JP2016114451A - Coating device and defect repair device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗布装置およびそれを用いた欠陥修復装置に関し、特にフラットパネルディスプレイ(FPD)、太陽電池、半導体、プリント基板等の微細部分に対して液状材料を塗布する塗布装置およびこれを用いた欠陥修復装置に関する。 The present invention relates to a coating apparatus and a defect repairing apparatus using the coating apparatus, and in particular, a coating apparatus that applies a liquid material to a fine portion of a flat panel display (FPD), a solar cell, a semiconductor, a printed board, and the like, and the same. The present invention relates to a defect repair apparatus.
液晶ディスプレイ(LCD)の大型化や高精細化に伴い画素数も増大し、液晶ディスプレイを無欠陥で製造することは困難となり、欠陥の発生確率も増加してきている。このような状況下において歩留まり向上のために、液晶カラーフィルタ基板の製造工程において発生する欠陥を修正する欠陥修正装置が生産ラインに不可欠となってきている。 As the size and resolution of liquid crystal displays (LCDs) have increased, the number of pixels has increased, making it difficult to produce liquid crystal displays without defects, and the probability of occurrence of defects has also increased. Under such circumstances, in order to improve the yield, a defect correcting apparatus that corrects a defect that occurs in the manufacturing process of the liquid crystal color filter substrate has become indispensable for the production line.
図4(a)〜(c)は、液晶カラーフィルタ基板の製造工程において発生する欠陥を示す図である。図4(a)〜(c)において、液晶カラーフィルタ基板は、透明基板と、その表面30aに形成されたブラックマトリクス51と呼ばれる格子状のパターンと、複数組のR(赤色)画素52、G(緑色)画素53、およびB(青色)画素54とを含む。液晶カラーフィルタ基板の製造工程においては、図4(a)に示すように画素やブラックマトリクス51の色が抜けてしまった白欠陥55や、図4(b)に示すように隣の画素と色が混色したり、ブラックマトリクス51が画素にはみ出してしまった黒欠陥56や、図4(c)に示すように画素に異物が付着した異物欠陥57などが発生する。
4A to 4C are diagrams showing defects that occur in the manufacturing process of the liquid crystal color filter substrate. 4A to 4C, the liquid crystal color filter substrate includes a transparent substrate, a lattice pattern called a black matrix 51 formed on the
一般に、白欠陥に対しては、当該白欠陥部分に色抜けした色と同色のインクを塗布することによって修正を行う。また、黒欠陥に対しては、初めに当該黒欠陥部分をレーザなどによって除去して白欠陥に変換した後、当該白欠陥部分に色抜けした色と同色のインクを塗布することによって、修正を行う。 In general, a white defect is corrected by applying ink of the same color as the color that has been lost to the white defect portion. For black defects, the black defect portion is first removed by a laser or the like and converted into a white defect, and then the white defect portion is coated with ink of the same color as the color that has been lost. Do.
特開平9−236933号公報、特開2002−333725号公報および特開2008−296148号公報には、白欠陥に対して針を用いてインクを塗布することで欠陥を修正する欠陥修正装置が記載されている。 JP-A-9-236933, JP-A-2002-333725, and JP-A-2008-296148 describe a defect correction apparatus that corrects a defect by applying ink to a white defect using a needle. Has been.
しかしながら、特開平9−236933号公報および特開2002−333725号公報に記載の欠陥修正装置では、観察光学系と塗布針を含む塗布機構とは同一の修正ヘッドに搭載されており、互いの相対的な位置関係は固定されている。そのため、まず観察光学系にて欠陥位置(塗布位置)を特定した後に塗布機構の塗布針の先端位置を欠陥位置の鉛直方向上方へ移動させて塗布作業に移るが、このとき観察光学系の光軸は欠陥位置から当該移動量に応じた分ずれるために塗布を行っている最中の欠陥の様子を観察光学系を用いて観察することはできない。 However, in the defect correction apparatuses described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-236933 and 2002-333725, the observation optical system and the application mechanism including the application needle are mounted on the same correction head, and are relative to each other. The positional relationship is fixed. For this reason, first the defect position (application position) is specified by the observation optical system, and then the tip position of the application needle of the application mechanism is moved vertically above the defect position to proceed to the application operation. Since the axis is shifted by an amount corresponding to the amount of movement from the defect position, the state of the defect being applied cannot be observed using the observation optical system.
