JP2006189718A - 部材切替装置、レンズ切替装置、レーザリペア装置及びレーザ検査装置 - Google Patents

部材切替装置、レンズ切替装置、レーザリペア装置及びレーザ検査装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 レンズ等の部材を高精度に位置決めすることができ、位置ずれが発生した場合においても、簡略な機構により速やかに位置ずれを解消できる部材切替装置、レンズ切替装置並びにこのレンズ切替装置を備えたレーザリペア装置及びレーザ検査装置を提供する。
【解決手段】 レーザリペア装置１のレンズ切換装置３にリニアモータテーブル５を設ける。リニアモータテーブル５はテーブル２及びレーザ発振装置４に対して固定されており、レンズホルダ６を水平方向に移動させるものである。また、倍率が相互に異なる６本の対物レンズ７ａ乃至７ｆを設け、レンズホルダ６に光軸が相互に平行になるように一列に保持させる。そして、リニアモータテーブル５がレンズホルダ６を移動させることにより、レーザ光１２の光路に介在させる対物レンズを切替える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の部材を切替えて一の部材を選択する部材加工装置、光路上に介在させるレンズを切替えるレンズ切替装置、並びにこのレンズ切替装置を搭載したレーザリペア装置及びレーザ検査装置に関する。
従来、半導体装置及び液晶表示装置等の製造工程において、これらの装置の修正（リペア）を行うレーザリペア装置、及びこれらの装置の検査を行うレーザ検査装置が使用されている。例えば、レーザリペア装置には、レーザ発振装置がレーザ光を出射し、このレーザ光を半導体装置又は液晶表示装置等の被リペア対象物のリペア部分に照射することにより、リペア部分を修正するようになっている。
このようなリペア作業においては、レーザ光の光路に介在させる対物レンズの倍率を頻繁に切替える必要がある。そこで、レーザリペア装置においては、レーザ発振装置と被リペア対象物との間にレンズ切換装置が設けられており、このレンズ切換装置が、相互に倍率が異なる複数の対物レンズのうち、所望の倍率のレンズを選択してレーザ光の光路に介在させるようになっている。従来、このようなレンズ切換装置として、「レボルバ」と呼ばれる回転式の切換装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。回転式の切換装置とは、１枚の円板に複数の対物レンズを取り付け、円板を回転させることにより、光路上に介在させる対物レンズを切替えるものである。
特開２００１−２４３６５４号公報（図２）
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。回転式のレンズ切換装置においては、複数のレンズが取り付けられた円板が偏芯することにより、レンズの位置ずれが発生し、レンズを高精度に位置決めすることが困難である。また、円板を回転させてレンズを切替える機構には歯車が設けられているため、バックラッシュが発生し、高精度の位置決めがより困難になる。更に、時間の経過に伴って歯車が磨耗し、位置決め精度が経時的に劣化する。
また、対物レンズの位置ずれは円軌道において発生するため、この位置ずれを解消するための機構は極めて複雑なものになる。このため、レンズ切換装置のコストが増大すると共に、レンズ位置の調整に多大な時間が必要となる。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、レンズ等の部材を高精度に位置決めすることができ、位置ずれが発生した場合においても、簡略な機構により速やかに位置ずれを解消できる部材切替装置、レンズ切替装置並びにこのレンズ切替装置を備えたレーザリペア装置及びレーザ検査装置を提供することを目的とする。
本発明に係る部材切替装置は、被作用物に対して一定の位置に位置することにより前記被作用物に対して作用可能となる複数の部材と、前記複数の部材を一列に配列させて保持するホルダと、前記ホルダを前記被作用物に対して前記配列方向に移動させることにより、前記複数の部材のうち一の部材を前記一定の位置に位置させるリニアモータテーブルと、を有することを特徴とする。
本発明においては、ホルダをリニアモータテーブルにより移動させることにより、複数の部材から、前記一定の位置に位置させる一の部材を選択することができる。このとき、リニアモータテーブルを使用するため、ホルダの移動方向以外の方向における位置ずれが発生しにくく、部材の位置決めを高精度に行うことができる。また、ホルダの移動方向における位置ずれが発生しても、リニアモータテーブルを使用することにより、速やかに部材の位置を調整し、位置ずれを解消することができる。
