(57)【要約】【課題】基板上に反射率（屈折率）が相互に異なる２層以上が積層された場合に、少なくとも最上層直下の層のパターンの可視性・視認性を向上させたパターン検査方法を提供することを課題とした。【解決手段】内部にパターニングされた層を有する透明な薄膜積層体６に光を照射し、反射光の分布から前記パターニングされた層の欠陥を抽出するパターン検査方法であって、  少なくとも照明側に偏光板３を挿入した上、光を前記偏光板３を介して所定の入射角で薄膜積層体６に照射し、前記入射角と同じ角度で反射する反射光を光センサ５で受光し画像処理することを特徴とするパターン検査方法である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にパターニングされた層を有する透明な薄膜積層体に光を照射し、反射光の分布から前記パターニングされた層の欠陥を抽出するパターン検査方法であって、
少なくとも照明側に偏光板を挿入した上、光を前記偏光板を介して所定の入射角で薄膜積層体に照射し、前記入射角と同じ角度で反射する反射光を光センサで受光し画像処理することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２】
前記偏光板は、ｓ偏光成分、あるいはｐ偏光成分を遮蔽する偏光板であることを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
【請求項３】
前記内部にパターンニングされた層が導電性を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパターン検査方法。
【請求項４】
前記照射光は、薄膜積層体からの反射スペクトルの積分値と最表面の透明薄膜層からの反射スペクトルの積分値との差が最大となる波長域の光であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか1項に記載のパターン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板上に形成された薄膜多層体の層内のパターン形状を認識するための検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明な基板上に、屈折率（ｎ＝ε’−ｉε’’）が異なる光学的に透明な薄膜が積層されている製品は多い。一例を挙げると、液晶デュスプレイ用のデータ入力装置であるタッチパネルセンサーは、静電容量型であれば、ガラス基板上に菱形の透明電極がマトリックス状に形成された上に樹脂保護膜が積層された構造である（特許文献１）。
【０００３】
また液晶ディスプレイの視認性向上のために使用する反射防止フィルムでは、フィルムの上に所定の厚みの無機薄膜あるいは有機薄膜が多層に積層された構造である（特許文献２）。
【０００４】
いずれも積層されている個々の有機層や無機層については、厚さのムラや異物が存在すると表示品質を著しく低下させるので、そうした欠陥のある製品を排除したり、修正するためのインライン検査とオフライン検査が、目視あるいは専用の検査装置を使用してなされる。検査のタイミングは、新たな層が積層される都度に行われることもあれば、積層後に一括してなされることもある（特許文献３）。
【０００５】
この検査は、一般に、単色光（レーザ光）あるいはハロゲンランプ等から出射した特定波長域の光を薄膜が積層された基板に照射して、反射光または透過光を光学センサ（フォトダイオード、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ等）で受けるのが基本である。通常は、薄膜表面を２次元的にスキャンすることで、光の強度分布を平面状に表示した画像に基づいて検査が行われる。得られた強度分布を画像処理することで、ありうべき強度分布からのズレを検出し欠陥部の特定と異常の程度を把握している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３１０５５０号公報
【特許文献２】特開２００２−３４１１０４号公報
【特許文献３】特開２００５−６２１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、基材上に、透過率が高く屈折率の異なる層が積層されている場合、レーザ光のようなコヒーレントな光が入射して、積層膜の表面と下層との界面で反射すると、屈折率と厚みに応じた光路差が発生し反射光に干渉が発生する。光路差をΔ、光の波長をλ、ｍを整数とすると、Δ＝ｍ×λの時、表面反射と界面反射が強め合って明線となる。
Δ＝（ｍ＋１／２）×λの時、弱めあって暗線となる。干渉が発生すると、明線と暗線が交互に繰り返されて、層構成が異なる部分間のコントラストがとれず、積層体の外観検査が困難になるという問題がある。
【０００８】
具体的には、図４に示すように、透明な薄膜が２層積層された場合で、内部の層が所定の形状にパターニングされている場合がある。典型的にはガラス基板１上に透明電極パターン１１が形成されており、その上に薄い樹脂保護膜１０が全面に形成されているような場合である。この場合、樹脂保護層１０が被覆された後に、透明電極パターン１１が所定の形状をとっているかを検査できると都合がよく、光を照射しながら矢印方向１２にスキャンして調べるという必要が生じる。
