CN101187737A - 微细图案观察装置及使用该装置的微细图案修正装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可获得没有不均的观察图像的微细图案修正装置。在该微细图案修正装置中，将玻璃定板(9)分割成以分别可沿水平方向移动的形态进行设置的两个副玻璃定板(10、11)。在观察位置(P)的下方存在副玻璃定板(11)的升降销孔(22)时，使副玻璃定板(11)移动而使该升降销孔(22)从观察位置(P)离开。因此，可消除由升降销孔(22)等引起的观察图像的不均。

Description

微细图案观察装置及使用该装置的微细图案修正装置

技术领域

本发明涉及一种利用透射光来观察微细图案的微细图案观察装置及使用该装置的微细图案修正装置，尤其涉及用于观察在LCD(液晶显示器)用滤色片的制造工序中产生的缺陷的微细图案观察装置及使用该装置的微细图案修正装置。

背景技术

近年来，随着LCD(液晶显示器)的大型化、高清晰化，像素数目也在增大，很难没有缺陷地制造LCD，缺陷的发生概率也在增加。在这种状况下，为了提高成品率，对在LCD的滤色片的制造工序中产生的缺陷进行修正的微细图案修正装置在生产线中变得不可或缺。

图11(a)～图11(c)是表示在LCD的滤色片的制造工序中产生的缺陷的图。在图11(a)～图11(c)中，滤色片包括：透明基板；在其表面上形成的称作黑底50的格子状的图案；以及多组R(红色)像素51、G(绿色)像素52和B(蓝色)像素53。在滤色片的制造工序中会产生如图11(a)所示的像素和黑底50掉色的白缺陷54、图11(b)所示的颜色与相邻像素相混或黑底50溢出到像素中的黑缺陷55以及图11(c)所示的在像素上附着有异物的异物缺陷56等。

作为修正白缺陷54的方法，有一种利用油墨涂敷机构使颜色与存在白缺陷54的像素相同的油墨附着在涂敷针的前端部、将附着在涂敷针前端部的油墨涂敷到白缺陷54上来进行修正的方法(例如参照专利文献1)。此外，作为修正黑缺陷55和异物缺陷56的方法，有一种在对缺陷部分进行激光切割而形成矩形的白缺陷54后利用油墨涂敷机构将附着在涂敷针前端部的油墨涂敷到该白缺陷54上来进行修正的方法(例如参照专利文献2)。

在对LCD的滤色片的白缺陷54进行修正时，需要观察白缺陷54发生在滤色片的哪个颜色部分。此外，在白缺陷54上涂敷修正油墨而进行了修正后，为了确认修正状态，也需要观察该部分。在观察滤色片的颜色时，由于在反射照明光观察中无法观察滤色片的颜色状态，因此需要进行透射照明光观察。以往，将形成有滤色片的被修正对象玻璃基板装设在玻璃定板上，从玻璃定板的下方照射透射照明光，从玻璃定板的上方确认滤色片的颜色状态。

另外，最近的液晶基板的大型化很显著，对于制造工序中的玻璃基板尺寸，目前的制造线中的玻璃基板尺寸(第五代)是1000×1500mm，下一代的第六代将是1500×1800mm，第七代将是1700×2000mm。随着这种玻璃基板的大型化，微细图案修正装置也必须大型化，但由于无尘室内的占有面积的关系而不允许单纯地加大装置尺寸，因此需要改变装置构成来尽量减小装置尺寸。与此相应，玻璃基板静止、激光装置和装设有观察光学系统的头部进行移动的龙门方式的装置成为了主流。

在龙门方式中，为了实现透射照明光观察，需要使配置在玻璃定板下方的透射照明光源与配置在玻璃定板上方的观察光学系统同步移动的机构。因此，无法在玻璃定板的下方配置支撑部件，只能在周边部支撑玻璃定板，因此导致玻璃定板的挠曲、玻璃定板的破损的可能性变大。

为此，提出了在玻璃定板的背面侧形成反射膜、从玻璃定板的表面侧射出照明光、用反射膜反射的光来进行透射照明光观察的方法(例如参照专利文献3)。在该方法中，由于玻璃定板无需使照明光透射，因此可以用金属制支架来支撑玻璃定板的整个背面，玻璃定板挠曲或破损的可能性变小。

