JP5833963B2 - Light / dark inspection device, light / dark inspection method - Google Patents
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Description
この発明は、基板に形成された膜の膜厚ムラ等によって生じる明暗を検査する明暗検査技術に関する。 The present invention relates to a light / dark inspection technique for inspecting light / dark caused by film thickness unevenness of a film formed on a substrate.
特許文献１には、基板に形成されたレジスト膜の膜厚ムラを検査する膜厚ムラ検査装置が記載されている。具体的には、この膜厚ムラ検査装置は、基板に形成されたレジスト膜に光を照射する光源と、レジスト膜および基板の各表面で反射された光を受光する受光部とを備える。そして、反射光の強度（換言すれば膜表面の明暗）が膜厚に依存することを利用して、受光部の検出結果からレジスト膜の膜厚ムラが測定される。この際、Ｙ軸方向へ延びる直線状の光をレジスト膜に照射しつつ受光部のラインセンサにより反射光を検出した状態で、基板ＳがＸ軸方向に移動される。これによって、Ｙ軸方向に延びる照射光をＸ軸方向に走査して、レジスト膜の全体における膜厚ムラを検査することができる。 Patent Document 1 describes a film thickness unevenness inspection apparatus for inspecting film thickness unevenness of a resist film formed on a substrate. Specifically, the film thickness nonuniformity inspection apparatus includes a light source that irradiates light onto a resist film formed on a substrate, and a light receiving unit that receives light reflected on each surface of the resist film and the substrate. Then, utilizing the fact that the intensity of reflected light (in other words, the brightness of the film surface) depends on the film thickness, the film thickness unevenness of the resist film is measured from the detection result of the light receiving portion. At this time, the substrate S is moved in the X-axis direction while the reflected light is detected by the line sensor of the light receiving unit while irradiating the resist film with linear light extending in the Y-axis direction. Thereby, the irradiation light extending in the Y-axis direction can be scanned in the X-axis direction to inspect the film thickness unevenness in the entire resist film.
ちなみに、特許文献１で用いられているＣＣＤ（Charge Coupled Device）のような受光素子は、受光量（入力）に応じた大きさの電気信号（出力）を検出結果として出力する。この際、ラインセンサのように複数の受光素子を配列したセンサを用いた場合、受光素子毎に入出力特性が異なり、膜厚ムラの測定精度に影響が出る場合があった。そこで、特許文献１では、膜厚ムラの検査に先立って、各受光素子の入出力特性が求められる。具体的には、基板に代えて配置したミラーに光を照射して、この際の各受光素子の出力値を測定した結果から各受光素子の入出力特性が求められる。そして、膜厚ムラの検査時においては、各受光素子の出力値が測定された受光素子の入出力特性に基づいて補正される。 Incidentally, a light receiving element such as a CCD (Charge Coupled Device) used in Patent Document 1 outputs an electric signal (output) having a magnitude corresponding to the amount of received light (input) as a detection result. At this time, when a sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged, such as a line sensor, is used, the input / output characteristics are different for each light receiving element, which may affect the measurement accuracy of film thickness unevenness. Therefore, in Patent Document 1, input / output characteristics of each light receiving element are required prior to inspection of film thickness unevenness. Specifically, the input / output characteristics of each light receiving element are obtained from the result of measuring the output value of each light receiving element at this time by irradiating light on a mirror disposed in place of the substrate. At the time of inspecting the film thickness unevenness, the output value of each light receiving element is corrected based on the measured input / output characteristics of the light receiving element.
ところで、受光素子の入出力特性は、一般に非線形である。したがって、受光素子の入出力特性を求めるためには、受光素子の受光量（入力）を多数回に渡って変更して、各受光量での受光素子の出力値を測定することが必要となる。具体的には、特許文献１の膜厚ムラ検査装置は、ミラーに光を照射する時間（露光時間）を１〜１０[ms]の間で１０段階で変化させることで、実質的に受光素子の受光量を１０段階で変更し、各受光量における受光素子の出力値を測定する。 Incidentally, the input / output characteristics of the light receiving element are generally non-linear. Therefore, in order to obtain the input / output characteristics of the light receiving element, it is necessary to change the light receiving amount (input) of the light receiving element many times and measure the output value of the light receiving element at each light receiving amount. . Specifically, the film thickness nonuniformity inspection apparatus of Patent Document 1 substantially changes the light receiving element by changing the time (exposure time) for irradiating the light to the mirror in 10 steps between 1 to 10 [ms]. The received light amount is changed in 10 steps, and the output value of the light receiving element at each received light amount is measured.
しかしながら、受光量を多数回に渡って変更しつつ各受光量での受光素子の出力値を測定するには、相当程度の時間を要する。特に特許文献１では、受光素子の受光量の変更を露光時間の変更により実行しているため、受光量を増大させるためには露光時間を長くする必要がある。そのため、各受光量での受光素子の出力値を全て求めるのに要する時間は長大となっていた。その結果、膜厚ムラ検査を始める前の処理に時間がかかって、膜厚ムラ検査を速やかに開始できないといった問題があった。また、このような検査前の処理に時間がかかるといった問題は、膜厚ムラを検査する場合に限らず、対象物に照射した光の反射光を検出して対象物の明暗を検査する技術全般において発生するおそれがあった。 However, it takes a considerable amount of time to measure the output value of the light receiving element at each received light amount while changing the received light amount many times. In particular, in Patent Document 1, since the change in the light reception amount of the light receiving element is executed by changing the exposure time, it is necessary to lengthen the exposure time in order to increase the light reception amount. For this reason, the time required to obtain all the output values of the light receiving elements at the respective light receiving amounts is long. As a result, there is a problem that the processing before starting the film thickness unevenness inspection takes time and the film thickness unevenness inspection cannot be started promptly. In addition, such a problem that processing before inspection takes time is not limited to the case of inspecting the film thickness unevenness, but the general technique for inspecting the light and darkness of the object by detecting the reflected light of the light irradiated to the object There was a risk of occurrence.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、明暗検査を始める前の処理に要する時間を短縮して、明暗検査を速やかに開始することを可能とする技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of quickly starting a light / dark inspection by shortening the time required for processing before starting the light / dark inspection.
この発明にかかる明暗検査装置は、上記目的を達成するために、検査対象を支持する支持手段と、支持手段に支持された検査対象に向けて光を照射する光照射手段と、検査対象からの反射光を、非線形の入出力特性を有する複数の受光素子によって検出する光検出手段と、各受光素子の出力値を補正する補正情報を求める補正情報取得モード、および光照射手段から検査対象へ光を照射した際の各受光素子の出力値を補正情報で補正した補正値から検査対象の明暗を検査する明暗検査モードを実行する制御手段と、各受光素子の受光量と出力値との関係である入出力特性を示す素子特性情報を記憶する記憶手段とを備え、制御手段は、補正情報取得モードにおいて、支持手段に支持される反射部材を移動させながら当該反射部材に向けて光照射手段から同一の露光量で光を複数回照射することで、各受光素子について得た複数の出力値に基づいて光照射手段が照射する光の光量分布を求め、光量分布および記憶手段に記憶された素子特性情報に基づいて各受光素子の補正情報を求めることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a light / dark inspection apparatus according to the present invention includes a support means for supporting an inspection object, a light irradiation means for irradiating light toward the inspection object supported by the support means, and an inspection object. Light detection means for detecting reflected light by a plurality of light receiving elements having nonlinear input / output characteristics, a correction information acquisition mode for obtaining correction information for correcting the output value of each light receiving element, and light from the light irradiation means to the inspection object The control means for executing the light / dark inspection mode for inspecting the light / dark of the inspection object from the correction value obtained by correcting the output value of each light receiving element at the time of irradiation with the correction information, and the relationship between the amount of light received and the output value and a storage means for storing device characteristic information indicating a certain input-output characteristics, the control means, in the correction information acquisition mode, toward the reflective member while moving the reflecting member is supported by the support means light irradiation By irradiating a plurality of times light in the same exposure amount from the means, we obtain the light amount distribution of light irradiation means for irradiating on the basis of a plurality of output values obtained for the respective light receiving elements, are stored in the light amount distribution and storage means The correction information of each light receiving element is obtained based on the element characteristic information.
この発明にかかる明暗検査方法は、上記目的を達成するために、検査対象に向けて光を照射して、検査対象からの反射光を非線形の入出力特性を有する複数の受光素子によって検出し、受光素子の検出結果に基づいて検査対象の明暗を検査する明暗検査方法において、受光素子の出力値を補正する補正情報を求める補正情報取得工程と、光照射手段から検査対象へ光を照射した際の受光素子の出力値を補正情報で補正した補正値から検査対象の明暗を検査する明暗検査工程とを備え、補正情報取得工程では、支持手段に支持される反射部材を移動させながら当該反射部材に向けて光照射手段から同一の露光量で光を複数回照射することで、各受光素子について得た複数の出力値に基づいて光照射手段が照射する光の光量分布を求めるとともに、受光素子の受光量と出力値との関係である入出力特性を示す素子特性情報を記憶手段から読み出し、光量分布および素子特性情報に基づいて受光素子の補正情報を求めることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the brightness / darkness inspection method according to the present invention irradiates light toward an inspection object, and detects reflected light from the inspection object by a plurality of light receiving elements having nonlinear input / output characteristics, In a light / dark inspection method for inspecting light / dark of an inspection object based on a detection result of a light receiving element, a correction information acquisition step for obtaining correction information for correcting an output value of the light receiving element, and when light is irradiated from the light irradiation means to the inspection object A light / dark inspection process for inspecting the brightness of the object to be inspected based on the correction value obtained by correcting the output value of the light receiving element with the correction information. In the correction information acquisition process, the reflection member is supported while moving the reflection member supported by the support means the towards by irradiating multiple times with light at the same exposure amount from the light emitting means, with determining the light amount distribution of the light irradiation means for irradiating on the basis of a plurality of output values obtained for each light-receiving element Reading device characteristics information showing the input-output characteristic relationship is between the light receiving amount and an output value of the light receiving element from the storage means, it is characterized by obtaining the correction information of the light receiving element based on the light amount distribution and the element characteristic information.
