特許 6189102 塗布装置および高さ検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6189102

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】塗布装置および高さ検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/02 20060101AFI20170821BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20170821BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20170821BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20170821BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20170821BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/02 G

   G02B5/20 101

   B05C11/00

   B05D1/26 Z

   G02F1/13 101

   G02F1/1335 500

【請求項の数】13

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-132506(P2013-132506)

(22)【出願日】2013年6月25日

(65)【公開番号】特開2015-7564(P2015-7564A)

(43)【公開日】2015年1月15日

【審査請求日】2016年5月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大庭 博明

【審査官】 神谷 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１３６８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８４２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２０２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１２８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２２２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７８６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０６３５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３３２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Peter Lehmann，Systematic effects in coherence peak and phase evaluation of signals obtained with a vertical scanning white-light Mirau interferometer，Proc. SPIE, Optical Micro- and Nanometrology in Microsystems Technology，SPIE，２００６年 ４月２８日，Vol. 6188，618811-1 〜 618811-11，doi:10.1117/12.660892

【文献】 S. K. Debnath and M. P. Kothiyal，Optical profiler based on spectrally resolved white light interferometry，Optical Engineering，SPIE，２００４年１２月２３日，Vol.44(1)，013606-1 〜 013606-5，doi:10.1117/1.1828468

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ９／００−１１／３０

Ｇ０１Ｃ ３／０６

Ｂ０５Ｃ １１／００

Ｂ０５Ｄ ３／００

Ｇ０２Ｂ ５／２０

Ｇ０２Ｆ １／１３

ＳＰＩＥ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｂｒａｒｙ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面に液状材料を塗布する塗布装置であって、
対物レンズを介して前記基板の表面を観察する観察光学系と、前記観察光学系を介して前記基板の表面の画像を撮像する撮像装置と、前記基板の表面に塗布針を用いて前記液状材料を塗布する塗布機構とを含むヘッド部と、
前記ヘッド部と前記基板とを相対移動させて前記ヘッド部を前記基板の表面の上方の所望の位置に位置決めする位置決め装置と、
前記位置決め装置および前記撮像装置を制御し、前記基板の表面に塗布された前記液状材料からなる塗布部の上方に前記対物レンズを位置決めした後、前記塗布部と前記対物レンズとを上下方向に相対移動させながら画像を撮像し、撮像した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて前記塗布部の高さを求める高さ検出部と、
前記高さ検出部によって検出された前記塗布部の高さに基づいて前記塗布部が正常か否かを判定する検査部とを備え、
前記検査部には、塗布針毎に検査条件が登録されている、塗布装置。

【請求項2】

前記撮像装置は前記塗布部の画像を撮像し、
前記位置決め装置は、前記ヘッド部を搭載して前記基板の表面の垂直方向に移動するＺステージを含み、
前記高さ検出部は、各画素の輝度のコントラスト値が最大となるときの前記Ｚステージの位置を当該画素の焦点位置とする、請求項１に記載の塗布装置。

【請求項3】

前記対物レンズは二光束干渉対物レンズであり、
前記撮像装置は干渉縞の画像を撮像し、
前記位置決め装置は、前記ヘッド部を搭載して前記基板の表面の垂直方向に移動するＺステージを含み、
前記高さ検出部は、各画素の干渉縞強度のコントラスト値が最大となるときの前記Ｚステージの位置を当該画素の焦点位置とする、請求項１に記載の塗布装置。

【請求項4】

前記高さ検出部は、撮像した画像を予め定められた周期でサンプリングし、サンプリングした画像の各画素の焦点位置を求める、請求項３に記載の塗布装置。

【請求項5】

前記予め定められた周期はナイキスト周期を満たす周期である、請求項４に記載の塗布装置。

【請求項6】

前記高さ検出部は、サンプリングした画像の各画素毎に、干渉縞強度のコントラスト値を計算し、計算値がピークとなる画像のサンプリング位置を１次高さとし、さらに干渉縞強度から位相を求め、前記１次高さに最寄りの０点を対応する画素の２次高さとし、さらに各画素毎に前記１次高さと前記２次高さを比較して位相飛びの発生を検出し、位相飛びが検出された場合は前記２次高さを修正し、位相飛びが修正された３次高さを測定結果とする、請求項４または請求項５に記載の塗布装置。

【請求項7】

前記高さ検出部は、
前記３次高さを求める際、しきい値を設け、画像上のすべての画素に関し、各画素の前記２次高さから前記１次高さを減算した値と前記しきい値とを比較し、減算結果が前記しきい値を下回っているとき現在の２次高さに対して位相が２πだけ増加したサンプリング位置を修正後の２次高さとし、修正後の２次高さについて、各画素毎に、隣接画素との差分値を計算して画像上のすべての画素の差分値の総和を求める処理を実行し、
前記しきい値を予め定められた修正量ずつ修正しながら前記処理を合計Ｍ回繰り返してしきい値毎に差分値の総和を保持し、修正後の２次高さのうちの総和が最小となるしきい値で修正された２次高さを前記３次高さとする、請求項６に記載の塗布装置。

【請求項8】

前記高さ検出部は、前記液状材料の塗布条件に応じて前記１次高さおよび前記３次高さのうちのいずれかを選択して測定する、請求項６または請求項７に記載の塗布装置。

【請求項9】

前記検査部は、前記高さ検出部によって検出された前記塗布部の高さから前記基板の表面のうちの前記液状材料が塗布されていない基準部の高さを減算して前記塗布部の相対高さを求め、その相対高さに基づいて前記塗布部が正常か否かを判定する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の塗布装置。

【請求項10】

前記検査部は、前記塗布部の画像を構成する前記複数の画素の相対高さの合計値、最大値、最小値、平均値、分散値のうちの少なくとも１つに基づいて前記塗布部が正常か否かを判定する、請求項９に記載の塗布装置。

【請求項11】

前記塗布機構は、前記塗布針の先端部に付着した前記液状材料を前記基板の表面に塗布する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の塗布装置。

【請求項12】

対物レンズを介して基板の表面を観察するための観察光学系と、前記観察光学系を介して前記基板の表面の画像を撮像する撮像装置と、前記基板の表面に塗布針を用いて液状材料を塗布する塗布機構とを含むヘッド部と、前記ヘッド部と前記基板とを相対移動させて前記ヘッド部を前記基板の表面の上方の所望の位置に位置決めする位置決め装置とを備えた塗布装置において、前記基板の表面に塗布された前記液状材料からなる塗布部の高さを検出する高さ検出方法であって、
前記位置決め装置および前記撮像装置を制御し、前記塗布部の上方に前記対物レンズを位置決めした後、前記塗布部と前記対物レンズとを上下方向に相対移動させながら画像を撮像し、
撮像した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、
求めた焦点位置に基づいて前記塗布部の高さを求め、
塗布針毎に登録された検査条件を用いて、求めた前記塗布部の高さに基づいて前記塗布部が正常か否かを検査する、高さ検出方法。

