JP5200813B2 - Measuring distance between measurement mark and substrate edge - Google Patents
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Description
本発明は、合焦点方式に関するものであり、特に、鮮鋭度が極大値となる対象が複数あっても、測定対象の合焦点位置を他と誤認せずに得ることのできる合焦点方式を用いた測定用マークと基板エッジの距離測定方法に関する。
The present invention relates to a focusing method, and in particular, uses a focusing method that can obtain a focusing position of a measurement object without misidentifying other objects even when there are a plurality of objects whose sharpness is a maximum value. The present invention relates to a method for measuring a distance between a measurement mark and a substrate edge .
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、更に透明導電膜を形成するといった方法が広く用いられている。 As a method of manufacturing a color filter used in a liquid crystal display device, first, a black matrix is formed on a glass substrate, and then a colored pixel is aligned with the black matrix pattern on the glass substrate on which the black matrix is formed. And a method of forming a transparent conductive film is widely used.
ブラックマトリックスは遮光性を有し、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、黒色感光性樹脂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。 The black matrix has a light-shielding property, determines the position of the colored pixels of the color filter, makes the size uniform, and shields unwanted light when used in a display device. It has a function of making a uniform image with no unevenness and improved contrast. For example, the black matrix is formed by a photolithography method using a black photosensitive resin.
また、着色画素は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものであり、ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、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、着色画素が形成されたガラス基板上に、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）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。
The colored pixels have, for example, red, green, and blue filter functions, and a negative photoresist coating film in which a pigment such as a pigment is dispersed on a glass substrate on which a black matrix is formed. And a method of forming colored pixels by exposing and developing the coating film is employed.
In addition, the transparent conductive film is formed by forming a transparent conductive film on a glass substrate on which colored pixels are formed by sputtering using ITO (Indium Tin Oxide), for example.
ガラス基板上のブラックマトリックスの位置を管理するために、ブラックマトリックスの形成時に測定用マークを形成し、測定用マークとガラス基板エッジ（基板エッジ）との距離を測定している。この距離の測定に際しては、例えば、次のような測定装置を使用し手動で測定している。 In order to manage the position of the black matrix on the glass substrate, a measurement mark is formed when the black matrix is formed, and the distance between the measurement mark and the glass substrate edge (substrate edge) is measured. In measuring this distance, for example, it is manually measured using the following measuring device.
測定装置は、測定対象に対し水平方向（Ｘ軸／Ｙ軸方向）にステージ又はヘッド部が移動する機構と、測定対象に対し垂直方向（Ｚ軸（カメラの光軸方向）にヘッド部が移動する機構を有し、ヘッド部にはフォーカスレンズとカメラが取り付けられ、Ｚ軸方向にヘッド部を移動することで合焦点位置が得られるようになっている。また、この測定装置には、カメラからの信号を表示する画像出力部が備えられている。各ＸＹＺ軸には、リニアスケールが取り付けられており、移動量の測定が可能となっている。 The measuring device has a mechanism in which the stage or head moves in the horizontal direction (X-axis / Y-axis direction) with respect to the measurement target, and the head moves in the vertical direction (Z-axis (camera optical axis direction) with respect to the measurement target. A focus lens and a camera are attached to the head unit, and the in-focus position can be obtained by moving the head unit in the Z-axis direction. An image output unit is provided for displaying a signal from 1. A linear scale is attached to each of the XYZ axes, and the amount of movement can be measured.
従来の自動焦点調節（オートフォーカス）としては、カメラを光軸方向に移動又はフォーカスレンズを移動しながら撮像を行い、カメラから出力された画像の鮮鋭度を検出し、その鮮鋭度が極大値となる位置を合焦点位置とする方式（コントラスト方式）が多くを占めている。
鮮鋭度の評価には、画像信号にＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を通して得られる高周波成分の強度、或いは微分により抽出される画像信号のボケ幅など鮮鋭度を示す信号を用いる。これは、通常の被写体を撮影した場合、ピントがボケている状態では小さく、ピントが合うにつれ大きくなり合焦点時に極大値をとる。
Conventional automatic focus adjustment (autofocus) is performed by moving the camera in the direction of the optical axis or moving the focus lens to detect the sharpness of the image output from the camera, and the sharpness is the maximum value. Many of the methods (contrast method) use the position as the focal point.
For the evaluation of the sharpness, a signal indicating the sharpness such as the intensity of a high frequency component obtained through a BPF (band pass filter) or the blur width of the image signal extracted by differentiation is used for the image signal. This is small when a normal subject is photographed, and is small when the subject is out of focus, and increases as the subject is focused.
