(57)【要約】【課題】絶縁体層上に形成された導体層の厚みを測定する測定装置及び測定方法において、装置の製造コストを低減することである。【解決手段】セラミックグリーンシート３２上に形成された内部電極３６の厚みを測定する測定装置１２。照射部１４は、セラミックグリーンシート３２の内部電極３６が形成された所定領域に対して、内部電極３６が含有している定常状態のＮｉのエネルギー準位よりも大きなエネルギーを有するＸ線を照射する。検出部１６は、所定領域を透過してきたＸ線のエネルギーを検出する。算出部１８は、照射部１４が照射したＸ線のエネルギーと検出部１６が検出したＸ線のエネルギーとに基づいて、内部電極３６の厚みを算出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体層上に形成された導体層の厚みを測定する測定装置であって、
前記絶縁体層の前記導体層が形成された所定領域に対して、該導体層が含有している定常状態の金属のエネルギー準位よりも大きなエネルギーを有するＸ線を照射する照射部と、
前記所定領域を透過してきたＸ線のエネルギーを検出する検出部と、
前記照射部が照射したＸ線のエネルギーと前記検出部が検出したＸ線のエネルギーとに基づいて、前記導体層の厚みを算出する算出部と、
を備えていること、
を特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記照射部が照射するＸ線のエネルギーの大きさは、前記定常状態の金属のエネルギー準位の大きさの１．０１倍以上１．２倍以下の大きさであること、
を特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記絶縁体層上には、複数の前記導体層がマトリクス状に配列されており、
前記所定領域には、２以上の前記導体層が含まれていること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の測定装置。
【請求項４】
前記算出部は、以下の式（１）に基づいて、前記導体層の厚みを算出すること、
を特徴とする請求項３に記載の測定装置。
Ｔ＝α×（Ｉ０−Ｉ１）×（Ｓ１／Ｓ０）・・・（１）
Ｔ：導体層の厚み
Ｉ０：照射部が照射したＸ線のエネルギー
Ｉ１：検出部が検出したＸ線のエネルギー
α：導体層の吸収率
Ｓ０：所定領域の面積
Ｓ１：所定領域における導体層の面積
【請求項５】
前記絶縁体層は、ＢａＴｉＯ3を含有しており、
前記導体層が含有している金属は、Ｎｉであること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の測定装置。
【請求項６】
絶縁体層上に形成された導体層の厚みを測定する測定方法であって、
前記絶縁体層の前記導体層が形成された所定領域に対して、該導体層が含有している定常状態の金属のエネルギー準位よりも大きなエネルギーを有するＸ線を照射する第１のステップと、
前記所定領域を透過してきたＸ線のエネルギーを検出する第２のステップと、
前記第１のステップにおいて照射したＸ線のエネルギーと前記第２のステップにおいて検出したＸ線のエネルギーとに基づいて、前記導体層の厚みを算出する第３のステップと、
を備えていること、
を特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置及び測定方法に関し、より特定的には、絶縁体層上に形成された導体層の厚みを測定する測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の測定装置としては、例えば、特許文献１に記載のＸ線透過法を用いた二層膜シートの測定装置（以下、単に測定装置と称す）が知られている。該測定装置では、高エネルギーのＸ線源と低エネルギーのＸ線源とを用いて、二層膜シートのほぼ同一部分にＸ線を照射する。そして、該部分の透過Ｘ線量を測定し、各測定出力をデータ処理して各層の厚みを算出する。このような測定装置を用いて、例えば、絶縁体層上に形成された導体層の厚みを測定することも可能である。