JP3560182B2 - カラーフィルタ基板の検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、カラーテレビカメラ用カラーフィルタ等のカラー試料を検査する装置に係り、詳しくは赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の内の少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタを形成した状態のカラーフィルタ基板を検査する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の検査装置としては、ハロゲンランプや蛍光灯などの白色光を透過光光源として用い、カラーフィルタ基板を透過光で観察した際に欠陥のある部位の透過光強度が欠陥のない部位のそれと異なることを利用し、カメラによって撮影したカラーフィルタ基板の透過光画像における映像レベルの差を抽出して欠陥を検査するようにしたものが一般に使用されている。また、単色光の光源を用いてカラーフィルタを照射し、反射光もしくは透過光を光検出器で検出し、その出力を比較信号と比較して異常箇所を検出するようにしたものであって、比較カラーフィルタの試料カラーフィルタと同一箇所から得られる信号を比較信号として出力信号と比較したり、あるいは光検出器をラインセンサとし、現在の検出値と直前のラインの検出値とを比較して異常箇所を検出するようにしたものも知られている（特開平５−２８８６４０号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カラーフィルタ基板ではゴミ付き欠陥、傷付き欠陥、着色材料が塗布されずに白く抜ける白抜け欠陥等がたまに発生する。しかしながら、従来の技術で述べたような検査装置では、これらの欠陥の種別が判断できないため、欠陥の種類に応じた製品の処理ができないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、欠陥の種類を判別できる検査装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成するため、本発明の検査装置は、少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタが形成されてなるカラーフィルタ基板の欠陥を検査する装置であって、各種検査を行う検査ステーションに隣接してカラーフィルタ基板の給排ステーションが設けてあり、その給排ステーションは、検査ステーションの基板給排場所にある方向転換部に対してカラーフィルタ基板の受渡しを行う給排ロボットを有しており、検査ステーションは、給排ステーションの給排ロボットから受け取ったカラーフィルタ基板を検査内容に応じて方向転換する方向転換部と、その方向転換部が保持したカラーフィルタ基板を載置して基板給排場所と検査場所との間を移動可能なステージヘッドと、基板給排場所と検査場所との間に設けられた除塵装置とを有し、さらに検査場所にて、被検査物であるカラーフィルタ基板の上方に配置され、そのカラーフィルタ基板の垂直軸に対して６〜９度の傾斜角でカラーフィルタ基板の状態を検出する検出用カメラと、カラーフィルタ基板を上方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に１０〜１３度の傾斜角である第１の反射光源部と、カラーフィルタ基板を上方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に６〜９度の傾斜角である第２の反射光源部と、カラーフィルタ基板を上方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に８０〜８７度の傾斜角である第３の反射光源部と、検出用カメラからの画像データを処理して欠陥の有無を判別する画像処理部とを備え、第１及び第３の反射光源部には光ファイバー方式の光源装置が用いられ、第２の反射光源部には蛍光アパーチャー管が用いられており、各反射光源部を切り替え可能としたことを特徴とする。そして、この構成の検査装置において、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に６〜９度の傾斜角である第１の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が第１の透過光源部の照射方向と同じである第２の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に８０〜８７度の傾斜角である第３の透過光源部とを付加し、第１及び第３の透過光源部には光ファイバー方式の光源装置が用いられ、第２の透過光源部には蛍光アパーチャー管が用いられており、各透過光源部を切り替え可能とした形態とすることが好ましい。
【０００６】
また、本発明に係るもう一つの検査装置は、少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタが形成されてなるカラーフィルタ基板の欠陥を検査する装置であって、各種検査を行う検査ステーションに隣接してカラーフィルタ基板の給排ステーションが設けてあり、その給排ステーションは、検査ステーションの基板給排場所にある方向転換部に対してカラーフィルタ基板の受渡しを行う給排ロボットを有しており、検査ステーションは、給排ステーションの給排ロボットから受け取ったカラーフィルタ基板を検査内容に応じて方向転換する方向転換部と、その方向転換部が保持したカラーフィルタ基板を載置して基板給排場所と検査場所との間を移動可能なステージヘッドと、基板給排場所と検査場所との間に設けられた除塵装置とを有し、さらに検査場所にて、被検査物であるカラーフィルタ基板の上方に配置され、そのカラーフィルタ基板の概ね垂直軸上でカラーフィルタ基板の状態を検出する検出用カメラと、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が概ね前記垂直軸と重なる第１の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が第１の透過光源部の照射方向と同じである第２の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して８０〜８７度の傾斜角である第３の透過光源部とを備え、第１及び第３の透過光源部には光ファイバー方式の光源装置が用いられ、第２の透過光源部には蛍光アパーチャー管が用いられており、各透過光源部を切り替え可能としたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
上述の構成からなる本発明の検査装置においては、複数の光源部を切り替えて欠陥検査を行うが、各光源部の照射により検出できる欠陥の種類が異なるので、種類別に欠陥を判別することができる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【０００９】
図１は本発明に係る検査装置の全体構成を示す斜視図であり、同図に示されるように、検査装置はカラーフィルタ基板の給排ステーションＡ、各種検査を行う検査ステーションＢ、検査処理用のコントロールラックＣの３部から構成される。なお、カラーフィルタ基板とは、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の内の少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタを形成した状態のもので、最終的にカラーフィルタとして用いられるもののことである。
【００１０】
給排ステーションＡは、カラーフィルタ基板を格納したカセット１と、そのカセット１の昇降台２と、検査のためにカラーフィルタ基板をカセット１から取り出したり検査済みのカラーフィルタ基板をカセット１に戻したりする給排ロボット３とを備える。
【００１１】
検査ステーションＢは、検査場所にカラーフィルタ基板を移動させるＸ−Ｙステージ１１と、Ｘ−Ｙステージ１１の動作等を指示する操作コンソール１２とを備え、Ｘ−Ｙステージ１１上には、給排ロボット３からカラーフィルタ基板を受け取って検査内容等に応じて方向転換する方向転換部１３と、方向転換部１３が保持したカラーフィルタ基板を載置するステージヘッド１４と、ステージヘッド１４に保持されたカラーフィルタ基板の埃、塵等を除く除塵装置１５とが設けられている。また、ステージヘッド１４をＸ方向に移動するモータ１６と、ステージヘッド１４をＹ方向に移動するモータ１７とが設けられている。さらに、次の構成からなる検出系を備える。
【００１２】
〔検出系〕
（１）エリアセンサカメラ２１と、エリアセンサカメラ用の平面光源部２２と、エリアセンサカメラ用の反射ミラー２３。
