JP2013171034A

JP2013171034A - 光学式検査装置

Info

Publication number: JP2013171034A
Application number: JP2012093818A
Authority: JP
Inventors: Cooper S K Kuo; エスケイクオクーパー; Tsai Ron; ツァイロン
Original assignee: Kuo Cooper SK
Current assignee: Kuo Cooper SK
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-09-02
Also published as: US20130215419A1; KR20130096620A; EP2631634A1; CN103293160A; TW201335607A; TWI443352B

Abstract

【課題】光学式検査装置を提供することを課題とする。
【解決手段】光学式検査装置であって、各ローラがホイールを備え、該ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たる第一組のローラと、各ローラがホイールを備え、該ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たる第二組のローラと、該第一組のローラと第二組のローラの間に設けられるスキャニングユニットと、該スキャニングユニットに対向する該第一組のローラの一方の側に位置する第１の領域内にある可視光を捕集するために設けた第１の画像センサーとを、含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学式検査装置に関し、特に、物体の欠陥を検査するために用いる光学式検査装置に関する。

液晶表示器（Ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）のパネルはいったん製造された後、欠陥検査を受けている。ある種の欠陥、例えば輝点欠陥である「ホットピクセル」（ｈｏｔｐｉｘｅｌｓ）とも呼ばれ、電力を当該パネルに供給した時、永久に点灯するため、容易に検出される。しかしその他の欠陥は、例えばテープオートメーテッドボンディング（Ｔａｐｅａｕｔｏｍａｔｅｄｂｏｎｄｉｎｇ、ＴＡＢ）の瑕疵が、検出され難く、なぜならそれらは当該ＬＣＤパネル上の特定点に加圧した時だけに見られるもので、且つ各特定点と各欠陥との関係は予測できない。また、後者のタイプの欠陥は通常短時間しか点灯しないからである。

物体（例えばＬＣＤパネル）の欠陥検査に用いられる従来の光学式検査装置は、通常一組或いは複数組のローラで該物体を加圧することによって、当該物体の欠陥が見られる。該光学式検査装置は、さらに１個又は複数個のスキャニングユニットを有することができ、該物体をスキャニングして該物体の画像を生成することに用いる。生成した画像は、その後コントローラ或いは個人で分析でき、該物体の欠陥総数を決定することに用いられる。

該欠陥検査手順の正確性を最適化する多種多様な光学式検査装置が設計されてきた。例えば、図１に示す従来の光学式検査装置１００は、スキャニングユニット１０２と第１の方向に隔たり、スキャニングユニット１０２の一方の側に設けられているローラセット１０１とを含む。スキャニングユニット１０２と該ローラセット１０１がフレーム１０３に組み込まれている。

スキャニングユニット１０２は、複数個の画像センサー（図示略）を含む。光学式検査装置１００は該第１の方向と直交する方向に移動し、且つ該物体に加圧すると、異なる位置にある欠陥が光る等によって検出される。

例えば、図１は該ローラセット１０１が物体１５０に加圧すると、第１の欠陥１５１と第２の欠陥１５２が見えることを示している。第２の欠陥１５２はスキャニングユニット１０２の直下に位置するため、第２の欠陥１５２の画像はスキャニングユニット１０２のこれら画像センサーから取得できる。ただし、第１の欠陥１５１は、スキャニングユニット１０２の結像範囲内に位置していない。よって、スキャニングユニット１０２がその上方を通過した時に該欠陥が光らない限り、第１の欠陥１５１が光学式検査装置１００で検出されない可能性がある。このため、従来の光学式検査装置は、検査効果を上げることができない。平均的に、各物体における欠陥の約４０％のみがこの種の従来の光学式検査装置によって検出される。

本発明の目的は、物体の欠陥を検査できる、検査システムを提供することにある。

本発明の実施例は光学検査装置を提供する。該光学検査装置は、各ローラがホイールを備え、該ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たる第一組のローラと、各ローラがホイールを備え、該ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たる第二組のローラと、該第一組のローラと第二組のローラの間に設けられるスキャニングユニットと、該スキャニングユニットに対向する該第一組のローラの一方の側に位置する第１の領域内にある可視光を捕集するために設けた第１の画像センサーとを、含む。

本発明の他の実施例は光学検査装置を提供する。各ローラがホイールを備え、該ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たる第一組のローラと、各ローラがホイールを備え、該ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たり、且つ各ホイールが該第一組のローラの該ホイールの間に平行する空間は、該第一組のローラとの千鳥パターンを形成する第二組のローラと、該第一組のローラと第二組のローラの間に設けられるスキャニングユニットと、該スキャニングユニットに対向する該第一組のローラの一方の側に位置する第１の領域内にある可視光を捕集するために設けた第１の画像センサーとを、含む。

