JP2021124299A - Device and method for inspecting substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の検査装置、基板の検査方法に関する。 The present invention relates to a substrate inspection device and a substrate inspection method.
半導体デバイス等の製造のために各種基板が用いられている。半導体デバイス等の歩留まり向上のため、半導体デバイス等の製造工程に供する前に、基板を検査できる基板の検査装置や検査方法について従来から各種検討がなされていた。 Various substrates are used for manufacturing semiconductor devices and the like. In order to improve the yield of semiconductor devices and the like, various studies have been conventionally conducted on substrate inspection devices and inspection methods capable of inspecting substrates before they are used in the manufacturing process of semiconductor devices and the like.
例えば特許文献1には、基板の被検査面上に光を照射する光照射部と、前記被検査面上に映る前記光照射部の画像を取得する撮像部と、前記基板又は前記光照射部の位置を制御することで、前記被検査面上に映る前記光照射部の画像を移動させる移動部と、前記光照射部から照射された光が前記被検査面の欠陥部分で散乱することで形成された像であって前記光照射部の画像の輪郭線よりも外側に形成された像を検出することで、前記被検査面の検査を行う検査部と、を備える基板の検査装置が開示されている。
For example,
ところで、近年では、基板表面の凹凸や、熱処理などによる反応工程後に基板の表面の組成が不均一となること、厚さが均一ではないこと等で生じる基板表面の色ムラについて検出可能な基板の検査装置が求められていた。 By the way, in recent years, the color unevenness of the substrate surface that is caused by the unevenness of the substrate surface, the non-uniform composition of the surface of the substrate after the reaction process such as heat treatment, and the non-uniform thickness of the substrate can be detected. An inspection device was sought.
そこで上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明の一側面では、基板表面の凹凸や色ムラを検出することが可能な基板の検査装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the problems of the prior art, one aspect of the present invention is to provide a substrate inspection apparatus capable of detecting unevenness and color unevenness on the substrate surface.
上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
基板用ステージと、
第1光源と、
第1鏡と、
前記第1鏡と接続されており、前記第1鏡を第1位置と、第2位置との間で変位させることができる第1鏡移動手段と、
前記基板用ステージに配置された基板の第1の表面側を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像を処理する画像処理手段と、を備えており、
前記第1鏡移動手段が、前記第1位置から、前記第2位置に前記第1鏡を変位することで、前記第1光源から出射され、前記第1鏡の表面で反射した線状の光を、前記基板の前記第1の表面上で走査できる基板の検査装置を提供する。
According to one aspect of the present invention in order to solve the above problems.
Board stage and
With the first light source
The first mirror and
A first mirror moving means that is connected to the first mirror and can displace the first mirror between the first position and the second position.
An imaging means for imaging the first surface side of the substrate arranged on the substrate stage, and
It is provided with an image processing means for processing an image obtained by the imaging means.
The first mirror moving means displaces the first mirror from the first position to the second position, so that linear light emitted from the first light source and reflected on the surface of the first mirror. To provide a substrate inspection apparatus capable of scanning on the first surface of the substrate.
本発明の一態様によれば、基板表面の凹凸や色ムラを検出することが可能な基板の検査装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a substrate inspection device capable of detecting unevenness and color unevenness on the substrate surface.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いながら説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
[基板の検査装置]
本発明の発明者らは、基板表面の凹凸や、基板表面の組成の不均一等に起因して生じる色ムラを検出することが可能な基板の検査装置について鋭意検討を行った。検討を行う中で、基板の表面に線状の光を照射した場合に、基板の表面のうち線状の光を反射する明領域と、明領域に隣接する暗領域との境界近傍において、基板表面の凹凸のコントラストが高まることに着目した。そして、基板表面のうちの、上記明領域と暗領域との境界近傍を撮像する操作を、明領域の位置を変化させながら繰り返し実施し、得られた画像をつなぎ合わせることで、基板表面の凹凸を明確にした画像が得られることを見出した。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments and can be applied to the following embodiments without departing from the scope of the present invention. Various modifications and substitutions can be made.
[Board inspection device]
The inventors of the present invention have diligently studied a substrate inspection device capable of detecting color unevenness caused by unevenness of the substrate surface, non-uniform composition of the substrate surface, and the like. During the study, when the surface of the substrate is irradiated with linear light, the substrate is located near the boundary between the bright region that reflects the linear light and the dark region adjacent to the bright region on the surface of the substrate. We focused on increasing the contrast of surface irregularities. Then, the operation of imaging the vicinity of the boundary between the bright region and the dark region on the substrate surface is repeatedly performed while changing the position of the bright region, and the obtained images are stitched together to form unevenness on the substrate surface. It was found that an image that clarifies the above can be obtained.
また、基板の表面側に線状の光を照射した場合に、基板の一方の表面のうち線状の光を反射する、すなわち光を直接照射した明領域以外の領域を観察することで、基板表面の色ムラ、すなわち色の異なる領域を容易に検知できることに着目した。そして、基板表面のうちの、上記明領域以外の領域を撮像する操作を、明領域の位置を変化させながら繰り返し実施し、得られた画像をつなぎ合わせることで、基板表面の色ムラを明確にした画像が得られることを見出した。 Further, when the surface side of the substrate is irradiated with linear light, the substrate is observed by observing a region of one surface of the substrate other than the bright region where the linear light is reflected, that is, the light is directly irradiated. We focused on the fact that uneven color on the surface, that is, regions with different colors can be easily detected. Then, the operation of imaging a region other than the bright region on the substrate surface is repeatedly performed while changing the position of the bright region, and the obtained images are stitched together to clarify the color unevenness of the substrate surface. It was found that the image was obtained.
以上の知見に基づき、本実施形態の基板の検査装置を完成させた。 Based on the above findings, the substrate inspection device of this embodiment was completed.
図1、図2に第1の実施形態に係る基板の検査装置10の基板16の中心を通る面での断面図を示す。図1は、第1の実施形態に係る基板の検査装置10が有する第1鏡13が第1位置13Aにある状態を、図2は第1鏡13が第2位置13Bにある状態を示している。
1 and 2 show cross-sectional views of the
本実施形態の基板の検査装置10は、基板用ステージ11と、第1光源12と、第1鏡13と、第1鏡移動手段14と、撮像手段15と、画像処理手段18とを備えることができる。
第1鏡移動手段14は、第1鏡13と接続されており、第1鏡13を第1位置13Aと、第2位置13Bとの間で変位させることができる。
撮像手段15は、基板用ステージ11に配置された基板16の第1の表面16A側を撮像することができる。
画像処理手段18は、撮像手段15により得られた画像を処理することができる。
第1鏡移動手段14は、第1位置13Aから、第2位置13Bに第1鏡13を変位することで、第1光源12から出射され、第1鏡13の表面で反射した線状の光を、基板16の第1の表面16A上で走査できる。
The
The first mirror moving means 14 is connected to the
The imaging means 15 can image the
The image processing means 18 can process the image obtained by the imaging means 15.
The first mirror moving means 14 is a linear light emitted from the
各部材について以下に説明する。
(基板用ステージ)
基板用ステージ11は、検査を行う基板を設置できるステージであれば良く、その構成は特に限定されない。
Each member will be described below.
(Stage for board)
The substrate stage 11 may be any stage as long as it can be installed with a substrate to be inspected, and its configuration is not particularly limited.
基板用ステージ11には、例えば基板用ステージ11に設置した基板16の傾きを補正し、水平にする手段、例えば後述する傾き補正手段を設けておくこともできる。
The substrate stage 11 may be provided with, for example, a means for correcting the inclination of the
本実施形態の基板の検査装置により検査を行う基板の種類は特に限定されず、各種基板を用いることができる。また、基板の形状も特に限定されないが、例えば円板形状の基板を用いることができる。
(第1光源)
第1光源12については、その光源の種類等の具体的な構成については特に限定されない。第1光源12は、後述する第1鏡13を介して、基板16の第1の表面16A側に線状の光を照射できるように、基板用ステージ11に設置した基板16の第1の表面16A側に配置できる。
The type of substrate to be inspected by the substrate inspection device of the present embodiment is not particularly limited, and various substrates can be used. Further, the shape of the substrate is not particularly limited, but for example, a disk-shaped substrate can be used.
(First light source)
Regarding the
線状の光としては照射した基板16の第1の表面16A上で線状形状を有していればよく、その具体的な形状は特に限定されないが、例えば直線状の光、屈曲部を含む線状の光、および波線状の光等から選択されたいずれかの光とすることができる。なお、屈曲部を含む線状の光の屈曲部の形状は特に限定されず、例えば円弧形状や、所定の角度で屈曲したL字形状(くの字形状)等とすることができる。屈曲部を含む線状の光の屈曲部の数は特に限定されず、1または複数の屈曲部を有することもできる。屈曲部を含む線状の光が、複数の屈曲部を有する場合、屈曲部の形状は同じ形状であってもよいが、異なる形状の屈曲部を有していても良い。また、波線状の光は、波線となるように所定の間隔で向きを交互に変えながら屈曲部を配置した線状の光となる。線状の光としては特に直線状の光であることが好ましい。
The linear light may have a linear shape on the
線状の光は、一定の厚みを有する光であるため、帯状の光と言い換えることもできる。例えば直線状の光の場合であれば略四角形状の光となる。 Since linear light is light having a certain thickness, it can be paraphrased as band-shaped light. For example, in the case of linear light, the light is substantially square.
線状の光の長手方向の長さは特に限定されないが、効率的に検査を行う観点から、例えば第1鏡を介して、検査を行う基板の幅方向全体に渡って光を照射し、明領域を形成できるようにその長さを選択することができる。 The length of the linear light in the longitudinal direction is not particularly limited, but from the viewpoint of efficient inspection, for example, the light is irradiated over the entire width direction of the substrate to be inspected through the first mirror, and the light is bright. The length can be selected so that the region can be formed.
光源の発光手段としては線状の光を形成できればよく、特に限定されないが、例えば蛍光灯や、有機または無機のエレクトロルミネッセンス(EL)、発光ダイオード等から選択された1種類以上を用いることができる。 The light emitting means of the light source is not particularly limited as long as it can form linear light, and for example, one or more selected from fluorescent lamps, organic or inorganic electroluminescence (EL), light emitting diodes, and the like can be used. ..
また、光の波長も特に限定されず、例えば評価を行う基板16の第1の表面16Aで少なくとも一部の光を反射し、撮像手段15により反射像を撮像できるものであれば良い。このため、光源が発する光は、例えば赤外線光、可視光、紫外線光のいずれでも良いが、光の波長によっては撮像手段が高価になったり、そのサイズが大きくなる場合があるため、光源が発する光は、可視光を含むことが好ましい。
Further, the wavelength of light is not particularly limited as long as it can reflect at least a part of light on the
本実施形態の基板の検査装置では、基板表面の凹凸を検査する場合には、基板表面のうち、第1光源12から出射され、第1鏡13の表面で反射した線状の光(以下、単に「線状の光」とも記載する)を反射する領域である明領域の長手方向に沿い、かつ明領域と明領域に隣接する暗領域とを同時に含む第1撮像領域を撮像手段15により撮像できる。そして、明領域の位置を変化させながら、第1撮像領域を撮影することを、得られた第1撮像領域の画像をつなぎ合わせた場合に検査を行う部分の画像、例えば基板表面全体の画像が得られるまで繰り返し実施することが好ましい。
In the substrate inspection device of the present embodiment, when inspecting the unevenness of the substrate surface, linear light emitted from the
また、本実施形態の基板の検査装置では、基板表面の色ムラを検査する場合には、明領域の長手方向に沿い、かつ明領域以外の領域である第2撮像領域を撮像手段15により撮像できる。そして、明領域の位置を変化させながら、第2撮像領域を撮影することを、得られた第2撮像領域の画像をつなぎ合わせた場合に検査を行う部分の画像、例えば基板表面全体の画像が得られるまで繰り返し実施することが好ましい。 Further, in the substrate inspection apparatus of the present embodiment, when inspecting color unevenness on the substrate surface, the imaging means 15 captures a second imaging region along the longitudinal direction of the bright region and a region other than the bright region. can. Then, while changing the position of the bright region, the second imaging region is photographed, and the image of the portion to be inspected when the obtained images of the second imaging region are joined, for example, the image of the entire substrate surface is obtained. It is preferable to carry out repeatedly until it is obtained.
