CN103635776B - 形状检查方法、结构物的制造方法以及形状检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能非破坏、精度良好地检查具有凹凸形状的检查对象的形状检查方法、结构物的制造方法以及形状检查装置。本发明的形状检查方法是对表面具有凹凸形状的标准样品和表面具有凹凸形状的检查对象照射光，比较上述标准样品的多个波长的反射率和上述检查对象的上述多个波长的反射率，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状的形状检查方法。

Description

形状检查方法、结构物的制造方法以及形状检查装置

技术领域

本发明涉及形状检查方法、结构物的制造方法以及形状检查装置。更详细地，涉及针对具有微小的凹凸形状的膜、模具、特别是具有蛾眼(Moth－eye：蛾子的眼睛)结构的膜(以下仅称为“蛾眼膜”。)、形成该膜的模具等结构物的形状检查方法、该结构物的制造方法以及形状检查装置。

背景技术

作为具有凹凸形状的结构物，例如可列举具有微小的凹凸形状的膜、用于形成该膜的模具、转印版等，在光学部件、电子设备部件等中被有效利用。特别是在最近，作为具有微小的凹凸形状的膜的蛾眼膜作为发挥特殊的光学特性的光学部件受到关注。因此，作为具有凹凸形状的结构物，蛾眼膜和用于制造该蛾眼膜的模具等的重要性增加。蛾眼膜具有防反射效果，例如，能减少显示装置的表面反射。蛾眼膜通过在膜的表面没有间隙地排列比由防眩性(AG：Anti Glare)膜形成的凹凸图案更微细的可见光波长以下的间隔的凹凸图案，从而使外界(空气)和物体表面的边界的折射率的变化模拟地连续。通过使用这样的蛾眼膜，能与折射率界面无关地使光的大致全部透射，能大致消除该物体的表面的光反射。

对具有这样的微小的凹凸形状的结构物的检查手法进行研究，已知例如基于椭圆偏光仪的非破坏检查方法(例如，参照专利文献1。)。在该非破坏检查中按以下顺序进行，首先，预先利用椭圆偏光仪对各个厚度已知的多个标准样品进行测定，设定解析参数。接着，进行检查对象的基于椭圆偏光仪的测定，对所得到的数据应用解析参数，鉴定检查对象的凹凸形状的凹部的深度。然后，通过检查对象的凹部的深度和基于标准样品的凹部的基准值的比较进行合格与否的判定。

现有技术文献

专利文献

特许第4282500号说明书

发明内容

发明要解决的问题

在具有凹凸形状的结构物中，要求在1个结构物中均匀地形成凹凸形状，或者在多个结构物的制造中稳定地制造凹凸形状。因此，特别是在具有微小的凹凸形状的结构物的制造中，要求简便且精度高的检查手法。例如，以蛾眼膜、用于制造该蛾眼膜的模具作为检查对象的例子，对该检查对象事项和检查手法说明如下。蛾眼膜的加工质量由蛾眼的表面形状(相对于截面单位面积的Al₂O₃占有率)和深度参数决定。作为检查手法，可列举基于目视的检查，例如，在图28中，将检查对象101(蛾眼膜或者模具)设置在检查台102上，通过白色板(背光源用片)103，以入射角相对于检查对象大致处于垂直的方式照射从光源104照射的光。并且，检查者相对于检查对象从大致水平方向目视反射的光，确认色样。检查者一边观看具有上述参数的多个比较样品，一边评估检查对象是否处于多个比较样品的色样的范围内，进行合格与否的判定。关于判定为合格的检查对象，原样地取出。另一方面，对判定为不合适的检查对象，有时破坏检查对象的一部分，用扫描型电子显微镜(SEM：scanningelectron microscope)观察截面，由此进行截面形状的解析。在难以判定合格与否的情况下，由熟练的检查者进行最终判定。

但是，在基于目视的色感的判定中，多数情况难以判定合格与否，且在进行了判定的情况下也不能进行深度、形状的确定，在有可能错误判定的方面有改善的余地。

另一方面，在上述的现有技术中的非破坏检查方法中，不进行检查者的目视判定，因此能排除外部环境的影响。但是，在该非破坏检查中，能进行检查对象的凹部的深度(覆膜厚度)的鉴定，但是在对凹部的底面形状、侧面形状(空缺部体积)鉴定非常困难的方面依然有改善的余地。

本发明是鉴于上述现状完成的，其目的在于提供能非破坏、精度良好地检查具有凹凸形状的检查对象的形状检查方法、结构物的制造方法以及形状检查装置。

用于解决问题的方案

本发明人对能非破坏、精度良好地检查具有凹凸形状的检查对象的形状检查方法、结构物的制造方法以及形状检查装置进行各种研究的结果是，着眼于具有凹凸形状的检查对象的特定波长的光的反射率。并且，发现在特定波长的光的反射率和检查对象的凹凸形状中有相关关系，并且发现通过比较标准样品的多个波长的反射率和检查对象的多个波长的反射率，能非破坏、精度良好地检查具有凹凸形状的检查对象。据此，想到能完美地解决上述问题，达到本发明。本发明的构成和效果的关系具有比现有的非破坏检查方法高的技术上的意义。即，能以低成本、简便且减少测定误差地以高精度确认凹凸形状是什么样的。因此，能在具有凹凸形状的结构物中均匀地形成凹凸形状，或者能在多个结构物的制造中稳定地制造凹凸形状。

