JP2008298491A - ラインセンサカメラの相対位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ムラ検査装置におけるラインセンサカメラの位置調整を容易に行う。
【解決手段】ムラ検査装置は、基板９ａが載置されるとともに移動可能なステージ２１、線状の照明領域に照明光を照射する光照射部３およびラインセンサカメラ４を備え、ラインセンサカメラ４の位置調整時には、基準撮像ライン８０ａの両側に、基準撮像ライン８０ａに向かって漸次幅が減少する暗部である複数の凸状領域を基準撮像ライン８０ａに平行に配列して有するチャート８が基板９ａ上に配置される。ラインセンサカメラ４による撮像ラインが基準撮像ライン８０ａに対して傾斜していたりずれている場合は、ラインセンサカメラ４の出力の輝度分布に幅の異なる、または、幅の広い低輝度部が現れる。これにより、ラインセンサカメラ４の傾きや前後位置のずれを容易に把握することができ、ラインセンサカメラ４の位置調整を容易に行うことができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、対象物に対するラインセンサカメラの相対位置を調整する方法に関する。

従来より、平面表示装置用のガラス基板やプリント配線基板等の基板上に形成されたパターンを検査する装置として、基板を搬送しつつラインセンサカメラにて基板を撮像するものが利用されている。このような装置では、適正な画像を取得するために、基板に対するラインセンサの位置調整が重要となる。そこで、例えば特許文献１では、基準線を中心として上下に互い違いに突出する三角形が描かれたパターンを有する基準板を用いてラインセンサカメラの位置を調整する技術が開示されている。特許文献１の手法では、被検査体が流れる位置に基準板が固定配置されてラインセンサカメラにて撮像が行われ、これにより、基準板上の直線状のカメラ視野における明暗パターンが取得される。そして、明暗パターンに基づいて基準板の基準線に対するカメラ視野の傾きおよび位置ずれが算出される。
特開２００１−１７４４１４号公報

特許文献１では複雑な演算により、基準板の基準線に対するカメラ視野の傾きや位置ずれが求められが、実際の調整現場では、ラインセンサカメラからの出力を観察しながら手作業にてカメラ位置の調整が繰り返し行われ、複雑な演算は望まれない。また、演算結果により１回でカメラ位置の調整が最良となる保証もない。一方、基準線から上下に交互に突出する三角形のパターンが設けられた基準板では、カメラ視野における明暗のパターンから作業者がラインセンサカメラの傾きや位置ずれを直感的には把握しにくい。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、対象物に対するラインセンサカメラの相対位置を容易に調整することができる方法を提供することを主たる目的としている。

請求項１に記載の発明は、受光素子が直線状に配列されたラインセンサカメラに関連して配置される対象物に対して前記ラインセンサカメラの相対位置を調整するラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、ａ）前記ラインセンサカメラの撮像位置を前記対象物上に合わせた際の理想的な撮像ラインである基準撮像ラインを基準として前記対象物上に明部および暗部を有するチャートを配置する工程と、ｂ）前記ラインセンサカメラにて前記チャートを撮像する工程と、ｃ）前記ラインセンサカメラからの出力を参照して前記対象物に対する前記ラインセンサカメラの相対位置を調整する工程とを備え、前記チャートが、前記基準撮像ラインの両側に、前記基準撮像ラインに向かって漸次幅が減少する明部または暗部である複数の凸状領域を前記基準撮像ラインに平行に配列して有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、ｄ）前記ｂ）工程および前記ｃ）工程を繰り返す工程をさらに備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、前記複数の凸状領域のそれぞれが、前記基準撮像ラインに対向する頂点から２つの直線が前記基準撮像ラインから離れる方向に伸びる形状を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、前記複数の凸状領域のうち前記基準撮像ラインの一方側に配列された複数の第１凸状領域の前記基準撮像ラインに対向する頂点と、前記基準撮像ラインの他方側に配列された複数の第２凸状領域の前記基準撮像ラインに対向する頂点とが、前記基準撮像ラインを挟んで互いに対向する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、前記複数の第１凸状領域の前記頂点と前記複数の第２凸状領域の前記頂点とが重なる。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、前記複数の第１凸状領域の前記頂点および前記複数の第２凸状領域の前記頂点が、前記ラインセンサカメラの相対位置の許容範囲に基づいて決定された距離だけ前記基準撮像ラインから離れている。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、前記ｃ）工程において、前記ラインセンサカメラによる前記チャート上の撮像ラインが、前記チャートに対して、少なくとも、前記基準撮像ラインに垂直な方向に相対移動される、または、相対回転される。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、前記対象物が、搬送機構により前記基準撮像ラインに垂直な方向に移動する基板であり、前記ａ）工程において、前記基準撮像ラインを基準とする前記チャートの位置が前記搬送機構の位置に基づいて決定され、前記ｃ）工程において、前記ラインセンサカメラの位置が調整される。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、前記対象物が、基板に照明光を照射する光照射部であり、前記基板上における前記照明光の照射領域が、前記ラインセンサカメラの撮像位置を前記基板上に合わせた際の撮像ラインを含む線状であり、前記基板が主面に沿って前記撮像ラインに垂直な方向に移動可能とされ、前記ａ）工程において、前記光照射部に前記チャートが取り付けられ、前記ｂ）工程において、前記ラインセンサカメラの撮像位置が前記基板を経由して前記チャート上に合わされて前記チャートが撮像され、前記ｃ）工程において、前記光照射部の位置が調整される。

請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、前記ラインセンサカメラにて取得される基板の画像が、前記基板上に存在するムラの検査に利用される。

請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、前記ラインセンサカメラと共に連続する撮像ラインを形成するもう１つのラインセンサカメラに対して前記ｂ）およびｃ）工程を実行する工程をさらに備える。

