位が授受されるように
なっている。

このうち、まず掃引初期値回路１００の構成を第２図に
基ずいて説明する。第２図において、メモリ１にはに加
算器２およびｎ加算器３が接続され。

これらのに加算器２およびｎ加算器３はに判定器４およ
びｎ判定器５にそれぞれ接続されていると共に、初期値
メモリ６にも接続されている。ｋ判定器４およびｎ判定
器５の各出力はアンド回路７に加えられ、このアンド回
路７の出力端子は後述する誤差計算器２００に接続され
る。ここで、誤差計算器２００の出力端子には誤差距離
を計算する距離計算器８．前記誤差距離の最小値を判定
する距離判定器９および初期値メモリ６が順次接続され
ている。なお、１０は距離計算器８および距離判定器９
の出力が加えられる最小値メモリ、１１はｎ判定器５か
らに加算器２に至る結線、１２は距離計算器８からｎ加
算器３に至る結線を示す。また、初期値メモリ６の出力
は定数計算器３００に加えられるものである。

次に、誤差計算器２００の構成を第３図を参照しながら
説明すると、この誤差計算器２００はＤ初期値回路〔第
３図（イ）〕と誤差計算部〔同（ロ）〕とに大別される
。まず第３図（イ）のＤ初期値回路において、メモリ１
３にはＮｎ計算器１４．Ｊカウンタ１５．Ｄ演算回路１
６が順次接続され、このＤ演算回路１６には透過率・反
射率計算器４００が接続されている。この透過率・反射
率計算器４００の出力端子は５判定器１７に接続され、
５判定器１７の一出力はＪカウンタ１５に、他の出力は
１判別器１８．１９にそれぞれ加えられる。そして、１
判別器１８．１９の出力とＺメモリ２０の出力とはそれ
ぞれアンド回路２１．２２に加えられ、更にオア回路２
３を経て一方はＤｖメモリ２４に、また他方はインバー
タ２５を介して５判定器２６に加わるように構成されて
いる。この５判定器２６の出力端子は結線５５を介して
Ｊカウンタ１５に接続され、また、Ｄ演算回路１ＧはＤ
ｖメモリ２４にそれぞれ接続されている。なお、Ｄｖメ
モリ２４の出力は次に述べる誤差計算部に加えられる。

すなわち、第３図（ロ）に示される誤差計算部において
、Ｄｖメモリ２４の出力が加わるメモリ２７には透過率
・反射率計算器４００が接続され、その出力端子には差
判定器としてのΔＴ回路２８．Ｔ判別器２９が順次接続
されていると共に、ΔＴ回路２８の他の出力端子は誤差
メモリ３０．３１に接続されている。

１判別器２９の２出力はＺメモリ３２の出力と共にアン
ド回路３３，３４，３５．３６に加えられ、これらのア
ンド回路３３，３４，３５，３６の出力はオア回路３′
７．３８に加えられる。オア回路３７．３８の出力端子
は膜厚増分器および膜厚加減算器としてのＤ加減算器３
９の入力端子にそれぞれ接続され、その出力端子はｍカ
ウンタ４０を介して透過率・反射率計算器４００に接続
されている。

次いで、定数計算器３００について第４図に基づき説明
すると、掃引初期値回路１００の初期値メモリ６の出力
はにメモリ４１およびｎメモリ４２に加えられる。これ
らのメモリ４１．４２には誤差計算器２００が接続され
、その出力端子はｄｒｂ判定器４３および表示器５２に
接続される。ｄｒｂ判定器４３の一方の出力端子はｄｒ
ｎ判定器４およびアンド回路４５に接続され、他方の出
力端子は結線４６を介してｎ増分器４７に接続されてい
る。また、　ｃｌｒ判定器４４の一方の出力端子はアン
ド回路４５に接続され、他方の出力端子はに増分器４８
および結線４９を介してｎメモリ４２に接続されている
。このｎメモリ４２にはｄｒ符号判別器５０．に加減算
器５１が順次接続され、に加減算器５１には誤差計算器
２００および表示器５２が接続されている。そして、ｎ
増分器４７にはｄｒｂ符号判別器５３．ｎ加減算器５４
および誤差計算器２００が順次接続され、ｎ加減算器５
４はまた表示器５２にも接続されている。なお、アンド
回路４５の出力端子は表示器５２に接続されている。

