ワーク検査システム
【課題】透過率が高い導電性透明電極パターンや微細な金属配線のパターンを、インライン検査で行うための検査システムを提供する。
【解決手段】検査ワーク１１を第１の方向Ｘに搬送するワーク搬送装置２０と、検査ワーク上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置３０と、第１の方向と直交する第２の方向Ｙに撮像装置を移動させる移動装置４０と、ワーク搬送装置、撮像装置及び移動装置を制御するとともに、光学情報に基づいてパターンを検査する制御部５０と、を有する。
【解決手段】検査ワーク１１を第１の方向Ｘに搬送するワーク搬送装置２０と、検査ワーク上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置３０と、第１の方向と直交する第２の方向Ｙに撮像装置を移動させる移動装置４０と、ワーク搬送装置、撮像装置及び移動装置を制御するとともに、光学情報に基づいてパターンを検査する制御部５０と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査ワーク上に形成されたパターンや欠陥等を光学的に検査するワーク検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話のスマートフォンやタブレットＰＣなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に採用されているタッチパネルは、使用者が加圧、又は接触した地点の位置値を生成するための透明なベースフィルムと、その上に形成された導電性透明電極パターン及び金属配線を有している。
導電性透明電極パターンは、例えばＩＴＯ膜（酸化インジウム(In2O3)に数％の酸化スズ(SnO2)を添加した化合物、Indium Tin Oxide の略称であり、以下「ＩＴＯ」とも称する）であり、ＦＰＤの表示領域と対応する領域に形成される。
一方で、前記金属配線は、当該表示領域を囲む周辺領域と対応する領域に形成され、使用者が加圧、又は接触した部分の位置値を生成する外部装置と、透明電極パターン及び回路基板と連結される。
【０００３】
ＩＴＯ膜の可視光透過率は約９０％にもなるため使い勝手に優れており、ＦＰＤの電極として多用されている。
液晶パネルでは、液晶分子配向を制御するための電圧を印加する電極として、また有機ＥＬパネルでは、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を挟む陽極としてＩＴＯが多く使用されている。
さらに、太陽電池、抵抗膜や静電容量方式のタッチパネル、青色発光ダイオードの電極としてもＩＴＯが採用されている。
【０００４】
このような導電性透明電極パターンの検査法として、輝度値比較法を用いて自動化の試みも行われてはいるが、ＩＴＯ膜などは、その透過率が９０％と高いため、一般的な可視光による光学的な画像検査はコントラストが取りづらいという困難さに加え、金属配線のパターンも年々微細化するため、自動検査は極めて困難となっている。
【０００５】
従来の輝度値比較法を用いた自動検査法として、例えば図１０に示すような検査装置がある。図１０に示すような従来の検査装置では、１次元ラインセンサを使用したスキャナを、検査ワーク幅方向の検査視野分を求める分解能で割り算し、必要台数を固定的に配置していた。
このため、システムは複雑となり、また、欠陥の種類によって固定的別光学系照明が必要であり、１列の１次元カメラ照明で光学系を構成すれば発見できない欠陥が多数現れ、やむなく固定的に配置したシステムを複数列用意するなどしており、コストもかかり非効率であった。このような検査装置の例として、例えば、特許文献１〜３が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２７３９９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２６２５６６号公報
【特許文献３】特開２０１１−５３２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明は、透過率が高い導電性透明電極パターンや微細な金属配線のパターンを、自動検査で行うための検査システムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、導電性透明電極パターンが形成された検査ワークに存在する複数種類の欠陥を一度のスキャンで簡易にしかも安価に検査することができる検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明のワーク検査システムは、検査ワークを第１の方向に搬送するワーク搬送装置と、前記検査ワーク上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置と、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記撮像装置を移動させる移動装置と、を備え、
さらに、前記ワーク搬送装置、前記撮像装置及び前記移動装置を制御するとともに、
前記光学情報に基づいて前記パターンを検査する制御部と、を有することを特徴とする。
（２）本発明のワーク検査システムは、前記（１）において、
前記撮像装置は、第１撮像部及び第２撮像部を備え、
前記第１撮像部は、前記検査ワークの下部に配置した第１照明部と、前記検査ワークの上部に配置した第１カメラと、を有し、
前記第２撮像部は、前記検査ワークの上部斜めに配置した第２照明部と、前記第２照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第２カメラと、を有することを特徴とする。
（３）本発明のワーク検査システムは、前記（２）において、
前記撮像装置は、さらに第３撮像部を備え、
前記第３撮像部は、前記検査ワークの下部に配置した第３照明部と、前記検査ワークの上部に配置した第３カメラと、を有し、
前記第３照明部から照射される照射光の光軸と、前記上部に配置した第３カメラのレンズの光軸と、をずらした状態で配置したことを特徴とする。
（４）本発明のワーク検査システムは、前記（３）において、
前記撮像装置は、さらに第５撮像部を備え、
前記第５撮像部は、前記検査ワークの上部斜めに配置した第５照明部と、前記第５照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第５カメラと、前記第５照明部と検査ワークとの間に配置したパターン発生器と、を有することを特徴とする。
（５）本発明のワーク検査システムは、前記（１）〜（４）において、
前記制御部は、前記検査ワーク上に形成されたパターンから得られた光学情報と、
前記検査ワーク上に形成させるパターンのＣＡＤデータと、を比較して、
当該検査ワーク上に形成されたパターンの欠陥情報を取得することを特徴とする。
（６）本発明のワーク検査システムは、前記（５）において、
前記撮像装置は、さらに第６撮像部を備え、
前記第６撮像部は、前記検査ワークの上部斜めに配置した第６照明部と、前記第６照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第６カメラと、を有し、
前記検査ワーク上に予め付与されたアライメントマークを第６撮像部によって読み取り、
前記読み取ったアライメントマークの位置情報に基づき、
前記ＣＡＤデータを補正した後、前記パターンを検査することを特徴とする。
（７）本発明のワーク検査システムは、前記前記（１）〜（６）において、
前記検査ワーク上に、前記パターンと同じ材質で評価膜部を形成し、当該評価膜部の膜厚を測定することを特徴とする。
（８）本発明のワーク検査システムは、前記前記（１）〜（７）において、
前記ワーク検査システムは、さらにワーク吸引装置を備え、
前記ワーク吸引装置は、ワーク検査時において、検査ワークを吸引して固着することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のワーク検査システムは、透過率が高い導電性透明電極パターンや微細な金属配線のパターンを、精度よく自動検査することができる。
また、本発明のワーク検査システムは、導電性透明電極パターンが形成された検査ワークに存在する複数種類の欠陥を一度のスキャンで簡易にしかも安価に検査することができ、大掛かりな装置構成を必要とせず、且つ検査ワーク上のパターンの欠陥をより確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態のワーク検査システムの模式的側面図である。
【図２】検査対象（パターン、金属配線、フィルムなど）を示す概略平面図である。
