JP2014153177A - Inspection device and inspection method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection device and an inspection method that are capable of detecting a defect in wiring in a non-contact manner even when the defect cannot be observed on a surface.SOLUTION: A substrate 10 is provided with a contact pad for making pixel regions 11 and gate lines into an all selected state, and a contact pad 12 for applying a common voltage to data lines. A sensor is mounted on an actuator mechanism and images the pixel regions 11. With the gate lines made into the all selected state via inspection pins and all the data lines set at the common voltage, four moire fringe images are obtained in each of which a pitch of the grid of the pixel regions is shifted by 1/4. A calculator calculates a phase in the pixel regions from the moire fringe images, compares a phase detected using a substrate where reference pixel regions are formed with a phase detected using a substrate where pixel regions to be inspected are formed, and detects a difference.

Description

本発明は、検査装置および検査方法に関し、特にデータ線や、アドレス線等の平行配線を有するプリント基板や半導体基板、トランジスタアクティブマトリックス等のガラス基板を検査する検査装置および検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method, and more particularly to an inspection apparatus and an inspection method for inspecting a printed circuit board, a semiconductor substrate, and a glass substrate such as a transistor active matrix having parallel wiring such as data lines and address lines.

プリント基板、半導体基板は、工程が進むほど製造コストが増えてゆくため、次工程に進む前に検査し、不良箇所を含む基板を排除し又は修正して歩留まりを向上させている。これは、TFT方式の液晶または有機ELパネル等のようなトランジスタアクティブマトリックスにおいても同様である。トランジスタアクティブマトリックスは、ガラス製の基板上に多数のデータ線と、多数のゲート線とが格子状に配置され、プリント基板、半導体基板と同様に高度に平行配線が多用されている。データ線とゲート線の交点には、画素を制御する薄膜トランジスタが配置されており、これを画素領域としてその上に液晶を封入し或いは有機EL塗布を行う。トランジスタアクティブマトリックスにおいても工程が進むにつれて製造コストが増えてゆくため、トランジスタアクティブマトリックスを基板に形成した工程段階で検査を行って不良箇所を含む基板を排除し又は修正して、液晶を封入し或いは有機EL塗布前の早い段階で歩留まりを向上させることが行われる。 Since the manufacturing cost of the printed circuit board and the semiconductor substrate increases as the process proceeds, inspection is performed before proceeding to the next process, and the substrate including the defective portion is excluded or corrected to improve the yield. The same applies to a transistor active matrix such as a TFT liquid crystal or an organic EL panel. In the transistor active matrix, a large number of data lines and a large number of gate lines are arranged in a lattice pattern on a glass substrate, and parallel wiring is used frequently as in a printed circuit board and a semiconductor substrate. A thin film transistor for controlling a pixel is disposed at the intersection of the data line and the gate line, and this is used as a pixel region to enclose liquid crystal or apply organic EL. Since the manufacturing cost of the transistor active matrix also increases as the process proceeds, inspection is performed at the process stage in which the transistor active matrix is formed on the substrate, and the substrate including the defective portion is excluded or corrected, and the liquid crystal is sealed. The yield is improved at an early stage before the organic EL coating.

プリント基板、半導体基板やトランジスタアクティブマトリックスが形成されたガラス基板の検査においては、基板上に現れるパターンにボイドが無いかを外観から検査する方法に加えて、電気信号を与えて検査する方法もある。例えば、トランジスタアクティブマトリックスは、トランジスタアクティブマトリックスによる画素領域は、ゲート線、データ線等がガラス基板上に縦横に整列し、その交点位置に駆動用のトランジスタとインジウム錫酸化物を用いた透明電極が形成されている。図8A、図8Bに液晶パネルと有機ELパネルの1画素分のTFT駆動回路を示す。図8Aは液晶パネルの1画素分のTFT駆動回路であり、駆動用のトランジスタ4はゲートをゲート線2に、ソースとドレインをデータ線3と透明電極5に接続されている。この透明電極5を露出した状態で、液晶パネルの場合は、ゲート線2、データ線3に電位を与えて、正常な電位が透明電極5の表面に発生しているかどうかを計測して判断することにより電気的に検査する。 In the inspection of a printed circuit board, a semiconductor substrate, or a glass substrate on which a transistor active matrix is formed, in addition to a method of inspecting whether a pattern appearing on the substrate is free from voids, there is a method of inspecting by giving an electric signal. . For example, in the transistor active matrix, the pixel area of the transistor active matrix has a gate line, a data line, etc. aligned vertically and horizontally on a glass substrate, and a driving transistor and a transparent electrode using indium tin oxide are at the intersection. Is formed. 8A and 8B show a TFT drive circuit for one pixel of a liquid crystal panel and an organic EL panel. FIG. 8A shows a TFT driving circuit for one pixel of the liquid crystal panel. The driving transistor 4 has a gate connected to the gate line 2 and a source and drain connected to the data line 3 and the transparent electrode 5. In the case of a liquid crystal panel with the transparent electrode 5 exposed, a potential is applied to the gate line 2 and the data line 3 to determine whether or not a normal potential is generated on the surface of the transparent electrode 5. Inspect electrically.

図8Bは有機ELパネルの1画素分のTFT駆動回路6であり、有機ELパネルにおいては、液晶パネルと異なり有機EL自体が自己発光するための駆動電流が必要となる。このため、液晶用のTFT駆動回路6に比べ、駆動用のトランジスタ7と駆動電流を供給するドライブ線8が付加されている点が異なる。 FIG. 8B shows a TFT drive circuit 6 for one pixel of the organic EL panel. In the organic EL panel, unlike the liquid crystal panel, a drive current is required for the organic EL itself to emit light. This is different from the liquid crystal TFT drive circuit 6 in that a drive transistor 7 and a drive line 8 for supplying a drive current are added.

