JP2006038825A - 微細パターン観察装置およびそれを用いた微細パターン修正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置構成および制御方法が簡単で、低価格の微細パターン修正装置を提供する。
【解決手段】この微細パターン修正装置では、被修正対象ガラス基板８をガラス定盤９の表面に搭載し、ガラス定盤９の裏面に反射膜１０を形成するとともに、リング照明器３を観察光学系２の対物レンズ１１の周囲に配置する。リング照明器３から出射されたリング状の光は、反射膜１０で反射され、ガラス定盤９および被修正対象ガラス基板８の被観察部を透過して対物レンズ１１に入射される。したがって、ガラス定盤９の下方に光源移動機構を設ける必要が無い。
【選択図】 図２

Description

本発明は微細パターンを透過光によって観察する微細パターン観察装置およびそれを用いた微細パターン修正装置に関し、特にＬＣＤ（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発生する欠陥の検査、修正のために使用される微細パターン観察装置およびそれを用いた微細パターン修正装置に関する。

従来より、ＬＣＤの電極欠陥（オープン欠陥）に導電性ペーストを塗布して修正する方法（たとえば特許文献１参照）や、液晶のカラーフィルタの色抜け部分にインクを塗布して修正する方法（たとえば特許文献２参照）が提案されている。

液晶のカラーフィルタの色抜け部を修正する場合、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）で色分けして塗られたカラーフィルタのどの色部分に色抜けが生じているのかを観察する必要がある。また、色抜け部に修正用インクを塗布して修正した後にも、修正状態を確認するためにその部分を観察する必要がある。

カラーフィルタの色を観察する場合、落射照明光観察ではカラーフィルタの色状態を観察することはできないので、透過照明光観察をする必要がある。従来は図２７に示すように、カラーフィルタが形成された被修正対象ガラス基板５０をガラス定盤５１上に搭載し、ガラス定盤５１の下方の集光レンズ５２から透過照明光を照射し、ガラス定盤５１の上方の対物レンズ５３を介してカラーフィルタの色状態を確認していた。

ところで、最近の液晶基板の大型化は目覚しく、製造工程におけるガラス基板サイズは、現状製造ラインのガラス基板サイズ（第５世代）で、１０００×１５００ｍｍ、次期の第６世代では、１５００×１８００ｍ、第７世代では、１７００×２０００ｍｍになると言われている。

このようなガラス基板の大型化に伴い、修正装置も大型化が必須となるが、単純に装置サイズを大きくすることは、クリーンルーム内での占有面積の関係で許されないため、装置構成を変更して装置サイズを極力小さくすることが必要となっている。

図２８（ａ）(ｂ）(ｃ）は、微細パターン修正装置の構成の変遷を示す図である。ガラス基板が第３世代サイズ以下の場合は、図２８（ａ）に示すように、被修正対象ガラス基板はＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられ、修正ヘッドは固定されていた。次に、ガラス基板が第４および第５世代サイズの場合は、図２８（ｂ）に示すように、被修正対象ガラス基板はＹ軸方向に移動可能に設けられ、修正ヘッドはＸ軸方向に移動可能に設けられた。さらに、ガラス基板が第６および第７世代サイズになると、図２８（ｃ）に示すように、被修正対象ガラス基板は固定され、修正ヘッドがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられた。

つまり、ガラス基板が大きくなるにつれて、ガラス基板が静止し、レーザや観察光学系を搭載した修正ヘッド部が移動する形式となる。また、図２８（ｃ）に示した第６および第７世代対応の装置では、ガラス定盤５１の下方に配置した透過照明光源を、ガラス定盤５１の上方に配置した観察光学系と同期して移動させる機構が必要となる。

従来の微細パターン修正装置では、図２９（ａ）(ｂ）に示した方式により、透過照明光源を移動させて、透過照明光観察を実現している。すなわち、図２９（ａ）の方式では、集光レンズ５２をリニアガイド６０に沿ってＸ軸方向に移動可能に設けるとともに、リニアガイド６０をリニアガイド６１，６２に沿ってＹ軸方向に移動可能に設け、集光レンズ５２を観察光学系６３と同期してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる。また、図２９(ｂ）の方式では、Ｘ軸方向に配置した蛍光灯６４をリニアガイド６１，６２に沿ってＹ軸方向に移動可能に設け、蛍光灯６４を観察光学系６３と同期してＹ軸方向に移動させる。
特許第２９８３８７９号公報 特開平０９−６１２９６号公報

