JP2006313143A - Irregularity inspection device and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象物上に形成された膜の膜厚ムラを検査する技術に関する。 The present invention relates to a technique for inspecting film thickness unevenness of a film formed on an object.
従来より、表示装置用のガラス基板や半導体基板等(以下、単に「基板」という。)の主面上に形成されたレジスト膜等の薄膜を検査する場合、光源からの光を薄膜に照射し、薄膜からの反射光や透過光における光干渉を利用して膜厚のムラが検査される。 Conventionally, when inspecting a thin film such as a resist film formed on a main surface of a glass substrate or a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) for a display device, the thin film is irradiated with light from a light source. The film thickness unevenness is inspected by utilizing the light interference in the reflected light or transmitted light from the thin film.
このような膜厚ムラの検査において、ナトリウムランプ等の単色光源を用いた場合、薄膜の厚さや屈折率によっては十分な感度を得られない(すなわち、光干渉による干渉縞が明確に表れない)ことがある。そこで、目視による検査では、基板を傾けることにより光の入射角を変更して干渉縞を明確化することにより確実にムラ検出を行うことが行われている。また、基板に対して複数の波長の光を同時に照射することも行われているが、各波長に対応した干渉縞が同時に表れるため、全体として感度が低下してしまう可能性がある。 In such a non-uniformity inspection, when a monochromatic light source such as a sodium lamp is used, sufficient sensitivity cannot be obtained depending on the thickness and refractive index of the thin film (that is, interference fringes due to optical interference cannot be clearly shown). Sometimes. Therefore, in visual inspection, unevenness detection is reliably performed by changing the incident angle of light by tilting the substrate and clarifying the interference fringes. Moreover, although light with a plurality of wavelengths is simultaneously irradiated onto the substrate, interference fringes corresponding to the respective wavelengths appear at the same time, so that the sensitivity as a whole may be lowered.
特許文献1では、被検体表面上の欠陥検査を行う表面欠陥検査装置において、被検体からの反射光の波長帯を制限する複数の狭帯域フィルタのうちの1つを、被検体表面上の薄膜の特性(材質、屈折率、膜厚、反射率等)に合わせて光路上に挿入することにより、適切な波長帯にて検査を行う技術が開示されている。また、被検体に光を照射する照明部の角度(すなわち、被検体に対する照明光の入射角)を薄膜の特性に合わせて変更する技術も開示されている。
ところで、特許文献1の表面欠陥検査装置では、狭帯域フィルタを切り替えたり、被検体に対する照明部の角度を変更することにより、ムラ検出の感度を向上することができるが、微小な膜厚の変動を検出するために、更なる感度の向上が求められている。
By the way, in the surface defect inspection apparatus of
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、膜厚ムラを精度良く検出することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to detect film thickness unevenness with high accuracy.
請求項1に記載の発明は、基板上に形成された膜の膜厚ムラを検査するムラ検査装置であって、主面上に光透過性の膜が形成されている基板を保持する保持部と、前記膜に対して傾斜して入射する光を出射する光出射部と、前記膜にて反射された後の特定の波長帯の光を受光して前記膜からの前記特定の波長帯の光の強度分布を取得するセンサと、前記光出射部から前記センサに至る光路上に配置されるとともに前記膜に対するS偏光光を選択的に透過する偏光子とを備える。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のムラ検査装置であって、前記特定の波長帯を互いに異なる複数の波長帯の間で切り替える波長帯切替手段をさらに備える。 A second aspect of the present invention is the unevenness inspection apparatus according to the first aspect, further comprising wavelength band switching means for switching the specific wavelength band among a plurality of different wavelength bands.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のムラ検査装置であって、前記光出射部が複数の波長帯の光を含む光を出射し、前記波長帯切替手段が、前記複数の波長帯の光を選択的にそれぞれ透過する複数の光学フィルタと、前記複数の光学フィルタのうち前記光路上に配置される一の光学フィルタを他の光学フィルタに切り替えることにより前記特定の波長帯を変更する光学フィルタ切替機構とを備える。 A third aspect of the present invention is the unevenness inspection apparatus according to the second aspect, wherein the light emitting unit emits light including light of a plurality of wavelength bands, and the wavelength band switching unit includes the plurality of wavelength band switching units. A plurality of optical filters that selectively transmit light in a wavelength band, and one optical filter arranged on the optical path among the plurality of optical filters is switched to another optical filter to change the specific wavelength band. An optical filter switching mechanism to be changed.
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のムラ検査装置であって、前記偏光子が、前記基板と前記センサとの間に配置される。 A fourth aspect of the present invention is the unevenness inspection apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the polarizer is disposed between the substrate and the sensor.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のムラ検査装置であって、前記基板から前記センサに至る光路上に配置されるとともに前記特定の波長帯の光を前記センサに向けて集光する集光レンズをさらに備え、前記偏光子が、前記集光レンズと前記センサとの間に配置される。 A fifth aspect of the invention is the unevenness inspection apparatus according to the fourth aspect of the invention, which is arranged on an optical path from the substrate to the sensor and collects light of the specific wavelength band toward the sensor. A light collecting lens is further provided, and the polarizer is disposed between the light collecting lens and the sensor.
