CN102221562A - 图案检查方法、图案检查装置、及图案检查装置用摄像头 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种图案检查方法、图案检查装置、及图案检查装置用摄像头。该简洁地对准多个摄像单元的焦点的图案检查装置将多个摄像单元(5a)、(5b)、(5c)固定在相对于被检查物(2)的表面可在接近离开方向(Z)移动的1个台座(4)，将摄像单元(5b)、(5c)的光学透镜系统单元(8b)、(8c)在接近离开方向(Z)驱动并进行焦距对准，对形成于被检查物(2)上的图案(3)进行检查。

Description

图案检查方法、图案检查装置、及图案检查装置用摄像头

技术领域

本发明涉及对形成于基板等的图案进行检查的图案检查方法、图案检查装置、以及图案检查装置用摄像头。

背景技术

在像等离子体显示面板或液晶面板那样具有细微图案的基板的图案的检查中，以往使用图14的图案检查装置。

该图案检查装置的结构为，利用由照相机64和光学透镜系统65构成的摄像头66拍摄被检查物63的图案D。控制部67基于从照相机64的摄像元件68得到的信号，对光学透镜系统65与摄像元件68的距离进行控制。

在该以往的图案检查装置中，对经由照相机64拍摄的图案D的数字数据进行处理，对被检查物63的图案D的缺陷进行检测。作为其代表性的处理方法，有如下方法：将图案D没有缺陷的情况的数据、与由摄像头66拍摄的被检查物63的数据进行比较，找到图案D的缺陷。该方法的处理简单，但存在的问题是：由于摄像系统的倍率不确定，因此难以对数据进行比较。

为了克服该问题，有邻近比较方法，该方法将由摄像头66拍摄的被检查物63的数据、与邻近或者数周期前或后的图案进行比较，找到非周期性的部分，将其判定为缺陷。这是利用被检查物63的图案D具有周期性的方法。

另外，在使用CMOS设备、CCD设备或MOS设备作为摄像元件68时，由于摄像元件68的设备单元尺寸、被检查物63的图案间距的不一致，有时会产生测定误差。

作为去除该测定误差的方法，有专利文献1披露的方法。该专利文献1披露的方法是用控制部67来设定光学透镜系统的倍率，使得在利用光学透镜系统的、图案向固体摄像元件的投影图像中，令最小检测缺陷尺寸为单元尺寸，使整数个单元进入1个间距内的方法。

但是，专利文献1披露的方法中，对更细微的图案进行大面积检查很费时，检查需要很多费用。因此，一般使用的是通过使用多个摄像单元作为摄像头，将被检查物的区域进行分割并摄像，在短时间内拍摄完图案。这里，各摄像单元具有照相机和设在被检查物与照相机之间的光学透镜系统。

专利文献1：日本专利公开2003-329609号公报

发明内容

本发明要解决的问题

例如在像专利文献1披露的方法那样使用多个摄像单元时，在1个台座上装载多个摄像单元与全部独立设置的情况相比，可以简化检查装置。

然而，若在1个台座上装载多个摄像单元，则需要使多个摄像单元的焦点分别对准1片被检查物的表面。即，在每个摄像单元都需要驱动部，该驱动部用于使各摄像单元相对于被检查物独立地垂直(Z轴方向)移动。

本发明的目的在于解决这些以往问题，提供一种可以简洁实现多个摄像单元的焦点对准的结构的图案检查方法、图案检查装置、以及图案检查装置用摄像头。

用于解决问题的方法

用于解决上述问题的本发明的图案检查装置包括：摄像头，对周期性并排设置在被检查物的表面的图案进行扫描，并且装载有摄像元件和光学透镜系统单元；以及控制装置，与离开一定周期的部分进行比较，检测所述图案的缺陷，其特征在于，所述摄像头具有驱动部，使固定有多个摄像单元的台座相对于所述被检查物的表面在接近离开方向可动，所述摄像单元包括：具有摄像元件的摄像元件单元、以及在所述接近离开方向可动的光学透镜系统单元，所述控制装置使所述光学透镜系统单元移动并使所述各摄像单元的焦点对准所述被检查物的表面，使得所述光学透镜系统单元的倍率M在以下范围，从而检测所述图案的缺陷。

