JP5200353B2 - Periodic pattern unevenness inspection system - Google Patents

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本発明は、周期性パターンを有する製品においてパターンのムラを検査するための方法及び装置に係り、特にカラーテレビのブラウン管に用いられるアパーチャグリル、フォトマスク、カラーフィルタ等の基板に周期的に形成されているパターンに生じるスジ状ムラを高精度に検出できる周期性パターンのムラ検査方法及び検査装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for inspecting pattern unevenness in a product having a periodic pattern, and is formed periodically on a substrate such as an aperture grill, a photomask, or a color filter used for a cathode ray tube of a color television. The present invention relates to a periodic pattern unevenness inspection method and an inspection apparatus capable of accurately detecting streak-like unevenness occurring in a pattern that is present.

カラーテレビのブラウン管に用いられるアパーチャグリル、フォトマスク、カラーフィルタ等の基板の周期性パターン(以下、PMパターンと呼ぶ)のムラ検査では、同軸の透過照明や平面照明を用いて透過率画像を撮像し、各々の画像での光の強度(明るさ)を比べてムラ部と正常部とを視認している。そのため、PMパターンにおいては元々ムラ部と正常部との光の強度差が少ない、すなわち、コントラストが低い画像をその強度差の処理方法を工夫することで、差を拡大してムラ部の抽出し、検査を行っている。 For unevenness inspection of periodic patterns (hereinafter referred to as PM patterns) of substrates such as aperture grills, photomasks, and color filters used in color television CRTs, a transmittance image is captured using coaxial transmission illumination or planar illumination. Then, the unevenness portion and the normal portion are visually recognized by comparing the intensity (brightness) of light in each image. For this reason, in the PM pattern, the difference in light intensity between the uneven portion and the normal portion is originally small, that is, by devising an intensity difference processing method for images with low contrast, the difference is expanded and the uneven portion is extracted. , Have been inspected.

しかし、格子状の周期性パターンのブラックマトリクスのムラ、特に開口部の大きいブラックマトリクスのムラの撮像において、ムラ部と正常部でのコントラストの向上が望めず、強度差の処理を工夫したとしても、元画像のコントラストが低い画像の場合の検査では、目視での官能検査方法より低い検査能力しか達成できない問題がある。なお、周期性パターンとは、一定の間隔(以下ピッチと記す)を持つスリットのパターンの集合体を称し、例えば、1本のパターンが所定ピッチで配列したストライプ状の周期性パターン、又は開口部のパターンが所定ピッチで配列したマトリクス状の周期性パターン等である。 However, in the imaging of black matrix unevenness of a lattice-like periodic pattern, especially unevenness of a black matrix with a large opening, improvement in contrast between the uneven portion and the normal portion cannot be expected, and even if the intensity difference processing is devised In the inspection in the case of an image having a low contrast of the original image, there is a problem that only an inspection ability lower than the visual sensory inspection method can be achieved. The periodic pattern refers to an aggregate of slit patterns having a constant interval (hereinafter referred to as a pitch). For example, a striped periodic pattern in which one pattern is arranged at a predetermined pitch, or an opening. These patterns are a matrix-like periodic pattern in which these patterns are arranged at a predetermined pitch.

一方、微細な表示と明るい画面の電子部品の増加により、PMパターンでは微細化、又は開口部比率アップへの傾向が進んでいる。将来、更に開口部の大きいより微細形状のブラックマトリクス用の周期性パターンのムラ検査の方法及びその装置が必要となる。すなわち、従来の光の振幅による光の強度(明るさ)の強弱のみの出力では限界であり、ムラを明瞭に検出することができない。   On the other hand, due to the increase in electronic components with fine display and bright screen, the tendency to miniaturization or increase in the aperture ratio is progressing in the PM pattern. In the future, there will be a need for an inspection method and apparatus for periodic pattern irregularity inspection for a black matrix having a finer shape and a larger opening. That is, the conventional output with only the intensity (brightness) of the light intensity (brightness) based on the amplitude of the light is a limit, and unevenness cannot be clearly detected.

そこで、カラーフィルターレジストの塗布ムラ検査に実績のあるプロジェクション法等の技術をPMパターンのムラ検査技術に応用する試みがなされている。例えば、特許文献1には、ラプラシアンフィルタを用いた画像処理により欠陥を強調して検出する方法が提案されている。 Therefore, an attempt has been made to apply a technique such as a projection method, which has a proven track record in coating color unevenness inspection, to the PM pattern unevenness inspection technology. For example, Patent Document 1 proposes a method for enhancing and detecting defects by image processing using a Laplacian filter.