【請求項13】

基板の表面に液状材料を塗布する塗布装置であって、
対物レンズを介して前記基板の表面を観察する観察光学系と、前記観察光学系を介して前記基板の表面の画像を撮像する撮像装置と、前記基板の表面に前記液状材料を塗布する塗布機構とを含むヘッド部と、
前記ヘッド部と前記基板とを相対移動させて前記ヘッド部を前記基板の表面の上方の所望の位置に位置決めする位置決め装置と、
前記位置決め装置および前記撮像装置を制御し、前記基板の表面に塗布された前記液状材料からなる塗布部の上方に前記対物レンズを位置決めした後、前記塗布部と前記対物レンズとを上下方向に相対移動させながら画像を撮像し、撮像した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて前記塗布部の高さを求める高さ検出部とを備え、
前記対物レンズは二光束干渉対物レンズであり、
前記撮像装置は干渉縞の画像を撮像し、
前記位置決め装置は、前記ヘッド部を搭載して前記基板の表面の垂直方向に移動するＺステージを含み、
前記高さ検出部は、各画素の干渉縞強度のコントラスト値が最大となるときの前記Ｚステージの位置を当該画素の焦点位置とし、
前記高さ検出部は、撮像した画像を予め定められた周期でサンプリングし、サンプリングした画像の各画素の焦点位置を求め、
前記高さ検出部は、サンプリングした画像の各画素毎に、干渉縞強度のコントラスト値を計算し、計算値がピークとなる画像のサンプリング位置を１次高さとし、さらに干渉縞強度から位相を求め、前記１次高さに最寄りの０点を対応する画素の２次高さとし、さらに各画素毎に前記１次高さと前記２次高さを比較して位相飛びの発生を検出し、位相飛びが検出された場合は前記２次高さを修正し、位相飛びが修正された３次高さを測定結果とし、
前記高さ検出部は、
前記３次高さを求める際、しきい値を設け、画像上のすべての画素に関し、各画素の前記２次高さから前記１次高さを減算した値と前記しきい値とを比較し、減算結果が前記しきい値を下回っているとき現在の２次高さに対して位相が２πだけ増加したサンプリング位置を修正後の２次高さとし、修正後の２次高さについて、各画素毎に、隣接画素との差分値を計算して画像上のすべての画素の差分値の総和を求める処理を実行し、
前記しきい値を予め定められた修正量ずつ修正しながら前記処理を合計Ｍ回繰り返してしきい値毎に差分値の総和を保持し、修正後の２次高さのうちの総和が最小となるしきい値で修正された２次高さを前記３次高さとする、塗布装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は塗布装置および高さ検出方法に関し、特に、基板の表面に液状材料を塗布する塗布装置と、基板の表面に塗布された液状材料からなる塗布部の高さを検出する高さ検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、液晶ディスプレイの大型化、高精細化に伴い画素数も増大し、液晶ディスプレイを無欠陥で製造することは困難となり、欠陥の発生確率も増加してきている。このような状況下において歩留まり向上のために、液晶カラーフィルタ基板の製造工程において発生する欠陥を修正する欠陥修正装置が生産ラインに不可欠となってきている。

【0003】

図２３（ａ）〜（ｃ）は、液晶カラーフィルタ基板の製造工程において発生する欠陥を示す図である。図２３（ａ）〜（ｃ）において、液晶カラーフィルタ基板は、透明基板と、その表面に形成されたブラックマトリクス５１と呼ばれる格子状のパターンと、複数組のＲ（赤色）画素５２、Ｇ（緑色）画素５３、およびＢ（青色）画素５４とを含む。液晶カラーフィルタ基板の製造工程においては、図２３（ａ）に示すように画素やブラックマトリクス５１の色が抜けてしまった白欠陥５５や、図２３（ｂ）に示すように隣の画素と色が混色したり、ブラックマトリクス５１が画素にはみ出してしまった黒欠陥５６や、図２３（ｃ）に示すように画素に異物が付着した異物欠陥５７などが発生する。

【0004】

白欠陥５５を修正する方法としては、インク塗布機構により、白欠陥５５が存在する画素と同色のインクを塗布針の先端部に付着させ、塗布針の先端部に付着したインクを白欠陥５５に塗布して修正する方法がある。また、黒欠陥５６や異物欠陥５７を修正する方法としては、欠陥部分をレーザカットして矩形の白欠陥５５を形成した後、インク塗布機構により、塗布針の先端部に付着したインクをその白欠陥５５に塗布して修正する方法がある（たとえば特許文献１参照）。

【0005】

また、修正処理前後における欠陥を含む領域の画像を撮像し、修正処理前後の画像の明るさを比較し、比較結果に基づいて修正処理の異常を検出する方法もある（たとえば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−１２２２５９号公報

【特許文献2】特開２００９−２３７０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

液晶ディスプレイは、電子回路が形成されているＴＦＴ基板と、画素の色を表現する液晶カラーフィルタ基板とを貼り合わせ、２枚の基板の間に液晶を封止したものである。しかるに、２枚の基板のうちの少なくとも一方の基板の表面に所定の高さより高い突起が存在すると、２枚の基板の間に液晶を正常に封止することができなくなる。このため、２枚の基板を貼り合わせる前に基板の表面の突起の有無を検査して貼り合わせが可能か否かを判定する必要がある。

【0008】

粘度の高いインクを塗布して白欠陥５５を修正した場合、塗布したインクからなるインク塗布部は液晶カラーフィルタ基板の表面の突起になる。したがって、白欠陥５５を修正した後に、インク塗布部の高さを検出する必要がある。しかし、特許文献２の方法では、インク塗布部の色味や濃さ、あるいはサイズや形状など平面的な不具合を検出できても、インク塗布部の高さを定量的に検出することはできなかった。

【0009】

それゆえに、この発明の主たる目的は、塗布部の高さを定量的に検出することが可能な塗布装置と、高さ検出方法とを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この発明に係る塗布装置は、基板の表面に液状材料を塗布する塗布装置であって、対物レンズを介して基板の表面を観察する観察光学系と、観察光学系を介して基板の表面の画像を撮像する撮像装置と、基板の表面に液状材料を塗布する塗布機構とを含むヘッド部と、ヘッド部と基板とを相対移動させてヘッド部を基板の表面の上方の所望の位置に位置決めする位置決め装置と、位置決め装置および撮像装置を制御し、基板の表面に塗布された液状材料からなる塗布部の上方に対物レンズを位置決めした後、塗布部と対物レンズとを上下方向に相対移動させながら画像を撮像し、撮像した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて塗布部の高さを求める高さ検出部とを備えたものである。

【0011】

また、この発明に係る高さ検出方法は、対物レンズを介して基板の表面を観察する観察光学系と、観察光学系を介して基板の表面の画像を撮像する撮像装置と、基板の表面に液状材料を塗布する塗布機構とを含むヘッド部と、ヘッド部と基板とを相対移動させてヘッド部を基板の表面の上方の所望の位置に位置決めする位置決め装置とを備えた塗布装置において、基板の表面に塗布された液状材料からなる塗布部の高さを検出する高さ検出方法であって、位置決め装置および撮像装置を制御し、塗布部の上方に対物レンズを位置決めした後、塗布部と対物レンズとを上下方向に相対移動させながら画像を撮像し、撮像した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて塗布部の高さを求めるものである。

