JP5347452B2

JP5347452B2 - 表面検査機

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Publication number: JP5347452B2
Application number: JP2008302058A
Authority: JP
Inventors: 貴弘内山
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: JP2010127738A

Description

本発明は、カラーフィルタを製造する製造ラインでの表面検査機に関するものであり、特に、塗布装置における突発的な変動による欠陥であっても常時検出できるように、全数検査を可能なものとし、塗布装置〜露光装置間の搬送系に設けるカラーフィルタ表面検査機に関する。

液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造方法としては、先ず、ガラス基板上にブラックマトリックスを形成し、次に、ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上のブラックマトリックスのパターンに位置合わせして着色画素を形成し、更に透明導電膜、フォトスペーサー、配向制御用突起などを順次に位置合わせして形成するといった方法が広く用いられている。

ブラックマトリックスは所定の部位を開口部とした遮光性の層で、開口部にてカラーフィルタの着色画素の位置を定め、大きさを均一なものとし、また、表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。このブラックマトリックスの形成は、例えば、黒色フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって形成するといった方法がとられている。

また、ブラックマトリックスの開口部に形成される着色画素は、例えば、赤色、緑色、青色の所定の波長域の光を通過させるフィルタ機能を有するものであり、このブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、例えば、顔料などの色素を分散させたネガ型のフォトレジストの塗布膜を設け、この塗布膜への露光、現像によって着色画素を形成するといった方法がとられている。
また、透明導電膜の形成は、着色画素及びブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。

また、フォトスペーサー、及び配向制御用突起などの形成は、上記ブラックマトリックス、或いは着色画素の形成と同様にフォトリソグラフィ法によって形成するといった方法がとられている。

これらブラックマトリックスや着色画素をフォトリソグラフィ法によりパターンとして形成する際には、例えば、ガラス基板に対して洗浄装置（１１）による洗浄処理を施し、続いて塗布装置（１２）によるフォトレジストの塗布、露光装置（１３）によるパターン露光、現像装置（１４）による現像処理、加熱装置（１５）によるポストベーク処理が順次に施され、ガラス基板に所定のパターンを形成する。

図１は、ガラス基板に所定のパターンを形成する製造ラインの配列の一例を示す平面図である。図１に示すように、製造ライン（１０）を構成する各装置は連結されており、白太矢印で示すように、図１中、左方の洗浄装置（１１）に搬入されたガラス基板には洗浄処理〜ポストベーク処理が順次に施され、ガラス基板上に所定のパターンが形成される。

このカラーフィルタの製造工程で発生する外観上の欠陥は、その大きさ（範囲）によって、広域欠陥と狭域（点）欠陥とに２分される。広域欠陥は色ムラで代表され、色ムラはカラーフィルタ上の広い範囲に及ぶ色濃度の不良である。この色ムラは、主に塗布工程に
おけるフォトレジストの塗膜の膜厚ムラによって発生する。また、狭域（点）欠陥は、パターン欠け、パターン残り、異物付着などであるが、塗布工程においては主に異物付着が挙げられる。

図２は、図１に示す塗布装置（１２）と露光装置（１３）との間で行われる塗膜の外観検査の一例を示す平面図である。図２に示すように、塗布装置（１２）と露光装置（１３）との間には、例えば、コロ・コンベアのような搬送装置（Ｃ１）が設けられている。搬送装置（Ｃ１）の前部（Ｃ１ａ）と後部（Ｃ１ｂ）との間には、ガラス基板を移載する移載ロボット（Ｒ１）が設けられている。
また、製造ライン（１０）の側部には、移載ロボット（Ｒ１）に隣接して塗膜の外観検査を行うカラーフィルタ表面検査機（２０）が設けられている。

このカラーフィルタ表面検査機（２０）は、主に塗膜の膜厚ムラ、及び異物付着を検査する表面検査機である。ガラス基板の大きさが、７３０×９２０ｍｍ、１１００×１３００ｍｍと大型になると、１枚のガラス基板を検査するのに要する所要時間は、製造ラインを構成する装置の各々が処理をするのに要する所要時間よりも長くなるので、動線１（Ｄ１）で示すように、移載ロボット（Ｒ１）は、例えば、数枚に１枚の割合でガラス基板を抜き取りカラーフィルタ表面検査機（２０）へと移載する。カラーフィルタ表面検査機（２０）での検査後に、移載ロボット（Ｒ１）は、動線３（Ｄ３）で示すように、このガラス基板を搬送装置（Ｃ１）の後部（Ｃ１ｂ）へと移載し、後部（Ｃ１ｂ）は露光装置（１３）へ搬送する。

また、動線０（Ｄ０）で示すように、移載ロボット（Ｒ１）は、抜き取らなかったガラス基板を搬送装置（Ｃ１）の前部（Ｃ１ａ）から後部（Ｃ１ｂ）へと移載し、後部（Ｃ１ｂ）は露光装置（１３）へ搬送する。
カラーフィルタ表面検査機（２０）にて、不良と判定されたガラス基板には、例えば、露光装置（１３）以降の処理は施されず、製造ライン（１０）からの搬出後にラインから取り除かれる。

