JP2006145658A - 透明膜修正装置、透明膜修正方法 - Google Patents

Abstract

【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）。
【選択図】 図３

Description

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。

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。

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。

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。

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。
特開２０００−３０６９０６号公報 特開２００３−６６２２０号公報 特開平１１−２４８９２７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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Ｖ_A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。

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。

目標硬化後体積は透明膜除去部の体積Ｖ_Aに等しいので、結局透明膜相当材料の目標塗布体積Ｖ_B＝Ｖ_A／α＝２Ｖ_A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Ｖ_B／ｎ＝２Ｖ_A／３、１回当たりの目標硬化後体積はＶ_A／ｎ＝Ｖ_A／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。

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Ｖ_B／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。

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２Ｖ_A／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Ｖ_A／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。

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Ｖ_A／３となり、未塗布の透明膜除去部１３Ｂの体積は２Ｖ_A／３となる。

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２Ｖ_A／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。

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２Ｖ_A／３となり、未塗布の透明膜除去部１５Ｂの体積はＶ_A／３となる。

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２Ｖ_A／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。

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Ｖ_A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。

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。

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。

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Ｖ_Aが算出される。

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Ｖ_A／３である。しかしながら、毎回の目標硬化後体積をＶ_A／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。

ここで、目標硬化後体積Ｖ_A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。

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Ｖ_A、すなわち目標硬化後体積Ｖ_A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。

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。

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Ｖ_Aを算出することができる。つまり、透明膜除去部１１の体積Ｖ_Aは、数１で表わすことができる。

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Ｖ_A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Ｖ_Aを把握することができる。

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Ｖ_Aに基づいて、目標塗布体積Ｖ_B＝Ｖ_A／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Ｖ_Bを３回に分けて塗布することより、１回目塗布体積Ｕ₁＝Ｖ_B／３が算出される。

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。

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。

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Ｖ_A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Ｖ_A／３に一致していることが望ましい。

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Ｖ_A／３との誤差量Ｅ₁＝Ｔ₁−Ｖ_A／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Ｖ_BおよびステップＳ１１４で算出された誤差量Ｅ₁＝Ｔ₁−Ｖ_A／３に基づいて、２回目塗布体積Ｕ₂＝Ｖ_B／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。

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Ｖ_B／３＝αＶ_A／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。

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。

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。

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Ｖ_A／３に一致していることが望ましい。

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Ｖ_A／３との誤差量Ｅ₂＝Ｔ₂−Ｖ_A／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Ｖ_BおよびステップＳ１２４で算出された誤差量Ｅ₂＝Ｔ₂−Ｖ_A／３に基づいて、３回目塗布体積Ｕ₃＝Ｖ_B／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≒Ｖ_B／３、３回目硬化後塗布体積Ｔ3＝αＵ₃≒Ｖ_A／３となる。

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。

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。

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。

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Ｖ_Aよりも過剰となっていることを示す。

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Ｖ_A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Ｖ_A／３との誤差量Ｅ₃＝Ｔ₃−Ｖ_A／３、および、４回目塗布体積Ｕ₄＝Ｗ₃／α−ｋ×Ｅ₃／αが算出される。

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Ｖ_A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。

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。

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Ｖ_A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Ｖ_A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（２Ｖ_A／３）に一致していることが望ましい。

次に、制御装置６により、誤差量Ｅ＝（Ｔ₁＋Ｔ₂）−２Ｖ_A／３に基づいて算出された３回目塗布体積Ｕ₃＝Ｖ_B／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。

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。

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。

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。

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。

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。

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Ｖ_A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。

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。

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。

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Ｖ_Aであるため、塗布体積Ｕ＝Ｖ_B＝Ｖ_A／αの透明膜相当材料２２を塗布する必要がある。

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−Ｖ_A＝Ｖ_B−Ｖ_A＝Ｖ_A（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＝Ｖ_Aとなる。

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。

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−Ｖ_Aとなる。ここで、１回目の硬化後体積Ｔ₁≒Ｖ_A／３、２回目の硬化後体積Ｔ₂≒Ｖ_A／３、３回目塗布体積Ｕ₃≒Ｖ_B／３＝Ｖ_A／（３α）であるので、盛り上がった部分の体積Ｘ≒Ｖ_A（１／α−１）／３＝Ｖ_A／３となる。

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≒Ｖ_B／ｎ−Ｖ_A／ｎ＝Ｖ_A（１／α−１）／ｎ＝Ｖ_A／ｎとなる。ここで、Ｖ_B／ｎは１回当たりの塗布体積、Ｖ_A／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。

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。

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≒Ｖ_A／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Ｖ_A／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。

＜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。

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。

ステップＳ２０５では、目標硬化後体積Ｖ_Aおよび所定体積Ｙに基づいて、１回目塗布体積Ｕ₁＝Ｖ_A＋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＝Ｖ_A／３である。つまり、ステップＳ２０６で、１回目塗布体積Ｕ₁＝４Ｖ_A／３の透明膜相当材料が透明膜除去部１１に塗布される。

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＝４Ｖ_A／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Ｖ_A／３となる。

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≒Ｖ_A／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≒Ｖ_A／３＋Ｖ_A／３＝２Ｖ_A／３となる。そして、ステップＳ２１６で、２回目の塗布体積Ｕ≒２Ｖ_A／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。

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。

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。

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。

本発明の透明膜修正装置の概念構成図である。 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。 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。 測定された透明膜除去後の表面形状の断面図である。 １回目の硬化後の表面形状の断面図である。 ２回目の硬化後の表面形状の断面図である。 ３回目の硬化後の表面形状の断面図である。 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。 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

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。

Claims (12)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

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