JPH06105168B2 - 薄膜パターンの検出装置 - Google Patents
薄膜パターンの検出装置Info
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- JPH06105168B2 JPH06105168B2 JP7947788A JP7947788A JPH06105168B2 JP H06105168 B2 JPH06105168 B2 JP H06105168B2 JP 7947788 A JP7947788 A JP 7947788A JP 7947788 A JP7947788 A JP 7947788A JP H06105168 B2 JPH06105168 B2 JP H06105168B2
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- light
- film pattern
- thin film
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、薄膜パターンが形成された試料面に光を照射
し、その反射光または透過光を受光検知することによっ
て、前記薄膜パターンを検出する装置に係り、特に、試
料面に形成された薄膜の光学的効果によって、その反射
光または透過光に干渉現象が生じるような試料上の薄膜
パターンを検出するのに適した装置に関する。
し、その反射光または透過光を受光検知することによっ
て、前記薄膜パターンを検出する装置に係り、特に、試
料面に形成された薄膜の光学的効果によって、その反射
光または透過光に干渉現象が生じるような試料上の薄膜
パターンを検出するのに適した装置に関する。
＜従来の技術＞ 近年、半導体装置製造分野あるいは液晶表示装置製造分
野などにおいて、基板上に形成された薄膜パターンを光
学的に検出する種々の装置が使用されている。
野などにおいて、基板上に形成された薄膜パターンを光
学的に検出する種々の装置が使用されている。
例えば、フォトリソグラフィー工程において使用される
プロキシミティ露光装置の場合、顕微鏡の対物レンズを
介して、基板および該基板に近接配置されたフォトマス
クに可視白色光を照射し、それぞれの反射光を受光検知
することによって、基板上に予め形成されているアライ
メントマークと、フォトマスク上のマスク用アライメン
トマークとの相対的な位置関係を検出し、その相対的な
位置のずれを修正して前記アライメントマーク間の位置
合せを行っている。
プロキシミティ露光装置の場合、顕微鏡の対物レンズを
介して、基板および該基板に近接配置されたフォトマス
クに可視白色光を照射し、それぞれの反射光を受光検知
することによって、基板上に予め形成されているアライ
メントマークと、フォトマスク上のマスク用アライメン
トマークとの相対的な位置関係を検出し、その相対的な
位置のずれを修正して前記アライメントマーク間の位置
合せを行っている。
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、液晶表示装置のように、ガラス基板上に
透明電極膜パターンが形成され、その上にフォトレジス
ト、特に、ポジ型のフォトレジストが塗布された基板な
どを露光する場合には、フォトレジスト表面、フォトレ
ジストとガラス基板との界面、透明電極膜パターンの表
面、透明電極膜パターンとガラス基板との界面でそれぞ
れ反射された光が干渉し、しかも、その干渉光の強度
は、フォトレジストの膜厚や透明電極膜パターンの膜厚
のバラツキに伴って変化するために、観察像のコントラ
ストが低下して、透明電極膜パターンを精度良く検出す
ることができなかったり、パターン形状を誤って検出し
てしまうという問題点がある。このような問題点は、上
述のような液晶表示装置用の基板のみならず、他の薄膜
パターンが形成される基板においても生じ得ることであ
る。
透明電極膜パターンが形成され、その上にフォトレジス
ト、特に、ポジ型のフォトレジストが塗布された基板な
どを露光する場合には、フォトレジスト表面、フォトレ
ジストとガラス基板との界面、透明電極膜パターンの表
面、透明電極膜パターンとガラス基板との界面でそれぞ
れ反射された光が干渉し、しかも、その干渉光の強度
は、フォトレジストの膜厚や透明電極膜パターンの膜厚
のバラツキに伴って変化するために、観察像のコントラ
ストが低下して、透明電極膜パターンを精度良く検出す
ることができなかったり、パターン形状を誤って検出し
てしまうという問題点がある。このような問題点は、上
述のような液晶表示装置用の基板のみならず、他の薄膜
パターンが形成される基板においても生じ得ることであ
る。
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
ものであって、試料面に形成された薄膜の光学的効果に
よって、その反射光または透過光に干渉現象が生じるよ
うな試料上の薄膜パターンを検出する際に、観察像のコ
ントラストを改善して、薄膜パターンの検出を容易かつ
精度よく行うことができる薄膜パターンの検出装置を提
供することを目的としている。
ものであって、試料面に形成された薄膜の光学的効果に
よって、その反射光または透過光に干渉現象が生じるよ
うな試料上の薄膜パターンを検出する際に、観察像のコ
ントラストを改善して、薄膜パターンの検出を容易かつ
精度よく行うことができる薄膜パターンの検出装置を提
供することを目的としている。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。
な構成をとる。
即ち、本発明に係る第１装置は、薄膜パターンが形成さ
れた試料面に光を照射し、その反射光または透過光を受
光検知することによって、前記薄膜パターンを検出する
装置において、受光検知される光の波長帯を波長帯変移
手段によって変移設定し、各波長帯における画像データ
に基づいて、各画像のコントラストを検出し、そのうち
から所望のコントラストを与える波長帯を求め、受光検
知される光がこの波長帯になるように、波長帯変移手段
を制御するものである。
れた試料面に光を照射し、その反射光または透過光を受