また、特開2008−296148号公報の欠陥修正装置では、塗布針を含む塗布機構がXYZステージによって観察光学系に対して相対的な位置関係を変更可能に設けられている。そのため、塗布針の先端位置を欠陥位置の直上(塗布位置)へ移動させて塗布作業に移る際に、観察光学系の光軸を欠陥位置から移動させることなく塗布機構のみを移動させることができる。 In the defect correction apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-296148, an application mechanism including an application needle is provided so that the relative positional relationship with respect to the observation optical system can be changed by an XYZ stage. Therefore, when the tip position of the application needle is moved to a position immediately above the defect position (application position) to move to the application operation, only the application mechanism can be moved without moving the optical axis of the observation optical system from the defect position. .
しかし、観察光学系と塗布位置の間の観察光学系の光軸上に塗布針が配置されるために塗布を行っている最中の欠陥の様子を観察光学系を用いて観察することはできない。 However, since the coating needle is arranged on the optical axis of the observation optical system between the observation optical system and the coating position, it is impossible to observe the state of the defect during the coating using the observation optical system. .
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、塗布している最中の欠陥の様子を観察光学系を用いて観察することができる塗布機構およびそれを用いた欠陥修正装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. A main object of the present invention is to provide a coating mechanism capable of observing a state of a defect during coating using an observation optical system and a defect correcting apparatus using the coating mechanism.
本発明に係る欠陥修正装置は、対象物の表面における微細領域に液状材料を塗布する塗布装置であって、微細領域に液状材料を塗布する塗布部と、微細領域を観察可能な観察光学系とを備える。観察光学系は、観察光学系の光軸と表面との成す角度を変更可能に設けられている。 A defect correction apparatus according to the present invention is a coating apparatus that applies a liquid material to a fine region on the surface of an object, and an application unit that applies the liquid material to the fine region, and an observation optical system that can observe the fine region; Is provided. The observation optical system is provided so that the angle formed by the optical axis of the observation optical system and the surface can be changed.
塗布している最中の欠陥の様子を観察光学系を用いて観察することができる塗布機構およびそれを用いた欠陥修正装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a coating mechanism capable of observing a state of a defect during coating using an observation optical system and a defect correcting apparatus using the coating mechanism.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
はじめに、本発明の実施の形態の概要を列挙する。
(1)本実施の形態に係る塗布装置100は、対象物30の表面30aにおける微細領域に液状材料を塗布する塗布装置100であって、微細領域に液状材料を塗布する塗布部10と、微細領域を観察可能な観察光学系1とを備える。観察光学系1は、観察光学系1の光軸L(図3参照)と表面30aとの成す角度θ(図3参照)を変更可能に設けられている。
First, the outline of the embodiment of the present invention will be enumerated.