【発明の効果】

【0012】

この発明に係る塗布装置および高さ検出方法では、塗布部と対物レンズとを上下方向に相対移動させながら画像を撮像し、撮像した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいて塗布部の高さを求める。したがって、塗布部の高さを定量的に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】この発明の実施の形態１による欠陥修正装置の全体構成を示す斜視図である。

【図2】図１に示したインク塗布機構の構成を示す斜視図である。

【図3】図２に示したインク塗布機構の動作を示す図である。

【図4】図１に示した液晶カラーフィルタ基板の表面を示す図である。

【図5】図１に示した制御用コンピュータの欠陥検出動作を示す図である。

【図6】図１に示した制御用コンピュータによる画像のコントラスト値の計算方法を示す図である。

【図7】図１に示した制御用コンピュータによる画素の高さ検出方法を示す図である。

【図8】図２に示したインク塗布機構によって塗布したインク塗布部の検査条件を示す図である。

【図9】この発明の実施の形態２による欠陥修正装置の要部を示す斜視図である。

【図10】図９に示したインク塗布機構の構成を示す図である。

【図11】この発明の実施の形態３による欠陥修正装置の要部を示す図である。

【図12】図１１に示したミラウ型干渉対物レンズを用いた画素の高さ検出方法を示す図である。

【図13】実施の形態３の問題点を説明するための図である。

【図14】実施の形態３の問題点を説明するための他の図である。

【図15】この発明の実施の形態４による高さ検出方法の原理を説明するための図である。

【図16】実施の形態４による高さ検出方法の原理を説明するための他の図である。

【図17】画像上のある１ラインのピーク位置を示す図である。

【図18】図１７に示したピーク位置に最寄りの位相δの０点を示す図である。

【図19】図１６に示したピーク位置と図１７に示した０点とのずれ量を示す図である。

【図20】修正後のずれ量を示す図である。

【図21】修正後の０点を示す図である。

【図22】塗布針の検査項目を示す図である。

【図23】液晶カラーフィルタの欠陥を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

[実施の形態１]
[装置構成]
この発明の実施の形態１による欠陥修正装置１は、図１に示すように、観察光学系２、ＣＣＤカメラ３、カット用レーザ装置４、インク塗布機構５、およびインク硬化用光源６から構成される修正ヘッド部と、この修正ヘッド部を修正対象の液晶カラーフィルタ基板７に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺステージ８と、Ｚステージ８を搭載してＸ軸方向に移動させるＸステージ９と、基板７を搭載してＹ軸方向に移動させるＹステージ１０と、装置全体の動作を制御する制御用コンピュータ１１と、ＣＣＤカメラ３によって撮影された画像などを表示するモニタ１２と、制御用コンピュータ１１に作業者からの指令を入力するための操作パネル１３とを備える。

【0015】

観察光学系２は、照明用の光源を含み、基板７の表面状態や、インク塗布機構５によって塗布された修正インクの状態を観察する。観察光学系２によって観察される画像は、ＣＣＤカメラ３により電気信号に変換され、モニタ１２に表示される。カット用レーザ装置４は、観察光学系２を介して基板７上の不要部にレーザ光を照射して除去する。

【0016】

インク塗布機構５は、基板７に発生した白欠陥に修正インクを塗布して修正する。インク硬化用光源６は、たとえばＣＯ_２レーザを含み、インク塗布機構５によって塗布された修正インクにレーザ光を照射して硬化させる。

【0017】

なお、この装置構成は一例であり、たとえば、観察光学系２などを搭載したＺステージ８をＸステージに搭載し、さらにＸステージをＹステージに搭載し、Ｚステージ８をＸＹ方向に移動可能とするガントリー方式と呼ばれる構成でもよく、観察光学系２などを搭載したＺステージ８を、修正対象の基板７に対してＸＹ方向に相対的に移動可能な構成であればどのような構成でもよい。

【0018】

次に、複数の塗布針を用いたインク塗布機構の例について説明する。図２は、観察光学系２およびインク塗布機構５の要部を示す斜視図である。図２において、この欠陥修正装置１は、可動板１５と、倍率の異なる複数（たとえば５個）の対物レンズ１６と、異なる色のインクを塗布するための複数（たとえば５個）の塗布ユニット１７とを備える。

【0019】

可動板１５は、観察光学系２の観察鏡筒２ａの下端と基板７との間で、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられている。また、可動板１５には、それぞれ５個の対物レンズ１６に対応する５個の貫通孔１５ａが形成されている。

【0020】

５個の貫通孔１５ａは、Ｙ軸方向に所定の間隔で配置されている。各対物レンズ１６は、その光軸が対応する貫通孔１５ａの中心線に一致するようにして、可動板１５の下面に固定されている。なお、観察鏡筒２ａの光軸および各対物レンズ１６の光軸は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に垂直なＺ軸方向に配置されている。可動板１５を移動させることにより、所望の倍率の対物レンズ１６を観察鏡筒２ａに下方に配置することが可能となっている。

【0021】

また、５個の塗布ユニット１７は、Ｙ軸方向に所定の間隔で、可動板１５の下面に固定されている。５個の塗布ユニット１７は、それぞれ５個の対物レンズ１６に隣接して配置されている。可動板１５を移動させることにより、所望の塗布ユニット１７を修正対象の白欠陥の上方に配置することが可能となっている。

【0022】

図３（ａ）〜（ｃ）は、図２のＡ方向から要部を見た図であって、インク塗布動作を示す図である。塗布ユニット１７は、塗布針１８とインクタンク１９を含む。まず図３（ａ）に示すように、所望の塗布ユニット１７の塗布針１８を修正対象の白欠陥の上方に位置決めする。このとき、塗布針１８の先端部は、インクタンク１９内の修正インク内に浸漬されている。

【0023】

次いで図３（ｂ）に示すように、塗布針１８を下降させてインクタンク１９の底の孔から塗布針１８の先端部を突出させる。このとき、塗布針１８の先端部には修正インクが付着している。次に図３（ｃ）に示すように、塗布針１８およびインクタンク１９を下降させて塗布針１８の先端を白欠陥に接触させ、白欠陥に修正インクを塗布する。この後、図３（ａ）の状態に戻る。

【0024】

複数の塗布針を用いたインク塗布機構は、この他にも様々な技術が知られているため詳細な説明を省略する。たとえば特許文献１（特開２００９−１２２２５９号公報）などに示されている。欠陥修正装置１は、例えば図２に示すような機構をインク塗布機構５として用いることにより、複数のインクのうちの所望の色のインクを用いて欠陥を修正することができ、また、複数の塗布針のうち所望の塗布径の塗布針を用いて欠陥を修正することができる。

【0025】

[欠陥検出工程]
図４は、液晶カラーフィルタ基板７の表面を示す図である。図４において、液晶カラーフィルタ基板７は、ガラス基板の表面に形成された複数個の絵素ＰＣを含む。縦横に形成されているブラックマトリックス部ＢＭの交差位置に、絵素ＰＣの始まりＤＳおよび絵素ＰＣの終わりＤＥが存在する。また、絵素ＰＣの始まりＤＳをカラーフィルタの位置と称する。制御用コンピュータ１１は、このカラーフィルタの位置を特定する。また、同図において四角で囲まれた絵素ＰＣの始まりＤＳから絵素の終わりＤＥまでの範囲が絵素ＰＣを構成する。