C(N-ΔN)/P＜M＜C(N+ΔN)/P

其中，C是所述摄像元件的元件间距，P是所述图案的间距，N是所述图案的投影图像间距内的所述摄像元件的元件数，ΔN是所述投影图像的容许元件。

另外，本发明的图案检查装置用摄像头，利用多个摄像单元对并排设置在被检查面的图案进行摄像，其特征在于，包括：台座，相对于所述被检查面在垂直方向可动；以及多个摄像单元，安装在所述台座，所述摄像单元包括摄像元件和在所述垂直方向可动的光学透镜系统单元。

另外，本发明的图案检查方法，利用装载有摄像元件和光学透镜系统单元的摄像单元，对周期性并排设置在被检查物的表面的图案进行扫描，与离开一定周期的部分进行比较，检测所述图案的缺陷，其特征在于，使所述光学透镜系统单元移动并使所述各摄像单元的焦点对准所述被检查物的表面，使得所述光学透镜系统单元的倍率M在以下范围内，之后检测所述图案的缺陷。

C(N-ΔN)/P＜M＜C(N+ΔN)/P

其中，C是所述摄像元件的元件间距，P是所述图案的间距，N是所述图案的投影图像间距内的所述摄像元件的元件数，ΔN是所述投影图像的容许元件。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种可以简洁实现多个摄像单元的焦点对准的结构的图案检查方法、图案检查装置、以及图案检查装置用摄像头。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的检查装置的摄像头的概要结构图。

图2(a)是用于表示图1的具体例的概要主视图，(b)是用于表示图1的具体例的概要侧视图，(c)是用于表示图1的具体例的概要俯视图。

图3是本实施方式1中的摄像头的组装调整所涉及的流程图。

图4是用于说明多个摄像头的安装误差的概要结构图。

图5(a)是本实施方式1中的摄像单元的概要结构图，(b)是表示本实施方式1中的光学透镜移动量与焦点移动量的关系的图。

图6是表示本实施方式1中的光学透镜的移动量与倍率的关系的图。

图7是表示本实施方式1中的光学透镜移动量与对投影图案的变化量的关系的图。

图8是表示本实施方式1中的投影图案与摄像元件的单元的关系的图。

图9是本实施方式1中的摄像单元的安装误差导出所涉及的流程图。

图10(a)是本发明的实施方式2中的检查装置的摄像头的概要结构图，(b)是本实施方式2中的摄像头的主要部分放大图。

图11(a)是用于表示图10的具体例的概要主视图，(b)是用于表示图10(a)的具体例的概要侧视图，(c)是用于表示图10(a)的具体例的概要俯视图。

图12是本发明的实施方式3中的摄像头的概要结构图。

图13是本实施方式3中的摄像头的变形例的概要结构图。

图14是表示以往的图案检查装置的概要图。

标号说明

1移动台

2被检查物

3图案

4、24、61台座

5a、5b、5c、25a～25d、62a～62h摄像单元

6控制装置

7a～7c摄像元件

8a～8c、28a～28d光学透镜系统单元

9a、9b、14a、14b、14c、34、35引导件

10主电动机

11、36、37、40、41、44、45、48、49螺旋轴

12固定台

13a、13b、13c、26a～26d摄像元件单元

15a～15c第一～第三螺旋轴

16a～16c第一～第三电动机

27a～27d驱动部

29调整轴机构

30Z轴驱动部

38、39、42、43、46、47、50、51电动机

E1～E8被检查物2的检查面的区域

100摄像头

200摄像头

具体实施方式

下面，参照图1～图13，说明本发明的各实施方式。

(实施方式1)

图1是说明本发明的实施方式1的图案检查装置所使用的摄像头的结构和原理的概要结构图。

该摄像头100被使用于对载放在移动台1上的被检查物2的表面所形成的图案3进行读取。在该摄像头100中，在台座4上固定3个摄像单元5a、5b、5c。

此外，被检查物2是等离子体显示面板或液晶面板等显示面板的基板。更具体而言，显示面板是在前面板与后面板之间隔开间隙贴合而成的。在等离子体显示面板的情况下，其内部的空间被隔开为各显示色的放电区域。在液晶面板的情况下，在其内部的空间填充液晶。在前面板或者后面板形成有上述图案3，对贴合前的前面板或者后面板实施图案检查。