本発明に係るレンズ切替装置は、光源とこの光源から出射された光が照射される被作用物との間に配置されるレンズ切替装置において、複数のレンズと、前記複数のレンズをその光軸が相互に平行になるように前記光軸と交差する方向に一列に配列させて保持するホルダと、前記ホルダを前記配列方向に移動させることにより、前記複数のレンズのうち一のレンズを前記光の光路に介在させるリニアモータテーブルと、を有することを特徴とする。
本発明においては、リニアモータテーブルによりホルダを移動させるため、ホルダの移動方向以外の方向における位置ずれが発生しにくく、レンズの位置決めを高精度に行うことができる。また、ホルダの移動方向における位置ずれが発生しても、リニアモータテーブルを駆動させることにより、速やかにレンズの位置を調整し、位置ずれを解消することができる。
また、前記ホルダが、ホルダ本体と、このホルダ本体に回転可能に取り付けられ前記レンズを保持するレンズハウジングと、を有し、前記レンズの光軸は前記レンズハウジングの回転軸と平行であり且つ前記レンズハウジングの回転軸から離隔していることが好ましい。これにより、ホルダの移動方向以外の方向における位置ずれが発生しても、レンズハウジングを回転させることにより、この位置ずれを解消することができる。
本発明に係るレーザリペア装置は、レーザ光により被加工物を修正するレーザリペア装置において、レーザ発振装置と、前記被加工物を搭載するテーブルと、前記レーザ発振装置と前記被加工物との間に配置されたレンズ切替装置と、を有し、前記レンズ切替装置は、複数のレンズと、前記複数のレンズをその光軸が相互に平行になるように前記光軸と交差する方向に一列に配列させて保持するホルダと、前記ホルダを前記配列方向に移動させることにより、前記複数のレンズのうち一のレンズを前記光の光路に介在させるリニアモータテーブルと、を有することを特徴とする。
本発明に係るレーザ光により被検査物を検査するレーザ検査装置において、レーザ発振装置と、前記被検査物を搭載するテーブルと、前記レーザ発振装置と前記被検査物との間に配置されたレンズ切替装置と、を有し、前記レンズ切替装置は、複数のレンズと、前記複数のレンズをその光軸が相互に平行になるように前記光軸と交差する方向に一列に配列させて保持するホルダと、前記ホルダを前記配列方向に移動させることにより、前記複数のレンズのうち一のレンズを前記光の光路に介在させるリニアモータテーブルと、を有することを特徴とする。
本発明によれば、リニアモータテーブルによりホルダを移動させて使用する部材を切替えているため、部材の位置決めを高精度に行うことができる。また、ホルダの移動方向における位置ずれが発生しても、リニアモータテーブルを駆動させることにより、速やかに位置ずれを解消することができる。このため、位置ずれを解消するための機構を簡略化することができる。
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレーザリペア装置を示す側面図であり、図２（ａ）は、本実施形態におけるレンズホルダを示す側面図であり、（ｂ）はその下面図である。図１に示すように、本実施形態に係るレーザリペア装置１においては、テーブル２が設けられており、このテーブル２上に被リペア対象物であるワーク１１が載置されるようになっている。ワーク１１は例えば製造途中の半導体装置又は液晶表示装置等である。
テーブル２上には、レンズ切換装置３が設けられており、レンズ切換装置３上にはレーザ発振装置４が設けられている。レーザ発振装置４には、レーザ光を出力するレーザ光源（図示せず）、及び発振されたレーザ光をリペア形状に整形する光学装置（図示せず）等が設けられている。レーザ発振装置４は、レーザ光１２を下方に向けて、即ち、レンズ切換装置３に向けて発振するものである。
レンズ切換装置３においては、テーブル２及びレーザ発振装置４に対して固定されたリニアモータテーブル５が設けられている。リニアモータテーブル５には、水平方向に延びる２本のガイド５ａが設けられており、リニアモータテーブル５は、このガイド５ａに沿ってレンズホルダ６を水平方向に移動させ、この水平方向におけるレンズホルダ６の位置を制御するものである。以下、レンズホルダ６の移動方向をＸ方向といい、このＸ方向に直交する水平方向をＹ方向という。レンズホルダ６は、複数本、例えば６本の対物レンズ７ａ乃至７ｆ（以下、総称して対物レンズ７ともいう）を保持している。対物レンズ７ａ乃至７ｆはその倍率が相互に異なっている。対物レンズ７はその光軸が垂直方向を向くように、Ｘ方向に沿って一列に直線状に配列されている。即ち、対物レンズ７の配列方向はレンズホルダ６の移動方向と平行であり、対物レンズ７の光軸と直交している。リニアモータテーブル５は、レンズホルダ６を移動させることにより、対物レンズ７ａ乃至７ｆのうちいずれか１本の対物レンズをレーザ光１２の光路に介在させるものである。レンズ切換装置３は、レーザ光１２の光路に介在した対物レンズ７の焦点位置がワーク１１の表面と一致するような高さに、対物レンズ７を保持している。
