形状测定装置、涂敷装置及形状测定方法制造方法及图纸

物镜(20)将来自落射光源(12)的白色光分离为两个光束，使一方照射透明膜(3)的表面并使另一方照射参照镜(24)，获得来自两面的反射光的干涉光。控制用计算机(40)使物镜(20)定位到透明膜(3)的上方后，使透明膜(3)和物镜(20)沿着上下方向相对移动的同时，拍摄多张干涉光的图像。控制用计算机(40)在CCD相机(30)的拍摄周期内，按拍摄顺序向拍摄的多张的图像附上图像编号，并对构成图像的各像素执行：求出多个亮度成为波峰的图像编号的第1阶段处理和拍摄多张图像后根据多个亮度成为波峰的图像编号来检测透明膜(3)的膜厚或凹凸部的高度的第2阶段处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及形状测定装置、涂敷装置及形状测定方法，特别地说，涉及测定透明膜的膜厚或在该透明膜的表面形成的凹凸部的高度的技术。
技术介绍
采用前端径为数十μm的涂敷针、光斑径为数μm～数十μm的激光的图形加工技术通过与微米级的精密定位技术组合，即使是微细的图形，也能够在规定的位置准确加工。因此，以往被用于平板显示器的修正操作、太阳能电池的划线操作等(例如，参照特开2007-268354号公报(专利文献1)，特开2009-122259号公报(专利文献2)，特开2009-237086号公报(专利文献3))。特别地是，采用涂敷针的加工技术能够涂敷点胶机不擅长的粘度高的糊料，因此，最近也用于比平板显示器厚的10μm以上的膜的形成。例如，用于MEMS(MicroElectroMechanicalSystems：微机电系统)、传感器等的半导体装置的电子电路图形、印刷基板布线的形成。另外，由未来具有前景的制造技术即印刷电子技术制作的图形也归类为厚膜，因此是今后有望扩大用途的加工技术。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2007-268354号公报专利文献2：特开2009-122259号公报专利文献3：特开2009-237086号公报专利文献4：特开2008-286630号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题采用涂敷针的墨水涂敷中，涂敷墨水处的品质的判定是重要的。例如，专利文献3公开了通过墨水涂敷来修正构成液晶显示器的彩色滤光片中的缺陷的缺陷修正方法。该专利文献3中，拍摄包含修正处理前后的缺陷的区域的图像，比较修正处理前后的图像的亮度，根据比较结果来检测修正处理的异常。上述专利文献3采用将涂敷墨水的对象设为彩色滤光片且对彩色滤光片中脱色的白色缺陷涂敷与存在白色缺陷的像素同色的墨水的方法。彩色滤光片由R(红)、G(绿)、B(蓝)3色构成，因此，与像素同色的墨水的对比度高。从而，检测墨水涂敷前后的图像的变化是比较容易的。但是，以涂敷针为对象的墨水如上述彩色滤光片的情况那样，对比度未必都高。例如在粘接剂、生物相关的样品中，对比度低，即使是可见光显微镜图像也有时难以检测墨水涂敷前后的图像的变化。若采用这样的墨水，则无法采用上述专利文献3记载的基于墨水涂敷前后的图像比较的判定手法。这里，作为上述图像比较以外的方法，即，即使对对比度低、特别是透明对象物也有效的方法，有检测对象物的三维形状的方法。其中，作为采用白色干涉计的检测方法，例如特开2008-286630号公报(专利文献4)公开了观测透明膜的表面的反射光形成的干涉光及透明膜的背面的反射光形成的干涉光，按干涉光求出干涉光强度的波峰后，根据波峰间的距离和透明膜的折射率来检测透明膜的膜厚的方法。上述专利文献4中，图像处理中主要为了确定二值化阈值而采用的判别分析法用于求出2个干涉光强度的波峰。该判别分析法利用图像的亮度直方图呈现双峰性时类间方差在两个山峰间达到最大的性质，以类间方差达到最大的亮度作为阈值，求出各波峰。更具体地说，专利文献4中，将干涉光强度与其平均值的差的绝对值设为直方图中的频度，将获得各干涉光强度的图像的拍摄位置设为亮度，然后求出类间方差达到最大的拍摄位置，作为分离2个波峰的拍摄位置。然后，以求出的拍摄位置为中心，将处于一侧的波峰设为来自透明膜的背面的反射光形成的干涉光的强度的波峰，处于另一侧的波峰设为来自透明膜的表面的反射光形成的干涉光的强度的波峰。