專利名稱：不均勻檢查裝置及不均勻檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對形成在基板上的膜進(jìn)行膜厚不均勻檢查的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，對在顯示裝置用的玻璃基板或半導(dǎo)體基板等(下面僅稱“基板”)的主面上形成的抗蝕膜等薄膜進(jìn)行檢查時，將來自光源的光照射到薄膜上，并利用來自薄膜的反射光的光干涉，來檢查膜厚的不均勻。例如，在JP特開2003-194739號公報中公開有一種技術(shù)通過接收從光源照射的光被基板上的膜反射的光線而由攝像部取得干涉圖像，并對干涉圖像實(shí)施圖像處理來檢查基板上的膜厚不均勻的裝置中，通過選擇性地變更由攝像部接收的光線的波長，而使基板上的膜厚均勻的部分與存在膜厚不均勻的部分之間的亮度差變?yōu)樗Ｍ拇笮　?br> 還有，在JP特許第3335503號公報中公開有一種技術(shù)在對彩色陰極射線管用蔭罩(Shadow mask)的光透過率的不均勻檢查中，對于從蔭罩的一個主面?zhèn)日丈涔饩€而從另一個主面?zhèn)冗M(jìn)行了拍攝的圖像的灰度數(shù)據(jù)，用中值濾波器來進(jìn)行平滑處理而求出平滑數(shù)據(jù)，并基于將灰度數(shù)據(jù)除以平滑數(shù)據(jù)而算出的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)來顯示要檢查的不均勻被強(qiáng)調(diào)了的蔭罩的圖像，從而實(shí)現(xiàn)肉眼檢查的簡化及檢查精度的提高。
但是，通過接收由基板上的膜反射的單波長的干涉光而取得膜的圖像，并基于該圖像檢查膜厚不均勻時，由于干涉光的強(qiáng)度相對膜厚發(fā)生周期變化，因此，作為相對膜厚變動的干涉光的強(qiáng)度變動的比率的靈敏度，也依賴于膜厚而變化。從而，由于靈敏度變化的影響，根據(jù)基板上的膜的厚度及膜厚不均勻程度等，膜厚不均勻作為濃淡而反映在圖像中的程度產(chǎn)生偏差，從而往往不能高精度地檢查膜厚不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明適用于對形成在基板上的膜的膜厚不均勻進(jìn)行檢查的不均勻檢查裝置，其目的在于以高精度檢查形成在基板上的膜的膜厚不均勻。
本發(fā)明的不均勻檢查裝置，具有保持部，其對主面上形成有光透過性膜的基板進(jìn)行保持；光照射部，其以規(guī)定的入射角對膜照射光線；攝像部，其接收來自光照射部的光線中由膜被反射的特定波長的干涉光，從而取得膜的原始圖像；不均勻檢測部，其對于靈敏度依賴于膜厚而變化的影響進(jìn)行修正的同時，將原始圖像或者從原始圖像被導(dǎo)出的圖像中的規(guī)定空間頻率范圍的振幅程度作為膜厚不均勻來進(jìn)行檢測，其中，上述靈敏度為特定波長的干涉光的強(qiáng)度變動相對于膜厚變動的比率。按照本發(fā)明，通過修正依賴于膜厚而變化的靈敏度的影響，而能夠高精度地檢查出膜厚不均勻。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方式中，不均勻檢查裝置還具有存儲部，該存儲部對表示靈敏度與特定波長的干涉光強(qiáng)度之間的關(guān)系的靈敏度信息進(jìn)行存儲，不均勻檢測部參照原始圖像的各像素值及靈敏度信息，而對靈敏度的變化的影響進(jìn)行修正的同時，檢測出膜厚不均勻，從而能夠容易地修正靈敏度的變化的影響。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實(shí)施方式中，攝像部具有多個攝像元件，不均勻檢測部對于原始圖像或者從原始圖像被導(dǎo)出的圖像的各像素，進(jìn)行對基于所對應(yīng)的攝像元件的個別靈敏度的變化的影響的修正，從而也能夠修正攝像元件的輸出特性不同的影響。
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選實(shí)施方式中，不均勻檢查裝置還具有存儲部，該存儲部對表示靈敏度與膜厚之間的關(guān)系的靈敏度信息進(jìn)行存儲，不均勻檢測部參照主面上的膜的厚度及靈敏度信息，而對靈敏度變化的影響進(jìn)行修正的同時，檢測出膜厚不均勻。更優(yōu)選地，不均勻檢查裝置還具有取得主面上的膜的厚度的膜厚測定部。
在本發(fā)明的一個方面，不均勻檢測部具有濾波處理部，其對原始圖像進(jìn)行規(guī)定的空間頻率范圍的帶通濾波處理；對比度強(qiáng)調(diào)部，其對由濾波處理部來處理后的原始圖像的對比度進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，對靈敏度的變化的影響的修正是通過變更對比度強(qiáng)調(diào)部中的對比度強(qiáng)調(diào)的程度來進(jìn)行的。
本發(fā)明還適用于對形成在基板上的膜的膜厚不均勻進(jìn)行檢查的不均勻檢查方法。
通過以下參照附圖進(jìn)行的對本發(fā)明的詳細(xì)說明，上述目的及其他目的、特征、方案及優(yōu)點(diǎn)會變得更加明確。


圖1是表示膜的反射率相對膜厚的變化的圖。
圖2是表示靈敏度相對膜厚的變化的圖。
圖3是用于說明靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。
圖4是表示靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。
圖5是第一實(shí)施方式中的不均勻檢查裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示波長切換機(jī)構(gòu)的圖。
圖7是表示攝像部的受光面的圖。
圖8是表示檢查基板上的膜的膜厚不均勻的處理流程的圖。
圖9是表示在多波長干涉光中的靈敏度與膜厚之間的關(guān)系的圖。
圖10是表示相對檢測強(qiáng)度相對于背景膜厚的變化的圖。
圖11是表示相對檢測強(qiáng)度相對于背景膜厚的變化的圖。
圖12是表示相對檢測強(qiáng)度相對于背景膜厚的變化的圖。
圖13是第二實(shí)施方式中的不均勻檢查裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖14是表示檢查基板上的膜的膜厚不均勻的處理流程的一部分的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示對形成有抗蝕膜(下面僅稱“膜”)的玻璃基板(下面僅稱“基板”)以規(guī)定的入射角照射單波長光時的膜的(絕對)反射率相對膜厚的變化的圖。在圖1中，分別用在圖1中賦予附圖標(biāo)記111、112、113的線來表示相對波長(正確地說，半峰寬為10nm左右的極窄波長帶的中央值)為550、600、650納米(nm)的入射光的膜的反射率。此時，基板上的膜是存在于形成在基板上的鉻層上，圖1是將入射光的入射角設(shè)為60度、膜的折射率設(shè)為1.6、以及鉻層的折射率設(shè)為(3.77+4.8i)并進(jìn)行演算求出的。還有，求出反射率的演算是公知的技術(shù)，因此在這里省略說明。
