JP4248364B2 - Film thickness inspection system for three primary color layers - Google Patents

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Description

本発明は、膜厚検査装置に関し、特に、三原色からなる着色層を有する基板についての膜厚の均一性を検査する装置に関する。   The present invention relates to a film thickness inspection apparatus, and more particularly to an apparatus for inspecting film thickness uniformity for a substrate having a colored layer composed of three primary colors.

液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、プラズマディスプレイパネル、有機ELディスプレイ用基板などのディスプレイ用部材は、ガラスなどの透明な基板上に、何層かの膜をコーティングした構造を有する。たとえば、液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、ガラス基板上に、ブラックマトリックス層とRGB三原色の各着色層とがコーティングされた構造を有する。通常、三原色の各着色層は、スピンコートもしくはダイコートによって材料を塗布した後、フォトリソグラフィを用いたパターニングを行うことにより形成される。このため、スピンコートやダイコートの工程時に発生する膜厚の不均一性(いわゆる膜厚ムラ)は、パターニング後の各着色層にもそのまま残ることになり不良の原因になる。   Display members such as color filters for liquid crystal displays, plasma display panels, and organic EL display substrates have a structure in which several layers of films are coated on a transparent substrate such as glass. For example, a color filter for a liquid crystal display has a structure in which a black matrix layer and colored layers of three primary colors of RGB are coated on a glass substrate. Usually, the three primary color layers are formed by applying a material by spin coating or die coating and then performing patterning using photolithography. For this reason, the non-uniformity of film thickness (so-called film thickness unevenness) generated during the spin coating or die coating process remains as it is in each colored layer after patterning and causes defects.

このため、ディスプレイ用部材を製造するプロセスにおける時間および材料のロスをできるだけ少なくするためには、各着色層を構成するための材料を塗布した直後の早い段階において、各ロットごとの膜厚ムラを発見して対処することが望ましい。そこで、通常は、スピンコートやダイコートを行う装置(いわゆるコーター)の直後に膜厚検査装置を設置し、インライン工程で膜厚ムラの存否を確認する対策が採られている。   For this reason, in order to minimize the time and material loss in the process of manufacturing the display member, the film thickness unevenness of each lot is reduced at an early stage immediately after the material for constituting each colored layer is applied. It is desirable to find and deal with it. Therefore, usually, a measure is taken in which a film thickness inspection apparatus is installed immediately after an apparatus (so-called coater) that performs spin coating or die coating, and whether or not there is film thickness unevenness in an in-line process.

微小な膜厚を精密に検査するための検査装置としては、低圧ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、ヘリウムランプ、メタルハライドランプなど、可干渉性の光を発する光源からの光を検査対象となる膜に照射し、膜の上下両面で反射した光の干渉を利用するタイプのものが多く利用されている。たとえば、下記の特許文献1には、スペクトルの半値幅が30nm以下となる複数の強度ピークを含む光源を用いた膜厚検査装置が開示されている。
特許第3114972号公報
As inspection equipment for precise inspection of minute film thickness, the film to be inspected is irradiated with light from a light source that emits coherent light, such as a low-pressure sodium lamp, a halogen lamp, a helium lamp, or a metal halide lamp. Many types of devices that use interference of light reflected on the upper and lower surfaces of the film are used. For example, Patent Document 1 below discloses a film thickness inspection apparatus that uses a light source including a plurality of intensity peaks having a half-width of a spectrum of 30 nm or less.
Japanese Patent No. 3114972

上述したように、微小な膜厚を精密に検査するためには、可干渉性の光を用いた干渉現象を利用するのが一般的である。特に、検査対象がカラーディスプレイ用部材の場合、RGB三原色の各着色層についての膜厚を検査する必要が生じるため、これら三原色の着色層の検査に共通して用いることが可能な光源が必要になる。たとえば、低圧ナトリウムランプの発光スペクトルは、590nm付近に分布しており、赤(R)と緑(G)の着色層の検査には利用することが可能であるが、青(B)の着色層では吸収率が高いため、十分な検査結果を得ることができない。これに対して、メタルハライドランプの波長域は、可視光の領域に連続的に分布しているため、バンドパスフィルタと組み合わせることにより、三原色の着色層の検査に共通して利用可能な光源として用いることができる。しかしながら、メタルハライドランプは、非常に高価な光源であるため、膜厚検査装置全体のコストを高騰させてしまう要因になる。   As described above, in order to accurately inspect a minute film thickness, it is common to use an interference phenomenon using coherent light. In particular, when the object to be inspected is a color display member, it is necessary to inspect the film thickness for each of the RGB primary color layers, so a light source that can be used in common for the inspection of these three primary color layers is required. Become. For example, the emission spectrum of a low-pressure sodium lamp is distributed in the vicinity of 590 nm and can be used for the inspection of the red (R) and green (G) colored layers, but the blue (B) colored layer. However, since the absorption rate is high, sufficient test results cannot be obtained. On the other hand, since the wavelength range of the metal halide lamp is continuously distributed in the visible light region, it is used as a light source that can be used in common for the inspection of the colored layers of the three primary colors by combining with a band pass filter. be able to. However, since the metal halide lamp is a very expensive light source, the cost of the entire film thickness inspection apparatus increases.

ディスプレイ装置は年々大型化が進んできており、検査対象となるディスプレイ用部材も大型化し、検査対象面積も広くなる一方である。このような広い面積をもった検査対象物に対応するためには、膜厚検査装置に組み込む光源にも、それなりの広い領域に光を照射する機能が要求されることになる。このため、メタルハライドランプなどを光源として用いている従来の膜厚検査装置の場合、大型のメタルハライドランプを組み込んだり、複数のメタルハライドランプを並べて組み込んだりする必要が生じ、益々コストが高くなるという問題が生じることになる。   The size of display devices has been increasing year by year, and display members to be inspected have also become larger and the inspection area has been increasing. In order to deal with such an inspection object having a large area, the light source incorporated in the film thickness inspection apparatus is also required to have a function of irradiating light to a certain wide area. For this reason, in the case of a conventional film thickness inspection apparatus using a metal halide lamp or the like as a light source, it is necessary to incorporate a large metal halide lamp or a plurality of metal halide lamps arranged side by side, which increases the cost. Will occur.

そこで本発明は、比較的大型の検査対象物について、三原色の各着色層についての膜厚検査を行うことが可能で、かつ、低コストな膜厚検査装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a low-cost film thickness inspection apparatus that can perform film thickness inspection for each of the three primary color layers on a relatively large inspection object.