但是，上述专利文献4记载的技术存在以下的问题。第一，判别分析法对呈现双峰性的数据有效，但是，存在难以应对具有3个以上的波峰的数据的问题。因此，在透明膜由2层以上的透明膜层叠形成的情况下，可获得3个以上的干涉光强度的波峰时，难以通过判别分析法检测这3个以上的干涉光强度的波峰。第二，求出类间方差的运算需要大量的步骤，但是该运算必须逐个像素进行，因此存在需要大量处理时间的问题。另外，通过电子电路实现运算处理以缩短处理时间时，导致装置成本上升。本专利技术为了解决该问题而提出，其目的是提供：能够以简易且低廉的装置结构来测定由至少一层透明膜形成的对象物中的各透明膜的膜厚及在各透明膜的表面形成的凹凸部的高度的形状测定装置、涂敷装置及形状测定方法。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的形状测定装置测定透明膜的膜厚或在透明膜的表面形成的凹凸部的高度。透明膜由单层或多层透明膜层叠形成。形状测定装置具备：头部，其包含：输出白色光的照明装置；用于将照明装置射出的白色光分离为两个光束，使一方照射透明膜的表面而另一方照射参照面，使来自这两面的反射光干涉来获得干涉光的物镜；观察经由物镜获得的干涉光的观察光学系统；以及经由观察光学系统拍摄干涉光的拍摄装置；定位装置，其用于使头部与透明膜相对移动，使头部定位到透明膜的表面的上方的期望位置；以及形状检测部，其通过控制定位装置及拍摄装置，从而在将物镜定位到透明膜的上方后，使从透明膜到物镜为止的上下方向的距离连续地变化的同时，拍摄多张干涉光的图像，根据拍摄到的多张图像，检测透明膜的膜厚或凹凸部的高度。形状检测部执行：在拍摄装置的拍摄周期内，按拍摄顺序向拍摄的多张图像附上图像编号，并对构成图像的多个像素的各个像素，求出多个亮度成为波峰的图像编号的第1阶段处理；和拍摄装置拍摄多张图像后，根据由第1阶段处理求出的多个亮度成为波峰的图像编号，检测透明膜的膜厚或凹凸部的高度的第2阶段处理。本专利技术的涂敷装置具备：通过在基板的主面上涂敷透明的液状材料，形成由单层或多层透明膜层叠而成的透明膜的涂敷部；头部，其包含：输出白色光的照明装置；用于将照明装置射出的白色光分离为两个光束，使一方照射透明膜的表面而另一方照射参照面，使来自这两面的反射光干涉来获得干涉光的物镜；观察经由物镜获得的干涉光的观察光学系统；经由观察光学系统拍摄干涉光的拍摄装置；定位装置，其用于使头部和涂敷部相对移动，使头部定位到涂敷部的表面的上方的期望位置；以及形状检测部，其通过控制定位装置及拍摄装置，在将物镜定位到涂敷部的上方后，使从涂敷部到物镜为止的上下方向的距离连续地变化的同时，拍摄多张干涉光的图像，根据拍摄到的多张图像，检测透明膜的膜厚或凹凸部的高度。形状检测部执行：在拍摄装置的拍摄周期内，按拍摄顺序向拍摄的多张图像附上图像编号，并对构成图像的多个像素的各个像素，求出多个亮度成为波峰的图像编号的第1阶段处理；和拍摄装置拍摄多张图像后，根据由第1阶段处理求出的多个亮度成为波峰的图像编号，检测涂敷部的膜厚或凹凸部的高度的第2阶段处理。本专利技术的形状测定方法，测定由单层或多层透明膜层叠形成的透明膜的膜厚或在透明膜的表面形成的凹凸部的高度，其具备：使头部与透明膜相对移动，使头部定位到透明膜的表面的上方的期望位置的步骤，其中，头部包含：输出白色光的照明装置；用于将照明装置射出的白色光分离为两个光束，使一方照射透明膜的表面而另一方照射参照面，使来自这两面的反射光干涉来获得干涉光的物镜；观察经由物镜获得的干涉光的观察光学系统；经由观察光学系统拍摄干涉光的拍摄装置；和在将物镜定位到透明膜的上方后，使从透明膜到物镜为止的上下方向的距离连续地变化的同时，拍摄多张干涉光的图像，根据拍摄到的多张图像，检测透明膜的膜厚或凹凸部的高度的步骤。