しかしながら特許文献1の方法では、PMパターンのスジ状ムラを判定する際に、光の回折現象によって生じる擬似欠陥をスジ状ムラとして誤判定しやすく、検査精度が高いものとは言い難い。そこで、パターンが周期的に形成された基板の撮像対象エリアを2つに分割し、光源を調整した後撮像し、撮像された画像データを互いにつなぎ合わせて合成し、該合成画像を用いて、該基板上のスジ状ムラを判定する方法が考えられる。   However, according to the method of Patent Document 1, when determining streak-like unevenness of the PM pattern, a pseudo defect caused by the light diffraction phenomenon is easily erroneously determined as streak-like unevenness, and it is difficult to say that the inspection accuracy is high. Therefore, the area to be imaged of the substrate on which the pattern is periodically formed is divided into two, the image is adjusted after the light source is adjusted, the imaged image data is connected and combined, and the combined image is used. A method for determining streaky unevenness on the substrate is conceivable.

すなわち、まず、光源の位置や角度を変えて2枚の画像を撮像し、例えば、図4(a)、(b)に示すように、その画像をそれぞれ2つに分割して分割画像(A1、A2)と(B1、B2)を得る。   That is, first, two images are picked up by changing the position and angle of the light source. For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, the images are divided into two and divided images (A1). , A2) and (B1, B2).

その際、基板上の撮像対象エリア外にあるアライメントマークや製品情報記号など(以下、撮像画像対象エリア外描画部と呼ぶ)により、撮像対象エリア内に擬似欠陥が発生する場合がある。   At this time, a pseudo defect may occur in the imaging target area due to an alignment mark or a product information symbol outside the imaging target area on the substrate (hereinafter referred to as a drawing unit outside the captured image target area).

このとき光源を調整することにより、図4(a)、(b)のように擬似欠陥が発生する領域が境界線Cのどちらか片側で、しかも擬似欠陥が発生する領域が2枚の画像での間で逆になるように出来れば、例えば図4(c)のように擬似欠陥のない分割画像B1及びA2を合成することにより、擬似欠陥を除去した合成画像(B1、A2)を得ることができる。   By adjusting the light source at this time, as shown in FIGS. 4A and 4B, the area where the pseudo defect occurs is one side of the boundary line C, and the area where the pseudo defect occurs is two images. If the image can be reversed between the two, for example, as shown in FIG. 4C, the combined images (B1, A2) from which the pseudo defects are removed are synthesized by synthesizing the divided images B1 and A2 having no pseudo defects. Can do.

しかし、図5(a)のように分割画像A1およびA2の両方に擬似欠陥が発生している場合には、図5(c)、(d)に示すように、擬似欠陥を除去した合成画像を得ることができない。
特開平9−264730号公報
However, when a pseudo defect has occurred in both of the divided images A1 and A2 as shown in FIG. 5A, as shown in FIGS. 5C and 5D, the composite image from which the pseudo defect has been removed. Can't get.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-264730

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、短形基板上の周期性パターンの撮像対象エリア外の描画部で擬似欠陥を発生させると予測される箇所を遮蔽板で覆うことにより、擬似欠陥の発生を防止し、高い検出精度を有する周期性パターンのムラ検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and by covering a portion that is predicted to generate a pseudo defect in a drawing portion outside the imaging target area of a periodic pattern on a short substrate with a shielding plate. Another object of the present invention is to provide a periodic pattern unevenness inspection apparatus that prevents generation of pseudo defects and has high detection accuracy.

