(57)【要約】【課題】  赤外光源からの赤外光が基板を透過することなくカメラに入射することを防止して、基板を正確に検査することが可能な基板検査装置および基板検査装置用透過照明装置を提供する。【解決手段】  ＣＣＤカメラ６による赤外光源２の視野が、ＣＣＤカメラ６による基板１の視野により覆われるように赤外光源２の形状および配置を設定する。そして、フレネルレンズ５の作用により、赤外光源２の端縁付近に配置されたＬＥＤ素子から出射した赤外光の照射角度を、基板１の端縁方向に偏向させる。また、赤外光源２から基板１に照射される赤外光の強度を、基板１の端縁領域で、基板１の中央部より大きくする。【選択図】        図１
2014016305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板支持部により支持された基板の主面に対して互いに反対側にカメラと赤外光源とを配設し、前記赤外光源から照射され前記基板を透過した赤外光を前記カメラにより測定することにより、前記基板を検査する基板検査装置において、
前記赤外光源の形状および配置を、前記カメラによる前記赤外光源の視野が、前記カメラによる前記基板の視野により覆われる構成とするとともに、
前記赤外光源から前記基板に照射される赤外光の照射方向を、前記基板の所要の方向に向ける指向性調整手段と、前記赤外光源から前記基板に照射される赤外光の強度を、前記基板の端縁領域で前記基板の中央部より大きくする強度調整手段の少なくとも一方を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板検査装置において、
前記赤外光源を、前記基板支持部に支持された基板に対して前記カメラとは逆側の位置において前記基板に近接して配置するとともに、
前記カメラから見た前記赤外光源の外形を、前記基板の外形と略相似形で、かつ、前記基板以下の大きさとした基板検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板検査装置において、
前記指向性調整手段は、フレネルレンズである基板検査装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の基板検査装置において、
前記赤外光源は、赤外光を出射する複数個のＬＥＤ素子から構成されるとともに、
前記強度調整手段は、前記複数個のＬＥＤ素子を複数の領域に区分し、前記ＬＥＤ素子の発光強度を各領域毎に決めることができる基板検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板検査装置において、
前記強度調整手段は、前記ＬＥＤ素子の発光強度を前記基板の表面状態に対応させて前記各領域毎に変更する基板検査装置。
【請求項６】
請求項１に記載の基板検査装置において、補助赤外光源を前記赤外光源の周囲に配設し、当該補助赤外光源により前記基板を外側から斜めに照明するとともに、光マスクを配し、前記カメラよる前記補助赤外光源の視野を前記カメラによる前期光マスクの視野が覆うことで、前記補助赤外光源の赤外光が基板を透過することなく前記カメラに達する事を防止する基板検査装置。
【請求項７】
基板支持部により支持された基板の主面に対して互いに反対側にカメラと赤外光源とを配設し、前記赤外光源から照射され前記基板を透過した赤外光を前記カメラにより測定することにより、前記基板を検査する基板検査装置において、
前記赤外光源の形状および配置を、前記カメラによる前記赤外光源の視野が、前記カメラによる前記基板の視野により覆われる構成とするとともに、補助赤外光源を前記赤外光源の周囲に配設し、当該補助赤外光源により前記基板を外側から斜めに照明するとともに、光マスクを配し、前記カメラによる前期補助赤外光源の視野を前記カメラによる前期光マスクの視野が覆うことで、補助赤外光源の赤外光が基板を透過することなく前記カメラに達する事を防止する基板検査装置。
【請求項８】
基板を透過した赤外光をカメラにより測定することにより、前記基板を検査する基板検査装置に使用される基板検査装置用透過照明装置において、
赤外光を照射するとともに、前記カメラによる視野が、前記カメラによる前記基板の視野により覆われるようにその形状および配置が構成された赤外光源と、
前記赤外光源から前記基板に照射される赤外光の照射方向を、前記基板の所要の方向に向ける指向性調整手段と、前記赤外光源から前記基板に照射される赤外光の強度を、前記基板の端縁領域で前記基板の中央部より大きくする強度調整手段の少なくとも一方
を備えたことを特徴とする基板検査装置用透過照明装置。
【請求項９】
請求項８に記載の透過照明装置において、