また、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、レンズホルダ６においては、レンズホルダ本体８が設けられており、このレンズホルダ本体８の下面には、６個の円柱形状の開口部８ａがＸ方向に沿って一列に形成されている。そして、この開口部８ａ内には、夫々レンズハウジング９が嵌め込まれている。レンズハウジング９の形状は円筒状であり、レンズハウジング９はレンズホルダ本体８に対して回転可能に取り付けられている。また、レンズホルダ６には、レンズハウジング９をレンズホルダ本体８に対して回転させる回転手段（図示せず）が設けられている。
そして、レンズハウジング９内に対物レンズ７が夫々収納されている。レンズハウジング９の側壁の厚さは不均一になっており、対物レンズ７の取付位置の中心軸は、レンズハウジング９の外形の中心軸に対してオフセットしている。即ち、レンズハウジング９の中心軸、即ち回転軸と、このレンズハウジング９に収納されている対物レンズ７の中心軸、即ち光軸とは、相互に離隔している。但し、レンズハウジング９の回転軸と対物レンズ７の光軸はどちらも垂直方向に延びており、相互に平行となっている。
次に、上述の如く構成された本実施形態に係るレーザリペア装置の動作について説明する。先ず、図１に示すように、レーザ発振装置４がレーザ光１２をレンズ切換装置３に向けて発振する。このとき、ワーク１１におけるリペア対象領域の大きさ及び加工の種類に応じて、対物レンズ７ａ乃至７ｆから最適な対物レンズを選択する。そして、リニアモータテーブル５を駆動することにより、レンズホルダ６をＸ方向にスライドさせてレンズホルダ６のＸ方向における位置を制御し、選択した対物レンズ７、例えば対物レンズ７ｃをレーザ光１２の光路に介在させる。これにより、レーザ光１２が対物レンズ７ｃによって集光され、ワーク１１の表面において合焦する。
対物レンズ７ｃの位置に位置ずれが生じた場合は、先ず、Ｙ方向の位置ずれを、レンズハウジング９をレンズホルダ本体８に対して回転させることにより、対物レンズ７ｃのＹ方向の位置を調整して解消する。このとき、レンズハウジング９を回転させることにより、対物レンズ７ｃのＸ方向の位置がずれ、このレンズハウジング９の回転に伴う位置ずれが、本来のＸ方向の位置ずれに不可避的に重畳される。次に、リニアモータテーブル５の送り量を調整することにより、Ｘ方向の位置ずれを解消する。このとき、レンズハウジング９の回転に起因するＸ方向の位置ずれも同時に解消する。これにより、対物レンズ７ｃの位置ずれを解消することができる。
そして、対物レンズ７の倍率を変えるときは、リニアモータテーブル５を再び駆動して、レンズホルダ６をＸ方向に移動させ、選択した対物レンズ７をレーザ光１２の光路に介在させる。これにより、使用する対物レンズ７を切替ることができる。
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態においては、複数本の対物レンズ７を直線状に配列し、リニアモータテーブル５を駆動させてレンズホルダ６を直動させることにより、使用する対物レンズ７の切替を行っているため、Ｘ方向については、理論的にはリニアモータテーブル５のリニアスケール分解能の精度で位置決めが可能となる。このため、対物レンズ７の位置決め精度が高い。
また、本実施形態に係るレンズ切換装置は、リニアモータテーブルを使用しているため、従来の回転式のレンズ切換装置とは異なり、歯車が設けられていない。このため、バックラッシュ及び歯車の摩耗による位置ずれが発生しない。
更に、対物レンズ７に位置ずれが発生しても、その位置ずれは直線軌道における位置ずれであるため、円軌道における位置ずれと比較して、解消が容易である。即ち、本実施形態においては、先ず、レンズハウジング９を回転させることによってＹ方向の位置ずれを解消し、その後、リニアモータテーブル５の送り量を調整することによってＸ方向の位置ずれを解消している。リニアモータテーブル５の送り量を調整しても、Ｙ方向における新たな位置ずれは発生しないため、Ｙ方向の位置調整及びＸ方向の位置調整を各１回ずつ行うことにより、対物レンズ７の位置ずれを容易に且つ高精度に解消することができる。この結果、調整時間の大幅な短縮が可能となる。また、Ｘ方向の位置ずれを解消する専用の機構を設ける必要がないため、レンズ切換装置の構成を簡略化することができる。