摄像单元5a、5b、5c被控制装置6调整，使得可以在焦距对准图案3的状态下对被检查物2进行摄像。该控制装置6在组装时执行图3所示的组装调整流程，细节后述。

摄像单元5a包括摄像元件7a和光学透镜系统单元8a，光学透镜系统单元8a配置在摄像元件7a与被检查物2之间，相对于被检查物2的表面可在接近离开方向(以下称作Z轴方向)垂直移动。

摄像单元5b包括摄像元件7b和光学透镜系统单元8b，光学透镜系统单元8b配置在摄像元件7b与被检查物2之间，可以在Z轴方向垂直移动。

摄像单元5c包括摄像元件7c和光学透镜系统单元8c，光学透镜系统单元8c配置在摄像元件7c与被检查物2之间，可以在Z轴方向垂直移动。

此外，为了便于说明，在图1中仅记载所需的最小限度的器件。

另外，光学透镜系统单元8a、8b、8c为了得到所需的读取特性，有时为多片透镜组的结构或使用非球面透镜等的结构。用于使光学透镜系统单元8a、8b、8c移动的驱动系统、用于对驱动进行控制的控制装置被省略图示。

作为摄像元件7a、7b、7c，使用CMOS设备、CCD设备或MOS设备等半导体的固体摄像元件。在这些当中有线型或区域型，但在本发明中，线型、区域型都可以使用。

通过被检查物2和台座4的相对移动，使安装在该台座4的各摄像单元5a、5b、5c分别对被检查物2的分配好的区域进行扫描，读取图案3。在本实施方式中，通过被检查物2和台座4在与图1的纸面垂直的方向相对移动，对被检查物2的X轴方向进行扫描。

图2(a)、图2(b)、图2(c)是分别表示图1的具体例的图。

台座4的两侧在被引导件9a、9b定位的状态下被支撑，相对于被检查物2的表面可在Z轴方向自由滑动。拧入形成于该台座4的螺纹孔的螺旋轴11，被安装在固定台12的主电动机10旋转驱动，驱动台座4相对于被检查物2的表面可在Z轴方向滑动。这里，Z轴驱动部30包括螺旋轴11和主电动机10等。

在沿着与X轴方向垂直的Y轴方向配置的台座4上，具有摄像元件7a的摄像元件单元13a、具有摄像元件7b的摄像元件单元13b、以及具有摄像元件7c的摄像元件单元13c在Y轴方向以预定间隔被固定。

再有，光学透镜系统单元8a、8b、8c被安装在台座4上，相对于被检查物2的表面可在Z轴方向垂直地自由滑动。此外，该光学透镜系统单元8a、8b、8c被安装为与摄像元件单元13a、摄像元件单元13b、摄像元件单元13c光轴一致的状态。

光学透镜系统单元8a的一侧被在Z轴方向延伸设置的引导件14a定位，被拧入形成于另一侧的螺纹孔且轴心与引导件14a平行的第一螺旋轴15a支撑。第一螺旋轴15a被安装在台座4的第一电动机16a旋转驱动，在Z轴方向滑动驱动光学透镜系统单元8a。同样地，利用安装在台座4的第二电动机16b对第二螺旋轴15b进行旋转驱动，在Z轴方向滑动驱动光学透镜系统单元8b。利用安装在台座4的第三电动机16c对第三螺旋轴15c进行旋转驱动，在Z轴方向滑动驱动光学透镜系统单元8c。光学透镜系统单元8b被引导件14b定位，光学透镜系统单元8c被引导件部14c定位。

图3表示摄像头100的组装时的流程图。

首先，在步骤S1中，在使相对于被检查物2的平面垂直的方向(Z轴方向)的位置对准的状态下，将摄像单元5a、5b、5c固定在台座4上。此时各摄像单元5a、5b、5c的摄像元件7a、7b、7c如图4所示，含有Z轴方向的达到100μm的安装误差Δz1、Δz2。

在步骤S2中，使主电动机10运转并使台座4在Z轴方向移动来进行调整，使得摄像单元5a的焦点对准图案3。这里，摄像单元5a的焦点对准图案3的状态是指可以由摄像元件7a得到图案3的对焦点图像的状态。

若摄像单元5a的焦点对准，则在步骤S3中测定摄像单元5a的倍率。然后，在步骤S4中，判定在步骤S3测定的倍率是否是与图案适合的倍率。

在步骤S4判定为不是适合的倍率的情况下，在步骤S5调整摄像单元5a的倍率。

重复步骤S2、S3、S4、S5的过程，判定倍率是否适合图案。然后，在步骤S4若判定为是适合的倍率，则判断为摄像单元5a的调整完成。若摄像单元5a的调整完成，则接下来执行步骤S6。

