(57)【要約】【課題】  パターンにおける欠陥を確実かつ高速に検出可能な、撮像方法、パターン検査方法、撮像装置、及びパターン検査装置を提供する。【解決手段】  パターン２１０の延在方向２０５に対するスキャン方向２０１に応じて、スキャン速度及び撮像用レンズの倍率を切り換えるようにしたことから、パターンに存在する欠陥を検出可能な画像分解能にて、可能な限り短時間にて、パターンの画像入力を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物におけるパターンをスキャンしながら撮像して画像データを得る撮像方法において、
上記パターンの撮像を行うとき、上記パターンの延在方向に対する上記スキャンを行うスキャン方向に応じて、スキャン速度及び撮像用のレンズを切り換えることを特徴とする撮像方法。
【請求項２】
上記撮像用レンズが高倍率レンズ及び該高倍率レンズに比して低倍率である低倍率レンズを有し、スキャン速度が高速及び該高速に比して遅い低速を有する場合、上記スキャン方向が上記パターンの上記延在方向と同方向であるとき、上記撮像用レンズは上記低倍率レンズを用い、上記スキャン速度は、上記低速にする、請求項１記載の撮像方法。
【請求項３】
上記撮像用レンズが高倍率レンズ及び該高倍率レンズに比して低倍率である低倍率レンズを有し、スキャン速度が高速及び該高速に比して遅い低速を有する場合、上記スキャン方向が上記パターンの上記延在方向に平面上で直交する直交方向であるとき、上記撮像用レンズは上記高倍率レンズを用い、上記スキャン速度は、上記高速にする、請求項１記載の撮像方法。
【請求項４】
上記パターンの上記延在方向と上記スキャン方向とを同方向として上記パターンを撮像した後、上記パターンの上記延在方向に平面上で直交する直交方向に沿って上記パターンをスキャンするときには、上記撮像用レンズを上記低倍率レンズから上記高倍率レンズに切り換え、上記スキャン速度を上記低速から上記高速に切り換える、請求項２記載の撮像方法。
【請求項５】
検査対象物におけるパターンをスキャンしながら撮像し、得られた画像データに基づいて上記パターンの良否を判定するパターン検査方法において、
上記パターンの撮像を行うとき、上記パターンの延在方向に対する上記スキャンを行うスキャン方向に応じて、スキャン速度及び上記撮像用のレンズを切り換えて上記画像データを得ることを特徴とするパターン検査方法。
【請求項６】
検査対象物におけるパターンをスキャンしながら撮像する撮像部と、
上記撮像部と上記検査対象物との間に設けられ、倍率の異なるレンズを有するレンズ部と、
上記撮像部へ結像する上記レンズの切り換えを行うレンズ切換装置と、
上記パターンの延在方向と同方向、又は上記延在方向に平面上で直交する直交方向に沿って上記撮像部をスキャンさせるために上記検査対象物及び上記撮像部を相対的に移動させる移動装置と、
上記移動装置による上記検査対象物及び上記撮像部の相対的移動により上記撮像部が上記パターンをスキャンするスキャン方向に応じて、上記移動装置に対して上記相対的移動の速度の切り換えを行いかつ上記レンズ切換装置に対して上記レンズの切り換えを行う制御装置と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
上記撮像部は、上記スキャン方向に平面上で直交する列方向に沿って一列状にＣＣＤを配列したラインセンサ構造を有し、上記レンズ部は、高倍率レンズ及び該高倍率レンズに比して低倍率である低倍率レンズを有し、上記移動装置は、高速及び該高速に比して遅い低速にて上記相対的移動を行い、
上記制御装置は、上記スキャン方向が上記パターンの上記延在方向と同方向であるとき、上記レンズ切換装置に対して上記低倍率レンズを上記撮像部に対向させ、上記移動装置に対して上記低速での上記相対的移動を行わせる、請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
上記撮像部は、上記スキャン方向に平面上で直交する列方向に沿って一列状にＣＣＤを配列したラインセンサ構造を有し、上記レンズ部は、高倍率レンズ及び該高倍率レンズに比して低倍率である低倍率レンズを有し、上記移動装置は、高速及び該高速に比して遅い低速にて上記相対的移動を行い、
上記制御装置は、上記スキャン方向が上記パターンの上記延在方向に平面上で直交する直交方向に一致するとき、上記レンズ切換装置に対して上記高倍率レンズを上記撮像部に対向させ、上記移動装置に対して上記高速での上記相対的移動を行わせる、請求項６記載の撮像装置。
【請求項９】
上記レンズ部は、一方向において高倍率となり該一方向に平面上で直交する他方向において上記高倍率に比して低倍率となる非等倍レンズを有し、上記レンズ切換装置は、上記非等倍レンズの中心を回転中心として上記非等倍レンズを９０度回転させる回転駆動装置を有し、上記撮像部は、上記スキャン方向に平面上で直交する列方向に沿って一列状にＣＣＤを配列したラインセンサ構造を有し、上記移動装置は、高速及び該高速に比して遅い低速にて上記相対的移動を行い、
上記制御装置は、上記スキャン方向が上記パターンの上記延在方向と同方向であるとき、上記非等倍レンズの上記他方向を上記延在方向に一致させる回転動作を上記レンズ切換装置に対して行い、上記移動装置に対して上記低速での上記相対的移動を行わせる、請求項６記載の撮像装置。
【請求項１０】
上記レンズ部は、一方向において高倍率となり上記一方向に平面上で直交する他方向において上記高倍率に比して低倍率となる非等倍レンズを有し、上記レンズ切換装置は、上記非等倍レンズの中心を回転中心として上記非等倍レンズを９０度回転させる回転駆動装置を有し、上記撮像部は、上記スキャン方向に平面上で直交する列方向に沿って一列状にＣＣＤを配列したラインセンサ構造を有し、上記移動装置は、高速及び該高速に比して遅い低速にて上記相対的移動を行い、
上記制御装置は、上記スキャン方向が上記パターンの上記延在方向に平面上で直交する直交方向に一致するとき、上記非等倍レンズの上記一方向を上記直交方向に一致させる回転動作を上記レンズ切換装置に対して行い、上記移動装置に対して上記高速での上記相対的移動を行う、請求項６記載の撮像装置。
【請求項１１】
上記レンズ部は、上記パターンの延在方向において高倍率となり上記延在方向に平面上で直交する直交方向において上記高倍率に比して低倍率となる第１非等倍レンズと、上記延在方向において低倍率となり上記直交方向において上記低倍率に比して高倍率となる第２非等倍レンズとを有し、
上記撮像部は、上記スキャン方向に平面上で直交する列方向に沿って配列した一列のＣＣＤを上記スキャン方向に沿って複数の列にて配置したＴＤＩ（時間遅延積分）構成を有し、
上記移動装置は、高速及び該高速に比して遅い低速にて上記相対的移動を行い、
上記制御装置は、上記スキャン方向が上記パターンの上記延在方向と同方向であるとき、上記レンズ切換装置に対して上記第２非等倍レンズを上記撮像部に対向させ、上記移動装置に対して上記低速での上記相対的移動を行う、請求項６記載の撮像装置。
【請求項１２】
上記レンズ部は、上記パターンの延在方向において高倍率となり上記延在方向に平面上で直交する直交方向において上記高倍率に比して低倍率となる第１非等倍レンズと、上記延在方向において低倍率となり上記直交方向において上記低倍率に比して高倍率となる第２非等倍レンズとを有し、
上記撮像部は、上記スキャン方向に平面上で直交する列方向に沿って配列した一列のＣＣＤを上記スキャン方向に沿って複数の列にて配置したＴＤＩ（時間遅延積分）構成を有し、
