(57)【要約】【課題】微小異物の除去修正による良品化機能、除去不可異物の昇華修正機能、さらに、欠損不良製品の局所作成による良品化機能を併せ持ち、かつ、各機能が容易に切り替え可能なカラーフィルタ基板の欠陥修正装置をおよびそれを用いた欠陥修正方法を提供する。【解決手段】レジスト材料で表面がパターンニングされたカラーフィルタ基板上にレーザー光を照射して、前記基板上の欠陥を修正するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置において、前記基板の微小な対象異物を光トラッピングして、三次元で任意の位置へ移動することで欠陥を修正する強度のレーザー光をレーザー光源により照射するか、又は前記基板の基板に対する吸着力が強い対象異物をレーザーアブレーションで昇華除去する強度のレーザー光をレーザー光源により照射するかを選択できる同一の強度可変のレーザー照射手段およびその光学系からなるレーザー照射機構を具備している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト材料で表面がパターンニングされたカラーフィルタ基板上にレーザー光を照射して、前記基板上の欠陥を修正するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置において、
前記基板の微小な対象異物を光トラッピングして、三次元で任意の位置へ移動することで欠陥を修正する強度のレーザー光をレーザー光源により照射するか、又は前記基板の基板に対する吸着力が強い対象異物をレーザーアブレーションで昇華除去する強度のレーザー光をレーザー光源により照射するか、を選択できる同一の強度可変のレーザー照射手段およびその光学系からなるレーザー照射機構を具備していることを特徴とするカラーフィルタ基板の欠陥修正装置。
【請求項２】
前記レーザー光と略同じ軸上で、前記基板上の欠陥を照射する観察用照明光源と、基板に照射された前記観察用照明光源からの対象異物の反射光を受光・撮像する光学素子からなる観察機構を有し、該観察機構は前記基板上の欠陥・修正部分を認識する画像処理装置と結ばれていて、対象異物からの反射光を受光・撮像して得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記基板に存在する欠陥をモニタし判定する画像処理機構を具備していることを特徴とする請求項１に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置。
【請求項３】
前記レーザー光が照射される前記対象異物に対し液滴下して液浸及び局所洗浄する機能を有し、かつ、異物または昇華ガス及び滴下した液体を吸引する機能を有する機能ヘッドを具備していることを特徴とする請求項１または２に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置。
【請求項４】
前記レーザー照射機構と、前記観察機構と、前記機能ヘッドが、テーブル上に固定された基板に対して移動する同一の３軸駆動軸上に配置されるか、または、ＸＹ移動可能なテーブル上に搭載された基板に対して前記レーザー照射機構と、前記観察機構と、前記機能ヘッドが上下に移動する同一のＺ軸駆動軸に配置されていて、欠陥修正位置を三次元の任意の位置に移動できる駆動機構を具備していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置。
【請求項５】
対象異物または欠陥に対応するスペアパーツを、欠損箇所に光トラッピングにより精密に配置して修正する修復機構を具備していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか1項に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置を用い、前記観察機構より得られる対象異物の種類、および修正機能にあわせて前記駆動機構と、前記機能ヘッドと、前記レーザー照射機構とを制御して前記基板上の欠陥を修正することを特徴とするカラーフィルタ基板の欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等に用いる、レジスト材料で表面がパターンニグされたカラーフィルタ基板上にレーザー光を照射して、基板上の欠陥を修正するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置および欠陥修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、歩留まりを改善するためにカラーフィルタ基板中の欠陥を修正している。カラーフィルタの製造工程において、代表的な不良の一つとして、「異物」欠陥が挙げられる。この異物には、レジスト材料の硬化片や、装置のベアリング削れ等による金属片、あるいは埃などの多様なバリエーションが存在する。特に、レジスト材料の硬化片については、製造条件の些細な変動により突発的に多発するケースが多いため、問題視される。
【０００３】
