JP2008076138A - 基板の検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】傷または異物の検出精度が高い基板の検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【解決手段】透光性を有する基板の一面を被検査面として検査する基板の検査装置において、前記基板の前記被検査面とは反対側の面を保持し、前記被検査面を含む平面上又は前記被検査面を含む平面よりも前記被検査面の法線方向外側から前記被検査面を照明し、前記被検査面に対向する側から、前記複数の領域のうちの前記照明手段に最も近い領域のみを撮像する構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板の検査装置及び検査方法に関し、特に透光性を有する基板の表面を検査する基板の検査装置及び検査方法に関する。

ガラスや石英等の透光性を有する基板により構成される液晶パネル等の電気光学装置の製造工程においては、基板表面上に異物の付着や傷の存在を検査する検査装置が用いられている。検査装置は、撮像装置及び照明装置を備えて構成され、基板を反射もしくは透過方式で照明し、撮像することで、画像処理により異物や傷の存在を認識するものであり、例えば特開２００１−３０５５０３号公報に開示されている。
特開２００１−３０５５０３号公報

一般に、透光性を有する基板の表面を検査する場合の照明には、基板を挟んで撮像装置と対向する位置に配設される透過照明や、基板に対して撮像装置と同一側であり、かつ撮像装置の光軸と同一軸上に配設される同軸落射照明が使用される。

しかしながら、照明に透過照明や同軸落射照明を用いた場合、基板が透光性を有することから、基板の検査を行いたい被検査面とは反対側の面に存在する異物や傷が、撮像装置の取得画像に映りこんでしまう。また、例えば基板を吸着して保持するコレット等や背景に存在する装置等が撮像装置の取得画像に映りこんでしまう。

このように、取得画像内に不要なものが存在すると、例えば被検査面ではない面に存在する異物を、被検査面上に存在するものと誤認識してしまい、本来良品であるはずの基板を不良と判断してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、傷または異物の検出精度が高い基板の検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

本発明の基板の検査装置は、透光性を有する基板の一面上であって、複数の領域からなる被検査面を検査する基板の検査装置であって、前記基板の前記被検査面とは反対側の面である裏面側に配設され、前記基板を保持する保持手段と、前記被検査面を含む平面上又は前記被検査面を含む平面よりも前記被検査面の法線方向外側に配設され、前記被検査面に対して相対的に位置が可変とされた照明手段と、前記被検査面に対向して配設され、前記複数の領域のうちの前記照明手段に最も近い領域のみを撮像する撮像手段と、を具備することを特徴とする。

また、本発明の基板の検査方法は、透光性を有する基板の一面上であって、複数の領域からなる被検査面を検査する基板の検査方法であって、前記基板の前記被検査面とは反対側の面を保持し、前記被検査面を含む平面上又は前記被検査面を含む平面よりも前記被検査面の法線方向外側から前記被検査面を照明し、前記被検査面に対向する側から、前記複数の領域のうちの前記照明手段に最も近い領域のみを撮像することを特徴とする。

本発明のこのような構成によれば、透光性を有する基板の裏面側を保持する保持手段のうちの、照明手段に対向する領域が撮像装置による取得画像内に映りこんでしまうことがない。したがって、本実施形態によれば、透光性を有する基板の、被検査面上に存在する異物及び傷のみを認識することが可能となり、誤検出をなくし、傷または異物の検出精度を向上させることが可能となるのである。

また、本発明は、前記基板の、前記被検査面を除く面を覆う遮光手段を具備することが好ましい。

このような構成によれば、照明光や周囲の環境光が、基板の被検査面を除く面に入射することがない。よって、より確実に被検査面にのみ照明光が照射されるようになり、傷または異物の検出精度をより向上させることが可能となる。

また、本発明は、前記照明手段は、前記撮像手段に対して相対的な位置が固定され、前記被検査面に対する前記照明手段の相対的な位置が変化するように、前記保持手段を移動させることが好ましい。

このような構成によれば、撮像装置及び照明装置を固定して配設することが可能であるため、検査装置を安価に構成することが可能となる。

また、本発明は、前記照明手段は、前記撮像手段に対して相対的に移動可能に配設され、前記被検査面に対する前記照明手段の相対的な位置が変化するように、前記照明手段を移動させることが好ましい。

このような構成によれば、基板を移動させることなく、被検査面に対する照明手段の相対的な位置を変化させることができるため、検査時間の短縮を図ることが可能となる。

また、本発明は、前記照明手段は、複数の照明装置からなり、前記被検査面に対する前記照明手段の相対的な位置が変化するように、前記照明装置の点灯を切り替えることが好ましい。

