CN113518682B - 激光修复方法、激光修复装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的激光修复方法能够不受基底层的材质或层的膜厚的偏差的影响而对加工对象的层适当地进行修正加工。所述激光修复方法，对形成于基板上的多层膜结构的缺陷部照射激光束来进行修正加工，在所述激光修复方法中，获取包括缺陷部的区域的图像，以包括缺陷部的方式在图像上设定激光束的扫描范围，在进行扫描范围内的激光束的扫描时，在图像的颜色信息被识别为缺陷部的扫描位置，将激光束的输出控制为开启或较高。

Description

激光修复方法、激光修复装置
技术领域
本发明涉及一种激光修复方法、激光修复装置。
背景技术
激光修复装置以往是如下运行的：对形成于基板上的多层结构的配线图案，核对拍摄检查对象部位的缺陷图像与没有缺陷的参考图像来检验出缺陷，并根据输入的指示内容，指定对所检验出的缺陷照射激光束的加工位置及加工范围，并对所指定的加工位置及加工范围照射激光束(参考下述专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-188638号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
以往的激光修复装置，对已知所检验出的缺陷的配线图案的图像，通过图形用户界面在图像上指定包括缺陷部的长方形的加工范围，并在其整个加工范围以恒定的修复方法(激光能量、激光频率、激光照射数等加工参数)进行修正加工。
这种以往的激光修复装置，即使在多层结构的加工对象中加工对象的缺陷部的基底层的材质局部不同的情况下，对加工范围也以已确定的恒定的修复方法进行加工，因此因基底层的材质差异而导致产生去除部分与不去除部分的不均，而有时对缺陷部无法进行适当的修正。与此相反，若要在过分的条件下通过加工来去除所有缺陷部，则导致缺陷部的基底层被过度去除，而存在无法维持适当的层结构的问题。
并且，在多层结构的加工对象物中，在因大型基板的制造工序等而在层的膜厚上存在偏差的情况下，若使用上述以往的激光修复装置，则存在如下问题：即使膜厚根据修正部位而不同，但也以已确定的恒定的修复方法进行缺陷部的加工，因此在该情况下也会导致残留应通过加工去除的缺陷部，或导致因过度的加工而基底层被去除，而无法进行适当的修正。
而且，在以往的激光修复装置中，长方形的加工范围中露出加工对象的缺陷部以外的层，因此若对整个加工范围以恒定的修复方法进行加工，则存在导致不仅是对缺陷部的层，而且对其周围露出的层也进行加工的问题。
本发明是为了解决这种问题而提出的。即，本发明的课题在于：能够不受基底层的材质或层的膜厚的偏差的影响而对加工对象的缺陷部适当地进行修正加工；抑制加工对象的缺陷部的周围的露出层被加工，而能够可靠地修正加工对象的缺陷部；及自动进行抑制残留加工对象的缺陷部或加工对象的缺陷部的基底层被过度加工的适当的修正加工。
用于解决技术课题的手段
为了解决这种课题，本发明具备以下结构。
一种激光修复方法，其对形成于基板上的多层膜结构的缺陷部照射激光束来进行修正加工，所述激光修复方法的特征在于，获取包括所述缺陷部的区域的图像，以包括所述缺陷部的方式在所述图像上设定所述激光束的扫描范围，在进行所述扫描范围内的所述激光束的扫描时，在所述图像的颜色信息被识别为缺陷部的扫描位置，将所述激光束的输出控制为开启或较高。
一种激光修复装置，其对形成于基板上的多层膜结构的缺陷部照射激光束来进行修正加工，所述激光修复装置的特征在于，具备：扫描部，对包括所述缺陷部的扫描范围扫描激光束；摄像机部，获取包括所述缺陷部的区域的图像；及控制部，根据由所述摄像机部所获取的图像，控制所述扫描部及所述激光束的输出，在进行所述激光束的扫描时，所述控制部在所述图像的颜色信息被识别为缺陷部的扫描位置，将所述激光束的输出控制为开启或较高。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的激光修复装置的整体结构的说明图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的激光修复方法的工序的说明图。
图3是表示分光图像获取工序及颜色图像识别工序的说明图(图3(a)是包括缺陷部的区域的全波长图像，图3(b)是所判别到的第2层的颜色图像，图3(c)是成为缺陷部的基底层的第1层颜色图像)。
