(57)【要約】【課題】金属蒸着膜の酸化度を、膜厚に依存せず求めること。  【解決手段】巻き出しロール(2)より巻き出した蒸着用フィルム(3)を冷却ロール(4)に所定角度,巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロール(5)に巻き取り、かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記巻き取りロール(5)と前記冷却ロール(4)との間で前記蒸着用フィルム(3)の表面に近接して表面反射率センサ(10)及び透過率センサ(11)を配設し、前記表面反射率センサ(10)及び前記透過率センサ(11)の検出値から、前記金属蒸着膜の膜厚に依存することなく前記金属蒸着膜中の金属酸化度を演算で求めるようにした。【選択図】図１
2008038198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度,巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取り、かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記巻き取りロールと前記冷却ロールとの間で前記蒸着用フィルムの表面に近接して表面反射率センサ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の膜厚に依存することなく前記金属蒸着膜中の金属酸化度を演算で求めるようにしたことを特徴とする金属蒸着膜の金属酸化度測定方法。
【請求項２】
前記演算は、複数の所定の酸化度の各々で、前記金属蒸着膜の膜厚を変動させて各膜厚での前記透過率センサ及び前記反射率センサの検出値（ｘ、ｙ）を得る工程と、
複数の前記検出値（ｘ、ｙ）を接続して曲線近似し、自然対数関数を得る工程と
前記自然対数関数を  ｙ＝a＊Ln(x)+b とする工程と、
（ここでｘは透過率、ｙは反射率、ａ、ｂは常数）
前記所定の酸化度ｓと、前記常数a、 bとの関係を直線近似して
a=c＊s+d、 b=e＊s+f なる直線関数を得る工程と、を含み、
前記ｙ、ａ、ｂの関数からs＝(y−f+d＊Ln(x))/(c＊Ln(x)+e)を導出してインラインで膜中酸化度を求めるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定方法。
【請求項３】
前記巻き取りロールと前記冷却ロールとの間で前記蒸着用フィルムの裏面に近接して裏面反射率センサを配設し、前記裏面反射率センサの検出値から界面酸化度を求めるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定方法。
【請求項４】
前記蒸着用フィルムの幅方向に前記表面反射率センサの複数及び前記透過率センサの複数を配設し、これらが対向する蒸着用フィルムの金属蒸着膜中の酸化度を求めるようにしたこと特徴とする請求項１に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定方法。
【請求項５】
前記蒸着用フィルムの幅方向に前記表面反射率センサ及び透過率センサを連続的に、または間歇的に移動させながら順次、対向する蒸着フォルム中の酸化度を求めるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定方法。
【請求項６】
前記巻き取りロールと前記冷却ロールとの間で前記蒸着用フィルムの裏面に近接して裏面反射率センサを複数配設し、前記裏面反射率センサの検出値からこれらが対向する蒸着用フィルムの界面酸化度を求めるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定方法。
【請求項７】
前記金属はコバルトであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定方法。
【請求項８】
巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度、巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取られ、前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記蒸着ロールと前記巻き取りロールとの間で前記蒸着用フィルム表面に近接して表面反射率センサ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の膜厚に依存することなく前記金属蒸着膜中の金属酸化度を演算で求める演算部を備えていることを特徴とする金属蒸着膜の金属酸化度測定装置。
【請求項９】
前記演算部は、複数の所定の酸化度の各々において、前記金属蒸着膜の膜厚を変動させて各膜厚での前記透過率センサ及び前記反過率センサの検出値（ｘ、ｙ）を取り込む手段と、
前記所定の酸化度の各々において複数の前記検出値（ｘ、ｙ）を接続して曲線近似し、自然対数関数を得る手段と、
前記自然対数関数を  ｙ＝a＊Ln(x)+b とする手段と、
（ここでｘは透過率、ｙは反射率  ａ、ｂは常数）
前記所定の酸化度ｓと、前記常数ａ、ｂとの関係を直線近似して
a=c＊s+d、 b=e＊s+f なる関数を得る手段と、を備え、
前記ｙ、ａ、ｂの関数からs＝(y−f+d＊Ln(x))/(c＊Ln(x)+e)を導出してインラインで膜中酸化度ｓを求めるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定装置。
【請求項１０】
前記巻き取りロールと前記冷却ロールとの間で前記蒸着用フィルムの裏面に近接して裏面反射率センサを配設し、前記裏面反射率センサの検出値から界面酸化度を求めるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定装置。
【請求項１１】
前記蒸着用フィルムの幅方向に前記表面反射率センサの複数及び前記透過率センサの複数を配設し、これらが対向する蒸着用フィルムの金属蒸着膜中の酸化度を求めるようにしたこと特徴とする請求項８に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定装置。
【請求項１２】
前記蒸着用フィルムの幅方向に前記表面反射率センサ及び透過率センサを連続的に、または間歇的に移動させながら順次、対向する蒸着フィルム中の酸化度を求めるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定装置。
【請求項１３】
前記巻き取りロールと前記冷却ロールとの間で前記蒸着用フィルムの裏面に近接して裏面反射率センサを複数配設し、前記裏面反射率センサの検出値からこれらが対向する蒸着用フィルムの界面酸化度を求めるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定装置。
【請求項１４】
前記金属はコバルトであることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の金属蒸着膜の金属酸化度測定装置。
【請求項１５】
巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度、巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取り、かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記冷却ロールと前記巻き取りロールとの間で前記蒸着用フィルムの表面に近接して表面サ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の酸化度変動に依存することなく前記金属蒸着膜の膜厚を演算で求めるようにしたことを特徴とする金属蒸着膜の膜厚測定方法。
【請求項１６】
前記演算は、複数の所定の膜厚の各々で、前記金属蒸着膜の酸化度を変動させて各酸化度での前記透過率センサ及び前記反射率センサの検出値（ｘ、ｙ）を得る工程と、
前記所定の膜厚において複数の前記測定値を接続して曲線近似し,自然対数関数を得る工程と、
前記自然対数関数を  ｙ＝a’＊Ln(x)+b’ とする工程と、
（ここでｘは透過率、ｙは反射率）
前記所定の膜厚ｔと、前記係数a’、 b ’との関係を直線近似して
a’=c’＊ｔ+d’、b’=e’＊ｔ+f ’なる関数を得る工程と，を備え
前記ｙ、ａ’、ｂ’の関数からｔ＝(y−f’+d’＊Ln(x))/(c’＊Ln(x)+e’)として膜厚を求めるようにしたことを特徴とする請求項に１５に記載の金属蒸着膜の膜厚測定方法。
