高度檢測裝置、涂布裝置及高度檢測方法

高度檢測裝置、涂布裝置及高度檢測方法
【專利摘要】高度檢測部在使凹凸部和物鏡沿上下方向發生相對移動的同時對圖像進行拍攝，基于針對構成所拍攝的圖像的多個像素的每一個求出的焦點位置，來對凹凸部的高度進行檢測。高度檢測部執行第一階段的處理和第二階段的處理，其中：在所述第一階段的處理中，在攝像裝置的拍攝周期內，針對構成拍攝的圖像的多個像素的每一個，將拍攝的圖像的亮度最大的定位裝置的位置設為焦點的候選位置；在所述第二階段的處理中，在攝像裝置對全部的圖像進行拍攝后，針對構成在通過第一階段的處理求出的焦點的候選位置的前后拍攝到的圖像的多個像素的每一個，以在前后拍攝到的圖像的多個亮度為基礎求出對比度，基于該對比度求出焦點位置，并基于該焦點位置來對凹凸部的高度進行檢測。
【專利說明】
高度檢測裝置、涂布裝置及高度檢測方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種高度檢測裝置、涂布裝置及高度檢測方法，特別地涉及對形成于 物體表面的凹凸部的高度進行檢測的技術。
【背景技術】
[0002] 在使用前端直徑為數十Ml的涂布針、點直徑為數Ml~數十Ml的激光的圖案加工技 術中，通過與微米等級的精密定位技術組合，即便是精細的圖案，也能準確地對規定的位置 進行加工，因此，以往用來進行平板顯示器的修正作業及太陽能電池的劃線作業等(例如參 照專利文獻1~3)。特別是使用涂布針的加工技術，其即使是分配器不擅長的高粘度的糊料 也能進行涂布，因此，最近也用于形成與平板顯示器相比較厚的10M1以上的膜。例如，能用 于形成MEMS及傳感器等半導體設備的電子回路圖案及印刷基板配線。此外，利用將來也有 前景的制造技術、即印刷電子技術（日文 ：フ°リレテッK工卜口二夕只技術（Printed Electronics Technology))制造出的圖案也被歸類為厚膜，因而，上述圖案加工技術是能 期待擴大今后的用途的加工技術。
[0003] 圖19(a)~圖19(c)是表示在液晶濾色器基板的制造工序中產生的缺陷的圖。在圖 19(a)~圖19(c)中，液晶濾色器基板包括:透明基板;稱為黑底（日文 :，^^;/夕7卜1；夕只）51 的格子狀圖案，該格子狀圖案形成在上述透明基板的表面；以及多組的R(紅色)像素（日文： 畫素）52、G(綠色)像素53及B(藍色)像素54。在液晶濾色器基板的制造工序中，會產生如圖 19(a)所示這樣的像素及黑底51的顏色脫落的白缺陷55、如圖19(b)所示這樣的顏色與相鄰 的像素混色或是像素溢出至黑底51的黑缺陷56、如圖19(c)所示這樣的異物附著于像素的 異物缺陷57等。
[0004] 作為對白缺陷55進行修正的方法，具有如下方法:利用墨水涂布機構，使與存在白 缺陷55的像素相同顏色的墨水附著在涂布針的前端部，并將附著于涂布針的前端部的墨水 涂布到白缺陷55上來進行修正。此外，作為對黑缺陷56及異物缺陷57進行修正的方法，具有 如下方法:在將缺陷部分激光切割來形成矩形的白缺陷55后，利用墨水涂布機構，將附著于 涂布針的前端部的墨水涂布在上述白缺陷55來進行修正(例如參照專利文獻1)。
[0005] 此外，還具有如下方法:對修正處理前后的包含缺陷的區域的圖像進行拍攝，比較 修正處理前后的明亮度，并基于比較結果來檢測出修正處理的異常(例如參照專利文獻2)。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1:日本專利特開2009 -122259號公報 [0009] 專利文獻2:日本專利特開2009 - 237086號公報 [0010]專利文獻3:日本專利特開2012-6077號公報

【發明內容】

[0011 ]發明所要解決的技術問題
[0012]液晶顯示器是使形成電子回路的TFT基板與表現像素的顏色的液晶濾色器基板貼 合，并將液晶封裝在兩炔基板之間的構件。因而，若在兩炔基板內的至少一方的基板的表面 上存在比規定的高度高的突起，則無法將液晶正常地封裝在兩炔基板之間。因而，需要在使 兩炔基板貼合之前，通過對基板表面有無突起進行檢查來判斷能否貼合。例如，在涂布高粘 度的墨水來對白缺陷55進行修正的情況下，由所涂布的墨水構成的墨水涂布部會成為液晶 濾色器基板表面的突起。因而，需要在對白缺陷55進行修正之后，對墨水涂布部的高度進行 測定。但是，在上述專利文獻2記載的方法中，即便能夠檢測出墨水涂布部的色調及濃度、或 是尺寸及形狀等平面上的不良情況，也無法定量地檢測出墨水涂布部的高度。
[0013 ]另一方面，為了定量地檢測出墨水涂布部的高度，具有如下方法:對高度方向的許 多個圖像進行拍攝，關于構成圖像的多個像素的每一個，基于它們的亮度來檢測出高度。在 這種方法中，關于構成圖像的多個像素的每個，基于高度方向的許多個亮度進行許多運算 處理來計算出高度，但由于隨著像素數增大，運算處理的負荷也進一步增大，因此，在執行 缺陷修正裝置的控制的計算機中，要求很高的處理能力。此外，在對運算結果進行存儲的存 儲器中，也需要大容量的存儲器。其結果是，存在缺陷修正裝置變得昂貴這樣的問題。
[0014] 本發明為解決上述技術問題而作，其目的是以廉價的裝置結構定量地檢測出形成 于物體表面的凹凸部的高度、特別是由涂布在基板表面上的液狀材料構成的涂布部的高度
[0015] 解決技術問題所采用的技術方案
[0016] 本發明的高度檢測裝置對形成在對象物的表面上的凹凸部的高度進行檢測。高度 檢測裝置包括:頭部，該頭部具有照明裝置、物鏡、觀察光學系統及攝像裝置，其中，所述照 明裝置輸出白光，所述物鏡將從照明裝置射出的白光分成兩個光束，將一方的光束照射到 對象物表面并且將另一方的光束照射到參照面，使從所述對象物表面和所述參照面反射的 反射光發生干涉，來獲得干涉光，所述觀察光學系統對干涉光進行觀察，所述攝像裝置經由 觀察光學系統對干涉光進行拍攝;定位裝置，該定位裝置使頭部或物鏡與對象物發生相對 移動；以及高度檢測部，該高度檢測部對定位裝置及攝像裝置進行控制，一邊使凹凸部與頭 部或物鏡沿上下方向相對移動，一邊對圖像進行拍攝，針對構成所拍攝的圖像的多個像素 的每一個求出焦點位置，并基于所求出的焦點位置對凹凸部的高度進行檢測。高度檢測部 執行第一階段的處理和第二階段的處理，其中：在所述第一階段的處理中，在攝像裝置的拍 攝周期內，針對構成所拍攝的圖像的多個像素的每一個，將所拍攝的圖像的亮度最大的定 位裝置的位置設為焦點的候選位置;在所述第二階段的處理中，在攝像裝置對全部的圖像 進行拍攝后，針對構成圖像的多個像素的每一個，以在通過第一階段的處理求得的焦點的 候選位置的前后拍攝到的圖像的多個亮度為基礎求出對比值，基于所述對比度來求出焦點 位置，并基于所述焦點位置來對凹凸部的高度進行檢測。
