(57)【要約】【課題】  簡易な構成でありながら、透明パターンを確実に検出することが可能なパターン照明装置および基板の位置決め装置を提供することを目的とする。【解決手段】  一対のＬＥＤ３ａの光軸は、ガラス基板１１の表面と平行な平面においては、第１の方向と平行な方向を向く。これら一対のＬＥＤ３ａの光軸は、ＣＣＤ１３カメラの光軸を含む平面においては、そこから出射された光が直接ＣＣＤカメラ１３に入射しない角度θだけ光軸に対して傾斜した方向を向く。また、一対のＬＥＤ３ｂの光軸は、ガラス基板１１の表面と平行な平面においては、第１の方向とは直交する第２の方向を向く。また、一対のＬＥＤ３ｂの光軸は、ＣＣＤ１３カメラの光軸を含む平面においては、そこから出射された光が直接ＣＣＤカメラ１３に入射しない角度θだけ光軸に対して傾斜した方向を向く。【選択図】        図４
2006350152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面において、第１の方向に延びる領域と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる領域とを有する透明パターンを、前記基板の表面に対して直交する光軸を備えた撮像手段で撮影するときに、当該透明パターンを照明するパターン照明装置であって、
前記基板に対して前記撮像手段の反対側に配設され、前記基板の表面と平行な平面においては、前記第１の方向と平行な方向を向き、前記撮像手段の光軸を含む平面においては、そこから出射された光が直接前記撮像手段に入射しない角度θだけ前記光軸に対して傾斜した方向を向く光軸を有する第１のＬＥＤと、
前記基板に対して前記撮像手段の反対側に配設され、前記基板の表面と平行な平面においては、前記第２の方向と平行な方向を向き、前記撮像手段の光軸を含む平面においては、そこから出射された光が直接前記撮像手段に入射しない角度θだけ前記光軸に対して傾斜した方向を向く光軸を有する第２のＬＥＤと、
を備えたことを特徴とするパターン照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン照明装置において、
前記角度θは、６度乃至１０度であるパターン照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のパターン照明装置において、
前記透明パターンは、基板を位置決めするためのアライメントマークであるパターン照明装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパターン照明装置において、
前記第１、第２のＬＥＤは、前記撮像手段の光軸に対して対向する位置に、各々、一対配設されているパターン照明装置。
【請求項５】
第１の方向に延びる領域と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる領域とを有する透明なアライメントマークがその表面に形成されたガラス基板と、当該ガラス基板と微小距離離隔した位置に平行に配置され、その表面にアライメントマークが形成されたマスク基板とを位置決めするための基板の位置決め装置であって、
前記ガラス基板の表面に対して直交する光軸を備えたＣＣＤカメラと、
前記ガラス基板に対して前記ＣＣＤカメラの反対側に配設され、前記ガラス基板の表面と平行な平面においては前記第１の方向と平行な方向を向き、前記ＣＣＤカメラの光軸を含む平面においてはそこから出射された光が直接前記ＣＣＤカメラに入射しない角度θだけ前記光軸に対して傾斜した方向を向く光軸を有する第１のＬＥＤと、前記ガラス基板に対して前記ＣＣＤカメラの反対側に配設され、前記ガラス基板の表面と平行な平面においては前記第２の方向と平行な方向を向き、前記ＣＣＤカメラの光軸を含む平面においてはそこから出射された光が直接前記ＣＣＤカメラに入射しない角度θだけ前記光軸に対して傾斜した方向を向く光軸を有する第２のＬＥＤとを備えたパターン照明装置と、
を備えたことを特徴とする基板の位置決め装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板の位置決め装置において、
前記第１、第２のＬＥＤは、前記ＣＣＤカメラの光軸に対して対向する位置に、各々、一対配設されている基板の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アライメントマーク等の透明パターンを照明するパターン照明装置およびこのパターン照明装置を使用した基板の位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶表示パネル用ガラス基板に対してパターンの焼付を行う場合には、ガラス基板とマスク基板とを位置決めするために基板の位置決め装置が使用される。