以下、本発明のその他の目的、利点と新規な特徴について、以下本発明の詳細な具体実施例と添付の図面を併せて参照すると、理解し、かつ達成することができる。
添付する各図面を併せて参照すると、本発明の要約及び実施例の詳細な説明をより明確に理解することができる。本発明の説明目的を達するため、各図面内に実施例を示す。しかしながら、本発明は各実施例として描かれたとおりの配置方法及び設備装置に限定されないと理解されなければならない。

従来の光学式検査装置上面図である。本発明に基づく一実施例の光学式検査装置上面図である。図２に示す光学式検査装置側面図である。本発明に基づく別の実施例の光学式検査装置上面図である。本発明に基づくさらに別の実施例の光学式検査装置上面図である。

ここでは本発明の実施例を詳細に参照する。これら実施例は添付の図面に図解されている。全ての図面において同じ符号をできる限り同一或いは類似する部材で表わすようになっている。しなしながら、これら図面は簡素化され、または正確な比例によって描かれていないことに留意しれなければならない。

図２に本発明に基づく一実施例の光学式検査装置２００を示す。光学式検査装置２００には第一組のローラ２０１と、第二組のローラ２０２と、該２組のローラの間に設けられたスキャニングユニット２０３と、スキャニングユニット２０３に対向して該第一組のローラ２０１の一方の側に設けられた第１の画像センサー２０４と、スキャニングユニット２０３に対向して該第二組のローラ２０２の一方の側に設けられた第２の画像センサー２０５とを、含む。第一組のローラ２０１と第二組のローラ２０２とスキャニングユニット２０３と第１の画像センサー２０４と第２の画像センサー２０５とは、フレーム２０６に組み込まれている。

スキャニングユニット２０３は、直線に並んで光を捕集することで画像を生成する複数個の画像センサー（図示略）を有するラインスキャナを含む。該画像センサーは、例えば電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ、ＣＣＤ）センサー或いは相補型金属酸化膜半導体（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、ＣＭＯＳ）センサーを含むことができ、且つスキャニングユニット２０３の一方側部に配置され、物体１５０に向かって検査を行う。本発明に基づく一実施例において、該画像センサーは、ＣＭＯＳセンサーを含み、光を捕集することでリアルタイムに画像を生成することができる。

第一組のローラ２０１と第二組のローラ２０２はスキャニングユニット２０３の反対側に配置される。ローラ２０１、２０２は、それぞれホイール２０１ａ、２０２ａを備え、第１の方向Ｙ上に長さＬ１を有し、且つ各組のローラ内にあるホイール２０１ａ、２０２ａが該第１の方向Ｙにおいて所定間隔Ｄ１で隔たり、該第１の方向Ｙと直交する第２の方向Ｘ上に回転するよう設置される。また、第二組のローラ２０２は第一組のローラ２０１に比べローラが少なく、且つ該第二組のローラ２０２内の第１のローラが該Ｙ方向において同じ所定間隔Ｄ１で該第一組のローラ２０１内の第１のローラとずれる。よって、図２に示すギザギザパターンを形成するため、該２組のローラ２０１、２０２が対向して千鳥状に配置される。

図２の実施例に基づくと、該所定間隔Ｄ１は、該ホイールの長さＬ１に等しい。該ローラのギザギザパターンで、該不安定で欠陥のある画素を効果的に発見することができる。本発明とローラを平行に合わせた光学式検査装置とを比較したところ、本発明の光学式検査装置で、更に多くの不安定で欠陥のある画素を検出できることが分かった。

第１の画像センサー２０４は該第一組のローラ２０１の前方にある第１の領域２０４Ｒ内の画像を取得するために設置される。第１の画像センサー２０４は領域センサーで、例えばＣＣＤセンサー又はＣＭＯＳセンサーを含むことができる。本発明の一実施例に基づくと、第１の画像センサー２０４にはＣＣＤセンサーを含み、０．２５〜０．５秒毎に該第１の領域内の画像を取得できる。光学式検査装置２００には第２の画像センサー２０５を更に含むことができる。第２の画像センサー２０５は、第１の画像センサー２０４に類似し、且つ該第二組のローラ２０２の後方にある第２の領域２０５Ｒ内の画像を取得するために設置される。