图4是表示缺陷部图像提取工序及扫描范围设定工序的说明图(图4(a)是根据由分光图像获取部获取的分光图像判别到的第2层颜色图像，图4(b)是第2层的基准图像，图4(c)是所提取到的仅缺陷部的图像)。
图5是表示扫描加工执行工序的说明图(图5(a)是第1次扫描加工状态，图5(b)是第2次以后的扫描加工状态)。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。以下说明中，不同图中的相同符号表示相同功能的部位，并且适当省略各图中的重复说明。
图1表示本发明的实施方式所涉及的激光修复装置的整体结构的一例。激光修复装置1是对形成于基板100上的多层膜结构110的缺陷部照射激光束来进行修正加工的装置。基板100被支承于能够平面移动的工作台S上，且能够将激光修复装置1的光轴P与基板上的任意位置对准。
加工的对象例如为TFT基板，TFT基板为在玻璃等基板100上形成有TFT(Thin-Film-Transistor：薄膜场效应晶体管)的多层膜结构110。多层膜结构110作为其一例，由第1层(例如，多晶硅层(p-Si；polysilicon))111、第2层(例如，金属电极层)112、第3层(例如，绝缘层)113、第4层(例如，保护层)114等构成。
图1中，激光修复装置1具备：激光振荡器2，射出激光束L；扫描部3，对所设定的扫描范围扫描激光束L；摄像机部4，获取包括缺陷部的区域的图像；控制部5，控制扫描部3及激光束的输出；分光图像获取部6，获取包括缺陷部的区域的分光图像；白光光源7，对包括缺陷部的区域照射白光；及显微镜8，具有与摄像机部4及分光图像获取部6同轴的光学系统8A。
控制部5根据由摄像机部4及分光图像获取部6获取的图像，控制扫描部3及激光束的输出。摄像机部4所获取的图像或分光图像获取部6所获取的分光图像的数据发送至控制部5，在控制部5上连接有能够监测上述图像或分光图像的显示器装置9。
从激光振荡器2射出的激光束L例如被反射镜10反射，且被构成扫描部3的2个检流计反射镜3A、3B反射，并且透射半透半反镜11(11A)，并透射显微镜8的光学系统8A而照射到成为修正加工对象的缺陷部。
扫描部3根据检流计反射镜3A、3B的驱动范围，设定激光束L的扫描范围(加工范围)，在扫描范围内移动激光束的照射点。扫描的方式并无特别限定，但如图所示，在使用2个检流计反射镜3A、3B的例子中，能够实施通过一个检流计反射镜3A的驱动进行一维线扫描，并通过另一个检流计反射镜3B的驱动进行与线扫描交叉的方向的扫描的光栅扫描。
摄像机部4获取包括修正加工对象的缺陷部的区域的图像。从白光光源7射出的白光经由反射镜12、半透半反镜11(11B)、光学系统8A而照射到由摄像机部4获取图像的区域，且从这里反射的光经由光学系统8A、半透半反镜11(11A、11B)在摄像机部4的摄影面成像。从摄像机部4输出包括修正加工对象的缺陷部的区域的彩色图像，且该图像数据发送至控制部5。在图示的例子中，在摄像机部4的前段配置有截止在被照射区域反射的激光束的滤光器20。由此，能够在对缺陷部照射激光束的同时，截止所反射的激光束来获取缺陷部的图像。
分光图像获取部6通过将切换反射镜13插入到显微镜8的光轴上，对包括缺陷部的区域照射白光，并对从照射白光的区域反射的反射光进行分光来获取分光图像。分光图像获取部6具备分光器6A及2D摄像机6B。在图示的例子中，使用切换反射镜13来进行光学系统的切换，但也可以将分光图像获取部6分成多个单元而插入到显微镜8的光学系统8A的后段。
从白光光源7射出的白光经由反射镜12、半透半反镜11(11B)、光学系统8A而照射到包括缺陷部的区域，且从这里出来的反射光经由光学系统8A被切换反射镜13反射，并通过分光器6B分光而在2D摄像机6B的成像面成像。2D摄像机6B将通过分光器6B分光的光成像于各波长的线上。一边沿一个方向扫描白光的被照射区域，一边将在每个波长线上成像的图像利用2D摄像机6B的成像面来获取，并进行将相同波长不同时刻的图像接合的处理，由此获取每个波长的二维图像(分光图像)。
上述切换反射镜13配备成插入/退避到显微镜8的光轴。在切换反射镜13从显微镜8的光轴脱离的状态下，摄像机部4获取图像，并且在该状态下，激光束L照射于缺陷部。在切换反射镜13插入于显微镜8的光轴的状态下，如上所述，分光图像获取部6获取包括缺陷部的区域的分光图像。
使用这种激光修复装置1的激光修复方法的工序，根据通过缺陷检查装置得出的检查结果而在指定缺陷部之后进行。在通过缺陷检查装置进行的检查工序中，例如对于所指定的缺陷部，作为检查结果，除了缺陷部的位置坐标、形状、尺寸、颜色等之外，还获取是属于哪一工序中产生的缺陷的工序信息等数据。
