專利名稱：缺陷檢查裝置和缺陷檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種缺陷檢查裝置和該缺陷檢查裝置所使用的缺陷檢查方法，該缺 陷檢查裝置用于檢測諸如光學(xué)膜等被測物體的缺陷。
背景技術(shù)：
近幾年，作為電視接收機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer，PC)等顯示裝置，
液晶顯示裝置非常受歡迎。該液晶顯示裝置使用多種光學(xué)膜之一用作偏光板的表面。上 述光學(xué)膜的主要示例是三醋酸纖維素(Tri-acetyl cellulose，TAC)膜。通常，諸如TAC膜 等光學(xué)膜是柔性的且容易被損壞。因此，如圖13所示，通常在TAC膜15的表面上形成 有硬涂層16，以改進(jìn)其耐擦傷性。如圖14A所示，硬涂層16在稱作移動(dòng)方向的方向上被 鋪設(shè)在作為原膜的TAC膜15的表面上。為了在TAC膜15的表面上鋪設(shè)硬涂層16，使 用諸如刀片110等涂敷部將硬涂敷材料連續(xù)地涂敷到TAC膜15的表面。當(dāng)涂敷到TAC 膜15表面的硬涂敷材料硬化時(shí)，則在TAC膜15的表面上形成了硬涂層16。雖然硬涂敷材料被連續(xù)地涂敷到TAC膜15的表面上，但在圖14B中的位置P處 的標(biāo)記X所示的一些情況下，諸如刀片110等涂敷部的一部分可能會(huì)阻塞。因此，如圖 14B所示，在TAC膜15表面上形成了具有沿刀片110的移動(dòng)方向的線狀的涂敷不均勻。 結(jié)果，在涂敷到TAC膜15表面上的硬涂敷材料硬化后，在一些情況下，在鋪設(shè)在TAC膜 15表面上的硬涂層16上留下條帶，該條帶在TAC膜15表面上沿刀片110的移動(dòng)方向具 有固定長度并呈線狀。如果此類TAC膜15用于偏光器件中，則使用該偏光器件的液晶 顯示裝置的顯示特性在一些情況下會(huì)受到惡劣的影響，因此期望對此進(jìn)行改進(jìn)。另外，現(xiàn)有技術(shù)還提出了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于獲取與微結(jié)構(gòu)有關(guān)的信息或者 與諸如面板、基板或晶片等物理主體表面結(jié)構(gòu)有關(guān)的信息。上述系統(tǒng)使用剪切干涉儀， 該剪切干涉儀將照射到被測物體上的光的波面分割為兩個(gè)分波面(partial wave surface), 并使這兩個(gè)分波面彼此干涉。對于與上述系統(tǒng)有關(guān)的更多信息，例如可參考日本專利公 開文本2006-516737號(hào)(在下文中稱為專利文件1)。此外，現(xiàn)有技術(shù)還提出了一種檢測用作被測物體的光學(xué)膜的缺陷的方法。根據(jù) 上述方法，通常通過使用電荷耦合器件(Charge CoupledDevices，CCD)照相機(jī)來獲得光 學(xué)膜的圖像，且通過檢測色調(diào)變化或陰影變化來檢測光學(xué)膜的缺陷。對于與上述方法有 關(guān)的更多信息，例如可參考日本專利公開文本2006-208196號(hào)(在下文中稱為專利文件 2)。但是，在上述專利文件1公開的系統(tǒng)中，很難在制造過程中檢測在光學(xué)膜的寬 度方向上的較寬范圍內(nèi)的缺陷的存在。此外，該系統(tǒng)根據(jù)被測物體表面所反射的光來檢測該被測物體上缺陷的存在。專利文件1也沒有說明對存在于具有較好光透射特性的光 學(xué)膜上的缺陷的檢測。具有較好光透射特性的光學(xué)膜的通常示例為上述TAC膜。此外，根據(jù)上述專利文件2公開的缺陷檢測方法，很難觀察正在移動(dòng)中的光學(xué) 膜的較寬范圍。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述問題，本申請揭示了一種用于檢測被測物體的較寬范圍內(nèi)的缺陷的缺 陷檢查裝置，還揭示了該缺陷檢查裝置使用的缺陷檢測方法。為解決上述問題，本發(fā)明的第一實(shí)施例提供了一種缺陷檢測裝置，其包括光 源，其發(fā)射激光；光源，其發(fā)射激光；反射鏡組，其將所述光源發(fā)射的入射激光的波面 分割為多個(gè)分量波面，將所述分量波面排列為形成朝向一個(gè)方向的陣列，并在所述激光 通過移動(dòng)的被測物體之后，使所述分量波面對齊，形成單個(gè)波面；干涉板，其將所述單 個(gè)波面分割為兩個(gè)分波面，并使用所述兩個(gè)分波面產(chǎn)生干涉條紋；攝像部，其獲得由所 述干涉板產(chǎn)生的所述干涉條紋的圖像；以及分析部，其根據(jù)通過所述攝像部獲得的所述 干涉條紋的圖像隨時(shí)間的改變，檢測在移動(dòng)的所述被測物體的表面上存在的缺陷。