KR20130125713A - 광학 특성 측정 장치 및 광학 특성 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측정의 신속화를 도모하는 것이 가능한 광학 특성 측정 장치를 제공한다. 본 발명의 광학 특성 측정 장치(1)에 있어서, 지지 유닛(4)은, 판상의 샘플(S)의 하면 중 서로 이격된 복수의 개소에 접촉함으로써, 샘플(S)을 지지한다. 승강 유닛(5)은, 지지된 샘플(S)을 향해서 이동 가능한 1개 또는 복수의 유지 헤드(52)를 포함하고, 유지 헤드(52)를 샘플(S)의 측정 개소의 근방에 접촉시키고, 또한, 유지 헤드(52)와 샘플(S) 사이에 접촉압을 발생시킨다. 투광 유닛(6)은, 유지 헤드(52)와 샘플(S) 사이에 접촉압이 발생한 상태에서, 샘플(S)의 측정 개소에 광을 조사한다. 수광 유닛(7)은 샘플(S)의 측정 개소를 투과하는 광을 수광한다.

Description

광학 특성 측정 장치 및 광학 특성 측정 방법{OPTICAL CHARACTERISTIC MEASURING APPARATUS AND OPTICAL CHARACTERISTIC MEASURING METHOD}

본 발명은, 광학 특성 측정 장치 및 광학 특성 측정 방법에 관한 것으로, 특히 샘플의 유지 기구에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 컬러 필터 기판의 주연부를 지지하여, 컬러 필터 기판에 형성된 미소 셀의 분광 측정을 행하는 분광 측정 장치가 개시되어 있다. 이 분광 측정 장치에서는, 컬러 필터 기판의 하방에 위치하는 투과 조명계가 미소 셀에 광을 조사하여, 컬러 필터 기판의 상방에 위치하는 현미경 헤드가 미소 셀을 투과하는 광을 수광한다.

일본 특허 공개 제2010-117186호 공보

그런데, 최근의 플랫 패널 디스플레이의 대형화 및 박형화에 수반하여, 컬러 필터 기판은 자중(自重)에 의해 휘거나, 진동하기 쉬워지고 있다. 이로 인해, 컬러 필터 기판에 있어서의 측정 개소의 높이가 안정되지 않아 측정이 지연될 우려가 있다. 예를 들어, 측정 개소가 원하는 높이에서 크게 벗어나 있는 경우, 포커싱에 많은 시간을 필요로 하게 된다.

본 발명은 상기 실정을 감안해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 측정의 신속화를 도모하는 것이 가능한 광학 특성 측정 장치 및 광학 특성 측정 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 광학 특성 측정 장치는, 샘플 지지 수단과, 접촉압 발생 수단과, 측정광 조사 수단과, 투과광 수광 수단을 구비한다. 상기 샘플 지지 수단은, 판상(板狀)의 샘플 하면 중 서로 이격된 복수의 개소에 접촉함으로써, 상기 샘플을 지지한다. 상기 접촉압 발생 수단은, 지지된 상기 샘플을 향해서 이동 가능한 1개 또는 복수의 가동 부재를 포함하고, 상기 가동 부재를 상기 샘플의 측정 개소의 근방에 접촉시키며, 또한 상기 가동 부재와 상기 샘플 사이에 접촉압을 발생시킨다. 상기 측정광 조사 수단은, 상기 가동 부재와 상기 샘플 사이에 접촉압이 발생한 상태에서, 상기 샘플의 측정 개소에 광을 조사한다. 상기 투과광 수광 수단은, 상기 샘플의 측정 개소를 투과하는 광을 수광한다.

또한, 본 발명의 광학 특성 측정 방법은, 샘플 지지 스텝과, 접촉압 발생 스텝과, 측정광 조사 스텝과, 투과광 수광 스텝을 구비한다. 상기 샘플 지지 스텝에서는, 판상의 샘플 하면 중 서로 이격된 복수의 개소에 접촉함으로써, 상기 샘플을 지지한다. 상기 접촉압 발생 스텝에서는, 지지된 상기 샘플을 향해서 이동 가능한 1개 또는 복수의 가동 부재를 상기 샘플의 측정 개소의 근방에 접촉시키고, 또한, 상기 가동 부재와 상기 샘플 사이에 접촉압을 발생시킨다. 상기 측정광 조사 스텝에서는, 상기 가동 부재와 상기 샘플 사이에 접촉압이 발생한 상태에서, 상기 샘플의 측정 개소에 광을 조사한다. 상기 투과광 수광 스텝에서는, 상기 샘플의 측정 개소를 투과하는 광을 수광한다.

