(57)【要約】【課題】ガラス基板の大型化に容易に対応することが可能な微細パターン修正装置を提供する。【解決手段】この微細パターン修正装置では、ガラス定盤１０を複数の副ガラス定盤１１に分割し、隣接する２つの副ガラス定盤１１間に透明樹脂板１６を挟み、透明樹脂板１６の長さ方向に照明光を照射する。したがって、ガラス定盤１０を複数の副ガラス定盤１１に分割するので、ガラス基板の大型化に容易に対応できる。また、透明樹脂板１６の長さ方向に照明光を照射するので、透明樹脂板１６の上端面においても十分な反射照明光量を得ることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に形成され、少なくとも部分的に光を透過させる微細パターンを観察する微細パターン観察装置であって、
前記透明基板を水平に支持する透明定盤と、
前記透明定盤の表面側から前記透明基板に照明光を出射する光源と、
前記透明定盤の裏面側に設けられ、前記照明光を反射させて前記微細パターンを透過させる反射部材と、
前記透明定盤の表面側に設けられ、前記微細パターンを透過した反射照明光を観察するための観察光学系とを備え、
前記透明定盤は、水平に配列された複数の副透明定盤と、隣接する２つの副透明定盤の端面の間に挟まれた透明樹脂板とを含み、
前記照明光は、上方から見て前記透明樹脂板の長さ方向と同じ方向に出射される光を含むことを特徴とする、微細パターン観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の微細パターン観察装置と、
前記微細パターンの欠陥部に修正液を塗布する塗布手段とを備えたことを特徴とする、微細パターン修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微細パターンを透過光によって観察する微細パターン観察装置およびそれを用いた微細パターン修正装置に関し、特にＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用カラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を観察するための微細パターン観察装置およびそれを用いた微細パターン修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の大型化、高精細化に伴い画素数も増大し、ＬＣＤを無欠陥で製造することは困難となり、欠陥の発生確率も増加してきている。このような状況下において歩留まり向上のために、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を修正する微細パターン修正装置が生産ラインに不可欠となってきている。
【０００３】
図７（ａ）〜（ｃ）は、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を示す図である。図７（ａ）〜（ｃ）において、カラーフィルタは、透明基板と、その表面に形成されたブラックマトリクス５０と呼ばれる格子状のパターンと、複数組のＲ（赤色）画素５１、Ｇ（緑色）画素５２、およびＢ（青色）画素５３とを含む。カラーフィルタの製造工程においては、図７（ａ）に示すように画素やブラックマトリクス５０の色が抜けてしまった白欠陥５４や、図７（ｂ）に示すように隣の画素と色が混色したり、ブラックマトリクス５０が画素にはみ出してしまった黒欠陥５５や、図７（ｃ）に示すように画素に異物が付着した異物欠陥５６などが発生する。
【０００４】
白欠陥５４を修正する方法としては、インク塗布機構により、白欠陥５４が存在する画素と同色のインクを塗布針の先端部に付着させ、塗布針の先端部に付着したインクを白欠陥５４に塗布して修正する方法がある（たとえば特許文献１参照）。また、黒欠陥５５や異物欠陥５６を修正する方法としては、欠陥部分をレーザカットして矩形の白欠陥５４を形成した後、インク塗布機構により、塗布針の先端部に付着したインクをその白欠陥５４に塗布して修正する方法がある（たとえば特許文献２参照）。
