(57)【要約】【課題】外観検査用照明装置及び外観検査装置において、収束光を用いて高精度な外観検査を実現すると共に、装置の小型化を図る。【解決手段】被検査基板２１に対し照明光を照射する外観検査用照明装置１０において、散乱光ＳＬを発する面光源１１と、この面光源１１より発せれた散乱光ＳＬから略平行光ＰＬを抽出する平行光抽出部材１２と、この平行光抽出部材１２より抽出された略平行光ＰＬを集光する集光レンズ１３と、を備える構成とする。【選択図】図１
2009168653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査基板に対し照明光を照射する外観検査用照明装置において、
略平行光を発する平行光発光手段と、
該平行光発光手段より発せられた略平行光を集光する集光レンズと、
を備えることを特徴とする外観検査用照明装置。
【請求項２】
前記平行光発光手段は、散乱光を発する面光源と、該面光源より発せられた散乱光から前記略平行光を抽出する平行光抽出部材と、を有することを特徴とする請求項１記載の外観検査用照明装置。
【請求項３】
前記平行光抽出部材には、前記面光源より発せられた散乱光が入射する複数の中空部が形成され、
該複数の中空部の側面には、反射防止部が形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の外観検査用照明装置。
【請求項４】
前記平行光抽出部材は、前記中空部が形成された複数の筒状部材であることを特徴とする請求項３記載の外観検査用照明装置。
【請求項５】
前記複数の筒状部材は、互いに外周面が隣接した状態で配置されることを特徴とする請求項４記載の外観検査用照明装置。
【請求項６】
前記平行光抽出部材は、前記複数の中空部が各々に形成された複数の抽出部を前記散乱光の入射方向に積層してなることを特徴とする請求項３記載の外観検査用照明装置。
【請求項７】
前記複数の抽出部は、第１抽出部及び第２抽出部を含み、
前記第１抽出部の複数の中空部と前記第２抽出部の複数の中空部とは、互いに該中空部の一部において連通する、
ことを特徴とする請求項６記載の外観検査用照明装置。
【請求項８】
前記散乱光の入射方向と交差する方向に前記第１抽出部と前記第２抽出部とを相対的に移動させることにより、前記第１抽出部の複数の中空部と前記第２抽出部の複数の中空部との連通面積を変動させる交差方向駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項７記載の外観検査用照明装置。
【請求項９】
前記複数の抽出部の少なくとも１つを前記散乱光の入射方向に移動させることにより、前記平行光抽出部材の高さを調整する入射方向駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項６記載の外観検査用照明装置。
【請求項１０】
前記平行光抽出部材は、前記面光源より発せられた散乱光が透過する複数の光透過部を有し、
該複数の光透過部の側面には、反射防止部が形成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の外観検査用照明装置。
【請求項１１】
前記平行光抽出部材は、前記複数の光透過部を並設した第１の平行光抽出部材、及び、該第１の平行光抽出部材の光透過部と長手方向が交差するように前記複数の光透過部を並設した第２の平行光抽出部材を積層してなることを特徴とする請求項１０記載の外観検査用照明装置。
【請求項１２】
前記平行光抽出部材は、前記複数の中空部の形状が伸縮可能な材料からなり、
前記外観検査用照明装置は、前記複数の中空部の形状を伸縮させる形状伸縮手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項２記載の外観検査用照明装置。
【請求項１３】
前記平行光抽出部材は、前記面光源より発せれた散乱光から前記略平行光を透過させる面格子部材であることを特徴とする請求項２記載の外観検査用照明装置。
【請求項１４】
前記平行光抽出部材は、上部に複数の切り欠き部が形成されると共に反射防止部を有する、互いに間隙をもって配置された複数の下側プレートと、下部に複数の切り欠き部が形成されると共に反射防止部を有する、互いに間隙をもって配置された複数の上側プレートとからなり、
前記複数の下側プレートと前記複数の上側プレートとは、互いに前記切り欠き部において係合した状態で交差して配置される、
ことを特徴とする請求項２記載の外観検査用照明装置。
【請求項１５】
前記集光レンズと前記被検査基板との間、又は、前記平行光発光手段と前記集光レンズとの間に配置され、光を散乱させる状態と光を透過させる状態とをとる液晶散乱板を更に備えることを特徴とする請求項１記載の外観検査用照明装置。
【請求項１６】
前記面光源は、画像表示装置であることを特徴とする請求項２記載の外観検査用照明装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６のいずれか１項記載の外観検査用照明装置と、
前記被検査基板が載置される基板ホルダと、
を備えることを特徴とする外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、フラットパネルディスプレイや半導体などの基板の製造工程に用いられる外観検査用照明装置及び外観検査装置に関し、更に詳しくは、例えば目視等により被検査基板の欠陥を検査するために、被検査基板に対し照明光を照射する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１７は、従来の外観検査用照明装置２００を示す模式図である。
同図において、外観検査用照明装置２００は、メタルハライドランプなどの点光源２０１と、この点光源２０１より発せられる拡散光ＳＬを平行光ＰＬに規制する平行光形成レンズ２０２と、この平行光形成レンズ２０２を介して導光される平行光ＰＬを収束光ＣＬに規制する集光レンズ２０３とを備え、図示しない基板ホルダに載置された被検査基板２１１に収束光ＣＬを照射している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