しかしながら、垂直方向に複数の構造物（鮮鋭度が極大値となる対象）が存在する場合、複数の極大値が得られるため、どの対象の極大値が合焦点位置となるかは対象や光源によりバラツキが発生するといった問題がある。特に、手動での測定は作業者の習熟度により誤認が発生し易い。 However, when there are a plurality of structures in the vertical direction (objects whose sharpness is a maximum value), a plurality of maximum values can be obtained, so which target maximum value is the focal position depends on the target and the light source. There is a problem that variations occur. In particular, manual measurement is likely to be misidentified depending on the level of proficiency of the operator.
例えば、図１は、ガラス基板のエッジ近傍の一例を拡大して示す断面図である。図１に示すように、ガラス基板（３）のエッジ近傍には研削により面取り（４）が行われている。ガラス基板（３）上面側の基板エッジ（２）は、鋭角ではないが先鋭であり、また、面取りコーナー（１）は鈍角を呈しているが鮮鋭度が極大値となる対象である。このため、基板エッジ（２）を測定対象として単にオートフォーカスを行うと、基板エッジ（２）ではなく面取りコーナー（１）を検出する可能性が高いといった問題がある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その鮮鋭度が極大値となる位置を合焦点位置とする方式（コントラスト方式）において、鮮鋭度が極大値となる対象が複数あっても、測定対象の合焦点位置を他と誤認せずに得ることのできる合焦点方式を提供することを課題とするものである。
また、上記合焦点方式を用い、基板エッジのＸＹ座標を求める基板エッジの座標測定方法、及び測定用マークの基板エッジからのＸＹ距離を求める測定用マークの距離測定方法を提供することを課題とする。
The present invention has been made to solve the above-described problem, and in a method (contrast method) in which a position where the sharpness is a maximum value is a focal point position (contrast method), there are a plurality of objects whose sharpness is a maximum value. Even if it exists, it makes it a subject to provide the focusing method which can be obtained without misidentifying the focusing position of a measuring object with others.
It is another object of the present invention to provide a substrate edge coordinate measuring method for obtaining the XY coordinates of the substrate edge, and a measurement mark distance measuring method for obtaining the XY distance of the measurement mark from the substrate edge, using the above focusing method. To do.
本発明は、基板を水平に載置する測定ステージと、該測定ステージ上方の垂直方向（Ｚ軸方向）に設けられた撮像部と、測定ステージ又は撮像部を水平方向（Ｘ軸／Ｙ軸方向）に移動させるＸ軸駆動部及びＹ軸駆動部と、撮像部又はフォーカスレンズを垂直方向に移動させるＺ軸駆動部を有する測定装置において、
１）前記測定ステージに載置したガラス基板上の測定用マークを前記フォーカスレンズ又は前記撮像部の光軸位置に移動し、オートフォーカス後、記憶部に保存されている前記測定用マークの画像テンプレートと同等の画像の存在を確認できた位置を測定用マークのＸＹ座標として前記記憶部に保存し、
２）次に前記ガラス基板の基板エッジ付近を前記撮像部の光軸に移動し、前記撮像部又は前記フォーカスレンズを垂直方向に移動しながら、
前記撮像部のカメラより出力された画像の鮮鋭度を検出し、予め設定した閾値を超えた鮮鋭度である部分を選定し、その先鋭度が極大値となる部分が前記基板エッジと前記ガラス基板の面取りコーナーであり、前記極大値中の高い極大値の位置を前記基板エッジの合焦点として、画像を得て、この画像からエッジ認識処理を行い、前記基板エッジのＸＹ座標を取得し、前記記憶部に保存する。
３）前記測定用マークの座標と前記基板エッジの座標から距離を計算し、
４）同様に前記記憶部に保存されている、前記測定用マークのＸＹ座標、前記基板エッジのＸＹ座標から得られる距離と、同じく記憶部に保存されている距離の閾値をもって前記基板エッジの前記合焦点位置を誤認していないかを比較判定する
ことを特徴とする測定用マークと基板エッジの距離測定方法である。
The present invention relates to a measurement stage for horizontally placing a substrate, an imaging unit provided in a vertical direction (Z-axis direction) above the measurement stage, and a measurement stage or imaging unit in a horizontal direction (X-axis / Y-axis direction). In a measuring apparatus having an X-axis drive unit and a Y-axis drive unit that are moved to), and a Z-axis drive unit that moves the imaging unit or the focus lens in the vertical direction,
1) wherein moving the measuring marks on the glass substrate placed on the measurement stage in the optical axis position of the focus lens or the imaging unit, after the autofocus, the measuring marks stored in the storage unit Save the position has been confirmed the presence of the image template equivalent image as XY coordinates of the measuring marks in the storage unit,
2) then move near the substrate edges of the glass substrate to the optical axis of the image pickup unit, while moving the imaging unit or the focus lens in the vertical direction,
Detecting the sharpness of the image output from the camera of the imaging unit, selects the portion that is sharpness exceeds a predetermined threshold, the glass substrate portion thereof sharpness is maximized value and said substrate edge a chamfered corner, the position of the high maximum value in the maximum value as the focus point of the substrate edge, to obtain an image, performs edge recognition from the image, and obtains the XY coordinates of the substrate edge, the Save to storage.