(1) 本発明の第1の態様は、三原色RGBの着色層についての膜厚の均一性を光の干渉を利用して検査する機能をもった膜厚検査装置において、
XY二次元座標系を定義したときに、着色層を有する検査対象基板を、その主面がXY平面に平行になるようにX軸方向に搬送する搬送装置と、
Y軸に平行な方向に複数の受光素子を配列することにより構成され、搬送装置によって搬送されてきた検査対象基板上の線状視野領域を斜め上方から撮像することができるように配置されたラインセンサと、
少なくとも線状視野領域を、斜め上方から照明することができるように、長手方向がY軸に平行となるように配置された直管式の3波長形蛍光ランプと、
線状視野領域とラインセンサとの間に配置され、検査対象となる着色層の透過スペクトル領域内の所定範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタと、
ラインセンサによって撮像された複数の一次元画像を合成して、検査対象基板上の着色層の膜厚分布を、当該着色層の上面からの反射光と下面からの反射光との干渉縞パターンとして示す二次元画像を作成する画像処理装置と、
を設け、
3波長形蛍光ランプは、そのスペクトルが、三原色RGBの各着色層の透過スペクトル領域に重なる3つのピークを有しているようにし、
バンドパスフィルタとして、上記3つのピークに対応する波長域の光をそれぞれ選択的に透過させる3種類のバンドパスフィルタを用意するようにしたものである。
(1) A first aspect of the present invention is a film thickness inspection apparatus having a function of inspecting the uniformity of film thickness for the colored layers of the three primary colors RGB using interference of light .
A transport device that transports an inspection target substrate having a colored layer in the X-axis direction so that its main surface is parallel to the XY plane when an XY two-dimensional coordinate system is defined;
A line configured by arranging a plurality of light receiving elements in a direction parallel to the Y axis, and arranged so that a linear visual field region on the inspection target substrate transported by the transport device can be imaged obliquely from above A sensor,
A straight tube type three-wavelength fluorescent lamp arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the Y axis so that at least the linear visual field region can be illuminated obliquely from above;
A bandpass filter that is disposed between the linear visual field region and the line sensor and selectively transmits a predetermined range of light within the transmission spectrum region of the colored layer to be inspected;
Combining multiple one-dimensional images captured by the line sensor, the thickness distribution of the colored layer on the substrate to be inspected is an interference fringe pattern of the reflected light from the upper surface and the reflected light from the lower surface of the colored layer. An image processing device for creating a two-dimensional image shown;
Provided,
The three-wavelength fluorescent lamp has its spectrum having three peaks that overlap the transmission spectrum region of each colored layer of the three primary colors RGB,
As the band-pass filter, three types of band-pass filters that selectively transmit light in the wavelength ranges corresponding to the three peaks are prepared .

(2) 本発明の第2の態様は、上述の第1の態様に係る三原色着色層についての膜厚検査装置において、
430〜450nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ、535〜555nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ、600〜620nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ、からなる3種類のバンドパスフィルタを、線状視野領域とラインセンサとの間に選択的に取り付けることができるように構成したものである。
(2) According to a second aspect of the present invention, in the film thickness inspection apparatus for the three primary color layers according to the first aspect described above,
An optical filter that selectively transmits light in the range of 430 to 450 nm, an optical filter that selectively transmits light in the range of 535 to 555 nm, and an optical filter that selectively transmits light in the range of 600 to 620 nm The three types of band-pass filters are configured such that they can be selectively attached between the linear visual field region and the line sensor.

(3) 本発明の第3の態様は、上述の第1または第2の態様に係る三原色着色層についての膜厚検査装置において、
3波長形蛍光ランプと線状視野領域との間に、検査対象基板上に形成されている感光性材料層の感光帯である短波長域の光をカットするためのフィルタを設けるようにしたものである。
(3) According to a third aspect of the present invention, in the film thickness inspection apparatus for the three primary color layers according to the first or second aspect described above,
A filter for cutting light in a short wavelength region, which is a photosensitive band of a photosensitive material layer formed on a substrate to be inspected, is provided between a three-wavelength fluorescent lamp and a linear visual field region. It is.

(4) 本発明の第4の態様は、上述の第1〜第3の態様に係る三原色着色層についての膜厚検査装置において、
バンドパスフィルタを、その主面に立てた法線がラインセンサの光軸に対して傾斜するように配置し、バンドパスフィルタの表面における反射光が線状視野領域に入り込まないようにしたものである。
(4) A fourth aspect of the present invention is the film thickness inspection apparatus for the three primary color layers according to the first to third aspects described above,
The bandpass filter is arranged so that the normal line standing on its main surface is inclined with respect to the optical axis of the line sensor, so that the reflected light on the surface of the bandpass filter does not enter the linear visual field region. is there.

(5) 本発明の第5の態様は、上述の第1〜第4の態様に係る三原色着色層についての膜厚検査装置において、
ラインセンサの光軸と検査対象基板の主面とのなす角を30°〜70°に設定したものである。
(5) According to a fifth aspect of the present invention, in the film thickness inspection apparatus for the three primary color layers according to the first to fourth aspects described above,
The angle formed by the optical axis of the line sensor and the main surface of the substrate to be inspected is set to 30 ° to 70 °.

本発明に係る三原色着色層についての膜厚検査装置によれば、光源として直管式の3波長形蛍光ランプを用いて、検査対象基板上の線状視野領域を照明し、この線状視野領域からの反射光を所定のバンドパスフィルタを通してラインセンサで観測するようにしたため、比較的大型の検査対象物について、三原色の各着色層についての膜厚検査を行うことが可能になる。また、光源として、直管式の3波長形蛍光ランプを用いたため、コストも低減させることができる。   According to the film thickness inspection apparatus for the three primary color layers according to the present invention, a straight tube type three-wavelength fluorescent lamp is used as a light source to illuminate a linear field region on the inspection target substrate. Since the reflected light from the light is observed by the line sensor through a predetermined bandpass filter, it is possible to inspect the film thickness of each colored layer of the three primary colors for a relatively large inspection object. Further, since a straight tube type three-wavelength fluorescent lamp is used as the light source, the cost can be reduced.

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。はじめに、図1の側面図を参照しながら、光の干渉を利用した一般的な膜厚検査装置の検査原理を簡単に説明する。いま、図示のように、検査対象基板10上に、着色層11が形成されているものとする。このとき、斜め上方から所定の波長をもった照明光Aを照射した場合を考える。この場合、照明光Aの一部は、着色層11の上面で反射されて反射光B1として斜め上方に向かうことになり、別な一部は、着色層11の下面(着色層11と基板10との界面)で反射されて反射光B2として斜め上方に向かうことになる。したがって、図の斜め右上方からこれらの反射光B1,B2を観察すると、両者の干渉により、所定の干渉縞が観察されることになる。   Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. First, an inspection principle of a general film thickness inspection apparatus using light interference will be briefly described with reference to a side view of FIG. Now, it is assumed that the colored layer 11 is formed on the inspection target substrate 10 as shown in the figure. At this time, consider a case where illumination light A having a predetermined wavelength is irradiated obliquely from above. In this case, a part of the illumination light A is reflected by the upper surface of the colored layer 11 and goes obliquely upward as reflected light B1, and another part is the lower surface of the colored layer 11 (the colored layer 11 and the substrate 10). And is reflected obliquely upward as reflected light B2. Accordingly, when these reflected lights B1 and B2 are observed from the upper right side of the figure, a predetermined interference fringe is observed due to the interference between the two.

ここで、もし、着色層11が完全に一様な膜厚をもった層であった場合、観察される干渉縞も完全に一様なものになる。ところが、着色層11に膜厚ムラが生じていると、その等高線に応じた干渉縞パターンが現れる。たとえば、図2(a) の側断面図に示すように、一部が隆起した膜厚ムラをもった着色層11が形成されている検査対象基板10について、図1に示す原理で検査を行うと、図2(b) の平面図に示すような干渉縞パターンが観察されることになり、膜厚分布が等高線状の二次元画像として得られることになる。したがって、このような干渉縞パターンを示す二次元画像をディスプレイ画面上に提示すれば、検査担当のオペレータは、この二次元画像に基づいて、検査対象基板10に形成されている着色層11の膜厚ムラを認識することができ、良否の判断を行うことができる。   Here, if the colored layer 11 is a layer having a completely uniform film thickness, the observed interference fringes are also completely uniform. However, when film thickness unevenness occurs in the colored layer 11, an interference fringe pattern corresponding to the contour line appears. For example, as shown in the side sectional view of FIG. 2A, a substrate 10 to be inspected on which a colored layer 11 having a partially raised film thickness unevenness is formed is inspected according to the principle shown in FIG. Then, an interference fringe pattern as shown in the plan view of FIG. 2 (b) is observed, and the film thickness distribution is obtained as a contoured two-dimensional image. Therefore, if a two-dimensional image showing such an interference fringe pattern is presented on the display screen, the operator in charge of the inspection can check the film of the colored layer 11 formed on the inspection target substrate 10 based on the two-dimensional image. Thickness unevenness can be recognized, and quality can be determined.