本発明によれば、ラインセンサカメラの相対的な位置のずれを容易に把握することができるチャートを利用することにより、ラインセンサカメラの対象物に対する相対位置の調整を容易に行うことが実現される。また、請求項３および４の発明では、ラインセンサカメラの相対的な位置のずれをさらに容易に把握することができる。

請求項５の発明では、高い精度が求められる場合であっても位置調整を行うことができ、請求項６の発明では、所望の精度の位置調整を速やかに行うことができる。請求項１１の発明では、複数のラインセンサカメラに対しても迅速かつ容易に位置調整を行うことができる。

図１はムラ検査装置１の構成を示す図である。ムラ検査装置１は、液晶表示装置等の平面表示装置に用いられる矩形のガラスの基板９の上面に形成されたパターン形成用のレジストの膜９１の画像を取得し、この画像に基づいて膜９１の厚さのムラを検査する装置である。

ムラ検査装置１は、基板９を水平姿勢にて保持するステージ２１、ステージ２１上に載置された基板９上の膜９１に所定の入射角にて照明光を照射する光照射部３、光照射部３から照射されて膜９１にて反射した光を受光するラインセンサカメラ４、ステージ２１を光照射部３およびラインセンサカメラ４に対して相対的に水平方向に（図１中の（＋Ｘ）方向に）移動する移動機構２２、ムラ検査装置１の全体制御を司る制御部５１、並びに、制御部５１に接続された表示部５２を備える。

ステージ２１の上面は、好ましくは黒色艶消しとされ、移動機構２２は、ボールねじ機構にモータを接続してステージ２１をガイドに沿って基板９の上面に沿う方向に移動する。このように、ステージ２１および移動機構２２により、基板９を水平方向に搬送する搬送機構２が構成される。

光照射部３は、白色光（すなわち、可視領域の全ての波長の光を含む光）を出射する光源であるハロゲンランプ３１、ステージ２１の移動方向に垂直かつ水平な図１中のＹ方向に伸びる円柱状の石英ロッド３２、および、石英ロッド３２に平行に伸びるシリンドリカルレンズ３３を備える。光照射部３では、ハロゲンランプ３１が石英ロッド３２の（＋Ｙ）側の端部に取り付けられており、石英ロッド３２のシリンドリカルレンズ３３とは反対側の表面には反射面が形成されており、ハロゲンランプ３１から石英ロッド３２に入射した光は、石英ロッド３２の外周面からシリンドリカルレンズ３３に向けて出射され、シリンドリカルレンズ３３によりＹ方向に伸びる線状光（すなわち、光束断面がＹ方向に長い線状となる光）に変換されて基板９へと導かれる。換言すれば、石英ロッド３２およびシリンドリカルレンズ３３は、ハロゲンランプ３１からの光をステージ２１の移動方向に垂直な線状光に変換して基板９へと導く光学系となっている。なお、ハロゲンランプ３１は石英ロッド３２の両端に設けられてもよい。

石英ロッド３２およびシリンドリカルレンズ３３はケーシング３４に収納されており、ケーシング３４は傾き調整部６０１および水平位置調整部６０２を介してムラ検査装置１のフレーム６０３に取り付けられる。傾き調整部６０１は、調整ネジを利用して図１中に一点鎖線にて示す光軸をおよそ中心として光照射部３を僅かに回動させることにより、光照射部３の搬送機構２に対する傾きを調整する。水平位置調整部６０２はフレーム６０３にボルトにて固定されており、ボルトを緩めることにより光照射部３をスライドさせて光照射部３の搬送機構２に対する前後位置（Ｘ方向の位置）が調整可能とされる。

光照射部３から出射された光の一部は、基板９の上面の膜９１の上側（図１中の（＋Ｚ）側）の面にて反射される。一方、膜９１は光照射部３からの光に対して透過性を有しており、光照射部３からの光のうち膜９１の上面にて反射されなかった光は、膜９１を透過して基板９の上面（すなわち、膜９１の下面）にてその一部が反射される。ムラ検査装置１では、基板９における膜９１の上面にて反射された光と基板９の上面にて反射された光との干渉光がラインセンサカメラ４に入射する。

ラインセンサカメラ４は、ラインセンサを有する撮像部４１、ラインセンサ上に基板９の像を形成するレンズ４２、および、レンズ４２の前面に配置されて所定の波長の光のみを透過するフィルタ４３を備え、ラインセンサカメラ４に入射する光はフィルタ４３およびレンズ４２を介して撮像部４１へと導かれる。図２は、撮像部４１の受光面を示す図である。撮像部４１のラインセンサ４１０は、複数の受光素子（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device））４１１をＹ方向に直線状に配列して有し、ラインセンサカメラ４の撮像位置（合焦位置）を基板９上に合わせた際に基板９上の線状の撮像領域（以下、「撮像ライン」という。）が撮像される。撮像素子のピッチは、例えば、基板９上において１００μｍに対応する。

また、照明光の基板９上における照射領域は撮像ラインを含む線状とされ、撮像部４１では、基板９からの干渉光がラインセンサ４１０にて受光されることにより、干渉光の強度分布（すなわち、各受光素子４１１からの出力値のＹ方向における分布）が取得される。実際には、後述するように、基板９の搬送方向であるＸ方向への移動に伴って撮像部４１のラインセンサ４１０にて干渉光の強度分布が繰り返し取得されることにより基板９上の膜９１の２次元画像が取得される。

図１に示すように、撮像部４１は、傾き調整部６１１および水平位置調整部６１２を介してムラ検査装置１のフレーム６１３に取り付けられ、傾き調整部６１１は、調整ネジを利用して一点鎖線にて示す光軸をおよそ中心としてラインセンサカメラ４を僅かに回動させることにより、ラインセンサカメラ４の搬送機構２に対する傾きを調整する。水平位置調整部６１２はフレーム６１３にボルトにて固定されており、ボルトを緩めることによりラインセンサカメラ４をスライドさせてラインセンサカメラ４の搬送機構２に対する前後位置（Ｘ方向の位置）が調整可能とされる。

