JP2005138133A - 基板の欠陥修正装置及びその方法並びに液晶基板 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上における修正すべきパターン等に角度が生じていても、迅速かつ正確に修正することができ、しかも凹凸のない仕上げを行う。
【解決手段】レーザユニットから基板の欠陥箇所に向けてレーザビームを照射して欠陥を除去するが、このためにレーザユニットに組み込まれるスリット機構は４枚の遮光板２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｆ，２０Ｂで構成され、遮光板２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｆ，２０Ｂには、モータ等からなる往復動駆動手段２２Ｒ，２２Ｌ，２２Ｆ，２２Ｂと、回動駆動手段２３Ｒ，２３Ｌ，２３Ｆ，２３Ｂに接続され、それぞれ独立に往復動及び回動させることができるようになっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶基板等に形成された配線パターンの短絡部等の欠陥を修正する基板の欠陥修正装置及び修正方法に関するものである。

例えば、液晶パネルは２枚の透明基板の間に所定のギャップを形成し、このギャップ内に液晶を封入する構成としたものである。これら２枚の透明基板のうち、少なくとも一方側の基板には、多数のゲート線及びソース線が交差する配線パターンが形成され、それらの交差部には画素電極が形成され、これらの電極を制御するスイッチング素子が形成される等というように、所定のパターンが形成されている。これらのパターンや電極、スイッチング素子等は現像、焼き付け、エッチング等の処理工程を繰り返すことにより形成される。

前述の処理工程において、エッチング工程における処理精度は極めて重要であり、正確なエッチングが行なわれないと、配線パターンにおいて短絡部という欠陥が発生することになる。この欠陥は重大なものであって、基板にこのような欠陥が発生すると液晶パネル用に使用できない。しかしながら、このような欠陥は修正可能である。つまり、配線における短絡部となっている部位の余分な導電膜を除去すれば、欠陥が修正されることになる。従って、レーザビームを短絡箇所に限定して照射して、余分な導電膜を除去する。また、パターンの交差部や、画素電極、スイッチング素子には絶縁膜が形成されるが、この絶縁膜にもパターンの欠陥が生じることがあり、この場合にも、レーザビームを照射することによりその修正を行うことができる。
このようにレーザビームを用いた基板の欠陥修正装置の構成は、例えば特許文献１に開示されている。この公知の欠陥修正装置は、修正されるべき基板をＸＹステージに設置して、この基板に対向するように配置されたレーザ発振器を有し、このレーザ発振器からのレーザビームを対物レンズにより基板の表面に照射するように構成している。そして、欠陥の大きさに応じてレーザビームの照射領域を制御するために、電動スリットをレーザ発振器から対物レンズまでの光路に配置して、レーザビームのパターンを制御するようにしている。
特開２０００−２３１１２１号公報

ところで、前述したように、基板に対して照射されるレーザビームの照射領域を可変にするために、レーザビームの光路と直交する方向に開口する四角形状のスリットを形成しており、このスリットの開口形状を可変にするために４辺を構成する４枚の遮光板を設け、これら各遮光板の相対向する２辺を構成する各一対の遮光板を光軸中心に対して近接・離間する方向に移動させるように構成している。従って、スリットは正方形または長方形の形状となる。

ここで、基板上に形成される配線パターンとして、基板の表面において、縦横にマトリックス状に形成されている場合には、スリットの形状は前述した正方形または長方形で良いのではあるが、パターンは縦横に対して傾斜していることもある。従って、このように斜めの形状を有するパターンにおける欠陥を修正しようとすると、基板が設置されているＸＹステージに水平方向での回動機構を持たせて、基板を３軸で位置調整可能なものとしなければならない。そうすると、ステージの構成が複雑になるだけではなく、制御も困難になる等の問題点がある。

そこで、遮光板を近接させて微小なスリットを形成し、ＸＹステージを微小量移動させながら、レーザビームを間欠的に照射することにより、斜め方向に修正を加えることは可能であるが、そうすると修正されたパターンのラインが鋸歯状の凹凸を有する形状となってしまう。そのために、修正に要する時間が長くなるだけでなく、後の工程で液晶を封入する際等において、液晶の回り込みが十分でなくなったり、封入圧の作用でパターンが損傷したりする等のおそれがある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、パターン等に角度が生じていても、迅速かつ正確に修正することができ、しかもパターンのエッジに凹凸のない仕上げを行えるようにすることを目的としている。

そこで、本発明においては、このレーザ発振器から照射されるレーザビームの基板への照射領域を制御するスリット機構とからなり、基板表面に形成された所定のパターンに対して可変な照射領域となるようレーザビームを照射するものであり、この基板のパターンを修正するための装置に関する発明の特徴とするところは、前記スリット機構として、レーザビームを通過させる開口を形成するために、前記レーザビームの光軸と直交する方向に設けた４枚の遮光板から構成し、前記各遮光板は各々独立の往復動駆動手段により所定間隔だけ往復移動可能とし、また少なくとも相対向する２辺を構成する２枚の遮光板はさらに各々独立の回動駆動手段により水平面で所定角度回動可能として、前記開口の形状を変化させるように構成した点にある。