図３は、図２に示すカラーフィルタ表面検査機（２０）の一例を示す平面図、図４は、図３におけるＡ−Ａ線での断面図、図５は、図３におけるＢ−Ｂ線での断面図である。
カラーフィルタの検査には、透過光による透過検査と反射光による反射検査の２種の検査がある。膜厚ムラ及び異物付着は、透過検査による方が欠陥を検出し、良否を識別することが正確、容易であるので、図３は透過検査による表面検査機が用いられた例である。図３は、説明上、図２に示すＸＹ軸を９０°回転させたものとしている。

図３〜図５に示すように、カラーフィルタ表面検査機（２０）は、フレーム（２１）、基板受爪（２２）、エアシリンダ（２３）、撮像カメラ（２４）、光源（２５）で構成されている。
その上面に塗膜が設けられたガラス基板（１）は、基板受爪（２２）を介してフレーム（２１）上に保持されており、光源（２５）は、検査光をガラス基板（１）の下面より上方に照射する。ガラス基板（１）を透過した透過光を撮像カメラ（２４）で受光させ、その信号を画像処理装置（図示せず）へと伝送し、画像処理装置では、その信号を処理し欠陥（主に膜厚ムラ、異物付着）を識別し良否を判定する。

ガラス基板（１）を保持するフレーム（２１）は、幅（Ｗ１）を有する矩形枠状のものであり、ガラス基板（１）の周縁部を基板受爪（２２）を介して、その上面で保持する。フレーム（２１）は、カラーフィルタ表面検査機（２０）内で固定されており、可動のものではない。

エアシリンダ（２３）は、フレーム（２１）の上面に設けられており、基板受爪（２２）を介しガラス基板（１）を昇降させる昇降機構である。このガラス基板（１）の昇降は、後述するロボットのフォークがフレーム（２１）とガラス基板（１）との間に進入、或いは、間から退却する際に、進入／退却できる十分な間隔を設けるために行われるものである。
図３では、エアシリンダ（２３）はフレーム（２１）の四縁部に各々３基が設けられている。

基板受爪（２２）は断面形状がＺ型であり、その上部下面がエアシリンダ（２３）に接続され、下部上面でガラス基板（１）の周縁部を受け、保持するようになってる。基板受爪（２２）はエアシリンダ（２３）の各々に対応して設けられており、エアシリンダ（２３）の昇降に伴い昇降する。基板受爪（２２）がガラス基板（１）の周縁部を保持している際には、エアシリンダ（２３）の昇降に伴いガラス基板（１）を保持した状態でフレーム（２１）上方を昇降する。

撮像カメラ（２４）はフレーム（２１）の上方に設けられており、撮像素子として、例えば、ＣＣＤエリアセンサーを使用した、カラーフィルタの欠陥検査用の撮像カメラである。図４及び図５に示すガラス基板（１）の上面が撮像カメラ（２４）の焦点面であり、この間の距離（Ｈ１）は一定である。
撮像カメラ（２４）は図４及び図５に示すフレーム（２１）上方の位置（Ｙ₁、Ｘ₁）から、２軸（Ｙ軸、Ｘ軸）方向へ、水平にステップ移動をすることが出来るようになっている。

光源（２５）は透過検査用の光源である。フレーム（２１）の下方に設けられており、平面形状は１軸（Ｘ軸）方向を長辺とする矩形である。図４及び図５に示すように、光源（２５）の長辺の寸法（ａ）は、ガラス基板（１）の短辺の寸法（ｃ）より大きく、ガラス基板（１）の短辺方向を十分に照射することが可能である。光源（２５）の短辺の寸法（ｂ）は、ガラス基板（１）の長辺の寸法（ｄ）の略半分である。従って、光源（２５）は、図４中、ガラス基板（１）の長辺の右方の略半分を照射する歳には、図４に示す位置（Ｙ₁）から、１軸（Ｙ軸）方向へ、水平にステップ移動をすることが出来るようになっている。

尚、カラーフィルタ表面検査機（２０）の周囲には、側壁が設けられているが、図３中、右側部の側壁には、ロボットのフォーク（Ｒ１−ｆ）が進入／退却するための開口部が設けられている。その開口部には、検査に際し撮像カメラ（２４）がガラス基板（１）を撮像する場合、その開口部からの外光を遮光するために開閉自在なシャッタが設けられているが、図３〜図５においてはシャッタを省略してある。

図６は、ガラス基板（１）の領域を分割して検査する方法を説明する平面図である。図６に示すように、ガラス基板（１）の大きさが、（７３０×９２０ｍｍ）〜（１１００×１３００ｍｍ）と大型になると、撮像素子の分解能からしてガラス基板（１）の全体を１基の撮像カメラ（２４）で一括して撮像し、検査することができず、分割して検査を行うことになる。図６は、ガラス基板（１）の有効エリアを４分割して、４検査エリアとし、４検査エリアを個々に検査する方法の例である。