【０００９】
しかしながら、透明電極１１が存在する部位１３（基板１／透明電極１１／保護膜１０）からの反射率と透明電極１１が存在しない部位１４（基板１／保護膜）からの反射率は、当然異なるはずであるが、干渉があると、入射波長によっては前記反射率の差が小さくなって、透明電極１１のパターン認識が難しくなるという問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明は、基板上に反射率（屈折率）が相互に異なる２層以上が積層された場合に、少なくとも最上層直下の層のパターンの可視性・視認性を向上させたパターン検査装置を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、内部にパターニングされた層を有する透明な薄膜積層体に光を照射し、反射光の分布から前記パターニングされた層の欠陥を抽出するパターン検査方法であって、少なくとも照明側に偏光板を挿入した上、光を前記偏光板を介して所定の入射角で薄膜積層体に照射し、前記入射角と同じ角度で反射する反射光を光センサで受光し画像処理することを特徴とするパターン検査方法としたものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記偏光板は、ｓ偏光成分、あるいはｐ偏光成分を遮蔽する偏光板であることを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法としたものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記レーザ光は、前記内部にパターンニングされた層が導電性を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパターン検査方法としたものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記照射光は、薄膜積層体からの反射スペクトルの積分値と最表面の透明薄膜層からの反射スペクトルの積分値との差が最大となる波長域の光であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか1項に記載のパターン検査方法としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１及び請求項２に記載の発明は、薄膜表面からの反射率は、入射する光の偏光方向によって異なることに基づいている。入射面に平行な方向に電場振動成分を有するｐ偏光と垂直な方向に電場振動成分を有するｓ偏光では、ｓ偏光のほうが反射率が大きい。さらに、ｐ偏光には反射率が０となる入射角（ブリュースター角）が存在し、この角度の反射光（ｓ偏光）は直線偏光となる。したがって、ｓ偏光は偏光板を反射側に挿入することによってカットできる。カットすれば保護膜表面からの反射光が低減し干渉を抑止でき、パターン化された薄膜が存在する部位からの反射率と存在しない部分からの反射率の差（コントラスト）が大きくなるという効果が得られる。、
請求項３に記載の発明は、内部のパターニングされた層が導電性を有する層であると、導電層が入射光の偏光性を消失させる結果、導電性層との界面で反射する成分が増大するという効果が期待できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、前記コントラストの差は、多層薄膜体からの反射スペクトルの積分が最大となる波長域の光を照射光に選定することで、より大きくなるという効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】基板上に非導電性の薄膜が積層された系に対する測定光学系の概略構成を説明する図面である。
【図２】基板上に非導電性の薄膜が積層された系に対する測定光学系の別の一例を説明する図面である。
【図３】照射光の波長域の選択方法を模式的に説明する図面である。
【図４】基板上に導電性の薄膜が積層された系に対する測定光学系の概略構成を説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明になる検査方法の対象は、光透過性の部材もしくは薄膜、例えばガラス系素材と樹脂系薄膜よりなる積層体であって、特に好ましいのは、例えば無色透明、あるいは着色のある半透明部材で屈折率が異なる層が積層されたものである（以下、サンプルと記す）。ガラス基板上にＩＴＯからなる透明電極がパターン状に形成され、その上部が透明な樹脂保護層で被覆された系である。典型的な屈折率としては、ガラス基板が、１．４５程度、ＩＴＯが１．９〜２．１程度、アクリル樹脂保護層が１．５〜１．７程度である。
【００１９】
（実施形態１）
図１は、基板１上に非導電性のＡ薄膜とＢ薄膜が積層された系に対する測定光学系の概略構成を示したものである。光源２（より好ましくはレーザ光源）と受光部５（フォトセンサー）は、θｉ＝θｒの正反射の関係を満たすように配置する。光源２とサンプル６の間、受光部５とサンプル６の間に、それぞれ偏光板３、偏光板４を挿入する。この光学配置では、光源２から出た光は、偏光板３を透過しサンプル６で反射してから偏光板４を透過して受光部５に至る。受光部は、フォトセンサータイプであってもカメラのようなタイプであっても構わないが、画像処理については定法の処理方式が使用できる。
