KR101376450B1 - 화상취득장치, 패턴검사장치 및 화상취득방법 - Google Patents

Abstract

패턴검사장치의 화상 취득부(113)는, 광조사부(1131), 라인센서(1132), 각도변경기구, 및, 검사대상인 웹(19)을 반송하는 반송기구를 갖춘다. 광조사부(1131)에서는, 웹(19)의 박막 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광이 출사된다. 광조사부(1131)로부터의 광의 조사각(θ1) 및 라인센서(1132)에 의해 촬상이 행해지는 검출각(θ2)은, 항상 동일하며, 이러한 각도는 각도변경기구에 의해 변경된다. 패턴검사장치에서는, 미리 검사 화상의 콘트라스트가 높아지는 조사각 및 검출각의 설정 각도가 구해지고, 조사각 및 검출각이 설정 각도로 된다. 이것에 의해, 단순히 파장의 광원을 이용하여 라인센서(1132)에 의해 콘트라스트가 높은 검사 화상을 취득할 수 있어, 패턴검사장치의 제조 코스트도 삭감할 수 있다.

Description

화상취득장치, 패턴검사장치 및 화상취득방법{Image Acquisition Apparatus, Pattern Inspection Apparatus, and Image Acquisition Method}

본 발명은, 기재(基材) 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 기술에 관한 것이다.

종래부터, 다양한 분야에서, 필름 모양 또는 판 모양의 기재 상에 형성된 패턴의 검사가 행해지고 있다. 예를 들면, 일본특허공개공보 제2006－112845호에 개시되는 패턴검사장치에서는, 수지 필름 상에 형성된 배선 패턴의 검사가 행해진다. 패턴검사장치에서는, 광원에 파장 500nm 이상의 광만을 방사하는 LED(Light Emitting Diode)가 이용되는 것에 의해, 콘트라스트가 좋은 화상이 얻어진다.

또한 일본특허공개공보 제2004－101505호에 개시되는 막두께 측정 장치에서는, 반도체 레이저로부터 투명 폴리에스테르 필름에 광이 조사되고, 실리콘 포토 다이오드에서 정반사 광강도가 검출된다. 반도체 레이저 및 실리콘 포토 다이오드는, 스테핑 모터(stepping motor)에 의해, 0°에서 90°범위 내로 이동하여, 광입사각이 변경된다.

그런데, 근년, 다양한 전자기기에 FPD(Flat Panel Display)가 설치된다. 이러한 표시장치의 제조에서 투명 전극 등의 투명한 패턴의 외관 검사를 행하는 경우, 예를 들면, 유리기판에 광을 조사하여, 반사광을 수광함으로써 패턴의 화상이 취득된다. 취득된 화상은 처리된 다음 참조 화상과 비교되어, 패턴의 결함 유무가 판단된다.

검사 장치에서는 광원으로 램프나 LED, LD(Laser Diode) 등이 사용되고, 검사대상에 있어서의 광간섭에 의해 패턴과 배경의 사이에 밝기의 차이, 즉, 콘트라스트(contrast)가 발생한다. 광간섭을 이용하여 패턴의 화상을 취득하는 경우, 패턴이나 그 위에 존재하는 박막의 두께 및 광학정수(光學定數) 등의 영향에 의해, 콘트라스트가 좋은 화상이 취득 가능한 파장이 변화한다. 따라서, 광원으로서 램프 및 복수의 간섭 필터를 바꾸는 기구가 설치되거나, 복수의 파장을 출사하는 복수의 LED가 설치된다. 이러한 수법을 채용하는 경우, 광원의 규모가 커지게 되어, 검사 장치의 제조 코스트가 증대한다.

또한, 복수의 파장의 광을 이용하는 경우, 광학계에 있어서의 색지움이나 수차 보정을 다파장(多波長)에 대해서 실현할 필요가 있어, 광학계의 설계 및 제작의 난이도가 올라가, 광량의 증가가 필요하거나 광학계의 제조 코스트가 증대한다. 또한, 예를 들면, 검사대상이 감광성의 레지스터를 포함한 경우, 짧은 파장역(波長域)의 광을 조사하지 못하고, 이상적인 파장의 광을 사용하여 패턴을 검사할 수 없는 경우가 있다. 또한, 투명한 패턴의 외관을 관찰(표시)하는 경우도, 상기와 같은 문제가 있다.

본 발명은, 기재(基材) 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상취득장치에 적용할 수 있고, 콘트라스트가 높은 화상의 취득을 저비용으로 실현하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 관한 화상취득장치는, 박막 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사하는 광조사부와, 광이 조사되는 선상(線狀)의 촬상영역으로부터의 광을 수광하는 라인센서와, 기재를 촬상영역과 교차하는 방향으로 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구와, 광조사부로부터 촬상영역에 이르는 광축과 기재의 법선이 이루는 조사각과, 촬상영역으로부터 라인센서에 이르는 광축과 법선이 이루는 검출각을 같게 유지하면서 조사각 및 검출각을 변경하는 각도변경기구를 갖춘다. 본 발명에 의하면, 콘트라스트가 높은 화상의 취득을 저비용으로 실현할 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 형태에서는, 화상취득장치가, 박막 패턴의 검사에 이용되는 검사 화상을 취득한다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에서는, 화상취득장치가, 라인센서로부터의 출력에 근거하여 박막 패턴의 화상을 표시하는 표시부를 더 갖춘다. 이것에 의해, 콘트라스트가 높은 패턴화상의 표시를 저비용으로 실현할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 형태에서는, 화상취득장치가, 제어부를 더 갖추고, 라인센서가 수광부에 설치되며, 수광부가 촬상영역으로부터의 광을 라인센서로 이끄는 광학계를 더 갖추고, 각도변경기구가 광학계의 광축과 기재의 법선이 이루는 각인 검출각을 변경하는 검출각 변경 기구와, 광축을 따라서 수광부를 이동하는 수광부 이동기구를 갖추며, 광조사부, 수광부 및 각도변경기구가 촬상영역을 촬상하는 촬상 유닛에 설치되고, 제어부가 검출각의 변위량에 근거하여 수광부 이동기구를 제어함으로써, 광축 상에서 라인센서의 수광면과 공역(共役)인 위치를 박막 패턴상에 배치한다. 이것에 의해, 검출각을 변경하면서 수광부의 포커스 조정을 용이하게 행할 수 있다.

본 발명은, 기재 상에 형성된 박막 패턴을 검사하는 패턴검사장치에도 적용할 수 있고, 또한 기재 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상취득방법에도 적용할 수 있다.

상술한 목적 및 다른 목적, 특징, 모양 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 실시하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 밝혀진다.

도 1은, 제1 실시 형태에 관한 패턴검사장치의 개략 구성을 나타내는 도이다.
도 2는, 화상 취득부의 정면도이다.
도 3은, 화상 취득부의 평면도이다.
도 4는, 화상 취득부의 배면도이다.
도 5는, 패턴검사장치의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 6은, 패턴검사장치의 동작의 흐름을 나타내는 도이다.
도 7은, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 8은, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 9는, 화상 취득부의 다른 예를 나타내는 정면도이다.
도 10a는, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 10b는, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 10c는, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 11a는, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 11b는, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 11c는, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 11d는, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 12는, 제2 실시 형태에 관한 패턴검사장치의 기능 구성의 일부를 나타내는 도이다.
도 13은, 패턴검사장치의 동작의 흐름의 일부를 나타내는 도이다.
도 14는, 제3 실시 형태에 관한 패턴검사장치를 나타내는 도이다.
도 15는, 제4 실시 형태에 관한 패턴화상 표시장치의 개략 구성을 나타내는 도이다.
도 16은, 화상 취득부의 정면도이다.
도 17은, 화상 취득부의 평면도이다.
도 18은, 화상 취득부의 배면도이다.
도 19는, 패턴화상 표시장치의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 20은, 패턴화상 표시장치의 동작의 흐름을 나타내는 도이다.
도 21은, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 22는, 유리기판상의 복수의 직사각형영역을 나타내는 도이다.
도 23은, 화상 취득부의 다른 예를 나타내는 정면도이다.
도 24는, 제5 실시 형태에 관한 패턴화상 표시장치의 기능 구성의 일부를 나타내는 도이다.
도 25는, 패턴화상 표시장치의 동작의 흐름의 일부를 나타내는 도이다.
도 26은, 제6 실시 형태에 관한 패턴화상 표시장치를 나타내는 도이다.
도 27은, 화상 취득부의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 28은, 제7 실시 형태에 관한 화상취득장치의 개략 구성을 나타내는 도이다.
도 29는, 촬상 유닛의 측면도이다.
도 30은, 광조사부 회동기구의 배면도이다.
도 31은, 촬상 유닛을 나타내는 도이다.
도 32는, 화상취득장치의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 33은, 화상취득장치의 동작의 흐름을 나타내는 도이다.
도 34는, 프로파일의 예를 나타내는 도이다.
도 35는, 각도 조정에 관한 동작의 흐름을 나타내는 도이다.
도 36은, 각도 조정에 관한 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 37은, 각도 조정에 관한 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 38은, 각도 조정에 관한 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 39는, 화상취득장치의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 40은, 광조사부의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 41은, 화상취득장치의 또 다른 예를 나타내는 도이다.
도 42는, 화상취득장치의 또 다른 예를 나타내는 도이다.
도 43은, 화상취득장치의 또 다른 예를 나타내는 도이다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 패턴검사장치(11)의 개략 구성을 나타내는 정면도이다. 패턴검사장치(11)는, 기재 상에 형성된 다층의 박막 패턴의 화상인 검사 화상을 취득하고, 검사 화상에 근거하여 박막 패턴의 검사를 실행한다. 도 1에서는, 기재는 수지 필름의 웹(web), 즉, 연속 시트이다. 박막 패턴은, 예를 들면, 투명 전극막이며, 본 실시 형태에서는, 기재 및 박막 패턴은, 투명막에 의해 덮인다. 실제로는, 기재 상에 반사 방지막 등의 다른 층도 설치된다. 이하의 설명에서는, 박막 패턴을 단순히 「패턴」이라고 부른다. 기재 및 기재 상의 막을 정리하여 「웹(19)」또는 「검사대상」이라고 부른다. 웹(19)은, 정전 용량형의 터치패널의 제조에 이용된다.

패턴검사장치(11)는, 웹(19)을 반송하는 반송기구(111)와, 막후계(膜厚計)(112)와, 화상 취득부(113)를 갖추고, 후술하는 전체 제어부나 검사부 등을 더 갖춘다. 반송기구(111), 막후계(112) 및 화상 취득부(113)는, 패턴검사장치(11)에 포함되는 검사화상취득장치(110)에 대응한다. 반송기구(111)는, 도 1의 우측에 위치하는 공급부(1111)와, 좌측에 위치하는 회수부(1112)를 구비한다. 공급부(1111)는, 검사전의 웹(19)을 롤(roll)(191)로서 지지하고, 좌방향으로 웹(19)을 계속 내보낸다. 회수부(1112)는, 검사 후의 웹(19)을 롤(192)로서 지지하고, 웹(19)을 회수한다.

막후계(膜厚計)(112) 및 화상 취득부(113)는, 공급부(1111)으로부터 회수부(1112)를 향해 이 순서로 배치된다. 막후계(112)는, 광간섭식의 분광 막후계이며, 측정광을 웹(19)에 조사하여, 반사광의 스펙트럼을 취득한다. 미리 설정된 막구조를 전제로 하여 계산상의 각 층의 막두께를 변화시켜, 계산에 의해 구해진 분광 스펙트럼을 측정에 의해 취득된 분광 스펙트럼에 피팅(fitting)함으로써 각 층의 막두께가 구해진다.

도 2는 화상 취득부(113)의 정면도이고, 도 3은 평면도이며, 도 4는 배면도이다. 화상 취득부(113)는, 웹(19)상의 촬상영역(190)을 향하여 광을 출사하는 광조사부(1131)와, 촬상영역(190)으로부터의 반사광을 수광하는 라인센서(1132)와, 광조사부(1131)에 의한 광의 조사각 및 라인센서(1132)에 의한 검출각을 변경하는 각도변경기구(1133)를 갖춘다. 화상 취득부(113)에는 반송기구(111)의 일부가 포함된다고 파악해도 좋다. 여기서, 조사각이란, 광조사부(1131)로부터 촬상영역(190)에 이르는 광축(J1)과 웹(19)의 법선(N)이 이루는 각(θ1)이다. 검출각이란, 촬상영역(190)으로부터 라인센서(1132)에 이르는 광축(J2)과 법선(N)이 이루는 각(θ2)이다.

광조사부(1131)는, 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사한다. 광은, 적어도 선상(線狀)의 촬상영역(190)에 조사된다. 광조사부(1131)는, 웹(19)의 반송 방향 및 상하 방향에 수직인 방향으로 배열된 복수의 LED와, LED로부터의 광을 균일화하여 촬상영역(190)으로 이끄는 광학계를 갖춘다. 라인센서(1132)는, 1차원의 촬상소자와, 촬상영역(190)과 촬상소자의 수광면을 광학적으로 공역(共役)으로 하는 광학계를 갖춘다. 웹(19)은, 반송기구(111)에 의해, 촬상영역(190)과 교차하는 방향으로 반송된다. 즉, 반송기구(111)는 웹(19)의 기재를 촬상영역(190)에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구이다. 본 실시 형태에서는, 웹(19)은 촬상영역(190)에 대해 수직인 방향으로 반송되지만, 촬상영역(190)은 반송 방향에 대해 경사져도 좋다.

또한 이하의 설명에서는, 필요에 따라서 기재와 패턴을 구별하여 설명하지만, 검사대상(웹(19))의 대부분은 기재이므로, 검사대상의 취급 등에 관해서는, 검사대상과 기재는 엄밀하게 구별하는 일 없이 설명을 하고 있다.

각도변경기구(1133)는, 조사각(θ1)과 검출각(θ2)을 동일하게 유지하면서 조사각(θ1) 및 검출각(θ2)을 변경한다. 따라서, 이하의 설명에 있어서의 검출각의 크기는 조사각의 크기이기도 하며, 조사각의 크기는 검출각의 크기이기도 하다. 광조사부(1131) 및 라인센서(1132)는, 각도변경기구(1133)를 통하여, 베이스벽(1134)에 지지된다. 베이스벽(1134)은, 반송 방향 및 상하 방향으로 평행한 판부재이다.

베이스벽(1134)에는, 촬상영역(190)을 중심으로 하는 원호상(圓弧狀)의 제1 통로(開口)(1201) 및 제2 통로(1202)가 설치된다. 제1 통로(1201)에는 광조사부(1131)를 지지하는 제1 지지부(121)가 삽입된다. 제2 통로(1202)에는 라인센서(1132)를 지지하는 제2 지지부(122)가 삽입된다. 제1 지지부(121) 및 제2 지지부(122)는 각도변경기구(1133)의 일부이다. 각도변경기구(1133)는, 또한 광조사부(1131)를 이동시키기 위한 제1 가이드부(1231), 제1 모터(1241), 제1 랙(Rack)(1251), 및, 라인센서(1132)를 이동시키기 위한 제2 가이드부(1232), 제2 모터(1242), 제2 랙(Rack)(1252)을 갖춘다.

제1 가이드부(1231)는, 제1 통로(1201)에 따라서 베이스벽(1134)의 광조사부(1131) 측에 설치되고, 촬상영역(190)을 중심으로 하는 원주(圓周)방향으로 광조사부(1131)의 이동을 안내한다. 제1 지지부(121)의 이동체(1211)는, 제1 가이드부(1231)에 따라서 이동한다. 제1 지지부(121)는 베이스벽(1134)의 광조사부(1131)와는 반대 측에 지지판(1212)를 더 갖추고, 제1 모터(1241)는 지지판(1212)에 지지된다. 제1 랙(1251)은, 제1 통로(1201)에 따라서 베이스벽(1134)의 광조사부(1131)와는 반대 측에 설치된다. 제1 랙(1251)은 제1 모터(1241)의 출력 축에 설치된 피니언 기어(pinion)와 치합(齒合)하여, 구동력을 제1 지지부(121)에 주고 광조사부(1131)를 이동시킨다.