（２）２台のラインセンサカメラ３１，３２と、ラインセンサカメラ用の３種類の反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃと、３種類の透過光源部Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ（図２及び図３参照）。
（３）欠陥部を目視する顕微鏡４１。
【００１３】
この検出系におけるラインセンサカメラ用の反射光源部と透過光源部について図２及び図３を参照して説明する。
【００１４】
反射光源部Ｌａ，Ｌｃには光ファイバー方式の光源装置が用いられ、反射光源部Ｌｂには蛍光アパーチャー管３３が用いられている。また、透過光源部Ｔａ，Ｔｃには光ファイバー方式の光源装置が用いられ、透過光源部Ｔｂには蛍光アパーチャー管３３が用いられている。
【００１５】
反射光源部Ｌａ，Ｌｃと透過光源部Ｔｃに用いる光源装置は、光源３４と、この光源３４からカラーフィルタ基板ＣＦに光を誘導する光ファイバー３５と、先端部材３６とで構成されており、光ファイバー３５は光源側で円形状に束ねられ、照射側で１例（複数列でもよい）状態となるように且つカラーフィルタ基板ＣＦの進行方向と直交するように配置されている。すなわち、先端部材３６ではカラーフィルタ基板ＣＦの幅方向に均一に光が照射されるように光ファイバー３５を１本ずつ並べた状態になっている。光源３４としては、全波長領域で光強度がほぼ均一になる白色光源を用いればよい。また、本実施例のように被検査物がカラーフィルタ基板ＣＦである場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色材料をパターン塗布（又は転写）して着色画素を形成しているため、Ｒ，Ｇ，Ｂにピークを持つ３波長光源を用いてもよい。
【００１６】
透過光源部Ｔａの光源装置は、光源３７として３つの光源を備えており、各光源ともカラーフィルタにおけるＲ，Ｇ，Ｂの各単位パターンに対応して各々異なる分光強度特性をもっている。そして、各光源からの光は色選択機能と調光機能をもつ光学ボックス３８を経由して光ファイバー３５によって先端部材３６に導かれ、均一に混合されて先端部材３６の出射端から出射する。もちろん、１つの光源を用い、Ｒ，Ｇ，Ｂの光の波長を選択する光学フィルターを光学ボックス３８に設けてもよい。
【００１７】
先端部材３６の出射端から出射した光は、その前面にある拡散板（図示せず）に拡散された後、被検査物（カラーフィルタ基板ＣＦ）に照射される。ラインセンサカメラ３１，３２は、拡散板に対してカラーフィルタ基板ＣＦと反対側の位置からカラーフィルタ基板ＣＦ上の線状の領域を観察しており、カラーフィルタ基板ＣＦに照射された光のうち、カラーフィルタ基板ＣＦを透過してきた光のみがカメラレンズによってラインセンサカメラ３１，３２内のＣＣＤ上に結像される。ＣＣＤ上に結像された単位パターンの大きさが、ＣＣＤの１画素と同程度の大きさになるように、レンズの焦点距離、カラーフィルタ基板ＣＦとラインセンサカメラ３１，３２の距離が調整されている。ステージヘッド１４によりカラーフィルタ基板ＣＦを一方向へ移動させながら、カメラで線状領域を連続的に撮影することにより、カラーフィルタ全面を撮影することができる。
【００１８】
ラインセンサカメラと各光源部のカラーフィルタ基板に対する位置関係は次のようである（図３参照）。
【００１９】
（１）２台のラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの上方にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの垂直軸に対して６〜９度の傾斜角θでカラーフィルタ基板の進行方向に傾斜している。
（２）反射光源部Ｌａ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの上方にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの垂直軸に対して１０〜１３度の傾斜角α１ でカラーフィルタ基板ＣＦの進行方向反対側に傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの正反射光と少々異なる光を検出する。
（３）反射光源部Ｌｂ（蛍光アパーチャー管）はカラーフィルタ基板ＣＦの上方にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの垂直軸に対して６〜９度の傾斜角α２ でカラーフィルタ基板ＣＦの進行方向反対側に傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの正反射光を検出する。
（４）反射光源部Ｌｃ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの上方後側にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの面に対して３〜１０度の傾斜角α３ で傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの散乱光を検出する。
（５）透過光源部Ｔａ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの下方にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの垂直軸に対して６〜９度の傾斜角β１ でカラーフィルタ基板ＣＦの進行方向反対側に傾斜している。これにより、ラインセンサカメラはカラーフィルタ基板ＣＦの直進光を検出する。
（６）透過光源部Ｔｂ（蛍光アパーチャー管）は、透過光源部Ｔａと切り替えられるようになっており、透過光源部Ｔａと同様にラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの直進光を検出する。
（７）透過光源部Ｔｃ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの下方後側にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの面に対して３〜１０度の傾斜角β２ で傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの散乱光を検出する。
【００２０】
図４は上記検査装置のブロック図である。
【００２１】
給排ステーションＡのカセット１の昇降台２とカラーフィルタ基板の給排ロボット３は、検査ステーションＢのシーケンスコントローラ５０からの指示で動作する。検査ステーションＢのシーケンスコントローラ５０は、コントロールラックＣに格納されているホストパーソナルコンピュータ７０と連携して動作する。或いは、操作コンソール１２からの人手による指示で動作する。そして、シーケンスコントローラ５０は、以下のことを行い、当該コントローラ５０により検査ステーションＢ内の構成要素は全てコントロールされる。
【００２２】
（１）カセット１の昇降台２を上下動させる。
（２）給排ロボット３を動作させる。
（３）方向転換部１３を動作させカラーフィルタ基板ＣＦの向きを転換する。
（４）Ｘ−Ｙステージコントローラ５１を介してＸ−Ｙステージ１１のＸ方向のモータ１６またはＹ方向のモータ１７を駆動し、カラーフィルタ基板ＣＦを保持したステージヘッド１４を移動する。
（５）カメラ・レンズリモートコントローラ５２を介して前後進モータ２１ａを駆動し、エリアセンサカメラ２１をカラーフィルタ基板の大きさなどに従って当該基板に近づけたり遠ざけたりする（検査したい領域に合わせても良い）。
（６）カメラ・レンズリモートコントローラ５２を介して焦点制御モータ２１ｂを駆動し、エリアセンサカメラ２１のレンズ焦点をカラーフィルタ基板上に合わせる。
（７）カメラ・レンズリモートコントローラ５２を介して前後進モータ３０ａを駆動し、２台のラインセンサカメラ３１，３２をカラーフィルタ基板の大きさなどに従って当該基板に近づけたり遠ざけたり、また幅方向モータ３０ｂを駆動して２台のラインセンサカメラ３１，３２の距離を離したり近づけたりする。
（８）カメラ・レンズリモートコントローラ５２を介して焦点制御モータ３１ａ，３２ａを駆動し、ラインセンサカメラ３１，３２のレンズ焦点をカラーフィルタ基板上に合わせる。
（９）カラーフィルタ基板上の埃、塵を除くため、ブロワー等を用いた除塵装置１５をリレー５３を介して駆動する。
