JP4702952B2 - ムラ検査方法、ムラ検査装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、多面取りされる基板上の筋ムラを検査する技術に関する。

従来より、表示装置用のガラスの基板の主面上にパネルのパターンを形成する際には、当該主面上にレジスト液を塗布してレジスト膜を形成することが行われる。レジスト膜の形成の際に、例えば、レジスト液が塗布される直前の基板上に微小な不要物が存在すると、レジスト液を吐出するスリットに不要物が引っ掛かってレジスト膜上に筋ムラが発生することがある。近年では、基板上のこのような筋ムラの存在位置を検出することにより、筋ムラの発生原因を特定して製造プロセスや形成するパターン等を改善することが行われる。

筋ムラの存在位置を検出する手法の一例として、特許文献１では、検査対象となる画像中の各画素を順次注目画素としつつ、当該注目画素を中心とする所定の大きさの領域において、値が閾値以上の複数の画素と、当該注目画素を通過する角度基準線との間の距離の総和を、傾きが異なる複数の角度基準線のそれぞれに対して算出し、これらの総和の最小値に基づく値を当該注目画素の値とすることにより、筋ムラの存在位置を示す画像を取得する手法が開示されている。

なお、特許文献２では、基板を撮像して得られる画像にローパスフィルタ処理を施した後にハイパスフィルタ処理を施す際において、ハイパスフィルタ処理に利用される画素群をハイパスウィンドウの注目画素が属する領域内の画素に制限することにより、多面取りされる基板上に設定される各領域のエッジ近傍におけるムラ検査の精度を向上する手法が開示されている。
特開２００５−３４５２９０号公報 特開２００６−１０５８８４号公報

ところで、基板上に複数のパネルのパターンが形成される（すなわち、基板が多面取りされる）場合には、基板上にはそれぞれがパネルの表示領域に相当する複数の矩形領域が隙間を空けて縦横に整列して設定される。この場合、複数の矩形領域内には一様なパターンが形成されるのに対して、矩形領域間の隙間には様々なパターンが形成されるため、基板から取得される画像をそのままの状態でムラ検査に用いる場合には、矩形領域間の隙間に対応する領域にて虚報が多発してしまう。したがって、ムラ検査の際には、基板を示す画像において矩形領域間の隙間に対応する領域に一定の画素値を付与して（すなわち、当該領域をマスクして）、検査の対象となる画像が準備されることが好ましい。しかしながら、このような画像に対して筋ムラ検査を行う際に、基板上において複数の矩形領域に亘って伸びる筋ムラが存在する場合には、同一の筋ムラに由来するにもかかわらず、これらの矩形領域にてそれぞれ検出される複数の筋状の領域が互いに独立しているものとされてしまい、筋ムラの発生原因を効率よく特定することができなくなる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の矩形領域に亘って伸びる筋ムラを容易に検出することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、一様なパターンを有する複数の矩形領域が隙間を空けて縦横に整列して設定され、前記複数の矩形領域に従って多面取りされる基板上の筋ムラを検査するムラ検査方法であって、ａ）前記基板を撮像して取得される多階調の元画像の前記隙間に対応する領域をマスクして対象画像を準備する工程と、ｂ）前記対象画像を２値化した２値画像において長手方向における長さと前記長手方向に垂直な方向における幅との比が所定値以上となる複数の閉領域を複数の筋ムラ要素領域として特定する工程と、ｃ）前記複数の筋ムラ要素領域のうち、前記長手方向が同一であり、前記長手方向に配列され、かつ、隣接する矩形領域内に存在する２つの筋ムラ要素領域を検出する工程とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のムラ検査方法であって、前記ｂ）工程において筋ムラ要素領域が当該領域を代表する筋ムラ要素線分にて特定され、前記ｃ）工程において筋ムラ要素線分が対応する筋ムラ要素領域として扱われる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のムラ検査方法であって、ｄ）前記２つの筋ムラ要素領域を連結した連結領域の存在位置を表示部に表示する工程をさらに備える。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のムラ検査方法であって、ｅ）前記ｄ）工程の前に、前記ｄ）工程において存在位置が表示される連結領域の長さの最小値の入力を受け付ける工程をさらに備える。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のムラ検査方法であって、前記ｂ）工程が、一の矩形領域中に特定される複数の筋ムラ要素領域のうち、前記長手方向が同一であり、前記長手方向に配列され、かつ、互いに近接する２つの筋ムラ要素領域を、前記ｃ）工程と同様のアルゴリズムにより検出し、前記２つの筋ムラ要素領域を１つの筋ムラ要素領域へと更新する工程を備える。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のムラ検査方法であって、前記基板が、一の主面上に液体が塗布されることにより形成された膜を有する。

請求項７に記載の発明は、一様なパターンを有する複数の矩形領域が隙間を空けて縦横に整列して設定され、前記複数の矩形領域に従って多面取りされる基板上の筋ムラを検査するムラ検査装置であって、前記基板を撮像して多階調の元画像を取得する撮像部と、前記元画像の前記隙間に対応する領域をマスクして対象画像を生成する対象画像生成部と、前記対象画像を２値化した２値画像において長手方向における長さと前記長手方向に垂直な方向における幅との比が所定値以上となる複数の閉領域を複数の筋ムラ要素領域として特定する筋ムラ要素特定部と、前記複数の筋ムラ要素領域のうち、前記長手方向が同一であり、前記長手方向に配列され、かつ、隣接する矩形領域内に存在する２つの筋ムラ要素領域を検出する筋ムラ検出部とを備える。

請求項８に記載の発明は、一様なパターンを有する複数の矩形領域が隙間を空けて縦横に整列して設定され、前記複数の矩形領域に従って多面取りされる基板上の筋ムラをコンピュータに検査させるプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータに、ａ）前記基板を撮像して取得される多階調の元画像の前記隙間に対応する領域をマスクして対象画像を準備する工程と、ｂ）前記対象画像を２値化した２値画像において長手方向における長さと前記長手方向に垂直な方向における幅との比が所定値以上となる複数の閉領域を複数の筋ムラ要素領域として特定する工程と、ｃ）前記複数の筋ムラ要素領域のうち、前記長手方向が同一であり、前記長手方向に配列され、かつ、隣接する矩形領域内に存在する２つの筋ムラ要素領域を検出する工程とを実行させる。

