JP2004297452A - リペア装置およびリペア方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくともリペア対象部分の画像を撮像する撮像手段、および撮像した画像から欠陥を抽出する欠陥抽出手段を有するリペア装置において、抽出した欠陥の画像から欠陥データを導出する欠陥データ導出手段、欠陥データと予め入力されたリペア規格値とを比較することによってリペアの要否を判断する判断手段、欠陥データと予め入力されたリペアパラメータとからリペア実行データを算出する手段とを備えたことを特徴とするリペア装置。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、リペアが必要な対象物に対するリペア装置である。中でもプラズマディスプレイパネル用部材およびプラズマディスプレイパネルのリペア装置に関するものであり、特に電極リペアに関する。
【0002】
【従来の技術】
まず、一般的な交流型(AC型)プラズマディスプレイパネル(PDP)の構造について述べる。PDPは、2枚の対向するガラス基板にそれぞれ規則的に配列した一対の電極を設け、その間にNe、Xe、He等を主体とするガスを封入した構造になっている。そして、これらの電極間に電圧を印加し、電極周辺の微小なセル内で放電を発生させることにより、各セルを発光させて表示を行うようにしている。
【0003】
2枚の対向して配置されるガラス基板はそれぞれ表示面側を前面板、非表示面側を背面板と称される。前面板にはガラス基板上に維持電極とバス電極からなる複合電極が互いに平行に配置され、それを覆うように誘電体層が形成され、その全表面に酸化マグネシウムからなる保護層が形成されている。一方、背面板にはガラス基板上にアドレス電極が互いに平行に配置され、それを覆うように背面誘電体層が形成され、その上には隔壁(リブ)と蛍光体層が形成されている。
【0004】
これらの製造工程において、形成した各構成層に欠陥が発生する場合がある。パターン形状を有する電極やリブ、蛍光体層については、パターン太りやパターン細り、あるいは隣接する電極やリブが設定パターン以外で繋がっていたり、パターンが欠けたり切れたりする欠陥が発生する場合がある。ベタ形成である誘電体層、保護層については穴(ピンホール)が空いたり、亀裂が入ったりする欠陥が発生する場合がある。
【0005】
これらの欠陥は、パネル点灯時において欠陥部が不点灯や輝度低下あるいは常時点灯といった不具合を発生させるため、各構成層の形成時に欠陥検査を行い、修正(リペア)を施して欠陥をなくすことが必要となっている。
【0006】
この欠陥検査方法としては、その欠陥の大きさ、種類の多様さ、個数等の問題から、目視による検査は困難であり、それに代わって欠陥検査装置(外観検査装置)を用いることが一般的になってきている。この欠陥検査装置の基本原理は、形成面上に照明を当て、CCDカメラで撮像し、その撮像画像を特定のアルゴリズムによる画像処理によって欠陥検出を行う。撮像に関しては、CCDで構成されるラインセンサやエリアセンサが用いられ、モノクロCCDの場合には輝度情報を、カラーCCDの場合には輝度情報と色度情報を得る。また、画像処理に用いるアルゴリズムにはいくつかあり、例えば画素間の情報を比較する隣接比較法や、パターンの膨張・圧縮を行うDRC法や、パターンをライン化するスケルトン法や、線幅を比較する線幅比較法や、連続する画素間の積分値の変動を見るトレンドセンシング法や、周期相関・自己相関法などがある。
【0007】
後の欠陥修正や欠陥原因究明をスムーズに行うために、欠陥を検出した後、欠陥を種類に応じて分類することが必要である。検出した欠陥に対して、人が更に詳細に検査して、分類付けを行い、修復の必要性、さらには基板の良否判定を行う、一連の工程としてのレビュー工程が行われるのが一般的である。近年では、自動的に欠陥に分類付けを行うことができる機能(自動欠陥判別機能:Automatic Defect Classification、ADC)をレビュー装置や欠陥検査装置に組み込む提案が出されてきている(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
