干涉式膜厚计制造技术

本发明专利技术提供一种能够在在线式测量中进行稳定的测量的干涉式膜厚计。该干涉式膜厚计设置有焦点位置扫描部(7)，该焦点位置扫描部(7)使作为从投受光探头(5)照射的光的焦点位置、且入射至投受光探头(5)的光的焦点位置的共同焦点位置在规定范围内进行扫描。运算部(13)具备：分光数据获取部(15)，其获取投受光探头(5)所接收的光的分光光谱数据；能谱算出部(17)，其基于分光光谱数据来计算能谱；膜厚算出部(19)，其基于能谱的数据来计算测量对象膜(23)的膜厚；和数据提取部(21)，其针对分光光谱数据或能谱的数据或者这两者设置阈值，对阈值以上的数据进行提取。膜厚算出部(19)输出与数据提取部(21)所提取的数据对应的膜厚数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及干涉式膜厚计。
技术介绍
作为对膜的膜厚进行测量的装置，已知利用光的干涉现象的干涉式膜厚计(例如参照专利文献I。)。针对干涉式膜厚计的测量原理进行说明。当向透明的测量对象照射光时，从表面及背面返回来反射光。此时，彼此的反射光进行干涉，在某个波长处变强，在某个波长处变弱。变强的波长和变弱的波长由测量对象膜的膜厚和折射率决定。由此，可根据反射光谱的干涉条纹的间隔来计算膜厚。图18是现有的干涉式膜厚计的示意的构成图。膜厚计具备光源101、投光用光纤103、投受光部105、受光用光纤107、分光器109和运算部111。运算部111具备分光数据获取部113、能谱(power spectrum)算出部115和膜厚算出部117。从光源101照射的白色光通过投光用光纤103被导入投受光部105，被聚光之后照射至测量对象膜119。在测量对象膜119的表面和背面进行反射之后的光入射至投受光部105，通过受光用光纤107被导入分光器109。分光器109对来自受光用光纤107的光进行分光从而获得反射分光光谱，将其变换为电信号之后进行输出。运算部111基于来自分光器109的电信号，对测量对象膜119的膜厚进行运算。分光数据获取部113基于来自分光部109的电信号，来获取分光光谱数据。分光数据获取部113将分光光谱数据输出至能谱算出部115。能谱算出部115针对分光光谱数据实施前处理及傅立叶变换，来算出能谱。能谱算出部115将能谱的数据输出至膜厚算出部117。膜厚算出部117基于能谱的峰值位置及测量对象膜119的折射率，来计算测量对象膜119的膜厚。图18的现有技术中基于来自测量对象膜119的反射光的分光光谱来计算测量对象膜119的膜厚，但干涉式膜厚计也可以基于来自测量对象膜的透射光的分光光谱来计算测量对象膜的膜厚。图19是现有的干涉式膜厚计的示意的构成图。在图19中，对于发挥与图18相同的功能的部分赋予相同的符号。膜厚计具备光源101、投光用光纤103、投光部121、受光部123、受光用光纤107、分光器109和运算部111。运算部111具备分光数据获取部113、能谱算出部115和膜厚算出部117。投光部121和受光部123被配置在夹着测量对象膜119的位置。来自光源101的光经由投光用光纤103及投光部121而被照射至测量对象膜119。透射了测量对象膜119之后的光入射至受光部123，通过受光用光纤107被导入分光器109。分光器109对来自受光用光纤107的光进行分光，获得透射分光光谱，将其变换为电信号之后进行输出。运算部111基于来自分光器109的电信号对测量对象膜119的膜厚进行运算。专利文献I JP特开平7-280520号公报
技术实现思路