【0026】

２値画像において絵素ＰＣにおける値１の画素の集合が絵素のカラーフィルタ部（同図中にカラーフィルタ部ＣＦで示す）であり、値０（同図のハッチング部分）の画素の集合が絵素ＰＣのブラックマトリックス部（同図中にブラックマトリックス部ＢＭで示す）である。また、各絵素ＰＣは互いに異なるＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）のうちのいずれかの色を有し、一定の周期で繰り返し形成されている。

【0027】

図５（ａ）および（ｂ）は、制御用コンピュータ１１が入力画像の水平方向に欠陥検出を行なう際の動作を示す図である。制御用コンピュータ１１は、カラーフィルタの画素の明るさに基づいて欠陥箇所を検出する。より詳細には、制御用コンピュータ１１は、周期的に、すなわち等間隔で配置されている絵素の間隔をＰとすると、入力画像における位置（ｘ，ｙ）の輝度ｆ（ｘ，ｙ）に対して、以下の数式（１）で示されるように比較検査を行なう。

【0028】

【数1】

【0029】

上記のように、制御用コンピュータ１１は、輝度ｆ（ｘ，ｙ）と、１周期前の輝度ｆ（ｘ−Ｐ，ｙ）および１周期後の輝度ｆ（ｘ＋Ｐ，ｙ）とを比較する。ここで、ｓ-p（ｘ，ｙ）はｆ（ｘ，ｙ）とｆ（ｘ−Ｐ，ｙ）との比較結果を、ｓ+p（ｘ，ｙ）はｆ（ｘ，ｙ）とｆ（ｘ＋Ｐ，ｙ）との比較結果を示す。

【0030】

制御用コンピュータ１１は、ｓ-p（ｘ，ｙ）およびｓ+p（ｘ，ｙ）の符号が一致している場合にｓH（ｘ，ｙ）をスライスレベルＴｄと比較する。また、制御用コンピュータ１１は、ｓ-p（ｘ，ｙ）およびｓ+p（ｘ，ｙ）の符号が一致していない場合には、位置（ｘ−Ｐ，ｙ）または位置（ｘ＋Ｐ，ｙ）における画素欠陥として誤検出する可能性が高く、検査の信頼性が低いため、位置（ｘ，ｙ）を検査対象から除外する。このような構成により、入力画像のノイズによる欠陥検出の誤りを防ぐことができる。

【0031】

そして、制御用コンピュータ１１は、ｓH（ｘ，ｙ）がＴｄ以上の場合は位置（ｘ，ｙ）における画素を欠陥と判断し、結果をｄH（ｘ，ｙ）に格納する。ｄH（ｘ，ｙ）において、値１の画素は欠陥であることを、値０の画素は正常であることを示す。

【0032】

次に制御用コンピュータ１１は、値が１である部分（すなわち白欠陥）の重心位置を計算し、計算した重心位置の座標がモニタ１２の画面の中心に一致するようにＸステージ９およびＹステージ１０を制御する。さらに制御用コンピュータ１１は、白欠陥に塗布すべきインクの色を判定する。また、制御用コンピュータ１１は、白欠陥内のインク塗布位置を計算する。このような欠陥検出工程は、たとえば特開２００７−２３３２９９号公報に開示されている。

【0033】

この後、制御用コンピュータ１１は、判定した色のインクを塗布するための塗布ユニット１７を選択し、その塗布ユニット１７の塗布針１８の先端を計算したインク塗布位置に接触させ、判定した色の修正インクを白欠陥に塗布する。インク硬化用光源６の光を照射して白欠陥に塗布した修正インクを硬化させて、白欠陥の修正が終了する。

【0034】

[高さ検出工程]
この工程では、制御用コンピュータ１１が欠陥修正装置１を制御し、白欠陥に塗布して硬化させた修正インクからなるインク塗布部の高さを求める。本実施の形態１の高さ検出方法は、対物レンズ１６の焦点深度よりも高いインク塗布部の高さの検出に適している。

【0035】

この高さ検出方法では、焦点位置で画像のコントラストが最大になることを利用し、Ｚステージ８をインク塗布部に対して相対的に移動させ、画像の各画素毎にコントラストが最大になるＺステージ位置を求め、その位置を当該画素の高さ情報とする。

【0036】

最初に、探索手順を示す。Ｚステージ８を探索開始位置に移動させる。現在位置をＺｐ、探索範囲をΔとおくと、例えばＺｐ−Δ／２に移動する。ここで、Ｚステージ８のマイナス方向は基板７に近づく方向とし、探索は初期位置からプラス方向、すなわち基板７から遠ざかる方向に行うこととする。したがって、初期位置Ｚｐ−Δ／２からプラス方向にΔの範囲を探索する。なお、探索方向は必ずしも基板７から遠ざかる方向である必要はなく、近づく方向であってもよい。

【0037】

Ｚステージ８が移動を始め、定速状態になってから制御用コンピュータ１１は画像のサンプリングを始める。サンプリングは一定周期で行なう。好ましくはＣＣＤカメラ３の垂直同期信号の周期で行なうとより正確にサンプリングを行なえる。Ｚステージ８は予め定められた速度ｖ（μｍ／秒）で移動する。速度ｖは、使用する対物レンズ１６の焦点深度をＤ（μｍ）とし、ＣＣＤカメラ３の垂直同期信号の周波数をＦ（Ｈｚ）とすると、Ｄ≦（１／Ｆ）×ｖの条件を満足することが望ましい。焦点深度は焦点が合っているように見える領域の長さであるから、サンプリング周期の間に少なくともＤ（μｍ）以上移動しないと画像の変化が得られないからである。

【0038】

以上のように探索範囲内でＺステージ８を移動させながら画像をサンプリングし、取得した画像の各画素毎に画像のコントラスト値Ｃを計算する。コントラスト値Ｃは、図６に示すように注目画素（ｘ，ｙ）の輝度ｆｉ（ｘ，ｙ）に対して縦横に（ａ，ｂ）だけ離れた画素（ｘ＋ａ，ｙ＋ｂ）の輝度ｆｉ（ｘ＋ａ，ｙ＋ｂ）との減算結果をｄｘ_ｘｙ、ｄｙ_ｘｙとすると、以下に示す数式（２）で算出される。

【0039】

【数2】

【0040】

この数式（２）において、（Ｈ，Ｗ）は画像の水平方向および垂直方向の画素数を示す。また、ｆｉ（ｘ，ｙ）はｉ番目にサンプリングした画像の画素の輝度であることを示し、ｉは取得した順に付けられた画像番号でありｉ＝１，２，…，Ｎの値を取る。

【0041】

図７（ａ）はＺステージ位置とコントラスト値Ｃの関係を示す図であり、図７（ｂ）はＺステージ位置とその速度の関係を示す図である。コントラスト値Ｃは、図７（ａ）に示すように山型の形状を示し、山のピークが焦点位置である。画像処理で一般的に用いられているＰｒｅｗｉｔｔオペレータやＳｏｂｅｌオペレータを画像に適用し、適用後の画像の輝度平均値をプロットしても図７（ａ）と同様の傾向を示す。すなわち、数式（２）と同様の傾向を示す画像特徴であればよい。画像は少なくともＤ（μｍ）毎にサンプリングされるため、真の焦点位置はサンプルとサンプルの間に存在する可能性が高い。このため、コントラスト値Ｃが最大となる位置近傍のデータを用いて補間し、近似により正確な焦点位置を求める。

