JP2010090471A - Apparatus and method for laser beam machining - Google Patents

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Masayuki Tsukagoshi
雅之 塚越
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Omron Corp
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Omron Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for laser beam machining, capable of reducing machining time while maintaining quality of machining by a laser CVD method. <P>SOLUTION: A plurality of slits of various forms corresponding to various shapes of defects is previously prepared, and irradiation of laser beams of these shapes is collectively performed to form a conductive film. A process for correcting a disconnected part comprises a step carried out under first conditions regarding laser output and machining time and a step carried out under second conditions regarding laser output and machining time, wherein the second laser output condition is lower than the first laser output condition and the second machining time condition is longer than the first machining time condition. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば回路基板のレーザリペア等の用途に好適なレーザ加工装置及び方法に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus and method suitable for applications such as laser repair of circuit boards.

基板上に形成された配線の断線部等の、いわゆる配線欠陥を修正する方法として、レーザCVD(Chemical Vapor Deposition:化学的気相成長)法による加工方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。これは、レーザCVD法を用いて、断線部又はこれを迂回するバイパス経路上に導電性の膜を堆積させることにより、配線の断線部を電気的に接続させる方法である。   As a method of correcting a so-called wiring defect such as a disconnection portion of a wiring formed on a substrate, a processing method by a laser CVD (Chemical Vapor Deposition) method is known (for example, Patent Document 1). reference). This is a method of electrically connecting the disconnection portion of the wiring by depositing a conductive film on the disconnection portion or a bypass path that bypasses the disconnection portion using a laser CVD method.

図6(a),(b)に、関連するレーザ加工装置の構成を示す。図6(a)に示すレーザ加工装置では、レーザ光8の光路に沿って、スリット9、リレーレンズ11、対物レンズ12、ガスウインドウ14及び被加工物である基板15がこの順に配置されている。   6A and 6B show the configuration of a related laser processing apparatus. In the laser processing apparatus shown in FIG. 6A, along the optical path of the laser light 8, the slit 9, the relay lens 11, the objective lens 12, the gas window 14, and the substrate 15 that is a workpiece are arranged in this order. .

次に、図6(a)のレーザ加工装置による配線欠陥の修正方法を以下に示す。エキスパンダ(図示せず)により拡げられたレーザ光8が、矩形状の開口9aを有するスリット9により、矩形状のレーザ光10として切り出される。スリット9は、図6(b)に示すように、図のX方向に移動可能な歯27a,27b、及び図のY方向に移動可能な歯28a,28bを有している。なお、図6(b)において、上記以外のスリット9の構成物については図示を省略している。   Next, a method for correcting a wiring defect by the laser processing apparatus of FIG. A laser beam 8 spread by an expander (not shown) is cut out as a rectangular laser beam 10 by a slit 9 having a rectangular opening 9a. As shown in FIG. 6B, the slit 9 has teeth 27a and 27b movable in the X direction in the figure and teeth 28a and 28b movable in the Y direction in the figure. In addition, in FIG.6 (b), illustration is abbreviate | omitted about the structure of the slit 9 other than the above.

切り出されたレーザ光10は、リレーレンズ11及び対物レンズ12により、所定のサイズの矩形状の像13として結像される。また、対物レンズ12の下方に設けられたガスウインドウ14から、レーザCVD法の原料ガスを基板15に向けて供給する。これにより、像13の形状に合わせて露出面に導電膜を形成することで、配線欠陥が修正される。図6(a)の例の場合、基板15はXYステージ(図示せず)に載置されており、欠陥部の形状に合わせてXY方向に移動しながら配線欠陥を修正することができる。   The cut laser beam 10 is formed as a rectangular image 13 having a predetermined size by the relay lens 11 and the objective lens 12. Further, a source gas of a laser CVD method is supplied toward the substrate 15 from a gas window 14 provided below the objective lens 12. Thereby, a conductive film is formed on the exposed surface in accordance with the shape of the image 13, thereby correcting the wiring defect. In the example of FIG. 6A, the substrate 15 is placed on an XY stage (not shown), and the wiring defect can be corrected while moving in the XY direction according to the shape of the defective portion.

配線欠陥の修正形状は、例えば、図7(a)に示す直線配線17、及び図7(b)に示す迂回配線19の様な形状である。そのような形状に対する修正加工は、例えば以下の手順によって行われる。先ず、図6(a)に示すスリット9で切り出されたレーザ光10は、加工開始点において、図7(a)に示す矩形状の像13を結像する。これにより、導電膜が基板15表面に矩形状に堆積される。その後、XYステージの動作により、像13を基板15上でスキャン方向16に相対的に移動させることで、直線配線17が得られる。また、図7(b)に示す迂回配線19も、同様に矩形状の像13を基板15上で移動させることによって得られる。
特開2004−61689号公報
The corrected shape of the wiring defect is, for example, a shape like the straight wiring 17 shown in FIG. 7A and the bypass wiring 19 shown in FIG. The correction process for such a shape is performed, for example, by the following procedure. First, the laser beam 10 cut out by the slit 9 shown in FIG. 6A forms a rectangular image 13 shown in FIG. 7A at the processing start point. Thereby, the conductive film is deposited in a rectangular shape on the surface of the substrate 15. Thereafter, the linear wiring 17 is obtained by moving the image 13 relative to the scanning direction 16 on the substrate 15 by the operation of the XY stage. Similarly, the bypass wiring 19 shown in FIG. 7B is obtained by moving the rectangular image 13 on the substrate 15 in the same manner.
JP 2004-61689 A

