(57)【要約】【課題】  どのような形状の検査対象に対しても非破壊でその表面に形成された薄膜の状態を判定できる薄膜検査装置および薄膜検査方法を提供する。【解決手段】  照射部２から照射された測定光は、積分球２２を通過して、検査対象へ入射する。そして、測定光は、検査対象の基部５２または薄膜５４で反射する。さらに、その反射光は、積分球２２へ入射し、積分球２２内で均一化される。その後、均一化された反射光は、光ファイバ１０を介して分光部１２へ導かれる。分光部１２は、反射光を波長順に分光し、強度スペクトルに応じた電気信号を演算処理部１４へ与える。演算処理部１４は、分光部１２から受けた電気信号に基づいて、検査対象の表面に形成された薄膜５４の状態を判定する。【選択図】        図１
2006214935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を検査対象へ照射する照射部と、
中空で内面に光を反射する拡散材が形成され、前記測定光のうち前記検査対象により反射される反射光を開口を通じて前記中空の空間に受け入れて空間的に積分する積分部と、
前記積分部において積分された前記反射光の分光特性を取得する分光部と、
前記分光部において取得された前記分光特性に基づいて前記検査対象の表面に形成された薄膜の状態を判定する演算処理部とを備える、薄膜検査装置。
【請求項２】
前記演算処理部は、前記検査対象と同一形状で、かつ、その表面に薄膜が形成されていない比較基準についての分光特性を予め記憶し、その記憶した分光特性との比較により前記検査対象の表面に形成された薄膜の状態を判定する、請求項１に記載の薄膜検査装置。
【請求項３】
前記積分部は、前記照射部から照射された測定光を通過させる開口を含み、
前記照射部は、前記検査対象の被照射面に略垂直となる方向に対して所定の角度をもつ方向から前記測定光を照射する、請求項１または２に記載の薄膜検査装置。
【請求項４】
前記積分部は、前記分光部が積分される前の前記反射光を前記分光部が直接取得しないようにするための手段を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜検査装置。
【請求項５】
検査対象および前記検査対象と同一形状で、かつ、その表面に薄膜が形成されていない比較基準へ測定光を照射する照射部と、
前記測定光のうち前記検査対象により反射された反射光を空間的に積分する第１の積分部と、
前記測定光のうち前記比較基準により反射された反射光を空間的に積分する第２の積分部と、
前記第１および第２の積分部において積分された各々の反射光の分光特性を取得する分光部と、
前記分光部において取得された前記検査対象における反射光の分光特性と、前記比較基準における反射光の分光特性とを比較することにより、前記検査対象の表面に形成された薄膜の状態を判定する演算処理部とを備える、薄膜検査装置。
【請求項６】
前記対象物は、表面に薄膜が形成された光沢を有する容器である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜検査装置。
【請求項７】
測定光を薄膜が形成され、光透過性を有する光沢面である検査対象へ照射する照射ステップと、
前記測定光のうち前記検査対象の薄膜の干渉により生じる反射された反射光を中空かつ該中空の空間を光が拡散反射する拡散部材で覆うことにより、空間的に積分する積分ステップと、
前記積分ステップにおいて積分された前記反射光の分光特性を取得する分光ステップと、
前記分光ステップにおいて取得された前記分光特性に基づいて前記検査対象の表面に形成された薄膜の状態を判定する演算処理ステップとからなる、薄膜検査方法。
【請求項８】
前記対象物は、表面に薄膜が形成された光沢を有する容器であり、該対象物の凹凸を含む表面に前記測定光を照射される、請求項７に記載の薄膜検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は薄膜の状態を判定する薄膜検査装置および薄膜検査方法に関し、特に凹凸形状をもつ物体の表面に形成された薄膜の状態を判定する薄膜検査装置および薄膜検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体などの分野においては、ガラスやシリコンウェハなどからなる基板上に形成された薄膜の膜厚を測定するため、光干渉を利用した膜厚センサが考案されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、複数の半導体発光素子からなる光源装置から出射した光のうち、測定対象の薄膜で反射した光、または測定対象の薄膜を透過した光に基づいて膜厚を計測する膜厚センサが開示されている。