いずれのパネルに対しても、露出した透明電極に対して間隔を開けて対向する電極を配置し、交流電流を印加した基板にプローブを近接させ、プローブに誘起される電圧を測定する。この検査では、基板の表面上で観察できない欠陥を検出できる。このような従来例として、例えば、特許文献1および2に示すような非接触型の検査装置が提案されている。 In any panel, electrodes facing each other with an interval from the exposed transparent electrode are arranged, the probe is brought close to the substrate to which an alternating current is applied, and the voltage induced in the probe is measured. This inspection can detect defects that cannot be observed on the surface of the substrate. As such a conventional example, for example, non-contact type inspection apparatuses as shown in Patent Documents 1 and 2 have been proposed.

特開平6−27494号公報JP-A-6-27494 特開2002−22789号公報JP 2002-22789 A

欠陥が表面上に現れていないと、外観検査により発見することは難しい。また、電気的に欠陥を検査する上記した従来技術は、露出した透明電極に対してギャップをおいて検査をするものであり、透明電極により誘起される電圧を測定するために検査のスループットが低い。検査時に基板とプローブ間に誘電性流体が充填することにより大きなキャパシタンスが得られるが、透明電極が誘電性流体により汚染防止の処理が必要とされる。 If defects are not visible on the surface, it is difficult to find by visual inspection. In addition, the above-described conventional technique for inspecting an electrical defect inspects an exposed transparent electrode with a gap, and the inspection throughput is low because the voltage induced by the transparent electrode is measured. . A large capacitance can be obtained by filling the dielectric fluid between the substrate and the probe at the time of inspection, but the transparent electrode needs to be treated to prevent contamination with the dielectric fluid.

本発明は上記の問題点を解決し、表面上観察出来ない欠陥に対しても、非接触に配線の欠陥を検出することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to detect a wiring defect in a non-contact manner even for a defect that cannot be observed on the surface.

本発明の検査装置によれば、等間隔で配置された多数の平行配線と、当該平行配線に同時に電流を流すことが可能なコンタクトパッドとを有する基板の検査装置において、前記コンタクトパッドに対向して配置された検査ピンと、前記平行配線が配置された領域を撮像する受光素子と、前記撮像素子を移動させて前記領域を走査するアクチュエータ機構と、前記検査ピンを介して前記平行配線に電流を流した状態で、前記受光素子の走査画像を入力し、前記画素領域の格子のピッチを1/4ずつずらした4つのモアレ縞画像を取得し、当該モアレ縞画像から前記領域内の位相のずれを計算する計算機とを有し、前記計算機は、位相のずれに基づいて欠陥を検出することを特徴とする。 According to the inspection apparatus of the present invention, in a substrate inspection apparatus having a large number of parallel wirings arranged at equal intervals and a contact pad capable of simultaneously passing a current through the parallel wirings, the inspection device faces the contact pads. An inspection pin arranged in a row, a light receiving element that images an area in which the parallel wiring is arranged, an actuator mechanism that moves the imaging element to scan the area, and a current to the parallel wiring through the inspection pin. In this state, the scanning image of the light receiving element is input, and four moire fringe images obtained by shifting the grid pitch of the pixel region by ¼ are obtained, and the phase shift in the region from the moire fringe image is acquired. And calculating a defect based on a phase shift.

また、本発明の検査方法によれば、多数のゲート線と多数のデータ線が格子状に配置されたトランジスタアクティブマトリクスによる画素領域が基板上に形成された段階で当該基板の検査を行う検査方法であって、前記全ゲート線或いは全データ線に電流を流すコンタクトパッドとが設けられており、前記コンタクトパッドに検査ピンを接触させて前記全ゲート線或いは全データ線に電流を流し、前記画素領域を撮像して、前記画素領域の格子のピッチを1/4ずつずらした4つのモアレ縞画像を取得し、当該モアレ縞画像から前記画素領域内の位相を計算し、標準とする画素領域が形成された基板を用いて検出された位相と、検査対象とする画素領域が形成された基板を用いて検出された位相を比較して、相違を検出することを特徴とする。 Further, according to the inspection method of the present invention, an inspection method for inspecting a substrate at a stage where a pixel region by a transistor active matrix in which a large number of gate lines and a large number of data lines are arranged in a lattice shape is formed on the substrate. A contact pad for passing a current to all the gate lines or all the data lines, and an inspection pin is brought into contact with the contact pad to cause a current to flow to all the gate lines or all the data lines. The area is imaged, and four moire fringe images obtained by shifting the grid pitch of the pixel area by ¼ are obtained, the phase in the pixel area is calculated from the moire fringe image, and a standard pixel area is obtained. The phase detected using the formed substrate is compared with the phase detected using the substrate on which the pixel region to be inspected is formed, and a difference is detected.

これら本発明によれば、平行配置された配線に対して受光素子による光学的な検査を行うので当該検査範囲に対しては非接触に欠陥を検出できる。また、モアレ縞を用いて熱による形状変化を検査するものであるため、外観上検出が出来ない欠陥であっても、検査も行うことができる。 According to the present invention, since the optical inspection by the light receiving element is performed on the wiring arranged in parallel, the defect can be detected in a non-contact manner in the inspection range. Moreover, since the shape change due to heat is inspected using moire fringes, even a defect that cannot be detected in appearance can be inspected.