本発明によれば、複数の矩形領域に亘って伸びる筋ムラを容易に検出することができる。

また、請求項２の発明では、複数の矩形領域に亘って伸びる筋ムラをより容易に検出することができ、請求項３の発明では、複数の矩形領域に亘って伸びる筋ムラを容易に確認することができる。

また、請求項４の発明では、最小値以上の長さの筋ムラのみを容易に確認することができ、請求項５の発明では、一の矩形領域中にて同一の筋ムラに由来する可能性が高い複数の筋ムラ要素領域を１つの筋ムラ要素領域として扱うことができ、後続の処理を効率よく行うことができる。

図１は、本発明の一の実施の形態に係るムラ検査装置１の構成を示す図である。ムラ検査装置１は、液晶表示装置等の表示装置に用いられるガラスの基板９において、一方の主面９１上にスピンコート方式やスリットコート方式等の塗布装置を用いてレジスト液を塗布することにより形成されたパターン形成用のレジストの膜９２の画像を取得し、この画像に基づいて基板９の膜９２上の筋ムラを検査する装置である。なお、本実施の形態における基板上には複数の表示装置用のパネルのパターンが形成される（または、形成される予定となっている。）。

ここで、基板９上のムラとは局所的な明暗変動により特定される一定面積以上の領域（ただし、通常、領域の境界は不明瞭である。）であり、筋ムラとはその領域の長手方向における長さαと長手方向に垂直な方向における幅βとの比（α／β）が所定値以上となるものとして定義する。もちろん、実質的にこの条件が満たされるのであれば、筋ムラの定義は適宜変更されてよく、他の条件が追加されてもよい。

図１に示すように、ムラ検査装置１は、膜９２が形成された主面９１（以下、「上面９１」という。）を上側（図１中の（＋Ｚ）側）に向けて基板９を保持するステージ２、ステージ２に保持された基板９上の膜９２に所定の入射角にて光を照射する光照射部３、光照射部３から照射されて基板９の上面９１上の膜９２にて反射された光を受光する受光ユニット４、ステージ２を光照射部３および受光ユニット４に対して相対的に移動する移動機構２１、並びに、ムラ検査装置１の制御部としての役割を果たすコンピュータ５を備える。

ステージ２の（＋Ｚ）側の表面は、好ましくは黒色艶消しとされる。移動機構２１は、モータ２１１にボールねじ（図示省略）が接続された構成とされ、モータ２１１が回転することにより、ステージ２がガイド２１２に沿って基板９の上面９１に沿う図１中のＸ方向に移動する。

光照射部３は、白色光（すなわち、可視領域の全ての波長の光を含む光）を出射する光源であるハロゲンランプ３１、ステージ２の移動方向に垂直な図１中のＹ方向に伸びる円柱状の石英ロッド３２、および、Ｙ方向に伸びるシリンドリカルレンズ３３を備える。光照射部３では、ハロゲンランプ３１が石英ロッド３２の（＋Ｙ）側の端部に取り付けられており、ハロゲンランプ３１から石英ロッド３２に入射した光は、Ｙ方向に伸びる線状光（すなわち、光束断面がＹ方向に長い線状となる光）に変換されて石英ロッド３２の側面から出射され、シリンドリカルレンズ３３を介して基板９の上面９１へと導かれる。換言すれば、石英ロッド３２およびシリンドリカルレンズ３３は、ハロゲンランプ３１からの光をステージ２の移動方向に垂直な線状光に変換して基板９の上面９１へと導く光学系となっている。

図１では、光照射部３から基板９に至る光路を一点鎖線にて示している（基板９から受光ユニット４に至る光路についても同様）。光照射部３から出射された光の一部は、基板９の上面９１上の膜９２の（＋Ｚ）側の上面にて反射される。膜９２は光照射部３からの光に対して光透過性を有しており、光照射部３からの光のうち膜９２の上面にて反射しなかった光は、膜９２を透過して基板９の上面９１（すなわち、膜９２の下面）にて反射される。ムラ検査装置１では、基板９における膜９２の上面にて反射された光と基板９の上面９１にて反射された光との干渉光が受光ユニット４に入射し、フィルタ４３およびレンズ４２を介して所定の波長の干渉光が撮像部４１へと導かれる。

撮像部４１には複数の受光素子（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device））をＹ方向に直線状に配列して有するラインセンサが設けられ、基板９からの干渉光がラインセンサにて受光され、干渉光の強度分布（すなわち、各受光素子からの出力値のＹ方向における分布）が取得される。実際には、基板９のＸ方向への移動に伴って撮像部４１のラインセンサにて干渉光の強度分布が繰り返し取得されることにより基板９上の膜９２の２次元画像が取得される。

コンピュータ５は、図２に示すように、各種演算処理を行うＣＰＵ５１、基本プログラムを記憶するＲＯＭ５２および各種情報を記憶するＲＡＭ５３をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。バスラインにはさらに、情報記憶を行う固定ディスク５４、各種情報の表示を行う表示部であるディスプレイ５５、操作者からの入力を受け付けるキーボード５６ａおよびマウス５６ｂ（以下、「入力部５６」と総称する。）、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８から情報の読み取りを行う読取装置５７、並びに、ムラ検査装置１の他の構成要素に接続される通信部５８が、適宜、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介する等して接続される。

コンピュータ５には、事前に読取装置５７を介して記録媒体８からプログラム５４１が読み出され、固定ディスク５４に記憶される。そして、プログラム５４１がＲＡＭ５３にコピーされるとともにＣＰＵ５１がＲＡＭ５３内のプログラムに従って演算処理を実行することにより（すなわち、コンピュータがプログラムを実行することにより）、コンピュータ５が基板９上の筋ムラを検査する演算部としての動作を行う。

