(57)【要約】本発明は、凹凸形状を有する検査対象を非破壊で精度良く検査することが可能な形状検査方法、構造物の製造方法及び形状検査装置を提供する。本発明の形状検査方法は、表面に凹凸形状を有する標準サンプル、及び、表面に凹凸形状を有する検査対象に光を照射し、前記標準サンプルの複数の波長における反射率と、前記検査対象の前記複数の波長における反射率とを比較することによって、前記検査対象の前記凹凸形状を検査する形状検査方法である。
2013008643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹凸形状を有する標準サンプル、及び、表面に凹凸形状を有する検査対象に光を照射し、前記標準サンプルの複数の波長における反射率と、前記検査対象の前記複数の波長における反射率とを比較することによって、前記検査対象の前記凹凸形状を検査する形状検査方法。
【請求項２】
前記形状検査方法は、凸部の高さ、及び／又は、凸部の太さを検査する請求項１記載の形状検査方法。
【請求項３】
前記複数の波長は、いずれも、所定の波長範囲に含まれ、
前記標準サンプルの前記所定の波長範囲における反射率スペクトルと、前記検査対象の前記所定の波長範囲における反射率スペクトルとを比較することによって、前記検査対象の前記凹凸形状を検査する請求項１又は２記載の形状検査方法。
【請求項４】
前記標準サンプルにおける前記反射率スペクトルのピーク波長と、前記検査対象における前記反射率スペクトルのピーク波長とを比較することによって、前記検査対象の前記凹凸形状を検査する請求項３記載の形状検査方法。
【請求項５】
前記標準サンプルにおける前記反射率スペクトルのピーク波長の反射率と、前記検査対象における前記反射率スペクトルのピーク波長の反射率とを比較することによって、前記検査対象の前記凹凸形状を検査する請求項３又は４記載の形状検査方法。
【請求項６】
前記標準サンプルにおける前記反射率スペクトルのボトム波長と、前記検査対象における反射率スペクトルのボトム波長とを比較することによって、前記検査対象の前記凹凸形状を検査する請求項３〜５のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項７】
前記標準サンプルにおける反射率スペクトルのボトム波長の反射率と、前記検査対象における前記反射率スペクトルのボトム波長の反射率とを比較することによって、前記検査対象の前記凹凸形状を検査する請求項３〜６のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項８】
前記標準サンプル、及び、前記検査対象に照射される光は、斜め方向から照射される請求項１〜７のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項９】
前記標準サンプル、及び、前記検査対象に照射される光は、偏光である請求項１〜８のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項１０】
前記標準サンプル、及び、前記検査対象に照射される光は、ｐ偏光、及び／又は、ｓ偏光である請求項９記載の形状検査方法。
【請求項１１】
前記複数の波長における反射率は、分光測定器と光源とが同一のユニットに備えられた分光器により測定される請求項１〜１０のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項１２】
前記検査対象は、金型である請求項１〜１１のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項１３】
前記検査対象は、モスアイ構造を有するフィルムである請求項１〜１１のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項１４】
表面に凹凸形状を有する標準サンプルの複数の波長における反射率と、表面に凹凸形状を有する構造物の前記複数の波長における反射率とを比較することによって、前記構造物の前記凹凸形状を検査する工程を含む構造物の製造方法。
【請求項１５】
光が照射された対象物の複数の波長における反射率を測定する測定器と、
前記測定器により測定された前記複数の波長における反射率を反射率データとして記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された表面に凹凸形状を有する標準サンプルにおける反射率データと、表面に凹凸形状を有する検査対象の複数の波長における反射率データとを比較することによって、前記検査対象の前記凹凸形状を検査する比較装置とを有する形状検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状検査方法、構造物の製造方法及び形状検査装置に関する。より詳しくは、微小な凹凸形状を有するフィルム、金型、特にモスアイ（Ｍｏｔｈ−ｅｙｅ：蛾の目）構造を有するフィルム（以下では、単に「モスアイフィルム」とも言う。）、それを形成する金型等の構造物に対する形状検査方法、該構造物の製造方法及び形状検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
凹凸形状を有する構造物としては、例えば、微小な凹凸形状を有するフィルムやそれを形成するための金型、転写版等が挙げられ、光学部材や電子機器部材等において活用されている。特に最近においては、微小な凹凸形状を有するフィルムとしてモスアイフィルムが特異な光学特性を発現する光学部材として注目されている。そのため、凹凸形状を有する構造物としては、モスアイフィルム及びそれを製造するための金型等の重要性が増している。モスアイフィルムは、反射防止効果を有し、例えば、表示装置の表面反射を低減することができる。モスアイフィルムは、フィルムの表面に、防眩性（ＡＧ：Ａｎｔｉ  Ｇｌａｒｅ）フィルムで形成される凹凸パターンよりも更に微細な、可視光波長以下の間隔の凹凸パターンを隙間なく配列することで、外界（空気）と物品表面との境界における屈折率の変化を擬似的に連続なものとするものである。このようなモスアイフィルムを用いることによって、屈折率界面に関係なく光のほぼ全てを透過させ、該物品の表面における光反射をほぼなくすことができる。【０００３】
このような微小な凹凸形状を有する構造物に関して、その検査手法が検討されており、例えばエリプソメトリによる非破壊検査方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この非破壊検査においては、まず、それぞれの厚みが既知の複数の標準サンプルを予めエリプソメトリにより測定を行い、解析パラメータを設定する。次に、検査対象におけるエリプソメトリによる測定を行い、得られたデータに解析パラメータを適用し、検査対象の凹凸形状における凹部の深さを同定する。そして、検査対象の凹部の深さと、標準サンプルに基づく凹部の基準値との比較により合否判定を行うという手順で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２８２５００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