モアレ縞による位相検出の実験データを示す図である。It is a figure which shows the experimental data of the phase detection by a moire fringe. 平行配線に対する実験データを示す図である。It is a figure which shows the experimental data with respect to parallel wiring. 標準或いは検査対象の基板を示す図である。It is a figure which shows the board | substrate of a standard or inspection object. 検査装置を示す図である。It is a figure which shows an inspection apparatus. センサが走査する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which a sensor scans. 検査方法のステップを示す図である。It is a figure which shows the step of an inspection method. 他のセンサを用いて位相を測定する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a phase is measured using another sensor. フラットパネルディスプレイのTFT駆動回路を示す図である。It is a figure which shows the TFT drive circuit of a flat panel display.

まず、検査の原理について説明する。
プリント基板、半導体基板、ガラス基板上のデータ線、アドレス線等の配線パターンは上層に皮膜された状態でも平行模様として観察できる。この配線パターンに電流を流した状態にすると、配線パターンが保有する電気抵抗により発熱する。配線パターンが細いと抵抗が大きいため、発熱量が他の配線パターンと比べて大きくなったり、或いは断線していると発熱が起こらない。この結果、配線パターンの不良の具合が、基板上に発熱量の変化として現れる。そして、発熱の相違により、各箇所における基板の膨張が変化する。
First, the principle of inspection will be described.
Wiring patterns such as data lines and address lines on a printed circuit board, semiconductor substrate, and glass substrate can be observed as parallel patterns even when they are coated on an upper layer. When a current is passed through the wiring pattern, heat is generated by the electrical resistance of the wiring pattern. Since the resistance is large when the wiring pattern is thin, heat generation does not occur when the amount of heat generation is larger than that of other wiring patterns or when the wiring pattern is disconnected. As a result, the defect state of the wiring pattern appears as a change in the amount of heat generation on the substrate. And the expansion | swelling of the board | substrate in each location changes with the difference in heat_generation | fever.

また、液晶パネルや有機ELDの画素領域においては、さらに、ゲート線を全選択状態にし、全データ線を接地電位にする。この状態下で、あるゲート線あるデータ線とが交差する位置において短絡している欠陥があると、このゲート線とデータ線には電流が流れる。この結果、電流によりこのゲート線とデータ線及び短絡箇所において発熱し、その箇所だけ熱による膨張が発生する。 Further, in the pixel region of the liquid crystal panel or the organic ELD, the gate lines are all selected and all the data lines are set to the ground potential. Under this state, if there is a defect that is short-circuited at a position where a certain gate line intersects with a certain data line, a current flows through the gate line and the data line. As a result, heat is generated in the gate line, the data line, and the short-circuited portion by the current, and expansion due to heat occurs only in that portion.

一方、物体の変位や応力測定に対して、モアレ縞を用いた測定法が知られている。これは、表面に濃淡の格子縞が所定ピッチで形成されたガラス板(メインスケール)を通し、さらにメインスケールと同じピッチで且つ位相が1/4ピッチずつ異なる4つの格子縞が形成されたインデックススケールを通して、受光素子で電気信号を発生させる。ここにおいて、例えばメインスケールが移動すれば、4つの格子縞が形成されたインデックススケールを通した電気信号に強度変化が生じて位相変化を検出できる。 On the other hand, a measurement method using moire fringes is known for measuring displacement and stress of an object. This is done through a glass plate (main scale) in which light and dark lattice fringes are formed at a predetermined pitch on the surface, and further through an index scale in which four lattice fringes having the same pitch as the main scale and differing by 1/4 pitch are formed. Then, an electric signal is generated by the light receiving element. Here, for example, if the main scale moves, a change in intensity occurs in the electrical signal that has passed through the index scale in which four lattice fringes are formed, and a phase change can be detected.

この技術を利用して、画素領域の格子模様を上記メインスケールとして、インデックススケールを通して受講素子にその反射光を撮像させる。上記した液晶パネルや有機ELDの画素領域における配線短絡による膨張は極めて微小であるが、他の格子模様の繰返し位相に対して、熱膨張した箇所においてのみに位相の変化を生じさせており、この位相を受光素子により電気信号として捕らえることができる。 Using this technique, the lattice pattern of the pixel region is used as the main scale, and the reflected light is imaged by the student through the index scale. The expansion due to the wiring short-circuit in the pixel area of the above-described liquid crystal panel or organic ELD is extremely small. However, the phase change occurs only in the thermally expanded portion with respect to the repetitive phase of other lattice patterns. The phase can be captured as an electrical signal by the light receiving element.

位相θは、1/4ピッチずつ異なる4個の格子縞を通して検出されたモアレ縞画像(I(x、y)、I(x、y)、I(x、y)、I(x、y))としたとき、数1により求めることができる。(x、y)は、受光素子で画素領域を撮像した時の画素の位置である。 The phase θ is the moire fringe images (I 0 (x, y), I 1 (x, y), I 2 (x, y), I 3 (x , Y)), it can be obtained by Equation 1. (X, y) is the position of the pixel when the pixel region is imaged by the light receiving element.

