JP6508756B1 - Macro inspection apparatus and method for inspecting variation in ink droplet volume - Google Patents
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Abstract
【課題】インクジェット装置によって基板上に塗布された格子状のインクの液滴量のバラツキを下地等の液滴以外の影響を排除して高速及び高精度で検査可能なマクロ検査装置／方法を提供する。【解決手段】マクロ検査装置は、ステージ上の基板の表面に鉛直な軸に対して一方の側において基板表面に対して第１角度の斜め上方に位置し、基板表面に光を照射するライン光源と、基板表面に鉛直な軸に対して他方の側において基板の表面に対して第２角度の斜め上方に位置し、基板表面からの反射光を受光するラインセンサカメラと、ラインセンサカメラからの信号を処理して、基板表面に格子状に塗布されたインクの液滴量のバラツキを求めるための処理手段とを備える。ライン光源の第１角度とラインセンサカメラの第２角度は、ラインセンサカメラが基板表面に格子状に塗布されたインクの液滴以外から受光する反射光量が最小になるように設定される。【選択図】図１The present invention provides a macro inspection apparatus / method capable of inspecting a high speed and high accuracy inspection by eliminating the influence of droplets other than droplets such as the ground on the variation of the droplet amount of the grid-like ink applied on the substrate by the inkjet device. Do. A macro inspection apparatus is a line light source which is positioned obliquely upward at a first angle with respect to a substrate surface on one side with respect to an axis perpendicular to the surface of a substrate on a stage, and emits light to the substrate surface. A line sensor camera positioned obliquely above the second surface of the substrate on the other side with respect to an axis perpendicular to the substrate surface and receiving reflected light from the substrate surface; And processing means for processing the signal to determine the variation in the amount of droplets of the ink applied in a grid form on the substrate surface. The first angle of the line light source and the second angle of the line sensor camera are set such that the amount of reflected light received by the line sensor camera from other than ink droplets applied in a grid on the substrate surface is minimized. [Selected figure] Figure 1
Description
本発明は、マクロ検査装置に関し、より具体的には、基板の表面上に格子状に塗布されたインクの液滴量のバラツキを検査するマクロ検査装置及び方法に関する。 The present invention relates to a macro inspection apparatus, and more particularly, to a macro inspection apparatus and method for inspecting variation in the amount of droplets of ink applied in a grid form on the surface of a substrate.
半導体、液晶等の製造工程で行われる検査の一つにマクロ検査がある。マクロ検査は、基板上に設けられた膜等の表面状態（平坦度、凹凸、パターンの形状、欠陥の有無など）を基板全体を含む広い領域で一度に視覚的に把握することができる点で有効な検査である。 One of the inspections performed in the manufacturing process of semiconductors, liquid crystals, etc. is macro inspection. In macro inspection, the surface state (flatness, unevenness, shape of pattern, presence of defects, etc.) of a film or the like provided on a substrate can be visually grasped at one time in a wide region including the entire substrate. It is a valid test.
液滴吐出ヘッドにより機能液のインクを吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いて、機能膜（薄膜）を形成することが行われている。このインクジェット法は、一般に、基板と液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させながら、液滴吐出ヘッドに設けられた複数のノズルから吐出されたインクを基板上に繰り返し吐出させて薄膜（液滴）を形成するものである。このインクジェット法は、微小なインクをドット状に吐出するため、インクの大きさやピッチの均一性の面で極めて精度が高い。また、スピンコート法などの従来の塗布技術に比べて、液の消費に無駄が少ない。さらに、フォトリソグラフィーなどのパターニング技術を用いずに、任意のパターンを直接形成することができる。このため、例えば、液晶ディスプレイのカラーフィルタや、有機ＥＬディスプレイの発光層などの薄膜形成に利用されている。 Forming a functional film (thin film) using a droplet discharge method in which the ink of a functional liquid is discharged by a droplet discharge head, a so-called ink jet method is performed. In this inkjet method, generally, the ink discharged from a plurality of nozzles provided in the droplet discharge head is repeatedly discharged onto the substrate while relatively moving the substrate and the droplet discharge head relative to each other. ). This ink jet method discharges minute ink in the form of dots, so it has extremely high accuracy in terms of uniformity of ink size and pitch. In addition, compared to conventional coating techniques such as spin coating, there is less waste in liquid consumption. Furthermore, any pattern can be formed directly without using patterning techniques such as photolithography. For this reason, for example, it is utilized for thin film formation, such as a color filter of a liquid crystal display, and a light emitting layer of an organic electroluminescent display.
インクジェット法を用いて基板上に機能膜を形成する場合には、通常、インクの広がりを防止するために、配線や電極も含む半導体回路が形成された基板上にバンクと呼ばれる隔壁を形成し、このバンクにより区画されたドット領域内にインクをインクジェット法により塗布することが行われる。この場合、機能膜の膜厚は、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出されるインクの吐出量に依存するため、このインクの吐出量を正確に把握し、機能膜の膜厚（液滴量）が均一となるようにインクの吐出量を管理する必要がある。 When the functional film is formed on the substrate by the inkjet method, usually, in order to prevent the spread of the ink, a partition called a bank is formed on the substrate on which the semiconductor circuit including the wiring and the electrode is formed, The ink is applied by the ink jet method in the dot area divided by the bank. In this case, since the film thickness of the functional film depends on the discharge amount of the ink discharged from the nozzle of the droplet discharge head, the discharge amount of the ink is accurately grasped, and the film thickness (droplet amount) of the functional film It is necessary to control the discharge amount of ink so as to be uniform.
しかしながら、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置では、大型ディスプレイになるほど、ドットマトリックス状に配置された各ドット領域間でのインク管理が難しくなり、各ドット領域間でのインクの吐出量、すなわち液滴量にばらつきが生じやすくなる。特に、将来の表示装置のさらなる微細化・鮮明化が進んだ場合、各ドットのサイズ（画素サイズ）がさらに小さくなるので、ドット内のインク液滴量もさらに少なくなる。したがって、液滴量のより少ないバラツキ量を検知する必要が出てくると予想される。 However, in a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display, the larger the display, the more difficult it is to manage the ink between the dot areas arranged in the dot matrix, and the ink discharge amount between the dot areas Dispersion tends to occur in the amount of droplets. In particular, when the size of the dots (pixel size) is further reduced as further miniaturization and sharpening of display devices in the future progress, the amount of ink droplets in the dots is further reduced. Therefore, it is expected that it will be necessary to detect a smaller variation of the droplet volume.
特許文献１は、インクジェット方式のカラーフィルタ製造工程におけるインク液の吐出不良を検査する検査方法を開示する。その検査方法は、インク液を吐出して得た検査用パターンを撮像手段により撮像して得た撮像画像データを用いて画像評価手段によりインク液の吐出不良を検出する。その画像評価手段による画像評価は、撮像手段により得た検査用パターンのドットの画像データについて、画像データの一列分の輝度値を取り出し、閾値より上の輝度値を積算し、積算の値が予め設定した許容値より大きい場合を不良、許容値に入る場合を良品とする判定方法を用いる。 Patent Document 1 discloses an inspection method for inspecting ejection failure of ink liquid in a color filter manufacturing process of an ink jet system. In the inspection method, the image evaluation unit detects a discharge failure of the ink liquid using captured image data obtained by imaging the inspection pattern obtained by discharging the ink liquid by the imaging unit. The image evaluation by the image evaluation means takes out the luminance value of one line of the image data from the image data of the dots of the inspection pattern obtained by the imaging means, integrates the luminance values above the threshold, A determination method is used in which a case where the value is larger than the set allowable value is a defect, and a case where the value is within the allowable value is a good product.