図６中、符号（１）は、大きさが、（７３０×９２０ｍｍ）〜（１１００×１３００ｍｍ）程度のガラス基板を表している。符号（１ａ）は、カラーフィルタを構成する各種パターンが形成されるガラス基板上の有効エリアを表している。また、符号（１ｂ）は、この有効エリア（１ａ）を４分割した検査エリアの境界を表している。

有効エリア（１ａ）は、第一検査エリア（１Ａｒ）、第二検査エリア（２Ａｒ）、第三検査エリア（３Ａｒ）、第四検査エリア（４Ａｒ）に分割されている。第一検査エリア（１Ａｒ）の中心は第一検査点（Ｋ１）（Ｙ₁、Ｘ₁）であり、撮像カメラ（２４）はこの点の上方から第一検査エリア（１Ａｒ）を撮像する。

また、第二検査エリア（２Ａｒ）〜第四検査エリア（４Ａｒ）の中心は、各々第二検査点（Ｋ２）（Ｙ₂、Ｘ₁）〜第四検査点（Ｋ４）（Ｙ₁、Ｘ₂）である。先ず、撮像カメラ（２４）を第一検査点（Ｋ１）（Ｙ₁、Ｘ₁）の上方に移動させ、第一検査エリア（１Ａｒ）の検査を行う。次に、撮像カメラ（２４）を第二検査点（Ｋ２）（Ｙ₂、Ｘ₁）の上方に移動させ、第二検査エリア（２Ａｒ）の検査を行う。同様にして、第三検査エリア（３Ａｒ）、第四検査エリア（４Ａｒ）の検査を行う。

図６中、符号（１ｃ）は、撮像カメラ（２４）が第一検査エリア（１Ａｒ）を撮像する際のガラス基板（１）上の領域である。第一検査エリア（１Ａｒ）の領域よりやや大きいが、第二検査エリア（２Ａｒ）以降も同様に撮像し、前述した画像処理装置により、各検査エリア間での欠落、及び重複のない検査をおこなうようにしている。
尚、図３〜図５に示す撮像カメラ（２４）に位置は、図６に示す第一検査点（Ｋ１）（Ｙ₁、Ｘ₁）の上方である。

図７〜図１０は、図３に示すカラーフィルタ表面検査機（２０）を用い、ガラス基板（１）上の有効エリア（１ａ）を４分割した第一検査エリア（１Ａｒ）〜第四検査エリア（４Ａｒ）を検査する動作を示す説明図である。
図７は、ガラス基板（１）を載せたロボットのフォーク（Ｒ１−ｆ）がカラーフィルタ表面検査機に進入し、ガラス基板（１）を基板受爪（２２）に移載する動作。図８は、基板受爪（２２）を介してフレーム（２１）上に保持されたガラス基板（１）の第一検査エリア（１Ａｒ）を検査する動作。図９は、基板受爪（２２）を介してフレーム（２１）上に保持されたガラス基板（１）の第二検査エリア（２Ａｒ）を検査する動作。図１０は、第三検査エリア（３Ａｒ）及び第四検査エリア（４Ａｒ）の検査が終了し、ロボットのフォーク（Ｒ１−ｆ）によって、ガラス基板（１）がカラーフィルタ表面検査機から搬出される動作を示している。

図７に示すように、撮像カメラ（２４）は、その待機位置（Ｙ₀）に、光源（２５）はその待機位置に移動している。先ず、エアシリンダ（２３）が作動し基板受爪（２２）を上昇させ、基板受爪（２２）の下面とフレーム（２１）の上面との間に、ロボットのフォーク（Ｒ１−ｆ）がカラーフィルタ表面検査機内から退却できる間隔（Ｓ１）を設ける。

次に、ガラス基板（１）を、その上面に載せたロボットのフォーク（Ｒ１−ｆ）が、図７中、右方よりカラーフィルタ表面検査機内に進入する。フォーク（Ｒ１−ｆ）は、エアシリンダ（２３）によって上昇された基板受爪（２２）の上方の空間に水平に進入する。このフォーク（Ｒ１−ｆ）は、図３中、カラーフィルタ表面検査機（２０）の右方に示すフォーク（Ｒ１−ｆ）であり、動線２（Ｄ２）で示すように、カラーフィルタ表面検査機（２０）の右方よりカラーフィルタ表面検査機内に進入する。

図７に示す動線２（Ｄ２）は、ガラス基板（１）を載せたフォーク（Ｒ１−ｆ）が進入し、ガラス基板（１）の先端が図７中、左右の基板受爪（２２）間の上方に達した時点で停止し、フォーク（Ｒ１−ｆ）は水平を保ちつつ垂直に降下しながらガラス基板（１）を基板受爪（２２）に移載し、更に降下して、基板受爪（２２）の下面とフレーム（２１）の上面との間の間隔（Ｓ１）からカラーフィルタ表面検査機外へと退却する動線を表したものである。
図３に示すように、平面視、基板受爪（２２）は、フォーク（Ｒ１−ｆ）の退却／進入に際し、干渉しない位置に設けられているので、フォーク（Ｒ１−ｆ）の上記降下及び退却は支障なく行われる。

