CN110653494B - 激光修复装置及修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光修复装置及修复方法,所述激光修复装置包括:激光发生装置,控制装置以及检测装置;所述控制装置中包括材料、所述激光参数与激光烧蚀形貌之间的关系的仿真模型库。所述检测装置检测待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置,所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌从所述仿真模型库中提取出修复所述缺陷所需的激光参数并根据所述激光参数控制所述激光发生装置输出激光对所述缺陷进行烧蚀。所述激光修复方法根据缺陷的形貌和缺陷的性质,从仿真模型库中自动查找出修复所述缺陷所需的激光参数。通过反馈控制激光输出进行缺陷的修复,达到自动修复不同缺陷的效果,提高修复的效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域,尤其是涉及一种激光修复装置及修复方法。
背景技术
在制造滤色器基板的工序中,涂布色墨时,由于色墨的粘性和硬化速度等物理参数而在滤色器像素部形成不同尺寸的突起,这种突起是一种制造过程中的缺陷。如果发生这种突起状的缺陷,则滤色器基板和与其对应的TFT(Thin Film Transistor)基板之间的距离不由隔离器的高度决定而由突起的高度决定。因此液晶空间的层厚因位置的不同而不同,从而产生色彩不均匀,使液晶显示单元称为次品。
在滤色器形成突起的情况下,可以向通过检查确定的突起状的缺陷照射脉冲激光,将构成突起的灰尘、色墨等整个地从透明基板上去除,在周围的滤色器中形成凹陷,然后,使用分配器将修正用墨填充到该凹穴中以修正异物凸起状的缺陷,但是在实际加工过程中,突起的形成是随机的,所以形成的形貌(例如高度、横截面积等)也是不可控的,在修复过程中,需要针对不同的缺陷形貌采用不同的参数进行修复,这就使得确定的工艺参数失去了其适用性,在加工的过程中每一个缺陷都要去确认相应的激光修复工艺参数,这样严重的影响了修复的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光修复装置及修复方法,以解决现有工艺中修复滤色器基板表面突起缺陷时效率低的问题。
为了达到上述目的,本发明提供了一种激光修复装置,包括:
激光发生装置,提供修复激光;
控制装置,控制所述激光发生装置输出所述激光,所述控制装置中包括材料、所述激光参数与激光烧蚀形貌之间的关系的仿真模型库;
检测装置,测量待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置;
所述检测装置检测待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置,所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌提供修复所述缺陷所需的激光参数并根据所述激光参数控制所述激光发生装置输出激光对所述缺陷进行烧蚀。
可选的,所述激光修复装置还包括承载台和物镜模块,所述承载台承载带有所述缺陷的基板,所述检测装置包括检测光源和相机,所述物镜模块和所述相机之间设置有中继透镜;所述检测光源发出检测光,所述检测光经过所述物镜模块后照射至所述基板的所述缺陷上并反射回反射光,所述反射光经所述物镜模块后经所述中继透镜成像至所述相机上,所述相机将所述缺陷的材料和形貌反馈给所述控制装置。
可选的,所述检测装置还包括调焦模块,所述调焦模块包括调焦光源,所述调焦光源发出焦距探测光线经过所述物镜模块照射至所述基板上,所述调焦模块通过所述焦距探测光线测量所述基板与所述物镜模块之间的距离,使所述基板移动至所述检测装置的检测范围内。
可选的,所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌从所述仿真模型库中提取出烧蚀所述缺陷所需的激光参数。
可选的,所述检测光源与所述物镜模块之间设置有第一分束器、第二分束器、成像透镜以及第三分束器;所述激光发生装置和所述第一分束器间设置有扩束器和滤光片,所述第一分束器和所述第二分束器之间设置有一光斑尺寸调节机构;所述控制装置根据所述激光参数控制所述激光发生装置输出激光,所述激光经所述扩束器扩束、准直后入射至所述滤光片,经过所述滤光片滤光后经所述第一分束器入射至所述光斑尺寸调节机构,然后再依次经过第二分束器、所述成像透镜以及第三分束器后到达所述物镜模块,通过所述物镜模块中的某一物镜聚焦后形成修复光斑。