본 발명에 의하면, 가동 부재가 샘플의 측정 개소의 근방에 접촉되고, 가동 부재와 샘플 사이에 접촉압이 발생하는 점에서, 샘플의 측정 개소의 진동을 억제하면서, 샘플의 측정 개소를 원하는 높이로 유지하는 것이 용이하고, 이 결과, 측정의 신속화를 도모하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 가동 부재는, 상기 샘플의 하면에 접촉되어 상기 샘플을 밀어올리고, 상기 접촉압 발생 수단은, 상기 가동 부재의 상면에 상기 샘플을 흡착시키는 흡착 수단을 더 포함한다. 이에 의하면, 가동 부재와 샘플 사이에 발생하는 접촉압을, 샘플의 자중에 의한 접촉압과 샘플의 흡착에 의한 접촉압을 중첩한 크기로 하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 샘플 지지 수단은 제1 방향으로 연신되고, 그것과 직교하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 막대 형상 부재로서, 각각의 상기 막대 형상 부재의 상면이 상기 샘플의 하면에 접촉되고, 상기 각각의 막대 형상 부재가 상기 제2 방향으로 이동 가능한, 복수의 막대 형상 부재를 포함하고, 상기 복수의 가동 부재는, 그들 사이에 상기 샘플의 측정 개소가 위치하도록, 상기 제1 방향으로 배열된다. 이에 의하면, 복수의 가동 부재 사이에 샘플의 측정 개소가 위치함으로써, 샘플의 측정 개소의 진동을 억제하면서, 샘플의 측정 개소를 원하는 높이로 유지하는 효과를 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 각각의 막대 형상 부재가 제1 방향으로 연신되고, 복수의 가동 부재가 제1 방향으로 배열됨으로써, 막대 형상 부재와 가동 부재의 간섭이 억제되며, 가동 부재를 피하기 위해서 막대 형상 부재를 이동시키는 거리를 저감시키는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 샘플 지지 수단은 제1 방향으로 연신되고, 그것과 직교하는 제2 방향으로 배열하는 복수의 막대 형상 부재로서, 각각의 상기 막대 형상 부재의 상면이 상기 샘플의 하면에 접촉되고, 상기 각각의 막대 형상 부재가 상기 제2 방향으로 이동 가능한, 복수의 막대 형상 부재와, 상기 각각의 막대 형상 부재의 상면에 형성된 개구로부터 기체를 분출하는 분출 수단을 포함한다. 이에 의하면, 샘플과 막대 형상 부재의 접촉 면적을 확보함으로써 샘플의 진동을 억제하는 것이 가능한 한편, 샘플 또는 막대 형상 부재를 이동시킬 때에 기체의 분출에 의해 샘플을 막대 형상 부재로부터 뜨게 하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 특성 측정 장치의 사시도이다.
도 2는 광학 특성 측정 장치의 주요부를 모식적으로 표현하는 사시도이다.
도 3은 광학 특성 측정 장치의 구성예를 표현하는 블록도이다.
도 4는 광학 특성 측정 장치의 동작예를 표현하는 흐름도이다.
도 5는 도 4에 계속되는 흐름도이다.
도 6a는 승강 유닛 및 투광 유닛의 정면도이다.
도 6b는 승강 유닛 및 투광 유닛의 측면도이다.
도 6c는 승강 유닛 및 투광 유닛의 평면도이다.
도 7은 승강 유닛의 사시도이다.
도 8은 광학 유닛의 사시도이다.
도 9a는 승강 유닛 및 투광 유닛의 정면도이다.
도 9b는 승강 유닛 및 투광 유닛의 평면도이다.
도 10a는 지지 유닛의 평면도이다.
도 10b는 지지 유닛의 측면도이다.
도 11은 변형예에 관한 유지 헤드의 평면도이다.

본 발명의 광학 특성 측정 장치 및 광학 특성 측정 방법의 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 광학 특성 측정 장치(1)의 사시도이며, 도 2는 광학 특성 측정 장치(1)의 주요부를 모식적으로 표현하는 사시도이다. 이들 도면에 있어서의 X방향 및 Y방향은, 수평면 내의 직교하는 2개의 방향을 표현한다. 도 3은, 광학 특성 측정 장치(1)의 구성예를 표현하는 블록도이다. 도 4 및 도 5는, 광학 특성 측정 장치(1)의 동작예를 표현하는 흐름도이다. 본 실시 형태에 있어서, 판상의 샘플(S)은, 예를 들어 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 컬러 필터 기판이다.