従来の修正機では、検査装置等で確認された異物について、特殊な布等で基板表面を摩擦することで表面に付着している異物を削ぎ落とす“研磨”による修正がある。また、特許文献１に開示されているように、欠陥が発生しているカラーフィルタにエネルギー密度の閾値を適宜の値に設定したレーザービームを照射して透明基板にはダメージを与えることなく、欠陥の発生しているカラーフィルタを除去する“レーザー照射による昇華”といった手段で、異物の修正を行う方式が主流として採用されている。
【０００４】
しかしながら、従来の修正方法においては、例えば、“研磨”による修正では、異物欠陥以外の正常な製品部分にもダメージを与えることがある。また、“レーザー照射による昇華”では、対象とする異物欠陥を確実に除去するために、周囲の正常な部分も除去することになり、またレジスト材料の硬化片のように寸法は微小でも数が多い異物欠陥に対してでも、異物除去実施後、除去部への新たなレジスト材料の塗布ならびにパターンニングが必要となる。このため、修正作業の負荷が高くなり、問題となっていた。
【０００５】
一方、半導体素子の製造等に用いられる照明光学系や、光学素子面上に付着するゴミや埃等の微小物体の除去が大きな課題となり、特許文献２には、レーザービームによる光トラッピング技術を応用して、微小物体を非接触、非破壊で補足・移動させる集塵装置が開示されている。
【０００６】
この技術は、光ピンセット、あるいは、レーザーマニュピュレーションとも呼ばれて、例えば、特許文献３で開示されているように、近年、特にバイオサイエンス分野への適用が主流で検討されている。光が物体に当たり反射、屈折するとき光の進行方向が変わる。この現象は、光を粒子と考えると、光の運動量が変化したことになる。光の運動量変化が物体に受け渡され、物体に力（光の放射圧）が働く。この力は非常に小さいものであるが、レーザー光が有する優れたコヒーレント特性によって、対物レンズを用いてレーザー光を急激に絞り込むことにより、レーザーの集光位置に向かって力が働き、結果として微粒子をトラッピングして、レーザーの集光位置を動かすことで三次元方向に任意の位置へ微粒子を移動することが可能となる。
【特許文献１】特開平０５−２７１１１号公報
【特許文献２】特開平０５−１００１８２号公報
【特許文献３】特開平０３−１１０５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、前述した“光ピンセット”技術を、カラーフィルタ製造工程における“異物除去プロセス”に適用することにより、微小異物の除去修正による良品化機能、除去不可異物の昇華修正機能、さらに、欠損不良製品の局所作成による良品化機能を併せ持ち、かつ、各機能が容易に切り替え可能なカラーフィルタ基板の欠陥修正装置をおよびそれを用いた欠陥修正方法を提供することで、カラーフィルタ基板の製造工程における欠陥修正負荷を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は前記の課題を克服するために鋭意検討を行った結果、本発明を得るに至った。本発明の請求項１に係る発明は、レジスト材料で表面がパターンニングされたカラーフィルタ基板上にレーザー光を照射して、前記基板上の欠陥を修正するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置において、前記基板の微小な対象異物を光トラッピングして、三次元で任意の位置へ移動することで欠陥を修正する強度のレーザー光をレーザー光源により照射するか、又は前記基板の基板に対する吸着力が強い対象異物をレーザーアブレーションで昇華除去する強度のレーザー光をレーザー光源により照射するか、を選択できる同一の強度可変のレーザー照射手段およびその光学系からなるレーザー照射機構を具備していることを特徴とするカラーフィルタ基板の欠陥修正装置である。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記レーザー光と略同じ軸上で、前記基板上の欠陥を照射する観察用照明光源と、基板に照射された前記観察用照明光源からの対象異物の反射光を受光・撮像する光学素子からなる観察機構を有し、該観察機構は前記基板上の欠陥・修正部分を認識する画像処理装置と結ばれていて、対象異物からの反射光を受光・撮像して得られた前記基板の表面の画像データを用いて、前記基板に存在する欠陥をモニタし判定する画像処理機構を具備していることを特徴とする請求項１に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置である。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記レーザー光が照射される前記対象異物に対し液滴下して液浸及び局所洗浄する機能を有し、かつ、異物または昇華ガス及び滴下した液体を吸引する機能を有する機能ヘッドを具備していることを特徴とする請求項１または２に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置である。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る発明は、前記レーザー照射機構と、前記観察機構と、前記機能ヘッドが、テーブル上に固定された基板に対して移動する同一の３軸駆動軸上に配置されるか、または、ＸＹ移動可能なテーブル上に搭載された基板に対して前記レーザー照射機構と、前記観察機構と、前記機能ヘッドが上下に移動する同一のＺ軸駆動軸に配置されていて、欠陥修正位置を三次元の任意の位置に移動できる駆動機構を具備していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置である。
