TW200424510A - Lighting apparatus for inspecting substrate - Google Patents

Description

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【發明所屬之技術領域】 本發明是有關一種光檢測裝置，用以導入光線至大尺 度基板上以藉由肉眼檢測基板的瑕疵。 【先前技術】 藉由肉眼檢視的視覺檢測法一般是用於檢測半導體晶 片L C D基板、p ]) p基板或e [基板上的瑕藏（如殘留在基板 上的灰塵或汙點），而為了要便利肉眼檢測，通常係利用 一光檢測裝置發出光線以均勻照亮整個基板，並利用基板 反射的光線以檢測基板上是否有汙點或瑕疵。 傳統的光檢測裝置係透過一光源發出光線至菲涅爾透 鏡（Fresnel lens )，藉由菲涅爾透鏡聚焦後，再將光線 導至基板以均勻照亮基板。 請參閱日本特許公開字號第2 〇 〇 〇 - 1 3 1 2 2 6號之專利公 報，其揭露了一個檢測PDP背面螢光劑塗佈狀態的方法， 此方法係利用投射光線至欲檢測物體的表面，再藉由量測 表面所反射回來的光線之強度變化以對其表面進行檢測。 請參考第一圖所示，係為一傳統用於檢測基板的光檢 測裝置局部示意圖，此光檢測裝置的主要原理係類似一顯 微鏡，由一接物鏡、一鏡道及一接目鏡所構成。 如第一圖所示，此用於檢測基板的光檢測裝置包括有 一反射鏡1 2以反射光源11所發出的光線，一上菲涅爾透鏡 1 3以將自反射鏡1 2所反射出的發散光線會聚為平行的光 線，一下菲涅爾透鏡1 4以會聚穿過上菲涅爾透鏡1 3的平行 光線至平台2 0上的基板1 0，以及一設於下菲涅爾透鏡1 4的

200424510 五、發明說明（2) 液晶面板1 5，此 不透明狀態以產 此上菲淫爾 菲涅爾透鏡14的 爾透鏡1 3及下菲 道° 此傳統的基 線，並透過反射 涅爾透鏡1 3將光 爾透鏡1 4將光線 從而，透過 1 0上的瑕疵。 此設於下菲 電力的供應控制 力供應的開關1 6 1 5即會將光線散 以獲得電池1 7所 照冗基板1 〇 ’而 檢測基板1 0時， 然而，隨著 來愈大以及畫素 品也愈來愈難， 難/ 舉例來說， 液晶面板1 5可藉由電力 生直行光或散射光供應轉換為透明或 透鏡13的功用係如顯微鏡的接 功用則如顯微鏡的接物鏡，此外—下 淫爾透鏡14間的空間則可視作顯微鏡^ t光檢測裝置：係自光源11發出發散的光 叙1 2反射至上菲涅爾透鏡丨3，再藉由 線會聚為平行的光線’然後再藉由下菲^ 再會聚到平台2 0上的基板丨〇。 也 將基板1 0自焦點S均勻照亮即可找出基板 >圼爾透鏡1 4底部的液晶面板丨5， 轉換為透明或不透明狀態，例如 關閉以切斷電池1 7供應電力時， 射而不會照亮基板1 〇，反之當開 供應的電力時’液晶面板即會傳 此種配置模式即在於確保只有當 光線才會照亮基板1 〇。 平面顯示器（如LCD、PDP )的螢 尺寸愈來愈小，要製作一個毫無 此外要同時用光線照亮整個基板 係可藉由 當控制電 液晶面板 關1 6開啟 送光線以 使用者在 幕尺寸愈 瑕疵*的產 也愈加困 吾人可在不移動光檢測裝置的情況下，利

200424510 五、發明說明（3) 用一光檢測裝置照亮一長寬37〇mm χ 47〇龍的[^1)基板（如第 2A、2B圖所示），但是若基板的長寬變為丨丨⑽·〆125〇_ 時’則用傳統的方法即彳艮難進行量測。 通吊一光撿測裝置可檢測的基板寬度係介於4〇〇1^至 5〇〇mm之間，所以在進行大尺度基板的表面檢測時，可 由移動一光檢測裝置作卜π + 士古a 9 上下左右方向的位移（如第3A、3β 回 不，或疋藉由移動兩個光檢涓丨J裝置作上下方— 移（如第4A、4B圖所示）來進行檢測。置作上下方向的位 測的ΐΠί檢測裝置以檢測基板時’為了要提高檢 時，即調整光線的入射角、反射角、方= 况及極化方向以最佳化受測物體的光學情祝。又 、It ”而：傳統：基板光檢測裝置卻存有:^的缺失： 〔一）、百先，如第3A、3B圖所示葬由卜丁士心 光檢測裝置以檢測大尺寸基板的方法，位移 次只能照亮基板的部分區域，往往拉長女 欢“、置一 測時間，並由於基板係切割為多個;〇尺寸基板的檢 营降低了檢測的精準度。而且，在 用者需隨著焦點從‘s，變換到‘s，，而:二