このような構成によれば、基板を移動させることなく、被検査面に対する照明手段の相対的な位置を変化させることができるため、検査時間の短縮を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態においては、本発明を、透過型の液晶表示パネルの製造工程に使用される、基板の検査装置に適用したものである。なお、以下の説明に用いた各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてある。図１は、液晶表示パネルの構成を示す斜視図である。図２は、マザー基板を説明する平面図である。図３は、防塵用基板貼着装置の構成を説明する概略上面図である。図４は、基板検査装置の構成を説明する概略構成図である。図５は、撮像装置の視野と被検査面の大きさの関係を説明をする平面図である。

図１に示すように、電気光学装置である液晶表示パネル１は、それぞれがガラス、石英等の透光性を有する材料で形成された一対の基板であるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層を封入して構成される透過型の液晶装置である。液晶表示パネル１は、例えばプロジェクタ等の投射型表示装置のライトバルブとして用いられるものである。

液晶表示パネル１は、画像表示領域１０ａ内において、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間の電圧レベルを変化させることにより、液晶層の分子集合の配向や秩序を変化させることで、透過する光を変調し、階調表示を可能とする。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０は、それぞれ異なる大きさの矩形状を有し、対向基板２０は、ＴＦＴアレイ基板１０よりも小さく形成されている。

液晶表示パネル１のＴＦＴアレイ基板１０の、対向基板２０側の表面の１辺の近傍には、図示しない外部回路接続端子が設けられており、この外部回路接続端子上には、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）と称する）１３が実装されている。ＦＰＣ１３は、ＴＦＴアレイ基板１０の対向基板２０側の表面と平行であり、かつ外部回路接続端子が設けられた辺から外側へ延出されている。例えば、液晶表示パネル１が投射型表示装置に用いられる場合、液晶表示パネル１は、ＦＰＣ１３を介して投射型表示装置の制御装置に接続され、制御装置から伝送される画像信号及び各種駆動信号に基づいて、画像の表示を行う。

また、液晶表示パネル１を構成するＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の液晶層とは反対側となる面上には、それぞれ防塵用基板１１及び１２が貼着されている。防塵用基板１１及び１２は、それぞれ透光性を有するガラスや石英等により構成されており、熱硬化型接着剤により固定されている。

本実施形態では、液晶表示パネル１は、製造工程において、図２に示すように一枚のマザー基板１５上に複数配列された状態で形成された後に、個々に切り出されてなるものである。すなわち、液晶表示パネル１の製造工程においては、後にＴＦＴアレイ基板１０となる積層構造をマザー基板１５上に形成した後に、対向基板２０を貼り付けて液晶を封止し、さらに防塵用基板１１及び１２を貼着した後に、液晶表示パネル１として各個片に切り離すのである。

以下に、本実施形態に係る基板検査装置が用いられる製造工程である、防塵用基板貼着工程について説明する。以下に説明する防塵用基板貼着工程においては、マザー基板１５上に貼り付けられた複数の対向基板２０の個々に、防塵用基板１１が貼着されるものであり、図３に示す防塵用基板貼着装置３０が用いられる。

防塵用基板貼着装置３０は、主にマザー基板搬送装置１００と、防塵用基板選別装置２００とによって構成されている。

防塵用基板選別装置２００は、搬送ロボット２０１と、表面検査装置２５０と、搬入装置２８０と、ＮＧストッカ２９０とを具備して構成されている。

搬入装置２８０は、複数の防塵用基板１２が載置されたパレット２８１を、防塵用基板選別装置２００内に搬入する装置である。

搬送ロボット２０１は水平多関節ロボット、いわゆるスカラ型のロボットであり、搬入装置２８０により搬入されたパレット２８１上の防塵用基板１２を、吸着コレット２１０により保持して搬送する装置である。

吸着コレット２１０は、図４に示すように、先端が防塵用基板１２の外周部に接し、先端に設けられた凹部２１１内を装置雰囲気よりも負圧とすることにより防塵用基板１２を吸着し保持するものである。ここで、吸着コレット２１０と防塵用基板１２とが接触する領域は、液晶表示パネル１の画像表示領域１０ａに対応する領域よりも外側であることが望ましい。