도 1 및 도 2에 도시한 광학 특성 측정 장치(1)는, 샘플(S)을 지지하는 지지 수단의 일례로서의 지지 유닛(4)과, 접촉압 발생 수단의 일례로서의 승강 유닛(5)과, 샘플(S)의 측정 개소에 측정광을 조사하는 측정광 조사 수단의 일례로서의 투광 유닛(6)과, 샘플(S)의 측정 개소를 투과하는 투과광을 수광하는 투과광 수광 수단의 일례로서의 수광 유닛(7)을 구비하고 있다. 또한, 광학 특성 측정 장치(1)는, 승강 유닛(5), 투광 유닛(6) 및 수광 유닛(7)을 샘플(S)에 대하여 상대 이동시키는 것이 가능한 위치 제어 유닛(3)을 구비하고 있다. 또한, 광학 특성 측정 장치(1)는, 위치 제어 유닛(3), 지지 유닛(4), 승강 유닛(5), 투광 유닛(6) 및 수광 유닛(7)의 동작을 제어하는 주제어부(10)를 구비하고 있다.

위치 제어 유닛(3)은, X축부(3x)와, X축부(3x)에 대하여 X방향으로 이동 가능한, 샘플(S)의 상하에 배치되는 한 쌍의 Y축부(3y)와, Y축부(3y)에 대하여 Y방향으로 이동 가능한 슬라이더(35)를 구비하고 있다. 승강 유닛(5), 투광 유닛(6) 및 수광 유닛(7)은 슬라이더(35)에 설치되어 있다. 이에 의해, 승강 유닛(5), 투광 유닛(6) 및 수광 유닛(7)은, 샘플(S)에 대하여 XY방향으로 이동 가능하게 되고, 샘플(S)의 측정 개소까지 반송된다.

지지 유닛(4)은, X방향으로 연신되고 Y방향으로 배열되는 막대 형상 부재의 일례로서의 복수의 서포트 바(41)를 구비하고 있다. 각각의 서포트 바(41)의 상면은 평면으로 되어 있고, 샘플(S)의 하면과 접촉한다. 각각의 서포트 바(41)의 상면에는, 공기를 분출하기 위한 복수의 개구(4a)가 형성되어 있다. 또한, 각각의 서포트 바(41)는 Y방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 또한, 지지 유닛(4)은, 샘플(S)을 X방향 및 Y방향으로 끼워 넣는 복수의 클램프(47)와, 기준이 되는 미가공 유리를 유지하는 레퍼런스 홀더(49)를 구비하고 있다. 기준이 되는 미가공 유리란, 컬러 필터가 적재되는 유리 기판과 두께 및 재료 특성이 같은 유리이다.

투광 유닛(6)은 샘플(S)의 하방에 배치되고, 샘플(S)의 측정 개소에 광을 집광하는 대물 렌즈(62)를 그 상단부에 구비하고 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 투광 유닛(6)에는, 투과 조명용 램프(64)로부터의 광이나 투과 측정용 램프(66)로부터의 광이 입사되고, 입사된 광은 대물 렌즈(62)에 의해 샘플(S)에 집광된다.

수광 유닛(7)은, 샘플(S)의 상방에 배치되고, 샘플(S)의 측정 개소의 광을 수광하는 대물 렌즈(72)를 그 하단부에 구비하고 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 수광 유닛(7)에는, 대물 렌즈(72)가 수광한 광이 도입되는 검출기(77) 및 분광기(78)가 접속되어 있다. 또한, 수광 유닛(7)에는, 대물 렌즈(72)가 수광한 광을 촬상하는 CCD 카메라(79)가 설치되어 있다. 또한, 수광 유닛(7)에는, 반사 측정용 램프(74)로부터의 광이나 포커싱용 램프(76)로부터의 광이 입사되고, 입사된 광은 대물 렌즈(72)에 의해 샘플(S)에 집광된다.