従来の微細パターン修正装置では、リニアガイド６０〜６２などの透過照明光源移動機構はガラス定盤５１の下に配置されるが、この透過照明移動機構の稼動範囲には他の構成部材を配置することができないため、装置の高さ方向寸法を高くせざるを得なくなり、装置重心が高くなる。これにより、位置センサ、駆動モータ、駆動案内と修正ヘッド重心との距離が長くなり、位置決め精度が低下する。

また、透過照明移動機構の稼動範囲には他の構成部材を配置することができないため、被修正対象ガラス基板５０を搭載するガラス定盤５１の支持部材も配置することができず、ガラス定盤５１をその周囲部分でしか支持できない。このため、ガラス定盤５１の撓み、支持剛性不足等が問題となり、ガラス定盤５１が割れる可能性も大きくなる。

また、被修正対象ガラス基板５０の搬入排出の際にガラス定盤５１上に搭載されたガラス基板５０をリフトアップするためのリフトアップ機構を透過照明移動機構下に配置しなければならず、リフトアップ機構のストロークを長くする必要がある（図１４（ａ）(ｂ）参照）。リフトアップ機構のストロークが長くなると、リフトアップ機構のストロークおよびリフトアップ時の剛性を確保するため、リフトアップ機構自体も複雑になる。

また、装置制御の関係では、透過照明移動機構を動かすためのモータ制御手段を設けて、ガラス定盤５１の上方に配置された観察光学系６３と同期して透過照明光源を移動させることが必要となり、装置構成部材の増加と制御手段の複雑化を招く。

このように、従来の透過照明移動機構による方法では、装置構成、制御方法が複雑となり、装置価格も高価になるという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、装置構成および制御方法が簡単で、低価格の微細パターン観察装置およびそれを用いた微細パターン修正装置を提供することである。

この発明に係る微細パターン観察装置は、透明基板上に設けられ、少なくとも部分的に光を透過する微細パターンを観察する微細パターン観察装置であって、その表面に透明基板が搭載される透明定盤と、透明定盤の表面側に設けられ、透明基板に照明光を出射する光源と、透明定盤の裏面側に設けられ、光源から出射された照明光を反射させて微細パターンに照射する反射部材と、透明定盤の表面側に設けられ、微細パターンの透過照明光観察を行うための観察光学系とを備えたものである。

この発明に係る微細パターン観察装置では、微細パターンが形成された透明基板を透明定盤の表面に搭載し、透明定盤の表面側に光源を設けるとともに透明定盤の裏面側に反射部材を設け、光源から出射された照明光を反射部材で反射させて微細パターンに照射し、透明定盤の表面側に設けられた観察光学系で微細パターンの透過照明光観察を行う。したがって、透明定盤の下方に光源移動機構を設ける必要が無いので、装置構成および制御方法の簡単化、装置の低価格を図ることができる。

図１は、この発明の一実施の形態による微細パターン修正装置の全体構成を示す斜視図である。図１において、この微細パターン修正装置では、レーザ装置１、観察光学系２、リング照明器３、およびインク塗布機構４がＺ軸テーブル５に固定されていて、Ｚ軸テーブル５はＺ軸方向（上下方向）に移動可能に設けられている。Ｚ軸テーブル５はＸ軸テーブル６上においてＸ軸方向（横方向）に移動可能に設けられている。Ｘ軸テーブル６は、Ｙ軸テーブル７上においてＹ軸方向（横方向）に移動可能に設けられている。

Ｘ軸テーブル６の下方には、被修正対象ガラス基板８を搭載するガラス定盤９が設けられている。ガラス定盤９には、被修正対象ガラス基板８を搬入排出する際にリフトアップするためのリフトアップ機構のリフタピンを通すためのリフタピン孔９ａと、被修正対象ガラス基板８をガラス定盤９の上面に固定するための真空吸着用溝９ｂとが形成されている。真空吸着用溝９ｂの数カ所には、真空に引くための真空吸着孔が形成されている。

レーザ装置１は、被修正対象ガラス基板８上のカラーフィルタの欠陥部に塗布したインクのうちの不要部分や、被修正対象ガラス基板８上のショート欠陥の電極の繋がり部分にレーザ光を照射し、その熱エネルギーでインクや電極材料を昇華または飛散させて除去する。観察光学系２は、欠陥部分を撮像し、撮像した画像をテレビモニタ（図示せず）に表示する。リング照明器３は、被修正対象ガラス基板８およびガラス定盤９に光を照射する。インク塗布機構４は、被修正対象ガラス基板８上のカラーフィルタの欠陥部にインク塗布したり、被修正対象ガラス基板８上のオープン欠陥と呼ばれる電極の欠如部分に導電性ペーストを塗布する。塗布したインクまたはペーストは、紫外線照明（図示せず）またはハロゲンランプ照明（図示せず）により光硬化または熱硬化される。

