JP2012163596A - 塗布膜の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型ガラス基板に各種画面サイズのカラーフィルタが面付けされ、面付け余白が生じて基板端から表示領域を画定する額縁部近傍までの幅においてフォトレジストが塗布されていない基板に対しても、外観上の広域欠陥の検査を正常に行える機構を有した塗布膜の検査装置を提供する。
【解決手段】被検査体の基板を披検査体テーブルの支持ピン上に保持した状態で、基板流動方向に走査可能に移動する検査位置に対して真下の位置に配置された透過光源部から検査光を当て、被検査体を透過した透過光を、透過光源部と同じ方向に一体的に移動する検査位置に対して真上の位置に配置された撮像カメラで受光してその輝度変化を検出する塗布膜の検査装置において、前記被検査体テーブルの基板流動方向の両端部に外乱光遮断用のシャッターが設けられ、該シャッターが両端部から前記被検査体の基板の内側にむけてその遮光領域を可変に制御する機構を具備している。
【選択図】図３

Description

本発明は、塗布膜の検査装置に関し、特に、カラー液晶表示装置や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタを構成するパターンを形成するために塗布したフォトレジスト塗布膜のスジムラ検査を行う塗布膜の検査装置に関する。

カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタは、ガラス基板上にＢＭ（ブラックマトリクス）を形成し、次に、ＢＭの開口部に位置合わせして着色画素をフォトリソグラフィー法、インクジェット法などの方法でパターニングし、必要に応じてオーバーコート層を形成し、更に透明電極、柱状スペーサ、配向制御用突起又はスリット等を順次に位置合わせして形成するといった方法で製造されている。

このカラーフィルタの製造工程で発生する外観上の欠陥は、その大きさ・範囲によって、広域欠陥と狭域欠陥（点欠陥）とに２分される。広域欠陥はムラで代表され、ムラはカラーフィルタ上の広い範囲に及ぶフォトレジスト塗布膜の厚み不良、濃度不良である。例えば、濃度の高い部分、或いは濃度の低い部分が直線状に発生しているスジムラが挙げられる。

スジムラに代表される広域欠陥は、後工程での修正が困難であり、塗布工程そのものの調整によって改善されるものである。その為、例えば着色画素を形成する着色フォトレジストの塗布膜が設けられた段階でスジムラ検査が行われ、その結果をプロセス条件調整にフィードバックするのが通例である。

従来、このカラーフィルタのスジムラ欠陥検出処理を目的とする検査装置では、基板流動方向端部にて上下駆動するシャッターで検査装置を外乱光から遮光し、例えば特許文献１の外観検査装置、あるいは特許文献２のカラーフィルタ基板の検査装置等に開示されているように、走査可能に移動する被検査体の検査位置に対して、カラーフィルタ基板下部に光源を配置して光を当て、カラーフィルタ基板上部に配置した撮像カメラにて透過光を受光してその輝度変化を判定処理している。カラーフィルタ基板上のフォトレジストの輝度情報に基づくスジムラ欠陥を正確に得る為には、フォトレジストは基板全面に塗布されていなければならない。

近年、液晶テレビの普及に伴い液晶表示装置の大型化が進み、それに伴ってカラーフィルタを形成するガラス基板についても大型化が進んでいる。通常、カラーフィルタは第６世代（Ｇ６：１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）、第８世代（Ｇ８：２１６０ｍｍ×２４００ｍｍ）、第１０世代（Ｇ１０：２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ）と呼ばれる大型ガラス基板の上に、同じ画面サイズ、同じ画素ピッチ幅を有するカラーフィルタを複数形成（多面付け）して生産される。多面付けされたカラーフィルタ基板は、個別に裁断した後それぞれＴＦＴ基板と貼り合わせられる場合と、多面付けされたままの状態で多面付けされたＴＦＴ基板と張り合わせた後個別に断裁される場合がある。