라인센서(1132)를 이동시키는 기구는, 광조사부(1131)를 이동시키는 기구와 같다. 즉, 제2 가이드부(1232)는, 제2 통로(1202)에 따라서 베이스벽(1134)의 라인센서(1132) 측에 설치되고 촬상영역(190)을 중심으로 하는 원주방향으로 라인센서(1132)의 이동을 안내한다. 제2 지지부(122)의 이동체(1221)는, 제2 가이드부(1232)를 따라서 이동한다. 제2 지지부(122)는 베이스벽(1134)의 라인센서(1132)와는 반대 측에 지지판(1222)를 더 갖추고, 제2 모터(1242)는 지지판(1222)에 지지된다. 제2 랙(1252)은, 제2 통로(1202)에 따라서 베이스벽(1134)의 라인센서(1132)와는 반대 측에 설치된다. 제2 랙(1252)은 제2 모터(1242)의 출력 축에 설치된 피니언 기어와 치합하여, 구동력을 제2 지지부(122)에게 주고 라인센서(1132)를 이동시킨다.

도 5는, 패턴검사장치(11)의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다. 파선으로 둘러싸는 구성은, 도 1에 나타내는 구성이다. 패턴검사장치(11)는, 막후계(112)로부터의 출력이 입력되는 프로파일 취득부(131), 프로파일 취득부(131)에서 구해진 후술하는 프로파일이 입력되는 각도 결정부(132), 전체를 제어하는 전체 제어부(130), 라인센서(1132)로부터의 출력이 입력되는 화상 기억부(133), 검사부(134), 및, 검사 결과를 조작자나 다른 장치에 출력하는 출력부(135)를 갖춘다. 프로파일 취득부(131), 각도 결정부(132), 화상 기억부(133) 및 전체 제어부(130)는, 검사화상취득장치(110)의 일부이다.

도 6은, 패턴검사장치(11)의 동작의 흐름도이다. 패턴검사장치(11)에서는, 우선, 반송기구(111)가 제어되는 것에 의해, 웹(19)에 있어서 패턴이 존재하는 영역이 막후계(112)의 하부에 배치되고, 막후계(112)에 의해 각 층의 막두께가 취득된다. 또한 반송기구(111)가 제어되는 것에 의해, 패턴의 주위의 영역인 배경(背景)의 영역이 막후계(112)의 하부에 배치되고, 배경의 영역에 있어서도 각 층의 막두께가 취득된다(스텝 S111). 또한 패턴이 존재하는 영역에만 각 층의 막두께가 취득되고, 이러한 막두께로부터 배경에 있어서의 각 층의 막두께가 추정되어도 좋다.

막두께의 측정 결과는 프로파일 취득부(131)에 입력된다. 프로파일 취득부(131)에서는, 기재 상에 있어서의 층 구조 및 각 층의 막두께에 근거하고, (조사각 및) 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일이 연산에 의해 구해진다(스텝 S112). 도 7은 취득되는 프로파일을 예시하는 도이다. 실선 1811은 두께 30 nm의 투명 전극 패턴상에 두께 900 nm의 투명막을 형성했을 경우의 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타낸다. 배경으로는 두께 900 nm의 투명막만이 존재하는 것으로 하고 있다. 조사광의 파장은 570 nm이다.

여기서, 콘트라스트(contrast)란, 기재 상에 패턴을 포함한 다층막이 존재하는 경우에 라인센서(1132)에 입사하는 광의 강도와, 기재 상에 상기 다층막으로부터 패턴을 제외한 막만이 존재하는 경우에 라인센서(1132)에 입사하는 광의 강도의 비이다. 바꿔 말하면, 콘트라스트는, 패턴과 배경 사이의 명도비(=(패턴 영역의 명도)/(배경 영역의 명도))이다. 명도는 그 파장에 있어서의 반사율에 대응하고, 명도비는 반사율비이기도 하다. 물론, 콘트라스트로서는, 명도나 반사율의 차(差) 등의 다른 값이 이용되어도 좋다.

도 7에 있어서, 통상, 콘트라스트가 0.5 이하 또는 2 이상의 경우에 양호한 패턴 검사가 가능해진다. 실선 1811의 경우, 검출각이 대략 0°이상 28°이하 또는, 40°이상 45°이하의 경우에, 적절한 검사 화상이 취득된다. 다만, 45°는 도 7에 있어서의 형식적인 상한에 지나지 않는다. 또한 콘트라스트가 0.77 이하 또는 1.3 이상이면, 조건에 따라서는 검사가 가능하다. 바람직하게는, 콘트라스트는, 0.67 이하 또는 1.5 이상이다. 또한, 「콘트라스트가 높다」란 콘트라스트가 양호한 것을 가리키고, 명암을 분명히 구별할 수 있는 상태를 의미한다. 콘트라스트가 높은 것은, 반드시 콘트라스트의 값이 큰 것을 의미하지 않는다.

도 7의 파선 1812는 두께 30 nm의 투명 전극 패턴상에 두께 960 nm의 투명막을 형성했을 경우의 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타낸다. 배경(背景)으로는 두께 960 nm의 투명막만이 존재하는 것으로 하고 있다. 일점 쇄선 1813은 두께 30 nm의 투명 전극 패턴상에 두께 1000 nm의 투명막을 형성했을 경우의 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타낸다. 배경으로는 두께 1000 nm의 투명막만이 존재하는 것으로 하고 있다. 조사광의 파장은 570 nm이다. 곡선 1811 ~ 1813에서 나타내듯이, 투명막의 두께가 변화함으로써, 콘트라스트가 높은 검사 화상이 취득되는 검출각이 크게 변화하는 것을 알 수 있다.

즉, 검출각을 변화시키면 투명한 각 층을 경유하는 광의 광로 길이(光路長)가 변화하여 광의 간섭 상태가 변화하고, 이것에 의해, 특정의 검출각에서는 높은 콘트라스트를 얻을 수 없는 경우에 있어서도, 파장을 바꾸는 일 없이 검출각을 변화시키는 것에 의해, 높은 콘트라스트를 얻는 것이 가능해진다. 더 바꾸어 말하면, 검출각을 변화시킴으로써, 백색 광원 및 다수의 필터를 이용하여 다수의 파장으로부터 파장을 선택하여 패턴 검사를 실행하는 것과 동등한 검사가 실현된다.

각도 결정부(132)에서는, 취득된 프로파일에 근거하여, 조사각 및 검출각의 설정해야 할 각도(이하, 「설정 각도」라고 한다. )가 결정된다(스텝 S113). 설정 각도의 결정에서는, 광조사부(1131) 및 라인센서(1132)의 가동 범위나 다른 검사 조건이 고려된다. 설정 각도는 전체 제어부(130)로 입력되고, 전체 제어부(130)가 각도변경기구(1133)를 제어함으로써, 조사각 및 검출각이 설정 각도가 된다(스텝 S114).

상기 준비작업이 완료되면, 광조사부(1131)로부터의 광의 출사가 개시되고, 반송기구(111)에 의한 웹(19)의 반송이 개시된다(스텝 S115). 라인센서(1132)에서는, 선상(線狀)의 촬상영역(190)의 라인화상이 고속으로 반복하여 취득된다. 이것에 의해, 화상 기억부(133)에 패턴을 나타내는 2차원의 화상 데이터인 검사 화상 데이터(1331)가 취득된다(스텝 S116).

한편, 화상 기억부(133)에는, 기준이 되는 참조 화상 데이터(1332)도 기억되어 있다. 검사 화상 데이터(1331) 및 참조 화상 데이터(1332)는, 검사부(134)로 보내지고, 검사부(134)에서 양자를 비교함으로써, 결함의 유무가 판정된다(스텝 S117). 스텝 S116 및 S117은, 웹(19)이 일정한 거리만큼 반송될 때마다 반복 실행되고, 웹(19)에 대한 모든 검사가 완료되면, 광의 조사 및 웹(19)의 반송이 정지되고, 검사가 종료된다(스텝 S118).

이상에서 설명한 것처럼, 패턴검사장치(11)에서는, 촬상영역(190)에 조사되는 광의 파장을 변경하는 일 없이, 패턴과 배경 사이의 콘트라스트가 높은 검사 화상을 취득할 수 있다. 이것에 의해, 파장을 변경하기 위한 복잡한 구조나 다파장의 광에 대응한 광학계의 설계나 번잡한 조정이 불필요해지고, 검사화상 취득장치(110) 및 패턴검사장치(11)의 제조 코스트를 삭감할 수 있다. 또한 예를 들면, 감광성의 레지스터가 패턴 상의 층에 포함되는 경우 등과 같이, 사용할 수 없는 파장의 광을 피한 패턴 검사를 용이하게 실시할 수 있다.

또한, 프로파일 취득부(131)가 프로파일을 취득하기 때문에, 각도 결정부(132)에서 가장 바람직한 각도를 용이하게 결정할 수 있다. 막후계(112)를 이용함하는 것에 의해, 프로파일을 신속하게 취득할 수 있어, 효율적으로 검사를 실시할 수 있다.

도 8은, 패턴의 막두께가 얇은 경우의 프로파일을 예시하는 도이다. 실선 1821은, 30 nm의 투명 전극막상에 650 nm의 투명막을 형성했을 경우의 프로파일을 나타낸다. 긴 파선 1822, 짧은 파선 1823, 일점 쇄선 1824는, 각각 투명 전극막의 두께를 20 nm, 10 nm, 5 nm로 변경했을 경우의 프로파일을 나타내고, 투명막의 두께는 650 nm이다. 배경으로는 650 nm의 투명막만이 존재하는 것으로 하고 있고, 이하의 유사한 그림에 대해서도 같다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 실용상, 패턴의 두께는 10 nm이상인 것이 바람직하다. 또한, 투명 전극에서 패턴이 형성되는 경우, 패턴의 두께는, 통상, 100 nm 이하이다. 다른 막종(膜種)에 의해 투명한 패턴이 형성되는 경우에서도, 패턴의 두께는, 통상, 2000 nm 이하이다. 패턴에는 다양한 재료가 적용 가능하고, 예를 들면, 크롬의 박막이라도 좋다. 도 8에 근거하는 상기 내용은, 다른 실시 형태에 있어서 동일하다.

도 9는 화상 취득부(113)의 다른 예를 나타내는 정면도이다. 도 9에 나타내는 화상 취득부(113)에서는, 촬상영역(190)과 라인센서(1132)의 사이에 편광자(1136)가 배치된다. 이것에 의해, 라인센서(1132)에는 웹(19)로부터의 반사광 중, p편광광만 입사한다. 패턴검사장치(11)의 다른 구성은 도 1과 같다.

도 9의 화상 취득부(113)를 포함한 패턴검사장치(11)에서는, 프로파일 취득부(131)에서 p편광광에 관한 프로파일이 취득된다. 즉, 패턴이 형성된 영역으로부터의 p편광광의 강도와, 배경으로부터의 p편광광의 강도의 비(比)인 콘트라스트가 검출각에 의존하여 변화하는 상태가, 프로파일로서 취득된다.

도 10a, 도 10b 및 도 10c는, 각각 두께 30 nm의 투명 전극 패턴 상에 두께 900 nm, 960 nm 및 1000 nm의 투명막을 형성했을 경우의 프로파일을 나타낸다. 광의 파장은 570 nm이다. 실선 1841, 1843, 1845는 p편광광에 의한 프로파일을 나타내고, 파선 1842, 1844, 1846은 s편광광에 의한 프로파일을 나타낸다. 이들 프로파일로부터, 도 10b 및 도 10c에 나타내는 막구조에서는, p편광광을 이용하면, 편광광을 이용하지 않는 경우에 비해 콘트라스트가 높은 검사 화상이 취득가능하다는 것을 알 수 있다. 또한, 투명막의 두께에 의해서 바람직한 검출각이 크게 변화하는 것도 알 수 있다.

패턴검사장치(11)에서는, p편광광의 프로파일에 근거하여 조사각 및 검출각이 결정된다. 그리고, p편광광을 라인센서(1132)에서 수광함으로써, 콘트라스트가 높은 화상을 취득하고, 패턴 검사의 정밀도가 향상된다. 또한 s 편광광을 수광하는 쪽이 콘트라스트가 높은 검사 화상이 취득되는 경우, 라인센서(1132)에서 s편광광을 수광하기 위한 편광자(1136)가 설치된다. 편광광의 이용은, 패턴이 매우 얇은 경우에 특히 적합하다.

도 11a, 도 11b, 도 11c 및 도 11d는, 각각 30 nm, 20 nm, 10 nm 및 5 nm의 두께의 투명 전극 패턴에 의한 프로파일을 나타낸다. 광의 파장은 570 nm이다. 실선 1851, 1853, 1855, 1857은, p편광광에 의한 프로파일을 나타내고, 파선 1852, 1854, 1856, 1858은, s편광광에 의한 프로파일을 나타낸다. 이러한 프로파일에 대해서도, p편광광을 이용함으로써, 편광광을 사용하지 않는 경우보다도 콘트라스트가 높은 검사 화상을 취득하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다. 또한, 실용상, 패턴의 막두께가 10 nm 이상인 경우에, 콘트라스트를 이용한 검사가 가능하다는 것을 알 수 있다. 일반적으로, 패턴이 얇은 경우, 검출각을 크게 함으로써 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다. 도 10a 내지 도 10c, 및, 도 11a 내지 도 11d에 근거하는 상기 내용은, 다른 실시 형태에 있어서 동일하다.

도 12는, 제2 실시 형태에 관한 패턴검사장치(11)의 프로파일 취득부(131)의 주변의 기능 구성을 나타내는 도이다. 제2 실시 형태에서는 패턴검사장치(11)로부터 막후계(112)가 생략된다. 다른 구성은 제1 실시 형태와 같고, 이하, 같은 구성에는 동부호를 부여한다.

프로파일 취득부(131)는, 각도변경기구(1133)를 제어하여, 라인센서(1132)로부터의 신호가 입력된다. 프로파일이 취득될 때, 우선, 촬상영역(190)에 패턴 및 배경이 존재하도록 반송기구(111)가 웹(19)의 위치 결정을 행한다. 다음으로, 프로파일 취득부(131)가 조사각 및 검출각을 변경하면서, 라인센서(1132)가 촬상영역(190)의 라인화상을 반복하여 취득한다. 프로파일 취득부(131)에서는, 라인센서(1132)에서 라인화상이 취득될 때마다, 패턴의 영역으로부터의 광강도와, 배경의 영역으로부터의 광강도의 비가 콘트라스트로서 구해진다. 조사각 및 검출각은 동일하게 유지된 채로 최소 각으로부터 최대 각까지 변경된다. 이것에 의해, 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일이 취득된다(도 13：스텝 S121).

취득된 프로파일은 각도 결정부(132)로 보내지고, 설정 각도가 결정된다(도 6：스텝 S113). 이후, 제1 실시 형태와 같은 동작에 의해, 패턴의 검사가 실행된다.

제2 실시 형태에 대해서도, 촬상영역(190)에 조사되는 광의 파장을 변경하는 일 없이, 패턴과 배경 사이의 콘트라스트가 높은 검사 화상을 취득할 수 있다. 이것에 의해, 검사화상취득장치(110) 및 패턴검사장치(11)의 제조 코스트를 삭감할 수 있다. 또한, 막후계가 생략되었기 때문에, 검사화상취득장치(110) 및 패턴검사장치(11)의 제조 코스트를 더 삭감할 수 있다.

도 14는, 제3 실시 형태에 관한 패턴검사장치(11a)의 검사화상취득장치(110a)를 나타내는 도이다. 다른 구성은 도 5와 같다.

패턴검사장치(11a)는, 반송기구(111a)와, 막후계(112)와, 화상 취득부(113)를 갖추며, 반송기구(111a)의 구조 및 화상 취득부(113)의 일부가 도 1과 다른 점을 제외하고 제1 실시 형태와 같다. 또한, 검사대상은, 투명 전극막이나 투명막등이 형성된 유리기판(19a)이다.

반송기구(111a)는, 유리기판(19a)를 상면(上面) 상에 유지하는 스테이지(141)와, 스테이지(141)의 좌우 방향으로의 이동을 안내하는 가이드 레일(142)과, 모터(143)와, 모터(143)의 구동력을 전달하는 도시생략된 전달기구를 갖춘다. 반송기구(111a)는 유리기판(19a)의 주요부인 기재를 촬상영역(190)에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구이다. 화상 취득부(113)에는, 촬상영역(190)과 라인센서(1132)의 사이에 편광자(1136)이 배치되고, 광축을 중심으로 하여 편광자(1136)를 회전하는 회전기구(1137)가 더 설치된다. 회전기구(1137)는, 편광자(1136)에 의한 편광 방향을 변경하는 편광전환기구이다.