このように構成された発明（明暗検査装置、明暗検査方法）では、光照射手段から検査対象へ光が照射されるとともに、反射光を受光する受光素子の出力値に基づいて明暗が検査される（明暗検査モード、明暗検査工程）。この際、受光素子の入出力特性を示す素子特性情報から補正情報が求められ、明暗の検査は、この補正情報で受光素子の出力値を補正した補正値に基づいて実行される。こうして各受光素子の出力を素子特性情報で補正した補正値に基づいて明暗の検査を行うことで、各受光素子の入出力特性の差異を補償しつつ明暗の検査を適切に行うことができる。 In the invention configured as described above (light / dark inspection apparatus, light / dark inspection method), light is irradiated from the light irradiation means to the inspection object, and light and dark are inspected based on the output value of the light receiving element that receives the reflected light. (Light / dark inspection mode, light / dark inspection process). At this time, correction information is obtained from the element characteristic information indicating the input / output characteristics of the light receiving element, and the light / dark inspection is executed based on the correction value obtained by correcting the output value of the light receiving element with this correction information. Thus, by performing the light / dark inspection based on the correction value obtained by correcting the output of each light receiving element with the element characteristic information, it is possible to appropriately perform the light / dark inspection while compensating for the difference in the input / output characteristics of each light receiving element.
しかも、この発明では、各受光素子の入出力特性を示す素子特性情報が記憶手段に予め記憶されている。したがって、受光素子の入出力特性を求める必要がなく、換言すれば、特許文献１のように受光素子の受光量を多段階で変化させて受光素子の出力値を取得するといった処理を明暗検査の前に実行する必要がない。ただし、このように予め記憶された素子特性情報に基づいて、受光素子の出力値を補正する構成を採用するにあたっては、光照射手段の光量分布が明暗検査の精度に影響するおそれがあった。 Moreover, in the present invention, element characteristic information indicating the input / output characteristics of each light receiving element is stored in advance in the storage means. Therefore, there is no need to obtain the input / output characteristics of the light receiving element. In other words, the process of acquiring the output value of the light receiving element by changing the amount of light received by the light receiving element in multiple stages as in Patent Document 1 is performed. There is no need to run before. However, when adopting a configuration in which the output value of the light receiving element is corrected based on the element characteristic information stored in advance as described above, the light quantity distribution of the light irradiation means may affect the accuracy of the light / dark inspection.
つまり、明暗検査は、明暗が受光素子の出力値の差異として現れることを利用して行われる。この際、検査対象に対して照射される光量が一様でなくて分布を有すると、受光素子の出力値の差異が、光量分布によるものか明暗によるものかを判別できない。したがって、理想的には、光照射手段の照射する光の光量は一様であることが求められる。しかしながら、光照射手段の照射する光の光量は実際には一様とはならずに、分布を有することが多い。 That is, the light / dark inspection is performed using the fact that light / dark appears as a difference in output values of the light receiving elements. At this time, if the amount of light applied to the inspection object is not uniform and has a distribution, it cannot be determined whether the difference in the output value of the light receiving element is due to the light amount distribution or due to light and dark. Therefore, ideally, the amount of light emitted from the light irradiation means is required to be uniform. However, the amount of light emitted by the light irradiation means is not actually uniform and often has a distribution.
これに対して、特許文献１では、光照射手段からミラーに光を照射して、その反射光を受光する受光素子の出力値から受光素子の入出力特性が求められる。このような構成では、光照射手段の光量分布と各受光素子の入出力特性の差異とが特に区別されずに、受光素子の入出力特性として渾然一体に求められる。そのため、受光素子の入出力特性は光照射手段の光量分布を実質的に加味したものとなっている。このような入出力特性に基づいて受光素子の出力値を補正した場合、光照射手段の光量変動と各受光素子の入出力特性の差異の両方が結果的に補償されるため、光照射手段の光量分布が明暗検査の精度に与える影響は小さい。一方、この発明において、受光素子の入出力特性を示す素子特性情報は、特許文献１のように光照射手段の光量分布を加味したものとはなっていない。したがって、かかる入出力特性に基づいて受光素子の出力値を補正した場合、光照射手段の光量分布が明暗検査の精度に影響を与えるおそれがある。 On the other hand, in Patent Document 1, the input / output characteristics of the light receiving element are obtained from the output value of the light receiving element that irradiates the mirror with light from the light irradiation means and receives the reflected light. In such a configuration, the light quantity distribution of the light irradiating means and the difference in the input / output characteristics of each light receiving element are not particularly distinguished, and the input / output characteristics of the light receiving element are obtained as a whole. For this reason, the input / output characteristics of the light receiving element substantially take into account the light amount distribution of the light irradiation means. When the output value of the light receiving element is corrected based on such input / output characteristics, both the light amount fluctuation of the light irradiating means and the difference in input / output characteristics of each light receiving element are compensated as a result. The influence of the light quantity distribution on the accuracy of the light / dark inspection is small. On the other hand, in the present invention, the element characteristic information indicating the input / output characteristics of the light receiving element does not take into account the light amount distribution of the light irradiating means as in Patent Document 1. Therefore, when the output value of the light receiving element is corrected based on such input / output characteristics, the light quantity distribution of the light irradiating means may affect the accuracy of the light / dark inspection.
そこで、この発明では、光照射手段の光量分布が求められる。具体的には、支持部材に支持される反射部材に向けて光照射手段から光が照射され、この際の受光素子の出力値に基づいて光照射手段が照射する光の光量分布が求められる。そして、光量分布と記憶手段に記憶された素子特性情報に基づいて受光素子の補正情報が求められる（補正情報取得モード、補正情報取得工程）。こうして、素子特性情報のみならず光量分布にも基づく補正情報で受光素子の出力値を補正し、この補正値に基づいて明暗を検査することで、光照射手段の光量分布が明暗検査の精度に与える影響の抑制が図られている。しかも、光照射手段の光量分布は、受光素子の入出力特性のように非線形な特性を有するものではない。そのため、光照射手段の光量分布を求めるために、受光素子の受光量を多段階で変化させつつ受光素子の出力値を求めるといった処理を行なう必要はない。つまり、光照射手段の光量分布は、受光素子の入出力特性と比べて迅速に求めることができる。 Therefore, in the present invention, the light amount distribution of the light irradiation means is required. Specifically, light is irradiated from the light irradiation unit toward the reflecting member supported by the support member, and the light amount distribution of the light irradiated by the light irradiation unit is obtained based on the output value of the light receiving element at this time. Then, correction information of the light receiving element is obtained based on the light amount distribution and the element characteristic information stored in the storage means (correction information acquisition mode, correction information acquisition step). In this way, the output value of the light receiving element is corrected with correction information based not only on the element characteristic information but also on the light amount distribution, and the light intensity distribution of the light irradiating means is improved in the accuracy of the light / dark inspection by inspecting the brightness based on this correction value Suppression of the influence is aimed at. In addition, the light amount distribution of the light irradiation means does not have non-linear characteristics like the input / output characteristics of the light receiving element. Therefore, it is not necessary to perform a process of obtaining the output value of the light receiving element while changing the amount of light received by the light receiving element in multiple stages in order to obtain the light amount distribution of the light irradiation means. That is, the light quantity distribution of the light irradiating means can be obtained quickly as compared with the input / output characteristics of the light receiving element.
このように、この発明では、受光素子の入出力特性を示す素子特性情報を記憶手段に記憶しておくことで、受光素子の入出力特性を求めるための処理を排除可能としている。この際、光照射手段の光量分布が明暗検査に与える影響を抑制するために、光照射手段の光量分布を求める必要があるものの、光照射手段の光量分布は受光素子の入出力特性と比べて迅速に求めることができる。したがって、この発明では、受光素子の入出力特性を求めていた特許文献１と比較して、明暗検査を始める前の処理に要する時間を短縮することができ、明暗検査を速やかに開始することが可能となっている。 As described above, according to the present invention, element characteristic information indicating the input / output characteristics of the light receiving element is stored in the storage means, thereby eliminating the process for obtaining the input / output characteristics of the light receiving element. At this time, in order to suppress the influence of the light amount distribution of the light irradiation means on the light and dark inspection, it is necessary to obtain the light amount distribution of the light irradiation means, but the light amount distribution of the light irradiation means is compared with the input / output characteristics of the light receiving element. It can be requested quickly. Therefore, according to the present invention, the time required for the process before starting the light / dark inspection can be shortened and the light / dark inspection can be started promptly as compared with Patent Document 1 in which the input / output characteristics of the light receiving element have been obtained. It is possible.
ところで、この発明では、光照射手段が照射する光の光量分布は、光照射手段から照射されて反射部材で反射された光を受光した各受光素子の出力値から求められる。したがって、各受光素子で入出力特性に差異があると、光量分布を正確に求められないおそれがある。そこで、制御手段は、補正情報取得モードにおいて、受光素子の出力値に対応する受光量を素子特性情報に基づいて受光素子毎に算出して、光量分布を求めるように明暗検査装置を構成しても良い。このような構成では、受光素子の出力値に対応する受光量が素子特性情報に基づいて受光素子毎に算出される。したがって、各受光素子の入出力特性の差異によらず、受光素子が実際に受光した受光量を求めることができる。そして、このようにして求められた受光量に基づいて光量分布を求めることで、光量分布を正確に求めることができる。 By the way, in this invention, the light quantity distribution of the light irradiated by the light irradiation means is obtained from the output value of each light receiving element that receives the light irradiated from the light irradiation means and reflected by the reflecting member. Therefore, if there is a difference in input / output characteristics between the light receiving elements, the light quantity distribution may not be obtained accurately. Therefore, in the correction information acquisition mode, the control means configures the light / dark inspection apparatus so as to calculate the received light amount corresponding to the output value of the light receiving element for each light receiving element based on the element characteristic information and obtain the light amount distribution. Also good. In such a configuration, the amount of received light corresponding to the output value of the light receiving element is calculated for each light receiving element based on the element characteristic information. Therefore, the amount of light received by the light receiving element can be obtained regardless of the difference in input / output characteristics of each light receiving element. And by calculating | requiring light quantity distribution based on the received light quantity calculated | required in this way, light quantity distribution can be calculated | required correctly.
