JP2013092469A - ワーク検査システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検査ワーク11を第1の方向Xに搬送するワーク搬送装置20と、検査ワーク上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置30と、第1の方向と直交する第2の方向Yに撮像装置を移動させる移動装置40と、ワーク搬送装置、撮像装置及び移動装置を制御するとともに、光学情報に基づいてパターンを検査する制御部50と、を有する。
【選択図】図1
Description
導電性透明電極パターンは、例えばITO膜(酸化インジウム(In2O3)に数%の酸化スズ(SnO2)を添加した化合物、Indium Tin Oxide の略称であり、以下「ITO」とも称する)であり、FPDの表示領域と対応する領域に形成される。
一方で、前記金属配線は、当該表示領域を囲む周辺領域と対応する領域に形成され、使用者が加圧、又は接触した部分の位置値を生成する外部装置と、透明電極パターン及び回路基板と連結される。
液晶パネルでは、液晶分子配向を制御するための電圧を印加する電極として、また有機ELパネルでは、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を挟む陽極としてITOが多く使用されている。
さらに、太陽電池、抵抗膜や静電容量方式のタッチパネル、青色発光ダイオードの電極としてもITOが採用されている。
このため、システムは複雑となり、また、欠陥の種類によって固定的別光学系照明が必要であり、1列の1次元カメラ照明で光学系を構成すれば発見できない欠陥が多数現れ、やむなく固定的に配置したシステムを複数列用意するなどしており、コストもかかり非効率であった。このような検査装置の例として、例えば、特許文献1〜3が挙げられる。
また、本発明の他の目的は、導電性透明電極パターンが形成された検査ワークに存在する複数種類の欠陥を一度のスキャンで簡易にしかも安価に検査することができる検査システムを提供することを目的とする。
さらに、前記ワーク搬送装置、前記撮像装置及び前記移動装置を制御するとともに、
前記光学情報に基づいて前記パターンを検査する制御部と、を有することを特徴とする。
(2)本発明のワーク検査システムは、前記(1)において、
前記撮像装置は、第1撮像部及び第2撮像部を備え、
前記第1撮像部は、前記検査ワークの下部に配置した第1照明部と、前記検査ワークの上部に配置した第1カメラと、を有し、
前記第2撮像部は、前記検査ワークの上部斜めに配置した第2照明部と、前記第2照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第2カメラと、を有することを特徴とする。
(3)本発明のワーク検査システムは、前記(2)において、
前記撮像装置は、さらに第3撮像部を備え、
前記第3撮像部は、前記検査ワークの下部に配置した第3照明部と、前記検査ワークの上部に配置した第3カメラと、を有し、
前記第3照明部から照射される照射光の光軸と、前記上部に配置した第3カメラのレンズの光軸と、をずらした状態で配置したことを特徴とする。
(4)本発明のワーク検査システムは、前記(3)において、
前記撮像装置は、さらに第5撮像部を備え、
前記第5撮像部は、前記検査ワークの上部斜めに配置した第5照明部と、前記第5照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第5カメラと、前記第5照明部と検査ワークとの間に配置したパターン発生器と、を有することを特徴とする。
(5)本発明のワーク検査システムは、前記(1)〜(4)において、
前記制御部は、前記検査ワーク上に形成されたパターンから得られた光学情報と、
前記検査ワーク上に形成させるパターンのCADデータと、を比較して、
当該検査ワーク上に形成されたパターンの欠陥情報を取得することを特徴とする。
(6)本発明のワーク検査システムは、前記(5)において、
前記撮像装置は、さらに第6撮像部を備え、
前記第6撮像部は、前記検査ワークの上部斜めに配置した第6照明部と、前記第6照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第6カメラと、を有し、
前記検査ワーク上に予め付与されたアライメントマークを第6撮像部によって読み取り、
前記読み取ったアライメントマークの位置情報に基づき、
前記CADデータを補正した後、前記パターンを検査することを特徴とする。
(7)本発明のワーク検査システムは、前記前記(1)〜(6)において、
前記検査ワーク上に、前記パターンと同じ材質で評価膜部を形成し、当該評価膜部の膜厚を測定することを特徴とする。
