JP5035799B2 - 欠陥修正方法 - Google Patents

Description

この発明は欠陥修正方法に関し、特に、基板上に形成された微細パターンの一部が抜けたパターン抜け欠陥部を修正する欠陥修正方法に関する。より特定的には、この発明は、液晶ディスプレイに使われるカラーフィルタ基板の白欠陥を修正する欠陥修正方法に関する。

近年、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの大型化、高精細化に伴い、ガラス基板上に形成された電極や液晶カラーフィルタなどに欠陥が存在する確率が高くなっており、歩留まりの向上を図るため欠陥を修正する方法が提案されている。

たとえば、液晶パネルをカラー化するために用いられるカラーフィルタでは、画面の大型化、高精細化に伴って画素数が増大し、欠陥の無いカラーフィルタを製造することが困難となっている。カラーフィルタの欠陥としては、着色層やブラックマトリックスの一部が色抜けした白欠陥（パターン抜け欠陥）や、ブラックマトリックスが着色層にはみ出た黒欠陥や、着色層に異物が存在する異物欠陥や、着色層に突起が存在する突起欠陥や、複数の色が混ざった混色欠陥などが発生する。

白欠陥を修正する方法としては、白欠陥に修正インク（修正液）を塗布して修正する方法がある。黒欠陥や異物欠陥を修正する方法としては、レーザ光を照射して欠陥部を含む範囲を除去し、欠陥部を白欠陥に変換した後、その白欠陥に修正インクを塗布する方法がある。また、突起欠陥を修正する方法としては、レーザ光を照射して突起部を除去する方法や、研磨などで突起部を平らにする方法がある。

また、白欠陥に修正インクを塗布する方法としては、針先端にインクを付着させて塗布する針方式や、微小なインク滴を高速に噴出するインクジェット方式や、インク液を一定量ずつ吐出するディスペンサ方式などがある。

特許文献１には、比較的簡単な構成でカラーフィルタの白欠陥および黒欠陥を自動的に修正することが可能な欠陥修正方法が開示されている。この欠陥修正方法では、画像処理機構によってカラーフィルタの欠陥部分を認識し、認識されたカラーフィルタの欠陥部分に、インク塗布機構の塗布針を用いて修正インクを塗布する。

また、欠陥部を覆うようにフィルムを設け、欠陥部とフィルムとをレーザ光を用いて略同時に除去し、除去した部分にフィルムをマスクとしてインクを塗布し、その後、フィルムを剥離除去する方法がある（たとえば、特許文献２，３参照）。
特開平９−６１２９６号公報 特開平１１−１２５８９５号公報 特開２００５−９５９７１号公報

しかし、針方式では、塗布径は使用する塗布針先端の平坦面の径で決定され、２０〜３０μｍが最小限度である。したがって、幅２０μｍ以下のブラックマトリックス部に生じた白欠陥に針を用いて修正インクを塗布した場合、その幅以上に修正インクが塗布されるため、はみ出した部分をレーザ照射で除去する必要があり、修正が容易でなかった。近年では、携帯電話などのモバイル機器用として使用されるカラーフィルタの画素幅は、２０μｍ前後と細線化しており、着色層の白欠陥の修正も同様に難しくなっている。

また、フィルムをマスクとして使用する方法では、フィルムと欠陥部をレーザ光で略同時に除去するので、大きなレーザパワーが必要となり、欠陥部の周辺にダメージを与えてしまう。あるいは、欠陥部に付着（密着）したフィルムにレーザアブレーションにより孔を形成するため、そのときに発生する異物（ごみ）がフィルムと基板の隙間に侵入し、欠陥部近傍を汚染することも想定される。

さらに、フィルムが基板に付着あるいは密着した状態で、修正インクを孔に塗布すると、フィルムと基板との隙間に毛細管現象で修正インクが吸い込まれて広がり、基板を汚染することも考えられる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、欠陥部の近傍にダメージを与えたり、汚染することなく、微細なパターン抜け欠陥部を容易に修正することが可能な欠陥修正方法を提供することである。

この発明に係る欠陥修正方法は、基板上に形成された微細パターンの一部が抜けたパターン抜け欠陥部を修正する欠陥修正方法において、パターン抜け欠陥部に応じた形状を有し、かつパターン抜け欠陥部よりも小さな孔をフィルムに形成する第１のステップと、孔を介してパターン抜け欠陥部に修正液を塗布する第２のステップとを含むことを特徴とする。

好ましくは、第２のステップでは、孔の開口部をパターン抜け欠陥部に隙間を開けて対峙させ、孔を含む所定の範囲でフィルムを基板に押圧するとともに孔を介してパターン抜け欠陥部に修正液を塗布する。

また好ましくは、第２のステップでは、塗布針の先端部に修正液を付着させ、塗布針先端の平坦面を所定の範囲に押圧して孔を介してパターン抜け欠陥部に修正液を塗布し、フィルムが基板に接触したことに応じて塗布針を上方に退避させ、フィルムの復元力でフィルムを基板から剥離させる。

また好ましくは、塗布針の先端部に修正液を付着させて所定の時間だけ待機した後、孔を介してパターン抜け欠陥部に修正液を塗布する。

また好ましくは、微細パターンは平坦部と凸部を含み、パターン抜け欠陥部は凸部に近接して平坦部に存在し、フィルムを基板に押圧したときに孔の端部と凸部の間に所定の距離が開くように孔が形成されている。

