TWI392595B

TWI392595B - Pattern correction device

Info

Publication number: TWI392595B
Application number: TW96137418A
Authority: TW
Inventors: Ohba Hiroaki
Original assignee: Ntn Toyo Bearing Co Ltd
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2013-04-11
Also published as: TW200821167A; JP2008122448A; CN101178538B; JP5015552B2; CN101178538A

Description

圖案修正裝置

本發明係有關於一種圖案修正裝置，尤其係有關於一種用以修正形成在基板上之微細圖案之缺陷部的圖案修正裝置。

在液晶顯示裝置(LCD)之製造步驟中，在作為形成在基板上之微細圖案的彩色濾光片會發生各種缺陷。若將已發生缺陷的基板全部廢棄，由於會使良率降低，因此使用一種用以修正缺陷的圖案修正裝置。該圖案修正裝置係當在彩色濾光片發生白缺陷(漏白部)時，藉由定位裝置使塗佈針在白缺陷的上方移動，且使修正墨水附著在塗佈針的前端部，使塗佈針上下移動而將修正墨水塗佈在白缺陷(例如參照專利文獻1)。

(專利文獻1)日本專利特開平9－236933號公報

但是，在習知之圖案修正裝置中，當在替換塗佈針時，會有因安裝誤差或尺寸誤差的影響而無法塗佈在目標位置的情形。因此，在替換塗佈針時，係對定位裝置提供目標位置的座標而使塗佈針移動，且在虛擬(dummy)基板的表面塗佈修正墨水，利用觀察光學系統觀察目標位置與實際塗佈修正墨水之塗佈位置的位置偏移，且以使該位置偏移消失的方式補正目標位置的座標。因此，該補正作業會有耗時費力的問題。

此外，即使在替換塗佈針時進行補正作業，亦隨著氣溫的變動或裝置本身溫度的變動而使構成裝置的金屬零件伸縮，而發生目標位置與塗佈位置之位置偏移。

因此，本發明之主要目的在提供一種可輕易補正目標位置與塗佈位置之位置偏移的圖案修正裝置。

本發明之圖案修正裝置係用以修正形成在基板上之微細圖案之缺陷部的圖案修正裝置，其特徵在於包括：修正液塗佈手段，用以使修正液附著在塗佈針的前端部，且使該塗佈針上下移動而將修正液塗佈在缺陷部；定位手段，按照位置指令訊號，使修正液塗佈手段相對於基板進行相對移動；控制手段，根據應塗佈修正液之目標位置的座標與用以補正塗佈針之位置偏移的補正值而產生位置指令訊號，且使修正液塗佈在目標位置；以及補正手段，在進行補正值之更新的補正模式時，對控制手段提供目標位置的座標而使修正液塗佈在虛擬基板的表面，進行檢測目標位置與實際塗佈修正液之塗佈位置的位置偏移量，根據該檢測結果來更新補正值。

最好補正手段係以既定周期執行補正模式。

此外最好包括用以將應執行補正模式的內容以既定周期通報作業人員的通報手段，補正手段係按照由作業人員指示執行補正模式來執行補正模式。

此外最好補正手段係在藉由塗佈針塗佈修正液的前後對虛擬基板表面的影像進行攝像，將塗佈前後的影像進行比較，以抽出明亮度不相一致的不一致部分，且將所抽出之不一致部分的重心位置判定為塗佈位置。

此外最好補正手段係在藉由塗佈針塗佈修正液的前後對虛擬基板表面的影像進行攝像，將塗佈前後的影像進行比較，以抽出明亮度不相一致的不一致部分，且將所抽出之不一致部分的外接長方形的中心判定為塗佈位置。

此外最好虛擬基板為反射鏡，補正手段係進行入射照明而對反射鏡的影像進行攝像。

此外最好補正手段係將虛擬基板的表面分割成複數個區域，選擇與在前次之補正模式時所選擇的區域不同的區域，且將所選擇之區域內的座標作為目標位置的座標而提供至控制手段。

在本發明之圖案修正裝置中係設有：用以使修正液附著在塗佈針的前端部，且使該塗佈針上下移動而將修正液塗佈在缺陷部的修正液塗佈手段；按照位置指令訊號，使修正液塗佈手段相對於基板進行相對移動的定位手段；根據應塗佈修正液之目標位置的座標與用以補正塗佈針之位置偏移的補正值而產生位置指令訊號，且使修正液塗佈在目標位置的控制手段；以及在進行補正值之更新的補正模式時，對控制手段提供目標位置的座標而使修正液塗佈在虛擬基板的表面，進行檢測目標位置與實際塗佈修正液之塗佈位置的位置偏移量，根據該檢測結果來更新補正值的補正手段。因此，由於由補正手段執行補正模式，因此作業人員不需要進行補正作業。