可选的,所述激光参数包括激光单脉冲能量和脉冲个数。
本发明还提供一种激光修复方法,采用所述激光修复装置,包括以下步骤:
S1:根据不同材料的性质建立不同材料、激光参数与激光烧蚀形貌的仿真模型库;
S2:将所述仿真模型库输入控制装置;
S3:将待修复基板置于承载台;
S4:检测和反馈装置检测所述基板上缺陷的材料和形貌并将所述缺陷的材料和相貌反馈给控制装置;
S5:所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌从所述仿真模型库查找烧蚀所述缺陷所需的激光参数;以及
S6:所述控制装置根据所述激光参数控制激光发生装置输出激光烧蚀所述缺陷。
可选的,所述步骤S1还包括:
S11:根据不同材料的带隙宽度判断激光照射至该材料表面是否产生电子;
S12:若产生电子,计算所述激光照射至所述材料表面产生的电子密度;
S13:将所述产生的电子密度和所述材料的阈值电子密度进行比较;
S14:判断在所述材料表面是否发生烧蚀;以及
S15:若发生烧蚀,改变所述激光参数,仿真不同的激光烧蚀形貌。
可选的,所述步骤S12中,将所述材料划分成很多的网格,所述激光在所述材料中传输时,计算激光在所述网格中各点产生的电子密度,计算公式为:
其中,ρ为激光作用到材料上之后产生的电子密度,I为入射激光的峰值功率密度,K为常数,σ、αc、ηrec、ηdiff为材料本身的性质常数,σ表示多点接口速率,αc表示雪崩电离密度,ηrec表示复合速率,ηdiff表示扩散速率。
可选的,在所述步骤S13中,所述比较包括:
比较所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系是否满足ρ>ρcrict;
比较所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系是否满足0.025ρcrit≤ρ≤ρcrit;
比较所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict大小关系是否满足ρ<0.025ρcrit。
可选的,在所述步骤S14中,
若所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系满足ρ>ρcrict,则激光在所述材料该点处产生烧蚀作用;
若所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系满足0.025ρcrit≤ρ≤ρcrit,则激光在所述材料该点处产生改性作用;
若所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict大小关系满足ρ<0.025ρcrit,则激光在所述材料该点处没有引起物质的变化;
将所述网格中所有点的状态集合起来判断所述材料表面发生的物质变化。
可选的,所述激光在所述材料中的折射率与所述激光在空气中的折射率不同,所述网格中的一点被烧蚀后变为空气;则所述判断所述材料表面发生的物质变化包括:通过检测激光在所述网格中各点处的折射率来表征所述网格中各点处的物质状态;将所有点的状态集合起来得到所述材料表面发生的物质变化。
可选的,所述步骤S15包括:所述材料表面发生烧蚀,将所述网格中发生烧蚀的点累积起来,计算出所述材料被烧蚀的形貌;改变所述激光参数,得到不同所述激光参数作用下所述材料被烧蚀的形貌。
可选的,所述激光包括短脉冲多波长激光,所述脉冲的宽度小于1皮秒;所述激光参数包括激光单脉冲能量和脉冲个数,对所述缺陷进行修复时,通过控制所述激光单脉冲能量和所述脉冲个数改变所述缺陷的形貌。
可选的,在所述步骤S6之后还包括:观察并判断对所述缺陷的烧蚀是否达到修复效果;若所述缺陷的高度大于标准高度,则没有达到所述修复效果;则重复步骤S4~S6对所述缺陷再次进行烧蚀直至所述缺陷的高度小于等于标准高度。
综上所述,在本发明提供的一种激光修复装置及修复方法中,所述激光修复装置包括:激光发生装置,提供修复激光;控制装置,控制所述激光发生装置输出所述激光,所述控制装置中包括材料、所述激光参数与激光烧蚀形貌之间的关系的仿真模型库;检测装置,测量待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置;所述检测装置检测待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置,所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌查找出修复所述缺陷所需的激光参数并根据所述激光参数控制所述激光发生装置输出激光对所述缺陷进行烧蚀。所述激光修复方法根据缺陷的形貌和缺陷的性质,从仿真模型库中自动查找出修复所述缺陷所需的激光参数。通过反馈控制激光输出进行缺陷的修复,达到自动修复不同缺陷的效果,提高修复的效率。
