起伏檢測裝置、起伏檢測方法、起伏檢測裝置的控制程序、記錄介質的製作方法

2023-04-27 23:59:16 2

專利名稱：起伏檢測裝置、起伏檢測方法、起伏檢測裝置的控制程序、記錄介質的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對其表面有細微起伏(undulation)的物體的起伏狀態進行檢測的檢測方法。
背景技術：
近年來，對液晶電視機、液晶監視器等液晶顯示裝置的需求不斷擴大，同時，對其成本降低的要求也逐年高漲。尤其是，在液晶顯示裝置製造成本中濾色器所佔的比例較大，因此，要求削減濾色器的製造成本。
當濾色器的各像素之間產生數十nm的膜厚差時，會導致像素間的透過率以及盒間隙(cell gap)產生差異，從而，在濾色器進行面板化時發生色不均勻缺陷等缺陷的問題。因此，在形成濾色器後對其進行檢測，防止缺陷品流入到後續步驟，從而達到提高成品率的目的。
然而，即使在濾色器的各像素之間的膜厚差為數十nm的情況下，像素之間的透過率可能僅相差l。/。未滿的程度。即，即使直接拍攝透過光，也幾乎檢測不出亮度的變化，從而，難以檢測出作為缺陷的數十nm程度的膜厚差。對此，在專利文獻l中揭示了以下的檢測方法，即，將光源的可幹涉光束分為兩組，一組光束以近似於水平的角度照射濾色器，另一組光束為參照光束，使濾色器的反射光束和參照光束相互幹涉並根據位相所表示的信號來檢測濾色器的膜厚，從而檢測出條狀不均勻缺陷。
專利文獻l:日本國專利申請公開特開2000-121323號公報，
公開日2000年4月28日。

發明內容
但是，在用於形成濾色器的透明基板(母體玻璃)正逐年大型化(例如，邊長2m的四方形)的趨勢下，需要削減每一塊面板的平均製造成本。其結果，難以通過專利文獻l所揭示的方法，即，通過調整各個拍攝系統的方法來使濾色器的反射光束和參照光束的相互幹涉。
另外，雖然還可以通過上下左右移動基板進行觀察的目視檢測裝置來進行檢測，但是隨著母板的大型化，也需要使目視檢測裝置大型化，而且，通過目
視檢測，難以檢測出數十nm的厚度差，另外，檢測精度還因人而異，由此，將導致成品率低下。
本發明是鑑於上述問題而進行開發的，其目的在於提供一種即使是對於邊長2m的四方形大型基板(濾色器等)也可既簡單又高精度地檢測其表面起伏(膜厚差)的起伏檢測裝置。
艮P，為了實現上述目的，本發明的起伏檢測裝置是用於對被檢物表面所形成的起伏狀態進行判斷的裝置，其特徵在於包括照射部，對上述被檢物實施光照射；光強取得部，取得來自上述被檢物表面的光的光強分布，上述被檢物表面被實施了上述光照射；拍攝部，僅對來自上述被檢物表面的光中的預定的光進行拍攝；調整部，根據上述光強取得部取得的光強分布，對上述照射部或拍攝部進行調整；以及判斷部，根據經上述調整後的拍攝部的拍攝結果，對被檢物表面的起伏狀態進行判斷。
根據上述結構，上述調整部根據上述光強取得部取得的光強分布，對上述照射部或拍攝部進行調整。由此，拍攝部能夠僅取得來自上述被檢物表面的各種光中的所期望的光。因此，上述判斷部能夠根據該拍攝部所取得的結果，既簡單又高精度地對被檢測物表面的起伏狀態進行判斷。另外，由於本發明的起伏檢測裝置的結構非常簡單，所以，適用於對例如邊長2m的四方形的大型基板(濾色器基板等)進行檢測。
另外，通過對被檢測物(例如，濾色器基板)進行缺陷判斷，可及早向製造裝置進行反饋以及保證向後續步驟提供良品，從而可實現生產成品率的提高和成本削減。
另外，優選的是，上述調整部對上述照射部或拍攝部進行調整，使得能根據上述光強分布來識別正反射區域、漫反射區域和低反射區域，並使得上述拍攝部能夠取得來自邊界附近區域的光，其中，該邊界是上述漫反射區域與上述低反射區域之間的邊界。
另外，上述光強取得部優選具備區域傳感器，該區域傳感器呈區域狀地取得來自被檢物表面的光。根據該結構，區域傳感器拍攝一次即可取得光強分布，可縮短工序作業時間。另外，優選的是，上述照射部是呈線狀進行光照射的線照明；上述拍攝部具備線傳感器，該線傳感器呈線狀地取得來自被檢物表面的光。根據該結構，在確保檢測精度的同時可實現裝置(光強取得部以及拍攝部)的小型化，還可以縮短工序作業時間。
此外，上述線照明優選採用石英棒。根據該結構，能夠使被檢測物表面的照射亮度均一化，並提高檢測精度。