しかしながら、決まった大きさ（世代）のガラス基板にカラーフィルタを多面付けする場合、カラーフィルタの画面サイズによっては、大型ガラス基板に余白（前記画面サイズのカラーフィルタが形成できない部分）が生じる場合がある。従来、フォトレジストは基板全面に塗布されて、露光、現像により余白部分のフォトレジストを洗い流していたが、資源の有効利用並びにコストダウンの観点から、近年では、画面面付けサイズに合わせた
有効部分にのみフォトレジストを塗布し、余白部分にはフォトレジストが塗布されていない基板を生産したいという要望がある。

特開平０６−３３１５６２号公報 特開平１０−２８１９３２号公報

しかしながら、基板流動方向の基板端から面付けされた画面サイズのカラーフィルタ額縁部近傍までの幅、所謂前記した余白部分においてフォトレジストが塗布されていない基板を対象に検査する場合、上記した従来の検査機ではフォトレジストが塗布されていない素ガラス基板箇所からの透過光が有効画面のパターン部に回り込む事で擬似検出が発生し検査を行う事ができない問題があった。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたもので、大型ガラス基板に各種画面サイズのカラーフィルタが面付けされ、面付け余白が生じて基板流動方向の基板端から表示領域を画定するカラーフィルタのブラックマトリックス額縁部近傍までの幅においてフォトレジストが塗布されていない基板に対しても、スジムラに代表される外観上の広域欠陥の検査を正常に行える機構を有した塗布膜の検査装置を提供することを課題としている。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、フォトレジストが塗布された被検査体の基板を被検査体テーブルの支持ピン上に保持した状態で、前記被検査体の検査位置を基板流動方向に走査可能に移動する前記検査位置に対して真下の位置に配置された透過光源部から検査光を当て、前記被検査体を透過した透過光を、前記透過光源部と同じ方向に一体的に移動する前記検査位置に対して真上の位置に配置された撮像カメラで受光してその輝度変化を検出する塗布膜の検査装置において、前記被検査体テーブルの基板流動方向の両端部に外乱光遮断用のシャッターが設けられ、該シャッターが両端部から前記被検査体の基板の内側にむけてその遮光領域を可変に制御する機構を具備していることを特徴とする塗布膜の検査装置である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記シャッターは基板流動方向端部で上下駆動し、このシャッターの被検査体側の上部に遮光板が可動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載する塗布膜の検査装置である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記シャッターに前記遮光板は蝶番にて取り付けられ、前記遮光板の前記蝶番から離れた位置にはワイヤーが繋がれており、検査装置上部にワイヤーを巻き取り・巻き出し可能な電動制御式モーターが取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載する塗布膜の検査装置である。

また、本発明の請求項４に係る発明は、前記電動制御式モーターのワイヤー巻き取り・巻き出し駆動により、前記遮光板を円弧状の軌跡で制御することで、前記シャッターが両端部から前記被検査体の基板の内側にその遮光領域を可変に制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する塗布膜の検査装置である。

次に、本発明の請求項５に係る発明は、前記被検査体が大型ガラス基板に各種画面サイ
ズのカラーフィルタが面付けされ、面付けの余白が生じて基板流動方向の基板端から表示領域を画定するカラーフィルタのブラックマトリックス額縁部近傍までの幅においてフォトレジストが塗布されていないカラーフィルタ基板を含むことを特徴とする請求項１に記載する塗布膜の検査装置である。

本発明の塗布膜の検査装置によれば、上記したように被検査体の両端部から内側に遮光領域を可変に制御することが出来るため、フォトレジストが塗布されていない箇所からの透過光の回り込みによる擬似検出を防ぐことが可能となる。そのため、従来は検査が出来なかった、大型ガラス基板に各種画面サイズのカラーフィルタが面付けされ、面付け余白が生じて基板流動方向の基板端から表示領域を画定するカラーフィルタのブラックマトリックス額縁部近傍までの幅においてフォトレジストが塗布されていない基板に対しても、スジムラに代表される外観上の広域欠陥の検査を正常に行える。