검사가 행해질 때에는, 스테이지(141) 상에 검사대상인 유리기판(19a)이 유지되고, 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 막후계(112)의 하부에 유리기판(19a)이 배치된다. 그리고, 유리기판(19a)의 기재 상의 각 층의 막두께가 취득된다(도 6：스텝 S111). 이어서, 프로파일 취득부(131)가, 막후계(112)의 측정 결과에 근거하여, 프로파일로서 p 편광광에 의한 패턴과 배경 사이의 제1 콘트라스트를 나타내는 제1 프로파일과, s 편광광에 의한 패턴과 배경 사이의 제2 콘트라스트를 나타내는 제2 프로파일을 취득한다(스텝 S112).

각도 결정부(132)는, 제1 콘트라스트와 제2 콘트라스트의 곱(積)을 구하고, 이 곱이 1로부터 크게 다른 각도를 설정 각도로서 결정한다(스텝 S113). 이 수법은, 제1 콘트라스트 및 제2 콘트라스트의 모두가 1에 가깝지만, 곱이 1로부터 비교적 다른 경우에 적합하다.

또한, 실질적으로 제1 콘트라스트 및 제2 콘트라스트의 곱(積)이 구해진다면, 엄밀한 의미로 제1 프로파일 및 제2 프로파일이 준비될 필요는 없다. 예를 들면, 패턴에 있어서의 p편광광에 의한 명도와 s편광광에 의한 명도의 곱과, 배경에 있어서의 p편광광에 의한 명도와 s편광광에 의한 명도의 곱의 비를 구하는 것에 의해, 제1 콘트라스트와 제2 콘트라스트의 곱에 상당하는 값이 구해져도 좋다. 이와 같이, 프로파일 취득부(131)와 각도변경기구(1133)는 엄밀하게 구별 가능한 기능일 필요는 없다.

조사각 및 검출각이 설정 각도로 설정되면(스텝 S114), 광의 조사 및 스테이지(141)의 이동이 개시되고, 화상 취득부(113)에 의해 p편광광에 의한 제1 검사 화상이 취득된다. 또한 회전기구(1137)에 의해 편광자(1136)가 회전되어 광의 조사 및 스테이지(141)의 이동이 재차 행해지며, s편광광에 의한 제2 검사 화상이 취득된다(스텝 S115, S116).

검사부(134)에서는, 제1 검사 화상의 각 화소의 값과 제2 검사 화상의 대응하는 화소의 값의 곱이 구해지고, 곱을 화소치로서 가지는 화상에 근거하여 패턴 검사가 실행된다(스텝 S117). 패턴검사장치(11a)에서는, p편광광의 강도와 s편광광의 강도의 곱을 이용하여 검사가 행해지므로, 패턴과 배경 사이에서 이 곱의 차가 큰 경우에 적절한 검사가 실현된다. 또한, 종류가 다른 2개의 화상이 이용되므로, 검사의 신뢰성도 향상된다. 패턴검사장치(11a)에 대해서도, 광원의 파장을 바꾸는 기구가 불필요하기 때문에, 검사화상취득장치(110a) 및 패턴검사장치(11a)의 제조 코스트를 삭감할 수 있다.

패턴검사장치(11a)에서는, 제1 실시 형태와 같이 편광자(1136)를 설치하는 것 없이 검사가 행해져도 좋고, p편광광 또는 s편광광만을 이용하여 검사가 행해져도 좋다. 또한, 막후계(112)가 생략되고, 도 13에 나타내는 동작이 실행되어도 좋다. 촬상영역(190)의 길이에 대해서 유리기판(19a)의 폭이 큰 경우는, 반송기구(111a)에 스테이지(141)를 도 14의 지면(紙面)에 수직인 방향으로 이동하는 기구가 추가되고, 유리기판(19a)을 지면에 수직인 방향으로 이동하여 화상의 취득 및 검사가 반복된다.

이상, 본 발명의 제1 내지 제3 실시 형태에 대해 설명했지만, 상기 실시 형태는, 다양한 변형이 가능하다.

검사대상의 기재(基材)는, 필름이나 유리기판에 한정되지 않고, 수지판 등의 다른 재료에 의해 형성된 것이어도 좋다. 기재 상에 형성되는 막구조는, 앞서 기술한 바와 같이, 다양한 것이어도 좋고, 통상, 상기 실시 형태에서 예시한 것보다도 복잡한 구조를 가진다. 검사대상이 되는 패턴은 1 종류에 한정되지 않고, 복수 종류여도 좋다. 이 경우, 각 검사대상의 패턴 검사 시에, 이 패턴과 겹쳐지는 다른 패턴은, 배경(背景)으로서 다루어진다.

상기 실시 형태에서는, 배경은 1 종류인 것으로서 설명했지만, 배경은 1 종류에 한정되지 않는다. 배경이 복수 종류인 경우, 각 배경에 관해서 프로파일이 구해지고, 어느 배경에 대해서도 콘트라스트가 높아지는 조사각 및 검출각이 각도 결정부(132)에서 결정된다.

박막 패턴의 조성은, 조사광에 대해서 어느 정도의 투과성을 가진다면, 다른 재료로 형성된 것이어도 좋고, 반드시 가시광에 대해서 투명할 필요는 없다. 패턴은 투명 전극에 한정되지 않고, 다른 용도의 패턴이어도 좋다. 다만, 패턴검사장치의 용도로서는, 가시광을 조사해도 그림자(影)가 없는 투명 전극의 검사에 특히 적합하다.

기재를 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구는, 기재를 고정하고, 화상 취득부(113)를 이동하는 기구여도 좋다. 각도변경기구(1133)는, 조사각 및 검출각을 개별적으로 변경하는 기구가 아니고, 양 각도를 연동시키는 기구여도 좋다. 각도변경기구(1133)에서는 조사각 및 검출각은 연속적으로 변화할 필요는 없고, 예를 들면, 수단계(數段階)로만 변경 가능해도 좋다. 또한, 각도변경기구(1133)는 수동으로 각도를 변경하는 것이라도 좋다. 도 14에서는, 편광전환기구로서 회전기구(1137)가 설치되지만, 편광 방향이 다른 2개의 편광자를 변환하는 기구가 편광전환기구로서 설치되어도 좋다.

광조사부(1131)로부터 출사되는 광의 파장은, 단하나로 한정되지 않고, 복수의 파장의 광이 선택적으로 출사가능해도 좋다. 광원에는 LED가 아니고, LD가 설치되어도 좋다. 또한 할로겐 램프 등의 램프와 필터의 조합이 광원으로서 설치되어도 좋다. 막후계(112)는, 분광 에리프소메이타여도 좋다.

검사대상에 있어서의 막구조 및 각 층의 막두께를 미리 알고 있다면, 이러한 정보가 조작자에 의해 프로파일 취득부(131)에 직접 입력되고, 막후계(112)가 생략되어도 좋다. 또한, 프로파일 취득부(131) 및 각도 결정부(132)가 생략되고, 별도 구해진 조사각 및 검출각이 이용되어도 좋다. 또한, 상기 실시 형태에서 설명한 패턴검사장치(11, 11a)로부터 검사부(134)가 생략되고, 검사화상취득장치(110, 110a)만의 기능이 이용되어도 좋다. 검사화상취득장치(110, 110a)는, 화상취득장치로서 검사 이외의 다양한 용도로 이용되는 화상의 취득에 이용 가능하다. 검사부(134)로서는 다양한 것이 이용 가능하고, 반드시 참조 화상과의 비교에 의해 검사가 실행될 필요는 없다.

도 15는, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 패턴화상 표시장치(21)의 개략 구성을 나타내는 도이다. 화상취득장치인 패턴화상 표시장치(21)는, 기재 상에 형성된 다층의 박막 패턴의 화상인 패턴화상을 취득하여 표시한다. 도 15에서, 기재는 유리의 기판이다. 박막 패턴은, 예를 들면, 투명 전극막이며, 본 실시 형태에서는, 기재 및 박막 패턴은, 투명막에 의해 덮인다. 실제로는, 기재 상에 반사 방지막 등의 다른 층도 설치된다. 이하의 설명에서는, 박막 패턴을 단순히 「패턴」이라고 부른다. 기재 및 기재 상의 막을 한데 모아서 「유리기판(29)」또는 「표시대상」이라고 부른다. 유리기판(29)은, 정전 용량형의 터치패널의 제조에 이용된다.

패턴화상 표시장치(21)는, 유리기판(29)을 이동하는 이동기구(211)와, 막후계(212)와, 화상 취득부(213)와, 보조 촬상부(214)와, 컴퓨터(23)를 갖춘다. 이동기구(211)는, 유리기판(29)을 상면 상으로 유지하는 스테이지(241)와, 스테이지(241)를 유리기판(29)의 주면에 평행한 도 15 중의 X방향으로 이동하는 X방향 이동부(242)와, 유리기판(29)의 주면에 평행, 또한, X방향에 수직인 Y방향으로 X방향 이동부(242)를 이동하는 Y방향 이동부(243)를 갖춘다. 이동기구(211)는 유리기판(29)의 주요부인 기재(基材)를 후술하는 촬상영역(290)에 대해서 상대적으로 이동하는 기구이다. 또한 X방향 및 Y방향에 수직인 도 15 중의 Z방향으로 스테이지(241)를 이동하는 기구나, Z방향에 평행한 축을 중심으로 하여 스테이지(241)를 회동하는 기구가, 이동기구(211)에 추가되어도 좋다.

막후계(212)는 광간섭식의 분광 막후계이며, 측정광을 유리기판(29)에 조사하고, 반사광의 스펙트럼을 취득한다. 미리 설정된 막구조를 전제로 하여, 계산상의 각 층의 막두께를 변화시켜, 계산에 의해 구해진 분광 스펙트럼을 측정에 의해 취득된 분광 스펙트럼에 피팅(fitting)함으로써 각 층의 막두께가 구해진다. 보조 촬상부(214)에서는, 복수의 수광소자가 2차원으로 배열되고, 유리기판(29)의 화상이 취득된다. 화상 취득부(213)에 의해 취득되는 화상과 구별하기 위해, 보조 촬상부(214)에 의해 취득되는 화상을 보조화상이라고 부른다.

도 16은, 화상 취득부(213)의 정면도이며, 도 17은 평면도이고, 도 18은 배면도이다. 화상 취득부(213)는, 유리기판(29)상의 촬상영역(290)으로 향하여 광을 출사하는 광조사부(2131)와, 촬상영역(290)으로부터의 반사광을 수광하는 라인센서(2132)와, 광조사부(2131)에 의한 광의 조사각 및, 라인센서(2132)에 의한 검출각을 변경하는 각도변경기구(2133)를 갖춘다. 여기서, 조사각이란, 광조사부(2131)로부터 촬상영역(290)에 이르는 광축 J1과 유리기판(29)의 법선 N이 이루는 각(θ1)이다. 검출각이란, 촬상영역(290)으로부터 라인센서(2132)에 이르는 광축 J2와 법선 N이 이루는 각(θ2)이다.

광조사부(2131)는, 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사한다. 광은, 적어도 선상의 촬상영역(290)에 조사된다. 광조사부(2131)는, X방향으로 배열된 복수의 LED와, LED로부터의 광을 균일화하여 촬상영역(290)으로 이끄는 광학계를 갖춘다. 라인센서(2132)는, 1차원의 촬상소자와, 촬상영역(290)과 촬상소자의 수광면을 광학적으로 공역으로 하는 광학계를 갖춘다. 또한 광조사부(2131), 라인센서(2132) 및 각도변경기구(2133)를 유리기판(29)의 법선 N의 방향으로 일체적으로 이동하는 오토 포커스(autofocus) 기구가 화상 취득부(213)에 설치되어도 좋다.

후술하는 패턴화상의 취득시에는, 유리기판(29)은, 이동기구(211)에 의해, 촬상영역(290)과 교차하는 방향으로 이동한다. 즉, 이동기구(211)는 유리기판(29)의 기재를 촬상영역(290)에 대해서 상대적으로 이동하는 기구이다. 본 실시 형태에서는, 유리기판(29)은 촬상영역(290)에 대해서 수직인 Y방향으로 이동하지만, 촬상영역(290)은 이동 방향에 대해서 경사져도 좋다. 화상 취득부(213)에는 이동기구(211)의 일부가 포함된다고 파악해도 좋다.

또한 이하의 설명에서는, 필요에 따라서 기재와 패턴을 구별하여 설명하지만, 표시대상(유리기판(29))의 대부분은 기재인 것이므로, 표시대상의 취급 등에 관해서는, 표시대상과 기재는 엄밀하게 구별하는 일 없이 설명을 하고 있다.

각도변경기구(2133)는, 조사각(θ1)과 검출각(θ2)을 동일하게 유지하면서 조사각(θ1) 및 검출각(θ2)을 변경한다. 따라서, 이하의 설명에 있어서의 검출각의 크기는 조사각의 크기이기도 하며, 조사각의 크기는 검출각의 크기이기도 하다. 광조사부(2131) 및 라인센서(2132)는, 각도변경기구(2133)를 통하여, 베이스벽(2134)에 지지된다. 베이스벽(2134)은, Y방향 및 Z방향에 평행한 판부재이다.

베이스벽(2134)에는, 촬상영역(290)을 중심으로 하는 원호상(圓弧狀)의 제1 통로(2201) 및 제2 통로(2202)가 설치된다. 제1 통로(2201)에는 광조사부(2131)를 지지하는 제1 지지부(221)가 삽입된다. 제2 통로(2202)에는 라인센서(2132)를 지지하는 제2 지지부(222)가 삽입된다. 제1 지지부(221) 및 제2 지지부(222)는 각도변경기구(2133)의 일부이다. 각도변경기구(2133)는, 또한 광조사부(2131)를 이동시키기 위한 제1 가이드부(2231), 제1 모터(2241), 제1 랙(2251), 및, 라인센서(2132)를 이동시키기 위한 제2 가이드부(2232), 제2 모터(2242), 제2 랙(2252)을 갖춘다.

제1 가이드부(2231)는, 제1 통로(2201)에 따라서 베이스벽(2134)의 광조사부(2131)측에 설치되고, 촬상영역(290)을 중심으로 하는 원주방향으로 광조사부(2131)의 이동을 안내한다. 제1 지지부(221)의 이동체(2211)는, 제1 가이드부(2231)에 따라서 이동한다. 제1 지지부(221)는 베이스벽(2134)의 광조사부(2131)와는 반대 측에 지지판(2212)을 더 갖추고, 제1 모터(2241)는 지지판(2212)에 지지된다. 제1 랙(2251)은, 제1 통로(2201)를 따라서 베이스벽(2134)의 광조사부(2131)와는 반대 측에 설치된다. 제1 랙(2251)은 제1 모터(2241)의 출력 축에 설치된 피니언 기어와 치합(齒合)하고, 구동력을 제1 지지부(221)로 주어, 광조사부(2131)를 이동시킨다.

라인센서(2132)를 이동시키는 기구는, 광조사부(2131)를 이동시키는 기구와 같다. 즉, 제2 가이드부(2232)는, 제2 통로(2202)를 따라서 베이스벽(2134)의 라인센서(2132) 측에 설치되고, 촬상영역(290)을 중심으로 하는 원주방향으로 라인센서(2132)의 이동을 안내한다. 제2 지지부(222)의 이동체(2221)는, 제2 가이드부(2232)를 따라서 이동한다. 제2 지지부(222)는 베이스벽(2134)의 라인센서(2132)와는 반대 측에 지지판(2222)을 더 갖추고, 제2 모터(2242)는 지지판(2222)에 지지된다. 제2 랙(2252)은, 제2 통로(2202)를 따라서 베이스벽(2134)의 라인센서(2132)와는 반대 측에 설치된다. 제2 랙(2252)은 제2 모터(2242)의 출력 축에 설치된 피니언 기어와 치합하고, 구동력을 제2 지지부(222)로 주어, 라인센서(2132)를 이동시킨다.

도 19는, 패턴화상 표시장치(21)의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다. 파선으로 둘러싸는 구성은, 도 15에 나타내는 구성이며, 다른 구성은, 컴퓨터(23)에 의해 실현된다. 패턴화상 표시장치(21)는, 막후계(212)로부터의 출력이 입력되는 프로파일 취득부(231), 프로파일 취득부(231)에서 구해진 후술하는 프로파일이 입력되는 각도 결정부(232), 전체를 제어하는 전체 제어부(230), 라인센서(2132)로부터의 출력이 입력되는 표시 제어부(233), 표시부인 디스플레이(234), 및, 조작자 등으로부터의 각종 정보의 입력을 받아들이는 입력 접수부(235)를 갖춘다.

