CN1548947A - 用于检查基片的照明装置 - Google Patents

Abstract

一种检查基片的照明装置，用于提供检查大尺寸的基片表面的最佳的视觉条件，该照明装置包括：多个用于分别反射来自多个光源的光线的镜子，这些光源在一个曲面上沿左/右和上/下中的至少一个方向移动；和用于将在镜子上反射的散射光聚焦到一个焦点，并照亮在一个平台上的基片的菲涅耳透镜，由此简化该照明装置的移动结构，并允许操作人员通过用多束光线照亮大尺寸基片的大片区域，在不移动焦点的情况下在一个焦点进行检查。

Description

用于检查基片的照明装置

技术领域

本发明涉及一种用于将光线引导到一个大型基片以便用肉眼检查缺陷的照明装置。

背景技术

通常，进行视觉检查，即用肉眼检查是为了发现在半导体晶片或者LCD(液晶显示器)、PDP(等离子显示器)、或EL(电致发光片)的基片的生产中过程中在基片上留下的缺陷，例如异物或者斑点。在这种情况下，为了易于发现缺陷，整个基片用一个照明装置均匀地照射，通过利用在基片上反射的光而容易地发现基片上的斑点和缺陷。

现有技术的一种利用菲涅耳透镜的光聚焦的照明装置，通过菲涅耳透镜传输来自一个光源的光线并且将光线引导(照射)到基片上，以便均匀地照亮该基片。

特别地，日本专利申请公开号2000-131226披露一种用于检查PDP的后表面上的液态荧光材料的涂覆状态的方法。在这种方法中，光线被投射到一个检查物体的表面，接收该表面的反射光，并且测量光的强度变化，以便检查该基片。

图1显示了现有技术的用于检查基片的照明装置的剖视图，该装置主要包括一个显微镜，该显微镜具有一个物镜，一个镜身(lensbarrel)和一个目镜。

参见图1，该现有技术的用于检查基片的照明装置提供了一个用于反射来自光源11的光线的镜子12；一个用于将在镜子12处反射的发散的光线会聚成为一束平行光的上部菲涅耳透镜13；一个用于会聚穿过该上部菲涅耳透镜13的平行光并且将光线照向平台20上的基片10的下部菲涅耳透镜14；和一个附着于该下部菲涅耳透镜14的液晶板15，该液晶板可以根据施加的能量转变为透明的/不透明的状态，以便产生直射光或者散射光。

该上部菲涅耳透镜作为显微镜的目镜，并且该下部菲涅耳透镜14作为显微镜的物镜。而且该上部菲涅耳透镜13与下部菲涅耳透镜14之间的空间类似于作为该显微镜的镜身。

在现有技术的用于检查基片的照明装置中，来自光源11的光通过镜子12基本上被发散并朝向上部菲涅耳透镜13反射。在镜子12被反射的散射光在上部菲涅耳透镜13被会聚成平行光，光线在下部菲涅耳透镜14再次经过会聚，并照射到平台20上的基片10。

这样，在来自一个焦点S均匀地照射在基片上的光的帮助下，就可以发现基片上的缺陷。

在该下部菲涅耳透镜14的下面的液晶板15可以根据施加的能量(电能)转换成透明/不透明状态，这样当控制能量的开关16关闭而切断来自电池17的电能时，液晶板15使光线发生散射而不照射到基片10上，并且当开关16被打开以便能够施加来自电池17的电能时，液晶板15传输该光线，照亮该基片10。提供该系统的目的在于，当一个操作人员观看该基片时，通过仅仅照亮该基片来增加检查的效率。

然而，对于平板显示器，例如LCD或PDP，随着屏幕尺寸不断增大和象素尺寸不断减小，生产没有缺点的产品变得非常困难，并且在同一个时间用直射光照亮整个基片成为了本领域技术人员的一个任务。

就是说，在现有技术检查高×宽＝370mm×470mm的LCD基片的情况下，如图2A和2B所示，使整个基片在同一时间用一个照明装置在不移动照明装置的情况下被照亮，当基片尺寸普遍地增大到高×宽＝1100mm×1250mm时，通过现有技术的方法对基片进行检查已经变得很困难。