図1はモアレ縞による位相検出の実験データを示している。図1Aは基板に表れた格子模様を示している。実験では、加熱された基板が冷却してゆく過程で、センサでガラス基板を撮像した。温度分布が場所により相違が生じる。受光素子でガラス基板を撮像し、各座標(x、y)の輝度から、位相を計算し、位相の分布を位相がずれるにつれ明度が暗くなるように濃淡で表して表示する。図1Bは初期の位相分布であり、全体が加熱されたことにより膨張し、全体的に明度が統一されたグレーの状態である。図1Cは5分後、図1Dは11分経過後の位相分布である。時間が経過するにつれて、図中左側が右側に比べて明るくなってきている。これは、左側に行くほど縮んで、元の格子の間隔に近づいていることを示している。このように、熱膨張/熱収縮により格子の間隔が変化したことをモアレ縞により検出することができる。 FIG. 1 shows experimental data for phase detection using moire fringes. FIG. 1A shows a lattice pattern appearing on the substrate. In the experiment, the glass substrate was imaged by the sensor while the heated substrate cooled down. The temperature distribution varies depending on the location. The glass substrate is imaged by the light receiving element, the phase is calculated from the luminance of each coordinate (x, y), and the phase distribution is displayed in light and shade so that the brightness becomes darker as the phase shifts. FIG. 1B shows an initial phase distribution, which is a gray state in which the whole is expanded by being heated and the brightness is unified as a whole. FIG. 1C shows the phase distribution after 5 minutes, and FIG. 1D shows the phase distribution after 11 minutes. As time passes, the left side of the figure is brighter than the right side. This shows that it shrinks as it goes to the left, and approaches the original lattice spacing. Thus, it can be detected by the moire fringes that the lattice spacing has changed due to thermal expansion / contraction.

図2は、フレキシブルプリント基板上の1mmの等間隔に配置された平行配線について検査した様子を示している。図2Aにおいて、「欠陥」と表示されている箇所の配線太さが他の配線と比べて細くなっている。この平行配線に対して電流を流すと、「欠陥」を有している配線が他の配線と比べて発熱量が大きくなり、フレキシブルプリント基板に形状的な変化を与える。図2Aの横矢印は図2Bの横軸に対応し、縦軸は無負荷時の位相のずれ量を示している。各平行配線に電流を33mA流した状態では、欠陥箇所において20μmのずれを検出した。また、150mAを流した状態では、200μmのずれを検出した。いずれも、欠陥の無い配線の位置よりも大きな位相のずれが検出できた。尚、モアレ縞を用いた検出手法であるので、平行配線の両端にある配線に欠陥がある場合には検出が出来ない。また、撮像するカメラの画素数は、格子模様或いは配線間隔で割り切れる画素数である必要があり、カメラ位置の接写・拡大で合わせておく。 FIG. 2 shows a state in which parallel wirings arranged at equal intervals of 1 mm on the flexible printed circuit board are inspected. In FIG. 2A, the wiring thickness of the portion displayed as “defect” is thinner than the other wirings. When a current is applied to the parallel wiring, the wiring having the “defect” generates a larger amount of heat than the other wiring, and changes the shape of the flexible printed board. The horizontal arrow in FIG. 2A corresponds to the horizontal axis in FIG. 2B, and the vertical axis indicates the amount of phase shift when there is no load. In a state where a current of 33 mA was passed through each parallel wiring, a deviation of 20 μm was detected at the defective portion. Further, in a state where 150 mA was passed, a deviation of 200 μm was detected. In both cases, a phase shift larger than the position of the wiring having no defect was detected. Since the detection method uses moire fringes, detection is not possible if the wirings at both ends of the parallel wiring are defective. Further, the number of pixels of the camera to be imaged needs to be the number of pixels divisible by the lattice pattern or the wiring interval, and is adjusted by close-up / enlargement of the camera position.

半導体基板やトランジスタアクティブマトリックスが形成されたガラス基板においても等間隔に配置された平行配線が局所的に加熱される場合は、加熱を受けた場所だけが膨張/収縮するため、当該部分に等間隔配線のピッチに微小な変化が生じるのであり、これを位相のずれとして検出することができる。
以下、トランジスタアクティブマトリックスが形成されたガラス基板を検査対象とした例を示して、本実施例の検査装置を説明する。
Even in a glass substrate on which a semiconductor substrate or a transistor active matrix is formed, when parallel wirings arranged at equal intervals are locally heated, only the place where the heat is applied expands / contracts. A minute change occurs in the pitch of the wiring, and this can be detected as a phase shift.
Hereinafter, an inspection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to an example in which a glass substrate on which a transistor active matrix is formed is an inspection target.

液晶パネルや有機ELDには、画素領域の周囲に検査信号を入力するコンタクトパッドが多数個設けられている。図3は、TFT液晶パネルの基板10を示している。この基板10には、1枚のガラス板の上に多数の画素領域1が薄膜技術により設けられており、この後液晶の封入や切断が行われて夫々が1つの製品になる。画素領域11の左側には、画素領域11に検査信号を与えるためのコンタクトパッド12が設けられる。コンタクトパッド12から、データ線全線、ドライブ線全線或いはゲート線全線に夫々に対して電流を流すことができる。また、コンタクトパッド12を用いてゲート線を全選択した状態でデータ線のコモン電圧設定が可能とする回路が基板10内に作られている。
図3においては、作図の都合上3つ程度示されているが、図は一例であり、この数、配置に限られるものではない。
Liquid crystal panels and organic ELDs are provided with a large number of contact pads for inputting inspection signals around the pixel area. FIG. 3 shows the substrate 10 of the TFT liquid crystal panel. The substrate 10 is provided with a large number of pixel regions 1 on a single glass plate by a thin film technology, and thereafter, liquid crystal is sealed and cut into one product. On the left side of the pixel region 11, a contact pad 12 for supplying an inspection signal to the pixel region 11 is provided. A current can be passed from the contact pad 12 to all data lines, all drive lines, or all gate lines. In addition, a circuit is formed in the substrate 10 that allows the common voltage setting of the data lines in a state where all the gate lines are selected using the contact pads 12.
In FIG. 3, about three are shown for convenience of drawing, but the figure is an example, and the number and arrangement are not limited.