特許文献２は、インクヘッドの複数のノズルから吐出される個々の液滴の体積を測定することが可能なインクジェット装置を開示する。その装置は、基板上の液滴に照明光を照射可能な光源と、液滴からの照明光の反射光を受光可能な受光部と、受光部で受光された液滴表面の曲率に応じて変化する反射光の強度に基づいて液滴の体積に関する情報を取得可能なコントローラとを具備する。そのコントローラは、第１の軸方向と交差する第２の軸方向に沿って取得された反射光の輝度分布に基づいて、複数の液滴各々に対応する反射光の輝度の最大値と最小値を取得し、最大値と最小値の差を当該液滴の体積に関する情報として取得する。 Patent Document 2 discloses an inkjet apparatus capable of measuring the volume of individual droplets ejected from a plurality of nozzles of an ink head. The device has a light source capable of irradiating illumination light onto a droplet on a substrate, a light receiving unit capable of receiving reflected light of illumination light from the droplet, and the curvature of the surface of the droplet received by the light receiving unit. And a controller capable of acquiring information on the droplet volume based on the changing intensity of the reflected light. The controller determines maximum and minimum values of the brightness of the reflected light corresponding to each of the plurality of droplets based on the brightness distribution of the reflected light acquired along the second axial direction intersecting the first axial direction. The difference between the maximum value and the minimum value is obtained as information on the volume of the droplet.
特許文献１の検査方法や特許文献２のインクジェット装置では、いずれも反射光を測定してインク吐出量、液滴量（体積）を求めるものであるが、実際の液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの製造工程を想定した、インクの液滴が吐出される基板の表面、液滴の下地、例えば液滴の下側に在る電極や半導体回路等のパターンによる影響を十分に考慮した測定方法となっておらず、その影響を極力低減／排除した高精度なマクロ検査を提供するものではない。 The inspection method of Patent Document 1 and the inkjet apparatus of Patent Document 2 both measure reflected light to determine the ink discharge amount and droplet amount (volume), but an actual liquid crystal display, organic EL display, etc. It is a measurement method that fully takes into consideration the influence of the pattern of the surface of the substrate on which the ink droplets are ejected, the substrate of the droplets, for example, the electrodes under the droplets, semiconductor circuits, etc. It does not provide high-precision macro inspection which reduces / eliminates the influence as much as possible.
本発明は、インクジェット装置によって基板上に塗布された格子状のインク液滴の液滴量のバラツキを液滴の下地等の液滴以外の影響を極力低減／排除して高精度で検査可能なマクロ検査装置及び方法を提供することを目的とする。 According to the present invention, it is possible to inspect with high precision the variation of the droplet amount of the grid-like ink droplet applied on the substrate by the ink jet apparatus by reducing / eliminating the influence other than the droplet such as the substrate of the droplet as much as possible. An object of the present invention is to provide a macro inspection apparatus and method.
本発明は、基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴量のバラツキを検査するマクロ検査装置を提供する。そのマクロ検査装置は、（ａ）ステージ上に載置された基板の表面に鉛直な軸に対して一方の側において基板の表面に対して第１の角度の斜め上方に位置し、基板の表面に光を照射するライン光源と、（ｂ）基板の表面に鉛直な軸に対して他方の側において基板の表面に対して第２の角度の斜め上方に位置し、基板の表面からの反射光を受光するラインセンサカメラと、（ｃ）ラインセンサカメラからの信号を処理して、基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴量のバラツキを求めるための処理手段と、を備える。ライン光源の第１の角度とラインセンサカメラの第２の角度は、ラインセンサカメラが基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴以外から受光する反射光量が最小になるように設定される。 The present invention provides a macro inspection apparatus for inspecting the variation in the amount of droplets of ink applied in the form of a grid on the surface of a substrate. The macro inspection apparatus is (a) positioned obliquely above the surface of the substrate at a first angle with respect to the surface of the substrate on one side with respect to an axis perpendicular to the surface of the substrate mounted on the stage; A line light source for emitting light, and (b) a reflected light from the surface of the substrate, positioned obliquely above the second surface with respect to the surface of the substrate on the other side with respect to an axis perpendicular to the surface of the substrate And (c) processing means for processing the signals from the line sensor camera to determine variations in the amount of droplets of ink applied in the form of a lattice on the surface of the substrate. The first angle of the line light source and the second angle of the line sensor camera are set so that the amount of reflected light received by the line sensor camera from other than ink droplets applied in a grid on the surface of the substrate is minimized. Ru.
本発明は、基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴量のバラツキを検査するマクロ検査方法を提供する。そのマクロ検査方法は、（ａ）ステージ上に載置された基板の表面に鉛直な軸に対して一方の側において基板の表面に対して第１の角度の斜め上方に位置するライン光源から基板の表面に光を照射するステップと、（ｂ）基板の表面に鉛直な軸に対して他方の側において基板の表面に対して第２の角度の斜め上方に位置するラインセンサカメラが基板の表面からの反射光を受光するステップと、（ｃ）ラインセンサカメラからの信号を処理して、基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴量のバラツキを輝度分布に反映したマクロ画像を作成するステップと、を含む。ライン光源の第１の角度は１５〜２５度の範囲にあり、ラインセンサカメラの第２の角度は２７〜４０度の範囲にあって、第１の角度と第２の角度は、ラインセンサカメラが基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴以外から受光する反射光量が最小になるように設定される。 The present invention provides a macro inspection method for inspecting variations in the amount of droplets of ink applied in a grid on the surface of a substrate. In the macro inspection method, (a) a substrate from a line light source located obliquely upward at a first angle with respect to the surface of the substrate on one side with respect to an axis perpendicular to the surface of the substrate placed on the stage (B) irradiating the surface of the substrate with light, and (b) a line sensor camera positioned obliquely upward at a second angle to the surface of the substrate on the other side with respect to an axis perpendicular to the surface of the substrate; And (c) processing a signal from the line sensor camera to obtain a macro image in which the variation of the droplet amount of the ink applied in the form of a grid on the surface of the substrate is reflected in the luminance distribution And creating. The first angle of the line light source is in the range of 15 to 25 degrees, the second angle of the line sensor camera is in the range of 27 to 40 degrees, and the first angle and the second angle are line sensor cameras Is set so as to minimize the amount of reflected light received from other than the ink droplets applied in a grid pattern on the surface of the substrate.
本発明によれば、基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴以外、例えば基板表面や液滴の下側に在る基板上の電極や半導体回路等の影響を抑制／排除しつつ、格子状の液滴の液滴量のバラツキを基板全体に渡ってインラインで高速かつ高精度でマクロ検査することが可能となる。 According to the present invention, in addition to ink droplets applied in the form of a grid on the surface of the substrate, for example, the influence of electrodes and semiconductor circuits on the substrate surface and the lower side of the droplets is suppressed / eliminated It is possible to perform macro inspection with high speed and high accuracy in-line and across the entire substrate, for the variation of the amount of droplets of grid-like droplets.
図１は、本発明の一実施形態のマクロ検査装置１００を示す図である。図１において、円形のステージ１上に被検査物２が載る。ステージ１は、円形のみならず他の正方形、長方形、楕円形等のいずれの平面形状を有していてもよい。ステージ１は、支持台（図示なし）の上でステージ・コントローラ４の制御下で、リニアモータ３によって、回転（α）、水平（Ｘ）あるいは垂直（Ｙ）の方向に移動することができる。ステージ１は、できるだけ平坦な表面を有することが望ましい。 FIG. 1 is a diagram showing a macro inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an inspection object 2 is placed on a circular stage 1. The stage 1 may have any planar shape such as not only circular but also other squares, rectangles, and ovals. The stage 1 can be moved in the direction of rotation (α), horizontal (X) or vertical (Y) by the linear motor 3 under the control of the stage controller 4 on a support (not shown). Stage 1 preferably has a surface as flat as possible.