[0017] 本發明的涂布裝置將液狀材料涂布在基板的表面。涂布裝置包括:頭部，該頭部具 有照明裝置、物鏡、觀察光學系統及攝像裝置，其中，所述照明裝置輸出白光，所述物鏡將從 照明裝置射出的白光分成兩個光束，將一方的光束照射到對象物表面并且將另一方的光束 照射到參照面，使從所述對象物表面和參照面反射的反射光發生干涉，來獲得干涉光，所述 觀察光學系統對干涉光進行觀察，所述攝像裝置經由觀察光學系統對干涉光進行拍攝;定 位裝置，該定位裝置使頭部或物鏡與基板相對移動；以及高度檢測部，該高度檢測部對定位 裝置及攝像裝置進行控制，一邊使液狀材料的涂布部與頭部或物鏡沿上下方向相對移動， 一邊對圖像進行拍攝，針對構成所拍攝的圖像的多個像素的每一個求出焦點位置，并基于 所求出的焦點位置對涂布部的高度進行檢測。高度檢測部執行第一階段的處理和第二階段 的處理，其中：在所述第一階段的處理中，在攝像裝置的拍攝周期內，針對構成拍攝的圖像 的多個像素的每一個，將拍攝的圖像的亮度最大的定位裝置的位置設為焦點的候選位置； 在所述第二階段的處理中，在攝像裝置對全部的圖像進行拍攝后，針對構成圖像的多個像 素的每一個，以在通過第一階段的處理求得的焦點的候選位置的前后拍攝到的圖像的多個 亮度為基礎求出對比度，基于所述對比度來求出焦點位置，并基于所述焦點位置來對凹凸 部的尚度進彳丁檢測。
[0018] 本發明的高度檢測方法是對形成在對象物的表面上的凹凸部的高度進行檢測的 檢測方法。高度檢測方法包括:使具有照明裝置、物鏡、觀察光學系統及攝像裝置的頭部或 者是物鏡與對象物發生相對移動的步驟，其中，所述照明裝置輸出白光，所述物鏡將從照明 裝置射出的白光分成兩個光束，將一方的光束照射到對象物表面并且將另一方的光束照射 到參照面，使從對象物表面和參照面反射的反射光發生干涉，來獲得干涉光，所述觀察光學 系統對干涉光進行觀察，所述攝像裝置經由觀察光學系統對干涉光進行拍攝；以及一邊使 凹凸部與頭部或物鏡沿上下方向相對移動，一邊對圖像進行拍攝，針對構成所拍攝的圖像 的多個像素的每一個求出焦點位置，并基于所求出的焦點位置對凹凸部的高度進行檢測的 步驟。對凹凸部的高度進行檢測的步驟包括:進行第一階段的處理的步驟，在所述第一階段 的處理中，在攝像裝置的拍攝周期內，針對構成拍攝的圖像的多個像素的每一個，將拍攝的 圖像的亮度最大的定位裝置的位置設為焦點的候選位置；以及進行第二階段的處理的步 驟，在所述第二階段的處理中，在攝像裝置對全部的圖像進行拍攝后，針對構成圖像的多個 像素的每一個，以在通過第一階段的處理求得的焦點的候選位置的前后拍攝到的圖像的多 個亮度為基礎求出對比度，基于對比度來求出焦點位置，并基于所述焦點位置來對凹凸部 的高度進行檢測。
[0019] 發明效果
[0020] 根據本發明，能對形成在物體的表面上的凹凸部的高度、特別是由涂布在基板的 表面上的液狀材料構成的涂布部的高度進行檢測。另外，由于能以構成圖像的像素的亮度 為基礎來計算出涂布部的高度，因此，不需要用于對運算結果進行保存的大容量的存儲器， 能以廉價的裝置結構定量地進行檢測。
【附圖說明】
[0021] 圖1是表示作為本發明實施方式1的高度測定裝置的代表例的缺陷修正裝置的整 體結構的立體圖。
[0022] 圖2是表示觀察光學系統及墨水涂布機構的主要部分的立體圖。
[0023] 圖3是從圖2的A方向觀察主要部分的圖，其是表示墨水涂布動作的圖。
[0024] 圖4是表示圖1所示的液晶濾色器基板的表面的圖。
[0025] 圖5是表示圖1所示的控制用計算機的缺陷檢測動作的圖。
[0026] 圖6是表示本發明實施方式1的缺陷修正裝置的主要部分的圖。
[0027]圖7是表示使用圖6所示的米勞型干涉物鏡的像素的高度檢測方法的圖。
[0028]圖8是表示用于執行高度檢測工序的控制結構的框圖。
[0029] 圖9是表示通過圖2中示出的墨水涂布機構進行涂布的墨水涂布部的檢查條件的 圖。
[0030] 圖10是用于對實施方式1的問題進行說明的圖。
[0031] 圖11是用于對實施方式1的問題進行說明的另一圖。
[0032] 圖12是用于對本發明實施方式2的高度檢測方法的原理進行說明的圖。
[0033] 圖13是表示位于圖像上的一條線的峰值位置的圖。
[0034] 圖14是表示最靠近圖13所示的峰值位置的相位5的0點的圖。
[0035 ]圖15是表示圖12所示的峰值位置與圖13所示的0點間的偏移量的圖。
[0036]圖16是表不修正后的偏移量的圖。
[0037]圖17是表示修正后的0點的圖。
[0038]圖18是表示涂布針的檢查項目的圖。
[0039] 圖19是表示液晶濾色器的缺陷的圖。
【具體實施方式】
[0040] 以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行詳細說明。另外，對于圖中相同或相當 部分，標注相同符號，而不重復其說明。
[0041 ][實施方式1]
[0042][缺陷修正裝置的結構]
[0043]圖1是表示作為本發明實施方式1的高度測定裝置的代表例的缺陷修正裝置1的整 體結構的立體圖。缺陷修正裝置1構成將液狀材料涂布到基板表面的"涂布裝置"。
[0044]參照圖1，缺陷修正裝置1包括:修正頭部，該修正頭部由觀察光學系統2、CCD照相 機3、切割用激光裝置4、墨水涂布機構5及墨水固化用光源6構成;Z架臺8,該Z架臺8使上述 修正頭部相對于修正對象的液晶濾色器基板7沿垂直方向（Z軸方向）移動;X架臺9,該X架臺 9裝載Z架臺8并使Z架臺8沿X軸方向移動;Y架臺10，該Y架臺10裝載基板7并使基板7沿Y軸方 向移動;控制用計算機11，該控制用計算機11對裝置整體的動作進行控制;監視器12,該監 視器12顯示通過CCD照相機3拍攝出的圖像等；以及操作面板13,該操作面板13用于將來自 操作者的指令輸入至控制用計算機11。
[0045]觀察光學系統2包括照明用的光源，對基板7的表面狀態及由墨水涂布機構5進行 涂布后的修正墨水的狀態進行觀察。由觀察光學系統2觀察到的圖像通過CCD照相機3轉換 成電信號，顯示在監視器12上。切割用激光裝置4經由觀察光學系統2將激光照射到基板7上 的無用部，以將其去除。
[0046]墨水涂布機構5將修正墨水涂布到產生在基板7上的白缺陷處，以對其進行修正。 墨水固化用光源6例如包括C02激光器，將激光照射到通過墨水涂布機構5進行涂布后的修 正墨水處，以使其固化。
[0047] 另外，上述裝置結構是一例，例如，可以是將裝載有觀察光學系統2等的Z架臺8裝 載于X架臺，然后將X架臺裝載于Y架臺而使Z架臺8能在XY方向上移位的稱為龍門架式（曰 文：力-方式）的結構，只要是能使裝載有觀察光學系統2等的Z架臺8相對于修正對象 的基板7在XY方向上相對移動的結構，則可以是任意的結構。
[0048] 接著，對使用多個涂布針的墨水涂布機構的例子進行說明。圖2是表示觀察光學系 統2及墨水涂布機構5的主要部分的立體圖。參照圖2,上述缺陷修正裝置1包括:可動板15; 放大倍數不同的多個(例如五個)物鏡16;以及多個(例如五個)涂布單元17,多個上述涂布 單元17用于涂布不同顏色的墨水。
[0049] 可動板15設置成能在觀察光學系統2的觀察鏡筒2a的下端與基板7之間沿X軸方向 及Y軸方向移動。此外，在可動板15上例如形成有五個通孔15a。
[0050] 物鏡16在Y軸方向上隔著規定的間隔以分別與通孔15a對應的方式固定于可動板 15的下表面。五個涂布單元17分別與五個物鏡16相鄰配置。通過使可動板15移動，從而能將 所希望的涂布單元17配置在修正對象的白缺陷的上方。
[0051] 圖3(a)~圖3(c)是從圖2的A方向觀察主要部分的圖，其是表示墨水涂布動作的 圖。涂布單元17包括涂布針18和墨水容器19。首先，如圖3(a)所示，將所希望的涂布單元17 的涂布針18定位在修正對象的白缺陷的上方。這時，涂布針18的前端部浸漬在墨水容器19 內的修正墨水中。
