(57)【要約】【課題】  基板の欠陥検出ユニットを備えることによって、正確かつ短時間で欠陥の修正を行うことが可能な欠陥修正装置を提供する。【解決手段】  基板１の欠陥を修正する欠陥修正機構を備えた欠陥修正装置Ａにおいて、基板１を支持するステージ部２と、ステージ部２に支持された基板１の画像を撮像する画像読取手段６ｄ及び画像読取手段６ｄで撮像された画像を処理して欠陥を検出する画像処理手段１３とからなる欠陥検出ユニット６と、欠陥検出ユニット６により検出された欠陥の位置座標に移動し、同一のステージ部２上で、基板１の欠陥を修正する欠陥修正ユニット７とを備えた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の欠陥を修正する欠陥修正機構を備えた欠陥修正装置において、
前記基板を支持するステージ部と、該ステージ部に支持された前記基板の画像を撮像する画像読取手段及び該画像読取手段で撮像された前記画像を処理して前記欠陥を検出する画像処理手段とからなる欠陥検出ユニットと、該欠陥検出ユニットにより検出された前記欠陥の位置座標に移動し、同一の前記ステージ部上で、前記基板の前記欠陥を修正する欠陥修正ユニットとを備えたことを特徴とする欠陥修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＦＰＤ基板などの欠陥を修正する欠陥修正装置に関し、特に修正すべき欠陥の検出機構を備えた欠陥修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば液晶ディスプレイ等に使用されるＦＰＤ（Flat Panel Display）基板（以下、基板という）は、基板表面に照明光を照射し、その反射光や透過光を検査者が目視観察し、異常な反射光または透過光を検知することによって基板表面に塗布されたレジストの膜むらやＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜上のピンホールなどの欠陥、塵埃付着の有無など（以下、欠陥という）が検査されている。この種の検査で用いられる欠陥検査装置では、検知された欠陥に対し、例えばその種類や大きさ、基板表面上の位置座標などが欠陥情報として取得される。
【０００３】
欠陥検査装置などによって欠陥情報の取得が行われた基板は、例えば搬送ロボットを用いて欠陥修正装置に搬送され、欠陥の修正が施されている。一般に、欠陥修正装置には、搬入された基板を載置して一方向（Ｘ方向）に移動可能とされたステージ部や、基板の上方に配されステージ部の移動方向と直交する方向（Ｙ方向）に移動可能とされ、欠陥位置に例えばＹＡＧ（Yttrium Aluminium Garnet）レーザーを照射し欠陥を除去するレーザー照射機構などの欠陥修正機構が備えられている。また、欠陥修正機構には、欠陥位置の穴埋めを行う例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布機構や、塗布した樹脂を硬化させるための例えば紫外線、可視線、赤外線などの光を照射する樹脂硬化機構などを備えたものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この種の欠陥修正装置では、基板がステージ部上に搬送された段階で、まず、基板の位置決めが行われる。これは、前段の欠陥検査装置で取得された欠陥情報、特に欠陥の位置座標をもとに、基板表面の修正すべき欠陥位置を特定するために行うものである。基板の位置決めが完了した段階で、欠陥の位置座標をもとに、ステージ部と例えばレーザー照射機構の欠陥修正機構が移動され、レーザー照射機構が欠陥位置の直上に配置される。これにより、レーザーが欠陥位置に照射可能とされ、欠陥を除去して修正が施される。また、樹脂塗布機構や樹脂硬化機構といった他の欠陥修正機構を備えた場合においても、欠陥情報の位置座標をもとに欠陥位置を特定し、それぞれの処理が施されている。
