説明

透明膜修正装置、透明膜修正方法

【課題】 透明膜の欠損部分を効率よく修正すること。
【解決手段】 基板上に成膜された透明膜の欠損部分の透明膜が除去され、予め定められた立体形状の整形後除去部が整形され(S101)、整形後除去部の表面形状が測定され(S102)、表面形状に応じて整形後除去部の体積が算出され(S103)、整形後除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量が算出され(S104,105)、塗布量の透明膜相当材料が整形後除去部に塗布され(S106)、硬化した硬化後透明膜相当材料の表面形状が測定され(S111,121)、表面形状に応じて硬化後透明膜相当材料の体積を除いた未塗布除去部の体積が算出され(S112,122)、未塗布除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量が算出され(S113〜115,123〜125)、塗布量の透明膜相当材料が未塗布除去部に塗布される(S116,126)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、透明膜修正装置および透明膜修正方法に関し、特に、フラットパネルディスプレイなどに備わる透明導電膜ないし透明絶縁膜などの透明膜の欠損を修正する透明膜修正装置および透明膜修正方法に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display;以下、「LCD」という)およびプラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel;以下、「PDP」という)などによって代表されるフラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display;以下、「FPD」という)は、近年高精細化が進み、画素数が増加している。そのため、製造工程での欠陥発生率が高くなっている。さらに、大型化によりFPD単価も上昇している。すなわち、製造工程で発生するFPD不良品の数は上昇し、なおかつその単価も上昇している。この2つの理由により、FPD製造工程で発生した欠陥を修正することが望まれている。
【0003】
さて、FPDの製造工程の一つとして、透明導電膜や透明絶縁膜を成膜する工程がある。そして、この透明導電膜あるいは透明絶縁膜の欠陥を修正する修正装置も、既に提案されている。特許文献1は、透明膜の一部が欠損しているような欠陥を修正する表示素子の修正装置を開示している。特許文献1に開示されている修正装置は、透明導電膜の欠損部分に導電膜形成用ガスを供給し、さらにエネルギービームを照射させることで、この欠損部分に導電膜を堆積させて、透明導電膜の欠損を修正している。同様に、透明絶縁膜の欠損の場合は、欠損部分に絶縁膜形成用ガスを供給し、さらにエネルギービームを照射させることで、この欠損部分に絶縁膜を堆積させて、透明絶縁膜の欠損を修正している。しかしながら、この特許文献1に開示されている修正装置は、真空炉、エネルギービーム発生器、ガス供給装置、ガス廃棄装置、などを備えるため、高額かつ大型の設備が必要である。そのため、インクジェット方式により低原価で成膜が可能な成膜装置も既に提案されている。
【0004】
特許文献2は、LCDのカラーフィルタ製造方法を開示しており、特にインクの着色ムラを防止する方法を提案している。すなわち、特許文献2に開示されているカラーフィルタ製造方法においては、着色部を形成する隔壁層の開口部面積が測定され、予め設定した着色部の単位面積当たりのインク量と該測定値より、当該開口部に付与するインク量が決定され、着色工程における各ノズルの吐出量或いは吐出密度が再設定される。これにより、開口部の面積の変動にインク量が対応するため、着色部の膜厚が一定となり、着色ムラの発生が防止される。また、特許文献2に開示されているカラーフィルタ製造方法においては、単位膜厚当たりの光透過率が測定され、該測定結果に基づいて着色部の単位面積あたりのインク量が設定される。これにより、インクジェット内での吐出ムラによる着色ムラも防止される。
【0005】
吐出ムラを補正する方法は、特許文献2で提案された単位膜厚当たりの吸収度を測定する方法以外にも提案されている。特許文献3に開示されているインク重量測定方法では、インクを吐出する前あるいは吐出作業途中において、インクジェットから吐出されたインク量の重量が測定され、測定されたインク重量に基づいて、吐出するインク量が調整される。重量測定は、例えば電子天秤を備えればよい。
【特許文献1】特開2000−306906号公報
【特許文献2】特開2003−66220号公報
【特許文献3】特開平11−248927号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に開示されている修正装置については、上述したように大掛かりな設備が必要である。また、特許文献2の光透過率の測定方法においては、インクは着色材料でなければならない。すなわち、透明材料には適用できない。また、特許文献3のインク重量測定方法においては、インク重量を測定する重量測定装置が別途必要である。さらに、重量を測定するための吐出工程、および重量測定のために吐出されたインクの除去・清掃工程が新たに追加となり、タスク時間は増加する。
【0007】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の1つは、透明膜の欠損部分を効率よく修正することが可能な透明膜修正装置および透明膜修正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決するために、この発明のある局面に従えば、透明膜修正装置は、基板上に成膜された透明膜の欠損部分の透明膜を除去することによって、予め定められた立体形状の整形後透明膜除去部を整形する整形部と、整形部により整形された整形後透明膜除去部の表面形状を測定する表面形状測定部と、表面形状測定部により測定された表面形状に応じて整形後透明膜除去部の体積を算出し、算出された整形後透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量を算出する演算部と、演算部により算出された塗布量の透明膜相当材料を整形後透明膜除去部に塗布する塗布部とを備え、表面形状測定部は、塗布部により塗布され硬化した硬化後透明膜相当材料の表面形状を測定し、演算部は、表面形状測定部により測定された表面形状に応じて硬化後透明膜相当材料の体積を除いた未塗布透明膜除去部の体積を算出し、算出された未塗布透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量を算出し、塗布部は、演算部により算出された塗布量の透明膜相当材料を未塗布透明膜除去部に塗布する。
