高度检测装置、涂布装置及高度检测方法
【专利摘要】高度检测部在使凹凸部和物镜沿上下方向发生相对移动的同时对图像进行拍摄，基于针对构成所拍摄的图像的多个像素的每一个求出的焦点位置，来对凹凸部的高度进行检测。高度检测部执行第一阶段的处理和第二阶段的处理，其中：在所述第一阶段的处理中，在摄像装置的拍摄周期内，针对构成拍摄的图像的多个像素的每一个，将拍摄的图像的亮度最大的定位装置的位置设为焦点的候选位置；在所述第二阶段的处理中，在摄像装置对全部的图像进行拍摄后，针对构成在通过第一阶段的处理求出的焦点的候选位置的前后拍摄到的图像的多个像素的每一个，以在前后拍摄到的图像的多个亮度为基础求出对比度，基于该对比度求出焦点位置，并基于该焦点位置来对凹凸部的高度进行检测。
【专利说明】
高度检测装置、涂布装置及高度检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高度检测装置、涂布装置及高度检测方法，特别地涉及对形成于 物体表面的凹凸部的高度进行检测的技术。
【背景技术】
[0002] 在使用前端直径为数十Ml的涂布针、点直径为数Ml~数十Ml的激光的图案加工技 术中，通过与微米等级的精密定位技术组合，即便是精细的图案，也能准确地对规定的位置 进行加工，因此，以往用来进行平板显示器的修正作业及太阳能电池的划线作业等(例如参 照专利文献1~3)。特别是使用涂布针的加工技术，其即使是分配器不擅长的高粘度的糊料 也能进行涂布，因此，最近也用于形成与平板显示器相比较厚的10M1以上的膜。例如，能用 于形成MEMS及传感器等半导体设备的电子回路图案及印刷基板配线。此外，利用将来也有 前景的制造技术、即印刷电子技术（日文 ：フ°リレテッK工卜口二夕只技術（Printed Electronics Technology))制造出的图案也被归类为厚膜，因而，上述图案加工技术是能 期待扩大今后的用途的加工技术。
[0003] 图19(a)~图19(c)是表示在液晶滤色器基板的制造工序中产生的缺陷的图。在图 19(a)~图19(c)中，液晶滤色器基板包括:透明基板;称为黑底（日文 :，^^;/夕7卜1；夕只）51 的格子状图案，该格子状图案形成在上述透明基板的表面；以及多组的R(红色)像素（日文： 画素）52、G(绿色)像素53及B(蓝色)像素54。在液晶滤色器基板的制造工序中，会产生如图 19(a)所示这样的像素及黑底51的颜色脱落的白缺陷55、如图19(b)所示这样的颜色与相邻 的像素混色或是像素溢出至黑底51的黑缺陷56、如图19(c)所示这样的异物附着于像素的 异物缺陷57等。
[0004] 作为对白缺陷55进行修正的方法，具有如下方法:利用墨水涂布机构，使与存在白 缺陷55的像素相同颜色的墨水附着在涂布针的前端部，并将附着于涂布针的前端部的墨水 涂布到白缺陷55上来进行修正。此外，作为对黑缺陷56及异物缺陷57进行修正的方法，具有 如下方法:在将缺陷部分激光切割来形成矩形的白缺陷55后，利用墨水涂布机构，将附着于 涂布针的前端部的墨水涂布在上述白缺陷55来进行修正(例如参照专利文献1)。
[0005] 此外，还具有如下方法:对修正处理前后的包含缺陷的区域的图像进行拍摄，比较 修正处理前后的明亮度，并基于比较结果来检测出修正处理的异常(例如参照专利文献2)。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本专利特开2009 -122259号公报 [0009] 专利文献2:日本专利特开2009 - 237086号公报 [0010]专利文献3:日本专利特开2012-6077号公报
【发明内容】
[0011 ]发明所要解决的技术问题
[0012]液晶显示器是使形成电子回路的TFT基板与表现像素的颜色的液晶滤色器基板贴 合，并将液晶封装在两炔基板之间的构件。因而，若在两炔基板内的至少一方的基板的表面 上存在比规定的高度高的突起，则无法将液晶正常地封装在两炔基板之间。因而，需要在使 两炔基板贴合之前，通过对基板表面有无突起进行检查来判断能否贴合。例如，在涂布高粘 度的墨水来对白缺陷55进行修正的情况下，由所涂布的墨水构成的墨水涂布部会成为液晶 滤色器基板表面的突起。因而，需要在对白缺陷55进行修正之后，对墨水涂布部的高度进行 测定。但是，在上述专利文献2记载的方法中，即便能够检测出墨水涂布部的色调及浓度、或 是尺寸及形状等平面上的不良情况，也无法定量地检测出墨水涂布部的高度。
[0013 ]另一方面，为了定量地检测出墨水涂布部的高度，具有如下方法:对高度方向的许 多个图像进行拍摄，关于构成图像的多个像素的每一个，基于它们的亮度来检测出高度。在 这种方法中，关于构成图像的多个像素的每个，基于高度方向的许多个亮度进行许多运算 处理来计算出高度，但由于随着像素数增大，运算处理的负荷也进一步增大，因此，在执行 缺陷修正装置的控制的计算机中，要求很高的处理能力。此外，在对运算结果进行存储的存 储器中，也需要大容量的存储器。其结果是，存在缺陷修正装置变得昂贵这样的问题。
[0014] 本发明为解决上述技术问题而作，其目的是以廉价的装置结构定量地检测出形成 于物体表面的凹凸部的高度、特别是由涂布在基板表面上的液状材料构成的涂布部的高度
[0015] 解决技术问题所采用的技术方案
[0016] 本发明的高度检测装置对形成在对象物的表面上的凹凸部的高度进行检测。高度 检测装置包括:头部，该头部具有照明装置、物镜、观察光学系统及摄像装置，其中，所述照 明装置输出白光，所述物镜将从照明装置射出的白光分成两个光束，将一方的光束照射到 对象物表面并且将另一方的光束照射到参照面，使从所述对象物表面和所述参照面反射的 反射光发生干涉，来获得干涉光，所述观察光学系统对干涉光进行观察，所述摄像装置经由 观察光学系统对干涉光进行拍摄;定位装置，该定位装置使头部或物镜与对象物发生相对 移动；以及高度检测部，该高度检测部对定位装置及摄像装置进行控制，一边使凹凸部与头 部或物镜沿上下方向相对移动，一边对图像进行拍摄，针对构成所拍摄的图像的多个像素 的每一个求出焦点位置，并基于所求出的焦点位置对凹凸部的高度进行检测。高度检测部 执行第一阶段的处理和第二阶段的处理，其中：在所述第一阶段的处理中，在摄像装置的拍 摄周期内，针对构成所拍摄的图像的多个像素的每一个，将所拍摄的图像的亮度最大的定 位装置的位置设为焦点的候选位置;在所述第二阶段的处理中，在摄像装置对全部的图像 进行拍摄后，针对构成图像的多个像素的每一个，以在通过第一阶段的处理求得的焦点的 候选位置的前后拍摄到的图像的多个亮度为基础求出对比值，基于所述对比度来求出焦点 位置，并基于所述焦点位置来对凹凸部的高度进行检测。