前記赤外光源は、前記カメラから見た外形が前記基板の外形と略相似形で、かつ、前記基板以下の大きさを有するとともに、前記基板に対して前記カメラとは逆側の位置において前記基板に近接して配置される基板検査装置用透過照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板検査装置および基板検査装置用透過照明装置に関し、例えば、太陽電池セル用基板を検査対象とした基板の検査装置および基板検査装置用透過照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルの製造工程における電極形成工程の前工程、たとえば、受け入れ検査工程や反射防止膜の成膜工程前または成膜工程後の太陽電池用基板に対して、割れや欠けを検査する形状の検査、基板の上に乗ったパーティクル、反射防止膜のピンホール、反射防止膜の膜厚むら等を検査する表面状態の検査、および、太陽電池セルの内部に生じたマイクロクラックやボイド等を検査する内部検査が実行される。
【０００３】
このうち太陽電池用基板の内部に生じたマイクロクラックやボイド等を検査する内部検査を行う場合には、基板の裏面側から赤外光を照射して基板を透過した赤外光を撮影している。
【０００４】
特許文献１には、赤外光源から半導体ウエハに対して赤外線を照射するとともに、半導体ウエハを透過した赤外線を赤外線カメラにより撮像する赤外線検査装置が開示されている。この赤外線検査装置においては、クラック等の異常部分と多結晶シリコン基板部分とで赤外線の透過状態が異なることを利用して、半導体ウエハ内部の微小クラックを検出する構成となっている。
【０００５】
このような基板検査装置においては、光源から照射され赤外光が、基板の端縁の外側を通り基板を透過しないままカメラに直接入射した場合には、基板を透過した後にカメラに入射する赤外光よりカメラに直接入射する赤外光の方が強度が極めて大きいことから、カメラにより撮影した画像が基板の端縁付近で極めて明るくなり、基板を透過した赤外光を識別することが困難となる。このため、太陽電池セルの内部に生じたマイクロクラックやボイド等を正確に認識することが不可能となる。このような現象は、赤外線の透過率の低い基板の検査のために、赤外光源から強い赤外線を照射した場合に特に顕著となる。
【０００６】
このため、特許文献１に記載された発明においては、被検体の外周部全域に接触した状態で配設されるガイドにより、赤外光源からの赤外線が被検体の端部外より漏れて赤外線レンズに達することを防止し（第１実施形態）、あるいは、赤外線をスリットを介して被検体に照射することにより、赤外線の照射方向を抑制して（第２実施形態）、赤外光源からの赤外線が直接赤外線レンズに達することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３５１６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の第１実施形態に記載されたように、被検体の外周部全域にガイドを接触状態で配置するためには、そのための特別な構成が必要となり基板の検査に時間を要するばかりではなく、接触時に基板が損傷する可能性がある。通常、検査基板はベルトなどで横方向に高速に搬送されるので、検査時の試料の位置決め精度の余裕として、少なくとも幅数ｍｍの空間が必要で、そこを光が通過しても、その光がカメラに到達しない構成が必要になる。
【０００９】
また、特許文献１の第２実施形態に記載されたように、赤外線をスリットを介して照射する構成を採用した場合には、基板の裏面全域に赤外光を照射することができないという問題が生ずる。
【００１０】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、赤外光源からの赤外光が基板を透過することなくカメラに入射することを防止して、基板を正確に検査することが可能な基板検査装置および基板検査装置用透過照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、基板支持部により支持された基板の主面に対して互いに反対側にカメラと赤外光源とを配設し、前記赤外光源から照射され前記基板を透過した赤外光を前記カメラにより測定することにより、前記基板を検査する基板検査装置において、前記赤外光源の形状および配置を、前記カメラによる前記赤外光源の視野が、前記カメラによる前記基板の視野により覆われる構成とするとともに、前記赤外光源から前記基板に照射される赤外光の照射方向を、前記基板の所要の方向に向ける指向性調整手段と、前記赤外光源から前記基板に照射される赤外光の強度を、前記基板の端縁領域で前記基板の中央部より大きくする強度調整手段の少なくとも一方を備えたことを特徴とする。