3) the distance from the coordinates of said substrate edge mark for the measurement is calculated,
4) stored in the storage unit in the same manner, the XY coordinates of the measuring marks, the distance obtained from the XY coordinates of the substrate edge, also said of the substrate edge with a threshold value of the distance stored in the storage unit A method for measuring a distance between a measurement mark and a substrate edge, wherein a determination is made as to whether or not the in-focus position is misidentified .
本発明により、基板エッジのＸＹ座標を正確に測定することができて、そこから得られた測定用マークのＸＹ座標と、上記基板エッジの座標測定方法により求めた基板エッジのＸＹ座標とから基板エッジと測定マーク
間の距離を求めるので、距離を正確に測定できるようになった。
According to the present invention, the XY coordinates of the substrate edge can be accurately measured, and the substrate is determined based on the XY coordinates of the measurement mark obtained therefrom and the XY coordinates of the substrate edge obtained by the substrate edge coordinate measuring method. Since the distance between the edge and the measurement mark is obtained, the distance can be measured accurately.
以下に、本発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図２は、本発明による合焦点方式において用いられる測定装置の一例の概略図である。図２に示すように、測定装置は、測定ステージ（１０）、測定ステージ上方の垂直方向（Ｚ軸方向）に設けられた撮像部（２０）、測定ステージ又は撮像部を水平方向（Ｘ軸／Ｙ軸方向）に移動させるＸ軸駆動部（３０Ｘ）及びＹ軸駆動部（３０Ｙ）、撮像部又はフォーカスレンズを垂直方向に移動させるＺ軸駆動部（３０Ｚ）、透過光源部（４０）、反射光源部（５０）、制御ユニット（６０）で構成されている。
Below, based on the embodiment of the present invention, it explains in detail.
FIG. 2 is a schematic diagram of an example of a measuring apparatus used in the focusing method according to the present invention. As shown in FIG. 2, the measurement apparatus includes a measurement stage (10), an imaging unit (20) provided in a vertical direction (Z-axis direction) above the measurement stage, and a measurement stage or imaging unit in a horizontal direction (X axis / X-axis drive unit (30X) and Y-axis drive unit (30Y) that move in the Y-axis direction), Z-axis drive unit (30Z) that moves the imaging unit or focus lens in the vertical direction, transmissive light source unit (40), reflection It comprises a light source unit (50) and a control unit (60).
図２に示す測定装置は、測定ステージ（１０）が水平方向に移動し、撮像部（２０）が垂直方向に移動する測定装置の例である。Ｘ軸駆動部（３０Ｘ）、Ｙ軸駆動部（３０Ｙ）、Ｚ軸駆動部（３０Ｚ）の各駆動部には、センサー（図示せず）が取り付けられており、移動量の測定が可能である。
測定ステージ（１０）は基板を水平に載置する。測定ステージ（１０）には、基板受け渡し機構及びメカアライメント機構が備えられている（図示せず）。
The measurement apparatus shown in FIG. 2 is an example of a measurement apparatus in which the measurement stage (10) moves in the horizontal direction and the imaging unit (20) moves in the vertical direction. A sensor (not shown) is attached to each drive unit of the X-axis drive unit (30X), the Y-axis drive unit (30Y), and the Z-axis drive unit (30Z), and the movement amount can be measured. .
The measurement stage (10) places the substrate horizontally. The measurement stage (10) is provided with a substrate delivery mechanism and a mechanical alignment mechanism (not shown).
撮像部（２０）は、フォーカスレンズ（２１）、ハーフミラー（２２）、及びカメラ（２３）で構成され、Ｚ軸方向（光軸方向）にフォーカスレンズ（２１）又は撮像部（２０）を移動することによって、画像の合焦点位置が得られるようになっている。
透過光源部（４０）は、光源（４１）とレンズ（４２）で構成され、測定ステージ下方の垂直方向（Ｚ軸方向）に、その光軸を撮像部（２０）の光軸と合わせて設けられている。
The imaging unit (20) includes a focus lens (21), a half mirror (22), and a camera (23), and moves the focus lens (21) or the imaging unit (20) in the Z-axis direction (optical axis direction). By doing so, the in-focus position of the image can be obtained.
The transmissive light source unit (40) includes a light source (41) and a lens (42), and is provided in the vertical direction (Z-axis direction) below the measurement stage with its optical axis aligned with the optical axis of the imaging unit (20). It has been.
