JP4211409B2

JP4211409B2 - 基板検査装置および検査方法

Info

Publication number: JP4211409B2
Application number: JP2003021721A
Authority: JP
Inventors: 純一斉藤; 恵一谷澤
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: JP2004233183A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面状基板の全面、またはタイル状に多面付けで塗布された着色膜（図５を参照。）の濃度変動、特に、Ｘ、Ｙ方向に帯状に発生する濃度変動を感度良く検査する検査装置および検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撮像装置は、２次元CCDカメラを用いて、基板を一括撮像して画像を得た後、画像中の着色膜の存在しない部分にマスクをかけて、２次元画像のまま判定処理を行うものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板上の着色膜には、その製法に起因して、ＸおよびＹ方向に帯状に濃度の変化した領域が発生することがある。この濃度の変化領域はきわめて小さいため、レンズのシェーディング、光源の照度不均一やCCD素子のバックグラウンドノイズとの区別が困難で、前記２次元画像をそのまま判定処理する方式では、良否判定することが難しかった。
【０００４】
本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、基板上の着色膜に生じる小さな帯状の濃度変動を捕らえ、その濃度変化の程度に応じて良否判定を行う検査装置および検査方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の検査装置は、エリアＣＣＤ撮像素子をもつカメラと、撮像レンズと、基板を把持するステージと、基板の任意の一部分を撮像可能となるように前記カメラおよびステージとを相対移動可能な第１の駆動手段およびその制御手段と、前記ステージおよびカメラとの距離を相対変化可能な第２の駆動手段およびその制御手段、前記基板を照明する照明手段と、前記カメラのシャッターを制御する制御手段と、前記カメラから得られた画像を蓄積、保存する記録手段と、１次元のＸ、Ｙ方向プロジェクションデータを作成する画像処理手段と、前記プロジェクションデータを基準として良否判定を行う判定手段によって構成されており、前記良否判定は、前記プロジェクションデータにスムージング処理を行った後、互いに隣接する３箇所のピーク点、もしくはアンダーピーク点のうち、両端の２点の間に存在する各データ点において、両端の２点を結んだ直線とプロジェクションデータとの差のＮ乗（Ｎ＞１）を求め、その和と閾値を対比判定するものである。
ここで、前記ステージおよびカメラとの距離を相対変化可能な第２の駆動手段およびその制御手段を用いる代わりに、撮像レンズのズーム機能を用いてもよい。
【０００６】
検査の際は、まず、カメラが着色膜の中心の真上になるように、第１の駆動手段を移動した後、着色膜の領域がカメラの視野いっぱいになるように、第２の駆動手段、もしくはレンズのズーム比を制御する。
その後、前記カメラのシャッターを切り、画像を画像データとして記録手段に保存する。そして、この画像データは画像処理手段によって、式１に示すように、同じＹ座標に属する全画素のデータが加算され、１次元のＹ方向プロジェクションデータを作成される。
【０００７】
次に、同様に式２に示すように、同じＸ座標に属する全画素のデータを加算することによって１次元のＸ方向プロジェクションデータが作成される。
【０００８】
【数１】

