CN1677051B - 检查装置 - Google Patents

Abstract

提供一种检查装置。随着在LCD用等基板上生成的透明导电膜图形的膜厚度变薄，图形边缘部的对比度降低，因此用现有技术难以测量。因此，提供一种增加这样的透明导电膜部分和其它以外部分的对比度、可容易地实现膜厚小的透明导电膜图形的尺寸测量的技术。照明单元使用产生在可见光以下的波长区具有高辉度的光的灯、和遮断可见光以上的长波长成分的光学滤光器，增加透明导电膜部分和其它以外部分的对比度，可容易地实现膜厚小的透明导电膜图形的尺寸测量。

Description

检查装置

技术领域

本发明涉及用显微镜放大在基板上形成的图形尺寸后、检测透明导电膜图形的尺寸的尺寸测量装置等检查装置。

背景技术

基板(例如LCD(液晶)基板)的尺寸测量装置是如下的检查装置：用显微镜放大向在玻璃等基板(试样)上形成的图形照射照明光而得到的图形像，对用CCD(电荷耦合器件)摄像机拍摄该图像而获得的图形像进行图像处理，来测量尺寸。

向试样照射照明光的方式，有从显微镜以同轴落射方式照射并处理由其反射光获得的图像的反射照明方式、和从试样的背面侧对显微镜照射照明光并处理由其透射光获得的图像的透射式照明方式。但是，在LCD基板的测量中通常具备实现两种照明方式的机构，根据被检查对像的图形来区分使用。

在LCD用的基板制造过程中，测量用于生成目的图形的抗蚀剂膜图形和生成的金属膜、透明或半透明膜的尺寸。

这些图形的尺寸测量是作为现有技术以图8所示的结构实现的。图8是表示现有测量装置的大致结构的框图。1是反射照明方式的照明机构，3是投光管，2是将从照明机构1输出的照明导向投光管3的光纤，4是透射照明方式的照明单元，6是透射照明头，5是将从照明单元4输出的照明导向透射照明头6的光纤，7是物镜转换器，8是物镜，9是试样，10是激光自动对焦单元，11和12是透镜，13是自动调光机构，14是CCD摄像机，15是图像处理单元，20是透射照明头6内的反射镜，21是投光管3内的半透半反镜，22是激光自动对焦单元10内的半透半反镜，23是照明单元1的灯，24是照明单元4的灯。并且，显微镜至少大致包括：照明单元1、4，光纤2、5，投光管3，透射照明头6，安装在透射照明头6上的反射镜20，物镜转换器7，安装在物镜转换器7上的物镜8，激光自动对焦单元10，半透半反镜21、22，透镜11、12，以及固定试样9的试样台(未图示)。

在图8中，从同轴落射照明用的照明单元1照射的光，通过光纤2后，经投光管3的半透半反镜21、物镜8照射试样9。并且，照明单元1内的灯23例如是卤素灯等产生白色光的灯。

从试样9反射的光通过投光管3的半透半反镜21、激光自动对焦单元10的半透半反镜22之后，通过透镜11和12，从而在CCD摄像机14的摄像面上成像。

激光自动对焦单元10是用于处理从试样9反射的反射光来自动进行显微镜对焦的机构。此外，显微镜和CCD摄像机14之间设有自动调光单元13，利用该自动调光单元13将入射到CCD摄像机14中的光量控制为固定量。

而且，物镜转换器7用于切换物镜8来改变倍率。

在利用透射照明方式进行测量的情况下，从透射照明用的照明装置4照射的光，通过光纤5后，经透射照明头6的半透半反镜20照射试样9。并且，照明单元4内的灯24例如是卤素灯等产生白色光的灯。

照射的光透射试样9的透明或半透明部分后，入射到物镜8，与上述同样地在CCD摄像机14上成像。

所成的像由CCD摄像机拍摄，转换成图像信号后，作为试样9的图像输出到图像处理单元15。

图像处理单元15对输入的图像进行图像处理，测量规定图形的尺寸。并且，照明单元1、4、投光管3、激光自动对焦单元10、物镜转换器7以及自动调光单元13，通过用于改变测量条件等，由图像处理单元15控制。

在本结构中，照明单元1和4的照明灯一般使用具有如图9所示的接近白色光的连续光谱且低价的卤素灯。图9是表示用作照明单元1或4的照明灯23或24的光源所发出的光的光谱一个例子的图。

专利文献1：日本特开2003-279318号公报

例如在LCD用等基板中，作为生成的图形有透明导电膜(透明电导膜)，但是，这样的在可见光区透明的材质的图形中，以前是利用在透明导电膜的图形边沿部反射的光不入射到显微镜中而变暗的作用来测量图形边沿部。此时，如果透明导电膜厚，则图形边沿部的对比度大，因此，可充分测量。但是，随着最近的材料成本降低和图形的微细化等使透明导电膜变薄，图形边沿部的对比度降低，以现有技术难以测量。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，增加透明导电膜部分和其它以外部分的对比度，容易地实现膜厚度小的透明导电膜图形的尺寸测量。

