JP2015078985A - 透明基板の表面パターン不良測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透明基板の表面パターン不良測定装置を提供する。【解決手段】本発明は、透明基板の表面パターン不良測定装置に関するものであって、反射度の少ない物質が透明基板にパターニングされ、透明基板とパターニングされた物質との反射度の差が大きくなくても、透明基板の反射度を０に近づけて相対的にパターン物質の反射度の増加効果をもたらして、パターン物質と透明基板との反射対比度を高めて、検出正確度を高めた表面パターンを測定するか、パターンの不良の有無を測定する装置である。【選択図】図２

Description

本発明は、透明基板の表面パターン不良測定装置に係り、反射度の少ない物質が透明基板にパターニングされ、透明基板とパターニングされた物質との反射度の差が大きくなくても、透明基板の反射度を０に近づけて相対的にパターン物質の反射度の増加効果をもたらして、パターン物質と透明基板との反射対比度を高めて、検出正確度を高めた表面パターンを測定するか、パターンの不良の有無を測定する装置である。

図１は、一般的なスキャン装置の概念図を示す。

図１に示されたスキャン装置は、レーザを発振するレーザ発振部１０、ビームを分割するビーム分割部９０、一頂点を中心に回転自在に設けられるスキャナー２０及びターゲット平面ＴＰ上に焦点を形成するために、スキャナー１０によって進行方向が調節された平行なレーザビームを透過させて集光させる集光レンズ７を含む。

このようなスキャン装置のスキャン方法は、レーザ発振部１から走査されたレーザＲ１（以下、“レーザビームＲ１”と混用）は、ビーム分割部９０によって、一部はｙ軸方向に透過し、残りは正のｚ軸方向に反射される。ビーム分割部９０を透過したレーザＲ２は、スキャナー１０によって多経路ビームＲ３、Ｒ４、Ｆ５に反射される。多経路ビームＲ３、Ｒ４、Ｆ５は、集光レンズ２０によって平行型ビームＲ６、Ｒ７、Ｒ８になってターゲット平面ＴＰに焦点が形成される。ターゲット平面によって反射されたビームは、逆に（経路Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、経路Ｒ３、Ｒ４、Ｆ５、経路Ｒ２）ビーム分割部９０まで経路を形成し、ビーム分割部９０によって一部ビームＲ９は、負のｚ軸方向に反射されて検出部６に到逹する。

検出部６は、反射されて戻ってきたレーザビームの強度などを測定してイメージを測定する。一般的に、ガラスや透明フィルムは、その反射度は０％にならず、低い値ではあるが、小さな値の反射度を有する。ガラスや透明フィルムのような透明基板に、ＩＴＯ、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノワイヤ（Ａｇ ｎａｎｏ ｗｉｒｅ）などの反射度が低い物質（以下、‘パターン物質’）がパターニングされうる。このようなパターン物質は、透明基板の反射度が差が小さくて、測定時に明暗対比が大きく落ちって検出正確度が落ちる。これにより、透明基板とパターン物質のように、反射度差が大きくない場合、相対的に明暗対比を大きくする必要がある。

本発明は、ガラスのような透明基板と、透明基板の表面に形成された透明基板との屈折率差が大きくない透明電極のような物質を区別するために、透明基板の反射度を最大限無くすことによって、対比される両物質間の明暗（反射率）対比を大きくする装置を提供することを目的とする。

本発明による表面パターン不良測定装置は、異なる物質のパターンがある透明基板を上面に配置するステージ、前記透明基板に向けて、前記透明基板に対して電場が平行（ｐ偏光）な光が、前記透明基板の屈折率と、前記透明基板に接する媒質の屈折率とによるブルースター角で入射されるように、前記ｐ偏光光を照射する照射部、及び前記ｐ偏光光が、前記透明基板によって反射されるか否かを判断する検出部を含みうる。

本発明による透明基板のパターン不良測定装置は、反射度差が大きくない物質のうち何れか１つの物質から反射される光を除去して、２つの物質間の明暗対比を大きくすることができる。これにより、透明基板のパターンをイメージ化するか、パターン不良を容易に測定することができる。

