JP2010085210A - Defect inspecting device - Google Patents

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久美江 花井
Osamu Kuramata
理 倉又
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspecting device to reduce a measurement time in a defect inspection greatly. <P>SOLUTION: The defect inspecting device to inspect a defect on the pattern of an object to be measured with a regular pattern arranged on a whole surface thereof, includes two imaging means to image the object to be measured, with a constant distance between the imaging means, a moving means to relatively move the imaging means and the object to be measured, a first operating means to extract the minimum means of the pattern on each of two images taken by the two imaging means and then measure the central position of the minimum means, and a second operating means to detect the presence of the pattern by calculating the variation of the difference value between two coordinates measured by the first operating means and determining the variation with a predetermined threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は液晶カラーフィルタなどの規則性のあるパターンが配設された基板における、前記パターンの微小な変化による欠陥を検査するにあたり、測定時間を大幅に短縮することが可能な検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus capable of greatly shortening a measurement time when inspecting a defect due to a minute change in the pattern on a substrate on which a regular pattern such as a liquid crystal color filter is arranged.

液晶パネル用カラーフィルタにおいて、ブラックマトリクス(以下、BMと言う)は、通常規則性のパターンを有し高精度に形成されるが、えくぼ欠陥と呼ばれる欠陥が発生すると、高精度で規則性のあるパターンに微小な変化が生じ、カラーフィルタとして不良品となることがある。   In a color filter for a liquid crystal panel, a black matrix (hereinafter referred to as BM) is usually formed with high accuracy with a regular pattern, but when a defect called a dimple defect occurs, it is highly accurate and regular. A slight change in the pattern may occur, resulting in a defective color filter.

前記えくぼ欠陥とは、露光機内に混入した異物が原因で発生するパターンの微小な変化による欠陥のことである。(図2参照)
前記えくぼ欠陥の原因とは、図2(a)の露光機内の断面図が示すように、露光テーブル201と基板202との間に異物204がかみ込んだ状態で、露光マスク203を介して紫外線205を基板202に照射すると、異物204が存在する領域、つまり基板202が露光テーブル201に対して湾曲する領域では基板に対して照射方向が垂直でないため、規則性のあるパターンに微小な変化が発生してしまう。
The dimple defect is a defect caused by a minute change in a pattern caused by a foreign matter mixed in the exposure apparatus. (See Figure 2)
The cause of the dimple defect is, as shown in the sectional view of the inside of the exposure apparatus in FIG. 2 (a), in a state in which the foreign matter 204 is caught between the exposure table 201 and the substrate 202, and the ultraviolet rays are passed through the exposure mask 203. When the substrate 202 is irradiated with 205, the irradiation direction is not perpendicular to the substrate in the region where the foreign matter 204 exists, that is, the region where the substrate 202 is curved with respect to the exposure table 201, so that there is a slight change in the regular pattern. Will occur.

前記パターンの微小な変化とは、パターンを形成する最初単位であるユニット(以下、セルという)の大きさが設計値から変化することによるものであり、図2(b)に示すように、えくぼ欠陥が存在するBM形成基板206において、基板に対する照射方向に起因し、えくぼ欠陥部であるセル208、209の太線ようにサイズが通常部であるセル207のサイズ、またはセル208、209の点線のサイズよりも収縮または膨張することで発生する微小な変化のことである。   The minute change of the pattern is due to a change in the size of a unit (hereinafter referred to as a cell), which is the initial unit for forming a pattern, from a design value, and as shown in FIG. In the BM formation substrate 206 where the defect exists, due to the irradiation direction to the substrate, the size of the cell 207 which is the normal part, such as the thick line of the cell 208 and 209 which is a dimple defect part, or the dotted line of the cell 208 and 209 It is a minute change caused by contraction or expansion rather than size.

一般に白ピンや黒ピン等の欠陥検査で用いられている検査機のように、隣接するセルの大きさを測定し差分値を算出、得られた差分値が所定の閾値で欠陥を検査する検査方法では、えくぼ欠陥は検出できない。えくぼ欠陥では、セルが収縮または膨張によりセルサイズが変化する現象であるが、その変化量はあまりに微小であり、隣接するセルのサイズ差分量は検査装置のもつ測定精度のばらつき内におさまるほどである。そのため、一般的な隣接するセルの差分値による検査方法はえくぼ欠陥では採用できない。
従来、液晶カラーフィルタのBM形成基板に発生したえくぼ欠陥の検査においては、測長機による測定が用いられていた。
In general, as with inspection machines used for defect inspection such as white pins and black pins, the size of adjacent cells is measured to calculate the difference value, and the obtained difference value is used to inspect the defect with a predetermined threshold. The method cannot detect dimple defects. A dimple defect is a phenomenon in which the cell size changes due to shrinkage or expansion, but the amount of change is so small that the difference in size between adjacent cells falls within the variation in measurement accuracy of the inspection equipment. is there. Therefore, a general inspection method using a difference value between adjacent cells cannot be adopted for a dimple defect.
Conventionally, measurement using a length measuring instrument has been used in the inspection of a dimple defect generated on a BM forming substrate of a liquid crystal color filter.

