JP2008003287A - パターン修正方法およびパターン修正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】欠陥部における修正液の厚みを均一にすることが可能であり、修正時間が短いパターン修正方法を提供する。
【解決手段】このパターン修正方法では、白欠陥７の中央部に修正インク８を塗布した後、多孔質材料で形成された噴射板２３を介して白欠陥７の真上からエアーを噴射し、白欠陥７における修正インク８の厚みを均一化する。したがって、エアー噴射ノズルを介して斜め上方からエアーを噴射していた従来に比べ、修正インク８の厚みをより均一化することができる。
【選択図】図４

Description

この発明はパターン修正方法およびパターン修正装置に関し、特に、基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正方法およびパターン修正装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）の大型化、高精細化に伴い画素数も増大し、無欠陥で製造することは困難で、欠陥の発生確率も増加してきている。また、液晶表示装置の大型化に伴い画素サイズも大型化し、修正サイズも大きくなってきている。このような状況下において、歩留まり向上のために欠陥を修正するパターン修正装置が生産ラインに不可欠となってきている。

液晶表示装置に使用されるカラーフィルタは、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、一定の周期で配置されたＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の画素７０〜７２を含む。カラーフィルタの製造工程において発生する欠陥には、白欠陥７３、黒欠陥７４、異物欠陥７５などがある。白欠陥７３とは、ある画素（図では７１）に所定の色が付いていない欠陥である。黒欠陥７４とは、画素に光の透過しない黒い部分ができる欠陥である。黒欠陥７４の原因としては、ブラックマトリックス材料の画素部分へのはみ出し、ある画素の色が隣の画素にはみ出して色が混ざり合う混色、画素への異物の付着などがある。異物欠陥７５とは、異物の付着によって生じた欠陥である。

白欠陥７３を修正する装置としては、修正インクを塗布針によって塗布するものがある（たとえば、特許文献１参照）。黒欠陥７４および異物欠陥７５については、欠陥７４，７５をレーザで除去することによって四角形の白欠陥７３に変え、この白欠陥７３に修正インクを塗布する。

従来は、白欠陥７３よりも大きめに塗布して修正していたが、最近の高精細化に伴い修正品位についても要求が厳しくなり、白欠陥７３からはみ出しの無い修正が求められるようになってきた。この場合、白欠陥７３からはみ出さないよう、白欠陥７３の中心に修正インクを塗布して修正するが、塗布したインク量が少ない場合、白欠陥７３の角部にインクが充填されない場合がある。再度同一箇所にインクを塗布した場合、逆にインク塗布量が多くなり過ぎて白欠陥７３からインクがはみ出したり、修正箇所が正常部よりも色が濃くなり過ぎて修正品位が劣化する。

また、紫外線硬化性の修正インクをディスペンサによって白欠陥７３に滴下し、斜め上方からエアーを噴射して修正インクをレベリングし、白欠陥７３を覆っている修正インクに紫外線を照射して硬化させ、余分な修正インクを超音波洗浄によって除去する方法がある（たとえば、特許文献２参照）。
特開平９−２３６９３３号公報 特開平１−９６６０１号公報

しかし、従来のパターン修正方法では、余分な修正インクを超音波洗浄によって除去する必要があるので、修正時間が長くなるという問題がある。

図１１（ａ）は特許文献２の方法の変更例を示す平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線断面図である。図１１（ａ）（ｂ）に示すように、カラーフィルタはガラス基板７６の表面に格子状のブラックマトリクス７７を形成し、ブラックマトリクス７７で囲まれた四角形状の領域にＲ，Ｇ，Ｂの着色層を形成したものである。たとえば緑色（Ｇ）の着色層が形成された部分がＧ画素７１となる。ここでは、Ｇ画素７１にレーザによって形成された四角形の白欠陥７３を修正するものとする。まず、白欠陥７３の中央部に白欠陥７３を充填するのに過不足のない量の修正インク７８を塗布する。次に、エアー噴射ノズル７９からエアーを噴射して修正インク７８をレベリングする。この方法によれば、余分な修正インク７８を洗浄して除去する必要がない。

