JP2009204719A - 検査修正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】欠陥検査又は欠陥修正される基板が大型化しても、各種処理を効率よく行うことができる検査修正装置を実現する。
【解決手段】本発明では、平面モータを利用して各種ヘッドの移動制御を行う。平面モータの固定子を構成するステージ（１）を複数の作動領域（１ｂ〜１ｅ）に分割する。各作動領域に対して、可動子である移動体（２ａ〜２ｄ）及びケーブル巻取装置（５ａ〜５ｄ）を割り当てる。各移動体には、欠陥を検出したり、検出した欠陥を修正する欠陥修正ヘッドを連結する。各移動体は、割り当てられた領域内を自在に移動し、検出された欠陥位置に移動する。また、各ケーブル巻取装置は対応する移動に接続されているケーブルを移動体の位置に応じて送り出すと共に巻き取る。この結果、カラーフィルタ等の処理すべき基板が大型化しても、欠陥修正ヘッドの移動範囲は小さくなるので、１個の基板を処理するのに要する時間は短縮され、スループットが改善される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハやカラーフィルタ等の欠陥を検出する光学ヘッドや欠陥を修正するための検査修正装置に関するものである。

カラーフィルタの製造工程においては、製造されたカラーフィルタ基板がステージ上に配置され、その上方に配置した光学ヘッドを用いてカラーフィルタ基板に欠陥が存在するか否か光学的に検査されている。例えば、ＲＧＢのカラーフィルタ素片に欠け等の白抜け欠陥が検出された場合、テープ修正装置を用いて修正処理が行われている。このテープ修正装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂ及びＫ（黒）の４色の修正テープをそれぞれ収納したテープカセットを有し、各テープカセットをＸ及びＹ方向に移動させ、検出された欠陥の上方に対応するテープカセットを移動させ、熱転写処理により欠陥修正が行われている。この熱転写テープを用いた修正装置は、微細な欠陥を正確に修正できる利点がある。

一方、カラーフィルタ基板は大型化しており、欠陥の検出及び修正を一層効率よく迅速に行うことが強く要請されている。この要請に対応する方法として、平面モータを利用した２次元ステージ装置をカラーフィルタ基板の修正装置に適用することが想定される。平面モータを利用した２次元ステージ装置は、固定子を構成する導電性のステージ（プラテン）と、ステージ上を移動する移動体とを有し、移動体に各種ヘッドが搭載されている（例えば、特許文献１参照）。この既知の平面モータ装置では、ステージに対して１個の移動体が設けられ、１つの移動体に対して２本のケーブルが接続されている。
特開２００５−２７４６９号公報

カラーフィルタ基板は大型化しているため、上記特許文献に記載された平面モータ装置のように、ステージに対して１個の移動体を設けただけでは、欠陥の修正作業を短時間で行うことができず、スループットを改善する要請に対応できない欠点がある。さらに、上述した平面モータ装置では、ケーブルの一端は移動体に接続され、他端はステージの側部に固定されているため、移動体の移動方向や位置に応じてケーブルが変位し、ケーブルが変位できるだけの空間が必要であり、空間的に構造が大型化する欠点もあった。特に、欠陥修正される基板等の試料が大型化すると、ケーブル長を長く設定する必要があるため、空間の利用効率を改善する必要性も指摘されている。

本発明の目的は、欠陥検査又は欠陥修正される基板が大型化しても、各種処理を効率よく行うことができる検査修正装置を実現することにある。

本発明による検査修正装置は、平面モータの固定子を構成し、可動子である移動体と対向するステージ面を有するステージと、
前記ステージに対して移動可能に連結され、ステージ面に沿って電磁力により２次元方向に移動する複数の移動体と、
前記移動体に支持され、試料の欠陥を検出し又は試料の欠陥を修正する検査修正ヘッドと、
前記移動体に接続されているケーブルを送り出すと共に巻き取るケーブル巻取装置と、
移動体のステージ面における位置を制御すると共に前記ケーブル巻取装置を制御するコントローラとを具え、
前記ステージ面は複数の作動領域に分割され、各作動領域毎に移動体及びケーブル巻取装置が割り当てられていることを特徴とする。

