JP5217093B2 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に用いるカラーフィルタを検査する検査装置及び検査方法に関する。詳細には、カラーフィルタの各画素の色検査を行う検査装置及び検査方法に関する。

従来、カラーフィルタは、液晶ディスプレイやＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）や有機ＥＬ（ｏｒｇａｎｉｃ ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の表示装置に用いられる。カラーフィルタは、ガラス等の基板上に遮光部（ＢＭ：ブラックマトリクス）や着色層（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））を形成することにより製造される。着色層は、スピンコート法やダイコート法により各色を塗布した後にフォトリソグラフィ法によるパターニング工程を経て形成される。また、インクジェット法により基板上に各色インクを塗布して着色層を形成することもできる。

また、カラーフィルタの移動ステージを設け、所定画素の検査完了後にカラーフィルタを次の検査位置に移動させ、各画素毎に検査を行う色検査装置が提案されている（例えば、［特許文献１］参照。）。また、ラインセンサを用いて検査時間の短縮を図る色検査装置がある。

特開平１１−９４６９８号公報

しかしながら、インクジェット法により形成されたカラーフィルタでは、画素中央部が盛り上がり、同一画素内であっても、測定点が異なると測定値も異なり検査結果に影響するという問題点がある。
また、従来の色検査装置では、測色した色度が焦点のずれに対して敏感に変動するので、検査位置を変更する度に顕微鏡の焦点を合わせる必要があり、一度に一箇所しか検査できないという問題点がある。すなわち、一定時間内に検査可能な範囲や検査箇所数が制限され、品質管理を十分に行うことが困難であるという問題点がある。
また、ラインセンサを用いた色検査装置では、受光素子個々の特性の相違や隣接素子の相互干渉によりＳ／Ｎ比が低下し、所定の精度（例えば、色度（ｘ）、色度（ｙ）測定時に１／１０００以下）の測定値（発光スペクトル）を取得することが困難であるという問題点がある。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、基板上に形成される画素内の膜厚分布に左右されず、高精度かつ短時間に各画素の検査を行うことを可能とする検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために第１の発明は、基板上に所定間隔で複数配列された画素を検査する検査装置であって、前記基板からの透過光または反射光または放射光が入射する測定部と、前記測定部に入射した光を結像する結像部と、前記結像した画像に基づいて分光測光を行う分光測光部と、前記分光測光により１画素につき複数個所の測定値を含む測定データを取得する測定データ取得手段と、前記測定データに基づいて前記画素毎の色度を算出する評価指標算出手段と、を具備し、前記測定データ取得手段は、前記基板と前記測定部とを水平方向に相対的に停止することなく移動させながら前記複数個所の１個所ごとに測定値を取得し、前記評価指標算出手段は、前記測定データに基づき各画素の色度を抽出し、同色の画素間での色度の最大値と最小値との差に基づき、基板の良否の判定を行い、前記分光測光における測定範囲である測定スポットは、所定のサンプリング間隔で、前記画素間の遮光部を含んで基板上で一列に設定されることを特徴とする検査装置である。

検査装置は、基板からの透過光または反射光または放射光に基づいて、顕微分光等の分光測光を行う。検査装置は、１画素につき複数箇所の測色を行い、この測定データ（分光スペクトルデータ）に基づいて画素毎の評価指標を算出する。
検査対象の基板は、遮光部（ブラックマトリックス）及び着色層を有するカラーフィルタ等である。
尚、測定データの種別に関しては特に限定されず、ＸＹＺ表色系やＲＧＢ表色系における測定データを用いることができる。

第１の発明では、検査装置は、１画素につき複数箇所の測色を行い、この測定データに基づいて画素毎の評価指標を算出するので、画素内の膜厚が不均一であり画素内の測定個所によって測定値が異なる場合でも画素毎に適正な評価指標を取得することができる。

また、分光測光部の測定データの特徴部分（ピーク部分あるいはボトム部分等）に基づいて、画素毎の評価指標を算出してもよい。
このように、測定データの特徴部分（ピーク値あるいはボトム値等）を抽出して各画素毎の評価指標とすることにより、測定スポットの位置決め処理を行う必要がない。

また、１つの画素における複数箇所の測定値の平均値を当該画素の評価指標としてもよい。
また、画素毎に所定の閾値を超えた複数の測定値を抽出して評価指標の算出に用いてもよい。
また、画素毎に測定データの特徴部分から所定数の測定値を抽出して評価指標の算出に用いてもよい。
これにより、画素の表面形状の凹凸（特に測定方向）による検査結果のばらつきを抑制して検査精度を向上させることができる。

また、基板と測定部とを水平方向に相対的に移動させつつ連続的に測定を行うようにしてもよい。
これにより、高精度を維持しつつ高速検査が可能となり、検査時間を短縮することができる。

また、分光測光の測定範囲である測定スポットの大きさ及びサンプリング間隔及び、基板または測定部の移動速度を設定するようにしてもよい。
尚、隣接画素の影響がないように測定スポットの大きさ等を設定することが望ましい。

また、結像部や、基板に光を照射する光源に分光測光の測定範囲である測定スポットの形態を設定するスリットを設けてもよい。さらに、測定スポットの形態を測定方向に対して垂直な方向を長辺とする矩形としてもよい。これにより、画素の表面形状の凹凸（特に測定方向に対して垂直な方向）による検査結果のばらつきを抑制して検査精度を向上させることができる。

基板からの透過光または反射光を用いて分光測光を行う場合には光源部が設けられるが、基板からの放射光を用いて分光測光を行う場合には光源は不要である。光源部としては、ハロゲン照明装置のみならず、メタルハライド照明装置やキセノン照明装置や水銀灯等を用いることができる。
また、光源部は、基板の全面に光を照射可能な面照明としてもよい。これにより、基板や光源側に移動部を設ける必要がなく、装置構成を小型化することができる。
また、光源部に所定範囲の波長の光を選択的に透過あるいは反射するフィルタを設けることが望ましい。フィルタにより赤外光等を除去することにより、自動焦点装置の動作への影響を防止することができる。また、フィルタにより長波長成分を除去することにより、短波長成分の相対的な不足を解消し、焦点ずれによる色度の変動を抑制することができる。