도 20은, 패턴화상 표시장치(21)의 동작의 흐름도이다. 패턴화상 표시장치(21)에서는, 우선, 이동기구(211)가 제어됨으로써, 유리기판(29)에 대해 패턴이 존재하는 영역이 막후계(212)의 하부에(즉, 도 15 중에서 2점 쇄선으로 나타내는 위치에) 배치되고, 막후계(212)에 의해 각 층의 막두께가 취득된다. 또한 이동기구(211)가 제어됨으로써, 패턴의 주위의 영역인 배경의 영역이 막후계(212)의 하부에 배치되고, 배경의 영역에 있어서도 각 층의 막두께가 취득된다(스텝 S211). 또한 패턴이 존재하는 영역만 각 층의 막두께가 취득되고, 이러한 막두께로부터 배경에 있어서의 각 층의 막두께가 추정(推定)되어도 좋다.

막두께의 측정 결과는 프로파일 취득부(231)에 입력된다. 프로파일 취득부(231)에서는, 기재 상에 있어서의 층 구조 및 각 층의 막두께에 근거하고, (조사각 및) 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일이 연산에 의해 구해진다(스텝 S212). 도 21은 취득되는 프로파일을 예시하는 도이다. 실선 2811은 두께 30 nm의 투명 전극 패턴 상에 두께 900 nm의 투명막을 형성했을 경우의 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타낸다. 배경으로는 두께 900 nm의 투명막만이 존재하는 것으로 하고 있다. 조사광의 파장은 570 nm이다.

여기서, 콘트라스트란, 기재 상에 패턴을 포함한 다층막이 존재하는 경우에 라인센서(2132)에 입사하는 광의 강도와, 기재 상에 상기 다층막으로부터 패턴을 제외한 막만이 존재하는 경우에 라인센서(2132)에 입사하는 광의 강도의 비이다. 바꾸어 말하면, 콘트라스트는, 패턴과 배경 사이의 명도비(=(패턴 영역의 명도)/(배경 영역의 명도))이다. 명도는 그 파장에 있어서의 반사율에 대응하고, 명도비는 반사율비이기도 하다. 물론, 콘트라스트로서는, 명도나 반사율의 차 등의 다른 값이 이용되어도 좋다.

도 21에 있어서, 통상, 콘트라스트가 0. 5 이하 또는 2 이상의 경우에 양호한 패턴 표시가 가능해진다. 실선 2811의 경우, 검출각이 대략 0˚이상 28˚이하 또는, 40˚이상 45˚이하인 경우에, 적절한 패턴화상이 취득된다. 다만, 45˚는 도 21에 있어서의 형식적인 상한에 지나지 않는다. 또한 콘트라스트가 0.77 이하 또는 1.3 이상이면, 조건에 따라서는 패턴 관찰이 가능하다. 바람직하게는, 콘트라스트는, 0.67 이하 또는 1.5 이상이다. 또한, 「콘트라스트가 높다」란 콘트라스트가 양호한 것을 가리키며, 명암을 분명히 구별할 수 있는 상태를 의미한다. 콘트라스트가 높다는 것은, 반드시 콘트라스트의 값이 큰 것을 의미하지는 않는다.

도 21의 파선 2812는 두께 30 nm의 투명 전극 패턴 상에 두께 960 nm의 투명막을 형성했을 경우의 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타낸다. 배경으로는 두께 960 nm의 투명막 만이 존재하는 것으로 하고 있다. 일점 쇄선 2813은 두께 30 nm의 투명 전극 패턴 상에 두께 1000 nm의 투명막을 형성했을 경우의 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타낸다. 배경으로는 두께 1000 nm의 투명막만이 존재하는 것으로 하고 있다. 조사광의 파장은 570 nm이다. 곡선 2811 ~ 2813에서 나타내듯이, 투명막의 두께가 변화함으로써, 콘트라스트가 높은 패턴화상이 취득되는 검출각이 크게 변화하는 것을 알 수 있다.

즉, 검출각을 변화시키면 투명한 각 층을 경유하는 광의 광로길이(光路長)가 변화하여 광의 간섭 상태가 변화하고, 이것에 의해, 특정의 검출각에서는 높은 콘트라스트를 얻을 수 없는 경우여도, 파장을 바꾸는 일 없이 검출각을 변화시킴으로써, 높은 콘트라스트를 얻는 것이 가능해진다. 더 바꾸어 말하면, 검출각을 변화시킴으로써, 백색광원 및 다수의 필터를 이용하여 다수의 파장으로부터 파장을 선택하여 패턴화상을 취득하는 것과 동등한 화상 취득이 실현된다.

각도 결정부(232)에서는, 취득된 프로파일에 근거하여, 조사각 및 검출각의 설정해야 할 각도(이하, 「설정 각도」라고 한다.)가 결정된다(스텝 S213). 설정 각도의 결정에서는, 광조사부(2131) 및 라인센서(2132)의 가동 범위나 다른 조건이 고려된다. 설정 각도는 전체 제어부(230)로 입력되고, 전체 제어부(230)가 각도변경기구(2133)를 제어함으로써, 조사각 및 검출각이 설정 각도로 된다(스텝 S214).

상기 준비작업이 완료되면, 입력 접수부(235)에 있어서 유리기판(29)상에서의 소망한 표시대상 위치를 나타내는 좌표의 입력이 접수되고(스텝 S215), 전체 제어부(230)가 이동기구(211)를 제어함으로써, 표시대상 위치가 광조사부(2131) 및 라인센서(2132)의 하부 근방에 배치된다. 이어서, 광조사부(2131)로부터의 광의 출사가 개시되고, 표시대상 위치가 촬상영역(290)을 통과하도록, 이동기구(211)에 의해 유리기판(29)이 Y방향으로 이동한다. 유리기판(29)의 이동에 병행하여, 라인센서(2132)에서는 선상의 촬상영역(290)의 라인화상이 고속으로 반복하여 취득된다(스텝 S216). 라인화상의 데이터는 표시 제어부(233)에 입력되고, 이것에 의해, 표시대상 위치에 있어서의 박막 패턴을 나타내는 2차원의 패턴화상이 컴퓨터(23)의 디스플레이(234)에 표시된다(스텝 S217). 또한 스텝 S215에서 복수의 표시대상 위치가 설정되고, 복수의 표시대상 위치에 있어서의 패턴화상이 차례차례 취득되어 디스플레이(234)에 표시되어도 좋다.

이상과 같이 하여, 투명 전극막에서 형성되는 투명한 박막 패턴의 화상이, 라인센서(2132)로부터의 출력에 근거하여, 표시(가시화)됨으로써, 해당 박막 패턴의 형상 등을 작업자가 확인할 수 있고, 박막 패턴의 형성 프로세스의 개선 등을 행할 수 있다. 또한, 패턴화상 표시장치(21)에서는, 디스플레이(234)에 표시된 패턴화상에 있어서, 입력부에 의해 임의의 2점을 선택함으로써, 해당 2점간의 거리가 표시(또는 출력)된다. 게다가 패턴화상의 데이터에 근거하여, 임의의 위치에 있어서의 단면 프로파일을 표시하는 것도 가능하고, 해당 단면 프로파일에 있어서의 임의의 2점간 거리의 표시도 가능하다.

또한, 스테이지(241)상에 있어서의 유리기판(29)의 기준 위치 및 방향을 미리 등록해 두는 것에 의해, 디스플레이(234) 상의 패턴화상에 있어서의 임의의 위치를 지정하여 해당 위치의 좌표(기준 위치에 대한 상대적인 좌표)를 표시하는 것도 가능하다. 다른 측정기에 있어서 유리기판(29)에 대해서 각종 측정을 행할 때에는, 박막 패턴에 맞춘 측정위치를 특정하는 것이 곤란하지만, 패턴화상 표시장치(21)에서 취득한 상기 좌표를 이용함으로써, 해당 측정기에서 측정위치를 용이하게 특정하는 것이 가능해진다.

패턴화상 표시장치(21)에서는, 보조 촬상부(214)에 의해 취득되는 보조화상에 근거하여 표시대상 위치의 입력이 행해져도 좋다. 예를 들면, 도 22에 나타내는 유리기판(29)에서는, 각각이 터치패널로 이루어진 복수의 직사각형영역(293)이 주면상에 설정되어 있고, 각 직사각형영역(293)의 바깥쪽 가장자리부(外緣部)에는, 금속재료에서 소정의 패턴(예를 들면, 투명 전극막에 접속되는 인출 전극의 패턴이며, 이하, 「가시 패턴」이라고 한다.)(2931)이 형성되어 있다. 이러한 경우, 보조 촬상부(214)에 의한 보조화상에서는, 투명 전극막의 박막 패턴은 배경과 구별 가능하게 비추어지지 않지만, 가시 패턴(2931)은 눈으로 보고 확인(視認) 가능하다. 따라서, 보조화상 중의 가시 패턴(2931)을 참조하면서 조작자가 소정의 입력을 행함으로써 유리기판(29)이 X방향 및 Y방향으로 이동하여, 유리기판(29)상의 소망한 영역이 보조 촬상부(214)의 촬상 범위내에 배치된다. 이것에 의해, 해당 영역을 나타내는 보조화상이 디스플레이(234)에 표시된다.

보조화상에 있어서의 소망한 위치를 표시대상 위치로서 지시하는 입력을 조작자가 행함으로써, 입력 접수부(235)에서 해당 입력이 접수되고(스텝 S215), 유리기판(29)상의 표시대상 위치가 광조사부(2131) 및 라인센서(2132)의 하부 근방에 배치된다. 이어서, 광조사부(2131)로부터의 광의 출사가 개시되고, 표시대상 위치가 촬상영역(290)을 통과하도록, 이동기구(211)에 의해 유리기판(29)이 Y방향으로 이동한다. 이것에 의해, 표시대상 위치에 있어서의 박막 패턴을 나타내는 패턴화상이 취득되고 디스플레이(234)에 표시된다(스텝 S216, S217). 또한 보조화상이 나타내는 유리기판(29)상의 영역의 대략 전체에 있어서의 패턴화상이 취득되어도 좋다. 또한, 보조화상 및 패턴화상은 2개의 디스플레이에 각각 표시되어도 좋고, 이 경우, 해당 2개의 디스플레이가 표시부로 된다. 또한 가시 패턴은, 인출 전극의 패턴 이외에, 예를 들면 표시장치용의 패널에 있어서 화소를 구성하는 각 셀의 바깥쪽 가장자리부(통상, 금속재료로 형성된다.)등이어도 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이, 패턴화상 표시장치(21)에서는, 촬상영역(290)에 조사되는 광의 파장을 변경하는 일 없이, 패턴과 배경 사이의 콘트라스트가 높은 패턴화상을 취득하여 표시할 수 있다. 이것에 의해, 파장을 변경하기 위한 복잡한 구조나 다파장의 광에 대응한 광학계의 설계나 번잡한 조정이 불필요해져, 패턴화상 표시장치(21)의 제조 코스트를 삭감할 수 있다. 또한 예를 들면, 감광성의 레지스터가 패턴상의 층에 포함되는 경우 등이어도, 사용할 수 없는 파장의 광을 피하면서, 패턴화상의 표시를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 프로파일 취득부(231)가 프로파일을 취득하기 때문에, 각도 결정부(232)에서 가장 바람직한 각도를 용이하게 결정할 수 있다. 막후계(212)를 이용하는 것에 의해 프로파일을 신속하게 취득할 수 있고, 효율 좋은 패턴화상의 표시를 행할 수 있다. 패턴화상 표시장치(21)에서는, 입력 접수부(235)가 유리기판(29)상의 표시대상 위치를 나타내는 입력을 접수함으로써, 표시대상 위치에 있어서의 패턴화상의 취득이 자동적으로 행해진다. 이것에 의해, 유리기판(29)상에 있어서의 소망한 위치의 화상을 디스플레이(234)에 용이하게 표시할 수 있다. 또한, 보조 촬상부(214)에 의해, 유리기판(29)의 보조화상이 취득되고, 보조화상이 나타내는 유리기판(29)상의 위치가 촬상영역(290)을 통과하도록, 전체 제어부(230)에 의해 이동기구(211)가 제어된다. 이 경우도, 유리기판(29)상에 있어서의 소망한 위치의 패턴화상을 디스플레이(234)에 용이하게 표시할 수 있다.

앞서 기술한 도 8을 이용하여 설명한 바와 같이, 실용상, 패턴의 두께는 10 nm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 투명 전극에서 패턴이 형성되는 경우, 패턴의 두께는, 통상, 100 nm 이하이다. 다른 막종류(膜種)에 의해 투명한 패턴이 형성되는 경우에서도, 패턴의 두께는, 통상, 2000 nm 이하이다. 패턴에는 다양한 재료가 적용 가능하고, 예를 들면, 크롬의 박막이라도 좋다.

도 23은 화상 취득부(213)의 다른 예를 나타내는 정면도이다. 도 23에 나타내는 화상 취득부(213)에서는, 촬상영역(290)과 라인센서(2132) 사이에 편광자(2136)가 배치된다. 이것에 의해, 라인센서(2132)에는 유리기판(29)로부터의 반사광 중, p편광광만이 입사된다. 패턴화상 표시장치(21)의 다른 구성은 도 15와 같다.

도 23의 화상 취득부(213)를 포함한 패턴화상 표시장치(21)에서는, 프로파일 취득부(231)에서 p 편광광에 관한 프로파일이 취득된다. 즉, 패턴이 형성된 영역으로부터의 p 편광광의 강도와, 배경으로부터의 p편광광의 강도의 비인 콘트라스트가 검출각에 의존하여 변화하는 상태가 프로파일로서 취득된다(앞서 기술한 도 10a 내지 도 10c 참조).

앞서 기술한 도 10b 및 도 10c에 나타내는 막구조에서는, p편광광을 이용하면, 편광광을 이용하지 않는 경우에 비해 콘트라스트가 높은 패턴화상이 취득 가능하다는 것을 알 수 있다. 또한, 투명막의 두께에 의해서 바람직한 검출각이 크게 변화하는 것도 알 수 있다.

패턴화상 표시장치(21)에서는, p편광광의 프로파일에 근거하여 조사각 및 검출각이 결정된다. 그리고, p편광광을 라인센서(2132)에서 수광함으로써, 콘트라스트가 높은 화상을 취득 및 표시하고, 패턴의 관찰에 대한 정밀도가 향상된다. 또한 s편광광을 수광하는 쪽이 콘트라스트가 높은 패턴화상이 취득되는 경우, 라인센서(2132)에서 s편광광을 수광하기 위한 편광자(2136)가 설치된다. 편광광의 이용은, 패턴이 매우 얇은 경우에 특히 적합하다.

도 11a 내지 도 11d를 참조하여 기술한 바와 같이, p편광광을 이용함으로써, 편광광을 사용하지 않는 경우보다 콘트라스트가 높은 패턴화상을 취득 및 표시하는 것이 가능하다. 또한, 실용상, 패턴의 막두께가 10 nm 이상인 경우에, 콘트라스트를 이용한 패턴의 관찰이 가능하다. 일반적으로, 패턴이 얇은 경우, 검출각을 크게 함으로써 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다.

도 24는, 제5 실시 형태에 관한 패턴화상 표시장치(21)의 프로파일 취득부(231)의 주변 기능 구성을 나타내는 도이다. 제5 실시 형태에서는 패턴화상 표시장치(21)로부터 막후계(212)가 생략되었다. 다른 구성은 제4 실시 형태와 같고, 이하, 같은 구성에는 동부호를 부여한다.

프로파일 취득부(231)는, 각도변경기구(2133)를 제어하여, 라인센서(2132)로부터의 신호가 입력된다. 프로파일이 취득될 때에는, 우선, 촬상영역(290)에 패턴 및 배경이 존재하도록 이동기구(211)가 유리기판(29)의 위치 결정을 행한다. 다음으로, 프로파일 취득부(231)가 조사각 및 검출각을 변경하면서, 라인센서(2132)가 촬상영역(290)의 라인화상을 반복하여 취득한다. 프로파일 취득부(231)에서는, 라인센서(2132)에서 라인화상이 취득될 때마다, 패턴의 영역으로부터의 광강도와, 배경의 영역으로부터의 광강도의 비가 콘트라스트로서 구해진다. 조사각 및 검출각은 동일하게 유지된 채로 최소 각으로부터 최대 각까지 변경된다. 이것에 의해, 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일이 취득된다(도 25：스텝 S221).

취득된 프로파일은 각도 결정부(232)로 보내지고, 설정 각도가 결정된다(도 20：스텝 S213). 이후, 제4 실시 형태와 같은 동작에 의해, 패턴화상의 표시가 실행된다.