光検知することによって、前記薄膜パターンを検出する
装置において、受光検知される光の波長帯を波長帯変移
手段によって変移設定し、各波長帯における画像データ
に基づいて、各画像のコントラストを検出し、そのうち
から所望のコントラストを与える波長帯を求め、受光検
知される光がこの波長帯になるように、波長帯変移手段
を制御するものである。
また、本発明に係る第２装置は、受光検知される光の波
長帯を波長帯変移手段によって変移設定し、各波長帯に
おける画像データを、それぞれ複数個のブロックに分割
し、位置的に対応した各群のブロックについて、所望の
コントラストをもつブロックそれぞれを検出し、それら
のブロックを合成して、一つの観察画像を得るものであ
る。
長帯を波長帯変移手段によって変移設定し、各波長帯に
おける画像データを、それぞれ複数個のブロックに分割
し、位置的に対応した各群のブロックについて、所望の
コントラストをもつブロックそれぞれを検出し、それら
のブロックを合成して、一つの観察画像を得るものであ
る。
以下、本発明に共通する原理を、ポジ型フォトレジスト
膜が塗布されたガラス基板上の透明電極膜パターンを検
出する場合を例にとって説明する。
膜が塗布されたガラス基板上の透明電極膜パターンを検
出する場合を例にとって説明する。
第10図は、薄膜パターンが形成された試料Ｓの断面図で
ある。
ある。
図中、符号１はガラス基板、２はガラス基板１上に形成
された透明電極膜パターン、３はガラス基板１に塗布さ
れたポジ型のフォトレジスト膜である。このような試料
Ｓに観察用の照明光L0を照射したときの反射率は、次の
ようになる。
された透明電極膜パターン、３はガラス基板１に塗布さ
れたポジ型のフォトレジスト膜である。このような試料
Ｓに観察用の照明光L0を照射したときの反射率は、次の
ようになる。
（１） 透明電極膜パターン２が形成されていない部分
（以下、フォトレジスト膜部分と称する）での反射率
は、 フォトレジスト膜３の表面（空気との境界面）から
の反射光L1と、 フォトレジスト膜３とガラス基板１との境界面から
の反射光L2と の干渉光の強度によって決まる。
（以下、フォトレジスト膜部分と称する）での反射率
は、 フォトレジスト膜３の表面（空気との境界面）から
の反射光L1と、 フォトレジスト膜３とガラス基板１との境界面から
の反射光L2と の干渉光の強度によって決まる。
（２） 透明電極膜パターン２が形成されている部分
（以下、透明電極膜部分と称する）での反射率は、 フォトレジスト膜３の表面（空気との境界面）から
の反射光L3と、 透明電極膜パターン２とフォトレジスト膜３との境
界面からの反射光L4と、 透明電極膜パターン２とガラス基板１との境界面か
らの反射光L5と の干渉光の強度によって決まる。
（以下、透明電極膜部分と称する）での反射率は、 フォトレジスト膜３の表面（空気との境界面）から
の反射光L3と、 透明電極膜パターン２とフォトレジスト膜３との境
界面からの反射光L4と、 透明電極膜パターン２とガラス基板１との境界面か
らの反射光L5と の干渉光の強度によって決まる。
それぞれの屈折率が一定であるとすれば、前記各反射率
は、透明電極膜パターン２およびフォトレジスト膜３の
厚み、および、受光検知される光の波長によって決定さ
れる。
は、透明電極膜パターン２およびフォトレジスト膜３の
厚み、および、受光検知される光の波長によって決定さ
れる。
第11図は、フォトレジスト膜部分での分光反射率を示し
ている。ただし、反射率は、ガラス基板の反射率を１と
して示されており、後に説明する第12図〜第14図につい
ても同様である。
ている。ただし、反射率は、ガラス基板の反射率を１と
して示されており、後に説明する第12図〜第14図につい
ても同様である。
第11図より明らかなように、反射光L1と反射光L2との位
相が強め合う波長では反射率が高くなり、逆に、位相が
弱め合う波長では反射率が低くなっている。また、フォ
トレジスト膜３の膜厚が変わると、同図に示した分光反
射率曲線のピークの位置が左右に移動するとともに、そ
の同期も変化する。
相が強め合う波長では反射率が高くなり、逆に、位相が
弱め合う波長では反射率が低くなっている。また、フォ
トレジスト膜３の膜厚が変わると、同図に示した分光反
射率曲線のピークの位置が左右に移動するとともに、そ
の同期も変化する。
これに対し、第10図では示されていないが、ガラス基板
１上に透明電極膜パターン２のみがある場合（フォトレ
ジスト膜３がない場合）の分光反射率は、第12図のよう
になる。
１上に透明電極膜パターン２のみがある場合（フォトレ
ジスト膜３がない場合）の分光反射率は、第12図のよう
になる。
第12図より明らかなように、透明電極膜パターン２は、
その膜厚が10〜40nm程度の薄膜であるから、いわゆる可
視領域において、第11図に示したような分光反射率曲線
のピークが現れず、短波長になるに従って反射率が単調
に増加するだけである。この場合、透明電極膜パターン
２の厚みの変化は、反射率の増加の割合の変化となって
現れる。
その膜厚が10〜40nm程度の薄膜であるから、いわゆる可
視領域において、第11図に示したような分光反射率曲線
のピークが現れず、短波長になるに従って反射率が単調
に増加するだけである。この場合、透明電極膜パターン
２の厚みの変化は、反射率の増加の割合の変化となって
現れる。
透明電極膜パターン２の上にフォトレジスト膜３がある
部分（透明電極膜部分）の分光反射率曲線は、定性的に
は、第11図と第12図との曲線を合わせたもので、第13図
に実線で示したような曲線Ａになる。なお、第13図に示
した鎖線Ｂは、第11図に示したフォトレジスト膜部分の
分光反射率の曲線を参考的に示したものである。
部分（透明電極膜部分）の分光反射率曲線は、定性的に
は、第11図と第12図との曲線を合わせたもので、第13図
に実線で示したような曲線Ａになる。なお、第13図に示
した鎖線Ｂは、第11図に示したフォトレジスト膜部分の
分光反射率の曲線を参考的に示したものである。
第13図より明らかなように、透明電極膜部分の曲線Ａ
