JP2006030070A

JP2006030070A - 膜厚検査装置

Info

Publication number: JP2006030070A
Application number: JP2004211734A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Saito; 馨斎藤
Original assignee: OPTO ONE KK
Current assignee: OPTO ONE KK
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】カラーフィルタ内のパターン内部の分光情報を高速で得ることができ、制御性が向上し、多数点測定に対するシステム構築が容易になる膜厚検査装置を提供する。
【解決手段】液晶カラーフィルタ基板Ｂのカラーパターン内部のレジスト等の膜厚を測定する膜厚検査装置である。光源１と、光源１からの測定光を基板Ｂ上に微小スポットＳとして結像するレンズ群２と、レンズ群２を基板Ｂに対して略直交する方向に移動させて微小スポットＳを合焦させる駆動手段５５と、レンズ群２にて結像される微小スポットＳを基板Ｂ上に移動させる移動手段２５とを備える。カラーパターンＰに対する微小スポットＳの相対位置を検知して、これに基づいて移動手段２５にて微小スポットＳをカラーパターンＰ上に結像させる。カラーパターンＰ上に結像した微小スポットＳからの反射光の分光測定を分光手段５にて行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、膜厚検査装置に関し、特に大型液晶カラーフィルタ基板のカラーパターン内部のレジストの膜厚を測定する膜厚検査装置に関するものである。

カラー液晶パネルでは、色表示素子としてカラーフィルタが使用されている。カラーフィルタの製膜工程は、近年、基板の大型化に伴いその方法が変化してきている。すなわち、小型のガラスサイズに対しては、レジストをガラス基板に滴下しガラスを回転させて膜厚及び均一性を管理するスピン方式が可能であった。しかしながら、１ｍ角を越える大型サイズのガラス基板に対しては、装置サイズ及びレジスト消費量を押さえるため、隙間を直線状に動かしてレジストを塗布するスリット方式が主流となってきている。このスリット方式では、機械的精度により膜厚の均一性をあげる必要があること、及びテレビジョン（ＴＶ）むけ需要でより色管理が重要となったことで、大型ガラス基板における製造ライン内でのパターン面内の膜厚測定が重要となっている。

一般に、液晶カラーフィルタのインライン（製造ライン内）での膜厚は、通常ダミーパターン、またはカラーフィルタパターン部間（パネルあるいはセル間）等で測定を行う。膜の均一性管理の為には、測定場所の制限無く行うことが望ましい。また、大型基板への対応には、複数点の測定が必要であるが、個々の測定装置のパターンサーチ動作を独立して行い大型装置への組み込みを簡単にする必要がある。

この発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、カラーフィルタ内のパターン内部の分光情報を高速で得ることができ、制御性が向上し、多数点測定に対するシステム構築が容易になる膜厚検査装置を提供することにある。

そこで請求項１の膜厚検査装置は、液晶カラーフィルタ基板ＢのカラーパターンＰ内部のレジスト等の膜厚を測定する膜厚検査装置であって、光源１と、この光源１からの測定光を上記基板Ｂ上に微小スポットＳとして結像するレンズ群２と、このレンズ群２を基板Ｂに対して略直交する方向に移動させて微小スポットＳを合焦させる駆動手段５５と、上記レンズ群２にて結像される微小スポットＳを上記基板Ｂ上を移動させる移動手段２５と、上記基板ＢのカラーパターンＰに対する微小スポットＳの相対位置を検知して、これに基づいて上記移動手段２５にて微小スポットＳをカラーパターンＰ上に結像させる制御手段３８と、カラーパターンＰ上に結像した微小スポットＳからの反射光の分光測定を行う分光手段５とを備えたことを特徴としている。

上記請求項１の膜厚検査装置では、微小スポットＳをカラーパターンＰ上に結像させることができ、しかも、微小スポットＳからの反射光が分光手段５にて分光測定できる。これにより、カラーパターンＰの分光情報を得ることができる。そして、微小スポットＳをカラーパターンＰ内において移動させることができる。