レーザ装置１、観察光学系２、リング照明器３、およびインク塗布機構４はＺ軸テーブル５に取付けられているので、被修正対象ガラス基板８の上に任意の高さに位置させることができ、かつＺ軸テーブル５はＸ軸テーブル６およびＹ軸テーブル７上に載置されているため、被修正対象ガラス基板８に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に任意の位置に移動できる。その他に、各機構を制御するための制御用コンピュータ（図示せず）と、装置全体を制御するためのホストコンピュータ（図示せず）とが設けられている。

次に、このパターン修正装置の動作について説明する。Ｘ軸テーブル６およびＹ軸テーブル７をそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させ、かつＺ軸テーブル５をＺ軸方向に移動させ、観察光学系２によって被修正対象ガラス基板８上を撮像する。撮像した画像はテレビモニタに表示され、オペレータはその表示を見てフィルタ欠陥、ショート欠陥、オープン欠陥があるか否かを目視によって判断する。ただし、目視によらず、画像処理によって判断してもよい。

フィルタ欠陥の存在を判別した場合は、インク塗布機構４によって欠陥部にインクを塗布し、硬化させる。硬化したインクによって不要部が生じた場合は、レーザ装置１から不要部にレーザ光を照射し、レーザ光の熱エネルギーで昇華または飛散させる。ショート欠陥は、隣接する電極パターン同士がエッチング不良により短絡してしまうものである。電極のショート欠陥の存在を判別した場合は、レーザ装置１から短絡部分にレーザ光を照射し、繋がった部分をレーザ光の熱エネルギーで昇華または飛散させる。オープン欠陥は、電極パターンの一部が過度のエッチングにより欠如したものである。オープン欠陥の存在を判別した場合は、インク塗布機構４によって欠陥部分に導電性ペーストなどを塗布し、硬化させる。

以下、この微細パターン修正装置の特徴となる微細パターン観察方法について詳細に説明する。この微細パターン観察方法では、図２に示すように、被修正対象ガラス基板８を搭載するガラス定盤９の裏面に反射膜１０を形成するとともに、ハロゲンランプ光を光ファイバにより導光し、その光の出射端であるリング照明器３を観察光学系２の対物レンズ１１の周囲に配置する。リング照明器３から出射されたリング状の光は、対物レンズ１１の光軸の１点に集束するようにされている。リング照明器３から出射されたリング状の光は、被修正対象ガラス基板８の被観察部の周辺領域およびガラス定盤９を透過して反射膜１０で反射され、ガラス定盤９および被修正対象ガラス基板８の被観察部を透過して対物レンズ１１に入射される。これにより、透過照明光観察が実現される。

図３は、被修正対象ガラス基板８上の欠陥が真空吸着用溝９ｂの真空吸着孔９ｃの上方に位置した状態を示す図である。本発明の微細パターン観察方法では、ガラス定盤９の支持をガラス定盤９全面で行なうことが可能なため、ガラス定盤９の裏面に金属製架台１２を配置することができる。金属製架台１２には、ガラス定盤９の真空吸着孔９ｃに対応する位置に排気用貫通孔が形成されている。排気用貫通孔の上側開口部の周囲にはリング状の凹部が形成され、その凹部にリング状のゴムパッキン１３が嵌め込まれている。排気用貫通孔の下側開口部にはエア継手１４が接合され、エア継手１４はエアホース１５を介して排気ポンプ（図示せず）に接続されている。

このような場合においても、エア継手１４を金属製架台１２に取り付けることができるため、ガラス定盤９裏面の反射膜１０は、真空吸着孔９ｃの部分のみが抜けるだけであり、リング照明器３から出射された光は、真空吸着孔９ｃの周囲で反射され、透過照明光観察に十分な光量を確保することができる。

また、ガラス定盤９には、被修正対象ガラス基板８を搬入排出する際にリフトアップするためのリフトアップ機構のリフタピン１６を通すためのリフタピン孔９ａが形成されている。図４は、被修正対象ガラス基板８上の欠陥が、リフタピン孔９ａの上方に位置した状態を示す図である。本発明の透過照明光観察方法では、ガラス定盤９の裏面に反射膜１０を設けているが、リフタピン孔９ａの部分には反射膜１０を形成することができない。そのため、リング照明器３から出射された光を十分反射することができない。そこで、リフタピン１６の内部にＬＥＤ照明光源１７を配置し、リフタピン１６の先端部から上方に向けて光を照射する。これにより、透過照明光観察に十分な光量を得ることができる。