[0017] 本发明的涂布装置将液状材料涂布在基板的表面。涂布装置包括:头部，该头部具 有照明装置、物镜、观察光学系统及摄像装置，其中，所述照明装置输出白光，所述物镜将从 照明装置射出的白光分成两个光束，将一方的光束照射到对象物表面并且将另一方的光束 照射到参照面，使从所述对象物表面和参照面反射的反射光发生干涉，来获得干涉光，所述 观察光学系统对干涉光进行观察，所述摄像装置经由观察光学系统对干涉光进行拍摄;定 位装置，该定位装置使头部或物镜与基板相对移动；以及高度检测部，该高度检测部对定位 装置及摄像装置进行控制，一边使液状材料的涂布部与头部或物镜沿上下方向相对移动， 一边对图像进行拍摄，针对构成所拍摄的图像的多个像素的每一个求出焦点位置，并基于 所求出的焦点位置对涂布部的高度进行检测。高度检测部执行第一阶段的处理和第二阶段 的处理，其中：在所述第一阶段的处理中，在摄像装置的拍摄周期内，针对构成拍摄的图像 的多个像素的每一个，将拍摄的图像的亮度最大的定位装置的位置设为焦点的候选位置； 在所述第二阶段的处理中，在摄像装置对全部的图像进行拍摄后，针对构成图像的多个像 素的每一个，以在通过第一阶段的处理求得的焦点的候选位置的前后拍摄到的图像的多个 亮度为基础求出对比度，基于所述对比度来求出焦点位置，并基于所述焦点位置来对凹凸 部的尚度进彳丁检测。
[0018] 本发明的高度检测方法是对形成在对象物的表面上的凹凸部的高度进行检测的 检测方法。高度检测方法包括:使具有照明装置、物镜、观察光学系统及摄像装置的头部或 者是物镜与对象物发生相对移动的步骤，其中，所述照明装置输出白光，所述物镜将从照明 装置射出的白光分成两个光束，将一方的光束照射到对象物表面并且将另一方的光束照射 到参照面，使从对象物表面和参照面反射的反射光发生干涉，来获得干涉光，所述观察光学 系统对干涉光进行观察，所述摄像装置经由观察光学系统对干涉光进行拍摄；以及一边使 凹凸部与头部或物镜沿上下方向相对移动，一边对图像进行拍摄，针对构成所拍摄的图像 的多个像素的每一个求出焦点位置，并基于所求出的焦点位置对凹凸部的高度进行检测的 步骤。对凹凸部的高度进行检测的步骤包括:进行第一阶段的处理的步骤，在所述第一阶段 的处理中，在摄像装置的拍摄周期内，针对构成拍摄的图像的多个像素的每一个，将拍摄的 图像的亮度最大的定位装置的位置设为焦点的候选位置；以及进行第二阶段的处理的步 骤，在所述第二阶段的处理中，在摄像装置对全部的图像进行拍摄后，针对构成图像的多个 像素的每一个，以在通过第一阶段的处理求得的焦点的候选位置的前后拍摄到的图像的多 个亮度为基础求出对比度，基于对比度来求出焦点位置，并基于所述焦点位置来对凹凸部 的高度进行检测。
[0019] 发明效果
[0020] 根据本发明，能对形成在物体的表面上的凹凸部的高度、特别是由涂布在基板的 表面上的液状材料构成的涂布部的高度进行检测。另外，由于能以构成图像的像素的亮度 为基础来计算出涂布部的高度，因此，不需要用于对运算结果进行保存的大容量的存储器， 能以廉价的装置结构定量地进行检测。
【附图说明】
[0021] 图1是表示作为本发明实施方式1的高度测定装置的代表例的缺陷修正装置的整 体结构的立体图。
[0022] 图2是表示观察光学系统及墨水涂布机构的主要部分的立体图。
[0023] 图3是从图2的A方向观察主要部分的图，其是表示墨水涂布动作的图。
[0024] 图4是表示图1所示的液晶滤色器基板的表面的图。
[0025] 图5是表示图1所示的控制用计算机的缺陷检测动作的图。
[0026] 图6是表示本发明实施方式1的缺陷修正装置的主要部分的图。
[0027]图7是表示使用图6所示的米劳型干涉物镜的像素的高度检测方法的图。
[0028]图8是表示用于执行高度检测工序的控制结构的框图。
[0029] 图9是表示通过图2中示出的墨水涂布机构进行涂布的墨水涂布部的检查条件的 图。
[0030] 图10是用于对实施方式1的问题进行说明的图。
[0031] 图11是用于对实施方式1的问题进行说明的另一图。
[0032] 图12是用于对本发明实施方式2的高度检测方法的原理进行说明的图。
[0033] 图13是表示位于图像上的一条线的峰值位置的图。
[0034] 图14是表示最靠近图13所示的峰值位置的相位5的0点的图。
[0035 ]图15是表示图12所示的峰值位置与图13所示的0点间的偏移量的图。
[0036]图16是表不修正后的偏移量的图。
[0037]图17是表示修正后的0点的图。
[0038]图18是表示涂布针的检查项目的图。
[0039] 图19是表示液晶滤色器的缺陷的图。
【具体实施方式】
[0040] 以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对于图中相同或相当 部分，标注相同符号，而不重复其说明。
[0041 ][实施方式1]
[0042][缺陷修正装置的结构]
[0043]图1是表示作为本发明实施方式1的高度测定装置的代表例的缺陷修正装置1的整 体结构的立体图。缺陷修正装置1构成将液状材料涂布到基板表面的"涂布装置"。
[0044]参照图1，缺陷修正装置1包括:修正头部，该修正头部由观察光学系统2、CCD照相 机3、切割用激光装置4、墨水涂布机构5及墨水固化用光源6构成;Z架台8,该Z架台8使上述 修正头部相对于修正对象的液晶滤色器基板7沿垂直方向（Z轴方向）移动;X架台9,该X架台 9装载Z架台8并使Z架台8沿X轴方向移动;Y架台10，该Y架台10装载基板7并使基板7沿Y轴方 向移动;控制用计算机11，该控制用计算机11对装置整体的动作进行控制;监视器12,该监 视器12显示通过CCD照相机3拍摄出的图像等；以及操作面板13,该操作面板13用于将来自 操作者的指令输入至控制用计算机11。
[0045]观察光学系统2包括照明用的光源，对基板7的表面状态及由墨水涂布机构5进行 涂布后的修正墨水的状态进行观察。由观察光学系统2观察到的图像通过CCD照相机3转换 成电信号，显示在监视器12上。切割用激光装置4经由观察光学系统2将激光照射到基板7上 的无用部，以将其去除。
[0046]墨水涂布机构5将修正墨水涂布到产生在基板7上的白缺陷处，以对其进行修正。 墨水固化用光源6例如包括C02激光器，将激光照射到通过墨水涂布机构5进行涂布后的修 正墨水处，以使其固化。
[0047] 另外，上述装置结构是一例，例如，可以是将装载有观察光学系统2等的Z架台8装 载于X架台，然后将X架台装载于Y架台而使Z架台8能在XY方向上移位的称为龙门架式（曰 文：力-方式）的结构，只要是能使装载有观察光学系统2等的Z架台8相对于修正对象 的基板7在XY方向上相对移动的结构，则可以是任意的结构。
[0048] 接着，对使用多个涂布针的墨水涂布机构的例子进行说明。图2是表示观察光学系 统2及墨水涂布机构5的主要部分的立体图。参照图2,上述缺陷修正装置1包括:可动板15; 放大倍数不同的多个(例如五个)物镜16;以及多个(例如五个)涂布单元17,多个上述涂布 单元17用于涂布不同颜色的墨水。
[0049] 可动板15设置成能在观察光学系统2的观察镜筒2a的下端与基板7之间沿X轴方向 及Y轴方向移动。此外，在可动板15上例如形成有五个通孔15a。
[0050] 物镜16在Y轴方向上隔着规定的间隔以分别与通孔15a对应的方式固定于可动板 15的下表面。五个涂布单元17分别与五个物镜16相邻配置。通过使可动板15移动，从而能将 所希望的涂布单元17配置在修正对象的白缺陷的上方。
[0051] 图3(a)~图3(c)是从图2的A方向观察主要部分的图，其是表示墨水涂布动作的 图。涂布单元17包括涂布针18和墨水容器19。首先，如图3(a)所示，将所希望的涂布单元17 的涂布针18定位在修正对象的白缺陷的上方。这时，涂布针18的前端部浸渍在墨水容器19 内的修正墨水中。