収束光ＣＬを用いた検査では、照射光が方向性を持った光となるため、被検査基板からの反射光も方向性をもって最終的に焦点位置に収束することになる。これにより、例えば、検査基板上に異物があった場合、反射光が異物で散乱されることになる。そのため、異物からの散乱光は、収束光ＣＬの光束から外れた位置からの目視観察をすると、異物を輝点として判別することで検査が容易となる。
【０００４】
フラットパネルディスプレイを多面取り製造するマザーガラス基板の外観検査装置においては、マザーガラス基板の大型化に伴って平行光形成レンズ２０２や集光レンズ２０３のサイズも大型化している。近年、マザーガラス基板は、２ｍ，３ｍを超えるサイズが出現しており、レンズもメータサイズのものが要求されるため、コスト或いは加工性の観点からフレネルレンズを用いるのが一般的である。フレネルレンズは、レンズ形成面に対し垂直方向からの光に対しレンズ形状をなすことになる。
【０００５】
詳しくは後述するが、上記特許文献１記載の手法では、フレネルレンズのサイズの拡大に比例して、点光源２０１までの焦点距離が長くなるために照明装置が大型化するという懸念がある。そこで、点光源２０１と平行光形成レンズ２０２との間に折り返しミラーを設けて照明光路を折り曲げることにより装置の小型化を図った照明装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
面光源を用いる照明装置としては、棒状の蛍光灯を複数配置し、出射側に拡散板（散乱板）を設けた面光源より発せられた照射光を基板全面に照射する外観検査用照明装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−２３２０３２号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５６４３号公報
【特許文献３】特開２００３−９０７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、液晶ガラス基板などのフラットパネルディスプレイ検査では、被検査基板であるマザーガラス基板のサイズが年々拡大しており、被検査基板への照明の照野も拡大する必要がある。
【０００８】
そこで、照野を拡大するために、口径の大きな集光レンズを用いる必要がある。この点、上記特許文献１記載のように点光源を用いる場合には、照野の拡大により点光源とレンズとの焦点距離が長くなってしまう。この焦点距離は、マザーガラス基板のサイズが２ｍ，３ｍと大型化した場合には数メートルに及ぶこともあり、照明装置が大型化してしまう。
【０００９】
上述のような照明装置の大型化は、装置の設置場所の天井高さを高くする必要が生じるという問題や、設置作業において照明装置の搭載作業が困難となるという問題をも招くことになる。
【００１０】
ここで、上記特許文献２記載の折り返しミラーを用いることで、装置の小型化を図ることも考えられるが、折り返しミラーの大きさは集光レンズ相当の大きさにしなくてはならない。
【００１１】
そのため、照明装置本体の大きさは、折り返しミラーを収納するために大型化してしまう。例えば、２ｍ四方の折り返しミラーを４５度傾斜させた場合、高さ約１４００ｍｍの収納スペースが必要となることになり、小型化に対しての制約となってしまう。
【００１２】
更には、折り返しミラーが大型化することで、その形状や支持方法などにより、折り返しミラー自体にひずみが生じやすくなる。このように折り返しミラーにひずみが生じると、照明光の輝度ムラなどの現象を引き起こすことになる。
【００１３】
また、上記特許文献１及び２記載のように点光源を用いる場合、点光源から拡散光を照射しているため、図１７に示す輝度分布Ｂのように、照野中心が最も明るく、周辺になるにつれ暗くなる輝度分布となるため、基板全面を均一に照明できないという問題が生じる。
【００１４】
また、上記特許文献３記載のように面光源を用いる場合には、出射光が上記特許文献１及び２のように収束光を用いた目視観察に比べて、基板表面の異物からの散乱光が弱くなり、目視検査の性能が劣るという問題が生じる。
【００１５】
以上では、大型化が進んでいるフラットパネルディスプレイ等の基板検査を中心に述べたが、半導体ウェハその他の基板検査においても照明装置の小型化や検査精度は重要な要素となっている。
【００１６】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、収束光を用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、装置の小型化を図ることができる外観検査用照明装置及び外観検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の外観検査用照明装置は、被検査基板に対し照明光を照射する外観検査用照明装置において、略平行光を発する平行光発光手段と、この平行光発光手段より発せられた略平行光を集光する集光レンズと、を備える構成とする。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の外観検査装置は、上記外観検査用照明装置と、上記被検査基板が載置される基板ホルダと、を備える構成とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、平行光発光手段（例えば、面光源及び平行光抽出部材）が略平行光を発し、これを集光レンズにより集光している。そのため、面光源より発せられた光から略平行光を得ることで、単一の点光源を用いるよりも装置の高さ方向の寸法を抑えることができると共に輝度のばらつきを抑えることができる。よって、本発明によれば、収束光を用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ＬＣＤディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、半導体ウェハなどの薄板基板の構造は、配線を形成するメタルやＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの物質を積層して回路を形成してなる。この回路形成の製造工程において品質確保のための重要な管理項目として、例えば、露光ムラ、膜厚ムラ、異物の付着、基板自体の欠損やクラックなどを検査する検査工程がある。
