JPH1082622A - 基板の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーンルーム等の高さの限られた場所で大
型の基板を一括検査することを可能とした基板の検査装
置を提供する。 【解決手段】 被検査体である基板の一方の面側に光源
を備え、基板の反対側に少なくとも１個の反射鏡と、上
記光源から照射され基板を透過した後に上記反射鏡で反
射された検査光を検出するための検出カメラを備えた検
査装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板の検査装置に係
り、特に大面積のカラーフィルタ基板等の大型基板の検
査が可能で、かつ、コンパクトな検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フラットディスプレイとして、モ
ノクロあるいはカラーの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が
使用されている。カラーの液晶ディスプレイには、３原
色の制御を行うためにアクティブマトリックス方式およ
び単純マトリックス方式とがあり、いずれの方式におい
てもカラーフィルタ基板が用いられている。そして、液
晶ディスプレイは、構成画素部を３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
とし、液晶の電気的スイッチングにより３原色の各光の
透過を制御してカラー表示が行われる。

【０００３】このカラーフィルタ基板は、例えば、透明
基板上にＲ，Ｇ，Ｂの各着色パターンからなる着色層、
各画素の境界部分に位置するブラックマトリックス、保
護層および透明電極層からなるカラーフィルタを備えて
いる。このようなカラーフィルタは、染色基材を基板上
に塗布し、フォトマスクを介して露光・現像して形成し
たパターンを染色する染色法、感光性レジスト内に予め
着色顔料を分散させておき、フォトマスクを介して露光
・現像する顔料分散法、印刷インキで各色を印刷する印
刷法、および、基板上にパターンニングされた透明電極
を使用して電着により各色の着色層を形成する電着法等
により形成することができる。

【０００４】上述のようないずれの方法により形成した
カラーフィルタ基板も、白抜け、ムラ等の欠陥がカラー
フィルタ層に存在しないことを全数検査することが要求
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタ基板の
検査装置としては、面光源であるカラービュアー上にカ
ラーフィルタ基板を載置し、カラービュアーからカラー
フィルタ基板に検査光を照射し、透過した検査光を検出
カメラで検出してカラーフィルタの透過率のムラを検査
する装置が従来から使用されている。しかし、表示画面
の大型化、および、製造コストの低減の要求による製造
段階での多面付化により、カラーフィルタ製造において
使用される基板はより大きな面積の基板へと移行してお
り、このような大型カラーフィルタ基板を一括検査する
ためには、従来の検査装置において検出カメラの配設位
置を高くする必要があった。

【０００６】しかしながら、カラーフィルタ基板の製造
が行われるクリーンルームの天井の高さの制限から、検
出カメラの配設位置には限界があり、大型カラーフィル
タ基板の一括検査に支障を来す場合があった。また、検
査装置における検出カメラの配設位置に対応してクリー
ンルームの天井を高くした場合、クリーンルーム内を高
度な無塵状態とすることが困難になるという問題があ
る。

【０００７】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、クリーンルーム等の高さの限られた場
所で大型の基板を一括検査することを可能とした基板の
検査装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は光源と、被検査体である基板を介し
て前記光源と反対側に配設された少なくとも１個の反射
鏡と、前記光源から照射され基板を透過した後に前記反
射鏡で反射された検査光を検出するための検出カメラ
と、を備えるような構成とした。

【０００９】上記のような本発明では、光源から照射さ
れた検査光は基板を透過した後に反射鏡で反射されて集
光されるが、この集光位置は、反射鏡が存在しない場合
の集光位置に比べて光源に近づいたものとなり、光源か
ら検出カメラまでの距離が小さいものとなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の最良の実施形態に
ついて説明する。

【００１１】図１は本発明の基板検査装置の一実施形態
を説明するための概略構成図である。図１に示される基
板検査装置１は、光源として面光源２を基板保持部材３
の下方に備え、基板保持部材３の上方には反射鏡４と、
この反射鏡４により反射された検査光を検出するための
検出カメラ５を備えている。

【００１２】面光源２は、基板保持部材３上に載置され
た被検査体である基板Ｓの検査領域全面に検査光を照射
するためのものである。このような面光源２としては、
インバータ蛍光灯等の公知の光源を使用することができ
る。また、面光源２の配設位置は、基板Ｓとの距離が０
〜３０ｍｍの範囲内で一定となるように設定することが
できる。このような面光源２に対する検出カメラ５の視
野は、角度θが７°〜１５°の範囲となることが好まし
い。