第1圖係顯示本發明之一實施形態之圖案修正裝置之整體構成圖。在第1圖中，圖案修正裝置1係包括：用以觀察基板表面的觀察光學系統2；映出所觀察到之影像的監視器3；透過觀察光學系統2對基板照射雷射光而將不需要部分予以切除的切除用雷射部4；使修正墨水附著在塗佈針前端而塗佈在基板之缺陷部的墨水塗佈機構5；使塗佈在缺陷部的修正墨水硬化的墨水硬化用光源6；用以辨識缺陷部與墨水塗佈位置的影像處理部7；用以控制裝置整體的主電腦8；以及用以控制裝置機構部之動作的控制用電腦9。此外，另外設置：使具有缺陷部的基板朝XY方向(水平方向)移動的XY載台10；在XY載台10上保持基板的夾頭台11；使觀察光學系統2或墨水塗佈機構5朝Z方向(垂直方向)移動的Z載台12等。

XY載台10係用在當藉由墨水塗佈機構5將修正墨水塗佈在缺陷部時、或藉由觀察光學系統2來觀察基板表面時等，使基板朝適當位置相對移動。第1圖所示之XY載台10係具有在直角方向重疊2個單軸載台的構成。但是，該XY載台10只要是可使基板相對於觀察光學系統2或墨水塗佈機構5進行相對移動者即可，而非限定為第1圖所示之XY載台10的構成。近年來，隨著基板尺寸的大型化，大多採用可分別朝X軸方向與Y軸方向獨立移動的橋門台架型(gantry)XY載台。

第2圖係顯示作為修正對象之LCD之彩色濾光片15的示意圖。於第2圖中，彩色濾光片15係包含：形成在玻璃基板(未圖示)表面之被稱為黑矩陣16的格子狀圖案；以及複數組的R(紅色)像素17、G(綠色)像素18以及B(藍色)像素19。在彩色濾光片15之製造步驟中，係會發生像素或黑矩陣16的顏色遺漏的白缺陷20；顏色與相鄰像素混色，或黑矩陣16超出像素的黑缺陷21；或在像素附著異物的異物缺陷22等。

第3圖係顯示觀察光學系統2及切除用雷射部4之構成圖。於第3圖中，位於雷射部4正下方的可變開縫23係用以形成雷射加工形狀者，其設在成像透鏡24之焦點位置。在成像透鏡24的下方設有半反射鏡(half mirror)25、26，此外在其下方設有接物鏡27。亦可設置倍率不同的數個接物鏡27；以及用以在該等接物鏡中選擇所希望倍率之接物鏡27的轉筒(revolver)。以接物鏡27之倍率的比率將可變開縫23之開口部的形狀縮小而形成加工形狀。其中，入射光源28之出射光係透過半反射鏡26而照射在形成在玻璃基板14表面之彩色濾光片15的白缺陷20等，且透過半反射鏡25藉由CCD攝影機29對白缺陷20等影像進行攝像，而映出在第1圖的監視器3。

第4圖係顯示墨水塗佈機構5之構成之局部省略的立體圖。於第4圖中，該墨水塗佈機構5係包含：墨水塗佈用塗佈針31；以及用以使塗佈針31垂直驅動的塗佈針驅動汽缸32。塗佈針31係透過塗佈針保持具34及固定基座35而設在塗佈針驅動汽缸32之驅動軸33的前端部。

此外，該墨水塗佈機構5係包含以水平設置的旋轉平台36，在旋轉平台36上係在圓周方向依序配置複數個墨水槽37至40，此外，在旋轉平台36上設有洗淨裝置41及空氣沖洗(air purge)裝置42。在旋轉平台36的中心立設有旋轉軸43。此外，在旋轉平台36形成有用以在塗佈墨水時使塗佈針31通過的缺口部44。在墨水槽37至40係分別適當注入有R(紅)、G(綠)、B(藍)及黑等各色修正墨水。洗淨裝置41係用以去除附著在塗佈針31的修正墨水者，空氣沖洗裝置42係用以吹走附著在塗佈針31的洗淨液者。