從圖1所示可知，對于任何波長，膜的反射率相對膜厚周期地變化。這種反射率的變化是起因于基板上的膜的反射光實(shí)際上是入射光由基板上的膜表面(上表面)的反射光、與由基板上的膜的下表面(即，膜與基板主體之間的界面)的反射光的干涉光。在這里，基板上的膜的反射率是干涉光強(qiáng)度相對入射光強(qiáng)度的比率，圖1中的縱軸可以理解為相對一定強(qiáng)度的入射光的干涉光強(qiáng)度，下面將反射率作為當(dāng)入射光強(qiáng)度為1時的干涉光強(qiáng)度(下面稱為“相對反射強(qiáng)度”)來進(jìn)行說明。此時，將膜厚設(shè)為d，并由規(guī)定的函數(shù)fR，可以將相對反射強(qiáng)度Rk表示成式(1)的形式。如上所述，其中，基板上的膜的折射率及膜的下側(cè)層的折射率、以及光的入射角是一定的。
Rk＝fR(d)(1)圖2是表示圖1中的膜厚僅變動1nm時的、相對反射強(qiáng)度的變動的圖。在圖2中，將相對1nm的膜厚變動的、干涉光的相對反射強(qiáng)度的變動的比率作為靈敏度并表示在縱軸上，并分別用在圖2中賦予附圖標(biāo)記121、122、123的線來表示波長為550、600、650nm的干涉光的靈敏度。從圖1及圖2可知，對于任何波長，在相對反射強(qiáng)度(或反射率)的極大值點(diǎn)附近及極小值點(diǎn)附近靈敏度變得非常小，從而由這些膜厚無法得到充分的S/N比(信號/噪聲比)。如果將靈敏度處于規(guī)定值以下的膜厚范圍設(shè)定為死區(qū)(dead band)，則在相對反射強(qiáng)度的極大值點(diǎn)附近存在膜厚范圍寬的死區(qū)，并在極小值點(diǎn)附近存在膜厚范圍窄的死區(qū)。還有，將膜厚設(shè)為d，并利用以膜厚d對式(1)中的函數(shù)fR進(jìn)行了微分的函數(shù)f′R，可以將靈敏度Sk表示成式(2)的形式。
Sk＝|f′R(d)|(2)在這里，只考慮單波長550nm來敘述靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系。圖3為用于說明靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。圖3中的左上側(cè)表示相對于膜厚的靈敏度變化，右上側(cè)表示相對于相對反射強(qiáng)度的靈敏度變化，而右下側(cè)以膜厚為縱軸而表示相對于膜厚的相對反射強(qiáng)度變化。
在圖3右上側(cè)賦予附圖標(biāo)記130的2條線，分別對應(yīng)于在圖3左上側(cè)中中間夾著膜厚范圍的寬度相對窄的波谷部分而存在的2個山形的各組合中的左側(cè)山形及右側(cè)山形(在圖3中的右下側(cè)，伴隨著膜厚增加而相對反射強(qiáng)度減小的部分、及相對反射強(qiáng)度增大的部分)，而且，2條線130大致重合在一起。另外，在圖3左上側(cè)中，如果在2個山形的多個組合之間進(jìn)行比較，則對應(yīng)于左側(cè)山形的靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系、以及對應(yīng)于右側(cè)山形的靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系，分別幾乎沒有發(fā)生差異。從而，靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系不依賴于膜厚而大致一定，而且對其他波長也是同樣。
實(shí)際上，在互不相同的波長之間進(jìn)行比較時，靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系也大致相同。因此，例如，在圖3右上側(cè)中的2條線130中的一方、或者表示這些線130的平均的線等，如圖4所示，表示出在各波長的靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系。在靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系上，當(dāng)相對反射強(qiáng)度的最大值設(shè)為Rkmax、將最小值設(shè)為Rkmin時，利用規(guī)定的函數(shù)fS，可以將相對反射強(qiáng)度為Rk時的靈敏度Sk表示成式(3)的形式。
Sk=fS(Rk-RkminRkmax-Rkmin)---(3)]]>下面，對利用上述靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系的不均勻檢查進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖5是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的不均勻檢查裝置1的結(jié)構(gòu)圖。不均勻檢查裝置1是這樣的裝置在液晶顯示裝置等顯示裝置中所使用的玻璃基板9中，取得形成在一個主面91上的圖案形成用抗蝕膜92的圖像，并基于該圖像來檢查膜厚不均勻?；?上的膜92是通過在基板9的上表面91上涂敷抗蝕液而形成的。
在這里，在基板9上的膜92的膜厚不均勻依賴于人的肉眼怎樣感覺它，故不容易進(jìn)行定義，例如，在縱向及橫向的長度分別為約2m、且成為一個顯示裝置的組裝部件的基板9上，相當(dāng)于1周期的距離為從幾mm到幾cm的膜的厚度變動(不均勻)會成為膜厚不均勻的原因，而其變動的振幅程度被理解為膜厚不均勻(即，不均勻程度)。另外，在形成多個面板的圖案的基板9上對應(yīng)于1個顯示裝置面板的區(qū)域內(nèi)，沒有包括相當(dāng)于1周期的膜厚變動的距離時，該膜厚變動不構(gòu)成膜厚不均勻。從而，在拍攝到的基板9上的膜92的圖像中，規(guī)定的空間頻率范圍的振幅程度(即，局部的明暗變動的程度)被理解為膜厚不均勻。
如圖5所示，不均勻檢查裝置1具有載物臺2，其使形成有膜92的主面91(下面，稱為“上表面91”)朝向上側(cè)(圖5中的(+Z)側(cè))而保持基板9；光照射部3，其對保持在載物臺2上的基板9上的膜92，以規(guī)定的入射角照射光線；受光單元4，其接收從光照射部3照射并由在基板9的上表面91上的膜92被反射的光線；波長切換機(jī)構(gòu)5，其配置在基板9與受光單元4之間，并對由受光單元4接受的光線的波長進(jìn)行切換；移動機(jī)構(gòu)21，其使載物臺2相對于光照射部3、受光單元4及波長切換機(jī)構(gòu)5而進(jìn)行相對移動；不均勻檢測部7，其基于由受光單元4接收的光線的強(qiáng)度分布(對應(yīng)于上表面91的區(qū)域的分布)來檢測出膜92的膜厚不均勻；存儲部6，其用于存儲在不均勻檢測部7中檢測出膜厚不均勻時所利用的規(guī)定信息；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)選為黑色無光澤。移動機(jī)構(gòu)21采用馬達(dá)211上連結(jié)有滾珠絲杠(省略圖示)的結(jié)構(gòu)，所以通過馬達(dá)211的旋轉(zhuǎn)，載物臺2可以沿著導(dǎo)軌212而向沿著基板9的上表面91的圖5中的X方向移動。
光照射部3具有鹵素?zé)?1，其為發(fā)出白光(即，包括可見光區(qū)域的全部波長的光線)的光源；圓柱狀石英棒32，其向垂直于載物臺2的移動方向的圖5中的Y方向延伸；以及，圓柱透鏡33，其向Y方向延伸。在光照射部3中，鹵素?zé)?1安裝在石英棒32的(+Y)側(cè)的端部，因此，從鹵素?zé)?1入射到石英棒32的光被轉(zhuǎn)換成向Y方向延伸的線狀光線(即，光束截面在Y方向上成為長的線狀的光線)，并從石英棒32的側(cè)面出射，然后通過圓柱透鏡33導(dǎo)向基板9的上表面91。換言之，石英棒32及圓柱透鏡33構(gòu)成將來自鹵素?zé)?1的光線轉(zhuǎn)換成垂直于載物臺2的移動方向的線狀光線、并導(dǎo)向基板9的上表面91的光學(xué)系統(tǒng)。