図３は、ＣＰＵ５１がプログラム５４１に従って動作することにより、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、固定ディスク５４等が実現する機能構成を示すブロック図である。図３において演算部６内の対象画像生成部６１、２値画像取得部６２、筋ムラ要素特定部６３、筋ムラ検出部６４および表示制御部６５がＣＰＵ５１等により実現される機能を示す。なお、これらの機能は専用の電気的回路により実現されてもよく、部分的に専用の電気的回路が用いられてもよい。

次に、ムラ検査装置１による筋ムラの検査の流れについて説明する。図４は、ムラ検査装置１が基板９の膜９２上の筋ムラを検査する処理の流れを示す図である。基板９上の筋ムラが検査される際には、まず、図１中に実線にて示す検査開始位置に位置するステージ２上に基板９が保持された後、ステージ２の（＋Ｘ）方向への移動が開始される。続いて、光照射部３から出射されて基板９の上面９１に対して所定の入射角にて入射する線状光が、上面９１上の直線状の照射領域（以下、「線状照射領域」という。）に照射され、線状照射領域が基板９に対して相対的に移動する。光照射部３からの光は基板９の上面９１にて反射し、干渉光が撮像部４１へと導かれてラインセンサにて受光され、基板９上の線状照射領域における干渉光の強度分布が取得される。ラインセンサの各受光素子からの出力は、所定の変換式に基づいて例えば８ｂｉｔ（もちろん、８ｂｉｔ以外であってもよい。）の値（画素値）に変換されつつコンピュータ５へと送られる。

ムラ検査装置１では、ステージ２が（＋Ｘ）方向に移動している間、撮像部４１における干渉光の強度分布の取得、および、画素値のコンピュータ５への出力がステージ２の移動に同期して繰り返される。そして、ステージ２が検査終了位置まで移動すると、移動機構２１によるステージ２の移動が停止され、照明光の照射も停止される。以上のようにして、撮像部４１では基板９上の膜９２の全体を撮像して多階調の２次元画像（後述する処理が施される前の画像であり、以下、「元画像」という。）が取得され、コンピュータ５の演算部６に入力される（ステップＳ１１）。

続いて、演算部６の対象画像生成部６１では、元画像が圧縮されて第１画像が生成される。ここで、元画像において座標（Ｘ，Ｙ）に位置する画素の画素値をＦ_ＸＹと表すと、元画像をｓ_ａ画素×ｓ_ａ画素の範囲を単位として圧縮して生成された第１画像において、座標（ｘ，ｙ）に位置する注目画素の画素値Ａ_ｘｙは、数１により求められる。

本実施の形態ではｓ_ａが４（画素）であるため、数１の演算により第１画像のＳ／Ｎ比は元画像の４倍に向上する。第１画像（圧縮後の元画像）が生成されると、第１画像に対するローパスフィルタ処理が行われ、第１画像から高周波ノイズの影響が抑制されて平滑化された第２画像が生成される。ローパスフィルタ処理の演算範囲を決定するウィンドウは、１辺の長さが（２ｓ_１＋１）画素の正方形であり、第２画像において座標（ｘ，ｙ）に位置する注目画素の画素値Ｌ_ｘｙは、注目画素近傍の各画素の第１画像における画素値Ａ（数１参照）を用いて、数２により求められる。

その後、第２画像に対してハイパスフィルタ処理が行われ、第２画像から後述のコントラスト強調処理の妨げとなる低周波の濃度変動が除去された第３画像が生成される。ここで、座標（ｘ，ｙ）に位置する注目画素の画素値Ｈ^１ _ｘｙは、注目画素近傍の各画素の第２画像における画素値Ｌ（数２参照）を用いて、数３にて求められる。

数３は、ハイパスフィルタ処理の演算範囲を決定するウィンドウとして、注目画素を中心とする各辺の長さが（２ｓ_２＋１）画素の正方形のウィンドウが用いられる場合を示している。以上のように、対象画像生成部６１では、元画像を圧縮した第１画像に対して、ローパスフィルタ処理を施した後に、ハイパスフィルタ処理を施すことにより、所定の空間周波数帯域のバンドパスフィルタ処理が行われる（ステップＳ１２）。

対象画像生成部６１では、さらに、第３画像に対してコントラスト強調処理が行われて強調画像が生成される（ステップＳ１３）。強調画像において座標（ｘ，ｙ）に位置する注目画素の画素値Ｅ_ｘｙは、第３画像における注目画素の画素値Ｈ^１ _ｘｙ、コントラスト係数ｒ_ｃ、および、背景値ｂを用いて、数４にて求められる。本実施の形態では、ｒ_ｃは０．０１，０．０２，０．０５または０．１とされ、ｂは１２７とされる。

ここで、基板９の上面９１には、それぞれが表示装置のパネル上の表示領域に対応するとともに一様なパターンを有する複数の矩形領域（以下、「矩形表示領域」という。）が隙間を空けて縦横に整列して設定されており、基板９は複数の矩形表示領域に従って多面取りされる（すなわち、複数の部位（パネル）に切断される）予定のものである。対象画像生成部６１では、強調画像において基板９上の矩形表示領域外の部分に対応する領域（以下、「背景領域」という。）に背景値ｂを付与することにより、図５に示すように、背景領域７１９（図５中にて平行斜線を付して示す。）が実質的にマスクされた新たな画像（後述するように、演算部６における以下の処理の対象とされる画像であり、以下、「対象画像」という。）７１が生成されて準備される（ステップＳ１４）。なお、図５では多階調の対象画像７１を簡略化して示しており、実際には、図５中の矩形表示領域７１１と背景領域７１９との境界は必ずしも明確ではない。また、対象画像７１の平均濃度（すなわち、画素値の平均値）は約１２７となっている。