[0052]接著，如圖3(b)所示，使涂布針18下降，以使涂布針18的前端部從墨水容器19底部 的孔突出。這時，在涂布針18的前端部附著有修正墨水。接著，如圖3 (c)所示，使涂布針18及 墨水容器19下降，來使涂布針18的前端部與白缺陷接觸，并將修正墨水涂布到白缺陷。然 后，回到圖3(a)的狀態。
[0053]關于使用多個涂布針的墨水涂布機構，由于除此之外還已知有各種技術，因此，省 略詳細說明。例如，在專利文獻1(日本專利特開2009-122259號公報)等中有示出。在缺陷修 正裝置1中，通過將例如圖2所示這樣的機構用作墨水涂布機構5,從而能使用多個墨水中的 所希望的顏色的墨水來修正缺陷，此外，能使用多個涂布針中的所希望的涂布直徑的涂布 針來修正缺陷。
[0054][缺陷修正工序]
[0055] 圖4是表示液晶濾色器基板7的表面的圖。參照圖4,液晶濾色器基板7包括形成于 玻璃基板表面的多個圖像部分（日文:絵素)PC。在縱橫形成的黑底部BM的交叉位置上，存在 有圖像部分PC的起點DS及圖像部分PC的終點DE。此外，將圖像部分PC的起點DS稱為濾色器 的位置。控制用計算機11確定上述濾色器的位置。此外，在上圖中，被方形圍起的從圖像部 分PC的起點DS到終點DE的范圍構成圖像部分PC。
[0056] 在二值圖像中，圖像部分PC中的值1的像素的集合是圖像部分的濾色器部(在圖4 中示出濾色器部CF)，值0(圖4的陰影部分)的像素的集合是圖像部分PC的黑底部(在圖4中 用黑底部BM表示）。此外，各圖像部分PC具有彼此不同的RGB(紅、藍、綠）中的任意的顏色，以 一定的周期反復形成。
[0057] 圖5(a)及圖5(b)是表示控制用計算機11在輸入圖像的水平方向上進行缺陷檢測 時的動作的圖。控制用計算機11基于濾色器的像素的明亮度來檢測出缺陷部位。更詳細來 說，在將周期性地、即以等間隔配置的圖像部分的間隔設為P時，控制用計算機11對于輸入 圖像中的位置(x，y)的亮度f(x，y)，如下式(1)所示這樣地進行比較檢查。
[0058] [數學式1] < C'^ >j) - /V，-^) /C-^'f iS> >s) ('^x)>>|)
[0059] 外如~"，和〇| ii} -如卜| AS
[0060]如上所述，控制用計算機11將亮度f(x，y)與一個周期前的亮度f (x_P，y)及一個周 期后的亮度f (x+P，y)進行比較。在此，s-P(x，y)是指f (x，y)與f (x_P，y)的比較結果，s+P(x， y)是指f(x，y)與f(x+P，y)的比較結果。
[0061] 在s-p(x，y)及s+P(x，y)的符號一致的情況下，控制用計算機11將SH(x，y)與限幅電 平Td進行比較。此外，在s- P(x，y)及s+P(x，y)的符號不一致的情況下，作為位置(x_P，y)或位 置(x+P，y)中的像素缺陷被控制用計算機11誤檢測出的可能性很高，由于檢查的可靠性低， 因此，將位置(x，y)排除在檢查對象之外。通過這種結構，能防止由輸入圖像的噪點引起的 缺陷檢測的錯誤。
[0062] 接著，控制用計算機11在sh(x，y)為Td以上的情況下，將位置(x，y)處的像素判斷 為缺陷，并將結果存儲于dH(x，y)。在d H(x，y)中，值1的像素表示為缺陷，值0的像素表示為正 常。
[0063] 接著，控制用計算機11計算出值為1的部分（即白缺陷）的重心位置，并將X架臺9及 Y架臺10控制成所計算出的重心位置的坐標與監視器12的畫面的中心一致。另外，控制用計 算機11對要涂布到白缺陷上的墨水的顏色進行判斷。此外，控制用計算機11對白缺陷內的 墨水涂布位置進行計算。這樣的缺陷檢測工序例如在日本專利特開2007-233299號公報中 有公開。
[0064] 然后，控制用計算機11選擇用于涂布判斷出的顏色的墨水的涂布單元17,并通過 將上述涂布單元17的涂布針18的前端與計算出的墨水涂布位置接觸，來將判斷出的顏色的 修正墨水涂布到白缺陷。通過照射墨水固化用光源6的光，使涂布到白缺陷的修正墨水固 化，來結束白缺陷的修正。
[0065][高度檢測工序]
[0066]在上述工序中，控制用計算機11對缺陷修正裝置1進行控制，對由涂布到白缺陷并 且固化后的修正墨水構成的墨水涂布部的高度進行檢測。
[0067] 在上述高度檢測方法中，物鏡16使用雙光束干涉物鏡。在雙光束干涉物鏡中，利用 在焦點位置處的干涉光強度最大這一點，使Z架臺8相對于基板7相對移動，并且對干涉光的 圖像進行拍攝，對于各個像素，求出干涉光強度最大的Z架臺位置，并將該位置設置為該像 素的高度。上述高度檢測方法適合檢測數Mi以下的微小的高度。
[0068] 雙光束干涉物鏡將從光源射出的白色光分成兩個光束，以將一個光束照射到對象 物的表面，并將另一個光束照射到參照面，從而能使來自對象物的表面的反射光與來自參 照面的反射光發生干涉。在本實施方式中，雖然使用米勞型干涉物鏡，但也可以使用邁克爾 遜型或林尼克型的干涉物鏡。
[0069] 此外，使用白色光源作為光源。在使用白色光源的情況下，與使用激光器等單一波 長的光源的情況不同，僅在雙光束干涉物鏡的焦點位置處，干涉光強度最大。因而，適合測 定高度。
[0070] 圖6是當物鏡16使用米勞型干涉物鏡30時的觀察光學系統2的光學元件的配置圖。 米勞型干涉物鏡30包括透鏡31、參照鏡32以及分束器33。
[0071]在將物鏡16切換為米勞型干涉物鏡30的同時，通過濾波器切換裝置35將濾波器36 插入落射光源34的射出部。當射出落射光源34的光經過濾波器36時，獲得中心波長Mnm)的 白光。
[0072] 作為落射光源34,例如，也可以使用白色LED(Light Emitting Diode:發光二極 管）。白色LED的發光光譜具有波長450nm和560nm兩個峰值，但較為理想的是，濾波器36由能 使長波長側的以560nm為中心的光選擇性地透過的低通濾波器構成。這是由于以560nm為中 心的光比以450nm為中心的光的波長帶域更寬，因此，能縮短可干涉距離。可干涉距離表示 能觀測到干涉條紋的高度方向的距離。由于可干涉距離短更能減少在后述第二階段說明的 對比度的近似計算及重心計算中使用的數據數量，因此，能使處理高速化。
[0073] 經過濾波器36的光通過半反射鏡37而朝透鏡31的方向反射。射入透鏡31的光通過 分束器33分為朝基板7的方向經過的光和朝參照鏡32的方向反射的光。在基板7的表面反射 的光和在參照鏡32的表面反射的光再次通過分束器33匯集，而在透鏡31處集中。然后，從透 鏡31射出的光在經過半反射鏡37后，經過成像透鏡38而射入(XD照相機3的攝像面3a。
[0074]通常，通過Z架臺8使米勞型干涉物鏡30朝光軸方向移動，而在基板7的表面反射光 與參照鏡32的表面反射光間產生光路長差。接著，通過Z架臺8,一邊使米勞型干涉物鏡30移 動，一邊利用CCD照相機3對由上述光路長差產生的干涉光進行拍攝。上述干涉光的強度、即 明亮度在從基板7反射的反射光和從參照鏡32反射的反射光的光路長相等時最大。此外，此 時，焦點在基板7的表面上重合。