測長機による検査方法は、基板のある基準セルから測定位置までの絶対距離を測定し、実距離と測定距離の差分を得て、その差分値がある所定の閾値によってえくぼ欠陥の良否判定を行っていた。具体的には、ある基準セルの中央座標から所定距離の離れたセルまでエリアセンサカメラヘッドが測定セルの座標位置まで移動、高精度なリニアスケールにより測定セルの位置にて停止する。その後、エリアセンサカメラは鮮明な画像を撮像するためにオートフォーカスをかけて基板のBMパターンを撮像する。得られた画像より画像内での測定セルの中央座標を計測し、得られた計測結果、及びある基準セル中央座標から測定セルの中央座標までの絶対距離を算出する。得られた絶対距離と実距離の差分量が所定閾値を越えると、えくぼ欠陥として検出していた。   The inspection method by the length measuring instrument measures the absolute distance from the reference cell on the substrate to the measurement position, obtains the difference between the actual distance and the measurement distance, and determines the quality of the dimple defect according to a predetermined threshold value. I was going. Specifically, the area sensor camera head moves to the measurement cell coordinate position from a center coordinate of a certain reference cell to a cell that is a predetermined distance away, and stops at the measurement cell position by a highly accurate linear scale. After that, the area sensor camera captures the BM pattern of the substrate by applying autofocus in order to capture a clear image. The center coordinate of the measurement cell in the image is measured from the obtained image, and the obtained measurement result and the absolute distance from the center coordinate of a certain reference cell to the center coordinate of the measurement cell are calculated. When the obtained difference between the absolute distance and the actual distance exceeds a predetermined threshold, it is detected as a dimple defect.

前記検査方法では、絶対距離を比較要素とすることからえくぼ欠陥の特徴であるえくぼ欠陥部の1セルの微小な変化量は積算されることにより増大され、そこで初めてえくぼ欠陥として認識、検出できる検査方法である。さらに、測長機によるえくぼ欠陥検査においては、パターンの微小な変化を見逃しなく検出するために、前記絶対距離を極力小さく設定して測定することが適していることがいえる。   In the inspection method, since the absolute distance is used as a comparison factor, the minute change amount of one cell of the concave defect portion, which is a characteristic of the concave defect, is increased by integration, and an inspection that can be recognized and detected as a concave defect for the first time there. Is the method. Furthermore, in the dimple defect inspection by the length measuring machine, it can be said that it is suitable to set the absolute distance as small as possible in order to detect a minute change in the pattern without overlooking it.

しかしながら、近年の液晶パネルの大型化に伴いカラーフィルタの基板が大型になることで、1基板あたりの測定回数が増大する必要があった。
さらに、従来のえくぼ欠陥検査方法においては、測定毎に測定位置にて停止、オートフォーカスをかけるため、1回の測定に時間がかかってしまうという問題があった。
以上のように、測定回数が多いこと、且つ1測定での所要時間が長いことで、測定時間が大幅にかかるという問題が発生した。
However, with the recent increase in size of liquid crystal panels, the color filter substrate has become larger, so that the number of measurements per substrate has to be increased.
Furthermore, the conventional dimple defect inspection method has a problem that it takes time for one measurement because it stops at the measurement position and performs autofocus every measurement.
As described above, there is a problem that the measurement time is significantly increased due to a large number of measurements and a long time required for one measurement.

また、えくぼ欠陥の検査方法として、例えば特開2007-24574号公報(特許文献1)がある。特許文献1では、ストライプパターンの基板で発生するえくぼ欠陥を検査するにあたり、ストライプパターンをラインセンサで撮像して検査する検査方法であり、常に搬送方向に垂直にストライプパターンが配置されるよう、基板に対するストライプパターンの方向を認識し、基板回転機構を保持した搬送手段にて基板を回転させて検査する検査方法である。
しかし、上記のえくぼ欠陥検査方法では、検査可能な基板のBMパターンはストライプパターンと限定されてさおり、格子状パターン等の基板は検査対象とするものではない。
特開2007−24574号公報
Further, as a method for inspecting a dimple defect, for example, there is JP-A-2007-24574 (Patent Document 1). Patent Document 1 is an inspection method in which a stripe pattern is imaged and inspected by a line sensor when inspecting a dimple defect generated on a substrate having a stripe pattern. The substrate is always arranged so that the stripe pattern is perpendicular to the transport direction. This is an inspection method for recognizing the direction of the stripe pattern with respect to the substrate and rotating the substrate with a conveying means holding the substrate rotation mechanism.
However, in the dimple defect inspection method described above, the BM pattern of the inspectable substrate is limited to a stripe pattern, and the substrate such as a lattice pattern is not an inspection target.
JP 2007-24574 A

本発明では、えくぼ欠陥の検査における測定時間を大幅に短縮する検査装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an inspection apparatus that can significantly reduce the measurement time in the inspection of a dimple defect.