本発明は、矩形基板上の周期性パターンに発生するスジ状ムラを検査するための周期性パターンのムラ検査装置であって、前記基板を実質的に水平に保持し、該基板を二次元平面視野内でX軸方向およびY軸方向にそれぞれ移動させる移動機構を備えたXYステージと、前記XYステージ上の基板の周期性パターンに対して斜め透過光の照明を個別に行う4つの光源と、前記XYステージを挟んで前記光源の反対側に配置され、前記光源によって斜め透過光照明された前記周期性パターンにおける回折光を撮像する撮像手段と、
前記XYステージ上の基板に対して前記光源の各々を二次元平面視野内で個別に移動させる移動手段と、前記移動手段によって前記光源が移動されたときに、検査対象となる前記周期性パターンに対して前記光源から斜め透過光の照明があたるように、前記移動手段と連動して前記光源の向きを変えさせる姿勢移動手段と、前記基板の撮像対象エリア外の部分に前記光源からの照明光をあてないように前記基板と前記光源との間の前記基板の周囲4方向に配置され、それぞれ独立に移動可能な4枚の遮蔽板と、前記基板上の撮像対象エリアを少なくとも2つのエリアに分割し、前記XYステージと前記光源との相対位置関係を調整するとともに前記光源の光量を個別に調整することにより前記分割エリアの各々の輝度レベルを調整し、調整した輝度レベルで前記撮像手段により各分割エリアをそれぞれ撮像し、撮像した分割画像データをそれぞれ取り込み、取り込んだ分割画像を互いにつなぎ合わせて合成し、該合成画像を用いてスジ状ムラを判定することを特徴とする周期性パターンのムラ検査装置を提供することである。これにより擬似欠陥が発生せず、高い精度で周期性パターンのムラを判定することができる。
The present invention relates to a periodic pattern unevenness inspection apparatus for inspecting streaky unevenness generated in a periodic pattern on a rectangular substrate, the substrate being held substantially horizontally, and the substrate being held in a two-dimensional plane. An XY stage having a moving mechanism for moving in the X-axis direction and the Y-axis direction within the field of view, and four light sources that individually illuminate obliquely transmitted light with respect to the periodic pattern of the substrate on the XY stage, An imaging unit that is disposed on the opposite side of the light source across the XY stage, and that images diffracted light in the periodic pattern illuminated obliquely by the light source;
A moving unit that individually moves each of the light sources within a two-dimensional planar field of view with respect to the substrate on the XY stage, and the periodic pattern to be inspected when the light source is moved by the moving unit. On the other hand, posture moving means for changing the direction of the light source in conjunction with the moving means so that obliquely transmitted light is illuminated from the light source, and illumination light from the light source on a portion outside the imaging target area of the substrate 4 shielding plates that are arranged in four directions around the substrate between the substrate and the light source so that they can move independently, and at least two areas to be imaged on the substrate And adjusting the relative positional relationship between the XY stage and the light source and adjusting the brightness level of each of the divided areas by individually adjusting the light quantity of the light source. Each divided area is imaged by the imaging means at the brightness level, each captured image data is captured, the captured segmented images are connected to each other and synthesized, and stripe-like unevenness is determined using the synthesized image. An object of the present invention is to provide a periodic pattern irregularity inspection apparatus. Thereby, a pseudo defect does not occur, and the irregularity of the periodic pattern can be determined with high accuracy.

本発明では、撮像対象エリア外描画で擬似欠陥を発生させると予測される部分に照明光があたらないように遮蔽する遮蔽板で覆い、撮像対象エリアだけに照明光を照射し、調整した輝度レベルで各分割エリアをそれぞれ撮像し、撮像した分割画像データをそれぞれ取り込み、取り込んだ分割画像撮像エリアの大きさに応じた条件で互いにつなぎ合わせて合成し、該合成画像を用いてスジ状ムラを判定することで高い検出精度を有する周期性パターンのムラ検査装置を提供することが可能となった。   In the present invention, the brightness level is adjusted by covering with a shielding plate that shields the illumination light from being applied to a portion that is predicted to generate a pseudo defect in drawing outside the imaging target area, and irradiating only the imaging target area with the illumination light. Each captured area is imaged, each captured image data is captured, connected and combined under the conditions according to the size of the captured divided image capturing area, and streaky unevenness is determined using the combined image This makes it possible to provide a periodic pattern unevenness inspection apparatus having high detection accuracy.

以下、添付の図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

本発明の周期性パターンのムラ検査装置は、本発明者らが特許文献1に記載された光学条件4軸設定機能、軸別個別設定・保存機能、基準条件・参考条件設定機能、照明中心位置調整機能、画像合成による擬似欠陥除去機能等をすべて有しており、これらの基本的な機能の他にさらに、基板上の撮像対象エリア外にアライメントマークや製品情報などがあって疑似欠陥が発生すると予測される部位を遮蔽する機構を追加の機能として判定条件内に備えている。   The periodic pattern non-uniformity inspection apparatus of the present invention includes an optical condition 4-axis setting function, an individual setting / saving function for each axis, a reference condition / reference condition setting function, and an illumination center position described in Patent Document 1 In addition to these basic functions, there are alignment functions, product information, etc. in addition to these basic functions. Then, the mechanism which shields the site | part to which it is estimated is provided in the determination conditions as an additional function.

図1に示すように、ムラ検査装置は、斜め透過照明部10、XYステージ部20、撮像部30、処理部40、遮蔽板60を備えている。処理部40は、撮像部30により撮像された画像を強調処理し、ムラであるか否かを判定し、さらに強調された画像をオペレータが認識しやすいようにムラを表示する機能を有している。   As shown in FIG. 1, the unevenness inspection apparatus includes an oblique transmission illumination unit 10, an XY stage unit 20, an imaging unit 30, a processing unit 40, and a shielding plate 60. The processing unit 40 has a function of emphasizing the image captured by the imaging unit 30, determining whether the image is uneven, and displaying the unevenness so that the operator can easily recognize the emphasized image. Yes.