例如在由聚酰亚胺、聚乙烯、PET(Polyethylene terephthalate)等构成的薄膜、薄板的制造工序中，干涉式膜厚计有时被用于在线式(Online)测量。对于在线式测量而言，测量对象膜被连续地传送。此时，测量对象膜会发生振动或者弯曲。当测量对象膜发生振动或者发生弯曲时，投光部及受光部与测量对象膜之间的距离、投光部及受光部与测量对象膜所形成的角度发生变化。首先，如图19所示，说明分别设置了投光部和受光部的情况。当从投光部照射的光的焦点位置以及入射至受光部的光的焦点位置从测量对象膜偏离时，存在干涉式膜厚计无法计算测量对象膜的膜厚的这种不足。本申请专利技术者对其原因进行了研究，结果发现了当焦点位置从测量对象膜偏离时测量对象膜的测量点变大，因此无法进行测量。在测量点变大时，测量点内的测量对象膜的厚度的均匀性下降。例如如图20所示，当测量点内的测量位置A和测量位置B的测量对象膜119的膜厚不同时，透射测量位置A的光和透射测量位置B的光入射至受光部。透射测量位置A的光和透射测量位置B的光的变强的波长与变弱的波长彼此略有不同。当这些光相叠加时，如图21所示那样干涉条纹被平均化从而消失。根据这种理由，在焦点位置从测量对象膜偏离时，干涉式膜厚计无法计算测量对象膜的膜厚。接下来，说明如图18所示那样投光部及受光部由投受光部构成的情况。在该情况下，本申请专利技术者进行了调查，发现当从投受光部照射的光以及入射至投受光部的光的焦点位置从测量对象膜偏离时，由于来自测量对象膜的光没有入射至投受光部，因此无法进行测量。例如图22所示，当测量对象膜119的位置从虚线位置变化至实线位置从而投受光部105与测量对象膜119的距离发生变化时，反射光(虚线)没有入射至投受光部105。此外，如图23所示，当测量对象膜119的位置从虚线位置变化至实线位置从而从投受光部105照射的光的光轴与测量对象膜119所成的角度发生变化时，反射光(虚线)没有入射至投受光部105。在来自测量对象膜119的反射光没有入射至投受光部105的情况下，干涉式膜厚计无法计算测量对象膜119的膜厚。因此，现有的干涉式膜厚计具有在线式测量中无法进行稳定的测量的这一问题。再者，在基于来自测量对象膜的透射光的分光光谱来计算测量对象膜的膜厚的干涉式膜厚计中也会产生该问题。本专利技术的目的在于提供一种能够在在线式测量中进行稳定的测量的干涉式膜厚计。本专利技术所涉及的干涉式膜厚计具备投光部，其将来自光源的光照射至测量对象膜；受光部，其对来自所述测量对象膜的反射光或者透射光进行受光；焦点位置扫描部，其使共同焦点位置在规定范围内进行扫描，该共同焦点位置是被所述投光部照射的光的焦点位置、并且也是入射至所述受光部的光的焦点位置，分光数据获取部，其获取所述受光部所接收的光的分光光谱数据；能谱算出部，其基于所述分光光谱数据来计算能谱；膜厚算出部，其基于所述能谱的数据来计算所述测量对象膜的膜厚；和数据提取部，其针对所述分光光谱数据或者所述能谱的数据或者所述分光光谱数据和所述能谱的数据这两者设置阈值，提取所述阈值以上的数据，所述膜厚算出部输出与所述数据提取部所提取的数据对应的膜厚数据。在本专利技术的干涉式膜厚计中，焦点位置扫描部使共同焦点位置在规定范围内进行扫描，该共同焦点位置是从投光部照射的光的焦点位置、并且也是入射至受光部的光的焦点位置。由此，即便在投光部及受光部与测量对象膜之间的距离发生了变化时、从投光部照射的光的光轴及入射至受光部的光的光轴与测量对象膜所形成的角度发生变化时，也可从投光部向测量对象膜照射适当的光并且从测量对象膜向受光部入射适当的反射光或者透射光。再有，在本专利技术的干涉式膜厚计中，数据提取部针对分光光谱数据或能谱的数据或者这两者设置阈值，提取阈值以上的数据。