JP2012189544A - Apparatus and method for inspecting film thickness unevenness - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラーフィルターの製造工程などにおいて、ガラスや透光性の樹脂材などの基板上に形成されたカラー皮膜の厚みむら（いわゆる、膜厚むら）を検査するための装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for inspecting uneven thickness (so-called uneven film thickness) of a color film formed on a substrate such as glass or a translucent resin material in a color filter manufacturing process or the like.
従来から、フラットパネルディスプレイに用いられるカラーフィルターの製造工程などにおいて、顔料分散の不均一や、成分凝集、成膜時の振動の影響により生じる膜厚むらに起因し、色むらとなる事が知られている。前記膜厚むらが生じたままで製造作業を継続するという不都合の発生を防止するために、カメラと透過照明とを用いて、色むらの有無、程度などを検査することが行われていた。（例えば、許文献１）。 Conventionally, in the manufacturing process of color filters used in flat panel displays, it has been known that color unevenness occurs due to uneven pigment dispersion, component agglomeration, and film thickness unevenness caused by vibration during film formation. It has been. In order to prevent the inconvenience of continuing the manufacturing operation with the film thickness unevenness occurring, the presence or absence, degree, etc. of color unevenness has been inspected using a camera and transmitted illumination. (For example, Permitted Document 1).
さらにカメラと反射照明とを用いて、基板の表面に形成されている層が様々に変化した場合であっても、これに対応して、発生したムラを鮮明に撮像する技術が開示されている（例えば、許文献２）。 Furthermore, even when the layer formed on the surface of the substrate is changed variously using a camera and reflected illumination, a technique for clearly capturing the generated unevenness is disclosed in response to this. (For example, Permitted Document 2).
種々の色むらは、赤色・青色・緑色などの成膜のいずれかの成膜の一部に膜厚の不均一な部分（つまり、膜厚むら）を含むことで生じる。前記各色の成膜の膜厚むらの検査は、検査対象となる基板と撮像部との角度を変更し、その角度や検査対象に応じて照明の種類や角度や位置を変更して行われるが、検出しにくい膜厚むらの場合、皮膜全体の膜厚（つまり、膜厚のない部分の膜厚。いわゆる代表膜厚）が異なると、膜厚むらのコントラストが十分に得られない場合がある。そのため、成膜されている皮膜の代表膜厚がことなる基板を複数検査する場合、それぞれの基板を同じ撮像条件で検査をしても、確実な検査結果を得ることが難しい場合があった。 Various color unevenness is caused by including a non-uniform film thickness portion (that is, film thickness unevenness) in a part of the film formation of red, blue, green or the like. The inspection of the film thickness unevenness of each color film is performed by changing the angle between the substrate to be inspected and the imaging unit, and changing the type, angle, and position of the illumination according to the angle and the inspection target. In the case of uneven film thickness that is difficult to detect, if the film thickness of the entire film (that is, the film thickness of the part without the film thickness, so-called representative film thickness) is different, sufficient contrast of the film thickness unevenness may not be obtained. . Therefore, when inspecting a plurality of substrates with different representative film thicknesses of the formed film, it may be difficult to obtain a reliable inspection result even if each substrate is inspected under the same imaging conditions.
そこで本発明は、代表膜厚が異なる同一品種の基板について、共通する検査条件に基づき、代表膜厚の違いに応じて検査に適切な明るさやコントラストの画像を取得し、確実な検査結果を得ることができる膜厚むら検査装置及び方法を提供すること目的としている。 Therefore, the present invention obtains a reliable inspection result by acquiring images of brightness and contrast suitable for inspection according to the difference in representative film thickness based on common inspection conditions for substrates of the same type having different representative film thicknesses. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for inspecting film thickness unevenness.
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
表面に皮膜が形成された基板を保持して移動させる基板移動部と、
前記基板に対して光を照射する光源部と、
前記基板の皮膜が形成された面の少なくとも一部を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記皮膜の厚みむらを検査する検査部とを含み、
前記基板を一方向に移動させながら、前記基板に形成された皮膜の厚みむらを検査する
膜厚むら検査装置であって、
検査対象品種に応じた検査条件を設定登録する検査条件登録部と、
前記基板に形成された皮膜の代表膜厚を検出する代表膜厚検出部とを備え、
前記光源部は、
前記撮像部側に配置されて前記基板に光を照射する反射照明部と、
前記基板を挟んで前記撮像部に対向する位置に配置されて前記基板に光を照射する透過照明部とを備え、
前記撮像部には、前記撮像部と前記基板との相対角度を調節する撮像角度調整部を備え、
前記反射照明部には、前記反射照明部と前記基板との相対角度を調節する反射照明角度調整部を備え、
前記透過照明部には、前記透過照明部と前記基板との相対角度を調節する透過照明角度調整部を備え、
前記検査条件登録部に登録された検査条件と、前記代表膜厚検出部からの代表膜厚情報に基づいて、
前記撮像部角度調整部と前記反射照明角度調節部と前記透過照明角度調整部とを制御し、
前記反射照明の光量及び前記透過照明の光量を調節することができる制御部を備えた
ことを特徴とする膜厚むら検査装置である。
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
A substrate moving section for holding and moving a substrate having a film formed on the surface;
A light source unit for irradiating the substrate with light;
An imaging unit that images at least a part of the surface on which the film of the substrate is formed;
Including an inspection unit that inspects unevenness of the thickness of the film based on an image captured by the imaging unit,
A film thickness unevenness inspection apparatus for inspecting the thickness unevenness of the film formed on the substrate while moving the substrate in one direction,
An inspection condition registration unit for setting and registering inspection conditions according to the type of inspection object;
A representative film thickness detection unit for detecting a representative film thickness of the film formed on the substrate;
The light source unit is
A reflective illumination unit arranged on the imaging unit side to irradiate the substrate with light;
A transmission illumination unit that is disposed at a position facing the imaging unit across the substrate and irradiates the substrate with light;
The imaging unit includes an imaging angle adjustment unit that adjusts a relative angle between the imaging unit and the substrate,
The reflection illumination unit includes a reflection illumination angle adjustment unit that adjusts a relative angle between the reflection illumination unit and the substrate,
The transmitted illumination unit includes a transmitted illumination angle adjustment unit that adjusts a relative angle between the transmitted illumination unit and the substrate,
Based on the inspection conditions registered in the inspection condition registration unit and the representative film thickness information from the representative film thickness detection unit,
Controlling the imaging unit angle adjustment unit, the reflected illumination angle adjustment unit and the transmitted illumination angle adjustment unit,
A film thickness unevenness inspection apparatus comprising a control unit capable of adjusting a light amount of the reflected illumination and a light amount of the transmitted illumination.
請求項５に記載の発明は、
表面に皮膜が形成された基板を保持して移動させる基板移動ステップと、
前記基板に対して光源部から光を照射して前記基板の皮膜が形成された面の少なくとも一部を撮像する撮像ステップと、
前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記皮膜の厚みむらを検査する検査ステップとを含み、
前記基板を一方向に移動させながら、前記基板に形成された皮膜の厚みむらを検査する
膜厚むら検査方法であって、
検査対象品種に応じた検査条件を設定登録する検査条件登録ステップと、
前記基板に形成された皮膜の代表膜厚を検出する代表膜厚検出ステップを有し、
前記光源部は、
前記撮像部側に配置されて前記基板に光を照射する反射照明部と、
前記基板を挟んで前記撮像部に対向する位置に配置されて前記基板に光を照射する透過照明部とが含まれて構成されており、
前記撮像ステップは、
前記検査条件登録部に登録された検査条件と、前記代表膜厚検出ステップで検出された代表膜厚情報に基づいて、
前記撮像部と前記基板との相対角度を調節する撮像部角度調整ステップと、
前記反射照明部と前記基板との相対角度を調節する反射照明角度調整ステップと、
前記透過照明部と前記基板との相対角度を調節する透過照明角度調整ステップと、
前記反射照明又は前記透過照明の光量を調節する光量調節ステップとを有する
ことを特徴とする膜厚むら検査方法である。
The invention described in claim 5
A substrate moving step for holding and moving a substrate having a film formed on the surface;
An imaging step of imaging at least a part of the surface of the substrate on which the film is formed by irradiating light from the light source unit to the substrate;
An inspection step for inspecting the thickness unevenness of the film based on the image captured by the imaging unit,
An uneven film thickness inspection method for inspecting uneven thickness of a film formed on the substrate while moving the substrate in one direction,
An inspection condition registration step for setting and registering inspection conditions according to the type of inspection object,
A representative film thickness detecting step for detecting a representative film thickness of the film formed on the substrate;
The light source unit is
A reflective illumination unit arranged on the imaging unit side to irradiate the substrate with light;
A transmission illumination unit that is disposed at a position facing the imaging unit across the substrate and irradiates the substrate with light; and
The imaging step includes
Based on the inspection conditions registered in the inspection condition registration unit and the representative film thickness information detected in the representative film thickness detection step,
An imaging unit angle adjustment step for adjusting a relative angle between the imaging unit and the substrate;
A reflected illumination angle adjusting step for adjusting a relative angle between the reflected illumination unit and the substrate;
A transmitted illumination angle adjusting step for adjusting a relative angle between the transmitted illumination unit and the substrate;
A method for inspecting film thickness unevenness, comprising: a light amount adjusting step for adjusting a light amount of the reflected illumination or the transmitted illumination.