(1) The
このようにすれば、観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更することにより、塗布部10により液状材料の塗布を行っている最中の欠陥(微細領域)の様子を観察光学系1を用いて観察することができる。その結果、塗布位置の位置ずれを早期に把握し補正することができる。また、塗布部10により液状材料の塗布を行っている最中の欠陥の様子から、当該基板30における欠陥毎に最適な塗布条件を見つけだすことができるため、条件だしの時間を短縮することができる。そのため、より効率的に欠陥修復作業を進めることができる。
In this way, by changing the angle θ formed by the optical axis L of the observation
(2)観察光学系1は、塗布部10が液状材料を微細領域に塗布している状態においてその光軸Lが塗布部10と交差することなく微細領域に到達するように位置決め可能に設けられている。
(2) The observation
このようにすれば、観察光学系1は、塗布部10が液状材料を微細領域に塗布している状態においても塗布部10に遮られることなく、微細領域の様子を観察光学系1を用いて観察することができる。
In this way, the observation
(3)微細領域の1点Aを中心とし、かつ表面30aと交差する面における円の周方向において、観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更するように光軸Lを移動可能とする回動部6をさらに備える。
(3) The optical axis so as to change the angle θ formed by the optical axis L of the observation
このようにすれば、回動部6により観察光学系1を移動させることにより、観察光学系1の光軸Lを塗布部10が交差することなく微細領域に到達するように移動することができる。その結果、塗布部10が液状材料を微細領域に塗布している状態においても、観察光学系1を用いて塗布部10に遮られることなく微細領域の様子を観察することができる。
In this way, by moving the observation
(4)表面30aに垂直な方向において表面30aから離れた位置にある1点を中心とし、かつ表面30aと交差する面における円の周方向において、観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更するように光軸Lを移動可能とする回動部6をさらに備える。
(4) The optical axis L of the observation
このようにすれば、回動部6によって観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更するとともに、当該表面30aに沿った方向および垂直な方向の少なくともいずれか一方に観察光学系1を移動させることにより、観察光学系1の光軸Lを塗布部10が交差することなく微細領域に到達するように移動することができる。その結果、塗布部10が液状材料を微細領域に塗布している状態においても、観察光学系1を用いて塗布部10に遮られることなく微細領域の様子を観察することができる。
In this manner, the angle θ formed by the optical axis L of the observation
(5)回動部6により光軸Lを移動した状態でさらに観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを維持したまま、表面30aに垂直な方向および表面30aに沿った方向に観察光学系1を移動可能とする移動部をさらに備える。
(5) While maintaining the angle θ between the optical axis L of the observation
このようにすれば、回動部6による観察光学系1の回転中心を表面30aから任意の位置としても、観察光学系1の光軸Lを塗布部10が交差することなく微細領域に到達するように移動することができる。その結果、塗布部10が液状材料を微細領域に塗布している状態においても、観察光学系1を用いて塗布部10に遮られることなく微細領域の様子を観察することができる。
In this way, even if the rotation center of the observation
(6)本実施の形態に係る欠陥修復装置200は、上述したいずれかの塗布装置100を備える。
(6) The
このような欠陥修復装置200を用いることにより、塗布位置の位置ずれを早期に把握し補正することができるとともに、当該基板30における欠陥毎に最適な塗布条件を導出するための時間を短縮することができる。その結果、より効率的に欠陥修復作業を進めることができる。
By using such a
次に、図1〜図3を参照して、本実施の形態に係る塗布装置100および欠陥修復装置200について説明する。欠陥修復装置200は、塗布装置100と、塗布装置100を搭載して、対象物30(液晶カラーフィルタ基板30)の表面30aに垂直な方向に塗布装置100を移動可能とするZテーブル21と、Zテーブル21を搭載して該Zテーブル21を上記表面30aに沿った方向(X方向)に移動可能とするXテーブル22と、Xテーブル22を搭載して該Xテーブル22を上記表面30aに沿った方向(Y方向)に移動可能とするYテーブル23とを備えている。なお、欠陥修復装置200は、たとえば黒欠陥56(図4参照)を白欠陥55(図4参照)とするカット用レーザ装置(図示しない)や白欠陥55に塗布された修正インクを硬化させるためのインク硬化用光源(図示しない)をさらに備えていてもよい。
Next, with reference to FIGS. 1-3, the
