JP2008221237A - レーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザ加工装置において、オープン欠陥を迅速に修復し、欠陥修正を効率的に行うことができるようにする。
【解決手段】レーザ加工装置５０を、撮像部、欠陥検出部、レーザ光源１、空間変調素子６、空間変調素子６によって反射されたオン光３２を被加工面１１ａに導く対物レンズ１０、対物レンズ移動機構１５、転写用薄膜が形成された転写用基板４１、転写用基板４１を被加工面１１ａと対物レンズ１０との間の光路上において光軸に沿う方向および直交する方向にそれぞれ位置移動可能、かつ光路に対して進退移動可能に保持する転写用基板移動機構４３、およびオープン欠陥の部分にオン光３２を照射する変調データを生成する変調データ生成部を備え、変調データに基づくオン光３２を転写用薄膜上に結像し、転写用薄膜をオープン欠陥上に転写して、オープン欠陥を修復できるように構成する。
【選択図】図１
【解決手段】レーザ加工装置５０を、撮像部、欠陥検出部、レーザ光源１、空間変調素子６、空間変調素子６によって反射されたオン光３２を被加工面１１ａに導く対物レンズ１０、対物レンズ移動機構１５、転写用薄膜が形成された転写用基板４１、転写用基板４１を被加工面１１ａと対物レンズ１０との間の光路上において光軸に沿う方向および直交する方向にそれぞれ位置移動可能、かつ光路に対して進退移動可能に保持する転写用基板移動機構４３、およびオープン欠陥の部分にオン光３２を照射する変調データを生成する変調データ生成部を備え、変調データに基づくオン光３２を転写用薄膜上に結像し、転写用薄膜をオープン欠陥上に転写して、オープン欠陥を修復できるように構成する。
【選択図】図１
Description
本発明は、レーザ加工装置に関する。例えば、液晶基板、半導体基板やプリント基板等において、パターンの一部が欠落したオープン欠陥を修復するレーザ加工（リペア加工）を行うレーザ加工装置に関する。
従来、例えば、液晶表示デバイス（ＬＣＤ）の製造工程などでは、フォトリソグラフィ処理工程で処理されるガラス基板に対して各種検査を行われる。この検査の結果、ガラス基板上に形成されたレジストパターン、エッチングパターン、配線パターンに欠陥が検出されると、レーザ加工装置を用いて、欠陥を修正するレーザ加工、いわゆるリペア加工を施す場合が多い。このリペア加工には、パターンの一部が欠落するオープン欠陥を修復する配線修復と、パターン同士が接触したショート欠陥を除去またはカットするカット修正とがある。カット修正はカット部にレーザ光を照射するだけでよいのに対して、配線修復は不足パターンを埋める物質を付着させるため、カット修正と異なるプロセスが必要になる。
このような配線修復を行うレーザ加工装置として、例えば、特許文献１には、レーザ光源と、ＣＶＤセルと、ＣＶＤセル内の基板上にレーザ光を周子する光学系と、熱解離反応により導電性物質を堆積する化合物ガスをＣＶＤセルに供給する原料ガス供給系と、ＣＶＤセル内に基板を保持する機構と、基板に対してレーザ光の照射位置を走査するＸ−Ｙステージとを備える配線形成装置が記載されている。この配線形成装置は、いわゆるＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition、化学気相成長法）ワイヤリング技術を用いて配線修復を行うものである。
特開昭６３−１３３５４９号公報
このような配線修復を行うレーザ加工装置として、例えば、特許文献１には、レーザ光源と、ＣＶＤセルと、ＣＶＤセル内の基板上にレーザ光を周子する光学系と、熱解離反応により導電性物質を堆積する化合物ガスをＣＶＤセルに供給する原料ガス供給系と、ＣＶＤセル内に基板を保持する機構と、基板に対してレーザ光の照射位置を走査するＸ−Ｙステージとを備える配線形成装置が記載されている。この配線形成装置は、いわゆるＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition、化学気相成長法）ワイヤリング技術を用いて配線修復を行うものである。
しかしながら、上記のような従来のレーザ加工装置には以下のような問題があった。
ＣＶＤワイヤリング技術は、配線修復に用いる材料を気相中から堆積させ、レーザ光を走査することで、ワイヤリング長を延ばしていく技術であり、ワイヤリング速度は、きわめて遅い。特許文献１に記載の技術では、このような技術課題に対応して、ＣＶＤワイヤリング技術に用いるレーザ光を円形ビームから楕円ビームにすることで描画速度を６μｍ／ｓから３０μｍ／ｓに向上しているが、近年では、基板面積が増大する傾向にあるので、１枚の基板当たりの修復長さも増加する傾向があるため、さらなる時間短縮が強く求められている。
また、特許文献１に記載の装置では、配線修復範囲をＣＶＤセルで覆い、ＣＶＤセル内の雰囲気を原料ガスの雰囲気に調整してから配線修復を行う必要があるので、大型の基板の配線修復の場合、ＣＶＤセルを移動したりする段取り替えの時間もかかってしまうという問題がある。
また、一般に、１つの基板の欠陥修正には、カット修正と配線修復との両方を行う必要があるが、特許文献１の装置では、カット修正と配線修復とを交互に行えないという問題がある。仮に、１つの装置に両者を行う機構を設けたとしても、それぞれの加工を切り換える場合に、やはり段取り替えの時間が掛かるため、効率的な欠陥修正を行うことができないという問題がある。
ＣＶＤワイヤリング技術は、配線修復に用いる材料を気相中から堆積させ、レーザ光を走査することで、ワイヤリング長を延ばしていく技術であり、ワイヤリング速度は、きわめて遅い。特許文献１に記載の技術では、このような技術課題に対応して、ＣＶＤワイヤリング技術に用いるレーザ光を円形ビームから楕円ビームにすることで描画速度を６μｍ／ｓから３０μｍ／ｓに向上しているが、近年では、基板面積が増大する傾向にあるので、１枚の基板当たりの修復長さも増加する傾向があるため、さらなる時間短縮が強く求められている。
また、特許文献１に記載の装置では、配線修復範囲をＣＶＤセルで覆い、ＣＶＤセル内の雰囲気を原料ガスの雰囲気に調整してから配線修復を行う必要があるので、大型の基板の配線修復の場合、ＣＶＤセルを移動したりする段取り替えの時間もかかってしまうという問題がある。
また、一般に、１つの基板の欠陥修正には、カット修正と配線修復との両方を行う必要があるが、特許文献１の装置では、カット修正と配線修復とを交互に行えないという問題がある。仮に、１つの装置に両者を行う機構を設けたとしても、それぞれの加工を切り換える場合に、やはり段取り替えの時間が掛かるため、効率的な欠陥修正を行うことができないという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、オープン欠陥を迅速に修復し、欠陥修正を効率的に行うことができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明のレーザ加工装置は、層形成物質により層状のパターンが形成された被加工面の画像を撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像された前記被加工面の画像から、前記被加工面のパターンの一部が欠落したオープン欠陥と前記被加工面のパターン同士が接触したショート欠陥とを区別して欠陥を検出し、該欠陥の位置、形状の情報を含む欠陥情報を取得する欠陥検出部とを有するレーザ加工装置であって、前記層形成物質を蒸発または昇華可能なレーザ光を発生するレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光を空間変調する空間変調素子と、該空間変調素子によって一定方向に向けて反射されたレーザ光を被加工面に導く結像光学系と、該結像光学系の結像位置を前記被加工面の近傍の光軸方向に移動する結像位置移動機構と、ガラス基板上に前記層形成物質からなる転写用薄膜が形成された転写用基板と、該転写用基板を、前記転写用薄膜を前記被加工面側に向けた状態で、前記被加工面と前記結像光学系との間の光路上において前記結像光学系の光軸に沿う方向および直交する方向にそれぞれ位置移動可能、かつ前記光路に対して進退移動可能に保持する転写用基板移動機構と、前記欠陥検出部によって検出された前記オープン欠陥の欠陥情報に基づいて、前記オープン欠陥の部分に前記レーザ光を照射するための前記空間変調素子の変調データを生成する変調データ生成部とを備え、前記転写用基板上の前記転写用薄膜の未転写領域を前記被加工面近傍の前記オープン欠陥上に移動し、前記変調データ生成部によって生成された変調データに基づいて空間変調されたレーザ光を前記転写用薄膜上に結像し、前記レーザ光の照射部分の前記層形成物質を前記オープン欠陥上に転写して、前記オープン欠陥を修復できる構成とする。
この発明によれば、撮像部で撮像された被加工面の画像から、欠陥検出部によって被加工面上にオープン欠陥が検出された場合、転写用基板移動機構を駆動して、転写用基板を転写用薄膜が被加工面の近傍に対向する状態で、被加工面と結像光学系との間の光路上に進出させる。そして、欠陥検出部が取得する欠陥情報に基づいて、転写用基板移動機構を駆動し、転写用基板の未転写領域を被加工面近傍のオープン欠陥上に移動させる。
一方、変調データ生成部によって、欠陥検出部による欠陥情報に基づいて、オープン欠陥の部分にレーザ光を照射するための変調データを生成し、空間変調素子に送出する。また、結像位置移動機構を駆動して、結像光学系の結像位置を、転写用薄膜の位置に移動する。
そして、レーザ光を空間変調素子に照射し、変調データに応じて空間変調されたレーザ光を結像光学系によって転写用薄膜上に結像する。これにより、転写用基板の転写用薄膜におけるレーザ光の照射範囲の層形成物質を被加工面側に蒸発または昇華させて、オープン欠陥上に転写して、オープン欠陥を修復することができる。
また、転写用基板移動機構を用いて、転写用基板を被加工面と結像光学系との間の光路から退避させることで、オープン欠陥の欠陥修正を終了でき、撮像部、欠陥検出部、変調データ生成部、空間変調素子、および結像光学系は、ショート欠陥のカット修正にも転用可能となっているので、レーザ光源を代えるだけで、ショート欠陥のカット修正を行う構成に段取り替えすることができる。
この発明によれば、撮像部で撮像された被加工面の画像から、欠陥検出部によって被加工面上にオープン欠陥が検出された場合、転写用基板移動機構を駆動して、転写用基板を転写用薄膜が被加工面の近傍に対向する状態で、被加工面と結像光学系との間の光路上に進出させる。そして、欠陥検出部が取得する欠陥情報に基づいて、転写用基板移動機構を駆動し、転写用基板の未転写領域を被加工面近傍のオープン欠陥上に移動させる。