【0009】
この発明に従えば、透明膜修正装置によって、基板上に成膜された透明膜の欠損部分の透明膜が除去されることによって、予め定められた立体形状の整形後透明膜除去部が整形され、整形された整形後透明膜除去部の表面形状が測定され、測定された表面形状に応じて整形後透明膜除去部の体積が算出され、算出された整形後透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量が算出され、算出された塗布量の透明膜相当材料が整形後透明膜除去部に塗布され、塗布され硬化した硬化後透明膜相当材料の表面形状が測定され、測定された表面形状に応じて硬化後透明膜相当材料の体積を除いた未塗布透明膜除去部の体積が算出され、算出された未塗布透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量が算出され、算出された塗布量の透明膜相当材料が未塗布透明膜除去部に塗布される。
【0010】
このため、表面形状が測定されることにより算出された整形後透明膜除去部および未塗布透明膜除去部の体積に応じた塗布量の透明膜相当材料が塗布されるので、適量の透明膜相当材料を塗布することによって透明膜の欠損部分を修正することができる。その結果、透明膜の欠損部分を効率よく修正することが可能な透明膜修正装置を提供することができる。
【0011】
好ましくは、整形部は、透明膜の欠損部分に光を照射することにより、欠損部分の透明膜を除去し、透明膜除去部を整形する。
【0012】
好ましくは、整形後透明膜除去部の体積を予め記憶する体積記憶部をさらに備え、演算部は、体積記憶部に記憶された整形後透明膜除去部の体積に応じた透明膜相当材料の塗布量を算出する。
【0013】
この発明に従えば、整形後透明膜除去部の体積が予め記憶され、記憶された整形後透明膜除去部の体積に応じた透明膜相当材料の塗布量が算出される。このため、整形後透明膜除去部の表面形状を測定して、整形後透明膜除去部の体積を算出する必要がなくなる。その結果、透明膜の欠損部分をさらに効率よく修正することができる。
【0014】
好ましくは、整形後透明膜除去部の形状は、所定形状断面の柱状であり、体積記憶部は、透明膜の膜厚と、所定形状の面積とから算出される整形後透明膜除去部の体積を予め記憶する。
【0015】
好ましくは、表面形状測定部は、塗布部により透明膜相当材料が塗布された後、硬化後透明膜相当材料の表面形状を測定するときに、整形後透明膜除去部の表面形状を測定し、演算部は、表面形状測定部により測定された硬化後透明膜相当材料の表面形状および整形後透明膜除去部の表面形状に応じて、硬化後透明膜相当材料の体積を算出し、算出された硬化後透明膜相当材料の体積を除いた未塗布透明膜除去部の体積を算出し、算出された未塗布透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量を算出する。
【0016】
この発明に従えば、透明膜相当材料が塗布された後、硬化後透明膜相当材料の表面形状が測定されるときに、整形後透明膜除去部の表面形状が測定され、測定された硬化後透明膜相当材料の表面形状および整形後透明膜除去部の表面形状に応じて、硬化後透明膜相当材料の体積が算出され、算出された未塗布透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量が算出される。
【0017】
このため、透明膜相当材料が塗布される前に整形後透明膜除去部の表面形状を測定する必要がなくなる。その結果、透明膜の欠損部分をさらに効率よく修正することができる。
【0018】
好ましくは、表面形状測定部は、共焦点顕微鏡を制御して測定する。このため、微小な表面形状をより正確に測定することができる。
【0019】
好ましくは、表面形状測定部は、白色二光束干渉顕微鏡を制御して測定する。このため、微小な表面形状をより正確に測定することができる。
【0020】
好ましくは、塗布部は、透明膜相当材料を吐出するノズルを有するインクジェットヘッドを制御して塗布する。このため、微小量の透明膜相当材料を塗布することができる。
【0021】
好ましくは、塗布部は、インクジェットヘッドのノズルが吐出する液滴数または液滴当たりの液滴量を変化させることにより塗布量を調整する。このため、微小量を適切に調整することができる。
【0022】
好ましくは、演算部は、塗布部により塗布されるときに表面張力により透明膜相当材料が未塗布透明膜除去部から溢れない塗布量を算出する。
【0023】
この発明に従えば、塗布されるときに表面張力により透明膜相当材料が未塗布透明膜除去部から溢れない塗布量が算出され、算出された塗布量の透明膜相当材料が未塗布透明膜除去部に塗布される。
【0024】
このため、塗布された透明膜相当材料が未塗布透明膜除去部から溢れないようにすることができる。その結果、未塗布透明膜除去部の周辺が汚れないようにすることができるので、透明膜の欠損部分をさらに効率よく修正することができる。
【0025】
好ましくは、演算部は、整形後透明膜除去部の体積を複数に分けた体積に応じて塗布量を算出し、塗布部は、演算部により算出された複数に分けた体積の塗布量の透明膜相当材料を、それぞれ、複数回に分けて塗布する。
【0026】
この発明に従えば、整形後透明膜除去部の体積を複数に分けた体積に応じて塗布量が算出され、算出された複数に分けた体積の塗布量の透明膜相当材料が、それぞれ、複数回に分けて塗布される。