吸着コレット２１０は、負圧経路２１２及び２０４を介して、防塵用基板貼着装置３０内、もしくは工場に設けられた負圧発生源である真空ポンプ２０３に接続されている。吸着コレット２１０は、搬送ロボット２０１の動作により、防塵用基板貼着装置３０内において、水平方向及び鉛直方向への並進移動、並びに鉛直軸周りの回動が可能である。

なお、以下において、図３及び図４に示すように、吸着コレット２１０の移動を表す軸として、互いに直交し水平面上に位置する軸をＸ軸及びＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸と直交する鉛直方向の軸をＺ軸とし、Ｚ軸周りの回転軸をＲ軸と称する。

本実施形態では、吸着コレット２１０は、吸着面である先端が水平であり下を向くように搬送ロボット２１０に配設されている。すなわち、吸着コレット２１０に保持された状態の防塵用基板１２の貼着面１２ａは、水平かつ下向きとなる。

また、搬送ロボット２０１の吸着コレット２１０の周囲には、吸着コレット２１０とは離間した位置に、遮光性を有する板状部材で構成された遮光板２１３が配設されている。遮光板２１３は、一面に開口を設けた箱状の形状を有し、開口がコレット２１０の先端と同一方向を向くように配設されている。また、遮光板２１３は、開口の先端が、吸着コレット２１０に保持された防塵用基板１２の貼着面１２ａと略同一平面上に位置するように配設されている。

すなわち、吸着コレット２１０は、先端の吸着面が面する方向、すなわち下方以外の全周を遮光板２１３により覆われている。

表面検査装置２５０は、詳しくは後述するが、撮像装置２５１及び照明装置２６０を備え、搬送ロボット２０１により保持された状態の防塵用基板１２の、被検査面である貼着面１２ａ上における異物及び傷の存在の有無を認識する装置である。

ＮＧストッカ２９０は、表面検査装置２５０により異物が付着しているもしくは傷が存在すると認識された不良防塵用基板１２ｎｇを一時的に保持し、防塵用基板選別装置２００外に搬出する装置である。

一方、マザー基板搬送装置１００は、搬送ロボット１０１と、搬入装置１１０と、基板保持装置１２０と、基板搬出装置１３０と、接着剤塗布硬化装置１４０とを具備して構成されている。

搬送ロボット１０１は水平多関節ロボット、いわゆるスカラ型のロボットであり、搬入装置１１０により搬入されたマザー基板１５を保持して搬送する装置である。

搬入装置１１０は、防塵用基板１２が貼着される前の複数のマザー基板１５を保持した図示しないストッカを、マザー基板搬送装置１００内に搬入する装置である。

基板保持装置１２０は、搬送ロボット１０１により搬入されたマザー基板１５を一時的に位置決めし保持する装置である。

基板搬出装置１３０は、防塵用基板１２が貼着された後のマザー基板１５を、マザー基板搬送装置１００外に搬出する装置である。

接着剤塗布硬化装置１４０は、基板保持装置１２０により保持されたマザー基板１５上に熱硬化型接着剤を塗布し、防塵用基板１２が対向基板２０上に載置された後に熱硬化型接着剤を硬化する装置である。

以上のような構成を有する防塵用基板貼着装置３０において実施される、防塵用基板貼着工程について、以下に説明する。

まず、マザー基板搬送装置１００において、搬入装置１１０により搬入されたマザー基板１５が、搬送ロボット１０１により搬送されて、基板保持装置１２０上に位置決めされて保持される。基板保持装置１２０上に保持されたマザー基板１５の個々の対向基板２０上に、接着剤塗布硬化装置１４０により熱硬化型接着剤が塗布される。

上述の工程が実施される一方で、防塵用基板選別装置２００において、搬入装置２８０により搬入された防塵用基板１２は、搬送ロボット２０１によって搬送されて、表面検査装置２５０により、貼着面１２ａ上における異物の付着もしくは傷の存在について検査される。

表面検査装置２５０によって異物の付着もしくは傷が存在すると判定された防塵用基板１２は、不良防塵用基板１２ｎｇとしてＮＧストッカ２９０のＮＧパレット２９１上に搬送され載置される。

表面検査装置２５０によって貼着面１２ａ上に異物の付着もしくは傷は存在しない、すなわち良品と判断された防塵用基板１２は、搬送ロボット２０１により搬送され、基板保持装置１２０により保持されたマザー基板１５上の熱硬化型接着剤を塗布された状態の対向基板２０上に、位置決めされて載置される。