ライン光源５は、コントローラ８の制御下で、ステッピング・モータ７によって、円弧状のレール６に沿って移動する。光源５は、ステージ１上の被検査物２の上面に対して所定の角度に設定される。図１では、ライン光源５は、ステージ１の表面、あるいはステージ１上に載置された被検査物（例えば基板、以下基板とする）２の表面に鉛直な軸に対して一方の側（図１では左側）において基板２の表面に対して第１の角度の斜め上方に位置し、基板２の表面に光を照射する。第１の角度は、１５〜２５度の範囲、より好ましくは１８〜２２度の範囲の角度を選択することができる。第１の角度の選択方法についてはさらに後述する。ライン光源５は、ステージ１上の基板表面でのラインセンサカメラ９の光軸から所定の距離に位置するようにセットされる。その所定の距離は例えば４０〜４００ｍｍ、より好ましくは６０〜１２０ｍｍの範囲の任意の距離を選択することができる。ライン光源５の明るさは、光源用の電源１０によって調整される。 The line light source 5 is moved along the arc-shaped rail 6 by the stepping motor 7 under the control of the controller 8. The light source 5 is set at a predetermined angle with respect to the upper surface of the inspection object 2 on the stage 1. In FIG. 1, the line light source 5 is on one side with respect to an axis perpendicular to the surface of the stage 1 or the surface of an inspection object (for example, a substrate, hereinafter referred to as a substrate) 2 mounted on the stage 1 The surface of the substrate 2 is irradiated with light, which is located obliquely above the first angle with respect to the surface of the substrate 2 at 1). The first angle may be selected in the range of 15 to 25 degrees, more preferably in the range of 18 to 22 degrees. The method of selecting the first angle will be further described later. The line light source 5 is set to be located at a predetermined distance from the optical axis of the line sensor camera 9 on the substrate surface on the stage 1. The predetermined distance may be, for example, any distance in the range of 40 to 400 mm, more preferably 60 to 120 mm. The brightness of the line light source 5 is adjusted by the power source 10 for the light source.
ラインセンサカメラ９は、ライン光源５と同様に、コントローラ８の制御下で、ステッピング・モータ７により、円弧状のレール６に沿って移動する。ラインセンサカメラ９は、基板２の表面に鉛直な軸に対して他方の側（図１では右側）において基板の表面に対して第２の角度の斜め上方に位置し、基板の表面からの反射光を受光する。第２の角度は、２７〜４０度の範囲、より好ましくは２９〜３２度の範囲の角度を選択することができる。第２の角度の選択方法についてはさらに後述する。ラインセンサカメラ９の前部には、基板２の表面からの反射光をラインセンサカメラ７に導くための所定の光学系１２が設けられる。光学系１２は、所定サイズのラインセンサの画素列に入射光を絞り込むことができる仕様が必要である。例えば７×７あるいは１４×１４μｍの画素サイズを有する約５７ｍｍのラインセンサを用いた場合は、一実施形態の光学系１２として、例えば、大口径カメラレンズ（有効口径：５０〜６０ｍｍ）を用いることができる。なお、光学系１２は、基板２とラインセンサカメラ９との間にあればよく、ラインセンサカメラ９と一体型であってもよい。 The line sensor camera 9 is moved along the arc-shaped rail 6 by the stepping motor 7 under the control of the controller 8 in the same manner as the line light source 5. The line sensor camera 9 is positioned obliquely above the second surface with respect to the surface of the substrate on the other side (right side in FIG. 1) with respect to an axis perpendicular to the surface of the substrate 2, and reflection from the surface of the substrate Receive light. The second angle can be selected in the range of 27 to 40 degrees, more preferably in the range of 29 to 32 degrees. The method of selecting the second angle will be further described later. At the front of the line sensor camera 9, a predetermined optical system 12 for guiding the reflected light from the surface of the substrate 2 to the line sensor camera 7 is provided. The optical system 12 needs a specification that can narrow incident light to a pixel array of a line sensor of a predetermined size. For example, when using a line sensor of about 57 mm having a pixel size of 7 × 7 or 14 × 14 μm, for example, using a large aperture camera lens (effective aperture: 50 to 60 mm) as the optical system 12 of one embodiment. Can. The optical system 12 may be provided between the substrate 2 and the line sensor camera 9, and may be integrated with the line sensor camera 9.
ライン光源５とラインセンサカメラ９は、ステッピング・モータ７によって、所定の最小制御角度Δθ単位で、被検査物２の表面に対する角度を可変することができる。ステッピング・モータ７による最小制御角度Δθは、例えば０．１度程度であればよい。その最小制御角度は一般的に小さいほうが望ましい。 The line light source 5 and the line sensor camera 9 can change the angle with respect to the surface of the inspection object 2 by the stepping motor 7 in a predetermined minimum control angle Δθ unit. The minimum control angle Δθ by the stepping motor 7 may be, for example, about 0.1 degree. The minimum control angle is generally desired to be small.
ラインセンサカメラ９の出力は画像処理手段１１に入る。画像処理手段１１は、ステージ・コントローラ４、コントローラ８、ラインセンサカメラ９およびライン光源５用の電源１０を制御する。なお、図１では、ライン光源５とラインセンサカメラ９はそれぞれ１つしか記載されていないが、基板２のサイズや形状に応じて配置を変えてそれぞれ２以上配置してもよい。以上が図１の概要であり、各構成についてはさらに後述する。 The output of the line sensor camera 9 enters the image processing means 11. The image processing means 11 controls the stage controller 4, the controller 8, the line sensor camera 9, and the power source 10 for the line light source 5. Although only one line light source 5 and one line sensor camera 9 are shown in FIG. 1, the arrangement may be changed according to the size and shape of the substrate 2 and two or more may be arranged. The above is an outline of FIG. 1, and each structure is further mentioned later.
図２は、本発明の一実施形態のライン光源７０を示す図である。（ａ）はライン光源外形の上面図であり、（ｂ）は発光源部の上面図であり、（ｃ）は断面図である。（ｂ）の上面図に示すように、ライン光源７０は、例えば、長形の基板上に複数の発光素子７２が所定のピッチＬ１で一列に配置される。その基板のサイズは、任意に選択できるが、長手方向の長さは、少なくともラインセンサカメラ５の長手方向の長さとほぼ同じか、あるいはそれ以上の長さとする必要がある。ピッチＬ１は、発光素子７２のサイズ等に応じて任意に選択できる。 FIG. 2 is a diagram showing a line light source 70 according to an embodiment of the present invention. (A) is a top view of a line light source external shape, (b) is a top view of a light emission source part, (c) is a sectional view. As shown in the top view of (b), in the line light source 70, for example, a plurality of light emitting elements 72 are arranged in a line at a predetermined pitch L1 on an elongated substrate. The size of the substrate can be arbitrarily selected, but the length in the longitudinal direction needs to be at least approximately the same as or longer than the length in the longitudinal direction of the line sensor camera 5. The pitch L1 can be arbitrarily selected according to the size of the light emitting element 72 or the like.
図２（ｃ）の断面図において、ライン光源７０は、ライン上の発光源７２とその上の拡散及び集光効果を得るための光学系（レンズ、拡散板など）７４を含むことができる。発光素子は、現在利用可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体素子のみならず将来新たに出現する発光素子等、基本的に任意に選択可能である。拡散及び集光効果を得るための光学系（レンズ、拡散板など）７４は、図２（ｃ）に示すように発光源との一体型として、あるいは発光源７２の出力部の外側に設置することができる。発光源７２の波長は、広域波長あるいは所定の波長帯を選択することができる。その選択は、基板２の状態、ラインセンサカメラ５および光学系の光学特性（波長特性など）に応じておこなわれる。 In the cross-sectional view of FIG. 2C, the line light source 70 can include the light emission source 72 on the line and an optical system (lens, diffuser plate, etc.) 74 for obtaining the diffusion and condensing effects thereon. The light emitting element can be basically arbitrarily selected, such as not only semiconductor elements such as currently available light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) but also light emitting elements newly emerging in the future. An optical system (lens, diffusion plate, etc.) 74 for obtaining the diffusion and light collecting effects is installed as an integral type with the light emission source as shown in FIG. 2C or outside the output portion of the light emission source 72. be able to. The wavelength of the light emission source 72 can be a wide wavelength or a predetermined wavelength band. The selection is made according to the state of the substrate 2 and the optical characteristics (such as wavelength characteristics) of the line sensor camera 5 and the optical system.