（１０）平面光源部２２、３種類の反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ、３種類の透過光源部Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ、透過光源部Ｔａの３つの光源の切替を行い、検査に使用する光源の選択を行う。図４において、６０は平面光源部２２の電源駆動装置、６１，６２，６３はそれぞれ反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの電源駆動装置、６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂは透過光源部Ｔａにおける３つの光源のそれぞれの電源駆動装置、６６，６７はそれぞれ透過光源部Ｔｂ，Ｔｃの電源駆動装置であり、これらは検査開始時にＯＮ状態にされ、各光源部はそれぞれのシャッターにより切り替えられる。
（１１）検査処理の結果、欠陥箇所を確認するための顕微鏡４１の位置制御をＡＦ顕微鏡コントローラ５４を介して行う。
【００２３】
検査処理用コントロールラックＣは、検査の各命令・制御等を行う検査用のホストパーソナルコンピュータ（ホストＰ／Ｃ）７０と、その表示装置としてのホストＣＲＴ７１と、その外部メモリである光磁気ディスク（ＭＯＤ）７２と、ラインセンサカメラ３１用の画像処理装置７３と、ラインセンサカメラ３２用の画像処理装置７４と、エリアセンサカメラ２１用のホストパーソナルコンピュータ（ホストＰ／Ｃ）７５と、エリアセンサカメラ２１用の画像処理装置７６と、エリアセンサカメラ用のホストＰ／Ｃ７５によりエリアセンサカメラ２１と顕微鏡４１のカメラ４２とを切り替えるビデオスイッチ７７と、そのビデオ信号を出力するＣＲＴ７８と、前記ホストＰ／Ｃ７０と他の装置との通信用のインターフェース７９とから構成される。このインターフェース７９を経由して検査の開始前にはラインコントローラから品目データを受信し、基板サイズ、検査許容量等を検査ステーションＢ側のシーケンスコントローラ５０に設定する。また、工程管理のラインコントローラへ不良個数等の検査結果等を送信し、品質管理情報として利用する。
【００２４】
次に、上記検査装置の動作フローを説明する。
【００２５】
（１）検査に先立ち、ラインコントローラから受信した品目データ、基板サイズ、検査許容値等を設定してある検査用のホストＰ／Ｃ７０からの制御命令に従って画像入力系が設定される。すなわち、カラーフィルタ基板上に形成された着色画素パターンの画像を入力するラインセンサカメラ３１，３２を前後進モータ３０ａにより、エリアセンサカメラ２１を前後進モータ２１ａによりカラーフィルタ基板に近づけたり遠ざけたりする。さらに、ラインセンサカメラ３１，３２を幅方向モータ３０ｂによりカラーフィルタ基板の幅に合わせて（検査したい領域に合わせても良い）互いに近づけたり遠ざけたりする。その後、エリアセンサカメラ２１の焦点制御モータ２１ｂと、ラインセンサカメラ３１の焦点制御モータ３１ａと、ラインセンサカメラ３２の焦点制御モータ３２ａとを駆動してそれぞれのカメラがカラーフィルタ基板上に焦点を結ぶようにする。これらの動作は検査エリアにカラーフィルタ基板が搬送される度に実施した方が精度のよい検査ができてよい。
（２）次いで、複数枚のカラーフィルタ基板が格納されたカセット１を昇降台２で上下して、必要なカラーフィルタ基板を給排ロボット３のアーム３ａを伸縮させてカセット１より取り出す。
（３）続いて、給排ロボット３の向きを検査ステーションＢに向け、再び給排ロボット３のアーム３ａを伸縮させてカラーフィルタ基板を差し出す。
（４）このカラーフィルタ基板を方向転換部１３のアーム１３ａが受け取ってステージヘッド１４に載置する。この時に検査等の都合でカラーフィルタ基板の向きを変更する必要がある場合には、ここで当該カラーフィルタ基板の向きを例えば９０度転換する。
（５）カラーフィルタ基板が載置されたステージヘッド１４は、シーケンスコントローラ５０の指示に従いＸ−Ｙステージコントローラ５１を介して平面光源２２上に移動する。この途中で除塵装置１５によりカラーフィルタ基板上の塵等が除去される。
（６）平面光源２２上においてカラーフィルタ基板はエリアセンサカメラ用の反射ミラー２３を介してエリアセンサカメラ２１で撮影される。
（７）所定のアルゴリズムによりカラーフィルタのムラ、シミが検出される。
（８）カラーフィルタ基板を保持したステージヘッド１４はラインセンサカメラ３１，３２の検査エリアへ移動する。
（９）反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの光源、透過光源部Ｔａの３つの光源、透過光源部Ｔｂ，Ｔｃの光源を順番に切り替えてラインセンサカメラ３１，３２によりカラーフィルタ基板上の着色画素パターンを撮影する。
（１０）エリアセンサカメラ２１、ラインセンサカメラ３１，３２から入力した画像に対し、それぞれ画像処理装置７６，７３，７４にて積分処理、１次微分処理、２次微分処理等を行い、これらの処理結果に対してスライスレベル（基準値）との比較を行うことにより良品・不良品の判別がなされる。その判定結果は、検査用のホストＰ／Ｃ７０からメモリに記録し、不良時の画像データは外部メモリである光磁気ディスク（ＭＯＤ）７２に記録される。また、判定結果はカセット毎の基板収納位置に合わせて記憶され、インターフェース７９を経由してラインコントローラ等に出力される。
（１１）判定結果が良品の場合は、共通欠陥判定のためのカウンタをリセットして、次の画像入力を行う。
（１２）判定結果が不良品の場合は、検出した欠陥位置、欠陥個数等を記憶する。なお、本実施例では検査装置をオフラインで使用しているが、インラインで使用した場合、前の不良品のカラーフィルタ基板における不良位置との比較を行って同じ位置の共通欠陥があれば、着色画素のパターン形成時に使用する露光マスク基板の交換等を行ってもよい。
（１３）欠陥位置情報に基づいて顕微鏡４１を欠陥部の位置に移動する。顕微鏡４１に取り付けてあるカメラ４２で欠陥を撮影し、ビデオスイッチ７７を切り替えてＣＲＴ７８に欠陥画像を表示する。この操作はエリアセンサカメラ２１で欠陥を検出したときだけ実施してもよい。
（１４）カラーフィルタ基板をカセット１に戻す。この時、カラーフィルタ基板はステージヘッド１４により「ロ」の字形に移動して元の位置に戻る。
（１５）カセット１から次のカラーフィルタ基板の取り出しを開始する。
【００２６】
なお、ステージヘッド１４を２台セットしておけば、上記動作のうち（２）〜（４）と（６）〜（１３）とを並行して行うことができ、この方が時間の無駄を少なくすることができる。
【００２７】
次に、光源を切り替えながらラインセンサカメラで検査を進める具体的な手順を図４を参照して説明する。
【００２８】
（１）反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの光源、透過光源部Ｔａの３つの光源、透過光源部Ｔｂ，Ｔｃの光源をすべて点灯し、シャッターはすべて閉じる。
（２）反射光源部Ｌａのシャッター８１を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。反射明視野から少しずれていることにより、表面の凹凸での散乱光をよく検知できるので、着色の汚れ、キズ、突起、ＩＴＯ（透明電極）のピンホールを検出することができる。また、ガラスのカケ、ＯＰ（保護膜）の汚れも検出できる。なお、ラインセンサカメラ３１，３２の傾斜角θ（６〜９度）に対する反射光源部Ｌａの傾斜角α１ （１０〜１３度）は実験により求めたものである。
（３）シャッター８１を閉じ、反射光源部Ｌｂのシャッター８２を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。反射明視野で見ることになるので、表面の色や濃度変化、すなわち着色画素の変色、ＩＴＯの変色を検出することができる。
（４）シャッター８２を閉じ、反射光源部Ｌｃのシャッター８３を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。水平に近い暗視野になっていることで、表面の突出した部分で散乱された光を検知できるので、突起を検出することができる。前述したように反射光源部Ｌａでは同時に色々な欠陥を検出してしまうが、反射光源部Ｌｃを使用すれば突起のみを検出できる。また、反射光源部Ｌａで検出した結果から反射光源部Ｌｃで検出した結果を差し引くことで、突起とそれ以外の欠陥の分別を行うことができる。
（５）シャッター８３を閉じ、透過光源部Ｔａのシャッター８４を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。着色画素パターンの白抜けが検出できる。この場合、３つの光源を調整・混合することでカラーフィルタの色ごとの欠陥の検出感度を調整できる。したがって、色によるスペック分けの厳しい着色画素のピンホールの検査を行うことができる。
（６）シャッター８４を閉じ、透過光源部Ｔａと透過光源部Ｔｂを平行移動することで切り替える。
