JPH05322515A - 表面処理終点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面処理時に発生する光学的ノイズ成分を受
光しないようにし、液晶表示器用基板等の表面処理の終
点を精度よく検出できる表面処理終点検出装置を提供す
る。 【構成】 投光機構３１は、フィルタ４２ａ及び、フィ
ルタ選択機構４２ｂで液晶表示器用基板Ｇの反射光を感
度よく受光できる波長の光を取り出し、コリメータレン
ズ４５で平行光束にし、その平行光束を基板Ｇのサンプ
ル面に垂直に照射する。照射光は基板Ｇの各面で反射し
て反射光となる。その反射光は、結像レンズ４８により
集光され、受光素子４９の受光面Ｑで受光される。この
結像レンズ４８の半径Ｄと受光面Ｑの半径Ｈは、基板Ｇ
のサンプル面がθ傾いたときの反射光も受光できる大き
さを有する。また、計測中、処理液カーテン形成機構３
３は照射領域の周囲にエッチング液のカーテンを形成
し、エッチング液の脈流、気泡の流入を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板上に透光性の表面
層が形成された被処理物に所定の処理液を供給して行う
表面処理（例えば現像やエッチング等）の終点を検出す
る装置に係り、特に、表面処理の終点を光学的な測定結
果に基づいて検出する表面処理終点検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板上に表面層が形成された被処
理物の表面層を除去する表面処理は、例えば、被処理物
を回転、あるいは往復移動させながら、表面層に所定の
処理液を供給し、この処理液を表面層全体に、均一に行
き渡らせる方法等によって行われている。このように行
われる表面処理の終点は光学的な測定結果に基づいて検
出されている。この検出方法として、一般的には、透過
率測定方法と、反射率測定方法とがある。透過率測定方
法とは、表面層によって遮断されていた照射光が、表面
処理により表面層が除去されることによって基板を透過
し、その透過光が検出されることによって表面処理の終
点を検出するものである。従って、この方法は、基板が
ガラス基板等のように透光性を有し、かつ表面層が例え
ば、クロムやアルミニウム等のように非透光性の場合に
適用することができる。一方、表面層が例えば、ポリシ
リコンやＩＴＯ（Indium-Thin-Oxide ）膜等のように透
光性を有する場合は、原理的に上述の透過率測定方法は
適用することができないので、このような被処理物に対
しては反射率測定方法によって表面処理の終点検出が行
われている。

【０００３】以下、反射率測定方法の原理を説明する。
この方法は、表面層を透過可能な波長成分が含まれる光
を、基板の表面層に照射し、表面層や、表面層と基板と
の界面等で反射した反射光の光量を測定し、その測定結
果に基づいて表面処理の終点を検出する。すなわち、表
面処理の進行に従って表面層の膜厚が減少し、その膜厚
の変化に伴って反射光の光量が変化するので、この反射
光の光量の変化に基づいて、表面処理の終点を検出する
ものである。

【０００４】以下、例えば、図７（ａ）に示すような、
基板としてのシリコンウエハ１の主面上に表面層として
のポリシリコン層２が形成され、また、そのポリシリコ
ン層２の上面には所望のパターンを有するレジスト層３
が形成された被処理物Ｘのエッチング領域４のエッチン
グ処理における終点検出について具体的に説明する。な
お、シリコンウエハ１とポリシリコン２との間には図示
しないシリコン酸化膜が形成されている。また、図中、
符号５はエッチングされない領域（マスク領域）であ
る。

【０００５】同図に示すように、図示しない発光素子か
ら被処理物Ｘの上面に計測用の光（例えば、赤外光）Ｌ
_t を照射すると、その照射光Ｌ_t は、エッチング領域４
では、ポリシリコン層２の上面、ポリシリコン層２とシ
リコン酸化膜との界面、シリコンウエハ１の下面で反射
され、各反射光Ｌ_R0、Ｌ_R1、Ｌ_R2、となり、また、マス
ク領域５では、レジスト層３の上面、レジスト層３とポ
リシリコン層２との界面、ポリシリコン層２とシリコン
酸化膜との界面および、シリコンウエハ１の下面で反射
され、各反射光Ｌ_R3、Ｌ_R4、Ｌ_R5、Ｌ_R6となる。そし
て、反射光Ｌ_R0、Ｌ_R1、Ｌ_R2の干渉光Ｌ_RB及び、Ｌ_R3、
Ｌ_R4、Ｌ_R5、Ｌ_R6の干渉光Ｌ_RAが、図示しない受光素子
で受光される。

【０００６】エッチング処理は、図７（ｂ）に示すよう
に進行していくが、このとき、マスク領域５からの干渉
光Ｌ_RAは一定である。一方、エッチング領域４からの干
渉光Ｌ_RBの光量は、図８に示すように、エッチングの進
行、すなわち、ポリシリコン膜２のエッチング領域４の
膜厚に伴って変化する。

【０００７】図８は、横軸に時間を取り、縦軸に受光素
子で受光された反射光の光量をとって、ポリシリコン層
２のエッチングの進行に伴う反射光の光量の変化を表し
たものである。図中、符号Ａはエッチング領域４からの
干渉光Ｌ_RBによって形成される振動の振幅であり、ａは
その振動中心、また、オフセットＢは、主としてマスク
領域５からの干渉光Ｌ_RAの光量によって形成される。同
図に示すように、反射光の光量は、ポリシリコン層２の
エッチングが進行している間、略一定周期で振幅Ａの振
動を繰り返し、ｔ_f 時間経過後、すなわち、エッチング
が完了した後は一定の光量Ｓ_f となる。これは、ポリシ
リコン層２のエッチングが完了したことにより、エッチ
ング領域４の膜厚が一定になるからである。

【０００８】上述のような光学的特性に基づいて、エッ
チング終了時刻ｔ_f を検出することにより、エッチング
処理の終点を検出することができる。

【０００９】また、この種の反射率測定方法によって終
点検出を行う先行技術として、例えば、本願の出願人が
開示した特公平 3− 19698号公報に示すようなものがあ
る。この方法では、上述のように受光素子で測定したデ
ータを増幅し、増幅した測定データにスムージング処理
等を施してエッチング終了時刻ｔ_f の検出を容易に行お
うとする。このようなデータ処理の目的の１つは、受光
素子で測定されたデータに含まれているノイズを除去す
ることである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。まず、第一に、被処理物を回転、あるいは往復移
動させながら、処理液を供給して行う表面処理の場合、
表面層の上面で処理液の脈流や気泡が発生する。この脈
流や気泡が発生した状態で反射率測定を行うと、脈流や
気泡によって散乱された散乱光を、表面層等からの反射
光とともに計測することになる。このように終点検出に
悪影響を与える散乱光、すなわち、ノイズを計測データ
それ自体に取り込むことにより、終点検出が容易に行え
ないという問題がある。また、従来のようなノイズを除
去するデータ処理を行っても、ノイズ除去が困難な場合
がある。例えば、液晶表示器用のガラス基板のエッチン
グ処理においては、その基板を低速度で往復移動させな
がら行っている。このような場合、往復移動の速度に合
わせて発生するエッチング液の脈流等からの散乱光が計
測データに与える影響の周期（ノイズ周期）が長くなる
ので、短時間のデータ処理でこのようなノイズを除去す
ることが困難になる。従って、ノイズを除去する処理周
期が長くなり、エッチング処理時間内に充分なノイズ除
去処理が行えないという問題がある。

