KR20130086549A - 막 두께 불균일 검출 장치 및 방법, 및 막 두께 불균일 검출 장치 부착 도포 장치 및 기판 상에 형성된 도포막의 막 두께 불균일 검출 방법 - Google Patents

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코지 니시무라
하지메 히라타
마사키 모리
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도레 엔지니아린구 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 약간의 막 두께 불균일밖에 수반하지 않는 세로 줄무늬나 가로 단에 관해서도 도포 직후에 확실히 발견할 수 있는, 막 두께 불균일 검출 장치 및, 당해 막 두께 불균일 검출 장치를 구비한 도포 장치를 제공한다.
[해결 수단] 기판 상의 도포막에 특정의 조사 패턴의 광을 조사하는 조사부와,
도포막 표면에서 반사된 반사광을 수광(受光)하는 수광부와,
수광부에 의하여 수광된 수광 패턴과 특정의 조사 패턴을 비교하여 도포막의 형성 상태의 양부(良否)를 판단하는 판단부를 구비한 막 두께 불균일 검출 장치로,
판단부는,
수광 패턴과 조사 패턴을 비교하는 화상 비교부와,
화상 비교부에서 수광 패턴과 조사 패턴을 비교하여 벗어남을 추출하는 벗어남 추출 화상 생성부와,
벗어남 추출된 화상으로부터 점재(點在)하는 벗어남 추출 화상의 면적을 적산(積算)하는 적산부와,
적산된 벗어남 추출 면적의 합계값이 소정의 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 적산 벗어남 면적 판정부
를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

막 두께 불균일 검출 장치 및 방법, 및 막 두께 불균일 검출 장치 부착 도포 장치 및 기판 상에 형성된 도포막의 막 두께 불균일 검출 방법{DEVICE AND METHOD FOR INSPECTING UNEVENNESS OF FILM THICKNESS, AND, COATING DEVICE WITH DEVICE FOR INSPECTING UNEVENNESS OF FILM THICKNESS, AND, METHOD FOR INSPECTING UNEVENNESS OF FILM THICKNESS OF COATING FILM FORMED ON SUBSTRATE}
기판 상에 형성된 도포막의 막 두께 불균일을 검출하는 장치 및 방법, 및 기판 상에 도포막을 형성한 직후에 당해 도포막의 막 두께 불균일을 검출하는 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이(liquid crystal display)나 플라즈마 디스플레이(plasma display) 등의 플랫 패널 디스플레이(flat panel display)에는, 유리 등으로 이루어지는 기판 상에 컬러 피막이나 투명막을 형성하기 위하여, 도포액이 도포된 것(도포 기판이라고 한다)이 사용되고 있다. 이 도포 기판은, 도포액을 균일하게 도포하는 도포 장치에 의하여 형성되어 있다. 즉, 도포 장치는, 기판을 재치(載置, 물건의 위에 다른 것을 올려 놓는 것)하는 스테이지(stage)와, 도포액을 토출하는 도포 유닛을 가지고 있고, 도포 유닛의 구금부(口金部)로부터 도포액을 토출시키면서, 기판과 도포 유닛을 상대적으로 이동시키는 것에 의하여, 기판 상에 소정 두께의 도포액막(도포막)이 형성되도록 되어 있다.
이와 같은 도포 장치에 의하여 형성된 도포 기판은, 도포막에 줄무늬 형상이나 입상(粒狀) 등의 막 두께 불균일이 포함되어 있지 않는지 여부를 확인하는 막 두께 불균일 검사가 행하여진다. 구체적으로는, 기판 상에 도포막을 형성하는 도포 공정의 직후, 도포막을 건조 공정에 의하여 건조시켜 박막화(薄膜化)하기 전의 상태에서, 막 두께 불균일의 검사가 행하여진다(예를 들어, 특허 문헌 1).
이 막 두께 불균일 검사에 이용되는 장치에서는, 기판 상에 형성된 도포막에 대하여 특정의 조사 패턴의 광을 출력하는 조사부가 이용되고, 도포막의 표면에서 반사된 반사광을 수광(受光)하여, 수광된 반사광의 수광 패턴과 특정의 조사 패턴을 비교하는 것에 의하여, 도포막의 형성 상태의 양부(良否)의 판단이 이루어지고 있다(예를 들어, 특허 문헌 2).
도 10은 종래의 막 두께 불균일 검사 장치에 있어서 촬상(撮像)된 화상의 이미지도이며, 막 두께 불균일이 없는 기판에서 반사된 패턴을 수광한 것이다. 즉, 조사부로부터 조사된, 흑백의 스트라이프 모양이, 명부(明部, 43a)와 암부(暗部, 43b)로서 촬상되어 있다.
도 11은 종래의 막 두께 불균일 검사 장치에 있어서 촬상된 화상의 이미지도이며, 막 두께 불균일(세로 줄무늬)이 있는 기판에서 반사된 패턴을 수광한 것이다. 그 때문에, 막 두께 불균일이 없는 부분은, 도 10에서 도시한 도면과 마찬가지로, 명부(43a)와 암부(43b)로서 촬상되어 있다. 한편, 막 두께 불균일(세로 줄무늬)이 있는 부분(43s)에 관해서는, 스트라이프 모양이 일그러진 상태로 명부(43a)와 암부(43b)가 촬상되어 있다.
도 12는 종래의 막 두께 불균일 검사 장치에 있어서, 벗어남 추출 처리를 한 후의 이미지도이며, 막 두께 불균일이 없는 경우의 화상과 막 두께 불균일이 있는 경우의 화상을 비교 처리하여, 차이가 있는 부분만을 「벗어남 추출 화소(43z)」로서 추출한 것이다. 이 벗어남 추출 화소로 이루어지는 화상 이미지는, 설명의 편의상, 흑백 패턴의 경계를 파선으로 나타내어, 벗어남 추출 화소(43z)가 수광 패턴의 어느 위치에 어느 정도의 크기로 존재하고 있는지를 나타내고 있다.
종래의 막 두께 불균일 검사 장치에서는, 벗어남 추출 화소(43z)를 추출하기 위한 제조건을 검사 파라미터로 하여 적정값을 설정하고, 추출된 벗어남 추출 화소(43z)는, 개개의 크기가 미리 설정하여 둔 기준값보다 큰지 여부를 판정하여, 막 두께 불균일이 있는지 여부의 검사를 행하고 있었다. 그리고, 플랫 패널 디스플레이는, 저가격화가 급속히 진행되어 코스트 다운에의 요구가 강한 한편, 고정밀화나 색 재현성에 대한 요망도 높아지고 있어, 막 두께 불균일의 검사에 대한 요구도 엄격해지고 있다. 그 때문에, 기준값을 넘는 막 두께 불균일이 포함된 도포 기판은, 도포 후의 건조 공정을 통과한 후(이른바, 도포 건조 후)에 검사될 뿐만 아니라, 도포 직후의 건조 공정 전에 막 두께 불균일의 검사가 행하여진다. 그리고, 도포 직후의 기판은, 도포 직후의 막 두께 불균일 검사에 있어서, 양품(良品)으로서 건조 공정으로 진행하여 좋은지가 판단되어, 불량품(不良品)이면 건조 전에 리젝트(reject)하여 리페어(repair) 처리한다고 하는 조치가 취하여지고 있다.
일본국 공개특허공보 특개2005-337857호 일본국 공개특허공보 특개2010-234237호
종래의 도포 직후의 검사에 있어서, 검사 대상으로 되는 기판은, 전술의 스트라이프 패턴의 명부(43a), 암부(43b)의 경계 부근에 나타나는 벗어남 추출 화소에 관하여, 개개의 면적에 관하여 대소 판정이 이루어져, 큰 면적의 벗어남 추출 화소가 있으면, 불량품이라고 판단되고 있었다. 한편으로, 면적이 작은 벗어남 추출 화소가 일군(一群)으로 존재하고 있어도, 개개의 면적이 작으면, 벗어남 추출의 과정에서 노이즈 성분으로서 다루어지고, 큰 면적의 벗어남 추출 화소가 없으면, 검사 대상으로 되는 기판은 불량품으로 여겨지지 않았다.
