JP2005241370A - Appearance inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外観検査方法または外観検査装置に関わり、特に液晶ディスプレイ等のガラス基板に形成された成膜または塗布されたレジスト膜など、製造工程上で生ずる膜のむらやきずなどの欠陥の外観検査に関するものである。 The present invention relates to an appearance inspection method or an appearance inspection apparatus, and in particular, an appearance inspection of defects such as film irregularities and scratches generated in a manufacturing process such as a film formed on a glass substrate such as a liquid crystal display or a coated resist film. It is about.
従来技術の一例を図２によって説明する。図２は、液晶ディスプレイ等のガラス基板に塗布されたレジストの塗布欠陥を検査するための液晶ガラス基板外観検査装置の概略構成図である。 An example of the prior art will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal glass substrate appearance inspection apparatus for inspecting a coating defect of a resist applied to a glass substrate such as a liquid crystal display.
図２において、21 はレジスト等が塗布されたガラス基板、22 は本装置の主要照明用光源、23 は主要照明用光源を装置に導くためのライトガイド（光ファイバ）、24 は目視で見たときに視覚化し易いように、透明、黄色、緑色等に切り換え可能な構成の光学フィルタ、25 は主要照明光源 22 から発生しライトガイド 23 に導かれた照射光が点光源にならないように一次拡散させるための拡散板、26 は電源のオン時には透明でオフ時には不透明に切換え可能な瞬間調光ガラス、27 は瞬間調光ガラス 26 からの光を指向性のある平行光に変換するためのフレネルレンズ、28 はガラス基板 21 の表面または裏面から光を照射するために構成された外部照明、29 はガラス基板 21 を水平または傾斜させることができるように構成された傾斜ステージ、30 はガラス基板 21 を水平方向に回転させるように構成された回転ステージである。なお、31 は作業者が目視検査する時の視線を示す矢印である。瞬間調光ガラス 26 には、例えば、日本板硝子株式会社の製品の UMU ガラスがある。瞬間調光ガラス 26 は、また例えば、透明な状態と鏡の状態及びその中間の状態を電気的に調整できる調光ミラー材料からなるガラスでも良い。 In FIG. 2, 21 is a glass substrate coated with resist, 22 is a light source for main illumination of the apparatus, 23 is a light guide (optical fiber) for guiding the light source for main illumination to the apparatus, and 24 is visually observed. An optical filter with a structure that can be switched to transparent, yellow, green, etc. for easy visualization, 25 is the primary diffuser so that the light emitted from the main illumination light source 22 and guided to the light guide 23 does not become a point light source 26 is an instantaneous light control glass that can be switched to transparent when the power is turned on and opaque when it is turned off, and 27 is a Fresnel lens that converts light from the instantaneous light control glass 26 into directional parallel light. , 28 is an external illumination configured to irradiate light from the front or back surface of the glass substrate 21, 29 is an inclined stage configured to be able to horizontally or tilt the glass substrate 21, and 30 is a glass plate. It is configured rotary stage to rotate the substrate 21 in the horizontal direction. Reference numeral 31 denotes an arrow indicating the line of sight when the operator visually inspects. The instantaneous light control glass 26 is, for example, UMU glass manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd. The instantaneous light control glass 26 may be a glass made of a light control mirror material capable of electrically adjusting a transparent state, a mirror state, and an intermediate state thereof, for example.
従来の外観検査装置では、図２に示すように、ガラス基板 21 は傾斜駆動できるように構成された傾斜ステージ 29 に固定され、回転ステージ 30 の駆動と合わせて傾斜回転動作が可能に構成されている。
ここで主要照明光源 22 を点灯させるとライトガイド 23 に導かれた照明はフィルタ 24 及び拡散板 25 を介して瞬間調光ガラス 26 に照射される。瞬間調光ガラス 26 に照射された光は、更に、平面レンズ 27 を通して指向性のある平行光に変換されてガラス基板に照射される。
In the conventional visual inspection apparatus, as shown in FIG. 2, the glass substrate 21 is fixed to an inclined stage 29 configured to be capable of being tilted and is configured to be capable of tilting and rotating in conjunction with the driving of the rotating stage 30. Yes.