【００１１】第二に、例えば、液晶表示器用のガラス基
板上にＩＴＯ膜が形成されたような被処理物に対して上
述のような反射率測定を行った場合、ガラス基板とＩＴ
Ｏ膜との屈折率の関係上、計測される干渉光の振幅Ａ
は、従来のシリコンウエハ上にシリコン酸化膜を形成
し、このシリコン酸化膜上にポリシリコンを形成したよ
うな被処理物に対して反射率測定を行った場合に計測さ
れる干渉光の振幅Ａに比べて小さくなる。そのため、測
定した反射光の光量の変化が認識し難く、終点検出が困
難になるという問題がある。また、このような被処理物
の反射率測定に対して振幅Ａを増幅するために、例え
ば、照射する計測光の光量を多くする等した場合には、
以下のような問題がある。すなわち、例えば、エッチン
グ処理において計測される反射光の光量の内、干渉光の
振幅Ａの大きさは、単位面積当りのエッチング領域４で
の干渉光の振幅に、エッチング領域４の面積をかけ合わ
せて得られ、一方、オフセットＢの大きさの大部分は、
単位面積当りのマスク領域５での反射光の光量に、マス
ク領域５の面積をかけ合わせて得られる。また、それぞ
れの単位面積当りの各反射光の光量等は、照射光の波長
や、基板、表面層等の光学定数によって一定しないが、
仮に、単位面積当りの干渉光の振幅とエッチング領域以
外での反射光の光量が略等しいものとすれば、一般的に
エッチング領域４の面積は、マスク領域５の面積に比べ
て少ないので、オフセットＢは干渉光の振幅Ａに比べて
大きくなる。このような場合に、上述のように照射する
計測光の光量を多くすれば、それに伴ってオフセットＢ
もその光量に比例して増幅され、干渉光の振幅Ａの認識
ができるまでに受光素子のダイナミックレンジを越えて
しまうという問題がある。従って、上述のようにオフセ
ットＢが干渉光の振幅Ａに対して大きい状態では、振幅
Ａの増幅も行えない。さらに、上述のようにオフセット
Ｂが干渉光の振幅Ａに比べて大きい場合、計測中に受け
るノイズは干渉光の振幅ＡとオフセットＢのそれぞれの
大きさに比例して計測される。このとき、終点検出に使
用されないオフセットＢによって大きなノイズを取り込
んでしまうことになり、干渉光の振幅Ａの認識がより困
難になり、終点検出が困難になるという問題もある。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、第一に、表
面処理を行う環境から受けるノイズを測定データに極力
取り込まない表面処理終点検出装置を提供することであ
り、第二に、例えば、液晶表示器用基板等のガラス基板
上にＩＴＯ膜等が形成されたような、干渉光の振幅Ａが
小さく、また、干渉光の振幅Ａに比べてオフセットＢが
大きい被処理物についての表面処理においても、その表
面処理終点を光学的な測定結果に基づいて精度よく検出
することができる表面処理終点検出装置を提供すること
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の発明は、基板上に透光性の表面層
が形成された被処理物に所定の処理液を供給して表面処
理を施すことによって前記表面層を除去する際に、前記
除去処理が終了した時点を検出する装置であって、前記
被処理物のサンプル面に平行光束を照射する投光手段
と、前記投光手段によって照射された平行光束が前記被
処理物で反射され、その反射光を集光させる結像レンズ
と、前記結像レンズによって集光された前記被処理物か
らの反射光を受光する受光手段と、前記受光手段によっ
て受光した反射光の光量に基づいて前記除去処理が終了
した時点を検出する終点検出手段と、を備え、かつ、少
なくとも前記被処理物と前記受光手段との間の反射光の
光路上に前記結像レンズを配設し、さらに、表面処理時
に発生する前記被処理物のサンプル面の最大傾き角度を
θ、前記被処理物のサンプル面から前記結像レンズまで
の距離をＬ、前記投光手段によって照射された光の光束
半径をＲとした場合に、前記結像レンズの半径Ｄが、Ｄ
≧Ｌ×ｔａｎ（２θ）＋Ｒの条件を満たし、かつ、前記
結像レンズの焦点距離をｆ、前記受光手段の受光面で受
光する反射光の光束半径をｄとした場合に、前記受光手
段の受光面の半径Ｈが、Ｈ＝ｆ×ｔａｎ（２θ）＋ｄの
条件を満たすものである。

【００１４】請求項２に記載の発明は、上述の請求項１
に記載の表面処理終点検出装置において、前記投光手段
から照射する平行光束を、１９０nm〜５００nmの範囲の
短波長の平行光束とするものである。

【００１５】請求項３に記載の発明は、上述の請求項１
に記載の表面処理終点検出装置において、前記投光手段
から照射する平行光束を、前記表面処理の進行によって
反射光の光量が変化しない領域（マスク領域）からの反
射光の光量を小さくする特定の波長、若しくは、特定の
波長バンド域の平行光束とするものである。

【００１６】請求項４に記載の発明は、上述の請求項１
に記載の表面処理終点検出装置において、前記投光手段
は、前記被処理物の表面層側に設定されたサンプル面に
平行光束を照射するものであり、かつ、前記平行光束の
照射領域の周囲に、前記処理液と同じ液体を流出して処
理液のカーテンを形成する処理液カーテン形成手段を備
えたものである。

【００１７】請求項５に記載の発明は、上述の請求項１
に記載の表面処理終点検出装置において、前記投光手段
は、前記被処理物の下面側に設定されたサンプル面に平
行光束を照射するものであり、かつ、前記平行光束の照
射領域に、気体を吹き付けるノズルを備えたものであ
る。

【００１８】

【作用】本発明の作用は次のとおりである。請求項１に
記載の発明によれば、投光手段は被処理物のサンプル面
に平行光束を照射する。ここで被処理物のサンプル面と
は、被処理物の表面層が形成された面かあるいは、被処
理物の表面層が形成された面と反対の面、すなわち、基
板の下面をいう。サンプル面として何れの面を選択する
かは、基板の透光性や、表面層の透光性等を考慮して決
めることができる。例えば、液晶表示器用のガラス基板
上にＩＴＯ膜が形成された場合であれば、何れの面から
光束を照射しても、光束はＩＴＯ膜の膜厚減少に伴う干
渉光を計測できるが、ガラス基板とＩＴＯ膜との間の一
部にクロム（Ｃｒ）等のメタルが形成されている場合に
は、基板の下面から光束を照射しても、ＩＴＯ膜の膜厚
減少に伴う干渉光を計測し難いので、表面層側の面から
光束を照射する方がよいことになる。

