(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた着色膜を検査する装置であって、
前記基板を支持する支持手段と、
前記基板を照射する照明手段と、
前記着色膜を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が得た画像を記録する記録手段と、
前記記録手段によって記録された前記画像の同じＸ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＸ方向のプロファイルデータを作成し、
さらに、前記記録手段によって記録された前記画像の同じＹ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＹ方向のプロファイルデータを作成する画像処理手段と、
前記Ｘ方向のプロファイルデータと、Ｘ方向の基準プロファイルデータを対比し、
さらに、前記Ｙ方向のプロファイルデータと、Ｙ方向の基準プロファイルデータを対比して、これらプロファイルデータのうち所定の閾値を超える箇所が一定の長さ以上連続したかどうかにより、前記着色膜が良品か一定以上の幅の帯状の濃度変化部分を有する不良品かを判定するプロファイルデータ判定手段と、を有し、
前記Ｘ方向及びＹ方向の基準プロファイルデータは、予め良品であることがわかっている基板から得られたものであることを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
前記支持手段に支持された前記基板と、前記撮像手段との水平方向の相対位置を変化させる駆動手段１を有することを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項３】
前記支持手段に支持された前記基板と、前記撮像手段との垂直方向の相対位置を変化させる駆動手段２を有することを特徴とする請求項１あるいは２のいずれかに記載の基板検査装置。
【請求項４】
前記撮像手段、前記駆動手段１、前記駆動手段２の少なくとも一つを制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板検査装置。
【請求項５】
前記撮像手段が、ズーム機構を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基板検査装置。
【請求項６】
基板上に設けられた着色膜を検査する方法であって、
前記基板を支持する支持工程と、
前記基板を照射する照明工程と、
前記着色膜を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で得た画像を記録する記録工程と、
前記記録工程によって記録された前記画像の同じＸ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＸ方向のプロファイルデータを作成し、
さらに、前記記録工程によって記録された前記画像の同じＹ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＹ方向のプロファイルデータを作成する画像処理工程と、
前記Ｘ方向のプロファイルデータと、Ｘ方向の基準プロファイルデータを対比し、
さらに、前記Ｙ方向のプロファイルデータと、Ｙ方向の基準プロファイルデータを対比して、これらプロファイルデータのうち所定の閾値を超える箇所が一定の長さ以上連続したかどうかにより、前記着色膜が良品か一定以上の幅の帯状の濃度変化部分を有する不良品かを判定するプロファイルデータ判定工程と、を有し、
前記Ｘ方向及びＹ方向の基準プロファイルデータは、予め良品であることがわかっている基板から得られたものであることを特徴とする基板検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面状基板の全面またはタイル状に多面付けで塗布された着色膜の濃度変動、特にＸ，Ｙ方向に帯状に発生する濃度変動を感度良く検査する検査装置および検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置は２次元ＣＣＤカメラを用いて基板を一括撮像して画像を得た後、画像の中の着色膜の存在しない部分にマスクをかけて2次元画像のまま判定処理を行うというものである。
【０００３】
ところで、基板上の着色膜にはその製法に起因して、ＸおよびＹ方向に帯状に濃度の変化した領域が発生することがある。この濃度変動はきわめて小さいため、レンズのシェーディング、光源の照度不均一やＣＣＤ素子のバックグラウンドノイズとの区別が不可能で、従来の技術では良否判定することが難しかった。
【０００４】
そこで、例えば、着色膜がカラーフィルタの場合において、カラーフィルタの線状の濃度変動（以下、ムラ）を検出するために、特許文献１では、一方向に濃度の値を積算する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１８５７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基板は２次元の面であり、１方向のみのムラの検出の場合、該１方向とは異なる方向のムラの検出はできない。この異なる方向の検出を行おうとすると、２回の検出が必要になる。
本発明はこのような従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、基板上の着色膜に生じる帯状の濃度変動を非常に感度良く捕らえることができ、その変動程度に応じて良否判定を行う検査装置および検査方法を提供することにある。そして、２方向のムラを１回で検査する装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、
基板上に設けられた着色膜を検査する装置であって、
前記基板を支持する支持手段と、
前記基板を照射する照明手段と、
前記着色膜を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が得た画像を記録する記録手段と、