しかしながら、図6及び図7に示す方法では、加工時間が長いという問題点があった。上記の方法では、加工スピードがおよそ4μm/s程度である。配線欠陥の修正では通常往復(2スキャン)加工をする為、修正加工部の長さを50μmとすると、約26秒程度かかってしまう。   However, the method shown in FIGS. 6 and 7 has a problem that the processing time is long. In the above method, the processing speed is about 4 μm / s. Since correction of wiring defects usually involves reciprocation (two scans), if the length of the corrected portion is 50 μm, it takes about 26 seconds.

そこで、あらかじめ種々の欠陥形状に合わせたスリット形状を複数用意しておき、その形状で一括してレーザー光を照射して導電膜を形成することが考えられるが、レーザ光の強度が強すぎると形成された膜にダメージを与えてはがれてしまい、弱すぎると膜の形成に上記方法と同様時間がかかるという課題があった。   Therefore, it is conceivable to prepare a plurality of slit shapes according to various defect shapes in advance and irradiate laser light in that shape all at once to form a conductive film, but if the intensity of the laser light is too strong The formed film is damaged and peeled off, and if it is too weak, there is a problem that it takes time similar to the above method to form the film.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、レーザCVD法による加工品質を保ちつつ、加工時間を短縮することができるレーザ加工方法及装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a laser processing method and apparatus capable of shortening the processing time while maintaining the processing quality by the laser CVD method. It is in.

本発明に係るレーザ加工装置は、基板に向けて照射されたレーザ光の形状を規定するスリットを有するマスクと、前記形状が規定されたレーザ光を前記基板上に結像させる光学系と、前記基板に向けてレーザ化学気相成長法に必要な原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、レーザ出力と加工時間との組合せに関する条件を、所定の第1の条件と所定の第2の条件とに切り替える条件切換え手段とを有し、
前記スリットは、前記基板上に形成された配線の断線部を接続するような所定のスリット形状を有し、かつ前記第2の条件におけるレーザ出力は前記第1の条件におけるレーザ出力よりも低く、前記第2の条件における加工時間は前記第1の条件における加工時間よりも長いことを特徴とする。
A laser processing apparatus according to the present invention includes a mask having a slit that defines a shape of a laser beam irradiated toward a substrate, an optical system that forms an image of the laser beam having the defined shape on the substrate, A source gas supply means for supplying a source gas necessary for the laser chemical vapor deposition method toward the substrate, a condition relating to a combination of the laser output and the processing time, a predetermined first condition and a predetermined second condition, And a condition switching means for switching to
The slit has a predetermined slit shape so as to connect a disconnected portion of the wiring formed on the substrate, and the laser output in the second condition is lower than the laser output in the first condition, The processing time under the second condition is longer than the processing time under the first condition.

本発明に係るレーザ加工方法は、基板上に形成された配線の断線部を接続するような所定のスリット形状を有するスリットによりレーザ光の形状を規定する工程と、光学系により前記レーザ光を前記基板上に結像させる工程と、レーザ化学気相成長法を用いて前記基板上に結像された前記所定のスリット形状の導電膜を堆積させることにより前記断線部を修正する工程と、を有し、前記断線部を修正する工程は、レーザ出力と加工時間との組合せに関する第1の条件で実行する工程および第2の条件で実行する工程からなり、前記第2の条件におけるレーザ出力は前記第1の条件におけるレーザ出力よりも低く、前記第2の条件における加工時間は前記第1の条件における加工時間よりも長いことを特徴とする。   The laser processing method according to the present invention includes a step of defining a shape of a laser beam by a slit having a predetermined slit shape that connects a disconnection portion of a wiring formed on a substrate, and the laser beam is transmitted by an optical system. A step of forming an image on the substrate, and a step of correcting the disconnected portion by depositing the conductive film having the predetermined slit shape imaged on the substrate by using a laser chemical vapor deposition method. The step of correcting the disconnection portion includes a step executed under a first condition and a step executed under a second condition relating to a combination of laser output and processing time, and the laser output under the second condition is The laser output is lower than the laser output under the first condition, and the processing time under the second condition is longer than the processing time under the first condition.

本発明は、以下のような特徴を有する。本発明のレーザ加工装置は、予め配線パターンに合わせて設けられたスリット形状のマスクでレーザ光の形状を規定する。そして、形状が規定されたレーザ光を、例えば基板上に形成された配線における断線部(断線等の配線欠陥等)に結像させ、レーザCVD法で断線部の修正を行う。これにより、矩形状に結像されたビームをスキャンしながら所望の形状で修正を行う方法に比べて修正加工時間を大幅に短縮することができる。   The present invention has the following features. In the laser processing apparatus of the present invention, the shape of the laser beam is defined by a slit-shaped mask provided in advance according to the wiring pattern. Then, the laser beam whose shape is defined is imaged on, for example, a disconnection portion (a wiring defect such as disconnection) in the wiring formed on the substrate, and the disconnection portion is corrected by a laser CVD method. As a result, the correction processing time can be greatly shortened as compared with a method of performing correction in a desired shape while scanning a beam formed in a rectangular shape.