[0075] Z架臺8構成用于使修正頭部或米勞型干涉物鏡30與作為修正對象的基板7相對移 動的"定位裝置"。另外，除了Z架臺8之外，也可以通過工作臺使基板7自身上下移動，或是通 過在米勞型干涉物鏡30與觀察光學系統2的連接部安裝壓電工作臺來使米勞型干涉物鏡30 的位置上下移動。
[0076]接著，對搜索步驟進行說明。使Z架臺8移動到搜索開始位置。在預先將當前位置設 為Zp、搜索范圍設為A后，例如，使Z架臺8移動到初始位置(Zp-A/2)。在此，將Z架臺8的負 方向設為靠近基板7的方向，將正方向設為遠離基板7的方向。搜索從初始位置(Zp-A/2)朝 正方向、即朝Z架臺8遠離基板7的方向進行。因而，從初始位置(Zp- A /2)朝正方向搜索A的 范圍。另外，搜索方向未必需要是遠離基板7的方向，也可以是靠近基板7的方向。
[0077]圖像的采樣是在Z架臺8開始移動并達到勻速狀態后開始進行的。控制用計算機11 以恒定周期進行采樣。較為理想的是，通過以CCD照相機3的垂直同步信號的周期進行采樣， 從而能更準確地采集圖像。
[0078] Z架臺8以預先確定的速度v (Mi/秒)移動。Z架臺8的移動速度v (Mi/秒)如下所述確 定。當將白光的中心波長設為Mwn)、將CCD照相機3的垂直同步信號的頻率設為F(Hz)時，移 動速度v(wii/秒)確定為Z架臺8在圖像的采樣周期1/F(秒）間僅移動V8(wn)。即，Z架臺8的 移動速度v為v = V8 X F(mi/秒）。上述移動速度v在白光的相位增量上相當于Ji/2，符合尼奎 斯特定理（日文：于<導只卜原理）。通過使相位每V2地變化，能容易地檢測出干涉光強度的 峰值點。
[0079] 當在使相位每JI/2地變化的同時對圖像進行采樣時，使用以圖像h為中心的前后 ± 2張、合計5張圖像f i-2、f h、f i、f i+1、f i+2，使用下式⑵來計算出對比度Mi。
[0080] [數學式2]
[0082] 在此，fj^y)表示圖像心的位置(x，y)處的像素的亮度。另外，i是以獲得的順序標 注在圖像上的編號（以下也稱為"取樣編號"），i取i = l、2、……、N(N為自然數)的值。
[0083] 圖7(a)是表示取樣編號i與亮度fd^y)間的關系的圖。圖7(b)是表示取樣編號i 與對比度姐間的關系的圖。圖7(c)是表示Z架臺8的位置與移動速度間的關系的圖。
[0084] 在圖7(a)~圖7(c)中，亮度fi(x，y)及對比度Mi均在圖像p的附近示出峰值。與上 述峰值點相對應的Z架臺8的位置為像素(x，y)的焦點位置。
[0085] 由上述式（2)表示的對比度1示出了圖7(a)所示的亮度匕的包絡線。因而，只要運 算出對比度I，就能求得峰值點。但是，在此，為了高速地進行運算，不進行求平方根的運算 及除法運算。例如，在實際的計算中，使用下式(3)，運算出使對比度1簡化后的對比度I#。 由于上述對比度Mi#與對比度Mi的平方值成比例，因此，即便使用對比度Mi#取代對比度Mi， 包絡線的峰值點及像素的焦點位置也不會偏移。
[0086] [數學式3]
[0087] Mi#=(fi-i(x，y)-fi+i(x，y))2-(fi-2(x，y)-fi(x，y))(fi(x，y)-fi+2(x，y)) (3) [0088]高度檢測工序由兩個階段的處理構成。在第一階段的處理中，關于圖像h的各像 素(x，y)，求出亮度6(^7)最大的Z架臺8的位置。從圖7(a)及圖7(b)可知，這是利用了亮度 與對比度1在圖像p附近均表示峰值這一點。即，通過求出亮度匕(1，7)為峰值的圖 像P，從而能預估對比度Mi的峰值點。藉此，由于能縮窄第二階段的處理范圍，因此，能使處 理高速化。這樣，在第一階段的處理中，關于構成所拍攝的圖像的多個像素的每一個，求出 焦點的候選位置。
[0089]接著，在第二階段的處理中，選擇以亮度hUd)最大的圖像p為中心的前后±11張 U為自然數）的合計(2n+l)張圖像，利用上述式(3)運算出對比度。接著，求出所運算出 的對比度最大的Z架臺8的位置，并將該Z架臺8的位置確定為像素(x，y)的最終的焦點。 即，第二階段的處理是以在第一階段的處理中求得的焦點的候選位置為基礎，使用對比度 Mi#來求出準確的焦點位置。
[0090]圖8是表示用于執行高度檢測工序的控制結構的框圖。參照圖8,高度檢測工序的 控制結構由CCD照相機3、獲取裝置40以及處理裝置42構成。另外，獲取裝置40及處理裝置42 設置在控制用計算機11的內部。
[0091]獲取裝置40以恒定周期(優選是CCD照相機3的垂直同步信號的周期)進行圖像的 采樣。具體來說，獲取裝置40捕獲CCD照相機3的垂直同步信號，開始圖像的采樣。接著，當圖 像的采樣完成后，將采樣到的圖像立即傳送到處理裝置42。此時，獲取裝置40直接將圖像傳 送至處理裝置42的存儲部44。上述圖像傳送例如采用DMA(Direct Memory Access:直接存 儲器存取)傳送。當將CCD照相機3的垂直同步信號的頻率設為F(Hz)時，以圖像的采樣周期 1/F(秒)反復執行利用獲取裝置40進行的圖像的采樣及傳送。
[0092]處理裝置42包括存儲部44和中央處理部46。圖像fi從獲取裝置40以圖像的采樣周 期1/F(秒)傳送至存儲部44。存儲部44依次存儲所傳送的圖像匕。中央處理器46在圖像傳送 到存儲部44之后，開始第一階段的處理、即求得亮度hUd)的最大值的處理。此外，中央處 理部46在下一次的圖像被傳送的時刻之前完成求得上述亮度hUd)的最大值的處理。即， 第一階段的處理在圖像的采樣周期1/F(秒)之間執行。
[0093](第一階段的處理）
[0094]以下，對作為第一階段的處理、即求得亮度hUd)的最大值的處理的步驟進行詳 細說明。
[0095]在圖8中，在存儲部44中，準備三個存儲區域，這三個存儲區域是以成為與(XD照相 機3的解析度相同的解析度的方式將存儲元件二維排列而成的。在上述三個存儲區域中的 第一存儲區域內，儲存有圖像h的位置(x，y)處的亮度6(1，7)的最大值。即，在二維排列的 各個存儲元件中，儲存有相對應的像素(x，y)的亮度的最大值。在以下的說明中，將亮度心 (x，y)的最大值表述為"Max(x，y)"。
[0096] 在第二存儲區域中，儲存有對亮度fi(x，y)最大的圖像fi進行拍攝時的Z架臺8的位 置。即，在二維排列的各個存儲元件中，儲存有相對應的像素(x，y)的亮度最大時的Z架臺8 的位置。在以下的說明中，將亮度匕(1，7)最大時的Z架臺8的位置表述為"Pz( X，y)"。
[0097] 在第三存儲區域中，儲存有對亮度fi (x，y)最大的圖像fi進行拍攝時的取樣編號i。 即，在二維排列的各個存儲元件中，儲存有相對應的像素(x，y)的亮度最大的圖像fi的取樣 編號i。在以下的說明中，將亮度匕(1，7)最大的圖像fi的取樣編號i表述為"I(x，y)"。
[0098]另外，儲存在存儲部44中的1&?(^7)、？2(^7)、1(1， 7)這三個值在開始搜索前的 初始狀態下設為"0"。在開始搜索后，從獲取裝置40對存儲部44以取樣周期1/F(秒)依次傳 送圖像。在完成圖像^的傳送后，中央處理部46按照每個像素，對亮度匕(^ 7)與Max(x，y)進 行比較，并基于比較結果，對1&1(1，7)、？2(1，7)、1(1，7)的值進行更新。具體來說，中央處理 部46將圖像fi的位置(x，y)處的亮度fi(x，y)與該像素(x，y)的亮度的最大值Max(x，y)進行 比較。當滿足fi(x，y) < Max(x，y)的關系時，中央處理部46維持Max(x，y)的值。此時，中央處 理部46對Pz (x，y)及I(x，y)的值也進行維持。