また、レーザ発振器と、このレーザ発振器から照射されるレーザビームの照射領域を形成するために、４枚の遮光板を備えたスリット機構とによって、基板の表面に形成されたパターンの欠陥を修正するための方法の発明としては、前記基板表面のパターンにおける欠陥箇所における除去すべきラインと一致するようにスリット機構を構成する少なくとも各々の遮光板を水平方向及び回動方向に位置を調整することによって、前記レーザ発振器から前記基板上に照射されるレーザビームの照射領域を前記欠陥箇所に一致させ、前記レーザ発振器からレーザビームを照射して、前記開口の内側の余分な膜部材を除去することを特徴としている。

以上により、レーザビームの広がりを制御するスリットとして、任意の長さと方向とを持たせることができ、基板表面上で斜めに形成されている所定のパターンに対して有効に修正を行うことができ、しかも修正部分に凹凸等が生じることはない。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１に基板１に形成された配線パターンを示す。この図には配線パターンが模式的に示されており、画素電極やスイッチング素子などは省略されている。図１において、Ｇはゲート線、Ｄはドレイン線である。基板１にはこれらゲート線Ｇとドレイン線Ｄとが微細なピッチ間隔で交差するようにマトリックス状に形成されている。そして、同図において、この配線パターンにおいて、短絡等の欠陥箇所を斜線で囲った領域Ｆで示す。

ここで、ゲート線Ｇは微細ピッチ間隔をもって基板１の１辺と平行な方向に向けて多数形成されているのに対して、ドレイン線Ｄは基板の他の１辺に対して平行ではなく、所定角度傾いた状態で多数設けられている。そして、この基板１における欠陥箇所Ｆは、例えば、エッチング不良によって、導電膜が完全には除去されずにはみ出した部分である。このような欠陥箇所Ｆが存在すると、通電時に短絡が生じるために、この欠陥の修正を行わなければならない。

この欠陥箇所を除去する修正を行うために、図２に示したレーザユニット２が設けられる。そして、基板１とレーザユニット２との間は、位置調整できるようになっているが、本実施の形態では、レーザユニット２側をＸＹ方向（水平面における前後及び左右方向）に位置調整が行われるようになっており、基板１は固定的に保持されている。なお、レーザユニット２側を固定して、基板１をＸＹ方向に移動させるように構成しても良い。即ち、レーザユニット２は図示しないＸＹ２軸ロボットに装着されて、基板１と対面した状態で、基板１の表面上において、左右方向（Ｘ軸方向）及び前後方向（Ｙ軸方向）に位置調整できるようになっており、しかも微細に位置決めできる構造となっている。

図２に示したレーザユニット２の概略構成において、１０はレーザ発振器、１１はＡＰＣ（オートパワーコントローラ）であって、レーザ発振器１０から照射されるレーザビームは、ＡＰＣ１１によって、その出力パワーをサンプリングして自動的に出力パワーを一定化して出力されるようになっている。これらによって、レーザビーム出射部が構成される。

そして、レーザ発振器１０から出射したレーザビームは所定のビーム径を有するものであり、このビーム径に対して所定の照射領域となるようにレーザビームが通過するスリット状開口を可変に制御するスリット機構１２を備えている。以上により、レーザ出力部が構成される。なお、スリット機構１２の詳細については後述する。

レーザユニット２は、前述したレーザ出力部に加えて欠陥観察部を備えている。この欠陥観察部は、照明ランプ１３とＣＣＤカメラ１４とから構成され、この欠陥観察部は基板１の表面において、修正すべき部位の画像を取得するためのものであり、照明ランプ１３は基板１に近い側、ＣＣＤカメラ１４はレーザ出力部側に位置しており、これら照明ランプ１３及びＣＣＤカメラ１４によりレーザ発振器１０からのレーザビームがけられないようにするために、これら照明ランプ１３及びＣＣＤカメラ１４はレーザビームの光路に対して９０°の角度を有するように配設されている。そして、これら照明ランプ１３及びＣＣＤカメラ１４からの光路は、それぞれハーフミラー１５，１６により９０°曲げられて、レーザビームの光路と一致させるようにしている。

さらに、このレーザユニット２には、基板１上へのレーザビーム照射領域の制御部を備えている。レーザ発振器１０から出射したレーザビームは所定のビーム径を有するものであり、このレーザビーム照射領域の制御は、このビーム径に対して所定の照射領域となるようにレーザビームが通過するスリット状開口２１（図３参照）を可変にするものであり、スリット機構１２はこのためにレーザユニット２に組み込まれている。このスリット機構１２は欠陥観察部よりレーザユニット２側に位置している。ただし、スリット機構１２は欠陥観察部の下方に配置しても良い。