一方、リペア工程としては、欠陥検査装置やレビュー装置からリペア箇所の座標や欠陥種類などの情報を受け取り、その情報を元に欠陥種類に応じた所定のリペア動作の決定を人手で行った後、決定したリペア動作を実施することで、良品化して次工程に基板を引き渡している。
【0009】
ここで、所定のリペア動作を決定するには、次に示すリペアの種類とリペア動作を必要とする部分とを選択することが必要である。
【0010】
リペアの種類としては、異物除去や余分なパターン除去といった一般にショートリペアと呼ばれる種類やパターンの欠落を埋める一般にオープンリペアと呼ばれる種類がある。ショートリペアの方法としては、刃物で対象ポイントを削る方法や集光させたレーザー光により対象ポイントを焼きとばす方法などが一般的である。また、オープンリペア方法としては、修正用ペーストを針先に付け、対象ポイントに滴下したり、針先を触れさせることで対象ポイント側に修正用ペーストを付着させたり、もしくは修正用ペーストをディスペンサー内に入れ、対象ポイントに吐出することによって対象ポイントに修正用ペーストを付けたり、あらかじめ決められた形状を持つ修正用パーツを対象ポイントに埋め込む等により対象ポイントにおけるパターンの欠落を埋めた後、必要に応じて焼成工程を経て修復するのが一般的に知られている。この際、修正用ペーストとして400℃前後の低温焼成可能なペースト(例えば、真空冶金(株)製低温焼成銀ペースト)を用いると、集光した連続発振のレーザー光照射により焼成が可能となり、リペア装置1台でショートリペアもオープンリペアもできることとなる(例えば、HOYAコンテニュアム(株)製マルチリペア装置LR−4500)。
【0011】
リペア動作を必要とする部分を選択するには、リペア装置内でのリペア対象ポイントの正確な座標、大きさを把握することが必要である。ここにおいて、リペア工程の前工程である欠陥検査装置やレビュー装置から受け取るリペア箇所の座標情報は、装置間での基板の位置決め精度等から、リペア装置内での正確な座標とはずれが生じるため、人手でリペア装置内でのリペア対象ポイントの正確な座標や大きさを把握していた。
【0012】
また、リペア動作を実施した後、リペア箇所が良品化されたか否かの判定(リペア判定)も人手で行っていた。
【0013】
さらに、欠陥の状態によってはショートリペアを実施して異物を取り除くことによりパターンの欠落が発生し、その後オープンリペアを実施する必要がある場合もあり、このような複雑なリペアを行うためには、前工程からの情報のみでは十分なリペアが行えないことから、リペア判定やリペア動作の決定は人手で行っていた。
【0014】
また、上述した検査装置で提案されている自動欠陥判別機能は、撮像された画像に対して欠陥の種類、大きさを算出し、リペアの必要性があるか否かを判定するのみであるため、リペア装置にこの自動欠陥判別機能をただ搭載しただけでは、リペア動作を決定することができない。
【0015】
このようにリペア判定やリペア動作の決定に、人手を介しているため、うっかりミスや不注意、作業者間のリペア完了状態の差異等による歩留まりの低下や人件費の発生(高ランニングコスト)が問題となっていた。
【0016】
この問題に対し、最近、リペア装置にリペア指示装置を連結する提案がなされた。(特許文献2参照。)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ここで提案された方法中の「修理チェックステップ」は、リペア前の欠陥状態がリペアされたか否かをチェックするステップであり、例えば、異物除去に対してのチェックは指示したリペア動作によって異物がないことをチェックするだけであるため、上述したような異物除去によりパターンの欠落が発生したとしても、チェックはYESとなり、このパターンの欠落に対するリペアは行われない。そのため、不良品が良品と判断されることがあった。
【0018】
そこで本発明の目的は、複雑なリペア動作群を必要とするような欠陥に対しても、人手を介することなく、リペア判定やリペア動作の決定を自動で行うリペア装置を提供することにある。
【0019】
【特許文献1】
特開2001−156141号公報
【0020】
【特許文献2】
特開2002−340816号公報