次に、透過率・反射率計算器４００は、ある与えられた
屈折率ｎ、吸収係数に、膜厚りの値から透過率Ｔ４裏面
反射率Ｒ９裏面反射率Ｒｂを計算する率計算器を備えた
ものであるが、関数”ｒ＝ｆｉ（ｎ＋ｋｔＤ、Ｌ、Ｎｓ
、Ｎ、）、Ｒ：ｆ２（ｎ、に、ＤＩＬＩＮＳｔＮｆｌ）
ｔＲｂ＝ｆ、（ｎ、に、ＤＳＬ、Ｎｓ、ＩｔＪ、）（こ
こで、Ｌ；波長、Ｎｓ；基板の屈折率、ＮＯ：空気等の
媒質の屈折率）は何れも既に理論的に公知であり、現在
のコンピュータ技術を用いて容易に計算できるため、透
過率・反射率計算器４００の具体的な構成はその詳述を
省略する。なお、二の逆計算すなわちＴ、Ｒ，Ｒｂの実
ａｌｌｌ値Ｔｏ＋Ｒｏ、Ｒｂｏを与えてｎ、に、Ｄを求
める計算公式はないため、ｎ、、に、Ｉ）を掃引パラメ
ータにして誤差ｄ　ｔ−Ｔ　　Ｔａ、ｄｒ＝ＲＲｏ、　
ｄｒｂ＝Ｒｂ−Ｒｂ、の三者が最小になるようなｎ、に
、［）を求める必要がある。

また、初期値メモリ５００に予め入力するべき諸値とし
ては次のようなものがある。すなわち。

（１）波長り、基板の屈折率Ｎｓ、媒質の屈折率Ｎ。

（２）波長りに対するＴ、Ｒ，Ｒｂの実測値Ｔ。ｌ　Ｒ
ｆｌ　ｌＲｂ。

（３）掃引パラメータ；屈折率ｎ、吸収係数に、膜厚り
はそれぞれ未知数のため、仮りに与えてこれらｎ、に、
Ｉ）に対する計算値Ｔ、Ｒ，Ｒｂを求める必要がある。

（３）−の 屈折率ｎの下限ｎ１．ｏｗ、上限ｎｕｐ、増分ｄｎ（３
）−■ 吸収係数にの下限ｋｌｏｗ、上限ｋｕρ、増分ｄｋ（３
）−■ 膜厚りの下限Ｄ　ｌｏｗ、上限Ｄｕｐ、増分ｄＤ次に、
本発明にかかる光学定数計算器による計算手順を概説す
ると以下のとおりである。

１ン誤差計算器２００を用いて、掃引パラメータｎ、ｋ
に対しＤを変えながら透過率Ｔを計算し、これが実測値
Ｔ０と比較してｄｔ＝　Ｉ　Ｔ−Ｔ、　ｌ　＜ε（微小
値）となるようなりを求める。