この場合に、マスクを移動させてスリット形状を切り替えるスリット切替手段を有することとしてもよい。   In this case, it is good also as having the slit switching means which moves a mask and switches a slit shape.

また、スリット形状は、少なくとも直線形状、及び前記断線部を迂回して接続するような形状を含んでいてもよい。迂回形状は、例えばコ字状等とすることができる。   The slit shape may include at least a linear shape and a shape that bypasses and connects the disconnected portion. The detour shape can be, for example, a U-shape.

更に、スリット形状は、基板上で認識可能な所定のマーク形状を含んでいてもよい。これにより、配線修正以外にも、例えば基板上へのマーキングを行うことができる。   Further, the slit shape may include a predetermined mark shape that can be recognized on the substrate. Thereby, in addition to wiring correction, for example, marking on the substrate can be performed.

更にまた、レーザCVD法の原料ガスをパージガスで局所的に封じ込める、いわゆるガスカーテン方式でレーザCVD法を行うことにより、効率良く加工を行うことができる。   Furthermore, the processing can be efficiently performed by performing the laser CVD method by a so-called gas curtain method in which the source gas of the laser CVD method is locally confined with a purge gas.

本発明によれば、被加工物の配線パターンに応じて予め定められた修正形状を有するスリットを用いることにより、加工条件を変えてその修正形状で一括して導電膜が形成される。これにより、加工品質を保ちつつ配線における断線部の修正加工時間を従来に比べて大幅に短縮することができる。   According to the present invention, by using a slit having a predetermined corrected shape according to the wiring pattern of the workpiece, the conductive film is formed in a batch with the corrected shape by changing the processing conditions. As a result, it is possible to significantly reduce the time required for correcting the disconnection portion in the wiring while maintaining the processing quality.

次に、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(a)は本実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す断面図であり、図1(b)は上記レーザ加工装置に用いられるスリットマスクを示す斜視図である。なお、本発明は、例えば半導体製造工程及び液晶製造工程にて実施できるが、本明細書では液晶製造工程における配線欠陥の修正について説明する。   Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1A is a cross-sectional view showing a configuration of a laser processing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 1B is a perspective view showing a slit mask used in the laser processing apparatus. Note that the present invention can be implemented by, for example, a semiconductor manufacturing process and a liquid crystal manufacturing process, but in this specification, correction of wiring defects in the liquid crystal manufacturing process will be described.

図1(a)に示すように、本実施形態のレーザ加工装置では、レーザ光8の光路に沿って、スリットマスク20、リレーレンズ11、対物レンズ12、ガスウインドウ14及び被加工物である基板15がこの順に配置されている。   As shown in FIG. 1A, in the laser processing apparatus of this embodiment, a slit mask 20, a relay lens 11, an objective lens 12, a gas window 14, and a substrate that is a workpiece along the optical path of the laser light 8. 15 are arranged in this order.

スリットマスク20には、図1(b)に示すように、配線欠陥(断線部)の修正加工部の形状に合わせたパターン形状を有するスリットが形成されている。図1(b)では、直線状の直線形状スリット23、及びコ字状の迂回形状スリット24が形成されているが、これ以外にも種々の形状のスリットを形成することができる。スリットマスク20は、例えば金属及びガラス等により構成することができ、例えばミラー等を含む構成であってもよい。また、スリットマスク20は、切替機構21により図のXY平面上を移動することができる。これにより、レーザ光8が照射されるスリット形状を切り替えることができる。   As shown in FIG. 1B, the slit mask 20 is formed with slits having a pattern shape that matches the shape of the corrected portion of the wiring defect (disconnected portion). In FIG. 1B, a straight linear slit 23 and a U-shaped detour slit 24 are formed, but slits of various shapes can be formed in addition to this. The slit mask 20 can be composed of, for example, metal and glass, and may be configured to include a mirror, for example. Moreover, the slit mask 20 can be moved on the XY plane of the drawing by the switching mechanism 21. Thereby, the slit shape irradiated with the laser beam 8 can be switched.

リレーレンズ11及び対物レンズ12は、共に基板15上にレーザ光を結像させるための光学系を構成する。図1(a)に示す構成以外にも、例えば他のレンズを光路上に追加することとしてもよい。   The relay lens 11 and the objective lens 12 together constitute an optical system for forming an image of laser light on the substrate 15. In addition to the configuration shown in FIG. 1A, for example, another lens may be added on the optical path.

ガスウインドウ14は、CVD原料ガス吹き出し口、パージガス吹き出し口、及びガス吸い込み口(いずれも図示せず)を有する面が基板15に近接するように配置されている。これにより、後述するように、修正加工時に基板15の修正加工部の周囲にいわゆるガスカーテンを形成するようになっている。   The gas window 14 is disposed such that a surface having a CVD source gas blowing port, a purge gas blowing port, and a gas suction port (all not shown) is close to the substrate 15. Thereby, as will be described later, a so-called gas curtain is formed around the correction processing portion of the substrate 15 during correction processing.