[00"]與此相對的是，當滿足;^(乂，7)>]\&?(1，7)的關系時，中央處理部46將1&?(1，7)的 值替換為亮度fi(x，y)。另外，中央處理部46將Pz(x，y)的值替換為與像素值fi(x，y)相對應 的Z架臺8的位置，并且將I (x，y)的值替換為亮度fi (x，y)的取樣編號i。
[0100]中央處理部46使用從由獲取裝置40將圖像傳送至存儲部44的時刻開始至獲取裝 置40開始下一次的圖像的取樣的時刻為止的期間，執行上述亮度匕(^7)與Max(x，y)的比 較動作及與比較結果相對應的存儲部44的替換動作。例如，在將CCD照相機3的解析度設為 640 X 480，并將亮度fi(x，y)假定為1字節的情況下，從獲取裝置40傳送至存儲部44的圖像 數據的大小為307200字節。另一方面，若將CCD照相機3的垂直同步信號的頻率設為120Hz， 則圖像的取樣周期為1/120秒。因而，獲取裝置40在每1/120秒(大約8.3毫秒)獲取307200字 節的圖像數據后向處理裝置42的存儲部44傳送。從獲取裝置40向存儲部44的數據傳送能通 過使用DMA傳送以大約2毫秒的時間進行。因而，處理裝置42利用作為取樣周期的大約8.3毫 秒中的、去除數據傳送所需要的大約2毫秒后的大約6.3毫秒的時間，執行求得亮度心(1， 7) 的最大值的處理。
[0101]這樣，在圖像的每個取樣周期內，使用數據傳送后的空閑時間執行第一階段的處 理。藉此，當搜索范圍內的所有圖像的取樣完成時，在存儲部44中，儲存有關于各像素的亮 度fi(x，y)的最大值（=]\&〇^，7))、亮度;^(1，7)最大時的2架臺8的位置（=?2(1，7))以及亮 度fi(x，y)最大的圖像fi的取樣編號（ = I(x，y))。
[0102](第二階段的處理）
[0103]接著，關于第二階段的處理、即求得對比度M4最大的Z架臺8的位置的處理的步驟 進行詳細說明。在搜索范圍內的所有圖像的取樣完成后，通過中央處理部46執行第二階段 的處理。
[0104]中央處理部46從存儲部44讀取關于各像素的亮度fi(x，y)最大的取樣編號i( = I (^7))。接著，中央處理部46使用以1(^7)所表示的取樣編號1的圖像心為中心的前后±11 張、合計(2n+1)張圖像，求得對比度Mi# (x，y)的峰值點。
[0105] 具體來說，當將(2n+l)張圖像各自的取樣編號設為j時，取樣編號j以I(x，y)_n、I (x，y)_n+l、......、:[(x，y)_l、I(x，y)、I(x，y)+l、......、I(x，y)+n_l、I(x，y)+n 的順序表示。中 央處理部46通過將圖像fj的亮度fj(x，y)代入上式（3)，來計算出合計(2n+l)個對比度Mj# (x,y)0
[0106] 在此，當將與對比度Mj#(x，y)相對應的Z架臺8的位置設為Zj時，Zj能以下式⑷表 不。
[0107] [數學式4]
[0109]如圖7(b)所說明的，由于對比度M講(x，y)示出了以峰值點為中心的左右對稱的山 型趨勢，因此，使用二次函數或高斯函數來對表示對比度M講(x，y)的曲線進行近似。因而， 中央處理部46用二次函數或高斯函數對對比度M講(x，y)與Z架臺8的位置I間的關系進行近 似，并從所求出的函數求得對比度M講(x，y)處于峰值的Z架臺8的位置I。接著，將上述Z架臺 8的位置I設為像素(x，y)的高度。
[0110]如以上所說明的那樣，在高度檢測工序中，作為第一階段的處理，對于構成所拍攝 的圖像的多個像素的每一個，將所拍攝的圖像的亮度最大的Z架臺8(定位裝置)的位置設為 焦點的候選位置。然后，作為第二階段的處理，從在焦點的候選位置前后拍攝到的圖像的亮 度求出對比度，并將各圖像的對比度最大的Z架臺位置求出，以作為焦點位置。接著，從所求 得的焦點位置檢測出墨水涂布部的高度。
[0111]通過這樣的結構，由于能夠在第一階段的處理中省略針對各像素來運算對比度的 處理，因此，能降低控制用計算機11中的運算負荷。此外，由于不需要預先存儲各像素的對 比度，因此，不需要大容量的存儲器。其結果是，能廉價地構成控制用計算機。
[0112]此外，由于能利用攝像裝置的拍攝周期(CCD照相機3中的圖像的取樣周期）內的傳 送圖像后的空閑時間來進行第一階段的處理，因此，能減輕搜索范圍內的所有圖像的拍攝 完成后的數值運算處理。其結果是，能縮短高度檢測工序的作業時間。
[0113]另外，在上述第二階段的處理中，說明了利用二次函數或高斯函數來對對比度姐# 進行近似的結構，但也可以求出（2n+l)個對比度姐#的重心位置，并將所求得的重心位置作 為峰值位置。上述重心位置表示如圖7(b)所示的左右對稱數據的中心位置。當預先將重心 位置設為28時，則能使用下式(5)計算出Zg。
[0114][數學式5]
[0116][高度檢查工序]
[0117] 在上述工序中，基于涂布前后的圖像將墨水涂布部抽出，并將抽出的墨水涂布部 與基準部的高度進行比較。例如，如專利文獻2(日本專利特開2009-237086號公報)所記載 的，對涂布前后的圖像的明亮度進行比較，并基于比較結果來將墨水涂布部抽出。將墨水涂 布部的抽出結果設為13(1， 7)。13(1，7)是若位置(1，7)的像素為墨水涂布部則返回1，除此之 外返回0的函數。
[0118] 基準部是基板7中沒有涂布修正墨水的正常的部分，能從涂布前或涂布后的任意 一個圖像中抽出。預先確定基準部相對于涂布開始點的中心坐標（Ax、Ay)和縱橫尺寸( W， h)。在此，預先將儲存有在高度檢測工序中求得的高度信息的圖像設為h(x，y)，并將涂布開 始點的坐標設為(xs，ys)，并將基準部的高度設為以（xs+ A X，ys+ A y)為中心的（土 w/2，土 h/2)的范圍內的高度的平均值。另外，基準部不局限于通過上述方式進行設定，例如也可以 通過圖案匹配等檢測出基板7的特征性部分而將基準部設為該特征性部分的內部，或者將 基準部設定成從通過圖案匹配求得的檢測位置偏置的區域。
[0119]將通過如上所述方式求得的基準部的高度平均值設為h0。預先從高度圖像h(x，y) 減去h0，并將減法結果設為h '（x，y)。接著，計算出先前抽出的墨水涂布部位b(x，y)表示值1 的圖像的h'（x，y)的合計值、最大值、最小值、分散值、平均值。另外，預先將一個像素的縱橫 尺寸設為(mx，my)。單位設為nm〇
[0120] 合計值相當于墨水涂布部的體積，能有效地檢查是否能確保規定的墨水涂布量、 或是是否超過上限等。使用下式(6)計算合計值。
[0121] [數學式6]
[0122] 潑m:這錄'X my }>)X _
[0123] 最大值是b(x，y)的值為1的圖像的h'（x，y)內的最大值，能有效地檢查墨水涂布部 的高度是否超過上限。
[0124] 最小值是b(x，y)的值為1的圖像的h '（x，y)內的最小值，能有效地檢查是否能確保 一定的厚度。
[0125] 分散值在希望評價墨水涂布部的高度的均勻性時是有效的。分散值根據下式(7) 進行計算。
[0126] [數學式7]
[0128] 平均值能有效地檢查在墨水涂布部整體上是否能確保一定以上的高度。平均值根 據下式(8)進行計算。