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち本発明は、少なくともリペア対象部分の画像を撮像する撮像手段、および撮像した画像から欠陥を抽出する欠陥抽出手段を有するリペア装置において、抽出した欠陥の画像から欠陥データを導出する欠陥データ導出手段、欠陥データと予め入力されたリペア規格値とを比較することによってリペアの要否を判断する判断手段、欠陥データと予め入力されたリペアパラメータとからリペア実行データを算出する手段とを備えたことを特徴とするリペア装置である。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明のリペア装置は、あらかじめ判明しているリペア対象部分に対して、所定のリペア動作によってリペアを行うリペア装置において、リペア対象部分の画像を撮像する撮像手段、撮像した画像から欠陥部を抽出する欠陥抽出手段、抽出した欠陥の種類および範囲座標といった欠陥データを算出する欠陥データ算出手段、リペア規格値が格納されたテーブルを備え、前記欠陥データ算出手段によって算出した欠陥データとリペア規格値とを比較することによってリペアの要否を判断する手段、リペアを実行するためのリペアパラメータの値が格納されたテーブルを備え、前記欠陥データ算出手段によって算出された欠陥データとリペアパラメータとからリペア実行データを算出する手段とを備えたものである。とりわけプラズマディスプレイパネル用部材およびプラズマディスプレイパネルの電極リペアに用いることが好ましい。また、プラズマディスプレイパネル用部材およびプラズマディスプレイパネルの蛍光体層のリペアに用いることも好ましい。以下、図面を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0023】
【実施例】
本発明のリペア装置の構成の一例を図1に示す。本発明のリペア装置は、リペア時に基板を保持する基板載置台1、リペア対象部分を観察するための照明10およびCCDカメラや顕微鏡類からなる観察システム、その観察システムを用いて撮像した画像を元に欠陥抽出および欠陥データの算出を行う画像処理装置5、およびリペア動作を行うためのリペアシステム、等からなる。リペアシステムとしては、例えばショートリペアとして異物除去や余分なパターン除去を行うための刃具やレーザー光発振システムといったショートリペアシステムがある。また、オープンリペアとしてパターンの欠落を埋めるために修正用ペーストを付着させるための針やディスペンサー、あるいは修正用パーツを埋め込むための埋め込みシステムといったオープンリペアシステムがある。ここで、観察システムは、3、4および10が該当し、リペアシステムは、3,6,7および8が該当する。
【0024】
図2は本発明のリペア装置の一実施フロー図を示したものである。
まず、リペア対象部分への移動ステップ(1)について説明する。リペア対象部分への移動を行うステップ(1)では、あらかじめ別ステップによって判明しているリペア対象部分に関する情報を基に、リペア対象部分を観察することができるように基板載置台あるいは観察システムをリペア対象部分の1つへと移動する。
【0025】
ここで、別ステップとは、本リペア工程より以前にある、例えば欠陥検査工程やレビュー工程などのリペア対象部分を峻別しているステップをいい、このステップにより、リペア対象部分の基板内での位置座標やパターンの余剰やパターンの欠落といった欠陥分類等のリペア対象部分に関する情報が生成される。
【0026】
次に、リペア判定ステップ(2)について説明する。
【0027】
リペア判定ステップ(2)では、リペア対象部に照明を当て、CCDカメラや顕微鏡などでリペア対象部分の観察を行い、リペアの要否を決定する。
【0028】
図3にステップ2のリペア判定に関する一実施フローをさらに詳細に示す。
【0029】
まず、リペア対象部分を含んだ画像をCCD等にて撮像する(ステップ2−1)。
【0030】
次に、撮像した画像から欠陥部を抽出し、欠陥の有無を調べる(ステップ2−2)。ここで、欠陥部を抽出する方法としては、検査装置で使用されている画像処理に用いるアルゴリズムを好適に用いることができる。例えば画素間の情報を比較する隣接比較法や、パターンの膨張・圧縮を行うDRC法や、パターンをライン化するスケルトン法や、線幅を比較する線幅比較法や、連続する画素間の積分値の変動を見るトレンドセンシング法や、周期相関・自己相関法などである。
