(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに対して直立して設けられた門型の支柱と、
前記ベース上に設けられ被検査基板を載置するステージと、
前記門型の支柱又は前記ステージを移動させる駆動手段と、
前記門型の支柱又は前記ステージの移動方向と直交する前記門型の支柱の空間に配置され、前記被検体に対して所定の入射角度でライン照明光を照射するライン照明手段と、
前記門型の支柱の先端より前記移動方向に延出された支持アームと、
この支持アームの先端に設けられ、前記ライン照明手段により前記被検体上に照射されたライン照明の照射点から所定の反射角度で反射した反射光を前記支持アームの基部側となる後方に向けてほぼ水平に偏向させる偏向手段と、
この偏向手段でほぼ水平方向に偏向された光路上に配置され、前記ライン照明の照射点からの反射光を撮像する撮像手段と、
を具備したことを特徴とする画像取込み装置。
【請求項２】
前記ライン照明手段を、前記被検査基板面に対して入射角度を任意に設定できるように前記ライン照明の照射点を回転中心にして前記門型の支柱の空間に回転可能に設けることを特徴とする請求項1記載の画像取込み装置。
【請求項３】
前記ライン照明手段を、前記被検査基板に対する入射角θ２及び反射角θ１がθ２＝θ１の関係を持つように設定し、干渉光を前記撮像手段に取込むことを特徴とする請求項２記載の画像取込み装置。
【請求項４】
前記ライン照明手段を、前記被検査基板に対する入射角θ２及び反射角θ１がθ２≠θ１の関係を持つように設定し、回折光を前記撮像手段に取込むことを特徴とする請求項２記載の画像取込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）のガラス基板などの表面画像を取り込むための画像取込み装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＰＤに用いられるガラス基板の欠陥検査には、ガラス基板表面に照明光を当て、その反射光の光学的変化に応じた基板表面の画像を取込み、これを画像処理することで、膜厚ムラや傷などの欠陥部分を検出するものがある。
【０００３】
具体的には、特開平９−６１３６５号公報に開示されるように、固定されたライン状光源からの照明光を所定角度で被検体表面に照射し、被検体表面からの反射光を、照明光の入射角度と相対的に反射角度を変化させて、撮像部により回折光を用いた欠陥画像や干渉を利用した欠陥画像を撮像するようにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、ＦＰＤの大型化にともないガラス基板などの被検体サイズは、ますます大型化の傾向にあるが、このように被検体サイズが大型化すると、これにともない被検体と撮像部との距離も大きくなることが知られている。
【０００５】
ところが、このような被検体サイズの大型化に、上述の特開平９−６１３６５号公報に開示されたものを対応させようとすると、構造的に被検体と撮像部との距離が大きくなるだけでなく、この状態で、撮像部の撮像位置を適宜移動させなければならないため、装置が大掛かりになるとともに、操作面でも扱いずらく、さらに撮像部の位置決め精度が低下するため、欠陥画像の撮像が難しくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、操作が簡単で、良質な画像の取込みができ、しかも装置の小型化を図ることができる画像取込み装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ベースに対して直立して設けられた門型の支柱と、前記ベース上に設けられ被検査基板を載置するステージと、前記門型の支柱又は前記ステージを移動させる駆動手段と、前記門型の支柱又は前記ステージの移動方向と直交する前記門型の支柱の空間に配置され、前記被検体に対して所定の入射角度でライン照明光を照射するライン照明手段と、前記門型の支柱の先端より前記移動方向に延出された支持アームと、この支持アームの先端に設けられ、前記ライン照明手段により前記被検体上に照射されたライン照明の照射点から所定の反射角度で反射した反射光を前記支持アームの基部側となる後方に向けてほぼ水平に偏向させる偏向手段と、この偏向手段でほぼ水平方向に偏向された光路上に配置され、前記ライン照明の照射点からの反射光を撮像する撮像手段と、を具備したことを特徴とする画像取込み装置である。
【０００８】
