(57)【要約】【課題】基板上に樹脂ブラックマトリックス、その端部に周縁部が重なる状態で着色画素が形成され、該端部上に着色画素との重なりにより生じる、高さの高い突起を有する液晶表示装置用カラーフィルタの突起を除去する研磨装置の研磨状態監視方法において、研磨後の色度、色膜厚の監視では、研磨処理中でも研磨状態の変化が見える、研磨処理自体が正常であるかどうかの判断ができる、研磨不良が発生を防止できる研磨装置の研磨状態監視方法を提供することである。【解決手段】ロット毎に試験基板を用いた研磨処理を行い、その研磨時間とその研磨量との関係式と同等の研磨状態になる研磨時間を用いた研磨条件でカラーフィルタの研磨処理を行いながら、同時に研磨後の各画素の色度を測定し、予め測定したその研磨前の色度との変化量を算出し、その各画素の研磨前後の色度の変化量から研磨装置の研磨状態を監視する研磨状態監視方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に、樹脂ブラックマトリックス、その開口部に、樹脂ブラックマトリックスの端部に周縁部が重なる状態で着色画素が順次形成され、該端部上に着色画素との重なりにより生じる、高さの高い突起を有する液晶表示装置用カラーフィルタの突起を除去する研磨処理工程での研磨装置の研磨状態監視方法において、
研磨後の各画素の色度（ｘ、ｙ）を測定し、
予め測定したその研磨前の色度（ｘ0、ｙ0）との変化量を算出し、
その各画素の研磨前後の色度の変化量（ｘ−ｘ0、ｙ−ｙ0）の関係式から研磨装置の研磨状態を監視することを特徴とする研磨状態監視方法。
【請求項２】
ガラス基板上に、樹脂ブラックマトリックス、その開口部に、樹脂ブラックマトリックスの端部に周縁部が重なる状態で着色画素が順次形成され、該端部上に着色画素との重なりにより生じる、高さの高い突起を有する液晶表示装置用カラーフィルタの突起を除去する研磨処理工程での研磨装置の研磨状態監視方法において、
研磨後の各画素の膜厚（ｄ）を測定し、
予め測定したその研磨前の膜厚（ｄ0）との変化量を算出し、
その各画素の研磨前後の膜厚の変化量（ｄ−ｄ0）の関係式から研磨装置の研磨状態を監視することを特徴とする研磨状態監視方法。
【請求項３】
前記請求項１、又は２記載の関係式は、研磨時間と、その研磨量に相当する色度又は膜厚との計測データからグラフ化したものであり、
該関係式を用いて研磨前後の各画素の、色度又は膜厚の変化量からその研磨時間の変化量を算出して、
算出した時間の変化量の管理図を用いて研磨装置が安定状態か否かを監視しながら、
管理図からの情報により研磨時間を加減することにより、
研磨装置の研磨状態を監視することを特徴とする請求項１、又は２記載の研磨状態監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、樹脂ブラックマトリックスと着色画素との重なりにより生じる、高さの高い突起を有するカラーフィルタの突起を、平盤研磨装置を用いて研磨除去する際に、着色画素の膜厚のバラツキを減少させ、カラーフィルタの色度のバラツキを大幅に縮小させる液晶表示装置用カラーフィルタの製造に用いる研磨装置の研磨状態監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について説明する。カラーフィルタ２０は、ガラスの基板２１上に、開口部を持つ樹脂ブラックマトリックス２２を形成する。次いで、前記開口部にＲ画素２３、Ｇ画素２４、Ｂ画素２５の着色画素を順次形成する。各色画素は、樹脂ブラックマトリックスの端部に周縁部が重なる状態で形成されており、端部上に着色画素との重なりにより生じる、高さの高い突起を有する形状で形成されている（図５参照）。
【０００３】
前記Ｒ画素は、フォトプロセス法を用いた工程であり、Ｒレジスト層の形成後、マスクを介してマスクパターンを露光してＲレジストパターンを形成後、現像処理により形成する。前記Ｒレジスト液は、その固形分とＲ顔料分の比率が高い精度で規制されている。前記Ｒ画素は、透過光での反射率及び色相と彩度、すなわち色度が高い精度で規制され、検査工程で規格化されている。
【０００４】