ここで、「所要の方向」とは、例えば、基板の端縁方向である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記赤外光源を、前記基板支持部に支持された基板に対して前記カメラとは逆側の位置において前記基板に近接して配置するとともに、前記カメラから見た前記赤外光源の外形を、前記基板の外形と略相似形で、かつ、前記基板以下の大きさとした。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記指向性調整手段は、フレネルレンズである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記赤外光源は、赤外光を出射する複数個のＬＥＤ素子から構成されるとともに、前記強度調整手段は、前記複数個のＬＥＤ素子を複数の領域に区分し、前記ＬＥＤ素子の発光強度を各領域毎に決めることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記強度調整手段は、前記ＬＥＤ素子の発光強度を、基板の表面状態に応じて前記各領域毎に決定する。ここで、基板の表面状態とは単結晶基板あるいは多結晶基板、あるいは、酸あるいはアルカリといった薬液などの手法を用いてテクスチャー構造を形成した基板や、これらの基板に反射防止膜を成膜した基板において赤外光の散乱あるいは透過が異なる状況を指す。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の基板検査装置において、さらに補助赤外光源を前記赤外光源の周囲に帯状に配設し、当該補助赤外光源により基板を外側からも斜めに照明する事で照明の均一性を改善するとともに、光マスクを配し、前記カメラによる前記補助赤外光源の視野を、前記カメラによる前記光マスクの視野が覆うことで、前記補助赤外光源の赤外光が基板を透過することなく前記カメラに達する事を防止する。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、基板支持部により支持された基板の主面に対して互いに反対側にカメラと赤外光源とを配設し、前記赤外光源から照射され前記基板を透過した赤外光を前記カメラにより測定することにより、前記基板を検査する基板検査装置において、前記赤外光源の形状および配置を、前記カメラによる前記赤外光源の視野が、前記カメラによる前記基板の視野により覆われる構成とするとともに、さらに補助赤外光源を前記赤外光源の周囲に帯状に配設し、当該補助赤外光源により前記基板を外側からも斜めに照明する事で照明の均一性を改善するとともに、光マスクを配し、前記カメラによる前期補助赤外光源の視野を、前記カメラによる前記光マスクの視野が覆うことで、補助赤外光源の赤外光が基板を透過することなく前記カメラに達する事を防止する。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、基板を透過した赤外光をカメラにより測定することにより、前記基板を検査する基板検査装置に使用される基板検査装置用透過照明装置において、赤外光を照射するとともに、前記カメラによる視野が、前記カメラによる前記基板の視野により覆われるようにその形状および配置が構成された赤外光源と、前記赤外光源から前記基板に照射される赤外光の照射方向を、前記基板の所要の方向に向ける指向性調整手段と、前記赤外光源から前記基板に照射される赤外光の強度を、前記基板の端縁領域で前記基板の中央部より大きくする強度調整手段の少なくとも一方を備えたことを特徴とする。ここで、「所要の方向」とは、例えば、基板の端縁方向である。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記赤外光源は、前記カメラから見た外形が前記基板の外形と略相似形で、かつ、前記基板以下の大きさを有するとともに、前記基板に対して前記カメラとは逆側の位置において前記基板に近接して配置される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１および請求項８に記載の発明によれば、カメラによる前記赤外光源の視野がカメラによる基板の視野により覆われることから、赤外光源からの赤外光が基板を透過することなくカメラに入射することを防止することができる。そして、指向性調整手段または強度調整手段の作用により、基板全域に赤外光を均一に照射することができる。このため、基板を正確に検査することが可能となる。
【００２１】