【0042】

焦点位置近傍のデータは、焦点位置を中心とする左右対称の山型傾向を示すため、２次関数あるいはガウス関数により近似することができる。焦点位置近傍のＺステージ座標およびコントラスト値を用いてニュートン法などにより関数近似を行ない、求めた関数からピーク位置を内挿し、該当する画素の高さとする。また、関数近似以外に、ピーク周辺のコントラスト値を用いて重心位置を求め、求めた重心位置を該当する画素の高さとしてもよい。

【0043】

[高さ検査工程]
この工程では、塗布前後の画像に基づいてインク塗布部を抽出し、抽出したインク塗布部と基準部との高さを比較する。たとえば特許文献２（特開２００９−２３７０８６号公報）に記載されているように、塗布前後の画像の明るさを比較し、比較結果に基づいてインク塗布部を抽出する。インク塗布部の抽出結果をｂ（ｘ，ｙ）とする。ｂ（ｘ，ｙ）は位置（ｘ，ｙ）の画素がインク塗布部ならば１、それ以外なら０を返す関数である。

【0044】

基準部は、基板７のうちの修正インクが塗布されていない正常な部分であり、塗布前または塗布後のいずれかの画像から抽出される。予め塗布開始点に対する基準部の中心座標（Δｘ，Δｙ）と、縦横のサイズ（ｗ，ｈ）を決めておく。ここで、高さ検出工程で求めた高さ情報が格納されている画像をｈ（ｘ，ｙ）、塗布開始点の座標を（ｘｓ，ｙｓ）とおき、基準部の高さを（ｘｓ＋Δｘ，ｙｓ＋Δｙ）を中心とする（±ｗ／２，±ｈ／２）の範囲内の高さの平均値とする。なお、基準部は上記手法に限らず、たとえば、基板７の特徴的な部分をパターンマッチングなどにより検出してその内部としたり、パターンマッチングにより求めた検出位置からオフセットした領域に設定してもよい。

【0045】

以上のようにして求めた基準部の高さ平均値をｈ０とおく。高さ画像ｈ（ｘ，ｙ）からｈ０を減算し、減算結果をｈ’（ｘ，ｙ）とおく。続けて、先に抽出したインク塗布部位ｂ（ｘ，ｙ）の値１を示す画素のｈ’（ｘ，ｙ）の合計値、最大値、最小値、分散値、平均値を算出する。なお、１画素の縦横寸法を（ｍｘ，ｍｙ）とおく。単位はｎｍとする。

【0046】

合計値は、インク塗布部の体積に相当し、所定のインク塗布量が確保できているか、または上限を超えていないかなどの検査に有効である。合計値は次式を用いて計算する。

【0047】

【数3】

【0048】

最大値は、ｂ（ｘ，ｙ）の値が１なる画素のｈ’（ｘ，ｙ）の内の最大値であり、インク塗布部の高さが上限を超えているか否かの検査に有効である。

【0049】

最小値は、ｂ（ｘ，ｙ）の値が１なる画素のｈ’（ｘ，ｙ）の内の最小値であり、一定の厚みを確保できているか否かの検査に有効である。

【0050】

分散値は、インク塗布部の高さの均一性を評価したい場合に有効である。分散値は次式（４）に従って計算する。

【0051】

【数4】

【0052】

平均値は、インク塗布部全体に渡り一定以上の高さを確保できているか否かの検査に有効である。平均値は次式（５）に従って計算する。

【0053】

【数5】

【0054】

制御用コンピュータ１１は、計算した合計値、最大値、最小値、分散値、平均値のうちの少なくとも１つの値に基づいて、インク塗布部が正常か否かを判定する。

【0055】

本実施の形態１の欠陥修正装置１では、検査項目を適用順に事前に登録する機能を持ち、塗布針、基板７、修正インクの種類によって検査項目や許容範囲を変更することが可能となっている。

【0056】

図８は、図２で示したインク塗布機構５によってインク塗布を行なったときの検査条件を示す図である。インク塗布機構５は５本の塗布針を持っており、塗布針毎に検査条件を登録することができる。該当する塗布針で塗布を行なったときに、登録内容が参照される。ＡＮＤは指定したすべての条件が成立したときに合格とし、ＯＲはいずれか１つの条件が成立したときに合格とする。

【0057】

「合計値」「最大値」「最小値」「分散値」「平均値」の欄に数値が指定されているときに適用され、それぞれの判定を「最終判定」でまとめる。本例では、「最終判定」には「ＡＮＤ」または「ＯＲ」の２種類の設定が可能となっている。数値欄は（下限値，上限値）のペアで指定する。下限値および上限値がともに数値指定されているときは、該当する検査項目の値が下限値以上、上限値未満で条件が成立する。下限値が「−」のときは値が上限値以下のとき条件が成立する。上限値が「−」のときは値が下限値以上のとき条件が成立する。両者が空欄のときは判定しない。

【0058】

この実施の形態１では、インク塗布部と対物レンズ１６とを上下方向に相対移動させながら画像を撮像し、撮像した画像を構成する複数の画素の各々について焦点位置を求め、求めた焦点位置に基づいてインク塗布部の高さを求める。したがって、インク塗布部の高さを容易かつ正確に定量的に検出することができる。その結果、修正インクの粘度の変化や、インク塗布機構５の異常状態の検出など正確な検査が可能となり、製造工程の歩留まりの向上に寄与することができる。

【0059】

なお、この実施の形態１では、本願発明が液晶カラーフィルタ基板７に塗布された修正インクからなるインク塗布部の高さの検出に適用された場合について説明したが、これに限るものではなく、本願発明は基板に塗布された液状材料からなる塗布部の高さの検出に適用できることは言うまでもない。たとえば、ＴＦＴ基板やプリント基板などの基板表面の配線の断線欠陥部に塗布された導電性ペーストからなるペースト塗布部の高さの検出に適用可能である。

【0060】

[実施の形態２]
図９は、この発明の実施の形態２による欠陥修正装置の要部を示す図であって、図２と対比される図である。図９を参照して、この欠陥修正装置が実施の形態１の欠陥修正装置１と異なる点は、塗布ユニット１７が静電インクジェット装置２０と置換されている点である。静電インクジェット装置２０は、可動板１５の下面に固定される。

【0061】

図１０は、静電インクジェット装置２０の要部を示す図である。図１０において、静電インクジェット装置２０は、インクジェットノズル２１、パルス電圧発生装置２２、および制御装置２３を含む。ノズル２１は、ガラス管を引き伸ばして先端径を微小に形成したものである。ノズル２１の内部には導電性の修正インク２４が注入され、パルス電圧発生装置２２から出力されるパルス電圧ＶＰが修正インク２４に印加可能になっている。基板７は、Ｙステージ１０の上に水平に固定される。ステージ８〜１０を駆動させることによって基板７の表面の所望の目標位置をノズル２１の下方に位置決めすることが可能となっている。