通常、同一品番のＲレジスト液を用いた画素では、製品規格の色度が同じであれば、その画素厚を同じ厚さに形成すればよい。そのため、既存のＲレジスト液とその所望の色度とは、既存データベースより仕上がり膜厚を算出することで品質設計できる。通常、Ｒレジスト液の品番毎に、レジスト層の厚さ（膜厚２６）と、透過光２７での色度との関係がデータベース化されている。
【０００５】
従来のカラーフィルタの製造では、ガラス基板上に、樹脂ブラックマトリックス、樹脂ブラックマトリックスの端部に周縁部が重なる状態で膜厚の厚い着色画素が順次形成され、該端部上に着色画素との重なりにより生じる、高さの高い突起を有し、該突起を除去し、着色画素の膜厚バラツキを低減させることを目的に研磨処理が行なわれている。研磨装置は、単位時間毎の研磨量が略同量となり、時間経過に比例して研磨量が増加する関係にあり、その間のデータがデータベース化されている。
【０００６】
研磨量の管理としては、一般的に試験基板を使用し、オフラインで基板の研磨量と研磨時間の関係を求めることによって、所望の研磨状態が得られる研磨時間を決定し、この研磨時間によって研磨処理することで研磨量を管理している。
【０００７】
また、最近では、スループットの向上とコスト低減のために、研磨装置において基板に照射される検出光の反射光に基づく光学式の測定方法で研磨量を測定するインラインでの監視手法も提案されている。
【０００８】
また、研磨処理後の品質管理としては、色度、色膜厚を測定し規格内におさまっているかどうかの監視を行なっている。
【０００９】
また、研磨装置での光学式測定方法では、測定光がこの被研磨基板と研磨布との間に供給される研磨剤で散乱されることにより、測定精度が低下するという問題点があった。
【００１０】
しかし、試験基板を使用し、オフラインで基板の研磨量と研磨時間の関係を求める手法においては、ロットや品種換え等のタイミングでのみ実施するもので、カラーフィルタの研磨処理における研磨状態の経時変化を把握することは難しく、結果として不良品を製造してしまうケースがあった。
【００１１】
また、研磨後の色度、色膜厚の監視では、研磨後の製品品質を評価することは可能であるが、研磨状態の変化はわからず、研磨処理自体が正常であるかどうかの判断はつきにくい。研磨処理での品質管理が後手管理となる問題がある。すなわち、研磨不良が発生した後に研磨装置の研磨条件を見直す場合が発生する。
【００１２】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開２００３−３３４７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、研磨装置の研磨状態が、ロットや品種換え等のタイミングでのみ実施する以外に、カラーフィルタの研磨処理中にも研磨状態の経時変化を把握する方法であって、研磨後の色度、色膜厚の監視では、研磨処理中でも研磨状態の変化が見える、研磨処理自体が正常であるかどうかの判断ができる、研磨不良が発生を防止できる研磨装置の研磨状態監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の請求項１に係る発明は、ガラス基板上に、樹脂ブラックマトリックス、その開口部に樹脂ブラックマトリックスの端部に周縁部が重なる状態で着色画素が順次形成され、該端部上に着色画素との重なりにより生じる、高さの高い突起を有する液晶表示装置用カラーフィルタの突起を除去する研磨処理工程での研磨装置の研磨状態監視方法において、
研磨後の各画素の色度（ｘ、ｙ）を測定し、
予め測定したその研磨前の色度（ｘ0、ｙ0）との変化量を算出し、
その各画素の研磨前後の色度の変化量（ｘ−ｘ0、ｙ−ｙ0）の関係式から研磨装置の研磨状態を監視することを特徴とする研磨状態監視方法である。
【００１５】
本発明の請求項２に係る発明は、ガラス基板上に、樹脂ブラックマトリックス、その開口部に樹脂ブラックマトリックスの端部に周縁部が重なる状態で着色画素が順次形成され、該端部上に着色画素との重なりにより生じる、高さの高い突起を有する液晶表示装置用カラーフィルタの突起を除去する研磨処理工程での研磨装置の研磨状態監視方法において、
研磨後の各画素の膜厚（ｄ）を測定し、
予め測定したその研磨前の膜厚（ｄ0）との変化量を算出し、
その各画素の研磨前後の膜厚の変化量（ｄ−ｄ0）の関係式から研磨装置の研磨状態を監視することを特徴とする研磨状態監視方法である。
【００１６】