被検査物体１５０が該第２の方向Ｘ上において光学式検査装置２００の下方を通過した時、これらローラで物体１０５の表面を押圧することで、欠陥（あった場合）を発見できる。図２は、光学式検査装置２００が示す該位置にあった時、第１の欠陥１５１と第２の欠陥１５２が光を発し、第１の欠陥１５１が第１の領域２０４Ｒ内に位置し、且つ第１の画像センサー２０４により捕集でき、第２の欠陥１５２もスキャニングユニット２０３で捕集できると示している。もしも任意の欠陥が第２の領域２０５Ｒ内に存在しても、第２の画像センサー２０５で捕集させることができる。大抵、物体上の約９０〜９５％の欠陥が本発明に基づく該光学式検査装置で検出できる。

図３は、図２内の光学式検査装置２００の側面図である。図３に示すように、ローラ２０１、２０２はそれぞれホイール２０１ａ、２０２ａとばね２０１ｂ、２０２ｂとを含む。これらローラは、該物体の表面を加圧した時、該物体に損傷を与えず、これら欠陥が発見されるよう設計されている。ホイール２０１ａ、２０２ａの直径は１〜２．５センチメートル（ｃｍ）とすることができるが、その他の実施例において変更でき、且つホイール２０１ａ、２０２ａはシリコンを含むことができる。本発明に基づくこれらの実施例において、ホイール２０１ａ、２０２ａは、１ｃｍ、１．５ｃｍ、２ｃｍ或いは２．５ｃｍとすることができる（が、これに限定されない）。

ばね２０１ｂ、２０２ｂは、高炭素鋼ばねを含むことができ、且つばね２０１ｂ、２０２ｂの長さが１５〜２２ミリメートル（ｍｍ）とすることができるが、その他の実施例において変更できる。ばね２０１ｂ、２０２ｂの張力は１００〜４９０重量キログラム（ｋｇｆ）とすることができ、該ばねの線径は０．３〜０．５ｍｍとすることができるが、他の実施例おいて変更できる。

図３に示すように、スキャニングユニット２０３の該複数個の画像センサー２０３ａは、高さｈと焦点距離ｆを有する。ホイール２０１ａ、２０２ａの最大直径は高さｈと焦点距離ｆの総和である。スキャニングユニット２０３と第一組のローラ２０１及び第二組のローラ２０２は、ホイール２０１ａ、２０２ａがスキャニングユニット２０３の下に該複数個の画像センサー２０３ａと密着に配置し、スキャニングユニット２０３の画像センサー２０３ａはホイール２０１ａ、２０２ａの間にある第３の領域２０３Ｒ内の画像を取得することができるように設けられている。

図３に示す本発明に基づく一実施例において、該第一組と第二組のローラ２０１、２０２とスキャニングユニット２０３は、該２組のローラ２０１、２０２間に平行となる第３の領域２０３Ｒの両境界をそれぞれの組のローラ２０１、２０２と物体１５０のこれら接触点に最も接近するよう設けられる。

当業者であればわかるように、第一組と第二組のローラ２０１、２０２と対向するスキャニングユニット２０３の画像センサー２０３ａの位置を変更することができる。例えば、第一組と第二組のローラ２０１、２０２はスキャニングユニット２０３の画像センサー２０３ａにより近く或いはより遠く設置でき、且つ第３の領域２０３Rの幅を広げる或いは狭めることもできる。

また、第１の画像センサー２０４と第２の画像センサー２０５の位置も被検査物体１５０の大きさによって調整できる。

図４は本発明に基づく他の実施例の光学式検査装置３００である。図４に示す光学式検査装置３００は、該所定間隔Ｄ１が該ホイールの長さＬ１より短いことを除き、図２内の光学式検査装置２００に類似する。

図５は本発明に基づく他の実施例の光学式検査装置４００である。図５に示す光学式検査装置４００は、該所定間隔Ｄ１が該ホイールの長さＬ１より長いことを除き、図２内の的光学式検査装置２００に類似する。

本発明の代表的な実施例を説明する際、本明細書は本発明の方法及び／またはプロセスを特定の工程順序で表しているが、前記方法またはプロセスの範囲は、ここに提出した特定工程順序にとらわれないため、前記方法またはプロセスは前述した特定の工程順序に限定されない。当業者であれば分かるように、その他の工程順序でも実施が可能である。よって、本明細書内で提示した特定の工程順序を特許請求の範囲に対する制限と見なしてはならない。この他、本発明の方法及び／またはプロセスに関する特許請求の範囲は、提示した順序のプロセスの効果に限るものではなく、当業者であれば分かるように、前記順序も変更することができ、且つ本発明の要旨と範疇内に含まれる。