また、カラーフィルタ基板に面付けされる画面サイズによって、基板端部からのフォトレジストが塗布されていない幅が変更された場合でも、遮光領域を可変に制御することが出来るため、生産品種の変更に柔軟に対応可能となる。その結果、フォトレジストのムダや現像液の劣化を抑制でき、スジムラ検査のフィードバックでのプロセス安定化による歩留まり向上とあわせて、カラーフィルタ基板のコストダウンに貢献できる。

本発明に係る、一例の被検査体としてのフォトレジスト塗布無しカラーフィルタ基板を示す平面説明図である。 従来の塗布膜の検査装置の、一例の概略構成を模式的に説明する側面図である。 本発明の塗布膜の検査装置の、一実施形態の概略構成例を模式的に示す側面図である。

本発明の塗布膜の検査装置を一実施形態に基づいて以下に説明する。なお、以下の説明で従来と同一機能を果たす部位の名称には同じ符号を用いる。

本発明は、塗布膜の検査装置であり、対象とするカラーフィルタ基板は、図１にその一例を示すように、大型ガラス基板に各種画面サイズのカラーフィルタが面付けされ、面付け余白が生じて基板流動方向の基板端から表示領域を画定するカラーフィルタのブラックマトリックス額縁部近傍までの幅においてフォトレジストが塗布されていない基板が含まれる。なお、ガラス基板の大きさと面付けする画面サイズが適合して、面付け余白が生じていない基板に対しても、スジムラに代表される外観上の広域欠陥の検査を行えることは当然である。

本発明の塗布膜の検査装置（１）は、図３に示すように、ガラス基板（１１）にフォトレジスト（１２）が塗布されたカラーフィルタ基板（１３）の被検査体（１０）を被検査体テーブル（２）の支持ピン（２１）上に保持した状態で、被検査体（１０）の図示しない検査位置を、図１で太い矢印で示した基板流動方向に走査可能に移動する検査位置に対して真下の位置に配置された透過光源部（２２）から検査光（２３）を当て、被検査体（１）を透過した透過光（２４）を、透過光源部（２２）と同じ方向に一体的に移動する検査位置に対して真上の位置に配置された撮像カメラ（２６）で受光してその輝度変化を検出する。

また、被検査体テーブル（２）の基板流動方向の両端部には外乱光遮断用のシャッター（３１、３２）が設けられている。このシャッターは基板流動方向端部で上下駆動して、被検査体（１０）を、図示しない搬送ロボット等によって検査装置内に投入する際は、シャッター（３１）が上部に移動して開口し、検査時にはシャッター（３１，３２）は下に移動して外乱光を遮光し、検査終了後は、シャッター（３２）が上部に移動して開口して、被検査体（１０）が検査機から排出される。そして、本発明のポイントとして、このシャッター（３１，３２）には被検査体テーブル（２）の両端部から被検査体（１０）のカラーフィルタ基板（１３）の内側に向けてその遮光領域を可変に制御する機構が具備されている。この機構を具備することで、図２に示した、従来の検査機での、透過光（２４）以外に、漏光（２５）がレジストの非塗布部より漏れてパターン部に回り込むことで光を検出する擬似検出を防ぐことが出来る。

具体的には、シャッター（３１，３２）は基板流動方向端部で上下駆動し、このシャッター（３１，３２）の被検査体側の上部に遮光板（３３，３４）が可動可能に取り付けられている。遮光板（３３）はシャッター（３１）に蝶番（３９）にて取り付けられ、同様に、遮光板（３４）はシャッター（３２）に蝶番（４０）にて取り付けられている。遮光板の蝶番から離れた位置にはワイヤー（３５，３６）が繋がれており、検査装置上部にワイヤーを巻き取り・巻き出し可能な電動制御式モーター（３７，３８）が取り付けられている。この電動制御式モーター（３７，３８）をワイヤー巻き取り・巻きだし駆動することにより、遮光板（３３、３４）を円弧状の軌跡で制御することで、シャッター（３１，３２）が被検査体テーブル（２）の両端部から被検査体（１０）のカラーフィルタ基板（１３）の内側にその遮光領域を可変に制御することが可能となる。なお、蝶番による取付け、及びワイヤー駆動は、多額の費用をかけずに具現化できる本発明の推奨例であり、遮光領域を可変に制御する機構としてはこれに制限されない。