【0027】
このため、1回当たりの塗布量を減らすことができるため、塗布された透明膜相当材料が未塗布透明膜除去部から溢れにくくすることができる。その結果、未塗布透明膜除去部の周辺が汚れにくくすることができるので、透明膜の欠損部分をさらに効率よく修正することができる。
【0028】
この発明の他の局面によれば、透明膜修正方法は、基板上に成膜された透明膜の欠損部分に透明膜除去部を整形する整形部と、透明膜除去部の表面形状を測定する表面形状測定部と、透明膜除去部に塗布する透明膜相当材料の塗布量を算出する演算部と、透明膜相当材料を塗布する塗布部とを有する透明膜修正装置によって透明膜を修正する方法であって、整形部を制御して、欠損部分の透明膜を除去することによって、予め定められた立体形状の透明膜除去部を整形するステップと、表面形状測定部を制御して、整形された整形後透明膜除去部の表面形状を測定するステップと、演算部を制御して、測定された表面形状に応じて整形後透明膜除去部の体積を算出するステップと、演算部を制御して、算出された整形後透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量を算出するステップと、塗布部を制御して、算出された塗布量の透明膜相当材料を整形後透明膜除去部に塗布するステップと、表面形状測定部を制御して、塗布され硬化した硬化後透明膜相当材料の表面形状を測定するステップと、演算部を制御して、測定された表面形状に応じて硬化後透明膜相当材料の体積を除いた未塗布透明膜除去部の体積を算出するステップと、演算部を制御して、算出された未塗布透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量を算出するステップと、塗布部を制御して、算出された塗布量の透明膜相当材料を未塗布透明膜除去部に塗布するステップとを含む。
【0029】
この発明に従えば、透明膜の欠損部分を効率よく修正することが可能な透明膜修正方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の透明膜修正装置100の概念構成図である。図1を参照して、透明膜修正装置100は、整形装置としてのレーザ加工装置1と、塗布装置としてのインクジェットヘッド2と、表面形状測定装置としての顕微鏡3と、駆動装置としての駆動装置4と、体積算出装置としての演算装置5と、制御装置としての制御装置6とを備えている。
【0031】
レーザ加工装置1は、透明膜の欠損部分を含む所定形状領域内に残留した透明膜を除去し、概ね所定形状断面の柱状の透明膜除去部を整形する。なお、透明膜除去部の立体形状は、柱状に限られず、すりばち状、錐体状、錐台状であってもよい。所定形状は、例えば正方形や長方形などの多角形、円形、あるいは楕円形であり、さらに、それらの複合形状である。
【0032】
整形装置は、レーザ加工装置1に限定されず、基板上に成膜された透明膜の欠損部分を含む所定形状領域内に残留した透明膜を除去することによって透明膜除去部を整形するものであれば、レーザ光によるレーザ加工装置に限定されず、他の加工装置であってもよい。たとえば、切削や研削など機械的に加工する加工装置であってもよい。また、薬品などにより化学的に加工する加工装置であってもよい。
【0033】
インクジェットヘッド2は、透明膜相当材料を吐出するノズル、透明膜相当材料を蓄える容器を有している。インクジェットヘッド2は、微小体積の液滴を吐出させることが可能であるため、微小な透明膜の欠損部分や前述した透明膜除去部を修正する塗布装置に適している。顕微鏡3は、共焦点顕微鏡ないし白色二光束干渉顕微鏡が望ましく、透明膜の表面形状を1ミクロン未満精度で測定できる。
【0034】
駆動装置4は、レーザ加工装置1、インクジェットヘッド2、顕微鏡3を一体的に駆動させ、X軸方向(図1記載面内水平方向)、Y軸方向(図1記載面に垂直方向)、Z軸方向(図1記載面内上下方向)に移動可能に構成されている。駆動装置4は、レーザ加工装置1、インクジェットヘッド2、顕微鏡3を個別に欠損部分直上に移動させることができる。
【0035】
演算装置5は、顕微鏡3から得られた表面形状の面積分を行い、体積を算出する演算回路ないしはコンピュータである。制御装置6は、演算装置5から得られる体積に基づいて、塗布量制御信号を出力する演算回路ないしはコンピュータである。ステージ7は、修正対象の基板8を固定するステージである。
【0036】
図2は、基板8上に成膜された透明膜9の欠損部分10を修正する工程を説明するための基板8および透明膜9の断面図である。図2を参照して、図1に示した透明膜修正装置100の修正工程を説明する。
【0037】
図2(A)は、基板8上に成膜された透明膜9の欠損部分10(図中破線で囲まれた部分)の断面図である。まず、レーザ加工装置1は、欠損部分10にレーザ光を照射して、欠損部分10の透明膜を除去し、欠損部分10を前述した透明膜除去部に整形する。なお、レーザ加工装置1は、透明膜9の下層である基板8あるいは整形領域周辺への加熱による変質がなく、また微細な整形ができる紫外線レーザによるアブレーション加工が望ましい。
【0038】
図2(B)は、透明膜除去部11の断面図である。以下、この透明膜除去部11の体積をVAとする。透明膜除去部11に塗布する透明膜相当材料は、塗布後に硬化して透明膜となる材料が望ましい。硬化させる方法は、塗布後に大気雰囲気となることで、溶媒成分が気化し、溶媒に溶解していた透明膜相当成分が硬化する熱(常温)硬化型材料が望ましい。また自然に気化させるだけでなく、加熱することで硬化を促進させてもよい。あるいは透明膜相当材料として光硬化型材料を用いて、塗布後に光を照射させ、硬化させても良い。なお、一般に、硬化によって透明膜相当材料の体積は収縮する。
【0039】
本実施の形態においては、例えば透明膜相当材料の体積収縮率α=1/2とし、n=3回に分けて透明膜相当材料を塗布する場合を示している。体積収縮率αとは、透明膜相当材料の塗布体積に対する硬化後体積の比を表している。
【0040】