図３は、本発明の他の一実施形態のライン光源８０を示す図である。（ａ）はライン光源の断面図であり、（ｂ）は下面図である。（ａ）の断面図に示すように、ライン光源８０は、発光素子８２と、光学系（レンズ）８４を介して発光素子８２からの光を所定の幅に広げて導くための光ファイバ束８６と、光ファイバ束８６からの光をさらに所定の細長い（線状）範囲に集光するための光学系（レンズ、例えばシリンドリカルレンズ）８８を含む。図５（ｂ）のライン光源８０の下面図のライン光源８０及び光学系（レンズ）８８の長さは、測定対象の基板２のサイズ（幅）と同等あるいはそれ以下に設定することができる。発光素子８２は、例えば１つの比較的大きな（高出力の）発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができる。発光源７２の波長は、広域波長あるいは所定の波長帯を選択することができる。その選択は、基板２の表面状態、ラインセンサカメラ５および光学系の光学特性（波長特性など）に応じて行う。図３のライン光源８０では、１つの発光素子８２と光ファイバ束８６を組み合わせて用いるところに１つの特徴がある。 FIG. 3 is a diagram showing a line light source 80 according to another embodiment of the present invention. (A) is sectional drawing of a line light source, (b) is a bottom view. As shown in the cross-sectional view of (a), the line light source 80 includes a light emitting element 82 and an optical fiber bundle 86 for guiding the light from the light emitting element 82 to a predetermined width via the optical system (lens) 84. And an optical system (lens such as a cylindrical lens) 88 for condensing the light from the optical fiber bundle 86 into a predetermined elongated (linear) range. The lengths of the line light source 80 and the optical system (lens) 88 in the bottom view of the line light source 80 in FIG. 5B can be set equal to or less than the size (width) of the substrate 2 to be measured. The light emitting element 82 can be, for example, one relatively large (high power) light emitting diode (LED). The wavelength of the light emission source 72 can be a wide wavelength or a predetermined wavelength band. The selection is made in accordance with the surface condition of the substrate 2 and the optical characteristics (such as wavelength characteristics) of the line sensor camera 5 and the optical system. The line light source 80 of FIG. 3 has one feature in that one light emitting element 82 and the optical fiber bundle 86 are used in combination.
図４は、本発明の一実施形態のラインセンサカメラ５０を示す図である。（ａ）はラインセンサカメラの断面図であり、（ｂ）は下面図である。ラインセンサカメラ５０は、受光部５２と、光を受光部５２に導くためのレンズ５４を含む。受光部５２は、受光素子（画素）を一列に並べることによって、１次元毎に画像を取得できるものであれば良い。受光部５２には、例えば１次元のＣＣＤイメージセンサ、あるいはＣＭＯＳイメージセンサを用いることができる。画素数は、検査対象の基板サイズ等に応じて選択される。画素数は、測定幅（視野幅）等に応じて、例えば２Ｋ（２０４８）、４Ｋ（４０９６）、６Ｋ（６１４４）、８Ｋ（８１９２）、あるいは１６Ｋ（１６３８４）の中から選択される。画素サイズは、例えば７μｍ×７μｍ、あるいは１４μｍ×１４μｍのようなサイズのものを使用することができる。 FIG. 4 is a diagram showing a line sensor camera 50 according to an embodiment of the present invention. (A) is a cross-sectional view of a line sensor camera, and (b) is a bottom view. The line sensor camera 50 includes a light receiving unit 52 and a lens 54 for guiding light to the light receiving unit 52. The light receiving unit 52 may be any device as long as it can acquire an image for each dimension by arranging the light receiving elements (pixels) in a line. For the light receiving section 52, for example, a one-dimensional CCD image sensor or a CMOS image sensor can be used. The number of pixels is selected according to the size of the substrate to be inspected and the like. The number of pixels is selected from, for example, 2K (2048), 4K (4096), 6K (6144), 8K (8192), or 16K (16384) depending on the measurement width (field width) and the like. The pixel size may be, for example, 7 μm × 7 μm or 14 μm × 14 μm.
レンズ５４は、例えば上述した大口径カメラレンズを用いることができる。さらに、現在は光の絞り込みが６０〜７０μｍしかできないロッドレンズ、セルホックレンズ、あるいはＧＲＩＮレンズと呼ばれる、半径方向に２次分布状の屈折率分布を有する円柱状のレンズ（以下、ロッドレンズと称す）も絞り込みサイズがより小さくなると将来的には用いることができる可能性がある。その場合、複数のロッドレンズは、ラインセンサカメラ５０の長手方向で受光部５２に沿って列状に（１次元に）配列される。なお、図４（ｂ）では、複数のロッドレンズの集合として連続した１つのロッドレンズ５４の底面が示されている。各ロッドレンズの下端部が受けた反射光は、上端部から出て対応する（その上部の）の各受光素子（画素）に集光されるようになっている。 The lens 54 can use, for example, the above-described large aperture camera lens. Furthermore, a cylindrical lens (hereinafter referred to as a rod lens) having a second-order distribution of refractive index in the radial direction, which is called a rod lens, a self-lock lens, or a GRIN lens, which can currently narrow light only to 60 to 70 μm ) Can also be used in the future as the refinement size becomes smaller. In that case, the plurality of rod lenses are arranged in a line (one-dimensionally) along the light receiving unit 52 in the longitudinal direction of the line sensor camera 50. In addition, in FIG.4 (b), the bottom face of one rod lens 54 which followed as collection of several rod lens is shown. Reflected light received by the lower end portion of each rod lens is output from the upper end portion and condensed on each corresponding (of the upper portion) light receiving elements (pixels).
図１の画像処理手段１１は、所定の測定プログラムに基づき、ラインセンサカメラ９からの受信する検出信号（輝度情報）を処理する。画像処理手段１１は、ラインセンサカメラ９の制御用のカード（回路基板）、コントローラ８、ライン光源５用の電源１０を制御するための回路基板、画像データを格納するためのメモリ等を有する。画像処理手段１１としては、例えば、画像処理結果などを表示する表示部、測定条件などを入力する入力部などを有するパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）が該当する。 The image processing unit 11 of FIG. 1 processes a detection signal (luminance information) received from the line sensor camera 9 based on a predetermined measurement program. The image processing unit 11 has a card (circuit board) for controlling the line sensor camera 9, a controller 8, a circuit board for controlling the power supply 10 for the line light source 5, a memory for storing image data, and the like. The image processing unit 11 corresponds to, for example, a personal computer (PC) having a display unit for displaying an image processing result and the like, and an input unit for inputting a measurement condition and the like.
図５は、図１のマクロ検査装置１００において、本発明の一実施形態のライン光源５とラインセンサカメラ９の位置（角度）を示す図である。図６と図７は、本発明の一実施形態の基板２の検査領域の一部を示す斜視図（図６）と断面図（図７）である。図５から図７を参照しながら本発明のライン光源５の入射角度（第１の角度）とラインセンサカメラ９の受光角度（第２の角度）の選択方法について説明する。ここで言う角度は、図５に示されるように、図１のステージ１上の基板２の表面に対するライン光源５の角度θ１とラインセンサカメラ９の角度θ２とを意味する。 FIG. 5 is a view showing the positions (angles) of the line light source 5 and the line sensor camera 9 according to the embodiment of the present invention in the macro inspection apparatus 100 of FIG. 6 and 7 are a perspective view (FIG. 6) and a sectional view (FIG. 7) showing a part of the inspection area of the substrate 2 according to the embodiment of the present invention. A method of selecting the incident angle (first angle) of the line light source 5 and the light receiving angle (second angle) of the line sensor camera 9 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7. The angle referred to here means the angle θ1 of the line light source 5 and the angle θ2 of the line sensor camera 9 with respect to the surface of the substrate 2 on the stage 1 of FIG. 1 as shown in FIG.