請求項２の膜厚検査装置は、上記レンズ群２にて結像される微小スポットＳが複数個有し、複数箇所の微小スポットＳからの反射光の分光測定を可能としたことを特徴としている。

上記請求項２の膜厚検査装置では、複数箇所の微小スポットＳからの反射光の分光測定を可能としたので、一度に多数箇所でのカラーパターンＰ内部の分光情報を得ることができる。

請求項３の膜厚検査装置は、上記制御手段３８は、照明光又は透過光を上記基板Ｂに投射して微小スポットＳが映った画像Ｉを捉える画像取得手段３１と、この画像取得手段３１の画像Ｉに基づいて基板のカラーパターンＰに対する微小スポットＳの相対位置を検知して、上記移動手段２５にて微小スポットＳがカラーパターンＰ上に結像するように移動させる画像処理手段３０とを備え、微小スポットＳがカラーパターンＰ上に結像した状態で、上記照明光又は透過光を消灯して、この微小スポットＳからの反射光を上記分光手段５に入光させることを特徴としている。

上記請求項３の膜厚検査装置では、画像取得手段３１にて、微小スポットＳが映った画像Ｉを捉えることができ、画像処理手段３０にて、基板ＢのカラーパターンＰに対する微小スポットＳの相対位置を検知することができ、しかも、この位置情報に基づいて移動手段２５にて微小スポットＳをカラーパターンＰ上に結像するようにできる。そして、微小スポットＳがカラーパターンＰ上に結像すれば、上記照明光又は透過光を消灯して、微小スポットＳからの反射光のみを上記分光手段５に入光させることができる。これにより、カラーパターンＰ内のレジストの分光情報を確実に得ることができる。

請求項４の膜厚検査装置は、上記レンズ群２は、屈折による光軸の曲げを可能とする屈折光学系９と、この屈折光学系９からの屈折光が入光する複数の異なる倍率のレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有する対物レンズ群１２とを備え、この屈折光学系９を一対のウェッジプリズム１５ａ、１５ｂにて構成して、上記移動手段２５による各プリズム１５ａ、１５ｂの独立した回転にて光軸の曲がり度合いの調整を可能とし、この光軸の曲がり度合いの調整と、上記対物レンズ群１２の複数の異なる倍率のレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの組み合わせにて、上記微小スポットＳの位置の移動と、この微小スポットＳの大きさのカラーパターンＰに対する相対的な大きさの可変とを可能としたことを特徴としている。

上記請求項４の膜厚検査装置では、各ウェッジプリズム１５ａ、１５ｂのウェッジ角θｗと、各プリズム１５ａ、１５ｂの相互の回転角度によって、屈折による光軸の曲がり度合いを調整することができる。このため、ウェッジ角θｗの選択と、対物レンズ群１２の複数の異なる倍率のレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの組み合わせで、カラーフィルタのパターンピッチに対応して、微小スポットＳを移動させることができると共に、微小スポットＳの大きさをカラーパターンＰの大きさに合わせて照射することができる。すなわち、大掛かりなＸ−Ｙ駆動機構を設けることなく、微小スポットＳを簡単に移動させることができる。

請求項１の膜厚検査装置によれば、カラーパターンの分光情報を得ることができ、基板のパターン内部のレジストの膜厚を測定することができる。また、微小スポットをカラーパターン内において移動させることができるので、微小スポットを指定されたパターン位置に移動させて、そのパターン内部の分光情報を得ることができる。このため、複数点測定を簡単にかつ確実に行うことができる。

請求項２の膜厚検査装置によれば、一度に多数箇所でのカラーパターン内部の分光情報を得ることができる。これにより、多数箇所の膜厚の測定を短時間で行うことができ、作業能率の向上を図ることができる。