このような原理に基づく膜厚検査を行う場合、まず、照明光Aとしては、着色層11を透過する波長域の光を用いる必要がある。なぜなら、照明光Aの波長が着色層11の吸収領域であった場合、着色層11内で光は吸収されてしまい、反射光B2を得ることができなくなるからである。また、干渉縞パターンを得るためには、反射光B1,B2は、可干渉性の光になっている必要があり、ある程度狭い波長域の光(理想的には単色光)である必要がある。   When performing a film thickness inspection based on such a principle, first, as the illumination light A, it is necessary to use light in a wavelength region that transmits the colored layer 11. This is because when the wavelength of the illumination light A is the absorption region of the colored layer 11, the light is absorbed in the colored layer 11 and the reflected light B2 cannot be obtained. Further, in order to obtain an interference fringe pattern, the reflected lights B1 and B2 need to be coherent light and need to be light in a narrow wavelength range (ideally monochromatic light). .

単色光を得るための代表的な光源はレーザ光源であるが、通常のレーザ光源で発生される光は、ビーム状の光であるため、本発明のような膜厚検査装置の用途には向いていない。一方、低圧ナトリウムランプは、単色光に近い狭い波長域をもった光を発生させる汎用光源として古くから知られており、従来の膜厚検査装置においても利用されている。しかしながら、本発明のように、三原色着色層についての膜厚検査装置に利用するのには不適当である。これは、低圧ナトリウムランプの発光スペクトルは、図3のグラフに示すとおり、590nm付近に分布しており、赤(R)と緑(G)の着色層の透過スペクトル(図示省略)には十分に重なっているものの、青(B)の着色層の透過スペクトルとの重なりは極めて小さく、青の着色層の検査には利用できないためである。すなわち、図1に示す原理図において、低圧ナトリウムランプからの光を照明光Aとして用いた場合、着色層11が青の着色層であった場合、ほとんどが着色層11内で吸収されてしまい、有効な反射光B2を得ることはできなくなる。   A typical light source for obtaining monochromatic light is a laser light source. However, since light generated by a normal laser light source is beam-like light, it is suitable for use in a film thickness inspection apparatus such as the present invention. Not. On the other hand, a low-pressure sodium lamp has long been known as a general-purpose light source that generates light having a narrow wavelength range close to monochromatic light, and is also used in a conventional film thickness inspection apparatus. However, it is unsuitable for use in a film thickness inspection apparatus for the three primary color layers as in the present invention. This is because the emission spectrum of the low-pressure sodium lamp is distributed around 590 nm as shown in the graph of FIG. 3, which is sufficient for the transmission spectra (not shown) of the red (R) and green (G) colored layers. Although overlapping, the overlap with the transmission spectrum of the blue (B) colored layer is extremely small and cannot be used for the inspection of the blue colored layer. That is, in the principle diagram shown in FIG. 1, when the light from the low-pressure sodium lamp is used as the illumination light A, when the colored layer 11 is a blue colored layer, most of it is absorbed in the colored layer 11, Effective reflected light B2 cannot be obtained.

この他、膜厚検査装置用の光源としては、ハロゲンランプ、ヘリウムランプ、メタルハライドランプなどが知られているが、大画面ディスプレイ用部品など、比較的大型の検査対象物に対する照明を行う場合には、いずれもコストがかさむという問題点があることは既に述べたとおりである。   In addition, halogen lamps, helium lamps, metal halide lamps, and the like are known as light sources for film thickness inspection apparatuses, but when illuminating relatively large inspection objects such as parts for large screen displays. As mentioned above, there is a problem that all of them are expensive.

本発明に係る膜厚検査装置は、このような問題を解決するために、図4に示す構造を有している。この図4に示す膜厚検査装置は、検査対象基板10上に形成された三原色着色層についての膜厚検査を行う機能をもった装置であり、具体的には、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、プラズマディスプレイパネル、有機ELディスプレイ用基板などのディスプレイ用部材からなる検査対象基板10について、その基板上に形成された赤い着色層、緑の着色層、青の着色層が均一な膜厚を有しているか否かを検査するために用いられる。ここでは、説明の便宜上、この検査対象基板10の主面に平行な平面がXY平面となるように、図のようにX軸およびY軸を定義することにする。   The film thickness inspection apparatus according to the present invention has a structure shown in FIG. 4 in order to solve such a problem. The film thickness inspection apparatus shown in FIG. 4 is an apparatus having a function of performing a film thickness inspection on the three primary color layers formed on the substrate 10 to be inspected, specifically, a color filter for liquid crystal display, plasma About inspection object board 10 which consists of members for displays, such as a display panel and a substrate for organic EL displays, a red colored layer, a green colored layer, and a blue colored layer formed on the board have uniform film thickness Used to check whether or not. Here, for convenience of explanation, the X axis and the Y axis are defined as shown so that the plane parallel to the main surface of the inspection target substrate 10 is the XY plane.

光源20は、直管式の3波長形蛍光ランプを細長い筐体内に収容してなる光源であり、検査対象基板10上の線状視野領域F(図にハッチングを施した領域)を照明する機能を果たす。ラインセンサカメラ30は、ラインセンサおよび光学系を筐体に収容したカメラであり、線状視野領域Fを撮像して一次元画像として取り込む機能を果たす。すなわち、光源20から検査対象基板10に照射された光の反射光がラインセンサカメラ30によってとらえられることになる。また、搬送装置50は、検査対象基板10をX軸方向に搬送する役割を果たし、画像処理装置60は、ラインセンサカメラ30から送られてきた一次元画像を合成して、検査対象基板10上の着色層の膜厚分布を示す二次元画像を作成する役割を果たす。   The light source 20 is a light source in which a straight tube type three-wavelength fluorescent lamp is accommodated in an elongated casing, and has a function of illuminating a linear visual field region F (a hatched region in the drawing) on the inspection target substrate 10. Fulfill. The line sensor camera 30 is a camera in which a line sensor and an optical system are housed in a housing, and fulfills a function of capturing the linear visual field region F and capturing it as a one-dimensional image. That is, the reflected light of the light emitted from the light source 20 to the inspection target substrate 10 is captured by the line sensor camera 30. Further, the transport device 50 plays a role of transporting the inspection target substrate 10 in the X-axis direction, and the image processing device 60 combines the one-dimensional images sent from the line sensor camera 30 to form the inspection target substrate 10 on the inspection target substrate 10. It plays the role of creating a two-dimensional image showing the film thickness distribution of the colored layer.