図８に示すように、フォーク（Ｒ１−ｆ）の退却後に、エアシリンダ（２３）は基板受爪（２２）を降下させ、ガラス基板（１）を基板受爪（２２）を介してフレーム（２１）上に保持させ、また、撮像カメラ（２４）は、第一検査エリア（１Ａｒ）を検査するために第一検査点（Ｋ１）（Ｙ₁、Ｘ₁）の上方に移動し、光源（２５）は、第一検査点（Ｋ１）（Ｙ₁、Ｘ₁）の下方に移動する。この状態で第一検査エリア（１Ａｒ）の検査が行われる。

図９は、第一検査エリア（１Ａｒ）の検査後に、撮像カメラ（２４）及び光源（２５）は、第二検査エリア（２Ａｒ）を検査するために第二検査点（Ｋ２）（Ｙ₂、Ｘ₁）の上方及び下方に、図６に示すステップ移動（Ｐｙ）を行った状態を示したものである。この状態で第二検査エリア（２Ａｒ）の検査が行われる。
続く第三検査エリア（３Ａｒ）、第四検査エリア（４Ａｒ）の検査は、図６に示す、第三検査点（Ｋ３）（Ｙ₂、Ｘ₂）、第四検査点（Ｋ４）（Ｙ₁、Ｘ₂）で行われる。

図１０は、第一検査エリア（１Ａｒ）〜第四検査エリア（４Ａｒ）の検査が終了し、ガラス基板（１）がカラーフィルタ表面検査機から搬出される動作を表したものである。撮像カメラ（２４）は、その待機位置（Ｙ₀）に水平移動し、光源（２５）はその待機位置に水平移動する。また、エアシリンダ（２３）が作動し基板受爪（２２）を上昇させ、基板受爪（２２）の下面とフレーム（２１）の上面との間に、ロボットのフォーク（Ｒ１−ｆ）がカラーフィルタ表面検査機内へ進入できる間隔（Ｓ１）を設ける。

次に、ガラス基板を載せていないフォーク（Ｒ１−ｆ）が、図１０中、右方よりカラーフィルタ表面検査機内に進入する。フォーク（Ｒ１−ｆ）は、基板受爪（２２）の下面とフレーム（２１）の上面との間の間隔（Ｓ１）を水平に進入し、所定の位置に達した時点で停止する。水平を保ちつつ垂直に上昇しながら基板受爪（２２）に保持されたガラス基板（１）を下面で支えて上方へ持ち上げガラス基板（１）をフォーク（Ｒ１−ｆ）に載せる。
フォーク（Ｒ１−ｆ）は、更に上昇してから、基板受爪（２２）の上方の空間を水平に退却する。動線４（Ｄ４）は、この間のフォーク（Ｒ１−ｆ）の動線を表したものである。

上述した例は、ガラス基板（１）の有効エリアを４分割して４検査エリアとし、４検査エリアを個々に検査する方法の例である。実際の作業では、大型のガラス基板にカラーフィルタを多面付けして製造する際には、面付数、形成するパターンの精細度によって分割できる数は制約され、有効エリアの分割は、４検査エリア〜１２検査エリアとなる。

従って、１枚のガラス基板を検査するのに要する所要時間は、例えば、９０〜１２０秒程度のものとなる。これは、１枚のガラス基板を処理するのに要する製造ラインの所要時間は、例えば、２０秒程度のものであるので、（９０秒／２０秒）〜（１２０秒／２０秒）、すなわち、４．５〜６．０枚当たり１枚の抜き取りによる表面検査となる。

例えば、４枚当たり１枚の抜取りによる表面検査であっても、塗布装置における経時的な膜厚ムラ及び異物付着の変動であれば、塗布装置の異常を検知することができ、その対応を施すことは容易である。しかし、実際の作業において、塗布装置における突発的な変動の際には、抜き取ったガラス基板間の、すなわち、抜き取らなかったガラス基板は不良品のまま流出してしまうといった問題を抱えている。
特開平８−９４４９３号公報特開２００６−２３４２１７号公報

本発明は、上記問題を解決するためにされたものあり、カラーフィルタを製造する製造ラインの、塗布装置〜露光装置間の表面検査機において、塗布装置における突発的な変動による欠陥であっても常時検出できるように、検査に要する所要時間を短縮して全数検査を可能なものとし、塗布装置〜露光装置間の搬送系に設けることのできるカラーフィルタ表面検査機を提供することを課題とするものである。
これにより、塗布装置に起因する膜厚ムラ及び異物付着の検査をガラス基板の全数に適用することができ、突発的な変動による膜厚ムラ及び異物付着の流出を防止することができるものとなる。また、製造ラインの側部に設けられていた表面検査機を製造ラインの搬送系に設けることにより、クリーンルームの面積が低減され、初期投資、及び維持費用が削減される。

