JP3523408B2 - 凹凸状物形状測定方法および装置 - Google Patents
凹凸状物形状測定方法および装置Info
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Description
る凹凸状物を光学的に測定する凹凸状物形状測定方法お
よび装置に関し、とくに、異物や意図的な注入物が検査
対象物に埋め込まれた際にできるような凸状欠陥等の凹
凸状物を、大きさとともにその高さを精度よく測定する
ことが可能な凹凸状物形状測定方法および装置に関す
る。
凹凸状物の平面的な大きさもさることながら、凹凸状物
の高さを精度よく測定することが望まれる場合が多い。
例えば液晶基板においては、カラーフィルタと基板は微
小間隔をもって対向配置されるため、凸状(突起状)欠
陥は、電極間のショート等につながるおそれがあり、あ
る高さ以上の凹凸状物の検出は極めて重要な検査項目と
なる。
学的な手法が各種知られており、代表的な手法として次
のA、Bが知られている。
を有する検査対象物1に光を照射し、検査対象物1から
の散乱光を、たとえば集光レンズ3を通して単一の受光
面4を有するカメラ5で測定する。測定される散乱光の
強度は、例えば図2に示すような分布をもち、予め定め
られたあるスライスレベル6以上の受光光量(散乱光強
度)を示す部分が凹凸状物として測定される。この手法
では、凹凸状物の大きさは、散乱光強度と凹凸状物の大
きさがある比例関係にあるとして、スライスレベルを超
えた部分の総散乱光強度で判定するしかない。
複数の画素をもつ受光面7を有するカメラ8で散乱光を
測定する手法である。この手法では、図4に示すよう
に、あるスライスレベル9以上の受光光量で凹凸状物を
測定し、その部分の画素数で凹凸状物の大きさ(凹凸状
物サイズ)を判定できる。
な従来の凹凸状物測定方法には、以下のような問題があ
る。図5の(a)、(b)に示すように、同じ高さの凹
凸状物11、12(図示例では凸状欠陥)であっても、
凹凸状物11、12の大きさに比べて照射光の照射面積
が大きい場合には、凹凸状物の大きさ(とくに平面的な
大きさ)、形状が異なると総散乱光量は異なる。逆に、
図6の(a)、(b)に示すように、凹凸状物13、1
4(図示例では凸状欠陥)の高さが異なっても総散乱光
量は等しくなることもある。したがって、スライスレベ
ルを超えた部分の総散乱光量(強度)で凹凸状物の大き
さを測定する前記手法Aでは、凹凸状物の高さを判定す
ることはできない。また、前記手法Bにおいても、凹凸
状物の底面積あるいは底面形状は測定することができて
も、やはり高さを判定することはできない。
に鑑み、基本的には前記手法Bを前提として、検査対象
物からの散乱光により凹凸状物を測定するに際し、凹凸
状物の平面的な大きさのみならずその高さについても精
度よく測定できるようにすることにある。
に、本発明の凹凸状物検出方法は、検査対象物上に該検
査対象物の基準面に対し凸および/または凹状に形成さ
れた凹凸状物を光学的に測定する凹凸状物形状測定方法
であって、前記検査対象物に光を照射し、該検査対象物
からの散乱光を受光して該散乱光の強度分布を二次元的
に検出し、該散乱光の強度分布が予め定められた散乱光
強度のスライスレベルを超えるときに形成される閉ルー
プの形状から凹凸状物の底面の大きさを測定するととも
に、該閉ループ内における散乱光強度の積分値から凹凸
状物の体積または側面の大きさを測定することを特徴と
する方法からなる。
錐等の立体と仮定し、前記凹凸状物の底面の大きさを前
記立体の底面積に相当する値とするとともに、前記凹凸
状物の体積を前記立体の体積に相当する値、もしくは、
側面の大きさを前記立体の側面積に相当する値とし、両
値から前記立体の高さを算出して凹凸状物の高さとする
ことができる。
検査対象物に光を照射する照光手段と、該検査対象物か
らの散乱光を最終的に二次元の散乱光強度分布の形で受
光可能な受光手段とを備え、検査対象物上に該検査対象
物の基準面に対し凸および/または凹状に形成された凹
凸状物を光学的に測定する凹凸状物形状測定装置であっ
て、前記散乱光強度分布が予め定められた散乱光強度の
スライスレベルを超えるときに形成される閉ループの形
状を測定する手段と、該閉ループ内における散乱光強度
の積分値を演算する手段とを備えたことを特徴とするも
のからなる。
定手段からの情報と、前記散乱光強度積分値演算手段か
らの情報から、凹凸状物の形状を円錐等の立体と仮定し
た際の該凹凸状物の高さを算出する手段を備えることに
より、前述の方法により凹凸状物の高さについても測定
できる。
を二次元的に受光するセンサを備えたものとすることも
でき、ラインセンサ等の一次元センサでも構成可能であ
る。例えば、前記受光手段が、検査対象物から散乱光を
受光するラインセンサを備えたカメラと、該カメラと検
査対象物とを所定方向に相対移動させる相対移動手段と
を有しているものとすることができる。
法の測定原理を、図面を参照して説明する。本発明は、
前述したように、基本的には前述の手法Bを前提とす
る。図7に示すように、検査対象物からの散乱光の強度
の分布において、予め設定した散乱光強度のスライスレ