凹凸形状を有する構造物においては、１つの構造物において凹凸形状を均一に形成したり、複数の構造物の製造において凹凸形状を安定的に製造したりすることが求められる。そのため、特に、微小な凹凸形状を有する構造物の製造においては、簡便かつ精度の高い検査手法が求められることとなる。例えば、モスアイフィルム、該モスアイフィルムを製造するための金型を検査対象の例として、その検査対象事項及び検査手法について説明すると次のようになる。モスアイフィルムの仕上がりは、モスアイの表面形状（断面単位面積に対する、Ａｌ２Ｏ３占有率）と、深さパラメータによって決まる。検査手法としては、目視による検査が挙げられ、例えば、図２８においては、検査対象１０１（モスアイフィルム、又は、金型）を検査台１０２の上に設置し、白色板（バックライト用シート）１０３を介して、検査対象に対して入射角がほぼ垂直となるように光源１０４から照射される光を照射する。そして、反射する光を検査者が検査対象に対してほぼ水平方向から目視し、色見を確認する。検査者は、前記パラメータを振った複数の比較サンプルを見ながら、検査対象が複数の比較サンプルの色見の範囲内に該当するかを見極め、合否判定を行う。合格と判定された検査対象についてはそのまま払い出しされる。一方で、不適と判定された検査対象ついては、検査対象の一部を破壊し、断面を走査型電子顕微鏡 (ＳＥＭ：scanning electron microscope)で観察することにより、断面形状の解析が行われる場合がある。合否の判定が困難となる場合には、熟練の検査者により最終判定が行われる。【０００６】
しかしながら、目視による色味の判定では、合否の判定が困難な場合が多く、かつ、判定が行われた場合でも、深さ、形状の特定は不可能であり、判定を見誤る可能性があるという点で改善の余地があった。【０００７】
一方、上記の従来技術における非破壊検査方法においては、検査者による目視判定を行わないため、外部環境による影響は排除できる。ところが、該非破壊検査では、検査対象の凹部の深さ（被膜厚さ）の同定は出来るものの、凹部の底面形状や側面形状（空乏部体積）については同定することが非常に困難であるという点で依然として改善の余地があった。【０００８】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、凹凸形状を有する検査対象を非破壊で精度良く検査することが可能な形状検査方法、構造物の製造方法及び形状検査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、凹凸形状を有する検査対象を非破壊で精度良く検査することが可能な形状検査方法、構造物の製造方法及び形状検査装置について種々検討したところ、凹凸形状を有する検査対象の特定の波長の光における反射率に着目した。そして、特定の波長の光における反射率と、検査対象の凹凸形状とにおいて相関関係があることを見いだすとともに、標準サンプルの複数の波長における反射率と、検査対象の複数の波長における反射率とを比較することにより、凹凸形状を有する検査対象を非破壊で精度良く検査することができることを見いだした。これによって、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。本発明の構成と効果との関係には従来の非破壊検査方法よりも高い技術的意義がある。すなわち、凹凸形状がどのようになっているかを低コストで簡便にかつ測定誤差を減らして高精度で確認することができる。そのため、凹凸形状を有する構造物において凹凸形状を均一に形成したり、複数の構造物の製造において凹凸形状を安定的に製造したりすることが可能となる。【００１０】
すなわち、本発明の一側面は、表面に凹凸形状を有する標準サンプル、及び、表面に凹凸形状を有する検査対象に光を照射し、上記標準サンプルの複数の波長における反射率と、上記検査対象の上記複数の波長における反射率とを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査する形状検査方法である。【００１１】
上記形状検査方法としては、このような工程（手順、操作）を必須として実施される手法である限り、その他の工程等によって特に限定されるものではない。【００１２】
以下、上記形状検査方法の好ましい形態について説明する。なお、以下に示す各種形態は、適宜組み合わせることができる。【００１３】
上記形状検査方法は、凸部の高さ、及び／又は、凸部の太さを検査することが好ましい。これにより、構造物の凹凸形状を２つのパラメータとして扱い、構造物の凹凸形状を簡便かつ的確に把握することができ、その結果、構造物の光学特性等の特性、品質を的確に管理等することができる。【００１４】
上記複数の波長は、いずれも、所定の波長範囲に含まれ、上記標準サンプルの上記所定の波長範囲における反射率スペクトルと、上記検査対象の上記所定の波長範囲における反射率スペクトルとを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい（以下では、第１形態の形状検査方法とも言う。）。これにより、検査対象の凹凸形状を精度よく検査することができる。【００１５】
第１形態の形状検査方法において、好ましい実施形態を挙げると、次の（１）〜（４）のようになる。上述したように、これら（１）〜（４）の好ましい実施形態は、それぞれ単独で実施してもよく、複数の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。【００１６】
（１）上記標準サンプルにおける上記反射率スペクトルのピーク波長と、上記検査対象における上記反射率スペクトルのピーク波長とを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるピーク波長と、検査対象におけるピーク波長との相違から、検査対象の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００１７】
（２）上記標準サンプルにおける上記反射率スペクトルのピーク波長の反射率と、上記検査対象における上記反射率スペクトルのピーク波長の反射率とを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるピーク波長の反射率と、検査対象におけるピーク波長の反射率との相違から、検査対象の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００１８】
（３）上記標準サンプルにおける上記反射率スペクトルのボトム波長と、上記検査対象における反射率スペクトルのボトム波長とを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるボトム波長と、検査対象におけるボトム波長との相違から、検査対象の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００１９】
（４）上記標準サンプルにおける反射率スペクトルのボトム波長の反射率と、上記検査対象における上記反射率スペクトルのボトム波長の反射率とを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるボトム波長の反射率と、検査対象におけるボトム波長の反射率との相違から、検査対象の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００２０】
上記標準サンプル、及び、上記検査対象に照射される光は、斜め方向から照射されることが好ましい。これにより、標準サンプルと検査対象との形状の相違によって生じる反射率の差をより大きくすることができる。なお、目視検査においては、入反射角を大きくするほうが観察しやすいが、本発明においては、コストを抑制するという観点からは、入反射角が小さいほうが望ましい。入反射角を大きくしてしまうと、光源と検出器の調整が難しく、コストアップに繋がるおそれがある。【００２１】
