(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の欠陥を修正可能な欠陥修正装置であって、
前記基板上の前記欠陥を除去可能な作業針と、
前記作業針に設けられ、前記作業針と前記基板との接触を検知可能な接触検出器と、
前記作業針と前記接触検出器を、前記基板に対して相対的に駆動可能な駆動手段とを備え、
前記作業針は、前記作業針の他の部分と比べて厚みが薄く、前記接触検出器が設置されている接触検出器支持部を含む、欠陥修正装置。
【請求項２】
前記接触検出器が歪センサである、請求項１に記載の欠陥修正装置。
【請求項３】
前記作業針と前記接触検出器とを、前記基板に対して近づく方向と離れる方向に移動可能に保持する可動保持部を備える、請求項１または請求項２に記載の欠陥修正装置。
【請求項４】
前記可動保持部が前記基板に対して近づく方向と離れる方向に移動可能となるように、前記可動保持部を案内する案内部と、前記案内部に設けられ前記可動保持部を停止可能な停止部と、を備える、請求項３に記載の欠陥修正装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記案内部に沿って前記可動保持部を駆動可能な第１駆動部と、前記第１駆動部を駆動可能な第２駆動部を備えた、請求項４に記載の欠陥修正装置。
【請求項６】
前記作業針は板状部を有し、前記板状部が前記接触検出器支持部である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の欠陥修正装置。
【請求項７】
前記作業針は平坦部を有し、前記平坦部が前記接触検出器支持部である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の欠陥修正装置。
【請求項８】
基板上の欠陥を修正する欠陥修正方法であって、
前記基板の表面に作業針を近づける工程と、
前記作業針と前記基板の表面もしくは前記基板上の前記欠陥との接触を検出する工程と、
前記作業針を用いて前記欠陥を除去する工程を備え、
前記接触は前記作業針に設けられた接触検出器により検出され、
前記作業針は、前記作業針の他の部分と比べて厚みが薄く、前記接触検出器が設置されている接触検出器支持部を含む、欠陥修正方法。
【請求項９】
前記接触を検出する工程は、前記接触検出器の出力値から前記基板の表面、前記基板上の欠陥に対する前記作業針の押し込み量、接触圧の少なくとも１つを算出する算出工程を含む、請求項８に記載の欠陥修正方法。
【請求項１０】
前記接触を検出する工程は、
前記接触検出器の出力値が予め定めた閾値を超えたときに、前記接触を判断する工程を含む、請求項８に記載の欠陥修正方法。
【請求項１１】
前記接触を検出する工程は、
前記基板に前記作業針を近づける工程の前後で抵抗検出器の出力値を測定し、前記抵抗検出器の出力値の変化量が予め定めた閾値を超えたときに、前記接触を判断する工程を含む、請求項８に記載の欠陥修正方法。
【請求項１２】
前記算出工程の後、その結果を受けて前記押し込み量もしくは前記接触圧を調整する工程を含む、請求項９に記載の欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は欠陥修正装置および欠陥修正方法に関するものであり、より詳細には、針状部材を用いて基板上の異物を除去することにより、基板上の欠陥を修正する欠陥修正装置および欠陥修正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイの製造工程において、レジストの残渣物や、金属片、塵等が基板に混入した場合、電極の短絡や断線等を引き起こして歩留まりを悪化させる。そのため、欠陥の原因となるこれら異物の混入を防ぐことが望ましい。しかし、混入を完全に防ぐことは困難であるため、欠陥を修復する必要がある。修復する方法として、例えば特開２０１０−２１１２２７号公報や特開２０１０−１５２０７８号公報に異物を針で突いて除去する基板修正装置が提案されている。
【０００３】
また、異物を針で突いて除去する基板修正方法において、針による基板への損傷を防ぐために、基板に垂直方向の針駆動を制御する装置および方法が、特開２００２−１３１５２７号公報に提案されている。
【０００４】
なお、異物除去ではないが、基板上に発生した微細パターンの断線欠陥部に針で導電性インクを塗布して修正する基板修正装置が特許２９８３８７９号公報に提案されている。
【０００５】