本発明では、カラーフィルタ等の試料の大型化に対応するため、平面モータの固定子を構成するステージを複数の作動領域に分割する。そして、各作動領域ごとに移動体及びケーブル巻取装置を割り当てる。各移動体は、規定された作動領域内を移動して欠陥を検出し、或いは検出された欠陥を修正する。この結果、たとえ処理すべき試料が大型化しても、１個の移動体が処理を受け持つ領域の面積は小さくなるので、欠陥修正等の処理のスループットが低下する不具合が解消される。さらに、各作動領域ごとに、移動体に接続されているケーブルの送り出し及び巻取りを制御するケーブル巻取装置を設けているので、移動体に接続されたケーブルが交差する不具合も解消される。

本発明による欠陥修正装置の好適実施例は、ケーブル巻取装置は、前記ケーブルをその送り出し方向であるｒ方向に駆動するｒ−ドライブモータと、ケーブルをステージ面と平行な平面内の回転方向であるθ方向に駆動するθ−ドライブモータとを有し、前記コントローラは、前記移動体の位置を制御すると共にケーブル巻取装置のｒ−ドライブモータ及びθ−ドライブモータを制御することを特徴とする。このように、ケーブル巻取装置がθ−ドライブモータ及びｒ−ドライブモータを有することにより、移動体の移動量及び移動方向に応じてケーブルが送り出されると共に巻き取られるので、ケーブルに撓みが生ずる不具合も解消される。

本発明による欠陥修正装置の別の好適実施例は、ステージは、移動体の位置を示すＸ−Ｙ座標系を有し、前記コントローラは、移動体の位置をＸ−Ｙ座標系の位置信号により制御すると共に、移動体のＸ−Ｙ座標系の位置を巻取装置の配置位置を原点とするｒ−θ座標系に変換する手段を有し、前記ｒ−ドライブモータ及びθ−ドライブモータをｒ−θ座標系の位置信号により制御することを特徴とする。

本発明では、平面モータの固定子を構成するステージを複数の作動領域に分割し、各作動領域に対して移動体及びケーブル巻取装置を割り当てているので、カラーフィルタ基板等の処理される試料が大型化しても、処理にかかる時間を短縮することができ、スループットが改善される。

図１は本発明による検査修正装置の一例を示す線図である。本発明による検査修正装置は、平面モータの原理を利用した２次元ステージ装置を用い、ステージ装置に検査ヘッドや修正ヘッド等の各種ヘッドを連結する。２次元ステージ装置は、平面モータの固定子を構成するステージ（プラテン）１を有する。このステージ１は、導電性の磁性材料で構成され、可動子である移動体と対向するステージ面１ａを有する。さらに、ステージ１は、矩形形状を有し、ステージ面に対する移動体の位置を規定するＸ−Ｙ座標系を有する。従って、移動体の位置は、Ｘ−Ｙ座標系により規定されるアドレス情報により制御される。本例では、４個の移動体２ａ〜２ｄを用いる。これら移動体は、ステージ面１ａと対向するように配置され、ステージと移動体との間に作用する電磁力及びエァベアリングによりステージ１に対してエァーギャップを介して吊り下げられた状態に維持される。また、各移動体２ａ〜２ｄは、Ｘ方向駆動コイル及びＹ方向駆動コイルをそれぞれ有し、コントローラ（図示せず）から供給され駆動コイルを励磁する駆動信号に応じてＸ−Ｙ座標系の所定の位置に移動する。また、各移動体は、レーザ干渉計等の位置検出手段を有し、検出した位置信号をコントローラに送り、コントローラは、検出された位置情報入力した位置情報に基づき各移動体を所定の位置に移動させることができる。