(二）、在第4A、4B圖中所示的利 測裝置以檢測大面積基板的方法雖可以上的光檢 圖中所存在的時間及空間上的問題，但决在第3A、3B 置間卻存在有一個光線未能照射到的 在兩個光檢剛1 …、暗區域，使得此愛

第10頁 200424510 五、發明說明（4) 暗區域成為檢測上的盲點 (一） 此種利用一個以上的光檢測裝置以檢測大面 ，尺寸基板的方法，在二光檢測裝置作左右平向位移（如 弟 士 图所示）或作上下垂直位移（如第4A、4B圖所 = 時’使用者的焦點往往須依據基板的位置從‘ S，位移 【發明内容】 有鑑於上述習知技術所產生之問題，本發明之主要目 的在於提i、種基板的光檢測裝置，藉以解決前述傳統技 術所造成的缺失與限制。 、 本鲞月之第一目的在於提供一種基板之光檢測裳置， 此光檢測裝置可提供最佳的光學效益以檢測大尺寸的基 板。 土 本毛月之第二目的在於提供一種基板之光檢測裝置， 使使用者在不需位移焦點的情況下，即可檢測基板上 點及瑕疵。 本發明之第四目的在於提供一種基板之光檢測裝置， 可在不降低生產量的情況下增加基板的照亮面積，從而 產出可靠的高品質基板。 為達上述之目的，本發明之基板光檢測裝置係包括有 複數個反射鏡以反射自複數個光源所發出的光線，以及一 透鏡以將自反射鏡所反射出的光線聚焦至一焦點並照亮一 平台上的基板。 此外’聚焦並照亮基板的光線係於各相鄰光線之間部

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分重疊。 另外’光檢測裝置係透過位移 調整自光源所發出光線的入^身Φ 焦在一焦點。 至少一反射鏡及透鏡以 反射角，從而將光線聚 本發明基板光檢測裳置的第_ 鏡以反射自一光源所發出的光線， 作上下左右至少一方向的位移，以 所反射出的光線聚焦至一焦點並日、孕 此外，此光檢測裝置至少包括有二 鏡0 貫施例係包括有一反射 且此光源係在一曲面上 及一透鏡以將自反射鏡 亮一平台上的基板。 光源、一反射鏡及一透 本發明基板光檢測裝晉的楚一〜 二„冰、e u ώ *叔，置的弟二貫施例係包括有複數個 反射鏡以反射自複數個光源所疏山 + + $ , 所發出的光線，且光源係在一 曲面上作上下左右至少—古A ΑΑ〜_ 方向的位移，以及一透鏡以將自 反射鏡所反射的光線進行相鄰#w 0 J不日斜丨九線的部分重疊，並將光魂 聚焦至一焦點以照亮一平台上的基板。刀重且 光線 而透鏡係包括有一上透鏡以將 線會聚為平行光；一下透鏡以將穿 至一焦點並照亮基板；以及_液晶 藉由控制電力供應可轉換液晶面Z 悲並從而產生直行光線或散射光、線 自反射鏡所反射出的光 過上透鏡的平行光聚焦 面板以連接至下透鏡， 為透明狀態或不透明狀 電 藉 本發明的光檢測 池，藉由此電池以 由開啟或關閉電池 為使對本發明的 裝置更包括有_電 供應電力至液晶面 的電力供應以控制 目的、構造特徵及 連接至液晶面板之 板，以及一開關， 液晶面板。 其功能有進一步的 200424510 五、發明說明（6) 了解’茲配合圖示詳細說明如下： 【實施方式】 弟5 A、5 B圖」所示為本發明僅利用一個光檢測裝詈 以進行基板檢測之第一實施例示意圖。 、 如「第5 A圖」所示，此基板光檢測裝置係包括有一反 射鏡1 2 G以反射自光源1 1 〇發出之反射光，此光源係可在一 曲面上作上下左右方向的位移；以及一菲涅爾透鏡2 〇 〇， j將自反射鏡120反射的發散光線聚焦在一焦點？上，並照 亮平台上的基板3 0 0。 如第5B圖所示，自反射鏡丨2〇反射的發散 菲涅爾透鏡2 0 0聚焦到基板3 0 0上，且照射到基板3〇〇'上的 光線可藉由移動光檢測裝置而作上下左右方向的位移。 光檢測裝置可藉由移動光源在曲面上作上下左右方向 的位移而將光線聚焦在一焦點p，以利使用者在不需移動 焦點的情況下在一固定焦點S檢測基板。 一立「第6Α、6β圖」所示為本發明之基板光檢測裝置結構 =意圖及本發明利用複數個光檢測裝置以進行基板檢測之 第二實施例示意圖。 如「第6 Α圖」所示，此基板光檢測裝置包括有複數個 反射鏡1 2 G以反射自複數個光源丨丨〇發出之反射光，此複數 個光源11 0係可在一曲面上作上下左右方向的位移；以及 f數個菲淫爾透鏡2 0 0，以將自反射鏡120反射的發散光線 聚焦在一焦點P上，並照亮平台上的基板3〇()。 如第6 B圖所示，自反射鏡1 2 〇反射的發散光線係透過

