双折射测定装置以及双折射测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种双折射测定装置以及方法，其对具有细微构造的薄膜的细微区域的双折射特性高精度地进行面测定。来自光源（１１）的光经由准直器（１５）、第一线偏振片（１６）、第一λ／４波长板（１７）、彩色滤光片（１００）、第二λ／４波长板（２１）、第二线偏振片（２２）及远心透镜（２３），而由ＣＣＤ照相机（２４）进行受光。反复进行第一λ／４波长板的规定角度的旋转和ＣＣＤ照相机的拍摄，直至第一λ／４波长板旋转１周为止。对于ＣＣＤ照相机拍摄到的图像，针对与彩色滤光片的各个区域分别对应的ＣＣＤ的各个规定像素，得到与第一λ／４波长板的旋转同步的亮度变化数据。根据该亮度变化数据，计算各个区域内的双折射特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别涉及一种对如FPD彩色滤光片这样具有细微构造的薄膜的细微区域的 双折射特性进行面测定的。
技术介绍
已知作为对试样的细微区域的延迟量进行测定的装置具有偏振 光显微镜。在专利文献1中记载了一种偏振光显微镜，其即使在使 用高倍率的物镜的情况下，也可以得到高消光比。图8 (a)中示出专利文献1中记载的偏振光显微镜的成像光学系统的概略光路图。 31是被测定试样，32是成像透镜，33是成像面。专利文献1中的 偏振光显微镜，通过形成如该图所示的结构而对被测定试样31准确 地成像，由此可以对试样的细微区域进行放大观察，另外，可以利 用未图示的线偏振片的效果而将延迟量作为对比度进行观察。另外，在专利文献2中记载了二维地定量测定光学元件的双折 射的测定方法。图8 (b)示出专利文献2的图7中记载的縮小光学 系统的概略光路图。34是縮小聚光透镜。如该图所示，由于没有成 像透镜系统，所以并不在成像面上成像，以通过试样后的光是平行 光作为前提。使用专利文献2中记载的光学系统的结构，可以提高 延迟量的测定精度，可以进行延迟量的面测定。专利文献1:特开2001 — 356276号公报专利文献2:特开平7 — 77490号公报
技术实现思路
但是，在专利文献1所记载的偏振光显微镜中，用于成像的光 为大范围的扩散光，由于被测定试样相对于成像透镜32的位置不同而导致进行增补的光的方位不同，所以对于延迟量的测定精度存在 精度较低的问题。另外，如专利文献1中的结构所示，在双折射测 定系统中配置有成像透镜32的情况下，由于成像透镜自身的双折射 特性对试样的双折射测定产生干扰，所以存在无法进行准确的双折 射测定这样的缺点。另外，在专利文献2所记载的光学系统的结构中，如上述所 示，以透过被测定试样31的光是平行光作为前提，但在实际中，由 于在被测定试样31的内部发生光的扩散，所以有可能无法成为平行 光。因此，如图8 (c)所示，到达配置在成像面33上的面受光元 件的各像素的光，无法与透过被测定试样31的细微构造的光一一对 应，其结果，从被测定试样31的较大范围上透过的光重合在面受光 元件的一个像素上。这样，在专利文献2的图7所示的光学系统的 结构中，存在无法高精度地对细微区域的延迟量进行测定的问题。本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种双折 射测定装置以及双折射测定方法，其对FPD彩色滤光片等具有细微 构造的薄膜的细微区域的双折射特性高精度地进行面测定。为了达到上述目的，技术方案1中记载的双折射测定装置的特 征在于，具有使光照射在被测定试样上的单元；成像单元，其从透过所述被测定试样的透射光中提取平行光成分，使用该平行光成分进行成像；利用面受光元件将所述成像后的透射光变换为图像数 据的单元；基于所述图像数据而对所述被测定试样的各个规定区域 的双折射特性进行计算的单元；以及基于各个所述规定区域的双折 射特性而计算所述被测定试样的双折射分布的单元。由此，可以对细微区域的双折射特性高精度地进行面测定。 技术方案2所示的特征在于，在技术方案1所记载的双折射测 定装置中，所述成像单元是远心透镜，所述远心透镜的数值孔径小 于或等于0.045。由此，可以确保透镜的分辨率，同时确保双折射测定的精度。 技术方案3所示的特征在于，在技术方案1或2所记载的双折 射测定装置中，在所述成像单元的紧上游配置固定于规定方位上的偏振元件。由此，可以消除透镜的延迟量和二色性的影响。