승강 유닛(5)은, 상하 방향으로 이동 가능한 가동 부재의 일례로서의 한 쌍의 유지 헤드(52)를 구비하고 있다. 한 쌍의 유지 헤드(52)는, Y방향을 두께 방향으로 하는 판상으로 구성되고, X방향으로 서로 이격되어 배열되어 있으며, 그들 사이에는, 투광 유닛(6)의 대물 렌즈(62)가 배치되어 있다. 즉, 한 쌍의 유지 헤드(52)는 대물 렌즈(62)를 X방향으로 끼우도록, 대물 렌즈(62)의 X방향의 양측에 배치되어 있다. 이로 인해, 샘플(S)의 측정 개소가 되는, 대물 렌즈(62)의 상방의 초점 위치(F)도, 한 쌍의 유지 헤드(52) 사이에 위치하고 있다. 상세하게는, 한 쌍의 유지 헤드(52)가 최상 위치에 있을 때, 혹은 도 6c에 나타낸 바와 같은 평면에서 보아, 한 쌍의 유지 헤드(52) 사이에는, 대물 렌즈(62)의 초점 위치(F)가 위치하고 있다. 또한, 각각의 유지 헤드(52)의 상면은, X방향을 길이 방향으로 하는 직사각 형상의 평면으로 되어 있고, 그 상면에는, 샘플(S)을 흡착하기 위한 개구(5a)가 형성되어 있다.

또한, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 유지 헤드(52)는, 샘플(S)을 향해서 상승하여 샘플(S)의 하면에 접촉된다. 이들 도면에서는, 최하 위치에 있는 유지 헤드(52)를 실선으로 표현하고, 최상 위치에 있는 유지 헤드(52)를 이점쇄선으로 표현하고 있다. 한 쌍의 유지 헤드(52)는, 샘플(S)의 측정 개소[즉, 초점 위치(F)]를 X방향으로 끼우도록, 측정 개소의 근방에 접촉된다. 측정 개소의 근방이란, 예를 들어 서포트 바(41)보다도 측정 개소에 가까운 위치를 말한다. 또한, 측정 개소의 근방이란, 예를 들어 투광 유닛(6)의 대물 렌즈(62)로부터 샘플(S)에 조사되는 광을 유지 헤드(52)가 차단하지 않는 범위이거나, 투광 유닛(6)의 대물 렌즈(62)에 상하 방향으로 이동하는 유지 헤드(52)가 간섭하지 않는 범위이다. 또한, 한 쌍의 유지 헤드(52)는, 샘플(S)의 하면과 접촉할 때, 샘플(S)을 약간 상방으로 밀어올린다. 즉, 유지 헤드(52)가 최상 위치에 있을 때, 유지 헤드(52)의 상면은, 서포트 바(41)의 상면보다도 약간 상방에 위치한다. 이렇게 샘플(S)이 밀어 올려짐으로써, 유지 헤드(52)의 상면과 샘플(S)의 하면 사이에 접촉압이 발생한다. 또한, 한 쌍의 유지 헤드(52)는, 샘플(S)의 하면과 접촉할 때, 개구(5a)로부터 샘플(S)을 흡착시킨다. 이렇게 샘플(S)을 흡착시킴으로써도, 유지 헤드(52)의 상면과 샘플(S)의 하면 사이에 접촉압이 발생한다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 승강 유닛(5)은, 각각의 유지 헤드(52)의 측면에 설치된, 개구(5a)에 연결되는 흡착 배관(54)과, 각각의 유지 헤드(52)를 유지하는 유지 브래킷(56)과, 각각의 유지 브래킷(56)을 승강시키기 위한 에어 실린더(58)와, 에어 실린더(58)가 설치되는 기초 브래킷(59)을 더 구비하고 있다. 각각의 흡착 배관(54)에는, 도시하지 않은 흡인기에 연결되는 튜브가 설치되고, 당해 흡인기의 동작에 의해 개구(5a)에 흡인력이 발생한다. 또한, 각각의 유지 헤드(52)에 에어 실린더(58)가 설치되어 있기 때문에, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 한쪽 유지 헤드(52)만을 상승시키는 것도 가능하다. 예를 들어, 샘플(S)의 X방향의 테두리부가 측정 개소가 될 경우, 외측의 유지 헤드(52)를 상승시키면 클램프(47)와 접촉하는 경우가 있으므로, 내측의 유지 헤드(52)만을 상승시킨다.

이하, 광학 특성 측정 장치(1)에 포함되는 주제어부(10)의 동작에 대해서 설명한다. 도 3의 블록도에 도시한 바와 같이, 주제어부(10)는 위치 제어 유닛(3), 지지 유닛(4), 승강 유닛(5) 및 광학 유닛(13)을 제어한다. 광학 유닛(13)은, 투광 유닛(6) 및 수광 유닛(7)을 포함하고 있다.