第13頁 200424510 五、發明說明（7) ------ 菲涅爾透鏡2 0 0聚隹到其故q n n i I # ♦…、^暴扳3 0 0上的大面積，且照射到基板 3 0 0上的光線可藉由移動光檢測裝置而作上下左右方 位#。 ί 藉由此複數個光檢測裝置即可照亮一大面積的基板， 使f吾人僅需移動光檢測裝置作上下方向的位移即可充分 照壳整個基板，且光檢測裝置在曲面上作上下方向 時可將光線聚焦在一焦點P。 # 當光檢測裝置在曲面上位移時，透過菲涅爾透鏡2〇〇 聚焦到基板3 0 0的光線係作上下左右方向的位移以聚焦到 一焦點P，並使使用者不需位移焦點即可在一固定焦點s檢 測基板。 y m 「第7 A、7 B圖」所示為本發明之基板光檢測裴置結構 示意圖及本發明利用複數個光檢測裝置以進行基板檢測之 弟二貫加例示思圖，其中在如第6圖所示的多光檢測裝置 情況下，各相鄰光檢測裝置間的黑暗區域（如第6圖所 示）係予縮小以均勻照亮大尺寸的基板。 如「弟7 A圖」所示，此基板光檢測裝置包括有複數個 反射鏡1 2 0以分別反射自複數個光源11 〇所發出的光線；以 及複數個菲涅爾透鏡2 0 0以將自反射鏡1 2 0反射的發散光線 中，相鄰的光線作局部重疊，並將發散光線聚焦在焦點P 以照亮平台上的基板3 0 0。 如第7 B圖所示，在此實施例中照射到基板3 0 〇的相鄰 發散光線係在第一菲涅爾透鏡2 0 0及第二菲涅爾透鏡2 〇 〇 (相鄰於第一菲涅爾透鏡）之間局部重疊，從而消除原本

第14頁 200424510 五、發明說明（8) ' "" 存在於複數個菲淫爾透鏡2 〇 〇間的黑暗區域。 此複數個光檢測裝置為了要將各入射到複數個菲淫爾 透鏡2 0 0的發散光線聚焦至一焦點係設置於一曲面上，且 各個光檢測裝置係分別包括有一光源11 0、一反射鏡1 2 〇以 及一菲 >圼爾透鏡2 〇 〇。此外，至少移動反射鏡1 2 0或菲涅爾 透叙2 0 0的位置以改變自光源發出光線的入射角或反射角 以局部重疊相鄰的發散光線。 ^ 如第8圖所示，此複數個菲涅爾透鏡2 0 0係包括有一上 菲&爾透鏡2 〇 1以將發散光線會聚為平行光線·，一下菲淫 /爾透鏡Μ 3以會聚自上菲涅爾透鏡2 〇 j所發出的平行光，並 從而、照基板3 〇 〇 ; —連接至下菲涅爾透鏡2 〇 3的液晶面板 5 =藉由電力的控制而改變其本身透明或不透明的狀 二：：產生直線的光線或散射的光線；-控制液晶面板 ΓΛ ,1 40 0 ： 0 0 5 0 t、應電力至液晶面板2 〇 5。 本發明基板之光檢測裴置的極你 如下。 衣罝的操作方式將配合圖示說明 請參考「第5A、5B圖所示 — 光檢測裝置，且自細1Q Y 7應用一 由反射細將光線反射至菲淫爾以 反射鏡1 2 0所反射出的發散井 — 201會聚為平行光線，再藉由 j係稭由上菲涅爾透鏡 平台上的基板3 0 0。 仏爾透鏡2 0 3會聚並照亮 因此’措由移動光檢測努署 』衣置在曲面上作上下左右方向

