JP2006226804A - Inspection method of flat display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フラットディスプレイパネルの検査方法に関するものである。 The present invention relates to a method for inspecting a flat display panel.
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのフラットディスプレイでは、基板上に塗布形成された形成層がパネルを構成する要素として各種の目的で使用されている。このような形成層の多くには、表面の平坦性、局所的な凹凸の無いこと、層の厚みが均一であることなどが要求される。 In a flat display such as a liquid crystal display or a plasma display, a formation layer formed by coating on a substrate is used for various purposes as an element constituting a panel. Many of such formed layers are required to have surface flatness, no local unevenness, and a uniform layer thickness.
例えば特許文献1に記載されているように、プラズマディスプレイパネル(PDP)は、前面基板および背面基板の両ガラス基板を対向配置して間に放電空間を形成し、両ガラス基板の周囲を封着材で封着し、放電空間に放電ガスを封入することにより構成されている。前面基板上には誘電体層で覆われた複数の電極が形成され、背面基板上には複数の電極および隔壁が形成されるとともに隣接する隔壁間の溝に赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層が形成されている。このプラズマディスプレイパネルでは、前面基板上に形成された誘電体層や背面基板上に形成された隔壁は、いずれも高い厚み精度や表面の平坦性を要求されるものであり、液晶パネルの配向膜層においても同様である。 For example, as described in Patent Document 1, in a plasma display panel (PDP), both glass substrates, a front substrate and a rear substrate, are arranged to face each other to form a discharge space, and the periphery of both glass substrates is sealed. It is configured by sealing with a material and enclosing a discharge gas in the discharge space. A plurality of electrodes covered with a dielectric layer are formed on the front substrate, a plurality of electrodes and barrier ribs are formed on the rear substrate, and fluorescence is emitted in red, green, and blue in the grooves between adjacent barrier ribs. A body layer is formed. In this plasma display panel, the dielectric layer formed on the front substrate and the barrier ribs formed on the rear substrate both require high thickness accuracy and surface flatness. The same applies to the layers.
通常、基板上に形成された塗布膜の塗布状態は、それぞれの基板で微妙に異なる場合があり、塗布膜の性状を検査するときは全数の基板について基板全面の状態を検査できることが求められる。このような検査には、段差計または光学干渉式膜厚測定装置を用いた検査方法が考えられる。この検査方法では、点あるいは微小エリアでの測定評価を積み重ねて基板全面を評価する。 Usually, the application state of the coating film formed on the substrate may be slightly different for each substrate, and when the properties of the coating film are inspected, it is required to be able to inspect the entire surface state of all the substrates. For such an inspection, an inspection method using a step gauge or an optical interference type film thickness measuring device can be considered. In this inspection method, the entire surface of the substrate is evaluated by accumulating measurement evaluations at points or minute areas.
また上記のような、点あるいは微小エリアで検査する検査方法以外に、例えば特許文献2に記載されているように、ある領域について一括して面の反射光を解析して反射光の明暗から塗布膜表面の凹凸を検出する検査方式がある。一般に「魔鏡」と呼ばれる方式がそれである。この方式では、高い平行度を有する平行光を被評価膜面に照射すると、被評価膜面の凹凸が反射光の方向を変えるために光束密度分布が生じて明暗の差として検出されるという原理が利用されている。この魔鏡方式は非常に検出感度が高く、極微小な凹凸も明暗として検出でき、現在主として半導体分野のシリコンウェファの表面解析に適用されている。この方式は、検出の性能は高いが、非常に高い平行度を有する平行光を生成するために高い精度の光学レンズを使用する必要がある。
しかしながら、段差計または光学干渉式膜厚測定装置を用いた検査方法では、点あるいは微少エリアでの測定評価を積み重ねて基板全面を評価することになるため、膜厚分布傾向の評価はできるが、局所的な膜厚ムラまで検出しようとすると測定ポイント数を非常に多くとらねばならないことになり、非現実的な検査タクトとなってしまう。例えば、1m×1mの大きさの検査対象領域において10mmφの窪みを見つけるためには、少なくても検査対象領域を100×100の10000ポイント(あるいは領域)に分割して各ポイント(あるいは各領域)について測定を行い、その測定値の比較分析で局所的な膜厚ムラの有無を判定することになる。各ポイントでの測定時間と測定ポイント間の移動時間を合わせて5秒と仮定すると50000秒(約14時間)の検査時間となってしまうものである。したがって、このような検査方法では、検査対象である塗布膜の全面について膜厚の異常な部分、あるいは表面の凹凸欠陥を現実的な検査時間で検出することは非常に困難である。 However, in the inspection method using the step gauge or the optical interference type film thickness measuring device, the evaluation of the film thickness distribution tendency can be performed because the entire surface of the substrate is evaluated by accumulating the measurement evaluation in points or minute areas. If it is attempted to detect even local film thickness unevenness, the number of measurement points has to be taken very much, resulting in an unrealistic inspection tact. For example, in order to find a depression of 10 mmφ in an inspection target area having a size of 1 m × 1 m, at least the inspection target area is divided into 10000 points (or areas) of 100 × 100, and each point (or each area) is divided. And the presence or absence of local film thickness unevenness is determined by comparative analysis of the measured values. Assuming that the total measurement time at each point and the movement time between the measurement points is 5 seconds, the inspection time is 50000 seconds (about 14 hours). Therefore, with such an inspection method, it is very difficult to detect an abnormal film thickness portion or a surface irregularity defect on the entire surface of the coating film to be inspected in a realistic inspection time.
