JP2005098836A - 表面検査装置および表面検査プログラムおよび表面検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 検査対象物の表面検査をより正確におこなうことを可能にする表面検査装置等を提供することを目的とする。
【解決手段】 検査対象物に光を照射して、該検査対象物の画像データを取得する検査画像データ取得手段と、前記検査画像データが取得される際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第１の傾き変位取得手段と、基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射して取得される基準画像データにおける前記光の反射変数との相関関係を第１の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第１の傾き変位依存データ取得手段と、前記第１の傾き変位依存データと前記測定された傾き変位とに基づいて、前記検査画像データを補正する第１の補正手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、検査対象物の表面検査をおこなう表面検査装置及び表面検査プログラム及び表面検査方法に関する。

例えば、プラズマディスプレイ等の背面板として、ガラス基板の表面に材料を塗布して使用している。この材料の塗布はガラス基板全体に均一にムラ無く塗布されているか否かを検査する必要がある。

図６に示す如く、ガラス基板に光を照射して、該ガラス基板を撮影して検査画像データを出力部にて検査する方法がある。この場合、ガラス基板上に他の箇所より材料が塗布されていない箇所（ムラ）が存在すると、その部分だけ輝度が低く暗い画像データが取得されることになる。このような手法により、材料がガラス基板全体に均一にムラ無く塗布されているか否かを検査することができる。また、特許文献１には、照明光の強度ムラに起因する画像信号強度の傾きの影響を軽減するムラ欠陥検査方法が開示されている。
特開平５−１８０７８１号公報

しかし、図６に示す如く、検査対象であるガラス基板は大きく画像入力範囲が広いため、通常搬送中のガラス基板をラインセンサカメラで撮影して検査画像データを取得する手法がとられる。この際、ガラス基板が搬送部に乗り継ぐ際衝撃により傾くことにより、上記材料が均一に塗布されているにもかかわらず、取得される検査画像データに基づく画像において輝度等が小さくなり誤ったムラ情報を取得してしまう場合がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、基準対象物の傾き変位と画像データとの相関関係を予め計測しておくことにより、検査対象物の正確な表面検査を行なうことが可能な表面検査装置等を提供することを目的する。

上記課題を解決するための本発明の一つの観点では、表面検査装置において、検査対象物に光を照射して該検査対象物の検査画像データを取得する検査画像データ取得手段と、前記検査画像データが取得される際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第１の傾き変位取得手段と、基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射して取得される基準画像データにおける前記光の反射変数と、の相関関係を第１の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第１の傾き変位依存データ取得手段と、前記第１の傾き変位依存データおよび前記第１の傾き変位取得手段にて取得された傾き変位に基づいて、前記検査画像データを補正する第１の補正手段とを有することを特徴とする。

これによれば、基準対象物の傾き変位と反射変数の相関関係を予め取得することにより、検査対象物に塗布した材料のムラの有無などの表面検査を正確に行なうことが可能になるという効果がある。

また、上記表面検査装置において、前記検査画像データは前記検査対象物が搬送されている際に取得されることを特徴とする。

これによれば、検査対象物を搬送しながらでも表面検査を行なうことが可能になるという効果がある。

また、上記表面検査装置において、前記検査対象物に塗布した材料のムラを検査するためのムラ検査装置であることを特徴とする。

これによれば、検査対象物に塗布した材料のムラを正確に検査することが可能になるという効果がある。

また、上記表面検査装置において、前記検査画像データに基づく画像を提示する提示手段を有することを特徴とする。

これによれば、検査対象物の表面検査結果を目視で把握できるという効果がある。

上記課題を解決するための本発明の他の観点では、表面検査装置において、検査対象物に光を照射して該検査対象物からの光の反射光を検出して検査反射光量を取得する検出手段と、前記検査反射光量を検出する際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第２の傾き変位取得手段と、基準対象物の傾き変位と該基準対象物に光を照射し該基準対象物からの光の反射光を検出して取得される基準反射光量と、の相関関係を第２の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第２の傾き変位依存データ取得手段と、前記第２の傾き変位依存データおよび前記第２の傾き変位取得手段にて取得された傾き変位に基づいて、前記検査反射光量を補正する第２の補正手段とを有することを特徴とする。

これによれば、基準対象物の傾き変位と基準反射光量の相関関係を予め取得することにより、検査対象物に塗布した材料のムラの有無などの表面検査を正確に行なうことが可能になるという効果がある。