【０００５】
ＬＤＣのカラーフィルタの白欠陥５４を修正する場合、白欠陥５４がカラーフィルタのどの色部分に発生しているのかを観察する必要がある。また、白欠陥５４に修正インクを塗布して修正した後にも、修正状態を確認するためにその部分を観察する必要がある。カラーフィルタの色を観察する場合、落射照明光観察ではカラーフィルタの色状態を観察することはできないので、透過照明光観察をする必要がある。従来は、カラーフィルタが形成された被修正対象ガラス基板をガラス定盤に搭載し、ガラス定盤の下方から透過照明光を照射し、ガラス定盤の上方からカラーフィルタの色状態を確認していた。
【０００６】
また、最近の液晶基板の大型化は目覚しく、製造工程におけるガラス基板サイズは、現状製造ラインのガラス基板サイズ（第５世代）で１０００×１５００ｍｍ、次期の第６世代では１５００×１８００ｍｍ、第７世代では１７００×２０００ｍｍになると言われている。このようなガラス基板の大型化に伴い、微細パターン修正装置も大型化が必須となるが、単純に装置サイズを大きくすることは、クリーンルーム内での占有面積の関係で許されないため、装置構成を変更して装置サイズを極力小さくすることが必要となっている。これに伴い、ガラス基板が静止し、レーザ装置や観察光学系を搭載したヘッド部が移動するガントリー方式の装置が主流となってきている。
【０００７】
ガントリー方式で透過照明光観察を実現するためには、ガラス定盤の下方に配置した透過照明光源をガラス定盤の上方に配置した観察光学系と同期して移動させる機構が必要となる。したがって、ガラス定盤の下に支持部材を配置することができず、ガラス定盤を周辺部でしか支持できないので、ガラス定盤の撓みや、ガラス定盤の破損を招く可能性が高くなる。
【０００８】
そこで、ガラス定盤の裏面側に反射膜を形成し、ガラス定盤の表面側から照明光を出射し、反射膜で反射した光を用いて透過照明光観察を行なう方法が提案された（たとえば特許文献３参照）。この方法では、ガラス定盤が照明光を透過させる必要がないので、ガラス定盤の裏面全体を金属製架台で支持することが可能となり、ガラス定盤が撓んだり破損する可能性は低くなる。
【特許文献１】特開平９−２３６９３３号公報
【特許文献２】特開平９−２６２５２０号公報
【特許文献３】特開２００６−３８８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、第８世代以降の大型ガラス基板用の微細パターン修正装置の開発には、ガラス定盤のサイズの大型化に伴い、（１）ガラス定盤の加工が困難となる、（２）ガラス定盤の加工コストが高くなる、（３）ガラス定盤を装置に搭載するときに割れる可能性が高くなる、（４）完成した形態での装置の搬送が困難になる、という問題がある。
【００１０】
それゆえに、この発明の主たる目的は、ガラス基板の大型化に容易に対応することが可能な微細パターン観察装置およびそれを用いた微細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】
【００１１】
この発明に係る微細パターン観察装置は、透明基板上に形成され、少なくとも部分的に光を透過させる微細パターンを観察する微細パターン観察装置であって、透明基板を水平に支持する透明定盤と、透明定盤の表面側から透明基板に照明光を出射する光源と、透明定盤の裏面側に設けられ、照明光を反射させて微細パターンを透過させる反射部材と、透明定盤の表面側に設けられ、微細パターンを透過した反射照明光を観察するための観察光学系とを備えたものである。ここで、透明定盤は、水平に配列された複数の副透明定盤と、隣接する２つの副透明定盤の端面の間に挟まれた透明樹脂板とを含み、照明光は、上方から見て透明樹脂板の長さ方向と同じ方向に出射される光を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係る微細パターン修正装置は、上記微細パターン観察装置と、微細パターンの欠陥部に修正液を塗布する塗布手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る微細パターン観察装置および微細パターン修正装置では、透明定盤は、水平に配列された複数の副透明定盤と、隣接する２つの副透明定盤の端面の間に挟まれた透明樹脂板とを含み、照明光は、上方から見て透明樹脂板の長さ方向と同じ方向に出射される光を含む。