また、記憶手段は、受光素子の出力値の二次以上の多項式で受光素子の受光量を表した入出力特性の各項の係数を素子特性情報として記憶するように明暗検査装置を構成しても良い。このような構成では、受光素子の入出力特性が有する非線形性を素子特性情報にきっちりと表すことができる。そして、このような素子特性情報に基づいて、各受光素子の出力値を補正する補正情報を求めることで、各受光素子の入出力特性の差異を補正情報にしっかり反映させることができる。 Further, the storage means configures the light / dark inspection apparatus so as to store the coefficient of each term of the input / output characteristics representing the amount of light received by the light receiving element as a second or higher order polynomial of the output value of the light receiving element as element characteristic information. Also good. In such a configuration, the non-linearity of the input / output characteristics of the light receiving element can be accurately expressed in the element characteristic information. Then, by obtaining correction information for correcting the output value of each light receiving element based on such element characteristic information, the difference in the input / output characteristics of each light receiving element can be firmly reflected in the correction information.
この際、制御手段は、補正情報取得モードにおいて、入出力特性の各項の係数を光量分布が示す受光量で除算して求まる各補正係数を、補正情報として受光素子毎に求めるように明暗検査装置を構成しても良い。このような構成では、各受光素子の入出力特性の差異のみならず、光照射手段が照射する光の光量分布もしっかりと補正情報に反映させることができる。 At this time, in the correction information acquisition mode, the control means performs a light / dark inspection so that each correction coefficient obtained by dividing the coefficient of each term of the input / output characteristics by the amount of received light indicated by the light amount distribution is obtained for each light receiving element as correction information. An apparatus may be configured. In such a configuration, not only a difference in input / output characteristics of each light receiving element but also a light amount distribution of light emitted by the light irradiation means can be firmly reflected in the correction information.
そして、制御手段は、明暗検査モードにおいて、各補正係数を各項の係数とする多項式に受光素子の出力値を代入して得られる値を受光素子の出力値の補正値として求めるように明暗検査装置を構成しても良い。このように受光素子の出力値を補正することで、各受光素子の入出力特性の差異および光照射手段が照射する光の光量分布の影響を受光素子の出力値から排除して、明暗検査を高精度に実施することができる。 Then, in the light / dark inspection mode, the control means performs light / dark inspection so as to obtain a value obtained by substituting the output value of the light receiving element into a polynomial having each correction coefficient as a coefficient of each term as a correction value of the output value of the light receiving element. An apparatus may be configured. By correcting the output value of the light receiving element in this way, the difference in input / output characteristics of each light receiving element and the influence of the light quantity distribution of the light irradiated by the light irradiating means are excluded from the output value of the light receiving element, and the brightness inspection is performed. It can be carried out with high accuracy.
ところで、光照射手段が照射する光の光量分布は、光照射手段から照射されて反射部材で反射された光を受光した各受光素子の出力値から求められる。この際、反射部材にパーティクルが付着していると、光量分布を正確に求めることができないおそれがある。そこで、制御手段は、補正情報取得モードにおいて、支持手段により反射部材を移動させながら光照射手段から同一の露光量で光を複数回照射することで、各受光素子について得た複数の出力値に基づいて光量分布を求める。このような構成では、パーティクルの影響を抑えて、光照射手段が照射する光の光量分布を求めることが可能となる。
By the way, the light quantity distribution of the light irradiated by the light irradiation means is obtained from the output values of the respective light receiving elements that receive the light irradiated from the light irradiation means and reflected by the reflecting member. At this time, if particles are attached to the reflecting member, the light quantity distribution may not be obtained accurately. Therefore, in the correction information acquisition mode, the control unit irradiates light with the same exposure amount from the light irradiation unit a plurality of times while moving the reflecting member by the support unit, thereby obtaining a plurality of output values obtained for each light receiving element. Ru determine the light intensity distribution on the basis of. In such a configuration, it is possible to obtain the light amount distribution of the light irradiated by the light irradiation means while suppressing the influence of the particles.
この際、制御手段は、各受光素子について得た複数の出力値から受光素子の出力値を階級とするヒストグラムを受光素子毎に作成し、受光素子の複数の出力値からヒストグラムの端部に対応する受光素子の出力値を外した結果に基づいて光量分布を求めるように明暗検査装置を構成しても良い。つまり、各受光素子について得た複数の出力値から受光素子の出力値を階級としてヒストグラムを作成した場合、パーティクルの影響を受けた受光素子の出力値はヒストグラムの端部に現れる傾向にある。そこで、受光素子の複数の出力値からヒストグラムの端部に対応する受光素子の出力値を外した結果に基づいて光量分布を求めることで、パーティクルの影響を確実に抑えて、光照射手段が照射する光の光量分布を求めることができる。 At this time, the control means creates a histogram for each light receiving element based on the output values of the light receiving elements from the plurality of output values obtained for each light receiving element, and corresponds to the edge of the histogram from the plurality of output values of the light receiving elements. The light / dark inspection apparatus may be configured to obtain the light amount distribution based on the result of removing the output value of the light receiving element. That is, when a histogram is created using the output values of the light receiving elements as a class from a plurality of output values obtained for each light receiving element, the output values of the light receiving elements affected by the particles tend to appear at the end of the histogram. Therefore, by calculating the light quantity distribution based on the result of removing the output value of the light receiving element corresponding to the edge of the histogram from the plurality of output values of the light receiving element, the influence of the particles is reliably suppressed, and the light irradiation means irradiates. The light quantity distribution of the light to be obtained can be obtained.
また、反射部材は、光照射手段からの光を鏡面で反射するように明暗検査装置を構成しても良い。このような構成では、反射部材からの反射光量を十分に確保することができ、光照射手段が照射する光の光量分布を正確に求めるにあたって有利となる。 Moreover, you may comprise a brightness inspection apparatus so that the reflection member may reflect the light from a light irradiation means in a mirror surface. With such a configuration, it is possible to secure a sufficient amount of light reflected from the reflecting member, which is advantageous in accurately obtaining the light amount distribution of the light irradiated by the light irradiation means.
本発明によれば、明暗検査を始める前の処理に要する時間を短縮して、明暗検査を速やかに開始することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to shorten the time required for processing before the start of the light / dark inspection and to start the light / dark inspection promptly.
以下では、基板に形成された膜の明暗が膜厚に依存することを利用して、膜の明暗から膜厚ムラを検査する膜厚ムラ検査装置の説明を通じて、本発明にかかる明暗検査装置の実施形態の一例について述べる。図１は、本発明にかかる明暗検査装置としての膜厚ムラ検査装置の一例を模式的に示した正面図である。同図では、Ｚ軸方向を鉛直方向とするＸＹＺ直交座標系が示されている。この膜厚ムラ検査装置１は、液晶表示装置等の表示装置に用いられるガラス基板Ｓ（以下「基板Ｓ」と略称）の表面に形成された、パターン形成用のレジスト膜Ｆ（以下「膜Ｆ」と略称）の膜厚を検査する装置である。なお、基板Ｓ表面のレジスト膜Ｆは、基板Ｓの表面にレジスト液を塗布することで形成されたものである。図１に示すように、膜厚ムラ検査装置１は、ステージ２に支持された基板Ｓの表面（膜Ｆが形成された主面）に光照射部３から光を照射して、その反射光を光検出部４で検出する概略構成を具備する。また、膜厚ムラ検査装置１では、光検出部４に入射する光の波長帯を切り換える波長帯切換機構５が設けられている。
Hereinafter, the description of the film thickness nonuniformity inspection apparatus that inspects the film thickness unevenness from the lightness and darkness of the film by utilizing the fact that the lightness and darkness of the film formed on the substrate depends on the film thickness. An example of the embodiment will be described. FIG. 1 is a front view schematically showing an example of a film thickness unevenness inspection apparatus as a light / dark inspection apparatus according to the present invention. In the figure, an XYZ orthogonal coordinate system having the Z-axis direction as the vertical direction is shown. This film thickness nonuniformity inspection apparatus 1 is a resist film F for pattern formation (hereinafter referred to as “film F”) formed on the surface of a glass substrate S (hereinafter abbreviated as “substrate S”) used in a display device such as a liquid crystal display device. Is an apparatus for inspecting the film thickness. The resist film F on the surface of the substrate S is formed by applying a resist solution to the surface of the substrate S. As shown in FIG. 1, the film thickness unevenness inspection apparatus 1 irradiates light from a light irradiation unit 3 onto the surface of a substrate S (main surface on which a film F is formed) supported by a
ステージ２は矩形状を具備しており、黒色に艶消しされた表面で基板Ｓを支持する。また、膜厚ムラ検査装置１は、ステージ２をＸ軸方向へ移動させる移動機構２１を備える。この移動機構２１は、ステージ２に螺合されたボールネジ（図示省略）をモータ２１１で回転させることで、ステージ２をガイド２１２に沿ってＸ軸方向へ移動させる。こうして、ステージ２に伴って基板ＳをＸ軸方向へ移動させることが可能となっている。なお、図１では、ステージ２の可動範囲を示すために、可動範囲の同図左端におけるステージ２および基板Ｓが実線で表される一方、可動範囲の同図右端におけるステージ２および基板Ｓが二点鎖線で表されている。
The
光照射部３は、可視領域の全波長帯の光を含む白色光を射出するハロゲンランプ３１と、Ｙ軸方向に延びる円柱形状を有する石英ロッド３２と、Ｙ軸方向に延びるシリンドリカルレンズ３３とを備える。ハロゲンランプ３１は、石英ロッド３２のＹ軸方向の一端に取り付けられており、石英ロッド３２内に向けて光を射出する。そして、石英ロッド３２は、ハロゲンランプ３１から入射してきた光を、その側面からシリンドリカルレンズ３３へ向けて射出する。これによって、ハロゲンランプ３１から射出された光は、石英ロッド３２およびシリンドリカルレンズ３３の作用によって、Ｙ軸方向に延びる線状光（光束断面がＹ軸方向に長い線状となる光）に変換されて基板Ｓ表面へ照射される。
The light irradiation unit 3 includes a
こうして、図１の一点鎖線に示すように、光照射部３から射出された光は、基板Ｓおよび膜Ｆの表面で反射されて光検出部４へと向かう。より詳しくは、膜Ｆは光に対して透過性を有しているため、光照射部３から射出された光には、膜Ｆの表面で反射される光の他、膜Ｆを透過して基板Ｓ表面で反射される光がある。したがって、光検出部４へ向かう光は、基板Ｓ表面での反射光と膜Ｆ表面での反射光との干渉光（以下「反射光」と略称）となる。 Thus, as indicated by the one-dot chain line in FIG. 1, the light emitted from the light irradiation unit 3 is reflected by the surface of the substrate S and the film F and travels toward the light detection unit 4. More specifically, since the film F is permeable to light, the light emitted from the light irradiation unit 3 is transmitted through the film F in addition to the light reflected from the surface of the film F. There is light reflected by the surface of the substrate S. Therefore, the light traveling toward the light detection unit 4 becomes interference light (hereinafter referred to as “reflected light”) between the reflected light on the surface of the substrate S and the reflected light on the surface of the film F.
