(57)【要約】【課題】照明手段を備えた二次元測定機において、測定物を常に高コントラストで撮像できるようにするとともに、常に充分な光量を得ることできるようにする。【解決手段】測定物（１）を拡大する顕微鏡（５）と、測定物を照明する照明手段（１１）とを備えた二次元測定装置において、照明手段は、それぞれ異なる波長（λ１、λ２、λ３、λ４、λ５）の光（１４）を出射する複数のＬＥＤ照明（１２）を備えており、複数のＬＥＤ照明のうちから選択した１つのＬＥＤ照明から出射された光（１４）が、コリメータレンズ（１３）で平行光線とされ、顕微鏡内に配置された半透明プリズム（１６）で測定個所（２０）に向けて反射される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定物を拡大する顕微鏡と、前記測定物を照明する照明手段とを備えた二次元測定装置において、
前記照明手段は、それぞれ異なる波長の光を出射する複数のＬＥＤ照明と、前記複数のＬＥＤ照明のうちから選択した1つのＬＥＤ照明からの光で前記測定物を照明するＬＥＤ選択手段とを備えたことを特徴とする二次元測定装置。
【請求項２】
前記測定物がガラス基板上の透明導電膜により生成されたパターンであり、前記ＬＥＤ選択手段が前記パターンの膜厚により測定に使用するＬＥＤ照明を選択することを特徴とする請求項１に記載の二次元測定装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ選択手段が、前記複数のＬＥＤ照明のうちから順次選択した1つのＬＥＤ照明からの光で前記測定物を照明していき、測定物上の所定個所のコントラストがしきい値以上になったときに、当該ＬＥＤ照明を測定に使用するために選択することを特徴とする請求項１に記載の二次元測定装置。
【請求項４】
前記複数のＬＥＤ照明のいずれで前記測定物を照明しても、前記コントラストがしきい値以上にならなかったときは、最もコントラストが大きくなったＬＥＤ照明を測定に使用するために選択することを特徴とする請求項３に記載の二次元測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶パネルにおけるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜等の透明導電膜のパターンが設計図と一致しているかどうか等の検査に用いられるパターン検査装置または前記パターンの寸法等を測定する二次元測定機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶パネルのパターン検査装置としては、図３に示したようなものが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
前記パターン検査装置は、測定物である液晶パネル１を載置するテーブル９と、測定物１の測定個所を拡大する顕微鏡５と、顕微鏡５に取り付けられたＣＣＤカメラ６と、ＣＣＤカメラ６で取得した画像を処理する画像処理装置と、測定テーブル９を水平面内でＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させるテーブル駆動装置８とを備える。そして、ＣＣＤカメラ６で得られた画像に基づいて、液晶パネル１上に形成されたＩＴＯ膜（図４参照）のパターンに関する位置決め用マーク２の二次元座標を測定して、液晶パネル１が設計図どおりに製造されているか否か検査していた。
【０００４】
ところで、液晶パネル１におけるガラス基板１ａ上の導電膜であるＩＴＯ膜のパターンをＣＣＤカメラ６で撮像すると、撮像した画像のコントラストが低く、正確な測定が困難となることがある。これは、ＩＴＯ膜の表面で反射した光とＩＴＯ膜の下面で反射した光とが干渉して弱め合い、低コントラストの画像となることがあるからである。
【０００５】
図４に示したように、ＩＴＯ膜の表面で反射した光とＩＴＯ膜の下面で反射した光との光路差Ｄは、ＩＴＯ膜の厚さをｄ、ＩＴＯ膜の屈折率をｎ、空気の屈折率をｎ１、ガラス基板１ａの屈折率をｎ２（ただし、ｎ１＝１＜ｎ＜ｎ２）、光の波長をλとすると、Ｄ＝４πｎｄ／λとなる。したがって、光路差Ｄが光の波長λに対して、Ｄ＝（２ｍ＋１）π（ただし、ｍは整数）となるときは、ＩＴＯ膜の表面で反射した光とＩＴＯ膜の下面で反射した光とが互いに干渉して弱め合い、低コントラストの画像となる。一方、Ｄ＝２ｍπとなるときは、ＩＴＯ膜の表面で反射した光とＩＴＯ膜の下面で反射した光とが干渉して互いに強め合い、高コントラストの画像となる。
【０００６】