（７）透過光源部Ｔｂのシャッター８５を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。遮光層であるクロム層の残り、クロム層のカケが検出できる。前記透過光源部Ｔａの光源を着色画素のピンホール用に調整すると、色によってはクロム層の残りが検出できなくなる場合があるが、透過光源部Ｔｂを用いればこれを防止できる。透過光源部Ｔｂの光源は透過光源部Ｔａと同タイプでもよいが、クロム残りについては色分けについて厳しくない傾向にあるので、本実施例ではコストダウンのために蛍光アパーチャー管を用いている。
（８）シャッター８５を閉じ、透過光源部Ｔａと透過光源部Ｔｂを平行移動することで切り替える。
（９）透過光源部Ｔｃのシャッター８６を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。このように透過暗視野となるように照明することで、ＩＴＯのピンホールが検知されることが実験で分かっている。したがって、透過光源部ＴｃによりＩＴＯのピンホールのみを検出することができ、また反射光源部Ｌａで検出した結果から透過光源部Ｔｃで検出した結果を差し引いて、分別する欠陥の種類を絞り込むことができる。
【００２９】
これらの検出処理は１本の検出ラインごとに実施してもよいが、本実施例ではカラーフィルタ基板を往復移動させて行っている。１回目の行きで反射光源部Ｌａを用いて検査、１回目の帰りで反射光源部Ｌｂを用いて検査、２回目の行きで反射光源部Ｌｃ３を用いて検査、２回目の帰りで透過光源部Ｔａを用いて検査、３回目の行きで透過光源部Ｔｂを用いて検査、３回目の帰りで透過光源部Ｔｃを用いて検査を行う。つまり、ここでは６光源であるので３往復させている。なお、カラーフィルタ基板の移動が「ロ」の字形であるので、光源装置が奇数であれば動作の無駄が省ける。
【００３０】
図５に別の実施例における検出系を示す。この検出系は先の実施例での反射光源のみを用いたものであり、構成その他は図３で用いた前記説明に示す通りである。カラーフィルタ基板に発生する欠陥のうち突起の判別は重要であり、図３に示す構成でなくても図５に示す構成で突起が判別できる。突起は削って修正できるので、この検出系をもつ検査装置を修正装置と組み合わせて構成すると便利である。特に、この検出系をもつ検査装置をインラインにした場合、他の欠陥検査を行わないので、修正可能な突起欠陥のみを発見して早く処理できる点で利点がある。
【００３１】
図６にさらに別の実施例における検出系を示す。この検出系は複数の透過光源を用いたものである。ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの上方にあってカラーフィルタ基板ＣＦに対して概ね垂直に配置されている。透過光源部Ｔａ（ファイバー光源）は、カラーフィルタ基板ＣＦの下方にあってカラーフィルタ基板ＣＦに対して概ね垂直に配置されている。なお、本実施例では色選択機能と調光機能をもつ光学ボックス３８が光ファイバー３５の途中に設けられている。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの直進光を検出する。透過光源部Ｔｂ（蛍光アパーチャー管）は、透過光源部Ｔａと切り替えられるようになっており、透過光源部Ｔａと同様にラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの直進光を検出する。透過光源部Ｔｃ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの下方後側にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの面に対して３〜１０度の傾斜角β２ で傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの散乱光を検出する。このように構成しても図３の透過光源系とほぼ同じであり同等の検出性能が得られる。
【００３２】
図７は検査装置をインライン化した別の実施例を示す斜視図、図８は図７の概略平面図である。これらの図に示されるように、このインライン検査装置は、供給部９１、供給排出ロボット９２、検査装置本体９３、排出部９４から構成されるものであり、カラーフィルタ基板の検査を行う動作手順は次のようである。
【００３３】
（１）カラーフィルタ基板ＣＦ（カラー試料）は前工程から供給部９１に搬送されてきて一時停止する。
（２）供給排出ロボット９１のアーム９１ａを伸ばして供給部９１のカラーフィルタ基板を保持する。
（３）供給排出ロボット９１が回転し検査装置本体９３の検査ステージ９３ａにカラーフィルタ基板を載置する。
（４）検査ステージ９３ａが移動し、カラーフィルタ基板の上方に配置されているラインセンサカメラ３１，３２にて検査を行う。検出系（図７，８では１つの反射光源９３ｂのみを図示している）及び検査内容は前記したのと同様である。複数の光源により検査を行うが、往復運動であれば行って戻ってくることができるために、偶数の光源を切り替えて検査を行うようにすれば、動作の無駄を省くことができる。この場合、行きは透過式光源で検査し、帰り反射式光源で検査してもよい。また、前記したように３つの反射式光源と３つの透過式光源の６つの光源の任意の組み合わせで検査を行ってもよい。特に突起欠陥の検査を行ってその修正をインライン化すると効率的である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の光源を切り替えて欠陥検査を行うことにより、カラーフィルタ基板に欠陥がある場合にその欠陥の種別が判別でき、したがって欠陥の種類に対応した処理を行うことが可能となる。さらに検査装置を製造装置にインライン化すると欠陥の種類に対応したフィードバックを速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】反射光源と透過光源の配置状態を示す斜視図である。
【図３】検出系を説明するための側面図である。
【図４】本発明に係る検査装置のブロック図である。
【図５】別の実施例における検出系の構成を示す側面図である。
【図６】さらに別の実施例における検出系を示す側面図である。
【図７】検査装置をインライン化した別の実施例を示す斜視図である。
【図８】図７の概略平面図である。
【符号の説明】
ＣＦ カラーフィルタ基板（カラー試料）
３１，３２ ラインセンサカメラ（検出用カメラ）
Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ 反射光源部
Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ 透過光源部
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、カラーテレビカメラ用カラーフィルタ等のカラー試料を検査する装置に係り、詳しくは赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の内の少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタを形成した状態のカラーフィルタ基板を検査する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の検査装置としては、ハロゲンランプや蛍光灯などの白色光を透過光光源として用い、カラーフィルタ基板を透過光で観察した際に欠陥のある部位の透過光強度が欠陥のない部位のそれと異なることを利用し、カメラによって撮影したカラーフィルタ基板の透過光画像における映像レベルの差を抽出して欠陥を検査するようにしたものが一般に使用されている。また、単色光の光源を用いてカラーフィルタを照射し、反射光もしくは透過光を光検出器で検出し、その出力を比較信号と比較して異常箇所を検出するようにしたものであって、比較カラーフィルタの試料カラーフィルタと同一箇所から得られる信号を比較信号として出力信号と比較したり、あるいは光検出器をラインセンサとし、現在の検出値と直前のラインの検出値とを比較して異常箇所を検出するようにしたものも知られている（特開平５−２８８６４０号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カラーフィルタ基板ではゴミ付き欠陥、傷付き欠陥、着色材料が塗布されずに白く抜ける白抜け欠陥等がたまに発生する。