上記膜厚むら検査装置及び方法を用いるので、
膜厚むらの対象となる皮膜の厚みを測定し、その膜厚に適した観察角度と、照明の位置及び角度と、照明の光量とを設定して、自動で膜厚むら検査を行うことができる。
Since the film thickness unevenness inspection apparatus and method are used,
Measure the thickness of the film that is subject to film thickness unevenness, set the observation angle suitable for the film thickness, the position and angle of illumination, and the amount of illumination light, and automatically perform film thickness unevenness inspection it can.
請求項２に記載の発明は、
同一の前記基板の繰り返し検査回数をカウントする計数部を備え、
前記カウント回数に応じて、前記撮像部の角度又は前記照明の光量を変更する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載の膜厚むら検査装置である。
The invention described in claim 2
A counting unit that counts the number of repeated inspections of the same substrate,
The film thickness nonuniformity inspection apparatus according to claim 1, further comprising a function of changing an angle of the imaging unit or a light amount of the illumination according to the number of times of counting.
請求項６に記載の発明は、
同一の前記基板の繰り返し検査回数をカウントする計数ステップと、
同一の前記基板を少なくとも２回以上検査する繰り返し検査ステップと、
前記カウント回数に応じて、前記撮像部の角度又は前記照明の光量を変更するステップと
を有することを特徴とする請求項５に記載の膜厚むら検査方法である。
The invention described in claim 6
A counting step for counting the number of repeated inspections of the same substrate;
Repeated inspection step of inspecting the same substrate at least twice or more;
6. The film thickness nonuniformity inspection method according to claim 5, further comprising a step of changing an angle of the imaging unit or a light amount of the illumination according to the number of times of counting.
上記膜厚むら検査装置及び方法を用いれば、
１回目での検査と２回目以降の検査では、観察角度、照明の位置若しくは角度、又は照明の光量を変更して検査を行うことができる。そうすれば、１回目では適切な明るさやコントラストの画像が取得しづらい品種であっても、２回目以降の検査で適切な明るさやコントラストの画像を取得できる。そのため、膜厚むらの検出しにくい品種であっても、入念に膜厚むらの検査を行うことができる。
If the film thickness nonuniformity inspection apparatus and method are used,
In the first inspection and the second and subsequent inspections, the inspection angle, the position or angle of illumination, or the amount of illumination light can be changed for inspection. By doing so, even if it is a product that is difficult to obtain an image with appropriate brightness and contrast at the first time, an image with appropriate brightness and contrast can be acquired at the second and subsequent inspections. For this reason, even if it is a variety in which film thickness unevenness is difficult to detect, the film thickness unevenness can be carefully inspected.
請求項３に記載の発明は、
前記検査部は、
前記繰り返し検査したそれぞれの画像を多重合成処理する画像処理部を備え、
前記合成処理した画像を多重合成して得られた多重合成画像に基づいて膜厚のむらを検査する、多重合成画像検査機能を備えたことを特徴とする請求項２に記載の膜厚むら検査装置である。
The invention according to claim 3
The inspection unit
An image processing unit that multiplex-combines each of the repeatedly inspected images;
3. The film thickness nonuniformity inspection apparatus according to claim 2, further comprising a multiple composite image inspection function for inspecting film thickness unevenness based on a multiple composite image obtained by performing multiple composition of the combined images. It is.
請求項７に記載の発明は、
前記繰り返し検査ステップにおいて、それぞれの画像を取得する画像取得ステップと、
前記取得されたそれぞれの画像を多重合成処理する多重画像合成処理ステップと、
前記多重合成処理した画像に基づいて、膜厚のむらを検査する多重合成画像検査ステップとをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の膜厚むら検査装置である。
The invention described in claim 7
In the repetitive inspection step, an image acquisition step of acquiring each image;
A multiple image composition processing step for performing multiple composition processing on each of the acquired images;
The film thickness nonuniformity inspection apparatus according to claim 6, further comprising a multiple composite image inspection step of inspecting film thickness unevenness based on the multiple composite processed image.
上記膜厚むら検査装置及び方法を用いれば、１回目での検査と２回目以降の検査で得られた画像を多重合成処理するので、ある１つの観察条件で得られた画像に対して検査するよりも、ノイズ成分の少ない検査を行うことができる。そのため、１つの撮像条件のみで得られた全面画像に基づいて検査するよりも、微妙なコントラスト画像しか得られないような膜厚むらに対しても、確実な検査を行うことができる。 If the film thickness non-uniformity inspection apparatus and method are used, the images obtained by the first inspection and the second and subsequent inspections are subjected to multiple composition processing, so that the image obtained under a certain observation condition is inspected. It is possible to perform an inspection with less noise components. Therefore, it is possible to perform a reliable inspection even for film thickness unevenness in which only a fine contrast image can be obtained, rather than performing an inspection based on the entire image obtained under only one imaging condition.
請求項４に記載の発明は、
前記撮像部と前記透過照明とが連結されており、
前記撮像部角度調整部が、前記透過照明角度調整部を兼ねている
ことを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の膜厚むら検査装置である。
The invention according to claim 4
The imaging unit and the transmitted illumination are connected,
The film thickness nonuniformity inspection apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit angle adjustment unit also serves as the transmitted illumination angle adjustment unit.
上記膜厚むら検査装置を用いれば、前記撮像部と前記透過照明とを一体で回転させることができるので、前記透過照明の角度を個別に調節する機構を省くことができる。そのため、位置調整機構の数を減らすことができ、装置のコストダウンが計れる。 If the film thickness nonuniformity inspection apparatus is used, the imaging unit and the transmitted illumination can be rotated together, so that a mechanism for individually adjusting the angle of the transmitted illumination can be omitted. Therefore, the number of position adjusting mechanisms can be reduced, and the cost of the apparatus can be reduced.
検査対象となる皮膜の厚みが変わっても、それに応じて適切な明るさやコントラストの画像を取得し、確実に膜厚むらの検査結果を得ることができる。 Even if the thickness of the film to be inspected changes, an image with appropriate brightness and contrast can be acquired accordingly, and an inspection result of film thickness unevenness can be reliably obtained.
本発明を実施するための形態について、図を用いながら説明する。
図１Ａは、本発明を具現化する形態の一例を示す平面図である。
図１Ｂは、本発明を具現化する形態の一例を示す側面図である。
各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向
とする。特にＺ方向は矢印の方向を上とし、その逆方向を下と表現する。また、Ｘ方向を軸中心とする回転方向をθ方向とする。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a plan view showing an example of a form embodying the present invention.
FIG. 1B is a side view showing an example of a form embodying the present invention.
In each figure, the three axes of the orthogonal coordinate system are X, Y, and Z, the XY plane is the horizontal plane, and the Z direction is the vertical direction. In particular, in the Z direction, the direction of the arrow is represented as the top, and the opposite direction is represented as the bottom. Further, the rotation direction centered on the X direction is defined as the θ direction.
膜厚むら検査装置１は、基板移動部２と、光源部３と、撮像部４と、検査部と、制御部９とを含んで、構成されている。ここでは、検査対象の基板として、ガラスにカラー皮膜が塗布された基板１０を例示して説明する。 The film thickness nonuniformity inspection apparatus 1 includes a substrate moving unit 2, a light source unit 3, an imaging unit 4, an inspection unit, and a control unit 9. Here, a substrate 10 in which a color film is applied to glass will be described as an example of a substrate to be inspected.
