表面検査装置および表面検査方法
【課題】フラットディスプレイパネルの基板上に形成された塗布膜の表面形状を短時間で、低コストに検査可能な表面検査装置を提供する。
【解決手段】基板１１上に形成された塗布膜１２の表面検査装置であって、点光源２０と、点光源２０から発せられた光の光路に設けられたハーフミラー２１と、ハーフミラー２１を経由した光を平行光に変換して塗布膜１２の表面に照射するとともに塗布膜１２の表面からの反射光を集光するように配置されたフレネルレンズ２２と、フレネルレンズ２２により集光されハーフミラー２１により点光源２０とは別の光路に導かれた反射光の集光結像された光学像を観察するＣＣＤカメラ２６とを有し、フレネルレンズ２２より高い剛性を有する補強平板４０がフレネルレンズ２２に固定されることなくフレネルレンズ２２の凹凸面に接して設けられている。
【解決手段】基板１１上に形成された塗布膜１２の表面検査装置であって、点光源２０と、点光源２０から発せられた光の光路に設けられたハーフミラー２１と、ハーフミラー２１を経由した光を平行光に変換して塗布膜１２の表面に照射するとともに塗布膜１２の表面からの反射光を集光するように配置されたフレネルレンズ２２と、フレネルレンズ２２により集光されハーフミラー２１により点光源２０とは別の光路に導かれた反射光の集光結像された光学像を観察するＣＣＤカメラ２６とを有し、フレネルレンズ２２より高い剛性を有する補強平板４０がフレネルレンズ２２に固定されることなくフレネルレンズ２２の凹凸面に接して設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面検査装置および表面検査方法に関し、特にフラットディスプレイパネル用の基板上に形成された塗布膜の表面検査装置および表面検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置やプラズマディスプレイ装置などに用いるフラットディスプレイパネルでは、基板上に形成された塗布膜がパネルを構成する要素部材として各種の目的で使用されている。このような塗布膜の多くには、表面の平坦性、局所的な凹凸の無いこと、膜厚が均一であることなどが要求される。
【０００３】
例えば、プラズマディスプレイパネルは、前面基板および背面基板の両ガラス基板を対向配置して放電空間を形成し、両ガラス基板の周囲を封着材で封着し、放電空間に放電ガスを封入することにより構成されている。前面基板上には誘電体層で覆われた複数の電極が形成され、背面基板上には複数の電極および隔壁が形成されるとともに隣接する隔壁間の溝に赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層が形成されている。このプラズマディスプレイパネルでは、前面基板上に形成された誘電体層や背面基板上に形成された隔壁は、いずれも高い厚み精度や表面の平坦性を要求される。
【０００４】
通常、基板上に形成された塗布膜の塗布状態は、それぞれの基板で微妙に異なる場合があり、塗布膜の性状を検査するときは全数の基板について基板全面の状態を検査できることが求められる。このような検査には、段差計または光学干渉式膜厚測定装置を用いた検査方法がある。この検査方法では、点あるいは微少エリアでの測定評価を積み重ねて基板全面を評価する。
【０００５】
また上記のような、点あるいは微少エリアで検査する検査方式以外に、ある面積について一括して面の反射光を解析して反射光の明暗から塗布膜表面の凹凸を検出する検査方式が開示されている（例えば特許文献１参照）。一般に魔鏡と呼ばれる方式がそれである。この方式では、高い平行度を持つ平行光を被評価膜面に照射すると、膜面の凹凸が反射光の方向を変えるために光束密度分布が生じて明暗の差として検出されるという原理が利用されている。この魔鏡方式は非常に検出感度が高く極微小な凹凸も明暗として検出でき、現在主として半導体分野のシリコンウエハーの表面解析に適用されている。この方式は、検出の性能は高いが、非常に高い平行度を持つ平行光を生成するために高い精度の光学レンズが必要とされる。
【特許文献１】特公昭６３−１９００１号公報
【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、段差計または光学干渉式膜厚測定装置を用いた検査方法では、点あるいは微少エリアでの測定評価を積み重ねて基板全面を評価することになるため、膜厚分布傾向の評価はできるが、局所的な膜厚ムラまで検出しようとすると測定ポイント数を非常に多くとらねばならないことになり、非現実的な検査タクトとなってしまう。例えば、１ｍ×１ｍの大きさの検査対象領域において１０ｍｍφの窪みを見つけるためには、少なくても検査対象領域を１００×１００の１００００ポイント（あるいは領域）に分割して各ポイント（あるいは各領域）について測定を行い、その測定値の比較分析で局所的な膜厚ムラの有無を判定することになる。各ポイントでの測定時間と測定ポイント間の移動時間を合わせて５秒と仮定すると５００００秒（約１４時間）の検査時間となってしまうものである。したがって、このような検査方法では、検査対象である塗布膜の全面について膜厚の異常な部分、あるいは表面の凹凸部分を現実的な検査時間で検出することは非常に困難である。
【０００７】
また魔鏡方式を用いた検査方法では、平行光を生成するための光学レンズは、評価対象膜面サイズと同等以上のサイズが必要である。この方式で大面積検査用の検査装置を実現しようとすると高精度に加工した大径の光学レンズが必要になり設備価格が極端に高額になってしまう。このため、魔鏡方式の検査装置は比較的面積が小さく面積当たりの付加価値の高い半導体ウエハーの用途などにしか適用されておらず、大画面のフラットディスプレイパネル用の基板に適用できるような大面積検査用の検査装置は実現されていない。現在、実用化されている魔鏡検査装置としては、一括評価可能範囲が３００ｍｍφ程度のものが最大である。
【０００８】