【図３】実施形態のワーク検査システムの詳細を示す模式的平面図である。
【図４】実施形態の撮像装置に搭載した撮像部の種類を示す説明図である。
【図５】検査ワーク上のアライメントマークとＣＡＤデータとの比較動作を説明する説明図である。
【図６】実施形態の評価膜部の膜厚の計算法を示す概略説明図である。
【図７】実施形態におけるワーク検査システムの制御部の構成図である。
【図８】実施形態における制御部の撮像装置における制御を説明するブロック図である。
【図９】実施形態における制御部のフローを説明するフローチャートである。
【図１０】従来のワーク検査システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、図面を参照して、実施形態のワーク検査システムを詳細に説明する。
図１はワーク検査システムの模式的側面図である。図１の装置構成に示すように、実施形態のワーク検査システムは、検査ワーク１０を第１の方向Ｘに搬送するワーク搬送装置２０と、検査ワーク１０上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置３０と、第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙ（図３参照）に撮像装置３０を移動させる移動装置４０と、ワーク搬送装置２０、撮像装置３０及び移動装置４０を制御するとともに、光学情報に基づいてパターンを検査する制御部５０と、を有する。
このような構成とすることにより、従来の並列固定的に一次元カメラを検査ワーク幅分配置する方式と比較し、使用するカメラ台数を少なくすることが可能となる。
【００１２】
図１に示すように、検査対象としての検査ワーク１０は、ワーク搬送装置２０の巻き出しロール２２にロール状に巻かれており、巻き取りロール２１を回転させて、検査ワーク１０を第１の方向Ｘに搬送するとともに、検査対象（パターン１１、金属配線１２、フィルム１３（図２参照））を、撮像装置３０の下部に位置付ける。
なお、本実施形態において、検査ワークの搬送態様としては、所定のインターバルを含む間欠搬送としている。
また、検査ワーク１０の不安定な状態を除去するために、検査ワーク１０の幅方向の両端または全幅にわたってワーク吸引装置２３（図３参照）を設け、検査時においてエアー吸引等によって検査ワーク１０を固着して、ワークの検査精度を劣化させる状態、例えば、波打ち、カール、しわ、その他の変形が生じても検査精度を向上させることもできる。
【００１３】
検査ワークとしては、例えば、ベースとなるフィルム１３の表面に所定のパターン１１が形成されたポリエチレンテレフタレート樹脂等の透明フィルムが挙げられ、パターン１１としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminium doped Zinc Oxide）、ＧＺＯ（Gallium doped Zinc Oxide）などの金属酸化物系膜、単層カーボンナノチューブやグラフェン等のカーボン系膜、銀インクや銀ナノワイヤーなどの銀系膜、PEDOTなどに代表される高分子系化合物膜、などの透明導電膜からなるダイヤモンド形状や格子形状等のパターンが挙げられる。
金属配線１２としては、銅膜やMoAl合金膜をエッチングして形成した微細配線などが挙げられ、パターン１１と接続して外部電源と通電する部分である。
【００１４】
ワーク搬送装置２０は、検査ワーク１０を第１の方向Ｘに搬送する検査ワークの巻き取りロール２１、巻き出しロール２２及びモータ等の駆動部を含む装置である。
また、検査ワーク１０が長巻き状態ではない、例えば所定の長さの矩形状に切断されたシートフィルムの場合は、シートフィルムを搭載して搬送するコンベア等が挙げられ、シートフィルムを載置するベルト状基台、ベルト状基台の両端部に備えられベルト状基台を第１の方向Ｘに搬送させる回転ローラー、および当該ローラーを回転させるモータ等を含むものが挙げられる。
なお、ワーク搬送装置としては上記の形態に限られず、種々の公知の搬送機構を採用することもできる。
【００１５】
パターン１１の光学情報を取得する撮像装置３０としては、例えばラインカメラが挙げられる。撮像装置３０は、検査ワーク１０に検査光を照射する照明部６０をさらに備え、制御部５０によって、照明部６０と撮像装置３０とを同期させて、ワーク搬送方向である第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙに、照明部６０及び撮像装置３０を移動させるようになっている。
すなわち、図３に示すように、撮像装置３０のカメラ３１を、ワーク搬送装置２０の上部に固定されたフレーム３２上を、モータ等の移動装置４０により、第１の方向Ｘ（ワーク搬送方向）と直交する第２の方向Ｙ（スキャン方向）に移動させるようになっている。
【００１６】
また、図４に示すように、本実施形態では、撮像装置３０には異なる種類の撮像部を組み合わせることができる。
すなわち、前記撮像装置３０は、第１撮像部３４及び第２撮像部３５を備え、前記第１撮像部３４は、前記検査ワーク１０の下部に配置した第１照明部６０ａと、前記検査ワークの上部に配置した第１カメラ３１ａと、を有し、前記第２撮像部３５は、前記検査ワーク１０の上部斜めに配置した第２照明部６０ｂと、前記第２照明部６ｂからの光軸ｊ１に対し正反射角方向にそのレンズの光軸ｊ２を配置した第２カメラ３１ｂと、を有するようにすることもできる。
第１撮像部３４においては、第１照明部６０ａからの光線の同軸透過光学系でカメラを設置している。
第１照明部６０ａからの光線は検査ワーク１０を同軸で透過し第１撮像部３４に入射する。
第２撮像部３５においては、第２照明部６ｂからの光線の入射光の光軸ｊ１と反射角が同一の反射光学系（光軸ｊ２）で配置した第２カメラ３１ｂを有している。
【００１７】
また、さらに第３撮像部３６を備え、前記第３撮像部３６は、前記検査ワーク１０の下部に配置した第３照明部６０ｃと、前記検査ワーク１０の上部に配置した第３カメラ３１ｃと、を有し、前記第３照明部６０ｃから照射される照射光の光軸ｊ３と、前記上部に配置した第３カメラ３１ｃのレンズの光軸ｊ４と、をずらした状態（オフセット）で配置することもできる。
これにより、検査ワーク１０の欠陥で散乱する散乱光を欠陥として受光することができ、ワークに発生する欠陥、例えば、傷、しわ、凹凸などが鮮明に判別できる。
また、第４撮像部３７のようにＸ方向縦列に２台以上の複数台設置することもでき、これにより、カメラ１台設置（第１撮像部３４、第２撮像部３５、第３撮像部３６の場合）の撮像部視野幅と、カメラ２台以上で同一検査視野長（本明細書において、撮像部視野幅と検査視野長で囲まれる面積を検査カラムという場合がある）に高倍率レンズで設定されれば、検査分解能は、カメラ台数分の１となり、カメラ２台の場合では、例えばカメラ１台で２０μｍの分解能であれば１０μｍの分解能を持つことができる。
【００１８】
なお、撮像装置３０は、さらに第５撮像部３８を備え、第５撮像部３８は、検査ワーク１０の上部斜めに配置した第５照明部６０ｅと、第５照明部６０ｅからの光軸ｊ５に対し正反射角方向にそのレンズの光軸ｊ６を配置した第５カメラ３１ｆと、第５照明部６０ｅと検査ワーク１０との間に配置したパターン発生器６１と、を有することもできる。
これにより、このパターン発生器６１から照射されたパターンを用いて検査ワーク１０の欠陥をさらに精密に検査することができる。
すなわち、検査ワーク１０上にパターン発生器６１から発生させた直線パターンを照射し、検査ワーク１０上に形成された凹凸状の欠陥による直線パターンの変形を読み取り、その変形量から凹凸状の欠陥を検出するとともに演算して凹凸状の欠陥の大きさを判断することができる。
なお、直線パターンとは、図４に示したようにパターン発生器６１から検査ワーク１０に投影される均一の規則的に繰り返される直線状の投影パターンをいう。
【００１９】
パターン発生器６１を用いた欠陥検査の例を図４の下部に示す。ｋ１はパターン発生器６１から検査ワーク上に照射された直線状のパターンを示し、ｋ２は凹状の欠陥ある検査ワーク上に直線状のパターンを照射し第５撮像部３８によって取得した直線状パターンの変形例を示し、ｋ３は凸状の欠陥ある検査ワーク上に直線状のパターンを照射し第５撮像部３８によって取得した直線状のパターンの変形例を示す。
【００２０】
なお、撮像装置３０における照明部６０、パターン発生器６１と、撮像部３４、３５、３６、３７、３８、３９は、検査ワーク１０に対して上下方向を固定的に配置する必要はなく上記の光学条件（配置）を満たすよう構成されていればよい。
さらに、検査ワーク１０が上下方向に搬送される場合には、搬送方向の片面または両面に配置することもできる。
【００２１】
本実施形態の撮像装置においては、上記の第１〜第５撮像部を組み合わせて適用することができ、例えば、カメラとして、複数台の１次元ラインカメラを用いることにより１スキャンで同時に実行することができる。
【００２２】
なお、パターン１１の光学情報は、例えば照明部からの検査光が、パターンにより反射された反射光によって得られた画像情報や、パターンが形成された透明樹脂フィルムやガラスを透過した透過光の画像情報であり、１次元ＣＣＤカメラ等で受光素子で受光することによって得られる。
また、照明部６０としては、安定的な特定線源である高輝度ＬＥＤ照明を採用することや、ＩＴＯ膜などを識別しやすい波長の光源（例えば、高輝度の青色ＬＥＤなど）を選択することが好ましい。
【００２３】
なお、第１撮像部３４を第２の方向Ｙに移動させる場合、検査ワーク１０の下部に設けた照明部６０ａからの透過光を常に第１カメラ３１ａに入射させるためには、照明部６０ａを、検査ワーク１０下部に設けたリニアガイド３２上に設置し、かつ撮像装置３０の第２の方向Ｙへの移動と同期させて移動装置４０により移動させる必要がある。
これらの同期制御は、後述する制御部の中の照明軸制御部が、照明軸の位置情報を有する照明軸エンコーダからの情報に基づきスキャナ下部照明同期制御をすることによって移動装置４０を制御する。
【００２４】
制御部５０は、上記のワーク移動装置２０、撮像装置３０、移動装置４０の各種動作を制御するとともに、撮像装置３０が取得した光学情報に基づいて、検査ワーク１０のベースであるフィルムやガラス等のワークの欠陥やパターンの欠陥等を検査する。ワークの欠陥としては、凹凸、折れ、傷、内部異物、金属残、汚れ、指紋、表面異物などが挙げられる。
【００２５】
また、制御部５０は、検査ワーク１０上に形成されたパターン１１の光学情報と、検査ワーク１０上に形成させるパターンのＣＡＤデータと、を比較して、検査ワーク１０上に形成されたパターン１１の欠陥情報を取得する。
すなわち、制御部５０は、撮像装置３０によって取得したパターンの光学情報と、予めハードディスク等のメモリに保持された検査マスタ（欠陥を有しない正常な検査ワークのＣＡＤデータ（ガーバーデータ等）とを比較するパターンマッチングを行い、ワーク１３上に形成されたパターン１１の欠陥の有無を判定する。
欠陥の例としては、例えば、パターンの形状に関する欠陥、金属配線に関する欠陥などが挙げられる。
【００２６】
また、図４，図５に示すように、撮像装置３０は、さらに第６撮像部３９を備え、第６撮像部３９は、検査ワーク１０の上部斜めに配置した第６照明部６２と、第６照明部６２からの光軸ｊ７に対し正反射角方向にそのレンズの光軸ｊ８を配置した第６カメラ３１ｇと、を有し、検査ワーク１０上に予め付与されたアライメントマーク１４を第６撮像部３９によって読み取り、読み取ったアライメントマーク１４の位置情報に基づき、ＣＡＤデータを補正した後、パターンを検査することもできる。
【００２７】
検査ワーク１１上に予め付与されたアライメントマーク１４は金属膜やＩＴＯ膜で形成させることができ、この場合は、ＩＴＯ透明膜で形成された場合は、明瞭なコントラストでアライメントマーク１４を読み取るため専用の第６撮像部３９と高輝度青色ＬＥＤ６２等を設けることによって、より精度よく読み取ることができる。
【００２８】
制御部５０は、検査ワーク１０上に予め付与されたアライメントマーク１４の位置情報をコントラストよく読み取り、前述した第１撮像部３４から第６撮像部３９から送信される光学情報をを組み合わせて解析することで、予めハードディスク等のメモリに保持された検査マスタのＣＡＤデータとを比較して、その結果に基づきＣＡＤデータを補正した後、検査ワーク１０を精度よく検査することができる。
【００２９】
なお、検査ワーク上に予めアライメントマークを付与する意味は、ＩＴＯ膜等のパターンは必ずしも送り方向（例えば上記第１の方向Ｘ）と平行に形成されていない場合（例えばパターンの中心線１６が第１の方向Ｘと一致しない場合）もあり、パターン自体も生産時にベースフイルム自体の伸縮により変形する場合もある。
このような検査ワークに対して欠陥検査を行う場合、撮像装置３０で得られた光学情報を検査マスタと一律に比較すると誤った判定をする場合がある。よって、検査対象となるフィルム１３上に予め付与されたアライメントマーク１４を読み取ることにより、ＣＡＤデータの回転補正（光学情報の中心線とＣＡＤデータの中心線を合致させる補正）、ベースフィルムの伸びによって生ずるアライメントマーク１４の間隔の補正、アライメントマーク１４をつなぐ線分のなす角（θ）を９０度になるように歪み補正（ＣＡＤデータの歪み補正）するなど、をソフトウエア上において行うことが望ましい。具体的には、図５に示すように、所定のアライメントマーク１４を検査ワーク１１上の複数箇所に予め付し、このアライメントマーク１４をマーク読取り装置によって読み取ってアライメントマーク１４の位置を検知することにより、ソフトウエア上で、ＣＡＤデータの補正を実行する。
その後、制御部５０において、パターンの光学情報を、補正した検査マスタのＣＡＤデータとの比較を実行することにより、検査における判定の正確さを担保することができる。
【００３０】
さらに、本実施形態のワーク検査システムにおいては、検査ワーク上に、パターンとは別途に評価膜部を形成し、当該評価膜部の膜厚を測定することにより、パターンの抵抗値を算出することもできる。すなわち、制御部５０は、自動検査機上で、ＩＴＯ膜の厚みを測定する機能を備えることもできる。
つまり、パターン形成部材とは別途の評価膜部をベースとなるワーク上に形成し、光学的膜厚測定法を用いて当該評価膜部の膜厚を測定することにより、パターンの抵抗値等を算出することもできる。検査ワークの非検査部に予め膜厚検査用の評価膜部を形成することにより、パターンの自動検査の高速化を図ることができる。
このような光学的膜厚測定法としては、光干渉色差を微妙な色変化を検出する色空間評価法を用いることができる。
なお、色空間評価法とは、多彩な色情報から材料の状態、膜厚、光学特性変化を確定し結論づける、光干渉で発生する微細な色変化を取り込む「色空間評価法」を用い、従来以上に測定色のダイナミックレンジを広げ、カメラも広ダイナミックレンジ の精度を持った高精度カラー１次元ラインセンサカメラを採用するなどして実施する。
更に、安定的な特定線源であるＲＧＢ高輝度ＬＥＤ照明を採用するなどを実施する。
【００３１】
このような評価膜部の膜厚の計算法は以下のようにして行う。一般に、薄膜で反射する光は、図６に示すように、表面反射光と裏面反射光（各層反射光）との光路差から２光波が干渉を起こし「色」が発生し、この光学現象を正確に分析し膜厚とする。
図において、表面反射光と裏面反射光の光路長差δは、
δ＝２ndcosθt・・・（Ａ）
ただし、n：膜の屈折率、d：膜厚、θt：透過角度、
で表される。
表面反射光と裏面反射光で干渉を起こし強度が、最小及び最大になるのは、
δmin＝mλ、δmax＝（m＋１／２）λ・・・（Ｂ）
である。
ここでm は整数、λは波長を表す。
【００３２】
このように、光路長差により特定の波長が強調されることになり、その波長で感じられる色が認識される。これは、水面上の油膜、シャボン玉等で見られる虹色の現象と同等のものである。
本発明における評価膜部の膜厚測定では、Ｒ、Ｇ、Ｂを代表する３波長の光を高輝度ＬＥＤで照射し、膜厚測定用のカメラも、Ｒ、Ｇ、Ｂの波長の光を捉える素子を備えたカラー１次元ラインセンサ、あるいは２次元ＣＣＤカメラを使用し、スキャナとして面全体を視野幅で連続的、光学的同一条件、高分解能で色画像として撮像して、画像解析により膜厚を計測する。
【００３３】
次に、図７に制御部５０の構成を示しその機能を説明する。制御部５０は、複数台のＣＰＵを備えたコンピュータであり、上記のように各種制御を実行する。すなわち、制御部５０は、上記したワーク搬送装置２０の制御を行う搬送制御部５１、撮像装置３０の制御を行う撮像制御部５２、移動装置４０の制御を行う移動制御部５３、取得したパターンの光学情報を検査マスターのＣＡＤデータと比較する比較部５４、比較部５４によって比較されたパターンの光学情報が欠陥であるかどうかを判定する判定部５５、搬送制御部５１と同期制御を行って、判定部５５によって欠陥と判定されたパターン箇所に欠陥マークを付与する欠陥捺印制御部５６、を備えている。
また、制御部５０は、記憶部（ハードディスクやメモリ）や、表示部（ディスプレイ）を備えたホストＣＰＵと接続されており、上述した検査マスタや各種制御プログラムが
格納されている。
【００３４】
図８は制御部の撮像装置における制御を説明するブロック図である。
図８に示すように、制御部５０は撮像装置３０における下記制御などを実行する。
（ａ）照明部のエンコーダ入力を行い、カメラと照明部の移動を同期制御する。