一般的なスキャン装置の概念図である。 本発明の一実施形態による表面パターン測定装置のブロック図である。 本発明の他の実施形態による表面パターン測定装置の斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態による表面パターン測定装置の斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態による表面パターン測定装置の斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態による表面パターン測定装置の斜視図である。

第１、第２などの用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。例えば、本発明の権利範囲を外れずに第１構成要素は、第２構成要素と名付けられ、同様に、第２構成要素は、第１構成要素とも名付けられる。“及び／または”という用語は、複数の関連した記載項目の組合わせ、または複数の関連した記載項目のうち、何れかの項目を含む。

ある構成要素が、他の構成要素に“連結されて”、または“接続されて”いると言及された場合には、その他の構成要素に直接に連結または接続されていることだけではなく、中間に他の構成要素が存在することもあると理解しなければならない。一方、ある構成要素が、他の構成要素に“直接連結されて”、または“直接接続されて”いると言及された場合には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解しなければならない。また、ネットワーク上の第１構成要素と第２構成要素とが連結されているか、接続されているということは、有線または無線で第１構成要素と第２構成要素との間にデータを送受信することができるということを意味する。

また、以下の説明で使われる構成要素に対する接尾辞“系”、“モジュール”及び“部”は、単に本明細書作成時の便宜性のみ考慮して付与されたものであって、それ自体で特別に重要な意味または役割を付与するものではない。したがって、前記“系”、“モジュール”及び“部”は、互いに混用されて使われることもある。このような構成要素は、実際応用での具現時に、必要に応じて、２つ以上の構成要素が１つの構成要素に組み合わせられるか、あるいは１つの構成要素が２つ以上の構成要素に細分化されて構成されることもある。

本説明で、光学系は、１つの光学機器であるか、複数の光学機器の組合わせで構成することができる。また、ある光学機器が如何なる光学系に属するとしても、これは、説明の便宜のためのものであり、前記ある光学機器は、別途に独立した系を構成することができる。これにより、以下では、各光学機器が如何なる光学系に属するか特別に言及せずに説明する。

横モードは、光が進行する軸、すなわち、光軸に垂直である光の断面を意味する。横モード成分は、光の断面のうち何れか一軸の光成分を意味する。第１及び第２横モード方向は、互いに垂直であることが望ましい。以下、“第１横モード方向”は、光軸に垂直である任意の軸であって、第１軸、第１方向、（ｘ、ｙ、ｚ）軸のうち何れか一軸またはその方向、水平及び垂直のうち何れか一軸またはその方向、縦方向及び横方向などに混用して説明する。特に、縦方向（垂直方向）及び横方向（水平方向）と関連して、縦方向は、レーザビームの経路による平面の法線方向を、横方向は、縦方向及びレーザビームの経路方向にそれぞれ垂直である方向を意味するか、地面との関係で方向が定められうる。同時に、“第１横モード”は、第１軸（方向）成分が最も大きな成分を有することを意味する。第１横モード成分は、第１成分と称することもできる。

シリンダー型光学系は、シリンダー型光学器を備えることができる。シリンダー型光学器は、一方向のみで曲率を有して、入射ビームを１次元方向のみで集光または拡散されるように透過または反射させる光学器を意味する。シリンダー型レンズは、透過型を意味し、シリンダー型ミラーは、反射型を意味する。シリンダー型レンズは、多様な形状を有しうる。例えば、一側面のみ曲率を有するか（入射面または出射面）、両側面（入射面及び出射面）いずれも曲率を有することもある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。

図２は、本発明の一実施形態による表面パターン測定装置のブロック図である。

図２を参照すれば、本実施形態による表面パターン測定装置は、異なる物質からなるパターンで形成された基板を上面に配置し、基板を移動させるステージ５０、ステージ５０に光を照射する照射部１、及び照射部１から照射された光がステージ５０によって反射されて出る光を検出する検出部２を含みうる。