【０００４】
図９は、従来の膜厚センサ２００の概略構成図である。
【０００５】
図９を参照して、膜厚センサ２００は、光源装置６０と、光ファイバ６２，６６と、投受光部６４と、分光部６８と、演算処理部７４とからなる。
【０００６】
光源装置６０は、波長領域の広い白色光を測定光として生成する。
【０００７】
光ファイバ６２は、光源装置６０と投受光部６４とを接続し、光源装置６０で生成された測定光を投受光部６４へ導く。
【０００８】
投受光部６４は、光ファイバ６２から受けた測定光を測定対象である基板９０上の薄膜９２へ照射する。そして、投受光部６４は、基板９０または薄膜９２で反射した反射光を受け、光ファイバ６６へ与える。
【０００９】
光ファイバ６６は、投受光部６４と分光部６８とを接続し、投受光部６４から受けた反射光を分光部６８へ導く。
【００１０】
分光部６８は、光ファイバ６６から受けた反射光の強度スペクトルに応じた電気信号を演算処理部７４へ与える。そして、分光部６８は、受けた光を波長順に分光する光フィルタ７０と、受けた光を光強度に応じた電気信号に変換する受光部７２とからなる。
【００１１】
演算処理部７４は、分光部６８から電気信号を受けて、薄膜９２の膜厚の測定値を出力する。そして、演算処理部７４は、アナログの電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog Digital）変換部７６と、Ａ／Ｄ変換部７６で変換されたデジタル信号に基づいて薄膜９２の厚さを演算する演算部７８と、演算結果を出力する表示部８０と、外部から設定値などを受付ける入出力部８２とからなる。
【００１２】
膜厚センサ２００において、測定対象で反射する反射光には、薄膜９２で反射する反射光と薄膜９２を透過して基板９０で反射する反射光とが含まれる。そのため、薄膜９２で反射する反射光と基板９０で反射する反射光との間には、薄膜９２の膜厚に応じた光路差が生じる。よって、その光路差により生じる干渉、すなわち波長領域における光強度の周期的な変化を観測することにより、薄膜９２の膜厚を測定できる。
【００１３】
ところで、近年、ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）樹脂製の容器（以下、ＰＥＴボトルと称す）などのプラスチック製容器の表面に薄膜を形成し、外部からの酸素の侵入を抑制するための研究がなされている。このような薄膜は、外部からの侵入を抑制するという意味で、「バリア膜」と称される。なお、バリア膜には、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）やＳｉＯ２などが用いられる。
【００１４】
外部からの酸素の侵入を抑制することで、飲料水などの内容物の劣化を抑制し、品質保持期間をより長くできる。その結果、品質保持期間が経過した商品の処理に要するコストも抑制できる。
【００１５】
そのため、将来的には、プラスチック製容器の製造過程において、その表面に形成されたバリア膜の状態を判定することが必要になると予想される。
【特許文献１】国際公開第０１／１０７０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
プラスチック製容器の製造過程において、バリア膜の状態を判定する必要があるため、非破壊で判定できることが重要である。
【００１７】
非破壊でバリア膜の状態を判定する手段として、上述のような膜厚センサを用いることが考えられる。
【００１８】
しかしながら、一般に、プラスチック製容器は、消費者の注目を獲得する目的で、複雑な形状となるため、半導体の基板などと異なり、その表面は平坦ではない。そのため、上述の膜厚センサにおいて、測定対象としてプラスチック製容器を用いた場合には、測定光を一方向から照射しても、その反射光はさまざまな方向へ反射する。したがって、投受光部で反射光を捉えることが困難となる。さらに、その形状は、一様ではないため、同一のプラスチック製容器においても、測定光の照射位置によって測定結果にバラツキが生じる。