また、アライメントカメラにより基板の画像を取得して基板の傾きを計測し、回転部（回転ステージ）により基板の傾きを補正した後に検査を行ってもよい。
これにより、色検査装置は、基板の傾きを補正して色検査処理を行うので、検査精度を向上させることができる。

また、アライメントカメラにより基板の画像を取得して基板の傾きを計測し、この基板の傾きに基づいて移動部による基板及び測定部の移動速度を設定して検査を行ってもよい。
これにより、基板及び測定部の移動を同期させることにより基板の傾きが補正されるので、検査精度を向上させることができる。また、回転ステージを設ける必要がないので、装置構成を小型化することができる。

また、測定部に基板の画像を取得して基板の傾きを計測するエリアセンサを設け、このエリアセンサにより計測した基板の傾きに基づいて基板及び測定部の位置を随時補正しつつ検査を行ってもよい。
これにより、エリアセンサの撮像画像に基づいて基板のパターンの位置ずれ量算出し、基板及び測定部の位置をリアルタイム補正しつつ色検査処理を行うので、検査精度を向上させることができる。また、アライメントカメラを設ける必要がない。

第２の発明は、基板上に所定間隔で複数配列された画素を検査する検査方法であって、前記基板からの透過光または反射光または放射光を測定部に入射するステップと、前記測定部に入射した光を結像する結像ステップと、前記結像した画像に基づいて分光測光を行う分光測光ステップと、前記分光測光により１画素につき複数箇所の測定値を含む測定データを取得する測定データ取得ステップと、前記測定データに基づいて前記画素毎の色度を算出する評価指標算出ステップと、を具備し、前記測定データ取得ステップは、前記基板と前記測定部とを水平方向に相対的に停止することなく移動させながら前記複数個所の１個所ごとに測定値を取得し、前記評価指標算出ステップは、前記測定データに基づき各画素の色度を抽出し、同色の画素間での色度の最大値と最小値との差に基づき、基板の良否の判定を行い、前記分光測光における測定範囲である測定スポットは、所定のサンプリング間隔で、前記画素間の遮光部を含んで基板上で一列に設定されることを特徴とする検査方法である。

第２の発明は、基板上に所定間隔で複数配列された画素を検査する検査方法に関する発明である。

本発明によれば、基板上に形成される画素内の膜厚分布に左右されず、高精度かつ短時間に各画素の検査を行うことを可能とする検査装置及び検査方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る色検査装置等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

（１．色検査装置１の構成）
最初に、図１及び図２を参照しながら、本発明の第１の実施の形態に係る色検査装置１の構成について説明する。
図１は、色検査装置１の斜視図である。。
図２は、色検査装置１の構成図である。
尚、Ｘ方向は基板３の画素ライン方向を示し、Ｙ方向は基板３の画素ライン方向と垂直な方向を示し、Ｚ方向は鉛直方向回転軸を示し、θ方向はその回転方向を示す。Ｘ軸及びＹ軸及びＺ軸は、互いに直角をなす。

色検査装置１は、制御・演算部５、光源７、移動部１１、支持部１７、測定部１９から構成される。支持部１７は、定盤２９上に移動部１１を介して設けられる。測定部１９は、定盤２９に立設するガントリ３１に設けられる。

色検査装置１は、カラーフィルタ等の基板３における着色層の塗布状況を検査する装置である。
制御・演算部５は、色検査装置１を構成する各装置の動作制御や演算処理を行う装置であり、例えば、ＣＰＵやメモリを備える電子計算機やコンピュータ等を用いることができる。
光源７は、白色光の光源である。光源７としては、例えば、ハロゲン照明装置を用いることができる。光源７には、フィルタ９が設けられる。

フィルタ９は、所定の範囲の波長の光を透過あるいは反射させる光学素子である。フィルタ９は、自動焦点装置２３（オートフォーカスユニット）に用いられる波長の光（例えば、赤外光）を除去するものが望ましい。これにより、光源７からの透過光が自動焦点装置２３の動作に影響を与えないようにすることができる。また、フィルタ９には焦点ずれ（フォーカスずれ）による色度の変動を抑制するものを用いることが望ましい。例えば、光源７としてハロゲン照明装置を用い、フィルタ９としてＮＣＢ（ｎｅｕｔｒａｌ ｃｏｌｏｒ ｂａｌａｎｃｅ）フィルタを用いて長波長成分を除去することにより、短波長成分の相対的な不足を解消し、焦点ずれによる色度の変動を抑制することができる。すなわち、光源７に適切なフィルタ９を設けることにより、基板３の撓みや振動に起因する焦点ずれが発生した場合であっても、色度の変動を抑制することができる。これにより、後述するように測定部１９と基板３とを相対的に移動させつつ安定的に色度測定を行うことができる。

移動部１１は、基板３が載置される支持部１７をＸＹ平面上で移動させる装置（ＸＹ軸移動ステージ）である。移動部１１は、Ｘ方向移動部１３及びＹ方向移動部１５を備える。Ｘ方向移動部１３及びＹ方向移動部１５としては、汎用のものを用いることができ、例えば、移動用アクチュエータとして、ステップモータ、サーボモータ、リニアモータを用い、ガイド機構として、ＬＭガイド（ＴＨＫ社製）、エアースライド等を用いることができる。

尚、図１では、Ｘ方向移動部１３及びＹ方向移動部１５は共に基板３側に設けられるものとして説明したが、必ずしもＸＹ両軸移動機構を基板３側に設ける必要はなく、測定部１９と基板３とが互いに相対的にＸＹ平面上を移動可能な構成であればよい。例えば、Ｘ方向移動部を基板３側に設け、Ｙ方向移動部を測定部１９側に設けてもよい。

