JP2005249475A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型の被検査基板に対しても比較的小型の照明装置とすることが可能で、被検査基板の欠陥の視認性を向上させる。
【解決手段】平行光を発生させる手段としてフレネルレンズの代りに凹面鏡を使用することにより、光路の折り曲げ効果により装置の小型化を実現する。又、フレネルレンズ特有の干渉縞がないので、被検査基板の欠陥の判別に影響を与えない。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に形成されたパターンの欠陥を目視検査する際に使用する照明装置に関するものである。

従来の照明装置の構成を図３によって説明する。1 は光源、7 は楕円回転ミラー、8 は熱線吸収フィルタ、9 は絞り、10 は光学フィルタ、11 は集光用フレネルレンズである。14a 〜 14b は、光源 1 から出力され、集光用フレネルレンズ 11 に至る照明光であり、14c 〜14d は、集光用フレネルレンズ 11 から投光用フレネルレンズ 12 に至る近似平行光束であり、14e 〜14f は、投光用フレネルレンズ 12 から散乱板 13 を介して均一な面光源として被検査基板 3 に照射される近似平行光束である。
光源 1 から出力された光は楕円回転ミラー 7 、熱線吸収フィルタ 8 、及び絞り 9 を順番に通って光学フィルタ 10 を透過し、集光用フレネルレンズ 11 に投射される。集光用フレネルレンズ 11 に投射された光は平行光束になって、投光用フレネルレンズ 12 を介して散乱板 13 を透過する。投光用フレネルレンズ 12 を介して散乱板 13 を透過した光は、均一な面光源となり被検査基板 3 を照明する。ここで、光学フィルタ 10 は、例えば、色フィルタ、偏光フィルタ等である。

この場合、被検査基板 3 は、集光用フレネルレンズ 11 または投光用フレネルレンズ 12 を基準として、光源 1 の反対側に配置され、絞り 9 は集光用フレネルレンズ 11 の焦点位置に設置される。光源 1 から被検査機板 3 までの全体光路は集光用フレネルレンズ 11 の焦点距離が支配要素となるが、一般的には集光用フレネルレンズ 11 の対角寸法程度以上の焦点距離が必要となる。

上述のような照明装置は、LCD（ Liquid Crystal Display ）や PDP（ Plasma Display Panel ）等の FPD（ Flat Panel Display ）基板の製造工程中の検査あるいは最終検査に使用される検査装置に用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−３２２７８３号公報

上述の従来技術では、被検査基板の大型化の進捗に伴い、長焦点で且つ大型のフレネルレンズの使用を余儀なくされ、光路が長くなり装置が非常に大きくなる。また、ミラーを使用し、光路を折り曲げることにより、小型化が図れことが考えられるが、ミラーの反射率の影響により光量が低下するなどの欠点があった。
また、照明光の質の面では、フレネルレンズ特有の干渉縞が発生するため、被検査基板の欠陥の判別に影響を与える欠点があった。
本発明の目的は、上記のような欠点を除去し、大型の被検査基板であっても小型な照明装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の照明装置は、フレネルレンズの代りに凹面鏡を使用し、平行光束を生成すると共に、光路を折り曲げ装置の小型化を実現した。
即ち、本発明の照明装置は、被検査基板を目視検査するために被検査基板に照明光を照射する照明装置において、被検査基板の上方に配置された凹面鏡と、凹面鏡の焦点付近に配置された光源ユニットとを備え、被検査基板に指向性のある照明光を照射することを特徴とする。
また本発明の一側面の照明装置は、指向性のある照明光の光路に調光ガラスを備えたものである。
また本発明の一側面の照明装置は、凹面鏡を複数のセグメントで構成したものである。

以上のように、本発明の照明装置によれば、大型の被検査基板に対しても比較的小型の照明装置とすることが可能となる。
また、本発明の他の効果として、フレネルレンズを使用しないため、フレネルレンズによる干渉縞が発生しない。このため、被検査基板の欠陥の視認性が向上する。

本発明は、FPD 基板等のガラス基板及びパターンの欠陥検査装置において、被検査基板に照射する近似平行光を発生させる手段として凹面鏡を用いることにより大型の被検査基板に対応した照明装置を実現するものである。
FPD 基板は、近年益々大型化が進展している。これに伴って欠陥検査装置も大型化を余儀なくされる。
このため、本発明では、平行光を発生させる手段として凹面鏡を使用することにより、光路の折り曲げ効果により装置の小型化を実現する。