在圖5中，用點(diǎn)劃線表示從光照射部3到基板9的光路(關(guān)于從基板9到受光單元4的光路也同樣)。從光照射部3出射的光線的一部分由基板9的上表面91上的膜92的(+Z)側(cè)的上表面被反射。膜92對于來自光照射部3的光線具有光透過性，所以，來自光照射部3的光線中沒有被膜92的上表面反射了的光線，透過膜92而被基板9的上表面91(即，膜92的下表面)反射。在不均勻檢查裝置1中，由基板9的膜92的上表面反射了的光線與由基板9的上表面91反射的光線的干涉光，經(jīng)由波長切換機(jī)構(gòu)5而入射到受光單元4中。
波長切換機(jī)構(gòu)5具有多個光學(xué)濾波器(例如，半峰寬為10nm的干涉濾波器)51，其選擇性地使互不相同的多波長的光線分別透過；圓板狀濾波器輪52，其保持多個光學(xué)濾波器51；以及濾波器旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53，其安裝在濾波器輪52的中心，并使濾波器輪52旋轉(zhuǎn)。濾波器輪52以使其法線方向平行于從基板9到受光單元4的光路的方式被配置。
圖6是從基板9側(cè)沿著垂直于濾波器輪52的方向觀察波長切換機(jī)構(gòu)5的圖。如圖6所示，在濾波器輪52上沿著周向等間隔地形成有6個圓形開口521，并在其中的5個開口521上安裝有透過波長互不相同的5種光學(xué)濾波器51。
在圖5所示的波長切換機(jī)構(gòu)5中，通過由控制部8控制的濾波器旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53來使濾波器輪52旋轉(zhuǎn)，而選擇在5個光學(xué)濾波器51(參見圖6)中的任何一個光學(xué)濾波器51(下面，為了與其他光學(xué)濾波器51進(jìn)行區(qū)別，故稱為“選擇光學(xué)濾波器51a”)，并配置在從基板9到受光單元4的光路上。由此，在來自基板9的反射光(即，包括對應(yīng)于5個光學(xué)濾波器51的5個透過波長的干涉光的白光的反射光)中，只有對應(yīng)于配置在光路上的選擇光學(xué)濾波器51a的特定波長(下面，稱為“特定波長”)的干涉光，透過選擇光學(xué)濾波器51a而導(dǎo)向受光單元4上。
然后，如果通過濾波器旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53使濾波器輪52旋轉(zhuǎn)，則在多個光學(xué)濾波器51中的配置在從光照射部3到受光單元4的光路上的選擇光學(xué)濾波器51a，切換到其他光學(xué)濾波器51，從而由受光單元4接受的干涉光的波長(即，特定波長)被變更。就這樣，波長切換機(jī)構(gòu)5是，通過將選擇光學(xué)濾波器51a在多個光學(xué)濾波器51之間進(jìn)行切換，來將與膜厚不均勻的檢查相關(guān)的特定波長在多個光學(xué)濾波器51的透過波長之間進(jìn)行切換的切換機(jī)構(gòu)。
受光單元4具有攝像部41；及透鏡42，其設(shè)置在攝像部41與波長切換機(jī)構(gòu)5的選擇光學(xué)濾波器51a之間，而將來自基板9的反射光導(dǎo)向攝像部41。
圖7是表示攝像部41的受光面的圖。如圖7所示，在攝像部41上設(shè)置有線性傳感器(line sensor)410，該線性傳感器具有向Y方向以直線狀排列的多個攝像元件(例如，CCD(電荷偶合器件))411。在圖5的攝像部41中，在從光照射部3照射并由基板9上的膜92被反射了的線狀光線中，透過了選擇光學(xué)濾波器51a的特定波長的干涉光由攝像元件411接收，從而可取得干涉光的強(qiáng)度分布(即，來自各攝像元件411的輸出值在Y方向的分布)。實(shí)際上，伴隨著基板9向X方向的移動，而由攝像部41的線性傳感器410反復(fù)取得干涉光的強(qiáng)度分布，從而可以取得對基板9上的膜92的二維圖像。
不均勻檢測部7具有輸出接收部71，該輸出接收部71將來自攝像部41的輸出作為基板9上的膜92的多灰度圖像而接收。另外，不均勻檢測部7還具有濾波處理部72，其對由輸出接收部71接收的圖像進(jìn)行規(guī)定的空間頻率范圍的帶通濾波處理；對比度強(qiáng)調(diào)部73，其將由濾波處理部72處理后的圖像的對比度加以強(qiáng)調(diào)；以及評價值算出部74，其從進(jìn)行了對比度強(qiáng)調(diào)之后的圖像中求出利用于有無膜厚不均勻(成為缺陷的膜厚不均勻)的判定中的規(guī)定的評價值。
其次，對通過不均勻檢查裝置1的膜厚不均勻的檢查流程加以說明。圖8是表示通過不均勻檢查裝置1檢查出基板9上的膜92的膜厚不均勻的處理流程的圖。當(dāng)檢查基板9上的膜92的膜厚不均勻時，作為事前準(zhǔn)備而預(yù)先取得利用于在不均勻檢測部7中的處理中的靈敏度信息61，并存儲在存儲部6中而作準(zhǔn)備(步驟S10)。
靈敏度信息61表示作為特定波長的干涉光的相對反射強(qiáng)度的變動對膜厚變動的比率的靈敏度與、特定波長的干涉光的相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系(參見圖4)，如參照圖3所進(jìn)行的說明，在求出膜厚與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系、以及膜厚與靈敏度之間的關(guān)系之后，從這些關(guān)系可求出靈敏度信息61。如后所述，由于也可以將特定波長切換成選擇光學(xué)濾波器51a以外的其他光學(xué)濾波器51的透過波長，故對于各自的多個光學(xué)濾波器51的透過波長也需要靈敏度信息61，但如上所述，靈敏度與干涉光的相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系，對利用于不均勻檢查裝置1的其他全部波長也幾乎相同，因此，在這里僅準(zhǔn)備1種靈敏度信息61。還有，只要基板9上的膜92為光透過性膜，則靈敏度信息61不太依賴于膜的材料等，而很大程度上依賴于來自光照射部3的光向膜92的入射角，因此，實(shí)際上步驟S10的處理在組裝不均勻檢查裝置1時進(jìn)行，并作為裝置固有的信息而存儲在存儲部6中，而且在通常使用不均勻檢查裝置1時，從以下的處理開始進(jìn)行。
在不均勻檢查裝置1中，基極9被保持在位于圖5中用實(shí)線表示的檢查開始位置的載物臺2上之后，基極9及載物臺2開始向(+X)方向的移動(步驟S11)。接著，從光照射部3出射并向基板9的上表面91以入射角60°入射的線狀光線，照射到上表面91上的直線狀照射區(qū)域(下面，稱為“線狀照射區(qū)域”)(步驟S12)，并且線狀照射區(qū)域相對基板9進(jìn)行相對移動。
來自光照射部3的光線由基板9的上表面91被反射，并通過透過波長切換機(jī)構(gòu)5的選擇光濾波器51a來僅提取特定波長的光線(干涉光)之后，被導(dǎo)向攝像部41。在攝像部41中，將特定波長的干涉光由線性傳感器410來接收，而取得在基板9上的線狀照射區(qū)域中的干涉光的強(qiáng)度分布(步驟S13)。從線性傳感器410的各攝像元件411的輸出，被輸出到不均勻檢測部7，并由輸出接收部71來接收。
在不均勻檢查裝置1，在基板9的移動中，通過控制部8來反復(fù)確認(rèn)基板9及載物臺2是否已移動到在圖5中用二點(diǎn)劃線來表示的檢查結(jié)束位置(步驟S14)，如果還未移動到檢查結(jié)束位置，則返回到步驟S13，重復(fù)進(jìn)行接收特定波長的干涉光而取得在線狀照射區(qū)域中的特定波長的光線的強(qiáng)度分布的處理。然后，如果基板9及載物臺2移動到檢查結(jié)束位置(步驟S14)，則通過移動機(jī)構(gòu)21的基板9及載物臺2的移動被停止，而且照明光的照射也被停止(步驟S15)。在不均勻檢查裝置1中，通過在載物臺2向(+X)方向移動期間使步驟S13的動作與載物臺2的移動同步而反復(fù)進(jìn)行，而取得在整個基板9上的膜92的圖像數(shù)據(jù)(即，進(jìn)行拍攝)。