一方、変調データ生成部によって、欠陥検出部による欠陥情報に基づいて、オープン欠陥の部分にレーザ光を照射するための変調データを生成し、空間変調素子に送出する。また、結像位置移動機構を駆動して、結像光学系の結像位置を、転写用薄膜の位置に移動する。
そして、レーザ光を空間変調素子に照射し、変調データに応じて空間変調されたレーザ光を結像光学系によって転写用薄膜上に結像する。これにより、転写用基板の転写用薄膜におけるレーザ光の照射範囲の層形成物質を被加工面側に蒸発または昇華させて、オープン欠陥上に転写して、オープン欠陥を修復することができる。
また、転写用基板移動機構を用いて、転写用基板を被加工面と結像光学系との間の光路から退避させることで、オープン欠陥の欠陥修正を終了でき、撮像部、欠陥検出部、変調データ生成部、空間変調素子、および結像光学系は、ショート欠陥のカット修正にも転用可能となっているので、レーザ光源を代えるだけで、ショート欠陥のカット修正を行う構成に段取り替えすることができる。
本発明のレーザ加工装置によれば、層形成物質を、被加工面上のオープン欠陥に合わせて転写用基板から転写することができるので、配線パターンを走査することなくオープン欠陥を迅速に修正することができ、欠陥修正を効率的に行うことができるという効果を奏する。
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
本発明の実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す光軸を含む断面における模式説明図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の空間変調素子の微小ミラーの配列を示す平面図、および空間変調素子の微小ミラーについて説明する模式的な斜視図である。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の転写用基板ユニットの模式的な平面図およびそのＡ−Ａ図である。図４は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。
図１は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す光軸を含む断面における模式説明図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の空間変調素子の微小ミラーの配列を示す平面図、および空間変調素子の微小ミラーについて説明する模式的な斜視図である。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の転写用基板ユニットの模式的な平面図およびそのＡ−Ａ図である。図４は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。
本実施形態のレーザ加工装置５０は、例えば、金属配線やフォトレジストなどの層状のパターンが表面に形成された被加工物において、パターンの欠陥を検出して、レーザ光により、欠陥部分を修正するレーザ加工（リペア加工）を行うための装置である。被加工物としては、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）のガラス基板や半導体ウエハ基板などを挙げることができる。
また、欠陥としては、パターンの一部が欠落したオープン欠陥とパターン同士が接触したショート欠陥とが挙げられる。本明細書では、このように、オープン、ショートという言葉は、形状的な意味に用い、電気的な意味では用いないことにする。パターンが導電パターンの場合には、回路上のオープン、ショートに対応することになる。
また、以下では、オープン欠陥の欠落部にパターンを形成する層形成物質を付着させてパターンを修復する場合を配線修復、ショート欠陥における接触部をレーザ光でカットしてパターンを修復する場合をカット修正と称する。
また、欠陥としては、パターンの一部が欠落したオープン欠陥とパターン同士が接触したショート欠陥とが挙げられる。本明細書では、このように、オープン、ショートという言葉は、形状的な意味に用い、電気的な意味では用いないことにする。パターンが導電パターンの場合には、回路上のオープン、ショートに対応することになる。
また、以下では、オープン欠陥の欠落部にパターンを形成する層形成物質を付着させてパターンを修復する場合を配線修復、ショート欠陥における接触部をレーザ光でカットしてパターンを修復する場合をカット修正と称する。
レーザ加工装置５０の概略構成は、図１に示すように、ステージ１７、加工ヘッド移動機構１８、レーザ光源部３０、空間変調素子６、結像レンズ７（結像光学系）、対物レンズ１０（結像光学系）、照明光源１４、観察用結像レンズ１２、撮像素子１３、転写用基板ユニット４０、転写用基板移動機構４３、および制御ユニット６０からなる。ここで、レーザ光源部３０の一部、空間変調素子６、結像レンズ７、対物レンズ１０、照明光源１４、観察用結像レンズ１２、撮像素子１３、転写用基板ユニット４０、および転写用基板移動機構４３は、筐体に一体に保持されて加工ヘッド５１を構成している。
ステージ１７は、被加工物である基板１１を、その被加工面１１ａが上側に向けられた状態で水平に保持し、制御ユニット６０からの制御信号により、水平面内の一定方向（例えば、図１の左右方向）に沿って基板１１を移動するものである。
加工ヘッド移動機構１８は、加工ヘッド５１を、ステージ１７上の基板１１の情報で、基板１１の移動方向と直交する方向（例えば、図１の紙面直交方向）に移動する機構であり、ステージ１７を跨ぐ門型の支持部材であるガントリ５２の水平梁上に設けられている。
ステージ１７と加工ヘッド移動機構１８とは、それぞれの移動を組み合わせることにより、加工ヘッド５１を、被加工面１１ａに対して、被加工面１１ａに沿う２軸方向に相対移動する加工ヘッド移動機構１６を構成している。
加工ヘッド移動機構１６は、制御ユニット６０の加工領域移動制御部７８（図４参照）に電気的に接続され、加工領域移動制御部７８の制御信号に応じた被加工面１１ａ上の位置に移動制御されるようになっている。
加工ヘッド移動機構１８は、加工ヘッド５１を、ステージ１７上の基板１１の情報で、基板１１の移動方向と直交する方向（例えば、図１の紙面直交方向）に移動する機構であり、ステージ１７を跨ぐ門型の支持部材であるガントリ５２の水平梁上に設けられている。
ステージ１７と加工ヘッド移動機構１８とは、それぞれの移動を組み合わせることにより、加工ヘッド５１を、被加工面１１ａに対して、被加工面１１ａに沿う２軸方向に相対移動する加工ヘッド移動機構１６を構成している。
加工ヘッド移動機構１６は、制御ユニット６０の加工領域移動制御部７８（図４参照）に電気的に接続され、加工領域移動制御部７８の制御信号に応じた被加工面１１ａ上の位置に移動制御されるようになっている。
レーザ光源部３０は、レーザ光３１を空間変調素子６に向けて出射するリペア加工用の光源であり、本実施形態では、レーザ光源１、集光ユニット２、光ファイバ３、およびコリメートユニット４からなる構成を採用している。
レーザ光源１は、カット修正時は被加工面１１ａに、配線修復時は転写用基板ユニット４０に向けて、それぞれ、カット修正、配線修復に必要な適宜の波長、出力を備えるレーザ光３１を出射するもので、本実施形態では、パルス発振可能なＹＡＧレーザを採用している。ＹＡＧレーザは、基本波長λ１＝１．０６４μｍであり、第２、第３、第４高調波（それぞれ波長λ２＝５３２ｎｍ、λ３＝３５５ｎｍ、λ４＝２６６ｎｍ）が出射可能である。
カット修正の場合、被加工面１１から除去する層形成物資やゴミなどに吸収特性が高いレーザ波長を適宜切り替えて設定することができる。例えば、フォトレジストを除去するためには紫外域の発振波長、例えば、波長λ３などのレーザ光を用いることが好ましい。
配線修復の場合、本実施形態では、転写用基板ユニット４０に効率的に熱エネルギーを加えるため、赤外域の波長λ１を用いるようにしている。
レーザ光源１は、制御ユニット６０のレーザ光制御部７５（図４参照）に電気的に接続され、これらの波長、出力、パルス幅などの条件設定が行われるようになっている。
カット修正の場合、被加工面１１から除去する層形成物資やゴミなどに吸収特性が高いレーザ波長を適宜切り替えて設定することができる。例えば、フォトレジストを除去するためには紫外域の発振波長、例えば、波長λ３などのレーザ光を用いることが好ましい。
配線修復の場合、本実施形態では、転写用基板ユニット４０に効率的に熱エネルギーを加えるため、赤外域の波長λ１を用いるようにしている。
レーザ光源１は、制御ユニット６０のレーザ光制御部７５（図４参照）に電気的に接続され、これらの波長、出力、パルス幅などの条件設定が行われるようになっている。
レーザ光源１から出力されるレーザ光は、光量分布がガウシアン分布になっているので、本実施形態では、レーザ光源１から出力されたレーザ光を集光ユニット２によって集光して光ファイバ３の一方の端面に光結合し、光ファイバ３を通過させて、光ファイバ３の他方の端面から出射させることで、光量分布を均一化できるようにしている。
光ファイバ３の他方の端面から出射されるレーザ光は、コリメートユニット４によって集光され、略平行光束であるレーザ光３１を形成できるようになっている。
光ファイバ３の他方の端面から出射されるレーザ光は、コリメートユニット４によって集光され、略平行光束であるレーザ光３１を形成できるようになっている。
空間変調素子６は、レーザ光源部３０のコリメートユニット４から投射されたレーザ光３１を空間変調する反射型空間変調素子である。本実施形態では、微小ミラーアレイであるＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）を採用している。すなわち、図１の紙面奥行き方向に延在された基準平面内に、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術などで形成された複数の微小ミラー６ａが２次元的に配列され、図２（ａ）に示すように、長辺Ｗ×短辺Ｈの矩形状の変調領域Ｍが形成されている。
各微小ミラー６ａの裏面側には、図２（ｂ）に示すように、微小ミラー６ａに電界を加えるミラー駆動部６ｂが設けられており、各微小ミラー６ａは、空間変調素子６に電気的に接続された空間変調素子駆動部７７からの制御信号によって発生する静電電界によって、オン状態では、例えば、基準平面から＋１２°回転され、オフ状態では、基準平面から−１２°回転される。以下では、オン状態の微小ミラー６ａによって反射された光をオン光３２、オフ状態の微小ミラー６ａによって反射された光をオフ光３５と称する。
本実施形態では、コリメートユニット４から投射されたレーザ光３１は、反射ミラー５ａによって偏向され、空間変調素子６の基準平面に対して一定の入射角で照射されるようになっている。