塗布装置100は、液晶カラーフィルタ基板30の表面30aにおける微細領域(白欠陥55)に液状材料(修正インク)を塗布し、修正する装置である。塗布装置100は、塗布部10と、観察光学系1と、観察光学系1を搭載している回動部6と、これらを支持しているベース部7とを備える。
The
塗布部10は、白欠陥55に修正インクを塗布して修正する。塗布部10は、白欠陥55に修正インクを導くための塗布針11と、修正インクを収容しているインク容器13と、塗布針11およびインク容器13を保持するヘッド部14とを有する。さらに、塗布部10は、基板30の表面30aに垂直な方向(Z軸方向)にヘッド部を移動可能とするZステージ15と、当該表面30aに沿った方向(X軸またはY軸方向)にヘッド部14を移動可能とするXステージ16およびYステージ17をさらに有する。これにより、塗布部10は、観察光学系1に対して相対的に移動可能に設けられている。塗布部10は、取り付けステー8により、後述する観察光学系1を支持しているベース部7に固定されている。
The
観察光学系1は、基板30における欠陥(白欠陥55や黒欠陥など)の有無や、白欠陥55への塗布部10による修正インクの塗布状態、あるいは白欠陥55に塗布された修正インクの状態などを観察する。観察光学系1は、顕微鏡本体2と、対物レンズ3と、CCDカメラ4と、照明用の光源5とを有する。顕微鏡2によって観察される画像は、CCDカメラ4により電気信号に変換され、外部モニタ(図示しない)などに表示される。観察光学系1は、塗布装置100において回動部6によりベース部7に対して回動可能に支持されている。
The observation
回動部6は、白欠陥55の1点Aを中心とし、かつ表面30aと交差する面における円の周方向(たとえば表面30a(XY平面)に垂直な面(XZ平面)における円の周方向であり、Y軸周りの周方向)において、観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θ(図3参照)を変更するように光軸Lを移動可能とする。回動部6は、任意の構造を有していればよいが、たとえばゴニオステージなどである。この場合、回動部6は、たとえば固定部6Aと可動部6Bとを有している。固定部6Aは塗布装置100のベース部7に固定されており上記円の円弧に外接する面を有しており、可動部6Bは観察光学系1を搭載し上記円の円弧に内接する面を有している。つまり、回動部6は、固定部6Aと可動部6Bとが上記面を摺動面として上記周方向に相対的に移動可能とするように設けられている。
The
回動部6によって変更可能な観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θの範囲は、塗布部10が修正インクを白欠陥55に塗布している状態で観察光学系1の光軸Lが塗布部10と交差することなく白欠陥55に到達可能に設けられている限りにおいて、任意に設けられていればよい。
The range of the angle θ formed by the optical axis L of the observation
また、回動部6は、少なくとも、塗布部10が修正インクを白欠陥55に塗布している状態で観察光学系1の光軸Lが塗布部10と交差することなく白欠陥55に到達可能な位置(白欠陥55を観察可能な位置)に観察光学系1を位置決め可能に設けられている。
Further, the
塗布装置100は、ベース部7がZテーブル21に搭載されていることにより、欠陥修復装置200においてZテーブル21、Xテーブル22、およびYテーブル23によって移動可能に設けられている。
Since the
塗布装置100はたとえば以下のように動作される。まず、塗布装置100は、たとえば観察光学系1の光軸Lを表面30aに垂直とし、かつ表面30aに対して上記円の半径に相当する高さに上記摺動面が位置するように、Z軸方向において位置決めされる。次に、塗布装置100はXY平面上を走査され、観察光学系1により白欠陥55(あるいは黒欠陥にレーザ光が照射されることにより形成された白欠陥55)が確認されると白欠陥55の1点Aを回転中心として回動部6を駆動させて観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θが変更される。また、回動部6の駆動と同時、あるいはこれと前後して、当該白欠陥55に塗布針11により修正インクを塗布可能な位置に塗布部10を移動させる。その後、観察光学系1により白欠陥55の様子を確認しながら当該白欠陥55に対し塗布部10により修正インクを塗布する。白欠陥55に塗布された修正インクが硬化することで、白欠陥55を修正することができる。なお、観察光学系1は、たとえば白欠陥55に修正インクを塗布した後に当初の状態(観察光学系1の光軸Lを表面30aに垂直とし、かつ表面30aに対して上記円の半径に相当する高さに上記摺動面が位置する状態)に復帰される。
The
次に、本実施の形態に係る塗布装置100および欠陥修復装置200の作用効果について説明する。塗布装置100によれば、観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更することにより、塗布部10により修正インクの塗布を行っている最中の欠陥(微細領域)の様子を観察光学系1を用いて観察することができる。その結果、塗布位置の位置ずれを早期に把握し補正することができる。また、塗布部10により液状材料の塗布を行っている最中の欠陥の様子から、当該基板30における各欠陥毎に最適な塗布条件を見つけだすことができるため、条件だしの時間を短縮することができる。
Next, operational effects of the
これに対し、図5を参照して、従来の欠陥修復装置300では、観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θ(図3参照)が変更可能に設けられていないため、観察光学系1の光軸Lが固定されている方向(一般にはZ軸方向)によっては当該光軸L上に塗布部10が移動されて修正インクの塗布が行われ、塗布を行っている最中の欠陥の様子を観察光学系1を用いて観察することはできない。そのため、塗布位置の位置ずれが生じていても、塗布後に観察光学系1を移動させて再度当該欠陥を観察しなければ把握することが困難である。また、塗布後に観察光学系1を移動させて再度当該欠陥を観察しなければ、塗布状態を確認できないため塗布状態を確認して最適な塗布条件を導出するまでに時間を要する。