【００１９】
このように、従来の膜厚センサを用いて、プラスチック製容器の表面に形成されたバリア膜の状態を判定することはできなかった。
【００２０】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、どのような形状の検査対象に対しても非破壊でその表面に形成された薄膜の状態を判定できる薄膜検査装置および薄膜検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明によれば、測定光を検査対象へ照射する照射部と、中空で内面に光を反射する拡散材が形成され、測定光のうち検査対象により反射される反射光を開口を通じて中空の空間に受け入れて空間的に積分する積分部と、積分部において積分された反射光の分光特性を取得する分光部と、分光部において取得された分光特性に基づいて検査対象の表面に形成された薄膜の状態を判定する演算処理部とを備える薄膜検査装置である。
【００２２】
好ましくは、演算処理部は、検査対象と同一形状で、かつ、その表面に薄膜が形成されていない比較基準についての分光特性を予め記憶し、その記憶した分光特性との比較により検査対象の表面に形成された薄膜の状態を判定する。
【００２３】
好ましくは、積分部は、照射部から照射された測定光を通過させる開口を含み、照射部は、検査対象の被照射面に略垂直となる方向に対して所定の角度をもつ方向から測定光を照射する。
【００２４】
好ましくは、積分手段は、分光部が積分される前の反射光を分光部が直接取得しないようにするための手段を含む。
【００２５】
また、この発明によれば、検査対象および検査対象と同一形状で、かつ、その表面に薄膜が形成されていない比較基準へ測定光を照射する照射部と、測定光のうち検査対象により反射された反射光を空間的に積分する第１の積分部と、測定光のうち比較基準により反射された反射光を空間的に積分する第２の積分部と、第１および第２の積分部において積分された各々の反射光の分光特性を取得する分光部と、分光部において取得された検査対象における反射光の分光特性と、比較基準における反射光の分光特性とを比較することにより、検査対象の表面に形成された薄膜の状態を判定する演算処理部とを備える薄膜検査装置である。
【００２６】
好ましくは、対象物は、表面に薄膜が形成された光沢を有する容器である。
【００２７】
また、この発明によれば、測定光を薄膜が形成され、光透過性を有する光沢面である検査対象へ照射する照射ステップと、測定光のうち検査対象の薄膜の干渉により生じる反射された反射光を中空かつ該中空の空間を光が拡散反射する拡散部材で覆うことにより、空間的に積分する積分ステップと、積分ステップにおいて積分された反射光の分光特性を取得する分光ステップと、分光ステップにおいて取得された分光特性に基づいて検査対象の表面に形成された薄膜の状態を判定する演算処理ステップとからなる薄膜検査方法である。
【００２８】
好ましくは、対象物は、表面に薄膜が形成された光沢を有する容器であり、該対象物の凹凸を含む表面に測定光を照射される。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、照射部から照射された測定光のうち、検査対象に応じて複数の方向へ反射する反射光は、積分手段により空間的に積分される。そのため、検査対象の形状にかかわらず、検査対象で反射する反射光の強度スペクトルを取得できる。よって、どのような形状の検査対象に対しても非破壊でその表面に形成された薄膜の状態を判定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う薄膜検査装置１００の概略構成図である。
【００３２】
図１を参照して、薄膜検査装置１００は、照射部２と、積分球２２と、光ファイバ１０と、分光部１２と、演算処理部１４とからなる。また、検査対象は、基部５２と、その表面に形成される薄膜５４とからなる。なお、検査対象は、理解を容易にするため断面図を示す。
【００３３】
照射部２は、測定光を検査対象へ照射する。そして、照射部２は、光源部４と、光ファイバ６と、集光レンズ８とからなる。
【００３４】