专利文献1：日本专利特开平9-236933号公报

专利文献2：日本专利特开平9-262520号公报

专利文献3：日本专利特开2006-38825号公报

另外，在这种微细图案修正装置中，以节省人员、修正的高效化为目的而要求修正的自动化，需要识别图像处理引起的缺陷、观察修正后的状态。

但是，在以往的透射照明观察方法中，有时在观察图像中会产生不均。即，在玻璃定板上形成有多个升降销孔，该多个升降销孔用于供在修正装置从机械手部接纳被修正对象玻璃基板时使用的多个升降销穿过。此外，还形成有用于将被修正对象玻璃基板吸入固定在玻璃定板上的多个槽和孔。在这些孔和槽的影响下，在图像中会因观察位置的不同而产生少许不均。这种不均在操作人员观看监视器来判断有无缺陷等时为允许的程度，但在利用图像处理来判断时超出了允许程度，存在会导致误动作的问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种可获得没有不均的观察图像的微细图案观察装置及使用该装置的微细图案修正装置。

本发明的微细图案观察装置是对在透明基板上形成的、至少能部分地透射光的微细图案进行观察的微细图案观察装置，其特征在于，包括：用于观察微细图案的观察光学系统、向透明基板射出照明光的光源、以及水平地支撑透明基板的透明定板，透明定板被分割成以分别可沿水平方向移动的形态进行设置的多个副透明定板。

最好是在各副透明定板上设置有多个孔，具有使多个副透明定板中被选择的副透明定板沿水平方向移动、使该副透明定板的孔从观察位置离开的驱动装置。

另外，最好是驱动装置使多个副透明定板中被选择的副透明定板相对其它副透明定板相对地下降，在该副透明定板与透明基板之间空开间隙。

另外，最好是具有通过多个副透明定板中未被选择的至少一个副透明定板的多个孔来吸附透明基板、将透明基板固定在该副透明定板上的真空吸附装置。

另外，最好是具有通过多个副透明定板中被选择的副透明定板的多个孔向透明基板喷射气体、在该副透明定板与透明基板之间空开间隙的气体喷射装置。

另外，最好是具有设在各副透明定板的背面侧、使从光源射出的照明光反射而照射到微细图案上的反射部件，光源从副透明定板的表面侧射出照明光，观察光学系统从副透明定板的表面侧进行微细图案的透射照明光观察。

另外，最好是光源从副透明定板的一侧射出照明光，观察光学系统从副透明定板的另一侧进行微细图案的透射照明光观察。

另外，本发明的微细图案修正装置，其特征在于，包括所述微细图案观察装置以及在微细图案的缺陷部涂敷修正液的涂敷装置。

在本发明的微细图案观察装置及微细图案修正装置中，透明定板被分割成多个副透明定板，各副透明定板设置成可沿水平方向移动。因此，在观察位置的下方具有副透明定板的升降销孔等时，通过使该副透明定板，可使升降销孔等从观察位置离开。由此，可获得没有不均的观察图像。

附图说明

图1是表示本发明一实施形态的微细图案修正装置的整体构成的立体图。

图2是表示对图1所示的被修正对象玻璃基板进行透射照明光观察的方法的图。

图3是表示在图2所示的物镜的正下方存在槽和小孔时的图。

图4是表示在图2所示的物镜的正下方存在升降销孔时的图。

图5(a)、图5(b)是表示图1所示的副玻璃定板的使用方法的图。

图6(a)～图6(e)是例示图5(a)、图5(b)所示的副玻璃定板的驱动方法的图。

图7是例示在图6(a)～图6(e)所示的副玻璃定板上吸附被修正对象玻璃基板的方法的图。

图8是例示使被修正对象玻璃基板从图6(a)～图6(e)所示的副玻璃定板浮起的方法的图。

图9(a)、图9(b)是表示上述实施形态的比较例的图。

图10是表示上述实施形态的变形例的图。

图11(a)～图11(c)是表示在LCD的滤色片上产生的缺陷的图。

(符号说明)