另外，在本發明的起伏檢測裝置中，來自上述被檢測物表面的光可以是被檢測物表面的反射光(即，將照射部設置在被檢測物的表面一側)。此外，如果上述被檢物具有透光性，來自被檢物表面的光是從被檢物的背面透射到表面並由被檢物表面所反射的光(即，將照射部設置在被檢測物的背面一側)。
此外，上述調整部優選通過移動照射部或拍攝部來調整移動照射部和拍攝部的相對位置關係。根據該結構，易於對照射部或者拍攝部進行調整。
另外，為了解決上述課題，本發明的起伏檢測裝置是對被檢物表面的起伏狀態進行判斷的裝置，其特徵在於，包括照射部，對上述被檢物進行光照射；拍攝部，僅取得來自上述被檢物表面的光中的預定的光；設定部， 一邊移動照射部一邊通過上述拍攝部進行拍攝，從而取得來自被檢物表面的光的光強分布，並根據該光強分布來設定上述照射部與拍攝部的相對位置關係；以及判斷部，根據經上述設定後的拍攝部的拍攝結果，對被檢物表面的起伏狀態進行判斷。
根據上述結構，上述設定部根據光強取得部取得的光強分布對上述照射部或者拍攝部進行調整。從而，拍攝部能夠從來自被檢測物表面的各種光中取得所期望的光(適合用於判斷起伏狀態的光)。因此，上述判斷部能夠根據該拍攝部取得的結果既簡單又高精度地判斷被檢測物表面的起伏狀態。另外，在本起伏檢測裝置中可省去光強取得部，其結構非常簡單，因此可實現裝置的小型化以及製造成本的削減。從而，更適用於大型基板(濾色器基板等)的檢測。
另外，優選的是，上述設定部對上述照射部與拍攝部的相對位置關係進行設定，使得能夠根據上述光強分布來識別正反射區域、漫反射區域和低反射區域，並使得上述拍攝部能夠取得來自邊界附近區域的光，其中，上述邊界是上述漫反射區域與上述低反射區域之間的邊界。
另外，優選的是，上述照射部是呈線狀進行光照射的線照明，上述拍攝部是呈線狀取得被檢測物表面的光的線傳感器。此外，本發明的起伏檢測裝置優選具有用於調整照射光束的光束調整部。從而，可減少非觀察對象點以外的光，可精確地取得光強分布。由此，可精確地調整(設定)照射部和/或拍攝部的位置，可高精度地判斷被檢測物表面的起伏狀態。此時，上述光束調整部還可具有狹縫。另外，上述狹縫的位置和/或縫寬可變時，即使照射部或者拍攝部的位置發生變化，也可以對被檢測物表面照射必要的光量。
另外，為了解決上述課題，本發明的起伏檢測方法為利用照射部和拍攝部對被檢物表面的起伏狀態進行檢測，該照射部用於對上述被檢物進行光照射，該拍攝部僅取得來自上述被檢物表面的光中的預定的光，該起伏檢測方法的特徵在於包括光強取得步驟，對上述被檢物進行光照射，並取得來自上述被檢物表面的光的光強分布；調整步驟，根據上述光強分布取得步驟中取得的光強分布，對上述照射部或拍攝部進行調整；以及判斷步驟，根據經上述調整後的上述拍攝部的拍攝結果，對被檢物表面的起伏狀態進行判斷。
此外，優選的是，在上述調整步驟中，對上述照射部或拍攝部進行調整，使得能夠根據上述光強分布來識別正反射區域、漫反射區域和低反射區域，並使得上述拍攝部能夠取得來自邊界附近區域的光，其中，上述邊界是上述漫反射區域與上述低反射區域之間的邊界。
另外，優選的是，本發明的起伏檢測裝置的控制程序用於對上述起伏檢測裝置進行控制，其特徵在於，使計算機執行下述步驟，即，對來自被檢物表面的光的光強分布進行計算的步驟；根據上述光強分布對上述照射部和/或拍攝部進行調整的步驟；以及根據經上述調整後的拍攝部的拍攝結果，對被檢物表面的起伏狀態進行判斷的步驟。
此外，本發明的記錄介質的特徵在於記錄了計算機可讀取的起伏檢測裝置控制程序。
如上所述，根據本發明的起伏檢測裝置，上述調整部根據光強取得部所獲得的光強分布來調整上述照射部或者拍攝部。從而，拍攝部能夠從被檢測物表面的各種光中僅取得所期望的光(適合用於判斷起伏狀態的光)。因此，根據該拍攝部的取得結果，上述判斷部能夠既簡單又高精度地對被檢測物表面的起伏狀態進行判斷。進而，由於本起伏檢測裝置的結構非常簡單，所以，適用於對大型基板(濾色器基板等)的檢測。


圖l是表示本發明的起伏檢測裝置的一實施方式的示意圖。
圖2是表示圖1所示的起伏檢測裝置的結構框圖。
圖3是表示採用線照明並通過區域傳感器所拍攝的濾色器基板的圖像(區域傳感圖像)的示意圖。
圖4是表示區域傳感圖像的亮度分布的直方圖。
圖5是表示採用點照明並通過區域傳感器所拍攝的濾色器基板的圖像(區
域傳感圖像)的示意圖。
圖6是表示本發明的起伏檢測裝置的其他結構(將線照明設置在濾色器基
板的背面的結構)的示意圖。