【００２１】
以下の実施の形態においては、上記のような欠陥を、被検査基板に対し照明光を照射し、被検査基板からの反射光の状態から、目視により欠陥を検査する例について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る外観検査用照明装置１０を備える外観検査装置１を示す模式図である。
【００２２】
図２は、上記外観検査用照明装置１０の面光源１１を示す概略断面図である。
図３は、上記外観検査用照明装置１０の平行光抽出部材１２を示す断面図である。
図４は、上記平行光抽出部材１２の筒状部材１２ａを示す説明図である。
【００２３】
図１において、外観検査装置１は、被検査基板２１に対し照明光（収束光ＣＬ）を照射する外観検査用照明装置１０と、被検査基板２１が載置される装置本体部２０とから主に構成されている。
【００２４】
外観検査用照明装置１０は、略平行光ＰＬを発する平行光発光手段としての面光源１１及び平行光抽出部材１２と、平行光ＰＬを集光する集光レンズ１３とを備えている。
面光源１１は、図２にも示すように、複数（図１では１１本図示しているが、図２では模式的に６本のみ図示している。）の蛍光灯（ＣＦＬ）１１ａと、これら蛍光灯１１ａの上方に配設された反射板１１ｂと、蛍光灯１１ａの下方に配設された散乱板１１ｃと、蛍光灯１１ａ及び反射板１１ｂの側方及び上方を覆うケーシング１１ｄとから構成されている。
【００２５】
反射板１１ｂは、複数の蛍光灯１１ａのそれぞれの上方において、蛍光灯１１ａからの間隙を確保するべく凹凸状に形成され、蛍光灯１１ａから発せられる光を散乱板１１ｃに向けて反射させている。
【００２６】
そして、面光源１１は、蛍光灯１１ａより発せられた光が散乱板１１ｃを透過することで、均一な輝度の散乱光ＳＬを発している。
なお、本実施の形態では、面光源１１に蛍光灯１１ａを用いる例について説明したが、面光源としては、本実施の形態の蛍光灯１１ａのような複数の線光源のほか、例えば、ファイバー導光による面光源、ＥＬシートなどの面発光シート、ＬＥＤ照明を多数並設したＬＥＤ面光源などを用いることができる。
【００２７】
平行光抽出部材１２は、面光源１１より照射された散乱光ＳＬから略平行光ＰＬを抽出するべく、図３に示すように、光透過部としての複数の筒状部材１２ａから構成されている。筒状部材１２ａは、その内側面に光を吸収する反射防止部１２ｃを有し、入射側の開口から出射側の開口に向けて直進する光を透過させる中空部１２ｂが形成されている。そして、複数の筒状部材１２ａは、互いに外周面が隣接した状態で配置されている。
【００２８】
反射防止部１２ｄとしては、黒色などの反射性の低い塗料を塗布してなるものや、黒色の塗料に加えて側面を凹凸形状としたものなどのほか、側面における反射を防止するものであれば用いることができる。
【００２９】
反射防止部１２ｄには、薄くて光を通さない、強度のある黒色のカーボンシートやアクリルシートなどの遮光部材が含まれ、この遮光部材により筒状部材１２ａを形成してもよい。
【００３０】
上述のように中空部１２ｂの側面が反射防止部１２ｃとなっているため、各筒状部材１２ａの中空部１２ｂに入射する散乱光ＳＬのうち、図４に示す傾き角度θ以下の傾き角度を有する光のみが、略平行光ＰＬとして平行光抽出部材１２から抽出されることになる。
【００３１】
ここで、筒状部材１２ａの中空部１２ｂの口径Ｄと高さＨとの関係から、筒状部材１２ａを通過する光の角度について、下記の式を導くことができる。
θ＝ｔａｎ−１（Ｄ／Ｈ）
上記式から、口径Ｄを小さくすること或いは高さＨを大きくすることにより、通過する光の傾き角度θが小さくなり、有効な略平行光ＰＬを抽出できることがわかる。
【００３２】
なお、中空部１２ｂから出射する光の傾き角度θは、０度に近いことが望ましいが、最大傾き角度θが１０度以下の傾きを有する光でも略平行ＰＬに含まれることとする。
筒状部材１２ａの断面形状としては、図５Ａに示す円形のほか、図５Ｂに示す三角形（正三角形）、図５Ｃに示す四角形（正方形）、図５Ｄ及び図６に示す六角形（正六角形）とすることも考えられる。
【００３３】
なお、筒状部材１２ａの断面形状を、図５Ｂに示す三角形、図５Ｃに示す四角形、図５
Ｄ及び図６に示す六角形などの多角形にした場合には、複数の筒１２ａ間の間隙をなくすことができるため有効である。
【００３４】
また、図５Ｄ及び図６に示すように、筒状部材１２ａに断面六角筒のハニカムコア材等を用いた場合には、中空部１２ｂにおける幅（上記口径Ｄに相当）のばらつきを減らし中空部１２ｂの開口面積に対する上記幅の最大値を抑えることもできる。
【００３５】
また、平行光抽出部材１２に複数の中空部１２ｂを形成するためには、本実施の形態のように中空部１２ｂの形成された複数の筒状部材１２ａを用いる構成以外にも、例えば、板部材に複数の中空部を穿設する構成なども考えられる。
【００３６】
集光レンズ１３は、平行光抽出部材１２により抽出された略平行光ＰＬを被検査基板２１に対し集光している（収束光ＣＬ）。集光レンズ１３としては、例えばフレネルレンズを用いることができる。
【００３７】
次に、装置本体部２０は、被検査基板２１が載置される基板ホルダ２２、図示しない駆動手段に接続され基板ホルダ２２を任意の角度に揺動させる回動軸２３、この回動軸２３を軸支する支持部２４、ベース部２５等から構成されているものとする。
【００３８】
なお、目視検査を容易にするため、支持部２４を移動可能な構成にして基板ホルダ２２を移動させることや、支持部２４自体を前後又は左右に微小に回動させて基板ホルダ２２を揺動させる構成とすることも考えられる。