此外，墨水塗佈機構5係包含用以使旋轉平台36之旋轉軸43旋轉的索引用馬達45，另外設有：與旋轉軸43一起旋轉的索引板46；用以透過索引板46，進行檢測旋轉平台36之旋轉位置的索引用感測器47；以及用以檢測是否透過索引板46使旋轉平台36的旋轉位置已恢復在原點的原點恢復用感測器48。馬達45係根據感測器47、48的輸出予以控制，使旋轉平台36旋轉而使缺口部44、墨水槽37至40、洗淨裝置41及空氣沖洗裝置42中之任一者位於塗佈針31的下方。

其中，塗佈針驅動汽缸32及馬達45係固定在Z載台12，Z載台12與作為缺陷修正對象的彩色濾光片15係藉由XY載台10而相對進行定位。

接著說明該墨水塗佈機構5的動作。首先，驅動XY載台10及Z載台12，將塗佈針31的前端定位在例如R像素17之白缺陷20上方的既定位置。接著，藉由馬達45使旋轉平台36旋轉，而將所希望的墨水槽(此時為37)移動至塗佈針31的下方。接著，藉由塗佈針驅動汽缸32將塗佈針31朝上下驅動，如第5圖(a)所示，使修正墨水49附著在塗佈針31的前端部。

接著，藉由馬達45使旋轉平台36旋轉，而使缺口部44移動至塗佈針31的下方。接著，藉由塗佈針驅動汽缸32使塗佈針31朝上下驅動，如第5圖(b)(c)所示，將附著在塗佈針31前端之平坦面31a的修正墨水49塗佈在R像素17的白缺陷20。

在洗淨塗佈針31時，藉由馬達45使旋轉平台36旋轉，而使洗淨裝置41移動至塗佈針31的下方。接著，藉由塗佈針驅動汽缸32將塗佈針31朝上下驅動，而將附著在塗佈針31的修正墨水49予以洗淨。接著，藉由馬達45使旋轉平台36旋轉，而使空氣沖洗裝置42移動至塗佈針31的下方。接著，藉由塗佈針驅動汽缸32使塗佈針31朝上下驅動，而將附著在塗佈針31的洗淨液吹走。

第6圖(a)至(f)係顯示用以修正發生在B像素19之異物缺陷22的方法的示意圖。第6圖(a)(c)(e)係B像素19的俯視圖，第6圖(b)係第6圖(a)的VIA－VIA線剖視圖，第6圖(d)係第6圖(c)的VID－VID線剖視圖，第6圖(f)係第6圖(e)的VIF－VIF線剖視圖。

如第6圖(a)(b)所示，異物缺陷22係在異物50附著在玻璃基板14表面的狀態下形成像素者。一面利用監視器3觀察異物缺陷22，一面使載台10、12移動，而使切除用雷射部4的焦點對在異物缺陷22，以照射雷射光α。雷射光α係藉由第3圖的可變開縫23而整形為矩形。藉此，如第6圖(c)(d)所示，將異物缺陷22去除而在B像素19形成矩形的孔19a。接著，如第6圖(e)(f)所示，以第5圖(a)至(c)所示的方法將修正墨水49塗佈在孔19a。

使塗佈在孔19a的修正墨水49硬化而完成異物缺陷22的修正。當修正墨水49為紫外線硬化型時，係採用紫外線照明作為光源6，而對修正墨水49照射紫外線。當修正墨水49為熱硬化型或乾燥硬化型時，則係採用鹵素燈照明作為光源6，而對修正墨水49照射鹵素燈光。

黑缺陷21係利用與異物缺陷22相同的方法進行修正。白缺陷20係可利用與異物缺陷22相同的方法進行修正，亦可如第5圖(a)至(c)所示直接將修正墨水49塗佈在白缺陷20來進行修正。

在如上所示之圖案修正裝置中，有時會隨著外氣或裝置內的溫度變化而使XY載台10或墨水塗佈機構5的金屬部分伸縮，而會有無法將修正墨水49塗佈在目標位置的情形。在本實施形態中會解決該問題。

如第7圖所示，主電腦8係進行監視自裝置起動瞬後的經過時間T，在經過某一定時間T1之後，即顯示訊息，或使蜂鳴器發出聲音以通報作業人員，以促使進行塗佈位置修正(步驟S1、S2)。若作業人員確認訊息而按下補正開始按鍵(步驟S3)，即將圖案修正裝置1設定為補正模式而返回步驟S1(步驟S4)。

如第8圖所示，在夾頭台11的端部設有作為虛擬基板的反射鏡51。如第9圖所示，反射鏡51的表面係分割成複數列複數行的測試區域51a。於各補正模式中，選擇與在前次補正模式所選擇的測試區域51a不同的測試區域51a。例如，如第9圖所示，朝向圖中下方依序逐個選擇第1行的複數個測試區域51a，接著朝向圖中上方依序選擇第2行的複數個測試區域51a，以下以相同方式選擇。