しかし、この方法では、白欠陥７３の斜め上方からエアーを噴射するので、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、修正インク７８が白欠陥７３の一方端部に偏ってしまい、白欠陥７３全体に均一にレベリングすることができない。このため、画素７１内にむらができたり、角部においてインク７８の充填が不十分になってしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、欠陥部における修正液の厚みを均一にすることが可能であり、修正時間が短いパターン修正方法およびパターン修正装置を提供することである。

この発明に係るパターン修正方法は、基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正方法において、欠陥部に修正液を塗布した後、欠陥部を含む範囲全体に欠陥部の真上から気体を噴射し、欠陥部における修正液の厚みを均一化することを特徴とする。

また、この発明に係るパターン修正装置は、基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正装置において、欠陥部に修正液を塗布する塗布手段と、塗布手段によって修正液が塗布された欠陥部を含む範囲全体に欠陥部の真上から気体を噴射し、欠陥部における修正液の厚みを均一化する気体噴射手段とを備えたことを特徴とする。

好ましくは、気体噴射手段は、表面が欠陥部を含む範囲に対向して配置され、裏面側から供給された気体を表面側から面状に噴射する噴射板を含む。

また好ましくは、噴射板は多孔質材料で形成されている。
また好ましくは、噴射板は、所定のピッチで配置された複数の貫通孔を含む。

また好ましくは、微細パターンはカラーフィルタの着色部であり、欠陥部は着色部の色が抜けた白欠陥であり、修正液は、着色部と同じ色の修正インクである。

この発明に係るパターン修正方法およびパターン修正装置では、欠陥部に修正液を塗布した後、欠陥部を含む範囲全体に欠陥部の真上から気体を噴射するので、斜め上方から気体を噴射していた従来に比べ、欠陥部における修正液の厚みを均一化することができる。また、余分な修正液を洗浄する必要がないので、修正時間の短縮化を図ることができる。

本願発明のパターン修正方法では、修正インクをレベリングするためのエアー噴射部の先端に噴射板を設け、噴射板の表面を所定の間隔を開けて基板の表面に並行に配置する。レベリング時は、修正インクが塗布された欠陥部に噴射板を介して面状に均一にエアーを吹き付ける。この場合、欠陥部よりも大きい面積に面状にエアーを噴射するため、欠陥部と噴射板の位置が若干ずれても修正インクの流れる方向に影響を与えることなく、安定したレベリングを行なうことができる。以下、本願発明のパターン修正方法を図面を用いて詳細に説明する。

図１（ａ）〜（ｅ）は、この発明の一実施の形態によるパターン修正方法の一部を示す図である。このパターン修正方法の修正対象となる液晶表示装置のカラーフィルタは、図１（ａ）（ｂ）に示すように、ガラス基板１の表面に格子状のブラックマトリクス２を形成し、ブラックマトリクス２で囲まれた四角形状の領域にＲ，Ｇ，Ｂの着色層を形成したものである。それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の着色層が形成された部分がＲ画素３、Ｇ画素４、Ｂ画素５となる。ここでは、カラーフィルタの製造工程においてＢ画素５に発生した異物欠陥６を修正するものとする。

異物欠陥６は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、カラーフィルタの製造工程においてガラス基板１の表面に異物１０が付着した状態で着色層すなわち画素５が形成された場合に発生する。まず、異物欠陥６に断面が四角形状に整形されたレーザ光１１を異物欠陥６に照射して除去する。これにより、図１（ｃ）に示すように、四角形の白欠陥７が形成される。

次に、図１（ｄ）（ｅ）に示すように、白欠陥７の中央部に修正インク８を塗布する。すなわち図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、塗布針１２の先端部に所定量の修正インク８を付着させた後、塗布針１２の先端を白欠陥７の中央に接触させて、修正インク８を白欠陥７に塗布する。このとき、白欠陥７の体積分の修正インク８が塗布されるように、塗布針１２の先端部のインク量を設定しておく。塗布された修正インク８は表面張力によって中央部が盛り上がった状態になるので、図１（ｅ）に示すように、白欠陥７の角部には修正インク８が充填されない。そこで、修正インク８のレベリングを行なう。