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の測定装置では、２種類のＸ線源が必要となり、測定装置の製造コストが高くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６４５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、絶縁体層上に形成された導体層の厚みを測定する測定装置及び測定方法において、装置の製造コストを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る測定装置は、絶縁体層上に形成された導体層の厚みを測定する測定装置であって、前記絶縁体層の前記導体層が形成された所定領域に対して、該導体層が含有している定常状態の金属のエネルギー準位よりも大きなエネルギーを有するＸ線を照射する照射部と、前記所定領域を透過してきたＸ線のエネルギーを検出する検出部と、前記照射部が照射したＸ線のエネルギーと前記検出部が検出したＸ線のエネルギーとに基づいて、前記導体層の厚みを算出する算出部と、を備えていること、を特徴とする。
【０００７】
本発明の一形態に係る測定方法は、絶縁体層上に形成された導体層の厚みを測定する測定方法であって、前記絶縁体層の前記導体層が形成された所定領域に対して、該導体層が含有している定常状態の金属のエネルギー準位よりも大きなエネルギーを有するＸ線を照射する第１のステップと、前記所定領域を透過してきたＸ線のエネルギーを検出する第２のステップと、前記第１のステップにおいて照射したＸ線のエネルギーと前記第２のステップにおいて検出したＸ線のエネルギーとに基づいて、前記導体層の厚みを算出する第３のステップと、を備えていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、装置の製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】印刷装置の全体構成を示した図である。
【図２】測定装置の構成図である。
【図３】シートにＸ線が照射される様子を示した図である。
【図４】Ｎｉ及びＢａＴｉＯ3へ照射したＸ線のエネルギーと吸収されたＸ線のエネルギーとの関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の一実施形態に係る測定装置及び測定方法が適用された印刷装置について説明する。
【００１１】
（印刷装置の構成）
図１は、印刷装置１０の全体構成を示した図である。印刷装置１０は、セラミックグリーンシートに対して内部電極を印刷する装置であり、図１に示すように、照射部１４、検出部１６、制御部２２、印刷部２４及びローラＲ１，Ｒ２を備えている。
【００１２】
ローラＲ１には、内部電極が形成される前のシート３０が巻きつけられている。ローラＲ２には、内部電極が形成された後のシート３０が巻きつけられている。そして、ローラＲ１，Ｒ２間には、シート３０が張り渡らされている。ローラＲ２は、図１に示すように、時計回りに回転することにより、シート３０は、図１の左方向から右方向へと搬送される。
【００１３】
印刷部２４は、ローラＲ１よりも搬送方向の下流側に設けられており、シート３０の上面に内部電極を形成する。印刷部２４としては、例えば、スクリーン印刷機やインクジェット印刷機等が挙げられる。
【００１４】
照射部１４は、印刷部２４よりも搬送方向の下流側に設けられており、シート３０の上面に対向している。そして、照射部１４は、シート３０の上面に向けてＸ線を照射する。
【００１５】
検出部１６は、シート３０を挟んで照射部１４に対して対向しており、シート３０を透過してきたＸ線のエネルギーを検出する。
【００１６】
制御部２２は、照射部１４が照射したＸ線のエネルギーを検出する検出部１６が検知したＸ線のエネルギーに基づいて、印刷部２４の印刷条件を算出する算出部１８及び決定部２０を含んでいる。算出部１８は、照射部１４が照射したＸ線のエネルギー及び検出部１６が検知したＸ線のエネルギーに基づいて、内部電極の厚みを算出する。決定部２０は、算出部１８が算出した内部電極の厚みに基づいて、印刷条件を決定する。更に、決定部２０は、該印刷条件に基づいて、所望の厚みの内部電極が得られるように印刷部２４を制御する。印刷条件とは、印刷部２４がスクリーン印刷機である場合には、スキージ圧力、スキージ速度、スキージ角度等であり、印刷部２４がインクジェット印刷機である場合には、インクの吐出量である。
【００１７】
以上のように構成された印刷装置１０は、測定装置１２を備えている。測定装置１２は、照射部１４、検出部１６及び算出部１８を備えている。以下に、測定装置１２の詳細について図面を参照しながら説明する。図２は、測定装置１２の構成図である。図３は、シート３０にＸ線が照射される様子を示した図である。
【００１８】