그러나, 이와 같은 일군으로 존재하는 작은 면적의 벗어남은, 약간의 막 두께 불균일밖에 수반하지 않는 세로 줄무늬나 가로 단에 기인하는 경우가 있고, 도포 건조 후의 엄밀한 검사에서는, 세로 줄무늬나 가로 단으로서 검출되는 일이 있다. 그 때문에, 도포 직후의 검사에 있어서도, 세로 줄무늬나 가로 단에 기인하는 약간의 막 두께 불균일에 관하여, 건조 후의 엄밀한 검사와 동일한 정도의 검출 정도(精度)를 발휘하는(즉, 정합성(整合性)을 유지하는) 것을 희망하고 있었다.
그래서, 본 발명은, 약간의 막 두께 불균일밖에 수반하지 않는 세로 줄무늬나 가로 단에 관해서도 도포 직후에 확실히 검출하여, 도포 건조 후의 엄밀한 검사와의 정합성을 유지할 수 있는, 막 두께 불균일 검출 장치, 및, 당해 막 두께 불균일 검출 장치를 구비한 도포 장치를 제공한다.
이상의 과제를 해결하기 위하여, 제1항에 기재된 발명은,
기판 상에 형성된 도포막을 향하여, 특정의 조사 패턴의 광을 조사하는 조사부와,
상기 도포막의 표면에서 반사된 상기 특정의 조사 패턴의 반사광을 수광하는 수광부를 구비하고,
상기 수광부에 의하여 수광된 상기 반사광의 수광 패턴과, 상기 특정의 조사 패턴에 대응하는 기준 패턴을 비교하는 것에 의하여, 도포막의 형성 상태의 양부를 판단하는 검사부를 구비한 막 두께 불균일 검출 장치이고,
상기 검사부는,
상기 수광 패턴과 상기 기준 패턴을 비교하는 화상 비교부와,
상기 화상 비교부에서 상기 수광 패턴과 상기 기준 패턴을 비교하여, 벗어남이 있는 부분으로서 추출된 화소로 이루어지는 화상을 벗어남 추출 화상으로서 생성하는 벗어남 추출 화상 생성부와,
상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화소의 면적을 벗어남 추출 화소 면적 적산값으로서 적산(積算)하는 벗어남 추출 화소 면적 적산부와,
상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 설정 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 적산 벗어남 면적 판정부
를 구비한 것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 장치이다.
제5항에 기재된 발명은,
기판 상에 형성된 도포막을 향하여, 특정의 조사 패턴의 광을 조사하는 스텝과,
상기 조사 스텝에서 조사되어 상기 도포막의 표면에서 반사된 광을 수광하는 스텝을 가지고,
상기 수광 스텝에서 수광된 패턴과, 상기 특정의 조사 패턴에 대응하는 기준 패턴을 비교하는 것에 의하여, 도포막의 형성 상태의 양부를 판단하는 검사 스텝을 가지는 막 두께 불균일 검출 방법이고,
상기 검사 스텝은,
상기 수광 패턴과 상기 기준 패턴을 비교하는 화상 비교 스텝과,
상기 화상 비교 스텝에서 상기 수광 패턴과 상기 조사 패턴을 비교하여, 벗어남이 있는 부분으로서 추출된 화소로 이루어지는 화상을 벗어남 추출 화상으로서 생성하는 벗어남 추출 화상 생성 스텝과,
상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화상의 면적을 벗어남 추출 화소 면적 적산값으로서 적산하는 벗어남 추출 면적 적산 스텝과,
상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 설정 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 적산 벗어남 면적 판정 스텝
을 가지는 것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 방법이다.
상기 막 두께 불균일 검출 장치 및 방법을 이용하기 때문에, 종래는 노이즈로서 처리하고 있었던, 소정의 조사 패턴 상에 점재(點在)하는 작은 막 두께 불균일 변화 부분에 대해서도, 일군의 막 두께 불균일 혹은 막 두께 불균일 후보로서 취급하여, 도포막의 형성 상태의 양부를 판단할 수 있다.
제2항에 기재된 발명은,
제1항에 기재된 막 두께 불균일 검출 장치이고,
상기 검사부는,
상기 적산 벗어남 면적 판정부의 설정 기준값을 제1 기준값으로서 등록하는 제1 기준값 등록부와,
상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 상기 제1 기준값보다도 큰 경우에는, 상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화소와 연속하여 존재하는, 상기 소정 영역 외의 벗어남 추출된 화소의 면적을, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값에 추가 적산하여 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값으로 하는 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산부와,
상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값에 대한 설정 기준값을 제2 기준값으로서 등록하는 제2 기준값 등록부와,
상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값이 상기 제2 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 적산 벗어남 면적 제2 판정부
를 구비한 것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 장치이다.
제6항에 기재된 발명은,
제5항에 기재된 막 두께 불균일 검출 방법이고,
상기 검사 스텝은,
적산 벗어남 면적의 판정 기준값으로 되는 제1 기준값을 읽어내어, 상기 적산된 벗어남 면적의 합계값이 등록된 상기 제1 기준값보다도 큰 경우에는, 상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화소와 연속하여 존재하는, 상기 소정 영역 외의 벗어남 추출된 화소의 면적을, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값에 추가 적산하여 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값으로 하는 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산 스텝과,
상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값에 대한 판정 기준값으로 되는 제2 기준값을 읽어내어, 상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값이 상기 제2 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 적산 벗어남 면적 제2 판정 스텝
을 가지는 것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 방법이다.
상기 막 두께 불균일 검출 장치 및 방법을 이용하면,
본래 검출하고 싶은 세로 줄무늬·가로 단에 대응하는 벗어남 추출 화소가, 설정한 소정 영역의 경계선을 걸치도록 존재하여, 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 반감하여 버리는 경우에도, 제1 기준값의 역치를 낮게 설정하여 두어, 당해 소정 영역 외로 비어져 나와 존재하는 일군의 벗어남 추출 화소를 포함한 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값과, 제2 기준값을 비교할 수 있다. 그렇게 하는 것으로, 막 두께 불균일의 검출 누락을 막아, 확실히 도포막의 형성 상태의 양부를 판단할 수 있다.
제3항에 기재된 발명은,
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 소정 영역이, 도포 방향 또는 그것과 직교하는 방향으로 연장된 영역인 것을 특징으로 하는, 막 두께 불균일 검출 장치이다.
제7항에 기재된 발명은,
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 소정 영역이, 도포 방향 또는 그것과 직교하는 방향으로 연장된 영역인 것을 특징으로 하는, 막 두께 불균일 검출 방법이다.
상기 막 두께 불균일 검출 장치 및 방법을 이용하면,
세로 줄무늬나 가로 단으로 불리는 일방향으로 연장되는 막 두께 불균일에 기인하는 도포막의 형성 상태의 양부를 정도 좋게 판단할 수 있다.
제4항에 기재된 발명은,
기판 재치부와, 도포 노즐과, 이동 기구와,
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 막 두께 불균일 검출 장치
를 구비한 막 두께 불균일 검출 장치 부착 도포 장치이고,
상기 도포막의 표면에서 반사된 반사광이, 상기 도포 노즐로 도포된 도포막의 표면에서 반사된 반사광인
것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 장치 부착 도포 장치이다.
제8항에 기재된 발명은,
기판을 기판 재치부에 두는 스텝과,
기판 재치부와 도포 노즐을 상대 이동시키는 스텝과,
상기 상대 이동시키면서, 도포 노즐로부터 도포액을 토출시켜, 상기 기판 상에 도포막을 형성하는 스텝과,
상기 도포 스텝에서 기판 상에 형성된 도포막의 막 두께 불균일을 검출하는 스텝을 가지고,
상기 막 두께 불균일 검출 스텝은, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 막 두께 불균일 검출 방법인 것을 특징으로 하는, 기판 상에 형성된 도포막의 막 두께 불균일 검출 방법이다.
상기 막 두께 불균일 검출 장치 부착 도포 장치, 및, 기판 상에 형성된 도포막의 막 두께 불균일 검출 방법을 이용하면,
도포 직후의 도포 기판에 막 두께 불균일이 발생하고 있는지의 판단을 행할 수 있다. 그 때문에, 막 두께 불균일이 발생하고 있다고 판단되면, 즉시 도포 동작을 중지하거나, 도포 기판을 하류 공정으로 넘길 때에 이상 정보를 통지하거나 하는 등 하여, 조기에 불량 기판을 꺼내는 조치를 취할 수 있기 때문에, 제조 공정에 있어서의 로스를 저감하여, 코스트 다운을 도모할 수 있다.