【特許文献１】特開２００２−７１９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の欠陥修正装置では、欠陥検査装置に代表される前段の欠陥検査装置で検査を終えた後に、搬送ロボットなどを用いて欠陥修正装置に基板を搬送しなければならず、検査から修正までに時間を要するという問題があった。
【０００６】
また、装置間で基板の搬送を要することにより、欠陥修正装置で改めて基板の位置決めを行わなければならないという問題があった。このとき、位置座標に装置間の誤差が生じる場合もあり、この場合には、装置間の位置座標の補正を行わなければならず、補正を行った場合においても、欠陥修正機構の位置合わせを行った時に、欠陥位置からずれる場合があるという問題があった。また、このように位置座標のずれが生じた場合に、前段の欠陥検査装置で検出された欠陥が欠陥修正機構の視野から外れ認識できなくなる場合があるという問題があった。
【０００７】
さらに、近年、例えば液晶ディスプレイ装置などの大型化に伴い、これに使用されるマザーガラス基板も大型化してきている。これに伴い、基板の欠陥を検出する欠陥検査装置や、これを修正する欠陥修正装置も大型化している。このため、両装置が個別に設けられている場合には、占有スペースが大きくなるという問題があった。また、両装置が個別に設けられていることで、基板を搬送する搬送ロボットなどが必要となり、さらに占有スペースが大きくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情を鑑み、基板の欠陥検出機構を備えることによって、省スペース化を図ることが可能で、正確かつ短時間で欠陥の修正を行うことができる欠陥修正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】
【０００９】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１０】
本発明は、基板の欠陥を修正する欠陥修正機構を備えた欠陥修正装置において、前記基板を支持するステージ部と、該ステージ部に支持された前記基板の画像を撮像する画像読取手段及び該画像読取手段で撮像された前記画像を処理して前記欠陥を検出する画像処理手段とからなる欠陥検出ユニットと、該欠陥検出ユニットにより検出された前記欠陥の位置座標に移動し、同一の前記ステージ部上で、前記基板の前記欠陥を修正する欠陥修正ユニットとを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の欠陥修正装置によれば、欠陥検出ユニットと欠陥修正ユニットとを１つの装置に備えていることによって、欠陥検出ユニットで欠陥の種類や大きさ、位置座標などの欠陥情報を取得することができ、この欠陥の位置座標をもとに、欠陥修正機構を移動することで、同一ステージ部上で欠陥の修正を行うことができる。
【００１２】
これにより、従来の欠陥検査装置と欠陥修正装置とが個別に設けられているものと比較し、基板の検査及び修正を行う装置の占有スペースを大幅に削減することができる。また、同一ステージ部に保持された基板に対して欠陥修正ユニットで修正を行うことができるため、修正を行う際に改めて基板の位置決めや位置座標の補正を行う必要がなく、確実に欠陥位置を特定して修正することができる。よって、検査から修正に要する時間を短縮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】
【００１３】
以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る欠陥修正装置Ａについて説明する。
【００１４】