（ｂ）照明部の調光を行う照明部の調光を制御する。
（ｃ）複数カメラの光学情報の入力、出力を制御する。
【００３５】
図９は制御部のフローを説明するフローチャートである。
図９を用いて、本実施形態における制御部のフローを説明する。
まず、撮像装置３０によって検査ワークの検査対象領域が所定の位置を通過したかを判定し（ステップＳ１０１）、当該検査対象が所定の位置を通過した時点で画像取得を開始する（ステップＳ１０２）。
具体的には、撮像装置３０により検査対象領域としてのパターンが検出視野内（本明細書において検査カラムという場合がある）に入ったか否かを検出し、入ったと判断した時点で画像取得（光学情報）を開始する。
なお、検査ワーク１０にアライメントマーク１４が付されている場合は、撮像装置３０（図４参照）によるアライメントマーク１４の検出を検査開始のトリガーとすることもできる。
【００３６】
そして、撮像装置３０によって読み取ったアライメントマークＡ（図５参照）に対応する座標（位置情報）／種類（モデル）を検査マスタのＣＡＤデータをハードディスクから読み出す（ステップＳ１０３）。
【００３７】
続いて、制御部５０の比較部５４において、検出されたアライメントマークＡ（光学情報）と、対応する検査マスタにおけるＣＡＤデータとのパターンマッチングを行う（ステップＳ１０４）。比較部５４において上記パターンマッチングが成功すると、当該パターンマッチングの結果が検査マスタへ反映される。具体的には、例えば、アライメントマークＡと検査マスタのＣＡＤデータとが一致した場合には、検査マスタのＣＡＤデータをオフセットして検査マスタに反映させる（ステップＳ１０５）。
一方、マッチングが失敗した場合にはこの時点で検査作業を終了する。
【００３８】
続いて、ステップＳ１０６において、検査マスタのＣＡＤデータからアライメントマークＢを読み出すとともに、比較部５４において、撮像装置３０によって読み取ったアライメントマークＢ（図５参照）とのパターンマッチングを行う（ステップＳ１０７）。
【００３９】
ステップＳ１０７においてパターンマッチングが成功すると、当該パターンマッチングの結果を検査マスタに反映させる。具体的には、アライメントマークＢと検査マスタのＣＡＤデータとのズレ（例えばパターンが歪んでいる等）が算出されたときは、制御部５０は、求まった回転角θ（図５参照）分を検査マスタを回転させる（ステップＳ１０８）。
一方、マッチングが失敗した場合には検査を終了する。
【００４０】
ステップＳ１０８において、回転角θに関する情報を検査マスタに反映させた後は、撮像装置３０によって取得された光学情報の中から画像計算領域の算出、検査部画像を抽出する（ステップＳ１０９）。そして、ステップＳ１１０において、その結果をＣＡＤデータに描画する。
【００４１】
続いて、ステップＳ１０９で抽出した検査部画像を二値化する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１２において、比較部５４は、二値化した検査部画像と、ＣＡＤデータとを比較し、これらのデータの差分を求める。
【００４２】
判定部５５は、比較部５４により算出された差分に関する情報に基づき、検査ワークの欠陥の有無を判定する。具体的には、判定部５５は、検査ワークのうち上記した差分が含まれる領域を欠陥領域として抽出し判定する（ステップＳ１１３）。
なお、欠陥の例としては、例えば、パターンの形状に関する欠陥（凹凸、折れ、傷、欠けなどのパターンに関する不良）、金属配線に関する欠陥（配線の切断,ショートなど）、フィルム、ガラス基材に関する欠陥（凹凸、折れ、傷、内部異物、金属残、汚れ、指紋、正面異物）などがあげられる。
【００４３】
なお、制御部５０は、例えば、判定部５５の結果を表示部に表示したり、欠陥捺印制御部５６を制御して、欠陥箇所にインクジェット等でマーキングをする捺印装置を駆動させることもできる。また、音声や映像等で警告表示を行うこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のワーク検査システムは、導電性透明電極パターンや微細な金属配線のパターンを、精度よくインラインで検査することができ、また、導電性透明電極パターンが形成された検査ワークに存在する複数種類の欠陥を一度のスキャンで簡易にしかも安価に検査することができ、大掛かりな装置構成を必要とせず、且つ検査ワーク上のパターンの欠陥をより確実に検出することができ、産業上の利用可能性が極めて高い。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 検査ワーク
１１ パターン
１２ 金属配線
１３ フィルム
１４ アライメントマーク
１６ パターンの中心線
２０ ワーク搬送装置
２１ 巻き取りロール
２２ 巻き戻しロール
３０ 撮像装置
３１、３１ａ〜ｇ カメラ
３２ フレーム
３３ リニアガイド
３４ 第１撮像部
３５ 第２撮像部
３６ 第３撮像部
３７ 第４撮像部
３８ 第５撮像部
３９ 第６撮像部
４０ 移動装置
５０ 制御部
５１ 搬送制御部
５２ 撮像制御部
５３ 移動制御部
５４ 比較部
５５ 判定部
５６ 欠陥捺印制御部
６０、６１ 照明部
６２ 青色ＬＥＤ
ｊ１〜ｊ８ 光軸
ｋ１〜ｋ３ パターンの例
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第１の方向Ｘと直交する第２の方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査ワーク上に形成されたパターンや欠陥等を光学的に検査するワーク検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話のスマートフォンやタブレットＰＣなどのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に採用されているタッチパネルは、使用者が加圧、又は接触した地点の位置値を生成するための透明なベースフィルムと、その上に形成された導電性透明電極パターン及び金属配線を有している。
導電性透明電極パターンは、例えばＩＴＯ膜（酸化インジウム(In2O3)に数％の酸化スズ(SnO2)を添加した化合物、Indium Tin Oxide の略称であり、以下「ＩＴＯ」とも称する）であり、ＦＰＤの表示領域と対応する領域に形成される。
一方で、前記金属配線は、当該表示領域を囲む周辺領域と対応する領域に形成され、使用者が加圧、又は接触した部分の位置値を生成する外部装置と、透明電極パターン及び回路基板と連結される。
【０００３】
ＩＴＯ膜の可視光透過率は約９０％にもなるため使い勝手に優れており、ＦＰＤの電極として多用されている。
液晶パネルでは、液晶分子配向を制御するための電圧を印加する電極として、また有機ＥＬパネルでは、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を挟む陽極としてＩＴＯが多く使用されている。
さらに、太陽電池、抵抗膜や静電容量方式のタッチパネル、青色発光ダイオードの電極としてもＩＴＯが採用されている。
【０００４】
このような導電性透明電極パターンの検査法として、輝度値比較法を用いて自動化の試みも行われてはいるが、ＩＴＯ膜などは、その透過率が９０％と高いため、一般的な可視光による光学的な画像検査はコントラストが取りづらいという困難さに加え、金属配線のパターンも年々微細化するため、自動検査は極めて困難となっている。
【０００５】
従来の輝度値比較法を用いた自動検査法として、例えば図１０に示すような検査装置がある。図１０に示すような従来の検査装置では、１次元ラインセンサを使用したスキャナを、検査ワーク幅方向の検査視野分を求める分解能で割り算し、必要台数を固定的に配置していた。
このため、システムは複雑となり、また、欠陥の種類によって固定的別光学系照明が必要であり、１列の１次元カメラ照明で光学系を構成すれば発見できない欠陥が多数現れ、やむなく固定的に配置したシステムを複数列用意するなどしており、コストもかかり非効率であった。このような検査装置の例として、例えば、特許文献１〜３が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２７３９９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２６２５６６号公報
