JP4619748B2 - Defect detection method for multilayer flat plate inspection object having optical transparency - Google Patents
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Description
本発明は液晶基板等の光透過性を有する多層平板状被検査体のキズや異物等の欠陥を内包する層を特定するための欠陥検査方法に関するものである。 The present invention relates to a defect inspection method for identifying a layer containing defects such as scratches and foreign matter in a light-transmitting multilayer flat plate-shaped inspection object such as a liquid crystal substrate.
液晶基板等の製造過程において、キズの発生や異物混入等の欠陥が発生する場合があり、これらの欠陥を検出して修正することが必要となる。
従来、これら欠陥の検出のため液晶基板の被検査部位に検査用の光を照射し、その被検査部位の欠陥部分からの散乱光をCCDカメラ等によって撮影した画像データを画像処理し、液晶基板の平面視における欠陥位置を検出する方法(特許文献1)が開示されている。
また、上記液晶基板の被検査部位の下面から光を照射し、その被検査部位の欠陥からの透過光をCCDカメラ等によって撮影した画像データを画像処理し、欠陥位置を検出する検査方法(特許文献2)が開示されている。
Conventionally, in order to detect these defects, the inspection part of the liquid crystal substrate is irradiated with inspection light, and the image data obtained by photographing the scattered light from the defective part of the inspection part with a CCD camera or the like is subjected to image processing. Discloses a method for detecting a defect position in a plan view (Patent Document 1).
Also, an inspection method for detecting a defect position by irradiating light from the lower surface of the inspection site of the liquid crystal substrate, performing image processing on image data obtained by photographing a transmitted light from the defect of the inspection site with a CCD camera or the like (patent) Document 2) is disclosed.
しかし、前記欠陥は、前記被検査部位の表面に存在する場合(図2a)と同被検査部位における各層の層内に存在する場合(図2b)とがあり、前記層内に存在する微小な欠陥の場合、前記従来技術(特許文献1)では、この欠陥部分からの十分な散乱光が得られず、検出が困難であった。
また、前記従来技術(特許文献2)では、平面視における欠陥位置を検出することが可能であるが、前記被検査部位の表面に存在する欠陥と、各層の内部に存在する欠陥とが区別できないため、これらの欠陥部分を顕微鏡を用いて確認することが必要となり、作業時間が長引くという問題があった。
However, there are cases where the defect exists on the surface of the inspected site (FIG. 2a) and in the layer of each layer in the inspected site (FIG. 2b). In the case of a defect, in the prior art (Patent Document 1), sufficient scattered light from this defect portion cannot be obtained, and detection is difficult.
Moreover, in the said prior art (patent document 2), although the defect position in planar view can be detected, the defect which exists in the surface of the said to-be-inspected site | part and the defect which exists in each layer cannot be distinguished. Therefore, it is necessary to check these defective portions using a microscope, and there is a problem that the working time is prolonged.
そこで、本発明は、このような問題点に対処するため、光透過性を有する多層平板状被検査体の欠陥検出に際して、その内部欠陥の存在する層を特定することができるようにした方法を提供することを課題とする。 Therefore, in order to cope with such problems, the present invention provides a method in which a layer in which an internal defect exists can be specified when detecting a defect of a multilayer flat plate inspection object having optical transparency. The issue is to provide.