図５は、被修正対象ガラス基板８上の欠陥がリフタピン孔９ａの縁位置に存在した状態を示す図である。この状態においては、リング照明器３から出射された光を反射膜１０で反射させた光と、ＬＥＤ照明光源１７から出射された光とを併用することで、透過照明光観察に十分な光量を得ることができる。

ところで、この実施の形態では、リング照明器３から出射された光をガラス定盤９の裏面に形成された反射膜１０で反射させて透過照明光観察用の照明光として利用している関係上、リング照明器３からの光の入射角と、ガラス定盤９の厚みにより、光の反射位置が変化し、透過照明光として利用可能な光の光量が変化する。そこで、図６に示すように、リング照明器３を集光レンズ２０で置換し、最適条件を求めた。

対物レンズ１１をΦ３２ｍｍとした場合、集光レンズ２０からの光の入射角は３０°付近が最適で、この場合のガラス定盤９の厚みｔは１９ｍｍ程度となる。ガラス定盤９の厚みｔが薄くなると、図６に示したように反射膜１０から反射した光が観察位置に十分届かず、照明光の光量が減少する。もちろん、この場合でも集光レンズ２０の元光源の光量を大きくすれば、光量を増加させることは可能であるが、元光源の価格アップ、寿命低下は避けられない。ガラス定盤９の厚みｔを厚くする方向については、厚みｔを１９ｍｍより厚くすることで若干光量は増加するが、ガラス定盤９の重量、価格等を考慮すると得策ではない。

図７は、図６で説明した光量低下を集光レンズ２０からの光の入射角を大きくして補う場合を示したものである。集光レンズ２０からの光の入射角を４０°にすると、反射膜１０から反射してくる光の光量は図６の場合に比べて増加するが、集光レンズ２０から出射された光の一部が直接的に観察位置にも照射されるため、透過照明光観察像に、この光による落射照明光観察像が現れ、純粋な透過照明光観察像を得ることができなくなる。

また、本発明は透過照明光観察を行なうものであるが、この微細パターン修正装置では落射照明光観察も可能になっている。そこで、本発明の構成が落射照明光観察に及ぼす影響について説明する。落射照明光観察を行なう場合、図８に示すように、対物レンズ１１から落射照明光２１を出射し、観察部位から反射した光を観察するが、本発明の透過照明光観察方法では、ガラス定盤９の裏面に反射膜１０が形成されているため、被修正対象ガラス基板８を透過した落射照明光２１が反射膜１０で反射され、被修正対象ガラス基板８の裏面から再び照射される。このように反射膜１０で反射され、被修正対象ガラス基板８の裏面から入射した光は、透過照明光観察用の光となるため、この光による落射照明光観察への影響が懸念される。

図８に示すように、ガラス定盤９の厚みｔが小さい場合は、被修正対象ガラス基板８の裏面から入射する光の直径ΦＤ１が小さくなり、図９に示すように、ガラス定盤９の厚みｔが大きい場合は、被修正対象ガラス基板８の裏面から入射する光の直径ΦＤ１が大きくなる。すなわち、ガラス定盤９の厚みｔが小さいほど、反射膜１０から反射した落射照明光２１の反射光量が大きくなる。これについては、ガラス定盤９の厚さｔが５ｍｍ以上あれば、落射照明光観察に影響が及ばないことが確認されている。

さらに、この微細パターン修正装置には、レーザ装置１から出射されるレーザ光によって欠陥部位のカットが行なわれる。レーザ装置１から出射されたレーザ光は、図１０に示すように、観察光学系２の対物レンズ１１を介して被修正対象ガラス基板８上の欠陥部位に照射される。このレーザ光は、被修正対象ガラス基板８上の欠陥部位をカットするとともに、被修正対象ガラス基板８を透過して反射膜１０に到達する。この時、到達したレーザ光のパワーが強い場合、反射膜１０もレーザ光によってカットされてしまい、反射膜１０が本来の反射機能を果さなくなる可能性がある。

図１０に示すように、ガラス定盤９の厚さｔが小さい場合、対物レンズ１１から出射されたレーザ光２２の反射膜１０表面での集光径ΦＤ２が小さくなり、図１１に示すように、ガラス定盤９の厚さｔが大きい場合、対物レンズ１１から出射されたレーザ光２２の反射膜１０表面での集光径ΦＤ２が大きくなる。すなわち、ガラス定盤９の厚さｔが小さいほど、レーザ光２２のパワー密度が高い状態で反射膜１０に照射されることになる。これについては、ガラス定盤９の厚みｔが１２ｍｍ以上あれば、対物レンズ１１から出射されたレーザ光（本修正装置の用途として十分なレーザパワー）によって、反射膜１０が影響を受けないことを確認している。