各微小ミラー６ａの裏面側には、図２（ｂ）に示すように、微小ミラー６ａに電界を加えるミラー駆動部６ｂが設けられており、各微小ミラー６ａは、空間変調素子６に電気的に接続された空間変調素子駆動部７７からの制御信号によって発生する静電電界によって、オン状態では、例えば、基準平面から＋１２°回転され、オフ状態では、基準平面から−１２°回転される。以下では、オン状態の微小ミラー６ａによって反射された光をオン光３２、オフ状態の微小ミラー６ａによって反射された光をオフ光３５と称する。
本実施形態では、コリメートユニット４から投射されたレーザ光３１は、反射ミラー５ａによって偏向され、空間変調素子６の基準平面に対して一定の入射角で照射されるようになっている。
結像レンズ７、対物レンズ１０は、空間変調素子６で空間変調され、一定方向に向けて反射されたオン光３２による像を、基板１１の被加工面１１ａ上に結像するレンズまたはレンズ群からなる光学素子である。本実施形態では、対物レンズ１０は無限遠設計とされている。
結像レンズ７は、本実施形態では、光軸が基板１１と平行となる姿勢に設けられており、空間変調素子６と結像レンズ７との間に、空間変調素子６のオン光３２を結像レンズ７の光軸に沿って入射させる反射ミラー５ｂが配置されている。
結像レンズ７は、本実施形態では、光軸が基板１１と平行となる姿勢に設けられており、空間変調素子６と結像レンズ７との間に、空間変調素子６のオン光３２を結像レンズ７の光軸に沿って入射させる反射ミラー５ｂが配置されている。
対物レンズ１０は、その光軸が被加工面１１ａの法線方向に沿うように配置され、結像レンズ７と対物レンズ１０との間には、結像レンズ７の光軸を、対物レンズ１０の光軸に折り曲げるビームスプリッタ８が設けられている。
ビームスプリッタ８は、オン光３２の波長光を反射し、後述する観察用光３３の波長光を透過させるビームスプリッタ面を備えている。
また、対物レンズ１０は、倍率に応じた複数セットが、不図示のレボルバ機構などによって切り替え可能に設けられ、各対物レンズ１０の鏡筒１０ａは、対物レンズ１０が光軸上にセットされた状態で光軸方向に沿って移動可能とされている。
このような対物レンズ１０の切り替え、および光軸方向の移動は、制御ユニット６０の対物レンズ制御部７３（図４参照）に電気的に接続された対物レンズ移動機構１５（結像位置移動機構）によって行われる。
ビームスプリッタ８は、オン光３２の波長光を反射し、後述する観察用光３３の波長光を透過させるビームスプリッタ面を備えている。
また、対物レンズ１０は、倍率に応じた複数セットが、不図示のレボルバ機構などによって切り替え可能に設けられ、各対物レンズ１０の鏡筒１０ａは、対物レンズ１０が光軸上にセットされた状態で光軸方向に沿って移動可能とされている。
このような対物レンズ１０の切り替え、および光軸方向の移動は、制御ユニット６０の対物レンズ制御部７３（図４参照）に電気的に接続された対物レンズ移動機構１５（結像位置移動機構）によって行われる。
結像レンズ７、対物レンズ１０からなる結像光学系の投影倍率は、被加工面１１ａ上での必要な加工精度に応じて適宜設定される。例えば、変調領域Ｍ全体のＷ×Ｈの大きさの画像が、被加工面１１ａ上で、倍率βで、Ｗ’×Ｈ’の大きさに投影されるように設定する。すなわち、被加工面１１ａ上のＷ’×Ｈ’の範囲の領域が加工可能領域Ｒとなる。
ここで、結像レンズ７のＮＡは、加工に必要な分解能を満たし、かつオフ光（不図示）として反射された光が、入射しない大きさとされる。
ここで、結像レンズ７のＮＡは、加工に必要な分解能を満たし、かつオフ光（不図示）として反射された光が、入射しない大きさとされる。
ビームスプリッタ８と対物レンズ１０との間の光路上には、対物レンズ１０を通して被加工面１１ａを落射照明するために、照明光源１４によって出射され、照明用レンズ１４ａによって略平行光に集光された観察用光３３を光路上に合成するハーフミラー９が設けられている。
照明光源１４は、加工形状を決定したり、加工結果を確認するために被加工面１１ａ上の加工可能領域内を照明する光源である。例えば、可視光を発生するキセノンランプやＬＥＤなど適宜の光源を採用することができる。
ハーフミラー９は、オン光３２を透過させ、観察用光３３の一部を反射する反射透過率特性を有するハーフミラーからなる。また、ハーフミラー９の反射透過率特性は、波長特性が付与されていてもよく、この場合、オン光３２の波長に対して高透過率、好ましくは略１００％の透過率にするとよい。このようにすれば、結像光学系での光量損失を低減することができる。また、レーザ光３１の照射時にはね上げや移動による光路から退避可能な構成としてもよい。
照明光源１４は、加工形状を決定したり、加工結果を確認するために被加工面１１ａ上の加工可能領域内を照明する光源である。例えば、可視光を発生するキセノンランプやＬＥＤなど適宜の光源を採用することができる。
ハーフミラー９は、オン光３２を透過させ、観察用光３３の一部を反射する反射透過率特性を有するハーフミラーからなる。また、ハーフミラー９の反射透過率特性は、波長特性が付与されていてもよく、この場合、オン光３２の波長に対して高透過率、好ましくは略１００％の透過率にするとよい。このようにすれば、結像光学系での光量損失を低減することができる。また、レーザ光３１の照射時にはね上げや移動による光路から退避可能な構成としてもよい。
観察用結像レンズ１２は、ビームスプリッタ８によって透過される光の光路上に配置され、対物レンズ１０の結像位置と撮像素子１３の撮像面とを共役の関係とするレンズまたはレンズ群である。
撮像素子１３は、撮像面上に結像された画像を光電変換するもので、例えば、２次元ＣＣＤなどからなる。
撮像素子１３で光電変換された画像信号は、撮像素子１３に電気的に接続された制御ユニット６０の撮像制御部７０（図４参照）に送出される。
観察用結像レンズ１２と撮像素子１３とは、撮像部を構成する
撮像素子１３は、撮像面上に結像された画像を光電変換するもので、例えば、２次元ＣＣＤなどからなる。
撮像素子１３で光電変換された画像信号は、撮像素子１３に電気的に接続された制御ユニット６０の撮像制御部７０（図４参照）に送出される。
観察用結像レンズ１２と撮像素子１３とは、撮像部を構成する
転写用基板ユニット４０は、転写用基板４１および基板ホルダ４２（ガス浮上ホルダ）とからなり、転写用基板移動機構４３によって、対物レンズ１０と被加工面１１ａとの間の光路上において、光軸に沿う方向および直交する方向にそれぞれ位置移動可能、かつ光路に対して進退移動可能に保持されている。
転写用基板４１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板４１ａの一方の表面に、適宜の被膜形成技術、例えばスパッタリングなどによって、基板１１において配線修復するための層形成物質からなる転写用薄膜が形成されたものである。
転写用基板４１の転写用薄膜としては、配線修復するための層形成物質に応じて、適宜の金属、金属化合物、金属合金を採用することができる。例えば、スパッタリングによって薄膜形成可能な他の層形成物質の例としては、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＷ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide,インジウムスズ酸化物）、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｍｏ−Ｓｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｐ合金、鉄系合金、ステンレスなどを挙げることができる。
本実施形態では、例えば、Ａｌ、Ｗなどの金属配線を配線修復するため、これに応じて、例えば、Ａｌ、Ｗなどからなる金属薄膜４１ｂ（転写用薄膜）がスパッタリングによって形成されている。
金属薄膜４１ｂの厚さは、レーザ光源１の光量などに応じて転写用薄膜が効率的に蒸発または昇華できる厚さを採用することができるが、例えば、１００ｎｍ〜３００ｎｍが好適である。また、金属薄膜４１ｂは、レーザ光の入射側に、レーザ光を吸収して熱エネルギーに変換する光吸収層を有する多層構造の薄膜としてもよい。
転写用基板４１の転写用薄膜としては、配線修復するための層形成物質に応じて、適宜の金属、金属化合物、金属合金を採用することができる。例えば、スパッタリングによって薄膜形成可能な他の層形成物質の例としては、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＷ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide,インジウムスズ酸化物）、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｎｂ−Ｔｉ合金、Ｍｏ−Ｓｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｐ合金、鉄系合金、ステンレスなどを挙げることができる。
本実施形態では、例えば、Ａｌ、Ｗなどの金属配線を配線修復するため、これに応じて、例えば、Ａｌ、Ｗなどからなる金属薄膜４１ｂ（転写用薄膜）がスパッタリングによって形成されている。
金属薄膜４１ｂの厚さは、レーザ光源１の光量などに応じて転写用薄膜が効率的に蒸発または昇華できる厚さを採用することができるが、例えば、１００ｎｍ〜３００ｎｍが好適である。また、金属薄膜４１ｂは、レーザ光の入射側に、レーザ光を吸収して熱エネルギーに変換する光吸収層を有する多層構造の薄膜としてもよい。
ガラス基板４１ａの材質は、金属薄膜４１ｂを蒸発または昇華させるためのレーザ光がオン光３２として照射された場合に、透過できるガラス基板であればどのような材質でもよい。本実施形態では、耐熱特性、熱衝撃特性が良好な石英ガラスを採用している。
ガラス基板４１ａの平面視の形状は、適宜の形状を採用することができる。本実施形態では円板の例で説明するが、例えば、矩形、多角形などであってもよい。
ガラス基板４１ａの平面視の形状は、適宜の形状を採用することができる。本実施形態では円板の例で説明するが、例えば、矩形、多角形などであってもよい。
また、転写用基板４１には、後述する浮上機構４４から供給される浮上用のガスを被加工面１１ａに向けて噴射する４つの噴射孔４１ｃが、外縁近傍の所定径の円周上に等ピッチで、厚さ方向に貫通して設けられている。
基板ホルダ４２は、金属薄膜４１ｂが基板１１側に向けられた状態で、転写用基板４１を保持する部材である。
本実施形態では、転写用基板４１の外形よりわずかに大きい外形を有し、中央部に開口部４２ｂを有する平面視環状の保持部４２ａと、保持部４２ａの側面から側方に延在されたアーム部４２ｃとからなる。