在步骤S6中，调整摄像单元5b及摄像单元5c的焦点使其对准图案3。具体而言，首先，使第二电动机16b运转并使光学透镜系统单元8b在Z轴方向移动，使得可以由摄像单元5b的摄像元件7b得到图案3的对焦点图像。接下来，使第三电动机16c运转并使光学透镜系统单元8c在Z轴方向移动，使得可以由摄像单元5c的摄像元件7c得到图案3的对焦点图像。

通过这样对摄像单元5a、5b、5c进行调整，可以弥补各摄像单元5a、5b、5c的在步骤S1产生的安装误差Δz1、Δz2。但是，在这样进行调整的情况下，各摄像单元5a、5b、5c的像的倍率有着微妙的不同。即，在本实施方式中，使用图3所示的调整流程，进行摄像单元的倍率调整和向图案的焦点对准。

另外，在本实施方式的摄像头中，也可以仅使摄像单元5a、5b、5c的光学透镜系统单元8a、8b、8c移动。即，在多个摄像单元5a、5b、5c的共同的台座4上，在Z轴方向驱动的驱动机构有1个即可。因此，与在每个摄像单元设有在Z轴方向驱动的驱动机构的情况相比，可以简化结构。由于结构简化，因此驱动机构的驱动精度良好，驱动机构的成本也变得低廉。

图5(a)、(b)表示本实施方式的摄像单元的结构和性能的说明图。由于摄像单元5a、5b、5c的结构相同，因此此处说明摄像单元5b。

图5(a)是摄像单元5b的概要结构图。图5(b)是表示使摄像元件7b与光学透镜系统单元8b的距离发生变化的情况下的光学透镜移动量与焦点移动量的关系的图。此外，图5(b)的图形是在使摄像元件7b固定的状态下，使光学透镜系统单元8b移动来进行测定的图形。

在本实施方式中，透镜的公式的1/F＝1/L1+1/L2、M＝L2/L1，满足以下条件。

F：光学透镜系统单元8b的焦点距离＝15mm

L1：光学透镜系统单元8b与被检查物2的距离＝20mm(移动量为0时)

L2：光学透镜系统单元8b与摄像元件7b的距离＝60mm(移动量为0时)

M：倍率＝3(移动量为0时)

在以上的关系中，在仅使光学透镜系统单元8b移动的情况下，光学透镜移动量与焦点移动量近似相同。

图6表示光学透镜移动量和倍率的变化。另外，图7表示100μm图案在摄像元件7b上以投影图案300μm进行投影时的伸长/收缩的变化量。

由这些图可知，若使光学透镜系统单元8b向上方(Z轴方向)移动0.1mm，则由图5(b)可知，焦点从被检查物2的表面在Z轴方向移动约0.1mm。而且，若焦点在Z轴方向移动约0.1mm，则由图7可知，100μm的投影图案从300μm收缩约0.6μm。

一般而言，在对摄像头100进行组装时，会产生±50μm左右的向台座4的安装误差。在本实施方式中，可以使光学透镜系统单元8b移动来取消该产生的误差。此外，即使在为了取消而使光学透镜系统单元8b最大移动100μm的情况下，由于倍率的变化而产生的图案3的伸长收缩相对于300μm的图案仅为0.6μm。

接下来，考察本实施方式的图案检查是否没有问题。下面，说明300μm的图案中的0.6μm的影响。

首先，对使用至此说明的摄像头100的图案检查装置进行说明。

图案检查装置首先利用摄像头100，对周期性排列在平面状的被检查物的表面的图案进行扫描并数字数据化。然后，用控制装置6对离开一定周期的部分的图案数据与被进行操作的图案进行比较，检测图案的缺陷。

与图案数据内不同部位的图案进行比较检查的方法(以下称作比较检查法)，在专利文献1披露的技术也有所使用。在图案检查装置中，由于使用固体摄像元件作为摄像元件，因此在图案的一个间距量投影于摄像元件时，图案的一个间距量需要确保收纳在整数个摄像单元。这是由于，若图案的一个间距量没有收纳在整数个摄像单元，则在对数据进行比较时，即使是一个周期量的图案会在边缘部判定为不同，产生误检测。因此，在比较检查法中，对使光学透镜系统单元的倍率最适合而获取的数据进行比较检查。