检测透明膜的膜厚或凹凸部的高度的步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定透明膜的膜厚或在所述透明膜的表面形成的凹凸部的高度的形状测定装置，所述透明膜由单层或多层透明膜层叠形成，该形状测定装置包括：头部，其包含：输出白色光的照明装置；用于将所述照明装置射出的白色光分离为两个光束，使一方照射所述透明膜的所述表面而另一方照射参照面，使来自这两面的反射光干涉来获得干涉光的物镜；观察经由所述物镜获得的所述干涉光的观察光学系统；经由所述观察光学系统拍摄所述干涉光的拍摄装置；定位装置，其用于使所述头部与所述透明膜相对移动，使所述头部定位到所述透明膜的所述表面的上方的期望位置；以及形状检测部，其通过控制所述定位装置及所述拍摄装置，将所述物镜定位到所述透明膜的上方后，使从所述透明膜到所述物镜为止的上下方向的距离连续地变化的同时，拍摄多张所述干涉光的图像，根据拍摄到的所述多张的图像，检测所述透明膜的膜厚或所述凹凸部的高度，所述形状检测部执行：在所述拍摄装置的拍摄周期内，按拍摄顺序向拍摄到的所述多张图像附上图像编号，并对构成所述图像的多个像素的各个像素，求出多个亮度成为波峰的图像编号的第1阶段处理；以及所述拍摄装置拍摄所述多张图像后，根据由所述第1阶段处理求出的多个所述亮度成为波峰的图像编号，检测所述透明膜的膜厚或所述凹凸部的高度的第2阶段处理。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.07 JP 2014-1614221.一种测定透明膜的膜厚或在所述透明膜的表面形成的凹凸部的高度的形状测定装置，所述透明膜由单层或多层透明膜层叠形成，该形状测定装置包括：头部，其包含：输出白色光的照明装置；用于将所述照明装置射出的白色光分离为两个光束，使一方照射所述透明膜的所述表面而另一方照射参照面，使来自这两面的反射光干涉来获得干涉光的物镜；观察经由所述物镜获得的所述干涉光的观察光学系统；经由所述观察光学系统拍摄所述干涉光的拍摄装置；定位装置，其用于使所述头部与所述透明膜相对移动，使所述头部定位到所述透明膜的所述表面的上方的期望位置；以及形状检测部，其通过控制所述定位装置及所述拍摄装置，将所述物镜定位到所述透明膜的上方后，使从所述透明膜到所述物镜为止的上下方向的距离连续地变化的同时，拍摄多张所述干涉光的图像，根据拍摄到的所述多张的图像，检测所述透明膜的膜厚或所述凹凸部的高度，所述形状检测部执行：在所述拍摄装置的拍摄周期内，按拍摄顺序向拍摄到的所述多张图像附上图像编号，并对构成所述图像的多个像素的各个像素，求出多个亮度成为波峰的图像编号的第1阶段处理；以及所述拍摄装置拍摄所述多张图像后，根据由所述第1阶段处理求出的多个所述亮度成为波峰的图像编号，检测所述透明膜的膜厚或所述凹凸部的高度的第2阶段处理。2.如权利要求1所述的形状测定装置，其特征在于，所述形状检测部在所述第2阶段处理中，通过对按像素检测的所述透明膜的膜厚进行求和，来算出所述透明膜的体积。3.如权利要求1或2所述的形状测定装置，其特征在于，所述形状检测部在所述第1阶段处理中，将在当前的拍摄周期拍摄到的图像设为图像编号i的图像fi，i是1以上的整数，按所述图像fi的像素，算出包含所述图像fi的规定张数的连续图像中的亮度的平均值，并且算出表示亮度相对于所述平均值的偏差的亮度相对值，且将该亮度相对值成为阈值以上的像素设定成亮度呈现波峰的候补像素，所述图像fi中的所述候补像素的亮度相对值比最新的所述候补像素的亮度相对值大时，将所述亮度成为波峰的候补的图像编号更新为图像编号i，当所述亮度成为波峰的候补的图像编号以阈值张数连续未进行更新时，判定所述图像编号i是所述亮度成为波峰的图像编号。4.如权利要求3所述的形状测定装置，其特征在于，所述形状检测部在所述第1阶段处理中，将所述图像fi中的亮度相对值成为最小的像素设定成亮度呈现为波峰和波峰之间的波谷的候补像素，所述图像fi中的所述亮度相对值的最小值比最新的所述亮度相对值的最小值小时，将所述亮度成为波谷的候补的图像编号更新为图像编号i，判定所述亮度成为波峰的图像编号后，在所述亮度相对值的最小值以阈值张数连续未进行更新时，判定所述图像编号i是亮度成为波谷的图像编号。5.如权利要求4所述的形状测定装置，其特征在于，所述形状检测部通过按顺序反复执行判定所述亮度成为波峰的图像编号的处理和判定所述亮度成为波谷的图像编号的处理，求出多个所述亮度成为波峰的图像编号。6.如权利要求1到5的任一项所述的形状测定装置，其特征在于，所述形状检测部在所述第2阶段处理中，对所述多个亮度成为波峰的图像编号的各个图像编号，用以所述亮度成为波峰的图像编号的图像为中心的前后±n张的合计(2n+...

【专利技术属性】
技术研发人员：大庭博明，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP