KR102486069B1 - 산화막 두께 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

산화막 두께 측정 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 산화막 두께 측정 장치는, 막 두께 측정 범위를 구분한 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 대하여, 이 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 설정 범위 내가 되는, 막 두께와 방사광 휘도의 대응 관계의 막 두께 변환 정보를 기억하고, 복수의 방사광 휘도 측정부 각각에서 강판 표면의 방사광 휘도를 상이한 복수의 측정 파장에서 측정하고, 복수의 방사광 휘도 측정부 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 방사광 휘도 측정부에 대응하는 막 두께 변환 정보를 이용하여, 그 측정된 방사광 휘도에 대응하는 막 두께와 이 막 두께에서의 비율을 구하고, 이 구한 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 설정 범위 내인 경우에, 이 구한 막 두께를 실제의 막 두께의 후보치로서 추출한다.

Description

산화막 두께 측정 장치 및 그 방법
본 발명은, 강판 표면에 생성되는 산화물의 막 두께를 측정하는 산화막 두께 측정 장치 및 산화막 두께 측정 방법에 관한 것이다.
용융 아연 도금 강판은, 우수한 내식성, 가공성 및 표면 미관 등의 특성을 갖고, 이 때문에, 예컨대, 자동차용 강판으로서 적합하게 사용되고 있다. 이 용융 아연 도금에서는, 풀림(annealing) 공정에서 강판 표면에 생성되는 산화물이, 용융 아연 도금 공정에서 형성되는 도금층의 도금 특성에 악영향을 주는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 상기 산화물의 막 두께를 측정하고, 환원 공정에서 상기 산화물을 적합하게 환원할 필요가 있어, 상기 산화물의 막 두께의 측정이 중요하다.
이와 같은 상기 산화물의 막 두께를 측정하는 기술로서, 강판 표면에 있어서의 방사율(방사광 휘도)과 산화물의 막 두께의 관계를 미리 구하고, 상기 관계로부터, 측정에 의해 얻어진 방사율(방사광 휘도)에 대응하는 산화물의 막 두께를 구하는 기술이 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).
그런데, 강판 표면에 있어서의 방사율(방사광 휘도)과 산화물의 막 두께의 관계는, 일반적으로, 산화물의 막 두께의 증가에 따라서, 강판 표면의 방사율(방사광 휘도)이 단조적으로 증가한 후에, 피크가 되고, 그 후, 감소하거나, 혹은, 증감을 반복하거나 하는 프로파일을 갖는다. 이 때문에, 이 관계를 이용하는 것에 의해, 측정에 의해 얻어진 방사율(방사광 휘도)에 대응하는 산화물의 막 두께를 구하면, 산화물의 막 두께를 1개로 결정할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이 때문에, 상기 관계를 이용하는 것에 의해 산화물의 막 두께를 구하는 경우에는, 상기 피크에 대응하는 막 두께까지만 측정할 수 있다고 하는 제약이 있다. 또한, 이 제약하에, 강판 표면에 있어서의 방사율(방사광 휘도)과 산화물의 막 두께가 일대일로 대응하는 범위에서 산화물의 막 두께를 구한다고 하더라도, 막 두께의 변화에 대한 방사율(방사광 휘도)의 변화의 비율(기울기)이 작은 경우, 측정에 의해 얻어진 방사율(방사광 휘도)의 약간의 어긋남으로 산화물의 막 두께가 크게 변화하여 버리고, 산화물의 막 두께를 정밀하게 구하는 것이 어렵다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 1991-293504호 공보
본 발명은, 상술한 사정을 감안하여 이루어진 발명이고, 그 목적은, 산화물의 막 두께를, 보다 넓은 범위에서 보다 정밀하게 측정할 수 있는 산화막 두께 측정 장치 및 산화막 두께 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 산화막 두께 측정 장치 및 산화막 두께 측정 방법은, 막 두께 측정 범위를 구분한 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 대하여, 이 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 설정 범위 내가 되는, 막 두께와 방사광 휘도의 대응 관계의 막 두께 변환 정보를 준비하고, 복수의 방사광 휘도 측정부 각각에서 강판 표면의 방사광 휘도를 상이한 복수의 측정 파장에서 측정하고, 복수의 방사광 휘도 측정부 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 방사광 휘도 측정부에 대응하는 막 두께 변환 정보를 이용하여, 당해 방사광 휘도 측정부에서 측정된 방사광 휘도에 대응하는 막 두께와 이 막 두께에서의 비율을 구하고, 이 구한 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내인 경우에, 이 구한 막 두께를 실제의 막 두께의 후보치로서 추출한다.
상기 및 그 외의 본 발명의 목적, 특징 및 이점은, 이하의 상세한 기재와 첨부 도면으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 실시형태에 있어서의 산화막 두께 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 상기 산화막 두께 측정 장치에 있어서의 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부를 강판의 반송로에 설치하는 배치 양태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 상기 산화막 두께 측정 장치에 기억되는 복수의 막 두께 변환 정보를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 측정 파장별, 산화물의 막 두께와 방사율(방사광 휘도)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 단층막의 반사율을 계산하기 위한 계산 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 상기 산화막 두께 측정 장치의 동작을 나타내는 플로차트이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 하나 또는 복수의 실시형태가 설명된다. 그렇지만, 발명의 범위는, 개시된 실시형태로 한정되지 않는다. 또, 각 도면에 있어서 동일한 부호를 붙인 구성은, 동일한 구성인 것을 나타내고, 적당히, 그 설명을 생략한다. 본 명세서에 있어서, 총칭하는 경우에는 첨자를 생략한 참조 부호로 나타내고, 개별 구성을 가리키는 경우에는 첨자를 붙인 참조 부호로 나타낸다.
도 1은 실시형태에 있어서의 산화막 두께 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2는 상기 산화막 두께 측정 장치에 있어서의 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부를 강판의 반송로에 설치하는 배치 양태를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 상기 산화막 두께 측정 장치에 기억되는 복수의 막 두께 변환 정보를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 있어서, ◆는, 제 1 측정 파장 5㎛의 경우를 나타내고, ■는, 제 2 측정 파장 14㎛의 경우를 나타낸다. 도 4는 측정 파장별, 산화물의 막 두께와 방사율(방사광 휘도)의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4(a)는 측정 파장이 상대적으로 장파장인 경우를 나타내고, 도 4(b)는 측정 파장이 상대적으로 단파장인 경우를 나타낸다. 도 4(a)에 있어서, ◆는, 측정 파장 20㎛의 경우를 나타내고, ▲는, 측정 파장 14㎛의 경우를 나타낸다. 도 4(b)에 있어서, ◆는, 측정 파장 5㎛의 경우를 나타내고, ▲는, 측정 파장 3㎛의 경우를 나타낸다. 도 3, 도 4(a) 및 도 4(b)에 있어서, 각 가로축은, 산화물의 막 두께(산화막 두께)이고, 그 세로축은, 방사율(방사광 휘도)이다. 도 5는 단층막의 반사율을 계산하기 위한 계산 모델을 설명하기 위한 도면이다.
실시형태에 있어서의 산화막 두께 측정 장치 D는, 예컨대, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 방사광 휘도 측정부(1)(1-1, 1-2)와, 제어 처리부(2)와, 기억부(3)와, 입력부(4)와, 출력부(5)와, 인터페이스부(IF부)(6)를 구비하고, 강판 WK를 반송하는 반송로를 형성하는 반송로 형성 부재 HS에 배치된다.
반송로 형성 부재 HS는, 예컨대 도 2에 나타내는 바와 같이, 단면 직사각형 형상의 비교적 긴 중공(中空)의 각기둥 형상 부재이고, 그 내부가 내화물 등의 단열재로 덮이고, 강판 WK를 반송하는 반송로를 형성하고 있다. 반송로 형성 부재 HS는, 그 한쪽 단에서, 예컨대, 강판 WK의 표면에 소정의 막 두께로 산화막을 형성하기 위해, 반송되어 주행 중인 강판 WK를 직화 버너로 가열하는 직화 가열로의 하류 측에 연결되고, 그 다른 쪽 단에서, 강판 WK의 표면에 형성된 산화막을 환원하는 환원 장치의 상류 측에 연결되어 배치된다. 이 직화 가열로의 가열에 의해, 반송로 형성 부재 HS 내에서 반송되는 강판 WK는, 자체 발광하고 있다. 반송로 형성 부재 HS에는, 복수의 방사광 휘도 측정부(1)에서 강판 WK의 방사광 휘도를 측정하기 위해, 측정창 형성 부재(관 엿보기 부재) HSa가 연결되어 있다. 이 측정창 형성 부재 HSa는, 반송로 형성 부재 HS의 한쪽 측벽으로부터, 강판 WK에 있어서의 강판 표면의 법선 방향을 따라서 연장되는 통 형상의 제 1 방사선 실드 부재 HSa1과, 상기 제 1 방사선 실드 부재 HSa1보다 대구경의 짧고 높은 통 형상의 제 2 방사선 실드 부재 HSa2를 구비한다. 제 1 방사선 실드 부재 HSa1의 한쪽 단은, 반송로 형성 부재 HS의 외부로 향하고, 복수의 방사광 휘도 측정부(1)가 강판 WK의 방사광 휘도를 측정할 수 있도록 설치되어 있다. 제 1 방사선 실드 부재 HSa1의 다른 쪽 단은, 반송로 형성 부재 HS의 내부로 향하고, 제 2 방사선 실드 부재 HSa2의 한쪽 단에서 기밀로 제 2 방사선 실드 부재 HSa2와 동축으로 연결되어 있다. 제 2 방사선 실드 부재 HSa2의 다른 쪽 단은, 강판 WK의 강판 표면으로 향한다. 측정창 형성 부재 HSa에는, 제 2 방사선 실드 부재 HSa2의 다른 쪽 단으로부터, 복수의 방사광 휘도 측정부(1)가 설치되어 있는 제 1 방사선 실드 부재 HSa1의 한쪽 단까지의 사이에, 소정의 측정 파장을 적어도 투과시키는 예컨대 다이아몬드 등의 창 부재(도시하지 않음)가 끼워져 있다.
복수의 방사광 휘도 측정부(1)는, 각각, 제어 처리부(2)에 접속되고, 제어 처리부(2)의 제어에 따라서, 강판 WK에 있어서의 강판 표면의 방사광 휘도를 측정하는 장치이다. 이들 복수의 방사광 휘도 측정부(1)는, 그 측정 파장 λ가 서로 상이하도록 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 복수의 방사광 휘도 측정부(1)는, 2개의 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부(1-1, 1-2)를 구비하여 구성되어 있다. 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)는, 제 1 측정 파장 λ1에서 강판 표면의 방사광 휘도를 측정하고, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)는, 상기 제 1 측정 파장 λ1과 상이한 제 2 측정 파장 λ2에서 상기 강판 표면의 방사광 휘도를 측정한다.
제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부(1-1, 1-2)는, 각각, 예컨대, 측정 파장 λ를 규정하기 위한, 소정의 파장대를 투과시키는 대역 통과 광학 필터와, 상기 대역 통과 광학 필터를 거쳐서 강판 WK의 표면의 방사광 강도를 수광하는 수광 소자와, 상기 수광 소자의 출력 레벨과 방사광 휘도의 대응 관계를 미리 기억하는 기억부와, 상기 대역 통과 광학 필터를 거쳐서 강판 WK의 표면의 방사광 강도를 수광하여 얻어진 상기 수광 소자의 출력 레벨로부터, 상기 대응 관계를 이용함으로써 방사광 휘도를 구하는 정보 처리부를 구비한다. 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)에 있어서의 대역 통과 광학 필터(제 1 대역 통과 광학 필터)의 파장대(제 1 파장대)는, 제 1 측정 파장 λ1을 포함하도록 설정되고, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)에 있어서의 대역 통과 광학 필터(제 2 대역 통과 광학 필터)의 파장대(제 2 파장대)는, 제 2 측정 파장 λ2를 포함하도록 설정된다. 또, 이들 상기 기억부 및 상기 정보 처리부는, 기억부(3) 및 제어 처리부(2)와 겸용되더라도 좋다. 혹은, 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부(1-1, 1-2) 각각에 방사 온도계가 이용되더라도 좋다. 시판되는 방사 온도계는, 통상, 측정 파장이 한정되고, 대역 통과 광학 필터가 포함되어 있다. 또한, 방사광 휘도는, 온도(설정 방사율을 1로 했을 때의 표시 온도)와 측정 파장으로부터, 이른바 플랑크의 법칙으로부터 산출할 수 있다. 이 때문에, 예컨대, 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부(1-1, 1-2)는, 각각, 강판 WK의 표면의 온도를 측정하는 방사 온도계와, 상기 방사 온도계에서 측정된 온도와 상기 방사 온도계의 측정 파장으로부터 방사광 휘도를 구하는 정보 처리부를 구비한다. 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)에 이용되는 방사 온도계(제 1 방사 온도계)에 있어서의 측정 파장은, 제 1 측정 파장 λ1로 설정되고, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)에 이용되는 방사 온도계(제 2 방사 온도계)에 있어서의 측정 파장은, 제 2 측정 파장 λ2로 설정된다. 또, 이들 상기 정보 처리부는, 제어 처리부(2)와 겸용되더라도 좋다. 이와 같이 방사 온도계를 이용하는 것에 의해, 분광 휘도계를 이용하는 경우에 비하여 비용 절감을 도모할 수 있다. 상기 방사 온도계에는, 예컨대 서모파일(thermopile)이나 볼로미터(bolometer)나 초전 센서 등을 구비한 방사 온도계를 이용할 수 있다.
이들 제 1 및 제 2 측정 파장 λ1, λ2에 대하여 설명한다.
직화 가열로의 가열 공정에 의한 산화의 진행에 따라, 방사율 ε은, 산화물의 막 두께(산화막 두께) d의 증가에 따라서, 단조적으로 증가한 후에, 피크가 되고, 그 후, 감소하거나, 혹은, 증감을 반복하거나 하는 프로파일을 갖는다. 이 방사율 ε의 진동의 원인은, 산화막 표면에서의 방사와, 산화막과 금속 표면 계면에서의 방사가 간섭을 일으키기 때문이라고 생각되고 있다(히라모토 카즈오 외, 「산화 프로세스 중의 금속의 분광 방사율 거동」, 철과 강 Vol.85 (1999) No.12, P863~869 참조). 이것에 의해, 예컨대, 도 5에 나타내는 바와 같이, 강판 WK의 강판 표면에 단층의 산화막 WK2가 형성되는 경우, 반사율 R은, 다음의 식 1로 나타내어지고, 방사율 ε은, 다음의 식 3으로 나타내어진다.
식 1 : R=(ρ01+ρ12e-2iδ)/(1+ρ01ρ12e-2iδ)
식 2 : δ=(2N1dcosθ)/λ
식 3 : ε=1-R
여기서, θ는 입사각이고, λ는 파장이고, d는 산화막 두께이고, N1은 산화막 WK2의 복소 굴절률이고, ρ01은 강판 WK를 둘러싸는 분위기(공기 등)와 산화막 WK2의 계면에서의 반사율이고, ρ12는 산화막 WK2와 산화막 WK2 하에 있어서의 산화되지 않은 강판 본체 WK1의 계면에서의 반사율이고, i는 허수 단위(i2=-1)이고, e는 네이피어의 수(e≒2.71828)이다. 또, 방사광 휘도는, 방사율과 온도에 의존하고, 여기서는, 강판 WK의 온도는, 소정의 온도에서 일정하다고 가정하고 있다. 따라서, 도 3이나 도 4에 기재된 방사율 변화는, 방사광 휘도 변화로 바꿔 읽을 수 있다.
상기 파장 λ를 측정 파장 λ로 하여 상술한 식 1 내지 식 3을 이용하는 것에 의해, 측정 파장 λ를 바꾸면서, 산화물의 막 두께 d에 대한 방사율 ε의 관계를 구하면(시뮬레이션하면), 도 4(a) 및 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 어느 측정 파장 λ에서도, 방사율 ε은, 상술한 바와 같이, 대략, 산화물의 막 두께 d의 증가에 따라서, 단조적으로 증가한 후에, 피크가 되고, 그 후, 감소하거나, 혹은, 증감을 반복하거나 하는 프로파일을 갖는다. 그리고, 산화물의 막 두께 d의 증가에 따라서 방사율 ε이 단조적으로 증가하는 막 두께 d의 범위에 있어서의 상한 막 두께 Th는, 측정 파장 λ가 길수록, 보다 두꺼워진다. 예컨대, 도 4(a)에 나타내는 측정 파장 λ가 14㎛나 20㎛ 등의 14㎛ 부근인 경우의 상한 막 두께 Th2는, 도 4(b)에 나타내는 측정 파장 λ가 3㎛나 5㎛ 등의 5㎛ 부근인 경우의 상한 막 두께 Th1보다 두껍다. 이 때문에, 단지, 보다 넓은 범위에서 산화물의 막 두께 d를 측정하기 위해서는, 측정 파장 λ가 길수록 좋다. 그렇지만, 도 4(a)로부터 알 수 있듯이, 측정 파장 λ가 길면, 막 두께 d가 얇은 경우, 막 두께 d의 변화에 대한 방사율 ε의 변화의 비율(기울기)이 작고, 측정에 의해 얻어진 방사율 ε의 약간의 어긋남으로 막 두께 d가 크게 변화하여 버리고, 막 두께 d를 정밀하게 구하는 것이 어렵다. 한편, 이와 같은 막 두께 d가 얇은 경우에는, 측정 파장 λ를 짧게 하면, 도 4(b)로부터 알 수 있듯이, 막 두께 d의 변화에 대한 방사율 ε의 변화의 비율(기울기)이 크고, 막 두께 d를 정밀하게 구하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이 측정 정밀도의 관점으로부터, 산화물의 막 두께 d에 따라 적합한 측정 파장 λ가 존재한다. 그래서, 소정의 막 두께 측정 범위가, 복수의 서브 막 두께 측정 범위로 구분되고, 이들 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 대하여, 당해 서브 막 두께 측정 범위에 있어서, 산화물의 막 두께의 증가에 따라서 방사율(방사광 휘도)이 단조적으로 증가하면서(방사율(방사광 휘도)과 막 두께가 일대일로 대응하면서), 측정 정밀도의 관점으로부터, 막 두께의 변화에 대한 방사율(방사광 휘도)의 변화의 비율(막 두께에 대한 방사율(방사광 휘도)의 기울기)이 소정의 설정 범위 내가 되는, 방사율(방사광 휘도)과 막 두께의 관계를 주는 파장이, 측정 파장으로서 선택되면 된다. 상기 설정 범위는, 막 두께의 충분한 검량 정밀도를 확보하기 위해, 예컨대 1 이상으로 설정된다. 막 두께의 변화에 대한 방사율(방사광 휘도)의 변화의 비율(기울기)이 클수록, 막 두께의 분해능이 향상되지만, 막 두께 측정 범위(서브 막 두께 측정 범위)가 좁아져 버리는 관점으로부터, 상기 설정 범위는, 바람직하게는, 막 두께의 분해능과 막 두께 측정 범위(서브 막 두께 측정 범위)가 밸런스를 취하는 1이다. 이와 같은 지견에 근거하여, 본 실시형태에서는, 제 1 측정 파장 λ1은, 상대적으로 얇은 막 두께 d의 측정을 정밀하게 측정할 수 있도록, 3㎛나 5㎛ 등의 5㎛ 부근의 파장, 예컨대, 5㎛로 설정되고, 제 2 측정 파장 λ2는, 상대적으로 두꺼운 막 두께 d의 측정을 정밀하게 측정할 수 있도록, 제 1 측정 파장 λ1보다 긴 파장의, 14㎛나 20㎛ 등의 14㎛ 부근의 파장, 예컨대, 14㎛로 설정된다. 이와 같이 제 1 및 제 2 측정 파장 λ1, λ2가 설정되면, 0 내지 Th2의 막 두께 측정 범위에서 막 두께 d의 측정이 가능하게 되고, 이 막 두께 측정 범위가 0 내지 Th1의 제 1 서브 막 두께 측정 범위와 Th1 내지 Th2의 제 2 서브 막 두께 측정 범위로 구분되고, 제 1 및 제 2 서브 막 두께 측정 범위 각각에서 정밀하게 측정이 가능하게 된다.