本発明は上記目的を達成するため、以下の検査装置を提供する。
1) 規則性のあるパターンを一面に配設した被測定物のパターンの微小な欠陥を検査する検査装置であって、前記被測定物を撮像する、2台の撮影手段間の距離が一定となる2台の撮像手段と、前記撮像手段と前記被測定物を相対移動させる移動手段と、前記2台の撮像手段で撮像された2枚の画像に各々について、画像視野内における所定の位置に存在する、パターンを形成する最小単位部を抽出し、さらに前記最小単位部の中央位置を画像視野内の座標で計測する第1の演算手段と、前記第1の演算手段で計測された2つの座標値の差分を取り、差分値の変化量を算出し、所定閾値判定により、パターンの微小な欠陥の有無を検出する第2の演算手段を備えることを特徴とする検査装置。
2)前記撮像手段において、同期して撮像することを特徴とする1)に記載する検査装置。
3)前記移動手段において、前記撮像手段で撮像する際に移動しながら撮像することを特徴とする1)に記載する検査装置。
4)前記被測定物において、形が矩形であることを特徴とする1)に記載する検査装置。
5)前記撮像手段において、一定となる撮像手段間距離を前記被測定物のいずれかの辺の半分の距離にすることを特徴とする1)、または4)に記載する検査装置。
6)前記被測定物において、カラーフィルタであることを特徴とする請求項1)に記載する検査装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following inspection apparatus.
1) An inspection apparatus for inspecting minute defects in a pattern of an object to be measured in which regular patterns are arranged on one surface, and the distance between two imaging means for imaging the object to be measured is constant. Two imaging means, a moving means for relatively moving the imaging means and the object to be measured, and each of the two images taken by the two imaging means at a predetermined position in the image field of view. Extracting a minimum unit part that forms a pattern, and further measuring a central position of the minimum unit part by coordinates within an image field; and two measured by the first calculation unit An inspection apparatus comprising: a second calculation unit that takes a difference between coordinate values, calculates a change amount of the difference value, and detects the presence or absence of a minute defect in the pattern by a predetermined threshold determination.
2) The inspection apparatus according to 1), wherein the imaging unit captures images synchronously.
3) The inspection apparatus according to 1), wherein the moving unit picks up an image while moving when the image pickup unit picks up an image.
4) The inspection apparatus according to 1), wherein the object to be measured has a rectangular shape.
5) The inspection apparatus according to 1) or 4), wherein in the imaging unit, a constant distance between the imaging units is set to a half of one side of the object to be measured.
6) The inspection apparatus according to claim 1 wherein the object to be measured is a color filter.

本発明は、前記のような規則性の有するパターンが配設された基板においてえくぼ欠陥を検査するにあたり、2台の撮像手段を用いて同時に撮像した画像の計測値同士を比較することから、移動手段の移動誤差を相殺でき安価な移動手段においても、従来技術と同様に高精度な測定が可能であり、さらに2台間距離が一定となる撮像手段は、移動しながら撮像することが可能で、測定時間が大幅に短縮できる検査装置を提供する。   The present invention compares the measured values of images taken simultaneously using two imaging means when inspecting a dimple defect on a substrate on which a pattern having regularity as described above is arranged. Even with inexpensive moving means that can offset the movement error of the means, high-accuracy measurement is possible as in the prior art, and the imaging means with a constant distance between the two units can capture images while moving. An inspection apparatus that can greatly reduce the measurement time is provided.

本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
図1はえくぼ欠陥検査装置の概略図を、図2はえくぼ欠陥の発生のメカニズムの概略図を、図3はえくぼ欠陥が発生したカラーフィルタを示し、図4はえくぼ欠陥検査のフローチャートを、図5はえくぼ欠陥検査の検査部での処理についてのフローチャートを示したもの、図6が2台のカメラ(カメラ1、及びカメラ2)で基板を同時撮像した画像であり、(a)が2台のカメラとも正常部を撮像、(b)が2つのカメラのうち、カメラ1は正常部を、カメラ2にはえくぼ欠陥部を同時撮像した画像を示すものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig. 1 is a schematic diagram of the dimple defect inspection device, Fig. 2 is a schematic diagram of the mechanism of the dimple defect occurrence, Fig. 3 is a color filter in which the dimple defect has occurred, and Fig. 4 is a flowchart of the dimple defect inspection. Fig. 5 shows a flowchart of the processing in the inspection part of the dimple defect inspection, Fig. 6 is an image obtained by simultaneously imaging the substrate with two cameras (camera 1 and camera 2), and (a) two (B) shows an image obtained by simultaneously capturing the normal portion of the two cameras and the camera 2 simultaneously capturing the dimple defect portion.

図1を参照すると、基板11を支持する台12を備え、台12の上部には、第1のエリアセンサのCCDカメラ14aと第2のエリアセンサのCCDカメラ14bが、2台のエリアセンサCCDカメラを距離が固定されたままX方向に移動可能で、且つY方向にも移動可能なステージ13が具備されている。   Referring to FIG. 1, a table 12 for supporting a substrate 11 is provided. Above the table 12, a CCD camera 14a of a first area sensor and a CCD camera 14b of a second area sensor are two area sensor CCDs. A stage 13 is provided that can move the camera in the X direction with the distance fixed, and can also move in the Y direction.

また、照明手段であるキセノンランプのストロボ機能を備えた白色光の光源17には光ファイバー18が接続されており、第1及び第2のエリアセンサCCDカメラ14a、14bに夫々18a及び18bが接続されている。さらに第1、及び第2のエリアCCDセンサカメラの下面には、レンズが夫々19a及び、19bが接続されている。   An optical fiber 18 is connected to a white light source 17 having a strobe function of a xenon lamp as an illumination means, and 18a and 18b are connected to first and second area sensor CCD cameras 14a and 14b, respectively. ing. Further, lenses 19a and 19b are connected to the lower surfaces of the first and second area CCD sensor cameras, respectively.

第1、及び第2のエリアセンサカメラにて撮像された画像の画像データはカメラケーブル15a、及び15bにより検査部16へ送信される。検査部16では受信した2枚画像データを第1演算部で画像処理を施し、得られた結果は第2演算部へ送信され、第2演算部においてえくぼ欠陥の良否判定を行う。   Image data of images taken by the first and second area sensor cameras is transmitted to the inspection unit 16 via the camera cables 15a and 15b. The inspection unit 16 performs image processing on the received two-sheet image data in the first calculation unit, and the obtained result is transmitted to the second calculation unit, and the second calculation unit determines the quality of the dimple defect.

