KR20060105669A - Uneveness inspecting apparatus and uneveness inspecting method - Google Patents
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Abstract
불균일 검사장치(1)는, 기판(9)을 유지하는 스테이지(2), 기판(9)의 막(92)이 형성된 상면(91)을 향해서 선상광을 출사하는 광출사부(3), 기판(9)으로부터의 반사광을 수광하는 수광부(4), 기판(9)과 수광부(4)와의 사이에 배치되어서 광의 파장대를 절환하는 파장대절환 기구(5), 스테이지(2)를 이동하는 이동 기구(21), 수광한 광의 강도분포에 근거해서 막두께 불균일을 검사하는 검사부(7)를 갖춘다. 불균일 검사장치(1)에서는, 광출사부(3)로부터 기판(9)에 입사하는 광의 상면(91)에 대한 입사각θ1이 60˚로 되므로써, 고정밀도한 불균일 검출이 가능하게 되는 막두께의 범위를 크게 할 수가 있는 동시에 막두께에 대한 반사율의 극대점 근방 영역인 저감도영역의 폭이 넓어지는 것을 방지할 수가 있다. 그 결과, 막두께의 변동 폭이 저감도영역에 포함되는 것을 방지하여 미소한 막두께 불균일을 정밀도 좋게 검출할 수가 있다.The nonuniform inspection apparatus 1 includes a stage 2 holding the substrate 9, a light emitting portion 3 that emits linear light toward the upper surface 91 on which the film 92 of the substrate 9 is formed, and a substrate. (9) a light-receiving portion (4) for receiving the reflected light from the light source, a wavelength band switching mechanism (5) arranged between the substrate (9) and the light-receiving portion (4) to switch the wavelength band of light, and a moving mechanism for moving the stage (2) 21), an inspection unit 7 for inspecting film thickness non-uniformity based on the intensity distribution of the received light. In the nonuniformity inspecting apparatus 1, the incident angle θ1 with respect to the upper surface 91 of the light incident on the substrate 9 from the light output part 3 becomes 60 °, so that the range of the film thickness that enables highly accurate nonuniformity detection is possible. In addition, the width of the low sensitivity region, which is the region near the maximum point of the reflectance with respect to the film thickness, can be prevented from increasing. As a result, it is possible to prevent the fluctuation range of the film thickness from being included in the low sensitivity region and to detect minute film thickness nonuniformity with high accuracy.
불균일 검사장치, 파장대 절환수단, 광투사부 Non-uniformity Inspection Device, Wavelength Switching Means, Light Projection Unit
Description
도1은, 제1의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a nonuniformity inspection device according to a first embodiment.
도2는, 파장대 절환기구를 나타내는 도이다.2 is a diagram showing a wavelength band switching mechanism.
도3은, 선택 광학 필터 근방을 확대해서 나타내는 도이다.3 is an enlarged view showing the vicinity of a selective optical filter.
도4는, 광학 필터의 경사각도와 투과 파장대의 시프트량과의 관계를 나타내는 도이다.4 is a diagram showing the relationship between the inclination angle of the optical filter and the shift amount in the transmission wavelength band.
도5는, 막두께 불균일의 검사의 흐름을 나타내는 도이다.Fig. 5 shows the flow of inspection of film thickness nonuniformity.
도6은, 막두께 불균일의 검사의 흐름을 나타내는 도이다.6 is a diagram showing the flow of inspection of film thickness nonuniformity.
도7은, 막두께와 반사율과의 관계를 나타내는 도이다.Fig. 7 is a diagram showing the relationship between the film thickness and the reflectance.
도8은, 막두께와 반사율의 변동과의 관계를 나타내는 도이다.8 is a diagram showing a relationship between a film thickness and a change in reflectance.
도9는, 비교 예의 불균일 검사장치에 있어서의 막두께와 반사율과의 관계를 나타내는 도이다9 is a diagram showing the relationship between the film thickness and the reflectance in the nonuniformity inspection device of the comparative example.
도10은, 제2의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.Fig. 10 is a diagram showing the configuration of the nonuniformity inspection device according to the second embodiment.
도11은, 제3의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.Fig. 11 is a diagram showing the configuration of the nonuniformity inspection device according to the third embodiment.
도12는, 막두께와 반사율과의 관계를 나타내는 도이다.12 is a diagram showing a relationship between the film thickness and the reflectance.
도13은, 막두께와 반사율의 변동과의 관계를 나타내는 도이다.Fig. 13 is a diagram showing the relationship between the film thickness and the variation in reflectance.
도14는, 제4의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.Fig. 14 is a diagram showing the configuration of the nonuniformity inspection device according to the fourth embodiment.
도15는, 제5의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.Fig. 15 is a diagram showing the configuration of the nonuniformity inspection device according to the fifth embodiment.
도16은, 제6의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.Fig. 16 is a diagram showing the configuration of the nonuniformity inspection device according to the sixth embodiment.
도17은, 제7의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.Fig. 17 is a diagram showing the configuration of the nonuniformity inspection device according to the seventh embodiment.
도18은, 제8의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.Fig. 18 is a diagram showing the configuration of the nonuniformity inspection device according to the eighth embodiment.
도19는, 제9의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.19 is a diagram illustrating a configuration of a nonuniformity inspection device according to a ninth embodiment.
도20은, 제10의 실시형태에 관한 불균일 검사장치의 구성을 나타내는 도이다.20 is a diagram illustrating a configuration of a nonuniformity inspection device according to a tenth embodiment.
본 발명은, 기판상에 형성된 막의 막두께 불균일을 검사하는 기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the technique of examining the film thickness nonuniformity of the film formed on the board | substrate.
종래부터, 표시장치용의 유리 기판이나 반도체기판등 (이하, 「기판 」이라고 한다.)의 주면상에 형성된 레지스트 막등의 박막을 검사하는 경우, 광원으로부터의 광을 박막에 조사하고, 박막으로부터의 반사광이나 투과광에 있어서의 광간섭을 이용해서 막두께의 불균일이 검사된다.Conventionally, when inspecting a thin film such as a resist film formed on a main surface of a glass substrate or a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a "substrate") for a display device, light from a light source is irradiated onto the thin film, and The nonuniformity of a film thickness is examined using the optical interference in reflected light or transmitted light.
이와 같은 막두께 불균일의 검사에 있어서, 나트륨램프 등의 단색광원을 이용했을 경우, 박막의 두께나 굴절율에 따라서는 충분한 감도를 얻을 수 없는 (즉, 광간섭에 의한 간섭 줄무늬가 명확히 나타나지 않는다) 일이 있다. 그래서, 육안에 의한 검사에서는, 기판을 기울이므로써 광의 입사각을 변경해서 확실하게 불균일검출을 하는 것이 행하여지고 있다. 또한, 기판에 대하여 복수의 파장의 광을 동시에 조사하는 것도 행하여지고 있지만, 각 파장에 대응한 간섭 줄무늬가 동시에 나타나기 때문에, 전체로서 감도가 저하해버리는 가능성이 있다.In the inspection of such film thickness nonuniformity, when monochromatic light sources such as sodium lamps are used, sufficient sensitivity cannot be obtained depending on the thickness and refractive index of the thin film (that is, interference fringes due to optical interference do not appear clearly). There is this. Therefore, in the visual inspection, uneven detection is surely performed by changing the incident angle of light by tilting the substrate. Moreover, although irradiating the light of a several wavelength with respect to a board | substrate is performed simultaneously, since interference fringes corresponding to each wavelength appear simultaneously, there exists a possibility that a sensitivity may fall as a whole.
일본특개2002-267416호 공보에서는, 피검체 표면상의 결함검사를 하는 표면결함검사 장치에 있어서, 피검체로부터의 반사광의 파장대를 제한하는 복수의 좁은 대역 필터의 중의 하나를, 피검체 표면상의 박막의 특성(재질, 굴절율, 막두께, 반사율 등)에 맞추어서 광로상에 삽입하므로써, 적절한 파장대에서 검사를 하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 피검체에 광을 조사하는 조명부의 각도 (즉, 피검체에 대한 조명광의 입사각)을 박막의 특성에 맞추어서 변경하는 기술도 개시되어 있다.Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-267416 discloses a surface defect inspection apparatus for inspecting defects on a surface of a subject, wherein one of a plurality of narrow band filters that limit the wavelength band of reflected light from the subject is selected from the thin film on the surface of the subject. A technique for performing inspection at an appropriate wavelength band by inserting on an optical path in accordance with characteristics (material, refractive index, film thickness, reflectance, etc.) is disclosed. Moreover, the technique of changing the angle (namely, the incidence angle of illumination light with respect to a subject) to a subject to irradiate light to a subject according to the characteristic of a thin film is also disclosed.
그런데, 육안에 의한 검사에서는, 기판을 기울여서 보므로써 간섭 줄무늬를 명확화 하는 것은 비교적 용이하게 할 수 있지만, 특개2002-267416호 공보의 표면결함검사 장치와 같이, 피검체로부터의 반사광을 촬상해서 각 화소의 휘도값에 의해 막두께 불균일을 나타내는 화상을 취득하는 장치로는, 피검체에 대한 조명부의 각도를 변경할 때에는, 반사광을 수광하는 라인센서카메라의 각도도 조명광의 입사각에 맞추어서 고정밀도로 조정할 필요가 있다. 이 때문에, 장치의 구조가 복잡해지고, 또한, 검사시의 조작이 번잡해져 버린다.By the way, in the visual inspection, it is relatively easy to clarify the interference fringe by tilting the substrate, but as in the surface defect inspection apparatus of Japanese Patent Laid-Open No. 2002-267416, the reflected light from the subject is imaged to capture each pixel. As an apparatus for acquiring an image showing the film thickness unevenness by the luminance value of, the angle of the line sensor camera that receives the reflected light needs to be adjusted with high precision according to the incident angle of the illumination light when the angle of the illumination portion with respect to the subject is changed. . For this reason, the structure of the apparatus becomes complicated and the operation at the time of inspection becomes complicated.
또한, 조명부에서의 광의 피검체에 대한 입사각에 관해서는, 검출하고 싶은 막두께불균일의 특성에 따라 각각 적절한 각도가 존재한다고 생각되지만, 특개2002-267416호공보에서는, 구체적인 입사각에 관해서는 하등 개시되어 있지 않다.In addition, although it is thought that there exists an appropriate angle with respect to the incidence angle of the light in a lighting part with respect to the to-be-tested object, respectively, in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-267416, the specific incidence angle is disclosed at least. Not.
본 발명은, 기판상에 형성된 막의 막두께 불균일을 검사하는 불균일 검사장치를 향할 수 있고 있어, 미소한 막두께 불균일을 정밀도 좋게 검출하는 것을 주목적이라고 하고 있다.또한, 변동 범위가 큰 막두께 불균일을 확실에 검출하는 것도 목적이라고 하고 있다.The present invention can be directed to a nonuniformity inspection device that inspects the film thickness nonuniformity of a film formed on a substrate, and aims to accurately detect minute film thickness nonuniformity with high precision. It is the purpose to detect reliably.
불균일 검사장치는, 기판을 유지하는 유지부와, 상기 기판의 광투과성의 막이 형성되어 있는 주면에 대하여 입사각50˚이상 65˚이하에서 입사하는 광을 출사하는 광출사부와, 상기 기판의 상기 주면에 있어서의 반사후의 특정한 파장대의 광을 수광하여 상기 주면에서의 상기 특정한 파장대의 광의 강도분포를 취득하는 센서와, 상기 특정한 파장대를 서로 다른 복수의 파장대의 사이에서 절환하는 파장대 절환수단을 구비한다. 본 발명에 의하면, 미소한 막두께 불균일을 정밀도 좋게 검출할 수가 있다.The non-uniformity inspection apparatus includes a holding portion for holding a substrate, a light emitting portion for emitting light incident at an incident angle of 50 ° or more and 65 ° or less with respect to a main surface on which a light transmissive film of the substrate is formed, and the main surface of the substrate. And a sensor for receiving light after a reflection in a specific wavelength band and acquiring an intensity distribution of light in the specific wavelength band on the main surface, and wavelength band switching means for switching the specific wavelength band between a plurality of different wavelength bands. According to the present invention, minute film thickness nonuniformity can be detected with high accuracy.