입력부(4)는, 제어 처리부(2)에 접속되고, 예컨대, 산화막 두께의 측정 개시를 지시하는 커맨드 등의 각종 커맨드, 및, 예컨대, 강판 WK의 명칭이나 후술하는 막 두께 변환 정보 등의 상기 산화막 두께의 측정을 행하는 데 필요한 각종 데이터를 산화막 두께 측정 장치 D에 입력하는 장치이고, 예컨대, 소정의 기능을 할당받은 복수의 입력 스위치, 키보드 및 마우스 등이다. 출력부(5)는, 제어 처리부(2)에 접속되고, 제어 처리부(2)의 제어에 따라서, 입력부(4)로부터 입력된 커맨드나 데이터, 및, 당해 산화막 두께 측정 장치 D에 의해 측정된 측정 결과 등을 출력하는 장치이고, 예컨대 CRT 디스플레이, LCD(액정 표시 장치) 및 유기 EL 디스플레이 등의 표시 장치나 프린터 등의 인쇄 장치 등이다.
IF부(6)는, 제어 처리부(2)에 접속되고, 제어 처리부(2)의 제어에 따라서, 외부 기기와의 사이에서 데이터의 입출력을 행하는 회로이고, 예컨대, 시리얼 통신 방식인 RS-232C의 인터페이스 회로, Bluetooth(등록상표) 규격을 이용한 인터페이스 회로, IrDA(Infrared Data Association) 규격 등의 적외선 통신을 행하는 인터페이스 회로, 및, USB(Universal Serial Bus) 규격을 이용한 인터페이스 회로 등이다. 또한, IF부(6)는, 외부 기기와의 사이에서 통신을 행하는 회로이고, 예컨대, 데이터 통신 카드나, IEEE 802.11 규격 등에 따른 통신 인터페이스 회로 등이더라도 좋다.
기억부(3)는, 제어 처리부(2)에 접속되고, 제어 처리부(2)의 제어에 따라서, 각종 소정의 프로그램 및 각종 소정의 데이터를 기억하는 회로이다. 상기 각종 소정의 프로그램에는, 예컨대, 산화막 두께 측정 장치 D의 각 부(1(1-1, 1-2), 3~6)를 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 막 두께 변환 정보 기억부(31)에 기억된 복수의 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 복수의 방사광 휘도 측정부(1)(본 실시형태에서는 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부(1-1, 1-2))에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도에 근거하여, 상기 강판 표면에 생성된 산화물의 막 두께 d를 구하는 막 두께 처리 프로그램 등의 제어 처리 프로그램이 포함된다. 상기 각종 소정의 데이터에는, 강판 WK의 명칭이나 막 두께 변환 정보 등의, 이들 각 프로그램을 실행하는 데 필요한 데이터가 포함된다. 이와 같은 기억부(3)는, 예컨대 비 휘발성의 기억 소자인 ROM(Read Only Memory)이나 다시 쓰기 가능한 비 휘발성의 기억 소자인 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 등을 구비한다. 기억부(3)는, 상기 소정의 프로그램의 실행 중에 발생하는 데이터 등을 기억하는 이른바 제어 처리부(2)의 워킹 메모리가 되는 RAM(Random Access Memory) 등을 포함한다. 그리고, 기억부(3)는, 복수의 막 두께 변환 정보를 기억하는 막 두께 변환 정보 기억부(31)를 기능적으로 구비한다.