また、ステージ２に支持された基板Ｓと光照射部３の間には、波長帯切換機構５が配置されている。したがって、基板Ｓおよび膜Ｆからの反射光は、波長帯切換機構５を経由して光検出部４へ入射する。この波長帯切換機構５は、複数の光学フィルタ５１（例えば、半値幅１０[nm]の干渉フィルタ）を同心円状に並べて円形のフィルタホイール５２で支持する概略構成を備える。なお、これら複数の光学フィルタ５１は、互いに異なる波長帯の光を選択的に透過するものである。
Further, a wavelength band switching mechanism 5 is disposed between the substrate S supported by the
また、波長帯切換機構５は、フィルタホイール５２の中心に取り付けられた回転モータ５３を備え、この回転モータ５３でフィルタホイール５２を回転させることで、基板Ｓから光検出部４へ向かう光路上に複数の光学フィルタ５１の１つを配置することができる。これによって、膜Ｆの膜厚や屈折率等に応じた適切な光学フィルタを光路上に配置することができる。そして、光検出部４には、光路上に配置された光学フィルタ５１が透過する波長帯の光のみが入射することとなる。
The wavelength band switching mechanism 5 includes a
光検出部４は、複数の受光素子Ｅ(n)をＹ軸方向に直線状に配列したラインセンサ４１と、Ｙ軸方向に延びるレンズ４２とを備え、光路上に配置された光学フィルタ５１から透過した光をレンズ４２によってラインセンサ４１へ導く。ここで、括弧内の「ｎ」は、受光素子をラベリングするための正の整数である。また、個別の受光素子を特に区別しない場合は、受光素子の符号を単に「Ｅ」で表すか、もしくは「Ｅ(n)」で全受光素子を代表して示すこととする。複数の受光素子ＥそれぞれはＣＣＤで構成されており、受光した光を電気信号に変換する光電変換を行って、受光量（入力）に応じた大きさの画素値（出力値）を出力する。また、各受光素子Ｅは、非線形の入出力特性（光電変換特性）を有する。
The light detection unit 4 includes a
以上が、膜厚ムラ検査装置１が備える機械的構成の概略である。続いては、膜厚ムラ検査装置１が備える電気的構成の概略について説明する。この膜厚ムラ検査装置１は、移動機構２１、光照射部３、光検出部４および波長帯切換機構５を制御する制御部１００と、膜厚ムラの検査に要する信号処理を担う検査部２００とを備える。そして、制御部１００および検査部２００が協働して膜厚ムラ検査を行う。
The above is the outline of the mechanical configuration of the film thickness unevenness inspection apparatus 1. Next, an outline of an electrical configuration provided in the film thickness unevenness inspection apparatus 1 will be described. The film thickness unevenness inspection apparatus 1 includes a
膜厚ムラ検査では、光照射部３から射出されて基板Ｓ表面に６０度の入射角で入射した線状光が、基板Ｓ表面でＹ軸方向に直線状に延びる線状照射領域Ｒに照射される。そして、光検出部４のラインセンサ４１が線状照射領域Ｒからの反射光を検出して、１ライン分の画像データＤrを検査部２００に出力する。この際、制御部１００はモータ２１１を動作させて、ステージ２とともに基板ＳをＸ軸方向へ等速で移動させる。これによって、線状照射領域Ｒが基板Ｓ表面をＸ軸方向に走査する。こうして、線状照射領域ＲをＸ軸方向に走査しつつ、線状照射領域Ｒからの反射光を１ライン分の画像データＤrに順次変換することで、膜Ｆ全体の画像データＤrを取得することができる。
In the film thickness unevenness inspection, linear light emitted from the light irradiation unit 3 and incident on the surface of the substrate S at an incident angle of 60 degrees is irradiated on the linear irradiation region R extending linearly in the Y-axis direction on the surface of the substrate S. Is done. Then, the
検査部２００は、光検出部４から出力される画像データＤrを受信する出力受付部２１０の他、出力受付部２１０が受信した画像データＤrに対して所定の信号処理を施す出力補正部２２０および強調処理部２３０と、信号処理後の画像データＤrに基づいて膜厚ムラの検出を行うムラ検出部２４０とを備える。さらに、検査部２００は、信号処理に必要となる補正係数を記憶する補正係数記憶部２５０、補正係数の取得処理を実行する補正係数取得部２６０、および補正係数の取得処理に必要となる素子特性係数を記憶する素子特性係数記憶部２７０とを備える。
The
出力受付部２１０は、受信した画像データＤrをバッファして出力補正部２２０に転送する。出力補正部２２０は、受信した画像データＤrを補正係数記憶部２５０に記憶される補正係数で補正して、補正画像データＤcを生成する。なお、この補正係数は主として、各受光素子Ｅの入出力特性の差異と光照射部３の光量分布とを補償するものであるが、その詳細については後述する。強調処理部２３０は、膜厚変動に起因する画素値の差を強調する画像処理を補正画像データＤcの二次元画像に対して行って、強調画像データＤeを生成する。なお、画素値の差を強調する画像処理は、例えば、補正画像データＤcに対してメディアンフィルタにより平滑化処理を行って平滑化された二次元画像を求め、補正画像データＤcの二次元画像から平滑化された二次元画像を画素毎に除算することで実行できる。そして、ムラ検出部２４０は、強調画像データＤeに基づいて、膜Ｆの膜厚ムラを検査する。
The
上述したとおり、膜厚ムラ検査では、補正係数記憶部２５０に記憶される補正係数で、光検出部４が出力する画像データＤrが補正されていた。この補正係数は主として、各受光素子Ｅの入出力特性の差異と光照射部３の光量分布とを補償するものである。換言すれば、この補正係数は、受光素子Ｅの入出力特性を示す素子特性係数と、光照射部３の光量分布とを加味した係数である。特にこの実施形態では、素子特性係数は予め求められて素子特性係数記憶部２７０に記憶されている。そして、補正係数取得部２６０が、光量分布を実測した結果とこの素子特性係数とに基づいて補正係数を取得する。続いては、素子特性係数を取得するフローを説明するのに続いて、光量分布を実測した結果と素子特性係数とに基づいて補正係数を取得するフローについて説明する。
As described above, in the film thickness unevenness inspection, the image data Dr output from the light detection unit 4 is corrected with the correction coefficient stored in the correction
図２は、受光素子の素子特性係数を取得するフローを示すフローチャートである。このフローチャートは、膜厚ムラ検査装置１から光検出部４を取り外した状態で実行され、例えば膜厚ムラ検査装置１の工場出荷前や、膜厚ムラ検査装置１を納品した際の初期較正時等に実行することができる。 FIG. 2 is a flowchart showing a flow for acquiring the element characteristic coefficient of the light receiving element. This flowchart is executed with the light detection unit 4 removed from the film thickness unevenness inspection apparatus 1. For example, before the factory shipment of the film thickness unevenness inspection apparatus 1 or at the time of initial calibration when the film thickness unevenness inspection apparatus 1 is delivered. And so on.
上述したとおり、受光素子Ｅは非線形の入出力特性を有する。ここで、受光素子Ｅ(n)の受光量をｙ(n)とし、受光素子Ｅ(n)の画素値（出力値）をｘ(n)としたとき、受光素子Ｅ(n)の入出力特性は次の２次式
ｙ(n)＝Ａ(n)ｘ２＋Ｂ(n)ｘ＋Ｃ(n) …式１
で表される。ここで、Ａ(n)は２次の項の係数であり、Ｂ(n)は１次の項の係数であり、Ｃ(n)は０次の項（定数項）の係数である。そして、図２のフローチャートでは、これらの係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)が受光素子Ｅ(n)の素子特性係数として求められる。
As described above, the light receiving element E has nonlinear input / output characteristics. Here, when the amount of light received by the light receiving element E (n) is y (n) and the pixel value (output value) of the light receiving element E (n) is x (n), the input / output of the light receiving element E (n). The characteristic is the following quadratic expression y (n) = A (n) x 2 + B (n) x + C (n)
It is represented by Here, A (n) is a coefficient of the second-order term, B (n) is a coefficient of the first-order term, and C (n) is a coefficient of the zero-order term (constant term). In the flowchart of FIG. 2, these coefficients A (n), B (n), and C (n) are obtained as element characteristic coefficients of the light receiving element E (n).