そして、レーザ発振器１０からのレーザビームの光軸における最基板１側の位置にはフォーカスコントローラを備えた対物レンズ１７が位置しており、この対物レンズ１７により基板１を撮影できるようになっている。従って、基板１における欠陥箇所Ｆが存在する位置にレーザユニット２を移動させると、この欠陥部分Ｆの映像をＣＣＤカメラ１４の視野に入れることができるようになる。

次に、スリット機構１２の具体的な構成の一例を図３及び図４に示す。スリット機構１２は、図３に示したように、４枚の遮光板２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｆ，２０Ｂ（遮光板を総称する場合には符号２０を用いる）を有するものであり、これら４枚の遮光板２０により四角形状のスリット開口２１が区画形成されるようになっている。そして、このスリット状開口２１が基板１に対するレーザビームの照射領域となる。スリット状開口２１は可変なものとなっており、レーザビームの光軸と直交する方向において、遮光板２０Ｒ，２０Ｌを図中に矢印で示した方向に相互に近接・離間させることによって、スリット状開口２１の幅寸法ｂが可変になり、また遮光板２０Ｆ，２０Ｂを相互に近接・離間させることによって、スリット状開口２１の長さ寸法ｄが変化する。さらに、スリット状開口２１は幅寸法ｂ及び長さ寸法ｄだけでなく、さらにその開口形状も可変になっている。即ち、スリット状開口２１は長方形及び正方形だけでなく、平行四辺形、菱形、台形等の形状も取り得ることになる。

以上のように、スリット状開口２１を可変にするために、図４に示したように、各遮光板２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｆ，２０Ｂには、モータ等からなる往復動駆動手段２２Ｒ，２２Ｌ，２２Ｆ，２２Ｂと、回動駆動手段２３Ｒ，２３Ｌ，２３Ｆ，２３Ｂに接続されている。従って、各遮光板２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｆ，２０Ｂは、それぞれ独立に往復動及び回動させることができるようになっている。なお、配線パターンが図１に示したようなもの、つまりゲート線Ｇが真っ直ぐなものである場合には、遮光板２０Ｆ，２０Ｂには必ずしも回動駆動手段２３Ｆ，２３Ｂを設ける必要はない。

本実施の形態は以上のように構成されるものであって、次に基板１の欠陥修正を行う方法について説明する。ここで、基板１は１枚の液晶パネルを構成するものであっても良いが、近年においては、生産効率を高めるために、大判の基板から複数の液晶パネルを切り出すようにしており、従って１枚の基板には複数の液晶パネル領域が形成されることになる。いずれにしろ、配線パターンを構成するゲート線Ｇ及びドレイン線Ｄに通電を行うと、短絡部が存在しておれば発熱することになるので、この発熱部を検出することによって、短絡が生じているか否か、及び短絡が生じている場合には、その大まかな箇所を特定することができる。

従って、図５に示したように、基板１の位置決め手段を備えた検査修正ステージ３を設けると共に、この検査修正ステージ３の上部位置に赤外線撮像装置４を配置する。ここで、検査修正ステージ３は、移載ロボット等によって搬送される基板１を所定の位置に位置決めした状態で、真空吸着等により固定的に保持される。また、図示は省略するが、検査修正ステージ３に搬入された基板１における各液晶パネル領域１ａにプローバが接離されるようになっており、これによって各液晶パネル領域１ａに対して通電することができるようになっている。この通電の結果、基板１のいずれかの箇所において、相隣接するゲート線Ｇ間、相隣接するドレイン線Ｄ間、若しくはゲート線Ｇとドレイン線Ｄとの間に短絡があれば、その箇所が発熱することになる。この発熱箇所は基板１の上部位置に設けた赤外線撮像装置４により検出される。