본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에서는, 불균일 검사장치는, 상기 광출사부가 상기 복수의 파장대의 광을 포함하는 광을 출사하고, 상기 파장대 절환수단이, 상기 복수의 파장대의 광을 선택적으로 각각 투과하는 복수의 광학 필터와, 상기 복수의 광학 필터 중 상기 광출사부에서 상기 센서에 이르는 광로상에 배치되는 하나의 광학 필터를 다른 광학 필터에 절환하는 광학 필터 절환 기구를 구비한다. 이것에 의해, 수광하는 광의 파장대를 용이하게 절환할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, in the nonuniformity inspection apparatus, the light output section emits light including light of the plurality of wavelength bands, and the wavelength band switching means selectively transmits the light of the plurality of wavelength bands, respectively. And an optical filter switching mechanism for switching one optical filter disposed on an optical path from the light output part to the sensor among the plurality of optical filters to another optical filter. Thereby, the wavelength range of the light to receive can be switched easily.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서는, 불균일 검사장치는, 상기 복수의 광학 필터 중 제1광학 필터의 상기 광로에 대한 경사를 변경하는 제1필터 틸트 기구와, 상기 복수의 광학 필터 중 제2광학 필터의 상기 광로에 대한 경사를 상기 제1광학 필터와는 개별로 변경하는 제2필터 틸트 기구와, 상기 기판의 상기 주면에 따르는 소정의 이동 방향으로 상기 유지부를 상기 광출사부 및 상기 센서에 대하여 상대적으로 이동하는 이동 기구를 더 갖추고, 상기 광출사부가, 상기 복수의 파장대의 광을 포함하는 광을 출사하는 광원과, 상기 광원으로부터의 광을 상기 주면에 따르는 동시에 상기 이동 방향으로 수직한 선상광으로 변환해서 상기 주면으로 이끄는 광학계와 를 구비하고, 상기 센서가, 상기 선상광의 상기 기판상에 있어서의 조사 영역으로부터의 상기 특정한 파장대의 광의 강도분포를 상기 유지부의 이동에 동기해서 반복 취득하는 라인 센서이다. 이것에 의해, 광학 필터의 투과 파장대를 정밀도 좋게 조정할 수가 있다.In another preferable embodiment of this invention, a nonuniformity inspection apparatus is a 1st filter tilt mechanism which changes the inclination with respect to the said optical path of a 1st optical filter among the said plurality of optical filters, and a 2nd optical filter among the said some optical filters. A second filter tilt mechanism for changing the inclination of the optical path from the first optical filter separately from the first optical filter, and the holding part relative to the light emitting part and the sensor in a predetermined moving direction along the main surface of the substrate. A light source for emitting light including the light of the plurality of wavelength bands, and light from the light source along the main surface and linearly perpendicular to the movement direction. And an optical system for converting and leading to the main surface, wherein the sensor is provided from the irradiation area on the substrate of the linear light. It is a line sensor which repeatedly acquires the intensity distribution of the light of the said specific wavelength range in synchronization with the movement of the said holding part. Thereby, the transmission wavelength band of an optical filter can be adjusted precisely.
본 발명의 또 다른 실시형태에서는, 불균일 검사장치는, 상기 광출사부에서 상기 센서에 이르는 광로상에 배치되는 동시에 상기 막에 대한 S편광광을 선택적으로 투과하는 편광자를 더 구비한다.In still another embodiment of the present invention, the non-uniformity inspection device further includes a polarizer which is disposed on the optical path from the light output portion to the sensor and selectively transmits the S-polarized light to the film.
본 발명의 하나의 국면에서는, 불균일 검사장치는, 기판을 유지하는 유지부와, 상기 기판의 광투과성의 막이 형성되어 있는 주면에 대하여 입사각 10˚이상 40˚이하에서 입사하는 광을 출사하는 광출사부와, 상기 기판의 상기 주면에 있어서의 반사후의 특정한 파장대의 광을 수광하여 상기 주면에서의 상기 특정한 파장대의 광의 강도분포를 취득하는 센서를 구비한다. 이것에 의해, 변동 범위가 큰 막두께 불균일을 확실하게 검출할 수 있다.In one aspect of the invention, the non-uniformity inspection device includes a light output for emitting light incident at an incidence angle of 10 ° or more and 40 ° or less with respect to a holding part for holding a substrate and a main surface on which a light-transmissive film of the substrate is formed. And a sensor for receiving the light in the specific wavelength band after reflection on the main surface of the substrate to obtain the intensity distribution of the light in the specific wavelength band on the main surface. Thereby, the film thickness nonuniformity with a large fluctuation range can be detected reliably.
본 발명은, 기판상에 형성된 막의 막두께 불균일을 검사하는 방법에도 지향되어 있다.The present invention is also directed to a method for inspecting film thickness nonuniformity of a film formed on a substrate.
상술한 목적 및 다른 목적, 특징, 태양 및 이점은, 첨부한 도면을 참조해서 이하에서 행하는 본 발명의 상세한 설명에 의해 밝혀진다.The above and other objects, features, aspects, and advantages will be apparent from the following detailed description of the invention made with reference to the accompanying drawings.
도1은, 본 발명의 제하나의 실시형태에 관한 불균일 검사장치(1)의 구성을 나타내는 도이다. 불균일 검사장치(1)는, 액정표시장치등의 표시장치에 이용할 수 있는 유리 기판 (이하, 「기판 」이라 한다.)(9) 에 있어서, 한쪽의 주면(91)상에 형성된 패턴 형성용의 레지스트 막 (이하, 「막 」이라 한다.)(92)의 막두께 불균일을 검사하는 장치다. 기판(9)상의 막(92)은, 기판(9)의 주면(91)상에 레지스트 액을 도포하므로써 형성된다.Fig. 1 is a diagram showing the configuration of a
도1 에 나타낸 바와 같이, 불균일 검사장치(1)는, 막(92)이 형성된 주면(91)(이하, 「상면(91) 」이라 한다.)를 위쪽(도1중의 (+Z)측)을 향해서 기판(9)을 유지하는 스테이지(2), 스테이지(2)에 유지된 기판(9)의 상면(91)을 향해서 광을 출사하는 광출사부(3), 광출사부(3)로부터 출사되어서 기판(9)의 상면(91)상의 막(92)에서 반사된 광을 수광 하는 수광부(4), 기판(9)과 수광부(4)와의 사이에 배치되어서 수광부(4)가 수광하는 광의 파장대를 절환하는 파장대 절환기구(5), 스테이지(2)를 광출사부(3), 수광부(4) 및 파장대 절환기구(5)에 대하여 상대적으로 이동하는 이동기구(21), 수광부(4)에서 수광 한 광의 강도분포(상면(91)의 영역에 대응하는 분포)에 근거해서 막(92)의 막두께 불균일을 검사하는 검사부(7) 및 이것들의 구성을 제어하는 제어부(8)를 구비한다. 또, 도1에서는, 도시의 형편상, 파장대 절환기구(5)의 일부를 단면에서 나타낸다 (다른 실시형태에 있어서도 같음).As shown in FIG. 1, the
스테이지(2)의 (+Z)측의 표면은, 바람직하게는 흑색광택(黑色艶)지우기로 된다. 이동기구(21)는, 모터(211)에 볼 나사(도시 생략)이 접속된 구성으로 되고, 모터(211)가 회전하므로써, 스테이지(2)가 가이드(212)에 따라 기판(9)의 상면(91)에 따르는 도1중의 X방향으로 이동한다.The surface on the (+ Z) side of the
광출사부(3)는, 백색광 (즉, 후술하는 복수의 광학 필터(51)에 대응하는 복수의 파장대의 광을 포함시킨 가시영역의 모든 파장대의 광을 포함하는 광)을 출사하는 광원인 할로겐 램프(31), 스테이지(2)의 이동 쪽에 수직한 도1중의 Y방향으로 신장하는 원주모양의 석영 로드(32) 및 Y 방향으로 신장하는 실린드리컬렌즈(33)를 구비한다. 광출사부(3)에서는, 할로겐 램프(31)이 석영 로드(32)의 (+Y)측의 단부에 설치할 수 있고 있어, 할로겐 램프(31)가 석영 로드(32)에 입사한 광은, Y방향으로 신장하는 선상광 (즉, 광속 단면이 Y방향으로 긴 선상이 되는 광)으로 변환되어서 석영 로드(32)의 측면으로부터 출사되고, 실린드리컬렌즈(33)을 통해서 기판(9)의 상면(91)으로 유도된다. 바꾸어 말하면, 석영 로드(32) 및 실린드리컬렌즈(33)는, 할로겐 램프(31)로부터의 광을, 기판(9)의 상면(91)에 따르는 동시에 스테이지(2)의 이동 방향으로 수직한 선상광(線狀光)으로 변환해서 기판(9)의 상면(91)으로 유도되는 광학계로 되어 있다.The