如第10圖所示，設定為補正模式的圖案修正裝置1係於步驟S11中藉由CCD攝影機29對反射鏡51所選擇之測試區域51a的影像進行攝像，且將所攝得影像取入影像處理部7。接著於步驟S12中，圖案修正裝置係將修正墨水49塗佈在作為所選擇測試區域51a之中心的目標位置P1。

具體而言，由電腦8、9將由目標位置P1的座標與補正值所產生的位置指令訊號提供至XY載台10，XY載台10係使與該位置指令訊號相對應的位置移動至墨水塗佈機構5的下方。若位置指令訊號正確，即將修正墨水49塗佈在目標位置P1，若位置指令訊號不正確時，則如第11圖所示，會在目標位置P1與實際塗佈修正墨水49的塗佈位置P2之間發生位置偏移。當在目標位置P1與塗佈位置P2之間發生位置偏移時，即必須更新補正值。

接著於步驟S13中，藉由CCD攝影機29對已塗佈修正墨水49的測試區域51a的影像進行攝像，且將所攝得影像取入影像處理部7。此時，藉由併用第3圖的入射光源28與反射鏡51，可充分確保塗佈部與背景的對比。

接著於步驟S14中，藉由影像處理部7進行檢測實際的塗佈位置P2。亦即，影像處理部7係將第12圖(a)所示之墨水塗佈前的影像與第12圖(b)所示之墨水塗佈後的影像相比較，如第12圖(c)所示，抽出明亮度不相一致的不一致部分52。具體而言，當將墨水塗佈前之影像位置(x,y)的像素明亮度設為a(x,y)，將墨水塗佈後之位置(x,y)的明亮度設為b(x,y)時，即抽出a(x,y)與b(x,y)之差的絕對值c大於既定之臨限值TH的像素。在第12圖(c)中，係將絕對值c大於臨限值TH的部分52以白色表示，除此以外的部分則施予斜線。影像處理部7係求取白色部分52的重心，且將求得重心作為塗佈位置P2。其中，當白色部分52為圓形時，亦可將外接長方形的中心位置而非重心作為塗佈位置P2。

當將所求得塗佈位置P2之影像上的座標設為(gx,gy)，將目標位置P2之影像上的座標設為(tx,ty)時，影像上的位置偏移量(dx,dy)即成為(dx,dy)＝(gx－tx,gy－ty)。當將影像上之1像素的縱橫實際尺寸設為(mx,my)時，位置偏移量的實際尺寸值即成為(dx×mx,dy×my)。藉由在目前的補正值加上該實際尺寸值，來更新補正值。其中，為了確保補正值的可靠性，亦可求取複數次位置偏移量，而使用該等平均值。

其中，上述自動補正亦可在替換塗佈針31後立即執行。此外，顯示訊息而即使沒有作業人員的作業指示，亦可在基板搬入或搬出後等任意時間點自動進行補正動作。

在該實施形態中，由於使補正作業自動化，因而提升作業效率。

以上所揭示之實施形態在所有方面均僅為例示，而非有所限制者。本發明之範圍係藉由申請專利範圍而非上述說明予以揭示，意圖含有與申請專利範圍均等的涵義及範圍內之所有變更。