このため、同時に撮像できる撮像領域を多くし、撮像する回数を少なくすることで検査を効率化する観点から、第1光源12は、互いに平行な複数の線状の光を同時に照射できることが好ましい。そこで、第1光源12は、第1鏡13を介して互いに平行な複数の線状の光を基板の表面に対して照射することが可能なように構成されていることが好ましい。この場合には、基板に照射した複数の線状の光を反射する複数の明領域の間に、暗領域が形成されるように、複数の線状の光の間隔を調整しておくことが好ましい。なお、複数の線状の光を基板の表面に対して照射する場合、該線状の光は同じ形状であっても良く、異なる形状であっても良い。ただし、検査を容易に行えることから、複数の線状の光は同じ形状であることが好ましい。
Therefore, from the viewpoint of improving the efficiency of the inspection by increasing the number of imaging regions that can be simultaneously imaged and reducing the number of imagings, it is preferable that the
第1光源12は例えば図1に示したように基板の検査装置10に設置された筐体17に固定しておくこともできる。ただし、係る形態に限定されず、第1光源12は、他の部材とは別に三脚等を用いて固定しておくこともできる。
(第1鏡)
第1鏡13は、第1光源12から出射された光を反射し、基板16の第1の表面16A側に照射するように構成できる。
For example, as shown in FIG. 1, the
(1st mirror)
The
第1鏡13は、第1光源12から出射された光を反射できればよく、その材質や、形状等は特に限定されない。
The
例えば第1光源12から出射される光を反射できるように、第1光源12から出射される光の波長等に応じて第1鏡13の材質を選択できる。
For example, the material of the
また、第1鏡13は、後述する第1鏡移動手段14により、図1に示した第1位置13Aから、図2に示した第2位置13Bにまで変位(移動)させることができる。第1位置13Aから、第2位置13Bにまで第1鏡13を変位させることで、第1光源12から出射され、第1鏡13の表面で反射した線状の光を、基板16の第1の表面16A上で走査できる。このため、第1鏡移動手段14による移動の態様にあわせて、第1鏡13の形状を選択できる。
(第1鏡移動手段)
第1鏡移動手段14は、第1鏡13と接続され、第1鏡13を第1位置13Aから第2位置13Bまで変位させることができる。
Further, the
(First mirror moving means)
The first mirror moving means 14 is connected to the
なお、図1においては、第1鏡移動手段14を回転軸として、第1鏡13を回転させている例を示したが、係る形態に限定されない。
Although FIG. 1 shows an example in which the
本実施形態の基板の検査装置10においては、第1位置13Aから、第2位置13Bに第1鏡13を変位することで、第1光源12から出射され、第1鏡13の表面で反射した線状の光の光路を変化させる。具体的には例えば図1、図2中に点線で示した光路L1から、光路L2のように変化させる。これにより、例えば、基板16の第1の表面16A側の、線状の光が照射される位置を、照射位置S1から照射位置S2まで移動させることができる。すなわち、線状の光を基板16の第1の表面16A上で走査できる。
In the
なお、例えば図2に示したように、第1鏡13を、第2位置13Bに変位させた場合に、第1鏡13の表面で反射した第1光源12から出射された光を、基板16の第1の表面16A以外の場所(位置)に直接照射できるように構成しても良い。
For example, as shown in FIG. 2, when the
第1鏡移動手段により、線状の光を基板16の第1の表面16A上で走査させる態様は特に限定されるものではない。ただし、例えば後述する第1撮像領域や、第2撮像領域をつなぎ合せることで、基板表面全体の画像を形成できることが好ましい。
The mode in which the linear light is scanned on the
このため、例えば基板の第1の表面の任意の端部である第1の端部や、その近傍に線状の光を照射して、線状の光を反射する領域である明領域を形成後、該明領域を、該明領域の長手方向と直交する方向に沿って、第1の端部の反対側、すなわち第1の端部と基板の中心とを通る直線が基板の端部と直交する第2の端部まで移動させるように走査することが、効率的かつ基板表面を隙間なく撮像できるため好ましい。
(撮像手段)
撮像手段15は、基板用ステージ11に配置された基板16の第1の表面16A側を撮像することができる。
Therefore, for example, a bright region, which is a region for reflecting linear light, is formed by irradiating linear light at or near the first end, which is an arbitrary end of the first surface of the substrate. Later, a straight line passing through the bright region along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the bright region, opposite to the first end portion, that is, the first end portion and the center of the substrate is the edge portion of the substrate. It is preferable to scan so as to move to the second orthogonal ends because the substrate surface can be imaged efficiently and without gaps.
(Imaging means)
The imaging means 15 can image the
撮像手段15が撮像する具体的な領域は特に限定されず、検査を行う対象により、その撮像する領域を選択できる。具体的には、基板表面の凹凸を検査する場合と、色ムラを検査する場合とにあわせて、所定の範囲を撮像できる。なお、本実施形態の基板の検査装置によれば、基板の表面の凹凸と、色ムラとの両方を同時に検査することもできる。このため、以下に説明する第1撮像領域と第2撮像領域とを同時に撮像することもできる。なお、以下の説明の中で、第1撮像領域と、第2撮像領域とをまとめて撮像領域と記載する場合もある。
(a)基板の第1の表面の凹凸を検査する場合
本発明の発明者の検討によれば、基板の第1の表面に線状の光を照射した場合に、基板の表面のうち線状の光を反射する明領域と、明領域に隣接する暗領域との境界近傍において、基板の第1の表面の凹凸のコントラストが高まる。このため、基板の第1の表面の凹凸を検査する場合、上述のように第1鏡移動手段を用いて、線状の光を、基板16の第1の表面16A上で走査し、基板16の第1の表面16Aに形成される明領域の位置を変位させ、撮像手段15により、明領域と、明領域に隣接する暗領域との境界近傍を撮像できる。
The specific area to be imaged by the imaging means 15 is not particularly limited, and the area to be imaged can be selected depending on the object to be inspected. Specifically, a predetermined range can be imaged according to the case of inspecting the unevenness of the substrate surface and the case of inspecting the color unevenness. According to the substrate inspection apparatus of the present embodiment, both the unevenness of the surface of the substrate and the color unevenness can be inspected at the same time. Therefore, the first imaging region and the second imaging region described below can be imaged at the same time. In the following description, the first imaging region and the second imaging region may be collectively referred to as an imaging region.
(A) When inspecting the unevenness of the first surface of the substrate According to the study of the inventor of the present invention, when the first surface of the substrate is irradiated with linear light, the surface of the substrate is linear. In the vicinity of the boundary between the bright region that reflects the light and the dark region adjacent to the bright region, the contrast of the unevenness of the first surface of the substrate is increased. Therefore, when inspecting the unevenness of the first surface of the substrate, linear light is scanned on the
具体的には、上述のように基板第1の表面の凹凸を検査する場合、撮像手段15は、基板16の第1の表面16Aのうち、線状の光を反射する明領域の長手方向に沿い、かつ明領域と、明領域に隣接した暗領域とを含む第1撮像領域を撮像できる。
Specifically, when inspecting the unevenness of the first surface of the substrate as described above, the imaging means 15 is oriented in the longitudinal direction of the bright region of the
ここで、図3を用いて撮像手段15により撮像する第1撮像領域について説明する。 Here, the first imaging region to be imaged by the imaging means 15 will be described with reference to FIG.
図3は、基板16の第1の表面16Aを示しており、1本の線状の光が照射され、該線状の光を反射する明領域31Aが形成されている状態を示している。
FIG. 3 shows the
このように第1光源12から第1鏡13を介して基板16の第1の表面16Aに線状の光が照射されることで、基板16の第1の表面16Aには、線状の光を反射する明領域31Aが形成される。明領域31Aは第1光源12からの線状の光に対応した線状(帯状)の領域となる。
By irradiating the
そして、明領域31A以外の領域は、第1光源からの光の反射の程度が低いか、反射をしていないため、明領域31Aと比較して暗い暗領域31Bとなる。
The region other than the
この場合、撮像手段15は、少なくとも例えば明領域31Aの長手方向に沿って、すなわち図中のX軸方向に沿って、明領域31Aと、明領域31Aに隣接した暗領域31Bとを含む、点線で囲まれた第1撮像領域32A、32Bから選択された1つ以上の領域を撮像することができる。なお、この場合は少なくとも第1撮像領域を含む領域を撮影すればよく、第1撮像領域の周辺も併せて撮像しても良い。第1撮像領域の周囲の領域も併せて撮像した場合、後述する画像処理手段により目的とする撮像領域の画像を、撮像した画像から切り出すことができる。
In this case, the imaging means 15 includes a
明領域31Aの上部側の領域である第1撮像領域32Aと、明領域31Aの下部側の第1撮像領域32Bとでは各撮像領域に含まれる明領域と、暗領域との配置が逆になっている。このため、第1撮像領域32Aの画像をつなぎ合わせた場合と、第1撮像領域32Bの画像をつなぎ合わせた場合とでは、得られる画像の白黒(明暗)が反転することになる。従って、取得したい画像にあわせて撮像する第1撮像領域を選択することもできる。
In the
各第1撮像領域に含まれる明領域と、暗領域との面積の割合は特に限定されず、画像処理手段により第1撮像領域の画像をつなぎ合わせた際に、基板表面の凹凸のコントラストが高くなるように、基板の種類等に応じて選択することができる。例えば含まれる明領域の面積と暗領域の面積とが等しくなるように第1撮像領域の位置を設定することができる。 The ratio of the area between the bright region and the dark region included in each first imaging region is not particularly limited, and when the images in the first imaging region are joined by the image processing means, the contrast of the unevenness on the substrate surface is high. As such, it can be selected according to the type of substrate and the like. For example, the position of the first imaging region can be set so that the area of the included bright region and the area of the dark region are equal to each other.
後述するように撮像した画像を、3次元的に集めて画像ボリュームデータとして取り扱う場合には、撮像手段は、第1撮像領域を含む基板の表面全体を撮像しても良い。
(b)基板表面の色ムラを検査する場合
また、本発明の発明者の検討によれば、基板の第1の表面側に線状の光を照射した場合に、基板の第1の表面のうち線状の光を反射する、すなわち光を直接照射した明領域以外の領域を観察することで、基板の第1の表面の色ムラ、すなわち色の異なる領域を容易に検知できる。このため、基板第1の表面の色ムラを検査する場合、上述のように第1鏡移動手段を用いて、線状の光を、基板16の第1の表面16A上で走査し、基板16の第1の表面16Aに形成される明領域の位置を変位させ、撮像手段15により、明領域の長手方向に沿い、かつ明領域以外の領域である第2撮像領域を撮像できる。
When the captured images are collected three-dimensionally and handled as image volume data as described later, the imaging means may image the entire surface of the substrate including the first imaging region.