また好ましくは、基板は透明基板であり、微細パターンはカラーフィルタである。このカラーフィルタは、透明基板の表面に格子状に形成されたブラックマトリックスと、ブラックマトリックスで囲まれた各領域に形成された着色層とを含む。着色層は平坦部であり、ブラックマトリックスの上に着色層の端部が重ねられて凸部が形成されている。パターン抜け欠陥部は、着色層の少なくとも一部が抜けた白欠陥部である。

この発明に係る欠陥修正方法では、パターン抜け欠陥部に応じた形状を有し、かつパターン抜け欠陥部よりも小さな孔をフィルムに形成し、孔を介してパターン抜け欠陥部に修正液を塗布する。したがって、パターン抜け欠陥部に近接して凸部が存在する場合でも、孔の端部と凸部を接触させずに孔を介してパターン抜け欠陥部に修正液を塗布することができる。よって、欠陥部の近傍にダメージを与えたり、汚染することなく、微細なパターン抜け欠陥部を容易に修正することができる。

この発明に係る欠陥修正方法では、カラーフィルタ基板の白欠陥部に応じた形状を有し、かつ白欠陥部よりも小さな孔をフィルムに開け、その孔を白欠陥部の中央に位置合わせし、フィルムをカラーフィルタ基板に一定の隙間を開けて対峙させる。隙間は、フィルムを支持する支点間距離やフィルムの膜厚、フィルムに与える張力によって異なるが、たとえば１０〜１０００μｍ程度とする。

この状態で、塗布手段、たとえば、先端が平坦に加工され、その周りに修正インクを付着させた塗布針を孔の上から押し付けると、フィルムが変形して、孔を含む微小範囲のフィルムがカラーフィルタ基板の白欠陥部を含む微小範囲に接触する。接触時間は、フィルムに開けた孔を塗布針が押している間であり、修正インクがフィルムとカラーフィルタ基板との隙間に毛細管現象で流れる前に、塗布手段（この場合は塗布針）をフィルムから退避させる。

塗布針を上方に退避させると、孔を含む微小範囲のフィルムはその弾性力でカラーフィルタ基板から離れる。したがって、毛細管現象によって修正インクがフィルムとカラーフィルタ基板の隙間に侵入することを防止することができ、修正インクによって欠陥部周辺の基板が汚染されるのを防止することができる。以下、この発明に係る欠陥修正方法について図面を用いて詳細に説明する。

図１は修正対象であって、液晶パネルに使用されるカラーフィルタ基板１の構成を示す平面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１および図２において、カラーフィルタ基板１は、ガラス基板２の表面に格子状のブラックマトリックス３を形成し、ブラックマトリックス３で囲まれる複数の矩形領域にＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の着色層４〜６を順次形成したものである。図２に示すように、ガラス基板２上に所定の膜厚Ｔ１のブラックマトリックス３を形成した後に着色層４〜６を形成するので、ブラックマトリックス３の表面に着色層４〜６の端部が重なって高さＴ２（＞Ｔ１）の凸部７が発生する。また、着色層５の一部に、色が抜けた白欠陥部５ａが発生しているものとする。

図３は、本願の基礎となる欠陥修正方法を示す図である。図３において、この欠陥修正方法では、欠陥部５ａと略同じ形状および大きさの孔８ａを持つフィルム８がカラーフィルタ基板１上に配置される。上述のように、ブラックマトリックス３の部位には、周りの着色層４〜６よりも高い凸部７が発生しているため、フィルム８と着色層４〜６との間に隙間が生じる。この状態で孔８ａを介して白欠陥部５ａに修正インクを塗布すると、孔１０ａの端部８ｂと凸部７とが接触し、そのわずかな隙間に毛細管現象で修正インクが吸い込まれ、白欠陥部５ａの周辺が修正インクで汚染される場合が想定される。本願発明は、この問題を解決するものである。

図４は、この発明の一実施の形態による欠陥修正方法を示す図である。図４において、この欠陥修正方法では、白欠陥部５ａに応じた形状を有し、かつ白欠陥部５ａよりも小さな孔１０ａの開いたフィルム１０をマスクとして使用する。白欠陥部５ａの上方に孔１０ａを位置合わせした状態で、フィルム１０をカラーフィルタ基板１の上面に一定の隙間Ｇを開けて配置する。フィルム１０は、たとえば薄膜のポリイミドフィルムであり、その幅はマスクとして使用するのに十分な幅があれば良く、たとえば、５ｍｍ〜１５ｍｍ程度にスリットしたロール状フィルムであり、その厚さＦｔは、その下が透けて見える程度のものが好ましく、たとえば１０〜２５μｍ程度である。

孔１０ａの開口部は、たとえば短軸長がＳｗで長軸長がＳｌの角形状である。孔１０ａは、レーザ照射によるレーザアブレーションで形成される。レーザとしては、ＹＡＧ第３高調波レーザやＹＡＧ第４高調波レーザ、あるいはエキシマレーザなどのパルスレーザを用いる。

図５（ａ）〜（ｄ）は、この欠陥修正方法の種々の工程を示す図である。たとえば、図５（ａ）に示すように、レーザ部１１は、観察光学系１２の上部に固定され、観察光学系１２の下端に固定した対物レンズ１３からレーザ光が照射される。孔１０ａの形状および寸法は、たとえばレーザ部１１に内蔵される可変スリット（図示せず）により決定され、孔１０ａは対物レンズ１３で集光したレーザ光の断面形状に形成される。