ベル21を超える部分について、その画素数をサイズ、
散乱光強度の積分値である総散乱光量をパワーと呼ぶこ
とにする。
状物の高さと相関があることを利用し、パワーおよびサ
イズから高さを算出する手法である。すなわち、上記総
散乱光量(パワー)は、例えば凸状に突出した欠陥の体
積あるいは側面積と相関があり、体積あるいは側面積が
大きい程パワーも大きくなる。また、上記サイズは、凹
凸状物の底面積と相関があり、サイズが大きい程底面積
も大きい。さらに、凹凸状物を立体に近似すると、上記
体積あるいは側面積は底面積と高さの関数であるから、
底面積に相当する値と体積あるいは側面積に相当する値
が求まれば、高さを算出できることになる。
モデル22に近似し、上記サイズから得られる凹凸状物
の底面形状をそれと同一面積をもつ円に補完し、上記パ
ワーと相関する凹凸状物の体積を円錐の体積、あるいは
上記パワーと相関する表面積を円錐の側面積に補完する
と、その円錐モデル22の高さを算出でき、それを凹凸
状物の高さとすることができる。
関係は次式のような関係がある。 (パワー)=f(体積) ・・・(1) =g(側面積) ・・・(2) (サイズ)=h(底面積) ・・・(3) f、g、hは( )内を変数とした関数である。例え
ば、パワーが体積と比例関係にあり、かつ、サイズが底
面積と比例関係にある場合は、 (パワー)=a×(体積)=aπr2 h ・・・(4) (サイズ)=b×(底面積)=bπr2 ・・・(5) と表すことができ、(パワー)÷(サイズ)により底面
の円の半径rが消去されて、高さhを求めることができ
る。ここで、a、bは検査基準により定まる定数であ
る。また、パワーが側面積と比例関係にある場合には、 (パワー)=c×(側面積)=c・πr(r2 +h2 )1/2 ・・・(6) と表すことができ、(5)、(6)式から底面の円の半
径rを消去して、高さhを求めることができる。ここ
で、cは検査基準により定まる定数である。なお、f、
g、hの関数は、ここで例示したような比例関係(原点
を通る一次式)に限らず、一般的な一次式、高次式、指
数関数、対数関数、その他の関数となる可能性もある。
らず、四角錐モデル、円柱モデル、四角柱モデル、円錐
台モデル、四角錐台モデル等も適用可能である。検査対
象物や頻度の高い欠陥(凹凸状物)の形状に応じてモデ
ル形状を決定すればよい。
ら凸状に突出した欠陥について行ったが、凹状にへこん
だ欠陥に対しても、その部分で総散乱光が増加すること
から本発明方法が同様に適用可能である。この場合、凹
凸状物の深さを測定することになる。
いて、図面を参照して説明する。図9は、本発明の一実
施態様に係る凹凸状物形状測定装置の概略構成を、図1
0は、図9のカメラで検査対象物からの散乱光を検出す
る様子を平面的に示したものである。
1上には、異物32が埋めこまれて、基板31の基準面
31aに対し上方に凸状に突出した突起欠陥33(凹凸
状物)が形成されている。基板31の上方(本実施態様
では斜め上方)には、基板31に向けて光(例えばレー
ザ光)を照射する照光手段34が設けられており、基板
31からの散乱光が上方に設けられたカメラ35で撮像
される。カメラ35は、本実施態様ではラインセンサ3
6を有しており、図10に示したようにラインセンサ3
6における各画素にて凹凸状物33からの散乱光の強度
が測定される。
Yと直交する方向Xに、カメラ35に対して相対移動さ
れる。基板31は移動テーブル37上に装着固定され、
テーブル37がスクリュ38を介してモータ39によっ
てX方向に移動される。基板31側ではなくカメラ35
側を移動するようにしてもよい。
なく、二次元センサを配し、図示したような相対移動機
構をなくすことも可能である。
凹凸状物測定状態は、例えば図11に示すようになる。
すなわち、ラインセンサ36によって基板31からの散
乱光の強度の分布が測定され、予め定められた散乱光強
度のスライスレベル40を超える領域が欠陥(凹凸状
物)として認識、検出される。この領域41は、基板3
1とカメラ35との相対移動によって、図12に示すよ
うな、時間的に積算した状態の閉ループの領域42とし
て測定される。
レル40を超えた総画素数が前述のサイズ値となり、そ
の領域42の総受光光量、つまり散乱光強度の積分値が
前述のパワー値となる。そして、図12に示した領域4
2の形状から、突起欠陥33(凹凸状物)の平面形状を
認識でき総画素数から平面的な大きさを把握できる。
装置50により、上記サイズ値を凹凸状物の立体モデル
の底面積相関成分とし、上記パワー値を該立体モデルの
体積相関成分あるいは側面積相関成分として、欠陥33
(凹凸状物)の高さが算出される。
形状測定方法および装置によれば、検査対象物からの散
乱光により凹凸状物の大きさを光学的に測定するに際
し、凹凸状物の平面的な大きさのみならずその高さにつ
いても精度よく検出できるようになる。したがって、液
晶表示装置用のカラーフィルタ等、凹凸状物の高さを非
接触状態で精度よく検出、測定することが要求されるも
のの検査工程に用いて最適な方法および装置を提供でき
る。
ある。
図である。
図である。
図である。
面図である。
面図である。
と画素との関係図である。
の斜視図である。
置の概略構成図である。