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のムラ検査装置であって、前記偏光子が、前記光出射部と前記基板との間に配置される。 A sixth aspect of the present invention is the unevenness inspection apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the polarizer is disposed between the light emitting portion and the substrate.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のムラ検査装置であって、前記基板から前記センサに至る光路上に配置されるとともに前記特定の波長帯の光を前記センサに向けて集光する集光レンズをさらに備える。 A seventh aspect of the invention is the unevenness inspection apparatus according to the sixth aspect of the invention, which is arranged on an optical path from the substrate to the sensor and collects light of the specific wavelength band toward the sensor. A light collecting lens is further provided.
請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれかに記載のムラ検査装置であって、前記基板の前記主面に沿う所定の移動方向に前記保持部を前記光出射部および前記センサに対して相対的に移動する移動機構をさらに備え、前記光出射部が、光源と、前記光源からの光を前記主面に沿うとともに前記移動方向に垂直な方向に伸びる線状光に変換して前記膜へと導く照明光学系とを備え、前記センサが、前記線状光の前記基板上における照射領域からの前記特定の波長帯の光の強度分布を前記保持部の移動中に繰り返し取得するラインセンサである。
The invention according to
請求項9に記載の発明は、基板上に形成された膜の膜厚ムラを検査するムラ検査方法であって、主面上に光透過性の膜が形成されている基板の前記膜に対して傾斜して入射する光を出射する工程と、前記膜にて反射された後の特定の波長帯の光であって、かつ、前記膜にて反射される前または後に前記膜に対するS偏光光を選択的に透過する偏光子を透過したものを受光して前記膜からの前記特定の波長帯の光の強度分布を取得する工程とを備える。
The invention according to
本発明では、膜厚ムラを精度良く検出することができる。 In the present invention, film thickness unevenness can be detected with high accuracy.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るムラ検査装置1の構成を示す図である。ムラ検査装置1は、液晶表示装置等の表示装置に用いられるガラス基板(以下、単に「基板」という。)9において、一方の主面91上に形成されたパターン形成用のレジスト膜(以下、単に「膜」という。)92の膜厚ムラを検査する装置である。基板9上の膜92は、基板9の主面91上にレジスト液を塗布することにより形成される。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an
図1に示すように、ムラ検査装置1は、主面91(以下、「上面91」という。)上に膜92が形成された基板9を上面91を上側(図1中の(+Z)側)に向けて保持する保持部であるステージ2、ステージ2に保持された基板9の上面91上の膜92に向けて光を出射する光出射部3、光出射部3から出射されて膜92にて反射された後の光を受光する受光部4、基板9と受光部4との間に配置されて受光部4にて受光される光の波長帯を切り替える波長帯切替機構5、基板9から波長帯切替機構5に至る光路上に配置されるとともに膜92からの反射光のうちS偏光光を選択的に透過する偏光子6、ステージ2を光出射部3、受光部4、波長帯切替機構5および偏光子6に対して相対的に移動する移動機構21、受光部4にて受光した光の強度分布(上面91の領域に対応する分布)に基づいて膜92の膜厚ムラを検査する検査部7、並びに、これらの構成を制御する制御部8を備える。
As shown in FIG. 1, the
ステージ2の(+Z)側の表面は、好ましくは黒色艶消しとされる。移動機構21は、モータ211にボールねじ(図示省略)が接続された構成とされ、モータ211が回転することにより、ステージ2がガイド212に沿って基板9の上面91に沿う図1中のX方向に移動する。
The (+ Z) side surface of the
光出射部3は、白色光(すなわち、可視領域の全ての波長帯の光を含む光)を出射する光源であるハロゲンランプ31、ステージ2の移動方向に垂直な図1中のY方向に伸びる円柱状の石英ロッド32、および、Y方向に伸びるシリンドリカルレンズ33を備える。光出射部3では、ハロゲンランプ31が石英ロッド32の(+Y)側の端部に取り付けられており、ハロゲンランプ31から石英ロッド32に入射した光は、Y方向に伸びる線状光(すなわち、光束断面がY方向に長い線状となる光)に変換されて石英ロッド32の側面から出射され、シリンドリカルレンズ33を介して基板9の上面91へと導かれる。換言すれば、石英ロッド32およびシリンドリカルレンズ33は、ハロゲンランプ31からの光を、ステージ2の上面91に沿うとともに移動方向に垂直な線状光に変換して基板9の上面91上の膜92へと導く照明光学系となっている。