対象画像生成部６１にて対象画像７１が生成されると、２値画像取得部６２では、背景値１２７よりも小さい値１０３〜１２２のそれぞれを閾値として対象画像が２値化される。具体的には、対象画像の各画素の値と各閾値（以下、「下閾値」という。）とが比較され、値が下閾値以下の画素に「１」を付与し、下閾値よりも大きい画素に「０」を付与することにより、下閾値１０３〜１２２にそれぞれ対応する２０個の２値画像が取得される。

図６．Ａないし図６．Ｃは２値画像を示す図であり、図６．Ａは下閾値を１１７とした場合の２値画像を示し、図６．Ｂは下閾値を１１２とした場合の２値画像を示し、図６．Ｃは下閾値を１０３とした場合の２値画像を示している。背景値よりも小さい値を下閾値として２値画像を取得する上記処理では、図６．Ａないし図６．Ｃに示すように、下閾値が小さくなる（背景値１２７から離れる）に従って２値画像における値１の画素（図６．Ａないし図６．Ｃ中の白い画素）の数が少なくなる。

続いて、２値画像取得部６２では、背景値１２７よりも大きい値１３２〜１５１のそれぞれを閾値（以下、「上閾値」という。）とし、対象画像において値が上閾値以上の画素に「１」を付与し、上閾値よりも小さい画素に「０」を付与することにより、値１３２〜１５１にそれぞれ対応する２０個の２値画像が取得される。背景値よりも大きい値を上閾値として２値画像を取得する上記処理では、上閾値が大きくなる（背景値１２７から離れる）に従って２値画像における値１の画素数が少なくなる。

以上のように、２値画像取得部６２では対象画像７１を複数の閾値にて２値化することにより、複数の閾値にそれぞれ対応する複数の（本実施の形態では、４０個の）２値画像が取得される（ステップＳ１５）。なお、下閾値および上閾値のいずれを用いる場合であっても、取得される２値画像中の背景領域に対応する領域は値が０となる。

複数の２値画像が取得されると、筋ムラ要素特定部６３の筋領域特定部６３１では、各２値画像においてラベリングにより互いに連続する値１の画素の集合（以下、「閉領域」という。）が特定され、所定の面積（画素数）以下となる閉領域が処理対象から除外され、２値画像から削除される。続いて、各閉領域のモーメントを算出することにより慣性主軸の方向（角度）が求められ、この閉領域に対して慣性主軸の方向に沿う外接矩形が求められる。なお、通常、慣性主軸の方向は閉領域の長手方向となる。以下の説明では、慣性主軸は閉領域の長手方向に沿うものを指すものとする。

図７は、２値画像中の複数の閉領域７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｃを示す図である。図７では、各閉領域７２１ａ〜７２１ｃの外接矩形を符号７２２ａ〜７２２ｃを付して細線にて示している。筋領域特定部６３１では、さらに、各閉領域７２１ａ〜７２１ｃの外接矩形７２２ａ〜７２２ｃにおいて慣性主軸の方向に関する長さＬ１と、慣性主軸に垂直な方向に関する幅Ｗ１との比（Ｌ１／Ｗ１）が所定値（例えば、２）と比較され、比が所定値以上となる閉領域７２１ａ，７２１ｂのみが筋領域（以下、閉領域７２１ａ，７２１ｂと同符号を付す。）とされ、他の閉領域７２１ｃは２値画像から削除される。

このように、筋領域特定部６３１では、複数の２値画像のそれぞれにおいて閉領域のモーメントを算出することにより、長手方向における長さと長手方向に垂直な方向における幅との比が所定値以上となる筋領域が特定される（ステップＳ１６）。なお、２値画像における閉領域は、下閾値または上閾値が背景値に近づくと大きくなるため、ある下閾値または上閾値の２値画像で筋領域として検出されても、背景値に近い下閾値または上閾値の２値画像では同じ位置に縦横比の小さい閉領域が現れることがあり、筋領域が検出されるとは限らない。また、筋領域７２１ａ，７２１ｂのそれぞれでは、重心７２３ａ，７２３ｂを通って慣性主軸の方向に伸びるとともに両端点が外接矩形７２２ａ，７２２ｂの辺上に設定される線分（図７中にて一点鎖線にて示す。）が当該筋領域７２１ａ，７２１ｂを代表する筋領域線分７２４ａ，７２４ｂとして特定される。

続いて、筋ムラ要素特定部６３の筋領域更新部６３２では、各２値画像において基板９上の複数の矩形表示領域７１１（図５参照）に対応する複数の領域（以下、同様に「矩形表示領域」と呼ぶ。）のうちの一の矩形表示領域（以下、「注目矩形表示領域」という。）に注目して、注目矩形表示領域内に含まれる複数の筋領域線分のうちの任意の１つの筋領域線分が特定筋領域線分として特定される。そして、特定筋領域線分と注目矩形表示領域内の他の筋領域線分のそれぞれとの間において、これらの筋領域線分の連結の可否の判定が行われる。

図８は筋領域線分の連結の可否の判定を説明するための図であり、図８では図７中の筋領域線分７２４ａ，７２４ｂを相互の傾きの違いを強調して図示している。筋領域線分７２４ａを特定筋領域線分として、筋領域線分７２４ｂとの間において連結の可否の判定を行う場合には、まず、特定筋領域線分７２４ａが代表する筋領域７２１ａの重心７２３ａ（筋領域線分の中点であってもよい。以下同様。）と筋領域線分７２４ｂが代表する筋領域７２１ｂの重心７２３ｂとを結ぶ直線（図８中にて符号Ｒ１を付す破線にて示す。）が求められる。続いて、特定筋領域線分７２４ａの端点７２５ａ，７２６ａと直線Ｒ１との間の距離Ｄ１，Ｄ２、および、筋領域線分７２４ｂの端点７２５ｂ，７２６ｂと直線Ｒ１との間の距離Ｄ３，Ｄ４（すなわち、端点７２５ａ，７２６ａ，７２５ｂ，７２６ｂから直線Ｒ１に下ろした垂線の長さ）の全てが所定の第１閾値以下であるか否かが確認される。

