JP2011133617A

JP2011133617A - カラーフィルタ基板修正装置

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Publication number: JP2011133617A
Application number: JP2009292019A
Authority: JP
Inventors: Masataka Maekawa; 政貴前川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-07-07

Abstract

【課題】カラーフィルタ基板にダメージを与えることなく、更に、アーム同士の干渉によるアームの破損を防いで異物欠陥を除去することを可能とするカラーフィルタ基板修正装置を提供する。
【解決手段】異物検査装置によって検出された異物の所在情報に基づいてカラーフィルタ基板に付着した異物を除去するカラーフィルタ基板修正装置であって、カラーフィルタ基板を載置するステージと、異物を撮像する撮像カメラと複数のマイクロマニピュレータとマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去する複数のアームとを備えた異物除去ヘッドと、前記異物除去ヘッドを移動する移動手段と、複数のアームを移動する移動手段と、複数のアームとカラーフィルタ基板の接触を防ぐ干渉防止手段その１と、複数のアーム同士の接触を防ぐ干渉防止手段その２と、を有することを特徴とするカラーフィルタ基板修正装置。
【選択図】図１７

Description

本発明は、カラー液晶表示装置に用いるカラーフィルタ表面に付着した異物を除去修正するカラーフィルタ基板修正装置に関するものである。

図１はカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を断面で示した図である。カラーフィルタ１は、ガラス基板２上にブラックマトリックス（以下、ＢＭ）３、レッドＲの着色画素（以下、Ｒ画素）４−１、グリーンＧの着色画素（以下、Ｇ画素）４−２、ブルーＢの着色画素（以下、Ｂ画素）４−３、透明電極５、及びフォトスペーサー（ＰｈｏｔｏＳｐａｃｅｒ）（以下、ＰＳ）６、バーテイカルアライメント（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）（以下、ＶＡ）７が順次形成されたものである。

上記構造のカラーフィルタの製造方法は、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法が知られているが、図２は一般的に用いられているフォトリソグラフィー法の工程を示すフロー図である。カラーフィルタは、先ず、ガラス基板上にＢＭを形成処理する工程（Ｃ１）、ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ２）、着色フォトレジストを塗布および予備乾燥処理する工程（Ｃ３）、着色フォトレジストを乾燥、硬化処理するプリベーク工程（Ｃ４）、露光処理する工程（Ｃ５）、現像処理する工程（Ｃ６）、着色フォトレジストを硬化処理する工程（Ｃ７）、透明電極を成膜処理する工程（Ｃ８）、ＰＳ、ＶＡを形成処理する工程（Ｃ９）がこの順に行われ製造される。

例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の順に画素が形成される場合には、カラーフィルタ用ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ２）から、着色フォトレジストを硬化処理する工程間（Ｃ７）ではレッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢの順に着色レジストを変更して３回繰り返されてＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素が形成される。

上記のようなカラーフィルタを製造する際に、処理装置から発する金属異物やフォトレジストからなる樹脂異物の付着による欠陥が発生することがある。カラーフィルタ製造において、ガラス基板に付着した異物の欠陥を修正する方法は次の２つが従来から用いられている。

第一の方法は、製造工程内の処理装置等から発生する金属異物及び樹脂異物をテープ研磨による方法で欠陥位置にテープを当て、研磨し、異物を除去する修正方法である。第二の方法は、レーザ修正方法でパルスレーザ（ＹＡＧレーザ）を欠陥箇所に当て異物を吹き飛ばす修正方法（この場合は、正常なパターンも吹き飛ばされる）である。レーザ修正で吹き飛ばされた箇所は、ディスペンサを用いて、インクを塗布してパターンが修正される。

第一のテープ研磨による修正方法を用いた修正機はテープ研磨修正機と呼ばれ、金属異物及び樹脂異物の微小突起を修正するために使用されている。

図３はテープ研磨修正機の一例を示す概略図である。表面に一定の粗さを持った研磨テープ２０を巻き出しロール２３から巻き出し、２本のガイドロール２５及び２６に沿って走行させ、巻き取りロール２４で巻き取る。この時、微小突起２１に研磨ヘッド２２によって研磨テープ２０を微小突起２１へ押し付け、研磨テープ２０を走行させながら微小突起を削るものである。

テープ研磨修正機を動作させる場合には、研磨対象となる微小突起の硬さ、高さ等の程度によって、研磨ヘッドの下降速度、研磨ヘッドの押し込み量、研磨テープの走行速度、研磨時間、研磨デイレイ時間（研磨テープを走行させながら研磨ヘッドを微小突起に押し込むのではなく、微小突起に押し込んだ後に遅れて研磨テープを走行させること）等の研磨条件を設定して、微小突起を修正している。