全ての対向基板２０上に、防塵用基板１２が載置された後に、熱硬化型接着剤が接着剤塗布硬化装置１４０により硬化される。これにより、対向基板２０上に、防塵用基板１２が貼着される。

熱硬化型接着剤が硬化された後のマザー基板１５は、搬送ロボット１０１により、基板搬出装置１３０に搬送され、マザー基板搬送装置１００外に搬出される。以上により、対向基板２０上に防塵用基板１２が貼着された状態のマザー基板１５が完成し、防塵用基板貼着工程が終了する。

以下に、防塵用基板選別装置２００の表面検査装置２５０について詳細に説明する。なお、本実施形態の基板検査装置は、上述の搬送ロボット２０１と、以下に説明する表面検査装置２５０とを具備して構成されるものである。

図４に示すように、表面検査装置２５０は、制御装置２０２、撮像装置２５１、画像処理装置２５２、照明装置２６０及び照明駆動装置２６１を具備して構成される。

撮像装置２５１は、ＣＣＤ等を用いた電子カメラであり、本実施形態では白黒画像を取得するものである。撮像装置２５１は、防塵用基板選別装置２００の基台上に、光軸が鉛直上向きとなるように固定されている。

撮像装置２５１の焦点位置における撮像範囲、すなわち撮像装置２５１の視野（画角）は、図５に２点鎖線の四角（ＦＯＶ）で示すように、防塵用基板１２の貼着面１２ａ全面よりも小さく、貼着面１２ａの１／４に相当する範囲よりも大きく設定されている。

すなわち、本実施形態では、防塵用基板１２の貼着面１２ａの全面を検査するために、撮像装置２５１により貼着面１２ａを４等分した４箇所の領域を撮像する。以下において、防塵用基板１２の貼着面１２ａを４等分した領域を、それぞれ図５に示すように便宜的に領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤと称する。

なお、本実施形態における、撮像装置２５１の視野は、貼着面１２ａ上において不良とすべき最小の大きさの異物や傷を認識可能な分解能を有するように決定される。分解能は、概略的には撮像装置２５１が具備するＣＣＤ等の撮像素子の画素数と、視野との関係から求められるものである。

すなわち、同一の分解能を有するものであれば、撮像装置の視野は、図５に示したような本実施形態に限られるものではなく、一回の撮像で貼着面１２ａ全面を撮像可能なものであってもよいし、また例えば貼着面１２ａを６等分した領域を撮像するものであってもよい。その実施例については、詳しくは後述するものである。

撮像装置２５１は、画像処理装置２５２に電気的に接続されており、取得した画像を画像処理装置２５２へと出力する。

画像処理装置２５２は、撮像装置２５１により取得された画像に対して画像処理を施す装置である。画像処理装置２５２は、制御装置２０２に電気的に接続されており、画像処理によって得られた認識結果を制御装置２０２へ出力する。

照明装置２６０は、ＬＥＤ、ハロゲン、キセノン等の光源を有する照明装置であり、本実施形態では光源として白色のＬＥＤを複数個使用している。照明装置２６０は、複数個のＬＥＤが直線状に１列もしくは複数列で配列された、細長の光源を有する。照明装置２６０は、いわゆるバータイプの光源であり、断面形状が扁平な光束を投射するものである。なお、照明装置２６０は、一つの光源を有してなり、レンズ、プリズム等により出射光を成形して、扁平な光束を得るものであってもよい。

本実施形態では、照明装置２６０は、防塵用基板選別装置２００の基台上に、ＬＥＤの配列方向、すなわち細長の光源の長手方向が水平となるように固定されている。また、照明装置２６０から出射される照明光の光軸は、撮像装置２５１の光軸と直交するように配設されている。すなわち、照明装置２６０の照明光の出射方向は水平方向とされている。

なお、照明装置２６０は、照明光が直接撮像装置２５２に入射することがない位置に配設されていることは言うまでもない。照明装置２６０は、照明駆動装置２６１に電気的に接続されている。

照明駆動装置２６１は、照明装置２６０の光源を駆動するための電力を供給する装置であり、照明の点灯時期及び照明光の強度を制御する。照明駆動装置２６１は、制御装置２０２に電気的に接続されている。

制御装置２０２は、演算装置、記憶装置、入出力装置等を備え、防塵用基板選別装置２００を構成する各装置の動作を制御する装置である。例えば、搬送ロボット２０１は、制御装置２０２に電気的に接続されており、制御装置２０２からの指令によって動作する。