为了实现上述目的，本发明第一方案的检查装置，用显微镜放大在基板上形成的图形的尺寸，来进行尺寸测量，其包括：灯，具有可见光以下的波长区的光谱，且在400nm、450nm、550nm、580nm附近至少具有一个辉线；以及光学滤光器，遮断波长比可见光长的波长区的光成分，上述光学滤光器使具有至少一个辉线的波长的光透过。

第一方案的检查装置中，上述光学滤光器仅使600nm以下的波长的光透射。

第一方案的检查装置中，上述检查装置使用反射照明和透射照明这两者中的至少一种进行检查。

此外，本发明的第二方案的检查装置，用显微镜放大在基板上形成的图形的尺寸，来进行尺寸测量，其包括：灯，在规定的波长区内具有辉线；以及光学滤光器，使规定波长区的光成分透过，透过上述光学滤光器的规定波长区至少与上述灯的具有辉线的规定波长区重合。

第二方案的检查装置中，上述光学滤光器通过的规定波长区，与上述灯具有辉线的规定波长区至少重合。

第二方案的检查装置中，具有多个上述灯和上述光学滤光器，根据检查的试样种类切换为某一个灯或某一个光学滤光器。

第二方案的检查装置中，使用反射照明和透射照明这两者中的至少一种进行检查。

附图说明

图1是表示本发明第一实施例的尺寸测量装置的大致结构的框图。

图2是表示在本发明第一实施例的照明单元中使用的光源所发出的光的光谱一个例子的图。

图3是在本发明第一实施例的照明单元中使用的光学滤光器的透射特性图。

图4是表示试样的透明导电膜的透射特性的一个例子的图。

图5A、图5B、图5C是用于说明使用本发明时的效果一个例子的图。

图6是表示本发明第二实施例的尺寸测量装置的大致结构的框图。

图7是在本发明第二实施例的照明单元中使用的光学滤光器的透射特性图。

图8是表示现有的测量装置大致结构的框图。

图9是在现有的照明单元中使用的光源所发出的光的光谱一个例子的图。

具体实施方式

本发明的实施例利用透明导电膜的透射率在可见光以下的短波长区降低的特性，通过将从照明单元照射的光限定在透明导电膜的透射率降低的波长区，可增加透明导电膜和其它以外部分的对比度来测量尺寸。

因此，本发明的实施例中，将现有的具有连续光谱的灯变换为具有辉线光谱的、例如水银氙灯或卤化金属灯，还追加仅使从灯发出的辉线光谱内的、透明导电膜的透射率降低的波长区透射的光学滤光器。

例如，在使用了水银氙灯或卤化金属灯的情况下，透明导电膜的透射特性为图4的曲线I时，使用其透射率降低、具有可见到辉线的450nm附近波长的光；当透明导电膜的透射特性为图4的曲线II的情况下，使用其透射率降低、具有可见到辉线的550nm附近波长的光。

(第一实施例)

以下，利用图1至图5C说明该发明的实施例。

图1是表示本发明第一实施例的尺寸测量装置的大致结构的框图。图2是表示在第一实施例的照明单元1′及4′中使用的灯(光源)所发出的光的光谱一个例子的图。此外，图3是在第一实施例的照明单元1′及4′中使用的光学滤光器的透射特性图。此外，图4的曲线I是表示试样9的透明导电膜的透射特性一个例子的图。此外，图5A、图5B、图5C是用于说明使用本发明时的效果的图。

在图1中，对具有与现有的图8相同功能的构件付与相同的附图标记。另外，1′是反射照明方式的照明单元，4′是透射照明方式的照明单元，23′是照明单元1′的灯，24′是照明单元4′的灯，16是光学滤光器，17是滤光器切换机构。

照明单元1′及4′内置例如水银氙或卤化金属灯等在大致400nm至600nm之间的波长区(例如405nm、436nm、546nm、578nm)具有辉线的灯23′和24′，在照明单元的射出部附近配置仅使透明导电膜的透射率降低的波长区透射(例如遮断比450nm长的波长)的光学滤光器16。光学滤光器16安装在滤光器切换机构17上，在进行由具有图4的曲线I那样的透射特性的透明导电膜形成的图形的尺寸测量时，切换至光学滤光器16。

从照明单元1′或4′的灯照射的光通过光学滤光器16时，根据图3所示的光学滤光器的透射特性，仅使在比450nm波长短的波长区具有辉线的光透射.这样，从照明单元1′照射的光通过光纤2后，经投光管3的半透半反镜21照射试样9，或者，从从照明单元4′照射的光通过光纤5后，经透射照明头6的反射镜20照射试样9.