す概略平面図である。
凸状物測定の様子を併せて示した、散乱光強度と画素位
置との関係図である。
を示す、画素マトリックス上の平面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 検査対象物上に該検査対象物の基準面に
対し凸および/または凹状に形成された凹凸状物を光学
的に測定する凹凸状物形状測定方法であって、前記検査
対象物に光を照射し、該検査対象物からの散乱光を受光
して該散乱光の強度分布を二次元的に検出し、該散乱光
の強度分布が予め定められた散乱光強度のスライスレベ
ルを超えるときに形成される閉ループの形状から凹凸状
物の底面の大きさを測定するとともに、該閉ループ内に
おける散乱光強度の積分値から凹凸状物の体積または側
面の大きさを測定することを特徴とする凹凸状物形状測
定方法。 - 【請求項2】 凹凸状物の形状を円錐等の立体と仮定
し、前記凹凸状物の底面の大きさを前記立体の底面積に
相当する値とするとともに、前記凹凸状物の体積を前記
立体の体積に相当する値、もしくは、側面の大きさを前
記立体の側面積に相当する値とし、両値から前記立体の
高さを算出して凹凸状物の高さとする、請求項1の凹凸
状物形状測定方法。 - 【請求項3】 検査対象物に光を照射する照光手段と、
該検査対象物からの散乱光を最終的に二次元の散乱光強
度分布の形で受光可能な受光手段とを備え、検査対象物
上に該検査対象物の基準面に対し凸および/または凹状
に形成された凹凸状物を光学的に測定する凹凸状物形状
測定装置であって、前記散乱光強度分布が予め定められ
た散乱光強度のスライスレベルを超えるときに形成され
る閉ループの形状を測定する手段と、該閉ループ内にお
ける散乱光強度の積分値を演算する手段とを備えたこと
を特徴とする凹凸状物形状測定装置。 - 【請求項4】 前記閉ループ形状測定手段からの情報
と、前記散乱光強度積分値演算手段からの情報から、凹
凸状物の形状を円錐等の立体と仮定した際の該凹凸状物
の高さを算出する手段を備えている、請求項3の凹凸状
物形状測定装置。 - 【請求項5】 前記受光手段が、検査対象物から散乱光
を受光するラインセンサを備えたカメラと、該カメラと
検査対象物とを所定方向に相対移動させる相対移動手段
とを有している、請求項3または4の凹凸状物形状測定
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05684096A JP3523408B2 (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 凹凸状物形状測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP05684096A JP3523408B2 (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 凹凸状物形状測定方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09222309A JPH09222309A (ja) | 1997-08-26 |
JP3523408B2 true JP3523408B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=13038608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05684096A Expired - Lifetime JP3523408B2 (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | 凹凸状物形状測定方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3523408B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2008018591A1 (fr) * | 2006-08-10 | 2008-02-14 | I-Pulse Kabushiki Kaisha | Appareil et procédé d'inspection |
JP5959104B2 (ja) * | 2011-09-27 | 2016-08-02 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 貼り合せ板状体検査装置及び方法 |
CN102621149B (zh) * | 2012-03-21 | 2015-07-22 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 基板的检测装置及方法 |
-
1996
- 1996-02-19 JP JP05684096A patent/JP3523408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH09222309A (ja) | 1997-08-26 |
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