(B) When inspecting color unevenness on the surface of the substrate According to the study of the inventor of the present invention, when the first surface side of the substrate is irradiated with linear light, the surface of the first surface of the substrate is inspected. By observing a region other than the bright region that reflects linear light, that is, directly irradiates the light, it is possible to easily detect color unevenness on the first surface of the substrate, that is, regions having different colors. Therefore, when inspecting the color unevenness of the first surface of the substrate, linear light is scanned on the
ここで、図3を用いて第2撮像領域33について説明する。
Here, the
既述の様に図3は、基板16の第1の表面16Aを示しており、第1光源12から、線状の光が照射されている状態を示している。このように第1光源12から基板16の第1の表面16Aに線状の光が照射されることで、基板16の第1の表面16Aには、第1光源12からの光を反射する明領域31Aが形成される。
As described above, FIG. 3 shows the
そして、基板16の第1の表面16Aのうち、明領域31A以外の領域は、光源からの光が直接照射されていないため、明領域31Aと比較して暗い暗領域31Bとなっている。撮像手段15は、少なくとも例えば明領域31Aの長手方向に沿って、すなわち図中のX軸方向に沿って、明領域31A以外の、すなわち暗領域31B中の点線で囲まれた第2撮像領域33を撮像することができる。なお、この場合は少なくとも第2撮像領域33を含む領域を撮影すればよく、第2撮像領域33の周辺も併せて撮像しても良い。第2撮像領域33の周囲の領域も併せて撮像した場合、後述する画像処理手段により目的とする第2撮像領域の画像を、撮像した画像から切り出すことができる。
The region other than the
なお、ここでは、第1光源12からの光が、基板16の第1の表面16Aに直接照射されている場合を例に説明したが、色ムラを検査する場合、第1光源12からの光は、基板16の第1の表面16Aに直接照射されている必要はない。例えば第1光源12から照射された光が基板16の第1の表面16A以外の場所に照射され、反射された間接的な光により照らされていても良い。
Here, the case where the light from the
ただし、色ムラを検出するためには、第1光源12からの光による、第2撮像領域33内の明るさの程度が均一であることが好ましい。このため、既述の様に基板16の第1の表面16Aまたはその近傍に第1光源12からの光を照射し、明領域の長手方向に沿って第2撮像領域を設定し、撮像することが好ましい。また、第1光源12からの光による、第2撮像領域内の明るさの程度が均一となるように、第2撮像領域の長手方向と垂直な方向の長さが過度に長くならないように、その領域を設定することが好ましい。ここでいう第2撮像領域の長手方向と垂直な方向の長さとは、図3中のY軸方向の長さを意味する。
However, in order to detect color unevenness, it is preferable that the degree of brightness in the
後述のように、画像処理手段により、撮像した第2撮像領域の画像をつなぎ合せ、基板表面全体の画像を形成することもできる。そして、形成した基板表面全体の画像から、色ムラをより精度よく検出する観点から、形成した基板表面全体の画像の明るさが均一であることが好ましい。すなわち、係る基板表面全体の画像を構成する複数の第2撮像領域の画像の明るさが均一であることが好ましい。このため、第1光源12からの線状の光が照射されて形成された明領域31Aの位置を変化させる際、明領域31Aと、第2撮像領域33との間の距離は一定に保つことが好ましい。
As will be described later, it is also possible to form an image of the entire surface of the substrate by stitching together the images of the second imaging region captured by the image processing means. Then, from the viewpoint of more accurately detecting color unevenness from the image of the entire surface of the formed substrate, it is preferable that the brightness of the image of the entire surface of the formed substrate is uniform. That is, it is preferable that the brightness of the images in the plurality of second imaging regions constituting the image of the entire surface of the substrate is uniform. Therefore, when the position of the
後述するように撮像した画像を、3次元的に集めて画像ボリュームデータとして取り扱う場合には、撮像手段15は、第1撮像領域や第2撮像領域を含む基板16の第1の表面16A全体を撮像しても良い。
When the images captured as described later are collected three-dimensionally and handled as image volume data, the imaging means 15 covers the entire
撮像手段15は、既述の様に第1撮像領域や、第2撮像領域を撮像できればよく、その構成は特に限定されない。撮像手段15としては、各種撮像素子を備えるカメラモジュールを用いることができる。撮像素子としては、例えばCMOS(complementary metal oxide semiconductor)センサや、CCD(Charge Coupled Device)センサなどの半導体撮像素子や光電管、撮像管等から選択された1種類以上を用いることができる。 The imaging means 15 is not particularly limited as long as it can image the first imaging region and the second imaging region as described above. As the image pickup means 15, a camera module including various image pickup elements can be used. As the image pickup element, for example, one or more types selected from semiconductor image pickup elements such as CMOS (Complementary metal accessory semiconductor) sensors, CCD (Chage Coupled Device) sensors, phototubes, image pickup tubes, and the like can be used.
撮像手段15が撮像する画像は、動画であっても静止画であっても良い。動画の場合、例えば後述する画像処理手段により、撮影した画像のうち任意のタイミングでの撮像領域の静止画を複数枚抽出してつなぎ合わせることができる。 The image captured by the imaging means 15 may be a moving image or a still image. In the case of moving images, for example, a plurality of still images in the imaging region at an arbitrary timing can be extracted and stitched together by an image processing means described later.
また、撮像手段15は、明領域の形状等によっては、線状(帯状)の撮像領域を撮像できる手段であれば足りるため、撮像手段は、例えばラインスキャンカメラとすることもできる。ラインスキャンカメラとは、撮像素子が直線状に配列され、線状(帯状)の撮像領域を撮像できるカメラモジュールを意味する。 Further, the imaging means 15 may be a line scan camera, for example, because it is sufficient if the imaging means 15 can image a linear (band-shaped) imaging region depending on the shape of the bright region or the like. The line scan camera means a camera module in which image pickup elements are arranged in a straight line and can image a linear (band-shaped) image pickup region.
撮像手段15は例えば図1に示したように基板の検査装置10の筐体17に固定しておくこともできる。ただし、係る形態に限定されず、撮像手段15は、他の部材とは別に三脚等を用いて固定しておくこともできる。
(画像処理手段)
画像処理手段18は、撮像手段15で撮像した画像を処理することができる。
As shown in FIG. 1, for example, the image pickup means 15 can be fixed to the
(Image processing means)
The image processing means 18 can process the image captured by the imaging means 15.
画像処理手段18は、ASIC(application specific integrated circuit:特定用途向け集積回路)などであって、撮像手段15で撮像した画像の処理を担当する。 The image processing means 18 is an ASIC (application specific integrated circuit) or the like, and is in charge of processing an image captured by the imaging means 15.
画像処理手段18では、撮像手段15が撮像した画像から、検査の対象に応じて既述の第1撮像領域や、第2撮像領域に対応する例えば短冊状の画像を切り出し、明領域の移動方向に沿って並べ、つなぎ合わせることで、基板表面全体の画像を形成できる。この際、必要に応じて画像中のコントラスト等を補正したり、二値化処理等の画像処理を実施することもできる。 The image processing means 18 cuts out, for example, a strip-shaped image corresponding to the first imaging region or the second imaging region described above according to the inspection target from the image captured by the imaging means 15, and moves the bright region. By arranging and joining them together, an image of the entire surface of the substrate can be formed. At this time, it is also possible to correct the contrast in the image or perform image processing such as binarization processing as necessary.
撮像手段15で動画を撮像した場合には、画像処理手段18は所定のタイミングでの撮像領域の静止画を複数枚抽出することもできる。 When the moving image is captured by the imaging means 15, the image processing means 18 can also extract a plurality of still images in the imaging region at a predetermined timing.
そして、画像処理手段18で作成した画像は出力手段19に出力することもでき、得られた画像中のコントラストの違いにより、得られた画像から目視で基板表面の凹凸や、色ムラを検出できる。なお、既述の第1撮像領域をつなぎ合せた画像からは基板の第1の表面の凹凸を、第2撮像領域をつなぎ合せた画像からは基板の第1の表面の色ムラを検出できる。 Then, the image created by the image processing means 18 can be output to the output means 19, and the unevenness of the substrate surface and the color unevenness can be visually detected from the obtained image due to the difference in contrast in the obtained image. .. It should be noted that the unevenness of the first surface of the substrate can be detected from the image obtained by connecting the first imaging regions described above, and the color unevenness of the first surface of the substrate can be detected from the image obtained by connecting the second imaging regions.
出力手段19の構成は特に限定されず、例えば各種ディスプレイ等の表示手段や、プリンター等の印刷手段とすることができる。 The configuration of the output means 19 is not particularly limited, and can be, for example, a display means such as various displays or a printing means such as a printer.
画像処理手段18は、例えばAI(artificial intelligence)を備えておくことができ、上述のようにして得られた基板表面の画像から、基板の第1の表面の凹凸や、色ムラを検出し、通知するように構成することもできる。また、画像処理手段等において、例えば予め設定しておいた色度や明度等の閾値により、形成した画像中の凹凸や、色ムラが生じている箇所を検出、通知できるように構成することもできる。 The image processing means 18 can be provided with, for example, AI (artificial intelligence), and can detect irregularities and color unevenness on the first surface of the substrate from the image of the substrate surface obtained as described above. It can also be configured to notify you. In addition, the image processing means or the like may be configured so that, for example, a preset threshold value such as chromaticity or lightness can be used to detect and notify unevenness or a portion where color unevenness occurs in the formed image. can.
なお、画像処理手段18は、1つのASIC内で、ソフトウェア的に実現することもできるが、例えば複数のASICを設ける等して、一部または全部をハードウェアで実現してもよい。 The image processing means 18 can be realized by software in one ASIC, but a part or all of it may be realized by hardware, for example, by providing a plurality of ASICs.
また、画像処理手段18は、撮像手段15が撮像した画像を3次元的に集めて画像ボリュームデータとして取り扱うこともできる。そして、画像処理手段18は、撮像手段15により得られた基板の表面の画像ボリュームデータについて、ボリュームレンダリング処理をすることができる。画像処理手段18は、具体的には例えば、画像ボリュームデータについて、第1撮像領域または第2撮像領域の輝度値での等値面画像を作成(レンダリング)することで、基板表面全体に渡って、第1撮像領域や第2撮像領域の画像を取出すことができる。この場合、撮像する際に光源、例えば蛍光灯が斜めになっていたり、写真毎に光源の位置がずれていたりしても、所定の輝度値の領域は共通になるので、所定の輝度値で分割することにより、写真の枚数に関わりなく、目的とする第1撮像領域または第2撮像領域を取り出し、凹凸や色ムラをより容易に検出できるようになる。 Further, the image processing means 18 can also three-dimensionally collect the images captured by the imaging means 15 and handle them as image volume data. Then, the image processing means 18 can perform volume rendering processing on the image volume data on the surface of the substrate obtained by the imaging means 15. Specifically, for example, the image processing means 18 creates (renders) an isosurface image at the brightness value of the first imaging region or the second imaging region for the image volume data, thereby covering the entire surface of the substrate. , Images in the first imaging region and the second imaging region can be extracted. In this case, even if the light source, for example, the fluorescent lamp is slanted at the time of imaging, or the position of the light source is deviated for each photograph, the region of the predetermined luminance value is common, so that the predetermined luminance value is used. By dividing, the target first imaging region or second imaging region can be taken out regardless of the number of photographs, and unevenness and color unevenness can be detected more easily.
画像処理手段18において、得られた基板表面の画像を画像ボリュームデータとして取り扱うことで、検出したい凹凸や色ムラのサイズ等に応じて、輝度等を設定し、基板表面の画像ボリュームデータを分割し、等値面(アイソサーフェス)を取出すことができる。 By treating the obtained image of the substrate surface as image volume data in the image processing means 18, the brightness and the like are set according to the size of unevenness and color unevenness to be detected, and the image volume data of the substrate surface is divided. , The isosurface can be extracted.
本実施形態の基板の検査装置は、上述の各部材以外にも任意の部材をさらに有することもできる。 The substrate inspection device of the present embodiment may further include any member in addition to the above-mentioned members.
本実施形態の基板の検査装置は、例えば基板を水平にする傾き補正手段をさらに有することもできる。傾き補正手段は例えば既述の基板用ステージや、本実施形態の基板の検査装置の躯体に設けておき、光源に対して、検査を行う基板の表面が水平になるように、傾きを補正するように構成することができる。 The substrate inspection device of the present embodiment may further include, for example, an inclination correction means for leveling the substrate. The tilt correction means is provided, for example, on the stage for the substrate described above or the frame of the substrate inspection device of the present embodiment, and the inclination is corrected so that the surface of the substrate to be inspected is horizontal with respect to the light source. It can be configured as follows.