図4は、本実施例の検査装置13である。検査装置13は、検査対象である基板10が搭載されるステージ14と、ステージ14の上でリフトピン15により上下するプローブ基板16を有している。プローブ基板16には、画素領域11に対応して開口17が設けられており、コンタクトパッド12に接触して検査信号を与える検査ピン18が各開口17に対して設けられている。検査ピン18は、プローブ基板16の左端の箇所にある接続栓19に繋がれており、ステージ14の主電源入力ピン20に接続する。 FIG. 4 shows the inspection apparatus 13 of the present embodiment. The inspection apparatus 13 includes a stage 14 on which a substrate 10 to be inspected is mounted, and a probe substrate 16 that moves up and down by lift pins 15 on the stage 14. The probe substrate 16 is provided with openings 17 corresponding to the pixel regions 11, and inspection pins 18 that contact the contact pads 12 and provide inspection signals are provided for the openings 17. The inspection pin 18 is connected to a connection plug 19 at the left end of the probe board 16 and is connected to the main power input pin 20 of the stage 14.

基板10がステージ14上に配置されると、リフトピン15によりプローブ基板16が下降し、検査ピン18がコンタクトパッド12に接触する。そして、接続栓19が主電源入力ピン20に接触することにより、検査信号がコンタクトパッド12に与えられる。 When the substrate 10 is placed on the stage 14, the probe substrate 16 is lowered by the lift pins 15, and the inspection pins 18 come into contact with the contact pads 12. Then, when the connection plug 19 contacts the main power input pin 20, an inspection signal is given to the contact pad 12.

一方、センサ21はプローブ基板16の開口17の上から画素領域11を撮像する。X方向電動アクチュエータ22及びY方向電動アクチュエータ23からなるアクチュエータ機構にセンサ21は搭載されており、xy面内を移動することにより画素領域11を走査する。 On the other hand, the sensor 21 images the pixel region 11 from above the opening 17 of the probe substrate 16. A sensor 21 is mounted on an actuator mechanism including an X-direction electric actuator 22 and a Y-direction electric actuator 23, and scans the pixel region 11 by moving in the xy plane.

計算機24は、リフトピン15の昇降制御、x方向電動アクチュエータ22及びy方向電動アクチュエータ23の位置制御、主電源入力ピン20への電源制御、及びセンサ21からの電気信号から位相を求めて、基板10の欠陥の有無を判断する。 The computer 24 calculates the phase from the lift control of the lift pin 15, the position control of the x-direction electric actuator 22 and the y-direction electric actuator 23, the power control to the main power input pin 20, and the electrical signal from the sensor 21, and the board 10. Determine the presence or absence of defects.

図5は、センサ21の動作の一例である。センサ21内には、インデックススケール25とCCDイメージセンサ等の2次元画像を取得する受光素子26が配置されている。インデックススケール25は、図示しない機構で図中27の矢印で示すように1/4ピッチずつ移動させることができ、各ピッチで撮像することにより4つのモアレ縞画像(I(x、y)、I(x、y)、I(x、y)、I(x、y))を輝度信号として検出する。
インデックススケール25として、特開2003−106869号のように、1/4ピッチずつピッチのずれた格子が予め4つ形成されているものを用いても良い。
FIG. 5 is an example of the operation of the sensor 21. In the sensor 21, a light receiving element 26 for obtaining a two-dimensional image such as an index scale 25 and a CCD image sensor is disposed. The index scale 25 can be moved by a quarter pitch as shown by an arrow 27 in the drawing by a mechanism (not shown), and four moire fringe images (I 0 (x, y), I 1 (x, y), I 2 (x, y), and I 3 (x, y)) are detected as luminance signals.
As the index scale 25, there may be used one in which four lattices whose pitches are shifted by ¼ pitch are formed in advance as disclosed in JP-A-2003-106869.

図6を用いて、検査方法を説明する。尚、ステップS1については、他の実施例において説明する。検査装置13に対して標準となる基板10を設定する。まずコンタクトパッド12に対して検査ピン18を接触させる(S2)。そして、位相測定サブルーチン(図6B)を呼び出し、全ゲート線に電流を流してゲート線の検査を行い、ついで全データ線、全ドライブ線に電流を流してデータ線の検査を行う(S10)。全ゲート線2、全データ線3或いは全ドライブ線8の配線の両端には図8Cに示すドライバが設けられており、夫々の入力P、Qに相補的な信号を与えることにより、全ゲート線2に同時に、全データ線3に同時に或いは全ドライブ線8に同時に電流を流すことができる。また、全ゲート線2の両端に図8Cに示すドライバが設けられている場合、入力P、Qに同一電位を与えれば、全ゲート線に対して両端から電荷を注入して選択状態にすることができる。 The inspection method will be described with reference to FIG. Step S1 will be described in another embodiment. A standard substrate 10 is set for the inspection apparatus 13. First, the inspection pin 18 is brought into contact with the contact pad 12 (S2). Then, a phase measurement subroutine (FIG. 6B) is called, and currents are passed through all gate lines to inspect the gate lines, and then currents are passed through all data lines and all drive lines to inspect data lines (S10). A driver shown in FIG. 8C is provided at both ends of the wiring of all the gate lines 2, all the data lines 3 or all the drive lines 8, and all the gate lines are provided by supplying complementary signals to the respective inputs P and Q. 2, currents can be supplied to all data lines 3 simultaneously or to all drive lines 8 simultaneously. Further, when the drivers shown in FIG. 8C are provided at both ends of all the gate lines 2, if the same potential is applied to the inputs P and Q, the charges are injected from both ends into the selected state. Can do.