請求項２および請求項９に記載の発明によれば、赤外光源を基板に近接配置することにより、赤外線を基板に対して効率的に照射することが可能となる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、装置を大型化することなく、低コストで効率的に赤外光の照射方向を基板の端縁方向に向けることが可能となる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、簡易な構成でありながら、赤外光源から基板に照射される赤外光の強度を赤外光源の端縁領域で赤外光源の中央部より大きくすることが可能となり、基板照度の均一性向上に寄与する。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、基板の表面状態に対応させて基板に適した発光強度を得ることが可能となる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、補助赤外光源を追加したことで、基板の内側から照らす光線と外側から照らす光線の効果で、基板の全域に赤外光を一層均一に照射して基板を正確に検査することが可能となる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、補助赤外光源を追加したことで、基板の内側から照らす光線と外側から照らす光線の効果で、基板の全域に赤外光を均一に照射して基板を正確に検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明に係る基板検査装置の構成を示す概要図である。
【図２】この発明に係る基板検査装置の主要な制御系を示すブロック図である。
【図３】赤外光源２と、フレネルレンズ５と、基板１との配置関係を示す概要図である。
【図４】赤外光源２における赤外線の照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を説明するための説明図である。
【図５】基板１上の赤外光の照度分布を示す説明図である。
【図６】基板１上の赤外光の照度分布を示す説明図である。
【図７】従来の基板検査装置の構成を示す概要図である。
【図８】赤外光源の大きさにより基板１の周辺、特に四隅部分が暗くなる理由の説明図である。
【図９】この発明の第２実施形態に係る基板検査装置の構成を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、この発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る基板検査装置の構成を示す概要図である。また、図２は、この発明に係る基板検査装置の主要な制御系を示すブロック図である。さらに、図７は、この発明と比較するための従来の基板検査装置の構成を示す概要図である。なお、これらの図においては、対応する部材について同一の符号を付している。
【００２９】
この発明に係る基板検査装置は、矩形状を成す太陽電池セル用の基板１に対して、基板１の受け入れ時や、反射防止膜を成膜する前または成膜後に、この基板１の内部に生じたマイクロクラックやボイド等を検査する内部検査を実行するためのものであり、図１に示すように、基板支持部４により支持された基板１の下面に向けて赤外光を照射する赤外光源２と、赤外光源２から照射され基板１を透過した赤外光を測定するためのＣＣＤカメラ６とを備える。なお、この発明で使用されるカメラは、ＣＣＤカメラに限定するものではなく、使用する赤外光の波長帯に適合するものであればＣＭＯＳ等の他の方式のカメラも対象となる。
【００３０】
赤外光源２は、後述するように、支持部材３上において一定ピッチで二次元的に列設された多数のＬＥＤ素子７から構成される。そして、この赤外光源２における基板１側には、この発明に係る指向性調整手段としてのフレネルレンズ５が配設されている。また、基板支持部４は、基板１をその下面から支持するものであり、アクリル板やガラス板等の透光性の板状部材から構成される。なお、基板１を搬送しながら検査する場合には、板状の基板支持部４にかえて、基板１の両端部を支持するベルト等が基板支持部材として使用される。
【００３１】
図２に示すように、この基板検査装置は、装置全体を制御する制御部９を備える。この制御部９は、ＣＣＤカメラ６により撮影した基板１の画像を処理する画像処理部１１を備える。また、この制御部９は、赤外光源２におけるＬＥＤ素子７が点灯するときのパルス点灯時間、すなわち、ＬＥＤ素子７がパルス点灯するときのデューティー比を後述するエリア毎に設定するパルス幅設定部１２を備える。このパルス幅設定部１２は、この発明に係る強度調整手段の一部として機能する。
【００３２】
再度、図１を参照して説明する。一般には、カメラに写る全範囲をカメラの視野というが以下ではこの視野という用語の意味を拡張し、試料（基板１）がカメラに写る範囲を「カメラによる試料の視野」、試料を取り外した時光源がカメラに写る範囲を「カメラによる光源の視野」と定義し以下使用する。
【００３３】