上記テープ研磨修正機は、金属異物及び樹脂異物の微小突起を修正するために使用される。また、研磨条件の各設定値は、一度調整した後は基本的に一定で運用する。その為、似た研磨対象では問題なく研磨完了するが、状態の大きく異なる対象では修正不良を生じる可能性が高い。異物の状態には硬さ・大きさ・高さなどバラツキがあり、最適な研磨条件は一定ではない為である。また、各種設定値の変更は生産への影響（装置安定性、時間など）を考えると簡単に変更できるものではなく、生産中に何度も変更できない。

また、上記レーザ修正機は、主にＢＭ、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素のパターンを形成する場合に用いられる顔料レジストからなる樹脂異物の修正に使用される。即ち、上記レーザ修正機では、全ての異物欠陥に対応する事が出来ず、また、完全に異物欠陥を除去できない場合もある。それに加え、完全に異物欠陥を除去出来たとしても、ガラス基板を傷つけてしまうといったダメージを与える恐れがある。

特開２００８−２１３０４０号公報特願２００９−１８８４３４号

上記第一の方法及び第二の方法のほかに、図４に示すようなマイクロマニピュレータを用いた異物修正装置が提案されている。図４に示すカラーフィルタ基板修正装置は、３軸マイクロマニピュレータ３５及び３軸マイクロマニピュレータ３６の先端に備えられたアーム３１及びアーム３２とカラーフィルタ基板３０を載置するステージ３７と異物３３を撮像する撮像カメラ３４を有している。アーム３１及びアーム３２は異物３３を削り、削られた異物を吸引するユニット（図示せず）を有している。また、撮像カメラは高解像度２次元カメラであって、カメラ先端には撮像カメラ用のレンズユニット（図示せず）が備えられている。ステージ３７はカラーフィルタ基板３０をＸＹ方向に移動するＸＹステージであって、カラーフィルタ異物検査装置で検査された異物の位置情報（以下、アドレス情報）に基づいてＸＹ方向に移動することによって、撮像カメラ３４で異物３３が撮像することが出来る。

しかしながら、マイクロマニピュレータを使用する場合には、金属異物や樹脂異物の除去にも対応出来る効果があるが、次に述べる問題がある。

即ち、カラーフィルタ基板上の異物除去動作の際、異物及びアーム先端部の焦点深度の問題からフォーカス調整に誤りがあった場合には、結果として、アームとカラーフィルタ基板の干渉（接触）の可能性があり、カラーフィルタ基板の傷つきといった問題が発生してしまう。アーム先端部とカラーフィルタ基板が接触しないようにアーム先端部とカラーフィルタ基板との間にクリアランスを設けたとしても、アーム先端部とカラーフィルタ基板が接触し、いわゆる干渉を引き起こす可能性がある。

更に、例えば２つのマイクロマニピュレータを用いる場合には、上記アームとカラーフィルタ基板の干渉の他に、２つのアーム同士の干渉によってアームが破損してしまうといった問題が発生してしまう。アームの破損は、装置の修理費用の増大と、更に修理時間を費やすことから異物修正の効率を下げる要因となってしまう。

そこで本発明では、金属異物及び樹脂異物を除去可能で、且つ、カラーフィルタ基板にダメージを与えることなく、更に、アーム同士の干渉によるアームの破損を防いで異物欠陥を除去することを可能とするカラーフィルタ基板修正装置を提供することを課題とする。

本発明の請求項１に係る発明は、異物検査装置によって検出された異物の所在情報に基づいてカラーフィルタ基板に付着した異物を除去するカラーフィルタ基板修正装置であって、カラーフィルタ基板を載置するステージと、異物を撮像する撮像カメラと複数のマイクロマニピュレータとマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去する複数のアームとを備えた異物除去ヘッドと、前記異物除去ヘッドを移動する移動手段と、複数のアームを移動する移動手段と、複数のアームとカラーフィルタ基板の接触を防ぐ干渉防止手段その１と、複数のアーム同士の接触を防ぐ干渉防止手段その２と、を有することを特徴とするカラーフィルタ基板修正装置である。

本発明の請求項２に係る発明は、異物除去ヘッドを移動する移動手段は異物除去ヘッドをＺ軸方向に移動する移動機構Ａを有し、複数のアームを移動する移動手段はＺ軸方向に複数のアームを移動する移動機構ＢとＸ軸方向に複数のアームを移動する移動機構ＣとＹ軸方向に複数のアームを移動する移動機構Ｄを有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板修正装置である。

本発明の請求項３に係る発明は、アームとカラーフィルタ基板の干渉を防ぐ干渉防止手段その１は、カラーフィルタ基板面から上方の位置にＺ軸異物除去ポジションを設けることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板修正装置である。

本発明の請求項４に係る発明は、アーム同士の干渉を防ぐ干渉防止手段その２は、アーム同士の侵入干渉防止エリアを設け、該干渉防止エリアにアームが進入することを防ぐことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板修正装置である。