第15頁 200424510 五、發明說明（9) 一 *-- 2 : f ’即可透過光檢測裝置照亮整個基板，❿當光檢測 =置在曲面上位移時，使用者可在不移動焦點的情況下， 在一固定點Sjt過自焦點p所反射的光線來檢測基板。 此外’藉由開關4 〇 〇控制電力供應至位於下菲涅爾透 鏡2 0 3的液晶顯示面板2〇5，即可控制液晶顯示面板2〇5的 透明或不透明狀態，並從而控制只有當使用者在檢測基板 時，才會有光線照射到基板。 曰也就是說當開關4 0 0切斷自電池5 〇 〇的電力供應時，液 晶面板2 0 5即會將光線散射以避免照射到基板3〇〇，而當開 關4 0 0開啟自電池5 0 0的電力供應時，光線材可以穿過液晶 面板20 5並照亮基板3〇〇。 淨夕動光檢測裝置在曲面上作上下左右方向位移時，即 调整光線的入射角、反射角、波長、強度、散射及極化方 向以在最佳化的光學情況下檢測基板。 接者，請參考「第6A、6B、7A、7B圖所示♦，係應用 複數個光檢測裝置。且為了說明上的方便，係假定兩光 源、兩反射鏡及兩菲涅爾透鏡係完全相同。 自第一光源11 0及第二光源1 2 0發射出發散的光線，並 藉由第一反射鏡1 3 0及第二反射鏡1 4 0的反射，將光線反射 至第一菲涅爾透鏡2 0 0及第二菲涅爾透鏡210。 第一及第二反射鏡1 3 0、1 4 0所反射的發散光線，係透 過第一及第二菲涅爾透鏡2 0 0、2 1 0的上菲涅爾透鏡2 0 1會 聚為平行光，並再透過下菲涅爾透鏡2 〇 3會聚並照亮基板 100 〇

第16頁 200424510 五、發明說明（ίο) 在此實施例中，為防止相鄰菲涅爾透鏡2〇〇、21〇之間 形成黑暗區域，穿過第一菲涅爾透鏡2〇〇及第二菲涅爾透 鏡210 (相鄰於第一菲涅爾透鏡2 0 0 )的發散光線係部份重 豐後再照射至基板1 〇 〇。 光檢測裝置藉由在曲面上作上下移動以照亮整個基板 表面’並將光線聚焦在一焦點p:，則使用者可藉由反射光 在不移動焦點的情況下，以一固定焦點S來觀測基板。 此外’藉由開關3 0 0控制電力供應至位於下菲淫爾透 鏡2 0 3的液晶顯示面板2 0 5 ’即可控制液晶顯示面板2〇5的 透明或不透明狀態，並從而控制只有當使用者在檢測基板 時，才會有光線照射到基板。 當開關3 0 0切斷自電池4 0 0的電力供應時，液晶面板 2 0 5即會將光線散射以避免照射到基板3〇〇，而當開關3〇〇 開啟自電池40 0的電力供應時，光線才可以穿過液晶面板 2 0 5並照亮基板1 0 0。 移動光檢測裝置在曲面上作上下方向位移時，即調整 光線的入射角、反射角、波長、強度、散射及極化方向以 在最佳化的光學情況下檢測基板，即可將整個基板照亮以 檢測汙點及瑕疲。 綜上所述’本發明的光檢測裝置實具有下述的優點· (一） 、利用複數個光源以照亮大尺寸面積的基板可 簡化光檢測裝置的位移系統，並讓使用者可在不移動焦點 的情況下，以一固定焦點檢測基板表面。 ”〆 (二） 、應用複數個光檢測裝置以抑制照亮的基板上 200424510 五、發明說明（11) 黑暗區域的存在，可增加大尺寸基板檢測的可靠度，並在 不降低產能的情況下增加產品的品質及良率。 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明的實施範圍，任何熟習相像技藝者，在不 脫離本發明之精神和申請專利範圍内所作的均等變化及修 飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋，因此本發明之專利保護 範圍需視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