ラインセンサカメラ30内のラインセンサは、Y軸に平行な方向に複数の受光素子を配列することにより構成されており、搬送装置50によって搬送されてきた検査対象基板10上の線状視野領域Fを斜め上方から撮像することができるように配置されている。したがって、線状視野領域Fは、Y軸に平行な方向に伸びた細長い領域になる。なお、図では、便宜上、線状視野領域Fをハッチングを施した矩形領域として示してあるが、実際には、この線状視野領域FのX軸方向の幅は非常に狭く、ほぼ線状の領域になる。ラインセンサカメラ30によって一度に取り込まれる画像は、この線状視野領域Fに沿った一次元画像ということになるが、搬送装置50によって検査対象基板10をX軸方向に一定速度で搬送しながら、ラインセンサカメラ30による一次元画像の撮像を繰り返し行うことにより、線状視野領域Fによって検査対象基板10の上面を走査することが可能になり、得られた複数の一次元画像を画像処理装置60において合成することにより、検査対象基板10上の着色層の膜厚分布を示す二次元画像が作成される。   The line sensor in the line sensor camera 30 is configured by arranging a plurality of light receiving elements in a direction parallel to the Y axis, and the linear visual field region F on the inspection target substrate 10 that has been transported by the transport device 50. It is arrange | positioned so that it can image from diagonally upward. Therefore, the linear visual field region F is an elongated region extending in a direction parallel to the Y axis. In the figure, for convenience, the linear visual field region F is shown as a hatched rectangular region. However, in actuality, the width of the linear visual field region F in the X-axis direction is very narrow and substantially linear. Become an area. An image captured at a time by the line sensor camera 30 is a one-dimensional image along the linear visual field region F. While the substrate to be inspected 10 is transported at a constant speed in the X-axis direction by the transport device 50, By repeatedly taking a one-dimensional image by the line sensor camera 30, it is possible to scan the upper surface of the inspection target substrate 10 with the linear visual field region F, and the obtained one-dimensional images are processed by the image processing device 60. By combining in step 2, a two-dimensional image showing the film thickness distribution of the colored layer on the inspection target substrate 10 is created.

画像処理装置60は、たとえば、パソコンに所定の画像処理用プログラムを組み込むことにより構成することができる。画像処理装置60をパソコンで構成した場合、干渉縞パターンを含む二次元画像は、このパソコン用のモニタ装置上に表示することができる。検査担当のオペレータは、このモニタ画面を監視しながら、膜厚ムラの存否を確認し、膜厚ムラが観察された場合には、警告を出すなどの処置を講じることになる。   The image processing device 60 can be configured, for example, by incorporating a predetermined image processing program into a personal computer. When the image processing device 60 is configured by a personal computer, a two-dimensional image including an interference fringe pattern can be displayed on the personal computer monitor device. The operator in charge of inspection confirms the presence or absence of film thickness unevenness while monitoring the monitor screen, and takes measures such as issuing a warning when film thickness unevenness is observed.

一方、搬送装置50は、図4では単なる模式図として描かれているが、実際には、たとえば、コンベアなどの一般的な装置で構成することができる。また、画像処理装置60としてパソコンを用いる場合は、このパソコンに接続されたシーケンサ回路によって、搬送装置50を制御することができる。   On the other hand, although the conveying apparatus 50 is drawn as a simple schematic diagram in FIG. 4, it can be configured by a general apparatus such as a conveyor. When a personal computer is used as the image processing device 60, the transport device 50 can be controlled by a sequencer circuit connected to the personal computer.

なお、実用上は、画像処理装置60では、取り込まれた二次元画像に対して、シェーディング補正やノイズ除去などの前処理を行った後、干渉縞パターンを強調するための強調処理(たとえば、画素値の頻度を示すヒストグラム上で、頻度値の大きな階調部分を拡大する階調部分拡大処理)を実行するのが好ましい。また、必要に応じて、二値化処理やラベリング処理を行った後、更に、粒子解析処理(サイズやフィレ径の算出処理)を行うことができる。このような処理の具体的な手法は既に公知の技術であるため、ここでは詳しい説明は省略する。   In practice, the image processing apparatus 60 performs preprocessing such as shading correction and noise removal on the captured two-dimensional image, and then enhances the interference fringe pattern (for example, pixels). It is preferable to execute gradation portion enlargement processing for enlarging a gradation portion having a large frequency value on a histogram indicating the frequency of values. Moreover, after performing a binarization process and a labeling process as needed, a particle analysis process (a calculation process of a size and a fillet diameter) can be further performed. Since a specific method for such processing is a known technique, detailed description thereof is omitted here.

本発明に係る膜厚検査装置の重要な特徴のひとつは、光源20として、直管式の3波長形蛍光ランプ(以下、単に3波長管という)を用いた点である。この3波長管は、少なくとも線状視野領域Fを、斜め上方から照明することができるように、かつ、その長手方向がY軸に平行となるように配置される。この3波長管は、一般の住宅や事務所などで広く利用されている直管式蛍光ランプ(いわゆる白色の蛍光灯)であり、メタルハライドランプなどに比べると、コストは極めて安い。   One of the important features of the film thickness inspection apparatus according to the present invention is that a straight tube type three-wavelength fluorescent lamp (hereinafter simply referred to as a three-wavelength tube) is used as the light source 20. The three-wavelength tube is arranged so that at least the linear visual field region F can be illuminated obliquely from above, and the longitudinal direction thereof is parallel to the Y axis. The three-wavelength tube is a straight tube fluorescent lamp (so-called white fluorescent lamp) widely used in general houses and offices, and its cost is extremely low compared to a metal halide lamp.

本願発明者は、この3波長管の発光スペクトルが、RGB三原色の着色層の膜厚検査に極めて適していることを見いだした。図5は、一般的に市販されている3波長管の発光スペクトルと、一般的なカラーフィルタで利用される青/緑/赤の3種類の着色層の透過スペクトルを示すグラフである。3波長管を製造しているメーカーや品種によって、若干の相違はあるものの、基本的には、このグラフに太い実線で示されているとおり、3波長管の発光スペクトルは、いくつかのピークを有している。しかも、3大ピークの波長域に着目すると、それぞれ青/緑/赤の3種類の着色層の透過スペクトル領域に重なり合っていることがわかる。別言すれば、この3大ピークの波長域の光は、それぞれ青/緑/赤の3種類の着色層の膜厚検査用の光として利用することができることになる。   The inventor of the present application has found that the emission spectrum of the three-wavelength tube is extremely suitable for the film thickness inspection of the colored layers of the three primary colors of RGB. FIG. 5 is a graph showing an emission spectrum of a commercially available three-wavelength tube and transmission spectra of three kinds of colored layers of blue / green / red used in a general color filter. Although there are some differences depending on the manufacturers and varieties that manufacture the three-wavelength tube, basically, the emission spectrum of the three-wavelength tube has several peaks as shown by the thick solid line in this graph. Have. In addition, when attention is paid to the wavelength ranges of the three major peaks, it can be seen that they overlap each other in the transmission spectrum regions of three kinds of colored layers of blue / green / red. In other words, the light in the wavelength range of the three major peaks can be used as light for inspecting the thickness of the three kinds of colored layers of blue / green / red.

図4に示す膜厚検査装置では、線状視野領域Fとラインセンサカメラ30との間に、バンドパスフィルタ40が配置されている。このバンドパスフィルタ40は、検査対象となる着色層の透過スペクトル領域内の所定範囲の光を選択的に透過させる光学フィルタであり、要するに、図5に示す3波長管の発光スペクトルの中から、上記3大ピークのいずれかの波長域の光を選択する役目を果たす。   In the film thickness inspection apparatus shown in FIG. 4, a band pass filter 40 is disposed between the linear visual field region F and the line sensor camera 30. This band pass filter 40 is an optical filter that selectively transmits a predetermined range of light within the transmission spectrum region of the colored layer to be inspected. In short, from the emission spectrum of the three-wavelength tube shown in FIG. It plays the role of selecting light in the wavelength range of any of the three major peaks.