基板は、ガラスや透明フィルムのような材質の透明基板であり得る。基板にパターニングされた物質は、ＩＴＯ、グラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノワイヤなど、またはこれらの組合わせからなる物質のように透明度の高い材質で形成されうる。すなわち、基板とパターニングされた物質（パターン物質）は、反射度や透明度（屈折率）の差が小さい。基板の反射度は、５〜１５％であり、パターン物質の反射度は、８〜２５％であり得る。基板とパターン物質との反射度差が１０％以内であっても、本発明による表面パターン測定装置は、パターン物質と基板とを区別することができる。また、本発明による表面パターン測定装置は、パターン物質と基板との反射度が実質的に同じではない程度の差があっても測定可能である。特に、両物質の反射度差が１％内外であっても、本発明による装置は、パターン物質と基板とを区別することができる。本文で言及する反射度は、垂直入射による反射度を意味する。

照射部１は、光を放出するためにレーザ光源またはＬＥＤ光源を備えることができる。照射部１は、点光源形態のレーザ光源をラインビーム形態に成形するラインビーム発生部をさらに備えることができる。ラインビーム発生部は、スキャナーを含みうる。照射部１のＬＥＤ光源は、ラインビーム形態で放出するか、ＬＥＤ光源をラインビームに成形する成形部が照射部１に含まれうる。成形部は、シリンダー型光学系を備えることができる。

照射部１は、基板またはステージ５０に対してｐ偏光（ｐ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）された状態の光をステージ５０に照射することができる。ｐ偏光光は、電場が入射されるステージ５０平面と平行な光を意味する。照射部１は、ｐ偏光光を照射するために、光源から放出された照射光のうち、ｐ偏光された光のみ通過させるか、照射光をｐ偏光させる偏光器を備えることができる。偏光器は、ｐ偏光された光のみ通過させる偏光フィルム（フィルター）（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ ｆｉｌｍ（ｆｉｌｔｅｒ））または通過する光の偏光状態を変える波長板（ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ）を備えることができる。レーザ光源ではない一般光源である場合、偏光器は、偏光フィルムを備えることが望ましい。波長板は、位相遅延子とも言う。電磁波が波長板を通過すれば、偏光方向が光軸に平行な成分と垂直な成分との和になり、波長板の複屈折と厚さとによって、２つの成分のベクトル和が変わるので、通過した後の偏光方向が変わる。照射光は、一定方向に偏光されているか（レーザ光源）、偏光フィルムによって一定方向に偏光（一般光源）された後、波長板によって基板に対するｐ偏光光に変形されうる。波長板を通過する光の位相変化率は、波長板に入射する光の偏光方向及び基板との関係によって変わりうる。

照射部１は、基板に電場が平行（以下、ｐ偏光）な光を基板の屈折率と、基板に接する媒質（一般的に空気）の屈折率とによる偏光角（ブルースター角；Ｂｒｅｗｓｔｅｒ ａｎｇｌｅ）に入射させうる。基板に照射される光は、基板での反射度は０または０に近くなって、反射が実質的になくなる。

検出部２は、反射光にカップリングされるようにステージ５０から照射された光の反射経路に配されて、反射光を検出することができる。検出部２は、光を測定するために、ＰＭＴ（ｐｈｏｔｏ ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔｕｂｅ）、フォトダイオード（ｐｈｏｔ ｄｉｏｄｅ）、またはＣＣＤアレイなどを備えることができる。

本実施形態で、基板に照射された光は反射が起こらず、パターン物質に照射された光は反射が起こる。したがって、検出部２は、反射光の有無を判断して、パターン物質の有無またはパターン不良の有無などを判断することができる。

パターン物質の透明度の高い方であって、パターン物質による反射光の強度は小さい。しかし、検出部２は、反射される光の有無を検出すれば良いので、すなわち、明暗対比率が高いので、反射光の強度が弱くても、対比される２つの物質を容易に検出することができる。検出部２は、検出される信号の強度を増幅させる増幅部を備えることができる。
検出部２は、ｐ偏光光のみ透過させるフィルターをさらに含みうる。ノイズを取り除いて、向上した検出能を導出することができる。