また、ここまで基板16の第1の表面16A側にのみ、光源である第1光源12を設けた例を示したが、係る形態に限定されない。本実施形態の基板の検査装置10は、例えば、基板16の第1の表面16Aと反対側に位置する第2の表面16B側に第2光源22や、第2鏡23、第2鏡移動手段24をさらに備えることもできる。
第2光源22は、上述のように基板16の第1の表面16Aと反対側に位置する第2の表面16B側に配置できる。第2鏡23についても、基板16の第2の表面16B側に配置できる。
Further, although the example in which the
The second
第2鏡移動手段24は、第2鏡23と接続されており、第2鏡23を第3位置23A(図1を参照)と、第4位置23B(図2を参照)との間で変位させることができる。
この場合、第1光源12および第2光源22の発光を制御する光源制御手段221をさらに有することができる。
そして、第2鏡移動手段24は、第3位置23Aから、第4位置23Bに第2鏡23を変位することで、第2光源22から出射され、第2鏡23の表面で反射した光を、基板16の第2の表面16B上で走査できる。
The second mirror moving means 24 is connected to the
In this case, the light source control means 221 for controlling the light emission of the
Then, the second mirror moving means 24 displaces the
基板表面の色ムラは、例えば基板の表面の組成が不均一となることや、厚さが均一ではないこと等で生じている。そして、例えば基板の裏面である第2の表面に凹部等が生じ、基板の厚さが均一ではない部分があると、第1の表面側の色ムラとして検出される場合がある。このため、基板の裏面の凹凸もあわせて検出し、例えば基板の裏面側の凹部等に起因するものであるかを確認できるように構成することがより好ましい。 Color unevenness on the surface of the substrate is caused by, for example, uneven composition of the surface of the substrate, non-uniform thickness, and the like. Then, for example, if a recess or the like is formed on the second surface which is the back surface of the substrate and there is a portion where the thickness of the substrate is not uniform, it may be detected as color unevenness on the first surface side. For this reason, it is more preferable to detect the unevenness of the back surface of the substrate as well, so that it can be confirmed whether the cause is, for example, a recess on the back surface side of the substrate.
そこで、本発明の発明者は鋭意検討を行った。検討を行う中で、基板の第2の表面に、第2光源から線状の光を照射した場合に、基板の第2の表面と反対側に位置する第1の表面のうち、第2光源から照射された線状の光を透過した透過領域において、基板の表面の凹凸のコントラストが高まることに着目した。そして、基板の第1の表面のうちの、上記透過領域を撮像(撮影)する操作を、透過領域の位置を変化させながら繰り返し実施し、得られた画像をつなぎ合わせることで、基板の第1の表面、および第2の表面の凹凸を明確にした画像が得られることを見出した。 Therefore, the inventor of the present invention has made a diligent study. During the study, when the second surface of the substrate is irradiated with linear light from the second light source, the second light source is one of the first surfaces located on the opposite side of the second surface of the substrate. We focused on the fact that the contrast of the unevenness on the surface of the substrate increases in the transmission region that transmits the linear light emitted from the substrate. Then, the operation of imaging (photographing) the transmission region on the first surface of the substrate is repeatedly performed while changing the position of the transmission region, and the obtained images are stitched together to form the first substrate. It has been found that an image in which the unevenness of the surface and the second surface of the above surface is clarified can be obtained.
以下、基板16の第2の表面16B側に第2光源22等を設ける場合の各部材について説明する。
(第2光源)
第2光源22は、基板用ステージ11に設置した基板16の第2の表面16Bに線状の光を照射できるように構成されていればよく、光源の種類等の具体的な構成については特に限定されない。第2光源22は、上述のように、基板16の第2の表面16Bに線状の光を照射できるように、基板用ステージ11に設置した基板16の第2の表面16B側に配置できる。
Hereinafter, each member when the second
(Second light source)
The second
線状の光としては線状形状を有していればよく、その具体的な形状は特に限定されないが、例えば直線状の光、屈曲部を含む線状の光、および波線状の光等から選択されたいずれかの光とすることができる。なお、屈曲部を含む線状の光の屈曲部の形状は特に限定されず、例えば円弧形状や、所定の角度で屈曲したL字形状(くの字形状)等とすることができる。屈曲部を含む線状の光の屈曲部の数は特に限定されず、1または複数の屈曲部を有することもできる。屈曲部を含む線状の光が、複数の屈曲部を有する場合、屈曲部の形状は同じ形状であってもよいが、異なる形状の屈曲部を有していても良い。また、波線状の光は、波線となるように所定の間隔で向きを交互に変えながら屈曲部を配置した線状の光となる。線状の光としては特に直線状の光であることが好ましい。 The linear light may have a linear shape, and the specific shape thereof is not particularly limited. For example, from linear light, linear light including a bent portion, wavy linear light, and the like. It can be any of the selected lights. The shape of the bent portion of the linear light including the bent portion is not particularly limited, and may be, for example, an arc shape, an L-shape bent at a predetermined angle (a dogleg shape), or the like. The number of linear light bending portions including the bending portion is not particularly limited, and one or more bending portions may be provided. When the linear light including the bent portion has a plurality of bent portions, the shape of the bent portion may be the same, but the bent portions may have different shapes. Further, the wavy light becomes linear light in which the bent portions are arranged while alternately changing the directions at predetermined intervals so as to be wavy lines. The linear light is particularly preferably linear light.
線状の光は、一定の厚みを有する光であるため、帯状の光と言い換えることもできる。例えば直線状の光の場合であれば略四角形状の光となる。 Since linear light is light having a certain thickness, it can be paraphrased as band-shaped light. For example, in the case of linear light, the light is substantially square.
線状の光の長手方向の長さは特に限定されないが、効率的に検査を行う観点から、例えば第2鏡を介して、検査を行う基板の幅方向全体に渡って光を照射し、透過領域を形成できるようにその長さを選択することができる。 The length of the linear light in the longitudinal direction is not particularly limited, but from the viewpoint of efficient inspection, light is irradiated and transmitted over the entire width direction of the substrate to be inspected, for example, through a second mirror. The length can be selected so that the region can be formed.
第2光源の発光手段としては線状の光を形成できればよく、例えば蛍光灯や、有機または無機のエレクトロルミネッセンス(EL)、発光ダイオード等から選択された1種類以上を用いることができる。 As the light emitting means of the second light source, it is sufficient that linear light can be formed, and for example, one or more selected from fluorescent lamps, organic or inorganic electroluminescence (EL), light emitting diodes and the like can be used.
また、光の波長も特に限定されず、評価を行う基板16において少なくとも一部の光を透過し、撮像手段15により透過した光を撮像できるものであれば良い。このため、光源が発する光は、例えば赤外線光、可視光、紫外線光のいずれでも良いが、光の波長によっては撮像手段が高価になったり、そのサイズが大きくなる場合があるため、光源が発する光は、可視光を含むことが好ましい。
Further, the wavelength of the light is not particularly limited, and any light may be transmitted as long as it can transmit at least a part of the light on the
本実施形態の基板の検査装置では、基板の第1の表面のうち、第2光源から照射された線状の光が透過した領域である透過領域を撮像手段により撮像することができる。そして、透過領域の位置を変化させながら、透過領域を撮像することを、得られた透過領域の画像をつなぎ合わせた場合に検査を行う部分の画像、例えば基板の第1の表面全体の画像が得られるまで繰り返し実施することが好ましい。 In the substrate inspection device of the present embodiment, the transmission region, which is the region through which the linear light emitted from the second light source is transmitted, can be imaged by the imaging means on the first surface of the substrate. Then, while changing the position of the transmission region, the image of the transmission region is imaged, and the image of the portion to be inspected when the obtained images of the transmission region are joined, for example, the image of the entire first surface of the substrate is obtained. It is preferable to repeat the process until it is obtained.
このため、同時に撮像できる透過領域を多くし、撮像する回数を少なくすることで検査を効率化する観点から、第2光源は、互いに平行な複数の線状の光を同時に照射できることが好ましい。そこで、第2光源は、互いに平行な複数の線状の光を基板の第2の表面に対して照射することが可能なように構成されていることが好ましい。この場合には、基板に照射した複数の線状の光を透過した複数の透過領域の間に、暗領域が形成されるように、複数の線状の光の間隔を調整しておくことが好ましい。なお、複数の線状の光を基板の第2の表面に対して照射する場合、該線状の光は同じ形状であっても良く、異なる形状であっても良い。ただし、検査を容易に行えることから、複数の線状の光は同じ形状であることが好ましい。 Therefore, from the viewpoint of improving the efficiency of inspection by increasing the number of transmission regions that can be simultaneously imaged and reducing the number of times of imaging, it is preferable that the second light source can simultaneously irradiate a plurality of linear lights parallel to each other. Therefore, it is preferable that the second light source is configured so that a plurality of linear lights parallel to each other can be applied to the second surface of the substrate. In this case, it is necessary to adjust the interval between the plurality of linear lights so that a dark region is formed between the plurality of transmitted regions that have transmitted the plurality of linear lights radiated to the substrate. preferable. When irradiating the second surface of the substrate with a plurality of linear lights, the linear lights may have the same shape or different shapes. However, it is preferable that the plurality of linear lights have the same shape because the inspection can be easily performed.
第2光源22は例えば図1、図2に示したように基板の検査装置10に設置された筐体17に固定しておくこともできる。ただし、係る形態に限定されず、第2光源22は、他の部材とは別に三脚等を用いて固定しておくこともできる。
(第2鏡)
第2鏡23は、第2光源22から出射された光を反射し、基板16の第2の表面16B側に照射するように構成できる。
The second
(Second mirror)
The
第2鏡23は、第2光源22から出射された光を反射できればよく、その材質や、形状等は特に限定されない。
The
例えば第2光源22から出射される光を反射できるように、第2光源22から出射される光の波長等に応じて第2鏡23の材質を選択できる。
For example, the material of the
また、第2鏡23は、後述する第2鏡移動手段24により、図1に示した第3位置23Aから、図2に示した第4位置23Bにまで変位(移動)させることができる。第3位置23Aから、第4位置23Bにまで第2鏡23を変位させることで、第2光源22から出射され、第2鏡23の表面で反射した線状の光を、第2の基板26の第2の表面16B上で走査できる。このため、第2鏡移動手段24による移動の態様にあわせて、第2鏡23の形状を選択できる。
(第2鏡移動手段)
第2鏡移動手段24は、第2鏡23と接続され、第2鏡23を第3位置23Aから第4位置23Bまで変位させることができる。
Further, the
(Second mirror moving means)
The second mirror moving means 24 is connected to the
なお、図1においては、第2鏡移動手段24を回転軸として、第2鏡23を回転させている例を示したが、係る形態に限定されない。
Although FIG. 1 shows an example in which the
本実施形態の基板の検査装置10においては、第3位置23Aから、第4位置23Bに第2鏡23を変位することで、第2光源22から出射され、第2鏡23の表面で反射した線状の光の光路を変化させる。具体的には例えば図1、図2中に点線で示した光路L3から、光路L4のように変化させる。これにより、例えば、基板16の第2の表面16B側の、線状の光が照射される位置を、照射位置S3から照射位置S4まで移動させることができる。すなわち、線状の光を基板16の第2の表面16B上で走査できる。
(撮像手段)
撮像手段としては、既述の撮像手段15を用いることもでき、透過領域を撮像するために別途撮像手段を設けることもできる。
In the
(Imaging means)
As the imaging means, the above-mentioned imaging means 15 can be used, or a separate imaging means can be provided to image the transmission region.
ここで、図4を用いて撮像手段15により撮像する透過領域について説明する。 Here, a transmission region to be imaged by the imaging means 15 will be described with reference to FIG.