前記記録手段によって記録された前記画像の同じＸ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＸ方向のプロファイルデータを作成し、
さらに、前記記録手段によって記録された前記画像の同じＹ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＹ方向のプロファイルデータを作成する画像処理手段と、
前記Ｘ方向のプロファイルデータと、Ｘ方向の基準プロファイルデータを対比し、
さらに、前記Ｙ方向のプロファイルデータと、Ｙ方向の基準プロファイルデータを対比して、これらプロファイルデータのうち所定の閾値を超える箇所が一定の長さ以上連続したかどうかにより、前記着色膜が良品か一定以上の幅の帯状の濃度変化部分を有する不良品かを判定するプロファイルデータ判定手段と、を有し、
前記Ｘ方向及びＹ方向の基準プロファイルデータは、予め良品であることがわかっている基板から得られたものであることを特徴とする基板検査装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、
前記支持手段に支持された前記基板と、前記撮像手段との水平方向の相対位置を変化させる駆動手段１を有することを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、
前記支持手段に支持された前記基板と、前記撮像手段との垂直方向の相対位置を変化させる駆動手段２を有することを特徴とする請求項１あるいは２のいずれかに記載の基板検査装置である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、
前記撮像手段、前記駆動手段１、前記駆動手段２の少なくとも一つを制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板検査装置である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、
前記撮像手段が、ズーム機構を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基板検査装置である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、
基板上に設けられた着色膜を検査する方法であって、
前記基板を支持する支持工程と、
前記基板を照射する照明工程と、
前記着色膜を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で得た画像を記録する記録工程と、
前記記録工程によって記録された前記画像の同じＸ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＸ方向のプロファイルデータを作成し、
さらに、前記記録工程によって記録された前記画像の同じＹ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＹ方向のプロファイルデータを作成する画像処理工程と、
前記Ｘ方向のプロファイルデータと、Ｘ方向の基準プロファイルデータを対比し、
さらに、前記Ｙ方向のプロファイルデータと、Ｙ方向の基準プロファイルデータを対比して、これらプロファイルデータのうち所定の閾値を超える箇所が一定の長さ以上連続したかどうかにより、前記着色膜が良品か一定以上の幅の帯状の濃度変化部分を有する不良品かを判定するプロファイルデータ判定工程と、を有し、
前記Ｘ方向及びＹ方向の基準プロファイルデータは、予め良品であることがわかっている基板から得られたものであることを特徴とする基板検査方法である。
【発明の効果】
【００１３】
＜作用＞
本発明の検査装置および検査方法により、レンズのシェーディング、光源の照度不均一やＣＣＤ素子のバックグラウンドノイズによる影響を排して、基板上の着色膜に生じる帯状の濃度変化を感度良く捕らえ、その程度に応じた良否判定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の検査装置外観図である。
【図２】本発明の検査装置制御のフローを示す図である。
【図３】基板の模式図である。
【図４】撮像された画像の模式図である。
【図５】差分データおよび閾値を示す模式図である。
【図６】不良と判定された領域を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、本発明の装置の全体について説明する。
図１は本発明の検査装置の模式図であり、基板（１３）の面上の任意の位置にカメラ（１２）を移動可能なように基板上方に配置された駆動手段１（１０）はＸＹ２方向に移動可能な２軸直交ロボットアームである。
駆動手段１のスライダ上には駆動手段２（１１）がそのスライダが基板の面に直交する方向（Ｚ方向）に移動可能に固定されており、スライダ上にはカメラ、レンズが基板に向けて固定されている。
一方、基板は（図示しない）ステージ上に固定され、更にその下方にある光源（１４）によって照明されている。従って、この例で対象とする基板は半透明なものとなるが、照明をカメラと同方向から当てることによって不透明な基板の撮像を行なうことももちろん可能である。
【００１６】
（図示しない）制御手段に着色膜の位置とサイズを入力することにより制御手段は駆動手段１，２の移動量を演算し、駆動手段１，２に移動指令を出力する。
その後、制御手段はカメラのシャッターを切り、画像データ（図４）が記録手段内に保存される。
【００１７】
次に、本発明の個々の構成について説明する。
【００１８】
基板上に設けられた着色膜としては、例えば、カラーフィルタを作成する際にガラス基板上に塗布されたカラーレジストがある。もちろん、本発明では、カラーフィルタに限らず、基板上に設けられた着色膜であれば、検査可能である。
なお、検査する着色膜は基板全面に設けた構成でも良いし、基板の分割された領域毎に多面付けされたそれぞれ着色膜を設けた構成でも良い。（図３参照）
【００１９】