は、フォトレジスト膜部分の曲線Ｂに比較して、短波長
側で反射率の変化が大きく、また、反射率の平均値も大
きくなっている。
は、フォトレジスト膜部分の曲線Ｂに比較して、短波長
側で反射率の変化が大きく、また、反射率の平均値も大
きくなっている。
曲線Ａと曲線Ｂとが交差しているということは、波長帯
によって、透明電極膜部分の反射率が、フォトレジスト
膜部分の反射率よりも高くなる場合と低くなる場合とが
あることを示している。また、曲線Ａと曲線Ｂとが交差
している波長では、前記両部分における反射率に差がな
く、コントラストがとれないことを示している。
によって、透明電極膜部分の反射率が、フォトレジスト
膜部分の反射率よりも高くなる場合と低くなる場合とが
あることを示している。また、曲線Ａと曲線Ｂとが交差
している波長では、前記両部分における反射率に差がな
く、コントラストがとれないことを示している。
また、各曲線A,Bのピーク位置と周期は、フォトレジス
ト膜３および透明電極膜パターン２の各膜厚に応じて変
化し、このような変化は、異なった基板間で生じるばか
りでなく、同一基板内においても生じる。
ト膜３および透明電極膜パターン２の各膜厚に応じて変
化し、このような変化は、異なった基板間で生じるばか
りでなく、同一基板内においても生じる。
ところで、透明電極部分（または、フォトレジスト膜部
分）の分光反射率の平均値（以下、平均反射率と称す
る）は、曲線Ａ（または曲線Ｂ）を、受光検知される光
の波長帯の間で積分することによって知ることができ
る。即ち、曲線Ａ（または曲線Ｂ）と、横軸、および受
光検知される光の波長帯の両端とで囲まれた領域の面積
が、その波長帯での平均反射率を示すことになる。
分）の分光反射率の平均値（以下、平均反射率と称す
る）は、曲線Ａ（または曲線Ｂ）を、受光検知される光
の波長帯の間で積分することによって知ることができ
る。即ち、曲線Ａ（または曲線Ｂ）と、横軸、および受
光検知される光の波長帯の両端とで囲まれた領域の面積
が、その波長帯での平均反射率を示すことになる。
このことから、波長帯を変移させる手段を備えていない
従来装置によれば、受光検知される光の波長帯は例えば
第13図に示したように、400nm〜nmの可視領域に固定さ
れるから、曲線Ａと曲線Ｂとでは平均反射率に大きな差
がなく、コントラストの差として光学的に透明電極パタ
ーン２を検知することが困難であることが理解できる。
従来装置によれば、受光検知される光の波長帯は例えば
第13図に示したように、400nm〜nmの可視領域に固定さ
れるから、曲線Ａと曲線Ｂとでは平均反射率に大きな差
がなく、コントラストの差として光学的に透明電極パタ
ーン２を検知することが困難であることが理解できる。
一方、第13図において斜線領域で示したように、受光検
知される光を短波長側の適当な波長帯に変移させた場
合、透明電極膜部分の曲線Ａの平均反射率は、フォトレ
ジスト膜部分の曲線Ｂのそれよりもかなり高くなってい
る。このことは、透明電極膜部分が、フォトレジスト膜
部分よりも明るく観察されることを意味する。
知される光を短波長側の適当な波長帯に変移させた場
合、透明電極膜部分の曲線Ａの平均反射率は、フォトレ
ジスト膜部分の曲線Ｂのそれよりもかなり高くなってい
る。このことは、透明電極膜部分が、フォトレジスト膜
部分よりも明るく観察されることを意味する。
次に、上述の説明では触れなかった受光検知される光の
バンド幅について説明する。
バンド幅について説明する。
受光検知される光のバンド幅をあまり広く設定すると、
透明電極膜部分とフォトレジスト膜部分との間で平均反
射率の差、即ち、コントラストが小さくなるので、バン
ド幅を広げ過ぎるのは好ましくない。一方、バンド幅を
あまり狭く設定すると、薄膜パターンの膜厚のバラツキ
の影響が大きくなる。以下、第14図を参照して説明す
る。
透明電極膜部分とフォトレジスト膜部分との間で平均反
射率の差、即ち、コントラストが小さくなるので、バン
ド幅を広げ過ぎるのは好ましくない。一方、バンド幅を
あまり狭く設定すると、薄膜パターンの膜厚のバラツキ
の影響が大きくなる。以下、第14図を参照して説明す
る。
同図に斜線で示したようにバンド幅を相当狭く設定した
場合、基板上のある領域では、例えば、第14図（ａ）に
示すように、曲線Ａの平均反射率が、曲線Ｂの平均反射
率よりも相当大きくなって、透明電極膜パターン２を明
瞭に観察することができる。しかし、上述したように、
同一基板内においても、透明電極膜パターン２やフォト
レジスト膜３の膜厚にバラツキがあるので、曲線Ａや曲
線Ｂのピークあるいは周期が変化する。
場合、基板上のある領域では、例えば、第14図（ａ）に
示すように、曲線Ａの平均反射率が、曲線Ｂの平均反射
率よりも相当大きくなって、透明電極膜パターン２を明
瞭に観察することができる。しかし、上述したように、
同一基板内においても、透明電極膜パターン２やフォト
レジスト膜３の膜厚にバラツキがあるので、曲線Ａや曲
線Ｂのピークあるいは周期が変化する。
例えば、同一基板内に別の領域において、曲線A,Bが、
第14図（ｂ）に示すような曲線Ａ′,B′に変化したとす
る。この場合、第14図（ａ）と同じ波長帯の光で観察す
ると、曲線Ａ′の平均反射率と曲線Ｂ′の平均反射率と
の差がほとんどなく、コントラストが低下して透明電極
膜パターン２を光学的に検出することができない。そこ
で、このような場合には、受光検知される光の波長帯を
第14図（ｂ）に示したように２点鎖線に囲まれた波長帯
にまで変移させることによって、透明電極膜パターン２
を観察することができる。
第14図（ｂ）に示すような曲線Ａ′,B′に変化したとす
る。この場合、第14図（ａ）と同じ波長帯の光で観察す
ると、曲線Ａ′の平均反射率と曲線Ｂ′の平均反射率と
の差がほとんどなく、コントラストが低下して透明電極
膜パターン２を光学的に検出することができない。そこ
で、このような場合には、受光検知される光の波長帯を
第14図（ｂ）に示したように２点鎖線に囲まれた波長帯
にまで変移させることによって、透明電極膜パターン２
を観察することができる。
以上のことから、反射光に干渉が生じていても、受光検