【特許文献３】特開２０１１−５３２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明は、透過率が高い導電性透明電極パターンや微細な金属配線のパターンを、自動検査で行うための検査システムを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、導電性透明電極パターンが形成された検査ワークに存在する複数種類の欠陥を一度のスキャンで簡易にしかも安価に検査することができる検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明のワーク検査システムは、検査ワークを第１の方向に搬送するワーク搬送装置と、前記検査ワーク上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置と、前記第１の方向と直交する第２の方向に前記撮像装置を移動させる移動装置と、を備え、
さらに、前記ワーク搬送装置、前記撮像装置及び前記移動装置を制御するとともに、
前記光学情報に基づいて前記パターンを検査する制御部と、を有することを特徴とする。
（２）本発明のワーク検査システムは、前記（１）において、
前記撮像装置は、第１撮像部及び第２撮像部を備え、
前記第１撮像部は、前記検査ワークの下部に配置した第１照明部と、前記検査ワークの上部に配置した第１カメラと、を有し、
前記第２撮像部は、前記検査ワークの上部斜めに配置した第２照明部と、前記第２照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第２カメラと、を有することを特徴とする。
（３）本発明のワーク検査システムは、前記（２）において、
前記撮像装置は、さらに第３撮像部を備え、
前記第３撮像部は、前記検査ワークの下部に配置した第３照明部と、前記検査ワークの上部に配置した第３カメラと、を有し、
前記第３照明部から照射される照射光の光軸と、前記上部に配置した第３カメラのレンズの光軸と、をずらした状態で配置したことを特徴とする。
（４）本発明のワーク検査システムは、前記（３）において、
前記撮像装置は、さらに第５撮像部を備え、
前記第５撮像部は、前記検査ワークの上部斜めに配置した第５照明部と、前記第５照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第５カメラと、前記第５照明部と検査ワークとの間に配置したパターン発生器と、を有することを特徴とする。
（５）本発明のワーク検査システムは、前記（１）〜（４）において、
前記制御部は、前記検査ワーク上に形成されたパターンから得られた光学情報と、
前記検査ワーク上に形成させるパターンのＣＡＤデータと、を比較して、
当該検査ワーク上に形成されたパターンの欠陥情報を取得することを特徴とする。
（６）本発明のワーク検査システムは、前記（５）において、
前記撮像装置は、さらに第６撮像部を備え、
前記第６撮像部は、前記検査ワークの上部斜めに配置した第６照明部と、前記第６照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第６カメラと、を有し、
前記検査ワーク上に予め付与されたアライメントマークを第６撮像部によって読み取り、
前記読み取ったアライメントマークの位置情報に基づき、
前記ＣＡＤデータを補正した後、前記パターンを検査することを特徴とする。
（７）本発明のワーク検査システムは、前記前記（１）〜（６）において、
前記検査ワーク上に、前記パターンと同じ材質で評価膜部を形成し、当該評価膜部の膜厚を測定することを特徴とする。
（８）本発明のワーク検査システムは、前記前記（１）〜（７）において、
前記ワーク検査システムは、さらにワーク吸引装置を備え、
前記ワーク吸引装置は、ワーク検査時において、検査ワークを吸引して固着することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のワーク検査システムは、透過率が高い導電性透明電極パターンや微細な金属配線のパターンを、精度よく自動検査することができる。
また、本発明のワーク検査システムは、導電性透明電極パターンが形成された検査ワークに存在する複数種類の欠陥を一度のスキャンで簡易にしかも安価に検査することができ、大掛かりな装置構成を必要とせず、且つ検査ワーク上のパターンの欠陥をより確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態のワーク検査システムの模式的側面図である。
【図２】検査対象（パターン、金属配線、フィルムなど）を示す概略平面図である。
【図３】実施形態のワーク検査システムの詳細を示す模式的平面図である。
【図４】実施形態の撮像装置に搭載した撮像部の種類を示す説明図である。
【図５】検査ワーク上のアライメントマークとＣＡＤデータとの比較動作を説明する説明図である。
【図６】実施形態の評価膜部の膜厚の計算法を示す概略説明図である。
【図７】実施形態におけるワーク検査システムの制御部の構成図である。
【図８】実施形態における制御部の撮像装置における制御を説明するブロック図である。
【図９】実施形態における制御部のフローを説明するフローチャートである。
【図１０】従来のワーク検査システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、図面を参照して、実施形態のワーク検査システムを詳細に説明する。
図１はワーク検査システムの模式的側面図である。図１の装置構成に示すように、実施形態のワーク検査システムは、検査ワーク１０を第１の方向Ｘに搬送するワーク搬送装置２０と、検査ワーク１０上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置３０と、第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙ（図３参照）に撮像装置３０を移動させる移動装置４０と、ワーク搬送装置２０、撮像装置３０及び移動装置４０を制御するとともに、光学情報に基づいてパターンを検査する制御部５０と、を有する。
このような構成とすることにより、従来の並列固定的に一次元カメラを検査ワーク幅分配置する方式と比較し、使用するカメラ台数を少なくすることが可能となる。
【００１２】
図１に示すように、検査対象としての検査ワーク１０は、ワーク搬送装置２０の巻き出しロール２２にロール状に巻かれており、巻き取りロール２１を回転させて、検査ワーク１０を第１の方向Ｘに搬送するとともに、検査対象（パターン１１、金属配線１２、フィルム１３（図２参照））を、撮像装置３０の下部に位置付ける。
なお、本実施形態において、検査ワークの搬送態様としては、所定のインターバルを含む間欠搬送としている。
また、検査ワーク１０の不安定な状態を除去するために、検査ワーク１０の幅方向の両端または全幅にわたってワーク吸引装置２３（図３参照）を設け、検査時においてエアー吸引等によって検査ワーク１０を固着して、ワークの検査精度を劣化させる状態、例えば、波打ち、カール、しわ、その他の変形が生じても検査精度を向上させることもできる。
【００１３】
検査ワークとしては、例えば、ベースとなるフィルム１３の表面に所定のパターン１１が形成されたポリエチレンテレフタレート樹脂等の透明フィルムが挙げられ、パターン１１としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminium doped Zinc Oxide）、ＧＺＯ（Gallium doped Zinc Oxide）などの金属酸化物系膜、単層カーボンナノチューブやグラフェン等のカーボン系膜、銀インクや銀ナノワイヤーなどの銀系膜、PEDOTなどに代表される高分子系化合物膜、などの透明導電膜からなるダイヤモンド形状や格子形状等のパターンが挙げられる。
金属配線１２としては、銅膜やMoAl合金膜をエッチングして形成した微細配線などが挙げられ、パターン１１と接続して外部電源と通電する部分である。
【００１４】
ワーク搬送装置２０は、検査ワーク１０を第１の方向Ｘに搬送する検査ワークの巻き取りロール２１、巻き出しロール２２及びモータ等の駆動部を含む装置である。
また、検査ワーク１０が長巻き状態ではない、例えば所定の長さの矩形状に切断されたシートフィルムの場合は、シートフィルムを搭載して搬送するコンベア等が挙げられ、シートフィルムを載置するベルト状基台、ベルト状基台の両端部に備えられベルト状基台を第１の方向Ｘに搬送させる回転ローラー、および当該ローラーを回転させるモータ等を含むものが挙げられる。
なお、ワーク搬送装置としては上記の形態に限られず、種々の公知の搬送機構を採用することもできる。
【００１５】
パターン１１の光学情報を取得する撮像装置３０としては、例えばラインカメラが挙げられる。撮像装置３０は、検査ワーク１０に検査光を照射する照明部６０をさらに備え、制御部５０によって、照明部６０と撮像装置３０とを同期させて、ワーク搬送方向である第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙに、照明部６０及び撮像装置３０を移動させるようになっている。