주제어부(10)는, 예를 들어 PC(Personal computer) 등의 컴퓨터로 이루어진다. 주제어부(10)의 동작은, CPU(Central Processing Unit) 등의 연산부가 ROM(Read Only Memory) 등의 기억부에 기억된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 프로그램은, CD-ROM 등의 컴퓨터 판독 가능한 정보 기록 매체로부터 제공되어도 좋고, 인터넷 등의 통신선을 통해서 제공되어도 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는, 주제어부(10)가, 위치 제어 유닛(3), 지지 유닛(4), 승강 유닛(5) 및 광학 유닛(13)을 제어하는 형태에 대해서 설명하지만, 이 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 각각의 유닛에 PLC(Programmable Logic Controller) 등이 포함되어도 좋다.

위치 제어 유닛(3)은, 반송용 모터(31, 32)와, 미세 조정용 모터(36x 내지 36z, 37z)를 구비하고 있다. 반송용 모터(31, 32)는 슬라이더(35)(도 1 참조)에 설치된 승강 유닛(5), 투광 유닛(6) 및 수광 유닛(7)을 샘플(S)의 측정 개소까지 반송하기 위한 모터이다. 미세 조정용 모터(36x 내지 36z, 37z)는, 샘플(S)의 측정 개소까지 반송된 투광 유닛(6) 및 수광 유닛(7)의 위치를 미세 조정하기 위한 모터이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 투광 유닛(6)은, 미세 조정용 모터(36x 내지 36z)에 의해, X방향, Y방향 및 Z방향(상하 방향)의 각 방향으로 이동 가능하다. 또한, 수광 유닛(7)은, 미세 조정용 모터(37z)에 의해 Z방향(상하 방향)으로 이동 가능하다.

지지 유닛(4)은, 부상(浮上) 제어용 솔레노이드(42)와, 이동 제어용 솔레노이드(43)와, 클램프용 솔레노이드(44)를 구비하고 있다. 부상 제어용 솔레노이드(42)는, 서포트 바(41)의 개구(4a)로부터의 공기의 분출을 전환하는 전자기 밸브를 구동한다. 이동 제어용 솔레노이드(43)는, 서포트 바(41)를 이동시키는 에어 실린더의 전자기 밸브를 구동한다. 클램프용 솔레노이드(44)는, 클램프(47)를 이동시키는 에어 실린더의 전자기 밸브를 구동한다. 또한, 지지 유닛(4)은 서포트 바(41)나 클램프(47)의 이동을 각각 검지하기 위한 센서군(45)도 구비하고 있다.

승강 유닛(5)은, 승강 제어용 솔레노이드(53)와, 흡착 제어용 솔레노이드(55)를 구비하고 있다. 승강 제어용 솔레노이드(53)는 유지 헤드(52)를 승강시키는 에어 실린더(58)의 전자기 밸브를 구동한다. 흡착 제어용 솔레노이드(55)는, 유지 헤드(52)의 개구(5a)로부터의 공기의 흡인을 전환하는 전자기 밸브를 구동한다. 또한, 승강 유닛(5)은 유지 헤드(52)의 승강을 각각 검지하기 위한 센서군(57)도 구비하고 있다.

도 4 및 도 5의 흐름도에 도시된 바와 같이, 처음에 주제어부(10)는 지지 유닛(4)에 의해 샘플(S)을 지지하는 동작을 실행한다(S01 내지 S04). 구체적으로는, 스텝 S01에서, 주제어부(10)는 부상 제어용 솔레노이드(42)를 구동하여, 서포트 바(41)의 개구(4a)로부터의 공기의 분출을 개시한다. 이에 의해, 서포트 바(41)로부터 샘플(S)이 부상하여, 샘플(S)이 XY방향으로 이동 가능하게 된다. 스텝 S02에서, 주제어부(10)는 클램프용 솔레노이드(44)를 구동하고, 클램프(47)에 의해 샘플(S)을 끼워 넣는다. 스텝 S03에서, 주제어부(10)는 이동 제어용 솔레노이드(43)를 구동하고, 서포트 바(41)를 초기 위치로 이동시킨다. 스텝 S04에서, 주제어부(10)는 부상 제어용 솔레노이드(42)를 구동하고, 서포트 바(41)의 개구(4a)로부터의 공기의 분출을 종료한다.

계속해서, 주제어부(10)는, 레퍼런스 홀더(49)에 유지된 기준이 되는 미가공 유리로 레퍼런스 측정을 행한다(S05). 레퍼런스 측정 동작은, 후술하는 샘플 측정 동작(S14 내지 S19)과 마찬가지이다.

계속해서, 주제어부(10)는 반송용 모터(31, 32)를 구동하고, 승강 유닛(5), 투광 유닛(6) 및 수광 유닛(7)을 샘플(S)의 측정 개소까지 반송한다(S06).