斜め透過照明部10は4つのランプ11A〜11Dを備えている。各ランプ11A〜11Dは、姿勢変更手段としての首振り機構12および移動手段としてのリニアスライダ13によってリニアガイド14上にそれぞれ可動に支持されている。リニアガイド14は平面視野内で互いに直交するように配置された各2本のXガイドおよびYガイドからなるものである。2本のXガイドのうちの片方には第1のランプ11AがX方向にスライド走行可能に設けられ、他方には第2のランプ11BがX方向にスライド走行可能に設けられている。また、2本のYガイドのうちの片方には第3のランプ11CがY方向にスライド走行可能に設けられ、他方には第4のランプ11DがY方向にスライド走行可能に設けられている。   The oblique transmission illumination unit 10 includes four lamps 11A to 11D. Each of the lamps 11A to 11D is movably supported on the linear guide 14 by a swing mechanism 12 as a posture changing unit and a linear slider 13 as a moving unit. The linear guide 14 is composed of two X guides and Y guides which are arranged so as to be orthogonal to each other within a plane field of view. One of the two X guides is provided with a first ramp 11A so as to be able to slide in the X direction, and the other is provided with a second ramp 11B so as to be capable of sliding in the X direction. Also, one of the two Y guides is provided with a third ramp 11C that can slide in the Y direction, and the other has a fourth ramp 11D that can slide in the Y direction.

リニアスライダ13は、リニアガイド14に駆動可能に係合するとともに、首振り機構12を介してランプ11A〜11Dを支持している。さらに、各ランプ11A〜11Dは点灯と消灯を切り換える(点光源の変更)手段を備えており、検査対象基板との距離、又は照明光の入射角、方面を切り換えることが出来る。 The linear slider 13 is drivably engaged with the linear guide 14 and supports the lamps 11 </ b> A to 11 </ b> D via the swing mechanism 12. Further, each of the lamps 11A to 11D is provided with means for switching on and off (changing the point light source), and the distance to the inspection target substrate, the incident angle of illumination light, and the direction can be switched.

首振り機構12は、超小型モータと、モータ回転駆動軸に連結された水平軸と、ランプ11A〜11Dとともに水平軸まわりに旋回するホルダを備えている。各ランプ11A〜11Dは、モータ駆動によって図4に示すように首振り動作する。これによりランプ11A〜11Dからの光の投光角度θが様々に変わり、様々な角度と方向からの照明が可能となっている。また、各ランプ11A〜11Dには、所望の波長の光を透過させる光学フィルタを着脱可能に装着できるようになっている。光学フィルタは光の波長に1対1に対応して準備され、顧客仕様や検査レシピが変更されるごとにそれに対応して所望の光学フィルタに交換出来るようになっている。   The head swing mechanism 12 includes a micro motor, a horizontal shaft connected to the motor rotation drive shaft, and a holder that rotates around the horizontal axis together with the lamps 11A to 11D. Each of the lamps 11A to 11D swings as shown in FIG. As a result, the light projection angle θ of the light from the lamps 11A to 11D changes variously, and illumination from various angles and directions is possible. Each of the lamps 11A to 11D can be detachably mounted with an optical filter that transmits light having a desired wavelength. The optical filter is prepared in one-to-one correspondence with the wavelength of light, and can be replaced with a desired optical filter corresponding to each change in customer specifications and inspection recipes.

ランプ11A〜11Dにはテレセントリックレンズを含む平行光学系を備えた直線的な光源を用いる。このタイプの光源は輝度ムラや照度ムラがあり、照明強度が高いと撮像画像に影響を受けることがある。本実施形態の検査装置では、輝度ムラや照度ムラを防止するための対策として照明中心位置調整機能を付加している。   For the lamps 11A to 11D, a linear light source including a parallel optical system including a telecentric lens is used. This type of light source has uneven brightness and uneven illuminance, and if the illumination intensity is high, the captured image may be affected. In the inspection apparatus of the present embodiment, an illumination center position adjustment function is added as a measure for preventing luminance unevenness and illuminance unevenness.

XYステージ部20では、検査対象基板としてのマスク50をXYステージ21上の所定の位置に載置し保持する。XYステージ部20は、測定機能を有し、位置を認知して、マスク50の検査開始位置に装置の光軸を重ねる。XYステージ21は、X駆動機構22およびY駆動機構によって水平面内でX方向とY方向とにそれぞれ移動可能に支持されている。   In the XY stage unit 20, a mask 50 as an inspection target substrate is placed and held at a predetermined position on the XY stage 21. The XY stage unit 20 has a measurement function, recognizes the position, and superimposes the optical axis of the apparatus on the inspection start position of the mask 50. The XY stage 21 is supported by an X drive mechanism 22 and a Y drive mechanism so as to be movable in the X direction and the Y direction in a horizontal plane.

撮像部30では、光軸に平行な撮像側平行光学系31から構成され、画像を撮像する手段、例えば、CCD付きカメラ、画像のデータ化及びデータ保存送信等の役割を分担する。撮像側平行光学系31は、検査対象パターン51を所望の倍率(拡大または縮小、等倍も含む)で撮像できるような光学系または投影光学系を含むものである。   The imaging unit 30 includes an imaging-side parallel optical system 31 parallel to the optical axis, and shares functions such as a means for capturing an image, for example, a camera with a CCD, image data conversion, data storage and transmission. The imaging side parallel optical system 31 includes an optical system or a projection optical system that can image the inspection target pattern 51 at a desired magnification (including enlargement or reduction, and equal magnification).

