專利名稱：不勻檢查裝置以及不勻檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢查在基板上形成的膜的膜厚不勻的技術(shù)。
背景技術(shù)：
一直以來，在檢查在顯示裝置用的玻璃基板或半導(dǎo)體基板等(以下僅稱為“基板”)的主面上形成的抗蝕膜等薄膜時，將來自光源的光照射到薄膜上，利用來自薄膜的反射光和透過光的光干涉來檢查膜厚的不勻。
在這種膜厚不勻檢查中，在使用了鈉燈等單色光源時，通過薄膜的厚度和折射率不能得到充分的靈敏度(即，不能清楚地表示由光干涉產(chǎn)生的干涉條紋)。因此，在由目視進(jìn)行的檢查中，通過傾斜基板來改變光的入射角，可靠地進(jìn)行不勻檢測。另外，也可以對基板同時照射多個波長的光，但是由于與各波長對應(yīng)的干涉條紋同時出現(xiàn)，所以存在整體靈敏度下降的可能性。
在JP特開2002-267416號公報(文獻(xiàn)1)中公開了如下技術(shù)在進(jìn)行被驗體表面上的缺陷檢查的表面缺陷檢查裝置中，使限制來自被驗體的反射光的波段的多個窄帶濾光片中的一個與被驗體表面上的薄膜的特性(材料、折射率、膜厚、反射率等)對應(yīng)而插入到光路上，從而用適當(dāng)?shù)牟ǘ芜M(jìn)行檢查。另外，也公開了使向被驗體照射光的照明部的角度(即、照明光相對于被驗體的入射角)對應(yīng)于薄膜的特性而變更的技術(shù)。
另外，在JP特許第3335503號公報(文獻(xiàn)2)中公開了如下技術(shù)在彩色顯像管用的蔭罩的光透過率的不勻檢查中，相對于從蔭罩的一側(cè)的主面?zhèn)日丈涔舛鴱牧硪粋?cè)的主面?zhèn)扰臄z的圖像的灰度系數(shù)，通過中值濾波器進(jìn)行平滑化處理，求取平滑化數(shù)據(jù)，顯示基于由平滑化數(shù)據(jù)除以灰度系數(shù)而計算出的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)來強(qiáng)調(diào)應(yīng)檢測的不勻的蔭罩的圖像，謀求目視檢查的簡單化以及檢查精度的提高。
但是，在文獻(xiàn)1的表面缺陷檢查裝置中，為了精度較高地檢測出膜厚不勻，需要切換窄帶濾光片來多次拍攝被驗體。但是，在多個窄帶濾光片中，除透過波段以外的光學(xué)特性(例如空間上的均勻性和厚度的均勻性)也稍微相互不同，所以在切換窄帶濾光片時，由線型傳感器攝像頭獲得的圖像陰影(shading)特性稍微不同。另外，線型傳感器攝像頭的多個元件的靈敏度也有稍微的偏差，進(jìn)而，當(dāng)通過切換窄帶濾光片變更了入射到線型傳感器攝像頭的光的波段時，受光元件的靈敏度的偏差程度也變化。
在檢查膜厚不勻的裝置中，通常對所拍攝的基板的圖像進(jìn)行強(qiáng)調(diào)各像素值(亮度值)的變動的圖像處理(例如在文獻(xiàn)2公開的圖像處理)，所以不僅是起因于膜厚不勻的各像素值的變動，甚至連由受光元件的靈敏度的偏差引起的像素值的變動也被強(qiáng)調(diào)，從而應(yīng)檢測出的不勻的S/N比(信號/噪聲比)下降，不勻的檢測精度下降。另外，在線型傳感器被利用于基板的拍攝時，由受光元件的靈敏度的偏差引起的像素值的變動，在所拍攝的圖像中作為與線型傳感器的移動方向平行的條紋出現(xiàn)，而區(qū)別這種條紋和作為膜厚不勻之一的條紋不勻非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是面向檢查在基板上形成的膜的膜厚不勻的不勻檢查裝置，其目的在于精度較高地檢測出膜厚不勻。
不勻檢查裝置具有保持部，其保持在主面上形成光透過性的膜的基板；光射出部，其向上述膜射出光；傳感器，其由多個受光元件接受由上述膜反射了的、或者透過了上述膜后的特定的波段的光，并輸出來自上述主面的上述特定的波段的光的強(qiáng)度分布；光學(xué)條件切換裝置，其在多個光學(xué)條件之間切換與上述特定的波段或者從上述光射出部至上述傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件；校正信息存儲部，其存儲有相對于上述傳感器的各受光元件與上述多個光學(xué)條件分別建立了關(guān)聯(lián)的多個校正信息；輸出校正部，其從上述多個校正信息中選擇與由上述光學(xué)條件切換裝置選擇的光學(xué)條件建立了關(guān)聯(lián)的上述各受光元件的校正信息，并基于上述校正信息，校正來自上述傳感器的輸出。由此，能夠高精度地檢測出膜厚不勻。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，在不勻檢查裝置中，上述光射出部射出含有多個波段的光的光；上述光學(xué)條件切換裝置具有多個光學(xué)濾光片，其有選擇地使上述多個波段的光分別透過；光學(xué)濾光片切換機(jī)構(gòu)，其將上述多個光學(xué)濾光片中被配置在從上述光射出部至上述傳感器的光路上的一個光學(xué)濾光片切換為其他的光學(xué)濾光片，從而變更上述特定的波段；上述多個光學(xué)條件包含使上述多個波段分別為上述特定的波段的光學(xué)條件。
在本發(fā)明其他優(yōu)選的實施方式中，在不勻檢查裝置中，上述光學(xué)條件切換裝置具有偏振鏡；偏振鏡移動機(jī)構(gòu)，其在從上述光射出部至上述傳感器的光路上的位置和離開了上述光路的位置之間移動上述偏振鏡，上述多個光學(xué)條件包含與上述偏振鏡被配置在上述光路上的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件、以及與上述偏振鏡從上述光路上退避著的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件。
另外，在本發(fā)明其他優(yōu)選的實施方式中，在不勻檢查裝置中，上述光射出部能夠從多個光源元件單獨地射出相互不同的多個波段的光；上述光學(xué)條件切換裝置通過控制上述光射出部來切換所射出的光的波段，從而變更上述特定的波段；上述多個光學(xué)條件包含使上述多個波段分別為上述特定的波段的光學(xué)條件。
在本發(fā)明的一個方面，不勻檢查裝置還具有移動機(jī)構(gòu)，該移動機(jī)構(gòu)在沿著上述基板的上述主面的規(guī)定的移動方向上，相對于上述光射出部以及上述傳感器使上述保持部相對地移動，上述光射出部具有光源；光學(xué)系統(tǒng)，其將來自上述光源的光變換為垂直于上述移動方向的線狀光，并導(dǎo)向上述主面，上述傳感器是線型傳感器，該線型傳感器與上述保持部的移動同步并反復(fù)取得上述線狀光在上述基板上的照射區(qū)域被反射了的上述特定的波段的光的強(qiáng)度分布。
在本發(fā)明的其他方面中，不勻檢查裝置還具有校正信息取得部，該校正信息取得部取得上述多個校正信息，上述校正信息取得部執(zhí)行以下工序在不受膜厚不勻影響的環(huán)境下，從上述光射出部射出光，變更曝光量的同時，由上述傳感器接受上述特定的波長的光，而取得多個輸出的工序；基于上述多個輸出，求取將來自上述傳感器的上述各受光元件的輸出值變換為與曝光量對應(yīng)的值的校正信息的工序；反復(fù)執(zhí)行在上述多個光學(xué)條件的每一個中取得上述多個輸出的工序和求取上述校正信息的工序的工序。
另外，在本發(fā)明其他的方面中，不勻檢查裝置還具有移動機(jī)構(gòu)，該移動機(jī)構(gòu)在沿著上述基板的上述主面的規(guī)定的移動方向上，相對于上述光射出部以及上述傳感器使上述保持部相對地移動，上述光射出部具有光源；光學(xué)系統(tǒng)，其將來自上述光源的光變換為垂直于上述移動方向的線狀光，并導(dǎo)向上述主面，上述傳感器，接受來自上述主面上的上述線狀光的照射區(qū)域的上述特定的波段的光，上述光學(xué)條件切換裝置，與上述傳感器同步而在相互不同的多個波段之間反復(fù)切換由上述傳感器接受的光的波段，從而變更上述特定的波段，上述多個光學(xué)條件包含使上述多個波段分別為上述特定的波段的光學(xué)條件。
本發(fā)明也適合檢查在基板上形成的膜的膜厚不勻的方法。
上述目的以及其他目的、特征、形式以及優(yōu)點，通過參照附圖并進(jìn)行以下的本發(fā)明的詳細(xì)說明給予明確。


圖1是表示第一實施方式的不勻檢查裝置的結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖2是表示波段切換機(jī)構(gòu)的圖。
圖3是表示膜厚不勻的檢查的流程的圖。
圖4是表示膜厚不勻的檢查的流程的圖。
圖5是表示膜厚和反射率的關(guān)系的圖。
圖6是表示膜厚和反射率的變動的關(guān)系的圖。
圖7是表示不勻檢查裝置的主視圖。
圖8是表示校正信息的取得的流程的圖。
圖9是表示校正信息的取得的流程的圖。
圖10是表示校正信息取得所利用的圖像的圖。
圖11是表示曝光量和來自CCD的平均輸出值的關(guān)系的圖。
圖12是表示校正像素值和來自CCD的平均輸出值的關(guān)系的圖。
圖13是放大表示第二實施方式的光射出部的一部分的側(cè)視圖。
圖14是表示第三實施方式的不勻檢查裝置的結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖15是表示第四實施方式的不勻檢查裝置的結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖16是表示第五實施方式的不勻檢查裝置的結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖17是表示膜厚不勻的檢查的流程的圖。
圖18是表示膜厚不勻的檢查的流程的圖。
圖19是表示線型傳感器、第一光源元件和第二光源元件的動作的時序圖。
圖20是表示混合圖像的圖。
圖21是表示第六實施方式的不勻檢查裝置的結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖22是表示波段切換機(jī)構(gòu)的圖。
圖23是表示膜厚不勻的檢查的流程的圖。
圖24是表示第七實施方式的不勻檢查裝置的結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖25是表示光射出部的俯視圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的不勻檢查裝置1的結(jié)構(gòu)的主視圖。不勻檢查裝置1是在液晶顯示裝置等顯示裝置所使用的玻璃基板(以下僅稱為“基板”)9中，檢查在一側(cè)的主面91上所形成的圖案形成用的抗蝕膜(以下僅稱為“膜”)92的膜厚不勻的裝置。基板9上的膜92通過在基板9的上表面91上涂敷抗蝕液來形成。
如圖1所示，不勻檢查裝置1具有保持部即載物臺2，其將形成了膜92的主面91(以下稱為“上表面91”)朝向上側(cè)(圖1中的(+Z)側(cè))來保持基板9；光射出部3，其向被保持在載物臺2上的基板9的上表面91上的膜92射出光；受光部4，其接受從光射出部3被射出而在基板9的上表面91上的膜92被反射的光；波段切換機(jī)構(gòu)5，其被配置在基板9和受光部4之間來切換受光部4接受的光的波段；移動機(jī)構(gòu)21，其使載物臺2相對射出部3、受光部4以及波段切換機(jī)構(gòu)5相對地移動；檢查部7，其基于在受光部4接受的光的強(qiáng)度分布(與上表面91的區(qū)域?qū)?yīng)的分布)來檢查膜92的膜厚不勻；以及控制部8，其控制這些結(jié)構(gòu)。