基板15には、液晶装置の配線が形成されており、この配線中の断線等の欠陥が本発明のレーザ加工装置を用いてレーザCVD法により修正される。修正加工部の位置をレーザ光8の光路に合わせるために、基板15は、XYステージ(図示せず)上に図のXY平面と平行になるように載置されており、このXYステージによって図のX方向又はY方向に移動することができる。なお、レーザ照射系(レーザ光8、スリットマスク20、レーザ光10、リレーレンズ11、対物レンズ12、ガスウインドウ14)を移動させることで、基板15上の修正加工部にレーザ光8の光路を合わせることとしてもよい。   Wiring for the liquid crystal device is formed on the substrate 15, and defects such as disconnection in the wiring are corrected by the laser CVD method using the laser processing apparatus of the present invention. In order to align the position of the correction processing portion with the optical path of the laser beam 8, the substrate 15 is placed on an XY stage (not shown) so as to be parallel to the XY plane of the drawing. Can be moved in the X or Y direction. In addition, by moving the laser irradiation system (laser beam 8, slit mask 20, laser beam 10, relay lens 11, objective lens 12, gas window 14), the optical path of the laser beam 8 is moved to the correction processing portion on the substrate 15. It may be combined.

次に、本実施形態の動作について説明する。先ず、XYステージを動作させることにより、基板15上の修正加工部を、レーザ光8の光路上に移動させる。そして、修正加工部の形状に合わせて、スリットマスク20が有するスリット形状のパターンの中から適当なパターンを選択し、切替機構21により選択されたパターンがレーザ光8の光路上となるように移動させる。   Next, the operation of this embodiment will be described. First, the correction processing portion on the substrate 15 is moved on the optical path of the laser beam 8 by operating the XY stage. Then, an appropriate pattern is selected from the slit-shaped patterns of the slit mask 20 in accordance with the shape of the correction processing portion, and moved so that the pattern selected by the switching mechanism 21 is on the optical path of the laser light 8. Let

次に、修正加工部の周囲にいわゆるガスカーテンを形成する。ガスカーテンの形成方法は、例えば特開2003−347242号公報に開示されている。本実施形態においては、ガスウインドウ14の基板15側の面に設けられた原料ガス吹き出し口から、修正加工部を覆うようにCVDの原料ガスを供給する。そして、その周囲に、パージガス吹き出し口から、CVD原料ガスを閉じ込めるようにパージガスを供給する。パージガスは、例えば窒素ガスが使用される。更に、パージガスによって閉じ込められたCVD原料ガスの外輪(パージガス側)の位置に設けられたガス吸い込み口から、CVD原料ガス及びパージガスを吸引する。これにより、修正加工部を覆うCVD原料ガスが、ガスウインドウ14、基板15及びパージガス(ガスカーテン)で構成された空間内に封じ込められる。なお、ガスカーテンの形成を、基板15及びスリットマスク20の移動よりも前に行うこととしてもよい。   Next, a so-called gas curtain is formed around the correction processing portion. A method for forming a gas curtain is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-347242. In the present embodiment, a CVD source gas is supplied from a source gas outlet provided on the surface of the gas window 14 on the substrate 15 side so as to cover the correction processing portion. A purge gas is then supplied from the purge gas outlet to confine the CVD source gas. For example, nitrogen gas is used as the purge gas. Further, the CVD source gas and the purge gas are sucked from the gas suction port provided at the position of the outer ring (purge gas side) of the CVD source gas confined by the purge gas. As a result, the CVD source gas covering the correction processing portion is confined in a space constituted by the gas window 14, the substrate 15, and the purge gas (gas curtain). The gas curtain may be formed before the movement of the substrate 15 and the slit mask 20.

ガスカーテンを形成した後、エキスパンダ(図示せず)により拡げられたレーザ光8を照射することで、レーザCVD法により修正加工部に導電性の膜を堆積させる。その際、リレーレンズ11及び対物レンズ12の光学系が、スリットマスク20のスリット部を通過したレーザ光8を、基板15上に所定のサイズの像13として結像させる。この像13の形状は、予め選択されたスリットマスク20のスリット形状と相似形の形状となる。像13を結像させることによる修正加工部は、例えば、図2(a)に示す直線状の直線配線6、又は図2(b)に示すコ字形状の迂回配線7等の形状とすることができる。なお、図2(a),(b)においては、図示の簡略化のため修正加工部以外の配線等の表示は省略している。   After forming the gas curtain, a laser beam 8 spread by an expander (not shown) is irradiated to deposit a conductive film on the correction processing portion by the laser CVD method. At this time, the optical system of the relay lens 11 and the objective lens 12 forms the laser beam 8 that has passed through the slit portion of the slit mask 20 as an image 13 having a predetermined size on the substrate 15. The shape of the image 13 is similar to the slit shape of the slit mask 20 selected in advance. The correction processing portion formed by forming the image 13 is, for example, in the shape of the straight linear wiring 6 shown in FIG. 2A or the U-shaped detour wiring 7 shown in FIG. Can do. In FIGS. 2 (a) and 2 (b), the display of wirings and the like other than the correction processing portion is omitted for simplification of illustration.