次に、ゲート線と、データ線或いはドライブ線との短絡検査を行う。液晶パネルの場合、ゲート線と、全データ線をコモン電圧に設定する(S11)。有機ELパネルの場合は、ゲート線、データ線のほかにドライブ線があるので、ゲート線を全選択状態にしておいて、全データ線をコモン電圧にしたり、或いは、全データ線をコモン電圧にする代わりに全ドライブ線をコモン電圧とする。 Next, a short circuit inspection is performed between the gate line and the data line or the drive line. In the case of a liquid crystal panel, the gate line and all data lines are set to a common voltage (S11). In the case of an organic EL panel, there are drive lines in addition to the gate lines and data lines, so that all the data lines are set to a common voltage with all the gate lines selected, or all the data lines are set to a common voltage. Instead, use a common voltage for all drive lines.

各検査においては、ゲート線2、データ線3、ドライブ線8に所定の条件を設定して所定時間後、センサ21はXY平面を走査して、各画素領域11の各位置について、基板の全画素領域の位相変化を測定する。ここにおいて、インデックススケール25(図5)のピッチは、標準基板の画素領域の表面に現れた格子模様のピッチに対応するものである。 In each inspection, a predetermined condition is set for the gate line 2, the data line 3, and the drive line 8, and after a predetermined time, the sensor 21 scans the XY plane, and for each position of each pixel region 11, The phase change of the pixel area is measured. Here, the pitch of the index scale 25 (FIG. 5) corresponds to the pitch of the lattice pattern that appears on the surface of the pixel region of the standard substrate.

数1に基づき計算機24により位相を計算し、画素領域11における位相の分布を求める。このようにして求めた位相の分布を標準パターンとして、計算機24に記憶する(S4)。 The phase is calculated by the computer 24 based on Equation 1, and the phase distribution in the pixel region 11 is obtained. The phase distribution thus obtained is stored in the computer 24 as a standard pattern (S4).

インデックススケール25の格子の方向を90度変更して、同様に標準パターンを取得して計算機24に設定する。これにより、縦横の標準パターンを取得する。 The direction of the grid of the index scale 25 is changed by 90 degrees, and the standard pattern is acquired and set in the computer 24 in the same manner. Thereby, vertical and horizontal standard patterns are acquired.

次に検査対象の基板10を検査装置13に設定する。そして、コンタクトパッド12に対して検査ピン18を接触させる(S5)。そして、位相測定サブルーチン(図6B)を呼び出し、標準となる基板と同様に、ゲート線、データ線、ドライブ線を制御して、各画素領域に対して所定時間後に位相測定をする(S10〜S11)。 Next, the inspection target substrate 10 is set in the inspection apparatus 13. Then, the inspection pin 18 is brought into contact with the contact pad 12 (S5). Then, the phase measurement subroutine (FIG. 6B) is called to control the gate lines, data lines, and drive lines in the same manner as the standard substrate, and perform phase measurement for each pixel area after a predetermined time (S10 to S11). ).

標準の基板で求めた位相の標準パターンと、検査対象の基板で求めた位相のパターンとを比較し、誤差と看做される予め決められた閾値以上の相違がある箇所が存在する場合、異常として判断し、異常を検出した座標を計算機24の表示画面を利用して示す。インデックススケール25の格子の方向を90度変更して、同様に検査を行う。このように、位相が変化している箇所が、熱による膨張を起こし、格子の間隔が変化している箇所として検出することができる。 Comparing the phase standard pattern obtained on the standard substrate with the phase pattern obtained on the substrate to be inspected, if there is a part where there is a difference greater than a predetermined threshold that is regarded as an error, abnormal The coordinates where the abnormality is detected are shown using the display screen of the computer 24. The inspection is similarly performed by changing the direction of the lattice of the index scale 25 by 90 degrees. Thus, the location where the phase is changed can be detected as the location where the expansion due to heat occurs and the interval of the lattice is changed.

尚、標準の基板で求めた位相の標準パターンを用いたのは、検査対象の基板の構造により、たとえ欠陥の無い基板であっても、ゲート線、データ線、ドライブ線を制御した際の位相のずれの発生の仕方が異なるからである。
図2の例で示したように、欠陥箇所のみに位相のずれが生じる構造の基板であれば、標準の基板を用いて標準パターンとの比較をするまでもない。
Note that the standard pattern of the phase obtained with the standard substrate was used because the phase when controlling the gate lines, data lines, and drive lines, even if there are no defects, due to the structure of the substrate to be inspected. This is because the method of occurrence of deviation is different.
As shown in the example of FIG. 2, if the substrate has a structure in which a phase shift occurs only at the defective portion, it is needless to compare with a standard pattern using a standard substrate.

図7は、特開2009-264852号公報に開示されているサンプリングモアレ法を用いた変位測定方法を利用したセンサ21である。
このセンサ21は、図4の例と同様にCCDイメージセンサ等の2次元画像を取得する受光素子28で構成されておりインデックススケールを有していない。1/4ピッチずれたモアレ縞画像を受光装置28からの映像から計算で求めるのである。この計算は計算機24により行う。
FIG. 7 shows a sensor 21 using a displacement measuring method using a sampling moire method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-264852.
Similar to the example of FIG. 4, the sensor 21 includes a light receiving element 28 that acquires a two-dimensional image, such as a CCD image sensor, and does not have an index scale. The moiré fringe image shifted by 1/4 pitch is obtained from the image from the light receiving device 28 by calculation. This calculation is performed by the computer 24.

まず、図6の手順において、標準となる基板10を検査装置に設定して、画素領域11の格子模様を受光素子28で撮像し、格子のピッチを計算機24に設定する(S1)。その後の処理は、先の実施例と同じであるが、位相測定サブルーチン(図6B)において、位相測定を行うステップS12の処理において、計算機24に次の処理が追加される。 First, in the procedure of FIG. 6, the standard substrate 10 is set in the inspection apparatus, the grid pattern of the pixel region 11 is imaged by the light receiving element 28, and the pitch of the grid is set in the computer 24 (S1). The subsequent processing is the same as in the previous embodiment, but the following processing is added to the computer 24 in the processing of step S12 for performing phase measurement in the phase measurement subroutine (FIG. 6B).