ムラ検査装置１によりムラの検査が行われる際には、まず、レジストの膜９１が形成された基板９が、所定の検査開始位置に位置するステージ２１上に保持された後、ステージ２１の（＋Ｘ）方向への移動が開始され、続いて、光照射部３から出射されて基板９の上面に対して所定の入射角にて入射する線状光が、上面上の直線状の照射領域に照射され、照射領域が基板９に対して相対的に移動する。光照射部３からの光は既述のように基板９の上面にて反射し、干渉光がラインセンサカメラ４へと導かれてラインセンサ４１０にて受光され、基板９上の撮像ラインにおける干渉光の強度分布が取得される。ラインセンサ４１０の各受光素子４１１からの出力は、所定の変換式に基づいて例えば８ｂｉｔ（もちろん、８ｂｉｔ以外であってもよい。）の値（画素値）に変換されつつ制御部５１へと送られる。

ムラ検査装置１では、ステージ２１が（＋Ｘ）方向に移動している間、ラインセンサカメラ４による干渉光の強度分布の取得、および、画素値の制御部５１への出力がステージ２１の移動に同期して繰り返される。ステージ２１が検査終了位置まで移動すると、移動機構２２によるステージ２１の移動が停止され、照明光の照射も停止される。以上のようにして、ラインセンサカメラ４では基板９上に形成された膜９１の全体を撮像して多階調の２次元画像が取得され、取得された画像は制御部５１の演算部５１１に入力される。その後、演算部５１１において画像が演算処理されることにより、局所的な膜厚のムラや基板９に対して比較的大きなムラの存在が検査される。

次に、ムラ検査装置１の製造または設置時に、搬送機構２に対してラインセンサカメラ４の傾きおよび前後位置を調整する作業について説明する。図３．Ａおよび図３．Ｂはラインセンサカメラ４の位置の調整（以下、単に「位置の調整」または「相対位置の調整」と呼ぶときは傾きおよび前後位置の調整を含むものとする。）の流れを示す図であり、図４および図５は位置調整時のムラ検査装置１を示す正面図および平面図である。なお、図５では、移動機構２２、並びに、光照射部３およびラインセンサカメラ４をフレームに取り付ける機構等の図示を省略している。

ラインセンサカメラ４の位置の調整では、まず、図４および図５に示すようにステージ２１上にカメラ位置調整用の基板９ａが載置される（ステップＳ１１）。基板９ａは、ガラス基板上に金属薄膜が形成されたものであり、上面が鏡面となっている。次に、基板９ａ上にチャート８が設置される（ステップＳ１２）。チャート８は透明フィルムに黒色のパターンが形成されたものであり、ステージ２１上に設けられているマーク（より一般的には、搬送機構２に対して固定された位置に設けられたマーク）を基準として位置決めが行われる。このとき、ステージ２１はムラ検査装置１の基台に対して所定の位置に位置しており、チャート８は基台に対して予め定められた位置に正確に配置されることとなる。

図６はチャート８の平面図である。チャート８は、中央を通る線８０（仮想的な中心線であり、以下、「基準線８０」という。）の両側に、基準線８０に向かって漸次幅が減少する暗部である複数の凸状領域８１を基準線８０に平行に配列して有する。図６の各凸状領域８１は基準線８０上の一点から伸びる２つの直線に囲まれる領域であり、２つの直線と基準線８０とのなす角は等しく、左右対称となっている。すなわち、各凸状領域８１は頂点を基準線８０に対向させ、この頂点から２つの直線が基準線８０から離れる方向に伸びる形状（基準線８０に向かって尖った形状）を有する。

また、基準線８０の一方側に配列された凸状領域８１を第１凸状領域８１と呼び、基準線８０の他方側に配列された凸状領域８１を第２凸状領域８１と呼ぶ場合、第１凸状領域８１の基準線８０に対向する頂点と、第２凸状領域８１の基準線８０に対向する頂点とは、基準線８０を挟んで互いに対向している（図６の場合は、さらに、第１凸状領域８１の頂点と第２凸状領域８１の頂点とが基準線８０上にて重なる。）。凸状領域８１の基準線８０とは反対側の領域は全体が暗部とされ、チャート８上において光を吸収する暗部以外の領域は光を透過する明部とされる。なお、実際のチャート８では、図６よりも多数の凸状領域８１が基準線８０に沿って設けられる。

図５に示すように、チャート８は基準線８０が正確にＹ方向（基板９の搬送方向に垂直かつ水平な方向）を向くように配置される。このときの基準線８０の位置は、ラインセンサカメラ４の撮像位置を基板９上に合わせた際の（検査時の）理想的な撮像ライン８０ａ（以下、「基準撮像ライン８０ａ」という。）と一致する。換言すれば、チャート８は基準撮像ライン８０ａを基準としてカメラ位置調整用の基板９ａ上に配置される。チャート８の配置が完了すると、光照射部３から光の出射が開始され、チャート８に線状の照明光が照射される（ステップＳ１３）。これにより、チャート８の暗部では照明光は反射されず、明部では基板９ａの表面にて照明光が反射されることとなる。照明光が照射される領域の中心線は、予めおよそ基準撮像ライン８０ａに一致するように光照射部３の傾きおよび前後位置が仮調整されているが、後述するように、光照射部３の傾きおよび前後位置は別途正確に調整される。また、チャート８の長手方向全体から照明光の反射光がラインセンサカメラ４に入射するように光照射部３はＹ方向に十分に長くなっている。