On the other hand, referring to FIG. 5, in the conventional
そのため、本実施の形態に係る欠陥修復装置200は、従来の欠陥修復装置200と比べて、より効率的に欠陥修復作業を進めることができる。
Therefore,
なお、本実施の形態に係る塗布装置100における回動部6は、微細領域の1点Aを中心とし、かつ表面30aと交差する面における円の周方向において、観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更するように光軸Lを移動可能に設けられているが、これに限られるものではない。
In addition, the
図6〜図8を参照して、回動部6は、たとえば表面30aに垂直な方向において表面30aから離れた位置にある点Bを中心とし、かつ表面30aと交差する面における円の周方向において、観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更するように光軸Lを移動可能に設けられていてもよい。
Referring to FIGS. 6 to 8, rotating
図7を参照して、この場合には、観察光学系1により白欠陥55を確認した状態(たとえば観察光学系1の光軸Lが表面30aに垂直な状態)から、観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更するように回動部6によって観察光学系1(の光軸L)が移動しただけでは、観察光学系1の光軸Lは当該白欠陥55からずれてしまう。そのため、このような塗布装置100は、表面30aに垂直な方向および表面30aに沿った方向の少なくともいずれか1方向に観察光学系1を塗布部10とは独立して移動可能とする移動部18をさらに備えていればよい。
Referring to FIG. 7, in this case, from the state in which
移動部18は、塗布部10が修正インクを白欠陥55に塗布している状態で観察光学系1の光軸Lが塗布部10と交差することなく白欠陥55に到達可能な位置(白欠陥55を観察可能な位置)に観察光学系1を移動可能に設けられている。さらに、移動部18は、当該観察可能な位置に観察光学系1を位置決め可能に設けられているのが好ましい。このようにすれば、観察光学系1により欠陥の様子を確認しながら当該白欠陥55に対し塗布部10により修正インクを塗布することができ、本実施の形態に係る塗布装置100および欠陥修正装置と同様の効果を奏することができる。
The moving
なお、図7および図8を参照して、このような回動部6と移動部18とを備える塗布装置100は、たとえば以下のように動作される。観察光学系1により白欠陥55を確認した後、図7に示すように、まず回動部6を駆動させて観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更する。その後、図8に示すように、移動部18を駆動させて、塗布部10が修正インクを白欠陥55に塗布している状態において光軸Lが塗布部10と交差することなく白欠陥55に到達する位置(白欠陥55を観察可能な位置)に観察光学系1を移動させてもよい。あるいは、観察光学系1により白欠陥55を確認した後、まず移動部18を駆動させて観察光学系1の回転中心Bを観察光学系1が白欠陥55を観察可能な位置にあるときの回転中心と重なる位置に移動させた後、回動部6を駆動させて当該回転中心の周方向に光軸Lを変化させて観察光学系1の光軸Lと表面30aとの成す角度θを変更してもよい。
Referring to FIGS. 7 and 8,
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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the claims, and is intended to include all modifications within the scope.
1 観察光学系、2 顕微鏡本体、3 対物レンズ、4 カメラ、5 光源、6 回動部、6A 固定部、6B 可動部、7 ベース部、8 取り付けステー、10 塗布部、11 塗布針、13 インク容器、14 ヘッド部、15,16,17 ステージ、18 移動部、21,22,23 テーブル、30 液晶カラーフィルタ基板(対象物)、30a 表面、100 塗布装置、200 欠陥修復装置。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記微細領域に前記液状材料を塗布する塗布部と、
前記微細領域を観察可能な観察光学系とを備え、
前記観察光学系は、前記観察光学系の光軸と前記表面との成す角度を変更可能に設けられている、塗布装置。 An application device for applying a liquid material to a fine region on the surface of an object,
An application part for applying the liquid material to the fine region;
An observation optical system capable of observing the fine region,
The observation optical system is a coating apparatus provided so that an angle formed by the optical axis of the observation optical system and the surface can be changed.
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