[0129] [數學式8]
[0131]控制用計算機11基于所計算出的合計值、最大值、最小值、分散值、平均值中的至 少一個值，來判斷墨水涂布部是否正常。
[0132] 在本實施方式1的缺陷修正裝置1中，具有能按照適用順序事先錄入檢查項目的功 能，從而能根據涂布針、基板7、修正墨水的種類來改變檢查項目及容許范圍。
[0133] 圖9是表示通過圖2中示出的墨水涂布機構5進行墨水涂布時的檢查條件的圖。墨 水涂布機構5具有五根涂布針，能針對每個涂布針錄入檢查條件。當利用相應涂布針進行涂 布時，參照錄入內容。AND是在滿足所指定的所有條件時設為合格，0R是在滿足任意一個條 件時設為合格。
[0134] 在"合計值"、"最大值"、"最小值"、"分散值"、"平均值"的欄中指定數值時適用，并 在"最終判斷"中將各自的判斷匯總。在本例中，在"最終判斷"中能實現"AND"或"0R"這兩種 設定。數值欄用（下限值，上限值)的一對值來指定。當下限值及上限值均指定了數值時，相 應檢查項目的值在下限值以上、不到上限值時滿足條件。在下限值為的情況下，值為上 限值以下時，便滿足條件。在上限值為的情況下，值為下限值以上時，便滿足條件。兩者 兼空時，不進行判斷。
[0135] 如上所述，根據本發明實施方式1的高度檢測裝置，通過一邊使墨水涂布部和物鏡 在上下放下上相對移動，一邊對圖像進行拍攝，并針對構成所拍攝的圖像的多個像素的每 一個，求出焦點位置，從而能基于所求得的焦點位置來檢測出墨水涂布部的高度。其結果 是，由于能進行修正墨水的粘度變化及墨水涂布機構的異常狀態的檢測等正確的檢查，因 此，能有利于制造工序的成品率的提尚。
[0136] 另外，利用針對構成所拍攝的圖像的多個像素的每一個，將所拍攝的圖像的亮度 最大的Z架臺（定位裝置)的位置設為焦點的候選位置的處理(第一階段的處理)和針對構成 圖像的多個像素的每一個，以在焦點的候選位置的前后進行拍攝的圖像的多個亮度為基礎 求得對比度，并基于該對比度求出焦點位置的處理(第二階段的處理），從而執行對墨水涂 布部的高度進行檢測的工序。在上述工序中，利用攝像裝置的拍攝周期內的空閑時間（圖像 傳送后的空閑時間）來進行上述第一階段的處理，并在完成所有圖像的拍攝后進行上述第 二階段的處理。
[0137] 通過這樣，在第一階段的處理中，不需要預先針對所拍攝的各個圖像來存儲各像 素的對比度，因此，不需要準備大容量的存儲器。因此，能廉價地構成控制用計算機。
[0138] 此外，由于通過使第一階段的處理簡化，能利用拍攝周期內的空閑時間來完成第 一階段的處理，因此，能減輕拍攝圖像后的數值運算處理。其結果是，能縮短高度檢測工序 的作業時間。
[0139] 另外，若在第一階段的處理中想要利用拍攝周期內的空閑時間來計算出各像素的 對比度，則要求控制用計算機具有很高的運算處理能力，這會導致裝置成本的增加。與此相 對的是，在本實施方式1中，由于使用亮度代替計算各像素的對比度來求出各像素的焦點的 候選位置，因此，不需要使控制用計算機高速化。
[0140] [實施方式2]
[0141] 實施方式2涉及提高實施方式1的高度檢測方法的檢測精度的方法。首先，對實施 方式1的問題進行說明。
[0142] 若將光源的波長設為A，則干涉光波形的強度gA能用下式(9)表示。
[0143] [數學式9]
[0145] 在此，s是取樣位置，h是墨水涂布部的高度，a和A是由白光的振幅決定的系數。
[0146] 圖10是表示取樣位置s與干涉光強度gA間的關系的圖。圖10中的干涉光強度是使 用上述式(9)進行計算的值。?表示取樣點。取樣點間隔與圖7同樣為V8(nm)。
[0147] 干涉光強度在上述式(9)中s = h、即來自基板7的反射光的光路長度與來自參照鏡 32的參照光的光路長度相同時最大，并與包絡線的峰值一致。當在圖10中加入包絡線后，便 成為圖11這樣。在實際的測定中，上述式(9)的a和A受到噪聲的影響而不是恒定的，由于gA 發生變動，因此，在包絡線的峰值點的位置上會產生偏移。
[0148] (使用相位的優點）
[0149] 相位信息能在不受上述式(9)的a和A的影響而求得。在此，為了便于理解說明，考 慮中心波長A的光。當將干涉光波形的相位2Ji(2 S-2h)/A設為即寸，上述式(9)成為gA=(l+Y cosS)。在此，利用歐拉公式，獲得下式(10)。
[0150] [數學式 10]
纖
[0152] 在此，對上述式（10)進行傅立葉變換，在利用帶通濾波器(band pass filter)僅 將右邊第二項的光譜抽出來進行傅立葉逆變換后，獲得下式(11)。
[0153] 「數學式 111
[0155] 當利用歐拉公式，以三角函數的形式表示上述式(11)時，獲得下式(12)。
[0156] [數學式 12]
[0158] 在此，相位S用下式（13)表示，可知能不受a和A的影響計算出相位8。
[0159] [數學式 13]
asi
[0161]作為相位的計算方法，除了上述式（13)之外，還有稱為五步法的使用下式（14)的 方法。 04}
[0162][數學式 14]
[0164] 除此之外，還有四步法、七步法等。在此，只要能計算出干涉光的相位即可，不特別 限定于式（13)或式（14)。
[0165] [峰值點和相位的并用]
[0166] 包絡線的峰值有可能在噪聲的影響下產生位置偏移，但相位S在理論上能最大限 度地抑制噪聲的影響，與包絡線的峰值相比，能實現高精度的檢測。因此，在本實施方式中， 利用包絡線的峰值和相位S這兩者來檢測出墨水涂布部的高度。
[0167] (相位躍變的發生）
[0168] 上述式(9)的干涉光強度gA在s = h時最大，包絡線處于峰值。同時，相位5成為5 = 2 (28-211) = 231(211-211)/^ = 〇。但是，由于相位的周期是231，因此，相位5為〇的位置(也稱為〇 點）也同樣是每隔2JI出現，因而，采用最靠近包絡線的峰值的相位 〇的0點。另外，在本發明 中，將包絡線的峰值稱為一次高度，相位〇的〇點稱為二次高度。
[0169] 圖12是在包絡線中加入相位后的圖，鋸齒狀的波形表示相位。從圖12可知，相位S 的〇點在峰值的左右各存在一處。為了求得二次高度，采用最靠近峰值點的〇點，但若因噪聲 而使峰值位置偏移，則會導致〇點的選擇錯誤。在發生上述選擇錯誤的情況下，由于相位S 為I~的值，因此在相鄰像素間會產生231的相位躍變。
[0170] 圖13是表示圖像上的某一條線的峰值位置的圖。圖13示出了當對具有傾斜度的平 面進行測定的情況下的水平方向的一條線上的數據。圖13的橫軸表示像素位置，縱軸表示 圖像的取樣編號。取樣編號越大，像素位置越高。另外，在取樣編號變化1時，高度變化V8。
[0171] 此外，將最靠近在圖13中所示的峰值位置的相位5的〇點示于圖14。在圖14的D及E 處，發生相位躍變。此外，在將圖13和圖14進行比較后，可知相位S的0點偏差較少。
[0172] (相位躍變的檢測和修正）
[0173] 由于相位躍變產生的主要原因是位于包絡線的峰值點左右的相位S的〇點的選擇 錯誤，因此，最終地，只要在任何像素中均以將左和右的任意一方統一進行選擇的方式進行 修正即可。