基板移動部２は、上流側移動部２ａと下流側移動部２ｂとを含んで構成されており、上流移動部２ａ及び下流移動部２ｂは、装置フレーム１１に取り付けられたコンベアフレーム１２と、コンベアフレーム１２に取り付けられたコンベアローラ２３と、コンベアローラ２３を回転駆動させるためのコンベア駆動モータ２４とを含んで構成されている。
上流側移動部２ａと下流側移動部２ｂとは、基板１０をＹ方向に移動搬送できるように、基板検査ライン４１を挟んで配置されている。そのため、基板移動部２は、載置された基板１０をＹ方向に移動搬送させ、基板検査ライン４１を通過させることができる。
The substrate moving unit 2 includes an upstream moving unit 2a and a downstream moving unit 2b. The upstream moving unit 2a and the downstream moving unit 2b include a conveyor frame 12 attached to the apparatus frame 11, and a conveyor. A conveyor roller 23 attached to the frame 12 and a conveyor drive motor 24 for rotating the conveyor roller 23 are configured.
The upstream side moving unit 2a and the downstream side moving unit 2b are arranged with the substrate inspection line 41 interposed therebetween so that the substrate 10 can be moved and conveyed in the Y direction. Therefore, the substrate moving unit 2 can move and transport the placed substrate 10 in the Y direction and pass the substrate inspection line 41.
光源部３は、反射照明部３ａと透過照明部３ｂとを含んで構成されている。
反射照明部３ａは、反射照明３１と、反射照明角度調整手段３２と、反射照明位置調整手段３３と、反射照明光量調節ユニット３４とを含んで構成されている。反射照明３１は、反射照明角度調整手段３２に取り付けられており、θ方向に回転させて、基板１０との角度を調整することができる。反射照明角度調整手段３２は、反射照明位置調整手段３３に取り付けられており、反射照明３１とともにＹ方向に移動し、位置が調整できる。反射照明位置調整手段３３は支柱３９に取り付けられており、支柱３９は装置フレーム１１に取り付けられている。反射照明３１は、Ｘ方向に基板１０よりも長い発光部を有している。そのため、反射照明部３ａは、位置と角度を変更しつつ、検査ライン４１に向けて所定の波長領域を含む光を照射できる構造を有している。
The light source unit 3 includes a reflection illumination unit 3a and a transmission illumination unit 3b.
The reflected illumination unit 3a includes a reflected illumination 31, a reflected illumination angle adjusting unit 32, a reflected illumination position adjusting unit 33, and a reflected illumination light amount adjusting unit 34. The reflected illumination 31 is attached to the reflected illumination angle adjusting means 32 and can be rotated in the θ direction to adjust the angle with the substrate 10. The reflected illumination angle adjusting means 32 is attached to the reflected illumination position adjusting means 33 and can move in the Y direction together with the reflected illumination 31 to adjust the position. The reflected illumination position adjusting means 33 is attached to the support post 39, and the support post 39 is attached to the apparatus frame 11. The reflected illumination 31 has a light emitting unit longer than the substrate 10 in the X direction. Therefore, the reflective illumination unit 3a has a structure capable of irradiating light including a predetermined wavelength region toward the inspection line 41 while changing the position and the angle.
透過照明部３ｂは、透過照明３５と、透過照明角度調整手段３６と、透過照明位置調整手段３７と、透過照明光量調節ユニット３８とを含んで構成されている。透過照明３５は、透過照明角度調整手段３６に取り付けられており、θ方向に回転させて、基板１０との角度を調整することができる。透過照明角度調整手段３６は、透過照明位置調整手段３７に取り付けられており、透過照明位置調整手段３７は、支柱３９に取り付けられている。透過照明３５は、Ｘ方向に基板１０よりも長い発光部を有している。そのため、透過照明部３ｂは、位置と角度を変更しつつ、検査ライン４１に向けて所定の波長領域を含む光を照射できる構造を有している。 The transmitted illumination unit 3 b includes a transmitted illumination 35, a transmitted illumination angle adjustment unit 36, a transmitted illumination position adjustment unit 37, and a transmitted illumination light amount adjustment unit 38. The transmitted illumination 35 is attached to the transmitted illumination angle adjusting means 36 and can be rotated in the θ direction to adjust the angle with the substrate 10. The transmitted illumination angle adjusting means 36 is attached to the transmitted illumination position adjusting means 37, and the transmitted illumination position adjusting means 37 is attached to the column 39. The transmitted illumination 35 has a light emitting part longer than the substrate 10 in the X direction. Therefore, the transmitted illumination unit 3b has a structure capable of irradiating light including a predetermined wavelength region toward the inspection line 41 while changing the position and the angle.
反射照明３１及び透過照明３５としては、ＬＥＤ、ハロゲン、白熱電球、蛍光灯その他の発光手段が例示できる。さらに、後述する撮像部４の感度波長や感度特性に合わせた所定の波長を含む光線を放射するもので、その所定の波長が、基板１０の表面に形成された皮膜に一部吸収され、一部反射又は一部通過する波長であれば良い。
反射照明３１は反射照明光量調節ユニット３４に接続されており、透過照明３５は透過照明光量調節ユニット３８に接続されており、基板１０に照射する光の量をそれぞれ調整することができる。
Examples of the reflective illumination 31 and the transmissive illumination 35 include LEDs, halogens, incandescent bulbs, fluorescent lamps, and other light emitting means. Furthermore, it emits a light beam including a predetermined wavelength that matches the sensitivity wavelength and sensitivity characteristics of the imaging unit 4 to be described later, and the predetermined wavelength is partially absorbed by the film formed on the surface of the substrate 10. Any wavelength that partially reflects or partially passes may be used.
The reflected illumination 31 is connected to the reflected illumination light amount adjustment unit 34, and the transmissive illumination 35 is connected to the transmitted illumination light amount adjustment unit 38, so that the amount of light applied to the substrate 10 can be adjusted.
撮像部４は、撮像手段４４と、撮像部角度調整手段４５と、撮像部位置調整手段４６と、撮像部角度検出器４７とを含んで構成されている。撮像手段４４は、撮像部角度調整手段４５に取り付けられており、θ方向に回転させて、基板１０との角度を調整することができる。撮像部角度調整手段４５は、撮像部位置調整手段４６に取り付けられており、撮像手段４４とともにＹ方向に移動し、位置が調整できる。撮像部位置調整手段４６は支柱４２に取り付けられており、支柱４２は装置フレーム１１に取り付けられている。撮像手段４４は、Ｘ方向に基板１０よりも長い受光部を有している。そのため、撮像手段４４は、位置と角度を変更しつつ、検査ライン４１に対して所定の波長領域を含む光を受光できる構造を有している。 The imaging unit 4 includes an imaging unit 44, an imaging unit angle adjusting unit 45, an imaging unit position adjusting unit 46, and an imaging unit angle detector 47. The imaging unit 44 is attached to the imaging unit angle adjustment unit 45 and can be rotated in the θ direction to adjust the angle with the substrate 10. The imaging unit angle adjusting unit 45 is attached to the imaging unit position adjusting unit 46 and moves in the Y direction together with the imaging unit 44 to adjust the position. The imaging unit position adjusting means 46 is attached to the column 42, and the column 42 is attached to the apparatus frame 11. The imaging means 44 has a light receiving portion that is longer than the substrate 10 in the X direction. Therefore, the imaging unit 44 has a structure capable of receiving light including a predetermined wavelength region with respect to the inspection line 41 while changing the position and the angle.
撮像手段４４としては、１次元又は２次元のラインセンサが例示でき、この受光部がＸ方向に長く１列に並んでいるものや、Ｘ方向に所定の長さを有するものを複数用い、それらをＸ方向及びＹ方向に所定の間隔を設けて複数列を互い違いに（いわゆる千鳥格子のように）配置したものが例示できる。 As the imaging means 44, a one-dimensional or two-dimensional line sensor can be exemplified, and a plurality of light receiving units arranged in a line long in the X direction and those having a predetermined length in the X direction are used. Can be illustrated in which a plurality of rows are arranged in a staggered manner (like a so-called staggered pattern) with predetermined intervals in the X and Y directions.
反射照明部３ａは、検査ライン４１に向けたときの基板１０とのなす角度が、撮像部４と基板１０とのなす角度と概ね同じになるように、位置と角度を調節されて配置される。
一方、透過照明部３ｂは、検査ライン４１を挟んで撮像部４と対向し、検査ライン４１に向けたときの基板１０とのなす角度が、撮像部４と基板１０とのなす角度と概ね同じになるように、位置と角度を調節されて配置される。このとき、撮像部４が検査ライン４１に対して下流側移動部２ｂに配置されていれば、反射照明部３ａと透過照明部３ｂとは、検査ライン４１に対して上流側移動部２ａに配置される。
The reflected illumination unit 3a is arranged with its position and angle adjusted so that the angle formed with the substrate 10 when facing the inspection line 41 is substantially the same as the angle formed between the imaging unit 4 and the substrate 10. .