ステップＳ１０１では、光検出部４と同程度もしくはより長い、例えば３００[mm]の長さを有するロッドで構成された光源の直前に、レンズ４２の取り外された光検出部４が配置される。具体的には、ラインセンサ４１における受光素子Ｅ(n)の配列がロッドと平行になるように、光検出部４はロッドに対向配置される。そして、ロッドの側方から射出される光は、ラインセンサ４１に直接入射する。この際、レンズ４２が取り外されているために、ラインセンサ４１にはピントの外れたぼんやりした光が入射する。これによって、ロッドに固有の光量分布がラインセンサ４１への照射光に与える影響を緩和することができる。
In step S101, the light detection unit 4 from which the
ステップＳ１０２では、露光時間を等間隔（例えば１[ms]）で段階的に変化させて、各露光時間での受光素子Ｅ(n)の画素値が取得される。図３は、露光時間を段階的に変化させて受光素子の画素値を取得した結果をグラフで示した図である。同図のグラフでは、横軸に受光素子Ｅ(n)が示されるとともに、縦軸に受光素子Ｅ(n)の画素値が８ビット（２５６）で示されている。そして、２１段階の異なる露光時間それぞれについて、各受光素子Ｅ(n)が出力した画素値が示されている。なお、同図に示す太線は、実測された画素値ｘ(n)の生データを示す。一方、同図に示す細線は、図２のフローチャートにより求められる素子特性係数と実測された画素値ｘ(n)を式１に適用して求まる補正データ（画素値ｙ(n)に相等）を示しており、参考までに示したものである。また、図４は、図３に示した１２段階目のデータを拡大してグラフで示した図である。図３においても、太線および細線の意味は図４のそれと同様である。 In step S102, the pixel value of the light receiving element E (n) at each exposure time is acquired by changing the exposure time stepwise at equal intervals (for example, 1 [ms]). FIG. 3 is a graph showing the result of obtaining the pixel value of the light receiving element by changing the exposure time stepwise. In the graph of the figure, the horizontal axis indicates the light receiving element E (n), and the vertical axis indicates the pixel value of the light receiving element E (n) by 8 bits (256). The pixel values output by the respective light receiving elements E (n) for each of the 21 different exposure times are shown. In addition, the thick line shown in the figure shows the raw data of the actually measured pixel value x (n). On the other hand, the thin line shown in the figure represents correction data (equivalent to the pixel value y (n)) obtained by applying the element characteristic coefficient obtained by the flowchart of FIG. 2 and the actually measured pixel value x (n) to Equation 1. It is shown for reference only. FIG. 4 is an enlarged graph of the twelfth stage data shown in FIG. Also in FIG. 3, the meanings of the thick and thin lines are the same as those in FIG.
図３に示すようにステップＳ１０２では、各受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)をプロットした生データ曲線Ｌ(m)が各露光時間について取得されて、合計２１本の生データ曲線Ｌ(m)が得られる（ｍ＝１、２、３、…、２１）。ここで、括弧内の「ｍ」は、露光時間が異なるデータを識別するために付された正の整数である。このようにして、受光量ｙ(n)（つまり露光時間）を変化させた際における受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)が、全ての受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…について取得することができる。 As shown in FIG. 3, in step S102, raw data curves L (m) in which the pixel values x (n) of the respective light receiving elements E (n) are plotted are obtained for each exposure time, and a total of 21 raw data curves are obtained. L (m) is obtained (m = 1, 2, 3,..., 21). Here, “m” in parentheses is a positive integer assigned to identify data with different exposure times. In this way, the pixel value x (n) of the light receiving element E (n) when the amount of received light y (n) (that is, the exposure time) is changed becomes all the light receiving elements E (1), E (2). ,..., E (n),.
続くステップＳ１０３では、受光量ｙ(n)の変化に対する画素値ｘ(n)の変化がプロットされる。このプロットは、受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…それぞれについて実行される。この際、受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)は、図３や図４に示す生データ曲線Ｌ(m)から直接読み取った値が採用される。具体的には、生データ曲線Ｌ(m)から、ｍ段階目の露光の際に受光素子Ｅ(n)の出力した画素値ｘ(n)が画素値ｘ(n,m)として読み取られる（図４では、ｍ＝１２の場合の読取動作を示した）。この要領で、１、２、…、ｍ、…２１段階目の露光の際に受光素子Ｅ(n)が出力した画素値ｘ(n,1)、ｘ(n,2)、…ｘ(n,m)、…ｘ(n,21)を求めることができる。また、他の受光素子Ｅについても同様の処理を行って、全ての受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…について、各露光の際に出力した画素値を求めることができる。 In the subsequent step S103, the change in the pixel value x (n) with respect to the change in the amount of received light y (n) is plotted. This plot is executed for each of the light receiving elements E (1), E (2),..., E (n),. At this time, a value directly read from the raw data curve L (m) shown in FIG. 3 or FIG. 4 is adopted as the pixel value x (n) of the light receiving element E (n). Specifically, from the raw data curve L (m), the pixel value x (n) output from the light receiving element E (n) during the m-th exposure is read as the pixel value x (n, m) ( FIG. 4 shows the reading operation when m = 12. In this manner, the pixel values x (n, 1), x (n, 2),... X (n output from the light receiving element E (n) during the 21st stage exposure in the first, second,. , m),... x (n, 21) can be obtained. Further, the same processing is performed for the other light receiving elements E, and the pixel values output at the time of each exposure for all the light receiving elements E (1), E (2),..., E (n),. Can be sought.
一方、受光素子Ｅ(n)の受光量ｙ(n)については、図３の結果から推測される。具体的には次のとおりである。図３および図４から判るように、生データ曲線Ｌ(m)は大まかに、中央で極大値を有するとともに端に向かうに連れて減少する二次曲線形状を有する。これは、光源であるロッドの長さが有限であるために、ロッドの端ではロッドの中央に比べて光量が落ちるためである。そこで、以下に詳述するように、このようなロッドから受光素子Ｅ(n)に入射する光量ｙ(n)が、最も露光時間の長いときの生データ曲線Ｌ(21)を２次関数でフィッティングした結果に基づいて推測される。 On the other hand, the amount of light received y (n) of the light receiving element E (n) is estimated from the result of FIG. Specifically, it is as follows. As can be seen from FIGS. 3 and 4, the raw data curve L (m) has a quadratic curve shape which has a local maximum at the center and decreases toward the end. This is because the length of the rod, which is a light source, is finite, so that the amount of light falls at the end of the rod compared to the center of the rod. Therefore, as described in detail below, the raw data curve L (21) when the amount of light y (n) incident on the light receiving element E (n) from such a rod has the longest exposure time is expressed by a quadratic function. Inferred based on the fitting result.
図５は、生データ曲線を２次関数でフィッティングした結果をグラフで例示した図である。図５に示すように、生データ曲線Ｌ(21)を２次関数でフィッティングして、フィッティング曲線Ｌf(21)が求められる。そして、このフィッティング曲線Ｌf(21)から、２１段階目の露光の際に受光素子Ｅ(n)の受光した光量ｙ(n）が光量ｙ(n,21)として読み取られる。ここで、光量ｙ(n,m)は、ｍ段階目の露光の際に受光素子Ｅ(n)の受光した光量ｙ(n)を示すものとする。また、１〜２０段階目の露光の際に受光素子Ｅ(n)が受光した光量は、各段階目の露光時間と２１段階目の露光時間の比を光量ｙ(n,21)に乗じて求められる。つまり、ｍ段回目の露光時間をＴ(m)とすると、１〜２０段階目の露光の際に受光素子Ｅ(n)が受光した光量ｙ(n,m)は、次式
ｙ(n,m)＝ｙ(n,21)・Ｔ(m)／Ｔ(21) …式２
で求められる。また、他の受光素子Ｅについても同様の処理を行って、全ての受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…について、各露光の際に受光した光量が求められる。
FIG. 5 is a graph illustrating the result of fitting a raw data curve with a quadratic function. As shown in FIG. 5, the fitting curve Lf (21) is obtained by fitting the raw data curve L (21) with a quadratic function. Then, from this fitting curve Lf (21), the light amount y (n) received by the light receiving element E (n) at the 21st stage of exposure is read as the light amount y (n, 21). Here, the light amount y (n, m) represents the light amount y (n) received by the light receiving element E (n) during the m-th stage exposure. The light quantity received by the light receiving element E (n) during the exposure of the 1st to 20th stages is obtained by multiplying the light quantity y (n, 21) by the ratio of the exposure time of each stage and the exposure time of the 21st stage. Desired. That is, assuming that the exposure time of the m-th round is T (m), the light quantity y (n, m) received by the light receiving element E (n) during the exposure of the 1st to 20th stages is expressed by the following equation y (n, m) = y (n, 21) · T (m) / T (21)
Is required. Further, the same processing is performed for the other light receiving elements E, and the amount of light received during each exposure is obtained for all the light receiving elements E (1), E (2),..., E (n),. It is done.
こうして、露光量を２１段階で変化させた際の受光素子Ｅ(n)の受光量ｙ(n,m)と画素値ｘ(n,m)との関係（入出力関係Ｌp(n)）を求めることができる。また、かかる入出力関係Ｌp(n)は、全ての受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…について求めることができる。そして、このようにして求められた入出力関係Ｌp(n)がプロットされる（図６）。ここで、図６は、受光素子の受光量と画素値との入出力関係をプロットした結果をグラフで示した図であり、横軸に画素値を示すとともに縦軸に受光量を示している。ステップＳ１０３では、図６に示したような入出力関係Ｌp(n)が全ての受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…についてプロットされる。つまり、受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…の個数だけの入出力関係Ｌp(1)、Ｌp(2)、…、Ｌp(n)、…がプロットされる。 Thus, the relationship (input / output relationship Lp (n)) between the received light amount y (n, m) of the light receiving element E (n) and the pixel value x (n, m) when the exposure amount is changed in 21 steps. Can be sought. The input / output relationship Lp (n) can be obtained for all the light receiving elements E (1), E (2),..., E (n),. The input / output relationship Lp (n) thus determined is plotted (FIG. 6). Here, FIG. 6 is a graph showing the result of plotting the input / output relationship between the received light amount of the light receiving element and the pixel value, where the horizontal axis indicates the pixel value and the vertical axis indicates the received light amount. . In step S103, the input / output relationship Lp (n) as shown in FIG. 6 is plotted for all the light receiving elements E (1), E (2),..., E (n),. That is, the input / output relationships Lp (1), Lp (2),..., Lp (n),... As many as the number of the light receiving elements E (1), E (2),. The
そして、ステップＳ１０４では、プロットされた入出力関係Ｌp(n)が式１で示した２次曲線でフィッティングされて、受光素子Ｅ(n)の素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)が求められる。かかる処理は、プロットされた入出力関係Ｌp(1)、Ｌp(2)、…、Ｌp(n)、…それぞれに対して実行されて、全ての受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…について素子特性係数が求められて、素子特性係数記憶部２７０に記憶される。
In step S104, the plotted input / output relationship Lp (n) is fitted with the quadratic curve expressed by Equation 1, and the element characteristic coefficients A (n), B (n), C (n) is determined. Such processing is executed for each of the plotted input / output relationships Lp (1), Lp (2),..., Lp (n),..., And all the light receiving elements E (1), E (2),. .., E (n),... Are obtained and stored in the element characteristic
以上が、受光素子の素子特性係数を取得するフローである。続いては、光量分布を実測した結果と素子特性係数とに基づいて補正係数を取得するフローについて説明する。図７は、受光素子の補正係数を取得するフローを示すフローチャートである。このフローチャートは、膜厚ムラ検査装置１に光検出部４を取り付けた状態で実行され、例えば膜厚ムラ検査を実行する前に実行することができる。また、図８は、図７のフローチャートで取得される各データをグラフで示した図である。図８のグラフでは、横軸に受光素子Ｅ(n)が示されるとともに、縦軸に受光素子Ｅ(n)の画素値が８ビット（２５６）で示されている。 The above is the flow for acquiring the element characteristic coefficient of the light receiving element. Next, a flow for acquiring a correction coefficient based on the result of actually measuring the light amount distribution and the element characteristic coefficient will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a flow for acquiring the correction coefficient of the light receiving element. This flowchart is executed in a state in which the light detection unit 4 is attached to the film thickness unevenness inspection apparatus 1, and can be executed, for example, before executing the film thickness unevenness inspection. FIG. 8 is a graph showing each data acquired in the flowchart of FIG. In the graph of FIG. 8, the horizontal axis indicates the light receiving element E (n), and the vertical axis indicates the pixel value of the light receiving element E (n) by 8 bits (256).