【0031】
以下、良品パターンとの比較法を例として、図面を用いて説明する。図4および図5において、電極パターン部分を黒色で示す。例えば、図4(a)のようなショート欠陥を含む元画像に対し、図4(b)のような良品パターンとの比較により、図4(c)のようにパターンの余剰部(黒欠陥)を抽出したり、同様に図5(a)のようなオープン欠陥を含む元画像に対し、図5(b)のような良品パターンとの比較により、図5(c)のようにパターンの欠損部(白欠陥)を抽出する。このステップにおいて、欠陥なしの場合は「欠陥OK」判定とし、図2にあるように次のリペア対象部分へ移動ステップ(1’)へ進む。
【0032】
次に、欠陥が有る場合にはその欠陥の種類および範囲座標といった欠陥データを導出する(ステップ2−3)。ここで、欠陥の種類および範囲座標といった欠陥データの導出方法としては、先の欠陥抽出ステップ(2−2)において抽出した欠陥、例えば図4(c)、図5(c)において、パターンの余剰(黒欠陥)が認められればショート欠陥、パターンの欠損(白欠陥)が認められればオープン欠陥とし、画像中での欠陥が占める位置座標を範囲座標(例えば画像中心からのピクセル数座標表現など)として導出する。欠陥の形状には様々な形が想定されるので、範囲座標を導出する際には、欠陥を含む四角形(例えば、図4(d)、図5(d)の灰色部分)をもって計算を行うと良い。ここで得られた画像中での範囲座標から、例えば(画像中でのピクセル数)×(あらかじめ設定登録されている、撮像倍率から算出できる1ピクセルの長さ)により、欠陥の実際の大きさを求める。
【0033】
次に、こうして得られた欠陥の種類と欠陥の実際の大きさのデータと、あらかじめ設定登録しているリペア規格値とのデータ比較により、リペアが必要か否かを判定する(図3ステップ2−4)。ここでのリペア要否の判定基準としてのリペア規格値は、電極パターンの仕様規格値が好ましく、仕様規格内に入るくらいの小さい欠陥である場合には「欠陥OK」判定としてリペア不要と決定し、それ以外をリペア要と決定する。また、リペアの処理能力を超える大きさの欠陥であったり、基板内の気泡や基板割れのようなリペア不可能な欠陥であったり、リペアの成功率が低い欠陥であったり、リペアは可能であるがリペアに時間がかかりすぎたりして、運用上、時間効率等の面から基板NGとした方が良い欠陥である場合には「欠陥NG」判定として、リペア不要と決定するとリペア効率面から良いため、これらに対応する値を「欠陥NG」判定とするためのリペア規格値として設定登録すると良い。
【0034】
次に、図2に戻ってリペア動作の決定ステップ(3)について説明する。本ステップでは、前ステップで算出した欠陥の種類と範囲座標とから、リペア装置としてリペアが実行できる形のデータおよびコマンド群に変換することで、リペア動作を決定する。ここで、リペア装置としてリペアが実行できる形のデータおよびコマンド群としては、ショートリペアやオープンリペアといったリペアの種類と、そのリペアの種類に応じたレーザー光の強度やディスペンサーから吐出する補修用ペーストの吐出量といったリペアパラメータ、さらにリペア装置の機械座標でのリペアを行う範囲が挙げられる。ここで行う変換は、例えば、欠陥の種類からショートリペアやオープンリペアなどのリペア種類に変換したり、リペア種類に応じたリペアパラメータをあらかじめ設定登録してあるテーブルより選択取り出しすることでリペア実行コマンドに変換したり、観察システムから得られた画像上での欠陥範囲座標をリペア装置の機械座標に読替変換したりすることである。
【0035】
図2のリペア動作の実行ステップ(4)では、前ステップで決定されたリペア動作を実行する。
【0036】