各移動体２ａ〜２ｄには、ステージ１の下方に配置された基板ステージ上に配置した試料（図示せず）に存在する欠陥を検出したり、検出された欠陥を修正する検査修正ヘッド３ａ〜３ｄがそれぞれ連結されている。検査及び修正すべき試料の一例として、本例では、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板を用いる。カラーフィルタ基板は、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ素子が規則的に配列されており、一部のカラーフィルタ素子に欠け等の欠陥（白抜け欠陥）が存在し、或いは突起欠陥が存在する場合がある。このような欠陥が存在すると、欠陥が存在する部位の画素が表示されず、表示画像の品質を劣化させてしまうため、各種の欠陥を検出し、検出された欠陥を修正する必要がある。従って、検査修正ヘッド３ａ〜３ｄとして、カラーフィルタ基板に存在する欠陥を光学的に検出する光学ヘッド又は検出した欠陥の高さを測定する光学ヘッドとすることができ、或いは検出された欠陥を修正する修正ヘッドとすることができ、或いは欠陥検出ヘッド及び欠陥修正ヘッドの両方を具えた検査修正ヘッドとすることも可能である。欠陥を修正する修正ヘッドとして、例えば熱転写方式によりカラーフィルタ素子の白抜け欠陥を修正する修正ヘッド、白抜け部にインキを塗布することにより修正するインキ塗布方式の修正ヘッド、レーザを照射して修正を行うレーザリペァ修正ヘッド、又はテープ研磨方式の修正ヘッドを用いることができ、或いは、これらの複数の修正ヘッドを組み合わすことも可能である。

各移動体２ａ〜２ｄには、ケーブル４ａ〜４ｄの一端がそれぞれ接続される。各ケーブルの他端は、ケーブル巻取装置５ａ〜５ｄに接続する。尚、ケーブル巻取装置５ｄは図示していない。各ケーブル巻取装置５ａ〜５ｄは、ステージ１のステージ面１ａとは反対側に配置する。ケーブル巻取装置は、移動体の位置に応じてケーブルを送り出すと共に巻き取る。従って、本発明による検査修正装置では、ケーブルが弛んだ状態になることはない。また、検査修正ヘッドに搭載された種々の装置類を駆動制御するためのケーブル及び信号導線は、移動体を経由して移動体から巻取装置に延在するケーブル中に含めることができる。さらに、検査修正ヘッドに接続される各種配管についても、移動体を経由して巻取装置に接続し、巻取装置から対応する器具ないし装置類に接続する。従って、本発明による検査修正装置では、ケーブル及び配管は巻取装置から移動体を経由してケーブル修正ヘッドに接続され、巻取装置は、ケーブル類を移動体の位置に応じてアクティブに制御するので、ケーブルや配管に弛みが生ずる不具合が解消される。

図２は、ステージ１に対する移動体２ａ〜２ｄの作動領域を示す線図である。カラーフィルタ基板は大型化する方向にあり、１辺が２ｍを超える矩形の基板について検査及び修正処理を行う必要がある。このような大型の基板を処理する場合、検査修正装置ごとに１台の移動体を設けて検査及び修正を行ったのでは、１枚の基板についての処理時間が長すぎ、スループットが低下する不具合が生じてしまう。そこで、本発明では、ステージ１に対して４台の移動体２ａ〜２ｄを配置する。そして、ステージを４分割して４個の作動領域を規定し、各作動領域ごとに移動体を割り当てる。すなわち、図２Ａにおいて、ステージの各辺を２等分して４個の作動領域１ｂ〜１ｅを規定する。矩形のステージ１の４個の角部に巻取装置５ａ〜５ｄを配置する。そして、移動体２ａ〜２ｄに対して、作動領域１ｂ〜１ｅをそれぞれ割り当て、移動体２ａは作動領域１ｂ内を移動し、移動体２ｂは作動領域１ｃで規定される領域内を移動し、移動体２ｃ及び２ｄは作動領域１ｄ及び１ｅ内を移動する。このように、１つのステージを複数の作動領域に分割し、各作動領域に移動体及びケーブル巻取装置を配置することにより、各移動体に結合されている検査修正ヘッドの処理範囲は１／４に減少するので、カラーフィルタ基板が大型化してもスループットを大幅に改善することが可能になる。また、配線や配管が交差する不具合も発生しない。