即，本发明的一个方面是形状检查方法，对表面具有蛾眼结构的检查对象膜照射光，比较表面具有蛾眼结构的标准样品膜的多个波长的反射率和上述检查对象膜的上述多个波长的反射率，由此在上述检查对象膜的反射率光谱的峰值波长的反射率和底部波长的反射率相对小的情况下，识别为：上述检查对象膜的蛾眼结构的凸部的粗细度比上述标准样品膜的蛾眼结构的凸部的粗细度粗上述形状检查方法的特征在于，上述标准样品膜包括：第一样品，其蛾眼结构的凸部的粗细度设定成规定的上限值；和第二样品，其蛾眼结构的凸部的粗细度设定成规定的下限值，上述形状检查方法包含：第一步骤，分别测定上述第一样品的反射率光谱的峰值波长的反射率和底部波长的反射率，将其记录为第一标准反射率；第二步骤，分别测定上述第二样品的反射率光谱的峰值波长的反射率和底部波长的反射率，将其记录为第二标准反射率；以及第三步骤，测定上述检查对象膜的反射率光谱，根据其峰值波长的反射率和底部波长的反射率是否在上述第一标准反射率和上述第二标准反射率的范围内，判定上述检查对象膜合格与否。

作为上述形状检查方法，只要是必须实施这样的工序(步骤、操作)的手法，并不由其他的工序等特别限定。

以下对上述形状检查方法的优选方式进行说明。此外，以下所示的各种方式能适当组合。

优选上述形状检查方法检查凸部的高度和/或凸部的粗细度。由此，将结构物的凹凸形状作为2个参数处理，能简便且可靠地把握结构物的凹凸形状，其结果是，能对结构物的光学特性等特性、质量可靠地进行管理等。

优选上述多个波长均包含于规定的波长范围，比较上述标准样品的上述规定的波长范围内的反射率光谱和上述检查对象的上述规定的波长范围内的反射率光谱，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状(以下也称为第1方式的形状检查方法。)。由此，能精度良好地检查检查对象的凹凸形状。

在第1方式的形状检查方法中，当列举优选实施方式时，成为如下的(1)～(4)。如上所述，这些(1)～(4)的优选实施方式可以分别单独实施，也可以将多个实施方式适当地组合实施。

(1)优选比较上述标准样品的上述反射率光谱的峰值波长和上述检查对象的上述反射率光谱的峰值波长，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的峰值波长和检查对象的峰值波长的不同，精度更好地检查检查对象的凹凸形状。

(2)优选比较上述标准样品的上述反射率光谱的峰值波长的反射率和上述检查对象的上述反射率光谱的峰值波长的反射率，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的峰值波长的反射率和检查对象的峰值波长的反射率的不同，精度更好地检查检查对象的凹凸形状。

(3)优选比较上述标准样品的上述反射率光谱的底部波长和上述检查对象的反射率光谱的底部波长，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的底部波长和检查对象的底部波长的不同，精度更好地检查检查对象的凹凸形状。

(4)优选比较上述标准样品的反射率光谱的底部波长的反射率和上述检查对象的上述反射率光谱的底部波长的反射率，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的底部波长的反射率和检查对象的底部波长的反射率的不同，精度更好地检查检查对象的凹凸形状。

本发明的一个方面是形状检查方法，对表面具有蛾眼结构的检查对象膜照射光，比较表面具有蛾眼结构的标准样品膜的多个波长的反射率和上述检查对象膜的上述多个波长的反射率，由此在上述检查对象膜的波长730nm以上的反射率相对低的情况下，识别为：上述检查对象膜的蛾眼结构的凸部的高度比上述标准样品膜的蛾眼结构的凸部的高度高，上述形状检查方法的特征在于，上述标准样品膜包括：第一样品，其蛾眼结构的凸部的高度设定成规定的上限值；和第二样品，其蛾眼结构的凸部的高度设定成规定的下限值，上述形状检查方法包含：第一步骤，测定上述第一样品的反射率光谱，将其记录为第一标准反射率数据；第二步骤，测定上述第二样品的反射率光谱，将其记录为第二标准反射率数据；以及第三步骤，测定上述检查对象膜的反射率光谱，根据其波长730nm以上的反射率光谱是否在上述第一标准反射率数据和上述第二标准反射率数据的范围内，判定上述检查对象膜合格与否。

本发明的一个方面是形状检查方法，对表面具有蛾眼结构转印用的凹凸形状的检查对象模具照射光，比较表面具有蛾眼结构转印用的凹凸形状的标准样品模具的多个波长的反射率和上述检查对象模具的上述多个波长的反射率，由此在上述检查对象模具的反射率光谱的峰值波长和底部波长相对处于短波长侧且峰值波长的反射率相对低、底部波长的反射率相对高的情况下，识别为与上述标准样品模具的凹凸形状的凹部相比，上述检查对象模具的凹凸形状的凹部的宽度宽、深度浅，上述形状检查方法的特征在于，上述标准样品模具包括：第一样品，其凹凸形状的凹部的宽度和深度设定成规定的上限值；和第二样品，其凹凸形状的凹部的宽度和深度设定成规定的下限值，上述形状检查方法包含：第一步骤，测定上述第一样品的反射率光谱，将其记录为第一标准反射率数据；第二步骤，测定上述第二样品的反射率光谱，将其记录为第二标准反射率数据；以及第三步骤，测定上述检查对象模具的反射率光谱，根据其反射率光谱是否在上述第一标准反射率数据和上述第二标准反射率数据的范围内，判定上述检查对象模具合格与否。

优选从倾斜方向照射对上述标准样品和上述检查对象照射的光。由此，能更加增大由于标准样品和检查对象的形状的不同而产生的反射率的差。此外，在目视检查中，增大入射角、反射角则易于观察，但是在本发明中，从抑制成本的观点出发，期望入射角、反射角小。当增大入射角、反射角时，光源和检测器的调整困难，有可能导致成本上升。