ここで、レーザー光を用いたショートリペアの一例を図面を用いて説明する。図4(a)中央のような隣接パターンとの結合が生じると、後々パネルとなり電圧が印可された場合には回路短絡を発生させてしまうため、この結合部を除去する必要がある。このような異物も含む余剰部分の除去をショートリペアと呼び、レーザー光を用いる場合には、余剰部分に集光したレーザー光のエネルギーを照射することにより余剰部分を破壊、昇華させることによって除去する。この際、リペアパラメータとして、レーザー光強度やレーザーパルス長、照射ビームスポット径、照射回数等を決定し、その条件の下でレーザー光発振システムを動かす。また、リペアを行う範囲の限定は、選択した範囲にのみレーザー光を照射させることで実現できる。
【0037】
次に、ディスペンサーを用いたオープンリペアの一例を図面を用いて説明する。図5(a)中央のような電極パターンの欠落が生じると、後々パネルとなり電圧が印可された場合には欠落部分以降には電圧の印加が行われなくなるため、この欠落部分を埋める必要がある。このようなパターンの欠落部分の補修をオープンリペアと呼ぶ。ディスペンサーを用いる場合には、欠落部分にディスペンサーから補修用ペーストを吐出付着させ、その後補修用ペーストを例えば集光したレーザー光のエネルギーを照射することにより焼結させることによって補修する。この際、リペアパラメータとして、吐出圧力やディスペンサー移動速度、ディスペンサーと基板とのクリアランス等を決定し、その条件の下でディスペンサーを動かす。また、リペアを行う範囲の限定は、選択した範囲にのみディスペンサーからの補修用ペースト吐出付着を行うことで実現できる。オープンリペアでは、一般に補修用ペーストを用いることが多いため、この後、焼成し、補修用ペーストを焼結させる必要がある。この焼成に対して、リペア装置でのリペア工程を全て経た後に焼成炉や乾燥炉等を用いて補修用ペーストを焼結しても良いが、補修用ペーストとして例えば、真空冶金(株)製低温焼成銀ペーストなどの400℃前後で低温焼成可能なペーストを用いると、集光した連続発振のレーザー光照射により焼成が可能となる。この場合にはオープンリペア動作として、さらに焼成のための動作が追加される。例えばレーザー光の強度やレーザー光照射サイズ、レーザー光の移動速度等をリペアパラメータとして、リペア範囲内全てに対して、焼成動作を実行することができる。
【0038】
本発明においては、上記のようなリペアを実行するためのリペアパラメータの値をあらかじめ設定登録しておくことが必要である。ここで、ショートリペアやオープンリペアといったリペア種類に応じたパラメータ群として設定登録しておくと、効率的にリペアパラメータの選択決定ができ、好ましい。
【0039】
リペア動作が終了したら、再度、図2のリペア判定ステップ(2)へと進み、リペア対象部分のリペア判定を行う。
【0040】
このフローをとることにより、例えば、図6(a)のような異物欠陥に対してショートリペア動作として行ったとき、図6(b)のようにパターンの欠落が発生してオープンリペア動作が必要となった場合や、図7(a)のようなパターン断線に対してオープンリペア動作として行った補修用ペーストのはみ出しにより、図7(b)のようにパターンの余剰が発生しショートリペア動作が必要となった場合であっても、リペア判定ステップ(2)において、リペア要と判定することが可能となる。特に、プラズマディスプレイパネル用部材の蛍光体層に対するリペアにおいては、異物を除去するとパターンの欠落が発生することが多いため、有効である。
【0041】
また、焼き付き異物のように同じリペア動作を複数回繰り返してもなおリペアを必要とする場合のようなリペアに時間がかかることを防ぐため、同じリペア動作を複数回繰り返した場合には「欠陥NG」と判定するためのリペア規格値を設定すると良い。ここで、同じリペア動作を複数回繰り返したか否かについては、リペア実行データの履歴を全部あるいは近数回分、記憶または記録しておき、そのデータを参照比較することで判断することができる。ここでの回数は時間効率等の観点から決定するが、一例としては、リペア履歴を少なくとも近3回分記憶しておき、その3回分のリペア履歴が同じリペア動作であり、かつさらに同じリペア動作を必要とするのであれば「欠陥NG」と判定することが挙げられる。
【0042】
このようにしてステップ移行を繰り返し、最終的に基板OKあるいは基板NGといった基板単位のリペア完了判定を行う。基板OKは良品として、基板NGは不良品として次工程以降扱うこととするようにするとよい。