本発明は、製造ラインの搬送路に設けられたガラス基板上の塗膜の欠陥を検出する表面検査機において、
ガラス基板の受け渡しに、表面検査機内に設けられた搬送コロと、
前記搬送コロを備え、搬送路と直交する左側及び右側方向の搬送路外にそれぞれ退避する左コロユニットと右コロユニットからなるコロユニットと、
前記ガラス基板を保持する矩形枠状のフレームと、
前記フレームを昇降する昇降機構と、
前記ガラス基板の下方から検査光を照射する光源と、
前記ガラス基板を上方から撮像する撮像カメラと、
を備え、
１）前記ガラス基板が、前記搬送路の所定の位置に搬送されると、
２）前記昇降機構の作動により、前記フレームは、その待機位置から垂直に上昇し、上昇しながら搬送コロ上のガラス基板の周縁部の下面を支えて上方に持ち上げ、ガラス基板の上面が撮像カメラの焦点面に達するまで上昇し、
３）前記搬送路の左コロユニットと右コロユニットが搬送路外に退避し、
４）前記光源により、照射した光でガラス基板の有効エリアについて撮像カメラを用いて撮像することを特徴とする表面検査機である。

本発明は、搬送コロを用いた搬送路からカラーフィルタ表面検査機へのガラス基板の受け入れ、及びカラーフィルタ表面検査機から搬送路へのガラス基板の受け渡しに、カラーフィルタ表面検査機内に設けられた搬送コロを用い、また、複数基の撮像カメラでガラス基板の有効エリアを分割して同時に撮像するので、検査に要する所要時間が短縮され全数検査を可能とし、塗布装置〜露光装置間の搬送系に設けることのできるカラーフィルタ表面検査機となる。
これにより、塗布装置に起因する膜厚ムラ及び異物付着の検査をガラス基板の全数に適用することができ、突発的な変動による膜厚ムラ及び異物付着の流出を防止することができるものとなる。また、製造ラインの側部に設けられていた表面検査機を製造ラインの搬送
系に設けることにより、クリーンルームの面積が低減され、初期投資、及び維持費用が削減される。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１１は、本発明によるカラーフィルタ表面検査機を配列したカラーフィルタ製造ラインの一例における塗布装置と露光装置との間を示す平面図である。図１１に示す搬送路は、搬送コロを用いたものであり、塗布装置（１２）と露光装置（１３）との間に搬送コロを用いた搬送装置（Ｃ１１）が設けられている。搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）と後部（Ｃ１１ｂ）との間に本発明によるカラーフィルタ表面検査機が配列されている。

動線１１（Ｄ１１）で示すように、本発明によるカラーフィルタ表面検査機（４０）は、搬送コロを用いた搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）から、カラーフィルタ表面検査機内に設けられた搬送コロを用いてガラス基板の受け入れ、ガラス基板の検査を行い、カラーフィルタ表面検査機内に設けられた搬送コロを用いてガラス基板を後部（Ｃ１１ｂ）へと受け渡す。
本発明によるカラーフィルタ表面検査機（４０）では、ガラス基板の抜き取り検査ではなく、搬送されてくるガラス基板の全数を受け入れ、全数を検査し、後部（Ｃ１１ｂ）へと受け渡すようになっている。

図１２は、図１１に示す、本発明によるカラーフィルタ表面検査機（４０）の一例を示す平面図、図１３は、図１２におけるＡ−Ａ線での断面図、図１４は、図１２におけるＢ−Ｂ線での断面図である。このカラーフィルタ表面検査機（４０）は、透過検査による表面検査機である。

図１２〜図１４に示すように、カラーフィルタ表面検査機（４０）は、フレーム（４１）、撮像カメラ（４４）、光源（４５）、及びコロユニット（３０）で構成されている。コロユニット（３０）は、搬送路（白太矢印）と直交する左側の位置に設けられた左コロユニット（３０Ｌ）と、右側の位置に設けられた右コロユニット（３０Ｒ）とで構成されており、搬送コロ（３３）は、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の各々に備えられている。

図１２〜図１４は、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の各々が、搬送路（白太矢印）と直交する左方向及び右方向に退避し、ガラス基板（１）の有効エリア（１ａ）の下方に空間（６０）が設けられた状態である。コロユニット（３０）の下方に設けられた光源（４５）からの検査光は、この空間（６０）を経てコロユニット（３０）の上方のガラス基板（１）を下方から照射する。
また、カラーフィルタ表面検査機（４０）には、４基の撮像カメラ（（４４−１）〜（４４−４））と１基の光源（４５）が設けられている。

その上面に塗膜が設けられたガラス基板（１）は、フレーム（４１）上に保持されており、光源（４５）は、射出された検査光をガラス基板（１）の下面に下方から照射する。ガラス基板（１）を透過した透過光を４基の撮像カメラ（（４４−１）〜（４４−４））で同時に受光させ、その信号を画像処理装置（図示せず）へと伝送し、画像処理装置では、その信号を処理し欠陥（主に膜厚ムラ、異物付着）を識別し良否を判定する。