优选对上述标准样品和上述检查对象照射的光是偏振光，更优选是p偏振光和/或s偏振光。由此，能更加增大由于标准样品和检查对象的形状的不同而产生的反射率的差。

优选上述多个波长的反射率由分光测定器和光源设置于同一单元的分光器测定。反射率的测定例如也能使用椭圆偏振计。但是，椭圆偏振计昂贵，装置成本变高。另外，在椭圆偏振计中，需要严格地进行光轴调整，而测定器和光源内置于不同的单元，因此在测定大型的检查对象的情况下，每当使测定器扫描时需要进行光轴调整，操作非常复杂。另一方面，分光器与椭圆偏振计相比廉价，另外，分光测定器和光源内置于一个单元，因此不必每当使分光测定器扫描时进行光轴调整，操作简便。

优选上述检查对象是模具。本发明的形状检查方法适于具有凹凸形状的模具的形状检查。

优选上述检查对象是具有蛾眼结构的膜(蛾眼膜)。本发明的形状检查方法适于蛾眼膜的形状检查。

从与上述形状检查方法同样的观点出发，本发明的另一方面是结构物的制造方法，包含如下工序：使用如上所述的形状检查方法，检查作为检查对象膜或者检查对象模具的结构物的凹凸形状。

作为上述结构物的制造方法，只要必须形成这样的工序，则并不被其他的工序特别限定。

以下对上述结构物的制造方法的优选方式进行说明。此外，以下所示的各种方式能适当组合。

优选上述形状检查方法检查凸部的高度和/或凸部的粗细度。由此，与上述同样，能将结构物的凹凸形状作为2个参数处理。

优选上述多个波长均包含于规定的波长范围，比较上述标准样品的上述规定的波长范围内的反射率光谱和上述结构物的上述规定的波长范围内的反射率光谱，由此检查上述结构物的上述凹凸形状(以下也称为第1方式的结构物的制造方法。)。由此，能精度良好地检查结构物的凹凸形状。

在第1方式的结构物的制造方法中列举优选实施方式时成为如下的(1)～(4)。如上所述，这些(1)～(4)的优选实施方式可以分别单独实施，也可以使多个实施方式适当地组合实施。

(1)优选比较上述标准样品的上述反射率光谱的峰值波长和上述结构物的上述反射率光谱的峰值波长，由此检查上述结构物的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的峰值波长和结构物的峰值波长的不同，精度更好地检查结构物的凹凸形状。

(2)优选比较上述标准样品的上述反射率光谱的峰值波长的反射率和上述结构物的上述反射率光谱的峰值波长的反射率，由此检查上述结构物的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的峰值波长的反射率和结构物的峰值波长的反射率的不同，精度更好地检查结构物的凹凸形状。

(3)优选比较上述标准样品的上述反射率光谱的底部波长和上述结构物的反射率光谱的底部波长，由此检查上述结构物的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的底部波长和结构物的底部波长的不同，精度更好地检查结构物的凹凸形状。

(4)优选比较上述标准样品的反射率光谱的底部波长的反射率和上述结构物的上述反射率光谱的底部波长的反射率，由此检查上述结构物的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的底部波长的反射率和结构物的底部波长的反射率的不同，精度更好地检查结构物的凹凸形状。

优选从倾斜方向照射对上述标准样品和上述结构物照射的光。由此，能更加增大由于标准样品和结构物的形状的不同而产生的反射率的差。此外，在目视检查中，增大入射角、反射角则易于观察，但是在本发明中，从抑制成本的观点出发，期望入射角、反射角小。当增大入射角、反射角时，光源和检测器的调整困难，有可能导致成本上升。

优选对上述标准样品和上述结构物照射的光是偏振光，更优选是p偏振光和/或s偏振光。由此，能更加增大由于标准样品和结构物的形状的不同而产生的反射率的差。

优选上述多个波长的反射率由分光测定器和光源设置于同一单元的分光器测定。反射率的测定例如也能使用椭圆偏振计。但是，椭圆偏振计昂贵，装置成本变高。另外，在椭圆偏振计中，需要严格地进行光轴调整，而测定器和光源内置于不同的单元，因此在测定大型的检查对象的情况下，每当使测定器扫描时需要进行光轴调整，操作非常复杂。另一方面，分光器与椭圆偏振计相比廉价，另外，分光测定器和光源内置于一个单元，因此不必每当使分光测定器扫描时进行光轴调整，操作简便。

优选上述结构物是模具。根据本发明的结构物的制造方法，能精度良好地制造具有凹凸形状的模具。

优选上述结构物是具有蛾眼结构的膜(蛾眼膜)。根据本发明的结构物的制造方法，能精度良好地制造蛾眼膜。

从与上述形状检查方法同样的观点出发，本发明的另一其他方面也是形状检查装置，具有：测定器，其测定光照射的对象物的多个波长的反射率；存储装置，其将由上述测定器测定的上述多个波长的反射率存储为反射率数据；以及比较装置，其比较存储于上述存储装置的表面具有凹凸形状的标准样品的反射率数据和表面具有凹凸形状的检查对象的多个波长的反射率数据，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。

作为上述形状检查装置，只要必须形成这样的构成，并不被其他的构成特别限定。

以下对上述形状检查装置的优选方式进行说明。此外，以下所示的各种方式能适当组合。

优选上述形状检查方法检查凸部的高度和/或凸部的粗细度。由此，能将检查对象的凹凸形状作为2个参数处理。

上述多个波长均包含于规定的波长范围，比较上述标准样品的上述规定的波长范围内的反射率光谱和上述检查对象的上述规定的波长范围内的反射率光谱，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状(以下也称为第1方式的形状检查装置。)。由此，能精度良好地检查检查对象的凹凸形状。

在第1方式的形状检查装置中列举优选实施方式时成为如下的(1)～(4)。如上所述，这些(1)～(4)的优选实施方式可以分别单独实施，也可以将多个实施方式适当地组合实施。

(1)优选比较上述标准样品的上述反射率光谱的峰值波长和上述检查对象的上述反射率光谱的峰值波长，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的峰值波长和检查对象的峰值波长的不同，精度更好地检查检查对象的凹凸形状。

