株式会社スペクトラ・コープ

分光分析の可能性を広げる、スペクトラ・コープはCarl Zeiss社製分光器の日本代理店です。

膜厚算出方法

(図1)

(図1)のような屈折率の基板上に厚みd、屈折率n1の膜があると仮定する。
この膜に、空気中(屈折率n0)から光が入射する事を考える。
光は膜表面で反射する成分と、膜内を通過し基板表面にて反射する成分があり、そのうち更に、膜外に出て行く成分が考えられる。これが光の反射光としてとらえられる。
光が波動である事から、これらの反射成分はお互いに干渉しあう事となる。
入射光が基板に垂直に入射する事を考えると、この干渉は絶対膜厚nと厚みdを掛け合わせた光学膜厚ndと波長に依存して弱めあい、また強めあう事になる。
以下の例は、屈折率n=1.7、膜厚2μmの膜が屈折率n=1.5の基板の上に存在する場合の、光干渉の波長依存性の理論計算値である。

(図2)

(図2)のように、波長に依存して光の干渉が確認出来る。
この干渉光の極大値と極小値を交互に発生するため、λ(2m)、λ(2m+1)と表現する。
この時、と表現される。
これらから次数mを消去して、となり、光学膜厚(nd)は干渉の極大、極小より導かれる事がわかる。ここで屈折率nが判明している場合は絶対膜厚nが求められる。
「Handy Lambda Ⅱ Thickness」と「Solid Lambda Thickness」では、この極大・極小を精度良く求める事を行っている。

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