如果拍攝了在基板9的整個上表面91的膜92(或者，與該動作平行進(jìn)行)，則在不均勻檢測部7的輸出接收部71中，將被存儲的、從線性傳感器410的各攝像元件411的輸出，基于規(guī)定的轉(zhuǎn)換公式來被轉(zhuǎn)換成例如8bit(當(dāng)然，也可不為8bit)的值(像素值)的同時，按時間序列順序配置。由此，生成在不均勻檢測部7中的處理用二維圖像(實(shí)質(zhì)上是由攝像部41取得的圖像的同時，又是實(shí)施后述處理前的圖像，故下面稱為“原始圖像”)，并輸出到濾波處理部72。如上所述，當(dāng)膜92的厚度不同時膜92的反射率也不同，所以由線性傳感器410接收的反射光的強(qiáng)度也不同。因此，當(dāng)在膜92的厚度分布上存在不均勻時，理想為在原始圖像上也發(fā)生像素值的不均勻。
另外，在輸出接收部71中，取得利用于后述處理中的、相對于各攝像元件的相對反射強(qiáng)度的最大值及最小值。在這里，一般在基板9上的膜92的外緣部，形成有膜92的厚度向外側(cè)逐漸變薄的傾斜部，并在取得拍攝時該部分的強(qiáng)度分布時，通?？梢匀〉梅謩e對應(yīng)于干涉光的最大強(qiáng)度及最小強(qiáng)度的攝像元件411的輸出的最大值及最小值。因而，例如，求出在既是基于從某一攝像元件411的輸出來可取得像素值的原始圖像中的像素、又是在對應(yīng)于X方向的方向排成1列的多個像素中像素值為最大值以及最小值的像素，并將這些值分別除以255，從而實(shí)質(zhì)上可取得相對于該攝像元件411的相對反射強(qiáng)度的最大值及最小值。還有，在各攝像元件411中的相對反射強(qiáng)度的最大值及最小值，依賴于該攝像元件411相對光照射部3的配置，所以，與靈敏度信息同樣，也可以在組裝不均勻檢查裝置1時取得并存儲在存儲部6中，而在檢查時使用。
接著，通過濾波處理部72來壓縮原始圖像而生成第一圖像。此時，如果將在原始圖像中位于座標(biāo)(X，Y)的像素的像素值表示為FXY，則在以sa像素×sa像素的范圍為單位而壓縮原始圖像所生成的第一圖像中，位于座標(biāo)(x，y)的觀察像素的像素值A(chǔ)xy可由式(4)來求出。
Axy=ΣX=saxsa(x+1)-1ΣY=saysa(Y+1)-1FXY/sa2---(4)]]>在本實(shí)施方式中sa為4(像素)，因此通過式(4)的演算可知第一圖像的S/N比提高到原始圖像的4倍。如果生成了第一圖像(壓縮后的原始圖像)，則對第一圖像進(jìn)行低通濾波處理，而生成從第一圖像中抑制高頻噪聲的影響而被平滑處理過的第二圖像。決定低通濾波處理的演算范圍的窗口(window)是邊長為(2s1+1)像素的正方形，而且，在第二圖像中位于座標(biāo)(x，y)的觀察像素的像素值Lxy，可利用觀察像素附近的各像素在第一圖像中的像素值A(chǔ)(參見式(4))，而由式(5)來求出。
Lxy=ΣX=x-s1x+s1ΣY=y-s1Y+s1AXY/(2s1+1)2---(5)]]>然后，對第二圖像進(jìn)行高通濾波處理，而生成從第二圖像中除去了妨礙后述對比度強(qiáng)調(diào)處理的低頻的濃度變動的第三圖像。此時，位于座標(biāo)(x，y)的觀察像素的像素值Hxy，可利用觀察像素附近的各像素在第二圖像中的像素值L(參見式(5))，而由式(6)來求出。
Hxy=Lxy/(ΣX=x-s2x+s2ΣY=y-s2Y+s2LXY/(2s2+1)2)---(6)]]>式(6)表示作為決定高通濾波處理的演算范圍的窗口，而采用以觀察像素為中心的、各邊長為(2s2+1)像素的正方形窗口的情況。如上所述，在濾波處理部72中，通過對壓縮原始圖像的第一圖像實(shí)施低通濾波處理之后再實(shí)施高通濾波處理，來進(jìn)行對規(guī)定的空間頻率范圍的帶通濾波處理(步驟S16)。
如果結(jié)束了再濾波處理部72中的處理，則通過對比度強(qiáng)調(diào)部73來對第三圖像進(jìn)行對比度強(qiáng)調(diào)處理而生成強(qiáng)調(diào)圖像(步驟S17)。在強(qiáng)調(diào)圖像中位于座標(biāo)(x，y)的觀察像素的像素值Exy，可利用在第三圖像中的觀察像素的像素值Hxy、對比度系數(shù)(在這里，是有關(guān)可視化對象(目標(biāo))的對比度寬度的系數(shù))rc、通過將帶通濾波處理前第一圖像上的觀察像素的像素值A(chǔ)xy除以255來進(jìn)行正規(guī)化后的值Cxy，由輸出接收部71取得(或者，預(yù)先存儲在存儲部6中的)并可推導(dǎo)出觀察像素的像素值的攝像元件411的相對反射強(qiáng)度的最大值Rkmax及最小值Rkmin、基于圖4的靈敏度信息61來取得的函數(shù)fs(參見式(3))、以及背景值b，而由式(7)來求出。
Exy=b(Hxy-1rc·fS(βxy)+1)---(7)]]>其中，βxy=Cxy-RkminRkmax-Rkmin]]>在本實(shí)施方式中，對比度系數(shù)rc為0.05，背景值b為127。另外，由于第三圖像是被壓縮的圖像，故實(shí)際上多個攝像元件411對應(yīng)于觀察圖像，但在式(7)演算中采用其中任一的攝像元件411的相對反射強(qiáng)度的最大值Rkmax及最小值Rkmin。還有，在對像素值Exy進(jìn)行量化時，當(dāng)值小于0時，將像素值Exy設(shè)為0，而當(dāng)值大于255時，像素值Exy設(shè)為255。
在式(7)中，通過將對于從原始圖像導(dǎo)出的第三圖像的各像素的對比度系數(shù)rc、與實(shí)質(zhì)上從對應(yīng)于作為原始圖像的第一圖像的像素的像素值A(chǔ)xy導(dǎo)出的靈敏度相乘，而對第三圖像的各像素實(shí)施取得原始圖像時的靈敏度愈高處理程度愈小的對比度強(qiáng)調(diào)處理。即，在對比度強(qiáng)調(diào)部73中，因?yàn)楦鶕?jù)靈敏度來使對第三圖像的各像素對比度強(qiáng)調(diào)的程度得以改變，因此，使在原始圖像中靈敏度依賴于膜厚而變化的影響，在強(qiáng)調(diào)圖像中容易被得到修正(被降低)。另外，在式(7)中，對于第三圖像的各像素的像素值，用對應(yīng)于相應(yīng)攝像元件411的相對反射強(qiáng)度的最大值及最小值來進(jìn)行修正，故也能夠同時修正在多個攝像元件411之間的輸出特性的不同影響。
如果結(jié)束了對比度強(qiáng)調(diào)處理，則通過圖5所示的評價值算出部74來對強(qiáng)調(diào)圖像進(jìn)行規(guī)定的演算處理，而對于在基板9的整個面上分布有不均勻的全體不均勻、在基板9上的一部分局部性地存在不均勻的局部不均勻、以及在縱向或橫向產(chǎn)生線狀的不均勻的條紋狀不均勻的各種不均勻進(jìn)行不均勻程度(所謂的不均勻強(qiáng)度)的定量化，從而算出對可從強(qiáng)調(diào)圖像導(dǎo)出的不均勻程度(振幅的程度)的評價值(步驟S18)。
然而，如圖1所示，對特定波長光線的膜92的反射率相對膜厚周期性地變動，而且，如參照圖1及圖2所進(jìn)行的說明，在反射率的極大值點(diǎn)附近及極小值點(diǎn)附近，靈敏度變得非常小。因此，當(dāng)膜92的厚度接近使靈敏度變得微小的膜厚時(即，包含于死區(qū))，在所取得的原始圖像中像素值幾乎不發(fā)生變動，而對不均勻(即，膜厚的變動)的檢測精度降低。