図4は、基板16の第1の表面16A側を示しており、基板16の第1の表面16Aとは反対側、すなわち裏面が第2の表面であり、第2の表面が第2光源から線状の光が照射される面となる。そして、図4では第2光源から、第2の表面に1本の線状の光が照射され、第1の表面16Aにこれに対応した透過領域41Aが形成された状態を示している。
FIG. 4 shows the
第2光源から基板16の第2の表面16Bに線状の光が照射されると、基板16の第2の表面16Bには、光源からの光を透過した透過領域41Aが形成される。透過領域41Aは第2光源からの線状の光に対応した線状(帯状)の領域となる。
When the
そして、透過領域41A以外の領域は、光源からの光の透過の程度が低いか、透過をしていないため、透過領域41Aと比較して暗い暗領域となり、基板16上には暗領域41Bが形成される。
Since the regions other than the
この場合、撮像手段は透過領域41Aを撮像することができる。ただし、撮像手段は透過領域41Aを含む領域を撮像すればよく、透過領域41Aの周囲も併せて撮像することもできる。例えば、透過領域41Aの長手方向に沿って、すなわち図中のX軸方向に沿って、透過領域41Aを含む、点線で囲まれた第3撮像領域42を撮像することができる。透過領域41Aを撮像する際に、その周囲の領域も併せて撮像した場合、既述の画像処理手段により目的とする透過領域の画像を、撮像した画像から切り出すことができる。
In this case, the imaging means can image the
撮像手段15が撮像する画像は、動画であっても静止画であっても良い。動画の場合、例えば画像処理手段により、撮像した画像のうち任意のタイミングでの透過領域の静止画を複数枚抽出して用いることができる。
(光源制御手段)
ただし、第1光源12と、第2光源22とを同時に点灯すると、第1光源12からの光と、第2光源22からの光とが同時に撮像手段15に入り、既述の第1撮像領域、第2撮像領域と、透過領域とを色ムラや、凹凸が検知できる程度に撮像できない恐れがある。
The image captured by the imaging means 15 may be a moving image or a still image. In the case of moving images, for example, a plurality of still images in a transmission region at an arbitrary timing can be extracted and used from the captured images by an image processing means.
(Light source control means)
However, when the
そこで、基板16の第2の表面16B側に第2光源22を設ける場合、本実施形態の基板の検査装置10は、第1光源および第2光源の発光を制御する光源制御手段221をさらに有することが好ましい。光源制御手段221の制御方法は特に限定されないが、例えば第1光源12と、第2光源22とを交互に点灯させることが好ましい。そして、第1光源12が点灯している間は、第2光源22は消灯し、撮像手段15は、基板16の第1の表面の第1撮像領域や、第2撮像領域の撮像を行うことができる。第2光源22が点灯している間は、第1光源12は消灯し、撮像手段15は、基板16の第1の表面の透過領域の撮像を行うことができる。
Therefore, when the second
そして、例えば既述の画像処理手段18により、撮像手段15が撮像した画像から、既述の操作に加えて、必要に応じて透過領域に対応する例えば短冊状の画像を切り出し、透過領域の移動方向に沿って並べ、つなぎ合わせることで、基板の第1の表面全体の画像を形成できる。この際、必要に応じて各画像中のコントラスト等を補正することもできる。 Then, for example, the image processing means 18 described above cuts out, for example, a strip-shaped image corresponding to the transmission region from the image captured by the imaging means 15 as necessary, in addition to the operation described above, and moves the transmission region. By arranging them along the direction and joining them together, an image of the entire first surface of the substrate can be formed. At this time, the contrast in each image can be corrected as needed.
撮像手段15で動画を撮像した場合には、画像処理手段18は所定のタイミングでの透過領域の静止画を複数枚抽出することもできる。 When the moving image is captured by the imaging means 15, the image processing means 18 can also extract a plurality of still images in the transmission region at a predetermined timing.
ここでは、既述の画像処理手段18により、撮像手段15で撮像した画像を処理する構成例を説明したが、係る形態に限定されず、例えば画像処理手段18に加えて、さらなる1または2以上の画像処理手段等を設け、複数の画像処理手段により撮像した画像を処理しても良い。 Here, a configuration example in which the image captured by the imaging means 15 is processed by the image processing means 18 described above has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, in addition to the image processing means 18, one or two or more are further described. The image processing means and the like may be provided, and the image captured by a plurality of image processing means may be processed.
また、例えば既述の第1撮像領域や第2撮像領域をつなぎ合わせた画像と、透過領域をつなぎ合せた画像とを重ね合せて色ムラと、基板の第1の表面、第2の表面の凹凸との位置を対比、確認できるように構成することもできる。 Further, for example, an image obtained by connecting the first imaging region and the second imaging region described above and an image obtained by connecting the transmission regions are superimposed to cause color unevenness, and the first surface and the second surface of the substrate. It can also be configured so that the position with the unevenness can be compared and confirmed.
画像処理手段18は、撮像手段15が撮像した画像を3次元的に集めて画像ボリュームデータとして取り扱うこともできる。そして、画像処理手段18は、撮像手段15により得られた基板の表面の画像ボリュームデータについて、ボリュームレンダリング処理をすることができる。画像処理手段18は、具体的には例えば、画像ボリュームデータについて、透過領域の輝度値での等値面画像を作成(レンダリング)することで、基板表面全体に渡って、透過領域の画像を取出すことができる。この場合、撮像する際に第2光源、例えば蛍光灯が斜めになっていたり、写真毎に光源の位置がずれていたりしても、所定の輝度値の領域は共通になるので、所定の輝度値で分割することにより、写真の枚数に関わりなく、目的とする透過領域を取り出し、凹凸をより容易に検出できるようになる。 The image processing means 18 can also three-dimensionally collect the images captured by the image pickup means 15 and handle them as image volume data. Then, the image processing means 18 can perform volume rendering processing on the image volume data on the surface of the substrate obtained by the imaging means 15. Specifically, for example, the image processing means 18 creates (renders) an isosurface image with the brightness value of the transmission region for the image volume data, thereby extracting the image of the transmission region over the entire surface of the substrate. be able to. In this case, even if the second light source, for example, the fluorescent lamp is slanted at the time of imaging, or the position of the light source is deviated for each photograph, the region of the predetermined brightness value is common, so that the predetermined brightness is obtained. By dividing by the value, the target transparent region can be extracted regardless of the number of photographs, and the unevenness can be detected more easily.
画像処理手段18において、得られた基板表面の画像を画像ボリュームデータとして取り扱うことで、検出したい凹凸のサイズ等に応じて、輝度等を設定し、基板表面の画像ボリュームデータを分割し、等値面(アイソサーフェス)を取出すことができる。 By treating the obtained image of the substrate surface as image volume data in the image processing means 18, the brightness and the like are set according to the size of the unevenness to be detected, the image volume data of the substrate surface is divided, and the isosurfaces are obtained. A surface (isosurface) can be taken out.
このように、透過光を用いて、基板表面の凹凸を検出することで、基板の第1の表面、および第2の表面の凹凸を併せて検出することができる。このため、基板の両面について効率よく基板表面の凹凸を検査することが可能になる。 By detecting the unevenness of the substrate surface using the transmitted light in this way, the unevenness of the first surface and the second surface of the substrate can be detected together. Therefore, it is possible to efficiently inspect the unevenness of the substrate surface on both sides of the substrate.
以上に説明した本実施形態の基板の検査装置によれば、光源、撮像手段、基板用ステージを備えたシンプルな装置構成により、容易に基板表面の凹凸や、基板表面の色ムラを検出することが可能になる。 According to the substrate inspection apparatus of the present embodiment described above, unevenness on the substrate surface and color unevenness on the substrate surface can be easily detected by a simple apparatus configuration including a light source, an imaging means, and a stage for the substrate. Becomes possible.
また、本実施形態の基板の検査装置においては、線状の光を発する光源であれば足り、例えば大きな平板状の光源を用いる必要がない。さらには、第1鏡や、第2鏡を移動させることで、光源や、撮像手段を移動させることなく、基板の検査を行うことができる。このため、基板の検査装置全体を小型化することができ、コストも抑制することができる。
[基板の検査方法]
本実施形態の基板の検査方法について説明する。なお、本実施形態の基板の検査方法は、既述の基板の検査装置を用いて好適に実施することができる。このため、既に説明した事項については一部説明を省略する。
Further, in the substrate inspection device of the present embodiment, a light source that emits linear light is sufficient, and it is not necessary to use, for example, a large flat plate-shaped light source. Furthermore, by moving the first mirror and the second mirror, the substrate can be inspected without moving the light source or the imaging means. Therefore, the entire substrate inspection device can be miniaturized, and the cost can be suppressed.
[Board inspection method]
The substrate inspection method of the present embodiment will be described. The substrate inspection method of the present embodiment can be suitably carried out by using the substrate inspection apparatus described above. Therefore, some of the matters already explained will be omitted.
本実施形態の基板の検査方法は、以下の工程を有することができる。 The substrate inspection method of the present embodiment can have the following steps.
第1光源から出射した線状の光を、第1鏡移動手段と接続され、第1位置に配置された第1鏡の表面で反射し、基板用ステージに設置された基板の第1の表面側に対して照射する第1光照射開始工程。
第1鏡移動手段により、第1鏡の位置を第1位置から、第2位置へと変位させ、基板の第1の表面上で、第1光源から出射され、第1鏡の表面で反射した線状の光を走査する第1光走査工程。
第1光照射開始工程から、第1光走査工程の間、基板の第1の表面を撮像手段により撮像する第1撮像工程。
The linear light emitted from the first light source is connected to the first mirror moving means, reflected by the surface of the first mirror arranged at the first position, and reflected on the surface of the first mirror arranged at the first position, and the first surface of the substrate installed on the substrate stage. The first light irradiation start step of irradiating the side.
The position of the first mirror was displaced from the first position to the second position by the first mirror moving means, emitted from the first light source on the first surface of the substrate, and reflected on the surface of the first mirror. The first optical scanning step of scanning linear light.
A first imaging step in which the first surface of the substrate is imaged by an imaging means between the first light irradiation start step and the first light scanning step.
第1撮像工程で得られた画像を処理する第1画像処理工程。 A first image processing step of processing an image obtained in the first imaging step.
以下、各工程について説明する。
(第1光照射開始工程)
第1光照射開始工程では、第1光源から出射した線状の光を、第1鏡移動手段と接続され、第1位置に配置された第1鏡の表面で反射し、基板用ステージに設置された基板の第1の表面側に対して照射できる。
Hereinafter, each step will be described.
(First light irradiation start process)
In the first light irradiation start step, the linear light emitted from the first light source is connected to the first mirror moving means, reflected by the surface of the first mirror arranged at the first position, and installed on the substrate stage. It is possible to irradiate the first surface side of the substrate.
第1光源や、第1鏡移動手段、線状の光の形状等については既述のため詳細な説明は省略するが、第1光源としては既述の様に線状の光を照射できる手段を用いることができ、その構成は特に限定されない。ただし、特に検査の効率化の観点から、第1光源は、互いに平行な複数の線状の光を同時に照射できることが可能であることが好ましい。この場合には、第1鏡を介して照射した複数の線状の光を反射する複数の明領域の間に、暗領域が形成されるように、複数の線状の光の間隔を調整しておくことが好ましい。 Since the first light source, the first mirror moving means, the shape of the linear light, etc. have already been described, detailed description thereof will be omitted, but the first light source is a means capable of irradiating the linear light as described above. Can be used, and the configuration is not particularly limited. However, particularly from the viewpoint of improving the efficiency of inspection, it is preferable that the first light source can simultaneously irradiate a plurality of linear lights parallel to each other. In this case, the spacing between the plurality of linear lights is adjusted so that a dark region is formed between the plurality of bright regions that reflect the plurality of linear lights emitted through the first mirror. It is preferable to keep it.