【００３９】
以上説明した本実施の形態では、面光源１１から発した拡散光又は散乱光ＳＬを平行光発光手段が略平行光ＰＬに変換し、この略平行光ＰＬを集光レンズ１３により焦点位置に集光している。そのため、面光源１１より発せられた光から略平行光を得ることで、単一の点光源から出射した拡散光をフレネルレンズで平行光に変える従来のものと比べて面光源１１及び平行光抽出部材１２の光軸方向の高さを小さくするできるため、外観検査用照明装置１０の高さ方向の寸法を抑えることができ、ひいては外観検査装置１の小型化を図ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、面光源１１より発せられた散乱光ＳＬから略平行光ＰＬを抽出する平行光抽出部材１２によって、全体に亘って輝度むらの少ない均一な略平行光ＰＬを抽出することができ、したがって、収束光ＣＬを用いた、より高精度な外観検査を実現することができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、平行光抽出部材１２には、面光源１１より発せられた散乱光ＳＬが入射する複数の中空部１２ｂが形成され、複数の中空部１２ｂの側面には反射防止部１２ｃが形成されている。そのため、面光源１１から略平行光ＰＬを有効に抽出することができ、したがって、収束光ＣＬを用いた、より高精度な外観検査を実現することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、平行光抽出部材１２は、中空部１２ｂが形成された複数の筒状部材１２ａから構成されている。そのため、従来のように拡散光を平行光に変換するフレネルレンズを用いずに簡素な構成で有効に略平行光ＰＬを抽出することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、複数の筒状部材１２ａは、互いに外周面が隣接した状態で配置され、かつ面光源１１に近接して設けられている。そのため、面光源１１より発せられた散乱光ＳＬを有効に中空部１２ｂに導くことができ、したがって、収束光ＣＬを用いた、より高精度な外観検査を実現することができる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
本実施の形態では、平行光抽出部材３２の構成を除いては上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４５】
図７は、本発明の第２実施形態に係る平行光抽出部材３２を示す斜視図である。
同図において、平行光抽出部材３２は、面光源１１より発せられた散乱光ＳＬから略平行光ＰＬを抽出する光透過部として、外周面に低反射処理加工を施した透明な透過性部材３２ａを、隙間なく並設してなる。そして、平行光抽出部材３２は、図１及び図２に示す面光源１１より発せれた散乱光ＳＬから略平行光ＰＬを抽出している。
【００４６】
具体的には、透過性部材３２ａは散乱光ＳＬの入射方向に延びる四角柱形状を呈し、その各側面（ここでは４面）には、反射防止部３２ｂが形成されている。なお、透過性部材３２ａとしては、例えば、ガラス棒材やアクリル棒材などの光を透過する棒状の光学部材を用いることができる。また、透過性部材３２ａの入射側及び出射側の開口を除く外側面には、反射防止部３２ｂとして、微小な凹凸を形成した低反射（ノングレア）処理加工の上から反射を防止する黒色の塗料を塗布することが好ましい。
【００４７】
図８は、上記第２実施形態に係る平行光抽出部材３２の変形例を示す斜視図である。
同図に示すように、平行光抽出部材３２は、透明なアクリルガラスなどの平行平面板からなる複数の透過性部材３２ａを重ね合わせた第１の平行光抽出部材３２Ｕ、及び、この第１の平行光抽出部材３２Ｕの透過性部材３２ａと長手方向が交差（ここでは直交）するように透明な平行平面板からなる複数の透過性部材３２ａを重ね合わせた第２の平行光抽出部材３２Ｌを積層してなる。
【００４８】
なお、本変形例では、平行光抽出部材３２を、第１の平行光抽出部材３２Ｕ及び第２の平行光抽出部材３２Ｌの２つを積層してなるものとしたが、３層以上の構成とすることも考えられる。その場合には、いずれか２つの層において、透過性部材３２ａの長手方向が互いに交差するように平行光抽出部材３２を構成するとよい。
【００４９】
以上説明した本実施の形態においても、平行光発光手段（面光源１１及び平行光抽出部材３２）が略平行光を発し、これを集光レンズ１３により集光させることで、上記第１実施形態と同様に、収束光ＣＬを用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、外観検査用照明装置１０ひいては外観検査装置１の小型化を図ることができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、平行光抽出部材３２は、面光源１１より発せられた散乱光ＳＬが透過する平行平面板からなる透過性部材３２ａを有し、これら複数の透過性部材３２ａの入射側及び出射側の開口を除く外側面には、光を吸収する反射防止部３２ｃが形成されている。そのため、有効に略平行光ＰＬを集光レンズ１３に照射させることができ、したがって、収束光ＣＬを用いた、より高精度な外観検査を実現することができる。
【００５１】
更には、本実施の形態では、平行光抽出部材３２は複数の透過性部材３２ａを有するため、押出し加工、引抜き加工によって、上述の式のように口径（幅）Ｄが小さく或いは高さＨの大きな透過性部材３２ａを容易に加工することができる。
【００５２】
また、本実施の形態の変形例では、平行光抽出部材３２は、平行平面板からなる複数の透過性部材３２ａを重ね合わせた第１の平行光抽出部材３２Ｕ及び第２の平行光抽出部材３２Ｕを、透過性部材３２ａの長手方向が互いに交差するように積層してなる。そのため、面光源１１からの散乱光ＳＬが第１の平行光抽出部材３２Ｕ及び第２の平行光抽出部材３２Ｌのスリット状の各中空部３２ｂを透過できる幅（上記口径Ｄに相当）を抑えることで、有効に略平行光ＰＬを抽出することができる。したがって、収束光ＣＬを用いた、より高精度な外観検査を実現することができると共に、外観検査用照明装置１０及び外観検査装置１の小型化を図ることができる。