本発明の請求項３に係る発明は、前記請求項１、又は２記載の関係式は、研磨時間と、その研磨量に相当する色度又は膜厚との計測データからグラフ化したものであり、
該関係式を用いて研磨前後の各画素の、色度又は膜厚の変化量からその研磨時間の変化量を算出して、
算出した時間の変化量の管理図を用いて研磨装置が安定状態か否かを監視しながら、
管理図からの情報により研磨時間を加減することにより、
研磨装置の研磨状態を監視することを特徴とする請求項１、又は２記載の研磨状態監視方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の研磨状態監視方法に研磨処理を行うことにより、ガラス基板の着色層が形成された面の研磨処理前後の色度、色膜厚を測定し変化量を取ることで研磨後の品質だけでなく、研磨状態を把握することが可能となった。
【００１８】
また、本発明の研磨状態監視方法に研磨処理を行うことにより、色度、色膜厚の変化量を管理図によるリアルタイム監視を行なうことにより、研磨状態の傾向管理を実現し、品質異常発生前に対処することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の研磨装置の研磨状態監視方法を一実施形態に基づいて以下説明する。
【００２０】
図１は、本発明実施形態の概略構成図であり、研磨前に色度又は色膜厚を測定する測定装置４と、研磨処理を行なう研磨装置５と、研磨後に色度又は色画素の膜厚を測定する測定装置６と、色度又は色画素の膜厚の情報をオンラインで取得する手段と、色度又は色画素の膜厚の情報を格納するデータベース７と、研磨前後の色度又は色画素の膜厚の変化量を計算し、管理図の作成に係わる演算部８と、その通信ネットワーク９と表示端末１０から構成される。
【００２１】
処理工程１では、研磨前の色度又は色画素の膜厚の測定装置４は、カラーフィルタの基板毎に、Ｒ画素の色度（ｘ、ｙ、Ｙ）と、Ｇ画素の色度（ｘ、ｙ、Ｙ）と、Ｂ画素の色度（ｘ、ｙ、Ｙ）及びＷｘ、Ｗｙ、ＷＹの各パラメータを測定と、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素のそれぞれの色画素の膜厚を測定する。測定結果は、基板を識別するための二次元コード、もしくは基板識別番号に、ファイルを経由、あるいは測定装置のシーケンサを通じて取得され、測定情報の格納データベース７に格納される。
【００２２】
次いで、処理工程２では、予め、色度又は色画素の膜厚を測定されたカラーフィルタの基板は、研磨等装置５でその表面を研磨され、研磨装置の情報、研磨条件情報はその基板を識別するための二次元コード、もしくは基板識別番号と共に、ファイルを経由、あるいは測定装置のシーケンサを通じて取得され、測定情報の格納データベース７に格納される。
【００２３】
次いで、処理工程３では、研磨後にも研磨前同様の項目を色度又は色画素の膜厚の測定装置６にて測定され、測定結果は測定情報の格納データベース７に格納される。
【００２４】
研磨後の測定結果がデータベース７に格納されると、演算部８により二次元コードもしくは基板識別番号を用いて研磨前後の色度又は色画素の膜厚のデータを紐付け、研磨前後の変化量を算出し、管理図を作成し、研磨量の時系列変化を、統計的手法を用いて自動判定を行う。
【００２５】
図３は、本発明の研磨状態監視方法のフロー図である。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｌ）は、本発明の研磨状態監視方法のフロー図である。（ａ）は、予め、ロット毎に研磨前の色度（ｘ0、ｙ0）と、膜厚（ｄ0）を測定する。次いで、（ｃ）は、試験基板を用いた研磨処理を行い、その研磨時間とその研磨量との関係式を作成する。次いで、（ｆ）は、同等の研磨状態になる最適な研磨時間（Ｔ0）を用いた研磨条件でカラーフィルタの研磨処理を行う。次いで、（ｇ）は、同時に研磨後の各画素の色度（ｘ、
ｙ）と膜厚（ｄ）を測定する。次いで、（ｈ）は、予め測定したその研磨前の色度（ｘ0、ｙ0）と膜厚（ｄ0）との変化量を算出する。次いで、（ｉ）その各画素の研磨前後の色度の変化量（ｘ−ｘ0、ｙ−ｙ0）、から研磨装置の研磨状態を監視し、一方では、（ｊ）は、設定研磨時間と、その研磨量に相当する色度又は膜厚との計測データからグラフ化した関係式を用いて実測研磨時間を算出し、研磨時間の変化量（Ｔ−Ｔ0）を算出する。次いで、（ｋ）は、算出した時間の変化量の管理図を用いて研磨装置が安定状態か否かを監視する。次いで、（ｌ）は、管理図からの情報により研磨時間を加減することにより、研磨装置の研磨状態を監視する。
