(57)【要約】【課題】膜厚測定において、広い面積を高速且つ高精度に測定する。【解決手段】搬送される基材上の膜の膜厚を測定する膜厚測定装置１００であって、膜の基準測定点から実測データを取得した場合、当該実測データを、予め設定された第１の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する第１算出手段（ＣＰＵ６１，第１算出プログラム６３２）と、第１算出手段により算出した膜厚に基づいて、第１の膜厚測定範囲より狭い第２の膜厚測定範囲を設定する設定手段（ＣＰＵ６１，設定プログラム６３３）と、膜の非基準測定点から実測データを取得した場合、当該実測データを、第２の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する第２算出手段（ＣＰＵ６１，第２算出プログラム６３４）と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される基材上に形成された膜の膜厚を測定する膜厚測定装置であって、
前記膜に光を照射し、前記膜からの反射光又は透過光から波長スペクトルの実測データを取得する測定手段と、
前記測定手段により前記膜の所定の基準測定点から前記実測データを取得した場合、当該実測データを、予め設定された第１の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する第１算出手段と、
前記第１算出手段により算出した膜厚に基づいて、前記第１の膜厚測定範囲より狭い第２の膜厚測定範囲を設定する設定手段と、
前記測定手段により前記膜の前記基準測定点以外の測定点である非基準測定点から前記実測データを取得した場合、当該実測データを、前記第２の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する第２算出手段と、
を備えることを特徴とする膜厚測定装置。
【請求項２】
前記測定手段は、
前記膜に対向し、前記膜に光を照射すると共に前記膜からの反射光を受光するプローブと、
前記プローブを前記基材の搬送方向と直交する方向に沿って往復移動させる駆動部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の膜厚測定装置。
【請求項３】
前記測定手段は、
前記膜に対向し、前記膜に光を照射すると共に前記膜からの反射光を受光するプローブを複数備え、
前記複数のプローブは、前記基材の搬送方向と直交する方向に沿って所定間隔毎に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の膜厚測定装置。
【請求項４】
前記基準測定点での前記実測データの取得時に、前記非基準測定点で取得する前記実測データのゼロ点位置を補正するための補正値を取得するとともに、
前記非基準測定点で前記実測データを取得した場合に、前記補正値を用いて当該実測データの補正を行う補正手段を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の膜厚測定装置。
【請求項５】
前記第１算出手段及び前記第２算出手段は、カーブフィッティング法により膜厚を算出することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の膜厚測定装置。
【請求項６】
前記測定手段は、波長スペクトルからＲ、Ｇ、Ｂ信号を前記実測データとして出力するラインＣＣＤを備え、
前記第１算出手段及び前記第２算出手段は、前記理論データとして予め記憶されたＲ、Ｇ、Ｂ情報と膜厚との相関テーブルを参照することにより、膜厚を算出することを特徴とする請求項１に記載の膜厚測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の膜厚測定装置を用いた膜厚測定方法であって、
前記膜の前記基準測定点に光を照射し、前記膜からの反射光又は透過光から波長成分のスペクトルの実測データを取得する第１測定工程と、
前記第１測定工程により取得した前記基準測定点の前記実測データを、前記第１の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する第１算出工程と、
前記第１算出工程により算出した膜厚に基づいて、前記第２の膜厚測定範囲を設定する設定工程と、
前記膜の前記非基準測定点に光を照射し、前記膜からの反射光又は透過光から波長成分のスペクトルの実測データを取得する第２測定工程と、
前記第２測定工程により取得した前記非基準測定点の前記実測データを、前記第２の膜厚測定範囲から得られる理論データと比較して膜厚を算出する第２算出工程と、
を有することを特徴とする膜厚測定方法。
【請求項８】
前記膜の前記基準測定点での前記実測データの取得時において、前記非基準測定で取得する前記実測データのゼロ点位置を補正するための補正値を取得する補正値取得工程と、
前記非基準測定で前記実測データを取得した後、前記補正値を用いて当該実測データの補正を行う補正工程と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の膜厚測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚測定装置及び膜厚測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子や太陽電池等に代表される大面積の電子デバイスの需要が拡大している。