使用激光修复装置1的激光修复方法的工序在进行上述检查工序之后，作为准备工序，移动激光修复装置1或支承基板100的工作台S，以便在已指定为进行修正加工的缺陷部的位置对准激光修复装置1的光轴P(显微镜8的光轴)。之后，如图2所示，设为利用摄像机部4获得包括修正加工对象的缺陷部的图像的状态之后，进行分光图像获取(S1)、颜色信息识别(S2)、缺陷部图像提取(S3)、扫描范围设定(S4)、扫描加工执行(S5)等各工序。
在分光图像获取工序(S1)中，对包括缺陷部的区域照射从白光光源7射出的白光，一边沿一个方向扫描该区域，一边将从该区域反射的反射光入射到分光图像获取部6，由此获取分光图像，并将该图像数据发送至控制部5。此时，一边沿一个方向扫描白光的被照射区域，一边利用2D摄像机6B的成像面来获取按波长进行线成像的图像，并进行接合相同波长不同时刻的图像的处理，由此获取分光图像。
之后，如图3(a)所示，通过重叠每个波长的分光图像，获取包括缺陷部W的区域的全波长图像。在图示的例子中，获取在玻璃的基板100上形成有作为多晶硅层的第1层111，以一部分与第1层111重叠的方式形成有作为金属电极层的第2层112的状态的全波长图像。通过该全波长图像，能够确认具有缺陷部W的层(第2层112)及其基底层(第1层111)的图案形状等。之后，通过分光图像获取部6获取各波长的分光图像。
在颜色信息识别工序(S2)中，根据通过分光图像获取部6获取的分光图像，识别缺陷部W及其基底层的颜色信息。控制部5将从分光图像获取部6发送过来的分光图像的数据进行图像分析，以判别各层的颜色图像。在此，根据在检查工序中获取的信息，可知在作为金属电极层的第2层112上存在缺陷部W，因此控制部5根据所发送过来的分光图像将第2层112的颜色图像判别为缺陷部W的颜色图像。图3(b)表示所判别到的第2层112的颜色图像。控制部5根据该颜色图像计算第2层112的颜色信息(例如，RGB值)，并识别为该值为缺陷部W的颜色信息。根据金属电极层的颜色图像计算的颜色信息，例如RGB值如下：R：127，G：127，B：127。
并且，控制部5通过所获取的分光图像，与第2层112相同地判别作为缺陷部W的基底层的第1层111的颜色图像。图3(c)表示成为缺陷部W的基底层的第1层111的颜色图像。控制部5根据该颜色图像计算第1层111的颜色信息(例如，RGB值)。根据多晶硅层的颜色图像计算的颜色信息，例如RGB值如下：R：255，G：192，B：0。
在缺陷部图像提取工序(S3)中，将包括缺陷部W的层(第2层112)的颜色图像与没有缺陷的基准图像进行比较，并提取缺陷部W的图像。图4(a)是根据由分光图像获取部6获取的分光图像判别到的第2层112的颜色图像，如图4(c)所示，将该层的图像与图4(b)所示的第2层112的基准图像进行比较，由此提取仅缺陷部W的图像。这里的基准图像作为多层膜结构110的设计值而预先输入于控制部5。在接下来的扫描范围设定工序(S4)中，利用在上述缺陷部图像提取工序(S3)中所提取的缺陷部W的图像，以包括缺陷部W的方式在图像上设定激光束的扫描范围F。
在扫描加工执行工序(S5)中，在进行所设定的扫描范围F内的激光束的扫描时，在利用摄像机部4获取的图像的颜色信息被识别为缺陷部的扫描位置，将激光束的输出控制为开启或较高，在利用摄像机部4获取的图像的颜色信息被识别为基底层的扫描位置，将激光束的输出控制为关闭或较低。
控制部5在驱动扫描部3来进行扫描范围F内的扫描加工之前，在上述颜色信息识别工序中，将预先获取的分光图像进行图像分析，在每个扫描位置上都进行扫描范围F内的图像的颜色信息是相当于缺陷部W的颜色还是相当于基底层的颜色的识别。具体而言，RGB值为R：127，G：127，B：127的区域是作为金属电极层的第2层112的图像，因此在扫描范围F内识别为是缺陷部W，RGB值为R：255，G：192，B：0的范围是作为多晶硅层的第1层111的图像，因此在扫描范围F内识别为是基底层。
控制部5在上述识别的基础上，一边通过摄像机部4进行图像获取，一边控制开始扫描之后的激光束的输出。之后，在扫描范围内的图像的颜色信息相当于缺陷部W的扫描位置，将激光束的输出控制为开启或较高，在扫描范围内的图像的颜色信息相当于基底层的扫描位置，将激光束的输出控制为关闭或较低。由此，如图5(a)所示，扫描范围F内的激光束的输出状态呈激光束的输出仅在扫描位置位于缺陷部W(第2层112)上的情况下开启或变高，激光束的输出在扫描位置位于基底层(第1层111)上的情况下关闭或变低(图示的粗线表示激光束开启或较高的部位。)。