On the other hand, the transmitted illumination unit 3b faces the imaging unit 4 with the inspection line 41 interposed therebetween, and the angle formed with the substrate 10 when facing the inspection line 41 is substantially the same as the angle formed between the imaging unit 4 and the substrate 10. So that the position and angle are adjusted. At this time, if the imaging unit 4 is arranged on the downstream side moving unit 2b with respect to the inspection line 41, the reflected illumination unit 3a and the transmitted illumination unit 3b are arranged on the upstream side moving unit 2a with respect to the inspection line 41. Is done.
そのため、後述で詳細の説明をするが、Ｙ方向に基板１０を走行させながら、基板１０の全面を反射照明部３ａ又透過照明部３ｂから照射する光を用いて観察をすることができる。 Therefore, as will be described in detail later, the entire surface of the substrate 10 can be observed using light irradiated from the reflected illumination unit 3a or the transmitted illumination unit 3b while the substrate 10 is traveling in the Y direction.
また上述では、基板の形態としてガラス基板を例示したが、透光性の樹脂材などの基板であっても適用できる。 Moreover, although the glass substrate was illustrated as a form of a board | substrate in the above-mentioned, even if it is substrates, such as a translucent resin material, it is applicable.
［システム構成］
図２は、本発明を具現化する形態の一例を示すシステム構成図である。図２に示すように、上述した基板移動部２、光源部３、撮像部４の各機器は、制御部９の各機器と接続されている。
[System configuration]
FIG. 2 is a system configuration diagram showing an example of a form embodying the present invention. As shown in FIG. 2, each device of the substrate moving unit 2, the light source unit 3, and the imaging unit 4 described above is connected to each device of the control unit 9.
制御部９には、制御用コンピュータ９０と、情報入力手段９１と、情報出力手段９２と、発報手段９３と、情報記録手段９４と、機器制御ユニット９５と、画像処理部が接続されて含まれている。 The control unit 9 includes a control computer 90, an information input unit 91, an information output unit 92, a reporting unit 93, an information recording unit 94, a device control unit 95, and an image processing unit. It is.
制御用コンピュータ９０としては、マイコン、パソコン、ワークステーションなどの、数値演算ユニットが搭載されたものが例示される。
情報入力手段９１としては、キーボードやマウスやスイッチなどが例示される。
情報出力手段９２としては、画像表示ディスプレイやランプなどが例示される。
Examples of the control computer 90 include a computer equipped with a numerical operation unit such as a microcomputer, a personal computer, or a workstation.
Examples of the information input unit 91 include a keyboard, a mouse, and a switch.
Examples of the information output unit 92 include an image display display and a lamp.
発報手段９３としては、ブザーやスピーカ、ランプなど、作業者に注意喚起をすることができるものが例示される。
情報記録手段９４としては、メモリーカードやデータディスクなどの、半導体記録媒体や磁気記録媒体や光磁気記録媒体などが例示される。
機器制御ユニット９５としては、プログラマブルコントローラやモーションコントローラと呼ばれる機器などが例示される。
Examples of the reporting means 93 include a buzzer, a speaker, and a lamp that can alert the worker.
Examples of the information recording means 94 include a semiconductor recording medium, a magnetic recording medium, a magneto-optical recording medium, such as a memory card and a data disk.
Examples of the device control unit 95 include devices called programmable controllers and motion controllers.
制御用コンピュータ９０には、画像処理ユニット９６を介して、撮像部４から出力された映像信号が入力される。前記入力画像は、画像処理部として機能する画像処理ユニット９６で、膜厚むらの検査に適した画像処理が施される。その後、画像の輝度信号の差や変化度合いなどから、検査部において膜厚むらかどうかの判断を行う検査が行われる。さらに画像処理部では、ライン毎に撮像した画像を時系列に繋ぎ合わせて基板１枚分の全面画像として合成する時系列合成処理をしたり、複数枚の画像を重ね合わせる多重合成処理をしたり、画像のコントラスト調節をしたりすることができる。 The video signal output from the imaging unit 4 is input to the control computer 90 via the image processing unit 96. The input image is subjected to image processing suitable for inspection of film thickness unevenness in an image processing unit 96 functioning as an image processing unit. Thereafter, an inspection is performed to determine whether or not the film thickness is uneven in the inspection unit based on the difference or change degree of the luminance signal of the image. In addition, the image processing unit performs time-series synthesis processing that combines images captured for each line in time series and combines them as a whole image for one board, or performs multiple synthesis processing that superimposes multiple images. , You can adjust the contrast of the image.
この膜厚むらの検査部で検査をする際に用いられる画像処理部としては、上述の画像処理ユニット９６に限らず、従来周知の画像処理機能を有する機器を採用することができる。例えば、一般にＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）と呼ばれ、制御用コンピュータ９０の外部に設置される形態のものや、制御用コンピュータ９０の筐体内に接続される形態のもの、制御用コンピュータ９０の画像処理機能を利用したものなどが例示できる。また、上述の制御用コンピュータ９０と画像処理ユニット９６が、本発明における検査部を構成している。 The image processing unit used when inspecting the film thickness unevenness inspection unit is not limited to the image processing unit 96 described above, and a device having a conventionally known image processing function can be employed. For example, it is generally called a GPU (Graphic Processing Unit) and is installed outside the control computer 90, connected to the case of the control computer 90, or image processing of the control computer 90. The thing using a function etc. can be illustrated. Further, the control computer 90 and the image processing unit 96 described above constitute an inspection unit in the present invention.
機器制御ユニット９５は、膜厚むら検査装置１を構成する各制御機器（図示せず）と接続されており、それらに対して制御用信号を与えることにより、各機器を動作させたり静止させたりすることができるようになっている。 The device control unit 95 is connected to each control device (not shown) constituting the film thickness nonuniformity inspection apparatus 1, and each device is operated or stopped by giving a control signal to them. Can be done.
［検査に応じた撮像部角度調節］
膜厚むらの検査に際しては、先ず最上面に形成された皮膜の代表膜厚を、膜厚センサ４０を用いて測定する。膜厚センサ４０は、本発明の代表膜厚検出部に該当し、膜厚センサ４０で測定した代表膜厚の情報は、制御部９の機器制御ユニット９５に出力される。膜厚センサ４０としては、基板の最上面に形成された皮膜の上面と下面との寸法を測定するものが例示できる。例えば、基板表面に対して斜めから光を照射し、上面からの反射光と下面からの反射光とを三角測量法により測定すれば、厚みを算出することができる。膜厚センサ４０は、基板上の１ヶ所についてピンポイントで計測する形態のものに限らず、基板上の数カ所や、所定の長さ又は範囲を測定したり、基板移動中の膜厚を連続的に又は断続的に測定したりして、平均値を出力するものが好ましい。そうすることで、基板上に形成された皮膜の代表膜厚の情報として出力できる。
[Adjusting the imaging unit angle according to the inspection]
When inspecting the film thickness unevenness, first, the representative film thickness of the film formed on the uppermost surface is measured using the film thickness sensor 40. The film thickness sensor 40 corresponds to a representative film thickness detection unit of the present invention, and information on the representative film thickness measured by the film thickness sensor 40 is output to the device control unit 95 of the control unit 9. An example of the film thickness sensor 40 is a sensor that measures the dimensions of the upper surface and the lower surface of the film formed on the uppermost surface of the substrate. For example, the thickness can be calculated by irradiating the substrate surface with light obliquely and measuring the reflected light from the upper surface and the reflected light from the lower surface by the triangulation method. The film thickness sensor 40 is not limited to a pinpoint measurement at one location on the substrate, but measures several locations on the substrate, a predetermined length or range, and continuously measures the film thickness during substrate movement. It is preferable that the average value is output by performing measurement intermittently or intermittently. By doing so, it can output as information on the representative film thickness of the film formed on the substrate.