上述の構成を有する表面検査装置２５０による、防塵用基板１２の貼着面１２ａの検査方法を図４、図５、図６及び図７を参照して以下に説明する。図６は、撮像装置による被検査面の撮像方法を説明する平面図である。図７は、基板検査方法のフローチャートである。

防塵用基板１２の貼着面１２ａの検査時には、図４に示すように、防塵用基板１２は、コレット２１０に保持された状態で搬送ロボット１０１により、撮像装置２５１上に搬送される。ここで、防塵用基板１２は、被検査面である貼着面１２ａが、照明装置２６０の照明光の光軸を含む面と略一致するように保持される。言い換えれば、防塵用基板１２の貼着面１２ａの検査時において、照明装置２６０は貼着面１２ａと略同一平面上に配設されるのであり、このとき、照明装置２６０が出射する照明光の光軸は、貼着面１２ａと略平行となるのである。

また、上述のように、本実施形態では貼着面１２ａを４等分した領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤが、それぞれ撮像装置２５１により撮像される。撮像装置２５１及び照明装置２６０は、それぞれ基台上に固定されているため、両者の位置関係は不変である。図６（ａ）に示すように、照明装置２６０は、撮像装置２５１の視野の側方片側、Ｘ軸方向片側に固定されて配設されている。本実施形態では、以下に説明するように、搬送ロボット２０１によって防塵用基板１２を撮像装置２５１上の水平面上において並進移動及び回動させることによって、領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを撮像装置２５１の視野内に順次導入させ、貼着面１２ａ全面の撮像が行われる。

まず、図６（ａ）に示すように、防塵用基板１２の貼着面１２ａの領域Ａが、撮像装置２５１の視野内（図中、ＦＯＶ内）であり、かつ照明装置２６０側に位置するように、搬送ロボット２０１により防塵用基板１２が保持される。この状態で、照明駆動装置２６１により照明装置２６０が点灯され、撮像装置２５１により貼着面１２ａの領域Ａの画像が取得される。

撮像装置２５１により取得された領域Ａの画像は、画像処理装置２５２によって画像処理が施される。例えば、撮像装置２５１により取得される画像がモノクロ多階調のものであれば、画像処理装置２５２は取得画像に対し所定のしきい値に基づいた２値化画像処理を行い、２値化後の画像中における輝点（白画素）の存在の有無の認識を行う。

認識結果は制御装置２０２に入力され、制御装置２０２は、輝点の存在の有無の情報から、防塵用基板１２の貼着面１２ａ上に異物又は傷の存在の有無、すなわち防塵用基板１２が不良であるか否かを判断する。

次に、図６（ｂ）に示すように、搬送ロボット２０１によりＹ軸に沿って防塵用基板１２を並進移動させることで、貼着面１２ａの領域Ｂが、撮像装置２５１の視野内に導入される。ここで、領域Ｂは、図６（ａ）で示した領域Ａの場合と同様に、照明装置２６０側に位置するものであり、領域Ｂを撮像する際における、領域Ｂに対する照明装置２６０の位置関係、すなわち照明条件は領域Ａの場合（図６（ａ））と同等である。

図６（ｂ）の状態で、照明装置２６０が点灯されて、撮像装置２５１により領域Ｂの画像が取得される。領域Ａの場合と同様に、画像処理装置２５２による取得画像中における輝点の存在の有無の認識がなされ、防塵用基板１２が不良であるか否かが判断される。

次に、図（ｃ）に示すように、搬送ロボット２０１により防塵用基板１２をＲ軸周りに１８０度回動させることで、貼着面１２ａの領域Ｃが、撮像装置２５１の視野内に導入される。ここで、領域Ｃは、図６（ａ）で示した領域Ａの場合と同様に、照明装置２６０側に位置するものであり、領域Ｃを撮像する際における照明条件は領域Ａの場合（図６（ａ））と同等である。言い換えれば、防塵用基板１２を回動させることで、防塵用基板１２に対する照明の相対的な位置を変更し、防塵用基板１２を領域Ｃに近い側方から照明するようしている。

図６（ｃ）の状態で、照明装置２６０が点灯されて、撮像装置２５１により領域Ｃの画像が取得される。領域Ａの場合と同様に、画像処理装置２５２による取得画像中における輝点の存在の有無の認識がなされ、防塵用基板１２が不良であるか否かが判断される。