通常，因为能用一个照明装置检查的基片的宽度范围是400mm～500mm，所以要通过在左/右和上/下方向移动一个照明装置来检查基片的整个表面，如图3A和3B所示；或通过在上/下方向移动两个照明装置来检查基片的整个表面，如图4A和4B所示。

在使用一个照明装置检查基片的方法中，为了增加检查精度，当在左/右或上/下方向移动照明装置时，要调整光的入射角、反射角、波长、强度、散射、和偏振方向，以便优化检查物体的视觉条件。

但是，现有技术的用于检查基片的照明装置具有以下问题。

首先，参见图3A和3B，该通过在左/右或上/下方向移动照明装置的用于检查大尺寸基片的方法，在移动照明装置到基片的多个部分时，不方便进行检查，原因在于该照明装置只能照亮基片的有限的部分。由于不是同时检查整个基片，而是按照照明装置所能照亮的面积一部分一部分地检查，所以检查整个大尺寸基片需要很长时间，并且精度很差。除此之外，参见图3A，该方法还有不便之处，当操作人员的焦点从‘S’变到‘S”时，操作人员还需要跟着焦点移动以便检查该基片。

第二，参见图4A和4B，虽然对于图3A和3B所讨论的时间和空间问题，使用一个以上的照明装置的用于检查基片的大尺寸区域的方法在精度上效果良好，但如图4B所示在没有光线照射的两个照明装置之间的存在一个黑暗区域，造成了该黑暗区域不能被检查的问题。

第三，参见图3A和3B和4A和4B，该使用一个以上照明装置的用于检查基片的大尺寸区域的方法需要操作人员的焦点根据基片的位置从‘S’转移到‘S”，其中如图3A和3B所示，两个照明装置分别控制在左/右水平方向的运动，和如图4A和4B所示，照明装置在上/下垂直方向运动。

发明内容

相应地，本发明涉及一种用于检查基片的照明装置，它基本上上解决了由于现有技术的缺点和局限造成的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种用于检查基片的照明装置，该照明装置可以提供用于检查大尺寸基片的表面的最佳视觉条件。

本发明的另一个目的是提供一种用于检查基片的照明装置，该照明装置能够使操作人员在检查表面时在一个焦点，在不改变焦点的情况下检查基片上的斑点和缺陷。

本发明的进一步目的是提供一种用于检查基片的照明装置，该照明装置在不降低产量的情况下增大了照亮的基片表面的区域，以便生产具有高度可靠性的高质量的基片。

本发明的其他特点和优点将会在后面的说明中描述，本领域普通技术人员通过阅读以下的说明或者通过实施本发明可以部分地了解这些特点和优点。本发明的这些目的和其他优点可以通过本申请的说明书、本申请的保护范围和附图中说明的结构来实现和获得。

为了实现这些目的和其他优点，并且根据本发明的目的，正如具体实施方式中介绍的和这里所概括说明的，本发明的用于检查基片的照明装置包括：多个用于分别反射来自多个光源的光线的镜子，和用于将来自该镜子的光线聚焦到一个焦点并且照亮在平台上的基片的透镜。

优选地，聚焦的和照亮基片的光线在相邻光线之间部分地重叠。

优选地，通过移动照明装置中的至少一个镜子和/或菲涅耳透镜使光线聚焦到一个焦点，以便调整来自多个光源的光线的入射角度、或反射角度，所述照明装置包括光源、镜子和菲涅耳透镜。

在本发明的另一方面，提供了一种用于检查基片的照明装置，包括：一个用于反射来自一个在一个曲面上沿左/右和上/下方向中至少一个方向移动的光源的光线的镜子，和一个用于将来自镜子的光线聚焦到一个焦点并照亮在一个平台上的基片的透镜。

优选地，有至少一个光源、镜子和透镜。

在本发明的其它方面，提供了一种用于检查基片的照明装置，包括：多个用于分别反射来自多个在曲面上沿左/右和上/下中至少一个方向移动的光源的光线的镜子，和用于部分地重叠在镜子上反射的相邻光线，使其聚焦到一个焦点，并照亮在平台上的基片的透镜。