光源部４は、たとえば、キセノンランプまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）などで構成され、可視域を含む測定光を発生し、光ファイバ６へ与える。
【００３５】
光ファイバ６は、光源部４が発生した測定光を集光レンズ８へ導く。
【００３６】
集光レンズ８は、光ファイバ６から受けた測定光を集光し、検査対象へ照射する。  なお、集光レンズ８に代えて、平行レンズを用いて、測定光を平行光に変換して照射する構成としてもよい。
【００３７】
積分球２２は、照射された測定光のうち、検査対象で反射した反射光を空間的に積分する。そして、積分球２２は、硫酸バリウムなどの高反射率をもつ拡散剤を内面に塗布された球状物体である。すなわち、積分球２２の内部に入射した光は、内面で反射を繰返し、入射方向にかかわらず、空間的に均一化される。さらに、照射部２から照射された測定光が、積分球２２で積分されることなく検査対象へ直接照射されるように、積分球２２の球面と集光レンズ８の光軸との交点において、測定光通過用の開口が設けられている。また、積分球２２は、検査対象からの反射光が分光部へ直接出力するのを抑制するジャマ板２４を含む。
【００３８】
光ファイバ１０は、積分球２２と分光部１２とを接続し、積分球２２において積分された反射光を抽出し、分光部１２へ導く。
【００３９】
分光部１２は、光ファイバ１０から受けた反射光を波長順に分光し、さらに、その分光した光をＣＣＤ（Charge Coupled Devices）などで受光し、波長毎の光強度、すなわち強度スペクトルに応じた電気信号を演算処理部１４へ与える。
【００４０】
演算処理部１４は、分光部１２から受けた電気信号に基づいて、検査対象の表面に形成された薄膜５４の状態を判定する。そして、演算処理部１４は、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換部１６と、演算部１８と、表示部２０とからなる。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換部１６は、分光部１２から受けたアナログの電気信号をデジタル信号に変換し、演算部１８へ与える。
【００４２】
演算部１８は、Ａ／Ｄ変換部１６から受けたデジタル信号に基づいて、検査対象の表面に形成された薄膜の状態を判定する。そして、演算部１８は、その判定結果を表示部２０へ与える。
【００４３】
表示部２０は、演算部１８から受けた判定結果を表示する。
【００４４】
上述のように、照射部２から照射された測定光は、積分球２２を通過して、検査対象へ入射する。そして、測定光の一部は、検査対象の基部５２または薄膜５４で反射する。さらに、その反射光は、積分球２２へ入射し、積分球２２内で均一化される。その後、均一化された反射光は、光ファイバ１０を介して分光部１２へ導かれる。
【００４５】
ここで、照射部２は、検査対象の被照射面に略垂直となる方向に対して所定の照射角θとなる方向から測定光を照射する。すなわち、集光レンズ８の光軸と、検査対象の被照射面の略垂直方向とは、照射角θとなる。このように、照射角θを持たせることで、反射光が、測定光通過用の開口から積分球２２の外部へ漏れ出すのを防止でき、反射光の損失による判定誤差を抑制できる。
【００４６】
（積分手段）
図２は、積分球２２における測定光および反射光の挙動を示す図である。
【００４７】
図２を参照して、検査対象の表面は、複雑な凹凸形状となっている。そのため、集光レンズ８で集光され、所定の光軸に沿って測定光が入射しても、反射光の反射方向は一方向ではない。
【００４８】
積分球２２は、検査対象と近接して配置され、検査対象で正反射したほぼすべての反射光は、積分球２２へ入射する。積分球２２へ入射した反射光は、さまざまな伝搬方向をもつ。しかし、そのような反射光は、積分球２２の内面で反射を繰返すことにより、次第に均一化されていく。そして、均一化された反射光は、光ファイバ１０を介して分光部１２へ出力される。
【００４９】
さらに、積分球２２において積分される前の反射光は、積分された後の反射光に比較して光強度が高いため、積分される前の反射光が分光部１２へ出力されると判定誤差が生じる。そのため、積分球２２の内部には、積分される前の反射光が分光部１２へ直接出力されないようにジャマ板２４が配置される。ジャマ板２４は、その表面に高反射率をもつ物質が塗布されており、ジャマ板２４に入射した反射光は、ジャマ板で反射され、積分球２２において積分される。