技术方案4所示的特征在于，在技术方案1至3中任一项所记 载的双折射测定装置中，所述双折射测定装置的相位差检测方式是 旋转相位元件法、旋转偏振元件法、以及双重旋转相位元件法中的 某一种。由此，可以在透镜的前段配置固定于规定方位上的偏振元件而 进行测定。技术方案5所示的特征在于，在技术方案1至4中任一项所记 载的双折射测定装置中，所述被测定试样是彩色滤光片，其上以周 期性的图案排列着色为3原色R、 G、 B中任意一种颜色的区域，所 述规定区域是着色为所述3原色R、 G、 B中任意一种颜色的区域。由此，可以对FPD彩色滤光片的细微区域的双折射特性进行面测定。为了达到上述目的，技术方案6中记载的双折射测定方法的特 征在于，具有使光照射在被测定试样上的工序；从透过所述被测定试样的透射光中提取平行光成分，使用该平行光成分进行成像的工序；利用面受光元件将所述成像后的透射光变换为图像数据的工 序；基于所述图像数据而对所述被测定试样的各个规定区域的双折 射特性进行计算的工序；以及基于各个所述规定区域的双折射特性 而计算所述被测定试样的双折射分布的工序。由此，可以对细微区域的双折射特性高精度地进行面测定。专利技术的效果根据本专利技术，由于从透射光中提取平行光成分，并使用其进行 成像，所以可以对FPD彩色滤光片等具有细微构造的薄膜的细微区 域的双折射特性准确地进行测定。附图说明图2是表示通常的透镜的数值孔径sine的图。 图3 (a)是表示远心透镜的数值孔径和分辨率的关系的图，图 3 (b)是表示对于图3 (a)所示的透镜，在被测定试样的厚度为 30nm时，由透镜的数值孔径sin0引起的光程差的图。 图4是表示试样31中的光程差的图。图5是表示输入至远心透镜23的线偏振光和旋转的线偏振光 这2种光的概念图。图6是表示将远心透镜23的特性以二色性(a) +延迟量+ 二 色性(b)进行建模的概念图。图7是表示本专利技术所涉及的双折射测定装置10的光学系统的 概略的结构图。图8是表示所使用的透镜的成像形态之间差异的图。具体实施方式下面，对用于实施本专利技术的最优方式进行说明。 首先，说明本专利技术所涉及的双折射测定装置10的测定对象， 即FPD用彩色滤光片100。图1 (a)是表示彩色滤光片100的细微 构造的放大图。如该图所示，彩色滤光片100构成为使R区域 IOIR、 G区域IOIG、 B区域101B这各个区域101交替排列。另 夕卜，在备个区域101之间形成防止混色的黑栅(black matrix) 102。图1 (b)是各个区域101的放大图。如该图所示，各个区域 101以大约O.lmmX大约0.3mm的尺寸构成。双折射测定装置IO通过对按照这种方式构成的彩色滤光片100 测定各个区域101内的微小区域的双折射特性并计算双折射分布， 由此对彩色滤光片IOO进行评价。此外，双折射测定装置10的测定 对象不限于图1所示的彩色滤光片100，也可以包括例如青色、深 红色、黄色这样的互补色，也可以改变各个区域101的形状或尺寸。下面，说明本专利技术所涉及的双折射测定装置10中使用的远心 透镜23的分辨率和数值孔径。为了准确地测定具有细微构造的试样，需要高于细微构造的分辨率。如果将入射光的波长记作;i ，则透镜的分辨率由下述式进行表不。分辨率=0.61 .义/sin 6 …式1在这里，sin0是透镜的数值孔径，如图2所示，0表示光轴上 的 一 点和入射瞳径之间的张角。如式1所示，数值孔径越大透镜的分辨率就越高。但是，由于 数值孔径越大，就会汇集越大范围的光，所以如果在双折射测定中 使用，则测定精度降低。即，透镜的分辨率和双折射测定的精度存 在权衡折衷的关系，如果为了提高透镜的分辨率而增大数值孔径， 则双折射测定的精本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双折射测定装置，其特征在于，具有：　使光照射在被测定试样上的单元；　成像单元，其从透过所述被测定试样的透射光中提取平行光成分，使用该平行光成分进行成像；　利用面受光元件而将所述成像后的透射光变换为图像数据的单元；　 　基于所述图像数据而对所述被测定试样的各个规定区域的双折射特性进行计算的单元；以及　基于各个所述规定区域的双折射特性而计算所述被测定试样的双折射分布的单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：下田知之，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]