図7Bにおいて、29は検査対象の基板10の画素領域11に現れる格子のピッチを示している。これを受光素子28で撮像すると、30に示される輝度値が得られる。これを等間隔の画素ごとのサンプリングを1回行い(図7Bの31)、さらに起点の画素を変えながら3回実行する(同図32〜34)。サンプリングの周期は、標準となる基板において取得した格子のピッチである。また、起点の画素を4回ずらすと、もとの周期に戻るようにする。このようにしてサンプリングされた結果が、31〜34に示されるサンプリング画像である。そして、各サンプリング画像31〜34に対して補間処理を行い、モアレ縞画像(I(x、y)、I(x、y)、I(x、y)、I(x、y))35〜38を生成する。そして、数1により位相を求めるのである。 In FIG. 7B, 29 indicates the pitch of the lattice appearing in the pixel region 11 of the substrate 10 to be inspected. When this is imaged by the light receiving element 28, a luminance value indicated by 30 is obtained. This is performed once for each equally spaced pixel (31 in FIG. 7B), and further executed three times while changing the starting pixel (FIGS. 32-34). The sampling period is the pitch of the grating acquired on the standard substrate. Further, when the starting pixel is shifted four times, the original period is restored. The results sampled in this way are the sampling images shown in 31-34. Then, interpolation processing is performed on each of the sampling images 31 to 34, and moire fringe images (I 0 (x, y), I 1 (x, y), I 2 (x, y), I 3 (x, y)). )) 35-38 are generated. Then, the phase is obtained by Equation 1.

図5の実施例においては、検査対象の基板10の格子ピッチが変更された場合、センサ21のインデックススケール27をそれに合わせたものに変更しなくてはならない。一方、サンプリングモアレ法によれば、標準となる基板を用いて受光素子28に写った状態で、格子模様のピッチを取得すれば良い。 In the embodiment of FIG. 5, when the lattice pitch of the substrate 10 to be inspected is changed, the index scale 27 of the sensor 21 must be changed to match that. On the other hand, according to the sampling moire method, the pitch of the lattice pattern may be acquired in a state where it is reflected on the light receiving element 28 using a standard substrate.

また、サンプリングモアレ法によれば、受光素子28により得られた画素に対して、サンプルする方向を縦横で変更することにより、縦横両方の位相測定ができるため、計算機内での処理で対応が可能である。 In addition, according to the sampling moire method, the pixels obtained by the light receiving element 28 can be measured in both vertical and horizontal directions by changing the sampling direction vertically and horizontally, and can be handled by processing in a computer. It is.

また、サンプリングモアレ法によれば、センサ21と基板10との間に光学系を配置し、光学的に拡大した上で受光素子28により撮像することにより、細かい格子に対して容易に対応できるようになる。 In addition, according to the sampling moire method, an optical system is arranged between the sensor 21 and the substrate 10 and optically enlarged and then imaged by the light receiving element 28, so that it is possible to easily cope with a fine grating. become.

10 基板
11 画素領域
12 コンタクトパッド
13 検査装置
14 ステージ
15 リフトピン
16 プローブ基板
17 開口
18 検査ピン
19 接続栓
20 主電源入力ピン
21 センサ
22 X方向電動アクチュエータ
23 Y方向電動アクチュエータ
24 計算機
25 インデックススケール
26、28 受光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 11 Pixel area 12 Contact pad 13 Inspection device 14 Stage 15 Lift pin 16 Probe substrate 17 Opening 18 Inspection pin 19 Main plug 20 Main power input pin 21 Sensor 22 X direction electric actuator 23 Y direction electric actuator 24 Computer 25 Index scale 26 28 Light receiving element

Claims (8)