약간의 막 두께 불균일밖에 수반하지 않는 세로 줄무늬나 가로 단에 관해서도 도포 직후에 확실히 검출할 수 있어, 도포 건조 후의 엄밀한 검사와의 정합성을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명을 구현화하는 형태의 일례를 도시하는 측면도이다.
도 2는 본 발명을 구현화하는 형태의 일례를 도시하는 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명을 구현화하는 형태의 일례에 있어서, 벗어남 추출 처리를 한 후의 이미지도이다.
도 4는 본 발명을 구현화하는 형태의 일례에 있어서 촬상된 화상에 기초하여 벗어남 추출된 화소의 도수 분포도이다.
도 5는 본 발명을 구현화하는 형태의 일례에 있어서의 플로우도이다.
도 6은 본 발명을 구현화하는 형태의 일례에 있어서, 벗어남 추출 처리의 유무에 의한 차이를 나타내는 이미지도이다.
도 7은 본 발명을 구현화하는 형태의 다른 일례를 도시하는 평면도이다.
도 8은 본 발명을 구현화하는 형태의 다른 일례를 도시하는 측면도이다.
도 9는 본 발명을 구현화하는 형태의 다른 일례를 도시하는 시스템 구성도이다.
도 10은 종래의 막 두께 불균일 검사 장치에 있어서 촬상된 화상의 이미지도이다.
도 11은 종래의 막 두께 불균일 검사 장치에 있어서 촬상된 화상의 이미지도이다.
도 12는 종래의 막 두께 불균일 검사 장치에 있어서, 벗어남 추출 처리를 한 후의 이미지도이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태에 관하여, 도면을 이용하면서 설명한다.
도 1은 본 발명을 구현화하는 형태의 일례를 도시하는 측면도이다.
이하, 각 도면에 있어서 직교 좌표계의 3축을 X, Y, Z로 하고, XY 평면을 수평면, Z 방향을 연직 방향으로 한다. 특히, Z 방향은 화살표의 방향을 위라고 하고, 그 역방향을 아래라고 표현한다.
막 두께 불균일 검출 장치(1)는, 기판 재치부(2)와 조사부(3)와 수광부(4)와 검사부(5)와 제어부(9)를 포함하여 구성되어 있다. 여기에서는, 검사 대상으로 되는 기판으로서, 유리에 컬러 피막이 도포된 기판(10)을 예시하여 설명한다.
기판 재치부(2)는, 기판(10)을 두는 기판 재치대(21)를 포함하여 구성되어 있으며, 기판 재치대(21)의 표면에는, 가는 구멍이나 가는 홈이 설치되어 있고, 상기 가는 구멍이나 가는 홈은, 진공 펌프 등의 진공원(眞空源)과 전환 밸브 등을 통하여 접속되어 있다. 그 때문에, 상기 가는 구멍이나 가는 홈을 부압(負壓) 상태로 하는 것으로, 기판 재치대(21) 상에 놓여진 기판(10)을 기판 재치대(21) 상에서 고정·보지(保持)할 수 있다. 또한, 기판 재치대(21)는, 막 두께 불균일 검출 장치(1)의 프레임부(도시하지 않음)에 직접, 혹은 이동 기구(23)를 통하여 장착되어 있다.
조사부(3)는, 기판(10)을 향하여 특정의 조사 패턴의 광을 조사하는 조사 유닛(31)과, 조사 유닛(31)에 접속되어 조사 유닛(31)으로부터 조사되는 광의 힘을 조절하는 광량 조절부(38, 도 2 참조)를 포함하여 구성되어 있다. 조사 유닛(31)은, 상자체부(32)와 발광부(33)와 부분 차광부(34)를 포함하여 구성되어 있고, 상자체부(32) 내에 배치된 발광부(33)로부터 발하여진 광이, 부분 차광부(34)를 통과하여, 기판(10)의 검사 대상 영역(10f)을 향하여 조사되도록 배치되어 있다. 부분 차광부(34)는, 도 10을 이용하여 설명한 바와 같은 백과 흑의 스트라이프 패턴에 대응한 광 투과부와 차광부로 구성되어 있다. 그 때문에, 발광부(33)로부터 발하여져 광 투과부를 통과한 부분이 명부(43a)로서 촬상되고, 차광부에서 차광된 부분이 암부(43b)로서 촬상된다. 덧붙여, 이 때, 조사 유닛(31)으로부터 발하여진 광의 조사광 축(37)은, 기판(10)에 대하여 각도 θ를 이루어 배치되어 있다.
수광부(4)는, 촬상 카메라(41)와 렌즈(42)를 포함하여 구성되어 있고, 촬상 카메라(41) 및 렌즈(42)는, 기판(10)의 검사 대상 영역(10f)을 향하여 배치되어 있다. 이 때, 촬상 카메라(41) 및 렌즈(42)의 관찰광 축(47)은, 기판(10)에 대하여 각도 θ를 이루어 배치되어 있다. 나아가, 촬상 카메라(41)는, 조사 유닛의 부분 차광부(34)에 초점이 맞도록 설치되어 있고, 조사 유닛(31)으로부터 조사되어, 검사 대상으로 되는 기판(10)에 형성된 도포막의 표면에서 반사된 광을, 수광 패턴으로서 취득할 수 있다.
검사부(5)는, 상세를 후술하지만, 기판 상에서 반사된 수광 패턴과 특정의 조사 패턴에 대응한 기준 패턴과의 비교 처리를 행하여, 도포막의 형성 상태의 양부를 판단할 수 있다. 덧붙여, 상기 기준 패턴은, 기판(10)에 형성된 도포막에 막 두께 불균일이 포함되지 않는 경우에 촬상 카메라(41)로 관찰되는 수광 패턴이며, 막 두께 불균일이 없거나 또는 막 두께 불균일이 없다고 볼 수 있는 기준 워크를 이용하여 취득하여 등록하거나, 설계상의 기준 패턴을 규정하여, 등록하거나 하여 두어도 무방하다.
［시스템 구성］
도 2는 본 발명을 구현화하는 형태의 일례를 도시하는 시스템 구성도이며, 도 1을 이용하여 상술한 막 두께 불균일 검출 장치(1)에 있어서, 기판 재치부(2), 조사부(3), 수광부(4), 검사부(5)의 각 기기가, 제어부(9)의 각 기기와 접속되어 있는 모습을 나타내고 있다.
제어부(9)에는, 제어용 컴퓨터(90)와 정보 입력 수단(91)과 정보 출력 수단(92)과 발보(發報) 수단(93)과 정보 기록 수단(94)과 기기 제어 유닛(95)이 포함되어 구성되어 있다. 제어용 컴퓨터(90)에는, 정보 입력 수단(91)과 정보 출력 수단(92)과 발보 수단(93)과 정보 기록 수단(94)과 기기 제어 유닛(95)이 접속되어 있다.
제어용 컴퓨터(90)는, 본 발명의 막 두께 불균일 검출 장치(1)를 통괄하여 제어하기 위한 것이다. 구체적으로는, 제어용 컴퓨터(90)는, 정보 기록 수단(94)에 등록된 프로그램이나, 막 두께 불균일의 검출에 이용하는 여러 설정 파라미터 등을 읽어내고, 실행하여, 기기 제어 유닛(95)에 대하여 제어 지령을 행하는 것으로, 본 발명에 관련되는 막 두께 불균일의 검출을 행할 수 있도록 구성되어 있다.
제어용 컴퓨터(90)로서는, 마이크로컴퓨터, 퍼스널컴퓨터, 워크스테이션 등의, 수치 연산 유닛이 탑재된 것이 예시된다.
정보 입력 수단(91)으로서는 키보드나 마우스나 스위치 등이 예시된다.
정보 출력 수단(92)로서는 화상 표시 디스플레이나 램프 등이 예시된다.
발보 수단(93)으로서는, 버저나 스피커, 램프 등, 작업자에게 주의 환기를 할 수 있는 것이 예시된다.
정보 기록 수단(94)은, 상세를 후술하는 설정 기준값이나, 소정 영역의 설정값, 제1 기준값 및 제2 기준값을 등록하여 두는 것이다. 구체적인 정보 기록 수단(94)의 형태로서는, 메모리 카드나 데이터 디스크 등의, 반도체 기록 매체나 자기 기록 매체나 광자기 기록 매체 등이 예시된다.
기기 제어 유닛(95)으로서는, 프로그래머블 컨트롤러(programmable controller)나 모션 컨트롤러(motion controller)라고 불리는 기기 등이 예시된다.