載物臺2的(+Z)側(cè)的表面優(yōu)選做成黑色去光澤面。移動機(jī)構(gòu)21做成滾珠螺桿被連接在馬達(dá)211上的結(jié)構(gòu)，通過馬達(dá)211旋轉(zhuǎn)，載物臺2沿著導(dǎo)軌212，在沿著基板9的上表面91的圖1中的X方向移動。
光射出部3具有光源即鹵素?zé)?1，其射出白色光(即包括所有可視區(qū)域的波段的光)；圓柱狀的石英棒32，其在與載物臺2的移動方向垂直的圖1中的Y方向延伸；以及在Y方向延伸的柱狀透鏡33。在光射出部3中，鹵素?zé)?1被安裝在石英棒32的(+Y)側(cè)的端部，從鹵素?zé)?1入射到石英棒32的光被變換成在Y方向延伸的線狀光(即為光束剖面在Y方向成為較長的線狀的光)，并從石英棒32的側(cè)面被射出，經(jīng)由柱狀透鏡33被導(dǎo)向基板9的上表面91。換言之，石英棒32以及柱狀透鏡33組成將從鹵素?zé)?1來的光變換成與載物臺2的移動方向垂直的線狀光，導(dǎo)向基板9的上表面91的光學(xué)系統(tǒng)。
在圖1中，用點劃線表示從光射出部3至基板9的光路(對從基板9至受光部4的光路也是同樣)。從光射出部3被射出的光的一部分在基板9的上表面91上的膜92的(+Z)側(cè)的上表面被反射。膜92對從光射出部3來的光具有光透過性，從光射出部3來的光中在膜92的上表面沒有被反射的光，透過膜92，在基板9的上表面91(即膜92的下表面)被反射。在不勻檢查裝置1中，在基板9的膜92的上表面被反射的光和在基板9的上表面91被反射的光的干涉光(以下僅稱為“反射光”)經(jīng)由波段切換機(jī)構(gòu)5入射到受光部4。
波段切換機(jī)構(gòu)5具有多個光學(xué)濾光片(例如半幅值為10nm的干涉濾光片)51，其使相互不同的多個窄波段的光選擇性地分別透過；圓板狀的濾光片轉(zhuǎn)盤52，其保持多個光學(xué)濾光片51；以及濾光片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53，其被安裝在濾光片轉(zhuǎn)盤52的中心，并旋轉(zhuǎn)濾光片轉(zhuǎn)盤52。濾光片轉(zhuǎn)盤52以其法線方向平行于從基板9至受光部4的光路的方式被配置。
圖2是從基板9側(cè)沿著與濾光片轉(zhuǎn)盤52垂直的方向看到的波段切換機(jī)構(gòu)5的圖。如圖2所示，在濾光片轉(zhuǎn)盤52，在圓周方向等間隔地形成6個圓形的開口521，在其中5個開口521安裝有透過波段相互不同的5種光學(xué)濾光片51。
在圖1所示的波段切換機(jī)構(gòu)5中，通過由控制部8控制的濾光片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53，旋轉(zhuǎn)濾光片轉(zhuǎn)盤52，從5個光學(xué)濾光片51(參照圖2)中，根據(jù)成為檢查對象的膜92的膜厚和折射率等，選擇某一個光學(xué)濾光片51(以下為了和其他光學(xué)濾光片51區(qū)別，稱為“選擇光學(xué)濾光片51a”)，并配置在從基板9至受光部4的光路上。由此，在從基板9來的反射光(即包含對應(yīng)于5個光學(xué)濾光片51的5個透過波段的光的白色光的反射光)中，只有與配置在光路上的選擇光學(xué)濾光片51a對應(yīng)的特定的波段(以下稱為“選擇波段”)的光透過選擇光學(xué)濾光片51a，并被導(dǎo)向受光部4。
并且，當(dāng)通過濾光片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53，旋轉(zhuǎn)濾光片轉(zhuǎn)盤52時，多個光學(xué)濾光片51中被配置在從光射出部3至受光部4的光路上的選擇光學(xué)濾光片51a被切換為其他光學(xué)濾光片51，變更受光部4接受的光的波段(即選擇波段)。這樣，濾光片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53以及濾光片轉(zhuǎn)盤52成為光學(xué)濾光片切換機(jī)構(gòu)。另外，波段切換機(jī)構(gòu)5稱為光學(xué)條件切換機(jī)構(gòu)，即通過在多個光學(xué)濾光片51之間切換選擇光學(xué)濾光片51a，從而在多個光學(xué)濾光片51的透過波段之間切換與膜厚不勻的檢查相關(guān)的光學(xué)條件即選擇波段。
受光部4具有線型傳感器41，其由多個受光元件即CCD(ChargeCoupled Device電荷耦合器件)在Y方向直線狀地排列而成，以及透鏡42，其被設(shè)置在線型傳感器41和波段切換機(jī)構(gòu)5的選擇光學(xué)濾光片51a之間，并將從基板9來的反射光導(dǎo)向線型傳感器41。線型傳感器41，接受在從光射出部3被射出并在基板9上的照射區(qū)域的膜92被反射的線狀光中，透過了選擇光學(xué)濾光片51a的選擇波段的光，并取得接受的光的強(qiáng)度分布(即，從各CCD來的輸出值在Y方向的分布)。
檢查部7具有輸出接受部71，其接受從線型傳感器41來的輸出(即從線型傳感器41的各CCD來的輸出值的集合)；以及輸出校正部72，其校正在輸出接受部71所接受到的從線型傳感器41來的輸出(即分別校正來自各CCD的輸出值)。在不勻檢查裝置中1，移動基板9的同時，由線型傳感器41反復(fù)取得從基板9來的反射光的強(qiáng)度分布，由檢查部7生成基板9的上表面91的二維圖像。在輸出校正部72中，從線型傳感器41來的輸出被校正，從而生成校正結(jié)束的二維圖像。檢查部7還具有強(qiáng)調(diào)處理部73，其對由輸出校正部72生成的校正結(jié)束的二維圖像進(jìn)行強(qiáng)調(diào)源于膜厚的變動的像素的值的差的圖像處理(即強(qiáng)調(diào)處理)；以及不勻檢測部74，其從被強(qiáng)調(diào)處理的二維圖像的各像素的值檢測出膜92的膜厚不勻。
檢查部7另外還具有校正信息取得部75，其取得相對線型傳感器41的各CCD與上述多個光學(xué)條件(即，波段切換機(jī)構(gòu)5的多個光學(xué)濾光片51的透過波段)分別建立了關(guān)聯(lián)的多個校正信息；以及校正信息存儲部76，其存儲由校正信息取得部75取得的多個校正信息。被存儲在校正信息存儲部76的多個校正信息，是與線型傳感器41的各CCD相關(guān)，將從包含CCD的靈敏度的偏差等影響的CCD來的輸出值(以下稱為“輸入像素值”)變換為與在沒有靈敏度誤差的理想的CCD中的實際曝光量對應(yīng)的像素的值(以下稱為“校正像素值”)的二次函數(shù)。
在輸出校正部72中，從預(yù)先被存儲在校正信息存儲部76的多個校正信息中選擇與在波段切換機(jī)構(gòu)5所選擇的光學(xué)條件(即，選擇波段)建立了關(guān)聯(lián)的各CCD的校正信息，并基于該校正信息校正從線型傳感器41來的輸出。
接著，針對不勻檢查裝置1的膜厚不勻的檢查的流程進(jìn)行說明。圖3以及圖4是表示不勻檢查裝置1的檢查的流程的圖。在通過不勻檢查裝置1檢查基板9的上表面91上的膜厚不勻時，首先，在位于在圖1中用實線表示的檢查開始位置的載物臺2上保持基板9后，基板9以及載物臺2開始向(+X)方向移動(步驟S11)。接著，從光射出部3被射出并相對基板9的上表面91以入射角60°入射的線狀光被照射在上表面91上的直線狀的照射區(qū)域(以下稱為“線狀照射區(qū)域”)(步驟S12)，線狀照射區(qū)域相對基板9相對地移動。
從光射出部3來的光在基板9的上表面91發(fā)生反射，通過透過波段切換機(jī)構(gòu)5的選擇光學(xué)濾光片51a，僅有特定的波段(例如中心波長為550nm、半幅值為10nm)的光被取出之后，被導(dǎo)向受光部4。在受光部4中，在基板9的上表面91反射后的選擇波段的光由線型傳感器41接受(步驟S13)，并取得在從基板9上的線狀照射區(qū)域來的反射光的選擇波段的強(qiáng)度分布(步驟S14)。從線型傳感器41的各CCD來的輸入像素值被送到檢查部7，并在輸出接受部71被接受(步驟S15)。
在不勻檢查裝置1中，由控制部8，在基板9的移動中反復(fù)確認(rèn)基板9以及載物臺2是否移動到了在圖1中用雙點劃線表示的檢查結(jié)束位置(步驟S16)，在沒有移動到檢查結(jié)束位置時，則返回到步驟S13，反復(fù)執(zhí)行接受反射光中的選擇波段的光、取得線狀照射區(qū)域的選擇波段的光的強(qiáng)度分布以及接受輸出接受部71的輸入像素值(步驟S13～S15)這些動作。在不勻檢查裝置1中，在載物臺2在(+X)方向移動期間，反復(fù)步驟S13～S16的動作，與載物臺2的移動同步，反復(fù)取得從基板9上的線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布，由此取得在整個基板9上從上表面91來的反射光的選擇波段的強(qiáng)度分布。
然而，當(dāng)基板9以及載物臺2移動到檢查結(jié)束位置時(步驟S16)，停止由移動機(jī)構(gòu)21進(jìn)行的基板9以及載物臺2的移動，照明光的照射也被停止(步驟S17)。在檢查部7的輸出接受部71中，被累積在輸出接受部71的來線型傳感器41的輸出按時間順序排列，并生成基板9的整個上表面91的二維圖像(即由線型傳感器41取得的校正前的圖像，以下稱為“原圖像”)(步驟S21)。
當(dāng)生成原圖像時，則從由校正信息取得部75取得并被預(yù)先存儲在校正信息存儲部76的線型傳感器41的與各CCD相關(guān)的多個校正信息中，由輸出校正部72選擇與選擇光學(xué)濾光片51a的選擇波段建立了關(guān)聯(lián)的校正信息。并且，由輸出校正部72基于所選擇的校正信息進(jìn)行對原圖像的各像素的校正(即校正從線型傳感器41來的輸出)，生成從原圖像除去了由鹵素?zé)?1、選擇光學(xué)濾光片51a、以及透鏡42的陰影特性帶來的影響、以及線型傳感器41的各CCD的偏差的影響(例如，在總灰度數(shù)8bit的像素中為小于等于1％即1～2灰度的誤差)的校正結(jié)束圖像(步驟S22)。此外，關(guān)于校正信息取得部75的校正信息的取得在后面敘述。
接著，原圖像以及校正結(jié)束圖像被顯示在顯示器等顯示裝置上之后，通過強(qiáng)調(diào)處理部73，對校正結(jié)束圖像進(jìn)行強(qiáng)調(diào)源于膜厚變動的像素的值的差的圖像處理(例如，對校正結(jié)束圖像通過中值濾波器進(jìn)行平滑化處理，求取平滑化圖像，通過用平滑化圖像對應(yīng)的像素的值除校正結(jié)束圖像的各像素的值，來除去比由膜厚變動導(dǎo)致的還大且整個寬范圍的像素的值的變動等處理)(步驟S23)。強(qiáng)調(diào)圖像根據(jù)需要被顯示在顯示器等上，進(jìn)而由檢查部7的不勻檢測部74，基于強(qiáng)調(diào)圖像進(jìn)行膜厚不勻的檢測(步驟S24)。
圖5是表示在基板9的上表面91上形成的膜92的膜厚和反射率的關(guān)系的圖。圖5中的線101表示對波長為550nm的光的反射率，當(dāng)波長變更時，膜厚和反射率的關(guān)系也變化。
如圖5所示，由于當(dāng)膜92的膜厚不同時膜92的反射率也不同，所以在線型傳感器41接受的反射光的強(qiáng)度也不同。因此，在膜92的膜厚分布存在不勻時，在由檢查部7生成的基板9的上表面91的二維圖像(原圖像、校正圖像以及強(qiáng)調(diào)圖像)中也產(chǎn)生像素的值的不勻。在不勻檢查裝置1中，由檢查部7的不勻檢測部74檢查上表面91的強(qiáng)調(diào)圖像的各像素的像素的值的偏差程度，在存在偏差程度大于預(yù)先設(shè)定的不勻閾值的區(qū)域時，上表面91上的對應(yīng)的區(qū)域作為存在超過允許范圍的膜厚不勻的區(qū)域被檢測出。