ここで、透過光源（２２）は、走査方向と直行方向に、カラーフィルタ基板（１３）の幅に対して十分な長さを有している。また、撮像カメラ（２６）も同様に、走査方向と直行方向に、カラーフィルタ基板（１３）の幅に対して十分な長さを有するＣＣＤカメラ列から構成される。透過光源（２２）は、射出された検査光（２３）をフォトレジスト（１２）が塗布されたカラーフィルタ基板（１３）の被検査体（１０）の裏面から垂直に照射する。この被検査体（１０）を透過した透過光（２４）を撮像カメラ（２６）で受光させ、その撮像データを、図示しないデータ処理部へと伝送する。データ処理部は検査装置（１）を制御し、スジムラに代表される外観上の広域欠陥の判定を行う。

検査は、上記したように、被検査体（１０）を被検査体テーブル（２）の支持ピン（２１）上に保持した状態で行う。一般に、透過光検査の場合、検査の有効エリアは開口している必要があり、被検査体（１０）を周辺のみで保持するが、対象とする被検査体（１０）は前記した大型ガラス基板でタワミが大きく、また、スジムラに代表される外観上の広域欠陥の検査であるため、予め定められた支持ピン（２１）及び図示しない支持ピン枠の位置をデータ入力しておくことで信頼性のある検査が可能である。

１・・・検査装置 １０・・・被検査体 １１・・・ガラス基板
１２・・・フォトレジスト １３・・・カラーフィルタ基板
２・・・被検査体テーブル ２１・・・支持ピン ２２・・・透過光源部
２３・・・検査光 ２４・・・透過光 ２５・・・漏れ光 ２６・・・撮像カメラ
３１、３２・・・シャッター ３３，３４・・・遮光板 ３５，３６・・・ワイヤー ３７，３８・・・電動制御式モーター ３９，４０・・・蝶番

Claims (5)

1. フォトレジストが塗布された被検査体の基板を被検査体テーブルの支持ピン上に保持した状態で、前記被検査体の検査位置を基板流動方向に走査可能に移動する前記検査位置に対して真下の位置に配置された透過光源部から検査光を当て、前記被検査体を透過した透過光を、前記透過光源部と同じ方向に一体的に移動する前記検査位置に対して真上の位置に配置された撮像カメラで受光してその輝度変化を検出する塗布膜の検査装置において、前記被検査体テーブルの基板流動方向の両端部に外乱光遮断用のシャッターが設けられ、該シャッターが両端部から前記被検査体の基板の内側にむけてその遮光領域を可変に制御する機構を具備していることを特徴とする塗布膜の検査装置。
2. 前記シャッターは基板流動方向端部で上下駆動し、このシャッターの被検査体側の上部に遮光板が可動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載する塗布膜の検査装置。
3. 前記シャッターに前記遮光板は蝶番にて取り付けられ、前記遮光板の前記蝶番から離れた位置にはワイヤーが繋がれており、検査装置上部にワイヤーを巻き取り・巻き出し可能な電動制御式モーターが取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載する塗布膜の検査装置。
4. 前記電動制御式モーターのワイヤー巻き取り・巻き出し駆動により、前記遮光板を円弧状の軌跡で制御することで、前記シャッターが両端部から前記被検査体の基板の内側にその遮光領域を可変に制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する塗布膜の検査装置。
5. 前記被検査体が大型ガラス基板に各種画面サイズのカラーフィルタが面付けされ、面付けの余白が生じて基板流動方向の基板端から表示領域を画定するカラーフィルタのブラックマトリックス額縁部近傍までの幅においてフォトレジストが塗布されていないカラーフィルタ基板を含むことを特徴とする請求項１に記載する塗布膜の検査装置。