赤外光源２は、ＣＣＤカメラ６による赤外光源２の視野が、ＣＣＤカメラ６による基板１の視野により覆われるように、その形状および配置が設定されている。すなわち、ＣＣＤカメラ６から赤外光源２を見込む角度θ２（図１では平面角であるが、実際には紙面の奥行きが含まれるのでθ２は立体角である。以降用語としては単に、角度θ１、θ２などと表現している）が、ＣＣＤカメラ６から基板１を見込む角度θ１の内側になるように、赤外光源２を、基板支持部４に支持された基板１に対してＣＣＤカメラ６とは逆側の位置において基板１の下面に近接して配置している。この赤外光源２の外形は、基板１の外形と相似形の矩形状となっている。このため、ＣＣＤカメラ６による赤外光源２の視野がＣＣＤカメラ６による基板１の視野により覆われることから、赤外光源２からの赤外光が基板１を透過することなくＣＣＤカメラ６に入射することを防止することができる。
【００３４】
これに対して、従来の基板検査装置においては、図７に示すように、ＣＣＤカメラ６による赤外光源２の視野は、ＣＣＤカメラ６による基板１の視野より広くなっている。すなわち、ＣＣＤカメラ６から赤外光源２を見込む角度θ２が、ＣＣＤカメラ６から基板１を見込む角度θ１より大きくなっている。これは、このような構成を採用することにより、基板１の裏面全域に赤外光を均一に照射するためである。このため、赤外光源２からの赤外光の一部が、基板１の端縁の外側を通過することから、赤外光源２から出射された赤外光の一部は、基板１を透過することなくＣＣＤカメラ６に入射することになる。
【００３５】
このような場合には、上述したように、基板１を透過した後にＣＣＤカメラ６に入射する赤外光よりＣＣＤカメラ６に直接入射する赤外光の方が強度が極めて大きいことから、ＣＣＤカメラ６により撮影した画像が基板１の端縁付近で極めて明るくなり、基板１を透過した赤外光を識別することが困難となる。このため、基板１の内部に生じたマイクロクラックやボイド等を正確に認識することが不可能となる。この発明に係る基板検査装置においては、図１に示すように、ＣＣＤカメラ６による赤外光源２の視野がＣＣＤカメラ６による基板１の視野により覆われるように、赤外光源２の形状および配置を設定することで、このような問題の発生を防止している。
【００３６】
一方、このような光源の範囲を狭くした構成を採用した場合には、矩形状を成す基板１の端縁付近の領域に照射される赤外光の光量が、基板１の中央部付近の領域に照射される赤外光の光量より小さくなる結果、この部分が極端に暗くなるという問題が生ずる。
【００３７】
ここで、基板１の周辺部、特に四隅部分か暗くなる理由について、模式図である図８を用いて更に詳しく説明する。図８（ａ）において、基板中央部Ｃは、下にある４つのＬＥＤ素子７によって照明されるのに対して、基板１の左端部Ｄは２つのＬＥＤ素子７でしか照らされないので、基板１の左端部Ｄの照度は中央部Ｃの約半分になる。この図においては平面的に書いたが、立体となった配置の４隅の照度を考えると４隅の照度は中央に対して約４分の１になることわかる。なお、本図では簡単化のため４つのＬＥＤ素子７、２つのＬＥＤ素子７として記述したが、基板１の中央部Ｃと左端部Ｄの照明に寄与するＬＥＤ素子７の割合を説明する例として書いたもので、実際には寄与するＬＥＤ素子７の数はもっと多くなっている。
【００３８】
このため、この発明に係る基板検査装置においては、指向性調整手段および強度調整手段の作用を働かせ、基板１の周辺部や４隅に効果的に光を集める工夫を施すことにより、赤外光源２の範囲が狭くても、基板１の全域に赤外光を均一に照射して、基板１を正確に検査し得るようにしている。
【００３９】
なお、ここで太陽電池基板の光透過について補足説明をしておく。太陽電池基板は表面の微細な凹凸のために、透過光はガラスの様な透明体の透過光ではなく、磨りガラスのような散乱透過光になっている。磨りガラスを後部から照らし、反対側からその像を撮影するのに似ている。光は直進せず、試料から散乱透過して色々の向きに進む。そのうちカメラに向かう光が像を形成する。したがって、カメラから見て試料の反対側に光源が存在しない場合でも、斜め横から試料を強く照明できれば、カメラに写る基板の四隅や周辺の像を明るくする事が出来る。これに寄与するのが以下説明する光源の指向性調整手段と強度調整手段である。
【００４０】
最初に、指向性調整手段について説明する。図１に示す実施形態においては、この指向性調整手段として、上述したように、フレネルレンズ５を使用している。
【００４１】
図３は、赤外光源２と、フレネルレンズ５と、基板１との配置関係を示す概要図である。
【００４２】