この結果、本発明によれば、被検体である被検査基板の大型化に伴って被検体と撮像手段との光路長が長くなっても光路を偏向手段で偏向することで、光路が占めるスペースを小さくでき、小型な画像取込み装置を実現できる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、前記ライン照明手段を、前記被検査基板面に対して入射角度を任意に設定できるように前記ライン照明の照射点を回転中心にして前記門型の支柱の空間に回転可能に設けることを特徴とする請求項１記載の画像取込み装置である。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、ライン照明手段を、前記被検査基板に対する入射角θ２及び反射角θ１がθ２＝θ１の関係を持つように設定し、干渉光を前記撮像手段に取込むことを特徴とする請求項２記載の画像取込み装置である。
また、請求項４記載の発明は、ライン照明手段を、前記被検査基板に対する入射角θ２及び反射角θ１がθ２≠θ１の関係を持つように設定し、回折光を前記撮像手段に取込むことを特徴とする請求項２記載の画像取込み装置である。
【００１２】
これらの結果、本発明によれば、被検体ごとに最適な欠陥画像を得るための光学条件を任意に設定でき、良質な画像の取り込みができるとともに、取り扱い操作を簡単にできる。また、装置の上部スペースに光学系をコンパクトに支持できるので、さらに装置の小型化に寄与できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従い説明する。
【００１４】
図１は、本発明が適用される画像取込み装置の概略構成を示している。図において、１は装置本体で、この装置本体１は、ベース１ａを有し、この水平面１ａ上に直立して門型の支柱１ｂを一体に設けるとともに、この支柱１ｂ先端にベース１ａと平行方向に延出された支持アーム１ｃを設けている。
【００１５】
また、装置本体１のベース１ａ上に、標本として被検査基板２を載置するステージ３を設けている。このステージ３は、ベース１ａ上に沿って１軸方向、つまり図示矢印方向に直線往復移動可能にしている。
【００１６】
装置本体１の支柱１ｂの空間には、ステージ３上の被検査基板２面に対向した上方位置にライン照明ユニット４を配置している。
【００１７】
このライン照明ユニット４は、例えばファイバ束を被検査基板２の移動方向と直交する方向に沿って規則正しく整列させたもので、平行に近い光束からなるライン照明光を被検査基板２面に対して入射角度θ２で照射するようにしている。この場合、ライン照明ユニット４は、被検査基板２面に対する入射角θ２を任意に設定できるように回転可能になっており、照射点（反射点）が移動しないように照射点を回動中心として回動する。支持アーム１ｃは、支柱１ａの上部にリブなどにより補強し、一体化構造にしたものである。この支持アーム１ｃには、ミラー５１、干渉フィルタ５２、結像レンズ５３およびラインセンサカメラ５４よりなる撮像光学系５が配置され、ライン照明ユニット４により照明された被検査基板２面のライン状領域の反射光をほぼ水平方向に偏向させるようにミラー５１で反射させ、干渉フィルタ５２、結像レンズ５３を介してラインセンサカメラ５４で取り込むようになっている。この場合、被検査基板２面のライン状領域から反射角度θ１の反射光が撮像光学系５のミラー５１に入射するようにしている。
【００１８】
なお、干渉フィルタ５２については、図示しない切換ユニットにより光路に対して出し入れ可能になっており、ここでは、ラインセンサカメラ５４により干渉を利用した欠陥画像（以下、干渉像と呼ぶ）を撮像する干渉像取込み条件の設定時のみ光路中に挿入される。
【００１９】
また、ラインセンサカメラ５４に取り込まれる被検査基板２面の１ラインごとの反射光は、電気的な画像データに変換され、被検査基板２全面の走査を完了すると、図示しないモニターに表示されるとともに、画像処理装置に転送され欠陥検出が行なわれる。
【００２０】
次に、このように構成した実施の形態の動作を説明する。
【００２１】
まず、ステージ３を被検査基板２の受け渡し位置まで移動し、この位置でステージ３上に、図示しない基板搬送手段または手置きにより被検査基板２を載置させる。
【００２２】
次に、干渉像取込み条件を設定する。この場合、最初に、ライン照明ユニット４の入射角度を調整し、被検査基板２面に対するライン照明光の入射角度θ２がθ２＝θ１となるように設定する。この際、ライン照明ユニット４のライン照明光は、被検査基板２に対し最適な光量になるように調整される。また、撮像光学系５の光路中には、干渉フィルタ５２が挿入されている。
【００２３】
この状態から、ステージ３を一定速度で一方向に直線移動させると、ステージ３の移動と同期して被検査基板２上の１ラインごとのライン状領域からの反射光がミラー５１に入射し、ここで反射され干渉フィルタ５２および結像レンズ５３を介してラインセンサカメラ５４に取り込まれる。この場合、ライン照明ユニット４のライン照明光の入射角度θ２がθ２＝θ１に設定されているので、ラインセンサカメラ５４により干渉画像が取り込まれ、その後、ラインセンサカメラ５４で、電気的な画像データに変換されるとともに、被検査基板２の全面走査を完了したところで、図示しないモニターに表示されるとともに、画像処理装置に転送され被検査基板２面の膜厚ムラなどの干渉光による欠陥が検出される。