当上述共同焦点位置被扫描时，不必要的数据也被获取。数据提取部只提取适当的数据。并且，膜厚算出部输出与数据提取部所提取的数据对应的膜厚数据。在本专利技术的干涉式膜厚计中，上述投光部及上述受光部例如由使来自上述光源的光照射至上述测量对象膜并且接收来自上述测量对象膜的反射光的投受光部构成。不过，在本专利技术的干涉式膜厚计中，也可以分别设置上述投光部及上述受光部。在具备上述投受光部的本专利技术的干涉式膜厚计中，作为上述焦点位置扫描部的一例，在上述投受光部与上述测量对象膜之间的光路依次插入厚度或折射率或者这两者互相不同的多个透明平行平板，来改变上述共同焦点位置。作为上述焦点位置扫描部的另一例，通过使在上述投受光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干涉式膜厚计，具备：投光部，其将来自光源的光照射至测量对象膜；受光部，其对来自所述测量对象膜的反射光或者透射光进行受光；焦点位置扫描部，其使共同焦点位置在规定范围内进行扫描，该共同焦点位置是被所述投光部照射的光的焦点位置、并且也是入射至所述受光部的光的焦点位置，分光数据获取部，其获取所述受光部所接收的光的分光光谱数据；能谱算出部，其基于所述分光光谱数据来计算能谱；膜厚算出部，其基于所述能谱的数据来计算所述测量对象膜的膜厚；和数据提取部，其针对所述分光光谱数据或者所述能谱的数据或者所述分光光谱数据和所述能谱的数据这两者设置阈值，提取所述阈值以上的数据，所述膜厚算出部输出与所述数据提取部所提取的数据对应的膜厚数据。

【技术特征摘要】
2011.10.20 JP 2011-2309981.一种干涉式膜厚计，具备 投光部，其将来自光源的光照射至测量对象膜； 受光部，其对来自所述测量对象膜的反射光或者透射光进行受光； 焦点位置扫描部，其使共同焦点位置在规定范围内进行扫描，该共同焦点位置是被所述投光部照射的光的焦点位置、并且也是入射至所述受光部的光的焦点位置， 分光数据获取部，其获取所述受光部所接收的光的分光光谱数据； 能谱算出部，其基于所述分光光谱数据来计算能谱； 膜厚算出部，其基于所述能谱的数据来计算所述测量对象膜的膜厚；和数据提取部，其针对所述分光光谱数据或者所述能谱的数据或者所述分光光谱数据和所述能谱的数据这两者设置阈值，提取所述阈值以上的数据， 所述膜厚算出部输出与所述数据提取部所提取的数据对应的膜厚数据。2.根据权利要求1所述的干涉式膜厚计，其特征在于， 所述投光部及所述受光部由使来自所述光源的光照射至所述测量对象膜并且接收来自所述测量对象膜的反射光的投受光部构成。3.根据权利要求2所述的干涉式膜厚计，其特征在于， 所述焦点位置扫描部在所述投受光部与所述测量对象膜之间的光路依次插入厚度或者折射率或者厚度和折射率这两者互相不同的多个透明平行平板，来改变所述共同焦点位置。4.根据权利要求2所述的干涉式膜厚计，其特征在于， 所述焦点位置扫描部通过使在所述投受光部与所述测量对象膜之间的光路所配置的反射镜进行转动，由此改变所述共同焦点位置。5.根据权利要求4所述的干涉式膜厚计，其特征在于， 所述焦点位置扫描部在所述反射镜与所述测量对象膜之间的光路依次插入厚度或者折射率或者厚度和折射率这两者互相不同的多个透明平行平板，来改变所述共同焦点位置。6.根据权利要求2所述的干涉式膜厚计，其特征在于， 所述焦点位置扫描部通过使在所述投受光部与所述测量对象膜之间的光路所配置的透明平行平板进行转动，使得来自入射至所述投受光部...

【专利技术属性】
技术研发人员：中谷贵之，横田博，
申请(专利权)人：仓敷纺织株式会社，
类型：发明
国别省市：