以上の結果より、ガラス定盤９の厚みｔが１２ｍｍ以上あれば、落射照明光観察への影響および、レーザ光２２による反射膜１０への影響も無くなる。最終的には、対物レンズ１１の直径が決まれば、リング照明器３から出射された光のガラス定盤９への入射角から最適なガラス定盤９の厚みｔが計算可能となる。ただし、ガラス定盤９の厚みｔは、上述したように１２ｍｍ以上にする必要がある。

この実施の形態では、対物レンズ１１の直径が３２ｍｍであり、この場合は、上述したようにリング照明器３または集光レンズ２０から出射された光のガラス定盤９への入射角は３０°、ガラス定盤９の厚さｔは１９ｍｍが最適となる。

次に、被修正対象ガラス基板８のリフトアップ機構について説明する。リフトアップ機構は、図１２に示すように、複数のリフタピン１６と、金属製テーブル２３と、昇降装置２４とを含む。複数のリフタピン１６は、金属製テーブル２３上に所定の間隔で立設されている。ガラス定盤９には、各リフタピン１６に対応する位置にリフタピン孔９ａが形成されている。金属製架台１２には、各リフタピン孔９ａに対応する位置に貫通孔が形成されている。昇降装置２４は、金属製テーブル２３をＺ軸方向（上下方向）に昇降させる。

図１３（ａ）〜（ｆ）は、被修正対象ガラス基板８の搬入方法を示す図である。まず図１３（ａ）に示すように、昇降装置２４によって金属性テーブル２３を上昇させ、各リフタピン１６の先端をガラス定盤９の表面上に突出させる。次いで図１３（ｂ）に示すように、ロボットハンド２５によって被修正対象ガラス基板８を搬入し、ガラス定盤９および複数のリフタピン１６上の所定位置に位置決めする。

次に図１３（ｃ）に示すように、ロボットハンド２５を下降させて複数のリフタピン１６上に被修正対象ガラス基板８を載置する。次いで図１３（ｄ）に示すように、ロボットハンド２５をさらに下降させ、ロボットハンド２５を被修正対象ガラス基板８とガラス定盤９との間に停止させる。次いで図１３（ｅ）に示すように、ロボットハンド２５を後退させ、ロボットハンド２５を被修正対象ガラス基板８とガラス定盤９との間から抜き取る。最後に図１３（ｆ）に示すように、昇降装置２４によって金属性テーブル２３を下降させ、被修正対象ガラス基板８をガラス定盤９上に載置する。

この実施の形態では、透過照明光観察用光源としてリング照明器３をガラス定盤９の下方ではなく上方に配置したので、図１４（ａ）（ｂ）から分かるように、ガラス定盤９の下のスペース的な制約をなくすことができ、装置の高さ方向寸法をコンパクトにすることができる。

また、ガラス定盤９の下のスペース的な制約がないため、ガラス定盤９の支持部材として金属製架台１２をガラス定盤９の下に配置することが可能となり、ガラス定盤９の支持剛性が十分確保できるため、ガラス定盤９の撓み、割れ等の心配がなくなる。したがって、ガラス定盤９を薄くすることができる。

また、ガラス定盤９の支持剛性が十分確保できるため、装置搬送の際にも装置からガラス定盤９を降ろす必要がなくなり、装置搬入後のガラス定盤９の組立作業を省くことができる。

また、ガラス定盤９の下のスペース的な制約がないため、図１４（ａ）（ｂ）から分かるように、昇降装置２４のストロークを延長する必要がなくなり、リフトアップ機構をコンパクトにすることができる。

また、透過照明光観察用の光源を移動させるための機構が必要なくなるため、装置の構成部材が減り、装置価格を低減化することができる。

また、透過照明光観察用の光源を、観察用光学系と同期して動かす必要がないため、制御手段も単純化することができる。

以下、この実施の形態の種々の変更例について説明する。被修正対象ガラス基板８上の欠陥部位がガラス定盤９のリフタピン孔９ａの上方に位置した場合に透過照明光観察に十分な光量を得るための方法として、図４では、ＬＥＤ照明光源１７をリフタピン１６の内部に配置したが、図１５に示すように、ＬＥＤ照明光源１７の代わりにファイバ照明器２６を配置してもよい。また、図１６に示すように、光源を配置するのではなく、リフタピン１６の先端面に反射膜１０を形成し、リング照明器３から出射された光を反射させてもよい。