The
図1では、光出射部3から基板9に至る光路を一点鎖線にて示している(基板9から受光部4に至る光路についても同様)。光出射部3から出射されて基板9の上面91上の膜92に対して傾斜して(すなわち、0°よりも大きい入射角にて)入射した光の一部は、基板9の上面91上の膜92の(+Z)側の上面にて反射される。膜92は光出射部3からの光に対して光透過性を有しており、光出射部3からの光のうち膜92の上面にて反射されなかった光は、膜92を透過して基板9の上面91(すなわち、膜92の下面)にて反射される。ムラ検査装置1では、基板9における膜92の上面にて反射された光と基板9の上面91にて反射された光との干渉光(以下、単に「反射光」という。)が、波長帯切替機構5を経由して受光部4に入射する。
In FIG. 1, the optical path from the
波長帯切替機構5は、互いに異なる複数の狭い波長帯の光を選択的にそれぞれ透過する複数の光学フィルタ(例えば、半値幅10nmの干渉フィルター)51、複数の光学フィルタ51を保持する円板状のフィルタホイール52、および、フィルタホイール52の中心に取り付けられてフィルタホイール52を回転するフィルタ回転モータ53を備える。フィルタホイール52は、その法線方向が基板9から受光部4に至る光路に平行になるように配置される。
The wavelength
図2は、波長帯切替機構5を基板9側からフィルタホイール52に垂直な方向に沿って見た図である。図2に示すように、フィルタホイール52には、6つの円形の開口521が周方向に等間隔に形成されており、そのうちの5つの開口521には互いに透過波長帯が異なる5種類の光学フィルタ51が取り付けられている。
FIG. 2 is a view of the wavelength
図1に示す波長帯切替機構5では、制御部8に制御されるフィルタ回転モータ53によりフィルタホイール52が回転し、5つの光学フィルタ51(図2参照)のうち、検査対象となる膜92の膜厚や屈折率等に応じていずれか1つの光学フィルタ51(以下、他の光学フィルタ51と区別するために、「選択光学フィルタ51a」という。)が選択され、基板9から受光部4に至る光路上に配置される。これにより、基板9からの反射光(すなわち、5つの光学フィルタ51に対応する5つの透過波長帯の光を含む白色光の反射光)のうち、光路上に配置された選択光学フィルタ51aに対応する特定の波長帯(以下、「選択波長帯」という。)の光のみが、選択光学フィルタ51aを透過して受光部4へと導かれる。
In the wavelength
そして、フィルタ回転モータ53によりフィルタホイール52が回転すると、複数の光学フィルタ51のうち光出射部3から受光部4に至る光路上に配置された選択光学フィルタ51aが他の光学フィルタ51に切り替えられ、受光部4が受光する光の波長帯(すなわち、選択波長帯)が変更される。このように、フィルタ回転モータ53およびフィルタホイール52は光学フィルタ切替機構となっている。
When the
受光部4は、複数の受光素子であるCCD(Charge Coupled Device)がY方向に直線状に配列されたラインセンサ41、および、基板9からラインセンサ41に至る光路上であってラインセンサ41と波長帯切替機構5の選択光学フィルタ51aとの間に配置される集光レンズ42を備える。集光レンズ42は、光出射部3から出射されて基板9の上面91上においてY方向に伸びる直線状の照射領域(以下、「線状照射領域」という。)の膜92にて反射された後の線状光のうち、選択光学フィルタ51aを透過した選択波長帯の光をラインセンサ41に向けて集光する。ラインセンサ41は、集光レンズ42により集光されるとともに結像された選択波長帯の光を受光し、受光した光の強度分布(すなわち、各CCDからの出力値のY方向における分布)を取得して検査部7に出力する。ムラ検査装置1では、基板9の上面91上に形成された膜92からの反射光の強度分布が、基板9およびステージ2の移動中にラインセンサ41により繰り返し取得される。
The
検査部7は、ラインセンサ41からの出力を受け付けて基板9の上面91の2次元画像を生成する画像生成部71、および、画像生成部71により生成された2次元画像の各画素の値から膜92の膜厚ムラを検出するムラ検出部72を備える。
The
次に、ムラ検査装置1による膜厚ムラの検査の流れについて説明する。図3および図4は、ムラ検査装置1による検査の流れを示す図である。ムラ検査装置1により基板9の上面91上の膜92の膜厚ムラが検査される際には、まず、図1中に実線にて示す検査開始位置に位置するステージ2上に基板9が保持された後、基板9およびステージ2の(+X)方向への移動が開始される(ステップS11)。続いて、光出射部3から出射されて基板9の上面91に対して入射角60°にて入射する線状光が、基板9の上面91上の線状照射領域に照射され(ステップS12)、線状照射領域が基板9に対して相対的に移動する。
Next, the flow of inspection of film thickness unevenness by the
光出射部3からの光は基板9の上面91にて反射され、偏光子6を透過することによりS偏光光のみが取り出される。そして、波長帯切替機構5の選択光学フィルタ51aを透過することにより、S偏光光から特定の波長帯(例えば、中心波長が550nm、半値幅が10nm)の光のみが取り出された後、受光部4へと導かれる。受光部4では、基板9の上面91における反射後の選択波長帯のS偏光光が、集光レンズ42によりラインセンサ41に向けて集光されつつ結像されてラインセンサ41により受光され(ステップS13)、基板9上の線状照射領域からの反射光のうち、S偏光光の選択波長帯における強度分布が取得される(ステップS14)。ラインセンサ41の各CCDからの出力値は、検査部7の画像生成部71へと送られる。