但是，如圖5所示，膜92的反射率相對于膜厚的變動進(jìn)行周期性變動。圖6是表示膜92的膜厚僅變動1nm時的反射率的變動的圖。如圖5以及圖6所示，在反射率的極大點附近以及極小點附近，反射率的變動相對膜厚的變動的非常小。因此，在膜厚的變動很小時，在由檢查部7生成的二維圖像中，像素的值幾乎不變動，由不勻檢測部74進(jìn)行的不勻(即膜厚的變動)的檢測的精度下降。下面，將反射率的變動相對膜厚的變動比例非常小的膜厚的區(qū)域稱為“低靈敏度區(qū)域”。
假設(shè)，當(dāng)基板9上的膜92的膜厚在線101的低靈敏度區(qū)域變動時，僅基于線101高精度檢測出這種膜厚不勻很困難。因此，在不勻檢查裝置1中，如上所述，將1個光學(xué)濾光片51作為選擇光學(xué)濾光片51a，進(jìn)行第一次膜厚不勻檢測后(步驟S25)，由控制部8驅(qū)動波段切換機(jī)構(gòu)5的濾光片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53，旋轉(zhuǎn)濾光片轉(zhuǎn)盤52，其他光學(xué)濾光片51被配置在從基板9至受光部4的光路上，來變更波段切換機(jī)構(gòu)5的選擇波段(步驟S215)。通過變更選擇波段，膜厚的低靈敏度區(qū)域也移動。
然后，通過移動機(jī)構(gòu)21，載物臺2返回到檢查開始位置，載物臺2又開始移動(步驟S11)。在不勻檢查裝置1中，直到載物臺2到達(dá)檢查結(jié)束位置為止，從光射出部3來的光在基板9的反射光中，由受光部4接受與第一次檢測時不同的選擇波段的光，并與載物臺2的移動同步，反復(fù)取得從基板9上的線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布，并被送到檢查部7之后，載物臺2的移動被停止(步驟S12～S17)。
并且，由檢查部7的輸出接受部71，生成基板9的上表面91的原圖像(步驟S21)，由輸出校正部72，基于被預(yù)先存儲在校正信息存儲部76的校正信息來校正原圖像，從而生成校正圖像(步驟S22)。接著，由強(qiáng)調(diào)處理部73，對校正圖像進(jìn)行強(qiáng)調(diào)處理，生成強(qiáng)調(diào)圖像(步驟S23)，由不勻檢測部74，根據(jù)強(qiáng)調(diào)圖像的像素的值的偏差程度檢測出膜厚不勻(步驟S24)。當(dāng)?shù)诙文ず癫粍驒z測結(jié)束時(步驟S25)，基于第一次以及第二次的檢測結(jié)果，最終檢測出在基板9的上表面91上形成的膜92的膜厚不勻，從而由不勻檢查裝置1進(jìn)行的膜厚不勻的檢測結(jié)束。
在不勻檢查裝置1中，由波段切換機(jī)構(gòu)5的多個光學(xué)濾光片51在相互不同的多個波段間切換選擇波段，從而在第一次不勻檢測和第二次不勻檢測中使膜厚的低靈敏度區(qū)域不同。由此，即使在膜92的膜厚的變動寬度的一部分(或者全部)被包含在例如第一次不勻檢測時的低靈敏度區(qū)域時，由于在第二次不勻檢測時低靈敏度區(qū)域不同，所以對于在第一次不勻檢測時被包含在低靈敏度區(qū)域的部分也能夠精度較高的檢測出膜厚不勻。
接著，針對由不勻檢查裝置1的校正信息取得部75進(jìn)行的校正信息的取得進(jìn)行說明。如圖7所示，在不勻檢查裝置1中，取代基板9，從光射出部3向載物臺2上所保持的反射鏡90照射光，基于從接受了來自反射鏡90反射的反射光的線型傳感器41來的輸出來取得校正信息。圖8以及圖9是表示由校正信息取得部75進(jìn)行的校正信息的取得的流程的圖。在取得校正信息時，首先，取代形成了膜92的基板9，在載物臺2上保持具有均勻反射率的反射鏡90(步驟S31)，與膜厚不勻的檢查時相同地，反射鏡90以及載物臺2開始向(+X)方向移動(步驟S32)(關(guān)于圖8以及圖9中記載的“擴(kuò)散板”在后面敘述)。
接著，在載物臺2上保持有反射鏡90的狀態(tài)下，即在不受膜92的膜厚不勻的影響的環(huán)境下，從光射出部3射出線狀光，照射在反射鏡90的主面901上的線狀照射區(qū)域(步驟S33)。從光射出部3來的光在反射鏡90發(fā)生反射，透過波段切換機(jī)構(gòu)5的選擇光學(xué)濾光片51a后，被導(dǎo)向受光部4。在受光部4，選擇波段的光由線型傳感器41接受(步驟S34)，取得從反射鏡90上的線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布(步驟S35)。此時，線型傳感器41的線狀照射區(qū)域的拍攝時間、即從線狀照射區(qū)域的反射光在線型傳感器41的曝光時間被設(shè)為1msec。從線型傳感器41來的輸出(下面，為了和后面所述的“平均輸出”區(qū)別，稱為“準(zhǔn)輸出”)被送到檢查部7，在輸出接受部71被接受(步驟S36)。
在不勻檢查裝置1中，由控制部8，判斷線型傳感器41的拍攝次數(shù)(即反射光的強(qiáng)度分布的取得次數(shù))是否達(dá)到規(guī)定的拍攝次數(shù)(以下稱為“設(shè)定次數(shù)”)(步驟S37)，直到拍攝次數(shù)等于設(shè)定次數(shù)為止，返回步驟S34，與載物臺2的移動同步，反復(fù)取得從反射鏡90上的線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布，從線型傳感器41來的準(zhǔn)輸出在輸出接受部71被接受(步驟S34～S37)。
這樣，在不勻檢查裝置1中，在線型傳感器41的曝光時間為1msec這樣的條件下，換言之，對于曝光時間為1msec時的線型傳感器41的曝光量，移動反射鏡90的同時，僅反復(fù)所設(shè)定的次數(shù)來進(jìn)行從線型傳感器41來的準(zhǔn)輸出的取得，等于設(shè)定次數(shù)的個數(shù)的準(zhǔn)輸出在輸出接受部71被接受，并如圖10所示，生成校正信息取得所利用的矩形形狀的第一圖像111(步驟S38)。第一圖像111的Y方向的像素數(shù)等于線型傳感器41的CCD的個數(shù)，X方向的像素數(shù)等于設(shè)定次數(shù)(對后面所述的第二圖像112～第十圖像120也是同樣)。
當(dāng)生成第一圖像111時，由圖7所示的控制部8，判斷是否生成規(guī)定個數(shù)(在本實施方式中為10個)的校正信息取得用的圖像(步驟S41)。在需要取得下一個圖像時，變更線型傳感器41的曝光時間(步驟S411)，返回到步驟S34，移動反射鏡90的同時，僅反復(fù)所設(shè)定的次數(shù)來進(jìn)行從線型傳感器41來的準(zhǔn)輸出的取得，并生成圖10所示的第二圖像112(步驟S34～S38)。
在不勻檢查裝置1中，線型傳感器41的曝光時間從1msec到10msec為止每1msec都被變更(步驟S41、S411)。并且，這樣，在變更線型傳感器41的曝光量的同時生成校正信息取得用的圖像被反復(fù)進(jìn)行了10次，依次生成與各曝光時間的曝光量對應(yīng)的第一圖像111～第十圖像120(步驟S34～S41)。在不勻檢查裝置1中，使反射鏡90以低速(例如2～3mm/sec)移動的同時接受從反射鏡90來的反射光，并生成第一圖像111～第十圖像120，所以即使在萬一反射鏡存在劃傷、污垢、不勻或異物附著的情況下，也能夠抑制由這種劃傷等產(chǎn)生的反射光的不良等的影響。當(dāng)?shù)谝粓D像111～第十圖像120的生成結(jié)束時，反射鏡90以及載物臺2的移動被停止，同時照明光的照射被停止(步驟S42)。
接著，由檢查部7的校正信息取得部75，平均在第一圖像111～第十圖像120中，分別與線型傳感器41的各CCD對應(yīng)的多個(即等于設(shè)定次數(shù)的個數(shù))的輸出值(即像素值)，求取平均輸出值。換言之，由校正信息取得部75，相對于曝光時間在1msec～10msec中的各個曝光量，根據(jù)從線型傳感器41來的準(zhǔn)輸出求取與各曝光量對應(yīng)的最終的平均輸出(即從各CCD來的平均輸出值的集合)(步驟S43)。
當(dāng)取得與曝光時間在1msec～10msec中的曝光量對應(yīng)的10個平均輸出時，關(guān)于線型傳感器41的各CCD，求取曝光量和平均輸出值的關(guān)系。圖11關(guān)注1個CCD，是表示曝光量和從CCD來的平均輸出值的關(guān)系的圖。圖11中的多個點131表示各曝光量的平均輸出值。線132是表示曝光量和平均輸出值的關(guān)系的二次近似曲線，以下稱為“近似曲線132”。
在求取近似曲線132時，僅利用在圖11中用線133表示的上限值(是平均輸出值的變化相對曝光量的變化的比例急劇變小的邊界值，例如在總灰度數(shù)8bit中的240)和用線134表示的下限值(例如，是平均輸出值所包含的噪音的比例變大的邊界值，在總灰度數(shù)8bit中的10)之間的平均輸出值。在校正信息取得部75(參照圖7)中，對上限值和下限值之間的平均輸出值進(jìn)行最小二乘法的近似，求取近似曲線132。并且，由校正信息取得部75，適當(dāng)變換近似曲線132的橫軸即曝光量的標(biāo)度，做為校正像素值，由此標(biāo)準(zhǔn)化近似曲線132，如圖12所示，求取表示校正像素值和從各CCD來的平均輸出值的關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)化曲線135(步驟S44)。此時，因為以標(biāo)準(zhǔn)化曲線135的傾角為大約45°的方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，所以在標(biāo)準(zhǔn)化曲線135中，校正像素值的最大值以及最小值幾乎等于平均輸出值的最大值以及最小值(圖11中的上限值133以及下限值134)。
當(dāng)求取標(biāo)準(zhǔn)化曲線135時，關(guān)于在求取標(biāo)準(zhǔn)化曲線135時所利用的多個點136(即對應(yīng)于在求取近似曲線132時所利用的圖11中的上限值133以及下限值134之間的點131)，求取各點136和標(biāo)準(zhǔn)化曲線135的殘差。并且，在有用殘差大于規(guī)定的殘差閾值(例如，總灰度數(shù)8bit的5灰度量)的點136表示的平均輸出值時，除去該平均輸出值之后，對剩余的平均輸出值再次進(jìn)行最小二乘法的近似。由此，與線型傳感器41的各CCD相關(guān)的校正信息，將從第i號CCD來的輸出值即輸入像素值作為x(i)，將與CCD的曝光量對應(yīng)的校正像素值作為y(i)，按式(1)所示那樣地進(jìn)行求取(步驟S45)，并存儲在校正信息存儲部76(步驟S46)。
y(i)＝An(i，0)+An(i，1)·x(i)+An(i，2)·x(i)2…(1)式(1)中的系數(shù)An(i，k)(k0～2)是表示輸入像素值和校正像素值的關(guān)系的系數(shù)。根據(jù)式(1)能將從CCD來的輸入像素值變換為校正像素值。
在校正上述的原圖像來生成校正圖像的工序(圖4步驟S22)中，利用上述校正信息，將原圖像的各像素的值作為X(i，j)，將校正圖像對應(yīng)的像素的值作為Y(i，j)，通過式(2)或者式(3)所示的式子，根據(jù)原圖像的像素的值X(i，j)求取校正圖像的像素的值Y(i，j)。式(2)或者式(3)中的i，與式(1)同樣地，表示是對應(yīng)于第i號CCD的像素，j在線型傳感器41的移動方向表示第j個的列的像素。