たとえば、バンドパスフィルタ40として、430〜450nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタを用いたとすると、このバンドパスフィルタ40を通った3波長管の光の発光スペクトルは、図6のグラフに実線で示すようなものになる。これは、図に破線で示す青の着色層の透過スペクトルに重なっており、青の着色層に対する膜厚検査に適した光になることがわかる。同様に、バンドパスフィルタ40として、535〜555nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタを用いたとすると、このバンドパスフィルタ40を通った3波長管の光の発光スペクトルは、図7のグラフに実線で示すようなものになる。これは、図に一点鎖線で示す緑の着色層の透過スペクトルに重なっており、緑の着色層に対する膜厚検査に適した光になることがわかる。また、バンドパスフィルタ40として、600〜620nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタを用いたとすると、このバンドパスフィルタ40を通った3波長管の光の発光スペクトルは、図8のグラフに太い実線で示すようなものになる。これは、図に細い実線で示す赤の着色層の透過スペクトルに重なっており、赤の着色層に対する膜厚検査に適した光になることがわかる。   For example, if an optical filter that selectively transmits light in the range of 430 to 450 nm is used as the bandpass filter 40, the emission spectrum of the light of the three-wavelength tube passing through the bandpass filter 40 is as shown in FIG. It will look like the solid line on the graph. This overlaps the transmission spectrum of the blue colored layer indicated by a broken line in the figure, and it can be seen that the light is suitable for the film thickness inspection for the blue colored layer. Similarly, if an optical filter that selectively transmits light in the range of 535 to 555 nm is used as the bandpass filter 40, the emission spectrum of the light of the three-wavelength tube passing through the bandpass filter 40 is as shown in FIG. This will be as shown by the solid line in the graph. This overlaps with the transmission spectrum of the green colored layer indicated by the alternate long and short dash line in the figure, and it can be seen that the light is suitable for the film thickness inspection for the green colored layer. If an optical filter that selectively transmits light in the range of 600 to 620 nm is used as the bandpass filter 40, the emission spectrum of the light of the three-wavelength tube passing through the bandpass filter 40 is as shown in FIG. The graph will look like a thick solid line. This overlaps the transmission spectrum of the red colored layer indicated by a thin solid line in the figure, and it can be seen that the light is suitable for the film thickness inspection for the red colored layer.

結局、図4に示す膜厚検査装置におけるバンドバスフィルタ40として、三原色RGBに対応する光をそれぞれ選択的に透過させる3種類のバンドパスフィルタを用意しておき、この3種類のバンドパスフィルタを、線状視野領域Fとラインセンサカメラ30との間に選択的に取り付けることができるように構成しておけば、この膜厚検査装置は、RGB三原色の着色層の膜厚検査を行うことができるようになる。バンドパスフィルタ40としては、吸収型色ガラスやゼラチンなどを使用したものもあるが、コントラストの高い干渉縞パターンを得るためには、スペクトル幅の狭い透過特性をもった薄膜蒸着タイプのフィルタを用いるのが好ましい。   After all, as the bandpass filter 40 in the film thickness inspection apparatus shown in FIG. 4, three types of bandpass filters that selectively transmit light corresponding to the three primary colors RGB are prepared, and these three types of bandpass filters are prepared. If it is configured so that it can be selectively attached between the linear visual field region F and the line sensor camera 30, the film thickness inspection apparatus can perform the film thickness inspection of the colored layers of the three primary colors of RGB. become able to. Some band-pass filters 40 use absorptive colored glass or gelatin, but in order to obtain an interference fringe pattern having a high contrast, a thin film deposition type filter having a transmission characteristic with a narrow spectral width is used. Is preferred.

もちろん、実際には、青/緑/赤の3種類の着色層についての検査は1種類ずつ別個に実施されることになる。たとえば、まず、赤い波長領域を透過するバンドパスフィルタ40を用いた検査で得られる二次元画像により赤の着色層の均一性の検査を行い、続いて、緑の波長領域を透過するバンドパスフィルタ40を用いた検査で得られる二次元画像により緑の着色層の均一性の検査を行い、最後に、青の波長領域を透過するバンドパスフィルタ40を用いた検査で得られる二次元画像により青の着色層の均一性の検査を行えばよい。   Of course, in practice, the three types of colored layers of blue / green / red are separately inspected one by one. For example, first, the uniformity of the red colored layer is inspected by a two-dimensional image obtained by the inspection using the bandpass filter 40 that transmits the red wavelength region, and then the bandpass filter that transmits the green wavelength region. The uniformity of the green colored layer is inspected by the two-dimensional image obtained by the inspection using 40, and finally the blue color is obtained by the two-dimensional image obtained by the inspection using the bandpass filter 40 that transmits the blue wavelength region. The uniformity of the colored layer may be inspected.

各バンドパスフィルタ40を透過した光は、図6〜図8のグラフに示すように、かなり波長域の狭い光になる。実際、図3に示す低圧ナトリウムランプのスペクトル幅と比べても遜色のない光が得られることがわかる。このように、光源20内の3波長管とバンドパスフィルタ40との組み合わせによって得られる光は、図1に示す干渉現象を利用した原理に基づく膜厚検査に適した光になり、ラインセンサカメラ30で撮像した画像上には、検査に十分な干渉縞パターンを得ることができる。   As shown in the graphs of FIGS. 6 to 8, the light transmitted through each bandpass filter 40 becomes light with a considerably narrow wavelength range. In fact, it can be seen that light comparable to the spectrum width of the low-pressure sodium lamp shown in FIG. 3 can be obtained. Thus, the light obtained by the combination of the three-wavelength tube in the light source 20 and the bandpass filter 40 becomes light suitable for film thickness inspection based on the principle using the interference phenomenon shown in FIG. An interference fringe pattern sufficient for inspection can be obtained on the image captured at 30.

このように、本発明に係る膜厚検査装置において、光源20として3波長管、すなわち、直管式の3波長形蛍光ランプを用いることにより、次のようなメリットが得られることになる。まず、第1に、蛍光ランプ自体のコストが極めて安価であるため、装置全体のコストを低減できる。上述したとおり、直管式の3波長形蛍光ランプは、いわゆる白色蛍光灯として量産されており、他の光源ランプに比べて極めてコストが安くなる。   Thus, in the film thickness inspection apparatus according to the present invention, by using a three-wavelength tube, that is, a straight tube-type three-wavelength fluorescent lamp, as the light source 20, the following merits can be obtained. First, since the cost of the fluorescent lamp itself is extremely low, the cost of the entire apparatus can be reduced. As described above, the straight tube type three-wavelength fluorescent lamp is mass-produced as a so-called white fluorescent lamp, and the cost is extremely low as compared with other light source lamps.

第2に、直管式のランプ(いわゆる線状光源)を用いることにより、1本のランプにより広い領域をカバーすることができるようになる。すなわち、図4に示すように、光源20の長手方向がY軸に平行になるように配置し、ラインセンサカメラ30内のラインセンサの受光素子配列方向も同様にY軸に平行になるようにし、検査対象基板10を搬送装置50によってX軸方向に搬送しながら撮像を行う、という構成をとることにより、大面積を有する検査対象基板10に対しても十分な検査を実施することができるようになる。現在、全長2mほどの3波長管が市販されており、このような3波長管を利用すれば、幅2mほどの大型の検査対象基板10にも対応することが可能になる。   Second, by using a straight tube lamp (so-called linear light source), a single lamp can cover a wide area. That is, as shown in FIG. 4, the light source 20 is arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the Y axis, and the light receiving element array direction of the line sensors in the line sensor camera 30 is also parallel to the Y axis. By adopting a configuration in which imaging is performed while the inspection target substrate 10 is transported in the X-axis direction by the transport device 50, sufficient inspection can be performed even on the inspection target substrate 10 having a large area. become. Currently, a three-wavelength tube having a total length of about 2 m is commercially available. If such a three-wavelength tube is used, it is possible to deal with a large inspection target substrate 10 having a width of about 2 m.