フィルム１０に孔１０ａを開ける工程は、白欠陥部５ａの位置から離れた位置、あるいは、白欠陥部５ａにレーザ光が当たらないように、フィルム１０単体で加工が行われる。たとえば、フィルム１０は、カラーフィルタ基板１から上方に離れた位置、あるいはカラーフィルタ基板１の外側で、左右の固定ローラ１４，１５により水平に支持された状態に保持され、左右の固定ローラ１４，１５の中央に当たるフィルム１０にレーザ光を照射して孔１０ａを形成する。このとき、レーザアブレーションにより発生するごみがカラーフィルタ基板１上に落下しないように、カラーフィルタ基板１とフィルム１０との間に遮蔽板１６を配置してもよい。

このように、白欠陥部５ａにフィルム１０を付着、あるいは密着させた状態でレーザ照射による孔１０ａの加工を行なわないので、白欠陥部５ａの近傍を損傷することはない。また、フィルム１０を浮かした状態で孔１０ａを開けるので、フィルム１０の裏面にレーザアブレーション時に発生する異物（ゴミ）が付着することを抑制することができる。

この例の場合、白欠陥部５ａは、その幅が着色層５の幅Ｗに略等しく、ブラックマトリックス３に近接した状態にあり、フィルム１０に開けられる孔１０ａの短軸幅ＳｗはＳｗ＜Ｗとされる。ブラックマトリックス３と孔１０ａの端部１０ｂとの距離Ｐは、余裕をみて大きめに設定するのが好ましい。たとえば、距離Ｐは４μｍ程度とされる。また、孔１０ａの長軸長Ｓｌ（図４参照）は、白欠陥部５ａの長軸長Ｌ（図１参照）よりも短くする（Ｓｌ＜Ｌ）ことが好ましいが、着色層５の長軸方向において凸部７と近接していなければＳｌ＝Ｌとしてもよく、孔１０ａの端部１０ｂが凸部７に接触することを回避するように孔１０ａの形状および寸法が設定される。

孔１０ａの形成が終了した時点では、孔１０ａの周りのフィルム１０の表面には、孔１０ａをレーザアブレーションした際に発生したごみが飛散しており、ごみの除去のため、孔１０ａを中心として、その周りの広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射する工程を入れてもよい。このとき、ＹＡＧ第２高調波レーザに切り替えて、孔１０ａを中心とする広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射すれば、ごみのみを除去することも可能であり、新たにごみが発生することを防止することができる。図５（ａ）に示した構成では、フィルム１０の裏面に付着したごみをレーザ光で除去できないが、フィルム反転機構を設ければ同様にフィルム１０の裏面を処理することも可能となる。

フィルム１０に開けた孔１０ａと白欠陥部５ａとが画像処理結果、あるいは、それぞれの位置座標データに基づき、カラーフィルタ基板１とフィルム１０との相対移動により位置決めされ、それらが一定の隙間を持って対峙した状態にされる。この工程は手動で行なっても構わない。図５（ｂ）は、図４のＶＢ−ＶＢ線断面図であって、孔１０ａと白欠陥部５ａとが隙間Ｇを持って対峙した状態を示している。なお、観察光学系１２などの機構の図示は省略されている。フィルム１０は一定の張力によって張られた状態にある。隙間Ｇは、フィルム１０を支持する支点（たとえば図５（ａ）に示した固定ローラ１４，１５）の間隔やフィルム１０の厚さ、フィルム１０に与える張力によって異なるが、たとえば１０〜１０００μｍ程度に設定される。少なくとも孔１０ａを含む微小範囲のフィルム１０が、カラーフィルタ基板１とは接触しない程度の隙間Ｇがあればよい。たとえば、隙間Ｇは１００μｍ程度に設定される。

修正インク１７の塗布は、たとえば、図５（ｃ）に示すように、塗布針１８を用いて行なわれる。塗布針１８の先端は尖っているが、その先端は平坦に加工されている。平坦面１８ａの直径は、たとえば、３０〜１００μｍ程度であり、孔１０ａの大きさに合わせて最適な直径のものを選択して使用する。孔１０ａ全体を閉蓋するような平坦面１８ａを有する塗布針１８を選択して使用するのが好ましい。このような塗布針１８であれば、１回の塗布動作で孔１０ａに修正インク１７を充填することができる。

塗布針１８の平坦面１８ａの周りに修正インク１７が付着した状態で、孔１０ａの略中央に塗布針１８を上方から下降させると、フィルム１０は変形して孔１０ａの周りの微小範囲のフィルム１０が白欠陥部５ａの周囲に付着し、白欠陥部５ａに修正インク１７が充填される。この場合、白欠陥部５ａよりも孔１０ａの面積は小さいが、修正インク１７は白欠陥部５ａ全体に広がる。

塗布針１８は、図示しないガイド（直動軸受）によって上下方向に進退可能に保持されている。塗布針１８を含む可動部の自重のみでフィルム１０を押す。塗布針１８が下降してフィルム１０が白欠陥部５ａに接触した後もさらに下降させようとしても、塗布針１８はガイドに沿って上方に退避するので、塗布針１８の平坦面１８ａは過負荷とならない。塗布針１８は、図示しない制御手段によって時間管理されて制御される。