図1の装置における検査方法について、図4のフローチャートに基づいて説明する。
基板11はステージ12に安定的に支持できるように載せた後、測定を開始する。図4のS1のステージ移動では、エリアセンサカメラ14a、及び14bを支持する移動ステージ13がX方向に等速度で移動を開始する。その後S2の同時撮像では、ある所定時間経過毎にエリアセンサカメラ14a及び14bは同時に撮像する。その撮像の瞬間には、同軸落射の反射照明である白色光のキセノンストロボランプ光源17はストロボをたき、より鮮明な画像を撮像する。
An inspection method in the apparatus of FIG. 1 will be described based on the flowchart of FIG.
After the substrate 11 is placed on the stage 12 so as to be stably supported, the measurement is started. In the stage movement of S1 in FIG. 4, the movement stage 13 supporting the area sensor cameras 14a and 14b starts to move in the X direction at a constant speed. Thereafter, in the simultaneous imaging of S2, the area sensor cameras 14a and 14b simultaneously capture images every certain predetermined time. At the moment of the imaging, the white light xenon strobe lamp light source 17 which is the reflected illumination of the coaxial incident light strikes the strobe and takes a clearer image.

撮像された画像の画像データは、S3が示すように、カメラケーブルを介して検査部16へ送信され、検査部内では、画像処理、計測、良否判定等を行う。検査部16の処理内容においては図5のフローチャートに示すようになる。2台のエリアカメラCCDカメラによって同時に撮像された画像は、夫々検査部16の第一演算部において画像内において対応するセルを抽出する。2枚の画像において対応するセルは複数、なかでも、検査精度を向上さえせるために隣接するセルを抽出することが好ましい。2枚の画像において、夫々の対応するセルを抽出後、対応するセルの座標値を計測、同BMエッジ位置の座標値を測定する。
第1演算部にて測定された2枚の画像の座標値は、第2演算部へと送信される。第2演算部では、第1枚目と第2枚目の画像内で対応するセルの座標値の差分を算出する。第1演算部にて、抽出した対応セルが複数ある場合は、対応するセルのペアの数だけ差分を算出することになる。
The image data of the captured image is transmitted to the inspection unit 16 via the camera cable as indicated by S3, and image processing, measurement, pass / fail determination, etc. are performed in the inspection unit. The processing contents of the inspection unit 16 are as shown in the flowchart of FIG. From the images simultaneously captured by the two area cameras CCD cameras, the corresponding cells in the images are extracted by the first calculation unit of the inspection unit 16, respectively. It is preferable to extract a plurality of corresponding cells in the two images, and in particular, adjacent cells are extracted in order to improve the inspection accuracy. After extracting the corresponding cells in the two images, the coordinate values of the corresponding cells are measured, and the coordinate values of the BM edge positions are measured.
The coordinate values of the two images measured by the first calculation unit are transmitted to the second calculation unit. The second calculation unit calculates the difference between the coordinate values of the corresponding cells in the first and second images. When there are a plurality of extracted corresponding cells in the first calculation unit, the difference is calculated by the number of corresponding cell pairs.

第2演算部では、第1演算部にて計測された2枚の画像の各注目セル座標の差分値の測定回数による変化量を計測する。図6(a)が示すように、正常部で撮像された画像の場合、2枚の画像の各注目セルのX座標の差分値は0となる。この差分値は2台のエリアセンサCCDカメラが正常のパターンを計測している限り、変化することはない。だが、図6(b)の画像は2台のエリアセンサCCDカメラのうち1台のエリアセンサCCDカメラがえくぼ欠陥部を撮像したものである。えくぼ欠陥部では注目セルの位置がわずかに変化することから、差分値が0ではなくなることになる。この計測基板の通常部の計測では常に同差分値を計測するのに対し、えくぼ欠陥部が片一方のカメラにて計測した場合の差分値では変化が表れることになる。この変化量を計測することでえくぼ欠陥を検索することができる。   The second calculation unit measures the amount of change due to the number of measurements of the difference value of each target cell coordinate between the two images measured by the first calculation unit. As shown in FIG. 6 (a), in the case of an image captured in the normal part, the difference value of the X coordinate of each target cell in the two images is zero. This difference value does not change as long as the two area sensor CCD cameras measure a normal pattern. However, the image in FIG. 6 (b) is an image of a dimple defect taken by one of the two area sensor CCD cameras. Since the position of the target cell slightly changes in the dimple defect portion, the difference value is not zero. In the measurement of the normal part of the measurement substrate, the same difference value is always measured, whereas in the difference value when the dimple defect part is measured by one camera, a change appears. A dimple defect can be searched by measuring this amount of change.