本発明の請求項５に係る発明は、複数のマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去する複数のアームによって干渉防止エリア外の異物を除去した後、異物除去ヘッドをＸ軸またはＹ軸のどちらか一方の軸方向に移動し、その後干渉防止エリア内の異物を除去して異物全体の除去を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板修正装置である。

本発明の請求項６に係る発明は、異物検査装置によって検出された異物の所在情報に基づいてカラーフィルタ基板に付着した異物を除去するカラーフィルタ基板修正装置であって、カラーフィルタ基板を載置するステージと、異物を撮像する撮像カメラとマイクロマニピュレータとマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去するアームとを備えた異物除去ヘッドと、前記異物除去ヘッドを移動する移動手段と、アームを移動する移動手段と、アームとカラーフィルタ基板の接触を防ぐ干渉防止手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタ基板修正装置である。

アームとカラーフィルタ基板の干渉を防ぎ、また、アーム同士の干渉を防ぐことによってカラーフィルタ基板の損傷やマイクロマニピュレータのアームの破損を起こすことなく金属異物や樹脂異物の除去が可能となり、その結果、異物除去作業の効率が上がり、更に装置の修理費用の増大を防ぎ、更に修理時間を削減することが可能となる。

カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を断面で示した図。一般的に用いられているフォトリソグラフィー法の工程のフロー図。テープ研磨修正機の一例を示す概略図。マイクロマニピュレータを用いた異物修正装置を示す図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置の概略を示す図。（ａ）は側面図を示す。（ｂ）は上面図を示す。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置の事前設定作業であるＭＺ設定作業のフローを示す図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のステップ（Ｓ１）の状態を示す図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のステップ（Ｓ３）の状態を示す図。（ａ）は（Ｓ３）の状態を示す図。（ｂ）は図（ａ）のアームの先端を拡大した図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のステップ（Ｓ４）の状態を示す図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のステップ（Ｓ５）の状態を示す図本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のアームの先端がガラス基板からα退避した異物除去ポジションを示す図。（ａ）本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のステップ（Ｓ３）の状態を示す図。（ｂ）は図１２（ａ）のアームの先端を拡大した図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置の事前設定作業であるＭＸ／ＭＹ設定作業のフロー図。（ａ）は本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のステップ（Ｄ１）の状態を示す図。（ｂ）は本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のステップ（Ｄ２）の状態を示す図。（ａ）は本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のステップ（Ｄ３）の状態を示す図。（ｂ）は本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のステップ（Ｄ５）の状態を示す図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置のアーム４１、４２がβの外側にある場合の座標を示す図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置の事前設定から異物除去動作までのフローを示す図。（ａ）は本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置によって除去される異物の一例を示す図。（ｂ）は右アームが動作するエリアを示す図。（ｃ）は左アームが動作するエリアを示す図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置の図８に示される異物の除去動作を示すフロー図。本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置の近接動作と遠隔操作を説明するための図。（ａ）はＺ軸方向の動作を示す図。（ｂ）はＸ／Ｙ軸方向の動作を示す図。

図面を用いて本発明を実施する形態を説明する。

図５に本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置の概略を示す図である。図５（ａ）は側面図を示し、図５（ｂ）は上面図を示す。カラーフィルタ基板４０を載置するステージ３８と、異物３９を撮像する撮像カメラ４４とマイクロマニピュレータ４５とマイクロマニピュレータ４６とマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去するアーム４１とアーム４２を備えた異物除去ヘッドと、前記異物除去ヘッドを図５（ａ）に示すＺその１の軸（以下、Ｚ１軸）方向に移動する移動手段である移動機構Ａを有する移動機構４９と、複数のアーム（図５では、アーム４１とアーム４２の２つのアーム）を移動する移動手段である図５（ａ）に示すＺその２の軸（以下、Ｚ２軸）の方向に移動する移動機構Ｂを有する移動機構４７及び移動機構４８とアーム４１とアーム４２を図５（ｂ）に示すＸ軸方向に移動する移動機構Ｃを有する移動機構５０及び移動機構５１とアーム４１とアーム４２を図５（ｂ）に示すＹ軸方向に移動する移動機構Ｄを有する移動機構５２及び移動機構５３と、カラーフィルタ基板の干渉を防ぐ干渉防止手段その１（図示せず）と、複数のマイクロマニピュレータに備えられたアーム同士の干渉を防ぐ干渉防止手段その２（図示せず）と、を有し、異物検査装置によって検出された異物の所在情報に基づいてカラーフィルタ基板４０に付着した異物３９を除去するものである。尚、撮像カメラ４４は例えば２次元ＣＣＤカメラに顕微鏡を備えたものである。