The light from the
ムラ検査装置1では、制御部8により、基板9およびステージ2が図1中に二点鎖線にて示す検査終了位置まで移動したか否かが基板9の移動中に繰り返し確認されており(ステップS15)、検査終了位置まで移動していない場合には、ステップS13に戻って反射光のうちの選択波長帯のS偏光光の受光および線状照射領域における選択波長帯のS偏光光の強度分布の取得(ステップS13,S14)が繰り返される。ムラ検査装置1では、ステージ2が(+X)方向に移動している間、ステップS13〜S15の動作が繰り返されて基板9上の線状照射領域からの反射光の強度分布が繰り返し取得されることにより、基板9の全体について上面91からの反射光のうちのS偏光光の選択波長帯における強度分布が取得される。
In the
そして、基板9およびステージ2が検査終了位置まで移動すると(ステップS15)、移動機構21による基板9およびステージ2の移動が停止され、照明光の照射も停止される(ステップS16)。検査部7の画像生成部71では、受光部4により取得された上面91からの反射光の選択波長帯における強度分布に対して、膜厚の変動に起因する輝度値の差を強調する画像処理(例えば、上面91上の強度分布を示す2次元画像(以下、「元画像」という。)に対してメディアンフィルタにより平滑化処理を行って平滑化画像を求め、元画像の各画素の値を平滑化画像の対応する画素の値で除算することにより、膜厚変動によるものよりも大きく広範囲に亘る輝度値の変動を除去する等の処理)が行われることにより、強調された膜厚変動が画素値の変動として表現された上面91の2次元画像(以下、「強調画像」という。)が生成される(ステップS21)。
When the
生成された強調画像は、必要に応じてディスプレイ等の表示装置に表示され、さらに、検査部7のムラ検出部72により、強調画像に基づいて膜厚ムラの検出が行われる(ステップS22)。
The generated emphasized image is displayed on a display device such as a display as necessary, and the
図5は、基板9の上面91上に形成された膜92の膜厚と反射率との関係を示す図である。図5中の線101は、本実施の形態に係るムラ検査装置1と同様の条件における反射率(すなわち、S偏光光に対する反射率)を示す。また、線102は、ムラ検査装置1から偏光子6が省略された装置と同様の条件における反射率(すなわち、偏光されていない光(以下、「無偏光光」という。)に対する反射率)を示し、線103は、ムラ検査装置1の偏光子6に代えてP偏光光のみを選択的に透過する他の偏光子が設けられた装置と同様の条件における反射率(すなわち、P偏光光に対する反射率)を示す。線101〜103は、波長550nmの光に対する反射率を示しており、波長が変更されると膜厚と反射率との関係も変化する。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the
図5に示すように、膜92の膜厚が異なると膜92の反射率も異なるため、受光部4にて受光する反射光の強度も異なる。したがって、膜92の膜厚分布にムラが存在している場合には、検査部7の画像生成部71により生成された基板9の上面91の2次元画像(元画像および強調画像)にも画素の値にムラが生じる。ムラ検査装置1では、検査部7のムラ検出部72により、上面91の強調画像における各画素の値のばらつきの程度が検査され、予め設定されているムラ閾値よりもばらつきの程度が大きい領域が存在する場合、上面91上の対応する領域が許容範囲を超える膜厚ムラが存在する領域として検出される。
As shown in FIG. 5, when the film thickness of the
図6は、膜92の膜厚が1nmだけ変動した場合の反射率の変動を示す図である。図6中の線201〜203は図5中の線101〜103に対応しており、それぞれS偏光光、無偏光光およびP偏光光に対する反射率の変動を示す。
FIG. 6 is a diagram showing the change in reflectance when the film thickness of the
図6に示すように、S偏光光に対する反射率の変動は無偏光光やP偏光光に対する反射率の変動に比べて大きいため、ムラ検査装置1では、偏光子6により受光部4にて受光される光をS偏光光としてS偏光光の強度分布に基づいて膜厚ムラを検査することにより、膜厚の変動を強調画像における画素の値の変動として高感度に取得することができる。このように、ムラ検査装置1では、膜厚ムラに対する感度を向上させることにより、膜厚ムラを精度良く検出することができる。
As shown in FIG. 6, since the variation in reflectance with respect to S-polarized light is larger than the variation in reflectance with respect to non-polarized light or P-polarized light, the
ところで、膜92の反射率は、図5に示すように、膜厚の変動に対して周期性をもって変動し、図5および図6に示すように、反射率の極大点近傍および極小点近傍では、膜厚の変動に対する反射率の変動が非常に小さくなる。このため、膜厚の変動が僅かである場合には、画像生成部71により生成された2次元画像(元画像および強調画像)において画素の値がほとんど変動せず、ムラ検出部72によるムラ(すなわち、膜厚の変動)の検出の精度が低下してしまう。以下、膜厚の変動に対する反射率の変動の割合が非常に小さい膜厚の領域を、「低感度領域」という。
By the way, the reflectance of the