孔１０ａを含む微小範囲のフィルム１０が白欠陥部５ａに接触する時間は、塗布針１８がフィルム１０を押している間であり、修正インク１７がフィルム１０とカラーフィルタ基板１（白欠陥部５ａ近傍）との隙間に毛細管現象で流れる前に、塗布針１８を上方に退避させる。このとき、孔１０ａの端部１０ｂと凸部７とは離れているので、それらの間に毛細管現象は働かず、修正インク１７が凸部７に沿って吸い込まれることはない。塗布針１８がフィルム１０から離れれば、フィルム１０の弾性で元の状態に戻り、孔１０ａを含む微小範囲のフィルム１０は白欠陥部５ａから離れる。そのため、フィルム１０がカラーフィルタ基板１に接触する時間は極わずかである。

図５（ｄ）は、塗布針１８を上方に退避した状態を示し、フィルム１０はカラーフィルタ基板１から離れた状態に復帰しており、白欠陥部５ａには、孔１０ａの形状と略同形状の修正層１７Ａが残る。また、余分に塗布された修正インク１７はフィルム１０の表面に残る。このように、フィルム１０をマスクとして修正を行なうので、塗布針１８による塗布形状よりも微細な修正層１７Ａ（パターン）を得ることが可能となる。なお、孔１０ａの面積が小さくなると、塗布される修正インク１７の量が少なくなって、修正膜厚が薄くなる傾向があるため、濃い目の修正インク１７を使用するとよい。

高精細テレビや携帯電話などに使用される液晶表示装置のカラーフィルタ基板１の場合、画素幅は２０μｍ前後と細くなり、塗布針方式ではみ出すことなく修正するのは難しかった。それに対して、フィルム１０をマスクとしてカラーフィルタ基板１に一定の隙間を持って対峙させ、孔１０ａを含む微小範囲のフィルム１０を塗布針１８で押圧して塗布すれば、修正インク１７が周りにはみ出すことも無く、容易に描画することが可能となる。また、ブラックマトリックス３上の凸部７と孔１０ａの端部１０ｂとが接触しないように孔１０ａを形成しているので、それらの間に毛細管現象によって修正インク１７が吸い込まれるのを防止することができ、白欠陥部５ａのみに修正インク１７を塗布することが可能となる。

修正層１７Ａには、修正インク１７の仕様に合わせて紫外線硬化処理あるいは加熱硬化処理が施される。図５（ｄ）の状態で硬化処理を行なってもよいし、白欠陥部５ａの上方からフィルム１０を除去した後で硬化処理を行なってもよい。

このような方法で白欠陥部５ａの修正を行なえば、塗布された修正インク１７がカラーフィルタ基板１とフィルム１０との隙間に毛細管現象で吸い込まれることも無く、孔１０ａよりも広い範囲に渡ってカラーフィルタ基板１を汚染する心配もなくなる。また、塗布が終了した時点で、フィルム１０は白欠陥部５ａやカラーフィルタ基板１から完全に離れているので、その後の工程でフィルム１０を除去する際には、フィルム１０が修正層１７Ａに接触して修正層１７Ａを崩す心配がない。

修正インク１７の粘度が大きければ、カラーフィルタ基板１とフィルム１０との隙間に毛細管現象で吸い込まれる可能性は低くなるが、逆に流動性が悪くなって、孔１０ａ全体に入らないため、白欠陥部５ａに修正インク１７が付着しないことも想定される。それに対して、前述のように、塗布時のみ孔１０ａ近傍のフィルム１０を白欠陥部５ａ近傍に押圧すれば、毛細管現象の影響を最小限に留めることができるので、修正インク１７の粘度は小さくても構わない。修正インク１７の流動性を高めることは、修正層１７Ａの平滑化に効果がある。

また、１つの白欠陥部５ａを修正する際、１回の塗布で修正を完了する方が好ましい。その理由は、塗布回数が多くなると、孔１０ａに付着する修正インク１７の量が多くなって、フィルム１０とカラーフィルタ基板１との隙間に修正インク１７が吸い込まれる、あるいは修正層１７Ａの形状が崩れる可能性も考えられるからである。ただし、複数回同じ位置に塗布することで修正層１７Ａの膜厚を厚くして色合いを調整することも可能である。この場合、修正層１７Ａを硬化処理した後でその上に再度修正層１７Ａを形成するようにしてもよいが、積層する加工条件は、使用する修正インク１７の仕様に合わせて決めることが望ましい。

図６（ａ）（ｂ）は、白欠陥部５ａの位置と孔１０ａの形状との関係を示す図である。基本的には、ブラックマトリックス３上の凸部７から、一定の距離を開けて孔１０ａを形成することが必要である。図６（ａ）では、白欠陥部５ａは着色層５の上端部に位置しているため、少なくとも、左右と上の各辺のブラックマトリックス３から一定の距離を開けるように孔１０ａが形成される。

図中、点線で示す四角形状は、カラーフィルタ基板１に隙間を持って対峙させるフィルム１０上に形成される孔１０ａ１を示している。この孔１０ａ１の４辺（４つの端部）は、それぞれ白欠陥部５ａの４辺よりも一定距離だけ内側に形成されている。しかし、白欠陥部５ａの下辺近傍には凸部７が無いので、２点鎖線で示すように、下辺の位置が白欠陥部５ａの下辺と略等しい孔１０ａ２であってもよい。また図６（ｂ）に示すように、１つの着色層５全体が白欠陥部５ａの場合は、４辺の位置がそれぞれブラックマトリックス３の４辺から一定距離だけ離れるように孔１０ａ３が形成される。