知される光の波長帯を適当なところに変移させれば、観
察画像のコントラストが高くなり、透明電極膜パターン
２を光学的に検出できることがわかる。
知される光の波長帯を適当なところに変移させれば、観
察画像のコントラストが高くなり、透明電極膜パターン
２を光学的に検出できることがわかる。
＜作用＞ 本発明の第１装置によれば、コントラスト検出手段によ
って、撮像領域内のコントラストが最大となるように、
受光検知される反射光または透過光の波長帯を変移させ
る波長帯変移手段が制御されるので、例えば、撮像領域
ごとに薄膜パターンの膜厚にバラツキがあっても、コン
トラストが常に良好な状態で薄膜パターンが検出され
る。
って、撮像領域内のコントラストが最大となるように、
受光検知される反射光または透過光の波長帯を変移させ
る波長帯変移手段が制御されるので、例えば、撮像領域
ごとに薄膜パターンの膜厚にバラツキがあっても、コン
トラストが常に良好な状態で薄膜パターンが検出され
る。
また、第２装置によれば、各波長帯ごとに得られた画像
をそれぞれ複数個のブロックに分割し、そのうちの所望
のコントラストを与えるブロックを合成して一つの観察
画像を作成しているから、撮像領域内で薄膜パターンの
膜厚のバラツキがあっても、良好な状態で薄膜パターン
が検出される。
をそれぞれ複数個のブロックに分割し、そのうちの所望
のコントラストを与えるブロックを合成して一つの観察
画像を作成しているから、撮像領域内で薄膜パターンの
膜厚のバラツキがあっても、良好な状態で薄膜パターン
が検出される。
＜実施例＞ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
薄膜パターンの検出装置の基本構成 本発明に係る装置を説明する前に、理解を容易にするた
めに薄膜パターンの検出装置の基本構成について説明す
る。第１図は、薄膜パターンの検出装置の基本構成を示
した概略図である。
めに薄膜パターンの検出装置の基本構成について説明す
る。第１図は、薄膜パターンの検出装置の基本構成を示
した概略図である。
図中、符号Ｓは薄膜パターンが形成された試料であっ
て、例えば、第10図において示したような液晶表示素子
基板である。
て、例えば、第10図において示したような液晶表示素子
基板である。
基本となる薄膜パターンの検出装置は、例えば可視光を
照射する光源10、波長帯変移部12、観察光学系14、反射
光を受光検知する撮像部16などを含む。撮像部16として
は、例えば、二次元CCDカメラなどが使用される。この
撮像部16は、図示しないモニタテレビなどに接続され
る。
照射する光源10、波長帯変移部12、観察光学系14、反射
光を受光検知する撮像部16などを含む。撮像部16として
は、例えば、二次元CCDカメラなどが使用される。この
撮像部16は、図示しないモニタテレビなどに接続され
る。
波長帯変移部12は、光源10からの照射光Ｌから、適当な
波長帯をもつ光Ｌ′を選択する機構を備えている。
波長帯をもつ光Ｌ′を選択する機構を備えている。
以下、第２図〜第４図を参照して、波長帯変移部12の構
成例を説明する。
成例を説明する。
第２図は、複数枚の帯域フィルタを使用した構成例であ
る。この構成例では、間欠的に回動駆動される回転板18
に、それぞれ異なる波長帯の光を通過させる複数枚の帯
域フィルタ20a,20b,……を取り付けることによって、任
意の帯域フィルタを、照射光Ｌの光路中にセットできる
ように構成されている。
る。この構成例では、間欠的に回動駆動される回転板18
に、それぞれ異なる波長帯の光を通過させる複数枚の帯
域フィルタ20a,20b,……を取り付けることによって、任
意の帯域フィルタを、照射光Ｌの光路中にセットできる
ように構成されている。
この例によれば、オペレータが、例えばモニタテレビあ
るいは接眼鏡を見ながら、回転板18を操作して各帯域フ
ィルタ20a,20b,……について観察像のコントラストを確
認することによって、最も明瞭な画像を得られる帯域フ
ィルタが選択される。
るいは接眼鏡を見ながら、回転板18を操作して各帯域フ
ィルタ20a,20b,……について観察像のコントラストを確
認することによって、最も明瞭な画像を得られる帯域フ
ィルタが選択される。
第３図は、プリズムモノクロメータを使用した例であ
る。この構成例では、光源10から照射された光Ｌを、入
口スリット22→凹面鏡24→プリズム26→反射鏡28→プリ
ズム26→凹面鏡24→反射鏡30→出口スリット32を介して
出射するようにしている。プリズム26は揺動可能に構成
されており、その揺動角度を変えることによって、出口
スリット32から所望の波長帯の光Ｌ′が出射される。
る。この構成例では、光源10から照射された光Ｌを、入
口スリット22→凹面鏡24→プリズム26→反射鏡28→プリ
ズム26→凹面鏡24→反射鏡30→出口スリット32を介して
出射するようにしている。プリズム26は揺動可能に構成
されており、その揺動角度を変えることによって、出口
スリット32から所望の波長帯の光Ｌ′が出射される。
この例によれば、第２図において説明した例と同様に、
最も良好なコントラストが得られるように、プリズム26
の揺動角度が設定される。
最も良好なコントラストが得られるように、プリズム26
の揺動角度が設定される。
なお、同図に示した出口スリット32は、スリット幅を任
意に変えることができるように構成されている。したが
って、例えば、プリズム26の揺動角度を設定した後に、
出口スリット32のスリット幅を適当な幅に設定すること
によって、さらに良好なコントラストを得ることができ
る。
意に変えることができるように構成されている。したが
って、例えば、プリズム26の揺動角度を設定した後に、
出口スリット32のスリット幅を適当な幅に設定すること
によって、さらに良好なコントラストを得ることができ
る。
また、この例でプリズム26を揺動可能に構成することに
よって、出射光Ｌ′の波長帯を変移するように構成した
が、プリズム26を固定する代わりに出口スリット32全体
を水平移動可能に構成することによっても、出射光Ｌ′
の波長帯を変移をさせることができる。