かかる電子デバイスは、基材上に機能性薄膜が複数積層された多層膜を備えているが、多層膜の各層の厚さは、発光効率や受光効率等、電子デバイスの性能を大きく左右すると共に、物理的強度、ガスバリア性、接着性等の性質にも影響を与えるため、多層膜の品質管理を行うのに各層の厚さを測定することは重要である。
【０００３】
従来、膜厚測定方法として、測定対象物である薄膜に光を照射し、その薄膜からの反射光を、分光フィルター等を備えた受光部に導いて複数の波長成分に分光して抽出し、これらの波長成分毎の反射の度合を示す反射スペクトルの実測波形と、薄膜の膜厚が所定値である場合の理論上の反射スペクトルの理論波形とを順に比較するカーブフィッティング法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、予め計算により求めた多数の反射率データを記憶しておき、記憶された反射率データの中から測定された分光反射率の波長に応じた反射率データを選択して、当該選択され反射率データと測定された分光反射率とに基づいて薄膜の厚さを求める手法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４０７２６号公報
【特許文献２】特開平２−１７９４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の手法は、高精度な測定が可能であるものの、広い面積の測定を行うには測定時間がかかり過ぎるという問題があった。また、特許文献２の方法は、カーブフィッティング法と比べて測定時間は早いものの、高精度な測定を行うことができないという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、広い面積を高速且つ高精度に測定することのできる膜厚測定装置及び膜厚測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、
搬送される基材上に形成された膜の膜厚を測定する膜厚測定装置であって、
前記膜に光を照射し、前記膜からの反射光又は透過光から波長スペクトルの実測データを取得する測定手段と、
前記測定手段により前記膜の所定の基準測定点から前記実測データを取得した場合、当該実測データを、予め設定された第１の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する第１算出手段と、
前記第１算出手段により算出した膜厚に基づいて、前記第１の膜厚測定範囲より狭い第２の膜厚測定範囲を設定する設定手段と、
前記測定手段により前記膜の前記基準測定点以外の測定点である非基準測定点から前記実測データを取得した場合、当該実測データを、前記第２の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する第２算出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の膜厚測定装置において、
前記測定手段は、
前記膜に対向し、前記膜に光を照射すると共に前記膜からの反射光を受光するプローブと、
前記プローブを前記基材の搬送方向と直交する方向に沿って往復移動させる駆動部と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の膜厚測定装置において、
前記測定手段は、
前記膜に対向し、前記膜に光を照射すると共に前記膜からの反射光を受光するプローブを複数備え、
前記複数のプローブは、前記基材の搬送方向と直交する方向に沿って所定間隔毎に設置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の膜厚測定装置において、
前記基準測定点での前記実測データの取得時に、前記非基準測定点で取得する前記実測データのゼロ点位置を補正するための補正値を取得するとともに、
前記非基準測定点で前記実測データを取得した場合に、前記補正値を用いて当該実測データの補正を行う補正手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の膜厚測定装置において、
前記第１算出手段及び前記第２算出手段は、カーブフィッティング法により膜厚を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の膜厚測定装置において、
前記測定手段は、波長スペクトルからＲ、Ｇ、Ｂ信号を前記実測データとして出力するラインＣＣＤを備え、
前記第１算出手段及び前記第２算出手段は、前記理論データとして予め記憶されたＲ、Ｇ、Ｂ情報と膜厚との相関テーブルを参照することにより、膜厚を算出することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、
請求項１〜６の何れか一項に記載の膜厚測定装置を用いた膜厚測定方法であって、
前記膜の前記基準測定点に光を照射し、前記膜からの反射光又は透過光から波長成分のスペクトルの実測データを取得する第１測定工程と、