1激光装置

2观察光学系统

3环状照明器

4油墨涂敷机构

5Z轴工作台

6X轴工作台

7、16、17 Y轴工作台

8被修正对象玻璃基板

9、36玻璃定板

10、11副玻璃定板

12反射膜

13物镜

14槽

15小孔

18橡胶填料

19空气接头

20空气软管

21升降销

22升降销孔

23 LED照明光源

24缺口部

25定位销

M1、M2对齐标记

P观察位置

26导轨

27、28 YZ轴工作台

30真空泵

31、32、34、35电磁阀

33空气供给装置

37聚光透镜

50黑底

51R像素

52G像素

53B像素

54白缺陷

55黑心缺陷

56异物缺陷

具体实施方式

图1是表示本发明一实施形态的微细图案修正装置的整体构成的立体图。图1中，在该微细图案修正装置中，激光装置1、观察光学系统2、环状照明器3和油墨涂敷装置4固定在Z轴工作台5上，Z轴工作台5设置成可沿Z轴方向(上下方向)移动。Z轴工作台5在X轴工作台6上设置成可沿X轴方向(横向)移动。X轴工作台6设置成可随Y轴工作台7沿Y轴方向(横向)移动。

在X轴工作台6的下方设置有装设被修正对象玻璃基板8的玻璃定板9。玻璃定板9被分割成两个副玻璃定板10、11，该副玻璃定板10、11设置成分别可沿Y轴方向移动。

激光装置1对被修正对象玻璃基板8上的滤色片的白缺陷、黑缺陷和异物缺陷照射激光而将其转变成矩形的白缺陷，或对涂敷好的修正油墨中的无用部分照射激光而将其除去。观察光学系统2对缺陷部分进行拍摄，将拍摄好的图像显示在电视监视器(未图示)中。环状照明器3将光照射到被修正对象玻璃基板8和玻璃定板9上。油墨涂敷机构4在被修正对象玻璃基板8上的滤色片的白缺陷上涂敷修正油墨。涂敷好的修正油墨通过紫外线照明(未图示)或卤素灯照明(未图示)而光固化或热固化。

由于激光装置1、观察光学系统2、环状照明器3和油墨涂敷装置4安装在Z轴工作台5上，因此可使其位于被修正对象玻璃基板8上方的任意高度，而且，由于Z轴工作台5载置在X轴工作台6和Y轴工作台7上，因此可使其相对被修正对象玻璃基板8移动到X轴方向和Y轴方向上的任意位置。此外，还设置有用于控制各机构的控制用计算机(未图示)和用于控制装置整体的主机(未图示)。

下面对所述图案修正装置的动作进行说明。使X轴工作台6和Y轴工作台7分别沿X轴方向和Y轴方向移动，并使Z轴工作台5沿Z轴方向移动，利用观察光学系统2对被修正对象玻璃基板8上进行拍摄。主机基于拍摄好的图像来判断有无滤色片缺陷。此外，拍摄好的图像被显示在监视器中，操作人员通过目测来判断有无滤色片缺陷。

在判别为存在滤色片缺陷的场合，对缺陷部照射激光而将其转变成矩形的白缺陷，利用油墨涂敷机构4在该白缺陷上涂敷修正油墨并使其固化。

图2是表示对被修正对象玻璃基板8进行透射照明光观察的方法的图。图2中，在该微细图案修正装置中，在副玻璃定板10、11的背面形成反射膜12，并利用光导纤维对卤素灯光进行引导，将作为该光的射出端的环状照明器3配置在观察光学系统2的物镜13的周围。从环状照明器3射出的环状光被聚焦在物镜13的光轴的一点上。从环状照明器3射出的环状光透射被修正对象玻璃基板8的被观察部的周围区域以及副玻璃定板10或11而被反射膜12反射，并透射副玻璃定板10或11以及被修正对象玻璃基板8的被观察部而射入物镜13中。由此，可实现透射照明光观察。