したがって、透明定盤を複数の副透明定盤に分割したので、ガラス基板の大型化に容易に対応することができる。また、照明光は上方から見て透明樹脂板の長さ方向の光を含むので、透明樹脂板の上端面においても十分な反射照明光を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、この発明の一実施の形態による微細パターン修正装置の全体構成を示す斜視図である。図１において、この微細パターン修正装置では、レーザ装置１、観察光学系２、リング照明器３、電動レボルバ４およびインク塗布機構５がＺ軸テーブル６に固定されていて、Ｚ軸テーブル６はＺ軸方向（上下方向）に移動可能に設けられている。Ｚ軸テーブル６はＸ軸テーブル７上においてＸ軸方向（横方向）に移動可能に設けられている。Ｘ軸テーブル７は、Ｙ軸テーブル８上においてＹ軸方向（横方向）に移動可能に設けられている。Ｘ軸テーブル７の下方には、被修正対象ガラス基板９を水平に支持するガラス定盤１０が設けられている。ガラス定盤１０は、複数（たとえば３つ）の副ガラス定盤１１に分割されている。
【００１５】
レーザ装置１は、被修正対象ガラス基板９上のカラーフィルタの白欠陥、黒欠陥、および異物欠陥にレーザ光を照射して矩形の白欠陥に変換する。観察光学系２は、欠陥部分を撮像し、撮像した画像をテレビモニタ（図示せず）に表示する。リング照明器３は、被修正対象ガラス基板９およびガラス定盤１０に光を照射する。インク塗布機構５は、被修正対象ガラス基板９上のカラーフィルタの白欠陥に修正インクを塗布する。塗布した修正インクは、紫外線照明（図示せず）またはハロゲンランプ照明（図示せず）により光硬化または熱硬化される。
【００１６】
レーザ装置１、観察光学系２、リング照明器３、電動レボルバ４およびインク塗布機構５はＺ軸テーブル６に取付けられているので、被修正対象ガラス基板９の上に任意の高さに位置させることができ、かつＺ軸テーブル６はＸ軸テーブル７およびＹ軸テーブル８上に載置されているため、被修正対象ガラス基板９に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に任意の位置に移動できる。その他に、各機構を制御するための制御用コンピュータ（図示せず）と、装置全体を制御するためのホストコンピュータ（図示せず）とが設けられている。
【００１７】
次に、この微細パターン修正装置の動作について説明する。Ｘ軸テーブル７およびＹ軸テーブル８をそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ、かつＺ軸テーブル６をＺ軸方向に移動させ、観察光学系２によって被修正対象ガラス基板９上を撮像する。撮像した画像はモニタに表示され、作業者は目視によってフィルタ欠陥の有無を判断する。
【００１８】
フィルタ欠陥の存在を判別した場合は、欠陥部にレーザ光を照射して矩形の白欠陥に変換し、その白欠陥にインク塗布機構５によって修正インクを塗布し、硬化させる。
【００１９】
図２は、ガラス定盤１０の構成を示す断面図である。図２において、ガラス定盤１０は、金属製架台１２上に載置されている。副ガラス定盤１１は、金属製架台１２上に載置された下部ガラス定盤１３と、下部ガラス定盤１３上に載置された上部ガラス定盤１４とを含む。下部ガラス定盤１３の下面には反射膜１５が形成されている。下部ガラス定盤１３の上面は凹凸処理面１３ａとなっている。下部ガラス定盤１３の表面に凹凸処理を施す具体的方法としては、下部ガラス定盤１３の表面にサンドブラスト加工を施した後、化学研磨加工を施すことが好ましい。
【００２０】