図５（ａ）の側面図に示すＺ１軸及びＺ２軸は上方向を＋とし、図５（ｂ）の上面図に示すＸ軸は上方向を＋としＹ軸は左方向を＋とする。

また、異物除去ヘッドは例えば門型のいわゆるガントリーに載置され、上記Ｚ１軸に移動するほかに、Ｘ軸及びＹ軸方向にも移動することが出来る。

また、本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置は、左右二つのアームを移動する移動機構Ｂ、移動機構Ｃ、移動機構Ｄによる３軸マイクロマニピュレータをパソコンに備えられたマウスオペレーションによって、先端アームにより異物を挟み込んだり、吸着したりし異物を除去する機構を具備している。

アームとガラス基板の接触を防ぐ干渉防止手段その１を説明する。干渉防止手段その１は異物除去ヘッドのＺ１軸調整とアームのＺ２軸調整によって実現される。ＸＹＺ座標系は上記図５と同様とする。事前設定作業として異物除去ヘッドのＺ１軸方向の位置設定行う。このＺ１軸方向の位置設定をＭＺ設定と呼ぶ。

図５に示すようにＺ１軸の移動は、異物除去ヘッドを移動する移動機構Ａである移動機構４９によって行われる。即ち、異物３９を撮像する撮像カメラ４４と複数のマイクロマニピュレータ４５及び４６とマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去する複数のアーム４１及び４２とを備えた異物除去ヘッドは、Ｚ１軸の方向に移動機構４９によって移動することが出来る。

また、マイクロマニピュレータ４５及びマイクロマニピュレータ４６は移動機構Ｂである移動機構４７及び移動機構４８によってマイクロマニピュレータが独立してＺ２軸の方向に移動することが可能となっている。更にマイクロマニピュレータ４５及びマイクロマニピュレータ４６は移動機構Ｃである移動機構５０及び移動機構５１によってマイクロマニピュレータはＸ軸方向に移動することが出来、また移動機構Ｄである移動機構５２及び移動機構５３によってマイクロマニピュレータはＹ軸方向に移動することが出来る。この場合の異物除去ヘッドのＺ１軸をＨＺ軸、マイクロマニピュレータが独立して移動するＺ２軸をＭＺ軸、マイクロマニピュレータが移動するＸ軸をＭＸ軸、マイクロマニピュレータが移動するＹ軸をＭＹ軸と呼ぶ。更にマイクロマニピュレータの右アーム４６のＭＺ軸をＭＺＲ軸、マイクロマニピュレータの左アーム４５のＭＺ軸をＭＺＬ軸と呼ぶ。

上記ＨＺ軸、ＭＸ軸、ＭＹ軸、ＭＺＲ軸、ＭＺＬ軸には、例えばリニアエンコーダ装置が備えられ異物除去ヘッド、マイクロマニピュレータの移動と共にその位置座標を認識することが出来る。

異物除去ヘッドの事前設定作業であるＭＺ設定作業は、実ガラス基板ではなくカラーフィルタ基板修正装置に備え付けの条件出し用ガラス基板を使用する。作業頻度としては、マイクロマニピュレータのアーム４１または４２を交換する度に実施する。ＭＺ設定操作は全てマウスオペレーションによって実施する。

事前設定作業であるＭＺ設定作業のフローを図６に示す。先ず、条件出し用ガラス基板の位置へ異物除去ヘッドを移動させ、ＨＺ（異物除去ヘッドのＺ１軸）方向に下降し撮像カメラのガラス基板内のパターン面に焦点をあわせる（即ち、オートフォーカスによる焦点合わせを実施する）（Ｓ１）。この際、両アームはＭＺ方向にガラス基板と接触しない位置へ退避される。図７はこの時の状態を示す図で両アームは条件出し用ガラス基板５５に接しない上方の位置にあり、撮像カメラ４４は条件出し用ガラス基板５５に焦点が合っている。

次に、撮像カメラのピントが条件出し用ガラス基板５５にあった高さ（以下ＷｏｒｋＤｉｓｔａｎｃｅ：ＷＤと称する）で、撮像カメラを固定し、ＭＺ軸（マイクロマニピュレータが独立して移動するＺ２軸）方向に左右どちらかのアームを下降させる（Ｓ２）。

次に、撮像カメラで撮像した画像を見ながら、アーム４１と条件出し用ガラス基板５５が接触したかどうかをオペレータが目視にて判断する（Ｓ３）。図８（ａ）はこの時の状態を示す図であり、右側のアーム４１がＭＺＲ軸を示す矢印５９の方向に下降した場合を示す。図８（ｂ）は円６１で示されるアーム４１の部分を拡大した図を示す。アーム４１が条件出し用ガラス基板５５に接触すると図８（ｂ）の拡大図のようにアーム４１の先端部が微小ではあるが、アーム４１がたわんで矢印６２で示す方向にスライドする。このわずかにスライドする動きを目視にて確認した時点でアーム４１の下降動作をストップする。