Here, when the main illumination light source 22 is turned on, the illumination guided to the light guide 23 is applied to the instantaneous light control glass 26 via the filter 24 and the diffusion plate 25. The light applied to the instantaneous light control glass 26 is further converted into directional parallel light through the flat lens 27 and applied to the glass substrate.
この時、フィルタ 24 は、むらを視覚化し易いように黄色または緑色などに切り換えることができる機構（図示しない）を有する。また、瞬間調光ガラス 26 は、供給される電源（図示しない）をオン状態またオフ状態に切り換えることが可能で、電源のオン状態で透過、電源のオフ状態で拡散に切り換えることができる。このように、瞬間調光ガラス 26 を透過または拡散（不透視）に切り換えることにより、主要照明光源 22 の光を透過光または拡散光で照射することができ、この透過光や拡散光によって照射されるガラス基板 21 上の検査対象の膜のむら等を顕在化させることができる。 At this time, the filter 24 has a mechanism (not shown) that can be switched to yellow or green so that the unevenness can be easily visualized. Further, the instantaneous light control glass 26 can switch a supplied power source (not shown) between an on state and an off state, and can switch between transmission when the power is on and diffusion when the power is off. In this way, by switching the instantaneous light control glass 26 to transmission or diffusion (non-permeability), the light of the main illumination light source 22 can be irradiated with transmitted light or diffused light. The unevenness of the film to be inspected on the glass substrate 21 can be revealed.
例えば、主要照明光源 22 からの光が瞬間調光ガラス 26 を透過とした時には、その影響を受けずに平面レンズ 27 の特性だけが生かされ指向性のある平行光がガラス基板 21 に照射される。このような動作によりガラス基板 21 表面に拡散光や平行光など固有の特性を持った光源を照射させ、且つ傾斜ステージ 29 と回転ステージ 30 によりガラス基板 21 を回転傾斜させることにより、顕在化させたむら等を作業者が視線 31 の方向から目視で認識できる（特許文献１参照。）。 For example, when the light from the main illumination light source 22 is transmitted through the instantaneous light control glass 26, the glass substrate 21 is irradiated with directional parallel light by utilizing only the characteristics of the flat lens 27 without being affected by the light. . By such an operation, the surface of the glass substrate 21 is irradiated with a light source having specific characteristics such as diffused light and parallel light, and the glass substrate 21 is rotated and inclined by the inclined stage 29 and the rotating stage 30 to reveal the unevenness. Can be recognized visually from the direction of the line of sight 31 (see Patent Document 1).
前述の従来技術では、ガラス基板等の被検査物の検査に対して定量的な判定やデータの蓄積が困難で、作業者の熟練度により良否の判定にバラツキが起こりやすく、プリント出力など別の媒体への出力が出来ない欠点があった。
また、可動部が多く、近年の基板大型化に伴い装置構成が大規模大型化するなどの欠点があった。
本発明の目的は、前述の課題を解決するために、ガラス基板のむらを顕在化させて撮像しモニタ表示することにより、定量的な評価をし易くし、そのデータの蓄積と別の媒体への出力を可能にした外観検査方法及び外観検査装置を提供することにある。
In the above-described conventional technology, it is difficult to quantitatively determine and accumulate data for inspection of an inspection object such as a glass substrate, and it is easy for variations in the determination of pass / fail depending on the skill level of the operator. There was a drawback that it was not possible to output to the medium.
In addition, there are many movable parts, and there has been a drawback that the apparatus configuration is enlarged on a large scale with the recent increase in size of the substrate.
In order to solve the above-mentioned problems, the object of the present invention is to make the quantitative evaluation easy by revealing the unevenness of the glass substrate and imaging and displaying it on the monitor, and storing the data on another medium. An object of the present invention is to provide an appearance inspection method and an appearance inspection apparatus that enable output.