【００２４】
その後、被検査基板２全面の干渉像の取込みを終了すると、次に、回折光を用いた欠陥画像（以下、回折像と呼ぶ）を撮像する回折像取込み条件を設定する。この場合も、ライン照明ユニット４の煽り方向の角度を調整し、被検査基板２面に対するライン照明光の入射角度θ２がθ２≠θ１となるように設定する。また、この際も、ライン照明ユニット４のライン照明光は、被検査基板２に対し最適な光量になるように調整される。この場合は、撮像光学系５の光路中の干渉フィルタ５２は、取り外すものとする。
【００２５】
この状態から、ステージ３を一定速度で一方向に直線移動させると、ステージ３の移動と同期して被検査基板２上の１ラインごとのライン状領域からの反射光がミラー５１に入射し、ここで反射され結像レンズ５３を介してラインセンサカメラ５４に取り込まれる。この場合、ライン照明ユニット４のライン照明光の入射角度θ２がθ２≠θ１に設定されているので、ラインセンサカメラ５４により回折画像が取り込まれ、その後、ラインセンサカメラ５４で、電気的な画像データに変換されるとともに、被検査基板２の全面走査を完了したところで、図示しないモニターに表示されるとともに、画像処理装置に転送され被検査基板２面の異物や傷などの回折光による欠陥が検出される。
【００２６】
そして、被検査基板２全面の回折光による欠陥画像の取込みを終了すると、ステージ３を被検査基板２の受け渡し位置まで移動し、この位置でステージ３上の検査済みの被検査基板２を図示しない基板搬送手段または手置きにより排除し、新たな被検査基板２に対する画像取込みが行なわれる。
【００２７】
従って、このようにすれば、撮像光学系５にミラー５１を配置し、被検査基板２からの反射光をミラー５１で折り返して後方に反射させ、干渉光または回折光による欠陥画像をラインセンサカメラ５４に取り込むようにしたので、被検査基板２の大型にともなって被検査基板２とラインセンサカメラ５４との距離が長くなっても、撮像光学系５を折り返して光路が占めるスペースを小さくでき、さらに装置上部の空間を有効に利用することで、装置の小型化を実現できる。
【００２８】
また、被検査基板２とラインセンサカメラ５４との距離を大きく取れることから、被検査基板２の大型になっても１台のラインセンサカメラ５４で対応できるので、複数台のカメラを使用するもののように取込み画像に繋ぎ目ができてしまい、モニターによる目視検査や画像処理による自動検査に障害を与える恐れのあるものと比べ、良質の取込み画像を得られ、モニターによる目視検査や画像処理による自動検査を精度良く行なうことができる。
【００２９】
さらに、撮像光学系５側を固定して、ライン照明ユニット４からのライン照明光の入射角度θ２を任意に設定できるようにしたので、被検査基板２ごとに最適な干渉光や回折光による欠陥画像を得るための角度設定を簡単にでき、良質な画像の取込みができるとともに、取り扱い操作を簡単にできる。
【００３０】
さらにまた、装置本体１に一体に形成された支柱１ｂの支持アーム１ｃに支持される撮像光学系５は、ミラー５１、干渉フィルタ５２、結像レンズ５３およびラインセンサカメラ５４を一体化構造にしているので、支持アーム１ｃにコンパクトに支持でき、さらに装置の小型化に寄与できる。また、装置本体１に支柱１ｂと支持アーム１ｃを一体に形成し、ライン照明ユニット４と撮像光学系５を取付けているので、ライン照明ユニット４と撮像光学系５を独立して設ける場合と比べ、ライン照明ユニット４と撮像光学系５に対する振動の同期が取れ、振動による撮像画像の乱れを最小限に抑制することができる。また、重量物である撮像光学系５を支持アーム１ｃの基部（支柱１ｂ）の上部に配置することで、振動の発生を抑制することができる。
【００３１】
なお、上述した実施の形態では、撮像光学系５に対してステージ３を一定速度で一方向に直線移動させるようにしたが、ステージ３を固定して、撮像光学系５を有する支持アーム１ｃを支柱１ｂとともに、一定速度で一方向に直線移動させるようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、標本の大型にともなって標本と撮像手段との距離が大きくなっても、撮像光学手段の光路が占めるスペースを小さくでき、装置の小型化を実現できる。
【００３３】
また、標本ごとに最適な欠陥像を得るためのライン照明入射角度を簡単に設定できるので、良質な画像の取込みができるとともに、取り扱い操作を簡単にできる。
【００３４】
さらに、撮像光学手段をコンパクトに支持できるので、装置の小型化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…装置本体
１ａ…ベース
１ｂ…支柱
１ｃ…支持アーム
２…被検査基板
３…ステージ
４…ライン照明ユニット
５…撮像光学系
５１…ミラー
５２…干渉フィルタ
５３…結像レンズ
５４…ラインセンサカメラ
【図１】
0004331306.tif 000002