しかしながら、従来の技術で述べたような検査装置では、これらの欠陥の種別が判断できないため、欠陥の種類に応じた製品の処理ができないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、欠陥の種類を判別できる検査装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成するため、本発明の検査装置は、少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタが形成されてなるカラーフィルタ基板の欠陥を検査する装置であって、各種検査を行う検査ステーションに隣接してカラーフィルタ基板の給排ステーションが設けてあり、その給排ステーションは、検査ステーションの基板給排場所にある方向転換部に対してカラーフィルタ基板の受渡しを行う給排ロボットを有しており、検査ステーションは、給排ステーションの給排ロボットから受け取ったカラーフィルタ基板を検査内容に応じて方向転換する方向転換部と、その方向転換部が保持したカラーフィルタ基板を載置して基板給排場所と検査場所との間を移動可能なステージヘッドと、基板給排場所と検査場所との間に設けられた除塵装置とを有し、さらに検査場所にて、被検査物であるカラーフィルタ基板の上方に配置され、そのカラーフィルタ基板の垂直軸に対して６〜９度の傾斜角でカラーフィルタ基板の状態を検出する検出用カメラと、カラーフィルタ基板を上方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に１０〜１３度の傾斜角である第１の反射光源部と、カラーフィルタ基板を上方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に６〜９度の傾斜角である第２の反射光源部と、カラーフィルタ基板を上方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に８０〜８７度の傾斜角である第３の反射光源部と、検出用カメラからの画像データを処理して欠陥の有無を判別する画像処理部とを備え、第１及び第３の反射光源部には光ファイバー方式の光源装置が用いられ、第２の反射光源部には蛍光アパーチャー管が用いられており、各反射光源部を切り替え可能としたことを特徴とする。そして、この構成の検査装置において、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に６〜９度の傾斜角である第１の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が第１の透過光源部の照射方向と同じである第２の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に８０〜８７度の傾斜角である第３の透過光源部とを付加し、第１及び第３の透過光源部には光ファイバー方式の光源装置が用いられ、第２の透過光源部には蛍光アパーチャー管が用いられており、各透過光源部を切り替え可能とした形態とすることが好ましい。
【０００６】
また、本発明に係るもう一つの検査装置は、少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタが形成されてなるカラーフィルタ基板の欠陥を検査する装置であって、各種検査を行う検査ステーションに隣接してカラーフィルタ基板の給排ステーションが設けてあり、その給排ステーションは、検査ステーションの基板給排場所にある方向転換部に対してカラーフィルタ基板の受渡しを行う給排ロボットを有しており、検査ステーションは、給排ステーションの給排ロボットから受け取ったカラーフィルタ基板を検査内容に応じて方向転換する方向転換部と、その方向転換部が保持したカラーフィルタ基板を載置して基板給排場所と検査場所との間を移動可能なステージヘッドと、基板給排場所と検査場所との間に設けられた除塵装置とを有し、さらに検査場所にて、被検査物であるカラーフィルタ基板の上方に配置され、そのカラーフィルタ基板の概ね垂直軸上でカラーフィルタ基板の状態を検出する検出用カメラと、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が概ね前記垂直軸と重なる第１の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が第１の透過光源部の照射方向と同じである第２の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して８０〜８７度の傾斜角である第３の透過光源部とを備え、第１及び第３の透過光源部には光ファイバー方式の光源装置が用いられ、第２の透過光源部には蛍光アパーチャー管が用いられており、各透過光源部を切り替え可能としたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
上述の構成からなる本発明の検査装置においては、複数の光源部を切り替えて欠陥検査を行うが、各光源部の照射により検出できる欠陥の種類が異なるので、種類別に欠陥を判別することができる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【０００９】
図１は本発明に係る検査装置の全体構成を示す斜視図であり、同図に示されるように、検査装置はカラーフィルタ基板の給排ステーションＡ、各種検査を行う検査ステーションＢ、検査処理用のコントロールラックＣの３部から構成される。なお、カラーフィルタ基板とは、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の内の少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタを形成した状態のもので、最終的にカラーフィルタとして用いられるもののことである。
【００１０】
給排ステーションＡは、カラーフィルタ基板を格納したカセット１と、そのカセット１の昇降台２と、検査のためにカラーフィルタ基板をカセット１から取り出したり検査済みのカラーフィルタ基板をカセット１に戻したりする給排ロボット３とを備える。
【００１１】
検査ステーションＢは、検査場所にカラーフィルタ基板を移動させるＸ−Ｙステージ１１と、Ｘ−Ｙステージ１１の動作等を指示する操作コンソール１２とを備え、Ｘ−Ｙステージ１１上には、給排ロボット３からカラーフィルタ基板を受け取って検査内容等に応じて方向転換する方向転換部１３と、方向転換部１３が保持したカラーフィルタ基板を載置するステージヘッド１４と、ステージヘッド１４に保持されたカラーフィルタ基板の埃、塵等を除く除塵装置１５とが設けられている。また、ステージヘッド１４をＸ方向に移動するモータ１６と、ステージヘッド１４をＹ方向に移動するモータ１７とが設けられている。さらに、次の構成からなる検出系を備える。
【００１２】
〔検出系〕
（１）エリアセンサカメラ２１と、エリアセンサカメラ用の平面光源部２２と、エリアセンサカメラ用の反射ミラー２３。
（２）２台のラインセンサカメラ３１，３２と、ラインセンサカメラ用の３種類の反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃと、３種類の透過光源部Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ（図２及び図３参照）。
（３）欠陥部を目視する顕微鏡４１。
【００１３】
この検出系におけるラインセンサカメラ用の反射光源部と透過光源部について図２及び図３を参照して説明する。
【００１４】
反射光源部Ｌａ，Ｌｃには光ファイバー方式の光源装置が用いられ、反射光源部Ｌｂには蛍光アパーチャー管３３が用いられている。また、透過光源部Ｔａ，Ｔｃには光ファイバー方式の光源装置が用いられ、透過光源部Ｔｂには蛍光アパーチャー管３３が用いられている。
【００１５】
反射光源部Ｌａ，Ｌｃと透過光源部Ｔｃに用いる光源装置は、光源３４と、この光源３４からカラーフィルタ基板ＣＦに光を誘導する光ファイバー３５と、先端部材３６とで構成されており、光ファイバー３５は光源側で円形状に束ねられ、照射側で１例（複数列でもよい）状態となるように且つカラーフィルタ基板ＣＦの進行方向と直交するように配置されている。すなわち、先端部材３６ではカラーフィルタ基板ＣＦの幅方向に均一に光が照射されるように光ファイバー３５を１本ずつ並べた状態になっている。光源３４としては、全波長領域で光強度がほぼ均一になる白色光源を用いればよい。また、本実施例のように被検査物がカラーフィルタ基板ＣＦである場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色材料をパターン塗布（又は転写）して着色画素を形成しているため、Ｒ，Ｇ，Ｂにピークを持つ３波長光源を用いてもよい。
【００１６】
透過光源部Ｔａの光源装置は、光源３７として３つの光源を備えており、各光源ともカラーフィルタにおけるＲ，Ｇ，Ｂの各単位パターンに対応して各々異なる分光強度特性をもっている。そして、各光源からの光は色選択機能と調光機能をもつ光学ボックス３８を経由して光ファイバー３５によって先端部材３６に導かれ、均一に混合されて先端部材３６の出射端から出射する。もちろん、１つの光源を用い、Ｒ，Ｇ，Ｂの光の波長を選択する光学フィルターを光学ボックス３８に設けてもよい。