図６と図７では、一例として有機ＥＬディスプレイ用の基板２を想定し、図６はその基板２の表面のインクの液滴塗布後の検査領域の一部の斜視図である。図７は図６のＡ−Ａ´断面の１つのインクの液滴塗布領域１５の断面図である。有機ＥＬディスプレイ用の基板２では、図７の断面図に示すように、基板２上の半導体回路１７の上に電極１８、１９、２０や絶縁層２１等を介して発光層となるインクを塗布するための区画されたドット領域２２が形成されている。そのドット領域２２は、インクの広がりを防止するためのバンクあるいはリブと呼ばれる隔壁２５により区画されている。バンク２５の中にインクジェット装置のノズルからインクが吐出されて液滴２４が形成される。 6 and 7 assume a substrate 2 for an organic EL display as an example, and FIG. 6 is a perspective view of part of an inspection area on the surface of the substrate 2 after application of ink droplets. FIG. 7 is a cross-sectional view of one ink droplet application region 15 of the A-A 'cross section of FIG. In the substrate 2 for the organic EL display, as shown in the cross sectional view of FIG. 7, the ink to be the light emitting layer is applied on the semiconductor circuit 17 on the substrate 2 through the electrodes 18, 19, 20 and the insulating layer 21 and the like. A partitioned dot area 22 is formed for this purpose. The dot area 22 is divided by a partition 25 called a bank or a rib for preventing the spread of the ink. Ink is ejected from the nozzles of the ink jet apparatus into the bank 25 to form droplets 24.
塗布後の乾燥前の液滴２４の形状（例えば表面の曲率（だれ）等）やサイズ（高さや体積等）は液滴量に応じて変化する。液滴２４の形状やサイズの変化は、液滴への入射光２７に対する反射光２８の反射方向（角度）や反射光量を変化させる。その反射方向や反射光量の変化は、液滴が形成された基板の表面に対して所定の角度θ２に置かれたラインセンサカメラ９に入射する入射光量を変化させることになる。したがって、ラインセンサカメラ９の出力から反射光量の変化、しいては液滴の形状やサイズの変化、すなわち液滴量の変化を知ることができる。 The shape (e.g., surface curvature (swell) etc.) and size (height, volume etc.) of the droplets 24 before drying after application vary depending on the amount of droplets. The change in shape and size of the droplet 24 changes the reflection direction (angle) and the amount of reflected light of the reflected light 28 with respect to the incident light 27 to the droplet. The change in the reflection direction or the amount of reflected light changes the amount of incident light incident on the line sensor camera 9 placed at a predetermined angle θ2 with respect to the surface of the substrate on which the droplets are formed. Therefore, it is possible to know from the output of the line sensor camera 9 a change in the amount of reflected light, in other words, a change in the shape or size of the droplet, that is, a change in the amount of droplet.
その際に、液滴からの反射光２８のみがラインセンサカメラ９に入射することができれば良いが、実際には図７に例示する液滴の下地の半導体回路１７、電極１８、１９、２０、絶縁層２１と液滴以外の基板の表面からの反射光や散乱光／迷光が同時にラインセンサカメラ９に入射してしまう。その結果、ラインセンサカメラ９の出力から液滴量の変化を正確に見積もることが難しくなる。上述した従来の測定方法では、この液滴の下地の電極や半導体回路等や液滴以外の基板の表面からの反射光や散乱光（迷光）の影響を除くことの重要性を十分には認識しておらず、そのための対応（工夫）を特に施してはいない。その結果、従来の測定方法では半導体回路等が形成された基板上の液滴量の変化（バラツキ）を精度良く検出することができない。 At that time, only the reflected light 28 from the droplet may be incident on the line sensor camera 9, but in reality the semiconductor circuit 17 under the droplet illustrated in FIG. 7, the electrodes 18, 19, 20, Reflected light and scattered light / stray light from the surface of the substrate other than the insulating layer 21 and the droplets simultaneously enter the line sensor camera 9. As a result, it is difficult to accurately estimate the change in droplet amount from the output of the line sensor camera 9. In the conventional measurement method described above, the importance of eliminating the influence of reflected light and scattered light (stray light) from the surface of the substrate other than the electrode, semiconductor circuit, etc. of the droplet and the droplet is sufficiently recognized. It does not do it, and the correspondence (invention) for that purpose is not given in particular. As a result, with the conventional measurement method, it is not possible to accurately detect the change (variation) in the amount of droplets on the substrate on which the semiconductor circuit or the like is formed.
本発明では、この液滴の下地の電極や半導体回路等や液滴以外の基板の表面からの反射光や散乱光（迷光）を極力排除するように、言い換えれば最小にするように、図２のライン光源５の角度θ１とラインセンサカメラ９の角度θ２を調整（選択）する。具体的には、光学系としてはいわゆる暗視野光学系とし、より具体的には液滴からの反射光を指向性のある散乱光として捉えて、液滴量に応じて散乱角が変化する散乱光をラインセンサカメラ９に受光できる角度の組み合わせを設定する。図２のライン光源５の角度θ１としては、液滴の上部、より正確にはバンクの上面より上の液滴部分に光が直接的に入射する角度として、上述した１５〜２５度の範囲、より好ましくは１８〜２２度の範囲の角度を選択することができる。 In the present invention, the light reflected from the surface of the substrate other than the electrode, the semiconductor circuit, etc. of the droplet and the substrate other than the droplet and the scattered light (stray light) are eliminated as much as possible. The angle θ1 of the line light source 5 and the angle θ2 of the line sensor camera 9 are adjusted (selected). Specifically, a so-called dark field optical system is used as an optical system, and more specifically, light reflected from a droplet is captured as directional scattered light, and the scattering angle changes according to the amount of droplet A combination of angles at which light can be received by the line sensor camera 9 is set. The angle θ1 of the line light source 5 in FIG. 2 is the above-mentioned range of 15 to 25 degrees as an angle at which light is directly incident on the droplet portion above the droplet, more precisely on the droplet portion above the bank top surface, More preferably, an angle in the range of 18 to 22 degrees can be selected.
図５のラインセンサカメラ９の角度θ２は、選択されたライン光源５の角度θ１で光が照射された場合に、ラインセンサカメラ９で液滴（液滴上部）からの反射光（指向性のある散乱光）が最もよく受光できる、言い換えれば液滴以外からの反射光や散乱光を最小に抑えることができる角度として設定される。その角度範囲は、２７〜４０度の範囲、より好ましくは２９〜３２度の範囲の角度を選択することができる。実際の角度設定は、例えば、予め均一な液滴量であることが分かっている列状の複数の液滴に対して、ライン光源５の角度θ１を１５度から２５度まで所定角度（例えば０．１〜１．０度の範囲の値）ずつ変えながら各角度θ１において、ラインセンサカメラ９の角度θ２を２７〜４０度の範囲で同様に所定角度（例えば０．１〜１．０度の範囲の値）ずつ変えながら、ラインセンサカメラ９の出力が最も大きくなる場合の角度の組み合わせ（θ１、θ２）を選択する。 The angle θ2 of the line sensor camera 9 in FIG. 5 is the reflected light (directivity) from the droplet (the upper portion of the droplet) by the line sensor camera 9 when light is irradiated at the angle θ1 of the selected line light source 5 It is set as an angle at which certain scattered light can be received best, in other words, the reflected light and scattered light from other than the droplet can be minimized. The angle range can select an angle in the range of 27 to 40 degrees, more preferably in the range of 29 to 32 degrees. The actual angle setting is, for example, a predetermined angle (for example, 0) of the angle θ1 of the line light source 5 from 15 degrees to 25 degrees with respect to a plurality of droplets in a row known to have uniform droplet amounts in advance. The angle θ2 of the line sensor camera 9 is similarly set at a predetermined angle (for example, 0.1 to 1.0 degrees) in the range of 27 to 40 degrees at each angle θ1 while changing the value in the range of 1 to 1.0 degrees). While changing the value of the range), the combination (θ1, θ2) of the angles when the output of the line sensor camera 9 becomes the largest is selected.
