(57)【要約】【課題】目標位置と塗布位置の位置ずれを容易に補正することが可能なパターン修正装置を提供する。【解決手段】このパターン修正装置１は、補正値の更新を行なう補正モード時に、ミラー５１のテスト領域５１ａの目標位置Ｐ１に修正インク４９を塗布し、インク塗布前後のテスト領域５１ａの画像に基づいて修正インク４９が実際に塗布された塗布位置Ｐ２を検出し、目標位置Ｐ１と塗布位置Ｐ２との位置ずれ量を検出し、その検出結果に基づいて補正値を更新する。したがって、パターン修正装置１自身が補正値を更新するので、作業者が補正作業を行なう必要がない。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正装置において、
塗布針の先端部に修正液を付着させ、その塗布針を上下動させて前記欠陥部に前記修正液を塗布するための修正液塗布手段と、
位置指令信号に従って前記修正液塗布手段を前記基板に対して相対移動させる位置決め手段と、
前記修正液を塗布すべき目標位置の座標と前記塗布針の位置ずれを補正するための補正値とに基づいて前記位置指令信号を生成し、前記目標位置に前記修正液を塗布させる制御手段と、
前記補正値の更新を行なう補正モード時に、前記制御手段に前記目標位置の座標を与えてダミー基板の表面に前記修正液を塗布させ、前記目標位置と前記修正液が実際に塗布された塗布位置との位置ずれ量を検出し、その検出結果に基づいて前記補正値を更新する補正手段とを備えたことを特徴とする、パターン修正装置。
【請求項２】
前記補正手段は、所定の周期で前記補正モードを実行することを特徴とする、請求項１に記載のパターン修正装置。
【請求項３】
前記補正モードを実行すべき旨を所定の周期で作業者に報知する報知手段を備え、
前記補正手段は、前記作業者によって前記補正モードの実行が指示されたことに応じて前記補正モードを実行することを特徴とする、請求項１に記載のパターン修正装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記塗布針によって前記修正液が塗布される前後で前記ダミー基板表面の画像を撮像し、塗布前後の画像を比較して明るさが一致していない不一致部分を抽出し、抽出した不一致部分の重心位置を前記塗布位置と判定することを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のパターン修正装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記塗布針によって前記修正液が塗布される前後で前記ダミー基板表面の画像を撮像し、塗布前後の画像を比較して明るさが一致していない不一致部分を抽出し、抽出した不一致部分の外接長方形の中心を前記塗布位置と判定することを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のパターン修正装置。
【請求項６】
前記ダミー基板はミラーであり、
前記補正手段は落射照明を行なって前記ミラーの画像を撮像することを特徴とする、請求項４または請求項５に記載のパターン修正装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記ダミー基板の表面を複数の領域に分割し、前回の前記補正モード時に選択した領域と異なる領域を選択し、選択した領域内の座標を前記前記目標位置の座標として前記制御手段に与えることを特徴とする、請求項１から請求項６までのいずれかに記載のパターン修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はパターン修正装置に関し、特に、基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程においては、基板上に形成された微細パターンであるカラーフィルタに種々の欠陥が発生する。欠陥が発生した基板を全て廃棄したのでは、歩留まりが低下してしまうので、欠陥を修正するパターン修正装置が使用されている。このパターン修正装置は、カラーフィルタに白欠陥（色抜け部）が発生した場合は、位置決め装置によって塗布針を白欠陥の上方に移動させ、塗布針の先端部に修正インクを付着させ、塗布針を上下動させて白欠陥に修正インクを塗布する（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２３６９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のパターン修正装置では、塗布針を交換した場合、取り付け誤差や寸法誤差の影響で目標位置に塗布できない場合がある。このため、塗布針を交換した場合は、位置決め装置に目標位置の座標を与えて塗布針を移動させ、ダミー基板の表面に修正インクを塗布させ、目標位置と修正インクが実際に塗布された塗布位置との位置ずれを観察光学系で観察し、その位置ずれが無くなるように目標位置の座標を補正している。したがって、この補正作業に時間と手間がかかるという問題があった。