他の一方のアーム４２についてもステップ(Ｓ３)と同様にアーム４２と条件出し用ガラス基板５５が接触したかどうかをオペレータが目視にて判断する（Ｓ４）。図９はこの時の状態を示す図で、アーム４２をＭＺＬ軸の矢印６３の方向に下降した場合を示す。

次に、両アームが条件出し用ガラス基板５５に接触している事を確認し、各アームが条件出し用ガラス基板５５に接触している高さより、ＭＺ軸の方向にそれぞれのアームを上方へ移動させる（Ｓ５）。図１０はこの時の状態を示す図である。この場合のアームの上方への移動量はα（退避パラメータと呼ぶ）とし、任意に設定が可能な量であって、たとえばマイクロメータ（μｍ）単位で設定するものとする。

この条件出し用ガラス基板５５からＭＺ軸方向にα退避したアームの先端位置が異物除去ポジションとして設けられ（Ｓ６）、該位置でアームの先端によって異物が除去される。

図１１は、その時のＭＺの座標を示す図で、この場合のＭＺ軸の各アームのＭＺ軸座標を基準座標（図１１では、ＭＺＲ＝ａ、ＭＺＬ＝ｂ）として設定する（Ｓ７）。その設定した座標よりアームが下降しないようにアームを制御する。即ち、稼動範囲はＭＺＲ≧ａ、ＭＺＬ≧ｂとなる。これをＺ軸のインターロックとする。

このアームのインターロック制御機構は、撮像カメラのＷＤさえ初期値と同じにすれば、異物の高さや、カラーフィルタのパターン膜厚のバラツキのあるガラス基板であっても、ガラス基板にアームの先端が接触することはない。即ち、ＭＺＲ＝ａ、ＭＺＬ＝ｂより下降することはなく、異物除去を実施する前に必ずオートフォーカスを行い、その後のＺ軸移動は撮像カメラ高さ（ＨＺ）を固定し、ＭＺ軸方向の（言い換えれば、アームのＺ軸方向の独立したＭＺ軸の方向に）各アームを移動することによって、異物の高さや、カラーフィルタのパターン膜厚の異なるガラス基板においても、アームとガラス基板が接触する事はなく、ガラス基板の傷つきを防ぐことが出来る。

次にアーム同士の接触を防ぐ干渉防止手段その２について説明する。アーム同士の接触を防ぐにはＸ，Ｙ軸に関してアーム同士が干渉しないようにすれば良く、接触防止制御では、異物除去ヘッド全体の軸動作とマイクロマニピュレータ独自の軸動作の両方を併用し、干渉防止エリアを設定し、そのエリアの境界座標を用いて接触防止策を確立するものである。この干渉防止エリア設定の事前設定作業をＭＸ／ＭＹ設定作業と呼ぶ。

ＸＹＺ座標系は図５と同様とする。この干渉防止エリア設定はＸ軸、Ｙ軸に関してどちらか一つ軸に関して実施すれば良く、Ｘ軸、Ｙ軸の両方に対して設定する必要はない。

マイクロマニピュレータアーム４１及びマイクロマニピュレータアーム４２は独自のＸ、Ｙ軸移動機構を持っており（マイクロマニピュレータが移動するＭＸ軸、マイクロマニピュレータが移動するＭＹ軸）、また、Ｚ軸移動に関しては、異物除去ヘッドの座標移動はヘッドのＺ１軸によるＨＺ移動だけに限定されるが、マイクロマニピュレータアームの移動は異物除去ヘッドのＺ１軸による移動ＨＺのほかに、マイクロマニピュレータ独自の軸であるＺ２軸移動（即ち、マイクロマニピュレータの右アーム４６のＭＺＲ軸、マイクロマニピュレータの左アーム４５のＭＺＬ軸）の２つの移動パターンが存在する。つまり、マイクロマニピュレータのＺ軸の座標移動は異物除去ヘッド軸による移動機構だけではなく、マイクロマニピュレータ独自の座標系で移動することが可能である。

図１２はガラス基板内を上から見た図である。例えば、図中のＰｏｓ１からＰｏｓ
２への移動の場合、異物除去ヘッド移動にて座標移動を行えば、異物除去ヘッド自体の座標の変化はあるが、マイクロマニピュレータの座標系を変化させない限り、マイクロマニピュレータの座標系が変化する事はない。即ち、本発明に係るカラーフィルタ基板修正装置は、異物除去ヘッドの座標系とは別にマイクロマニピュレータ独自の座標系を用いてマイクロマニピュレータを制御するものである。