ガラス基板（１）を保持するフレーム（４１）は、幅（Ｗ２）を有する矩形枠状のものであり、ガラス基板（１）の周縁部を、その上面で保持する。フレーム（４１）は、昇降機構（図示せず）によってカラーフィルタ表面検査機（４０）内で昇降するようになって
いる。図１３及び図１４では、ガラス基板（１）の上面が、撮像カメラの焦点面となっている。ガラス基板（１）と撮像カメラとの距離を符号（Ｈ１１）で表している。

撮像カメラとしては、フレーム（４１）の上方に４基の撮像カメラ（（４４−１）〜（４４−４））が設けられており、撮像素子として、例えば、ＣＣＤエリアセンサーを使用した、カラーフィルタの欠陥検査用の撮像カメラである。４基の撮像カメラはカラーフィルタ表面検査機（４０）内で固定されている。

光源（４５）は透過検査用の光源である。フレーム（４１）の下方に設けられており、平面形状は矩形で、その寸法はガラス基板（１）の全面を照射するのに十分な大きさである。この光源（４５）は、カラーフィルタ表面検査機（４０）内で固定されている。
尚、図１２〜図１４においては、前記図３〜図５と同様に、外光を遮光するための開閉自在なシャッタは省略してある。

図１５は、ガラス基板（１）の領域を分割して検査する方法を説明する平面図である。図１５は、ガラス基板（１）の大きさが、（７３０×９２０ｍｍ）〜（１１００×１３００ｍｍ）と大型になると、撮像素子の分解能からしてガラス基板（１）の全体を１基の撮像カメラで一括して検査することができず、分割して検査を行うことになる。図１５は、ガラス基板（１）の有効エリアを４分割して、４検査エリアとし、４検査エリアを４基の撮像カメラで同時に検査する方法の例である。

図１５中、符号（１）は、大きさが、（７３０×９２０ｍｍ）〜（１１００×１３００ｍｍ）程度のガラス基板を表している。符号（１ａ）は、カラーフィルタを構成する各種パターンが形成されるガラス基板上の有効エリアを表している。また、符号（１ｂ）は、この有効エリア（１ａ）を４分割した検査エリアの境界を表している。

有効エリア（１ａ）は、第一検査エリア（１Ａｒ）、第二検査エリア（２Ａｒ）、第三検査エリア（３Ａｒ）、第四検査エリア（４Ａｒ）に分割されている。
第一検査エリア（１Ａｒ）〜第四検査エリア（４Ａｒ）の中心は、各々第一検査点（Ｋ１１）（Ｘ₁、Ｙ₁）〜第四検査点（Ｋ１４）（Ｘ₁、Ｙ₂）である。
これら第一検査点（Ｋ１１）〜第四検査点（Ｋ１４）は、前記図６に示す、第一検査点（Ｋ１）〜第四検査点（Ｋ４）に相当する検査点である。
４基の撮像カメラは、第一検査点（Ｋ１１）〜第四検査点（Ｋ１４）の上方に各々設けられている。従って、撮像カメラは、検査点間をステップ移動することなく、ガラス基板（１）の有効エリアの全面を同時に撮像することができる。

図１６は、本発明におけるコロユニット（３０）の一例を説明する平面図である。図１６は、ガラス基板（１）をカラーフィルタ表面検査機（４０）に受け入れる際のコロユニット（３０）の状態を表したものである。図１７は、図１６のＡ−Ａ線での断面図である。また、図１８は、図１６のＢ−Ｂ線での断面図である。

図１６〜図１８に示すように、コロユニット（３０）は、搬送路と直角な左方の左コロユニット（３０Ｌ）と右方の右コロユニット（３０Ｒ）とで構成されている。左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）は、各々コロ（３２）とコロ軸（３１）からなる搬送コロ（３３）と、ギヤボックス（３４）で構成されている。ギヤボックス（３４）は、回転駆動部（図示せず）からの駆動を伝動する伝動軸、歯車機構などの伝動部が収納されたものである。

左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）は、搬送路の中心線（Ｘ₀−Ｘ
₀）に対し対称の構造をしている。また、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の搬送コロ（３３）は、搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）と後部（Ｃ１１ｂ）の搬送路の延長上にある。また、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の搬送コロ（３３）の上部は、搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）と後部（Ｃ１１ｂ）の搬送コロ（５３）の上部と同一面上にある。この同一面がガラス基板（１）のパスライン（ＰＬ）である。

左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）は、常時、同期した回転／停止を行うようになっている。左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の搬送コロ（３３）は、搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）と後部（Ｃ１１ｂ）の搬送コロ（５３）と等速回転を行い、パスライン（ＰＬ）上のガラス基板（１）を搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）からコロユニット（３０）へと受け渡し、点線で示すように搬送コロ（３３）上の所定の位置でガラス基板（１）を停止させる。

