缺陷檢查裝置和缺陷檢查方法
2023-10-28 22:50:37
專利名稱：缺陷檢查裝置和缺陷檢查方法
技術領域：
本發明涉及一種缺陷檢查裝置和該缺陷檢查裝置所使用的缺陷檢查方法，該缺 陷檢查裝置用於檢測諸如光學膜等被測物體的缺陷。
背景技術：
近幾年，作為電視接收機和個人計算機(Personal Computer，PC)等顯示裝置，
液晶顯示裝置非常受歡迎。該液晶顯示裝置使用多種光學膜之一用作偏光板的表面。上 述光學膜的主要示例是三醋酸纖維素(Tri-acetyl cellulose，TAC)膜。通常，諸如TAC膜 等光學膜是柔性的且容易被損壞。因此，如圖13所示，通常在TAC膜15的表面上形成 有硬塗層16，以改進其耐擦傷性。如圖14A所示，硬塗層16在稱作移動方向的方向上被 鋪設在作為原膜的TAC膜15的表面上。為了在TAC膜15的表面上鋪設硬塗層16，使 用諸如刀片110等塗敷部將硬塗敷材料連續地塗敷到TAC膜15的表面。當塗敷到TAC 膜15表面的硬塗敷材料硬化時，則在TAC膜15的表面上形成了硬塗層16。雖然硬塗敷材料被連續地塗敷到TAC膜15的表面上，但在圖14B中的位置P處 的標記X所示的一些情況下，諸如刀片110等塗敷部的一部分可能會阻塞。因此，如圖 14B所示，在TAC膜15表面上形成了具有沿刀片110的移動方向的線狀的塗敷不均勻。 結果，在塗敷到TAC膜15表面上的硬塗敷材料硬化後，在一些情況下，在鋪設在TAC膜 15表面上的硬塗層16上留下條帶，該條帶在TAC膜15表面上沿刀片110的移動方向具 有固定長度並呈線狀。如果此類TAC膜15用於偏光器件中，則使用該偏光器件的液晶 顯示裝置的顯示特性在一些情況下會受到惡劣的影響，因此期望對此進行改進。另外，現有技術還提出了一種系統，該系統用於獲取與微結構有關的信息或者 與諸如面板、基板或晶片等物理主體表面結構有關的信息。上述系統使用剪切幹涉儀， 該剪切幹涉儀將照射到被測物體上的光的波面分割為兩個分波面(partial wave surface), 並使這兩個分波面彼此幹涉。對於與上述系統有關的更多信息，例如可參考日本專利公 開文本2006-516737號(在下文中稱為專利文件1)。此外，現有技術還提出了一種檢測用作被測物體的光學膜的缺陷的方法。根據 上述方法，通常通過使用電荷耦合器件(Charge CoupledDevices，CCD)照相機來獲得光 學膜的圖像，且通過檢測色調變化或陰影變化來檢測光學膜的缺陷。對於與上述方法有 關的更多信息，例如可參考日本專利公開文本2006-208196號(在下文中稱為專利文件 2)。但是，在上述專利文件1公開的系統中，很難在製造過程中檢測在光學膜的寬 度方向上的較寬範圍內的缺陷的存在。此外，該系統根據被測物體表面所反射的光來檢測該被測物體上缺陷的存在。專利文件1也沒有說明對存在於具有較好光透射特性的光 學膜上的缺陷的檢測。具有較好光透射特性的光學膜的通常示例為上述TAC膜。此外，根據上述專利文件2公開的缺陷檢測方法，很難觀察正在移動中的光學 膜的較寬範圍。
發明內容