本实施方式的摄像头100为了焦点对准，各摄像单元5a、5b、5c的倍率略有不同，但满足比较检查法中的比较检查所需的倍率的容许值。

接下来，在本实施方式中，用图8说明摄像元件7b上的300μm的图案图像为了焦点对准而产生的倍率变化而变化0.6μm的关系。

如图8所示，本实施方式的摄像元件7b的单元尺寸为10μm。用图1说明的100μm的被检查物2的图案3，利用最适合倍率的光学透镜系统单元8b，作为300μm的投影图像17，被图案投影在单元尺寸为10μm的30个单元上。

如图8所示，由于本实施方式的单元尺寸是10μm，因此0.6μm的不足量相对于单元为6％。

在比较检查法中，为了不影响检测结果，为了焦点对准而产生的投影图像的相对于单元的露出量可以容许至百分之几。此外，单元的露出量被转换为倍率的容许范围。需要决定光学透镜系统单元8b的移动量，使其在该倍率的容许范围内。

在本实施方式中，在如以下所示设定标记的情况下，摄像单元5b的光学透镜系统单元8b的倍率的容许量(容许倍率M)需要限制在下述式(1)的范围内。

C(N-ΔN)/P＜M＜C(N+ΔN)/P·····(1)

其中，C是摄像元件7b的元件间距，P是图案3的间距，N是投影图像17的间距内的摄像元件7b的元件数(整数)，ΔN是投影图像17的容许量(元件)。

图9表示利用控制装置6的、直到导出摄像单元5a、5b、5c的安装误差的容许量为止的一系列的流程。

此处，元件间距C＝10，间距P＝100，元件数N＝30。容许量ΔN的单位是以投影图案的容许露出量为多少单元量。

首先，在步骤S11中，根据被检查对象2所求出的检查精度等，决定ΔN的容许露出量。例如，容许的露出量为6％，即ΔN＝0.06单元量。

接下来，在步骤S12中，将露出容许量ΔN代入上述式(1)，导出容许倍率M。若适用于用图7说明的例子，则容许倍率M为下式(2)的条件。

2.994＜M＜3.006·····(2)

若导出容许倍率M，则在步骤S13中，决定光学透镜系统单元8b、8c的移动容许量。

光学透镜系统单元8b、8c的移动量与倍率的关系，根据摄像单元5a、5b、5c的光学设计来决定。基于该倍率的移动容许量是在步骤S14中的各摄像单元5a、5b、5c的安装误差容许量。

根据这些关系可知，在本实施方式中，光学透镜系统单元8b、8c可以移动至0.1mm。因此，可以使焦点位置移动至0.1mm，弥补±50μm的安装误差，可以确认使各摄像单元5a、5b、5c的焦点对准被检查物2的表面也不会有影响。即，可以确认在本实施方式的结构中，得到的图案数据适于比较检查法。

以上说明的摄像单元5b的结构是基本结构。但是，可以根据光学透镜设计来设计为更适合的结构。下面，使用摄像单元5b来说明该适合的结构的条件。

首先，本实施方式中的适合的结构的最低条件，是将摄像元件7b固定并使光学透镜系统单元8b移动，摄像单元5b的焦点进行对准。此时，由于光学透镜系统单元8b与摄像元件7b的距离变化，因此摄像单元5b的倍率变化。然而，如上所述，由于该倍率的变化在比较检查法中是没有影响的程度般微小，因此可以在适合比较检查法的倍率容许量内进行焦点对准。

作为满足这样的条件的光学透镜设计的一个例子，有使光学透镜系统单元8b与摄像元件7b的距离更长的设计。即使各摄像单元5a、5b、5c的倍率相同，使光学透镜系统单元8b与摄像元件7b的距离、光学透镜系统单元8c与摄像元件7c的距离更长的设计是优选的。这是因为，光学透镜系统单元8b与摄像元件7b的距离、光学透镜系统单元8c与摄像元件7c的距离越长，使光学透镜系统单元8b与摄像元件7b的距离变化时的倍率的变化量越小。另外，由于使光学透镜系统单元8c与摄像元件7c的距离变化时的倍率的变化量减小，因此倍率的变化容许量内的光学透镜系统单元8b、8c的移动容许距离延长。