[0052]接着，如图3(b)所示，使涂布针18下降，以使涂布针18的前端部从墨水容器19底部 的孔突出。这时，在涂布针18的前端部附着有修正墨水。接着，如图3 (c)所示，使涂布针18及 墨水容器19下降，来使涂布针18的前端部与白缺陷接触，并将修正墨水涂布到白缺陷。然 后，回到图3(a)的状态。
[0053]关于使用多个涂布针的墨水涂布机构，由于除此之外还已知有各种技术，因此，省 略详细说明。例如，在专利文献1(日本专利特开2009-122259号公报)等中有示出。在缺陷修 正装置1中，通过将例如图2所示这样的机构用作墨水涂布机构5,从而能使用多个墨水中的 所希望的颜色的墨水来修正缺陷，此外，能使用多个涂布针中的所希望的涂布直径的涂布 针来修正缺陷。
[0054][缺陷修正工序]
[0055] 图4是表示液晶滤色器基板7的表面的图。参照图4,液晶滤色器基板7包括形成于 玻璃基板表面的多个图像部分（日文:絵素)PC。在纵横形成的黑底部BM的交叉位置上，存在 有图像部分PC的起点DS及图像部分PC的终点DE。此外，将图像部分PC的起点DS称为滤色器 的位置。控制用计算机11确定上述滤色器的位置。此外，在上图中，被方形围起的从图像部 分PC的起点DS到终点DE的范围构成图像部分PC。
[0056] 在二值图像中，图像部分PC中的值1的像素的集合是图像部分的滤色器部(在图4 中示出滤色器部CF)，值0(图4的阴影部分)的像素的集合是图像部分PC的黑底部(在图4中 用黑底部BM表示）。此外，各图像部分PC具有彼此不同的RGB(红、蓝、绿）中的任意的颜色，以 一定的周期反复形成。
[0057] 图5(a)及图5(b)是表示控制用计算机11在输入图像的水平方向上进行缺陷检测 时的动作的图。控制用计算机11基于滤色器的像素的明亮度来检测出缺陷部位。更详细来 说，在将周期性地、即以等间隔配置的图像部分的间隔设为P时，控制用计算机11对于输入 图像中的位置(x，y)的亮度f(x，y)，如下式(1)所示这样地进行比较检查。
[0058] [数学式1] < C'^ >j) - /V，-^) /C-^'f iS> >s) ('^x)>>|)
[0059] 外如~"，和〇| ii} -如卜| AS
[0060]如上所述，控制用计算机11将亮度f(x，y)与一个周期前的亮度f (x_P，y)及一个周 期后的亮度f (x+P，y)进行比较。在此，s-P(x，y)是指f (x，y)与f (x_P，y)的比较结果，s+P(x， y)是指f(x，y)与f(x+P，y)的比较结果。
[0061] 在s-p(x，y)及s+P(x，y)的符号一致的情况下，控制用计算机11将SH(x，y)与限幅电 平Td进行比较。此外，在s- P(x，y)及s+P(x，y)的符号不一致的情况下，作为位置(x_P，y)或位 置(x+P，y)中的像素缺陷被控制用计算机11误检测出的可能性很高，由于检查的可靠性低， 因此，将位置(x，y)排除在检查对象之外。通过这种结构，能防止由输入图像的噪点引起的 缺陷检测的错误。
[0062] 接着，控制用计算机11在sh(x，y)为Td以上的情况下，将位置(x，y)处的像素判断 为缺陷，并将结果存储于dH(x，y)。在d H(x，y)中，值1的像素表示为缺陷，值0的像素表示为正 常。
[0063] 接着，控制用计算机11计算出值为1的部分（即白缺陷）的重心位置，并将X架台9及 Y架台10控制成所计算出的重心位置的坐标与监视器12的画面的中心一致。另外，控制用计 算机11对要涂布到白缺陷上的墨水的颜色进行判断。此外，控制用计算机11对白缺陷内的 墨水涂布位置进行计算。这样的缺陷检测工序例如在日本专利特开2007-233299号公报中 有公开。
[0064] 然后，控制用计算机11选择用于涂布判断出的颜色的墨水的涂布单元17,并通过 将上述涂布单元17的涂布针18的前端与计算出的墨水涂布位置接触，来将判断出的颜色的 修正墨水涂布到白缺陷。通过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，来结束白缺陷的修正。
[0065][高度检测工序]
[0066]在上述工序中，控制用计算机11对缺陷修正装置1进行控制，对由涂布到白缺陷并 且固化后的修正墨水构成的墨水涂布部的高度进行检测。
[0067] 在上述高度检测方法中，物镜16使用双光束干涉物镜。在双光束干涉物镜中，利用 在焦点位置处的干涉光强度最大这一点，使Z架台8相对于基板7相对移动，并且对干涉光的 图像进行拍摄，对于各个像素，求出干涉光强度最大的Z架台位置，并将该位置设置为该像 素的高度。上述高度检测方法适合检测数Mi以下的微小的高度。
[0068] 双光束干涉物镜将从光源射出的白色光分成两个光束，以将一个光束照射到对象 物的表面，并将另一个光束照射到参照面，从而能使来自对象物的表面的反射光与来自参 照面的反射光发生干涉。在本实施方式中，虽然使用米劳型干涉物镜，但也可以使用迈克尔 逊型或林尼克型的干涉物镜。
[0069] 此外，使用白色光源作为光源。在使用白色光源的情况下，与使用激光器等单一波 长的光源的情况不同，仅在双光束干涉物镜的焦点位置处，干涉光强度最大。因而，适合测 定高度。
[0070] 图6是当物镜16使用米劳型干涉物镜30时的观察光学系统2的光学元件的配置图。 米劳型干涉物镜30包括透镜31、参照镜32以及分束器33。
[0071]在将物镜16切换为米劳型干涉物镜30的同时，通过滤波器切换装置35将滤波器36 插入落射光源34的射出部。当射出落射光源34的光经过滤波器36时，获得中心波长Mnm)的 白光。
[0072] 作为落射光源34,例如，也可以使用白色LED(Light Emitting Diode:发光二极 管）。白色LED的发光光谱具有波长450nm和560nm两个峰值，但较为理想的是，滤波器36由能 使长波长侧的以560nm为中心的光选择性地透过的低通滤波器构成。这是由于以560nm为中 心的光比以450nm为中心的光的波长带域更宽，因此，能缩短可干涉距离。可干涉距离表示 能观测到干涉条纹的高度方向的距离。由于可干涉距离短更能减少在后述第二阶段说明的 对比度的近似计算及重心计算中使用的数据数量，因此，能使处理高速化。
[0073] 经过滤波器36的光通过半反射镜37而朝透镜31的方向反射。射入透镜31的光通过 分束器33分为朝基板7的方向经过的光和朝参照镜32的方向反射的光。在基板7的表面反射 的光和在参照镜32的表面反射的光再次通过分束器33汇集，而在透镜31处集中。然后，从透 镜31射出的光在经过半反射镜37后，经过成像透镜38而射入(XD照相机3的摄像面3a。
[0074]通常，通过Z架台8使米劳型干涉物镜30朝光轴方向移动，而在基板7的表面反射光 与参照镜32的表面反射光间产生光路长差。接着，通过Z架台8,一边使米劳型干涉物镜30移 动，一边利用CCD照相机3对由上述光路长差产生的干涉光进行拍摄。上述干涉光的强度、即 明亮度在从基板7反射的反射光和从参照镜32反射的反射光的光路长相等时最大。此外，此 时，焦点在基板7的表面上重合。