そして第3に、3波長管の発光スペクトルが図5のグラフに示すような3大ピークを有しており、これらピークの波長が、青/緑/赤の3種類の着色層についての透過スペクトルに重なっているため、3種類のバンドパスフィルタ40と組み合わせることにより、RGB三原色の着色層のすべてについての検査が可能になる。これは、液晶ディスプレイ用カラーフィルタなどのカラーディスプレイ用部材についての膜厚検査を行う上では不可欠な条件となる。   Thirdly, the emission spectrum of the three-wavelength tube has three major peaks as shown in the graph of FIG. 5, and the wavelengths of these peaks are transmission spectra for the three types of colored layers of blue / green / red. In combination with the three types of band-pass filters 40, it is possible to inspect all of the three primary color layers of RGB. This is an indispensable condition for performing a film thickness inspection on a color display member such as a color filter for a liquid crystal display.

なお、バンドパスフィルタ40は、原理的には、光源20と線状視野領域Fとの間に配置することも可能であるが、その場合には、光源20の全長にわたる幅をもったバンドパスフィルタを用意する必要があるので、実用上は、図4に示す実施形態のように、線状視野領域Fとラインセンサカメラ30との間に配置するのが好ましい。ラインセンサカメラ30には、レンズなどの光学系が備わっており、線状視野領域Fを縮小してラインセンサ上に結像させる機能を有している。したがって、線状視野領域Fとラインセンサカメラ30との間に配置されたバンドパスフィルタ40の幅は、線状視野領域Fの全長よりもかなり小さく設定することができる。   In principle, the band-pass filter 40 can be disposed between the light source 20 and the linear visual field region F. In this case, however, the band-pass filter 40 has a width over the entire length of the light source 20. Since it is necessary to prepare a filter, it is practically preferable to arrange the filter between the linear visual field region F and the line sensor camera 30 as in the embodiment shown in FIG. The line sensor camera 30 includes an optical system such as a lens, and has a function of reducing the linear visual field region F and forming an image on the line sensor. Accordingly, the width of the bandpass filter 40 disposed between the linear visual field region F and the line sensor camera 30 can be set to be considerably smaller than the total length of the linear visual field region F.

図4に示す実施形態には、更に、いくつかの細かな工夫が施されている。以下、図9の側面図を参照しながら、この細かな工夫を説明する。   The embodiment shown in FIG. 4 is further devised in some details. Hereinafter, this fine device will be described with reference to the side view of FIG.

第1の工夫は、光源20に短波長域カット用フィルタ21を取り付けた点である。このフィルタ21は、光源20の光放出方向に配置された短波長域カット用フィルタ21であり、具体的には、波長400nm以下の領域の光をカットする機能を有する。図9の側面図に示されているとおり、光源20からの光(3波長管からの光)は、このフィルタ21を透過して、検査対象基板10上に照射されることになる。図4の斜視図にも、光源20にフィルタ21が接合されている状態が示されている。このように、3波長管と線状視野領域Fとの間に、フィルタ21を設けたのは、検査対象基板10上に形成されている感光性材料層の感光帯である短波長域の光をカットすることにより、検査対象基板10上の感光性材料層に悪影響が及ばないようにするための配慮である。   The first contrivance is that a short wavelength band cut filter 21 is attached to the light source 20. This filter 21 is a short wavelength band cutting filter 21 arranged in the light emission direction of the light source 20, and specifically has a function of cutting light in a region having a wavelength of 400 nm or less. As shown in the side view of FIG. 9, the light from the light source 20 (light from the three-wavelength tube) passes through the filter 21 and is irradiated onto the inspection target substrate 10. The state in which the filter 21 is joined to the light source 20 is also shown in the perspective view of FIG. As described above, the filter 21 is provided between the three-wavelength tube and the linear visual field region F because light in a short wavelength region, which is a photosensitive band of the photosensitive material layer formed on the inspection target substrate 10. This is a consideration for preventing the photosensitive material layer on the inspection target substrate 10 from being adversely affected by cutting.

一般に、カラーフィルタなどの着色層には、感光性材料が含まれている。このため、膜厚検査を行うために、短波長域の光(主として紫外域の光)が照射されると、感光性材料が感光して変質してしまうおそれがある。短波長域カット用フィルタ21を配置することにより、短波長域の光成分をカットしておけば、このような弊害を防ぐことができる。図9に示す例では、光源20からの光L1には短波長域の光が含まれているが、フィルタ21を通った光L2では、短波長域の光はカットされており、光L2を検査対象基板10に照射しても、上述した弊害は生じない。短波長域カット用フィルタ21としては、市販の紫外線カットフィルタやイエローフィルタなどを利用することができる。   In general, a photosensitive material is contained in a colored layer such as a color filter. For this reason, in order to perform a film thickness inspection, if light in a short wavelength region (mainly ultraviolet light) is irradiated, the photosensitive material may be exposed to light and deteriorated. By disposing the short wavelength band cut filter 21 to cut the light component in the short wavelength band, it is possible to prevent such an adverse effect. In the example shown in FIG. 9, the light L1 from the light source 20 includes light in the short wavelength region, but the light L2 that has passed through the filter 21 is cut off the light in the short wavelength region. Even if the substrate 10 to be inspected is irradiated, the above-described harmful effects do not occur. As the short-wavelength-cut filter 21, a commercially available ultraviolet cut filter, yellow filter, or the like can be used.

第2の工夫は、バンドパスフィルタ40の配置角度である。図9に示す実施形態の場合、バンドパスフィルタ40は、検査対象基板10に対して平行(すなわち、XY平面に平行)になるように配置されている。このように、バンドパスフィルタ40を検査対象基板10に対して平行に配置してあるのは、バンドパスフィルタ40の表面における反射光が線状視野領域Fに入り、バンドパスフィルタ40自身が写り込まないようにする配慮である。図示のように、検査対象基板10の表面における線状視野領域Fに照射された光L2は、反射光L3としてラインセンサカメラ30へと向かうことになる。このとき、反射光L3は、バンドパスフィルタ40を通過することになるが、その一部は、バンドパスフィルタ40の表面で反射し、反射光L5を生じることになる。図示の例のように、バンドパスフィルタ40を検査対象基板10と平行に配置しておけば、この反射光L5を図のような方向に導くことができ、線状視野領域Fへの写り込みを防ぐことができる。   The second device is the arrangement angle of the bandpass filter 40. In the case of the embodiment shown in FIG. 9, the bandpass filter 40 is arranged so as to be parallel to the inspection target substrate 10 (that is, parallel to the XY plane). As described above, the bandpass filter 40 is arranged in parallel to the inspection target substrate 10 because the reflected light on the surface of the bandpass filter 40 enters the linear visual field region F and the bandpass filter 40 itself is reflected. It is a consideration not to be included. As illustrated, the light L2 irradiated to the linear visual field region F on the surface of the inspection target substrate 10 travels to the line sensor camera 30 as reflected light L3. At this time, the reflected light L3 passes through the band-pass filter 40, but a part of the reflected light L3 is reflected on the surface of the band-pass filter 40 to generate reflected light L5. If the band-pass filter 40 is arranged in parallel with the inspection target substrate 10 as in the illustrated example, this reflected light L5 can be guided in the direction shown in the figure, and reflected in the linear visual field region F. Can be prevented.