막 두께 변환 정보 기억부(31)는, 복수의 막 두께 변환 정보를 기억하는 것이다. 상기 복수의 막 두께 변환 정보는, 각각, 상기 강판 표면의 방사광 휘도와 상기 산화물의 막 두께 d의 대응 관계를 나타내는 정보이다. 상기 복수의 막 두께 변환 정보 각각은, 상기 복수의 방사광 휘도 측정부(1) 각각에 있어서의 복수의 측정 파장 λ 각각에 일대일로 대응지어져 있다. 상기 복수의 막 두께 변환 정보 각각은, 소정의 막 두께 측정 범위를 구분한 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 일대일로 대응지어져 미리 준비된다. 예컨대, 상기 복수의 막 두께 변환 정보 각각은, 복수의 샘플로부터 미리 구하여진다. 혹은, 예컨대, 상기 복수의 막 두께 변환 정보 각각은, 상술한 식 1 내지 식 3을 이용하는 것에 의해 시뮬레이션에 의해 미리 구하여진다. 그리고, 상기 복수의 막 두께 변환 정보 각각은, 당해 막 두께 변환 정보에 대응하는 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 당해 막 두께 변환 정보에 있어서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내이다. 일례로서, 본 실시형태에서는, 막 두께 변환 정보 기억부(31)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 측정 파장 5㎛에 대응지어지는 제 1 막 두께 변환 정보 α-1과, 제 2 측정 파장 14㎛에 대응지어지는 제 2 막 두께 변환 정보 α-2가 기억된다. 제 1 막 두께 변환 정보 α-1은, 0 내지 Th2의 막 두께 측정 범위를 구분한 0 내지 Th1의 제 1 서브 막 두께 측정 범위에 대응지어지고, 제 2 막 두께 변환 정보 α-2는, 0 내지 Th2의 막 두께 측정 범위를 구분한 Th1 내지 Th2의 제 2 서브 막 두께 측정 범위에 대응지어져 있다. 제 1 막 두께 변환 정보 α-1은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 서브 막 두께 측정 범위뿐만 아니라, 다른 막 두께 d에 대응하는 방사율(방사광 휘도)의 정보도 갖지만, 제 1 서브 막 두께 측정 범위 내에서는, 그 막 두께의 변화에 대한 방사율(방사광 휘도)의 변화의 비율(막 두께에 대한 방사율(방사광 휘도)의 기울기)이 β11 내지 β12의 범위 내이다. 제 2 막 두께 변환 정보 α-2는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 2 서브 막 두께 측정 범위뿐만 아니라, 다른 막 두께 d에 대응하는 방사율(방사광 휘도)의 정보도 갖지만, 제 2 서브 막 두께 측정 범위 내에서는, 그 막 두께의 변화에 대한 방사율(방사광 휘도)의 변화의 비율(막 두께에 대한 방사율(방사광 휘도)의 기울기)이 β21 내지 β22의 범위 내이다. 이들 복수의 막 두께 변환 정보(상술한 예에서는 제 1 및 제 2 막 두께 변환 정보 α-1, α-2)는, 각각, 예컨대 룩업 테이블 형식으로, 혹은 예컨대 함수식으로, 막 두께 변환 정보 기억부(31)에 미리 기억된다.
제어 처리부(2)는, 산화막 두께 측정 장치 D의 각 부(1(1-1, 1-2), 3~6)를 당해 각 부의 기능에 따라 각각 제어하고, 막 두께 변환 정보 기억부(31)에 기억된 복수의 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 복수의 방사광 휘도 측정부(1)에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도에 근거하여 산화물의 막 두께 d를 구하기 위한 회로이다. 본 실시형태에서는, 제어 처리부(2)는, 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부(1-1, 1-2) 각각에서 제 1 및 제 2 방사광 휘도를 측정하고, 막 두께 변환 정보 기억부(31)에 기억된 제 1 및 제 2 막 두께 변환 정보에 근거하여 산화물의 막 두께 d를 구한다. 제어 처리부(2)는, 예컨대, CPU(Central Processing Unit) 및 그 주변 회로를 구비하여 구성된다. 제어 처리부(2)는, 제어 처리 프로그램이 실행되는 것에 의해, 제어부(21) 및 막 두께 처리부(22)를 기능적으로 구비한다.
제어부(21)는, 당해 산화막 두께 측정 장치 D의 각 부(1(1-1, 1-2), 3~6)를 당해 각 부의 기능에 따라 각각 제어하고, 산화막 두께 측정 장치 D의 전체 제어를 맡는 것이다.
막 두께 처리부(22)는, 막 두께 변환 정보 기억부(31)에 기억된 복수의 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 복수의 방사광 휘도 측정부(1) 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도에 근거하여 산화물의 막 두께 d를 구하는 것이다. 보다 구체적으로는, 막 두께 처리부(22)는, 복수의 방사광 휘도 측정부(1) 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 방사광 휘도 측정부(1)에 대응하는 측정 파장 λ에 더 대응하는 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 당해 방사광 휘도 측정부(1)에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 산화물의 막 두께 d와 이 산화물의 막 두께 d에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율을 구하고, 상기 구한 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내인 경우에, 이 구한 산화물의 막 두께 d를 실제의 막 두께의 후보치 d로서 추출한다. 본 실시형태에서는, 막 두께 처리부(22)는, 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대하여, 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)에 대응하는 제 1 측정 파장 λ1(=5㎛)에 더 대응하는 제 1 막 두께 변환 정보 α-1을 이용하는 것에 의해, 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 산화물의 막 두께 d1과 이 산화물의 막 두께 d1에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율 RT1을 구하고, 이 구한 비율 RT1이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 β11 내지 β12의 설정 범위 내인 경우(β11≤RT1≤β12)에, 이 구한 산화물의 막 두께 d1을 실제의 막 두께의 후보치 d로서 추출하고, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대하여, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)에 대응하는 제 2 측정 파장 λ2(=14㎛)에 더 대응하는 제 2 막 두께 변환 정보 α-2를 이용하는 것에 의해, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 산화물의 막 두께 d2와 이 산화물의 막 두께 d2에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율 RT2를 구하고, 이 구한 비율 RT2가 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 β21 내지 β22의 설정 범위 내인 경우(β21≤RT2≤β22)에, 이 구한 산화물의 막 두께 d2를 실제의 막 두께의 후보치 d로서 추출한다. 막 두께 d에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율 RT는, 예컨대, 상기 구한 막 두께 d에서의 막 두께 변환 정보 α의 미분치로서 구하여진다. 혹은, 예컨대, 상기 측정된 방사광 휘도에 대하여 미리 설정된 소정치 △만큼 상이한 방사광 휘도에 대응하는 막 두께 ds를 막 두께 변환 정보로부터 구하고, 상기 측정된 방사광 휘도 및 이것에 대응하는 막 두께 d와, 상기 측정된 방사광 휘도에 대하여 소정치 △만큼 상이한 방사광 휘도 및 이것에 대응하는 막 두께 ds로부터, 막 두께 d에서의 막 두께의 변화(=ds-d)에 대한 방사광 휘도의 변화(=△)의 비율 RT(RT=△/(ds-d))가 구하여진다.
이와 같은 제어 처리부(2), 기억부(3), 입력부(4), 출력부(5) 및 IF부(6)는, 예컨대 데스크톱 형태나 노트북 형태 등의 퍼스널 컴퓨터(PC) 등에 의해 구성 가능하다.
다음으로, 제 1 실시형태의 동작에 대하여 설명한다. 도 6은 상기 산화막 두께 측정 장치의 동작을 나타내는 플로차트이다.