【００１９】投光手段によって照射された平行光束は、
被処理物の表面層の上面や、表面層と基板との界面等で
反射され、各面での反射光となる。また、このとき、表
面層上の処理液の脈流や気泡からの散乱光も発生する。
これらの反射光や散乱光は、被処理物と受光手段との間
の反射光の光路上に配設された結像レンズで集光され
る。この結像レンズの半径Ｄは、Ｄ≧Ｌ×ｔａｎ（２
θ）＋Ｒの条件を満たすことによって、被処理物が表面
処理時にθ傾いた状態で光束がその被処理物で反射した
場合でも、その反射光等は結像レンズに必ず入射され
る。

【００２０】結像レンズで集光された反射光は受光手段
で受光される。この受光手段の受光面の半径Ｈは、Ｈ＝
ｆ×ｔａｎ（２θ）＋ｄの条件を満たすことによって、
被処理物がθ傾いた状態での反射光も受光することがで
きる。一方、散乱光が上述の条件を満たす受光手段で受
光されない角度θ_X は、θ_X ≧｛ｔａｎ^-1（（Ｈ＋ｄ）
／ｆ）｝／２であり、脈流や気泡による反射角は、表面
処理時の被処理物のサンプル面の傾き角に対して かに
大きく散乱光の大部分は上述のθ_X の条件を満たすの
で、散乱光が、上述の受光半径を有する受光手段で受光
されることは極めて少ない。

【００２１】終点検出手段は、受光手段で受光された反
射光の光量に基づいて、すなわち、表面層の除去に伴う
干渉光の変化が無くなった時を終点として検出する。

【００２２】請求項２に記載の発明によれば、上述の請
求項１の発明の構成を有する表面処理終点検出装置にお
いて、投光手段から照射する平行光束を、１９０nm〜５
００nmの範囲の短波長の平行光束とする。短波長、特
に、１９０nm〜５００nmの範囲の波長の光を、液晶表示
器用のガラス基板にＩＴＯ膜が形成され、ＩＴＯ膜上に
所望のパターンのレジスト層が形成された被処理物に照
射すると、被処理物や処理液等での吸収が少なく、さら
に、ＩＴＯ膜の屈折率が大きくなり、ガラス基板の屈折
率との差が大きくなるので、干渉光の振幅が大きくな
る。また、波長を上述のような範囲の短波長域にするこ
とにより、干渉光の振動の周期が短くなる。さらに、上
述の範囲の波長の光の内、紫外域の波長を上記の被処理
物に照射すれば、ＩＴＯ膜上に形成されているレジスト
層で光の吸収が起こり、主にオフセットを形成するマス
ク領域での反射が少なくなる。

【００２３】請求項３に記載の発明によれば、上述の請
求項１の発明の構成を有する表面処理終点検出装置にお
いて、投光手段から照射する平行光束を、表面処理の進
行によって反射光の光量が変化しない領域（マスク領
域）からの反射光の光量を小さくする特定の波長、若し
くは、特定の波長バンド域の平行光束とする。すなわ
ち、例えば、被処理物の表面処理において、表面処理に
より除去されない領域（例えば、レジスト層等で覆われ
た領域）での反射光の光量は、表面処理の進行に対して
無関係に、反射光は常に一定であり、また、この領域で
の反射光は、オフセットの主要成分である。さらに、こ
の領域での反射光の光量を、波長を変えて計測すると、
特定波長においてピークとボトムが形成される特性があ
る。これは、表面層や表面層と基板との界面等での各反
射光が、波長と、表面層等の膜厚とに応じて干渉するこ
とによって起こる。従って、表面層等の膜厚がわかって
いれば、上述のボトム近辺のバンド域の波長の光束を被
処理物に照射すれば、表面処理の進行に無関係な部分か
らの反射光の光量を小さくすることができ、オフセット
を小さくすることができる。

【００２４】請求項４に記載の発明によれば、上述の請
求項１の発明の構成を有する表面処理終点検出装置が、
サンプル面を表面層側にして終点検出を行っている間、
処理液カーテン形成手段は、平行光束が照射されるサン
プル面上の照射領域の周囲に、処理液と同じ液体を流出
し処理液のカーテンを形成する。この処理液カーテンに
より、被処理物の表面層に供給された処理液が表面層で
脈流や気泡を発生させていても、光束の照射領域内へ処
理液を流入させないので、脈流等に光束を照射すること
による散乱光の発生を防止できる。

【００２５】請求項５に記載の発明によれば、上述の請
求項１の発明の構成を有する表面処理終点検出装置が、
サンプル面を基板の下面側にして終点検出を行っている
間、ノズルは、光束が照射されるサンプル面上の照射領
域に、気体を吹き付ける。このように気体を吹き付ける
ことにより、基板の下面に流れ出した処理液を光束の照
射領域内に流入させないので、処理液に光束を照射する
ことによる散乱光の発生が防止できる。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図２は、本発明の実施例に使用される表面処理装
置全体の概略構成を示す図である。図２に示した装置は
液晶表示器用基板Ｇのエッチング装置として形成されて
おり、以下では液晶表示器用基板Ｇのエッチング処理に
おける終点検出を例にとって説明する。

【００２７】液晶表示器用基板Ｇは、図３に示すよう
に、ガラス基板１１の主面上にＩＴＯ膜１２が形成さ
れ、ＩＴＯ膜１２の上面には、所望のパターンを有する
レジスト層１３が形成されている。そして、このエッチ
ング装置では、レジスト層１３が取り去られているエッ
チング領域１４のＩＴＯ膜１２の除去処理が行われてい
る。なお、図中、符号１５はエッチングされない領域
（マスク領域）である。

【００２８】液晶表示器用基板Ｇは、ローラ２１ａ、２
１ｂ、２２ａ、２２ｂによって挟持されている。ローラ
２１ａ、２２ａは、エッチング処理中、図示しないモー
ターによって正逆に同期して回転駆動され、その動作に
よって支持された液晶表示器用基板Ｇは水平に往復移動
される。また、モーターの駆動制御は制御部２７によっ
て行われている。一方、往復移動される液晶表示器用基
板Ｇは、ローラ２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂに挟持
されていることよって上下方向への動きが抑止される。