もっとも、バンドパスフィルタ40の配置角度は、必ずしも検査対象基板10に対して平行に設定する必要はない。要するに、反射光L5が、線状視野領域F内に向かうことがないようにすればよいので、その主面に立てた法線nがラインセンサの光軸(図の場合、光L3,L4の方向)に対して傾斜するように配置すればよい。   However, the arrangement angle of the bandpass filter 40 is not necessarily set parallel to the inspection target substrate 10. In short, it is sufficient that the reflected light L5 does not go into the linear visual field region F, so that the normal n standing on the main surface is the optical axis of the line sensor (in the case of the figure, the light L3, L4 (Direction) may be arranged so as to be inclined.

なお、薄膜蒸着タイプのフィルタをバンドパスフィルタ40として用いる場合は、光の入射角に応じて透過特性が変化するため、フィルタの配置角度を考慮した上で透過特性の設計を行うようにするのが好ましい。また、光の入射角度に応じて透過特性が変化することを考慮すると、ラインセンサカメラ30の視野の中心部と端部とでは、干渉縞の濃淡が異なってしまうことがある。それを避けるためには、ラインセンサカメラ30に用いる光学系として、できるだけ焦点距離の長いレンズ(望遠側のレンズ)を用いるようにするのが望ましい。   When a thin film deposition type filter is used as the bandpass filter 40, the transmission characteristics change according to the incident angle of light. Therefore, the transmission characteristics are designed in consideration of the arrangement angle of the filter. Is preferred. Further, considering that the transmission characteristics change according to the incident angle of light, the density of interference fringes may be different between the center and the end of the field of view of the line sensor camera 30. In order to avoid this, it is desirable to use a lens having a focal length as long as possible (lens on the telephoto side) as an optical system used for the line sensor camera 30.

第3の工夫は、ラインセンサの光軸と検査対象基板10の主面とのなす角θを30°〜70°に設定した点である。図示の例では、効率良い照明が可能になるように、光源20からの照射光の中心軸(光L1,L2の方向)と検査対象基板10の主面とのなす角も同じ角度θになるような設定がなされている。本願発明者が行った実験によると、角θが70°を越えると、一般的なカラーフィルタなどの着色膜の表面および基板との界面における反射率が非常に小さくなり、干渉縞を得るための十分な反射光を得ることができなくなる。一方、角θが30°未満になると、着色膜の表面における光の反射率が高くなってくるため、やはり十分な干渉縞を得ることができなくなる。   The third device is that the angle θ formed by the optical axis of the line sensor and the main surface of the inspection target substrate 10 is set to 30 ° to 70 °. In the illustrated example, the angle formed by the central axis (the direction of the light L1, L2) of the irradiation light from the light source 20 and the main surface of the inspection target substrate 10 is also the same angle θ so that efficient illumination is possible. The settings are as follows. According to experiments conducted by the inventors of the present application, when the angle θ exceeds 70 °, the reflectance at the surface of the colored film such as a general color filter and the interface with the substrate becomes very small, and interference fringes are obtained. Sufficient reflected light cannot be obtained. On the other hand, when the angle θ is less than 30 °, the reflectance of light on the surface of the colored film increases, so that sufficient interference fringes cannot be obtained.

なお、本発明を実施する上で、3波長管の点灯には、通常の商用交流電源の代わりに、高周波点灯電源を用いるようにするのが好ましい。これは、高周波点灯電源を用いることにより、商用交流電源の周波数成分がノイズ成分として観察されることを防ぐことができるためである。   In practicing the present invention, it is preferable to use a high frequency lighting power source instead of a normal commercial AC power source for lighting the three-wavelength tube. This is because the frequency component of the commercial AC power source can be prevented from being observed as a noise component by using the high frequency lighting power source.

また、本発明は直管式の3波長形蛍光ランプを用いて三原色着色層についての膜厚検査を行う検査装置についてのものであるが、たとえば、青の着色層のみの膜厚検査のみを行うことが可能なら十分であるような場合には、直管式の3波長形蛍光ランプの代わりに、直管式の青色蛍光ランプを光源20として利用すればよい。   Further, the present invention relates to an inspection apparatus that performs a film thickness inspection for three primary color layers using a straight tube type three-wavelength fluorescent lamp. For example, only a film thickness inspection for a blue color layer is performed. If possible, it is sufficient to use a straight-tube blue fluorescent lamp as the light source 20 instead of the straight-tube three-wavelength fluorescent lamp.

以上、本発明を図示する実施形態に基づいて説明したが、もちろん、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の形態で実施可能である。特に、上述の実施形態で示した波長値は、具体的な一例を示したものであり、本発明はこれら特定の波長値に限定されるものではない。前述の実施形態では、図5に示すような特定の波長域にピークをもった発光スペクトルを有する3波長形蛍光ランプを用いていたが、用いる光源の発光スペクトルは、必ずしも図5に示すようなものに限定されるわけではない。光源の発光スペクトルが異なれば、それに応じて用意するバンドパスフィルタも変えるようにすればよい。たとえば、青色の光として、480〜500nmの波長域にピークをもった発光スペクトルを有する3波長形蛍光ランプを用いる場合であれば、青色用のバンドパスフィルタとしては、480〜500nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタを用いるようにすればよい。また、この場合、短波長域の光をカットするためのフィルタとしては、上述の実施形態で用いていた波長400nm以下の領域の光をカットするフィルタの代わりに、たとえば、波長450nm以下の領域をカットするフィルタなど、上記バンドパスフィルタの透過波長域に応じてより高い波長域までカットできるフィルタを使用することもできる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment shown in figure, of course, this invention is not limited to this embodiment, In addition, it can implement with a various form. In particular, the wavelength values shown in the above-described embodiments are specific examples, and the present invention is not limited to these specific wavelength values. In the above-described embodiment, a three-wavelength fluorescent lamp having an emission spectrum having a peak in a specific wavelength region as shown in FIG. 5 is used. However, the emission spectrum of the light source used is not necessarily as shown in FIG. It is not limited to things. If the emission spectrum of the light source is different, the bandpass filter prepared accordingly may be changed. For example, when a three-wavelength fluorescent lamp having an emission spectrum having a peak in a wavelength range of 480 to 500 nm is used as blue light, the blue bandpass filter is within a range of 480 to 500 nm. An optical filter that selectively transmits light may be used. In this case, as a filter for cutting light in a short wavelength region, for example, a region having a wavelength of 450 nm or less is used instead of the filter for cutting light in a region having a wavelength of 400 nm or less used in the above-described embodiment. A filter capable of cutting up to a higher wavelength range according to the transmission wavelength range of the band-pass filter, such as a filter to be cut, can also be used.