また、図６および図７では、リング照明器３を集光レンズ２０で置換して照明光の入射角度やガラス定盤９の厚さｔの最適条件を調べたが、図１７に示すように、実際にリング照明器３の代わりに集光レンズ２０を使用してもよい。

また、この実施の形態では、図２に示したように、対物レンズ１１の先端部にリング照明器３が設けられる。対物レンズ１１が１種類の場合は問題ないが、図１８に示すように、数種類の対物レンズ１１をレボルバ３０によって切替えて使用する場合、複数の対物レンズ１１のそれぞれにリング照明器３を取付けることは、スペース的に困難である。そこで図１９（ａ）（ｂ）に示すように、リング照明器３の代わりに２分割方式のリング照明器３１を開閉可能に設置し、レボルバ３０を回転させて対物レンズ１１を交換する時は、リング照明器３１を２つの部分３１ａ，３１ｂに分割して開動することにより、対物レンズ１１の交換を可能とする。リング照明器３１の２つの部分３１ａ，３１ｂには、それぞれ光ファイバ３２，３３を介して照明光が与えられる。

リング照明器３１を分割して開く方法としては、図１９（ａ）（ｂ）に示すように直線的に開いてもよいし、円弧状に開いてもよい。レボルバ３０の回転によって移動する対物レンズ１１と干渉しない位置にリング照明器３１を待避させることができればよい。図１７で示した集光レンズ２０を用いる方式においても、レボルバ３０の回転によって移動する対物レンズ１１と干渉しない位置に集光レンズ２０を待避可能に配置すればよい。

また、図２０に示すように、リング照明器３から出射された光を集光するためのリングレンズ３４をリング照明器３の下面に設けるとよい。リングレンズ３４は、リング照明器３の光出射部と同寸法のリング状に形成されており、その断面は凸レンズになっている。リングレンズ３４によってリング照明器３の出射光の集光性を上げて反射膜１０に照射することにより、反射照明光量を増加させることができる。

また、図２１に示すように、ガラス定盤９の表面に光を散乱させる凹凸処理を施すとよい。凹凸処理面９ｄによる光の散乱により、対物レンズ１１に入射する反射照明光量を増加させることができる。また、真空吸着用溝９ｂのエッジ部分では、エッジに沿った方向に光が透過する傾向があり、観察画像にムラが若干発生するが、凹凸処理面９ｄで散乱した光により上記エッジ部分における観察画像のムラが軽減される。また、ガラス定盤９の表面に凹凸処理を施すことにより、ガラス定盤９と被修正対象ガラス基板８との接触面積が減少し、凹凸処理を施さない場合に比べて静電気の発生が軽減される。

ガラス定盤９の表面に凹凸処理を施す具体的方法としては、ガラス定盤９の表面にサンドブラスト加工を施した後、化学研磨加工を施すことが好ましい。サンドブラスト加工のみを施した場合は、凹凸処理面９ｄの凹凸は非常に鋭利な形状をしているので、凹凸処理面９ｄにインク等が付着した場合、鋭利な凹部に入ったインク等を拭き取って清浄化することは困難である。しかし、サンドブラスト加工の後に化学研磨加工を施した場合は、サンドブラスト加工で生じた鋭利な凹凸が化学研磨加工で滑らかになるので、凹凸処理面９ｄにインク等が付着した場合でも容易に拭き取って清浄化することができる。

また、図２２に示すように、ガラス定盤９の裏面に光を散乱させる凹凸処理を施した後に反射膜１０を形成するとよい。凹凸処理面９ｅによる光の散乱により、対物レンズ１１に入射する反射照明光量を増加させることができる。ガラス定盤９の裏面に凹凸処理を施す具体的方法としては、ガラス定盤９の表面にサンドブラスト加工を施した後、化学研磨加工を施すことが好ましい。

また、図１８のレボルバ３０を用いて対物レンズ１１を交換する時にリング照明器３と対物レンズ１１とが接触しないように、図２３に示すように、対物レンズ１１の移動軌跡を避けてリング照明器３を２つに分割して配置してもよい。このリング照明器３ａ，３ｂでも、図２１および図２２で示した凹凸処理と組合わせることにより、反射照明光量を十分に確保することができる。リング照明器３ａ，３ｂのうちの一方のリング照明器３ａのみを設けた場合は、凹凸処理面９ｄ，９ｅからの散乱光の影響で透過観察像にムラが発生するが、対物レンズ１１の回転軌跡を避けて２つのリング照明器３ａ，３ｂを対向して配置することにより透過観察像のムラを軽減することができる。