保持部４２ａの基板１１側の面には、転写用基板４１のガラス基板４１ａを位置決めして固定するための穴形状の保持面４２ｄが形成されている。転写用基板４１の固定方法は適宜の方法を採用することができるが、本実施形態では接着を採用している。
本実施形態では、転写用基板４１の外形よりわずかに大きい外形を有し、中央部に開口部４２ｂを有する平面視環状の保持部４２ａと、保持部４２ａの側面から側方に延在されたアーム部４２ｃとからなる。
保持部４２ａの基板１１側の面には、転写用基板４１のガラス基板４１ａを位置決めして固定するための穴形状の保持面４２ｄが形成されている。転写用基板４１の固定方法は適宜の方法を採用することができるが、本実施形態では接着を採用している。
また、保持面４２ｄには、基板ホルダ４２の噴射孔４１ｃが形成された円周に合わせて平面視円環状の溝部からなるガス流路４２ｆが形成され、アーム部４２ｃの内部には、一方の端部が、ガス流路４２ｆに貫通し、他方の端部がアーム部４２ｃの延在方向に端部に貫通する貫通孔であるガス流路４２ｅが設けられている。
このため、ガス流路４２ｆは、転写用基板４１を基板ホルダ４２に接着したとき、ガラス基板４１ａにより噴射孔４１ｃを除く範囲が覆われて管路を形成する。これにより、転写用基板ユニット４０には、ガス流路４２ｅからガス流路４２ｆを経て噴射孔４１ｃに連通するガス流路が形成されている。
このため、ガス流路４２ｆは、転写用基板４１を基板ホルダ４２に接着したとき、ガラス基板４１ａにより噴射孔４１ｃを除く範囲が覆われて管路を形成する。これにより、転写用基板ユニット４０には、ガス流路４２ｅからガス流路４２ｆを経て噴射孔４１ｃに連通するガス流路が形成されている。
転写用基板移動機構４３は、転写用基板ユニット４０のアーム部４２ｃの端部を着脱可能に保持するＸＹＺステージからなり、制御ユニット６０の転写用基板移動制御部８２と電気的に接続され、転写用基板移動制御部８２からの制御信号により転写用基板ユニット４０の位置を移動できるようになっている。
また、転写用基板移動機構４３には、ガス流路４２ｅに、転写用基板ユニット４０を浮上させるための適宜圧のガスを供給するチューブ４４ａが設けられ、チューブ４４ａの他端側が、浮上機構４４（図１参照）に接続されている。
また、転写用基板移動機構４３には、ガス流路４２ｅに、転写用基板ユニット４０を浮上させるための適宜圧のガスを供給するチューブ４４ａが設けられ、チューブ４４ａの他端側が、浮上機構４４（図１参照）に接続されている。
浮上機構４４は、制御ユニット６０の浮上機構制御部８３（図４参照）からの制御信号によって、適宜圧のガスを転写用基板ユニット４０のガス流路４２ｅに供給し、噴射孔４１ｃからガスを噴射することで、転写用基板４１を被加工面１１ａに対して高さΔ（図３（ｂ）参照）に保持するためのガス供給機構である。
高さΔは、レーザ光によって蒸発または昇華された層形成物質が、直下の被加工面１１ａに付着するために、被加工面１１ａに十分近接する高さであることが好ましい。このようなΔは、好ましくは、１μｍ〜３０μｍ、より好ましくは、１μｍ〜５μｍである。
また、本実施形態では、浮上機構４４が供給するガスは、金属薄膜４１ｂの金属が蒸発または昇華する際に酸化するのを防止するため、不活性ガス、例えば、窒素ガスなどを採用している。
浮上機構４４によって転写用基板ユニット４０が浮上される際は、転写用基板移動機構４３は、アーム部４２ｃの上下方向（Ｚ方向）の保持状態を解除し、上下方向に移動自在の状態で水平方向（Ｘ、Ｙ方向）に位置移動可能にできるようになっている。
高さΔは、レーザ光によって蒸発または昇華された層形成物質が、直下の被加工面１１ａに付着するために、被加工面１１ａに十分近接する高さであることが好ましい。このようなΔは、好ましくは、１μｍ〜３０μｍ、より好ましくは、１μｍ〜５μｍである。
また、本実施形態では、浮上機構４４が供給するガスは、金属薄膜４１ｂの金属が蒸発または昇華する際に酸化するのを防止するため、不活性ガス、例えば、窒素ガスなどを採用している。
浮上機構４４によって転写用基板ユニット４０が浮上される際は、転写用基板移動機構４３は、アーム部４２ｃの上下方向（Ｚ方向）の保持状態を解除し、上下方向に移動自在の状態で水平方向（Ｘ、Ｙ方向）に位置移動可能にできるようになっている。
制御ユニット６０は、図４に示すように、撮像素子１３、対物レンズ移動機構１５、レーザ光源１、照明光源１４、空間変調素子６、加工ヘッド移動機構１６、ディスプレイ２７、転写用基板移動機構４３、および浮上機構４４と電気的に接続され、それぞれとの間で、通信を行って、データや制御信号を送受信し、必要な演算処理を行って、レーザ加工装置５０の全体制御を行うものである。
制御ユニット６０の装置構成は、本実施形態では、ＣＰＵ、メモリ、入出力部、外部記憶装置などで構成されたコンピュータによって、図４に示す制御機能、演算機能に対応して作成されたプログラムを実行することにより、あるいは、図４に示す制御機能を実現するハードウェアにより実現している。
制御ユニット６０の主要な機能ブロック構成は、装置制御部８０、画像処理部７１（変調データ生成部）、欠陥検出部７２、記憶部７４、転写用基板移動制御部８２（移動位置設定部）、転写履歴記憶部８１、および通信インタフェース８４からなる。
制御ユニット６０の装置構成は、本実施形態では、ＣＰＵ、メモリ、入出力部、外部記憶装置などで構成されたコンピュータによって、図４に示す制御機能、演算機能に対応して作成されたプログラムを実行することにより、あるいは、図４に示す制御機能を実現するハードウェアにより実現している。
制御ユニット６０の主要な機能ブロック構成は、装置制御部８０、画像処理部７１（変調データ生成部）、欠陥検出部７２、記憶部７４、転写用基板移動制御部８２（移動位置設定部）、転写履歴記憶部８１、および通信インタフェース８４からなる。
装置制御部８０は、レーザ加工装置５０の全体制御を行うもので、撮像素子１３を制御する撮像制御部７０、対物レンズ移動機構１５を制御することで対物レンズ１０の切り替えおよびフォーカス調整を行う対物レンズ制御部７３、レーザ光源１の条件設定および発振制御を行うレーザ光制御部７５、照明光源１４の点灯制御を行う照明制御部７６、空間変調素子６の各微小ミラー６ａのオン状態とオフ状態との切り替えを制御する空間変調素子駆動部７７、加工ヘッド移動機構１６の移動量を制御して、加工ヘッド５１の基板１１上での位置を制御し、対物レンズ１０の光軸を加工領域に相対移動する加工領域移動制御部７８、転写用基板移動機構４３の３軸方向の位置、光路への進退、およびアーム部４２ｃの保持状態を制御する転写用基板移動制御部８２、および浮上機構４４を制御する浮上機構制御部８３とそれぞれ電気的に接続され、それぞれに制御信号を送出できるようになっている。
転写用基板移動制御部８２は、後述する未転写領域の情報を記憶する転写履歴記憶部８１に電気的に接続され、未転写領域の位置を選択して、転写用基板ユニット４０の移動位置を設定できるようになっている。
また、装置制御部８０は、画像処理部７１、記憶部７４およびディスプレイ２７とも電気的に接続され、それらを介して、各種の画像処理制御および画像データの表示処理制御を行えるようになっている。
また、装置制御部８０は、通信インタフェース８４を介して、通信回線８５に接続されており、通信回線８５上に接続されたデータサーバ上に構築された基板情報データベース８６と通信して、ステージ１７上に保持された基板１１に製造工程に応じて被加工面１１ａ上に形成されるパターンの情報や、予め他の検査装置、例えば、自動検査などによるマクロ検査装置などによって検出された欠陥の情報などを取得できるようになっている。
ディスプレイ２７は、本実施形態では、被加工面１１ａの観察画像を表示する他、ＧＵＩを用いてレーザ加工装置５０の操作入力を行えるようになっている。
転写用基板移動制御部８２は、後述する未転写領域の情報を記憶する転写履歴記憶部８１に電気的に接続され、未転写領域の位置を選択して、転写用基板ユニット４０の移動位置を設定できるようになっている。
また、装置制御部８０は、画像処理部７１、記憶部７４およびディスプレイ２７とも電気的に接続され、それらを介して、各種の画像処理制御および画像データの表示処理制御を行えるようになっている。
また、装置制御部８０は、通信インタフェース８４を介して、通信回線８５に接続されており、通信回線８５上に接続されたデータサーバ上に構築された基板情報データベース８６と通信して、ステージ１７上に保持された基板１１に製造工程に応じて被加工面１１ａ上に形成されるパターンの情報や、予め他の検査装置、例えば、自動検査などによるマクロ検査装置などによって検出された欠陥の情報などを取得できるようになっている。
ディスプレイ２７は、本実施形態では、被加工面１１ａの観察画像を表示する他、ＧＵＩを用いてレーザ加工装置５０の操作入力を行えるようになっている。
画像処理部７１は、撮像素子１３から送出された画像信号に、例えばノイズ処理、輝度補正などの適宜の画像処理を施し、被加工面１１ａの画像データを取得する。この画像データは、欠陥検出部７２に送出されるとともに、記憶部７４に記憶され、装置制御部８０を介して、ディスプレイ２７に拡大表示できるようになっている。
また、欠陥検出部７２から、欠陥情報とともに修正が必要な欠陥の画像データが送出された場合には、欠陥の画像データを結像レンズ７および対物レンズ１０で構成される結像光学系の倍率βに応じて、空間変調素子６上の位置情報に換算し、レーザ光を照射する領域にオン光３２を照射できるような空間変調素子６の変調データを生成し、装置制御部８０を介して、空間変調素子駆動部７７に送出する。
また、欠陥検出部７２から、欠陥情報とともに修正が必要な欠陥の画像データが送出された場合には、欠陥の画像データを結像レンズ７および対物レンズ１０で構成される結像光学系の倍率βに応じて、空間変調素子６上の位置情報に換算し、レーザ光を照射する領域にオン光３２を照射できるような空間変調素子６の変調データを生成し、装置制御部８０を介して、空間変調素子駆動部７７に送出する。
欠陥検出部７２は、画像処理部７１から送出された画像データから、欠陥検出処理を行うものである。例えば、取得された画像データと、あらかじめ記憶部７４などに記憶された正常なパターンの画像データとの間で輝度の差分をとり、その差分データを所定閾値で２値化したデータから欠陥を抽出することができる。そして、欠陥の形状解析を行い、例えば、他の正常なパターンの機能に障害を与えない孤立欠陥などの修正が不要な欠陥であるか、修正が必要な欠陥であるかを判定し、さらに、修正が必要な場合には、オープン欠陥であるか、ショート欠陥であるかを判定し、それらの判定結果とともに、画像データを画像処理部７１に送出する。
次に、レーザ加工装置５０の動作について説明する。