なお、後述する第1光走査工程において、明領域の位置を移動させることで、撮像手段により撮像する第1撮像領域や、第2撮像領域を移動させ、第1撮像領域や、第2撮像領域を撮像した画像をつなぎ合わせた場合に検査を行う部分の画像、例えば基板表面全体の画像が形成できることが好ましい。このため、光照射開始工程では、例えばまず基板の表面の任意の端部である第1の端部や、その近傍に明領域を形成できることが好ましい。そこで、第1鏡移動手段は、第1位置に第1鏡を配置した際に、基板の表面の任意の端部である第1の端部に、第1鏡で反射した光を照射できるようにその位置を調整しておくことが好ましい。
(第1光走査工程)
第1光走査工程では、第1鏡移動手段により、第1鏡の位置を第1位置から、第2位置へと変位させ、基板の前記第1の表面上で、第1光源から出射され、第1鏡の表面で反射した線状の光を走査できる。
In the first optical scanning step described later, by moving the position of the bright region, the first imaging region and the second imaging region to be imaged by the imaging means are moved, and the first imaging region and the second imaging region are moved. It is preferable that an image of a portion to be inspected, for example, an image of the entire surface of the substrate can be formed when the images captured in the above are stitched together. Therefore, in the light irradiation start step, for example, it is preferable that a bright region can be formed at or near the first end portion which is an arbitrary end portion on the surface of the substrate. Therefore, when the first mirror is arranged at the first position, the first mirror moving means can irradiate the first end, which is an arbitrary end on the surface of the substrate, with the light reflected by the first mirror. It is preferable to adjust the position.
(First optical scanning step)
In the first light scanning step, the position of the first mirror is displaced from the first position to the second position by the first mirror moving means, and the light is emitted from the first light source on the first surface of the substrate. The linear light reflected on the surface of the first mirror can be scanned.
第1光走査工程における第1光源から出射した光の照射位置を走査する際の具体的な条件は特に限定されない、ただし、既述の様に、第1光走査工程において、明領域の位置を移動させることで、撮像手段により撮像する第1撮像領域や、第2撮像領域を移動させ、第1撮像領域や、第2撮像領域を撮像した画像をつなぎ合わせた場合に検査を行う部分の画像、例えば基板表面全体の画像が形成できることが好ましい。このため、第1光走査工程では、明領域を、該明領域の長手方向と直交する方向に沿って、第1光照射開始工程で既述の第1の端部と反対側の端部、すなわち第1の端部と基板の中心とを通る直線が基板の端部と直交する第2の端部まで移動させることが効率的かつ基板表面を隙間なく撮像できるため好ましい。 The specific conditions for scanning the irradiation position of the light emitted from the first light source in the first light scanning step are not particularly limited, but as described above, the position of the bright region is determined in the first light scanning step. By moving, the first imaging region and the second imaging region to be imaged by the imaging means are moved, and the image of the portion to be inspected when the images captured in the first imaging region and the second imaging region are joined together. For example, it is preferable that an image of the entire surface of the substrate can be formed. Therefore, in the first light scanning step, the bright region is set along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the bright region, and the end portion opposite to the first end portion described in the first light irradiation start step. That is, it is preferable to move the straight line passing through the first end portion and the center of the substrate to the second end portion orthogonal to the end portion of the substrate because it is efficient and the substrate surface can be imaged without gaps.
第1光走査工程において明領域は連続的に移動させてもよく、間欠的に移動させることもできる。例えば撮像手段の性能等に応じて明領域の移動条件を選択することができる。 In the first optical scanning step, the bright region may be moved continuously or intermittently. For example, the moving conditions in the bright region can be selected according to the performance of the imaging means and the like.
明領域を連続的に移動させるとは、例えば明領域を止めることなく連続的に移動させることを意味する。この場合、後述する第1撮像工程は、任意のタイミング、間隔で第1撮像領域や、第2撮像領域の撮像を行うことができる。 To move the bright region continuously means, for example, to move the bright region continuously without stopping. In this case, in the first imaging step described later, imaging of the first imaging region and the second imaging region can be performed at arbitrary timings and intervals.
また、明領域を間欠的に移動させる場合、第1光走査工程と、第1撮像工程とを交互に実施できる。すなわち、第1光走査工程において明領域を一定距離移動させ、停止させた後に第1撮像工程を実施し、再び第1光走査工程を実施した後、第1撮像工程を実施できる。 Further, when the bright region is intermittently moved, the first optical scanning step and the first imaging step can be alternately performed. That is, in the first light scanning step, the bright region can be moved by a certain distance and stopped, then the first imaging step can be performed, and after the first light scanning step is performed again, the first imaging step can be carried out.
第1光走査工程における明領域の移動速度、もしくは1回の移動距離は特に限定されず、検出すべき基板表面の凹凸や色ムラのサイズ、検査の効率等に基いて任意に選択することができる。 The moving speed of the bright region or the moving distance at one time in the first optical scanning step is not particularly limited, and can be arbitrarily selected based on the size of unevenness and color unevenness on the substrate surface to be detected, inspection efficiency, and the like. can.
第1光走査工程において明領域を移動させる際、例えば明領域を一定量移動させる毎に第1撮像工程を実施して、第1撮像領域や第2撮像領域を撮像し、後述する第1画像処理工程においてつなぎ合わせることができる。そして、第1撮像工程で撮像した複数枚の目的とする撮像領域の画像をつなぎ合わせることで検査を行う部分の画像、例えば基板表面全体の画像を形成することが好ましい。このため、第1光走査工程では、n回目の第1撮像工程で目的とする撮像領域を撮像した後、n+1回目の第1撮像工程で目的とする撮像領域を撮像するまでに明領域を移動させる距離と、つなぎ合わせる画像の幅、すなわち目的とする撮像領域の幅とが一致するように明領域を移動させることが好ましい。
(第1撮像工程)
第1撮像工程では、第1光照射開始工程から、第1光走査工程の間、基板の第1の表面を撮像手段により撮像することができる。具体的には、既述の第1撮像領域や、第2撮像領域を撮像できる。
When moving the bright region in the first optical scanning step, for example, every time the bright region is moved by a certain amount, the first imaging step is performed to image the first imaging region and the second imaging region, and the first image described later. It can be stitched together in the processing process. Then, it is preferable to form an image of a portion to be inspected, for example, an image of the entire surface of the substrate by joining a plurality of images of a target imaging region captured in the first imaging step. Therefore, in the first optical scanning step, after the target imaging region is imaged in the nth first imaging step, the bright region is moved until the target imaging region is imaged in the n + 1th first imaging step. It is preferable to move the bright region so that the distance to be combined and the width of the images to be stitched, that is, the width of the target imaging region match.
(First imaging step)
In the first imaging step, the first surface of the substrate can be imaged by the imaging means from the first light irradiation start step to the first light scanning step. Specifically, the above-mentioned first imaging region and the second imaging region can be imaged.
第1撮像工程では、少なくとも目的とする撮像領域を含む領域を撮影すればよく、目的とする撮像領域の周辺も併せて撮像しても良い。目的とする撮像領域の周囲の領域も併せて撮像した場合、後述する第1画像処理工程において、目的とする撮像領域を撮像した画像から切り出すことができる。 In the first imaging step, at least a region including a target imaging region may be photographed, and the periphery of the target imaging region may also be imaged. When the area around the target imaging region is also imaged, the target imaging region can be cut out from the captured image in the first image processing step described later.
撮像領域については図3を用いて既に説明したため、ここでは説明を省略する。 Since the imaging region has already been described with reference to FIG. 3, the description thereof will be omitted here.
第1撮像工程で撮像する画像は、動画であっても静止画であっても良い。動画の場合、例えば後述する第1画像処理工程において、撮影した画像のうち任意のタイミングでの目的とする撮像領域の静止画を複数枚抽出してつなぎ合わせることができる。 The image captured in the first imaging step may be a moving image or a still image. In the case of moving images, for example, in the first image processing step described later, a plurality of still images in a target imaging region can be extracted and stitched together at an arbitrary timing from the captured images.
第1画像処理工程で、撮像した画像を3次元的に集めて画像ボリュームデータとして取り扱う場合には、第1撮像工程において、撮像領域を含む基板の表面全体を撮像しても良い。 When the captured images are three-dimensionally collected and handled as image volume data in the first image processing step, the entire surface of the substrate including the imaging region may be imaged in the first imaging step.
なお、上述のように第1撮像工程では、撮像領域を撮像すればよく、明領域の形状等によっては、必要な画像は線状(帯状)の画像となる。このため、撮像手段としてラインスキャンカメラを用いることもできる。
(第1画像処理工程)
第1画像処理工程では、第1撮像工程で得られた画像を処理することができる。
As described above, in the first imaging step, the imaging region may be imaged, and the required image may be a linear (strip) image depending on the shape of the bright region and the like. Therefore, a line scan camera can also be used as the imaging means.
(First image processing step)
In the first image processing step, the image obtained in the first imaging step can be processed.
具体的には例えば第1撮像工程で撮像した画像を、必要に応じて図3に示した第1撮像領域32A、32Bや、第2撮像領域33のような線状(帯状)に加工し、明領域の移動方向に沿って並べ、つなぎ合わせることで、基板表面の全体の画像とすることができる。この際、必要に応じて画像中のコントラスト等を補正したり、二値化処理等の画像処理を実施することもできる。
Specifically, for example, the image captured in the first imaging step is processed into a linear shape (strip shape) such as the
なお、撮像手段15としてラインスキャンカメラを用い、線状(帯状)の画像を取得した場合には、取得した画像を加工せずにそのまま並べてつなぎ合わせることもできる。 When a line scan camera is used as the imaging means 15 and a linear (strip-shaped) image is acquired, the acquired images can be arranged and joined as they are without being processed.
また、第1撮像工程で動画を撮像した場合には、第1画像処理工程においては所定のタイミングでの目的とする撮像領域の静止画を複数枚抽出することもできる。 Further, when a moving image is captured in the first imaging step, a plurality of still images in a target imaging region can be extracted at a predetermined timing in the first image processing step.
そして、例えば第1画像処理工程で得られた画像を出力手段に出力し、目視、または画像処理を行うことで、基板表面、具体的には基板の第1の表面の凹凸や色ムラを検出することができる。 Then, for example, by outputting the image obtained in the first image processing step to the output means and visually or performing image processing, unevenness and color unevenness on the substrate surface, specifically, the first surface of the substrate can be detected. can do.
第1画像処理工程では、例えばAIを用い、上述のようにして得られた基板表面の画像から、基板表面の凹凸や色ムラを検出し、通知するように構成することもできる。また、第1画像処理工程では、例えば予め設定しておいた色度や明度等の閾値により、形成した画像中の凹凸や、色ムラが生じている箇所を検出、通知できるように構成することもできる。 In the first image processing step, for example, AI can be used to detect and notify the unevenness and color unevenness of the substrate surface from the image of the substrate surface obtained as described above. Further, in the first image processing step, for example, it is configured to be able to detect and notify a portion where unevenness or color unevenness occurs in the formed image by a preset threshold value such as chromaticity or lightness. You can also.
第1画像処理工程での画像処理は上記方法に限定されず、例えば第1撮像工程で撮像した画像を3次元的に集めて画像ボリュームデータとして取り扱うこともできる。 The image processing in the first image processing step is not limited to the above method, and for example, the images captured in the first imaging step can be three-dimensionally collected and handled as image volume data.
そして、第1画像処理工程では、第1撮像工程で得られた基板の第1の表面の画像ボリュームデータについて、ボリュームレンダリング処理を行うこともできる。第1画像処理工程では、具体的には例えば、画像ボリュームデータについて、目的とする撮像領域の輝度値での等値面画像を作成(レンダリング)することで、基板表面全体に渡って、目的とする撮像領域の画像を取出すことができる。この場合、撮像する際に光源、例えば蛍光灯が斜めになっていたり、写真毎に光源の位置がずれていたりしても、所定の輝度値の領域は共通になるので、所定の輝度値で分割することにより、写真の枚数に関わりなく、目的とする撮像領域の画像を取り出し、凹凸や色ムラをより容易に検出できる。 Then, in the first image processing step, it is also possible to perform volume rendering processing on the image volume data of the first surface of the substrate obtained in the first imaging step. In the first image processing step, specifically, for example, by creating (rendering) an isosurface image with the brightness value of the target imaging region for the image volume data, the purpose is to cover the entire surface of the substrate. The image of the imaging region to be imaged can be taken out. In this case, even if the light source, for example, the fluorescent lamp is slanted at the time of imaging, or the position of the light source is deviated for each photograph, the region of the predetermined luminance value is common, so that the predetermined luminance value is used. By dividing, the image of the target imaging region can be taken out regardless of the number of photographs, and unevenness and color unevenness can be detected more easily.