本実施形態で、照射部１によってステージ５０に入射される入射角は、基板の屈折率とその接する媒質の屈折率とによって決定されると記述したが、これに限定されるものではない。例えば、入射角は、パターニングされた物質の屈折率と、その接する媒質の屈折率とによるブルースター角になりうる。この場合、パターニングされた物質に照射される光は反射されなくなる。

本実施形態による表面パターン測定装置は、パターン物質が形成された基板の表面測定に限定されるものではない。例えば、基板の表面に形成された汚染物質や傷などの欠陥有無を測定することができる。

図３は、本発明の他の実施形態による表面パターン不良測定装置の斜視図である。図２を参照する。

図３を参照すれば、表面パターン不良測定装置は、反射度が低い物質が形成され、前記形成された物質とは異なる反射度の基板を上面に配置するステージ５０、レーザビームを出射するレーザ光源１０、レーザビームをステージ５０に対してｐ偏光させる偏光器３０、入射されるレーザビームをスキャナー制御信号によって一定放射角で経路が連続して変更されるように反射するスキャナー２０、スキャナー２０によって反射されたレーザビームを平行経路ビームに変更する第１対象レンズ１１０、ステージ５０によって反射されたレーザビームを受光する第１受光レンズ２１０、反射ビームの有無を検出するビーム検出部を含みうる。

基板は、ガラスや透明フィルムのような材質の透明基板であり得る。基板にパターニングされた物質は、ＩＴＯ、グラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノワイヤのように透明度の高い材質で形成されうる。すなわち、基板とパターニングされた物質（パターン物質）は、反射度や透明度（屈折率）の差が小さい。

レーザ光源１０は、実質的に平行であるか、収斂するレーザビームを発振することができる。レーザ光源１０から出射されたビームは、何れか一方向に線偏光されていることが望ましい。

偏光器３０は、透過されたレーザビームをステージ５０に対してｐ偏光させうる。一般的に、レーザ光源１０から出射されるレーザビームは、一方向に線偏光されているので、偏光器３０は、入射ビームの偏光状態を変更する波長板を備えることが望ましい。偏光器３０は、入射されるレーザビームのうち、ステージ５０に対してｐ偏光されたビームのみ透過させるｐ偏光フィルター（ｐ−ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）を備えることができる。

本実施形態で、偏光器３０は、レーザ光源１０から出射されたビームがスキャナー２０に入射される経路上に配されているが、これに限定されるものではない。例えば、スキャナー２０に入射されたビームが反射される経路に配置されても良い。

スキャナー２０は、制御装置（図示せず）から提供されるスキャナー制御信号によって入射されるレーザビームを一定放射角内で経路が連続して変更されるように偏向させることができる。図３において、反射経路が３個であると図示したが、図示されていないが多様な反射経路が存在しうる。スキャナー２０によって反射されて一定放射角で経路が連続して変更される反射ビームを放射型多経路（レーザ）ビームまたは偏向（レーザ）ビームであると称する。

スキャナー２０は、ガルバノメーター、ポリゴンミラー、共振型スキャナー（ｒｅｓｏｎａｎｔ ｓｃａｎｎｅｒ）、音響偏向装置（ａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）などを含みうる。スキャナー２０は、スキャナー制御信号によって作動がオン／オフになるか、偏向周期が変更されうる。

第１対象レンズ１１０は、スキャナー２０による多経路ビームが進行する経路上に配される。第１対象レンズ１１０は、スキャナー２０による多経路ビームを互いに平行な経路に進行する平行型多経路ビーム（ラインビーム）に変更することができる。このために、第１対象レンズ１１０の焦点がｆである場合、第１対象レンズ１１０とスキャナー２０との距離は、ｆであることが望ましい。平行型多経路ビームは、ステージ５０上のターゲット（透明基板及び透明パターン）の一部領域にスキャンラインＳＬを形成しうる。