上記移動装置は、高速及び該高速に比して遅い低速にて上記相対的移動を行い、
上記制御装置は、上記スキャン方向が上記直交方向に一致するとき、上記レンズ切換装置に対して上記第１非等倍レンズを上記撮像部に対向させ、上記移動装置に対して上記高速での上記相対的移動を行う、請求項６記載の撮像装置。
【請求項１３】
上記パターンは縞模様にてなる、請求項６から１２のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１４】
請求項６から１３のいずれかに記載の撮像装置と、
上記撮像装置から得られる、検査対象物におけるパターンの画像データに基づいて上記パターンの良否を判定する判定装置と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等の板状物に形成されている画像形成用等のパターンをスキャンしながら撮像して画像データを得る撮像方法、及び該撮像方法を実行する撮像装置、並びに、上記撮像方法にて得られた画像データに基づき上記パターンの良否を判定するパターン検査方法、及び該検査方法を実行するパターン検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＰ及び液晶といったディスプレイデバイスでは、画素を形成するためのパターンがストライプ状又は格子状にてパネル上に形成されており、市場での品質保証及び歩留まり向上のために、上記パターンの異常の有無を検査するパターン検査が製造工程毎に行われる。又、近年、ディスプレイデバイスでは、コストダウンのため、一枚のパネルに複数のディスプレイデバイスを形成した後、これらを切り分ける、いわゆる多面取りが進んでおり、これに伴う検査面積の増大により検査時間の増加が問題となっている。
【０００３】
以下に、従来の画像検査方法について、図を参照しながら説明する。
図２２は、従来の第１画像検査方法を実行する検査装置を示している。該検査装置１０は、検査対象物を載置し、上記検査対象物をＸ及びＹ方向に移動可能とする移動機構を有するステージ１と、上記検査対象物を照明する照明装置２と、光学系４を有し上記検査対象物の撮像を行う撮像装置３と、撮像装置３に接続され撮像装置３にて撮像した上記検査対象物の画像の良否を判断する画像処理装置５とを有する。ここで、上記検査対象物は、例えば上述のディスプレイパネルであり、縦縞状、横縞状、又は格子状のライン状のパターンが形成されている。よって、上記検査対象物の画像の良否判断とは、上記パターンの良否を判断することである。
【０００４】
該検査装置１０によって以下のようにパターン検査が行われる。
まず、パネル６をステージ１に載置する。照明装置２は、パネル６に光を照射する。ステージ１が一定速度にて移動することで、固定されている撮像装置３は、パネル６に形成されている縦縞状、横縞状、又は格子状のライン状のパターンを撮像し一定周期にて画像情報を得る。該画像情報は、画像処理装置５に送出されパネル６のパターンの良否が判断される。尚、図２３に、画像処理装置５にて処理された、プラズマディスプレイパネルの不良画像の一例を示す。
【０００５】
さらに、従来の第２画像検査方法について、図２４を参照して説明する。
撮像部２５は、ズームレンズ２６を備え、該ズームレンズ２６により、検査に必要な分解能に応じてカラーテレビカメラ２７のレンズ倍率を変更する。即ち、検査部位が微小な半田付け部位であれば、レンズ倍率を上げ高分解能の検査を行い、一方、検査部位が広大な半田付け部位であれば、レンズ倍率を下げ広視野の検査を行う。該検査により、検査対象物の撮像画像データが画像処理部２８から判定部２９へ供給される。一方、検査対象物３０の画像に対する判定データファイルが制御部３１から判定部２９へ供給される。よって上記判定部２９は、上記判定データファイルと上記撮像画像データとを比較して、検査対象物３０の良否を判断し、その結果を制御部３１へ送出する。又、撮像コントローラ３２は、制御部３１の制御に基づき、検査対象物３０への照明の制御、カメラ２７における各色相光出力の相互バランスの制御、レンズ２６の倍率の変更等を行う。
該検査方法によれば、各検査部位につき、検査に必要な分解能を判別した上で、撮像部２５のレンズ倍率を最適状態に変更し、高精度の検査を効率よく実施することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−１８９５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の第１画像検査方法では、検査対象物であるパネルが大型化することで、それに応じて検査時間が増大するという問題がある。
又、上述の第２画像検査方法では、レンズ倍率を低くすることで、検査速度を上げることはできるが、低倍率ゆえ、十分な検査精度が得られないという問題がある。
一方、ＰＤＰ及び液晶等のパネルにおけるパターン検査では、図２５に示すような、ショート欠陥４０及び断線欠陥４１は、確実に検出する必要があるが、図２６に示すような、突起欠陥４２及び欠損欠陥４３については、ショート欠陥４０等に比べて高い検査精度を必要としない。よって、ショート欠陥４０及び断線欠陥４１を確実に、かつ高速に検出することが最大の課題となる。
本発明は、このような要請に応えるもので、検査対象物のパターンにおける欠陥を確実かつ高速に検出可能な、撮像方法、パターン検査方法、撮像装置、及びパターン検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様の撮像方法は、検査対象物におけるパターンをスキャンしながら撮像して画像データを得る撮像方法において、
上記パターンの撮像を行うとき、上記パターンの延在方向に対する上記スキャンを行うスキャン方向に応じて、スキャン速度及び撮像用のレンズを切り換えることを特徴とする。
【０００８】
又、本発明の第２態様の撮像装置は、検査対象物におけるパターンをスキャンしながら撮像する撮像部と、
上記撮像部と上記検査対象物との間に設けられ、倍率の異なるレンズを有するレンズ部と、
上記撮像部へ結像する上記レンズの切り換えを行うレンズ切換装置と、
上記パターンの延在方向と同方向、又は上記延在方向に平面上で直交する直交方向に沿って上記撮像部をスキャンさせるために上記検査対象物及び上記撮像部を相対的に移動させる移動装置と、
上記移動装置による上記検査対象物及び上記撮像部の相対的移動により上記撮像部が上記パターンをスキャンするスキャン方向に応じて、上記移動装置に対して上記相対的移動の速度の切り換えを行いかつ上記レンズ切換装置に対して上記レンズの切り換えを行う制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
検査対象物としては、縦縞状、横縞状、又は格子状にパターンが形成されている物が相当する。具体的には、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等のディスプレイデバイス等が相当する。このようなディスプレイパネルでは、縦縞状、横縞状、又は格子状にパターンが形成されており、該パターンにおける図２５に示すショート欠陥４０及び断線欠陥４１は、画像欠け等につながることから、確実に検出する必要がある。つまり、図１５に示すように、ショート欠陥４０及び断線欠陥４１を有するパターン２１０について、ショート欠陥４０及び上記断線欠陥４１を確実に検出するためには、パターン２１０の延在方向２０５における画像分解能、及び該延在方向２０５に平面上で直交する直交方向２０６における画像分解能が重要となる。