通过用这样的条件进行设计，即使在摄像单元5a、5b、5c彼此之间的安装精度不高的情况下，也可以弥补安装误差。另外，在需要使倍率变化容许量的范围更窄的情况，即，必须使摄像单元5a、5b、5c间的倍率误差更小的情况下，也可以通过进行这样的光学透镜设计来进行对应。

另外，将图案3投影于摄像元件7a、7b、7c上时的各摄像单元5a、5b、5c的焦点深度的探讨也很重要。即，若焦点深度较深，则焦点对准不会有问题，但焦点深度取决于光学透镜系统单元8a、8b、8c的数值孔径即NA。为了使将图案3投影于摄像元件7a、7b、7c上时的投影图像进一步高清晰化，需要进行设计以使光学透镜系统单元8a、8b、8c的NA提高。

为了提高光学透镜系统单元的NA，摄像单元的焦点深度较浅的设计是优选的。这是由于，若焦点深度较深，则焦点对准不会有问题，但为了投影图像的高清晰化，焦点深度必然变浅。另外，在焦点深度较深的情况下，由于会拍摄至位于图案的背后的构造物作为图案投影图像，有的情况下无法进行准确的摄像。从这样的观点出发，摄像单元的焦点深度需要变浅。在本实施方式中，摄像单元的焦点深度优选为20μm以下。

此外，本发明的特征还在于省略了通常驱动各摄像单元的驱动机构、摄像单元内的驱动机构等。因此，可以认为适用于即使不是检查装置的、对精密的图像进行高速读取的扫描仪装置等。

另外，根据该图案检查装置，其特征在于，省略了驱动各摄像单元的驱动机构、摄像单元内的驱动机构等。因此，可以廉价地制造图案检查装置。

(实施方式2)

图10(a)是说明本发明的实施方式2的图案检查装置所使用的摄像头的结构和原理的概要结构图。图10(b)是图10(a)的A部的放大图。

本实施方式2的摄像头200，对载放在移动台1上的被检查物2的表面所形成的图案3进行读取。

台座24相对于被检查物2的表面可在Z轴方向自由滑动地被支撑。拧入形成于该台座24的螺纹孔的螺旋轴11，被安装在固定台12的主电动机10旋转驱动，相对于被检查物2的表面在Z轴方向滑动驱动台座24。

在本实施方式中，在台座24上固定4个摄像单元25a、25b、25c、25d。

这些摄像单元25a～25d在组装至台座24时被调整，以便可以在焦距对准图案3的状态下对被检查物2进行摄像。

摄像单元25a包括摄像元件单元26a和光学透镜系统单元28a。摄像元件单元26a包括摄像元件7a，可相对于被检查物2的表面在Z轴方向垂直移动。光学透镜系统单元28a配置在摄像元件单元26a与被检查物2之间，可相对于被检查物2的表面在Z轴方向垂直移动。另外，在本实施方式中，摄像元件单元26a和光学透镜系统单元28a被可以调整相互距离的驱动部27a连结，以成为1个单元。摄像元件单元26a、光学透镜系统单元28a经由驱动部27a安装在台座24。

摄像单元25b包括摄像元件单元26b和光学透镜系统单元28b。摄像元件单元26b包括摄像元件7b，可相对于被检查物2的表面在Z轴方向垂直移动。光学透镜系统单元28b配置在摄像元件单元26b与被检查物2之间，可相对于被检查物2的表面在Z轴方向垂直移动。摄像元件单元26b和光学透镜系统单元28b被可以调整相互距离的驱动部27b连结，以成为1个单元。摄像元件单元26b、光学透镜系统单元28b经由驱动部27b安装在台座24。

摄像单元25c包括摄像元件单元26c和光学透镜系统单元28c。摄像元件单元26c包括摄像元件7c，可相对于被检查物2的表面在Z轴方向垂直移动。光学透镜系统单元28c配置在摄像元件单元26c与被检查物2之间，可相对于被检查物2的表面在Z轴方向垂直移动。摄像元件单元26c和光学透镜系统单元28c被可以调整相互距离的驱动部27c连结。摄像元件单元26c、光学透镜系统单元28c经由驱动部27c安装在台座24。

摄像单元25d包括摄像元件单元26d和光学透镜系统单元28d。摄像元件单元26d包括摄像元件7d，可相对于被检查物2的表面在Z轴方向垂直移动。光学透镜系统单元28d配置在摄像元件单元26d与被检查物2之间，可相对于被检查物2的表面在Z轴方向垂直移动。摄像元件单元26d和光学透镜系统单元28d被可以调整相互距离的驱动部27d连结。摄像元件单元26d、光学透镜系统单元28d经由驱动部27d安装在台座24。