上記の目的を達成するために本発明の外観検査方法は、ガラス基板表面に、拡散光と指向性のある平行光を切り換えて照射し、それぞれの照明に応じてその反射光を撮像し、その画像は画像処理部を介してモニタ出力表示し、その画像から顕在化されたむらを目視検出する。
また、本発明の外観検査方法において、光源の照射角度と撮像用のラインセンサカメラ等の相対角度は適時変更可能に構成し、最もむらを顕在化できる相対位置関係が記録でき、その位置関係を再現することが出来る。
In order to achieve the above object, the visual inspection method of the present invention irradiates the glass substrate surface with switching between diffused light and directional parallel light, images the reflected light according to each illumination, The image is displayed on a monitor via an image processing unit, and the unevenness that has been revealed from the image is visually detected.
Further, in the appearance inspection method of the present invention, the illumination angle of the light source and the relative angle of the imaging line sensor camera or the like can be changed in a timely manner, and the relative positional relationship that can manifest the most unevenness can be recorded. Can be reproduced.
また、本発明の外観検査方法において、ガラス基板の照射部の手前に、撮像用カメラによる撮像幅よりわずかに長いスリットの開いたスリット板を設け、該スリットを通過した光源の反射光により撮像出来るようにし、余計な反射光源が撮像用カメラに入りにくいように構成している。
更に、本発明の外観検査方法において、上記撮像した画像は画像処理部を介してハードディスクなど外部記憶装置に記録され、該当するガラス基板のファイル名によりランダムに呼び出し、モニタ表示及プリント出力できる。
In the appearance inspection method of the present invention, a slit plate having a slit slightly longer than the imaging width of the imaging camera is provided in front of the irradiation portion of the glass substrate, and imaging can be performed by reflected light of the light source that has passed through the slit. In this way, it is configured such that an extra reflected light source is difficult to enter the imaging camera.
Furthermore, in the appearance inspection method of the present invention, the captured image is recorded in an external storage device such as a hard disk via the image processing unit, and can be called at random by the file name of the corresponding glass substrate and displayed on a monitor and printed out.
即ち、本発明の外観検査方法は、基板上に形成された膜面に、散乱光または平行光を照射し、形成された膜の塗布欠陥を散乱光または平行光による反射輝度レベルの差として検出し、塗布欠陥を検出することを特徴とする。 That is, the visual inspection method of the present invention irradiates the film surface formed on the substrate with scattered light or parallel light, and detects coating defects of the formed film as a difference in reflection luminance level due to the scattered light or parallel light. And a coating defect is detected.
また、本発明の外観検査方法は、撮像装置はラインセンサカメラであって、照明の照射方向に対し水平方向に細長いスリットを設け、不要な照射光を除去し、スリット光の反射光のみを上記ラインセンサカメラで撮像することを特徴とする。
また、本発明の外観検査方法は、照明光の照射方向とラインセンサカメラの光軸方向との相対角度を変化させることにより塗布欠陥を検出することを特徴とする。
In the appearance inspection method of the present invention, the imaging device is a line sensor camera, and an elongated slit is provided in a horizontal direction with respect to the illumination direction of illumination to remove unnecessary illumination light, and only the reflected light of the slit light is described above. An image is picked up by a line sensor camera.
The appearance inspection method of the present invention is characterized in that a coating defect is detected by changing a relative angle between an illumination light irradiation direction and an optical axis direction of a line sensor camera.
本発明によれば、むらの大きさを表示画面上で定量的に判別でき、良否判定が難しい欠陥を熟練者と共に複数の検査者で判断が可能になる。カメラなどの撮像画像を観察するため、直接目視観察する方式のように、反射光が直接観察者の目に入る事が無いため、観察者の眼精疲労も少なく、判定のバラツキも少なくなる。また、むらなどの欠陥画像を蓄積できるため、事後解析が可能になり、欠陥発生の経時的な変化、欠陥の種類、発生位置、大きさなどの情報からプロセス改善に役立てることができる。 According to the present invention, the size of unevenness can be determined quantitatively on a display screen, and a defect that is difficult to determine quality can be determined by a plurality of inspectors together with a skilled person. In order to observe a captured image of a camera or the like, since the reflected light does not directly enter the observer's eyes unlike the method of direct visual observation, the eyestrain of the observer is small and the variation in determination is also small. In addition, since defect images such as unevenness can be accumulated, post-analysis can be performed, which can be used for process improvement from information such as changes in defect occurrence over time, defect type, occurrence position, and size.
本発明の外観検査方法は、被検査物に形成された成膜または塗布されたレジスト等の膜面に、散乱光と平行光とを切り換えて照射し、塗布むら等の固有の表面状態を散乱光または平行光による反射レベルの差として顕在化させ、それぞれの照明毎に照射角度と相対的に配置されたラインセンサカメラでその反射光を撮像し、塗布むらを検出すること及び撮像された画像を保存するものである。 The visual inspection method of the present invention irradiates a film surface formed on an object to be inspected or a film surface of applied resist, etc., by switching between scattered light and parallel light and scatters a unique surface state such as coating unevenness. It is manifested as a difference in the reflection level due to light or parallel light, and the reflected light is imaged with a line sensor camera arranged relative to the irradiation angle for each illumination to detect coating unevenness and the captured image Is to save.
このため、望ましくは、照明光の照射方向に対し水平方向に細長いスリットを設け、不要な照射光を除去し、スリット光の反射光のみをラインセンサカメラに取り込むように構成する。
また、望ましくは、照明光の照射方向とラインセンサカメラの光軸方向との相対角度を変化させることにより塗布むらをより顕在化し易く構成する。
また、望ましくは、照明光の照射方向とラインセンサカメラの光軸方向との相対角度を変化させ塗布むらが顕在化する適切な相対角度を記憶し、同種のワーク（被検査物）を検査する時に同じ条件で検査ができるように構成する。
For this reason, it is desirable to provide a slit that is elongated in the horizontal direction with respect to the irradiation direction of the illumination light, to remove unnecessary irradiation light, and to take only reflected light of the slit light into the line sensor camera.
Desirably, the coating unevenness is more easily revealed by changing the relative angle between the irradiation direction of the illumination light and the optical axis direction of the line sensor camera.
Preferably, the relative angle between the irradiation direction of the illumination light and the optical axis direction of the line sensor camera is changed to store an appropriate relative angle at which the coating unevenness becomes apparent, and the same kind of workpiece (inspected object) is inspected. It is configured so that inspection can sometimes be performed under the same conditions.
図１によって、本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明の外観検査装置の一実施例の構成の概略を示す図である。1 はガラス基板、2 はガラス基板 1 を搭載し移動するための移動機構部、3 は光源、4 は光源 3 からの出力光を導くためのライトガイド、5 はライトガイド 4 で導かれた光を指向性が有る平行光源に変換する変換レンズ、6 はレンズ切換機構、8 は撮像部、7 は撮像部 8 に必要な反射光を透過させ不要な照明光をさえぎるためのスリット板、9 は光源 3 の出力光の照射方向と撮像部 8 の視野方向（光軸方向）との相対角度を変更できるように構成した角度調整機構部である。
ここで変換レンズ 5 は、レンズ切換機構 6 により水平に移動できるように構成される。また、ライトガイド 4 に導かれた光 3 は変換レンズ 5 を介さずにスリット板 7 を通すこともできる。
画像取込部は、移動機構部 2 、光源 3 、ライトガイド 4 、変換レンズ 5 、レンズ切換機構 6 、スリット板 7 、撮像部 8 、及び角度調整機構部 9 で構成される。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of an embodiment of an appearance inspection apparatus according to the present invention. 1 is a glass substrate, 2 is a moving mechanism for mounting and moving the glass substrate 1, 3 is a light source, 4 is a light guide for guiding the output light from the light source 3, and 5 is light guided by the light guide 4. Is a conversion lens that converts the light into a directional parallel light source, 6 is a lens switching mechanism, 8 is an imaging unit, 7 is a slit plate for transmitting the reflected light necessary for the imaging unit 8 and blocking unnecessary illumination light, 9 is This is an angle adjustment mechanism configured to change the relative angle between the irradiation direction of the output light from the light source 3 and the viewing direction (optical axis direction) of the imaging unit 8.
Here, the conversion lens 5 is configured to be moved horizontally by the lens switching mechanism 6. The light 3 guided to the light guide 4 can also pass through the slit plate 7 without passing through the conversion lens 5.