【請求項１７】
前記蒸着用フィルムの幅方向に前記表面反射率センサの複数及び前記透過率センサの複数を配設し、これらが対向する蒸着用フィルムの金属蒸着膜の膜厚を求めるようにしたこと特徴とする請求項１５に記載の金属蒸着膜の膜厚測定方法。
【請求項１８】
前記蒸着用フィルムの幅方向に前記表面反射率センサ及び透過率センサを連続的に、または間歇的に移動させながら順次、対向する蒸着フィルムの膜厚を求めるようにしたことを特徴とする請求項１５に記載の金属蒸着膜の膜厚測定方法。
【請求項１９】
前記金属はコバルトであることを特徴とする請求項１５から１８いずれかに記載の金属蒸着膜の膜厚測定方法。
【請求項２０】
巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度、巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取り,かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記冷却ロールと前記巻き取りロールとの間で前記蒸着用フィルムの表面に近接して表面サ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の酸化度変動に依存することなく前記金属蒸着膜の膜厚を演算で求める演算部を備えているようにしたことを特徴とする金属蒸着膜の膜厚測定装置。
【請求項２１】
前記演算部は、複数の所定の膜厚の各々で、前記金属蒸着膜の酸化度を変動させて各酸化度での前記透過率センサ及び前記反射率センサの検出値（ｘ、ｙ）を得る手段と、
前記所定の膜厚において複数の前記検出値を接続して曲線近似し、自然対数関数を得る手段と、
前記自然対数関数を  ｙ＝a’＊Ln(x)+b’ とする手段と、
（ここでｘは透過率、ｙは反射率）
前記所定の膜厚ｔと、前記係数a’、 b ’との関係を直線近似して
a’=c’＊ｔ+d ’, b’=e’＊ｔ+f ’なる関数を得る手段と、を備え
前記ｙ、ａ’、ｂ’の関数からｔ＝(y−f’+d’＊Ln(x))/(c’＊Ln(x)+e’)として膜厚を求めるようにしたことを特徴とする請求項２０に記載の金属蒸着膜の膜厚測定装置。
【請求項２２】
前記蒸着用フィルムの幅方向に前記表面反射率センサの複数及び前記透過率センサの複数を配設し、これらが対向する蒸着用フィルムの金属蒸着膜の膜厚を求めるようにしたこと特徴とする請求項２０に記載の金属蒸着膜の膜厚測定装置。
【請求項２３】
前記蒸着用フィルムの幅方向に前記表面反射率センサ及び透過率センサを連続的に、または間歇的に移動させながら順次、対向する蒸着フォルムの膜厚を求めるようにしたことを特徴とする請求項２０に記載の金属蒸着膜の膜厚測定装置。
【請求項２４】
前記金属はコバルトであることを特徴とする請求項２０から２３のいずれかに記載の金属蒸着膜の膜厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属蒸着膜の金属酸化度測定方法、金属酸化度測定装置、膜厚測定方法及び膜厚測定装置に関し、例えば蒸着用フィルムに蒸着した酸化コバルトの酸化度、膜厚を測定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蒸着用フィルム上に形成した金属蒸着膜の特性については種々、研究されている。例えば、特開昭６１−９５７５号（特許文献１）では、蒸着位置とフィルム巻き取り位置との間に、２個のセンサを設置して、蒸着膜製造中に蒸着膜組成変化を検出する装置を開示している。すなわち、２個のセンサより得られる透過率及び反射率の値は一定の関係を保つ。よって蒸着過程における蒸着膜の組成ずれは、この透過率および反射率の相対関係に誤差を生じることで判明できる、としている。
【０００３】
また、特開昭６３−４７３号(特許文献２)では、基板へ形成される薄膜の膜厚と、薄膜と基板を総合した反射率および透過率をインプロセスで測定し、この３種の測定信号により、薄膜の屈折率ｎ、消衰係数ｋを算出したる後、この算出値ｎ、ｋのうち少なくとも一つを予め設定した屈折率ｎ0、消衰係数ｋ0に近づけるように薄膜形成条件を制御することにより、インプロセスによる組成制御を実現し、所望の薄膜組成を得ることができる、としている。