圖7是表示本發明的起伏檢測裝置的其他結構(對線傳感器的位置進行調
整的結構)的示意圖。
圖8是表示圖7所示的起伏檢測裝置的結構的框圖。圖9是表示圖1所示的起伏檢測裝置的處理步驟例的流程圖。圖10是表示用線傳感器拍攝濾色器基板所得到的圖像(線傳感圖像)的示意圖。
圖ll是表示本發明的起伏檢測裝置的其他結構(不使用區域傳感器的結構)的示意圖。
圖12是表示圖11所示的起伏檢測裝置的結構框圖。
圖13中的(a)是表示用以說明缺陷判斷處理原理的、濾色器和反射光量之間的關係的圖表，圖13中的(b)是表示(a)的濾色器的狀態的圖。
圖14中的(a)是表示用以說明缺陷判斷處理原理的、濾色器和反射光量之間的關係的圖表，圖14中的(b)是表示(a)的濾色器的狀態的圖。
圖15是表示用以說明缺陷判斷處理原理的、亮度差和膜厚差之間的關係的圖表。
圖16中的(a)以及(b)是表示具備了光束調整部的本發明的起伏檢測裝置的結構的示意圖。
圖17是表示光束調整部的控制關係的框圖。
圖18是表示具備了圓柱狀透鏡的本發明的起伏檢測裝置的結構的示意圖。圖19是表示具有指向濾波器的本發明的起伏檢測裝置的一部分結構的斜視圖。
圖20是表示具有兩個指向濾波器的本發明的起伏檢測裝置的一部分結構 的斜視圖。
圖21是表示格子(間隔)可變的指向濾波器的斜視圖。
標號說明
1、 1x、 ly 起伏檢測裝置
2 線照明
3 區域傳感器(Area Sensor)
4 線傳感器(Line Sensor) 5基板驅動臺
6照明驅動臺
8、 8x、 8y控制裝置
9顯示監視器
10濾色器基板
19存儲部
20、 20x 圖像處理部
21、 21x照明驅動控制部 22基板驅動控制部
23 缺陷判斷處理部
70光束調整部
71狹縫
77 圓柱狀透鏡
80指向濾波器(縱格子)
90指向濾波器(橫格子)
110 正反射區域
1U漫反射區域
112低反射區域
具體實施例方式
本發明的起伏檢測裝置能夠以其表面帶有細微起伏的物體作為檢測對象。作為檢測對象的例子，可舉出濾色器基板(尤其是採用噴墨法形成的基板)、
形成有曝光抗蝕劑(exposure resist)的半導體晶圓、TFT基板等。以下，以濾 色器基板作為檢測對象，說明本發明的起伏檢測裝置的一實施方式。
圖l是表示本發明的起伏檢測裝置的要部的示意圖，圖2是表示該起伏檢測 裝置的框圖。如圖1和圖2所示，起伏檢測裝置l包括基板驅動臺5、線照明2、 區域傳感器3、線傳感器4、照明驅動臺6、控制裝置8、存儲部19以及顯示監視 器9。控制裝置8包括圖像處理部20、照明驅動控制部21，基板驅動控制部22 以及缺陷判斷處理部23。
基板驅動臺5對作為被檢測對象的濾色器基板10提供支撐，並可使該濾色 器基板沿著基板面的方向(圖中箭頭所示的方向，以下稱之為基板掃描方向) 進行移動。線照明2對基板驅動臺5上的濾色器基板10進行光照射。另外，線照 明2優選採用石英棒。由於光在石英棒中被全反射傳送，因此，通過在線方向 上的石英棒背面均勻地塗敷擴射部材，可以使光向石英棒的外部照射。因此， 較之於光纖式的線照明，上述線照明更具均一性。照明驅動臺6可使線照明2移 動至基板掃描方向的恰當位置。區域傳感器3取得各種各樣的反射光(對線照 明2所照射的濾色器基板10呈區域狀地進行拍攝)，該反射光是來自線照明2的 照射光經濾色器基板10的表面反射後得到的各種各樣的光。線傳感器4取得由 來自線照明2的照射光經濾色器基板10的表面反射後所得到的預定的反射光 (對線照明2所照射的濾色器基板10呈線狀地進行拍攝)。
基板驅動控制部22根據從存儲部19中讀取的數據來驅動基板驅動臺5，將 濾色器基板10搬送到預定位置。圖像處理部20對通過區域傳感器3所得到的區 域傳感圖像進行解析(詳述見後)。照明驅動控制部21根據圖像處理部20所解 析得到的、區域傳感圖像的解析數據和從存儲部19中讀取的數據(例如，線照 明2以及線傳感器4的初期設定位置)來計算線照明2的恰當位置，並根據該位 置來驅動照明驅動臺6。由此，線照明2沿著基板掃描方向僅移動預定距離。其 結果，線照明2和線傳感器4被調整到恰當的相對位置。
根據上述，基板驅動控制部22通過基板驅動臺5以一定的速度對濾色器基 板10進行掃描，同時，線傳感器4對濾色器基板10進行拍攝。圖像處理部20對 線傳感器4所拍攝的線傳感圖像進行解析。缺陷判斷處理部23根據從存儲部19中讀取的數據和圖像處理部20所解析得到的線傳感圖像的解析數據，對濾色器 基板10表面的起伏狀態(有無缺陷)進行判斷。顯示監視器9顯示缺陷判斷處