シート３０は、図２に示すように、キャリアフィルム３４上にセラミックグリーンシート３２が塗布されることにより形成されている。キャリアフィルム３４は、例えば、ＰＥＴにより作製されているシートである。セラミックグリーンシート３２は、積層型コンデンサ等に用いられ、例えば、ＢａＴｉＯ3を含有する材料により作製されている誘電体シートである。また、セラミックグリーンシート３２の上面には、内部電極３６が形成されている。内部電極３６は、例えば、積層型コンデンサのコンデンサ電極等であり、図３に示すように、長方形状をなし、マトリクス状に配列されている。内部電極３６は、例えば、Ｎｉを含有する材料により作製されている。
【００１９】
照射部１４は、セラミックグリーンシート３２の内部電極３６が形成された所定領域に対して、Ｘ線を照射する。ここで、Ｘ線のエネルギーについて図面を参照しながら説明する。図４は、Ｎｉ及びＢａＴｉＯ3へ照射したＸ線のエネルギーと吸収されたＸ線のエネルギーとの関係を示したグラフである。縦軸は吸収されたＸ線のエネルギーを示し、横軸は照射Ｘ線のエネルギーを示している。
【００２０】
定常状態のＮｉのエネルギー準位は、図４に示すように、８.３３ｋｅＶである。よって、、Ｎｉに吸収されるＸ線のエネルギーが定常状態のＮｉのエネルギー準位（８.３３ｋｅＶ）より小さい領域では、吸収されるＸ線のエネルギーは、照射されるＸ線のエネルギーが増加するに従って連続的に減少している。そして、Ｎｉのエネルギー準位が遷移するため、定常状態のＮｉのエネルギー準位（８.３３ｋｅＶ）において、不連続に急激に増加している。また、Ｎｉに吸収されるＸ線のエネルギーは、定常状態のＮｉのエネルギー準位（８.３３ｋｅＶ）より大きい領域では、再び、連続的に減少している。
【００２１】
一方、ＢａＴｉＯ3で吸収されるＸ線のエネルギーは、照射するＸ線のエネルギーが増加するに従って連続的に減少している。また、ＢａＴｉＯ3で吸収されるＸ線エネルギーは、特に、定常状態のＮｉのエネルギー準位以上の領域において、Ｎｉの吸収係数よりもはるかに小さい。したがって、照射するＸ線のエネルギーが定常状態のＮｉのエネルギー準位よりも大きい領域では、Ｎｉ及びＢａＴｉＯ3にＸ線が照射されると、ＮｉにおいてＸ線が吸収され、ＢａＴｉＯ3においてＸ線が殆ど吸収されない。したがって、定常状態のＮｉのエネルギー準位よりも大きいエネルギーを有するＸ線を照射すれば、Ｎｉ及びＢａＴｉＯ3を透過してくるＸ線のエネルギーを検出することによって、ＮｉにおけるＸ線のエネルギーの吸収量を求めることができる。更に、ＮｉにおけるＸ線のエネルギー吸収量を用いて、Ｎｉの厚みを算出することができる。
【００２２】
そこで、照射部１４は、セラミックグリーンシート３２の内部導体３６が形成された所定領域に対して、内部電極３６が含有している定常状態のＮｉのエネルギー準位よりも大きなエネルギー（例えば、８.５ｋｅＶ）を有するＸ線を照射する。本実施形態では、照射部１４が照射するＸ線のエネルギーの大きさは、定常状態のＮｉのエネルギー準位の大きさの１．０１倍以上１．２倍以下であることが好ましい。所定領域とは、Ｘ線のビームスポットであり、本実施形態では、例えば、直径１０ｍｍの円である。また、内部電極３６は、０．１ｍｍ×０．３ｍｍのサイズを有しており、図３に示すように、ビームスポット内に複数含まれている。
【００２３】
また、検出部１６は、所定領域を透過してきたＸ線のエネルギーを検出する。そして、算出部１８は、照射部１４が照射したＸ線のエネルギーと検出部が検出したＸ線のエネルギーとに基づいて、内部電極３６の厚みを算出する。具体的には、算出部１８は、以下の式（１）に基づいて、内部電極３６の厚みを算出する。
【００２４】
Ｔ＝α×（Ｉ０−Ｉ１）×（Ｓ１／Ｓ０）・・・（１）
Ｔ：内部電極３６の厚み
Ｉ０：照射部１４が照射したＸ線のエネルギー
Ｉ１：検出部１６が検出したＸ線のエネルギー
α：内部電極３６の吸収率
Ｓ０：所定領域（ビームスポット）の面積
Ｓ１：所定領域（ビームスポット）における内部電極３６の面積
【００２５】
なお、内部電極３６の吸収率αは、内部電極３６に含まれる金属の種類・密度及びＸ線のエネルギーによって異なるパラメータである。そこで、厚みが分かっている内部電極３６にＸ線を照射し、透過してきたＸ線のエネルギーを検知することによって、吸収率αを算出する。また、Ｘ線のエネルギーは、Ｘ線管に印加する電圧・電流及びターゲットの材質を変更することによって調整できる。ターゲットとしては、例えば、タングステン、モリブデン、コバルト、銅等が挙げられる。
【００２６】
（効果）
以上のように構成された測定装置１２及び測定方法によれば、装置の製造コストを低減できる。より詳細には、特許文献１に記載の測定装置では、２種類のＸ線源が必要となり、測定装置の製造コストが高くなってしまう。