第１対象レンズ１１０と透明基板のパターンとの間のビーム経路長は、第１対象レンズ１１０の焦点距離ｆであることが望ましい。パターンに入射されるビームの焦点がパターンで形成されて初めて、反射光の強度が大きくなるためである。パターンの高さは、非常に小さいので、第１対象レンズ１１０と透明基板との間のビーム経路長をｆにしても望ましい。第１対象レンズ１１０は、球型凸レンズまたはシリンダー型凸レンズであり得る。

第１受光レンズ２１０は、入射される平行型多経路ビームを特定位置に屈折させうる。第１受光レンズ２１０は、球型凸レンズまたはシリンダー型凸レンズであり、そのタイプは、第１対象レンズ１１０と同一であることが望ましい。例えば、第１対象レンズ１１０が球型凸レンズであれば、第１受光レンズ２１０も球型凸レンズで構成することができる。

検出部は、第１受光レンズの透過面方向の焦点位置に配置される。検出部は、ステージ５０上のスキャンラインＳＬから反射されるビームの有無を検出するビーム検出器２２０を備えることができる。検出部は、ビーム検出器２２０に入射されるビームのうち、ステージ５０に対してｐ偏光されたビームのみ透過させるノイズ除去用ｐ偏光フィルター２３０をさらに備えることができる。

本実施形態で、レーザ光源１０から発振された線偏光されたレーザビームは、偏光器３０を経ながらステージ５０に対してｐ偏光される。ｐ偏光されたビームは、スキャナー２０によって放射型多経路ビームに反射され、放射型多経路ビームは、第１対象レンズ１１０を透過し、平行型多経路ビームになって、ステージ５０上のターゲットにスキャンラインＳＬを形成しうる。スキャンラインＳＬのうち、透明基板領域に入射されるビームは反射されず、スキャンラインＳＬのうち、パターン物質領域に入射されるビームは反射されて、第１受光レンズ２１０に進行する。第１受光レンズ２１０は、スキャンラインＳＬから入射されるビームを検出部にカップリングさせる。ビーム検出器２２０は、ｐ偏光フィルター２３０を通過したビームの有無を検出して、パターンイメージを抽出するか、パターンの不良の有無を測定することができる。

図４及び図５は、本発明のさらに他の実施形態による表面パターン測定装置の斜視図である。図２及び図３を参照する。対応する構成要素についての詳しい説明は省略する。

図４及び図５を参照すれば、表面パターン測定装置は、反射度が異なる物質が形成されたパターンがある基板を上面に配置するステージ５０、レーザビームを出射するレーザ光源１０、レーザビームをステージ５０に対してｐ偏光させる偏光器３０、入射されるレーザビームをスキャナー制御信号によって一定放射角で経路が連続して変更されるように反射するスキャナー２０、スキャナー２０によって反射されたレーザビームを平行経路ビームに変更するシリンダー型光学系、ステージ５０によって反射されたレーザビームを受光する第１受光レンズ２１０、反射ビームの有無を検出するビーム検出部２２０、２３０を含みうる。

基板は、ガラスや透明フィルムのような材質の透明基板であり得る。基板にパターニングされた物質は、ＩＴＯ、グラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノワイヤのように透明度の高い材質で形成されうる。すなわち、基板とパターニングされた物質（パターン物質）は、反射度や透明度（屈折率）の差が小さい。

図４に示された表面パターン測定装置のシリンダー型光学系は、シリンダー型凹ミラー１２０を備えることが望ましい。

図５に示された表面パターン測定装置のシリンダー型光学系は、シリンダー型凹ミラー１２０及び平ミラー１３０を備えることが望ましい。シリンダー型凹ミラーと平ミラーとの配置順序は変わっても良い。

球型レンズは、その厚さにおいて中央と外郭とが異なる。これにより、球型レンズを透過するレーザビームは、その偏光程度（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）が不均一になる。すなわち、スキャンラインＳＬでの反射度を０に作りにくい。しかし、シリンダー型ミラーを使う場合、媒質の厚さの差による偏光不均一性が発生しなくなる。