前記第１測定工程により取得した前記基準測定点の前記実測データを、前記第１の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する第１算出工程と、
前記第１算出工程により算出した膜厚に基づいて、前記第２の膜厚測定範囲を設定する設定工程と、
前記膜の前記非基準測定点に光を照射し、前記膜からの反射光又は透過光から波長成分のスペクトルの実測データを取得する第２測定工程と、
前記第２測定工程により取得した前記非基準測定点の前記実測データを、前記第２の膜厚測定範囲から得られる理論データと比較して膜厚を算出する第２算出工程と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の膜厚測定方法において、
前記膜の前記基準測定点での前記実測データの取得時において、前記非基準測定で取得する前記実測データのゼロ点位置を補正するための補正値を取得する補正値取得工程と、
前記非基準測定で前記実測データを取得した後、前記補正値を用いて当該実測データの補正を行う補正工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基準測定点の測定時においては、実測データを予め設定された第１の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出し、非基準測定点の測定時においては、実測データを第１の膜厚測定範囲より狭い第２の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する。
このため、基準測定点以外で膜厚の算出にかかる時間を大幅に短縮することができ、測定を全体として高速化することができる。
また、測定を全体として高速化することができるので測定点数を増やすことが可能となり、膜厚分布を求めることができることとなって、精度の良い品質管理が可能となる。
よって、膜厚測定において、広い面積を高速且つ高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る膜厚測定装置を示す模式図である。
【図２】図１の膜厚測定装置の測定対象である膜の断面模式図である。
【図３】図１の膜厚測定装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】プローブの動作を説明するための図である。
【図５】第１の膜厚測定範囲を用いた場合の実測データと理論データを示す一例である。
【図６】第２の膜厚測定範囲を用いた場合の実測データと理論データを示す一例である。
【図７】実測データを補正した状態を示す一例である。
【図８】本発明に係る膜厚測定方法を示すフローチャートである。
【図９】基材を枚葉状にした場合の膜厚測定装置を示す一例である。
【図１０】変形例１の膜厚測定装置の制御構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の膜厚測定装置の測定部を説明するための図である。
【図１２】変形例２の膜厚測定装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１８】
＜膜厚測定装置＞
先ず、本発明の実施形態に係る膜厚測定装置１００について説明する。
膜厚測定装置１００は、図１に示すように、長尺な基材Ｋをロール・ツー・ロール方式により連続搬送している過程において、図示しない成膜部により基材Ｋ上に形成される膜１０の膜厚を測定する装置である。
即ち、膜厚測定装置１００は、基材Ｋ上に膜１０が形成されると、後述する膜厚測定処理を実行してその膜１０の厚さを測定する。
なお、以下の説明において、基材Ｋの幅方向をＸ方向とし、基材Ｋの搬送方向をＹ方向とする。
【００１９】
ここで、膜厚測定装置１００の測定対象である膜１０について説明する。
膜１０は、図１に示すように、長尺な基材Ｋの長手方向（Ｙ方向）に延在した平面視略長方形状をなしており、基材Ｋ上にＹ方向に沿って所定間隔毎に設けられている。
なお、膜１０の形状や寸法は適宜設定されるものであって、膜１０の形状や寸法に応じて当該膜１０の基材Ｋ上の配置も設定される。
【００２０】
かかる膜１０は、例えば、有機エレクトロルミネッセンスパネルや有機薄膜太陽電池などの電子デバイスに備えられるものである。
膜１０は、図２に示すように、基材Ｋ上に、複数の薄膜（第一層１０１〜第Ｎ層１０Ｎ）が積層されて成る透明体或いは半透明体の多層膜である。
膜１０を構成する各層（第一層１０１〜第Ｎ層１０Ｎ）は、基材Ｋが搬送方向（Ｙ方向）に沿ってロール・ツー・ロール方式により連続搬送される過程において、図示しない成膜部による塗布、蒸着、またはスパッタリング等の方法により基材Ｋ上に成膜・積層される。
膜厚測定装置１００は、膜１０を構成する各層が形成されるたびに、その形成された層の厚さを測定することが可能である。
【００２１】
また、基材Ｋとしては、例えば、樹脂フィルム、ガラス等であって、特に、可撓性を有する長尺な材料が用いられる。
【００２２】
膜厚測定装置１００は、図３に示すように、基材Ｋを連続搬送する搬送部２０と、搬送部２０を駆動する搬送制御部３０と、基材Ｋ上の膜１０の厚さ測定を行う測定部４０と、膜厚測定装置１００の動作を統括的に制御する制御部６０と、表示部７０と、操作部８０と、データベース９０等を備えている。