【００５０】
上述のように、積分球２２は、入射光のうち検査対象で正反射した反射光を空間的に積分するので、検査対象は、正反射が生じやすい光沢をもつ物質が好ましい。
【００５１】
さらに、演算部１８は、検査対象の表面に形成された薄膜により生じる干渉に応じた分光特性に基づいて判定を行うので、検査対象は、光透過性を有することがさらに好ましい。
【００５２】
（照射部の変形例）
図３は、この発明の実施の形態１の変形例に従う薄膜検査装置１０２の概略構成図である。
【００５３】
図３を参照して、薄膜検査装置１０２は、測定光の照射方向を除いては、図１に示す薄膜検査装置１００と同一の構成である。
【００５４】
薄膜検査装置１０２においては、照射部２は、積分球２２の中心線に沿って鉛直下向きに測定光を照射する。一方、検査対象は、その被照射面と照射部２の照射面とが所定の照射角θをもつように配置される。
【００５５】
薄膜検査装置１０２は、検査対象の配置状態を変化させることで照射角θを変更できるので、薄膜検査装置１００に比較してより自由に照射角θを設定できる。よって、検査対象に応じた最適な照射角θで測定光を照射することにより、判定誤差を抑制できる。
【００５６】
図４は、薄膜検査装置１０２を用いてＰＥＴボトル５６を検査する場合の一例を示す外観図である。
【００５７】
図４を参照して、検査対象であるＰＥＴボトル５６の中心軸を水平面から照射角θだけ下方に傾けて配置する。このように、ＰＥＴボトル５６の照射面を照射角θだけずらすことにより、反射光の損失を低減できる。なお、ＰＥＴボトル５６を検査する場合には、照射角θを８°程度にするのが望ましい。
【００５８】
（判定処理）
図４を参照して、ＰＥＴボトル５６の表面に形成されたバリア膜の状態を判定する場合の手順について説明する。
【００５９】
まず、演算部１８は、薄膜検査装置１０２に何もセットされていない状態で、照射部２から測定光を照射させる。そして、演算部１８は、分光部１２が出力する強度スペクトルをダークレファランスＤ（λ）として記憶する。ダークレファランスＤ（λ）は、外部から積分球２２に侵入する光や分光部１２のバイアス成分などによる誤差を除去するための初期値である。
【００６０】
次に、演算部１８は、検査対象と同一形状であり、かつ、その表面にバリア膜が形成されていない比較基準のＰＥＴボトルが薄膜検査装置１０２にセットされた状態で、照射部２から測定光を照射させる。そして、演算部１８は、分光部１２が出力する強度スペクトルを基準スペクトルＲ（λ）として記憶する。
【００６１】
さらに、演算部１８は、検査対象であるＰＥＴボトル５６が薄膜検査装置１０２にセットされた状態で、照射部２から測定光を照射させる。そして、演算部１８は、分光部１２が出力する強度スペクトルを測定スペクトルＳ（λ）として取得する。さらに、演算部１８は、測定スペクトルＳ（λ）ならびに、予め記憶しているダークレファランスＤ（λ）および基準スペクトルＲ（λ）を用いて、以下の式から相対反射率Ａ（λ）を算出する。
【００６２】
相対反射率Ａ（λ）＝（Ｓ（λ）−Ｄ（λ））／（Ｒ（λ）−Ｄ（λ））
図５は、ＰＥＴボトルにおける相対反射率特性の一例を示す。
【００６３】
図５を参照して、バリア膜が形成されていないＰＥＴボトルにおける相対反射率は、全波長域にわたり、ほぼ１００％で一定である。一方、バリア膜が形成されているＰＥＴボトルにおける相対反射率は、波長が短くなるにつれて徐々に低下していき、最短波長である３８０ｎｍでは、約９５％まで低下している。
【００６４】
これは、バリア膜における干渉によるものであり、波長に対する相対反射率の傾きは、バリア膜の厚さに依存する。
【００６５】
そこで、演算部１８は、波長に対する相対反射率の傾き、すなわちｄＡ（λ）／ｄλが所定の範囲内であるか否かに基づいて、バリア膜の有無およびその厚さを判定する。
【００６６】
上述の説明では、分光特性として光強度スペクトルを用いる場合について説明したが、干渉波形のフィッテングによる方法を用いて、特定波長に着目し、その波長における光強度の差または相対比などの変化分に基づいて判定することもできる。
【００６７】
また、複数の特定波長間における光強度比に基づいて判定することもできる。すなわち、分光特性の変化により判定することができるのである。