目標硬化後体積は透明膜除去部の体積VAに等しいので、結局透明膜相当材料の目標塗布体積VB=VA/α=2VAとなる。これをn=3回に分けて塗布する場合は、1回当たりの目標塗布体積はVB/n=2VA/3、1回当たりの目標硬化後体積はVA/n=VA/3となる。もちろん、本発明の透明膜修正装置100は、透明膜相当材料の体積収縮率αが1/2以外、あるいは塗布回数nが3以外でもよい。
【0041】
一般に、体積収縮率αの数値が大きいと、透明膜相当材料の粘度が硬くなり、インクジェットヘッドの吐出が困難になる欠点がある一方、塗布回数nが少なくなり修正時間を短縮できる利点がある。また、一般に、塗布回数nが少ないと、1回当たりの目標塗布体積VB/nが大きくなり、塗布した際に透明膜除去部11から透明膜相当材料が溢れ出して、透明膜除去部11周辺の透明膜を汚染あるいは厚みを増大させる欠点がある一方、修正時間を短縮できる利点がある。
【0042】
図2(C)は、1回目の塗布直後の断面図である。透明膜除去部11の底面である基板8上に体積2VA/3の透明膜相当材料12Aが塗布されることにより、未塗布の透明膜除去部12Bの体積はVA/3となる。その後、塗布された透明膜相当材料12Aは、硬化が始まり、体積が収縮する。
【0043】
図2(D)は、1回目に塗布された透明膜相当材料12Aの硬化後の断面図である。塗布された透明膜相当材料12Aが硬化することにより、硬化後の透明膜相当材料13Aの体積はVA/3となり、未塗布の透明膜除去部13Bの体積は2VA/3となる。
【0044】
図2(E)は、2回目の塗布直後の断面図である。未塗布の透明膜除去部13Bの底面である硬化後の透明膜相当材料13A上に体積2VA/3の透明膜相当材料14Aが塗布される。このときに、塗布直後の透明膜相当材料14Aの表面と修正しない透明膜9の表面とが同じ高さになる。その後、2回目に塗布された透明膜相当材料14Aは、硬化が始まり、体積が収縮する。
【0045】
図2(F)は、2回目に塗布された透明膜相当材料14Aの硬化後の断面図である。塗布された透明膜相当材料14Aが硬化することにより、1回目および2回目の塗布によって形成された硬化後の透明膜相当材料15Aの体積は2VA/3となり、未塗布の透明膜除去部15Bの体積はVA/3となる。
【0046】
図2(G)は、3回目の塗布直後の断面図である。未塗布の透明膜除去部15Bの底面である硬化後の透明膜相当材料15A上に体積2VA/3の透明膜相当材料16Aが塗布される。このとき、塗布直後の透明膜相当材料16Aの表面が修正しない透明膜9の表面より高くなる。この修正しない透明膜9の表面より高くなった透明膜相当材料16Aの部分は、表面張力のために溢れない。その後、3回目に塗布された透明膜相当材料16Aは、硬化が始まり、体積が収縮する。
【0047】
図2(H)は、3回目に塗布された透明膜相当材料16Aの硬化後の断面図である。塗布された透明膜相当材料16Aが硬化することにより、1回目から3回目までの塗布によって形成された硬化後の透明膜相当材料17の体積はVAとなる。このように透明膜除去部11は、硬化後の透明膜相当材料17によって、修正が完了したこととなる。
【0048】
次に、前述した演算装置5および制御装置6として機能するコンピュータのCPU(Central Processing Unit)で実行されるプログラムについて説明する。このプログラムは、コンピュータのROM(Read Only Memory)に記憶される。そして、コンピュータのRAM(Random Access Memory)を作業領域として実行される。なお、プログラムは、ROMに記憶されるのでなく、ハードディスクドライブ等の外部記憶装置に記憶されるようにしてもよい。
【0049】
図3は、本実施の形態における透明膜修正装置100により実行される透明膜修正処理の流れを示すフローチャートである。図3を参照して、まず、ステップS101において、レーザ加工装置1が制御されることにより、図2(A)で説明した基板8上に成膜された透明膜9欠損部分10を含む所定形状領域内に残留した透明膜が除去され、図2(B)で説明した概ね所定形状断面の柱状の透明膜除去部11が整形される。
【0050】
次に、ステップS102が実行され、顕微鏡3が制御されることにより、透明膜除去部11の表面形状18が測定される。そして、ステップS103で、コンピュータに含まれる演算装置5により、顕微鏡3によって測定された表面形状18に基づいて、透明膜除去部11の体積VAが算出される。
【0051】
本実施の形態においては、1回当たりの目標硬化後体積はVA/3である。しかしながら、毎回の目標硬化後体積をVA/3に保つことは困難である。なぜならば、体積収縮率αの変動、インクジェットヘッドからの吐出体積の変動があるからである。前者の体積収縮率αの変動は、透明膜相当材料のロットごとのばらつき、あるいは容器内での溶媒気化による濃度変化等によって発生する。また、後者の吐出体積の変動は、従来からインクジェットヘッドを用いた塗布装置で問題となっており、従来技術のような補正方法が提案されていることは既に述べた通りである。
【0052】
ここで、目標硬化後体積VAの算出方法について説明する。図4は、測定された透明膜除去後の表面形状18の断面図である。基板8、透明膜9、および、透明膜除去部11は、図2で説明したので説明は繰返さない。
【0053】
図4を参照して、演算装置5は、この表面形状18に基づいて、整形された透明膜除去部11の体積VA、すなわち目標硬化後体積VAを算出する。算出方法は、例えば表面形状18を所定形状領域内について面積分すればよい。
【0054】
表面形状18をz=f(x,y)、透明膜9の底面のz座標をz1、とすると、座標(x,y)における透明膜除去部11の残存透明膜の膜厚Δzは、Δz=f(x,y)−z1で表わせる。Δzが0であれば、透明膜が完全に除去されていることになる。
【0055】
また、透明膜9の表面のz座標をz0、所定形状領域をS、所定形状領域の面積をS0とし、透明膜除去部11の高さz0−f(x,y)を、透明膜除去部11が存在する領域である所定形状領域に亘って面積分することによって、透明膜除去部11の体積VAを算出することができる。つまり、透明膜除去部11の体積VAは、数1で表わすことができる。