기기 제어 유닛(95)은, 이동 기구(23)와 접속되어 있고, 제어용 컴퓨터(90)로부터의 지령에 기초하여 조사부(3) 및 수광부(4)와 기판(10)을 소정의 속도로 상대 이동시킬 수 있다.
기기 제어 유닛(95)은, 광량 조정 유닛(38)과 접속되어 있고, 광량 조정 유닛(38)에 대하여 소정의 설정값을 전송할 수 있다. 그 때문에, 기기 제어 유닛(95)은, 제어용 컴퓨터(90)로부터의 지령에 기초하여, 조사 유닛(31)으로부터 조사되는 광의 양을 컨트롤할 수 있다.
제어부(9)에는, 나아가 화상 처리 유닛(96)이 포함되어 구성되어 있다. 화상 처리 유닛(96)은, 제어용 컴퓨터(90)에 접속되어 있고, 화상 처리 유닛(96)을 통하여, 촬상 카메라(41)로부터 출력된 영상 신호가 입력된다. 화상 처리 유닛(96)은, 일반적으로 GPU(그래픽 프로세싱 유닛(graphics processing unit))라고 불리며, 제어용 컴퓨터(90)의 외부에 설치되는 형태의 것, 제어용 컴퓨터(90)의 상자체 내에 접속되는 형태의 것, 제어용 컴퓨터(90)의 화상 처리부를 이용한 것 등이 예시된다.
제어용 컴퓨터(90)에는, 화상 처리 유닛(96)을 통하여, 촬상 카메라(41)로부터 출력된 화상 신호가 입력된다. 화상 처리 유닛(96)은, 제어용 컴퓨터(90)의 외부에 설치되는 형태의 것, 제어용 컴퓨터(90)의 상자체 내에 접속되는 형태의 것, 제어용 컴퓨터(90)의 화상 처리부를 이용한 형태의 것 등을 예시할 수 있고, 본 발명에 있어서의 검사부(5)로서 기능한다.
［검사부 상세］
검사부(5)는, 화상 처리 유닛(96)에 설치되어 있고, 화상 비교부와, 벗어남 추출 화상 생성부와, 벗어남 추출 화소 면적 적산부와, 적산 벗어남 면적 판정부를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 상기 각 부는, 화상 처리 유닛(96)에 등록된 프로그램에 있어서의 처리 블록에 대응하여 구성되어 있고, 구체적으로는 이하의 처리가 행하여진다.
상기 화상 비교부는, 상기 수광 패턴과 상기 특정의 조사 패턴에 대응하는 기준 패턴을 비교하여, 각 패턴의 대응하는 장소에 있어서, 변화가 생기고 있는지 여부를 판별하는 것이다. 구체적으로는, 상기 수광 패턴과 상기 기준 패턴이 흑백 패턴인 경우, 촬상 카메라(41)로 촬상된 상기 수광 패턴과 상기 기준 패턴의 대응하는 위치의 각 화소에 관하여 차분(差分) 연산 처리를 행하고, 상기 수광 패턴과 상기 기준 패턴이 같은 백색 또는 흑색인지, 혹은, 백색과 흑색이 차이가 나 있는지를 판별하도록, 처리 블록이 프로그래밍되어 있다. 그 때문에, 상기 수광 패턴 중, 상기 기준 패턴과 색이 다른 부분의 화소는, 막 두께 불균일에 기인한, 벗어남이 있는 부분으로서 취급된다. 덧붙여, 상기 화상 비교부에서는, 기준으로 되는 패턴과 수광한 패턴을 비교할 때에, 종래와는 다른 역치로 설정하여, 종래는 노이즈로서 처리하고 있었던 작은 벗어남도 검출되도록(이른바 과검출 조건), 비교 처리가 행하여지도록 한다.
상기 벗어남 추출 화상 생성부는, 상기 화상 비교부에서 벗어남이 있는 부분으로서 추출된 화소를 상기 수광 패턴의 관찰 위치에 대응시켜, 1개의 화상 이미지로서 생성하는 것이다. 구체적으로는, 촬상 카메라(21)로 촬상된 상기 수광 패턴 중, 벗어남이 있는 부분으로서 추출된 화소에 관하여, 이른바 라벨링 처리를 행하고, 인접하는 화소끼리를 하나로 묶는다. 그리고, 라벨링 처리 후의 점재하는 벗어남 추출 화소가, 촬상 카메라(21)의 관찰 에어리어 내의 어느 부분에 어떻게 분포하고 있는지를 알 수 있도록, 관찰 에어리어 내의 각 화소의 위치에 대응하는 전체 화상을 1개의 화상 이미지로서 생성되도록, 처리 블록이 프로그래밍되어 있다.
도 3은 본 발명을 구현화하는 형태의 일례에 있어서, 벗어남 추출 처리를 한 후의 이미지도이며, 상기 벗어남 추출 화상 생성부에서 생성된 화상 이미지를 도시하고 있다.
상기 화상 비교부에서 비교 처리에 의하여, 벗어남이 있는 부분으로 여겨진 화소는, 「벗어남 추출 화소(43c)」로서 도 3 중에 예시되도록, 이미지도 내의 각처에 존재하고 있다. 나아가, 벗어남 추출 화소(43c)는, 독립하여 점재하는 것 외에, 약간 모여 점재하는 벗어남 추출 화소군(44)이나, 직선 형상으로 점재하는 벗어남 추출 화소군(45)이나, 직선 형상으로 밀집하여 점재하는 벗어남 추출 화소군(46)과 같은 형태로서 볼 수 있다. 덧붙여, 도 3에서는, 설명의 편의상, 파선(43d)은, 상기 수광 패턴의 명부(43a)와 암부(43b)와의 경계 부분을 나타내고 있다. 또한, 이 화상을 얻기 위하여, 종래의 검사 장치에 이용하고 있었던 역치와는 다른 역치를 설정하여, 벗어남 추출 화소(43c)가 보다 많이 추출되도록 하고 있다.
상기 벗어남 추출 화상 생성부에서 생성된 화상은, 상기 관찰 에어리어 내의 각 화소의 위치에 대응하는 전체 화상이 몇 개의 에어리어로 분할되고, 분할된 개개의 에어리어는 소정 영역으로서 설정된다. 도 3에는, 복수 설정된 소정 영역 중, 1개의 소정 영역(48)이 예시되어 있고, 이 소정 영역(48)은, X 방향으로 t 화소분, Y 방향으로 전화소분의 영역으로 구성되어 있다.
상기 벗어남 추출 화소 면적 적산부는, 설정된 소정 영역(48) 내에 존재하는, 벗어남 추출된 화소(43c)의 면적을 적산하여, 벗어남 추출 화소 면적 적산값으로서 취득하는 것이다. 구체적으로는, 촬상 카메라(21)로 촬상된 수광 패턴 중, 벗어남이 있는 부분으로서 추출된 화소(43c)가, 소정 영역 내에 몇 화소분 있는지(예를 들어, 공통되는 위치 X 방향의 범위 내에서, Y 방향으로 몇 화소분 있는지)를 카운트(서로 더함)하여 면적 적산되도록, 처리 블록이 프로그래밍되어 있다.
이 소정 영역(48)의 설정에 관하여, 구체예를 나타내면서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 촬상 카메라(41)의 유효 촬상 에어리어가 X 방향으로 1000화소분, Y 방향으로 750화소분 있고, 그것을 X 방향으로 100분할하는 것으로 한다. 이 경우, 상기 벗어남 추출 화상은, X:1000화소×Y:750화소의 화상 이미지로서, 상기 벗어남 추출 화상 생성부에서 생성된다. 게다가, 생성된 상기 벗어남 추출 화상은, X 방향으로 100분할하여 10화소분, Y 방향은 분할하지 않고 750화소분의 영역으로 구분되어, X:10화소×Y:750화소분의 화상 이미지에 관하여, 그 중에 포함되는 벗어남 추출 화소의 면적이 적산 처리된다. 이와 같은 처리를, 각각의 소정 영역에 관해서도 행하여, 각 소정 영역마다 벗어남 추출 화소의 면적 적산값을 산출한다. 그렇게 하는 것으로, 소정 영역 내에 떨어져 존재하고 있는 작은 면적의 벗어남 추출 화소를, 하나로 묶은 벗어남 추출 화소군으로서 취급할 수 있다.