【００１２】
次に、本発明の請求項５に係る発明は、対象異物または欠陥に対応するスペアパーツを、欠損箇所に光トラッピングにより精密に配置して修正する機構を具備していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置である。
【００１３】
さらに、本発明の請求項６に係る発明は、請求項１〜５いずれか1項に記載するカラーフィルタ基板の欠陥修正装置を用い、前記観察機構より得られる対象異物の種類、および修正機能にあわせて前記駆動機構と、前記機能ヘッドと、前記レーザー照射機構とを制御
して前記基板上の欠陥を修正することを特徴とするカラーフィルタ基板の欠陥修正方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正装置によれば、レーザー光の集光位置付近の対象異物を観察モニタリングしながら、対象異物によって照射するレーザー光の強度を変更することが可能であり、光トラッピングにより表面に弱く付着している異物のみの除去が可能である。修正結果の判定も同時にできる。このことで、昇華修正の場合に発生する、レジスト材料の再塗布・パターンニング等の工程を省略可能とする。
【００１５】
また、本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正装置によれば、昇華修正機能へ容易に切り替え可能な装置構成であるため、除去修正不可能な場合には、ただちに照射するレーザー光の強度を変更することで対応が可能であり、別の昇華修正装置へ投入する必要がなく、生産ロスの発生を抑止できる。
【００１６】
また、トラッピング力が十分でない場合には、水等の液体を異物に滴下することで液浸させ、浮力によりトラッピング力を補助することが可能である。また、液滴下した場合には、液供給系機能と吸引系機能の併用により、修正装置内で局所的な洗浄が実現できる。
【００１７】
さらに、本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正装置によれば、レーザー照射機構と、観察機構と、機能ヘッドとが一体的に、基板に対して3次元で任意の位置に移動できる機構となっているため、対象異物に対してレーザーの集光位置を次々と最適化でき、効率的な欠陥修正作業が可能となる。
【００１８】
次に、本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正装置によれば、異物を除去した部分や欠損欠陥部分に、別途用意したスペアパーツを、光トラッピングにより精密に配置できるため、例えばスペーサ等の欠損不良に対して、簡易で高速な修正手段を提供し、生産ロス抑止、良品率向上に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正装置を一実施形態に基づいて、図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００２０】
まず、本発明の欠陥修正装置に適用する、前述した“光ピンセット”技術の概要を再度説明する。図１の概要説明図に示すように、光ピンセット技術は、レーザー光２０を対物レンズ４でトラッピング対象のサンプル３０内部に集光させ、集光位置をコントロールすることで、サンプル３０をトラッピングする技術である。照射されたレーザー光（光子）は、サンプルに照射された場合においても、運動量保存則の支配下にある。サンプルに照射された光はサンプル界面において屈折するため、運動量が変化する。この時、運動量の総和は保存されるため、サンプルに対し、運動量変化を打ち消す方向に外力が発生する。よって、集光位置を任意にコントロールできる光学系を用意することで、サンプルの捕捉、移動（除去）が可能となる。
【００２１】
図２は本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正装置の一実施形態としての異物修正機（除去装置）の一例の概略図である。光学系は、レーザー照射機構としてトラッピング、昇華あるいは局所修正材料の熱溶解に強度切り替え可能なレーザー光源１と、観察機構として基板１１上の欠陥を照射する観察用照明光源２と、レーザー光を反射し照明光源による光のサンプル（異物・欠陥）３０からの反射光を透過するダイクロイックミラー３、対物レンズ４およびサンプル（異物・欠陥）からの反射光を受光する光学素子５から成る。光学系に加えて、異物を液浸し、局所洗浄し、且つ、異物ならびに昇華ガスを吸引する機能ヘッド７と、乾燥ヘッド８が設置されている。なお、光学素子からなる観察機構は別途画像処理装置６と結ばれている。
【００２２】