理部23的判斷結果(缺陷信息)，提供給裝置管理者(操作員)予以識別。
另外，還可以使控制裝置8連接工廠信息系統的網絡(未圖示)，將缺陷 信息傳送到總括管理的伺服器。
圖3是表示區域傳感器3所拍攝的濾色器基板10表面的圖像(區域傳感圖 像)的示意圖。在使用線照明(線狀的照明)2的情況下，上述區域傳感圖像 包括如圖3所示的正反射光區域110、漫反射光區域lll (llla以及lllb)以及低 反射光區域112 (112a以及112b)。即，以帶狀的區域IIO (正反射光區域)為 中央帶，其兩側是帶狀的區域llla以及lllb，該區域llla以及lllb的外側(與 帶狀的區域110相反的一側)是帶狀的區域112a以及112b (低反射光區域)。
在此，即使濾色器基板10的各個像素之間存在膜厚差，由膜厚差引起的亮 度差在正反射光區域110幾乎顯示不出來，所以，很難作出膜厚差(缺陷)的 判斷。另一方面，在漫反射光區域lll中，離正反射光區域110越遠，膜厚差所 造成的亮度差顯示明顯，在漫反射光區域llla以及lllb的端部區域SRa以及SRb 處，由於膜厚差產生的亮度差達到最大值。即，只要拍攝漫反射光區域的端部 SRa以及SRb，則可既簡單又高精度地判斷出膜厚差(缺陷)。
圖像處理部20對區域傳感器3所拍攝的圖像(區域傳感圖像，參照圖3)進 行解析，並作為反射光的光強分布，抽出正反射光區域110和漫反射光區域111。 以下對抽出方法的 一 個示例進行說明。
圖4是表示區域傳感圖像的亮度的直方圖。高亮度區域的峰值113表示正反 射區域110的亮度集中的位置。另外，比峰值113的亮度較低的峰值114表示漫 反射光區域lll的亮度集中的位置。由此，根據該直方圖來確定出閾值(亮度) A和閾值(亮度)B，從而能夠區分出正反射光區域110和漫反射光區域111。由 於直方圖呈2個峰形，所以，可通過判別分析法等來確定閾值B，可將閾值A設 定在可去除噪音電平的亮度值。通過閾值A和閾值B進行3值化，經過圖像處理 來計算出漫反射光區域(llla或者lllb)的寬度W。
在此，照明驅動控制部21通過使用該漫反射光區域的寬度W來確定線照明 2的最恰當位置，即，利用線傳感器4可拍攝到漫反射光區域的端部(SRa或SRb)的位置，從而確定線照明2的移動量(基板掃描方向的距離)。
關於漫反射光區域(llla或者lllb)的寬度W和線照明2的位置關係，使用 預先已明確膜厚形狀的濾色器基板10來進行評價，並利用評價後的變換數據來 形成資料庫。根據資料庫中的變換數據，可以從漫反射光區域(llla或者lllb) 的寬度W求出線照明2的最恰當位置。
另外，還可以不使用區域傳感器4，而使用亮度計等來檢測照射在濾色器 基板10的反射光的光強分布，抽取出漫反射光區域的端部(SRa或SRb)的位置， 進而求出線傳感器4和線照明2的恰當位置關係。在利用亮度計等進行檢測時， 如果不能保持一定的入射角，誤差會增大，因此需邊調整邊移動亮度計以使得 反射光保持以一定的入射角入射，從而取得光強分布。考慮到這一點，使用區 域傳感器4在瞬間拍攝區域傳感圖像，獲得區域傳感器4和線照明2的最恰當位 置關係的方法更具縮短工序時間的效果。
在區分正反射光區域110和漫反射光區域111並抽出漫反射光區域的端部 (SRa以及SRb)時，還可以取替線照明(線狀照明)而使用點照明等。圖5表 示了在使用上述點照明時的區域傳感圖像(由區域傳感器3所拍攝的圖像)。 如該圖所示，在橢圓形的正反射光區域110的周邊存在有同樣的橢圓形的漫反 射光區域lll，通過求出濾色器基板10的掃描方向上的漫反射光區域的寬度W， 可以確定線傳感器4和線照明2的恰當位置關係。
還可以釆用這樣的結構，即，從濾色器基板10的背面向濾色器基板10照射 光，並使用區域傳感器3以及線傳感器4拍攝透過光。圖6是表示該結構的示意 圖。即使使用線照明2從濾色器基板10的背面照射光並使用區域傳感器3拍攝透 過濾色器基板10的光，也可以獲得與圖3相同的區域傳感圖像，即，可獲得位 於直接透過光區域周邊的漫反射光區域的圖像。在此，通過抽取出漫反射光區 域的端部位置，可以確定線傳感器4和線照明2的恰當位置關係。