また、魔鏡方式を用いた検査方法では、平行光を生成するための光学レンズは、評価対象膜面のサイズと同等以上のサイズが必要である。この方式で大面積検査用の検査装置を実現しようとすると高精度に加工した大径の光学レンズが必要になり設備価格が極端に高額になってしまう。 In the inspection method using the magic mirror method, the optical lens for generating parallel light needs to have a size equal to or larger than the size of the evaluation target film surface. If an inspection apparatus for large area inspection is to be realized by this method, a large-diameter optical lens processed with high accuracy is required, and the equipment price becomes extremely high.
このため、魔鏡方式の検査装置は比較的面積が小さく面積当たりの付加価値の高い半導体ウェファの検査等にしか適用されておらず、大画面のフラットディスプレイパネル用基板に適用できるような大面積検査用の検査装置は実現されていない。現在、実用化されている魔鏡方式の検査装置としては、一括評価可能範囲が300mmφ程度のものが最大である。この検査装置で、一括評価可能範囲を超える大きな面積を検査するには、被測定範囲を分割して評価し、これを積み重ねて基板全面を評価する必要があり、検査タクトが遅くなるという課題があった。 For this reason, the magic mirror type inspection apparatus is applied only to inspection of a semiconductor wafer having a relatively small area and a high added value per area, and has a large area that can be applied to a flat display panel substrate having a large screen. No inspection device for inspection has been realized. At present, the largest magic mirror type inspection apparatus in practical use has a collective evaluation range of about 300 mmφ. In order to inspect a large area exceeding the collectable evaluation range with this inspection device, it is necessary to divide and measure the range to be measured, and stack this to evaluate the entire surface of the board, which causes the problem of slowing inspection tact. there were.
例えば、評価可能エリアを300mmφ視野とすると、方形基板での検査では最大でも一度に評価できる面積は200mm□視野が限度であり、検査対象領域が例えば1m×1mの大きさの場合には、5×5=25視野に分割し各視野について解析する必要がある。仮に、各視野毎の移動と解析に10秒かかるとすると1枚当たりの検査時間は250秒+各視野間解析時間ということになり、生産タクトとしては長く、より短いタクトが必要である。また、この設備では高精度加工した光学レンズを使用する必要があるため設備価格が非常に高いものになってしまうという問題があった。 For example, assuming that the evaluable area is a 300 mmφ field of view, the maximum area that can be evaluated at a time in the inspection with a square substrate is 200 mm □ field of view at the maximum, and when the inspection target area has a size of, for example, 1 m × 1 m, 5 It is necessary to divide into x5 = 25 fields of view and analyze each field of view. If it takes 10 seconds for movement and analysis for each field of view, the inspection time per sheet is 250 seconds + analysis time for each field of view, and the production tact is long and requires a shorter tact. In addition, this equipment has a problem that the equipment price becomes very high because it is necessary to use an optical lens processed with high precision.
本発明者らは大画面のフラットディスプレイパネル用基板について検査できるように、上記光学レンズに比べて安価なフレネルレンズを用いた光学系を利用して塗布膜表面を検査する方法について検討を行った。その結果、カメラに撮像された塗布膜表面の反射投影像にはフレネルレンズの加工寸法精度ばらつきに起因した迷光による輝度ムラが発生し、その輝度ムラと塗布膜の欠陥部分を表す輝度変化とを区別することができず、欠陥部分を正確に特定することができなくなるという課題が生じることを見出した。 The present inventors examined a method for inspecting the coating film surface using an optical system using a Fresnel lens, which is less expensive than the above optical lens, so that the substrate for a flat display panel having a large screen can be inspected. . As a result, luminance unevenness due to stray light due to variations in processing dimensional accuracy of the Fresnel lens occurs in the reflection projection image of the coating film surface imaged by the camera, and the luminance unevenness and the luminance change representing the defective portion of the coating film are displayed. It has been found that there is a problem that it is impossible to distinguish between them and it becomes impossible to accurately identify a defective portion.
本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、フラットディスプレイパネルの塗布膜の表面形状を短時間で、かつ低コストに検査できるようにする方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such the present condition, and it aims at providing the method of being able to test | inspect the surface shape of the coating film of a flat display panel in a short time and low cost.
上述した目的を達成するために、本発明は、光照射手段とフレネルレンズと撮像手段とを有する光学系を用いて、基板上に形成された塗布膜の表面形状の検査を行うものであり、前記光照射手段から放射されて前記フレネルレンズを通過させた光を前記塗布膜に照射し、そのときの反射光を前記撮像手段で撮像し、この撮像により得られた画像の階調分布を解析して前記検査を行う際に、前記画像から前記光学系の特性によって生じる階調変化を除去するための画像処理を行うことを特徴とするフラットディスプレイパネルの塗布膜の検査方法である。 In order to achieve the above-described object, the present invention performs an inspection of the surface shape of a coating film formed on a substrate using an optical system having a light irradiation means, a Fresnel lens, and an imaging means. The coating film is irradiated with light radiated from the light irradiation means and passed through the Fresnel lens, and the reflected light at that time is imaged by the imaging means, and the gradation distribution of the image obtained by this imaging is analyzed Then, when performing the inspection, an image processing for removing a gradation change caused by characteristics of the optical system from the image is performed.