上記標準サンプル、及び、上記検査対象に照射される光は、偏光であることが好ましく、ｐ偏光、及び／又は、ｓ偏光であることがより好ましい。これにより、標準サンプルと検査対象との形状の相違によって生じる反射率の差をより大きくすることができる。【００２２】
上記複数の波長における反射率は、分光測定器と光源とが同一のユニットに備えられた分光器により測定されることが好ましい。反射率の測定には、例えば、エリプソメータを使用することもできる。しかしながら、エリプソメータは、高価であり、装置コストが高くなってしまう。また、エリプソメータにおいては、光軸調整を厳密に行う必要があるが、測定器と光源とが別々のユニットに内蔵されているため、大型の検査対象を測定する場合、測定器をスキャンさせる度に光軸調整が必要となり、非常に操作が煩雑となってしまう。一方、分光器は、エリプソメータに比べて安価であり、また、分光測定器と光源とが一つのユニットに内蔵されているため、分光測定器をスキャンさせる度に光軸調整を行う必要は無く、操作が簡便である。【００２３】
上記検査対象は、金型であることが好ましい。本発明に係る形状検査方法は、凹凸形状を有する金型の形状検査に好適である。【００２４】
上記検査対象は、モスアイ構造を有するフィルム（モスアイフィルム）であることが好ましい。本発明に係る形状検査方法は、モスアイフィルムの形状検査に好適である。【００２５】
上記形状検査方法と同様の観点から、本発明の別の側面は、表面に凹凸形状を有する標準サンプルの複数の波長における反射率と、表面に凹凸形状を有する構造物の上記複数の波長における反射率とを比較することによって、上記構造物の上記凹凸形状を検査する工程を含む構造物の製造方法でもある。【００２６】
上記構造物の製造方法としては、このような工程を必須として形成されるものである限り、その他の工程によって特に限定されるものではない。【００２７】
以下、上記構造物の製造方法の好ましい形態について説明する。なお、以下に示す各種形態は、適宜組み合わせることができる。【００２８】
上記形状検査方法は、凸部の高さ、及び／又は、凸部の太さを検査することが好ましい。これにより、上述したのと同様に、構造物の凹凸形状を２つのパラメータとして扱うことができる。【００２９】
上記複数の波長は、いずれも、所定の波長範囲に含まれ、上記標準サンプルの上記所定の波長範囲における反射率スペクトルと、上記構造物の上記所定の波長範囲における反射率スペクトルとを比較することによって、上記構造物の上記凹凸形状を検査することが好ましい（以下では、第１形態の構造物の製造方法とも言う。）。これにより、構造物の凹凸形状を精度よく検査することができる。【００３０】
第１形態の構造物の製造方法において、好ましい実施形態を挙げると、次の（１）〜（４）のようになる。上述したように、これら（１）〜（４）の好ましい実施形態は、それぞれ単独で実施してもよく、複数の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。【００３１】
（１）上記標準サンプルにおける上記反射率スペクトルのピーク波長と、上記構造物における上記反射率スペクトルのピーク波長とを比較することによって、上記構造物の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるピーク波長と、構造物におけるピーク波長との相違から、構造物の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００３２】
（２）上記標準サンプルにおける上記反射率スペクトルのピーク波長の反射率と、上記構造物における上記反射率スペクトルのピーク波長の反射率とを比較することによって、上記構造物の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるピーク波長の反射率と、構造物におけるピーク波長の反射率との相違から、構造物の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００３３】
（３）上記標準サンプルにおける上記反射率スペクトルのボトム波長と、上記構造物における反射率スペクトルのボトム波長とを比較することによって、上記構造物の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるボトム波長と、構造物におけるボトム波長との相違から、構造物の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００３４】
（４）上記標準サンプルにおける反射率スペクトルのボトム波長の反射率と、上記構造物における上記反射率スペクトルのボトム波長の反射率とを比較することによって、上記構造物の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるボトム波長の反射率と、構造物におけるボトム波長の反射率との相違から、構造物の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００３５】
上記標準サンプル、及び、上記構造物に照射される光は、斜め方向から照射されることが好ましい。これにより、標準サンプルと構造物との形状の相違によって生じる反射率の差をより大きくすることができる。なお、目視検査においては、入反射角を大きくするほうが観察しやすいが、本発明においては、コストを抑制するという観点からは、入反射角が小さいほうが望ましい。入反射角を大きくしてしまうと、光源と検出器の調整が難しく、コストアップに繋がるおそれがある。【００３６】
上記標準サンプル、及び、上記構造物に照射される光は、偏光であることが好ましく、ｐ偏光、及び／又は、ｓ偏光であることがより好ましい。これにより、標準サンプルと構造物との形状の相違によって生じる反射率の差をより大きくすることができる。【００３７】
上記複数の波長における反射率は、分光測定器と光源とが同一のユニットに備えられた分光器により測定されることが好ましい。反射率の測定には、例えば、エリプソメータを使用することもできる。しかし、エリプソメータは、高価であり、装置コストが高くなってしまう。また、エリプソメータにおいては、光軸調整を厳密に行う必要があるが、測定器と光源とが別々のユニットに内蔵されているため、大型の検査対象を測定する場合、測定器をスキャンさせる度に光軸調整が必要となり、非常に操作が煩雑となってしまう。一方、分光器は、エリプソメータに比べて安価であり、また、分光測定器と光源とが一つのユニットに内蔵されているため、分光測定器をスキャンさせる度に光軸調整を行う必要は無く、操作が簡便である。【００３８】
上記構造物は、金型であることが好ましい。本発明に係る構造物の製造方法によれば、凹凸形状を有する金型を精度よく製造することができる。【００３９】
上記構造物は、モスアイ構造を有するフィルム（モスアイフィルム）であることが好ましい。本発明に係る構造物の製造方法によれば、モスアイフィルムを精度よく製造することができる。【００４０】
上記形状検査方法と同様の観点から、本発明の更に別の側面は、光が照射された対象物の複数の波長における反射率を測定する測定器と、上記測定器により測定された上記複数の波長における反射率を反射率データとして記憶する記憶装置と、上記記憶装置に記憶された表面に凹凸形状を有する標準サンプルにおける反射率データと、表面に凹凸形状を有する検査対象の複数の波長における反射率データとを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査する比較装置とを有する形状検査装置でもある。【００４１】
上記形状検査装置としては、このような構成を必須として形成されるものである限り、その他の構成によって特に限定されるものではない。【００４２】