言い換えれば、異物除去ヘッドのＸ軸をＨＸ、Ｙ軸をＨＹとし、またマイクロマニピュレータ独自のＸ軸をＭＸ、Ｙ軸をＭＹとし、マイクロマニピュレータ右アームのＸ軸をＭＸＲ、マイクロマニピュレータ左アームのＸ軸をＭＸＬ、マイクロマニピュレータ右アームのＹ軸をＭＹＲ、マイクロマニピュレータ左アームのＹ軸をＭＹＬとすることによって、マイクロマニピュレータ独自の座標系を用いることが出来る。

事前設定作業である上記ＭＺ設定作業を行った後に、事前設定作業（以下、ＭＸ／ＭＹ設定作業という）を行う。当操作はマウスオペレーションにて実施する。実際の異物除去動作に関しては、例えば門型のいわゆるガントリーに載置された異物除去ヘッドをＨＸ軸及びＨＹ軸方向に移動して異物除去ヘッドを欠陥位置へ合わせ、その後、ＨＸ軸及びＨＹ軸の位置を固定し、ＭＸ軸及びＭＹ軸の動作によって異物除去動作を行う。

事前設定作業であるＭＸ／ＭＹ設定作業について図１３のフロー図を用いて説明する。
ガラス基板とアームの干渉防止の為、事前設定作業（ＭＺ設定作業）を完了した事を確認した後にＭＸ／ＭＹ設定作業を実施する。

先ず、上記ＭＺ設定作業によって設定したパターン面からαμｍ上方の高さまでＭＺ軸にてアーム４１、４２を移動させる（Ｄ１）。この時、アームはＭＸ、ＭＹの原点位置へ退避しておく。ここでいう原点位置座標とは、アーム４１，４２が干渉しない位置に置かれた座標であって、右アーム４１の原点位置座標を（ＭＸＲ、ＭＹＲ）とし、左アーム４２の原点位置座標を（ＭＸＬ、ＭＹＬ）とする。図１４（ａ）はこの時の状態を示す図である。

その後、Ｘ軸、Ｙ軸どちらか一つの干渉防止エリア（＝β）を入力する（Ｄ２）。本発明の実施の形態では、Ｙ軸の干渉防止エリアを作成する場合を例示する。図１４（ｂ）はこの時の状態を示す図である。βは画面中心に対し、＋／−方向に同距離分離れる。また、βはＰｉｘｅｌ数でもμｍでも入力することが出来る。ここで云うＰｉｘｅｌ数とは、コンピュータのディスプレイなどの画面を構成する最終単位の画素数のことであって、１Ｐｉｘｅｌに相当するガラス基板上のサイズは使用している撮像カメラの分解能によって決まる。

β設定後、ＭＹ軸移動を行って、アーム４１，４２の先端を撮像カメラの視野に移動する（Ｄ３）。この時、アーム同士が干渉せず、且つ、βの外側ならどこでもよい。図１５（ａ）はこの時の状態を示す図である。

次に、画像処理を行いながら、速度一定でアーム４１、４２をＭＹ軸移動にて自動で近接させ（Ｄ４）、両アーム先端部がそれぞれβの外側に重なったところで動作を停止させる（Ｄ５）。図１５（ｂ）はこの時の状態を示す図である。

アーム４１，４２が停止したときの各アームの座標（ＭＹＲ＝ｃ、ＭＹＬ＝ｄ）を基準座標として設定し（Ｄ６）、ＭＹの設定が終了する（Ｄ７）。右のアーム４１は設定した座標（ＭＹＲ＝ｃ）よりアーム４１の現在ポジションが大きくならないように、また左のアーム４２は設定した座標（ＭＹＬ＝ｄ）よりアーム４２の現在ポジションが小さくならないように動作を制御する。即ち、稼動範囲はＭＹＲ≦ｃ、ＭＹＬ≧ｄとなる。図１６はアーム４１、４２がβの外側にある場合の座標を示す図である。

図１７に示す異物除去を行うための事前設定作業から異物除去までのフローを示す図を用いて、異物除去全体のフローを説明する。ガラス基板投入前作業として事前設定作業を実施する。先ず、アームとガラス基板との接触を防止するための事前設定作業（ＭＺ設定作業）を行う（Ｒ１）。ＭＺ設定作業によってアームの先端位置がガラス基板からα退避した位置が設定される。

次にアーム同士の接触を防ぐための事前設定作業（ＭＸ／ＭＹ設定作業）を行う（Ｒ２）。ＭＸ／ＭＹ設定作業によってＸ軸、Ｙ軸どちらか一つの干渉防止エリア（＝β）が設定される。上記本実施の形態では、Ｙ軸の干渉防止エリアの設定を例示した。