The image capturing unit includes a moving mechanism unit 2, a light source 3, a light guide 4, a conversion lens 5, a lens switching mechanism 6, a slit plate 7, an imaging unit 8, and an angle adjustment mechanism unit 9.
10 は撮像部 8 が取得した画像を取り込むためのインタフェイス部、11 は撮像した画像をインタフェイス部 10 を介して取り込む画像処理部、12 は撮像した画像を表示するモニター及びオペレータが装置を操作するための入力機器（例えば、キーボードとマウス）を備えた表示操作部である。表示操作部 12 には、その他、プリンタ等の印字機器や、音声認識用としてのマイク及び表示操作部 12 から音声や警報等を出力するスピーカを備えても良い。13 は移動機構部 2 と角度調整機構部 9 とを駆動するためのドライバ部、14 はドライバ部 13 を介して駆動制御するためのシーケンス部である。
ライトガイド 4 は、例えば、光ファイバーで作られている。また変換レンズ 5 は、例えば、シリンドリカルレンズなどで作られている。また例えば、撮像部 8 は、撮像用ラインセンサカメラ等である。また、表示操作部 12 のモニターは、例えば、カラーモニターである。
上述のように、制御処理・表示部は、インタフェイス部 10 、画像処理部 11 、表示操作部 12 、ドライバ部 13 、及びシーケンス部 14 で構成される。
10 is an interface unit for capturing an image acquired by the image capturing unit 8, 11 is an image processing unit for capturing the captured image via the interface unit 10, 12 is a monitor for displaying the captured image, and an operator operates the apparatus. It is a display operation part provided with the input device (for example, keyboard and mouse) for doing. In addition, the display operation unit 12 may include a printing device such as a printer, a microphone for voice recognition, and a speaker that outputs a voice, an alarm, or the like from the display operation unit 12. Reference numeral 13 denotes a driver unit for driving the moving mechanism unit 2 and the angle adjusting mechanism unit 9, and reference numeral 14 denotes a sequence unit for driving control via the driver unit 13.
The light guide 4 is made of, for example, an optical fiber. The conversion lens 5 is made of, for example, a cylindrical lens. For example, the imaging unit 8 is an imaging line sensor camera or the like. The monitor of the display operation unit 12 is a color monitor, for example.
As described above, the control processing / display unit includes the interface unit 10, the image processing unit 11, the display operation unit 12, the driver unit 13, and the sequence unit 14.
なお、図１の実施例では、被検査物をガラス基板とし、ガラス基板 1 を移動機構部 2 で移動させる装置について説明したが、ガラス基板 1 を固定し、撮像部 8 と光源 3 、ライトガイド 4 及び変換レンズ 5 等を含む角度調整機構部 9 全体を移動するようにしても良い。 In the embodiment of FIG. 1, the apparatus has been described in which the object to be inspected is a glass substrate and the glass substrate 1 is moved by the moving mechanism unit 2. However, the glass substrate 1 is fixed, the imaging unit 8, the light source 3, and the light guide The entire angle adjustment mechanism 9 including 4 and the conversion lens 5 may be moved.
以下、図１の外観検査装置の動作について説明する。
光源 3 から出力された照明光 50 は、ライトガイド 4 に導かれ、変換レンズ 5 に入射する。変換レンズ 5 は、入射光を指向性のある平行光に変換してスリット板 7 を通してガラス基板 1 に照射する。
この照射された光がガラス基板 1 またはガラス基板 1 上の膜によって反射し、その反射光は撮像部 8 で撮像される。なお、光の照射方向（図１の矢印及び一点差線 51 参照）と撮像部 8 の光軸方向（図１の矢印及び一点差線 52 参照）との相対角度は、ガラス基板の種類や膜の種類、製法により異なる。このため、抽出したいむら等の欠陥が見え易い角度を予め実験的に把握しておき、その角度を表示操作部 12 から指定し、シーケンサ部 14 により角度調整機構部 9 を制御して所定の相対角度で撮像する。
Hereinafter, the operation of the appearance inspection apparatus in FIG. 1 will be described.
The illumination light 50 output from the light source 3 is guided to the light guide 4 and enters the conversion lens 5. The conversion lens 5 converts incident light into directional parallel light and irradiates the glass substrate 1 through the slit plate 7.