덧붙여, 상술에서는 이미지 화상 전체를 X 방향으로 100분할하는 예에 관하여 설명하였지만, 분할수는 적의(適宜) 변경할 수 있다. 또한, 소정 영역을 Y 방향으로 분할하여도 무방하다.
상기 적산 벗어남 면적 판정부는, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산부에서 적산한 벗어남 추출 화소 면적 적산값에 대하여, 미리 설정하여 둔 설정 기준값과 대소 비교를 행하여, 설정 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 것이다. 구체적으로는, 상기 설정 기준값은, 정보 기록 수단(94)에 등록 설정되어 있던 것이 읽어내져, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값과 대소 비교된다. 그리고, 상기 적산 벗어남 면적 판정부는, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 상기 설정 기준값보다도 크면, 도포막의 형성 상태가 불량이라고 하고, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 상기 설정 기준값보다 작으면, 도포막의 형성 상태가 양호하다고 판단하도록 처리 블록이 프로그래밍되어 있다.
도 4는 본 발명을 구현화하는 형태의 일례에 있어서 촬상된 화상에 기초하여 벗어남 추출된 화소의 도수 분포도이며, 도 3을 이용하여 예시한 벗어남 추출 화상에 대응하여, 가로축을 촬상 위치 X로 하고, 세로축은 각 촬상 위치가 공통되는 X 방향의 범위 내에서, Y 방향으로 벗어남 추출 화소의 면적 적산값 N을 도시한 것이다.
X 방향으로 분할되어, 개개의 소정 영역마다 적산 처리된, 벗어남 추출 화소의 면적 적산값 N은, 상기 적산 벗어남 면적 판정부에서 상기 설정 기준값과의 대소 비교가 행하여진다.
이 때, 상기 설정 기준값으로서, 예를 들어 N0가 설정되어 있으면, N0의 레벨(직선 50)이 상기 면적 적산값 N에 대한 역치로 된다. 그리고, 상기 적산 벗어남 면적 판정부는, 상기 개개의 소정 영역에 있어서의 벗어남 추출 화소의 면적 적산값 N이, 설정 기준값 N0보다도 큰지 여부를 판정하여, 상기 면적 적산값 N이 상기 설정 기준값 N0의 레벨을 넘는 곳이 없으면 검사 대상의 기판을 양품이라고 판정하고, 상기 설정 기준값 N0의 레벨을 넘는 곳이 있으면 불량품이라고 판정한다.
그 때문에, 도 3에 대응시켜 설명하면, 벗어남 추출 화소(43c) 중, 독립하여 점재하는 것, 약간 모여 점재하는 벗어남 추출 화소군(44), 및 직선 형상으로 점재하는 벗어남 추출 화소군(45)의 부분에 관해서는, 모두 면적 적산값 N이 상기 설정 기준값 N0보다도 작기 때문에, 상기 적산 벗어남 면적 판정부는 양품이라고 판단한다. 한편, 직선 형상으로 밀집하여 점재하는 벗어남 추출 화소군(46)의 부분에 관해서는, 면적 적산값 N이 상기 설정 기준값 N0보다도 크기 때문에, 상기 적산 벗어남 면적 판정부는, 이 부분을 가지고 막 두께 불균일의 불량이 있다고 판정한다.
이 때, 상기 설정 기준값은, 도포막의 품종이나 검사 조건이 복수개 있으면, 도포막의 품종이나 검사 조건과 관련지어 등록하여 두고, 품종 전환에 대응할 수 있도록 하여 둔다. 또한, 하나로 묶은 벗어남 추출 화소군이 막 두께 불균일인지 여부의 판정을 하기 위하여, 소정 영역의 적산값에 대하여 막 두께 불균일 유무의 판정을 하는 기준값은, 도포 건조 후의 검사 장치로 얻어진 결과와 합치하도록 설정하는 것이 바람직하다. 그렇게 하는 것으로, 본 발명에 관련되는 막 두께 불균일 검출의 정도를, 도포 건조 후의 검사 정도에 근접시켜, 서로의 정합성을 유지할 수 있다.
막 두께 불균일 검출 장치(1)는, 이와 같은 구성을 하고 있기 때문에, 기판(10) 상의 검사 대상 영역에서 반사된, 조사부(3)의 조사 유닛(31)으로부터 발하여진 특정의 조사 패턴(상기 예에 있어서는, 기울기 45도의 스트라이프 패턴)을, 수광부(4)의 촬상 카메라(41)로 촬상하고, 당해 촬상된 화상에 기초하여 검사부(5)에서 도포막의 형성 상태의 양부 판단을 행하여, 막 두께 불균일을 검출할 수 있다.
종래의 검사 장치에서는, 벗어남 추출 화소 하나하나의 크기에 기초하여 양부 판정을 행하고 있었기 때문에, 막 두께 불균일의 변화가 크면 양부 판정이 용이하게 가능하였지만, 막 두께 불균일의 변화가 약간이면서도 복수의 기준 패턴을 걸치고 존재하는, 세로 줄무늬나 가로 단 기인의 막 두께 불균일에 관해서는, 양부 판정이 곤란하였다.
그러나, 본 발명에 관련되는 막 두께 불균일 검출 장치(1)는, 복수의 기준 패턴을 걸치고 존재하는, 세로 줄무늬나 가로 단 기인의 막 두께 불균일에 관해서도, 소정 영역 내에 존재하는 벗어남 추출 화소의 면적을 적산하여, 면적 적산값에 기초하여 양부 판정을 행하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 세로 줄무늬나 가로 단과 같은 소정 방향으로 길이를 가지는 막 두께 불균일의 양부 판정에는 매우 호적(好適)하다.
［플로우 차트］
도 5는 본 발명을 구현화하는 형태의 일례에 있어서의 플로우도이며, 본 발명을 적용시켜 기판 상에 형성된 도포막의 막 두께 불균일을 검출하는 일련의 플로우가 스텝마다 나타내져 있다.
우선, 도포막이 형성된 기판(10)을 기판 재치대(21) 상에 둔다(s101).
필요에 따라 기판(10)을 고정·보지한 상태로, 기판(10) 상의 검사 대상 영역(10f)을 촬상 카메라(41)로 촬상할 수 있는 위치로 기판 재치대(21)를 이동시킨다(s102).
기판(10) 상의 검사 대상 영역(10f)을 향하여 조사 유닛(31)으로부터 광을 조사하여, 촬상 카메라(41)로 촬상을 행한다(s103).
미리 설정 등록하여 둔 검사 조건의 정보에 기초하여, 종래와 같은 검사를 행할지 여부를 선택한다(s104).
종래와 같은 검사를 행하는 경우, 촬상 카메라(41)로 촬상된 수광 패턴광과 미리 등록하여 둔 조사 패턴광을, 종래의 검사 조건과 마찬가지의 적정 조건에서, 검사부(5)의 화상 비교부에서 비교 처리하여(s111), 검사부(5)의 벗어남 추출 화상 생성부에서 벗어남 부분을 추출한다(s112). 그 후, 검사부(5)의 벗어남 추출 화소 면적 적산부에서, 상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화소의 면적을 벗어남 추출 화소 면적 적산값으로서 적산한다. 그 후, 적산 벗어남 면적 판정부에서, 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 설정 기준값보다 큰지 여부를 판정하여(s114), 크면 불량품으로서 처리하고(s116), 그렇지 않으면 양품으로서 처리한다(s117).
상기 스텝 s104에서 종래와 같은 검사를 행하지 않는다고 선택된 경우, 혹은 상기 스텝 s116, s117의 후에, 미리 설정 등록하여 둔 검사 조건의 정보(종래와는 다른 과검출 조건)에 기초하여, 촬상 카메라(41)로 촬상된 수광 패턴광과 미리 등록하여 둔 조사 패턴광을 검사부(5)에서 비교 처리하여(s121), 벗어남 부분을 추출한다(s122).
그 후, 소정 영역의 벗어남 추출 화소를 적산한다(s123).
당해 적산값이 설정 기준값보다 큰지 여부를 판정하여(s124), 크면 불량품으로서 처리하고(s126), 그렇지 않으면 양품으로서 처리한다(s127).