(2)优选比较上述标准样品的上述反射率光谱的峰值波长的反射率和上述检查对象的上述反射率光谱的峰值波长的反射率，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的峰值波长的反射率和检查对象的峰值波长的反射率的不同，精度更好地检查检查对象的凹凸形状。

(3)优选比较上述标准样品的上述反射率光谱的底部波长和上述检查对象的反射率光谱的底部波长，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的底部波长和检查对象的底部波长的不同，精度更好地检查检查对象的凹凸形状。

(4)优选比较上述标准样品的反射率光谱的底部波长的反射率和上述检查对象的上述反射率光谱的底部波长的反射率，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。由此，能根据标准样品的底部波长的反射率和检查对象的底部波长的反射率的不同，精度更好地检查检查对象的凹凸形状。

优选从倾斜方向照射对上述标准样品和上述检查对象照射的光。由此，能更加增大由于标准样品和检查对象的形状的不同而产生的反射率的差。此外，在目视检查中，增大入射角、反射角则易于观察，但是在本发明中，从抑制成本的观点出发，期望入射角、反射角小。当增大入射角、反射角时，光源和检测器的调整困难，有可能导致成本上升。

优选对上述标准样品和上述检查对象照射的光是偏振光，更优选是p偏振光和/或s偏振光。由此，能更加增大由于标准样品和检查对象的形状的不同而产生的反射率的差。

优选上述多个波长的反射率由分光测定器和光源设置于同一单元的分光器测定。反射率的测定例如也能使用椭圆偏振计。但是，椭圆偏振计昂贵，装置成本变高。另外，在椭圆偏振计中，需要严格地进行光轴调整，而测定器和光源内置于不同的单元，因此在测定大型的检查对象的情况下，每当使测定器扫描时需要进行光轴调整，操作非常复杂。另一方面，分光器与椭圆偏振计相比廉价，另外，分光测定器和光源内置于一个单元，因此不必每当使分光测定器扫描时进行光轴调整，操作简便。

优选上述检查对象是模具。本发明的形状检查装置适于具有凹凸形状的模具的形状检查。

优选上述检查对象是具有蛾眼结构的膜(蛾眼膜)。本发明的形状检查装置适于蛾眼膜的形状检查。

发明效果

根据本发明，能提供能非破坏、精度良好地检查具有凹凸形状的检查对象的形状检查方法、结构物的制造方法以及形状检查装置。

附图说明

图1是实施方式1的形状检查装置的示意图。

图2是实施方式1的形状检查装置和蛾眼膜的示意图。

图3是表示模具A～G中的AO时间和Et时间的关系的图。

图4是表示模具A～G的凹凸形状的截面示意图。

图5是蛾眼膜A的截面的显微镜照片。

图6是蛾眼膜D的截面的显微镜照片。

图7是蛾眼膜E的截面的显微镜照片。

图8是蛾眼膜B的截面的显微镜照片。

图9是蛾眼膜F的截面的显微镜照片。

图10是蛾眼膜G的截面的显微镜照片。

图11是蛾眼膜C的截面的显微镜照片。

图12是表示蛾眼膜A～G的凹凸形状的截面示意图。

图13是模具D的截面的显微镜照片。

图14是模具G的截面的显微镜照片。

图15是蛾眼膜A～G的380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。

图16是蛾眼膜A～C的380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。

图17是蛾眼膜B、D、E、F以及G的380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。

图18是由蚀刻的时间不同的模具形成的蛾眼膜的截面的显微镜照片。

图19是由蚀刻的时间不同的模具形成的蛾眼膜的250nm～550nm的波长范围内的反射率光谱。

图20是蛾眼膜H～P和检查对象的蛾眼膜的380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。

图21是在蛾眼膜K中照射入射角5°、30°、45°以及60°的非偏振光时的反射率光谱。

图22是在蛾眼膜N中照射入射角5°、30°、45°以及60°的非偏振光时的反射率光谱。

图23是模具H～M的250nm～850nm的波长范围内的反射率光谱。

图24是在模具K中照射非偏振光、p偏振光以及s偏振光时的反射率光谱。

图25是在模具L中照射非偏振光、p偏振光以及s偏振光时的反射率光谱。

图26是在模具M中照射非偏振光、p偏振光以及s偏振光时的反射率光谱。

图27是作为标准样品的8种蛾眼膜和作为检查对象的蛾眼膜的380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。

图28是表示现有的基于目视的形状检查的示意图。

具体实施方式

以下揭示实施方式，参照附图对本发明更详细地说明，但是本发明并不仅限于实施方式。

实施方式1

在实施方式1中，作为检查对象使用蛾眼膜或者用于制造蛾眼膜的模具，但是本发明的检查对象只要是具有凹凸形状的结构物则不限于此，例如，检查对象可以是AG膜等。

使用图1对实施方式1的形状检查装置1进行说明。如图1所示，形状检查装置1包括控制用PC(Personal Computer：个人电脑)10和分光器11。控制用PC10相当于本发明的存储装置和比较装置。控制用PC10和分光器11以相互能进行数据交换的方式连接。此时，控制用PC10和分光器11可以进行有线连接，也可以进行无线连接。分光器11在同一单元内包含分光测定器12和光源13。

此外，可以取代分光器11而使用测定器和光源配置于不同的单元的装置(例如，椭圆偏振计)。但是，椭圆偏振计昂贵，装置成本变高。另外，在椭圆偏振计中，需要严格地进行光轴调整，但是测定器和光源内置于不同的单元，因此在测定大型的检查对象的情况下，每当使测定器扫描时需要进行光轴调整，操作非常复杂。