假設(shè)基板9上的膜92的厚度在死區(qū)發(fā)生變動，則僅基于該特定波長很難以高精度檢測出這種膜厚不均勻。因此，在不均勻檢查裝置1中，將如上所述的1個光學(xué)濾波器51作為選擇光學(xué)濾波器51a，而進(jìn)行將該選擇光學(xué)濾波器51a的透過波長作為特定波長的上述步驟S11～S18的處理之后(步驟S19)，通過控制部8來使波長切換機(jī)構(gòu)5的濾波器旋轉(zhuǎn)馬達(dá)53被驅(qū)動，而使濾波器輪52旋轉(zhuǎn)，從而使其他光學(xué)濾波器51配置在從基板9到受光單元4的光路上而改變在波長切換機(jī)構(gòu)5中的特定波長(步驟20)。如圖2所示，通過改變特定波長，膜厚的死區(qū)也發(fā)生移動。
然后，通過移動機(jī)構(gòu)21載物臺2被返回到檢查開始位置，并重新開始載物臺2的移動(步驟S11)。在不均勻檢查裝置1中，在載物臺2到達(dá)檢查結(jié)束位置之前，由攝像部41來接收在來自光照射部3的光線由基板9的反射光中、與第一次不均勻檢查時不同的特定波長的光線，從而與載物臺2移動同步而反復(fù)取得來自基板9上的線狀照射區(qū)域的反射光的強(qiáng)度分布，并輸出到不均勻檢測部7之后，停止載物臺2的移動(步驟S12～S15)。
然后，對于壓縮了由變更后的特定波長的干涉光來取得的原始圖像的第一圖像，進(jìn)行規(guī)定的空間頻率范圍的帶通濾波處理(步驟16)。接著，由對比度強(qiáng)調(diào)部73來進(jìn)行對比度強(qiáng)調(diào)處理而生成強(qiáng)調(diào)圖像(步驟S17)，并算出對強(qiáng)調(diào)圖像中的膜厚不均勻的評價值(步驟S18)。如果結(jié)束了由變更后的特定波長的步驟S11～S18處理(步驟S19)，則與第一次及第二次處理不同的另外其他的光學(xué)濾波器51被配置在從基板9到受光單元4的光路上，而使特定波長改變(步驟S20)，并重復(fù)進(jìn)行步驟S11～S18的處理。
在不均勻檢查裝置1中，如果將5個光學(xué)濾波器51的各自的透過波長作為特定波長而反復(fù)進(jìn)行步驟S11～S18的處理(步驟S19)，則在用5個光學(xué)濾波器51來分別取得了的5個原始圖像中，將包含在對應(yīng)于基板9上的膜92的規(guī)定區(qū)域(相當(dāng)于顯示裝置中的顯示面的區(qū)域)的部分的像素的像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差大的2個原始圖像，作為對比度相對高的圖像而選擇。還有，對于對比度相對高的原始圖像的選擇，也可以通過其他的方法來進(jìn)行。
接著，在由這些2個原始圖像來取得的膜厚不均勻的評價值中，取大的值與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較。然而，當(dāng)該值比閾值大時，認(rèn)為在基板9上的膜92存在超過允許范圍的膜厚不均勻(以下稱為“膜厚不均勻缺陷”)而檢測出膜厚不均勻缺陷，而當(dāng)該值在閾值以下時，認(rèn)為在基板9上的膜92不存在超過允許范圍的膜厚不均勻(膜厚不均勻缺陷)(步驟S21)，而結(jié)束由不均勻檢查裝置1的膜厚不均勻的檢查處理。
還有，對于與基板9同一批量的其他基板(即，可認(rèn)為膜的厚度與基板9同等的基板)繼續(xù)進(jìn)行膜厚不均勻檢查處理時，僅將對應(yīng)于作為對比度相對高的圖像而被選擇的2個圖像的2個光學(xué)濾波器51的透過波長，分別作為特定波長來進(jìn)行步驟S11～S18處理(在后述的2個實(shí)施方式中相同)。此時，在基板9沿X方向往返移動的去程上將1個光學(xué)濾波器51的透過波長作為特定波長來取得圖像的同時進(jìn)行評價值的計算(步驟S19)，而在基板9的回程上將其他光學(xué)濾波器51的透過波長作為特定波長進(jìn)行同樣的處理(步驟S20、S11～S19)。然后，在由2個波長來取得的評價值中，取大的值與閥值進(jìn)行比較，并進(jìn)行膜厚不均勻缺陷的檢測(步驟S21)。
圖9是表示對于對應(yīng)于各光學(xué)濾波器51的波長的干涉光的靈敏度與膜厚之間的關(guān)系的圖。在圖9中，將在各膜厚中通過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)來要優(yōu)選選擇的2個波長，以在表示對于各波長的靈敏度與膜厚的關(guān)系的曲線上重疊橫向扁長的菱形的方式進(jìn)行表示。作為2個波長的選擇標(biāo)準(zhǔn)，例如，在可能的范圍內(nèi)不屬于死區(qū)，且對2個波長的靈敏度的傾斜方向互相相反等。如上所述，在不均勻檢查裝置1中，選擇使在原始圖像中對應(yīng)于膜92的規(guī)定區(qū)域的部分的像素值的標(biāo)準(zhǔn)偏差變大的2個波長，并將對這些波長的膜厚不均勻評價值作為進(jìn)行有無膜厚不均勻缺陷的判定的對象，但當(dāng)基板9的膜92的大致厚度為已知時，如圖9所示，預(yù)先決定在各膜厚中要優(yōu)選選擇的2個波長，并基于膜92的大致厚度來確定要使用的2個波長，然后僅將這些波長分別作為特定波長來進(jìn)行上述處理也可。
接著敘述對試驗(yàn)圖像進(jìn)行與上述不均勻檢測部7同樣的處理的情況。首先，準(zhǔn)備表示具有向規(guī)定的行方向延伸的條紋狀不均勻的基板上的膜的M行M列的不均勻圖像。在不均勻圖像中，假設(shè)屬于同一行的像素的亮度相同，并將不包含不均勻成分及噪聲成分的、基板上的理想的膜的一定厚度(也被稱為背景膜厚)設(shè)為B、將不均勻深度設(shè)為au、將不均勻的波長設(shè)為λu、將從不均勻圖像的第一行到第M行的行編號設(shè)為y、將不均勻圖像的中心的行編號設(shè)為yc，并利用對波長為650nm的干涉光的式(1)的函數(shù)fR、則表示包含不均勻的不均勻圖像的相對反射強(qiáng)度Gs可由式(8)來求出。實(shí)際上，不均勻圖像僅包含對應(yīng)于1周期的不均勻。
Gs=fR(B+au2(cos(2πλu(y-(yc-λu2)))-1)---(8)]]>然后，對由式(8)來表示的不均勻圖像的各像素加上噪聲成分ns，而作為對波長為650nm的干涉光的試驗(yàn)圖像來進(jìn)行準(zhǔn)備，而且，如果將噪聲成分的大小的標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)為σn，且利用0.0～1.0的隨機(jī)數(shù)rnd，則可由式(9)來表示該噪聲成分ns。
ns=σn-2log3(1-rnd)·sin(2π·rnd)---(9)]]>這樣，將試驗(yàn)圖像單純化成背景膜厚、不均勻及噪聲，并準(zhǔn)備了組合各種背景膜厚及不均勻深度的多個試驗(yàn)圖像。實(shí)際上，將試驗(yàn)圖像的大小設(shè)定為1200×1200像素，將式(8)中的不均勻波長λu設(shè)為64，將式(9)中的噪聲成分的大小的標(biāo)準(zhǔn)偏差σn設(shè)為1.0。
將各試驗(yàn)圖像轉(zhuǎn)換成8bit的原始圖像，然后，利用式(4)來以sa像素×sa像素范圍為單位而實(shí)施壓縮處理，從而取得第一圖像。此時，將式(4)中的sa設(shè)為4。接著，對第一圖像利用式(5)來實(shí)施低通濾波處理而取得第二圖像之后，對第二圖像利用式(6)來實(shí)施高通濾波處理而取得第三圖像。然后，對第三圖像利用式(7)來實(shí)施對比度強(qiáng)調(diào)處理而取得強(qiáng)調(diào)圖像。還有，在式(7)中的相對反射強(qiáng)度的最大值Rkmax及最小值Rkmin利用由任意攝像元件411的結(jié)果，并將對比度系數(shù)rc設(shè)為0.05。