【００５３】
＜第３実施形態＞
本実施の形態においても、スリット状の中空部を有する面格子部材４２（平行光抽出部材）の構成を除いては上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５４】
図９は、本発明の第３実施形態に係る平行光抽出部材（面格子部材４２）を示す斜視図である。
同図に示すように、本実施の形態においては、平行光抽出部材として、図１及び図２に示す面光源１１より発せれた散乱光ＳＬから、略平行光ＰＬのみを透過させる面格子部材４２を用いている。
【００５５】
面格子部材４２は、細長い薄板４２ａを所定の間隔で複数配置してスリット状の中空部を多数形成したもので、各薄板４２ａの表面には反射防止部として黒色の塗料が塗布されている。これにより、散乱光ＳＬのうち薄板４２ａ間のスリット状の中空部を通過する光を略平行光ＰＬとして抽出している。
【００５６】
なお、面格子部材４２を、上記第２実施形態のように、上段と下段とでそれぞれの長手方向を交差或いは直交させて積層することも考えられる。
以上説明した本実施の形態によっても、有効に略平行光ＰＬを抽出することができ、したがって、収束光ＣＬを用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、外観検査用照明装置１０及び外観検査装置１の小型化を図ることができる。
【００５７】
＜第４実施形態＞
本実施の形態においても、平行光抽出部材５２の構成を除いては上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５８】
図１０は、本発明の第４実施形態に係る平行光抽出部材５２を示す分解斜視図である。
同図に示すように、平行光抽出部材５２は、複数の下側プレート５２ａ及び複数の上側プレート５２ｄから構成されている。
【００５９】
下側プレート５２ａには、上部に複数の切り欠き部５２ｂが一定間隔毎に形成されており、表面には反射防止部５２ｃとして黒色の塗料が塗布されている。
同様に、上側プレート５２ｄには、下部に複数の切り欠き部５２ｅが一定間隔毎に形成されており、表面には反射防止部５２ｆとして黒色の塗料が塗布されている。
【００６０】
複数の下側プレート５２ａ及び複数の上側プレート５２ｄは、それぞれ互いに間隙をもって配置されている。また、複数の下側プレート５２ａと複数の上側プレート５２ｄとは、互いに切り欠き部５２ｂ，５２ｅにおいて係合した状態で交差して配置されている。
【００６１】
なお、本実施の形態では、平行光抽出部材５２を、複層積層した構成とすることも考えられる。
以上説明した本実施の形態においても、複数の下側プレート５２ａと上側プレート５２ｄとにより囲まれた中空部を通過する光のみが略平行光ＰＬとして抽出されることになるため、収束光ＣＬを用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、外観検査用照明装置１０及び外観検査装置１の小型化を図ることができる。更には、下側プレート５２ａ及び上側プレート５２ｄを交差して配置すればよいため、安価かつ簡素な構成とすることもできる。
【００６２】
＜第５実施形態＞
本実施の形態においても、平行光抽出部材６２の構成を除いては上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６３】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明の第５実施形態に係る平行光抽出部材６２を示す説明図及び平面図である。
平行光抽出部材６２は、複数の中空部６２ｂが各々に形成された第１の平行光抽出部材６２−１，第２の平行光抽出部材６２−２，第３の平行光抽出部材６２−３（第１〜第３抽出部）を散乱光ＳＬの入射方向に積層してなる。中空部６２ｂの側面には、反射防止部６２ｃとして黒色の塗料が塗布されている。
【００６４】
なお、図１１Ｂに示すように、各平行光抽出部材６２−１，６２−２，６２−３は、それぞれ、中空部６２ｂが断面正方形に形成されているものとする。
第１〜第３の平行光抽出部材は全て同一の形状を呈しているが、互いに横方向（入射方向と交差する方向）にずれた状態で配置されている。具体的には、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、散乱光ＳＬの入射方向と直交する矩形開口の対角線方向に、第１及び第３の平行光抽出部材６２−１，６２−３に対して中間に位置する第２の平行光抽出部材６２−２が、開口幅の半分ずれた状態で配置されている。
【００６５】
これにより、各平行光抽出部材６２−１，６２−２，６２−３の各中空部６２ｂは、照明光の入射側から見て４つに分割されることになる。
なお、本実施の形態では、平行光抽出部材６２を、３段に積層してなるものとしたが、２段に積層した構成や、４段以上に積層した構成とすることも考えられる。その場合には、矩形の開口の対向する１組の辺と直交する１軸方向に各平行光抽出部材６２−１，６２−２，６２−３をずらして配置することも可能であるが、開口の対角線の２軸方向にずらすことにより、更に細分割できるので好ましい。
【００６６】
また、本実施の形態では、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、各平行光抽出部材８２−１，８２−２を重ね合わせ、第１の平行光抽出部材８２−１に開口面積を調整する交差方向駆動手段としてのアクチュエータ８４を接続してもよい。なお、図１２Ａ及び図１２Ｂの上図（側面図）においては、アクチュエータ８４を１つのみ図示しているが、散乱光ＳＬの入射方向と交差する２方向に第１の平行光抽出部材８２−１を移動させるために、第１の平行光抽出部材８２−１には２つのアクチュエータ８４が配置されているものとする。なお、アクチュエータ８４は、第１の平行光抽出部材８２−１の開口対角線に配置すれば１つでもよい。