支持部１７は、基板３を吸着して固定するテーブルである。基板の吸着は、例えば、吸着テーブルと基板との間の空気を減圧あるいは真空にすることにより行われる。この場合、吸着テーブルには、空気を吸引するための小孔（図示しない）が設けられ、吸着の際には当該孔を通じて真空ポンプ（図示しない）等により空気の吸引が行われる。尚、支持部１７には、光源７からの照射光を基板３に通すための孔１８が設けられる。

測定部１９は、光源７から基板３を透過した透過光を受光して分光測光する装置である。測定部１９は、結像部２１及び分光測光部２７を備える。結像部２１は、透過光を画像として結像させる装置であり、例えば、顕微鏡である。結像部２１は、自動焦点装置２３（オートフォーカスユニット）及びスリット２５を備える。分光測光部２７は、分光素子及び受光素子を備え、結像部２１から送られる画像の分光分布を測光する装置である。

尚、図２では、測定部１９は、結像部２１と分光測光部２７とが一体として構成されるものとして説明したが、結像部２１と分光測光部２７とを分離して構成し、結像部２１からの画像を光ファイバケーブルを介して分光測光部２７に入力するようにしてもよい。

（２．測定スポット３５）
次に、図３を参照しながら、測定スポット３５について説明する。
図３は、基板３における測定スポット３５を示す図である。

光源スポット３３は、光源７から基板３の裏面に照射された白色光の照射領域を示す。測定スポット３５は、測定部１９の分光測光部２７に送られる測定領域を示す。基板３からの透過光は、結像部２１のスリット２５により絞られ、色検査装置１は、測定スポット３５について色検査処理を行う。
測定スポット３５の形状や大きさは、基板３の遮光部３７及び画素３９のパターンに応じて設定することができる。例えば、開口幅（Ｙ方向）４１−１及び開口幅（Ｘ方向）４１−２に応じて測定スポット径４３を設定することができる。

（３．色検査装置１の動作）
次に、図４〜図１４を参照しながら、色検査装置１の動作について説明する。

（３−１．色検査装置の全体動作）
図４は、色検査装置１の全体動作を示すフローチャートである。
色検査装置１の制御・演算部５は、測定スポット径４３及びサンプリング間隔及び支持部１７の移動速度を設定する（ステップ１００１）。尚、支持部１７の移動速度は、測定スポット径４３及びサンプリング間隔に基づいて算出することが望ましい。色検査装置１の制御・演算部５は、設定した移動速度で、支持部１７及び基板３の移動を開始する（ステップ１００２）。
色検査装置１の結像部２１は、自動焦点装置２３により焦点を合わせる（ステップ１００３）。
色検査装置１の測定部１９は、支持部１７及び基板３を移動させつつ、設定した測定スポット径４３及びサンプリング間隔で測定を行い、連続的に測定データを取得する（ステップ１００４）。尚、測定部１９による測定は、支持部１７及び基板３を停止させることなく移動させながら逐次行われる。
色検査装置１の制御・演算部５は、測定データに基づいて各画素３９毎の色度を算出する（ステップ１００５）。色検査装置１の制御・演算部は、各画素３９毎の色度に基づいて基板３の良否を判定する（ステップ１００６）。

（３−２．測定方向及びサンプリング：ステップ１００４）
図５は、基板３に対する測定部１９の相対的な動きを示す図（Ｙ方向）である。
図６は、基板３に対する測定部１９の相対的な動きを示す図（Ｘ方向）である。
図７は、基板３に対する測定スポット４９の相対的な動きを示す図である（Ｙ方向）。
図８は、基板３に対する測定スポット５１の相対的な動きを示す図である（Ｘ方向）。

色検査装置１は、設定された測定スポット径４３及びサンプリング間隔により基板３の各点において測定部１９による測定を行う。測定部１９による測定方向は、画素ライン方向と垂直な方向（Ｙ方向）でもよいし、画素ライン方向（Ｘ方向）でもよい。図５及び図７に示すように、Ｙ方向に測定を行う場合、測定部１９は基板３に対してＹ方向に移動しつつ各測定点４５における測定スポット４９について測定を行う。図６及び図８に示すように、Ｘ方向に測定を行う場合、測定部１９は、基板３に対してＸ方向に移動しつつ各測定点４７における測定スポット５１について測定を行う。

図７及び図８に示すように、測定スポット径４３及びサンプリング間隔に関しては、測定漏れを防止するため、隣接する測定スポット４９あるいは測定スポット５１が重なるようにすることが望ましい。具体的には、測定スポット径４３＜開口幅４１、サンプリング間隔＜（開口幅４１−測定スポット径４３）／２、サンプリング間隔＜測定スポット径４３、を満たすようにすることが望ましい。

（３−３．画素３９毎の色度算出及び良否判定：ステップ１００５及びステップ１００６）

（３−３−１．Ｙ方向に測定した場合）
図９〜図１１は、Ｙ方向に測定した場合（図５及び図７）の測定部１９による測定データ（各図（ａ））と画素３９毎の色度（各図（ｂ））を示すグラフである。図９は、Ｒ（赤）の画素の色度算出についてのグラフである。図１０は、Ｇ（緑）の画素の色度算出についてのグラフである。図１１は、Ｂ（青）の画素の色度算出についてのグラフである。

色検査装置１の測定部１９は、Ｙ方向に基板３の測定を行い、各測定点４５における各測定スポット４９について色度（ｘ）あるいは色度（ｙ）について測定し、グラフ１１１（図９（ａ））及びグラフ１２１（図１０（ａ））及びグラフ１３１（図１１（ａ））を取得する。グラフ１１１は、画素位置（ＲＧＢ）と色度（ｘ）との関係を示すグラフである。グラフ１２１及びグラフ１３１は、画素位置（ＲＧＢ）と色度（ｙ）との関係を示すグラフである。
尚、グラフ１１１及びグラフ１２１及びグラフ１３１は、各測定値が離散的にプロットされた点に対して補間処理等を行い曲線グラフとしたものである。