２）これらｎ、に、Ｄについて誤差計算器２００により
ｄ　ｒ　＝　Ｒ−Ｒｏ、　ｄ　ｒｂ”　Ｒｂ　　Ｒｂ、
を計算する。

３）！引初期値回路１００において、距離５ｄ＝（ｄｒ
”＋ｄｒｂ”）”を計算し５これが与えられた増分ｄｎ
。

ｄｋについて最小になるようなｎ、にの値ｎＱｌｋｏを
求める。

４）これらの初期値ｎ、、に、の近傍において増分ｄｎ
。

ｄｋを漸近的に減少させてｎ、にの値を増減しながら上
記の１）、２）の過程を繰り返し、ｄ　ｔ、　ｄ　ｒ。

ｄｒｂが共に微小値ε（例えば１＝１０−’）より小さ
くなるようなｎ、に、Ｄの値を定数計算器３００によっ
て求める。

なお、このような漸近解法の原理は、ニュートンの近似
解法として既に知られているものである。

次に、誤差計算器２００の作用の理解を助けるために、
第５図に示されるＤ−Ｔ曲線について説明する。この第
５図において、横軸は膜厚り、縦軸は透過率Ｔを示し、
この例ではｎ＝３の場合についてｋをパラメータとして
描いである。いま、に工０゜■の曲線において透過率Ｔ
の実測値Ｔ。の直線Ｔ＝Ｔ、と交わる点はＴｉ、Ｔ２．
Ｔ、の３つがあり、これらの３点に対応する膜厚りのう
ちどれが真の膜厚に近いかを予め予測しておかなくては
ならない。このためには、波長に対する透過率曲線が干
渉性のうねりを示すことを利用して、蒸着条件がら膜厚
の上下限の範囲Ｄｌｏす、Ｄｕｐを決めることができる
。いま、このようにして決めた膜厚りの範囲がＴ工を挟
むように存在すると仮定する。

誤差計算器２００を構成するＤ初期値回路〔第３図（イ
）参照〕において、メモリ１３にはＤの下限Ｄｌｏｗ。

上限Ｄｕｐ、増分ｄＤ、透過率Ｔの実測値Ｔ。１冊引パ
ラメータｎ、ｋが記憶されている。Ｎｎ計算器１４では
Ｄの掃引区間の数Ｎｎ＝　（（Ｄｕｐ　−Ｄｌｏｗ）／
　ｄ　Ｄの整数部〕＋１を計算する。一方、５判定器２
６においてｊ＜Ｎｎの場合には結線５５を介してＪカウ
ンタ１５のカウント数を逐次増加させる。従って１次段
のＤ演算回路１６にて計算するＤｍｄＤ（ｊ−１）＋Ｄ
ｌｏｗも一区間ずつ増加することとなる。このようにし
て与えられたｎ、に、Ｄを用い、透過率・反射率計算器
４００において第５図に示す如くＤの各位に対応するＴ
、、Ｔ、、・・・・・・＋Ｔｊ−＋ｔＴｊ＋・・・・・
・を計算する。

なお、第３図（イ）において、Ｚメモリ２０の内容であ
るＺの値は、第５図におけるＴ工、Ｔ、のようにＤ−Ｔ
曲線の傾きが負のときにＺ＝２．Ｔ、のように正のとき
にＺ＝１．である。Ｚ＝２の場合。

１判別器１８．１９についてＴｊ−＋＞Ｔｏ−Ｔｊ＜Ｔ
ｏのときにアンド回路２２の出力が１となる。また、Ｚ
＝１の場合にはこれらの不等号が逆になることを条件と
して他方のアンド回路２１の出力が１となる。

従ってオア回路２３を介し、このＴｊに対応するＤの値
がＤ演算回路１６からＤｖメモリ２４に記憶され、Ｄ初
期値回路の動作が終了する。仮りに、オア回路２３の出
力がＯｌすなわち、Ｄ−Ｔ曲線が直線Ｔ＝Ｔ、にクロス
しなければインバータ２５の出力は１であり、この場合
には５判定器２６および結線５５を経て掃引動作が引続
き継続される。