本発明の一実施形態は、例えば液晶ディスプレイ等に使用されるＦＰＤ基板（以下、基板という）の欠陥の修正を行う欠陥修正装置Ａに関するものである。この欠陥修正装置Ａは、図１に示すように、基板１が載置されてこれを保持する略矩形状のステージ部２と、このステージ部２をＸ方向へ移動可能に支持する基台３と、ステージ部２と基台３とを内方に納める装置本体部４と、装置本体部４に支持された２つの支柱部材５ａと両支柱部材５ａの上端に固定されつつ連架された水平梁部材５ｂとからなる門型支持部５と、門型支持部５の水平梁部材５ｂにその上面５ｃから一方の側面５ｄ側に垂下状態で支持された欠陥検出ユニット６と、同水平梁部材５ｂの上面５ｃから他方の側面５ｅ側に垂下状態で支持された欠陥修正ユニット７とから構成されている。
【００１５】
ステージ部２は、基台３の上面３ａに当接される下面２ａの両側端部２ｂに突出部２ｃが設けられており、この突出部２ｃと下面２ａとで画成される凹状の部分が基台３の上面３ａと側面３ｂで画成される凸状の部分に合わされている。また、ステージ部２には図示せぬ駆動手段が備えられ、基台３に係合された状態で、ステージ部２が基台３に沿ってＸ方向に移動可能とされている。
【００１６】
門型支持部５は、２つの支柱部材５ａがステージ部２の移動方向Ｘに沿う装置本体部４の上面４ａに、水平梁部材５ｂがステージ部２の上方に位置するように取り付けられており、このとき、水平梁部材５ｂは、その軸線Ｏ１がステージ部２の移動方向Ｘに直交するものとされている。また、水平梁部材５ｂは、内部が中空とされているとともに、上面５ｃに軸線Ｏ１方向と平行する２条の開口部５ｆが形成されている。内部には、後述する第１支持ブロック６ａと第２支持ブロック７ａを水平梁部材５ｂに沿ってＹ方向に移動させる駆動手段として、図示せぬ例えば軸線がステージ部２の移動方向Ｘと直交するボールネジと、このボールネジの一端に連結されたモータと、リニアスケールとが２組設けられ、各ボールネジに第１支持ブロック６ａと第２支持ブロック７ａとがそれぞれ接続されている。これにより、第１支持ブロック６ａおよび第２支持ブロック７ａがステージ部２の移動方向Ｘに直交する方向（Ｙ方向）で移動可能とされるとともに、リニアスケールによってその位置が特定可能とされている。なお、門型支持部５は、ステージ部２の移動方向Ｘと直交するＹ方向にステージ部２を跨ぐように装置本体部４に架橋され、欠陥検出機構６および欠陥修正機構７をＹ方向に移動するＹステージ部を構成する。
【００１７】
欠陥検出ユニット６は、Ｌ字状の第１支持ブロック６ａと、第１支持ブロック６ａの先端に接続されて支持された照明支持部材６ｂと、第１支持ブロック６ａに設けられた例えばラインＣＣＤカメラなどの第１画像読取部（画像読取手段）６ｄと、照明支持部材６ｂの先端に設けられた、例えばライン状の照明光を照射するライン照明光源などの第１光源６ｅとから構成されている。第１支持ブロック６ａは、前述の水平梁部材５ｂの開口部５ｆを介して適宜手段でボールネジに接続されており、水平梁部材５ｂの上面５ｃから一方の側面５ｄ側に垂下されるように支持されている。照明支持部材６ｂは第１支持ブロック６ａの垂下側の先端と接続されており、第１支持ブロック６ａを基準に、水平梁部材５ｂに直交し水平梁部材５ｂとは反対の方向に延設されている。第１光源６ｅは照明支持部材６ｂの延設方向の先端側に設けられており、第１画像読取部６ｄは、第１支持ブロック６ａに設けられている。また、第１光源６ｅと第１画像読取部６ｄとは、第１光源６ｅから基板１表面１ａに向けて所定の入射角度でライン状の照明光を照射し、基板１表面１ａからの光を所定の反射角度で第１画像読取部６ｄにより撮像可能な相対位置とされている。第１光源６ｅと第１画像読取部６ｄは、基板１表面１ａに対して入射角度と反射角度を調整できるように少なくとも一方を回動できる回動機構を備えることが好ましい。この入射角度と反射角度を調整することにより、基板１表面１ａからの干渉光、回折光または散乱光を第１画像読取部６ｄで撮像することが可能となる。
【００１８】