この検査装置で、一括評価可能範囲を越える大きな面積を検査するには、被測定範囲を分割して評価し、これを積み重ねて基板全面を評価する必要があり、検査タクトは遅くなるという課題があった。例えば、１ｍ×１ｍの大きさの検査対象領域において３００ｍｍφ視野の評価可能エリアとすると、方形基板での検査では最大でも一度に評価できる面積は２００ｍｍ×２００ｍｍ視野が限度であり、５×５＝２５視野に分割して各視野について解析する必要がある。仮に、視野毎の移動と解析に１０秒かかるとすると１枚当たりの検査時間は２５０秒＋各視野間解析時間が必要とされ、さらなる時間短縮が求められていた。また、この装置では高精度加工した光学レンズを使用するため設備価格が非常に高いものになってしまうという課題を有している。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、フラットディスプレイパネルの基板上に形成された塗布膜の表面形状を短時間で、低コストに検査可能な表面検査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】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の表面検査装置は、基板上に形成された塗布膜の表面検査装置であって、点光源と、前記点光源から発せられた光の光路に設けられたハーフミラーと、前記ハーフミラーを経由した前記光を平行光に変換して前記塗布膜の表面に照射するとともに前記塗布膜の表面からの反射光を集光するように配置されたフレネルレンズと、前記フレネルレンズにより集光され前記ハーフミラーにより前記点光源とは別の光路に導かれた前記反射光の集光結像された光学像を観察する観察手段とを有し、前記フレネルレンズより高い剛性を有する補強平板が前記フレネルレンズに固定されることなく前記フレネルレンズの凹凸面に接して設けられたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の表面検査方法は、基板上に溶剤を含む膜材料を塗布して塗布膜を形成した後、前記塗布膜を焼成するまでの間に、本発明の表面検査装置を用いて前記塗布膜の表面検査を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フラットディスプレイパネル用の基板上に形成された塗布膜などの表面形状を短時間かつ低コストで信頼性良く検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態による表面検査装置について、フラットディスプレイパネルの一例であるプラズマディスプレイパネルを例として、その基板上の塗布膜表面を検査対象物表面として検査する場合について図面を用いて説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、プラズマディスプレイパネルの構造を示す斜視図である。プラズマディスプレイパネルは、放電空間を形成するように対向して配置されたガラス製の前面基板１と背面基板２とを備えている。前面基板１上には２つの表示電極３、４から構成された表示電極対が複数配列されており、表示電極３、４を覆うように誘電体層５が形成され、誘電体層５上に酸化マグネシウムからなる保護層６が形成されている。背面基板２上には表示電極３、４と直交する方向に複数のアドレス電極７が形成され、アドレス電極７を覆うように誘電体層８が形成されている。誘電体層８上にはアドレス電極７の間に位置するように隔壁９が形成され、誘電体層８の表面および隔壁９の側面には蛍光体層１０が形成されている。放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスからなる放電ガスが４００〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。表示電極対を構成する表示電極３および表示電極４の間で表示放電を起こさせたときに発生する紫外線によって、蛍光体層１０を発光させてカラー画像を表示している。ここに示した誘電体層５、誘電体層８などは、基板に塗布材料を塗布して塗布膜を形成した後、これを乾燥、焼成して形成する。これら塗布膜は、表面の平坦性、局所的な凹凸のないこと、膜厚が均一であることなどが要求される。本発明の表面検査装置は、これら塗布膜を検査するのに用いられる。
【００１５】
図２は本発明の第１の実施の形態における表面検査装置の概略を示す図であり、基板１１上に形成された塗布膜１２を検査するときの状態を示している。まず基本的な光束の状態と検査の原理を説明する。
【００１６】
点光源２０は、図示していないがピンホール板にハロゲンランプを照射する構成となっている。この場合はピンホールの位置が点光源２０の位置となる。点光源２０から発せられた光は、その光路上に設けられたハーフミラー２１により曲げられ、平行光生成用のフレネルレンズ２２によって平行光２３に変換され、塗布膜１２に照射される。塗布膜１２からの反射光２４は再びフレネルレンズ２２によって集光され、ハーフミラー２１を直進して結像レンズ２５によって観察手段であるＣＣＤカメラ２６に結像される。本実施の形態では結像レンズ２５を用いているが、結像レンズ２５を用いずにフレネルレンズ２２によって反射光２４をＣＣＤカメラ２６に直接結像させるようにしてもよい。
【００１７】
フレネルレンズ２２は、凹凸が形成された凹凸面を有するとともにその凹凸面の反対側の表面が平らな面（平面）となっており、フレネルレンズ２２を大面積かつ低コストで実現する場合、レンズ材料として光学樹脂材料、例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）のような透明光学アクリル材料を用いることになる。フレネルレンズ２２は凹凸面が塗布膜１２に向くように水平に配置され、フレネルレンズ２２の凹凸面側には、剛性の高い溶剤隔離用の透明な平板（補強平板）４０がフレネルレンズ２２と接する構成で水平に配置されている。ここで、フレネルレンズ２２の周辺部にはフレネルレンズ押さえ枠部材４１を載せており、これによりフレネルレンズ２２は平板４０に押し付けられて形状が平板４０の形状に沿うように規制される。フレネルレンズ２２は、平板４０と接着されていることはなく、またフレネルレンズ押さえ枠部材４１によって平板４０に取り付けられた状態でもない。すなわちフレネルレンズ２２は平板４０に固定された状態ではないので、温度や湿度など環境条件の変化によってフレネルレンズ２２の反りや膨張が発生する場合でも、フレネルレンズ２２はフレネルレンズ押さえ枠部材４１によって平板４０に沿った形状を保つことができる。
【００１８】
また、点光源２０、ハーフミラー２１、フレネルレンズ２２、結像レンズ２５、ＣＣＤカメラ２６、平板４０、フレネルレンズ押さえ枠部材４１は筐体４２の内部に収納されており、筐体４２の下側部分には開口部が設けられている。その開口部周囲の筐体部分である光学部支持枠４２ａに平板４０が設置されており、開口部は平板４０によって塞がれた状態である。また、光学部支持枠４２ａ上に設けた位置決め部材４３は平板４０の周囲に設けられており、位置決め部材４３により平板４０が位置決めされている。なお平板４０は、光学部支持枠４２ａに固定されていてもよく、固定されず光学部支持枠４２ａ上に単に載せられた状態であってもよいが、平板４０が光学部支持枠４２ａに密着した状態が好ましい。このような構成により、フレネルレンズ２２が収納された筐体４２の内部には塗布膜１２から発生する溶剤の蒸気が入り込みにくくなっている。すなわち、この表面検査装置は、塗布膜１２に含まれる溶剤の蒸気がフレネルレンズ２２に接触することを抑制する接触抑制構造を有している。
