(57)【要約】【課題】  レジストの色による透過率の違いから生ずる検査感度のバラツキを回避し、着色膜厚ムラを高い精度で検出できるムラ検査方法および装置を提供すること。【解決手段】  近赤外域の感度を高めた撮像素子を使用し、全ての着色膜の光透過率が５０％以上となり、且つ、前記撮像素子が感度を持つ波長域として、中心値８００ｎｍから９００ｎｍで半値幅３０ｎｍ以下となる光を検査対象基板３へ照射し、前記着色膜表面での反射光と、前記着色膜を透過して検査対象基板３の基板界面との境界で反射してくる反射光との位相差により生ずる干渉現象をもとに前記着色膜厚の変化を反射光の濃淡として撮像する。【選択図】図１
2007205743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色の着色膜のパターンが形成された検査対象基板に対し、使用している全ての着色膜の光透過率が５０％以上となり、且つ、撮像素子が感度を持つ波長域として、中心値８００ｎｍから９００ｎｍで半値幅３０ｎｍ以下となる光源からの光を照射し、前記着色膜表面での反射光、および前記着色膜を透過して基板界面との境界で反射してくる反射光との位相差により生ずる干渉現象をもとに、前記着色膜厚の変化を反射光の濃淡として前記撮像素子により撮像し、前記撮像された映像から着色膜厚ムラを検出することを特徴とする着色膜厚ムラ検査方法。
【請求項２】
光源からの光を基板上に形成された複数色の着色膜へ照射し、着色膜厚の変化を反射光の濃淡として撮像し、その映像をもとに前記着色膜の着色膜厚ムラを検査する着色膜厚ムラ検査装置であって、
全ての着色膜の光透過率が５０％以上となり、且つ、波長域が中心値８００ｎｍから９００ｎｍで半値幅３０ｎｍ以下となる光を前記基板上に形成された着色膜へ照射する照明部と、
前記着色膜表面で反射する反射光と、前記着色膜を透過し前記基板界面で反射する反射光との位相差により生ずる干渉現象をもとに、その着色膜厚の変化を反射光の濃淡として撮像する、前記波長域の感度を有する撮像部と、
を備えたことを特徴とする着色膜厚ムラ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカラーフィルタに用いて好適な、複数色着色膜のパターンが形成された基板の着色膜厚ムラを精度よく検出できる着色膜厚ムラ検査方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ用や有機ＥＬ用などのカラーフィルタは、ディスプレイの表示特性に大きく影響する因子であるため、その検査は非常に重要になっている。微小なパターン欠け、異物付着欠陥の検査は欠陥部のコントラストが比較的高く、マシンビジョンによる検査の自動化が進んだ。一方、局所的にみると正常部との差が許容レベルである領域が局部的に集まっていることでムラとして見える欠陥は低コントラストであるため自動検査が困難で目視検査に頼る比率が高いのが現状である。ムラ欠陥の原因として最も多いのは着色膜の膜厚のわずかな違いによるものである。
【０００３】
従来、カラーフィルタのムラ検査ではナトリウムランプによるオレンジ色の光を使用し、着色膜厚のわずかな違いにより生ずる干渉縞を目視、あるいは撮像することで検査が行われている。着色膜厚の違いから生ずる干渉縞をコントラスト良く観察するためには、使用している光の透過率が高いこと、光の波長範囲が狭いことが重要である。ナトリウムランプは５９０ｎｍに輝度スペクトルを持ち着色膜のＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎで比較的透過率が高いという特性を持つので、干渉縞の観察に適するが、Ｂｌｕｅに対しては透過率が低いためムラの検出が困難という問題がある。
【０００４】
また、ナトリウム光源でＢｌｕｅ検査が困難であることに対する対策として特許文献１にあるように従来の５９０ｎｍ付近に放射ピークを持つ光源に加えて４９０ｎｍにピークを持つ光源を組み合わせて使用する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２０７８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の着色膜厚ムラ検査方法では、光源を変えて２回撮像する必要があり、検査時間や検査コストの増加要因となる課題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、レジストの色による透過率の違いから生ずる検査感度のバラツキを回避し、着色膜厚ムラを高い精度で検出できるムラ検査方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために、複数色の着色膜のパターンが形成された検査対象基板に対し、使用している全ての着色膜の光透過率が５０％以上となり、且つ、撮像素子が感度を持つ波長域として、中心値８００ｎｍから９００ｎｍで半値幅３０ｎｍ以下となる光源からの光を照射し、前記着色膜表面での反射光、および前記着色膜を透過して基板界面との境界で反射してくる反射光との位相差により生ずる干渉現象をもとに前記着色膜厚の変化を反射光の濃淡として撮像することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は上記課題を解決するために、光源からの光を基板上に形成された複数色の着色膜へ照射し、着色膜厚の変化を反射光の濃淡として撮像し、その映像をもとに前記着色膜の着色膜厚ムラを検査する着色膜厚ムラ検査装置であって、全ての着色膜の光透過率が５０％以上となり、且つ、波長域が中心値８００ｎｍから９００ｎｍで半値幅３０ｎｍ以下となる光を前記基板上に形成された着色膜へ照射する照明部と、前記着色膜表面で反射する反射光と、前記着色膜を透過し前記基板界面で反射する反射光との位相差により生ずる干渉現象をもとに、その着色膜厚の変化を反射光の濃淡として撮像する、前記波長域の感度を有する撮像部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レジストの色による透過率の違いから生ずる検査感度のバラツキを回避し、精度の高いムラ検査が可能となる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
干渉縞は膜面に光を入射したときの膜表面で反射した光と、膜を透過して基板との境界面で反射して戻ってくる光との間に膜厚に対応した位相差が生じ、膜厚により特定の波長に強弱が生じることで観察される。従って、膜の透過率が低いと干渉が起こりにくい。図２はカラーフィルタのＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの分光透過率の一例を示す特性図である。８５０ｎｍ以上ではどのレジストも９０％以上の透過率を有することが分かる。５９０ｎｍに輝度スペクトルを持つナトリウムランプではＢｌｕｅの透過率が低く干渉縞観察が出来ない問題はこの８５０ｎｍ以上の波長域の光を使用することで解消される。
【００１１】
ナトリウムランプの特徴は５９０ｎｍ付近の急峻な輝線スペクトルである。入射光の波長範囲は干渉縞の観察しやすさに影響する。図３は、８５０ｎｍを中心に照射する光の波長範囲を１００ｎｍから１０ｎｍまで段階的に変えたときの膜厚毎の反射強度を計算した特性図である。これからわかるように照射する光の波長範囲が狭い方が膜厚差により生ずる干渉による反射強度の差が大きく、画像として撮像したとき、コントラストの良い画像が得られることになる。
【００１２】
また、干渉による反射光の特定波長の強弱は波長の整数倍、整数＋０．５倍にて極大／極小、あるいは極小／極大を生じるので干渉の周期は長波長になるほど長くなる。つまり、長波長になるほど膜厚が違っても反射強度の変化があまり生ぜず、コントラスト良く干渉を観察できないことになる。カラーフィルタの膜厚１〜２μｍ、膜屈折率１．６、ガラス基板屈折率１．５程度という条件では波長８００から９００ｎｍ程度が最も適しているといえる。
【００１３】
次に撮像素子であるが、自動検査ではＣＣＤ素子のカメラが一般的に使用されている。元々ＣＣＤ素子は可視域以外に近赤外域にも感度を有している。図４は一般的なＣＣＤカメラの例として竹中システム機器製ＮＣ３００ＡＩＲの分光感度特性を示す特性図である。縦軸は最も高い感度を１として正規化した値である。但し、可視光に比べて波長の長い近赤外光領域の光は、半導体シリコンの深部で光電変換するため感度が十分とはいえないので、従来のＣＣＤ構造では、光電変換した信号電荷を効率よくセンサーへ集めることが難しく、充分な感度が得られない。そこで、高い開口率が可能なＦＴ方式の採用等により近赤外域の感度を高めた撮像素子が実用化されてきているのでそれらを使用すれば低照度あるいは、短い露光時間の撮像が可能である。図５は、近赤外域の感度を高めた撮像素子の例として三洋電機の撮像素子ＬＣ９９１１５の分光感度特性を示す特性図である。これらの撮像素子を採用することで、従来の可視光を使用した自動検査システムと大差ないコストで自動検査システムを構築可能となる。
【００１４】
カラーフィルタの分光透過率、光源、撮像素子といった条件を全て考慮すると中心値８００から９００ｎｍで半値幅３０ｎｍ以下となるような光源を用いて照射することが望ましいことになる。
【００１５】