等間隔で配置された多数の平行配線と、当該平行配線に同時に電流を流すことが可能なコンタクトパッドとを有する基板の検査装置において、
前記コンタクトパッドに対向して配置された検査ピンと、
前記平行配線が配置された領域を撮像する受光素子と、
前記撮像素子を移動させて前記領域を走査するアクチュエータ機構と、
前記検査ピンを介して前記平行配線に電流を流した状態で、前記受光素子の走査画像を入力し、前記画素領域の格子のピッチを1/4ずつずらした4つのモアレ縞画像を取得し、当該モアレ縞画像から前記領域内の位相のずれを計算する計算機とを有し、
前記計算機は、位相のずれに基づいて欠陥を検出することを特徴とする検査装置。
In an inspection apparatus for a substrate having a large number of parallel wirings arranged at equal intervals and a contact pad capable of simultaneously passing a current through the parallel wirings,
An inspection pin disposed opposite the contact pad;
A light receiving element that images the region where the parallel wiring is disposed;
An actuator mechanism for moving the image sensor and scanning the region;
In a state where current is passed through the parallel wiring through the inspection pin, a scanning image of the light receiving element is input, and four moire fringe images obtained by shifting the grid pitch of the pixel region by ¼ are obtained. A calculator for calculating a phase shift in the region from the moire fringe image,
The said computer detects a defect based on the shift | offset | difference of a phase, The inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記計算機は、さらに標準とする平行配線が配置された基板から計算した位相と、検査対象とする平行配線が配置された基板から計算された位相のずれを比較して、欠陥を検出することを特徴とする請求項1に記載の検査装置。 The computer further detects a defect by comparing a phase calculated from a substrate on which parallel wiring as a standard is arranged with a phase shift calculated from a substrate on which parallel wiring to be inspected is arranged. The inspection apparatus according to claim 1, characterized in that: 多数のゲート線と多数のデータ線が格子状に配置されたトランジスタアクティブマトリクスによる画素領域が基板上に形成された段階で当該基板の検査を行う検査装置であって、前記基板上には前記多数のゲート線を全選択状態にするコンタクトパッドと、前記多数の全データ線にコモン電圧を与えるコンタクトパッドとが設けられており、
前記コンタクトパッドに対向して配置された検査ピンと、
前記画素領域を撮像する受光素子と、
前記撮像素子を移動させて前記画素領域を走査するアクチュエータ機構と、
前記検査ピンを介して前記ゲート線を全選択状態にし、かつ前記全データ線をコモン電圧に設定した状態で、前記受光素子の走査画像を入力し、前記画素領域の格子のピッチを1/4ずつずらした4つのモアレ縞画像を取得し、当該モアレ縞画像から前記画素領域内の位相を計算する計算機とを有し、
前記計算機は、さらに標準とする画素領域が形成された基板を用いて検出された位相と、検査対象とする画素領域が形成された基板を用いて検出された位相を比較して、相違を検出することを特徴とする検査装置。
An inspection apparatus for inspecting a substrate at a stage where a pixel region by a transistor active matrix in which a large number of gate lines and a large number of data lines are arranged in a lattice shape is formed on the substrate. Contact pads for bringing all of the gate lines into a fully selected state, and contact pads for applying a common voltage to all the multiple data lines are provided,
An inspection pin disposed opposite the contact pad;
A light receiving element that images the pixel region;
An actuator mechanism for moving the image sensor and scanning the pixel region;
A scanning image of the light receiving element is input in a state where the gate lines are all selected via the inspection pins and all the data lines are set to a common voltage, and the pitch of the lattice of the pixel region is set to 1/4. A computer that obtains four moire fringe images that are shifted one by one and calculates the phase in the pixel region from the moire fringe image;
The computer further detects the difference by comparing the phase detected using the substrate on which the standard pixel region is formed with the phase detected using the substrate on which the pixel region to be inspected is formed. An inspection apparatus characterized by:
前記画素領域の格子のピッチに対応した格子ピッチを有するインデックススケールを有し、
前記インデックススケールを通して前記受光素子で撮像することにより、格子のピッチを1/4ずつずらした4つのモアレ縞画像を取得することを特徴とする請求項1記載又は3記載の検査装置。
An index scale having a grid pitch corresponding to the grid pitch of the pixel region;
4. The inspection apparatus according to claim 1, wherein four moire fringe images having a lattice pitch shifted by ¼ are acquired by imaging with the light receiving element through the index scale. 5.
前記計算機は、前記受光素子により得られた画像を等間隔の画素ごとに起点の画素を変えながら、標準となる基板において取得した格子のピッチでサンプリングし、さらに起点の画素を3回ずらしながらサンプリングし、各サンプリング画像に対して補間処理を行いモアレ縞画像を生成することを特徴とする請求項1記載又は3記載の検査装置。 The computer samples the image obtained by the light receiving element at a pitch of a grid acquired on a standard substrate while changing the starting pixel for each equally spaced pixel, and further samples the starting pixel by shifting three times. 4. The inspection apparatus according to claim 1, wherein an interpolation process is performed on each sampling image to generate a moire fringe image. 多数のゲート線と多数のデータ線が格子状に配置されたトランジスタアクティブマトリクスによる画素領域が基板上に形成された段階で当該基板の検査を行う検査方法であって、前記全ゲート線或いは全データ線に電流を流すコンタクトパッドとが設けられており、
前記コンタクトパッドに検査ピンを接触させて前記全ゲート線或いは全データ線に電流を流し、
前記画素領域を撮像して、前記画素領域の格子のピッチを1/4ずつずらした4つのモアレ縞画像を取得し、
当該モアレ縞画像から前記画素領域内の位相を計算し、
標準とする画素領域が形成された基板を用いて検出された位相と、検査対象とする画素領域が形成された基板を用いて検出された位相を比較して、相違を検出することを特徴とする検査方法。
An inspection method for inspecting a substrate at a stage where a pixel region by a transistor active matrix in which a large number of gate lines and a large number of data lines are arranged in a grid pattern is formed on the substrate. A contact pad for passing current through the wire,
An inspection pin is brought into contact with the contact pad to pass a current through all the gate lines or all data lines,
The pixel area is imaged, and four moire fringe images obtained by shifting the grid pitch of the pixel area by ¼ are obtained.
Calculate the phase in the pixel area from the moire fringe image,
Comparing the phase detected using the substrate on which the standard pixel region is formed with the phase detected using the substrate on which the pixel region to be inspected is formed, and detecting a difference Inspection method to do.
前記画素領域の格子のピッチに対応した格子ピッチを有するインデックススケールを通して受光素子で撮像することにより、格子のピッチを1/4ずつずらした4つのモアレ縞画像を取得することを特徴とする請求項6記載の検査方法。 The four moire fringe images obtained by shifting the grating pitch by ¼ are obtained by imaging with a light receiving element through an index scale having a grating pitch corresponding to the grating pitch of the pixel region. 6. The inspection method according to 6. 前記受光素子により得られた画像を等間隔の画素ごとに起点の画素を変えながら、標準となる基板において取得した格子のピッチでサンプリングし、さらに起点の画素を3回ずらしながらサンプリングし、各サンプリング画像に対して補間処理を行いモアレ縞画像を生成することを特徴とする請求項6記載の検査方法。 The image obtained by the light receiving element is sampled at a grid pitch obtained on a standard substrate while changing the starting pixel for every equally spaced pixel, and further sampling is performed while shifting the starting pixel three times. The inspection method according to claim 6, wherein a moire fringe image is generated by performing an interpolation process on the image.
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