次に、ラインセンサカメラ４の合焦位置がレンズ４２によりチャート８上に調整された上でラインセンサカメラ４にてチャート８の撮像が行われ（ステップＳ１４）、ラインセンサカメラ４からの電気信号が図４の制御部５１に入力されることによりチャート８上の実際の撮像ライン（以下、「実撮像ライン」という。）における明暗が輝度分布として取得され、表示部５２に表示される（ステップＳ１５）。通常、最初の撮像では、図７中に符号８０ｂにて示すように実撮像ラインは基準撮像ライン８０ａに対して傾斜しており、この場合、ラインセンサの受光素子の位置と輝度との関係は図８．Ａに示すようになり、低輝度部（図８．Ａ中に符号８５を付して示す。）の幅（および高輝度部の幅）は不均一となる。そこで、作業者がラインセンサカメラ４からの出力を参照して低輝度部の幅が均一となるように図４に示す傾き調整部６１１を調整する。

具体的には、傾き調整部６１１の傾き調整用のネジを一方向に回転してラインセンサカメラ４を光軸を中心として回転して傾きを変更し（ステップＳ１６）、これにより、ラインセンサカメラ４によるチャート８上の実撮像ラインが、チャート８に対して回転される。そして、再度、ラインセンサカメラ４にて撮像を行って輝度分布を表示することにより（ステップＳ１７，Ｓ１４，Ｓ１５）、低輝度部の幅のばらつきが緩和されたか否か確認される。なお、実際には、撮像および表示は高速に繰り返し行われている。

低輝度部の幅のばらつきが緩和された場合、さらにネジの回転が行われ、低輝度部の幅のばらつきが拡大した場合はネジが逆方向に回転される（ステップＳ１６）。ネジの回転および低輝度部の幅の確認が繰り返され、やがて低輝度部の幅が図８．Ｂ中に符号８５にて示すように均一になると、ラインセンサカメラ４の傾き調整が完了する（ステップＳ１４〜Ｓ１７）。このとき、実撮像ラインは、例えば、図７中に符号８０ｃを付す位置となり、基準撮像ライン８０ａに平行となる。

ラインセンサカメラ４の傾き調整が完了すると、図４の水平位置調整部６１２のボルトが緩められ、ラインセンサカメラ４による実撮像ラインにおける輝度分布の表示を参照しつつフレーム６１３に対するラインセンサカメラ４の前後位置（検査時の基板９の移動方向の位置）が変更される（ステップＳ２１〜Ｓ２３）。これにより、ラインセンサカメラ４によるチャート８上の撮像ラインが、チャート８に対して基準撮像ライン８０ａに垂直な方向に移動する。そして、ラインセンサカメラ４にて撮像を行ってラインセンサカメラ４の出力である輝度分布を再度表示することにより（ステップＳ２４，Ｓ２１，Ｓ２２）、低輝度部の幅が縮小したか否かが確認される。なお、既述のように、実際には撮像および表示は高速に繰り返し行われている。

低輝度部の幅が縮小した場合、同方向にラインセンサカメラ４がさらに移動され、低輝度部の幅が拡大した場合は反対方向にラインセンサカメラ４が移動される（ステップＳ２３）。ラインセンサカメラ４の移動および低輝度部の幅の確認が繰り返され、やがて低輝度部の幅が図８．Ｃ中に符号８５にて示すように最小になると、ボルトが締められることにより水平位置調整部６１２がフレーム６１３に固定され、ラインセンサカメラ４の前後位置の調整が完了する（ステップＳ２１〜Ｓ２４）。このとき、実撮像ラインは、基準撮像ライン８０ａに一致する。

ステージ２１に対するラインセンサカメラ４の前後位置の調整が完了すると、次に、ラインセンサカメラ４に対する光照射部３の位置（傾きおよび前後位置）の調整が行われる。既述のように、ラインセンサカメラ４の位置の調整の段階では光照射部３の位置は仮決めの状態であり、以下に説明する光照射部３の位置の調整により線状の照射領域の中心線が基準撮像ライン８０ａに正確に一致することとなる。

図９．Ａおよび図９．Ｂは光照射部３の位置の調整の流れを示す図であり、図１０は位置調整時のムラ検査装置１を示す正面図である。光照射部３の位置の調整では、まず、チャート８が基板９ａから取り除かれ、図１０に示すように、光照射部３の石英ロッド３２の中心軸とチャート８の中心線である基準線８０（図６参照）とが平行（かつ、光軸に垂直）となるようにチャート８が光照射部３の前面に取り付けられる（ステップＳ３１）。チャート８の長さは光照射部３の長さよりも短いため（図５参照）、チャート８は光照射部３の幅方向の中央に取り付けられる。チャート８の取り付けは、光照射部３のケーシング３４に設けられたマークを基準として正確に行われ、必要に応じてケーシング３４に位置決め治具を取り付けた上で行われる。また、ラインセンサカメラ４の撮像位置が基板９ａを経由してチャート８上に位置するようにラインセンサカメラ４のレンズ４２が調整される。以上の作業により、ラインセンサカメラ４の撮像位置を光照射部３上に合わせた際の理想的な撮像ラインである基準撮像ラインを基準として光照射部３上に明部および暗部を有するチャート８が配置されることとなる。

次に、光照射部３が点灯され、光照射部３からの光がチャート８を介して基板９ａへと導かれる（ステップＳ３２）。そして、ラインセンサカメラ４にてチャート８が撮像されることにより、チャート８上の実撮像ラインにおける明暗が輝度分布として取得され、図１０の制御部５１を介して表示部５２に表示される（ステップＳ３３，Ｓ３４）。通常、最初の撮像では、実撮像ラインは基準撮像ラインに対して傾斜しており、図８．Ａの場合と同様に、輝度分布における低輝度部の幅（および高輝度部の幅）が不均一となる。