该透镜包括：一个用于将来自镜子的分散光汇聚成平行光的上部透镜，一个用于使通过该上部透镜传输的平行光聚焦到一个焦点并照亮基片的下部透镜，和一个与该下部透镜连接的液晶板，该液晶板用于根据提供的电能在透明和不透明状态之间转换，以便产生直射光或散射光。

该照明装置进一步包括一个与该液晶板电连接的用于提供电能的电池，和一个用于接通/断开来自电池的电能以便对该液晶板进行控制的开关部件。

可以理解，本发明的上述说明和以下的详细说明都是说明性的和解释性的，其目的在于对本发明要求保护的范围提供进一步的解释。

附图说明

本发明通过附图来进行进一步的说明，这些附图结合在本申请中并构成本中请的一部分，与说明书一起对本发明的实施例进行说明，阐明本发明的发明构思。在附图中：

图1显示了现有技术的用于检查基片的照明装置的剖视图；

图2A是现有技术的第一种用于检查基片的照明装置的立体图，图2B是该照明装置的一个基片的平面图；

图3A是现有技术的第二种用于检查基片的照明装置的立体图，图3B是该照明装置的一个基片的平面图；

图4A是现有技术的第三种用于检查基片的照明装置的立体图，图4B是该照明装置的一个基片的平面图；

图5A显示根据本发明的第一实施例的用于检查基片的照明装置，图5B是该照明装置的一个基片的平面图；

图6A显示根据本发明的第二实施例的用于检查基片的照明装置，图6B是该照明装置的一个基片的平面图；

图7A显示根据本发明的第三实施例的用于检查基片的照明装置，图7B是该照明装置的一个基片的平面图；

图8显示了一个根据本发明的优选实施例用于检查基片的照明装置中的菲涅耳透镜。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的优选实施例，结合附图对本发明的内容进行详细说明。附图5A和5B显示的实施例说明根据本发明的第一实施例，当只使用一个照明装置时的用于检查基片的照明装置。

参见图5A，该用于检查基片的照明装置包括：一个镜子120，该镜子用于反射来自光源110的光，该光源在一个曲面上沿上/下或左/右方向移动；和一个菲涅耳透镜200，该菲涅耳透镜用于将来自镜子120的发散的光聚焦到焦点‘P’并照亮平台上的基片300。

这种情况下，参见图5B，所述在镜子120被反射的发散的光通过菲涅耳透镜200被聚焦并照射到基片300。照射到基片300上的光，随着照明装置的移动沿上/下或左/右方向移动。

通过使该光源在曲面上移动，当光源沿上/下或左/右方向移动时，该照明装置能够将光线聚焦到焦点‘P’，并且根据这个特点，操作人员能够在相同点‘S’在不移动该焦点的情况下检查该基片。

图6A和6B显示根据本发明的第二实施例的一个用于检查基片的照明装置的立体图，和该照明装置的一个基片的平面图，其中使用了多个照明装置。

参见图6A，该用于检查基片的照明装置包括：多个用于反射来自多个在曲面上沿上/下或左/右方向移动的光源110(110’)的镜子120(120’)；和多个用于将来自镜子120(120’)的发散的光聚焦到焦点‘P’并照射在平台上的基片300的菲涅耳透镜200(200’)。

这种情况下，参见图6B，在镜子120(120’)反射的发散的光在菲涅耳透镜200(200’)汇聚并且照射到基片300的大面积上。该照射到基片300的光随着照明装置的移动在上/下或左/右方向移动。

通过使用多个照明装置，可以照射到足以覆盖基片的整个宽度的基片的大部分区域，这样只需要这些照明装置沿上/下方向移动。当这些照明装置沿上/下方向移动时，通过在曲面上的移动，照明装置能够把光线汇聚到一个焦点‘P’。

当照明装置在曲面上移动时，通过菲涅耳透镜200(200’)汇聚的并射向基片300的光线在上/下或左/右方向移动，具有一个焦点‘P’，据此，操作人员能够在相同位置‘S’在不移动焦点的情况下检查该基片。