次に、図６（ｄ）に示すように、搬送ロボット２０１によりＹ軸に沿って防塵用基板１２を並進移動させることで、貼着面１２ａの領域Ｄが、撮像装置２５１の視野内に導入される。ここで、領域Ｃは、図６（ａ）で示した領域Ａの場合と同様に、照明装置２６０側に位置するものである。領域Ｃを撮像する際における照明条件は領域Ａの場合（図６（ａ））と同等である。

図６（ｄ）の状態で、照明装置２６０が点灯されて、撮像装置２５１により領域Ｄの画像が取得される。領域Ａの場合と同様に、画像処理装置２５２による取得画像中における輝点の存在の有無の認識がなされ、防塵用基板１２が不良であるか否かが判断される。

以上の検査工程を図７に示したフローチャートにより説明する。

まず、ステップＳ０１において、防塵用基板１２の被検査面である貼着面１２ａの、照明装置２６０側に位置する領域を、撮像装置２５１により撮像する。

次に、ステップＳ０２において、撮像装置２５１により取得された画像に対して画像処理装置２５２によって画像処理を施し、画像中における輝点の有無の認識を行う。

次に、ステップＳ０３において、制御装置２０２は、輝点の存在の有無の情報から、防塵用基板１２の貼着面１２ａ上に異物又は傷の存在の有無、すなわち防塵用基板１２が不良であるか否かを判断する。不良と判断した場合はステップＳ０７へ移り、不良ではないと判断した場合はステップＳ０４へ移る。

ステップＳ０３において不良と判断した場合、ステップＳ０７において、検査中の防塵用基板１２の貼着面１２ａ上に異物又は傷が存在する旨の不良判定情報を出力し、終了する。なお、このとき、不良判定情報に、貼着面上における異物又は傷の位置及び大きさ等を含む不良箇所情報を同時に出力してもよい。このような不良箇所情報を出力することにより、以後の防塵用基板１２の不良対策に役立てることが可能となる。

一方、ステップＳ０３において不良ではないと判断した場合、ステップＳ０４において、防塵用基板１２の貼着面１２ａの全領域について撮像し検査を終えたか否かを判断する。全領域の撮像及び検査が完了していない場合はステップＳ０５へ移り、全領域の撮像及び検査が完了している場合にはステップＳ０６へ移る。

ステップＳ０４において、全領域の検査が完了していると判断した場合には、ステップＳ０６において、検査中の防塵用ガラス１２の貼着面に１２ａ上には、異物及び傷が存在しない旨の良品情報を出力して終了する。

一方、ステップＳ０４において、全領域の検査が完了していないと判断した場合には、ステップＳ０５において、未検査であり、かつ次に検査すべき領域が照明装置２６０側に位置するように、防塵用ガラス１２に対する照明条件を変更する。図６に示した本実施形態では、図６（ｂ）から図６（ｃ）における防塵用基板１２の回動がステップＳ０５にあたるものである。次に検査すべき領域が照明装置２６０側に位置するように、照明条件を変更した後に、ステップＳ０１に戻る。

以上により、防塵用基板１２の貼着面１２ａの全領域についての良否の判定がなされ、検査が完了するのである。

以下に本実施形態の基板検査装置及び基板検査方法の作用及び効果を説明する。図８は、本実施形態における照明の条件及び、異物又は傷の検出方法を示す説明図である。

図８に模式的に示すように、防塵用基板１２の貼着面１２ａの検査時において、照明装置２６０は、貼着面１２ａと略同一平面上に位置するものであり、かつ、貼着面１２ａの照明装置２６０に近い側の領域のみが撮像装置２５１により撮像される。

本実施形態においては、照明装置２６０から出射される照明光は図８の矢印Ｌ１で示すように、貼着面１２ａに略平行に浅い角度で照射される。

このため、貼着面１２ａ表面が鏡面状である、すなわち異物や傷が存在しない場合（図８中の領域Ｐ１）には、照明光は全反射される（矢印ＬＲ１）。このため、貼着面１２ａの法線方向に配設された撮像装置２５１に照明光は入射しない。よって、異物や傷が存在しない領域は、撮像装置２５１により取得された画像中において暗い領域として現れる。すなわち、画像処理装置２５２による２値化後の画像においては黒として認識される。

一方、貼着面１２ａ表面に傷が存在する場合（図８中の領域Ｐ２）や、異物が付着している場合（図８中の領域Ｐ３）、照明光は全反射されず、傷もしくは異物により乱反射され（図８中のＬＲ２及びＬＲ３）、撮像装置２５１に入射される。よって、異物や傷が存在する領域は、撮像装置２５１により取得された画像中において明るい領域、例えば白い輝点として現れる。すなわち、画像処理装置２５２による２値化後の画像においては白として認識され、これに従い制御装置２０２において不良として判断される。