【0056】
【数1】

【0057】
このように測定した表面形状18から直接、目標硬化後体積VAを算出するので、透明膜の膜厚あるいは透明膜除去部11の大きさにばらつきがあったとしても、正確に目標硬化後体積VAを把握することができる。
【0058】
図3に戻って、ステップS104で、演算装置5により、ステップS103で算出された目標硬化後体積VAに基づいて、目標塗布体積VB=VA/αが算出される。そして、ステップS105で、ステップS104で算出された目標塗布体積VBを3回に分けて塗布することより、1回目塗布体積U1=VB/3が算出される。
【0059】
ステップS106では、コンピュータに含まれる制御装置6により、ステップS105で算出された1回目塗布体積U1に応じた塗布量制御信号がインクジェットヘッド2に出力される。これにより、インクジェットヘッド2から1回目塗布体積U1の透明膜相当材料が吐出される。このときに、図2(C)で説明したような断面になる。そして、ステップS107で、塗布された透明膜相当材料が硬化したか否かが判断される。硬化していないと判断された場合は、ステップS107を繰返し、硬化したと判断された場合は、ステップS111に進む。
【0060】
次に、ステップS111において、顕微鏡3が制御されることにより、図2(D)で説明した1回目の硬化後の透明膜相当材料13Aの表面形状19が測定される。図5は、1回目の硬化後の表面形状19の断面図である。透明膜相当材料13A,透明膜除去部13Bは、図2(D)で説明したので説明は繰返さない。
【0061】
そして、ステップS112で、演算装置5により、測定された表面形状19に基づいて、未塗布の透明膜除去部13Bの未塗布体積W1が算出される。次に、ステップS113で、既に算出済みの目標硬化後体積VAから未塗布体積W1が差し引かれ、1回目に実際に塗布され硬化した硬化後体積T1が算出される。3回に分けて塗布するので、この硬化後体積T1は、1回当たりの目標硬化後体積VA/3に一致していることが望ましい。
【0062】
ステップS114では、演算装置5により、実際塗布され硬化した透明膜相当材料の硬化後体積T1と1回当たりの目標硬化後体積VA/3との誤差量E1=T1−VA/3が算出される。そして、ステップS115で、ステップS104で算出された目標塗布体積VBおよびステップS114で算出された誤差量E1=T1−VA/3に基づいて、2回目塗布体積U2=VB/3−k×E1/αが算出される。ここで、kは、フィードバック・ゲインである。
【0063】
ステップS116では、制御装置6により、ステップS115で算出された2回目塗布体積U2に応じた塗布量制御信号がインクジェットヘッド2に出力される。インクジェットヘッド2は、入力される塗布量制御信号に基づいて、塗布量を増減させる。すなわち、インクジェットヘッド2は、1回当たりの塗布液滴数を増減させたり、液滴当たりの液適量を増減させたり、あるいは両者を組み合わせることで、1回当たりの目標塗布体積VB/3=αVA/3を増減させる。このときに、図2(E)で説明したような断面になる。
【0064】
そして、ステップS117で、塗布された透明膜相当材料が硬化したか否かが判断される。硬化していないと判断された場合は、ステップS117を繰返し、硬化したと判断された場合は、ステップS121に進む。
【0065】
次に、ステップS121において、顕微鏡3が制御されることにより、図2(F)で説明した2回目の硬化後の透明膜相当材料15Aの表面形状20が測定される。図6は、2回目の硬化後の表面形状20の断面図である。透明膜相当材料15A,透明膜除去部15Bは、図2(F)で説明したので説明は繰返さない。
【0066】
そして、ステップS122で、演算装置5により、測定された表面形状20に基づいて、未塗布の透明膜除去部15Bの未塗布体積W2が算出される。次に、ステップS123で、既にステップS112で算出済みの未塗布体積W1から2回目の未塗布体積W2が差し引かれ、2回目に実際に塗布され硬化した硬化後体積T2が算出される。すなわち、T2=W1−W2となる。3回に分けて塗布するので、この硬化後体積T2は、目標硬化後体積VA/3に一致していることが望ましい。
【0067】
ステップS124では、演算装置5により、実際塗布され硬化した透明膜相当材料の硬化後体積T2と1回当たりの目標硬化後体積VA/3との誤差量E2=T2−VA/3が算出される。そして、ステップS125で、ステップS104で算出された目標塗布体積VBおよびステップS124で算出された誤差量E2=T2−VA/3に基づいて、3回目塗布体積U3=VB/3−k×E2/αが算出される。この誤差量E2が小さいならば、概ね、3回目塗布体積U3≒VB/3、3回目硬化後塗布体積T3=αU3≒VA/3となる。
【0068】
ステップS126では、制御装置6により、ステップS125で算出された3回目塗布体積U3に応じた塗布量制御信号がインクジェットヘッド2に出力される。インクジェットヘッド2は、入力される塗布量制御信号に基づいて、塗布量を増減する。このようにして、たとえ実塗布体積が目標塗布体積と異なっていても、適宜補正することができる。このときに、図2(G)で説明したような断面になる。
【0069】
そして、ステップS127で、塗布された透明膜相当材料が硬化したか否かが判断される。硬化していないと判断された場合は、ステップS127を繰返し、硬化したと判断された場合は、透明膜修正処理が終了する。
【0070】
更に、3回目に実際に塗布され硬化した透明膜相当材料の硬化後体積T3を算出するようにしてもよい。この場合は、顕微鏡3が制御されることにより、図2(H)で説明した3回目の硬化後の透明膜相当材料17の表面形状21が測定される。図7は、3回目の硬化後の表面形状21の断面図である。また、透明膜相当材料17は、図2(H)で説明したので説明は繰返さない。
【0071】
そして、演算装置5により、測定された表面形状21に基づいて、未塗布体積W3が算出される。W3が負ならば、硬化後の透明膜相当材料17が修正しない透明膜9の表面より高くなっている、つまり、硬化後の透明膜相当材料17の硬化後体積が透明膜除去部11の体積VAよりも過剰となっていることを示す。