【００２３】
搬送部（搬送手段）２０は、例えば、搬送方向の上流側に配置された繰出ロール２１と、搬送方向の下流側に配置された巻取ロール２２とを有し、基材Ｋを繰出ロール２１から繰り出して常時一定速度にて搬送し、巻取ロール２２にて巻き取る構成となっている。
なお、本実施形態においては、搬送部２０は、基材Ｋ上に膜を一層形成する度に基材Ｋを繰出ロール２１から巻き出して巻取ロール２２にて巻き取るようになっている。つまり、基材Ｋ上の薄膜に更に膜を積層する場合には、再度、基材Ｋを繰出ロール２１から巻き出すこととなる。
なお、基材Ｋの搬送速度は、例えば、０．１〜１００ｍ／ｍｉｎであって、好ましくは０．１〜１０ｍ／ｍｉｎ、さらに好ましくは、０．１〜５ｍ／ｍｉｎである。
【００２４】
また、繰出ロール２１と及び巻取ロール２２の間には、搬送された基材Ｋを表面で支持するガイドロール２３が設けられている。なお、ガイドロール２３の表面は反射防止処理が施されている。
搬送された基材Ｋは、ガイドロール２３の表面で支持されることで、平滑性が維持された状態となっている。
【００２５】
搬送制御部３０は、図示しないモーターを備え、制御部６０の制御によって、モーターを駆動して繰出ロール２１、巻取ロール２２、及びガイドロール２３を回転駆動させる。
【００２６】
測定部４０は、図４に示すように、光ファイバケーブル４１により、投光部４２と受光部４３とがプローブ４４に接続されて構成されている。
また、測定部４０は、ガイドロール２３で支持された状態の基材Ｋ上の膜１０に対して測定を行っている。これにより、より安定した状態の膜１０を測定できるので、測定値にばらつきが生じるのを防止することができる。
【００２７】
光ファイバケーブル４１は、光ファイバが複数本束ねられたもので、その一端がプローブ４４に接続され、所定位置において投光用の光ファイバを集めたケーブル４１ａと受光用の光ファイバを集めたケーブル４１ｂとに分けられて、投光部４２及び受光部４３にそれぞれ接続されている。
【００２８】
投光部４２は、例えば、出力波長の特性が異なる複数のＬＥＤと、透過特性の異なるダイクロイックミラーと、集光用のレンズと（何れも図示省略）等が組み込まれた光源を備えている。
投光部４２からの光は、光ファイバケーブル４１ａを介してプローブ４４の先端から測定対象である膜１０の表面に照射される。この光は、膜１０の表面および膜１０を構成する各層の境界面において反射するもので、その反射光はプローブ４４に入射した後に、光ファイバケーブル４１ｂを介して受光部４３に導入される。
【００２９】
受光部４３は、例えば、シャッター４３ａ、分光フィルター４３ｂ、等を備えて構成される。
シャッター４３ａは、制御部６０の制御に応じて所定タイミングで閉状態とされ、分光フィルター４３ｂへ導入される光を遮光する。
分光フィルター４３ｂは、受光部４３に導入されてきた反射光を波長成分に分光する。
【００３０】
プローブ４４は、円筒状のケース体内に集光用の対物レンズ（図示省略）などを組み込んで成るもので、膜１０の表面から所定距離だけ上方の位置において、レンズ面を膜１０の表面に対向させた状態で設置される。
投光部４２からの光は、光ファイバケーブル４１ａを介してプローブ４４より膜１０の表面に照射され、その照射光に対する膜１０からの反射光が、プローブ４４より光ファイバケーブル４１ｂを介して受光部４３に導入される。
【００３１】
このプローブ４４には、当該プローブ４４を膜１０の幅方向（Ｘ方向）に沿って往復移動させる駆動部５０が接続されている。
駆動部５０は、図示しないモーターを備え、制御部６０の制御によって、モーターを駆動してプローブ４４を所定速度で往復移動させる。
【００３２】
このため、プローブ４４は、Ｙ方向に連続搬送される基材Ｋの上方をＸ方向に沿って往復移動しつつ所定タイミング毎に厚さ測定を実行することで、１つの膜１０に対して複数の測定点で測定を行うこととなる。
複数の測定点は、予め設定された所定の基準測定点Ａと、基準測定点Ａ以外の測定点である非基準測定点Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・）とに分類される。
本実施形態においては、１つの膜１０に対する最初の測定点が基準測定点Ａであり、それ以降の測定点を非基準測定点Ｂとしている。
具体的には、図４に示すように、プローブ４４はＸ方向に移動を開始した後、所定タイミングとなると膜１０の最初の測定を行う。この測定点が基準測定点Ａとなる。
その後、プローブ４４は引き続きＸ方向に移動するが、この間に基材ＫもＹ方向に搬送されているため、基準測定点ＡよりＸ方向及びＹ方向に所定距離ずつずれた位置にて次の測定を行う。この測定点は非基準測定点Ｂ（Ｂ１）である。
以後、同様にして、プローブ４４は、複数の測定点で測定を順次実行していく。これ以降の測定点は、非基準測定点Ｂ（Ｂ２、Ｂ３、・・・）である。
【００３３】
制御部６０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、ＲＡＭ（Random Access Memory）６２、記憶部６３等を備えて構成される。
【００３４】
ＣＰＵ６１は、記憶部６３に格納された処理プログラム等を読み出して、ＲＡＭ６２に展開して実行することにより、膜厚測定装置１００全体の制御を行う。