また、図２４に示すように、凹凸処理が施されていないガラス定盤９の表面と反射膜１０が形成されたガラス定盤９の裏面との間の所定位置に光散乱層９ｆを設けてもよい。図２１で示したように、ガラス定盤９の表面に凹凸処理を施すと、凹凸処理面９ｄによる光の散乱により、対物レンズ１１に入射する反射照明光量を増加させることができる。しかし、対物レンズ１１には種々の倍率（２×、５×、１０×、２０×、５０×）のものがあり、倍率が２×、５×と低い対物レンズ１１では、焦点深度が深く観察範囲も広いため、凹凸処理面９ｄの影響で透過照明光観察画像に光量ムラが発生してしまう。図２４の変更例では、ガラス定盤９の表面と裏面の中間に光散乱層９ｆを設け、被修正対象ガラス基板８と光散乱層９ｆの間隔を大きくしたので、低倍率の対物レンズ１１を使用しても透過照明光観察画像に光量ムラが発生することがない。したがって、この変更例では、低倍率から高倍率までのどのような倍率の対物レンズ１１を使用しても、最適な透過照明光観察画像を得ることができる。

また、図２５に示すように、ガラス定盤９の凹凸処理面９ｄの上に、さらにガラス定盤４１を搭載してもよい。この変更例では、凹凸処理面９ｄの上にさらにガラス定盤４１を搭載し、被修正対象ガラス基板８と凹凸処理面９ｄの間隔をガラス定盤４１の厚み分だけ大きくしたので、低倍率の対物レンズ１１を使用しても透過照明光観察画像に光量ムラが発生することがない。ガラス定盤４１の厚みは、５ｍｍ程度あれば光量ムラの発生はなくなる。

また、この変更例では、凹凸処理面９ｄでの光散乱の効果が増し、どのような倍率の対物レンズ１１を使用しても、反射照明光量が増加した。ガラス定盤４１の厚みを変えて反射照明光量を測定したところ、ガラス定盤４１の厚みが０．６ｍｍから１９ｍｍの範囲で、厚みが厚くなる程、反射照明光量が増加した。

また、ガラス定盤９の真空吸着孔９ｃの孔径を大きくすると、反射膜１０を形成できない面積が大きくなって反射照明光量が小さくなるが、図２６に示すように、ガラス定盤４１の真空吸着孔４１ｃの孔径は反射膜１０の形成に影響しないので、真空吸着孔４１ｃの孔径を大きくすることができる。このため、観察位置下の真空吸着孔４１ｃの壁が反射照明光を遮ることに起因する反射照明光量の低下が少なくなり、明るい透過照明光観察画像を得ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態による微細パターン修正装置の全体構成を示す斜視図である。 図１に示した微細パターン修正装置の透過照明光観察方法を示す図である。 図１に示した微細パターン修正装置の透過照明光観察方法を示す他の図である。 図１に示した微細パターン修正装置の透過照明光観察方法を示すさらに他の図である。 図１に示した微細パターン修正装置の透過照明光観察方法を示すさらに他の図である。 図２〜図５に示した透過照明光観察方法の装置条件を説明するための図である。 図２〜図５に示した透過照明光観察方法の装置条件を説明するための他の図である。 図２〜図５に示した透過照明光観察方法の装置条件を説明するためのさらに他の図である。 図２〜図５に示した透過照明光観察方法の装置条件を説明するためのさらに他の図である。 図２〜図５に示した透過照明光観察方法の装置条件を説明するためのさらに他の図である。 図２〜図５に示した透過照明光観察方法の装置条件を説明するためのさらに他の図である。 図１に示した微細パターン修正装置の基板リフトアップ機構を示す図である。 図１２に示した基板リフトアップ機構を用いた基板搬入方法を示す図である。 図１に示した微細パターン修正装置の効果を説明するための図である。 この実施の形態の変更例を示す図である。 この実施の形態の他の変更例を示す図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 図１に示した微細パターン修正装置の問題点を説明するための図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 この実施の形態のさらに他の変更例を示す図である。 従来の微細パターン修正装置の透過照明光観察方法を示す図である。 微細パターン修正装置の構成の変遷を説明するための図である。 従来の微細パターン修正装置の透過照明光源の移動方式を示す図である。