為解決上述問題，本發(fā)明的第二實(shí)施例提供了一種缺陷檢查方法，其包括如下 步驟驅(qū)動(dòng)光源發(fā)射激光；驅(qū)動(dòng)反射鏡組，將由所述光源發(fā)射的入射激光的波面分割為 多個(gè)分量波面，將所述分量波面排列為形成朝向一個(gè)方向的陣列，并在所述激光通過移 動(dòng)的被測物體之后，使所述分量波面對齊，形成單個(gè)波面；將所述單個(gè)波面分割為兩個(gè) 分波面，并使用所述兩個(gè)分波面產(chǎn)生干涉條紋；獲得所產(chǎn)生的所述干涉條紋的圖像；以 及根據(jù)所獲得的所述干涉條紋的所述圖像隨時(shí)間的改變，檢測在移動(dòng)的所述被測物體的 表面上存在的缺陷。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例，光源用于發(fā)射激光；反射鏡組 用于將由所述光源發(fā)射的入射激光的波面分割為多個(gè)分量波面，將所述分量波面排列為 形成朝著一個(gè)方向的陣列，并在所述激光通過移動(dòng)的被測物體之后，使所述分量波面對 齊，形成單個(gè)激光波面。當(dāng)波面被分割為多個(gè)分量波面的激光通過移動(dòng)的被測物體時(shí)， 由于可能存在于被測物體表面上的缺陷，激光的波面將產(chǎn)生褶皺。接著，在激光已經(jīng)通 過移動(dòng)的被測物體之后，反射鏡組使分量波面對齊以形成單個(gè)波面。接著，干涉板用于 將所述單個(gè)波面分割為兩個(gè)分波面，并使用所述兩個(gè)分波面產(chǎn)生干涉條紋。隨后，攝像 部用于獲得由所述干涉板產(chǎn)生的所述干涉條紋的圖像。最后，分析部根據(jù)由所述攝像部 獲得的所述干涉條紋的圖像隨時(shí)間的改變，檢測在移動(dòng)的所述被測物體的表面上存在的 缺陷。因此，能夠檢測移動(dòng)的被測物體上的在被測物體寬度方向上的較寬范圍內(nèi)存在的 缺陷。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可檢測被測物體的寬度方向上較寬范圍內(nèi)的缺陷。


圖1是粗略示出了缺陷檢查裝置的代表性結(jié)構(gòu)的圖。圖2A是示出了楔形板的代表性形狀的圖。圖2B是說明在光學(xué)膜中沒有缺陷的情況下干涉條紋產(chǎn)生原理的圖。
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圖2C是示出了在光學(xué)膜中沒有缺陷的情況下代表性干涉條紋的圖。圖3A是粗略示出了光學(xué)膜上產(chǎn)生的代表性缺陷的示例圖。圖3B是說明在光學(xué)膜上存在缺陷的情況下干涉條紋產(chǎn)生原理的粗略示例圖。圖3C是粗略示出了在光學(xué)膜上存在缺陷的情況下代表性干涉條紋的示例圖。圖4A是粗略示出了具有作為代表性缺陷的突出的光學(xué)膜的圖。圖4B是粗略示出了具有作為另一代表性缺陷的凹陷的光學(xué)膜的圖。圖5是粗略示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的缺陷檢查裝置的代表性結(jié)構(gòu)的圖。圖6是粗略示出了本發(fā)明第一實(shí)施例中第一反射鏡的代表性布局圖。圖7是示出了第一反射鏡和被第一反射鏡分割的矩形波面之間關(guān)系的圖。圖8是說明將激光的波面分割成多個(gè)分量波面的過程的粗略圖。圖9A是粗略示出了對各光譜進(jìn)行代表性分離的圖。圖9B是粗略示出了使用濾光技術(shù)提取代表性預(yù)定光譜的圖。圖9C是粗略示出了經(jīng)提取的光譜向原點(diǎn)的代表性移動(dòng)的圖。圖10是示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的缺陷檢查裝置的代表性結(jié)構(gòu)的圖。圖11是粗略示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的第一至第四反射鏡的代表性布局圖。圖12A是粗略示出了激光的反射的示例圖。圖12B是粗略示出了激光通過光學(xué)膜的缺陷部的示例圖。圖12C是粗略示出了激光通過TAC膜厚度改變部分的示例圖。圖13是粗略示出了光學(xué)膜的代表性結(jié)構(gòu)的圖。