【００１０】
延在方向２０５における画像分解能は、プロセス、製品を保証する上で必要なスペックから決定される。例えば、プロセス上、１０μｍ以上の断線欠陥４１やショート欠陥４０が発生する可能性がある場合、必要な分解能は、１／２倍に相当する５μｍ必要となる。尚、検出すべき欠陥サイズの１／２倍を推奨分解能としたが、画像処理手法により、サブミクロン精度の画像処理が可能であれば、１倍以上の分解能（上記例では１０μｍ以上）でも、欠陥検出が可能な場合もあるし、１／２倍より高精細な分解能（ここでは、５μｍより小さい）を必要な場合もあり、対象デバイスと画像処理手法により変化する。
【００１１】
上記直交方向２０６における画像分解能は、欠陥の大きさとは関係なく、断線欠陥４１の場合、パターン２１０をパターンとして認識できる程度の分解能が必要であり、一般的な画像処理では、パターン２１０を撮像する撮像素子において４画素以上必要である。例えば、１００μｍのパターン幅の場合、分解能が２５μｍであれば、パターンに対して４画素割り当てが可能であり、パターンをパターンとして認識可能となる。ショート欠陥４０の場合、隣接するパターン２１０同士を分離できる程度の分解能が必要であり、同様に、４画素以上必要である。２００μｍのパターン間隔の場合、分解能が５０μｍであれば、パターン間隔に対して、４画素の割り当てが可能となる。
【００１２】
一般的には、断線欠陥４１及びショート欠陥４０は同時に検査する必要がある為、パターン２１０を認識する為の必要分解能と、パターン間隔を認識する為の必要分解能との小さい方の分解能を採用することになる。例えば、パターン幅が１００μｍ、パターン間隔が２００μｍのパターン２１０の場合、２５μｍの分解能が必要になる。
尚、パターン２１０としての認識、及びパターン間隔の認識に、それぞれ４画素の割り当てが必要と述べたが、サブピクセル画象処理の場合、もっと少ない割り当て画素で認識可能な場合もあるし、２値化処理のような場合は、１０画素以上必要な場合もあり、対象デバイスと、画象処理手法により変わってくる。
【００１３】
上述の説明から明らかとなるように、パターン２１０の延在方向２０５における分解能は、欠陥検出に必要な分解能と表現でき、直交方向２０６における分解能は、パターン２１０を認識するのに必要な分解能と表現できる。一般的に、欠陥検出に必要な分解能に対して、パターンを認識するのに必要な分解能は低い為、パターン２１０の延在方向２０５を高倍率にて、直交方向２０６を低倍率にて撮像することになる。
【００１４】
このように、パターン２１０の延在方向２０５における画像分解能を良好に維持すればよく、延在方向２０５に平面上で直交する直交方向２０６においては画像分解能を低下、つまり直交方向２０６には低倍率で撮像しても、あるいは圧縮してもパターン検査上、支障は生じない。つまり図１５に示す、延在方向２０５及び直交方向２０６において等倍率の状態を、図１６に示すように直交方向２０６に圧縮してもよい。その圧縮限度は、理論的には、隣接するパターン２１０同士が近接し１本として認識され、かつパターン２１０そのものが細くなりすぎて認識されなくなる直前が限界となる。実際的には、検査対象物あるいはそのパターンにより変化するが、一例としては、パターン２１０の幅又は隣接するパターン２１０の隙間に対して、上述のように４画素以上割り当てるのが望ましい。例えば、パターン２１０の幅が１００μｍ、隣接するパターン２１０同士の隙間が２００μｍの場合には、小さい方のパターン２１０の幅に基づいて、２５μｍの分解能が必要である。
【００１５】
図１５等から明らかなように、ショート欠陥４０及び断線欠陥４１は、パターン２１０に交差する方向、つまり大まかに言えば上記直交方向２０６に平行又はほぼ平行な方向である欠陥延在方向２０７に沿って延在する。よって、欠陥延在方向２０７おいては、画像分解能を比較的低下させることができ、一方、パターン２１０の延在方向２０５においては高分解能が必要である。
【００１６】
一方、上記パターンの検査用画像データを得るために上記パターンを撮像する撮像カメラは、ＣＣＤ（電荷結合素子）にて構成されるカメラであることから、結像を行うレンズの倍率、及び上記パターンを撮像していくスキャン方向へのスキャン速度により、撮像される画像における分解能が変化する。即ち、低倍率よりも高倍率のレンズを使用したとき、又はスキャン速度を高速よりも低速にすることで、高分解能な画像を得ることができる。しかしながら、高倍率レンズの使用は、撮像カメラの撮像視野を狭めることから、一枚のパネルに要する検査時間を長くしてしまう。又、スキャン速度を低速にすることも検査時間の増加につながる。よって、上記ショート欠陥４０及び断線欠陥４１を見落とすことなく、可能な限り短時間での検査が要求される。
そこで、本発明の第１態様の撮像方法では、上記パターンの延在方向に対する上記パターンを撮像するスキャン方向に応じて、上記スキャン速度及び上記レンズを切り換えることで、欠陥を確実かつ高速に検出可能としたものである。
【００１７】
実際の撮像工程における一例では、撮像カメラは移動せず、検査対象物は一方向にのみ移動し、又、検査対象物の検査姿勢も固定されている。つまり、例えば検査対象物を９０度回転させることでパターンの延在方向とスキャン方向とを一致させるような動作は行わない。
よって、検査対象物におけるパターンの延在方向により、上記スキャン方向が上記延在方向と同方向になったり、直交する方向になったりする。そこで上述のように、上記延在方向に対する上記スキャン方向に応じて、即ち上記スキャン方向が上記延在方向と同方向か、若しくは直交方向かによって、上記スキャン速度及び上記レンズを切り換える。
【００１８】
尚、撮像動作は上述の動作に限定するものではなく、検査対象物を移動させず固定として撮像カメラを可動としても良く、又、その方向も可変としてもよい。さらに、検査対象物を移動させる場合でも、その方向を可変としてもよい。要するに、撮像カメラと検査対象物とを相対的に移動させればよい。
【００１９】
図１７に示すように、例えば、上述のスキャン方向２０１が上述の延在方向２０５と同方向である場合、パターン２１０は、延在方向２０５に直交する直交方向２０６に沿って複数の列が配置されている。よって、高倍率レンズを使用したときには、パターン２１０における画像分解能は向上するが、スキャン方向２０１が延在方向２０５と同方向であることから、検査可能なパターン２１０の数は少なくなってしまう。即ち、高倍率レンズによる撮像視野２２０に比べて低倍率レンズによる撮像視野２２５の方が、直交方向２０６において撮像視野内により多くのパターンを捉えることができる。したがって、上述のようにショート欠陥４０及び断線欠陥４１を確実にかつ短時間にて検査するという観点によれば、レンズ倍率の面からは、低倍率レンズを使用するのが好ましい。一方、低倍率レンズを使用することで画像分解能は劣る。そこで、スキャン速度を低速とすることで画像分解能の劣化を補う。このように、スキャン方向２０１が延在方向２０５と同方向である場合には、低倍率レンズを使用し、かつスキャン速度を低速とすることで、欠陥を確実かつ高速に検出することが可能となる。
【００２０】