上述の課題を解決するために、本発明の光透過性を有する多層平板状被検査体の欠陥検出方法は、光透過性を有する多層平板状被検査体の被測定部位に光を照射して、同多層平板状被検査体に対向して設けられた撮影手段を前記多層平板状被検査体の前記被測定部位の各層についての直角方向に連続的に接近させながら、該撮影手段により、前記被測定部位の各層についての直角方向の画像データを連続的に取り込んでから、前記の連続的に取り込まれた画像データに基づいて前記被測定部位の各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布を求め、ついで前記各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布と、予め求められている無欠陥の多層平板状基準検査体の前記被測定部位に対応した部位における各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布とを比較することにより、前記多層平板状被検査体の被測定部位における欠陥の有無を特定することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the defect detection method for a light-transmitting multilayer flat-plate inspection object is to irradiate light on a measurement site of the light-transmitting multilayer flat inspection object. The imaging means provided facing the multi-layer plate-like object to be inspected is continuously approached in the direction perpendicular to each layer of the measurement site of the multilayer flat-plate object to be inspected by the imaging means . Distribution of data relating to the brightness in the perpendicular direction for each layer of the measured region based on the continuously captured image data after continuously capturing the image data in the perpendicular direction for each layer of the measured region Next, the distribution of data regarding the brightness in the perpendicular direction for each layer and the direct data for each layer in the portion corresponding to the measured portion of the defect-free multi-layer flat reference inspection object obtained in advance. By comparing the distribution of the data relating to the brightness of the direction, it is characterized by identifying the presence or absence of a defect in the measurement region of the multilayer flat-plate-shaped device under test.
本発明の光透過性を有する多層平板状被検査体の欠陥検出方法によれば、被検査体の被測定部位の各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布と、予めメモリ等に記憶されている前記無欠陥の基準検査体の対応する部位における各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布とを比較することによって、欠陥の存在する被検査体の層を特定することができる。
すなわち、前記被測定部位において欠陥が存在する部位の各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布が、前記基準検査体の対応する部位における各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布と異なるため、被検査体において欠陥の存在する層が容易に判別され検出されるようになる、という優れた効果を奏する。
According to the defect detection method for a multilayer flat plate inspection object having optical transparency according to the present invention, the distribution of data relating to the brightness in the perpendicular direction for each layer of the measurement target portion of the inspection object and the memory are stored in advance. By comparing the distribution of data relating to the brightness in the direction perpendicular to each layer at the corresponding part of the defect-free reference inspection object, the layer of the inspection object in which a defect exists can be specified.
That is, the distribution of the data regarding the brightness in the perpendicular direction for each layer of the portion where the defect exists in the measured region is different from the distribution of the data regarding the brightness in the perpendicular direction for each layer in the corresponding portion of the reference specimen. Therefore, there is an excellent effect that a layer in which a defect exists in the inspection object can be easily identified and detected.
水平に置かれた多層平板状被検査体について欠陥が存在する層の特定を能率よく容易に行うため、被検査体の被測定部位における各層の鉛直方向の画像データから、同各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布を求め、無欠陥の多層平板状基準検査体について予め求めてある各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布と比較する操作が行われる。 In order to efficiently and easily identify the layer in which a defect exists in a horizontally placed multi-layer flat specimen, the vertical direction of each layer is determined from the vertical image data of each layer at the measurement site of the specimen. An operation for obtaining a distribution of data relating to brightness and comparing it with a distribution of data relating to the brightness in the vertical direction of each layer obtained in advance for a defect-free multilayer flat-plate reference inspection object is performed.