図７（ａ）（ｂ）は、フィルム１０をカラーフィルタ基板１に対して一定の隙間を持って対峙させるフィルム供給ユニット２０の構成を示す断面図である。図７（ａ）において、図示しないフィルム供給リールから出たフィルム１０は、固定ローラ２１，２２によって対物レンズ１３とカラーフィルタ基板１との間に導かれ、固定ローラ２２で反転され、さらに固定ローラ２３を経由して図示しないフィルム巻き取りリールに巻き取られる。フィルム１０は、左右に配置された固定ローラ２２，２３と、それらの間の上方に配置された固定ローラ２１とにより、上下に並行に張り渡される。固定ローラ２１，２２の間のフィルム表面１０ｃにレーザ光を照射して孔１０ａを形成する。このとき、レーザアブレーションにより発生するごみがカラーフィルタ基板１上に落下しないように、上下に並行に張り渡されたフィルム１０の間に遮蔽板１６を配置してもよい。あるいは、カラーフィルタ基板１から外れた位置で孔１０ａの形成を行なってもよい。

フィルム供給ユニット２０は、図示しないＸＹＺステージにより、ＸＹＺ方向に移動可能とされる。ＸＹＺステージは、白欠陥部５ａと孔１０ａとの位置調整に使用される。また、フィルム供給ユニット２０には、カラーフィルタ基板１に対して平行に回転する回転手段を持たせてもよい。

なお、図７（ａ）では、フィルム１０が左右に折り返されていて、上方にあるフィルム１０に孔１０ａを開ける際には、少し距離を置いてその下方にもフィルム１０が存在するので、下方にあるフィルム１０を遮蔽板１６として使用できる場合には、遮蔽板１６は省略可能である。

孔１０ａの形成が終了した時点では、フィルム１０の表面１０ｃには、レーザアブレーションの際に発生したごみが飛散している。ごみの除去のため、孔１０ａを中心として、その周りの広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射する工程を入れてもよい。このとき、ＹＡＧ第２高調波レーザに切り替えて、孔１０ａを中心とする広い範囲に弱いパワーのレーザ光を照射すれば、ごみのみを除去することも可能であり、新たにごみが発生することを防止することができる。レーザ部１１としては、孔１０ａを開けるためのレーザ光と、ごみを除去するためのレーザ光の２種類のレーザ光のうちのいずれかのレーザ光を選択的に出射できるものを使用するとよい。

このように、白欠陥部５ａにフィルム１０を付着、あるいは密着させた状態でレーザ光による孔１０ａの加工を行なわないので、カラーフィルタ基板１の白欠陥部５ａ近傍をレーザ光によって損傷することはない。また、フィルム１０を浮かした状態で孔１０ａを開けるので、フィルム１０の裏面にゴミが付着することを抑制することができる。

次に、図７（ｂ）に示すように、フィルム１０を図中Ｒ方向（時計針回転方向）に巻き取り、フィルム１０の表面１０ｃが下を向くようにフィルム１０を反転させる。次いで、画像処理結果に基づいてカラーフィルタ基板１に対してフィルム１０を相対移動させ、孔１０ａと白欠陥部５ａを位置合わせしてカラーフィルタ基板１とフィルム１０が対峙した状態にする。この工程は手動で行なっても構わない。フィルム１０は一定の張力によって張られた状態にある。隙間Ｇは、フィルム１０を支持する支点（たとえば固定ローラ２２，２３）の間隔やフィルム１０の厚さ、フィルム１０に与える張力によって異なるが、たとえば１０〜１０００μｍ程度に設定される。カラーフィルタ基板１のように表面に凹凸がある場合、カラーフィルタ基板１に対峙したフィルム１０が、カラーフィルタ基板１とは接触しない程度の隙間Ｇを保ってもよいし、孔１０ａを含む微小範囲が、欠陥部５ａやブラックマトリックス３上の凸部７と接触しないような隙間Ｇを保つようにしてもよい。その後、上下に張り渡したフィルム１０の間に図示しない塗布ユニットを挿入して、図５（ｃ）に示した方法と同じ方法で孔１０ａの上方から修正インク１７を塗布する。

なお、図７（ａ）（ｂ）で示した方法では、フィルム１０が上下に存在するので、塗布時には、上下のフィルム１０の間に塗布手段を挿入する必要があり、上下のフィルム１０の間隔を狭くすることはできない。そのため、高倍率の対物レンズ１３を用いて、欠陥部５ａと孔１０ａとの位置合わせをすることが難しい。

図８（ａ）〜（ｃ）は、他のフィルム供給ユニット３０の構成および動作を示す断面図である。また、図９（ａ）（ｂ）は、それぞれ図８（ａ）（ｂ）を上方から見た図である。このフィルム供給ユニット３０では、白欠陥部５ａの上方に位置する上方フィルム１０Ａを機械的に移動させ、白欠陥部５ａの上方に下方フィルム１０Ｂのみが配置されている状態にしてから、下方フィルム１０Ｂの孔１０ａを介して白欠陥部５ａに修正インク１７を塗布する。

すなわち、図８（ａ）において、フィルム供給ユニット３０には、着脱可能なフィルム供給リールおよびフィルム巻き取りリール（図示せず）が装着されている。フィルム供給リールから供給されるフィルム１０は、固定ローラ３１〜３４を経由して対物レンズ１３と基板１の間に導かれ、固定ローラ３４で折り返され、固定ローラ３５を経由してフィルム巻き取りリールに巻き取られる。