【特許文献１】特開昭６１−９５７５号公報
【特許文献２】特開昭６３−４７３号公報
【０００４】
以上の特許文献１では蒸着膜の組成変化を検出するものであり、蒸着膜の金属の酸化度を測定するものではない。また膜厚を測定するものでもない。
【０００５】
また特許文献２では、薄膜の組成制御をするものであり、薄膜中の金属の酸化度を測定するものではない。また膜厚を測定するものでもない。
【０００６】
他方、蒸着用フィルムに形成する、例えば酸化コバルト層の酸化度を測定する場合、現在はオージェ電子分光分析法(以下AESという)などを用いて、製造後にサンプルを抽出して机上にて測定を行っている。従って、異常を検知したときの製造工程へのフィードバックに遅れが生じ、製品歩留まりを悪化させてしまう。
【０００７】
更にAESは破壊測定であり、かつ小型化が困難であるため、インラインの測定は困難である。
【０００８】
簡易的に、フィルム表面の反射率の変動をインライン測定することで酸化度の変動をモニターしているが、フィルム表面の反射率は酸化コバルト層の膜厚変動に依存してしまい、正確に酸化度を導きだすには至っていない。更にPETなどのフィルムと磁性層の界面の酸化度までは測定できていないのが現状である。
【０００９】
またインラインでの酸化コバルト層の膜厚測定として、透過率の変化より膜厚を算出しているが、フィルムの透過率は酸化度の変動に依存してしまい、正確に膜厚を測定できていないのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上により、本願発明の課題は、蒸着用フィルムに形成される蒸着膜の金属酸化度または膜厚を、それぞれ、膜厚に依存することなく、または酸化度に依存することなく、常に正確に測定することができる金属蒸着膜の金属酸化度測定方法、金属酸化度測定装置、膜厚測定方法及び膜厚測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題は、巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度,巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取り、かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記巻き取りロールと前記冷却ロールとの間で前記蒸着用フィルムの表面に近接して表面反射率センサ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の膜厚に依存することなく前記金属蒸着膜中の金属酸化度を演算で求めるようにしたことを特徴とする金属蒸着膜の金属酸化度測定方法、によって解決される。
【００１２】
また、以上の課題は、巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度、巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取られ、前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記蒸着ロールと前記巻き取りロールとの間で前記蒸着用フィルム表面に近接して表面反射率センサ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の膜厚に依存することなく前記金属蒸着膜中の金属酸化度を演算で求める演算部を備えていることを特徴とする金属蒸着膜の金属酸化度測定装置、によって解決される。
【００１３】
また、以上の課題は、巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度、巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取り、かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記冷却ロールと前記巻き取りロールとの間で前記蒸着用フィルムの表面に近接して表面サ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の酸化度変動に依存することなく前記金属蒸着膜の膜厚を演算で求めるようにしたことを特徴とする金属蒸着膜の膜厚測定方法、によって解決される。