另外，如图3所示，在副玻璃定板10、11上分别形成有槽14和小孔15，该槽14和小孔15用于吸附、固定被修正对象玻璃基板8或喷出空气而使被修正对象玻璃基板8浮起。槽14在副玻璃定板10、11的表面上以规定间距设置有多个。孔15形成在各槽14的底部，沿槽14的长度方向以规定间距设置有多个。图3中表示的是物镜13位于副玻璃定板10或11的小孔15的正上方的状态。在该微细图案观察装置中，由于可用整个背面来进行对副玻璃定板10、11各自的支撑，因此可将副玻璃定板10、11分别装设在Y轴工作台16、17上。

在Y轴工作台16、17上，在与副玻璃定板10、11的小孔15对应的位置上形成有排气孔。在排气孔的上侧开口部的周围形成有环状的凹部，在该凹部中嵌合有环状的橡胶填料18。与多个小孔15对应的多个排气孔在Y轴工作台16或17内连通。在多个排气孔中的一个排气孔的下侧开口部接合有空气接头19，空气接头19与空气软管20的一端相连。空气软管20的另一端利用电磁阀选择性地与真空泵(未图示)或空气供给装置(未图示)相连。

这种场合也可将空气接头19安装在Y轴工作台16或17上，因此副玻璃定板10、11的背面的反射膜12仅有小孔15的部分被去除，从环状照明器3射出的光在小孔15的周围被反射，在透射照明光观察中可确保充分的光量。但是，在图像中会产生由小孔15和槽14引起的少许不均。这种不均在操作人员用目测进行观察时没有问题，但在进行图像处理时会导致误动作。

另外，如图4所示，在副玻璃定板10、11上形成有升降销孔22，该升降销孔22用于供在搬进、搬出被修正对象玻璃基板8时进行提升用的提升机构的升降销21穿过。升降销21和升降销孔22以规定间距设置有多个。图4中表示的是物镜13位于升降销孔22的正上方的状态。在该微细图案修正装置中，在副玻璃定板10、11的背面设置有反射膜12，但在升降销孔22的部分无法形成反射膜12。因此，无法使从环状照明器3射出的光充分反射。为此，在升降销21的内部配置LED照明光源23，从升降销21的前端部向上方照射光。由此，在透射照明光观察中可获得充分的光量。但是，在图像中会产生由升降销孔22引起的少许不均。这种不均在操作人员用目测进行观察时没有问题，但在进行图像处理时会导致误动作。

为此，如图5(a)所示，在该微细图案修正装置中，将玻璃定板9分割成两个副玻璃定板10、11。副玻璃定板10、11分别设置成可沿图中的Y方向移动。在副玻璃定板11的图中的上端部及左端部以及副定板10的图中的左端部形成有合计三个缺口部24，在各缺口部24的中心竖立设置有定位销25。被修正对象玻璃基板8的上边和左边与三个定位销25抵接而装设在副玻璃定板10、11上，被吸附固定。

在被修正对象玻璃基板8的左上角和右下角分别设置有对齐标记M1、M2。利用观察光学系统2对两个标记M1、M2进行拍摄，基于该拍摄结果来校正X轴工作台6和Y轴工作台7的坐标系。由此，基于来自前面的检查装置的缺陷的位置数据，可使观察光学系统2等移动到缺陷位置。

如图5(a)所示，在作为观察光学系统2的焦点的观察位置P位于升降销孔22的上端部时产生图像不均，因此，如图5(b)所示，仅使副玻璃定板11向图中的下方移动，使升降销孔22从观察位置P离开。由此，可消除图像不均。

图6(a)～图6(e)是例示使副玻璃定板10、11移动的方法的图。如图6(a)所示，副玻璃定板10、11分别装设在Y轴工作台16、17上。Y轴工作台16、17根据来自主机的控制信号沿导轨26在Y方向上移动。如图5(b)所示，在使副玻璃定板11靠近副玻璃定板10时，如图6(b)所示，使Y轴工作台17向Y轴工作台16移动。此时，如图6(c)所示，通过副玻璃定板10的小孔15来真空吸附被修正对象玻璃基板8，将被修正玻璃基板8固定在副玻璃定板10上。由此，被修正对象玻璃基板8的位置不变化，副玻璃定板11的升降销孔22相对被修正对象玻璃基板8的位置变化，使图像不均消除。