隣接する２つの副ガラス定盤１１の端面の間には、透明樹脂板１６が挟まれている。透明樹脂板１６の下側の端面にも反射膜１７が形成されている。透明樹脂板１６は、照明光を透過することが可能な程度の透明度を有しているものが望ましい。副ガラス定盤１１間に透明樹脂板１６を挟むことにより、副ガラス定盤１１の位置のずれを防止することが可能になり、さらに、副ガラス定盤１１同士が接触して破損する危険性も無くなる。
【００２１】
図３は、被修正対象ガラス基板９の透過照明光観察を行なう方法を示す図である。図３において、この微細パターン修正装置では、ハロゲンランプ光を光ファイバにより導光し、その光の出射端であるリング照明器３を観察光学系２の対物レンズ２０の周囲に配置している。電動レボルバ４によって対物レンズ２０を交換するとき対物レンズ２０が回転移動されるが、リング照明器３のうちの対物レンズ２０の回転軌道と干渉しない部分３ａ，３ｂのみが配置されている。本構造により、対物レンズ２０の交換時にリング照明器３ａ，３ｂを待避させる必要が無くなり、対物レンズ２０の交換時間の短縮化が可能となる。
【００２２】
また、リング照明器３ａ，３ｂの下端面にはリングレンズ２１ａ，２１ｂが設けられ、このリングレンズ２１ａ，２１ｂにより、リング照明器３ａ，３ｂから出射された光の集光性を上げることができ、反射照明光量を増加させることができる。リング照明器３ａ，３ｂから出射された光は、被修正対象ガラス基板９の被観察部の周辺領域および上部ガラス定盤１４および下部ガラス定盤１３を透過して反射膜１５で反射され、下部ガラス定盤１３、上部ガラス定盤１４および被修正対象ガラス基板９の被観察部を透過して対物レンズ２０に入射される。これにより、透過照明光観察が実現される。
【００２３】
なお、凹凸処理面１３ａによる光の散乱により、対物レンズ２０に入射する反射照明光量を増加させることができる。また、凹凸処理面１３ａの上に上部ガラス定盤１４を設けて凹凸処理面１３ａと被修正対象ガラス基板９との間隔を大きくすることにより、凹凸処理面１３ａに起因する光量ムラの発生を防止することができ、低倍率から高倍率までの全ての対物レンズ２０で最適な透過照明光観察画像を得ることができる。
【００２４】
また、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、上方から見たリング照明器３ａ，３ｂの各々の光の出射方向は、透明樹脂板１６の長さ方向と同じ方向にされている。これにより、対物レンズ２０が透明樹脂板１６の上方に位置する場合でも、鮮明な透過照明光観察画像を得ることができる。以下、この理由について説明する。
【００２５】
図５（ａ）〜（ｃ）では、ガラスと空気を透過する光の性質について、簡単に説明する。図５（ａ）は、光の屈折を示す図である。種類の違う２つの物質を光が透過するとき、光が曲がって進む現象を屈折と言う。図５（ａ）において、ＡおよびＣを入射角、ＢおよびＤを屈折角という。空気からガラスへ光が進むときは入射角Ａが屈折角Ｂよりも大きく、ガラスから空気へ光が進むときは入射角Ｃは屈折角Ｄよりも小さくなる。
【００２６】
図５（ｂ）（ｃ）は、光の反射を示す図である。図５（ｂ）に示すように、光がガラスから空気へと進むときの入射角が小さいときは、一部は屈折して空気中へ進み、一部はガラス面で反射する。しかし、図５（ｃ）のように、入射角がある角度以上になると、空気中には出て行かず、すべてガラス面で反射する。この現象を全反射といい、全反射が起きる最も小さな入射角のことを臨界角という。光がガラスから空気へと進むときの臨界角は約４２度程度である。
【００２７】
ガラス定盤１０を複数の副ガラス定盤１１に分割する方法として、図６（ａ）（ｂ）と図６（ｃ）（ｄ）に示す２通りの方法が考えられる。この２通りの分割方法では、上方から見た反射照明光の入射方向に対する透明樹脂板１６の向き（副ガラス定盤１１の端面の向き）が相違する。この相違点が透明樹脂板１６の上方で透過照明光観察を実施した場合にどのように作用するのか、以下に説明する。
【００２８】