另外，在設定線照明2和線傳感器4的相對位置關係時，可以調整線傳感器 4的拍攝角度。此結構(起伏檢測裝置lx)的示意圖如圖7所示，其框圖如圖8 所示。在此，當以相同於由線照明2向濾色器基板10入射的角度，由線傳感器4 來拍攝濾色器基板10的表面時，所獲得的是正反射光的圖像。也就是說，由濾 色器基板10的各個像素的膜厚差所引起的亮度差在圖像上不能顯示出來。在此，通過區域傳感器3所獲得的漫反射光區域的寬度W來預先求得入射角度的關 系，並基於該關係來確定線傳感器4的入射角度，從而可以獲得顯示了由於濾 色器基板10的各個像素的膜厚差所引起的亮度差的圖像。具體而言，控制裝置
8x的圖像處理部20x對區域傳感圖像進行解析，並根據此解析結果，線傳感器 驅動控制部29計算出上述入射角度的關係，進而根據該關係，該線傳感器驅動 控制部29通過線傳感驅動臺30使線傳感器4x旋轉至恰當的方向。
另外，在設定線照明2和線照明傳感器4的相對位置關係時，還可以採取下 述方法，即，使線照明2靜止(保持原地不動)，而使線照明傳感器4沿著基板 掃描方向進行移動。
圖9是表示本發明的起伏檢測裝置1的處理步驟的一具體示例的流程圖。
在本處理步驟中，首先由基板搬送部(未圖示)將濾色器基板10搬入裝置 內(Sl)。此基板搬送部向控制裝置8傳送已搬入的濾色器基板10的基板信息。 基板信息是指，批次信息或所形成的濾色器基板10的尺寸和像素的大小等。因 為濾色器基板10的位置是由用於搬送基板的基板驅動臺5所確定，所以，控制 裝置8掌握濾色器的形成位置。
接下來，基板驅動臺5使濾色器基板10移動至滿足下述條件的位置，艮P， 線照明2發出的光可以照射到濾色器的形成位置且區域傳感器3可以拍攝到濾 色器的形成位置(S2)。在S1步驟中，控制裝置8 (基板驅動控制部22)識別 濾色器的形成位置，基板驅動控制部22根據上述識別結果使基板驅動臺5進行 動作，使濾色器基板10移動到預定的基板位置(區域傳感器3能夠拍攝到濾色 器基板10上的濾色器形成位置的位置)。另外，上述預定位置由存儲部19預先 存儲，基板驅動控制部22讀出上述信息並使基板驅動控制部22進行動作，使濾 色器基板10移動到預定的位置。
接下來，區域傳感器3對濾色器基板10進行拍攝，控制裝置8(圖像處理部 20以及照明驅動控制部21)計算出線照明2的移動量(S3)。在此，圖像處理 部20對區域傳感器3所拍攝的圖像(區域傳感圖像)進行解析，並根據該解析 結果，照明驅動控制部21計算出線照明2的移動量(基板掃描方向上的移動量) 使得能利用線傳感器4來拍攝區域傳感圖像的漫反射光區域的端部111。另外， 可通過控制裝置8計算出區域傳感器3的圖像位置和線傳感器4的拍攝位置之間的相對位置關係，或者從存儲部19讀出。
接著，為了利用線傳感器4進行拍攝，通過照明驅動臺6使線照明2移動至 恰當的位置(S4)。即，照明驅動控制部21根據S3中所計算出的線照明2的移 動量使照明驅動臺6進行動作。
接下來，作為線傳感器4的拍攝準備，基板驅動臺5使濾色器基板10移動到 拍攝開始位置(S5)。
接著，基板驅動臺5上的濾色器基板10從拍攝開始位置開始掃描，同時， 線傳感器4對濾色器基板10進行拍攝(S6)。線傳感器4進行拍攝中，基板驅動 控制部22使基板驅動臺5以一定速度進行動作，由此，濾色器基板10也以一定 速度進行移動。另外，在線傳感器4完成了與基板相同長度的拍攝時，基板驅 動控制部22使基板驅動臺5停止動作。
接下來，圖像處理部20對線傳感器4所拍攝的線傳感圖像進行解析，缺陷 判斷處理部23根據此解析結果對濾色器基板10進行缺陷判斷(S7)。圖10是表 示線傳感圖像的示意圖。對於像素的膜厚差為數十nm的濾色器，缺陷像素所反 射的光由於膜厚差的原因導致所拍攝結果的亮度與周圍的像素的亮度形成差 異。S卩，膜厚比周圍的像素較厚時成為高亮度，膜厚比周圍的像素較薄時成為 低亮度。