距離Ｄ１〜Ｄ４のいずれかが第１閾値よりも大きい場合には筋領域線分の連結が却下される。距離Ｄ１〜Ｄ４の全てが第１閾値以下である場合には、特定筋領域線分７２４ａが伸びる方向（特定筋領域線分７２４ａが示す筋領域７２１ａの長手方向であり、以下、同様に「長手方向」と呼ぶ。）と筋領域線分７２４ｂの長手方向とがほぼ同一であるとされ（図７参照）、続いて、特定筋領域線分７２４ａと筋領域線分７２４ｂとの間において最も近接する端点７２６ａ，７２５ｂ間の距離Ｄ５、並びに、特定筋領域線分７２４ａと筋領域線分７２４ｂとの長さの和が求められる。

距離Ｄ５と当該長さの和との比が所定の第２閾値よりも大きい場合には筋領域線分の連結が却下される。当該比が所定の第２閾値以下である場合には、特定筋領域線分７２４ａと筋領域線分７２４ｂとが互いに近接しているとされ、さらに、特定筋領域線分７２４ａと筋領域線分７２４ｂとの間において最も離れた端点７２５ａ，７２６ｂ間の距離Ｄ６と、特定筋領域線分７２４ａと筋領域線分７２４ｂとの長さの和との比が求められる。そして、当該比が所定の第３閾値以上である場合には、特定筋領域線分７２４ａと筋領域線分７２４ｂとが同一の長手方向に配列されているとされて連結が許可され、第３閾値未満である場合には、筋領域線分の連結が却下される。

続いて、連結が許可された特定筋領域線分７２４ａと筋領域線分７２４ｂとが連結される。具体的には、特定筋領域線分７２４ａをその中点にて分断した２つの分断線分、および、筋領域線分７２４ｂをその中点にて分断した２つの分断線分の集合のモーメントを算出することにより、４つの分断線分の集合に対する慣性主軸の方向が求められ、慣性主軸の方向に伸びるとともに４つの分断線分の集合の重心を通る直線（すなわち、慣性主軸）が、図９中にて符号Ｒ２を付す破線（ただし、破線の一部が太くされている。）にて示すように求められる。そして、特定筋領域線分７２４ａおよび筋領域線分７２４ｂの各端点７２５ａ，７２６ａ，７２５ｂ，７２６ｂから直線Ｒ２に下ろした垂線と直線Ｒ２との交点が求められ、４つの交点のうち互いに最も離れた交点７２７ａ，７２７ｂを端点とする線分が、新たな筋領域線分（図９中にて破線にて示す直線Ｒ２のうち太い破線の部分）として取得され、２つの筋領域線分７２４ａ，７２４ｂが１つの筋領域線分に更新される。

実際には、特定筋領域線分７２４ａとの連結が許可される全ての筋領域線分が決定された上で、特定筋領域線分７２４ａとこれらの筋領域線分との連結が同時に行われる。すなわち、特定筋領域線分７２４ａおよび連結が許可された複数の筋領域線分のそれぞれをその中点にて分断することにより複数の分断線分が取得され、これらの分断線分の集合に対する慣性主軸を求め、特定筋領域線分７２４ａおよび連結が許可された複数の筋領域線分の端点から慣性主軸に下ろした垂線と慣性主軸との複数の交点のうち互いに最も離れた２つの交点を端点とする線分が、新たな筋領域線分として求められ、特定筋領域線分７２４ａおよび連結が許可された複数の筋領域線分が１つの筋領域線分へと更新される。

特定筋領域線分７２４ａに対する他の筋領域線分との連結の可否の判定および連結が行われると、注目矩形表示領域内における特定筋領域線分７２４ａから更新された筋領域線分（連結が行われない場合には、特定筋領域線分７２４ａ）以外の一の筋領域線分を特定筋領域線分として特定し、他の筋領域線分との連結の可否の判定および連結が行われる。実際には、複数の２値画像のそれぞれにおいて、各矩形表示領域を注目矩形表示領域として上記処理が行われることにより、各矩形表示領域中に特定される複数の筋領域線分のうち長手方向が同一であり、長手方向に配列され、かつ、互いに近接する複数の筋領域線分が１つの筋領域線分へと更新とされる（ステップＳ１７）。

続いて、筋ムラ要素特定部６３の領域グループ取得部６３３では、２値化の際における閾値が隣接する（本実施の形態では、閾値が連続する）２つの２値画像において、一方の２値画像における各筋領域線分と、この筋領域線分が含まれる矩形表示領域に対応する他方の２値画像中の矩形表示領域内の筋領域線分のそれぞれとのグループ化の可否が判定される。

図１０は、２値化の際における閾値が隣接する２つの２値画像にそれぞれ含まれる筋領域線分７２４ｄ，７２４ｅを重ねて示す図である。２つの筋領域線分７２４ｄ，７２４ｅのグループ化の可否の判定の際には、まず、一方の筋領域線分７２４ｄを延長した直線Ｒ３（ただし、筋領域線分７２４ｄから延長した部分を破線にて示している。）が設定され、他方の筋領域線分７２４ｅの両端点７２５ｅ，７２６ｅのそれぞれと直線Ｒ３との距離Ｄ７，Ｄ８が求められる。距離Ｄ７，Ｄ８の双方が所定の閾値以下である場合には、各筋領域線分７２４ｄ，７２４ｅに対して、互いに直交する画素の配列方向（図１０中のｘ方向およびｙ方向）に平行な辺を有する外接矩形７２７ｄ，７２７ｅが求められ、これらの外接矩形７２７ｄ，７２７ｅが少なくとも一部において互いに重なる場合には、筋領域線分７２４ｄ，７２４ｅのグループ化が許可され、同一のグループに含められる。その一方で、一方の筋領域線分を延長した直線と他方の筋領域線分の両端点との間の距離が閾値よりも長い場合や、２つの筋領域線分の外接矩形が互いに重ならない場合には、これらの筋領域線分はグループ化されない。