図2(a),(b)に示すような形状の修正配線は、例えば図3(a)に示す配線上に形成される。図3(a)は、基板上にデータライン1、ゲートライン2及びTFT(ThinFilm Transistor:薄膜トランジスタ)であるトランジスタ3が形成された配線構造を示す平面図である。図3(a)に示すように、基板15上に、液晶配線パターンを構成するデータライン1とゲートライン2とが格子状に配置されている。また、ゲートライン2上には複数のトランジスタ3が形成されている。図3(a)では、配線形成工程において発生した断線欠陥4、及びトランジスタ3の形成工程においてエッチング等により発生した断線部であるパターン形状欠陥5のような配線欠陥が残存している。これらの配線欠陥を
修正加工する場合、図3(b)に示すように、図3(a)の断線欠陥4の位置に直線配線6を形成する。また、図3(a)のパターン形状欠陥5の位置に迂回配線7を形成する。
The modified wiring having the shape as shown in FIGS. 2A and 2B is formed on the wiring shown in FIG. 3A, for example. FIG. 3A is a plan view showing a wiring structure in which a data line 1, a gate line 2, and a transistor 3 which is a TFT (Thin Film Transistor) are formed on a substrate. As shown in FIG. 3A, data lines 1 and gate lines 2 constituting a liquid crystal wiring pattern are arranged on a substrate 15 in a lattice pattern. A plurality of transistors 3 are formed on the gate line 2. In FIG. 3A, wiring defects such as the disconnection defect 4 generated in the wiring formation process and the pattern shape defect 5 which is a disconnection part generated by etching or the like in the formation process of the transistor 3 remain. In the case of correcting these wiring defects, as shown in FIG. 3B, the straight wiring 6 is formed at the position of the disconnection defect 4 in FIG. Further, the bypass wiring 7 is formed at the position of the pattern shape defect 5 in FIG.

図4(a)は図3(b)に示すA−A線による断面図、(b)は図3(b)に示すBB線による断面図、(c)は図3(b)に示すC−C線による断面図である。本実施形態においては、図4(a)に示すように、基板15上に形成されたデータライン1の断線部を接続するように、基板15側から順に第1の直線配線6a及び第2の直線配線6bが形成されている。第1の直線配線6a及び第2の直線配線6bは、共に導電性の膜である。また、図4(b),(c)に示すように、データライン1のパターン形状欠陥(断線部)を接続するように、基板15側から順に第1の迂回配線7a及び第2の迂回配線7bが形成されている。第1の迂回配線7a及び第2の迂回配線7bも、共に導電性の膜である。図4(c)に示すように、ゲートライン2をまたぐ箇所には、第1の迂回配線7aの形成前に、ゲートライン2上に絶縁膜25が形成されている。以上のような修正配線を形成することにより、断線欠陥4及びパターン形状欠陥5のような配線欠陥が修正される。なお、上記のような2層構造の修正配線が形成されている理由については後述する。   4A is a sectional view taken along line AA shown in FIG. 3B, FIG. 4B is a sectional view taken along line BB shown in FIG. 3B, and FIG. 4C is a sectional view taken along line C in FIG. It is sectional drawing by -C line | wire. In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the first straight wiring 6a and the second linear wiring 6a are sequentially connected from the substrate 15 side so as to connect the disconnected portion of the data line 1 formed on the substrate 15. A straight line 6b is formed. The first straight line 6a and the second straight line 6b are both conductive films. Further, as shown in FIGS. 4B and 4C, the first bypass wiring 7a and the second bypass wiring are sequentially connected from the substrate 15 side so as to connect the pattern shape defect (disconnection portion) of the data line 1. 7b is formed. Both the first bypass wiring 7a and the second bypass wiring 7b are also conductive films. As shown in FIG. 4C, an insulating film 25 is formed on the gate line 2 before the formation of the first detour wiring 7a at a location straddling the gate line 2. By forming the corrected wiring as described above, wiring defects such as the disconnection defect 4 and the pattern shape defect 5 are corrected. The reason why the modified wiring having the two-layer structure as described above is formed will be described later.

以上説明したように、本実施形態の構成とすることにより、予め定められた修正加工部の形状パターンに従って、レーザCVD法で一括して導電性の膜が形成される。これにより、修正加工時間が大幅に短縮され、高速化を実現できる。   As described above, by adopting the configuration of the present embodiment, conductive films are collectively formed by the laser CVD method in accordance with a predetermined shape pattern of the modified portion. As a result, the correction processing time is greatly shortened, and high speed can be realized.