受光素子の補正係数の取得では、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４において光照射部３が照射する光の光量分布が求められた後に、ステップＳ２０５において補正係数が求められる。この光量分布の測定では、基板Ｓに代わって基板Ｓと同じ厚みのミラーＭ（図１）がステージ２に載置され、光照射部３から射出されてミラーＭで反射された光を光検出部４が検出する。そして、この光検出部４の検出結果から光照射部３の光量分布が求められる。なお、図１では、基板ＳおよびミラーＭの表示を共通させたため、ミラーＭの表面に膜Ｆが形成されているかのように図示されているが、ミラーＭの表面は鏡面に仕上げられており膜Ｆを有しない。
In obtaining the correction coefficient of the light receiving element, the light quantity distribution of the light irradiated by the light irradiation unit 3 is obtained in steps S201 to S204, and then the correction coefficient is obtained in step S205. In this light quantity distribution measurement, a mirror M (FIG. 1) having the same thickness as the substrate S is placed on the
ステップＳ２０１では、制御部１００がモータ２１１を動作させて、ステージ２とともにミラーＭをＸ軸方向へ等速で移動させつつ、光照射部３から同一の露光時間（例えば１[ms]）で光を複数回照射する（つまり、複数回の露光を行なう）。そして、光検出部４の各受光素子Ｅ(n)は、各露光におけるミラーＭからの反射光を検出して画素値ｘ(n)を検査部２００に出力する。一方、検査部２００では、出力受付部２１０で受信した画素値ｘ(n)が補正係数取得部２６０に転送される。これによって、各受光素子Ｅ(n)がミラーＭからの反射光を受光して出力した画素値ｘ(n)を、露光の回数分取得することができる。
In step S <b> 201, the
ステップＳ２０２では、受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を階級とするヒストグラムが、受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…それぞれについて作成される。そして、ステップＳ２０３では、最頻値を含む所定範囲にある画素値ｘ(n)（例えば、最頻値近辺の５つの画素値ｘ(n)）を抽出して、これらの平均値を求める処理が、受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…それぞれについて実行される。これによって、ヒストグラムの端部に位置する画素値ｘ(n)が外される。ちなみに、図８において太線で示されるデータ平均値は、この結果をプロットしたものである。 In step S202, histograms having the pixel values x (n) of the light receiving elements E (n) as classes are created for the light receiving elements E (1), E (2),..., E (n),. In step S203, a pixel value x (n) (for example, five pixel values x (n) in the vicinity of the mode value) in a predetermined range including the mode value is extracted, and an average value thereof is obtained. Are executed for each of the light receiving elements E (1), E (2),..., E (n),. As a result, the pixel value x (n) located at the end of the histogram is removed. Incidentally, the data average value indicated by the bold line in FIG. 8 is a plot of this result.
続くステップＳ２０４では、こうして平均化された画素値ｘ(n)を式１に代入して受光素子Ｅ(n)が受光した実際の光量ｙ(n)を求める処理が、受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…それぞれについて実行される。こうして、光照射部３が照射する光の光量分布が求められる。ちなみに、図８において細線で示される光量分布は、この結果をプロットしたものである。ステップＳ２０５では、素子特性係数記憶部２７０に記憶される素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)を光量ｙ(n)で除算した値Ａ(n)／ｙ(n)、Ｂ(n) ／ｙ(n)、Ｃ(n) ／ｙ(n)を受光素子Ｅ(n)の補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)として求める処理が、受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…それぞれについて実行される。そして、各受光素子Ｅ(n)の補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)が補正係数記憶部２５０に記憶される。
In the subsequent step S204, the process of obtaining the actual light amount y (n) received by the light receiving element E (n) by substituting the pixel value x (n) averaged in this way into the equation 1 is the light receiving element E (1). , E (2),..., E (n),. In this way, the light quantity distribution of the light irradiated by the light irradiation unit 3 is obtained. Incidentally, the light amount distribution indicated by a thin line in FIG. 8 is a plot of this result. In step S205, a value A (n) / y (n) obtained by dividing the element characteristic coefficients A (n), B (n), and C (n) stored in the element characteristic
以上が、受光素子の補正係数を取得するフローである。ちなみに、膜厚ムラ検査において、画像データＤrから補正画像データＤcを生成する際には、この補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)が用いられる。具体的には、画像データＤrを構成する受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を次式
ｙ(n)＝Ａc(n)ｘ２＋Ｂc(n)ｘ＋Ｃc(n) …式３
に代入して画素値ｘ(n)の補正値ｙ(n)を求める処理が、受光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…それぞれについて実行されて、補正値ｙ(1)、ｙ(2)、…、ｙ(n)、…で構成される補正画像データＤcが生成される。
The above is the flow for acquiring the correction coefficient of the light receiving element. Incidentally, when the corrected image data Dc is generated from the image data Dr in the film thickness unevenness inspection, the correction coefficients Ac (n), Bc (n), and Cc (n) are used. Specifically, the pixel value x (n) of the light receiving element E (n) constituting the image data Dr is expressed by the following equation y (n) = Ac (n) x 2 + Bc (n) x + Cc (n) Equation 3
The process of obtaining the correction value y (n) of the pixel value x (n) by substituting into the pixel value is executed for each of the light receiving elements E (1), E (2),..., E (n),. Corrected image data Dc composed of y (1), y (2),..., y (n),.
以上に説明したように、この実施形態では、光照射部３から基板Ｓに形成された膜Ｆへ光が照射されるとともに、反射光を受光する受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)に基づいて膜厚ムラが検査される（膜厚ムラ検査モード、膜厚ムラ検査工程）。この際、受光素子Ｅ(n)の入出力特性を示す素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)から補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)が求められ、膜厚ムラの検査は、この補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)で受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を補正した補正値ｙ(n)に基づいて実行される。こうして各受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)で補正した補正値ｙ(n)に基づいて膜厚ムラの検査を行うことで、各受光素子Ｅ(n)の入出力特性の差異を補償しつつ膜厚ムラの検査を適切に行うことができる。 As described above, in this embodiment, light is irradiated from the light irradiation unit 3 to the film F formed on the substrate S, and the pixel value x (n) of the light receiving element E (n) that receives the reflected light. ) Is inspected (film thickness unevenness inspection mode, film thickness unevenness inspection step). At this time, correction coefficients Ac (n), Bc (n), and Cc (n) are obtained from element characteristic coefficients A (n), B (n), and C (n) indicating input / output characteristics of the light receiving element E (n). The obtained film thickness unevenness is inspected by correcting a correction value y (n) obtained by correcting the pixel value x (n) of the light receiving element E (n) with the correction coefficients Ac (n), Bc (n), and Cc (n). It is executed based on. Thus, the film thickness unevenness is inspected based on the correction value y (n) obtained by correcting the pixel value x (n) of each light receiving element E (n) with the element characteristic coefficients A (n), B (n), and C (n). By performing the above, it is possible to appropriately inspect the film thickness unevenness while compensating for the difference in input / output characteristics of each light receiving element E (n).