以下、上記形状検査装置の好ましい形態について説明する。なお、以下に示す各種形態は、適宜組み合わせることができる。【００４３】
上記形状検査方法は、凸部の高さ、及び／又は、凸部の太さを検査することが好ましい。これにより、検査対象の凹凸形状を２つのパラメータとして扱うことができる。【００４４】
上記複数の波長は、いずれも、所定の波長範囲に含まれ、上記標準サンプルの上記所定の波長範囲における反射率スペクトルと、上記検査対象の上記所定の波長範囲における反射率スペクトルとを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい（以下では、第１形態の形状検査装置とも言う。）。これにより、検査対象の凹凸形状を精度よく検査することができる。【００４５】
第１形態の形状検査装置において、好ましい実施形態を挙げると、次の（１）〜（４）のようになる。上述したように、これら（１）〜（４）の好ましい実施形態は、それぞれ単独で実施してもよく、複数の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。【００４６】
（１）上記標準サンプルにおける上記反射率スペクトルのピーク波長と、上記検査対象における上記反射率スペクトルのピーク波長とを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるピーク波長と、検査対象におけるピーク波長との相違から、検査対象の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００４７】
（２）上記標準サンプルにおける上記反射率スペクトルのピーク波長の反射率と、上記検査対象における上記反射率スペクトルのピーク波長の反射率とを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるピーク波長の反射率と、検査対象におけるピーク波長の反射率との相違から、検査対象の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００４８】
（３）上記標準サンプルにおける上記反射率スペクトルのボトム波長と、上記検査対象における反射率スペクトルのボトム波長とを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるボトム波長と、検査対象におけるボトム波長との相違から、検査対象の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００４９】
（４）上記標準サンプルにおける反射率スペクトルのボトム波長の反射率と、上記検査対象における上記反射率スペクトルのボトム波長の反射率とを比較することによって、上記検査対象の上記凹凸形状を検査することが好ましい。これにより、標準サンプルにおけるボトム波長の反射率と、検査対象におけるボトム波長の反射率との相違から、検査対象の凹凸形状をより精度よく検査することができる。【００５０】
上記標準サンプル、及び、上記検査対象に照射される光は、斜め方向から照射されることが好ましい。これにより、標準サンプルと検査対象との形状の相違によって生じる反射率の差をより大きくすることができる。なお、目視検査においては、入反射角を大きくするほうが観察しやすいが、本発明においては、コストを抑制するという観点からは、入反射角が小さいほうが望ましい。入反射角を大きくしてしまうと、光源と検出器の調整が難しく、コストアップに繋がるおそれがある。【００５１】
上記標準サンプル、及び、上記検査対象に照射される光は、偏光であることが好ましく、ｐ偏光、及び／又は、ｓ偏光であることがより好ましい。これにより、標準サンプルと検査対象との形状の相違によって生じる反射率の差をより大きくすることができる。【００５２】
上記複数の波長における反射率は、分光測定器と光源とが同一のユニットに備えられた分光器により測定されることが好ましい。反射率の測定には、例えば、エリプソメータを使用することもできる。しかし、エリプソメータは、高価であり、装置コストが高くなってしまう。また、エリプソメータにおいては、光軸調整を厳密に行う必要があるが、測定器と光源とが別々のユニットに内蔵されているため、大型の検査対象を測定する場合、測定器をスキャンさせる度に光軸調整が必要となり、非常に操作が煩雑となってしまう。一方、分光器は、エリプソメータに比べて安価であり、また、分光測定器と光源とが一つのユニットに内蔵されているため、分光測定器をスキャンさせる度に光軸調整を行う必要は無く、操作が簡便である。【００５３】
上記検査対象は、金型であることが好ましい。本発明に係る形状検査装置は、凹凸形状を有する金型の形状検査に好適である。【００５４】
上記検査対象は、モスアイ構造を有するフィルム（モスアイフィルム）であることが好ましい。本発明に係る形状検査装置は、モスアイフィルムの形状検査に好適である。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、凹凸形状を有する検査対象を非破壊で精度良く検査することが可能な形状検査方法、構造物の製造方法及び形状検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態１に係る形状検査装置の模式図である。
【図２】実施形態１に係る形状検査装置及びモスアイフィルムの模式図である。
【図３】金型Ａ〜ＧにおけるＡＯ時間及びＥｔ時間の関係を示す図である。
【図４】金型Ａ〜Ｇの凹凸形状を示す断面模式図である。
【図５】モスアイフィルムＡの断面の顕微鏡写真である。
【図６】モスアイフィルムＤの断面の顕微鏡写真である。
【図７】モスアイフィルムＥの断面の顕微鏡写真である。
【図８】モスアイフィルムＢの断面の顕微鏡写真である。
【図９】モスアイフィルムＦの断面の顕微鏡写真である。
【図１０】モスアイフィルムＧの断面の顕微鏡写真である。
【図１１】モスアイフィルムＣの断面の顕微鏡写真である。
【図１２】モスアイフィルムＡ〜Ｇの凹凸形状を示す断面模式図である。
【図１３】金型Ｄの断面の顕微鏡写真である。
【図１４】金型Ｇの断面の顕微鏡写真である。
【図１５】モスアイフィルムＡ〜Ｇの３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルである。
【図１６】モスアイフィルムＡ〜Ｃの３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルである。
【図１７】モスアイフィルムＢ、Ｄ、Ｅ、Ｆ及びＧの３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルである。
【図１８】エッチングされた時間が異なる金型から形成されたモスアイフィルムの断面の顕微鏡写真である。
【図１９】エッチングされた時間が異なる金型から形成されたモスアイフィルムの２５０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルである。
【図２０】モスアイフィルムＨ〜Ｐ、及び、検査対象のモスアイフィルムの３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルである。
【図２１】モスアイフィルムＫにおいて、入射角５°、３０°、４５°及び６０°の無偏光が照射されたときの反射率スペクトルである。
【図２２】モスアイフィルムＮにおいて、入射角５°、３０°、４５°及び６０°の無偏光が照射されたときの反射率スペクトルである。
【図２３】金型Ｈ〜Ｍの２５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルである。