(8)本発明のワーク検査システムは、前記前記(1)〜(7)において、
前記ワーク検査システムは、さらにワーク吸引装置を備え、
前記ワーク吸引装置は、ワーク検査時において、検査ワークを吸引して固着することを特徴とする。
また、本発明のワーク検査システムは、導電性透明電極パターンが形成された検査ワークに存在する複数種類の欠陥を一度のスキャンで簡易にしかも安価に検査することができ、大掛かりな装置構成を必要とせず、且つ検査ワーク上のパターンの欠陥をより確実に検出することができる。
図1はワーク検査システムの模式的側面図である。図1の装置構成に示すように、実施形態のワーク検査システムは、検査ワーク10を第1の方向Xに搬送するワーク搬送装置20と、検査ワーク10上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置30と、第1の方向Xと直交する第2の方向Y(図3参照)に撮像装置30を移動させる移動装置40と、ワーク搬送装置20、撮像装置30及び移動装置40を制御するとともに、光学情報に基づいてパターンを検査する制御部50と、を有する。
このような構成とすることにより、従来の並列固定的に一次元カメラを検査ワーク幅分配置する方式と比較し、使用するカメラ台数を少なくすることが可能となる。
なお、本実施形態において、検査ワークの搬送態様としては、所定のインターバルを含む間欠搬送としている。
また、検査ワーク10の不安定な状態を除去するために、検査ワーク10の幅方向の両端または全幅にわたってワーク吸引装置23(図3参照)を設け、検査時においてエアー吸引等によって検査ワーク10を固着して、ワークの検査精度を劣化させる状態、例えば、波打ち、カール、しわ、その他の変形が生じても検査精度を向上させることもできる。
金属配線12としては、銅膜やMoAl合金膜をエッチングして形成した微細配線などが挙げられ、パターン11と接続して外部電源と通電する部分である。
また、検査ワーク10が長巻き状態ではない、例えば所定の長さの矩形状に切断されたシートフィルムの場合は、シートフィルムを搭載して搬送するコンベア等が挙げられ、シートフィルムを載置するベルト状基台、ベルト状基台の両端部に備えられベルト状基台を第1の方向Xに搬送させる回転ローラー、および当該ローラーを回転させるモータ等を含むものが挙げられる。
なお、ワーク搬送装置としては上記の形態に限られず、種々の公知の搬送機構を採用することもできる。
すなわち、図3に示すように、撮像装置30のカメラ31を、ワーク搬送装置20の上部に固定されたフレーム32上を、モータ等の移動装置40により、第1の方向X(ワーク搬送方向)と直交する第2の方向Y(スキャン方向)に移動させるようになっている。
すなわち、前記撮像装置30は、第1撮像部34及び第2撮像部35を備え、前記第1撮像部34は、前記検査ワーク10の下部に配置した第1照明部60aと、前記検査ワークの上部に配置した第1カメラ31aと、を有し、前記第2撮像部35は、前記検査ワーク10の上部斜めに配置した第2照明部60bと、前記第2照明部6bからの光軸j1に対し正反射角方向にそのレンズの光軸j2を配置した第2カメラ31bと、を有するようにすることもできる。
第1撮像部34においては、第1照明部60aからの光線の同軸透過光学系でカメラを設置している。
第1照明部60aからの光線は検査ワーク10を同軸で透過し第1撮像部34に入射する。
第2撮像部35においては、第2照明部6bからの光線の入射光の光軸j1と反射角が同一の反射光学系(光軸j2)で配置した第2カメラ31bを有している。
これにより、検査ワーク10の欠陥で散乱する散乱光を欠陥として受光することができ、ワークに発生する欠陥、例えば、傷、しわ、凹凸などが鮮明に判別できる。
また、第4撮像部37のようにX方向縦列に2台以上の複数台設置することもでき、これにより、カメラ1台設置(第1撮像部34、第2撮像部35、第3撮像部36の場合)の撮像部視野幅と、カメラ2台以上で同一検査視野長(本明細書において、撮像部視野幅と検査視野長で囲まれる面積を検査カラムという場合がある)に高倍率レンズで設定されれば、検査分解能は、カメラ台数分の1となり、カメラ2台の場合では、例えばカメラ1台で20μmの分解能であれば10μmの分解能を持つことができる。
これにより、このパターン発生器61から照射されたパターンを用いて検査ワーク10の欠陥をさらに精密に検査することができる。
すなわち、検査ワーク10上にパターン発生器61から発生させた直線パターンを照射し、検査ワーク10上に形成された凹凸状の欠陥による直線パターンの変形を読み取り、その変形量から凹凸状の欠陥を検出するとともに演算して凹凸状の欠陥の大きさを判断することができる。
なお、直線パターンとは、図4に示したようにパターン発生器61から検査ワーク10に投影される均一の規則的に繰り返される直線状の投影パターンをいう。