【０００４】
また、塗布針の交換時に補正作業を行なっても、気温の変動や装置自体の温度の変動に伴って装置を構成する金属部品が伸縮し、目標位置と塗布位置の位置ずれが発生する。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、目標位置と塗布位置の位置ずれを容易に補正することが可能なパターン修正装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るパターン修正装置は、基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正装置において、塗布針の先端部に修正液を付着させ、その塗布針を上下動させて欠陥部に修正液を塗布するための修正液塗布手段と、位置指令信号に従って修正液塗布手段を基板に対して相対移動させる位置決め手段と、修正液を塗布すべき目標位置の座標と塗布針の位置ずれを補正するための補正値とに基づいて位置指令信号を生成し、目標位置に修正液を塗布させる制御手段と、補正値の更新を行なう補正モード時に、制御手段に目標位置の座標を与えてダミー基板の表面に修正液を塗布させ、目標位置と修正液が実際に塗布された塗布位置との位置ずれ量を検出し、その検出結果に基づいて補正値を更新する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、補正手段は、所定の周期で補正モードを実行する。
また好ましくは、補正モードを実行すべき旨を所定の周期で作業者に報知する報知手段を備え、補正手段は、作業者によって補正モードの実行が指示されたことに応じて補正モードを実行する。
【０００８】
また好ましくは、補正手段は、塗布針によって修正液が塗布される前後でダミー基板表面の画像を撮像し、塗布前後の画像を比較して明るさが一致していない不一致部分を抽出し、抽出した不一致部分の重心位置を塗布位置と判定する。
【０００９】
また好ましくは、補正手段は、塗布針によって修正液が塗布される前後でダミー基板表面の画像を撮像し、塗布前後の画像を比較して明るさが一致していない不一致部分を抽出し、抽出した不一致部分の外接長方形の中心を塗布位置と判定する。
【００１０】
また好ましくは、ダミー基板はミラーであり、補正手段は落射照明を行なってミラーの画像を撮像する。
【００１１】
また好ましくは、補正手段は、ダミー基板の表面を複数の領域に分割し、前回の補正モード時に選択した領域と異なる領域を選択し、選択した領域内の座標を目標位置の座標として制御手段に与える。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るパターン修正装置では、塗布針の先端部に修正液を付着させ、その塗布針を上下動させて欠陥部に修正液を塗布するための修正液塗布手段と、位置指令信号に従って修正液塗布手段を基板に対して相対移動させる位置決め手段と、修正液を塗布すべき目標位置の座標と塗布針の位置ずれを補正するための補正値とに基づいて位置指令信号を生成し、目標位置に修正液を塗布させる制御手段と、補正値の更新を行なう補正モード時に、制御手段に目標位置の座標を与えてダミー基板の表面に修正液を塗布させ、目標位置と修正液が実際に塗布された塗布位置との位置ずれ量を検出し、その検出結果に基づいて補正値を更新する補正手段とが設けられる。したがって、補正手段が補正モードを実行するので、作業員が補正作業を行なう必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、この発明の一実施形態によるパターン修正装置の全体構成を示す図である。図１において、パターン修正装置１は、基板の表面を観察する観察光学系２と、観察された画像を映し出すモニタ３と、観察光学系２を介して基板にレーザ光を照射し不要部をカットするカット用レーザ部４と、修正インクを塗布針先端に付着させて基板の欠陥部に塗布するインク塗布機構５と、欠陥部に塗布された修正インクを硬化させるインク硬化用光源６と、欠陥部やインク塗布位置を認識する画像処理部７と、装置全体を制御するホストコンピュータ８と、装置機構部の動作を制御する制御用コンピュータ９とを備える。さらに、その他に欠陥部を有する基板をＸＹ方向（水平方向）に移動させるＸＹステージ１０と、ＸＹステージ１０上で基板を保持するチャック台１１と、観察光学系２やインク塗布機構５をＺ方向（垂直方向）に移動させるＺステージ１２などが設けられている。
【００１４】