請求項３の膜厚検査装置によれば、カラーパターン内のレジストの分光情報を確実に得ることができる。これにより、レジストの膜厚の測定を高精度にかつ高速に行うことができる。

請求項４の膜厚検査装置によれば、大掛かりなＸ−Ｙ駆動機構を設けることなく、微小スポットを簡単に移動させることができると共に、微小スポットＳの大きさをカラーパターンＰの大きさに合わせて照射することができる。このため、制御性が向上して、多数点測定に対するシステム構築が容易となり、大型液晶カラーフィルタ基板のインライン膜圧計測が容易となる。

次に、この発明の膜厚検査装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、この膜厚検査装置の全体構成図を示し、この膜厚検査装置は、液晶カラーフィルタ基板ＢのカラーパターンＰ（図３参照）内部のレジスト等の膜厚を測定するものである。そして、この膜厚検査装置は、ハロゲン光源等にて構成される光源1と、この光源１からの測定光を上記基板Ｂ上に微小スポットＳ（図３参照）として結像するレンズ群２と、レンズ群２全体を基板Ｂに対して略直交する方向（上下方向）に矢印の如く移動させて微小スポットＳを合焦させる駆動手段５５と、基板Ｂ上に照明光を投射するための反射照明装置３と、基板Ｂに透過光を投射するための透過照明装置４と、微小スポットＳからの反射光の分光測定を行う分光手段５等を備える。

レンズ群２は、鏡筒６に、第１ビームスプリッタ７ａと結像レンズ８と屈折光学系９と第２ビームスプリッタ７ｂとが収納された本体部１０と、この本体部１０の下端に対物レンズ切換機構１１を介して付設される対物レンズ群１２とを備える。対物レンズ群１２は、複数の異なる倍率のレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有する。また、光源（光源装置）1とレンズ群２とは、光ファイバーからなる連結線１３にて連結され、光源装置1からの測定光がこの連結線１３を介してレンズ群２の第１ビームスプリッタ７ａに入光する。

また、屈折光学系９は、一対のウェッジプリズム１５ａ、１５ｂを有し、屈折による光軸の曲げを可能とする。すなわち、図２に示すように、一方の（第１ウェッジプリズム）１５ａは、上面１６が下面１７に対して所定角度（ウェッジ角）θｗに傾斜した円盤体からなり、他方のウェッジプリズム（第２ウェッジプリズム）１５ｂは、下面１８が上面１９に対して所定角度（ウェッジ角）θｗに傾斜した円盤体からなり、第１ウェッジプリズム１５ａの下方に第２ウェッジプリズム１５ｂが配置されてなる。この場合、第１ウェッジプリズム１５ａの下面１７と、第２ウェッジプリズム１５ｂの上面１９とが所定間隔Ｄをもって相対面するように平行に配置される。

また、各ウェッジプリズム１５ａ、１５ｂは図１に示すように回転駆動機構２０、２１にてそれぞれその軸心廻りの回転が可能とされている。回転駆動機構２０、２１は、各ウェッジプリズム１５ａ、１５ｂを支持する支持体２２、２２と、駆動用モータ２３、２３とを備え、各駆動用モータ２３、２３の駆動によって、各ウェッジプリズム１５ａ、１５ｂがその軸心廻りに回転する。

このため、屈折光学系９は、図２のように、第１ウェッジプリズム１５ａにＬ１のように光が入光した場合、この屈折光学系９内でＬ２のように屈折して光軸が曲がって、Ｌ３のようにこの屈折光学系９から出光する。すなわち、この屈折光学系９の光軸の曲がり度合いは、ウェッジ角θｗと、ウェッジプリズム１５ａ、１５ｂの相互回転角度によってきまる。このため、ウェッジ角θｗの選択と、対物レンズ群１２の複数の異なる倍率のレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの組み合わせにて、基板Ｂ上に結像する微小スポットＳの位置の移動が可能となる。したがって、回転駆動機構２０、２１にて、レンズ群２にて結像される微小スポットＳを基板Ｂ上に移動させる移動手段２５を構成することができる。