次に、本発明の一実施形態のマクロ検査装置１００によるインクの液滴のバラツキの検出原理について説明する。既に上述したように、図７において液滴量が変化した場合、液滴への入射光２７に対する反射光の反射方向（角度）や反射光量が変化し、その変化量に応じてラインセンサカメラ９の出力も変化する。その場合、有機ＥＬ等用のインクの液滴はほぼ透明なので液滴への入射光２７は液滴中に入って乱反射（散乱）した後に液滴表面から一種の散乱光として出ていくが、液滴が半球状の形状を有するので、その散乱光は主に指向性のある散乱光となって出ていく。すなわち、液滴から専ら所定の角度θ２に向けて散乱光が出ていくことになるが、その角度θ２は、入射光２７の入射角度θ１に対して正反射ではない角度θ２（＞θ１、θ２＝θ１＋α度）となる。その角度θ２は、液滴量の状態（多い、少ない、バラツキ）に応じて微妙に変化する。本発明では、液滴量の状態に応じて微妙に変化する角度θ２への散乱光、言い換えれば角度θ２への反射光２８を捉えるところに特徴がある。その際、ラインセンサカメラ９の構成（画素サイズと画素数、光学系１２（レンズ５４）の倍率等）を検査対象の格子状の液滴の一列に合うように調整しておくことにより、その列の１つの液滴からの反射光がラインセンサカメラ９の主に対応する１つの画素に入るようにする。その結果、１つの液滴の液滴量の状態（多い、少ない、バラツキ）を対応するラインセンサカメラ９の１つの画素の出力値（輝度値）として得ることができる。 Next, the detection principle of the variation of the ink droplet by the macro inspection apparatus 100 according to the embodiment of the present invention will be described. As already described above, when the droplet amount changes in FIG. 7, the reflection direction (angle) and the reflected light amount of the reflected light with respect to the incident light 27 to the droplet change, and the line sensor camera 9 is changed according to the change amount. Output also changes. In that case, since the droplet of the ink for organic EL and the like is almost transparent, the incident light 27 on the droplet enters into the droplet and is irregularly reflected (scattered) and then exits from the surface of the droplet as a kind of scattered light, Because the droplets have a hemispherical shape, the scattered light mainly emerges as directional scattered light. That is, although the scattered light is emitted from the droplet toward the predetermined angle θ2, the angle θ2 is an angle θ2 (> θ1, θ2) which is not specular with respect to the incident angle θ1 of the incident light 27. = Θ1 + α degrees). The angle θ2 slightly changes in accordance with the state (large, small, variation) of the droplet amount. The present invention is characterized in that the scattered light to the angle θ2 which slightly changes according to the state of the droplet amount, in other words, the reflected light 28 to the angle θ2 is captured. At that time, the configuration (pixel size and number of pixels, magnification of the optical system 12 (lens 54), etc.) of the line sensor camera 9 is adjusted to fit one row of grid-like droplets to be inspected. Reflected light from one drop in a row is made to enter one of the pixels corresponding mainly to the line sensor camera 9. As a result, it is possible to obtain the state (high, low, variation) of the droplet amount of one droplet as the output value (brightness value) of one pixel of the corresponding line sensor camera 9.
ライン光源５の角度θ１とラインセンサカメラ９の角度θ２は、上述したように、液滴表面以外からの反射光／散乱光を最小に抑えることができる角度として設定されているので、ラインセンサカメラ９の各画素の出力値（輝度値）は対応する一列の各液滴の液滴量の変化を反映した輝度値となる。ステージ１上の液滴が塗布された基板２を走査しながら検査対象の全ての列の液滴のラインセンサカメラ９の出力値（輝度値）を取得してメモリに保管し、さらにその輝度値データから輝度値マップ（例えば濃淡マクロ画像）を作成することにより、基板上の格子状の液滴の液滴量のバラツキ分布を得ることができる。 The angle θ1 of the line light source 5 and the angle θ2 of the line sensor camera 9 are set as an angle that can minimize reflected light / scattered light from other than the droplet surface as described above. The output value (brightness value) of each pixel 9 is a brightness value that reflects the change in the droplet volume of each corresponding droplet of one row. The output value (brightness value) of the line sensor camera 9 of the droplets of all rows to be inspected is acquired while scanning the substrate 2 coated with the droplets on the stage 1 and stored in the memory, and further the brightness value By creating a brightness value map (for example, a gray-scale macro image) from the data, it is possible to obtain a variation distribution of droplet amounts of grid-like droplets on the substrate.
その液滴量のバラツキが、本来の最適な液滴量からどの程度ずれているかは、例えば以下のように見積もることができる。最初にインクジェット装置のノズルから吐出するインク量をその最適な液滴量に対応する設定値Ａ、設定値Ｂ（＝Ａ＋１０％）、設定値Ｃ（＝Ａ−１０％）の３段階で設定する。次に基板上に一列または数列単位で上記の３つの設定値でインクを吐出させて３設定値のインクの液滴列を形成する。基板を走査しながら各液滴列のラインセンサカメラ９の出力値（輝度値）を取得してメモリに保管し、輝度値データから一列または数列単位での液滴列の輝度値の平均値ａ、ｂ、ｃを求める。 It can be estimated, for example, as follows, to what extent the variation of the droplet amount is deviated from the originally optimum droplet amount. First, the ink amount discharged from the nozzle of the ink jet apparatus is set in three stages of set value A, set value B (= A + 10%), and set value C (= A-10%) corresponding to the optimum droplet amount. . Next, the ink is discharged on the substrate in units of one line or several lines at the above three setting values to form a droplet line of ink of three setting values. While scanning the substrate, the output value (luminance value) of the line sensor camera 9 of each droplet array is acquired and stored in the memory, and the average value a of the luminance values of the droplet arrays in units of one or several columns from the luminance value data , B, c.
次に、最適な液滴量に対応する設定値Ａに対応する一列または数列単位の液滴の輝度値の平均値ａに対して輝度値の平均値ｂ、ｃのばらつき（ａ±Δ）を求める。例えば、そのばらつき（ａ±Δ）が、平均値ｂの場合は（ａ＋８）％、平均値ｃの場合は（ａ−１２）％であったとする。今、インクジェット装置のインク量の設定値に対する許容可能なバラツキを設定値Ａ±２％とした場合、インク吐出後の液滴の測定輝度値の許容可能なバラツキは、輝度値の平均値ａａに対して、ａａ×（１００−１２／５）％〜ａａ×（１００＋８／５）％、すなわち９７．５ａａ〜１０１．５ａａの範囲となる。この許容可能な輝度値の範囲（９７．５ａａ〜１０１．５ａａ）をしきい値として、この範囲内または範囲外の輝度値を選別して輝度値マップ（例えば濃淡マクロ画像）を作成すると、基板上の格子状の液滴の液滴量についての規格内／規格外の分布を得ることができる。 Next, with respect to the average value a of the luminance values of the droplets in one row or several rows corresponding to the set value A corresponding to the optimum droplet amount, the variation (a ± Δ) of the average values b and c of the luminance values Ask. For example, it is assumed that the variation (a ± Δ) is (a + 8)% in the case of the average value b and (a-12)% in the case of the average value c. Now, assuming that the allowable variation with respect to the setting value of the ink amount of the ink jet apparatus is the setting value A ± 2%, the allowable variation of the measured luminance value of the droplet after the ink discharge is the average value aa of the luminance values. On the other hand, it is in the range of aa × (100−12 / 5)% to aa × (100 + 8/5)%, that is, 97.5 aa to 101.5 aa. When the range of acceptable luminance values (97.5 aa to 101.5 aa) is used as a threshold value, luminance values within or outside this range are selected to create a luminance value map (for example, a gray-scale macro image). An in-spec / out-of-spec distribution of the drop volume of the top grid-like drop can be obtained.