附图说明
图1为本发明所提供的激光修复装置的结构示意图;
图2为本发明实施例所激光修复方法的流程图;
图3为本发明实施例所提供的激光脉冲个数与激光烧蚀深度的关系示意图;
图4为本发明实施例所提供的激光脉冲能量与激光烧蚀深度的关系示意图;
其中,11-承载台,12-基板,21-第一分束器,22-光斑尺寸调节机构,23-第二分束器,24-成像透镜,25-第三分束器,26-物镜转换模块,27-物镜,31-检测光源,32-调焦光源,33-滤波器,34-第一反射镜,35-中继透镜,36-相机,41-激光发生装置,42-第二反射镜,43-扩束镜,44-滤光片,51-控制装置。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
正如背景技术中所述的,在实际加工过程中,滤色器基板表面突起的形成是随机的,所以形成的形貌(例如高度、横截面积等)也是不可控的,在对基板表面的缺陷进行修复过程中,需要针对不同的缺陷形貌采用不同的参数进行修复,这就使得确定的工艺参数失去了其适用性,在加工的过程中每一个缺陷都要去确认相应的激光修复工艺参数,这样严重的影响了修复的效率。
因此,在液晶显示器件制造工艺中,为了解决上述问题,本发明提供了一种激光修复装置。
所述激光修复装置包括:激光发生装置,提供修复激光;控制装置,控制所述激光发生装置输出所述激光,所述控制装置51中包括材料、所述激光参数与激光烧蚀形貌之间的关系的仿真模型库;检测装置,测量待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置;所述检测装置检测待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置,所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌从所述仿真模型库中查找出修复所述缺陷所需的激光参数并根据所述激光参数控制所述激光发生装置输出激光对所述缺陷进行烧蚀。
参阅图1,其为本发明实施例提供的激光修复装置的结构示意图,如图1所示,所述激光修复装置还包括承载台11、物镜转换模块26以及物镜模块,所述物镜模块包括多个物镜27,通过所述物镜转换模块选择所需物镜27。所述检测装置包括检测光源31、调焦模块和相机36;所述检测光源31与所述物镜模块之间设置有第一分束器21、第二分束器23、成像透镜24以及第三分束器25;所述第二分束器23与所述相机36之间设置有滤波器33、第一反射镜34和中继透镜35。所述承载台11承载带有所述缺陷的基板12并将所述基板12移动到检测光路的下方。具体的,所述调焦模块包括调焦光源,所述调焦光源32发出的焦距探测光线入射至所述第三分束器25,经过所述物镜转换模块26固持的物镜27后照射至所述基板12上,观察所述基板12是否对焦。在一实施例中,所述检测装置还包括焦距信号接受模块(图中未示出),所述焦距信号接受模块接受所述物镜27的焦距信息,所述调焦模块通过所述焦距探测光线测量所述基板与所述物镜模块之间的距离,使所述基板12移动至所述检测装置的检测范围内。进一步的,通过移动所述承载台11或所述物镜转换模块26调节所述基板12与物镜模块之间的距离,使所述基板12处于缺陷检测的最佳垂向位置。具体的,通过在水平方向左右移动所述承载台11以及在竖直方向上下移动所述承载台11或所述物镜转换模块26来调节所述物镜27与所述缺陷之间的焦距,使所述基板12上的缺陷处于检测的最佳焦距上。
进一步的,所述检测光源31发出检测光,所述检测光依次经过所述第一分束器21、所述第二分束器23、所述成像透镜24以及所述第三分束器25后入射至所述物镜转换模块26,经过所述物镜模块中的某一物镜27后照射至所述基板12并反射回反射光,所述反射光经所述物镜27、所述物镜转换模块26、所述第三分束25以及所述成像透镜24后入射至所述第二分束器23,再经过所述滤波器23滤波后入射至所述第一反射镜34,经过所述第一反射镜34反射后经所述中继透镜35成像到所述相机36上。
进一步的,所述基板12上的所述缺陷成像到所述相机36上,通过所述相机36对所述缺陷的材料和形貌进行测量,所述相机36将所述缺陷的成像转化成数字信号反馈给所述控制装置51。可选的,所述相机包括CCD相机。
更进一步的,所述激光参数包括激光单脉冲能量以及脉冲个数。所述控制装置51接收到相机36发送的反馈信号后,根据所述缺陷的材料和形貌从所述仿真模型库中提取出烧蚀所述缺陷所需的激光参数,然后根据提取出的所述激光参数控制激光发生装置41输出激光对所述缺陷进行烧蚀。具体的,所述缺陷包括基板上的突起。