一方、欠陥修正装置ではないが、形状測定用の触針の水平部に歪ゲージを配設し、微細な３次元形状の被測定物との接触を検出する形状計測装置が、特開平１１−５１９４６号公報に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２１１２２７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５２０７８号公報
【特許文献３】特開２００２−１３１５２７号公報
【特許文献４】特許２９８３８７９号公報
【特許文献５】特開平１１−５１９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の基板修正装置では、異物除去に用いる針が基板や基板上の異物に接触したことを検出していない。そのため、基板や基板上の異物に対して針を過剰に押し込んでしまい、基板あるいは針を損傷させてしまうことも想定される。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。この発明の主たる目的は、欠陥修正の際に、基板や針が損傷するのを抑制可能な欠陥修正装置および欠陥修正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る欠陥修正装置は、基板上の欠陥を修正可能な欠陥修正装置であり、基板上の欠陥を除去可能な作業針と、該作業針に設けられ作業針と基板との接触を検知可能な接触検出器と、作業針と該接触検出器を基板に対して相対的に駆動可能な駆動手段とを備える。作業針は、作業針の他の部分と比べて厚みが薄く、上記接触検出器が設置されている接触検出器支持部を含む。
【００１０】
上記接触検出器としては、例えば歪センサを使用可能である。また、上記欠陥修正装置は、上記作業針と接触検出器とを、基板に対して近づく方向と離れる方向に移動可能に保持する可動保持部を備えるものであってもよい。上記欠陥修正装置は、該可動保持部が基板に対して近づく方向と離れる方向に移動可能となるように可動保持部を案内する案内部と、該案内部に設けられ可動保持部を停止可能な停止部とをさらに備えるものであってもよい。
【００１１】
上記駆動手段は、上記案内部に沿って可動保持部を駆動可能な第１駆動部と、第１駆動部を駆動可能な第２駆動部を備えるものであってもよい。上記作業針に板状部を設けてもよい。この場合、該板状部上に上記接触検出器を設置すればよい。作業針に平坦部を設けてもよい。この場合、該平坦部上に接触検出器を設置すればよい。
【００１２】
本発明に係る欠陥修正方法は、基板上の欠陥を修正する欠陥修正方法であり、基板の表面に作業針を近づける工程と、作業針と基板の表面もしくは基板上の欠陥との接触を検出する工程と、作業針を用いて欠陥を除去する工程を備える。上記接触は作業針に設けられた接触検出器により検出される。作業針は、作業針の他の部分と比べて厚みが薄く、上記接触検出器が設置されている接触検出器支持部を含む。
【００１３】
上記接触は作業針に設けられた接触検出器により検出することができる。この場合、接触を検出する工程は、接触検出器の出力値から、基板の表面、基板上の欠陥に対する作業針の押し込み量、接触圧の少なくとも１つを算出する算出工程を含むものであってもよく、接触検出器の出力値が予め定めた閾値を超えたときに、接触を判断する工程を含むものであってもよく、基板に作業針を近づける工程の前後で接触検出器の出力値を測定し、接触検出器の出力値の変化量が予め定めた閾値を超えたときに、接触を判断する工程を含むものであってもよい。また、上記算出工程の後、その結果を受けて押し込み量もしくは接触圧を調整する工程を含むものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の欠陥修正装置および欠陥修正方法によれば、欠陥修正の際の作業針の接触による基板や針の損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す欠陥修正装置における異物除去装置およびその近傍を示す側面図である。
【図３】図１に示す欠陥修正装置を用いた異物除去方法を説明するための側面図である。
【図４】図１に示す欠陥修正装置を用いた異物除去方法を説明するための側面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置において使用可能な針の変形例を示す斜視図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置において使用可能な作業針の他の変形例を示す斜視図である。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置において使用可能な作業針の他の変形例を示す斜視図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置において使用可能な作業針のさらに他の変形例を示す斜視図である。