【0072】
また、硬化後の透明膜相当材料17の硬化後体積が透明膜除去部11の体積である目標硬化後体積VAに達していない場合に、さらに塗布を行なうようにしてもよい。この場合は、演算装置5により、3回目に塗布され硬化した硬化後体積T3=W2−W3、3回目の硬化後体積T3と1回当たりの目標硬化後体積VA/3との誤差量E3=T3−VA/3、および、4回目塗布体積U4=W3/α−k×E3/αが算出される。
【0073】
そして、制御装置6により、4回目塗布体積U4に応じた塗布量制御信号がインクジェットヘッド2に出力される。これにより、硬化後の透明膜相当材料17の硬化後体積が目標硬化後体積VAに達していない場合であっても、未塗布の透明膜除去部を修正することができる。
【0074】
また、3回の塗布毎に補正を行わずに、複数回の塗布毎にまとめて行っても良い。例えば、1回目と2回目の表面形状測定および制御装置6による塗布量制御信号の調整を行わずに、3回目にだけ補正を行っても良い。この場合は、ステップS102、および、図2(B)で説明したように、顕微鏡3により、所定形状断面の柱状に整形された透明膜除去部11の表面形状18が測定される。そして、ステップS121、および、図2(F)で説明したように、顕微鏡3により、2回目の硬化後の表面形状20が測定される。
【0075】
次に、演算装置5により、透明膜除去部11の表面形状18から目標硬化後体積VAが算出される。また、演算装置5により、2回目の硬化後の表面形状20に基づいて、未塗布体積W2が算出される。次に、既に算出済みの目標硬化後体積VAからW2が差し引かれ、1,2回目に実際に塗布され硬化した硬化後体積の合計(T1+T2)が算出される。この硬化後体積(T1+T2)は、1,2回目の硬化後体積の合計(2VA/3)に一致していることが望ましい。
【0076】
次に、制御装置6により、誤差量E=(T1+T2)−2VA/3に基づいて算出された3回目塗布体積U3=VB/3−k×E/αに応じた塗布量制御信号がインクジェットヘッド2に出力される。このように、複数回の塗布毎にまとめて補正する場合は、表面形状測定回数が少ないため修正時間を短縮できる利点がある一方、補正回数が少ないため塗布体積のばらつきが比較的大きくなる欠点がある。
【0077】
また、硬化後の表面形状を測定する際に、整形後の透明膜除去部11の表面形状も同時に測定しても良い。この場合は、図2(B)、および、ステップS102で説明した顕微鏡3による透明膜除去部11の表面形状の測定を別途行なう必要が無い。
【0078】
まず、同時測定を行う場合の1回目の塗布に基づく補正について説明する。ステップS111において、顕微鏡3により、図4で説明した透明膜除去部11の表面形状18と図5で説明した1回目の硬化後の透明膜相当材料13Aの表面形状19とが同時に測定される。換言すれば、硬化後の透明膜相当材料13Aの裏面形状と表面形状とが同時に測定される。
【0079】
そして、演算装置5により、硬化後の透明膜相当材料13Aの裏面形状と表面形状とに挟まれた部分が面積分されることで、1回目に実際に塗布され硬化した硬化後体積T1が算出される。このような顕微鏡3は、例えば東レエンジニアリング株式会社製SP−500Fのように既に市販されており、同時測定は容易に実現できる。
【0080】
次に、同時測定を行う場合の2回目の塗布に基づく補正について説明する。ステップS121において、顕微鏡3により、図4で説明した透明膜除去部11の表面形状18と図6で説明した2回目硬化後の透明膜相当材料15Aの表面形状20とが同時に測定される。換言すれば、硬化後の透明膜相当材料15Aの裏面形状と表面形状とが同時に測定される。この透明膜相当材料15Aの裏面形状と表面形状とに挟まれた領域は、1回目と2回目に塗布され硬化した硬化後体積の合計T1+T2に相当する。
【0081】
そして、演算装置5により、透明膜相当材料15Aの裏面形状と表面形状とに挟まれた部分が面積分されることで、T1+T2を算出することができる。上述したように既にT1は算出済みであるので、結局2回目に塗布され硬化した硬化後体積T2を算出することができる。
【0082】
また、透明膜9の膜厚のばらつきが十分小さく、透明膜除去部11内の透明膜が完全に除去されている場合は、透明膜9の膜厚と所定形状領域の面積に基づいて、予め目標硬化後体積VAを算出して、演算装置5および制御装置6を構成するコンピュータのRAM、ROM、または、外部記憶装置に記憶しておいても良い。算出方法は、透明膜9の膜厚×所定形状領域の面積である。この場合は、ステップS102で説明した透明膜除去部11の表面形状18を測定する工程を省略することができ、修正時間を短縮できる利点がある。
【0083】
なお、塗布装置としてインクジェットヘッドを用いたがこれに限定されるものではない。塗布装置として、ディスペンサ,針,筆などを用いても良い。
【0084】
なお、整形装置は、透明膜9の欠損部分を予め整形した。しかしながら、この整形を省略しても良い。その場合は、欠損部分の表面形状を測定して塗布体積を算出し直接透明膜相当材料を塗布して修正すればよい。また、透明膜除去部11の表面形状18の代わりに欠損部分の表面形状を用いて目標塗布体積を算出すればよい。
【0085】
図8は、本実施の形態の透明膜9の欠損部分の修正における透明膜相当材料の塗布の特徴を示す図である。図8(A)は、透明膜除去部11に一度に透明膜相当材料を塗布して透明膜9の欠損部分を修正する場合の基板8および透明膜9の断面図である。図8(A)を参照して、この場合は、透明膜相当材料が硬化した後の修正後の体積が硬化後体積VAであるため、塗布体積U=VB=VA/αの透明膜相当材料22を塗布する必要がある。
【0086】
したがって、透明膜9から表面張力により盛り上がった部分の透明膜相当材料の体積X=U−VA=VB−VA=VA(1/α−1)が、表面張力により溢れないように保たれる程度の体積でない場合は、塗布された透明膜相当材料が透明膜除去部11から溢れてしまう。本実施の形態の場合は、α=1/2であるため、X=VAとなる。