图7A和7B是根据本发明的第三实施例的用于检查基片的照明装置的立体图，和该照明装置的一个基片的平面图，其中在如图6A所示使用多个照明装置的情况下，相邻照明装置之间的黑暗区域被消除，以便将光线均匀地照射在一个大的基片上。

参见图7A，该用于检查基片的照明装置包括：多个用于各自地反射来自多个光源110(110’)的光线的镜子120(120’)；和多个菲涅耳透镜200(200’)，菲涅耳透镜用于使来自镜子120(120’)的相邻散射的光部分重叠，并和将散射光汇聚到一个焦点‘P’，以照亮平台上的基片300。

这种情况下，参见图7B，优选该射向基片300的相邻的散射光在该第一菲涅耳透镜200和第二菲涅耳透镜200’部分地叠加，并且第一菲涅耳透镜200靠近第二菲涅耳透镜200’，这样在多个菲涅耳透镜200、200’之间没有黑暗区域形成。

为了把照射(入射)到多个菲涅耳透镜200的散射光线聚焦到一个焦点，所述多个照明装置被排列在一个曲面上，其中每一个照明装置具有一个光源110，一面镜子120，一个菲涅耳透镜200。此外，至少一个镜子120或菲涅耳透镜200的位置可以被移动，从而改变来自光源的光线的入射角或者反射角，使相邻的散射光线部分重叠。

参见图8，优选多个菲涅耳透镜200包括：一个用于将散射光汇聚成平行光的上部菲涅耳透镜201；一个用于将通过该上部菲涅耳透镜201传输的平行光汇聚并照亮基片300的下部菲涅耳透镜203；一个附着在下部菲涅耳透镜203上，用于根据施加的电能在透明和不透明的状态之间转换，以便产生直射光或散射光的液晶板205，；一个用于控制液晶板205的开关400；和一个用于根据开关400的转换给液晶板205提供电能的电池500。

本发明的用于检查基片的照明装置的操作将参考附图进行详细描述。

参见图5A和5B，在只使用一个照明装置的情况下，来自光源110的光线在镜子120被分散，并且朝着菲涅耳透镜200反射。

在镜子120被反射的散射光在上部菲涅耳透镜201被汇聚成平行光，在下部菲涅耳透镜203再次被汇聚，并且照亮平台上的基片300。

因此，当该照明装置在一个曲面上沿上/下或左/右方向移动时，该照明装置照亮整个基片。由于该照明装置在该曲面上移动，使射向基片的光汇聚到焦点‘P’变得容易，操作人员能够通过在相同位置‘S’在不移动焦点的情况下，利用在基片的反射光检查基片。

而且，在下部菲涅耳透镜203下面的液晶板205被转换，这样当操作人员观察基片300时，光线只照亮基片。就是说，通过开关400的切换，依靠施加的外部能量，该液晶板205可以在透明和不透明的状态之间切换。

当该开关400被关闭时，不提供电池500的能量，该液晶板205散射光线，以便阻止基片300被明亮地照射，而只有在该开关400被开启以便提供电池500的能量时，该液晶板205传输光线以便提供一种直射光来明亮地照射基片300。

然后，当在曲面上沿上/下或左/右方向移动该照明装置时，调整入射角、反射角、波长、光强度、散射和光的偏振方向，以便优化基片的不同的视觉条件。当均匀地照亮基片的整个区域时，寻找基片上的斑点和缺陷。

接着，请参见图6A和6B以及7A和7B，讨论使用多个照明装置的情况。为了简化说明，假定有两个相同的光源，两个相同的镜子，和两个相同的菲涅耳透镜。

来自第一和第二光源110和110’的光被散射，在第一个和第二个镜子120和120’朝向第一和第二菲涅耳透镜200和200’反射。

在第一个和第二个镜子120和120’反射的散射光在第一和第二菲涅耳透镜200和200’的上部菲涅耳透镜201(参见图8)汇聚成平行光，并且在该下部菲涅耳透镜203再次被汇聚并照亮该基片300。

这种情况下，如图7A和7B所示，为了防止在相邻的菲涅耳透镜200和200’之间形成黑暗区域，从第一菲涅耳透镜200和靠近该第一菲涅耳透镜200的第二菲涅耳透镜200’射向基片300的散射光线被部分地重叠。