The irradiated light is reflected by the glass substrate 1 or the film on the glass substrate 1, and the reflected light is imaged by the imaging unit 8. It should be noted that the relative angle between the light irradiation direction (see the arrow and one-point difference line 51 in FIG. 1) and the optical axis direction of the image pickup unit 8 (see the arrow and one-point difference line 52 in FIG. 1) depends on the type of glass substrate and the film. Depending on the type and manufacturing method. For this reason, an angle at which a defect such as an irregularity to be extracted is easily seen is experimentally grasped in advance, the angle is designated from the display operation unit 12, and the angle adjustment mechanism unit 9 is controlled by the sequencer unit 14 to obtain a predetermined relative Image at an angle.
ガラス基板 1 への照明条件を設定する場合も同様に、オペレータが表示操作部 12 から実行する。例えば、散乱光をガラス基板 1 に照射する場合には、表示操作部 12 から、操作して、光源 3 からの出力光がライトガイド 4 を介して変換レンズ 5 を通らないように変換レンズ 5 をレンズ切換機構 6 により切り換える。
また、例えば、角度調整機構部 9 とレンズ切換機構 6 の設定動作は、予め決められたレシピプログラムにより制御できるように構成しても良い。
撮像部 8 が撮像したこの画像は、インタフェイス部 10 を介して画像処理部 11 に送出され、表示操作部 12 のモニター画面に表示される。
Similarly, when setting the illumination conditions for the glass substrate 1, the operator executes it from the display operation unit 12. For example, when irradiating the glass substrate 1 with scattered light, the conversion lens 5 is operated so that the output light from the light source 3 does not pass through the conversion lens 5 via the light guide 4 by operating from the display operation unit 12. Switch with lens switching mechanism 6.
Further, for example, the setting operation of the angle adjustment mechanism unit 9 and the lens switching mechanism 6 may be configured to be controlled by a predetermined recipe program.
The image captured by the image capturing unit 8 is sent to the image processing unit 11 via the interface unit 10 and displayed on the monitor screen of the display operation unit 12.
オペレータは、この表示された画像からむらやきずが無いかどうかを目視で判定する。
また、画像処理部 11 は取得した画像を、例えば画像処理部 11 内の図示しないメモリ部に記録する。また更に、メモリ部には、オペレータのコメントやオペレータの指定した画像及び画像の所定部分を記録することができる。
The operator visually determines from the displayed image whether there are any irregularities or scratches.
Further, the image processing unit 11 records the acquired image in, for example, a memory unit (not shown) in the image processing unit 11. Still further, an operator comment, an image designated by the operator, and a predetermined portion of the image can be recorded in the memory unit.
1，21：ガラス基板、 2：移動機構部、 3，22：光源、 4，23：ライトガイド、 5：変換レンズ、 6：レンズ切換機構、 7：スリット板、 8：撮像部、 9：角度調整機構部、 10：インタフェイス部、 11：画像処理部、 12：表示操作部、 13：ドライバ部、 14：シーケンサ部、 24：フィルタ、 25：拡散板、 26：瞬間調光ガラス、 27：フレネルレンズ、 28：蛍光灯、 29：傾斜ステージ、 30：回転ステージ、 31：視線を示す矢印。
1, 21: Glass substrate, 2: Moving mechanism, 3, 22: Light source, 4, 23: Light guide, 5: Conversion lens, 6: Lens switching mechanism, 7: Slit plate, 8: Imaging unit, 9: Angle Adjustment mechanism part, 10: Interface part, 11: Image processing part, 12: Display operation part, 13: Driver part, 14: Sequencer part, 24: Filter, 25: Diffuser, 26: Instantaneous light control glass, 27: Fresnel lens, 28: fluorescent lamp, 29: tilt stage, 30: rotating stage, 31: arrow indicating line of sight.
Claims (3)
3. The appearance inspection method according to claim 2, wherein a coating defect is detected by changing a relative angle between the irradiation direction of the illumination light and the optical axis direction of the line sensor camera.
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| JP2004050051A JP2005241370A (en) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | Appearance inspection method |
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