符号の説明

１ レーザ装置、２，６３ 観察光学系、３，３１ リング照明器、４ インク塗布機構、５ Ｚ軸テーブル、６ Ｘ軸テーブル、７ Ｙ軸テーブル、８，５０ 被修正対象ガラス基板、９，４１，５１ ガラス定盤、９a リフタピン孔、９ｂ 真空吸着用溝、９ｃ，４１ｃ 真空吸着孔、９ｄ，９ｅ 凹凸処理面、９ｆ 光散乱層、１０ 反射膜、１１，５３ 対物レンズ、１２ 金属製架台、１３ ゴムパッキン、１４ エア継手、１５ エアホース、１６ リフタピン、１７ ＬＥＤ照明光源、２０，５２ 集光レンズ、２１ 落射照明光、２２ レーザ光、２３ 金属製テーブル、２４ 昇降装置、２５ ロボットハンド、２６ ファイバ照明器、３０ レボルバ、３２，３３ 光ファイバ、３４ リングレンズ、６０〜６２ リニアガイド、６４ 蛍光灯。

Claims (13)

1. 透明基板上に設けられ、少なくとも部分的に光を透過する微細パターンを観察する微細パターン観察装置であって、
   その表面に前記透明基板が搭載される透明定盤、
   前記透明定盤の表面側に設けられ、前記透明基板に照明光を出射する光源、
   前記透明定盤の裏面側に設けられ、前記光源から出射された照明光を反射させて前記微細パターンに照射する反射部材、および
   前記透明定盤の表面側に設けられ、前記微細パターンの透過照明光観察を行うための観察光学系を備える、微細パターン観察装置。
2. 前記透明定盤の表面には光を散乱させる凹凸処理が施されていることを特徴とする、請求項１に記載の微細パターン観察装置。
3. 前記透明定盤の表面と裏面の間には光を散乱させる層が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の微細パターン観察装置。
4. 前記透明定盤は重ねられた２枚の透明板を含み、
   前記２枚の透明板の重ね合わされた２つの表面のうちの少なくとも一方の表面には光を散乱させる凹凸処理が施されていることを特徴とする、請求項３に記載の微細パターン観察装置。
5. 前記光源は、出射光を集光するレンズを含むことを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の微細パターン観察装置。
6. 前記反射部材は、前記透明定盤の裏面に形成された反射膜であることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の微細パターン観察装置。
7. 前記透明定盤の裏面には光を散乱反射させる凹凸処理が施され、
   前記反射膜は、前記凹凸処理が施された前記透明定盤の裏面に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の微細パターン観察装置。
8. さらに、前記透明定盤に平行な平面内で前記光源および前記観察光学系を移動させるＸＹテーブルを備え、
   前記反射部材は、少なくとも前記透明基板の被観察領域全面に相当する範囲にわたって設けられていることを特徴とする、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の微細パターン観察装置。
9. 前記観察光学系は、
   複数の対物レンズ、および
   前記複数の対物レンズのうちのいずれか１つの対物レンズを選択するためのレボルバを含み、
   前記微細パターン観察装置は、さらに、前記対物レンズの交換時に前記光源を移動させて前記光源と前記対物レンズとの接触を防止するための光源移動手段を備えることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれかに記載の微細パターン観察装置。
10. 前記観察光学系は、
    複数の対物レンズ、および
    前記複数の対物レンズのうちのいずれか１つの対物レンズを選択するためのレボルバを含み、
    前記光源は、前記対物レンズの交換時に前記対物レンズと接触しないように、前記対物レンズの移動軌跡を避けて複数に分割して配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項８までのいずれかに記載の微細パターン観察装置。
11. 前記透明定盤には複数のリフタピン孔が形成され、
    さらに、それぞれ前記複数のリフタピン孔に対応して設けられ、各々が、前記透明基板を前記透明定盤の表面に搭載するときに、対応のリフタピン孔を貫通して前記透明定盤の表面に突出し、前記透明基板を一時的に支持する複数のリフタピン、および
    各リフタピンの先端部に設けられ、前記微細パターンに透過照明光を照射する副光源を備えることを特徴とする、請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の微細パターン観察装置。
12. 前記透明定盤には複数のリフタピン孔が形成され、
    さらに、それぞれ前記複数のリフタピン孔に対応して設けられ、各々が、前記透明基板を前記透明定盤の表面に搭載するときに、対応のリフタピン孔を貫通して前記透明定盤の表面に突出し、前記透明基板を一時的に支持する複数のリフタピン、および
    各リフタピンの透明基板に接する先端部に設けられ、前記光源から出射された照明光を反射させて前記微細パターンに照射する副反射部材を備えることを特徴とする、請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の微細パターン観察装置。
13. 請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の微細パターン観察装置、
    前記微細パターンの欠陥部に修正用インクを塗布するインク塗布装置、および
    前記微細パターンの不要部を除去するためのレーザ照射装置を備えることを特徴とする、微細パターン修正装置。

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