図１９は、ガラス基板（１）を検査する際のコロユニット（３０）の状態を表したものである。図２０は、図１９のＡ−Ａ線での断面図である。また、図２１は、図１９のＢ−Ｂ線での断面図である。
図１９〜図２１に示すように、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）は、矢印で示すように、ユニット移動機構（図示せず）によって、各々搬送路と直角な左方及び右方に退避し、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の各搬送コロ（３３）を、搬送路外、少なくともガラス基板の有効エリア（１ａ）外に位置するようにする。

これにより、ガラス基板の有効エリア（１ａ）内の、ガラス基板（１）の下面から光源（４５）の上面までの間に空間（６０）が設けられる。光源（４５）からの検査光は、障害なく、この空間を経てガラス基板（１）の下方からガラス基板（１）を照射することが可能となる。

図２２〜図２５は、図１２に示すカラーフィルタ表面検査機（４０）を用い、ガラス基板（１）上の有効エリア（１ａ）を４分割した第一検査エリア（１Ａｒ）〜第四検査エリア（４Ａｒ）を検査する動作を示す説明図である。
図２２は、コロユニット（３０）に備えられた搬送コロ（３３）が、ガラス基板（１）を搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）の搬送コロ（５３）から受け入れ、搬送コロ（３３）上の所定の位置で停止させた状態を表したものである。

左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の各搬送コロ（３３）は、図１７に示すように、搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）と後部（Ｃ１１ｂ）の搬送路の延長上にある。左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の搬送コロ（３３）の上部は、搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）と後部（Ｃ１１ｂ）の搬送コロ（５３）の上部と同一面（パスライン（ＰＬ））上にある。また、フレーム（４１）は、パスライン（ＰＬ）より下方の待機位置（Ｚ₀）にある。
ガラス基板（１）は、矢印で示すように、図２２中、パスライン（ＰＬ）上を左方から右方へと搬送され、搬送コロ（５３）上から搬送コロ（３３）上に移載される。

次に、図２３に示すように、図示せぬ昇降機構の作動により、フレーム（４１）は、その待機位置（Ｚ₀）から垂直に上昇し、上昇しながら搬送コロ（３３）上のガラス基板（１）の周縁部の下面を支えて上方に持ち上げ、ガラス基板（１）の上面が撮像カメラの焦点面（Ｚ₁）に達するで上昇する。

次に、図２４に示すように、ガラス基板（１）の有効エリアを４分割した第一検査エリ
ア（１Ａｒ）〜第四検査エリア（４Ａｒ）の撮像を行う。
この撮像に先立ち、図１９中、矢印で示すように、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）は、ユニット移動機構（図示せず）によって、各々搬送路と直角な左方及び右方に退避し、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の各搬送コロ（３３）を、搬送路外、少なくともガラス基板の有効エリア（１ａ）外に位置するようにする。

これにより、ガラス基板の有効エリア（１ａ）内の、ガラス基板（１）の下面から光源（４５）の上面までの間に撮像のための空間（６０）を設ける。光源（４５）からの検査光は、障害なく、この空間（６０）を経てガラス基板（１）の下方からガラス基板（１）を照射することが可能となる。
図２４は、撮像のための空間（６０）が設けられた状態を示したものである。この状態で、４基の撮像カメラを用い第一検査エリア（１Ａｒ）〜第四検査エリア（４Ａｒ）を同時に撮像する。

次に、図２５に示すように、ユニット移動機構（図示せず）を作動させ搬送路外に退避していた左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）を元の位置に戻す。すなわち、図１７に示すように、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の搬送コロ（３３）を搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）と後部（Ｃ１１ｂ）の搬送路の延長上にし、左コロユニット（３０Ｌ）と右コロユニット（３０Ｒ）の搬送コロ（３３）の上部を、搬送装置（Ｃ１１）の前部（Ｃ１１ａ）と後部（Ｃ１１ｂ）の搬送コロ（５３）の上部と同一面上にする。

続いて、図２５中、矢印（ｅ）で示すように、フレーム（４１）は、垂直に降下しながらフレーム（４１）上のガラス基板（１）を搬送コロ（３３）上に移載し、パスラインより下方の待機位置（Ｚ₀）に戻る。
ガラス基板（１）は搬送コロ（３３）及び搬送コロ（５３）の作動により、図２５中、矢印（ｆ）で示すように、搬送コロ（３３）上から搬送コロ（５３）上へと受け渡される。

上記のように、本発明によるカラーフィルタ表面検査機では、搬送コロを用いた搬送路からカラーフィルタ表面検査機へのガラス基板の受け入れ、及びカラーフィルタ表面検査機から搬送路へのガラス基板の受け渡しに、カラーフィルタ表面検査機内に設けられた搬送コロを用いるので、前記図３に示すカラーフィルタ表面検査機における、ロボットのフォークの進入／退却に比較して、その所要時間は短縮したものとなる。

また、本発明によるカラーフィルタ表面検査機では、４基の撮像カメラを備えているので、１基の撮像カメラをステップ移動させることなく、４検査エリアを同時に撮像することができ、その所要時間は短縮したものとなる。
また、４基の撮像カメラは定位置に設けられており、１基の撮像カメラの際における待機位置への移動に要する時間は不要となる。