【００１９】
ここで塗布膜１２に凹部１２ａがある場合、平行光２３は凹部１２ａで反射されると光路２４ａを通る収束光になり、収束面２７に収束する。同様に塗布膜１２に凸部１２ｂがある場合、平行光２３は凸部１２ｂで反射されると疑似収束面２８から発せられたような光路２４ｂを通る拡散光となる。このような反射光２４、２４ａ、２４ｂを、結像レンズ２５を通してＣＣＤカメラ２６で撮像し光束分布密度を解析する。
【００２０】
図３は、反射光２４をＣＣＤカメラ２６で撮像したときの撮像画像を模式的に表した図である。収束面２７を結像レンズ２５によってＣＣＤカメラ２６上に結像すると、凹部１２ａの位置では反射光２４ａが収束して光束密度が高く明るくなり、凸部１２ｂの位置では反射光２４ｂが拡散し光束密度が低く暗くなるので、図３（ａ）に示すような撮像画像となる。すなわち図３（ａ）において、破線３０ａで囲まれたＡ領域では周囲の領域に比べて明るくかつＡ領域の中心へ行くほど明るくなる画像が得られ、凹部１２ａが存在していることを表している。また、破線３０ｂで囲まれたＢ領域では周囲の領域に比べて暗くかつＢ領域の中心へ行くほど暗くなる画像が得られ、凸部１２ｂが存在していることを表している。
【００２１】
また、疑似収束面２８を結像レンズ２５によってＣＣＤカメラ２６上に結像すると、凸部１２ｂの位置では反射光２４ｂが疑似収束し光束密度が高く明るくなり、凹部１２ａの位置では反射光２４ａが拡散して光束密度が低く暗くなるので、図３（ｂ）に示すような撮像画像となる。すなわち図３（ｂ）において、破線３１ａで囲まれたＡ領域では周囲の領域に比べて暗くかつＡ領域の中心へ行くほど暗くなる画像が得られ、凹部１２ａが存在していることを表している。また、破線３１ｂで囲まれたＢ領域では周囲の領域に比べて明るくかつＢ領域の中心へ行くほど明るくなる画像が得られ、凸部１２ｂが存在していることを表している。
【００２２】
結像位置を変えるには、結像レンズ２５やＣＣＤカメラ２６の位置を光軸方向に適宜ずらせばよい。このように任意の位置の光束分布をＣＣＤカメラ２６に結像し、得られる画像の明暗状況を解析することによって塗布膜１２の表面形状を検査でき、特に検査の難しい局所的な表面の凹凸形状を検査できる。
【００２３】
次に一例として、プラズマディスプレイパネルの前面基板１上に設けられた誘電体層５について検査する場合について説明する。プラズマディスプレイパネルの製造工程において、誘電体層５は次のようにして形成される。すなわち、ガラス等の誘電体材料、バインダおよび溶剤を含んだ誘電体ペースト（膜材料）を、前面基板１上に形成した表示電極３、４を覆うように塗布することにより誘電体材料膜（塗布膜）を形成し、その後、誘電体材料膜を昇温して乾燥させると溶剤が揮発し、誘電体材料の粒子間はバインダによって結着される。続いて温度を上げればバインダが除去され、さらに高温にして焼成することで誘電体材料が焼結して誘電体層５が形成される。
【００２４】
このようにして形成された誘電体層５の表面の表面粗さは比較的粗くなっている。誘電体材料膜の成分に有機成分が多い場合、乾燥した後に熱処理（焼成）すると誘電体材料膜中の有機成分が焼失するために表面粗さが粗くなる。そこで、この表面粗さが粗くなる前の状態、すなわち、誘電体ペーストを塗布して乾燥した後、焼成するまでの間に誘電体材料膜の表面形状の検査を行う。このとき、正反射光の強い状態で検査することになるため、誘電体材料膜の表面形状の検査を精度よく行うことができる。また、誘電体ペーストの塗布後、乾燥するまでの間に検査してもよい。この場合にも正反射光の強い状態で検査することになるため、誘電体材料膜の表面形状の検査を精度よく行うことができる。すなわち、前面基板１上に溶剤を含む誘電体ペーストを塗布して誘電体材料膜を形成した後、その誘電体材料膜を焼成するまでの間に誘電体材料膜の表面形状の検査を行うことで、その検査を精度よく行うことができる。
【００２５】
上記のように、本発明の一実施の形態による表面検査装置は、塗布膜１２を乾燥する前の正反射率の高い状態で検査することで特に良好な凹凸検出性能を発揮できるものであるが、塗布膜１２を乾燥する前の正反射率の高い状態で塗布膜１２を検査する場合には、乾燥前の塗布膜１２から揮発する溶剤が検査用光学系に接することになる。溶剤としてはテルピネオールやＢＣＡ（ブチルカルビトールアセテート）が用いられる。フレネルレンズ２２は通常、アクリル樹脂などを成型して製作するが、これら樹脂が溶剤の蒸気に長期間さらされるとフレネルレンズ２２の表面に曇りを生じたりフレネルレンズ２２が変形したりすることがある。曇りや変形が生じると、均一な平行光を作り出せなくなり塗布膜１２の表面の検査性能に重大な障害を生じることになる。
【００２６】
しかしながら、本実施の形態における表面検査装置では、塗布膜１２から発生する溶剤の蒸気がフレネルレンズ２２に接触するのを抑制する構造となっているので、フレネルレンズ２２に曇りや変形が生じることを抑制することができる。このため、塗布膜１２の表面の検査性能の低下を防ぐことができる。
【００２７】
また、塗布膜１２を乾燥する前に検査する場合には、乾燥前の塗布膜１２が偏って形状が変わることを避けるため、検査する基板１１を水平に置いた状態で検査することが望ましい。このとき、平行光生成用のフレネルレンズ２２も水平に配置することになるが、そのフレネルレンズ２２が薄く大きいサイズであると自重によってフレネルレンズ２２が撓み、正常に平行光を生成することができず塗布膜１２の表面検査が正常にできなくなってしまう場合がある。
【００２８】
しかしながら、本実施の形態では、フレネルレンズ２２の凹凸面に接するように平板４０を配置し、フレネルレンズ押さえ枠部材４１でレンズ周辺まで平板４０に沿うようにしている。平板４０はフレネルレンズ２２よりも高い剛性を有しており、これにより、撓みのようなフレネルレンズ２２の変形を抑制可能な構成を実現している。また、フレネルレンズ２２の凹凸面と平板４０の表面（平らな面）とが接するようになっており、フレネルレンズ２２と平板４０とが平面同士で接することがないため干渉光によるムラも発生することはない。したがって、フレネルレンズ２２を平板４０に軽く押し付けるようにするだけで良好な平行光を均一に生成することができ、塗布膜１２の表面検査を精度よく行うことができる。なお平板４０としては、フレネルレンズ２２を水平に配置して検査を行う場合、フレネルレンズ２２の撓みが塗布膜１２の表面検査を正常に行える範囲内に抑制できる剛性を有するものを使用すればよい。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態における表面検査装置の概略を示す図であり、基板１１上に形成された塗布膜１２を検査するときの状態を示している。図４において図２と同じ構成要素については同じ符号を用いている。第２の実施の形態における表面検査装置では、第１の実施の形態に比べてフレネルレンズへの溶剤成分の影響をさらに抑制できる構成としている。なお、第２の実施の形態における表面検査装置は、第１の実施の形態と同様に筐体４２を有する構成であるが、筐体４２の図示は省略している。