図５は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の動作について説明するフローチャートである。図６（ａ）は、被加工面の正常パターンの一例を示す模式説明図である。図６（ｂ）は、被加工面に発生したオープン欠陥の一例を示す模式説明図である。図７は、本発明の実施形態に係る配線修復動作について説明するフローチャートである。図８は、図６（ａ）のオープン欠陥に対応した空間変調素子の変調データの例を示す模式説明図である。図９は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の転写用基板の移動の様子を示す模式説明図である。図１０は、本発明の実施形態に係るカット修正動作について説明するフローチャートである。
図５は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の動作について説明するフローチャートである。図６（ａ）は、被加工面の正常パターンの一例を示す模式説明図である。図６（ｂ）は、被加工面に発生したオープン欠陥の一例を示す模式説明図である。図７は、本発明の実施形態に係る配線修復動作について説明するフローチャートである。図８は、図６（ａ）のオープン欠陥に対応した空間変調素子の変調データの例を示す模式説明図である。図９は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置の転写用基板の移動の様子を示す模式説明図である。図１０は、本発明の実施形態に係るカット修正動作について説明するフローチャートである。
基板１１は、例えば、マクロ検査装置などの他の検査装置で欠陥が検出されると、レーザ加工装置５０に搬入され、ステージ１７上にセットされる。このとき、転写用基板ユニット４０は、アーム部４２ｃを３軸方向に保持しておき、浮上機構４４のガス供給を停止した状態で、光路外の待機位置に退避されている。
ステップＳ１では、装置制御部８０は、基板情報データベース８６にアクセスして、基板１１に形成された正常パターンの画像データ、および他の検査装置で検出された欠陥の情報を取得し記憶部７４に記憶させる。
そして、他の検査装置で検出された欠陥の位置情報に基づいて、最初の検査位置を決定し、加工領域移動制御部７８を介して、対物レンズ１０の光軸を最初の検査位置に位置座標を加工領域移動機構１６に送出する。
加工領域移動機構１６では、送出された位置座標に基づいて、ステージ１７、加工ヘッド移動機構１８を駆動して、加工ヘッド５１を基板１１に対して相対移動させる。
ステップＳ１では、装置制御部８０は、基板情報データベース８６にアクセスして、基板１１に形成された正常パターンの画像データ、および他の検査装置で検出された欠陥の情報を取得し記憶部７４に記憶させる。
そして、他の検査装置で検出された欠陥の位置情報に基づいて、最初の検査位置を決定し、加工領域移動制御部７８を介して、対物レンズ１０の光軸を最初の検査位置に位置座標を加工領域移動機構１６に送出する。
加工領域移動機構１６では、送出された位置座標に基づいて、ステージ１７、加工ヘッド移動機構１８を駆動して、加工ヘッド５１を基板１１に対して相対移動させる。
ステップＳ２では、被加工面１１ａの画像を取得して視野範囲の欠陥検出処理を行う。
まず、対物レンズ制御部７３を介して対物レンズ移動機構１５のレボルバ機構を駆動し、低倍率の対物レンズ１０をセットし、この倍率の対物レンズ１０によって画像を取得する。そのために、照明光源１４を点灯し、観察用光３３を発生させる。観察用光３３は、照明用レンズ１４ａによって略平行光束とされ、ハーフミラー９で反射されて、この反射光が対物レンズ１０で集光されて被加工面１１ａ上の視野範囲を照明する。
被加工面１１ａで反射された反射光３４は、対物レンズ１０で集光され、ハーフミラー９、ビームスプリッタ８を透過して、観察用結像レンズ１２に導かれる。観察用結像レンズ１２に入射した反射光３４は、撮像素子１３の撮像面に結像される。
撮像素子１３は、結像された被加工面１１ａの画像を光電変換し、画像信号として撮像制御部７０に送出する。この画像信号は、画像処理部７１に送出されて、例えば、コントラスト法などによって、フォーカス情報を生成し、このフォーカス情報を対物レンズ制御部７３に送出することで、被加工面１１ａに対する対物レンズ１０のオートフォーカス動作を行う。
そして、合焦後、必要に応じて、ノイズ除去、輝度補正などの画像処理を施した画像データとして、欠陥検出部７２に送出する。また、記憶部７４に記憶し、ディスプレイ２７に表示する。
欠陥検出部７２では、周知の良品の画像データとの差分を取り、その差分について、予め設定した閾値で２値化して欠陥検出するなどの欠陥検出処理を行う。ただし、ステップＳ２では、低倍率の観察のため、他の検査装置による欠陥位置の確認、または修正を行うことを目的としており、検出された欠陥がオープン欠陥か、ショート欠陥かは判定しない。
まず、対物レンズ制御部７３を介して対物レンズ移動機構１５のレボルバ機構を駆動し、低倍率の対物レンズ１０をセットし、この倍率の対物レンズ１０によって画像を取得する。そのために、照明光源１４を点灯し、観察用光３３を発生させる。観察用光３３は、照明用レンズ１４ａによって略平行光束とされ、ハーフミラー９で反射されて、この反射光が対物レンズ１０で集光されて被加工面１１ａ上の視野範囲を照明する。
被加工面１１ａで反射された反射光３４は、対物レンズ１０で集光され、ハーフミラー９、ビームスプリッタ８を透過して、観察用結像レンズ１２に導かれる。観察用結像レンズ１２に入射した反射光３４は、撮像素子１３の撮像面に結像される。
撮像素子１３は、結像された被加工面１１ａの画像を光電変換し、画像信号として撮像制御部７０に送出する。この画像信号は、画像処理部７１に送出されて、例えば、コントラスト法などによって、フォーカス情報を生成し、このフォーカス情報を対物レンズ制御部７３に送出することで、被加工面１１ａに対する対物レンズ１０のオートフォーカス動作を行う。
そして、合焦後、必要に応じて、ノイズ除去、輝度補正などの画像処理を施した画像データとして、欠陥検出部７２に送出する。また、記憶部７４に記憶し、ディスプレイ２７に表示する。
欠陥検出部７２では、周知の良品の画像データとの差分を取り、その差分について、予め設定した閾値で２値化して欠陥検出するなどの欠陥検出処理を行う。ただし、ステップＳ２では、低倍率の観察のため、他の検査装置による欠陥位置の確認、または修正を行うことを目的としており、検出された欠陥がオープン欠陥か、ショート欠陥かは判定しない。
次にステップＳ３では、ステップＳ２の欠陥検出処理の結果、欠陥の存在が確認されたかどうか判定し、欠陥が存在する場合には、検出された欠陥の位置情報を装置制御部８０に送出して、ステップＳ４に移行する。
欠陥の存在を確認できない場合は、ステップＳ１１に移行する。
欠陥の存在を確認できない場合は、ステップＳ１１に移行する。
次に、ステップＳ４では、欠陥の詳細情報を取得するため、対物レンズ１０を高倍率のものに切り替え、ステップＳ２で取得された欠陥の位置情報に応じて、加工ヘッド５１を移動する。このとき、加工可能領域Ｒ内に複数の欠陥が存在する場合には、それら欠陥群の中心位置に移動し、加工可能領域Ｒの画像データを取得する。そして、欠陥検出部７２により再度欠陥検出処理を行う。
次に、ステップＳ５では、ステップＳ４の欠陥検出処理の結果、欠陥の存在が確認されたかどうか判定し、欠陥が存在する場合には、ステップＳ６に移行する。
一方、欠陥の存在を確認できない場合、あるいは、欠陥であっても回路パターンにかかっていない場合等、機能上問題が発生しないため修正が不要な欠陥であるような場合は、ステップＳ１１に移行する。
一方、欠陥の存在を確認できない場合、あるいは、欠陥であっても回路パターンにかかっていない場合等、機能上問題が発生しないため修正が不要な欠陥であるような場合は、ステップＳ１１に移行する。
次にステップＳ６では、加工可能領域Ｒの欠陥が、オープン欠陥を含んでいるかどうか判定する。
例えば、加工可能領域Ｒ内の正常パターンが、図６（ａ）のような配線パターン１０１である場合の例で説明する。
配線パターン１０１は、多数のＴＦＴが配列された回路の金属配線を金属薄膜４１ｂと同材質の金属で形成したものである。すなわち、被加工面１１ａの最上層には、配線１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ソースライン１０３、１０３ａ、１０３ｂ、ＴＦＴ部１０４、ドレイン電極１０５、１０５ａなどからなる金属層パターンが形成されている。なお、符号１０６は下層に存在するゲートラインを示す。
このような配線パターン１０１に対して、図６（ｂ）に示すような、撮像画像１１０が取得されたとする。欠陥検出部７２は、配線パターン１０１と撮像画像１１０との差分をとることにより、欠陥領域１１１をオープン欠陥として検出することになる。すなわち、図６（ｂ）の例では、配線１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ソースライン１０３ａ、１０３ｂ、ドレイン電極１０５ａの一部が欠落していることが分かる。
このように、オープン欠陥が含まれている場合は、ステップＳ７に移行する。
また、オープン欠陥が存在しない場合には、ステップＳ８に移行する。
例えば、加工可能領域Ｒ内の正常パターンが、図６（ａ）のような配線パターン１０１である場合の例で説明する。
配線パターン１０１は、多数のＴＦＴが配列された回路の金属配線を金属薄膜４１ｂと同材質の金属で形成したものである。すなわち、被加工面１１ａの最上層には、配線１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ソースライン１０３、１０３ａ、１０３ｂ、ＴＦＴ部１０４、ドレイン電極１０５、１０５ａなどからなる金属層パターンが形成されている。なお、符号１０６は下層に存在するゲートラインを示す。
このような配線パターン１０１に対して、図６（ｂ）に示すような、撮像画像１１０が取得されたとする。欠陥検出部７２は、配線パターン１０１と撮像画像１１０との差分をとることにより、欠陥領域１１１をオープン欠陥として検出することになる。すなわち、図６（ｂ）の例では、配線１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ソースライン１０３ａ、１０３ｂ、ドレイン電極１０５ａの一部が欠落していることが分かる。
このように、オープン欠陥が含まれている場合は、ステップＳ７に移行する。
また、オープン欠陥が存在しない場合には、ステップＳ８に移行する。
ステップＳ７は、図７に示すようなフローにしたがって、配線修復を行う工程である。
ステップＳ２０では、配線修復の初期設定を行う。すなわち、レーザ光源１の条件設定、変調データの作成、転写回数の設定を行う。
レーザ光源１の条件設定は、レーザ光制御部７５によって、レーザ光源１の波長および出力を配線修復用に設定する。
変調データの作成は、画像処理部７１によって行う。