【００６８】
図６は、判定処理を示すフローチャートである。
【００６９】
図６を参照して、演算部１８は、検査対象がセットされているか否かを判断する（ステップＳ１００）。
【００７０】
検査対象がセットされている場合（ステップＳ１００においてＹＥＳの場合）には、演算部１８は、検査対象が除去されるまで待つ（ステップＳ１００）。
【００７１】
検査対象がセットされていない場合（ステップＳ１００においてＮＯの場合）には、演算部１８は、照射部２から測定光を照射させる（ステップＳ１０２）。そして、演算部１８は、分光部１２およびＡ／Ｄ変換部１６を介して取得する強度スペクトルをダークレファランスとして記憶する（ステップＳ１０４）。
【００７２】
次に、演算部１８は、比較基準がセットされているか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
【００７３】
比較基準がセットされていない場合（ステップＳ１０６においてＮＯの場合）には、演算部１８は、比較基準がセットされるまで待つ（ステップＳ１０６）。
【００７４】
比較基準がセットされている場合（ステップＳ１０６においてＹＥＳの場合）には、演算部１８は、照射部２から測定光を照射させる（ステップＳ１０８）。そして、演算部１８は、分光部１２およびＡ／Ｄ変換部１６を介して取得する強度スペクトルを基準スペクトルとして記憶する（ステップＳ１１０）。
【００７５】
さらに、演算部１８は、検査対象がセットされているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。
【００７６】
検査対象がセットされていない場合（ステップＳ１１２においてＮＯの場合）には、演算部１８は、検査対象がセットされるまで待つ（ステップＳ１１２）。
【００７７】
検査対象がセットされている場合（ステップＳ１１２においてＹＥＳの場合）には、演算部１８は、照射部２から測定光を照射させる（ステップＳ１１４）。そして、演算部１８は、分光部１２およびＡ／Ｄ変換部１６を介して取得する強度スペクトルを測定スペクトルとして取得する（ステップＳ１１６）。
【００７８】
演算部１８は、ダークレファランス、基準スペクトルおよび測定スペクトルを用いて、相対反射率およびその微分値を算出し、薄膜の状態を判定する（ステップＳ１１８）。そして、演算部１８は、判定結果を表示部２０へ表示する（ステップＳ１２０）。
【００７９】
さらに、演算部１８は、後続の検査対象が存在するか否かを判断する（ステップＳ１２２）。
【００８０】
後続の検査対象が存在する場合（ステップＳ１２２においてＹＥＳの場合）には、演算部１８は、次の検査対象がセットされるまで待つ（ステップＳ１１２）。
【００８１】
後続の検査対象が存在しない場合（ステップＳ１２２においてＮＯの場合）には、演算部１８は、処理を終了する。
【００８２】
この発明の実施の形態１によれば、照射部から照射された測定光のうち、検査対象に応じて複数の方向へ反射する反射光は、積分球により空間的に積分される。そのため、分光部は、検査対象の形状にかかわらず、いずれの検査対象で反射する反射光の強度スペクトルを取得できる。よって、どのような形状の検査対象に対しても非破壊でその表面に形成された薄膜の状態を判定できる。
【００８３】
また、この発明の実施の形態１によれば、検査対象に測定光を照射するだけでよいので、判定時間は短時間で済む。そのため、たとえば、ＰＥＴボトルの製造ラインなどにおいて、製品の全数検査が可能となる。よって、ＰＥＴボトルなどの製品の信頼性を向上させることができる。
【００８４】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、予め比較基準の強度スペクトルを基準スペクトルとして記憶しておき、その基準スペクトルとの比較により判定を行う構成について説明した。
【００８５】
一方、実施の形態２においては、同一の測定光を比較基準および判定対象に照射し、それぞれの強度スペクトルを比較することにより判定を行う構成について説明する。
【００８６】
図７は、この発明の実施の形態２に従う薄膜検査装置１０４の概略構成図である。
【００８７】
図７を参照して、薄膜検査装置１０４は、照射部３０と、積分球２２．１，２２．２と、光ファイバ１０．１，１０．２と、光切換部２８と、分光部１２と、演算制御部３２とからなる。