また、レンズ群２は、第３ビームスプリッタ７ｃを有する副鏡筒２６を備え、副鏡筒２６にカメラ２７が付設されている。そして、この副鏡筒２６と上記分光手段５とは、光ファイバーからなる連結線２８を介して接続されている。さらに、カメラ２７には、電気的連結線２９を介して、マイクロコンピュータ等にて構成される画像処理手段３０が接続されている。この場合、カメラ２７と、上記反射照明装置３（又は透過照明装置４）等にて、後述するように微小スポットを映し出す画像取得手段３１が構成される。さらに、画像処理手段３０と移動手段２５とは信号線４３にて接続され、この画像処理手段３０からの指示が移動手段２５に伝達される。

反射照明装置３は、レンズ群２の鏡筒６に付設される反射照明３２と、この反射照明３２に光ファイバーからなる連結線３３を介して接続される電源部３４とを有し、反射照明３２からの照明光を、第２ビームスプリッタ７ｂと対物レンズ群１２とを介して基板Ｂ上に照射する。また、透過照明装置４は、基板Ｂの裏面側に配設される透過照明３５と、この透過照明３５に光ファイバーからなる連結線３６を介して接続される電源部３７とを有し、透過照明３５からの透過光を基板Ｂの裏面側からこの基板Ｂに向けて照射する。

また、分光手段５は、分光器４０と、ＣＣＤ等からなる検出器４１とを備え、この分光器４０と、上記レンズ群２の副鏡筒２６とが上記連結線２８にて連結され、検出器４１には連結線４２を介して制御用機器２４が連結されている。そして、画像処理手段３０と、画像取得手段３１等とで微小スポットＳをカラーパターンＰ上に結像する制御手段３８を構成することができる。すなわち、制御手段３８は、図３に示すように、画像取得手段３１の画像Ｉに映し出される微小スポットＳを上下駆動手段５５を駆動することにより合焦させ、微小スポットＳの位置情報に基づいて基板ＢのカラーパターンＰに対する微小スポットＳの相対位置を検知して、上記移動手段２５にて微小スポットＳがカラーパターンＰ上に結像するように移動させるものである。なお、画像処理手段３０と制御用機器２４と反射照明装置３と透過照明装置４および上下駆動手段５５とは信号線４４にて接続されている。

次に上記のように構成された膜厚検査装置にて、膜厚を検査する方法を説明する。すなわち、液晶カラーフィルタのＲＧＢパターンＰの大きさは、数十ミクロンから数百ミクロンの大きさであり、使用用途に応じて選択される。このパターンＰ内部に４００ｎｍから９００ｎｍの領域の波長域の白色光を照射するため、ハロゲン光源等の光源１からの光を連結線（伝送線）１３からレンズ群２に伝送する。この際、伝送線の光ファイバーにより測定光が鏡筒６内に導かれる。そして、鏡筒６内に入った光（測定光）は、第１ビームスプリッター７a、結像レンズ８を介して屈折光学系９である２枚のウェッジプリズム１５ａ、１５ｂに入射する。ウェッジプリズム１５ａ、１５ｂを通過して屈折した光は、第２ビームスプリッター７ｂを介して対物レンズ群１２（この場合１２ａの対物レンズ）に入射し、基板Ｂの表面に微小スポットＳを結像する。また、上記駆動手段５５にて、レンズ群２を基板Ｂに対して略直交する方向（上下方向）に移動させてスポットＳを合焦させる。この際、光ファイバーの円形断面の位置と基板Ｂの表面は共役関係となり、基板Ｂで結像される微小スポットＳの大きさは、無限遠補正の対物レンズ群１２の各レンズの焦点距離と投影レンズの焦点距離の比率即ち倍率で決定される。