[0075] Z架台8构成用于使修正头部或米劳型干涉物镜30与作为修正对象的基板7相对移 动的"定位装置"。另外，除了Z架台8之外，也可以通过工作台使基板7自身上下移动，或是通 过在米劳型干涉物镜30与观察光学系统2的连接部安装压电工作台来使米劳型干涉物镜30 的位置上下移动。
[0076]接着，对搜索步骤进行说明。使Z架台8移动到搜索开始位置。在预先将当前位置设 为Zp、搜索范围设为A后，例如，使Z架台8移动到初始位置(Zp-A/2)。在此，将Z架台8的负 方向设为靠近基板7的方向，将正方向设为远离基板7的方向。搜索从初始位置(Zp-A/2)朝 正方向、即朝Z架台8远离基板7的方向进行。因而，从初始位置(Zp- A /2)朝正方向搜索A的 范围。另外，搜索方向未必需要是远离基板7的方向，也可以是靠近基板7的方向。
[0077]图像的采样是在Z架台8开始移动并达到匀速状态后开始进行的。控制用计算机11 以恒定周期进行采样。较为理想的是，通过以CCD照相机3的垂直同步信号的周期进行采样， 从而能更准确地采集图像。
[0078] Z架台8以预先确定的速度v (Mi/秒)移动。Z架台8的移动速度v (Mi/秒)如下所述确 定。当将白光的中心波长设为Mwn)、将CCD照相机3的垂直同步信号的频率设为F(Hz)时，移 动速度v(wii/秒)确定为Z架台8在图像的采样周期1/F(秒）间仅移动V8(wn)。即，Z架台8的 移动速度v为v = V8 X F(mi/秒）。上述移动速度v在白光的相位增量上相当于Ji/2，符合尼奎 斯特定理（日文：于<导只卜原理）。通过使相位每V2地变化，能容易地检测出干涉光强度的 峰值点。
[0079] 当在使相位每JI/2地变化的同时对图像进行采样时，使用以图像h为中心的前后 ± 2张、合计5张图像f i-2、f h、f i、f i+1、f i+2，使用下式⑵来计算出对比度Mi。
[0080] [数学式2]
[0082] 在此，fj^y)表示图像心的位置(x，y)处的像素的亮度。另外，i是以获得的顺序标 注在图像上的编号（以下也称为"取样编号"），i取i = l、2、……、N(N为自然数)的值。
[0083] 图7(a)是表示取样编号i与亮度fd^y)间的关系的图。图7(b)是表示取样编号i 与对比度姐间的关系的图。图7(c)是表示Z架台8的位置与移动速度间的关系的图。
[0084] 在图7(a)~图7(c)中，亮度fi(x，y)及对比度Mi均在图像p的附近示出峰值。与上 述峰值点相对应的Z架台8的位置为像素(x，y)的焦点位置。
[0085] 由上述式（2)表示的对比度1示出了图7(a)所示的亮度匕的包络线。因而，只要运 算出对比度I，就能求得峰值点。但是，在此，为了高速地进行运算，不进行求平方根的运算 及除法运算。例如，在实际的计算中，使用下式(3)，运算出使对比度1简化后的对比度I#。 由于上述对比度Mi#与对比度Mi的平方值成比例，因此，即便使用对比度Mi#取代对比度Mi， 包络线的峰值点及像素的焦点位置也不会偏移。
[0086] [数学式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]高度检测工序由两个阶段的处理构成。在第一阶段的处理中，关于图像h的各像 素(x，y)，求出亮度6(^7)最大的Z架台8的位置。从图7(a)及图7(b)可知，这是利用了亮度 与对比度1在图像p附近均表示峰值这一点。即，通过求出亮度匕(1，7)为峰值的图 像P，从而能预估对比度Mi的峰值点。藉此，由于能缩窄第二阶段的处理范围，因此，能使处 理高速化。这样，在第一阶段的处理中，关于构成所拍摄的图像的多个像素的每一个，求出 焦点的候选位置。
[0089]接着，在第二阶段的处理中，选择以亮度hUd)最大的图像p为中心的前后±11张 U为自然数）的合计(2n+l)张图像，利用上述式(3)运算出对比度。接着，求出所运算出 的对比度最大的Z架台8的位置，并将该Z架台8的位置确定为像素(x，y)的最终的焦点。 即，第二阶段的处理是以在第一阶段的处理中求得的焦点的候选位置为基础，使用对比度 Mi#来求出准确的焦点位置。
[0090]图8是表示用于执行高度检测工序的控制结构的框图。参照图8,高度检测工序的 控制结构由CCD照相机3、获取装置40以及处理装置42构成。另外，获取装置40及处理装置42 设置在控制用计算机11的内部。
[0091]获取装置40以恒定周期(优选是CCD照相机3的垂直同步信号的周期)进行图像的 采样。具体来说，获取装置40捕获CCD照相机3的垂直同步信号，开始图像的采样。接着，当图 像的采样完成后，将采样到的图像立即传送到处理装置42。此时，获取装置40直接将图像传 送至处理装置42的存储部44。上述图像传送例如采用DMA(Direct Memory Access:直接存 储器存取)传送。当将CCD照相机3的垂直同步信号的频率设为F(Hz)时，以图像的采样周期 1/F(秒)反复执行利用获取装置40进行的图像的采样及传送。
[0092]处理装置42包括存储部44和中央处理部46。图像fi从获取装置40以图像的采样周 期1/F(秒)传送至存储部44。存储部44依次存储所传送的图像匕。中央处理器46在图像传送 到存储部44之后，开始第一阶段的处理、即求得亮度hUd)的最大值的处理。此外，中央处 理部46在下一次的图像被传送的时刻之前完成求得上述亮度hUd)的最大值的处理。即， 第一阶段的处理在图像的采样周期1/F(秒)之间执行。
[0093](第一阶段的处理）
[0094]以下，对作为第一阶段的处理、即求得亮度hUd)的最大值的处理的步骤进行详 细说明。
[0095]在图8中，在存储部44中，准备三个存储区域，这三个存储区域是以成为与(XD照相 机3的解析度相同的解析度的方式将存储元件二维排列而成的。在上述三个存储区域中的 第一存储区域内，储存有图像h的位置(x，y)处的亮度6(1，7)的最大值。即，在二维排列的 各个存储元件中，储存有相对应的像素(x，y)的亮度的最大值。在以下的说明中，将亮度心 (x，y)的最大值表述为"Max(x，y)"。
[0096] 在第二存储区域中，储存有对亮度fi(x，y)最大的图像fi进行拍摄时的Z架台8的位 置。即，在二维排列的各个存储元件中，储存有相对应的像素(x，y)的亮度最大时的Z架台8 的位置。在以下的说明中，将亮度匕(1，7)最大时的Z架台8的位置表述为"Pz( X，y)"。
[0097] 在第三存储区域中，储存有对亮度fi (x，y)最大的图像fi进行拍摄时的取样编号i。 即，在二维排列的各个存储元件中，储存有相对应的像素(x，y)的亮度最大的图像fi的取样 编号i。在以下的说明中，将亮度匕(1，7)最大的图像fi的取样编号i表述为"I(x，y)"。
[0098]另外，储存在存储部44中的1&?(^7)、？2(^7)、1(1， 7)这三个值在开始搜索前的 初始状态下设为"0"。在开始搜索后，从获取装置40对存储部44以取样周期1/F(秒)依次传 送图像。在完成图像^的传送后，中央处理部46按照每个像素，对亮度匕(^ 7)与Max(x，y)进 行比较，并基于比较结果，对1&1(1，7)、？2(1，7)、1(1，7)的值进行更新。具体来说，中央处理 部46将图像fi的位置(x，y)处的亮度fi(x，y)与该像素(x，y)的亮度的最大值Max(x，y)进行 比较。当满足fi(x，y) < Max(x，y)的关系时，中央处理部46维持Max(x，y)的值。此时，中央处 理部46对Pz (x，y)及I(x，y)的值也进行维持。