図４（ａ）は修正インク８のレベリング方法を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。図４（ａ）（ｂ）において、修正インク８が塗布された白欠陥７の上方に、修正インク８のレベリングを行なうためのエアー噴射部２０が配置される。エアー噴射部２０は、円筒状のフレーム２１を含む。フレーム２１の上側の開口部は閉蓋されており、蓋部の中央には貫通孔が形成され、その貫通孔には継手２２が嵌め込まれている。継手２２は、たとえばチューブを介してエアー供給装置（図示せず）に接続される。また、フレームの下端面には円板状の噴射板２３が嵌め込まれており、フレーム２１の内壁と噴射板２３で囲まれた部分はエアー室２４を構成している。噴射板２３は、多孔質材料で形成されており、画素５全体をカバーすることが可能な大きさの噴射面を有する。

エアー噴射部２０は、駆動機構（図示せず）によって上下動可能に支持されており、レベリング時以外の期間は、修正インク８の塗布などの邪魔にならないように上方に移動され、レベリング時は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、修正インク８が塗布された白欠陥７の直ぐ上に配置される。このとき、噴射板２３は、中心が白欠陥７の上方に位置するようにして、所定の間隔を開けてガラス基板１に並行に配置される。

レベリング時に、エアー供給装置からエアーが供給されると、エアー室２４内のエアーは噴射板２３の多数の微細孔を介して、基板１に対して面状に均一に噴射される。これにより、図５（ａ）（ｂ）に示すように、白欠陥７に塗布された修正インク８の厚さが均一にレベリングされ、白欠陥７の角部にも修正インク８が充填される。最後に、白欠陥７に塗布された修正インク８に紫外線を照射して硬化させ、欠陥の修正を終了する。

この実施の形態では、白欠陥７の中央部に修正インク８を塗布した後、白欠陥７の真上からエアーを噴射するので、斜め上方からエアーを噴射していた従来に比べ、白欠陥７における修正インク８の厚みをより均一化することができる。また、余分な修正インク８を洗浄する必要がないので、修正時間の短縮化を図ることができる。また、白欠陥７よりも大きな領域に面状にエアーを噴射するため、白欠陥７と噴射板２０の位置が若干ずれても修正インク８の流れる方向に影響を与えることなく、安定したレベリングを行なうことができる。

図６（ａ）〜（ｅ）は、この実施の形態の変更例を示す図である。図６（ａ）において、この変更例では、Ｂ画素５と同程度の大きさの異物欠陥６がＢ画素５に発生したものとする。この場合は図６（ｂ）に示すように、そのＢ画素５全体をレーザで除去して白欠陥７に変える。次いで図６（ｃ）（ｄ）に示すように、Ｂ画素５の長さ方向に複数回、塗布針１２で修正インク８を塗布する。この場合でも、図４（ａ）（ｂ）で示したエアー噴射部２０を用いて修正インク８をレベリングすることにより、図６（ｅ）に示すように、白欠陥７内における修正インク８の厚みを均一化することができる。

図７は、この実施の形態の他の変更例を示す断面図であって、図４（ｂ）と対比される図である。図７を参照して、エアー噴射部２５が図４（ｂ）のエアー噴射部２０と異なる点は、噴射板２３が噴射板２６で置換されている点である。噴射板２６は、円板部材に所定のピッチで多数の微細な貫通孔２６ａを形成したものである。レベリング時にエアー供給装置（図示せず）からエアーが供給されると、エアー室２４内のエアーは多数の貫通孔２６ａを介して白欠陥７に塗布された修正インク８に噴射される。この変更例でも、実施の形態と同じ効果が得られる。

なお、この実施の形態では、異物欠陥６にレーザ光を照射して四角形の白欠陥７に変換した場合について説明したが、図１０（ａ）（ｂ）で示した任意の形状の白欠陥７３や黒欠陥７４にレーザ光を照射して四角形の白欠陥７に変換しても同様に修正可能であることは言うまでもない。