【０００３】
このとき、ガラス基板の表面には、透明なアライメントマークが形成されている。このアライメントマークは、ガラス基板の表面にＩＴＯと称呼される酸化膜からなる透明電極を形成する工程において、この透明電極と同一の材質により形成される。一方、マスク基板の表面には、金属膜等からなる、不透明なアライメントマークが形成されている。基板の位置決めを行うときには、これらのアライメントマークを利用して、ガラス基板とマスク基板とを相対的に移動させ、その位置決めを実行する。
【０００４】
このような位置決め装置においては、アライメントマークをＣＣＤカメラ等の撮像手段で撮影するためにパターン照明装置が使用される。このパターン照明装置は、通常、照明ムラがなく、明るくコントラストのよいケラー光学系が使用される。このケラー光学系からなるパターン照明装置は、一般的なアライメントマークの検出には適しているが、透明なアライメントマークを照明した場合には、ＣＣＤカメラにより十分にアライメントマークを認識することが不可能となり、また、ノイズの影響によりその検出精度が不安定になるという問題を生ずる。
【０００５】
このため、非特許文献１には、光の干渉を利用してアライメントマークを検出する検出方法が開示されている。
【非特許文献１】吉村武晃編著「光応用計測技術と動向」株式会社アイピーシー、平成２年９月２０日発行、第３４５乃至３４７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した非特許文献１に記載されたアライメントマークの検出方法においては、装置構成が複雑になるという問題が生ずる。
【０００７】
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、簡易な構成でありながら、透明パターンを確実に検出することが可能なパターン照明装置および基板の位置決め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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、基板の表面において、第１の方向に延びる領域と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる領域とを有する透明パターンを、前記基板の表面に対して直交する光軸を備えた撮像手段で撮影するときに、当該透明パターンを照明するパターン照明装置であって、前記基板に対して前記撮像手段の反対側に配設され、前記基板の表面と平行な平面においては、前記第１の方向と平行な方向を向き、前記撮像手段の光軸を含む平面においては、そこから出射された光が直接前記撮像手段に入射しない角度θだけ前記光軸に対して傾斜した方向を向く光軸を有する第１のＬＥＤと、前記基板に対して前記撮像手段の反対側に配設され、前記基板の表面と平行な平面においては、前記第２の方向と平行な方向を向き、前記撮像手段の光軸を含む平面においては、そこから出射された光が直接前記撮像手段に入射しない角度θだけ前記光軸に対して傾斜した方向を向く光軸を有する第２のＬＥＤとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
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、前記角度θは、６度乃至１０度である。
【００１０】
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、前記透明パターンは、基板を位置決めするためのアライメントマークである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記第１、第２のＬＥＤは、前記撮像手段の光軸に対して対向する位置に、各々、一対配設されている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、第１の方向に延びる領域と、前記第１の方向と直交する第２の方向に延びる領域とを有する透明なアライメントマークがその表面に形成されたガラス基板と、当該ガラス基板と微小距離離隔した位置に平行に配置され、その表面にアライメントマークが形成されたマスク基板とを位置決めするための基板の位置決め装置であって、前記ガラス基板の表面に対して直交する光軸を備えたＣＣＤカメラと、前記ガラス基板に対して前記ＣＣＤカメラの反対側に配設され、前記ガラス基板の表面と平行な平面においては前記第１の方向と平行な方向を向き、前記ＣＣＤカメラの光軸を含む平面においてはそこから出射された光が直接前記ＣＣＤカメラに入射しない角度θだけ前記光軸に対して傾斜した方向を向く光軸を有する第１のＬＥＤと、前記ガラス基板に対して前記ＣＣＤカメラの反対側に配設され、前記ガラス基板の表面と平行な平面においては前記第２の方向と平行な方向を向き、前記ＣＣＤカメラの光軸を含む平面においてはそこから出射された光が直接前記ＣＣＤカメラに入射しない角度θだけ前記光軸に対して傾斜した方向を向く光軸を有する第２のＬＥＤとを備えたパターン照明装置とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板の発明において、前記第１、第２のＬＥＤは、前記ＣＣＤカメラの光軸に対して対向する位置に、各々、一対配設されている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１乃至請求項３に記載の発明によれば、簡易な構成でありながら、透明パターンを確実に検出することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、透明パターンを明確化してより確実に検出することが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、簡易な構成でありながら、透明なアライメントマークを確実に検出して、基板を精度よく位置決めすることが可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、透明なアライメントマークを明確化してより確実に検出することにより、基板を精度よく位置決めすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明を適用した基板の位置決め装置の概要図である。
【００１９】
この基板の位置決め装置は、ガラス基板１１とマスク基板１２との位置決めを行うためのものであり、この発明に係るパターン照明装置４と、ＣＣＤカメラ１３とを備える。パターン照明装置４とＣＣＤカメラ１３とは、ガラス基板１１およびマスク基板１２に対して、互いに反対側に配置されている。なお、ＣＣＤカメラ１３に代えて、ＣＭＯＳカメラ等を使用してもよい。
【００２０】
ガラス基板１１は、支持部材２１に支持されている。一方、マスク基板１２は、支持部材２２に支持されている。これらのガラス基板１１およびマスク基板１２は、微小距離離隔した位置に互いに平行に配置される。ガラス基板１１のマスク基板１２側の表面にはアライメントマーク１が形成されており、マスク基板１２のガラス基板１１側の表面には、アライメントマーク２が形成されている。そして、これらのアライメントマーク１、２を利用し、支持部材２１、２２のいずれか一方がガラス基板１１をマスク基板１２に対して相対的に移動させることにより、ガラス基板１１とマスク基板１２とを位置決めする構成となっている。
【００２１】
図２は、ガラス基板１１に形成されたアライメントマーク１とマスク基板１２に形成されたアライメントマーク２とを示す拡大図である。
【００２２】
ガラス基板１１に形成されたアライメントマーク１は、ＩＴＯと称呼される酸化膜からなる透明電極の形成時に、この透明電極とともに形成される。従って、このアライメントマーク１は、光透過性となっている。このアライメントマーク１は、第１の方向に延びる領域１ａと、第１の方向とは直交する第２の方向に延びる領域１ｂとを備える。
【００２３】
マスク基板１２に形成されたアライメントマーク２は、金属膜から形成される。このアライメントマーク２は、光非透過性となっている。このアライメントマーク２は、第１の方向に延びる領域２ａと、第１の方向とは直交する第２の方向に延びる領域２ｂとを備える。
【００２４】
なお、この実施形態においては、ガラス基板１１に十字状のアライメントマーク１を、また、マスク基板１２に矩形状のアライメントマーク２を形成しているが、ガラス基板１１に矩形状のアライメントマークを形成し、マスク基板１２に十字状のアライメントマークを形成してもよい。
【００２５】
図３は、上述したパターン照明装置４の斜視図である。
【００２６】
このパターン照明装置４は、４個のＬＥＤ３ａ、３ｂを支持する支持部材３２と、ベース部材３１と、支持部材３２とベース部材３１とを連結する連結部材３３とから構成される。４個のＬＥＤ３ａ、３ｂとしては、狭指向性で高輝度のものが採用される。このようなＬＥＤとしては、例えば、緑色の光を出射する窒化カリウム系のＬＥＤを使用することができる。