【0062】

描画動作時にはノズル２１の先端２１ａと基板７の表面とは、微小な描画距離ｄを開けて対峙する。この状態でノズル２１に注入した修正インク２４にパルス電圧ＶＰを印加すると、ノズル２１の先端２１ａから基板７に向かって円錐状のテーラーコーン２４ａが形成され、テーラーコーン２４ａの頂部から基板７の表面に達するジェット流（液柱）２４ｂが生じ、修正インク２４の一部が基板７の表面上に移動して液滴２４ｃが形成される。Ｘステージ９およびＹステージ１０によって基板７を移動させることにより、基板７の表面に所望の形状のインク塗布部を形成することができる。他の構成および動作は実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。この実施の形態２でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。

【0063】

なお、他の塗布機構としては、図示しないがディスペンサがある。どの塗布機構を用いるかは、対象物や液状材料に応じて適切に選択すればよい。

【0064】

[実施の形態３]
本実施の形態３の欠陥修正装置では、実施の形態１で説明した高さ検出方法とは異なる高さ検出方法が採用されている。この高さ検出方法では、対物レンズ１６の代わりに二光束干渉対物レンズを使用し、焦点位置で干渉縞強度が最大になることを利用し、Ｚステージ８を基板７に対して相対的に移動させながら干渉縞の画像を撮像し、各画素毎に干渉強度が最大になるＺステージ位置を求め、その位置を当該画素の高さとする。この高さ検出方法は、数μｍ以下の微小な高さの検出に適している。

【0065】

二光束干渉対物レンズは、光源から出射された白色光を二光束に分離して一方を対象物表面に照射すると共に、他方を参照面に照射し、これら両面からの反射光を干渉させるものである。本実施の形態３では、ミラウ型干渉対物レンズを用いるが、マイケルソン型やリニーク型の干渉対物レンズを用いてもよい。

【0066】

また、光源としては白色光源を用いる。干渉縞の明るさは、レーザなどの単一波長の光源と異なりレンズの焦点位置でのみ最大になるため、高さを測定するのに適しているからである。

【0067】

図１１は、ミラウ型干渉対物レンズ３０を用いたときの観察光学系２の光学素子の配置図を示す。ミラウ型干渉対物レンズ３０は、レンズ３１、参照鏡３２、およびビームスプリッタ３３を含む。対物レンズ１６をミラウ型干渉対物レンズ３０に切換えると同時に、落斜光源３４の出射部にフィルタ切換装置３５によってフィルタ３６を挿入する。フィルタ３６を光が通過すると中心波長λ（ｎｍ）の白色光が得られる。

【0068】

フィルタ３６を通過した光は、ハーフミラー３７でレンズ３１の方向に反射される。レンズ３１に入射した光は、ビームスプリッタ３３で基板７の方向に通過する光と参照鏡３２の方向に反射する２つの光に分けられる。基板７および参照鏡３２の表面で反射した光は再びビームスプリッタ３３で合流し、レンズ３１で集光される。この後、レンズ３１から出た光は、ハーフミラー３７を通過した後、結像レンズ３８を経てＣＣＤカメラ３の撮像面３ａに入射する。

【0069】

通常は、Ｚステージ８によりミラウ型干渉対物レンズ３０を光軸方向に移動させて基板７の表面反射光と参照鏡３２の表面反射光との間に光路長差を生じさせ、Ｚステージ８によりミラウ型干渉対物レンズ３０を移動させながら上記光路長差により発生する干渉縞をＣＣＤカメラ３で撮像する。この干渉縞の強度、すなわち明るさは基板７からの反射光と参照鏡３２から反射光の光路長が等しいとき最大となる。また、このとき基板７の表面に焦点が合っている。

【0070】

なお、Ｚステージ８の他に、基板７自身をテーブルで上下させたり、ミラウ型干渉対物レンズ３０と観察光学系２の連結部にピエゾテーブルなどを取り付けてミラウ型干渉対物レンズ３０の上下位置を調整してもよい。

【0071】

実施の形態１と同様に、探索範囲をΔとし、初期位置Ｚｐ−Δ／２からプラス方向、すなわちＺステージ８が基板７から遠ざかる方向に探索する。なお、実施の形態１と同様、探索方向は必ずしも基板７から遠ざかる方向である必要はなく、近づく方向であってもよい。

【0072】

画像のサンプリングも実施の形態１と同様に、Ｚステージ８が移動を始め、定速状態になってから始める。また、ＣＣＤカメラ３の垂直同期信号の周期でサンプリングすれば、より正確に干渉縞の画像をサンプリングすることができる。

【0073】

Ｚステージ８は予め定められた速度ｖ（μｍ／秒）で移動するが、移動速度は次のように定める。速度ｖは、白色光の中心波長をλ（μｍ）とし、ＣＣＤカメラ３の垂直同期信号の周波数をＦ（Ｈｚ）とすると、画像のサンプルリング周期（１／Ｆ）秒の間に（λ／８）μｍだけ移動する速度とする。すなわち、ｖ＝（λ／８）×Ｆとなる。この速度ｖは白色光の位相増分でπ／２に相当する。位相をπ／２ずつ変化させることにより、干渉縞強度のピーク点を容易に検出できることが知られている。

【0074】

位相をπ／２ずつ変化させながら画像をサンプリングしたとき、５枚の画像を用いて干渉縞強度のコントラスト値Ｍｉを次式（６）を用いて算出する。

【0075】

【数6】

【0076】

ここで、ｆｉ（ｘ，ｙ）は画像ｆｉの位置（ｘ，ｙ）の画素の値を示す。また、ｉは取得した順に画像に付けられた番号でありｉ＝１，２，…，Ｎの値を取る。

【0077】

図１２（ａ）は画像番号ｉと画素値ｆｉ（ｘ，ｙ）の関係を示す図であり、図１２（ｂ）は画素番号ｉとコントラスト値Ｍｉの関係を示す図であり、図１２（ｃ）はＺステージ８の位置と速度の関係を示す図である。図１２（ａ）〜（ｃ）においてｆｉ（ｘ，ｙ）とＭｉは画像ｐの近傍でピークを示している。このピーク点が画素（ｘ，ｙ）の焦点位置である。Ｍｉはピーク点を中心とする左右対称の山型傾向を示すので、実施の形態１と同様に２次関数あるいはガウス関数によりＭｉを示す曲線を近似することができる。

【0078】

Ｍｉの最大値が格納される画像をＭｍａｘ（ｘ，ｙ）とし、最大値を示す画像の番号が格納される画像をＩ（ｘ，ｙ）とする。測定を開始する前に、Ｍｍａｘ（ｘ，ｙ）のすべての画素に０がセットされる。また、Ｉ（ｘ，ｙ）のすべての画素に−１がセットされる。測定中はＭｉ（ｘ，ｙ）を算出するたびにＭｉ（ｘ，ｙ）とＭｍａｘ（ｘ，ｙ）を比較し、Ｍｉ（ｘ，ｙ）の方が大きければＭｍａｘ（ｘ，ｙ）にＭｉ（ｘ，ｙ）を、Ｉ（ｘ，ｙ）にｉをセットする。探索範囲内のすべての画像取得が完了すると、Ｉ（ｘ，ｙ）には各画素のピーク点近傍の画像番号が格納されている。