关于激光束的扫描，在扫描范围内进行多次扫描，在进行2次以后的扫描加工时，也进行与上述相同的控制。由此，假如如图5(b)所示，在第2次以后的扫描加工中，在扫描范围F内的一部分露出基底层，而局部残留缺陷部W等的情况下，在被识别为是扫描范围F内的基底层的扫描位置，激光束的输出也控制为关闭或较低，仅在识别为是扫描范围F内的缺陷部W的扫描位置，激光束的输出控制为开启或较高。之后，在进行扫描之前所有扫描范围的颜色信息被识别为相当于基底层的情况下，结束扫描加工。
根据这种激光修复装置1及基于该激光修复装置的激光修复方法，通过图像识别能够自动地仅对缺陷部选择性地照射激光束，因此能够尽可能地抑制对基底层的加工，而彻底去除缺陷部W。由此，能够不受基底层的材质或层的膜厚的偏差的影响而对缺陷部W适当地进行修正加工，并且能够抑制缺陷部W的周围的露出层被加工，因此在加工之后也能够适当地维持多层膜结构。
另外，在上述实施方式中，通过基于分光图像获取部6的分光图像来识别陷部W或其基底层的颜色信息，但在能够通过将摄像机部4的彩色图像进行图像分析来识别缺陷部W或其基底层的颜色信息的情况下，能够省略通过分光图像获取部6进行的分光图像的获取。
以上，参考附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但具体结构并不限于这些实施方式，并且存在不脱离本发明的宗旨的范围的设计变更等的实施方式也包括在本发明中。另外，上述各实施方式只要在其目的及结构等上不存在特别的矛盾或问题，则能够沿用彼此的技术并进行组合。
符号说明
1-激光修复装置，2-激光振荡器，3-扫描部，3A、3B-检流计反射镜，4-摄像机部，5-控制部，6-分光图像获取部，6A-分光器，6B-2D摄像机，7-白光光源，8-显微镜，8A-光学系统，9-显示器装置，10、12-反射镜，11(11A、11B)-半透半反镜，13-切换反射镜，20-滤光器，100-基板，110-多层膜结构，111-第1层(多晶硅层)，112-第2层(金属电极层)，113-第3层(绝缘层)，114-第4层(保护层)，S-工作台，P-光轴，L-激光束，W-缺陷部，F-扫描范围。

Claims (5)

1.一种激光修复方法，其对形成于基板上的多层膜结构的缺陷部照射激光束来进行修正加工，该激光修复方法的特征在于，
获取包括所述缺陷部的区域的分光图像，通过所述分光图像识别所述缺陷部及其基底层的颜色信息，将包括所述缺陷部的层的颜色图像与没有缺陷的基准图像进行比较，提取所述缺陷部的图像，
以包括所述缺陷部的方式在所述分光图像上设定所述激光束的扫描范围，
在进行所述扫描范围内的所述激光束的扫描时，在所述分光图像的颜色信息被识别为缺陷部的扫描位置，将所述激光束的输出控制为开启，在所述分光图像的颜色信息被识别为基底层的扫描位置，将所述激光束的输出控制为关闭。
2.根据权利要求1所述的激光修复方法，其特征在于，
关于所述激光束的扫描，在所述扫描范围内进行多次扫描。
3.根据权利要求1或2所述的激光修复方法，其特征在于，
对包括所述缺陷部的区域照射白光，并对从所述区域反射的反射光进行分光而获取分光图像。
4.一种激光修复装置，其对形成于基板上的多层膜结构的缺陷部照射激光束来进行修正加工，所述激光修复装置的特征在于，具备：
扫描部，对包括所述缺陷部的扫描范围扫描激光束；
分光图像获取部，获取包括所述缺陷部的区域的分光图像；及
控制部，通过所述分光图像识别所述缺陷部及其基底层的颜色信息，将包括所述缺陷部的层的颜色图像与没有缺陷的基准图像进行比较，提取所述缺陷部的图像，根据由所述分光图像获取部所获取的分光图像，控制所述扫描部及所述激光束的输出，
所述控制部在进行所述激光束的扫描时，在所述分光图像的颜色信息被识别为缺陷部的扫描位置，将所述激光束的输出控制为开启，在所述分光图像的颜色信息被识别为基底层的扫描位置，将所述激光束的输出控制为关闭。
5.根据权利要求4所述的激光修复装置，其特征在于，
白光光源对包括所述缺陷部的区域照射白光，所述分光图像获取部被构成为获取对从所述区域反射的反射光进行分光而得到的分光图像，所述控制部通过所述分光图像识别所述缺陷部的颜色信息。
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