[00"]与此相对的是，当满足;^(乂，7)>]\&?(1，7)的关系时，中央处理部46将1&?(1，7)的 值替换为亮度fi(x，y)。另外，中央处理部46将Pz(x，y)的值替换为与像素值fi(x，y)相对应 的Z架台8的位置，并且将I (x，y)的值替换为亮度fi (x，y)的取样编号i。
[0100]中央处理部46使用从由获取装置40将图像传送至存储部44的时刻开始至获取装 置40开始下一次的图像的取样的时刻为止的期间，执行上述亮度匕(^7)与Max(x，y)的比 较动作及与比较结果相对应的存储部44的替换动作。例如，在将CCD照相机3的解析度设为 640 X 480，并将亮度fi(x，y)假定为1字节的情况下，从获取装置40传送至存储部44的图像 数据的大小为307200字节。另一方面，若将CCD照相机3的垂直同步信号的频率设为120Hz， 则图像的取样周期为1/120秒。因而，获取装置40在每1/120秒(大约8.3毫秒)获取307200字 节的图像数据后向处理装置42的存储部44传送。从获取装置40向存储部44的数据传送能通 过使用DMA传送以大约2毫秒的时间进行。因而，处理装置42利用作为取样周期的大约8.3毫 秒中的、去除数据传送所需要的大约2毫秒后的大约6.3毫秒的时间，执行求得亮度心(1， 7) 的最大值的处理。
[0101]这样，在图像的每个取样周期内，使用数据传送后的空闲时间执行第一阶段的处 理。藉此，当搜索范围内的所有图像的取样完成时，在存储部44中，储存有关于各像素的亮 度fi(x，y)的最大值（=]\&〇^，7))、亮度;^(1，7)最大时的2架台8的位置（=?2(1，7))以及亮 度fi(x，y)最大的图像fi的取样编号（ = I(x，y))。
[0102](第二阶段的处理）
[0103]接着，关于第二阶段的处理、即求得对比度M4最大的Z架台8的位置的处理的步骤 进行详细说明。在搜索范围内的所有图像的取样完成后，通过中央处理部46执行第二阶段 的处理。
[0104]中央处理部46从存储部44读取关于各像素的亮度fi(x，y)最大的取样编号i( = I (^7))。接着，中央处理部46使用以1(^7)所表示的取样编号1的图像心为中心的前后±11 张、合计(2n+1)张图像，求得对比度Mi# (x，y)的峰值点。
[0105] 具体来说，当将(2n+l)张图像各自的取样编号设为j时，取样编号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 的顺序表示。中 央处理部46通过将图像fj的亮度fj(x，y)代入上式（3)，来计算出合计(2n+l)个对比度Mj# (x,y)0
[0106] 在此，当将与对比度Mj#(x，y)相对应的Z架台8的位置设为Zj时，Zj能以下式⑷表 不。
[0107] [数学式4]
[0109]如图7(b)所说明的，由于对比度M讲(x，y)示出了以峰值点为中心的左右对称的山 型趋势，因此，使用二次函数或高斯函数来对表示对比度M讲(x，y)的曲线进行近似。因而， 中央处理部46用二次函数或高斯函数对对比度M讲(x，y)与Z架台8的位置I间的关系进行近 似，并从所求出的函数求得对比度M讲(x，y)处于峰值的Z架台8的位置I。接着，将上述Z架台 8的位置I设为像素(x，y)的高度。
[0110]如以上所说明的那样，在高度检测工序中，作为第一阶段的处理，对于构成所拍摄 的图像的多个像素的每一个，将所拍摄的图像的亮度最大的Z架台8(定位装置)的位置设为 焦点的候选位置。然后，作为第二阶段的处理，从在焦点的候选位置前后拍摄到的图像的亮 度求出对比度，并将各图像的对比度最大的Z架台位置求出，以作为焦点位置。接着，从所求 得的焦点位置检测出墨水涂布部的高度。
[0111]通过这样的结构，由于能够在第一阶段的处理中省略针对各像素来运算对比度的 处理，因此，能降低控制用计算机11中的运算负荷。此外，由于不需要预先存储各像素的对 比度，因此，不需要大容量的存储器。其结果是，能廉价地构成控制用计算机。
[0112]此外，由于能利用摄像装置的拍摄周期(CCD照相机3中的图像的取样周期）内的传 送图像后的空闲时间来进行第一阶段的处理，因此，能减轻搜索范围内的所有图像的拍摄 完成后的数值运算处理。其结果是，能缩短高度检测工序的作业时间。
[0113]另外，在上述第二阶段的处理中，说明了利用二次函数或高斯函数来对对比度姐# 进行近似的结构，但也可以求出（2n+l)个对比度姐#的重心位置，并将所求得的重心位置作 为峰值位置。上述重心位置表示如图7(b)所示的左右对称数据的中心位置。当预先将重心 位置设为28时，则能使用下式(5)计算出Zg。
[0114][数学式5]
[0116][高度检查工序]
[0117] 在上述工序中，基于涂布前后的图像将墨水涂布部抽出，并将抽出的墨水涂布部 与基准部的高度进行比较。例如，如专利文献2(日本专利特开2009-237086号公报)所记载 的，对涂布前后的图像的明亮度进行比较，并基于比较结果来将墨水涂布部抽出。将墨水涂 布部的抽出结果设为13(1， 7)。13(1，7)是若位置(1，7)的像素为墨水涂布部则返回1，除此之 外返回0的函数。
[0118] 基准部是基板7中没有涂布修正墨水的正常的部分，能从涂布前或涂布后的任意 一个图像中抽出。预先确定基准部相对于涂布开始点的中心坐标（Ax、Ay)和纵横尺寸( W， h)。在此，预先将储存有在高度检测工序中求得的高度信息的图像设为h(x，y)，并将涂布开 始点的坐标设为(xs，ys)，并将基准部的高度设为以（xs+ A X，ys+ A y)为中心的（土 w/2，土 h/2)的范围内的高度的平均值。另外，基准部不局限于通过上述方式进行设定，例如也可以 通过图案匹配等检测出基板7的特征性部分而将基准部设为该特征性部分的内部，或者将 基准部设定成从通过图案匹配求得的检测位置偏置的区域。
[0119]将通过如上所述方式求得的基准部的高度平均值设为h0。预先从高度图像h(x，y) 减去h0，并将减法结果设为h '（x，y)。接着，计算出先前抽出的墨水涂布部位b(x，y)表示值1 的图像的h'（x，y)的合计值、最大值、最小值、分散值、平均值。另外，预先将一个像素的纵横 尺寸设为(mx，my)。单位设为nm〇
[0120] 合计值相当于墨水涂布部的体积，能有效地检查是否能确保规定的墨水涂布量、 或是是否超过上限等。使用下式(6)计算合计值。
[0121] [数学式6]
[0122] 潑m:这錄'X my }>)X _
[0123] 最大值是b(x，y)的值为1的图像的h'（x，y)内的最大值，能有效地检查墨水涂布部 的高度是否超过上限。
[0124] 最小值是b(x，y)的值为1的图像的h '（x，y)内的最小值，能有效地检查是否能确保 一定的厚度。
[0125] 分散值在希望评价墨水涂布部的高度的均匀性时是有效的。分散值根据下式(7) 进行计算。
[0126] [数学式7]
[0128] 平均值能有效地检查在墨水涂布部整体上是否能确保一定以上的高度。平均值根 据下式(8)进行计算。