【００３５】
ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１により実行された処理プログラム等を、ＲＡＭ６２内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
【００３６】
記憶部６３は、例えば、プログラムやデータ等を記憶する記録媒体（図示省略）を有しており、この記録媒体は、半導体メモリー等で構成されている。
また、記憶部６３は、ＣＰＵ６１が膜厚測定装置１００全体を制御する機能を実現させるための各種データ、各種処理プログラム、これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。
具体的には、記憶部６３には、測定プログラム６３１、第１算出プログラム６３２、設定プログラム６３３、第２算出プログラム６３４、補正プログラム６３５、一時メモリー６３６等が格納されている。
【００３７】
測定プログラム６３１は、膜１０からの反射光から波長成分のスペクトルの実測データを取得する機能を、ＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的に、ＣＰＵ６１は、測定プログラム６３１を実行することにより、所定タイミングで測定部４０のプローブ４４から膜１０に対して光を照射させると共にその反射光を受光させる。そして、分光フィルター４３ｂによって反射光が波長成分に分光されると、波長成分毎の反射率を示す分光反射スペクトル（図５、図６の実線）を実測データとして取得する。
ＣＰＵ６１は、かかる測定プログラム６３１を実行することで、測定部４０とともに測定手段として機能している。
【００３８】
第１算出プログラム６３２は、測定手段により膜１０の基準測定点Ａから実測データを取得した場合、当該実測データを、予め設定された第１の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する機能を、ＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的には、ＣＰＵ６１は、第１算出プログラム６３２を実行することにより、実測した分光反射スペクトルと、膜１０の膜厚をある所定値に想定したときの理論上の分光反射スペクトル（理論データ）とを比較するカーブフィッティング法を実行する。
このとき、理論上の分光反射スペクトル（理論データ）は、第１の膜厚測定範囲に基づき作成される。
第１の膜厚測定範囲は、例えば、膜１０の成膜時に設定された設計値を基準に、製品規格として許容できるバラつき範囲を考慮して設定された範囲となっている。
例えば、設計値の膜厚をｄ１［ｎｍ］、製品規格として許容できるバラつき範囲をα１［ｎｍ］とした場合、第１の膜厚測定範囲は（ｄ１±α１／２［ｎｍ］）で表される。
ＣＰＵ６１は、この第１の膜厚測定範囲内に含まれる膜厚値に対応する理論上の分光反射スペクトルを作成して実測データと順次比較し、近似度の高いものを選択して膜厚を算出する。
この膜厚測定範囲が広いと理論データが増えるので、膜厚算出に時間を要することとなる。
ＣＰＵ６１は、かかる第１算出プログラム６３２を実行することで、第１算出手段として機能している。
【００３９】
設定プログラム６３３は、第１算出プログラム６３２の実行により算出した膜厚に基づいて、第１の膜厚測定範囲より狭い第２の膜厚測定範囲を設定する機能を、ＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
第２の膜厚測定範囲は、後述の第２算出プログラム６３４の実行に際して用いられるものである。
第２の膜厚測定範囲は、上記した第１算出プログラム６３２の実行により算出した膜厚を基準に、例えば、成膜工程により経験的に定まるバラつき範囲を考慮して設定された範囲となっている。
なお、一般に、成膜工程により定まるバラつき範囲は、製品規格として許容できるバラつき範囲より大変狭いものである。
例えば、第１算出プログラム６３２の実行により算出した膜厚をｄ２［ｎｍ］、成膜工程により定まるバラつき範囲をα２（α２＜α１）［ｎｍ］とした場合、第２の膜厚測定範囲はｄ２±α２／２（α２＜α１）［ｎｍ］で表される。
ＣＰＵ６１は、かかる設定プログラム６３３を実行することで、設定手段として機能している。
【００４０】
第２算出プログラム６３４は、測定手段により膜１０の非基準測定点Ｂから実測データを取得した場合、当該実測データを、第２の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する機能を、ＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的には、ＣＰＵ６１は、第２算出プログラム６３４を実行することにより、実測した分光反射スペクトルを、膜１０の膜厚を所定値に想定したときの理論上の分光反射スペクトル（理論データ）と比較するカーブフィッティング法を実行する。
このとき、理論上の分光反射スペクトル（理論データ）は、第２の膜厚測定範囲に基づき作成される。
第２の膜厚測定範囲は、上述したように、ｄ２±α２（α２＜α１）［ｎｍ］として設定される。