도1에서는, 광출사부(3)로부터 기판(9)에 이르는 광로를 일점쇄선으로 나타내고 있다 (기판(9)로부터 수광부(4)에 이르는 광로에 관해서도 같음). 광출사부(3)로부터 기판(9)에 입사하는 광의 상면(91)에 대한 입사각 (즉, 광로가 상 면(91)의 법선방향으로 하는 각도)θ1은 50˚이상 65˚이하라고 하고, 본 실시형태에서는 60˚로 된다.In Fig. 1, the optical path from the
광출사부(3)로부터 출사된 광의 일부는, 기판(9)의 상면(91)상의 막(92)의 (+Z)측의 면 (이하, 「막상면 」이라 한다.)에서 반사된다. 막(92)은 광출사부(3)로부터의 광에 대하여 광투과성을 갖고 있어, 광출사부(3)로부터의 광 중 막상면에서 반사되지 않은 광은, 막(92)을 투과해서 기판(9)의 상면(91) (즉, 막(92)의 하면)에서 반사된다. 불균일 검사 장치(1)에서는, 기판(9)에 있어서의 막(92)의 상면에서 반사된 광과 기판(9)의 상면(91)에서 반사된 광과의 간섭광 (이하, 「반사광 」이라 한다.)이, 파장대 절환기구(5)를 경유해서 수광부(4)에 입사한다.A part of light emitted from the
파장대 절환기구(5)는, 서로 다른 복수의 좁은 파장대의 광을 선택적으로 각각 투과하는 복수의 광학 필터 (예컨대, 반값폭10nm의 간섭 필터(51)), 복수의 광학 필터(51)를 유지하는 원판모양의 필터 휠(52) 및 필터 휠(52)의 중심에 설치되어서 필터 휠(52)을 회전하는 필터 회전 모터(53)을 구비한다. 필터 휠(52)은, 그 법선방향이 기판(9)으로부터 수광부(4)에 이르는 광로에 평행해지는 것 같이 배치된다.The wavelength
도2는, 파장대 절환기구(5)를 기판(9)측으로부터 필터 휠(52)에 수직한 쪽에 따라 본 도이다. 도2 에 나타낸 바와 같이, 필터 휠(52)에는, 6개의 원형의 개구(521)가 둘레방향으로 등간격으로 형성되고 있어, 그 중의 5개의 개구(521)에는 서로 투과 파장대가 다른 5종류의 광학 필터(51)가 설치되어 있다.2 is a view showing the wavelength
도1에 나타내는 파장대 절환기구(5)에서는, 제어부(8)에 제어되는 필터 회전 모터(53)에 의해 필터 휠(52)이 회전하고, 5 개의 광학 필터(51)(도2참조) 중, 검사 대상이 되는 막(92)의 막두께나 굴절율등 에 따라 어느쪽인가 1개의 광학 필터(51)(이하, 다른 광학 필터(51)과 구별하기 때문에, 「선택 광학 필터(51a) 」라고 한다.)지만 선택되어, 기판(9)로부터 수광부(4)에 이르는 광로상에 배치된다. 이것에 의해, 기판(9)으로부터의 반사광 (즉, 5개의 광학 필터(51)에 대응하는 5개의 투과 파장대의 광을 포함하는 백색광의 반사광) 중, 광로상에 배치된 선택 광학 필터(51a)에 대응하는 특정한 파장대 (이하, 「선택 파장대」라고 말한다.)의 광만이, 선택 광학 필터(51a)를 투과해서 수광부(4)에 유도되어 진다In the wavelength
그리고, 필터 회전 모터(53)에 의해 필터 휠(52)이 회전하면, 복수의 광학 필터(51) 중 광출사부(3)로부터 수광부(4)에 이르는 광로상에 배치된 선택 광학 필터(51a)가 다른 광학 필터(51)로 절환되고, 수광부(4)가 수광하는 광의 파장대 (즉, 선택 파장대)가 변경된다. 이와 같이, 필터 회전 모터(53) 및 필터 휠(52)은 광학 필터 절환 기구로 되어 있다.And when the
도2 에 나타낸 바와 같이, 각 광학 필터(51)는 원환상의 필터 테두리(54)의 안쪽에 설치되어 있고, 필터 테두리(54)와 함께 광학 필터(5)의 중심을 지나는 필터 회전축(55)(도2 중에 일점쇄선으로 나타낸다.)를 중심으로해서 회전가능하게 지지되어 있다. 필터 회전축(55)은, 광학 필터(51)가 기판(9)으로부터 수광부(4)에 이르는 광로상에 배치된 상태 (즉, 선택 광학 필터(51a)라고 한 상태)에 있어서, 광출사부(3)로부터의 선상광이 신장하는 방향 (즉, 선상광에 평행한 쪽)인 도1중의 Y쪽을 향하도록 설치되어진다.As shown in Fig. 2, each
도3은, 파장대 절환기구(5)의 선택 광학 필터(51a)근방을 확관해서 나타내는 정면도이며, 선택 광학 필터(51a) 및 필터 테두리(54)의 외측의 부위에 관해서는 그 단면을 나타낸다. 도3 에 나타낸 바와 같이, 파장대 절환기구(5)는, 선택 광학 필터(51a)의 기판(9)으로부터 수광부(4)(도1참조)에 이르는 광로(90)(도3 중에 일점쇄선으로 나타낸다.)에 대한 경사를 변경하는 필터 틸트 기구(56)을 더 구비한다.3 is a front view showing the vicinity of the selection
파장대 절환기구(5)에서는, 필터 틸트 기구(56)에 의해 선택 광학 필터(51a)의 광로(90)에 대한 경사가 변경되므로써, 기판(9)에서의 반사광에 대한 선택 광학 필터(51a)의 투과 파장대(즉, 선택 파장대)가 변경된다.In the wavelength
필터 틸트 기구(56)는, 필터 테두리(54)의 하단부에 맞닿는 마이크로미터(561) 및 필터 테두리(54)의 상단부에 설치된 탄성체인 스프링(562)을 구비한다. 파장대 절환기구(5)에서는, 마이크로미터(561)에 의해 필터테두리(54)의 하단부가 밀어내어 지므로써, 선택 광학 필터(51a)가 필터테두리(54)와 함께 필터 회전축(55)을 중심으로 하여 도3중의 시계바늘 회전방향으로 회전운동 하고, 이것에 의해, 선택 광학 필터(51a)의 광로(90)에 대한 경사가 변경된다. 또한, 마이크로미터(561)가 원 상태로 되돌려지므로써, 수축 상태의 스프링(562)의 반발력에 의해 선택 광학 필터(51a)가 반 시계바늘 회전방향으로 회전운동 하고, 이것에 의해, 선택 광학 필터(51a)가 광로(90)에 수직한 상태로 되돌려진다.The
필터 틸트 기구(56)에 의해 선택 광학 필터(51a)가 광로(90)에 대하여 기울어지면, 기판(9)으로부터의 반사광에 대한 선택 광학 필터(51a)의 투과 파장대 의 중심파장이 단파장측으로 시프트 된다. 도4는, 선택 광학 필터(51a)의 광로(90)에 대한 경사각도와 투과 파장대 의 중심파장의 단파장측에의 시프트량과의 관계를 나타내는 도이다. 또, 선택 광학 필터(51a)의 경사각은, 도3중의 선택 광학 필터(51a)가 광로(90)에 대하여 수직한 상태를 0˚로 한다.When the selection
도4중의 복수의 점(301)은, 선택 광학 필터(51a)를 기울여서 계측한 투과 파장대의 중심파장의 시프트량이며, 선(302)은, 시프트량의 계측 치의 근사 직선이다. 도4 에 나타낸 바와 같이, 파장대 절환기구(5)에서는, 선택 광학 필터(51a)가 1˚기울어 지므로써, 투과 파장대가 약0 .5nm만큼 단파장측으로 시프트된다.The plurality of
또한, 파장대 절환기구(5)에서는, 도2에 나타낸 바와 같이, 5개의 광학 필터(51)의 각 각에 대하여 필터 틸트 기구(56)가 설치되어 있어, 이것에 의해, 각 광학 필터(51)의 광로(90)(도3참조)에 대한 경사가 다른 광학 필터(51)와는 개별로 변경된다.In addition, in the wavelength
도1 에 나타낸 바와 같이, 수광부(4)는, 복수의 수광 소자인 CCD(Charge Coupled Device )가 Y방향으로 직선상으로 배열된 라인 센서(41) 및 기판(9)으로부터 라인 센서(41)에 이르는 광로(光路)상에 있어 라인 센서(41)와 파장대 절환기구(5)의 선택 광학 필터(51a)와의 사이에 배치되는 집광 렌즈(42)를 구비한다. 집광 렌즈(42)는, 광출사부(3)로부터 출사된 기판(9)의상면(91)상에 있어서 Y방향으로 신장하는 직선모양의 조사 영역 (이하, 「선상조사 영역 」이라고 한다.)의 막(92)에서 반사된 후의 선상광(즉, 기판(9)의 상면(91)에 있어서의 반사후의 선상광(線狀光)) 중, 선택 광학 필터(51a)를 투과한 선택 파장대의 광을 라인 센서(41) 를 향해서 집광한다. 라인 센서(41)는, 집광 렌즈(42)에 의해 집광되는 동시에 결상된 선택 파장대의 광을 수광하고, 수광한 광의 강도분포 (즉, 각 CCD로부터 출력치의 Y쪽에 있어서의 분포)을 취득하여 검사부(7)에 출력한다. 불균일 검사장치(1)에서는, 기판(9)의 상면(91)위에 형성된 막(92)으로부터의 반사광의 강도분포가, 기판(9) 및 스테이지(2)의 이동 중에 라인 센서(41)에 의해 반복 취득된다.As shown in Fig. 1, the
검사부(7)는, 라인 센서(41)로부터의 출력을 접수해서 기판(9)의 상면(91)의 2차원화상을 생성하는 화상생성부(71) 및 화상생성부(71)에 의해 생성된 2차원화상의 각화소의 화소치로부터 막(92)의 막두께 불균일을 검출하는 불균일 검출부(72)를 구비한다.The
다음에, 불균일 검사장치(1)에 의한 막두께 불균일의 검사의 흐름에 관해서 설명한다. 도5 및 도6은, 불균일 검사장치(1)에 의한 검사의 흐름을 나타내는 도이다. 도1에 나타내는 불균일 검사장치(1)에 의해 기판(9)의 상면(91)상의 막(92)의 막두께 불균일이 검사될 때에, 우선, 검사 대상인 막(92)의 재질이나 막두께등의 특성에 대하여 적절한 투과 파장대를 갖는 선택 광학 필터(51a)가 광로상에 배치된 상태에서, 필요에 따라 선택 광학 필터(51a)의 필터 틸트 기구(56)에 의해 작업자가 선택 광학 필터(51a)를 기울이고, 선택 광학 필터(51a)의 기판(9)으로부터 라인 센서(41)에 이르는 광로에 대한 경사가 변경된다 (혹은, 미리 경사가 변경되어 있다.).이것에 의해, 선택 광학 필터(51a)의 투과 파장대의 중심파장이 단파장측으로 시프트 되어, 선택 파장대가 막(92)의 막두께 불균일의 검출에 대하여보다 적절한 범위가 되도록 조정된다 (스텝S11).Next, the flow of the inspection of the film thickness nonuniformity by the
다음에, 도1 중에 실선으로 나타내는 검사 시작 위치에 위치하는 스테이지(2)위로 기판(9)이 유지된 후, 기판(9) 및 스테이지(2)의 (+X)방향으로의 이동이 시작된다 (스텝S12). 그리고, 광출사부(3)로부터 출사되어서 기판(9)의 상면(91)에 대하여 입사각 60˚ 로 입사하는 선상광이, 기판(9)의 상면(91)상의 선상조사 영역에 조사되어 (스텝S13), 선상조사 영역이 기판(9)에 대하여 상대적으로 이동한다.Next, after the board |
광출사부(3)로부터의 광은 기판(9)의 상면(91)에서 반사되어, 파장대 절환기구(5)의 선택 광학 필터(51a)를 투과하므로써, 특정한 파장대 (예컨대, 중심파장이 550nm, 반값폭이 10nm)의 광만이 꺼내진 후, 수광부(4)로 유도된다. 수광부(4)에서는, 기판(9)의 상면(91)에 있어서의 반사후의 선택 파장대의 광이 집광 렌즈(42)를 통해서 라인 센서(41)에 의해 수광되어 (스텝S14), 기판(9)상의 선상조사 영역으로부터의 반사광의 선택 파장대에 있어서의 강도분포가 취득된다 (스텝S15). 라인 센서(41)의 각 CCD로부터의 출력 값은, 검사부(7)의 화상생성부(71)로 보내진다.The light from the