反射光源部（５０）は、光源（５１）とレンズ（５２）で構成され、測定ステージ上方の水平方向に、その光軸をハーフミラー（２２）を介して撮像部（２０）の光軸と直角にして設けられている。
制御ユニット（６０）は、記憶部（６１）、演算部（６２）、操作部（６３）、表示部（６４）で構成されている。記憶部（６１）は、ＨＤＤや磁気ディスクなどの記憶媒体、読み取り専用のＲＯＭ、一時記憶用のＲＡＭなどである。操作部（６３）は、キーボード、マウス、各種ボタン類である。表示部（６４）は、モニタ、表示ランプなどである。
The reflection light source unit (50) includes a light source (51) and a lens (52). The optical axis of the reflection light source unit (50) in the horizontal direction above the measurement stage passes through the half mirror (22) and the optical axis of the imaging unit (20). It is provided at a right angle.
The control unit (60) includes a storage unit (61), a calculation unit (62), an operation unit (63), and a display unit (64). The storage unit (61) is a storage medium such as an HDD or a magnetic disk, a read-only ROM, a temporary storage RAM, or the like. The operation unit (63) is a keyboard, a mouse, and various buttons. The display unit (64) is a monitor, a display lamp, or the like.
測定ステージ（１０）、撮像部（２０）、Ｘ軸駆動部（３０Ｘ）、Ｙ軸駆動部（３０Ｙ）、Ｚ軸駆動部（３０Ｚ）、透過光源部（４０）、反射光源部（５０）は、制御ユニット（６０）に接続され、演算部（６２）からの信号で制御される。各制御は、演算部でのソフトウエア制御だはなく、別途専用のハードウエアでの制御を行ってもよい。 The measurement stage (10), imaging unit (20), X-axis drive unit (30X), Y-axis drive unit (30Y), Z-axis drive unit (30Z), transmissive light source unit (40), and reflected light source unit (50) , Connected to the control unit (60) and controlled by a signal from the calculation unit (62). Each control may be performed not only by software control in the arithmetic unit but also by dedicated hardware.
基板上の測定対象を測定位置に水平移動させ、フォーカスレンズ又は撮像部を光軸方向に移動しながら撮像を行い、画像の鮮鋭度を検出し、その鮮鋭度が極大値となる位置を合焦点位置とするコントラスト方式の測定装置である。 The object to be measured on the substrate is moved horizontally to the measurement position, the image is picked up while moving the focus lens or image pickup unit in the optical axis direction, the sharpness of the image is detected, and the position where the sharpness reaches the maximum value is focused. It is a contrast-type measuring device for position.
以下に、エッジ近傍に面取りが施されたガラス基板を例にして、本発明による合焦点方式、及び基板エッジの座標測定方法、並びに測定用マークの距離測定方法の説明を行う。図３は、面取りが施されたガラス基板の一例における、画像の鮮鋭度と光軸上の位置との関係を表すグラフである。図２に示す測定装置を用い、ガラス基板のエッジ近傍をオ−トフォーカスによって撮像した画像から得た鮮鋭度と光軸上の位置との関係を表したものである。 In the following, the focusing method according to the present invention, the method for measuring the coordinates of the substrate edge, and the method for measuring the distance of the mark for measurement will be described by taking a glass substrate chamfered in the vicinity of the edge as an example. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the sharpness of an image and the position on the optical axis in an example of a chamfered glass substrate. 3 shows the relationship between the sharpness obtained from an image obtained by imaging the vicinity of the edge of the glass substrate by autofocus using the measuring apparatus shown in FIG. 2 and the position on the optical axis.
図３の横軸は、光軸方向（Ｚ軸方向）を表している。目盛りは、光軸方向の位置を示す指標である。この横軸は、図１中のＺ軸に相当する。また、図３の縦軸は、鮮鋭度を表している。目盛りは、鮮鋭度の高低を示す指標である。
図３にて、符号（Ｋ２）で示す曲線部は、図１におけるガラス基板（３）において、符号（Ｘ2 ）で示す位置の上方から、正常な基板エッジ（２）を撮像した際の、鮮鋭度と光軸上の位置との関係を表している。
The horizontal axis in FIG. 3 represents the optical axis direction (Z-axis direction). The scale is an index indicating the position in the optical axis direction. The horizontal axis corresponds to the Z axis in FIG. Moreover, the vertical axis | shaft of FIG. 3 represents the sharpness. The scale is an index indicating the level of sharpness.
In FIG. 3, the curved line portion indicated by reference numeral (K2) is obtained when the normal substrate edge (2) is imaged from above the position indicated by reference numeral (X 2 ) in the glass substrate (3) in FIG. This represents the relationship between the sharpness and the position on the optical axis.