【００２７】
一方、測定装置１２及び測定方法では、内部電極３６が含有している定常状態のＮｉのエネルギー準位よりも大きなエネルギーを有するＸ線を照射している。定常状態のＮｉのエネルギー準位よりも大きなエネルギーを有するＸ線をシート３０に照射した場合、内部電極３６においてＸ線が吸収され、セラミックグリーンシート３２及びキャリアフィルム３４ではＸ線が殆ど吸収されない。したがって、シート３０を透過してきたＸ線のエネルギーとシート３０に照射したＸ線のエネルギーとの差は、内部電極３６において吸収されたＸ線のエネルギーとみなすことができる。これにより、算出部１８は、これらのエネルギーの差を用いて、内部電極３６の厚みを算出することができる。その結果、測定装置１２及び測定方法では、１つの照射部１４によって、内部電極３６の厚みを算出することが可能となり、装置の製造コストが低減される。
【００２８】
また、測定装置１２及び測定方法では、照射部１４が照射するＸ線のエネルギーの大きさは、以下に説明するように、定常状態のＮｉのエネルギー準位の大きさの１．０１倍以上１．２倍以下であることが好ましい。より詳細には、図４に示すように、定常状態のＮｉのエネルギー準位よりもＸ線のエネルギーがはるかに大きくなると、吸収されるＸ線のエネルギーが大きく減少する。そのため、照射部１４が照射したＸ線のエネルギーと検出部１６が検出したＸ線のエネルギーとの差が小さくなってしまう。その結果、内部電極３６の厚みを正確に算出することが困難になってしまう。以上より、照射部１４が照射するＸ線のエネルギーの大きさは、定常状態のＮｉのエネルギー準位の大きさの１．０１倍以上１．２倍以下であることが好ましい。
【００２９】
また、Ｘ線が照射される所定領域（ビームスポット）には、複数の内部電極３６が含まれている。すなわち、所定領域には、内部電極３６が設けられている部分と内部電極３６が設けられていない部分とが存在している。内部電極３６が設けられていない部分では、Ｘ線は殆ど吸収されずに透過する。したがって、所定領域を透過したＸ線のエネルギーは、所定領域の全体に内部電極３６が設けられている場合に該所定領域を透過したＸ線のエネルギーよりも高くなる。そこで、測定装置１２及び測定方法では、算出部１８は、式（１）に示すように、（Ｉ０−Ｉ１）（内部電極３６により吸収されたエネルギー）に対して、Ｓ１／Ｓ０を掛けている。これにより、（Ｉ０−Ｉ１）×Ｓ１／Ｓ０は、所定領域の全体に内部電極３６が設けられている場合に該所定領域を透過したＸ線のエネルギーとなる。その結果、算出部１８は、（Ｉ０−Ｉ１）×Ｓ１／Ｓ０に対してαを掛けることによって、内部電極３６の厚みＴを算出することが可能となる。以上より、測定装置１２及び測定方法では、Ｘ線を小さなビームスポットに集光して内部電極３６のみに正確に照射する必要がなくなる。
【００３０】
また、印刷装置１０では、決定部２０は、算出した内部電極３６の厚みに基づいて、印刷部２４の印刷条件を決定している。したがって、測定装置１０は、より精度よく内部電極３６を形成することが可能となる。
【００３１】
（その他の実施形態）
本発明に係る測定装置及び測定方法は、前記実施形態に係る測定装置１２及び測定方法に限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
【００３２】
例えば、内部電極３６が含有している金属は、Ｎｉに限らず、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ等であってもよい。
【００３３】
また、セラミックグリーンシート３２は、１層であるとしたが、複数層であってもよい。すなわち、測定装置１２及び測定方法は、複数のセラミックグリーンシート３２が積層された積層体内の内部電極３６の厚みを測定することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明は、測定装置及び測定方法に有用であり、特に、装置の製造コストを低減できる点において優れている。
【符号の説明】
【００３５】
１０  印刷装置
１２  測定装置
１４  照射部
１６  検出部
１８  算出部
２０  決定部
２２  制御部
２４  印刷部
３０  シート
３２  セラミックグリーンシート
３４  キャリアフィルム
３６  内部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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