【００３０】
図４に示すように、透明な平板４０と透明な平板４４とを所定の間隔をあけて平行に配置し、それらの周囲を封止部材４５で封止して容器を構成しており、その容器内にはフレネルレンズ押さえ枠部材４１およびフレネルレンズ２２が設けられている。フレネルレンズ押さえ枠部材４１によりフレネルレンズ２２の周辺部を平板４０に押し付けることで、フレネルレンズ２２が平板４０の形状に沿うように規制されており、フレネルレンズ２２の反りが抑制されている。また、フレネルレンズ２２の凹凸面側が平板４０に接するように構成している。この構成により、塗布膜１２から発生する溶剤の蒸気からフレネルレンズ２２を完全に隔離することができ、フレネルレンズ２２の溶剤成分による変質や変形を防ぐことができる。また、平板４０はフレネルレンズ２２よりも高い剛性を有しており、フレネルレンズ２２は均一な平行光２３を生成することができる。なお、第１の実施の形態と同様にフレネルレンズ２２は平板４０に固定された状態ではない。また、封止部材４５は、塗布膜１２から発生する溶剤の蒸気によって変質等の影響を受けることのない耐溶剤性材料を用いている。
【００３１】
第１の実施の形態で用いる平板４０および第２の実施の形態で用いる平板４０、平板４４は、塗布膜１２に含有される溶剤に溶解膨潤されない材料（耐溶解膨潤の材料）によって構成され、その材料の例としては、光学的に透明でかつ化学的な安定性が高い石英などがあるが、ガラス材がこれら特性を満たす上に入手も容易で価格的にも安く最も適している。
【００３２】
また、第１および第２の実施の形態では、塗布膜１２と平行光生成用光学系に用いられるフレネルレンズ２２との間に、平板４０を配置した構成としている。この場合、平板４０と空気との界面で界面反射が発生する。この界面反射光は、平行光の一部を平板４０の表面で反射して観察光学系へと導くことになり、塗布膜１２の表面からの反射光の集光コントラストを悪くする要因となり得る。これを解決するために、塗布膜１２とフレネルレンズ２２との間に配置した、平板４０の上面および下面に反射防止コーティングを施している。すなわち、平板４０の表面のうち、少なくともフレネルレンズ２２に対面した表面およびそれと反対側の表面に反射防止コーティングを施している。この反射防止コーティングを施していることにより、平板４０の表面での反射光が低減され観察光学系で観察される反射光の明暗コントラストが改善される。平板４０に施す反射防止コーティングは、平板４０の上面または下面のうち一方の面のみに施した場合でも効果は得られるが、両方の面に施す方がはるかに大きな効果が得られる。
【００３３】
また、第２の実施の形態において、フレネルレンズ２２のハーフミラー２１に対面する側に配置された平板４４の表面に反射防止コーティングを施してもよい。すなわち、平板４４の表面のうち、少なくともフレネルレンズ２２に対面した表面およびそれと反対側の表面に反射防止コーティングを施すことにより、平板４４からの反射光も低減されて、観察光学系で観察される反射光の明暗コントラストをさらに改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、基板上に形成された塗布膜などの表面形状の局所的な凹凸異常を速いタクトでかつ低コストで検出することができ、本発明の表面検査装置はフラットディスプレイパネルなど特に大面積の塗布膜の検査に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】プラズマディスプレイパネルの構造を示す斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態における表面検査装置の概略を示す図
【図３】（ａ）、（ｂ）はＣＣＤカメラによる撮像画像を模式的に示す図
【図４】本発明の第２の実施の形態における表面検査装置の概略を示す図
【符号の説明】
【００３６】
１１ 基板
１２ 塗布膜
２０ 点光源
２１ ハーフミラー
２２ フレネルレンズ
２３ 平行光
２４ 反射光
２５ 結像レンズ
２６ ＣＣＤカメラ
２７ 収束面
２８ 疑似収束面
４０ 平板（補強平板）
４１ フレネルレンズ押さえ枠部材
４２ 筐体
４２ａ 光学部支持枠
４４ 平板
４５ 封止部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面検査装置および表面検査方法に関し、特にフラットディスプレイパネル用の基板上に形成された塗布膜の表面検査装置および表面検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置やプラズマディスプレイ装置などに用いるフラットディスプレイパネルでは、基板上に形成された塗布膜がパネルを構成する要素部材として各種の目的で使用されている。このような塗布膜の多くには、表面の平坦性、局所的な凹凸の無いこと、膜厚が均一であることなどが要求される。
【０００３】
例えば、プラズマディスプレイパネルは、前面基板および背面基板の両ガラス基板を対向配置して放電空間を形成し、両ガラス基板の周囲を封着材で封着し、放電空間に放電ガスを封入することにより構成されている。前面基板上には誘電体層で覆われた複数の電極が形成され、背面基板上には複数の電極および隔壁が形成されるとともに隣接する隔壁間の溝に赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層が形成されている。このプラズマディスプレイパネルでは、前面基板上に形成された誘電体層や背面基板上に形成された隔壁は、いずれも高い厚み精度や表面の平坦性を要求される。
【０００４】
通常、基板上に形成された塗布膜の塗布状態は、それぞれの基板で微妙に異なる場合があり、塗布膜の性状を検査するときは全数の基板について基板全面の状態を検査できることが求められる。このような検査には、段差計または光学干渉式膜厚測定装置を用いた検査方法がある。この検査方法では、点あるいは微少エリアでの測定評価を積み重ねて基板全面を評価する。
【０００５】
また上記のような、点あるいは微少エリアで検査する検査方式以外に、ある面積について一括して面の反射光を解析して反射光の明暗から塗布膜表面の凹凸を検出する検査方式が開示されている（例えば特許文献１参照）。一般に魔鏡と呼ばれる方式がそれである。この方式では、高い平行度を持つ平行光を被評価膜面に照射すると、膜面の凹凸が反射光の方向を変えるために光束密度分布が生じて明暗の差として検出されるという原理が利用されている。この魔鏡方式は非常に検出感度が高く極微小な凹凸も明暗として検出でき、現在主として半導体分野のシリコンウエハーの表面解析に適用されている。この方式は、検出の性能は高いが、非常に高い平行度を持つ平行光を生成するために高い精度の光学レンズが必要とされる。