제5 실시 형태에 있어서도, 촬상영역(290)에 조사되는 광의 파장을 변경하는 일 없이, 패턴과 배경 사이의 콘트라스트가 높은 패턴화상을 취득 및 표시할 수 있다. 이것에 의해, 패턴화상 표시장치(21)의 제조 코스트를 삭감할 수 있다. 또한 막후계가 생략되므로, 패턴화상 표시장치(21)의 제조 코스트를 더 삭감할 수 있다.

도 26은, 제6 실시 형태에 관한 패턴화상 표시장치(21a)를 나타내는 도이다. 패턴화상 표시장치(21a)는 반송기구(211a)와, 막후계(212)와, 화상 취득부(213)와, 보조 촬상부(214)와, 컴퓨터(23)를 갖추며, 반송기구(211a)의 구조 및 화상 취득부(213)의 일부가 도 15와 다른 점을 제외하고 제4 실시 형태와 같다. 또한, 표시대상은, 투명 전극막이나 투명막 등이 형성된 수지 필름의 웹, 즉, 연속 시트이다.

반송기구(211a)는, 도 26의 우측((＋Y) 옆)에 위치하는 공급부(2111)와, 좌측((－Y) 옆)에 위치하는 회수부(2112)를 갖춘다. 공급부(2111)는, 웹(29a)을 롤(291)로서 지지하고, 좌방향으로 웹(29a)을 계속 내보낸다. 회수부(2112)는, 웹(29a)을 롤(292)로서 지지하며, 웹(29a)을 회수한다. 반송기구(211a)는 웹(29a)의 주요부인 기재를 촬상영역(290)에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구이다. 도 26의 패턴화상 표시장치(21a)에서는, 촬상영역(290)이 웹(29a)의 폭의 대략 전체에 걸쳐서 설치되지만, 촬상영역(290)의 길이를 웹(29a)의 폭보다 작게 하고, 화상 취득부(213)를 X방향으로 이동하는 기구가 별도 설치되어도 좋다.

막후계(212), 보조 촬상부(214) 및 화상 취득부(213)는, 공급부(2111)로부터 회수부(2112)를 향하여 이 순서로 배치된다. 화상 취득부(213)에는, 촬상영역(290)과 라인센서(2132)의 사이에 편광자(2136)가 배치되고, 광축을 중심으로 하여 편광자(2136)를 회전하는 회전기구(2137)가 더 설치된다. 회전기구(2137)는, 편광자(2136)에 의한 편광 방향을 변경하는 편광전환기구이다.

패턴화상의 표시를 행할 때에는, 막후계(212)의 하부에 웹(29a)이 배치된다. 그리고, 웹(29a)의 기재 상의 각 층의 막두께가 취득된다(도 20：스텝 S211). 이어서, 프로파일 취득부(231)가, 막후계(212)의 측정 결과에 근거하여, 프로파일로서 p편광광에 의한 패턴과 배경 사이의 제1 콘트라스트를 나타내는 제1 프로파일과, s편광광에 의한 패턴과 배경 사이의 제2 콘트라스트를 나타내는 제2 프로파일을 취득한다(스텝 S212).

각도 결정부(232)는, 제1 콘트라스트와 제2 콘트라스트의 곱(積)을 구하고, 이 곱이 1로부터 크게 다른 각도를 설정 각도로서 결정한다(스텝 S213). 이 수법은, 제1 콘트라스트 및 제2 콘트라스트의 모두가 1에 가깝지만, 곱이 1로부터 비교적 다른 경우에 적합하다.

또한, 실질적으로 제1 콘트라스트 및 제2 콘트라스트의 곱이 구해지면, 엄밀한 의미로 제1 프로파일 및 제2 프로파일이 준비될 필요는 없다. 예를 들면, 패턴에 있어서의 p편광광에 의한 명도와 s편광광에 의한 명도의 곱과, 배경에 있어서의 p편광광에 의한 명도와 s편광광에 의한 명도와의 곱의 비를 구함으로써, 제1 콘트라스트와 제2 콘트라스트의 곱에 상당하는 값이 구해져도 좋다. 이것에 의해, 프로파일 취득부(231)와 각도 결정부(232)는 엄밀하게 구별 가능한 기능일 필요는 없다.

조사각 및 검출각이 설정 각도로 설정되면(스텝 S214), 표시대상 위치를 나타내는 입력이 접수된다(스텝 S215). 그리고, 웹(29a) 상의 표시대상 위치가 화상 취득부(213)의 하부에 배치되고, 광의 조사 및 웹(29a)의 이동이 개시된다. 이것에 의해, 표시대상 위치에 대해서 p 편광광에 의한 제1 패턴화상이 화상 취득부(213)에 의해 취득된다. 또한 회전기구(2137)에 의해 편광자(2136)가 회전되고, 광의 조사 및 웹(29a)의 이동(직전의 이동과는 반대의 방향으로의 이동)이 재차 행해지고, 표시대상 위치에 대해서 s편광광에 의한 제2 패턴화상이 취득된다(스텝 S216).

표시 제어부(233)에서는, 제1 패턴화상의 각 화소의 값과 제2 패턴화상의 대응하는 화소의 값의 곱이 구해지고, 곱을 화소치로서 가지는 화상이 패턴화상으로서 표시된다(스텝 S217). 패턴화상 표시장치(21a)에서는, p편광광의 강도와 s편광광의 강도의 곱을 이용하여 패턴화상의 표시가 행해지기 때문에, 패턴과 배경 사이에서 이 곱의 차가 큰 경우에 적절한 화상의 표시가 실현된다. 또한, 종류가 다른 2개의 화상이 이용되므로, 화상에 있어서의 노이즈 등의 영향도 저감된다. 패턴화상 표시장치(21a)에 있어서도, 광원의 파장을 바꾸는 기구가 불필요하기 때문에, 패턴화상 표시장치(21a)의 제조 코스트를 삭감할 수 있다.

패턴화상 표시장치(21a)에서는, 제4 실시 형태와 동일하게 편광자(2136)를 설치하는 일 없이 패턴화상의 표시가 행해져도 좋고, p편광광 또는 s편광광만을 이용하여 화상의 표시가 행해져도 좋다. 또한, 막후계(212)가 생략되고, 도 25에 나타내는 동작이 실행되어도 좋다.

이상, 본 발명의 제4 내지 제6 실시 형태에 대해 설명했지만, 상기 실시 형태는, 다양한 변형이 가능하다.

표시대상의 기재는, 필름이나 유리기판에 한정되지 않고, 수지판 등의 다른 재료에 의해 형성된 것이어도 좋다. 기재 상에 형성되는 막구조는, 앞서 기술한 바와 같이 다양한 것이면 좋고, 통상, 상기 실시 형태에서 예시한 것보다 복잡한 구조를 가진다. 표시대상이 되는 패턴은 1종류에 한정되지 않고, 복수 종류여도 좋다. 이 경우, 각 표시대상의 패턴의 표시 시에, 이 패턴과 겹쳐지는 다른 패턴은 배경으로서 다루어진다.

상기 실시 형태에서, 배경은 1 종류인 것으로 하여 설명했지만, 배경은 1 종류에 한정되지 않는다. 배경이 복수 종류인 경우, 각 배경에 관해서 프로파일이 구해지고, 어느 배경에 대해서도 콘트라스트가 높아지는 조사각 및 검출각이 각도 결정부(232)에서 결정된다.

박막 패턴의 조성은, 조사광에 대해서 어느 정도의 투과성을 가진다면, 다른 재료로 형성된 것이어도 좋고, 반드시 가시광에 대해서 투명할 필요는 없다. 패턴은 투명 전극에 한정되지 않고, 다른 용도의 패턴이어도 좋다. 다만, 패턴화상 표시장치의 용도로서는, 가시광을 조사해도 그림자(影)가 가능하지 않은 투명 전극의 패턴화상의 표시에 특히 적합하다.

예를 들면, 도 27에 나타내는 광조사부(2131a)가 패턴화상 표시장치에 설치되어도 좋다. 도 27의 광조사부(2131a)에서는, 촬상영역(290)을 중심으로 하는 원호상의 지지부(21310)에 복수의 LED(21311)가 배열되고, 복수의 LED(21311)로부터의 광은 확산판(21312)을 통해 촬상영역(290)에 조사된다. 이와 같이, 도 27의 광조사부(2131a)는, 촬상영역(290)을 중심으로 하는 소정의 각도 범위(α)에 있어서, 촬상영역(290)을 향해서 광을 조사하는 것이다. 광조사부(2131a)를 가지는 패턴화상 표시장치에서는, 각도변경기구(2133a)는, 라인센서(2132)만을 이동(회동)하고, 광조사부(2131a)는 이동하지 않지만, 촬상영역(290)에 수직인 면상에서, 유리기판(29)의 법선 N으로부터 광축 J2와는 반대 측에 촬상영역(290)을 중심으로 하여 검출각(θ2)만 경사진 각도 위치가 각도 범위(α)에 포함되는 한, 해당 각도 위치에 있어서, 광조사부(2131a)로부터 촬상영역(290)에 이르는 광축이 배치되어 있다고 파악할 수 있다. 따라서, 라인센서(2132)만을 이동하는 도 27의 각도변경기구(2133a)도, 실질적으로 조사각과 검출각을 동일하게 유지하면서 조사각 및 검출각을 변경하는 것이다.

기재를 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구는, 기재를 고정하고, 화상 취득부(213)를 이동하는 기구여도 좋다. 각도변경기구(2133)는, 조사각 및 검출각을 개별적으로 변경하는 기구가 아니고, 양 각도를 연동시키는 기구여도 좋다. 각도변경기구(2133)에서는 조사각 및 검출각은 연속적으로 변화할 필요는 없고, 예를 들면, 수단계로만 변경 가능해도 좋다. 또한, 각도변경기구(2133)는 수동으로 각도를 변경하는 것이어도 좋다. 도 26에서는, 편광전환기구로서 회전기구(2137)가 설치되지만, 편광 방향이 다른 2개의 편광자를 변환하는 기구가 편광전환기구로서 설치되어도 좋다.

광조사부(2131)로부터 출사되는 광의 파장은, 단하나로 한정되지 않고, 복수 파장의 광이 선택적으로 출사가능해도 좋다. 광원에는 LED가 아니고, LD가 설치되어도 좋다. 또한 할로겐 램프 등의 램프와 필터의 조합이 광원으로서 설치되어도 좋다. 막후계(212)는, 분광 에리프소메이타 여도 좋다.

표시대상에 있어서의 막구조 및 각 층의 막두께를 미리 알고 있다면, 이러한 정보가 조작자에 의해 프로파일 취득부(231)에 직접 입력되고, 막후계(212)가 생략되어도 좋다. 또한, 프로파일 취득부(231) 및 각도 결정부(232)가 생략되고, 별도 구해진 조사각 및 검출각이 이용되어도 좋다.

상기와 같이, 촬상영역으로부터 수광부에 이르는 광축과 기재의 법선이 이루는 검출각을 변경함으로써, 수광하는 광의 간섭 상태를 변화시켜 콘트라스트가 높은 화상을 정밀도 좋게 취득할 때에, 수광부를 회동시켜 검출각을 변경하면, 수광부의 수광면과 공역(共役)인 위치가 기재의 표면으로부터 어긋나기 때문에, 기재를 상하 방향으로 승강하여 해당 수광면과 공역인 위치를 기재의 표면에 배치하는(즉, 포커스 조정을 실시하는) 기구가 필요하다. 그렇지만, 대형(大型)의 기재를 승강하려면 대형의 승강기구가 필요하거나 기재 상에 있어서의 복수의 위치의 화상을 동시에 취득할 때에 복수의 위치에 대해서 포커스 조정을 실시할 수 없는 등, 다양한 제약이 생긴다. 이하, 검출각을 변경하면서 수광부의 포커스 조정을 행하는 다른 용이한 수법에 대해 기술한다.

도 28은, 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 화상취득장치(31)의 개략 구성을 나타내는 도이다. 화상취득장치(31)는, 기재 상에 형성된 다층의 박막 패턴의 화상인 패턴화상을 취득하여 표시한다. 도 28에서, 기재는 유리의 기판이다. 박막 패턴은, 예를 들면, 투명 전극막이며, 본 실시 형태에서는, 기재 및 박막 패턴은, 투명막에 의해 덮인다. 실제로는, 기재 상에 반사 방지막 등의 다른 층도 설치된다. 이하의 설명에서는, 박막 패턴을 단순히 「패턴」이라고 부른다. 기재 및 기재 상의 막을 한데 모아서 「유리기판(39)」또는 「표시대상」이라고 부른다. 유리기판(39)은, 정전 용량형의 터치패널의 제조에 이용된다.

화상취득장치(31)는, 유리기판(39)을 이동하는 이동기구(311)와, 막후계(312)와, 촬상 유닛(32)과, 컴퓨터(33)를 갖춘다. 이동기구(311)는, 유리기판(39)을 상면 상에 유지하는 스테이지(341)와, 스테이지(341)를 유리기판(39)의 주면에 평행한 도 28 중의 X방향으로 이동하는 제1 이동부(342)와, 유리기판(39)의 주면에 평행, 또한, X방향으로 수직인 Y방향으로 제1 이동부(342)를 이동하는 제2 이동부(343)를 갖춘다. 제1 이동부(342) 및 제2 이동부(343)의 각각은, 모터, 볼나사, 가이드 레일 등을 가진다. 이동기구(311)는 유리기판(39)의 주요부인 기재를 후술하는 촬상영역(390)에 대해서 상대적으로 이동하는 기구이다. 또한 X방향 및 Y방향으로 수직인 도 28 중의 Z방향에 평행한 축을 중심으로 하여 스테이지(341)를 회동하는 기구가, 이동기구(311)에 추가되어도 좋다.

막후계(312)는, 광간섭식의 분광 막후계이며, 측정광을 유리기판(39)에 조사하고, 반사광의 스펙트럼을 취득한다. 미리 설정된 막구조를 전제로 하여, 계산상의 각 층의 막두께를 변화시켜, 계산에 의해 구해진 분광 스펙트럼을 측정에 의해 취득된 분광 스펙트럼에 피팅(fitting)함으로써 각 층의 막두께가 구해진다.

촬상 유닛(32)은, 유리기판(39)상의 촬상영역(390)을 향해 광을 출사하는 광조사부(321)와, 촬상영역(390)으로부터의 반사광을 수광하는 수광부(323)를 갖춘다. 광조사부(321)는, 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사한다. 광은, X방향으로 연장되는 선상의 촬상영역(390)(후술하는 도 29에서 태선(太線)으로 표시)에 적어도 조사된다. 광조사부(321)는, X방향으로 배열된 복수의 LED와, LED로부터의 광을 균일화하여 촬상영역(390)으로 이끄는 광학계를 갖춘다. 수광부(323)는, 복수의 수광소자가 직선 모양으로(1차원으로) 배열된 라인센서(3231)와, 촬상영역(390)으로부터의 광을 라인센서(3231)로 이끄는 광학계(3232)를 갖추고, 라인센서(3231) 및 광학계(3232)는 경통(鏡筒)(3233)의 내부에 설치된다. 도 28에서는, 광학계(3232)의 광축 J2상에서 라인센서(3231)의 수광면과 광학적으로 공역인 위치(이하, 「포커스 위치」라고 한다. )를 점P로 나타내고 있다.

후술하는 패턴화상의 취득시에는, 유리기판(39)은, 이동기구(311)에 의해, 촬상영역(390)과 교차하는 방향으로 이동한다. 즉, 이동기구(311)는 유리기판(39)의 기재를 촬상영역(390)에 대해서 상대적으로 이동하는 기구이다. 본 실시 형태에서는, 유리기판(39)은 촬상영역(390)에 대해서 수직인 Y방향으로 이동하지만, 촬상영역(390)은 이동 방향에 대해서 경사져도 좋다. 또한 이하의 설명에서는, 필요에 따라서 기재와 패턴을 구별하여 설명하지만, 표시대상(유리기판(39))의 대부분은 기재이므로, 표시대상의 취급 등에 관해서는, 표시대상과 기재와는 엄밀하게 구별하는 일 없이 설명을 하고 있다.

도 29는, 촬상 유닛(32)의 측면도이다. 도 29에서는, 도시의 형편상, 수광부(323)의(광학계(3232)의) 광축 J2가 Z방향에 평행한 상태에 있어서의 촬상 유닛(32)을 나타내고 있다(후술하는 도 30에 있어서 동일하다). 촬상 유닛(32)은, 광조사부(321)를 회동하는 광조사부 회동기구(322)(후술하는 도 30 참조)와, 수광부(323)를 회동하는 수광부 회동기구(324)와, 수광부(323)를 광축 J2을 따라서 이동하는 수광부 이동기구(325)를 더 갖춘다.