次に、本実施形態のレーザ加工方法について、前述した関連技術(図6(a),(b)及び図7(a),(b))と比較して説明する。図5(a)は、前述した関連技術によるレーザ加工方法を示すフローチャート図である。図5(a)に示すように、修正加工が開始されると(ステップS50)、所定(中程度)の強度のレーザを出力し(ステップS52)、往路のXYスキャンを行って第1の修正加工を行う(ステップS54)。次に、ステップS52の場合と同様の強度のレーザを出力し(ステップS56)、復路のXYスキャンを行って第2の修正加工を行う(ステップS58)。このように、2方向のCVD加工を行うことにより、修正加工が完了する(ステップS60)。この場合のレーザ光強度は、形成された膜にダメージを与えてはがれない程度に設定されている。   Next, the laser processing method of the present embodiment will be described in comparison with the related techniques described above (FIGS. 6A and 6B and FIGS. 7A and 7B). FIG. 5A is a flowchart showing a laser processing method according to the related art described above. As shown in FIG. 5A, when correction processing is started (step S50), a laser beam having a predetermined (medium) intensity is output (step S52), and the XY scan of the forward path is performed to perform the first correction. Processing is performed (step S54). Next, a laser having the same intensity as in the case of step S52 is output (step S56), and the XY scan of the return path is performed to perform the second correction process (step S58). Thus, the correction process is completed by performing the CVD process in two directions (step S60). In this case, the laser beam intensity is set to such an extent that the formed film cannot be damaged.

これに対して、本発明によるレーザ加工方法を、図5(b)のフローチャート図に示す。本実施形態においては、図5(b)に示すように、レーザ強度が比較的高く加工時間が比較的短くなるように設定された第1ステップ(ステップS12)と、レーザ強度が第1ステップに比べて低く、加工時間が第1ステップに比べて長くなるように設定された第2ステップ(ステップS14)との2段階で修正配線の形成を行う。   On the other hand, the laser processing method according to the present invention is shown in the flowchart of FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the first step (step S12) set so that the laser intensity is relatively high and the processing time is relatively short, and the laser intensity is set to the first step. The correction wiring is formed in two stages, ie, the second step (step S14), which is set to be lower and the processing time is longer than the first step.

先ず、修正加工が開始されると(ステップS10)、第1ステップとして設定されたレーザ出力及び加工時間で、レーザCVD法により対象領域一括で第1の導電膜の形成を行う(ステップS12)。この第1の導電膜は、図4(a)乃至(c)に示す第1の直線配線6a及び第1の迂回配線7aに相当する。本ステップで設定されるレーザ出力は、被加工物等の加工条件によっても異なるが、なるべく高い方が好ましい。これは、レーザ出力を高くすることで、基板等の被加工物との界面において剥離が起こりにくくなるためである。ただし、高いレーザ出力を必要な膜厚になるまで長時間照射すると、形成された膜にダメージを与えてしまい、膜がはがれて密着強度が低下してしまうという問題が発生する。本実施形態では、比較的高いレーザ出力で短時間成膜することにより、被加工物との界面における密着性が高い第1層の導電膜を形成することができる。なお、例えば図4(c)に示すように、ゲートライン2をまたいで修正配線を形成する必要がある部分に対して、第1層の導電膜の形成前に、絶縁膜25を形成しておく。この絶縁膜25は、公知のフォトリソグラフィ法及びエッチング法により形成することができる。   First, when the correction processing is started (step S10), the first conductive film is formed in a lump in the target region by the laser CVD method with the laser output and processing time set as the first step (step S12). This first conductive film corresponds to the first straight wiring 6a and the first detour wiring 7a shown in FIGS. The laser output set in this step varies depending on processing conditions such as the workpiece, but is preferably as high as possible. This is because peeling is less likely to occur at the interface with a workpiece such as a substrate by increasing the laser output. However, when a high laser output is irradiated for a long time until a required film thickness is reached, the formed film is damaged, and the film peels off, resulting in a problem that the adhesion strength is lowered. In the present embodiment, the first layer conductive film having high adhesion at the interface with the workpiece can be formed by forming the film for a short time with a relatively high laser output. For example, as shown in FIG. 4C, an insulating film 25 is formed on the portion where the correction wiring needs to be formed across the gate line 2 before the first conductive film is formed. deep. The insulating film 25 can be formed by a known photolithography method and etching method.

続いて、第2ステップとして設定されたレーザ出力及び加工時間で、レーザCVD法により対象領域一括で第2の導電膜の形成を行う(ステップS12)。この第2の導電膜は、図4(a)乃至(c)に示す第2の直線配線6b及び第2の迂回配線7bに相当する。本第2ステップにおいては、レーザ出力及び加工時間を調整することにより、第1及び第2の導電膜を合わせた膜厚を所望の値とすることができる。   Subsequently, the second conductive film is formed in a batch on the target region by the laser CVD method with the laser output and processing time set as the second step (step S12). This second conductive film corresponds to the second straight line 6b and the second detour line 7b shown in FIGS. In the second step, the combined film thickness of the first and second conductive films can be set to a desired value by adjusting the laser output and the processing time.