また、グラフ１１１及びグラフ１２１及びグラフ１３１の立ち上がりあるいは立ち下がり部分は遮光部３７近傍の測定データを示し、ピーク部分やボトム部分や平坦部分は画素３９近傍の測定データを示す。色度（ｘ）のグラフ１１１では、ピーク部分はＲ（赤）の画素３９の測定データを示す。色度（ｙ）のグラフ１２１及びグラフ１３１では、ピーク部分はＧ（緑）の画素３９の測定データを示し、ボトム部分はＢ（青）の画素３９の測定データを示す。

色検査装置１の制御・演算部５は、グラフ１１１の各ピーク位置１１３−１、１１３−２、…、をＲ（赤）の画素ラインの色度（ｘ）として抽出し、グラフ１１５（図９（ｂ））を取得する。グラフ１１５は、画素ライン（Ｒ）と色度（ｘ）との関係を示すグラフである。
色検査装置１の制御・演算部５は、グラフ１２１の各ピーク位置１２３−１、１２３−２、…、をＧ（緑）の画素ラインの色度（ｙ）として抽出し、グラフ１２５（図１０（ｂ））を取得する。グラフ１２５は、画素ライン（Ｇ）と色度（ｙ）との関係を示すグラフである。
色検査装置１の制御・演算部５は、グラフ１３１の各ボトム位置１３３−１、１３３−２、…、をＢ（青）の画素ラインの色度（ｙ）として抽出し、グラフ１３５（図１１（ｂ））を取得する。グラフ１３５は、画素ライン（Ｂ）と色度（ｙ）との関係を示すグラフである。

尚、グラフ１１５及びグラフ１２５及びグラフ１３５は、グラフ１１１あるいはグラフ１２１あるいはグラフ１３１の各ピーク値あるいは各ボトム値が離散的にプロットされた点を直線で結び折れ線グラフとしたものである。
色検査装置１の制御・演算部５は、グラフ１１５のレンジ１１７（最大値と最小値との差）及びグラフ１２５のレンジ１２７及びグラフ１３５のレンジ１３７の大きさに基づいて基板３の良否を判定する。

（３−３−２．Ｘ方向に測定した場合）
図１２〜図１４は、Ｘ方向に測定した場合（図６及び図８）の測定部１９による測定データ（各図（ａ））と画素３９毎の色度（各図（ｂ））を示すグラフである。図１２は、Ｒ（赤）の画素の色度算出についてのグラフである。図１３は、Ｇ（緑）の画素の色度算出についてのグラフである。図１４は、Ｂ（青）の画素の色度算出についてのグラフである。

色検査装置１の測定部１９は、Ｘ方向に基板３の測定を行い、各測定点４７における各測定スポット５１について色度（ｘ）あるいは色度（ｙ）について測定し、グラフ２１１（図１２（ａ））及びグラフ２２１（図１３（ａ））及びグラフ２３１（図１１（ａ））を取得する。グラフ２１１は、画素位置（Ｒ）と色度（ｘ）との関係を示すグラフである。グラフ２２１は、画素位置（Ｇ）と色度（ｙ）との関係を示すグラフである。グラフ２３１は、画素位置（Ｂ）と色度（ｙ）との関係を示すグラフである。
尚、グラフ２１１及びグラフ２２１及びグラフ２３１は、各測定値が離散的にプロットされた点に対して補間処理等を行い曲線グラフとしたものである。

また、グラフ２１１及びグラフ２２１及びグラフ２３１の立ち上がりあるいは立ち下がり部分は遮光部３７近傍の測定データを示し、ピーク部分やボトム部分や平坦部分は画素３９近傍の測定データを示す。色度（ｘ）のグラフ２１１では、ピーク部分はＲ（赤）の画素３９の測定データを示す。色度（ｙ）のグラフ２２１及びグラフ２３１では、ピーク部分はＧ（緑）の画素３９の測定データを示し、ボトム部分はＢ（青）の画素３９の測定データを示す。

色検査装置１の制御・演算部５は、グラフ２１１の各ピーク位置２１３−１、２１３−２、…、をＲ（赤）の画素ラインの色度（ｘ）として抽出し、グラフ２１５（図１２（ｂ））を取得する。グラフ２１５は、画素ライン（Ｒ）と色度（ｘ）との関係を示すグラフである。
色検査装置１の制御・演算部５は、グラフ２２１の各ピーク位置２２３−１、２２３−２、…、をＧ（緑）の画素ラインの色度（ｙ）として抽出し、グラフ２２５（図１３（ｂ））を取得する。グラフ２２５は、画素ライン（Ｇ）と色度（ｙ）との関係を示すグラフである。
色検査装置１の制御・演算部５は、グラフ２３１の各ボトム位置２３３−１、２３３−２、…、をＢ（青）の画素ラインの色度（ｙ）として抽出し、グラフ２３５（図１４（ｂ））を取得する。グラフ２３５は、画素ライン（Ｂ）と色度（ｙ）との関係を示すグラフである。

尚、グラフ２１５及びグラフ２２５及びグラフ２３５は、グラフ２１１あるいはグラフ２２１あるいはグラフ２３１の各ピーク値あるいは各ボトム値が離散的にプロットされた点を直線で結び折れ線グラフとしたものである。
色検査装置１の制御・演算部５は、グラフ２１５のレンジ２１７（最大値と最小値との差）及びグラフ２２５のレンジ２２７及びグラフ２３５のレンジ２３７の大きさに基づいて基板３の良否を判定する。

以上の過程を経て、色検査装置１は、測定スポット径４３及びサンプリング間隔及び支持部１７の移動速度を設定し、支持部１７及び基板３を移動させつつ、自動焦点装置２３により焦点を合わせ、設定した測定スポット径４３及びサンプリング間隔で測定を行って測定データを取得し、測定データに基づいて各画素３９毎の色度を算出して基板３の良否を判定する。
尚、良否判定は、各画素３９毎の色度（ｘ）あるいは色度（ｙ）のレンジが所定範囲内（例えば、２／１０００の範囲内）となる場合に良品と判定し、当該所定範囲外の場合を不良品と判定することが望ましい。