圖14A是說明制造沒有缺陷產(chǎn)生的光學(xué)膜的過程的示例圖。圖14B是說明制造有缺陷產(chǎn)生的光學(xué)膜的過程的示例圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，以下述章節(jié)的順序來解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。1.光學(xué)膜上缺陷的檢測原理2.第一實(shí)施例(使用第一鏡組和第二鏡組的實(shí)施例)3.第二實(shí)施例(使用第三鏡組和第四鏡組的實(shí)施例)1.光學(xué)膜上缺陷的檢測原理首先，為了使本發(fā)明的實(shí)施例更易于理解，下述說明使用剪切干涉儀檢測光學(xué) 膜10上存在的缺陷的原理。缺陷檢杳裝置的結(jié)構(gòu)圖1是示出了缺陷檢查裝置1的代表性結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，缺陷檢查裝置 1使用光源2、擴(kuò)束鏡3、楔形板4、反射鏡5、成像透鏡6、攝像部7和分析部8。用作 被測物體的光學(xué)膜10放置在楔形板4和反射鏡5之間。光學(xué)膜10通常包括諸如TAC膜 15等光學(xué)膜和在TAC膜15上形成的諸如硬涂層16等其它光學(xué)膜。光源2向擴(kuò)束鏡3發(fā)射用作相干光的激光。擴(kuò)束鏡3將來自光源2的入射激光 的波面擴(kuò)大到預(yù)定大小。接著，擴(kuò)束鏡3將激光以平行激光束的形式導(dǎo)向楔形板4。楔形板4設(shè)置在相對于來自擴(kuò)束鏡3的入射激光束的方向傾斜的方向上，從而與 激光束的方向形成預(yù)定角度。楔形板4將來自擴(kuò)束鏡3的激光束透射到用于反射激光束的反射鏡5上。楔形板4還將從反射鏡5反射的激光的波面(檢測波面)分割為兩個(gè)分 波面，在兩個(gè)分波面之間提供空間位移，并使兩個(gè)分波面彼此干涉。圖2A是示出了楔形板4的代表性形狀的圖。如圖2A所示，楔形板4具有楔子 形狀。更具體地說，楔形板4具有彼此面對的第一表面Sl和第二表面S2。第二表面S2 相對于第一表面Sl傾斜，與第一表面Sl形成預(yù)定角度α。在具有上述結(jié)構(gòu)的楔形板4中，從反射鏡5反射的激光的一部分由第一表面Sl 反射到成像透鏡6。另一方面，從反射鏡5反射的激光的剩余部分不會(huì)被第一表面Sl反 射到成像透鏡6。而是，從反射鏡5反射的激光的剩余部分傳播到楔形板4內(nèi)部并到達(dá)第 二表面S2。接著第二表面S2反射激光的剩余部分。來自擴(kuò)束鏡3并透過楔形板4的激光通過用作被測物體的光學(xué)膜10傳播到反射 鏡5。反射鏡5也通過光學(xué)膜10將激光反射回楔形板4。反射鏡5設(shè)置為與來自楔形板 4的激光的入射方向垂直，從而反射該入射激光。成像透鏡6在攝像部7上形成由楔形板4形成的干涉條紋的圖像。攝像部7通 常是CCD照相機(jī)。攝像部7在其使用的攝像器件上獲得由成像透鏡6形成的干涉條紋的 圖像。上述攝像器件的代表示例是CCD。攝像部7將干涉條紋的圖像作為圖像數(shù)據(jù)提 供給分析部8。為了檢測光學(xué)膜10上存在的缺陷，分析部8使用預(yù)定算法來分析從攝像 部7接收的作為干涉條紋數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)。缺陷檢杳裝置的操作下述說明具有上述結(jié)構(gòu)的缺陷檢查裝置1執(zhí)行的代表性操作，由此檢測光學(xué)膜 10上存在的缺陷。如上所述，光源2向擴(kuò)束鏡3發(fā)射激光。擴(kuò)束鏡3將入射激光的波面 擴(kuò)大到預(yù)定大小。接著，擴(kuò)束鏡3將激光以平行激光束的形式導(dǎo)向楔形板4。楔形板4 將激光透射到用于反射激光的反射鏡5。透過楔形板4的激光通過光學(xué)膜10傳播到反射 鏡5。反射鏡5也通過光學(xué)膜10將激光反射回楔形板4。圖2B是示出了楔形板4反射激光的圖。圖2C是示出了由楔形板4形成的代表 性干涉條紋的圖。如圖2B所示，楔形板4將利用反射鏡5通過光學(xué)膜10反射回楔形板 4的激光的波面分割為兩個(gè)分波面。更具體地說，從反射鏡5反射的激光的一部分由楔形 板4的第一表面Sl反射到成像透鏡6，作為具有一個(gè)分波面的激光。另一方面，從反射 鏡5反射的激光的剩余部分并不由第一表面Sl反射到成像透鏡6。而是，從反射鏡5反 射的激光的剩余部分傳播到楔形板4的內(nèi)部并到達(dá)第二表面S2。