次に、上記反射照明装置３から基板Ｂに照明光を照射、又は透過照明装置４から基板Ｂに透過光を照射して、この照明光の反射光又は透過光を、対物レンズ群１２、第２ビームスプリッター７ｂ、屈折光学系９、結像レンズ８、第１ビームスプリッター７ａ、第３ビームスプリッター７ｃを介して、カメラ２７に入光させて、図３に示すように、微小スポットＳが映った画像Ｉを捉える。その後、この画像Ｉに基づいて基板のカラーパターン（カラーフィルタパターン）Ｐに対する微小スポットＳの相対位置を検知して、上記移動手段２５にて微小スポットＳがカラーパターンＰ上に結像するように移動させる。この画像Ｉの中にはカラーパターンＰの情報及び微小スポットＳのカラーパターンＰに対する相対位置情報が含まれ、本情報を処理することにより微小スポットＳを指定された色パターン内部に駆動する制御量を決定することができる。

この際、上記本情報に基づいて、ウェッジプリズム１５ａ、１５ｂを回転させることによって、屈折による光軸の曲がり度合いを調整して、微小スポットＳを移動させることになる。すなわち、基板Ｂからの映像は、屈折光学系９を1度通過し、また基板Ｂに投影される微小スポットＳは、２度屈光学系を通過するため、屈折光学系９の駆動に対して微小スポットＳは固定され、映像は光軸を中心に回転する様に画面上は見えることになる。このため、光軸上に微小スポットＳを位置するように調整すれば、微小スポットＳを中心にカラーフィルタパターンＰは回転することとなる。また、映像の回転角度及び移動量は、各ウェッジプリズム１５ａ、１５ｂが平行配置となって光軸移動が最小となる状態を原点としたウェッジプリズム１５ａ、１５ｂの回転角度により決まるので、映像の回転角度及び移動量を、微小スポットＳのパターンＰに対する相対的な位置から簡単に計算できる。このため、映像を画像処理することにより数値制御を行うことが可能となり、微小スポットＳを簡単に動かすことができる。例えば、微小スポットＳとして、図３に示すように、仮想線で示す位置から実線で示す位置に移動させることができる。すなわち、微小スポットＳをカラーパターンＰ内において移動させることができる。

このように、微小スポットＳがカラーパターンＰ上に結像すれば、上記照明光又は透過光を消灯する。これによって、カラーパターンＰ上に結像している微小スポットＳからの反射光が、対物レンズ群１２、第２ビームスプリッター７ｂ、屈折光学系９、結像レンズ８、第１ビームスプリッター７ａ、第３ビームスプリッター７ｃ、連結線２８を介して、分光器４０に入光し、さらに検出器４１に入射する。この検出器４１からの分光データが制御用機器２４に入る。すなわち、この制御用機器２４にて分光データの取得を行うと共に画像処理手段３０の制御を行う。このため、パターンＰ内部からの反射光の分光測定を行うことができ、基板ＢのパターンＰ内部のレジストの膜厚を測定することができる。しかも、微小スポットＳをカラーパターンＰ内において移動させることができるので、微小スポットＳを指定されたパターン位置に移動させて、そのパターン内部の分光情報を得ることができる。