このフレネルレンズ５は、赤外光源２と基板１との間に配設されている。図３に示すように、赤外光源２は、支持部材３上において一定ピッチで二次元的に列設された多数のＬＥＤ素子７から構成される。そして、各ＬＥＤ素子７から出射される赤外光は、基板１に向かう上向きの指向性を有する。この赤外光がフレネルレンズ５を通過した場合には、赤外光源２の中央付近に配置されたＬＥＤ素子７から出射した赤外光はそのままの状態を維持する一方で、赤外光源２の端縁付近に配置されたＬＥＤ素子７から出射した赤外光ほど、その照射角度が基板１の端縁方向(基板１の外側に向かう方向)に偏向されることになる。このため、矩形状を成す基板１の端縁付近の領域に照射される赤外光の光量を、効率的に増加させることが可能となる。
【００４３】
なお、上述した指向性調整手段としては、赤外光源２から基板１に照射される赤外光の照射方向を基板１の端縁方向に向けることのできるものであれば、フレネルレンズ５に限らない。たとえば、ＬＥＤ素子７自体をすべて上向きの同じ方向でなく、辺縁部ほどＬＥＤ素子７が外向きになるよう機械的に徐々に傾けて取り付ける加工を施しても良い。しかし１０００個以上のＬＥＤ素子７を中心から周辺部に向かって徐々に傾ける加工は特殊な加工のため、非常に高価になって現実的でない。また凹レンズやプリズムアレイなど、その他の光学素子を利用してもよい。但し、凹レンズの機能を有するフレネルレンズ５を使用した場合には、上向きのＬＥＤ素子７からの赤外光を辺縁部ほど徐々に外向きに曲げる効果を光学的に実現するので、効率的であり、省スペースかつ低コストで赤外光の指向性を調整することが可能となる。
【００４４】
次に、強度調整手段について説明する。この実施形態においては、この強度調整手段として、図２に示すパルス幅設定部１２によりＬＥＤ素子７が点灯するときのパルス点灯時間をエリア毎に制御する構成を採用している。
【００４５】
図４は、赤外光源２における赤外線の照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を説明するための説明図である。なお、図４（ａ）は、４個の照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４とそれらに接続された給電線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を示している。また、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、４個の照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４におけるＬＥＤ素子７を個別に点灯させた状態を模式的に示している。ここで白い部分が点灯範囲、斜線部が消灯範囲を表す。
【００４６】
上述したように、赤外光源２は、支持部材３上において一定ピッチで二次元的に列設された多数のＬＥＤ素子７から構成される。赤外光源２のサイズが１５ｃｍ×１５ｃｍである場合、ＬＥＤ素子７は、支持部材３に設置されたプリント基板上に、例えば、１４００個から１５００個程度配設される。これらのＬＥＤ素子７は、図４に示す同心状の４個の照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４に分割され、各々、プリント基板を介して給電線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と接続されている。そして、これらの給電線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、図２に示す制御部９におけるパルス幅設定部１２と接続されている。
【００４７】
制御部９におけるパルス幅設定部１２は、赤外光源２における４個の照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４におけるＬＥＤ素子７が点灯するときのパルス点灯時間、すなわち、ＬＥＤ素子７がパルス点灯するときの点灯時間と非点灯時間の比であるデューティー比を各照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４毎に設定する。このように、パルス点灯時間を各照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４毎に設定することで、各照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４毎にＬＥＤ素子７の発光強度を異ならせることが可能となる。このため、各照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４のうちの外側の照射エリアほどＬＥＤ素子７の発光強度を大きくすることにより、矩形状を成す基板１の端縁付近の領域に照射される赤外光の光量を、効率的に増加させることが可能となる。