曲線部（Ｋ２）が示すように、光軸方向の指標が、例えば、指標６近辺から増加するのに従い鮮鋭度は高くなり、指標７近辺で極大値（ピーク）になり、指標７以降は低くなっている。この極大値の光軸上の位置が正常な基板エッジ（２）の合焦点位置である。
As indicated by the curved line portion (K2), for example, as the index in the optical axis direction increases from the vicinity of the
また、図３にて、符号（Ｋ１）で示す曲線部は、図１におけるガラス基板（３）において、符号（Ｘ1 ）で示す位置の上方から、正常な面取りコーナー（１）を撮像した際の、鮮鋭度と光軸上の位置との関係を表している。
曲線部（Ｋ１）が示すように、光軸方向の指標が、例えば、指標２近辺から増加するのに従い鮮鋭度は高くなり、指標３．５近辺で極大値（ピーク）になり、指標３．５以降は低くなっている。この極大値の光軸上の位置が正常な面取りコーナー（１）の合焦点位置である。
Further, in FIG. 3, the curved portion indicated by reference numeral (K1) is obtained when a normal chamfered corner (1) is imaged from above the position indicated by reference numeral (X 1 ) in the glass substrate (3) in FIG. Represents the relationship between the sharpness and the position on the optical axis.
As indicated by the curved line portion (K1), as the index in the optical axis direction increases from, for example, the vicinity of the
図３は、図１における、符号（Ｘ2 ）で示す位置の正常な基板エッジ（２）の、鮮鋭度
と光軸上の位置との関係と、符号（Ｘ1 ）で示す位置の正常な面取りコーナー（１）の、鮮鋭度と光軸上の位置との関係を同一グラフ上に表したものである。
図３に示すように、基板エッジ（２）及び面取りコーナー（１）は、各々が光軸方向の異なる指標位置にて、鮮鋭度の極大値を有している。また、各々の鮮鋭度の極大値の値は異なり、基板エッジ（２）は指標３５程度、面取りコーナー（１）は指標３０程度である。
3 shows the relationship between the sharpness and the position on the optical axis of the normal substrate edge (2) at the position indicated by the symbol (X 2 ) in FIG. 1, and the normal position at the position indicated by the symbol (X 1 ). The relationship between the sharpness of the chamfered corner (1) and the position on the optical axis is represented on the same graph.
As shown in FIG. 3, the substrate edge (2) and the chamfered corner (1) each have a maximum value of sharpness at different index positions in the optical axis direction. The maximum values of the respective sharpness values are different, the substrate edge (2) is about 35 and the chamfered corner (1) is about 30.
すなわち、基板エッジ（２）及び面取りコーナー（１）は、各々が固有の曲線部を有し、固有の鮮鋭度の極大値を、固有の光軸方向の指標位置に有し、光軸上の合焦点位置は異なることが示されている。 That is, each of the substrate edge (2) and the chamfered corner (1) has a unique curve portion, and has a unique sharpness maximum value at an index position in a unique optical axis direction, on the optical axis. It is shown that the in-focus position is different.
図３中、閾値は鮮鋭度１８程度に設定しているが、この閾値（Ｓ）は、検出された鮮鋭度を極大値となる対象（構造物）として扱うか否かの閾値である。
また、図３中、符号（Ｎｏ１）は、光軸方向の位置の指標０から極大値を順に数えて、指標０に近い鮮鋭度の極大値（曲線部（Ｋ１）の極大値）に与えた極大値番号である。同様に、符号（Ｎｏ２）は、曲線部（Ｋ１）の次に位置する鮮鋭度の極大値（曲線部（Ｋ２）の極大値）に与えた極大値番号である。
In FIG. 3, the threshold value is set to about 18 sharpness. This threshold value (S) is a threshold value indicating whether or not to treat the detected sharpness as an object (structure) having a maximum value.
In FIG. 3, reference numeral (No 1) is a local maximum value from the
上記のように、エッジ近傍に面取りが施されたガラス基板の場合には、鮮鋭度が極大値となる複数の対象がガラス基板の基板エッジ（２）と面取りコーナー（１）であり、基板エッジ（測定対象）の予め得られている極大値（Ｎｏ２）の値（指標３５）が、面取りコーナー（１）の予め得られている極大値（Ｎｏ１）の値（指標３０）より高いことを利用することによって、基板エッジ（２）を面取りコーナー（１）と誤認することなく、極大値中の高い極大値の位置を基板エッジ（測定対象）の合焦点位置とすることができるものとなる。 As described above, in the case of a glass substrate that is chamfered in the vicinity of the edge, the plurality of objects whose sharpness is a maximum value are the substrate edge (2) and the chamfered corner (1) of the glass substrate, and the substrate edge Utilizing that the value (index 35) of the maximum value (No2) obtained in advance of (measuring object) is higher than the value (index 30) of the maximum value (No1) obtained in advance of the chamfered corner (1). By doing so, the position of the high maximum value in the maximum value can be set as the in-focus position of the substrate edge (measurement target) without misidentifying the substrate edge (2) as the chamfered corner (1).