光の干渉を利用した一般的な膜厚検査装置の検査原理を示すための検査対象基板の側面図である。It is a side view of the inspection object substrate for showing the inspection principle of the general film thickness inspection device using light interference. 着色層に膜厚ムラが生じている検査対象基板の側断面図((a) )および当該膜厚ムラを示す干渉縞パターンの平面図((b) )である。It is a side sectional view ((a)) of the inspection target substrate in which the film thickness unevenness occurs in the colored layer, and a plan view ((b)) of the interference fringe pattern showing the film thickness unevenness. 青の着色層の透過スペクトルと低圧ナトリウムランプのスペクトルとを示すグラフである。It is a graph which shows the transmission spectrum of a blue colored layer, and the spectrum of a low-pressure sodium lamp. 本発明の一実施形態に係る膜厚検査装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the film thickness inspection apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 一般的に市販されている3波長管の発光スペクトルと一般的なカラーフィルタで利用される青/緑/赤の3種類の着色層の透過スペクトルとを示すグラフである。It is a graph which shows the emission spectrum of 3 wavelength tubes generally marketed, and the transmission spectrum of three kinds of colored layers of blue / green / red used in a general color filter. 3波長管の光を「430〜450nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ」を通して得られる光の発光スペクトルと青の着色層の透過スペクトルとを示すグラフである。It is a graph which shows the emission spectrum of the light obtained through the "optical filter which selectively permeate | transmits the light within the range of 430-450 nm", and the transmission spectrum of a blue colored layer of the light of 3 wavelength tubes. 3波長管の光を「535〜555nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ」を通して得られる光の発光スペクトルと緑の着色層の透過スペクトルとを示すグラフである。It is a graph which shows the emission spectrum of the light obtained through the "optical filter which selectively permeate | transmits the light within the range of 535-555 nm", and the transmission spectrum of a green colored layer of the light of 3 wavelength tubes. 3波長管の光を「600〜620nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ」を通して得られる光の発光スペクトルと赤の着色層の透過スペクトルとを示すグラフである。It is a graph which shows the emission spectrum of the light obtained through the "optical filter which selectively permeate | transmits the light within the range of 600-620 nm", and the transmission spectrum of a red colored layer of the light of 3 wavelength tubes. 図4に示す膜厚検査装置の光学的な配置を示す側面図である。It is a side view which shows the optical arrangement | positioning of the film thickness inspection apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…検査対象基板
11…着色層
20…光源(直管式の3波長形蛍光ランプ)
21…短波長域カット用フィルタ
30…ラインセンサカメラ
40…バンドパスフィルタ
50…搬送装置
60…画像処理装置(パソコン)
A…照明光
B1…着色層11の上面での反射光
B2…着色層11の下面での反射光
F…線状視野領域
L1〜L5…光の経路
n…法線
θ…角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inspection object board | substrate 11 ... Colored layer 20 ... Light source (straight tube type 3 wavelength type fluorescent lamp)
21 ... Short wavelength band cutting filter 30 ... Line sensor camera 40 ... Band pass filter 50 ... Conveying device 60 ... Image processing device (personal computer)
A ... Illuminating light B1 ... Reflected light B2 on the upper surface of the colored layer 11 ... Reflected light F on the lower surface of the colored layer 11 ... Linear visual field regions L1-L5 ... Light path n ... Normal line θ ... Angle

Claims (5)

三原色RGBの着色層についての膜厚の均一性を光の干渉を利用して検査する装置であって、
XY二次元座標系を定義したときに、着色層を有する検査対象基板を、その主面がXY平面に平行になるようにX軸方向に搬送する搬送装置と、
Y軸に平行な方向に複数の受光素子を配列することにより構成され、前記搬送装置によって搬送されてきた検査対象基板上の線状視野領域を斜め上方から撮像することができるように配置されたラインセンサと、
少なくとも前記線状視野領域を、斜め上方から照明することができるように、長手方向がY軸に平行となるように配置された直管式の3波長形蛍光ランプと、
前記線状視野領域と前記ラインセンサとの間に配置され、検査対象となる着色層の透過スペクトル領域内の所定範囲の光を選択的に透過させるバンドパスフィルタと、
前記ラインセンサによって撮像された複数の一次元画像を合成して、検査対象基板上の着色層の膜厚分布を、当該着色層の上面からの反射光と下面からの反射光との干渉縞パターンとして示す二次元画像を作成する画像処理装置と、
を備え、
前記3波長形蛍光ランプのスペクトルは、三原色RGBの各着色層の透過スペクトル領域に重なる3つのピークを有しており、
前記バンドパスフィルタとして、前記3つのピークに対応する波長域の光をそれぞれ選択的に透過させる3種類のバンドパスフィルタが用意されていることを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
An apparatus for inspecting the uniformity of the film thickness for the colored layers of the three primary colors RGB using the interference of light ,
A transport device that transports an inspection target substrate having a colored layer in the X-axis direction so that its main surface is parallel to the XY plane when an XY two-dimensional coordinate system is defined;
It is configured by arranging a plurality of light receiving elements in a direction parallel to the Y axis, and is arranged so that a linear visual field region on the inspection target substrate transported by the transport device can be imaged obliquely from above. A line sensor;
A straight tube type three-wavelength fluorescent lamp arranged so that the longitudinal direction thereof is parallel to the Y axis so that at least the linear visual field region can be illuminated obliquely from above;
A bandpass filter that is disposed between the linear visual field region and the line sensor and selectively transmits a predetermined range of light within a transmission spectrum region of a colored layer to be inspected;
By synthesizing a plurality of one-dimensional images picked up by the line sensor, the film thickness distribution of the colored layer on the inspection target substrate is determined as an interference fringe pattern of reflected light from the upper surface and reflected light from the lower surface of the colored layer. An image processing apparatus for creating a two-dimensional image shown as
With
The spectrum of the three-wavelength fluorescent lamp has three peaks that overlap the transmission spectrum region of each colored layer of the three primary colors RGB,
A film thickness inspection apparatus for three primary color layers, wherein three types of band-pass filters that selectively transmit light in a wavelength region corresponding to the three peaks are prepared as the band-pass filters.
請求項1に記載の膜厚検査装置において、
430〜450nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ、535〜555nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ、600〜620nmの範囲内の光を選択的に透過させる光学フィルタ、からなる3種類のバンドパスフィルタを、線状視野領域とラインセンサとの間に選択的に取り付けることができるように構成したことを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
In the film thickness inspection apparatus according to claim 1,
An optical filter that selectively transmits light in the range of 430 to 450 nm, an optical filter that selectively transmits light in the range of 535 to 555 nm, and an optical filter that selectively transmits light in the range of 600 to 620 nm A film thickness inspection apparatus for three primary color layers, wherein the three types of band-pass filters can be selectively attached between the linear visual field region and the line sensor.
請求項1または2に記載の膜厚検査装置において、
3波長形蛍光ランプと線状視野領域との間に、検査対象基板上に形成されている感光性材料層の感光帯である短波長域の光をカットするためのフィルタを設けたことを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
In the film thickness inspection apparatus according to claim 1 or 2,
A filter is provided between the three-wavelength fluorescent lamp and the linear visual field region to cut light in a short wavelength region, which is a photosensitive band of the photosensitive material layer formed on the inspection target substrate. A film thickness inspection apparatus for the three primary color layers.
請求項1〜3のいずれかに記載の膜厚検査装置において、
バンドパスフィルタを、その主面に立てた法線がラインセンサの光軸に対して傾斜するように配置し、バンドパスフィルタの表面における反射光が線状視野領域に入り込まないようにしたことを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
In the film thickness inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The bandpass filter is arranged so that the normal line standing on its main surface is inclined with respect to the optical axis of the line sensor, so that the reflected light on the surface of the bandpass filter does not enter the linear visual field region. Film thickness inspection device for the three primary color layers.
請求項1〜4のいずれかに記載の膜厚検査装置において、
ラインセンサの光軸と検査対象基板の主面とのなす角を30°〜70°に設定したことを特徴とする三原色着色層についての膜厚検査装置。
In the film thickness inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A film thickness inspection apparatus for three primary color layers, wherein an angle formed by an optical axis of a line sensor and a main surface of a substrate to be inspected is set to 30 ° to 70 °.
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