このようにして、各２値画像と閾値が隣接する他の２値画像との間において互いに重なるとみなされる筋領域線分を同一のグループに含めるグループ化が行われ、グループ化されない筋領域線分は削除される。これにより、それぞれが筋ムラの要素を示す複数のグループが求められる（ステップＳ１８）。領域グループ取得部６３３における上記処理は、閾値が隣接する２値画像において所定の扁平度となる閉領域である筋領域の位置が互いに重なる場合に、これらの筋領域をグループとして特定することと等価であるため、以下の説明では、グループ化された筋領域線分の集合を領域グループと呼ぶ。

なお、本実施の形態では、２値画像の生成の際に、上閾値および下閾値を用いて値が背景値から離れた閉領域が特定されるが、上閾値を用いて導かれた２値画像と下閾値を用いて導かれた２値画像との間では、画像中の筋領域の種別が異なるものとされ、筋領域線分のグループ化は行われない。もちろん、領域グループ取得部６３３における筋領域線分のグループ化は他の手法により行われてもよい。

また、筋ムラ要素特定部６３では領域グループに含まれる複数の筋領域線分のうち最長のものが領域グループを代表する筋ムラ要素線分として特定され、筋ムラ要素線分に対応する２値画像中の筋領域が筋ムラ要素領域とされる。以下の説明では、各筋ムラ要素領域に対応する対象画像中の領域（以下、同様に「筋ムラ要素領域」という。）は、筋ムラ要素線分にて特定される。

続いて、筋ムラ検出部６４では、対象画像中の一の矩形表示領域を対象矩形表示領域として、対象矩形表示領域中の各筋ムラ要素線分と対象矩形表示領域に隣接する複数の矩形表示領域（以下、「隣接矩形領域群」と総称する。）のそれぞれに含まれる各筋ムラ要素線分との連結の可否が筋領域更新部６３２における図８に示す処理と同様にして判定される。具体的には、図５の対象画像７１中の最も左側かつ最も上側の矩形表示領域７１１ａが対象矩形表示領域とされる場合には、対象矩形表示領域７１１ａの右の矩形表示領域７１１ｂ、対象矩形表示領域７１１ａの右下の矩形表示領域７１１ｃおよび対象矩形表示領域７１１ａの下の矩形表示領域７１１ｄが隣接矩形領域群とされる。そして、対象矩形表示領域７１１ａおよび隣接矩形領域群７１１ｂ〜７１１ｄにそれぞれ属する２つの筋ムラ要素線分が特定され、２つの筋ムラ要素線分にそれぞれ対応する２つの筋ムラ要素領域の重心間を結ぶ直線と、２つの筋ムラ要素線分の各端点との距離が所定の第４閾値以下であり、２つの筋ムラ要素線分の間の最も近接する端点間の距離と２つの筋ムラ要素線分の長さの和との比が所定の第５閾値以下であり、２つの筋ムラ要素線分の間の最も離れた端点間の距離と２つの筋ムラ要素線分の長さの和との比が所定の第６閾値以上である場合に、２つの筋ムラ要素線分の連結が許可され、他の場合には連結が却下される（図８参照）。

筋ムラ検出部６４では、複数の矩形表示領域において対象矩形表示領域を順次切り替えつつ上記処理が繰り返されることにより（ただし、既に対象矩形表示領域とされたものは隣接矩形領域群に含められなくてもよい。）、複数の筋ムラ要素線分のうち、長手方向が同一であり、長手方向に互いに近接しつつ配列され、かつ、互いに隣接する２つの矩形表示領域内にそれぞれ存在する２つの筋ムラ要素線分の組合せが検出される（ステップＳ１９）。そして、各組合せに係る２つの筋ムラ要素線分は、基板９上の一の筋ムラに由来する可能性が高いものとして互いに関連付けられる。

表示制御部６５では、互いに関連付けられた各組合せに係る２つの筋ムラ要素線分から、図９を参照して説明した手法と同様にして１つの線分が導かれる。すなわち、これらの筋ムラ要素線分をその中点にて分断することにより４つの分断線分を取得した後、４つの分断線分の集合に対する慣性主軸が求められ、これらの筋ムラ要素線分の端点から慣性主軸に下ろした垂線と慣性主軸との４つの交点のうち互いに最も離れた２つの交点を端点とする線分が、当該２つの筋ムラ要素線分を連結した連結線分として生成される。なお、２つの筋ムラ要素線分の一方が他の筋ムラ要素線分にも関連付けられる場合には、これらの全ての筋ムラ要素線分において上記処理が行われ、１つの連結線分が生成される。連結線分は、一の筋ムラに由来する（可能性が高い）複数の筋ムラ要素領域を連結した連結領域（筋ムラの全体を示す領域）の代表線分であると捉えることができる。

続いて、操作者により入力部５６を介して表示すべき連結線分の長さの最小値の入力が行われて演算部６にて受け付けられると（ステップＳ２０）、図１１に示すように、最小値以上の長さを有する連結線分７３１が、対象画像７１に重ねてディスプレイ５５に表示される（ステップＳ２１）。すなわち、最小値以上の長さを有する連結領域の存在位置がディスプレイ５５に表示される。これにより、操作者が複数の矩形表示領域７１１に亘って伸びるとともに最小値以上の長さの筋ムラのみを容易に確認することができる。なお、連結線分が生成されない筋ムラ要素線分（すなわち、他の筋ムラ要素線分との連結が許可されない筋ムラ要素線分であり、単体で１つの筋ムラのほぼ全体を示すもの）であって長さが最小値以上のものも同様にディスプレイ５５に表示されてもよい。