在這里，如式(10)所示，在各強(qiáng)調(diào)圖像中，分別對所有行求出，將屬于該行的多個像素的像素值與背景值b之差的絕對值的平均值、除以背景值b的值，并將最大值作為對條紋狀的膜不均勻的評價值的相對檢測強(qiáng)度m0來算出。在這里，將背景值b設(shè)為與式(7)同樣的127，分別將hei及wid設(shè)為M/4。
m0=max(1,hei)Σx=1wid|Exy-b|b·wid---(10)]]>將不均勻深度變更為1、2、5、10、20、50、100nm，并分別對于相對各不均勻深度而將背景厚度設(shè)定為各種值的多個試驗(yàn)圖像進(jìn)行上述處理，而取得了相對檢測強(qiáng)度。
圖10是表示從多個試驗(yàn)圖像取得的相對檢測強(qiáng)度相對背景膜厚的變化的圖。另外，圖11是作為對圖10的比較例，而表示在上述對比度強(qiáng)調(diào)處理中，將式(7)中的fs(βxy)設(shè)為一定的值1時(即，假設(shè)對比度強(qiáng)調(diào)的程度為一定時)，可從試驗(yàn)圖像中取得的相對檢測強(qiáng)度相對背景膜厚的變化的圖。還有，在圖10及圖11(以及，后述的圖12)中，將值為1以上的相對檢測強(qiáng)度作為1來進(jìn)行圖示。
在假設(shè)對比度強(qiáng)調(diào)的程度為一定時，如圖11所示，例如，雖然在背景膜厚為1670nm處，對深度為1nm的不均勻的相對檢測強(qiáng)度的檢測結(jié)果為0.2，但是，與此相對，在背景膜厚為1600nm的附近，既然是深度為50nm的不均勻，其相對檢測強(qiáng)度的檢測結(jié)果為0.2以下。這是起因于靈敏度依賴于膜厚而變化，因此，此時很難以高精度取得膜厚不均勻。對此相對，根據(jù)靈敏度來變更對比度強(qiáng)調(diào)的程度時，如圖10所示，對于不均勻深度小于50nm的不均勻，除了死區(qū)之外，相對檢測強(qiáng)度相對于膜厚的變化幾乎變平坦(幾乎呈現(xiàn)一定)。
在不均勻檢查裝置1中，如上所述，利用5種波長的干涉光，因此，選擇對于在各背景膜厚中為優(yōu)選波長的干涉光的原始圖像的同時，對該原始圖像進(jìn)行根據(jù)靈敏度來變更對比度強(qiáng)調(diào)的程度的處理，從而，如圖12所示，對于各不均勻深度，相對檢測強(qiáng)度相對于膜厚的變化變得更加平坦。在圖12中，對于10nm以下的不均勻深度，其相對檢測強(qiáng)度呈現(xiàn)幾乎一定的同時，相對檢測強(qiáng)度與不均勻深度幾乎成正比，分別對于20及50nm的不均勻深度，相對檢測強(qiáng)度的最大值成為最小值的2倍左右，而相對檢測強(qiáng)度的變動幅度變小。另外，對于100nm的不均勻深度，相對檢測強(qiáng)度在幾乎所有的背景膜厚上達(dá)到飽和，從而能夠穩(wěn)定地檢測膜厚不均勻。
在表1中表示出在圖10至圖12中的對各不均勻深度的相對檢測強(qiáng)度相對于背景膜厚的變化中，相對檢測強(qiáng)度處于對各不均勻深度的相對檢測強(qiáng)度的平均值±20％的范圍內(nèi)的背景膜厚的范圍對全體(準(zhǔn)備有試驗(yàn)圖像的背景膜厚的全范圍)的比率(下面，稱為“穩(wěn)定檢測范圍的比率”)。還有，如上所述，圖11表示在由單一波長來取得、并對靈敏度變化的影響沒有進(jìn)行修正的圖像中的相對檢測強(qiáng)度，圖10是表示在由單一波長來取得、并對靈敏度變化的影響進(jìn)行修正后圖像的相對檢測強(qiáng)度，圖12是表示在由根據(jù)膜厚而從多個波長選擇了的波長來取得、并對靈敏度變化的影響進(jìn)行修正后圖像的相對檢測強(qiáng)度，并且，在表1中，將表示圖11中的穩(wěn)定檢測范圍的比率的項(xiàng)目名表示為“未進(jìn)行修正時”，將表示圖10中的穩(wěn)定檢測范圍的比率的項(xiàng)目名表示為“已進(jìn)行修正時”，而將表示圖12中的穩(wěn)定檢測范圍的比率的項(xiàng)目名表示為“已進(jìn)行波長選擇及修正時”。
表1

從表1中可知，通過對依賴于膜厚而變化的靈敏度的影響進(jìn)行修正，可大幅度減少相對檢測強(qiáng)度的偏差大的膜厚范圍(即，穩(wěn)定檢測范圍的比率增大)。另外，還可知，對靈敏度變化的影響進(jìn)行修正的同時，根據(jù)膜厚而從多個波長選擇波長時，在不均勻深度為1、2、5、10、50、100nm的所有情況下，穩(wěn)定檢測范圍的比率成為約90％，從而，在更寬的膜厚范圍內(nèi)，能夠以高精度進(jìn)行對膜厚不均勻的檢測。
如上所說明，在不均勻檢查裝置1中，對于由攝像部41來取得原始圖像時靈敏度依賴于膜厚而變化的影響，通過參照靈敏度信息61及原始圖像的各像素的像素值來可輕易地進(jìn)行修正，同時在從原始圖像導(dǎo)出的圖像中的規(guī)定的空間頻率范圍的振幅的程度作為膜厚不均勻而被檢測出。由此，能夠以高精度檢查形成在基板9上的膜92的膜厚不均勻。另外，在不均勻檢測部7中，對于從原始圖像導(dǎo)出的第3圖像的各像素，進(jìn)行對基于所對應(yīng)的攝像元件411的個別靈敏度變化的影響的修正，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對于在多個攝像元件411之間輸出特性不同帶來的影響的同時修正。
另外，在不均勻檢查裝置1中，僅采用2、3或4個光學(xué)濾波器51，而在圖8中的步驟S19、S20中，在特定波長互不相同的2、3或4種波長之間進(jìn)行切換的同時，重復(fù)進(jìn)行步驟S11～S18也可(在后述的第二實(shí)施方式中也同樣)。由此，在不均勻檢查裝置1中，與采用5個光學(xué)濾波器51來重復(fù)5次基板9向X方向的移動的上述處理例相比更加高速地進(jìn)行不均勻檢查處理的同時，能夠在膜厚的寬范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對膜厚不均勻的高精度檢查。
圖13是表示第二實(shí)施方式中的不均勻檢查裝置1a的結(jié)構(gòu)的圖。圖13中的不均勻檢查裝置1a是，在圖5的不均勻檢查裝置1中例如追加白光干涉式的膜厚測定部11的裝置。通過測定部移動機(jī)構(gòu)12，膜厚測定部11能夠向著沿基板9的主面的圖13中的Y方向上移動。其他結(jié)構(gòu)與圖5中的不均勻檢查裝置1相同，故賦予了同樣的符號。
圖14是表示不均勻檢查裝置1a對基板9上的膜92的膜厚不均勻進(jìn)行檢查的處理流程的一部分的圖，它表示在圖8中的步驟S10與步驟S11之間進(jìn)行的處理。當(dāng)不均勻檢查裝置1a對基板9上的膜92的膜厚不均勻進(jìn)行檢查時，作為事先準(zhǔn)備而準(zhǔn)備表示靈敏度與膜厚之間的關(guān)系的靈敏度信息61a，并存儲在存儲部6中(圖8步驟S10)。在這里，如圖2所示，本實(shí)施方式中的靈敏度信息61a表示對于由多個光學(xué)濾波器51的每一個的透過波長的干涉光的靈敏度與膜厚之間的關(guān)系(其中，在圖2中表示僅對于3種透過波長的靈敏度與膜厚之間的關(guān)系)。