そこで、下記特許文献１に記載のパターン検査装置では、光源３と顕微鏡５の間に複数の干渉フィルタ４を配置し、モータ１０を回転させて干渉フィルタ４を切換え、光源３から出射された光のうち最も高コントラストの画像を得ることができる波長の光を干渉フィルタ４で選択して顕微鏡５に送って、液晶パネル1を照明している。こうして、高コントラストの画像を得ていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１７４４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記パターン検査装置では、光源３から出射された光のうち、干渉フィルタ４を透過する波長のわずかな光のみが測定物の照明に利用され、光源３から出射された光のそれ以外の波長の光に関しては干渉フィルタ４で遮断され、結果として充分な光量を得ることができないことがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、照明手段とを備えた二次元測定機において、測定物を常に高コントラストで撮像できるようにするとともに、常に充分な光量を得ることできるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、測定物を拡大する顕微鏡と、前記測定物を照明する照明手段とを備えた二次元測定装置において、前記照明手段は、それぞれ異なる波長の光を出射する複数のＬＥＤ照明と、前記複数のＬＥＤ照明のうちから選択した1つのＬＥＤ照明からの光で前記測定物を照明するＬＥＤ選択手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記測定物がガラス基板上の透明導電膜により生成されたパターンであり、前記ＬＥＤ選択手段が前記パターンの膜厚により測定に使用するＬＥＤ照明を選択することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記ＬＥＤ選択手段が、前記複数のＬＥＤ照明のうちから順次選択した1つのＬＥＤ照明からの光で前記測定物を照明していき、測定物上の所定個所のコントラストがしきい値以上になったときに、当該ＬＥＤ照明を測定に使用するために選択することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明では、請求項３に係る発明において、前記複数のＬＥＤ照明のいずれで前記測定物を照明しても、前記コントラストがしきい値以上にならなかったときは、最もコントラストが大きくなったＬＥＤ照明を測定に使用するために選択することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、照明手段が、それぞれ異なる波長の光を出射する複数のＬＥＤ照明と、前記複数のＬＥＤ照明のうちから選択した1つのＬＥＤ照明からの光で前記測定物を照明するＬＥＤ選択手段とを備えたから、測定物を最も高コントラストに撮像できる波長の光を出射するＬＥＤ照明を点灯させて、該ＬＥＤ照明から出射された光を測定物まで充分な光量を保持したまま導くことができる。これにより、測定物を常に高コントラストで撮像できる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、さらに、測定物がガラス基板上の透明導電膜により生成されたパターンであり、ＬＥＤ選択手段が前記パターンの膜厚により測定に使用するＬＥＤ照明を選択するから、迅速に自動的に測定に使用するＬＥＤ照明を選択できて、測定作業を短時間で楽に行える。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、ＬＥＤ選択手段が、前記複数のＬＥＤ照明のうちから順次選択した1つのＬＥＤ照明からの光で前記測定物を照明していき、測定物上の所定個所のコントラストがしきい値以上になったときに、当該ＬＥＤ照明を測定に使用するために選択するから、自動的に使用するＬＥＤ照明を選択できて測定作業が楽になる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、さらに、複数のＬＥＤ照明のいずれで測定物を照明しても、コントラストがしきい値以上にならなかったときは、最もコントラストが大きくなったＬＥＤ照明を測定に使用するために選択するから、コントラストがしきい値以上にならなかったときでも測定値が得られ、エラー処理に時間を取られることがなくなり、測定作業をいっそう楽に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の二次元測定機の構成を説明する図である。
【図２】前記二次元測定機で測定物を測定する手順を説明する図である。
【図３】従来の液晶パネル等のパターン検査装置の構成を説明する図である。
【図４】従来のパターン検査装置で、高コントラストの画像が得られない場合を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について添附図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施例の二次元測定機の構成を説明する図である。図２は、この二次元測定機で測定物を測定するときの手順を説明するフローチャートである。
【００２０】
この二次元測定機は、図１に示したように、液晶パネル１等の測定物上の測定個所２０を拡大する顕微鏡５と、液晶パネル１を照明する照明手段１１を備えている。もちろん、図３に示した従来のものと同様に、図示しないＣＣＤカメラと、画像処理装置と、テーブル駆動装置及びテーブルも備える。
【００２１】