【０００９】
【数２】

【００１０】
前記プロジェクションデータを作成することによって、Ｘ、Ｙ方向に平行な濃度変化は強調され、CCD素子のバックグラウンドノイズに対して十分なS/N比を持つようになる。
【００１１】
このプロジェクションデータに移動平均法等によりスムージング処理を行った後、端から順にデータ点を調べ、互いに隣接する３点のピーク点（注目点の値が隣接する2点のデータ点のいずれよりも大きい）もしくはアンダーピーク点（注目点の値が隣接する2点のデータ点のいずれよりも小さい）を求める（図１のP1、P2、P3）。続いてこの両端の2点を結んだ直線とプロジェクションデータによって囲まれる閉領域の面積S1を求め、これが別途設定した閾値を越えている場合に不良とみなす。
【００１２】
その後、左端のピーク点（P1）を排除し、右端のピーク点からさらに右に順に、ピーク点を探索し(P4)、上記処理を繰り返す。（P2、P3、P4によって求められるS2ならびにP3、P4、P5によって求められるS3）。プロジェクションデータの全範囲において上記操作を繰り返すものとする。
【００１３】
もしくは、このプロジェクションデータに移動平均法等によりスムージング処理を行った後、端から順にデータ点を調べ、互いに隣接する３箇所のピーク点、もしくはアンダーピーク点（図２のＰ２、Ｐ３、Ｐ４）のうち、両端の２点（Ｐ２、Ｐ４）の間に存在する各データ点において、両端の２点を結んだ直線の値と、プロジェクションデータのデータ点の値との差（△Ｙ１〜△Ｙ１２）のＮ乗（Ｎ＞１）を求め、式３に示される、その和Ｓ２’が別途設定した閾値を越えている場合に不良とみなす。
【００１４】
【数３】

【００１５】
Nの値を大きくとることによって、同じ面積の領域であっても、高さが高く幅の狭い形状は、高さが低く幅の広い形状よりも大きな値を持つことになり、急峻な変化を持つ輝度変動を捕らえやすくなる。
【００１６】
基板上に着色膜が多面付けされている場合は、上記手順を繰り返し、各面を順次検査する。
【００１７】
【作用】
本発明の検査装置および検査方法により、レンズのシェーディング、光源の照度不均一やCCD素子のバックグラウンドノイズによる影響を排して、基板上の着色膜に生じる帯状の濃度変化を感度良く捕らえ、その程度に応じた良否判定を行うことが可能となる。
【００１８】
【実施例】
（実施例１）
以下に、本発明の実施例について説明する。図３は本発明の検査装置の模式図であり、基板（１３）の面上の位置に、カメラ（１２）を配置し、このカメラ（１２）を移動可能なように、前記基板上方に配置された駆動手段１（１０）を備えている。この駆動手段１（１０）は、ＸＹ２方向に移動可能な２軸直交ロボットアームである。
駆動手段１（１０）のスライダには、駆動手段２（１１）が、前記スライダが基板の面に直交する方向（Ｚ方向）に移動可能に固定されており、そして、前記スライダ上には、カメラ、レンズが基板に向けて固定されている。
【００１９】
一方、基板は、図示してないがステージ上に固定され、更に、基板下方にある光源（１４）によって照明されている。従って、この場合、対象とする基板は、半透明なものとなる。そして、照明をカメラと同方向から当てることによって不透明な基板の撮像を行なうことももちろん可能である。
【００２０】
また、制御手段に着色膜の位置とサイズを入力することにより、制御手段は、駆動手段１および駆動手段２の移動量を演算し、駆動手段１および駆動手段２に移動指令を出力する。
その後、制御手段は、カメラのシャッターを切り、例えば図６に示すように、画像データが記録手段内に保存される。
【００２１】
具体的に、画像サイズが640×480ドット、１ドットあたり２５６階調の単色データである場合、画像処理手段は、画像が保存されたことを通知されると、この画像を読み出し、ＸおよびＹ方向のプロジェクションデータを作成する。
そして、640データ、256×480階調のX方向プロジェクションと、４８０データ、256×640階調の、Ｙ方向プロジェクションデータが作成されることになる。
このプロジェクションデータに、注目点と前後各２点を用いた移動平均法等によりスムージング処理を行った後、端から順にデータ点を調べ、互いに隣接する３点のピーク点を求めた。
続いて、このピークの３点のうち、両端の２点を結んだ直線と、プロジェクションデータによって囲まれる閉領域の面積を求め、Ｘ方向閾値2000、Ｙ方向閾値1500を超えた部分を不良であるとしたところ、Ｘ方向プロジェクションの中央付近に幅１０ｍｍほどの不良部分が検出された。（図８参照）
なお、図４に、本発明の検査装置制御のフロー図を示す。
また、図７は、プロジェクションデータおよび閾値を越えた領域を示す説明図である。
【００２２】
（実施例２）
以下に、本発明の別の実施例について説明する。本実施例では検査装置の構成、動作、画像取得方法およびプロジェクションデータの作成に関しては実施例１と同じである。
【００２３】
このプロジェクションデータに、注目点と前後各２点を用いた移動平均法等によりスムージング処理を行った後、端から順にデータ点を調べ、互いに隣接する３点のピーク点を求めた。
続いて、この３点のうち、両端の２点の間に存在する各データ点において、両端の２点を結んだ直線の値と、プロジェクションデータのデータ点の値との差の２乗を求めた。
そして、Ｘ方向閾値500000、Ｙ方向閾値400000を超えた部分を不良であるとしたところ、Ｘ方向プロジェクションの中央付近に、幅１０ｍｍほどの不良部分が検出され、またＹ方向プロジェクションの情報に、幅５ｍｍほどの不良部分が検出された。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、本発明の検査装置および検査方法によれば、レンズのシェーディング、光源の照度不均一やCCD素子のバックグラウンドノイズによる影響を排して基板上の着色膜に生じる帯状の濃度変化を非常に感度良く捕らえ、その程度に応じた良否判定を行うことが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロジェクションデータ上のピーク、アンダーピーク点およびデータ点と両端の点を結んだ直線で囲まれる面積を示す説明図である。
【図２】プロジェクションデータ上のピーク、アンダーピーク点およびデータ
点と両端の点を結んだ直線の値との差を示す説明図である。
【図３】本発明の検査装置の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の検査装置制御のフローを示す図である。
【図５】基板を模式的に示す説明図である。
【図６】撮像された画像を模式的に示す説明図である。
【図７】プロジェクションデータおよび閾値を越えた領域を示す説明図である。
【図８】不良と判定された領域を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ … 駆動手段１
１１… 駆動手段２
１２… カメラ、レンズ
１３ … 基板
１４… 照明