仮に、基板9上の膜92の膜厚が図5中の線101の低感度領域において変動しているとすると、このような膜厚ムラを線101のみに基づいて高精度に検出することは難しい。そこで、ムラ検査装置1では、上述のように1つの光学フィルタ51を選択光学フィルタ51aとして1回目の膜厚ムラの検出を行った後(ステップS23)、制御部8により波長帯切替機構5のフィルタ回転モータ53が駆動されてフィルタホイール52が回転し、他の光学フィルタ51が基板9から受光部4に至る光路上に配置されて波長帯切替機構5における選択波長帯が変更される(ステップS231)。選択波長帯が変更されることにより、膜厚の低感度領域も移動する。
If the film thickness of the
その後、移動機構21によりステージ2が検査開始位置に戻され、再び基板9およびステージ2の移動が開始される(ステップS11)。ムラ検査装置1では、ステージ2が検査終了位置に到達するまで、光出射部3からの光の基板9における反射光のうち、1回目のムラ検出時とは異なる選択波長帯のS偏光光が受光部4により受光され、基板9上の線状照射領域からの反射光の強度分布が繰り返し取得されて検査部7の画像生成部71へと送られた後、基板9およびステージ2の移動が停止され、照明光の照射も停止される(ステップS12〜S16)。
Thereafter, the
そして、検査部7の画像生成部71により、基板9の上面91の強調画像が生成され(ステップS21)、ムラ検出部72により、上面91上の膜92の膜厚ムラが検出される(ステップS22)。2回目の膜厚ムラの検出が終了すると(ステップS23)、1回目および2回目の検出結果に基づき、基板9の上面91上に形成された膜92の膜厚ムラが最終的に検出されてムラ検査装置1による膜厚ムラの検出が終了する。
Then, an emphasized image of the
ムラ検査装置1では、波長帯切替機構5の複数の光学フィルタ51により互いに異なる複数の波長帯の間で選択波長帯を切り替えることにより、1回目のムラ検出と2回目のムラ検出とで膜厚の低感度領域を異ならせている。これにより、膜92の膜厚の変動幅の一部(または全部)が、例えば1回目のムラ検出時の低感度領域に含まれている場合であっても、2回目のムラ検出時には低感度領域が異なっているため、1回目のムラ検出時に低感度領域に含まれていた部分についても高感度に検出することができ、膜厚ムラをより精度良く検出することができる。
In the
ムラ検査装置1では、フィルタホイール52を回転して基板9から受光部4に至る光路上の選択光学フィルタ51aを他の光学フィルタ51に切り替えることにより、受光部4にて受光する基板9からの反射光の波長帯(すなわち、選択波長帯)を容易に変更して適切な波長帯とすることができる。また、光出射部3から線状光を出射し、線状光に対して垂直な方向に移動する基板9からの反射光を、ラインセンサ41により基板9の移動中に繰り返し受光することにより、基板9に対する光の入射角を上面91全体において一定とすることができる。これにより、膜厚ムラの検出において入射角による反射率への影響を考慮する必要がないため、ムラ検出部72による膜厚ムラの検出処理を簡素化することができる。
In the
ムラ検査装置1では、偏光子6が基板9とラインセンサ41との間(すなわち、受光側の光路上)に配置されるため、偏光子6に対する光出射部3からの熱の影響を防止することができる。また、偏光子6が基板9と波長帯切替機構5との間に配置されることにより偏光子6の配置の自由度が高くなるため、装置の構成が複雑化することを防止することができる。
In the
次に、本発明の第2の実施の形態に係るムラ検査装置1aについて説明する。図7は、ムラ検査装置1aの構成を示す正面図である。ムラ検査装置1aでは、偏光子6が受光部4の集光レンズ42とラインセンサ41との間の光路上に配置される。その他の構成は図1と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
Next, the
第2の実施の形態に係るムラ検査装置1aによる膜厚ムラの検査の流れは、第1の実施の形態とほぼ同様であり、以下、図3および図4を参照しつつ説明する。まず、基板9およびステージ2の移動が開始され、光出射部3から線状の白色光が出射されて基板9上の線状照射領域に照射される(ステップS11,S12)。
The flow of film thickness unevenness inspection by the
光出射部3からの光は、基板9の上面91にて反射され、波長帯切替機構5の選択光学フィルタ51aを透過することにより選択波長帯の光のみが取り出されて受光部4へと導かれる。受光部4では、波長帯切替機構5からの選択波長帯の光が集光レンズ42により集光されて偏光子6へと導かれ、偏光子6を透過することによりS偏光光のみが取り出されてラインセンサ41上に結像されつつ受光される(ステップS13)。そして、基板9上の線状照射領域からの反射光のうち、S偏光光の選択波長帯における強度分布が取得されて検査部7の画像生成部71へと送られる(ステップS14)。
The light from the
ムラ検査装置1aでは、ステージ2が検査終了位置に到達するまで(ステップS15)、基板9上の線状照射領域からの反射光の強度分布が繰り返し取得されることにより、上面91からの反射光のうち、S偏光光の選択波長帯における強度分布が取得される(ステップS13〜S16)。その後、基板9およびステージ2の移動、並びに、照明光の照射が停止され(ステップS17)、画像生成部71により強調画像が生成されるとともに上面91上に形成された膜92の膜厚ムラが検出される(ステップS21,S22)。
In the
1回目の膜厚ムラの検出が終了すると、波長帯切替機構5において選択波長帯が変更され(ステップS23,S231)、ステップS11に戻って2回目の膜厚ムラの検出が行われる(ステップS11〜S17,S21〜S23)。そして、1回目および2回目の検出結果に基づき、基板9の上面91上に形成された膜92の膜厚ムラが最終的に検出されてムラ検査装置1aによる膜厚ムラの検出が終了する。