Y(i，j)＝An(i，0)+An(i，1)·X(i，j)+An(i，2)·X(i，j)2…(2)Y(i,j)=Σk=0n(An(i,k)·X(i,j)k),]]>n＝2…(3)這樣，基于從線型傳感器41來的多個平均輸出，當(dāng)對被配置在光路上的1個光學(xué)濾光片51(即選擇光學(xué)濾光片51a)，求取將從線型傳感器41的各CCD來的輸入像素值變換為校正像素值的校正信息時，通過控制部8，確認(rèn)是否對波段切換機(jī)構(gòu)5的所有光學(xué)濾光片51求取了校正信息(步驟S47)，在存在還沒有取得校正信息的下一個光學(xué)濾光片51時，選擇光學(xué)濾光片51a被變更為下一個光學(xué)濾光片51(步驟S471)。
并且，返回到步驟S32，開始反射鏡90以及載物臺2的移動、以及照明光的照射，通過線型傳感器41，與載物臺2的移動同步，變更曝光量的同時反復(fù)取得從基板9上的線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布，從線型傳感器41來的輸出被送到輸出接受部71，并生成第一圖像111～第十圖像120(參照圖10)(步驟S32～S41、S411)。接著，停止反射鏡90以及載物臺2的移動、以及照明光的照射，由校正信息取得部75，取得與曝光時間在1msec～10msec中的曝光量對應(yīng)的10個平均輸出，進(jìn)而，對線型傳感器41的各CCD，求取將從各CCD來的輸入像素值變換為校正像素值的校正信息，并存儲在校正信息存儲部76上(步驟S42～S46)。
在不勻檢查裝置1中，對所有的光學(xué)濾光片51，取得從線型傳感器41來的多個平均輸出，求取校正信息，并存儲在校正信息存儲部76中，通過反復(fù)進(jìn)行這些動作，結(jié)束與各光學(xué)濾光片51建立了關(guān)聯(lián)的校正信息的取得(步驟S47)。此外，將由校正信息取得部75求取到的從線型傳感器41的各CCD來的輸入像素值變換為與各CCD的曝光量對應(yīng)的校正像素值的校正信息，未必需要作為式(1)所示的數(shù)學(xué)式子存儲在校正信息存儲部76中，也可以預(yù)先計算出輸入像素值和校正像素值的關(guān)系，做成查詢表，將該查詢表作為校正信息存儲在校正信息存儲部76中。
在不勻檢查裝置1中，在校正信息取得部75的校正信息的取得中，可以取代圖7所示的反射鏡90而使用擴(kuò)散板。此時，從光照射部3向被保持在載物臺2上的擴(kuò)散板照射光，基于從接受了來自擴(kuò)散板的反射光的線型傳感器41來的輸出，取得校正信息。校正信息取得的流程和使用反射鏡90的情況相同(參照圖8以及圖9)。在不勻檢查裝置1中，利用反射鏡90以及擴(kuò)散板的任意一個取得了的校正信息也能夠檢查膜厚不勻。
特別是在對形成了表面比較粗糙的膜92(例如，在基板9反射的光所包含的散射光對正反射光的比例為1％或其以上的膜92)的基板9的膜厚不勻進(jìn)行檢查時，通過利用使用擴(kuò)散板取得的校正信息來檢查，能夠精度更好地檢測出膜厚不勻。另外，在對形成了表面比較平滑的膜92(例如，在基板9被反射的光所包含的散射光相對正反射光的比例為不足1％的膜92)的基板9的膜厚不勻進(jìn)行檢查時，通過利用使用反射鏡90取得的校正信息來檢查，能夠精度更好地檢測出膜厚不勻。
如以上說明，在不勻檢查裝置1中，與波段切換機(jī)構(gòu)5的多個光學(xué)濾光片51的透過波段(即多個光學(xué)條件)建立了關(guān)聯(lián)的多個校正信息被存儲在校正信息存儲部76。并且，在由波段切換機(jī)構(gòu)5變更選擇光學(xué)濾光片51a時，鹵素?zé)?1、選擇光學(xué)濾光片51a以及透鏡42等光學(xué)系統(tǒng)的陰影特性帶來的影響、以及隨著選擇波段的變更而產(chǎn)生的線型傳感器41的各CCD靈敏度的偏差的影響，基于與選擇波段對應(yīng)(即被選擇的光學(xué)條件)的校正信息被校正后，由檢查部7的不勻檢查部74進(jìn)行膜厚不勻的檢查。這樣，在不勻檢查裝置1中，因為由光學(xué)系統(tǒng)的陰影特性帶來的影響、以及線型傳感器41的各CCD靈敏度的偏差的影響由輸出校正部72被除去，所以在變更選擇光學(xué)濾光片51a的同時能精度更高(即用較高的S/N比(信號/噪聲比))地檢測出膜厚不勻。特別在生成校正圖像時，由于沒有生成由線型傳感器41的CCD靈敏度的偏差帶來的條紋，所以條紋狀的膜厚不勻也能夠精度較高的檢測出。
在不勻檢查裝置1中，另外，從光射出部3射出線狀光，與基板9的移動同步，由線型傳感器41接受來自相對于線狀光在垂直方向移動的基板9的反射光，從而能夠?qū)⒐鈱?的入射角在整個上表面91設(shè)為一定。由此，因為在膜厚不勻的檢測中不需要考慮入射角帶來的對反射率的影響，所以能夠使膜厚不勻的檢測處理簡單化。此外，由于通過線型傳感器41接受來自基板9的反射光來檢測膜厚不勻，所以即使在基板9沒有光透過性時，也能夠準(zhǔn)確地檢查膜厚不勻。進(jìn)而，通過使來自光射出部3的光傾斜照射到基板9上，從而能夠避免由光射出部3和受光部4的接近引起的入射側(cè)以及反射側(cè)的光路的重疊，防止光射出部3和受光部4的結(jié)構(gòu)和配置變得復(fù)雜。
在不勻檢查裝置1中，表示曝光量和從CCD來的平均輸出值的關(guān)系的近似曲線132被標(biāo)準(zhǔn)化，并求取表示校正像素值和平均輸出值的關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)化曲線135，進(jìn)而，基于標(biāo)準(zhǔn)化曲線135求取將從各CCD來的輸入像素值變換為校正結(jié)束圖象的校正信息，因此能夠由原圖像容易地生成校正圖像并顯示在顯示器等上。
在校正信息取得部75中，在不受膜厚不勻的影響的環(huán)境下求取校正信息，由此能夠準(zhǔn)確地取得校正信息。另外，在線型傳感器41的各曝光量中，根據(jù)從線型傳感器41來的多個準(zhǔn)輸出取得平均輸出，基于平均輸出求取校正信息，因此能夠提高校正信息的精度。進(jìn)而，通過取代基板9而利用被保持在載物臺2上的反射鏡90或者擴(kuò)散板，從而能夠容易地取得校正信息。
接著，針對本發(fā)明的第二實施方式的檢查裝置進(jìn)行說明。圖13是放大表示第二實施方式的不勻檢查裝置的光射出部3a的一部分的側(cè)視圖。在第二實施方式的不勻檢查裝置中，波段切換機(jī)構(gòu)5被從圖1所示的不勻檢查裝置1中省略，同時取代光射出部3而設(shè)置有光射出部3a。其他結(jié)構(gòu)和圖1相同，在以下的說明中標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。
如圖13所示，光射出部3a取代圖1所示的光射出部3的鹵素?zé)?1，在石英棒32的(+Y)側(cè)配備有射出相互不同的波段的光的兩個光源元件31a、31b(例如發(fā)光二極管等半導(dǎo)體發(fā)光元件)。在第二實施方式的不勻檢查裝置中，由控制部8控制光射出部3a，光源元件31a、31b個別地被點亮，從而相互不同的波段的線狀光從光射出部3a可個別地射出。換言之，控制部8是光學(xué)條件切換機(jī)構(gòu)，即通過在光源元件31a、31b之間切換點亮的光源元件，從而切換從光射出部3a被射出的光的波段，變更在受光部4接受的光的波段(即選擇波段)，在從多個光源元件31a、31b來的光的波段之間，切換與膜厚不勻的檢查相關(guān)的光學(xué)條件即選擇波段。
第二實施方式的不勻檢查裝置的膜厚不勻的檢查的流程和第一實施方式大致相同，下面參照圖3以及圖4進(jìn)行說明。首先，開始移動基板9以及載物臺2，在光射出部3a只點亮光源元件31a，與光源元件31a對應(yīng)的波段的線狀光從光射出部31a被射出，并被照射在基板9上的線狀照射區(qū)域(步驟S11、S12)。
從光射出部3a來的光在基板9的上表面91被反射而由受光部4的線型傳感器41接受，從線狀照射區(qū)域來的反射光的選擇波段的強(qiáng)度分布被取得，并在檢查部7的輸出接受部71被接受(步驟S13～S15)。并且，直到載物臺2到達(dá)檢查結(jié)束位置(步驟S16)為止，與載物臺2的移動同步，反復(fù)取得從基板9上的線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布，從而取得在從上表面91來的反射光的選擇波段的強(qiáng)度分布(步驟S13～S16)。然后，基板9以及載物臺2的移動以及照明光的照射被停止，原圖像由輸出接受部71被生成(步驟S17、S21)。
接著，從預(yù)先被存儲在校正信息存儲部76的多個校正信息選擇與選擇波段(即來自光源元件31a的光的波段)建立了關(guān)聯(lián)的校正信息，由輸出校正部72，基于所選擇的校正信息進(jìn)行對原圖像的各像素的校正，從而生成校正圖像(步驟S22)。接著，由強(qiáng)調(diào)處理部73，對校正圖像進(jìn)行強(qiáng)調(diào)處理，生成強(qiáng)調(diào)圖像，由不勻檢測部74，基于強(qiáng)調(diào)圖像進(jìn)行第一次的膜厚不勻的檢測(步驟S23、S24)。
當(dāng)?shù)谝淮文ず癫粍虻臋z測結(jié)束時，由控制部8熄滅光源元件31a，同時點亮光源元件31b，變更選擇波段(步驟S25、S251)，載物臺2被返回到檢查開始位置后，進(jìn)行第二次膜厚不勻的檢測(步驟S11～S24)。并且，基于第一次以及第二次的檢測結(jié)果，最終檢測出在基板9的上表面91上形成的膜92的膜厚不勻，結(jié)束由檢查裝置進(jìn)行的膜厚不勻的檢測處理(步驟S25)。
接著，針對由第二實施方式的不勻檢查裝置的校正信息取得部75進(jìn)行的校正信息的取得進(jìn)行說明。第二實施方式的不勻檢查裝置的校正信息的取得的流程和第一實施方式大致相同，下面，參照圖8以及圖9進(jìn)行說明。首先，具有均勻反射率的反射鏡90(參照圖7)被保持在載物臺2上后，反射鏡90以及載物臺2的移動被開始(步驟S31、S32)。
接著，與光源元件31a對應(yīng)的波段的線狀光從光射出部3a被射出，并被照射在反射鏡90上的線狀照射區(qū)域，來自反射鏡90的反射光由受光部4的線型傳感器41接受，強(qiáng)度分布被取得，并在檢查部7的輸出接受部71被接受。并且，直到線型傳感器41的拍攝次數(shù)等于設(shè)定次數(shù)為止，與載物臺2的移動同步，反復(fù)取得從反射鏡90上的線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布，從線型傳感器41來的準(zhǔn)輸出在輸出接受部71被接受，并生成第一圖像111(步驟S33～S38)。
在第二實施方式的不勻檢查裝置中，在變更線型傳感器41的曝光時間(即曝光量)(步驟S41、S411)的同時依次生成對應(yīng)于各曝光時間中與曝光量對應(yīng)的第一圖像111～第十圖像120(步驟S34～S41、S411)。接著，反射鏡90以及載物臺2的移動、以及照明光的照射被停止，求取對應(yīng)于各曝光量的平均輸出，求取表示校正像素值和從線型傳感器41的CCD來的平均輸出值的關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)化曲線135(參照圖12)(步驟S42～S44)。并且，基于標(biāo)準(zhǔn)化曲線135求取與各CCD相關(guān)的校正信息，并被存儲在校正信息存儲部76中(步驟S45、S46)。