上記課題を解決するための本発明の他の観点では、表面検査プログラムをコンピュータにより読み出して実行することにより、前記コンピュータを、検査対象物に光を照射して該検査対象物の画像データを取得する検査画像データ取得手段、前記検査画像データが取得される際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第１の傾き変位取得手段、基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射して取得される基準画像データにおける前記光の反射変数との相関関係を第１の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第１の傾き変位依存データ取得手段、前記第１の傾き変位依存データと前記第１の傾き変位取得手段にて取得された傾き変位とに基づいて、前記検査画像データを補正する第１の補正手段として機能させることを特徴とする。

これによれば、基準対象物の傾き変位と反射変数の相関関係を予め取得することにより、検査対象物に塗布した材料のムラの有無などの表面検査を正確に行なうことが可能になるという効果がある。

上記課題を解決するための本発明の他の観点では、表面検査プログラムをコンピュータにより読み出して実行することにより、前記コンピュータを、検査対象物に光を照射して該検査対象物からの光の反射光を検出して検査反射光量を取得する検出手段、前記検査反射光量を検出する際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第２の傾き変位取得手段、基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射し、該基準対象物からの光の反射光を検出して取得される基準反射光量との相関関係を第２の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第２の傾き変位依存データ取得手段、前記第２の傾き変位依存データおよび前記第２の傾き変位取得手段によって取得された傾き変位に基づいて、前記検査反射光量を補正する第２の補正手段として機能させることを特徴とする。

これによれば、基準対象物の傾き変位と反射光量の相関関係を予め取得することにより、検査対象物に塗布した材料のムラの有無などの表面検査を正確に行なうことが可能になるという効果がある。

上記課題を解決するための本発明の他の観点では、表面検査方法において、検査対象物に光を照射して該検査対象物の検査画像データを取得する検査画像データ取得工程、前記検査画像データが取得される際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第１の傾き変位取得工程、基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射して取得される基準画像データにおける前記光の反射変数との相関関係を第１の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第１の傾き変位依存データ取得工程、前記第１の傾き変位依存データと前記第１の傾き変位取得工程にて測定された傾き変位に基づいて、前記検査画像データを補正する第１の補正工程とを有することを特徴とする。

これによれば、基準対象物の傾き変位と反射変数の相関関係を予め取得することにより、検査対象物に塗布した材料のムラの有無などの表面検査を正確に行なうことが可能になるという効果がある。

上記課題を解決するための本発明の他の観点では、表面検査方法において、検査対象物に光を照射して該検査対象物からの光の反射光を検出して検査反射光量を取得する検出工程、前記検査反射光を検出する際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第２の傾き変位取得工程、基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射し該基準対象物からの光の反射光を検出して取得される基準反射光量と、の相関関係を第２の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第２の傾き変位依存データ取得工程、前記第２の傾き変位依存データおよび前記第２の傾き変位取得工程にて取得された傾き変位とに基づいて、前記検査反射光量を補正する第２の補正工程を有することを特徴とする。

これによれば、基準対象物の傾き変位と反射光量の相関関係を予め取得することにより、検査対象物に塗布した材料のムラの有無などの表面検査を正確に行なうことが可能になるという効果がある。

本発明によれば、基準対象物の傾き変位と輝度等の反射変数の相関関係を予め取得することにより、検査対象物に塗布した材料のムラの有無などの表面検査を正確に行なうことが可能になるという効果がある。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

まず、図１乃至図３を参照して本実施形態にかかる表面検査装置の構成及び機能を説明する。

図１は、本実施形態にかかる表面検査装置の概要構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、表面検査装置１は、ラインセンサカメラ２、照明部３、傾き計測部４および画像処理部５を備えて構成されている。

ラインセンサカメラ２は、照明部３に照射された対象物としての検査ガラス基板６Ａを撮影する。そして、撮影された画像は検査画像データとして画像処理部５に出力されるようになっている。

この検査ガラス基板６Ａは、搬送部７によって図１に矢印で示す方向（図中右方向）に搬送されながら複数領域毎に順に撮影される。そして、一度の検査画像データの撮影と同期して搬送部７によって搬送距離が計測され、計測された搬送データは、後に詳述する検査ガラス基板６Ａの傾き変位と検査画像データと共に画像処理部５に出力されるようになっている。これにより、検査画像データの撮影領域と、その時点での検査ガラス基板６Ａの傾き変位とを同期させて取得することができる。なお、一回の撮影によって撮影される領域は、該領域の検査画像データによって、上記検査ガラス基板６Ａの傾きによる輝度の変化を確認可能な程度に細分化することが望ましい。