また、本発明においては、予め設定した閾値を超えた鮮鋭度の検出数が予測した数に満たない場合、検出数が予測した数になるまで閾値を任意のステップで下げながら、或いは、予め設定した最小閾値まで閾値を下げて検出を自動で行うようにしている。
例えば、図１に示すガラス基板（３）の場合、鮮鋭度が極大値となる対象はガラス基板の基板エッジ（２）と面取りコーナー（１）の２対象である。予測される検出数は２であるが、実際に撮像部のカメラから出力された、鮮鋭度が極大値となる対象として扱える鮮鋭度の数が２に満たない場合には、検出数が予測した数になるまで閾値を任意のステップで下げながら、或いは、予め設定した最小閾値まで閾値を下げて検出を自動で行う。
In the present invention, when the number of sharpness detections exceeding a preset threshold value is less than the predicted number, the threshold value is decreased in an arbitrary step until the detected number reaches the predicted number, or set in advance. The detection is automatically performed by lowering the threshold value to the minimum threshold value.
For example, in the case of the glass substrate (3) shown in FIG. 1, the objects whose sharpness reaches the maximum value are the two objects, the substrate edge (2) and the chamfered corner (1) of the glass substrate. The number of detections predicted is 2, but the number of detections is predicted when the number of sharpnesses that are actually output from the camera of the imaging unit and that can be handled as a target with a maximum sharpness value is less than 2. Detection is automatically performed while lowering the threshold value in an arbitrary step until the number reaches the number, or lowering the threshold value to a preset minimum threshold value.
これにより、例えば、ガラス基板の面取り工程でのバラツキにより、基板エッジ近傍の形状が異なり極大値が低くなった場合でも、面取りコーナー（１）の検出が可能となる。 Thereby, for example, even when the shape near the substrate edge is different and the maximum value is lowered due to variations in the chamfering process of the glass substrate, the chamfered corner (1) can be detected.
また、撮像部又はフォーカスレンズを垂直方向に移動させてオートフォーカスをする際に、鮮鋭度が極大値となる対象が複数ない場合は、対象が複数ある場合に比べ垂直方向の光軸移動量は短い。
従って、予め、対象が複数でないと判っている場合は、垂直方向に移動させる距離のパラメータとして、鮮鋭度が極大値となる対象数が複数の場合と単数の場合の２通りを備えておき、単数の場合を選択することができる。或いは、光軸移動量をパラメータとして備えておくことができる。これにより、オートフォーカスに要する時間を短縮することが可能となる。
In addition, when autofocusing is performed by moving the imaging unit or focus lens in the vertical direction, if there are not multiple targets for which the sharpness is a maximum value, the vertical optical axis movement amount is greater than when there are multiple targets. short.
Therefore, when it is known in advance that there are not a plurality of targets, two types of parameters are provided for the distance to be moved in the vertical direction: a case where the number of targets at which the sharpness is a maximum value is a plurality and a single number, A singular case can be selected. Alternatively, the optical axis movement amount can be provided as a parameter. As a result, the time required for autofocus can be reduced.
さて、本発明による合焦点方式を用いた、基板エッジの座標測定方法、及び測定用マークの距離測定方法は、下記の手順で行われる。
１）アライメント
２）測定用マークの座標取得
３）基板エッジの座標取得
４）測定用マークと基板エッジの距離演算
５）判定
尚、記憶部（６１）には、予め、測定用マークの座標、基板エッジの座標、測定用マークの画像テンプレート、各測定の閾値などが保存されている。以下に各項について説明を加える。
The substrate edge coordinate measurement method and the measurement mark distance measurement method using the in-focus method according to the present invention are performed in the following procedure.
1) Alignment 2) Coordinate acquisition of measurement mark 3) Coordinate acquisition of substrate edge 4) Calculation of distance between measurement mark and substrate edge 5) Judgment The storage unit (61) stores the coordinates of the measurement mark in advance, The coordinates of the substrate edge, the measurement mark image template, the threshold value of each measurement, and the like are stored. A description of each item is added below.
１）アライメント
測定の対象となるガラス基板を、基板受け渡し機構により測定装置内の測定ステージ（１０）に載置し、メカアライメント機構によりアライメントを行う。
1) A glass substrate to be subjected to alignment measurement is placed on a measurement stage (10) in a measurement apparatus by a substrate transfer mechanism, and alignment is performed by a mechanical alignment mechanism.