次に、誤差計算部〔第３図（ロ）参照〕の動作を第６図
に基づいて説明する。ここで、第６図はＴ＝Ｔ０に対応
するＤを求めるに至る過程を示したものである。まず、
誤差計算部のメモリ２７には透過率Ｔ。２反射率ＲＯ＊
Ｒｂ０ｐ　ｎｐｋｐ増分ｄＤおよび先に求めたＤの初期
値Ｄｖが記憶されている。誤差計算部においては、ｎ、
に、Ｄｖを用いて透過率・反射率計算器４００によりＴ
、Ｒ，Ｒｂを計算する。この計算結果に基づいてΔＴ回
路２８においてＴとＴｏとが比較され、もしＩＴ−Ｔｏ
ｌ＜ｔであれば誤差メモリ３０．３１にこの時点での反
射率の誤差ｄｒ＝Ｒ−Ｒｏ、　ｄ　ｒ　ｂ＝　Ｒｂ　−
Ｒｂ、が記憶されて動作が終了する。また、もしＩＴ−
Ｔ、ｌ≧εであれば次段の１判別器２９においてＴとＴ
ｏとの大小関係が比較されることとなる。この場合、第
６図に示す如＜Ｄ−Ｔ曲線の傾きが負で２メモリ３２に
はＺ＝２が記憶されているものとすると、ＤｍＤｖの時
点では第６図に示すようにＴ＜Ｔ。であるからアンド回
路３４の出力は１．オア回路３７の出力も１となり、Ｄ
加減算器３９の減算ルートを介してＤの値はり、＝Ｄｖ
−ｄＤ／２Ｊｍ＝１）となる（第６図の点り、）。この
時点でｍカウンタ４０のカウント数は２となり、透過率
・反射率計算器４００．　ＡＴ回路２８゜１判別器２９
の動作が繰り返される。この時点ではＺ　”　２　、　
Ｔ　＞　Ｔｏであるから、アンド回路３６．オア回路３
８を介してＤ加減算器３９の加算ルートが動作し、Ｄ、
＝Ｄ、＋ｄＤ／２”（ｍ＝２）となる（第６図の点り、
）。これらの一連の動作はＩＴ−Ｔ、ｌ＜Ｅになるまで
繰り返されるが、膜厚りの増分ｄＤｍは逐次減少してい
き、Ｄｍの値はＴ＝Ｔ０に対応するＤ４点に収斂する。

このようにしてｌＴ　’ｒｏｌ〈さなる膜厚Ｄｍに対応
する反射率の誤差ｄｒ＝Ｒ−Ｒ，、ｄ　ｒ　ｂ＝　Ｒｂ
　−Ｒｂ、が誤差メモリ３０．３１に記憶されることと
なる。なお、アンド回路３３．３５はｚ＝１（第５図の
点Ｔ、）の場合に動作するものである。

第７図は波長り、基板の屈折率Ｎｓ、透過率の実測値Ｔ
、ｌｌ２反射率の実測値Ｒ８，Ｒｂ０を与えた場合、ｋ
をパラメータにして描いたｄ　ｒ　＝　ＲＲｏ　（横軸
）に対するｄ　ｒｂ　＝　Ｒｂ　−Ｒｂａ　（縦軸）の
曲線群を示す。ここで、吸収係数にはに□＜　ｋ、＜　
ｋ、＜　ｋ４の順に大きくなっており（ｋ１＝０．１．
１ｉｋ＝０．１゜ｋ４＝０．４）、一番上部の曲線（ｋ
＝に□）上の点Ｐ□ではｎ＝Ｑ、点Ｐ２ではｎ　−３（
ｄｎ＝０．１）であり、ｎの増加に伴ってＣＣｗの向き
に放物線状の曲線を描いている。これらの曲線群の振舞
はいがなる実測値Ｔ。、Ｒ，、Ｒｂ、やｎ、ｋについて
もほぼ同じであることはｄｒ−ｄｒｂ曲線の図式的解析
によって既に確認されている。