ただし、この二次元測定機の照明手段１１は、それぞれ異なる波長（λ１、λ２、λ３、λ４、λ５）の光を出射する複数のＬＥＤ（発光ダイオード）照明１２と、複数のＬＥＤ照明１２のうち、選択した１つのＬＥＤ照明１２から出射された光１４で測定物を照明するＬＥＤ選択手段とから構成される。ＬＥＤ照明１２から出射された光１４は、コリメータレンズ１３で平行光線とされ、顕微鏡５内に配置されたハーフミラー１６で顕微鏡５の光軸に沿って測定個所２０に向けて反射される。
【００２２】
ＬＥＤ選択手段の一例としては、ＬＥＤ照明１２を円形に配置して固定した回転板１８を備えており、回転軸１５により回転板１８を回転させ、コリメータレンズ１３に正対したＬＥＤ照明１２のみを点灯して、このＬＥＤ照明１２からの光１４のみが、落射照明光として測定個所２０を照明するようになっている。ＬＥＤ選択手段としては、さらに、プログラム（図示省略）と、該プログラムを実行するＣＰＵ（図示省略）と、ＣＰＵからの指示で回転板１８を回転させるモータ（図示省略）と、ＣＰＵからの指示で各ＬＥＤ照明１２を点灯又は消灯させるスイッチ（図示省略）と、レボルバーによる位置決め手段（図示省略）とを備えている。
【００２３】
もちろん、ＬＥＤ１２の数は、図１に示した５個に限るわけではなく２個以上の適宜数の選択が可能であり、また、各ＬＥＤ１２から出射する光の波長は、可視光線域に限る必要はなく、赤外線域から紫外線域にまで広げてもよい。
次に、図２に基づいて、この二次元測定機で測定物である液晶パネル１の上の測定個所２０（ＩＴＯ膜のパターン等）の各部の二次元座標等を測定するとき、ＣＰＵが実行するプログラムの手順を説明する。
【００２４】
測定をスタートさせると、まず、ステップＳ１に進んで、画像の取り込みを開始するとともに、コリメータレンズ１３に正対しているＬＥＤ照明１２を点灯させる。次に、ステップＳ２に進んで、取り込んだ画像において液晶パネル１上の所定個所のコントラストを検出する。
【００２５】
次に、ステップＳ３に進んで、所定個所のコントラストが所定のしきい値以上か否かを調べる。コントラストがしきい値未満の場合は、ステップＳ４に進んで、全てのＬＥＤ照明１２を点灯したか否かを調べる。全てのＬＥＤ照明１２を点灯していない場合は、ステップＳ５に進んで、点灯しているＬＥＤ照明１２を消灯して、回転板１８を回転させ、次のＬＥＤ照明１２を点灯させて、ステップＳ２に戻る。以下、コントラストがしきい値以上になるまでステップＳ２〜Ｓ５を繰り返す。ステップＳ４で全てのＬＥＤ照明１２を点灯し尽くしている場合は、ステップＳ６に進んで、全てのＬＥＤ照明１２の中で所定個所のコントラストが最も大きくなったＬＥＤ照明１２を選択して点灯させて、ステップＳ７に進む。
【００２６】
ステップＳ３で、コントラストがしきい値以上のときは、ステップＳ７に進んで測定を行い、続いて、ステップＳ８に進んで、画像の取り込みを終了し、点灯しているＬＥＤ照明１２を消灯にして、この測定を終了する。
【００２７】
本実施例によれば、照明手段１１が、それぞれ異なる波長の光を出射する複数のＬＥＤ照明１２と、複数のＬＥＤ１２のうちから選択した1つのＬＥＤ照明１２からの光で液晶パネル１等の測定物を照明するＬＥＤ選択手段とを備えたから、測定物を最も高コントラストに撮像できる波長の光を出射するＬＥＤ照明１２を選択して、該ＬＥＤ照明１２から出射された光を測定物まで極力損失少なく充分に導くことができる。しかも、ＬＥＤ照明１２は、特定の波長の光のみを出射する。これで、液晶パネル１上の測定個所２０を常に高コントラストで撮像できる。また、自動的に使用するＬＥＤ照明１２を選択できるので、測定作業を楽に行える。さらに、複数のＬＥＤ照明１２のいずれで測定物を照明しても、コントラストがしきい値以上にならなかったときでも、測定値が得られ、エラー処理に時間を取られることがなくなり、測定作業をいっそう楽に行える。
【００２８】
ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、前記実施例では、自動的に測定に使用するＬＥＤ照明１２を選択したが、作業者がモニター画面を見てコントラストが最も大きくなるか又はしきい値以上になるＬＥＤ照明１２を選択するようにしてもよい。また、前記実施例では、照明手段１１から出射する光の波長を順次変えていって、コントラストがしきい値以上になったときに、そのときのＬＥＤ照明を選択したが、膜厚計を備えていて、膜厚ｄが予め測定できた場合は、２πｎｄ／λ＝２ｍπを満たす波長λに最も近い波長の光を出射するＬＥＤ照明１２を選択して点灯させてもよい。ただし、ｎは膜の屈折率、ｍは整数である。さらに、本発明は、液晶パネル１表面に形成されたＩＴＯ膜パターンの検査以外にも、その他の測定物表面に形成された薄膜パターンの検査に使用できるものである。
【符号の説明】
【００２９】
１      液晶パネル（測定物）
１ａ    ガラス基板
５      顕微鏡
１２    ＬＥＤ照明（照明手段）
１４    光
１８    回転板（ＬＥＤ選択手段）
ＩＴＯ  酸化インジウムスズ（透明導電膜）
【図１】
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【図２】
2010256282.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010256282.tif 000006