接着，对使用上述形状检查装置检测检查对象的凹凸形状的形状检查方法进行说明。

形状检查方法

(1)标准样品的测定

首先，准备利用破坏检查和基于SEM的观察等预先知道凹凸的形状的多个样品作为标准样品。多个样品的凹凸形状分别不同。在检测蛾眼膜的形状时，将目视的检查和/或破坏检查合格的蛾眼膜用作标准样品。另外，在检测用于制造蛾眼膜的模具的形状时，将目视检查和/或基于使用SEM的截面观察的检查合格的模具用作标准样品。图2是表示基于实施方式1的形状检查装置的蛾眼膜的凹凸形状的检查的示意图。在蛾眼膜14的具有凹凸形状的面的相反侧的面贴附有支撑膜15，在检查时，蛾眼膜14和支撑膜15以蛾眼膜14的具有凹凸形状的面与分光器11相对的方式配置于透明基板16上。透明基板16包含丙烯酸树脂等透明树脂。在测定模具时，以模具的具有凹凸形状的面与分光器11相对的方式配置。然后，从光源13对蛾眼膜14照射光，在分光测定器12中测定多个波长的反射率。并且，所测定的多个波长的反射率与标准样品的形状对应起来作为标准样品的反射率数据分别被发送到控制用PC10。在控制用PC10中，将接收的标准样品的反射率数据存储于控制用PC具备的存储装置(未图示)内的存储区域。

(2)检查对象的测定

与上述标准样品的测定同样，测定检查对象的多个波长的反射率，所测定的多个波长的反射率作为检查对象的反射率数据被发送到控制用PC10。在控制用PC10中，将接收的检查对象的反射率数据存储于控制用PC具备的存储装置(未图示)内的存储区域。

(3)形状检查

在控制用PC10中，基于在标准样品的凹凸形状与标准样品的反射率数据之间所看到的相关关系，根据检查对象的反射率数据检查检查对象的凹凸形状。

关于凹凸形状和反射率数据的相关关系，以蛾眼膜和用于制造蛾眼膜的模具为例将在后面详细描述。因此，以下首先对模具的制造方法进行说明。

模具的制造方法

首先，准备玻璃基板，利用溅射法使成为模具的材料的铝(Al)在玻璃基板上成膜。接着，重复对铝进行阳极氧化(AO：anodic oxidation)，紧接着进行蚀刻的工序，由此形成具有相邻的孔(凹部)的底点间的距离为可见光波长以下的长度的多个微小孔的阳极氧化层。具体地，通过按顺序地进行阳极氧化、蚀刻、阳极氧化、蚀刻、阳极氧化、蚀刻、阳极氧化、蚀刻以及阳极氧化的流程(阳极氧化5次，蚀刻4次)，形成多个朝向模具的内部顶端变细的形状(锥形形状)的微小的孔(凹部)，形成具有凹凸形状的模具。

此时，调整进行1次阳极氧化的时间(以下也称为AO时间。)和进行1次蚀刻的时间(以下也称为Et时间。)，由此能使模具的凹凸形状变化。使用使AO时间和Et时间分别不同的模具A～G，说明AO时间和Et时间与模具的凹凸形状的关系。

在模具A中，将AO时间设为316秒，将Et时间设为825秒。在将后述的模具B的AO时间设为1时，模具A的AO时间成为0.94。在模具B中，将AO时间设为336秒，Et时间设为与模具A相同。在模具C中，将AO时间设为356秒，Et时间设为与模具A相同。在将模具B的AO时间设为1时，模具C的AO时间成为1.06。在模具D中，将AO时间设为与模具B相同，将Et时间设为675秒。在模具E中，将AO时间设为与模具B相同，将Et时间设为750秒。在模具F中，将AO时间设为与模具B相同，将Et时间设为900秒。并且，在模具G中，将AO时间设为与模具B相同，将Et时间设为975秒。即，模具A～G的AO时间(1次AO量)和Et时间(1次Et量)成为如图3所示的关系。

关于所得到的模具A～G，用SEM进行了观察，可判明如下：如图4所示，AO时间越长，凹部的深度越深。另一方面，可判明如下：如图4所示，当Et时间变长时，凹部的宽度变大。另外，可判明如下：当Et时间成为一定的长度以上时，在凹部与凹部之间进一步形成有相对小的凹部，并且凹部变浅。

此外，用于模具制造的基板不限于玻璃，可以是SUS(不锈钢)、Ni等金属材料、聚丙烯、聚甲基戊烯、环状烯烃系聚合物(典型地，作为降冰片烯系树脂等的产品名称“ゼオノア”(日本ゼオン株式会社制造)、产品名称“アートン”(JSR株式会社制造)等)的聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸、三醋酸纤维素等树脂材料。另外，可以取代使铝成膜的基板而使用铝的块状基板。此外，模具的形状可以是平板状，也可以是辊(圆筒)状。

以上对模具的制造方法以及AO时间和Et时间与模具的凹凸形状的关系进行说明。接着，对使用模具的蛾眼膜的制造方法进行说明。

蛾眼膜的制造方法

使用辊纳米压印技术在支撑膜上涂敷光固化性树脂。然后，在涂敷到支撑膜上的光固化性树脂上按压利用上述模具的制造方法制作的模具，照射UV进行曝光。另外，可以利用例如热压法(压花法)、注射成型法、溶胶凝胶法等复制法或者微细凹凸赋型片的层压法、微细凹凸层的转印法等各种方法形成蛾眼膜。

这样，模具的凹凸形状被转印到蛾眼膜。即，根据模具的凹部的形状形成蛾眼膜的凸部，根据模具的凸部的形状形成蛾眼膜的凹部。使用模具A～G实际制作蛾眼膜A～G。

分别用SEM观察蛾眼膜A～G，测定凸部的高度，并且评价凸部的粗细度。图5～11是用SEM观察蛾眼膜A～G时的截面图。蛾眼膜A的凸部的高度是180nm，蛾眼膜B的凸部的高度是216nm，蛾眼膜C的凸部的高度是260nm，蛾眼膜D的凸部的高度是216nm，蛾眼膜E的凸部的高度是216nm，蛾眼膜F的凸部的高度是200nm，蛾眼膜G的凸部的高度是186nm。