수광부 회동기구(324)는, 지지 블록(3201)에 장착된 모터(예를 들면, 스테핑 모터)(3241)를 가지며, 모터(3241)의 회전축의 선단(先端)은 수광부 이동기구(325)의 베이스부(3251)에 고정된다. 베이스부(3251)는 1의 방향(이하, 「길이 방향」이라고도 말한다.)으로 긴 형상이며, 베이스부(3251)에는, 길이 방향으로 연장되는 가이드 레일, 길이 방향으로 연장되는 볼나사, 및, 전달 기구를 통하여 볼나사를 회전하는 모터(3252)가 장착된다. 볼나사의 너트(이동부)에는 수광부(323)의 베이스부(3234)가 고정되고, 베이스부(3234)에는 앞서 기술한 경통(3233)이 장착된다. 촬상 유닛(32)에서는, 모터(3252)가 구동함으로써 수광부(323)가 베이스부(3251)의 길이 방향으로 이동한다. 베이스부(3251)의 길이 방향은 수광부(323)의 광축 J2와 평행하며, 수광부(323)는 수광부 이동기구(325)에 의해 광축 J2를 따라서 이동 가능하다.

도 30은, 광조사부 회동기구(322)의 배면도이다. 광조사부 회동기구(322)는, 포커스 위치P를 중심으로 하는 원호상의 가이드판(3221)을 가지고, 가이드판(3221)은 수광부(323)의 경통(3233)에 고정된다. 가이드판(3221)은 Y방향 및 Z방향에 평행한 판부재이다. 광조사부(321)에는, X방향에 평행한 축을 중심으로 하여 회전하는 기어(3223) 및 2개의 가이드 롤러(3224)가 설치된다. 가이드판(3221)에 있어서, 포커스 위치 P에 대한 외측의 원호상의 가장자리(즉, 2개의 원호상의 가장자리 중 포커스 위치 P로부터 먼 쪽의 가장자리)에는 랙(rack)(3222)이 설치되고, 기어(3223)가 랙(3222)에 치합한다. 또한, 가이드판(3221)에 있어서의 내측 원호상의 가장자리에는, 가이드 롤러(3224)가 계합(係合)하는 가이드홈이 형성된다. 촬상 유닛(32)에서는, 도시 생략된 모터가 기어(3223)를 회전함으로써, 광조사부(321)가 가이드판(3221)의 원호상의 가장자리를 따라서 이동한다. 즉, 광조사부 회동기구(322)에 의해, 촬상영역(390)에 평행 또한 포커스 위치 P를 통과하는 축(가상적인 축)을 중심으로 하여 광조사부(321)가 회동한다. 또한 기어(3223) 및 가이드 롤러(3224)는 광조사부 회동기구(322)의 일부이다.

앞서 설명한 바와 같이, 도 29 및 도 30에서는, 도시의 형편상, 수광부(323)의 광축 J2(즉, 수광부(323)의 이동 방향)가 Z방향에 평행한 상태에 있어서의 촬상 유닛(32)을 나타내고 있지만, 실제의 촬상 유닛(32)에서는, 도 31에 나타내듯이, 촬상영역(390)으로부터 수광부(323)에 이르는 광축 J2는 Z방향에 대해서 경사지고 있다. 그리고, 수광부(323)의 광축 J2와 유리기판(39)의 법선 N이 이루는 각(θ2)을 검출각으로서 수광부 회동기구(324)(도 29 참조)에 의해 검출각(θ2)이 변경된다. 또한, 광조사부(321)으로부터 촬상영역(390)에 이르는 광축 J1과 법선 N이 이루는 각(θ1)을 조사각으로서 광조사부 회동기구(322)에 의해 조사각(θ1)이 변경된다. 도 28 및 도 31에서는, 수광부 회동기구(324)에 의한 회전축을 부호 K를 부여하여 표시하고 있다(후술하는 도 36 내지 도 38, 도 40, 및, 도 41에 있어서도 동일).

도 32는, 화상취득장치(31)의 기능 구성을 나타내는 블럭도이다. 파선으로 둘러싸는 구성은, 도 28 내지 도 30에 나타내는 구성이며, 다른 구성은, 컴퓨터(33)에 의해 실현된다. 화상취득장치(31)는, 막후계(312)로부터의 출력이 입력되는 프로파일 취득부(331), 프로파일 취득부(331)에서 구해진 후술하는 프로파일이 입력되는 각도 결정부(332), 전체를 제어하는 전체 제어부(330), 수광부(323)로부터의 출력이 입력되는 표시 제어부(333), 및, 표시부인 디스플레이(334)를 갖춘다.

도 33은, 화상취득장치(31)의 동작의 흐름도이다. 화상취득장치(31)에서는, 우선, 이동기구(311)가 제어되는 것에 의해, 유리기판(39)에 대해 패턴이 존재하는 영역이 막후계(312)의 하부에(즉, 도 28 중에서 2점 쇄선으로 나타내는 위치에) 배치되고, 막후계(312)에 의해 각 층의 막두께가 취득된다. 또한 이동기구(311)가 제어되는 것에 의해, 패턴의 주위의 영역인 배경의 영역이 막후계(312)의 하부에 배치되고, 배경의 영역에 있어서도 각 층의 막두께가 취득된다(스텝 S311). 또한 패턴이 존재하는 영역에만 각 층의 막두께가 취득되고, 이러한 막두께로부터 배경에 있어서의 각 층의 막두께가 추정되어도 좋다.

막두께의 측정 결과는 프로파일 취득부(331)에 입력된다. 프로파일 취득부(331)에서는, 기재 상에 있어서의 층 구조 및 각 층의 막두께에 근거하고, (조사각 및) 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일이 연산에 의해 구해진다(스텝 S312). 도 34는 취득되는 프로파일을 예시하는 도이다. 실선 3811은 두께 30 nm의 투명 전극 패턴 상에 두께 900 nm의 투명막을 형성했을 경우의 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타낸다. 배경으로는 두께 900 nm의 투명막만이 존재하는 것으로 하고 있다. 조사광의 파장은 570 nm이다. 후술하는 바와 같이, 촬상 유닛(32)에 있어서의 화상의 취득에서는, 조사각(θ1)과 검출각(θ2)이 일치하도록, 광조사부 회동기구(322) 및 수광부 회동기구(324)가 제어된다. 따라서, 프로파일의 설명에 있어서의 검출각의 크기는 조사각의 크기이기도 하며, 조사각의 크기는 검출각의 크기이기도 하다.

여기서, 콘트라스트란, 기재 상에 패턴을 포함한 다층막이 존재하는 경우에 수광부(323)로 입사하는 광의 강도와, 기재 상에 상기 다층막으로부터 패턴을 제외한 막만이 존재하는 경우에 수광부(323)로 입사하는 광의 강도의 비이다. 바꾸어 말하면, 콘트라스트는, 패턴과 배경 사이의 명도비(=(패턴 영역의 명도)/(배경 영역의 명도))이다. 명도는 그 파장에 있어서의 반사율에 대응하며, 명도비는 반사율비이기도 하다. 물론, 콘트라스트로서는, 명도나 반사율의 차등의 다른 값이 이용되어도 좋다.

도 34에 있어서, 통상, 콘트라스트가 0.5 이하 또는 2 이상의 경우에 양호한 패턴 표시가 가능하게 된다. 실선 3811의 경우, 검출각이 대략 0˚이상 28˚이하 또는, 40˚이상 45˚이하인 경우에, 적절한 패턴화상이 취득된다. 다만, 45˚는 도 34에 있어서의 형식적인 상한에 지나지 않는다. 또한 콘트라스트가 0.77 이하 또는 1.3 이상이면, 조건에 따라서는 패턴 관찰이 가능하다. 바람직하게는, 콘트라스트는, 0.67 이하 또는 1.5 이상이다. 또한, 「콘트라스트가 높다」란 콘트라스트가 양호한 것을 가리키며, 명암을 분명히 구별할 수 있는 상태를 의미한다. 콘트라스트가 높다라는 것은, 반드시 콘트라스트의 값이 큰 것을 의미하지 않는다.

도 34의 파선 3812는 두께 30 nm의 투명 전극 패턴상에 두께 960 nm의 투명막을 형성했을 경우의 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타낸다. 배경으로는 두께 960 nm의 투명막만이 존재하는 것으로 하고 있다. 일점 쇄선 3813은 두께 30 nm의 투명 전극 패턴상에 두께 1000 nm의 투명막을 형성했을 경우의 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타낸다. 배경으로는 두께 1000 nm의 투명막만이 존재하는 것으로 하고 있다. 조사광의 파장은 570 nm이다. 곡선 3811 ~ 3813에서 나타내듯이, 투명막의 두께가 변화함으로써, 콘트라스트가 높은 패턴화상이 취득되는 검출각이 크게 변화하는 것을 알 수 있다.

즉, 검출각을 변화시키면 투명한 각 층을 경유하는 광의 광로길이가 변화하여, 광의 간섭 상태가 변화하며, 이것에 의해, 특정의 검출각에서는 높은 콘트라스트를 얻을 수 없는 경우여도, 파장을 바꾸는 일 없이 검출각을 변화시키는 것에 의해, 높은 콘트라스트를 얻는 것이 가능해진다. 더 바꾸어 말하면, 검출각을 변화시킴으로써, 백색광원 및 다수의 필터를 이용하여 다수의 파장으로부터 파장을 선택하여 패턴화상을 취득하는 것과 동등한 화상 취득이 실현된다.

각도 결정부(332)에서는, 취득된 프로파일에 근거하여, 조사각 및 검출각의 설정해야 할 각도(이하, 「설정 각도」라고 한다. )가 결정된다(스텝 S313). 설정 각도의 결정에서는, 광조사부(321) 및 수광부(323)의 가동 범위나 다른 조건이 고려된다. 설정 각도는 전체 제어부(330)로 입력되고 각도 조정과 관련되는 동작이 행해진다(스텝 S314).

도 35는, 각도 조정과 관련되는 동작의 흐름을 나타내는 도이며, 도 33의 스텝 S 314에서 행해지는 처리를 나타낸다. 각도 조정과 관련되는 동작에서는, 우선, 수광부 회동기구(324)(도 29 참조)가 수광부(323)를 회동함으로써, 검출각(θ2)이 변경되어 설정 각도로 된다(스텝 S3141). 도 36에서는, 검출각(θ2)의 변경전에 있어서의 수광부(323)를 2점 쇄선으로 나타내며, 검출각(θ2)의 변경 후에 있어서의 수광부(323)를 실선으로 나타내고 있다.

이어서, 수광부(323)에 있어서의 검출각(θ2)의 변위량(γ)즉, 검출각(θ2)의 변경 전후에 있어서의 각도차)에 근거하여 광조사부 회동기구(322)가 광조사부(321)를 회동하는 것에 의해, 조사각(θ1)이 변경되어 설정 각도로 된다(스텝 S3142). 도 37에서는, 회동전에 있어서의 광조사부(321)를 2 점 쇄선으로 나타내며, 회동 후에 있어서의 광조사부(321)를 실선으로 나타내고 있다. 각도 조정과 관련되는 동작의 직전에 있어서 조사각(θ1) 및 검출각(θ2)이 동일한 경우에는, 조사각(θ1)의 변위량은 검출각(θ2)의 변위량(γ)의 2배이며, 광조사부(321)의 회동 방향은 수광부(323)의 회동 방향과는 역방향이다.

상기 동작에 병행하여, 전체 제어부(330)에서는, 검출각(θ2)의 변경전에 있어서의 수광부(323)의 광축 J2와 유리기판(39)의 박막 패턴(즉, 유리기판(39)의 표면)이 교차하는 위치(도 36 중에서 부호 R1을 부여하는 위치이며, 이하, 「주목위치R1」이라고 한다. )와, 검출각(θ2)의 변경 후에 있어서의 광축 J2와 박막 패턴이 교차하는 위치 R2의 사이의 거리(도 36 중에서 부호 D를 부여하는 화살표로 나타내는 거리이며, 이하, 「위치 편차량」이라고 한다.)가, 검출각(θ2)의 변위량(γ)에 근거하여 취득된다(스텝 S3143). 그리고, 이동기구(311)에 의해 유리기판(39)이, 주목위치 R1로부터 위치 R2로 향하는 방향으로 위치 편차량 D만 촬상영역(390)에 대해서 상대적으로 이동한다(스텝 S3144). 이것에 의해, 도 37에 나타내듯이, 검출각(θ2)의 변경 후에 있어서의 광축 J2와 유리기판(39)상의 주목위치R1가 교차한다.

또한, 전체 제어부(330)에서는, 광축 J2와 유리기판(39)의 표면이 교차하는 위치와, 포커스 위치 P 사이의 거리(이하, 「포커스 조정거리」라고 한다. )가, 검출각(θ2)의 변위량(γ)에 근거하여 취득된다(스텝 S3145). 그리고, 수광부 이동기구(325)에 의해 광축 J2을 따라서 수광부(323)를 포커스 조정거리만큼 이동함으로써, 도 38에 나타내듯이, 광축 J2상에서 라인센서(3231)의 수광면과 공역인 포커스 위치 P가 주목위치 R1에 있어서의 박막 패턴 상에 배치된다(즉, 포커스 조정이 행해진다.)(스텝 S3146). 이상의 각도 조정과 관련되는 동작에 의해, 조사각(θ1) 및 검출각(θ2)이 설정 각도로 되고, 촬상영역(390)이 유리기판(39)에 대해서 검출각(θ2)의 변경전과 같은 위치로 되며, 수광부(323)의 포커스 조정도 완료한다.

또한 스텝 S3141에 있어서의 검출각(θ2)의 변경, 스텝 S3142에 있어서의 광조사부(321)의 회동, 스텝 S3144에 있어서의 유리기판(39)의 이동, 및, 스텝 S3146에 있어서의 수광부(323)의 이동은, 대략 병행하여 행해져도 좋다. 또한, 포커스 위치 P를 박막 패턴상에 배치하는 포커스 조정에서는, 오토 포커스 동작이 행해져도 좋다. 오토 포커스 동작에서는, 예를 들면 스텝 S3145에서 구해진 포커스 조정거리가 나타내는 위치를 중심으로 하여 광축 J2 방향의 전후에 소정의 미소(微小) 거리씩 순차적으로 떨어진 복수의 위치(포커스 조정거리가 나타내는 위치도 포함한다.)의 각각에 수광부(323)를 배치하고, 라인센서(3231)에 의해 라인화상이 취득된다. 그리고, 해당 복수의 위치 중, 해당 라인화상이 나타내는 단면 프로파일에 대해 박막 패턴에 상당하는 부위의 엣지(edge)에 있어서의 화소치의 변화량(미분치)이 최대가 되는 위치(즉, 콘트라스트가 가장 높아지는 위치)에 수광부(323)가 배치된다. 또한 해당 단면 프로파일은 컴퓨터(33)의 디스플레이(334)에 표시되는 것이 바람직하다.

또한, 각도 조정과 관련되는 동작에서는, 광조사부(321)의 각도 위치의 미조정(微調整)이 행해져도 좋다. 예를 들면, 조사각(θ1)의 변경 후에 있어서의 광조사부(321)의 각도 위치로부터 시계회전 및 반시계회전에 소정의 미소(微小) 각도씩 순차적으로 떨어진 복수의 각도 위치의 각각에 광조사부(321)를 배치하고, 라인센서(3231)에 의해 라인화상이 취득된다. 그리고, 해당 복수의 각도 위치 중, 해당 라인화상이 나타내는 단면 프로파일에 대해 박막 패턴에 상당하는 부위의 엣지에 있어서의 화소치의 변화량이 최대가 되는 각도 위치에 광조사부(321)가 배치된다. 이 경우에, 상기 오토 포커스 동작이 더 행해져도 좋다.

또한, 각도 조정과 관련되는 각 동작은 조작자가 지시하는 타이밍에서 행해져도 좋다. 예를 들면, 디스플레이(334)에 표시되는 윈도우에 대해 스테이지 이동 버튼을 마우스의 클릭 등에 의해 선택함으로써, 스텝 S3144에 있어서의 유리기판(39)의 이동이 행해지고, 수광부(323)의 광축 J2와 유리기판(39)의 표면이 교차하는 위치를, 검출각(θ2)의 변경 전후에 대해 일치시켜도 좋다. 동일하게 윈도우에 대해 오토 포커스 버튼을 선택함으로써, 상기 오토 포커스 동작이 행해져도 좋다.