照明部（光源）３は、検査ガラス基板６Ａに照明光を照射するためのものである。照射された光を光源として、検査ガラス基板６Ａがラインセンサカメラ２にて撮影されることになる。なお、該照明部３は、一枚の検査ガラス基板６Ａについて表面検査が完了するまで、一定の光量で照射する。上記検査画像データは、検査ガラス基板６Ａの全範囲について同一条件で撮影することが望ましいからである。

傾き計測部４は、搬送部７によって搬送されている検査ガラス基板６Ａの傾き変位を計測するためのものである。計測された傾きは、対応する検査画像データおよび搬送データと共に画像処理部５に出力されるようになっている。

画像処理部５は、図１に示すように、通信部５１、データ記憶部５２、コンピュータとしての演算制御部５３、及び表示部５４を含んで構成されており、各構成要素は互いにバス５５によって接続されている。

通信部５１は、傾き計測部４によって計測された検査ガラス基板６Ａの傾き変位と、ラインセンサカメラ２によって撮影された検査ガラス基板６Ａの検査画像データを、演算制御に適した形式で搬送部７によって取得される搬送データと合わせて画像処理部５内に取り込むためのものである。

次に、データ記憶部５２は、例えば、ハードディスク装置、磁気ディスク装置、光磁気ディスク装置等の周知の記憶装置から構成されており、図１に示すように、相関データベース５２ａを備えている。

この相関データベース５２ａは、基準ガラス基板６Ｂの傾き変位と、基準ガラス基板６Ｂからの反射光の輝度を画像データとして取得した輝度データとの相関関係を図２に示す装置にて予め取得して記憶しているものである。ここで、基準ガラス基板６Ｂとは、検査ガラス基板６Ａの表面検査の基準となるガラス基板である。

図２に示す如く、材料が均一に塗布されている基準ガラス基板６Ｂをガラス基板回転治具８にて徐々に傾斜させ、その度毎に、傾き計測部４にて基準ガラス基板６Ｂの傾き変位を取得し、ラインセンサカメラ２にて基準ガラス基板６Ｂを撮影して基準画像データを取得する。その基準画像データを０から２５５の諧調で表される輝度データとして使用する。

以上の動作を繰り返し行なうことにより、基準ガラス基板６Ｂの傾き変位と輝度との相関関係を図３に示すグラフにて取得する。なお、基準ガラス基板６Ｂの傾き変位は時計回り（ＣＷ）と反時計回り（ＣＣＷ）の両方向にについて取得する。

そして、検査ガラス基板６Ａの検査画像データの補正を行なう際、検査画像データを取得したときの傾き変位がｔである場合には、図３に示すグラフに基づいて、基準ガラス基板６Ｂの傾き変位ｔのときの輝度Ｂと、基準ガラス基板６Ｂが傾いていないとき（傾き変位が０のとき）の輝度Ａとを用いて、検査ガラス基板６Ａの検査画像データをＡ／Ｂ（補正係数）倍する補正を行なうことにより、検査ガラス基板６Ａの傾きによる輝度への影響を除去する補正を行なうことが可能になる。

なお、基準ガラス基板６Ｂは、検査ガラス基板６Ａと同一材料で構成される基板である事が望ましい。より検査ガラス基板６Ａに近い傾き変位と輝度との相関関係を取得することにより、より正確かつ確実な検査画像データの補正が可能になるからである。

演算制御部５３は、演算機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）、各種プログラム（表面検査プログラム、を含む）及びデータを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び作業用メモリとしてのＲＡＭ（Random Access memory）等を含んで構成されており、画像処理部５における構成要素全体を制御するものである。また、演算制御部５３は、ＲＯＭに記憶された表面検査プログラム等を実行することにより、本発明の検査画像データ取得手段、第１の補正手段、第１の傾き変位取得手段として機能するようになっている。

具体的には、演算制御部５３は、検査画像データ取得手段として機能し、上記通信部５１より入力した検査画像データを取得する。

また、演算制御部５３は、補正手段として機能し、上記通信部５１より入力した検査ガラス基板６Ａの傾き変位と、相関データベース５２ａに記憶した基準ガラス基板６Ｂの傾き変位と輝度との相関関係に基づいて、検査画像データの補正を行なう。