固定ローラ３２，３３は、可動部材３６に固定され、一定範囲で上下方向に移動可能とされる。図８（ａ）では、可動部材３６は上方の位置に固定された状態にある。この状態では、固定ローラ３２，３３によって支持され、それらに挟まれた区間Ｌ１の上方フィルム１０Ａと、固定ローラ３４，３５に挟まれた区間Ｌ２の下方フィルム１０Ｂとは、一定の間隔、たとえば約１０ｍｍ前後を保って略平行に張られた状態にあり、また、基板１に対しても略平行に対峙する。フィルム供給ユニット３０の区間Ｌ２の部分（フィルム配置部３０ａ）は、対物レンズ１３の下方に挿入されてフィルム１０をマスクとした修正に使用される。

また、区間Ｌ１の上方フィルム１０Ａの下方には、上方フィルム１０Ａを移動させるためのフック３７が配置されている。フック３７は、フィルム１０よりも若干広い幅の平板部材と、平板部材の一方側（図中前側）の端部に所定の間隔で立設された２本の爪３７ａとを含み、基板１に対して略平行で上方フィルム１０Ａと直交する方向（幅方向）に移動可能に設けられている。図８（ａ）では、フック３７は上方フィルム１０Ａとは接触しておらず、それらの間には一定の隙間が確保されている。

図９（ａ）に示すように、固定ローラ３１，３４，３５は支持台４０に固定され、可動部材３６と支持台４０との間には直動案内部材４１が介在している。一方端部が可動部材３６に固着されたピン４２の他方端部にはアーム４３が固定されていて、アーム４３はエアシリンダ４４の出力軸に固定されている。エアシリンダ４４の出力軸を上下に移動させることで可動部材３６を上下に移動させることができる。また、フック３７はエアシリンダ４５の出力軸に固定され、エアシリンダ４５の出力軸を基板１に対して略水平方向に移動させることで、フック３７はフィルム１０の送り方向とは略垂直な方向に移動可能とされる。

この状態で、区間Ｌ１の略中央の上方フィルム１０Ａ上に、レーザ光を照射して白欠陥部５ａの形状に応じた形状を有し、かつ白欠陥部５ａよりも小さな貫通孔１０ａを形成する。このとき、フック３７の平板部材が遮蔽板として機能し、レーザアブレーションにより発生する異物（ごみ）を受けるので、基板１が汚染されることを防止することができる。フック３７の平板部材の上面にごみを受ける凹部を形成してあってもよい。孔１０ａの形成が終了した時点では、フィルム１０のレーザ照射面には、レーザアブレーションした際に発生したごみが飛散している。ごみの除去のため、孔１０ａを中心として、その周りの広い範囲に弱いパワーでレーザ光を照射する工程を入れてもよい。このとき、ＹＡＧ第２高調波レーザに切り替えて、弱いレーザパワーで孔１０ａを中心とする広い範囲を照射すれば、ごみのみを除去することも可能であり、新たにごみが発生することを防止することができる。

次に、図８（ｂ）に示すように、フィルム１０をフィルム巻き取りリールによって巻き取りながら、孔１０ａを区間Ｌ２の下方フィルム１０Ｂの略中央まで移動させる。次いで、フック３７を後方に移動させると、図示しないフィルム巻き取りリール側はフィルム１０が後戻りしないようになっているので、図示しないフィルム供給リールからフィルム１０が供給されながら図９（ｂ）に示すように、上方フィルム１０Ａはフック３７の爪３７ａに引っ張られて後方に移動し、孔１０ａを含む下方フィルム１０Ｂが上方から見て露出する。なお、エアシリンダ４５の出力軸と、可動部材３６との干渉を避けるため、可動部材３６にはＵ字切り欠き部３６ａが設けられている。

図９（ｂ）では、フック３７で上方フィルム１０Ａが基板１に対してそのままの形状で平行移動しているように記載されているが、実際には、フック３７内のフィルム１０は２つ折りになったり、基板１に対して垂直に立つようになるが、機能上問題はない。

この状態から、図８（ｃ）に示すように、可動部材３６を下降させて、可動部材３６に固定された固定ローラ３２，３３が、固定ローラ３４，３５よりも下方に位置するようにする。こうすることで、下方フィルム１０Ｂは固定ローラ３２，３３の間で基板１に対して略平行に対峙する。なお、フィルム１０には一定の張力が常に掛かった状態にあり、また、固定ローラ３４，３５の間の下方フィルム１０Ｂを固定ローラ３２，３３で下方に押し込む方向なので、フィルム１０が撓むこともなく、また、上方フィルム１０Ａが機械的に横移動したことによるフィルム１０の捻れの影響は、固定ローラ３２，３３間の下方フィルム１０Ｂには及ばない。

次に、白欠陥部５ａと孔１０ａとの位置合わせを行ない、孔１０ａを含む下方フィルム１０Ｂと基板１とが一定の隙間Ｇを持って対峙するようにする。その後、図５（ｃ）で示したように、塗布針１８で修正インク１７を塗布すれば、欠陥部５ａの近傍を汚染することなく修正が完了する。

なお、図９（ｂ）に示す状態、すなわち、上方フィルム１０Ａをフック３７で横移動させた状態で下方フィルム１０Ｂに孔１０ａを形成することも可能である。

図８（ａ）〜（ｃ）および図９（ａ）（ｂ）で示した方法では、固定ローラ３４でフィルム１０を折り返し、上方フィルム１０Ａと下方フィルム１０Ｂとが一定の間隔で上下に配置された状態で、上方フィルム１０Ａを機械的に横移動させて下方フィルム１０Ｂ１枚で修正を行なうため、欠陥部５ａと孔１０ａとの位置合わせが容易になる。