【００６７】
２つのアクチュエータ８４，８４は、散乱光ＳＬの入射方向と交差するＸＹの２軸方向に第１の平行光抽出部材８２−１を移動させることにより、第１の平行光抽出部材８２−１と第２の平行光抽出部材８２−２とを相対的に移動させて、上下方向の各中空部８２ｂと連通する開口面積を変動させることが可能となっている。
【００６８】
散乱光ＳＬの入射方向と交差する２方向に第１の平行光抽出部材８２−１を移動させる（ずらす）距離は、中空部８２ｂの幅の半分ずつとするとよい。そのようにすることで、第１の平行光抽出部材８２−１を図１２Ａに示す状態から図１２Ｂに示す状態へと移動させた後に、第１の平行光抽出部材８２−１及び第２の平行光抽出部材８２−２を光が通過する幅（口径Ｄに相当、第１実施形態参照）の最大値を抑え、有効に略平行光を抽出することができるためである。
【００６９】
以上説明した本実施の形態では、複数の平行光抽出部材をずらして散乱光ＳＬの入射方向に積層することにより、各平行光抽出部材の位置関係に基づき、面光源１１からの散乱光ＳＬが通過できる幅（上記口径Ｄに相当）を調整することで、分割された各中空部により略平行光ＰＬを抽出することができる。したがって、本実施の形態によっても、収束光ＣＬを用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、外観検査用照明装置１０及び外観検査装置１の小型化を図ることができる。
【００７０】
更には、各平行光抽出部材をずらして積層することで面光源１１からの散乱光ＳＬが通過できる開口幅を抑えることができるため、加工性、部材の入手性等の観点から、安価かつ簡素な構成で有効に略平行光ＰＬを抽出することもできる。
【００７１】
また、本実施の形態では、第１の平行光抽出部材８２−１と第２の平行光抽出部材８２−２とが互いに同一形状であるため、アクチュエータ８４により第１の平行光抽出部材８２−１を移動させない場合、即ち、抽出部材間の中空部８２ｂを互いに完全に連通させた場合には、散乱光に近い光を得ることができ、したがって、多様な検査態様において高精度な外観検査を実現することができる。
【００７２】
＜第６実施形態＞
本実施の形態では、平行光抽出部材９２の構成を除いて、上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７３】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、本発明の第６実施形態に係る平行光抽出部材９２を示す平面図である。
図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、平行光抽出部材９２は、一方向に扁平に折りたたみ可能な断面が正四角形状や正六角形状の複数の中空部９２ｂが形成された柔軟で元の形状に復帰可能な弾性材料からなり、両側部の中間には形状伸縮手段としての一対のアクチュエータ９４，９４が配置されている。この場合、平行光抽出部材９２の伸縮方向の先端及び後端が固定されている。なお、本実施形態において、平行光抽出部材９２は、正六角形状の中空部９２ｂを連結したハニカムコアとし、その中空部９２ｂの内側面には、反射防止部９２ｃが形成されている。
【００７４】
一対のアクチュエータ９４，９４は、散乱光の入射方向と交差する方向（ここでは直交方向）に平行光抽出部材９２を押し引きすることで、六角形状の中空部９２ｂの形状を、面光源１１からの照射領域Ｒにおいて、図１３Ａに示す断面正六角形状の状態と、図１３Ｂに示す縮んだ状態とに伸縮させている。
【００７５】
なお、図１３Ａ及び図１３Ｂにおいては、平行光抽出部材９２の中間部分にアクチュエータ９４を一対配置したが、平行光抽出部材９２の対向する両辺側から押し引きし中空部９２ｂの形状を伸縮させることができるように伸縮方向の両側に形状伸縮手段を配置してもよい。
【００７６】
以上説明した本実施の形態では、アクチュエータ９４により平行光抽出部材９２を伸縮させることで複数の中空部９２ｂの開口面積を変動させ、光が中空部９２ｂを通過する幅を抑えることが可能となっている。
【００７７】
そのため、略平行光を抽出することで、上記第１〜第５実施形態と同様に、収束光ＣＬを用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、外観検査用照明装置及び外観検査装置の小型化を図ることができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、アクチュエータ９４により中空部９２ｂの形状を縮めない場合には、散乱光に近い光を得ることができ、したがって、多様な検査態様において高精度な外観検査を実現することができる。
【００７９】
＜第７実施形態＞
本実施の形態においても、外観検査用照明装置７０に散乱板７４を配置した点を除いては上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８０】
図１４は、本発明の第７実施形態に係る外観検査用照明装置７０を示す模式図である。
同図に示すように、外観検査用照明装置７０は、略平行光ＰＬを発する平行光発光手段としての面光源７１及び平行光抽出部材７２、並びに、略平行光ＰＬを集光する集光レンズ７３に加え、平行光抽出部材７２と被検査基板２１との間、好ましくは集光レンズ７３と被検査基板２１との間に配置された液晶散乱板７４を備えている。
【００８１】
液晶散乱板７４は、外部からの電圧の印加によって、光を散乱させる状態と光を透過させる状態とに切換え可能となっている。これにより、上記第１〜第６実施形態で述べた収束光ＣＬに加え、検査態様に応じて散乱光を得ることも可能となる。
【００８２】
なお、散乱光と収束光ＣＬとを切換えることができればよいため、液晶散乱板７４は、平行光抽出部材７２と集光レンズ７３との間に配置することも考えられる。