図6(b)に基づいて検査判定部を説明する。図6(b)のカメラ1、及びカメラ2において同時撮影された画像の中央に位置する格子模様のあるセルに注目したとする。このとき、注目セルの座標についてカメラ1を(i,j)、カメラ2を(i,j)とし、注目セルの濃淡値を夫々、f(i,j)及びf(i,j)とする。ここではノイズ等の影響を低減させるため、注目セルの8近傍のセル(図6(b)の網掛けのセル)までを測定範囲とし、演算を行った。2枚における画像の差分値Sは下記の通りになる。 The inspection determination unit will be described based on FIG. Assume that attention is paid to a cell having a lattice pattern located at the center of images simultaneously photographed by the camera 1 and the camera 2 in FIG. At this time, regarding the coordinates of the cell of interest, the camera 1 is (i 1 , j 1 ), the camera 2 is (i 2 , j 2 ), and the gray value of the cell of interest is f (i 1 , j 1 ) and f ( i 2 , j 2 ). Here, in order to reduce the influence of noise and the like, the calculation was performed with the measurement range up to 8 cells in the vicinity of the cell of interest (shaded cells in FIG. 6B). The difference value S between the two images is as follows.

Figure 2010085210
Figure 2010085210

上式にて得られた差分値Sにおいて測定回数をt、判定閾値Lとすると、えくぼ欠陥検査の判定式は下記の通りになる。   If the number of measurements is t and the determination threshold L is the difference value S obtained by the above equation, the determination formula for the dimple defect inspection is as follows.

Figure 2010085210
Figure 2010085210

上式を満たすとき、測定した基板にはえくぼ欠陥が存在すると判定する。
発明の各手段の最良の形態について説明する。本発明では、液晶カラーフィルタのBMのパターンが形成された基板において、前記パターンがある領域においてセルが連続的に縮小または膨張することにより設計値から変化が生じる欠陥を有する基板において検査し、欠陥を検出する検査装置に関する。前記規則的の有するパターンとは、格子状やストライプパターン等をさす。
When the above equation is satisfied, it is determined that the measured substrate has a dimple defect.
The best mode of each means of the invention will be described. In the present invention, in a substrate on which a BM pattern of a liquid crystal color filter is formed, an inspection is performed on a substrate having a defect in which a change from a design value occurs due to continuous shrinkage or expansion of cells in a region where the pattern is present. The present invention relates to an inspection apparatus that detects The regular pattern refers to a lattice pattern, a stripe pattern, or the like.

本発明においての2台の撮像手段においては、各撮像手段であるエリアセンサカメラは、互い同じカメラヘッドに固定されており、且つ2台間の距離は常に一定であることが好ましい場合が多い。   In the two image pickup means in the present invention, it is often preferable that the area sensor cameras as the respective image pickup means are fixed to the same camera head and the distance between the two is always constant.

また撮像手段は、マスタ画像となるような基準となる正確な参照画像が不要であり、複数の撮像手段を備え、撮像された画像同士を比較することから、撮像手段は2台以上であることが好ましい。さらに、測定時間を短縮するために撮像手段の台数を増やすことが好ましい。   In addition, the imaging means does not require an accurate reference image that serves as a master image, and includes a plurality of imaging means and compares the captured images. Is preferred. Furthermore, it is preferable to increase the number of imaging means in order to shorten the measurement time.

前記2台の撮像手段には、撮像手段、もしくは基板が移動している中での撮像のため、ピンボケの影響を防ぐため、夫々に被写界深度の深いテレセントリックレンズが具備することが好ましい。より好ましくは、微小変化である欠陥を検出するため微小変化を明確に検出可能にするよう、前記テレセントリックレンズは、高倍率のレンズを用いるようにする。前記テレセントリックレンズには短時間露光でも鮮明な画像を撮像するため、同軸落射照明で、ストロボ照明を具備することが好ましい。
尚、エリアセンサカメラ、レンズ、照明は、より測定時間を短縮するためヘッド数を偶数台に増加させることが好ましい。
The two imaging units are preferably provided with telecentric lenses each having a deep depth of field in order to prevent the influence of defocusing for imaging while the imaging unit or the substrate is moving. More preferably, the telecentric lens is a high-magnification lens so that a minute change can be clearly detected in order to detect a defect that is a minute change. The telecentric lens is preferably provided with coaxial epi-illumination and strobe illumination in order to capture a clear image even with a short exposure.
In the area sensor camera, lens, and illumination, it is preferable to increase the number of heads to an even number in order to further shorten the measurement time.

また、移動手段においては、カメラヘッド、または基板のどちら側に備える形態でも測定が可能であり、安定して配置できること、且つ測定時に一定速度、一定方向に移動することが好ましい。前記移動手段は前記条件が満足すれば、安価な移動手段を用いることもできる。   Further, it is preferable that the moving means can be measured in a form provided on either the camera head or the substrate side, can be stably arranged, and moves at a constant speed and in a constant direction at the time of measurement. The moving means may be an inexpensive moving means if the above conditions are satisfied.

第1演算手段では、撮像手段で撮像された画像でのパターンの形状を認識し、パターンを形成する最小単位のユニット、及び前記ユニットの形成する境界線が認識できる。また画像視野内での座標系において、所定の座標位置の探索が可能であり、且つ探索されたユニットを形成する境界線の座標位置を計測できることが好ましい。また、好ましくは外乱によるノイズの影響を軽減させる目的で、前記最小ユニットを1つではなく所定の最小ユニットに加えて隣接する複数のユニットを所定の対象範囲に含ませて処理すると良い。
また、第1の演算手段には、1測定でカメラ台数分の画像が取り込まれることになるため、図6の処理を1測定あたりカメラ台数分全て処理する。
The first computing means can recognize the shape of the pattern in the image picked up by the image pickup means, and can recognize the minimum unit that forms the pattern and the boundary line formed by the unit. Further, it is preferable that a predetermined coordinate position can be searched in the coordinate system within the image field of view, and the coordinate position of the boundary line forming the searched unit can be measured. Preferably, for the purpose of reducing the influence of noise due to disturbance, the minimum unit is not a single unit but a predetermined minimum unit and a plurality of adjacent units are included in a predetermined target range for processing.
Further, since the first calculation means captures images for the number of cameras in one measurement, the processing in FIG. 6 is processed for all the number of cameras per measurement.