また、この実施の形態では、塗布針１２を用いて修正インク８を塗布したが、ディスペンサなどの他の方法で塗布してもよい。

図８は、図１〜図７で示したパターン修正方法を実行するためのパターン修正装置の構成を示す一部省略した斜視図である。図８において、パターン修正装置は、カラーフィルタ３０の表面を観察する観察光学系３１と、観察された画像を撮影するＣＣＤカメラ３２と、観察光学系３１を介してカラーフィルタ３０にレーザ光１１を照射し欠陥部をカットするカット用レーザ部３３と、修正インク８を塗布針１２の先端部に付着させてカラーフィルタ３０の欠陥部に塗布するインク塗布機構３４と、欠陥部に塗布された修正インク８のレベリングを行なうレベリング機構３５と、レベリングされた修正インク８に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置３６と、パターン修正装置を操作するための操作パネル３７と、装置全体を制御する制御用コンピュータ３８とを備える。レベリング機構３５は、図４（ａ）（ｂ）に示したエアー噴射部２０または図７に示したエアー噴射部２５を含む。

さらに、その他に観察光学系３１から紫外線照射装置３６までを搭載してＺ方向（垂直方向）に移動するＺ軸テーブル３９と、Ｚ軸テーブル３９を搭載してＸ方向（水平方向）に移動するＸ軸テーブル４０と、カラーフィルタ３０を搭載してＸ方向と直交するＹ方向（水平方向）に移動するＹ軸テーブル４１などが設けられている。テーブル３９〜４１は、カラーフィルタ３０に対して観察光学系３１から紫外線照射装置３６までを適切な位置に相対移動させるために設けられている。なお、修正インク８として熱硬化型のものを使用した場合は、紫外線照射装置３６をハロゲンランプで置換すればよい。

また、図９は、インク塗布機構３４の構成を示す斜視図である。図９において、インク塗布機構３４は、修正インク８を塗布するための塗布針１２と、塗布針１２を垂直方向に駆動させるための駆動シリンダ５１とを備える。塗布針１２は、保持部材５３を介して駆動シリンダ５１の駆動軸５２の先端部に設けられる。駆動シリンダ５１は、Ｚ軸テーブル３９に固定される。

また、インク塗布機構３４は、水平に設けられた回転テーブル５４と、回転テーブル５４上に円周方向に順次配置された４つのインクタンク５５、洗浄装置５６およびエアパージ装置５７とを備える。回転テーブル５４にはインク塗布時に塗布針１２を通過させるための切欠部５８が形成され、回転テーブル５４の中心部には回転軸５９が立設されている。４つのインクタンク５５には、それぞれＲＧＢおよび黒の修正インク８が注入されている。洗浄装置５６には、塗布針１２を洗浄するための洗浄液が貯えられている。エアパージ装置５７は、小穴に挿入された塗布針１２にエアーを噴射して塗布針１２に付着した洗浄液などを吹き飛ばす。

さらに、インク塗布機構３４は、回転テーブル５４の回転軸５９を回転させるためのモータ６０と、回転軸５９とともに回転するインデックス板６１と、インデックス板６１を介して回転テーブル５４の回転位置を検出するためのインデックス用センサ６２と、インデックス板６１を介して回転テーブル５４の回転位置が原点に復帰したことを検出する原点復帰用センサ６３とを備える。モータ６０は、センサ６２，６３の出力に基づいて制御され、回転テーブル５４を回転させて切欠部５８、４つのインクタンク５５、洗浄装置５６およびエアパージ装置５７のうちのいずれかを塗布針１２の下方に位置させる。

次に、インク塗布機構３４の動作について説明する。まず、Ｚ軸テーブル３９、Ｘ軸テーブル４０およびＹ軸テーブル４１を駆動させて塗布針１２をカラーフィルタ３０の白欠陥７の上方の所定の位置に位置させる。次いで回転テーブル５４を回転させて、白欠陥７に塗布すべき色の修正インク８が貯えられたインクタンク５５を塗布針１２の下方に位置させ、駆動シリンダ５１によって塗布針１２を上下させ、塗布針１２の先端部に修正インク８を付着させる。