【図２４】金型Ｋにおいて、無偏光、ｐ偏光及びｓ偏光が照射されたときの反射率スペクトルである。
【図２５】金型Ｌにおいて、無偏光、ｐ偏光及びｓ偏光が照射されたときの反射率スペクトルである。
【図２６】金型Ｍにおいて、無偏光、ｐ偏光及びｓ偏光が照射されたときの反射率スペクトルである。
【図２７】標準サンプルである８種類のモスアイフィルム、及び、検査対象であるモスアイフィルムの３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルである。
【図２８】従来の目視による形状検査を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明は実施形態のみに限定されるものではない。
【００５８】
実施形態１
実施形態１では、検査対象として、モスアイフィルム、又は、モスアイフィルムを製造するための金型を用いるが、本発明に係る検査対象は、凹凸形状を有する構造物であればこれらに限定されず、例えば、検査対象は、ＡＧフィルム等であってもよい。
【００５９】
形状検査装置の構成
図１を用いて、実施形態１に係る形状検査装置１について説明する。形状検査装置１は、図１に示すように、制御用ＰＣ（Personal Computer）１０、及び、分光器１１からなる。制御用ＰＣ１０は、本発明の記憶装置及び比較装置に該当する。制御用ＰＣ１０と分光器１１とは、互いにデータのやりとりができるように接続されている。このとき、制御用ＰＣ１０と分光器１１とは、有線接続されていてもよいし、無線接続されていてもよい。分光器１１は、分光測定器１２と光源１３とを同一ユニット内に含む。
【００６０】
なお、分光器１１に替えて、測定器と光源とが別々のユニットに配された装置（例えば、エリプソメータ）を用いてもよい。ただ、エリプソメータは、高価であり、装置コストが高くなってしまう。また、エリプソメータにおいては、光軸調整を厳密に行う必要があるが、測定器と光源とが別々のユニットに内蔵されているため、大型の検査対象を測定する場合、測定器をスキャンさせる度に光軸調整が必要となり、非常に操作が煩雑となってしまう。
【００６１】
次に、上記形状検査装置を用いた検査対象の凹凸形状を検査する形状検査方法について説明する。
【００６２】
形状検査方法
（１）標準サンプルの測定
まず、破壊検査及びＳＥＭによる観察等により、予め凹凸の形状が分かっている複数のサンプルを標準サンプルとして準備する。複数のサンプルにおける凹凸形状は、それぞれ異なっている。モスアイフィルムの形状を検査するときは、目視の検査、及び／又は、破壊検査に合格したモスアイフィルムを標準サンプルとして用いる。また、モスアイフィルムを製造するための金型の形状を検査するときは、目視の検査及び／又はＳＥＭを用いた断面観察による検査に合格した金型を標準サンプルとして用いる。図２は、実施形態１に係る形状検査装置によるモスアイフィルムの凹凸形状の検査を示す模式図である。モスアイフィルム１４には、凹凸形状を有する面の反対側の面に支持フィルム１５が貼り付けられ、検査時には、モスアイフィルム１４、及び、支持フィルム１５は、モスアイフィルム１４の凹凸形状を有する面が分光器１１と対向するように透明基板１６上に配置される。透明基板１６は、アクリル樹脂等の透明樹脂から形成される。金型を測定するときは、金型の凹凸形状を有する面が分光器１１と対向するように配置される。その後、光源１３から、モスアイフィルム１４に光が照射され、分光測定器１２において、複数の波長における反射率が測定される。そして、測定された複数の波長における反射率は、標準サンプルの形状と対応付けて、標準サンプルの反射率データとしてそれぞれ制御用ＰＣ１０に送信される。制御用ＰＣ１０においては、受信した標準サンプルの反射率データを制御用ＰＣが備える記憶装置（図示せず）内の格納領域に格納する。
【００６３】
（２）検査対象の測定
上記標準サンプルの測定と同様にして、検査対象の複数の波長における反射率が測定され、測定された複数の波長における反射率は、検査対象の反射率データとして制御用ＰＣ１０に送信される。制御用ＰＣ１０においては、受信した検査対象の反射率データを制御用ＰＣが備える記憶装置（図示せず）内の格納領域に格納する。
【００６４】
（３）形状検査
制御用ＰＣ１０において、標準サンプルの凹凸形状と標準サンプルの反射率データとの間に見られる相関関係に基づき、検査対象の反射率データから検査対象の凹凸形状を検査する。
【００６５】
凹凸形状と反射率データの相関関係については、モスアイフィルム、及び、モスアイフィルムを製造するための金型を例にして、後に詳述する。そのために、まず、金型の製造方法について以下に説明する。
【００６６】
金型の製造方法
まず、ガラス基板を用意し、金型の材料となるアルミニウム（Ａｌ）をスパッタリング法によりガラス基板上に成膜する。次に、アルミニウムを陽極酸化（ＡＯ：anodic oxidation）させ、直後にエッチングを行う工程を繰り返すことによって、隣り合う穴（凹部）の底点間の距離が可視光波長以下の長さである多数の微小な穴をもつ陽極酸化層を形成する。具体的には、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング及び陽極酸化を順に行うフロー（陽極酸化５回、エッチング４回）によって、金型の内部に向かって先細りの形状（テーパ形状）の微小な穴（凹部）が多数形成され、凹凸形状を有する金型が形成される。
【００６７】
このとき、１回の陽極酸化を行う時間（以下、ＡＯ時間とも言う。）、及び、１回のエッチングを行う時間（以下、Ｅｔ時間とも言う。）を調整することで、金型の凹凸形状を変化させることができる。ＡＯ時間、及び、Ｅｔ時間をそれぞれ異ならせた金型Ａ〜Ｇを用いて、ＡＯ時間及びＥｔ時間と、金型の凹凸形状との関係を説明する。
【００６８】
金型Ａにおいては、ＡＯ時間を３１６秒とし、Ｅｔ時間を８２５秒とした。後述する金型ＢのＡＯ時間を１としたとき、金型ＡのＡＯ時間は、０．９４となる。金型Ｂにおいては、ＡＯ時間を３３６秒とし、Ｅｔ時間は、金型Ａと同じとした。金型Ｃにおいては、ＡＯ時間を３５６秒とし、Ｅｔ時間は、金型Ａと同じとした。金型ＢのＡＯ時間を１としたとき、金型ＣのＡＯ時間は、１．０６となる。金型Ｄにおいては、ＡＯ時間を金型Ｂと同じとし、Ｅｔ時間を６７５秒とした。金型Ｅにおいては、ＡＯ時間を金型Ｂと同じとし、Ｅｔ時間を７５０秒とした。金型Ｆにおいては、ＡＯ時間を金型Ｂと同じとし、Ｅｔ時間を９００秒とした。そして、金型Ｇにおいては、ＡＯ時間を金型Ｂと同じとし、Ｅｔ時間を９７５秒とした。すなわち、金型Ａ〜ＧのＡＯ時間（１回のＡＯ量）と、Ｅｔ時間（１回のＥｔ量）とは、図３に示すような関係となる。
【００６９】
得られた金型Ａ〜Ｇについて、ＳＥＭで観察したところ、図４に示すように、ＡＯ時間が長くなる程、凹部の深さが深くなることが判明した。一方、図４に示すように、Ｅｔ時間が長くなると、凹部の幅が大きくなることが判明した。また、Ｅｔ時間が一定の長さ以上になると、凹部と凹部の間に、相対的に小さな凹部が更に形成されるとともに、凹部が浅くなることが判明した。
【００７０】
なお、金型の製造に用いられる基板はガラスに限られず、ＳＵＳ（ステンレス）、Ｎｉ等の金属材料や、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、環状オレフィン系高分子（代表的にはノルボルネン系樹脂等である製品名「ゼオノア」（日本ゼオン株式会社製）、製品名「アートン」（ＪＳＲ株式会社製）等）のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース等の樹脂材料であってもよい。また、アルミニウムを成膜した基板の代わりに、アルミニウムのバルク基板を用いてもよい。なお、金型の形状は、平板状であってもロール（円筒）状であってもよい。