第2ステップにおいては、レーザ出力を第1ステップよりもやや低く設定することが好ましい。このように設定することにより、第1の導電膜と、本ステップで形成される第2の導電膜との密着性を高くすることができるからである。ここで、第2ステップにおけるレーザ出力は、第1ステップにおけるレーザ出力に比べて50乃至80%とすることが好ましい。それは、以下の理由による。即ち、レーザ出力を第1ステップに対して50%より小さくすると、成膜速度が遅くなるため、一括成膜による加工時間短縮の利点が得られにくくなるためである。また、レーザ出力を第1ステップに対して80%より大きくすると、第1ステップと略同じ条件で加工されることとなる。前述のように第1ステップでなるべく高くなるようにレーザ出力を設定していることから、形成された膜にダメージを与えてしまい、第1層との好ましい密着性が得られにくくなるからである。   In the second step, it is preferable to set the laser output slightly lower than in the first step. This is because by setting in this way, the adhesion between the first conductive film and the second conductive film formed in this step can be increased. Here, the laser output in the second step is preferably 50 to 80% compared to the laser output in the first step. The reason is as follows. That is, if the laser output is smaller than 50% with respect to the first step, the film forming speed becomes slow, and it becomes difficult to obtain the advantage of shortening the processing time by batch film formation. Further, when the laser output is larger than 80% with respect to the first step, the processing is performed under substantially the same conditions as the first step. This is because, since the laser output is set to be as high as possible in the first step as described above, the formed film is damaged, and it is difficult to obtain preferable adhesion to the first layer. .

以上のような2段階の修正加工を行うことにより、2層の導電膜による修正配線が形成され、修正加工が完了する(ステップS16)。図4(a)乃至(c)に示すように、段差がある部分に対しても、レーザCVD法により一括して修正配線を形成することができる。   By performing the two-step correction process as described above, the correction wiring is formed by the two-layer conductive film, and the correction process is completed (step S16). As shown in FIGS. 4A to 4C, the correction wiring can be collectively formed by the laser CVD method even on the stepped portion.

図5(a)に示すレーザ加工方法では、加工スピードがおよそ4μm/s程度で、往復方向のスキャンで加工をする為、長さ50μmとすると、約26秒程度かかっていた。これに対して、図5(b)に示す本発明のレーザ加工方法を使用すると、上記の例と同一の長さ50μmの配線欠陥の場合、第1ステップを約1.5秒、第2ステップを約5秒実行し、合計6.5秒程度で加工が終了する。即ち、本実施形態によれば、図5(a)に示すレーザ加工方法に比べて加工時間を約1/4にすることができる。また、本実施形態のように、修正加工を互いにレーザ出力と加工時間の設定条件が異なる2段階のステップで行うことで、膜にダメージを与えることなく密着性の高い修正配線膜を形成することができる。   In the laser processing method shown in FIG. 5A, since the processing speed is about 4 μm / s and processing is performed in a reciprocating scan, it takes about 26 seconds when the length is 50 μm. On the other hand, when the laser processing method of the present invention shown in FIG. 5B is used, in the case of a wiring defect having the same length of 50 μm as the above example, the first step is about 1.5 seconds and the second step. Is executed for about 5 seconds, and the machining is completed in about 6.5 seconds in total. That is, according to the present embodiment, the processing time can be reduced to about 1/4 compared with the laser processing method shown in FIG. Further, as in this embodiment, the correction processing is performed in two steps with mutually different laser output and processing time setting conditions, thereby forming a correction wiring film having high adhesion without damaging the film. Can do.

なお、図1(b)に示す直線形状スリット23及び迂回形状スリット24以外にスリットパターンの種類を増やすことで、より多様な配線欠陥に対して本発明を適用することができる。また、スリットマスク20を、例えば図6(a),(b)に示すスリット9と切り替え可能に構成することとしてもよい。   It should be noted that the present invention can be applied to more various wiring defects by increasing the types of slit patterns other than the linear slit 23 and the detour slit 24 shown in FIG. The slit mask 20 may be configured to be switchable with, for example, the slit 9 shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

また、本発明のレーザ加工装置を、前述のようなCVD法による配線欠陥の修正以外のレーザ加工を行う装置として使用することとしてもよい。この場合に、スリットマスク20のスリットパターンをマーク形状とすることにより、基板等の被加工物に対してマーキングを施すことができる。マーク形状は、例えば数字、文字又は記号であってもよい。上記のマーキングは、CVD法によってマーク層を堆積させることとしてもよく、被加工物の表面をレーザで除去することとしてもよい。   The laser processing apparatus of the present invention may be used as an apparatus for performing laser processing other than the correction of wiring defects by the CVD method as described above. In this case, by making the slit pattern of the slit mask 20 into a mark shape, it is possible to mark a workpiece such as a substrate. The mark shape may be, for example, a number, a character, or a symbol. The marking may be performed by depositing a mark layer by a CVD method or removing the surface of the workpiece with a laser.

本発明は、例えば半導体製造工程や液晶製造工程等において、配線のレーザリペア等に利用することができる。   The present invention can be used for, for example, laser repair of wiring in a semiconductor manufacturing process, a liquid crystal manufacturing process, and the like.