次に、回転テーブル５４を回転させて切欠部５８を塗布針１２の下に位置させ、駆動シリンダ５１によって塗布針１２を下降させて塗布針１２の先端をカラーフィルタ３０の白欠陥７に接触させ、修正インク８を白欠陥７に塗布する。

インク塗布終了後は、塗布針１２の下方に洗浄装置５６を位置させ、針１２を上下させて針１２を洗浄した後、針１２の下方にエアパージ装置５７を位置させ、針１２を上下させて針１２に付着した洗浄液を吹き飛ばす。

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パターン修正方法の一部を示す図である。 図１に示した異物欠陥をレーザ光で除去する方法を示す図である。 図１に示した白欠陥に修正インクを塗布する方法を示す図である。 図１に示した修正インクのレベリングを行なう方法を示す図である。 図４で示したレベリング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。 図１〜図７に示したパターン修正方法を実行するためのパターン修正装置の構成を示す図である。 図８に示したインク塗布機構の構成を示す図である。 液晶表示装置のカラーフィルタに発生する欠陥を示す図である。 従来のパターン修正方法を示す図である。 図１１に示したパターン修正方法の問題点を示す図である。

符号の説明

１，７６ ガラス基板、２，７７ ブラックマトリクス、３，７０ Ｒ画素、４，７１ Ｇ画素、５，７２ Ｂ画素、６，７５ 異物欠陥、７，７３ 白欠陥、８，７８ 修正インク、１０ 異物、１１ レーザ光、１２ 塗布針、２０，２５ エアー噴射部、２１ フレーム、２２ 継手、２３，２６ 噴射板、２４ エアー室、３０ カラーフィルタ、３１ 観察光学系、３２ ＣＣＤカメラ、３３ カット用レーザ部、３４ インク塗布機構、３５ レベリング機構、３６ 紫外線照射装置、３７ 操作パネル、３８ 制御用コンピュータ、３９ Ｚ軸テーブル、４０ Ｘ軸テーブル、４１ Ｙ軸テーブル、５１ 駆動シリンダ、５２ 駆動軸、５３ 保持部材、５４ 回転テーブル、５５ インクタンク、５６ 洗浄装置、５７ エアパージ装置、５８ 切欠部、５９ 回転軸、６０ モータ、６１ インデックス板、６２ インデックス用センサ、６３ 原点復帰用センサ、７４ 黒欠陥、７９ エアー噴射ノズル。

Claims (6)

1. 基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正方法において、
   前記欠陥部に修正液を塗布した後、前記欠陥部を含む範囲全体に前記欠陥部の真上から気体を噴射し、前記欠陥部における前記修正液の厚みを均一化することを特徴とする、パターン修正方法。
2. 基板上に形成された微細パターンの欠陥部を修正するパターン修正装置において、
   前記欠陥部に修正液を塗布する塗布手段と、
   前記塗布手段によって前記修正液が塗布された前記欠陥部を含む範囲全体に前記欠陥部の真上から気体を噴射し、前記欠陥部における前記修正液の厚みを均一化する気体噴射手段とを備えたことを特徴とする、パターン修正装置。
3. 前記気体噴射手段は、表面が前記欠陥部を含む範囲に対向して配置され、裏面側から供給された前記気体を前記表面側から面状に噴射する噴射板を含むことを特徴とする、請求項２に記載のパターン修正装置。
4. 前記噴射板は多孔質材料で形成されていることを特徴とする、請求項３に記載のパターン修正装置。
5. 前記噴射板は、所定のピッチで配置された複数の貫通孔を含むことを特徴とする、請求項３に記載のパターン修正装置。
6. 前記微細パターンはカラーフィルタの画素であり、
   前記欠陥部は前記画素の色が抜けた白欠陥であり、
   前記修正液は、前記画素と同じ色の修正インクであることを特徴とする、請求項２から請求項５までのいずれかに記載のパターン修正装置。

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