이상과 같이 하여 각도조정과 관련되는 동작을 완료하면(도 33：스텝 S314), 광조사부(321)로부터의 광의 출사가 개시되고, 이동기구(311)에 의해 유리기판(39)이 Y방향으로 연속적으로 이동한다. 유리기판(39)의 이동에 병행하여, 수광부(323)의 라인센서(3231)에서는, 선상의 촬상영역(390)의 라인화상이 고속으로 반복하여 취득된다(스텝 S315). 라인화상의 데이터는 표시 제어부(333)에 입력되고, 이것에 의해, 박막 패턴을 나타내는 2차원의 패턴화상의 데이터가 취득되어(즉, 기억되어), 패턴화상이 컴퓨터(33)의 디스플레이(334)에 표시된다(스텝 S316).

이상과 같이 하여, 투명 전극막에서 형성되는 투명한 박막 패턴의 화상이, 수광부(323)로부터의 출력에 근거하여 표시(가시화)되는 것에 의해, 해당 박막 패턴의 형상 등을 작업자가 확인할 수 있고, 박막 패턴의 형성 프로세스의 개선 등을 행할 수 있다. 또한, 화상취득장치(31)에서는, 디스플레이(334)에 표시된 패턴화상에 대하여, 입력부에 의해 임의의 2점을 선택함으로써, 해당 2점간의 거리가 표시(또는 출력)된다. 또한 패턴화상의 데이터에 근거하여, 임의의 위치에 있어서의 단면 프로파일을 표시하는 것도 가능하고, 해당 단면 프로파일에 있어서의 임의의 2점간의 거리의 표시도 가능하다.

여기서, 만일 대형의 유리기판(39)을 Z방향으로 승강하여 포커스 조정을 행하는 경우, 대형의 승강기구가 필요하게 된다. 이것에 대해, 화상취득장치(31)에서는, 수광부 회동기구(324)에 의한 검출각의 변위량에 근거하고, 수광부 이동기구(325)가 수광부(323)를 광축 J2을 따라서 이동함으로써, 광축 J2상에서 라인센서(3231)의 수광면과 공역인 포커스 위치 P가 박막 패턴 상에 배치된다. 이것에 의해, 검출각을 변경하면서 수광부(323)의 포커스 조정을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 촬상 유닛(32)에서는, 촬상영역(90)에 평행 또한 포커스 위치 P를 통과하는 축을 중심으로 하여 광조사부(321)를 회동하는 광조사부 회동기구(322)를 설치하는 것에 의해, 조사각을 검출각에 용이하게 일치시킬 수 있다. 게다가 전체 제어부(330)가, 검출각의 변위량에 근거하여 이동기구(311)를 제어함으로써, 검출각의 변경 전후에 있어서 촬상영역(390)의 유리기판(39)에 대한 위치가 일치한다. 이것에 의해, 검출각의 변경에 의해 유리기판(39)에 대한 촬상영역(390)의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있고, 그 결과, 검출각 및 조사각을 복수대로 변경한 패턴화상을 취득하는 경우 등에, 유리기판(39)상에 있어서의 같은 영역의 화상을 취득하는 것이 쉽게 가능해진다.

화상취득장치(31)에서는, 촬상영역(390)에 조사되는 광의 파장을 변경하는 일 없이, 패턴과 배경 사이의 콘트라스트가 높은 패턴화상을 취득하여 표시할 수 있다. 이것에 의해, 파장을 변경하기 위한 복잡한 구조, 혹은, 다파장의 광에 대응한 광학계의 설계나 번잡한 조정이 불필요해지고, 화상취득장치(31)의 제조 코스트를 삭감할 수 있다. 게다가 예를 들면, 감광성의 레지스터가 패턴 상의 층에 포함되는 경우 등이어도, 사용할 수 없는 파장의 광을 피하면서, 패턴화상의 표시를 용이하게 실시할 수 있다.

화상취득장치(31)에 있어서, 패턴화상의 표시 외에, 패턴 검사가 행해져도 좋다. 예를 들면, 도 32에서 파선의 사각형으로 나타내듯이 수광부(323)에 검사부(336)가 접속된다. 패턴 검사 시에는, 유리기판(39)의 이동에 동기하여 라인화상이 수광부(323)로부터 검사부(336)에 반복 출력되어 패턴화상의 데이터가 취득된다. 또한, 검사부(336)에는, 기준이 되는 참조 화상의 데이터가 기억되어 있고, 패턴화상의 데이터와 참조 화상의 데이터를 비교함으로써, 결함의 유무가 판정된다. 또한 화상취득장치(31)를 패턴검사장치로서 이용하는 경우에는, 패턴화상이 연속적으로 취득되기 위해, 예를 들면, 광축 J2방향에 있어서의 수광부(323)와 유리기판(39)의 사이의 거리를 검출하는 센서를 설치하고, 해당 센서의 출력에 근거하여 수광부(323)가 광축 J2을 따라서 이동함으로써, 패턴화상의 취득시에 실시간(real time)으로 포커스 조정이 행해져도 좋다. 또한, 다른 화상취득장치에 있어서 검사부(336)가 설치되어도 좋다.

화상취득장치(31)에서는, 도 39에 나타내듯이, X방향을 따라서 복수의 촬상 유닛(32)이 지그재그 모양으로 배열되는 것에 의해, 유리기판(39)의 Y방향으로의 1회의 이동에 있어서 유리기판(39)의 폭전체에 대한 패턴화상이 취득되어도 좋다. 각 촬상 유닛(32)은, 별도 설치된 천판(天板)에 지지 블록(3201)이 고정되는 점을 제외하고, 도 29 및 도 30의 촬상 유닛(32)과 같은 구성이다. 도 39의 화상취득장치(31)에서는, 복수의 촬상 유닛(32)에 있어서의 수광부(323)의 포커스 조정을 개별적으로 행할 수 있어 유리기판(39)의 굽이침이나 스테이지(341) 상의 유리기판(39)의 기울기 등에 용이하게 대응하고, 각 촬상 유닛(32)에 대해 패턴화상을 정밀도 좋게 취득할 수 있다. 다른 화상취득장치에 대해 복수의 촬상 유닛(32)이 설치되어도 좋다.

도 40은, 광조사부의 다른 예를 나타내는 도이다. 도 40의 광조사부(321a)를 가지는 촬상 유닛(32)에서는, 광조사부 회동기구(322)는 생략된다. 광조사부(321a)에서는, 선상의 촬상영역(390)에 평행 또한 포커스 위치 P를 통과하는 축을 중심으로 하는 원호상의 지지부(3210)가 설치되고, 지지부(3210)는 수광부(323)에 고정된다. 지지부(3210)에는 복수의 LED(3211)가 배열되고, 복수의 LED(3211)로부터의 광은 확산판(3212)을 통하여 균일화되어 촬상영역(390)에 조사된다. 이와 같이, 도 40의 광조사부(321a)는, 촬상영역(390)에 평행 또한 포커스 위치 P를 통과하는 축을 중심으로 하는 소정의 각도 범위(α)에 대해 촬상영역(390)을 향해서 광을 조사하는 것이다.

광조사부(321a)를 가지는 촬상 유닛(32)에서는, 해당 축에 수직인 면상에서, 유리기판(39)의 법선 N로부터 광축 J2와는 반대 측에 해당 축을 중심으로 하여 검출각(θ2)만 경사진 각도위치(도 40중에서 부호 A1을 부여하여 일점 쇄선으로 표시.)가 각도 범위(α)에 포함되는 한, 해당 각도 위치에 있어서, 광조사부(321a)로부터 촬상영역(390)에 이르는 광축이 배치되어 있다고 파악할 수 있고, 조사각과 검출각이 같게 되어 있다. 따라서, 광조사부(321a)를 가지는 화상취득장치(31)에서는, 콘트라스트가 높은 패턴화상을 용이하게 취득할 수 있다. 또한, 광조사부(321)를 회동하는 기구가 생략되기 때문에, 촬상 유닛의 제어를 간소화할 수 있다. 다른 화상취득장치에 대해 도 40의 광조사부(321a)가 이용되어도 좋다.

도 41은, 화상취득장치의 다른 예를 나타내는 도이다. 도 41의 화상취득장치(31a)는, 반송기구(311a)와, 막후계(312)와, 촬상 유닛(32)과, 컴퓨터(33)를 갖추며, 반송기구(311a)의 구조가 도 28의 이동기구(311)와 다른 점을 제외하고 도 28의 화상취득장치(31)와 같다. 또한, 표시대상은, 투명 전극막이나 투명막 등이 형성된 수지 필름의 웹, 즉, 연속 시트이다.

반송기구(311a)는, 도 41의 우측((＋Y)측)에 위치하는 공급부(3111)와, 좌측((－Y)측)에 위치하는 회수부(3112)를 갖춘다. 공급부(3111)는, 웹(39a)을 롤(391)로서 지지하고, 좌방향으로 웹(39a)을 계속 내보낸다. 회수부(3112)는, 웹(39a)을 롤(392)로서 지지하고, 웹(39a)을 회수한다. 반송기구(311a)는 웹(39a)의 주요부인 기재를 촬상영역(390)에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구이다. 도 41의 화상취득장치(31a)에서는, 촬상영역(390)이 웹(39a)의 폭의 대략 전체에 걸쳐서 설치되지만, 촬상영역(390)의 길이를 웹(39a)의 폭보다 작게 하고, 촬상 유닛(32)을 X방향으로 이동하는 기구가 별도 설치되어도 좋다. 막후계(312) 및 촬상 유닛(32)은, 공급부(3111)로부터 회수부(3112)를 향해 이 순서로 배치된다. 화상취득장치(31a)에 있어서의 패턴화상을 취득하는 동작은, 도 28의 화상취득장치(31)와 같다.

화상취득장치(31a)에 있어서도, 수광부 이동기구(325)가 수광부(323)를 광축 J2을 따라서 이동하는 것에 의해, 포커스 위치 P가 웹(39a)의 표면에 배치된다. 이것에 의해, 검출각을 변경하면서 수광부(323)의 포커스 조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 광원의 파장을 바꾸는 기구가 불필요하기 때문에, 화상취득장치(31a)의 제조 코스트를 삭감할 수 있다.

이상의 화상취득장치(31, 31a)에서는, 수광부(23)를 회동하는 수광부 회동기구(324)에 의해, 검출각을 변경하는 검출각 변경기구가 실현되지만, 검출각 변경기구는 기재를 경사지게 하는 기구에 의해 실현되어도 좋다.

예를 들면, 도 42의 화상취득장치(31b)에서는, 이동기구(311)에 있어서의 제2 이동부(343)의 (－Y)측의 단부가, 지지부(345)에 의해 X방향에 평행한 축을 중심으로 하여 회동 가능하게 지지된다. 그리고, 접동부 이동기구(344)가, 제2 이동부(343)의 저면에 당접(當接)하는 접동부(3441)를 Y방향으로 이동함으로써, 유리기판(39)이 이동기구(311)와 함께 지지부(345)를 중심으로 하여 회동하고, 수광부(323)의 광축 J2와 유리기판(39)의 법선 N이 이루는 검출각이 변경된다. 이와 같이, 도 42의 화상취득장치(31b)에서는, 접동부 이동기구(344)(및 지지부(345))에 의해 검출각 변경기구가 실현되며, 도 28의 수광부 회동기구(324)는 생략된다. 또한, 수광부 이동기구(325)에 의해 수광부(323)가 광축 J2을 따라서(즉, Z방향으로) 이동함으로써, 포커스 위치 P가 유리기판(39)의 표면에 배치된다. 그리고, 제2 이동부(343)가 유리기판(39)을 이동함으로써, 패턴화상이 취득된다.

또한, 도 43의 화상취득장치(31c)에서는, Y방향에 관해서 공급부(3111)와 촬상 유닛(32)의 사이에, X방향으로 연장되는 롤러(3461)가 설치되고, 수광부(323)와 회수부(3112)의 사이에, X방향으로 연장되는 또 하나의 롤러(3462)가 설치된다. 또한, 롤러(3461)는 롤러 승강기구(346)에 의해 Z방향으로 이동 가능하고, 롤러(3461)의 Z방향의 위치가 변경되는 것에 의해, 촬상 유닛(32)의 하부 근방에 있어서의 웹(39a)의 법선 N의 방향이 변경된다. 도 43의 화상취득장치(31c)에서는, 롤러 승강기구(346)(및 롤러(3461))에 의해, 수광부(323)의 광축 J2와 웹(39a)의 법선 N이 이루는 검출각을 변경하는 검출각 변경기구가 실현되며, 도 28의 수광부 회동기구(324)는 생략된다. 또한, 수광부 이동기구(325)에 의해 수광부(323)가 광축 J2을 따라서(즉, Z방향으로) 이동함으로써, 포커스 위치 P가 웹(39a)의 표면에 배치된다. 그리고, 반송기구(311a)가 웹(39a)을 이동함으로써, 패턴화상이 취득된다. 또한 화상취득장치(31, 31a ~ 31c)에서는, 검출각 변경기구 및 수광부 이동기구(325)는, 각도변경기구의 일부이다.

이상, 본 발명의 제7 실시 형태에 대해 설명했지만, 상기 실시 형태는, 다양한 변형이 가능하다.

화상취득장치(31)에서는, 조사각 및 검출각을 동일하게 유지하면서 조사각 및 검출각을 복수의 각도로 변경하고, 각 각도에서 수광부(323)에 의해 취득되는 라인화상에 대해 패턴의 영역으로부터의 광강도와, 배경의 영역으로부터의 광강도의 비를 콘트라스트로서 구하는 것에 의해, 검출각과 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일이 취득되어도 좋다. 이 경우, 화상취득장치(31)로부터 막후계(312)가 생략된다.

또한, p편광광 또는 s편광광의 한쪽을 이용함으로써, 편광광을 이용하지 않는 경우에 비해 콘트라스트가 높은 패턴화상이 취득 가능한 경우에는, 촬상영역(390)과 수광부(323)의 사이에 편광자가 배치되어도 좋다. 이 경우, 유리기판(39)로부터의 반사광 중, p편광광 또는 s편광광만이 수광부(323)로 입사한다. 또한, 광축 J2를 중심으로 하여 편광자를 회전하는 회전기구가 설치되고, 수광부(323)에 입사하는 편광광이 교체되어도 좋다. 또한, p편광광에 근거하여 제1 패턴화상이 취득되고, s편광광에 근거하여 제2 패턴화상이 취득되어도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 제1 패턴화상의 각 화소의 값과, 제2 패턴화상의 대응하는 화소의 값의 곱(積)이 구해지고, 곱을 화소치로 하여 가지는 화상이 패턴화상으로서 취득된다. 이러한 패턴화상에서는, 종류가 다른 2개의 화상이 이용되기 때문에, 화상에 있어서의 노이즈 등의 영향이 저감된다.

표시대상(또는 검사대상)의 기재는, 필름이나 유리기판에 한정되지 않고, 수지판 등이어도 좋다. 기재 상에 형성되는 막구조는, 다양한 것이면 좋고, 통상, 상기 실시 형태에서 예시한 것보다 복잡한 구조를 가진다. 표시대상이 되는 패턴은 1종류에 한정되지 않고, 복수 종류여도 좋다. 이 경우, 각 표시대상의 패턴의 표시 시에, 이 패턴과 겹쳐지는 다른 패턴은, 배경으로서 다루어진다.

상기 실시 형태에서, 배경은 1 종류인 것으로 하여 설명했지만, 배경은 1 종류로 한정되지 않는다. 배경이 복수 종류인 경우, 각 배경에 관해서 프로파일이 구해지고, 어느 배경에 대해서도 콘트라스트가 높아지는 조사각 및 검출각이 결정된다.

박막 패턴의 조성은, 조사광에 있어서 어느 정도의 투과성을 가진다면, 다른 재료로 형성된 것이어도 좋고, 반드시 가시광에 대해서 투명할 필요는 없다. 패턴은 투명 전극에 한정되지 않고, 다른 용도의 패턴이어도 좋다. 다만, 화상취득장치의 용도로서는, 가시광을 조사해도 그림자(影)가 가능하지 않은 투명 전극의 패턴화상의 표시에 특히 적합하다.