また、演算制御部５３は、第１の傾き変位取得手段として機能し、上記傾き計測部４によって計測された傾き変位を通信部５１より入力して取得する。

なお、演算制御部５３における更なる具体的処理は後述する。

表示部５４は、演算制御部５３による制御の下、検査画像データに基づく補正前の画像と、補正後の画像を表示する。

次に、本実施形態にかかる画像処理部５の動作について説明する。

まず、図１乃至図４を参照して、表面検査における画像補正処理について説明する。図４は、演算制御部５３における画像補正処理を示すフローチャートである。

まず、演算制御部５３は、検査ガラス基板６Ａの傾き変位と検査画像データとを同時に通信部５３より取得する（ステップＳ１）。このとき、搬送部７によって計測された搬送距離の搬送データも同時に取得する。

次に、ステップＳ１で取得した検査ガラス基板６Ａの傾き変位に対応する基準ガラス基板６Ｂの輝度と、傾き変位が０のときの輝度とを相関データベース５２ａより取得して、補正係数を取得する（ステップＳ２）。具体的には、基準ガラス基板６Ｂの傾き変位が０のときの輝度を、検査ガラス基板６Ａの傾き変位に対応する基準ガラス基板６Ｂの輝度で除算した補正係数を取得する。例えば、図３に示すグラフによれば、ステップＳ１で取得した検査ガラス基板６Ａの傾き変位が傾き変位ｔである場合には、補正係数Ａ／Ｂを取得することになる。

そして、補正係数に基づいて上記検査画像データを補正する（ステップＳ３）。具体的には、ステップＳ１にて取得した検査画像データに、ステップＳ２にて取得した補正係数を乗算することにより補正を行なう。

そして、検査ガラス基板６Ａの全ての範囲の検査画像データについて補正されたか否かを、上記搬送部７によって計測される搬送距離に基づく搬送データによって判断し（ステップＳ４）、未だ検査ガラス基板６Ａの全範囲について検査画像データの取得と補正が行われていないと判断した場合には、ステップＳ１からステップＳ３までの処理を繰り返し行なう（ステップＳ４：Ｎｏ）。

一方、検査ガラス基板６Ａの全範囲について検査画像データの取得および補正が終了したと判断した場合には、処理を終了する（ステップＳ４：Ｙｅｓ）。

図５（Ａ）は、上記画像補正処理前の画像の表示例であり、輝度が低い部分Ｒ１乃至Ｒ３が存在する。この検査画像データについて、上述した手法により、補正を行った結果の画像の表示例を図５（Ｂ）に示す。補正を行った結果、図５（Ａ）に示す画像中の輝度が低い部分Ｒ１とＲ２が消え、輝度が低い部分Ｒ３だけが表面に塗布した材料のムラとして検査することが可能になる。つまり、検査ガラス基板６Ａの傾きによる輝度の変化部分（Ｒ１，Ｒ２）に左右されず、ムラの有無のみを検出することができるので、より正確な表面検査が可能になる。

なお、上述した実施形態において、相関データベース５２ａに基準ガラス基板６Ｂの傾きと輝度との相関関係をグラフにて記憶させたが、テーブルであっても、マップとして記憶させてもよい。

また、上述した実施形態において、検査ガラス基板６Ａと同一材料で構成されたガラス基板に検査ガラス基板と同一材料を塗布したものを基準ガラス基板６Ｂとして用いたが、これには限られず、検査ガラス基板６Ａに塗布した材料と、傾きと輝度の相関関係が同一の性質を有していれば、別の材料が塗布されているものであっても基準ガラス基板として用いて何ら差し支えない。

また、上述した実施形態において、ガラス基板が傾くことによって反射光量が変化し、この反射光量の変化が検査画像データに表れることから、この輝度を反射変数として用いたがこれには限られず、ガラス基板の傾きによってラインセンサカメラ２にて検出される照明光の反射量の変化が測定できればよい。さらに、ガラス基板の傾きに起因する照明光の反射量の変化が測定できればよいので、例えば、検出手段としてのディテクターなどの光検出器によってガラス基板からの反射光を検出するようにしてもよい。

この場合には、ディテクターの直前に集光レンズを設置して反射光を検出する。そして、反射光を検出する際の検査ガラス基板６Ａの傾き変位を第２の傾き変位取得手段としての変位センサなどで検出する。また、ディテクターで検出される基準ガラス基板６Ｂの傾き変位と反射光強度との相関関係を第２の傾き変位依存データとして予め取得し、そして、ディテクターにて取得した反射光量に基づく反射光強度を補正すればよい。このように、演算制御部５３を第２の補正手段として機能させることにより、検査ガラス基板６Ａを撮影して検査画像データを取得しなくても、検査ガラス基板６Ａからの反射光強度を検出することにより、検査ガラス基板６Ａの表面に塗布した材料のムラの有無などの表面検査を正確におこなうことが可能になる。