すなわち、図３に示すように、撮像装置３０のカメラ３１を、ワーク搬送装置２０の上部に固定されたフレーム３２上を、モータ等の移動装置４０により、第１の方向Ｘ（ワーク搬送方向）と直交する第２の方向Ｙ（スキャン方向）に移動させるようになっている。
【００１６】
また、図４に示すように、本実施形態では、撮像装置３０には異なる種類の撮像部を組み合わせることができる。
すなわち、前記撮像装置３０は、第１撮像部３４及び第２撮像部３５を備え、前記第１撮像部３４は、前記検査ワーク１０の下部に配置した第１照明部６０ａと、前記検査ワークの上部に配置した第１カメラ３１ａと、を有し、前記第２撮像部３５は、前記検査ワーク１０の上部斜めに配置した第２照明部６０ｂと、前記第２照明部６ｂからの光軸ｊ１に対し正反射角方向にそのレンズの光軸ｊ２を配置した第２カメラ３１ｂと、を有するようにすることもできる。
第１撮像部３４においては、第１照明部６０ａからの光線の同軸透過光学系でカメラを設置している。
第１照明部６０ａからの光線は検査ワーク１０を同軸で透過し第１撮像部３４に入射する。
第２撮像部３５においては、第２照明部６ｂからの光線の入射光の光軸ｊ１と反射角が同一の反射光学系（光軸ｊ２）で配置した第２カメラ３１ｂを有している。
【００１７】
また、さらに第３撮像部３６を備え、前記第３撮像部３６は、前記検査ワーク１０の下部に配置した第３照明部６０ｃと、前記検査ワーク１０の上部に配置した第３カメラ３１ｃと、を有し、前記第３照明部６０ｃから照射される照射光の光軸ｊ３と、前記上部に配置した第３カメラ３１ｃのレンズの光軸ｊ４と、をずらした状態（オフセット）で配置することもできる。
これにより、検査ワーク１０の欠陥で散乱する散乱光を欠陥として受光することができ、ワークに発生する欠陥、例えば、傷、しわ、凹凸などが鮮明に判別できる。
また、第４撮像部３７のようにＸ方向縦列に２台以上の複数台設置することもでき、これにより、カメラ１台設置（第１撮像部３４、第２撮像部３５、第３撮像部３６の場合）の撮像部視野幅と、カメラ２台以上で同一検査視野長（本明細書において、撮像部視野幅と検査視野長で囲まれる面積を検査カラムという場合がある）に高倍率レンズで設定されれば、検査分解能は、カメラ台数分の１となり、カメラ２台の場合では、例えばカメラ１台で２０μｍの分解能であれば１０μｍの分解能を持つことができる。
【００１８】
なお、撮像装置３０は、さらに第５撮像部３８を備え、第５撮像部３８は、検査ワーク１０の上部斜めに配置した第５照明部６０ｅと、第５照明部６０ｅからの光軸ｊ５に対し正反射角方向にそのレンズの光軸ｊ６を配置した第５カメラ３１ｆと、第５照明部６０ｅと検査ワーク１０との間に配置したパターン発生器６１と、を有することもできる。
これにより、このパターン発生器６１から照射されたパターンを用いて検査ワーク１０の欠陥をさらに精密に検査することができる。
すなわち、検査ワーク１０上にパターン発生器６１から発生させた直線パターンを照射し、検査ワーク１０上に形成された凹凸状の欠陥による直線パターンの変形を読み取り、その変形量から凹凸状の欠陥を検出するとともに演算して凹凸状の欠陥の大きさを判断することができる。
なお、直線パターンとは、図４に示したようにパターン発生器６１から検査ワーク１０に投影される均一の規則的に繰り返される直線状の投影パターンをいう。
【００１９】
パターン発生器６１を用いた欠陥検査の例を図４の下部に示す。ｋ１はパターン発生器６１から検査ワーク上に照射された直線状のパターンを示し、ｋ２は凹状の欠陥ある検査ワーク上に直線状のパターンを照射し第５撮像部３８によって取得した直線状パターンの変形例を示し、ｋ３は凸状の欠陥ある検査ワーク上に直線状のパターンを照射し第５撮像部３８によって取得した直線状のパターンの変形例を示す。
【００２０】
なお、撮像装置３０における照明部６０、パターン発生器６１と、撮像部３４、３５、３６、３７、３８、３９は、検査ワーク１０に対して上下方向を固定的に配置する必要はなく上記の光学条件（配置）を満たすよう構成されていればよい。
さらに、検査ワーク１０が上下方向に搬送される場合には、搬送方向の片面または両面に配置することもできる。
【００２１】
本実施形態の撮像装置においては、上記の第１〜第５撮像部を組み合わせて適用することができ、例えば、カメラとして、複数台の１次元ラインカメラを用いることにより１スキャンで同時に実行することができる。
【００２２】
なお、パターン１１の光学情報は、例えば照明部からの検査光が、パターンにより反射された反射光によって得られた画像情報や、パターンが形成された透明樹脂フィルムやガラスを透過した透過光の画像情報であり、１次元ＣＣＤカメラ等で受光素子で受光することによって得られる。
また、照明部６０としては、安定的な特定線源である高輝度ＬＥＤ照明を採用することや、ＩＴＯ膜などを識別しやすい波長の光源（例えば、高輝度の青色ＬＥＤなど）を選択することが好ましい。
【００２３】
なお、第１撮像部３４を第２の方向Ｙに移動させる場合、検査ワーク１０の下部に設けた照明部６０ａからの透過光を常に第１カメラ３１ａに入射させるためには、照明部６０ａを、検査ワーク１０下部に設けたリニアガイド３２上に設置し、かつ撮像装置３０の第２の方向Ｙへの移動と同期させて移動装置４０により移動させる必要がある。
これらの同期制御は、後述する制御部の中の照明軸制御部が、照明軸の位置情報を有する照明軸エンコーダからの情報に基づきスキャナ下部照明同期制御をすることによって移動装置４０を制御する。
【００２４】
制御部５０は、上記のワーク移動装置２０、撮像装置３０、移動装置４０の各種動作を制御するとともに、撮像装置３０が取得した光学情報に基づいて、検査ワーク１０のベースであるフィルムやガラス等のワークの欠陥やパターンの欠陥等を検査する。ワークの欠陥としては、凹凸、折れ、傷、内部異物、金属残、汚れ、指紋、表面異物などが挙げられる。
【００２５】
また、制御部５０は、検査ワーク１０上に形成されたパターン１１の光学情報と、検査ワーク１０上に形成させるパターンのＣＡＤデータと、を比較して、検査ワーク１０上に形成されたパターン１１の欠陥情報を取得する。
すなわち、制御部５０は、撮像装置３０によって取得したパターンの光学情報と、予めハードディスク等のメモリに保持された検査マスタ（欠陥を有しない正常な検査ワークのＣＡＤデータ（ガーバーデータ等）とを比較するパターンマッチングを行い、ワーク１３上に形成されたパターン１１の欠陥の有無を判定する。
欠陥の例としては、例えば、パターンの形状に関する欠陥、金属配線に関する欠陥などが挙げられる。
【００２６】
また、図４，図５に示すように、撮像装置３０は、さらに第６撮像部３９を備え、第６撮像部３９は、検査ワーク１０の上部斜めに配置した第６照明部６２と、第６照明部６２からの光軸ｊ７に対し正反射角方向にそのレンズの光軸ｊ８を配置した第６カメラ３１ｇと、を有し、検査ワーク１０上に予め付与されたアライメントマーク１４を第６撮像部３９によって読み取り、読み取ったアライメントマーク１４の位置情報に基づき、ＣＡＤデータを補正した後、パターンを検査することもできる。
【００２７】
検査ワーク１１上に予め付与されたアライメントマーク１４は金属膜やＩＴＯ膜で形成させることができ、この場合は、ＩＴＯ透明膜で形成された場合は、明瞭なコントラストでアライメントマーク１４を読み取るため専用の第６撮像部３９と高輝度青色ＬＥＤ６２等を設けることによって、より精度よく読み取ることができる。
【００２８】
制御部５０は、検査ワーク１０上に予め付与されたアライメントマーク１４の位置情報をコントラストよく読み取り、前述した第１撮像部３４から第６撮像部３９から送信される光学情報をを組み合わせて解析することで、予めハードディスク等のメモリに保持された検査マスタのＣＡＤデータとを比較して、その結果に基づきＣＡＤデータを補正した後、検査ワーク１０を精度よく検査することができる。
【００２９】
なお、検査ワーク上に予めアライメントマークを付与する意味は、ＩＴＯ膜等のパターンは必ずしも送り方向（例えば上記第１の方向Ｘ）と平行に形成されていない場合（例えばパターンの中心線１６が第１の方向Ｘと一致しない場合）もあり、パターン自体も生産時にベースフイルム自体の伸縮により変形する場合もある。