계속해서, 주제어부(10)는 샘플(S)의 측정 개소에 서포트 바(41)가 가까운 경우에, 서포트 바(41)를 퇴피시키는 동작을 실행한다(S07 내지 S10). 구체적으로는, 스텝 S07에서, 주제어부(10)는 샘플(S)의 측정 개소와 서포트 바(41)의 거리가 미리 정해진 임계값 이하인지 아닌지를 판정한다. 임계값은, 예를 들어 투광 유닛(6)의 대물 렌즈(62)로부터 샘플(S)에 조사되는 광이 서포트 바(41)에 간섭하는 거리로서 정해진다. 스텝 S08에서, 주제어부(10)는 부상 제어용 솔레노이드(42)를 구동하고, 서포트 바(41)의 개구(4a)로부터의 공기의 분출을 개시한다. 스텝 S09에서, 주제어부(10)는 이동 제어용 솔레노이드(43)를 구동하고, 샘플(S)의 측정 개소에 근접한 서포트 바(41)를 퇴피시킨다. 스텝 S10에서, 주제어부(10)는 부상 제어용 솔레노이드(42)를 구동하고, 서포트 바(41)의 개구(4a)로부터의 공기의 분출을 종료한다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 투광 유닛(6)의 대물 렌즈(62)로부터 샘플(S)에 조사되는 광이 서포트 바(41)에 간섭할 만큼, 샘플(S)의 측정 개소가 서포트 바(41)에 가까운 경우, 이 서포트 바(41)는, 샘플(S)에 조사되는 광과 간섭하지 않는 위치까지 퇴피된다. 이들 도면에서는, 퇴피 전의 서포트 바(41)를 실선으로 표현하고, 퇴피 후의 서포트 바(41)를 이점쇄선으로 표현하고 있다.

계속해서, 주제어부(10)는 승강 유닛(5)의 유지 헤드(52)를 상승시키고, 유지 헤드(52)에 샘플(S)을 유지시키는 동작을 실행한다(S11 내지 S13). 구체적으로는, 스텝 S11에서, 주제어부(10)는 승강 제어용 솔레노이드(53)를 구동하고, 한 쌍의 유지 헤드(52)를 최상 위치까지 상승시킨다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 최상 위치까지 상승한 유지 헤드(52)는, 샘플(S)의 하면과 접촉하고, 샘플(S)을 약간 상방으로 밀어올린다. 스텝 S12에서, 주제어부(10)는 센서군(57)의 입력에 기초하여, 유지 헤드(52)가 최상 위치까지 상승했는지 아닌지를 판정한다. 유지 헤드(52)가 최상 위치까지 상승한 경우(S12: "예"), 스텝 S13으로 진행하고, 주제어부(10)는 흡착 제어용 솔레노이드(55)를 구동시키고, 유지 헤드(52)의 상면에 샘플(S)을 흡착한다. 유지 헤드(52)가 최상 위치까지 상승되지 않은 경우(S12: "아니오"), 주제어부(10)는 동작을 종료한다. 또한, 샘플(S)의 측정 개소와 X방향의 테두리의 거리가 미리 정해진 임계값보다도 작은 경우에는, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 외측의 유지 헤드(52)를 상승시키지 않고, 내측의 유지 헤드(52)만을 상승시켜도 좋다.

계속해서, 주제어부(10)는, 투광 유닛(6) 및 수광 유닛(7)의 위치 결정을 하여 측정을 실행한다(S14 내지 S20). 구체적으로는, 스텝 S14에서, 주제어부(10)는 포커싱용 램프(76)의 광을 대물 렌즈(72)로부터 샘플(S)에 조사한 상태에서, CCD 카메라(79)의 출력 화상에 기초하여 미세 조정용 모터(37z)를 구동함으로써, 수광 유닛(7)을 상하 방향으로 이동시켜서 대물 렌즈(72)의 초점을 샘플(S) 위에 맞춘다. 수광 유닛(7)의 상하 방향의 이동은, 포커싱용 램프(76)의 광의 조사 스폿이 극소가 되도록 행해진다. 스텝 S15에서, 주제어부(10)는, CCD 카메라(79)의 출력 화상에 기초하여 반송용 모터(31, 32)를 구동함으로써, 수광 유닛(7)을 XY방향으로 이동시켜서 대물 렌즈(72)의 초점을 측정 대상의 회소(繪素)에 맞춘다. 스텝 S16에서, 주제어부(10)는, 투과 측정용 램프(66)의 광을 대물 렌즈(62)로부터 샘플(S)에 조사한 상태에서, CCD 카메라(79)의 출력 화상 내에서 투과 조명용 램프(64)의 광의 조사 스폿을 찾는다. 스텝 S17에서, 주제어부(10)는 CCD 카메라(79)의 출력 화상에 기초하여 미세 조정용 모터(36z)를 구동함으로써, 투광 유닛(6)을 상하 방향으로 이동시켜서 대물 렌즈(62)의 초점을 샘플(S) 위에 맞춘다. 스텝 S18에서, 주제어부(10)는, CCD 카메라(79)의 출력 화상에 기초하여 미세 조정용 모터(36x, 36y)를 구동함으로써, 투광 유닛(6)을 XY방향으로 이동시켜서 대물 렌즈(62)의 초점을 측정 대상의 회소에 맞춘다. 스텝 S19에서, 주제어부(10)는 샘플(S)의 광학 특성을 측정한다. 측정에서는, 투과 측정용 램프(66)의 광을 대물 렌즈(62)로부터 샘플(S)에 조사한 상태에서, 그 투과광을 검출기(77) 또는 분광기(78)로 검출한다. 또한, 측정에서는, 반사 측정용 램프(74)의 광을 대물 렌즈(72)로부터 샘플(S)에 조사한 상태에서, 그 반사광을 검출기(77) 또는 분광기(78)로 검출해도 좋다.