【特許文献１】特公昭６３−１９００１号公報
【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、段差計または光学干渉式膜厚測定装置を用いた検査方法では、点あるいは微少エリアでの測定評価を積み重ねて基板全面を評価することになるため、膜厚分布傾向の評価はできるが、局所的な膜厚ムラまで検出しようとすると測定ポイント数を非常に多くとらねばならないことになり、非現実的な検査タクトとなってしまう。例えば、１ｍ×１ｍの大きさの検査対象領域において１０ｍｍφの窪みを見つけるためには、少なくても検査対象領域を１００×１００の１００００ポイント（あるいは領域）に分割して各ポイント（あるいは各領域）について測定を行い、その測定値の比較分析で局所的な膜厚ムラの有無を判定することになる。各ポイントでの測定時間と測定ポイント間の移動時間を合わせて５秒と仮定すると５００００秒（約１４時間）の検査時間となってしまうものである。したがって、このような検査方法では、検査対象である塗布膜の全面について膜厚の異常な部分、あるいは表面の凹凸部分を現実的な検査時間で検出することは非常に困難である。
【０００７】
また魔鏡方式を用いた検査方法では、平行光を生成するための光学レンズは、評価対象膜面サイズと同等以上のサイズが必要である。この方式で大面積検査用の検査装置を実現しようとすると高精度に加工した大径の光学レンズが必要になり設備価格が極端に高額になってしまう。このため、魔鏡方式の検査装置は比較的面積が小さく面積当たりの付加価値の高い半導体ウエハーの用途などにしか適用されておらず、大画面のフラットディスプレイパネル用の基板に適用できるような大面積検査用の検査装置は実現されていない。現在、実用化されている魔鏡検査装置としては、一括評価可能範囲が３００ｍｍφ程度のものが最大である。
【０００８】
この検査装置で、一括評価可能範囲を越える大きな面積を検査するには、被測定範囲を分割して評価し、これを積み重ねて基板全面を評価する必要があり、検査タクトは遅くなるという課題があった。例えば、１ｍ×１ｍの大きさの検査対象領域において３００ｍｍφ視野の評価可能エリアとすると、方形基板での検査では最大でも一度に評価できる面積は２００ｍｍ×２００ｍｍ視野が限度であり、５×５＝２５視野に分割して各視野について解析する必要がある。仮に、視野毎の移動と解析に１０秒かかるとすると１枚当たりの検査時間は２５０秒＋各視野間解析時間が必要とされ、さらなる時間短縮が求められていた。また、この装置では高精度加工した光学レンズを使用するため設備価格が非常に高いものになってしまうという課題を有している。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、フラットディスプレイパネルの基板上に形成された塗布膜の表面形状を短時間で、低コストに検査可能な表面検査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】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明の表面検査装置は、基板上に形成された塗布膜の表面検査装置であって、点光源と、前記点光源から発せられた光の光路に設けられたハーフミラーと、前記ハーフミラーを経由した前記光を平行光に変換して前記塗布膜の表面に照射するとともに前記塗布膜の表面からの反射光を集光するように配置されたフレネルレンズと、前記フレネルレンズにより集光され前記ハーフミラーにより前記点光源とは別の光路に導かれた前記反射光の集光結像された光学像を観察する観察手段とを有し、前記フレネルレンズより高い剛性を有する補強平板が前記フレネルレンズに固定されることなく前記フレネルレンズの凹凸面に接して設けられたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の表面検査方法は、基板上に溶剤を含む膜材料を塗布して塗布膜を形成した後、前記塗布膜を焼成するまでの間に、本発明の表面検査装置を用いて前記塗布膜の表面検査を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フラットディスプレイパネル用の基板上に形成された塗布膜などの表面形状を短時間かつ低コストで信頼性良く検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態による表面検査装置について、フラットディスプレイパネルの一例であるプラズマディスプレイパネルを例として、その基板上の塗布膜表面を検査対象物表面として検査する場合について図面を用いて説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は、プラズマディスプレイパネルの構造を示す斜視図である。プラズマディスプレイパネルは、放電空間を形成するように対向して配置されたガラス製の前面基板１と背面基板２とを備えている。前面基板１上には２つの表示電極３、４から構成された表示電極対が複数配列されており、表示電極３、４を覆うように誘電体層５が形成され、誘電体層５上に酸化マグネシウムからなる保護層６が形成されている。背面基板２上には表示電極３、４と直交する方向に複数のアドレス電極７が形成され、アドレス電極７を覆うように誘電体層８が形成されている。誘電体層８上にはアドレス電極７の間に位置するように隔壁９が形成され、誘電体層８の表面および隔壁９の側面には蛍光体層１０が形成されている。放電空間には、例えばネオンとキセノンの混合ガスからなる放電ガスが４００〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。表示電極対を構成する表示電極３および表示電極４の間で表示放電を起こさせたときに発生する紫外線によって、蛍光体層１０を発光させてカラー画像を表示している。ここに示した誘電体層５、誘電体層８などは、基板に塗布材料を塗布して塗布膜を形成した後、これを乾燥、焼成して形成する。これら塗布膜は、表面の平坦性、局所的な凹凸のないこと、膜厚が均一であることなどが要求される。本発明の表面検査装置は、これら塗布膜を検査するのに用いられる。
【００１５】
図２は本発明の第１の実施の形態における表面検査装置の概略を示す図であり、基板１１上に形成された塗布膜１２を検査するときの状態を示している。まず基本的な光束の状態と検査の原理を説明する。
【００１６】