接著，對移動機(jī)構(gòu)21及測定部移動機(jī)構(gòu)12進(jìn)行控制的同時，使膜厚測定部11的測定位置與基板9上的膜92的規(guī)定位置一致，從而取得該位置上的膜92的厚度(步驟S31)。實(shí)際上，對于大致均勻地配置在基板9上的膜92上的多個位置(例如，25點(diǎn))的膜92的厚度進(jìn)行測定，而取得膜92的厚度分布。
然后，通過移動機(jī)構(gòu)21使載物臺2返回到檢查開始位置，并開始載物臺2的移動(圖8步驟S11)。在不均勻檢查裝置1a中，與載物臺2的移動同步而由攝像部41來接受特定波長的光線的同時，反復(fù)取得來自基板9上的線狀照射區(qū)域的反射光的強(qiáng)度分布，而且，如果載物臺2到達(dá)檢查結(jié)束位置，則使載物臺2的移動停止(步驟S12～S15)。
然后，在不均勻檢查部7中壓縮原始圖像之后，對于作為壓縮后原始圖像的第一圖像進(jìn)行規(guī)定的空間頻率范圍的帶通濾波處理，而取得第三圖像(步驟S16)，然后進(jìn)行對比度強(qiáng)調(diào)處理而生成強(qiáng)調(diào)圖像(步驟S17)。此時，從由膜厚測定部11取得的膜92的厚度分布導(dǎo)出在對應(yīng)于觀察像素的位置的膜92的厚度，并通過參照表示靈敏度與膜厚之間的關(guān)系的靈敏度信息61a而從該厚度得到的靈敏度，在對于強(qiáng)調(diào)圖像中的觀察像素的式(7)的演算中替代fS(βxy)而被利用。從而，算出在強(qiáng)調(diào)圖像中對膜厚不均勻的評價值(步驟S18)。
在不均勻檢查裝置1a中，如果將5個光學(xué)濾波器51的各個的透過波長作為特定波長而反復(fù)進(jìn)行步驟S11～S18的處理(步驟S19、S20)，則在利用5個光學(xué)濾波器51來分別取得的5個原始圖像中，選擇對比度相對高的2個原始圖像，并在由這些2個原始圖像來取得的對膜厚不均勻的評價值中，取大的值與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較。然后，當(dāng)該值比閾值更大時，認(rèn)為在基板9上的膜92存在超過允許范圍的膜厚不均勻而檢測出膜厚不均勻缺陷，而當(dāng)該值為閾值以下時，認(rèn)為在基板9上的膜92不存在超過允許范圍的膜厚不均勻(步驟S21)，從而結(jié)束通過不均勻檢查裝置1a的對膜厚不均勻的檢查處理。還有，如圖9所示，當(dāng)預(yù)先決定好在各膜厚中要優(yōu)選選擇的2個波長時，基于所取得的膜92的厚度來確定要使用的2個波長，并僅將這些波長分別作為特定波長而進(jìn)行上述處理也可。
如上所說明，在圖13中的不均勻檢查裝置1a中，對于由攝像部41來取得原始圖像時靈敏度依賴于膜厚而變化的影響，通過參照膜92的厚度及靈敏度信息61a而可輕易地進(jìn)行修正的同時，在從原始圖像導(dǎo)出的圖像中的規(guī)定的空間頻率范圍的振幅的程度作為膜厚不均勻而被檢測出。由此，能夠高精度地檢查形成在基板9上的膜92的膜厚不均勻。還有，在不均勻檢查裝置1a中，也對每個攝像元件411準(zhǔn)備表示靈敏度與膜厚之間的關(guān)系的表格等，而在不均勻檢測部7中，對于從原始圖像導(dǎo)出的第3圖像的各像素，進(jìn)行對基于所對應(yīng)的攝像元件411的個別靈敏度變化的影響的修正也可。
以上，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并非僅限定于上述實(shí)施方式，而能夠進(jìn)行各種變形。
在上述第一及第二實(shí)施方式中，為了一般性地理解干涉光的強(qiáng)度，而利用作為當(dāng)入射光的強(qiáng)度為1時的干涉光的強(qiáng)度的相對反射強(qiáng)度來進(jìn)行了說明，但是，由于特定波長的相對反射強(qiáng)度與特定波長的干涉光強(qiáng)度實(shí)質(zhì)上是同義概念，因此能夠?qū)㈧`敏度理解為特定波長的干涉光強(qiáng)度的變動相對于膜厚變動的比率。此時，在上述第一實(shí)施方式中的靈敏度信息61表示靈敏度與特定波長的干涉光強(qiáng)度之間的關(guān)系。
例如，對于由攝像部41來取得的原始圖像的各像素，參照靈敏度信息而從像素值(或者，在膜92上的所對應(yīng)位置的厚度)求出所對應(yīng)的靈敏度，并通過對該像素值乘以基于該靈敏度的系數(shù)，而取得靈敏度變化的影響被降低了的圖像也可。此時，對于原始圖像的各像素，進(jìn)行對基于所對應(yīng)的攝像元件411的個別靈敏度變化的影響的修正。然后，通過僅使帶通濾波器作用于該圖像，而使表示規(guī)定的空間頻率范圍的振幅的程度的圖像，作為膜厚不均勻的檢測結(jié)果而輸出。此時，在不均勻檢測部中，作為從對比度強(qiáng)調(diào)處理獨(dú)立的處理來進(jìn)行對靈敏度變化的影響的修正，而可由表示原始圖像中的規(guī)定的空間頻率范圍的振幅程度的圖像來檢測出膜厚不均勻。如上所述，只要可對靈敏度依賴于膜厚而變化的影響進(jìn)行修正的同時，可將原始圖像或從原始圖像導(dǎo)出的圖像中的規(guī)定的空間頻率范圍的振幅程度作為膜厚不均勻而檢測出，則可以在不均勻檢測部進(jìn)行各種處理，也可以將除了評價值以外的、表示該膜厚不均勻的圖像作為膜厚不均勻的檢測結(jié)果。
在上述第一實(shí)施方式中，表示靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系的靈敏度信息61，未必通過演算來求出，例如，準(zhǔn)備各種膜厚的基板，并由實(shí)際的測定來求出相對反射強(qiáng)度與膜厚之間的關(guān)系，從而導(dǎo)出靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系也可。還有，將具有與圖4所示的靈敏度與相對反射強(qiáng)度之間的關(guān)系近似的形狀的函數(shù)作為靈敏度信息而取得，并基于該函數(shù)來對原始圖像中的靈敏度變化的影響進(jìn)行修正也可。即使在這種情況下，能夠在一定程度上修正依賴于膜厚而變化的靈敏度的影響。
在上述第一及第二實(shí)施方式中，通過變更在對比度強(qiáng)調(diào)部73中的對比度強(qiáng)調(diào)的程度，對于從由攝像部41來取得的原始圖像中導(dǎo)出的圖像高效率地進(jìn)行對靈敏度變化的影響的修正，但如上所述，當(dāng)將對靈敏度變化的影響的修正作為從對比度強(qiáng)調(diào)處理中獨(dú)立的處理來進(jìn)行時，作為對圖像的對比度進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的處理而也能夠部分地采用上述JP特許第3335503號公報中的手法。在該方法中，利用中值濾波器對原始圖像進(jìn)行平滑處理而求出平滑圖像，并通過將原始圖像的各像素的像素值除以平滑圖像中所對應(yīng)像素值，而取得應(yīng)檢測的不均勻被強(qiáng)調(diào)了的強(qiáng)調(diào)圖像。
在不均勻檢查裝置1、1a中，通過波長切換機(jī)構(gòu)5在受光單元4的基板9側(cè)切換光學(xué)濾波器51，來在互不相同的多個波長之間切換特定波長，但是，例如在光照射部3設(shè)置各自出射彼此不同的單一波長的光線的多個光源，并通過由控制部8的控制來切換被有源化的光源(即，通過使控制部8成為切換裝置)，而在互不相同的多個波長之間切換作為由攝像部41來接收的干涉光的波長的特定波長也可。
在光出射部，設(shè)置有多個光學(xué)纖維以直線狀排列的纖維陣列而代替石英棒32，而使來自鹵素?zé)?1的光線通過纖維陣列而轉(zhuǎn)換成線狀光線也可。另外，作為發(fā)出線狀光線的光源而設(shè)置以直線狀排列的多個發(fā)光二極管，而代替鹵素?zé)?1及石英棒32也可。另外，在攝像部41中，當(dāng)有必要縮短對基板9拍攝時間時等，也可以設(shè)置二維CCD傳感器而代替線性傳感器。