【００１３】基板保持部材３は基板Ｓを保持するための
ものであり、面光源２から出射された検査光が基板Ｓの
検査領域に照射されるのを妨げず、かつ、基板Ｓを確実
に保持するものである。このような基板保持部材３とし
ては、例えば、基板Ｓの非検査領域である周辺部の形状
に対応した形状をもつ枠体（図２（Ａ））、基板Ｓの周
辺部の非検査領域および基板中央部の非検査領域の形状
に対応した形状をもつ枠体（図２（Ｂ））、あるいは、
上記のような枠体の表面に基板Ｓを保持するための複数
のピン３ａを備えたもの（図２（Ｃ））等とすることが
できる。

【００１４】上記の基板保持部材３は、金属、樹脂等に
より形成することができ、その厚みは基板Ｓを保持した
ときにたわみを生じないものであればよく、例えば、
０．５〜５ｍｍ程度とすることができる。そして、基板
保持部材３は、検査光の不要な反射を防止するために、
例えば、波長５５０ｎｍの光に対する反射率が５０％以
下のものとすることができる。このような反射防止機能
は、基板保持部材３の材料として、黒アルマイト処理を
したアルミ板、ゴム板や金属板につや消し黒塗料を塗布
したもの、多層クロム等を使うことにより付与できる。

【００１５】また、図２（Ｃ）に示される基板保持部材
３に設けるピン３ａは、基板Ｓの重量により変形するこ
とがなく、かつ、基板Ｓに傷をつけないような材料によ
り形成することができ、例えば、ポリアセタール、フッ
素樹脂、ポリカーボネート、フェノール樹脂、ナイロ
ン、ポリエチレン等を用いて形成することができる。ま
た、ピン３ａの高さは０〜２０ｍｍ程度の範囲で設定す
ることが好ましく、ピン３ａの形状は、円柱形状、円錐
形状、角錐形状等とすることができる。さらに、このピ
ン３ａの配設間隔は、基板Ｓの厚み、剛性、重量等を考
慮して設定することができ、例えば、５〜１００ｍｍ程
度の配設間隔とすることができる。

【００１６】反射鏡４は、検出カメラ５の視野の光路を
変えることにより、検出カメラ５の配設位置を面光源２
に近づけるためのものである。図示例では、点Ｐ´の位
置に基板Ｓの平面とほぼ平行に置いた検出カメラ５の視
野を反射鏡４で反射させて、光軸が面光源２および基板
Ｓの中心になるようにされている。これにより、点Ｐ´
の位置に検出カメラ５を配設できるので、点Ｐの位置に
検出カメラ５を配設するような構造に比べて、面光源２
から検出カメラ５までの距離が小さくなり、装置の高さ
を低くすることができる。このような反射鏡４として
は、金属蒸着ガラス板等の公知の反射鏡を使用すること
ができる。また、反射鏡４の配設位置および配設角度
は、上述の検出カメラ５の配設位置を面光源２に近づけ
ることを可能とするような条件で適宜設定することがで
きる。図示例では、面光源２と点Ｐとのほぼ中間におい
て光軸に対して約４５°の角度をなすように反射鏡４が
配設されている。

【００１７】本発明の基板検査装置１を構成する検出カ
メラ５は、基板Ｓを透過した光を測定し、欠陥個所に起
因する部分的な輝度変化を検出するためのものであり、
ＣＣＤエリアセンサ、撮像管、ＣＣＤラインセンサ等を
使用することができる。例えば、基板Ｓがカラーフィル
タ基板であり、検出カメラ５がＣＣＤエリアセンサであ
る場合、解像度を高めモアレの発生を抑えるために、カ
ラーフィルタの１画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ各１色からなる）に
対して検出カメラ５の１ピクセルが１：１で対応するこ
とが好ましい。このような検出カメラ５は、反射鏡４に
よって光軸が変更されたカメラ視野が基板中心を中心に
基板Ｓ全面をカバーする点Ｐ´に配設することができ
る。

【００１８】次に、上述のような本発明の基板の検査装
置１の作動を説明する。まず、被検査体である基板を基
板保持部材３上に載置し、基板Ｓの検査領域に面光源２
から検査光を照射する。基板Ｓに照射された検査光のう
ち、基板Ｓを透過した検査光は、反射鏡４の配設されて
いる方向に出射され、反射鏡４において光軸が面光源２
および基板Ｓの平面とほぼ平行となるように光路が変え
られた後、点Ｐ´に集光し、この位置に配設されている
検出カメラ５に入射する。この検出カメラ５は、撮影し
た検査光（透過光）の輝度変化の程度から基板の欠陥箇
所を検出する。したがって、本発明の基板検査装置１は
大面積基板の一括検査が可能であり、かつ、面光源２か
ら検出カメラ５までの距離が小さく、クリーンルーム内
等の高さに制限のある場所においても使用可能である。

【００１９】上述の形態では、１個の反射鏡が使用され
ているが、本発明では反射鏡を２個以上使用してもよ
い。図３はこのような本発明の基板検査装置の形態を説
明するための概略構成図である。図３に示される基板検
査装置１１は、光源として面光源１２を基板保持部材１
３の下方に備え、基板保持部材１３の上方には反射鏡１
４ａおよび反射鏡１４ｂと、この反射鏡１４ａ、１４ｂ
により反射された検査光を検出するための検出カメラ１
５を備えている。この基板検査装置１１では、面光源１
２から基板Ｓに照射された検査光は、基板Ｓを透過した
後に、まず、反射鏡１４ａで反射されて光軸が面光源１
２および基板Ｓの平面とほぼ平行とされ、その後、さら
に反射鏡１４ｂで反射されて光軸が面光源１２方向に向
くようにされる。そして、このように光路が変えられた
検査光（透過光）は、集光位置に配設されている検出カ
メラ１５に入射する。尚、この基板検査装置１１を構成
する面光源１２、基板保持部材１３、反射鏡１４ａ、１
４ｂ、検出カメラ１５は、上記の基板検査装置１を構成
する面光源２、基板保持部材３、反射鏡４および検出カ
メラ５と同様とすることができ、ここでの説明は省略す
る。

【００２０】本発明の基板の検査装置の検査対象となる
基板としては、例えば、カラーフィルタ基板、薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）基板、プラズマディスプレイパネル
（ＰＤＰ）、シャドーマスク等を挙げることができる。

【００２１】

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。

【００２２】まず、コーニング（株）製７０５９ガラス
（厚み１．１ｍｍ）からなるガラス基板上に顔料分散法
によりＲ，Ｇ，Ｂの各着色パターンからなる着色層、各
画素の境界部分に位置するブラックマトリックスを形成
して、カラーフィルタ層が４面付けで形成された基板を
作製した。この基板上のカラーフィルタ層は、その画素
ピッチが０．２６４ｍｍであった。

【００２３】次に、光源として面光源であるカラービュ
アー（大日本印刷（株）製）を使用し、検出カメラとし
てＦ＝４７ｍｍのレンズを装着したＣＣＤエリアセンサ
を使用し、反射鏡としてアルミニウム蒸着ガラス板を１
個使用して図１に示されるような本発明の基板検査装置
を作製した。尚、反射鏡による検査光の光軸の変更角度
は９０°とした。また、基板保持部材は、（図２
（Ｃ））に示されるような枠体の表面に基板Ｓを保持す
るための複数のピンを備えた基板保持部材（超高分子ポ
リエチレン製）を使用した。

【００２４】この検査装置の基板保持部材上に上記の基
板を載置して、カラービュアーから検査光を照射し、基
板を透過した検査光を反射鏡で反射してＣＣＤエリアセ
ンサに入射するように設定した。この検査装置では、焦
点のぼけによる検出感度の低下等を生じることがなく、
カラーフィルタ層４面付の基板の一括検査が可能であっ
た。この状態での検査装置は、基板からＣＣＤエリアセ
ンサ上部までの高さＨが１．９ｍであった。

【００２５】一方、比較として、反射鏡を使用しない他
は、同じカラービュアー、ＣＣＤエリアセンサ、基板保
持部材を使用してカラーフィルタ層４面付の基板の一括
検査が可能な検査装置（図１に想像線で示される位置に
ＣＣＤエリアセンサ５を配置）を作製した。この状態で
の検査装置は、基板からＣＣＤエリアセンサ上部までの
高さｈが２．５ｍであった。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば被
検査体である基板の一方の面側に光源を備え、基板の反
対側に少なくとも１個の反射鏡と、上記光源から照射さ
れ基板を透過した後に上記反射鏡で反射された検査光を
検出するための検出カメラを備えた構成であり、光源か
ら照射された検査光は基板を透過した後に反射鏡で反射
されて集光されるが、この集光位置は、反射鏡が存在し
ない場合の集光位置に比べて光源に近づいたものとな
り、これにより、光源から検出カメラまでの距離が小さ
いものとなる。したがって、高さに制限のあるクリーン
ルーム内等においても、従来では不可能であった大面積
基板の一括検査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板の検査装置の一実施形態を示す概
略構成図である。

【図２】図１に示される基板検査装置を構成する基板保
持部材の例を示す図である。

【図３】本発明の基板の検査装置の他の実施形態を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１，１１…基板の検査装置 ２，１２…光源 ３，１３…基板保持部材 ４，１４ａ，１４ｂ…反射鏡 ５，１５…検出カメラ Ｓ…基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、被検査体である基板を介して前
   記光源と反対側に配設された少なくとも１個の反射鏡
   と、前記光源から照射され基板を透過した後に前記反射
   鏡で反射された検査光を検出するための検出カメラと、
   を備えることを特徴とする基板の検査装置。