このような検査ワークに対して欠陥検査を行う場合、撮像装置３０で得られた光学情報を検査マスタと一律に比較すると誤った判定をする場合がある。よって、検査対象となるフィルム１３上に予め付与されたアライメントマーク１４を読み取ることにより、ＣＡＤデータの回転補正（光学情報の中心線とＣＡＤデータの中心線を合致させる補正）、ベースフィルムの伸びによって生ずるアライメントマーク１４の間隔の補正、アライメントマーク１４をつなぐ線分のなす角（θ）を９０度になるように歪み補正（ＣＡＤデータの歪み補正）するなど、をソフトウエア上において行うことが望ましい。具体的には、図５に示すように、所定のアライメントマーク１４を検査ワーク１１上の複数箇所に予め付し、このアライメントマーク１４をマーク読取り装置によって読み取ってアライメントマーク１４の位置を検知することにより、ソフトウエア上で、ＣＡＤデータの補正を実行する。
その後、制御部５０において、パターンの光学情報を、補正した検査マスタのＣＡＤデータとの比較を実行することにより、検査における判定の正確さを担保することができる。
【００３０】
さらに、本実施形態のワーク検査システムにおいては、検査ワーク上に、パターンとは別途に評価膜部を形成し、当該評価膜部の膜厚を測定することにより、パターンの抵抗値を算出することもできる。すなわち、制御部５０は、自動検査機上で、ＩＴＯ膜の厚みを測定する機能を備えることもできる。
つまり、パターン形成部材とは別途の評価膜部をベースとなるワーク上に形成し、光学的膜厚測定法を用いて当該評価膜部の膜厚を測定することにより、パターンの抵抗値等を算出することもできる。検査ワークの非検査部に予め膜厚検査用の評価膜部を形成することにより、パターンの自動検査の高速化を図ることができる。
このような光学的膜厚測定法としては、光干渉色差を微妙な色変化を検出する色空間評価法を用いることができる。
なお、色空間評価法とは、多彩な色情報から材料の状態、膜厚、光学特性変化を確定し結論づける、光干渉で発生する微細な色変化を取り込む「色空間評価法」を用い、従来以上に測定色のダイナミックレンジを広げ、カメラも広ダイナミックレンジ の精度を持った高精度カラー１次元ラインセンサカメラを採用するなどして実施する。
更に、安定的な特定線源であるＲＧＢ高輝度ＬＥＤ照明を採用するなどを実施する。
【００３１】
このような評価膜部の膜厚の計算法は以下のようにして行う。一般に、薄膜で反射する光は、図６に示すように、表面反射光と裏面反射光（各層反射光）との光路差から２光波が干渉を起こし「色」が発生し、この光学現象を正確に分析し膜厚とする。
図において、表面反射光と裏面反射光の光路長差δは、
δ＝２ndcosθt・・・（Ａ）
ただし、n：膜の屈折率、d：膜厚、θt：透過角度、
で表される。
表面反射光と裏面反射光で干渉を起こし強度が、最小及び最大になるのは、
δmin＝mλ、δmax＝（m＋１／２）λ・・・（Ｂ）
である。
ここでm は整数、λは波長を表す。
【００３２】
このように、光路長差により特定の波長が強調されることになり、その波長で感じられる色が認識される。これは、水面上の油膜、シャボン玉等で見られる虹色の現象と同等のものである。
本発明における評価膜部の膜厚測定では、Ｒ、Ｇ、Ｂを代表する３波長の光を高輝度ＬＥＤで照射し、膜厚測定用のカメラも、Ｒ、Ｇ、Ｂの波長の光を捉える素子を備えたカラー１次元ラインセンサ、あるいは２次元ＣＣＤカメラを使用し、スキャナとして面全体を視野幅で連続的、光学的同一条件、高分解能で色画像として撮像して、画像解析により膜厚を計測する。
【００３３】
次に、図７に制御部５０の構成を示しその機能を説明する。制御部５０は、複数台のＣＰＵを備えたコンピュータであり、上記のように各種制御を実行する。すなわち、制御部５０は、上記したワーク搬送装置２０の制御を行う搬送制御部５１、撮像装置３０の制御を行う撮像制御部５２、移動装置４０の制御を行う移動制御部５３、取得したパターンの光学情報を検査マスターのＣＡＤデータと比較する比較部５４、比較部５４によって比較されたパターンの光学情報が欠陥であるかどうかを判定する判定部５５、搬送制御部５１と同期制御を行って、判定部５５によって欠陥と判定されたパターン箇所に欠陥マークを付与する欠陥捺印制御部５６、を備えている。
また、制御部５０は、記憶部（ハードディスクやメモリ）や、表示部（ディスプレイ）を備えたホストＣＰＵと接続されており、上述した検査マスタや各種制御プログラムが
格納されている。
【００３４】
図８は制御部の撮像装置における制御を説明するブロック図である。
図８に示すように、制御部５０は撮像装置３０における下記制御などを実行する。
（ａ）照明部のエンコーダ入力を行い、カメラと照明部の移動を同期制御する。
（ｂ）照明部の調光を行う照明部の調光を制御する。
（ｃ）複数カメラの光学情報の入力、出力を制御する。
【００３５】
図９は制御部のフローを説明するフローチャートである。
図９を用いて、本実施形態における制御部のフローを説明する。
まず、撮像装置３０によって検査ワークの検査対象領域が所定の位置を通過したかを判定し（ステップＳ１０１）、当該検査対象が所定の位置を通過した時点で画像取得を開始する（ステップＳ１０２）。
具体的には、撮像装置３０により検査対象領域としてのパターンが検出視野内（本明細書において検査カラムという場合がある）に入ったか否かを検出し、入ったと判断した時点で画像取得（光学情報）を開始する。
なお、検査ワーク１０にアライメントマーク１４が付されている場合は、撮像装置３０（図４参照）によるアライメントマーク１４の検出を検査開始のトリガーとすることもできる。
【００３６】
そして、撮像装置３０によって読み取ったアライメントマークＡ（図５参照）に対応する座標（位置情報）／種類（モデル）を検査マスタのＣＡＤデータをハードディスクから読み出す（ステップＳ１０３）。
【００３７】
続いて、制御部５０の比較部５４において、検出されたアライメントマークＡ（光学情報）と、対応する検査マスタにおけるＣＡＤデータとのパターンマッチングを行う（ステップＳ１０４）。比較部５４において上記パターンマッチングが成功すると、当該パターンマッチングの結果が検査マスタへ反映される。具体的には、例えば、アライメントマークＡと検査マスタのＣＡＤデータとが一致した場合には、検査マスタのＣＡＤデータをオフセットして検査マスタに反映させる（ステップＳ１０５）。
一方、マッチングが失敗した場合にはこの時点で検査作業を終了する。
【００３８】
続いて、ステップＳ１０６において、検査マスタのＣＡＤデータからアライメントマークＢを読み出すとともに、比較部５４において、撮像装置３０によって読み取ったアライメントマークＢ（図５参照）とのパターンマッチングを行う（ステップＳ１０７）。
【００３９】
ステップＳ１０７においてパターンマッチングが成功すると、当該パターンマッチングの結果を検査マスタに反映させる。具体的には、アライメントマークＢと検査マスタのＣＡＤデータとのズレ（例えばパターンが歪んでいる等）が算出されたときは、制御部５０は、求まった回転角θ（図５参照）分を検査マスタを回転させる（ステップＳ１０８）。
一方、マッチングが失敗した場合には検査を終了する。
【００４０】
ステップＳ１０８において、回転角θに関する情報を検査マスタに反映させた後は、撮像装置３０によって取得された光学情報の中から画像計算領域の算出、検査部画像を抽出する（ステップＳ１０９）。そして、ステップＳ１１０において、その結果をＣＡＤデータに描画する。
【００４１】
続いて、ステップＳ１０９で抽出した検査部画像を二値化する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１２において、比較部５４は、二値化した検査部画像と、ＣＡＤデータとを比較し、これらのデータの差分を求める。
【００４２】
判定部５５は、比較部５４により算出された差分に関する情報に基づき、検査ワークの欠陥の有無を判定する。具体的には、判定部５５は、検査ワークのうち上記した差分が含まれる領域を欠陥領域として抽出し判定する（ステップＳ１１３）。
なお、欠陥の例としては、例えば、パターンの形状に関する欠陥（凹凸、折れ、傷、欠けなどのパターンに関する不良）、金属配線に関する欠陥（配線の切断,ショートなど）、フィルム、ガラス基材に関する欠陥（凹凸、折れ、傷、内部異物、金属残、汚れ、指紋、正面異物）などがあげられる。
【００４３】
なお、制御部５０は、例えば、判定部５５の結果を表示部に表示したり、欠陥捺印制御部５６を制御して、欠陥箇所にインクジェット等でマーキングをする捺印装置を駆動させることもできる。また、音声や映像等で警告表示を行うこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のワーク検査システムは、導電性透明電極パターンや微細な金属配線のパターンを、精度よくインラインで検査することができ、また、導電性透明電極パターンが形成された検査ワークに存在する複数種類の欠陥を一度のスキャンで簡易にしかも安価に検査することができ、大掛かりな装置構成を必要とせず、且つ検査ワーク上のパターンの欠陥をより確実に検出することができ、産業上の利用可能性が極めて高い。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 検査ワーク