【0079】

最後に、ピーク点近傍の画像ｐを中心とする前後±ｎ枚の合計（２ｎ＋１）枚の画像を用いて関数近似により正確なピーク点を求める。（２ｎ＋１）枚の画像の番号をｊとおく。各画像の干渉縞の振幅値Ｍｊ（ｘ，ｙ）は測定中に求められているので、（２ｎ＋１）個の振幅値Ｍｊ（ｘ，ｙ）と画像番号ｊを用いてニュートン法などにより２次関数あるいはガウス関数で近似し、求めた関数からピーク位置を内挿する。また、関数近似以外に、ピーク周辺のコントラスト値を用いて重心位置を求め、求めた重心位置をピーク位置としてもよい。

【0080】

ここで、内挿により求めたピーク位置をＡ、番号０の画像を撮影したときのＺステージ座標をｚ０とおくと、ピーク位置Ｐの高さｈ（ｘ，ｙ）はｈ（ｘ，ｙ）＝ｚ０＋Ａ×（λ／８）となる。

【0081】

この実施の形態３でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
[実施の形態４]
実施の形態４は、実施の形態３の高さ検出方法の検出精度を高める方法に関するものである。まず、実施の形態３の問題点について説明する。

【0082】

光源の波長をλとすると、干渉縞波形の強度値ｇ_λは次式（７）で表すことができる。

【0083】

【数7】

【0084】

ここで、ｓはサンプリング位置、ｈはインク塗布部の高さ、αとγは白色光の振幅から決まる係数である。白色光は実際にはある帯域幅を持つため、中心波長をλとし、λ１≦λ≦λ２の波長の光が照射される。この帯域幅を持つ光の強度は、次式（８）で表わされる。

【0085】

【数8】

【0086】

ここで、ｇ_λは数式（７）で与えられる。Ｇは、波長λをλ１からλ２の間で変化させてｇ_λを加算し、加算した回数Ｎで除算して平均化したものである。

【0087】

数式（７）において、ｓ＝ｈすなわち基板７からの反射光の光路長と参照鏡３２からの参照光の光路長が同じとき、ｃｏｓ（２π（２ｓ−２ｈ）／λ）は最大となり、ｇ_λも最大値をとる。このことは任意の波長で同様であるから、ｇ_λと同様にＧも最大値をとる。

【0088】

図１３は、サンプリング位置ｓと干渉縞強度Ｇの関係を示す図である。図１３中の干渉縞強度Ｇは数式（８）を用いて計算したものである。●は、サンプリング点を示している。サンプリング点は、基板７とミラウ型干渉対物レンズ３０との相対位置を調整するＺステージ８を制御し、基板７と対物レンズ３０の相対距離を位相増分でπ／２に相当するλ／８（ｎｍ）ずつ変化させながら画像を撮影したときの画像上の位置（ｘ，ｙ）の輝度値Ｇをプロットしたものである。なお、画像のサンプリングはナイキスト原理を満たしており、サンプリング点を用いて元信号を再現することができる。

【0089】

実施の形態３では、サンプリング点の輝度値から干渉縞波形のコントラスト値Ｍｉを求め、そのピーク位置を該当する画素の高さとしている。コントラスト値Ｍｉは、位相増分でπ／２ずつ変化させながら画像を撮影したとき、求めたい画像サンプルの前後２枚を含む合計５枚の画像を用いて数式（６）により算出される。

【0090】

Ｍｉの平方根の１／２は干渉縞波形の包絡線に相当する。図１３に包絡線を重ねると図１４のようになる。実際の測定では、数式（７）のαやγが雑音の影響を受けて一定にはならないため、実際のサンプリング点は干渉縞波形に一致せず、最終的にはこの不一致がピーク点の位置ずれを生じる。

【0091】

[位相を用いることのメリット]
位相情報は、数式（７）のαやγの影響なしに求めることができる。ここでは説明を分かり易くするため、中心波長λの光について考える。干渉縞波形の位相２π（２ｓ−２ｈ）／λをδとすると、数式（７）はｇ_λ＝α（１＋γcosδ）となる。ここで、オイラーの公式より、次式（９）が得られる。

【0092】

【数9】

【0093】

ここで、数式（９）をフーリエ変換し、右辺の第２項のスペクトルだけをバンドパスフィルタにより抽出して逆フーリエ変換すると次式（１０）が得られる。

【0094】

【数10】

【0095】

数式（１０）をオイラーの公式により三角関数で表すと次式（１１）が得られる。

【0096】

【数11】

【0097】

ここで、位相δは、次式（１２）で表わされ、αやγの影響を受けずに算出できることが分かる。

【0098】

【数12】

【0099】

[ピーク点と位相との関係]
ところで、反射光と参照光は再度合流するまでにそれぞれ異なる光路を経由するため、厳密には数式（７）において位相差を考慮する方が好ましい。この理由は、参照鏡３２と基板７の表面の反射特性が異なるためである。この位相差をφとすると、次式（１３）が得られる。

【0100】

【数13】

【0101】

ここで、位相差φの影響について検証する。図１５は、高さｈ＝０、位相差φ＝０である場合におけるサンプリング位置ｓとコントラスト値Ｍｉおよび位相δとの関係を示す図である。図１５の横軸はサンプリング位置ｓを示し、凸な曲線はＭｉを示し、のこぎり状の線分は位相δを示している。位相δはπから−πまでは線形に右下がりに変化し、−πからπに変化するところで不連続となる。この不連続部分は垂直線分で示している。また、図１３と同様に、基板７とミラウ型干渉対物レンズ３０との相対距離を位相増分でπ／２に相当するλ／８（ｎｍ）ずつ変化させながら画像を撮影している。

【0102】

図１５から分かるように、Ｍｉはｓ＝０でピークを迎え、位相は０となる。すなわち、コントラスト値Ｍｉのピーク点および位相δの０点はｓ＝０で一致している。

【0103】

図１６は、高さｈ＝０、位相差φ＝π／２である場合におけるサンプリング位置ｓとコントラスト値Ｍｉおよび位相δとの関係を示す図であって、図１５と対比される図である。コントラスト値Ｍｉのピーク点は変化せずｓ＝０のときにＭｉがピーク点となるが、位相δの０点は図１５と比べて右に移動している。移動量は位相差φに等しく、λ／８である。λ／８は位相増分でπ／２に相当する。図１６からコントラスト値Ｍｉのピークは位相差φの影響を受けないが、位相δの０点は位相差φの影響を受けることが分かる。

【0104】

[ピーク点と位相の併用]
コントラスト値Ｍｉのピークは雑音の影響で位置ずれが生じる可能性がある反面、前述したように位相差φの影響を受けずに対象物の高さを示すことができる。また、位相δは理論的には雑音の影響を最小限に止めることが可能であり、コントラスト値Ｍｉのピークと比較して高精度な検出が可能である。そこで、本発明では、コントラスト値Ｍｉのピークと位相δの双方を利用してインク塗布部の高さを検出することとした。