[0129] [数学式8]
[0131]控制用计算机11基于所计算出的合计值、最大值、最小值、分散值、平均值中的至 少一个值，来判断墨水涂布部是否正常。
[0132] 在本实施方式1的缺陷修正装置1中，具有能按照适用顺序事先录入检查项目的功 能，从而能根据涂布针、基板7、修正墨水的种类来改变检查项目及容许范围。
[0133] 图9是表示通过图2中示出的墨水涂布机构5进行墨水涂布时的检查条件的图。墨 水涂布机构5具有五根涂布针，能针对每个涂布针录入检查条件。当利用相应涂布针进行涂 布时，参照录入内容。AND是在满足所指定的所有条件时设为合格，0R是在满足任意一个条 件时设为合格。
[0134] 在"合计值"、"最大值"、"最小值"、"分散值"、"平均值"的栏中指定数值时适用，并 在"最终判断"中将各自的判断汇总。在本例中，在"最终判断"中能实现"AND"或"0R"这两种 设定。数值栏用（下限值，上限值)的一对值来指定。当下限值及上限值均指定了数值时，相 应检查项目的值在下限值以上、不到上限值时满足条件。在下限值为的情况下，值为上 限值以下时，便满足条件。在上限值为的情况下，值为下限值以上时，便满足条件。两者 兼空时，不进行判断。
[0135] 如上所述，根据本发明实施方式1的高度检测装置，通过一边使墨水涂布部和物镜 在上下放下上相对移动，一边对图像进行拍摄，并针对构成所拍摄的图像的多个像素的每 一个，求出焦点位置，从而能基于所求得的焦点位置来检测出墨水涂布部的高度。其结果 是，由于能进行修正墨水的粘度变化及墨水涂布机构的异常状态的检测等正确的检查，因 此，能有利于制造工序的成品率的提尚。
[0136] 另外，利用针对构成所拍摄的图像的多个像素的每一个，将所拍摄的图像的亮度 最大的Z架台（定位装置)的位置设为焦点的候选位置的处理(第一阶段的处理)和针对构成 图像的多个像素的每一个，以在焦点的候选位置的前后进行拍摄的图像的多个亮度为基础 求得对比度，并基于该对比度求出焦点位置的处理(第二阶段的处理），从而执行对墨水涂 布部的高度进行检测的工序。在上述工序中，利用摄像装置的拍摄周期内的空闲时间（图像 传送后的空闲时间）来进行上述第一阶段的处理，并在完成所有图像的拍摄后进行上述第 二阶段的处理。
[0137] 通过这样，在第一阶段的处理中，不需要预先针对所拍摄的各个图像来存储各像 素的对比度，因此，不需要准备大容量的存储器。因此，能廉价地构成控制用计算机。
[0138] 此外，由于通过使第一阶段的处理简化，能利用拍摄周期内的空闲时间来完成第 一阶段的处理，因此，能减轻拍摄图像后的数值运算处理。其结果是，能缩短高度检测工序 的作业时间。
[0139] 另外，若在第一阶段的处理中想要利用拍摄周期内的空闲时间来计算出各像素的 对比度，则要求控制用计算机具有很高的运算处理能力，这会导致装置成本的增加。与此相 对的是，在本实施方式1中，由于使用亮度代替计算各像素的对比度来求出各像素的焦点的 候选位置，因此，不需要使控制用计算机高速化。
[0140] [实施方式2]
[0141] 实施方式2涉及提高实施方式1的高度检测方法的检测精度的方法。首先，对实施 方式1的问题进行说明。
[0142] 若将光源的波长设为A，则干涉光波形的强度gA能用下式(9)表示。
[0143] [数学式9]
[0145] 在此，s是取样位置，h是墨水涂布部的高度，a和A是由白光的振幅决定的系数。
[0146] 图10是表示取样位置s与干涉光强度gA间的关系的图。图10中的干涉光强度是使 用上述式(9)进行计算的值。?表示取样点。取样点间隔与图7同样为V8(nm)。
[0147] 干涉光强度在上述式(9)中s = h、即来自基板7的反射光的光路长度与来自参照镜 32的参照光的光路长度相同时最大，并与包络线的峰值一致。当在图10中加入包络线后，便 成为图11这样。在实际的测定中，上述式(9)的a和A受到噪声的影响而不是恒定的，由于gA 发生变动，因此，在包络线的峰值点的位置上会产生偏移。
[0148] (使用相位的优点）
[0149] 相位信息能在不受上述式(9)的a和A的影响而求得。在此，为了便于理解说明，考 虑中心波长A的光。当将干涉光波形的相位2Ji(2 S-2h)/A设为即寸，上述式(9)成为gA=(l+Y cosS)。在此，利用欧拉公式，获得下式(10)。
[0150] [数学式 10]
纖
[0152] 在此，对上述式（10)进行傅立叶变换，在利用带通滤波器(band pass filter)仅 将右边第二项的光谱抽出来进行傅立叶逆变换后，获得下式(11)。
[0153] 「数学式 111
[0155] 当利用欧拉公式，以三角函数的形式表示上述式(11)时，获得下式(12)。
[0156] [数学式 12]
[0158] 在此，相位S用下式（13)表示，可知能不受a和A的影响计算出相位8。
[0159] [数学式 13]
asi
[0161]作为相位的计算方法，除了上述式（13)之外，还有称为五步法的使用下式（14)的 方法。 04}
[0162][数学式 14]
[0164] 除此之外，还有四步法、七步法等。在此，只要能计算出干涉光的相位即可，不特别 限定于式（13)或式（14)。
[0165] [峰值点和相位的并用]
[0166] 包络线的峰值有可能在噪声的影响下产生位置偏移，但相位S在理论上能最大限 度地抑制噪声的影响，与包络线的峰值相比，能实现高精度的检测。因此，在本实施方式中， 利用包络线的峰值和相位S这两者来检测出墨水涂布部的高度。
[0167] (相位跃变的发生）
[0168] 上述式(9)的干涉光强度gA在s = h时最大，包络线处于峰值。同时，相位5成为5 = 2 (28-211) = 231(211-211)/^ = 〇。但是，由于相位的周期是231，因此，相位5为〇的位置(也称为〇 点）也同样是每隔2JI出现，因而，采用最靠近包络线的峰值的相位 〇的0点。另外，在本发明 中，将包络线的峰值称为一次高度，相位〇的〇点称为二次高度。
[0169] 图12是在包络线中加入相位后的图，锯齿状的波形表示相位。从图12可知，相位S 的〇点在峰值的左右各存在一处。为了求得二次高度，采用最靠近峰值点的〇点，但若因噪声 而使峰值位置偏移，则会导致〇点的选择错误。在发生上述选择错误的情况下，由于相位S 为I~的值，因此在相邻像素间会产生231的相位跃变。
[0170] 图13是表示图像上的某一条线的峰值位置的图。图13示出了当对具有倾斜度的平 面进行测定的情况下的水平方向的一条线上的数据。图13的横轴表示像素位置，纵轴表示 图像的取样编号。取样编号越大，像素位置越高。另外，在取样编号变化1时，高度变化V8。
[0171] 此外，将最靠近在图13中所示的峰值位置的相位5的〇点示于图14。在图14的D及E 处，发生相位跃变。此外，在将图13和图14进行比较后，可知相位S的0点偏差较少。
[0172] (相位跃变的检测和修正）
[0173] 由于相位跃变产生的主要原因是位于包络线的峰值点左右的相位S的〇点的选择 错误，因此，最终地，只要在任何像素中均以将左和右的任意一方统一进行选择的方式进行 修正即可。