照射的光，如果是同轴落射照明则是来自试样9的反射光，或者，如果是透射照明则是来自试样9的透射光，入射到物镜8中，与现有例中记载的情况相同地在CCD摄像机14上成像。

CCD摄像机14拍摄的试样9的图形图像作为图像信号输出到图像处理单元15，图像处理单元15根据输入的图像信号进行图像处理，测量图形的尺寸。

这里，激光自动对焦单元10、自动调光装置13、物镜转换器7、物镜8、半透半反镜21、22、透镜11、12、以及图像处理单元15，与现有例相同地动作。并且，在现有例的基础上，图像处理单元15的控制对象还有滤光器切换机构17的控制。

以下说明该作用。

如图4所示，透明导电膜的透射特性在可见区显示出大致80％的透射特性，但在比可见区更靠近短波长一侧，透射特性急剧下降。

因此，反射照明的情况下，在透明导电膜存在于反射率高的金属膜上时，如果从试样9的上部只照射波长比450nm短的波长区的光，虽然无透明导电膜部分(金属膜部分)因高反射率使反射光量多，但在透明导电膜部分，在照射的光一旦入射透明导电膜后在金属膜上反射、并再次通过电导膜后射出的期间衰减，因此反射光量少(成为低反射率)。

因此，无透明导电膜部分和透明导电膜部分的明暗差变大，可根据图形边缘部的明暗差检测边缘、进行尺寸测量。

在玻璃基材上直接存在透明导电膜的情况下，玻璃基材的反射率本身低，但按照同上述相同的原理，存在透明导电膜的部分变得更暗，因此，可根据图形边缘部的明暗差检测出边缘，进行尺寸测量。即，由于在透明导电膜的下面有玻璃基材，即使在玻璃基材上反射的光量哪一方都相同，同直接入射玻璃基材后反射的光量相比，由于透射率小于100％(在可见区也是80％)，所以通过透明导电膜射出的光量变小。

再者，透射照明方式的情况下，如果从试样9的下部只透射照射波长比450nm短的波长区的光，由于玻璃基材部分具有高透射特性而明亮，但存在透明导电膜的部分因透射率低而变暗。因此，产生无透明导电膜部分和透明导电膜部分的明暗差，可根据图形边缘部的明暗差检测出边缘，进行尺寸测量。

利用图5A、图5B、图5C比较说明实施本发明得到的图像和用现有技术得到的图像。用于取得图像的试样，使用了完全相同的试样。

图5A是在照明单元中使用了现有的卤素灯时的图像，使用相同的试样，金属膜上的透明导电膜、玻璃基材上的透明导电膜都完全不产生明暗差，因此，难以检测边缘来进行尺寸测量。图5B是照明单元中使用卤化金属灯时的图像，同图5A相比，产生了金属膜上的透明导电膜的明暗差，但玻璃基材上的透明导电膜几乎没产生明暗差。因此，难以检测出边缘进行尺寸测量。图5C是在照明单元中使用卤化金属灯且追加光学滤光器而得到的图像。金属膜上的透明导电膜、玻璃基材上的透明导电膜都产生明暗差，可容易地根据图形边缘部的明暗差检测出边缘，进行尺寸测量。

图5C的图像是组合了内置有卤化金属灯的照明单元和具有图3所示透射特性的光学滤光器的一个例子，但并不限定于此.例如，如果使用仅透射紫外线区的光学滤光器、并在照明单元中使用水银氙灯，则照射紫外线区的照明，因此，透明导电膜的透射特性进一步降低，可得到明暗差更明显的图像.

作为光源，也考虑了用光学滤光器将具有连续光谱的灯的光切出特定波长，但此时有光量不足的缺点，如果使用具有辉线的灯，可有效地取出特定波长的光，可获得检查所需的光量。

并且，在上述实施例中，在很多部分没特意区别反射照明和透射照明进行说明，但是，也可以同时使用反射照明和透射照明进行检查、或者使用任一个进行检查。

再者，也可以利用滤光器切换机构17来切换不遮断可见光以上的长波长区的光而使用的情况和使用遮断它的光学滤光器的情况来使用，并进行检查。此外，也可以具备多个光学滤光器的遮断波长区进行切换控制，利用波长区的组合进行检查。

此外，更进一步，还可以对光学滤光器的组合、和反射照明与透射照明的组合进行组合使用，进行检查。

(第二实施例)

参照图1、图4的曲线II、图6及图7说明本发明的第二实施例。图4的曲线II是在第二实施例使用的试样9′(参照图6)的透明导电膜的透射特性图，图6是表示第二实施例的尺寸测量装置大致结构的框图，图7是第二实施例涉及的光学滤光器16′(参照图6)的透射特性图。