在此，參照圖13至圖15來說明濾色器的膜厚差的檢測原理。圖13的(a) 以及(b)表示了膜厚小於其他的濾色器時的濾色器表面的反射光量。圖14的 (a)以及(b)表示了膜厚大於其他的濾色器時的濾色器表面的反射光量。圖 15是表示亮度差和膜厚差之間的關係的圖表。圖14的(b)表示因某種原因導 致膜厚變薄的缺陷濾色器(CF)。膜厚差變小時，與周邊的濾色器相比，濾色 器的與BM (黑矩陣)界面的傾斜角度相對變小。因此，如圖13的(a)所示， 較之於周邊的濾色器，膜厚小的濾色器的反射光量變小。另外，為了易於判斷 傾斜角度的差異，在圖13 (b)中，放大表示了CF，具體而言，BM端面的最大 的傾斜角度為1度至4度左右，換算成傾斜度是10至50um/mm的程度。另一方面， 對於膜厚變大的缺陷CF，也可以進行與上述膜厚變小的缺陷CF相同的說明。與 周邊的CF相比較，膜厚變大時，其傾斜角度也變大。從而，如圖14的(a)所 示，膜厚較大的CF相比於其周邊的CF，反射光量變大。根據上述原理，可通過拍攝圖像的亮度差(標準膜厚的反射光量與缺陷膜厚的反射光量的差的絕對 值)來檢測膜厚差(表示相對於標準膜厚，其膜厚大還是小)。因此，可預先 拍攝已知膜厚差的樣品，並預先對"膜厚差和拍攝圖像的亮度差之間的關係"進 行評價，從而可以根據拍攝圖像來推斷出缺陷CF的膜厚差。例如，可以利用如 圖15所示的圖表，目卩，預先對膜厚差和亮度差之間的關係進行評價所得到的圖
表。利用上述圖表，可以根據缺陷CF的亮度差來簡單地推斷出膜厚差。
另外，當原因出在製造裝置而發生缺陷(膜厚差)的情況下，連續的像素
發生缺陷的情況較為多見。由此，如圖10所示，在線傳感圖像116中，可觀測 到條狀缺陷117等缺陷。上述各像素的膜厚差為數十nm時，在由該各像素構成 的液晶顯示器上也將出現條狀缺陷(不良)，成為缺陷品。另外，為了更精確 地抽出該條狀缺陷117 (判斷缺陷)，優選使用在線照明2上帶有石英棒的照明。 這樣，可以減少照明度不均勻所帶來的影響，提高判斷缺陷的精度。另外，線 照明2也可以使用光纖(fiber)照明。
最後，從起伏檢測裝置I中搬出濾色器基板IO (S8)。艮卩，根據基板驅動 控制部22的控制，基板驅動臺5使濾色器基板10移動到基板搬入搬出位置，基 板搬送部將濾色器基板10搬送到外部。
如上所述，根據本發明的起伏檢測裝置l，可自動進行一系列的對濾色器 基板10的檢測，易於高精度地判斷濾色器基板10是良品還是缺陷品(有無缺 陷)。由此，發生缺陷品時(特別是多發時)，能夠立即向操作員通知濾色器 形成裝置出現異常的情況。另外，通過將基板的缺陷檢測信息傳送給工廠的信 息系統，並確保僅向後半步驟提供良品，從而可提高液晶面板製造時的成品率。 此外，在形成濾色器基板時如缺陷品頻繁發生，還可立即向濾色器製造裝置做 出反饋。
在線照明2和線傳感器4的相對位置關係根據基板的批次單位或機型單位 而可獲得相同結果的情況下，預先將對象批次的濾色器基板投入起伏檢測裝置 1，對線照明2和線傳感器4的相對位置關係根據批次單位或者機型單位來進行 管理或變更，由此，可以省略接下來的濾色器基板的S2以及S3的步驟，可以縮 短工序作業時間。
另外，在本發明的起伏檢測裝置的結構中，還可以不使用區域傳感器。圖ll是表示上述結構(起伏檢測裝置ly)的示意圖，圖12是表示上述結構(起伏 檢測裝置ly)的框圖。即，在圖9的S1之後，代替S2以及S3的步驟，邊移動線 照明2邊利用線傳感器4拍攝濾色器基板10。具體而言，根據照明驅動控制部21y 的控制，照明驅動臺6逐步使線照明2進行移動，同時，線傳感器4依次拍攝濾 色器基板IO，獲得1張圖像。
由此，可獲得與圖3所示的區域傳感圖像同等的圖像。接下來，控制裝置8 (圖像處理部20y以及照明驅動控制部21y)計算出線照明2的恰當位置。具體 而言，圖像處理部20y對上述線傳感器4拍攝的圖像進行解析，照明驅動控制部 21y根據上述解析結果計算出線照明2的位置(基板掃描方向上的位置)，使得 通過線傳感器4能夠拍攝到漫反射光區域的端部111 (參照圖3)。之後的步驟 相同於圖9的S4以後的步驟。
根據該結構，無需準備區域傳感器，僅通過線傳感器即可形成檢測裝置(系 統)，特別是在對大型基板進行全面檢測時，具有以下效果，即，易於進行裝 置尺寸以及成本的削減或調整。
另外，線照明2發出的光束具有較大寬度時，所需範圍以外的點的反射光 也被拍攝下來，從而在對濾色器基板端面的傾斜角差異進行判斷時容易產生誤 差。在此，如圖16的(a)所示，在圖l、圖6、圖7以及圖11等中，可以設置用 於調節線照明2發出的光束的光束調節部70 (光束調整部)。光束調節部70具 有狹縫71，被設置在線照明2的濾色器基板側。由此，如圖16的(a)所示，光 束的寬度變窄(參照圖16的(a)，圖中的2點虛線表示無狹縫時的光束)，可 限制所需範圍以外的反射光。由此，可減小對傾斜角的差異(起伏狀態)進行 判斷時的誤差，提高缺陷檢測精度。此時，光束調節部70還可以為狹縫71的寬 度以及位置可變的結構。這樣，即使線照明2發生移動，也可對應地通過變更 狹縫71的寬度以及位置來向需拍攝的點提供必要的光量(參照圖16的(b))。 另外，如圖17所示，照明驅動控制部(21以及21x)對光束調整部70進行控制。