検査に先立ち、本発明の検査条件登録部に該当する情報記録手段９４に登録しておいた、検査用レシピファイルの設定情報に基づいて、制御用コンピュータ９０から機器制御ユニット９５に対して各機器の制御パラメータが送信される。前記検査用レシピファイルは、膜厚むら検査する皮膜の種類（例えば、色違い、メーカ違い、品種違いなど）に応じて複数登録され、膜厚と観察角度及び照明の照射角度との最適条件を設定したプロファイル情報や、観察に用いる照明の光量などについての検査条件が登録されている。そのため、機器制御ユニット９５では、前記検査用レシピファイルの設定情報と、前記代表膜厚情報に基づいて、検査時の各機器の位置、角度又は光量を調節することができる。 Prior to the inspection, each device is controlled from the control computer 90 to the device control unit 95 based on the setting information of the inspection recipe file registered in the information recording means 94 corresponding to the inspection condition registration unit of the present invention. Control parameters are transmitted. A plurality of the inspection recipe files are registered according to the type of film to be inspected for film thickness unevenness (for example, different colors, different manufacturers, different varieties, etc.), and the optimum conditions of the film thickness, the observation angle, and the illumination irradiation angle are set. Inspection conditions for the set profile information and the amount of illumination light used for observation are registered. Therefore, the device control unit 95 can adjust the position, angle, or amount of light of each device at the time of inspection based on the setting information of the inspection recipe file and the representative film thickness information.
前記検査用レシピファイルの設定情報の一部を例示する。
表１には、例えばレシピＡとして、赤色皮膜（品種名：Ｒ００１２３）に対する、１回目から３回目までの検査条件が設定されている。このレシピファイルでは、検査回数は３回であること、検査回数に応じて、観察角度及び反射照明の角度を変化させること、照明の明るさは３０％のまま一定であること、透過照明は使用しないことが、設定されている。また、検査条件の設定において、基準とする代表膜厚の値と、そのときに設定する照明などの設定角度、代表膜厚と最適角度との関係を示すプロファイル名（４５−５０＿２１５０−２２００）が設定されている。
A part of setting information of the inspection recipe file will be exemplified.
In Table 1, for example, as the recipe A, the inspection conditions from the first time to the third time for the red film (variety name: R00123) are set. In this recipe file, the number of inspections is 3 times, the observation angle and the angle of reflected illumination are changed according to the number of inspections, the brightness of the illumination remains constant at 30%, and the transmitted illumination is used It is set not to. Further, in the setting of the inspection condition, a profile name (45-50_2150-2200) indicating the relationship between the value of the representative film thickness used as a reference, the set angle of illumination and the like set at that time, and the representative film thickness and the optimum angle is set. Is set.
表２には、例えばレシピＢとして、青色皮膜（品種名：Ｂ００１２３）に対する、１回目から３回目までの検査条件が設定されている。このレシピファイルでは、検査回数が２回であること、検査回数に応じて、透過照明の明るさを変化させること、観察角度、反射照明の角度及び透過照明の角度は最適角度でと同じであること、反射照明は使用しないことが、設定されている。また、検査条件の設定において、基準とする代表膜厚の値と、そのときに設定する照明などの設定角度、代表膜厚と最適角度との関係を示すプロファイル名（５０−５５＿２２５０−２３００）が設定されている。 In Table 2, for example, as the recipe B, the inspection conditions from the first time to the third time for the blue film (variety name: B00123) are set. In this recipe file, the number of inspections is 2, the brightness of the transmitted illumination is changed according to the number of inspections, the observation angle, the angle of the reflected illumination, and the angle of the transmitted illumination are the same as the optimum angle. That is, it is set not to use reflected illumination. Further, in the setting of the inspection condition, a profile name (50-55_2250-2300) indicating the relationship between the value of the representative film thickness used as a reference, the set angle of illumination and the like set at that time, and the representative film thickness and the optimum angle. Is set.
続いて、基準膜厚と最適角度、観察角度、照明の照射角度及び光量との最適条件を設定したプロファイル情報について説明する。
図３Ａは、本発明を適用させる皮膜の厚さ毎の照明角度とむら強度の相関図であり、横軸に照明の角度θ、縦軸にむら強度を示している。図３Ａでは、それぞれ異なる代表膜厚毎の前記角度と前記むら強度の相関特性が示されている。ある皮膜の品種において、代表膜厚ｔ１〜ｔ５に対して、相関特性を示している。この相関特性は、予め膜厚の異なる基板を用意しておき、膜厚むらの無い部分で代表膜厚測定しておく。そして、得られた相関特性に基づいて、最もむら強度の高い部分を検査に最適な角度として選択する。このとき、予め用意した基板の代表膜厚ｔ１で最もむら強度の高くなる角度をθ１、代表膜厚ｔ２で最もむら強度の高くなる角度をθ２、同様に、代表膜厚ｔ３〜ｔ５で最もむら強度の高くなる角度をθ３〜θ５とする。
Next, profile information in which optimum conditions for the reference film thickness, the optimum angle, the observation angle, the illumination angle, and the amount of light are set will be described.
FIG. 3A is a correlation diagram between the illumination angle and the unevenness intensity for each thickness of the film to which the present invention is applied, in which the horizontal axis indicates the illumination angle θ and the vertical axis indicates the unevenness intensity. FIG. 3A shows a correlation characteristic between the angle and the unevenness intensity for different representative film thicknesses. In a film type, a correlation characteristic is shown with respect to representative film thicknesses t1 to t5. For this correlation characteristic, substrates having different film thicknesses are prepared in advance, and the representative film thickness is measured at a portion where there is no film thickness unevenness. Then, based on the obtained correlation characteristics, a portion having the highest unevenness intensity is selected as an optimum angle for inspection. At this time, the angle at which the unevenness intensity is highest at the representative film thickness t1 of the prepared substrate is θ1, the angle at which the unevenness intensity is highest at the representative film thickness t2 is θ2, and similarly, the angle is most uneven at the representative film thicknesses t3 to t5. The angle at which the strength is increased is defined as θ3 to θ5.
図３Ｂは、代表膜厚と照明角度との相関関係を示す相関図であり、横軸に代表膜厚ｔ、縦軸に前述の検査に最適な角度θｆを示している。図３Ｂでは、上記の測定で得られた、代表膜厚ｔ１〜ｔ５で最もむら強度の高くなる角度θ１〜θ５が、検査に最適な角度θｆとしてプロットされており、代表膜厚ｔの変化とともに検査に最適な角度θｆが比例的に変化している様子が示されている。この角度θｆは、代表膜厚ｔにより算出する演算式
θｆ＝ｆ（ｔ）
と規定し、本発明に適用させる。
FIG. 3B is a correlation diagram showing the correlation between the representative film thickness and the illumination angle. The horizontal axis represents the representative film thickness t, and the vertical axis represents the optimum angle θf for the above-described inspection. In FIG. 3B, the angles θ1 to θ5 that give the highest unevenness intensity in the representative film thicknesses t1 to t5 obtained by the above measurement are plotted as the optimum angle θf for the inspection, and change with the change in the representative film thickness t. It is shown that the angle θf optimum for the inspection changes proportionally. This angle θf is an arithmetic expression θf = f (t) calculated from the representative film thickness t.
And are applied to the present invention.
例えば、品種Ａにおける、最適角度θｆＡ＝ｆＡ（ｔＡ）を規定することで、測定した皮膜の厚さｔＡに対して、測定に用いる最適角度θｆＡが決まる。
具体例を示すと、品種Ａにおける代表膜厚ｔ１が２．１５μｍ、ｔ５が２．２０μｍで、そのときの照明の最適角度θ１が４５度、θ５が５０度であり、ｔ１〜ｔ５、θ１〜θ５まで、比例して変化している特性を示す結果が得られていたとすると、
測定した代表膜厚ｔＡから、照明の最適角度θＡを算出する式：θｆＡ＝ｆＡ（ｔＡ）は、
ｆＡ（ｔＡ）＝ａ・ｔＡ＋ｂと定義して、ａ，ｂを算出する。
ａは、ａ＝（θ５−θ１）／（ｔ５−ｔ１）で算出でき、ａ＝１００が求まる。
ｂは、ｂ＝θ１−ａ・ｔ１で算出でき、ｂ＝−１７０が求まる。
したがって、θｆＡを算出する式は、θｆＡ＝ｆＡ（ｔＡ）＝１００ｔＡ−１７０で定義できる。
また、検査条件を登録する際に表１に示したように、基準膜厚を２．１８μｍと定義すれば、この時の最適角度は４８度となるので、これらの情報を前記レシピファイルにて表示させて、１回目あるいは２回目以降の検査条件をレシピファイルに設定する様にすれば、レシピファイル毎の検査条件の管理がしやすくなる。
For example, in varieties A, by defining the optimum angle θf A = f A (t A ), the thickness t A of the measured film, optimum angle .theta.f A is determined to be used for measurement.