【００２７】
図４は、本発明の研磨状態監視方法の一実施例を説明するグラフであり、（ａ）は、研磨処理前後の研磨量に係わる測定データであり、（ｂ）は、最適な研磨時間（Ｔ0）係る関係式であり、（ｃ）は、研磨状態監視方法に係る処理時間差の算出方法を説明するグラフである。
【００２８】
図４（ａ）のグラフは、研磨処理前後の研磨量に係わる測定データであり、横軸は、研磨時間で、縦軸は、膜厚、色度の差であり、時間経過につれてその差は拡大している。前記画素では、その膜厚、色度の品質規格が設定されており、各々の最適な値に対応する研磨時間（Ｔ0）を決定する。なお、研磨時間に対応して、そのデータ値が減少する場合があり、例えば、測定データのプロットでは、色度ｙのグラフであり、この場合算出データの符号を反転させる方法を採用した。関係式は、ｄ＝ｋＴ―――（１）となる。
【００２９】
図４（ｂ）は、設定値、例えば研磨時間（Ｔ0）と、その時間に対応する設定膜厚（Ｄ0）と、設定色度（Ｘ0、Ｙ0）との関係式であり、該当する設定値を処理工程の管理での中央値（Ｃ）とし、カラーフィルタ毎の研磨後のデータが中央値（Ｃ）に集中するように管理するカラーフィルタの研磨状態監視方法である。
【００３０】
図４（ｃ）は、前記研磨後のデータが、中央値（Ｃ）から分散した場合、研磨工程内での修正処置が容易にできるように、研磨時間差（Ｔ―Ｔ0）を用いて、カラーフィルタ毎の研磨後のデータが中央値（Ｃ）に集中するように管理するカラーフィルタの研磨状態監視方法である。グラフでは、横軸は、色度若しくは膜厚（実測―設定）差Δで、縦軸は、処理時間（実測―設定）差ΔＴである。図上では、実測値Δ1、Δ2が横軸上にプロットされている。実測値Δ1では、当該点の垂直線とグラフとの交点と、交点から平行線と縦軸との交点を読み取り、該データＴ1を処理時間差とする。前記処理時間差Ｔ1を管理図上に打点し、次の処理時間差Ｔ2を打点する。
【００３１】
図２に示す管理図は、製造ラインの端末１０に表示され、統計的手法によって研磨状態が不安定と判定された場合には、その旨が管理図上で表示され、研磨状態の異常、もしくは異常傾向をすばやく察知し、現場に伝えることを可能としている。図２（ａ）は、膜厚差で監視する管理図である。（ｂ）は、色度差で監視する管理図である。次いで、図２（ｃ）は、研磨処理時間差で監視する管理図あり、ＵＣＬ、又ＬＣＬの管理外では、研磨時間を加減する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の研磨状態監視方法の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明の研磨状態監視方法の研磨前後での変化量の管理図であり、（ａ）は、膜厚差で監視するもので、（ｂ）は、色度差で監視するもので、（ｃ）は、研磨処理時間差で監視するものである。
【図３】本発明の研磨状態監視方法のフロー図である。
【図４】本発明の研磨状態監視方法の一実施例を説明するグラフであり、（ａ）は、研磨処理前後の研磨量に係わる測定データであり、（ｂ）は、最適な研磨時間（Ｔ0）係る関係式であり、（ｃ）は、研磨状態監視方法に係る処理時間差の算出方法を説明するグラフである。
【図５】従来のカラーフィルタの一例を説明する側断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…処理工程
２…処理工程
３…処理工程
４…色度、又は色画素の膜厚測定装置
５…研磨装置
６…色度、又は色画素の膜厚測定装置
７…（測定情報の）格納データベース
８…演算部
９…通信ネットワーク
１０…表示端末
１１…製造ライン
１２…測定データ処理部
２０…カラーフィルタ
２１…ガラス基板
２２…ブラックマトリックス
２３…Ｒ画素
２４…Ｇ画素
２５…Ｂ画素
２６…膜厚
２７…透過光
【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１】
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