尚、上述の、スキャン方向２０１が延在方向２０５と同方向である場合において、低倍率レンズを使用しスキャン速度を高速にするとパターン延在方向２０５の画像分解能が劣化することから確実な欠陥検出が困難になり、又、高倍率レンズを使用しスキャン速度を低速にすると画像分解能は良好となりショート欠陥４０及び断線欠陥４１の検出は良好となるが狭小視野及び低速度により検査時間を長大化させることになり、又、高倍率レンズを使用しスキャン速度を高速にするとパターン延在方向２０５の画像分解能の劣化により確実な欠陥検出が困難になるとともに、狭視野のため検査時間が長大化する。
【００２１】
又、図１８に示すように、上述のスキャン方向２０１が上述の直交方向２０６と同方向である場合、上述のようにショート欠陥４０及び断線欠陥４１を確実にかつ短時間にて検査するという観点から、パターン２１０を１本ずつ確実に検査していくのが好ましい。よって、レンズ倍率の面からは、高倍率レンズを使用するのが好ましい。高倍率レンズを使用することで、撮像視野の狭さから検査時間が長くなってしまう。そこで、スキャン速度を高速とすることで、検査時間の長大化を補う。このように、スキャン方向２０１が直交方向２０６と同方向である場合には、高倍率レンズを使用し、スキャン速度を高速とすることで、欠陥を確実かつ高速に検出することが可能となる。
【００２２】
尚、上述の、スキャン方向２０１が直交方向２０６と同方向である場合において、高倍率レンズを使用しスキャン速度を低速にするとショート欠陥４０及び断線欠陥４１の検出は良好となるが、低速度に起因して検査時間が長大化することになり、又、低倍率レンズを使用しスキャン速度を高速にすると画像分解能が劣化することから確実な欠陥検出が困難になり、又、低倍率レンズを使用しスキャン速度を低速にすると画像分解能の劣化により確実な欠陥検出が困難になるとともに検査時間が長大化する。
【００２３】
上記スキャン速度は、上記撮像カメラを固定し検査対象物を移動させるときには、検査対象物の移動速度となり、検査対象物を固定し撮像カメラを移動させるときには、撮像カメラの移動速度となる。一般的には、撮像カメラと検査対象物とを相対的に移動させたときの相対速度となる。又、レンズの切り換えは、倍率の異なる複数のレンズを用意しておき、撮像カメラの撮像部に結像させるレンズそのものを交換する場合と、縦及び横方向で倍率の異なる一つの非等倍レンズを用意して該レンズを９０度回転させることで、上記撮像部に対する倍率を変化させる場合とがある。尚、それぞれ倍率の異なる複数の上記非等倍レンズを設け、上記回転による倍率の切り換えに加えて、レンズそのものの交換により倍率を切り換えるようにしてもよい。
【００２４】
上記撮像カメラは、上述したようにＣＣＤを有する構成であり、例えば、ラインセンサタイプと、ＴＤＩ（時間遅延積分：Time Delay Integration）タイプとが考えられる。図１９に示すように、ラインセンサ１６１０は、上記スキャン方向２０１に平面上で直交する列方向１６０２に沿って一列状に複数のＣＣＤ１６０１を配列した構成を有し、スキャン方向２０１へのスキャン速度を変化させることで、画像分解能を変化させることができる。
尚、ＣＣＤ１６０１には、被撮像物２５０における被撮像部２５１の影像がレンズ２５２を通して結像される。
【００２５】
図２０に示すように、ＴＤＩ１６２０は、上記ラインセンサ１６１０と同様に、列方向１６０２に沿って複数のＣＣＤ１６０１を配列した一列のＣＣＤをスキャン方向２０１に沿って複数の列にて配置した構成を有し、撮像データは、各列単位にてスキャン方向２０１へ伝送され蓄積されていく。よって、ＴＤＩ１６２０は、ラインセンサ１６１０に比べて撮像感度を向上させることができ、又、ノイズの低減を図ることができる。一方、上述のように撮像データの伝送が行われることから、ＴＤＩ１６２０へ結像を行うレンズ２５２の倍率を変えることなく単にスキャン速度を変更したのでは、出力画像がぼけてしまう。よって、ＴＤＩ１６２０では、レンズ２５２の倍率とスキャン速度との関係を維持する必要があり、上述の非等倍レンズを用いることで容易な構成を採ることができる。
【００２６】
又、本発明の第３態様のパターン検査方法は、検査対象物におけるパターンをスキャンしながら撮像し、得られた画像データに基づいて上記パターンの良否を判定するパターン検査方法において、
上記パターンの撮像を行うとき、上記パターンの延在方向に対する上記スキャンを行うスキャン方向に応じて、スキャン速度及び上記撮像用のレンズを切り換えて上記画像データを得ることを特徴とする。
【００２７】
又、本発明の第４態様のパターン検査装置は、上記第２態様の撮像装置と、
上記撮像装置から得られる、検査対象物におけるパターンの画像データに基づいて上記パターンの良否を判定する判定装置と、
を備えたことを特徴とする。
【００２８】
尚、本発明は、ディスプレイデバイスのパターン検査装置及び方法に限定するものではなく、他の入力画像の検査にも適用可能である。
【発明の効果】
【００２９】
上述した、本発明の第１態様の撮像方法、及び第２態様の撮像装置によれば、パターンの延在方向に対するスキャン方向に応じて、スキャン速度及び撮像用レンズの倍率を切り換えるようにしたことから、パターンに存在する欠陥を検出可能な画像分解能にて、可能な限り短時間にて、パターンの画像入力を行うことができる。
【００３０】
又、上述した、本発明の第３態様のパターン検査方法、及び第４態様のパターン検査装置によれば、第１態様の撮像方法、及び第２態様の撮像装置にて得られた高分解能の画像を用いてパターンの検査を行うことから、従来に比べて高精度にてパターン検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態である、撮像方法、パターン検査方法、撮像装置、及びパターン検査装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、上記撮像装置は、上記撮像方法を実行可能な装置であり、上記検査方法は、上記撮像方法にて得られた画像情報を用いて行われ、上記検査装置は、上記検査方法を実行可能な装置である。又、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。又、以下に説明する実施形態では、検査対象物としてＰＤＰや液晶パネルのようなディスプレイデバイスを例に採り、上記パターン検査装置は、上記ディスプレイデバイスに形成されている、図２に示すような、ディスプレイを構成するパターン２１０における欠陥の有無を検査する。尚、上記撮像方法、パターン検査方法、撮像装置、及びパターン検査装置における対象物は、上記ディスプレイデバイスに限定するものではなく、広くパターンの検査に適用可能である。特には、上記パターン２１０のように、直線状に延在するストライプ状、又は平面上で互いに直交する格子状のパターンを有する画像情報の検査、若しくは、例えば回路基板上の配線パターン等の検査に有益である。
【００３２】
第１実施形態；
図１には、本実施形態の撮像装置１０１が示されている。該撮像装置１０１は、基本的構成として、ステージ１１０と、カメラ部１６０と、移動装置１２０と、制御装置１８０とを備え、さらに付属的構成部分として、照明装置３１０と、パネル搬送装置３２０とを備える。
又、本実施形態の撮像装置１０１では、カメラ部１６０は、移動装置１２０によりＹ方向にのみ可動であり、ステージ１１０は、Ｘ方向及びＹ方向のいずれにも移動しない構成である。又、パネル搬送装置３２０は、検査対象物であるディスプレイデバイス１９０をＸ方向に沿って搬送する。