【００１７】
先端部材３６の出射端から出射した光は、その前面にある拡散板（図示せず）に拡散された後、被検査物（カラーフィルタ基板ＣＦ）に照射される。ラインセンサカメラ３１，３２は、拡散板に対してカラーフィルタ基板ＣＦと反対側の位置からカラーフィルタ基板ＣＦ上の線状の領域を観察しており、カラーフィルタ基板ＣＦに照射された光のうち、カラーフィルタ基板ＣＦを透過してきた光のみがカメラレンズによってラインセンサカメラ３１，３２内のＣＣＤ上に結像される。ＣＣＤ上に結像された単位パターンの大きさが、ＣＣＤの１画素と同程度の大きさになるように、レンズの焦点距離、カラーフィルタ基板ＣＦとラインセンサカメラ３１，３２の距離が調整されている。ステージヘッド１４によりカラーフィルタ基板ＣＦを一方向へ移動させながら、カメラで線状領域を連続的に撮影することにより、カラーフィルタ全面を撮影することができる。
【００１８】
ラインセンサカメラと各光源部のカラーフィルタ基板に対する位置関係は次のようである（図３参照）。
【００１９】
（１）２台のラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの上方にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの垂直軸に対して６〜９度の傾斜角θでカラーフィルタ基板の進行方向に傾斜している。
（２）反射光源部Ｌａ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの上方にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの垂直軸に対して１０〜１３度の傾斜角α１ でカラーフィルタ基板ＣＦの進行方向反対側に傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの正反射光と少々異なる光を検出する。
（３）反射光源部Ｌｂ（蛍光アパーチャー管）はカラーフィルタ基板ＣＦの上方にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの垂直軸に対して６〜９度の傾斜角α２ でカラーフィルタ基板ＣＦの進行方向反対側に傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの正反射光を検出する。
（４）反射光源部Ｌｃ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの上方後側にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの面に対して３〜１０度の傾斜角α３ で傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの散乱光を検出する。
（５）透過光源部Ｔａ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの下方にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの垂直軸に対して６〜９度の傾斜角β１ でカラーフィルタ基板ＣＦの進行方向反対側に傾斜している。これにより、ラインセンサカメラはカラーフィルタ基板ＣＦの直進光を検出する。
（６）透過光源部Ｔｂ（蛍光アパーチャー管）は、透過光源部Ｔａと切り替えられるようになっており、透過光源部Ｔａと同様にラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの直進光を検出する。
（７）透過光源部Ｔｃ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの下方後側にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの面に対して３〜１０度の傾斜角β２ で傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの散乱光を検出する。
【００２０】
図４は上記検査装置のブロック図である。
【００２１】
給排ステーションＡのカセット１の昇降台２とカラーフィルタ基板の給排ロボット３は、検査ステーションＢのシーケンスコントローラ５０からの指示で動作する。検査ステーションＢのシーケンスコントローラ５０は、コントロールラックＣに格納されているホストパーソナルコンピュータ７０と連携して動作する。或いは、操作コンソール１２からの人手による指示で動作する。そして、シーケンスコントローラ５０は、以下のことを行い、当該コントローラ５０により検査ステーションＢ内の構成要素は全てコントロールされる。
【００２２】
（１）カセット１の昇降台２を上下動させる。
（２）給排ロボット３を動作させる。
（３）方向転換部１３を動作させカラーフィルタ基板ＣＦの向きを転換する。
（４）Ｘ−Ｙステージコントローラ５１を介してＸ−Ｙステージ１１のＸ方向のモータ１６またはＹ方向のモータ１７を駆動し、カラーフィルタ基板ＣＦを保持したステージヘッド１４を移動する。
（５）カメラ・レンズリモートコントローラ５２を介して前後進モータ２１ａを駆動し、エリアセンサカメラ２１をカラーフィルタ基板の大きさなどに従って当該基板に近づけたり遠ざけたりする（検査したい領域に合わせても良い）。
（６）カメラ・レンズリモートコントローラ５２を介して焦点制御モータ２１ｂを駆動し、エリアセンサカメラ２１のレンズ焦点をカラーフィルタ基板上に合わせる。
（７）カメラ・レンズリモートコントローラ５２を介して前後進モータ３０ａを駆動し、２台のラインセンサカメラ３１，３２をカラーフィルタ基板の大きさなどに従って当該基板に近づけたり遠ざけたり、また幅方向モータ３０ｂを駆動して２台のラインセンサカメラ３１，３２の距離を離したり近づけたりする。
（８）カメラ・レンズリモートコントローラ５２を介して焦点制御モータ３１ａ，３２ａを駆動し、ラインセンサカメラ３１，３２のレンズ焦点をカラーフィルタ基板上に合わせる。
（９）カラーフィルタ基板上の埃、塵を除くため、ブロワー等を用いた除塵装置１５をリレー５３を介して駆動する。
（１０）平面光源部２２、３種類の反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ、３種類の透過光源部Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ、透過光源部Ｔａの３つの光源の切替を行い、検査に使用する光源の選択を行う。図４において、６０は平面光源部２２の電源駆動装置、６１，６２，６３はそれぞれ反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの電源駆動装置、６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂは透過光源部Ｔａにおける３つの光源のそれぞれの電源駆動装置、６６，６７はそれぞれ透過光源部Ｔｂ，Ｔｃの電源駆動装置であり、これらは検査開始時にＯＮ状態にされ、各光源部はそれぞれのシャッターにより切り替えられる。
（１１）検査処理の結果、欠陥箇所を確認するための顕微鏡４１の位置制御をＡＦ顕微鏡コントローラ５４を介して行う。
【００２３】
検査処理用コントロールラックＣは、検査の各命令・制御等を行う検査用のホストパーソナルコンピュータ（ホストＰ／Ｃ）７０と、その表示装置としてのホストＣＲＴ７１と、その外部メモリである光磁気ディスク（ＭＯＤ）７２と、ラインセンサカメラ３１用の画像処理装置７３と、ラインセンサカメラ３２用の画像処理装置７４と、エリアセンサカメラ２１用のホストパーソナルコンピュータ（ホストＰ／Ｃ）７５と、エリアセンサカメラ２１用の画像処理装置７６と、エリアセンサカメラ用のホストＰ／Ｃ７５によりエリアセンサカメラ２１と顕微鏡４１のカメラ４２とを切り替えるビデオスイッチ７７と、そのビデオ信号を出力するＣＲＴ７８と、前記ホストＰ／Ｃ７０と他の装置との通信用のインターフェース７９とから構成される。このインターフェース７９を経由して検査の開始前にはラインコントローラから品目データを受信し、基板サイズ、検査許容量等を検査ステーションＢ側のシーケンスコントローラ５０に設定する。また、工程管理のラインコントローラへ不良個数等の検査結果等を送信し、品質管理情報として利用する。
【００２４】
次に、上記検査装置の動作フローを説明する。
【００２５】