當(dāng)結(jié)束與光源元件31a對應(yīng)的校正信息的取得時，在第二實施方式的不勻檢查裝置中，取代圖9中的步驟S47、S471，判斷下一個光源元件是否存在，并在光射出部3a進(jìn)行向點亮的光源元件的光源元件31b的變更。并且，反復(fù)進(jìn)行取得從線型傳感器41來的多個平均輸出求取校正信息，并存儲在校正信息存儲部76中這些動作，從而結(jié)束由校正信息取得部75進(jìn)行的校正信息的取得(步驟S32～S47)。即使在第二實施方式的不勻檢查裝置中，也和第一實施方式同樣，可以在校正信息的取得中取代反射鏡90，利用擴(kuò)散板。
如上說明，在第二實施方式的不勻檢查裝置中，也和第一實施方式相同，變更選擇波段進(jìn)行2次膜厚不勻的檢測，從而能夠精度較高地檢測膜厚不勻。在第二實施方式的不勻檢測裝置中，由光學(xué)系統(tǒng)的陰影特性帶來的影響、特別是由光源元件31a、31b的光學(xué)特性帶來(例如從兩光源元件被射出的光的強(qiáng)度分布的不勻)的影響、以及隨著光源元件31a、31b的切換而產(chǎn)生的線型傳感器41的CCD靈敏度的偏差的影響由輸出校正部72被除去，因此能精度更高地檢測出膜厚不勻。另外，和第一實施方式相同，利用射出線狀光的光射出部3a以及線型傳感器41，能夠?qū)⒐庀鄬?的入射角在整個上表面91保持一定，因此能夠簡化膜厚不勻的檢測。
即使校正信息取得部75也和第一實施方式同樣，在不受膜厚不勻的影響的環(huán)境下求取校正信息，從而能夠準(zhǔn)確地取得校正信息。另外，基于從線型傳感器41來的多個準(zhǔn)輸出而求得的平均輸出求取校正信息，因此能夠提高校正信息的精度。進(jìn)而，通過利用反射鏡90或者擴(kuò)散板，能夠容易地取得校正信息。
接著，針對本發(fā)明第三實施方式的不勻檢查裝置1a進(jìn)行說明。圖14是表示不勻檢查裝置1a的結(jié)構(gòu)的主視圖。如圖14所示，不勻檢查裝置1a具有偏振鏡61和偏振鏡移動機(jī)構(gòu)62。其他結(jié)構(gòu)和圖1相同，在以下的說明中標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。
偏振鏡61和偏振鏡移動機(jī)構(gòu)62被配置在載物臺2上所保持的基板9和波段切換機(jī)構(gòu)5之間，通過使偏振鏡61以與光路平行的中心軸為中心轉(zhuǎn)動的偏振鏡移動機(jī)構(gòu)62，偏振鏡61在從光射出部3至受光部4的線型傳感器41的光路上的位置和離開了光路的位置(在圖14中用雙點劃線表示。)之間移動。在偏振鏡61被配置在光路上的狀態(tài)下，從形成在基板9的上表面91的膜92來的反射光通過透過偏振鏡61而成為偏振光。換言之，偏振鏡移動機(jī)構(gòu)62是光學(xué)條件切換機(jī)構(gòu)，即，使偏振鏡61相對于從光射出部3至線型傳感器41的光路進(jìn)行進(jìn)退，從而讓與從光射出部3至線型傳感器41的光學(xué)系統(tǒng)對應(yīng)的光學(xué)條件，在與偏振鏡61被配置在光路上的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件、以及與偏振鏡61從光路上退避的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件之間切換。
由不勻檢查裝置1a進(jìn)行的膜厚不勻的檢查流程除了光學(xué)濾光片51的選擇再加上選擇偏振鏡是否被配置在光路上這一點，和第一實施方式相同。另外，對于由不勻檢查裝置1a的校正信息取得部75進(jìn)行的校正信息的取得的流程也與各光學(xué)濾光片51相關(guān)，除了在與偏振鏡61被配置在光路上的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件、以及與偏振鏡61從光路上退避的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件下分別取得校正信息這一點，和第一實施方式相同。
在不勻檢查裝置1a中，特別是由光路上的偏振鏡61的有無導(dǎo)致的線型傳感器41的CCD靈敏度的偏差的影響和偏振鏡61的光學(xué)特性(例如偏振鏡61的厚度不勻)的影響由檢查部7的輸出校正部72被除去了，因此能夠精度更高地檢測出膜厚精度。
接著，針對本發(fā)明第四實施方式的不勻檢查裝置1b進(jìn)行說明。圖15是表示不勻檢查裝置1b的結(jié)構(gòu)的主視圖。如圖15所示，在不勻檢查裝置1b中，向基板9射出光的光射出部3被配置在基板9的(-Z)側(cè)(即與形成了基板9的膜92的上表面91相反側(cè))。另外，載物臺2a具有與基板9對應(yīng)的開口，從周圍保持具有光透過性的基板9。其他結(jié)構(gòu)和圖1相同，在以下的說明中標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。
光射出部3，和第一實施方式相同，具有鹵素?zé)?1，其射出白色光；石英棒32，其在與載物臺2a的移動方向垂直的圖15中的Y方向延伸；以及圓柱透鏡33。在不勻檢查裝置1b中，從光射出部3被射出的線狀光通過載物臺2a的開口從(-Z)側(cè)入射到基板9上，透過基板9以及膜92，透過波段切換機(jī)構(gòu)5的選擇光學(xué)濾光片51a，被變換為選擇波段的光之后，由受光部4的線型傳感器41被接受。
不勻檢查裝置1b的膜厚不勻的檢查的流程和第一實施方式相同。另外，在不勻檢查裝置1b的校正信息取得部75的校正信息的取得中，不利用反射鏡90(參照圖7)和擴(kuò)散板，來自光射出部3的光經(jīng)由什么也不保持而停止了的狀態(tài)的載物臺2a的開口(即在不受膜厚不勻的影響的環(huán)境下)直接照射在受光部4上，除了這一點，和第一實施方式相同。
在不勻檢查裝置1b中，和第一實施方式相同，由光學(xué)系統(tǒng)的陰影特性帶來的影響以及線型傳感器41的CCD靈敏度的偏差的影響由檢查部7的輸出校正部72被除去，所以能夠更高地檢測出膜厚不勻。
接著，針對本發(fā)明的第五實施方式的不勻檢查裝置1c進(jìn)行說明。圖16是表示不勻檢查裝置1c的結(jié)構(gòu)的主視圖。在不勻檢查裝置1c中，受光部4具有與線型傳感器41的拍攝時刻一致并向控制部8發(fā)送同步信號的同步控制部43。另外，在不勻檢查裝置1c中，和第二實施方式相同，在波段切換機(jī)構(gòu)5從圖1所示的不勻檢查裝置1被省略的同時，取代光射出部3而設(shè)置有圖13所示的光射出部3a。光射出部3a具有作為光源的射出相互不同的波段的光的兩個光源元件31a、31b(以下稱為“第一光源元件31a”和“第二光源元件31b”)，在本實施方式中，第一光源元件31a以及第二光源元件31b被做成發(fā)光二極管(以下稱為“LED”)。其他結(jié)構(gòu)和第一實施方式相同，在以下的說明中標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。
在光射出部3a中，第一光源元件31a以及第二光源元件31b被個別地點亮，從而與被點亮的光源元件對應(yīng)(以下稱為“選擇光源元件”)的波段的光向基板9的上表面91被射出。并且，由控制部8基于來自同步控制部43的同步信號控制光射出部3a，高速切換向基板9射出光的選擇光源元件，從而切換從光射出部3a被射出的光的波段，在受光部4被接受的光的波段，在與第一光源元件31a以及第二光源元件31b對應(yīng)的相互不同的多個波段之間高速地切換。
在受光部4中，線型傳感器41接受從光射出部3a被射出而在基板9的上表面91上的線狀照射區(qū)域的膜92被反射后的線狀光，取得從受光的線狀照射區(qū)域來的光的強(qiáng)度分布，并輸出到檢查部7。在不勻檢查裝置1c中，從在基板9的上表面91上形成的膜92來的反射光的強(qiáng)度分布，在基板9以及載物臺2的移動中由線型傳感器41被反復(fù)取得。
在不勻檢查裝置1c中，在基板9的移動中，通過與從受光部4的同步控制部43來的同步信號同步，在第一光源元件31a以及第二光源元件31b之間切換選擇光源元件，從而與第一光源元件31a以及第二光源元件31b對應(yīng)的波段的光的強(qiáng)度分布分別交替地被取得。此時，選擇光源元件的切換以及強(qiáng)度分布的取得與基板9的移動相比，非常高速地進(jìn)行，從而對于基板9的上表面91上的大致相同的線狀照射區(qū)域(準(zhǔn)確地說，與掃描方向相關(guān)，重疊1/2或其以上的兩個區(qū)域)，與第一光源元件31a以及第二光源元件31b對應(yīng)的強(qiáng)度分布的取得操作分別在每一次被執(zhí)行。
接著，針對不勻檢查裝置1c的膜厚不勻的檢查的流程進(jìn)行說明。圖17以及圖18是表示由不勻檢查裝置1c進(jìn)行的檢查的流程的圖。在由不勻檢查裝置1c檢查基板9的上表面91上的膜92的膜厚不勻時，首先，在基板9被保持在位于在圖16中用實線表示的檢查開始位置的載物臺2上之后，基板9以及載物臺2開始向(+X)方向移動(步驟S51)。
接著，通過控制部8的控制，在光射出部3a僅點亮第一光源元件31a，即第一光源元件31a作為選擇光源元件，與第一光源元件31a對應(yīng)的波段(例如中心波長為550nm、半幅值為10nm)的線狀光從光射出部3a被射出。從光射出部3a來的線狀光相對于基板9的上表面91以入射角60°入射，并被照射在上表面91上的線狀照射區(qū)域(步驟S52)，線狀照射區(qū)域相對基板9相對地移動。
從光射出部3a來的光在基板9的上表面91發(fā)生反射，并被導(dǎo)向受光部4。在受光部4，在基板9的上表面91反射后的光由線型傳感器41來接受(步驟S53)，由此，從基板9上的線狀照射區(qū)域來的反射光的與第一光源元件31a對應(yīng)的波段的強(qiáng)度分布被取得(步驟S54)。從線型傳感器41的各CCD來的輸出值被送向檢查部7的輸出接受部71。
當(dāng)與第一光源元件31a對應(yīng)的強(qiáng)度分布被取得時，對于大致相同的線狀照射區(qū)域，由控制部8確認(rèn)對應(yīng)的強(qiáng)度分布應(yīng)被取得的下一個光源元件的有無(步驟S55)。在有下一個光源元件(即第二光源元件31b)時，由控制部8控制第一光源元件31a以及第二光源元件31b，通過熄滅第一光源元件31a而點亮第二光源元件31b來變更選擇光源元件，同時，返回步驟S52，與選擇光源元件即第二光源元件31b對應(yīng)的波段的線狀光被照射在基板9的線狀照射區(qū)域(步驟S551、S52)。這樣，在不勻檢查裝置1c中，同時進(jìn)行變更選擇光源元件的工序即切換在受光部4接受的光的波段的波段切換工序(步驟S551)、和從光射出部3a射出與選擇光源元件對應(yīng)的波段的線狀光的光射出工序(步驟S52)。
并且，與第二光源元件31b對應(yīng)的波段的反射光由受光部4的線型傳感器41被接受，且強(qiáng)度分布被取得，從線型傳感器41的各CCD來的輸出值被送到檢查部7的輸出接受部71之后，(因為在本實施方式中光源元件是兩個)通過控制部8確認(rèn)沒有下一個光源元件(步驟S53～S55)。
在不勻檢查裝置1c中，由控制部8在基板9的移動中反復(fù)確認(rèn)基板9以及載物臺2是否移動到了在圖16中用雙點劃線表示的檢查結(jié)束位置(步驟S56)，在沒有移動到檢查結(jié)束位置時，由控制部8熄滅第二光源元件31b的同時，點亮第一光源元件31a，由此選擇光源元件被返回到最初的光源元件(即第一光源元件31a)(步驟S561)。