기재를 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구는, 기재를 고정하고, 촬상 유닛(32)을 이동하는 기구여도 좋다. 광조사부 회동기구(322) 및 수광부 회동기구(324)는 반드시 서로 독립한 기구일 필요는 없고, 조사각 및 검출각을 연동시켜 변경하는 기구여도 좋다. 광조사부 회동기구(322) 및 수광부 회동기구(324)에서 조사각 및 검출각은 연속적으로 변화할 필요는 없고, 예를 들면, 수단계로만 변경 가능해도 좋다(도 42의 접동부 이동기구(344) 및 도 43의 롤러 승강기구(346)에 있어서 동일).

광조사부로부터 출사되는 광의 파장은, 단하나로 한정되지 않고, 복수의 파장의 광이 선택적으로 출사 가능해도 좋다. 광원에는 LED가 아니고, LD가 설치되어도 좋다. 또한 할로겐 램프 등의 램프와 필터의 조합이 광원으로서 설치되어도 좋다. 막후계(312)는, 분광 에리프소메이타여도 좋다.

상기 실시 형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적당히 조합되어도 좋다.

발명을 상세하게 묘사하여 설명했지만, 앞서 기술된 설명은 예시적이며 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 다수의 변형이나 모양이 가능하다고 말할 수 있다

11, 11a 패턴검사장치
19, 29a, 39a 웹
19a, 29, 39 유리기판
21, 21a 패턴화상 표시장치
31, 31a~31c 화상취득장치
32 촬상 유닛
110, 110a 검사화상취득장치
111, 111a, 211a, 311a 반송기구
112, 212, 312 막후계
131, 231, 331 프로파일 취득부
132, 232, 332 각도 결정부
134, 336 검사부
190, 290, 390 촬상영역
211, 311 이동기구
214 보조 촬상부
130, 230, 330 전체 제어부
234, 334 디스플레이
235 입력 접수부
321, 321a, 1131, 2131, 2131a 광조사부
322 광조사부 회동기구
323 수광부
324 수광부 회동기구
325 수광부 이동기구
344 접동부 이동기구
346 롤러 승강기구
1132, 2132, 3231 라인센서
1133, 2133, 2133a 각도변경기구
1136, 2136 편광자
1137, 2137 회전기구
1331 검사 화상 데이터
3232 광학계
J1, J2 광축
N 법선
P 포커스 위치
S113~S115, S213, S214, S216, S217, S315, S3141, S3144, S3146 스텝
α 각도 범위
γ 변위량
θ1 조사각
θ2 검출각

Claims (23)

1. 기재(基材) 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상취득장치로서,
   상기 박막 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사하는 광조사부와,
   상기 광이 조사되는 선상(線狀)의 촬상영역으로부터의 광을 수광하는 라인센서와,
   상기 기재를 상기 촬상영역과 교차하는 방향으로 상기 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구와,
   상기 광조사부로부터 상기 촬상영역에 이르는 광축과 상기 기재의 법선이 이루는 조사각과, 상기 촬상영역으로부터 상기 라인센서에 이르는 광축과 상기 법선이 이루는 검출각을 동일하게 유지하면서 상기 조사각 및 상기 검출각을 변경하는 각도변경기구와,
   상기 조사각 및 상기 검출각과, 상기 박막 패턴과 배경 사이의 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일을 취득하는 프로파일 취득부와,
   상기 프로파일로부터 상기 조사각 및 상기 검출각의 설정 각도를 구하는 각도 결정부를 구비하며,
   상기 프로파일 취득부가, 상기 기재 상에 있어서의 층 구조 및 각 층의 막두께에 근거하여, 상기 프로파일을 구하는 화상취득장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 각 층의 막두께를 구하는 막후계(膜厚計)를 더 구비하고,
   상기 프로파일 취득부가, 상기 막후계로부터의 출력에 근거하여 상기 프로파일을 구하는 화상취득장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 촬상영역과 상기 라인센서의 사이에 배치된 편광자(偏光子)를 더 구비하는 화상취득장치.
6. 기재(基材) 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상취득장치로서,
   상기 박막 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사하는 광조사부와,
   상기 광이 조사되는 선상(線狀)의 촬상영역으로부터의 광을 수광하는 라인센서와,
   상기 기재를 상기 촬상영역과 교차하는 방향으로 상기 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구와,
   상기 광조사부로부터 상기 촬상영역에 이르는 광축과 상기 기재의 법선이 이루는 조사각과, 상기 촬상영역으로부터 상기 라인센서에 이르는 광축과 상기 법선이 이루는 검출각을 동일하게 유지하면서 상기 조사각 및 상기 검출각을 변경하는 각도변경기구와,
   상기 조사각 및 상기 검출각과, 상기 박막 패턴과 배경 사이의 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일을 취득하는 프로파일 취득부와,
   상기 프로파일로부터 상기 조사각 및 상기 검출각의 설정 각도를 구하는 각도 결정부와,
   상기 촬상영역과 상기 라인센서의 사이에 배치된 편광자와,
   상기 편광자에 의한 편광 방향을 변경하는 편광전환기구를 구비하며,
   상기 프로파일 취득부가, 상기 프로파일로서, p편광광(偏光光)에 의한 상기 박막 패턴과 상기 배경 사이의 제1 콘트라스트를 나타내는 제1 프로파일과, s편광광에 의한 상기 박막 패턴과 상기 배경 사이의 제2 콘트라스트를 나타내는 제2 프로파일을 취득하고,
   상기 각도 결정부가, 상기 제1 콘트라스트와 상기 제2 콘트라스트의 곱(積)을 이용하여 상기 설정 각도를 구하며,
   상기 라인센서가, 상기 화상으로서, p편광광에 의한 제1 화상과 s편광광에 의한 제2 화상을 취득하는 화상취득장치.
7. 제 1 항, 제 4 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 박막 패턴의 막두께가, 10 nm 이상 2000 nm이하인 화상취득장치.
8. 제 1 항, 제 4 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 라인센서로부터의 출력에 근거하여 상기 박막 패턴의 화상을 표시하는 표시부를 더 구비하는 화상취득장치.
9. 삭제
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기재 상에 있어서의 표시대상 위치의 입력을 접수하는 입력 접수부와,
    상기 표시대상 위치가 상기 촬상영역을 통과하도록, 상기 이동기구에 의해 상기 기재를 상기 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 제어부를 더 구비하는 화상취득장치.
11. 제 8 항에 있어서,
    복수의 수광소자가 2차원으로 배열되고, 상기 기재의 보조화상을 취득하는 보조 촬상부와,
    상기 이동기구를 제어하는 제어부를 더 구비하며,
    상기 보조화상이 상기 표시부에 표시되고,
    상기 보조화상이 나타내는 상기 기재 상의 위치가 상기 촬상영역을 통과하도록, 상기 제어부가, 상기 이동기구에 의해 상기 기재를 상기 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 화상취득장치.
12. 제 1 항, 제 4 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어부를 더 구비하며,
    상기 라인센서가 수광부에 설치되고,
    상기 수광부가, 상기 촬상영역으로부터의 광을 상기 라인센서로 이끄는 광학계를 더 갖추며,
    상기 각도변경기구가,
    상기 광학계의 광축과 상기 기재의 법선이 이루는 각인 상기 검출각을 변경하는 검출각 변경기구와,
    상기 광축에 따라서 상기 수광부를 이동하는 수광부 이동기구를 갖추고,
    상기 광조사부, 상기 수광부 및 상기 각도변경기구가, 상기 촬상영역을 촬상하는 촬상유닛에 설치되며,
    상기 제어부가, 상기 검출각의 변위량에 근거하여 상기 수광부 이동기구를 제어함으로써, 상기 광축상에서 상기 라인센서의 수광면과 광학적으로 공역(共役)인 위치를 상기 박막 패턴상에 배치하는 화상취득장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 촬상 유닛이, 상기 촬상영역에 평행 또한 상기 공역(共役)인 위치를 통과하는 축을 중심으로 하여 상기 광조사부를 회동하는 광조사부 회동기구를 더 구비하며,
    상기 광조사부 회동기구가 상기 수광부에 고정되고,
    상기 제어부가, 상기 검출각의 변위량에 근거하여 상기 광조사부 회동기구를 제어함으로써, 상기 조사각을 상기 검출각에 일치시키는 화상취득장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 광조사부가, 상기 촬상영역에 평행 또한 상기 공역(共役)인 위치를 통과하는 축을 중심으로 하는 소정의 각도 범위에 있어서 상기 촬상영역으로 향해서 상기 광을 조사하는 것이며,
    상기 광조사부가 상기 수광부에 고정되고,
    상기 축에 수직인 면상에 있어서, 상기 법선으로부터 상기 광축과는 반대 측에 상기 축을 중심으로 하여 상기 검출각만큼 경사진 각도 위치가 상기 소정의 각도 범위에 포함되는 화상취득장치.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 검출각의 변위량에 근거하여 상기 이동기구를 제어함으로써, 상기 검출각의 변경 전후에 있어서의 상기 촬상영역의 상기 기재에 대한 위치를 일치시키는 화상취득장치.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 촬상 유닛과 같은 구성의 또 하나의 촬상 유닛을 더 구비하는 화상취득장치.
17. 기재(基材) 상에 형성된 박막 패턴을 검사하는 패턴검사장치로서,
    화상취득장치와,
    상기 화상취득장치에서 취득된 화상에 근거하여 상기 박막 패턴의 검사를 실행하는 검사부를 구비하며,
    상기 화상취득장치가,
    상기 박막 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사하는 광조사부와,
    상기 광이 조사되는 선상(線狀)의 촬상영역으로부터의 광을 수광하는 라인센서와,
    상기 기재를 상기 촬상영역과 교차하는 방향으로 상기 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구와,
    상기 광조사부로부터 상기 촬상영역에 이르는 광축과 상기 기재의 법선이 이루는 조사각과, 상기 촬상영역으로부터 상기 라인센서에 이르는 광축과 상기 법선이 이루는 검출각을 동일하게 유지하면서 상기 조사각 및 상기 검출각을 변경하는 각도변경기구와,
    상기 조사각 및 상기 검출각과, 상기 박막 패턴과 배경 사이의 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일을 취득하는 프로파일 취득부와,
    상기 프로파일로부터 상기 조사각 및 상기 검출각의 설정 각도를 구하는 각도 결정부를 구비하며,
    상기 프로파일 취득부가, 상기 기재 상에 있어서의 층 구조 및 각 층의 막두께에 근거하여, 상기 프로파일을 구하는 패턴검사장치.
18. 기재(基材) 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상취득방법으로서,
    a) 상기 박막 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사하는 광조사부로부터 선상(線狀)의 촬상영역에 이르는 광축과 상기 기재의 법선이 이루는 조사각의 설정 각도를 구하는 공정과,
    b) 상기 조사각을 상기 설정 각도로 설정하고, 상기 촬상영역으로부터 라인센서에 이르는 광축과 상기 법선이 이루는 검출각도 상기 설정 각도로 설정하는 공정과,
    c) 상기 기재를 상기 촬상영역과 교차하는 방향으로 상기 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 공정을 구비하며,
    상기 a) 공정이,
    a1) 상기 조사각 및 상기 검출각과, 상기 박막 패턴과 배경 사이의 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일을 취득하는 공정과,
    a2) 상기 프로파일로부터 상기 조사각 및 상기 검출각의 상기 설정 각도를 구하는 공정을 구비하고,
    상기 a1) 공정에서, 상기 기재 상에 있어서의 층 구조 및 각 층의 막두께에 근거하여, 상기 프로파일이 구해지는 화상취득방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    d) 상기 c) 공정의 후에, 상기 라인센서로부터의 출력에 근거하여 상기 박막 패턴의 화상을 표시부에 표시하는 공정을 더 구비하는 화상취득방법.
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 화상이, 화상취득장치에 의해 취득되며,
    상기 화상취득장치가,
    상기 광조사부와,
    상기 라인센서와, 상기 촬상영역으로부터의 광을 상기 라인센서로 이끄는 광학계를 가지는 수광부를 구비하며,
    상기 b) 공정이,
    b1) 상기 광학계의 광축과 상기 기재의 법선이 이루는 각인 상기 검출각을 변경하는 공정과,
    b2) 상기 광축에 따라서 상기 수광부를 이동함으로써, 상기 광축 상에 있어서 상기 라인센서의 수광면과 광학적으로 공역(共役)인 위치를 상기 박막 패턴 상에 배치하는 공정을 구비하는 화상취득방법.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 b) 공정이,
    b3) 상기 기재를 상기 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동함으로써, 상기 검출각의 변경 전후에 있어서의 상기 촬상영역의 상기 기재에 대한 위치를 일치시키는 공정을 더 구비하는 화상취득방법.
22. 기재(基材) 상에 형성된 박막 패턴을 검사하는 패턴검사장치로서,
    화상취득장치와,
    상기 화상취득장치에서 취득된 화상에 근거하여 상기 박막 패턴의 검사를 실행하는 검사부를 구비하며,
    상기 화상취득장치가,
    상기 박막 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사하는 광조사부와,
    상기 광이 조사되는 선상(線狀)의 촬상영역으로부터의 광을 수광하는 라인센서와,
    상기 기재를 상기 촬상영역과 교차하는 방향으로 상기 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 이동기구와,
    상기 광조사부로부터 상기 촬상영역에 이르는 광축과 상기 기재의 법선이 이루는 조사각과, 상기 촬상영역으로부터 상기 라인센서에 이르는 광축과 상기 법선이 이루는 검출각을 동일하게 유지하면서 상기 조사각 및 상기 검출각을 변경하는 각도변경기구와,
    상기 조사각 및 상기 검출각과, 상기 박막 패턴과 배경 사이의 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일을 취득하는 프로파일 취득부와,
    상기 프로파일로부터 상기 조사각 및 상기 검출각의 설정 각도를 구하는 각도 결정부와,
    상기 촬상영역과 상기 라인센서의 사이에 배치된 편광자와,
    상기 편광자에 의한 편광 방향을 변경하는 편광전환기구를 구비하며,
    상기 프로파일 취득부가, 상기 프로파일로서, p편광광(偏光光)에 의한 상기 박막 패턴과 상기 배경 사이의 제1 콘트라스트를 나타내는 제1 프로파일과, s편광광에 의한 상기 박막 패턴과 상기 배경 사이의 제2 콘트라스트를 나타내는 제2 프로파일을 취득하고,
    상기 각도 결정부가, 상기 제1 콘트라스트와 상기 제2 콘트라스트의 곱(積)을 이용하여 상기 설정 각도를 구하며,
    상기 라인센서가, 상기 화상으로서, p편광광에 의한 제1 화상과 s편광광에 의한 제2 화상을 취득하는 패턴검사장치.
23. 기재(基材) 상에 형성된 박막 패턴의 화상을 취득하는 화상취득방법으로서,
    a) 상기 박막 패턴에 대해서 투과성을 가지는 파장의 광을 출사하는 광조사부로부터 선상(線狀)의 촬상영역에 이르는 광축과 상기 기재의 법선이 이루는 조사각의 설정 각도를 구하는 공정과,
    b) 상기 조사각을 상기 설정 각도로 설정하고, 상기 촬상영역으로부터 라인센서에 이르는 광축과 상기 법선이 이루는 검출각도 상기 설정 각도로 설정하는 공정과,
    c) 상기 기재를 상기 촬상영역과 교차하는 방향으로 상기 촬상영역에 대해서 상대적으로 이동하는 공정을 구비하며,
    상기 a) 공정이,
    a1) 상기 조사각 및 상기 검출각과, 상기 박막 패턴과 배경 사이의 콘트라스트의 관계를 나타내는 프로파일을 취득하는 공정과,
    a2) 상기 프로파일로부터 상기 조사각 및 상기 검출각의 상기 설정 각도를 구하는 공정을 구비하고,
    상기 촬상영역과 상기 라인센서의 사이에 편광자가 배치되고,
    상기 편광자에 의한 편광 방향이 편광전환기구에 의해 변경가능하며,
    상기 a1) 공정에서, 상기 프로파일로서, p편광광(偏光光)에 의한 상기 박막 패턴과 상기 배경 사이의 제1 콘트라스트를 나타내는 제1 프로파일과, s편광광에 의한 상기 박막 패턴과 상기 배경 사이의 제2 콘트라스트를 나타내는 제2 프로파일이 취득되고,
    상기 a2) 공정에서, 상기 제1 콘트라스트와 상기 제2 콘트라스트의 곱(積)을 이용하여 상기 설정 각도가 구해지며,
    상기 라인센서가, 상기 화상으로서, p편광광에 의한 제1 화상과, s편광광에 의한 제2 화상을 취득하는 화상취득방법.

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