処理部40は、撮像部30及びXYステージ部20及び透過照明部10を統括的に管理するとともに、周期性パターンのムラの検査の工程を逐次処理する手段をも統括管理するものである。処理部40は、CPU及びメモリを有するパソコン本体41と、液晶ディスプレイやCRTディスプレイからなる表示部42と、キーボード入力部43とで構成されている。処理部40では、撮像部30から撮像した画像データを受け取り、該データを所定のデータ処理手順により画像の特徴を抽出比較し、その差分を算出し、良否を判定する。   The processing unit 40 comprehensively manages the imaging unit 30, the XY stage unit 20, and the transmitted illumination unit 10, and also comprehensively manages means for sequentially processing the inspection process of the periodic pattern unevenness. The processing unit 40 includes a personal computer main body 41 having a CPU and a memory, a display unit 42 including a liquid crystal display or a CRT display, and a keyboard input unit 43. The processing unit 40 receives image data picked up from the image pickup unit 30, extracts and compares the features of the image according to a predetermined data processing procedure, calculates the difference, and determines pass / fail.

撮像対象エリアに照明光を当てたくない場合に使用する遮蔽板60は、照明光を透過させない材質の部材、例えば、ステンレス、鉄などの金属やプラスチックなどの樹脂から構成されている。
また前記基板がセットされているXYステージ21の下に、マスク50の外枠の左右上下の4方向に平行に、それぞれ独立に移動可能な遮蔽板60を4つ設置する。
The shielding plate 60 used when it is not desired to apply illumination light to the imaging target area is made of a material that does not transmit illumination light, for example, a metal such as stainless steel or iron, or a resin such as plastic.
Further, under the XY stage 21 on which the substrate is set, four shielding plates 60 that are movable independently of each other are installed in parallel to the four directions of the outer frame of the mask 50.

これにより遮蔽板60は、例えば画像対象エリアを縦に二分する中心線Cと平行にスライドさせる事で、撮像対象エリアの縦方向の画像検出領域を選択することが可能となり、もう一方の遮蔽板60は前記中心線Cと直角方向にスライドさせる事で撮像対象エリアの水平方向の撮像対象エリアを選択することが可能となる。 Accordingly, the shielding plate 60 can select the image detection area in the vertical direction of the imaging target area by sliding in parallel with the center line C that bisects the image target area vertically, for example, and the other shielding plate. 60 can slide in the direction perpendicular to the center line C to select the horizontal imaging target area of the imaging target area.

さらに、撮像対象エリア以外に照明光をあてたくない場合に使用する遮蔽板60は縦方向及び水平方向をそれぞれモータ制御によって独立かつ任意の位置で停止することが可能な構造となっており、撮像画面を観察しながら所望する撮像対象エリアを選択することが可能となる。これにより当然、撮像対象エリア外描画部を覆うようにそれぞれの遮蔽板60を移動することで、撮像対象エリア外描画部による多重反射像の発生を防ぐことも出来る。   Further, the shielding plate 60 used when it is not desired to apply illumination light to areas other than the imaging target area has a structure that can be stopped independently and at arbitrary positions by motor control in the vertical and horizontal directions. It is possible to select a desired imaging target area while observing the screen. Naturally, by moving the respective shielding plates 60 so as to cover the drawing area outside the imaging target area, it is possible to prevent the occurrence of multiple reflection images by the drawing section outside the imaging target area.

次に、図2を参照して検査装置の制御系の概要を説明する。
本発明の検査装置は5つのサブシステム40a〜40eによって構成されている。データ入力部40aは、センサ部411、照明部412、位置固定部413および位置制御部414を備えている。センサ部411は、位置検出用の位置センサ、移動距離検出用の距離センサ(エンコーダやカウンタを含む)および輝度検出用の光感知センサなど複数のセンサを有する。
Next, the outline of the control system of the inspection apparatus will be described with reference to FIG.
The inspection apparatus of the present invention is constituted by five subsystems 40a to 40e. The data input unit 40a includes a sensor unit 411, an illumination unit 412, a position fixing unit 413, and a position control unit 414. The sensor unit 411 includes a plurality of sensors such as a position sensor for position detection, a distance sensor for detecting a moving distance (including an encoder and a counter), and a light detection sensor for detecting luminance.