进一步的,所述激光发生装置41可以输出多个波长的光束,在一个实施例中,所述激光发生装置41可输出波长范围为1025nm~1035nm、510nm~520nm和252nm~257nm的光束。进一步的,继续参阅图1,所述激光发生装置41和所述第一分束器21之间设置有第二反射镜42、扩束器43和滤光片44,所述第一分束器21和所述第二分束器23之间设置有一光斑尺寸调节机构22;具体的,所述光斑尺寸调节机构包括但不限于可变夹缝。所述控制装置51根据所述激光参数控制所述激光发生装置41输出激光,所述激光经所述第二反射镜42反射至所述扩束器43,经所述扩束器43扩束、准直后入射至所述滤光片44,经过所述滤光片44滤光后经所述第一分束器21入射至所述光斑尺寸调节机构22,然后再依次经过第二分束器23、成像透镜23、第三分束器23、所述物镜转换模块26后到达所述物镜模块,通过所述物镜模块中的某一物镜27聚焦后形成修复光斑并照射至所述基板12上的待修复缺陷上,烧蚀所述缺陷。进一步的,所述光斑尺寸调节机构22可以调节入射的激光的尺寸大小,使所述激光通过所述物镜27聚焦之后形成不同大小的所述修复光斑。
请参照图2,本发明还提供一种激光修复方法,采用如上所述激光修复装置,包括以下步骤:
步骤S1:根据不同材料的性质建立不同材料、激光参数与激光烧蚀形貌的仿真模型库;
步骤S2:将所述仿真模型库输入控制装置;
步骤S3:将待修复基板置于承载台;
步骤S4:检测和反馈装置检测所述基板上缺陷的材料和形貌并将所述缺陷的材料和形貌反馈给所述控制装置;
步骤S5:所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌从所述仿真模型库查找烧蚀所述缺陷所需的激光参数;以及
步骤S6:所述控制装置根据所述激光参数控制激光发生装置输出激光烧蚀所述缺陷。
进一步的,在所述步骤S1中还包括以下步骤:
步骤S11:根据不同材料的带隙宽度判断激光照射至该材料表面是否产生电子;
步骤S12:若产生电子,计算所述激光照射至所述材料表面产生的电子密度;
步骤S13:将所述产生的电子密度和所述材料的阈值电子密度进行比较;
步骤S14:判断在所述材料表面是否发生烧蚀;以及
步骤S15:若发生烧蚀,改变所述激光参数,仿真不同的激光烧蚀形貌。
进一步的,在所述步骤S11中具体包括:根据所述材料的带隙宽度确定能够被所述材料所吸收并且能够使所述材料吸收能量后发生电子跃迁产生电子的激光的波长范围,即确定使材料表面产生电子的激光所具有的能量范围。
若产生电子,继续进行所述步骤S12,在所述步骤S12中具体包括:将所述材料划分成很多的网格,当所述激光在所述材料中传输时,计算激光在所述网格中各点产生的电子密度,具体的计算公式为:
其中,ρ为激光作用到材料上之后产生的电子密度,I为入射激光的峰值功率密度(激光光强),K为常数,σ、αc、ηrec、ηdiff为材料本身的性质常数,σ表示多点接口(MultiPointInterface)速率,αc表示雪崩电离密度,ηrec表示复合速率,ηdiff表示扩散速率。
然后,进行所述步骤S13,具体的,在步骤S13中激光在所述网格中各点处产生的电子密度与所述材料的阈值电子密度的比较分为以下3种情况:
(1)比较所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系是否满足ρ>ρcrict;
(2)比较所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系是否满足0.025ρcrit≤ρ≤ρcrit;
(3)比较所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict大小关系是否满足ρ<0.025ρcrit。
接着,进行步骤S14,具体的,在步骤S14中,对所述网格中的每一个点都进行步骤S13中的比较,得出所述网格中每一个点的物质状态,具体判断为:
(1)若所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系满足ρ>ρcrict,则激光在所述材料该点处产生烧蚀作用;
(2)若所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系满足0.025ρcrit≤ρ≤ρcrit,则激光在所述材料该点处产生改性作用;