此外，可使線照明2發出的光具有指向性。例如，如圖18所示，在圖l、圖 6、圖7以及圖11中，通過在線照明2和觀察點(濾色器基板IO)之間設置凸型 的圓柱狀鏡片77，從而提高照明光的指向性。由此，可限制所需範圍以外的反 射光，提高缺陷檢測精度。另外，照射在觀察點(濾色器基板IO)的光並不限於平行光，還可以是沿著照射方向呈略微收束的光。
另外，如圖19所示，在圖l、圖6、圖7以及圖11中，在線照明2的濾色器基 板側，可通過設置指向濾波器80 (指向性調節部)來提高照明光的指向性。指 向濾波器80是在匡體內設置的與線照明的延伸方向(線方向)成直角的格子(豎 向格子)81所構成的結構。通過設置的上述豎向格子(與線方向成直角的間隔) 81，可提高照射光的線方向的指向性，限制所需範圍外的反射光。由此，可提 高缺陷檢測精度。進而，如圖20所示，可以向具有豎向格子81的指向濾波器80 疊加具有橫向格子(線方向的間隔)91的指向濾波器90。由此，能夠提高在線 方向和垂直於線方向的方向這兩個方向上的指向性，進一步提高缺陷檢測精 度。另外，如圖21所示，豎向格子(間隔)81也可以是具有可動性的格子(例 如，在線方向可動)，從而可調整指向濾波器80的透過光的角度。另外，還可 以直接變更指向濾波器80的設置角度來調整透過光的角度。
另外，為了調節照射光的光束或者使照射光具有指向性，可以在線照明2 和觀察點(濾色器基板IO)之間設置透過型的液晶顯示器。如果在液晶顯示器 上顯示為狹縫，將起到與光束調節部(參照圖16的(a)以及(b))同樣的作 用。由於是液晶顯示器，所以，可自由地變更狹縫(顯示)的位置。
此外，控制裝置8 (8x以及8y)可以由硬體邏輯構成，也可以如下所述地 利用CPU並通過軟體來實現。即，控制裝置8 (8x以及8y)具有執行用於實現各 功能的控制程序的命令的CPU (central processing unit:中央處理器)。存儲部 19具備存儲上述程序的ROM (只讀存儲器)；展開上述程序的RAM (隨機 存取存儲器)；存儲上述程序及各種數據的存儲器等的存儲裝置(記錄介質) 等。另外，向上述起伏檢測裝置l提供記錄介質，該記錄介質記錄有由計算機 可讀取的用於實現上述功能的軟體，由其計算機(或CPU、 MPU)讀出並執行 記錄介質中記錄的軟體，這樣也能夠實現本發明的目的，其中，上述記錄介質 所記錄的軟體為上述起伏檢測裝置l的控制程序的程序代碼(執行形式程序、 中間代碼程序、源程序)。
作為用於提供程序代碼的記錄介質，例如，可利用軟盤、硬碟、光碟、光 磁碟、磁帶、無發揮性存儲卡等。
本發明應用於上述記錄介質時，在其記錄介質中，可保存與以上說明的流程圖相對應的程序代碼。
本發明並不限於上述實施方式，可在本發明的權利要求的範圍內進行各種 變更，適宜組合所揭示的技術手段所獲得的實施方式也包括於本發明的技術範圍。
工業可利用性
本發明的起伏檢測裝置可以簡單地檢測出物體表面的細微起伏的狀態。由 此，適用於對濾色器基板(特別是利用噴墨法形成的基板)、形成有曝光保護
層的半導體晶圓、TFT基板等的表面進行檢測。
權利要求
1. 一種起伏檢測裝置，用於對被檢物的表面所形成的起伏狀態進行判斷，其特徵在於，包括照射部，對上述被檢物實施光照射；光強取得部，取得來自上述被檢物表面的光的光強分布，上述被檢物表面被實施了上述光照射；拍攝部，僅對來自上述被檢物表面的光中的預定的光進行拍攝；調整部，根據上述光強取得部取得的光強分布，對上述照射部和/或拍攝部進行調整；以及判斷部，根據經上述調整後的拍攝部的拍攝結果，對被檢物表面的起伏狀態進行判斷。
2. 根據權利要求l所述的起伏檢測裝置，其特徵在於-上述調整部對上述照射部或拍攝部進行調整，使得能夠根據上述光強分布 來識別正反射區域、漫反射區域和低反射區域，並使得上述拍攝部能夠取得來 自邊界附近區域的光，其中，該邊界是上述漫反射區域與上述低反射區域之間 的邊界。