第18頁 200424510 圖式簡單說明 第1圖，係為一傳統用於檢測基板的光檢測裝置局部 不意圖， 第2 A、2 B圖，係為一傳統的光檢測裝置在檢測基 板之第一實施例結構示意圖； 第3 A、3 B圖，係為一傳統的光檢測裝置在檢測基 板之第二實施例結構示意圖； 第4 A、4 B圖，係為一傳統的光檢測裝置在檢測基 板之第三實施例結構示意圖；

第5 A、5 B圖，係為本發明基板光檢測裝置的第一 實施例示意圖； 第6 A、6 B圖，係為本發明基板光檢測裝置的第二 實施例示意圖； 弟7 A、7 B圖’係為本發明基板光檢測裝置的第三 實施例不意圖；以及 第8圖，係為本發明基板光檢測裝置内菲涅爾透鏡的 較佳實施例示意圖。 【圖式符號說明】 1 0、3 0 0 基板 1 1 、1 1 0 光源

12 、120 、130、14 〇 反射鏡 13、14、2〇〇、2〇1、 2 0 3 、2 1 0 菲淫爾透鏡 15 λ 2 0 5 液晶面板 1 6 、4 0 0 開關

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Claims (1)

1. 200424510 六、申請專利範圍 1 、一種基板之光檢測裝置，其包括有： 複數個反射鏡，係、分別用以反射自複數個光源所 發出的光線；以及 一透鏡，係用以將自該等反射鏡所反射出的光線 聚焦至一焦點’並照亮一平台上的基板。 2、 如申請專利範圍第1項所述之基板之光檢測裝置，其 中該聚焦並照亮基板的光線係於各該相鄰光線之間部分重 憂。 3、 如申請專利範圍第1項所述之基板之光檢測裝置，其 中該光檢測裝置係透過位移至少一該反射鏡及該透鏡以調 整自該等光源所發出光線的入射角或反射角’從而將該光 線聚焦在一焦點。 4、 如申請專利範圍第1項所述之基板之光檢測裝置，其 中該光源所發出的光線係為發散光線。 5、 一種基板之光檢測裝置，其包括有： 一反射鏡，係用以反射自一光源所發出的光線， 見該光源係在一曲面上作上下左右至少一方向的位移；以 及 一透鏡，係用以將自該反射鏡所反射出的光線聚 寒、i 一焦點，並照亮一平台上的基板。 6、 如申請專利範圍第5項所述之基板之光檢測裳置，其 中該光檢測裝置至少包括有/光源、一反射鏡及~透鏡。 7、 如申請專利範圍第5項所述之基板之光檢測裝置，其 中該照亮基板之光線係隨著該光源在該曲面上位移而作上

   200424510 六、申請專利範圍 下左右方向的位移。 8、 如申請專利範圍第5項所述之基板之光檢測裝置，其 中該光源所發出的光線係為發散光線。 9、 如申請專利範圍第1或5項所述之基板之光檢測裝 置，其中該透鏡包括有： 一上透鏡，係用以將自該反射鏡所反射出的光線 會聚為平行光； 一下透鏡，係用以將穿過該上透鏡的平行光聚焦 至一焦點並照亮該基板；以及 一液晶面板，係連接至該下透鏡，藉由控制電力 供應可轉換該液晶面板為透明狀態或不透明狀態，並從而 產生直行光線或散射光線。 1 〇、如申請專利範圍第9項所述之基板之光檢測裝置， 其中更包括一電連接至該液晶面板之電池，藉由該電池以 供應電力至該液晶面板，以及一開關，藉由開啟或關閉該 電池的電力供應以控制該液晶面板。 1 1 、一種基板之光檢測裝置，其包括有： 複數個反射鏡，係分別用以反射自複數個光源所 發出的光線，且該光源係在一曲面上作上下左右至少一方 向的位移；以及 一透鏡，係用以將自該反射鏡所反射的光線進行 相鄰光線的部分重疊，並將該光線聚焦至一焦點以照亮一 平台上的基板。 1 2、如申請專利範圍第1 1項所述之基板之光檢測裝

   第22頁 200424510 六、申請專利範圍 置，其中藉由位移至少一該反射鏡或該透鏡以調整自該等 光源所發出至少一光線的入射角及反射角，從而將該相鄰 的光線部份重疊。 1 3、如申請專利範圍第1 1項所述之基板之光檢測裝 置，其中藉由該等光源在該曲面上位移以將該照亮基板的 光線作上下方向的位移。 1 4、如申請專利範圍第1 1項所述之基板之光檢測裝 置，其中藉由調整該照亮基板光線的入射角、反射角、波 長、強度、散射以及極化方向，即可增加檢測的準確性。

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