例えば、欠陥領域１１１の欠落範囲を配線修復するには、配線パターン１０１の画像と撮像画像１１０との差分を取って、その画像を結像光学系の倍率βに応じて、変調領域Ｍ上の画像データに変換し、画像データ上の欠落部分にオン光３２が到達するように、各微小ミラー６ａのオンオフを設定する変調データを作成する。図８にこの変調データの例を示す。
欠落部分である配線１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ソースライン１０３ａ、１０３ｂ、ドレイン電極１０５ａに対応して、それぞれ領域１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０３Ａ、１０３Ｂ、１０５Ａの範囲がオン状態データ１２１とされ、それ以外の変調領域Ｍがすべてオフ状態データに設定された変調データ２００を生成する。変調データ２００は、例えば、各微小ミラー６ａの２次元配列位置に対応して、オン状態が１、オフ状態が０の数値が対応する表データとして生成される。
なお、ここでは、他の回路パターンにかからない範囲で検出された欠陥の大きさより、大きく変調データ２００のオン部分が設定される。または、回路をつなぐ長手方向に長く設定される。これにより、より確実に回路をつなぐことが可能となる。
ステップＳ２０では、配線修復の初期設定を行う。すなわち、レーザ光源１の条件設定、変調データの作成、転写回数の設定を行う。
レーザ光源１の条件設定は、レーザ光制御部７５によって、レーザ光源１の波長および出力を配線修復用に設定する。
変調データの作成は、画像処理部７１によって行う。
例えば、欠陥領域１１１の欠落範囲を配線修復するには、配線パターン１０１の画像と撮像画像１１０との差分を取って、その画像を結像光学系の倍率βに応じて、変調領域Ｍ上の画像データに変換し、画像データ上の欠落部分にオン光３２が到達するように、各微小ミラー６ａのオンオフを設定する変調データを作成する。図８にこの変調データの例を示す。
欠落部分である配線１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ソースライン１０３ａ、１０３ｂ、ドレイン電極１０５ａに対応して、それぞれ領域１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０３Ａ、１０３Ｂ、１０５Ａの範囲がオン状態データ１２１とされ、それ以外の変調領域Ｍがすべてオフ状態データに設定された変調データ２００を生成する。変調データ２００は、例えば、各微小ミラー６ａの２次元配列位置に対応して、オン状態が１、オフ状態が０の数値が対応する表データとして生成される。
なお、ここでは、他の回路パターンにかからない範囲で検出された欠陥の大きさより、大きく変調データ２００のオン部分が設定される。または、回路をつなぐ長手方向に長く設定される。これにより、より確実に回路をつなぐことが可能となる。
転写回数の設定は、装置制御部８０によって行う。転写回数を設定するのは、金属薄膜４１ｂが修正対象の金属層よりも薄いため、オン状態データ１２１による転写を複数回行って、所望の金属層を形成するためである。例えば、金属薄膜４１ｂの厚さが１００ｎｍで、修正対象の金属層の層厚が０．３μｍの場合、転写回数は、３回に設定する。
次に、ステップＳ２１では、転写用基板移動制御部８２によって転写用基板移動機構４３を駆動して、転写用基板ユニット４０を被加工面１１ａ上に進出させる。このとき、アーム部４２ｃは保持状態とし、被加工面１１ａ上の高さは転写時の高さより高く保持する。
また、転写用基板ユニット４０の水平方向の位置は、未転写領域が、加工可能領域Ｒ上に位置するように設定される。すなわち、図３（ａ）に示すように、転写用基板４１は、開口部４２ｂの範囲に、オン光３２を照射することで、金属薄膜４１ｂを蒸発または昇華させて、層形成物質を被加工面１１ａに転写することができるが、本実施形態では、予め転写用基板４１上の矩形状の転写領域４５を、図９（ａ）に示すように、加工可能領域Ｒの大きさに対応して仮想的な区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、…、のように等分割しておき、１回の転写工程を行うごとに、これらの区画を順次移動させるようにしている。これらの区画の位置情報、およびどの区画が未転写領域であるかを示す情報は、転写履歴記憶部８１に記憶しておく。
したがって、ステップＳ２１では、例えば、区画Ａ１が、加工可能領域Ｒと重なるような位置に転写用基板ユニット４０を進出させる。
なお、転写回数に対応する区画が確保できない場合は、転写用基板ユニット４０の交換を促す警告を、ディスプレイ２７に表示し、新しい転写用基板ユニット４０に交換してから、工程を続行する。
また、転写用基板ユニット４０の水平方向の位置は、未転写領域が、加工可能領域Ｒ上に位置するように設定される。すなわち、図３（ａ）に示すように、転写用基板４１は、開口部４２ｂの範囲に、オン光３２を照射することで、金属薄膜４１ｂを蒸発または昇華させて、層形成物質を被加工面１１ａに転写することができるが、本実施形態では、予め転写用基板４１上の矩形状の転写領域４５を、図９（ａ）に示すように、加工可能領域Ｒの大きさに対応して仮想的な区画Ａ１、Ａ２、Ａ３、…、のように等分割しておき、１回の転写工程を行うごとに、これらの区画を順次移動させるようにしている。これらの区画の位置情報、およびどの区画が未転写領域であるかを示す情報は、転写履歴記憶部８１に記憶しておく。
したがって、ステップＳ２１では、例えば、区画Ａ１が、加工可能領域Ｒと重なるような位置に転写用基板ユニット４０を進出させる。
なお、転写回数に対応する区画が確保できない場合は、転写用基板ユニット４０の交換を促す警告を、ディスプレイ２７に表示し、新しい転写用基板ユニット４０に交換してから、工程を続行する。
転写用基板ユニット４０が光路上に進出すると、転写用基板４１が撮像素子１３の撮像範囲に入るので、画像処理部７１では、転写用基板４１の非透明部である金属薄膜４１ｂ面に対して、対物レンズ１０のオートフォーカス動作が行われ、以下の工程では、金属薄膜４１ｂ面に対する合焦状態が保たれる。
次に、ステップＳ２２では、浮上機構制御部８３により浮上機構４４から浮上用のガスを供給する。供給されたガスは、ガス流路４２ｅ、４２ｆを通して、４箇所の噴射孔４１ｃから被加工面１１ａに向けて噴射される。
次に、ステップＳ２３では、転写用基板移動機構４３によりアーム部４２ｃの上下方向（Ｚ方向）の保持を解除する。これにより、転写用基板ユニット４０は、噴射孔４１ｃから噴射されるガスによって被加工面１１ａ上で高さΔの位置に浮上される。
このとき、アーム部４２ｃの水平方向（ＸＹ方向）の保持状態は維持されているため、転写用基板移動機構４３によって、水平方向に位置移動可能となっている。
これにより、Δが微小な高さであっても、転写用基板４１を安定して保持することができ、また水平方向にも円滑に移動させることができる。
次に、ステップＳ２３では、転写用基板移動機構４３によりアーム部４２ｃの上下方向（Ｚ方向）の保持を解除する。これにより、転写用基板ユニット４０は、噴射孔４１ｃから噴射されるガスによって被加工面１１ａ上で高さΔの位置に浮上される。
このとき、アーム部４２ｃの水平方向（ＸＹ方向）の保持状態は維持されているため、転写用基板移動機構４３によって、水平方向に位置移動可能となっている。
これにより、Δが微小な高さであっても、転写用基板４１を安定して保持することができ、また水平方向にも円滑に移動させることができる。
次に、ステップＳ２４では、転写用基板移動制御部８２が転写履歴記憶部８１の情報を参照して、転写用基板移動機構４３を駆動し、転写用基板４１を未転写領域に移動させる。転写第１回目は、ステップＳ２１で、未転写領域である区画Ａ１が選択されているので、区画Ａ１が加工可能領域Ｒに正確に重なるように、転写用基板移動機構４３によって水平方向の位置合わせを行う。これにより、万一ステップＳ２３において水平方向の位置がずれた場合でも、正確に位置合わせすることが可能となる。
転写第２回目以降は、転写履歴記憶部８１に記憶された転写済み領域の情報を参照して、例えば、区画Ａ２などの未転写領域に移動する。
転写第２回目以降は、転写履歴記憶部８１に記憶された転写済み領域の情報を参照して、例えば、区画Ａ２などの未転写領域に移動する。
次に、ステップＳ２５では、装置制御部８０は、画像処理部７１から送出された変調データ２００を空間変調素子駆動部７７に送出する。
空間変調素子駆動部７７に変調データ２００が送出されると、変調データ２００に基づいて、空間変調素子６の各微小ミラー６ａが駆動される。
空間変調素子駆動部７７に変調データ２００が送出されると、変調データ２００に基づいて、空間変調素子６の各微小ミラー６ａが駆動される。
次に、ステップＳ２６では、装置制御部８０は、レーザ光制御部７５によってレーザ光源１をパルス発振させ、コリメートユニット４から略平行光束のレーザ光３１を出射する。
レーザ光３１は、反射ミラー５ａによって偏向され、空間変調素子６の各微小ミラー６ａを照射する。そして、オン状態の微小ミラー６ａによりオン光３２が反射されると、反射ミラー５ｂによって、結像レンズ７の光軸に沿って入射される。一方、オフ光３５は、結像レンズ７のＮＡ外に反射される。
これにより、オン光３２のみが、結像レンズ７で集光され、ビームスプリッタ８で反射され、ハーフミラー９を透過し、対物レンズ１０によって、金属薄膜４１ｂ上に結像される。このため、変調データ２００に対応する変調領域Ｍの画像が、加工可能領域Ｒの大きさに倍率変換されて、金属薄膜４１ｂ上に結像される。
これにより、金属薄膜４１ｂ上でオン光３２が照射された位置の層形成物質が熱エネルギーを受けて蒸発または昇華し、近接して配置された被加工面１１ａのオープン欠陥部分に付着する。このとき、転写用基板４１の高さΔは、浮上機構４４によって微小距離に安定して保持されているので、層形成物質を対向する位置に正確かつ効率的に転写することが可能となる。
レーザ光３１は、反射ミラー５ａによって偏向され、空間変調素子６の各微小ミラー６ａを照射する。そして、オン状態の微小ミラー６ａによりオン光３２が反射されると、反射ミラー５ｂによって、結像レンズ７の光軸に沿って入射される。一方、オフ光３５は、結像レンズ７のＮＡ外に反射される。
これにより、オン光３２のみが、結像レンズ７で集光され、ビームスプリッタ８で反射され、ハーフミラー９を透過し、対物レンズ１０によって、金属薄膜４１ｂ上に結像される。このため、変調データ２００に対応する変調領域Ｍの画像が、加工可能領域Ｒの大きさに倍率変換されて、金属薄膜４１ｂ上に結像される。