根据检查对象或者摄像单元25a～25d的光学结构，有的情况下在对于检查对象的移轴角的精度方面有较高要求。在这样的情况下，优选的是摄像单元25a～25d如图10(b)所示，在摄像元件单元26a～26d与驱动部27a～27d之间，安装有可以围绕垂直的三轴的周围的横摇-纵摇-偏转的3个方向Ro、Pi、Ya进行移轴调整的调整轴机构29。

通过采用这样的结构，可以通过用控制装置6控制驱动部27a，来调整光学透镜系统单元28a与摄像元件7a的距离。同样，可以通过用控制装置6控制驱动部27b，来调整光学透镜系统单元28b与摄像元件7b的距离。同样，可以通过用控制装置6控制驱动部27c，来调整光学透镜系统单元28c与摄像元件7c的距离。同样，可以通过用控制装置6控制驱动部27d，来调整光学透镜系统单元28d与摄像元件7d的距离。通过这样调整光学透镜系统单元与摄像元件的距离，可以将摄像单元25a～25d的焦点面调整为同一面，可以使用单独的Z轴驱动部25使摄像单元25a～25d同时移动。此处，Z轴驱动部30包括螺旋轴11和主电动机10等。

图11(a)、(b)、(c)表示图10(a)的具体例。

沿着Y轴方向配置的台座24在两侧由引导件9a、9b定位的状态下被支撑，相对于被检查物2的表面可在Z轴方向自由滑动。在台座24上，摄像单元25a～25d在Y轴方向以预定间隔被固定。

摄像单元25a的摄像元件单元26a的一侧被在Z轴方向延伸设置的引导件34定位，被拧入形成于另一侧的螺纹孔且轴心与引导件34平行的螺旋轴36支撑。螺旋轴36被安装在台座24的电动机38旋转驱动，在Z轴方向滑动驱动摄像元件单元26a。使光轴与摄像元件单元26a一致的光学透镜系统单元28a的一侧被在Z轴方向延伸设置的引导件35定位，被拧入形成于另一侧的螺纹孔且轴心与引导件35平行的螺旋轴37支撑。螺旋轴37被安装在台座24的电动机39旋转驱动，在Z轴方向滑动驱动光学透镜系统单元28a。

摄像单元25b～25d的情况与摄像单元25a相同。摄像单元25b的摄像元件单元26b利用被电动机42旋转驱动的螺旋轴40，在Z轴方向滑动驱动。摄像单元25b的光学透镜系统单元28b利用被电动机43旋转驱动的螺旋轴41，在Z轴方向滑动驱动。

摄像单元25c的摄像元件单元26c利用被电动机46旋转驱动的螺旋轴44，在Z轴方向滑动驱动。摄像单元25c的光学透镜系统单元28c利用被电动机47旋转驱动的螺旋轴45，在Z轴方向滑动驱动。

摄像单元25d的摄像元件单元26d利用被电动机50旋转驱动的螺旋轴48，在Z轴方向滑动驱动。摄像单元25d的光学透镜系统单元28d利用被电动机51旋转驱动的螺旋轴49，在Z轴方向滑动驱动。

(实施方式3)

图12表示本发明的实施方式3的图案检查装置的概要的俯视图。

在本实施方式3中，与实施方式1的台座4或者实施方式2的台座24对应的台座61，通过将Z轴驱动部30的主电动机10进行运转，在Z轴方向移动。在台座61上，多个摄像单元排列为2列以夹着台座61的方式被安装。在本实施方式的台座61上安装有8个摄像单元62a～62h。由于其具体的安装方式与实施方式1或者实施方式2的结构相同，因此省略说明。

通过这样在台座61安装多个摄像单元，可以将被检查物2的检查区域分为2个区域，因此，可以将被检查物2的移动距离削减至1列情况的一半的距离。作为其结果，与实施方式1或实施方式2的结构相比，检查速度变快，可以缩短检查时间。