并且，返回到步驟S52，進(jìn)行與選擇光源元件對應(yīng)的波段的線狀光的照射、反射光的受光以及從線狀照射區(qū)域來的光的強(qiáng)度分布的取得(步驟S52～S54)，切換選擇光源元件(步驟S55、S551)，再次進(jìn)行線狀光的照射、反射光的受光以及強(qiáng)度分布的取得(步驟S52～S55)。
圖19是表示步驟S52～S56中的線型傳感器41、第一光源元件31a以及第二光源元件31b的動作的時序圖。圖19中的線201表示線型傳感器41的圖像取得狀態(tài)，線202表示從受光部4的同步控制部43被傳送到控制部8的同步信號。另外，線203、204表示第一光源元件31a以及第二光源元件31b的點亮/熄滅(ON/OFF)的狀態(tài)。在不勻檢查裝置1c中，基于來自用線202表示的同步控制部43的同步信號，由控制部8控制線型傳感器41，并進(jìn)行一個行(是拍攝線狀照射區(qū)域取得的像素群，在后面所述的圖20中，在Y方向呈一列排列的多個像素110)的拍攝，另外，控制第一光源元件31a以及第二光源元件31b，分別進(jìn)行ON/OFF的切換。在本實施方式中，同步信號的間隔被設(shè)為大約1msec。
如圖19所示，在不勻檢查裝置1c中，在基板9以及載物臺2移動期間，反復(fù)步驟S52～S56的動作，由線型傳感器41反復(fù)取得從基板9上的線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布，與從受光部4的同步控制部43被傳送到控制部8的同步信號(即線型傳感器41的拍攝時刻)同步，反復(fù)切換向基板9射出光的選擇光源元件(即與受光部4同步，在與第一光源元件31a以及第二光源元件31b對應(yīng)的多個波段之間反復(fù)切換在受光部4接受的光的波段)。換言之，在受光部4接受的光的波段，與線型傳感器41的從線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布的取得同步并被切換。
當(dāng)基板9以及載物臺2移動到檢查結(jié)束位置時(步驟S56)，由移動機(jī)構(gòu)21進(jìn)行的基板9以及載物臺2的移動被停止，照明光的照射也被停止(步驟S61)。在檢查部7的輸出接受部71中，由受光部4取得的從上表面91來的反射光的強(qiáng)度分布按時間順序排列，生成圖20所示的二維原圖像100(步驟S62)。
如圖20所示，在二維原圖像100中，拍攝由與第一光源元件31a對應(yīng)的線狀光照射的線狀照射區(qū)域而取得的行301～306、和拍攝由與第二光源元件31b對應(yīng)的線狀光照射的線狀照射區(qū)域而取得的行401～406被交替排列。下面，將二維原圖像100稱為“混合圖像100”。此外，在圖20中，為了便于圖示，混合圖像100所包含的行的個數(shù)、以及1行所包含的像素110的個數(shù)描繪得比實際的混合圖像少很多。
當(dāng)混合圖像100的生成結(jié)束時，由輸出接受部71取出與第一光源元件31a對應(yīng)的行301～306，并按時間順序排列，從而對整個基板9生成表示在將第一光源元件31a作為選擇光源元件時從上表面91來的反射光的強(qiáng)度分布的二維圖像(以下稱為“第一圖像”)。進(jìn)而，取出與第二光源元件31b對應(yīng)的行401～406，并按時間順序排列，從而對整個基板9生成表示在將第二光源元件31b作為選擇光源元件時從上表面91來的反射光的強(qiáng)度分布的二維圖像(以下稱為“第二圖像”)(步驟S63)。
如上所述，在不勻檢查裝置1c中，由于強(qiáng)度分布的取得以及光源元件的切換與線狀照射區(qū)域相對基板9的相對地移動相比，以極高速地進(jìn)行，所以第一圖像的行301以及第二圖像的行401表示基板9上的大致相同的直線狀的區(qū)域的光的強(qiáng)度分布(對行302～306以及行402～406也是同樣)。
接著，從預(yù)先被存儲在校正信息存儲部76的多個校正信息中，選擇與從第一光源元件31a來的光的波段建立了關(guān)聯(lián)的校正信息，通過輸出校正部72，基于所選擇的校正信息，進(jìn)行對第一圖像的各像素(即由線型傳感器41取得的與來自第一光源元件31a的光對應(yīng)的強(qiáng)度分布)的校正，生成第一校正圖像。同樣，基于與從第二光源元件31b來的光的波段建立了關(guān)聯(lián)的校正信息，進(jìn)行對第二圖像的各像素(即由線型傳感器41取得的與來自第二光源元件31b的光對應(yīng)的強(qiáng)度分布)的校正，生成第二校正圖像(步驟S64)。
當(dāng)生成第一校正圖像以及第二校正圖像時，由強(qiáng)調(diào)處理部73，對第一校正圖像以及第二校正圖像進(jìn)行和第一實施方式同樣的強(qiáng)調(diào)處理，生成第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像(步驟S65)。生成的第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像根據(jù)需要被顯示在顯示器等顯示裝置上，進(jìn)而通過檢查部7的不勻檢測部74，基于第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像進(jìn)行膜厚不勻的檢測(步驟S66)。
在不勻檢查裝置1c中，與第一光源元件31a以及第二光源元件31b對應(yīng)的相互不同的兩個波段的光被個別地照射在基板9的上表面91上的膜92上，基于與低靈敏度區(qū)域不同的兩個波段對應(yīng)的第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像，檢查膜厚不勻。其結(jié)果是，和第二實施方式相同，能夠精度較高地檢測出膜厚變動(即膜厚不勻)。
在不勻檢查裝置1c中，通過控制部8，在受光部4接受的光的波段，與來自同步控制部43的同步信號(即線型傳感器41的拍攝時刻)同步，并在相互不同的兩個波段之間被反復(fù)切換的同時從基板9的上表面91上的膜92來的反射光的強(qiáng)度分布被取得。其結(jié)果是，通過線型傳感器41對基板9的一次掃描，由于能夠生成對應(yīng)于兩個波段的第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像，所以能夠縮短膜厚不勻檢查所需要的時間。
在不勻檢查裝置1c中，通過控制部8，交替地切換射出相互不同的波段的光的第一光源元件31a以及第二光源元件31b的ON/OFF，由此能夠容易地切換在受光部4接受的光的波段。
但是，在膜92的特性(即膜厚和其他光學(xué)特性)隨時間的流逝發(fā)生變化時，假如，通過兩次掃描生成了切換了波段的兩個圖像時，因為在取得了的上表面91的兩個圖像中，圖像取得時的膜厚等不同，所以有可能在雙方的圖像中，膜厚不勻被包含在低靈敏度帶內(nèi)，從而不能精度較高地檢測出膜厚不勻。相對于此，在不勻檢查裝置1c中，因為幾乎能夠同時取得第一圖像以及第二圖像，所以即使在膜92的特性隨時間的流逝發(fā)生變化時，也能夠生成膜92的狀態(tài)實質(zhì)相同的上表面91的第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像。其結(jié)果是，在第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像的至少一個中，由于能夠防止膜厚不勻被包含在低靈敏度區(qū)域內(nèi)，所以即使是具有瞬態(tài)特性的膜92，也能夠精度較高地檢測膜厚不勻。
接著，針對本發(fā)明的第六實施方式的不勻檢查裝置1d進(jìn)行說明。圖21是表示不勻檢查裝置1d的結(jié)構(gòu)的主視圖。不勻檢查裝置1d取代圖1所示的不勻檢查裝置1的波段切換機(jī)構(gòu)5，而具有波段切換機(jī)構(gòu)5a。另外，不勻檢查裝置1d的受光部4和第五實施方式同樣，具有與線型傳感器41的拍攝時刻一致，向控制部8傳送同步信號的同步控制部43。其他結(jié)構(gòu)和圖1相同，在以下的說明中，標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。
圖22是從基板9側(cè)看到的波段切換機(jī)構(gòu)5a的圖。如圖21以及圖22所示，波段切換機(jī)構(gòu)5a具有取代波段切換機(jī)構(gòu)5的5種光學(xué)濾光片51(參照圖2)，而選擇性地使相互不同的窄波段的光分別透過的2種光學(xué)濾光片(例如是半幅值為10nm的干涉濾光片，以下，稱為“第一光學(xué)濾光片51b”以及“第二光學(xué)濾光片51c”)，其他結(jié)構(gòu)和圖1以及圖2相同。
如圖22所示，在濾光片轉(zhuǎn)盤52上，在圓周方向等間隔地形成有6個圓形開口521，3個第一光學(xué)濾光片51b以及3個第二光學(xué)濾光片51c交替地被安裝在開口521。在波段切換機(jī)構(gòu)5a中，6個光學(xué)濾光片中的某一個被配置在從基板9至受光部4的光路上。在圖21所示的不勻檢查裝置1d中，從光射出部3的鹵素?zé)?1被射出而在基板9被反射的反射光(即包含與第一光學(xué)濾光片51b以及第二光學(xué)濾光片51c對應(yīng)的兩個透過波段的光的白色光的反射光)中，只有與被配置在從基板9至受光部4的光路上的光學(xué)濾光片對應(yīng)(以下稱為“選擇光學(xué)濾光片”)的波段的光通過選擇光學(xué)濾光片，被導(dǎo)向受光部4。
在波段切換機(jī)構(gòu)5a中，通過由控制部8控制的濾光片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53，濾光片轉(zhuǎn)盤52旋轉(zhuǎn)，從而多個(在本實施方式中為6個)光學(xué)濾光片中被配置在從光射出部3至受光部4的光路上的選擇光學(xué)濾光片被高速地切換為其他光學(xué)濾光片，變更受光部4接受的光的波段。這樣，濾光片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53以及濾光片轉(zhuǎn)盤52成為光學(xué)濾光片切換機(jī)構(gòu)。
在不勻檢查裝置1d中，移動基板9以及載物臺2的同時，與受光部4(來自同步控制信號43的同步信號)同步，在第一光學(xué)濾光片51b以及第二光學(xué)濾光片51c之間切換選擇光學(xué)濾光片，與第一光學(xué)濾光片51b以及第二光學(xué)濾光片51c對應(yīng)的波段的光的強(qiáng)度分布分別被交替地取得。此時，選擇光學(xué)濾光片的切換與基板9的移動相比，非常高速地進(jìn)行，從而對基板9的上表面91上的大致相同的線狀照射區(qū)域，與第一光學(xué)濾光片51b以及第二光學(xué)濾光片51c對應(yīng)的強(qiáng)度分布的取得操作分別在每一次被進(jìn)行。
接著，針對由不勻檢查裝置1d進(jìn)行的膜厚不勻的檢查的流程進(jìn)行說明。圖23是表示由不勻檢查裝置1d進(jìn)行的檢查的流程的一部分的圖。在不勻檢查裝置1d中，進(jìn)行圖23所示的步驟S71～S76之后，進(jìn)行和圖18所示的不勻檢查裝置1c相同的動作(步驟S61～S66)。
在由不勻檢查裝置1d檢查基板9的上表面91上的膜92的膜厚不勻時，首先，基板9被在載物態(tài)2上之后，基板9以及載物臺2向(+X)方向開始移動，從光射出部3來的線狀光被照射在基板9上的線狀照射區(qū)域(步驟S71、S72)。