第2演算手段では、前記第1演算手段と同様にして、カメラ台数分のデータが第1演算手段から取り込まれる。第2演算手段では、前記第1演算手段にて算出した座標値を、カメラ毎に、画像視野内で対応するユニット同士で差分を行う。所定ユニットを複数ユニットの所定の領域として定めている場合は2枚の画像での比較でも差分値が複数算出される。   In the second calculation means, data equivalent to the number of cameras is taken from the first calculation means in the same manner as the first calculation means. In the second calculation means, the difference between the coordinate values calculated by the first calculation means is calculated for each camera between corresponding units in the image field of view. When a predetermined unit is defined as a predetermined area of a plurality of units, a plurality of difference values are also calculated by comparing two images.

上記の場合では、差分値を平均化することで、2枚の画像比較による差分値は1つとすることが好ましい。第2演算手段では、差分値の変化量から所定の閾値により、えくぼ欠陥の有無を検査するため、1測定毎に得られた差分値のデータを保存する機能を備えていることが好ましい。   In the above case, it is preferable to average one difference value so that the difference value obtained by comparing two images is one. The second computing means preferably has a function of storing difference value data obtained for each measurement in order to inspect the presence or absence of a dimple defect using a predetermined threshold from the amount of change in the difference value.

請求項2において、前記2台のエリアセンサカメラは、同タイミングでの撮像することにより、移動ステージの移動誤差を相殺することが可能になるため、前記2台の撮像手段は互いの撮像の瞬間が同期していることが好ましい。   3. The two area sensor cameras according to claim 2, wherein the two area sensor cameras can cancel the movement error of the moving stage by imaging at the same timing. Are preferably synchronized.

さらに、前記2台の撮像手段が撮像する際はストロボ照明が撮影タイミングに同期して照射することが好ましく、撮像手段の露光時間とストロボ照明の照射時間については、移動手段の速度とを鮮明な画像が撮像できるように最適な設定にすることが好ましい。
本発明では、前記2台のエリアセンサカメラが撮像する画像は互いにBMパターンが画像一面に写されなければ、差分値が大きく算出され誤検出となってしまう。従って、2台の撮像手段が共に同様なパターンが撮像できるように測定物は矩形であることが好ましい場合が多い。
Furthermore, it is preferable that the strobe illumination is emitted in synchronization with the photographing timing when the two image pickup means picks up images. The exposure time of the image pickup means and the irradiation time of the strobe light are clearly related to the speed of the moving means. It is preferable to set the optimum setting so that an image can be captured.
In the present invention, the images taken by the two area sensor cameras, if the BM pattern is not captured on the entire surface of the image, the difference value is greatly calculated and erroneous detection occurs. Therefore, in many cases, it is preferable that the measurement object is rectangular so that the two imaging means can image the same pattern.

本発明では微小変化のズレであるえくぼ欠陥を検出する検査装置で、測定時間を短縮することを目的とする。2台の撮像手段において、一定としているカメラ間距離は、測定時間を大幅に短縮するため、測定する基板の長手方向、または川幅方向に対して、半分の距離にすることが好ましい場合が多い。   An object of the present invention is to reduce the measuring time with an inspection apparatus that detects a dimple defect that is a deviation of a minute change. The distance between the cameras that is constant in the two image pickup means is often preferably half the distance in the longitudinal direction of the substrate to be measured or the river width direction in order to greatly reduce the measurement time.

本発明では、マスタ画像となるような基準となる正確な参照画像が不要であり、従って、従来技術のような、絶対位置の精度を求めなくても、従来技術と同等の測定精度を得ることができる。   In the present invention, an accurate reference image serving as a master image is not required, and therefore, measurement accuracy equivalent to that of the prior art can be obtained without requiring absolute position accuracy as in the prior art. Can do.

本発明では液晶カラーフィルタに関する欠陥の検査装置であるが、液晶カラーフィルタだめのとどまらず、TFT基板やPDP(プラズマディスプレイパネル)背面基板にも適用可能である。   The present invention is a defect inspection apparatus for a liquid crystal color filter, but is not limited to a liquid crystal color filter, and can be applied to a TFT substrate or a PDP (plasma display panel) back substrate.

実施例1
以下、本発明を実施例により説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。本実施例1のえくぼ欠陥検査には、液晶カラーフィルタの最下層であるBMのパターン形成が完了した基板11を移動ステージ13、シグマ光機社製のSG SP 26-200の上に載せた。移動ステージの速度は10mm/secと設定した。エリアセンサCCDカメラは2台ともに、キーエンス社製CV-200Mを用いた。エリアセンサCCDカメラ14a及び14b には、オプトアート社製のテレセントリックレンズ6倍TV-6Fを夫々装着し、19aと19bのテレセントリックレンズには夫々、18a、及び18bのキーエンス社製、二又ファイバー93089を接続し、同軸落射のキセノンストロボ照明17、日進工業社製FS-025J60を用いた。
Example 1
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. In addition, this invention is not limited to an Example. In the dimple defect inspection of Example 1, the substrate 11 on which the pattern formation of the BM which is the lowermost layer of the liquid crystal color filter was completed was placed on the moving stage 13 and SG SP 26-200 manufactured by Sigma Kogyo Co., Ltd. The moving stage speed was set to 10 mm / sec. Both area sensor CCD cameras used CV-200M manufactured by Keyence Corporation. The area sensor CCD cameras 14a and 14b are equipped with a telecentric lens 6x TV-6F manufactured by Opto Art, respectively, and the telecentric lenses 19a and 19b are respectively 18a and 18b, made by Keyence Corp., forked fiber 93089. Were used, and a coaxial incident xenon strobe lamp 17 and FS-025J60 manufactured by Nisshin Kogyo Co., Ltd. were used.