【００２９】タンク２５内にはエッチング液Ｅが準備さ
れており、このエッチング液ＥはポンプＰによって汲み
上げられ、ノズル２６によって、往復移動させられてい
る液晶表示器用基板Ｇの表面に供給される。ノズル２６
はモーターＭによって矢印のように揺動させられる。す
なわち、ノズル２６は揺動しながらエッチング液Ｅを液
晶表示器用基板Ｇの表面に供給し、このエッチング液Ｅ
は液晶表示器用基板Ｇの往復移動により液晶表示器用基
板Ｇの表面全体に均一に行き渡り、エッチングが進行し
ていく。なお、ポンプＰやモーターＭの駆動制御も制御
部２７によって行われている。

【００３０】測定光学機構３０は本発明の要部であり、
詳細は後述するが、液晶表示器用基板Ｇがエッチングさ
れている間、平行光束を液晶表示器用基板Ｇのサンプル
面に垂直に照射し、液晶表示器用基板Ｇで反射された反
射光を受光し、その反射光の光量に応じた検知信号を制
御部２７に供給する。反射光の光量に応じた検知信号が
供給された制御部２７は、そのデータに基づいて、従来
例で説明したようにしてエッチングの終点を検出する。

【００３１】制御部２７は、図示しないＣＰＵやメモ
リ、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）等によって構成され
ている。また、ＲＯＭには各部材の制御手順や、終点検
出の処理手順等（プログラム）が予め記憶されており、
ＣＰＵはそのプログラムに従って、各部材の制御を行
い、計測データに基づいて終点検出を行う。

【００３２】以下、図１を参照して、測定光学機構３０
の構成を具体的に説明する。この実施例装置では、サン
プル面をＩＴＯ膜１２の上面にとって、装置を構成して
いる。測定光学機構３０は大きく分けて、投光機構３１
と、受光機構３２および、処理液カーテン形成機構３３
とによって構成されている。

【００３３】投光機構３１は、ハロゲンランプやキセノ
ンランプ等によって構成されている光源４１から照射さ
れた光が、固定フィルタ４２ａおよび、フィルタ選択機
構４２ｂを通過し、コンデンサレンズ４３によって集光
されて投光用光ファイバ４４を通り、さらに、投光用光
ファイバ４４の投光口４４ａから投光され、コリメータ
レンズ４５によって平行光束にされ、ハーフミラー４６
を透過して液晶表示器用基板Ｇのサンプル面に照射され
るように構成されている。

【００３４】固定フィルタ４２ａは、被処理物の最適バ
ンド域の波長の光のみを取り出すフィルタである。この
波長のバンド域の選択は、被処理物を構成する基板と表
面層のそれぞれの屈折率がある程度異なり、かつ、供給
されるエッチング液での照射光の吸収が少ないことを条
件として決められる。すなわち、基板の屈折率と、表面
層の屈折率とが略等しければ、干渉もあまり起こらず、
従って、干渉光の振幅も小さくなる。また、この屈折率
は、基板や表面層の材質と照射される光の波長によって
変化する。よって、エッチング処理する基板と表面層と
の材料が決まっていれば、その材質に応じて、基板と表
面層の各屈折率がある程度異なる波長を選択すればよ
い。一方、照射された光の多くが被処理物に照射される
前にエッチング液で吸収されてしまうと、反射率が低く
なり、計測の感度が悪くなる。従って、上述の基板と表
面層の各屈折率の組合せによって決定したバンド域内で
エッチング液の吸収が少ない範囲のバンド域を選択する
ことにより、最適バンド域の波長を選択することができ
る。これらの条件を考慮して、例えば、本実施例のよう
にガラス基板１１にＩＴＯ膜１２が形成された被処理物
に対しては、使用するエッチング液によって若干異なる
が、光源４１から照射された光の内、１９０nm〜５００
nmの範囲の波長の光のみを通過させるフィルタであれ
ば、液晶表示器用基板Ｇでの計測が安定して行なえる。
また、紫外域の波長の光のみを通過させるフィルタであ
れば、レジスト層１３での吸収が起こり、マスク領域１
５からの反射光を低減できるので、計測データのオフセ
ット成分が小さくでき、計測データの信号対雑音比（Ｓ
／Ｎ比）を高めることができる。このフィルタ４２ａ
は、被処理物が変更されることにより、最適バンド域が
変更しない限り固定されている。なお、液晶表示器用基
板Ｇに照射される光束の波長が１９０nm未満になれば、
空気中やエッチング液での吸収が多くなり、また、５０
０nmを越えると、ガラス基板１１とＩＴＯ膜１２との屈
折率が小さくなるので、いずれもＳ／Ｎ比が小さくなり
不都合である。

【００３５】一方、フィルタ選択機構４２ｂは、上述の
固定フィルタ４２ａで選択したバンド域の波長の内、マ
スク領域１５での反射光の光量を低くする特定波長の光
のみを取り出すフィルタを選択設定するための機構であ
る。マスク領域１５には、１μｍ〜１．５μｍ程度のレ
ジスト層１３がＩＴＯ膜１２上に形成されているため、
光の多重反射による干渉が起こる。この干渉光の分光ス
ペクトルは、レジスト層１３の膜厚を一定にし、照射す
る光の波長を変えてやると、図４に示すように、ピーク
とボトムとを形成する。このような分光スペクトルは、
膜厚の変化に応じて変化するが、例えば、図４に示す分
光スペクトルについて、その分光スペクトルからボトム
になる波長（例えば、４３０nmや４６０nm等）を選択し
てやれば、レジスト層１３が特定の膜厚の液晶表示器用
基板Ｇについては、マスク領域１５での反射光の光量を
低く、すなわち、図８に示したオフセットＢを小さくす
ることができる。また、単一波長にしなくとも、分光ス
ペクトルの周期に応じた特定のバンド域の波長（例え
ば、１周期に相当する４３０nm〜４６０nm等）を選択す
ることにより、マスク領域１５での反射光の光量を、少
なくとも、（（ピークの反射光の光量）＋（ボトムの反
射光の光量））／２に平均化することができる。このよ
うな条件を考慮して、フィルタ選択機構４２ｂは、上述
の固定フィルタ４２ａで選択した１９０nm〜５００nmの
バンド域の波長の光の内、特定波長、あるいは、特定バ
ンド域の波長の光のみを通過させる複数種のフィルタを
選択して使用できるように、例えば、複数種のフィルタ
４２ｄを円盤４２ｃ上の周縁に沿って組み込んで、円盤
４２ｃを回転させることにより、フィルタ４２ａを通過
した光の光路上に、所定のフィルタ４２ｄを位置づける
ようにして構成されている。また、このフィルタ選択機
構４２ｂの駆動、すなわち、複数種のフィルタ４２ｄの
選択動作は、制御部２７によって、例えば、レジスト層
１３の膜厚が異なる液晶表示器用基板Ｇの変更に応じて
行われる。なお、このフィルタ選択機構４２ｂは、複数
種の特定波長または、特定バンド域の波長の光のみを通
過させるフィルタ４２ｄが選択可能であればよく、上述
のように円盤状の構成に限らず、長方形の板の長手方向
に複数種のバンド域の波長を通過させるフィルタを一列
に組み込み、その板を長手方向にスライドさせて、固定
フィルタ４２ａを通過した光の光路上に、所定のフィル
タを位置づけるよう構成してもよい。