【0043】
【発明の効果】
本発明は、リペア対象部分に対し所定のリペア動作によってリペアを行うリペア装置であって、リペア対象部分の画像を撮像する撮像手段、撮像した画像から欠陥部を抽出する欠陥抽出手段、抽出した欠陥の種類および範囲座標といった欠陥データを算出する欠陥データ算出手段、リペア規格値が格納されたテーブルを備え、前記欠陥データ算出手段によって算出した欠陥データとリペア規格値とを比較することによってリペアの要否を判断する手段、リペアを実行するためのリペアパラメータの値が格納されたテーブルを備え、前記欠陥データ算出手段によって算出された欠陥データとリペアパラメータとからリペア実行データを算出する手段とを備えたことを特徴とするリペア装置により、従来、リペア判定やリペア動作の決定に人手を介しているために問題となっていたポカミス等による歩留まりの低下や人件費の発生(高ランニングコスト)に対して、本発明では、複雑なリペア動作群を必要とするような欠陥に対しても、人手を介することなく、リペア判定やリペア動作の決定を自動で実施することが可能となり、省人化によるコスト減や歩留まりの向上が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリペア装置の構成の一例
【図2】本発明のリペア装置の一実施フロー図
【図3】本発明のリペア判定に関する一実施フロー図
【図4】ショートリペア対象部分のパターン図例
【図5】オープンリペア対象部分のパターン図例
【図6】異物欠陥によるショートリペア対象部分のパターン図例
【図7】オープンリペア対象部分のパターン図例
【符号の説明】
1 基板載置台
2 門柱
3 顕微鏡ヘッド
4 CCD
5 画像処理装置
6 レーザー光遮蔽スリットユニット
7 レーザー光源
8 オープンリペアユニット
9 基板
10 照明
Claims (13)
- 少なくともリペア対象部分の画像を撮像する撮像手段、および撮像した画像から欠陥を抽出する欠陥抽出手段を有するリペア装置において、抽出した欠陥の画像から欠陥データを導出する欠陥データ導出手段、欠陥データと予め入力されたリペア規格値とを比較することによってリペアの要否を判断する判断手段、欠陥データと予め入力されたリペアパラメータとからリペア実行データを算出する手段とを備えたことを特徴とするリペア装置。
- リペア実行データの履歴を記憶または記録する手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のリペア装置。
- プラズマディスプレイパネル用部材のリペアに用いることを特徴とする請求項1または2記載のリペア装置。
- プラズマディスプレイパネル用部材の電極リペアに用いることを特徴とする請求項1または2記載のリペア装置。
- プラズマディスプレイパネルのリペアに用いることを特徴とする請求項1または2記載のリペア装置。
- プラズマディスプレイパネルの電極リペアに用いることを特徴とする請求項1または2記載のリペア装置。
- 少なくともリペア対象部分の画像を撮像し、撮像した画像から欠陥を抽出した後にリペアを行うリペア方法において、抽出した欠陥の画像から欠陥データを導出し、欠陥データと予め入力されたリペア規格値とを比較してリペアの要否を判断し、欠陥データと予め入力されたリペアパラメータとからリペア実行データを算出してリペアを行うことを特徴とするリペア方法。
- リペア実行後、再度リペア対象部分の画像を撮像し、改めて撮像した画像から欠陥を抽出することを特徴とする請求項7記載のリペア方法。
- リペア要否の判断に際し、リペア実行データの履歴を比較参照することを特徴とする請求項7または8記載のリペア方法。
- プラズマディスプレイパネル用部材のリペアに用いることを特徴とする請求項7〜9記載のリペア方法。
- プラズマディスプレイパネル用部材の電極リペアに用いることを特徴とする請求項10記載のリペア方法。
- プラズマディスプレイパネルのリペアに用いることを特徴とする請求項7〜9記載のリペア方法。
- プラズマディスプレイパネルの電極リペアに用いることを特徴とする請求項12記載のリペア装置。
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