【００７１】
以上、金型の製造方法、及び、ＡＯ時間及びＥｔ時間と金型の凹凸形状との関係について説明した。次に、金型を用いたモスアイフィルムの製造方法について説明する。
【００７２】
モスアイフィルムの製造方法
ローラーナノインプリント技術を用い、支持フィルム上に光硬化性樹脂を塗布する。その後、支持フィルム上に塗布された光硬化性樹脂に、上記金型の製造方法により作製された金型を押し当て、ＵＶを照射し露光する。また、例えば、熱プレス法（エンボス法）、射出成形法、ゾルゲル法等の複製法、又は、微細凹凸賦形シートのラミネート法、微細凹凸層の転写法等の各種方法により、モスアイフィルムを形成してもよい。
【００７３】
このように、モスアイフィルムには、金型の凹凸形状が転写される。すなわち、金型の凹部の形状に応じて、モスアイフィルムの凸部が形成され、金型の凸部の形状に応じて、モスアイフィルムの凹部が形成される。金型Ａ〜Ｇを用いて、モスアイフィルムＡ〜Ｇを実際に作製した。
【００７４】
モスアイフィルムＡ〜Ｇを、それぞれ、ＳＥＭで観察し、凸部の高さを測定するとともに、凸部の太さを評価した。図５〜１１は、モスアイフィルムＡ〜ＧをＳＥＭで観察したときの断面図である。モスアイフィルムＡの凸部の高さは、１８０ｎｍ、モスアイフィルムＢの凸部の高さは、２１６ｎｍ、モスアイフィルムＣの凸部の高さは、２６０ｎｍ、モスアイフィルムＤの凸部の高さは、２１６ｎｍ、モスアイフィルムＥの凸部の高さは、２１６ｎｍ、モスアイフィルムＦの凸部の高さは、２００ｎｍ、モスアイフィルムＧの凸部の高さは、１８６ｎｍであった。
【００７５】
また、モスアイフィルムＡ〜Ｃの太さは、ほぼ同じであった。モスアイフィルムＡ〜Ｃの凸部の太さを基準としたとき、モスアイフィルムＤの凸部の太さは細く、モスアイフィルムＥの凸部の太さはやや細く、モスアイフィルムＦの凸部の太さはやや太く、モスアイフィルムＧの凸部の太さは太いことが判明した。モスアイフィルムＡ〜Ｇにおける凹凸形状の関係を図１２に示す。
【００７６】
なお、モスアイフィルムの凸部の高さ（ｈ）とは、図１２に示すように、凸部の頂点から、底面までの直線距離を言い、凸部の太さ（ｗ）とは、底面の幅を言う。
【００７７】
また、金型Ｄ及びＧを、それぞれ、ＳＥＭで観察し、凸部の高さを測定した。図１３及び図１４は、金型Ｄ及びＧで観察したときの断面図である。上記の金型Ｄの凹部の深さは、３６０ｎｍであり、金型Ｇの凹部の深さは、３４０ｎｍであった。一方、モスアイフィルムＤの凸部の高さは、２１６ｎｍであり、金型の凹部の深さに対するフィルムの凸部の高さの比率（転写率）は、０．６０であった。また、モスアイフィルムＧの凸部の高さは、１８６ｎｍであり、転写率は、０．５５であった。
【００７８】
次に、モスアイフィルムを例に、凹凸形状と反射率データの相関関係について説明する。
【００７９】
上記標準サンプルの測定と同様にして、モスアイフィルムＡ〜Ｇに、それぞれ、入射角５°の無偏光を照射し、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルを測定した。図１５に示すように、凹凸形状の違いによって、反射率スペクトルが異なることが判明した。図１６は、ＡＯ時間のみ互いに異なる金型Ａ〜Ｃを用いて作製されたモスアイフィルムＡ〜Ｃの反射率スペクトルを示す図である。図１６を見ると、金型のＡＯ時間が長い程、すなわち、金型の凹部が深く、モスアイフィルムの凸部の長さが長い程、長波長の光における反射率が低くなった。具体的には、７３０ｎｍ以上の波長の光における反射率が低くなった。また、金型の凹部が浅く、モスアイフィルムの凸部の長さが短い程、反射率スペクトルのピーク、及び、ボトムは、低波長側にシフトした。以上から、長波長の固定波長や、スペクトルのピーク及びボトムの位置から、モスアイフィルムの凸部の長さを推測できることが判明した。
【００８０】
また、図１７は、Ｅｔ時間のみ互いに異なる金型Ｂ、及び、Ｄ〜Ｇを用いて作製されたモスアイフィルムＢ、及び、Ｄ〜Ｇの反射率スペクトルを示す図である。Ｅｔ時間が長い程、すなわち、金型の凹部の形状が太く、フィルムの凸部の形状が太くなるとともに凸部と凸部の間に相対的に小さな突出部（以下では、鞍部とも言う。）が形成されるにつれ、スペクトルのピーク及びボトムの反射率が低下した。具体的には、モスアイフィルムＤでは、ピークの反射率が約０．４％、ボトムの反射率が約０．０５％であるのに対して、モスアイフィルムＧにおいては、高視感度領域（緑）でのピークの反射率が０．２％以下、ボトムの反射率が約０．０１％まで低下した。以上から、反射率スペクトルのピーク及びボトムにおける反射率から、モスアイフィルムの凸部の形状（太さ）を推測できることが判明した。
【００８１】
また、Ｅｔ時間が長くなる程、金型の凹部の深さは浅く、フィルムの凸部の長さは短くなるが、図１７においては、図１６と同様に、モスアイフィルムの凸部の長さが長い程、長波長の光における反射率が低くなり、又、モスアイフィルムの凸部の長さが短い程、反射率スペクトルのピーク、及び、ボトムは、低波長側にシフトした。
【００８２】
更に、エッチングの合計時間を０分、３分、５分、１０分及び１５分とした金型をそれぞ作製した。図１８中の点線に示すように、エッチングの合計時間が増加するにつれ、凹部の底面が平坦化されていった。また、凹部の底面の形状と、凸部の立ち上がり角とは相関関係が見られ、凹部の平面が平坦になる程、凸部の立ち上がり角は大きくなった。これらの金型を用いて作製されたモスアイフィルムに、それぞれ、入射角５°の無偏光を照射し、２５０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルを測定した。このとき、図１９に示すように、エッチング時間が１０分以上の金型で作製されたモスアイフィルムの４００ｎｍ付近の反射率が高くなった。また、金型のエッチング時間が長くなるにつれ、モスアイフィルムの反射率スペクトルのピークが僅かながら高波長側にシフトした。
【００８３】
更に、Ｅｔ時間が異なる金型Ｈ〜Ｐ、及び、金型Ｈ〜Ｐを用いてモスアイフィルムＨ〜Ｐを作製し、モスアイフィルムＨ〜Ｐの反射率スペクトルをそれぞれ測定した。金型Ｈ〜Ｐにおいては、いずれもＡＯ時間を３３６秒とし、金型Ｈにおいては、Ｅｔ時間を４３８秒とした。金型Ｉにおいては、Ｅｔ時間を５１８秒とした。金型Ｊにおいては、Ｅｔ時間を５９８秒とした。金型Ｋにおいては、Ｅｔ時間を６７７秒とした。金型Ｌにおいては、Ｅｔ時間を７５７秒とした。金型Ｍにおいては、Ｅｔ時間を８３７秒とした。金型Ｎにおいては、Ｅｔ時間を８７７秒とした。金型Ｏにおいては、Ｅｔ時間を９１６秒とした。金型Ｐにおいては、Ｅｔ時間を９９６秒とした。
【００８４】
金型Ａ〜Ｐ、及び、モスアイフィルムＡ〜Ｇについて、下記表１にまとめる。
【００８５】
【表１】
2013008643.tif 000003
【００８６】