另外，如图6(d)所示，通过被移动的副玻璃定板11的小孔15向被修正对象玻璃基板8喷出空气，在副玻璃定板11与被修正对象玻璃基板8之间空开微小的间隙，从而可防止被修正对象玻璃基板8受损。

另外，如图6(e)所示，用YZ轴工作台27、28对Y轴工作台10、11分别进行置换，使被移动的副玻璃定板11下降，在副玻璃定板11与被修正对象玻璃基板8之间空开微小的间隙，从而能可靠地防止被修正对象玻璃基板8受损。此时，通过被移动的副玻璃定板11的小孔15向被修正对象玻璃基板8喷出规定压力的空气，从而可防止被修正对象玻璃基板8挠曲。

图7是例示将被修正对象玻璃基板8吸附在副玻璃定板10、11上的真空吸附装置的方框图。在图7中，真空吸附装置包括真空泵30和电磁阀31、32。真空泵30的吸入口通过电磁阀31与副玻璃定板10的小孔15群相连，并通过电磁阀32与副玻璃定板11的小孔15群相连。若打开电磁阀31、32双方，则被修正对象玻璃基板8被副玻璃定板10、11双方吸附固定。若仅打开电磁阀31，则被修正对象玻璃基板8仅被副玻璃定板10吸附固定。若仅打开电磁阀32，则被修正对象玻璃基板8仅被副玻璃定板11吸附固定。若关闭电磁阀31、32双方，则被修正对象玻璃基板8不被副玻璃定板10、11吸附固定。

图8是例示通过副玻璃定板10、11向被修正对象玻璃基板喷出空气的空气喷出装置的方框图。在图8中，空气喷出装置包括空气供给装置33和电磁阀34、35。空气供给装置33的供给口通过电磁阀34与副玻璃定板10的小孔15群相连，并通过电磁阀35与副玻璃定板11的小孔15群相连。若打开电磁阀34、35双方，则被修正对象玻璃基板8浮起，可在被修正对象玻璃基板8与副玻璃定板10、11之间形成间隙。若仅打开电磁阀34，则被修正对象玻璃基板8挠曲，可在被修正对象玻璃基板8与副玻璃定板10之间形成间隙。若仅打开电磁阀35，则被修正对象玻璃基板8挠曲，可在被修正对象玻璃基板8与副玻璃定板11之间形成间隙。若关闭电磁阀34、35双方，则无法在被修正对象玻璃基板8与副玻璃定板10、11之间形成间隙。

图9(a)、图9(b)是表示上述实施形态的比较例的图，是与图5(a)、图5(b)对比的图。参照图9(a)、图9(b)，该比较例与实施形态的不同之处在于，两个副玻璃定板10、11用一个玻璃定板36来置换，可移动地设置有三个定位销25。

如图9(a)所示，在观察位置P位于升降销孔22的上端部时会产生图像不均，因此如图9(b)所示，使三个定位销25、被修正对象玻璃基板8和观察光学系统2向图中的上方移动，使观察位置P从升降销孔22离开。由此，可消除图像不均。

但是，在该比较例中，使三个定位销25、被修正对象玻璃基板8和观察光学系统2相对玻璃定板36移动，因此需要再次进行对齐动作、即进行对齐标记M1、M2的拍摄和工作台6、7的坐标系的校正。此外，为了使被修正对象玻璃基板8移动，需要暂时解除向玻璃定板36的吸附，再次吸附需要时间。再者，在需要防止基板8背面的损伤时，需要从玻璃定板36的整个面进行空气喷射来使被修正对象玻璃基板8浮起，进一步需要时间。因此，在该比较例中，由于需要对齐动作，需要基板8整个面的再次吸附，因此与上述实施形态相比，修正节拍变长。

在上述实施形态中，将玻璃定板9分割成两个副玻璃定板10、11，在观察位置P位于升降销孔22、槽14和小孔15的上部时，使副玻璃定板10或11移动，可使升降销孔22、槽14和小孔15从观察位置P退避。因此，可获得没有不均的观察图像，可进行基于图像处理的自动修正。