よって、出射光Ｌ′の波長帯を変移するように構成した
が、プリズム26を固定する代わりに出口スリット32全体
を水平移動可能に構成することによっても、出射光Ｌ′
の波長帯を変移をさせることができる。
さらに、この例の各部は種々変更実施可能であり、例え
ば、光源10からの照射光Ｌをプリズム26に直接入射させ
るように構成してもよい。
ば、光源10からの照射光Ｌをプリズム26に直接入射させ
るように構成してもよい。
第４図は、回折格子モノクロメータを使用した例であ
る。この例では、回折格子34を揺動可能に構成すること
によって、出射光Ｌ′の波長帯を変移させている。その
他の構成および作用は、第３図に示した例と同様であ
る。
る。この例では、回折格子34を揺動可能に構成すること
によって、出射光Ｌ′の波長帯を変移させている。その
他の構成および作用は、第３図に示した例と同様であ
る。
以上のように、第１図に示した基本となる薄膜パターン
の検出装置は、試料Ｓに形成された薄膜パターンの膜厚
のバラツキが比較的に小さい場合には、オペレータがそ
れほど頻繁に波長帯変移部12を操作する必要がないか
ら、このような試料Ｓについては基本構成である本装置
が適している。
の検出装置は、試料Ｓに形成された薄膜パターンの膜厚
のバラツキが比較的に小さい場合には、オペレータがそ
れほど頻繁に波長帯変移部12を操作する必要がないか
ら、このような試料Ｓについては基本構成である本装置
が適している。
第１装置の実施例 第５図は、本発明の第１装置に係る実施例の概略構成図
である。同図において、第１図と同一符号で示した部分
は、前述した基本装置と同じ構成であるから、ここでの
説明は省略する。
である。同図において、第１図と同一符号で示した部分
は、前述した基本装置と同じ構成であるから、ここでの
説明は省略する。
この実施例の特徴は、撮像部16から出力される画像信号
をA/D変換器36によってデジタル信号に変換して、マイ
クロコンピュータ38に取り込み、観察像のコントラスト
が最大になるように、マイクロコンピュータ38によって
波長帯変移部12を制御することにある。
をA/D変換器36によってデジタル信号に変換して、マイ
クロコンピュータ38に取り込み、観察像のコントラスト
が最大になるように、マイクロコンピュータ38によって
波長帯変移部12を制御することにある。
マイクロコンピュータ38は、入出力インターフェイス4
0,CPU（Central Processing Unit）42、ROM（Read Only
Memory）44,RAM（Random Access Memory）46を含む。R
AM46は、本発明の構成における画像データ記憶手段に対
応し、CPU42は、本発明の構成におけるコントラスト検
出手段および制御手段に対応している。
0,CPU（Central Processing Unit）42、ROM（Read Only
Memory）44,RAM（Random Access Memory）46を含む。R
AM46は、本発明の構成における画像データ記憶手段に対
応し、CPU42は、本発明の構成におけるコントラスト検
出手段および制御手段に対応している。
以下、第６図に示した動作フローチャートに従って説明
する。
する。
この実施例では、波長帯変移部12からの出射光Ｌ′の中
心波長λ１〜λＮの範囲内（例えば、可視光領域内）
で、一定の波長間隔（例えば、10nm間隔）で変移させ
る。
心波長λ１〜λＮの範囲内（例えば、可視光領域内）
で、一定の波長間隔（例えば、10nm間隔）で変移させ
る。
まず、波長帯変移部12から中心波長λ１の出射光Ｌ′が
照射される。このとき撮像部16によって検出された試料
Ｓの画像データは、A/D変換器36を介してマイクロコン
ピュータ38内に取り込まれて、RAM46に格納される（ス
テップS1）。第７図は、RAM46に格納された画像データ
を模式的に示したもので、図中の斜辺領域は試料Ｓに形
成された薄膜パターンの画像データに対応している。
照射される。このとき撮像部16によって検出された試料
Ｓの画像データは、A/D変換器36を介してマイクロコン
ピュータ38内に取り込まれて、RAM46に格納される（ス
テップS1）。第７図は、RAM46に格納された画像データ
を模式的に示したもので、図中の斜辺領域は試料Ｓに形
成された薄膜パターンの画像データに対応している。
RAM46に画像データが取り込まれると、まず、Ｘ方向の
隣接画素間の画像データの差分の絶対値を順次算出する
（ステップS2）。そして、Ｘ方向の差分の絶対値の加算
値δXi（ｉ＝１〜n:nはＸ方向の画素数）を各行ごとに
算出し（ステップS3）、加算値δXiの総和ΣδXiを求め
る（ステップS4）。
隣接画素間の画像データの差分の絶対値を順次算出する
（ステップS2）。そして、Ｘ方向の差分の絶対値の加算
値δXi（ｉ＝１〜n:nはＸ方向の画素数）を各行ごとに
算出し（ステップS3）、加算値δXiの総和ΣδXiを求め
る（ステップS4）。
次に、Ｘ方向と同様にして、Ｙ方向についての隣接画素
間の差分の絶対値を求め（ステップS5）、各列ごとの差
分の絶対値の加算値δYi（ｉ＝１〜m:mはＹ方向の画素
数）を算出し（ステップS6）、これらの加算値δYiの総
和ΣδYiを求める（ステップS7）。そして、上述したΣ
δXiとΣδYiとの和を算出する（ステップS8）。
間の差分の絶対値を求め（ステップS5）、各列ごとの差
分の絶対値の加算値δYi（ｉ＝１〜m:mはＹ方向の画素
数）を算出し（ステップS6）、これらの加算値δYiの総
和ΣδYiを求める（ステップS7）。そして、上述したΣ
δXiとΣδYiとの和を算出する（ステップS8）。
ステップS8を終了すると、出射光Ｌ′の波長が最終の波
長λＮであるかどうかを確認し（ステップS9）、λＮで
なければ波長帯変移部12を制御して、波長帯を次の波長
帯（この場合、λ２）に変移させて（ステップS10）、
ステップS1に戻り、ステップS8までの処理を行って、λ
２におけるΣδXi＋ΣδYiを求める。
長λＮであるかどうかを確認し（ステップS9）、λＮで
なければ波長帯変移部12を制御して、波長帯を次の波長