[0174] 因而，作为后续处理，求出包络线的峰值点与相位S的〇点间的偏移量，针对图像上 的几乎所有像素，实施使偏移量的符号一致这样的修正处理，来对相位跃变进行修正。另 外，虽然利用上述处理会使像素的高度发生变化，但在本检查方法中，由于高度的评价使用 相对高度，因此没有问题。
[0175] 最初，将峰值点与相位S的〇点间的偏移量设为A，将阈值设为T，将阈值的修正量 设为t，并将修正次数设为M。当预先将图像上的位置(x，y)的包络线的峰值设为J(x，y)，并 将相位的〇点设为K(x，y)时，偏移量A (X，y)成为A (x，y)=K(x，y)-J(x，y)。
[0176] 在此，将与图13相同部位的A (x，y)示于图15。图15的横轴表示像素位置，纵轴表 示Mx，y)，值变化1相当于A/8。接着，将A (x，y)与阈值T进行比较，在A (x，y)<T的情况 下，将K(x，y)设为K'（x，y)=K(x，y)+4。此外，在 A (x，y)>T的情况下，设为K'（x，y)=K(x， 7)。另外，1('（1，7)=1((1，7)+4中的"4"表示相位跃变的修正量，上述值与相位变化231时的取 样数相等。另外，取样间隔在相位的变化量上是V2已在第0050段中说明过。
[0177]然后，将所有像素(x，y)的修正后的K'（x，y)与和(x，y)相邻的至少一个以上像素 进行比较，并求出差值的总和S。另外，差值设为与相邻的像素的K'（x，y)间的差的绝对值。 例如，与(x+1，y)的差值就是|K'（x，y)_K'（x+1，y) |。此外，所求得的总和值S与阈值T关联地 预先保持。接着，在阈值T中加上修正量t，求出新的阈值T。再次，针对图像上的所有像素(x， y)，求出K'（x，y)，并求出总和值S。
[0178]反复进行M次上述处理，最后求出所求得的总和值S的最小值，使用表示最小值时 的阈值T再次求出K'（x，y)，并将所求得的K'（x，y)设为各像素的三次高度。
[0179] 将图14的最终的K'（x，y)示于图17。此外，将此时的A (x，y)示于图16。在图15中， 阈值T从-4开始，将修正量t设为0.1来进行合计80次的修正。阈值T变化到4。从图17可知相 位跃变得到了修正。
[0180] (检测方法的切换）
[0181] 每一次的墨水涂布量根据墨水的粘度而不同。由于高粘度的墨水的表面张力大， 因此，与低粘度的墨水相比，成为厚膜。另外，关于墨水的性质，很多情况下在预先进行的取 样试验中便能事先明确。
[0182] 此外，墨水涂布量的判断基准根据作为涂布对象的图案而不同，在平板显示器及 半导体这样的薄膜的情况下为亚微米以下，但在印刷基板的电极等需要膜厚的情况下为微 米单位。
[0183] 这样，由于所涂布的墨水、涂布对象的图案不同所需要的检测精度也不同，因此， 在本检测方法中，对根据所涂布的墨水而使用的高度信息进行切换。
[0184] 在例如使用图2所示的墨水涂布机构5的情况下，能根据每个涂布针来改变所涂布 的墨水。因而，在图18所示的"针-检查项目对应表"中设置"高度种类"的选择栏，并将使用 相应针进行涂布时所使用的高度种类录入。例如，在使用涂布针A进行涂布时，使用三次高 度，在使用涂布针B进行涂布时，使用一次高度。
[0185] 此外，由于墨水不同膜厚也不同，因此，能针对每个涂布针设定扫描范围。藉此，能 设定与墨水相适的节拍时间（日文：夕外夕彳么（tact time))，并能实现检查时间的高效 化。
[0186] 在本实施方式2中，能以比实施方式1更高的精度对墨水涂布部的高度进行检测。
[0187] 另外，在上述实施方式1、实施方式2中，对本发明应用于由涂布在液晶滤色器基板 7上的修正墨水构成的墨水涂布部的高度测定的情况进行了说明，但不局限于此，本发明能 应用于形成在物体表面上的凹凸部的高度测定。例如，能应用于由涂布在TFT基板表面的配 线的断线缺陷部上的导电性糊料构成的糊料涂布部的高度测定。或者是，能应用于液晶显 示器装置或有机EL显示器装置等平板显示器用的玻璃基板的表面粗糙度的测定。另外，也 能应用于通过激光照射形成在基板上的微细的槽的深度测定。
[0188] 另外，在上述实施方式1、实施方式2中，能以构成图像的像素的亮度为基础来计算 出涂布部的高度，由于不需要用于对运算结果进行保持的大容量的存储器，因此，适合用于 对比上述段落所例示的图案更厚、且需要更多图像的厚膜的形状测定。厚膜一般是指膜厚 为10M以上的膜，例如，能用于MEMS、传感器等半导体设备的电子回路图案及印刷基板配 线。它们相对于上述段落所例示的图案的厚膜，是5倍~10倍的膜厚。此外，通过将来有前景 的制造技术、即印刷电子技术制造出的图案也归类为厚膜。
[0189] 本次公开的实施方式应当认为在所有点上均是例示，而不是限制性的。本发明的 范围不以上述实施方式的说明，而是通过权利要求书示出，其旨在包含在范围内的所有改 变。
[0190] (符号说明）
[0191] 1缺陷修正装置
[0192] 2观察光学系统
[0193] 2a观察镜筒
[0194] 3 CCD照相机
[0195] 4切割用激光装置
[0196] 5墨水涂布机构
[0197] 6墨水固化用光源
[0198] 7液晶滤色器基板
[0199] 8 Z架台
[0200] 9 X架台
[0201] 10 Y架台
[0202] 11控制用计算机
[0203] 12监视器
[0204] 13操作面板
[0205] 15可动板
[0206] 16 物镜
[0207] 17涂布单元
[0208] 18涂布针
[0209] 19墨水容器
[0210] 30米劳型干涉物镜
[0211] 31 透镜
[0212] 32参照镜
[0213] 33分束器
[0214] 34落射光源
[0215] 35滤波器切换装置
[0216] 36滤波器
[0217] 37半反射镜
[0218] 38成像透镜
[0219] 40获取装置
[0220] 42处理装置
[0221] 44存储部
[0222] 46中央处理部
[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异物缺陷。
【主权项】
1. 一种高度检测装置，对形成在对象物的表面上的凹凸部的高度进行检测，其特征在 于，包括： 头部，该头部具有照明装置、物镜、观察光学系统及摄像装置，其中，所述照明装置输出 白光，所述物镜将从所述照明装置射出的白光分成两个光束，将一方的光束照射到对象物 表面并且将另一方的光束照射到参照面，使从所述对象物表面和所述参照面反射的反射光 发生干涉，来获得干涉光，所述观察光学系统对所述干涉光进行观察，所述摄像装置经由所 述观察光学系统对所述干涉光进行拍摄； 定位装置，该定位装置使所述头部或所述物镜与所述对象物发生相对移动；以及 高度检测部，该高度检测部对所述定位装置及所述摄像装置进行控制，一边使所述凹 凸部与所述头部或所述物镜沿上下方向相对移动，一边对图像进行拍摄，针对构成所拍摄 的图像的多个像素的每一个求出焦点位置，并基于所求出的焦点位置对所述凹凸部的高度 进行检测， 所述高度检测部执行第一阶段的处理和第二阶段的处理，其中： 在所述第一阶段的处理中，在所述摄像装置的拍摄周期内，针对构成拍摄的所述图像 的多个像素的每一个，将拍摄的所述图像的亮度最大的所述定位装置的位置设为焦点的候 选位置； 在所述第二阶段的处理中，在所述摄像装置对全部的图像进行拍摄后，针对构成图像 的多个像素的每一个，以在通过所述第一阶段的处理求得的所述焦点的候选位置的前后拍 摄到的图像的多个亮度为基础求出对比度，基于所述对比度来求出焦点位置，并基于所述 焦点位置来对所述凹凸部的高度进行检测。