【００８８】
照射部３０は、光源部４と、光分配部２６と、光ファイバ６．１，６．２と、集光レンズ８．１，８．２とからなる。
【００８９】
光源部４は、上述したので同様の説明は繰返さない。
【００９０】
光分配部２６は、光源部４が発生した測定光を２つに分配し、それぞれ光ファイバ６．１および６．２へ与える。
【００９１】
光ファイバ６．１および６．２は、光分配部２６から受けた測定光をそれぞれ集光レンズ８．１および８．２へ導く。
【００９２】
集光レンズ８．１は、光ファイバ６．１を介して受けた測定光を集光し、検査対象へ照射する。また、集光レンズ８．２は、光ファイバ６．２を介して受けた測定光を集光し、比較基準へ照射する。
【００９３】
積分球２２．１は、照射された測定光のうち、検査対象で反射した反射光を空間的に積分する。また、積分球２２．２は、照射された測定光のうち、比較基準で反射した反射光を空間的に積分する。積分球２２．１および２２．２は、上述した積分球２２と同様の構成であるので説明は繰返さない。
【００９４】
光ファイバ１０．１および１０．２は、それぞれ積分球２２．１および２２．２において積分された反射光を抽出し、光切換部２８へ導く。
【００９５】
光切換部２８は、演算部３４からの指令に応じて、光ファイバ１０．１および１０．２のいずれか一方から受けた反射光を分光部１２へ与える。
【００９６】
分光部１２は、上述したので同様の説明は繰返さない。
【００９７】
演算制御部３２は、Ａ／Ｄ変換部１６と、演算部３４と、表示部２０とからなる。
【００９８】
Ａ／Ｄ変換部１６および表示部２０は、上述したので同様の説明は繰返さない。
【００９９】
演算部３４は、光切換部２８に指令を与え、検査対象の強度スペクトルおよび比較基準の強度スペクトルのいずれを取得するかを選択する。そして、演算部３４は、所定の期間毎に比較基準の強度スペクトルを取得し、記憶している基準スペクトルを更新する。さらに、演算部３４は、その基準スペクトルと検査対象の測定スペクトルとの差に基づいて、検査対象の表面に形成される薄膜の状態を判定する。
【０１００】
図８は、薄膜検査装置１０４における処理を示すフローチャートである。
【０１０１】
図８を参照して、演算部３４は、検査対象または比較基準がセットされているか否かを判断する（ステップＳ２００）。
【０１０２】
検査対象または比較基準がセットされている場合（ステップＳ２００においてＹＥＳの場合）には、演算部３４は、検査対象および比較基準が除去されるまで待つ（ステップＳ２００）。
【０１０３】
検査対象および比較基準のいずれもがセットされていない場合（ステップＳ２００においてＮＯの場合）には、演算部３４は、照射部３０から測定光を照射させる（ステップＳ２０２）。そして、演算部３４は、光切換部２８に指令を与え、積分球２２．１から光ファイバ１０．１、光切換部２８、分光部１２およびＡ／Ｄ変換部１６を介して取得する強度スペクトルを検査対象のダークレファランスとして記憶する（ステップＳ２０４）。さらに、演算部３４は、光切換部２８に指令を与え、積分球２２．２から光ファイバ１０．１、光切換部２８、分光部１２およびＡ／Ｄ変換部１６を介して取得する強度スペクトルを比較基準のダークレファランスとして記憶する（ステップＳ２０６）。
【０１０４】
次に、演算部１８は、検査対象および比較基準がセットされているか否かを判断する（ステップＳ２０８）。
【０１０５】
検査対象または比較基準がセットされていない場合（ステップＳ２０８においてＮＯの場合）には、演算部３４は、検査対象および比較基準がセットされるまで待つ（ステップＳ２０８）。
【０１０６】
検査対象および比較基準のいずれもがセットされている場合（ステップＳ２０８においてＹＥＳの場合）には、演算部３４は、照射部３０から測定光を照射させる（ステップＳ２１０）。そして、演算部１８は、光切換部２８に指令を与え、積分球２２．２から光ファイバ１０．２、光切換部２８、分光部１２およびＡ／Ｄ変換部１６を介して取得する強度スペクトルを基準スペクトルとして取得する（ステップＳ２１２）。さらに、演算部３４は、光切換部２８に指令を与え、積分球２２．１から光ファイバ１０．１、光切換部２８、分光部１２およびＡ／Ｄ変換部１６を介して取得する強度スペクトルを測定スペクトルとして取得する（ステップＳ２１４）。