이와 같은 구성의 산화막 두께 측정 장치 D는, 그 전원이 투입되면, 필요한 각 부의 초기화를 실행하고, 그 가동을 시작한다. 그 제어 처리 프로그램의 실행에 의해, 제어 처리부(2)에는, 제어부(21) 및 막 두께 처리부(22)가 기능적으로 구성된다.
예컨대 측정 개시의 지시를 입력부(4)에서 접수하면, 도 6에 있어서, 제어 처리부(2)의 제어부(21)는, 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부(1-1, 1-2) 각각에 강판 WK에 있어서의 강판 표면의 각 방사광 휘도를 측정하게 하고, 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)는, 제 1 측정 파장 λ1에서의 강판 표면의 방사광 휘도를 측정하면, 그 측정 결과의 제 1 방사광 휘도를 제어 처리부(2)에 출력하고, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)는, 제 2 측정 파장 λ2에서의 강판 표면의 방사광 휘도를 측정하면, 그 측정 결과의 제 2 방사광 휘도를 제어 처리부(2)에 출력한다(S11). 또, 강판 WK는, 흑체와 달리, 방사율(방사광 휘도)이 파장 λ에 의존하기 때문에, 제 1 및 제 2 방사광 휘도는, 반드시 일치하지는 않는다.
계속해서, 제 1 및 제 2 방사광 휘도를 측정하면, 제어 처리부(2)의 막 두께 처리부(22)는, 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)에 대응하는 제 1 측정 파장 λ1(=5㎛)에 더 대응하는 제 1 막 두께 변환 정보 α-1을 이용하는 것에 의해, 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)에서 측정된 강판 표면의 제 1 방사광 휘도에 대응하는 산화물의 막 두께 d1과 이 산화물의 막 두께 d1에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율 RT1을 구하고, 그리고, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)에 대응하는 제 2 측정 파장 λ2(=5㎛)에 더 대응하는 제 2 막 두께 변환 정보 α-2를 이용하는 것에 의해, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)에서 측정된 강판 표면의 제 2 방사광 휘도에 대응하는 산화물의 막 두께 d2와 이 산화물의 막 두께 d2에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율 RT2를 구한다(S12).
계속해서, 산화물의 막 두께 d와 그 막 두께 d에서의 상기 비율 RT를 구하면, 막 두께 처리부(22)는, 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)에 대하여 구한 상기 비율 RT1이, 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)의 제 1 측정 파장 λ1에 대응하는 제 1 막 두께 변환 정보 α-1에 더 대응지어져 있는 β11 내지 β12의 설정 범위 내인지 여부를 판정하고, 상기 비율 RT1이 상기 β11 내지 β12의 설정 범위 내인 경우에는, 상기 비율 RT1과 함께 구한 산화물의 막 두께 d1을 실제의 막 두께의 후보치 d로서 추출한다. 또, 상기 비율 RT1이 상기 β11 내지 β12의 설정 범위 내가 아닌 경우에는, 상기 비율 RT1과 함께 구한 산화물의 막 두께 d1은, 포기(소거)된다. 그리고, 막 두께 처리부(22)는, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)에 대하여 구한 상기 비율 RT2가, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)의 제 2 측정 파장 λ2에 대응하는 제 2 막 두께 변환 정보 α-2에 더 대응지어져 있는 β21 내지 β22의 설정 범위 내인지 여부를 판정하고, 상기 비율 RT2가 상기 β21 내지 β22의 설정 범위 내인 경우에는, 상기 비율 RT2와 함께 구한 산화물의 막 두께 d2를 실제의 막 두께의 후보치 d로서 추출한다. 또, 상기 비율 RT2가 상기 β21 내지 β22의 설정 범위 내가 아닌 경우에는, 상기 비율 RT2와 함께 구한 산화물의 막 두께 d2는, 포기(소거)된다.
계속해서, 측정 결과(산화물의 막 두께) d를 구하면, 제어 처리부(2)의 제어부(21)는, 이 구한 산화물의 막 두께 d를 출력부(5)에서 출력하고, 처리를 종료한다. 또, 필요에 따라, 제어 처리부(2)의 제어부(21)는, 이 구한 산화물의 막 두께 d를 IF부(6)에 출력하더라도 좋다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 산화막 두께 측정 장치 D 및 이것에 실장된 산화막 두께 측정 방법은, 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 대하여, 이 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율(기울기)이 설정 범위 내가 되는 막 두께 변환 정보를 기억한다. 이 때문에, 상기 산화막 두께 측정 장치 D 및 산화막 두께 측정 방법은, 막 두께 측정 범위를 넓게 하더라도 적당한 개수의 서브 막 두께 측정 범위로 구분함으로써, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 설정 범위 내가 되는 막 두께 변환 정보를 준비할 수 있다. 그리고, 상기 산화막 두께 측정 장치 D 및 산화막 두께 측정 방법은, 강판 표면의 방사광 휘도를 서로 상이한 복수의 측정 파장 λn(본 실시형태에서는 n=1, 2)에서 측정하고, 이들 복수의 측정 파장 λn 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 측정 파장 λn에 대응하는 막 두께 변환 정보 α-n을 이용하는 것에 의해, 당해 측정 파장 λn에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 상기 산화물의 막 두께 dn과 상기 산화물의 막 두께 dn에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율 RTn을 구하고, 상기 구한 비율 RTn이 당해 막 두께 변환 정보 α-m에 대응지어진 βn1 내지 βn2의 소정의 설정 범위 내인 경우에, 상기 구한 산화물의 막 두께 dn을 실제의 막 두께의 후보치 d로서 추출한다. 이 때문에, 상기 산화막 두께 측정 장치 D 및 산화막 두께 측정 방법은, 복수의 측정 파장 λn 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각으로부터 구하여지는 산화물의 막 두께 dn 중, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율 RTn이 βn1 내지 βn2의 설정 범위 내에 있는 막 두께 변환 정보를 이용하여 구하여진 산화물의 막 두께 dn을 선택할 수 있으므로, 보다 정밀하게 측정할 수 있다. 따라서, 상기 산화막 두께 측정 장치 D 및 산화막 두께 측정 방법은, 산화물의 막 두께를, 보다 넓은 범위에서 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
상기 산화막 두께 측정 장치 D 및 산화막 두께 측정 방법은, 비교적 고가의 분광 방사 휘도계가 아닌, 비교적 저가의 방사 온도계를 구비하여 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부(1-1, 1-2)를 구성하는 경우에는, 비용 절감을 도모할 수 있다. 제 1 방사광 휘도 측정부(1-1)가, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 비교적 얇은 막 두께 범위에서 β11 내지 β12의 설정 범위 내가 되는, 5㎛ 부근의 제 1 측정 파장 λ1에서 측정하는 제 1 방사 온도계를 구비하여 구성되고, 제 2 방사광 휘도 측정부(1-2)가, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 비교적 두꺼운 막 두께 범위에서 β21 내지 β22의 설정 범위 내가 되는, 14㎛ 부근의 제 2 측정 파장 λ2에서 측정하는 제 2 방사 온도계를 구비하여 구성되므로, 산화막 두께 측정 장치 D 및 산화막 두께 측정 방법은, 산화물의 막 두께를, 보다 넓은 범위에서 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
본 명세서는, 상기와 같이 다양한 양태의 기술을 개시하고 있지만, 그 중 주된 기술을 이하에 정리한다.