また、ムラ検査装置１では、連結線分をディスプレイ５５に表示する前に、各連結線分が由来する複数の筋ムラ要素線分が属する複数の領域グループにおいて筋領域線分が存在する２値画像に対応する閾値の範囲を筋ムラ強度として求め、連結線分のディスプレイ５５への表示の際に、各連結線分の色や太さを変更することにより筋ムラ強度が特定可能とされてもよい。また、各連結線分に対する筋ムラ強度および連結線分の長さ（後述するように、実際に連結領域が求められる場合には連結領域の面積であってもよい。）を所定の強度閾値および長さ閾値（面積閾値）とそれぞれ比較することにより、連結線分が示す複数の筋ムラ要素の集合である筋ムラが許容されるか否かの判定（すなわち、欠陥か否かの判定）を行うことも可能である。

以上に説明したように、ムラ検査装置１では、基板９を撮像して取得される多階調の元画像における基板９上の矩形表示領域間の隙間に対応する領域をマスクして対象画像が準備され、対象画像から複数の閾値を用いて導かれる複数の２値画像に基づいて、それぞれが筋ムラ要素領域を代表する複数の筋ムラ要素線分が特定される。そして、複数の筋ムラ要素線分のうち、長手方向が同一であり、長手方向に配列され、かつ、隣接する矩形表示領域内に存在する２つの筋ムラ要素線分を検出することにより、複数の矩形表示領域に亘って伸びる筋ムラを容易に検出することが実現される。これにより、筋ムラの真の長さや起点あるいは終点を精度よく取得することができ、その結果、筋ムラの発生原因を効率よく特定して製造プロセスや形成するパターン等を改善することが可能となる。

また、筋ムラ要素特定部６３では、２値画像の一の矩形表示領域中に特定される複数の筋領域線分のうち、長手方向が同一であり、長手方向に配列され、かつ、互いに近接する２つの筋領域線分が、筋ムラ検出部６４にて連結可能な筋ムラ要素線分を検出する際の処理と同様のアルゴリズムにより検出され、１つの筋領域線分へと更新される。ここで、筋ムラ要素線分は領域グループに含まれる複数の筋領域線分のうち最長のものであるため、筋ムラ要素特定部６３による筋領域線分に対する上記処理は、一の矩形表示領域中に特定される複数の筋ムラ要素線分のうち、長手方向が同一であり、長手方向に配列され、かつ、互いに近接する２つの筋ムラ要素線分を筋ムラ検出部６４における処理と同様のアルゴリズムにより検出し、１つの筋ムラ要素線分へと更新する処理と捉えることができる。このように、筋ムラ要素特定部６３において、一の矩形表示領域中にて同一の筋ムラに由来する可能性が高い複数の筋ムラ要素線分が１つの筋ムラ要素線分へと実質的に更新されることにより、ムラ検査装置１では、筋ムラ検出部６４や表示制御部６５における後続の処理を効率よく行うことが実現される。さらに、表示制御部６５では、一の筋ムラに由来する２つの筋ムラ要素線分を連結した連結線分にて連結領域の存在位置がディスプレイ５５に表示されることにより、操作者が複数の矩形表示領域に亘って伸びる筋ムラを容易に確認することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

図１のムラ検査装置１では、筋ムラ要素特定部６３において筋ムラ要素領域が筋ムラ要素線分にて特定されることなく筋ムラ検査が行われてもよい。この場合、筋ムラ要素領域の特定に際して、筋領域更新部６３２では各２値画像において、長手方向が同一であり、長手方向に配列され、かつ、互いに近接する複数の筋領域が１つの筋領域へと更新され、領域グループ取得部６３３では、閾値が隣接する２つの２値画像において互いに重なる筋領域を同一の領域グループに含めるグループ化によりそれぞれが筋ムラ要素を示す領域グループが求められる。ここで、筋ムラ要素領域は領域グループに含まれる複数の筋領域のうち長手方向の長さが最長のものとされるため、上記筋領域更新部６３２における処理は、実質的には、２値画像において一の矩形表示領域中に特定される複数の筋ムラ要素領域のうち、長手方向が同一であり、長手方向に配列され、かつ、互いに近接する２つの筋ムラ要素領域を検出して、２つの筋ムラ要素領域を１つの筋ムラ要素領域へと更新する処理に相当する。また、筋ムラ検出部６４では、複数の筋ムラ要素領域のうち、長手方向が同一であり、長手方向に配列され、かつ、隣接する矩形表示領域内に存在する２つの筋ムラ要素領域を検出する処理が行われ、表示制御部６５では、検出された２つの筋ムラ要素領域を連結した連結領域が生成され、連結領域のエッジを示す線にて連結領域の存在位置が対象画像に重ねてディスプレイ５５に表示される。ただし、複数の矩形表示領域に亘って伸びる筋ムラをより容易に検出するという観点では、筋ムラ要素特定部６３において筋ムラ要素領域が当該領域を代表する筋ムラ要素線分にて特定され、筋ムラ検出部６４および表示制御部６５において、筋ムラ要素線分が、対応する筋ムラ要素領域として扱われて処理の簡素化が図られることが好ましい。

上記実施の形態では、対象画像から複数の閾値を用いて導かれる複数の２値画像から筋ムラ要素線分（または筋ムラ要素領域）が特定されるが、１つの閾値のみを用いて２値画像を取得する際には、当該２値画像において長手方向における長さと長手方向に垂直な方向における幅との比が所定値以上となる複数の閉領域がそのまま複数の筋ムラ要素領域として特定されてもよい。

筋ムラ検出部６４では、隣接する矩形表示領域内に存在する２つの筋ムラ要素線分の各組合せにおいて２つの筋ムラ要素線分の重心を通る直線と各端点との距離、並びに、２つの筋ムラ要素線分の間において最も近い端点間距離および最も遠い端点間距離のそれぞれと２つの筋ムラ要素線分の長さの和との比を求めることにより、連結可能な２つの筋ムラ要素線分が検出されるが、連結可能と判定される２つの筋ムラ要素線分は、少なくとも長手方向が同一であり、長手方向に配列され、かつ、互いに隣接する２つの矩形表示領域内にそれぞれ存在すればよく、必ずしも近接している必要はない。また、連結可能な２つの筋ムラ要素線分の検出は、例えば、隣接する矩形表示領域内に存在する２つの筋ムラ要素線分の各組合せにおいて２つの筋ムラ要素線分を延長した２つの直線のなす角を求める等、他のアルゴリズムにより行うことも可能である。