作業者は、ラインセンサカメラ４からの出力を参照しつつ光照射部３の傾き調整部６０１の傾き調整用のネジを一方向に回転して光照射部３をおよそ光軸を中心として回転して傾きを変更し（ステップＳ３５）、これにより、ラインセンサカメラ４によるチャート８上の実撮像ラインが、チャート８に対して相対回転される。その後、ラインセンサカメラ４にて撮像を行って輝度分布を表示することにより（ステップＳ３６，Ｓ３３，Ｓ３４）、低輝度部の幅のばらつきが緩和されたか確認される。低輝度部の幅のばらつきが緩和された場合、さらにネジの回転が行われ、低輝度部の幅のばらつきが拡大した場合はネジが逆方向に回転される（ステップＳ３５）。ネジの回転および低輝度部の幅の確認が繰り返され、やがて低輝度部の幅が均一になると（図８．Ｂ参照）、実撮像ラインは基準線８０に平行となり、光照射部３の傾きの調整が完了する（ステップＳ３３〜Ｓ３６）。

光照射部３の傾きの調整が完了すると、図１０の水平位置調整部６０２のボルトが緩められ、実撮像ラインにおける輝度分布の表示を参照しつつ光照射部３のフレーム６０３に対する前後位置（検査時の基板９の移動方向の位置）が調整される（ステップＳ４１〜Ｓ４４）。すなわち、光照射部３を一方向（例えば、（＋Ｘ）方向）に移動してラインセンサカメラ４によるチャート８上の実撮像ラインがチャート８に対して基準撮像ライン８０ａに垂直な方向に移動され、ラインセンサカメラ４にて撮像を行ってラインセンサカメラ４の出力である輝度分布を表示することにより（ステップＳ４１，Ｓ４２）、低輝度部の幅が縮小したか否かが確認され、低輝度部の幅が縮小した場合、同方向に光照射部３がさらに移動され、低輝度部の幅が拡大した場合は反対方向に光照射部３が移動される（ステップＳ４３）。そして、光照射部３の移動および低輝度部の幅の確認が繰り返され、低輝度部の幅が最小になると（図８．Ｃ参照）、光照射部３の前後位置の調整が完了する。このとき、実撮像ラインは基準撮像ラインに一致する。

その後、ラインセンサカメラ４の合焦位置が基板９ａ上に戻され、基板９ａがステージ２１から取り除かれることにより、光照射部３のラインセンサカメラ４に対する位置の調整が完了する。

以上、ステージ２１上に載置された基板９ａに対するラインセンサカメラ４の位置（傾きおよび前後位置）の調整およびラインセンサカメラ４に対する光照射部３の位置（傾きおよび前後位置）の調整について説明したが、これらの位置調整は、ラインセンサカメラ４に関連して配置される対象物に対するラインセンサカメラ４の相対的な位置の調整と捉えることができる。

すなわち、ラインセンサカメラ４の位置の調整では、基準撮像ライン８０ａに垂直な方向に移動するステージ２１上に載置された基板９ａが対象物とされ、基準撮像ライン８０ａを基準とするチャート８の位置が搬送機構２のステージ２１の位置に基づいて決定され、チャート８を撮像することにより対象物（基板９ａ）に対するラインセンサカメラ４の相対的な位置が調整される。

また、光照射部３の位置の調整では、ステージ２１上に載置された基板９ａに照明光を照射する光照射部３が対象物とされ、ラインセンサカメラ４の撮像位置を光照射部３上に移動した際の理想的な基準撮像ラインを基準としてチャート８の位置（光照射部３に対して固定された位置）が決定され、チャート８を撮像することにより対象物（光照射部３）に対するラインセンサカメラ４の相対的な位置が調整される。

そして、ラインセンサカメラ４の対象物に対する相対的な位置を調整する際に、図６に示すように、基準撮像ライン（基準線８０）の両側に、基準撮像ラインに向かって漸次幅が減少する暗部である複数の凸状領域８１を基準撮像ラインに平行に配列して有するチャート８を利用することにより、実撮像ラインにおける輝度分布の低輝度部の幅のばらつきや大きさに基づいてラインセンサカメラ４の相対的な傾きや前後位置のずれを容易に把握することができ、ラインセンサカメラ４の対象物に対する相対位置の調整を容易に行うことが実現される。特に、干渉縞によりムラを検査する装置では、ラインセンサカメラ４が傾くと撮像ラインの両端で基板の表面と観察方向とのなす角が大きく異なってしまうため、ラインセンサカメラ４の傾き調整を正確に行う必要があり、図６に示すチャート８が使用されることが好ましい。

また、各凸状領域８１が基準撮像ライン（すなわち基準線８０）上に位置する頂点から伸びる２つの直線に囲まれる同形状の領域であり、加えて、基準撮像ラインの一方側に配列された複数の第１凸状領域８１の頂点と、基準撮像ラインの他方側に配列された複数の第２凸状領域８１の頂点とが一致する（基準撮像ラインを挟んで互いに対向する）ことから、ラインセンサカメラ４の相対的な傾きや前後位置のずれ量を直感的にさらに容易に把握することができる。加えて、各凸状領域８１の先端の幅が基準撮像ラインに向かって漸次減少して１つの頂点に至るため、実撮像ラインの傾きに対する低輝度部の幅の変化（または、分解能が低い場合は光量の変化）の割合を大きくすることができ、調整時の傾きの変化を容易に把握することができる。

図１１は、他の例に係るムラ検査装置１ａの平面図であり、図５と同様に、ラインセンサカメラ４の相対位置調整用の基板９ａが載置されるステージ２１、光照射部３およびラインセンサカメラ４のみを示しているが、他の構成は図１のムラ検査装置１と同様であり、移動機構２２、並びに、光照射部３およびラインセンサカメラ４をフレームに取り付ける機構等の図示を省略している（図１参照）。