상술과 마찬가지로 하는 것으로, Y 방향으로 존재하는 세로 줄무늬 기인의 약간의 막 두께 불균일을 정도 좋게 검출할 수 있다. 덧붙여, 상술에서는 Y 방향으로 존재하는 세로 줄무늬 기인의 약간의 막 두께 불균일에 관하여 설명을 행하여 왔지만, 마찬가지로 X 방향으로 존재하는 가로 단 기인의 약간의 막 두께 불균일에 관해서도 정도 좋게 검출할 수 있다. 이 X 방향, Y 방향을, 도포 기판에 발생할 가능성이 있는 세로 줄무늬나 가로 단의 방향에 맞추는 것으로, 세로 줄무늬나 가로 단에 기인하는 약간의 막 두께 불균일을 검출할 수 있다.
［변형예 : 추가 처리］
도 6은 본 발명을 구현화하는 형태의 일례에 있어서, 벗어남 추출 처리의 유무에 의한 차이를 나타내는 이미지도이다. 도 6(a)는 상술에서 도 3을 이용하여 설명한 벗어남 추출 화소에 관한 확대 이미지를 도시하고 있고, 벗어남 추출된 화소(43c)와 소정 영역(48)이 도시되어 있다. 본래 검출하고 싶은 세로 줄무늬·가로 단에 대응하는 일군의 벗어남 추출 화소는, 소정 영역(48)에 완전하게 들어가는 경우도 있으면, 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 설정한 소정 영역(48)의 경계선을 걸치도록 존재하는 경우도 있다.
도 6(b)는 벗어남 추출 화소(43c) 중, 소정 영역(48)과 중복하는(즉, 소정 영역 내의) 벗어남 추출 화소(43m)를 도시한 이미지도이다. 그 때문에, 상술한 바와 같은 본 발명에 관련되는 막 두께 불균일 검출 장치 및 방법에서는, 본래 검출하고 싶은 세로 줄무늬·가로 단에 대응하는 일군의 벗어남 추출 화소가, 소정 영역(48)에 완전하게 들어가지 않고, 설정한 소정 영역(48)의 경계선을 걸치도록 존재하고 있는 경우, 적산된 벗어남 추출 화소 면적 적산값은 소정 영역 내의 설정 기준값에 달하지 않아, 불량품으로서 판단되지 않는다.
그래서, 본 발명에 관련되는 막 두께 불균일 검출 장치는, 상기 설명의 형태에 더하여, 하기의 구성을 추가하여 구현화하고, 본래 검출하고 싶은 세로 줄무늬·가로 단에 대응하는 일군의 벗어남 추출 화소 상을, 설정한 소정 영역(48)의 경계선이 걸치는 경우여도, 확실히 양부 판단을 행하는 것이다.
도 6(c)는 벗어남 추출 화소(43c) 중, 소정 영역(48) 내의 벗어남 추출 화소(43m)와, 상기 벗어남 추출 화소(43m)에 인접하는 벗어남 추출 화소(43p)를 도시한 이미지도이며, 소정 영역(48)의 경계선을 걸치도록, 소정 영역 내의 벗어남 추출된 화소(43m)와 연속하여 존재하는, 소정 영역 외의 벗어남 추출 화소(43p)가, 재라벨링 처리된 후의 모습이 도시되어 있다.
이 변형예의 경우, 검사부는, 제1 기준값 등록부와, 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산부와, 제2 기준값 등록부와, 적산 벗어남 면적 제2 판정부를 더 포함하여 구성된다. 또한, 상기 각 부는, 화상 처리 유닛(96)에 등록된 프로그램에 있어서의 처리 블록에 대응하여 구성되어 있다.
상기 제1 기준값 등록부는, 상기 적산 벗어남 면적 판정부의 설정 기준값을 제1 기준값으로서 등록하는 것이다. 구체적으로는, 만일 제1 기준값이 N1으로 설정된 경우, 도 4를 이용하여 설명하면, N1의 레벨(직선 51)이 상기 면적 적산값 N에 대한 역치로 된다. 그리고, 상기 적산 벗어남 면적 판정부는, 면적 적산값 N이 상기 설정 기준값 N1의 레벨을 넘는 곳이 없으면 검사 대상의 기판을 양품이라고 판정하고, N1의 레벨을 넘는 곳이 있으면, 당해 소정 영역에 관해서는 추가 판정을 하여야 한다고 판정하도록, 처리 블록이 프로그래밍되어 있다.
벗어남 추출 화소 면적 추가 적산부는, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값만으로는 양부 판단이 어려운 경우에, 상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화소와 연속하여 존재하는, 상기 소정 영역 외의 벗어남 추출된 화소의 면적을, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값에 추가 적산하여 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값으로서 취득하는 것이다. 구체적으로는, 상기 적산 벗어남 면적 판정부에서 추가 판정하여야 한다고 판정된 영역의 경계선을 걸치도록, 소정 영역 내의 벗어남 추출된 화소와 연속하여 존재하는, 소정 영역 외의 벗어남 추출 화소는, 재라벨링 처리되어 각각의 화소 면적이 적산된다. 그리고, 소정 영역 외의 재라벨링 처리된 벗어남 추출된 화소의 면적값이, 소정 영역 내의 벗어남 추출된 화소의 면적 적산값에 적산되어, 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값으로서 취득되도록, 처리 블록이 프로그래밍되어 있다.
제2 기준값 등록부는, 상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값에 대한 설정 기준값을 제2 기준값으로서 등록하는 것이다. 구체적으로는, 상기 제2 기준값 등록부는, 상기 제1 기준값보다도 큰 값을 등록하여, 추가 적산 후의 벗어남 추출 화소 면적값이, 막 두께 불균일의 양부 판단의 역치로 되는 값이 설정되도록, 처리 블록이 프로그래밍되어 있다.
적산 벗어남 면적 제2 판정부는, 상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값이 상기 제2 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 것이다. 구체적으로는, 상기 적산 벗어남 면적 제2 판정부는, 제2 기준값이 N2로 설정된 경우, 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값 Nx가 제2 기준값(N2)의 레벨을 넘는 곳이 없으면 검사 대상의 기판을 양품이라고 판정하고, N2의 레벨을 넘는 곳이 있으면, 당해 소정 영역에 관해서는 불량품이라고 판정하도록, 처리 블록이 프로그래밍되어 있다.
한편, 본 발명에 관련되는 막 두께 불균일 검출 방법에 있어서는, 하기와 같이 하여, 상기 변형예로서 설명한 추가 처리를 적용한다.
우선, 상기 변형예를 적용하지 않는 경우는, 상기 스텝 s124에서, 벗어남 추출 화소의 면적 적산값이 설정 기준값보다 큰지 여부의 판정을 행하고 있었지만, 상기 변형예를 적용하는 경우는, 당해 스텝 s124를 예비 판정의 스텝으로 하고, 나아가 후처리를 추가하여 검사 정도를 높이는 판정을 행하도록 하여 둔다. 또한, 상기 스텝 s123에서는, 소정 영역 내의 벗어남 부분의 화소 면적을 적산하고, 그 결과에 기초하여, 스텝 s124에서 벗어남 부분의 면적 적산값이 기준값보다 큰지 여부를 판정하고 있었다. 그러나 본 변형예에서는, 당해 스텝 s124에서 판정의 기준으로 하는 값을 제1 기준값으로 하여, 제1 기준값 등록부에 미리 등록하여 둔다. 그리고, 상기 스텝 s123에서 얻어진 벗어남 면적의 적산값과 상기 제1 기준값을 비교한다.
상기 적산된 벗어남 면적의 합계값이 등록된 상기 제1 기준값보다도 큰 경우에는, 당해 합계값에, 당해 면적을 적산한 벗어남 추출 화소와 인접하는 벗어남 추출 화소의 면적을 한층 더 추가 합산하는 처리를 행한다. 그러면, 소정 영역 내의 벗어남 추출 화소뿐만 아니라, 그 추출된 벗어남 부분이 소정 영역 외로 비어져 나와 존재하고 있는 경우에도, 일군의 벗어남 추출 화소로서 적산하게 되어, 벗어남 추출 화소의 적산값 중에 미소(微小)한 노이즈 성분 유래의 것이 포함되어 있었다고 하여도, 상기 인접하는 벗어남 추출 화소를 합산하는 것으로, 미소한 노이즈 성분이 아닌, 본래 검출하여야 할 불균일에 유래하는 벗어남 추출 화소를 보다 많이 적산할 수 있다.