図４で、レーザ光源１０から発振された線偏光されたレーザビームは、偏光器３０を経ながらステージ５０に対してｐ偏光される。ｐ偏光されたビームは、スキャナー２０によって放射型多経路ビームに反射される。放射型多経路ビームは、シリンダー型凹ミラー１２０によって反射されて平行型多経路ビームに進行する。このために、スキャナー２０とシリンダー型凹ミラー１２０のビーム経路長は、シリンダー型凹ミラー１２０の焦点距離と実質的に同一であることが望ましい。平行型多経路ビームは、ステージ５０上のターゲットにスキャンラインＳＬを形成する。スキャンラインＳＬのうち、透明基板領域に入射されるビームは反射されず、スキャンラインＳＬのうち、パターン物質領域に入射されるビームは反射されて、第１受光レンズ２１０に進行する。第１受光レンズ２１０は、スキャンラインＳＬから入射されるビームを検出部にカップリングさせる。ビーム検出器２２０は、ｐ偏光フィルター２３０を通過したビームの有無を検出して、パターンイメージを抽出することができる。

図５で、レーザ光源１０から発振された線偏光されたレーザビームは、偏光器３０を経ながらステージ５０に対してｐ偏光される。ｐ偏光されたビームは、スキャナー２０によって放射型多経路ビームに反射される。放射型多経路ビームは、シリンダー型凹ミラー１２０によって反射されて平行型多経路ビームに進行する。このために、スキャナー２０とシリンダー型凹ミラー１２０のビーム経路長は、シリンダー型凹ミラー１２０の焦点距離と実質的に同一であることが望ましい。平ミラー１３０は、シリンダー型凹ミラー１２０によって反射されたビームがステージ５０に向けるように反射される。シリンダー型凹ミラー１２０は、入射角が小さいほどビームがさらによく成形される。但し、入射角を小さくすれば、構成要素の配置に困難を経験する。これにより、平ミラー１３０を用いて構成要素の配置をさらに自在にする。平ミラー１３０によって反射された平行型多経路ビームは、ステージ５０上のターゲットにスキャンラインＳＬを形成する。スキャンラインＳＬのうち、透明基板領域に入射されるビームは反射されず、スキャンラインＳＬのうち、パターン物質領域に入射されるビームは反射されて、第１受光レンズ２１０に進行する。第１受光レンズ２１０は、スキャンラインＳＬから入射されるビームを検出部にカップリングさせる。ビーム検出器２２０は、ｐ偏光フィルター２３０を通過したビームの有無を検出して、パターンイメージを検出するか、パターンの不良の有無を測定することができる。

図６は、本発明のさらに他の実施形態による表面パターン測定装置の斜視図である。図２を参照する。

図６を参照すれば、表面パターン測定装置は、反射度が異なる物質が形成されたパターンがある基板を上面に配置するステージ５０、光を放出する光源１５、光源１５から放出された光のうち、ステージ５０に対してｐ偏光された光のみ透過させる偏光器３５、偏光器３５を透過した光を平行にする第２対象レンズ１１５、ステージ５０によって光を受光する第２受光レンズ２１５、反射光の有無を検出するビーム検出部を含みうる。

基板は、ガラスや透明フィルムのような材質の透明基板であり得る。基板にパターニングされた物質は、ＩＴＯ、グラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、銀ナノワイヤのように透明度の高い材質で形成されうる。すなわち、基板とパターニングされた物質（パターン物質）は、反射度や透明度（屈折率）の差が小さい。

光源１５は、１次元形態のラインビムまたは放射型光を放出することが望ましい。ラインビム形態の光を放出するために、光源１５は、多数のＬＥＤを備え、多数のＬＥＤを直線上に配列するか、一側は、多数のＬＥＤのそれぞれにカップリングされ、他側は、直線上に配列させる光繊維を備えることができる。光源１５は、幅が狭いラインビームを成形するために、シリンダー型光学系、特に、シリンダー型凸レンズを備えることができる。