图13表示实施方式3的变形例。

在本实施方式3的变形例中，对于台座61与图12所示的结构相同，8个摄像单元配置为2列，其中，摄像单元62a、62c、62e、62g为一列，摄像单元62b、62d、62f、62h为另一列。在图13中使被检查物2相对于台座61在X轴方向移动并实施读取的情况下，摄像单元62a读取被检查物2的检查面的区域E1，摄像单元62b读取被检查物2的检查面的区域E2，摄像单元62c读取被检查物2的检查面的区域E3，摄像单元62d读取被检查物2的检查面的区域E4。以下同样，使摄像单元62a～62h的位置错开地交叉配置，以使摄像单元62e、62f、62g、62h读取被检查物2的检查面的区域E5、E6、E7、E8。通过采用这样的配置，可以利用1次扫描对被检查物2高效地进行检查。

作为上述各实施方式的主电动机10、第一电动机16a、第二电动机16b、第三电动机16c、电动机38、39、42、43、46、47、50、51，可以使用步进电动机或伺服电动机。

工业上的实用性

本发明可以利用于等离子体显示面板或液晶面板等显示面板的图案检查。

Claims (8)

1.一种图案检查装置，包括：

摄像头，该摄像头对周期性并排设置在被检查物的表面的图案进行扫描，并且装载有摄像元件和光学透镜系统单元；以及

控制装置，该控制装置与离开一定周期的部分进行比较，检测所述图案的缺陷，

其特征在于，

所述摄像头具有驱动部，该驱动部使固定有多个摄像单元的台座相对于所述被检查物的表面在接近离开方向可动，

所述摄像单元包括：

具有摄像元件的摄像元件单元；以及

在所述接近离开方向可动的光学透镜系统单元，

所述控制装置使所述光学透镜系统单元移动并使所述各摄像单元的焦点对准所述被检查物的表面，使得所述光学透镜系统单元的倍率M在以下范围，从而检测所述图案的缺陷：

C(N-ΔN)/P＜M＜C(N+ΔN)/P

其中，C是所述摄像元件的元件间距，

P是所述图案的间距，

N是所述图案的投影图像间距内的所述摄像元件的元件数，

ΔN是所述投影图像的容许元件。

2.如权利要求1所述的图案检查装置，其特征在于，

所述光学透镜系统单元的焦点深度为20μm以下。

3.如权利要求1或2所述的图案检查装置，其特征在于，

所述光学透镜系统单元被设计为，相对于由于所述焦点对准而产生的所述光学透镜系统单元与所述摄像元件的距离的变化量，减小倍率的变化量且延长所述光学透镜系统单元与所述摄像元件的距离。

4.如权利要求1或2所述的图案检查装置，其特征在于，

所述摄像单元构成为将光学透镜系统单元和摄像元件单元分离为2个单元，所述摄像单元及所述光学透镜系统单元经由在直线前进方向驱动的驱动部连结，

所述控制装置通过控制所述驱动部，来调整所述光学透镜系统单元与所述摄像元件单元的距离。

5.如权利要求3所述的图案检查装置，其特征在于，

所述摄像元件单元经由对焦点面与被检查物的移轴角进行调整的调整轴机构安装在所述台座。

6.一种图案检查装置用摄像头，利用多个摄像单元对并排设置在被检查面的图案进行摄像，其特征在于，包括：

台座，该台座相对于所述被检查面在垂直方向可动；以及

多个摄像单元，该多个摄像单元安装在所述台座，

所述摄像单元包括摄像元件和在所述垂直方向可动的光学透镜系统单元。

7.一种图案检查方法，利用装载有摄像元件和光学透镜系统单元的摄像单元，对周期性并排设置在被检查物的表面的图案进行扫描，与离开一定周期的部分进行比较，检测所述图案的缺陷，其特征在于，

使所述光学透镜系统单元移动并使所述各摄像单元的焦点对准所述被检查物的表面，使得所述光学透镜系统单元的倍率M在以下范围内，之后检测所述图案的缺陷：

C(N-ΔN)/P＜M＜C(N+ΔN)/P

其中，C是所述摄像元件的元件间距，

P是所述图案的间距，

N是所述图案的投影图像间距内的所述摄像元件的元件数，

ΔN是所述投影图像的容许元件。

8.如权利要求7所述的图案检查方法，其特征在于，

所述光学透镜系统单元被设计为，相对于由于所述焦点对准而产生的所述光学透镜系统单元与所述摄像元件的距离的变化量，减小倍率的变化量且延长所述光学透镜系统单元与所述摄像元件的距离。

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