図１に本発明の一実施例を示す。100 は光源ユニット、2 は凹面鏡、3 は被検査基板、4 は調光ガラス、5（ 5a 〜 5b ）は光源ユニット 100 から出力される照明光、6（ 6a 〜 6b ）は凹面鏡 2 で反射した近似平行光束である。なお、光源ユニット 100 は、光源ユニット 100 は、装置の要求仕様に伴い種々の方式が考えられる。例えば、従来技術で説明した図３の光源 1 楕円回転ミラー 7 、熱線吸収フィルタ 8 、絞り 9 、及び、光学フィルタ 10 で構成される。また例えば、凹面鏡 2 の焦点面に、光の投射面（または投射口）を有するものであれば良い。また、ある程度の拡散光を許容するのであれば、面光源でも良い。

図１において、光源ユニット 100 は、凹面鏡 2 の焦点付近に配置され、照明光 5 は、光源ユニット 100 から二点鎖線 5a と 5b で挟まれた範囲に出力される。照明光 5 は、凹面鏡 2 で反射し、反射光 6 は、二点鎖線 6a と 6b で挟まれた範囲にほぼ平行な光束となって出力される。

凹面鏡 2 で反射された平行光は、調光ガラス 4 を通って被検査基板 3 の照射される。
被検査基板 3 で反射した反射光は、被検査基板 3 上に生成されたパターンにむら、汚れ、あるいは傷などの欠陥があると、その場所での反射状態が、正常部分と異なるため観察者が視認可能となる。

また、調光ガラス 4 は、電源のオン時には透明でオフ時には不透明に切換え可能なガラスで、透明と拡散板の少なくも２つの状態に切り換えることができるガラス板である。被検査基板 3 の欠陥は、指向性のある光によって見えたり、拡散光によって認識可能になるものなど種々ある。調光ガラス 4 を平行光束の光路に設けることにより、光の状態を変えることができ、種々の欠陥に対応可能となる。
調光ガラス 4 には、例えば、日本板硝子株式会社の製品の UMU ガラスがあり、また例えば、透明な状態と鏡の状態及びその中間の状態を電気的に調整できる調光ミラー材料からなるガラスもある。

なお、光の波長によって見え方が異なるが、光源ユニット 100 内に色フィルタ等を設け（図示しない）それを切り換えることにより、波長変更を容易に実現できる。

図２は、凹面鏡を複数のセグメントを繋ぎ合わせた方式の一実施例である。凹面鏡 2′は連続した曲率を有する複数のセグメントミラー 2a 〜 2d で構成される。
本発明において、凹面鏡またはフレネルレンズ#は被検査基板の大型化に伴い、焦点距離の長焦点化と大型化が必要になる。凹面鏡では鏡面の曲率に連続性を保たせながら分割したものを製作して、それらを結合することは比較的容易である。
例えば凹面鏡に球面鏡を適用した場合は、同一曲率を有するセグメントミラーを分割線で合わせれば良い。このことから大型の被検査基板に必要な照明光を容易に実現することができる。

本発明の一実施例の構成を示す図。 本発明の一実施例の凹面鏡を示す図。 従来の照明装置の一例を示す図。

符号の説明

1：光源、 2，2′：凹面鏡、 2a，2b，2c，2d：セグメントミラー、 3：被検査基板、 4：調光ガラス、 5：照明光、 6：照明光、 7：楕円回転ミラー、 8：熱線吸収フィルタ、 9：絞り、 10：光学フィルタ、 11：集光用フレネルレンズ、 12：投光用フレネルレンズ、 13：散乱板、 100：光源ユニット。

Claims (3)

1. 被検査基板を目視検査するために該被検査基板に照明光を照射する照明装置において、上記被検査基板の上方に配置された凹面鏡と、該凹面鏡の焦点付近に配置された光源ユニットとを備え、上記被検査基板に指向性のある照明光を照射することを特徴とする照明装置。
2. 請求項１記載の照明装置において、上記指向性のある照明光の光路に調光ガラスを備えたことを特徴とする照明装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の照明装置において、上記凹面鏡を複数のセグメントで構成したことを特徴とする照明装置。