ところで、照明装置２６０から出射された照明光の一部は、防塵用基板１２の貼着面１２の反対側の面である裏面１２ｂ側にも、防塵用基板１２を透過して入射される（図８中の矢印Ｌ４及びＬ５）。

裏面１２ｂ側に、保持手段であるコレット２１０が存在する場合、コレット２１０の照明装置２６０に対向する領域（図８中の領域Ｐ５）では、照明光（矢印Ｌ５）は貼着面１２ａ側に反射される（ＬＲ５）。

一方、裏面１２ｂ側に、保持手段であるコレット２１０が存在する場合であっても、照明装置２６０に対向していない領域（図８中の領域Ｐ４）については、照明光（矢印Ｌ４）は貼着面１２ａ側へ反射されない。なお、照明装置２６０に対向していない領域とは、防塵用基板１２に対して矩形の枠状に接触するコレット２１０のうちの、内側が照明装置２６０に対向する辺を除く３辺のことを指す。

このため、従来のように、このコレット２１０の照明装置２６０に対向する領域Ｐ５が検査時の取得画像の中に入ってしまう場合、領域Ｐ５の手前に位置する貼着面上の領域が明るい領域として認識されてしまい、貼着面１２ａ上に異物もしくは傷が存在するものとして誤認識されてしまう問題があった。

しかしながら、本実施形態によれば、防塵用基板１２を回動させることで、被検査面である貼着面１２ａのうちの、照明装置２６０に近い側の領域のみの画像を取得して画像処理により検査を行っている。このため、コレット２１０の照明装置２６０に対向する領域Ｐ５が検査時の取得画像の中に入ってしまうことがない。すなわち、本実施形態によれば、裏面側に存在するコレット等の保持手段が撮像装置２５１による取得画像中に現れることがない。

したがって、本実施形態によれば、透光性を有する基板である防塵用基板１２の、被検査面である貼着面１２ａ上に存在する異物及び傷のみを認識することが可能となり、誤検出をなくし、傷または異物の検出精度を向上させることが可能となるのである。

また、本実施形態では、防塵用基板１２の貼着面１２ａの検査時において、防塵用基板１２の側面部１２ｃ及び裏面１２ｂが、遮光板２１３により覆われている。このため、照明装置２６０から防塵用基板１２の側面部１２ｃへ向かう光（図８中の矢印Ｌ２）が、側面部１２ｃに入射することがない。また、工場内の照明等による環境光も同様に側面部１２ｃに入射することがない。

したがって、遮光板２１３を配設することにより、防塵用基板１２を透過して、裏面１２ｂ側に位置するコレット２１０に照射される照明光をより弱くすることが可能となる。よって、被検査面である貼着面１２ａ上にのみ照明光が照射されるようになり、傷または異物の検出精度をより向上させることが可能となるのである。

また、本実施形態では、被検査面である貼着面１２ａを分割した一部領域を撮像する毎に、良否の判定を下すようにしている（図７のステップＳ０３）。これにより、貼着面１２ａ上に異物又は傷が存在した場合、全領域を撮像せずに直ちに不良と判断することが可能となり、基板検査工程の時間の短縮を図ることが可能となる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う基板の検査装置及び検査方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

例えば、上述の実施形態では、防塵用基板１２を回動させることで、被検査面である貼着面１２ａに対する照明条件を変化させている、言い換えれば貼着面１２ａ上における、照明装置２６０により近い側の領域を移動させているが、照明条件を変更する方法はこの形態に限るものではない。

例えば、図９に示すように、撮像装置の視野の側方両側に、一対の照明装置２６０ａ及び２６０ｂを配設し、この一対の照明装置２６０ａ及び２６０ｂの点灯を切り替えることで、照明装置に近い領域を移動させてもよい。具体的には、まず、一対の照明装置２６０ａ及び２６０ｂのうちの一方、照明装置２６０ａのみを点灯し、該照明装置２６０ａに近い領域Ａ１のみを撮像し検査する。次に他方の照明装置２６０ｂのみを点灯し、該照明装置２６０ｂに近い領域Ｂ１のみを撮像し検査する。このような構成によれば、防塵用基板１２を回動させることなく、貼着面１２ａの全面を検査することが可能であり、検査時間の短縮を図ることが可能となる。