【図１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置において使用可能な作業針のさらに他の変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置において使用可能な作業針のさらに他の変形例を示す斜視図である。
【図１６】図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置において使用可能な作業針のさらに他の変形例を示す斜視図である。
【図１８】図１７中のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置を用いた異物除去工程における、歪センサの出力特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について説明する。はじめに、図１を参照して実施の形態１に係る欠陥修正装置２０の構成について説明する。実施の形態１に係る欠陥修正装置２０は、作業針を用いて基板上の異物を除去することにより基板上の微細パターンの欠陥を修正する装置である。
【００１８】
欠陥修正装置２０は、定盤２１と、チャック２２と、ＸＹステージ２３と、Ｚステージ２４と、観察光学系１０と、レーザ部２５と、異物除去装置１とを備えている。なお、基板１２は、図２を参照して、たとえばガラス１３表面に膜１４が形成された構造を有する。膜１４に異物１５が混入した基板１２を例に本発明の実施の形態１について説明する。
【００１９】
チャック２２は、定盤２１の中央部に設けられ、除去すべき異物１５を含む基板１２を保持する。ＸＹステージ２３は、定盤２１に搭載され、Ｘステージ２３ａとＹステージ２３ｂとを含む。Ｙステージ２３ｂは、チャック２２を跨ぐように門型に設けられ、図１中Ｙ軸方向に移動可能である。Ｘステージ２３ａは、Ｙステージ２３ｂに搭載され、図１中Ｘ軸方向に移動可能である。Ｚステージ２４は、Ｘステージ２３ａに搭載され、異物除去装置１と、観察光学系１０と、レーザ部２５とを図１中Ｚ軸方向へ移動可能に保持する。観察光学系１０は、基板１２を上方より観察可能な位置に配置されている。観察光学系１０の基板側には、対物レンズ１１を切り替える対物レンズ切り替え器２６が設けられている。異物除去装置１は、対物レンズ切り替え器２６に搭載されてもよいし、Ｚステージ２４に直接設置されてもよい。レーザ部２５は、基板１２表面に形成済みのパターンの欠陥を除去したり、レジスト残渣を除去する場合等に用いられる。
【００２０】
図２を参照して、異物除去装置１の構成について説明する。異物除去装置１は、異物１５を除去する作業針２と、作業針２を保持する部材としての針保持部８、Ｚテーブル５、シリンダ６、スライダ４、停止部９、ＸＹＺステージ７と、作業針２の接触を検出する部材としての歪センサ３とを含んでいる。
【００２１】
作業針２は、針保持部８に固定される。針保持部８は、Ｚテーブル５に固定される。Ｚテーブル５は、スライダ４に沿って移動可能に保持され、シリンダ６によって駆動される。シリンダ６は、図１中Ｚ軸方向に駆動軸６ａを有し、駆動軸６ａ下端の支持板５１を介して、スライダ４に沿ってＺテーブル５を駆動する。スライダ４は、ＸＹＺステージ７に固定され、停止部９を備える。ＸＹＺステージ７は、図１中Ｚ軸方向に移動可能であり、さらに図１中Ｘ軸、Ｙ軸方向に移動可能である。停止部９は、Ｚテーブル５の下端位置を決めるためにスライダ４の下端に設けられている。
【００２２】
また、図２，３を参照して、Ｚテーブル５は、その自重によりピン５２を介してシリンダ６の駆動軸６ａの支持板５１と、あるいはスライダ４の停止部９とに当接しており、基板１２との距離を変更可能に保持されている。
【００２３】
このため、作業針２と基板１２との接触後、ＸＹＺステージ７あるいはシリンダ６を基板１２に対して近づける方向に動作させ続けても、Ｚテーブル５はスライダ４に沿って基板と離れる方向に移動するため、基板１２に加わる最大荷重は、スライダ４に移動可能に固定されている部材、具体的には作業針２と、歪センサ３と、針保持部８と、Ｚテーブル５と、ピン５２との合計重量となる。例えば数十グラム程度となる。これにより、作業針２の接触による基板１２もしくは作業針２の損傷を抑制することができる。
【００２４】
歪センサ３は、作業針２に設けられ、作業針２が基板１２と接触した際に作業針２に生じる歪を検出する。これにより、基板１２にスライダ４に移動可能に固定されている部材の合計荷重が加わる前に、接触の検出が可能となり、基板への負荷も低減できる。また、予め歪センサ３の出力値と作業針２の押し込み量あるいは接触圧との相関を確認しておくことで、歪センサ３の出力値から作業針２の押し込み量もしくは接触圧を推定し、調整することもできる。