これにより、金属薄膜４１ｂ上でオン光３２が照射された位置の層形成物質が熱エネルギーを受けて蒸発または昇華し、近接して配置された被加工面１１ａのオープン欠陥部分に付着する。このとき、転写用基板４１の高さΔは、浮上機構４４によって微小距離に安定して保持されているので、層形成物質を対向する位置に正確かつ効率的に転写することが可能となる。
次に、ステップＳ２７では、空間変調素子駆動部７７により、空間変調素子６の駆動状態をリセットする。そして、区画Ａ１が転写済領域であることを転写履歴記憶部８１に記憶する。以上で、第１回目の転写が終了する。
次に、ステップＳ２８では、装置制御部８０は、転写回数が、ステップＳ２０で設定した転写回数になったかどうか判定し、転写回数に達していない場合には、ステップＳ２４に移行し、上記ステップＳ２４〜Ｓ２７を繰り返す。
また、転写回数に達した場合は、ステップＳ２９に移行する。
次に、ステップＳ２８では、装置制御部８０は、転写回数が、ステップＳ２０で設定した転写回数になったかどうか判定し、転写回数に達していない場合には、ステップＳ２４に移行し、上記ステップＳ２４〜Ｓ２７を繰り返す。
また、転写回数に達した場合は、ステップＳ２９に移行する。
ステップＳ２９では、転写用基板移動機構４３によりアーム部４２ｃを上下方向に保持状態とし、被加工面１１ａから離すため上方に移動する。そして、浮上機構制御部８３により浮上機構４４からのガス供給を停止し（ステップＳ３０）、次いで、転写用基板移動機構４３により転写用基板ユニット４０を光路外に退避する。
以上で、配線修復工程（図５のステップＳ７）が終了する。そして、ステップＳ９に移行する。
以上で、配線修復工程（図５のステップＳ７）が終了する。そして、ステップＳ９に移行する。
一方、ステップＳ８は、図１０に示すようなフローにしたがって、カット修正を行う工程である。
ステップＳ４０では、カット修正の初期設定を行う。すなわち、レーザ光源１の条件設定、変調データの作成を行う。
レーザ光源１の条件設定は、レーザ光制御部７５によって、レーザ光源１の波長および出力をカット修正用に設定する。
変調データの作成は、画像処理部７１によって行う。この場合、オン光３２が、除去すべきパターン上に照射されるように、各微小ミラー６ａのオンオフを設定する変調データを作成する。
ステップＳ４０では、カット修正の初期設定を行う。すなわち、レーザ光源１の条件設定、変調データの作成を行う。
レーザ光源１の条件設定は、レーザ光制御部７５によって、レーザ光源１の波長および出力をカット修正用に設定する。
変調データの作成は、画像処理部７１によって行う。この場合、オン光３２が、除去すべきパターン上に照射されるように、各微小ミラー６ａのオンオフを設定する変調データを作成する。
次に、ステップＳ４１では、装置制御部８０は、画像処理部７１から送出された変調データを空間変調素子駆動部７７に送出する。
空間変調素子駆動部７７に変調データが送出されると、変調データに基づいて、空間変調素子６の各微小ミラー６ａが駆動される。
次に、ステップＳ４２では、ステップＳ２６と同様に、ステップＳ４０で設定した条件でレーザ光３１を発振させ、被加工面１１ａにオン光３２を照射する。これにより、加工可能領域Ｒ内のパターンがカット修正される。
次に、ステップＳ４３では、空間変調素子駆動部７７により、空間変調素子６の駆動状態をリセットする。
以上で、ステップＳ８を終了し、ステップＳ９に移行する。
なお、加工可能領域Ｒ内にオープン欠陥とショート欠陥とが両方ある場合は、ステップＳ７の後にステップＳ８のカット修正が行われる。
空間変調素子駆動部７７に変調データが送出されると、変調データに基づいて、空間変調素子６の各微小ミラー６ａが駆動される。
次に、ステップＳ４２では、ステップＳ２６と同様に、ステップＳ４０で設定した条件でレーザ光３１を発振させ、被加工面１１ａにオン光３２を照射する。これにより、加工可能領域Ｒ内のパターンがカット修正される。
次に、ステップＳ４３では、空間変調素子駆動部７７により、空間変調素子６の駆動状態をリセットする。
以上で、ステップＳ８を終了し、ステップＳ９に移行する。
なお、加工可能領域Ｒ内にオープン欠陥とショート欠陥とが両方ある場合は、ステップＳ７の後にステップＳ８のカット修正が行われる。
図５のステップＳ９では、ステップＳ７またはＳ８の実行後の被加工面１１ａの画像を撮像素子１３で撮像し、欠陥検出部７２により欠陥検出処理を行う。これにより、ステップＳ７またはＳ８の修正結果を確認する。
次にステップＳ１０では、修正すべきオープン欠陥またはショート欠陥が修正されているかどうか判定し、修正が成功していない場合には、ステップＳ４に移行する。
修正が成功したと判定された場合は、ステップＳ１１に移行する。
次にステップＳ１０では、修正すべきオープン欠陥またはショート欠陥が修正されているかどうか判定し、修正が成功していない場合には、ステップＳ４に移行する。
修正が成功したと判定された場合は、ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、他に検査位置があるかどうか判定し、他の検査位置がある場合、ステップＳ１に移行する。
他の検査位置がない場合には、動作を終了する。
他の検査位置がない場合には、動作を終了する。
このように、レーザ加工装置５０では、基板１１の欠陥検出を行い、オープン欠陥が検出された場合、空間変調素子６の変調領域Ｍに対応する加工可能領域Ｒの範囲に任意形状層形成物質を転写しオープン欠陥を配線修復することができる。その際、転写するパターンに対応するオン光３２を空間変調素子６によって発生させるので、加工可能領域Ｒの範囲であれば、任意の形状、任意個数の欠陥を同時に修正することができる。そのため、効率的な修正を行うことができる。
また、レーザ加工装置５０は、観察用結像レンズ１２、撮像素子１３などの観察手段と、リペア加工用の結像光学系とを共通に用いて、カット修正も行うことができるようになっている。そして、配線修復とカット修正とは、転写用基板ユニット４０を光路に対して進退させ、レーザ光源１の初期設定を必要に応じて変更するだけで、選択的に切り替えることができる。
全体をため、そのため、１台の装置内で、配線修復とカット修正と容易に切り替えてリペア加工を行うことができ、基板１１の移送を行わなくても済み、段取り替えも迅速に行うことができる。
また、レーザ加工装置５０は、観察用結像レンズ１２、撮像素子１３などの観察手段と、リペア加工用の結像光学系とを共通に用いて、カット修正も行うことができるようになっている。そして、配線修復とカット修正とは、転写用基板ユニット４０を光路に対して進退させ、レーザ光源１の初期設定を必要に応じて変更するだけで、選択的に切り替えることができる。
全体をため、そのため、１台の装置内で、配線修復とカット修正と容易に切り替えてリペア加工を行うことができ、基板１１の移送を行わなくても済み、段取り替えも迅速に行うことができる。
また、噴射孔４１ｃから、不活性ガスを噴射することで、転写用基板４１と被加工面１１ａとの間の隙間を微小に保つとともに、転写用基板４１と被加工面１１ａとの間を不活性ガスで覆うようにしているので、転写用基板４１の移動とともに、不活性雰囲気を移動することができ、装置を簡素化することができる。
次に、本発明の実施形態の第１変形例に係るレーザ加工装置について説明する。
図１１は、本発明の実施形態の第１変形例に係るレーザ加工装置の転写用基板の移動の様子を示す模式説明図である。
図１１は、本発明の実施形態の第１変形例に係るレーザ加工装置の転写用基板の移動の様子を示す模式説明図である。
本変形例は、上記実施形態の配線修復の工程において、未転写領域の移動方法を変えたものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
本変形例は、図７のステップＳ２４で、未転写領域に移動する際、予め移動する区画の大きさを固定せず、図８に示すように、オン状態データ１２１が存在するオン状態データ外接範囲１２２の大きさと、転写用基板４１上の未転写領域の空きスペースとに応じて、未転写領域の残存ができるだけ少なくなるように、未転写領域を動的に設定して移動するようにしたものである。
例えば、図８に示す変調データ２００による配線修復を行うものとして、転写用基板４１の転写領域４５が、区画Ｂ１〜Ｂ４が転写にすでに利用されて、残りの範囲が未転写領域４５ａであったとする。
このとき、転写用基板移動制御部８２は、オン状態データ１２１から、オン状態データをすべて含む矩形範囲を、オン状態データ外接範囲１２２（図８参照）として算出する。そして、区画Ｂ１〜Ｂ４に隣接し、オン状態データ１２１の面積が確保される未転写領域４５ａに移動させる。例えば、領域Ｓ１に移動する。このとき、転写回数ｎに応じて、領域Ｓ１の面積のｎ倍の領域が連続的に確保できる位置に移動すると、２回目以降、例えば、Ｓ２、Ｓ３、…などの隣接領域に順次移動できるので効率的な移動が行える。
これを繰り返して、転写領域４５内に未転写領域ができるだけ少なくなるように制御する。
本変形例では、転写用基板４１の転写効率がよくなるので、安価に配線修復を行うことができる。
本変形例は、図７のステップＳ２４で、未転写領域に移動する際、予め移動する区画の大きさを固定せず、図８に示すように、オン状態データ１２１が存在するオン状態データ外接範囲１２２の大きさと、転写用基板４１上の未転写領域の空きスペースとに応じて、未転写領域の残存ができるだけ少なくなるように、未転写領域を動的に設定して移動するようにしたものである。
例えば、図８に示す変調データ２００による配線修復を行うものとして、転写用基板４１の転写領域４５が、区画Ｂ１〜Ｂ４が転写にすでに利用されて、残りの範囲が未転写領域４５ａであったとする。
このとき、転写用基板移動制御部８２は、オン状態データ１２１から、オン状態データをすべて含む矩形範囲を、オン状態データ外接範囲１２２（図８参照）として算出する。そして、区画Ｂ１〜Ｂ４に隣接し、オン状態データ１２１の面積が確保される未転写領域４５ａに移動させる。例えば、領域Ｓ１に移動する。このとき、転写回数ｎに応じて、領域Ｓ１の面積のｎ倍の領域が連続的に確保できる位置に移動すると、２回目以降、例えば、Ｓ２、Ｓ３、…などの隣接領域に順次移動できるので効率的な移動が行える。
これを繰り返して、転写領域４５内に未転写領域ができるだけ少なくなるように制御する。
本変形例では、転写用基板４１の転写効率がよくなるので、安価に配線修復を行うことができる。
次に、本発明の実施形態の第２変形例に係るレーザ加工装置について説明する。
図１２は、本発明の実施形態の第２変形例に係るレーザ加工装置の概略構成を示す光軸を含む断面における模式説明図である。図１３は、本発明の実施形態の第２変形例に係るレーザ加工装置の空間変調素子の概略構成を示す模式的な斜視図である。
図１２は、本発明の実施形態の第２変形例に係るレーザ加工装置の概略構成を示す光軸を含む断面における模式説明図である。図１３は、本発明の実施形態の第２変形例に係るレーザ加工装置の空間変調素子の概略構成を示す模式的な斜視図である。