また、下方フィルム１０Ｂの孔１０ａの上方には物が無いので、作動距離が短い高倍率の対物レンズ（たとえば、２０倍）に切り替えて、位置合わせを行なうことが可能である。また、塗布手段と上方フィルム１０Ａとの干渉を回避できるので、上方フィルム１０Ａと下方フィルム１０Ｂとの間隔を狭くすることが可能となり、高倍率の対物レンズへの切り替えが容易になる。なお、高倍率の対物レンズ直下では、焦点深度が狭いため、欠陥部５ａと孔１０ａを同時に観察することはできない。そのため、欠陥部５ａに焦点を合わせた状態で欠陥位置を把握した後、孔１０ａに焦点を合わせて、孔位置が欠陥位置に合うように位置調整する。

また、フィルム供給リールと、フィルム巻き取りリールを同じ側に配置することができることと、フィルム供給リールとフィルム巻き取りリールの回転軸を平行に配置できるので、装置の構造が簡単になる。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、塗布針１８を用いて修正インク１７を塗布する塗布ユニット５０の構成および動作を示す断面図である。図１０（ａ）〜（ｃ）において、塗布ユニット５０は、その底に第１の孔５１ａが開口され、修正インク１７が注入された容器５１と、第２の孔５２ａが開口され、容器５１を密封する蓋５２と、第１および第２の孔５１ａ，５２ａと略同じ径を有する塗布針１８とを含む。塗布針１８の先端の平坦面１８ａは、第２の孔５２ａを貫通して修正インク１７内に浸漬される。第１および第２の孔５１ａ，５２ａの径は、それらに貫通する塗布針１８の径よりも少し大きいが微小であるので、修正インク１７の表面張力や容器５１の撥水・撥油性により、第１の孔５１ａからの修正インク１７の漏れはほとんど無い。

容器５１に形成され、修正インク１７を注入するための穴は、孔５１ａに近づくに従って断面積が小さくなるテーパ形状を有する。したがって、少ない修正インク１７でも塗布針１８の平坦面１８ａを含む先端部を浸漬することができ、経済的である。修正インク１７の量は、たとえば２０μｌ（マイクロリットル）である。修正インク１７は日持ちしないものもあり、容器５１は定期的に交換する。あるいは、使用済み容器５１を洗浄後、再利用することも可能である。容器５１の着脱を簡単にするため容器５を手でつかみ易い構造とし、かつ、磁石の吸引力を用いて容器５１を着脱自在に保持すれば使い勝手は向上する。

塗布針１８の基端部は塗布針固定板５３に固着され、塗布針固定板５３は図示しないガイド（直動部材）により上下動可能に支持される。この状態から、図１０（ｂ）に示すように、塗布針１８の平坦面１８ａを容器５１の底面に設けた第１の孔５１ａから突出させると、塗布針１８の平坦面１８ａには修正インク１７が付着する。この状態でも既に塗布可能であるが、この状態のまま一定時間待機して、塗布針１８の平坦面１８ａに付着した修正インク１７の量を減らすように調整してもよい。待機時間が経過とともに、塗布針１８の先端部に付着した修正インク１７は表面張力によって上方に引き上げられていくので、塗布針１８の平坦面１８ａの修正インク１７の膜厚が薄くなり、結果として、孔１０ａに注入される修正インク１７の量を制御することが可能となる。

カラーフィルタ基板１の着色層５が白く抜けた白欠陥部５ａを修正する場合、孔１０ａの１辺の長さがはフィルム１０の膜厚よりも大きくなるように孔１０ａを形成することが多いため、孔１０ａから白欠陥部５ａに流れる修正インク１７の量が多くなる傾向がある。しかし、待機期間を設けて修正インク１７の量を調整すれば、白欠陥部５ａ以外への修正インク１７のはみ出しや、ブラックマトリックス３の上の凸部７に沿って修正インク１７が広がるのを抑制することができる。待機時間は、使用する修正インク１７や基板１との濡れ性によっても異なるが、数ｍｓから数秒の間で設定する。

さらに塗布針１８を下降させ、平坦面１８ａで孔１０ａの開口部を閉蓋するようにフィルム１０上を押圧すると、図１０（ｃ）に示すように、フィルム１０が変形して孔１０ａの周りの微小範囲のフィルム１０がブラックマトリックス３の上の凸部７や欠陥部５ａの周囲に付着し、欠陥部５ａに修正インク１７が充填される。

塗布針固定板５３は、図示しないガイド（直動軸受）によって上下方向に進退可能に支持されており、塗布針１８を含む可動部の自重のみでフィルム１０を押す。塗布針１８が下降してフィルム１０を基板１に接触した後もさらに下降させようとしても、塗布針１８がガイドに沿って上方に退避するので、塗布針１８の平坦面１８ａは過負荷とならない。塗布針１８の駆動手段（図示せず）は、制御手段（図示せず）により、時間管理されて制御される。

この塗布方法では、塗布針１８を白欠陥部５ａと容器（インクタンクまたはペーストタンク）との間で往復動させる必要がないので、欠陥修正に要する時間が短縮される。

また、修正インク１７は孔５１ａ，５２ａを除いて密閉された容器５１内に入っており、塗布針１８は容器５１の蓋５２の孔５２ａに微小な隙間を持って常に挿入された状態にあるため、修正インク１７が大気に直接触れる面積は少ない。したがって、修正インク１７の溶媒の蒸発を防止することができ、修正インク１７の使用可能な日数（交換周期）を長くすることが可能となり、修正装置の保守が軽減化される。