上記膜厚検査装置では、微小スポットＳをカラーパターンＰ上に結像させることができ、しかも、この微小スポットＳからの反射光が分光手段５にて分光測定できる。これにより、カラーパターンＰ内部の分光情報を得ることができ、基板ＢのパターンＰ内部のレジストの膜厚を測定することができる。また、画像取得手段３１にて微小スポットＳが映った画像Ｉを捉えることができ、画像処理手段３０にて基板ＢのカラーパターンＰに対する微小スポットＳの相対位置を検知することができ、しかも、この位置情報に基づいて移動手段２５にて微小スポットＳをカラーパターンＰ上に結像するようにできる。そして、微小スポットＳがカラーパターンＰ上に結像すれば、上記照明光又は透過光を消灯して、微小スポットＳからの反射光のみを上記分光手段５に入光させることができる。これにより、カラーパターンＰ内のレジストの分光情報を確実に得ることができ、レジストの膜厚の測定を高精度にかつ高速に行うことができる。しかも、微小スポットＳをカラーパターンＰ内において移動させることができると共に、微小スポットＳの大きさをカラーパターンＰの大きさに合わせて照射することができるので、微小スポットを指定されたパターン位置に移動させて、そのパターン内部の分光情報を得ることができる。このため、複数点測定を簡単にかつ確実に行うことができる。さらに、各ウェッジプリズム１５ａ、１５ｂのウェッジ角θｗと、各プリズム１５ａ、１５ｂの相互の回転角度によって、屈折による光軸の曲がり度合いを調整することができる。このため、ウェッジ角θｗの選択と、対物レンズ群１２の複数の異なる倍率のレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとの組み合わせで、カラーフィルタのパターンピッチに対応して、微小スポットＳを移動させることができる。すなわち、大掛かりなＸ−Ｙ駆動機構を設けることなく、微小スポットＳを簡単に移動させることができる。これにより、制御性が向上して、多数点測定に対するシステム構築が容易となり、大型液晶カラーフィルタ基板のインライン膜圧計測が容易となる。

次に、図４は他の実施の形態を示し、この場合、レンズ群２を複数個備えている。そのため、光源装置１から各レンズ群２へ測定光を入光させるために、光源装置１からの連結線４５(光ファイバからなる)が複数の分岐線４５ａ・・を有し、各分岐線４５ａ・・がぞれぞれのレンズ群２に接続されている。そして、各レンズ群２からの複数の光ファイバからなる連結線４６ａ・・が分光器４０に連結される。この場合、各連結線４６ａ・・は一本の連結線４７に束ねられるが、連結線４７において連結線４６ａの光ファイバ線が独立して配置されている。このため、分光器４０では各微小スポットＳからの反射光が独立して分光測定される。

この図４に示す膜厚検査装置では、各微小スポットＳ・・の移動と、一度の複数箇所からの反射光の分光測定とが可能となり、多数箇所の膜厚の測定を短時間で行うことができ、作業能率の向上を図ることができる。しかも、高価な分光器４０を複数個備える必要がなく、コストの低減を図ることができる。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、屈折光学系９のウェッジプリズム１５ａ、１５ｂのウェッジ角θｗ等は任意に設定することができるが、ウェッジ角θｗが１度程度のプリズムを用い、1回転以下の角度で１０倍の対物レンズとの組み合わせで数百ミクロンの移動が可能である。また、基板Ｂ上の結像される微小スポットＳの大きさ等としては、パターンＰの大きさ等に応じて任意に設定できる。さらに、図４に示す実施の形態において、レンズ群２の数を増減することによって、一回の測定にて形成される微小スポットＳの数を増減させることも任意である。ところで、図１において、対物レンズ群１２のレンズが３種類であり、この場合、各倍率を任意に設定することができ、例えば、１２ａの対物レンズを２．５倍とし、１２ｂの対物レンズを５倍とし、１２ｃの対物レンズを１０倍としたりすることができ、これらを任意に選択して使用することができる。また、切換える対物レンズ群１２のレンズ数の増減も任意である。すなわち、倍率の相違する対物レンズを複数揃え、これらの対物レンズを切換えることによって、種々のカラーパターンＰの測定が可能となる。また、図１においては反射照明装置３と透過照明装置４とを具備しているが、どちらか一方を省略したものであってもよく、両方を具備している場合、検査者（測定者）の意思や検査する基板Ｂ等に応じて切換えてどちらか一方を使用するようにすればよい。さらに、上記実施の形態では、駆動手段５５としては基板Ｂが水平状に配置されているので、レンズ群２を上下動させることになる。しかしながら、基板Ｂが水平状に配置されないものであれば、基板Ｂに対して略直交する方向に沿ってレンズ群２を移動させることになるので、上下動ではなく、例えば水平方向等となったりする。