この構成において、欠陥検出ユニット６は、基板１表面１ａに光を照射しつつステージ部２の移動方向Ｘ（基板１の移動方向Ｘ）と直交するＹ方向に移動可能とされ、下方に位置する基板１表面１ａをスキャンしながら画像を取得することが可能とされる。なお、欠陥検出ユニット６は、ステージ部２の移動方向Ｘに対して直交するＹ方向に第１画像読取部６ｄを撮像領域の幅ピッチ分ずつ移動させ、且つステージ部２をＸ方向に移動させることで、基板１全面の画像取得が可能となる。本実施形態では、基板１の幅寸法に対して１／ｎの撮像領域を撮像するようにしたが、欠陥検出ユニット６をｎ個並べて配置し、ステージ部２をＸ方向に移動させて基板１の全面を撮像するようにしてもよい。
【００１９】
欠陥修正ユニット７は、Ｌ字状の第２支持ブロック７ａと、レーザー光により基板１上の欠陥を修正するレーザー発振器を備えたレーザーヘッド７ｂと、レーザーヘッド７ｂに並設して取り付けられた例えばＣＣＤカメラなどの第２画像読取部７ｃ及び第２光源７ｄを備えた修正用顕微鏡ユニット７ｅとから構成されている。レーザーヘッド７ｂは、修正用顕微鏡ユニット７ｅの対物レンズ７ｆを含む光学系の一部を共用している。第２支持ブロック７ａは、前述の欠陥検出ユニット６の第１支持ブロック６ａが接続されたボールネジとは異なる他方のボールネジに接続され、水平梁部材５ｂの上面５ｃから他方の側面５ｅ側に垂下されるように支持されている。レーザーヘッド７ｂは、レーザー発振器から出射されたレーザー光を欠陥の大きさに応じて光束形状を成形するスリット手段を介して修正用顕微鏡ユニット７ｅの対物レンズ７ｆに導かれる。修正用顕微鏡ユニット７ｅは、図２に示すように第２光源７ｄの出射光路上に配置されたビームスプリッタ７ｇと、第２画像読取部７ｃの光路上に配置されたビームスプリッタ７ｈとを備えている。この構成において、欠陥修正ユニット７は、ステージ部２の移動方向Ｘに対して直交する方向Ｙに移動可能とされ、修正用顕微鏡ユニット７ｅにより特定された基板１表面１ａの欠陥位置にレーザー光を照射可能とされている。
【００２０】
また、欠陥修正装置Ａには、図２に示すように、ステージ部２や欠陥検出ユニット６、欠陥修正ユニット７の動作を制御するための例えばコンピュータなどの主制御部１０が設けられている。ステージ部２は、ステージ部駆動制御部１１を介して主制御部１０に接続されている。欠陥検出ユニット６は、第１光源６ｅが第１光源制御部１２を介して主制御部１０に接続され、第１画像読取部６ｄは、第１画像処理手段（画像処理手段）１３を介して主制御部１０に接続されている。また、欠陥検出ユニット６には、基板１の移動方向Ｘに直交する方向Ｙの移動を制御する欠陥検出ユニット駆動制御部１４を介して、門型支持部５の水平梁部材５ｂの内部に納められた図示せぬボールネジを駆動させる一方の駆動手段とリニアスケールとが主制御部１０に接続されている。他方、欠陥修正ユニット７は、第２光源７ｄが第２光源制御部１５、第２画像読取部７ｃが第２画像処理手段１６、レーザーヘッド７ｂがレーザー制御部１７にそれぞれ接続され、これらを介して主制御部１０に接続されている。さらに、欠陥修正ユニット７の基板１の移動方向Ｘに直交する方向Ｙの移動を制御する欠陥修正ユニット駆動制御部１８を介して、門型支持部５の他方の駆動手段とリニアスケールとが主制御部１０に接続されている。
【００２１】
ついで、図１から図３を参照し、上記の構成からなる欠陥修正装置Ａを用いて基板１表面１ａの欠陥を検出し、修正を行う方法について説明する。
【００２２】
はじめに、図示せぬ搬送ロボットなどによって基板１がステージ部２上に搬送されるとともに、アライメント機構により基準位置に位置決めされて載置される。ついで、主制御部１０に動作指令が入力された段階で、ステージ部駆動制御部１１および欠陥検出ユニット駆動制御部１４に指令が出される。これにより、ステージ部２がＸ方向に移動されるとともに、欠陥検出ユニット６がＹ方向の第１のスキャン位置に移動され、第１画像読取部（画像読取手段）６ｄの撮像位置および第１光源６ｅの光の照射位置が基板１の先端１ｂに合わされる。この検査開始位置に合わされた段階で、主制御部１０から第１光源制御部１２に動作指令が出され、欠陥検出ユニット６の第１光源６ｅから基板１表面１ａに向けてライン状の照明光が照射される。照明光の照射開始とともに、表面１ａからの反射光を第１画像読取部６ｄが受光し基板１の表面１ａ画像の撮像を開始する。