次に、図８を参照しながら本発明の一実施形態のマクロ検査フローについて説明する。図８は、本発明の一実施形態のマクロ検査フローを示す図である。図８のフローは、図１の一実施形態の検査装置１００によって実行される。 Next, a macro inspection flow of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a macro inspection flow of an embodiment of the present invention. The flow of FIG. 8 is performed by the inspection apparatus 100 of one embodiment of FIG.
ステップＳ１１において、検査対象の基板２をステージ１上にセットする。基板２としては、既に述べたように表面に格子状のインク液滴が塗布されその乾燥前の基板を含むことができる。ステップＳ１２において、基板２上の所定の位置にライン光源５とラインセンサカメラ９をセットする。セットする各配置は、上述した配置条件に従って行われる。ステップＳ１３において、ライン光源５から基板２の表面の検査領域へ光を照射する。検査領域としては、予め決められた基板２上のインク液滴の列を含む領域が選択される。 In step S11, the substrate 2 to be inspected is set on the stage 1. As the substrate 2, as described above, grid-like ink droplets can be applied to the surface and the substrate can be included before it is dried. In step S12, the line light source 5 and the line sensor camera 9 are set at predetermined positions on the substrate 2. Each arrangement to be set is performed in accordance with the above-described arrangement condition. In step S13, light is emitted from the line light source 5 to the inspection area on the surface of the substrate 2. As the inspection area, an area including a predetermined row of ink droplets on the substrate 2 is selected.
ステップＳ１４において、ラインセンサカメラ９が基板２上のインク液滴の一列からの反射光を受光する。反射光の受光は、ラインセンサカメラ９の画素単位で行われ、画素単位の輝度値として画像処理手段１１に送られる。画像処理手段１１では、その輝度値データをメモリに記憶する。ステップＳ１５において、ステージ１の走査により測定領域（インク液滴の列）を変えながら上記したステップＳ１３とＳ１４を繰り返して、各測定領域での反射光に応じた輝度値データを取得する。 In step S14, the line sensor camera 9 receives the reflected light from one row of ink droplets on the substrate 2. The reception of the reflected light is performed in pixel units of the line sensor camera 9, and is sent to the image processing means 11 as a luminance value in pixel units. The image processing means 11 stores the luminance value data in the memory. In step S15, the above-described steps S13 and S14 are repeated while changing the measurement area (row of ink droplets) by scanning of the stage 1, and luminance value data corresponding to the reflected light in each measurement area is acquired.
ステップＳ１６において、画像処理手段１１が取得された輝度値データから基板２上の格子状の液滴の液滴量のバラツキを反映した輝度分布（マクロ画像）を作成する。液滴量の規格内／規格外の判定及びその輝度分布（マクロ画像）は、上述したように画像処理手段１１が輝度値の平均としきい値（所定範囲）とを比較し選別することにより得ることができる。 In step S16, a luminance distribution (macro image) that reflects the variation of the droplet amount of the grid-like droplets on the substrate 2 is created from the acquired luminance value data of the image processing means 11. The determination of the droplet amount within the standard / nonstandard and the luminance distribution (macro image) thereof are obtained by the image processing means 11 comparing the average of the luminance values with the threshold value (predetermined range) and selecting as described above. be able to.
図１の構成のマクロ検査装置１００を用いて、回路パターンが形成された基板上にインクジェット装置で塗布した格子状のインクの液滴を測定してマクロ画像を得た。その際の測定条件は以下の通りである。
（１）ライン光源：基板表面（水平方向）から２０度で、ラインセンサカメラの光軸から約７０ｍｍの位置から光軸に垂直に照射
（２）ラインセンサカメラ：画素数は８Ｋ（８１９２）画素、ワーク上ピクセルサイズは１４μｍ、基板表面（水平方向）から３１度の位置で、ワーキングディスタンス（ＷＤ）は２７０ｍｍ
Using the macro inspection apparatus 100 having the configuration shown in FIG. 1, droplets of the grid-like ink applied by the inkjet apparatus on the substrate on which the circuit pattern was formed were measured to obtain a macro image. The measurement conditions at that time are as follows.
(1) Line light source: 20 ° from the substrate surface (horizontal direction), approximately 70 mm from the optical axis of the line sensor camera, and perpendicular to the optical axis. (2) Line sensor camera: 8K (8192) pixels The pixel size on the work is 14μm, 31 degrees from the substrate surface (horizontal direction), working distance (WD) is 270mm
図９に測定したマクロ画像の一部を示す。図９（ａ）は従来の測定装置／方法で得た画像であり、（ｂ）は本発明の測定装置／方法で得た画像である。両画像は、基板上の格子状のインクの液滴がある同一領域での測定結果である。（ｂ）の本発明による画像では、液滴を示すドット（白い〇）のみが格子状に並んでいることが鮮明に見えている。一方、（ａ）の従来の画像では、下地の回路（配線）パターンが画像中に映り込んで混在しており、液滴のドット（〇）のみが鮮明には映ってはいない。両画像の比較から、本発明の測定装置／方法によれば下地の回路パターン等の影響を受けることなく表面の格子状の液滴のみを撮像し検査することができる。 FIG. 9 shows a part of the measured macro image. FIG. 9 (a) is an image obtained by the conventional measuring device / method, and FIG. 9 (b) is an image obtained by the measuring device / method of the present invention. Both images are the measurement results in the same area where the grid-like ink droplets on the substrate are present. In the image according to the present invention of (b), it is clearly seen that only dots (white circles) indicating droplets are arranged in a lattice. On the other hand, in the conventional image of (a), the underlying circuit (wiring) pattern is reflected and mixed in the image, and only the droplet dots (o) are not clearly displayed. From the comparison of both images, according to the measuring apparatus / method of the present invention, it is possible to pick up and inspect only grid-like droplets on the surface without being affected by the circuit pattern of the base and the like.
図１の構成のマクロ検査装置１００を用いて、基板上にインクジェット装置のノズルから吐出するインクの量を変えて塗布した格子状のインクの液滴を測定してマクロ画像を得た。その際の測定条件は上記の実施例１の（１）及び（２）の場合と同じである。図１０に測定したマクロ画像の一部を示す。図１０（ａ）は、所定の吐出インク量Ａと、１０％増量したインク量（Ａ＋１０％）で塗布した液滴列の境界付近での画像であり、（ｂ）は吐出インク量Ａと、１０％減量したインク量（Ａ−１０％）で塗布した液滴列の境界付近での画像である。 Using the macro inspection apparatus 100 having the configuration shown in FIG. 1, the amount of ink ejected from the nozzle of the ink jet apparatus on the substrate was changed, and droplets of grid ink were applied to obtain a macro image. The measurement conditions at that time are the same as in the case of (1) and (2) of Example 1 described above. FIG. 10 shows a part of the measured macro image. FIG. 10 (a) is an image in the vicinity of the boundary of a droplet row coated with a predetermined ejection ink amount A and an ink amount (A + 10%) increased by 10%, and FIG. 10 (b) is the ejection ink amount A; It is an image in the vicinity of the boundary of the droplet row applied with the ink amount (A-10%) reduced by 10%.