データ処理部40bは、データ入力部40aのセンサ部411から入力される撮像データを処理する画像処理部415と、処理したデータを管理するデータ管理部416と、を備えている。センサ部411の各センサからは検出信号が画像処理部415に随時送られるようになっている。画像処理部415は、処理部40のパソコン41の機能の一部としてもよいし、パソコン41とは別に独立した処理ユニットとしてもよい。 The data processing unit 40b includes an image processing unit 415 that processes imaging data input from the sensor unit 411 of the data input unit 40a, and a data management unit 416 that manages the processed data. Detection signals are sent to the image processing unit 415 from each sensor of the sensor unit 411 as needed. The image processing unit 415 may be a part of the function of the personal computer 41 of the processing unit 40 or may be a processing unit independent of the personal computer 41.

照明部412は、ランプ11A〜11Dをコントロールするものである。位置固定部413は、XYステージ部20をコントロールするものである。位置制御部414は、ランプ11A〜11Dの首振り機構12およびリニアスライダ13を個別にコントロールするものである。   The illumination unit 412 controls the lamps 11A to 11D. The position fixing unit 413 controls the XY stage unit 20. The position control unit 414 individually controls the swing mechanism 12 and the linear slider 13 of the lamps 11A to 11D.

マシンインターフェイス部40cは、検査対象となるマスク50を搬送する搬送機構(図示せず)等の外部装置との間でデータの送受信を行う機械連動部417と、マスクの受け渡しを行う自動給排部418と、を備えている。ヒューマンインターフェイス部40eは、データ処理部40bで処理された処理画像を表示する情報表示部42と、オペレータとの間で情報のやりとりを行う対人操作部43と、を備えている。システムバス40dは、ヒューマンインターフェイス部40eと他のサブシステム40a〜40cとの間をインターフェイスしてデータ送受信させるものである。   The machine interface unit 40c includes a machine interlocking unit 417 that transmits / receives data to / from an external device such as a transport mechanism (not shown) that transports the mask 50 to be inspected, and an automatic supply / discharge unit that transfers the mask. 418. The human interface unit 40e includes an information display unit 42 that displays a processed image processed by the data processing unit 40b, and an interpersonal operation unit 43 that exchanges information with an operator. The system bus 40d is an interface between the human interface unit 40e and the other subsystems 40a to 40c for data transmission / reception.

基板の検査手順については、特許文献2と同様であるので省略する。 The substrate inspection procedure is the same as that in Patent Document 2, and is therefore omitted.

次に、擬似欠陥の発生原理について概要を説明する。
図3は多重反射(底面反射)光による影(ゴースト)の発生原理を説明するための模式図である。照明光2がマスク50に入射してパターン51を照明すると、撮像部30の像面33にパターンの実像34が結像する。一方、パターン51からの底面反射光がマスク50の底面50bによって再度反射(多重反射)され、この多重反射像が像面33に結像して影(ゴースト)35となる。この影(ゴースト)35が擬似欠陥の像として画像面33上に出現すると、実像34の合否判定の精度を低下させる原因となる。
Next, an outline of the generation principle of pseudo defects will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the principle of generation of a shadow (ghost) due to multiple reflection (bottom reflection) light. When the illumination light 2 enters the mask 50 and illuminates the pattern 51, a real image 34 of the pattern is formed on the image plane 33 of the imaging unit 30. On the other hand, the bottom surface reflected light from the pattern 51 is reflected again (multiple reflection) by the bottom surface 50 b of the mask 50, and this multiple reflection image is formed on the image surface 33 to become a shadow (ghost) 35. If this shadow (ghost) 35 appears on the image surface 33 as an image of a pseudo defect, it causes a decrease in the accuracy of the pass / fail judgment of the real image 34.

擬似欠陥除去方法について説明する。
図4で示すように、擬似欠陥除去の画像合成では例えば撮像対象エリアを縦に二分する中心線Cを境に左右に分断しA2画像とB1画像を結合することで擬似欠陥除去画像としている。しかし、図5に示すような撮像対象エリア幅Xが極端に狭い場合や、アライメントマーク等何らかのエリア外描画が存在する場合においては撮像対象エリアの中心Cに対して左右両側に擬似欠陥が発生することがある。
The pseudo defect removal method will be described.
As shown in FIG. 4, in the image synthesis for pseudo defect removal, for example, a pseudo defect removal image is obtained by dividing the imaging target area into left and right with a center line C that bisects the imaging target area and combining the A2 image and the B1 image. However, in the case where the imaging target area width X as shown in FIG. 5 is extremely narrow or there is some out-of-area drawing such as an alignment mark, pseudo defects occur on both the left and right sides with respect to the center C of the imaging target area. Sometimes.

このような場合、撮像対象エリア外描画へ照射されている照明光を遮蔽板60により遮断すれば、撮像対象エリア内に擬似欠陥の写り込みを防止することが出来る。   In such a case, if the illumination light applied to the drawing outside the imaging target area is blocked by the shielding plate 60, it is possible to prevent reflection of a pseudo defect in the imaging target area.