(3)若所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict大小关系满足ρ<0.025ρcrit,则激光在所述材料该点处没有引起物质的变化;
最后将所述网格中所有点的状态集合起来则得到的是所述材料表面发生的物质变化。
进一步的,在步骤S14中的判断为理论上的判断方式,实际情况下由于激光在材料中的折射率与激光在空气中的折射率不同,所述材料中被所述激光烧蚀的部分将变为空气,即所述材料划分的所述网格中的一点被烧蚀后变为空气。则所述判断所述材料表面发生的物质变化具体包括:通过检测激光在所述网格中各点处的折射率来表征所述各点处的物质状态,将所有点的状态集合起来得到所述材料表面发生的物质变化。
最后在步骤S15中,经过步骤S14的判断后确定所述材料表面发生烧蚀,则将所述网格中发生烧蚀的点累积起来,计算出所述材料被烧蚀的形貌;然后改变所述激光参数,得到不同所述激光参数作用下所述材料被烧蚀的形貌。
进一步的,所述激光具有超高峰值功率密度;具体的,所述超高峰值功率密度大于1012W/cm2。所述激光包括短脉冲多波长激光;具体的,所述脉冲宽度小于1皮秒。所述激光参数包括激光单脉冲能量和脉冲个数。在所述步骤S11~步骤S15中,先作用一个脉冲,然后通过改变激光单脉冲能量和脉冲个数得到不同的激光烧蚀形貌。对不同的材料都进行步骤S11~步骤S15,可以建立所述材料、激光参数与激光烧蚀形貌的仿真模型库。
进一步的,所述缺陷包括所述基板上的突起。
进一步的,在所述步骤S6中,在对所述缺陷进行修复之前需要判断所述缺陷的面积与所述修复光斑的面积之间的大小关系。若所述缺陷的面积大于所述修复光斑的面积,可以采用扫描的方式进行对所述缺陷进行烧蚀,激光扫描的轨迹需要足以将缺陷覆盖,将缺陷完全清除。优选的,所述扫描的方式包括:出射激光的物镜位置固定,将承载台在修复光斑下沿水平方向运动。更进一步的,在对所述缺陷进行修复时,通过控制激光单脉冲能量以及脉冲个数(脉冲作用次数)来改变所述缺陷的形貌;参阅图3和图4,其中,图3为一激光脉冲个数与激光烧蚀深度的关系示意图,其横坐标为脉冲个数,纵坐标为激光烧蚀深度;从图中可以看出:激光修复时激光烧蚀的深度随脉冲作用次数的增加而增加,变化较大。图4为同一激光脉冲能量与激光烧蚀深度的关系示意图,其横坐标为激光单脉冲能量,纵坐标为激光烧蚀深度;从图中可以看出:激光烧蚀深度随激光单脉冲能量的变化较小。需要说明的是,图3和图4中的数据仅仅为了说明规律,对本发明不作任何限制。
更进一步的,激光在进行修复时,不同脉冲个数作用时产生的烧蚀深度是不同的,因此可以仿真一系列的数据;虽然修复时激光烧蚀深度随激光单脉冲能量的变化较小,但是脉冲能量过大时,会对周围材料产生较大的热影响,因此在进行修复时可以使用贝塞尔光束或飞秒激光。更进一步的,贝塞尔光斑具有中心光斑较小的特点,在修复过程中对周围材料产生较小的热影响,但是其存在次级光斑的影响。由于中心光斑的能量密度比次级光斑的能量密度大约4倍左右,可以通过控制工艺参数,使贝塞尔光斑的中心光斑的能量密度大于材料的损伤阈值,使材料烧蚀掉,次级光斑的能量密度小于材料的损伤阈值,不对材料产生影响从而实现只使用中心光斑对材料进行烧蚀,而次级光斑不会对材料产生影响。
进一步的,在步骤S6之后还包括步骤:观察并判断对所述缺陷的烧蚀是否达到修复效果。具体的,通过所述相机对所述缺陷进行观察。若烧蚀后,所述缺陷的高度大于标准高度,则没有达到所述修复效果;若所述缺陷的高度小于等于标准高度,则达到所述修复效果。
更进一步的,若对所述缺陷的烧蚀没有达到修复效果,则重复步骤S4~S6对所述缺陷再次进行烧蚀直至所述缺陷的高度小于等于标准高度,达到所需修复效果。
综上所述,在本发明提供的一种激光修复装置及修复方法中,所述激光修复装置包括:激光发生装置,提供修复激光;控制装置,控制所述激光发生装置输出所述激光,所述控制装置中包括材料、所述激光参数与激光烧蚀形貌之间的关系的仿真模型库;检测装置,测量待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置;所述检测装置检测待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置,所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌提供修复所述缺陷所需的激光参数并根据所述激光参数控制所述激光发生装置输出激光对所述缺陷进行烧蚀。所述激光修复方法根据缺陷的形貌和缺陷的性质,从仿真模型库中自动查找出修复所述缺陷所需的激光参数。通过反馈控制激光输出进行缺陷的修复,达到自动修复不同缺陷的效果,提高修复的效率。