偏光器３５は、入射された光のうち、一定方向に偏光された光のみ透過させる偏光フィルターを備えることができる。偏光器３５は、ステージ５０に対してｐ偏光されるように偏光方向を変える波長板をさらに備えることができる。

第２対象レンズ１１５は、光源１５から放出された放射型光を平行型光に変更する。このために、第２対象レンズ１１５の焦点がｆ２である場合、第２対象レンズ１１５と光源１５との間の光経路長は、ｆであることが望ましい。平行型光は、ステージ５０上のターゲット（透明基板及び透明パターン）の一部領域にスキャンラインＳＬを形成しうる。第２対象レンズ１１５は、球型凸レンズまたはシリンダー型凸レンズであり得る。

第２受光レンズ２１５は、入射される平行型多経路ビームを特定位置に屈折させうる。第２受光レンズ２１５は、球型凸レンズまたはシリンダー型凸レンズであり得る。第２受光レンズ２１５は、第２対象レンズ１１５と対応する光学器であることが望ましい。

検出部は、第１受光レンズの透過面方向の焦点位置に配置される。検出部は、ステージ５０上のスキャンラインＳＬから反射されるビームの有無を検出するビーム検出器２２５を備えることができる。検出部は、ビーム検出器２２５に入射されるビームのうち、ステージ５０に対してｐ偏光されたビームのみ透過させるノイズ除去用ｐ偏光フィルター２３５をさらに備えることができる。

本実施形態で、光源１５から放出された放射型光は、偏光器３５を通じてステージ５０に対してｐ偏光された光のみ通過する。ｐ偏光された光は、第２対象レンズ１１５を透過し、平行型光になって、ステージ５０上のターゲットにスキャンラインＳＬを形成しうる。スキャンラインＳＬのうち、透明基板領域に入射される光は反射されず、スキャンラインＳＬのうち、パターン物質領域に入射される光は反射されて、第２受光レンズ２１５に進行する。第２受光レンズ２１５は、スキャンラインＳＬから入射される光を検出部にカップリングさせる。ビーム検出器２２５は、ｐ偏光フィルター２３５を通過した光の有無を検出して、パターンイメージを抽出することができる。

また、以上では、本発明の望ましい実施形態について図示し、説明したが、本発明は、前述した特定の実施形態に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨を外れずに、当業者によって多様な変形実施が可能であるということはいうまでもなく、このような変形実施は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。

本発明は、透明基板の表面パターン不良測定装置関連の技術分野に適用可能である。

１ 照射部
２ 検出部
１０ レーザ光源
１５ 光源
２０ スキャナー
３０、３５ 偏光器
５０ ステージ

Claims (10)