帯（この場合、λ２）に変移させて（ステップS10）、
ステップS1に戻り、ステップS8までの処理を行って、λ
２におけるΣδXi＋ΣδYiを求める。
以下、同様にλＮまでの各波長についてΣδXi＋ΣδYi
を求める。第８図はこのようにして求められた、各波長
λ１〜λＮに対応したΣδXi＋ΣδYiの分布図である。
を求める。第８図はこのようにして求められた、各波長
λ１〜λＮに対応したΣδXi＋ΣδYiの分布図である。
波長λＮにおける処理が終了したことを確認すると（ス
テップS9）、ステップS11に進んで、λ１〜λＮまでの
各ΣδXi＋ΣδYiのなかから最大値を求める（ステップ
S12）。そして、その最大値に対応した波長λMAXになる
ように、波長帯変移部12を制御する（ステップS12）。
テップS9）、ステップS11に進んで、λ１〜λＮまでの
各ΣδXi＋ΣδYiのなかから最大値を求める（ステップ
S12）。そして、その最大値に対応した波長λMAXになる
ように、波長帯変移部12を制御する（ステップS12）。
以上のように、この実施例によれば、撮像領域内のコン
トラストが最大になるように波長帯変移部12が制御され
るので、試料ごとあるいは試料内の観察位置ごとに、オ
ペレータが波長帯変移部12を操作する必要がなく、作業
の効率を向上させることができるとともに、薄膜パター
ンの自動検出装置に好適である。
トラストが最大になるように波長帯変移部12が制御され
るので、試料ごとあるいは試料内の観察位置ごとに、オ
ペレータが波長帯変移部12を操作する必要がなく、作業
の効率を向上させることができるとともに、薄膜パター
ンの自動検出装置に好適である。
なお、撮像領域内のコントラストを検出するための手段
は、上述のような例に限られず、種々変更実施すること
ができる。例えば、ある波長帯における画像データのう
ち大きな値をとる画素を上位から複数点選んで、その平
均値を算出し、一方、小さな値をとる画素を下位から複
数点選んで、その平均値を算出し、これらの平均値の差
を、その画像の最大コントラストとしてもよい。
は、上述のような例に限られず、種々変更実施すること
ができる。例えば、ある波長帯における画像データのう
ち大きな値をとる画素を上位から複数点選んで、その平
均値を算出し、一方、小さな値をとる画素を下位から複
数点選んで、その平均値を算出し、これらの平均値の差
を、その画像の最大コントラストとしてもよい。
第２装置の実施例 ところで、上述した第１装置の実施例によれば、撮像領
域内で膜厚のバラツキの少ない試料の薄膜パターンを検
出する場合には適しているが、撮像領域内においてバラ
ツキの大きな試料の場合には、撮像領域内の何れかの位
置でコントラストが低下して、撮像領域内の全パターン
を検出することが困難である。
域内で膜厚のバラツキの少ない試料の薄膜パターンを検
出する場合には適しているが、撮像領域内においてバラ
ツキの大きな試料の場合には、撮像領域内の何れかの位
置でコントラストが低下して、撮像領域内の全パターン
を検出することが困難である。
このような試料に対しては、次に説明する第２装置が適
している。
している。
第２装置の実施例の概略構成は、第５図に示した装置と
同様であるから図示を省略する。なお、CPU42は、第２
装置におけるブロック検出手段および画像合成手段に対
応している。
同様であるから図示を省略する。なお、CPU42は、第２
装置におけるブロック検出手段および画像合成手段に対
応している。
以下、この実施例の動作を説明する。
まず、第１装置の実施例において説明したと同様に波長
帯変移部12の出射光Ｌ′の波長帯をλ１〜λＮに順に変
移させ、それぞれの波長帯の画像データをRAM46に格納
する。
帯変移部12の出射光Ｌ′の波長帯をλ１〜λＮに順に変
移させ、それぞれの波長帯の画像データをRAM46に格納
する。
次に、各画像データを、第９図（ａ）に示すように、複
数個のブロックに分割する。この例では、16個のブロッ
クΔ1i〜Δ16i（ｉ＝１〜N:Nは変移設定される波長帯の
数）に分割している。
数個のブロックに分割する。この例では、16個のブロッ
クΔ1i〜Δ16i（ｉ＝１〜N:Nは変移設定される波長帯の
数）に分割している。
そして、位置的に対応した各群のブロック、例えば、Δ
11,Δ12,…，Δ1i,…，Δ1Nについて、上述したコント
ラスト算出処理と同様の処理を行って、それぞれのブロ
ックのコントラストを算出して、そのなかから、最大の
コントラストをもつブロックΔ1MAXを検出する。
11,Δ12,…，Δ1i,…，Δ1Nについて、上述したコント
ラスト算出処理と同様の処理を行って、それぞれのブロ
ックのコントラストを算出して、そのなかから、最大の
コントラストをもつブロックΔ1MAXを検出する。
以下、Δ2i〜Δ16iの各群のブロックについても同様の
処理を行って、最大のコントラストをもつブロックΔ2
MAX〜Δ16MAXを検出する。
処理を行って、最大のコントラストをもつブロックΔ2
MAX〜Δ16MAXを検出する。
このようにして検出された各ブロックΔ1MAX〜Δ16MAX
を合成して、一つの画像を合成する。第９図（ｂ）は、
このようにして合成された画像を示している。
を合成して、一つの画像を合成する。第９図（ｂ）は、
このようにして合成された画像を示している。
この第２装置の実施例によれば、撮像領域内において膜
厚のバラツキが大きくても、撮像領域内の薄膜パターン
全体を明瞭に検出することができる。
厚のバラツキが大きくても、撮像領域内の薄膜パターン
全体を明瞭に検出することができる。
なお、上述した基本装置，第１装置の各実施例では、光
源10から照射された光Ｌを波長帯変移部12に入射させる
ことによって、波長帯変移部12からの出射光Ｌ′の波長
帯を変移させ、これによって、撮像部16で受光検知され
る反射光の波長帯を変移させるように構成したが、波長
帯変移部12を試料Ｓからの反射光の光路中において、反
射光の波長帯を直接的に変移させてもよい。
源10から照射された光Ｌを波長帯変移部12に入射させる
ことによって、波長帯変移部12からの出射光Ｌ′の波長
帯を変移させ、これによって、撮像部16で受光検知され