As a specific example, the representative film thickness t1 in the product type A is 2.15 μm, t5 is 2.20 μm, the optimum illumination angle θ1 at that time is 45 degrees, θ5 is 50 degrees, t1 to t5, θ1 Assuming that a result showing the characteristic changing proportionally up to θ5 is obtained,
From the measured representative thickness t A, the formula for calculating the optimum angle theta A lighting: θf A = f A (t A) is
A and b are calculated by defining as f A (t A ) = a · t A + b.
a can be calculated by a = (θ 5 −θ 1 ) / (t 5 −t 1 ), and a = 100 is obtained.
b can be calculated by b = θ 1 −a · t 1 , and b = −170 is obtained.
Therefore, the equation for calculating θf A can be defined as θf A = f A (t A ) = 100 t A −170.
Also, as shown in Table 1 when registering the inspection conditions, if the reference film thickness is defined as 2.18 μm, the optimum angle at this time will be 48 degrees. If the first and second inspection conditions are set in the recipe file, the inspection conditions for each recipe file can be easily managed.
他の皮膜に関する演算式は、皮膜の品種毎に規定する。
例えば、品種Ｂに適用する演算式は、θｆＢ＝ｆＢ（ｔＢ）、品種Ｃに適用する演算式は、θｆＣ＝ｆＣ（ｔＣ）といった具合にすれば良い。さらに、この演算式は、反射照明、透過照明毎に設定しても良い。例えば、品種Ｄに対しては、反射照明の角度θｆＤｒ＝ｆＤｆ（ｔＤ）、透過照明の角度θｆＤｔ＝ｆＤｔ（ｔＤ）といった具合にすれば良い。
そして、上述で図３Ａ，Ｂを用いて説明したように、それぞれの品種において、膜厚毎の特性カーブから、代表膜厚ｔと最適角度θｆの関係式を算出する。
Arithmetic expressions related to other films are defined for each film type.
For example, an arithmetic expression applied to the product type B may be θf B = f B (t B ), and an arithmetic expression applied to the product type C may be θf C = f C (t C ). Further, this arithmetic expression may be set for each of the reflection illumination and the transmission illumination. For example, for the cultivar D, the angle θf Dr = f Df (t D ) of the reflected illumination, such as angle θf Dt = f Dt of the transmission illumination (t D) may be a condition.
Then, as described above with reference to FIGS. 3A and 3B, the relational expression between the representative film thickness t and the optimum angle θf is calculated from the characteristic curve for each film thickness for each product type.
本発明を適用する際は、上述の代表膜厚ｔと最適角度θｆの関係式を、プロファイル情報として予め設定しておく。そうすることで、検査条件を設定した基準膜厚に対して、実際に測定された代表膜厚が異なっても、前記プロファイル情報に基づいて最適角度θｆを算出でき、期待した検査結果を得ることができる。 When the present invention is applied, the relational expression between the representative film thickness t and the optimum angle θf is set in advance as profile information. By doing so, the optimum angle θf can be calculated based on the profile information and the expected inspection result can be obtained even if the representative film thickness actually measured differs from the reference film thickness for which the inspection conditions are set. Can do.
［検査フロー］
図４は、本発明を具現化する形態の一例を示すフロー図である。図４では、基板１０の上に形成されたカラー皮膜の膜厚むらを観察し検査する一連のフローが、ステップ毎に示されている。検査に先立ち、上述の検査用レシピファイルは予め設定しておく。
[Inspection flow]
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a form embodying the present invention. In FIG. 4, a series of flows for observing and inspecting the film thickness unevenness of the color film formed on the substrate 10 is shown for each step. Prior to the inspection, the above-described inspection recipe file is set in advance.
先ず、基板１０を膜厚むら検査装置１の上流側移動部２ａに載置する（ｓ１０１）。
次に、膜厚センサ４０を用いて、基板１０の上に形成されたカラー皮膜の代表膜厚を測定する（ｓ１０２）。次に、検査用レシピファイルの登録情報と、プロファイル情報とを参照し（ｓ１０３）、前記代表膜厚情報に基づいて、前記制御パラメータに基づいて各機器の位置、角度又は光量を変更する（ｓ１０４）。
First, the substrate 10 is placed on the upstream moving unit 2a of the film thickness unevenness inspection apparatus 1 (s101).
Next, the representative film thickness of the color film formed on the substrate 10 is measured using the film thickness sensor 40 (s102). Next, the registration information of the inspection recipe file and the profile information are referred to (s103), and the position, angle, or light quantity of each device is changed based on the control parameter based on the representative film thickness information (s104). ).
基板１０をＹ方向に搬送移動させ（ｓ１０５）、膜厚むらの検査を行う（ｓ１０６）。
このとき、基板１０の検査対象となる領域が検査ライン４１を通過し、逐次ライン毎の撮像を行いながら、前記ライン内で判別できる膜厚むらの検査が行われる。
The substrate 10 is transported and moved in the Y direction (s105), and the film thickness unevenness is inspected (s106).
At this time, a region of the substrate 10 to be inspected passes through the inspection line 41, and an inspection for film thickness unevenness that can be discriminated within the line is performed while sequentially imaging each line.
次に、検査が終了したかどうかを判断（ｓ１０７）し、検査が終了していないと判断されれば、前記ステップｓ１０５へ戻り、上記動作を繰り返す。検査が終了したと判断されていれば、１回目の検査は終了となる。 Next, it is determined whether or not the inspection has been completed (s107). If it is determined that the inspection has not been completed, the process returns to step s105 to repeat the above operation. If it is determined that the inspection is finished, the first inspection is finished.
本発明の検査装置では、ステップｓ１０６に替えて、基板搬送中に画像を取得した後、ライン毎に撮像した画像を時系列に繋ぎ合わせて基板１枚分の全面画像として合成する時系列合成処理をし、検査対象となる基板１枚分の画像にしてから検査を行っても良い（ｓ１０８）。そうすることで、ステップｓ１０６では判別できなかった、基板移動方向の膜厚むらを判別し、検査をすることができる。観察部及び照明部の角度などは、事前に登録した検査条件と、検査直前に測定した代表膜厚の情報に基づいて、膜厚むらの検査に最適な状態に調節されるので、従来の装置及び方法と比較して、確実に膜厚むらの検出ができるようになっている。 In the inspection apparatus of the present invention, instead of step s106, after acquiring an image during substrate transport, a time-series combining process is performed in which the images captured for each line are connected in time series and combined as a full-surface image for one substrate. The inspection may be performed after forming an image for one substrate to be inspected (s108). By doing so, the film thickness unevenness in the substrate moving direction, which could not be determined in step s106, can be determined and inspected. The angle of the observation unit and the illumination unit is adjusted to the optimum state for the inspection of film thickness unevenness based on the inspection conditions registered in advance and the information of the representative film thickness measured immediately before the inspection. Compared with the method, it is possible to reliably detect the film thickness unevenness.
また、検査に用いる撮像画像は、ある一つの条件で観察した基板１枚分だけの画像に限定せず、後述の繰り返し検査で取得された観察条件の異なる複数画像を重ね合わせる多重合成処理をし、その結果に基づいて検査を行っても良い（ｓ１０９）。ステップｓ１０８で得られた全面画像に基づいて膜厚むらを強調しようとした場合、本来検査したい膜厚むらの部分だけでなく、撮像の際に含まれるノイズ成分も強調処理されてしまい、膜厚むらを判別しにくい場合もある。しかし、前記複数の画像から多重合成をすれば、ノイズ成分は強調されず、膜厚むら部分のみを強調した状態にして観察することができる。そのため、多重合成した画像に基づく検査は、ある一つの条件で観察した全面画像のコントラストなどを強調処理して膜厚むらを判別しようとする場合に比べて、ノイズ成分を抑えることができるため、膜厚むらの発見が容易となる。 In addition, the captured image used for the inspection is not limited to an image of only one substrate observed under a certain condition, but a multiple composition process is performed to superimpose a plurality of images with different observation conditions acquired by repeated inspection described later. The inspection may be performed based on the result (s109). When it is attempted to emphasize film thickness unevenness based on the entire image obtained in step s108, not only the film thickness unevenness portion that is originally desired to be inspected, but also noise components included in imaging are emphasized. It may be difficult to discriminate unevenness. However, if multiple synthesizing is performed from the plurality of images, the noise component is not emphasized and only the uneven thickness portion can be observed for observation. Therefore, the inspection based on the multiple synthesized image can suppress the noise component compared to the case of trying to distinguish the film thickness unevenness by enhancing the contrast of the entire image observed under a certain condition. Finding film thickness unevenness is easy.