以上の様に、第1画像処理工程で、得られた基板表面の画像を画像ボリュームデータとして取り扱うことで、輝度等を設定し、基板表面の画像ボリュームデータを分割し、等値面(アイソサーフェス)を取出すことができる。 As described above, by treating the image of the substrate surface obtained in the first image processing step as image volume data, the brightness and the like are set, the image volume data of the substrate surface is divided, and the isosurface (isosurface). ) Can be taken out.
本実施形態の基板の検査方法は他にも任意の工程をさらに有することもできる。 The substrate inspection method of the present embodiment may further include any other steps.
例えば、基板用ステージに配置された基板を水平にする傾き補正工程をさらに有することもできる。 For example, it may further have an inclination correction step of leveling the substrate arranged on the substrate stage.
基板水平に調整する具体的な方法は特に限定されないが、例えば基板用ステージ11や、基板の検査装置10の躯体に水平度を調整する傾き補正手段を設けておき、自動または手動により水平度を調整することができる。
The specific method for adjusting the horizontality of the substrate is not particularly limited, but for example, the stage 11 for the substrate or the skeleton of the
また、既述の様に、基板の検査装置10は、基板16の第2の表面16B側に第2光源22や、第2鏡23、第2鏡移動手段24をさらに備えることもできる。
そして、基板の検査装置がこれらの部材を備えている場合、すなわち基板の第1の表面とは反対側に位置する第2の表面側に第2光源が配置されている場合、本実施形態の基板の検査方法は、さらに以下の工程を有することもできる。
Further, as described above, the
Then, when the substrate inspection device includes these members, that is, when the second light source is arranged on the second surface side located on the side opposite to the first surface of the substrate, the present embodiment The substrate inspection method may further include the following steps.
第2光源から出射した線状の光を、第2鏡移動手段と接続され、第3位置に配置された第2鏡の表面で反射し、基板の前記第2の表面側に対して照射する第2光照射開始工程。
第2鏡移動手段により、第2鏡の位置を第3位置から、第4位置へと変位させ、基板の第2の表面上で、第2光源から出射され、第2鏡の表面で反射した線状の光を走査する第2光走査工程。
第2光照射開始工程から、第2光走査工程の間、基板の第1の表面を撮像手段により撮像する第2撮像工程。
第2撮像工程で得られた画像を処理する第2画像処理工程。
The linear light emitted from the second light source is connected to the second mirror moving means, reflected on the surface of the second mirror arranged at the third position, and irradiates the second surface side of the substrate. Second light irradiation start step.
The position of the second mirror was displaced from the third position to the fourth position by the second mirror moving means, emitted from the second light source on the second surface of the substrate, and reflected on the surface of the second mirror. A second light scanning step of scanning linear light.
A second imaging step in which the first surface of the substrate is imaged by an imaging means between the second light irradiation start step and the second light scanning step.
A second image processing step of processing the image obtained in the second imaging step.
以下、各工程について説明する。
(第2光照射開始工程)
第2光照射開始工程では、第2光源から出射した線状の光を、第2鏡移動手段と接続され、第3位置に配置された第2鏡の表面で反射し、基板用ステージに設置された基板の第2の表面側に対して照射できる。
Hereinafter, each step will be described.
(Second light irradiation start process)
In the second light irradiation start step, the linear light emitted from the second light source is connected to the second mirror moving means, reflected by the surface of the second mirror arranged at the third position, and installed on the substrate stage. It is possible to irradiate the second surface side of the substrate.
第2光源や、第2鏡移動手段、線状の光の形状等については既述のため詳細な説明は省略するが、第2光源としては既述の様に線状の光を照射できる手段を用いることができ、その構成は特に限定されない。ただし、特に検査の効率化の観点から、第2光源は互いに平行な複数の線状の光を同時に照射することが可能であることが好ましい。この場合には、照射した複数の線状の光を反射する複数の明領域の間に、暗領域が形成されるように、複数の線状の光の間隔を調整しておくことが好ましい。 Since the second light source, the second mirror moving means, the shape of the linear light, etc. have already been described, detailed description thereof will be omitted, but the second light source is a means capable of irradiating the linear light as described above. Can be used, and the configuration is not particularly limited. However, from the viewpoint of improving the efficiency of inspection, it is preferable that the second light source can simultaneously irradiate a plurality of linear lights parallel to each other. In this case, it is preferable to adjust the interval between the plurality of linear lights so that a dark region is formed between the plurality of bright regions that reflect the plurality of irradiated linear lights.
なお、後述する第2光走査工程において、透過領域の位置を移動させ、該透過領域を撮像した画像をつなぎ合わせた場合に検査を行う部分の画像、例えば基板表面全体の画像が形成できることが好ましい。このため、第2光照射開始工程では、例えばまず基板の表面の任意の端部である第1の端部や、その近傍に透過領域を形成できることが好ましい。そこで、第2鏡移動手段は、第3位置に第2鏡を配置した際に、基板の表面の任意の端部である第1の端部に、第2鏡で反射した光を照射し、透過領域を形成できるようにその位置を調整しておくことが好ましい。
(第2光走査工程)
第2光走査工程では、第2鏡移動手段により、第2鏡の位置を第3位置から、第4位置へと変位させ、基板の第2の表面上で、第2光源から出射され、第2鏡の表面で反射した線状の光を走査できる。
In the second optical scanning step described later, it is preferable that the position of the transmission region is moved and an image of a portion to be inspected when the images of the transmission region are stitched together, for example, an image of the entire surface of the substrate can be formed. .. Therefore, in the second light irradiation start step, for example, it is preferable that a transmission region can be formed at or near the first end portion which is an arbitrary end portion on the surface of the substrate. Therefore, when the second mirror is arranged at the third position, the second mirror moving means irradiates the first end, which is an arbitrary end on the surface of the substrate, with the light reflected by the second mirror. It is preferable to adjust the position so that the transmission region can be formed.
(Second optical scanning step)
In the second light scanning step, the position of the second mirror is displaced from the third position to the fourth position by the second mirror moving means, and the second mirror is emitted from the second light source on the second surface of the substrate. 2 It is possible to scan the linear light reflected on the surface of the mirror.
第2光走査工程における第2光源から出射した光の照射位置を走査する際の具体的な条件は特に限定されない。ただし、既述の様に、第2光走査工程において、透過領域の位置を移動させ、透過領域を撮像した画像をつなぎ合わせた場合に検査を行う部分の画像、例えば基板表面全体の画像が形成できることが好ましい。このため、第2光走査工程では、透過領域を、該透過領域の長手方向と直交する方向に沿って、第2光照射開始工程で既述の第1の端部と反対側の端部、すなわち第1の端部と基板の中心とを通る直線が基板の端部と直交する第2の端部まで移動させることが効率的かつ基板表面を隙間なく撮像できるため好ましい。 The specific conditions for scanning the irradiation position of the light emitted from the second light source in the second light scanning step are not particularly limited. However, as described above, in the second optical scanning step, when the position of the transmission region is moved and the images of the transmission region are stitched together, an image of a portion to be inspected, for example, an image of the entire substrate surface is formed. It is preferable to be able to do it. Therefore, in the second light scanning step, the transmission region is set along the direction orthogonal to the longitudinal direction of the transmission region, and the end portion opposite to the first end portion described in the second light irradiation start step. That is, it is preferable to move the straight line passing through the first end portion and the center of the substrate to the second end portion orthogonal to the end portion of the substrate because it is efficient and the substrate surface can be imaged without gaps.
第2光走査工程において透過領域は連続的に移動させてもよく、間欠的に移動させることもできる。例えば撮像手段の性能等に応じて透過領域の移動条件を選択することができる。 In the second optical scanning step, the transmission region may be continuously moved or may be moved intermittently. For example, the moving conditions of the transmission region can be selected according to the performance of the imaging means and the like.
透過領域を連続的に移動させるとは、例えば透過領域を止めることなく連続的に移動させることを意味する。この場合、後述する第2撮像工程は、任意のタイミング、間隔で透過領域の撮像を行うことができる。 Moving the transparent region continuously means, for example, moving the transparent region continuously without stopping. In this case, in the second imaging step described later, the transmission region can be imaged at an arbitrary timing and interval.
また、透過領域を間欠的に移動させる場合、第2光走査工程と、第2撮像工程とを交互に実施できる。すなわち、第2光走査工程において透過領域を一定距離移動させ、停止させた後に第2撮像工程を実施し、再び第2光走査工程を実施した後、第2撮像工程を実施できる。 Further, when the transmission region is intermittently moved, the second optical scanning step and the second imaging step can be alternately performed. That is, in the second light scanning step, the transmission region can be moved by a certain distance and stopped, then the second imaging step can be performed, and after the second light scanning step is performed again, the second imaging step can be carried out.
第2光走査工程における透過領域の移動速度、もしくは1回の移動距離は特に限定されず、検出すべき基板表面の凹凸のサイズ、検査の効率等に基いて任意に選択することができる。 The moving speed of the transmission region in the second optical scanning step or the moving distance at one time is not particularly limited, and can be arbitrarily selected based on the size of the unevenness on the surface of the substrate to be detected, the efficiency of inspection, and the like.
第2光走査工程において透過領域を移動させる際、例えば透過領域を一定量移動させる毎に第2撮像工程を実施して、透過領域を撮像し、後述する第2画像処理工程においてつなぎ合わせることができる。そして、第2撮像工程で撮像した複数枚の透過領域の画像をつなぎ合わせることで検査を行う部分の画像、例えば基板表面全体の画像を形成することが好ましい。このため、第2光走査工程では、n回目の第2撮像工程で透過領域を撮像した後、n+1回目の第2撮像工程で透過領域を撮像するまでに透過領域を移動させる距離と、つなぎ合わせる画像の幅、すなわち透過領域の幅とが一致するように明領域を移動させることが好ましい。
(第2撮像工程)
第2撮像工程では、第2光照射開始工程から、第2光走査工程の間、基板の第1の表面を撮像手段により撮像することができる。具体的には、既述の透過領域を撮像できる。
When moving the transmission region in the second optical scanning step, for example, the second imaging step is performed every time the transmission region is moved by a certain amount, the transmission region is imaged, and the transmission region is joined in the second image processing step described later. can. Then, it is preferable to form an image of a portion to be inspected, for example, an image of the entire surface of the substrate by joining the images of a plurality of transmission regions captured in the second imaging step. Therefore, in the second optical scanning step, after the transmission region is imaged in the nth second imaging step, the distance to move the transmission region until the transmission region is imaged in the n + 1th second imaging step is connected. It is preferable to move the bright region so that it matches the width of the image, that is, the width of the transparent region.
(Second imaging step)
In the second imaging step, the first surface of the substrate can be imaged by the imaging means from the second light irradiation start step to the second light scanning step. Specifically, the above-mentioned transmission region can be imaged.
第2撮像工程では、少なくとも透過領域を含む領域を撮影すればよく、透過領域の周辺も併せて撮像しても良い。透過領域の周囲の領域も併せて撮像した場合、後述する第2画像処理工程において、目的とする透過領域を撮像した画像から切り出すことができる。 In the second imaging step, at least a region including a transmission region may be photographed, and the periphery of the transmission region may also be imaged. When the region around the transmission region is also imaged, the target transmission region can be cut out from the captured image in the second image processing step described later.
透過領域については図4を用いて既に説明したため、ここでは説明を省略する。 Since the transparent region has already been described with reference to FIG. 4, the description thereof will be omitted here.
第2撮像工程で撮像する画像は、動画であっても静止画であっても良い。動画の場合、例えば後述する第2画像処理工程において、撮影した画像のうち任意のタイミングでの撮像領域の静止画を複数枚抽出してつなぎ合わせることができる。 The image captured in the second imaging step may be a moving image or a still image. In the case of moving images, for example, in the second image processing step described later, a plurality of still images in the imaging region at arbitrary timings can be extracted and stitched together from the captured images.