ストロボ照明の発光時間は半値幅で2.5μmとした。14aと14bの2台のエリアセンサカメラで撮像された画像データは夫々15a及び15bキーエンス社製のカメラケーブルOP51499によって画像処理装置CV-3500に送信され、画像処理などの演算が行われ、算出されたデータは検査部16にはパーソナルコンピュータDELL社製のOPTIPLEX GX280にて画像処理、及びえくぼ欠陥計測の良否判定を実施した。以上の装置を用いて、えくぼ欠陥検査を実施した。   The light emission time of the strobe illumination was 2.5 μm with a half width. Image data captured by the two area sensor cameras 14a and 14b are transmitted to the image processing device CV-3500 by the camera cable OP51499 manufactured by Keyence Corporation 15a and 15b, respectively, and are subjected to calculations such as image processing and are calculated. The inspection data 16 was subjected to image processing and pass / fail measurement by the OPTIPLEX GX280 manufactured by Personal Computer DELL. A dimple defect inspection was carried out using the above apparatus.

尚、本実施例1において、えくぼ欠陥検査にて検査にした基板のBMパターンは、格子パターンであり、1セル形状は図7に記すものである。セルの周りにBMで囲まれているような形状となる。1セルの大きさは横ピッチ71が100μm、縦ピッチ72が300μmとなる。BMの線幅は横73が20μm、縦74が7μmとなるセルが規則性を有して配設された基板を用いた。   In Example 1, the BM pattern of the substrate inspected by the dimple defect inspection is a lattice pattern, and the shape of one cell is shown in FIG. It becomes a shape surrounded by BM around the cell. One cell has a horizontal pitch 71 of 100 μm and a vertical pitch 72 of 300 μm. A substrate in which cells having a BM line width of 20 μm in width 73 and 7 μm in length 74 was arranged with regularity was used.

本実施例1の結果を図8に記す。図8は横軸にカメラが移動した位置、縦軸に2台のエリアセンサカメラで撮像した画像から算出した差分値を表したものである。 図8を参照すると、四角のプロットが正常なサンプル、三角のプロットがえくぼ領域を含むサンプルである。図8を参照すると、えくぼの領域部分で信号の起伏が激しく生じており、欠陥部を特定することができる。特に、欠陥部一箇所について2台のカメラでスキャンした場合に片方のカメラが先に異常部を測定し、次にもう一方のカメラが異常部を測定することによって両カメラが捉えるBM座標の差分値変化が2回、プラス側とマイナス側に振れている様子がわかる。BM座標の差分変化量が1μmを越えた場合、えくぼ欠陥であると認識、検出することとした。実施例の結果においてはBM座標の差分変化量は1μm以上であることが明らかであるため、えくぼ欠陥として検出可能であることがわかる。   The results of Example 1 are shown in FIG. In FIG. 8, the horizontal axis represents the position where the camera has moved, and the vertical axis represents the difference value calculated from images captured by two area sensor cameras. Referring to FIG. 8, a square plot is a normal sample, and a triangular plot is a sample including a dimple region. Referring to FIG. 8, signal undulations are severely generated in the area of the dimples, and a defective portion can be identified. In particular, when scanning one defective part with two cameras, the difference between the BM coordinates captured by both cameras when one camera measures the abnormal part first and then the other camera measures the abnormal part. You can see how the value changes twice, plus and minus. When the BM coordinate difference change amount exceeded 1 μm, it was decided to recognize and detect a dimple defect. In the result of the example, it is clear that the difference change amount of the BM coordinate is 1 μm or more, and therefore, it can be detected that the defect is a dimple defect.

本発明に関する実施例1では1測定にかかる測定時間は、0.4秒となった。実施例にして使用した基板の大きさは360×460mmであり、3mm毎に1回の測定を実施した。測定基板全面検査の測定回数は18360回であり、基板全面測定所要時間は7.6時間となった。1測定にかかる測定時間は0.4秒であるが、測定基板が移動中に測定していることから、実質、検査時間は基板全面走査にかかる時間に等しいことになる。従って、カメラ台数を増やす、または移動部の移動速度を向上させるなどの策を講じることによって、測定時間は大幅に短縮することが可能である。   In Example 1 relating to the present invention, the measurement time for one measurement was 0.4 seconds. The size of the substrate used in the example was 360 × 460 mm, and measurement was performed once every 3 mm. The number of times of measurement of the entire surface of the measurement board was 18360, and the time required for measurement of the whole board surface was 7.6 hours. Although the measurement time required for one measurement is 0.4 seconds, since the measurement substrate is measured while moving, the inspection time is substantially equal to the time required for scanning the entire surface of the substrate. Therefore, the measurement time can be greatly shortened by taking measures such as increasing the number of cameras or improving the moving speed of the moving unit.