불균일 검사장치(1)에서는, 제어부(8)에 의해, 기판(9) 및 스테이지(2)가 도1 중에 2점 쇄선으로 나타내는 검사 종료 위치까지 이동한 것인가 아닌가가 기판(9)의 이동중에 반복 확인되고 있고 (스텝S16), 검사 종료 위치까지 이동하지 않고 있을 경우에는, 스텝S14에 되돌아가서 반사광 중의 선택 파장대의 수광 및 선상조사영역에 있어서의 선택 파장대의 강도분포의 취득(스텝S14, S15)이 반복된다. 불균일 검사장치(1)에서는, 스테이지(2)가 (+X)쪽으로 이동하고 있는 동안, 스텝S14∼S16의 동작이 반복되어서 기판(9)상의 선상조사 영역으로부터의 반사광의 강도분포가 반복 취득되므로써, 기판(9)의 전체에 관해서 상면(91)으로부터의 반사광 의 선택 파장대에 있어서의 강도분포가 취득된다.In the
그리고, 기판(9) 및 스테이지(2)가 검사 종료 위치까지 이동하면 (스텝S16), 이동기구(21)에 의한 기판(9) 및 스테이지(2)의 이동이 정지되고, 조명광의 조사도 정지된다 (스텝S17). 검사부(7)의 화상생성부(71)에서는, 수광부(4)에 의해 취득된 상면(91)으로부터의 반사광의 선택 파장대에 있어서의 강도분포에 대하여, 막두께의 변동에 기인하는 휘도치의 차를 강조하는 화상처리 (예컨대, 상면(91)상의 강도분포를 나타내는 2차원화상 (이하, 「원화상 」이라고 한다.)에 대하여 메디안 필터에 의해 평활화 처리를 해서 평활화 화상을 구하고, 원화상의 각화소의 값을 평활화 화상의 대응하는 화소의 값으로 제산(除算)함으로써, 막두께 변동에 의한 것보다도 크게 광범위에 걸친 휘도치의 변동을 제거하는 등의 처리)이 행하여지므로써, 강조된 막두께변동이 화소치의 변동으로서 표현된 상면(91)의 2차원화상 (이하, 「강조 화상 」이라고 한다.)이 생성된다 (스텝S21).And when the board |
생성된 강조 화상은, 필요에 따라 디스플레이 등의 표시장치에 표시되고, 또한, 검사부(7)의 불균일 검출부(72)에 의해, 강조 화상에 근거해서 막두께 불균일의 검출이 행하여진다 (스텝S22).The generated emphasis image is displayed on a display device such as a display as necessary, and the film thickness nonuniformity is detected by the
도7은, 기판(9)의 상면(91)상에 형성된 막(92)의 막두께와 반사율과의 관계를 나타내는 도이다. 도7중의 선(101)은, 본 실시형태에 관한 불균일 검사장치(1)와 같은 조건에 있어서의 반사율 (즉, 입사각 60˚의 광에 대한 반사율)을 나타내고, 선(102)은, 광출사부에서의 광의 기판에 대한 입사각이 30˚인 후술의 제5의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치와 같은 조건에 있어서의 반사율을 나타낸다. 선(101, 102)은, 파장550nm의 광에 대한 반사율을 나타내고 있으며, 파장이 변경되면, 막두께와 반사율과의 관계도 변화한다.FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the film thickness and the reflectance of the
도7에 나타낸 바와 같이, 막(92)의 막두께가 다르면 막(92)의 반사율도 다르기 때문에, 수광부(4)에서 수광하는 반사광의 강도도 다르다. 따라서, 막(92)의 막두께 분포에 불균일이 존재하고 있을 경우에는, 검사부(7)의 화상생성부(71)에 의해 생성된 기판(9)의 상면(91)의 2차원화상(원 화상 및 강조 화상)에도 화소의 값에 불균일이 생긴다. 불균일 검사장치(1)에서는, 검사부(7)의 불균일 검출부(72)에 의해, 상면(91)의 강조 화상에 있어서의 각화소의 값의 편차의 정도가 검사되어, 미리 설정되어 있는 불균일 문턱치보다도 편차의 정도가 큰 영역이 존재할 경우, 상면(91)상의 대응하는 영역이 허용 범위를 넘는 막두께 불균일이 존재하는 영역으로서 검출된다.As shown in FIG. 7, when the film thickness of the
그런데, 막(92)의 반사율은, 도7에 나타낸 바와 같이, 막두께의 변동에 대하여 주기성을 가지고 변동한다. 도8은, 막(92)의 막두께가 1nm만 변동했을 경우의 반사율의 변동을 나타내는 도이다. 도7 및 도8 에 나타낸 바와 같이, 반사율의 극대점근방 및 극소점근방에서는, 막두께의 변동에 대한 반사율의 변동이 대단히 작아진다. 이 때문에, 막두께의 변동이 근소할 경우에는, 화상생성부(71)에 의해 생성된 2차원화상(원 화상 및 강조 화상)에 있어서 화소의 값이 거의 변동하지 않고, 불균일 검출부(72)에 의한 불균일 (즉, 막두께의 변동)의 검출의 정밀도가 저하되어 버린다. 이하, 막두께의 변동에 대한 반사율의 변동의 비율이 대단히 작은 막두께의 영역을, 「저감도영역 」이라고 한다.By the way, the reflectance of the
가령, 기판(9)상의 막(92)의 막두께가 도7중의 선(101)의 저감도영역에 있어서 변동하고 있다고 하면, 이와 같은 막두께 불균일을 선(101)만에 근거해서 고정밀도로 검출하는 것은 어렵다. 그래서, 불균일 검사장치(1)에서는, 상술 한 바와 같이 하나의 광학 필터(51)를 선택 광학 필터(51a)로서 1회째의 막두께 불균일의 검출을 한 후(스텝S23), 제어부(8)에 의해 파장대 절환기구(5)의 필터 회전 모터(53)가 구동되어서 필터 휠(52)이 회전하고, 다른 광학 필터(51)가 기판(9)으로부터 수광부(4)에 이르는 광로상에 배치되어서 파장대 절환기구(5)에 있어서의 선택 파장대가 변경된다 (스텝S231). 선택 파장대가 변경되므로써, 막두께의 저감도영역도 이동한다.For example, if the film thickness of the
그 후, 필요하다면, 혹은, 미리 필터 틸트 기구(56)에 의해 새로운 선택 광학 필터(51a)의 광로에 대한 경사가 변경되어서 선택 파장대가 조정되어, 이동기구(21)에 의해 스테이지(2)가 검사 시작 위치에 되돌려져서 다시 기판(9) 및 스테이지(2)의 이동이 시작된다 (스텝S11, S12).불균일 검사장치(1)에서는, 스테이지(2)가 검사 종료 위치에 도달할 때까지, 광출사부(3)로부터의 광의 기판(9)에 있어서의 반사광 중, 1회째의 불균일검출시 와는 다른 선택 파장대의 광이 수광부(4)에 의해 수광되고, 기판(9)상의 선상조사 영역으로부터의 반사광의 강도분포가 반복해 취득되어서 검사부(7)의 화상생성부(71)에 보내진 후, 기판(9) 및 스테이지(2)의 이동이 정지되고, 조명광의 조사도 정지된다 (스텝S13∼S17).Then, if necessary, or beforehand, the inclination with respect to the optical path of the new selective
그리고, 검사부(7)의 화상생성부(71)에 의해, 기판(9)의 상면(91)의 강조 화상이 생성되어 (스텝S21), 불균일 검출부(72)에 의해, 상면(91)상의 막(92)의 막두 께 불균일이 검출된다 (스텝S22). 2회째의 막두께 불균일의 검출이 종료하면 (스텝S23), 1회째 및 2회째의 검출 결과에 근거하고, 기판(9)의 상면(91)상에 형성된 막(92)의 막두께 불균일이 최종적으로 검출되어서 불균일 검사장치(1)에 의한 막두께 불균일의 검출이 종료한다.Then, the
불균일 검사장치(1)에서는, 파장대 절환기구(5)의 복수의 광학 필터(51)에 의해 서로 다른 복수의 파장대의 사이에서 선택 파장대를 절환하므로써, 1회째의 불균일 검출과 2회째의 불균일 검출로 막두께의 저감도영역을 다르게 하고 있다. 이것에 의해, 막(92)의 막두께의 변동 폭의 일부(또는 전부)가, 예컨대 1회째의 불균일 검출시의 저감도영역에 포함되어 있는 경우라도, 2회째의 불균일 검출시에는 저감도영역이 다르게 되어 있기 때문에, 1회째의 불균일 검출시에 저감도 영역에 포함되어 있던 부분에 관해서도, 막두께 변동을 정밀도 좋게 검출할 수가 있다.In the
그런데, 불균일 검사장치(1)에서는, 광출사부(3)로부터 기판(9)에 입사하는 광의 입사각θ1이 60˚로 되어 있어, 입사각이 30˚인 제2의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치에 비교해서 입사각이 크기 때문에, 도7에 나타낸 바와 같이, 막두께에 대한 반사율의 변동 주기가 커진다. 그 결과, 인접하는 저감도영역의 사이의 선(101)의 경사가 큰 영역, 즉, 고정밀도한 불균일 검출이 가능한 영역이 커진다. 이와 같이, 불균일 검사장치(1)에서는, 기판(9)에 대한 광출사부(3)로부터의 광의 입사각θ1이 크게 되므로써, 특히, 이러한 불균일 검사장치에 있어서 통상의 입사각으로 되는 45˚보다도 크고, 구체적으로는 50˚이상으로 되므로써, 고정밀도한 불균일 검출이 가능하게 되는 막두께의 범위를 크게 할 수가 있다.By the way, in the
도9는, 광출사부로부터 광의 입사각이 70˚의 경우의 막(92)의 막두께와 반사율과의 관계를 나타내는 도이다. 도9에 나타낸 바와 같이, 입사각이 70˚의 경우, 반사율의 극대점근방에 있어서 저감도영역의 폭이 크게 넓어져 버린다. 불균일 검사장치(1)에서는, 기판(9)에 대한 광의 입사각θ1이 65˚이하로 되므로써, 반사율의 극대점 근방에서 저감도영역의 폭이 넓어지는 것을 방지 할 수가 있다.Fig. 9 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the
이와 같이, 불균일 검사장치(1)에서는, 기판(9)에 대한 광출사부(3)로부터의 광의 입사각θ1이 50˚이상 65˚이하로 되므로써, 고정밀도한 불균일 검출이 가능하게 되는 막두께의 범위를 크게 할 수가 있는 동시에 반사율의 극대점 근방에서 저감도영역의 폭이 넓어지는 것을 방지 할 수가 있다. 그 결과, 막두께의 변동 폭이 저감도영역에 포함되는 것을 방지하여 미소한 막두께 불균일을 정밀도 좋게 검출할 수 있다. 또한, 불균일 검사장치(1)에서는, 광출사부(3)로부터의 광의 기판(9)에 대한 입사각θ1이 60˚에 고정된 상태에서 고정밀도한 불균일 검출이 실현되기 때문에, 기판(9)에 대한 광의 입사각을 변경하는 기구를 설치할 필요가 없고, 불균일 검사장치(1)의 구조를 간소화 할 수가 있다.Thus, in the
또한, 기판(9)의 상면(91)상의 막(92)은, 많은 경우, 도포액을 도포하므로써 용이하게 형성되고 있으며, 불균일 검사장치(1)는, 미소한 막두께 불균일을 정밀도 좋게 검출할 수가 있기 때문에, 이와 같은 도포 액의 도포에 의해 형성된 막(92)의 막두께 불균일 (즉, 도포 불균일)의 검출에 특히 적합하다.Moreover, the
불균일 검사장치(1)에서는, 필터 휠(52)을 회전해서 기판(9)으로부터 수광부(4)에 이르는 광로상의 선택 광학 필터(51a)를 다른 광학 필터(51)에 절환하므로 써, 수광부(4)에서 수광하는 기판(9)으로부터의 반사광의 파장대 (즉, 선택 파장대)를 용이하게 변경해서 적절한 파장대로 할 수가 있다. 또한, 광출사부(3)로부터 선상광을 출사하여, 선상광에 대하여 수직한 방향으로 이동하는 기판(9)으로부터의 반사광을, 라인 센서(41)에 의해 기판(9)의 이동에 동기하여 반복 수광하므로써, 기판(9)에 대한 광의 입사각θ1을 상면(91)전체에 있어서 일정하게 할 수가 있다. 이것에 의해, 막두께 불균일의 검출에 있어서 입사각에 의한 반사율에의 영향을 고려할 필요가 없기 때문에, 불균일 검출부(72)에 의한 막두께 불균일의 검출 처리를 간소화 할 수가 있다.In the
그런데, 불균일 검사장치(1)에서는, 필터 틸트 기구(56)에 의해 선택 광학 필터(51a)의 기판(9)으로부터 라인 센서(41)에 이르는 광로에 대한 경사를 변경하므로써, 기판(9)으로부터의 반사광에 대한 선택 광학 필터(51a)의 투과 파장대 (즉, 선택 파장대)를 정밀도 좋게 조정 할 수가 있다. 그 결과, 선택 파장대를 막(92)의 재질이나 막두께등의 특성에 맞추어서 조정하므로써, 막두께 불균일의 검출 정밀도를 향상할 수가 있다. 또한, 복수대의 불균일 검사장치에 있어서, 선택 광학 필터의 투과 파장대에 제조 오차 (예컨대, 중심파장에 있어서 3nm정도의 오차)가 있는 경우라도, 중심파장이 가장 짧은 선택 광학 필터에 다른 장치의 선택 광학 필터의 투과 파장대를 맞추므로써, 선택 광학 필터의 투과 파장대를 정밀도 좋게 일치시킬 수 있고, 복수대의 장치사이의 개체차(個體差)를 제거해서 안정된 검사를 실현할 수가 있다.By the way, in the