このように、色検査装置１は、支持部１７及び基板３を移動させつつ測定を行って基板３の良否を判定するので、高精度を維持しつつ高速検査が可能となり、検査時間を短縮することができる。
また、測定スポット径４３及びサンプリング間隔を画素３９の開口幅４１に応じて設定して連続的に測定を行い、測定データのピーク値あるいはボトム値を抽出して各画素３９毎の色度とすることにより、測定スポット３５の位置決め処理を行う必要がない。
また、色検査装置１は、支持部１７及び基板３の移動及び停止を繰り返して測定を行うようにしてもよいし、停止させずに連続的に測定を行うようにしてもよい。

（４．第２の実施の形態）
次に、図１５及び図１６を参照しながら、第２の実施の形態について説明する。
図１５は、測定スポット５３（図１５（ａ））と基板３の画素３９の表面形状（図１５（ｂ））とを示す図である。
図１６は、平均色度算出に用いる測定値の抽出を示す図である。尚、グラフ３０３は、グラフ１１１（図９）及びグラフ１２１（図１０）及びグラフ２１１（図１２）及びグラフ２２１（図１３）に相当し、グラフ３０４は、グラフ１３１（図１１）及びグラフ２３１（図１４）に相当する。

第１の実施の形態では、測定データのピーク値あるいはボトム値を画素３９毎の色度として算出したが、第２の実施の形態では、測定データから複数の測定値を抽出して演算処理を施して画素３９毎の色度として算出する。

図１５（ａ）に示す測定スポット５３のうち、測定スポット５３−１及び５３−５及び５３−９は、遮光部３７の範囲を含むので、画素３９毎の色度算出には用いられない。一方、測定スポット５３−２〜５３−４及び測定スポット５３―６〜測定スポット５３−８は、画素３９の範囲内であるので、画素３９毎の色度算出に用いることができる。

しかしながら、図１５（ｂ）に示すように、画素３９の表面形状は凹凸を有する。従って、画素３９の範囲内であっても測定スポット５３の表面形状は異なり、同一の画素３９内であっても測定スポット５３の位置により測定値にばらつきが生じる。
そこで、先述の図４のステップ１００５の処理において、色検査装置１の制御・演算部５は、同一の画素３９内にある測定スポット５３における測定値を用いて平均等の演算処理を行い、当該画素３９における色度を算出する。

尚、画素３９毎の色度算出に用いる測定値の抽出については、特に限定されず、同一の画素３９内の測定スポット５３の測定値であればよい。図１６に示すように、閾値３０１及び閾値３０２を設定し、閾値３０１より大きい測定値３１１−１〜測定値３１１−３を抽出してＲ（赤）及びＧ（緑）の画素３９の色度算出に用いるようにしてもよいし、閾値３０２より小さい測定値３１２−１〜測定値３１２−３を抽出してＢ（青）の画素３９の色度算出に用いるようにしてもよい。
また、値が大きい方あるいは小さい方から所定数（例えば、３つ）の測定値を抽出して画素３９毎の色度算出に用いるようにしてもよい。
また、グラフの立ち上がりあるいは立ち下がり以外の部分の測定値を用いて隣接画素の影響を除くために、グラフ３０３あるいはグラフ３０４の変化率（傾き）の大きさが所定値より小さい測定点の測定値を抽出して画素３９毎の色度算出に用いるようにしてもよい。

このように、第２の実施の形態によれば、色検査装置１は、同一の画素３９内における複数の測定スポット５３の測定値を用いて当該画素３９の色度を算出することにより、画素３９の表面形状の凹凸による検査結果のばらつきを抑制して検査精度を向上させることができる。特に、測定方向の画素３９の膜厚分布（表面形状の凹凸）に起因する検査結果のばらつきを軽減することができる。

（５．第３の実施の形態）
次に、図１７及び図１８を参照しながら、第３の実施の形態について説明する。
図１７は、測定スポット５５（図１７（ａ））と基板３の画素３９の表面形状（図１７（ｂ））とを示す図である。
図１８は、スリット２５を示す図である。

第１の実施の形態では、測定スポット３５は円形として図示したが、測定スポット３５の形状は円形に限られない。第３の実施の形態では、測定スポット５５の形状は矩形形状である。

測定スポット５５の形状は、測定部１９の測定方向を短辺とする矩形である。色検査装置１は、この矩形の測定スポット５５により、画素３９の範囲５６について測定値を取得する。従って、画素３９の範囲５６における表面形状の凹凸による測定値のばらつきの影響を受けない。
尚、矩形の測定スポット５５を設定するには、光源スポット３３の範囲内に矩形の孔５７を有するスリット２５を用いればよい。

このように、第３の実施の形態によれば、色検査装置１は、矩形形状の測定スポット５３における測定値を用いて当該画素３９の色度を算出することにより、画素３９の表面形状の凹凸による検査結果のばらつきを抑制して検査精度を向上させることができる。特に、測定方向に対して垂直な方向の膜厚分布（表面形状の凹凸）に起因する検査結果のばらつきを軽減することができる。インクジェット方式により塗布されたカラーフィルタ基板の場合に特に顕著な効果がある。

（６．第４の実施の形態）
次に、図１９を参照しながら、第４の実施の形態について説明する。
図１９は、各画素３９の形状評価を示す図である。図１９（ａ）は、測定部１９による測定データを示す。図１９（ｂ）は、閾値４０１による測定データの抽出を示す。図１９（ｃ）は、抽出した測定データの拡大を示す。
尚、グラフ４０３は、グラフ１１１（図９）及びグラフ１２１（図１０）及びグラフ２１１（図１２）及びグラフ２２１（図１３）に相当する。

第１〜第３の実施の形態では、画素３９毎に色度を算出し、当該色度のレンジに基づいて基板３の良否を判定するものとして説明したが、第４の実施の形態では、色検査装置１は、画素３９内における形状の評価を行う。