上記擬似欠陥除去方法について図6を用いて詳細に記す。
図6(a)は、撮像対象エリア外描画部51により、中心線Cを境に分割された撮像対象エリアa−1に擬似欠陥35が生じていることを表している。また一方の分割された撮像対象エリアb−1でも別の擬似欠陥が生じている。
ここで、撮像対象エリアa−1に発生した擬似欠陥35は、図6(b)に示すように、撮像対象エリア外描画部62に下から照射された照明光により、撮像対象エリア外描画部62の底面で反射した光が基板60のガラス基板の底面で反射し、描画パターン部64と結合して擬似欠陥を発生する。
そこで、図6(c)に示すように、遮蔽板60を移動させ、撮像対象エリア外描画部62に下から照明光が照射されるのを防ぐと、擬似欠陥の発生を防ぐことが可能となる。
The pseudo defect removal method will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 6A shows that the pseudo-defect 35 is generated in the imaging target area a-1 divided by the center line C by the imaging target area outside drawing unit 51. Further, another pseudo defect is also generated in one of the divided imaging target areas b-1.
Here, as shown in FIG. 6B, the pseudo defect 35 generated in the imaging target area a-1 is caused by the illumination light emitted from below to the imaging target area outside drawing unit 62, and the imaging target outside area drawing unit. The light reflected by the bottom surface of 62 is reflected by the bottom surface of the glass substrate of the substrate 60 and is combined with the drawing pattern portion 64 to generate a pseudo defect.
Therefore, as shown in FIG. 6C, if the shielding plate 60 is moved to prevent the illumination light outside the imaging target area drawing unit 62 from being irradiated from below, it is possible to prevent the occurrence of pseudo defects. Become.

本実施形態の装置では、基準条件・参考条件機能を利用して擬似欠陥除去機能を呼び出し、擬似欠陥除去処理を行う。オペレータは、合成画像についてムラレベル(画像上の輝度レベル)を判定し、それに基づいてスジ状ムラ欠陥の有無を判定し、評価する。この判定評価を行う際に、画面上に擬似欠陥画像(見本)をレビュー表示してオペレータが判断をすることなく、撮像した画像のみを用いて擬似欠陥を評価することができる。なお、擬似欠陥除去の機能は、レシピにて設定後に自動測定・自動判定を行うモードと、従前通りのレシピで測定した結果から、擬似欠陥と思われる画像が得られた場合に、指定エリアのみ擬似欠陥除去画像の表示・一枚判定を行う手動モードと、の2つのモードを持つものとする。自動モードでは、予めレシピとして登録されている条件(照明光の光量、カメラ倍率、投光角度等)を読み出して、それに沿って自動的に検査が実行される。   In the apparatus of the present embodiment, the pseudo defect removal function is called using the reference condition / reference condition function to perform the pseudo defect removal processing. The operator determines the unevenness level (luminance level on the image) for the composite image, and determines and evaluates the presence or absence of streaky unevenness defects based on the determined unevenness level. When performing this judgment and evaluation, it is possible to evaluate the pseudo defect using only the captured image without the operator displaying a review and displaying the pseudo defect image (sample) on the screen. In addition, the function of pseudo defect removal is only for the designated area when an image that seems to be a pseudo defect is obtained from the result of measurement with the mode that performs automatic measurement and automatic judgment after setting in the recipe and the previous recipe. It is assumed that there are two modes: a manual mode for displaying a pseudo defect-removed image and determining one image. In the automatic mode, conditions preliminarily registered as recipes (light quantity of illumination light, camera magnification, light projection angle, etc.) are read out, and the inspection is automatically executed in accordance therewith.

本発明は、例えばカラーテレビ用ブラウン管に用いるシャドウマスク、液晶表示パネル用のカラーフィルタ、フォトマスク、フレネルレンズなどに生じるスジ状ムラの検査に利用することができる。   The present invention can be used, for example, to inspect streaky irregularities generated in shadow masks used for color television CRTs, color filters for liquid crystal display panels, photomasks, Fresnel lenses, and the like.

本発明の検査装置の概要を示す構成ブロック斜視図。1 is a structural block perspective view showing an outline of an inspection apparatus of the present invention. 本発明の検査装置の制御系統を示すブロック図。The block diagram which shows the control system of the test | inspection apparatus of this invention. 多重反射(底面反射)光による擬似欠陥の発生原理を説明するための模式図Schematic diagram for explaining the principle of generation of pseudo defects due to multiple reflection (bottom reflection) light 疑似欠陥除去合成画像図 その1Pseudo defect removal composite image part 1 疑似欠陥除去合成画像図 その2Pseudo defect removal composite image part 2 擬似欠陥除去方法の概要を示す図Diagram showing the outline of the pseudo defect removal method