１１ パターン
１２ 金属配線
１３ フィルム
１４ アライメントマーク
１６ パターンの中心線
２０ ワーク搬送装置
２１ 巻き取りロール
２２ 巻き戻しロール
３０ 撮像装置
３１、３１ａ〜ｇ カメラ
３２ フレーム
３３ リニアガイド
３４ 第１撮像部
３５ 第２撮像部
３６ 第３撮像部
３７ 第４撮像部
３８ 第５撮像部
３９ 第６撮像部
４０ 移動装置
５０ 制御部
５１ 搬送制御部
５２ 撮像制御部
５３ 移動制御部
５４ 比較部
５５ 判定部
５６ 欠陥捺印制御部
６０、６１ 照明部
６２ 青色ＬＥＤ
ｊ１〜ｊ８ 光軸
ｋ１〜ｋ３ パターンの例
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第１の方向Ｘと直交する第２の方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査ワークを第１の方向に搬送するワーク搬送装置と、
前記検査ワーク上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置と、
前記第１の方向と直交する第２の方向に前記撮像装置を移動させる移動装置と、を備え、
さらに、
前記ワーク搬送装置、前記撮像装置及び前記移動装置を制御するとともに、
前記光学情報に基づいて前記パターンを検査する制御部と、
を有することを特徴とするワーク検査システム。
【請求項２】
前記撮像装置は、第１撮像部及び第２撮像部を備え、
前記第１撮像部は、
前記検査ワークの下部に配置した第１照明部と、
前記検査ワークの上部に配置した第１カメラと、を有し、
前記第２撮像部は、
前記検査ワークの上部斜めに配置した第２照明部と、
前記第２照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第２カメラと、を有することを特徴とする請求項１に記載のワーク検査システム。
【請求項３】
前記撮像装置は、さらに第３撮像部を備え、
前記第３撮像部は、
前記検査ワークの下部に配置した第３照明部と、
前記検査ワークの上部に配置した第３カメラと、を有し、
前記第３照明部から照射される照射光の光軸と、
前記上部に配置した第３カメラのレンズの光軸と、をずらした状態で配置したことを特徴とする請求項２に記載のワーク検査システム。
【請求項４】
前記撮像装置は、さらに第５撮像部を備え、
前記第５撮像部は、
前記検査ワークの上部斜めに配置した第５照明部と、
前記第５照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第５カメラと、
前記第５照明部と検査ワークとの間に配置したパターン発生器と、
を有することを特徴とする請求項３に記載のワーク検査システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記検査ワーク上に形成されたパターンから得られた光学情報と、
前記検査ワーク上に形成させるパターンのＣＡＤデータと、を比較して、
当該検査ワーク上に形成されたパターンの欠陥情報を取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワーク検査システム。
【請求項６】
前記撮像装置は、さらに第６撮像部を備え、
前記第６撮像部は、
前記検査ワークの上部斜めに配置した第６照明部と、
前記第６照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第６カメラと、を有し、
前記検査ワーク上に予め付与されたアライメントマークを第６撮像部によって読み取り、
前記読み取ったアライメントマークの位置情報に基づき、
前記ＣＡＤデータを補正した後、前記パターンを検査することを特徴とする請求項５に記載のワーク検査システム。
【請求項７】
前記検査ワーク上に、前記パターンと同じ材質で評価膜部を形成し、
当該評価膜部の膜厚を測定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のワーク検査システム。
【請求項８】
前記ワーク検査システムは、さらにワーク吸引装置を備え、
前記ワーク吸引装置は、
ワーク検査時において、検査ワークを吸引して固着することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のワーク検査システム。
【請求項１】
検査ワークを第１の方向に搬送するワーク搬送装置と、
前記検査ワーク上に形成されたパターンの光学情報を取得する撮像装置と、
前記第１の方向と直交する第２の方向に前記撮像装置を移動させる移動装置と、を備え、
さらに、
前記ワーク搬送装置、前記撮像装置及び前記移動装置を制御するとともに、
前記光学情報に基づいて前記パターンを検査する制御部と、
を有することを特徴とするワーク検査システム。
【請求項２】
前記撮像装置は、第１撮像部及び第２撮像部を備え、
前記第１撮像部は、
前記検査ワークの下部に配置した第１照明部と、
前記検査ワークの上部に配置した第１カメラと、を有し、
前記第２撮像部は、
前記検査ワークの上部斜めに配置した第２照明部と、
前記第２照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第２カメラと、を有することを特徴とする請求項１に記載のワーク検査システム。
【請求項３】
前記撮像装置は、さらに第３撮像部を備え、
前記第３撮像部は、
前記検査ワークの下部に配置した第３照明部と、
前記検査ワークの上部に配置した第３カメラと、を有し、
前記第３照明部から照射される照射光の光軸と、
前記上部に配置した第３カメラのレンズの光軸と、をずらした状態で配置したことを特徴とする請求項２に記載のワーク検査システム。
【請求項４】
前記撮像装置は、さらに第５撮像部を備え、
前記第５撮像部は、
前記検査ワークの上部斜めに配置した第５照明部と、
前記第５照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第５カメラと、
前記第５照明部と検査ワークとの間に配置したパターン発生器と、
を有することを特徴とする請求項３に記載のワーク検査システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記検査ワーク上に形成されたパターンから得られた光学情報と、
前記検査ワーク上に形成させるパターンのＣＡＤデータと、を比較して、
当該検査ワーク上に形成されたパターンの欠陥情報を取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のワーク検査システム。
【請求項６】
前記撮像装置は、さらに第６撮像部を備え、
前記第６撮像部は、
前記検査ワークの上部斜めに配置した第６照明部と、
前記第６照明部からの光軸に対し正反射角方向にそのレンズの光軸を配置した第６カメラと、を有し、
前記検査ワーク上に予め付与されたアライメントマークを第６撮像部によって読み取り、
前記読み取ったアライメントマークの位置情報に基づき、
前記ＣＡＤデータを補正した後、前記パターンを検査することを特徴とする請求項５に記載のワーク検査システム。
【請求項７】
前記検査ワーク上に、前記パターンと同じ材質で評価膜部を形成し、
当該評価膜部の膜厚を測定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のワーク検査システム。
【請求項８】
前記ワーク検査システムは、さらにワーク吸引装置を備え、
前記ワーク吸引装置は、
ワーク検査時において、検査ワークを吸引して固着することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のワーク検査システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９２４６９（Ｐ２０１３−９２４６９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５２８８（Ｐ２０１１−２３５２８８）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００２２９８１８）日本フイルコン株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（０００２２９８１８）日本フイルコン株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
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