ムラ検査装置１ａでは、複数のラインセンサカメラ４が基板９ａの移動方向（Ｘ方向）に垂直かつ基板９ａに平行な方向（Ｙ方向）に配列され、複数のラインセンサカメラ４の撮像位置を基板９上に合わせた際の検査時の理想的な基準撮像ラインは、図１１中に符号８０ａを付すように１直線とされる。なお、各ラインセンサカメラ４の撮像ラインは幅方向（Ｙ方向）において他のラインセンサカメラ４の撮像ラインと部分的に重なっていてもよい。また、全てのラインセンサカメラ４の撮像範囲と重なるように、チャート８のＹ方向の長さは十分に長くされる。

ムラ検査装置１ａにおける基板９ａおよび光照射部３に対するラインセンサカメラ４の相対位置の調整方法は図１のムラ検査装置１に準じて行われ、ステージ２１に基板９ａが載置されてステージ２１上のマークを基準としてチャート８が基板９ａ上に載置され（図３．Ａ：ステップＳ１１，Ｓ１２）、光照射部３からチャート８に照明光が照射される（ステップＳ１３）。そして、１つのラインセンサカメラ４に対してチャート８の撮像、実撮像ラインにおける輝度分布の表示、および、ラインセンサカメラ４の傾き調整が繰り返され（ステップＳ１４〜Ｓ１７）、実撮像ラインが基準撮像ライン８０ａに平行となるまでラインセンサカメラ４の傾きが調整される。

次に、傾き調整が完了したラインセンサカメラ４に対して、チャート８の撮像、実撮像ラインにおける輝度分布の表示、および、ラインセンサカメラ４の前後位置の調整が繰り返され（図３．Ｂ：ステップＳ２１〜Ｓ２４）、実撮像ラインが基準撮像ライン８０ａに一致するまでラインセンサカメラ４の前後位置が調整される。

１つのラインセンサカメラ４に対する位置の調整（傾きおよび前後位置の調整）が完了すると、次に、位置調整済みのラインセンサカメラ４に隣接する、すなわち、位置調整済みのラインセンサカメラ４と共に連続する撮像ラインを形成する予定の他のラインセンサカメラ４に対して上記ステップＳ１４〜Ｓ１７並びにステップＳ２１〜Ｓ２４が行われる。これにより、２つのラインセンサカメラ４の実撮像ラインが基準撮像ライン８０ａに一致することとなる。

その後、位置が未調整のラインセンサカメラ４に対して順次、ステップＳ１４〜Ｓ１７並びにステップＳ２１〜Ｓ２４が行われ、全てのラインセンサカメラ４の実撮像ラインが、基準撮像ライン８０ａに一致するとともに基準撮像ライン８０ａに沿って並ぶように調整される。全てのラインセンサカメラ４の位置の調整が完了すると、次に、図１０のムラ検査装置１と同様にしてチャート８が光照射部３の前面に取り付けられ、図９．Ａおよび図９．Ｂに示す作業にて光照射部３の傾きおよび前後位置の調整が行われる。

以上のように、チャート８は複数のラインセンサカメラ４にて基板上の幅方向に広い領域を撮像する装置にも利用することが可能であり、これにより、複数のラインセンサカメラ４の位置の調整（カメラ間の撮像位置のずれを解消する位置調整でもある。）を迅速かつ容易に行うことができる。

図１２は、さらに他の例に係るムラ検査装置１ｂを示す正面図であり、ムラ検査装置１ｂでは、ステージ２１の中央に開口が設けられてステージ２１が基板の外縁部のみを支持し、ラインセンサカメラ４がステージ２１の下方に配置されるという点で図１のムラ検査装置１と相違し、他の構成は同様とされる。ラインセンサカメラ４からはステージ２１および移動機構２２に妨げられることなく基板が観察可能とされ、検査時にはステージ２１がＸ方向に移動しつつ基板の画像が下方から取得され、基板上の膜厚のムラが干渉縞として取得される。

ムラ検査装置１ｂにおけるラインセンサカメラ４および光照射部３の位置の調整の際には、図１２示すように透明の基板９ｂがステージ２１上に載置されるという点を除いて図１のムラ検査装置１と同様の作業が行われる。すなわち、図６に示す透明フィルムに黒色のパターンが形成されたチャート８がステージ２１のマークに合わせて基板９ｂ上に載置され、チャート８に照明光が照射されてチャート８の実撮像ライン上での輝度分布がラインセンサカメラ４により取得され、輝度分布を参照しつつラインセンサカメラ４の傾きおよび前後位置の調整が行われる。

また、ラインセンサカメラ４の位置の調整が完了すると、図１２中に破線にて示すようにチャート８が光照射部３の前面に取り付けられてラインセンサカメラ４の撮像位置がチャート８に合わせられ、チャート８の実撮像ライン上の輝度分布がラインセンサカメラ４により取得されることにより、輝度分布を参照しつつ光照射部３の傾きおよび前後位置の調整、すなわち、光照射部３に対するラインセンサカメラ４の相対位置の調整が行われる。

以上のようにチャート８は反射型のムラ検査装置１のみならず、透過型のムラ検査装置１ｂにも利用することができる。

図１３はチャートの他の例を示す図である。図１３に示すチャート８ａでは、基準線８０（基準撮像ラインに対応する。）の両側に、基準線８０に向かって漸次幅が減少する暗部である複数の凸状領域８１を基準線に平行に配列して有し、各凸状領域８１が、基準線８０に対向する頂点から２つの直線が基準線８０から離れる方向に伸びる形状を有するという点で図６のチャート８と共通しており、基準線８０の一方側に配列された凸状領域８１（第１凸状領域）の基準線８０に対向する頂点と、基準線８０の他方側に配列された凸状領域８１（第２凸状領域）の基準線８０に対向する頂点とが基準線８０を挟んで互いに対向しているが、各凸状領域８１の基準線８０に対向する頂点が基準線８０から所定の距離（図１３に示すＷの半分）だけ離れているという点で相違する。