【００４８】
なお、上述した強度調整手段としては、赤外光源２から基板１に照射される赤外光の強度を、基板１の端縁領域で基板１の中央部より大きくすることができるものであれば、ＬＥＤ素子７のパルス点灯時間を調整するものに限らず、その他の構成を採用してもよい。このような強度調整手段としては、例えば、ＬＥＤ素子７の駆動電流値をエリアごとに制御する方式やＬＥＤ素子７の印加電圧をエリアごとに制御する方式に加え、基板１の中央部に対向する領域においてＬＥＤ素子７の配設密度を小さくし、基板１の端縁付近と対向する領域においてＬＥＤ素子７の配設密度を大きくする構成を採用してもよい。また、赤外光の利用効率は低下するが、ＮＤフィルタや拡散板を使用して、基板１の中央付近と対応する領域において赤外光の強度を低下させる構成を採用してもよい。
【００４９】
但し、ＬＥＤ素子７のパルス点灯時間をパルス幅設定部１２により調整する構成を採用した場合においては、検査対象となる基板１の赤外光の透過率等に対応して各照射エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４毎にＬＥＤ素子７の発光強度を調整することにより、測定対象となる基板１の種類、具体的には単結晶基板や多結晶基板あるいは表面に酸あるいはアルカリ薬液などの手法でテクスチャー構造を形成した基板といった基板の表面状態の違いに応じて、検査に最適な赤外光の光量を得ることができ、基板１の検査をより正確に実行することが可能となる。
【００５０】
このように、この実施形態に係る基板検査装置においては、指向性調整手段としてのフレネルレンズ５の作用と、強度調整手段としてのパルス幅設定部１２等の作用により、ＣＣＤカメラ６による赤外光源２の視野がＣＣＤカメラ６による基板１の視野により覆われるように赤外光源２の形状および配置を設定した場合に生ずる、矩形状を成す基板１の端縁付近の領域に照射される赤外光の光量が基板１の中央部付近の領域に照射される赤外光の光量より極度に小さくなるという問題を解消している。
【００５１】
図５および図６は、基板１上の赤外光の照度分布を示す説明図である。
【００５２】
これらの図は、上述した基板検査装置において、基板１の主面を５×５の２５の領域に分割し、各領域における赤外光の照度（すなわち、ＣＣＤカメラ６により測定した画素値）の平均値を、最も照度が高い領域の平均値で除算した値を示している。ここで、図５（ａ）は、フレネルレンズ５を使用せず、かつ、パルス幅設定部１２により赤外光の発光強度の調整を行わない場合を示している。また、図５（ｂ）は、フレネルレンズ５は使用するが、パルス幅設定部１２による赤外光の発光強度の調整は行わない場合を示している。また、図６（ａ）は、フレネルレンズ５は使用しないが、パルス幅設定部１２による赤外線の発光強度の調整を行う場合を示している。さらに、図６（ｂ）は、フレネルレンズ５を使用し、かつ、パルス幅設定部１２による赤外線の発光強度の調整を行う場合を示している。
【００５３】
これらの図に示すように、ＣＣＤカメラ６による赤外光源２の視野がＣＣＤカメラ６による基板１の視野により覆われるように赤外光源２の形状および配置を設定した場合に生ずる問題を、指向性調整手段としてのフレネルレンズ５の作用、または、強度調整手段としてのパルス幅設定部１２等の作用により改善できることが理解される。そして、指向性調整手段としてのフレネルレンズ５と強度調整手段としてのパルス幅設定部１２等を併用した場合に、特に、顕著な効果が得られることが理解される。
【００５４】
次に、この発明の第２実施形態を図９を用いて説明する。この形態は、第１の形態の赤外光源２の外側に、帯状に囲んだ補助赤外光源２Ａを追加した物である。この補助赤外光源２Ａは、補助赤外光源支持部材３Ａに支持され、補助赤外光源用フレネルレンズ５Ａを介して、基板１の４隅と周辺部を外側から斜めに、矢印Ｒ２で示すように照射する。この場合の補助赤外光源用フレネルレンズ５Ａは赤外光をフレネルレンズ５と反対に内側に斜めに曲げるので、凸タイプのフレネルレンズである。ただ、中央部の赤外光源２を避けるため、凸のフレネルレンズの内側をくりぬいて周辺部だけにした構造の物である。もう一つの工夫は補助赤外光源２Ａからの直接光がＣＣＤカメラ６に入射するのを防ぐ目的で追加した光マスク１３である。この光マスク１３は基板１面の僅かに上又は僅か下に配置して、コンベアからなる移動形の基板支持部４Ａで搬送される基板１の動きを遮らないように構成されるとともに、基板１を帯状に囲んでいる。
【００５５】
ここで、追加した補助赤外光源２Ａと光マスク１３のＣＣＤカメラ６に対する角度に関連し、図９に示す補助赤外光源２Ａの内側境界角度θ４と、光マスク１３の内側境界の角度θ３の関係が重要である。
【００５６】