上記実施の形態では、基板９上にレジストの膜が形成されるが、主面上に液体が塗布されることにより形成されるのであるならば、基板上に形成される膜の材料はレジスト液以外であってもよい。ムラ検査装置１は、ガラスの基板上の筋ムラの検査に特に適しているが、一様なパターンを有する複数の矩形表示領域が隙間を空けて縦横に整列して設定され、複数の矩形表示領域に従って多面取りされる他の基板上の筋ムラの検査に用いられてもよい。

ムラ検査装置の構成を示す図である。 コンピュータの構成を示す図である。 コンピュータが実現する機能構成を示すブロック図である。 ムラ検査装置が基板上の筋ムラを検査する処理の流れを示す図である。 対象画像を示す図である。 ２値画像を示す図である。 ２値画像を示す図である。 ２値画像を示す図である。 閉領域を示す図である。 筋領域線分の連結の可否の判定を説明するための図である。 筋領域線分の連結を説明するための図である。 ２つの２値画像中の筋領域線分を重ねて示す図である。 連結線分を対象画像に重ねて示す図である。

符号の説明

１ ムラ検査装置
５ コンピュータ
８ 記録媒体
９ 基板
４１ 撮像部
５５ ディスプレイ
６１ 対象画像生成部
６３ 筋ムラ要素特定部
６４ 筋ムラ検出部
７１ 対象画像
９２ 膜
５４１ プログラム
７１１，７１１ａ〜７１１ｄ 矩形表示領域
７１９ 背景領域
７２１ａ〜７２１ｃ 閉領域
７３１ 連結線分
Ｓ１４〜Ｓ２１ ステップ

Claims (8)

1. 一様なパターンを有する複数の矩形領域が隙間を空けて縦横に整列して設定され、前記複数の矩形領域に従って多面取りされる基板上の筋ムラを検査するムラ検査方法であって、
   ａ）前記基板を撮像して取得される多階調の元画像の前記隙間に対応する領域をマスクして対象画像を準備する工程と、
   ｂ）前記対象画像を２値化した２値画像において長手方向における長さと前記長手方向に垂直な方向における幅との比が所定値以上となる複数の閉領域を複数の筋ムラ要素領域として特定する工程と、
   ｃ）前記複数の筋ムラ要素領域のうち、前記長手方向が同一であり、前記長手方向に配列され、かつ、隣接する矩形領域内に存在する２つの筋ムラ要素領域を検出する工程と、
   を備えることを特徴とするムラ検査方法。
2. 請求項１に記載のムラ検査方法であって、
   前記ｂ）工程において筋ムラ要素領域が当該領域を代表する筋ムラ要素線分にて特定され、前記ｃ）工程において筋ムラ要素線分が対応する筋ムラ要素領域として扱われることを特徴とするムラ検査方法。
3. 請求項１または２に記載のムラ検査方法であって、
   ｄ）前記２つの筋ムラ要素領域を連結した連結領域の存在位置を表示部に表示する工程をさらに備えることを特徴とするムラ検査方法。
4. 請求項３に記載のムラ検査方法であって、
   ｅ）前記ｄ）工程の前に、前記ｄ）工程において存在位置が表示される連結領域の長さの最小値の入力を受け付ける工程をさらに備えることを特徴とするムラ検査方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のムラ検査方法であって、
   前記ｂ）工程が、一の矩形領域中に特定される複数の筋ムラ要素領域のうち、前記長手方向が同一であり、前記長手方向に配列され、かつ、互いに近接する２つの筋ムラ要素領域を、前記ｃ）工程と同様のアルゴリズムにより検出し、前記２つの筋ムラ要素領域を１つの筋ムラ要素領域へと更新する工程を備えることを特徴とするムラ検査方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のムラ検査方法であって、
   前記基板が、一の主面上に液体が塗布されることにより形成された膜を有することを特徴とするムラ検査方法。
7. 一様なパターンを有する複数の矩形領域が隙間を空けて縦横に整列して設定され、前記複数の矩形領域に従って多面取りされる基板上の筋ムラを検査するムラ検査装置であって、
   前記基板を撮像して多階調の元画像を取得する撮像部と、
   前記元画像の前記隙間に対応する領域をマスクして対象画像を生成する対象画像生成部と、
   前記対象画像を２値化した２値画像において長手方向における長さと前記長手方向に垂直な方向における幅との比が所定値以上となる複数の閉領域を複数の筋ムラ要素領域として特定する筋ムラ要素特定部と、
   前記複数の筋ムラ要素領域のうち、前記長手方向が同一であり、前記長手方向に配列され、かつ、隣接する矩形領域内に存在する２つの筋ムラ要素領域を検出する筋ムラ検出部と、
   を備えることを特徴とするムラ検査装置。
8. 一様なパターンを有する複数の矩形領域が隙間を空けて縦横に整列して設定され、前記複数の矩形領域に従って多面取りされる基板上の筋ムラをコンピュータに検査させるプログラムであって、前記プログラムの前記コンピュータによる実行は、前記コンピュータに、
   ａ）前記基板を撮像して取得される多階調の元画像の前記隙間に対応する領域をマスクして対象画像を準備する工程と、
   ｂ）前記対象画像を２値化した２値画像において長手方向における長さと前記長手方向に垂直な方向における幅との比が所定値以上となる複数の閉領域を複数の筋ムラ要素領域として特定する工程と、
   ｃ）前記複数の筋ムラ要素領域のうち、前記長手方向が同一であり、前記長手方向に配列され、かつ、隣接する矩形領域内に存在する２つの筋ムラ要素領域を検出する工程と、
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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