基於上述問題，本申請揭示了一種用於檢測被測物體的較寬範圍內的缺陷的缺 陷檢查裝置，還揭示了該缺陷檢查裝置使用的缺陷檢測方法。為解決上述問題，本發明的第一實施例提供了一種缺陷檢測裝置，其包括光 源，其發射雷射；光源，其發射雷射；反射鏡組，其將所述光源發射的入射雷射的波面 分割為多個分量波面，將所述分量波面排列為形成朝向一個方向的陣列，並在所述雷射 通過移動的被測物體之後，使所述分量波面對齊，形成單個波面；幹涉板，其將所述單 個波面分割為兩個分波面，並使用所述兩個分波面產生幹涉條紋；攝像部，其獲得由所 述幹涉板產生的所述幹涉條紋的圖像；以及分析部，其根據通過所述攝像部獲得的所述 幹涉條紋的圖像隨時間的改變，檢測在移動的所述被測物體的表面上存在的缺陷。為解決上述問題，本發明的第二實施例提供了一種缺陷檢查方法，其包括如下 步驟驅動光源發射雷射；驅動反射鏡組，將由所述光源發射的入射雷射的波面分割為 多個分量波面，將所述分量波面排列為形成朝向一個方向的陣列，並在所述雷射通過移 動的被測物體之後，使所述分量波面對齊，形成單個波面；將所述單個波面分割為兩個 分波面，並使用所述兩個分波面產生幹涉條紋；獲得所產生的所述幹涉條紋的圖像；以 及根據所獲得的所述幹涉條紋的所述圖像隨時間的改變，檢測在移動的所述被測物體的 表面上存在的缺陷。如上所述，根據本發明的第一和第二實施例，光源用於發射雷射；反射鏡組 用於將由所述光源發射的入射雷射的波面分割為多個分量波面，將所述分量波面排列為 形成朝著一個方向的陣列，並在所述雷射通過移動的被測物體之後，使所述分量波面對 齊，形成單個雷射波面。當波面被分割為多個分量波面的雷射通過移動的被測物體時， 由於可能存在於被測物體表面上的缺陷，雷射的波面將產生褶皺。接著，在雷射已經通 過移動的被測物體之後，反射鏡組使分量波面對齊以形成單個波面。接著，幹涉板用於 將所述單個波面分割為兩個分波面，並使用所述兩個分波面產生幹涉條紋。隨後，攝像 部用於獲得由所述幹涉板產生的所述幹涉條紋的圖像。最後，分析部根據由所述攝像部 獲得的所述幹涉條紋的圖像隨時間的改變，檢測在移動的所述被測物體的表面上存在的 缺陷。因此，能夠檢測移動的被測物體上的在被測物體寬度方向上的較寬範圍內存在的 缺陷。如上所述，根據本發明，可檢測被測物體的寬度方向上較寬範圍內的缺陷。
圖1是粗略示出了缺陷檢查裝置的代表性結構的圖。圖2A是示出了楔形板的代表性形狀的圖。圖2B是說明在光學膜中沒有缺陷的情況下幹涉條紋產生原理的圖。
4
圖2C是示出了在光學膜中沒有缺陷的情況下代表性幹涉條紋的圖。圖3A是粗略示出了光學膜上產生的代表性缺陷的示例圖。圖3B是說明在光學膜上存在缺陷的情況下幹涉條紋產生原理的粗略示例圖。圖3C是粗略示出了在光學膜上存在缺陷的情況下代表性幹涉條紋的示例圖。圖4A是粗略示出了具有作為代表性缺陷的突出的光學膜的圖。圖4B是粗略示出了具有作為另一代表性缺陷的凹陷的光學膜的圖。圖5是粗略示出了本發明第一實施例的缺陷檢查裝置的代表性結構的圖。圖6是粗略示出了本發明第一實施例中第一反射鏡的代表性布局圖。圖7是示出了第一反射鏡和被第一反射鏡分割的矩形波面之間關係的圖。圖8是說明將雷射的波面分割成多個分量波面的過程的粗略圖。圖9A是粗略示出了對各光譜進行代表性分離的圖。圖9B是粗略示出了使用濾光技術提取代表性預定光譜的圖。圖9C是粗略示出了經提取的光譜向原點的代表性移動的圖。圖10是示出了本發明第二實施例的缺陷檢查裝置的代表性結構的圖。圖11是粗略示出了本發明第二實施例的第一至第四反射鏡的代表性布局圖。圖12A是粗略示出了雷射的反射的示例圖。圖12B是粗略示出了雷射通過光學膜的缺陷部的示例圖。圖12C是粗略示出了雷射通過TAC膜厚度改變部分的示例圖。圖13是粗略示出了光學膜的代表性結構的圖。圖14A是說明製造沒有缺陷產生的光學膜的過程的示例圖。圖14B是說明製造有缺陷產生的光學膜的過程的示例圖。