チャート８ａを用いるラインセンサカメラ４や光照射部３の位置の調整では、まず、実撮像ラインが図１３中に符号８０ｄにて示すように傾いている場合は図１４．Ａ中に符号８５にて示すように実撮像ラインにおける輝度分布に幅が不均一な低輝度部が現れる。ここで、ラインセンサカメラ４や光照射部３の傾き調整および前後位置の調整は厳密には行われずにある程度緩やかに行われ、図１３中に符号８０ｅにて示すようにチャート８ａの基準線８０を中心とする幅Ｗの範囲に実撮像ラインが含まれるまで位置調整が行われる。これにより、図１４．Ｂにて示すように、実撮像ラインの全体において輝度が高くなる。対象物に対するラインセンサカメラ４の相対位置の調整にチャート８ａが使用される場合においても、実撮像ラインにおける輝度分布中の低輝度部の幅のばらつきや大きさに基づいてラインセンサカメラ４の相対的な傾きや前後位置のずれを容易に把握することができ、ラインセンサカメラ４の対象物に対する相対位置の調整を容易に行うことが実現される。

ムラ検査の用途によっては、ラインセンサカメラ４や光照射部３の位置にはある程度のずれが許容される場合があり、基準線８０の一方側の複数の第１凸状領域８１の頂点および他方側の複数の第２凸状領域８１の頂点を、ラインセンサカメラ４の相対位置の許容範囲に基づいて決定された距離だけ基準線８０から離すことにより、図１４．Ｂに示すように輝度分布がフラットになった時点でラインセンサカメラ４または光照射部３の傾きおよび前後位置の調整が完了したことを容易に把握することができる。これにより、ラインセンサカメラ４および光照射部３に対する所望の精度の位置調整を速やかに行うことができる。もちろん、図６のチャート８を使用する場合は、第１凸状領域８１の頂点と第２凸状領域８１の頂点とが基準線８０上にて重なることから、高い精度が求められる場合であっても位置調整を行うことができる。

なお、図１３のチャート８ａでは図６の場合と同様に、各凸状領域８１が基準線８０上に対向する頂点から伸びる２つの直線に囲まれる同形状の領域であり、加えて、基準線８０の一方側に配列された複数の第１凸状領域８１の頂点と、基準線８０の他方側に配列された複数の第２凸状領域８１の頂点とが基準線８０を挟んで互いに対向することから、ラインセンサカメラ４の相対的な傾きや前後位置のずれ量を直感的に容易に把握することができる。

図１５はチャートのさらに他の例を示す図である。図１５に示すチャート８ｂでは、下側の凸状領域８１のピッチが上側の凸状領域８１のピッチの２倍とされる。これにより、符号８０ｆにて示すように実撮像ラインが傾いている場合に、図１６に示す輝度分布が得られ、左右における低輝度部のピッチの相違から、実撮像ラインが基準線に対してどのように傾いているか容易に把握することができ、ラインセンサカメラ４の傾き調整部６１１や光照射部３の傾き調整部６０１の調整を迅速に行うことができる。

図１７はチャートのさらに他の例を示す図であり、図１７に示すようにチャートの凸状領域８１は、基準線８０に向かって漸次幅が減少するのであれば２つの直線に囲まれる領域に限定されるものではなく、曲線により囲まれていてもよい。さらには、より複雑な形状の折れ線により囲まれる領域であってもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、図６のチャート８では、複数の凸状領域８１が暗部として設けられるが、図６の明部と暗部とを入れ替えることにより、基準線８０（すなわち、基準撮像ライン８０ａ）の両側に、基準線８０に向かって漸次幅が減少する明部である複数の凸状領域が基準線８０に平行に配列して設けられてもよい。

チャート８の明部は光を反射する反射面や光を散乱する白い面であってもよく、さらには、明部は開口としてチャート８に設けられてもよい。なお、チャート８自体が反射物で作成される場合、反射面を有する基板は不要となる。光源は蛍光灯であってもよく、ラインセンサカメラ４の位置調整用の基板９ａとして金属板が利用されてもよい。

搬送機構２は、様々な周知の機構が利用されてよく、例えば、コロ搬送が採用されてもよい。この場合、チャート８を設置する基準として搬送機構２のフレーム等にマークが設けられる。

ラインセンサカメラ４に関連して配置され、ラインセンサカメラ４の相対位置の調整の基準とされる対象物は、搬送機構２の一部や照明に関連する他の部品であってもよい。また、対象物に対するラインセンサカメラ４の相対位置の調整は、ラインセンサカメラ４によるチャート８上の撮像ラインが、チャート８に対して、少なくとも、基準撮像ライン８０ａに垂直な方向に相対移動される、または、相対回転されるのであれば、ラインセンサカメラ４や対象物の位置の調整は他の方法（例えば、上記実施の形態とは異なる方向への移動や異なる軸を中心とする回転）により行われてもよい。位置調整は繰り返されるのではなく、１回行われるのみでもよい。

なお、上記実施の形態に係るムラ検査装置では、ラインセンサカメラ４や光照射部３の横方向（Ｙ方向）の撮像位置はステージ２１のマークに基づいて予め調整されるが、このときにもチャート８が利用されてもよい。