本発明によれば、フラットディスプレイパネルの塗布膜の表面形状を短時間かつ低コストで検査することができ、塗布膜表面の局所的な凹凸異常を検出できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the surface shape of the coating film of a flat display panel can be test | inspected for a short time and low cost, and the local unevenness | corrugation abnormality of the coating film surface can be detected.
本発明の請求項1に記載の発明は、光照射手段とフレネルレンズと撮像手段とを有する光学系を用いて、基板上に形成された塗布膜の表面形状の検査を行うものであり、前記光照射手段から放射されて前記フレネルレンズを通過させた光を前記塗布膜に照射し、そのときの反射光を前記撮像手段で撮像し、この撮像により得られた画像の階調分布を解析して前記検査を行う際に、前記画像から前記光学系の特性によって生じる階調変化を除去するための画像処理を行うことを特徴とするフラットディスプレイパネルの塗布膜の検査方法である。 The invention described in claim 1 of the present invention is to inspect the surface shape of a coating film formed on a substrate using an optical system having a light irradiation means, a Fresnel lens, and an imaging means, The coating film is irradiated with light emitted from the light irradiation means and passed through the Fresnel lens, the reflected light at that time is imaged by the imaging means, and the gradation distribution of the image obtained by this imaging is analyzed. Then, when performing the inspection, an image processing for removing a gradation change caused by characteristics of the optical system from the image is performed.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、予め光学系を用いて欠陥の無い表面を有する基板を撮像することにより得られた画像を基準画像とし、前記画像処理として、同一の光学系を用いて検査対象の基板を撮像して得られた画像と前記基準画像との差分処理を行うことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an image obtained by imaging a substrate having a defect-free surface in advance using an optical system is used as a reference image, and the image processing is performed. As a characteristic feature, difference processing is performed between an image obtained by imaging a substrate to be inspected using the same optical system and the reference image.
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、複数の光学系を備えるとともに、検査対象の基板上に形成された塗布膜の表面を複数の領域に分割し、それぞれの前記光学系は別々の前記領域について検査を行うように構成したことを特徴とする。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、複数の検査対象の基板について前記光学系を用いて撮像し、この撮像により得られたそれぞれの前記基板についての画像のうち、少なくとも2つの画像の差分処理を行うことにより、前記画像処理を行うことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a plurality of substrates to be inspected are imaged using the optical system, and images of the respective substrates obtained by the imaging are recorded. Of these, the image processing is performed by performing difference processing of at least two images.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、1つの光学系を用いて、検査対象の基板上に形成された塗布膜の表面を複数の領域に分割して撮像し、この撮像により得られた複数の画像について、それぞれの画像同士を差分処理することにより前記画像処理を行うことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the surface of the coating film formed on the substrate to be inspected is divided into a plurality of regions and imaged using one optical system. And about the several image obtained by this imaging, the said image process is performed by carrying out difference processing of each image, It is characterized by the above-mentioned.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、複数の光学系を備えるとともに、この複数の光学系を用いて、検査対象の基板上に形成された塗布膜の表面を複数の領域に分割して撮像し、同一の光学系により撮像して得られた画像同士を差分処理することにより前記画像処理を行うことを特徴とする。
The invention according to
以下、本発明の一実施の形態によるフラットディスプレイパネルの塗布膜の検査方法について、PDPの場合を例にして図面を用いて説明する。 Hereinafter, a method for inspecting a coating film of a flat display panel according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings taking the case of a PDP as an example.
一般に、PDPは前面基板と背面基板の2枚のガラス基板を貼りあわせた構造になっている。前面基板には表示電極と誘電体層、保護層などが形成され、背面基板にはアドレス電極、隔壁、蛍光体層などが形成されている。これらのガラス基板を対向配置させて間に放電空間を形成し、放電空間にネオン(Ne)、キセノン(Xe)などの希ガスを主体とするガスを封入した構造になっている。 In general, a PDP has a structure in which two glass substrates, a front substrate and a rear substrate, are bonded together. Display electrodes, dielectric layers, protective layers, and the like are formed on the front substrate, and address electrodes, barrier ribs, phosphor layers, and the like are formed on the rear substrate. A discharge space is formed between these glass substrates facing each other, and a gas mainly composed of a rare gas such as neon (Ne) or xenon (Xe) is sealed in the discharge space.