파장대 절환기구(5)에서는, 복수의 광학 필터(51)의 각각에 대하여 필터 틸 트 기구(56)가 설치되어 있기 때문에, 각 광학 필터(51)의 광로에 대한 경사를 개별로 변경하므로써, 각 광학 필터(51)의 투과 파장대를 막(92)의 특성에 맞추어서 개별로 조정할 수가 있다. 불균일 검사장치(1)에서는 보통, 복수매의 같은 종류의 기판(9)의 막두께 불균일이 연속적으로 검사되지만, 검사에 이용되는 2개의 광학 필터(51)의 투과 파장대가 개별로 조정가능하기 때문에, 광학 필터(51)의 경사의 변경은 1매째의 기판(9)의 검사시만으로 좋고, 그 후는, 경사의 변경은 불필요하게 된다. 이와 같이, 불균일 검사장치(1)에서는, 복수매의 기판(9)의 막두께 불균일을 연속적으로 검사할 경우에, 광학 필터(51)의 투과 파장대의 조정에 관계되는 작업을 간소화 할 수가 있다.In the wavelength
파장대 절환기구(5)에서는, 선택 광학 필터(51a)가 광출사부(3)로부터의 선상광이 신장하는 방향인 Y방향을 향하는 필터 회전축(55)을 중심으로 하여 회전운동하므로써, 선택 광학 필터(51a)에 입사하는 선상광의 전 길이에 걸쳐, 선상광의 선택 광학 필터(51a)에 대한 입사각이 일정하게 된다. 이것에 의해, 선상광의 중앙부와 양단부에 있어서, 선택 광학 필터(51a)에 대한 입사각의 근소한 차이에 의한 투과 파장대의 근소한 어긋남이 방지되어, 막두께 불균일의 검출 정밀도의 저하를 방지 할 수가 있다.In the wavelength
불균일 검사장치(1)에서는, 라인 센서(41)에 의해 기판(9)으로부터의 반사광을 수광하여 막두께 불균일을 검출하기 때문에, 기판(9)이 광투과성을 갖지 않을 경우라도, 막두께 불균일을 적절히 검사할 수가 있다. 또한, 광출사부(3)로부터의 광을 경사시켜서 기판(9)에 조사하므로써, 광출사부(3)와 수광부(4)와의 근접에 의 한 입사측 및 반사측의 광로의 중복을 회피하고, 광출사부(3)나 수광부(4)의 구성이나 배치가 복잡해지는 것을 방지할 수가 있다.In the
다음은, 본 발명의 제2의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1a)에 관하여 설명한다.Next, the
도10은, 불균일 검사장치(1a)의 구성을 나타내는 도이다. 불균일 검사장치(1a)에서는, 도3에 나타내는 불균일 검사장치(1)의 필터 틸트 기구(56)에 대신하여, 도10에 나타낸 바와 같이 필터 휠(52)을 필터 회전축(55)a을 중심으로 하여 회전운동하는 필터 틸트 기구(56a)가 설치된다.그 밖의 구성은 도1과 같으며, 이하의 설명에 있어서 같은 부호를 붙인다.10 is a diagram showing the configuration of the
도10에 나타낸 바와 같이, 불균일 검사장치(1a)의 파장대 절환기구(5)에서는, 필터 틸트 기구(56a)가 필터 회전 모터(53)의 필터 휠(52)과는 반대측에 설치되어 있고, 필터 틸트 기구(56a)가 Y방향을 향하는 필터 회전축(55a)을 중심으로 하여 도10중의 시계바늘 회전으로 회전운동하므로써, 필터 회전 모터(53) 및 필터 휠(52)도 시계바늘 회전으로 회전운동한다. 이것에 의해, 선택 광학 필터(51a)가 다른 광학 필터(51)와 함께 기울어지고 (즉, 5개의, 광학 필터(51)가 일체적으로 기울어지고), 선택 광학 필터(51a)의 기판(9)으로부터 라인 센서(41)에 이르는 광로에 대한 경사각도가 변경되어서 선택 파장대 (즉, 기판(9)으로부터의 반사광에 대한 선택 광학 필터(51a)의 투과 파장대)도 변경된다.As shown in Fig. 10, in the wavelength
제2의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1a)에 의한 막두께 불균일의 검사의 흐름은, 제1의 실시형태와 거의 같아서, 이하, 도5 및 도6을 참조하면서 설명 한다. 불균일 검사장치(1a)에 의해 막(92)의 막두께 불균일의 검사가 행하여질 때는, 우선, 필터 틸트 기구(56a)에 의해 선택 광학 필터(51a)의 경사가 자동적으로 변경되어서 선택 파장대의 조정이 행하여진다 (스텝S11). 계속해서, 기판(9) 및 스테이지(2)의 이동이 시작되고, 광출사부(3)로부터 선상의 백색광이 출사되어서 기판(9)상의 선상조사 영역에 조사된다 (스텝S12, S13).The flow of the inspection of the film thickness nonuniformity by the
광출사부(3)로부터의 광은, 기판(9)의 상면(91)에서 반사되어, 파장대 절환기구(5)의 선택 광학 필터(51a)를 투과하므로써 선택 파장대의 광만이 꺼내져서 수광부(4)로 유도된다. 수광부(4)에서는, 파장대 절환기구(5)로부터의 선택 파장대의 광이 라인 센서(41)에 의해 수광되어, 기판(9)상의 선상조사 영역으로부터의 반사광의 선택 파장대에 있어서의 강도분포가 취득되어서 검사부(7)의 화상생성부(71)에 보내진다 (스텝S14, S15).The light from the
불균일 검사장치(1a)에서는, 스테이지(2)가 검사 종료 위치에 도달할 때 까지 (스텝S16), 기판(9)상의 선상조사 영역으로부터의 반사광의 강도분포가 반복 취득되므로써, 상면(91)으로 부터의 반사광의 선택 파장대에 있어서의 강도분포가 취득된다 (스텝S14∼S16). 그 후, 기판(9) 및 스테이지(2)의 이동 및 조명광의 조사가 정지되어 (스텝S17), 화상생성부(71)에 의해 강조 화상이 생성되는 동시에 불균일 검출부(72)에 의해 상면(91)상에 형성된 막(92)의 막두께 불균일이 검출된다 (스텝S21, S22).In the
1 회째의 막두께 불균일의 검출이 종료하면, 파장대 절환기구(5)에 있어서 선택 광학 필터(51a)가 절환되므로써 선택 파장대가 변경되고 (스텝S23, S231), 스 텝S11으로 되돌아가서 필요에 따라 선택 광학 필터(51a)의 경사가 자동적으로 변경된 후, 2회째의 막두께 불균일의 검출이 행하여진다 (스텝S11∼S17, S21∼S23).그리고, 1회째 및 2회째의 검출 결과에 근거하고, 기판(9)의 상면(91)위에 형성된 막(92)의 막두께 불균일이 최종적으로 검출되어서 불균일 검사장치(1a)에 의한 막두께 불균일의 검출이 종료한다.When the detection of the first film thickness nonuniformity is completed, the wavelength
이상 설명한 바와 같이, 불균일 검사장치(1a)에서도, 제1의 실시형태와 같이, 선택 파장대를 변경해서 2회의 막두께 불균일의 검출을 행하므로써, 막두께 불균일을 정밀도 좋게 검출 할 수가 있다. 또한, 기판(9)에 대한 광출사부(3)로부터의 광의 입사각θ1이 50˚이상 65˚이하로 되므로써, 막두께의 변동 폭이 저감도영역에 포함되는 것을 방지하여 미소한 막두께 불균일을 정밀도 좋게 검출할 수가 있다.As described above, in the
불균일 검사장치(1a)에서는, 필터 틸트 기구(56a)에 의해, 선택 광학 필터(51a)의 광로에 대한 경사를 변경하므로써, 제1의 실시형태와 같이, 선택 광학 필터(51a)의 기판(9)으로부터의 반사광에 대한 투과 파장대 (즉, 선택 파장대)을 정밀도 좋게 조정할 수가 있다. 그 결과, 선택 파장대를 막(92)의 특성에 맞추어서 조정하므로써, 막두께 불균일의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있고, 더욱이, 복수대의 불균일 검사장치에 있어서 선택 파장대를 정밀도 좋게 일치시킬 수 있다. 불균일 검사장치(1a)도, 도포 액의 도포에 의해 형성된 막(92)의 막두께 불균일 (즉, 도포 불균일)의 검출에 특히 적합하다.In the
불균일 검사장치(1a)의 파장대 절환기구(5)에서는, 특히, 1개의 필터 틸트 기구(56a)에 의해 복수의 광학 필터(51)의 광로에 대한 경사가 일체적으로 변경되기 때문에, 복수의 광학 필터(51)에 대하여 투과 파장대의 조정을 하는 기구를 간소화 할 수가 있다. 또한, 제하나의 실시형태와 같이, 선택 광학 필터(51a)가 광출사부(3)로부터의 선상광이 신장하는 쪽인 Y방향을 향하는 필터 회전축(55a)을 중심으로 하여 회전운동하므로써, 선상광의 선택 광학 필터(51a)에 대한 입사각이 선상광의 전길이에 걸쳐서 일정하게 되고, 막두께 불균일의 검출 정밀도의 저하를 방지 할 수가 있다.In the wavelength
불균일 검사장치(1a)에서는, 제1의 실시형태와 같이, 기판(9)으로부터의 반사광을 수광하여 막두께 불균일을 검출하기 때문에, 기판(9)이 광투과성을 갖지 않을 경우라도, 막두께 불균일을 적절히 검사할 수가 있다. 또한, 광출사부(3)로부터의 광을 경사시켜서 기판(9)에 조사하므로써, 광출사부(3)나 수광부(4)의 구성이나 배치가 복잡해져 버리는 것을 방지할 수가 있다.In the
다음에, 본 발명의 제3의 실시형태에 관한 불균일 검사장치(1b)에 관하여 설명한다. 도11은, 불균일 검사장치(1b)의 구성을 나타내는 도이다. 도11에 나타낸 바와 같이, 불균일 검사장치(1b)는, 도1에 나타내는 불균일 검사장치(1)의 각 구성에 더하여, 기판(9)으로부터 파장대 절환기구(5)에 이르는 광로상에 배치되는 동시에 막(92)으로부터의 반사광 중 S편광광을 선택적으로 투과하는 편광자(6)를 더 구비한다.Next, the
불균일 검사장치(1b)에 의한 막두께 불균일의 검사의 흐름은, 제1의 실시형태와 거의 같아서, 이하, 도5 및 도6을 참조하면서 설명한다. 불균일 검사장치(1b) 에 의해 막(92)의 막두께 불균일의 검사가 행하여질 때에는, 우선, 필터 틸트 기구(56)(도3참조)에 의해 선택 광학 필터(51a)의 경사가 필요에 따라 변경되어서 선택 파장대의 조정이 행하여진다 (스텝S11). 계속해서, 기판(9) 및 스테이지(2)의 이동이 시작되고, 광출사부(3)로부터 선상의 백색광이 출사되어서 기판(9)상의 선상조사 영역에 조사된다 (스텝S12, S13).The flow of the inspection of the film thickness nonuniformity by the
광출사부(3)로부터의 광은, 기판(9)의 상면(91)에서 반사되어, 편광자(6)를 투과하므로써 S편광광만이 꺼내진다. 그리고, 파장대 절환기구(5)의 선택 광학 필터(51a)를 투과하므로써, S편광광으로부터 선택 파장대의 광만이 꺼내진 후, 수광부(4)로 유도된다. 수광부(4)에서는, 파장대 절환기구(5)로부터의 선택 파장대의 S편광광이 라인 센서(41)에 의해 수광되어, 기판(9)상의 선상조사 영역으로부터의 반사광 중, S편광광의 선택 파장대에 있어서의 강도분포가 취득되어서 검사부(7)의 화상생성부(71)에 보내진다 (스텝S14, S15).The light from the
불균일 검사장치(1b)에서는, 스테이지(2)가 검사 종료 위치에 도달할때 까지 (스텝S16), 기판(9)상의 선상조사 영역으로부터의 반사광의 강도분포가 반복 취득되므로써, 상면(91)으로부터의 반사광 중, S편광광의 선택 파장대에 있어서의 강도분포가 취득된다 (스텝S14∼S16).그 후, 기판(9) 및 스테이지(2)의 이동 및 조명광의 조사가 정지되고 (스텝S17), 화상생성부(71)에 의해 강조 화상이 생성되는 동시에 불균일 검출부(72)에 의해 상면(91)위에 형성된 막(92)의 막두께 불균일이 검출된다 (스텝S21, S22).In the