以下、本発明の実施例としての光透過性を有する多層平板状被検査体の欠陥検出方法について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施例1の光透過性を有する多層平板状被検査体の欠陥検出方法に係る装置について説明すると、図1に示すように、欠陥検出装置1は、平板状の被検査体2を水平に載置する架台3と、同架台3をX軸方向及びY軸方向(紙面に鉛直の方向)に移動可能にする移動手段13とを備えるほか、被検査体2に対向して設けられた対物レンズ4と、この対物レンズ4と同軸に設けられた結像レンズ5と、この結像レンズ5の結像位置に受光面を有するように設けられた被検査体2の被測定部位の画像を取込むための撮影手段としてのCCDカメラ6と、対物レンズ4の鉛直方向の光軸7と被検査体2との交点9を含む被測定部位に検査用の光Lを照射する光量調節可能な照明手段8とからなる光学系11とを備えている。
Hereinafter, a method for detecting a defect of a multilayer flat plate inspection object having optical transparency as an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a description will be given of an apparatus according to a defect detection method for a multilayer flat plate inspection object having optical transparency according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
また欠陥検出装置1には、光学系11を一体的に被検査体2の鉛直方向(光軸7と平行なZ軸方向)に移動可能にするZ軸方向移動手段10と、光学系11のZ軸方向の位置を検出する位置検出器12と、CCDカメラ6によって取込まれた被検査体2の被測定部位の画像データを処理するための測定装置14とが設けられている。
The
そして、測定装置14は、CCDカメラ6で撮影して得られた被検査体2の各層の鉛直方向のアナログ画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器15と、このA/D変換器15からの前記デジタル信号を記憶する画像メモリ16Aと、この画像メモリ16Aに取り込まれた前記デジタル信号を読み出して同デジタル信号から前記各層の鉛直方向の明るさに関するデータを作成し同データの分布を求める演算器17と、前記基準検査体の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布を記憶させた基準メモリ16Bとを備えて構成される。
The
また、演算器17からの被検査体2の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布と基準メモリ16Bより取り出した前記基準検査体の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布とを表示できる表示器18とが設けられている。
Further, it is possible to display the distribution of data relating to the brightness in the vertical direction of each layer of the inspection object 2 from the
なお、前記の明るさに関するデータとは、前記撮影手段(CCDカメラ6)で取り込まれる画像内に存在する明部と暗部との輝度差(コントラスト)を数値化したデータを意味し、またデータの分布とは、前記撮影手段(CCDカメラ6)の移動方向(図1のZ軸方向)の前記明るさに関するデータの変化の状態(例えば、図5a,図5b参照)を意味するものであり、以下においても同じである。 The data relating to the brightness means data obtained by quantifying a luminance difference (contrast) between a bright part and a dark part existing in an image captured by the photographing unit (CCD camera 6). The distribution means a change state of data relating to the brightness in the moving direction (Z-axis direction in FIG. 1) of the photographing means (CCD camera 6) (see, for example, FIGS. 5a and 5b). The same applies to the following.
次に、上記構成を備えた欠陥検出検査装置1の作用とともに、同欠陥検出装置1によって実施される本発明の実施例1に係る被検査体の欠陥検出方法について、図1〜図7を参照して説明する。
本実施例1の欠陥検出方法では、被検査体2の欠陥検出を行う前の準備工程として、図3に示すように、前記基準検査体を架台3にセットし(ステップ1)、架台移動手段13を用いて架台3をXY方向に移動させ(ステップ2)、各位置につき照明手段8によって光を照射し、光学系11をZ軸方向移動手段10によって前記基準検査体に連続的に接近させながら、CCDカメラ6によって撮影し、前記各位置における各層の鉛直方向の画像データを取り込み(ステップ3)、その画像データをA/D変換器15によりデジタル信号に変換してメモリ16Aに記憶させ(ステップ4)、その記憶させた前記各層の鉛直方向の画像データを演算器17に取り込んで、前記基準検査体の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布を求め(ステップ5)、その結果をメモリ16Bに記憶させる(ステップ6)。
上記準備工程の完了後は前記基準検査体を架台3から取り外し、メモリ16Aの記憶内容を削除(リセット)しておく(ステップ7)。
Next, with reference to FIGS. 1 to 7 for the defect detection method for the inspection object according to the first embodiment of the present invention, which is performed by the
In the defect detection method of the first embodiment, as a preparatory step before performing the defect detection of the inspection object 2, the reference inspection object is set on the gantry 3 as shown in FIG. 13 is used to move the gantry 3 in the XY directions (step 2), light is irradiated by the illumination means 8 at each position, and the
After completion of the preparation process, the reference inspection object is removed from the gantry 3 and the stored contents of the
前記分布は、前記基準検査体内に異物等が存在しないため、CCDカメラ6によって取り込まれる画像のコントラストが各被撮影面(例えば各層の境界面などの前記CCDカメラ6のピントが合う面)以外では大きくならず、明るさに関するデータの分布は図5aのようになる。 In the distribution, since there is no foreign matter or the like in the reference inspection body, the contrast of the image captured by the CCD camera 6 is other than each surface to be imaged (for example, a surface on which the CCD camera 6 is focused, such as a boundary surface of each layer). The distribution of data regarding brightness is not as shown in FIG. 5a.