図11はAC(交流)型カラーPDPの一例を示す断面図であり、図11(a)、図11(b)は互いに直交する方向の断面を示している。前面基板1上には、透明電極2とバス電極3からなる表示電極4が複数形成されており、2つの表示電極4が一組の表示電極対を構成する。そして、表示電極4を覆うように誘電体層5が形成され、この誘電体層5上にMgO(酸化マグネシウム)からなる保護層6が形成されている。また、背面基板7上には、ストライプ状のアドレス電極8が表示電極4に対して直交する方向に複数形成され、そのアドレス電極8を覆うように誘電体層9が形成されている。さらに、誘電体層9上には、アドレス電極8に平行なストライプ状の隔壁10が形成され、誘電体層9上の隔壁10間にはそれぞれ赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層11が形成されている。アドレス電極8は隔壁10間に位置している。なお隔壁10としては、格子状の隔壁や、格子状の隔壁において表示電極4に平行な部分がアドレス電極8に平行な部分に比べて低く形成された段違い井桁構造の隔壁などがある。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of an AC (alternating current) type color PDP, and FIGS. 11A and 11B show cross sections in directions orthogonal to each other. A plurality of
表示を行うときの最小単位である放電セルは、表示電極対を構成する2本の表示電極4と1本のアドレス電極8との立体交差部に形成される。そして、表示電極対を構成する2本の表示電極4のうち、一方の表示電極4に走査パルスを印加すると同時にアドレス電極8にアドレスパルスを印加して表示させる放電セルを選択した後、表示電極対を構成する2本の表示電極4間に交流電圧を印加し、このとき放電によって生じる紫外線により蛍光体層11を発光させ、前面基板1を透過する光でカラー画像表示を行うものである。
A discharge cell, which is the minimum unit for display, is formed at a three-dimensional intersection between two
PDPの製造方法のうち、表示電極4やアドレス電極8の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法、スクリーン印刷法、コーティング法、フィルムラミネート法などによってガラス基板上に電極材料の膜を形成し、これをフォトリソグラフィー法によってパターニングする方法と、スクリーン印刷法あるいはオフセット印刷法によりパターン形成する方法とがある。
Among the PDP manufacturing methods, the
また隔壁10の形成方法としてはコーティング法やスクリーン印刷法などにより、背面基板7上に厚膜を形成し、これをフォトリソグラフィー法によりサンドブラストに耐性がある隔壁パターンをフォトレジストで形成した後、前記フォトレジストをマスクとして不要部分を削り取るサンドブラスト法がある。また、背面基板7上に感光性ペーストをコーティング法により成膜した後、フォトリソグラフィー法により直接パターニングする方法や、隔壁パターンを有するマスクを用いてスクリーン印刷を複数回繰り返し、乾燥させるスクリーン印刷法などがある。
Further, as a method for forming the
蛍光体層11の形成方法としてはディスペンサーによる塗布法や、スクリーン印刷法により隔壁10の間に各色の蛍光体ペーストを選択的に充填する方法などがあり、通常ペースト塗布後に乾燥工程、焼成工程を経て完成する。
As a method for forming the
このようにプラズマディスプレイパネルの製造工程においては塗布形成方法が数多く採用されている。 Thus, many coating formation methods are employed in the manufacturing process of the plasma display panel.
次に、本発明の一実施の形態による塗布膜の検査方法について説明する。 Next, a coating film inspection method according to an embodiment of the present invention will be described.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるフラットディスプレイパネル用基板の検査装置を示す概略図であり、基板21上に形成された塗布膜22の表面欠陥を検査する装置である。この検査装置は、検査対象の基板21を載せる検査ステージ23、塗布膜22の状態を撮像するエリアセンサーカメラ(撮像手段)24、エリアセンサーカメラ24によって得た画像データを処理するための画像処理手段25、画像処理手段25の結果を用いて塗布膜22の合否を判定する合否判定手段26、データ保持手段27、光ファイバ(光照射手段)28、ハーフミラー29、フレネルレンズ30を備えている。エリアセンサーカメラ24は例えば、可視光受光素子として可視光の波長範囲に感度特性を有するモノクロCCD(Charge Coupled Devices)をマトリクス状に約100万個備えたものである。ハーフミラー29は透過率50%で平板状であり、フレネルレンズ30に対して45度の角度でフレネルレンズ30の上方に配置されている。また、エリアセンサーカメラ24および光ファイバ28はフレネルレンズ30の焦点付近に設置されている。エリアセンサーカメラ24、光ファイバ28、ハーフミラー29およびフレネルレンズ30は光学系31を構成する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a flat display panel substrate inspection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, which is an apparatus for inspecting a surface defect of a
次に、図1の検査装置を用いた検査方法について、図1および検査方法のフローチャートである図2を参照して説明する。 Next, an inspection method using the inspection apparatus of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 which is a flowchart of the inspection method.