ＸＹステージ１０は、インク塗布機構５によって修正インクを欠陥部に塗布する際や、観察光学系２によって基板の表面を観察する際などに、基板を適切な位置に相対移動させるために用いられる。図１に示したＸＹステージ１０は、２つの一軸ステージを直角方向に重ねた構成を有している。ただし、このＸＹステージ１０は、観察光学系２やインク塗布機構５に対して基板を相対的に移動させることができるものであればよく、図１に示すＸＹステージ１０の構成に限定されるものではない。近年では、基板サイズの大型化に伴い、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ独立して移動可能なガントリ型のＸＹステージが多く採用されている。
【００１５】
図２は、修正対象となるＬＣＤのカラーフィルタ１５を示す図である。図２において、カラーフィルタ１５は、ガラス基板（図示せず）の表面に形成されたブラックマトリクス１６と呼ばれる格子状のパターンと、複数組のＲ（赤色）画素１７、Ｇ（緑色）画素１８、およびＢ（青色）画素１９とを含む。カラーフィルタ１５の製造工程においては、画素やブラックマトリクス１６の色が抜けてしまった白欠陥２０や、隣の画素と色が混色したり、ブラックマトリクス１６が画素にはみ出してしまった黒欠陥２１や、画素に異物が付着した異物欠陥２２などが発生する。
【００１６】
図３は、観察光学系２およびカット用レーザ部４の構成を示す図である。図３において、レーザ部４の直下にある可変スリット２３はレーザ加工形状を形成するためのものであって、結像レンズ２４の焦点位置に設けられている。結像レンズ２４の下方にはハーフミラー２５，２６が設けられ、さらにその下には対物レンズ２７が設けられている。倍率が異なる複数の対物レンズ２７と、それらのうちの所望の倍率の対物レンズ２７を選択するレボルバを設けてもよい。可変スリット２３の開口部の形状が対物レンズ２７の倍率の割合で縮小されて加工形状となる。なお、落射光源２８の出射光がハーフミラー２６を介してガラス基板１４の表面に形成されたカラーフィルタ１５の白欠陥２０などに照射され、ハーフミラー２５を介して白欠陥２０などの画像がＣＣＤカメラ２９によって撮像され、図１のモニタ３に映し出される。
【００１７】
図４は、インク塗布機構５の構成を示す一部省略した斜視図である。図４において、このインク塗布機構５は、インク塗布用の塗布針３１と、塗布針３１を垂直駆動させるための塗布針駆動シリンダ３２とを含む。塗布針３１は、塗布針ホルダ３４および固定ベース３５を介して塗布針駆動シリンダ３２の駆動軸３３の先端部に設けられる。
【００１８】
また、このインク塗布機構５は、水平に設けられた回転テーブル３６を含み、回転テーブル３６上には円周方向に複数のインクタンク３７〜４０が順次配置され、さらに、回転テーブル３６上には洗浄装置４１とエアパージ装置４２とが設けられる。回転テーブル３６の中心には回転軸４３が立設されている。また、回転テーブル３６には、インク塗布時に塗布針３１を通過させるための切欠部４４が形成されている。インクタンク３７〜４０には、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）および黒の各色の修正インクが適宜注入されている。洗浄装置４１は、塗布針３１に付着した修正インクを除去するためのものであり、エアパージ装置４２は塗布針３１に付着した洗浄液を吹き飛ばすためのものである。
【００１９】
さらに、このインク塗布機構５は、回転テーブル３６の回転軸４３を回転させるためのインデックス用モータ４５を含み、さらに回転軸４３とともに回転するインデックス板４６と、インデックス板４６を介して回転テーブル３６の回転位置を検出するためのインデックス用センサ４７と、インデックス板４６を介して回転テーブル３６の回転位置が原点に復帰したことを検出するための原点復帰用センサ４８とが設けられる。モータ４５はセンサ４７，４８の出力に基づいて制御され、回転テーブル３６を回転させて切欠部４４、インクタンク３７〜４０、洗浄装置４１およびエアパージ装置４２のうちいずれかを塗布針３１の下方に位置させる。
【００２０】
なお、塗布針駆動シリンダ３２とモータ４５はＺステージ１２に固定され、Ｚステージ１２と欠陥修正の対象となるカラーフィルタ１５とは、ＸＹステージ１０によって相対的に位置決めされる。
【００２１】
次に、このインク塗布機構５の動作について説明する。まず、ＸＹステージ１０およびＺステージ１２が駆動され、たとえばＲ画素１７の白欠陥２０の上方の所定位置に塗布針３１の先端が位置決めされる。次いで、モータ４５によって回転テーブル３６が回転され、所望のインクタンク（この場合は３７）が塗布針３１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ３２によって塗布針３１が上下に駆動され、図５（ａ）に示すように、塗布針３１の先端部に修正インク４９が付着される。
【００２２】
次いで、モータ４５によって回転テーブル３６が回転され、切欠部４４が塗布針３１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ３２によって塗布針３１が上下に駆動され、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、塗布針３１先端の平坦面３１ａに付着した修正インク４９がＲ画素１７の白欠陥２０に塗布される。