上記ＭＺ設定作業とＭＸ／ＭＹ設定作業を行いα、βを決定し、各マイクロマニピュレータ軸の座標を記憶させた後、ガラス基板をステージに投入する（Ｒ３）。

ガラス基板投入後、異物除去ヘッド軸移動（ＨＸ、ＨＹ）によって、異物検査装置によって検査された異物の欠陥座標へ異物除去ヘッドを移動する（Ｒ４）。

その後、マイクロマニピュレータ軸（ＨＸＲ、ＨＸＬ、ＨＹＲ、ＨＹＬ、ＨＺＲ、ＨＺＬ）にて、異物除去動作を実施する。その際、各マイクロマニピュレータ座標が、事前に設定したα、βの座標外であるかどうかを判断し（Ｒ５）、各マイクロマニピュレータ座標がα、β外であれば（Ｒ５のＹＥＳの場合）異物除去動作を続行（Ｒ６）し、異物除去作業が完了した場合（Ｒ７のＹＥＳの場合）は、基板が排出される（Ｒ８）。異物除去作業が完了していない場合（Ｒ７のＮＯの場合）は、ステップ（Ｒ５）に移る。

図１８は前記異物除去動作を続行（Ｒ６）して除去される異物の一例を示す図で、図１９は図１８に示される異物を除去する動作のフローを示すものである。図１８（ａ）はカラーフィルタ基板修正装置によって除去される異物の一例を示す図で、図１８（ｂ）は右アームが動作するエリアを示す図で、図１８（ｃ）は左アームが動作するエリアを示す図である。

図１８（ａ）に示される異物７０は設定されたβの部分７１とβの右側の部分７２とβの左側の部分７３から成っている。異物７０を除去する際には、先ず図１８（ｂ）に示す右アームが動作するエリア内のβの右側の部分７２の異物を右アームのＸ，Ｙ移動によって除去し（Ｅ１）（図（ｂ−１））、同時に図１８（ｃ）に示す左アームが動作するエリア内のβの左側の部分７３の異物を左アームのＸ，Ｙ移動によって除去する（Ｅ２）（図（ｃ−１）。次にＨＹ軸に異物除去ヘッドを移動（この場合は＋方向に移動）した（Ｅ３）後、βの部分７１を右アームのＸ，Ｙ移動によって除去し（Ｅ４）（図（ｂ−２）、異物７０の除去が終了する（Ｅ６）。この場合、図１８（ｃ）に示すステップ（Ｅ２）での除去残りがあった場合には、左アームが動作するエリアを左アームのＸ，Ｙ移動によって除去し手も良い（図（ｃ−２）。同じガラス基板内に複数の異物が存在する場合にはステップ（Ｅ１）からステップ（Ｅ６）が繰り返し行われる。異物除去を行うには、アームをパソコンマウスを操作することによって行う。

ステップ（Ｅ３）でＨＹ軸に異物除去ヘッドを＋方向に移動した例を示したが、−方向に移動しても良く、この場合には、左アームによってβの部分７１が除去される。

上記異物除去動作によって異物除去は完了しガラス基板はステージから排出される（Ｒ８）。

一方、マイクロマニピュレータ座標がα、β内であれば（Ｒ５のＮＯの場合）、インターロックが発動され動作は禁止され（Ｒ９）、アームの移動は停止される。この際、α内であれば（Ｒ１０のαの場合）、アームがガラス基板に近接する動作を禁止にし、アームはガラス基板に対して遠隔動作のみ移動可能と（Ｒ１１）なる。また、β内であれば（Ｒ１０のβの場合）はアーム同士の近接動作を禁止にし、遠隔動作のみ移動可能（Ｒ１２）となる。また、α内でしかもβ内の場合は（Ｒ１０のα、β内の場合）、アームがガラス基板に近接する動作を禁止にし（Ｒ１３）、更にアーム同士の近接動作を禁止にする（Ｒ１４）。その後ステップ（Ｒ５）に移る。

図２０は上記近接動作と遠隔操作を説明するための図で、図１９（ａ）はＺ軸方向の動作を示し、図１９（ｂ）はＸ／Ｙ軸方向の動作を示す。近接動作とはＺ軸の場合、アームがガラス基板に近づく動作を示し、Ｘ／Ｙ軸の場合、アーム同士が互いに近づく動作を示す。また遠隔動作とは、Ｚ軸の場合、アームがガラス基板から離れる動作のことを示し、Ｘ／Ｙ軸の場合、アーム同士が離れる動作のことを示す。

上記マイクロマニピュレータの運転によって、アームとガラス基板、及びアーム同士の接触を起こすことなく異物の除去が行われる。

上記実施の形態では、マイクロマニピュレータ２個を用いた例を示したが、例えば１個の場合には、カラーフィルタ基板を載置するステージと、異物を撮像する撮像カメラとマイクロマニピュレータとマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去するアームとを備えた異物除去ヘッドと、前記異物除去ヘッドを移動する移動手段である移動機構４９と、アームを移動する移動手段である移動機構４７と移動機構５０と移動機構５２と、アームとカラーフィルタ基板の接触を防ぐ干渉防止手段と、を有し、アームとガラス基板との接触を防止するための事前設定作業（ＭＺ設定作業）（Ｒ１）によるα設定のみ行い、アーム同士の接触を防ぐための事前設定作業（ＭＺ設定作業）（Ｒ２）を行う必要はなく、ステップ（Ｒ２）、及びステップ（Ｒ１１）、ステップ（Ｒ１３）が省略されたフローで行われる。