る反射光の波長帯を変移させるように構成したが、波長
帯変移部12を試料Ｓからの反射光の光路中において、反
射光の波長帯を直接的に変移させてもよい。
また、この発明における波長帯変移手段は、第２図〜第
４図において説明したような波長帯変移部12に限られ
ず、例えば、波長帯変移部12の代わりに分光放射率を変
移することができる光源や、分光感度特性を変移するこ
とができる撮像部や、分光特性を変移することができる
観察光学系などを使用あるいは併用しても同様の効果を
得ることができる。
４図において説明したような波長帯変移部12に限られ
ず、例えば、波長帯変移部12の代わりに分光放射率を変
移することができる光源や、分光感度特性を変移するこ
とができる撮像部や、分光特性を変移することができる
観察光学系などを使用あるいは併用しても同様の効果を
得ることができる。
さらに、本発明における波長帯変移手段は、例えば、第
３図および第４図において示した出口スリット32のよう
に、出射光Ｌ′のバンド幅を変移させることは必ずしも
必要ではなく、バンド幅を適当な幅に固定しておいても
よい。
３図および第４図において示した出口スリット32のよう
に、出射光Ｌ′のバンド幅を変移させることは必ずしも
必要ではなく、バンド幅を適当な幅に固定しておいても
よい。
また、上述の実施例では、いわゆる同軸落射照明型の照
明系を例に採って説明したが、同軸ではない一般的な反
射照明を利用する照明系にも本発明を適用することがで
きる。
明系を例に採って説明したが、同軸ではない一般的な反
射照明を利用する照明系にも本発明を適用することがで
きる。
さらに、実施例では、試料面からの反射光を検出する場
合にとって説明したが、本発明は試料の透過光を受光検
知することによって、試料面の薄膜パターンを検出する
装置にも適用することができる。
合にとって説明したが、本発明は試料の透過光を受光検
知することによって、試料面の薄膜パターンを検出する
装置にも適用することができる。
また、本発明は液晶表示装置用の露光装置に限られず、
薄膜パターンを光学的に検出するための装置全般にわた
って適用できることは言うまでもない。
薄膜パターンを光学的に検出するための装置全般にわた
って適用できることは言うまでもない。
＜発明の効果＞ 以上の説明から明らかなように、本発明に係る第１装置
によれば、撮像手段からの信号に基づいて、撮像領域内
のコントラストが最大になように、波長帯変移手段を制
御しているから、検出された画像のコントラストが自動
的に最適な状態になり、薄膜パターンの検出作業の効率
向上および薄膜パターンの自動検出を行う上で好都合で
ある。
によれば、撮像手段からの信号に基づいて、撮像領域内
のコントラストが最大になように、波長帯変移手段を制
御しているから、検出された画像のコントラストが自動
的に最適な状態になり、薄膜パターンの検出作業の効率
向上および薄膜パターンの自動検出を行う上で好都合で
ある。
また、本発明に係る第２装置によれば、各波長帯の画像
データを複数個のブロックにそれぞれ分割し、位置的に
対応した各群のブロックについて、所望のコントラスト
をもつブロックをそれぞれ検出し、これらのブロックを
合成して画像を作成するから、撮像領域内において薄膜
パターンの膜厚のバラツキが大きくても、パターン全体
を良好なコントラストで検出することができる。
データを複数個のブロックにそれぞれ分割し、位置的に
対応した各群のブロックについて、所望のコントラスト
をもつブロックをそれぞれ検出し、これらのブロックを
合成して画像を作成するから、撮像領域内において薄膜
パターンの膜厚のバラツキが大きくても、パターン全体
を良好なコントラストで検出することができる。
第１図〜第４図は、基本となる薄膜パターンの検出装置
の説明図であり、第１図はその概略構成図、第２図は波
長帯変移部の第１構成例、第３図は波長帯変移部の第２
構成例、第４図は波長帯変移部の第３構成例である。 第５図〜第８図は、本発明の第１装置に係る実施例の説
明図であり、第５図はその概略構成図、第６図は動作フ
ローチャート、第７図は画像データの説明図、第８図は
波長帯選択動作の説明に供する図である。 第９図は本発明の第２装置に係る実施例における画像デ
ータ処理の説明図である。 第10図〜第14図は本発明の構成を説明するための図であ
って、第10図は透明電極膜パターンがフォトレジスト膜
で覆われた基板の断面図、第11図はガラス基板上にフォ
トレジスト膜のみがある場合の分光反射率特性図、第12
図はガラス基板上に透明電極膜のみがある場合の分光反
射率特性図、第13図は透明電極膜パターンがフォトレジ
スト膜で覆われた場合の分光反射率特性図、第14図は照
明光の波長帯を狭く設定しすぎた場合の分光反射率の変
化を示した説明図である。 Ｓ……試料 ２……透明電極膜パターン 12……波長帯変移部 16……撮像部 38……マイクロコンピュータ 46……RAM
の説明図であり、第１図はその概略構成図、第２図は波
長帯変移部の第１構成例、第３図は波長帯変移部の第２
構成例、第４図は波長帯変移部の第３構成例である。 第５図〜第８図は、本発明の第１装置に係る実施例の説
明図であり、第５図はその概略構成図、第６図は動作フ
ローチャート、第７図は画像データの説明図、第８図は
波長帯選択動作の説明に供する図である。 第９図は本発明の第２装置に係る実施例における画像デ
ータ処理の説明図である。 第10図〜第14図は本発明の構成を説明するための図であ
って、第10図は透明電極膜パターンがフォトレジスト膜
で覆われた基板の断面図、第11図はガラス基板上にフォ
トレジスト膜のみがある場合の分光反射率特性図、第12
図はガラス基板上に透明電極膜のみがある場合の分光反
射率特性図、第13図は透明電極膜パターンがフォトレジ
スト膜で覆われた場合の分光反射率特性図、第14図は照
明光の波長帯を狭く設定しすぎた場合の分光反射率の変
化を示した説明図である。 Ｓ……試料 ２……透明電極膜パターン 12……波長帯変移部 16……撮像部 38……マイクロコンピュータ 46……RAM
Claims (2)
- 【請求項１】薄膜パターンが形成された試料面に光を照