1 회째의 막두께 불균일의 검출이 종료하면, 파장대 절환기구(5)에 있어서 선택 광학 필터(51a)가 절환되므로써 선택 파장대가 변경되고 (스텝S23, S231), 스텝S11에 되돌아가서 필요에 따라서 선택 광학 필터(51a)의 경사가 변경된 후, 2회째의 막두께 불균일의 검출이 행하여진다 (스텝S11∼S17, S21∼S23). 그리고, 1회째 및 2회째의 검출 결과에 근거하여, 기판(9)의 상면(91)위에 형성된 막(92)의 막두께 불균일이 최종적으로 검출되어서 불균일 검사장치(1b)에 의한 막두께 불균일의 검출이 종료한다.When the detection of the first film thickness nonuniformity is completed, the wavelength
도12는, 기판(9)의 상면(91)위에 형성된 막(92)의 막두께와 반사율과의 관계를 나타내는 도이다. 도12중의 선(121)은, 본 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1b)와 동일 조건에 있어서의 반사율 (즉, S편광광에 대한 반사율)을 나타낸다. 또한, 선(122)은, 불균일 검사장치(1b)로부터 편광자(6)가 생략된 장치 (즉, 제1의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1))와 동일 조건에 있어서의 반사율 (즉, 편광 되어 있지 않는 광(이하, 「무편광광 」이라고 한다.)에 대한 반사율)을 나타내고, 선(123)은, 불균일 검사장치(1b)의 편광자(6)에 대신하여 P편광광만을 선택적으로 투과하는 다른 편광자가 설치되어진 장치와 동일 조건에 있어서의 반사율 (즉, P편광광에 대한 반사율)을 나타낸다. 선(121∼123)은, 파장550nm의 광에 대한 반사율을 나타낸다.FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the film thickness and the reflectance of the
도13은, 막(92)의 막두께가 1nm만 변동한 경우의 반사율의 변동을 나타내는 도이다. 도13중의 선(201∼203)은 도12중의 선(121∼123)에 대응하고 있어, 각각 S편광광, 무편광광 및 P편광광에 대한 반사율의 변동을 나타낸다.FIG. 13 is a diagram showing a change in reflectance when the film thickness of the
도13에 나타낸 바와 같이, S편광광에 대한 반사율의 변동은 무편광광이나 P 편광광에 대한 반사율의 변동에 비하여 크기 때문에, 불균일 검사장치(1b)에서는, 편광자(6)에 의해 수광부(4)에서 수광되는 광을 S편광광으로 하여 S편광광의 강도분포에 근거해서 막두께 불균일을 검사하므로써, 막두께의 변동을 강조 화상에 있어서의 화소의 값의 변동으로서 고감도에 취득할 수가 있다. 이와 같이, 불균일 검사장치(1b)에서는, 막두께 불균일에 대한 감도를 향상시키므로써, 막두께 불균일을 보다 정밀도 좋게 검출할 수가 있다.As shown in Fig. 13, since the variation in reflectance with respect to the S-polarized light is larger than the variation in reflectance with respect to unpolarized light or P-polarized light, in the
불균일 검사장치(1b)에서는, 편광자(6)가 기판(9)과 라인 센서(41)와의 사이 (즉, 수광측의 광로상(光路上))에 배치되기 때문에, 편광자(6)에 대한 광출사부(3)로부터의 열의 영향을 방지 할수가 있다. 또한, 편광자(6)이 기판(9)과 파장대 절환기구(5)와의 사이에 배치되는 것에 의해 편광자(6)의 배치의 자유도가 높아지기 때문에, 장치의 구성이 복잡화하는 것을 방지할 수가 있다.In the
다음에, 본 발명의 제4의 실시형태에 관한 불균일 검사장치(1c)에 관하여 설명한다. 도14는, 불균일 검사장치(1c)의 구성을 나타내는 도이다. 도14에 나타낸 바와 같이, 불균일 검사장치(1c)에서는, S편광광을 선택적으로 투과하는 편광자(6)가 수광부(4)의 집광 렌즈(42)와 라이 센서(41)와의 사이의 광로상에 배치된다. 그 밖의 구성은 도11과 같으며, 이하의 설명에 있어서 동일 부호를 붙인다. 또한, 불균일 검사장치(1c)에 의한 막두께 불균일의 검사의 흐름은, 제3의 실시형태와 같다.Next, the
불균일 검사장치(1c)에서는, 광출사부(3)로부터의 광이 기판(9)의 상면(91)에서 반사되어, 파장대 절환기구(5)의 선택 광학 필터(51a)를 투과하므로써 선택 파장대의 광만이 꺼내져서 수광부(4)로 유도된다. 수광부(4)에서는, 파장대 절환기구(5)로부터의 선택 파장대의 광이 집광 렌즈(42)에 의해 집광되어서 편광자(6)로 이끌어져, 편광자(6)을 투과하므로써 S편광광만이 꺼내져서 라인 센서(41)위로 결상되면서 수광된다.In the
불균일 검사장치(1c)에서는, 제3의 실시형태와 같이, S편광광의 강도분포에 근거해서 막두께 불균일을 검사하므로써, 막(92)의 막두께 불균일을 보다 정밀도 좋게 검출할 수가 있다. 또한, 편광자(6)가 기판(9)과 라인 센서(41)와의 사이 (즉, 수광측의 광로상)에 배치되기 때문에, 편광자(6)에 대한 광출사부(3)로부터의 열의 영향을 방지할 수가 있다. 불균일 검사장치(1c)에서는, 특히, 편광자(6)가 집광 렌즈(42)와 라인 센서(41)와의 사이에 배치되기 때문에, 편광자(6)을 집광 렌즈(42)에 의해 집광된 선상광에 대응하는 크기와 할 수가 있다. 따라서, 편광자(6)가 집광 렌즈(42)보다도 앞(자기 앞) (예컨대, 광출사부(3)로부터 집광 렌즈(42)에 이르는 광로상)에 배치될 경우에 비하여, 편광자(6)를 소형화할 수가 있다.In the
다음에, 본 발명의 제5의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1d) 에 관해서 설명한다. 도15는, 불균일 검사장치(1d)의 구성을 나타내는 도이다. 도15에 나타낸 바와 같이, 불균일 검사장치(1d)에서는, S편광광을 선택적으로 투과하는 편광자(6)가 광출사부(3)의 실린드리컬렌즈(33)와 기판(9)과의 사이의 광로상에 배치된다. 그 밖의 구성은 도11과 같으며, 이하의 설명에 있어서 동일 부호를 붙인다. 또 한, 불균일 검사장치(1d)에 의한 막두께 불균일의 검사의 흐름은, 제3의 실시형태와 같다.Next, the
불균일 검사장치(1d)에서는, 광출사부(3)로부터의 광이 편광자(6)를 투과하므로써 S편광광만이 꺼내져서 기판(9)에 이끌어지고, 기판(9)의 상면(91)에서 반사된 S편광광이 파장대 절환기구(5)의 선택 광학 필터(51a)를 투과하므로써 선택 파장대의 광만이 꺼내져서 수광부(4)에 유도된다. 수광부(4)에서는, 파장대 절환기구(5)로부터의 선택 파장대의 광이 집광 렌즈(42)에 의해 집광되어서 라인 센서(41)상에 결상 되면서 수광된다.In the
불균일 검사장치(1d)에서는, 제3의 실시형태와 같이, S편광광의 강도분포에 근거해서 막두께 불균일을 검사하므로써, 막(92)의 막두께 불균일을 보다 정밀도 좋게 검출할 수가 있다. 특히, 표면이 비교적 거친 막(92) (예컨대, 기판(9)에서 반사된 광(14)에 포함되는 산란광의 정반사광에 대한 비율이 1%이상으로 되는 막(92))이 형성된 기판(9)의 막두께 불균일의 검사를 할 경우에는, 편광자(6)를 광출사부(3)와 기판(9)과의 사이 (즉, 나가 쏘아측의 광노상)에 배치하므로써, 편광자(6)을 기판(9)과 라인 센서(41)과의 사이 (즉, 수광측의 광노상)에 배치할 경우에 비하여, 막두께 불균일을 보다 정밀도 좋게 검출할 수가 있다.In the
다음에, 본 발명의 제6의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1e)에 관해서 설명한다.Next, the
도16은, 불균일 검사장치(1e)의 구성을 나타내는 도이다. 불균일 검사장치(1e)에서는, 광출사부(3)로부터의 광의 기판(9)에의 입사각θ2가, 도1에 나타내는 불균일 검사장치(1)의 입사각θ1과는 달리, 10˚이상 40˚이하 (본 실시형태에서는, 30˚)로 된다. 그 밖의 구성은 도1과 같아서, 이하의 설명에 있어서 동일 부 호를 붙인다.Fig. 16 is a diagram showing the configuration of the
도16에 나타낸 바와 같이, 불균일 검사장치(1e)는, 제1의 실시형태와 같이, 기판(9)을 유지하는 스테이지(2), 스테이지(2)에 유지된 기판(9)의 광투과성의 막(92)이 형성되어 있는 상면(91)을 향해서 광을 출사하는 광출사부(3), 기판(9)으로부터의 반사광 중 선택 파장대의 광만을 투과시키는 동시에 선택 파장대를 서로 다른 복수의 파장대의 사이에서 절환하는 파장대 절환기구(5), 파장대 절환기구(5)를 투과한 광을 수광하여 선택 파장대의 광의 강도의 상면상에 있어서의 분포를 취득하는 수광부(4), 스테이지(2)을 이동하는 이동기구(21), 수광부(4)에서 취득한 광의 강도분포에 근거해서 막(92)의 막두께 불균일을 검사하는 검사부(7) 및 이것들의 구성을 제어하는 제어부(8)를 구비한다.As shown in FIG. 16, the
파장대 절환기구(5)는, 제1의 실시형태와 마찬가지로, 서로 다른 복수의 좁은 파장대의 광을 선택적으로 각각 투과하는 복수(본 실시형태에서도 5개. 도2참조)의 광학 필터(51), 5개의 광학 필터(51)를 유지하는 원판모양의 필터 휠(52) 및 필터 휠(52)을 회전하는 필터 회전 모터(53)를 구비한다. 파장대 절환기구(5)에서는, 필터 회전 모터(53)에 의해 필터 휠(52)이 회전하므로써, 복수의 광학 필터(51) 중 광출사부(3)로부터 수광부(4)에 이르는 광로상에 배치되는 선택 광학 필터(51a)가 다른 광학 필터(51)로 절환된다.As in the first embodiment, the wavelength
파장대 절환기구(5)는, 선택 광학 필터(51a)의 기판(9)으로부터 수광부(4)에 이르는 광로에 대한 경사를 변경하는 필터 틸트 기구(56)(도3참조)를 더 구비한다. 파장대 절환기구(5)에서는, 도2 에 나타낸 바와 같이, 5개의 광학 필터(51)의 각각 에 대하여 필터 틸트 기구(56)가 설치되어 있어, 이것에 의해, 각 광학 필터(51)의 광로에 대한 경사가 다른 광학 필터(51)와는 개별로 변경된다.The wavelength
광출사부(3)도, 제1의 실시형태와 같이, 복수의 광학 필터(51)에 대응하는 복수의 파장대의 광을 포함하는 백색광을 출사하는 광원인 할로겐 램프(31), 할로겐 램프(31)로 부터 광을 선상광으로 변환하는 석영 로드(32) 및 석영 로드(32)로부터의 선상광을 기판(9)으로 이끄는 실린드리컬렌즈(33)를 구비한다. 수광부(4)도, 복수의 CCD가 직선상으로 배열된 라인 센서(41) 및 라인 센서(41)와 파장대 절환기구(5)의 선택 광학 필터(51a)와의 사이에 마련되어지는 집광 렌즈(42)를 구비한다.Like the first embodiment, the
다음에, 불균일 검사장치(1e)에 의한 막두께 불균일의 검사의 흐름에 관해서 설명한다. 불균일 검사장치(1e)에 의한 검사의 흐름은, 제1의 실시형태로 같아서, 이하, 도5 및 도6을 참조하면서 설명한다. 불균일 검사장치(1e)에 의해 기판(9)의 상면(91)위의 막(92)의 막두께 불균일이 검사될 때에는, 우선, 필터 틸트 기구(56)에 의해 선택 광학 필터(51a)의 경사가 필요에 따라 변경되어서 선택 파장대의 조정이 행하여지고 (스텝S11), 도16 중에 실선으로 나타내는 검사 시작 위치로부터 스테이지(2)의 이동이 시작된다 (스텝S12).Next, the flow of inspection of film thickness nonuniformity by the