当在一个曲面上沿上/下方向移动时，照明装置照亮基片的整个表面。照明装置在曲面上的移动有助于把光聚焦到一个焦点‘P’，能使操作人员利用光的反射，在不移动焦点的情况下，在相同点‘S’检查基片。

此外，在该下部菲涅耳透镜203的下面的液晶板205被切换，这样当操作人员观察基片300时，光线只照亮基片。就是说，通过开关400的切换，依靠施加外部的能量，该液晶板205在透明和不透明的状态之间切换。

当开关400被关闭，而不提供电池500的能量时，该液晶板205散射光，防止基片300被明亮地照亮，并且只当开关400被接通时，电池500提供能量，该液晶板205传输光以便提供一直射光明亮地照射基片300。

并且，当照明装置在一个曲面沿上/下方向移动时，调整入射角、反射角、波长、光强度、散射和光的偏振方向，以便优化基片的不同的视觉条件。然后，当均匀地照亮基片的整个区域时，查找基片的缺陷和斑点。

根据以上说明，本发明的照明装置具有以下优点。

首先，使用多束光照亮大尺寸基片的大片区域简化了该照明装置的移动系统，并且操作人员不用移动焦点就可在一个焦点检查基片表面。

第二，在使用多个照明装置的情况下，消除在被照射的基片上阴影(黑暗区域)的发生能够增加对大尺寸基片的表面进行检查的可靠性，不降低产量反而可以提高生产率，并且生产出高品质和高安全性的产品。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种用于检查基片的照明装置，包括：

多个用于分别地反射来自多个光源的光的镜子；和

用于将来自所述镜子的光聚焦到一个焦点并照亮在一个平台上的基片的透镜。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述被聚焦并照亮基片的光在相邻光线之间部分地重叠。

3.根据权利要求1所述的照明装置，其中将光聚焦到一个焦点是通过移动照明装置中的至少一个镜子、和菲涅耳透镜，以便调整来自所述多个光源的光线的入射角、或反射角来实现的，所述照明装置包括光源、镜子、和菲涅耳透镜。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述来自光源的光是散射的。

5.一种用于检查基片的照明装置，包括：

一个用于反射来自在一个曲面上沿左/右和上/下方向中至少一个方向移动的光源的光的镜子；和

一个用于将来自所述镜子的光聚焦到一个焦点并照亮在一个平台上的基片的透镜。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其中有至少一个光源、镜子和透镜。

7.根据权利要求5所述的照明装置，其中照亮基片的光随着光源的曲面移动，沿上/下或左/右方向移动。

8.根据权利要求5所述的照明装置，其中来自所述光源的光被散射。

9.根据权利要求1或5所述的照明装置，其中所述透镜包括；

一个用于将来自所述镜子的光汇聚成平行光的上部透镜；

一个将通过所述上部透镜传输的平行光聚焦到一个焦点并照亮所述基片的下部透镜；和

一个与所述下部透镜连接的液晶板，用于依靠施加的电能在透明和不透明的状态之间转换，以便产生直射光或散射光。

10.根据权利要求9所述的照明装置，进一步包括一个与所述液晶板电连接的用于提供电能的电池，和

一个用于接通/断开来自所述电池的电能，以便控制所述液晶板的开关部件。

11.一种用于检查基片的照明装置，包括：

多个用于分别反射来自多个在曲面上沿左/右和上/下方向中至少一个方向移动的光源的光的镜子；和

用于使在所述镜子上反射的相邻的光线部分重叠，聚焦到一个焦点，并照亮在一平台上的基片的透镜。

12.根据权利要求11所述的照明装置，其中所述相邻的光线通过移动至少一个镜子或透镜，以便调整来自所述多个光源的光的入射角或反射角实现重叠。

13.根据权利要求11所述的照明装置，其中所述在曲面上移动的光源，使光线随着光源的移动在上/下方向移动照亮所述基片。

14.根据权利要求11所述的照明装置，其中照亮所述基片的光的入射角、反射角、波长、强度、散射和偏振方向可以调整，以便增加检查的准确性。

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