第2画像処理工程で、撮像した画像を3次元的に集めて画像ボリュームデータとして取り扱う場合には、第2撮像工程において、透過領域を含む基板の表面全体を撮像しても良い。
(第2画像処理工程)
第2画像処理工程では、第2撮像工程で得られた画像を処理することができる。
When the captured images are three-dimensionally collected and handled as image volume data in the second image processing step, the entire surface of the substrate including the transmission region may be imaged in the second image processing step.
(Second image processing process)
In the second image processing step, the image obtained in the second imaging step can be processed.
具体的には例えば第2撮像工程で撮像した画像を、必要に応じて図4に示した透過領域のような線状(帯状)に加工し、透過領域の移動方向に沿って並べ、つなぎ合わせることで、基板表面の全体の画像とすることができる。この際、必要に応じて画像中のコントラスト等を補正することもできる。 Specifically, for example, the images captured in the second imaging step are processed into a linear shape (strip shape) like the transmission region shown in FIG. 4 as necessary, arranged along the moving direction of the transmission region, and joined together. This makes it possible to obtain an image of the entire surface of the substrate. At this time, the contrast in the image can be corrected as needed.
なお、撮像手段15としてラインスキャンカメラを用い、線状(帯状)の画像を取得した場合には、取得した画像を加工せずにそのまま並べてつなぎ合わせることもできる。 When a line scan camera is used as the imaging means 15 and a linear (strip-shaped) image is acquired, the acquired images can be arranged and joined as they are without being processed.
また、第2撮像工程で動画を撮像した場合には、第2画像処理工程においては所定のタイミングでの透過領域の静止画を複数枚抽出することもできる。 Further, when a moving image is captured in the second imaging step, a plurality of still images in the transmission region at a predetermined timing can be extracted in the second image processing step.
そして、例えば第2画像処理工程で得られた画像を出力手段に出力し、目視、または画像処理を行うことで、基板表面、具体的には基板の第1の表面、および第2の表面の凹凸を検出することができる。 Then, for example, by outputting the image obtained in the second image processing step to the output means and visually or performing image processing, the surface of the substrate, specifically, the first surface of the substrate and the second surface can be subjected to. Unevenness can be detected.
第2画像処理工程では、例えばAIを用い、上述のようにして得られた基板表面の画像から、基板表面の凹凸を検出し、通知するように構成することもできる。また、第2画像処理工程では、例えば予め設定しておいた色度や明度等の閾値により、形成した画像中の凹凸が生じている箇所を検出、通知できるように構成することもできる。 In the second image processing step, for example, AI can be used to detect and notify the unevenness of the substrate surface from the image of the substrate surface obtained as described above. Further, in the second image processing step, for example, it can be configured so that a portion of the formed image in which unevenness is generated can be detected and notified by a preset threshold value such as chromaticity or lightness.
第2画像処理工程での画像処理は上記方法に限定されず、例えば第2撮像工程で撮像した画像を3次元的に集めて画像ボリュームデータとして取り扱うこともできる。 The image processing in the second image processing step is not limited to the above method, and for example, the images captured in the second imaging step can be three-dimensionally collected and handled as image volume data.
そして、第2画像処理工程では、第2撮像工程で得られた基板の第1の表面の画像ボリュームデータについて、ボリュームレンダリング処理を行うこともできる。第2画像処理工程では、具体的には例えば、画像ボリュームデータについて、透過領域の輝度値での等値面画像を作成(レンダリング)することで、基板表面全体に渡って、透過領域の画像を取出すことができる。この場合、撮像する際に光源、例えば蛍光灯が斜めになっていたり、写真毎に光源の位置がずれていたりしても、所定の輝度値の領域は共通になるので、所定の輝度値で分割することにより、写真の枚数に関わりなく、透過領域の画像を取り出し、色ムラをより容易に検出できる。 Then, in the second image processing step, volume rendering processing can also be performed on the image volume data of the first surface of the substrate obtained in the second imaging step. In the second image processing step, specifically, for example, by creating (rendering) an isosurface image with the brightness value of the transmission region for the image volume data, the image of the transmission region is created over the entire surface of the substrate. Can be taken out. In this case, even if the light source, for example, the fluorescent lamp is slanted at the time of imaging, or the position of the light source is deviated for each photograph, the region of the predetermined luminance value is common, so that the predetermined luminance value is used. By dividing, the image in the transparent region can be taken out regardless of the number of photographs, and the color unevenness can be detected more easily.
以上の様に、第2画像処理工程で、得られた基板表面の画像を画像ボリュームデータとして取り扱うことで、輝度等を設定し、基板表面の画像ボリュームデータを分割し、等値面(アイソサーフェス)を取出すことができる。 As described above, by treating the image of the substrate surface obtained in the second image processing step as image volume data, the brightness and the like are set, the image volume data of the substrate surface is divided, and the isosurface (isosurface). ) Can be taken out.
また、第2画像処理工程では、必要に応じて既述の第1画像処理工程で得られた例えば既述の第1撮像領域や第2撮像領域をつなぎ合わせた画像と、第2画像処理工程で得られた透過領域をつなぎ合せた画像とを重ね合せて色ムラと、基板の第1の表面、第2の表面の凹凸との位置を対比、確認できるように構成することもできる。 Further, in the second image processing step, for example, an image obtained by connecting the first imaging region and the second imaging region described above obtained in the first image processing step described above and a second image processing step as needed. It is also possible to superimpose the image obtained by joining the transmission regions obtained in 1) so that the positions of the color unevenness and the unevenness of the first surface and the second surface of the substrate can be compared and confirmed.
なお、ここでは第1画像処理工程と、第2画像処理工程とを別の工程として説明したが、両工程を同時に、1つの工程として実施することもできる。 Although the first image processing step and the second image processing step have been described here as separate steps, both steps can be simultaneously carried out as one step.
以上に説明した本実施形態の基板の検査方法によれば、光源、撮像手段、基板用ステージを備えたシンプルな構成の基板の検査装置を用いて、容易に基板表面の凹凸や、基板表面の色ムラを検出することが可能になる。 According to the substrate inspection method of the present embodiment described above, the unevenness of the substrate surface and the unevenness of the substrate surface can be easily obtained by using a substrate inspection device having a simple structure including a light source, an imaging means, and a stage for the substrate. It becomes possible to detect color unevenness.
また、本実施形態の基板の検査方法においては、線状の光を発する光源であれば足り、例えば大きな平板状の光源を用いる必要がない。さらには、第1鏡や、第2鏡を移動させることで、光源や、撮像手段を移動させることなく、基板の検査を行うことができる。このため、用いる基板の検査装置全体を小型化することができ、コストも抑制することができる。 Further, in the substrate inspection method of the present embodiment, a light source that emits linear light is sufficient, and it is not necessary to use, for example, a large flat plate-shaped light source. Furthermore, by moving the first mirror and the second mirror, the substrate can be inspected without moving the light source or the imaging means. Therefore, the entire inspection device for the substrate to be used can be miniaturized, and the cost can be suppressed.
10 基板の検査装置
11 基板用ステージ
12 第1光源
13 第1鏡
13A 第1位置
13B 第2位置
14 第1鏡移動手段
15 撮像手段
16 基板
16A 第1の表面
16B 第2の表面
18 画像処理手段
22 第2光源
221 光源制御手段
23 第2鏡
23A 第3位置
23B 第4位置
24 第2鏡移動手段
31A 明領域
32A、32B 第1撮像領域
33 第2撮像領域
41A 透過領域
10 Substrate inspection device 11
Claims (10)
第1光源と、
第1鏡と、
前記第1鏡と接続されており、前記第1鏡を第1位置と、第2位置との間で変位させることができる第1鏡移動手段と、
前記基板用ステージに配置された基板の第1の表面側を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた画像を処理する画像処理手段と、を備えており、
前記第1鏡移動手段が、前記第1位置から、前記第2位置に前記第1鏡を変位することで、前記第1光源から出射され、前記第1鏡の表面で反射した線状の光を、前記基板の前記第1の表面上で走査できる基板の検査装置。 Board stage and
With the first light source
The first mirror and
A first mirror moving means that is connected to the first mirror and can displace the first mirror between the first position and the second position.
An imaging means for imaging the first surface side of the substrate arranged on the substrate stage, and
It is provided with an image processing means for processing an image obtained by the imaging means.
The first mirror moving means displaces the first mirror from the first position to the second position, so that linear light emitted from the first light source and reflected on the surface of the first mirror. A substrate inspection device capable of scanning the substrate on the first surface of the substrate.
前記基板の前記第2の表面側に配置された第2鏡と、
前記第2鏡と接続されており、前記第2鏡を第3位置と、第4位置との間で変位させることができる第2鏡移動手段と、
前記第1光源および前記第2光源の発光を制御する光源制御手段と、をさらに備えており、
前記第2鏡移動手段が、前記第3位置から、前記第4位置に前記第2鏡を変位することで、前記第2光源から出射され、前記第2鏡の表面で反射した光を、前記基板の前記第2の表面上で走査できる請求項1に記載の基板の検査装置。 A second light source arranged on the second surface side located on the side opposite to the first surface of the substrate, and
A second mirror arranged on the second surface side of the substrate,
A second mirror moving means that is connected to the second mirror and can displace the second mirror between the third position and the fourth position.
Further, the first light source and the light source control means for controlling the light emission of the second light source are provided.
The second mirror moving means displaces the second mirror from the third position to the fourth position to emit light emitted from the second light source and reflected on the surface of the second mirror. The substrate inspection apparatus according to claim 1, which can scan on the second surface of the substrate.
前記第1鏡移動手段により、前記第1鏡の位置を前記第1位置から、第2位置へと変位させ、前記基板の前記第1の表面上で、前記第1光源から出射され、前記第1鏡の表面で反射した線状の光を走査する第1光走査工程と、
前記第1光照射開始工程から、前記第1光走査工程の間、前記基板の第1の表面を撮像手段により撮像する第1撮像工程と、
前記第1撮像工程で得られた画像を処理する第1画像処理工程と、を有する基板の検査方法。 The linear light emitted from the first light source is connected to the first mirror moving means, reflected by the surface of the first mirror arranged at the first position, and reflected on the surface of the first mirror arranged at the first position, and the first surface of the substrate installed on the substrate stage. The first light irradiation start step of irradiating the side and
The position of the first mirror is displaced from the first position to the second position by the first mirror moving means, and is emitted from the first light source on the first surface of the substrate. 1 The first light scanning step of scanning the linear light reflected on the surface of the mirror, and
From the first light irradiation start step to the first light scanning step, a first imaging step of imaging the first surface of the substrate by an imaging means, and a first imaging step.
A method for inspecting a substrate, comprising a first image processing step of processing an image obtained in the first imaging step.
第2光源から出射した線状の光を、第2鏡移動手段と接続され、第3位置に配置された第2鏡の表面で反射し、前記基板の前記第2の表面側に対して照射する第2光照射開始工程と、
前記第2鏡移動手段により、前記第2鏡の位置を前記第3位置から、第4位置へと変位させ、前記基板の前記第2の表面上で、前記第2光源から出射され、前記第2鏡の表面で反射した線状の光を走査する第2光走査工程と、
前記第2光照射開始工程から、前記第2光走査工程の間、前記基板の前記第1の表面を前記撮像手段により撮像する第2撮像工程と、
前記第2撮像工程で得られた画像を処理する第2画像処理工程と、を有する請求項6に記載の基板の検査方法。 A second light source is arranged on the second surface side of the substrate, which is located on the side opposite to the first surface of the substrate.
The linear light emitted from the second light source is connected to the second mirror moving means, reflected on the surface of the second mirror arranged at the third position, and irradiates the second surface side of the substrate. The second light irradiation start process and
The position of the second mirror is displaced from the third position to the fourth position by the second mirror moving means, and the second mirror is emitted from the second light source on the second surface of the substrate. 2 The second light scanning step of scanning the linear light reflected on the surface of the mirror, and
From the second light irradiation start step to the second light scanning step, a second imaging step of imaging the first surface of the substrate by the imaging means, and
The substrate inspection method according to claim 6, further comprising a second image processing step of processing the image obtained in the second imaging step.
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