比較例1
実施例1と同じサンプルを用いて、測定間隔、移動部の速度、測定回数を同等の条件にして、従来技術の測定方法である測長機にて測定を実施した。1測定の所要時間は4.7秒となった。また、基板全面を測定するのに所要した時間は24.0時間であった。
Comparative Example 1
Using the same sample as in Example 1, the measurement interval, the speed of the moving unit, and the number of measurements were made the same, and the measurement was carried out with a length measuring machine which is a conventional measurement method. The time required for one measurement was 4.7 seconds. The time required to measure the entire surface of the substrate was 24.0 hours.

実施例1と比較例1を対比すると、実施例1の方が大幅に測定時間が短縮されていることがわかる。比較例1では、測定位置にカメラが配置し撮像するまでに位置決めやフォーカスを合わせることで測定時間が大幅にかかっていたが、実施例1ではカメラを2台設置し、撮影した2枚の画像同士を比較するため、比較例1のような正確な絶対位置にカメラを配置する必要がないため、位置決めやフォーカス合わせにかかる時間を短縮することが可能となった。   Comparing Example 1 and Comparative Example 1, it can be seen that the measurement time is significantly shortened in Example 1. In Comparative Example 1, the measurement time was greatly increased by positioning and focusing until the camera was placed at the measurement position and picked up images. However, in Example 1, two cameras were installed and two images taken. In order to compare each other, it is not necessary to place the camera at an accurate absolute position as in the first comparative example, so that it is possible to reduce the time required for positioning and focusing.

えくぼ欠陥検査装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of a dimple defect inspection apparatus. (a)はえくぼ欠陥の発生のメカニズムの説明する図であり、(b)はえくぼ欠陥が発生したカラーフィルタのセルのサイズ変化を示す図である。(a) is a figure explaining the mechanism of the occurrence of a dimple defect, and (b) is a figure showing the change in the size of the cell of the color filter in which the dimple defect has occurred. えくぼ欠陥が発生したカラーフィルタを示す図である。It is a figure which shows the color filter which the dimple defect generate | occur | produced. えくぼ欠陥検査の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of an indentation defect inspection. えくぼ欠陥検査の検査部内の処理を示す図である。It is a figure which shows the process in the test | inspection part of a dimple defect test | inspection. えくぼ欠陥検査で撮像される画像を示す図である。It is a figure which shows the image imaged by a dimple defect inspection. 実施例に用いた基板のセル形状を示す図である。It is a figure which shows the cell shape of the board | substrate used for the Example. 実施例1の結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the results of Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

11,202:基板
12:台
13:移動ステージ
14,14a,14b: カメラ
15,15a,15b:カメラケーブル
16:検査部
17:光源
18,18a,18b:光ファイバー
19a,19b:レンズ
201:露光テーブル
203:露光マスク
204:異物
205:紫外線
206:BM
207,208,209,41,42:セル
S1〜S7, S31〜S38:ステップ
11,202: Board
12: stand
13: Moving stage
14,14a, 14b: Camera
15,15a, 15b: Camera cable
16: Inspection department
17: Light source
18,18a, 18b: Optical fiber
19a, 19b: Lens
201: Exposure table
203: Exposure mask
204: Foreign object
205: UV
206: BM
207,208,209,41,42: Cell
S1-S7, S31-S38: Step

Claims (6)

規則性のあるパターンを一面に配設した被測定物のパターンの欠陥を検査する検査装置であって、前記被測定物を撮像する2台の撮影手段であって該撮像手段間の距離が一定である撮像手段と、前記撮像手段と前記被測定物を相対移動させる移動手段と、前記2台の撮像手段で撮像された2個の画像の各々について前記パターンの最小単位部を抽出し、次いで前記最小単位部の中央位置を計測する第1の演算手段と、前記第1の演算手段で計測された2つの座標の差分値の変化量を算出し、次いでその変化量に対して所定閾値を用いた判定を行うことにより、パターンの欠陥の有無を検出する第2の演算手段と、を備えることを特徴とする欠陥検査装置。 An inspection apparatus for inspecting a defect in a pattern of an object to be measured in which a regular pattern is arranged on one surface, wherein two imaging means for imaging the object to be measured have a constant distance between the imaging means The minimum unit part of the pattern is extracted for each of the two images captured by the two imaging units, and the imaging unit, the moving unit that relatively moves the imaging unit and the object to be measured, Calculating a change amount of a difference value between two coordinates measured by the first calculation means for measuring the center position of the minimum unit and the first calculation means, and then setting a predetermined threshold value for the change amount; And a second calculation means for detecting the presence or absence of a defect in the pattern by performing the determination used. 前記2台の撮像手段が同期して撮像することを特徴とする請求項1に記載の欠陥検査装置。 The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the two image pickup units pick up images synchronously. 前記撮像手段で撮像する際に撮像手段を移動させながら撮像することを特徴とする請求項1に記載の欠陥検査装置。 The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the image pickup unit picks up an image while moving the image pickup unit when picking up an image. 被測定物の形が矩形であることを特徴とする請求項1に記載の欠陥検査装置。 The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the shape of the object to be measured is a rectangle. 前記2台の撮像手段間の距離が、前記被測定物のいずれかの辺の長さの半分と等しいことを特徴とする請求項4に記載の欠陥検査装置。 The defect inspection apparatus according to claim 4, wherein a distance between the two imaging units is equal to half of the length of any side of the object to be measured. 前記被測定物がカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項1に記載する欠陥検査装置。 2. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the object to be measured is a color filter substrate.
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