２）測定用マークの座標取得
ａ）測定用マークを撮像部（２０）の光軸に移動し、オートフォーカスを行う。
測定用マークの近傍には複数の構造物（鮮鋭度が極大値となる対象）がないので、鮮鋭度が極大値となる対象数が単数の場合の光軸移動量でオートフォーカスを行う。
ｂ）オートフォーカス後、演算部（６２）は、撮像した画像の内に、記憶部（６１）に保存されている測定用マークの画像テンプレートと同等の画像が存在するか否かを確認する。
ｃ）同等の画像が存在すると確認された場合、測定用マークのＸＹ座標を記憶部（６１）に保存する。
図４は、測定用マークの座標取得の一例のフロー図である。
2) Acquisition of coordinates of measurement mark a) The measurement mark is moved to the optical axis of the imaging unit (20) to perform autofocus.
Since there is no plurality of structures (objects for which the sharpness has a maximum value) in the vicinity of the measurement mark, autofocus is performed with the optical axis movement amount when the number of objects for which the sharpness has a maximum value is singular.
b) After auto-focusing, the calculation unit (62) checks whether or not an image equivalent to the image template of the measurement mark stored in the storage unit (61) exists in the captured image.
c) When it is confirmed that an equivalent image exists, the XY coordinates of the measurement mark are stored in the storage unit (61).
FIG. 4 is a flowchart of an example of obtaining the coordinates of the measurement mark.
３）基板エッジの座標取得
ａ）基板エッジ（２）近傍を撮像部（２０）の光軸に移動し、オートフォーカスを行う。基板エッジの近傍には複数の構造物があるので、鮮鋭度が極大値となる対象数が複数の場合の光軸移動量でオートフォーカスを行う。
ｂ）基板エッジの近傍では、面取りコーナー（１）と基板エッジ（２）の各々の鮮鋭度の極大値が得られる（図１、図３参照）。
ｃ）ガラス基板の上面から下方に向かって極大値番号を与え、面取りコーナー（１）の極大値はＮｏ１、基板エッジ（２）の極大値はＮｏ２とする。
ｄ）基板エッジ（測定対象）の予め得られている極大値（Ｎｏ２）は、面取りコーナー（１）の予め得られている極大値（Ｎｏ１）よりも高いことは判明しており、また、基板エッジ（測定対象）の極大値は、ガラス基板の上面から下方に向かって２番目であるので、極大値（Ｎｏ２）の位置を測定対象の合焦点位置とし画像を得る。
ｅ）演算部（６２）は得られた画像に対しエッジ認識処理を行い、基板エッジのＸＹ座標を取得し、記憶部（６１）に保存する。
図５は、基板エッジの座標取得の一例のフロー図である。
3) Coordinate acquisition of substrate edge a) The vicinity of the substrate edge (2) is moved to the optical axis of the imaging unit (20) to perform autofocus. Since there are a plurality of structures in the vicinity of the substrate edge, autofocus is performed with the amount of movement of the optical axis when the number of objects having a maximum sharpness is plural.
b) In the vicinity of the substrate edge, the maximum value of the sharpness of each of the chamfered corner (1) and the substrate edge (2) is obtained (see FIGS. 1 and 3).
c) A maximum value number is given downward from the upper surface of the glass substrate, the maximum value of the chamfered corner (1) is No1, and the maximum value of the substrate edge (2) is No2.
d) It has been found that the maximum value (No2) obtained in advance of the substrate edge (measurement object) is higher than the maximum value (No1) obtained in advance of the chamfered corner (1). Since the local maximum value of the edge (measurement target) is the second downward from the upper surface of the glass substrate, an image is obtained with the position of the local maximum value (No 2) as the in-focus position of the measurement target.
e) The calculation unit (62) performs edge recognition processing on the obtained image, acquires the XY coordinates of the substrate edge, and stores them in the storage unit (61).
FIG. 5 is a flowchart of an example of acquisition of substrate edge coordinates.
４）測定用マークと基板エッジの距離演算
演算部（６２）は、測定用マークのＸＹ座標と、基板エッジのＸＹ座標の差から、測定用マークと基板エッジの距離を算出する。
4) The distance calculation calculation unit (62) between the measurement mark and the substrate edge calculates the distance between the measurement mark and the substrate edge from the difference between the XY coordinate of the measurement mark and the XY coordinate of the substrate edge.
５）判定
算出された距離について、設定された閾値に従い判定を行う。
5) Determine the determined distance according to the set threshold.
上述した内容は、エッジ近傍に面取りが施されたガラス基板を例にして、本発明による合焦点方式、及び基板エッジの座標測定方法、並びに測定用マークの距離測定方法を説明したものである。
本発明による合焦点方式は又、ａ）撮像部のカメラより出力された、鮮鋭度が極大値となる複数の対象の画像の鮮鋭度を検出し、予め設定した閾値を超えた鮮鋭度を選定し、ｂ）
この選定された鮮鋭度の各極大値と、予め得られている測定対象の極大値とを対比し、ｃ）得られている測定対象の極大値と合致した、各極大値中の極大値の位置を測定対象の合焦点位置とするものである。
The above-mentioned content explains the focusing method, the substrate edge coordinate measuring method, and the measuring mark distance measuring method according to the present invention by taking a glass substrate chamfered in the vicinity of the edge as an example.