さらに、検査ワーク10が上下方向に搬送される場合には、搬送方向の片面または両面に配置することもできる。
また、照明部60としては、安定的な特定線源である高輝度LED照明を採用することや、ITO膜などを識別しやすい波長の光源(例えば、高輝度の青色LEDなど)を選択することが好ましい。
これらの同期制御は、後述する制御部の中の照明軸制御部が、照明軸の位置情報を有する照明軸エンコーダからの情報に基づきスキャナ下部照明同期制御をすることによって移動装置40を制御する。
すなわち、制御部50は、撮像装置30によって取得したパターンの光学情報と、予めハードディスク等のメモリに保持された検査マスタ(欠陥を有しない正常な検査ワークのCADデータ(ガーバーデータ等)とを比較するパターンマッチングを行い、ワーク13上に形成されたパターン11の欠陥の有無を判定する。
欠陥の例としては、例えば、パターンの形状に関する欠陥、金属配線に関する欠陥などが挙げられる。
このような検査ワークに対して欠陥検査を行う場合、撮像装置30で得られた光学情報を検査マスタと一律に比較すると誤った判定をする場合がある。よって、検査対象となるフィルム13上に予め付与されたアライメントマーク14を読み取ることにより、CADデータの回転補正(光学情報の中心線とCADデータの中心線を合致させる補正)、ベースフィルムの伸びによって生ずるアライメントマーク14の間隔の補正、アライメントマーク14をつなぐ線分のなす角(θ)を90度になるように歪み補正(CADデータの歪み補正)するなど、をソフトウエア上において行うことが望ましい。具体的には、図5に示すように、所定のアライメントマーク14を検査ワーク11上の複数箇所に予め付し、このアライメントマーク14をマーク読取り装置によって読み取ってアライメントマーク14の位置を検知することにより、ソフトウエア上で、CADデータの補正を実行する。
その後、制御部50において、パターンの光学情報を、補正した検査マスタのCADデータとの比較を実行することにより、検査における判定の正確さを担保することができる。
つまり、パターン形成部材とは別途の評価膜部をベースとなるワーク上に形成し、光学的膜厚測定法を用いて当該評価膜部の膜厚を測定することにより、パターンの抵抗値等を算出することもできる。検査ワークの非検査部に予め膜厚検査用の評価膜部を形成することにより、パターンの自動検査の高速化を図ることができる。
このような光学的膜厚測定法としては、光干渉色差を微妙な色変化を検出する色空間評価法を用いることができる。
なお、色空間評価法とは、多彩な色情報から材料の状態、膜厚、光学特性変化を確定し結論づける、光干渉で発生する微細な色変化を取り込む「色空間評価法」を用い、従来以上に測定色のダイナミックレンジを広げ、カメラも広ダイナミックレンジ の精度を持った高精度カラー1次元ラインセンサカメラを採用するなどして実施する。
更に、安定的な特定線源であるRGB高輝度LED照明を採用するなどを実施する。
図において、表面反射光と裏面反射光の光路長差δは、
δ=2ndcosθt・・・(A)
ただし、n:膜の屈折率、d:膜厚、θt:透過角度、
で表される。
表面反射光と裏面反射光で干渉を起こし強度が、最小及び最大になるのは、
δmin=mλ、δmax=(m+1/2)λ・・・(B)
である。
ここでm は整数、λは波長を表す。
本発明における評価膜部の膜厚測定では、R、G、Bを代表する3波長の光を高輝度LEDで照射し、膜厚測定用のカメラも、R、G、Bの波長の光を捉える素子を備えたカラー1次元ラインセンサ、あるいは2次元CCDカメラを使用し、スキャナとして面全体を視野幅で連続的、光学的同一条件、高分解能で色画像として撮像して、画像解析により膜厚を計測する。
また、制御部50は、記憶部(ハードディスクやメモリ)や、表示部(ディスプレイ)を備えたホストCPUと接続されており、上述した検査マスタや各種制御プログラムが
格納されている。
図8に示すように、制御部50は撮像装置30における下記制御などを実行する。
(a)照明部のエンコーダ入力を行い、カメラと照明部の移動を同期制御する。
(b)照明部の調光を行う照明部の調光を制御する。
(c)複数カメラの光学情報の入力、出力を制御する。
図9を用いて、本実施形態における制御部のフローを説明する。
まず、撮像装置30によって検査ワークの検査対象領域が所定の位置を通過したかを判定し(ステップS101)、当該検査対象が所定の位置を通過した時点で画像取得を開始する(ステップS102)。
具体的には、撮像装置30により検査対象領域としてのパターンが検出視野内(本明細書において検査カラムという場合がある)に入ったか否かを検出し、入ったと判断した時点で画像取得(光学情報)を開始する。