基板を支持する支持手段としては、例えば、基板の位置を固定する把持部分があるものが使え、どのように把持するかは問わない。例えば、台の上に基板を載せ、両端から、ばねで押さえるように把持する形態がある。
【００２０】
照射手段としては、基板が透明の場合、基板の裏（撮像手段のある側とは逆の側）から照射する形態がある。照射する光の色は、何でもよく、白、赤、緑、青などでよい。なお、基板上に設けられた着色膜が、光硬化性の場合であって、本発明の検査装置により検査する際に、硬化すると不都合の場合は、照射する光の波長を選択し、着色膜が硬化しないように考慮する必要がある。
【００２１】
撮像手段としては、例えば、ＣＣＤ撮像素子をもつカメラが使用できる。この場合、通常、被撮像体の大きさを撮像レンズにより縮小して、カメラで撮像できる大きさにする。また、このカメラは通常、シャッターを有する。
例えば、画像サイズは６４０ｘ４８０ドット、1ドットあたり２５６階調の単色データである。
【００２２】
記録手段としては、例えば、通常のパソコンに使用されているメモリでよい。この場合、メモリ容量は、被撮像体の画像を充分記録できるだけの容量を有している必要がある。
【００２３】
画像処理手段とは、記録手段によって記録された画像の同じＸ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＸ方向のプロファイルデータを作成し、さらに、記録手段によって記録された画像の同じＹ座標に属する全画素の濃度値を加算することによって、１次元のＹ方向のプロファイルデータを作成する手段のことである。
画像処理手段は画像が保存されたことを通知されると画像を読み出し、ＸおよびＹ方向のプロファイルデータを作成する。
ここで、Ｘ方向、Ｙ方向とは、基板が長方形の平面である場合、基板１辺をＸ軸、この１辺とは垂直な基板のもう１辺をＹ軸とした場合の、Ｘ方向、Ｙ方向である。しかしながら、Ｘ方向、Ｙ方向は必ずしもこのように垂直な関係にある必要はなく、場合によっては、９０°以外の角度をなす関係であっても良い。
【００２４】
例えば、６４０データ、２５６ｘ４８０階調のＸ方向プロファイルと４８０データ、２５６x６４０階調のY方向プロファイルが作成されることになる。
【００２５】
なお、プロファイルを作成する場合の計算式は、下記の式（数１）によって計算する。
【００２６】
【数１】
0005353553.tif 000002
【００２７】
プロファイルデータを作成することによって、Ｘ，Ｙ方向に平行な濃度変化は強調され、ＣＣＤ素子のバックグラウンドノイズに対して充分なＳ／Ｎ比を持つようになる。
【００２８】
次に、プロファイルデータ判定手段について実施の形態を説明する。
得られたプロファイルデータは予め良品であることがわかっている基板から得られた良品データとの差分をとることによってレンズのシェーディング、光源の照度不均一の影響を排除した差分データ（図５参照）とした後、判定手段によって良否判定がなされる。
判定のアルゴリズムは、例えば差分データ中に設定した濃度閾値を超えるものが、一定の長さ以上連続した場合に、その部分を不良と判定するというようなものであるが、必ずしもこれに限るものではない。
【００２９】
例えば、判定手段ではＹ方向閾値±４０００、Ｘ方向閾値±３０００を超えた部分を不良であるとしたところ、Ｙ方向プロファイルの中央付近に幅１０ｍｍほどの不良部分が検出された。（図６）
【００３０】
次に、駆動手段１について実施の形態を説明する。
駆動手段１は、基板と撮像手段との水平方向の相対的位置関係を変える手段である。この場合、基板を動かさずに撮像手段を動かしてもいいし、撮像手段を動かさずに基板を動かしてもいい。また、両方動かしてもいい。
【００３１】
次に、駆動手段２について実施の形態を説明する。
駆動手段２は、基板と撮像手段との垂直方向の相対的位置関係を変える手段である。この場合、基板を動かさずに撮像手段を動かしてもいいし、撮像手段を動かさずに基板を動かしてもいい。また、両方動かしてもいい。
駆動手段１、２により、基板のどの領域を撮像するかを調製する。
【００３２】
次に、撮像手段が有するズーム機構について説明する。
ズーム機構は、撮像可能な着色膜の領域の大小を変更するために設けられているものである。
【００３３】
次に、撮像手段、駆動手段１、駆動手段２の少なくとも一つを制御する制御手段について実施の形態を説明する。（図２を参照）
撮像手段の制御においては、ズーム機構のズーム比やシャッターのタイミングを制御する。
駆動手段１、駆動手段２の制御においては、それぞれ、基板と撮像手段との水平方向、あるいは、垂直方向の相対的位置を変える制御を行う。
【００３４】
次に、本基板の検査装置が基板を検査する際の工程の流れの１例を示す。
検査の際は、撮像手段が着色膜の中心の真上になるように駆動手段１を移動した後、着色膜の領域がカメラの視野いっぱいになるように駆動手段２もしくはレンズのズーム比を制御する。その後、カメラのシャッターを切り画像を記録手段に保存する。画像データは、プロファイル作成手段によってプロファイルデータを作成する。
基板上に着色膜が多面付けされている場合は、上記手順を繰り返し、各面を順次検査する。
【００３５】
以上詳細に説明した通り、本発明の検査装置および検査方法によれば、レンズのシェーディング、光源の照度不均一やCCD素子のバックグラウンドノイズによる影響を排して基板上の着色膜に生じる帯状の濃度変化を非常に感度良く捕らえ、その程度に応じた良否判定を行うことが可能となるという効果を奏する。また、基板の面の２方向についてムラを検査できる。
【符号の説明】
【００３６】
１０…駆動手段１
１１…駆動手段２
１２…カメラ、レンズ
１３…基板
１４…照明
【図１】
0005353553.tif 000003
【図２】
0005353553.tif 000004
【図３】
0005353553.tif 000005
【図４】
0005353553.tif 000006
【図５】
0005353553.tif 000007
【図６】
0005353553.tif 000008