次に、本実施例1の欠陥検出方法における検査工程は、図4に示すように、平面視において欠陥位置が明確にされている被検査体2を架台3に載せる。(ステップ10)
そして、上記欠陥位置が対物レンズの光軸7の直下になるように、架台移動手段13を用いて架台3をXY方向に移動させる。(ステップ11)
この状態で、光学系11をZ軸方向移動手段10によって被検査体2に連続的に接近させながら、CCDカメラ6によって被検査体2の被測定部位の撮影を実施する。(ステップ12)
そして、CCDカメラ6によって鉛直方向に連続的に撮影された被検査体2の被測定部位の画像データをA/D変換器15によってデジタル信号に変換し、メモリ16Aに記憶させる。(ステップ13)
Next, in the inspection process in the defect detection method of the first embodiment, as shown in FIG. 4, the inspection object 2 whose defect position is clarified in plan view is placed on the gantry 3. (Step 10)
Then, the gantry 3 is moved in the XY directions using the gantry moving means 13 so that the defect position is directly below the
In this state, while the
Then, the image data of the measurement site of the object 2 to be inspected continuously taken in the vertical direction by the CCD camera 6 is converted into a digital signal by the A /
ついで、メモリ16Aに記憶されたデジタル信号を演算器17に取り込んで、同デジタル信号から被検査体2の被測定部位の各層の鉛直方向の明るさに関するデータを作成し、このデータから被検査体2の被測定部位の各層の鉛直方向の前記明るさに関するデータの分布を求める。(ステップ14)
被検査体2の欠陥が異物による場合、同欠陥部分にCCDカメラ6のピントが合うため、欠陥の存在する層における明るさに関するデータの分布は例えば図5bのようになる。 なお、図5aおよび図5bの縦軸はZ軸方向位置検出器12によって検出された光学系11のZ軸方向の位置を示すものである。
Next, the digital signal stored in the
When the defect of the inspection object 2 is caused by a foreign substance, the CCD camera 6 is focused on the defective portion, so the data distribution regarding the brightness in the layer where the defect exists is, for example, as shown in FIG. 5a and 5b indicate the position of the
ついで、演算器17によって求められた被検査体2の被測定部位の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布と、前記準備工程で得られている基準検査体の被検査体2の被測定部位に対応した部位の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布(図5a)とを表示器18に表示する(ステップ15)。
Next, the distribution of data regarding the brightness in the vertical direction of each layer of the measurement site of the device under test 2 obtained by the
さらに、表示器18に表示された明るさに関するデータの分布を作業者が目視で確認し、前記基準検査体の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布との差異が基準を超えている場合は、被検査体2の被測定部位の層に欠陥が存在すると判断される。(ステップ16)
Furthermore, when the operator visually confirms the distribution of data regarding the brightness displayed on the
前述の実施例1では、演算器17によって求められた明るさに関するデータの分布を、表示器18に直接表示する構成としたが、図6に示すごとく、演算器17によって求められた被検査体2の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布と、前記準備工程で得られている基準検査体の被検査体の被測定部位に対応した部位の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布とを比較判定器19によって比較し、その結果を表示器18に表示する構成としてもよい。
In the first embodiment described above, the distribution of the data relating to the brightness obtained by the
実施例2では、図6に示される構成を有する欠陥検出検査装置1Aによる被検査体2の欠陥検出方法が、図7に示す工程により実施されるが、ステップ1からステップ5までの工程は実施例1と同じである。
すなわち、本実施例2では、演算器17によって求められた被検査体2の被測定部位の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布(例えば図5b)と、前記準備工程で得られている前記基準検査体の被検査体2の被測定部位に対応した部位の各層の鉛直方向の明るさに関するデータの分布(例えば図5a)とを、比較判定器19に供給し、同比較判定器19で両者の各層の鉛直方向の明るさに関するデータのピーク値を比較し(ステップ15′)、そのピーク値が異なる被検査体2の被測定部位の層が欠陥の存在する層であるとして認定し、その層の位置を表示器18に表示する。(ステップ16)
In the second embodiment, the defect detection method for the inspected object 2 by the defect detection / inspection apparatus 1A having the configuration shown in FIG. 6 is performed by the steps shown in FIG. 7, but the steps from