【００３３】
ステージ１１０は、ディスプレイデバイス１９０を載置する。ディスプレイデバイス１９０は、パネル搬送装置３２０にてステージ１１０へ搬入される。上述したようにディスプレイデバイス１９０には、映像形成用のパターン２１０が形成されている。図１７等に示すパターン２１０の延在方向２０５が、Ｙ方向に平行であるのか、Ｘ方向に平行であるのか、若しくは、パターン２１０がＸ、Ｙ方向に延在する格子状であるのかについては、搬入前に予め判別されている。
【００３４】
移動装置１２０は、本実施形態では、Ｙ方向に延在するねじ部と、該ねじ部に係合するナット部とを有するボールねじ構造を備え、上記ナット部にカメラ部１６０を装着した構成を有する。よって、上記ねじ部の動作によりカメラ部１６０をＹ方向に移動可能とし、移動量及び移動速度は、制御装置１８０にて制御される。尚、本実施形態では、移動装置１２０によるカメラ部１６０の移動方向が、図１７等に示すスキャン方向２０１に相当し、ここではＹ方向に一致する。又、本実施形態では、移動装置１２０によるカメラ部１６０の移動速度がスキャン速度に相当する。
【００３５】
カメラ部１６０は、ステージ１１０の直上に設けられ、ＴＤＩセンサ１６２０と、レンズ部１４０と、レンズ切換装置１５０とを有し、ステージ１１０に載置されたディスプレイデバイス１９０の撮像を行う装置である。尚、本実施形態では、ＴＤＩセンサ１６２０が撮像部の一例に相当する。
【００３６】
ＴＤＩセンサ１６２０は、図２０を参照して上述したように、スキャン方向２０１に平面上で直交する列方向１６０２に沿って複数のＣＣＤ１６０１を配置して形成される列を、スキャン方向２０１に沿って複数列にて配置した構成を有し、レンズ部１４０を通して撮像したディスプレイデバイス１９０におけるパターン２１０の撮像情報に対して、いわゆる時間遅延積分（Time Delay Integration）を行いパターン２１０の画像情報を生成する撮像部である。生成された上記画像情報は、画像処理装置１７０へ送出される。
【００３７】
レンズ部１４０は、ディスプレイデバイス１９０とＴＤＩセンサ１６２０との間に設けられ、ＴＤＩセンサ１６２０へ結像するレンズを有する。本実施形態では、レンズ部１４０は、Ｘ方向に沿って並設した低倍レンズ１４１と高倍レンズ１４２とを有する。低倍レンズ１４１及び高倍レンズ１４２は、ともに、平面上で互いに直交する２つの方向において、それぞれ異なる倍率となるように構成された、非等倍のアスペクトにてなるレンズである。図２１に示すように、該非等倍アスペクトレンズ１４８は、シリンドリカルレンズ１４６と、球面レンズ１４７とを組み合わせて形成され、パターン２１０の撮像及び検査に最適となるように、上記２方向における各倍率が決定されている。
【００３８】
上述のように、非等倍アスペクトレンズでは直交する２方向において低倍率及び高倍率の両方の倍率を有するが、本明細書では、ＴＤＩセンサ１６２０における列方向１６０２において低倍率の画像を結像させるときの非等倍アスペクトレンズを低倍レンズと呼び、列方向１６０２において高倍率の画像を結像させるときの非等倍アスペクトレンズを高倍レンズと呼ぶ。
【００３９】
低倍レンズ１４１は、ＴＤＩセンサ１６２０の列方向１６０２において低倍の画像を、列方向１６０２に平面上で直交する方向、つまりスキャン方向２０１において上記低倍に比べて高倍の画像をＴＤＩセンサ１６２０に結像するレンズである。
高倍レンズ１４２は、上記列方向１６０２において高倍の画像を、上記スキャン方向２０１において上記高倍に比べて低倍の画像をＴＤＩセンサ１６２０に結像するレンズである。
【００４０】
レンズ切換装置１５０は、ＴＤＩセンサ１６２０に対してレンズ部１４０を移動させる機構であり、低倍レンズ１４１又は高倍レンズ１４２のいずれか一方からＴＤＩセンサ１６２０へパターン２１０の影像が入力するように、低倍レンズ１４１及び高倍レンズ１４２をＸ方向に沿って移動させ、ＴＤＩセンサ１６２０に対するレンズの配置を変更する。該レンズ切換装置１５０は、制御装置１８０に接続され、制御装置１８０の制御にてレンズの切換えが行われる。
【００４１】
本実施形態において、ディスプレイデバイス１９０の一例は、１０００ｍｍ×１０００ｍｍのサイズであり、低倍レンズ１４１で画像入力を行ったとき、ＴＤＩセンサ１６２０の列方向１６０２、つまりスキャン方向２０１に平面上で直交する方向における画素分解能は５０μｍであり、スキャン方向２０１の画素分解能は１０μｍであり、列方向１６０２における視野は、直径又は幅寸法で２００ｍｍである。又、高倍レンズ１４２で画像入力を行ったとき、ＴＤＩセンサ１６２０の列方向１６０２における画素分解能は１０μｍであり、スキャン方向２０１の画素分解能は５０μｍであり、列方向１６０２における視野は直径又は幅寸法で４０ｍｍである。又、ＴＤＩセンサ１６２０では、スキャン方向２０１におけるレンズ倍率によりスキャン速度が決定されるが、本実施形態では、低倍レンズ１４１にて画像入力を行うときには、１００ｍｍ／秒の速度にてカメラ部１６０を移動させ、高倍レンズ１４２にて画像入力を行うときには、５００ｍｍ／秒の速度にてカメラ部１６０を移動させる。
【００４２】
画像処理装置１７０は、ＴＤＩセンサ１６２０に接続され、ＴＤＩセンサ１６２０から供給される撮像情報について画像処理部１７１にて画像処理を行い、ディスプレイデバイス１９０におけるパターン２１０の画像を形成する。
【００４３】
照明装置３１０は、ステージ１１０の上方に設置され、ステージ１１０に載置されたディスプレイデバイス１９０に対して、上記カメラ部１６０による撮像に必要な光を照射する装置であり、調光装置３１１及び該調光装置３１１に接続される光源３１２を有する。調光装置３１１は、光源３１２の輝度を調整する装置であり、上記制御装置１８０の制御により光源３１２の輝度を調整する。
【００４４】
パネル搬送装置３２０は、Ｘ方向に沿って配置され、当該撮像装置１０１へディスプレイデバイス１９０を搬入しステージ１１０へ載置し、及び撮像装置１０１からディスプレイデバイス１９０の搬出を行う装置であり、制御装置１８０にて動作制御される。
【００４５】
制御装置１８０は、ステージ１１０、移動装置１２０、カメラ部１６０、画像処理装置１７０、照明装置３１０、及びパネル搬送装置３２０と接続され、汎用のパーソナルコンピュータにて構成することができる。制御装置１８０は、各構成部分の動作制御を行う部分であり、例えば、低倍レンズ１４１及び高倍レンズ１４２の切換えに対応して、カメラ部１６０の移動速度を制御したり、光源３１２の輝度を制御したりする。
【００４６】
尚、上述したように構成される撮像装置１０１において、上記画像処理装置１７０がさらに判定部１７２を備えることで、パターン検査装置１０５を構成することができる。該構成において、判定部１７２は、画像処理部１７１から送出されたパターン２１０の画像に基づいてショート欠陥４０及び断線欠陥４１等の欠陥部分の有無を判断し、パターン２１０の良否を判定する。
【００４７】
以上のように構成される本実施形態の撮像装置１０１の動作、即ち撮像方法について、さらには、パターン検査装置１０５の動作、即ちパターン検査方法について、以下に説明する。尚、上記撮像方法及びパターン検査方法は、制御装置１８０にて動作制御がなされ実行される。
【００４８】
図２に示すような、縦縞状のパターン２１０を有するディスプレイデバイス１９０が、パターン２１０の延在方向２０５をＹ方向に平行な状態で、ステージ１１０に載置された場合について説明する。