次に、検査用レシピファイルで設定された情報に基づいて、２回目以降の検査を繰り返すかどうかを判断し（ｓ１１０）、繰り返すと判断されれば、繰り返し検査回数をカウントアップさせ、前記ステップｓ１０４へ戻る。そして、各機器の位置、角度又は光量を変更し、上述のステップｓ１０５〜ｓ１０７を繰り返す。ステップｓ１１０で繰り返さないと判断されば、基板１０の移動を停止させ（ｓ１１１）、下流側移動部３ｂから基板１０を取り出す（ｓ１１２）。 Next, based on the information set in the inspection recipe file, it is determined whether or not the second and subsequent inspections are repeated (s110). If it is determined that the inspection is to be repeated, the number of repeated inspections is counted up, and the step s104 is performed. Return to. Then, the position, angle, or amount of light of each device is changed, and the above steps s105 to s107 are repeated. If it is determined not to repeat in step s110, the movement of the substrate 10 is stopped (s111), and the substrate 10 is taken out from the downstream moving unit 3b (s112).
［バリエーション］
図５Ａは、本発明を具現化する形態の第２の例を示す平面図である。
図５Ｂは、本発明を具現化する形態の第２の例を示す側面図である。
この形態は、図１Ａ，Ｂを用いて示した本発明を具現化する形態の一例に対して、透過照明部３ｂと撮像部４の構成が相違している。以下、相違点を中心に説明する。
[variation]
FIG. 5A is a top view which shows the 2nd example of the form which embodies this invention.
FIG. 5B is a side view showing a second example of the embodiment embodying the present invention.
This embodiment differs from the example of the embodiment embodying the present invention shown in FIGS. 1A and 1B in the configuration of the transmission illumination unit 3b and the imaging unit 4. Hereinafter, the difference will be mainly described.
膜厚むら検査装置１ａでは、透過照明部３ｂと撮像部４とが、回転フレーム４８に取り付けられている。回転フレーム４８は、Ｘ方向に基板１０よりも長い開口部を有する矩形のフレームで構成されており、下部側の梁部には透過照明３ｂが、上部側の梁部には撮像部４が取り付けられている。透過照明部３ｂと撮像部４とは対向する位置に、所定の間隔で取り付けられており、検査ライン４１に向けて光を照射し、その部位を撮像できるように構成されている。 In the film thickness nonuniformity inspection apparatus 1 a, the transmitted illumination unit 3 b and the imaging unit 4 are attached to the rotating frame 48. The rotating frame 48 is configured by a rectangular frame having an opening longer than the substrate 10 in the X direction. The transmission illumination 3b is attached to the lower beam portion, and the imaging unit 4 is attached to the upper beam portion. It has been. The transmitted illumination unit 3b and the imaging unit 4 are attached at positions facing each other at a predetermined interval, and configured to irradiate light toward the inspection line 41 and to image the part.
また、回転フレーム４８は、検査ライン４１の延長上に回転軸を有しており、前記回転軸は装置フレーム１１に取り付けられた支柱４２で支えられている。回転フレーム４８の前記回転軸は、支柱４２に取り付けられた撮像部角度調整手段４９と接続されており、制御ユニット９５の制御信号により回転角度の調節が行われる。前記回転軸には、回転フレーム４８の角度を検出する角度検出器が備えられており、前記角度検出器が本発明の撮像部角度検出手段を構成する。本例における撮像部角度検出手段としては、他に、撮像部角度調整手段４９の角度検出用エンコーダや、回転して角度が変わった後の回転フレーム４８の位置や姿勢を検出するものであっても良い。 The rotating frame 48 has a rotating shaft on the extension of the inspection line 41, and the rotating shaft is supported by a column 42 attached to the apparatus frame 11. The rotating shaft of the rotating frame 48 is connected to the imaging unit angle adjusting means 49 attached to the support column 42, and the rotating angle is adjusted by a control signal from the control unit 95. The rotating shaft is provided with an angle detector that detects the angle of the rotating frame 48, and the angle detector constitutes the imaging unit angle detecting means of the present invention. Other examples of the imaging unit angle detection unit in this example include an angle detection encoder of the imaging unit angle adjustment unit 49, and a position and orientation of the rotating frame 48 after the angle is changed by rotation. Also good.
回転フレーム４８は、撮像部角度調整手段４５によって角度が変わり、撮像手段４４と透過照明３５と一体で、基板１０とのなす角度が変化する。そのため、撮像部角度調整手段４５は、本発明の透過照明角度調整手段としての機能も兼ね備えることができる。そうすれば、撮像手段４４と透過照明３５とを個別に位置や角度を調整する必要がなくなり、コストダウンが可能となる。また、個別に位置や角度を調整することがないため、撮像手段４４と透過照明３５のいずれかの位置や角度が微妙にずれてしまうことに起因する、極めて僅かな膜厚むらが発見できなくなるということを防ぐことができる。そのため、皮膜全体の膜厚が僅かに変動した場合でも、回転フレーム４８の角度を調節するだけで、再現性の高い膜厚むら検査が実施できる。 The angle of the rotating frame 48 is changed by the imaging unit angle adjusting unit 45, and the angle formed with the substrate 10 is changed integrally with the imaging unit 44 and the transmission illumination 35. Therefore, the imaging unit angle adjusting unit 45 can also have a function as the transmitted illumination angle adjusting unit of the present invention. By doing so, it is not necessary to adjust the position and angle of the imaging means 44 and the transmission illumination 35 individually, and the cost can be reduced. In addition, since the position and angle are not individually adjusted, it is impossible to detect a very slight film thickness unevenness caused by a slight shift in the position or angle of either the imaging unit 44 or the transmitted illumination 35. Can be prevented. For this reason, even when the film thickness of the entire film slightly varies, it is possible to perform highly uniform film thickness inspection only by adjusting the angle of the rotating frame 48.
膜厚むら検査装置１ａは、このような構成をしているので、基板１０を上流側移動部２ａからＹ方向に搬送移動させ、回転フレーム４８の間を通過させ、下流側移動部２ｂへと搬送移動させることができる。そして、基板１０が検査ライン４１を通過する際に、膜厚むらの検査をすることができる。
Since the film thickness nonuniformity inspection apparatus 1a has such a configuration, the substrate 10 is transported and moved in the Y direction from the upstream side moving unit 2a, passed between the rotating frames 48, and moved to the downstream side moving unit 2b. It can be transported. And when the board | substrate 10 passes the test | inspection line 41, it can test | inspect for film thickness nonuniformity.
１ 膜厚むら検査装置
２ 基板移動部
２ａ 上流側移動部
２ｂ 下流側移動部
３ 光源部
３ａ 反射照明部
３ｂ 透過照明部
４ 撮像部
９ 制御部
１０ 基板
１０ｖ 移動方向を示す矢印
１１ 装置フレーム
１２ コンベアフレーム
２３ コンベアローラ
２４ コンベア駆動モータ
３１ 反射照明
３２ 反射照明角度調整手段
３３ 反射照明位置調整手段
３４ 反射照明光量調節ユニット
３５ 透過照明
３６ 透過照明角度調整手段
３７ 透過照明位置調整手段
３８ 透過照明光量調節ユニット
３９ 支柱
４０ 膜厚センサ
４１ 検査ライン
４２ 支柱
４３ 支柱
４４ 撮像手段
４５ 撮像部角度調整手段
４６ 撮像部位置調整手段
４７ 撮像部角度検出器
４８ 回転フレーム
４９ 撮像部角度調整手段
９０ 制御用コンピュータ
９１ 情報入力手段
９２ 情報出力手段
９３ 発報手段
９４ 情報記録手段
９５ 制御ユニット
９６ 画像処理ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thickness nonuniformity inspection apparatus 2 Substrate moving part 2a Upstream side moving part 2b Downstream side moving part 3 Light source part 3a Reflected illumination part 3b Transmitted illumination part 4 Imaging part 9 Control part 10 Substrate 10v Arrow which shows moving direction 11 Apparatus frame 12 Conveyor Frame 23 Conveyor roller 24 Conveyor drive motor 31 Reflected illumination 32 Reflected illumination angle adjusting means 33 Reflected illumination position adjusting means 34 Reflected illumination light quantity adjusting unit 35 Transmitted illumination 36 Transmitted illumination angle adjusting means 37 Transmitted illumination position adjusting means 38 Transmitted illumination light quantity adjusting unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 39 support | pillar 40 film thickness sensor 41 inspection line 42 support | pillar 43 support | pillar 44 imaging means 45 imaging part angle adjustment means 46 imaging part position adjustment means 47 imaging part angle detector 48 rotating frame 49 imaging part angle adjustment means 90 control computer 91 information input Means 92 Information output means 93 Reporting means 94 Information recording means 95 Control unit 96 Image processing unit
請求項７に記載の発明は、
前記繰り返し検査ステップにおいて、それぞれの画像を取得する画像取得ステップと、
前記取得されたそれぞれの画像を多重合成処理する多重画像合成処理ステップと、
前記多重合成処理した画像に基づいて、膜厚のむらを検査する多重合成画像検査ステップとをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の膜厚むら検査方法である。
The invention described in claim 7
In the repetitive inspection step, an image acquisition step of acquiring each image;
A multiple image composition processing step for performing multiple composition processing on each of the acquired images;
The film thickness nonuniformity inspection method according to claim 6, further comprising a multiple composite image inspection step of inspecting film thickness unevenness based on the multiple composite processed image.