2. 如权利要求1所述的高度检测位置，其特征在于， 所述高度检测部在所述第二阶段的处理中将所述对比度为峰值时的所述定位装置的 位置设为所述像素的焦点位置。3. 如权利要求2所述的高度检测装置，其特征在于， 所述高度检测部在所述第二阶段的处理中进行如下动作： 将所述对比度为峰值时的所述定位装置的位置设为一次高度， 然后，以在通过所述第一阶段的处理求得的所述焦点的候选位置附近的图像的所述亮 度为基础求出相位，并将相位为O的多个所述定位装置的位置中、最靠近所述一次高度的相 位为〇的所述定位装置的位置设为二次高度， 然后，将所述一次高度与所述二次高度进行比较，来检测相位跃变的产生，在检测出相 位跃变的情况下，对所述二次高度进行修正，来检测相位跃变得到修正后的三次高度。4. 如权利要求3所述的高度检测装置，其特征在于， 所述高度检测部进行如下动作： 在计算所述三次高度时，设置阈值，针对构成图像的多个像素的每一个，将所述二次高 度减去所述一次高度后的值与所述阈值进行比较，当相减结果低于所述阈值时，将相位相 对于当前的所述二次高度增加了 2π后的所述定位装置的位置设为修正后的所述二次高度， 对于所述修正后的二次高度，针对各像素，计算与相邻像素的差值来求出所述多个像素的 差值的总和， 在每次以预先确定的修正量对所述阈值合计修正M次的同时，反复执行求出所述多个 像素的差值的总和的处理，并且，对于每个所述阈值，保持所述差值的总和， 将在所述修正后的二次高度中、以所述差值的总和最小的所述阈值进行修正后的所述 二次高度设为所述三次高度。5. 如权利要求1至4中任一项所述的高度检测装置，其特征在于， 所述照明装置是白色LED， 所述高度检测装置还包括滤光器，该滤光器设置在所述照明装置与所述物镜之间，所 述滤光器用于使所述白色LED的发光光谱所具有的两个峰值中的长波长侧的白光选择性地 透过。6. -种涂布装置，将液状材料涂布在基板的表面，其特征在于，包括： 头部，该头部具有照明装置、物镜、观察光学系统及摄像装置，其中，所述照明装置输出 白光，所述物镜将从所述照明装置射出的白光分成两个光束，将一方的光束照射到对象物 表面并且将另一方的光束照射到参照面，使从所述对象物表面和所述参照面反射的反射光 发生干涉，来获得干涉光，所述观察光学系统对所述干涉光进行观察，所述摄像装置经由所 述观察光学系统对所述干涉光进行拍摄； 定位装置，该定位装置使所述头部或所述物镜与所述基板相对移动，来将所述头部定 位在所述基板的表面上方的所希望的位置处；以及 高度检测部，该高度检测部对所述定位装置及所述摄像装置进行控制，一边使所述液 状材料的涂布部与所述头部或所述物镜沿上下方向相对移动，一边对图像进行拍摄，针对 构成所拍摄的图像的多个像素的每一个求出焦点位置，并基于所求出的焦点位置对所述涂 布部的高度进行检测， 所述高度检测部执行第一阶段的处理和第二阶段的处理，其中： 在所述第一阶段的处理中，在所述摄像装置的拍摄周期内，针对构成拍摄的所述图像 的多个像素的每一个，将拍摄的所述图像的亮度最大的所述定位装置的位置设为焦点的候 选位置； 在所述第二阶段的处理中，在所述摄像装置对全部的图像进行拍摄后，针对构成图像 的多个像素的每一个，以在通过所述第一阶段的处理求得的所述焦点的候选位置的前后拍 摄到的图像的多个亮度为基础求出对比度，基于所述对比度来求出焦点位置，并基于所述 焦点位置来对所述涂布部进行检测。7. 如权利要求6所述的涂布装置，其特征在于， 所述高度检测部在所述第二阶段的处理中将所述对比度为峰值时的所述定位装置的 位置设为所述像素的焦点位置。8. 如权利要求7所述的涂布装置，其特征在于， 所述高度检测部在所述第二阶段的处理中进行如下动作： 将所述对比度为峰值时的所述定位装置的位置设为一次高度， 然后，以在通过所述第一阶段的处理求得的所述焦点的候选位置附近的图像的所述亮 度为基础求出相位，并将相位为O的多个所述定位装置的位置中、最靠近所述一次高度的相 位为〇的所述定位装置的位置设为二次高度， 然后，将所述一次高度与所述二次高度进行比较，来检测相位跃变的产生，在检测出相 位跃变的情况下，对所述二次高度进行修正，来检测相位跃变得到修正后的三次高度。9. 如权利要求8所述的涂布装置，其特征在于， 所述高度检测部进行如下动作： 在计算所述三次高度时，设置阈值，针对构成图像的多个像素的每一个，将所述二次高 度减去所述一次高度后的值与所述阈值进行比较，当相减结果低于所述阈值时，将相位相 对于当前的所述二次高度增加了 2π后的所述定位装置的位置设为修正后的所述二次高度， 对于所述修正后的二次高度，针对各像素，计算与相邻像素的差值来求出所述多个像素的 差值的总和， 在每次以预先确定的修正量对所述阈值合计修正M次的同时，反复执行求出所述多个 像素的差值的总和的处理，并且，对于每个所述阈值，保持所述差值的总和， 将在所述修正后的二次高度中、以所述差值的总和最小的所述阈值进行修正后的所述 二次高度设为所述三次高度。10. 如权利要求6至9中任一项所述的涂布装置，其特征在于， 所述照明装置是白色LED， 所述高度检测装置还包括滤光器，该滤光器设置在所述照明装置与所述物镜之间，所 述滤光器用于使所述白色LED的发光光谱所具有的两个峰值中的长波长侧的白光选择性地 透过。11. 一种高度检测方法，对形成在对象物的表面上的凹凸部的高度进行检测，其特征在 于，包括： 使具有照明装置、物镜、观察光学系统及摄像装置的头部或者是所述物镜与所述对象 物发生相对移动的步骤，其中，所述照明装置输出白光，所述物镜将从所述照明装置射出的 白光分成两个光束，将一方的光束照射到对象物表面并且将另一方的光束照射到参照面， 使从所述对象物表面和所述参照面反射的反射光发生干涉，来获得干涉光，所述观察光学 系统对所述干涉光进行观察，所述摄像装置经由所述观察光学系统对所述干涉光进行拍 摄；以及 一边使所述凹凸部与所述头部或所述物镜沿上下方向相对移动，一边对图像进行拍 摄，针对构成所拍摄的图像的多个像素的每一个求出焦点位置，并基于所求出的焦点位置 对所述凹凸部的高度进行检测的步骤， 对所述凹凸部的高度进行检测的步骤包括： 进行第一阶段的处理的步骤，在所述第一阶段的处理中，在所述摄像装置的拍摄周期 内，针对构成拍摄的所述图像的多个像素的每一个，将拍摄的所述图像的亮度最大的图像 的拍摄位置设为焦点的候选位置;以及 进行第二阶段的处理的步骤，在所述第二阶段的处理中，在所述摄像装置对全部的图 像进行拍摄后，针对构成图像的多个像素的每一个，以在通过所述第一阶段的处理求得的 所述焦点的候选位置的前后拍摄到的多个所述亮度为基础求出对比度，基于所述对比度来 求出焦点位置，并基于所述焦点位置来对所述凹凸部的高度进行检测。
【文档编号】G02F1/1335GK105899909SQ201580004131
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月9日
【发明人】大庭博明
【申请人】Ntn株式会社