【００２７】
図４は、４個のＬＥＤ３ａ、３ｂの配置関係を示す説明図である。なお、図４（ａ）はＣＣＤカメラ１３の光軸を含む平面を示し、図４（ｂ）はガラス基板１１と平行な平面を示している。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、４個のＬＥＤ３ａ、３ｂのうちの一対のＬＥＤ３ａの光軸は、ガラス基板１１の表面と平行な平面においては、上述した第１の方向（すなわち、アライメントマーク１における領域１ａの方向）と平行な方向を向く。また、図４（ａ）に示すように、これら一対のＬＥＤ３ａの光軸は、ＣＣＤ１３カメラの光軸を含む平面においては、そこから出射された光が直接ＣＣＤカメラ１３に入射しない角度θだけ光軸に対して傾斜した方向を向く。そして、これら一対のＬＥＤ３ａは、ＣＣＤカメラ１３の光軸に対して互いに等距離離隔した対向位置に配置されている。
【００２９】
また、図４（ｂ）に示すように、４個のＬＥＤ３ａ、３ｂのうちの一対のＬＥＤ３ｂの光軸は、ガラス基板１１の表面と平行な平面においては、上述した第２の方向（すなわち、アライメントマーク１における領域１ｂの方向）と平行な方向を向く。また、これら一対のＬＥＤ３ｂの光軸は、一対のＬＥＤ３ａと同様、ＣＣＤ１３カメラの光軸を含む平面においては、そこから出射された光が直接ＣＣＤカメラ１３に入射しない角度θだけ光軸に対して傾斜した方向を向く。そして、これら一対のＬＥＤ３ｂは、ＣＣＤカメラ１３の光軸に対して互いに等距離離隔した対向位置に配置されている。
【００３０】
以上のような構成を有する基板の位置決め装置においては、４個のＬＥＤ３ａ、３ｂから出射された光は、上述した角度θにより、直接ＣＣＤカメラ１３に入射はしない。４個のＬＥＤ３ａ、３ｂから出射された光のうち、アライメントマーク１の端縁で発生した回折光や反射光が、ＣＣＤカメラ１３に入射する。このため、光透過性のアライメントマーク１を明確化して、より確実に検出することができ、これによりガラス基板１１を精度よく位置決めすることが可能となる。
【００３１】
上述した配置を有する４個のＬＥＤ３ａ、３ｂを備えるパターン照明装置４は、暗視野照明系を構成することになる。
【００３２】
なお、上述した角度θは、アライメントマーク１の膜厚にもよるが、６度〜１０度程度とすることが好ましい。この角度を小さくすると、ガラス基板１１とＣＣＤカメラ１３との距離を大きくしないと、各ＬＥＤ３ａ、３ｂから出射された光が直接ＣＣＤカメラ１３に入射してしまう。また、この角度を大きくすると、各ＬＥＤ３ａ、３ｂとして、その光量が大きなものを使用しないと、アライメントマーク１を確実に検出することが困難となる。
【００３３】
上述した実施形態においては、本願発明の第１のＬＥＤとして一対のＬＥＤ３ａと、本願発明の第２のＬＥＤとしての一対のＬＥＤ３ｂとの４個のＬＥＤを使用している。しかしながら、互いに直交する方向に配設された２個のＬＥＤのみを使用してもよい。
【００３４】
また、上述した実施形態においては、パターンとしてのアライメントマークを照明するためにこの発明に係るパターン照明装置を使用しているが、例えば、配線パターンの検査装置等に、この発明に係るパターン検査装置を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明を適用した基板の位置決め装置の概要図である。
【図２】ガラス基板に形成されたアライメントマーク１とマスク基板に形成されたアライメントマーク２とを示す拡大図である。
【図３】パターン照明装置４の斜視図である。
【図４】ＬＥＤ３ａ、３ｂの配置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      アライメントマーク
２      アライメントマーク
３ａ    ＬＥＤ
３ｂ    ＬＥＤ
４      パターン照明装置
１１    ガラス基板
１２    マスク基板
１３    ＣＣＤカメラ
２１    支持部
２２    支持部
３１    ベース部
３２    支持部材
３３    連結部材
【図１】
2006350152.tif 000003
【図２】
2006350152.tif 000004
【図３】
2006350152.tif 000005
【図４】
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