第７図においてＴ＝Ｔ、、Ｒ＝Ｒ，、Ｒｂ＝Ｒｂ。

が同時に充たされるようなｋとｎの値に対応する曲線上
の点はｄｒ＝ｄｒｂ＝ｏ、すなわち原点である。同図に
おいて曲線に２とに、とかｄｒ軸と交わる点をそれぞれ
Ａ、Ｂとし、このときの屈折率をｎＡ、ｎＢとすれば、
求めるべきｎ、にの真値はｎがｎＡまたはｎＢの近傍、
ｋについてはに、＜ｋ＜ｋ３の範囲となる。従って、ｎ
とｋとが原点Ｏを挟むような値ｎ　ｏ　＊　ｋ　ａを初
期値として増分ｄｎ、ｄｋを逐次縮小しながらｎ、ｋを
掃引して原点０を中心とする一辺εの正方形内に収斂す
るｎ、にの値を探し出せば、これが求める真値となる。

第２図に示した掃引初期値回路１００はこのような掃引
初期値を決めるためのもので、そのメモリ１には膜厚の
下限ＤＬｏｖ、上限Ｄｕｐ、増分ｄＤ、ｎ１ｏｖ（＝Ｏ
）　ｐ　ｎ　ｕｐ（＝５　Ｌ　ｄ　ｎ（”０−２）　ｐ
　ｋ　ｌｏｗ（＝Ｏ）　ｅ　ｋｕｐ（＝　５　）、　ｄ
　ｋ（＝０．２）がそれぞれ記憶されている。

１判定器４．ｎ判定器５によりそれぞれｋ＜ｋｕｐ。

ｎ（ｎｕｐならばアンド回路７の出力は１であり、誤差
計算器２００によって誤差ｄ　ｒ、　ｄ　ｒｂが計算さ
れる。ｎ判定器５においてｎ）ｎｕｐならばに加算器２
におけるに値がｄｋだけ増加し、また、１判定器４にお
いてｋ）ｋｕｐならば動作は終了する。距離計算器８で
は距離Ｓｄ；　５ｄ＝（ｄｒ”＋ｄｒｂ”）’が計算さ
れる。この距離Ｓｄを図示したのが第８図であり、に加
算器２とｎ加算器３とによって決まるｎ、にの値は図の
黒点にて示すように離散的ではあるが、ここにおいて距
離Ｓｄは線分ＯＡ、ＯＢの長さで表わされ、図において
は線分ＯＡの長さが最小である。なお、最小値メモリ１
０の初期値Ｓ　ｄｍｉｎは例えば１０となっている。

距離判定器９においては、計算された前記ＳｄとＳ　ｄ
ｍｉｎとが比較され、もしＳ　ｄ＜　Ｓ　ｄｍｉｎなら
ば最小値メモリ１０の値ＳｄｍｉｎをこのＳｄと置換す
る。

同時に、初期値メモリ６にはこの時点でのｎ、にの値ｎ
、、に、がｎ加算器３．に加算器２から取り込まれて記
憶される。このようにしてＳｄの最小値に対応する掃引
初期値ｎ。、に０が求められる。

次いで、第４図を参照しつつ定数計算器３００の動作に
ついて説明する。まず、ｋメモリ４１．ｎメモリ４２に
は掃引初期値ｋ　ａ　ｐ　ｎ　ａ　ｅ　ｄ　ｋ　、　ｄ
　ｎがそれぞれ記憶されている。これらの値は誤差計算
器２００に入力され、誤差ｄ　ｒ、　ｄ　ｒｂが計算さ
れる。そして、ｄｒｂ判定器４３において１ｄｒｂｌと
εとが比較され、仮りにＩｄｒｂｌ＞ｇならばｎ増分器
４７の増分を半分のｄｎ／２とし、ｄｒｂ符号判別器５
３においてその正負が判定される０例えば、ｄｒｂ＜Ｏ
ならばｎ加減算器５４においてｎの値に増分ｄｎを加算
してｎ＋ｄｎとし、またｄｒｂ＞Ｏならば増分ｄｎを減
算してｎ−ｄｎとする。その後、誤差計算器２００　、
　ｄ　ｒｂ判定器４３．結線４６を経てこの計算および
判定のループを繰り返し、このループ動作はＩｄｒｂｌ
＜εが達成されるまで続けられるものである。