【００２０】
この場合、屈折率の異なる２つの層Ａと層Ｂの界面に、ある角度をもって光が入射するが、電場の振動方向が入射面に平行な偏光成分（ｐ偏光）と垂直な偏光成分（ｓ成分）とでは反射率が異なる。本光学配置では、ｐ偏光の反射率が０となるように入射角θｉ（ブリュースター角）を設定するのが好ましい。この角度で入射した光の反射光は直線偏光（ｓ偏光）となる。ｓ偏光は、反射光側に偏光板４を挿入することによってカットできる。カットすれば保護膜表面からの反射光が低減し干渉を抑止でき、パターン化された薄膜が存在する部位からの反射率と存在しない部分からの反射率の差（コントラスト）が大きくなるという効果が得られる。、
（実施形態２）
図１の光学配置は、反射光側の偏光板４については、フォトセンサー５で受光する直前にあることで、透過率が減衰し、また屈折率も変化することにより、受光量が少なくなるために必ずしも好ましい配置ではない。
【００２１】
図２に別の光学配置例を示した。これは、光源２とサンプル６の間だけに偏光板３を挿入したものである。本実施形態でも、入射角と反射角については、θｉ＝θｒとなる正反射光学である。しかしながら、拡散反射がまったく無く、正反射しかしない反射面であるとしても、全ての入射光が反射されるわけではない。
【００２２】
光の一部は、表面から媒質内に吸光される。さらに、表面の真下にある層の材質によっては、光の一部がその層まで到達する。一般的性質として、入射角θｉが大きければ大きいほど光の反射率は大きくなる。屈折率の大きい媒質を伝播するする光が屈折率の小さな媒質との界面に入射すると全反射が生じることがある。
【００２３】
したがって、光の反射率が大きくなる分、媒質に吸光される割合が少なくなるため、光源の入射角θｉは小さいほうが好ましい。本実施例では、θｉ＝θｒ＝１０°の位置関係
が２層の場合においてはコントラスト差が大きかった。
【００２４】
光源の選定に関しては、図３で示すように、Ｂ層／Ａ層の積層部分とA層だけの場合のコントラスト差が大きく出る条件に設定する必要がある。すなわち、（Ａ層＋Ｂ層の反射分光特性）−（Ａ層の反射分光特性）の積分値が最大となる波長域を有する光源を選択する。反射率の差分が最大値を示す光源を選定することで積層された２層のコントラストがとれて下層のパターンの認識性が向上する。積分値が最大となる波長域（λ１〜λ２）を模式的に示したのが図３である。
【００２５】
（実施形態３）
本実施例では、ピーク波長が３９０ｎｍ（半値幅：±５ｎｍ、波長域：３７５〜４２５ｎｍ）のＵＶ光源を用い、透過率が３０〜４０％の偏光板３を入射側に設置したオープンニコル光学系にて、反射率を測定した。入射角θｉと反射角θｒは１０°に設定した。
【００２６】
サンプル６は、ガラス基板１上に、屈折率が概ね１．８〜２．０の範囲にあるＩＴＯ透明電極１１を、膜厚が２００〜１３００Åの範囲の所定値になるようにストライプ状に形成し、その上に屈折率が概ね１．５〜１．６の樹脂膜１０を１〜２μｍの厚みに形成したものである。光源２とサンプル６の間に挿入した偏光板３はｐ偏光用の偏光板である。
サンプル６の特徴は導電性薄膜を下層に備えていることである。
【００２７】
ガラス基板１上に樹脂層１０だけがある部分からの反射光はｐ偏光成分だけである。ＩＴＯ／樹脂膜からの反射光は、ｐ偏光とｓ偏光を含む。これは、ＩＴＯ１１が金属であり、金属（導体）では偏光性が消失するからである。したがって、光路に偏光板３を挿入したままフォトセンサー５で受光すると、偏光性が保存される樹脂層１０だけの部位１４からの反射光は、直線偏光のまま角度依存のある減光を受けることになる。
【００２８】
一方、ＩＴＯ膜を下部に備える部位１３からの反射は、ＩＴＯ１１が偏光性を保存しないために、例えばｐ偏光を照射した場合でもｓ偏光とｐ偏光が反射される。したがって、ＩＴＯ１１からの反射光の増大によりＩＴＯパターンのパターン認識性が向上し、また樹脂層の減光分だけ干渉効果が減る効果がある。
また、入射角＝反射角＝１０°では、ｐ偏光とｓ偏光の差異は、ほとんど見られなかった。
【００２９】
この現象は、金属膜と樹脂層の関係だけで生じる現象でなく、偏光特性の影響をうける媒質と受けない媒質、及び反射率・屈折率の異なる媒質の中で生じる現象であり、これら全てに適応する。さらに、図３に記載のピーク波長を含む波長域を用いることで、反射分光特性の差の最大値が得られ、ＩＴＯパターンが感度よく認識できた。
【符号の説明】
【００３０】
１、ガラス基板
２、光源
３、偏光板（入射側）
４、偏光板（反射側）
５、受光素子（フォトセンサー）
６、サンプル
１０、樹脂層
１１、ＩＴＯ透明電極
１２、移動方向（スキャン方向）
１３、基板／透明電極／樹脂保護層の部分
１４、基板／樹脂保護層の部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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