[0174] 因而，作為后續處理，求出包絡線的峰值點與相位S的〇點間的偏移量，針對圖像上 的幾乎所有像素，實施使偏移量的符號一致這樣的修正處理，來對相位躍變進行修正。另 外，雖然利用上述處理會使像素的高度發生變化，但在本檢查方法中，由于高度的評價使用 相對高度，因此沒有問題。
[0175] 最初，將峰值點與相位S的〇點間的偏移量設為A，將閾值設為T，將閾值的修正量 設為t，并將修正次數設為M。當預先將圖像上的位置(x，y)的包絡線的峰值設為J(x，y)，并 將相位的〇點設為K(x，y)時，偏移量A (X，y)成為A (x，y)=K(x，y)-J(x，y)。
[0176] 在此，將與圖13相同部位的A (x，y)示于圖15。圖15的橫軸表示像素位置，縱軸表 示Mx，y)，值變化1相當于A/8。接著，將A (x，y)與閾值T進行比較，在A (x，y)<T的情況 下，將K(x，y)設為K'（x，y)=K(x，y)+4。此外，在 A (x，y)>T的情況下，設為K'（x，y)=K(x， 7)。另外，1('（1，7)=1((1，7)+4中的"4"表示相位躍變的修正量，上述值與相位變化231時的取 樣數相等。另外，取樣間隔在相位的變化量上是V2已在第0050段中說明過。
[0177]然后，將所有像素(x，y)的修正后的K'（x，y)與和(x，y)相鄰的至少一個以上像素 進行比較，并求出差值的總和S。另外，差值設為與相鄰的像素的K'（x，y)間的差的絕對值。 例如，與(x+1，y)的差值就是|K'（x，y)_K'（x+1，y) |。此外，所求得的總和值S與閾值T關聯地 預先保持。接著，在閾值T中加上修正量t，求出新的閾值T。再次，針對圖像上的所有像素(x， y)，求出K'（x，y)，并求出總和值S。
[0178]反復進行M次上述處理，最后求出所求得的總和值S的最小值，使用表示最小值時 的閾值T再次求出K'（x，y)，并將所求得的K'（x，y)設為各像素的三次高度。
[0179] 將圖14的最終的K'（x，y)示于圖17。此外，將此時的A (x，y)示于圖16。在圖15中， 閾值T從-4開始，將修正量t設為0.1來進行合計80次的修正。閾值T變化到4。從圖17可知相 位躍變得到了修正。
[0180] (檢測方法的切換）
[0181] 每一次的墨水涂布量根據墨水的粘度而不同。由于高粘度的墨水的表面張力大， 因此，與低粘度的墨水相比，成為厚膜。另外，關于墨水的性質，很多情況下在預先進行的取 樣試驗中便能事先明確。
[0182] 此外，墨水涂布量的判斷基準根據作為涂布對象的圖案而不同，在平板顯示器及 半導體這樣的薄膜的情況下為亞微米以下，但在印刷基板的電極等需要膜厚的情況下為微 米單位。
[0183] 這樣，由于所涂布的墨水、涂布對象的圖案不同所需要的檢測精度也不同，因此， 在本檢測方法中，對根據所涂布的墨水而使用的高度信息進行切換。
[0184] 在例如使用圖2所示的墨水涂布機構5的情況下，能根據每個涂布針來改變所涂布 的墨水。因而，在圖18所示的"針-檢查項目對應表"中設置"高度種類"的選擇欄，并將使用 相應針進行涂布時所使用的高度種類錄入。例如，在使用涂布針A進行涂布時，使用三次高 度，在使用涂布針B進行涂布時，使用一次高度。
[0185] 此外，由于墨水不同膜厚也不同，因此，能針對每個涂布針設定掃描范圍。藉此，能 設定與墨水相適的節拍時間（日文：夕外夕彳么（tact time))，并能實現檢查時間的高效 化。
[0186] 在本實施方式2中，能以比實施方式1更高的精度對墨水涂布部的高度進行檢測。
[0187] 另外，在上述實施方式1、實施方式2中，對本發明應用于由涂布在液晶濾色器基板 7上的修正墨水構成的墨水涂布部的高度測定的情況進行了說明，但不局限于此，本發明能 應用于形成在物體表面上的凹凸部的高度測定。例如，能應用于由涂布在TFT基板表面的配 線的斷線缺陷部上的導電性糊料構成的糊料涂布部的高度測定。或者是，能應用于液晶顯 示器裝置或有機EL顯示器裝置等平板顯示器用的玻璃基板的表面粗糙度的測定。另外，也 能應用于通過激光照射形成在基板上的微細的槽的深度測定。
[0188] 另外，在上述實施方式1、實施方式2中，能以構成圖像的像素的亮度為基礎來計算 出涂布部的高度，由于不需要用于對運算結果進行保持的大容量的存儲器，因此，適合用于 對比上述段落所例示的圖案更厚、且需要更多圖像的厚膜的形狀測定。厚膜一般是指膜厚 為10M以上的膜，例如，能用于MEMS、傳感器等半導體設備的電子回路圖案及印刷基板配 線。它們相對于上述段落所例示的圖案的厚膜，是5倍~10倍的膜厚。此外，通過將來有前景 的制造技術、即印刷電子技術制造出的圖案也歸類為厚膜。
[0189] 本次公開的實施方式應當認為在所有點上均是例示，而不是限制性的。本發明的 范圍不以上述實施方式的說明，而是通過權利要求書示出，其旨在包含在范圍內的所有改 變。
[0190] (符號說明）
[0191] 1缺陷修正裝置
[0192] 2觀察光學系統
[0193] 2a觀察鏡筒
[0194] 3 CCD照相機
[0195] 4切割用激光裝置
[0196] 5墨水涂布機構
[0197] 6墨水固化用光源
[0198] 7液晶濾色器基板
[0199] 8 Z架臺
[0200] 9 X架臺
[0201] 10 Y架臺
[0202] 11控制用計算機
[0203] 12監視器
[0204] 13操作面板
[0205] 15可動板
[0206] 16 物鏡
[0207] 17涂布單元
[0208] 18涂布針
[0209] 19墨水容器
[0210] 30米勞型干涉物鏡
[0211] 31 透鏡
[0212] 32參照鏡
[0213] 33分束器
[0214] 34落射光源
[0215] 35濾波器切換裝置
[0216] 36濾波器
[0217] 37半反射鏡
[0218] 38成像透鏡
[0219] 40獲取裝置
[0220] 42處理裝置
[0221] 44存儲部
[0222] 46中央處理部
[0223] 51 黑底
[0224] 52 R像素
[0225] 53 G像素
[0226] 54 B像素
[0227] 55白缺陷
[0228] 56黑缺陷
[0229] 57異物缺陷。
【主權項】
1. 一種高度檢測裝置，對形成在對象物的表面上的凹凸部的高度進行檢測，其特征在 于，包括： 頭部，該頭部具有照明裝置、物鏡、觀察光學系統及攝像裝置，其中，所述照明裝置輸出 白光，所述物鏡將從所述照明裝置射出的白光分成兩個光束，將一方的光束照射到對象物 表面并且將另一方的光束照射到參照面，使從所述對象物表面和所述參照面反射的反射光 發生干涉，來獲得干涉光，所述觀察光學系統對所述干涉光進行觀察，所述攝像裝置經由所 述觀察光學系統對所述干涉光進行拍攝； 定位裝置，該定位裝置使所述頭部或所述物鏡與所述對象物發生相對移動；以及 高度檢測部，該高度檢測部對所述定位裝置及所述攝像裝置進行控制，一邊使所述凹 凸部與所述頭部或所述物鏡沿上下方向相對移動，一邊對圖像進行拍攝，針對構成所拍攝 的圖像的多個像素的每一個求出焦點位置，并基于所求出的焦點位置對所述凹凸部的高度 進行檢測， 所述高度檢測部執行第一階段的處理和第二階段的處理，其中： 在所述第一階段的處理中，在所述攝像裝置的拍攝周期內，針對構成拍攝的所述圖像 的多個像素的每一個，將拍攝的所述圖像的亮度最大的所述定位裝置的位置設為焦點的候 選位置； 在所述第二階段的處理中，在所述攝像裝置對全部的圖像進行拍攝后，針對構成圖像 的多個像素的每一個，以在通過所述第一階段的處理求得的所述焦點的候選位置的前后拍 攝到的圖像的多個亮度為基礎求出對比度，基于所述對比度來求出焦點位置，并基于所述 焦點位置來對所述凹凸部的高度進行檢測。