JP2008015031A - パターン修正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成が簡単で、低価格で、作業時間が短くて済むパターン修正装置を提供する。
【解決手段】このパターン修正装置では、被修正ガラス基板１０を保持するチャックステージ１１を３つの副ステージ１１ａ〜１１ｃに分割し、３つの副ステージ１１ａ〜１１ｃの間に、被修正ガラス基板１０を下側から支持して運搬するロボットハンド４０，４１を挿入するための隙間１２，１３を設けた。したがって、従来のようにリフタ５６を使用することなく、被修正ガラス基板１０を搬入および搬出することができ、リフタ５６を省略することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は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装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）に使用されるカラーフィルタは、ガラス基板の表面にＲ，Ｇ，Ｂの色付部分を一定周期で形成し、色付部分の隙間にブラックマトリックスを形成したものである。しかし、カラーフィルタの形成時にガラス基板の表面に異物が付着していた場合、異物が付着してた部分に欠陥が発生する。欠陥の発生したものを全て廃棄したのでは、カラーフィルタの歩留りが低下してしまう。そこで、そのような欠陥を修正するパターン修正装置が開発された。このパターン修正装置では、被修正ガラス基板をチャックステージに搭載し、被修正ガラス基板上の色抜け欠陥にインクを塗布して修正する（たとえば、特許文献１参照）。

図９（ａ）〜（ｄ）は、そのようなパターン修正装置に被修正ガラス基板５０を搬入する方法を示す図である。図９（ａ）〜（ｄ）において、被修正ガラス基板５０は、下側から２本のロボットハンド５１，５２によって支持される。チャックステージ５３はベース５４上に配置され、パターン修正装置全体は防塵用のカバー５５で覆われている。

チャックステージ５３の表面には、９個のリフタピン孔５３ａが３行３列に配置されている。チャックステージ５３の下にはリフタ５６が設けられている。リフタ５６は、それぞれ９個のリフタピン孔５３ａに対応して設けられた９本のリフタピン５６ａと、リフタピン５６ａを垂直に支持する支持部材５６ｂと、支持部材５６ｂを上下動させる駆動部５６ｃとを含む。２本のロボットハンド５１，５２は、互いに平行に配置され、リフタピン５６ａの３つの列と同じ方向を向けて、チャックステージ５３よりも高い位置に配置される。図９（ａ）〜（ｄ）では、ロボットハンド５１，５２は、カバー５５の外で待機している状態が示されている。

次に図１０（ａ）（ｂ）に示すように、ロボットハンド５１，５２をカバー５５内に挿入し、チャックステージ５３の中央部の上方の所定位置に被修正ガラス基板５０を位置決めする。このとき、ロボットハンド５１，５２は、リフタピン５６ａの３つの列の間の上方に位置するようになっている。次いで図１１（ａ）に示すように、ロボットハンド５１，５２を下降させてリフタピン５６ａの３つの列の間に挿入する。これにより、ロボットハンド５１，５２が被修正ガラス基板５０の下面から離れ、被修正ガラス基板５０は９本のリフタピン５６ａに支持される。

次に図１１（ｂ）に示すように、ロボットハンド５１，５２をカバー５５の外に抜き取り、さらに図１１（ｃ）に示すように、リフタピン５６ａを下降させる。これにより、被修正ガラス基板５０はチャックステージ５３に搭載され、被修正ガラス基板１０の搬入作業が終了する。被修正ガラス基板５０の搬出時には、上記搬入作業と逆の作業が行なわれる。
特開２００６−７２９５号公報

しかし、従来のパターン修正装置では、チャックステージ５３の下にリフタ５６を設けていたので、装置構成が複雑になり、コスト高になるという問題があった。また、リフタピン５６ａを上下動させるので、その分、作業時間が長くなっていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、装置構成が簡単で、低価格で、作業時間が短くて済む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修正ヘッド部と、基板を保持するチャックステージと、修正ヘッド部とチャックステージとを相対的に移動させる位置決め装置とを備えたパターン修正装置において、チャックステージに保持された基板の下には、基板を下側から支持して運搬するロボットハンドを挿入するための隙間が設けられていることを特徴とする。