本変形例のレーザ加工装置５５は、上記実施形態のレーザ加工装置５０の空間変調素子６に代えて、空間変調素子６１を備え、反射ミラー５ａを削除したものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
空間変調素子６１は、図１２に示すように、レーザ光３１の光路中に配置して、レーザ光３１の一部を光路断面における位置に応じて透過することで、空間変調を行う透過型空間変調素子である。例えば、高速に動作できる微小な可動構造が製作できるＭＥＭＳ技術を用い、光反射性の微小な矩形板をその一辺で回動ヒンジにより支持したフリップ６１ａを２次元的に複数配列した構成を採用することができる。各フリップ６１ａは、制御信号に応じてそれぞれ静電電圧が印加されることにより、回動ヒンジを中心として回動される。そのため、静電電圧が印加されないオフ状態では、回動角が０度となり各フリップ６１ａが１つの平面に整列する。一方、静電電圧が印加されるオン状態では、回動角が９０度となり、フリップ６１ａがオフ状態の平面に対して直交する位置まで回動される。
レーザ光３１は、オフ状態のフリップ６１ａが整列する平面の法線方向に略沿って入射されるようにする。
レーザ光３１は、オフ状態のフリップ６１ａが整列する平面の法線方向に略沿って入射されるようにする。
このような構成により、各フリップ６１ａは、空間変調素子駆動部７７により、オフ状態またはオン状態に制御される。特定のフリップ６１ａがオン状態となると、オン状態のフリップ６１ａの配置に対応した開口部が形成され、オン状態のフリップ３０ａの位置にオン光３２Ａが透過される。
オン光３２Ａは、反射ミラー５ｂで反射されて結像レンズ７に入射され、対物レンズ１０で、金属薄膜４１ｂ、また被加工面１１ａに結像される。
このため、上記実施形態のレーザ加工装置５０と全く同様にして、配線修復およびカット修正を行うことができる。
オン光３２Ａは、反射ミラー５ｂで反射されて結像レンズ７に入射され、対物レンズ１０で、金属薄膜４１ｂ、また被加工面１１ａに結像される。
このため、上記実施形態のレーザ加工装置５０と全く同様にして、配線修復およびカット修正を行うことができる。
なお、上記の説明では、対物レンズ１０のオートフォーカスを、コントラスト法などの画像処理によって行った例で説明したが、測距センサなどによるオートフォーカス動作を行うようにしてもよい。
また、上記の説明では、対物レンズ１０がフォーカス位置を、転写用基板４１の進退に応じてオートフォーカス動作を行うことで切り換えるようにした例で説明したが、転写用基板移動機構４３によって、転写用基板４１を被加工面１１ａに対して一定高さΔの位置に保持する構成を採用すれば、転写時のフォーカス位置は、被加工面１１ａから一定高さΔだけシフトするようにして、転写用基板４１にオートフォーカスさせなくてもよい。
この場合、例えば、転写用基板移動機構４３、転写用基板ユニット４０を加工ヘッド５１と別体に保持し、対物レンズ１０のフォーカス位置を、加工ヘッド５１の上下動によって変更する構成を採用することができる。
この場合、例えば、転写用基板移動機構４３、転写用基板ユニット４０を加工ヘッド５１と別体に保持し、対物レンズ１０のフォーカス位置を、加工ヘッド５１の上下動によって変更する構成を採用することができる。
また、上記の説明では、レーザ加工装置は、配線修復とカット修正とを切り替えられるようにしているが、レーザ光源１を配線修復の条件のみに適合するものを採用し、配線修復のみを行う装置としてもよい。
また、上記の実施形態の第１変形例の説明では、未転写領域を動的に割り当てる場合、オン状態データ外接範囲１２２を矩形外形として説明したが、これは一例であり、任意の多角形領域を採用することができる。
また、上記の説明では、ガス浮上ホルダが、転写用基板に貫通する噴射孔を通してガスを噴射する構成の例で説明したが、噴射孔は、転写用基板の外縁を保持する部分のガス浮上ホルダに貫通させて設けてもよい。
また、上記の説明では、転写用基板がガス浮上保持される構成の例で説明したが、被加工面との間の距離を、層形成物資が良好に転写できる寸法に保つことができれば、必ずしもガス浮上させなくてもよい。
また、層形成物質が、転写時に酸化されるおそれがない場合には、不活性ガスを噴射する必要はない。
また、層形成物質が、転写時に酸化されるおそれがない場合には、不活性ガスを噴射する必要はない。
１ レーザ光源
６、６１ 空間変調素子
７ 結像レンズ（結像光学系）
１０ 対物レンズ（結像光学系）
１１ 基板（被加工物）
１１ａ 被加工面
１２ 観察用結像レンズ
１３ 撮像素子
１５ 対物レンズ移動機構（結像位置移動機構）
１６ 加工領域移動機構
１７ ステージ
１８ 加工ヘッド移動機構
３０ レーザ光源部
３１ レーザ光
３２、３２Ａ オン光
４０ 転写用基板ユニット
４１ 転写用基板
４１ａ ガラス基板
４１ｂ 金属薄膜（転写用薄膜）
４１ｃ 噴射孔
４２ 基板ホルダ（ガス浮上ホルダ）
４２ｅ、４２ｆ ガス流路
４３ 転写用基板移動機構
４４ 浮上機構
４５ 転写領域
４５ａ 未転写領域
５０、５５ レーザ加工装置
７１ 画像処理部（変調データ生成部）
７２ 欠陥検出部
７３ 結像位置制御部
７５ レーザ光制御部
８０ 装置制御部
８１ 転写履歴記憶部
８２ 転写用基板移動制御部
１０１ 配線パターン
１１１ 欠陥領域
１２１ オン状態データ
１２２ オン状態データ外接範囲
Ｍ 変調領域
Ｒ 加工可能領域Ｒ
Ａ１、…、Ａ５、Ｂ１、…、Ｂ４ 区画
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 領域
６、６１ 空間変調素子
７ 結像レンズ（結像光学系）
１０ 対物レンズ（結像光学系）
１１ 基板（被加工物）
１１ａ 被加工面
１２ 観察用結像レンズ
１３ 撮像素子
１５ 対物レンズ移動機構（結像位置移動機構）
１６ 加工領域移動機構
１７ ステージ
１８ 加工ヘッド移動機構
３０ レーザ光源部
３１ レーザ光
３２、３２Ａ オン光
４０ 転写用基板ユニット
４１ 転写用基板
４１ａ ガラス基板
４１ｂ 金属薄膜（転写用薄膜）
４１ｃ 噴射孔
４２ 基板ホルダ（ガス浮上ホルダ）
４２ｅ、４２ｆ ガス流路
４３ 転写用基板移動機構
４４ 浮上機構
４５ 転写領域
４５ａ 未転写領域
５０、５５ レーザ加工装置
７１ 画像処理部（変調データ生成部）
７２ 欠陥検出部
７３ 結像位置制御部
７５ レーザ光制御部
８０ 装置制御部
８１ 転写履歴記憶部
８２ 転写用基板移動制御部
１０１ 配線パターン
１１１ 欠陥領域
１２１ オン状態データ
１２２ オン状態データ外接範囲
Ｍ 変調領域
Ｒ 加工可能領域Ｒ
Ａ１、…、Ａ５、Ｂ１、…、Ｂ４ 区画
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 領域
Claims (4)
- 層形成物質により層状のパターンが形成された被加工面の画像を撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像された前記被加工面の画像から、前記被加工面のパターンの一部が欠落したオープン欠陥と前記被加工面のパターン同士が接触したショート欠陥とを区別して欠陥を検出し、該欠陥の位置、形状の情報を含む欠陥情報を取得する欠陥検出部とを有するレーザ加工装置であって、
前記層形成物質を蒸発または昇華可能なレーザ光を発生するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射されたレーザ光を空間変調する空間変調素子と、
該空間変調素子によって一定方向に向けて反射されたレーザ光を被加工面に導く結像光学系と、
該結像光学系の結像位置を前記被加工面の近傍の光軸方向に移動する結像位置移動機構と、
ガラス基板上に前記層形成物質からなる転写用薄膜が形成された転写用基板と、
該転写用基板を、前記転写用薄膜を前記被加工面側に向けた状態で、前記被加工面と前記結像光学系との間の光路上において前記結像光学系の光軸に沿う方向および直交する方向にそれぞれ位置移動可能、かつ前記光路に対して進退移動可能に保持する転写用基板移動機構と、
前記欠陥検出部によって検出された前記オープン欠陥の欠陥情報に基づいて、前記オープン欠陥の部分に前記レーザ光を照射するための前記空間変調素子の変調データを生成する変調データ生成部とを備え、
前記転写用基板上の前記転写用薄膜の未転写領域を前記被加工面近傍の前記オープン欠陥上に移動し、前記変調データ生成部によって生成された変調データに基づいて空間変調されたレーザ光を前記転写用薄膜上に結像し、前記レーザ光の照射部分の前記層形成物質を前記オープン欠陥上に転写して、前記オープン欠陥を修復できるようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。 - 前記転写用基板は、前記被加工面に対して不活性ガスを噴射するための流路が形成されたガス浮上ホルダを介して、前記転写用基板移動機構に保持されてなり、
前記転写用基板移動機構は、前記ガス浮上ホルダの前記結像光学系の光軸方向の保持と保持解除とを選択的に切り換えられるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。 - 前記転写用基板の転写済み領域の位置情報を記憶する転写履歴記憶部と、
前記欠陥検出部によって検出された前記オープン欠陥の大きさと、前記転写履歴記憶部に記憶された前記転写済み領域の位置情報とを参照して、転写に用いる前記未転写領域を設定する移動位置設定部とを備え、
前記転写用基板移動機構は、転写動作時に、前記移動位置設定部で設定された未転写領域に前記転写用基板を移動させるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工装置。 - 前記レーザ光源は、前記層形成物質を蒸発または昇華可能な第１のレーザ光と、前記被加工面上の欠陥を除去加工可能な第２のレーザ光とを選択的に切り換えて発生可能とされ、
前記欠陥検出部は、前記被加工面上から除去すべきショート欠陥が検出可能とされ、
前記変調データ生成部は、前記欠陥検出部によって検出されたショート欠陥の情報に基づいて、前記ショート欠陥の部分に前記第２のレーザ光を照射するための前記空間変調素子の変調データを生成し、
前記転写用移動機構により前記転写用基板を、前記被加工面と前記結像光学系との間の光路から退避した状態で、前記第２のレーザ光の発生を選択することによって前記ショート欠陥を除去できるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ加工装置。
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