Claims (7)
前記基板に対して光を照射する光源部と、
前記基板の皮膜が形成された面の少なくとも一部を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記皮膜の厚みむらを検査する検査部とを含み、
前記基板を一方向に移動させながら、前記基板に形成された皮膜の厚みむらを検査する
膜厚むら検査装置であって、
検査対象品種に応じた検査条件を設定登録する検査条件登録部と、
前記基板に形成された皮膜の代表膜厚を検出する代表膜厚検出部とを備え、
前記光源部は、
前記撮像部側に配置されて前記基板に光を照射する反射照明部と、
前記基板を挟んで前記撮像部に対向する位置に配置されて前記基板に光を照射する透過照明部とを備え、
前記撮像部には、前記撮像部と前記基板との相対角度を調節する撮像角度調整部を備え、
前記反射照明部には、前記反射照明部と前記基板との相対角度を調節する反射照明角度調整部を備え、
前記透過照明部には、前記透過照明部と前記基板との相対角度を調節する透過照明角度調整部を備え、
前記検査条件登録部に登録された検査条件と、前記代表膜厚検出部からの代表膜厚情報に基づいて、
前記撮像部角度調整部と前記反射照明角度調節部と前記透過照明角度調整部とを制御し、
前記反射照明の光量及び前記透過照明の光量を調節することができる制御部を備えた
ことを特徴とする膜厚むら検査装置。
A substrate moving section for holding and moving a substrate having a film formed on the surface;
A light source unit for irradiating the substrate with light;
An imaging unit that images at least a part of the surface on which the film of the substrate is formed;
Including an inspection unit that inspects unevenness of the thickness of the film based on an image captured by the imaging unit,
A film thickness unevenness inspection apparatus for inspecting the thickness unevenness of the film formed on the substrate while moving the substrate in one direction,
An inspection condition registration unit for setting and registering inspection conditions according to the type of inspection object;
A representative film thickness detection unit for detecting a representative film thickness of the film formed on the substrate;
The light source unit is
A reflective illumination unit arranged on the imaging unit side to irradiate the substrate with light;
A transmission illumination unit that is disposed at a position facing the imaging unit across the substrate and irradiates the substrate with light;
The imaging unit includes an imaging angle adjustment unit that adjusts a relative angle between the imaging unit and the substrate,
The reflection illumination unit includes a reflection illumination angle adjustment unit that adjusts a relative angle between the reflection illumination unit and the substrate,
The transmitted illumination unit includes a transmitted illumination angle adjustment unit that adjusts a relative angle between the transmitted illumination unit and the substrate,
Based on the inspection conditions registered in the inspection condition registration unit and the representative film thickness information from the representative film thickness detection unit,
Controlling the imaging unit angle adjustment unit, the reflected illumination angle adjustment unit and the transmitted illumination angle adjustment unit,
A film thickness nonuniformity inspection apparatus comprising a control unit capable of adjusting a light amount of the reflected illumination and a light amount of the transmitted illumination.
前記カウント回数に応じて、前記撮像部の角度又は前記照明の光量を変更する機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載の膜厚むら検査装置。
A counting unit that counts the number of repeated inspections of the same substrate,
The film thickness nonuniformity inspection apparatus according to claim 1, further comprising a function of changing an angle of the imaging unit or a light amount of the illumination according to the number of times of counting.
前記繰り返し検査したそれぞれの画像を多重合成処理する画像処理部を備え、
前記合成処理した画像を多重合成して得られた多重合成画像に基づいて膜厚のむらを検査する、多重合成画像検査機能を備えたことを特徴とする請求項２に記載の膜厚むら検査装置。
The inspection unit
An image processing unit that multiplex-combines each of the repeatedly inspected images;
3. The film thickness nonuniformity inspection apparatus according to claim 2, further comprising a multiple composite image inspection function for inspecting film thickness unevenness based on a multiple composite image obtained by performing multiple composition of the combined images. .
前記撮像部角度調整部が、前記透過照明角度調整部を兼ねている
ことを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の膜厚むら検査装置。
The imaging unit and the transmitted illumination are connected,
The film thickness nonuniformity inspection apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit angle adjustment unit also serves as the transmitted illumination angle adjustment unit.
前記基板に対して光源部から光を照射して前記基板の皮膜が形成された面の少なくとも一部を撮像する撮像ステップと、
前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記皮膜の厚みむらを検査する検査ステップとを含み、
前記基板を一方向に移動させながら、前記基板に形成された皮膜の厚みむらを検査する
膜厚むら検査方法であって、
検査対象品種に応じた検査条件を設定登録する検査条件登録ステップと、
前記基板に形成された皮膜の代表膜厚を検出する代表膜厚検出ステップを有し、
前記光源部は、
前記撮像部側に配置されて前記基板に光を照射する反射照明部と、
前記基板を挟んで前記撮像部に対向する位置に配置されて前記基板に光を照射する透過照明部とが含まれて構成されており、
前記撮像ステップは、
前記検査条件登録部に登録された検査条件と、前記代表膜厚検出ステップで検出された代表膜厚情報に基づいて、
前記撮像部と前記基板との相対角度を調節する撮像部角度調整ステップと、
前記反射照明部と前記基板との相対角度を調節する反射照明角度調整ステップと、
前記透過照明部と前記基板との相対角度を調節する透過照明角度調整ステップと、
前記反射照明又は前記透過照明の光量を調節する光量調節ステップとを有する
ことを特徴とする膜厚むら検査方法。
A substrate moving step for holding and moving a substrate having a film formed on the surface;
An imaging step of imaging at least a part of the surface of the substrate on which the film is formed by irradiating light from the light source unit to the substrate;
An inspection step for inspecting the thickness unevenness of the film based on the image captured by the imaging unit,
An uneven film thickness inspection method for inspecting uneven thickness of a film formed on the substrate while moving the substrate in one direction,
An inspection condition registration step for setting and registering inspection conditions according to the type of inspection object,
A representative film thickness detecting step for detecting a representative film thickness of the film formed on the substrate;
The light source unit is
A reflective illumination unit arranged on the imaging unit side to irradiate the substrate with light;
A transmission illumination unit that is disposed at a position facing the imaging unit across the substrate and irradiates the substrate with light; and
The imaging step includes
Based on the inspection conditions registered in the inspection condition registration unit and the representative film thickness information detected in the representative film thickness detection step,
An imaging unit angle adjustment step for adjusting a relative angle between the imaging unit and the substrate;
A reflected illumination angle adjusting step for adjusting a relative angle between the reflected illumination unit and the substrate;
A transmitted illumination angle adjusting step for adjusting a relative angle between the transmitted illumination unit and the substrate;
A method for inspecting unevenness in film thickness, comprising: a light amount adjusting step for adjusting a light amount of the reflected illumination or the transmitted illumination.
同一の前記基板を少なくとも２回以上検査する繰り返し検査ステップと、
前記カウント回数に応じて、前記撮像部の角度又は前記照明の光量を変更するステップと
を有することを特徴とする請求項５に記載の膜厚むら検査方法。
A counting step for counting the number of repeated inspections of the same substrate;
Repeated inspection step of inspecting the same substrate at least twice or more;
6. The method for inspecting film thickness unevenness according to claim 5, further comprising a step of changing an angle of the imaging unit or a light amount of the illumination according to the number of times of counting.
前記取得されたそれぞれの画像を多重合成処理する多重画像合成処理ステップと、
前記多重合成処理した画像に基づいて、膜厚のむらを検査する多重合成画像検査ステップとをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の膜厚むら検査装置。 In the repetitive inspection step, an image acquisition step of acquiring each image;
A multiple image composition processing step for performing multiple composition processing on each of the acquired images;
The film thickness nonuniformity inspection apparatus according to claim 6, further comprising a multiple composite image inspection step of inspecting film thickness unevenness based on the multiple composite processed image.
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