상기 스텝 S14 내지 스텝 S19의 처리는, 샘플(S)의 측정 개소에서의 회소의 모든 색에 대하여 실행된다(S20). 그 후, 주제어부(10)는, 흡착 제어용 솔레노이드(55)를 구동해서 유지 헤드(52)에 의한 샘플(S)의 흡착을 해제하고(S21), 승강 제어용 솔레노이드(53)를 구동해서 유지 헤드(52)를 최하 위치까지 하강시킨다(S22).

또한, 상기 스텝 S6 내지 스텝 S22의 처리는, 샘플(S)의 모든 측정 개소에서 실행된다(S23). 이상에 의해, 주제어부(10)의 동작이 종료된다.

이상에서 설명한 본 실시 형태에 의하면, 유지 헤드(52)가 샘플(S)을 밀어올림과 함께 샘플(S)을 흡착함으로써, 유지 헤드(52)와 샘플(S) 사이에 접촉압이 발생하므로, 샘플(S)의 측정 개소의 진동을 억제하면서, 샘플(S)의 측정 개소를 일정한 높이로 유지하는 것이 용이하다. 이로 인해, 대물 렌즈(62, 72)의 초점 위치(F)를 샘플(S)의 측정 개소에 신속히 맞추는 것이 가능하다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 복수의 서포트 바(41)의 상면이 샘플(S)의 하면에 접촉함으로써, 종래의 서포트 핀을 사용하는 경우와 비교해서 접촉 면적이 향상되므로, 측정 시의 샘플(S)의 진동을 억제하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형 실시가 당업자에게 가능한 것은 물론이다.

샘플(S)의 하면과 접촉하는 유지 헤드(52)는 상기 실시 형태의 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 도 11의 (a) 내지 (e)에 나타낸 바와 같은, 대물 렌즈(62)의 주위의 일부 또는 전부에 유지 헤드(52)가 배치되는 형태이어도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 유지 헤드(52)가 샘플(S)을 밀어올림과 함께 샘플(S)을 흡착함으로써, 유지 헤드(52)와 샘플(S) 사이에 접촉압을 발생시켰지만, 접촉압의 발생은 이 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유지 헤드(52)가 샘플(S)을 밀어올리기만 해도 좋다. 또한, 유지 헤드(52)가 샘플(S)을 밀어올리지 않고 샘플(S)에 접촉한 상태, 또는 유지 헤드(52)가 근접한 상태에서, 유지 헤드(52)가 샘플(S)을 흡착해도 좋다. 또한, 유지 헤드(52)가 샘플(S)을 흡착하는 대신, 샘플(S)의 상면에 기체를 분사하여, 샘플(S)을 유지 헤드(52)에 가압해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 승강 유닛(5)의 유지 헤드(52)와, 투광 유닛(6)을 개별로 상하 이동시켰지만, 이 형태에 한정되지 않고, 예를 들어 유지 헤드(52)를 투광 유닛(6)에 일체로 설치하고, 투광 유닛(6)의 상하 이동을 유지 헤드(52)에 연동시켜도 좋다. 이에 의하면, 유지 헤드(52)가 접촉하는 샘플(S)과, 투광 유닛(6)의 대물 렌즈(62)의 거리를 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 또한, 당해 변형예에서는, 샘플(S) 위에 초점이 맞게, 샘플(S)의 굴절률에 따라서 유지 헤드(52)의 높이를 바꾸는 것이 바람직하다.