上記画像処理装置６を除く光学系と機能ヘッドは、テーブル１０上に保持された基板１１に対して、三次元で任意の位置に移動可能とするための３軸駆動軸９上に配置されている。このことで、任意位置における異物のモニタリング、トラッピングによる異物除去、さらに除去不可能時の異物昇華が可能となっている。
【００２３】
ここで、レーザー光源は、異物のトラッピング及び昇華を実現する光源である。トラッピング時は、製品へのダメージを考慮して強度を弱くし、昇華時や材料溶解時は、強度を強くするため、強度可変のレーザー光源が選定される。昇華時に必要な光強度を確保するためにＹＡＧレーザー等、強度が強い赤外帯域レーザーが好ましい。観察用照明光源は異物・欠陥をモニタリングするための光源で、一般的な白色光源を用いることができる。
【００２４】
ダイクロイックミラーとしては、波長が赤色以上の光を反射する特性を有する光学フィルタを選定する。レーザー光源からの光を効率よく反射すると共に、観察用照明光源によるサンプルからの反射光は透過する必要がある。また、対物レンズはレーザー光源からの光を所望する位置に集光する。高いトラッピング力を得るために、高倍率のレンズが好ましく、例えば、倍率１００倍以上のレンズを選定する。
【００２５】
観察用照明光源からの反射光はダイクロイックミラーを通して光学素子としてのＣＣＤ素子で受光され、画像として取り込まれる。ＣＣＤ素子で取り込まれた画像は画像処理装置で処理され、基板上の欠陥をモニタし、また、修正の良否を判定する。
【００２６】
なお、レーザー光によるトラッピング力が十分でない場合は、直ちに昇華モードに切り替えるのではなく、機能ヘッドより水等の液体を対象異物へ滴下して液浸させ、浮力によりトラッピング力を補助することができる。また、液滴下して液浸させた場合は、機能ヘッドに備えられた液滴下系及び吸引系機能の併用により、局所的な洗浄を実現する。さらに、液滴下しない場合においても吸引系は動作させ、トラッピング力により製品から剥離した異物を吸引・除去する、あるいは昇華された異物を吸引・排出する。また、局所洗浄した箇所の乾燥機能を有する乾燥ヘッドとして、赤外線（ＩＲ）ヒーター等を用いることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の欠陥修正装置においては、対象異物にレーザー光の焦点を速やかに合わせ、且つトラッピングした異物を移動させる動作を繰り返す必要がある。そのため、レーザー照射機構と観察機構と機能ヘッドは、高精度での駆動能力が求められる。そのため、サーボドライブを用いた３軸位置決め機構を適用するか、あるいは、基板テーブルをＸＹ方向に移動させることで、レーザー照射機構と観察機構と機能ヘッドはＺ軸方向のみの移動させる方法が可能であるが、液晶表示パネル等でもちいられるカラーフィルタ基板は近年益々大型化する傾向にあり、装置の簡易化の目的を実現するためには、レーザー照射機構と観察機構と機能ヘッドを同一の３軸駆動軸上に配置することが好ましい。
【００２８】
さらに、本発明の欠陥修正装置においては、対象異物に対応するスペアパーツを予め作成して欠陥修正装置のレーザー光の焦点が移動可能な位置に配置しておくことで、異物除去と反対の動作で、スペアパーツを欠損箇所に光トラッピングにより移動し、精密に配置して、更に必要に応じてレーザー光で熱溶解するなどして、カラーフィルタ基板の欠損箇所あるいはレーザー昇華した部分の修復・修正を行うことができる。
【００２９】
本発明の欠陥修正装置は、上記説明した機構に加えて、ピンアップによる製品基板の出し入れ、真空吸着による保持とパージによる脱着といった機能を有する平面テーブルを適
用する。修正装置への基板の投入、排出には、別途産業用ロボット等を用意する。
【００３０】
以上説明した機構を備えることで、多様な異物除去機能あるいは、局所修正機能を具備した異物修正装置の構築が可能となる。本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正装置により、修正工程の効率化が図れるため、生産性への寄与が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の欠陥修正装置に適用する、光ピンセット技術の概要説明図。
【図２】本発明のカラーフィルタ基板の欠陥修正装置の一例の概略図。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・レーザー光源      ２・・・照明光源      ３・・・ダイクロイックミラー
４・・・対物レンズ      ５・・・光学素子      ６・・・画像処理装置
７・・・機能ヘッド      ８・・・乾燥ヘッド      ９・・・３軸駆動軸
１０・・・テーブル      １１・・・基板      ２０・・・レーザー光
３０・・・サンプル（異物）      ４０・・・運動量変化に対する反力
５０・・・運動量変化（総和）      ６０・・・運動量変化（要素）
【図１】
2009271274.tif 000003
【図２】
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