When the first detection of film thickness unevenness is completed, the wavelength
以上に説明したように、ムラ検査装置1aでは、偏光子6により受光部4にて受光される光をS偏光光とすることにより、第1の実施の形態と同様に、ラインセンサ41の膜厚ムラに対する感度を向上して膜厚ムラを精度良く検出することができる。また、偏光子6が基板9とラインセンサ41との間(すなわち、受光側の光路上)に配置されるため、偏光子6に対する光出射部3からの熱の影響を防止することができる。ムラ検査装置1aでは、特に、偏光子6が集光レンズ42とラインセンサ41との間に配置されるため、偏光子6を集光レンズ42により集光された線状光に対応する大きさとすることができる。したがって、偏光子6が集光レンズ42よりも手前(例えば、光出射部3から集光レンズ42に至る光路上)に配置される場合に比べて、偏光子6を小型化することができる。
As described above, in the
ムラ検査装置1aでは、第1の実施の形態と同様に、選択波長帯を変更して2回の膜厚ムラの検出を行うことにより、ムラ検出時の膜厚の低感度領域を適切に変更し、膜厚ムラをより精度良く検出することができる。また、フィルタホイール52を回転して選択光学フィルタ51aを他の光学フィルタ51に切り替えることにより、受光部4にて受光する基板9からの反射光の波長帯(すなわち、選択波長帯)を容易に変更することができる。さらには、光出射部3からの線状光をラインセンサ41により基板9の移動中に繰り返し受光することにより、基板9に対する光の入射角を上面91全体において一定とすることができるため、ムラ検出部72による膜厚ムラの検出処理を簡素化することができる。
In the
次に、本発明の第3の実施の形態に係るムラ検査装置1bについて説明する。図8は、ムラ検査装置1bの構成を示す正面図である。ムラ検査装置1bでは、偏光子6が光出射部3のシリンドリカルレンズ33と基板9との間の光路上に配置される。その他の構成は図1と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
Next, an
第3の実施の形態に係るムラ検査装置1bによる膜厚ムラの検査の流れは、第1の実施の形態とほぼ同様であり、以下、図3および図4を参照しつつ説明する。まず、基板9およびステージ2の移動が開始されるとともに光出射部3から線状の白色光が出射され、偏光子6を透過することによりS偏光光のみが取り出されて基板9上の線状照射領域に照射される(ステップS11,S12)。
The flow of film thickness unevenness inspection by the
続いて、基板9の上面91にて反射されたS偏光光が波長帯切替機構5の選択光学フィルタ51aを透過することにより選択波長帯の光のみが取り出され、受光部4の集光レンズ42により集光されてラインセンサ41上に結像されつつ受光される(ステップS13)。そして、S偏光光の選択波長帯における強度分布が取得されて検査部7の画像生成部71へと送られる(ステップS14)。
Subsequently, the S-polarized light reflected by the
以下、第1の実施の形態と同様に、ステージ2が検査終了位置に到達するまで基板9上の線状照射領域からの反射光の強度分布が繰り返し取得された後、ムラ検出部72により膜92の膜厚ムラが検出される(ステップS15〜S22)。次に、波長帯切替機構5において選択波長帯が変更され(ステップS23,S231)、ステップS11に戻って2回目の膜厚ムラの検出が行われる(ステップS11〜S17,S21〜S23)。そして、1回目および2回目の検出結果に基づき、基板9の上面91上に形成された膜92の膜厚ムラが最終的に検出されてムラ検査装置1bによる膜厚ムラの検出が終了する。
Hereinafter, similarly to the first embodiment, after the intensity distribution of the reflected light from the linear irradiation region on the
以上に説明したように、ムラ検査装置1bでは、偏光子6により受光部4にて受光される光をS偏光光とすることにより、第1の実施の形態と同様に、ラインセンサ41の膜厚ムラに対する感度を向上して膜厚ムラを精度良く検出することができる。特に、表面が比較的粗い膜92(例えば、基板9にて反射された光に含まれる散乱光の正反射光に対する割合が1%以上となる膜92)が形成された基板9の膜厚ムラの検査を行う場合には、偏光子6を光出射部3と基板9との間(すなわち、出射側の光路上)に配置することにより、偏光子6を基板9とラインセンサ41との間(すなわち、受光側の光路上)に配置する場合に比べて、膜厚ムラをより精度良く検出することができる。
As described above, in the
ムラ検査装置1bでは、第1の実施の形態と同様に、選択波長帯を変更して2回の膜厚ムラの検出を行うことにより、膜厚ムラをより精度良く検出することができる。また、選択光学フィルタ51aを他の光学フィルタ51に切り替えることにより、受光部4にて受光する基板9からの反射光の波長帯(すなわち、選択波長帯)を容易に変更することができる。さらには、光出射部3からの線状光をラインセンサ41により基板9の移動中に繰り返し受光することにより、ムラ検出部72による膜厚ムラの検出処理を簡素化することができる。
In the
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.