另外，蛾眼膜A～C的粗细度大致相同。判明如下：在以蛾眼膜A～C的凸部的粗细度为基准时，蛾眼膜D的凸部的粗细度细，蛾眼膜E的凸部的粗细度稍细，蛾眼膜F的凸部的粗细度稍粗，蛾眼膜G的凸部的粗细度粗。图12中示出蛾眼膜A～G中的凹凸形状的关系。

此外，所谓蛾眼膜的凸部的高度(h)，如图12所示，是指从凸部的顶点到底面的直线距离，所谓凸部的粗细度(w)是指底面的宽度。

另外，分别用SEM观察模具D和G，测定凸部的高度。图13和图14是用模具D和G观察时的截面图。上述的模具D的凹部的深度是360nm，模具G的凹部的深度是340nm。另一方面，蛾眼膜D的凸部的高度是216nm，膜的凸部的高度相对于模具的凹部的深度的比率(转印率)是0.60。另外，蛾眼膜G的凸部的高度是186nm，转印率是0.55。

接着，以蛾眼膜为例对凹凸形状和反射率数据的相关关系进行说明。

与上述标准样品的测定同样，对蛾眼膜A～G分别照射入射角5°的非偏振光，测定380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。判明如下：如图15所示，根据凹凸形状的不同，反射率光谱不同。图16是表示使用仅AO时间相互不同的模具A～C所制作的蛾眼膜A～C的反射率光谱的图。当观看图16时，模具的AO时间越长，即，模具的凹部越深、蛾眼膜的凸部的长度越长，则长波长的光中的反射率越低。具体地，730nm以上的波长的光的反射率变低。另外，模具的凹部越浅、蛾眼膜的凸部的长度越短，则反射率光谱的峰值和底部越移位到低波长侧。从以上判明如下：由长波长的固定波长、光谱的峰值和底部的位置能推测蛾眼膜的凸部的长度。

另外，图17是表示使用仅Et时间不同的模具B和D～G所制作的蛾眼膜B和D～G的反射率光谱的图。Et时间越长，即，伴随着模具的凹部的形状变粗，膜的凸部的形状变粗，并且在凸部与凸部之间形成有相对小的突出部(以下也称为鞍部。)，则光谱的峰值和底部的反射率越低。具体地，在蛾眼膜D中，峰值的反射率约为0.4％，底部的反射率约为0.05％，而在蛾眼膜G中，高能见度区域(边缘)的峰值的反射率降低到0.2％以下，底部的反射率降低到约0.01％。从以上判明如下：由反射率光谱的峰值和底部的反射率能推测蛾眼膜的凸部的形状(粗细度)。

另外，Et时间越长，则模具的凹部的深度越浅，膜的凸部的长度越短，但是在图17中，与图16同样，蛾眼膜的凸部的长度越长，则长波长的光的反射率越低，或者蛾眼膜的凸部的长度越短，则反射率光谱的峰值和底部越移位到低波长侧。

而且，分别制作将蚀刻的总时间设为0分钟、3分钟、5分钟、10分钟以及15分钟的模具。如图18中的虚线所示，随着蚀刻的总时间增加，凹部的底面被平坦化。另外，凹部的底面的形状和凸部的上升角可看到相关关系，凹部的平面变得越平坦，则凸部的上升角越大。对使用这些模具所制作的蛾眼膜分别照射入射角5°的非偏振光，测定250nm～550nm的波长范围内的反射率光谱。此时，如图19所示，用蚀刻时间为10分钟以上的模具制作的蛾眼膜的400nm附近的反射率变高。另外，随着模具的蚀刻时间变长，蛾眼膜的反射率光谱的峰值稍微移位到高波长侧。

而且，使用Et时间不同的模具H～P和模具H～P制作蛾眼膜H～P，分别测定蛾眼膜H～P的反射率光谱。在模具H～P中，均将AO时间设定为336秒，在模具H中，将Et时间设为438秒。在模具I中，将Et时间设为518秒。在模具J中，将Et时间设为598秒。在模具K中，将Et时间设为677秒。在模具L中，将Et时间设为757秒。在模具M中，将Et时间设为837秒。在模具N中，将Et时间设为877秒。在模具O中，将Et时间设为916秒。在模具P中，将Et时间设为996秒。

关于模具A～P和蛾眼膜A～G，归纳到下述表1。

[表1]

与蛾眼膜A～G同样，对蛾眼膜H～P和凹凸形状不清楚的检查对象的蛾眼膜分别照射入射角5°的非偏振光，测定380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。图20是表示蛾眼膜H～P和检查对象的蛾眼膜的反射率光谱的图。即使是使用蛾眼膜H～P的测定，也与蛾眼膜A～G同样，随着模具的Et时间变长，即，随着模具的凹部的形状变粗、膜的凸部的形状变粗并且形成有鞍部，光谱的峰值和底部的反射率降低。另外，蛾眼膜的凸部的长度越长，长波长的光的反射率越低，或者蛾眼膜的凸部的长度越短，反射率光谱的峰值和底部越移位到低波长侧。另外，当观看检查对象的蛾眼膜的反射率光谱时，780nm附近的反射率低于蛾眼膜H～P中的任一方。由此，推测出检查对象的蛾眼膜的凸部的长度长于蛾眼膜H～P中的任一方。另外，峰值(450nm附近)的反射率大于蛾眼膜M的反射率光谱的峰值波长的反射率，低于蛾眼膜L的反射率光谱的峰值波长的反射率。由此，推测出检查对象的蛾眼膜的凸部的粗细度比蛾眼膜L的凸部粗，比蛾眼膜M的凸部细。