【００１４】
また、以上の課題は、巻き出しロールより巻き出した蒸着用フィルムを冷却ロールに所定角度、巻きつけ下方から金属蒸気を蒸着されて、巻き取りロールに巻き取り,かつ前記金属蒸気に対し上流側及び下流側から酸素を供給するようにした金属蒸着膜形成装置において、前記冷却ロールと前記巻き取りロールとの間で前記蒸着用フィルムの表面に近接して表面サ及び透過率センサを配設し、前記表面反射率センサ及び前記透過率センサの検出値から、前記金属蒸着膜の酸化度変動に依存することなく前記金属蒸着膜の膜厚を演算で求める演算部を備えているようにしたことを特徴とする金属蒸着膜の膜厚測定装置、によって解決される。
【発明の効果】
【００１５】
蒸着膜の金属酸化度を膜厚に依存することなくインラインで測定することができる。また膜厚を金属酸化度に依存することなくインラインで測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態によるコバルト蒸着膜形成装置の全体の概略図であるが、真空槽１内は図示せずとも、真空排気系により真空とされている。巻き出しロール２から順次、巻き出される蒸着用フィルム３(例えば、PETでなる)は冷却ロール４に図示するように約１８０度に卷装され、巻き取りロール５に巻き取られる。
【００１８】
冷却ロール４の斜め下方には坩堝６が配設され、この坩堝６内にはコバルト金属が充填されている。この斜め上方に配設された電子銃７から電子ｅが坩堝６内のコバルト金属に照射され、この金属材料を加熱し溶解する。坩堝６からは図示するようにコバルト金属の蒸気ｍが冷却ロール４に向かって立ち上る。
【００１９】
この蒸気ｍに向かってフィルム走行方向に関し上流側に配設された上流側酸素導入管８から酸素が吹き込まれる。更に下流側に配設された下流側酸素導入管９からも酸素が吹き込まれる。
【００２０】
このようにして酸化コバルトが蒸着用フィルム３上に蒸着されるのであるが、図２に示すように酸化コバルト蒸着フィルム２０の上層から順にフィルム層２３（すなわち、蒸着用フィルム３）、界面コバルト層２２及び膜中酸化コバルト層２１、からなっている。このような酸化コバルト蒸着フィルム２０の表面側、すなわち膜中酸化コバルト層２１側に近接して表面反射率センサ１０が配設され、裏面側には裏面反射率センサ１２が配設されている。なお、界面酸化コバルト層２２の厚さは、膜中酸化コバルト層２１に比べると全体の１５〜２０％程度である。
【００２１】
さらに表面反射率センサ１０の下流側には透過率センサ１１の発光部１１ａ が同様に近接して配設されている。この発光部１１ａに対向して酸化コバルト蒸着フィルム２０を挟んで透過率センサ１１の受光部１１ｂが酸化コバルト蒸着フィルム２０の裏面側、すなわち蒸着用フィルム層２３（図２）に近接して配設されている。このように冷却ロール４と巻き取りロール５との間に表面反射率センサ１０、透過率センサ１１、裏面反射率センサ１２が配設されている。
【００２２】
表面反射率センサ１０、透過率センサ１１ａ、１１ｂ、裏面反射率センサ１２への入力線及びそれらからの出力線は真空槽１の開口に気密に取り付けたシール部材Ｒを介して大気中に配設された反射率/透過率測定装置１３に電気的に接続される。ここで標準の反射体に対する表面反射率センサ１０または裏面反射率センサ１２の検出値に対する割合を演算して、図３のグラフの縦軸Ｙに目盛られる反射率ｙがデータとして演算装置１４に供給される。また透過率基準用ＮＤフィルタに対する透過率と、透過率センサ１１の検出値と比較して図３のグラフの横軸Ｘに目盛られる透過率ｘがデータとして演算装置１４に供給される。
【００２３】
本発明の第一の実施の形態では、標準条件（実際の製造条件に応じて決められる）での膜厚を標準膜厚とされる。
【００２４】
膜厚の増減は蒸着用フィルム３の走行速度や坩堝６のコバルト金属蒸気ｍの蒸発速度によって変えられるが、本実施の形態では図３で示すように、この標準膜厚に対し＋１０％、＋２０％、―１０％、−２０％の膜厚と変化させて、それぞれの膜厚において標準条件での酸化度に対し＋１０％、＋２０％及び−１０％、−２０％と酸化度を増減させて、透過率ｘ、反射率ｙを測定する。図３のグラフでは界面酸化度は一定としている。すなわち、上流側酸素導入管８からの酸素導入量は一定とされている。
【００２５】