일 양태에 따른 산화막 두께 측정 장치는, 강판의 강판 표면에 생성되는 산화물의 막 두께를 측정하는 장치이고, 상기 강판 표면의 방사광 휘도와 상기 산화물의 막 두께의 대응 관계를 나타내는 복수의 막 두께 변환 정보를 기억하는 막 두께 변환 정보 기억부와, 상기 강판 표면의 방사광 휘도를, 서로 상이한 복수의 측정 파장에서 측정하는 복수의 방사광 휘도 측정부와, 상기 막 두께 변환 정보 기억부에 기억된 복수의 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 상기 복수의 방사광 휘도 측정부 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도에 근거하여 상기 산화물의 막 두께를 구하는 막 두께 처리부를 구비하고, 상기 복수의 막 두께 변환 정보 각각은, 상기 복수의 측정 파장 각각에 일대일로 대응지어지고, 소정의 막 두께 측정 범위를 구분한 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 일대일로 대응지어져 미리 준비되고, 당해 막 두께 변환 정보에 대응하는 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 당해 막 두께 변환 정보에 있어서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내이고, 상기 막 두께 처리부는, 상기 복수의 방사광 휘도 측정부 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 방사광 휘도 측정부에 대응하는 측정 파장에 더 대응하는 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 당해 방사광 휘도 측정부에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 상기 산화물의 막 두께와 상기 산화물의 막 두께에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율을 구하고, 상기 구한 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내인 경우에, 상기 구한 산화물의 막 두께를 실제의 막 두께의 후보치로서 추출한다.
이와 같은 산화막 두께 측정 장치는, 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 대하여, 이 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율(기울기)이 설정 범위 내가 되는 막 두께 변환 정보를 기억한다. 이 때문에, 상기 산화막 두께 측정 장치는, 막 두께 측정 범위를 넓게 하더라도 적당한 개수의 서브 막 두께 측정 범위로 구분함으로써, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 설정 범위 내가 되는 막 두께 변환 정보를 준비할 수 있다. 상기 산화막 두께 측정 장치는, 강판 표면의 방사광 휘도를 서로 상이한 복수의 측정 파장에서 측정하고, 이들 복수의 측정 파장 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 측정 파장에 대응하는 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 당해 측정 파장에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 상기 산화물의 막 두께와 상기 산화물의 막 두께에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율을 구하고, 상기 구한 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내인 경우에, 상기 구한 산화물의 막 두께를 실제의 막 두께의 후보치로서 추출한다. 이 때문에, 상기 산화막 두께 측정 장치는, 복수의 측정 파장 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각으로부터 구하여지는 산화물의 막 두께 중, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 설정 범위 내에 있는 막 두께 변환 정보를 이용하여 구하여진 산화물의 막 두께를 선택할 수 있으므로, 보다 정밀하게 측정할 수 있다. 따라서, 상기 산화막 두께 측정 장치는, 산화물의 막 두께를, 보다 넓은 범위에서 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
바람직하게는, 상술한 산화막 두께 측정 장치에 있어서, 상기 복수의 방사광 휘도 측정부는, 2개의 제 1 및 제 2 방사광 휘도 측정부를 구비하고, 상기 제 1 방사광 휘도 측정부는, 제 1 측정 파장이 5㎛ 부근인 제 1 방사 온도계를 구비하여 구성되고, 상기 제 2 방사광 휘도 측정부는, 제 2 측정 파장 14㎛ 부근인 제 2 방사 온도계를 구비하여 구성된다.
산화막 두께 측정 장치는, 비교적 고가의 분광 방사 휘도계가 아닌, 예컨대 하프 미러 등의 빔 스플리터를 포함하고 있지 않은, 방사 온도계를 복수 구비하여 방사광 휘도 측정부를 구성하므로, 비용 절감을 도모할 수 있다. 제 1 방사광 휘도 측정부가, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 비교적 얇은 막 두께 범위에서 설정 범위 내가 되는, 5㎛ 부근의 제 1 측정 파장에서 측정하는 제 1 방사 온도계를 구비하여 구성되고, 제 2 방사광 휘도 측정부가, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 비교적 두꺼운 막 두께 범위에서 설정 범위 내가 되는, 14㎛ 부근의 제 2 측정 파장에서 측정하는 제 2 방사 온도계를 구비하여 구성되므로, 상기 산화막 두께 측정 장치는, 산화물의 막 두께를, 보다 넓은 범위에서 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
다른 일 양태에 따른 산화막 두께 측정 방법은, 강판의 강판 표면에 생성되는 산화물의 막 두께를 측정하는 방법이고, 상기 강판 표면의 방사광 휘도를, 서로 상이한 복수의 측정 파장에서 측정하는 복수의 방사광 휘도 측정 공정과, 상기 강판 표면의 방사광 휘도와 상기 산화물의 막 두께의 대응 관계를 나타내는 복수의 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 상기 복수의 방사광 휘도 측정 공정 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도에 근거하여 상기 산화물의 막 두께를 구하는 막 두께 처리 공정을 구비하고, 상기 복수의 막 두께 변환 정보 각각은, 상기 복수의 측정 파장 각각에 일대일로 대응지어지고, 소정의 막 두께 측정 범위를 구분한 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 일대일로 대응지어져 미리 준비되고, 당해 막 두께 변환 정보에 대응하는 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 당해 막 두께 변환 정보에 있어서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내이고, 상기 막 두께 처리 공정은, 상기 복수의 방사광 휘도 측정 공정 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 방사광 휘도 측정 공정에 대응하는 측정 파장에 더 대응하는 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 당해 방사광 휘도 측정 공정에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 상기 산화물의 막 두께와 상기 산화물의 막 두께에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율을 구하고, 상기 구한 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내인 경우에, 상기 구한 산화물의 막 두께를 실제의 막 두께의 후보치로서 추출한다.