（１）検査に先立ち、ラインコントローラから受信した品目データ、基板サイズ、検査許容値等を設定してある検査用のホストＰ／Ｃ７０からの制御命令に従って画像入力系が設定される。すなわち、カラーフィルタ基板上に形成された着色画素パターンの画像を入力するラインセンサカメラ３１，３２を前後進モータ３０ａにより、エリアセンサカメラ２１を前後進モータ２１ａによりカラーフィルタ基板に近づけたり遠ざけたりする。さらに、ラインセンサカメラ３１，３２を幅方向モータ３０ｂによりカラーフィルタ基板の幅に合わせて（検査したい領域に合わせても良い）互いに近づけたり遠ざけたりする。その後、エリアセンサカメラ２１の焦点制御モータ２１ｂと、ラインセンサカメラ３１の焦点制御モータ３１ａと、ラインセンサカメラ３２の焦点制御モータ３２ａとを駆動してそれぞれのカメラがカラーフィルタ基板上に焦点を結ぶようにする。これらの動作は検査エリアにカラーフィルタ基板が搬送される度に実施した方が精度のよい検査ができてよい。
（２）次いで、複数枚のカラーフィルタ基板が格納されたカセット１を昇降台２で上下して、必要なカラーフィルタ基板を給排ロボット３のアーム３ａを伸縮させてカセット１より取り出す。
（３）続いて、給排ロボット３の向きを検査ステーションＢに向け、再び給排ロボット３のアーム３ａを伸縮させてカラーフィルタ基板を差し出す。
（４）このカラーフィルタ基板を方向転換部１３のアーム１３ａが受け取ってステージヘッド１４に載置する。この時に検査等の都合でカラーフィルタ基板の向きを変更する必要がある場合には、ここで当該カラーフィルタ基板の向きを例えば９０度転換する。
（５）カラーフィルタ基板が載置されたステージヘッド１４は、シーケンスコントローラ５０の指示に従いＸ−Ｙステージコントローラ５１を介して平面光源２２上に移動する。この途中で除塵装置１５によりカラーフィルタ基板上の塵等が除去される。
（６）平面光源２２上においてカラーフィルタ基板はエリアセンサカメラ用の反射ミラー２３を介してエリアセンサカメラ２１で撮影される。
（７）所定のアルゴリズムによりカラーフィルタのムラ、シミが検出される。
（８）カラーフィルタ基板を保持したステージヘッド１４はラインセンサカメラ３１，３２の検査エリアへ移動する。
（９）反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの光源、透過光源部Ｔａの３つの光源、透過光源部Ｔｂ，Ｔｃの光源を順番に切り替えてラインセンサカメラ３１，３２によりカラーフィルタ基板上の着色画素パターンを撮影する。
（１０）エリアセンサカメラ２１、ラインセンサカメラ３１，３２から入力した画像に対し、それぞれ画像処理装置７６，７３，７４にて積分処理、１次微分処理、２次微分処理等を行い、これらの処理結果に対してスライスレベル（基準値）との比較を行うことにより良品・不良品の判別がなされる。その判定結果は、検査用のホストＰ／Ｃ７０からメモリに記録し、不良時の画像データは外部メモリである光磁気ディスク（ＭＯＤ）７２に記録される。また、判定結果はカセット毎の基板収納位置に合わせて記憶され、インターフェース７９を経由してラインコントローラ等に出力される。
（１１）判定結果が良品の場合は、共通欠陥判定のためのカウンタをリセットして、次の画像入力を行う。
（１２）判定結果が不良品の場合は、検出した欠陥位置、欠陥個数等を記憶する。なお、本実施例では検査装置をオフラインで使用しているが、インラインで使用した場合、前の不良品のカラーフィルタ基板における不良位置との比較を行って同じ位置の共通欠陥があれば、着色画素のパターン形成時に使用する露光マスク基板の交換等を行ってもよい。
（１３）欠陥位置情報に基づいて顕微鏡４１を欠陥部の位置に移動する。顕微鏡４１に取り付けてあるカメラ４２で欠陥を撮影し、ビデオスイッチ７７を切り替えてＣＲＴ７８に欠陥画像を表示する。この操作はエリアセンサカメラ２１で欠陥を検出したときだけ実施してもよい。
（１４）カラーフィルタ基板をカセット１に戻す。この時、カラーフィルタ基板はステージヘッド１４により「ロ」の字形に移動して元の位置に戻る。
（１５）カセット１から次のカラーフィルタ基板の取り出しを開始する。
【００２６】
なお、ステージヘッド１４を２台セットしておけば、上記動作のうち（２）〜（４）と（６）〜（１３）とを並行して行うことができ、この方が時間の無駄を少なくすることができる。
【００２７】
次に、光源を切り替えながらラインセンサカメラで検査を進める具体的な手順を図４を参照して説明する。
【００２８】
（１）反射光源部Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの光源、透過光源部Ｔａの３つの光源、透過光源部Ｔｂ，Ｔｃの光源をすべて点灯し、シャッターはすべて閉じる。
（２）反射光源部Ｌａのシャッター８１を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。反射明視野から少しずれていることにより、表面の凹凸での散乱光をよく検知できるので、着色の汚れ、キズ、突起、ＩＴＯ（透明電極）のピンホールを検出することができる。また、ガラスのカケ、ＯＰ（保護膜）の汚れも検出できる。なお、ラインセンサカメラ３１，３２の傾斜角θ（６〜９度）に対する反射光源部Ｌａの傾斜角α１ （１０〜１３度）は実験により求めたものである。
（３）シャッター８１を閉じ、反射光源部Ｌｂのシャッター８２を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。反射明視野で見ることになるので、表面の色や濃度変化、すなわち着色画素の変色、ＩＴＯの変色を検出することができる。
（４）シャッター８２を閉じ、反射光源部Ｌｃのシャッター８３を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。水平に近い暗視野になっていることで、表面の突出した部分で散乱された光を検知できるので、突起を検出することができる。前述したように反射光源部Ｌａでは同時に色々な欠陥を検出してしまうが、反射光源部Ｌｃを使用すれば突起のみを検出できる。また、反射光源部Ｌａで検出した結果から反射光源部Ｌｃで検出した結果を差し引くことで、突起とそれ以外の欠陥の分別を行うことができる。
（５）シャッター８３を閉じ、透過光源部Ｔａのシャッター８４を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。着色画素パターンの白抜けが検出できる。この場合、３つの光源を調整・混合することでカラーフィルタの色ごとの欠陥の検出感度を調整できる。したがって、色によるスペック分けの厳しい着色画素のピンホールの検査を行うことができる。
（６）シャッター８４を閉じ、透過光源部Ｔａと透過光源部Ｔｂを平行移動することで切り替える。
（７）透過光源部Ｔｂのシャッター８５を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。遮光層であるクロム層の残り、クロム層のカケが検出できる。前記透過光源部Ｔａの光源を着色画素のピンホール用に調整すると、色によってはクロム層の残りが検出できなくなる場合があるが、透過光源部Ｔｂを用いればこれを防止できる。透過光源部Ｔｂの光源は透過光源部Ｔａと同タイプでもよいが、クロム残りについては色分けについて厳しくない傾向にあるので、本実施例ではコストダウンのために蛍光アパーチャー管を用いている。
（８）シャッター８５を閉じ、透過光源部Ｔａと透過光源部Ｔｂを平行移動することで切り替える。
（９）透過光源部Ｔｃのシャッター８６を開き、ラインセンサカメラ３１，３２からカラーフィルタ基板ＣＦの画像を入力して所定の画像処理を行う。このように透過暗視野となるように照明することで、ＩＴＯのピンホールが検知されることが実験で分かっている。したがって、透過光源部ＴｃによりＩＴＯのピンホールのみを検出することができ、また反射光源部Ｌａで検出した結果から透過光源部Ｔｃで検出した結果を差し引いて、分別する欠陥の種類を絞り込むことができる。
【００２９】
これらの検出処理は１本の検出ラインごとに実施してもよいが、本実施例ではカラーフィルタ基板を往復移動させて行っている。１回目の行きで反射光源部Ｌａを用いて検査、１回目の帰りで反射光源部Ｌｂを用いて検査、２回目の行きで反射光源部Ｌｃ３を用いて検査、２回目の帰りで透過光源部Ｔａを用いて検査、３回目の行きで透過光源部Ｔｂを用いて検査、３回目の帰りで透過光源部Ｔｃを用いて検査を行う。つまり、ここでは６光源であるので３往復させている。なお、カラーフィルタ基板の移動が「ロ」の字形であるので、光源装置が奇数であれば動作の無駄が省ける。
【００３０】
図５に別の実施例における検出系を示す。この検出系は先の実施例での反射光源のみを用いたものであり、構成その他は図３で用いた前記説明に示す通りである。カラーフィルタ基板に発生する欠陥のうち突起の判別は重要であり、図３に示す構成でなくても図５に示す構成で突起が判別できる。突起は削って修正できるので、この検出系をもつ検査装置を修正装置と組み合わせて構成すると便利である。特に、この検出系をもつ検査装置をインラインにした場合、他の欠陥検査を行わないので、修正可能な突起欠陥のみを発見して早く処理できる点で利点がある。