まず、検査装置に、塗布膜22が形成された基板21を膜面が上になるように搬入し、移動手段(図示せず)により検査ステージ23まで移動させ、真空吸着等の手段により基板21を検査ステージ23上に固定する。
First, the
次に、光源であるハロゲンランプ(図示せず)から発生した白色光を光ファイバ28により導波させ、その光ファイバ28から放射させた光束の半分を、ハーフミラー29により下方に配置された基板21側へ反射させる。ハーフミラー29で反射した光束の光軸はフレネルレンズ30の中心を通るように光学系31が構成されており、ハーフミラー29で反射した光束はフレネルレンズ30を通過することにより平行光に近い状態に屈折され、検査対象である基板21上に形成された塗布膜22に照射される。
Next, white light generated from a halogen lamp (not shown) as a light source is guided by the
そして、基板21上に形成された塗布膜22の全面で反射した光束(反射光)は再びフレネルレンズ30を通ることにより収束され、ハーフミラー29を透過した光束がエリアセンサーカメラ24によって撮像され、10ビットのADコンバータ(図示せず)により階調データに変換されて画像(基板反射投影画像)として取り込まれる。続いてこの階調データはIEEE1394規格あるいはカメラリンク等のデータ転送インターフェイスおよび専用ケーブルを介して、画像処理手段25に転送される。画像処理手段25では転送された画像の階調分布を解析する。
Then, the light beam (reflected light) reflected by the entire surface of the
ここで、図3に示すように、基板21に形成された塗布膜22に凹欠陥32があると、凹面反射鏡の原理により凹欠陥32に照射された平行光は反射され収束し、平坦部分33と比較して光束密度が大きくなる。逆に凸欠陥34があると、その凸欠陥34に照射された平行光は拡散反射し、平坦部分33と比較して光束密度が小さくなる。このため、図3に示す部分をエリアセンサーカメラ24で撮像して得た画像は例えば図4に示すようになる。すなわち、破線で囲まれたA領域35では周囲の領域に比べて明るく且つA領域35の中心へ行くほど明るくなる画像が得られ、このA領域35は凹欠陥32を表している。また、破線で囲まれたB領域36では周囲の領域に比べて暗く且つB領域36の中心へ行くほど暗くなる画像が得られ、このB領域36は凸欠陥34を表している。
Here, as shown in FIG. 3, when the
このとき得られた画像には、フレネルレンズ30の加工精度ばらつきやエリアセンサーカメラ24のCCDの各画素における感度ばらつきのために、基板21上に形成された塗布膜22に欠陥が無く平坦であっても局所的な階調変化が生じてしまうことがある。すなわち、光学系31の特性によって生じる階調変化が、塗布膜22からの反射光を撮像して得た画像に含まれてしまう。特にフレネルレンズ30が大型になると、この傾向が顕著に現れる。そこで、このような階調変化を示す部分を欠陥として検出することを防止するために、同一の光ファイバ28、ハーフミラー29、フレネルレンズ30、エリアセンサーカメラ24を備えた光学系31を用いて、予め欠陥が無い基板を撮像し、このとき得られた画像を基準画像としておく。そして、この基準画像と、検査対象の基板21を撮像して得られた画像(画像1)との画素単位での差分処理を画像処理手段25により行う。基準画像は光学系31の特性を反映した画像であり、この差分処理は光学系31の特性によって生じる階調変化を画像1から除去するための画像処理である。
The image obtained at this time was flat with no defects in the
次に、差分処理で得られた画像(差分画像)に対してメディアンフィルタ等の公知のフィルタ処理を行うことにより、差分画像のノイズ成分を除去した後、予め閾値として設定しておいた階調の値によって差分画像を2値化する2値化処理を行い、欠陥の可能性がある部分(欠陥候補)を抽出する。続いて欠陥の種類、面積、数、位置等の検査基準がプログラムされている合否判定手段26によって、欠陥候補の合否判定を行う。次にデータ保持手段27に基板番号、合否判定結果、欠陥の種類、面積、数、位置等の情報を記憶させる。一連の検査、判定が終了すると基板21を搬出し、次の検査対象の基板21を搬入する。搬出した基板21については、合否判定の結果、欠陥を有していて不合格であればNGとして廃棄するか欠陥部分を修正(リペア)する。また、欠陥が認められず合格であればOKとして次の工程へ移す。
Next, after performing a known filter process such as a median filter on the image (difference image) obtained by the difference process, the noise component of the difference image is removed, and then the gradation set in advance as a threshold value A binarization process for binarizing the difference image with the value of is performed, and a portion (defect candidate) that may be defective is extracted. Subsequently, pass / fail judgment of defect candidates is performed by pass / fail judgment means 26 in which inspection standards such as the type, area, number, and position of defects are programmed. Next, information such as the substrate number, pass / fail judgment result, defect type, area, number, and position is stored in the data holding means 27. When a series of inspections and determinations are completed, the
ここで、図示しないが基板21からの反射光のみをエリアセンサーカメラ24で検出する必要があるために、この検査装置は暗室内に設置され外光を遮断できるようになっている。また光の不要な反射を避けるために、各パーツはつや消し黒になるように金属は黒アルマイト処理、非金属は黒色塗装が施されている。
Here, although not shown, since it is necessary to detect only the reflected light from the
フレネルレンズ30は1回の検査において、検査対象の基板21の全面を撮像できる径を有し、基板21から一定の距離をおいて設置される。このとき、検出対象の凹欠陥の曲率半径によって平行光が照射された場合の反射集光位置が異なるために、フレネルレンズ30と基板21との距離を変化させることができる。本発明は上述したような理論に基づいて検査を行うために、一枚の基板21に対してフレネルレンズ30と基板21との距離を変化させて複数回検査を行っても良い。この場合検査時間は増加するが、複数の曲率半径を持つ凹欠陥に対応した検査結果を得ることができる。