【００２３】
塗布針３１の洗浄時は、モータ４５によって回転テーブル３６が回転され、洗浄装置４１が塗布針３１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ３２によって塗布針３１が上下に駆動され、塗布針３１に付着した修正インク４９が洗浄される。次いで、モータ４５によって回転テーブル３６が回転され、エアパージ装置４２が塗布針３１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ３２によって塗布針３１が上下に駆動され、塗布針３１に付着した洗浄液が吹き飛ばされる。
【００２４】
図６（ａ）〜（ｆ）は、Ｂ画素１９に発生した異物欠陥２２を修正する方法を示す図である。図６（ａ）（ｃ）（ｅ）はＢ画素１９の平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩＡ−ＶＩＡ線断面図であり、図６（ｄ）は図６（ｃ）のＶＩＤ−ＶＩＤ線断面図であり、図６（ｆ）は図６（ｅ）のＶＩＦ−ＶＩＦ線断面図である。
【００２５】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、異物欠陥２２は、ガラス基板１４の表面に異物５０が付着した状態で画素を形成したものである。モニタ３で異物欠陥２２を観察しながらステージ１０，１２を移動させ、異物欠陥２２にカット用レーザ部４の焦点を合わせ、レーザ光αを照射する。レーザ光αは、図３の可変スリット２３によって矩形に整形されている。これにより、図６（ｃ）（ｄ）に示すように、異物欠陥２２が除去されてＢ画素１９に矩形の孔１９ａが形成される。次に図６（ｅ）（ｆ）に示すように、図５（ａ）〜（ｃ）で示した方法で孔１９ａに修正インク４９を塗布する。
【００２６】
孔１９ａに塗布した修正インク４９を硬化させて異物欠陥２２の修正が終了する。修正インク４９が紫外線硬化型の場合は、光源６として紫外線照明を採用し、修正インク４９に紫外線を照射する。修正インク４９が熱硬化型あるいは乾燥硬化型の場合は、光源６としてハロゲンランプ照明を採用し、修正インク４９にハロゲンランプ光を照射する。
【００２７】
黒欠陥２１は、異物欠陥２２と同じ方法で修正する。白欠陥２０は、異物欠陥２２と同じ方法で修正してもよいし、図５（ａ）〜（ｃ）で示したように白欠陥２２に修正インク４９を直接塗布して修正してもよい。
【００２８】
さて、このようなパターン修正装置では、外気や装置内の温度変化に伴ってＸＹステージ１０やインク塗布機構５の金属部分が伸縮し、目標位置に修正インク４９を塗布できない場合がある。本実施の形態では、この問題を解決する。
【００２９】
ホストコンピュータ８は、図７に示すように、装置起動直後からの経過時間Ｔを監視し、ある一定時間Ｔ１が経過した後、メッセージを表示したりブザーを鳴らして作業者に報知し、塗布の位置補正を促す（ステップＳ１，Ｓ２）。作業者がメッセージを確認して補正開始ボタンを押下したら（ステップＳ３）、パターン修正装置１を補正モードに設定してステップＳ１に戻る（ステップＳ４）。
【００３０】
チャック台１１の端部には、図８に示すように、ダミー基板であるミラー５１が設置されている。ミラー５１の表面は、図９に示すように、複数行複数列のテスト領域５１ａに分割されている。各補正モードにおいて、前回の補正モードで選択されたテスト領域５１ａと異なるテスト領域５１ａが選択される。たとえば、図９に示すように、第１列目の複数のテスト領域５１ａが図中下方に向けて１つずつ順次選択され、次に第２列目の複数のテスト領域５１ａが図中上方に向けて順次選択され、以下同様に選択される。
【００３１】
補正モードに設定されたパターン修正装置１は、図１０に示すように、ステップＳ１１においてＣＣＤカメラ２９によってミラー５１の選択されたテスト領域５１ａの画像を撮像し、撮像した画像を画像処理部７に取り込む。次いでステップＳ１２においてパターン修正装置は、選択されたテスト領域５１ａの中心である目標位置Ｐ１に修正インク４９を塗布する。
【００３２】
具体的には、コンピュータ８，９が目標位置Ｐ１の座標と補正値から生成した位置指令信号をＸＹステージ１０に与え、ＸＹステージ１０はその位置指令信号に応じた位置をインク塗布機構５の下方に移動させる。もし位置指令信号が正しければ目標位置Ｐ１に修正インク４９が塗布されるが、位置指令信号が正しくない場合は図１１に示すように、目標位置Ｐ１と修正インク４９が実際に塗布された塗布位置Ｐ２との間に位置ずれが生じる。目標位置Ｐ１と塗布位置Ｐ２の間に位置ずれが生じた場合は、補正値を更新する必要がある。
【００３３】