以上説明した本実施の形態によっても、液晶散乱板７４を、光を透過させる状態にすることで、上記第１〜第６実施形態と同様に、収束光ＣＬを用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、外観検査用照明装置７０及び外観検査装置１の小型化を図ることができる。また、収束光ＣＬと散乱光とを選択的に得ることができるため、多様な検査態様において高精度な外観検査を実現することができる。
【００８３】
＜第８実施形態＞
本実施の形態においても、平行光抽出部材１０２の構成を除いて、上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８４】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の第８実施形態に係る平行光抽出部材１０２を示す断面図である。
平行光抽出部材１０２は、複数の中空部１０２ｂが各々に形成された複数の抽出部（第１抽出部１０２−１及び第２抽出部１０２−２）を、散乱光ＳＬの入射方向に入れ子状に重ね合わせてなる。本実施の形態における中空部１０２ｂにも、その側面に反射防止部１０２ｃが形成されているものとする。
【００８５】
第１抽出部１０２−１は、複数の筒状部材１０２ａ−１を外周面が隙間なく隣接した状態で配置されてなる。各筒状部材１０２ａ−１の壁面は肉厚に形成され、壁面の全域に亘って、下方から上方に向かって穴部１０２ｄが形成されている。
【００８６】
第２抽出部１０２−２は、複数の筒状部材１０２ａ−２をその外周面が互いに間隙をもって配置されてなり、各筒状部材１０２ａ−２間の間隙の底には、この間隙を埋める底板１０２ｅが配設されている。
【００８７】
そして、第２抽出部１０２−２の筒状部材１０２ａ−２の壁面は、第１抽出部１０２−１の筒状部材１０２ａ−１の穴部１０２ｄに挿入された状態となっている。なお、第１抽出部１０２−１は図示しない支持手段に支持されており、図１５Ａに示す状態では、第２抽出部１０２−２の筒状部材１０２ａ−２の壁面は穴部１０２ｄの最深部には到達していない。
【００８８】
第２抽出部１０２−２には、入射方向駆動手段としてのアクチュエータ１０４が、第２抽出部１０２−２の側面下部に接続された接続部１０５を介して配置されている。アクチュエータ１０４は、複数の抽出部の少なくとも１つとしての第２抽出部１０２−２を散乱光ＳＬの入射方向に移動させることにより、平行光抽出部材１０２の高さを調整している。
【００８９】
図１５Ｂに示す状態では、アクチュエータ１０４は、第２抽出部１０２−２を下方に移動させることにより、平行光抽出部材１０２の高さを高くしている。
なお、抽出部を３段以上に積層し、アクチュエータ１０４を複数配置するか或いは単一のアクチュエータ１０４により複数の抽出部を移動させることで、平行光抽出部１０２−２の高さ調整幅を増やし、より有効に中空部１０２ｂへの入射光の傾き角度を調整することができる。
【００９０】
以上説明した本実施の形態では、上記第１〜第７実施形態と同様に、収束光ＣＬを用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、外観検査用照明装置及び外観検査装置の小型化を図ることができる。
【００９１】
更には、本実施の形態では、アクチュエータ１０４により平行光抽出部材１０２の高さを調整することで、平行光抽出部材１０４の中空部１０２ｂに入射する光の傾き角度を調整することができる。したがって、収束光ＣＬと散乱光に近い光とを選択的に得ることができるため、上記実施形態と同様に、多様な検査態様において高精度な外観検査を実現することができる。
【００９２】
＜第９実施形態＞
本実施の形態においても、外観検査用照明装置１１０に面光源として画像表示装置１１１を配置した点を除いて、上記第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９３】
図１６は、本発明の第９実施形態に係る外観検査用照明装置１１０を示す模式図である。
同図に示すように、外観検査用照明装置１１０は、略平行光ＰＬを発する平行光発光手段としての画像表示装置１１１及び平行光抽出部材１１２と、略平行光ＰＬを集光する集光レンズ１１３とを備えている。
【００９４】
画像表示装置１１１としては、例えば、フラットパネルディスプレイ表示装置の機能を付加したものを用いることができる。具体的には、液晶テレビモニタなどのように、ＲＧＢの色の付された微細な画素で照射面が構成された画像表示装置１１１を用いることができる。
【００９５】
また、画像表示装置１１１には、表示領域のうち任意の範囲における画像表示が可能なものを用いることで、任意の検査領域における基板検査を行うことも可能となる。
なお、本実施の形態のように、面光源として画像表示装置１１１を用いる構成は、上記第１〜第８実施形態に適用することも可能である。
【００９６】
以上説明した本実施の形態によっても、平行光抽出部材１１２により略平行光を抽出することで、上記第１〜第８実施形態と同様に、収束光ＣＬを用いて高精度な外観検査を実現することができると共に、外観検査用照明装置１１０及び外観検査装置の小型化を図ることができる。
【００９７】
更には、画像表示装置１１１を複数色の表示が可能なものとすることで、例えば目視により基板検査を行う場合に、検査態様に応じて識別しやすい色の光を発せさせることで、検査態様に応じた高精度な外観検査を実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る外観検査用照明装置を備える外観検査装置を示す模式図である。
【図２】上記第１実施形態に係る外観検査用照明装置の面光源を示す概略断面図である。
【図３】上記第１実施形態に係る外観検査用照明装置の平行光抽出部材を示す断面図である。
【図４】上記第１実施形態に係る平行光抽出部材の筒状部材を示す説明図である。
【図５Ａ】上記第１実施形態に係る筒状部材の断面形状の変形例を示す平面図（その１）である。