并且，用SEM观察了检查对象的蛾眼膜，判明如下：按照利用上述的形状检查所推测的那样，检查对象的蛾眼膜的凸部的长度长于蛾眼膜H～P中的任一方，凸部的粗细度比蛾眼膜L的凸部粗，比蛾眼膜M的凸部细。

这样，蛾眼膜的凸部的高度和凸部的粗细度分别反映于反射率光谱。因此，例如，作为标准样品，分别制作设定成为了发挥期望的性能所要求的凸部的高度的上限和下限的蛾眼膜，测定这些标准样品的反射率光谱，记录标准反射率数据，由此在成为检查对象的蛾眼膜的反射率光谱中，能根据长波长的反射率是否在2个标准样品的反射率光谱的长波长的反射率的范围内，检查检查对象的蛾眼膜合格与否。

同样，将设定成凸部的粗细度的上限和下限的蛾眼膜分别设为标准样品，由此能根据检查对象的蛾眼膜的反射率光谱的峰值和底部的反射率是否在2个标准样品的反射率光谱的峰值和底部的反射率的范围内，检测检查对象的蛾眼膜合格与否。

如上所述，作为决定蛾眼膜的特性的2个参数的凸部的高度和凸部的形状(粗细度)由于表示相关关系的波段不同，因此能分开处理。

而且，通过掌握蛾眼膜的相对于上述参数的变化的特定波长的反射率、反射率光谱的变化倾向，能向模具反馈。具体地，例如，在利用反射率光谱的比较判明检查的蛾眼膜的凸部的长度短于标准样品时，能以增加模具的AO时间而使蛾眼膜的凸部的长度变长的方式进行调整。

通过将这样的检查形状的工序导入到上述的蛾眼膜的制造工序，能将所制造的蛾眼膜的质量设为一定以上。

接着，为了调查反射率光谱的角度依存性，对蛾眼膜K分别照射入射角5°、30°、45°以及60°的非偏振光，测定380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。如图21所示，判明蛾眼膜的反射率光谱具有入射角依存性。此外，图20中的蛾眼膜K和图21中的蛾眼膜K的模具的制作日不同。可看到如下倾向：在整个波长区域中，入射角越小，反射率越低。同样，对蛾眼膜N以入射角5°、30°、45°以及60°分别照射非偏振光，测定380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。如图22所示，在蛾眼膜N中也与蛾眼膜K同样，确认出反射率光谱具有入射角依存性。因此，优选从光源照射的光的入射角在0°～70°的范围内，从更高精度地进行检查的观点出发，优选在0°～45°的范围内。

以上以蛾眼膜为例对凹凸形状和反射率数据的相关关系进行了说明。接着，以模具为例对凹凸形状和反射率数据的相关关系进行说明。

与上述标准样品的测定同样，对模具H～M分别照射入射角5°的非偏振光，测定250nm～850nm的波长范围内的反射率光谱。如图23所示，判明如下：在模具中也由于凹凸形状的不同，反射率光谱不同。随着Et时间变长，即，随着模具的凹部的宽度变宽、深度变浅，光谱的峰值和底部移位到低波长侧。另外，可看到随着Et时间变长，峰值波长的反射率降低，另一方面，底部波长的反射率上升的倾向。即，可看到随着使模具中的Et时间增加，反射率的振动缓和的倾向。认为这是由于：模具的细孔扩大，在模具表面形成有凸形状，平坦部分消失。

接着，对模具K以入射角60°分别照射非偏振光、p偏振光以及s偏振光，测定250nm～850nm的波长范围内的反射率光谱。如图24所示，在p偏振光中，与照射非偏振光时相比，在300nm和400nm附近的波长中反射率变高，反之，在320nm和420nm附近的波长中，反射率变低。另一方面，在s偏振光中，与照射非偏振光时相比，在300nm和400nm附近的波长中，反射率变低，反之，在320nm和420nm附近的波长中，反射率变高。在模具L和M中也如图25和图26所示可得到同样的结果。从以上可判明如下：通过增大入射角，测定s偏振光、p偏振光等偏振光的反射率，光谱的振动增强，能提高进行特定波长的检查的情况下的检查精度。此外，想到：在检查对象是蛾眼膜时也使用偏振光(更优选为s偏振光和/或p偏振光)，能提高检查精度。

从以上判明如下：在模具中也与蛾眼膜同样，通过在标准样品和检查对象中比较特定波长的反射率或者反射率光谱的峰值的强度(振幅)，能评价检查对象的模具合格与否。而且，通过将这样的检查形状的工序导入到上述的模具的制造工序，能将所制造的模具的质量设为一定以上。

实施例

作为标准样品，制作凸部的高度为210nm、300nm、360nm、430nm、450nm、490nm、500nm以及600nm的蛾眼膜，对标准样品分别照射入射角5°的非偏振光，测定380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。

接着，将凹凸形状未知的蛾眼膜设为检查对象，对检查对象的蛾眼膜照射入射角5°的非偏振光，测定380nm～780nm的波长范围内的反射率光谱。

图27中示出标准样品和检查对象的反射率光谱的测定结果。如图27所示，在780nm的波长中，标准样品的反射率处于凸部的高度为210nm的蛾眼膜的反射率与凸部的高度为300nm的蛾眼膜的反射率之间。由此可推定：检查对象的蛾眼膜的凸部的高度高于210nm，低于300nm，大约是280nm程度。

通过SEM观察实际测定检查对象的蛾眼膜的凸部的高度的结果是285nm，所以判明如下：由反射率光谱所推定的结果对凹凸形状的检查是有效的。

此外，本申请以2011年7月8日提交的日本专利申请2011－152106号为基础，基于巴黎公约乃至进入过的法规要求优先权。该申请的内容的全部编入到本申请中作为参照。