この場合、移動装置１２０によるカメラ部１６０の移動方向であるスキャン方向２０１と、パターン２１０の延在方向２０５とが平行になる。よって、パターン２１０におけるショート欠陥４０及び断線欠陥４１を検出するには、延在方向２０５に沿った画像を高分解能にて得る必要がある。一方、延在方向２０５に直交する直交方向２０６に沿う画像については、延在方向２０５における画像分解能に比べて低い画像分解能で良い。
よって、制御装置１８０は、カメラ部１６０におけるレンズ切換装置１５０を動作させ、ＴＤＩセンサ１６２０に対して低倍レンズ１４１を配置させる。これにより、スキャン方向２０１に直交する直交方向２０６における画素分解能は、５０μｍであるが、スキャン方向２０１方向における画素分解能は１０μｍである。よって、Ｙ方向に沿った影像を高分解能にて撮像することが可能となる。
【００４９】
さらに、制御装置１８０は、光源３１２にてディスプレイデバイス１９０を照明し、移動装置１２０に対してカメラ部１６０を１００ｍｍ／秒のスキャン速度にてスキャン方向２０１に移動させて、カメラ部１６０にてパターン２１０の撮像を行わせる。
【００５０】
このような動作によりカメラ部１６０から得られた画像を図３に示す。低倍レンズ１４１では、スキャン方向２０１に比して直交方向２０６において低分解能となることから、直交方向２０６において広視野にて撮像が行われる。一方、スキャン方向２０１には、低速度にてカメラ部１６０が移動されることから、パターン２１０の延在方向２０５には、十分な画像分解能を得ることができる。よって、カメラ部１６０から得られる画像は、図３に示すように、直交方向２０６にはつぶれて、スキャン方向２０１には長い、縦長の画像となる。
【００５１】
以上説明したような撮像動作により得られた、パターン２１０の撮像画像に基づいて、パターン検査装置１０５にてパターン検査を行う場合の検査時間について説明する。即ち、上述の撮像方法によれば、低倍レンズ１４１を使用した。よって、スキャン方向２０１において１０００ｍｍの長さを有するディスプレイデバイス１９０に対して、１００ｍｍ／秒のスキャン速度にてスキャン方向２０１にカメラ部１６０を移動させることで、１スキャン当たり１０秒で画像の取り込みが完了する。又、直交方向２０６において１０００ｍｍの幅を有するディスプレイデバイス１９０に対して、視野２００ｍｍで撮像していくことから、１０００ｍｍ×１０００ｍｍのサイズにてなる当該ディスプレイデバイス１９０は、５回のスキャンで撮像が完了する。よって、当該ディスプレイデバイス１９０の一枚は、５０秒で撮像を完了することができる。尚、ここでは、説明を簡略化するため、カメラ部１６０の加減速時間、及び検査時間を考慮していない。
【００５２】
一方、同サイズのディスプレイデバイス１９０を従来の画像検査装置で検査した場合、従来の画像検査装置に備わる撮像装置は、スキャン方向及び直交方向、共に１０μｍの分解能を有し、本実施形態のカメラ部１６０のように非等倍のアスペクト構造とはなっていない。よって、その撮像視野は、本実施形態のカメラ部１６０に比べて狭く、４０ｍｍしかない。よって、１スキャン当たりの撮像時間は、１０秒で同じであるが、狭視野のため、２５回のスキャンが必要となる。よって、一枚のディスプレイデバイス１９０の撮像に要する時間は、５倍の２５０秒を要することになる。
このように本実施形態の撮像装置１０１、及び該撮像装置１０１を有するパターン検査装置１０５によれば、従来に比べて短時間で、ディスプレイデバイス１９０の検査を完了することができる。
【００５３】
次に、縦縞状のパターン２１０を有するディスプレイデバイス１９０が、図４に示すように、パターン２１０の延在方向２０５をＸ方向に平行な状態で、ステージ１１０に載置された場合における撮像方法及びパターン検査方法について説明する。
この場合、移動装置１２０によるカメラ部１６０の移動方向であるスキャン方向２０１と、直交方向２０６とが平行になり、スキャン方向２０１は、パターン２１０の延在方向２０５に対して直交する。よって、パターン２１０におけるショート欠陥４０及び断線欠陥４１を検出するには、直交方向２０６に沿った画像を高分解能にて得る必要がある。一方、上記延在方向２０５に沿う画像については、直交方向２０６における画像分解能に比べて低い分解能による撮像が可能である。
よって、制御装置１８０は、カメラ部１６０におけるレンズ切換装置１５０を動作させて、高倍レンズ１４２を通して結像されるようにＴＤＩセンサ１６２０に対して高倍レンズ１４２を配置させる。これにより、カメラ部１６０の移動方向つまりスキャン方向２０１と直交する直交方向２０６における画像分解能は、１０μｍと高分解能であり、スキャン方向２０１に平行なパターン２１０の延在方向２０５における画素分解能は、５０μｍであり、直交方向２０６における画像分解能に比して低分解能である。よって、直交方向２０６に沿ったパターン２１０を高分解能にて撮像及びパターン検査することが可能となる。
【００５４】
さらに、制御装置１８０は、光源３１２にてディスプレイデバイス１９０を照明し、移動装置１２０に対してカメラ部１６０を５００ｍｍ／秒のスキャン速度にてスキャン方向２０１に移動させて、カメラ部１６０に対して撮像を行わせる。
【００５５】
このような撮像動作によりカメラ部１６０から得られた画像を図５に示す。高倍レンズ１４２では、ＴＤＩセンサ１６２０の列方向１６０２、つまりスキャン方向２０１に直交する方向、つまりパターン２１０の延在方向２０５において高分解能となり、スキャン方向２０１において低分解能となる。よって、スキャン方向２０１において広視野にて撮像が行われ、パターン２１０の延在方向２０５には、十分な画像分解能を得ることができる。よって、カメラ部１６０から得られる画像は、図５に示すように、直交方向２０６にはつぶれて、延在方向２０５には長い、横長の画像となる。
【００５６】
以上説明したような撮像動作により得られた、パターン２１０の撮像画像に基づいて、パターン検査装置１０５にてパターン検査を行う場合の検査時間について説明する。即ち、上述の撮像方法によれば、高倍レンズ１４２を使用した。よって、スキャン方向２０１において１０００ｍｍの長さを有するディスプレイデバイス１９０に対して、５００ｍｍ／秒のスキャン速度にてスキャン方向２０１にカメラ部１６０を移動させることで、１スキャン当たり２秒で画像の取り込みが完了する。又、パターン２１０の延在方向２０５に１０００ｍｍの幅を有するディスプレイデバイス１９０に対して、視野４０ｍｍで撮像していくことから、１０００ｍｍ×１０００ｍｍのサイズにてなる当該ディスプレイデバイス１９０は、２５回のスキャンで撮像を完了する。よって、当該ディスプレイデバイス１９０の一枚は、５０秒で撮像を完了することができる。尚、ここでも上述のように、カメラ部１６０の加減速時間、及び検査時間を考慮していない。
【００５７】
この場合においても、上述のように従来の画像検査装置によれば、一枚のディスプレイデバイス１９０の撮像に要する時間は、２５０秒を要することから、本実施形態の撮像装置１０１及びパターン検査装置１０５によれば、従来に比べて短時間で、ディスプレイデバイス１９０の検査を完了することができる。
【００５８】
第２実施形態；