例えば、ステージ2は、光出射部3、受光部4、波長帯切替機構5および偏光子6に対して相対的に移動すればよく、ステージ2が固定され、光出射部3、受光部4、波長帯切替機構5および偏光子6が、互いに固定された状態で移動されてもよい。
For example, the
上記実施の形態に係るムラ検査装置では、ハロゲンランプ31から出射される光に基板9上に形成された膜92に好ましくない影響を与える波長帯の光が含まれている場合、当該波長帯の光を透過しないフィルタ等がハロゲンランプ31から基板9に至る光路上に設けられる。また、基板9の上面91上の膜92が赤外線に対して透過性を有する場合、白色光を出射するハロゲンランプ31に代えて赤外線を出射する光源が光出射部3に設けられてもよい。
In the unevenness inspection apparatus according to the above embodiment, when the light emitted from the
光出射部3では、石英ロッド32に代えて複数の光ファイバが直線状に配列されたファイバアレイが設けられ、ハロゲンランプ31からの光がファイバアレイを通過することにより線状光に変換されてもよい。また、ハロゲンランプ31および石英ロッド32に代えて、直線状に配列された複数の光源要素が線状光を出射する光源として設けられてもよい。
In the
基板9に対する光の入射角を上面91全体において一定とすることにより膜厚ムラの検出処理を簡素化するという観点からは、基板9に対して相対的に移動するラインセンサ41により光出射部3からの線状光の反射光を受光することが好ましいが、基板9の撮像時間を短縮する必要がある場合等には、ラインセンサ41に代えて2次元CCDセンサが受光部4に設けられてもよい。
From the viewpoint of simplifying the detection process of the film thickness unevenness by making the incident angle of light with respect to the
ラインセンサ41にてS偏光光を受光するという観点のみからは、偏光子6は光出射部3からラインセンサ41に至る光路上の何処に配置されてもよく、例えば、選択光学フィルタ51aと集光レンズ42との間に配置されてもよい。
From the standpoint of receiving S-polarized light by the
波長帯切替機構5は、必ずしも基板9から受光部4に至る光路上に配置される必要はなく、例えば、光出射部3から基板9に至る光路上に配置されてもよい。また、波長帯切替機構5による選択波長帯の切り替えは、複数の光学フィルタ51の切り替えには限定されず、互いに異なる複数の波長帯の光を出射する複数の光源が光出射部3に設けられ、波長帯切替機構5により複数の光源が制御されることにより、光出射部3から出射される光の波長帯が切り替えられてもよい。
The wavelength
上記実施の形態に係るムラ検査装置では、膜92の膜厚ムラは、ムラ検出部72により上面91の強調画像における各画素の値のばらつきの程度が検査されることにより検出されるが、膜厚ムラの検出は、ディスプレイ等に表示された上面91の強調画像を作業者が目視して参照用画像と比較することにより行われてもよい。
In the unevenness inspection apparatus according to the above-described embodiment, the film thickness unevenness of the
上記実施の形態に係るムラ検査装置は、レジスト膜以外の他の膜、例えば、基板9上に形成された絶縁膜や導電膜の膜厚ムラの検出に利用されてよく、これらの膜は、塗布液の塗布以外の方法、例えば、蒸着法や化学気相成長法(CVD:Chemical Vapor Deposition)、スパッタリング等により形成されたものであってもよい。また、ムラ検査装置は、半導体基板等の他の基板上に形成された膜の膜厚ムラの検査に利用されてよい。
The unevenness inspection apparatus according to the above embodiment may be used for detection of film thickness unevenness of other films other than the resist film, for example, an insulating film or a conductive film formed on the
1,1a,1b ムラ検査装置
2 ステージ
3 光出射部
5 波長帯切替機構
6 偏光子
9 基板
21 移動機構
31 ハロゲンランプ
32 石英ロッド
33 シリンドリカルレンズ
41 ラインセンサ
42 集光レンズ
51 光学フィルタ
51a 選択光学フィルタ
52 フィルタホイール
53 フィルタ回転モータ
91 上面
92 膜
S11〜S17,S21〜S23,S231 ステップ
1, 1a, 1b
Claims (9)
主面上に光透過性の膜が形成されている基板を保持する保持部と、
前記膜に対して傾斜して入射する光を出射する光出射部と、
前記膜にて反射された後の特定の波長帯の光を受光して前記膜からの前記特定の波長帯の光の強度分布を取得するセンサと、
前記光出射部から前記センサに至る光路上に配置されるとともに前記膜に対するS偏光光を選択的に透過する偏光子と、
を備えることを特徴とするムラ検査装置。 An unevenness inspection apparatus for inspecting film thickness unevenness of a film formed on a substrate,
A holding unit for holding a substrate on which a light-transmitting film is formed on the main surface;
A light emitting portion for emitting light incident on the film at an angle;
A sensor that receives light in a specific wavelength band after being reflected by the film and acquires an intensity distribution of the light in the specific wavelength band from the film;
A polarizer that is disposed on an optical path from the light emitting section to the sensor and selectively transmits S-polarized light to the film;
A nonuniformity inspection apparatus comprising:
前記特定の波長帯を互いに異なる複数の波長帯の間で切り替える波長帯切替手段をさらに備えることを特徴とするムラ検査装置。 The unevenness inspection apparatus according to claim 1,
The unevenness inspection apparatus further comprising wavelength band switching means for switching the specific wavelength band between a plurality of different wavelength bands.