この発明の膜厚検査装置の実施形態を示す簡略構成図である。上記膜厚検査装の屈折光学系を示す簡略断面図である。微小スポットを示す簡略図である。この発明の膜厚検査装置の他の実施形態を示す簡略斜視図である。

符号の説明

１・・光源、２・・レンズ群、９・・屈折光学系、１２・・対物レンズ群、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ・・レンズ、１５ａ、１５ｂ・・ウェッジプリズム、２５・・移動手段、３０・・画像処理手段、３１・・画像取得手段、３８・・制御手段、５５・・駆動手段、Ｂ・・液晶カラーフィルタ基板、Ｉ・・画像、Ｐ・・カラーパターン、Ｓ・・微小スポット

Claims

液晶カラーフィルタ基板（Ｂ）のカラーパターン（Ｐ）内部のレジスト等の膜厚を測定する膜厚検査装置であって、光源（１）と、この光源（１）からの測定光を上記基板（Ｂ）上に微小スポット（Ｓ）として結像するレンズ群（２）と、このレンズ群（２）を基板(Ｂ)に対して略直交する方向に移動させて微小スポット（Ｓ）を合焦させる駆動手段（５５）と、上記レンズ群（２）にて結像される微小スポット（Ｓ）を上記基板（Ｂ）上を移動させる移動手段（２５）と、上記基板（Ｂ）のカラーパターン（Ｐ）に対する微小スポット（Ｓ）の相対位置を検知して、これに基づいて上記移動手段（２５）にて微小スポット（Ｓ）をカラーパターン（Ｐ）上に結像させる制御手段（３８）と、カラーパターン（Ｐ）上に結像した微小スポット（Ｓ）からの反射光の分光測定を行う分光手段（５）とを備えたことを特徴とする膜厚検査装置。
上記レンズ群（２）にて結像される微小スポット（Ｓ）が複数個有し、複数箇所の微小スポット（Ｓ）からの反射光の分光測定を可能としたことを特徴とする請求項１の膜厚検査装置。
上記制御手段（３８）は、照明光又は透過光を上記基板に投射して微小スポット（Ｓ）が映った画像（Ｉ）を捉える画像取得手段（３０）と、この画像取得手段（３０）の画像（Ｉ）に基づいて基板（Ｂ）のカラーパターン（Ｐ）に対する微小スポット（Ｓ）の相対位置を検知して、上記移動手段（２５）にて微小スポット（Ｓ）がカラーパターン（Ｐ）上に結像するように移動させる画像処理手段（３０）とを備え、微小スポット（Ｓ）がカラーパターン（Ｐ）上に結像した状態で、上記照明光又は透過光を消灯して、この微小スポット（Ｓ）からの反射光を上記分光手段（５）に入光させることを特徴とする請求項１又は請求項２の膜厚検査装置。
上記レンズ群（２）は、屈折による光軸の曲げを可能とする屈折光学系（９）と、この屈折光学系（９）からの屈折光が入光する複数の異なる倍率のレンズ（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）を有する対物レンズ群（１２）とを備え、この屈折光学系（９）を一対のウエッジプリズム（１５ａ）（１５ｂ）にて構成して、上記移動手段（２５）による各プリズム（１５ａ）（１５ｂ）の独立した回転にて光軸の曲がり度合いの調整を可能とし、この光軸の曲がり度合いの調整と、上記対物レンズ群（１２）の複数の異なる倍率のレンズ（１２ａ）（１２ｂ）（１２ｃ）との組み合わせにて、上記微小スポット（Ｓ）の位置の移動と、この微小スポット（Ｓ）の大きさのカラーパターン（Ｐ）に対する相対的な大きさの可変とを可能としたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの膜厚検査装置。