第１実施形態における撮像装置１０１及びパターン検査装置１０５では、移動装置１２０によるカメラ部１６０の移動方向つまりスキャン方向２０１は、一方向に限定されており、かつステージ１１０も載置したディスプレイデバイス１９０の載置方向を変更することはできない構成である。よって、図６に示すように、格子状のパターン２３０を有するディスプレイデバイス１９１については、撮像及びパターン検査ができない。本第２実施形態における撮像装置１０２及びパターン検査装置１０６は、格子状のパターン２３０を有するディスプレイデバイス１９１についても撮像及びパターン検査を可能にするものである。
【００５９】
図７には、第２実施形態における撮像装置１０２及びパターン検査装置１０６を示している。該撮像装置１０２及びパターン検査装置１０６と、第１実施形態における撮像装置１０１及びパターン検査装置１０５との相違点は、移動装置１２０に代えて、カメラ部１６０をＸ方向及びＹ方向に移動可能とする移動装置１２１を備えた点である。その他の構成は、撮像装置１０１及びパターン検査装置１０５における構成と変わるところはない。よって、ここでは移動装置１２１についてのみ説明し、その他の構成部分の説明は省略する。
【００６０】
移動装置１２１は、Ｙ−移動機構１２１１と、Ｘ−移動機構１２１２とを有する。Ｙ−移動機構１２１１は、Ｙ方向に延在するＹねじ部と、該Ｙねじ部に係合するＹナット部とを有するボールねじ構造を備え、上記Ｙナット部にカメラ部１６０を装着した構成を有する。よって、Ｙ−移動機構１２１１の動作によりカメラ部１６０をＹ方向に移動可能とし、移動量及び移動速度は、制御装置１８０にて制御される。Ｘ−移動機構１２１２は、Ｙ−移動機構１２１１の両端部を支持して互いに平行にてＸ方向に延在する一対のＸ−移動機構１２１２Ａ及びＸ−移動機構１２１２Ｂから構成される。Ｘ−移動機構１２１２Ａ及びＸ−移動機構１２１２Ｂは、ともに同じ構成を有し、Ｘ方向に延在するＸねじ部と、該Ｘねじ部に係合するＸナット部とを有するボールねじ構造を備え、各Ｘナット部にてＹ−移動機構１２１１の両端部を支持する。よって、Ｘ−移動機構１２１２の動作によりＹ−移動機構１２１１をＸ方向に移動可能とし、その移動量及び移動速度は、制御装置１８０にて制御される。
このように構成される移動装置１２１によれば、カメラ部１６０は、Ｘ方向及びＹ方向に、自由に移動可能となり、図６に示すような格子状のパターン２３０を有するディスプレイデバイス１９１についても撮像及び検査が可能となる。尚、カメラ部１６０によるＸ方向に平行なスキャン方向について「２０１Ｘ」と付番し、Ｙ方向に平行なスキャン方向について「２０１Ｙ」と付番する。
【００６１】
上記移動装置１２１を備えた、第２実施形態における撮像装置１０２及びパターン検査装置１０６における撮像動作及びパターン検査動作について、格子状のパターン２３０を有するディスプレイデバイス１９１を例に、以下に説明する。尚、ディスプレイデバイス１９１は、格子状のパターン２３０をそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行な状態として、ステージ１１０に載置されているものとする。
移動装置１２１によりカメラ部１６０がＹ方向つまりスキャン方向２０１Ｙに移動されるとき、ショート欠陥４０−Ｙ及び断線欠陥４１−Ｙを検出するには、上述した第１実施形態の場合と同様に、Ｙ方向に沿った画像を高分解能にて得る必要がある。よって、制御装置１８０は、レンズ切換装置１５０を制御し、ＴＤＩセンサ１６２０に対して低倍レンズ１４１を配置させる。これにより、カメラ部１６０の移動方向と直交する方向つまりＸ方向における画素分解能は、５０μｍであるが、カメラ部１６０の移動方向に平行な方向つまりスキャン方向２０１Ｙにおける画素分解能は１０μｍである。よって、Ｙ方向に沿った画像を高分解能にて検査が可能となる。
さらに、光源３１２にてディスプレイデバイス１９１を照明し、カメラ部１６０を１００ｍｍ／秒の移動速度にてＹ方向つまりスキャン方向２０１Ｙに移動させて、カメラ部１６０にて撮像を行う。
上述の動作によりカメラ部１６０から得られた画像を図８に示す。
【００６２】
次に、カメラ部１６０をＸ方向つまりスキャン方向２０１Ｘに移動させるとき、ショート欠陥４０−Ｘ及び断線欠陥４１−Ｘを検出するには、上述した第１実施形態の場合と同様に、Ｘ方向１１２１に沿った画像を高分解能にて得る必要がある。よって、制御装置１８０は、レンズ切換装置１５０を制御し、ＴＤＩセンサ１６２０に対して高倍レンズ１４２を配置させる。これにより、カメラ部１６０の移動方向と直交する方向つまりＹ方向における画素分解能は、１０μｍであるが、カメラ部１６０の移動方向に平行な方向つまりスキャン方向２０１Ｘにおける画素分解能は５０μｍである。よって、Ｘ方向に沿った画像を高分解能にて検査が可能となる。
さらに、光源３１２にてディスプレイデバイス１９１を照明し、カメラ部１６０を５００ｍｍ／秒の移動速度にてＸ方向に移動させて、カメラ部１６０にて撮像を行う。
上述の動作によりカメラ部１６０から得られた画像を図９に示す。
【００６３】
上述のように、一つのディスプレイデバイス１９１に水平方向、及びこれに垂直な垂直方向のストライプパターンが混在する場合には、低倍レンズ１４１を使用して１００ｍｍ／秒にてカメラ部１６０を移動させてディスプレイデバイス１９０の全面の検査を実施した後、高倍レンズ１４２を使用して５００ｍｍ／秒にてカメラ部１６０を移動させてディスプレイデバイス１９０の全面の検査を実施する。
このような検査方法によれば、第１実施形態にて上述したように、低倍レンズ１４１による検査、及び高倍レンズ１４２による検査の共に、それぞれ５０秒の検査時間であることから、一枚のディスプレイデバイス１９１を１００秒で検査を完了することができる。
一方、従来の方法によれば、Ｘ方向及びＹ方向ともに高倍率であるため、１回で検査が可能であるが、Ｘ方向及びＹ方向の検査に２５０秒を要する。よって、本実施形態の検査方法に比べて２．５倍の時間を要する。
このように、第２実施形態の撮像装置及びパターン検査装置、並びに撮像方法及びパターン検査方法によれば、格子状にパターン２３０が形成されている場合においても、必要となる検査精度を低下させることなく、従来に比べて検査時間を短縮し高速化することができる。
【００６４】
上述の第１実施形態及び第２実施形態では、レンズ切換装置１５０には、低倍レンズ１４１と高倍レンズ１４２との２種類を設けたが、例えばディスプレイデバイス１９０の種類や、スキャン速度等に応じて、図１３に示すように、互いに異なる倍率を有する３種類以上の撮像レンズを備えることもできる。
【００６５】
尚、現時点では、非等倍レンズにおける技術上の問題点から、複数の非等倍レンズを設けている。しかし、将来的にレンズ交換を行うことなく、例えば、非等倍レンズを９０度回転させることでＸ方向及びＹ方向における各スキャン動作において互いに同等の画像を得られる非等倍レンズが開発されるならば、複数の非等倍レンズを設ける必要はなく、一つの非等倍レンズを設けた構成を採ることが可能となる。
【００６６】
又、上述の第１実施形態ではカメラ部１６０をスキャン方向２０１に沿って、及び第２実施形態ではカメラ部１６０をＸ方向及びＹ方向に移動させる構成を採ったが、要するに、パターンの延在方向に沿って該パターンをスキャンしながら撮像すればよいことから、カメラ部１６０と、ディスプレイデバイス、即ちステージ１１０とを相対的に移動させればよい。よって、以下のような変形例構成を採ることができる。