赤外線撮像装置４は、基板１全体を視野に入れるようにしているので、短絡が生じているか否かと、短絡が生じている場合には、その大まかな位置が検出される。短絡箇所がなければ、基板１は次の工程に移行する。一方、基板１に短絡箇所が検出されると、レーザユニット２を基板１の上部における短絡箇所Ｆと対面する位置に移動させて、照明ランプ１３から落射照明を行い、ＣＣＤカメラ１４による画像から、所定の画像処理を行うことによって、短絡による欠陥箇所Ｆの正確な位置及びその形状を検出する。そして、スリット機構１２を構成する遮光板２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｆ，２０Ｂを動かして、スリット状開口１２をこの欠陥箇所Ｆの形状パターンに合わせるように調整する。具体的には、欠陥箇所Ｆの形状が図１に示したものである場合には、スリット状開口２１を区画形成するスリット機構１２を作動させて、対物レンズ１７を介して基板１上に投影されるスリット状開口２１を欠陥箇所Ｆと一致させる。即ち、図６に示したように、スリット状開口２１の長さ方向を制御する遮光板２０Ｆ，２０Ｂを往復動駆動手段２２Ｆ，２２Ｂにより矢印方向に移動させて、欠陥箇所Ｆの長さ方向と一致させる。一方、スリット状開口１２の幅方向を制御する遮光板２０Ｒ，２０Ｌは、同図に矢印で示したように往復動駆動手段２２Ｒ，２２Ｌを駆動し、かつ回動駆動手段２３Ｒ，２３Ｌによって遮光板２０Ｒ，２０Ｌを回動させて欠陥箇所Ｆの幅方向と一致させる。ここで、レーザビームは対物レンズ１７を介して基板１上に照射されることから、スリット状開口２１の形状は欠陥箇所Ｆと相似形状で、スリット状開口２１の方が大きい寸法となる。基板１における欠陥箇所Ｆは極微小なものであることから、スリット機構１２の作動制御性は、それをできるだけ対物レンズ１７から離した方が良くなる。レーザユニット２において、スリット機構１２は対物レンズ１７をレーザ発振器１０と欠陥観察部との間に位置させることによって、このスリット機構１２を対物レンズ１７から遠い位置に配置することができる。

この状態で、レーザ発振器１０からのレーザビームを照射することによって、基板１上に形成された余分な導電膜を焼き切るようにして除去される。従って、１回のレーザビームの照射により欠陥修正が行われ、しかも修正を行った部位の形状は凹凸等がなく、直線形状となったシャープな形になる。従って、この欠陥修正部により後の工程に支障をきたすようなことはない。

本発明の実施の一形態を示す修正を要する箇所の形状についての説明図である。 レーザユニットの構成説明図である。 スリット機構における遮光板の構成説明図である。 遮光板の駆動手段の構成を示す説明図である。 欠陥修正を行うための装置を示す概略構成図である。 遮光板を欠陥箇所に合わせるように制御する動作の説明図である。

符号の説明

１ 基板
２ レーザユニット
３ 検査修正ステージ
４ 赤外線撮像装置
１０ レーザ発振器
１２ スリット機構
１３ 照明ランプ
１４ ＣＣＤカメラ
２０，２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｆ，２０Ｂ 遮光板
２１ スリット状開口
２２Ｒ，２２Ｌ，２２Ｆ，２２Ｂ 往復動駆動手段
２３Ｒ，２３Ｌ，２３Ｆ，２３Ｂ 回動駆動手段

Claims (5)

1. レーザ発振器と、このレーザ発振器から照射されるレーザビームの基板への照射領域を制御するスリット機構とからなり、基板表面に形成された所定のパターンに対して可変な照射領域となるようにしてレーザビームを照射することによって、この基板に形成されたパターンを修正する装置において、
   前記スリット機構として、レーザビームを通過させる開口を形成するために、前記レーザビームの光軸と直交する方向に設けた４枚の遮光板から構成し、
   前記各遮光板は各々独立の往復動駆動手段により所定間隔だけ往復移動可能とし、また少なくとも相対向する２辺を構成する２枚の遮光板はさらに各々独立の回動駆動手段により水平面で所定角度回動可能として、前記開口の形状を変化させるように
   構成したことを特徴とする基板の欠陥修正装置。
2. 前記相対向する各２辺を構成する４枚の可動遮光板にそれぞれ往復動駆動手段と回動駆動手段とを装着する構成としたことを特徴とする請求項１記載の基板の欠陥修正装置。
3. 前記レーザ発振器及び前記スリット機構は、前記基板の表面の撮像手段及びその照明手段、さらに集光用光学系と共に一体的に組み込んだレーザユニットとして構成し、このレーザユニットは直交２軸上で移動可能な構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板の欠陥修正装置。
4. レーザ発振器と、このレーザ発振器から照射されるレーザビームの照射領域を形成するために、４枚の可動遮光板を備えたスリット機構を介してレーザビームを照射することによって、基板の表面に膜付けにより形成された所定のパターンの欠陥を修正するための方法であって、
   前記基板表面のパターンにおける欠陥箇所における除去すべきラインと一致するようにスリット機構を構成する少なくとも各々の遮光板を水平方向及び回動方向に位置を調整することによって、前記レーザ発振器から前記基板上に照射されるレーザビームの照射領域を前記欠陥箇所に一致させ、
   前記レーザ発振器からレーザビームを照射して、前記開口の内側の余分な膜部材を除去する
   ことを特徴とするパターン修正方法。
5. 前記基板は液晶基板であり、請求項４の方法によりパターンが修正された液晶基板。
   

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