接著第二表面S2將從 反射鏡5反射的激光的剩余部分反射到成像透鏡6，作為具有另一分波面的激光。通過如上所述將從反射鏡5到達(dá)楔形板4的激光的波面分割為兩個(gè)分波面，在兩 個(gè)分波面之間產(chǎn)生空間位移。接著，通過將具有兩個(gè)分波面之一的激光重疊在具有另一 分波面的激光上，如圖2C所示，在攝像部7上產(chǎn)生干涉條紋的圖像。圖2C是示出了在光學(xué)膜10中不具有缺陷的情況下代表性干涉條紋的分波面的 圖。干涉條紋間距d可由下述方程(1)表達(dá)。在此方程中，參考符號(hào)α表示楔形板4 的楔形角度，參考符號(hào)λ表示激光的波長。
權(quán)利要求
1.一種缺陷檢查裝置，所述缺陷檢查裝置包括光源，其發(fā)射激光；反射鏡組，其將由所述光源發(fā)射的入射激光的波面分割為多個(gè)分量波面，將所述分 量波面排列為形成朝著一個(gè)方向的陣列，并在所述激光通過移動(dòng)的被測物體之后，使所 述分量波面對齊，形成單個(gè)波面；干涉儀，其將所述單個(gè)波面分割為兩個(gè)分波面，并使用所述兩個(gè)分波面產(chǎn)生干涉條紋；攝像部，其獲得由所述干涉儀產(chǎn)生的所述干涉條紋的圖像；以及分析部，其根據(jù)通過所述攝像部獲得的所述干涉條紋的圖像隨時(shí)間的改變，檢測在 移動(dòng)的所述被測物體的表面上存在的缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷檢查裝置，其中，所述反射鏡組使分割后的所述分量波 面通過所述被測物體上的同一路線至少兩次。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的缺陷檢查裝置，其中，所述反射鏡組使分割后的所述分量波 面通過所述被測物體上的同一路線至少四次。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷檢查裝置，其中，所述干涉儀具有第一表面和第二表 面，并使用楔形板，把來自所述反射鏡組的入射激光分割為由所述第一表面反射的激光 和不由所述第一表面反射而由所述第二表面反射的激光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷檢查裝置，其中，所述被測物體是光學(xué)膜或基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷檢查裝置，其中，所述分析部使用預(yù)先確定的圖像處理 算法分析從所述干涉條紋的圖像獲得的干涉條紋圖形，以便檢測在所述被測物體的表面 上存在的缺陷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的缺陷檢查裝置，其中，所述分析部使用傅立葉變換作為所述 圖像處理算法。
8.一種缺陷檢查方法，所述缺陷檢查方法包括如下步驟驅(qū)動(dòng)光源發(fā)射激光；驅(qū)動(dòng)反射鏡組，將由所述光源發(fā)射的入射激光的波面分割為多個(gè)分量波面，將所述 分量波面排列為形成朝著一個(gè)方向的陣列，并在所述激光通過移動(dòng)的被測物體之后，使 所述分量波面對齊，形成單個(gè)波面；將所述單個(gè)波面分割為兩個(gè)分波面，并使用所述兩個(gè)分波面產(chǎn)生干涉條紋；獲得所產(chǎn)生的所述干涉條紋的圖像；以及根據(jù)所獲得的所述干涉條紋的圖像隨時(shí)間的改變，檢測在移動(dòng)的所述被測物體的表 面上存在的缺陷。
全文摘要
本發(fā)明提供一種缺陷檢查裝置和缺陷檢查方法。該缺陷檢查裝置包括光源，其發(fā)射激光；反射鏡組，其將所述光源發(fā)射的入射激光的波面分割為多個(gè)分量波面，將所述分量波面排列為形成朝著一個(gè)方向的陣列，并在所述激光通過移動(dòng)的被測物體之后使所述分量波面對齊，形成單個(gè)波面；干涉儀，其將所述單個(gè)波面分割為兩個(gè)分波面，產(chǎn)生干涉條紋；攝像部，其獲得由所述干涉儀產(chǎn)生的所述干涉條紋的圖像；以及分析部，其根據(jù)所述干涉條紋的圖像隨時(shí)間的改變，檢測在移動(dòng)的所述被測物體的表面上存在的缺陷。因此，可檢測被測物體的寬度方向上較寬范圍內(nèi)的缺陷。
文檔編號(hào)G01N21/88GK102012376SQ20101026718
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者譚小地 申請人:索尼公司