第９図は、この定数計算器３００の動作をｄｒ−ｄｒｂ
曲線に沿って示したものである。図において。

初期値ｎ、、に、に対応する点Ｐ１を出発して１，２゜
３．４．ｅ、の経路を辿り、点ｅ１では１ｄｒｂｌ＜ε
となる。この過程中、増分ｄｎは毎回減少し、ｄｒｂの
正負に応じて点ｅ工の近傍を曲線に沿って往復しながら
点ｅｉに収斂する。もし、ｌ　ｃｌ　ｒｂｌ　＜εであ
ればｄｒ判定ｍ４４を介しに増分器４８において増分ｄ
ｋは半分のｄｋ／２となり、結線４９を経てｎメモリ４
２に至り、ｎの値は再びｎｏとなる。モしてｄｒ符号判
別器５０においてｄｒの正負が判別され、ｋ加減算器５
１においてｄｒの正負に応じてに値かに−ｄｋ、に＋ｄ
ｋとそれぞれ置換される。

その後は再び結線４６を経由して前述のｎに関するルー
プ動作を繰り返す。第９図についてこの動作を見ると点
ｅ□から点Ｐ２に移るが、この点Ｐ２ではｎ＝ｎ、、に
１＝に＋ｄｋである。その後、ｎに関するループ動作に
入り、点ｅ２に至る。こうして以後順次ｅ　ｚ　ｙ　Ｐ
　３　ｖ　ｅ　ｓ　ｔ　Ｐ　４　ｔ　ｅ　４の経路を辿
り、原点を中心とした一辺εの正方形内に収斂する。

この時点ではｄｒｂ判定器４３．　ｄｒ判定器４４にお
いて１ｄｒｂｌ＜εかつ１ｄｒｌ＜εが確定するから、
アンド回路４５の出力は１となり１表示器５２ではこの
時点におけるｎ、に、Ｄの値が表示されることとなる。

なお、１ｄｔｌ＝ｌＴ−”ｒｌｌｌ＜εの判定は、前記
したように誤差計算器２００においてなされている。

このようにして、定数計算器３００によって真の複素屈
折率（屈折率ｎと吸収係数ｋ）と［Ｊ＄Ｄとが求められ
る。なお、動作順序としては、第１図においてまず掃引
初期値回路１００が始動し１次いで誤差計算器２００お
よび透過率・反射率計算器４００が連動して所定の数値
Ｔ、Ｒ，Ｒｂ、ｄｒ、ｄｒｂ等を授受する。そして、掃
引初期値ｎ。、ｋｏが決まると定数計算器３００が作動
し始め、前記同様に誤差計算器２００および透過率・反
射率計算器４００が連動して最終的に各位ｎ、に、Ｄが
計算されて表示されるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、コンピュータによる高速
かつ高精度の計算技術を用いて蒸着膜の透過率２裏面反
射率および裏面反射率の実測データから屈折率、吸収係
数のみならず膜厚をも求めることができるため、従来の
偏光解析法において必要とされた煩雑で測定精度が低い
膜厚の実測作業を不要にすることができ、またＴ−Ｒ法
等と比較しても光学定数および膜厚の計算精度を著しく
高めることができる。従って、種々の蒸着条件の下で作
成された蒸着膜の光学定数や膜厚を随時かつ迅速に求め
ることが可能である。