本発明装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of this invention apparatus. スリット形状の異なるマスクの説明図である。It is explanatory drawing of the mask from which a slit shape differs. 本発明の装置の作用説明図(その1)である。It is operation | movement explanatory drawing (the 1) of the apparatus of this invention. 本発明の装置の作用説明図(その2)である。It is operation | movement explanatory drawing (the 2) of the apparatus of this invention. レーザ出力と加工時間とを従来例と本発明とで比較して示すフローチャートである。It is a flowchart which compares and shows a laser output and processing time with a prior art example and this invention. 従来装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the conventional apparatus. 従来装置の作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a conventional apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 データライン
2 ゲートライン
3 トランジスタ
4 断線欠陥
5 パターン形状欠陥
6 直線配線
7 迂回配線
8 レーザ光
9 スリット
9a 開口
10 レーザ光
11 リレーレンズ
12 対物レンズ
13 像
14 ガスウィンドウ
15 基板
16 スキャン方向
17 直線配線
18 スキャン方法
19 迂回配線
20 スリットマスク
21 切替機構
23 直線形状スリット
24 迂回形状スリット
27a,27b 歯
28a,28b 歯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Data line 2 Gate line 3 Transistor 4 Disconnection defect 5 Pattern shape defect 6 Straight wiring 7 Detour wiring 8 Laser light 9 Slit 9a Aperture 10 Laser light 11 Relay lens 12 Objective lens 13 Image 14 Gas window 15 Substrate 16 Scan direction 17 Linear wiring 18 Scanning Method 19 Detour Wiring 20 Slit Mask 21 Switching Mechanism 23 Linear Slit 24 Detour Slit 27a, 27b Teeth 28a, 28b Teeth

Claims (7)

基板に向けて照射されたレーザ光の形状を規定するスリットを有するマスクと、前記形状が規定されたレーザ光を前記基板上に結像させる光学系と、前記基板に向けてレーザ化学気相成長法に必要な原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、レーザ出力と加工時間との組合せに関する条件を、所定の第1の条件と所定の第2の条件とに切り替える条件切換え手段とを有し、
前記スリットは、前記基板上に形成された配線の断線部を接続するような所定のスリット形状を有し、かつ前記第2の条件におけるレーザ出力は前記第1の条件におけるレーザ出力よりも低く、前記第2の条件における加工時間は前記第1の条件における加工時間よりも長いことを特徴とするレーザ加工装置。
A mask having a slit for defining the shape of the laser beam irradiated toward the substrate, an optical system for imaging the laser beam with the defined shape on the substrate, and laser chemical vapor deposition toward the substrate Material gas supply means for supplying a raw material gas necessary for the method, and condition switching means for switching a condition relating to a combination of the laser output and the processing time between a predetermined first condition and a predetermined second condition ,
The slit has a predetermined slit shape so as to connect a disconnected portion of the wiring formed on the substrate, and the laser output in the second condition is lower than the laser output in the first condition, The laser processing apparatus, wherein a processing time under the second condition is longer than a processing time under the first condition.
更に、前記マスクを移動させて前記スリット形状を切り替えるスリット切替手段を有することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a slit switching unit that moves the mask to switch the slit shape. 前記所定のスリット形状は、少なくとも直線形状、及び前記断線部を迂回して接続するような形状を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined slit shape includes at least a linear shape and a shape that bypasses and connects the disconnected portion. 更に、前記所定のスリット形状は、前記基板上で認識可能な所定のマーク形状を含むことを特徴とする請求項3に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the predetermined slit shape includes a predetermined mark shape recognizable on the substrate. 前記原料ガス供給手段は、前記原料ガスの周囲にパージガスを供給するとともにガスを吸引することで、ガスカーテン方式により前記原料ガスを局所的に封じ込めるガスカーテン形成手段を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。   The source gas supply means includes gas curtain forming means for locally containing the source gas by a gas curtain system by supplying a purge gas around the source gas and sucking the gas. The laser processing apparatus according to any one of 1 to 4. 基板上に形成された配線の断線部を接続するような所定のスリット形状を有するスリットによりレーザ光の形状を規定する工程と、光学系により前記レーザ光を前記基板上に結像させる工程と、レーザ化学気相成長法を用いて前記基板上に結像された前記所定のスリット形状の導電膜を堆積させることにより前記断線部を修正する工程と、を有し、前記断線部を修正する工程は、レーザ出力と加工時間との組合せに関する第1の条件で実行する工程および第2の条件で実行する工程からなり、前記第2の条件におけるレーザ出力は前記第1の条件におけるレーザ出力よりも低く、前記第2の条件における加工時間は前記第1の条件における加工時間よりも長いことを特徴とするレーザ加工方法。   A step of defining the shape of the laser beam by a slit having a predetermined slit shape that connects the disconnection portion of the wiring formed on the substrate, a step of imaging the laser beam on the substrate by an optical system, Correcting the disconnection by depositing the predetermined slit-shaped conductive film imaged on the substrate using a laser chemical vapor deposition method, and correcting the disconnection Comprises a step executed under the first condition and a step executed under the second condition relating to the combination of the laser output and the processing time, and the laser output under the second condition is higher than the laser output under the first condition. The laser processing method is characterized in that the processing time under the second condition is low and longer than the processing time under the first condition. 前記第2の加工工程におけるレーザ出力は、前記第1の加工工程におけるレーザ出力の50乃至80%とすることを特徴とする請求項6に記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 6, wherein the laser output in the second processing step is 50 to 80% of the laser output in the first processing step.
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