また、３個以上の場合は（例えばアームＡ、アームＢ、アームＣとした場合）、上記干渉防止エリアβのほかに干渉防止エリアγ等を設定することによってアーム同士の接触を防いで、異物の除去が行われる。

以上のように、本発明によるカラーフィルタ基板修正装置によれば、アームの先端とガラス基板の接触や、アーム同士の接触を防いで金属異物や樹脂異物を除去することが可能となり、その結果、ガラス基板にダメージを与えず、異物除去作業の効率が上がり、更にアームの材料費や装置メンテナンス費の削減が可能となる。

１・・・カラーフィルタ
２・・・ガラス基板
３・・・ブラックマトリックス（ＢＭ）
４−１・・・レッドＲの着色画素（Ｒ画素）
４−２・・・グリーンＧの着色画素（Ｇ画素）
４−３・・・ブルーＢの着色画素（Ｂ画素）
５・・・透明電極
６・・・フォトスペーサー（ＰＳ）
７・・・バーテイカルアライメント（ＶＡ）
２０・・・研磨テープ
２１・・・微小突起
２２・・・研磨ヘッド
２３・・・巻き出しロール
２４・・・巻き取りロール
２５，２６・・・ガイドロール
３０・・・カラーフィルタ基板
３１・・・右アーム
３２・・・左アーム
３３・・・異物
３４・・・撮像カメラ
３５、３６・・・マイクロマニピュレータ
３７・・・ステージ
３８・・・ＸＹステージ
３９・・・異物
４０・・・カラーフィルタ基板
４１・・・アーム
４２・・・アーム
４４・・・撮像カメラ
４５・・・マイクロマニピュレータ
４６・・・マイクロマニピュレータ
４７〜５３・・・移動機構
５５・・・条件出し用ガラス基板
５９・・・ＭＺＲ軸の下降方向を示す矢印
６０・・・パターン面
６１・・・円で示されるアームの部分
６２・・・アームがたわんでスライドする方向を示す矢印
６３・・・ＭＺＬ軸の下降方向を示す矢印
７０・・・異物
７１・・・設定されたβの部分
７２・・・βの右側の部分
７３・・・βの左側の部分

Claims

異物検査装置によって検出された異物の所在情報に基づいてカラーフィルタ基板に付着した異物を除去するカラーフィルタ基板修正装置であって、カラーフィルタ基板を載置するステージと、異物を撮像する撮像カメラと複数のマイクロマニピュレータとマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去する複数のアームとを備えた異物除去ヘッドと、前記異物除去ヘッドを移動する移動手段と、複数のアームを移動する移動手段と、複数のアームとカラーフィルタ基板の接触を防ぐ干渉防止手段その１と、複数のアーム同士の接触を防ぐ干渉防止手段その２と、を有することを特徴とするカラーフィルタ基板修正装置。
異物除去ヘッドを移動する移動手段は異物除去ヘッドをＺ軸方向に移動する移動機構Ａを有し、複数のアームを移動する移動手段はＺ軸方向に複数のアームを移動する移動機構ＢとＸ軸方向に複数のアームを移動する移動機構ＣとＹ軸方向に複数のアームを移動する移動機構Ｄを有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ基板修正装置。
アームとカラーフィルタ基板の干渉を防ぐ干渉防止手段その１は、カラーフィルタ基板面から上方の位置にＺ軸異物除去ポジションを設けることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板修正装置。
アーム同士の干渉を防ぐ干渉防止手段その２は、アーム同士の侵入干渉防止エリアを設け、該干渉防止エリアにアームが進入することを防ぐことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板修正装置。
複数のマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去する複数のアームによって干渉防止エリア外の異物を除去した後、異物除去ヘッドをＸ軸またはＹ軸のどちらか一方の軸方向に移動し、その後干渉防止エリア内の異物を除去して異物全体の除去を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカラーフィルタ基板修正装置。
異物検査装置によって検出された異物の所在情報に基づいてカラーフィルタ基板に付着した異物を除去するカラーフィルタ基板修正装置であって、カラーフィルタ基板を載置するステージと、異物を撮像する撮像カメラとマイクロマニピュレータとマイクロマニピュレータに備えられその先端で異物を除去するアームとを備えた異物除去ヘッドと、前記異物除去ヘッドを移動する移動手段と、アームを移動する移動手段と、アームとカラーフィルタ基板の接触を防ぐ干渉防止手段と、を有することを特徴とするカラーフィルタ基板修正装置。