【図５Ｂ】上記第１実施形態に係る筒状部材の断面形状の変形例を示す平面図（その２）である。
【図５Ｃ】上記第１実施形態に係る筒状部材の断面形状の変形例を示す平面図（その３）である。
【図５Ｄ】上記第１実施形態に係る筒状部材の断面形状の変形例を示す平面図（その４）である。
【図６】上記第１実施形態に係る筒状部材の変形例を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る平行光抽出部材を示す斜視図である。
【図８】上記第２実施形態に係る平行光抽出部材の変形例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る平行光抽出部材（面格子部材）を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る平行光抽出部材を示す分解斜視図である。
【図１１Ａ】本発明の第５実施形態に係る平行光抽出部材を示す説明図である。
【図１１Ｂ】本発明の第５実施形態に係る平行光抽出部材を示す平面図である。
【図１２Ａ】本発明の第５実施形態の変形例に係る平行光抽出部材を示す側面図及び平面図（その１）である。
【図１２Ｂ】本発明の第５実施形態の変形例に係る平行光抽出部材を示す側面図及び平面図（その２）である。
【図１３Ａ】本発明の第６実施形態に係る平行光抽出部材を示す平面図（その１）である。
【図１３Ｂ】本発明の第６実施形態に係る平行光抽出部材を示す平面図（その２）である。
【図１４】本発明の第７実施形態に係る外観検査用照明装置を示す模式図である。
【図１５Ａ】本発明の第８実施形態に係る平行光抽出部材を示す断面図（その１）である。
【図１５Ｂ】本発明の第８実施形態に係る平行光抽出部材を示す断面図（その２）である。
【図１６】本発明の第９実施形態に係る外観検査用照明装置を示す模式図である。
【図１７】従来の外観検査用照明装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９９】
１      外観検査装置
１０      外観検査用照明装置
１１      面光源
１１ａ      蛍光灯
１１ｂ      反射板
１１ｃ      散乱板
１１ｄ      ケーシング
１２      平行光抽出部材
１２ａ      筒状部材
１２ｂ      中空部
１２ｃ      反射防止部
１３      集光レンズ
２０      装置本体部
２１      被検査基板
２２      基板ホルダ
２３      回動軸
２４      支持部
２５      ベース部
３２      平行光抽出部材
３２ａ      透過性部材
３２ｃ      反射防止部
３２Ｕ      第１の平行光抽出部材
３２Ｌ      第２の平行光抽出部材
４２      面格子部材（平行光抽出部材）
４２ａ      薄板
５２      平行光抽出部材
５２ａ      下側プレート
５２ｂ      切り欠き部
５２ｃ      反射防止部
５２ｄ      上側プレート
５２ｅ      切り欠き部
５２ｆ      反射防止部
６２      平行光抽出部材
６２−１      第１の平行光抽出部材
６２−２      第２の平行光抽出部材
６２−３      第３の平行光抽出部材
６２ｂ      中空部
６２ｃ      反射防止部
７０      外観検査用照明装置
７１      面光源
７２      平行光抽出部材
７３      集光レンズ
７４      液晶散乱板
８２      平行光抽出部材
８２−１      第１の平行光抽出部材
８２−２      第２の平行光抽出部材
８２ｂ      中空部
８２ｃ      反射防止部
８４      アクチュエータ
９２      平行光抽出部材
９２ｂ      中空部
９２ｃ      反射防止部
９４      アクチュエータ
１０２      平行光抽出部材
１０２−１      第１抽出部
１０２−２      第２抽出部
１０２ａ−１，１０２ａ−２      筒状部材
１０２ｂ      中空部
１０２ｃ      反射防止部
１０２ｄ      穴部
１０２ｅ      底板
１０４      アクチュエータ
１０５      接続部
１１０      外観検査用照明装置
１１１      画像表示装置（面光源）
１１２      平行光抽出部材
１１３      集光レンズ
ＳＬ      散乱光
ＰＬ      略平行光
ＣＬ      収束光
【図５Ａ】
2009168653.tif 000003
【図５Ｂ】
2009168653.tif 000004
【図５Ｃ】
2009168653.tif 000005
【図５Ｄ】
2009168653.tif 000006
【図１】
2009168653.tif 000007
【図２】
2009168653.tif 000008
【図３】
2009168653.tif 000009
【図４】
2009168653.tif 000010
【図６】
2009168653.tif 000011
【図７】
2009168653.tif 000012
【図８】
2009168653.tif 000013
【図９】
2009168653.tif 000014
【図１０】
2009168653.tif 000015
【図１１Ａ】
2009168653.tif 000016
【図１１Ｂ】
2009168653.tif 000017
【図１２Ａ】
2009168653.tif 000018
【図１２Ｂ】
2009168653.tif 000019
【図１３Ａ】
2009168653.tif 000020
【図１３Ｂ】
2009168653.tif 000021
【図１４】
2009168653.tif 000022
【図１５Ａ】
2009168653.tif 000023
【図１５Ｂ】
2009168653.tif 000024
【図１６】
2009168653.tif 000025
【図１７】
2009168653.tif 000026