図２Ｂは、矩形のステージ１を互いに対向する角部を結ぶ分割線でステージを４分割し、４個の作動領域１ｂ〜１ｅを各移動体に割り当てた例を示す。本例では、矩形ステージ１の各辺の２等分線上に巻取装置５ａ〜５ｄを配置し、４個の移動体のケーブルが互いに交差しないように構成する。

図３は本発明による巻取装置の一例を示す線図である。ベース部材２０上にθ−ドライブモータ２１を配置する。θ−ドライブモータ２１は回転軸２１ａを有し、当該回転軸２１ａはステージ面１ａと直交する方向に延在する。θ−ドライブモータ２１の回転軸２１ａに、Ｌ字状のフレーム２２を固定する。フレーム２２は、互いに直交する２つの支持面２２ａ及び２２ｂを有し、支持面２２ａはθ−ドライブモータ２１の回転軸２１ａに固定し、支持面２２ｂにはｒ−ドライブモータ２３を固定する。ｒ−ドライブモータ２３は、ステージ面と平行な面内に延在する回転軸２３ａを有し、当該回転軸２３ａにケーブルを巻き取るための巻取りリール２４を連結する。巻取りリール２４の最内周側に接触用のブラシを設け、ケーブルの各導線はブラシを介してコントローラに接続する。尚、内側にゼンマイ式のケーブル巻取り機構を配置することもでき、この場合ブラシを用いなくても別の方法で電気的接続を確保することが可能である。また、ステージ１の上側空間である平面モータの上側空間を利用することにより、巻取装置を容易に配置することができる。

図４は移動体の位置制御を行うコントローラの構成を示す線図である。欠陥検出装置により検出された欠陥のアドレス情報及び移動体の位置情報がコントローラに供給され、これらの信号に基づいて移動体を欠陥の位置にアクセスさせる。欠陥の位置を示すＸ−Ｙ座標系の欠陥位置信号及び移動体の位置を示すＸ−Ｙ座標の移動***置信号は、移動体駆動回路３１及び巻取装置駆動回路３２にそれぞれ供給される。移動体駆動回路３１は、Ｘ方向駆動信号生成手段３３及びＹ方向駆動信号生成手段３４を有する。尚、これらの信号生成手段３３及び３４は、４個の作動領域に対応して各作動領域ごとに信号生成を行う。Ｘ方向駆動信号生成手段及びＹ方向駆動信号生成手段により生成された駆動信号は対応する移動体にそれぞれ供給され、各移動体のＸ方向駆動コイル及びＹ方向駆動コイルをそれぞれ励磁して移動体を指定された欠陥の位置に移動させる。

巻取装置駆動回路３２は、座標変換手段３５、θ駆動信号生成手段３６及びｒ駆動信号生成手段３７を有する。座標変換手段３５は、Ｘ−Ｙ座標系の欠陥位置信号及び移動位置信号をｒ−θ座標系に変換する。変換されたｒ−θ座標系のうち回転角度であるθを示すθ信号は、θ−ドライブモータ用の駆動信号を生成するθ駆動信号生成手段３６に供給され、ケーブルの送り出し量を規定するｒ信号はｒ駆動信号生成手段３７に供給される。尚、これら信号生成手段は、４個の作動領域に対応してケーブル巻取装置ごとに信号生成を行う。θ駆動信号生成手段３６及びｒ駆動信号生成手段３７からの出力信号は、対応するケーブル巻取装置５ａ〜５ｄにそれぞれ供給され、各ケーブル巻取装置のθ−ドライブモータ及びｒ−ドライブモータを制御する。このように、４個の移動体の位置を制御すると共に、各移動体の位置に応じて各移動体に接続されているケーブルの巻取り量及び送り出し量を制御することにより、ケーブルが交差する不具合が発生することなく、試料について各種の処理を実行することが可能になる。