That is, in the second embodiment, the distribution of data relating to the brightness in the vertical direction of each layer of the measurement site of the device under test 2 obtained by the computing unit 17 (for example, FIG. 5b) and obtained in the preparation step. A data distribution (for example, FIG. 5 a) relating to the brightness in the vertical direction of each layer of the part corresponding to the part to be measured of the inspection object 2 of the reference inspection object is supplied to the comparison /
実施例2の欠陥検出検査装置1Aを用いる方法では、欠陥の有無についての判定が作業者の目視によらないため、作業者の個人差が生じにくいこと、そして判定を迅速に行うことができるという効果が得られる。 In the method using the defect detection / inspection apparatus 1A according to the second embodiment, the determination as to the presence / absence of a defect does not depend on the operator's visual observation, so that individual differences among workers are less likely to occur, and the determination can be performed quickly. An effect is obtained.
なお、上述の各実施例1,2の欠陥検出方法においては、対物レンズ4と結像レンズ5を有する光学系11を用いているが、結合レンズ5の代わりにCCDカメラ6のレンズを用いてもよい。
また、被検査体2と光学系11とのXY軸方向における相対移動手段は、前述の構成に限らず、被検査体2の架台3を固定し光学系11を移動させるようにしてもよい。
In the defect detection methods of the first and second embodiments described above, the
Further, the relative movement means in the XY-axis direction between the inspected object 2 and the
1,1A 欠陥検出装置
2 被検査体
3 架台
4 対物レンズ
5 結像レンズ
6 CCDカメラ
7 対物レンズの光軸
8 照明手段
9 対物レンズの光軸と被検査体の交点
10 光学系のZ軸方向移動手段
11 光学系
12 光学系のZ軸方向位置検出器
13 架台移動手段
14 測定機
15 A/D変換器
16A メモリ
16B メモリ
17 演算器
18 表示器
19 比較判定器
DESCRIPTION OF
Claims (1)
同多層平板状被検査体に対向して設けられた撮影手段を前記多層平板状被検査体の前記被測定部位の各層についての直角方向に連続的に接近させながら、該撮影手段により、前記被測定部位の各層についての直角方向の画像データを連続的に取り込んでから、
前記の連続的に取り込まれた画像データに基づいて前記被測定部位の各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布を求め、
ついで前記各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布と、予め求められている無欠陥の多層平板状基準検査体の前記被測定部位に対応した部位における各層についての直角方向の明るさに関するデータの分布とを比較することにより、前記多層平板状被検査体の被測定部位における欠陥の有無を特定することを特徴とする、光透過性を有する多層平板状被検査体の欠陥検出方法。 Irradiate light to the measurement site of the multi-layer plate-shaped object to be inspected with light transmittance,
While continuously approach the imaging means provided in opposition to the multi-layer flat-plate-shaped device under test in a perpendicular direction for each layer of the target part of the multilayer flat-plate-shaped device under test, by the photographing means, the object After continuously capturing the image data in the perpendicular direction for each layer of the measurement site,
Based on the continuously captured image data, obtain a distribution of data on the brightness in the perpendicular direction for each layer of the measurement site,
Next, the distribution of the data regarding the brightness in the perpendicular direction for each layer and the data regarding the brightness in the perpendicular direction for each layer in the part corresponding to the measured part of the defect-free multilayer flat-plate reference inspection object obtained in advance. A defect detection method for a multilayer flat-plate inspecting object having light transmissivity, wherein the presence or absence of a defect in a measurement site of the multilayer flat-plate inspecting object is specified by comparing with a distribution of the above.
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