【0087】
図8(B)は、透明膜除去部11に複数回に分けて透明膜相当材料を塗布して透明膜9の欠損部分を修正する場合の基板8および透明膜9の断面図である。図8(B)は、図2(G)と同様である。つまり、図8(B)は、3回に分けて修正する場合の3回目の塗布直後の状態を示す。
【0088】
図8(B)を参照して、この場合は、透明膜9から表面張力により盛り上がった部分の透明膜相当材料の体積X=T1+T2+U3−VAとなる。ここで、1回目の硬化後体積T1≒VA/3、2回目の硬化後体積T2≒VA/3、3回目塗布体積U3≒VB/3=VA/(3α)であるので、盛り上がった部分の体積X≒VA(1/α−1)/3=VA/3となる。
【0089】
このように、3回に分けて修正する場合は、一度に修正する場合と比較して、盛り上がった部分の体積が約1/3となる。なお、本実施の形態と同様の方法でn回に分けて修正する場合は、盛り上がった部分の体積X≒VB/n−VA/n=VA(1/α−1)/n=VA/nとなる。ここで、VB/nは1回当たりの塗布体積、VA/nは1回当たりの硬化後塗布体積である。従って、n回に分けて修正する場合は、一度に修正する場合と比較して、盛り上がった部分の体積が約1/nとなる。
【0090】
透明膜9から表面張力により盛り上がった部分の透明膜相当材料が表面張力により溢れない程度の盛り上がった部分の体積は、透明膜除去部11の高さや形状、および、透明膜除去部11を整形する領域である所定形状の形や面積によって異なるが、予め実験により求めておくことができる。
【0091】
そして、n回に分けて修正する場合に、盛り上がった部分の体積X≒VA/nを表面張力により溢れない程度の体積以下とすることにより、透明膜相当材料を塗布するときに透明膜除去部11から透明膜相当材料が溢れ出して、透明膜除去部11周辺の透明膜9を汚染させることがなくなり、また、透明膜除去部11周辺の透明膜9の厚みを増大させることがなくなる。なお、本実施の形態においては、体積VA/3が表面張力により溢れない程度の体積以下であるので、n=3回に分けて透明膜9の欠損部分を修正する場合について説明した。
【0092】
<透明膜修正処理の変形例>
次に、前述した実施の形態の変形例を説明する。この変形例は、前述の実施の形態における透明膜修正処理の各回の塗布体積の算出方法を変更したものである。図9は、本実施の形態の変形例における透明膜修正装置100により実行される透明膜修正処理の流れを示すフローチャートである。
【0093】
ステップS201からステップS203までのステップは、それぞれ、前述した図3のステップS101からステップS103までのステップと同様である。また、ステップS206からステップS212までのステップ、および、ステップS216からステップS217までのステップは、それぞれ、図3のステップS106からステップS112までのステップ、および、ステップS116からステップS117までのステップと同様である。したがって、これらのステップの重複する説明は繰返さない。
【0094】
ステップS205では、目標硬化後体積VAおよび所定体積Yに基づいて、1回目塗布体積U1=VA+Yが算出される。所定体積Yは、表面張力により塗布した透明膜相当材料が透明膜除去部11から溢れない程度の体積であり、本実施の形態においては、所定体積Y=VA/3である。つまり、ステップS206で、1回目塗布体積U1=4VA/3の透明膜相当材料が透明膜除去部11に塗布される。
【0095】
次に、ステップS211で、硬化後の透明膜相当材料の表面形状が測定される。ここでは、図6で説明した表面形状20と同様の表面形状が測定される。そして、ステップS213で、未塗布体積Wが算出される。ここでは、1回目塗布体積がU1=4VA/3であり、体積収縮率α=1/2であるので、未塗布体積Wは、約VA/3となる。
【0096】
したがって、ステップS214で、W>0であるか否かが判断されるのであるが、W≒VA/3>0と判断され、ステップS215に進む。ステップS215では、2回目の塗布体積U=W+Yが算出される。ここでは、塗布体積U≒VA/3+VA/3=2VA/3となる。そして、ステップS216で、2回目の塗布体積U≒2VA/3の透明膜相当材料が塗布される。このときの基板8および透明膜9の断面は、図2(G)で説明した断面と同様である。
【0097】
したがって、ステップS217で透明膜相当材料が硬化した後、再度ステップS211で表面形状が測定され、ステップS212で算出される未塗布体積は概略W=0となる。そして、W>0でない場合は、透明膜修正処理が終了する。
【0098】
このように、複数回に分けて欠損部分を修正する場合に、毎回、表面張力で溢れない程度の体積の透明膜相当材料を塗布することにより、透明膜除去部11周辺の透明膜9を汚染させることがなくなり、また、透明膜除去部11周辺の透明膜9の厚みを増大させることがなくなるとともに、より少ない塗布回数で、欠損部分の修正をすることができる。
【0099】
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。
【図面の簡単な説明】
【0100】
【図1】本発明の透明膜修正装置の概念構成図である。
【図2】基板上に成膜された透明膜の欠損部分を修正する工程をするための基板および透明膜の断面図である。
【図3】本実施の形態における透明膜修正装置により実行される透明膜修正処理の流れを示すフローチャートである。
【図4】測定された透明膜除去後の表面形状の断面図である。
【図5】1回目の硬化後の表面形状の断面図である。
【図6】2回目の硬化後の表面形状の断面図である。
【図7】3回目の硬化後の表面形状の断面図である。
【図8】本実施の形態の透明膜の欠損部分の修正における透明膜相当材料の塗布の特徴を示す図である。
【図9】本実施の形態の変形例における透明膜修正装置により実行される透明膜修正処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0101】