前記光出射部が複数の波長帯の光を含む光を出射し、
前記波長帯切替手段が、
前記複数の波長帯の光を選択的にそれぞれ透過する複数の光学フィルタと、
前記複数の光学フィルタのうち前記光路上に配置される一の光学フィルタを他の光学フィルタに切り替えることにより前記特定の波長帯を変更する光学フィルタ切替機構と、
を備えることを特徴とするムラ検査装置。 The unevenness inspection apparatus according to claim 2,
The light emitting part emits light including light of a plurality of wavelength bands;
The wavelength band switching means,
A plurality of optical filters that selectively transmit light of the plurality of wavelength bands, respectively;
An optical filter switching mechanism that changes the specific wavelength band by switching one optical filter arranged on the optical path among the plurality of optical filters to another optical filter;
A nonuniformity inspection apparatus comprising:
前記偏光子が、前記基板と前記センサとの間に配置されることを特徴とするムラ検査装置。 The unevenness inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The unevenness inspection apparatus, wherein the polarizer is disposed between the substrate and the sensor.
前記基板から前記センサに至る光路上に配置されるとともに前記特定の波長帯の光を前記センサに向けて集光する集光レンズをさらに備え、
前記偏光子が、前記集光レンズと前記センサとの間に配置されることを特徴とするムラ検査装置。 The unevenness inspection apparatus according to claim 4,
A condenser lens that is disposed on an optical path from the substrate to the sensor and collects the light of the specific wavelength band toward the sensor;
The unevenness inspection apparatus, wherein the polarizer is disposed between the condenser lens and the sensor.
前記偏光子が、前記光出射部と前記基板との間に配置されることを特徴とするムラ検査装置。 The unevenness inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The unevenness inspection apparatus, wherein the polarizer is disposed between the light emitting portion and the substrate.
前記基板から前記センサに至る光路上に配置されるとともに前記特定の波長帯の光を前記センサに向けて集光する集光レンズをさらに備えることを特徴とするムラ検査装置。 The unevenness inspection apparatus according to claim 6,
An unevenness inspection apparatus, further comprising a condensing lens that is disposed on an optical path from the substrate to the sensor and collects light of the specific wavelength band toward the sensor.
前記基板の前記主面に沿う所定の移動方向に前記保持部を前記光出射部および前記センサに対して相対的に移動する移動機構をさらに備え、
前記光出射部が、
光源と、
前記光源からの光を前記主面に沿うとともに前記移動方向に垂直な方向に伸びる線状光に変換して前記膜へと導く照明光学系と、
を備え、
前記センサが、前記線状光の前記基板上における照射領域からの前記特定の波長帯の光の強度分布を前記保持部の移動中に繰り返し取得するラインセンサであることを特徴とするムラ検査装置。 The unevenness inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A moving mechanism for moving the holding unit relative to the light emitting unit and the sensor in a predetermined moving direction along the main surface of the substrate;
The light emitting part is
A light source;
An illumination optical system that converts the light from the light source into linear light that extends along the main surface and extends in a direction perpendicular to the moving direction, and guides the light to the film;
With
The unevenness inspection apparatus, wherein the sensor is a line sensor that repeatedly acquires an intensity distribution of light of the specific wavelength band from an irradiation region on the substrate of the linear light during movement of the holding unit. .
主面上に光透過性の膜が形成されている基板の前記膜に対して傾斜して入射する光を出射する工程と、
前記膜にて反射された後の特定の波長帯の光であって、かつ、前記膜にて反射される前または後に前記膜に対するS偏光光を選択的に透過する偏光子を透過したものを受光して前記膜からの前記特定の波長帯の光の強度分布を取得する工程と、
を備えることを特徴とするムラ検査方法。 An unevenness inspection method for inspecting film thickness unevenness of a film formed on a substrate,
Emitting light incident on the main surface of the substrate on which the light-transmitting film is formed at an angle with respect to the film;
Light having a specific wavelength band after being reflected by the film and transmitted through a polarizer that selectively transmits S-polarized light to the film before or after being reflected by the film. Receiving light to obtain an intensity distribution of light of the specific wavelength band from the film;
An unevenness inspection method comprising:
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JP2011082354A (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | Processing device |
JP2014173848A (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-22 | Synergy Optosystems Co Ltd | Position detection device and position detection method |
JP2016504566A (en) * | 2012-11-12 | 2016-02-12 | ソイテックSoitec | Method for measuring layer thickness variations in multilayer semiconductor structures |
WO2020246692A1 (en) * | 2019-06-07 | 2020-12-10 | 주식회사 엘지화학 | Inspection device for adhesive stains on polarizing plate and inspection method for adhesive stains on polarizing plate |
-
2006
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011082354A (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Disco Abrasive Syst Ltd | Processing device |
JP2016504566A (en) * | 2012-11-12 | 2016-02-12 | ソイテックSoitec | Method for measuring layer thickness variations in multilayer semiconductor structures |
JP2014173848A (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-22 | Synergy Optosystems Co Ltd | Position detection device and position detection method |
WO2020246692A1 (en) * | 2019-06-07 | 2020-12-10 | 주식회사 엘지화학 | Inspection device for adhesive stains on polarizing plate and inspection method for adhesive stains on polarizing plate |
CN113906287A (en) * | 2019-06-07 | 2022-01-07 | 杉金光电(苏州)有限公司 | Device and method for inspecting adhesive stains in polarizing plate |
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