保持基板9的保持部是，除了與基板9的下表面接觸而支承基板9的載物臺2之外，例如，通過把持基板9的外緣部來保持基板9的構(gòu)件也可。
在上述實(shí)施方式中的不均勻檢查裝置，也可以利用于對抗蝕膜以外的其他膜、例如對形成在基板9上的絕緣膜或?qū)щ娔さ哪ず癫痪鶆虻臋z測。另外，不均勻檢查裝置也可以利用于對形成在半導(dǎo)體基板等其他基板上的膜的膜厚不均勻的檢查。
以上詳細(xì)地描述并說明了本發(fā)明，但所敘述的說明只是舉例，而不能視為限定。因此，只要不超出本發(fā)明的范圍，則可采用多種變形及方案。
權(quán)利要求
1.一種不均勻檢查裝置，檢查形成在基板上的膜的膜厚不均勻，其特征在于，具有保持部，其對主面上形成有光透過性膜的基板進(jìn)行保持；光照射部，其以規(guī)定的入射角對上述膜照射光線；攝像部，其接收來自上述光照射部的光線中由上述膜反射的特定波長的干涉光，從而取得上述膜的原始圖像；不均勻檢測部，其對于靈敏度依賴于上述膜厚而變化的影響進(jìn)行修正的同時，將上述原始圖像或者從上述原始圖像導(dǎo)出的圖像中的規(guī)定的空間頻率范圍的振幅程度作為膜厚不均勻而檢測出，其中，上述靈敏度為上述特定波長的干涉光的強(qiáng)度變動相對于膜厚變動的比率。
2.按照權(quán)利要求1所記載的不均勻檢查裝置，其特征在于，還具有存儲部，該存儲部對表示上述靈敏度與上述特定波長的干涉光強(qiáng)度之間的關(guān)系的靈敏度信息進(jìn)行存儲，上述不均勻檢測部參照上述原始圖像的各像素值及上述靈敏度信息，而對上述靈敏度的變化的影響進(jìn)行修正的同時，檢測出膜厚不均勻。
3.按照權(quán)利要求1所記載的不均勻檢查裝置，其特征在于，還具有存儲部，該存儲部對表示上述靈敏度與上述膜厚之間的關(guān)系的靈敏度信息進(jìn)行存儲；上述不均勻檢測部參照上述主面上的上述膜的厚度及上述靈敏度信息，而對上述靈敏度變化的影響進(jìn)行修正的同時，檢測出膜厚不均勻。
4.按照權(quán)利要求3所記載的不均勻檢查裝置，其特征在于，還具有取得上述主面上的上述膜的厚度的膜厚測定部。
5.按照權(quán)利要求2所記載的不均勻檢查裝置，其特征在于，上述攝像部具有多個攝像元件，上述不均勻檢測部對于上述原始圖像或者從上述原始圖像導(dǎo)出的圖像的各像素，對基于所對應(yīng)的攝像元件的個別的上述靈敏度的變化的影響進(jìn)行修正。
6.按照權(quán)利要求1所記載的不均勻檢查裝置，其特征在于，上述不均勻檢測部具有濾波處理部，其對上述原始圖像進(jìn)行上述規(guī)定的空間頻率范圍的帶通濾波處理；對比度強(qiáng)調(diào)部，其對由上述濾波處理部處理后的上述原始圖像的對比度進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，對上述靈敏度的變化的影響的修正是通過變更上述對比度強(qiáng)調(diào)部中的對比度強(qiáng)調(diào)的程度來進(jìn)行的。
7.按照權(quán)利要求1所記載的不均勻檢查裝置，其特征在于，還具有將上述特定波長在相互不同的多個波長之間進(jìn)行切換的切換機(jī)構(gòu)。
8.一種不均勻檢查方法，檢查形成在基板上的膜的膜厚不均勻，其特征在于，具有光照射工序，從光照射部以規(guī)定的入射角對形成在基板的主面上的光透過性膜照射光線；拍攝工序，由攝像部接收來自上述光照射部的光線中由上述膜反射的特定波長的干涉光，而取得上述膜的原始圖像；不均勻檢測工序，對靈敏度依賴于上述膜厚而變化的影響進(jìn)行修正的同時，將上述原始圖像或者從上述原始圖像導(dǎo)出的圖像中的規(guī)定的空間頻率范圍的振幅程度作為膜厚不均勻而檢測出，其中，上述靈敏度為上述特定波長的干涉光的強(qiáng)度變動對膜厚變動的比率。
9.按照權(quán)利要求8所記載的不均勻檢查方法，其特征在于，在上述不均勻檢測工序之前，還具有準(zhǔn)備表示上述靈敏度與上述特定波長的干涉光的強(qiáng)度之間的關(guān)系的靈敏度信息的準(zhǔn)備工序，在上述不均勻檢測工序中，參照上述原始圖像的各像素值及上述靈敏度信息來對上述靈敏度的變化的影響進(jìn)行修正的同時，檢測出膜厚不均勻。
10.按照權(quán)利要求9所記載的檢查方法，其特征在于，在上述準(zhǔn)備工序中，求出上述膜厚與上述特定波長的干涉光的強(qiáng)度之間的第一關(guān)系、以及上述膜厚與上述靈敏度之間的第二關(guān)系，并從上述第一關(guān)系及上述第二關(guān)系取得上述靈敏度信息。
11.按照權(quán)利要求8所記載的不均勻檢查方法，其特征在于，在上述不均勻檢測工序之前，還具有準(zhǔn)備表示上述靈敏度與上述膜厚之間的關(guān)系的靈敏度信息的準(zhǔn)備工序，在上述不均勻檢測工序中，參照上述主面上的上述膜的厚度及上述靈敏度信息來對上述靈敏度的變化的影響進(jìn)行修正的同時，檢測出膜厚不均勻。
12.按照權(quán)利要求11所記載的不均勻檢查方法，其特征在于，在上述不均勻檢測工序之前，還具有取得上述主面上的上述膜的厚度的膜厚測定工序。
13.按照權(quán)利要求9所記載的不均勻檢查方法，其特征在于，上述攝像部具有多個攝像元件，在上述不均勻檢測工序中，對于上述原始圖像或者從上述原始圖像導(dǎo)出的圖像的各像素，對基于所對應(yīng)的攝像元件的個別的上述靈敏度的變化的影響進(jìn)行修正。
14.按照權(quán)利要求8所記載的不均勻檢查方法，其特征在于，上述不均勻檢測工序具有對上述原始圖像進(jìn)行上述規(guī)定的空間頻率范圍的帶通濾波處理的工序；對上述帶通濾波處理后的上述原始圖像的對比度進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的工序，對上述靈敏度的變化的影響的修正是通過變更在對上述對比度進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的工序中的對比度強(qiáng)調(diào)的程度來進(jìn)行的。
15.按照權(quán)利要求8所記載的不均勻檢查方法，其特征在于，還具有將上述特定波長在相互不同的2、3或4種波長之間進(jìn)行切換的同時，依次反復(fù)進(jìn)行從上述光照射工序到上述不均勻檢測工序的反復(fù)工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不均勻檢查裝置及不均勻檢查方法。在該裝置(1)中，由光照射部(3)以規(guī)定的入射角對基板(9)上的膜(92)照射光線，且在來自光照射部的光線中由膜反射的特定波長的干涉光被攝像部(41)接收，取得表示膜的原始圖像。在存儲部(6)中，存儲有表示靈敏度與特定波長的干涉光的強(qiáng)度的關(guān)系的靈敏度信息(61)，通過參照靈敏度信息及原始圖像的各像素的像素值對靈敏度依賴于膜厚而變化的影響進(jìn)行修正的同時，將從原始圖像被導(dǎo)出的圖像中的規(guī)定的空間頻率范圍的振幅程度作為膜厚不均勻而進(jìn)行檢測，其中，上述靈敏度為特定波長的干涉光的強(qiáng)度變動相對膜厚變動的比率。由此，能夠高精度地檢查形成在基板上的膜的膜厚不均勻。
文檔編號G01B11/06GK1904547SQ200610107520
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者谷口和隆, 吉原一博, 上田邦夫 申請人:大日本網(wǎng)目版制造株式會社