【００３６】投光用光ファイバ４４の投光口４４ａから
投光され、コリメータレンズ４５で平行光とされた光束
が、液晶表示器用基板Ｇのサンプル面上に所定の照射領
域、例えば、直径６mm〜１０mmの円内に照射するよう
に、投光用光ファイバ４４の投光口４４ａの口径、投光
用光ファイバ４４の投光口４４ａからコリメータレンズ
４５までの距離などが調整されている。なお、このよう
に、照射光を光束にして、所定の照射領域を取るのは、
ある程度広い面積で反射光を計測した方が、計測データ
がサンプル面全体で平均化されるので、エッチング処理
の進行状況をより正確に検知し、終点の検出精度が向上
できるからである。

【００３７】受光機構３２は、液晶表示器用基板Ｇの各
面、すなわち、エッチング領域１４では、ＩＴＯ膜１２
の上面、ＩＴＯ膜１２とガラス基板１１との界面、ガラ
ス基板１１の下面、また、マスク領域１５では、レジス
ト層１３の上面、レジスト層１３とＩＴＯ膜１２との界
面、ＩＴＯ膜１２とガラス基板１１との界面、ガラス基
板１１の下面で反射した反射光が合成されて、ハーフミ
ラー４６で光路が変更され、また、ミラー４７によって
再び光路が変更され、結像レンズ４８で集光され、受光
素子４９の受光面Ｑで受光されるように構成されてい
る。さらに、エッチング処理時に液晶表示器用基板Ｇが
往復運動させられて発生する揺れによるサンプル面の傾
き（図５参照）の最大角度をθ、液晶表示器用基板Ｇの
サンプル面から結像レンズ４８までの距離をＬ、投光機
構３１によって照射された光の光束半径をＲをした場合
に、結像レンズ４８の半径Ｄが、Ｄ≧Ｌ×ｔａｎ（２
θ）＋Ｒの条件を満たし、かつ、結像レンズ４８の焦点
距離をｆ、受光素子４９の受光面Ｑで受光する反射光の
光束半径をｄとした場合に、受光素子４９の受光面Ｑの
半径Ｈが、Ｈ＝ｆ×ｔａｎ（２θ）＋ｄの条件を満たす
ように構成されている。ここで、焦点距離ｆ、最大傾き
角度θ及び、反射光の光束半径ｄは、それぞれ誤差を有
するパラメータであるので、予め誤差を含ませたパラメ
ータによって受光面Ｑの半径を求めてもよい。但し、マ
イナス方向の誤差を含ませてしまうと、有効な反射光を
除去してしまうことになるので、各パラメータに含ませ
てよいのは、プラス方向の誤差のみである。また、受光
面Ｑの半径Ｈを規定する方式としては、半径Ｈの透過孔
が形成されたアパーチャー板を受光素子４９の前に設け
てもよい。なお、投光機構３１から照射された光束が完
全な平行光であれば、結像レンズ４８によって完全に集
光されるので、上述の反射光の光束半径ｄは「０」とな
り、完全な平行光でなければ、結像レンズ４８によって
完全に集光されず、ｄは「０」とはならない（図５
（ｂ）、（ｃ）参照）。

【００３８】上述の各条件を図５を参照して説明する
と、液晶表示器用基板Ｇのサンプル面が「θ」傾くこと
によって、照射された光束は、サンプル面が水平の状態
での反射光に対して「２θ」の角度をもって反射する。
このように「２θ」の角度で反射された反射光を結像レ
ンズ４８に入射させるためには、三角関数の計算から、
結像レンズ４８の半径Ｄが、Ｄ≧Ｌ×ｔａｎ（２θ）＋
Ｒであればよい。

【００３９】次に、上述の「２θ」の角度をもって結像
レンズ４８に入射した反射光が、集光されて受光素子４
９の受光面Ｑで受光されるためには、三角関数の計算か
ら、受光素子４９の受光面Ｑの半径Ｈが、Ｈ＝ｆ×ｔａ
ｎ（２θ）＋ｄであればよい（図５（ｂ）参照）。一
方、エッチング処理中には、液晶表示器用基板Ｇの上面
に供給されたエッチング液が、液晶表示器用基板Ｇの上
面で脈流や気泡を発生させ、また、液晶表示器用基板Ｇ
の下面にエッチング液が流れ出し、それらの脈流等に光
を照射することにより、照射された光は散乱する。この
散乱光が上述の条件を満たす受光素子４９の受光面Ｑで
受光されない角度θ_X は、θ_X ≧｛ｔａｎ^-1（（Ｈ＋
ｄ）／ｆ）｝／２であり、脈流等による反射角は、液晶
表示器用基板Ｇのサンプル面の傾き角に対して かに大
きく散乱光の大部分は上述のθ_X の条件を満たすので、
散乱光が、上述の受光半径Ｈの条件を満たす受光素子で
受光されることは極めて少ない（図５（ｃ）参照）。

【００４０】処理液カーテン形成機構３３は、同心状の
２つの円筒を組み合わせて、大きい円筒が外壁５１、小
さい円筒が内壁５２となるようなタンク５０によって構
成されている。外壁５１と内壁５２との上面は密閉され
ており、外壁５１と内壁５２との間の空間には、エッチ
ング液が準備された図示しないタンクに連通されたパイ
プ５３からエッチング液が流入され、流入されたエッチ
ング液は外壁５１と内壁５２との間の空間の下面から液
晶表示器用基板Ｇの上面に流出される。このエッチング
液の流入制御は、制御部２７によって行われている。タ
ンク５０の下面と液晶表示器用基板Ｇの上面とは、タン
ク５０の下面から流出したエッチング液が液晶表示器用
基板Ｇの上面とタンク５０の下面との間に満たされる程
度の間隔、一例を示せば、１mm〜３mm程度に保たれてい
る。また、タンク５０の内壁５２の内空間、すなわち、
照射光が通過する空間の下面には、エッチング液の流入
を防ぐためのガラス板５４が、水平に対してθ（θは、
上述した液晶表示器用基板Ｇの最大傾き角）より大きい
角度をもって取り付けられている。ガラス板５４がこの
ような角度で取り付けられているのは、照射された光束
の内、ガラス板５４の上面と下面で反射された反射光が
受光素子４９で受光されないようにするためである。す
なわち、受光素子４９は上述したように、液晶表示器用
基板Ｇが最大傾きθの状態でも受光できるように設計さ
れている。従って、ガラス板５４が水平に対してθより
大きい角度で取り付けられていれば、ガラス板５４の上
面と下面で反射された反射光は受光素子４９で受光され
ない。従って、終点検出に不要なノイズが除去できる。