図６（ａ）（ｂ）は、上方から見た反射照明光の入射方向と透明樹脂板１６の長さ方向が直交する場合を示す図である。なお、図面および説明の簡単化のため、副ガラス定盤１１は１枚のガラス板で構成されているものとする。空気中の光源から出射された光は、副ガラス定盤１１を透過して進み、反射膜１５で反射され、副ガラス定盤１１から透明樹脂板１６へと進むとき、副ガラス定盤１１の端面に入射角θで照射される。このとき、入射角θが臨界角よりも大きいため、ほとんどの光は全反射する。ただし、副ガラス定盤１１の端面は、機械加工面であり、小さな凹凸を有するので、光が散乱し、この散乱した光が透明樹脂板１６の上端面に届く。しかし、その光量は僅かであるので、反射照明光量の不足から透過照明光観察画像が暗くなってしまう。したがって、上方から見た反射照明光の入射方向と透明樹脂板１６の長さ方向とが直交する場合は、透過照明光観察には適さない。
【００２９】
これに対して図６（ｃ）（ｄ）は、上方から見た反射照明光の入射方向と透明樹脂板１６の長さ方向とが同じ場合を示す図である。空気中の光源から出射された光は、副ガラス定盤１１を透過して進む光と、透明樹脂板１６を進む光に分けられる。副ガラス定盤１１を透過して進む光は、反射膜１５で反射され、副ガラス定盤１１の端面で反射され、ほとんどの光は副ガラス定盤１１から空気へと進み、透明樹脂板１６の上端面には反射照明光としては届かない。一方、透明樹脂板１６を進む光は、反射膜１７で反射され、透明樹脂板１６の上端面へと進む。透明樹脂板１６の長さ方向が反射照明光の入射方向と同じ方向であるので、反射による光量の低下を起こすことなく反射照明光は透明樹脂板１６の上端面に達する。透明樹脂板１６においても透明度の高い材質を使用すれば、副ガラス定盤１１と同じような反射照明光が得られ、この反射照明光により透過照明光観察が可能になる。したがって、上方から見た反射照明光の入射方向と透明樹脂板１６の長さ方向とを同じにすれば、透過照明光観察が可能な反射照明光量を得ることができる。
【００３０】
この実施の形態では、ガラス定盤１０を複数の副ガラス定盤１１に分割するので、（１）ガラス定盤のサイズが小さくなって加工性が向上し、（２）加工コストが低下し、（３）装置に搭載するときにガラス定盤が割れる危険性が低下し、（４）装置に搭載するときの作業性が向上し、（５）微細パターン修正装置を分割組立構造にすることが可能となる。したがって、ガラス基板の大型化に容易に対応することができる。
【００３１】
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】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態１による微細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に示したガラス定盤の構成を示す断面図である。
【図３】図１に示した微細パターン修正装置の透過照明光観察方法を示す図である。
【図４】図３に示したリング照明器の出射光と透明樹脂板との関係を示す図である。
【図５】光の屈折および反射を説明するための図である。
【図６】図４に示したリング照明器の出射光の屈折と反射を説明するための図である。
【図７】ＬＣＤのカラーフィルタに発生する欠陥を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  レーザ装置、２  観察光学系、３，３ａ，３ｂ  リング照明器、４  電動レボルバ、５  インク塗布機構、６  Ｚ軸テーブル、７  Ｘ軸テーブル、８  Ｙ軸テーブル、９  被修正対象ガラス基板、１０  ガラス定盤、１１  副ガラス定盤、１２  金属製架台、１３  下部ガラス定盤、１３ａ  凹凸処理面、１４  上部ガラス定盤、１５，１７  反射膜、１６  透明樹脂板、２０  対物レンズ、２１ａ，２１ｂ  リングレンズ、５０  ブラックマトリクス、５１  Ｒ画素、５２  Ｇ画素、５３  Ｂ画素、５４  白欠陥、５５  黒欠陥、５６  異物欠陥。
【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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