附图标记说明

1：形状检查装置

10：控制用PC

11：分光器

12：分光测定器

13：光源

14：蛾眼膜

15：支撑膜

16：透明基板

101：检查对象

102：检查台

103：白色板(背光源用片)

Claims (14)

1.一种形状检查方法，对表面具有蛾眼结构的检查对象膜照射光，比较表面具有蛾眼结构的标准样品膜的多个波长的反射率和上述检查对象膜的上述多个波长的反射率，由此在上述检查对象膜的反射率光谱的峰值波长的反射率和底部波长的反射率相对小的情况下，识别为：上述检查对象膜的蛾眼结构的凸部的粗细度比上述标准样品膜的蛾眼结构的凸部的粗细度粗，上述形状检查方法的特征在于，

上述标准样品膜包括：第一样品，其蛾眼结构的凸部的粗细度设定成规定的上限值；和第二样品，其蛾眼结构的凸部的粗细度设定成规定的下限值，

上述形状检查方法包含：

第一步骤，分别测定上述第一样品的反射率光谱的峰值波长的反射率和底部波长的反射率，将其记录为第一标准反射率；

第二步骤，分别测定上述第二样品的反射率光谱的峰值波长的反射率和底部波长的反射率，将其记录为第二标准反射率；以及

第三步骤，测定上述检查对象膜的反射率光谱，根据其峰值波长的反射率和底部波长的反射率是否在上述第一标准反射率和上述第二标准反射率的范围内，判定上述检查对象膜合格与否。

2.一种形状检查方法，对表面具有蛾眼结构的检查对象膜照射光，比较表面具有蛾眼结构的标准样品膜的多个波长的反射率和上述检查对象膜的上述多个波长的反射率，由此在上述检查对象膜的波长730nm以上的反射率相对低的情况下，识别为：上述检查对象膜的蛾眼结构的凸部的高度比上述标准样品膜的蛾眼结构的凸部的高度高，上述形状检查方法的特征在于，

上述标准样品膜包括：第一样品，其蛾眼结构的凸部的高度设定成规定的上限值；和第二样品，其蛾眼结构的凸部的高度设定成规定的下限值，

上述形状检查方法包含：

第一步骤，测定上述第一样品的反射率光谱，将其记录为第一标准反射率数据；

第二步骤，测定上述第二样品的反射率光谱，将其记录为第二标准反射率数据；以及

第三步骤，测定上述检查对象膜的反射率光谱，根据其波长730nm以上的反射率光谱是否在上述第一标准反射率数据和上述第二标准反射率数据的范围内，判定上述检查对象膜合格与否。

3.一种形状检查方法，对表面具有蛾眼结构转印用的凹凸形状的检查对象模具照射光，比较表面具有蛾眼结构转印用的凹凸形状的标准样品模具的多个波长的反射率和上述检查对象模具的上述多个波长的反射率，由此在上述检查对象模具的反射率光谱的峰值波长和底部波长相对处于短波长侧且峰值波长的反射率相对低、底部波长的反射率相对高的情况下，识别为：与上述标准样品模具的凹凸形状的凹部相比，上述检查对象模具的凹凸形状的凹部的宽度宽、深度浅，上述形状检查方法的特征在于，

上述标准样品模具包括：第一样品，其上述凹凸形状的凹部的宽度和深度设定成规定的上限值；和第二样品，其上述凹凸形状的凹部的宽度和深度设定成规定的下限值，

上述形状检查方法包含：

第一步骤，测定上述第一样品的反射率光谱，将其记录为第一标准反射率数据；

第二步骤，测定上述第二样品的反射率光谱，将其记录为第二标准反射率数据；以及

第三步骤，测定上述检查对象模具的反射率光谱，根据其反射率光谱是否在上述第一标准反射率数据和上述第二标准反射率数据的范围内，判定上述检查对象模具合格与否。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的形状检查方法，从倾斜方向照射对上述标准样品膜和上述检查对象膜、或者对上述标准样品模具和上述检查对象模具照射的光。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的形状检查方法，对上述标准样品膜和上述检查对象膜、或者对上述标准样品模具和上述检查对象模具照射的光是偏振光。

6.根据权利要求4所述的形状检查方法，对上述标准样品膜和上述检查对象膜、或者对上述标准样品模具和上述检查对象模具照射的光是偏振光。

7.根据权利要求6所述的形状检查方法，上述偏振光是p偏振光和/或s偏振光。

8.根据权利要求5所述的形状检查方法，上述偏振光是p偏振光和/或s偏振光。

9.根据权利要求1～3、6、8中的任一项所述的形状检查方法，上述多个波长的反射率由分光测定器和光源设置于同一单元的分光器测定。

10.根据权利要求4所述的形状检查方法，上述多个波长的反射率由分光测定器和光源设置于同一单元的分光器测定。

11.根据权利要求5所述的形状检查方法，上述多个波长的反射率由分光测定器和光源设置于同一单元的分光器测定。

12.根据权利要求7所述的形状检查方法，上述多个波长的反射率由分光测定器和光源设置于同一单元的分光器测定。

13.一种结构物的制造方法，包含如下工序：使用权利要求1～12中的任一项所述的形状检查方法，检查作为检查对象膜或者检查对象模具的结构物的凹凸形状。

14.一种形状检查装置，执行权利要求1～12中的任一项所述的形状检查方法，

上述形状检查装置具有：

测定器，其测定光照射的对象物的多个波长的反射率；

存储装置，其将由上述测定器测定的上述多个波长的反射率存储为反射率数据；以及

比较装置，其比较存储于上述存储装置的表面具有凹凸形状的标准样品的反射率数据和表面具有凹凸形状的检查对象的多个波长的反射率数据，由此检查上述检查对象的上述凹凸形状。