このように、非基準測定点Ｂでの測定に第２の膜厚測定範囲を用いることで、第１測定範囲と比較して理論データの数が抑えられるので、膜厚算出にかかる時間を削減できることとなる。
ＣＰＵ６１は、かかる第２算出プログラム６３４を実行することで、第２算出手段として機能している。
【００４１】
ここで、図５に、第１算出プログラム６３２の実行によりカーブフィッティング法を行った場合の、実測データ（実線）と理論データ（破線）の一例を示す。
また、図６に、第２算出プログラム６３４の実行によりカーブフィッティング法を行った場合の、実測データ（実線）と理論データ（破線）の一例を示す。
図５、６において、横軸は波長［ｎｍ］であり、縦軸は反射率［％］である。
図５、図６から、膜厚測定範囲が狭い第２の膜厚測定範囲を用いた場合、容易に近似を行えることがわかる。
なお、例えば、第１の膜厚測定範囲を用いて膜厚算出するのに要する時間に対して、第２の膜厚測定範囲を用いて膜厚算出するのに要する時間が１／１０程度となるように設定することが好ましい。即ち、基準測定点Ａにおける測定時間と比較して、非基準測定点Ｂにおける測定時間を１／１０程度とすることで、測定時間を長時間化させることなく非基準測定点Ｂを増やすことができる。
【００４２】
補正プログラム６３５は、基準測定点Ａでの実測データの取得時に、非基準測定点Ｂで取得する実測データのゼロ点位置を補正するための補正値を取得するとともに、非基準測定点Ｂで実測データを取得した場合に、補正値を用いて当該実測データの補正を行う機能を、ＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
【００４３】
具体的には、ＣＰＵ６１は、プローブ４４が基準測定点Ａに達すると、補正プログラム６３５を実行することにより、受光部４３のシャッター４３ａを閉状態として補正用スペクトルの取得を行う。次に、ＣＰＵ６１は、取得した補正用スペクトルを、予め記憶された基準スペクトルと比較し、その差を補正値として一時メモリー６３６に記憶する。
なお、このように補正値を取得した後、受光部４３のシャッター４３ａが開状態とされ、基準測定点Ａの実測データ（分光反射スペクトル）の取得が実行される。
また、ＣＰＵ６１は、補正プログラム６３５を実行することにより、非基準測定点Ｂで実測データを取得した場合に、一時メモリー６３６に記憶された補正値を用いて当該実測データの補正を行う。
なお、プローブ４４から照射される光の光量が異なる場合も誤差が発生するため、プローブ４４を膜１０に対向させない状態で測定を行って、基準となるデータと比較してその差を補正値として実測データを補正することとしても良い。
【００４４】
ここで、図７に、取得した実測データ（破線）と、補正後の実測データ（実線）の一例を示す。図７において、横軸は波長［ｎｍ］であり、縦軸は反射率［％］である。
図７は、補正値βを用いて実測データを補正した場合を例示している。
これにより、非基準測定点Ｂの測定時に測定を中断することなく、実測データのゼロ点位置を補正することができることとなる。
ＣＰＵ６１は、かかる補正プログラム６３５を実行することで、補正手段として機能している。
【００４５】
一時メモリー６３６は、膜厚測定処理において取得及び算出したデータを格納する。
具体的には、一時メモリー６３６は、基準測定点Ａ及び非基準測定点Ｂの測定により取得した実測データ、基準測定点Ａ及び非基準測定点Ｂにて算出された膜１０の膜厚、非基準測定点Ｂの厚さ算出に用いる第２の膜厚測定範囲、補正値、等を格納する。
また、一時メモリー６３６には、測定対象ロットの全ての膜厚測定処置が終了するまで当該膜厚測定処置にて取得及び算出した上記の全データが記憶され、ロットの変更に応じて当該データが上書き或いは消去されるようになっている。
【００４６】
表示部７０は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニタを備えて構成されており、制御部６０から入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示する。
例えば、表示部７０には、測定部４０により取得した実測データの画像や、当該実測データと理論データとをフィッティングさせた画像等が表示される。
【００４７】
操作部８０は、例えば、キーボードやマウス等を備えて構成されており、ユーザーが、厚さ測定処理に関する各種条件やデータを入力する際などに利用される。
ユーザーは操作部８０を操作することで、例えば、第１の膜厚測定範囲を設定する際の設計値ｄ１、バラツキ量α１や、第２の膜厚測定範囲を設定する際のバラツキ量α２を入力する。
【００４８】
データベース９０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成され、複数ロットの膜厚測定処理を実行した場合にも、当該複数ロットの膜厚測定処理にて取得及び算出した全データを保存可能な大容量のデータベースである。
即ち、データベース９０には、一時メモリー６３６と同一なデータが格納されており、一時メモリー６３６ではロット変更時にデータが上書き或いは消去されるのに対し、データベース９０ではロットが変更されてもデータが上書きや消去されることなく、蓄積されていく。
従って、例えばデータ破損時等、必要に応じてデータベース９０を参照し、データの復元を行うことができる。