1 レーザ加工装置、2 インクジェットヘッド、3 顕微鏡、4 駆動装置、5 演算装置、6 制御装置、7 ステージ、8 基板、100 透明膜修正装置。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に成膜された透明膜の欠損部分の透明膜を除去することによって、予め定められた立体形状の整形後透明膜除去部を整形する整形手段と、
前記整形手段により整形された整形後透明膜除去部の表面形状を測定する表面形状測定手段と、
前記表面形状測定手段により測定された表面形状に応じて前記整形後透明膜除去部の体積を算出し、算出された整形後透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された塗布量の前記透明膜相当材料を前記整形後透明膜除去部に塗布する塗布手段とを備え、
前記表面形状測定手段は、前記塗布手段により塗布され硬化した硬化後透明膜相当材料の表面形状を測定し、
前記演算手段は、前記表面形状測定手段により測定された表面形状に応じて前記硬化後透明膜相当材料の体積を除いた未塗布透明膜除去部の体積を算出し、算出された未塗布透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量を算出し、
前記塗布手段は、前記演算手段により算出された塗布量の前記透明膜相当材料を前記未塗布透明膜除去部に塗布する、透明膜修正装置。
【請求項2】
前記整形手段は、前記透明膜の欠損部分に光を照射することにより、前記欠損部分の透明膜を除去し、前記透明膜除去部を整形する、請求項1に記載の透明膜修正装置。
【請求項3】
前記整形後透明膜除去部の体積を予め記憶する体積記憶手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記体積記憶手段に記憶された整形後透明膜除去部の体積に応じた透明膜相当材料の塗布量を算出する、請求項1に記載の透明膜修正装置。
【請求項4】
前記整形後透明膜除去部の形状は、所定形状断面の柱状であり、
前記体積記憶手段は、前記透明膜の膜厚と、前記所定形状の面積とから算出される前記整形後透明膜除去部の体積を予め記憶する、請求項3に記載の透明膜修正装置。
【請求項5】
前記表面形状測定手段は、前記塗布手段により透明膜相当材料が塗布された後、前記硬化後透明膜相当材料の表面形状を測定するときに、前記整形後透明膜除去部の表面形状を測定し、
前記演算手段は、前記表面形状測定手段により測定された前記硬化後透明膜相当材料の表面形状および前記整形後透明膜除去部の表面形状に応じて、前記硬化後透明膜相当材料の体積を算出し、算出された硬化後透明膜相当材料の体積を除いた未塗布透明膜除去部の体積を算出し、算出された未塗布透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量を算出する、請求項1に記載の透明膜修正装置。
【請求項6】
前記表面形状測定手段は、共焦点顕微鏡を制御して測定する、請求項1に記載の透明膜修正装置。
【請求項7】
前記表面形状測定手段は、白色二光束干渉顕微鏡を制御して測定する、請求項1に記載の透明膜修正装置。
【請求項8】
前記塗布手段は、透明膜相当材料を吐出するノズルを有するインクジェットヘッドを制御して塗布する、請求項1に記載の透明膜修正装置。
【請求項9】
前記塗布手段は、前記インクジェットヘッドのノズルが吐出する液滴数または液滴当たりの液滴量を変化させることにより前記塗布量を調整する、請求項8に記載の透明膜修正装置。
【請求項10】
前記演算手段は、前記塗布手段により塗布されるときに表面張力により前記透明膜相当材料が前記未塗布透明膜除去部から溢れない塗布量を算出する、請求項1に記載の透明膜修正装置。
【請求項11】
前記演算手段は、前記整形後透明膜除去部の体積を複数に分けた体積に応じて塗布量を算出し、
前記塗布手段は、前記演算手段により算出された複数に分けた体積の塗布量の透明膜相当材料を、それぞれ、複数回に分けて塗布する、請求項10に記載の透明膜修正装置。
【請求項12】
基板上に成膜された透明膜の欠損部分に透明膜除去部を整形する整形部と、前記透明膜除去部の表面形状を測定する表面形状測定部と、前記透明膜除去部に塗布する透明膜相当材料の塗布量を算出する演算部と、前記透明膜相当材料を塗布する塗布部とを有する透明膜修正装置によって前記透明膜を修正する透明膜修正方法であって、
前記整形部を制御して、前記欠損部分の透明膜を除去することによって、予め定められた立体形状の透明膜除去部を整形するステップと、
前記表面形状測定部を制御して、整形された整形後透明膜除去部の表面形状を測定するステップと、
前記演算部を制御して、測定された表面形状に応じて前記整形後透明膜除去部の体積を算出するステップと、
前記演算部を制御して、算出された整形後透明膜除去部の体積に応じて透明膜相当材料の塗布量を算出するステップと、
前記塗布部を制御して、算出された塗布量の前記透明膜相当材料を前記整形後透明膜除去部に塗布するステップと、
前記表面形状測定部を制御して、塗布され硬化した硬化後透明膜相当材料の表面形状を測定するステップと、
前記演算部を制御して、測定された表面形状に応じて前記硬化後透明膜相当材料の体積を除いた未塗布透明膜除去部の体積を算出するステップと、
前記演算部を制御して、算出された未塗布透明膜除去部の体積に応じて前記透明膜相当材料の塗布量を算出するステップと、
前記塗布部を制御して、算出された塗布量の前記透明膜相当材料を前記未塗布透明膜除去部に塗布するステップとを含む、透明膜修正方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2006−145658(P2006−145658A)
【公開日】平成18年6月8日(2006.6.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−332893(P2004−332893)
【出願日】平成16年11月17日(2004.11.17)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】