好ましくは、修正ヘッド部は、欠陥部に修正液を塗布する塗布ユニットと、レーザビームを照射して欠陥部を除去するレーザ装置と、欠陥部を観察する観察光学系と、欠陥部を研磨するテープ研磨ユニットとを含む。

この発明に係るパターン修正装置では、チャックステージに保持された基板の下に、基板を下側から支持して運搬するロボットハンドを挿入するための隙間が設けられている。したがって、リフタを使用することなく、基板を搬入および搬出することができ、リフタを省略することができる。よって、リフタを設けていた従来に比べ、装置構成の簡単化と、低価格化と、作業時間の短縮化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、このパターン修正装置では、レーザ装置１、観察光学系２、インク塗布ユニット３、修正液硬化用光源４およびテープ研磨ユニット５を含む修正ヘッド部６がＺ軸テーブル７に固定されていて、Ｚ軸テーブル７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７は、Ｘ軸テーブル８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８は、Ｙ軸テーブル９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８の下方には、被修正ガラス基板１０を保持するチャックステージ１１が設けられている。チャックステージ１１はＸ軸方向に３つの副ステージ１１ａ〜１１ｃに分割されており、副ステージ１１ａ〜１１ｃの間には、被修正ガラス基板１０を下側から支持して運搬するロボットハンドを挿入するための２つの隙間１２，１３が設けられている。副ステージ１１ａ〜１１ｃの各々の表面には、被修正ガラス基板１０を固定するための真空吸着用溝１４が形成されている。真空吸着用溝１４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、被修正ガラス基板１０上のカラーフィルタの黒欠陥や突起欠陥にレーザビームを照射し、その熱エネルギーでインクや異物を昇華または飛散させて除去する。観察光学系２は、欠陥部分を拡大して撮像し、撮像した画像をテレビモニタ（図示せず）に表示する。インク塗布ユニット３は、被修正ガラス基板１０上のカラーフィルタの色抜け欠陥にインクを塗布する。修正液硬化用光源４は、塗布したインクに光を照射して硬化させる。テープ研磨ユニット５は、被修正ガラス基板１０上のカラーフィルタの黒欠陥や突起欠陥をテープで研磨して除去する。

レーザ装置１、観察光学系２、インク塗布ユニット３、修正液硬化用光源４およびテープ研磨ユニット５を含む修正ヘッド部６はＺ軸テーブル７に取付けられているので、被修正ガラス基板１０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７はＸ軸テーブル８およびＹ軸テーブル９上に載置されているため、被修正ガラス基板１０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、この微細パターン修正装置の動作について説明する。欠陥の位置情報（Ｘ，Ｙ座標）は、別の検査装置から修正装置の制御部に送られ、制御部はその情報に基づいてテーブル８，９を含む位置決め機構に指令信号を与える。位置決め機構は、指令信号に基づいて、観察光学系２を欠陥の観察が可能な位置に移動する。観察光学系２によって撮像された欠陥部の画像は、操作部に設けた表示画面に表示される。オペレータは、表示された画像によって欠陥の種別を判定し、適切な修正方法を選択して実行する。

図２は、色抜け欠陥が発生したカラーフィルタ２０を示す図である。図２において、カラーフィルタ２０は、ガラス基板１０の表面に一定周期で形成されたＲ，Ｇ，Ｂの色付部分２１と、色付部分２１の隙間に形成されたブラックマトリックス２２とを含む。色付部分２１あるいはブラックマトリックス２２の形成時にガラス基板１０の表面に異物が付着していた場合、異物が付着してた部分が色抜け欠陥２３，２４となる。

図３（ａ）〜（ｃ）は、色抜け欠陥２３をインク塗布ユニット３によって修正する工程を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、インク塗布ユニット３に含まれる針２５の先端部に修正用のインク２６を付着させる。次いで、図３（ｂ）に示すように、その針２５の先端を色抜け欠陥２３に接触させてインク２６を色抜け欠陥２３に付着させる。次いで、図３（ｃ）に示すように、針２５を色抜け欠陥２３から離間させ、修正液硬化用光源４によってインク２６を硬化させて色抜け欠陥２３の修正を終了する。これと同様に、ブラックマトリックス２２の色抜け欠陥２４も修正する。