2. 如權利要求1所述的高度檢測位置，其特征在于， 所述高度檢測部在所述第二階段的處理中將所述對比度為峰值時的所述定位裝置的 位置設為所述像素的焦點位置。3. 如權利要求2所述的高度檢測裝置，其特征在于， 所述高度檢測部在所述第二階段的處理中進行如下動作： 將所述對比度為峰值時的所述定位裝置的位置設為一次高度， 然后，以在通過所述第一階段的處理求得的所述焦點的候選位置附近的圖像的所述亮 度為基礎求出相位，并將相位為O的多個所述定位裝置的位置中、最靠近所述一次高度的相 位為〇的所述定位裝置的位置設為二次高度， 然后，將所述一次高度與所述二次高度進行比較，來檢測相位躍變的產生，在檢測出相 位躍變的情況下，對所述二次高度進行修正，來檢測相位躍變得到修正后的三次高度。4. 如權利要求3所述的高度檢測裝置，其特征在于， 所述高度檢測部進行如下動作： 在計算所述三次高度時，設置閾值，針對構成圖像的多個像素的每一個，將所述二次高 度減去所述一次高度后的值與所述閾值進行比較，當相減結果低于所述閾值時，將相位相 對于當前的所述二次高度增加了 2π后的所述定位裝置的位置設為修正后的所述二次高度， 對于所述修正后的二次高度，針對各像素，計算與相鄰像素的差值來求出所述多個像素的 差值的總和， 在每次以預先確定的修正量對所述閾值合計修正M次的同時，反復執行求出所述多個 像素的差值的總和的處理，并且，對于每個所述閾值，保持所述差值的總和， 將在所述修正后的二次高度中、以所述差值的總和最小的所述閾值進行修正后的所述 二次高度設為所述三次高度。5. 如權利要求1至4中任一項所述的高度檢測裝置，其特征在于， 所述照明裝置是白色LED， 所述高度檢測裝置還包括濾光器，該濾光器設置在所述照明裝置與所述物鏡之間，所 述濾光器用于使所述白色LED的發光光譜所具有的兩個峰值中的長波長側的白光選擇性地 透過。6. -種涂布裝置，將液狀材料涂布在基板的表面，其特征在于，包括： 頭部，該頭部具有照明裝置、物鏡、觀察光學系統及攝像裝置，其中，所述照明裝置輸出 白光，所述物鏡將從所述照明裝置射出的白光分成兩個光束，將一方的光束照射到對象物 表面并且將另一方的光束照射到參照面，使從所述對象物表面和所述參照面反射的反射光 發生干涉，來獲得干涉光，所述觀察光學系統對所述干涉光進行觀察，所述攝像裝置經由所 述觀察光學系統對所述干涉光進行拍攝； 定位裝置，該定位裝置使所述頭部或所述物鏡與所述基板相對移動，來將所述頭部定 位在所述基板的表面上方的所希望的位置處；以及 高度檢測部，該高度檢測部對所述定位裝置及所述攝像裝置進行控制，一邊使所述液 狀材料的涂布部與所述頭部或所述物鏡沿上下方向相對移動，一邊對圖像進行拍攝，針對 構成所拍攝的圖像的多個像素的每一個求出焦點位置，并基于所求出的焦點位置對所述涂 布部的高度進行檢測， 所述高度檢測部執行第一階段的處理和第二階段的處理，其中： 在所述第一階段的處理中，在所述攝像裝置的拍攝周期內，針對構成拍攝的所述圖像 的多個像素的每一個，將拍攝的所述圖像的亮度最大的所述定位裝置的位置設為焦點的候 選位置； 在所述第二階段的處理中，在所述攝像裝置對全部的圖像進行拍攝后，針對構成圖像 的多個像素的每一個，以在通過所述第一階段的處理求得的所述焦點的候選位置的前后拍 攝到的圖像的多個亮度為基礎求出對比度，基于所述對比度來求出焦點位置，并基于所述 焦點位置來對所述涂布部進行檢測。7. 如權利要求6所述的涂布裝置，其特征在于， 所述高度檢測部在所述第二階段的處理中將所述對比度為峰值時的所述定位裝置的 位置設為所述像素的焦點位置。8. 如權利要求7所述的涂布裝置，其特征在于， 所述高度檢測部在所述第二階段的處理中進行如下動作： 將所述對比度為峰值時的所述定位裝置的位置設為一次高度， 然后，以在通過所述第一階段的處理求得的所述焦點的候選位置附近的圖像的所述亮 度為基礎求出相位，并將相位為O的多個所述定位裝置的位置中、最靠近所述一次高度的相 位為〇的所述定位裝置的位置設為二次高度， 然后，將所述一次高度與所述二次高度進行比較，來檢測相位躍變的產生，在檢測出相 位躍變的情況下，對所述二次高度進行修正，來檢測相位躍變得到修正后的三次高度。9. 如權利要求8所述的涂布裝置，其特征在于， 所述高度檢測部進行如下動作： 在計算所述三次高度時，設置閾值，針對構成圖像的多個像素的每一個，將所述二次高 度減去所述一次高度后的值與所述閾值進行比較，當相減結果低于所述閾值時，將相位相 對于當前的所述二次高度增加了 2π后的所述定位裝置的位置設為修正后的所述二次高度， 對于所述修正后的二次高度，針對各像素，計算與相鄰像素的差值來求出所述多個像素的 差值的總和， 在每次以預先確定的修正量對所述閾值合計修正M次的同時，反復執行求出所述多個 像素的差值的總和的處理，并且，對于每個所述閾值，保持所述差值的總和， 將在所述修正后的二次高度中、以所述差值的總和最小的所述閾值進行修正后的所述 二次高度設為所述三次高度。10. 如權利要求6至9中任一項所述的涂布裝置，其特征在于， 所述照明裝置是白色LED， 所述高度檢測裝置還包括濾光器，該濾光器設置在所述照明裝置與所述物鏡之間，所 述濾光器用于使所述白色LED的發光光譜所具有的兩個峰值中的長波長側的白光選擇性地 透過。11. 一種高度檢測方法，對形成在對象物的表面上的凹凸部的高度進行檢測，其特征在 于，包括： 使具有照明裝置、物鏡、觀察光學系統及攝像裝置的頭部或者是所述物鏡與所述對象 物發生相對移動的步驟，其中，所述照明裝置輸出白光，所述物鏡將從所述照明裝置射出的 白光分成兩個光束，將一方的光束照射到對象物表面并且將另一方的光束照射到參照面， 使從所述對象物表面和所述參照面反射的反射光發生干涉，來獲得干涉光，所述觀察光學 系統對所述干涉光進行觀察，所述攝像裝置經由所述觀察光學系統對所述干涉光進行拍 攝；以及 一邊使所述凹凸部與所述頭部或所述物鏡沿上下方向相對移動，一邊對圖像進行拍 攝，針對構成所拍攝的圖像的多個像素的每一個求出焦點位置，并基于所求出的焦點位置 對所述凹凸部的高度進行檢測的步驟， 對所述凹凸部的高度進行檢測的步驟包括： 進行第一階段的處理的步驟，在所述第一階段的處理中，在所述攝像裝置的拍攝周期 內，針對構成拍攝的所述圖像的多個像素的每一個，將拍攝的所述圖像的亮度最大的圖像 的拍攝位置設為焦點的候選位置;以及 進行第二階段的處理的步驟，在所述第二階段的處理中，在所述攝像裝置對全部的圖 像進行拍攝后，針對構成圖像的多個像素的每一個，以在通過所述第一階段的處理求得的 所述焦點的候選位置的前后拍攝到的多個所述亮度為基礎求出對比度，基于所述對比度來 求出焦點位置，并基于所述焦點位置來對所述凹凸部的高度進行檢測。
【文檔編號】G02F1/1335GK105899909SQ201580004131
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月9日
【發明人】大庭博明
【申請人】Ntn株式會社