上述仅为本发明的优选实施例而已,并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员,在不脱离本发明的技术方案的范围内,对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动,均属未脱离本发明的技术方案的内容,仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种激光修复方法,采用的激光修复装置包括激光发生装置、控制装置和检测装置,所述激光发生装置提供进行修复的激光,所述控制装置控制所述激光发生装置输出所述激光,所述控制装置中包括材料、激光参数与激光烧蚀形貌之间的关系的仿真模型库,所述检测装置检测待修复缺陷的材料和形貌并反馈给所述控制装置,所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌提供修复所述缺陷所需的激光参数并根据所述激光参数控制所述激光发生装置输出激光对所述缺陷进行烧蚀,其特征在于,所述激光修复方法包括以下步骤:
S1:根据不同材料的性质建立不同材料、激光参数与激光烧蚀形貌的仿真模型库,在建立所述仿真模型库的过程中,将所述材料划分成多个网格,激光在所述材料中的折射率与在空气中的折射率不同,所述网格中的一点被烧蚀后会变为空气;通过检测激光在所述网格中各点处的折射率来表征所述网格中各点处的物质状态;将所有点的物质状态集合起来得到所述材料表面发生的物质变化,根据所述材料表面发生的物质变化判断所述材料表面是否发生烧蚀,将所述网格中发生烧蚀的点累积起来,计算出所述材料被烧蚀的形貌;改变所述激光参数,得到不同所述激光参数作用下所述材料被烧蚀的形貌;
S2:将所述仿真模型库输入所述控制装置;
S3:将待修复基板置于所述激光修复装置的承载台;
S4:所述检测装置检测所述基板上缺陷的材料和形貌并将所述缺陷的材料和形貌反馈给所述控制装置;
S5:所述控制装置根据所述缺陷的材料和形貌从所述仿真模型库查找烧蚀所述缺陷所需的激光参数;以及
S6:所述控制装置根据所述激光参数控制所述激光发生装置输出激光烧蚀所述缺陷。
2.如权利要求1所述的激光修复方法,其特征在于,所述步骤S1还包括:
S11:根据不同材料的带隙宽度判断激光照射至该材料表面是否产生电子;
S12:若产生电子,计算所述激光照射至所述材料表面产生的电子密度;
S13:将所述产生的电子密度和所述材料的阈值电子密度进行比较;
S14:判断在所述材料表面是否发生烧蚀;以及
S15:若发生烧蚀,改变所述激光参数,仿真不同的激光烧蚀形貌。
4.如权利要求3所述的激光修复方法,其特征在于,在所述步骤S13中,所述比较包括:
比较所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系是否满足ρ>ρcrict;
比较所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系是否满足0.025ρcrit≤ρ≤ρcrit;
比较所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict大小关系是否满足ρ<0.025ρcrit。
5.如权利要求4所述的激光修复方法,其特征在于,在所述步骤S14中,
若所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系满足ρ>ρcrict,则激光在所述材料该点处产生烧蚀作用;
若所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict的大小关系满足0.025ρcrit≤ρ≤ρcrit,则激光在所述材料该点处产生改性作用;
若所述激光在所述网格中的一点处产生的电子密度ρ与所述阈值电子密度ρcrict大小关系满足ρ<0.025ρcrit,则激光在所述材料该点处没有引起物质的变化;
将所述网格中所有点的状态集合起来判断所述材料表面发生的物质变化。
6.如权利要求5所述的激光修复方法,其特征在于,所述激光包括短脉冲多波长激光,所述脉冲的宽度小于1皮秒;所述激光参数包括激光单脉冲能量和脉冲个数,对所述缺陷进行修复时,通过控制所述激光单脉冲能量和所述脉冲个数改变所述缺陷的形貌。
7.如权利要求1所述的激光修复方法,其特征在于,在所述步骤S6之后还包括:观察并判断对所述缺陷的烧蚀是否达到修复效果,若所述缺陷的高度大于标准高度,则没有达到所述修复效果,则重复步骤S4~S6对所述缺陷再次进行烧蚀直至所述缺陷的高度小于等于标准高度。
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