【００４９】
＜膜厚測定方法＞
次に、本発明の実施形態に係る膜厚測定方法について図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
なお、膜厚測定方法の前提として、繰出ロール２１、巻取ロール２２、及びガイドロール２３が回転し、その上面に膜１０の形成された基材Ｋが搬送されていることとする。
【００５０】
先ず、ステップＳ１において、制御部６０は、膜１０の基準測定点Ａの測定（膜１０に対する最初の測定）か否かを判断し、基準測定点Ａの測定の場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）には、後述のステップＳ２に移行し、基準測定点Ａの測定でない場合（ステップＳ１：ＮＯ）には、後述のステップＳ６に移行する。
【００５１】
次いで、ステップＳ２において、制御部６０は、基準測定点Ａにおいて補正値を取得する（補正値取得工程）
【００５２】
次いで、ステップＳ３において、制御部６０は、基準測定点Ａにて測定を行って実測データ（図５の実線）を取得する（第１測定工程）。
【００５３】
次いで、ステップＳ４において、制御部６０は、基準測定点Ａにおける実測データと、第１の膜厚測定範囲に対応した理論データとを比較して（図５参照）、膜１０の膜厚を算出する（第１算出工程）。
【００５４】
次いで、ステップＳ５において、制御部６０は、第１の膜厚測定範囲より狭い第２の膜厚測定範囲を設定する（設定工程）。
【００５５】
次いで、ステップＳ６において、制御部６０は、非基準測定点Ｂにて測定を行って実測データ（図６の実線）を取得する（第２測定工程）。
【００５６】
次いで、ステップＳ７において、制御部６０は、上記ステップＳ２において取得した補正値を用いて、上記ステップＳ６にて取得した非基準測定点Ｂの実測データの補正を行う（補正工程）。
【００５７】
次いで、ステップＳ８において、制御部６０は、非基準測定点Ｂにおける実測データと、第２の膜厚測定範囲に対応した理論データとを比較して（図６参照）、膜１０の膜厚を算出する（第２算出工程）。第２算出工程にかかる所要時間は、第１算出工程と比較して１／１０程度となる。
【００５８】
次いで、ステップＳ９において、制御部６０は、全ての測定が終了したか否かを判断し、全ての測定が終了していないと判断した場合には（ステップＳ９：ＮＯ）、上記ステップＳ１に移行し、以降の処理を繰り返す。
一方、全ての測定が終了したと判断した場合には（ステップＳ９：ＹＥＳ）、制御部６０は、本処理を終了する。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、基準測定点Ａの測定時においては、実測データを、予め設定された第１の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出し、非基準測定点Ｂの測定時においては、実測データを、第１の膜厚測定範囲より狭い第２の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する。
このため、基準測定点Ａ以外で膜１０の膜厚算出にかかる時間を大幅に短縮することができ、膜１０に対する測定を全体として高速化することができる。
また、膜１０に対する測定を全体として高速化することができるので測定点数を増やすことが可能となり、膜厚分布を求めることができることとなって、精度の良い品質管理が可能となる。
よって、膜１０の膜厚測定において、広い面積を高速且つ高精度に測定することができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、測定部４０は、膜１０に対向し、当該膜１０に光を照射すると共に膜１０からの反射光を受光するプローブ４４と、プローブ４４を基材Ｋの搬送方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に沿って往復移動させる駆動部５０と、を備えている。
このため、プローブ４４の数を最小限に抑えることができるので、低コスト化を実現することができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、第１算出手段及び第２算出手段は、カーブフィッティング法により膜厚を算出する。
このため、高精度な測定を行うことができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、基準測定点Ａでの実測データの取得時に、非基準測定点Ｂで取得する実測データのゼロ点位置を補正するための補正値を取得するとともに、非基準測定点Ｂで実測データを取得した場合に、補正値を用いて当該実測データの補正を行う。
このため、非基準測定点Ｂでの測定時に、測定を中断することなくゼロ点補正を行うことができ、高速且つ高精度に測定することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態においては、ガイドロール２３で支持された状態の基材Ｋ上の膜１０に対して測定を行っているが、基材Ｋ上の膜１０が、ガイドロール２３で支持されていない状態で測定することも可能である。
【００６４】