從光射出部3射出的白色光，在基板9的上表面91發(fā)生反射，并透過預(yù)先被配置在光路上的波段切換機(jī)構(gòu)5a的第一光學(xué)濾光片51b，從而只有與第一光學(xué)濾光片51b對應(yīng)的波段(例如中心波長為550nm，半幅值為10nm)的光被取出，并由受光部4的線型傳感器41接受。并且，與來自線狀照射區(qū)域?qū)?yīng)的反射光的第一光學(xué)濾光片51b的波段的強(qiáng)度分布被取得，并被送到檢查部7(步驟S73、S74)。
當(dāng)與第一光學(xué)濾光片51b對應(yīng)的強(qiáng)度分布被取得時，對同一個線狀照射區(qū)域，由控制部8確認(rèn)對應(yīng)的強(qiáng)度分布應(yīng)該被取得的下一個光學(xué)濾光片的有無(步驟S75)。接著在存在應(yīng)使用的光學(xué)濾光片(即第二光學(xué)濾光片51c)時，通過濾光片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53，濾光片轉(zhuǎn)盤52僅旋轉(zhuǎn)60°，在變更了選擇光學(xué)濾光片時(步驟S751)，返回到步驟S73，由受光部4的線型傳感器41接受與第二光學(xué)濾光片51c對應(yīng)的波段的光，取得強(qiáng)度分布(步驟S73、S74)。并且，線型傳感器41的輸出被送到檢查部7的輸出接受部71之后，通過控制部8確認(rèn)沒有下一個光學(xué)濾光片(步驟S75)。
在不勻檢查裝置1d中，由控制部8，在基板9的移動中反復(fù)確認(rèn)基板9以及載物臺2是否移動到了在圖21中用雙點劃線表示的檢查結(jié)束位置(步驟S76)，在沒有移動到檢查結(jié)束位置時，通過濾光片旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53，濾光片轉(zhuǎn)盤52僅旋轉(zhuǎn)60°，在選擇光學(xué)濾光片被返回到最初的種類的光學(xué)濾光片(即第一光學(xué)濾光片51b)時(步驟S761)，返回到步驟S73，進(jìn)行反射光的受光以及從線狀照射區(qū)域來的光的強(qiáng)度分布的取得(步驟S73、S74)，進(jìn)而在切換了選擇光學(xué)濾光片時(步驟S75、S751)，再次進(jìn)行反射光的受光以及強(qiáng)度分布的取得(步驟S73～S75)。
在不勻檢查裝置1d中，在基板9以及載物臺2移動期間，反復(fù)步驟S73～S76的動作，從基板9上的線狀照射區(qū)域來的反射光的與選擇光學(xué)濾光片對應(yīng)的波段的強(qiáng)度分布由線型傳感器41被反復(fù)取得，從基板9來的光的選擇光學(xué)濾光片，與從受光部4的同步控制部43送到控制部8的同步信號(即線型傳感器41的拍攝時刻)同步，并反復(fù)被切換(即，在受光部4接受的光的波段，與受光部4同步，在與第一光學(xué)濾光片51b以及第二光學(xué)濾光片51c對應(yīng)的多個波段之間反復(fù)被切換)。換言之，在受光部4接受的光的波段，與線型傳感器41的從線狀照射區(qū)域來的反射光的強(qiáng)度分布的取得同步被切換。
當(dāng)基板9以及載物臺2移動到檢查結(jié)束位置時(步驟S76)，基板9以及載物臺2的移動被停止，照明光的照射也被停止(圖18步驟S61)。在檢查部7中，和第五實施方式的情況相同，由輸出接受部71生成混合圖像100(參照圖20)，從混合圖像100每隔一個選擇一行，從而生成與第一光學(xué)濾光片51b對應(yīng)的第一圖像以及與第二光學(xué)濾光片51c對應(yīng)的第二圖像(步驟S62、S63)。接著，由輸出校正部72，對第一圖像以及第二圖像進(jìn)行校正，生成第一校正圖像以及第二校正圖像(步驟S64)。然后，通過強(qiáng)調(diào)處理部73，根據(jù)第一校正圖像以及第二校正圖像生成第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像，由不勻檢測部74，基于第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像進(jìn)行膜厚不勻的檢測(步驟S65、S66)。
如以上說明，在不勻檢查裝置1d中，與第一光學(xué)濾光片51b以及第二光學(xué)濾光片51c對應(yīng)的相互不同的兩個波段的光在受光部4被接受，基于對應(yīng)于低靈敏度區(qū)域不同的兩個波段的第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像檢查膜厚不勻。其結(jié)果是，和第一實施方式相同，能夠精度較高地檢測出膜厚不勻。
在不勻檢查裝置1d中，由波段切換機(jī)構(gòu)5a，在受光部4接受的光的波段，與來自同步控制部43的同步信號同步，在相互不同的兩個波段之間反復(fù)被切換，同時取得從基板9的上表面91上的膜92來的反射光的強(qiáng)度分布。其結(jié)果是，和第五實施方式相同，由于通過線型傳感器41對基板9進(jìn)行一次掃描，能夠生成與兩個波段對應(yīng)的第一強(qiáng)調(diào)圖像以及第二強(qiáng)調(diào)圖像，所以能夠縮短膜厚不勻檢查所需要的時間。另外，和第五實施方式相同，由于能夠幾乎同時取得第一圖像以及第二圖像，所以即使是具有瞬態(tài)特性的膜92，也能夠精度較高地檢測出膜厚不勻。
在不勻檢查裝置1d中，通過濾光片旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)53，旋轉(zhuǎn)濾光片轉(zhuǎn)盤52來切換選擇光學(xué)濾光片，從而能夠容易地切換在受光部4接受的光的波段。
接著，針對本發(fā)明的第七實施方式的不勻檢查裝置1e進(jìn)行說明。圖24是表示不勻檢查裝置1e的結(jié)構(gòu)的主視圖。如圖24所示，在不勻檢查裝置1e中，向基板9射出光的光射出部3a和圖15所示的不勻檢查裝置1b的光射出部3相同，被配置在基板9的(-Z)側(cè)。另外，載物臺2a具有與基板9對應(yīng)的開口，由周圍保持具有光透過性的基板9。其他結(jié)構(gòu)和圖16所示的不勻檢查裝置1c相同，在以下的說明中標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。
光射出部3a和第五實施方式相同，具有LED即第一光源元件31a以及第二光源元件31b、和在垂直于載物臺2a的移動方向的、圖24中的Y方向延伸的石英棒32以及柱狀透鏡33。在不勻檢查裝置1e中，從光射出部3a射出的線狀光通過載物臺2a的開口，從(-Z)側(cè)入射到基板9，透過了基板9以及膜92之后，由受光部4的線型傳感器41接受。
由不勻檢查裝置1e進(jìn)行的膜厚不勻的檢查的流程除了利用透過光這一點，和第五實施方式是相同的，能夠在縮短膜厚不勻的檢查所需要的時間的同時，精度較高地檢測出膜厚不勻。另外，即使是具有瞬態(tài)特性的膜92，也能夠精度較高地檢測出膜厚不勻。
以上，針對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明了，但是本發(fā)明并不僅限于上述實施方式，可進(jìn)行各種變更。
例如，載物臺只要可以相對光射出部以及受光部4相對地移動即可，也可以固定載物臺，在光射出部以及受光部4相互固定的狀態(tài)下一起移動。
在光射出部中，可以取代石英棒32，設(shè)置直線狀地排列多個光纖的光纖陣列，來自鹵素?zé)?1等的光源的光通過光纖陣列而變換為線狀光。此時，為了使來自光纖陣列的線狀光的強(qiáng)度分布更均勻化，所以可以在光纖陣列的射出端附近配置擴(kuò)散板。另外，可以取代鹵素?zé)?1等的光源以及石英棒32，設(shè)置作為射出線狀光的光源的直線狀地排列的多個發(fā)光二極管。
在第五以及第七實施方式的不勻檢查裝置中，從光射出部3a射出的光的波段的切換未必限于第一光源元件31a以及第二光源元件31b的ON/OFF的切換。例如，在第一光源元件31a和石英棒32之間、以及第二光源元件31b和石英棒32之間，配置有個別地開閉的兩個快門(例如，液晶快門和AOM(Acoust Optic Modulator音響光學(xué)元件))，在第一光源元件31a以及第二光源元件31b兩者被點亮了的狀態(tài)下，與來自同步控制部43的同步信號同步切換兩個快門的開閉狀態(tài)，由此可以切換從光射出部3a射出的光的波段。
另外，第一光源元件31a以及第二光源元件31b未必限于LED，例如從高速亮滅這一觀點看，也可以是半導(dǎo)體激光等其他的半導(dǎo)體發(fā)光元件，也可以是除了射出相互不同的波段的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件以外的其他光源元件。進(jìn)而，通過在光射出部3a設(shè)置有射出相互不同的波段的光的3個或其以上的光源元件，從而可以在3個或其以上的波段之間切換在受光部4接受的光的波段。在第六實施方式的不勻檢查裝置1d中，通過在波段切換機(jī)構(gòu)5a設(shè)置使相互不同的波段的光透過的3個或其以上的光學(xué)濾光片，從而可以在3個或其以上的波段之間切換在受光部4接受的光的波段。
在第五以及第七實施方式的不勻檢查裝置中，可以取代光射出部3a，而設(shè)置圖25所示的光射出部3b。圖25是光射出部3b的俯視圖，光射出部3b具有射出相互不同的波段的光的多個第一光源元件31a以及多個第二光源元件31b、擴(kuò)散來自第一光源元件31a以及第二光源元件31b的光的擴(kuò)散板34、以及柱狀透鏡33。在光射出部3b中，第一光源元件3a以及第二光源元件31b在圖25中的Y方向交替排列成1列。
從第一光源元件31a或者第二光源元件31b射出的光，通過透過擴(kuò)散板34以及柱狀透鏡33而成為在Y方向具有均勻強(qiáng)度分布的線狀光，并被導(dǎo)向基板9。在光射出部3b中，與來自受光部4的同步控制部43的同步信號(即線型傳感器41的拍攝時刻)同步，多個第一光源元件31a一起被點亮的同時，多個第二光源元件31b一起被熄滅，或者，多個第二光源元件31b一起被點亮的同時，多個第一光源元件31a一起被熄滅，從而切換向基板9射出并在受光部4被接受的光的波段。
在不勻檢查裝置中，在從光源射出的光中包含對在基板9上所形成的膜92給予不好的影響的波段的光時，在從光源到基板9的光路上設(shè)置不使該波段的光透過的濾光片等。另外，在基板9的上表面91上的膜92對紅外線具有透過性時，射出紅外線的光源可以被設(shè)置在光射出部。
將光相對基板9的入射角在整個上表面91設(shè)為一定而使膜厚不勻的檢測簡單化，根據(jù)這一觀點，優(yōu)選由相對基板9相對地移動的線型傳感器41接受來自光處射部的線狀光的反射光(或者透過了膜92后的線狀光)，但是在需要縮短基板9的拍攝時間等情況下，取代線型傳感器41，在受光部4設(shè)置有二維CCD傳感器。
波段切換機(jī)構(gòu)未必一定配置在從基板9至受光部4的光路上，例如，也可以配置在從光射出部3至基板9的光路上。在第三實施方式的不勻檢查裝置1a中，偏振鏡61以及偏振鏡移動機(jī)構(gòu)62可以配置在從波段切換機(jī)構(gòu)5至受光部4的光路上，另外，也可以配置在從光射出部3至基板9的光路上。
在第一至第四實施方式的不勻檢查裝置的膜厚不勻的檢測中，在不需要通過操作者的目視來比較原圖像和校正圖像時，可以省略原圖像的生成。此時，每次由線型傳感器41輸出線狀照射區(qū)域的選擇波段的光的強(qiáng)度分布，就能由輸出校正部72校正該輸出，排列校正后的多個輸出，生成基板9的整個上表面91的校正圖像。