図３において、近似曲線ｙ1、ｙ2、ｙ3、ｙ4はそれぞれ酸化度−２０％、−１０％、標準酸化度、酸化度＋１０％に対する反射率ｙと透過率ｘとで定まる測定点（ｘ、ｙ）の４点、４点、３点、４点を結ぶ近似曲線である。但し、酸化度＋２０％では、２点しか測定データが得られなかったので、近似曲線は求められなかった。なお、酸化度は下流側酸素導入管９から導出させる酸素量０Ｌ／分で定まるが、標準酸化度は実際の製造条件での酸素量、例えば１．０Ｌ／分、であるとされる。
【００２６】
近似曲線ｙ1、ｙ2、ｙ3、ｙ4に対する対数曲線の関数は図３の角に記載する通りである。
【００２７】
例えば  ｙ1＝３．５５７Ｌｎ（ｘ）＋４５．８４９  である。
Ｒ2＝０．９７２５  Ｒは重相関係数である。１に近く良好な相関が得られている。他のｙ2 、ｙ3、ｙ4 についても同様である。
上式でｙ1は反射率であり、ｘは透過率であるが、３．５５７、  ４５．８４９は酸化度―２０％での常数である。
【００２８】
図３のグラフは、蒸着フィルム２０の透過率をＸ軸、フィルムの反射率をＹ軸とする。グラフ上にプロットされているデータ（ｘ、ｙ）は、標準条件の膜中酸化度から±１０％、±２０％と膜中酸化度を変更させたサンプルと、標準条件の膜厚から±１０％、±２０％と膜厚を変更させたサンプルのフィルム２０の透過率とフィルム２０表面の反射率を測定した各結果である。膜中酸化度を一定とし、膜厚条件を変更したサンプルは図３にある曲線ｙ1、ｙ2、ｙ3、ｙ4の自然対数関数に曲線近似し、良好な相関が得られる。それぞれの近似曲線の自然対数関数を
ｙ＝ａ＊Ln（x）+ｂ    （式１）
とし、その係数ａ、ｂを抽出したものをＹ軸、膜中酸化度をＸ軸としたグラフが図４である。図４のＸ軸は標準の膜中酸化度を１００として表現している。膜中酸化度の変動に対し、図３の自然対数関数の係数ａ、ｂは直線近似し、良好な相関関係が得られる。図４より、膜中酸化度ｓと係数ａ、ｂとの関係を求める線形一次関数
ａ＝０．０４２５＊ｓ+０.２５５８    （式２）
ｂ＝−０．６８９１＊ｓ+１００.６２    （式３）
が得られる。ここで、ｓは膜中酸化度を示す。
【００２９】
（式２）（式３）中の数値は、今回の検討で得られた数値であり、反射率/透過率の基準が変更となる場合は、再度、図３のデータを取り直し、（式２）（式３）を求める必要がある。然しながら、これは反射率/透過率測定装置１３内の基準変更をするだけで簡単にできる。ここで基準とは、反射率・透過率を校正するために測定前に予め、基準となるべき物体を測定する必要があるが、その物体を指す。例えば、反射率は一定の反射率をもつ反射板、透過率は一定の透過率をもつＮＤフィルタとなる。
【００３０】
図４の関数（式２）（式３）を図３の（式１）へ代入すると、
ｙ＝（０．０４２５＊ｓ+０.２５５８）＊Ln（x）+（−０．６８９１＊ｓ+１００.６２）（式４）となる。
【００３１】
更に、（式４）の膜中酸化度ｓを左辺に持っていくと、
ｓ＝（ｙ−１００.６２+０.２５５８＊Ln（x））／（０．０４２５＊Ln（x）−０．６８９１）（式５）となる。図３より、ｘは透過率、ｙは表面の反射率であることから、フィルムの透過率と表面反射率の測定結果を（式５）のｘ、ｙへ代入することにより、膜中酸化度ｓを求めることができる。
【００３２】
界面酸化度の変動は、裏面の反射率と透過率を変動させるが、表面側の反射率には影響しない。界面酸化度の変動時、透過率の変動は膜厚の変動と同様の挙動を示すため、膜中酸化度を測定する手法には影響を及ぼさない。
【００３３】
また、裏面の反射率は膜厚変動依存が少ないため、界面酸化度は膜中の酸化度のような導出方法を採る必要はなく、裏面の反射率の変動のみで界面酸化度を求めることができる。
【００３４】
図５、図６は本発明の第２の実施の形態を示し、酸化度に依存せず膜厚を反射率と透過率から演算で求める場合である。近似曲線ｙ1は標準膜厚に対し−２０％の膜厚に関し酸化度を−２０％、−１０％、標準、＋１０％、＋２０％としたときの反射率と透過率との関係を表わす。
【００３５】
近似曲線ｙ2 は標準膜厚に対し−１０％の膜厚に関し酸化度を−２０％、−１０％、＋１０％、＋２０％としたときの反射率と透過率との関係を表わす。
【００３６】
同様に近似曲線ｙ3は標準膜厚に対し＋１０％の膜厚に関し酸化度を−２０％、−１０％、＋１０％、＋２０％としたときの反射率と透過率との関係を表わす。自然対数関数はそれぞれ図５中に記載されているが、