另外，由于在用副玻璃定板10、11中的一方的副玻璃定板固定被修正对象玻璃基板8的状态下使另一方的副玻璃定板移动，因此在副玻璃定板移动后也无需进行对齐动作，可缩短修正节拍。

另外，从被移动的副玻璃定板的各小孔15喷射空气，使该副玻璃定板在其与被修正玻璃基板8之间空开了间隙的状态下移动，从而可防止被修正对象玻璃基板8的背面受损。再者，通过使被移动的副玻璃定板下降、移动，能更可靠地防止被修正对象玻璃基板8的背面产生损伤。

另外，随着玻璃定板9的大型化，玻璃定板9的加工性和装设到装置上时的操作性变差，但通过将玻璃定板9分割成两个副玻璃定板10、11而小型化，可改善玻璃定板9的加工性和操作性。

另外，在上述实施形态中对将玻璃定板9分割成两个副玻璃定板10、11的场合进行了说明，但也可将玻璃定板9分割成三个以上的副玻璃定板。

另外，由于将玻璃定板9分割成两个副玻璃定板10、11，因此可减轻玻璃定板9挠曲的影响。因此，如图10所示，也可将副玻璃定板10、11背面的反射膜12除去而使用从副玻璃定板10、11的下方射出照明光的方式。副玻璃定板10、11分别装设在框架状的Y轴工作台27、28上。再者，副玻璃定板10、11下方的聚光透镜37向物镜13射出照明光。聚光透镜37通过光导纤维与光源相连。当物镜13移动时，聚光透镜37移动至与物镜13相对的位置。

另外，在上述实施形态中将副玻璃定板10、11设置成可沿Y轴方向移动，但也可设置成可沿X轴方向移动，或设置成可沿X轴及Y轴两个方向移动。

应当理解，在此公开的实施形态在所有方面均为例示而并非限制。本发明的范围由权利要求书的范围来表示，而并非由上述的说明来表示，旨在包括与权利要求书具有均等的意思和范围内的所有变更。

Claims (8)

1.一种微细图案观察装置，对在透明基板上形成的、至少能部分地透射光的微细图案进行观察，其特征在于，包括：

用于观察所述微细图案的观察光学系统、

向所述透明基板射出照明光的光源、以及

水平地支撑所述透明基板的透明定板，

所述透明定板被分割成以分别可沿水平方向移动的形态进行设置的多个副透明定板。

2.如权利要求1所述的微细图案观察装置，其特征在于，

在各副透明定板上设置有多个孔，

具有使所述多个副透明定板中被选择的副透明定板沿水平方向移动、使该副透明定板的孔从观察位置离开的驱动装置。

3.如权利要求2所述的微细图案观察装置，其特征在于，所述驱动装置使所述多个副透明定板中被选择的副透明定板相对其它副透明定板相对地下降，在该副透明定板与所述透明基板之间空开间隙。

4.如权利要求2所述的微细图案观察装置，其特征在于，具有通过所述多个副透明定板中未被选择的至少一个副透明定板的所述多个孔来吸附所述透明基板、将所述透明基板固定在该副透明定板上的真空吸附装置。

5.如权利要求2所述的微细图案观察装置，其特征在于，具有通过所述多个副透明定板中被选择的副透明定板的所述多个孔向所述透明基板喷射气体、在该副透明定板与所述透明基板之间空开间隙的气体喷射装置。

6.如权利要求1所述的微细图案观察装置，其特征在于，

具有设在各副透明定板的背面侧、使从所述光源射出的照明光反射而照射到所述微细图案上的反射部件，

所述光源从所述副透明定板的表面侧射出照明光，

所述观察光学系统从所述副透明定板的表面侧进行所述微细图案的透射照明光观察。

7.如权利要求1所述的微细图案观察装置，其特征在于，

所述光源从所述副透明定板的一侧射出照明光，

所述观察光学系统从所述副透明定板的另一侧进行所述微细图案的透射照明光观察。

8.一种微细图案修正装置，其特征在于，包括：

权利要求1至7中任一项所述的微细图案观察装置、以及

在所述微细图案的缺陷部涂敷修正液的涂敷装置。

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