モスアイフィルムＡ〜Ｇと同様に、モスアイフィルムＨ〜Ｐ、及び、凹凸形状が不明な検査対象のモスアイフィルムに、それぞれ、入射角５°の無偏光を照射し、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルを測定した。図２０は、モスアイフィルムＨ〜Ｐ、及び、検査対象のモスアイフィルムの反射率スペクトルを示す図である。モスアイフィルムＨ〜Ｐを用いた測定でも、モスアイフィルムＡ〜Ｇと同様に、金型のＥｔ時間が長くなるにつれ、すなわち、金型の凹部の形状が太く、フィルムの凸部の形状が太くなるとともに鞍部が形成されるにつれ、スペクトルのピーク及びボトムの反射率が低下した。また、モスアイフィルムの凸部の長さが長い程、長波長の光における反射率が低くなり、又、モスアイフィルムの凸部の長さが短い程、反射率スペクトルのピーク、及び、ボトムは、低波長側にシフトした。また、検査対象のモスアイフィルムの反射率スペクトルをみると、７８０ｎｍ付近での反射率は、モスアイフィルムＨ〜Ｐのいずれよりも低かった。このことから、検査対象のモスアイフィルムの凸部の長さは、モスアイフィルムＨ〜Ｐのいずれよりも長いことが推測された。また、ピーク（４５０ｎｍ近辺）の反射率は、モスアイフィルムＭの反射率スペクトルのピーク波長における反射率よりも大きく、モスアイフィルムＬの反射率スペクトルのピーク波長における反射率よりも低くなった。このことから、検査対象のモスアイフィルムの凸部の太さは、モスアイフィルムＬの凸部よりも太く、モスアイフィルムＭの凸部よりも細いことが推測された。
【００８７】
そして、検査対象のモスアイフィルムをＳＥＭで観察したところ、上記の形状検査によって推測された通り、検査対象のモスアイフィルムの凸部の長さは、モスアイフィルムＨ〜Ｐのいずれよりも長く、凸部の太さは、モスアイフィルムＬの凸部よりも太く、モスアイフィルムＭの凸部よりも細いことが判明した。
【００８８】
このように、モスアイフィルムの凸部の高さ、及び、凸部の太さは、それぞれ、反射率スペクトルに反映される。したがって、例えば、標準サンプルとして、所望の性能を発揮するために要求される凸部の高さの上限及び下限に設定されたモスアイフィルムをそれぞれ作製し、これらの標準サンプルの反射率スペクトルを測定し、標準反射率データを記録することで、検査対象となるモスアイフィルムの反射率スペクトルにおいて、長波長の反射率が、２つの標準サンプルの反射率スペクトルにおける長波長の反射率の範囲内であるか否かにより、検査対象のモスアイフィルムの合否を検査することができる。
【００８９】
同様に、凸部の太さの上限及び下限に設定されたモスアイフィルムをそれぞれ標準サンプルとすることで、検査対象のモスアイフィルムの反射率スペクトルのピーク及びボトムにおける反射率が、２つの標準サンプルの反射率スペクトルのピーク及びボトムにおける反射率の範囲内であるか否かにより、検査対象のモスアイフィルムの合否を検査することができる。
【００９０】
以上のように、モスアイフィルムの特性を決定する２つのパラメータである凸部の高さと凸部の形状（太さ）とは、相関関係を示す波長域が異なるため、分離して取り扱うことが可能である。
【００９１】
更に、モスアイフィルムにおける上記パラメータの変化に対する特定の波長における反射率や、反射率スペクトルの変化傾向を掴むことにより、金型へのフィードバックが可能となる。具体的には、例えば、検査したモスアイフィルムの凸部の長さが標準サンプルよりも短いことが反射率スペクトルの比較により判明したとき、金型のＡＯ時間を増やして、モスアイフィルムの凸部の長さが長くなるように調整することができる。
【００９２】
このような形状を検査する工程を上記のモスアイフィルムの製造工程に導入することで、製造されるモスアイフィルムの品質を一定以上とすることができる。
【００９３】
次に、反射率スペクトルの角度依存性を調べるために、モスアイフィルムＫに、入射角５°、３０°、４５°及び６０°の無偏光をそれぞれ照射し、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルを測定した。図２１に示すように、モスアイフィルムの反射率スペクトルには入射角依存性があることが判明した。なお、図２０におけるモスアイフィルムＫと、図２１におけるモスアイフィルムＫとは、金型の作製日が異なるものである。全波長域において、入射角が小さい程、反射率が低くなる傾向が見られた。同様に、モスアイフィルムＮに、入射角５°、３０°、４５°及び６０°で無偏光をそれぞれ照射し、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルを測定した。図２２に示すように、モスアイフィルムＮにおいても、モスアイフィルムＫと同様に、反射率スペクトルに入射角依存性があることが確認された。したがって、光源から照射される光の入射角は、０°〜７０°の範囲内であることが好ましく、より高精度に検査を行う観点からは、０°〜４５°の範囲内であることがより好ましい。
【００９４】
以上、モスアイフィルムを例に、凹凸形状と反射率データの相関関係について説明した。次に、金型を例に、凹凸形状と反射率データの相関関係について説明する。
【００９５】
上記標準サンプルの測定と同様にして、金型Ｈ〜Ｍに、それぞれ、入射角５°の無偏光を照射し、２５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルを測定した。図２３に示すように、金型においても、凹凸形状の違いによって、反射率スペクトルが異なることが判明した。Ｅｔ時間が長くなるにつれ、すなわち、金型の凹部の幅は広くなり、深さは浅くなるにつれ、スペクトルのピーク及びボトムは、低波長側にシフトした。また、Ｅｔ時間が長くなるにつれ、ピーク波長の反射率が低下する一方で、逆に、ボトム波長の反射率は、上昇する傾向が見られた。すなわち、金型におけるＥｔ時間を増加させるにしたがって、反射率の振動が緩和する傾向が見られた。これは、金型の細孔が拡大し、金型表面に凸形状が形成され、平坦部分が消失していくためであると考えられる。
【００９６】
次に、金型Ｋに入射角６０°で無偏光、ｐ偏光及びｓ偏光をそれぞれ照射し、２５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルを測定した。図２４に示すように、ｐ偏光では、無偏光を照射したときに比べ、３００ｎｍ、及び、４００ｎｍ付近の波長において反射率が高くなり、３２０ｎｍ及び４２０ｎｍ付近の波長においては、逆に、反射率が低くなった。一方、ｓ偏光では、無偏光を照射したときに比べ、３００ｎｍ、及び、４００ｎｍ付近の波長において反射率が低くなり、３２０ｎｍ及び４２０ｎｍ付近の波長においては、逆に、反射率が高くなった。金型Ｌ及びＭにおいても、図２５及び図２６に示すように同様の結果が得られた。以上から、入射角を大きくし、ｓ偏光やｐ偏光等の偏光の反射率を測定することで、スペクトルの振動が強調され、特定波長での検査をする場合の検査精度を上げることが可能となることが判明した。なお、検査対象がモスアイフィルムであるときも、偏光（より好ましくは、ｓ偏光及び／又はｐ偏光）を用いることで、検査精度を上げることが可能であると考えられる。
【００９７】
以上から、金型においても、モスアイフィルムと同様に、特定波長の反射率、又は、反射率スペクトルのピークの強度（振幅）を標準サンプルと検査対象とで比較することによって、検査対象の金型の合否を評価することが可能であることが判明した。更に、このような形状を検査する工程を上記の金型の製造工程に導入することで、製造される金型の品質を一定以上とすることができる。
【００９８】
実施例
標準サンプルとして、凸部の高さが、２１０ｎｍ、３００ｎｍ、３６０ｎｍ、４３０ｎｍ、４５０ｎｍ、４９０ｎｍ、５００ｎｍ、及び、６００ｎｍのモスアイフィルムを作製し、標準サンプルに、それぞれ、入射角５°の無偏光を照射し、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルを測定した。
【００９９】
次に、凹凸形状が未知であるモスアイフィルムを検査対象とし、検査対象のモスアイフィルムに、入射角５°の無偏光を照射し、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における反射率スペクトルを測定した。