また、図４（ａ）（ｂ）は、ガラス基板１０の表面に形成されたカラーフィルタの色付部２１に発生した黒欠陥２７を修正する方法を示す図である。黒欠陥２７は、ガラス基板１０に付着した異物２８がインクに覆われて残存した欠陥である。観察光学系２によって黒欠陥２７を観察しながらレーザ装置１およびレーザ光学系の焦点を黒欠陥２７中央に位置させ、図４（ａ）に示すように、レーザビーム２９を黒欠陥２７に照射して黒欠陥２７を除去する。これにより、図４（ｂ）に示すように、黒欠陥２７は色抜け欠陥２３に変換される。色抜け欠陥２３は、図３（ａ）〜（ｃ）で示した方法で修正される。

また、図５（ａ）〜（ｃ）は、ガラス基板１０の表面に形成されたカラーフィルタのブラックマトリックス２２または色付部２１に発生した突起欠陥３０を修正する方法を示す図である。まず図５（ａ）に示すように、高さ測定センサ（図示せず）によって突起欠陥３０の高さｈ１とその周辺の正常部の高さｈ２を測定する。次いで、図５（ｂ）に示すように、テープ研磨ユニット５に含まれる研磨ヘッド３１の先端部を突起欠陥３０の中央に位置させ、研磨ヘッド３１の先端部によって研磨テープ３２を突起欠陥３０に押圧させながら研磨テープ３２を駆動させ、突起欠陥３０を削り取る。研磨ヘッド３１を押し込む深さは、欠陥の周辺の正常部の高さの測定結果ｈ２に基づいて決定される。これにより、図５（ｃ）に示すように、突起欠陥３０が修正される。

また、インク塗布による修正を行った場合において、インク２６が色抜け欠陥２３からはみだして大きく盛り上がった場合は、はみだして盛り上がったインク２６を研磨テープ３２で研磨し除去することにより、修正部の平坦度を向上させることができる。

なお、位置決め装置は、図１ではＸＹＺテーブル７〜９を示したが、３次元空間内で修正ヘッド部６と被修正ガラス基板１０上の欠陥部とを相対的に位置決めできれば、これに限らず、たとえばパラレルリンク機構など、他の形式でもよい。ガラス基板１０をＸ軸およびＹ軸方向に移動可能に設け、修正ヘッド部６をＺ軸方向に移動可能に設けてもよい。ガラス基板１０をＹ軸方向に移動可能に設け、修正ヘッド部６をＸ軸およびＺ軸方向に移動可能に設けてもよい。

また、制御部に画像処理装置および各種の修正手順を実行するためのプログラムおよびデータを記録するメモリを備え、欠陥部の画像から画像処理装置によって欠陥の位置、種類を判定し、メモリに記録した修正プログラムの内から適切な修正方法を選定して修正を実行すれば、各種欠陥の修正をオペレータを介することなく自動的に行うことができる。

また、図６（ａ）〜（ｄ）は、図１で示したパターン修正装置に被修正ガラス基板１０を搬入する方法を示す図である。図６（ａ）〜（ｄ）において、被修正ガラス基板１０は、下側から２本のロボットハンド４０，４１によって支持される。２本のロボットハンド４０，４１は、互いに平行に配置され、副ステージ１１ａ〜１１ｃの間の隙間１２，１３と同じ方向を向けて、チャックステージ１１よりも高い位置に配置される。チャックステージ１１は、ベース４２上に配置され、パターン修正装置全体は防塵用のカバー４３で覆われている。図６（ａ）〜（ｄ）では、ロボットハンド４０，４１は、カバー４３の外で待機している状態が示されている。