The Fresnel lens 30 has a diameter capable of imaging the entire surface of the
ところで、表面粗さの粗い塗布膜22の表面に平行光を当てた場合、その表面からの反射光は乱反射成分が多くなり、平行光として返ってくる反射光成分は少なくなる。このため、エリアセンサーカメラ24で撮像した画像は十分なコントラストの得られない薄い濃淡画像となってしまい、表面粗さの粗い表面を有する塗布膜22では、その表面状態の検査が難しい。
By the way, when parallel light is applied to the surface of the
そこで、塗布膜22が表面粗さの粗い表面状態となる前に、または塗布膜22が鏡面状態の間に検査するのが好ましい。すなわち、塗布膜22の表面からの反射光のうち正反射する反射光(正反射光)の割合が高く維持されている間に撮像するようにしている。これにより、塗布膜22に平行光を当てたときの塗布膜22の表面からの反射光は乱反射光成分が弱く、正反射光が強い状態となるので、塗布膜22の表面形状を反映したコントラストのよい画像が得られ、塗布膜22の表面形状の検査を精度よく行うことができる。
Therefore, it is preferable to inspect before the
次に一例として、プラズマディスプレイパネルの前面基板1上に設けられた誘電体層5について検査する場合について説明する。プラズマディスプレイパネルの製造工程において、誘電体層5は次のようにして形成される。すなわち、ガラス等の誘電体材料、バインダおよび溶剤を含んだ誘電体ペースト(膜材料)を、前面基板1上に形成した表示電極4を覆うように塗布することにより誘電体材料膜(塗布膜)を形成し、その後、誘電体材料膜を昇温して乾燥させると溶剤が揮発し、誘電体材料の粒子間はバインダによって結着される。続いて温度を上げればバインダが除去され、さらに高温にして焼成することで誘電体材料が焼結して誘電体層5が形成される。
Next, as an example, a case where the
このようにして得られた誘電体層5の表面の表面粗さは比較的粗くなっている。誘電体材料膜の成分に有機成分が多い場合、乾燥した後に熱処理(焼成)すると誘電体材料膜中の有機成分が焼失するために表面粗さが粗くなる。そこで、この表面粗さが粗くなる前の状態、すなわち、誘電体ペーストを塗布して乾燥した後、焼成するまでの間に誘電体材料膜の表面状態の検査を行う。このとき、塗布乾燥後の正反射光が強い状態で検査することになるため、誘電体材料膜の表面形状の検査を精度よく行うことができる。また、誘電体材料膜の表面形状の検査を、誘電体ペーストの塗布後、乾燥するまでの間に検査してもよい。この場合にも正反射光が強い状態で検査することになるため、誘電体材料膜の表面形状の検査を精度よく行うことができる。
The surface roughness of the
なお、検査装置の設置環境などにより、検査装置本体の高さに制限が設けられる場合にはフレネルレンズ30により収束した基板21からの反射光を直接エリアセンサーカメラ24で撮像しなくても、途中の経路で全反射ミラー、スクリーン等を設置し検査装置本体の横方向に撮像手段を備えるようにしてもよい。
If the height of the inspection apparatus main body is limited due to the installation environment of the inspection apparatus, the reflected light from the
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2における検査方法を図5に示しており、使用する検査装置は図1に示した検査装置の光学系31を複数(ここでは2つ)備えたものである。以下、図5のフローチャートをもとに検査方法を説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 5 shows an inspection method according to Embodiment 2 of the present invention, and the inspection apparatus to be used is provided with a plurality (here, two) of optical systems 31 of the inspection apparatus shown in FIG. Hereinafter, the inspection method will be described with reference to the flowchart of FIG.
検査装置に備えられた2つの光学系31を第1光学系および第2光学系とし、検査対象の基板21の表面を2つの領域(領域1および領域2)に分けたとき、第1光学系は領域1を撮像し、第2光学系は領域2を撮像するように構成されている。第1光学系で撮像する領域と第2光学系で撮像する領域とが、それらの境界部分で重なり合うように設定している。また、第1光学系および第2光学系のそれぞれにおいて、予め欠陥が無い基板を撮像しておき、このとき得られた画像を基準画像(基準画像1、基準画像2)とする。この基準画像1と基準画像2は、それぞれ第1光学系の特性と第2光学系の特性を反映した画像となる。
When the two optical systems 31 provided in the inspection apparatus are a first optical system and a second optical system, and the surface of the
この検査装置に検査対象の基板21を搬入し、第1光学系、第2光学系で基板21の表面の領域1、領域2を同時に撮像する(撮像1、撮像2)。ここで、第1光学系で領域1を撮像して得た画像を画像1とし、第2光学系で領域2を撮像して得た画像を画像2とする。そして、基準画像1と画像1の差分処理を行い、基準画像2と画像2の差分処理を行う。次に、これらの差分処理で得られたそれぞれの画像(差分画像)に対して、実施の形態1と同様の画像処理(フィルタ処理、2値化処理)を行って欠陥候補を抽出し、被検査基板である基板21の合否を判定する。この検査方法では、上記のような差分処理を行っているので、第1光学系および第2光学系の特性が検査結果に影響を与えることを抑制することができる。上記の差分処理は、第1光学系、第2光学系の特性によって生じる階調変化を、それぞれ画像1、画像2から除去するための画像処理である。
The
また、このような構成を備えた検査装置においては、大型の基板を検査する上でフレネルレンズ30を大型化する必要がなく、フレネルレンズ30自体の支持機構を簡略化できコストアップが抑制できる上に、光学系31も小型化でき省スペースに有用である。 Further, in the inspection apparatus having such a configuration, it is not necessary to increase the size of the Fresnel lens 30 when inspecting a large substrate, the support mechanism for the Fresnel lens 30 itself can be simplified, and the cost increase can be suppressed. In addition, the optical system 31 can be reduced in size, which is useful for saving space.