具體實施例方式參考附圖，以下述章節的順序來解釋本發明的優選實施例。1.光學膜上缺陷的檢測原理2.第一實施例(使用第一鏡組和第二鏡組的實施例)3.第二實施例(使用第三鏡組和第四鏡組的實施例)1.光學膜上缺陷的檢測原理首先，為了使本發明的實施例更易於理解，下述說明使用剪切幹涉儀檢測光學 膜10上存在的缺陷的原理。缺陷檢杳裝置的結構圖1是示出了缺陷檢查裝置1的代表性結構的圖。如圖1所示，缺陷檢查裝置 1使用光源2、擴束鏡3、楔形板4、反射鏡5、成像透鏡6、攝像部7和分析部8。用作 被測物體的光學膜10放置在楔形板4和反射鏡5之間。光學膜10通常包括諸如TAC膜 15等光學膜和在TAC膜15上形成的諸如硬塗層16等其它光學膜。光源2向擴束鏡3發射用作相干光的雷射。擴束鏡3將來自光源2的入射雷射 的波面擴大到預定大小。接著，擴束鏡3將雷射以平行雷射束的形式導向楔形板4。楔形板4設置在相對於來自擴束鏡3的入射雷射束的方向傾斜的方向上，從而與 雷射束的方向形成預定角度。楔形板4將來自擴束鏡3的雷射束透射到用於反射雷射束的反射鏡5上。楔形板4還將從反射鏡5反射的雷射的波面(檢測波面)分割為兩個分 波面，在兩個分波面之間提供空間位移，並使兩個分波面彼此幹涉。圖2A是示出了楔形板4的代表性形狀的圖。如圖2A所示，楔形板4具有楔子 形狀。更具體地說，楔形板4具有彼此面對的第一表面Sl和第二表面S2。第二表面S2 相對於第一表面Sl傾斜，與第一表面Sl形成預定角度α。在具有上述結構的楔形板4中，從反射鏡5反射的雷射的一部分由第一表面Sl 反射到成像透鏡6。另一方面，從反射鏡5反射的雷射的剩餘部分不會被第一表面Sl反 射到成像透鏡6。而是，從反射鏡5反射的雷射的剩餘部分傳播到楔形板4內部併到達第 二表面S2。接著第二表面S2反射雷射的剩餘部分。來自擴束鏡3並透過楔形板4的雷射通過用作被測物體的光學膜10傳播到反射 鏡5。反射鏡5也通過光學膜10將雷射反射回楔形板4。反射鏡5設置為與來自楔形板 4的雷射的入射方向垂直，從而反射該入射雷射。成像透鏡6在攝像部7上形成由楔形板4形成的幹涉條紋的圖像。攝像部7通 常是CCD照相機。攝像部7在其使用的攝像器件上獲得由成像透鏡6形成的幹涉條紋的 圖像。上述攝像器件的代表示例是CCD。攝像部7將幹涉條紋的圖像作為圖像數據提 供給分析部8。為了檢測光學膜10上存在的缺陷，分析部8使用預定算法來分析從攝像 部7接收的作為幹涉條紋數據的圖像數據。缺陷檢杳裝置的操作下述說明具有上述結構的缺陷檢查裝置1執行的代表性操作，由此檢測光學膜 10上存在的缺陷。如上所述，光源2向擴束鏡3發射雷射。擴束鏡3將入射雷射的波面 擴大到預定大小。接著，擴束鏡3將雷射以平行雷射束的形式導向楔形板4。楔形板4 將雷射透射到用於反射雷射的反射鏡5。透過楔形板4的雷射通過光學膜10傳播到反射 鏡5。反射鏡5也通過光學膜10將雷射反射回楔形板4。圖2B是示出了楔形板4反射雷射的圖。圖2C是示出了由楔形板4形成的代表 性幹涉條紋的圖。如圖2B所示，楔形板4將利用反射鏡5通過光學膜10反射回楔形板 4的雷射的波面分割為兩個分波面。更具體地說，從反射鏡5反射的雷射的一部分由楔形 板4的第一表面Sl反射到成像透鏡6，作為具有一個分波面的雷射。另一方面，從反射 鏡5反射的雷射的剩餘部分並不由第一表面Sl反射到成像透鏡6。而是，從反射鏡5反 射的雷射的剩餘部分傳播到楔形板4的內部併到達第二表面S2。