【０１００】
図２７に、標準サンプル、及び、検査対象の反射率スペクトルの測定結果を示す。図２７に示すように、７８０ｎｍの波長において、標準サンプルの反射率は、凸部の高さが２１０ｎｍのモスアイフィルムの反射率と、３００ｎｍのモスアイフィルムの反射率との間となった。このことから、検査対象のモスアイフィルムの凸部の高さは、２１０ｎｍよりも高く、３００ｎｍよりも低く、およそ、２８０ｎｍ程度であると推定された。
【０１０１】
検査対象のモスアイフィルムの凸部の高さをＳＥＭ観察により実際に測定した結果、２８５ｎｍであったことから、反射率スペクトルから推定された結果が凹凸形状の検査に有効であることが判明した。
【０１０２】
なお、本願は、２０１１年７月８日に出願された日本国特許出願２０１１−１５２１０６号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【符号の説明】
【０１０３】
１：形状検査装置
１０：制御用ＰＣ
１１：分光器
１２：分光測定器
１３：光源
１４：モスアイフィルム
１５：支持フィルム
１６：透明基板
１０１：検査対象
１０２：検査台
１０３：白色板（バックライト用シート）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年1月6日(2014.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にモスアイ構造を有する検査対象フィルムに光を照射し、表面にモスアイ構造を有する標準サンプルフィルムの複数の波長における反射率と、前記検査対象フィルムの前記複数の波長における反射率とを比較することによって、前記検査対象フィルムの前記モスアイ構造における凸部の太さを検査する形状検査方法であって、
前記検査対象フィルムの反射率データを前記標準サンプルフィルムの反射率データと比較したときに、前記検査対象フィルムの反射率スペクトルのピーク波長の反射率及びボトム波長の反射率が相対的に小さい場合には、前記検査対象フィルムのモスアイ構造における凸部の太さが、前記標準サンプルフィルムのモスアイ構造における凸部の太さよりも太いと識別することを特徴とする形状検査方法。
【請求項２】
前記標準サンプルフィルムは、モスアイ構造における凸部の太さが所定の上限値に設定された第一のサンプルと、モスアイ構造における凸部の太さが所定の下限値に設定された第二のサンプルとからなり、
前記第一のサンプルの反射率スペクトルのピーク波長の反射率及びボトム波長の反射率をそれぞれ測定し、第一の標準反射率として記録する第一ステップと、
前記第二のサンプルの反射率スペクトルのピーク波長の反射率及びボトム波長の反射率をそれぞれ測定し、第二の標準反射率として記録する第二ステップと、
前記検査対象フィルムの反射率スペクトルを測定し、そのピーク波長の反射率及びボトム波長の反射率が、前記第一の標準反射率と前記第二の標準反射率との範囲内にあるか否かにより、前記検査対象フィルムの合否を判定するものである
請求項１記載の形状検査方法。
【請求項３】
表面にモスアイ構造を有する検査対象フィルムに光を照射し、表面にモスアイ構造を有する標準サンプルフィルムの複数の波長における反射率と、前記検査対象フィルムの前記複数の波長における反射率とを比較することによって、前記検査対象フィルムの前記モスアイ構造における凸部の高さを検査する形状検査方法であって、
前記検査対象フィルムの反射率データを前記標準サンプルフィルムの反射率データと比較したときに、前記検査対象フィルムの波長７３０ｎｍ以上における反射率が相対的に低い場合、又は、前記検査対象フィルムの反射率スペクトルのピーク波長及びボトム波長が相対的に長波長側にある場合には、前記検査対象フィルムのモスアイ構造における凸部の高さが、前記標準サンプルフィルムのモスアイ構造における凸部の高さよりも高いと識別することを特徴とする形状検査方法。
【請求項４】
前記標準サンプルフィルムは、モスアイ構造における凸部の高さが所定の上限値に設定された第一のサンプルと、モスアイ構造における凸部の高さが所定の下限値に設定された第二のサンプルとからなり、
前記第一及び第二のサンプルの反射率スペクトルをそれぞれ測定し、第一及び第二の標準反射率データとして記録する第一ステップと、
前記検査対象フィルムの反射率スペクトルを測定し、標準反射率データと比較する第二ステップとを有し、
前記第二ステップは、波長７３０ｎｍ以上において、前記検査対象フィルムの反射率スペクトルが、前記第一の標準反射率データと前記第二の標準反射率データとの範囲内にあるか否かにより、前記検査対象フィルムの合否を判定するものである
請求項３記載の形状検査方法。
【請求項５】
表面にモスアイ構造転写用の凹凸形状を有する検査対象金型に光を照射し、表面にモスアイ構造転写用の凹凸形状を有する標準サンプル金型の複数の波長における反射率と、前記検査対象金型の前記複数の波長における反射率とを比較することによって、前記検査対象金型の前記凹凸形状における凹部の幅及び深さを検査する形状検査方法であって、
前記標準サンプル金型の反射率データと比較して、前記検査対象金型の反射率データが、反射率スペクトルのピーク波長及びボトム波長が相対的に短波長側にあり、かつピーク波長の反射率が相対的に低く、ボトム波長の反射率が相対的に高い場合には、前記検査対象金型の凹凸形状における凹部が、前記標準サンプル金型の凹凸形状における凹部よりも、幅が広く、深さが浅いと識別することを特徴とする形状検査方法。
【請求項６】
前記標準サンプルフィルム及び前記検査対象フィルム、又は、前記標準サンプル金型及び前記検査対象金型に照射される光は、斜め方向から照射される請求項１〜５のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項７】
前記標準サンプルフィルム及び前記検査対象フィルム、又は、前記標準サンプル金型及び前記検査対象金型に照射される光は、偏光である請求項１〜６のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項８】
前記偏光は、ｐ偏光、及び／又は、ｓ偏光である請求項７記載の形状検査方法。
【請求項９】
前記複数の波長における反射率は、分光測定器と光源とが同一のユニットに備えられた分光器により測定される請求項１〜８のいずれかに記載の形状検査方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載された形状検査方法を用いて、検査対象フィルム又は検査対象金型に該当する構造物の凹凸形状を検査する工程を含む構造物の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載された形状検査方法に用いられる形状検査装置であって、
光が照射された対象物の複数の波長における反射率を測定する測定器と、
前記測定器により測定された前記複数の波長における反射率を反射率データとして記憶する記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された表面に凹凸形状を有する標準サンプルにおける反射率データと、表面に凹凸形状を有する検査対象の複数の波長における反射率データとを比較することによって、前記検査対象の前記凹凸形状を検査する比較装置と
を有する形状検査装置。
【国際調査報告】
2013008643.tif 000032
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