계속해서, 기판(9)의 상면(91)에 대하여 입사각 30˚에서 입사하는 선상광이 상면(91)위의 조사 영역에 조사되어, 기판(9)으로부터의 반사광이 선택 광학 필터(51a)에 의해 선택 파장대의 광만이라고 되어서 라인 센서(41)에 의해 수광되어, 기판(9)상의 조사 영역으로부터의 반사광의 선택 파장대에 있어서의 강도분포가 취 득된다 (스텝S13∼S15).Subsequently, linear light incident on the
불균일 검사장치(1e)에서는, 스테이지(2)의 이동에 동기하여 기판(9)상의 조사 영역으로부터의 반사광의 강도분포가 반복 취득되어, 스테이지(2)가 도16 중에 2점 쇄선으로 나타내는 검사 종료 위치에 도달하면 스테이지(2)의 이동 및 조명광의 조사가 정지된다 (스텝S16, S17). 그리고, 상면(91)의 강조 화상이 생성되는 동시에 상면(91)상의 막두께 불균일이 검출된다 (스텝S21, S22).In the
1 회째의 막두께 불균일의 검출이 종료하면, 파장대 절환기구(5)에 있어서 선택 광학 필터(51a)를 절환되므로써 선택 파장대가 변경되고 (스텝S23, S231), 스텝S11에 되돌아가서 필요에 따라 선택 광학 필터(51a)의 경사가 변경된 후, 2회째의 막두께 불균일의 검출이 행하여진다 (스텝S11∼S17, S21∼S23).그리고, 1회째 및 2회째의 검출 결과에 근거하여, 기판(9)의 주면 상면(91)위에 형성된 막(92)의 막두께 불균일이 최종적으로 검출되어서 불균일 검사장치(1e)에 의한 막두께 불균일의 검출이 종료한다.When the detection of the first film thickness nonuniformity is completed, the selection wavelength band is changed by switching the selection
이상으로 설명한 것 같이, 불균일 검사장치(1e)에서는, 광출사부(3)로부터 기판(9)에 입사하는 광의 입사각θ2가 30˚로 되어 있으며, 도7에 나타낸 바와 같이, 입사각θ1이 60˚인 제1의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1)에 비하여, 막두께에 대한 반사율의 극대점 근방의 폭이 작기 (즉, 극대점으로부터 선(102)의 경사가 커질때 까지의 막두께의 차가 작다) 때문에, 극대점 근방에 있어서의 저감도 영역의 폭이 작아진다. 이로 인해, 막두께의 변동 범위가 비교적 큰 막두께 불균일을 검출할 경우, 막두께의 변동 범위전체가 저감도 영역에 포함되어버리는 것 이 방지된다. 바꾸어 말하면, 막두께의 변동 범위의 적어도 일부가, 서로 인접하는 저감도영역의 사이의 고감도에서 불균일검출이 가능한 영역으로 포함되는 것이 된다. 이와 같이, 불균일 검사장치(1e)에서는, 기판(9)에 대한 광출사부(3)로부터의 광의 입사각θ2가 작게 되므로써, 특히, 이와 같은 불균일 검사장치에 있어서 통상의 입사각이라고 하는 45˚보다도 작고, 구체적으로는 40˚이하라고 되므로써, 비교적 막두께 변동이 큰 막두께 불균일의 검출에 있어서, 막두께의 변동 범위전체가 저감도영역에 포함되어버리는 것을 방지 할 수가 있다.As described above, in the
또한, 불균일 검사장치(1e)에서는, 기판(9)에 대한 광의 입사각θ2를 10˚이상이라고 하므로써, 광출사부(3)와 수광부(4)와의 근접에 의한 입사측 및 반사측의 광로의 중복을 회피하여, 광출사부(3)나 수광부(4), 파장대 절환기구(5)의 구성이나 배치가 복잡하게 되어버리는 것을 방지할 수가 있다.In addition, in the
이와 같이, 불균일 검사장치(1e)에서는, 기판(9)에 대한 광출사부(3)로부터의 광의 입사각θ2가 10˚이상 40˚이하라고 되므로써, 장치구성이 복잡화하는 것을 방지할 수가 있는 동시에, 비교적 막두께 변동이 큰 막두께 불균일을 검출할 경우에, 막두께의 변동 범위전체가 저감도영역에 포함되어버리는 것을 방지해서 막두께 불균일을 확실에 검출할 수가 있다.In this manner, in the
또한, 불균일 검사장치(1e)에서는, 파장대 절환기구(5)의 복수의 광학 필터(51)에 의해 서로 다른 복수의 파장대의 사이에서 선택 파장대를 절환하므로써, 불균일 검출시의 막두께의 저감도영역을 적절히 변경하고, 비교적 막두께변동이 큰 막두께 불균일을 보다 확실하게 검출할 수가 있다. 불균일 검사장치(1e)도, 제1의 실시형태와 마찬가지로, 도포 액의 도포에 의해 형성된 막(92)의 막두께 불균일 (즉, 도포 불균일)의 검출에 특히 적합하다.Further, in the
불균일 검사장치(1e)에서는, 제1의 실시형태와 마찬가지로, 필터 휠(52)을 회전운동하여 선택 광학 필터(51a)를 다른 광학 필터(51)에 절환하므로써, 수광부(4)에서 수광하는 기판(9)으로부터의 반사광의 파장대(즉, 선택 파장대)를 용이하게 변경 할 수가 있다. 또한, 광출사부(3)로부터의 선상광을 라인 센서(41)에 의해 기판(9)의 이동에 동기하여 수광하므로써, 기판(9)에 대한 광의 입사각θ2를 상면(91)전체에서 일정하게 할 수가 있기 때문에, 불균일 검출부(72)에 의한 막두께 불균일의 검출 처리를 간소화할 수가 있다.In the
파장대 절환기구(5)에서는, 제1의 실시형태와 마찬가지로, 필터 틸트 기구(56)에 의해 선택 광학 필터(51a)의 광로에 대한 경사를 변경하므로써, 선택 광학 필터(51a)의 기판(9)으로부터의 반사광에 대한 투과 파장대(즉, 선택 파장대)를 정밀도 좋게 조정할 수가 있다. 그 결과, 선택 파장대를 막(92)의 특성에 맞추어서 조정하므로써, 막두께 불균일의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있고, 더욱이, 복수대의 불균일 검사장치에 있어서 선택 파장대를 정밀도 좋게 일치시킬 수 있다.In the wavelength
또한, 파장대 절환기구(5)에서는, 선택 광학 필터(51a)가 광출사부(3)로부터의 선상광이 신장하는 쪽인 Y방향을 향하는 필터 회전축(55)을 중심으로 하여 회전운동하므로써, 선택 광학 필터(51a)에 입사하는 선상광의 전장에 걸쳐, 선상광의 선택 광학 필터(51a)에 대한 입사각이 일정하게 된다. 이것에 의해, 선상광의 중앙부와 양단부에 있어서, 선택 광학 필터(51a)에 대한 입사각의 근소한 차이에 의한 투과 파장대의 약간의 어긋남이 방지되고, 막두께 불균일의 검출 정밀도의 저하를 방지할 수가 있다.Further, in the wavelength
또, 불균일 검사장치(1e)의 경우, 대부분의 경우에 있어서 하나의 필터만으로 정밀도 좋게 불균일 검출을 할 수 있기 때문에, 파장대 절환기구(5)가 하나의 고정 필터로 치횐되어도 좋고, 도6의 스텝S23, S231이 생략되어도 좋다.In the case of the
다음에, 본 발명의 제7의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1f)에 관해서 설명한다.Next, the
도17은, 불균일 검사장치(1f)의 구성을 나타내는 도이다. 불균일 검사장치(1f)에서는, 도16에 나타내는 불균일 검사장치(1e)의 필터 틸트 기구(56)(도3참조)에 대신해서, 도17 에 나타낸 바와 같이 필터 휠(52)을 필터 회전축(55a)을 중심으로 하여 회전운동 하는 필터 틸트 기구(56a)가 설치되어 진다. 그 밖의 구성은 도16과 같으며, 이하의 설명에 있어서 동일 부호를 붙인다. 필터 틸트 기구(56a)의 구성 및 불균일 검사장치(1f)에 의한 막두께 불균일의 검사의 흐름은, 제2의 실시형태와 같다.Fig. 17 is a diagram showing the configuration of the
불균일 검사장치(1f)에서는, 제6의 실시의 형태와 마찬가지로, 기판(9)에 대한 광출사부(3)로부터의 광의 입사각θ2가 10˚이상 40˚이하고 되므로써, 장치구성이 복잡화하는 것을 방지 할수가 있는 동시에, 비교적 막두께 변동이 큰 막두께 불균일을 검출할 경우에, 막두께의 변동 범위전체가 저감도영역에 포함되어버리는 것을 방지하여 막두께 불균일을 확실하게 검출할 수가 있다.In the
불균일 검사장치(1f)에서는, 제2의 실시형태와 마찬가지로, 필터 틸트 기 구(56a)에 의해, 선택 광학 필터(51a)의 기판(9)으로부터의 반사광에 대한 투과 파장대 (즉, 선택 파장대)를 정밀도 좋게 조정할 수가 있다. 그 결과, 선택 파장대를 막(92)의 특성에 맞추어서 조정하므로써, 막두께 불균일의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있고, 더욱이, 복수대의 불균일 검사장치에 있어서 선택 파장대를 정밀도 좋게 일치시킬 수 있다. 또한, 하나의 필터 틸트 기구(56a)에 의해 복수의 광학 필터(51)의 광로에 대한 경사가 일체적으로 변경되기 때문에, 복수의 광학 필터(51)에 대하여 투과 파장대의 조정을 하는 기구를 간소화할 수가 있다.In the
다음에, 본 발명의 제8의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1g) 에 관해서 설명한다. 도18은, 불균일 검사장치(1g) 의 구성을 나타내는 도이다. 도18에 나타낸 바와 같이, 불균일 검사장치(1g)는, 도16에 나타내는 불균일 검사장치(1e)의 각 구성에 더하여, 기판(9)으로부터 파장대 절환기구(5)에 이르는 광로상에 배치되는 동시에 막(92)으로부터의 반사광 중 S편광광을 선택적으로 투과하는 편광자(6)를 더 구비한다. 그 밖의 구성은 도16과 같으며, 이하의 설명에 있어서 동일 부호를 붙인다.Next, the nonuniformity inspection apparatus 1g which concerns on 8th Embodiment of this invention is demonstrated. 18 is a diagram showing the configuration of the nonuniformity inspection device 1g. As shown in FIG. 18, the nonuniformity inspecting apparatus 1g is disposed on the optical path from the
불균일 검사장치(1g)에서는, 제3의 실시형태와 마찬가지로, 편광자(6)에 의해 수광부(4)에서 수광되는 광을 S편광광으로서 S편광광의 강도분포에 근거해서 막두께 불균일을 검사하므로써, 막두께 불균일을 보다 정밀도 좋게 검출할 수가 있다. 또한, 편광자(6)가 기판(9)과 라인 센서(41)와의 사이 (즉, 수광측의 광로상)에 배치되기 때문에, 편광자(6)에 대한 광출사부(3)로부터의 열의 영향을 방지할 수가 있다. 그 위에, 편광자(6)가 기판(9)과 파장대 절환기구(5)와의 사이에 배치 되는 것에 의해 편광자(6)의 배치의 자유도가 높아지기 때문에, 장치의 구성이 복잡화하는 것을 방지할 수가 있다.In the nonuniformity inspecting apparatus 1g, similarly to the third embodiment, the film thickness nonuniformity is inspected based on the intensity distribution of the S-polarized light as the S-polarized light using the light received by the