【００３１】
図６にさらに別の実施例における検出系を示す。この検出系は複数の透過光源を用いたものである。ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの上方にあってカラーフィルタ基板ＣＦに対して概ね垂直に配置されている。透過光源部Ｔａ（ファイバー光源）は、カラーフィルタ基板ＣＦの下方にあってカラーフィルタ基板ＣＦに対して概ね垂直に配置されている。なお、本実施例では色選択機能と調光機能をもつ光学ボックス３８が光ファイバー３５の途中に設けられている。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの直進光を検出する。透過光源部Ｔｂ（蛍光アパーチャー管）は、透過光源部Ｔａと切り替えられるようになっており、透過光源部Ｔａと同様にラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの直進光を検出する。透過光源部Ｔｃ（ファイバー光源）はカラーフィルタ基板ＣＦの下方後側にあり、カラーフィルタ基板ＣＦの面に対して３〜１０度の傾斜角β２ で傾斜している。これにより、ラインセンサカメラ３１，３２はカラーフィルタ基板ＣＦの散乱光を検出する。このように構成しても図３の透過光源系とほぼ同じであり同等の検出性能が得られる。
【００３２】
図７は検査装置をインライン化した別の実施例を示す斜視図、図８は図７の概略平面図である。これらの図に示されるように、このインライン検査装置は、供給部９１、供給排出ロボット９２、検査装置本体９３、排出部９４から構成されるものであり、カラーフィルタ基板の検査を行う動作手順は次のようである。
【００３３】
（１）カラーフィルタ基板ＣＦ（カラー試料）は前工程から供給部９１に搬送されてきて一時停止する。
（２）供給排出ロボット９１のアーム９１ａを伸ばして供給部９１のカラーフィルタ基板を保持する。
（３）供給排出ロボット９１が回転し検査装置本体９３の検査ステージ９３ａにカラーフィルタ基板を載置する。
（４）検査ステージ９３ａが移動し、カラーフィルタ基板の上方に配置されているラインセンサカメラ３１，３２にて検査を行う。検出系（図７，８では１つの反射光源９３ｂのみを図示している）及び検査内容は前記したのと同様である。複数の光源により検査を行うが、往復運動であれば行って戻ってくることができるために、偶数の光源を切り替えて検査を行うようにすれば、動作の無駄を省くことができる。この場合、行きは透過式光源で検査し、帰り反射式光源で検査してもよい。また、前記したように３つの反射式光源と３つの透過式光源の６つの光源の任意の組み合わせで検査を行ってもよい。特に突起欠陥の検査を行ってその修正をインライン化すると効率的である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の光源を切り替えて欠陥検査を行うことにより、カラーフィルタ基板に欠陥がある場合にその欠陥の種別が判別でき、したがって欠陥の種類に対応した処理を行うことが可能となる。さらに検査装置を製造装置にインライン化すると欠陥の種類に対応したフィードバックを速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】反射光源と透過光源の配置状態を示す斜視図である。
【図３】検出系を説明するための側面図である。
【図４】本発明に係る検査装置のブロック図である。
【図５】別の実施例における検出系の構成を示す側面図である。
【図６】さらに別の実施例における検出系を示す側面図である。
【図７】検査装置をインライン化した別の実施例を示す斜視図である。
【図８】図７の概略平面図である。
【符号の説明】
ＣＦ カラーフィルタ基板（カラー試料）
３１，３２ ラインセンサカメラ（検出用カメラ）
Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ 反射光源部
Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ 透過光源部
Claims (3)
- 少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタが形成されてなるカラーフィルタ基板の欠陥を検査する装置であって、各種検査を行う検査ステーションに隣接してカラーフィルタ基板の給排ステーションが設けてあり、その給排ステーションは、検査ステーションの基板給排場所にある方向転換部に対してカラーフィルタ基板の受渡しを行う給排ロボットを有しており、検査ステーションは、給排ステーションの給排ロボットから受け取ったカラーフィルタ基板を検査内容に応じて方向転換する方向転換部と、その方向転換部が保持したカラーフィルタ基板を載置して基板給排場所と検査場所との間を移動可能なステージヘッドと、基板給排場所と検査場所との間に設けられた除塵装置とを有し、さらに検査場所にて、被検査物であるカラーフィルタ基板の上方に配置され、そのカラーフィルタ基板の垂直軸に対して６〜９度の傾斜角でカラーフィルタ基板の状態を検出する検出用カメラと、カラーフィルタ基板を上方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に１０〜１３度の傾斜角である第１の反射光源部と、カラーフィルタ基板を上方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に６〜９度の傾斜角である第２の反射光源部と、カラーフィルタ基板を上方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に８０〜８７度の傾斜角である第３の反射光源部と、検出用カメラからの画像データを処理して欠陥の有無を判別する画像処理部とを備え、第１及び第３の反射光源部には光ファイバー方式の光源装置が用いられ、第２の反射光源部には蛍光アパーチャー管が用いられており、各反射光源部を切り替え可能としたことを特徴とするカラーフィルタ基板の検査装置。
- 請求項１記載の検査装置において、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に６〜９度の傾斜角である第１の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が第１の透過光源部の照射方向と同じである第２の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して検出用カメラと反対側に８０〜８７度の傾斜角である第３の透過光源部とを付加し、第１及び第３の透過光源部には光ファイバー方式の光源装置が用いられ、第２の透過光源部には蛍光アパーチャー管が用いられており、各透過光源部を切り替え可能としたことを特徴とするカラーフィルタ基板の検査装置。
- 少なくとも１色以上の着色画素により光学フィルタが形成されてなるカラーフィルタ基板の欠陥を検査する装置であって、各種検査を行う検査ステーションに隣接してカラーフィルタ基板の給排ステーションが設けてあり、その給排ステーションは、検査ステーションの基板給排場所にある方向転換部に対してカラーフィルタ基板の受渡しを行う給排ロボットを有しており、検査ステーションは、給排ステーションの給排ロボットから受け取ったカラーフィルタ基板を検査内容に応じて方向転換する方向転換部と、その方向転換部が保持したカラーフィルタ基板を載置して基板給排場所と検査場所との間を移動可能なステージヘッドと、基板給排場所と検査場所との間に設けられた除塵装置とを有し、さらに検査場所にて、被検査物であるカラーフィルタ基板の上方に配置され、そのカラーフィルタ基板の概ね垂直軸上でカラーフィルタ基板の状態を検出する検出用カメラと、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が概ね前記垂直軸と重なる第１の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が第１の透過光源部の照射方向と同じである第２の透過光源部と、カラーフィルタ基板を下方から照射し、その照射方向が前記垂直軸に対して８０〜８７度の傾斜角である第３の透過光源部とを備え、第１及び第３の透過光源部には光ファイバー方式の光源装置が用いられ、第２の透過光源部には蛍光アパーチャー管が用いられており、各透過光源部を切り替え可能としたことを特徴とするカラーフィルタ基板の検査装置。
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