第二实施例使用透明导电膜具有图4的曲线II所示透射特性的试样9′，第一实施例采用了仅透射450nm以下波长的光的光学滤光器16，但是，除了采用仅透射具有大约550nm以下波长的光的光滤光器16′这一点，其它是相同的。因此，在以下的第二实施例的说明中，省略与第一实施例相同部分的说明。

参照图1，光学滤光器16′通过滤光器切换机构17′被配置在照明单元1′或4′的射出部附近。

通过这样的结构，从照明单元1′或4′的灯23′或24′照射的光，在通过光学滤光器16′时，根据图7所示的光学滤光器的透射特性，仅使在550nm波长附近的波长区具有辉线的光透射。这样，从照明单元1′照射的光中，只有550nm波长附近的光通过光纤2后经投光管3的半透半反镜21照射试样9′，或者，从照明单元4′照射的光中，只有550nm波长附近的光通过光纤5后、经透射照明头6的半透半反镜照射试样9′。

照射的光，若是同轴落射照明则是来自试样9′的反射光、若是透射照明则是来自试样9′的透射光，入射到物镜8，与在现有例中记载的情况相同地在CCD14上成像。

CCD摄像机14拍摄的试样9′的图形图像，作为图像信号输出给图像处理单元15，图像处理单元15根据输入的图像信号进行图像处理，测量图形的尺寸。

这里，激光自动对焦单元10、自动调光装置13、物镜转换器7、物镜8、半透半反镜21、22、透镜11、12以及图像处理单元15，与图1的实施例同样地动作。

以下说明它的作用。

透明导电膜的透射特性如图4的曲线II所示，因此，在透明导电膜存在于反射率高的金属膜上的情况下，如果从试样9′的上部只照射550nm附近的波长区的光，则无透明导电膜部分(金属膜部分)因高反射率而使反射光量增多，但在透明导电膜部分，在照射的光一旦入射透明导电膜后在金属膜上反射、并再次通过电导膜射出的期间衰减，因此反射光量少(成为低反射率).

因此，无透明导电膜部分和透明导电膜部分的明暗差变大，可根据图形边缘部的明暗差检测出边缘，进行尺寸测量。

在玻璃基材上直接存在透明导电膜的情况下，玻璃基材的反射率本身低，但根据与上述相同的原理，存在透明导电膜的部分更加变暗，因此，可根据图形边缘部的明暗差检测出边缘，进行尺寸测量。

再者，如果从试样9′的下部只透射照射550nm波长区的光，玻璃基材因具有高透射特性而明亮，但存在透明导电膜的部分因透射率低而变暗。因此，产生无透明导电膜部分和透明导电膜部分的明暗差，可根据图形边缘部的明暗差检测出边缘，进行尺寸测量。

并且，在上述实施例中说明了在可见光以下的短波长区的光源及滤光器的切换。但是，上述实施例以外，对于在各种波长区具有辉线的光源的组合，以及使波长比可见光短或长的波长区的光不通过的滤光器、或者在规定的波长区使光通过的滤光器的组合，可根据电导膜的种类，切换光源或滤光器的至少一个而使用。

此外，并不限于透明导电膜，也可适用于用各种材料、各种制法制做的膜图形。

发明效果

根据本发明，能够将用现有技术无法得到的透明导电膜可视化，因此，可以根据在现有技术中无法实现的透明导电膜的图形边缘部的明暗差来检测出边缘，进行尺寸测量。本发明在具有透明导电膜图形的LCD基板等的基板尺寸测量中使有效的。

Claims (6)

1.一种检查装置，用显微镜放大在基板上形成的图形的尺寸，来进行尺寸测量，其特征在于，包括：

灯，具有可见光以下的波长区的光谱，且在400nm、450nm、550nm、580nm附近至少具有一个辉线；以及

光学滤光器，遮断波长比可见光长的波长区的光成分，

上述光学滤光器使具有至少一个辉线的波长的光透过。

2.如权利要求1所述的检查装置，其特征在于，

上述光学滤光器仅透射小于等于600nm的波长的光。

3.如权利要求1或2所述的检查装置，其特征在于，

使用反射照明和透射照明这两者中的至少一种进行检查。

4.一种检查装置，用显微镜放大在基板上形成的图形的尺寸，来进行尺寸测量，其特征在于，包括：

灯，在规定的波长区内具有辉线；以及

光学滤光器，使规定波长区的光成分透过，

透过上述光学滤光器的规定波长区至少与上述灯的具有辉线的规定波长区重合。

5.如权利要求4所述的检查装置，其特征在于，

具有多个上述灯和上述光学滤光器，根据检查的试样种类切换为某一个灯或某一个光学滤光器。

6.如权利要求4所述的检查装置，其特征在于，

使用反射照明和透射照明这两者中的至少一种进行检查。

Images