符号の説明Explanation of symbols

10…斜め透過照明部、11A〜11D…光源、12…姿勢変更手段、13…移動手段、14…案内路、20…XYステージ部、21…XYステージ、22…X駆動機構(移動機構)、23…Y駆動機構(移動機構)、30…撮像部、31…CCDカメラ(撮像手段)、32…カメラ光軸(中心線)、34…実像、35、35a、35b…擬似欠陥、40…処理部、41…パソコン、42…表示画面、43…キーボード、50…マスク(撮像対象基板)、51…撮像対象エリア外描画部、52…スジ状ムラ、53…周期的パターンエリア、56…撮像対象エリア、58…中心線(カメラ光軸)、60…遮蔽板
C1…光源
C2…光源
C…中心線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Oblique transmission illumination part, 11A-11D ... Light source, 12 ... Attitude change means, 13 ... Movement means, 14 ... Guide way, 20 ... XY stage part, 21 ... XY stage, 22 ... X drive mechanism (movement mechanism), 23 ... Y drive mechanism (moving mechanism), 30 ... imaging unit, 31 ... CCD camera (imaging means), 32 ... camera optical axis (center line), 34 ... real image, 35, 35a, 35b ... pseudo defect, 40 ... processing , 41 ... PC, 42 ... display screen, 43 ... keyboard, 50 ... mask (imaging target substrate), 51 ... drawing area outside imaging target area, 52 ... streaky unevenness, 53 ... periodic pattern area, 56 ... imaging target Area, 58 ... center line (camera optical axis), 60 ... shielding plate C1, light source C2, light source C ... center line

Claims (1)

矩形基板上の周期性パターンに発生するスジ状ムラを検査するための周期性パターンのムラ検査装置であって、
前記基板を実質的に水平に保持し、該基板を二次元平面視野内でX軸方向およびY軸方向にそれぞれ移動させる移動機構を備えたXYステージと、
前記XYステージ上の基板の周期性パターンに対して斜め透過光の照明を個別に行う4つのテレセントリックレンズを含み照明中心位置調整機能を備える光源と、
前記XYステージを挟んで前記光源の反対側に配置され、前記光源によって斜め透過光照明された前記周期性パターンにおける回折光を撮像する撮像手段と、
前記XYステージ上の基板に対して前記光源の各々を二次元平面視野内で個別に移動させる移動手段と、
前記移動手段によって前記光源が移動されたときに、検査対象となる前記周期性パターンに対して前記光源から斜め透過光の照明があたるように、前記移動手段と連動して前記光源の向きを変えさせる姿勢移動手段と、
前記基板の撮像対象エリア外の部分に前記光源からの照明光をあてないように前記基板と前記光源との間の前記基板の周囲4方向に配置され、
それぞれ独立に移動可能な4枚の遮蔽板とを備え、
前記基板上の撮像対象エリアを少なくとも2つのエリアに分割し、前記XYステージと前記光源との相対位置関係を調整するとともに前記光源の光量を個別に調整することにより前記分割エリアの各々の輝度レベルを調整し、調整した輝度レベルで前記撮像手段により各分割エリアをそれぞれ撮像し、撮像した分割画像データをそれぞれ取り込み、取り込んだ分割画像を互いにつなぎ合わせて合成し、該合成画像を用いてスジ状ムラを判定することを特徴とする周期性パターンのムラ検査装置。
A periodic pattern unevenness inspection apparatus for inspecting streaky unevenness generated in a periodic pattern on a rectangular substrate,
An XY stage comprising a moving mechanism for holding the substrate substantially horizontally and moving the substrate in the X-axis direction and the Y-axis direction within a two-dimensional planar field of view;
A light source including four telecentric lenses that individually illuminate obliquely transmitted light with respect to the periodic pattern of the substrate on the XY stage, and having an illumination center position adjustment function ;
An imaging unit that is disposed on the opposite side of the light source across the XY stage, and that images diffracted light in the periodic pattern illuminated obliquely by the light source;
Moving means for individually moving each of the light sources in a two-dimensional planar field of view relative to the substrate on the XY stage;
When the light source is moved by the moving means, the direction of the light source is changed in conjunction with the moving means so that the periodic pattern to be inspected is illuminated with obliquely transmitted light from the light source. Posture moving means for causing
Arranged in four directions around the substrate between the substrate and the light source so that illumination light from the light source is not applied to a portion outside the imaging target area of the substrate,
With four shielding plates that can move independently ,
The imaging target area on the substrate is divided into at least two areas, the relative positional relationship between the XY stage and the light source is adjusted, and the light intensity of each of the light sources is individually adjusted to adjust the luminance level of each of the divided areas. Each divided area is imaged by the imaging means with the adjusted brightness level, the captured divided image data is captured, the captured divided images are connected to each other and synthesized, and a streak shape is formed using the synthesized image. A periodic pattern unevenness inspection apparatus characterized by determining unevenness.
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