【００４１】上述の構成を有する測定光学機構３０の、
エッチング処理中の反射光計測の動作を説明する。エッ
チング処理する液晶表示器用基板Ｇが図２に示すローラ
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂによって挟持される
と、制御部２７は、フィルタ選択機構４２ｂを駆動し
て、最適なフィルタ４２ｄを選択する。この選択は、フ
ィルタ４２ｄが、単一波長用で構成されている場合と、
特定バンド域の波長用で構成されている場合とでは処理
方式が異なる。すなわち、フィルタ４２ｄが特定バンド
域の波長用で構成されている場合には、上述したよう
に、レジスト層１３の膜厚が分かっていれば、分光スペ
クトルの周期も略一定になるので、処理する液晶表示器
用基板Ｇのレジスト層１３の膜厚の変更があるごとにフ
ィルタ４２ｄを変更すればよい。例えば、液晶表示器用
基板Ｇにおいて、レジスト層１３の膜厚にバラツキがあ
っても、計測においては、反射光の光量は、略、（（ピ
ークの反射光の光量）＋（ボトムの反射光の光量））／
２になるので、バラツキを平均化することができる。一
方、単一波長用で構成されている場合には、液晶表示器
用基板Ｇは搬入されるたびに、その液晶表示器用基板Ｇ
の最適波長を測定するのが好ましい。これは、選択波長
を上述の分光スペクトルのボトム近辺に限定するため
に、液晶表示器用基板Ｇごとにレジスト層１３の膜厚に
バラツキがあれば、場合によっては、ボトムを選択した
つもりでトップを選択することがあるからである。すな
わち、分光スペクトルはレジスト層１３の膜厚によって
変化するからである。従って、予め、レジスト層１３の
膜厚の基準値が分かっていても、液晶表示器用基板Ｇご
とに計測前に最適波長を測定して決めるのが好ましい。

【００４２】次に、制御部２７はローラ２１ａ、２２ａ
を駆動して、液晶表示器用基板Ｇを往復移動させ、ま
た、ポンプＰとモータＭを駆動して、ノズル２６からエ
ッチング液を液晶表示器用基板Ｇの上面に供給する。さ
らに、制御部２７は、処理液カーテン形成機構３３の外
壁５１と内壁５２との間の空間にエッチング液を流入し
て、照射領域の周囲にエッチング液のカーテンを形成す
る。

【００４３】上述のようにエッチング処理が開始する
と、計測光学機構３０は、反射光の計測を開始する。す
なわち、投光機構３１から照射された平行光束が液晶表
示器用基板Ｇのサンプル面で反射し、その反射光を受光
機構３２で受光し、受光したデータは制御部２７に与え
られる。制御部２７は、このデータに基づいて、エッチ
ング処理の終点を検出する。

【００４４】このとき、処理液カーテン形成機構３３が
形成したエッチング液のカーテンによって、サンプル面
上の照射光の照射領域内へのエッチング液の流入が防止
され、サンプル面上でのエッチング液の脈流や気泡によ
る散乱光の発生を防止することができる。また、結像レ
ンズ４８の半径Ｄの大きさ、受光素子４９の受光面Ｑの
半径Ｈの大きさ等を調整しているので、液晶表示器用基
板Ｇの下面に流れ出したエッチング液に液晶表示器用基
板Ｇを透過した照射光が照射されることによる散乱光等
のノイズをカットすることができる。さらに、液晶表示
器用基板Ｇのサンプル面が傾いた状態で反射された反射
光も受光することができるとともに、照射光の波長を調
整しているので、干渉光の振幅を大きくし、オフセット
を小さくしたＳ／Ｎ比の大きなデータを計測することが
できる。

【００４５】なお、この第一実施例装置は、液晶表示器
用基板Ｇのガラス基板１１とＩＴＯ膜１２との間にクロ
ム（Ｃｒ）等の非透光性のものが部分的に存在する場合
にも、液晶表示器用基板ＧのＩＴＯ膜１２側をサンプル
面としているので、ＩＴＯ膜１２からの反射光を、Ｃｒ
に遮断されることなく受光できる。

【００４６】次に、測定光学機構を別の様態（測定光学
機構６０）で実現した第二実施例装置を図６を参照して
説明する。この実施例装置では、サンプル面をガラス基
板１１の下面にとって、装置を構成している。測定光学
機構６０は大きく分けて、投光機構６１と、受光機構６
２および、エアー吹き付けノズル６３とによって構成さ
れている。

【００４７】投光機構６１は、ハロゲンランプやキセノ
ンランプ等によって構成されている光源７１から照射さ
れた光が、固定フィルタ７２ａおよび、フィルタ選択機
構７２ｂを通過し、コンデンサレンズ７３によって集光
されて投光用光ファイバ７４を通り、さらに、投光用光
ファイバ７４の投光口７４ａから投光され、コリメータ
レンズ７５によって平行光束にされ、ハーフミラー７６
を反射し、ミラー７７によって光路が変更されて液晶表
示器用基板Ｇのサンプル面に照射されるように構成され
ている。なお、固定フィルタ７２ａの波長のバンド域の
選択は、被処理物を構成する基板と表面層のそれぞれの
屈折率がある程度異なり、かつ、ガラス基板１１での照
射光の吸収が少ないことを条件として決められる。これ
は、サンプル面をガラス基板１１の下面にしているの
で、照射された光束がガラス基板１１で吸収されること
による反射率の低下を防止するためである。また、その
他の部材については、この投光機構６１を、照射光を液
晶表示器用基板Ｇの下面側から照射するように構成した
こと以外は、上述の投光機構３１と略同じ構成であるの
で、ここでの詳細な説明は省略する。

【００４８】受光機構６２は、液晶表示器用基板Ｇの各
面で反射した反射光が、ミラー７７で光路が変更され、
また、ハーフミラー７６を透過し、ミラー７８で光路が
変更され、結像レンズ７９で集光され、受光素子８０の
受光面Ｑで受光されるように構成されている。また、結
像レンズ７９の半径Ｄや受光素子８０の受光面Ｑの半径
Ｈの条件は、上述した受光機構３２の場合と同じであ
る。なお、受光機構６２も、液晶表示器用基板Ｇの下面
側からの反射光を受光するように構成したこと以外は、
上述の受光機構３２と略同じ構成であるので、個々の部
材の詳細な説明は省略する。

【００４９】エアー吹き付けノズル６３は、一方が図示
しないエアー供給源に連通しており、他方の先端に円筒
形のエアー吹き付け口８１が、その円筒の口がエアー吹
き付けノズル６３のエアー吹き付け方向に垂直になるよ
うに取り付けられて構成されている。また、エアー吹き
付け口８１の口は、液晶表示器用基板Ｇのサンプル面上
の照射領域と、後述するガラス板８２とに向けられ、そ
の円筒内を照射光と反射光とが通過するように取り付け
られている。このエアー吹き付けノズル６３から吹き付
けられたエアーは、エアー吹き付け口８１の内壁にぶつ
かり、円筒の口から液晶表示器用基板Ｇのサンプル面の
照射領域と、ガラス板８２とに吹き付けられる。なお、
このエアーの吹き出し制御は制御部２７によって行われ
る。