また、このような計算技術は単層膜に適用されるばかり
でなく、多層膜内における特定の未知の層の光学定数お
よび膜厚の決定にも適用できることは言うまでもない。

更に、従来その光学定数が判明していなかった多数の蒸
着材料について本発明を適用すれば、各種の蒸着膜設計
の資料として貢献するところも極めて大きいものである
。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は全体の相
互接続を示す図、第２図は掃引初期値回路を示す図、第
３図（イＬ（１：Ｉ）は誤差計算器を示す図、第４図は
定数計算器を示す図、第５図はｋをパラメータとした膜
厚に対する透過率曲線、第６図は透過率の計算値が実測
値と一致するような膜厚を求める過程を示す図、第７図
はｋをパラメータとして裏面反射率誤差に対する裏面反
射率誤差を描いた図、第８図は誤差曲線上の距離を示す
図、第９図は定数計算器の動作をｄｒ−ｄｒｂ曲線に沿
って示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の光波長における蒸着膜の透過率、表面反射率およ
   び裏面反射率の各実測値を用いて前記蒸着膜の屈折率、
   吸収係数および膜厚を計算する手段において、 （イ）透過率の実測値と計算値との大小関係を比較する
   透過率判別器と、前記実測値と計算値との差を求める差
   判定器と、この差判定器が出力する透過率差が所定の微
   小値に収斂するように前記透過率判別器の出力に応じて
   膜厚の値を加減算する膜厚増分器および膜厚加減算器と
   、前記透過率判別器、差判定器、膜厚増分器および膜厚
   加減算器を連結して制御する制御ループと、前記差判定
   器の出力が所定の微小値に到達した時点において表面反
   射率の実測値と計算値との誤差および裏面反射率の実測
   値と計算値との誤差をそれぞれ記憶する誤差メモリーと
   からなる誤差計算器 （ロ）前記誤差計算器が指定する屈折率、吸収係数およ
   び膜厚における透過率、表面反射率および裏面反射率を
   計算する率計算器と、この率計算器の計算結果を前記誤
   差計算器に入力する制御器とからなる透過率・反射率計
   算器 （ハ）屈折率および吸収係数の値を一定の増分でかつ所
   定の範囲内で順次増加させる制御ループと、前記屈折率
   および吸収係数の値に対応する表面反射率と裏面反射率
   との各実測値に対するそれぞれの計算値の誤差を前記誤
   差計算器および透過率・反射率計算器に連動して計算可
   能な制御ループと、前記２つの誤差のそれぞれの平方の
   和の平方根にて与えられる誤差距離を計算する距離計算
   器と、前記誤差距離の最小値の判定器と、前記誤差距離
   の最小値のメモリと、前記誤差距離が最小の時点におけ
   る屈折率および吸収係数を初期値として記憶する初期値
   メモリとからなる掃引初期値回路（ニ）前記掃引初期値
   回路が指定する屈折率と吸収係数との値を入力し、裏面
   反射率の実測値と計算値との誤差と所定の微小値とを比
   較する裏面反射率誤差判定器と、裏面反射率の実測値と
   計算値との誤差の正負を判別する裏面反射率の符号判別
   器と、この符号判別器にて判別された符号に応じて前記
   裏面反射率誤差判定器の出力が所定の微小値に収斂する
   ように屈折率の値を増減させる屈折率増分器および屈折
   率加減算器と、前記裏面反射率誤差判定器、裏面反射率
   の符号判別器、屈折率増分器および屈折率加減算器を連
   結して制御する制御ループと、表面反射率の実測値と計
   算値との誤差と所定の微小値とを比較する表面反射率誤
   差判定器と、表面反射率の実測値と計算値との誤差の正
   負を判別する表面反射率の符号判別器と、この符号判別
   器にて判別された符号に応じて前記表面反射率誤差判定
   器の出力が所定の微小値に収斂するように吸収係数の値
   を増減させる吸収係数増分器および吸収係数加減算器と
   、前記表面反射率誤差判定器、表面反射率の符号判別器
   、吸収係数増分器および吸収係数加減算器を連結して制
   御する制御ループと、計算の各時点において前記誤差計
   算器および透過率・反射率計算器に連動して透過率、表
   面反射率および裏面反射率とこれらの誤差の計算を制御
   する制御器と、裏面反射率誤差および裏面反射率誤差が
   共に所定の微小値となる時点の屈折率、吸収係数および
   膜厚の値を表示する表示器とからなる定数計算器 以上の各構成要素（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）を備
   えたことを特徴とする蒸着膜の光学定数計算器。