特許 5833963 明暗検査装置、明暗検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5833963

(24)【登録日】2015年11月6日

(45)【発行日】2015年12月16日

(54)【発明の名称】明暗検査装置、明暗検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/93 20060101AFI20151126BHJP

   G01N 21/956 20060101ALI20151126BHJP

   G01B 11/06 20060101ALI20151126BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/93

   G01N21/956 Z

   G01B11/06 Z

【請求項の数】8

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-72800(P2012-72800)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-205134(P2013-205134A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2014年8月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100105935

【弁理士】

【氏名又は名称】振角 正一

(74)【代理人】

【識別番号】100105980

【弁理士】

【氏名又は名称】梁瀬 右司

(74)【代理人】

【識別番号】100136836

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 一正

(72)【発明者】

【氏名】谷口 和隆

(72)【発明者】

【氏名】末木 博

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３０８５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４７６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２２２６１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象を支持する支持手段と、
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。

【請求項2】

前記制御手段は、前記補正情報取得モードにおいて、前記受光素子の出力値に対応する受光量を前記素子特性情報に基づいて前記受光素子毎に算出して、前記光量分布を求める請求項１に記載の明暗検査装置。

【請求項3】

前記記憶手段は、前記受光素子の出力値の二次以上の多項式で前記受光素子の受光量を表した前記入出力特性の各項の係数を前記素子特性情報として記憶する請求項１または２に記載の明暗検査装置。

【請求項4】

前記制御手段は、前記補正情報取得モードにおいて、前記入出力特性の各項の係数を前記光量分布が示す受光量で除算して求まる各補正係数を、前記補正情報として前記受光素子毎に求める請求項３に記載の明暗検査装置。

【請求項5】

前記制御手段は、前記明暗検査モードにおいて、前記各補正係数を各項の係数とする多項式に前記受光素子の出力値を代入して得られる値を前記受光素子の出力値の前記補正値として求める請求項４に記載の明暗検査装置。

【請求項6】

前記制御手段は、前記各受光素子について得た前記複数の出力値から前記受光素子の出力値を階級とするヒストグラムを前記受光素子毎に作成し、前記受光素子の前記複数の出力値から前記ヒストグラムの端部に対応する前記受光素子の出力値を外した結果に基づいて前記光量分布を求める請求項１ないし５のいずれか一項に記載の明暗検査装置。

【請求項7】

前記反射部材は、前記光照射手段からの光を鏡面で反射する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の明暗検査装置。

【請求項8】

検査対象に向けて光を照射して、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し、前記受光素子の検出結果に基づいて前記検査対象の明暗を検査する明暗検査方法において、
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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−３０８５５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

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。

【0007】

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。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【発明の効果】

【0023】

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。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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5】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6】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る。

【図7】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。

【図8】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。

【発明を実施するための形態】

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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)ｘ^２＋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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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)ｘ^２＋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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【産業上の利用可能性】

【0071】

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。

【符号の説明】

【0072】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】