다음에, 본 발명의 제9의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1h) 에 관해서 설명한다. 도19는, 불균일 검사장치(1h)의 구성을 나타내는 도이다. 도19에 나타낸 바와 같이, 불균일 검사장치(1h)에서는, S편광광을 선택적으로 투과하는 편광자(6)가 수광부(4)의 집광 렌즈(42)와 라인 센서(41)와의 사이의 광로상에 배치된다. 그 밖의 구성은 도18과 같으며, 이하의 설명에 있어서 동일 부호를 붙인다.Next, the nonuniformity inspection device 1h according to the ninth embodiment of the present invention will be described. Fig. 19 is a diagram showing the configuration of the nonuniformity inspection device 1h. As shown in FIG. 19, in the nonuniformity inspection apparatus 1h, the
불균일 검사장치(1h)에서는, 제8의 실시형태와 마찬가지로, S편광광의 강도분포에 근거해서 막두께 불균일을 검사하므로써, 막(92)의 막두께 불균일을 보다 정밀도 좋게 검출할 수가 있다. 또한, 편광자(6)가 기판(9)과 라인 센서(41)와의 사이 (즉, 수광측의 광로상)에 배치되기 때문에, 편광자(6)에 대한 광출사부(3)로부터의 열의 영향을 방지할 수가 있다. 불균일 검사장치(1h)에서는, 특히, 편광자(6)가 집광 렌즈(42)와 라인 센서(41)와의 사이에 배치되기 때문에, 제4의 실시형태와 마찬가지로, 편광자(6)을 소형화 할 수가 있다.In the nonuniformity inspection device 1h, similarly to the eighth embodiment, the film thickness nonuniformity can be detected more accurately with respect to the film thickness nonuniformity based on the intensity distribution of the S-polarized light. In addition, since the
다음에, 본 발명의 제10의 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치(1j)에 관해서 설명한다.Next, the
도20은, 불균일 검사장치(1j)의 구성을 나타내는 도이다. 도20에 나타낸 바와 같이, 불균일 검사장치(1j)에서는, S편광광을 선택적으로 투과하는 편광자(6)가 광출사부(3)의 실린드리컬렌즈(33)와 기판(9)과의 사이의 광로상에 배치된다. 그 밖의 구성은 도18과 같아서, 이하의 설명에 있어서 동일 부호를 붙인다.20 is a diagram showing the configuration of the
불균일 검사장치(1j)에서는, 제8의 실시형태와 마찬가지로, S편광광의 강도분포에 근거해서 막두께 불균일을 검사하므로써, 막(92)의 막두께 불균일을 보다 정밀도 좋게 검출할 수 있다. 특히, 표면이 비교적 거친 막(92) (예컨대, 기판(9)에서 반사된 광에 포함되는 산란광의 정반사광에 대한 비율이 1%이상으로 되는 막(92))이 형성된 기판(9)의 막두께 불균일의 검사를 할 경우에는, 제5의 실시형태와 마찬가지로, 편광자(6)를 광출사부(3)와 기판(9)과의 사이 (출사측의 광로상)에 배치하므로써, 편광자(6)를 기판(9)과 라인 센서(41)와의 사이 (즉, 수광측의 광로상)에 배치할 경우에 비하여, 막두께 불균일을 보다 정밀도 좋게 검출할 수가 있다.In the
이상, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명해 왔으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 여러가지 변경이 가능하다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.
예컨대, 스테이지(2)는, 광출사부(3), 수광부(4) 및 파장대 절환기구(5)에 대하여 상대적으로 이동하면 잘되고, 스테이지(2)가 고정되어, 광출사부(3), 수광부(4) 및 파장대 절환기구(5)가, 서로 고정된 상태에서 이동되어도 좋다.For example, the
광출사부(3)에서는, 석영 로드(32)에 대신하여 복수의 광섬유가 직선상으로 배열된 파이버 어레이가 설치되고, 할로겐 램프(31)로부터의 광이 파이버 어레이를 통과하므로써 선상광으로 변환되어도 좋다. 또한, 할로겐 램프(31) 및 석영 로드(32)에 대신해서, 직선상으로 배열된 복수의 발광 다이오드가 선상광을 출사하는 광원으로서 설치되어도 좋다.In the
불균일 검사장치에서는, 할로겐 램프(31)로부터 나가 비쳐지는 광에 기판(9) 상에 형성된 막(92)에 바람직하지 않는 영향을 주는 파장대의 광이 포함되어 있을 경우, 해당 파장대의 광을 투과하지 않는 필터 등이 할로겐 램프(31)로부터 기판(9)에 이르는 광로상에 설치된다. 또한, 기판(9)의 상면(91)상의 막(92)이 적외선에 대하여 투과성을 갖을 경우, 백색광을 출사하는 할로겐 램프(31)에 대신해서 적외선을 출사하는 광원이 광출사부(3)에 설치되어져도 좋다.In the non-uniformity inspection apparatus, when the light exiting from the
기판(9)에 대한 광의 입사각을 상면(91)전체에 있어서 일정하게 하므로써 막두께 불균일의 검출을 간소화한다고 하는 관점으로부터는, 기판(9)에 대하여 상대적으로 이동하는 라인 센서(41)에 의해 광출사부(3)로부터의 선상광의 반사광을 수광하는 것이 바람직하지만, 기판(9)의 촬상 시간을 단축 해야할 경우등에는, 라인 센서(41)에 대신하여 2차원 CCD센서가 수광부(4)에 설치되어져도 좋다.From the viewpoint of simplifying detection of film thickness nonuniformity by making the incident angle of light to the
파장대 절환기구(5)는, 반드시 기판(9)으로부터 수광부(4)에 이르는 광로상에 배치될 필요는 없고, 예컨대, 광출사부(3)로부터 기판(9)에 이르는 광로상에 배치되어도 좋다.The wavelength
또한, 파장대 절환기구(5)에 의한 선택 파장대의 절환은, 복수의 광학 필터(51)의 절환에는 한정되지 않고, 서로 다른 복수의 파장대의 광을 출사하는 복수의 광원이 광출사부(3)에 설치되어져, 파장대 절환기구(5)에 의해 복수의 광원이 제어되므로써, 광출사부(3)로부터 출사되는 광의 파장대가 절환되어도 좋다.The wavelength band switching by the wavelength
상기 실시형태에 관계되는 불균일 검사장치에서는, 막(92)의 막두께 불균일은, 불균일검출부(72)에 의해 상면(91)의 2차원화상에 있어서의 각화소의 화소치의 편차의 정도가 검사되므로써 검출되지만, 막두께 불균일의 검출은, 디스플레이 등 에 표시된 상면(91)의 2차원화상을 작업자가 눈으로 보고 참조용 화상과 비교하므로써 행하여져도 좋다.In the nonuniformity inspection apparatus according to the above embodiment, the film thickness nonuniformity of the
필터 틸트 기구는, 상술한 구성이외의 여러가지 구성으로 되어도 좋고, 예컨대, 제1, 제3 내지 제6 및 제8 내지 제10의 실시형태에 관계되는 필터 틸트 기구(56)에서는, 각 광학 필터(51)의 필터 회전축(55)의 단부에 스테핑 모터가 접속되어, 제어부(8)의 제어에 의해 스테핑 모터가 회전되므로써, 광학 필터(51)가 회전운동 되어서 광로에 대한 경사가 자동적으로 변경되어도 좋다. 또한, 필터 틸트 기구에 의한 광학 필터(51)의 회전 방향은, 예컨대, 도3중에 있어서의 반시계회전이여도 좋다.The filter tilt mechanism may have various configurations other than the above-described configuration. For example, in the
제3 내지 제5 및 제8 내지 제10의 실시형태에 관한 불균일 검사장치에서는, 라인 센서(41)에서 S편광광을 수광한다는 관점만으로는, 편광자(6)는 광출사부(3)로부터 라인 센서(41)에 이르는 광로상의 어디에 배치되어도 좋고, 예컨대, 선택 광학 필터(51a)와 집광 렌즈(42)와의 사이에 배치되어도 좋다.In the nonuniform inspection apparatus according to the third to the fifth and the eighth to tenth embodiments, the
제1 내지 제5의 실시형태에 관한 불균일 검사장치에서는, 기판(9)에 대한 입사각이 10˚이상 40˚이하의 광을 출사하는 제2광출사부 및 제2광출사부로부터의 광의 기판(9)에 있어서의 반사광을 수광하는 제2수광부가 더 설치되고, 미소한 막두께 불균일의 고정밀도한 검출 및 막두께 변동이 큰 막두께 불균일의 확실한 검출이 하나의 장치로 실현되어도 좋다.In the non-uniformity inspection apparatus according to the first to fifth embodiments, the second light emitting portion and the substrate of light from the second light emitting portion emit light having an incident angle to the
상기 실시형태에 관한 불균일 검사장치는, 레지스트 막이외의 다른 막, 예컨대, 기판(9)상에 형성된 절연막이나 도전 막의 막두께 불균일의 검출에 이용되어도 좋고, 이것들의 막은, 도포 액의 도포이외 의 방법, 예컨대, 증착법이나 화학기상성장법 (CVD:Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링 등에 의해 형성된 것이여도 좋다. 또한, 불균일 검사장치는, 반도체 기판등의 다른 기판상에 형성된 막의 막두께 불균일의 검사에 이용되어서 좋다.The nonuniformity inspection apparatus according to the above embodiment may be used for the detection of the film thickness nonuniformity of an insulating film or a conductive film formed on a film other than a resist film, for example, the
본 발명을 상세히 묘사해서 설명하였으나, 기술의 설명은 예시적이며 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 실시형태가 가능한 것으로 이해된다.While the invention has been described and described in detail, the description thereof is intended to be illustrative and not restrictive. Accordingly, it is understood that many modifications and embodiments are possible without departing from the scope of the present invention.
불균일 검사장치(1)에서는, 광출사부(3)로부터 기판(9)에 입사하는 광의 상면(91)에 대한 입사각θ1이 60˚로 되므로써, 고정밀도한 불균일 검출이 가능하게 되는 막두께의 범위를 크게 할 수가 있는 동시에 막두께에 대한 반사율의 극대점 근방 영역인 저감도영역의 폭이 넓어지는 것을 방지할 수가 있다.그 결과, 막두께의 변동 폭이 저감도영역에 포함되는 것을 방지하여 미소한 막두께 불균일을 정밀도 좋게 검출할 수가 있다.In the
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