点光源２０は、図示していないがピンホール板にハロゲンランプを照射する構成となっている。この場合はピンホールの位置が点光源２０の位置となる。点光源２０から発せられた光は、その光路上に設けられたハーフミラー２１により曲げられ、平行光生成用のフレネルレンズ２２によって平行光２３に変換され、塗布膜１２に照射される。塗布膜１２からの反射光２４は再びフレネルレンズ２２によって集光され、ハーフミラー２１を直進して結像レンズ２５によって観察手段であるＣＣＤカメラ２６に結像される。本実施の形態では結像レンズ２５を用いているが、結像レンズ２５を用いずにフレネルレンズ２２によって反射光２４をＣＣＤカメラ２６に直接結像させるようにしてもよい。
【００１７】
フレネルレンズ２２は、凹凸が形成された凹凸面を有するとともにその凹凸面の反対側の表面が平らな面（平面）となっており、フレネルレンズ２２を大面積かつ低コストで実現する場合、レンズ材料として光学樹脂材料、例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）のような透明光学アクリル材料を用いることになる。フレネルレンズ２２は凹凸面が塗布膜１２に向くように水平に配置され、フレネルレンズ２２の凹凸面側には、剛性の高い溶剤隔離用の透明な平板（補強平板）４０がフレネルレンズ２２と接する構成で水平に配置されている。ここで、フレネルレンズ２２の周辺部にはフレネルレンズ押さえ枠部材４１を載せており、これによりフレネルレンズ２２は平板４０に押し付けられて形状が平板４０の形状に沿うように規制される。フレネルレンズ２２は、平板４０と接着されていることはなく、またフレネルレンズ押さえ枠部材４１によって平板４０に取り付けられた状態でもない。すなわちフレネルレンズ２２は平板４０に固定された状態ではないので、温度や湿度など環境条件の変化によってフレネルレンズ２２の反りや膨張が発生する場合でも、フレネルレンズ２２はフレネルレンズ押さえ枠部材４１によって平板４０に沿った形状を保つことができる。
【００１８】
また、点光源２０、ハーフミラー２１、フレネルレンズ２２、結像レンズ２５、ＣＣＤカメラ２６、平板４０、フレネルレンズ押さえ枠部材４１は筐体４２の内部に収納されており、筐体４２の下側部分には開口部が設けられている。その開口部周囲の筐体部分である光学部支持枠４２ａに平板４０が設置されており、開口部は平板４０によって塞がれた状態である。また、光学部支持枠４２ａ上に設けた位置決め部材４３は平板４０の周囲に設けられており、位置決め部材４３により平板４０が位置決めされている。なお平板４０は、光学部支持枠４２ａに固定されていてもよく、固定されず光学部支持枠４２ａ上に単に載せられた状態であってもよいが、平板４０が光学部支持枠４２ａに密着した状態が好ましい。このような構成により、フレネルレンズ２２が収納された筐体４２の内部には塗布膜１２から発生する溶剤の蒸気が入り込みにくくなっている。すなわち、この表面検査装置は、塗布膜１２に含まれる溶剤の蒸気がフレネルレンズ２２に接触することを抑制する接触抑制構造を有している。
【００１９】
ここで塗布膜１２に凹部１２ａがある場合、平行光２３は凹部１２ａで反射されると光路２４ａを通る収束光になり、収束面２７に収束する。同様に塗布膜１２に凸部１２ｂがある場合、平行光２３は凸部１２ｂで反射されると疑似収束面２８から発せられたような光路２４ｂを通る拡散光となる。このような反射光２４、２４ａ、２４ｂを、結像レンズ２５を通してＣＣＤカメラ２６で撮像し光束分布密度を解析する。
【００２０】
図３は、反射光２４をＣＣＤカメラ２６で撮像したときの撮像画像を模式的に表した図である。収束面２７を結像レンズ２５によってＣＣＤカメラ２６上に結像すると、凹部１２ａの位置では反射光２４ａが収束して光束密度が高く明るくなり、凸部１２ｂの位置では反射光２４ｂが拡散し光束密度が低く暗くなるので、図３（ａ）に示すような撮像画像となる。すなわち図３（ａ）において、破線３０ａで囲まれたＡ領域では周囲の領域に比べて明るくかつＡ領域の中心へ行くほど明るくなる画像が得られ、凹部１２ａが存在していることを表している。また、破線３０ｂで囲まれたＢ領域では周囲の領域に比べて暗くかつＢ領域の中心へ行くほど暗くなる画像が得られ、凸部１２ｂが存在していることを表している。
【００２１】
また、疑似収束面２８を結像レンズ２５によってＣＣＤカメラ２６上に結像すると、凸部１２ｂの位置では反射光２４ｂが疑似収束し光束密度が高く明るくなり、凹部１２ａの位置では反射光２４ａが拡散して光束密度が低く暗くなるので、図３（ｂ）に示すような撮像画像となる。すなわち図３（ｂ）において、破線３１ａで囲まれたＡ領域では周囲の領域に比べて暗くかつＡ領域の中心へ行くほど暗くなる画像が得られ、凹部１２ａが存在していることを表している。また、破線３１ｂで囲まれたＢ領域では周囲の領域に比べて明るくかつＢ領域の中心へ行くほど明るくなる画像が得られ、凸部１２ｂが存在していることを表している。
【００２２】
結像位置を変えるには、結像レンズ２５やＣＣＤカメラ２６の位置を光軸方向に適宜ずらせばよい。このように任意の位置の光束分布をＣＣＤカメラ２６に結像し、得られる画像の明暗状況を解析することによって塗布膜１２の表面形状を検査でき、特に検査の難しい局所的な表面の凹凸形状を検査できる。
【００２３】
次に一例として、プラズマディスプレイパネルの前面基板１上に設けられた誘電体層５について検査する場合について説明する。プラズマディスプレイパネルの製造工程において、誘電体層５は次のようにして形成される。すなわち、ガラス等の誘電体材料、バインダおよび溶剤を含んだ誘電体ペースト（膜材料）を、前面基板１上に形成した表示電極３、４を覆うように塗布することにより誘電体材料膜（塗布膜）を形成し、その後、誘電体材料膜を昇温して乾燥させると溶剤が揮発し、誘電体材料の粒子間はバインダによって結着される。続いて温度を上げればバインダが除去され、さらに高温にして焼成することで誘電体材料が焼結して誘電体層５が形成される。
【００２４】
このようにして形成された誘電体層５の表面の表面粗さは比較的粗くなっている。誘電体材料膜の成分に有機成分が多い場合、乾燥した後に熱処理（焼成）すると誘電体材料膜中の有機成分が焼失するために表面粗さが粗くなる。そこで、この表面粗さが粗くなる前の状態、すなわち、誘電体ペーストを塗布して乾燥した後、焼成するまでの間に誘電体材料膜の表面形状の検査を行う。このとき、正反射光の強い状態で検査することになるため、誘電体材料膜の表面形状の検査を精度よく行うことができる。また、誘電体ペーストの塗布後、乾燥するまでの間に検査してもよい。この場合にも正反射光の強い状態で検査することになるため、誘電体材料膜の表面形状の検査を精度よく行うことができる。すなわち、前面基板１上に溶剤を含む誘電体ペーストを塗布して誘電体材料膜を形成した後、その誘電体材料膜を焼成するまでの間に誘電体材料膜の表面形状の検査を行うことで、その検査を精度よく行うことができる。