なお、検査ワーク10にアライメントマーク14が付されている場合は、撮像装置30(図4参照)によるアライメントマーク14の検出を検査開始のトリガーとすることもできる。
一方、マッチングが失敗した場合にはこの時点で検査作業を終了する。
一方、マッチングが失敗した場合には検査を終了する。
なお、欠陥の例としては、例えば、パターンの形状に関する欠陥(凹凸、折れ、傷、欠けなどのパターンに関する不良)、金属配線に関する欠陥(配線の切断,ショートなど)、フィルム、ガラス基材に関する欠陥(凹凸、折れ、傷、内部異物、金属残、汚れ、指紋、正面異物)などがあげられる。
11 パターン
12 金属配線
13 フィルム
14 アライメントマーク
16 パターンの中心線
20 ワーク搬送装置
21 巻き取りロール
22 巻き戻しロール
30 撮像装置
31、31a〜g カメラ
32 フレーム
33 リニアガイド
34 第1撮像部
35 第2撮像部
36 第3撮像部
37 第4撮像部
38 第5撮像部
39 第6撮像部
40 移動装置
50 制御部
51 搬送制御部
52 撮像制御部
53 移動制御部
54 比較部
55 判定部
56 欠陥捺印制御部
60、61 照明部
62 青色LED
j1〜j8 光軸
k1〜k3 パターンの例
X 第1の方向
Y 第1の方向Xと直交する第2の方向
Claims (8)
- 検査ワークを第1の方向に搬送するワーク搬送装置と、
前記検査ワーク上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置と、
前記第1の方向と直交する第2の方向に前記撮像装置を移動させる移動装置と、を備え、
さらに、
前記ワーク搬送装置、前記撮像装置及び前記移動装置を制御するとともに、
前記光学情報に基づいて前記パターンを検査する制御部と、
を有することを特徴とするワーク検査システム。 - 前記撮像装置は、第1撮像部及び第2撮像部を備え、
前記第1撮像部は、
前記検査ワークの下部に配置した第1照明部と、
前記検査ワークの上部に配置した第1カメラと、を有し、
前記第2撮像部は、
前記検査ワークの上部斜めに配置した第2照明部と、
前記第2照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第2カメラと、を有することを特徴とする請求項1に記載のワーク検査システム。 - 前記撮像装置は、さらに第3撮像部を備え、
前記第3撮像部は、
前記検査ワークの下部に配置した第3照明部と、
前記検査ワークの上部に配置した第3カメラと、を有し、
前記第3照明部から照射される照射光の光軸と、
前記上部に配置した第3カメラのレンズの光軸と、をずらした状態で配置したことを特徴とする請求項2に記載のワーク検査システム。 - 前記撮像装置は、さらに第5撮像部を備え、
前記第5撮像部は、
前記検査ワークの上部斜めに配置した第5照明部と、
前記第5照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第5カメラと、
前記第5照明部と検査ワークとの間に配置したパターン発生器と、
を有することを特徴とする請求項3に記載のワーク検査システム。 - 前記制御部は、
前記検査ワーク上に形成されたパターンから得られた光学情報と、
前記検査ワーク上に形成させるパターンのCADデータと、を比較して、
当該検査ワーク上に形成されたパターンの欠陥情報を取得することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のワーク検査システム。 - 前記撮像装置は、さらに第6撮像部を備え、
前記第6撮像部は、
前記検査ワークの上部斜めに配置した第6照明部と、
前記第6照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第6カメラと、を有し、
前記検査ワーク上に予め付与されたアライメントマークを第6撮像部によって読み取り、
前記読み取ったアライメントマークの位置情報に基づき、
前記CADデータを補正した後、前記パターンを検査することを特徴とする請求項5に記載のワーク検査システム。 - 前記検査ワーク上に、前記パターンと同じ材質で評価膜部を形成し、
当該評価膜部の膜厚を測定することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のワーク検査システム。 - 前記ワーク検査システムは、さらにワーク吸引装置を備え、
前記ワーク吸引装置は、
ワーク検査時において、検査ワークを吸引して固着することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のワーク検査システム。
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