色検査装置１は、測定部１９による測定データに基づいてグラフ４０３を取得して閾値４０１を設定する（図１９（ａ））。色検査装置１は、グラフ４０３から閾値４０１を越える部分を抽出してグラフ４０５を取得する（図１９（ｂ））。これにより、評価対象以外の遮光部及び画素を排除することができる。色検査装置１は、グラフ４０５を拡大してグラフ４０７を取得する（図１９（ｃ））。

色検査装置１は、グラフ４０７の色度分布から各画素の形状の評価を行う。例えば、開口幅に対するピーク位置あるいはボトム位置や、画素内の凹凸の度合や、各画素の形状の相似性、経時変化について、各画素の評価を行う。
尚、開口幅に対するピーク位置あるいはボトム位置と各画素の形状の相似性が判明した場合は、測定データからピーク位置やボトム位置を算出することなく、相似性に基づいてピーク位置やボトム位置を推定して当該位置のみについて測定スポットを設定するようにすればよい。

このように、第４の実施の形態によれば、色検査装置１は、測定データから評価対象の画素に相当する部分を抽出して拡大し、色度分布から各画素の形状を評価することができる。

（７．第５の実施の形態）
次に、図２０を参照しながら、第５の実施の形態について説明する。
図６は、色検査装置１ａを示す図である。

第１の実施の形態では、色検査装置１は、光源７から基板３に光源スポット３３を照射するものとして説明したが、第５の実施の形態では、色検査装置１ａは、光源７に代えて面照明６３を用いる。面照明６３は、拡散板(例えば、乳白色の樹脂板)を備える照明であり、基板３全面に白色光を照射する。

色検査装置１ａは、定盤２９上に面照明６３を備える。
測定部１９は、Ｙ方向移動部６５を介してガントリ３１に設けられる。測定部１９は、Ｙ方向に移動可能である。ガントリ３１は、Ｘ方向移動部６７を介して定盤２９に設けられる。ガントリ３１は、Ｘ方向に移動可能である。
色検査装置１ａは、Ｙ方向移動部６５及びＸ方向移動部６７により測定部１９を移動させつつ基板３の測定を行う。

尚、面照明６３により基板３の全面に白色光が照射されるので、必ずしも基板３側を移動させつつ測定を行う必要はない。
また、面照明６３を使用する場合、検査対象の基板３を載置する前に、測定位置の光源スペクトル二次元分布を予め測定する必要がある。すなわち、透過スペクトル＝測定スペクトル／光源スペクトルであるので、実際の測定前に、塗布前のガラス基板４を用いて測定位置に対応する点６９全てについて光源スペクトルを測定してキャリブレーションを行う必要がある。

このように、第５の実施の形態によれば、色検査装置１ａは、面照明により基板の全面に白色光を照射するので、基板や光源側に移動部を設ける必要がなく、装置構成を小型化することができる。また、光源の分光特性を予め測定することにより、基板や光源を移動させずに、測定部のみを移動させて測色することができる。また、光源を移動させないので、安価かつ安定した測定を行うことができる。

（８．第６の実施の形態）
次に、図２１及び図２２を参照しながら、第６の実施の形態について説明する。
図２１は、色検査装置１ｂを示す図である。
図２２は、色検査装置１ｂの動作を示すフローチャートである。

第１の実施の形態では、基板３の傾き（θ方向のずれ量）については特に触れなかったが、第６の実施の形態では、基板３の傾きの補正を行った後に測定処理を行う。

色検査装置１ｂは、回転ステージ６９及アライメントカメラ７１を備える。
回転ステージ６９は、基板３が載置される支持部１７をＸＹ平面上でθ方向回転させる装置である。尚、回転ステージ６９としては、汎用のものを用いることができる、例えば、ダイレクトドライブモータ等を用いることができる。
アライメントカメラ７１は、基板３のθ方向角度及びＸＹ座標を検出するために、基板３の所定箇所（基板上に形成されるアライメントマーク等）を撮像するカメラである。尚、アライメントカメラ７１は、色検査装置１ｂのフレーム（図示しない）に固定支持される。

支持部１７は、Ｘ方向移動部１３及び回転ステージ６９を介して定盤２９上に設けられる。支持部１７は、Ｘ方向に移動可能であり、θ方向に回転可能である。測定部１９は、Ｙ方向移動部６５を介して定盤２９に立設するガントリ３１に設けられる。測定部１９は、Ｙ方向に移動可能である。

色検査装置１ｂは、アライメントカメラ７１により、基板３の傾き（θ方向のずれ量）を計測し（ステップ２００１）、回転ステージ６９により、基板３の傾きを補正した後（ステップ２００２）、第１の実施の形態等と同様に色検査処理を行う（ステップ２００３）。

このように、第６の実施の形態では、色検査装置１ｂは、回転ステージ６９により基板３の傾きを補正して色検査処理を行うので、検査精度を向上させることができる。

（９．第７の実施の形態）
次に、図２３及び図２４を参照しながら、第７の実施の形態について説明する。
図２３は、色検査装置１ｃを示す図である。
図２４は、色検査装置１ｃの動作を示すフローチャートである。

第６の実施の形態では、色検査装置１ｂは、回転ステージ６９により基板３の傾きを予め補正した後に色検査処理を行うものとして説明したが、第７の実施の形態では、色検査装置１ｃは、予め計測した基板３の傾きに基づいて測定部１９の位置を補正しつつ色検査処理を行う。

色検査装置１ｃは、アライメントカメラ７１により、基板３の傾き（θ方向のずれ量）を計測し（ステップ３００１）、予め、色検査時の測定部１９の移動速度（Ｙ方向）を算出する（ステップ３００２）。色検査装置１ｃは、ステップ３００２の処理で算出した移動速度で測定部１９を移動させる。色検査装置１ｃは、Ｘ方向移動部１３とＹ方向移動部６５とを同期させて基板３の傾きを補正しつつ、色検査処理を行う（ステップ３００３）。

このように、第７の実施の形態では、色検査装置１ｃは、基板３及び測定部１９の移動を同期させることにより基板３の傾きが補正されるので、検査精度を向上させることができる。また、回転ステージを設ける必要がないので、装置構成を小型化することができる。