また、主制御部１０から欠陥検出ユニット駆動制御部１４に動作指令が出され、ステージ部２が一定速度でＸ方向に移動を開始する。この動作が、基板１の後端１ｃの画像が取得されるまで継続される。基板１の後端１ｃが欠陥検出ユニット６の撮像領域（照明領域）に達するとステージ部２の移動が停止される。この状態で欠陥検出ユニット駆動制御部１４により欠陥検出ユニット６がＸ方向に撮像領域の幅寸法だけ移動制御され、第２のスキャン位置に設定される。欠陥検出ユニット６が第２のスキャン位置に設定されると、ステージ部駆動制御部１１によりステージ部２が反対方向に移動される。このような動作を繰り返し行なうことにより、基板１全面の画像取得が行われる。
【００２３】
第１画像読取部６ｄにより取得された基板１の画像は、第１画像処理手段（画像処理手段）１３に送られ、基板１表面１ａの欠陥が検出され、その欠陥の種類や大きさなどが特定される。この第１画像処理手段１３で処理された画像及び基板１の欠陥情報（欠陥の種類や大きさなど）は、主制御部１０の記憶部に記憶される。また、主制御部１０には、検査時にステージ部２の駆動手段や門型支持部５の水平梁部材５ｂに備えられたリニアスケールから信号が送られており、この信号と第１画像処理手段１３から送られ記憶された基板１の画像及び欠陥情報とをもとに、第１画像処理手段１３で検出された各欠陥の位置座標の算出が行われ、欠陥情報に欠陥の位置座標データ（欠陥の位置座標）が記憶される。
【００２４】
基板１に対する欠陥検査が終了すると、記憶された欠陥の位置座標をもとに、主制御部１０からステージ部駆動制御部１１および欠陥修正ユニット駆動制御部１８に、ステージ部２および欠陥修正ユニット７の動作指令が出され、修正用顕微鏡ユニット７ｅの対物レンズ７ｆの光軸に基板１の第１番目の欠陥が配置される。この段階で、主制御部１０から第２光源制御部１５と第２画像処理手段１６に指令が出されて、第２光源７ｄから光を出射して、対物レンズ７ｆを介して基板１上を照明するとともに、例えば図３に示すような欠陥が検出された画像２０が第２画像読取部７ｃによって撮像される。この画像２０は、第２画像処理手段１６に送られ、例えば図４に示すような予め記憶してある参照画像（良品画像）２１とのパターンマッチング処理が行われ、図３に示すような、基板１表面１ａに形成されたパターン１ｄの取得画像２０と参照画像２１とが比較されて、欠陥２２ａと欠陥２２ｂが抽出される。抽出された欠陥がパターン１ｄに悪影響を及ぼし除去する必要のあるものと判断された場合には、その欠陥２２ａが修正用顕微鏡ユニット７ｅの視野中心に合わされ、レーザーヘッド７ｂのレーザー照射領域がスリット手段を制御して欠陥２２ａに合わされる。この状態で、主制御部１０からレーザー制御部１７に指令が出され、レーザー制御部１７から動作指令を受けたレーザーヘッド７ｂは、レーザー光を出射する。このレーザー光は、スリット手段と修正用顕微鏡ユニット７ｅの対物レンズ７ｆを通して欠陥２２ａに照射され、欠陥２２ａが除去される。このような操作が修正必要と判定された全ての欠陥に対して繰り返し行われ、基板１全面の欠陥が除去される。
【００２５】
したがって、上記の欠陥修正装置Ａによれば、１つの欠陥修正装置Ａに欠陥検出ユニット６と欠陥修正ユニット７とを備えることによって、欠陥検出ユニット６で基板１の欠陥を検出するとともに、検出された欠陥の欠陥情報を取得することができ、この欠陥情報をもとに、基板１を同一ステージ部２上に載置したままで欠陥修正ユニット７側に移動して修正を行うことができる。
【００２６】
よって、上記の欠陥修正装置Ａによれば、欠陥検出ユニット６で取得された欠陥の位置座標を欠陥修正時に補正することなく、確実に欠陥位置を特定することができる。また、従来のように欠陥検査された基板１を欠陥修正装置に搬送する搬送ロボットが不要になり、且つ改めて基板１の位置決めを行う必要がないため、検査及び修正に要する時間を短縮することができる。さらに、欠陥の検出と修正を同一装置Ａ内で行えることによって、従来、装置間で基板１を搬送するために用いていた搬送ロボットを必要とせず、また、装置を１つにすることで、欠陥検出及び修正に要する占有スペースを大幅に低減させることが可能となる。
【００２７】
なお、本発明は、上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、欠陥検出ユニット６と欠陥修正ユニット７とを支持する門型支持部５をＸ方向に移動可能とし、ステージ部２が固定されて基板１全面の画像取得と欠陥修正を行えるものとされてもよい。この場合には、ステージ部２および基板１が定位置とされるため、欠陥修正装置ＡのＸ方向の長さを基板１の長さよりも若干長いものとすればよく、欠陥修正装置Ａを小型化することができ、これに要する占有スペースをさらに削減することが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態では、欠陥検出ユニット６の第１光源６ｅと第１画像読取部（画像読取装置）６ｄと、欠陥修正ユニット７のレーザーヘッド７ｂと第２光源７ｄと第２画像読取部７ｃとをそれぞれ１つずつ備える構成としたが、例えば門型支持部５の水平梁部材５ｂに複数の欠陥検出ユニット６を設けて、１枚の基板１に対して各欠陥検出ユニット６で同時に欠陥の検出が行える構成とされてもよい。この場合には、基板１全面に対する欠陥検出を１回で行なうことができるため、欠陥検査に要する時間を短縮することが可能となる。
【００２９】
さらに、本実施形態で示した欠陥修正ユニット７には、欠陥修正手段としてレーザーヘッド７ｂが備えられる構成としたが、これに限定される必要はなく、例えば欠陥の穴埋めを行う装置などレーザー発振器以外の欠陥修正機構が搭載されてもよいものであり、また、複数種の欠陥修正機構が搭載されてもよいものである。また、本実施形態では、欠陥検出ユニット６と欠陥修正ユニット７とが同一門型支持部５の水平梁部材５ｂに取り付けられているものとしたが、欠陥検出ユニット６と欠陥修正ユニット７とが個別の門型支持部５に支持されていてもよい。さらに、例えば２０００ｍｍを超える大型のＦＰＤ用基板をステージ部２に固定し、この基板の半分の領域に対して欠陥検出と欠陥修正が行えるように、門型支持部５を一対で設け、各門型支持部５に欠陥検査ユニット６と欠陥修正ユニット７を設け、各門型支持部５を独立させて駆動制御できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る欠陥修正装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る欠陥修正装置を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る欠陥修正装置で修正される欠陥を有する基板画像の一例として示した図である。
【図４】図３の基板画像から欠陥を抽出するために使用される参照画像の一例として示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      基板
１ａ    基板表面
２      ステージ部
５      門型支持部
６      欠陥検出ユニット
６ｂ    第１画像読取部（画像読取手段）
６ｅ    第１光源
７      欠陥修正ユニット
７ｂ    レーザーヘッド
７ｃ    第２画像読取部
７ｄ    第２光源
１０    主制御部
１１    ステージ部駆動制御部
１２    第１光源制御部
１３    第１画像処理手段（画像処理手段）
１４    欠陥検出ユニット駆動制御部
１５    第２光源制御部
１６    第２画像処理手段
１７    レーザー制御部
１８    欠陥修正ユニット駆動制御部
Ａ      欠陥修正装置
【図１】
2006285130.tif 000003
【図２】
2006285130.tif 000004
【図３】
2006285130.tif 000005
【図４】
2006285130.tif 000006