3. 根據權利要求l所述的起伏檢測裝置，其特徵在於上述光強取得部具備區域傳感器，該區域傳感器呈區域狀地取得來自被檢 物表面的光。
4. 根據權利要求l所述的起伏檢測裝置，其特徵在於 上述照射部是呈線狀進行光照射的線照明；上述拍攝部具備線傳感器，該線傳感器呈線狀地取得來自被檢物表面的光。
5. 根據權利要求l所述的起伏檢測裝置，其特徵在於 上述照射部採用了石英棒。
6. 根據權利要求l所述的起伏檢測裝置，其特徵在於 來自上述被檢物表面的光是上述被檢物表面的反射光。
7. 根據權利要求l所述的起伏檢測裝置，其特徵在於上述被檢物具有透光性，來自被檢物表面的光是從被檢物的背面透過到表面並由被檢物表面所反射的光。
8. 根據權利要求l所述的起伏檢測裝置，其特徵在於上述調整部通過移動照射部或拍攝部來調整移動照射部和拍攝部的相對 位置關係。
9. 一種起伏檢測裝置，對被檢物的表面的起伏狀態進行判斷，其特徵在 於，包括照射部，對上述被檢物進行光照射；拍攝部，僅取得來自上述被檢物表面的光中的預定的光；設定部， 一邊移動照射部一邊通過上述拍攝部進行拍攝，從而取得來自被 檢物表面的光的光強分布，並根據該光強分布設定上述照射部與拍攝部的相對 位置關係；以及判斷部，根據經上述設定後的拍攝部的拍攝結果，對被檢物表面的起伏狀 態進行判斷。
10. 根據權利要求9所述的起伏檢測裝置，其特徵在於上述設定部對上述照射部與拍攝部的相對位置關係進行設定，使得能根據 上述光強分布來識別正反射區域、漫反射區域和低反射區域，並使得上述拍攝 部能取得來自邊界附近區域的光，其中，上述邊界是上述漫反射區域與上述低 反射區域之間的邊界。
11. 根據權利要求9所述的起伏檢測裝置，其特徵在於 上述照射部是呈線狀進行光照射的線照明；上述拍攝部具備線傳感器，該線傳感器呈線狀地取得來自被檢物表面的光。
12. —種起伏檢測方法，使用照射部和拍攝部對被檢物表面的起伏狀態進 行檢測，該照射部用於對上述被檢物進行光照射，該拍攝部僅取得來自上述被 檢物表面的光中的預定的光，該起伏檢測方法的特徵在於，包括光強取得步驟，對上述被檢物進行光照射，並取得來自上述被檢物表面的 光的光強分布；調整步驟，根據上述光強分布取得步驟中取得的光強分布，對上述照射部 或拍攝部進行調整；以及判斷步驟，根據經上述調整後的上述拍攝部的拍攝結果，對被檢物表面的 起伏狀態進行判斷。
13. 根據權利要求12所述的起伏檢測方法，其特徵在於在上述調整步驟中，對上述照射部或拍攝部進行調整，使得能根據上述光 強分布來識別正反射區域、漫反射區域和低反射區域，並使得上述拍攝部能取 得來自邊界附近區域的光，其中，上述邊界是上述漫反射區域與上述低反射區 域之間的邊界。
14. 根據權利要求1或9所述的起伏檢測裝置，其特徵在於 具有光束調整部，用於調整上述照射部的照射光的光束。
15. 根據權利要求14所述的起伏檢測裝置，其特徵在於.-上述光束調整部具有狹縫。
16. 根據權利要求15所述的起伏檢測裝置，其特徵在於上述狹縫的位置和/或縫寬可變。
17. —種起伏檢測裝置控制程序，用於對權利要求l所述的起伏檢測裝置 進行控制，其特徵在於，使計算機執行下述步驟對來自被檢物表面的光的光強分布進行計算的步驟； 根據上述光強分布對上述照射部和/或拍攝部進行調整的步驟；以及 根據經上述調整後的拍攝部的拍攝結果，對被檢物表面的起伏狀態進行判 斷的步驟。
18. —種計算機可讀取的記錄介質，其特徵在於，記錄了權利要求17所述的起伏檢測裝置控制程序。
全文摘要
一種起伏檢測裝置，具有照射部(線照明(2))，對被檢物實施光照射；光強取得部(區域傳感器(3))，取得來自上述被檢物表面的光的光強分布；拍攝部(線傳感器(4))，僅對來自上述被檢物表面的光中的預定的光進行拍攝；調整部(圖像處理部(20)和照明驅動控制部(21))，根據上述光強取得部取得的光強分布，對上述照射部(線照明(2))進行調整；以及判斷部(缺陷判斷處理部(23))，根據經上述調整後的拍攝部的拍攝結果，對被檢物表面所形成的起伏狀態進行判斷。由此，即使是對於大型基板(濾色器基板等)，也可既簡單又高精度地對其表面的起伏狀態(膜厚差)進行檢測。
文檔編號G01B11/06GK101466997SQ200780021550
公開日2009年6月24日 申請日期2007年6月12日 優先權日2006年6月12日
發明者井殿多聞, 伊藤健二, 村上豪 申請人:夏普株式會社