그리고, 상기 추가 합산된 후의 벗어남 면적 적산값이, 제2 기준값보다도 큰지 여부를 판정한다. 이 때, 이 제2 기준값은, 건조 후의 막 두께 불균일 검출 장치 등을 이용하여 얻어진 검출 결과와 정합성이 취하여지도록 하는 설정값을, 제2 기준값 등록부에 미리 등록하여 두는 것이 바람직하다. 그렇게 하는 것으로, 본 발명에 관련되는 막 두께 불균일 검출의 정도를, 보다 한층, 도포 건조 후의 검사 정도에 근접시켜, 서로의 정합성을 유지할 수 있다.
덧붙여, 상기 막 두께 불균일이 없는 경우의 화상은, 실제로 막 두께 불균일이 없는 기판을 준비하여, 촬상 카메라(41)로 촬상한 것을 보존하여 둔다. 혹은, 실제로 막 두께 불균일이 없는 기판을 촬상한 경우에 관찰되는 화상을 규정하여 기준 화상으로서 보존하여 두어도 무방하다.
상술과 같이, 상기 변형예를 적용한 막 두께 불균일 검출 장치 및 방법을 이용하면, 본래 검출하고 싶은 세로 줄무늬·가로 단에 대응하는 벗어남 추출 화소가, 설정한 소정 영역의 경계선을 걸치도록 존재하여, 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 반감하여 버린 경우에도, 제1 기준값의 역치를 낮게 설정하여 두고, 소정 영역(48)의 밖으로 비어나 나와 존재하는 일군의 벗어남 추출 화소를 포함한 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값과 제2 기준값을 비교하여, 도포막의 형성 상태의 양부를 판단할 수 있다.
［변형예 2 : 소정 영역의 방향 설정］
상술에서는, 본 발명을 적용함에 있어서, 수광 패턴의 임의의 장소에 관하여 소정 영역(48)을 설정하고 있었다. 이와 같은 형태에서도, 세로 줄무늬나 가로 단에 관하여 검출할 수 있다. 그러나, 막 두께의 불균일이 미소하게 되는 것에 따라, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값이나, 상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값이, 설정 기준값 혹은, 제1 및 제2 기준값을 약간 하회(下回)하는 일이 있어, 불량이라고 판단되지 않는 경우가 있다. 즉, 검출하고 싶은 세로 줄무늬에 대하여, 소정 영역(48)이 도포 방향으로 연장된 영역이 아니라, 교차하거나 서서히 벗어나거나 한 상태로 설정되어 있는 경우, 상기 상황이 일어날 수 있다. 마찬가지로 검출하고 싶은 가로 단에 대하여, 소정 영역(48)이, 도포 방향과 직교하는 방향으로 연장된 영역이 아니라, 교차하거나 서서히 벗어나거나 한 상태로 설정되어 있으면, 상기 상황이 일어날 수 있다.
그 때문에, 본 발명을 적용함에 있어서, 소정 영역(48)을 도포 방향으로 연장된 영역으로 하는 것, 혹은, 도포 방향과 직교하는 방향으로 연장된 영역으로 하는 것이 보다 바람직하다. 그렇게 하는 것으로, 약간의 막 두께 불균일밖에 수반하지 않는 세로 줄무늬·가로 단을 보다 확실히 검출할 수 있다.
［막 두께 불균일 검사 장치 부착 도포 장치］
도 7은 본 발명을 구현화하는 형태의 다른 일례를 도시하는 평면도이고, 도 8은 본 발명을 구현화하는 형태의 다른 일례를 도시하는 측면도이다.
도포 장치(101)는, 조사부(3)와 수광부(4)와 검사부(5)와 상대 이동부(7)와 도포부(8)와 제어부(9)를 포함하여 구성되어 있다.
도포 장치(101)는, 프레임부(112)와, 프레임부(112) 상에 장착되어 Y 방향으로 연장되는 가이드 레일(122)과, 가이드 레일(122) 상을 소정의 속도로 이동하여 소정의 위치에서 정지(靜止)할 수 있는 슬라이더부(123)를 포함하여 구성되어 있다. 프레임부(112) 상에는, 기판 재치대(121)를 사이에 두고, 가이드 레일(122) 및 슬라이더부(123)가 2조를 한 쌍으로 하여 장착되어 있다. 나아가, 한 쌍의 슬라이더부(123) 상에는, 기판 재치대(121)를 걸치도록, 문형(門型) 프레임(130)이 장착되어 있다. 문형 프레임(130)에는, Z 방향으로 이동 가능한 승강용 액츄에이터(140)가 장착되어 있고, 승강용 액츄에이터(140)에는 도포 노즐(150)이 장착되어 있다.
도포 장치(101)를 구성하는 조사부(3)의 조사 유닛(31) 및 수광부(4)의 촬상 카메라(41)는, 상술의 막 두께 불균일 검출 장치(1)의 그것들과 마찬가지의 구성이고, 기판(110w)과 대향한 위치에 배치되어 있으며, 조사 유닛(31)으로부터 조사되어 반사된 광이, 촬상 카메라(41)에서 관찰되도록 구성되어 있다. 또한, 기판(10)의 표면에 대하여, 조사 유닛(31)의 조명광 축(37)이나, 촬상 카메라(41)의 관찰광 축(47)과의 이루는 각도는 같은 각도로 설정되어 있다.
도포 장치(101)를 구성하는 검사부(5), 제어부(9)는, 상술의 막 두께 불균일 검출 장치(1)와 마찬가지로, 기판 상에 형성된 피막의 막 두께 불균일을 검사하는 기능을 포함하고, 나아가 기판(110w)에 컬러 피막을 도포 형성할 수 있도록 구성되어 있다.
덧붙여, 본 형태에 있어서의 상대 이동부(7)는 슬라이더부(123)를 포함하여 구성되어 있다.
또한, 도포부(8)는 승강용 액츄에이터(140)와 도포 노즐(150)을 포함하여 구성되어 있다.
조사 유닛(31)은 기판(110w)의 폭 방향(즉, X 방향)으로 소정의 길이를 가지고 있고, 기판(110w) 상의 검사 대상 영역(110f)에 대하여 특정의 조사 패턴의 광을 조사할 수 있다. 촬상 카메라(41)는, 기판(110w) 상의 검사 대상 영역(110f)을 관찰할 수 있도록, 적어도 1개 이상 배치되어 있다.
또한, 프레임부(112)에는, 파선으로 나타내는 문형 프레임(115)이, 기판(110w) 및 기판 재치대(121)를 걸치도록 문형 프레임(130)과 함께 장착되어 있고, 문형 프레임(115)에는, 장착 금구 등(도시하지 않음)을 통하여 조사 유닛(31) 및 촬상 카메라(41)가 장착되어 있다. 문형 프레임(115) 및 조사 유닛(31)이나 촬상 카메라(41)는, 슬라이더부(123)가 Y 방향으로 이동하여도, 문형 프레임(130)이나 도포 노즐(150)과는 간섭하지 않는 위치에 배치되어 있다.
도 9는 본 발명을 구현화하는 형태의 다른 일례를 도시하는 시스템 구성도이며, 도 7, 도 8을 이용하여 설명한 형태의 도포 장치(101)에 있어서, 조사부(3), 수광부(4), 검사부(5), 상대 이동부(7), 도포부(8)의 각 기기가, 제어부(9)의 각 기기와 접속되어 있는 모습을 도시하고 있다.
도포 장치(101)는, 이와 같은 구성을 하고 있기 때문에, 슬라이더부(123)를 Y 방향으로 움직이면서 기판(110w)에 대한 도포 노즐(150)의 Z 방향의 위치를 설정하여, 도포액을 토출시키는 것으로, 소정의 도포 동작을 행할 수 있다. 그리고, 슬라이더부(123)가 Y 방향으로 계속 이동하여 도포 동작이 계속되고, 도포가 끝날 때까지의 동안에, 문형 프레임(130)이나 도포 노즐(150)이 조사 유닛(31)이나 촬상 카메라(41)로부터 멀어진다. 그리고, 관찰에 영향을 주지 않는 위치로 멀어지고 나서, 기판(110w) 상의 도포 개시 부분을 검사 대상 영역으로 하여, 막 두께 불균일 검출 장치(1)를 이용하여, 당해 도포 개시 부분의 도포막에 관하여, 형성 상태의 양부 판단이 행하여진다.