이와 같은 산화막 두께 측정 방법은, 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 대하여, 이 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율(기울기)이 설정 범위 내가 되는 막 두께 변환 정보를 기억한다. 이 때문에, 상기 산화막 두께 측정 방법은, 막 두께 측정 범위를 넓게 하더라도 적당한 개수의 서브 막 두께 측정 범위로 구분함으로써, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 설정 범위 내가 되는 막 두께 변환 정보를 준비할 수 있다. 그리고, 상기 산화막 두께 측정 방법은, 강판 표면의 방사광 휘도를 서로 상이한 복수의 측정 파장에서 측정하고, 이들 복수의 측정 파장 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 측정 파장에 대응하는 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 당해 측정 파장에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 상기 산화물의 막 두께와 상기 산화물의 막 두께에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율을 구하고, 상기 구한 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내인 경우에, 상기 구한 산화물의 막 두께를 실제의 막 두께의 후보치로서 추출한다. 이 때문에, 상기 산화막 두께 측정 방법은, 복수의 측정 파장 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각으로부터 구하여지는 산화물의 막 두께 중, 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 설정 범위 내에 있는 막 두께 변환 정보를 이용하여 구하여진 산화물의 막 두께를 선택할 수 있으므로, 보다 정밀하게 측정할 수 있다. 따라서, 상기 산화막 두께 측정 방법은, 산화물의 막 두께를, 보다 넓은 범위에서 보다 정밀하게 측정할 수 있다.
이 출원은, 2018년 11월 9일 출원된 일본 특허 출원 2018-211333을 기초로 하는 것이고, 그 내용은, 본원에 포함되는 것이다.
본 발명을 표현하기 위해, 상술한 내용에 있어서 도면을 참조하면서 실시형태를 통해서 본 발명을 적절하고 충분하게 설명하였지만, 당업자라면 상술한 실시형태를 변경 및/또는 개량하는 것은 용이하게 행할 수 있는 것이라고 인식해야 한다. 따라서, 당업자가 실시하는 변경 형태 또는 개량 형태가, 청구의 범위에 기재된 청구항의 권리 범위를 이탈하는 레벨의 것이 아닌 한, 당해 변경 형태 또는 당해 개량 형태는, 당해 청구항의 권리 범위에 포괄된다고 해석된다.
본 발명에 따르면, 강판 표면에 생성되는 산화물의 막 두께를 측정하는 산화막 두께 측정 장치 및 산화막 두께 측정 방법을 제공할 수 있다.

Claims (2)

  1. 강판의 강판 표면에 생성되는 산화물의 막 두께를 측정하는 산화막 두께 측정 장치로서,
    상기 강판 표면의 방사광 휘도와 상기 산화물의 막 두께의 대응 관계를 나타내는 복수의 막 두께 변환 정보를 기억하는 막 두께 변환 정보 기억부와,
    상기 강판 표면의 방사광 휘도를, 서로 상이한 복수의 측정 파장에서 측정하는 복수의 방사광 휘도 측정부와,
    상기 막 두께 변환 정보 기억부에 기억된 복수의 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 상기 복수의 방사광 휘도 측정부 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도에 근거하여 상기 산화물의 막 두께를 구하는 막 두께 처리부
    를 구비하고,
    상기 복수의 막 두께 변환 정보 각각은, 상기 복수의 측정 파장 각각에 일대일로 대응지어지고, 소정의 막 두께 측정 범위를 구분한 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 일대일로 대응지어져 미리 준비되고,
    당해 막 두께 변환 정보에 대응하는 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 당해 막 두께 변환 정보에 있어서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내이고,
    상기 막 두께 처리부는, 상기 복수의 방사광 휘도 측정부 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 방사광 휘도 측정부에 대응하는 측정 파장에 더 대응하는 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 당해 방사광 휘도 측정부에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 상기 산화물의 막 두께와 상기 산화물의 막 두께에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율을 구하고, 상기 구한 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내인 경우에, 상기 구한 산화물의 막 두께를 실제의 막 두께의 후보치로서 추출하는
    산화막 두께 측정 장치.
  2. 강판의 강판 표면에 생성되는 산화물의 막 두께를 측정하는 산화막 두께 측정 방법으로서,
    상기 강판 표면의 방사광 휘도를, 서로 상이한 복수의 측정 파장에서 측정하는 복수의 방사광 휘도 측정 공정과,
    상기 강판 표면의 방사광 휘도와 상기 산화물의 막 두께의 대응 관계를 나타내는 복수의 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 상기 복수의 방사광 휘도 측정 공정 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도에 근거하여 상기 산화물의 막 두께를 구하는 막 두께 처리 공정
    을 구비하고,
    상기 복수의 막 두께 변환 정보 각각은, 상기 복수의 측정 파장 각각에 일대일로 대응지어지고, 소정의 막 두께 측정 범위를 구분한 복수의 서브 막 두께 측정 범위 각각에 일대일로 대응지어져 미리 준비되고,
    당해 막 두께 변환 정보에 대응하는 서브 막 두께 측정 범위 내에서는 당해 막 두께 변환 정보에 있어서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내이고,
    상기 막 두께 처리 공정은, 상기 복수의 방사광 휘도 측정 공정 각각에서 측정된 강판 표면의 각 방사광 휘도 각각에 대하여, 당해 방사광 휘도 측정 공정에 대응하는 측정 파장에 더 대응하는 막 두께 변환 정보를 이용하는 것에 의해, 당해 방사광 휘도 측정 공정에서 측정된 강판 표면의 방사광 휘도에 대응하는 상기 산화물의 막 두께와 상기 산화물의 막 두께에서의 막 두께의 변화에 대한 방사광 휘도의 변화의 비율을 구하고, 상기 구한 비율이 당해 막 두께 변환 정보에 대응지어진 소정의 설정 범위 내인 경우에, 상기 구한 산화물의 막 두께를 실제의 막 두께의 후보치로서 추출하는
    산화막 두께 측정 방법.
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