【０１０７】
演算部３４は、それぞれのダークレファランス、基準スペクトルおよび測定スペクトルを用いて、相対反射率およびその微分値を算出し、薄膜の状態を判定する（ステップＳ２１６）。そして、演算部３４は、判定結果を表示部２０へ表示する（ステップＳ２１８）。
【０１０８】
さらに、演算部３４は、後続の検査対象が存在するか否かを判断する（ステップＳ２２０）。
【０１０９】
後続の検査対象が存在する場合（ステップＳ２２０においてＹＥＳの場合）には、演算部３４は、次の検査対象がセットされるまで待つ（ステップＳ２０８）。
【０１１０】
後続の検査対象が存在しない場合（ステップＳ２２０においてＮＯの場合）には、演算部３４は、処理を終了する。
【０１１１】
なお、光源部や分光部の「ゆらぎ」が生じると考えられる期間に応じて、所定の期間毎に基準スペクトルを更新すればよいが、たとえば、数時間に１回程度としてもよい。
【０１１２】
また、上述の説明では、照射部が発生した測定光を光分配部により２つに分配する構成について例示したが、光分配部に代えて、光切換部を用いる構成としてもよい。光分配部を用いる場合に比較して、測定光の強度低下がないので、光源部４のコストを抑制できる。
【０１１３】
この発明の実施の形態２によれば、実施の形態１における効果に加えて、比較基準のスペクトルを所望のタイミングで取得できるので、基準スペクトルを更新するための時間および手間が大幅に短縮できる。そのため、頻繁に基準スペクトルを更新することで、光源部や分光部における「ゆらぎ」などによる判定誤差を抑制し、その判定精度を向上させることができる。
【０１１４】
また、この発明の実施の形態２によれば、基準スペクトルを更新するために、比較基準を薄膜検査装置にセットし直す必要がないので、たとえば、ＰＥＴボトルの製造ラインなどにおいて、タクトタイムを短縮または維持しつつ、判定精度を向上させることができる。
【０１１５】
［その他の形態］
なお、上述の説明では、積分球において積分された反射光を光ファイバで分光部へ導く構成を示したが、分光部と積分球とを直接接続するような構成でもよい。
【０１１６】
また、照射部が測定光をスポット的に照射する以外にも、測定光の照射に同期させて検査対象を移動および／または回転させるような構成としてもよい。このような構成によれば、検査対象の全長にわたって薄膜の状態を検査することができる。
【０１１７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】この発明の実施の形態１に従う薄膜検査装置の概略構成図である。
【図２】積分球における測定光および反射光の挙動を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１の変形例に従う薄膜検査装置の概略構成図である。
【図４】薄膜検査装置を用いてＰＥＴボトルを検査する場合の一例を示す外観図である。
【図５】ＰＥＴボトルにおける相対反射率特性の一例を示す。
【図６】判定処理を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に従う薄膜検査装置の概略構成図である。
【図８】薄膜検査装置における処理を示すフローチャートである。
【図９】従来の膜厚センサの概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１９】
２，３０  照射部、４  光源部、６，６．１，６．２，１０，１０．１，１０．２，６２，６６  光ファイバ、８  集光レンズ、１２，６８  分光部、１４，３２，７４  演算処理部、１６，７６  Ａ／Ｄ変換部、１８，３４，７８  演算部、２０，８０  表示部、２２，２２．１，２２．２  積分球、２４  ジャマ板、２６  光分配部、２８  光切換部、５２  基部、５４，９２  薄膜、５６  ＰＥＴボトル、６０  光源装置、６４  投受光部、７０  光フィルタ、７２  受光部、８２  入出力部、９０  基板、１００，１０２，１０４  薄膜検査装置、２００  膜厚センサ、θ  照射角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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