また、上記実施形態においては、膜１０に光を照射して得られる反射光を利用して実測データを取得する構成を例示して説明しているが、反射光の代わりに、透過光を利用する構成としても良い。
【００６５】
また、上記実施形態においては、１つの膜１０に対する最初の測定点を基準測定点Ａとし、それ以降の測定点を非基準測定点Ｂとして説明したが、基準測定点Ａの数を増やすことも可能である。
例えば、Ｙ方向に所定間隔毎に基準測定点Ａを設けることとしても良い。このようにすることで、より高精度な測定を行うことができる。
また、基準測定点Ａの測定以降、非基準測定点Ｂの測定時には基材Ｋの搬送速度を速めることとしてもよい。このようにすることで、より高速な測定を行うことができる。
【００６６】
また、上記実施形態においては、長尺な基材Ｋをロール・ツー・ロール方式により連続搬送している過程において、基材Ｋ上に形成される膜１０の膜厚を測定する構成を例示して説明したが、基材Ｋの形状はこれに限定されず、例えば、図９に示すように、所定サイズの枚葉状等とすることも可能である。
この場合、枚葉状の基材Ｋは、図示しない搬送アクチュエータにより搬送方向（Ｙ方向）に沿って移動可能に構成された搬送台２４の上面に載置され、この状態で搬送アクチュエータが駆動されることにより、当該基材ＫはＹ方向に搬送される。
【００６７】
＜変形例１＞
次に、本発明に係る厚さ測定装置の変形例１について説明する。
変形例１の膜厚測定装置１００Ａは、図１０、１１に示すように、測定部４０Ａは複数のプローブ４４を備え、複数のプローブ４４は、基材Ｋの搬送方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に沿って所定間隔毎に固定設置されている。なお、プローブ４４の数は適宜設定可能である。
また、本変形例１においては、各プローブ４４の膜１０に対する最初の測定点が基準測定点Ａであり、それ以降の測定点を非基準測定点Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・）としている。
制御部６０Ａは、基準測定点Ａの測定においては、実測データを、第１の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出し、非基準測定点Ｂの測定においては、実測データを、第２の膜厚測定範囲に対応した理論データと比較して膜厚を算出する。
【００６８】
従って、変形例１においても、基準測定点Ａ以外で膜厚算出にかかる時間を大幅に短縮することができ、また、測定点数を増やして膜厚分布を求めることができるので、膜１０の厚さ測定において、広い面積を高速且つ高精度に測定することができる。
【００６９】
＜変形例２＞
次に、本発明に係る厚さ測定装置の変形例２について説明する。
変形例２の膜厚測定装置１００Ｂは、図１２に示すように、測定部４０ＢにラインＣＣＤ４５を備える構成である。
ラインＣＣＤ４５は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ専用のＣＣＤ素子が平行に配置され、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の３原色信号を出力するカラーラインＣＣＤカメラが用いられる。
ラインＣＣＤ４５は、光源４６より光の照射された膜１０からの反射光に基づき波長スペクトルからＲ、Ｇ、Ｂ信号を実測データとして出力する。
そして、膜厚測定装置１００Ｂにおいては、Ｒ、Ｇ、Ｂ情報と膜厚との相関テーブルを理論データとして予め記憶させておき、当該相関テーブルを参照することにより、出力したＲ、Ｇ、Ｂ信号に対応する膜厚を求めるようになっている。
このとき、非基準測定点Ｂの測定時の相関テーブルの参照範囲（第２の膜厚測定範囲）は、基準測定点Ａの測定時の測定時の相関テーブルの参照範囲（第１の膜厚測定範囲）より狭い範囲が設定される。
これにより、変形例２においても、基準測定点Ａ以外で膜厚算出にかかる時間を大幅に短縮することができ、また、測定点数を増やして膜厚分布を求めることができるので、膜１０の厚さ測定において、広い面積を高速且つ高精度に測定することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１００、１００Ａ、１００Ｂ  厚さ測定装置
１０  膜体
Ａ  基準測定点
Ｂ  非基準測定点
２０  搬送部
３０  搬送制御部
４０、４０Ａ、４０Ｂ  測定部（測定手段）
４１  光ファイバケーブル
４２  投光部
４３  受光部
４３ａ  シャッター
４３ｂ  分光フィルター
４４  プローブ
４５  ラインＣＣＤ
５０  駆動部
６０  制御部
６１  ＣＰＵ（測定手段、第１算出手段、設定手段、第２算出手段、補正手段）
６２  ＲＡＭ
６３  記憶部
６３１  測定プログラム（測定手段）
６３２  第１算出プログラム（第１算出手段）
６３３  設定プログラム（設定手段）
６３４  第２算出プログラム（第２算出手段）
６３５  補正プログラム（補正手段）
６３６  一時メモリー
７０  表示部
８０  操作部
９０  データベース
Ｋ  基材
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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