（１０．第８の実施の形態）
次に、図２５及び図２６を参照しながら、第８の実施の形態について説明する。
図２５は、色検査装置１ｄを示す図である。
図２６は、色検査装置１ｄの動作を示すフローチャートである。

第７の実施の形態では、色検査装置１ｃは、実際の色検査処理を行う前に、アライメントカメラ７１により基板３の傾きを予め計測するものとして説明したが、第８の実施の形態では、色検査装置１ｄは、測定部１９に設けられるエリアセンサ７３により基板３のパターンの位置ずれ量を計測しつつ色検査処理を行う。

色検査装置１ｄは、測定部１９にエリアセンサ７３を備える。エリアセンサ７３は、基板３の撮像画像に基づいて基板３の傾きを計測する装置であり、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラである。尚、測定部１９の結像部２１の所定箇所（顕微鏡の鏡筒部分等）にダブルポートを設け、上部出口の一方に分光測光部２７を設け、もう一方の出口にエリアセンサ７３を設けるようにしてもよい。

色検査装置１ｄは、逐次、エリアセンサ７３の撮像画像に基づいて画像処理（パターンマッチング等）を行い、基板３のパターンの位置ずれ量を算出する（ステップ４００１）。色検査装置１ｄは、算出した位置ずれ量に基づいて、Ｙ方向移動部６５により測定部１９の位置をリアルタイムに補正しつつ、色検査処理を行う（ステップ４００２）。

このように、第８の実施の形態では、色検査装置１ｄは、エリアセンサの撮像画像に基づいて基板３のパターンの位置ずれ量を算出し、測定部１９の位置をリアルタイム補正しつつ色検査処理を行うので、検査精度を向上させることができる。また、アライメントカメラを設ける必要がない。

（１１．その他）
分光測光部２７の光検出素子部には、フォトダイオードアレイや裏面入射型ＣＣＤリニアイメージセンサ等を用いることができる。また、電子冷却型ＣＣＤエリアイメージセンサ等の高性能な光検出素子を用いることにより、分光測光部２７における処理を高速化してＲＧＢ各画素の色度をより迅速に測定することができる。
光源７の照明装置には、ハロゲン照明装置のみならず、メタルハライド照明装置やキセノン照明装置や水銀灯等を用いることができる。
自動焦点装置２３（オートフォーカスユニット）動作原理としては、赤外光によるパターン投影法、及び、半導体固体赤外レーザによるナイフエッジ法があるが、いずれの方式を用いることができる。
尚、第１の実施の形態〜第８の実施の形態について説明したが、これらを適宜組み合わせて実施することもできる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る色検査装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

色検査装置１の斜視図 色検査装置１の構成図 基板３における測定スポット３５を示す図 色検査装置１の全体動作を示すフローチャート 基板３に対する測定部１９の相対的な動きを示す図（Ｙ方向） 基板３に対する測定部１９の相対的な動きを示す図（Ｘ方向） 基板３に対する測定スポット４９の相対的な動きを示す図である（Ｙ方向） 基板３に対する測定スポット５１の相対的な動きを示す図である（Ｘ方向） Ｙ方向に測定した場合の測定部１９による測定データ（ａ）とＲ（赤）の画素３９毎の色度（ｂ）を示すグラフ Ｙ方向に測定した場合の測定部１９による測定データ（ａ）とＧ（緑）の画素３９毎の色度（ｂ）を示すグラフ Ｙ方向に測定した場合の測定部１９による測定データ（ａ）とＢ（青）の画素３９毎の色度（ｂ）を示すグラフ Ｘ方向に測定した場合の測定部１９による測定データ（ａ）とＲ（赤）の画素３９毎の色度（ｂ）を示すグラフ Ｘ方向に測定した場合の測定部１９による測定データ（ａ）とＧ（緑）の画素３９毎の色度（ｂ）を示すグラフ Ｘ方向に測定した場合の測定部１９による測定データ（ａ）とＢ（青）の画素３９毎の色度（ｂ）を示すグラフ 測定スポット５３（ａ）と基板３の画素３９の表面形状（ｂ）とを示す図 平均色度算出に用いる測定値の抽出を示す図 測定スポット５５（ａ）と基板３の画素３９の表面形状（ｂ）とを示す図 スリット２５を示す図 各画素３９の形状評価を示す図 色検査装置１ａを示す図 色検査装置１ｂを示す図 色検査装置１ｂの動作を示すフローチャート 色検査装置１ｃを示す図 色検査装置１ｃの動作を示すフローチャート 色検査装置１ｄを示す図 色検査装置１ｄの動作を示すフローチャート

符号の説明

１………色検査装置
３………基板（カラーフィルタ）
４………基板（塗布前）
５………制御・演算部
７………光源
９………フィルタ
１１………移動部
１３、６７………Ｘ方向移動部
１５、６５………Ｙ方向移動部
１７………支持部
１９………測定部
２１………結像部
２３………自動焦点装置（オートフォーカスユニット）
２５………スリット
２７………分光測光部
３３………光源スポット
３５、４９、５１、５３、５５、５９………測定スポット
３７………遮光部（ブラックマトリクス）
３９………画素（着色層）
４１………開口幅
４３………測定スポット径
４５、４７………測定点
６３………面照明
６９………回転ステージ
７１………アライメントカメラ
７３………エリアセンサ

Claims (26)