例えば、
ｙ1＝−２１．５９２Ｌｎ（ｘ）＋１２４．５７
Ｒ2＝０．９９７３  
ここでもＲは１に近く相関は良好である。
【００３７】
常数の−２１．５９２、１２４．５７はｙ2  ｙ3では異なるが、これらを代表してａ、ｂ とし、縦軸にとり、横軸に膜厚ｔをとる。図５の数値データから、それぞれ３個のスポットが得られる。これらは直線近似される。
すなわち、
ａ＝０．０７８７ｔ―２７．７４８    
ｂ＝−１．４７３３ｔ＋２４１．５７  
Ｒ2はそれぞれ０．９９７４  、０．９７７５であり、相関は良好である。ｔは膜厚である。上記の数値は今回の検討で得られた数値であり、反射率、透過率の基準が変更となる場合は、図５のデータを取り直し、ａ、ｂの式を求める必要がある。然しながら、第一の実施の形態と同様に、反射率/透過率測定装置１３内の先の基準反射率、基準透過率と新規のそれらとの関係が特定できるのであれば、演算だけで先のデータを変更することが可能である。
【００３８】
一般式  ｙ＝ａ＊Ln（x）+ｂに上述のａ、ｂ を代入すると、
ｙ＝（０．０７８７ｔ―２７．７４８）＊L(ｘ)＋（−１．４７３３ｔ＋２４１．５７）となる。
この式中の膜厚tを左辺にもっていくと、
ｔ＝（ｙ−２４１．５７＋２７．７４８＊Ｌｎ（ｘ）/ （０．０７８７＊Ｌｎ（ｘ）−１．４７３３）となる。      式（１）
図５よりｘは透過率、ｙは反射率であることから.蒸着フィルムの透過率と反射率の測定結果を上式のｘ、ｙへ代入することにより膜厚tを求めることができる。
【００３９】
上記式（１）は図１において演算装置１４内のメモリーに記憶されており、反射率ｙ、透過率ｘを測定すると、直ちに上記式（１）に代入して膜厚ｔを求めることができる。演算装置１４に、この数値を表わすディスプレイを接続してもよい。第一実施の形態の酸化度についても同様である。
【００４０】
図７は測定値の裏面反射率ｘと界面酸化度ｙとの関係を示す。界面酸化度は上流側酸素導入管８からの酸素供給量を０．５Ｌ・/min. (〇)、１L/ min. (△)  及び１．５Ｌ・/ min. (×)  としたものである。
直線関係  ｙ＝−３０６．５７ｘ＋２５４．５１  として表わせる。
Ｒ2＝０．９９９８で相関は良好である。
【００４１】
なお、図３のグラフは界面酸化度が一定である条件で得られたものであるが、もし界面酸化度がこの一定値より変動したことが裏面反射率センサ１２で検知されると、この変動分の透過率の補正が行われる。たとえば標準膜厚の測定時の標準酸化度のときの（ｘ、ｙ）値△を図３においてX軸の方向に、ある式に従って、左か右(変動の増減に応じ)へ移動する。もしこの補正を行わなければ、標準膜厚が増減したように見えるからである。勿論、他の膜厚についても同様である。
【００４２】
以上のようにして、コバルトの酸化度ｓを膜厚に依存することなく、反射率測定値ｙ及び透過率測定値ｘから演算で求めることができ、また、酸化コバルトの蒸着膜厚ｔを酸化度に依存することなく、反射率測定値ｙ及び透過率測定値ｘから演算で求めることができる。酸化度ｓ及び膜厚ｔを求める演算式を上述のように設定し演算装置１４内のメモリーに記憶させる。
【００４３】
なお、図３及び図５のグラフを得るために蒸着用フィルム３の走行速度、坩堝６からのコバルトの蒸発速度、上流側酸素導入管８からの酸素供給量や下流側酸素導入管９からの酸素供給量を変更させたが、実際の製造時の蒸着用フィルム３への酸化コバルトの蒸着に際しては、標準酸化度及び標準膜厚を得るように、蒸着用フィルム３の走行速度、坩堝６からのコバルトの蒸発速度すなわち電子銃７の電子の照射強度、上流側酸素導入管８からの酸素の供給量、及び下流側酸素導入管９からの供給量は一定とされる。
【００４４】
次に、製造工程における、酸化コバルト蒸着膜形成装置に対する酸化コバルトの酸化度および膜厚の測定方法について、再び図１を参照して説明する。
【００４５】
巻き出しロール２及び巻き取りロール５、冷却ロール４が蒸着用フィルム３を矢印⇒の方向に走行させるべく駆動される。冷却ロール４の周面は冷却されており、坩堝６からのコバルト蒸気ｍは上流側酸素導入管８及び下流側酸素導入管９からの酸素を吹き付けられ酸化されて蒸着用フィルム３に直ちに蒸着される。
【００４６】