当業者であれば分かるように、上述の各実施例においては広義の発明性の概念を逸脱せずに変化が可能である。このため、本発明は開示した特定の実施例に限定されず、後付の特許請求の範囲によって定義される本発明の要旨および範囲に帰属する

１００光学式検査装置
１０１ローラセット
１０２スキャニングユニット
１０３フレーム
１５０物体
１５１第１の欠陥
１５２第２の欠陥
２００光学式検査装置
２０１第一組のローラ
２０１ａホイール
２０１ｂばね
２０２第二組のローラ
２０２ａホイール
２０２ｂばね
２０３スキャニングユニット
２０３ａ画像センサー
２０３Ｒ第３の領域
２０４第１の画像センサー
２０４Ｒ第１の領域
２０５第２の画像センサー
２０５Ｒ第２の領域
２０６フレーム
３００光学式検査装置
４００光学式検査装置

Claims

各ローラがホイールを備え、前記ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たる第一組のローラと、
各ローラがホイールを備え、前記ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たる第二組のローラと、
前記第一組のローラと前記第二組のローラの間に設けられるスキャニングユニットと、
前記スキャニングユニットに対向する該第一組のローラの一方の側に位置する第１の領域内にある可視光を捕集するために設けた第１の画像センサーと、
を含む光学検査装置
請求項１に記載の装置において、前記スキャニングユニットに対向する前記第二組のローラの一方の側に位置する第２の領域内にある可視光を捕集するために第２の画像センサーを更に含むことを特徴とする。
請求項１に記載の装置において、前記第１の画像センサーと前記第２の画像センサーは、それぞれ少なくとも電荷結合素子（ＣＣＤ）センサー、または、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサーを含むことを特徴とする。
請求項１に記載の装置において、前記第二組のローラの前記第１のホイールが、前記第１の方向に前記第１の距離で前記第一組のローラの前記第１のホイールとずれることを特徴とする。
請求項１に記載の装置において、各ホイールが、前記第１の方向に長さを有することを特徴とする。
請求項５に記載の装置において、前記第１の距離が前記長さに等しいことを特徴とする。
請求項５に記載の装置において、前記第１の距離が前記長さより短いことを特徴とする。
請求項５に記載の装置において、前記第１の距離が前記長さより長いことを特徴とする。
請求項１に記載の装置において、前記ホイールにシリコンを含むことを特徴とする。
請求項１に記載の装置において、前記ホイールの直径が１〜２．５センチメートル（ｃｍ）とすることを特徴とする。
請求項１に記載の装置において、各ローラは更に少なくとも１個のばねを含むことを特徴とする。
請求項１１に記載の装置において、前記少なくとも１個のばねの長さは１５〜２０ミリメートル（ｍｍ）とすることを特徴とする。
請求項１１に記載の装置において、前記少なくとも１個のばねの引張強さが１００〜４９０重量キログラム（ｋｇｆ）とすることを特徴とする。
請求項１１に記載の装置において、前記ばねの線径が０．３〜０．５ｍｍとすることを特徴とする。
請求項１に記載の装置において、前記スキャニングユニットは、複数個のＣＣＤセンサー、或いは、ＣＭＯＳセンサーを含むことを特徴とする。
各ローラがホイールを備え、前記ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たる第一組のローラと、
各ローラがホイールを備え、前記ホイールが第１の方向において第１の距離で隔たり、且つ、各ホイールが前記第一組のローラの前記ホイールの間に平行する空間は前記第一組のローラとの千鳥パターンを形成する第二組のローラと、
前記第一組のローラと前記第二組のローラの間に設けられるスキャニングユニットと、
前記スキャニングユニットに対向する前記第一組のローラの一方の側に位置する第１の領域内にある可視光を捕集するために設けた第１の画像センサーと、
を含む光学検査装置。
請求項１６に記載の装置において、各ホイールが前記第１の方向に長さを有し、且つ、前記第１の距離は前記長さに等しい、或いは、短いことを特徴とする。
請求項１６に記載の装置において、前記ホイールはシリコンを含み、且つ、前記ホイールの直径が１〜２．５ｃｍとすることを特徴とする。
請求項１６に記載の装置において、各ローラは更に少なくとも１個のばねを含み、前記少なくとも１個のばねの長さが１５〜２０ｍｍで、且つ前記ばねの線径が０．３〜０．５ｍｍとし、前記少なくともばねの引張強さが１００〜４９０ｋｇｆとすることを特徴とする。
請求項１６に記載の装置において、前記スキャニングユニットに対向する前記第二組のローラの一方の側に位置する第２の領域内にある可視光を捕集するために設けた第２の画像センサーを更に含むことを特徴とする。