도포 장치(101)에서는, 기판 중앙부와 비교하여, 도포 개시 부분에 막 두께 불균일이 생기기 쉽기 때문에, 당해 도포 개시 부분에 막 두께 불균일이 있는지 여부를 검출하는 것이 바람직하다. 그리고, 도포 동작 중이나, 도포 동작 완료 시에, 막 두께 불균일이 검출되었는지 여부의 결과를 통지하거나, 하류 측의 장치로 도포 완료 기판을 넘길 때에, 당해 기판에 막 두께 불균일이 포함되어 있는지 여부의 정보를 맞추어 통지하거나 한다. 그러면, 막 두께 불균일이 없는 도포 기판이라면, 이어서 통상의 처리(도포막의 건조 처리 등)를 행하고, 막 두께 불균일이 있는 도포 기판이라면, 통상의 처리를 하지 않고 재검사나 재생 처리를 행할 수 있다.
상술과 같이, 본 발명에 관련되는 막 두께 불균일 검사 장치를 구비한 도포 장치는, 막 두께 불균일이 발생하고 있으면 즉석에서 검출 결과를 외부의 기기에 통지하거나, 도포 동작 그 자체를 중지하거나 할 수 있다. 그 때문에, 쓸데 없는 도포액의 소비나, 기판의 로스(loss)를 막을 수 있어, 코스트 다운에 공헌할 수 있다.
1 : 막 두께 불균일 검출 장치
2 : 기판 재치부
3 : 조사부
4 : 수광부
5 : 검사부
7 : 상대 이동부
8 : 도포부
9 : 제어부
10 : 기판
10f : 검사 대상 영역
21 : 기판 재치대
23 : 이동 기구
31 : 조사 유닛
32 : 상자체부
33 : 발광부
34 : 부분 차광부
37 : 조명광 축
38 : 광량 조정부
41 : 촬상 카메라
42 : 렌즈
43a : 명부(스트라이프 패턴의 흰색 부분)
43b : 암부(스트라이프 패턴의 흑색 부분)
43c : 벗어남 추출 화소(과검출 조건)
43d : 명부와 암부와의 경계 부분을 나타내는 파선
43s : 막 두께 불균일(세로 줄무늬)이 있는 부분
43m : 소정 영역 내의 벗어남 추출 화소
43p : 소정 영역 외의 벗어남 추출 화소
43z : 벗어남 추출 화소(종래의 조건)
44 : 약간 모여 점재하는 벗어남 추출 화소군
45 : 직선 형상으로 점재하는 벗어남 추출 화소군
46 : 직선 형상으로 밀집하여 점재하는 벗어남 추출 화소군
47 : 관찰광 축
48 : 소정 영역
50 : 설정 기준값
51 : 설정 기준값
52 : 설정 기준값
90 : 제어용 컴퓨터
91 : 정보 입력 수단
92 : 정보 출력 수단
93 : 발보 수단
94 : 정보 기록 수단
95 : 기기 제어 유닛
96 : 화상 처리 유닛
101 : 도포 장치
110w : 도포 기판(검사 대상물)
110f : 검사 대상 영역
112 : 프레임부
115 : 문형 프레임(검사부)
121 : 기판 재치대
122 : 가이드 레일
123 : 슬라이더부
130 : 문형 프레임(도포부)
140 : 승강용 액츄에이터
150 : 도포 노즐

Claims (8)

  1. 기판 상에 형성된 도포막을 향하여, 특정의 조사 패턴의 광을 조사하는 조사부와,
    상기 도포막의 표면에서 반사된 상기 특정의 조사 패턴의 반사광을 수광(受光)하는 수광부를 구비하고,
    상기 수광부에 의하여 수광된 상기 반사광의 수광 패턴과, 상기 특정의 조사 패턴에 대응하는 기준 패턴을 비교하는 것에 의하여, 도포막의 형성 상태의 양부(良否)를 판단하는 검사부를 구비한 막 두께 불균일 검출 장치이고,
    상기 검사부는,
    상기 수광 패턴과 상기 기준 패턴을 비교하는 화상 비교부와,
    상기 화상 비교부에서 상기 수광 패턴과 상기 기준 패턴을 비교하여, 벗어남이 있는 부분으로서 추출된 화소로 이루어지는 화상을 벗어남 추출 화상으로서 생성하는 벗어남 추출 화상 생성부와,
    상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화소의 면적을 벗어남 추출 화소 면적 적산값으로서 적산(積算)하는 벗어남 추출 화소 면적 적산부와,
    상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 설정 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 적산 벗어남 면적 판정부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는,
    상기 적산 벗어남 면적 판정부의 설정 기준값을 제1 기준값으로서 등록하는 제1 기준값 등록부와,
    상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 상기 제1 기준값보다도 큰 경우에는, 상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화소와 연속하여 존재하는, 상기 소정 영역 외의 벗어남 추출된 화소의 면적을, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값에 추가 적산하여 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값으로 하는 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산부와,
    상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값에 대한 설정 기준값을 제2 기준값으로서 등록하는 제2 기준값 등록부와,
    상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값이 상기 제2 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 적산 벗어남 면적 제2 판정부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소정 영역이, 도포 방향 또는 그것과 직교하는 방향으로 연장된 영역인 것을 특징으로 하는, 막 두께 불균일 검출 장치.
  4. 기판 재치부(載置部)와, 도포 노즐과, 이동 기구와,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 막 두께 불균일 검출 장치
    를 구비한 막 두께 불균일 검출 장치 부착 도포 장치이고,
    상기 도포막의 표면에서 반사된 반사광이, 상기 도포 노즐로 도포된 도포막의 표면에서 반사된 반사광인
    것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 장치 부착 도포 장치.
  5. 기판 상에 형성된 도포막을 향하여, 특정의 조사 패턴의 광을 조사하는 스텝과,
    상기 조사 스텝에서 조사되어 상기 도포막의 표면에서 반사된 광을 수광하는 스텝을 가지고,
    상기 수광 스텝에서 수광된 패턴과, 상기 특정의 조사 패턴에 대응하는 기준 패턴을 비교하는 것에 의하여, 도포막의 형성 상태의 양부를 판단하는 검사 스텝을 가지는 막 두께 불균일 검출 방법이고,
    상기 검사 스텝은,
    상기 수광 패턴과 상기 기준 패턴을 비교하는 화상 비교 스텝과,
    상기 화상 비교 스텝에서 상기 수광 패턴과 상기 조사 패턴을 비교하여, 벗어남이 있는 부분으로서 추출된 화소로 이루어지는 화상을 벗어남 추출 화상으로서 생성하는 벗어남 추출 화상 생성 스텝과,
    상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화상의 면적을 벗어남 추출 화소 면적 적산값으로서 적산하는 벗어남 추출 면적 적산 스텝과,
    상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값이 설정 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 적산 벗어남 면적 판정 스텝
    을 가지는 것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 검사 스텝은,
    적산 벗어남 면적의 판정 기준값으로 되는 제1 기준값을 읽어내어, 상기 적산된 벗어남 면적의 합계값이 등록된 상기 제1 기준값보다도 큰 경우에는, 상기 벗어남 추출 화상의 소정 영역 내에 존재하는 상기 벗어남 추출된 화소와 연속하여 존재하는, 상기 소정 영역 외의 벗어남 추출된 화소의 면적을, 상기 벗어남 추출 화소 면적 적산값에 추가 적산하여 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값으로 하는 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산 스텝과,
    상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값에 대한 판정 기준값으로 되는 제2 기준값을 읽어내어, 상기 벗어남 추출 화소 면적 추가 적산값이 상기 제2 기준값보다 큰지 여부를 판정하는 적산 벗어남 면적 제2 판정 스텝
    을 가지는 것을 특징으로 하는 막 두께 불균일 검출 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 소정 영역이, 도포 방향 또는 그것과 직교하는 방향으로 연장된 영역인 것을 특징으로 하는, 막 두께 불균일 검출 방법.
  8. 기판을 기판 재치부에 두는 스텝과,
    기판 재치부와 도포 노즐을 상대 이동시키는 스텝과,
    상기 상대 이동시키면서, 도포 노즐로부터 도포액을 토출시켜, 상기 기판 상에 도포막을 형성하는 스텝과,
    상기 도포 스텝에서 기판 상에 형성된 도포막의 막 두께 불균일을 검출하는 스텝을 가지고,
    상기 막 두께 불균일 검출 스텝은, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 막 두께 불균일 검출 방법인 것을 특징으로 하는, 기판 상에 형성된 도포막의 막 두께 불균일 검출 방법.
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