なお、実施の形態2では2つの光学系31を備えているが、3つ以上の光学系31を備えた検査装置を用いてもよい。 In the second embodiment, the two optical systems 31 are provided. However, an inspection apparatus including three or more optical systems 31 may be used.
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3における検査方法を図6に示しており、使用する検査装置は図1に示した検査装置と同じであり、1つの光学系31を備えたものである。以下、図6のフローチャートをもとに検査方法を説明する。
(Embodiment 3)
An inspection method according to
検査装置に1枚目の基板Aを搬入して撮像し(撮像1)、基板Aを撮像して得た画像を画像1とする。次に、基板Aを搬出し2枚目の基板Bを搬入して撮像し(撮像2)、基板Bを撮像して得た画像を画像2とする。そして画像1と画像2との差分処理を行い、差分処理で得られた画像(差分画像)に対して、実施の形態1と同様の画像処理(フィルタ処理、2値化処理)を行って欠陥候補を抽出し、被検査基板である基板Aの合否を判定する。 An image obtained by picking up the first substrate A into the inspection apparatus and picking up an image (image pickup 1) and picking up the image of the substrate A is referred to as an image 1. Next, the substrate A is unloaded, and the second substrate B is loaded and imaged (imaging 2). An image obtained by imaging the substrate B is referred to as an image 2. Then, the difference processing between the image 1 and the image 2 is performed, and the image (difference image) obtained by the difference processing is subjected to the same image processing (filter processing and binarization processing) as in the first embodiment, thereby causing a defect. Candidates are extracted, and pass / fail of the substrate A that is the substrate to be inspected is determined.
また、基板Bの撮像(撮像2)が終了した後、基板Bを搬出し3枚目の基板Cを搬入して撮像し(撮像3)、基板Cを撮像して得た画像を画像3とする。そして画像2と画像3の差分処理を行い、差分処理で得られた画像(差分画像)に対して、実施の形態1と同様の画像処理(フィルタ処理、2値化処理)を行って欠陥候補を抽出し、被検査基板である基板Bの合否を判定する。
In addition, after the imaging (imaging 2) of the substrate B is completed, the substrate B is unloaded, the third substrate C is loaded and imaged (imaging 3), and an image obtained by imaging the substrate C is referred to as an
このように、n枚目の検査対象の基板を撮像して得た画像(画像n)と(n+1)枚目の検査対象の基板を撮像して得た画像(画像n+1)を差分処理することにより、n枚目の検査対象の基板について合否を判定する。また、検査対象の最後の基板に対しては一つ前の基板を撮像した画像を基準画像として差分処理を行う。上記のような差分処理を行うことにより、光学系31の特性が検査結果に影響を与えることを抑制することができる。 In this way, the difference processing is performed on the image (image n) obtained by imaging the nth inspection target substrate and the image (image n + 1) obtained by imaging the (n + 1) th inspection target substrate. Thus, it is determined whether or not the n-th inspection target substrate is acceptable. Further, difference processing is performed on the last substrate to be inspected using an image obtained by capturing the previous substrate as a reference image. By performing the difference processing as described above, it is possible to suppress the characteristics of the optical system 31 from affecting the inspection result.
この検査方法によれば、光束照射手段の劣化、具体的にはハロゲンランプ等の経時変化による輝度劣化の影響および検査環境に起因する経時変化をキャンセルすることができるために、検査精度の向上を図ることができる。また、n枚目の基板に対して(n+1)枚目の基板の画像を基準画像として差分処理を行っているが、(n+2)枚目の基板の画像や(n+3)枚目の基板の画像を基準画像として用いるなど複数回の差分処理を行ってもよい。この場合検査精度がさらに向上することが期待できる。 According to this inspection method, it is possible to cancel the deterioration of the light beam irradiation means, specifically the influence of the luminance deterioration due to the temporal change of the halogen lamp or the like and the temporal change due to the inspection environment. Can be planned. In addition, the difference processing is performed on the nth substrate using the (n + 1) th substrate image as a reference image, but the (n + 2) th substrate image and the (n + 3) th substrate image. The difference processing may be performed a plurality of times, such as using as a reference image. In this case, it can be expected that the inspection accuracy is further improved.
このように、複数の検査対象の基板について1つの光学系31を用いて撮像し、この撮像により得られたそれぞれの基板についての画像のうち、少なくとも2つの画像の差分処理を行えばよい。 In this way, a plurality of substrates to be inspected are imaged using one optical system 31, and at least two images of the images for each substrate obtained by this imaging may be subjected to differential processing.