次にステップＳ１３において、ＣＣＤカメラ２９によって修正インク４９を塗布したテスト領域５１ａの画像を撮像し、撮像した画像を画像処理部７に取り込む。このとき、図３の落射光源２８とミラー５１を併用することにより、塗布部と背景のコントラストを十分に確保することができる。
【００３４】
次いでステップＳ１４において、画像処理部７によって実際の塗布位置Ｐ２を検出する。すなわち画像処理部７は、図１２（ａ）に示されるインク塗布前の画像と図１２（ｂ）に示されるインク塗布後の画像とを比較し、図１２（ｃ）に示すように、明るさが一致しない不一致部分５２を抽出する。具体的には、インク塗布前の画像の位置（ｘ，ｙ）の画素の明るさをａ（ｘ，ｙ）とし、インク塗布後の位置（ｘ，ｙ）の明るさをｂ（ｘ，ｙ）とおくと、ａ（ｘ，ｙ）とｂ（ｘ，ｙ）の差の絶対値ｃが所定のしきい値ＴＨよりも大きな画素を抽出する。図１２（ｃ）では、絶対値ｃがしきい値ＴＨよりも大きい部分５２を白で表わし、それ以外の部分に斜線を施した。画像処理部７は、白い部分５２の重心を求め、求めた重心を塗布位置Ｐ２とする。なお、白い部分５２が円形の場合は、重心ではなく外接長方形の中心位置を塗布位置Ｐ２としてもよい。
【００３５】
求めた塗布位置Ｐ２の画像上の座標を（ｇｘ，ｇｙ）とし、目標位置Ｐ２の画像上の座標を（ｔｘ，ｔｙ）とすると、画像上の位置ずれ量（ｄｘ，ｄｙ）は（ｄｘ，ｄｙ）＝（ｇｘ−ｔｘ，ｇｙ−ｔｙ）となる。画像上の１画素の縦横実寸法を（ｍｘ，ｍｙ）とすると、位置ずれ量の実寸値は（ｄｘ×ｍｘ，ｄｙ×ｍｙ）となる。これを現在の補正値に加算することにより、補正値を更新する。なお、補正値の信頼性を確保するため、位置ずれ量を複数回求め、それらの平均値を用いてもよい。
【００３６】
なお、上記の自動補正は、塗布針３１の交換後に直ぐに実行しても構わない。また、メッセージを表示して作業者による作業指示がなくても、基板の搬入または搬出後など任意のタイミングで自動的に補正動作を行なっても構わない。
【００３７】
この実施の形態では、補正作業が自動化されるため、作業効率が向上する。
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て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。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施の形態によるパターン修正装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示したパターン修正装置の修正対象であるカラーフィルタを示す図である。
【図３】図１に示した観察光学系およびレーザ部の構成を示す図である。
【図４】図１に示したインク塗布機構の構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示したインク塗布機構の動作を示す図である。
【図６】図２に示した異物欠陥の修正方法を示す図である。
【図７】図１に示したパターン修正装置の補正モードの開始方法を示すフローチャートである。
【図８】図１にチャック台に搭載されたミラーを示す図である。
【図９】図８に示したミラーの使用方法を示す図である。
【図１０】図１に示したパターン修正装置の補正モードを示すフローチャートである。
【図１１】図８に示したテスト領域のインク塗布後の画像を示す図である。
【図１２】インク塗布位置を求める方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  パターン修正装置、２  観察光学系、３  モニタ、４  カット用レーザ部、５  インク塗布機構、６  インク硬化用光源、７  画像処理部、８  ホストコンピュータ、９  制御用コンピュータ、１０  ＸＹステージ、１１  チャック台、１２  Ｚステージ、１５  カラーフィルタ、１６  ブラックマトリクス、１７  Ｒ画素、１８  Ｇ画素、１９  Ｂ画素、１９ａ  孔、２０  白欠陥、２１  黒欠陥、２２  異物欠陥、２３  可変スリット、２４  結像レンズ、２５，２６  ハーフミラー、２７  対物レンズ、２８  落射光源、２９  ＣＣＤカメラ、３１  塗布針、３１ａ  平坦面、３２  塗布針駆動シリンダ、３３  駆動軸、３４  塗布針ホルダ、３５  固定ベース、３６  回転テーブル、２７〜４０  インクタンク、４１  洗浄装置、４２  エアパージ装置、４３  回転軸、４４  切欠部、４５  インデックス用モータ、４６  インデックス板、４７  インデックス用センサ、４８  原点復帰用センサ、４９  修正インク、５０  異物、５１  ミラー、５１ａ  テスト領域、Ｐ１  目標位置、Ｐ２  塗布位置、５２  不一致部分。
【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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