従って、本発明によるカラーフィルタ表面検査機が１枚のガラス基板を検査するのに要する所要時間は、具体的には、略２０秒程度のものとなる。これは、１枚のガラス基板を処理するのに要する製造ラインの所要時間の、例えば、２０秒程度に相当するものであり、本発明によるカラーフィルタ表面検査機を塗布装置〜露光装置間の搬送系に設けての全数検査を可能なものとする。

ガラス基板に所定のパターンを形成する製造ラインの一例の配列を示す平面図である。塗布装置と露光装置との間で行われる塗膜の外観検査の一例を示す平面図である。図２に示すカラーフィルタ表面検査機の一例を示す平面図である。図３におけるＡ−Ａ線での断面図である。図３におけるＢ−Ｂ線での断面図である。ガラス基板の領域を分割して検査する方法を説明する平面図である第一検査エリア〜第四検査エリアを検査する動作を示す説明図である。第一検査エリア〜第四検査エリアを検査する動作を示す説明図である。第一検査エリア〜第四検査エリアを検査する動作を示す説明図である。第一検査エリア〜第四検査エリアを検査する動作を示す説明図である。本発明によるカラーフィルタ表面検査機を配列したカラーフィルタ製造ラインの一例における塗布装置と露光装置との間を示す平面図である。本発明によるカラーフィルタ表面検査機の一例を示す平面図である。図１２におけるＡ−Ａ線での断面図である。図１２におけるＢ−Ｂ線での断面図である。ガラス基板の領域を分割して検査する方法を説明する平面図である。本発明におけるコロユニットの一例を説明する平面図である。図１６のＡ−Ａ線での断面図である。図１６のＢ−Ｂ線での断面図である。ガラス基板を検査する際のコロユニットの状態を表したものである。図１９のＡ−Ａ線での断面図である。図１９のＢ−Ｂ線での断面図である。ガラス基板上の有効エリアを４分割した第一検査エリア〜第四検査エリアを検査する動作を示す説明図である。ガラス基板上の有効エリアを４分割した第一検査エリア〜第四検査エリアを検査する動作を示す説明図である。ガラス基板上の有効エリアを４分割した第一検査エリア〜第四検査エリアを検査する動作を示す説明図である。ガラス基板上の有効エリアを４分割した第一検査エリア〜第四検査エリアを検査する動作を示す説明図である。

符号の説明

１・・・ガラス基板
１ａ・・・ガラス基板の有効エリア
１Ａｒ〜４Ａｒ・・・第一検査エリア〜第四検査エリア
１０・・・カラーフィルタ製造ラインの一例
１１・・・洗浄装置
１２・・・塗布装置
１３・・・露光装置
１４・・・現像装置
１５・・・加熱装置
２０・・・カラーフィルタ表面検査機
２１、４１・・・フレーム
２４、４４・・・撮像カメラ
２５、４５・・・光源
３０・・・コロユニット
３０Ｌ・・・左コロユニット
３０Ｒ・・・右コロユニット
３３・・・搬送コロ
３４・・・ギヤボックス
４０・・・本発明によるカラーフィルタ表面検査機
５３・・・搬送装置の搬送コロ
Ｃ１、Ｃ１１・・・搬送装置
Ｃ１ａ、Ｃ１１ａ・・・搬送装置の前部
Ｃ１ｂ、Ｃ１１ｂ・・・搬送装置の前部
Ｋ１〜Ｋ４・・・第一検査点〜第四検査点
Ｋ１１〜Ｋ１４・・・本発明における第一検査点〜第四検査点
Ｒ１・・・移載ロボット
Ｒ１−ｆ・・・移載ロボットのフォーク

Claims

製造ラインの搬送路に設けられたガラス基板上の塗膜の欠陥を検出する表面検査機において、
ガラス基板の受け渡しに、表面検査機内に設けられた搬送コロと、
前記搬送コロを備え、搬送路と直交する左側及び右側方向の搬送路外にそれぞれ退避する左コロユニットと右コロユニットからなるコロユニットと、
前記ガラス基板を保持する矩形枠状のフレームと、
前記フレームを昇降する昇降機構と、
前記ガラス基板の下方から検査光を照射する光源と、
前記ガラス基板を上方から撮像する撮像カメラと、
を備え、
１）前記ガラス基板が、前記搬送路の所定の位置に搬送されると、
２）前記昇降機構の作動により、前記フレームは、その待機位置から垂直に上昇し、上昇しながら搬送コロ上のガラス基板の周縁部の下面を支えて上方に持ち上げ、ガラス基板の上面が撮像カメラの焦点面に達するまで上昇し、
３）前記搬送路の左コロユニットと右コロユニットが搬送路外に退避し、
４）前記光源により、照射した光でガラス基板の有効エリアについて撮像カメラを用いて撮像することを特徴とする表面検査機。