次に図７（ａ）（ｂ）に示すように、ロボットハンド４０，４１をカバー４３内に挿入し、チャックステージ１１の中央部の上方の所定位置に被修正ガラス基板１０を位置決めする。このとき、ロボットハンド４０，４１は、隙間１２，１３の上方に位置するようになっている。次いで図８（ａ）に示すように、ロボットハンド４０，４１を下降させて隙間１２，１３内に挿入する。これにより、ロボットハンド４０，４１が被修正ガラス基板１０の下面から離れ、被修正ガラス基板１０がチャックステージ１１上に搭載される。次に図８（ｂ）に示すように、ロボットハンド４０，４１をカバー４３の外に抜き取って、被修正ガラス基板１０の搬入作業を終了する。

被修正ガラス基板１０の搬出時には、上記搬入作業と逆の作業をすればよい。すなわち、チャックステージ１１上に搭載された被修正ガラス基板１０の下の隙間１２，１３にロボットハンド４０，４１を挿入し、ロボットハンド４０，４１を上昇させて被修正ガラス基板１０を持ち上げた後、被修正ガラス基板１０を載せたロボットハンド４０，４１をカバー４３の外に抜き取ればよい。

この実施の形態では、チャックステージ１１を３つの副ステージ１１ａ〜１１ｃに分割し、副ステージ１１ａ〜１１ｃの間にロボットハンド４０，４１を挿入するための隙間１２，１３を設けたので、従来のリフタ５６をなくすことができ、装置構成の簡単化と低コスト化を図ることができる。また、リフタ５６によって被修正ガラス基板１０を上下動させる時間を削減することができ、作業時間の短縮化を図ることができる。

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に示したパターン修正装置の使用方法を示す図である。 図１に示したパターン修正装置の使用方法を示す他の図である。 図１に示したパターン修正装置の使用方法を示すさらに他の図である。 図１に示したパターン修正装置の使用方法を示すさらに他の図である。 図１に示したパターン修正装置に被修正ガラス基板を搬入する方法を示す図である。 図１に示したパターン修正装置に被修正ガラス基板を搬入する方法を示す他の図である。 図１に示したパターン修正装置に被修正ガラス基板を搬入する方法を示すさらに他の図である。 従来のパターン修正装置に被修正ガラス基板を搬入する方法を示す図である。 従来のパターン修正装置に被修正ガラス基板を搬入する方法を示す他の図である。 従来のパターン修正装置に被修正ガラス基板を搬入する方法を示すさらに他の図である。

符号の説明

１ レーザ装置、２ 観察光学系、３ インク塗布ユニット、４ 修正液硬化用光源、５ テープ研磨ユニット、６ 修正ヘッド部、７ Ｚ軸テーブル、８ Ｘ軸テーブル、９ Ｙ軸テーブル、１０，５０ 被修正ガラス基板、１１ チャックステージ、１１ａ〜１１ｃ 副ステージ、１２，１３ 隙間、１４ 真空吸着用溝、２０ カラーフィルタ、２１ 色付部分、２２ ブラックマトリックス、２３，２４ 色抜け欠陥部、２５ 針、２６ インク、２７ 黒欠陥、２８ 異物、２９ レーザビーム、３０ 突起欠陥、３１ 研磨ヘッド、３２ 研磨テープ、４０，４１，５１，５２ ロボットハンド、４２，５４ ベース、４３，５５ カバー、５３ チャックステージ、５３ａ リフタピン孔、５６ リフタ、５６ａ リフタピン、５６ｂ 支持部材、５６ｃ 駆動部。

Claims (2)

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修正ヘッド部と、前記基板を保持するチャックステージと、前記修正ヘッド部と前記チャックステージとを相対的に移動させる位置決め装置とを備えたパターン修正装置において、
   前記チャックステージに保持された前記基板の下には、前記基板を下側から支持して運搬するロボットハンドを挿入するための隙間が設けられていることを特徴とする、パターン修正装置。
2. 前記修正ヘッド部は、前記欠陥部に修正液を塗布する塗布ユニットと、レーザビームを照射して前記欠陥部を除去するレーザ装置と、前記欠陥部を観察する観察光学系と、前記欠陥部を研磨するテープ研磨ユニットとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のパターン修正装置。

Images