另外，在不需要在顯示器等顯示校正圖像時，在校正信息的取得中，可以省略標(biāo)準(zhǔn)化表示曝光量和平均輸出值的關(guān)系的近似曲線132來求取標(biāo)準(zhǔn)化曲線135的工序。此時，取代式(1)所示的二次函數(shù)，基于近似曲線132，求取表示曝光量和平均輸出值的關(guān)系的式子，該式可以作為校正信息被存儲在校正信息存儲部76。另外，被存儲在校正信息76的校正信息未必僅限于二次函數(shù)，也可以是3次或其以上的函數(shù)。
在上述實施方式的不勻檢查裝置中，膜92的膜厚不勻，由不勻檢測部74通過檢查上表面91的二維圖像中的各像素的值的偏差程度而檢測出，但是膜厚不勻的檢測，也可以通過操作者目視在顯示器等顯示出來的上表面91的二維圖像，并與參照用圖像做比較來進(jìn)行。
上述實施方式的不勻檢查裝置可以被利用于抗蝕膜以外的其他的膜、例如在基板9上形成的絕緣膜或?qū)щ娔さ哪ず癫粍虻臋z測，這些膜可以通過除了涂敷液的涂敷以外的方法、例如蒸鍍法和化學(xué)氣相生長法(CVDChemicalVapor Deposition，化學(xué)氣相沉積法)、濺射法等形成。另外，不勻檢查裝置可以被利用于在半導(dǎo)體基板等其他的基板上形成的膜的膜厚不勻的檢查。
上面，詳細(xì)地描繪并說明了本發(fā)明，但是已述的說明是例示性的，而并不限定性的。因此，只要不脫離本發(fā)明的范圍，可以有多種變形和方式。
權(quán)利要求
1.一種不勻檢查裝置，檢查在基板上形成的膜的膜厚不勻，其特征在于，具有保持部，其保持在主面上形成有光透過性的膜的基板；光射出部，其向上述膜射出光；傳感器，其由多個受光元件接受由上述膜反射了的、或者透過了上述膜之后的特定的波段的光，并輸出來自上述主面的上述特定的波段的光的強(qiáng)度分布；光學(xué)條件切換裝置，其在多個光學(xué)條件之間切換與上述特定的波段或者從上述光射出部至上述傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件；校正信息存儲部，其存儲有相對于上述傳感器的各受光元件而與上述多個光學(xué)條件分別建立了關(guān)聯(lián)的多個校正信息；輸出校正部，其從上述多個校正信息中選擇與由上述光學(xué)條件切換裝置選擇的光學(xué)條件建立了關(guān)聯(lián)的上述各受光元件的校正信息，并基于上述校正信息，校正來自上述傳感器的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的不勻檢查裝置，其特征在于，上述光射出部射出含有多個波段的光的光；上述光學(xué)條件切換裝置具有多個光學(xué)濾光片，其有選擇地使上述多個波段的光分別透過；光學(xué)濾光片切換機(jī)構(gòu)，其將上述多個光學(xué)濾光片中被配置在從上述光射出部至上述傳感器的光路上的一個光學(xué)濾光片切換為其他的光學(xué)濾光片，從而變更上述特定的波段；上述多個光學(xué)條件包含使上述多個波段分別為上述特定的波段的光學(xué)條件。
3.如權(quán)利要求1所述的不勻檢查裝置，其特征在于，上述光學(xué)條件切換裝置具有偏振鏡；偏振鏡移動機(jī)構(gòu)，其在從上述光射出部至上述傳感器的光路上的位置和離開了上述光路的位置之間移動上述偏振鏡，上述多個光學(xué)條件包含與上述偏振鏡被配置在上述光路上的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件、以及與上述偏振鏡從上述光路上退避著的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件。
4.如權(quán)利要求1所述的不勻檢查裝置，其特征在于，上述光射出部能夠從多個光源元件單獨地射出相互不同的多個波段的光；上述光學(xué)條件切換裝置通過控制上述光射出部來切換所射出的光的波段，從而變更上述特定的波段；上述多個光學(xué)條件包含使上述多個波段分別為上述特定的波段的光學(xué)條件。
5.如權(quán)利要求4所述的不勻檢查裝置，其特征在于，上述多個光源元件是半導(dǎo)體發(fā)光元件。
6.如權(quán)利要求1所述的不勻檢查裝置，其特征在于，上述多個校正信息分別是變換來自上述傳感器的上述各受光元件的輸出值的二次或二次以上的函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的不勻檢查裝置，其特征在于，上述多個校正信息分別是變換來自上述傳感器的上述各受光元件的輸出值的查詢表。
8.如權(quán)利要求1所述的不勻檢查裝置，其特征在于，上述傳感器接受由上述膜反射后的上述特定的波段的光。
9.如權(quán)利要求8所述的不勻檢查裝置，其特征在于，還具有移動機(jī)構(gòu)，該移動機(jī)構(gòu)在沿著上述基板的上述主面的規(guī)定的移動方向上，相對于上述光射出部以及上述傳感器使上述保持部相對地移動，上述光射出部具有光源；光學(xué)系統(tǒng)，其將來自上述光源的光變換為垂直于上述移動方向的線狀光，并導(dǎo)向上述主面，上述傳感器是線型傳感器，該線型傳感器與上述保持部的移動同步并反復(fù)取得上述線狀光在上述基板上的照射區(qū)域被反射了的上述特定的波段的光的強(qiáng)度分布。
10.如權(quán)利要求8所述的不勻檢查裝置，其特征在于，來自上述光射出部的光相對于上述基板的上述主面傾斜入射。
11.如權(quán)利要求1所述的不勻檢查裝置，其特征在于，還具有校正信息取得部，該校正信息取得部取得上述多個校正信息，上述校正信息取得部執(zhí)行以下工序在不受膜厚不勻影響的環(huán)境下，從上述光射出部射出光，變更曝光量的同時，由上述傳感器接受上述特定的波長的光，而取得多個輸出的工序；基于上述多個輸出，求取將來自上述傳感器的上述各受光元件的輸出值變換為與曝光量對應(yīng)的值的校正信息的工序；反復(fù)執(zhí)行在上述多個光學(xué)條件的每一個中取得上述多個輸出的工序和求取上述校正信息的工序的工序。
12.如權(quán)利要求11所述的不勻檢查裝置，其特征在于，上述傳感器接受由上述膜反射后的上述特定的波段的光；在不受上述膜厚不勻影響的環(huán)境下，上述保持部保持反射鏡或者擴(kuò)散板，而取代保持基板。
13.如權(quán)利要求12所述的不勻檢查裝置，其特征在于，還具有移動機(jī)構(gòu)，該移動機(jī)構(gòu)在沿著上述基板的上述主面的規(guī)定的移動方向上，相對于上述光射出部以及上述傳感器使上述保持部相對地移動；上述光射出部具有光源；光學(xué)系統(tǒng)，其將來自上述光源的光變換為垂直于上述移動方向的線狀光，并導(dǎo)向上述主面，上述傳感器是線型傳感器，該線型傳感器與上述保持部的移動同步并反復(fù)取得上述線狀光在上述基板上的照射區(qū)域被反射了的上述特定的波段的光的強(qiáng)度分布。
14.如權(quán)利要求13所述的不勻檢查裝置，其特征在于，在取得上述多個輸出的工序中，相對于一個曝光量移動上述反射鏡或者擴(kuò)散板，同時反復(fù)進(jìn)行多個準(zhǔn)輸出的取得，從上述多個準(zhǔn)輸出，求取與上述一個曝光量對應(yīng)的最終的輸出。
15.如權(quán)利要求11所述的不勻檢查裝置，其特征在于，在求取上述校正信息的工序中，僅利用與來自上述各受光元件的上述多個輸出對應(yīng)的多個輸出值中的規(guī)定的上限值和下限值之間的輸出值。
16.如權(quán)利要求11所述的不勻檢查裝置，其特征在于，在求取上述校正信息的工序中，基于上述多個輸出求取表示與上述曝光量對應(yīng)的值和來自上述各受光元件的輸出值的關(guān)系的近似曲線，在從與來自上述各受光元件的上述多個輸出對應(yīng)的多個輸出值中，除去了與上述近似曲線的殘差大于閾值的輸出值之后，取得上述校正信息。
17.如權(quán)利要求1所述的不勻檢查裝置，其特征在于，還具有移動機(jī)構(gòu)，該移動機(jī)構(gòu)在沿著上述基板的上述主面的規(guī)定的移動方向上，相對于上述光射出部以及上述傳感器使上述保持部相對地移動，上述光射出部具有光源；光學(xué)系統(tǒng)，其將來自上述光源的光變換為垂直于上述移動方向的線狀光，并導(dǎo)向上述主面，上述傳感器，接受來自上述主面上的上述線狀光的照射區(qū)域的上述特定的波段的光，上述光學(xué)條件切換裝置，與上述傳感器同步而在相互不同的多個波段之間反復(fù)切換由上述傳感器接受的光的波段，從而變更上述特定的波段，上述多個光學(xué)條件包含使上述多個波段分別為上述特定的波段的光學(xué)條件。
18.一種不勻檢查方法，是檢查在基板上形成的膜的膜厚不勻的不勻檢查方法，其特征在于，具有以下工序從多個光學(xué)條件中選擇與不勻檢查所利用的光的波段或者光學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)對應(yīng)的光學(xué)條件的工序；向在基板的主面上形成的光透過性的膜射出光的工序；由多個受光元件接受由上述膜反射了的、或者透過了上述膜之后的特定的波段的光，并從傳感器輸出來自上述主面的上述特定的波段的光的強(qiáng)度分布的工序；相對于上述傳感器的各受光元件，從與上述多個光學(xué)條件分別建立了關(guān)聯(lián)的多個校正信息中，選擇與所選擇的上述光學(xué)條件建立了關(guān)聯(lián)的校正信息，并基于上述校正信息，校正來自上述傳感器的輸出的工序。
19.一種不勻檢查方法，是檢查在基板上形成的膜的膜厚不勻的不勻檢查方法，其特征在于，具有以下工序從在沿著在主面上形成光透過性的膜的基板的上述主面的移動方向上相對于上述基板而相對地移動的光射出部，向上述膜射出沿著上述主面并在垂直于上述移動方向的規(guī)定的方向上延伸的線狀光的光射出工序；由相對于上述基板而和上述光射出部一起相對地移動的傳感器，接受由上述膜反射了的、或者透過了上述膜之后的光，并反復(fù)取得來自在上述主面上的上述規(guī)定的方向上延伸的線狀的照射區(qū)域的光的強(qiáng)度分布的強(qiáng)度分布取得工序；與在上述強(qiáng)度分布取得工序的上述強(qiáng)度分布的取得同步，在相互不同的多個波段之間切換由上述傳感器接受的光的波段的波段切換工序；相對于上述傳感器的各受光元件，基于與上述多個波段分別建立了關(guān)聯(lián)的多個校正信息，校正與由上述傳感器取得的上述多個波段的光對應(yīng)的上述強(qiáng)度分布的工序。
全文摘要
一種不勻檢查裝置，具有載物臺，其保持基板；光射出部，其向基板形成了膜的上表面上射出線狀光；受光部，其接受來自基板的反射光；波段切換機(jī)構(gòu)，其被配置在基板和受光部之間來切換光的波段；移動機(jī)構(gòu)，其使載物臺移動；檢查部，其基于所接受的光的強(qiáng)度分布來檢查膜厚不勻。在不勻檢查裝置中，在由波段切換機(jī)構(gòu)變更選擇光學(xué)濾光片時，基于與預(yù)先存儲在校正信息存儲部中的選擇波段(被選擇的光學(xué)條件)對應(yīng)的校正信息，校正由各光學(xué)濾光片的光學(xué)特性帶來的影響和隨著選擇波段的變更而產(chǎn)生的線型傳感器的CCD靈敏度的偏差的影響之后，進(jìn)行膜厚不勻的檢查，其結(jié)果是能夠更高精度地檢測出膜厚不勻。
文檔編號G01B11/06GK1841013SQ200610068379
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者吉原一博, 上田邦夫, 谷口和隆 申請人:大日本網(wǎng)目版制造株式會社