Claims

エリアＣＣＤ撮像素子をもつカメラと、撮像レンズと、基板を把持するステージと、基板の任意の一部分を撮像可能となるように前記カメラおよびステージとを相対移動可能な第１の駆動手段およびその制御手段と、前記ステージおよびカメラとの距離を相対変化可能な第２の駆動手段およびその制御手段、前記基板を照明する照明手段と、前記カメラのシャッターを制御する制御手段と、前記カメラから得られた画像を蓄積、保存する記録手段と、１次元のＸ、Ｙ方向プロジェクションデータを作成する画像処理手段と、前記プロジェクションデータを基準として良否判定を行う判定手段によって構成されており、前記良否判定は、前記プロジェクションデータにスムージング処理を行った後、互いに隣接する３箇所のピーク点、もしくはアンダーピーク点のうち、両端の２点の間に存在する各データ点において、両端の２点を結んだ直線とプロジェクションデータとの差のＮ乗（Ｎ＞１）を求め、その和と閾値を対比判定するものであることを特徴とする基板検査装置。
エリアＣＣＤ撮像素子をもつカメラと、撮像レンズと、基板を把持するステージと、基板の任意の一部分を撮像可能となるように前記カメラおよびステージとを相対移動可能な第１の駆動手段およびその制御手段と、前記ステージおよびカメラとの距離を相対変化可能な第２の駆動手段およびその制御手段、前記基板を照明する照明手段と、前記カメラのシャッターを制御する制御手段と、前記カメラから得られた画像を蓄積、保存する記録手段と、１次元のＸ、Ｙ方向プロジェクションデータを作成する画像処理手段と、前記プロジェクションデータを基準として良否判定を行う判定手段によって構成されていることを特徴とする基板検査装置を用い、前記良否判定は、前記プロジェクションデータにスムージング処理を行った後、互いに隣接する３箇所のピーク点、もしくはアンダーピーク点のうち、両端の２点の間に存在する各データ点において、両端の２点を結んだ直線とプロジェクションデータとの差のＮ乗（Ｎ＞１）を求め、その和と閾値を対比判定するものであることを特徴とする基板検査方法。