本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した実施例では、ステージを４分割したが、４分割に限定されず、２分割したり、６分割することも可能である。
また、ステージの４つの辺を２等分線により分割したが、２等分線に限らず、各辺を種々の割合で２分割する分割線により規定される複数の作動領域に分割することも可能である。

本発明による検査修正装置のステージ装置の一例を示す線図的斜視図である。 平面モータを構成するステージを４分割して４個の作動領域を示す線図である。 ケーブル巻取装置の一例を示す線図である。 コントローラの一例を示す回路図である。

符号の説明

１ ステージ
２ａ〜２ｄ 移動体
３ａ〜３ｄ 検査修正ヘッド
４ａ〜４ｄ ケーブル
５ａ〜５ｄ ケーブル巻取装置
２０ ベース部材
２１ θ−ドライブモータ
２２ フレーム
２３ ｒ−ドライブモータ
２４ 巻取りリール
３１ 移動体駆動回路
３２ 巻取装置駆動回路
３３ Ｘ方向駆動信号生成手段
３４ Ｙ方向駆動信号生成手段
３５ 座標変換手段
３６ θ駆動信号生成手段
３７ ｒ駆動信号生成手段

Claims (5)

1. 平面モータの固定子を構成し、可動子である移動体と対向するステージ面を有するステージと、
   前記ステージに対して移動可能に連結され、ステージ面に沿って電磁力により２次元方向に移動する複数の移動体と、
   前記移動体に支持され、試料の欠陥を検出し又は試料の欠陥を修正する検査修正ヘッドと、
   前記移動体に接続されているケーブルを送り出すと共に巻き取るケーブル巻取装置と、
   移動体のステージ面における位置を制御すると共に前記ケーブル巻取装置を制御するコントローラとを具え、
   前記ステージ面は複数の作動領域に分割され、各作動領域毎に移動体及びケーブル巻取装置が割り当てられていることを特徴とする検査修正装置。
2. 請求項１に記載の検査修正装置において、前記ケーブル巻取装置は、前記ケーブルをその送り出し方向であるｒ方向に駆動するｒ−ドライブモータと、ケーブルをステージ面と平行な平面内の回転方向であるθ方向に駆動するθ−ドライブモータとを有し、前記コントローラは、前記移動体の位置を制御すると共にケーブル巻取装置のｒ−ドライブモータ及びθ−ドライブモータを制御することを特徴とする検査修正装置。
3. 請求項２に記載の検査修正装置において、前記ステージは、移動体の位置を示すＸ−Ｙ座標系を有し、前記コントローラは、移動体の位置をＸ−Ｙ座標系の位置信号により制御すると共に、移動体のＸ−Ｙ座標系の位置を巻取装置の配置位置を原点とするｒ−θ座標系に変換する手段を有し、前記ｒ−ドライブモータ及びθ−ドライブモータをｒ−θ座標系の位置信号により制御することを特徴とする検査修正装置。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の検査修正装置において、前記ステージは、４個の辺により規定される矩形形状を有すると共に、４個の各辺を種々の割合で２分割する分割線により規定される４個の作動領域に分割され、前記移動体は各作動領域内を移動すると共にステージの４個の角部にケーブル巻取装置がそれぞれ配置されていることを特徴とする検査修正装置。
5. 請求項から１から４までのいずれか１項に記載の検査修正装置において、前記移動体は、ステージに対して、電磁力により前記ステージ面に対して所定のエアーギャップを介して吊り下げられた状態で連結されていることを特徴とする検査修正装置。