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4における検査方法を図7に示しており、使用する検査装置は図1に示した検査装置と同じであり、1つの光学系31を備えたものである。以下、図7のフローチャートおよび図8の検査領域分割図をもとに検査方法を説明する。
(Embodiment 4)
FIG. 7 shows an inspection method according to
図8に示すように、検査対象の基板21を3つの領域a、b、cに分割して撮像する。そして、撮像により得られた3つの画像について、それぞれの画像同士を差分処理する。領域aを撮像するときの撮像領域37を斜線で示している。撮像領域37は領域aよりも大きく設定されており、領域b、cを撮像するときの撮像領域についても同様に設定される。
As shown in FIG. 8, the
まず、基板21を検査装置に搬入して基板21の領域aを撮像し(撮像1)、撮像して得た画像を画像1とする。次に、基板21を移動させて領域bを撮像し(撮像2)、撮像して得た画像を画像2とする。さらに、基板21を移動させて領域cを撮像し(撮像3)、撮像して得た画像を画像3とする。続いて、画像1と画像2の差分処理を行い、次に画像2と画像3の差分処理を行い、最後に画像3と画像1の差分処理を行う。これらの差分処理により得られた3つの画像(差分画像)を結合させた後、実施の形態1と同様の画像処理(フィルタ処理、2値化処理)を行って欠陥候補を抽出し、基板21の合否を判定する。この検査方法では、上記のような差分処理を行っているので、光学系31の特性が検査結果に影響を与えることを抑制することができる。
First, the board |
また、このような検査方法によれば、光束照射手段の劣化、具体的にはハロゲンランプ等の経時変化による輝度劣化の影響および検査環境に起因する経時変化をキャンセルすることができるために、検査精度の向上を図ることができる。さらに1つの光学系31で検査ができるためにコストアップの抑制を図ることができる。 Further, according to such an inspection method, the deterioration of the light beam irradiation means, specifically, the influence of the luminance deterioration due to the temporal change of the halogen lamp or the like and the temporal change due to the inspection environment can be canceled. The accuracy can be improved. Furthermore, since the inspection can be performed with one optical system 31, the increase in cost can be suppressed.
なお、実施の形態4では基板21に対して領域を3分割して撮像しているが、被検査対象の基板の大きさによって2分割にすること、あるいは4つ以上に分割してもよい。
In the fourth embodiment, the region is imaged by dividing the region into three with respect to the
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5における検査方法を図9に示しており、使用する検査装置は図1に示した検査装置の光学系31を複数(ここでは2つ)備えたものである。以下、図9のフローチャートおよび図10の検査領域分割図をもとに検査方法を説明する。
(Embodiment 5)
An inspection method according to
図10に示すように、検査対象の基板21を4つの領域a、b、c、dに分割して撮像する。領域aを撮像するときの撮像領域37を斜線で示している。撮像領域37は領域aよりも大きく設定されており、領域b、c、dを撮像するときの撮像領域についても同様に設定される。また、検査装置に備えられた2つの光学系31を第1光学系および第2光学系とする。
As shown in FIG. 10, the
まず、基板21を検査装置に搬入して基板21の領域aを第1光学系により撮像し(撮像1)、撮像して得た画像を画像1とする。この撮像1と同時に基板21の領域bを第2光学系により撮像し(撮像2)、撮像して得た画像を画像2とする。次に、基板21を移動させた後、領域cを第1光学系により撮像し(撮像3)、撮像して得た画像を画像3とする。この撮像3と同時に基板21の領域dを第2光学系により撮像し(撮像4)、撮像して得た画像を画像4とする。
First, the board |
続いて画像1を基準として画像3との差分処理行い、次に画像3を基準として画像1との差分処理を行う。また、画像2を基準として画像4との差分処理を行い、次に画像4を基準として画像2との差分処理を行う。これらの差分処理により得られた4つの画像(差分画像)を結合させた後、実施の形態1と同様の画像処理(フィルタ処理、2値化処理)を行って欠陥候補を抽出し、基板21の合否を判定する。この検査方法では、上記のように同一の光学系で撮像して得た画像同士で差分処理を行っているので、光学系の特性が検査結果に影響を与えることを抑制することができる。
Subsequently, a difference process with the
また、このような検査方法によれば、光束照射手段の劣化、具体的にはハロゲンランプ等の経時変化による輝度劣化の影響および検査環境に起因する経時変化をキャンセルすることができるために、検査精度の向上を図ることができる。複数の光学系で検査ができるために基板21のサイズが大きい場合でも検査が容易になる。
Further, according to such an inspection method, the deterioration of the light beam irradiation means, specifically, the influence of the luminance deterioration due to the temporal change of the halogen lamp or the like and the temporal change due to the inspection environment can be canceled. The accuracy can be improved. Since inspection can be performed with a plurality of optical systems, inspection is facilitated even when the size of the
なお、実施の形態5では基板21に対して領域を4分割して撮像しているが、被検査対象基板の大きさによって6つ以上に分割してもよい。さらに、検査対象の基板21の大きさによって3つ以上の光学系31を備えた検査装置を用いてもよい。
In the fifth embodiment, the area of the
以上の説明からわかるように、本発明はフラットディスプレイパネルの塗布膜における表面形状の局所的な凹凸欠陥を低コストで検出する際に有用である。 As can be seen from the above description, the present invention is useful in detecting a local unevenness defect in the surface shape of a coating film of a flat display panel at a low cost.
21 基板
22 塗布膜
24 エリアセンサーカメラ
25 画像処理手段
26 合否判定手段
27 データ保持手段
28 光ファイバ
29 ハーフミラー
30 フレネルレンズ
31 光学系
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