射し、その反射光または透過光を受光検知することによ
って、前記薄膜パターンを検出する装置において、 前記受光検知される反射光または透過光の波長帯を変移
させる波長帯変移手段と、 前記試料面からの反射光または透過光を受光して試料面
を撮像する撮像手段と、 前記波長帯変移手段によって変移設定された各波長帯に
ついて、前記撮像手段から得られる各画像データを記憶
する画像データ記憶手段と、 前記画像データ記憶手段に記憶された各波長帯の画像デ
ータに基づき、各画像のコントラストを検出するコント
ラスト検出手段と、 前記各波長帯に対応した画像のコントラストのうちか
ら、所望のコントラストを与える波長帯を求め、前記反
射光または透過光が、この波長帯になるように、前記波
長帯変移手段を制御する制御手段と を備えたことを特徴とする薄膜パターンの検出装置。 - 【請求項２】薄膜パターンが形成された試料面に光を照
射し、その反射光または透過光を受光検知することによ
って、前記薄膜パターンを検出する装置において、 前記受光検知される反射光または透過光の波長帯を変移
させる波長帯変移手段と、 前記試料面からの反射光または透過光を受光して試料面
を撮像する撮像手段と、 前記波長帯変移手段によって変移設定された各波長帯に
ついて、前記撮像手段から得られる各画像データを記憶
する画像データ記憶手段と、 前記画像データ記憶手段に記憶された各波長帯の画像デ
ータを、それぞれ複数個のブロックに分割し、位置的に
対応する各群のブロックについて、所望のコントラスト
をもつブロックをそれぞれ検出するブロック検出手段
と、 前記ブロック検出手段によって検出された所望のコント
ラストをもつ複数個のブロックを合成する画像合成手段
と を備えたことを特徴とする薄膜パターンの検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7947788A JPH06105168B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 薄膜パターンの検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7947788A JPH06105168B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 薄膜パターンの検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01250708A JPH01250708A (ja) | 1989-10-05 |
| JPH06105168B2 true JPH06105168B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=13690975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7947788A Expired - Lifetime JPH06105168B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 薄膜パターンの検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06105168B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2779221B2 (ja) * | 1989-08-25 | 1998-07-23 | 沖電気工業株式会社 | 位相差レチクルを用いた露光及び検査方法 |
| JPH07101192B2 (ja) * | 1991-10-08 | 1995-11-01 | 大阪瓦斯株式会社 | ガス漏れ監視装置 |
| JP2000249661A (ja) * | 1999-03-01 | 2000-09-14 | Topcon Corp | 光学測定装置 |
| JP2005274155A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-10-06 | Olympus Corp | 欠陥検査装置 |
| JP2005274156A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-10-06 | Olympus Corp | 欠陥検査装置 |
| JP2008216264A (ja) * | 2004-09-21 | 2008-09-18 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 検査装置 |
| JP2011165864A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Honda Motor Co Ltd | カルコパイライト型薄膜太陽電池の製造方法および製造装置 |
| JP2013224948A (ja) * | 2013-06-06 | 2013-10-31 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置、及びアライメント装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61112122A (ja) * | 1984-11-06 | 1986-05-30 | Canon Inc | 観察装置 |
| JPS6243504A (ja) * | 1985-08-21 | 1987-02-25 | Hitachi Ltd | 透明薄膜パタ−ンの欠陥検査方法 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP7947788A patent/JPH06105168B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01250708A (ja) | 1989-10-05 |
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