【００２５】
上記のように、本発明の一実施の形態による表面検査装置は、塗布膜１２を乾燥する前の正反射率の高い状態で検査することで特に良好な凹凸検出性能を発揮できるものであるが、塗布膜１２を乾燥する前の正反射率の高い状態で塗布膜１２を検査する場合には、乾燥前の塗布膜１２から揮発する溶剤が検査用光学系に接することになる。溶剤としてはテルピネオールやＢＣＡ（ブチルカルビトールアセテート）が用いられる。フレネルレンズ２２は通常、アクリル樹脂などを成型して製作するが、これら樹脂が溶剤の蒸気に長期間さらされるとフレネルレンズ２２の表面に曇りを生じたりフレネルレンズ２２が変形したりすることがある。曇りや変形が生じると、均一な平行光を作り出せなくなり塗布膜１２の表面の検査性能に重大な障害を生じることになる。
【００２６】
しかしながら、本実施の形態における表面検査装置では、塗布膜１２から発生する溶剤の蒸気がフレネルレンズ２２に接触するのを抑制する構造となっているので、フレネルレンズ２２に曇りや変形が生じることを抑制することができる。このため、塗布膜１２の表面の検査性能の低下を防ぐことができる。
【００２７】
また、塗布膜１２を乾燥する前に検査する場合には、乾燥前の塗布膜１２が偏って形状が変わることを避けるため、検査する基板１１を水平に置いた状態で検査することが望ましい。このとき、平行光生成用のフレネルレンズ２２も水平に配置することになるが、そのフレネルレンズ２２が薄く大きいサイズであると自重によってフレネルレンズ２２が撓み、正常に平行光を生成することができず塗布膜１２の表面検査が正常にできなくなってしまう場合がある。
【００２８】
しかしながら、本実施の形態では、フレネルレンズ２２の凹凸面に接するように平板４０を配置し、フレネルレンズ押さえ枠部材４１でレンズ周辺まで平板４０に沿うようにしている。平板４０はフレネルレンズ２２よりも高い剛性を有しており、これにより、撓みのようなフレネルレンズ２２の変形を抑制可能な構成を実現している。また、フレネルレンズ２２の凹凸面と平板４０の表面（平らな面）とが接するようになっており、フレネルレンズ２２と平板４０とが平面同士で接することがないため干渉光によるムラも発生することはない。したがって、フレネルレンズ２２を平板４０に軽く押し付けるようにするだけで良好な平行光を均一に生成することができ、塗布膜１２の表面検査を精度よく行うことができる。なお平板４０としては、フレネルレンズ２２を水平に配置して検査を行う場合、フレネルレンズ２２の撓みが塗布膜１２の表面検査を正常に行える範囲内に抑制できる剛性を有するものを使用すればよい。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態における表面検査装置の概略を示す図であり、基板１１上に形成された塗布膜１２を検査するときの状態を示している。図４において図２と同じ構成要素については同じ符号を用いている。第２の実施の形態における表面検査装置では、第１の実施の形態に比べてフレネルレンズへの溶剤成分の影響をさらに抑制できる構成としている。なお、第２の実施の形態における表面検査装置は、第１の実施の形態と同様に筐体４２を有する構成であるが、筐体４２の図示は省略している。
【００３０】
図４に示すように、透明な平板４０と透明な平板４４とを所定の間隔をあけて平行に配置し、それらの周囲を封止部材４５で封止して容器を構成しており、その容器内にはフレネルレンズ押さえ枠部材４１およびフレネルレンズ２２が設けられている。フレネルレンズ押さえ枠部材４１によりフレネルレンズ２２の周辺部を平板４０に押し付けることで、フレネルレンズ２２が平板４０の形状に沿うように規制されており、フレネルレンズ２２の反りが抑制されている。また、フレネルレンズ２２の凹凸面側が平板４０に接するように構成している。この構成により、塗布膜１２から発生する溶剤の蒸気からフレネルレンズ２２を完全に隔離することができ、フレネルレンズ２２の溶剤成分による変質や変形を防ぐことができる。また、平板４０はフレネルレンズ２２よりも高い剛性を有しており、フレネルレンズ２２は均一な平行光２３を生成することができる。なお、第１の実施の形態と同様にフレネルレンズ２２は平板４０に固定された状態ではない。また、封止部材４５は、塗布膜１２から発生する溶剤の蒸気によって変質等の影響を受けることのない耐溶剤性材料を用いている。
【００３１】
第１の実施の形態で用いる平板４０および第２の実施の形態で用いる平板４０、平板４４は、塗布膜１２に含有される溶剤に溶解膨潤されない材料（耐溶解膨潤の材料）によって構成され、その材料の例としては、光学的に透明でかつ化学的な安定性が高い石英などがあるが、ガラス材がこれら特性を満たす上に入手も容易で価格的にも安く最も適している。
【００３２】
また、第１および第２の実施の形態では、塗布膜１２と平行光生成用光学系に用いられるフレネルレンズ２２との間に、平板４０を配置した構成としている。この場合、平板４０と空気との界面で界面反射が発生する。この界面反射光は、平行光の一部を平板４０の表面で反射して観察光学系へと導くことになり、塗布膜１２の表面からの反射光の集光コントラストを悪くする要因となり得る。これを解決するために、塗布膜１２とフレネルレンズ２２との間に配置した、平板４０の上面および下面に反射防止コーティングを施している。すなわち、平板４０の表面のうち、少なくともフレネルレンズ２２に対面した表面およびそれと反対側の表面に反射防止コーティングを施している。この反射防止コーティングを施していることにより、平板４０の表面での反射光が低減され観察光学系で観察される反射光の明暗コントラストが改善される。平板４０に施す反射防止コーティングは、平板４０の上面または下面のうち一方の面のみに施した場合でも効果は得られるが、両方の面に施す方がはるかに大きな効果が得られる。
【００３３】
また、第２の実施の形態において、フレネルレンズ２２のハーフミラー２１に対面する側に配置された平板４４の表面に反射防止コーティングを施してもよい。すなわち、平板４４の表面のうち、少なくともフレネルレンズ２２に対面した表面およびそれと反対側の表面に反射防止コーティングを施すことにより、平板４４からの反射光も低減されて、観察光学系で観察される反射光の明暗コントラストをさらに改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、基板上に形成された塗布膜などの表面形状の局所的な凹凸異常を速いタクトでかつ低コストで検出することができ、本発明の表面検査装置はフラットディスプレイパネルなど特に大面積の塗布膜の検査に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】プラズマディスプレイパネルの構造を示す斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態における表面検査装置の概略を示す図