図１０（ａ）では、左向き矢印で指示されるインク量（Ａ＋１０％）で塗布した液滴のドット（白い〇）が、右向き矢印で指示されるインク量Ａ塗布した液滴のドット（白い〇）よりも明るく表示されていることがわかる。（ｂ）では、右向き矢印で指示される１０％減量したインク量（Ａ−１０％）で塗布した液滴のドット（白い〇）が、左向き矢印で指示されるインク量Ａ塗布した液滴のドット（白い〇）よりも暗く表示されていることがわかる。両画像から本発明の測定装置／方法によれば吐出されたインク量、すなわち塗布されたインク液滴の液滴量の変化（増減）に応じて、ラインセンサカメラの出力から得たマクロ画像の輝度値が変化（明暗）していることがわかる。図９と図１０の画像から、本発明のマクロ検査装置１００を用いることにより、下地の回路パターン等の影響を受けることなく表面の格子状の液滴の液滴量のバラつき（変化）を実際にマクロ検出することができることがわかる。 In FIG. 10A, the dots (white 〇) of the droplets applied with the ink amount (A + 10%) indicated by the left-pointing arrows are the dots of the droplets applied with the ink amount A indicated by the right-pointing arrows (white 〇). It can be seen that it is displayed brighter than). In (b), the dots (white)) of droplets applied with the ink amount (A-10%) reduced by 10% indicated by the right-pointing arrow are the ink amounts A of the applied droplet indicated by the left-pointing arrow It can be seen that the display is darker than the dot (white 〇). According to the measuring apparatus / method of the present invention from both images, the amount of ink ejected, that is, the macro image obtained from the output of the line sensor camera according to the change (increase or decrease) of the droplet amount of the applied ink droplet It can be seen that the luminance value is changing (bright and dark). From the images of FIG. 9 and FIG. 10, the variation (change) in the drop amount of the grid-like droplets on the surface is actually achieved without using the macro inspection device 100 of the present invention by using the macro inspection apparatus 100 of the present invention. It can be seen that macro detection can be performed.
本発明の実施形態について図１〜図１０を参照しながら説明をした。しかし、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。 Embodiments of the present invention have been described with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to these embodiments. The present invention can be practiced in variously modified, modified or modified forms based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
本発明のマクロ検査装置及び方法は、インクジェット装置のノズルからインクを吐出して得られるあらゆる液滴パターン（格子状液滴）のバラツキ検査に利用でき、その際に液滴パターンの下地の半導体回路等の影響を低減／排除した高精度／高分解能な検査ができるので、ＥＬ素子を用いた表示パネル、有機ＥＬ素子を用いた表示パネル、あるいは将来実用化されるより微細で鮮明な画像を表示可能な量子ドット表示パネル等の検査にも用いることが可能である。 The macro inspection apparatus and method of the present invention can be used to inspect for variations in any droplet pattern (grid droplets) obtained by discharging ink from the nozzle of the ink jet apparatus, in which case the semiconductor circuit underlying the droplet pattern Since high-precision / high-resolution inspection can be performed with reduced / eliminated effects, etc., display panels using EL elements, display panels using organic EL elements, or finer and clearer images to be put to practical use in the future will be displayed. It can also be used for inspection of possible quantum dot display panels etc.
１ ステージ
２ 被検査物（基板）
３ リニアモータ
４ ステージ・コントローラ
５ ライン光源
６ レール
７ ステッピング・モータ
８ コントローラ
９ ラインセンサカメラ
１０ ライン光源用の電源
１１ 画像処理手段（コンピュータ）
１２ 光学系（レンズ等）
１００ マクロ検査装置
1 Stage 2 Inspection object (substrate)
Reference Signs List 3 linear motor 4 stage controller 5 line light source 6 rail 7 stepping motor 8 controller 9 line sensor camera 10 power supply for line light source 11 image processing means (computer)
12 Optical system (lens etc)
100 macro inspection device
Claims (5)
ステージ上に載置された基板の表面に鉛直な軸に対して一方の側において前記基板の表面に対して１５〜２５度の範囲にある第１の角度の斜め上方に位置し、前記基板の表面に光を照射するライン光源と、
前記基板の表面に鉛直な軸に対して他方の側において前記基板の表面に対して２７〜４０度の範囲にある第２の角度の斜め上方に位置し、前記基板の表面からの反射光を受光するラインセンサカメラと、
前記ラインセンサカメラからの信号を処理して、前記基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴量のバラツキを求めるための処理手段と、を備え、
前記ライン光源の前記第１の角度と前記ラインセンサカメラの前記第２の角度は、前記ラインセンサカメラが前記基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴以外から受光する反射光量が最小になるように設定される、マクロ検査装置。 A macro inspection apparatus for inspecting variation in the amount of droplets of ink applied in the form of a grid on the surface of a substrate, comprising:
Located obliquely above a first angle in the range of 15 to 25 degrees with respect to the surface of the substrate on one side with respect to an axis perpendicular to the surface of the substrate mounted on the stage, A line light source for irradiating the surface with light;
The reflection light from the surface of the substrate is located obliquely above the second angle which is in the range of 27 to 40 degrees with respect to the surface of the substrate on the other side with respect to an axis perpendicular to the surface of the substrate Line sensor camera that receives light,
And processing means for processing the signal from the line sensor camera to determine the variation in the amount of droplets of the ink applied in the form of a grid on the surface of the substrate.
The first angle of the line light source and the second angle of the line sensor camera are such that the amount of reflected light received by the line sensor camera from other than ink droplets applied in a grid shape on the surface of the substrate is minimum A macro inspection device, set to be.
前記処理手段は、前記ステージが移動しながら得られるラインセンサからの信号を受け取り、前記ラインセンサの画素毎の輝度値から前記インクの液滴量のバラツキを表す輝度分布の画像を生成する、請求項３に記載のマクロ検査装置。 The apparatus further comprises moving means capable of moving the stage at predetermined intervals,
The processing means receives a signal from a line sensor obtained while the stage is moving, and generates an image of a luminance distribution representing the variation in the amount of droplets of the ink from the luminance value of each pixel of the line sensor. The macro inspection apparatus according to Item 3.
ステージ上に載置された基板の表面に鉛直な軸に対して一方の側において前記基板の表面に対して第１の角度の斜め上方に位置するライン光源から前記基板の表面に光を照射するステップと、
前記基板の表面に鉛直な軸に対して他方の側において前記基板の表面に対して第２の角度の斜め上方に位置するラインセンサカメラが前記基板の表面からの反射光を受光するステップと、
前記ラインセンサカメラからの信号を処理して、前記基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴量のバラツキを輝度分布に反映したマクロ画像を作成するステップと、を含み、
前記ライン光源の前記第１の角度は１５〜２５度の範囲にあり、前記ラインセンサカメラの前記第２の角度は２７〜４０度の範囲にあって、前記第１の角度と前記第２の角度は、前記ラインセンサカメラが前記基板の表面に格子状に塗布されたインクの液滴以外から受光する反射光量が最小になるように設定される、マクロ検査方法。 A macro inspection method for inspecting variation in the amount of droplets of ink applied in the form of a grid on the surface of a substrate, comprising:
The surface of the substrate is irradiated with light from a line light source located obliquely above the first surface with respect to the surface of the substrate on one side with respect to an axis perpendicular to the surface of the substrate mounted on the stage Step and
A line sensor camera positioned obliquely above a second angle with respect to the surface of the substrate on the other side with respect to an axis perpendicular to the surface of the substrate, receiving light reflected from the surface of the substrate;
Processing the signal from the line sensor camera to create a macro image in which the variation of the droplet amount of the ink applied in a grid form on the surface of the substrate is reflected in the luminance distribution;
The first angle of the line light source is in the range of 15 to 25 degrees, and the second angle of the line sensor camera is in the range of 27 to 40 degrees, the first angle and the second angle being The macro inspection method, wherein the angle is set such that the amount of reflected light received by the line sensor camera from other than ink droplets applied in a grid shape on the surface of the substrate is minimized.
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