1．．．圖案修正裝置

2．．．觀察光學系統

3．．．監視器

4．．．切除用雷射部

5．．．墨水塗佈機構

6．．．墨水硬化用光源

7．．．影像處理部

8．．．主電腦

9．．．控制用電腦

10．．．XY載台

11．．．夾頭台

12．．．Z載台

14．．．玻璃基板

15．．．彩色濾光片

16．．．黑矩陣

17．．．R像素

18．．．G像素

19．．．B像素

19a．．．孔

20．．．白缺陷

21．．．黑缺陷

22．．．異物缺陷

23．．．可變開縫

24．．．成像透鏡

25、26．．．半反射鏡

27．．．接物鏡

28．．．入射光源

29．．．CCD攝影機

31．．．塗佈針

31a．．．平坦面

32．．．塗佈針驅動汽缸

33．．．驅動軸

34．．．塗佈針保持具

35．．．固定基座

36．．．旋轉平台

37、38、39、40．．．墨水槽

41．．．洗淨裝置

42．．．空氣沖洗裝置

43．．．旋轉軸

44．．．缺口部

45．．．索引用馬達

46．．．索引板

47．．．索引用感測器

48．．．原點恢復用感測器

49．．．修正墨水

50．．．異物

51．．．反射鏡

51a．．．測試區域

52．．．不一致部分

P1．．．目標位置

P2．．．塗佈位置

α．．．雷射光

第1圖係顯示本發明之一實施形態之圖案修正裝置之整體構成之立體圖。

第2圖係顯示作為第1圖所示之圖案修正裝置之修正對象的彩色濾光片的示意圖。

第3圖係顯示第1圖所示之觀察光學系統及雷射部之構成圖。

第4圖係顯示第1圖所示之墨水塗佈機構之構成的立體圖。

第5圖(a)至(c)係顯示第4圖所示之墨水塗佈機構之動作的示意圖。

第6圖(a)至(f)係顯示第2圖所示之異物缺陷之修正方法的示意圖。

第7圖係顯示第1圖所示之圖案修正裝置之補正模式之開始方法的流程圖。

第8圖係顯示第1圖中裝載在夾頭台之反射鏡的示意圖。

第9圖係顯示第8圖所示之反射鏡之使用方法的示意圖。

第10圖係顯示第1圖所示之圖案修正裝置之補正模式的流程圖。

第11圖係顯示第8圖所示之測試區域之墨水塗佈後之影像示意圖。

第12圖(a)至(c)係顯示求取墨水塗佈位置之方法的示意圖。

Claims

一種圖案修正裝置，用以修正形成在基板上之微細圖案之缺陷部，其特徵在於包括：修正液塗佈手段，用以使修正液附著在塗佈針的前端部，且使該塗佈針上下移動而將前述修正液塗佈在前述缺陷部；定位手段，按照位置指令訊號，使前述修正液塗佈手段相對於前述基板進行相對移動；控制手段，根據應塗佈前述修正液之目標位置的座標與用以補正前述塗佈針之位置偏移的補正值而產生前述位置指令訊號，且使前述修正液塗佈在前述目標位置；以及補正手段，在進行前述補正值之更新的補正模式時，對前述控制手段提供前述目標位置的座標而使前述修正液塗佈在虛擬基板的表面，進行檢測前述目標位置與實際塗佈前述修正液之塗佈位置的位置偏移量，根據該檢測結果來更新前述補正值；其中，前述補正手段係在藉由前述塗佈針塗佈前述修正液的前後對前述虛擬基板表面的影像進行攝像，將塗佈前後的影像進行比較，以抽出明亮度不相一致的不一致部分，且將所抽出之不一致部分的重心位置判定為前述塗佈位置。
一種圖案修正裝置，用以修正形成在基板上之微細圖案之缺陷部，其特徵在於包括：修正液塗佈手段，用以使修正液附著在塗佈針的前端部，且使該塗佈針上下移動而將前述修正液塗佈在前述缺陷部；定位手段，按照位置指令訊號，使前述修正液塗佈手段相對於前述基板進行相對移動；控制手段，根據應塗佈前述修正液之目標位置的座標與用以補正前述塗佈針之位置偏移的補正值而產生前述位置指令訊號，且使前述修正液塗佈在前述目標位置；以及補正手段，在進行前述補正值之更新的補正模式時，對前述控制手段提供前述目標位置的座標而使前述修正液塗佈在虛擬基板的表面，進行檢測前述目標位置與實際塗佈前述修正液之塗佈位置的位置偏移量，根據該檢測結果來更新前述補正值；其中，前述補正手段係在藉由前述塗佈針塗佈前述修正液的前後對前述虛擬基板表面的影像進行攝像，將塗佈前後的影像進行比較，以抽出明亮度不相一致的不一致部分，且將所抽出之不一致部分的外接長方形的中心判定為前述塗佈位置。
如申請專利範圍第1或2項之圖案修正裝置，其中，前述補正手段係以既定周期執行前述補正模式。
如申請專利範圍第1或2項之圖案修正裝置，其中，包括用以將應執行前述補正模式的內容以既定周期通報作業人員的通報手段，前述補正手段係按照由前述作業人員指示執行前述補正模式來執行前述補正模式。
如申請專利範圍第1或2項之圖案修正裝置，其中，前述虛擬基板為反射鏡，前述補正手段係進行入射照明而對前述反射鏡的影像進行攝像。
如申請專利範圍第1或2項之圖案修正裝置，其中，前述補正手段係將前述虛擬基板的表面分割成複數個區域，選擇與在前次之前述補正模式時所選擇的區域不同的區域，且將所選擇之區域內的座標作為前述目標位置的座標而提供至前述控制手段。