しかも、この実施形態では、各受光素子Ｅ(n)の入出力特性を示す素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)が素子特性係数記憶部２７０に予め記憶されている。したがって、受光素子Ｅ(n)の入出力特性を求める必要がなく、換言すれば、特許文献１のように受光素子Ｅ(n)の受光量を多段階で変化させて受光素子Ｅ(n)の出力値を取得するといった処理を膜厚ムラの検査の前に実行する必要がない。ただし、既に上述したとおり、予め記憶された素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)に基づいて、受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を補正する構成を採用するにあたっては、光照射部３の光量分布が膜厚ムラ検査の精度に影響するおそれがあった。
Moreover, in this embodiment, element characteristic coefficients A (n), B (n), and C (n) indicating input / output characteristics of each light receiving element E (n) are stored in advance in the element characteristic
そこで、この実施形態では、光照射部３の光量分布が求められる。具体的には、ステージ２に支持されるミラーＭに向けて光照射部３から光が照射され、この際の受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)に基づいて光照射部３が照射する光の光量分布が求められる。そして、光量分布と素子特性係数記憶部２７０に記憶された素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)に基づいて受光素子Ｅ(n)の補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)が求められる（補正情報取得モード、補正情報取得工程）。こうして、素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)のみならず光量分布にも基づく補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)で受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を補正し、この補正値ｙ(n)に基づいて膜厚ムラを検査することで、光照射部３の光量分布が膜厚ムラ検査の精度に与える影響の抑制が図られている。しかも、光照射部３の光量分布は、受光素子Ｅ(n)の入出力特性のように非線形な特性を有するものではない。そのため、光照射部３の光量分布を求めるために、受光素子Ｅ(n)の受光量を多段階で変化させつつ受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を求めるといった処理を行なう必要はない。つまり、光照射部３の光量分布は、受光素子Ｅ(n)の入出力特性と比べて迅速に求めることができる。
Therefore, in this embodiment, the light amount distribution of the light irradiation unit 3 is obtained. Specifically, light is irradiated from the light irradiation unit 3 toward the mirror M supported by the
このように、この実施形態では、受光素子Ｅ(n)の入出力特性を示す素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)を素子特性係数記憶部２７０に記憶しておくことで、受光素子Ｅ(n)の入出力特性を求めるための処理を排除可能としている。この際、光照射部３の光量分布が膜厚ムラ検査に与える影響を抑制するために、光照射部３の光量分布を求める必要があるものの、光照射部３の光量分布は受光素子Ｅ(n)の入出力特性と比べて迅速に求めることができる。したがって、この実施形態では、受光素子Ｅ(n)の入出力特性を求めていた特許文献１と比較して、膜厚ムラ検査を始める前の処理に要する時間を短縮することができ、膜厚ムラ検査を速やかに開始することが可能となっている。
Thus, in this embodiment, element characteristic coefficients A (n), B (n), and C (n) indicating the input / output characteristics of the light receiving element E (n) are stored in the element characteristic
ところで、この実施形態では、光照射部３が照射する光の光量分布は、光照射部３から照射されてミラーＭで反射された光を受光した各受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)から求められる。したがって、各受光素子Ｅ(n)で入出力特性に差異があると、光量分布を正確に求められないおそれがある。これに対して、この実施形態では、受光素子Ｅ(n)の出力値に対応する受光量が素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)に基づいて受光素子Ｅ(n)毎に算出されて、光量分布が求められている。したがって、各受光素子Ｅ(n)の入出力特性の差異によらず、受光素子Ｅ(n)が実際に受光した受光量を求めることができる。そして、このようにして求められた受光量に基づいて光量分布を求めることで、光量分布を正確に求めることができる。 By the way, in this embodiment, the light quantity distribution of the light irradiated by the light irradiating unit 3 is the pixel value x ( obtained from n). Therefore, if there is a difference in input / output characteristics between the light receiving elements E (n), the light quantity distribution may not be obtained accurately. On the other hand, in this embodiment, the amount of light received corresponding to the output value of the light receiving element E (n) is based on the element characteristic coefficients A (n), B (n), C (n). ) To obtain a light amount distribution. Therefore, the amount of light received by the light receiving element E (n) can be obtained regardless of the difference in input / output characteristics of each light receiving element E (n). And by calculating | requiring light quantity distribution based on the received light quantity calculated | required in this way, light quantity distribution can be calculated | required correctly.
また、この実施形態では、受光素子Ｅ(n)の画素値の二次以上の多項式で受光素子Ｅ(n)の受光量を表した入出力特性の各項の係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)が、素子特性係数として記憶されている。このような構成では、受光素子Ｅ(n)の入出力特性が有する非線形性を素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)にきっちりと表すことができる。そして、このような素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)に基づいて、各受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を補正する補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)を求めることで、各受光素子Ｅ(n)の入出力特性の差異を補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)にしっかり反映させることができる。 In this embodiment, the coefficients A (n) and B () of each term of the input / output characteristics representing the amount of light received by the light receiving element E (n) by a second-order or higher polynomial of the pixel value of the light receiving element E (n). n) and C (n) are stored as element characteristic coefficients. In such a configuration, the non-linearity of the input / output characteristics of the light receiving element E (n) can be expressed exactly in the element characteristic coefficients A (n), B (n), and C (n). Based on such element characteristic coefficients A (n), B (n), and C (n), correction coefficients Ac (n) for correcting the pixel value x (n) of each light receiving element E (n), By obtaining Bc (n) and Cc (n), the difference in the input / output characteristics of each light receiving element E (n) can be firmly reflected in the correction coefficients Ac (n), Bc (n), and Cc (n). it can.
特に、この実施形態では、入出力特性の各項の係数を光量分布が示す受光量ｙ(n)で除算して求まる各補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)を受光素子Ｅ(n)毎に求めている。このような構成では、各受光素子Ｅ(n)の入出力特性の差異のみならず、光照射部３が照射する光の光量分布もしっかりと補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)に反映させることができる。 In particular, in this embodiment, each correction coefficient Ac (n), Bc (n), Cc (n) obtained by dividing the coefficient of each term of the input / output characteristics by the received light quantity y (n) indicated by the light quantity distribution is received. It is obtained for each element E (n). In such a configuration, not only the difference in input / output characteristics of each light receiving element E (n) but also the light quantity distribution of the light irradiated by the light irradiation unit 3 is firmly corrected with the correction coefficients Ac (n), Bc (n), Cc. (n) can be reflected.
そして、この実施形態では、各補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)を各項の係数とする多項式（式３）に受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を代入して得られる値ｙ(n)を受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)の補正値として求めている。このように受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を補正することで、各受光素子Ｅ(n)の入出力特性の差異および光照射部３が照射する光の光量分布の影響を受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)から排除して、膜厚ムラ検査を高精度に実施することができる。 In this embodiment, the pixel value x (n) of the light receiving element E (n) is expressed by a polynomial expression (Equation 3) in which each correction coefficient Ac (n), Bc (n), Cc (n) is a coefficient of each term. Is obtained as a correction value for the pixel value x (n) of the light receiving element E (n). In this way, by correcting the pixel value x (n) of the light receiving element E (n), the difference in the input / output characteristics of each light receiving element E (n) and the influence of the light quantity distribution of the light irradiated by the light irradiation unit 3 are affected. Excluding the pixel value x (n) of the light receiving element E (n), the film thickness unevenness inspection can be performed with high accuracy.
ところで、光照射部３が照射する光の光量分布は、光照射部３から照射されてミラーＭで反射された光を受光した各受光素子Ｅ(n)の出力値から求められる。この際、ミラーＭにパーティクルが付着していると、光量分布を正確に求めることができないおそれがある。これに対して、この実施形態では、ステージ２によりミラーＭを移動させながら光照射部３から同一の露光量で光を複数回照射することで、各受光素子Ｅ(n)について得た複数の画素値ｘ(n)に基づいて光量分布が求められている。このような構成では、パーティクルの影響を抑えて、光照射部３が照射する光の光量分布を求めることが可能となる。
By the way, the light amount distribution of the light irradiated by the light irradiation unit 3 is obtained from the output value of each light receiving element E (n) that receives the light irradiated from the light irradiation unit 3 and reflected by the mirror M. At this time, if particles are attached to the mirror M, the light quantity distribution may not be obtained accurately. On the other hand, in this embodiment, a plurality of light-receiving elements E (n) obtained by irradiating light multiple times with the same exposure amount from the light irradiation unit 3 while moving the mirror M by the
特に、この実施形態では、各受光素子Ｅ(n)について得た複数の画素値ｘ(n)から受光素子Ｅ(n)の画素値Ｅ(n)を階級とするヒストグラムが受光素子Ｅ(n)毎に作成される。そして、受光素子Ｅ(n)の複数の画素値ｘ(n)からヒストグラムの端部に対応する受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を外した結果に基づいて光量分布が求められる。つまり、各受光素子Ｅ(n)について得た複数の画素値ｘ(n)から受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を階級としてヒストグラムを作成した場合、パーティクルの影響を受けた受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)はヒストグラムの端部に現れる傾向にある。そこで、受光素子Ｅ(n)の複数の画素値ｘ(n)からヒストグラムの端部に対応する受光素子Ｅ(n)の出力値を外した結果に基づいて光量分布を求めることで、パーティクルの影響を確実に抑えて、光照射部３が照射する光の光量分布を求めることができる。 In particular, in this embodiment, a histogram in which the pixel value E (n) of the light receiving element E (n) is classified from the plurality of pixel values x (n) obtained for each light receiving element E (n) is a light receiving element E (n ) Is created every time. Then, the light quantity distribution is obtained based on the result of removing the pixel value x (n) of the light receiving element E (n) corresponding to the edge of the histogram from the plurality of pixel values x (n) of the light receiving element E (n). . That is, when a histogram is created using the pixel value x (n) of the light receiving element E (n) as a class from the plurality of pixel values x (n) obtained for each light receiving element E (n), the light reception affected by the particles is received. The pixel value x (n) of the element E (n) tends to appear at the end of the histogram. Therefore, by obtaining the light amount distribution based on the result obtained by removing the output value of the light receiving element E (n) corresponding to the end of the histogram from the plurality of pixel values x (n) of the light receiving element E (n), It is possible to obtain the light amount distribution of the light irradiated by the light irradiation unit 3 while suppressing the influence with certainty.
また、この実施形態では、本発明の「反射部材」として、ミラーＭが用いられている。このような構成では、反射部材からの反射光量を十分に確保することができ、光照射部３が照射する光の光量分布を正確に求めるにあたって有利となる。 In this embodiment, the mirror M is used as the “reflecting member” of the present invention. With such a configuration, a sufficient amount of light reflected from the reflecting member can be secured, which is advantageous in accurately obtaining the light amount distribution of the light irradiated by the light irradiation unit 3.