表面検査装置の概要構成例を示すブロック図である。 傾き変位と輝度の相関関係計測の構成例を示す説明図である。 傾き変位と輝度の相関関係を表すグラフである。 演算制御部５３における画像補正処理を示すフローチャートである。 画像補正処理前の画像の表示例である。 画像補正処理後の画像の表示例である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

１…表面検査装置
２…ラインセンサカメラ
３…照明部
４…傾き計測部
５…画像処理部
６Ａ…検査ガラス基板
６Ｂ…基準ガラス基板
７…搬送部
８…ガラス基板回転治具
５１…通信部
５２…データ記憶部
５２ａ…相関データベース
５３…演算制御部
５４…表示部
５５…バス

Claims (9)

1. 検査対象物に光を照射して、該検査対象物の検査画像データを取得する検査画像データ取得手段と、
   前記検査画像データが取得される際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第１の傾き変位取得手段と、
   基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射して取得される基準画像データにおける前記光の反射変数と、の相関関係を第１の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第１の傾き変位依存データ取得手段と、
   前記第１の傾き変位依存データおよび前記第１の傾き変位取得手段にて取得された傾き変位に基づいて、前記検査画像データを補正する第１の補正手段と、
   を有することを特徴とする表面検査装置。
2. 請求項１に記載の表面検査装置において、
   前記検査画像データは前記検査対象物が搬送されている際に取得されることを特徴とする表面検査装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の前記表面検査装置は、前記検査対象物に塗布した材料のムラを検査するためのムラ検査装置であることを特徴とする表面検査装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の表面検査装置において、
   前記検査画像データに基づく画像を提示する提示手段を有することを特徴とする表面検査装置。
5. 検査対象物に光を照射して、該検査対象物からの光の反射光を検出して検査反射光量を取得する検出手段と、
   前記検査反射光量を検出する際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第２の傾き変位取得手段と、
   基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射し、該基準対象物からの光の反射光を検出して取得される基準反射光量と、の相関関係を第２の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第２の傾き変位依存データ取得手段と、
   前記第２の傾き変位依存データおよび前記第２の傾き変位取得手段にて取得された傾き変位に基づいて、前記検査反射光量を補正する第２の補正手段と、
   を有することを特徴とする表面検査装置。
6. コンピュータを、検査対象物に光を照射して該検査対象物の画像データを取得する検査画像データ取得手段、
   前記検査画像データが取得される際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第１の傾き変位取得手段、
   基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射して取得される基準画像データにおける前記光の反射変数と、の相関関係を第１の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第１の傾き変位依存データ取得手段、
   前記第１の傾き変位依存データと前記第１の傾き変位取得手段にて取得された傾き変位とに基づいて、前記検査画像データを補正する第１の補正手段、として機能させることを特徴とする表面検査プログラム。
7. コンピュータを、検査対象物に光を照射して該検査対象物からの光の反射光を検出して検査反射光量を取得する検出手段、
   前記検査反射光量を検出する際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第２の傾き変位取得手段、
   基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射し、該基準対象物からの光の反射光を検出して取得される基準反射光量と、の相関関係を第２の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第２の傾き変位依存データ取得手段、
   前記第２の傾き変位依存データおよび前記第２の傾き変位取得手段によって取得された傾き変位に基づいて、前記検査反射光量を補正する第２の補正手段、として機能させることを特徴とする表面検査プログラム。
8. 検査対象物に光を照射して該検査対象物の検査画像データを取得する検査画像データ取得工程、
   前記検査画像データが取得される際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第１の傾き変位取得工程、
   基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射して取得される基準画像データにおける前記光の反射変数との相関関係を第１の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第１の傾き変位依存データ取得工程、
   前記第１の傾き変位依存データと前記第１の傾き変位取得工程にて測定された傾き変位に基づいて、前記検査画像データを補正する第１の補正工程、とを有することを特徴とする表面検査方法。
9. 検査対象物に光を照射して該検査対象物からの光の反射光を検出して検査反射光量を取得する検出工程、
   前記検査反射光を検出する際の前記検査対象物の傾き変位を取得する第２の傾き変位取得工程、
   基準対象物の傾き変位と、該基準対象物に光を照射し、該基準対象物からの光の反射光を検出して取得される基準反射光量と、の相関関係を第２の傾き変位依存データとしてあらかじめ取得する第２の傾き変位依存データ取得工程、
   前記第２の傾き変位依存データおよび前記第２の傾き変位取得工程にて取得された傾き変位とに基づいて、前記検査反射光量を補正する第２の補正工程、とを有することを特徴とする表面検査方法。

Images