以下、本発明の実施例１について図を参照し説明する。
図１は、本実施例１の着色膜厚ムラ検査装置の構成を示す模式図である。近赤外域の光を放出する光源１の候補としてはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）がある。車両ナンバー読取りカメラ用光源、赤外監視カメラ用光源として使用されており、波長域も狭い。図６は、近赤外を放出するＬＥＤの分光放射特性の一例を示す特性図である。また、別の光源１候補としてハロゲン電球も波長域は広いが、近赤外光を放出している。図７は、このハロゲン電球の分光放射特性を示す特性図である。
【００１６】
図１に示すように光源１から放出した光がブロードバンドの場合、バンドパスフィルタ２を介して検査対象基板３に照射する。バンドパスフィルタ２は中心波長８００ｎｍから９００ｎｍで半値幅３０ｎｍ程度が望ましい。
【００１７】
図１に示すように、撮像部５は、光源１およびバンドパスフィルタ２からなる照明部と正反射の角度に設置する。入射角度αは１０°から４０°が望ましい。それより大きな角度にすると表面反射成分が大きくなり過ぎ、透過して反射してくる成分が少なくなるので干渉現象が観察しにくくなる。前記照明部から入射した光が着色膜表面で反射する光と、前記着色膜を透過してガラス基板界面で反射する光とに位相差が生じ、この位相差により生ずる干渉現象をもとに、その着色膜厚の変化が反射光の濃淡として撮像された映像信号が得られる。つまり異なる膜厚を撮像したとき反射強度の差となって、その膜厚の変化が反射光の濃淡として撮像された映像信号が得られる。
【００１８】
近年、検査対象基板３は大型化しているので撮像部５はライン走査方式のカメラが採用されることが多い。このため検査対象基板３を搬送機構４にて搬送しながら撮像する。これをＡ／Ｄ変換し、そのデジタルデータをコンピュータ６上のソフトウェアや専用ハードウェアを使用することでムラを検出する。
【００１９】
ムラ部と正常部のコントラストが高い画像が得られた場合、その画像からムラを検出する手法については、例えば特開２０００−１１３１８８号公報に開示されている方法が適用できるので説明は省略する。
【００２０】
以上のように、本実施例１によれば、近赤外域の感度を高めた撮像素子を使用し、全ての着色膜の光透過率が５０％以上となり、且つ、前記撮像素子が感度を持つ波長域として、中心値８００ｎｍから９００ｎｍで半値幅３０ｎｍ以下となる光を検査対象基板３へ照射し、前記着色膜表面での反射光と、前記着色膜を透過して検査対象基板３の基板界面との境界で反射してくる反射光との位相差により生ずる干渉現象をもとに前記着色膜厚の変化を反射光の濃淡として撮像するようにしたので、従来の可視光を使用した自動検査システムと大差ないコストで、レジストの色による透過率の違いから生ずる検査感度のバラツキを回避し、着色膜厚ムラを高い精度で検出できるムラ検査方法および装置を提供できる効果がある。
さらに、８５０ｎｍを中心に照射する光の波長範囲を狭くすることで、膜厚差により生ずる干渉による反射強度の差を大きくすることが出来、コントラストを高めた画像が得られる着色膜厚ムラ検査方法および装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１の着色膜厚ムラ検査装置の構成を示す模式図である。
【図２】カラーフィルタのＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの分光透過率の一例を示す特性図である。
【図３】８５０ｎｍを中心に照射する光の波長範囲を１００ｎｍから１０ｎｍまで段階的に変えたときの膜厚毎の反射強度を計算した特性図である。
【図４】一般的なＣＣＤカメラの例として竹中システム機器製ＮＣ３００ＡＩＲの分光感度特性を示す特性図である。
【図５】三洋電機の撮像素子ＬＣ９９１１５の分光感度特性を示す特性図である。
【図６】近赤外を放出するＬＥＤの分光放射特性の一例を示す特性図である。
【図７】ハロゲン電球の分光放射特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００２２】
１……光源、２……バンドパスフィルタ、３……検査対象基板、５……撮像部、６……コンピュータ。
【図１】
2007205743.tif 000003
【図２】
2007205743.tif 000004
【図３】
2007205743.tif 000005
【図４】
2007205743.tif 000006
【図５】
2007205743.tif 000007
【図６】
2007205743.tif 000008
【図７】
2007205743.tif 000009