【0105】

[位相飛びの発生]
位相差φを予め求めておくことは難しいので、初期値としてコントラスト値Ｍｉのピークに最寄りの位相δの０点を該当する画素の高さとする。コントラスト値Ｍｉのピークを１次高さと呼び、コントラスト値Ｍｉのピークに最寄りの位相δの０点を２次高さと呼ぶものとする。

【0106】

図１５および図１６から分かるように、位相δの０点はピークの左右に１箇所ずつ存在する。２次高さを求めるためにピーク点に最寄りの０点を採用するが、雑音によりピーク位置がずれると０点の選択ミスを招く。この選択ミスが発生した場合、位相δが−π〜πの値を取るために隣接画素間で２πの位相飛びが発生する。

【0107】

図１７は、画像上のある１ラインのピーク位置を示す図である。図１７は、傾斜のある平面を測定した場合における水平方向の１ライン分のデータを示している。図１７の横軸は画素位置を示し、縦軸は画像のサンプリング番号を示している。サンプリング番号が大きくなるにつれて高くなる。なお、サンプリング番号が１変化すると高さはλ／８変化する。

【0108】

また、図１７で示したピーク位置に最寄りの位相δの０点を図１８に示す。図１８のＤやＥで位相飛びが発生している。また、図１７と図１８を比較すると、位相δの０点の方がばらつきが少ないことも分かる。

【0109】

[位相飛びの検出と修正]
位相飛びが発生する要因はコントラスト値Ｍｉのピーク点の左右にある位相δの０点の選択ミスであるから、最終的に、どの画素においても左または右のいずれか一方を統一して選択するように修正すればよい。

【0110】

そこで、後処理として、コントラスト値Ｍｉのピーク点と位相δの０点とのずれ量を求め、画像上のほぼすべての画素についてずれ量の符号が一致するような修正処理を実施し、位相飛びを修正する。なお、この処理により画素の高さが変化するが、本検査方法では高さの評価に相対高さを用いるため問題はない。

【0111】

最初に、ピーク点と位相δの０点とのずれ量をΔとし、しきい値をＴとし、しきい値の修正量をｔとし、修正回数をＭとする。画像上の位置（ｘ，ｙ）のコントラスト値ＭｉのピークをＪ（ｘ，ｙ）、位相の０点をＫ（ｘ，ｙ）とおくと、ずれ量Δ（ｘ，ｙ）は、Δ（ｘ，ｙ）＝Ｋ（ｘ，ｙ）−Ｊ（ｘ，ｙ）となる。

【0112】

ここで、図１７と同一箇所のΔ（ｘ，ｙ）を図１９に示す。図１９の横軸は画素位置を示し、縦軸はΔ（ｘ，ｙ）を示し、値１の変化がλ／８に相当する。次に、Δ（ｘ，ｙ）をしきい値Ｔと比較し、Δ（ｘ，ｙ）＜Ｔである場合は、Ｋ（ｘ，ｙ）をＫ′（ｘ，ｙ）＝Ｋ（ｘ，ｙ）＋２πとする。また、Δ（ｘ，ｙ）＞Ｔである場合はＫ′（ｘ，ｙ）＝Ｋ（ｘ，ｙ）とする。

【0113】

この後、すべての画素（ｘ，ｙ）の修正後のＫ′（ｘ，ｙ）を、（ｘ，ｙ）に隣接する少なくとも１画素以上と比較し、差分値の総和Ｓを求める。なお、差分値は隣接する画素のＫ′（ｘ，ｙ）との差分の絶対値とする。例えば、（ｘ＋１，ｙ）との差分値は、｜Ｋ′（ｘ，ｙ）−Ｋ′（ｘ＋１，ｙ）｜である。また、求めた総和値Ｓはしきい値Ｔと関連付けて保持しておく。次に、しきい値Ｔに修正量ｔを加算し、新たなしきい値Ｔを求める。再度、画像上のすべての画素（ｘ，ｙ）についてＫ′（ｘ，ｙ）を求め、総和値Ｓを求める。

【0114】

以上の処理をＭ回繰り返し、最後に、求めた総和値Ｓの最小値を求め、最小値を示したときのしきい値Ｔを用いて再度Ｋ′（ｘ，ｙ）を求め、求めたＫ′（ｘ，ｙ）を各画素の３次高さとする。

【0115】

図１９の最終的なＫ′（ｘ，ｙ）を図２１に示す。また、このときのΔ（ｘ，ｙ）を図２０に示す。図２１ではしきい値Ｔは−４から始め、修正量ｔを０．１として合計８０回の修正を行なった。しきい値Ｔは４まで変化する。図２１から位相飛びが修正されていることが分かる。

【0116】

[検出方法の切り替え]
１回当たりのインク塗布量はインクの粘度によって異なる。高粘度のインクは表面張力が大きいため、低粘度のインクと比較すると厚膜となる。なお、インクの性質に関しては、予め行なうサンプル試験で事前に明らかとなっている場合が多い。

【0117】

また、インク塗布量の判定基準は塗布対象とするパターンによって異なり、フラットパネルディスプレイや半導体のような薄膜の場合はサブミクロン以下であるが、プリント基板の電極など膜厚が必要な場合はミクロン単位である。

【0118】

このように塗布するインクや、塗布対象のパターンに応じて必要検出精度も異なってくることから、本検出方法では、塗布するインクに応じて使用する高さ情報を切り替えられるようにした。

【0119】

塗布するインクは、たとえば図２に示すインク塗布機構５を用いた場合、塗布針毎に変更することができる。そこで、図２２に示す「針−検査項目対応表」に「高さ種別」の選択欄を設け、該当する針で塗布したときに使用する高さ種別を登録する。例えば、塗布針Ａで塗布したときは３次高さを使用し、塗布針Ｂで塗布したときは１次高さを使用する。

【0120】

また、インク毎に膜厚も異なるため、塗布針毎にスキャン範囲を設定できるようにした。これにより、インクに適したタクトタイムを設定でき、検査時間の効率化も可能である。

【0121】

この実施の形態４では、実施の形態３よりも高い精度でインク塗布部の高さを検出することができる。

【0122】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0123】

１ 欠陥修正装置、２ 観察光学系、２ａ 観察鏡筒、３ ＣＣＤカメラ、４ カット用レーザ装置、５ インク塗布機構、６ インク硬化用光源、７ 液晶カラーフィルタ基板、８ Ｚステージ、９ Ｘステージ、１０ Ｙステージ、１１ 制御用コンピュータ、１２ モニタ、１３ 操作パネル、１５ 可動板、１６ 対物レンズ、１７ 塗布ユニット、１８ 塗布針、１９ インクタンク、２０ 静電インクジェット装置、２１ インクジェットノズル、２２ パルス電圧発生装置、２３ 制御装置、２４ 修正インク、２４ａ テーラーコーン、２４ｂ ジェット流、２４ｃ 液滴、３０ ミラウ型干渉対物レンズ、３１ レンズ、３２ 参照鏡、３３ ビームスプリッタ、３４ 落斜光源、３５ フィルタ切換装置、３６ フィルタ、３７ ハーフミラー、３８ 結像レンズ、５１ ブラックマトリクス、５２ Ｒ画素、５３ Ｇ画素、５４ Ｂ画素、５５ 白欠陥、５６ 黒欠陥、５７ 異物欠陥。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】