1: 광학 특성 측정 장치
10: 주제어부
13: 광학 유닛
3: 위치 제어 유닛
3x: X축부
3y: Y축부
31, 32: 반송용 모터
35: 슬라이더
36x 내지 36z, 37z: 미세 조정용 모터
4: 지지 유닛(지지 수단의 일례)
4a: 개구
41: 서포트 바(막대 형상 부재의 일례)
42: 부상 제어용 솔레노이드
43: 이동 제어용 솔레노이드
44: 클램프용 솔레노이드
45: 센서군
47: 클램프
49: 레퍼런스 홀더
5: 승강 유닛(접촉압 발생 수단의 일례)
5a: 개구
52: 유지 헤드(가동 부재의 일례)
53: 승강 제어용 솔레노이드
54: 흡착 배관
55: 흡착 제어용 솔레노이드
56: 유지 브래킷
57: 센서군
58: 에어 실린더
59: 기초 브래킷
6: 투광 유닛(측정광 조사 수단의 일례)
62: 대물 렌즈
64: 투과 조명용 램프
66: 투과 측정용 램프
7: 수광 유닛(투과광 수광 수단의 일례)
72: 대물 렌즈
74: 반사 측정용 램프
76: 포커싱용 램프
77: 검출기
78: 분광기
79: CCD 카메라
S: 샘플
F: 초점 위치

Claims (5)

1. 광학 특성 측정 장치로서,
   판상(板狀)의 샘플의 하면 중 서로 이격된 복수의 개소에 접촉함으로써, 상기 샘플을 지지하는 샘플 지지 수단과,
   지지된 상기 샘플을 향해서 이동 가능한 1개 또는 복수의 가동 부재를 포함하고, 상기 가동 부재를 상기 샘플의 측정 개소의 근방에 접촉시키며, 또한 상기 가동 부재와 상기 샘플 사이에 접촉압을 발생시키는 접촉압 발생 수단과,
   상기 가동 부재와 상기 샘플 사이에 접촉압이 발생한 상태에서, 상기 샘플의 측정 개소에 광을 조사하는 측정광 조사 수단과,
   상기 샘플의 측정 개소를 투과하는 광을 수광하는 투과광 수광 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 특성 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가동 부재는, 상기 샘플의 하면에 접촉되어 상기 샘플을 밀어올리며,
   상기 접촉압 발생 수단은, 상기 가동 부재의 상면에 상기 샘플을 흡착시키는 흡착 수단을 더 포함하는, 광학 특성 측정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 샘플 지지 수단은, 제1 방향으로 연신되고, 그것과 직교하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 막대 형상 부재로서, 각각의 상기 막대 형상 부재의 상면이 상기 샘플의 하면에 접촉되고, 상기 각각의 막대 형상 부재가 상기 제2 방향으로 이동 가능한, 복수의 막대 형상 부재를 포함하고,
   상기 복수의 가동 부재는, 그들 사이에 상기 샘플의 측정 개소가 위치하도록, 상기 제1 방향으로 배열되는, 광학 특성 측정 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 샘플 지지 수단은,
   제1 방향으로 연신되고, 그것과 직교하는 제2 방향으로 배열되는 복수의 막대 형상 부재로서, 각각의 상기 막대 형상 부재의 상면이 상기 샘플의 하면에 접촉되고, 상기 각각의 막대 형상 부재가 상기 제2 방향으로 이동 가능한, 복수의 막대 형상 부재와,
   상기 각각의 막대 형상 부재의 상면에 형성된 개구로부터 기체를 분출하는 분출 수단을 포함하는, 광학 특성 측정 장치.
5. 광학 특성 측정 방법으로서,
   판상의 샘플의 하면 중 서로 이격된 복수의 개소에 접촉함으로써, 상기 샘플을 지지하는 샘플 지지 스텝과,
   지지된 상기 샘플을 향해서 이동 가능한 1개 또는 복수의 가동 부재를 상기 샘플의 측정 개소의 근방에 접촉시키고, 또한 상기 가동 부재와 상기 샘플 사이에 접촉압을 발생시키는 접촉압 발생 스텝과,
   상기 가동 부재와 상기 샘플 사이에 접촉압이 발생한 상태에서, 상기 샘플의 측정 개소에 광을 조사하는 측정광 조사 스텝과,
   상기 샘플의 측정 개소를 투과하는 광을 수광하는 투과광 수광 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 특성 측정 방법.

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