なお、本実施形態においては、レンズ切替装置をレーザリペア装置に搭載する例を示したが、本発明はこれに限定されず、半導体装置又は液晶表示装置の検査のみを行うレーザ検査装置に搭載してもよい。これにより、特に頻繁に対物レンズを切替える作業において、対物レンズの切替時間を短縮化することができ、生産性の向上を図ることができる。また、通常の顕微鏡に使用することもできる。更に、本発明に係る部材切替装置は、レンズ切替装置に限定されず、マシニングセンタの工具の切替装置及びパーツインサートマシン等にも適用することができる。
本発明は、半導体装置又は液晶表示装置等のリペアを行うレーザリペア装置、これらの検査を行うレーザ検査装置等に好適に利用することができる。
本発明の実施形態に係るレーザリペア装置を示す側面図である。 （ａ）は、本実施形態におけるレンズホルダを示す側面図であり、（ｂ）はその下面図である。
符号の説明
１；レーザリペア装置
２；テーブル
３；レンズ切換装置
４；レーザ発振装置
５；リニアモータテーブル
５ａ；ガイド
６；レンズホルダ
７、７ａ〜７ｆ；対物レンズ
８；レンズホルダ本体
８ａ；開口部
９；レンズハウジング
１１；ワーク
１２；レーザ光

Claims (7)

  1. 被作用物に対して一定の位置に位置することにより前記被作用物に対して作用可能となる複数の部材と、前記複数の部材を一列に配列させて保持するホルダと、前記ホルダを前記被作用物に対して前記配列方向に移動させることにより、前記複数の部材のうち一の部材を前記一定の位置に位置させるリニアモータテーブルと、を有することを特徴とする部材切替装置。
  2. 光源とこの光源から出射された光が照射される被作用物との間に配置されるレンズ切替装置において、複数のレンズと、前記複数のレンズをその光軸が相互に平行になるように前記光軸と交差する方向に一列に配列させて保持するホルダと、前記ホルダを前記配列方向に移動させることにより、前記複数のレンズのうち一のレンズを前記光の光路に介在させるリニアモータテーブルと、を有することを特徴とするレンズ切替装置。
  3. 前記ホルダが、ホルダ本体と、このホルダ本体に回転可能に取り付けられ前記レンズを保持するレンズハウジングと、を有し、前記レンズの光軸は前記レンズハウジングの回転軸と平行であり且つ前記レンズハウジングの回転軸から離隔していることを特徴とする請求項２に記載のレンズ切替装置。
  4. レーザ光により被加工物を修正するレーザリペア装置において、レーザ発振装置と、前記被加工物を搭載するテーブルと、前記レーザ発振装置と前記被加工物との間に配置されたレンズ切替装置と、を有し、前記レンズ切替装置は、複数のレンズと、前記複数のレンズをその光軸が相互に平行になるように前記光軸と交差する方向に一列に配列させて保持するホルダと、前記ホルダを前記配列方向に移動させることにより、前記複数のレンズのうち一のレンズを前記光の光路に介在させるリニアモータテーブルと、を有することを特徴とするレーザリペア装置。
  5. 前記ホルダが、ホルダ本体と、このホルダ本体に回転可能に取り付けられ前記レンズを保持するレンズハウジングと、を有し、前記レンズの光軸は前記レンズハウジングの回転軸と平行であり且つ前記レンズハウジングの回転軸から離隔していることを特徴とする請求項４に記載のレーザリペア装置。
  6. レーザ光により被検査物を検査するレーザ検査装置において、レーザ発振装置と、前記被検査物を搭載するテーブルと、前記レーザ発振装置と前記被検査物との間に配置されたレンズ切替装置と、を有し、前記レンズ切替装置は、複数のレンズと、前記複数のレンズをその光軸が相互に平行になるように前記光軸と交差する方向に一列に配列させて保持するホルダと、前記ホルダを前記配列方向に移動させることにより、前記複数のレンズのうち一のレンズを前記光の光路に介在させるリニアモータテーブルと、を有することを特徴とするレーザ検査装置。
  7. 前記ホルダが、ホルダ本体と、このホルダ本体に回転可能に取り付けられ前記レンズを保持するレンズハウジングと、を有し、前記レンズの光軸は前記レンズハウジングの回転軸と平行であり且つ前記レンズハウジングの回転軸から離隔していることを特徴とする請求項６に記載のレーザ検査装置。
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