【００５０】上述のミラー７７と、エアー吹き付け口８
１との間には、エッチング液の侵入防止用のガラス板８
２が、水平に対してθ（θは、上述した液晶表示器用基
板Ｇの最大傾き角）より大きい角度をもって取り付けら
れている。ガラス板８２がこのような角度で取り付けら
れているのは、上述した第一実施例装置で説明したよう
に、照射された光束の内、ガラス板８２の上面と下面で
反射された反射光を受光素子８０で受光しないようにす
るためである。

【００５１】上述の構成を有する測定光学機構６０の、
エッチング処理中の反射光計測の動作は、上述の第一実
施例の処理液カーテン形成機構３３の替わりにエアー吹
き付けノズル６３で照射領域にエアーを吹き付けるよう
にしたこと以外は、上述の第一実施例の場合と略同じで
ある。

【００５２】この装置によって反射率測定を行ったと
き、エアー吹き付けノズル６３から吹き付けられたエア
ーによって、液晶表示器用基板Ｇの上面からサンプル面
に流れ込んだ、照射光の照射領域内のエッチング液が吹
き飛ばされ、サンプル面上でのエッチング液の脈流や気
泡による散乱光の発生を防止することができる。また、
結像レンズ７９の半径Ｄの大きさ、受光素子８０の受光
面Ｑの半径Ｈの大きさ等を調整しているので、液晶表示
器用基板Ｇの上面で発生しているエッチング液の脈流や
気泡に液晶表示器用基板Ｇを透過した照射光が照射され
ることによる散乱光等のノイズをカットすることができ
る。さらに、液晶表示器用基板Ｇのサンプル面が傾いた
状態で反射された反射光も受光することができるととも
に、照射光の波長を調整しているので、干渉光の振幅を
大きくし、オフセットを小さくしたＳ／Ｎ比の大きなデ
ータを計測することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載した発明によれば、結像レンズの半径を調整し
ているので、被処理物が表面処理時にθ（θは表面処理
時に発生する被処理物のサンプル面の最大傾き角度）傾
いた状態で光束がその被処理物で反射した場合でも、そ
の反射光は結像レンズに必ず入射される。また、受光素
子の受光面の半径を調整しているので、被処理物がθ傾
いた状態での反射光も受光することができるとともに、
脈流や気泡による反射角は、表面処理時の被処理物のサ
ンプル面の傾き角に対して かに大きいので、脈流等か
らの散乱光が受光手段でほとんど受光されなくなり、Ｓ
／Ｎ比の高い計測データを得ることができ、表面処理の
終点検出精度を向上することができる。

【００５４】請求項２に記載した発明によれば、短波
長、特に、１９０nm〜５００nm範囲の波長の光を計測用
の照射光としているので、液晶表示器用のガラス基板に
ＩＴＯ膜が形成され、ＩＴＯ膜上に所望のパターンのレ
ジスト層が形成されたような被処理物に対しても、干渉
光の振幅を大きくすることができ、計測データのＳ／Ｎ
比を向上することができる。また、波長を上述のような
範囲の短波長域にすることにより、干渉光の振動の周期
が短くなり、より多くの振動波形を計測することができ
るので、終点検出のためのデータ処理に有利となる。

【００５５】請求項３に記載した発明によれば、表面層
の膜厚と照射する波長との関係から、表面処理の進行に
よって反射率が変化しない領域（マスク領域）からの反
射光の光量を小さくする特定の波長、若しくは、特定の
波長バンド域の平行光束を計測光として照射することに
よって、オフセットを小さくしているので、表面処理の
進行に従って計測される干渉光の振幅を相対的に大きく
することができる。従って、干渉光の振幅を増幅するこ
とができ、また、オフセットに伴うノイズを低減するこ
とができるので、表面処理の終点検出精度の向上を図る
ことができる。

【００５６】請求項４に記載した発明によれば、サンプ
ル面を被処理物の表面層側に設定した場合に、処理液カ
ーテン形成手段がサンプル面上の照射光の照射領域の周
囲に処理液カーテンを形成するので、照射領域内への処
理液の流入が防止され、照射領域内で処理液による脈流
や気泡の発生がなくなるので、それら脈流等からの散乱
光によるノイズ成分が一層低減され、計測データのＳ／
Ｎ比を高めることができる。

【００５７】請求項５に記載した発明によれば、サンプ
ル面を被処理物の下面側に設定した場合に、エアー吹き
付けノズルがサンプル面上の照射光の照射領域にエアー
を吹き付けているので、照射領域内への処理液の流入が
防止され、照射領域内で処理液による脈流や気泡の発生
がなくなるので、それら脈流等からの散乱光によるノイ
ズ成分が一層低減され、計測データのＳ／Ｎ比を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面処理終点検出装置に係る第一実施
例装置の計測光学機構の概略構成を示す図である。

【図２】実施例装置全体の概略構成を示す図である。

【図３】液晶表示器用基板の概略構成を示す断面図であ
る。

【図４】レジスト層に照射する光の波長と反射率との関
係を示す図である。

【図５】結像レンズの半径と受光素子の受光面の半径の
条件を説明するための図である。

【図６】第二実施例装置の計測光学機構の概略構成を示
す図である。

【図７】シリコンウエハ上にポリシリコン層を形成した
半導体基板の概略構成を示す断面図である。

【図８】反射率測定方法により測定した反射光の光量の
変化状態を示す図である。

【符号の説明】

Ｇ … 液晶表示器用基板 ２７ … 制御部（終点検出手段） ３０、６０ … 測定光学機構 ３１、６１ … 投光機構（投光手段） ４２ａ、７２ａ … 固定フィルタ ４２ｂ、７２ｂ … フィルタ選択機構 ３２、６２ … 受光機構 ３３ … 処理液カーテン形成機構（処理液カーテン形
成手段） ４８、７９ … 結像レンズ ４９、８０ … 受光素子（受光手段） Ｑ … 受光面 ６３ … エアー吹き付けノズル（ノズル）