【図３】（ａ）、（ｂ）はＣＣＤカメラによる撮像画像を模式的に示す図
【図４】本発明の第２の実施の形態における表面検査装置の概略を示す図
【符号の説明】
【００３６】
１１ 基板
１２ 塗布膜
２０ 点光源
２１ ハーフミラー
２２ フレネルレンズ
２３ 平行光
２４ 反射光
２５ 結像レンズ
２６ ＣＣＤカメラ
２７ 収束面
２８ 疑似収束面
４０ 平板（補強平板）
４１ フレネルレンズ押さえ枠部材
４２ 筐体
４２ａ 光学部支持枠
４４ 平板
４５ 封止部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された塗布膜の表面検査装置であって、点光源と、前記点光源から発せられた光の光路に設けられたハーフミラーと、前記ハーフミラーを経由した前記光を平行光に変換して前記塗布膜の表面に照射するとともに前記塗布膜の表面からの反射光を集光するように配置されたフレネルレンズと、前記フレネルレンズにより集光され前記ハーフミラーにより前記点光源とは別の光路に導かれた前記反射光の集光結像された光学像を観察する観察手段とを有し、前記フレネルレンズより高い剛性を有する補強平板が前記フレネルレンズに固定されることなく前記フレネルレンズの凹凸面に接して設けられたことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記塗布膜は溶剤を含んでおり、前記溶剤の蒸気が前記フレネルレンズに接触することを抑制する接触抑制構造を有することを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記フレネルレンズおよび前記補強平板は開口部を有する筐体内に設けられ、前記補強平板が前記開口部を塞ぐように配置されることにより前記接触抑制構造を構成し、前記補強平板は前記溶剤に対して耐溶解膨潤の材料からなることを特徴とする請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記フレネルレンズの平らな面の側に、その平らな面から離して平板を配置し、前記フレネルレンズを取り囲むように前記平板と前記補強平板の周囲を封止することにより前記接触抑制構造を構成し、前記平板および前記補強平板は前記溶剤に対して耐溶解膨潤の材料からなることを特徴とする請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記補強平板の表面のうち、少なくとも前記フレネルレンズに対面した表面およびそれと反対側の表面に反射防止コーティングを施したことを特徴とする請求項３に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記補強平板および前記平板の表面のうち、少なくとも前記フレネルレンズに対面した表面およびそれと反対側の表面に反射防止コーティングを施したことを特徴とする請求項４に記載の表面検査装置。
【請求項７】
基板上に溶剤を含む膜材料を塗布して塗布膜を形成した後、前記塗布膜を焼成するまでの間に、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の表面検査装置を用いて前記塗布膜の表面検査を行うことを特徴とする表面検査方法。
【請求項１】
基板上に形成された塗布膜の表面検査装置であって、点光源と、前記点光源から発せられた光の光路に設けられたハーフミラーと、前記ハーフミラーを経由した前記光を平行光に変換して前記塗布膜の表面に照射するとともに前記塗布膜の表面からの反射光を集光するように配置されたフレネルレンズと、前記フレネルレンズにより集光され前記ハーフミラーにより前記点光源とは別の光路に導かれた前記反射光の集光結像された光学像を観察する観察手段とを有し、前記フレネルレンズより高い剛性を有する補強平板が前記フレネルレンズに固定されることなく前記フレネルレンズの凹凸面に接して設けられたことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記塗布膜は溶剤を含んでおり、前記溶剤の蒸気が前記フレネルレンズに接触することを抑制する接触抑制構造を有することを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記フレネルレンズおよび前記補強平板は開口部を有する筐体内に設けられ、前記補強平板が前記開口部を塞ぐように配置されることにより前記接触抑制構造を構成し、前記補強平板は前記溶剤に対して耐溶解膨潤の材料からなることを特徴とする請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記フレネルレンズの平らな面の側に、その平らな面から離して平板を配置し、前記フレネルレンズを取り囲むように前記平板と前記補強平板の周囲を封止することにより前記接触抑制構造を構成し、前記平板および前記補強平板は前記溶剤に対して耐溶解膨潤の材料からなることを特徴とする請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記補強平板の表面のうち、少なくとも前記フレネルレンズに対面した表面およびそれと反対側の表面に反射防止コーティングを施したことを特徴とする請求項３に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記補強平板および前記平板の表面のうち、少なくとも前記フレネルレンズに対面した表面およびそれと反対側の表面に反射防止コーティングを施したことを特徴とする請求項４に記載の表面検査装置。
【請求項７】
基板上に溶剤を含む膜材料を塗布して塗布膜を形成した後、前記塗布膜を焼成するまでの間に、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の表面検査装置を用いて前記塗布膜の表面検査を行うことを特徴とする表面検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１５５５７５（Ｐ２００７−１５５５７５Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５２９９４（Ｐ２００５−３５２９９４）
【出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月７日（２００５．１２．７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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