前述した赤外光源２の角度θ１、基板１の外側の角度θ２を併せて、図９から判るように
θ２＜θ１＜θ３＜θ４
としてある。θ１＜θ３の条件は、ＣＣＤカメラ６に写る基板１の像が、光マスク１３によって遮られないために必要である。一方、θ３＜θ４の条件は、補助赤外光源２ＡからＣＣＤカメラ６に向かう赤外光がすべて光マスク１３で遮られ、直接光を除去するためである。
【００５７】
言い換えれば、ＣＣＤカメラ６に対する補助赤外光源２Ａの視野は、ＣＣＤカメラ６に対する光マスク１３の内側視野より外側にあるので、光マスク１３が補助赤外光源２Ａを覆っている。こうして補助赤外光源２Ａの光は、直接にはＣＣＤカメラ６に到達することなく、凸型の補助赤外光源用フレネルレンズ５Ａの効果で斜めに基板１を照らすことが出来る。これまで述べた赤外光源２からフレネルレンズ５で内側より斜めに照らされた矢印Ｒ１で示す光線に加え、外側からの斜めに照らされた矢印Ｒ２で示す光線が寄与するので、両方の効果で基板１の４隅と周辺部への光の照射がこれまでより更に強化され、４隅と周辺部の暗さが改善されたより均一な照明が実現出来る。
【００５８】
この第２実施態様は本発明の核心を特にはっきり示している。最大のポイントは、ＣＣＤカメラ６から見た角度θ２とθ４の間に全く光源が存在しないことによって、この部分からのＣＣＤカメラ６に入る赤外光源２の直接光の可能性を除去している。基板１の周辺部に相当する角度θ１がθ２とθ４の間に挟まっており、基板１の周辺部の外側の隙間を確保しつつ、光源の無い範囲に限っているので、直接光が漏れない構造である。それにもかかわらず、基板１の４隅と周辺を内側から照らす光線Ｒ１と外側から照らす光線Ｒ２の効果を有し、基板１で散乱透過してＣＣＤカメラ６に向かう光は、θ３がθ１より大きいことで、光マスク１３によって邪魔されることがない。
【００５９】
以上のように、この発明に係る基板検査装置において、第１図に示す第１実施形態ではＣＣＤカメラ６による赤外光源２の視野がＣＣＤカメラ６による基板１の視野により覆われるように赤外光源２の形状および配置を設定するとともに、指向性調整手段と強度調整手段の作用により矩形状を成す基板１の端縁付近の領域に照射される赤外光の光量を増加させることにより、赤外光源２からの赤外光が基板１を透過することなくＣＣＤカメラ６に入射することを防止するとともに、基板１の全域に赤外光を均一に照射して基板１を正確に検査することを可能としている。
【００６０】
さらに、第９図に示す第２実施形態では、基板１の周辺の外側から照らす補助赤外光源２Ａを備えるとともに、ＣＣＤカメラ６による補助赤外光源２Ａの視野が、光マスク１３の視野に覆われている事で、補助赤外光源２Ａからの赤外光が基板１を透過することなくＣＣＤカメラ６に入射することを防止するとともに、基板１の内側から照らす光線Ｒ１と外側から照らす光線Ｒ２の効果で、基板１の全域に赤外光を一層均一に照射して基板１を正確に検査することを可能としている。
【００６１】
なお、上述した実施形態においては、反射防止膜を成膜前、または成膜後の太陽電池セルになる前段階の基板１を検査対象とした場合について説明したが、この発明を、その他の基板を赤外透過光により検査する基板検査装置に適用してもよい。すなわち、本発明が適用できる基板１は、透過光がある程度、たとえば１％程度以上散乱透過できて、ＣＣＤカメラ６で所要の信号対ノイズ比で撮像出来さえすればよい。シリコン基板で電極を形成したセルは、通常裏側電極が全面アルミで覆われたいわゆる不透明のベタ電極であって、この場合は赤外光も全く透過しないので、本発明の対象とならない。しかし、アルミ電極に代え透明電極を使った場合や、裏電極もベタ電極でなく縞状に形成されていて、透過像が撮影可能な太陽電池基板ならば、電極を含むセルが形成されている場合でも、本発明が適用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１      基板
２      赤外光源
３      支持部材
４      基板支持部
５      フレネルレンズ
６      ＣＣＤ方式あるいはＣＭＯＳ方式などのカメラ
７      ＬＥＤ素子
９      制御部
１１    画像処理部
１２    パルス幅設定部
１３     光マスク
２Ａ     補助赤外光源
３Ａ     補助赤外光源支持部材
４Ａ     移動形の基板支持部
５Ａ     補助赤外光源用フレネルレンズ
Ｒ１     赤外光源２から基板を照射する光線
Ｒ２     補助赤外光源２Ａから基板を照射する光線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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