The focusing method according to the present invention also detects a sharpness of a plurality of target images that have a maximum sharpness output from a camera of the imaging unit, and selects a sharpness that exceeds a preset threshold value. B)
Each maximum value of the selected sharpness is compared with the maximum value of the measurement target obtained in advance, and c) the maximum value in each maximum value that matches the maximum value of the measurement target obtained. The position is the in-focus position of the measurement target.
これにより、本発明による合焦点方式は、その鮮鋭度が極大値となる位置を合焦点位置とする方式（コントラスト方式）において、鮮鋭度が極大値となる対象が複数あっても、測定対象の合焦点位置を他と誤認せずに得ることのできる合焦点方式となる。 Thereby, the in-focus method according to the present invention is a method (contrast method) in which the position where the sharpness is a maximum value is the in-focus position (contrast method). The in-focus method can be obtained without misidentifying the in-focus position with others.
１・・・面取りコーナー
２・・・基板エッジ
３・・・ガラス基板
４・・・面取り
１０・・・測定ステージ
２０・・・撮像部
２１・・・フォーカスレンズ
２２・・・ハーフミラー
３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚ・・・Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸駆動部
４０・・・透過光源部
４１、５１・・・光源
４２、５２・・・レンズ
５０・・・反射光源部
６０・・・制御ユニット
Ｎｏ１、Ｎｏ２・・・位置の指標０から極大値を順に数えて与えた極大値番号
Ｋ１・・・正常な面取りコーナーを撮像した際の、鮮鋭度と光軸上の位置との関係を表す曲線部
Ｋ２・・・正常な基板エッジを撮像した際の、鮮鋭度と光軸上の位置との関係を表す曲線部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
・ 前記測定ステージに載置したガラス基板上の測定用マークを前記フォーカスレンズ又は前記撮像部の光軸位置に移動し、オートフォーカス後、記憶部に保存されている前記測定用マークの画像テンプレートと同等の画像の存在を確認できた位置を測定用マークのＸＹ座標として前記記憶部に保存し、
・ 次に前記ガラス基板の基板エッジ付近を前記撮像部の光軸に移動し、前記撮像部又は前記フォーカスレンズを垂直方向に移動しながら、前記撮像部のカメラより出力された画像の鮮鋭度を検出し、予め設定した閾値を超えた鮮鋭度である部分を選定し、その先鋭度が極大値となる部分が前記基板エッジと前記ガラス基板の面取りコーナーであり、前記極大値中の高い極大値の位置を前記基板エッジの合焦点として、画像を得て、この画像からエッジ認識処理を行い、前記基板エッジのＸＹ座標を取得し、前記記憶部に保存する。
・ 前記測定用マークの座標と前記基板エッジの座標から距離を計算し、
・ 同様に前記記憶部に保存されている、前記測定用マークのＸＹ座標、前記基板エッジのＸＹ座標から得られる距離と、同じく記憶部に保存されている距離の閾値をもって前記基板エッジの前記合焦点位置を誤認していないかを比較判定する
ことを特徴とする測定用マークと基板エッジの距離測定方法。
A measurement stage for placing the substrate horizontally, an imaging unit provided in the vertical direction (Z-axis direction) above the measurement stage, and the measurement stage or imaging unit are moved in the horizontal direction (X-axis / Y-axis direction). In a measurement apparatus having an X-axis drive unit and a Y-axis drive unit, and a Z-axis drive unit that moves the imaging unit or the focus lens in the vertical direction,
· The Move measuring marks on the glass substrate placed on the measurement stage in the optical axis position of the focus lens or the imaging unit, after the autofocus, the measuring marks that are stored in the storage unit image wherein stored in the storage unit the position has been confirmed the presence of the template and an image equivalent as XY coordinates of the measuring marks,
· Then moved near the substrate edges of the glass substrate to the optical axis of the image pickup unit, while moving the imaging unit or the focus lens in the vertical direction, the sharpness of the image outputted from the camera of the imaging unit detected, selects the portion that is sharpness exceeds a predetermined threshold value, the portion where sharpness is maximized value is chamfered corners of the glass substrate and the substrate edge, high maximum value in the maximum value as the position focus of the substrate edge, to obtain an image, it performs edge recognition from the image, and obtains the XY coordinates of the substrate edge, is stored in the storage unit.
And distance to the calculation from the coordinates of said substrate edge measuring mark,
- stored likewise in the storage unit, the XY coordinates of the measuring marks, the case of the distance obtained from the XY coordinates of the substrate edge, likewise the substrate edge with a threshold value of the distance stored in the storage unit A distance measurement method for measuring a distance between a measurement mark and a substrate edge, comprising comparing and determining whether or not a focal position is misidentified .
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