図２で示す界面酸化コバルト層２２が形成され、次いで下流側酸素導入管９からの酸素吹き付けにより、膜中酸化コバルト層２１が形成される。冷却ロール４から離脱して巻き取りロール５に至るまでに、近接して表面反射率センサ１０、透過率センサ１１の発光部１１ａ、裏面側には裏面反射率センサ１２及び透過率センサ１１の受光部１１ｂが近接して配設される。
【００４７】
反射率/透過率測定装置１３ 内の光源からの光が表面反射率センサ１０−透過率センサ１１の投光部１１a 及び裏面反射率センサ１２の投光ファイバから蒸着用フィルム３の酸化コバルト蒸着膜及びフィルムに投光される。その反射光、透過光が表面反射率センサ１０、透過率センサ１１の受光部１１の受光ファイバを通って反射率/透過率測定装置１３内の分光素子に入射され、波長ごとに分解されて測定される。なお、上述の図３、図５のグラフを求める場合も、同一の構成である。部分的に説明を省略している。測定データは演算装置１４に供給され、内部に設定されている、上述した酸化度ｓ及び膜厚ｔの式に代入され。よって、オンラインでこれらは独立して、もとめられる。もしこれらが、異常な値を示せば、坩堝６、電子銃７、上流側酸素導入管８、下流側酸素導入管９などの調節が行われる。勿論、これらは、正常な値と比較して自動的に調節するようにしてもよい。
【００４８】
以上の実施の形態の効果をまとめると以下の通りとなる。
【００４９】
蒸着速度のばらつきやラインスピードのばらつきなで酸化コバルト層の膜厚が変動しても酸化度を正確にすることができる。
【００５０】
同時に酸化コバルト層の膜厚を測定することができ、測定装置コストを削減できる。
【００５１】
インラインで酸化度測定を行うことにより、測定結果が目標値から逸脱した場合、酸素導入量の変更を生産中に行うことで、リアルタイムに所望の酸化度を得ることができ、品質や歩留まりの改善が期待できる。  
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基ずいて種々の変形が可能である。
【００５３】
例えば、蒸着用フィルム３もしくは蒸着フィルム２０の幅方向に複数個の表面反射率センサ１０、裏面反射率センサ１２、透過率センサ１１を併設させて、蒸着用フィルム３の幅方向の酸化度分布および膜厚分布を測定するようにしてもよい。
【００５４】
或いは、表面反射率センサ１０、裏面反射率センサ１２、透過率センサ１１を蒸着用フィルム３又は蒸着フィルム２０の幅方向に連続的に又は間歇的に移動させて、対応する蒸着用フィルム３もしくは蒸着フィルム２０の部分の酸化度又は膜厚を測定するようにしてもよい。
【００５５】
また、以上の実施の形態では、金属として、コバルトを説明したが、これらに限ることなく、例えば、鉄、クローム、ニッケルなどの磁性材料の薄膜酸化物にも適用可能である。また、薄膜金属を酸化させることで、透過率が変動するものであればいかなる金属にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明が適用される金属蒸着膜形成装置を、実施の形態による測定装置と共に示す概略側面図。
【図２】蒸着用フィルム上に形成される酸化コバルト層の部分拡大断面図。
【図３】膜厚に依存せず酸化度を求めるための、透過率―反射率の各測定グラフ。
【図４】図３における各測定値に基づいて係数ａ、ｂをプロットした酸化度ｓに対するグラフ。
【図５】酸化度に依存せず膜厚を求めるための、透過率―反射率の各測定グラフ。
【図６】図５における各測定値に基づいて係数ａ、ｂをプロットした膜厚に対するグラフ。
【図７】測定による裏面反射率と界面酸化度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５７】
２・・・巻き出しロール、３・・・蒸着用フィルム、４・・・冷却ロール、５・・・巻き取りロール、６・・・坩堝、８・・・上流側酸素導入管、９・・・下流側酸素導入管、１０・・・表面反射率センサ、１１・・・透過率センサ、１２・・・裏面反射率センサ、１３・・・反射率/透過率測定装置、１４・・・演算装置、２０・・・蒸着フィルム
【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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