また、被検査面である貼着面１２ａと、照明装置との位置関係が相対的に変化することで、貼着面１２ａの全面を撮像するものであればよく、例えば図示はしないが、防塵用基板１２を回動させずに、撮像装置２５１の光軸周りに照明装置２６０を回動させることでも本発明を実現できることは言うまでもない。

また、撮像装置の視野ＦＯＶは、必ずしも貼着面１２ａよりも小さいものである必要はなく、撮像装置が異物又は傷を認識するに足る分解能を有するものであれば、図９に示すように貼着面１２ａの全領域を一つの取得画像内に収めることができるものであってもよい。この場合、照明条件を変更する毎に貼着面１２ａの画像を取得し、照明装置に近い領域のみに対して画像処理を行うようにすればよい。例えば図９に示す形態の場合、まず、一方の照明装置２６０ａのみを点灯し、貼着面１２ａ全体を撮像し、取得画像のうちの該照明装置２６０ａに近い領域Ａ１のみに対して画像処理を行い検査する。次に他方の照明装置２６０ｂのみを点灯し、貼着面１２ａ全体を撮像し、取得画像のうちの該照明装置２６０ａに近い領域Ｂ１のみに対して画像処理を行い検査する。このような構成によれば、防塵用基板１２を並進移動及び回動させることなく、貼着面１２ａの全面を検査することが可能であり、検査時間の短縮を図ることが可能となる。

また、被検査面と照明装置と撮像装置との相互の位置関係は、相対的なものであり、例えば撮像装置の光軸は水平方向であって、基板の被検査面が直立する形態であってもよい。

また、本実施形態は、液晶表示パネルに貼着される防塵用基板の表面の検査に本発明を適用したものであるが、たとえば、対向基板やマザー基板の表面を検査する場合にも本発明を適用することが可能である。

また、本発明で検査する基板は、液晶表示パネルに用いられる基板に限られるものではないことは言うまでもない。

液晶表示パネルの構成を示す斜視図である。 マザー基板を説明する平面図である。 防塵用基板貼着装置の構成を説明する概略上面図である。 基板検査装置の構成を説明する概略構成図である。 撮像装置の視野と被検査面の大きさの関係を説明をする平面図である。 撮像装置による被検査面の撮像方法を説明する平面図である。 基板検査方法のフローチャートである。 異物及び傷の検出方法を示す説明図である。 本実施形態の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１２ 防塵用基板、 １２ａ 貼着面（被検査面）、 ２０１ 搬送ロボット、 ２０２ 制御装置、 ２０３ 真空ポンプ、 ２０４ 真空経路、 ２１０ 吸着コレット、 ２１３ 遮光板、 ２５１ 撮像装置、 ２５２ 画像処理装置、 ２６０ 照明装置、 ２６１ 照明駆動装置

Claims (6)

1. 透光性を有する基板の一面上であって、複数の領域からなる被検査面を検査する基板の検査装置であって、
   前記基板の前記被検査面とは反対側の面である裏面側に配設され、前記基板を保持する保持手段と、
   前記被検査面を含む平面上又は前記被検査面を含む平面よりも前記被検査面の法線方向外側に配設され、前記被検査面に対して相対的に位置が可変とされた照明手段と、
   前記被検査面に対向して配設され、前記複数の領域のうちの前記照明手段に最も近い領域のみを撮像する撮像手段と、を具備することを特徴とする基板の検査装置。
2. 前記基板の、前記被検査面を除く面を覆う遮光手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の基板の検査装置。
3. 前記照明手段は、前記撮像手段に対して相対的な位置が固定され、
   前記被検査面に対する前記照明手段の相対的な位置が変化するように、前記保持手段を移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板の検査装置。
4. 前記照明手段は、前記撮像手段に対して相対的に移動可能に配設され、
   前記被検査面に対する前記照明手段の相対的な位置が変化するように、前記照明手段を移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板の検査装置。
5. 前記照明手段は、複数の照明装置からなり、前記被検査面に対する前記照明手段の相対的な位置が変化するように、前記照明装置の点灯を切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板の検査装置。
6. 透光性を有する基板の一面上であって、複数の領域からなる被検査面を検査する基板の検査方法であって、
   前記基板の前記被検査面とは反対側の面を保持し、
   前記被検査面を含む平面上又は前記被検査面を含む平面よりも前記被検査面の法線方向外側から前記被検査面を照明し、
   前記被検査面に対向する側から、前記複数の領域のうちの前記照明手段に最も近い領域のみを撮像することを特徴とする基板の検査方法。

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