【００２５】
次に、異物除去装置１に用いられる作業針２の構造について説明する。作業針２は、歪センサ３を備え、基板１２上の異物１５を除去可能なものであれば特に限定されない。具体例として、図５〜１８を参照して説明する。なお、異物除去装置１は、複数の作業針２を備えた構造でもよく、異物１５や基板１２の状態により適当な作業針２を選択することもできる。
【００２６】
図５、６は、作業針２に薄板１６を備えた構造の斜視図と断面図である。作業針２は軸方向に平行に薄板１６を備え、薄板１６に歪センサ３を備えている。これにより、作業針２が細く、作業針２に歪センサ３を直接固着することが困難な場合でも、薄板１６を介して固着可能となる。また、軸方向と平行に歪センサ３を設けることで、歪を感度よく検出できるため、基板１２への接触圧を低減でき、基板１２もしくは作業針２の損傷を抑制できる。
【００２７】
図７、８は、作業針２に平坦部２ａを設け、平坦部２ａ上に薄板１６を形成し、薄板１６上に歪センサ３を固着している。これにより、作業針２は、基板１２と接触した際、基板から受ける抗力が小さくても歪やすくなり、歪センサ３の検出感度を高めることができる。なお、図７では薄板１６と歪センサ３を鎖線で示したが、薄板１６の下の平坦部２ａの構造を判りやすくするためである。
【００２８】
図９，１０は、作業針２を第１の針部２Ａと第２の針部２Ｂと分割し、それらを薄板１６で連結した構造の斜視図と断面図である。
【００２９】
図１１、１２は、針保持部８に薄板１６を固着し、薄板１６に第２の針部２Ｂを固着する構造の斜視図と断面図である。
【００３０】
図１３，１４は、針保持部８に板状部８ａを設け、板状部８ａに第２の針部２Ｂを固着する構造の斜視図と断面図である。
【００３１】
図１５，１６は、針保持部８に板状部８ａを設け、板状部８ａの先端８ｂを作業針２として使用する構造の斜視図と断面図である。図９〜１６の針構造は、いずれも歪センサ３を薄い板状部、具体的には薄板１６あるいは板状部８ａに形成するため、歪検出感度を高めることができるため、基板１２への接触圧を低減でき、基板１２もしくは作業針２の損傷を抑制できる。
【００３２】
図１７，１８は、作業針２に平坦部２ｂを設け、平坦部２ｂに歪センサ３を直接描画した構造の斜視図と断面図である。平坦部２ｂに絶縁膜５３を形成し、絶縁膜５３上に歪センサ３のパターン５４を、例えばインクジェットで描画する。これにより、薄板１６を固着する場合と比較して、作業針２の構造を簡略化できる。
【００３３】
次に、実施の形態１に係る欠陥修正装置２０の動作について説明する。図１を参照して、まず、除去すべき異物を含む基板１２を欠陥修正装置２０に搬入し、例えば真空吸着などによりチャック２２上に固定する。
【００３４】
異物の発生位置の情報に基づきＸＹステージ２３を動作させ、対象異物の観察が可能な位置へ観察光学系１０を移動させる。Ｚステージ２４を動作させて、観察光学系１０の焦点を基板１２に合わせる。このとき、図２を参照して、異物１５近傍に観察光学系１０および異物除去装置１は位置している。
【００３５】
次に、図３を参照して、シリンダ６の駆動軸６ａを下降させ、Ｚテーブル５を停止部９に自重により当接した状態にする。このとき作業針２が基板１２に接触しないよう、ＸＹＺステージ７は基板１２から十分離しておく。その後、ＸＹＺステージ７を動作させ、異物除去装置１を基板１２に接近させる。
【００３６】
次に、図４を参照して、作業針２が基板１２に接触すると、作業針２に設けた歪センサ３の出力変化が検出される。該歪センサ３の出力変化をもって接触を判定してもよい。具体的には、図１９を参照して、図１９中Ａを検出した時点で作業針２と基板１２との接触を判定してもよい。また、予め図１９中歪センサ出力値Ｖを接触判定値として設定し、Ｖを基準に接触を判定する方法を採れば、より安定して接触判定できる。さらに、予め歪センサ３の出力値と、作業針２の基板１２に対する押し込み量もしくは接触圧の相関と許容値を確認しておくことで、歪センサ３の出力測定値から作業針２の基板１２に対する押し込み量もしくは接触圧を見積もることができる。該押し込み量や接触圧を用いて接触判定してもよい。また、所望の接触状態に調整することも可能であり、これにより欠陥修正工程の品質を安定化することができる。
【００３７】