1. 異なる物質のパターンが形成され、前記パターン物質とは異なる反射度の基板と、
   前記基板に向けて、前記基板に対して電場が平行（ｐ偏光）な光が、前記基板の屈折率と、前記基板に接する媒質の屈折率とによるブルースター角で入射されるように、前記ｐ偏光光を照射する照射部と、
   前記基板によって反射される光を検出する検出部と、を含み、
   前記照射部は、
   レーザビームを出射するレーザ光源と、
   入射される前記レーザビームを、スキャナー制御信号によって、一定放射角で経路が連続して変更されるように反射するスキャナーと、
   前記スキャナーに前記レーザビームが入射される経路、及び前記スキャナーによって、前記レーザビームが反射される経路のうち何れか１つの経路に配されて、前記レーザビームを前記基板に対してｐ偏光させる偏光器と、
   前記ｐ偏光されたレーザビームを第１方向に屈折させるシリンダー型凹ミラーと、を備え、
   前記第１方向と前記基板の法線との角は、前記基板の屈折率と、前記基板に接する媒質によるブルースター角であり、
   前記シリンダー型凹ミラーは、入射される前記ｐ偏光されたレーザビームの偏光程度が均一になるように反射することを特徴とする表面パターン測定装置。
2. 異なる物質のパターンが形成され、前記パターン物質とは異なる反射度の基板と、
   前記基板に向けて、前記基板に対して電場が平行（ｐ偏光）な光が、前記基板の屈折率と、前記基板に接する媒質の屈折率とによるブルースター角で入射されるように、前記ｐ偏光光を照射する照射部と、
   前記基板によって反射される光を検出する検出部と、を含み、
   前記照射部は、
   レーザビームを出射するレーザ光源と、
   入射される前記レーザビームを、スキャナー制御信号によって、一定放射角で経路が連続して変更されるように反射するスキャナーと、
   前記スキャナーに前記レーザビームが入射される経路、及び前記スキャナーによって、前記レーザビームが反射される経路のうち何れか１つの経路に配されて、前記レーザビームを前記基板に対してｐ偏光させる偏光器と、
   前記ｐ偏光されたレーザビームを第１方向に屈折させる第２光学系と、を備え、
   前記第１方向と前記基板の法線との角は、前記基板の屈折率と、前記基板に接する媒質によるブルースター角であり、
   前記第２光学系は、
   前記スキャナーから反射されたビームを第１鋭角で反射させる第１反射部と、
   前記第１反射部から反射されたビームを第２鋭角で反射させ、前記第２鋭角で反射されたビームの方向は、前記第１方向にする第２反射部と、を備え、
   前記第１及び第２反射部のうち何れか１つは、平ミラー及びシリンダー型凹ミラーのうち何れか１つであり、前記第１及び第２反射部のうち残りの１つは、前記平ミラー及びシリンダー型凹ミラーのうち残りの１つであり、
   前記シリンダー型凹ミラーは、入射される前記ｐ偏光されたレーザビームの偏光程度が均一になるように反射することを特徴とする表面パターン測定装置。
3. 前記検出部は、前記検出した光を分析して、前記基板のパターンを抽出するか、前記パターンの不良の有無を判断する請求項１または２に記載の表面パターン測定装置。
4. 前記照射部は、
   １次元形態の光を放出する光源と、
   前記１次元形態の光を前記基板に対してｐ偏光させる偏光器と、を備え、
   前記検出部は、
   前記偏光器によるｐ偏光光と経路が同じである一般光が、前記基板に反射されて進行する反射経路に配されて、前記一般光を特定位置に収斂させる対象レンズと、
   前記対象レンズを通過したｐ偏光光を検出する撮影部と、
   を備える請求項１または２に記載の表面パターン測定装置。
5. 前記光源は、扇状の光を放出し、
   前記照射部は、前記偏光器によってｐ偏光された扇状の光を一定方向に進行するｐ偏光平行光に変換して、前記基板に照射する第１光学系をさらに含む請求項４に記載の表面パターン測定装置。
6. 前記検出部は、前記対象レンズと前記撮影部との間に配されて、前記撮影部に前記基板に対してｐ偏光された光のみ通過させるｐ偏光フィルターをさらに備える請求項４に記載の表面パターン測定装置。
7. 前記検出部は、前記基板に入射されるｐ偏光レーザビームが、前記基板によって反射されるか否かを検出するビーム検出器を備える請求項１または２に記載の表面パターン測定装置。
8. 前記シリンダー型凹ミラーは、焦点の位置から放射される放射型のビームを平行ビームに変更し、
   前記シリンダー型凹ミラーに反射されるビームの前記基板までの経路長は、前記焦点の距離と同一である請求項１または２に記載の表面パターン測定装置。
9. 前記基板は、ガラス及び透明フィルムのうち何れか１つであり、
   前記パターン物質は、ＩＴＯ、グラフェン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、及び銀ナノワイヤのうち少なくとも１つを含む請求項１または２に記載の表面パターン測定装置。
10. 前記基板の反射率と前記パターン物質の反射率との差は、１〜１０％であることを特徴とする請求項１または２に記載の表面パターン測定装置。

Images