接著第二表面S2將從 反射鏡5反射的雷射的剩餘部分反射到成像透鏡6，作為具有另一分波面的雷射。通過如上所述將從反射鏡5到達楔形板4的雷射的波面分割為兩個分波面，在兩 個分波面之間產生空間位移。接著，通過將具有兩個分波面之一的雷射重疊在具有另一 分波面的雷射上，如圖2C所示，在攝像部7上產生幹涉條紋的圖像。圖2C是示出了在光學膜10中不具有缺陷的情況下代表性幹涉條紋的分波面的 圖。幹涉條紋間距d可由下述方程(1)表達。在此方程中，參考符號α表示楔形板4 的楔形角度，參考符號λ表示雷射的波長。
權利要求
1.一種缺陷檢查裝置，所述缺陷檢查裝置包括光源，其發射雷射；反射鏡組，其將由所述光源發射的入射雷射的波面分割為多個分量波面，將所述分 量波面排列為形成朝著一個方向的陣列，並在所述雷射通過移動的被測物體之後，使所 述分量波面對齊，形成單個波面；幹涉儀，其將所述單個波面分割為兩個分波面，並使用所述兩個分波面產生幹涉條紋；攝像部，其獲得由所述幹涉儀產生的所述幹涉條紋的圖像；以及分析部，其根據通過所述攝像部獲得的所述幹涉條紋的圖像隨時間的改變，檢測在 移動的所述被測物體的表面上存在的缺陷。
2.根據權利要求1所述的缺陷檢查裝置，其中，所述反射鏡組使分割後的所述分量波 面通過所述被測物體上的同一路線至少兩次。
3.根據權利要求2所述的缺陷檢查裝置，其中，所述反射鏡組使分割後的所述分量波 面通過所述被測物體上的同一路線至少四次。
4.根據權利要求1所述的缺陷檢查裝置，其中，所述幹涉儀具有第一表面和第二表 面，並使用楔形板，把來自所述反射鏡組的入射雷射分割為由所述第一表面反射的雷射 和不由所述第一表面反射而由所述第二表面反射的雷射。
5.根據權利要求1所述的缺陷檢查裝置，其中，所述被測物體是光學膜或基板。
6.根據權利要求1所述的缺陷檢查裝置，其中，所述分析部使用預先確定的圖像處理 算法分析從所述幹涉條紋的圖像獲得的幹涉條紋圖形，以便檢測在所述被測物體的表面 上存在的缺陷。
7.根據權利要求6所述的缺陷檢查裝置，其中，所述分析部使用傅立葉變換作為所述 圖像處理算法。
8.一種缺陷檢查方法，所述缺陷檢查方法包括如下步驟驅動光源發射雷射；驅動反射鏡組，將由所述光源發射的入射雷射的波面分割為多個分量波面，將所述 分量波面排列為形成朝著一個方向的陣列，並在所述雷射通過移動的被測物體之後，使 所述分量波面對齊，形成單個波面；將所述單個波面分割為兩個分波面，並使用所述兩個分波面產生幹涉條紋；獲得所產生的所述幹涉條紋的圖像；以及根據所獲得的所述幹涉條紋的圖像隨時間的改變，檢測在移動的所述被測物體的表 面上存在的缺陷。
全文摘要
本發明提供一種缺陷檢查裝置和缺陷檢查方法。該缺陷檢查裝置包括光源，其發射雷射；反射鏡組，其將所述光源發射的入射雷射的波面分割為多個分量波面，將所述分量波面排列為形成朝著一個方向的陣列，並在所述雷射通過移動的被測物體之後使所述分量波面對齊，形成單個波面；幹涉儀，其將所述單個波面分割為兩個分波面，產生幹涉條紋；攝像部，其獲得由所述幹涉儀產生的所述幹涉條紋的圖像；以及分析部，其根據所述幹涉條紋的圖像隨時間的改變，檢測在移動的所述被測物體的表面上存在的缺陷。因此，可檢測被測物體的寬度方向上較寬範圍內的缺陷。
文檔編號G01N21/88GK102012376SQ20101026718
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月27日 優先權日2009年9月4日
發明者譚小地 申請人:索尼公司