【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】結像レンズで集光された反射光は受光手段
で受光される。この受光手段の受光面の半径Ｈは、Ｈ＝
ｆ×ｔａｎ（２θ）＋ｄの条件を満たすことによって、
被処理物がθ傾いた状態での反射光も受光することがで
きる。一方、散乱光が上述の条件を満たす受光手段で受
光されない角度θ_ｘは、θ_ｘ≧｛ｔａｎ^−１（（Ｈ＋
ｄ）／ｆ）｝／２であり、脈流や気泡による反射角は、
表面処理時の被処理物のサンプル面の傾き角に対して遥
かに大きく散乱光の大部分は上述のθ_ｘの条件を満たす
ので、散乱光が、上述の受光半径を有する受光手段で受
光されることは極めて少ない。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】請求項４に記載の発明によれば、上述の請
求項１の発明の構成を有する表面処理終点検出装置が、
サンプル面を表面層側にして終点検出を行っている間、
処理液カーテン形成手段は、平行光束が照射されるサン
プル面上の照射領域の周囲に、処理液と同じ液体を流出
し処理液のカーテンを形成する。この処理液カーテン形
成手段からの処理液が照射領域内に満たされ、被処理物
の表面層に供給された処理液が表面層で脈流や気泡を発
生させていても、この処理液は光束の照射領域内へ流入
されないので、脈流等の光束を照射することによる散乱
光の発生を防止できる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】次に、上述の「２θ」の角度をもって結像
レンズ４８に入射した反射光が、集光されて受光素子４
９の受光面Ｑで受光されるためには、三角関数の計算か
ら、受光素子４９の受光面Ｑの半径Ｈが、Ｈ＝ｆ×ｔａ
ｎ（２θ）＋ｄであればよい（図５（ｂ）参照）。一
方、エッチング処理中には、液晶表示器用基板Ｇの上面
に供給されたエッチング液が、液晶表示器用基板Ｇの上
面で脈流や気泡を発生させ、また、液晶表示器用基板Ｇ
の下面にエッチング液が流れ出し、それらの脈流、液滴
等に光を照射することにより、照射された光は散乱す
る。この散乱光が上述の条件を満たす受光素子４９の受
光面Ｑで受光されない角度θ_ｘは、θ_ｘ≧｛ｔａｎ^−１
（（Ｈ＋ｄ）／ｆ）｝／２であり、脈流等による反射角
は、液晶表示器用基板Ｇのサンプル面の傾き角に対して
遥かに大きく散乱光の大部分は上述のθ_ｘの条件を満た
すので、散乱光が、上述の受光半径Ｈの条件を満たす受
光素子で受光されることは極めて少ない（図５（ｃ）参
照）。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】このとき、処理液カーテン形成機構３３が
形成したエッチング液のカーテンによって、サンプル面
上の照射光の照射領域内に処理液カーテン形成機構３３
からのエッチング液が満たされ、ノズル２６からのエッ
チング液の流入が防止され、サンプル面上でのエッチン
グ液の脈流や気泡による散乱光の発生を防止することが
できる。また、結像レンズ４８の半径Ｄの大きさ、受光
素子４９の受光面Ｑの半径Ｈの大きさ等を調整している
ので、液晶表示器用基板Ｇの下面に流れ出したエッチン
グ液に液晶表示器用基板Ｇを透過した照射光が照射され
ることによる散乱光等のノイズをカットすることができ
る。さらに、液晶表示器用基板Ｇのサンプル面が傾いた
状態で反射された反射光も受光することができるととも
に、照射光の波長を調整しているので、干渉光の振幅を
大きくし、オフセットを小さくしたＳ／Ｎ比の大きなデ
ータを計測することができる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載した発明によれば、結像レンズの半径を調整し
ているので、被処理物が表面処理時にθ（θは表面処理
時に発生する被処理物のサンプル面の最大傾き角度）傾
いた状態で光束がその被処理物で反射した場合でも、そ
の反射光は結像レンズに必ず入射される。また、受光素
子の受光面の半径を調整しているので、被処理物がθ傾
いた状態での反射光も受光することができるとともに、
脈流や気泡による反射角は、表面処理時の被処理物のサ
ンプル面の傾き角に対して遥かに大きいので、脈流等か
らの散乱光が受光手段でほとんど受光されなくなり、Ｓ
／Ｎ比の高い計測データを得ることができ、表面処理の
終点検出精度を向上することができる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５６】請求項４に記載した発明によれば、サンプ
ル面を被処理物の表面層側に設定した場合に、処理液カ
ーテン形成手段がサンプル面上の照射光の照射領域の周
囲に処理液カーテンを形成するので、照射領域内への脈
流や気泡の流入が防止され、散乱光によるノイズ成分が
一層低減され、計測データのＳ／Ｎ比を高めることがで
きる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に透光性の表面層が形成された被
   処理物に所定の処理液を供給して表面処理を施すことに
   よって前記表面層を除去する際に、前記除去処理が終了
   した時点を検出する装置であって、 前記被処理物のサンプル面に平行光束を照射する投光手
   段と、 前記投光手段によって照射された平行光束が前記被処理
   物で反射され、その反射光を集光させる結像レンズと、 前記結像レンズによって集光された前記被処理物からの
   反射光を受光する受光手段と、 前記受光手段によって受光した反射光の光量に基づいて
   前記除去処理が終了した時点を検出する終点検出手段
   と、 を備え、かつ、 少なくとも前記被処理物と前記受光手段との間の反射光
   の光路上に前記結像レンズを配設し、 さらに、表面処理時に発生する前記被処理物のサンプル
   面の最大傾き角度をθ、前記被処理物のサンプル面から
   前記結像レンズまでの距離をＬ、前記投光手段によって
   照射された光の光束半径をＲとした場合に、前記結像レ
   ンズの半径Ｄが、Ｄ≧Ｌ×ｔａｎ（２θ）＋Ｒの条件を
   満たし、 かつ、前記結像レンズの焦点距離をｆ、前記受光手段の
   受光面で受光する反射光の光束半径をｄとした場合に、
   前記受光手段の受光面の半径Ｈが、Ｈ＝ｆ×ｔａｎ（２
   θ）＋ｄの条件を満たすことを特徴とする表面処理終点
   検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の表面処理終点検出装置
   において、 前記投光手段から照射する平行光束を、１９０nm〜５０
   ０nmの範囲の短波長の平行光束とした表面処理終点検出
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の表面処理終点検出装置
   において、 前記投光手段から照射する平行光束を、前記表面処理の
   進行によって反射光の光量が変化しない領域（マスク領
   域）からの反射光の光量を小さくする特定の波長、若し
   くは、特定の波長バンド域の平行光束とした表面処理終
   点検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の表面処理終点検出装置
   において、 前記投光手段は、前記被処理物の表面層側に設定された
   サンプル面に平行光束を照射するものであり、かつ、前
   記平行光束の照射領域の周囲に、前記処理液と同じ液体
   を流出して処理液のカーテンを形成する処理液カーテン
   形成手段を備えた表面処理終点検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の表面処理終点検出装置
   において、 前記投光手段は、前記被処理物の下面側に設定されたサ
   ンプル面に平行光束を照射するものであり、かつ、前記
   平行光束の照射領域に、気体を吹き付けるノズルを備え
   た表面処理終点検出装置。