1. 基板上に所定間隔で複数配列された画素を検査する検査装置であって、
   前記基板からの透過光または反射光または放射光が入射する測定部と、
   前記測定部に入射した光を結像する結像部と、
   前記結像した画像に基づいて分光測光を行う分光測光部と、
   前記分光測光により１画素につき複数個所の測定値を含む測定データを取得する測定データ取得手段と、
   前記測定データに基づいて前記画素毎の色度を算出する評価指標算出手段と、
   を具備し、
   前記測定データ取得手段は、前記基板と前記測定部とを水平方向に相対的に停止することなく移動させながら前記複数個所の１個所ごとに測定値を取得し、
   前記評価指標算出手段は、前記測定データに基づき各画素の色度を抽出し、同色の画素間での色度の最大値と最小値との差に基づき、基板の良否の判定を行い、
   前記分光測光における測定範囲である測定スポットは、所定のサンプリング間隔で、前記画素間の遮光部を含んで基板上で一列に設定されることを特徴とする検査装置。
2. 前記評価指標算出手段は、前記分光測光部の測定データの特徴部分に基づいて、前記画素毎の色度を算出することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記特徴部分は、前記測定データの画素のピーク部分またはボトム部分のいずれかを含むことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
4. 前記評価指標算出手段は、１つの画素における複数箇所の測定値の平均値を当該画素の色度とすることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の検査装置。
5. 前記評価指標算出手段は、画素毎に所定の第１の閾値を超えた複数の前記測定値を抽出して前記色度の算出に用いることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の検査装置。
6. 前記評価指標算出手段は、画素毎に前記測定データの特徴部分から所定数の前記測定値を抽出して前記色度の算出に用いることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の検査装置。
7. 前記評価指標算出手段は、画素毎に所定の第２の閾値を超えた複数の前記測定値を抽出して各画素の色度分布を取得し、前記色度分布に基づき各画素の形状の評価を行うことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の検査装置。
8. 前記分光測光の測定範囲である測定スポットの大きさ及びサンプリング間隔及び、前記基板または前記測定部の移動速度を設定する設定手段を具備することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の検査装置。
9. 隣接画素の影響がないように前記分光測光の測定範囲である測定スポットの大きさを設定することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の検査装置。
10. 前記分光測光の測定範囲である測定スポットの形態を設定するスリットを備えることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかに記載の検査装置。
11. 前記測定スポットの形態は、前記基板または前記測定部の移動方向に対し基板平面において垂直な方向を長辺とする矩形であることを特徴とする請求項１０に記載の検査装置。
12. 前記測定部には、光源部からフィルタを通して照射された光の前記基板からの透過光または反射光が入射し、
    前記結像部は、自動焦点装置を備え、
    前記フィルタは、前記自動焦点装置で用いられる波長の光を除去するものであることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の検査装置。
13. 前記フィルタは、さらに、所定範囲の波長の光を選択的に透過あるいは反射することを特徴とする請求項１２に記載の検査装置。
14. 基板上に所定間隔で複数配列された画素を検査する検査方法であって、
    前記基板からの透過光または反射光または放射光を測定部に入射するステップと、
    前記測定部に入射した光を結像する結像ステップと、
    前記結像した画像に基づいて分光測光を行う分光測光ステップと、
    前記分光測光により１画素につき複数箇所の測定値を含む測定データを取得する測定データ取得ステップと、
    前記測定データに基づいて前記画素毎の色度を算出する評価指標算出ステップと、
    を具備し、
    前記測定データ取得ステップは、前記基板と前記測定部とを水平方向に相対的に停止することなく移動させながら前記複数個所の１個所ごとに測定値を取得し、
    前記評価指標算出ステップは、前記測定データに基づき各画素の色度を抽出し、同色の画素間での色度の最大値と最小値との差に基づき、基板の良否の判定を行い、
    前記分光測光における測定範囲である測定スポットは、所定のサンプリング間隔で、前記画素間の遮光部を含んで基板上で一列に設定されることを特徴とする検査方法。
15. 前記評価指標算出ステップは、前記分光測光部の測定データの特徴部分に基づいて、前記画素毎の色度を算出することを特徴とする請求項１４に記載の検査方法。
16. 前記特徴部分は、前記測定データの画素のピーク部分またはボトム部分のいずれかを含むことを特徴とする請求項１５に記載の検査方法。
17. 前記評価指標算出ステップは、１つの画素における複数箇所の測定値の平均値を当該画素の色度とすることを特徴とする請求項１４から請求項１６までのいずれかに記載の検査方法。
18. 前記評価指標算出ステップは、画素毎に所定の第１の閾値を超えた複数の前記測定値を抽出して前記色度の算出に用いることを特徴とする請求項１４から請求項１７までのいずれかに記載の検査方法。
19. 前記評価指標算出ステップは、画素毎に前記測定データの特徴部分から所定数の前記測定値を抽出して前記色度の算出に用いることを特徴とする請求項１４から請求項１８までのいずれかに記載の検査方法。
20. 前記評価指標算出ステップは、画素毎に所定の第２の閾値を超えた複数の前記測定値を抽出して各画素の色度分布を取得し、前記色度分布に基づき各画素の形状の評価を行うことを特徴とする請求項１４から請求項１９までのいずれかに記載の検査方法。
21. 前記分光測光の測定範囲である測定スポットの大きさ及びサンプリング間隔及び、前記基板または前記測定部の移動速度を設定する設定ステップを具備することを特徴とする請求項１４から請求項２０までのいずれかに記載の検査方法。
22. 隣接画素の影響がないように前記分光測光の測定範囲である測定スポットの大きさを設定することを特徴とする請求項１４から請求項２１までのいずれかに記載の検査方法。
23. 前記分光測光の測定範囲である測定スポットの形態を設定することを特徴とする請求項１４から請求項２２までのいずれかに記載の検査方法。
24. 前記測定スポットの形態を前記基板または前記測定部の移動方向に対し基板平面において垂直な方向を長辺とする矩形に設定することを特徴とする請求項２３に記載の検査方法。
25. 前記測定部には、光源部からフィルタを通して照射された光の前記基板からの透過光または反射光が入射し、
    前記結像ステップでは、自動焦点装置により焦点が合わせられた状態で、前記測定部に入射した光を結像し、
    前記フィルタは、前記自動焦点装置で用いられる波長の光を除去することを特徴とする請求項１４から請求項２４までのいずれかに記載の検査方法。
26. 前記フィルタにより、さらに、所定範囲の波長の光を選択的に除去して前記基板に光を照射することを特徴とする請求項２５に記載の検査方法。

Images