上記実施の形態に係るムラ検査装置は、塗布装置により基板上に塗布されたレジスト膜の膜厚ムラの検査のみならず、フォトリソ工程中に行われる他の様々なムラ検査に利用することができ、例えば、現像処理後のレジスト膜中の潜像パターンムラ、エッチング処理後の表面ムラ（残存レジストを含む。）、レジスト膜の剥離処理後の剥離ムラ、剥離後の配線パターン等のムラ等の検査に利用することができる。さらには、プリント基板の外観検査における配線パターンのムラの検査、液晶表示器用のカラーフィルタやＣＲＴ用のシャドウマスク等の周期性パターン（透孔の周期配列）のムラの検査等に利用することも可能である。このようにムラ検査装置のラインセンサカメラ４にて取得される画像は、基板上に存在する様々なムラの検査に利用可能である。複数のラインセンサカメラ４を有する図１１のムラ検査装置は、高解像度にて基板の画像を取得することができることから、プリント配線基板、電子部品実装済み基板、ＴＦＴ基板等の基板の外観検査に適している。

ムラ検査装置の構成を示す図である。 撮像部の受光面を示す図である。 ラインセンサカメラの位置の調整の流れを示す図である。 ラインセンサカメラの位置の調整の流れを示す図である。 ラインセンサカメラの位置調整時のムラ検査装置を示す正面図である。 ラインセンサカメラの位置調整時のムラ検査装置を示す平面図である。 チャートの平面図である。 チャートの平面図である。 撮像ラインにおける輝度分布を示す図である。 撮像ラインにおける輝度分布を示す図である。 撮像ラインにおける輝度分布を示す図である。 光照射部の位置の調整の流れを示す図である。 光照射部の位置の調整の流れを示す図である。 光照射部の位置調整時のムラ検査装置を示す正面図である。 他の例に係るムラ検査装置の平面図である。 さらに他の例に係るムラ検査装置を示す正面図である。 チャートの他の例を示す図である。 撮像ラインにおける輝度分布を示す図である。 撮像ラインにおける輝度分布を示す図である。 チャートのさらに他の例を示す図である。 撮像ラインにおける輝度分布を示す図である。 チャートのさらに他の例を示す図である。

符号の説明

２ 搬送機構
３ 光照射部
４ ラインセンサカメラ
８，８ａ，８ｂ チャート
９ａ，９ｂ 基板
８０ 基準線
８０ａ 基準撮像ライン
８１ 凸状領域
４１１ 受光素子
Ｓ１２，Ｓ１４〜Ｓ１７，Ｓ２１〜Ｓ２４，Ｓ３１，Ｓ３３〜Ｓ３６，Ｓ４１〜Ｓ４４ ステップ

Claims (11)

1. 受光素子が直線状に配列されたラインセンサカメラに関連して配置される対象物に対して前記ラインセンサカメラの相対位置を調整するラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
   ａ）前記ラインセンサカメラの撮像位置を前記対象物上に合わせた際の理想的な撮像ラインである基準撮像ラインを基準として前記対象物上に明部および暗部を有するチャートを配置する工程と、
   ｂ）前記ラインセンサカメラにて前記チャートを撮像する工程と、
   ｃ）前記ラインセンサカメラからの出力を参照して前記対象物に対する前記ラインセンサカメラの相対位置を調整する工程と、
   を備え、
   前記チャートが、前記基準撮像ラインの両側に、前記基準撮像ラインに向かって漸次幅が減少する明部または暗部である複数の凸状領域を前記基準撮像ラインに平行に配列して有することを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
2. 請求項１に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
   ｄ）前記ｂ）工程および前記ｃ）工程を繰り返す工程をさらに備えることを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
3. 請求項１または２に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
   前記複数の凸状領域のそれぞれが、前記基準撮像ラインに対向する頂点から２つの直線が前記基準撮像ラインから離れる方向に伸びる形状を有することを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
   前記複数の凸状領域のうち前記基準撮像ラインの一方側に配列された複数の第１凸状領域の前記基準撮像ラインに対向する頂点と、前記基準撮像ラインの他方側に配列された複数の第２凸状領域の前記基準撮像ラインに対向する頂点とが、前記基準撮像ラインを挟んで互いに対向することを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
5. 請求項４に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
   前記複数の第１凸状領域の前記頂点と前記複数の第２凸状領域の前記頂点とが重なることを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
6. 請求項４に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
   前記複数の第１凸状領域の前記頂点および前記複数の第２凸状領域の前記頂点が、前記ラインセンサカメラの相対位置の許容範囲に基づいて決定された距離だけ前記基準撮像ラインから離れていることを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
   前記ｃ）工程において、前記ラインセンサカメラによる前記チャート上の撮像ラインが、前記チャートに対して、少なくとも、前記基準撮像ラインに垂直な方向に相対移動される、または、相対回転されることを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
   前記対象物が、搬送機構により前記基準撮像ラインに垂直な方向に移動する基板であり、
   前記ａ）工程において、前記基準撮像ラインを基準とする前記チャートの位置が前記搬送機構の位置に基づいて決定され、
   前記ｃ）工程において、前記ラインセンサカメラの位置が調整されることを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
9. 請求項１ないし７のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
   前記対象物が、基板に照明光を照射する光照射部であり、前記基板上における前記照明光の照射領域が、前記ラインセンサカメラの撮像位置を前記基板上に合わせた際の撮像ラインを含む線状であり、前記基板が主面に沿って前記撮像ラインに垂直な方向に移動可能とされ、
   前記ａ）工程において、前記光照射部に前記チャートが取り付けられ、
   前記ｂ）工程において、前記ラインセンサカメラの撮像位置が前記基板を経由して前記チャート上に合わされて前記チャートが撮像され、
   前記ｃ）工程において、前記光照射部の位置が調整されることを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
10. 請求項８または９に記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
    前記ラインセンサカメラにて取得される基板の画像が、前記基板上に存在するムラの検査に利用されることを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載のラインセンサカメラの相対位置調整方法であって、
    前記ラインセンサカメラと共に連続する撮像ラインを形成するもう１つのラインセンサカメラに対して前記ｂ）およびｃ）工程を実行する工程をさらに備えることを特徴とするラインセンサカメラの相対位置調整方法。

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