このように、この実施形態では、膜Ｆが本発明の「検査対象」に相当し、膜厚ムラ検査装置１が本発明の「明暗検査装置」に相当し、ステージ２が本発明の「支持手段」に相当し、光照射部３が本発明の「光照射手段」に相当し、光検出部４が本発明の「光検出手段」に相当し、受光素子Ｅ(n)が本発明の「受光素子」に相当し、制御部１００および検査部２００が協働して本発明の「制御手段」として機能し、素子特性係数記憶部２７０が本発明の「記憶手段」に相当する。また、素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)が本発明の「素子特性情報」に相当し、補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)が本発明の「補正情報」に相当する。また、基板Ｓが本発明の「基板」に相当し、膜Ｆが本発明の「膜」に相当する。また、膜厚検査モード・工程が本発明の「明暗検査モード・工程」に相当し、補正情報取得モード・工程が本発明の「補正情報取得モード・工程」に相当する。
Thus, in this embodiment, the film F corresponds to the “inspection object” of the present invention, the film thickness unevenness inspection apparatus 1 corresponds to the “brightness / darkness inspection apparatus” of the present invention, and the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、互いに異なる波長帯の光を選択的に透過する複数の光学フィルタ５１が設けられており、この光学フィルタ５１を切り換えることで、光検出部４に入射する光の波長帯を変更することができる。そこで、この異なる波長帯それぞれについて、図２のフローチャートを実施して素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)を求めても良い。具体的には、光源であるロッドとラインセンサ４１との間に挿入する光学フィルタ５１を取り換えつつ、図２のフローチャートを繰り返すことで、異なる波長帯それぞれについて素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)を取得することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, a plurality of
このようにして異なる波長帯それぞれについて素子特性係数Ａ(n)、Ｂ(n)、Ｃ(n)を取得した上で、異なる波長帯それぞれについて補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)を求めても良い。具体的には、光検出部４への光路中に位置する光学フィルタ５１を切り換えつつ、図７のフローチャートを繰り返すことで、異なる波長帯それぞれについて補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)を取得することができる。また、膜厚ムラ検査を行う際には、当該膜厚ムラ検査で用いた光学フィルタ５１に対応する補正係数補正係数Ａc(n)、Ｂc(n)、Ｃc(n)で、受光素子Ｅ(n)の画素値ｘ(n)を補正することで、膜厚ムラを適切に検査することができる。
In this way, the element characteristic coefficients A (n), B (n), and C (n) are obtained for the different wavelength bands, and then the correction coefficients Ac (n), Bc (n), and Cc are obtained for the different wavelength bands. (n) may be obtained. Specifically, the correction coefficients Ac (n), Bc (n), and Cc for each of the different wavelength bands are performed by repeating the flowchart of FIG. 7 while switching the
また、膜厚検査の対象となる膜の種類や、当該膜が形成される基板の種類についても種々の変形が可能である。さらには、光照射部３や光検出部４の具体的構成についても種々の変形が可能である。また、受光素子Ｅ(n)も上述のようなＣＣＤに限られず、その他の種々のものを用いることができる。 Various modifications can be made to the type of film to be subjected to film thickness inspection and the type of substrate on which the film is formed. Furthermore, various modifications can be made to the specific configurations of the light irradiation unit 3 and the light detection unit 4. Further, the light receiving element E (n) is not limited to the CCD as described above, and various other elements can be used.
また、上記実施形態では、基板Ｓに形成された膜Ｆの明暗が膜厚に依存することを利用して、膜Ｆに照射された光の反射光を複数の受光素子Ｅ(n)で検出した結果から膜厚ムラが検査されていた。つまり、上記実施形態は、膜Ｆの明暗を検出することで膜Ｆの膜厚ムラを検査するものであり、本発明にかかる明暗検査技術を膜厚ムラ検査装置１に適用するものであった。しかしながら、本発明にかかる明暗検査技術の適用対象はこれに限られない。つまり、明暗変動を伴うものを検査対象とするものであれば、検査対象の画像データのコントラストから求められる明暗に基づいて検査対象を検査することができ、このような技術全般に本発明の明暗検査技術を適用することができる。 Moreover, in the said embodiment, the reflected light of the light irradiated to the film | membrane F is detected with the some light receiving element E (n) using the dependence of the film F formed in the board | substrate S on the film thickness. As a result, the film thickness unevenness was inspected. That is, in the above-described embodiment, the film thickness unevenness of the film F is inspected by detecting the brightness of the film F, and the light / dark inspection technique according to the present invention is applied to the film thickness unevenness inspection apparatus 1. . However, the application target of the light / dark inspection technique according to the present invention is not limited to this. In other words, if the inspection object is subject to fluctuations in light and darkness, the inspection object can be inspected based on the brightness obtained from the contrast of the image data of the inspection object. Inspection techniques can be applied.
具体的には、液晶や半導体などの露光マスクにおける精密繰り返しパターン中の透過率変動、いわゆるピッチムラ、ガラス基板内のごく薄い傷、ガラス表面のごくわずかな表面状態の荒れ、カラーフィルターの透過率ムラ、ＣＴＰ(Computer to Plate)刷版の表面状態などは、明暗変動を検出することで検査することができる。そこで、これらを検査する際に、本発明の明暗検査技術を好適に適用することができる。 Specifically, the transmittance variation in a precise repetitive pattern in an exposure mask such as a liquid crystal or a semiconductor, so-called pitch unevenness, a very thin scratch in the glass substrate, a very slight surface condition of the glass surface, and a transmittance unevenness of the color filter The surface state of a CTP (Computer to Plate) printing plate can be inspected by detecting variations in brightness. Therefore, when inspecting these, the light / dark inspection technique of the present invention can be suitably applied.
また、明暗変動がわずかである場合には、明暗変動を安定して検出することは一般には困難である。しかしながら、本発明のように受光素子の出力値を補正した場合には、各受光素子の入出力特性の差異および光照射手段が照射する光の光量分布の影響を受光素子の出力値から排除しつつ明暗検査を行うことができ、高精度に検査を実施することができる。 In addition, when the brightness variation is slight, it is generally difficult to detect the brightness variation stably. However, when the output value of the light receiving element is corrected as in the present invention, the difference in input / output characteristics of each light receiving element and the influence of the light amount distribution of the light irradiated by the light irradiation means are excluded from the output value of the light receiving element. In addition, a light / dark inspection can be performed while the inspection can be performed with high accuracy.
本発明は、検査対象に照射した光の反射光から検査対象の明暗を検査する技術全般に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for all techniques for inspecting the brightness of a test object from reflected light of light irradiated on the test object.
１…膜厚ムラ検査装置
２…ステージ
３…光照射部
４…光検出部
４１…ラインセンサ
Ｅ，Ｅ(n)…受光素子
Ｆ…膜
Ｍ…ミラー
Ｓ…基板
１００…制御部
２００…検査部
２１０…出力受付部
２２０…出力補正部
２３０…強調処理部
２４０…ムラ検出部
２５０…補正係数記憶部
２６０…補正係数取得部
２７０…素子特性係数記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Film thickness
Claims (8)
前記支持手段に支持された前記検査対象に向けて光を照射する光照射手段と、
前記検査対象からの反射光を、非線形の入出力特性を有する複数の受光素子によって検出する光検出手段と、
前記各受光素子の出力値を補正する補正情報を求める補正情報取得モード、および前記光照射手段から前記検査対象へ光を照射した際の前記各受光素子の出力値を前記補正情報で補正した補正値から前記検査対象の明暗を検査する明暗検査モードを実行する制御手段と、
前記各受光素子の受光量と出力値との関係である前記入出力特性を示す素子特性情報を記憶する記憶手段と
を備え、
前記制御手段は、前記補正情報取得モードにおいて、前記支持手段に支持される反射部材を移動させながら当該反射部材に向けて前記光照射手段から同一の露光量で光を複数回照射することで、前記各受光素子について得た複数の出力値に基づいて前記光照射手段が照射する光の光量分布を求め、前記光量分布および前記記憶手段に記憶された前記素子特性情報に基づいて前記各受光素子の前記補正情報を求めることを特徴とする明暗検査装置。 A support means for supporting the inspection object;
Light irradiation means for irradiating light toward the inspection object supported by the support means;
Light detection means for detecting reflected light from the inspection object by a plurality of light receiving elements having nonlinear input / output characteristics;
Correction information acquisition mode for obtaining correction information for correcting the output value of each light receiving element, and correction in which the output value of each light receiving element when the light irradiation means irradiates the inspection object with the correction information Control means for executing a light / dark inspection mode for inspecting light / dark of the inspection object from the value;
Storage means for storing element characteristic information indicating the input / output characteristics, which is a relationship between the amount of light received by each light receiving element and an output value ;
In the correction information acquisition mode, the control unit irradiates light with the same exposure amount from the light irradiation unit a plurality of times toward the reflection member while moving the reflection member supported by the support unit , Based on a plurality of output values obtained for each light receiving element , a light amount distribution of light emitted by the light irradiating means is obtained, and each light receiving element is based on the light quantity distribution and the element characteristic information stored in the storage means. A light / dark inspection apparatus, wherein the correction information is obtained.
前記受光素子の出力値を補正する補正情報を求める補正情報取得工程と、
光照射手段から前記検査対象へ光を照射した際の前記受光素子の出力値を前記補正情報で補正した補正値から前記検査対象の明暗を検査する明暗検査工程と
を備え、
前記補正情報取得工程では、支持手段に支持される反射部材を移動させながら当該反射部材に向けて前記光照射手段から同一の露光量で光を複数回照射することで、前記各受光素子について得た複数の出力値に基づいて前記光照射手段が照射する光の光量分布を求めるとともに、前記受光素子の受光量と出力値との関係である前記入出力特性を示す素子特性情報を記憶手段から読み出し、前記光量分布および前記素子特性情報に基づいて前記受光素子の前記補正情報を求めることを特徴とする明暗検査方法。 Light is irradiated toward the inspection object, and the reflected light from the inspection object is detected by a plurality of light receiving elements having nonlinear input / output characteristics, and the brightness of the inspection object is inspected based on the detection result of the light receiving element In the light and dark inspection method to
A correction information obtaining step for obtaining correction information for correcting the output value of the light receiving element;
A light / dark inspection step of inspecting the light / dark of the inspection object from a correction value obtained by correcting the output value of the light receiving element when the light irradiation means irradiates the inspection object with the correction information;
Wherein in the correction information acquisition step, by irradiating a plurality of times light in the same exposure amount from the light irradiation unit toward the reflecting member while moving the reflecting member is supported by the support means, obtained for each light-receiving element A light amount distribution of light emitted from the light irradiating means based on a plurality of output values, and element characteristic information indicating the input / output characteristics, which is a relationship between the light receiving amount of the light receiving element and the output value, from the storage means A light / dark inspection method, wherein the correction information of the light receiving element is obtained based on reading, the light amount distribution and the element characteristic information.
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