また、塗布動作の待機状態において塗布針１８の平坦面１８ａを含む先端部を修正インク１７の中に浸けているため、塗布針１８の平坦面１８ａに付着した修正インク１７の乾燥を防ぐことができ、塗布針平坦面１８ａの洗浄工程も省略可能となる。

このように、塗布ユニット５０を小型にできるので、塗布針１８先端の平坦面１８ａの径が異なる複数の塗布ユニット５０を用意しておき、白欠陥部５ａの大きさに応じて塗布針１８を選択して使用することも可能である。

今まで説明してきた方法は、修正箇所の周りに凸部があっても細線パターンを容易に形成することができるため、たとえば、液晶パネルのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）パネルの電極修正のように、表面に突起状の電極がある場所での欠陥修正にも適用可能である。

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。

欠陥修正方法の修正対象であるカラーフィルタ基板の構成を示す図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 この発明の基礎となる欠陥修正方法およびその問題点を説明するための図である。 この発明の一実施の形態による欠陥修正方法を示す図である。 図４に示した欠陥修正方法の種々の工程を示す断面図である。 図５に示した白欠陥部と孔の位置関係を示す図である。 図４に示したフィルムをカラーフィルタ基板に対して一定の隙間を持って対峙させるフィルム供給ユニットの構成を示す断面図である。 他のフィルム供給ユニットの構成を示す断面図である。 図８に示したフィルム供給ユニットの平面図である。 図５に示した塗布針を用いた塗布ユニットの構成を示す断面図である。

符号の説明

１ カラーフィルタ基板、２ ガラス基板、３ ブラックマトリックス、４〜６ 着色層、５ａ 白欠陥部、７ 凸部、８，１０，１０Ａ，１０Ｂ フィルム、８ａ，１０ａ 孔、１１ レーザ部、１２ 観察光学系、１３ 対物レンズ、１４，１５，２１〜２３，３１〜３５ 固定ローラ、１６ 遮蔽板、１７ 修正インク、１７Ａ 修正層、１８ 塗布針、１８ａ 平坦面、２０，３０ フィルム供給ユニット、３０ａ フィルム配置部、３６ 可動部材、３６ａ Ｕ字切り欠き部、３７ フック、３７ａ 爪、４０ 支持台、４１ 直動案内部材、４２ ピン、４３ アーム、４４，４５ エアシリンダ、５０ 塗布ユニット、５１ 容器、５１ａ 第１の孔、５２ 蓋、５２ａ 第２の孔、５３ 塗布針固定板。

Claims (7)

1. 基板上に形成された微細パターンの一部が抜けたパターン抜け欠陥部を修正する欠陥修正方法において、
   前記パターン抜け欠陥部に応じた形状を有し、かつ前記パターン抜け欠陥部よりも小さな孔をフィルムに形成する第１のステップと、
   前記孔を介して前記パターン抜け欠陥部に修正液を塗布する第２のステップとを含むことを特徴とする、欠陥修正方法。
2. 前記第２のステップでは、前記孔の開口部を前記パターン抜け欠陥部に隙間を開けて対峙させ、前記孔を含む所定の範囲で前記フィルムを前記基板に押圧するとともに前記孔を介して前記パターン抜け欠陥部に前記修正液を塗布することを特徴とする、請求項１に記載の欠陥修正方法。
3. 前記第２のステップでは、塗布針の先端部に前記修正液を付着させ、前記塗布針先端の平坦面を前記所定の範囲に押圧して前記孔を介して前記パターン抜け欠陥部に前記修正液を塗布し、前記フィルムが前記基板に接触したことに応じて前記塗布針を上方に退避させ、前記フィルムの復元力で前記フィルムを前記基板から剥離させることを特徴とする、請求項２に記載の欠陥修正方法。
4. 前記塗布針の先端部に前記修正液を付着させて所定の時間だけ待機した後、前記孔を介して前記パターン抜け欠陥部に前記修正液を塗布することを特徴とする、請求項３に記載の欠陥修正方法。
5. 前記微細パターンは平坦部と凸部を含み、
   前記パターン抜け欠陥部は前記凸部に近接して前記平坦部に存在し、
   前記フィルムを前記基板に押圧したときに前記孔の端部と前記凸部の間に所定の距離が開くように前記孔が形成されていることを特徴とする、請求項２から請求項４までのいずれかに記載の欠陥修正方法。
6. 前記基板は透明基板であり、
   前記微細パターンはカラーフィルタであり、
   前記カラーフィルタは、前記透明基板の表面に格子状に形成されたブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックスで囲まれた各領域に形成された着色層とを含み、
   前記着色層は前記平坦部であり、前記ブラックマトリックスの上に前記着色層の端部が重ねられて前記凸部が形成され、
   前記パターン抜け欠陥部は、前記着色層の少なくとも一部が抜けた白欠陥部であることを特徴とする、請求項５に記載の欠陥修正方法。
7. 前記基板は透明基板であり、
   前記微細パターンはカラーフィルタであり、
   前記カラーフィルタは、前記透明基板の表面に格子状に形成されたブラックマトリックスと、前記ブラックマトリックスで囲まれた各領域に形成された着色層とを含み、
   前記パターン抜け欠陥部は、前記着色層の少なくとも一部が抜けた白欠陥部であることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の欠陥修正方法。

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