即ち、図１０に示す、撮像装置１０１１及びパターン検査装置１０５１のように、移動装置１２０は、カメラ部１６０をＹ方向に沿って可動とするカメラ移動機構１２０１と、ディスプレイデバイスをＸ方向に可動とするＸ−パネル移動機構１２０２とを備えるように構成してもよい。
【００６７】
又、図１１に示す、撮像装置１０１２及びパターン検査装置１０５２のように、カメラ部１６０を固定とし、移動装置１２０は、ディスプレイデバイスつまりステージ１１０をＸ方向に可動とするＸ−パネル移動機構１２０２と、ディスプレイデバイスつまりステージ１１０をＹ方向に可動とするＹ−パネル移動機構１２０３とを備えるように構成してもよい。
【００６８】
又、図１２に示す、撮像装置１０１３及びパターン検査装置１０５３のように、移動装置１２０は、ディスプレイデバイスつまりステージ１１０をＸ方向に可動とするＸ−パネル移動機構１２０２と、ディスプレイデバイスつまりステージ１１０をＹ方向に可動とするＹ−パネル移動機構１２０３とを備え、さらに、レンズ切換装置１５０は、カメラを回転させる回転駆動装置１５１を備えるように構成することもできる。該回転駆動装置１５１は、ＴＤＩセンサ１６２０、レンズ部１４０、及びレンズ切換装置１５０を有するカメラ部１６０の全体を、ＴＤＩセンサ１６２０に結像を行うように配置されているレンズの光軸を中心軸として、その周りに９０度回転させる装置である。
さらに、上述の各変形例を適宜組み合わせた構成を採ることもできる。
【００６９】
又、以上の説明では、レンズ部１４０には、非等倍アスペクトレンズを設けた場合を例に採っているが、図１４に示すように、非等倍ではない、つまり互いに直交する２方向において同倍率である通常のレンズを、それぞれ倍率を異ならせて複数個、例えば低倍レンズ１４３、高倍レンズ１４４を設けることもできる。
さらに、上記通常のレンズを使用する場合、レンズ部１４０には、光学系に通常使用される公知のズーム機構１４５を追加することもできる。該ズーム機構１４５を設けることで、一つのレンズにて種々の倍率を得ることができ、レンズを一つにすることもできる。
【００７０】
又、以上の説明では、カメラ部１６０における撮像部の構成としてＴＤＩセンサ１６２０を使用した場合を例に採ったが、ＴＤＩセンサ１６２０に代えてラインセンサを用いることもできる。
図１９を参照して上述したように、ラインセンサ１６１０は、上記スキャン方向２０１に平面上で直交する列方向１６０２に沿って一列状に複数のＣＣＤ１６０１を配列した構成を有し、スキャン方向２０１へのスキャン速度を変化させることで、画像分解能を変化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、例えばＰＤＰ及び液晶といったディスプレイデバイスのパターンの撮像又は検査を行う撮像装置、及びパターン検査装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施形態である撮像装置、及びパターン検査装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の撮像装置及び検査装置における撮像及び検査の対象物の一例であるディスプレイデバイスに形成されたパターンの一例を示す図である。
【図３】図２に示すディスプレイデバイスを図１の撮像装置にてＹ方向に沿ったスキャンにより撮像された画像を示す図である。
【図４】図１の撮像装置及び検査装置における撮像及び検査の対象物の一例であるディスプレイデバイスに形成されたパターンの他例を示す図である。
【図５】図４に示すディスプレイデバイスを図１に示す撮像装置にてＸ方向に沿ったスキャンにより撮像された画像を示す図である。
【図６】図１の撮像装置及び検査装置における撮像及び検査の対象物の一例であるディスプレイデバイスのパターンの別の例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態である撮像装置、及びパターン検査装置の構成を示す斜視図である。
【図８】図６に示すディスプレイデバイスを図７の撮像装置にてＹ方向に沿ったスキャンにより撮像された画像を示す図である。
【図９】図６に示すディスプレイデバイスを図７の撮像装置にてＸ方向に沿ったスキャンにより撮像された画像を示す図である。
【図１０】図１及び図７に示す撮像装置及びパターン検査装置の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１及び図７に示す撮像装置及びパターン検査装置の他の変形例を示す斜視図である。
【図１２】図１及び図７に示す撮像装置及びパターン検査装置のさらに別の変形例を示す斜視図である。
【図１３】図１及び図７に示す撮像装置及びパターン検査装置に備わるレンズ部の変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１及び図７に示す撮像装置及びパターン検査装置に備わるレンズ部の他の変形例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態である撮像方法を説明するための図であって、パターンを示す図である。
【図１６】本発明の実施形態である撮像方法を説明するための図であって、図１５に示すパターンをスキャン方向に沿った撮像により得られる画像を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態である撮像方法を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施形態である撮像方法を説明するための図である。
【図１９】本発明の実施形態である撮像装置及びパターン検査装置に備わる撮像部を構成するラインセンサの構造を説明するための図である。
【図２０】本発明の実施形態である撮像装置及びパターン検査装置に備わる撮像部を構成するＴＤＩセンサの構造を説明するための図である。
【図２１】本発明の実施形態である撮像装置及びパターン検査装置に備わる非等倍レンズの構造を説明するための図である。
【図２２】従来の画像検査装置の構成を示す斜視図である。
【図２３】従来の画像検査装置にて検査されるディスプレイデバイスのパターンを示す図である。
【図２４】従来の画像検査装置における他の構成を示す図である。
【図２５】ディスプレイデバイスのパターンにおいて問題となる欠陥を示す図である。
【図２６】ディスプレイデバイスのパターンにおいて比較的問題にはならない形状を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１２０、１２１…移動装置、１４０…レンズ部、１４１…低倍率レンズ、
１４２…高倍率レンズ、１４８…非等倍レンズ、１５０…レンズ切換装置、
１５１…回転駆動装置、１７２…判定部、１８０…制御装置、
１９０…ディスプレイデバイス、２０１…スキャン方向、２０５…延在方向、
２０６…直交方向、２１０…パターン、
１６０２…列方向、１６１０…ラインセンサ、１６２０…ＴＤＩセンサ。
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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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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