また、上記は歪センサ３の出力絶対値を用いて接触判定や接触状態の調整を行なう方法であるが、歪センサ３の出力変化量から、所望の接触状態を判定してもよい。具体的には、作業針２と基板１２とが接触していない状態での歪センサ３の初期出力値（ゼロ点）を計測し、初期出力値と、作業針２と基板１２との接近動作後の歪センサ３の出力測定値との差分を判定に用いる。その際、初期出力値（ゼロ点）からの変化点を持って接触判定してもよいが、予め設定した接触判定差分値Ｖを基準に接触判定してもよい。出力変化量を用いて接触判定することにより、歪センサ３の出力値から温度ドリフト等による出力オフセットを排除することができる。
【００３８】
また、図１９を参照して、作業針２と基板１２との接触後も引き続いてＸＹＺステージ７を下降させ続けると、ある下降量に達すると歪センサ３の出力値は飽和する。これは、上記に図４を参照して説明したように異物除去装置１の構造による。ＸＹＺステージ７による作業針２と基板１２との接近動作時において、Ｚテーブル５は、Ｚテーブル５が保持する部材、具体的には作業針２と、歪センサ３と、針保持部８と、Ｚテーブル５と、ピン５２との合計重量により、停止部９に当接した状態である。作業針２と基板１２との接触後もさらにＸＹＺステージ７の下降を続け、Ｚテーブル５の全荷重が作業針２により基板１２へかかると、停止部９にはＺテーブル５の荷重はかからなくなる。このとき、ＸＹＺステージ７の下降をさらに続けたとしても、Ｚテーブルはスライダ４に沿ってＸＹＺステージ７と相対的に移動可能であり、作業針２と基板１２の接触部にかかる荷重は変化しない。つまり、基板１２には、スライダ４に移動可能に保持された部材、具体的には作業針２と、歪センサ３と、針保持部８と、Ｚテーブル５と、ピン５２との合計重量以上の荷重は加わらない。たとえば、これは数十グラム程度である。比較例として、支持板５１とピン５２とが固着連結された構造における歪センサ３の出力特性図を図１９中点線で示す。ＸＹＺステージ７の下降量に比例して歪センサ３の出力は飽和せずに増加し、基板１２もしくは作業針２の損傷を引き起こす。よって、本発明の実施の形態１に係る欠陥修正装置２０では、歪センサ３による接触検出機構に加え、Ｚテーブル５をスライダ４に沿って可動保持する機構により、基板１２もしくは作業針２の損傷を抑制できる。
【００３９】
次に、図４を参照して、作業針２を操作して異物１５を除去する。作業針２の操作はＸＹＺステージ７やＺテーブル５を用いて、異物１５が除去されるまで継続して行なう。基板１２から剥離した異物は、たとえば異物回収装置（図中には示さない）によって回収してもよい。
【００４０】
次に、観察光学系１０により、基板１２を観察し、基板１２に異物１５が残存していないことを確認する。
【００４１】
最後に、ＸＹＺステージ７を操作して、基板１２から離れる方向に作業針２を退避させる。基板１２に含まれる全ての除去すべき異物の除去が完了した後、基板１２は欠陥修正装置２０より排出され、欠陥修正工程が完了する。
【００４２】
なお、本発明の実施の形態における異物除去工程には、前処理工程もしくは後処理工程を含むこともできる。具体的には、前処理工程として局所加熱処理により、基板１２と異物１５との密着力を弱めてもよい。後処理工程としては、レーザ部２５よりレーザ光を照射して、異物除去部の薄膜もしくはパターンの整形を行なってもよい。
【００４３】
また、本実施の形態での欠陥修正装置は、Ｘステージ２３ａ、Ｙステージ２３ｂ、Ｚステージ２４を制御することにより、基板１２に対し異物除去装置１を移動させる構造であるが、基板１２を保持するチャック２２は、定盤２１上ではなく、異物除去装置に対して移動可能な構造物上に形成されてもよい。
【００４４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の欠陥修正装置および欠陥修正方法は、作業針の接触による基板の損傷の抑制が求められる欠陥修正装置および欠陥修正方法において、特に有利に適用される。
【符号の説明】
【００４６】
１  異物除去装置、２  作業針、２ａ，２ｂ  平坦部、２Ａ  第１の針部、２Ｂ  第２の針部、３  歪センサ、４  スライダ、５  Ｚテーブル、６  シリンダ、７  ＸＹＺステージ、８  針保持部、８ａ  板状部、８ｂ  先端、９  停止部、１０  観察光学系、１１  対物レンズ、１２  基板、１３  ガラス、１４  膜、１５  異物、１６  薄板、２０  欠陥修正装置、２１  定盤、２２  チャック、２３  ＸＹステージ、２３ａ  Ｘステージ、２４ｂ  Ｙステージ、２５  レーザ部、２６  対物レンズ切り替え器、５３  絶縁膜、５４  パターン。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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