JP2010139693A - レーザリペア装置、レーザリペア方法、および情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CCDカメラ111がガラス基板102を撮像して画像データを生成する。制御部112は画像データに基づいて、ガラス基板102上の欠陥の外形を抽出する。また、制御部112は、レーザ発振器103から出射されたレーザ光がガラス基板102上に照射される範囲が、欠陥の外形とその外形に外接する外接矩形との複数の接点のうち少なくとも1つを含むように、ガラス基板102上にレーザ光を照射する位置を決定する。制御部112は、決定した位置と上記範囲とに基づいて欠陥の外形を狭めながら、上記の決定を繰り返す。そして、レーザリペア装置100は、繰り返しにより決定した複数の位置に、光学系を介してレーザ発振器103からのレーザ光を照射する。
【選択図】図1
Description
供することを目的とする。
そして、前記照射位置決定手段は、前記射出手段と前記光学系により前記レーザ光が前記対象物上に照射される範囲が、前記欠陥の前記外形と前記外形に外接する外接矩形との複数の接点のうち少なくとも1つを含むように、前記対象物上に前記レーザ光を照射する位置を決定することを、前記欠陥抽出手段が抽出した前記欠陥の前記外形を前記位置と前記範囲に基づいて狭めながら繰り返す。
本発明の第2の態様によれば、上記レーザリペア装置が実行する方法が提供される。また、本発明の第3の態様によれば、対象物上の欠陥を修正するレーザリペア装置がレーザ光を照射すべき前記対象物上の複数の位置を決定する情報処理装置が提供される。
図1のレーザリペア装置100は、XYステージ101に載置されたガラス基板102上の欠陥を、レーザ発振器103から出射されたレーザ光によって修正する装置である。ガラス基板102は、例えば、薄板ガラス上にフォトリソグラフィ技術などによって回路パターンが形成されたLCD基板である。しかし、第1実施形態は、検査および修正の対象物が、LCD基板以外のFPD基板、半導体ウエハ、プリント配線基板などの各種基板である場合にも適用することができる。
オフ状態の微小ミラーは傾斜角がオン状態のときと異なる。よって、ミラー104からDMD105へ入射した入射光は、オフ状態の微小ミラーにおいて、ハーフミラー106へ至る方向とは異なる方向に反射され、ガラス基板102上には照射されない。図1では、オフ状態の微小ミラーによる反射光の光路を破線矢印で示した。
明光源110からの照明光がハーフミラー108で反射され、対物レンズ109を介してガラス基板102の表面に照射される。なお、CCDカメラ111の代わりにCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)カメラ等の撮像装置を用いてもよい。
例えば、レーザ発振器103、ミラー104、DMD105、ハーフミラー106、結像レンズ107、ハーフミラー108、対物レンズ109、照明光源110、およびCCDカメラ111は、互いに相対位置が固定された状態で1つの光学ユニットとしてまとめられていてもよい。そして、XYステージ101は、ガラス基板102を載置するためのテーブル部と門型のガントリとを備えていてもよい。ガントリは、Y軸に平行な梁を有し、テーブル部の上面を跨ぐように設けられる。光学ユニットは、ガントリの梁に沿って移動可能なようにガントリに取り付けられる。
制御部112はレーザリペア装置100全体を制御する。操作部113は、キーボードやポインティングデバイスなどの入力機器により実現される。操作部113から入力された指示は、制御部112に送られる。
ル部をX方向に動かすモータと、ガントリに沿って光学ユニットをY方向に動かすモータの両者を制御する。
制御部112は、レーザ発振器103から出射されたレーザ光がガラス基板102上に照射される範囲が、欠陥の外形とその外形に外接する外接矩形との複数の接点のうち少なくとも1つを含むように、ガラス基板102上にレーザ光を照射する位置を決定する。例えば、制御部112は、レーザ光の照射される範囲が、複数の接点のうち外接矩形の頂点(すなわち外接矩形の角)に最も近い接点を含むように、位置を決定してもよい。
厳密には、上記の仮定は、レーザリペア装置100の歪み、レーザリペア装置100の各部の取り付け位置または取り付け角度のずれ、およびガラス基板102の歪みまたは撓みなどの影響で成立しないこともある。しかしながら、例えば公知の技術を用いて各種の補正を行うことにより、上記の歪み、ずれ、撓みなどの影響を事実上なくすことが可能であり、上記の仮定が成立すると見なすことができる。
処理について説明する。
図3は、第1実施形態においてレーザ光照射位置を決定する処理のフローチャートである。図3の処理は、1つの欠陥に対して1回実行される。
box)との接点を求める。具体的には、ステップS101では次のような処理が行われる。
制御部112はさらに、求めた欠陥の外形から、欠陥に外接する外接矩形を求める。第1実施形態では、制御部112の計算負荷を削減するため、外接矩形は、「x軸に平行な辺とy軸に平行な辺で囲まれた矩形である」という条件のもとで求められる。
2値画像において「1」という画素値で表された画素のうち、x座標が最小のもの、x座標が最大のもの、y座標が最小のもの、y座標が最大のものを調べることで、外接矩形の各辺を求めることができる。
図4は、第1実施形態においてレーザ光照射位置を決定する処理の途中経過を説明する第1の図である。図4の欠陥201は図2の欠陥201と同じである。なお、図2の配線202〜206は、基準画像と欠陥画像とで共通する部分であるため、図4以降の図では省略されている。
ここで、「設定済み照射位置」とは、図3の処理の進行につれてレーザ光を照射する照射位置として制御部112が設定する位置のことである。複数の照射位置が設定済みの場
合、ステップS103の処理では直近に設定された照射位置が参照される。
図4の例においては、ステップS103が1回目に実行されたとき、ステップS101に関して説明した接点P1〜P4のうち、接点P2が外接矩形211の頂点に最も近い。すなわち、図4のとおり、接点P2と頂点C1の距離は、接点P2と他のどの頂点の距離よりも短く、また、接点P1と頂点C1の距離や接点P3と頂点C3の距離などよりも短い。
例えば、図4の例では、欠陥201の最上点である接点P1が、設定可能領域212の内部に含まれる。したがって、図4の例において処理はステップS104からステップS105に移行する。
また、第1実施形態では、基準矩形302の位置は、基準矩形302の重心の位置により表される。
図6は、第1実施形態においてレーザ光照射位置を決定する処理の途中経過を説明する第2の図である。図6には、図4と同じ欠陥201、その外接矩形211、および設定可能領域212が示されている。また、上記のように、図4の例ではステップS104で接点P1が検出される。
から基準矩形213の範囲を切り取った残りを示す2値画像403が得られる。制御部112は、マスキング後の欠陥201の外形として、2値画像403において「1」という画素値で表された領域を認識することができる。
る。
図8に示すように、基準矩形213の切り取りにより、欠陥201の上端は接点P1から点P5に変わり、右端は接点P2から点P5と点P6を結ぶ線分に変わる。したがって、2回目のステップS101の実行において求められる外接矩形214は、上辺と右辺が点P5を通り、左辺が接点P4を通り、下辺が接点P3を通る矩形である。以下では外接
矩形214の右下の頂点を頂点C5と呼び、左上の頂点を頂点C6と呼ぶ。
ても、ステップS105の結果は同じである。よって、上記では「便宜上」と述べた。また、便宜上、右辺または左辺における接点であることを優先する実施形態も当然可能である。
図10は、第1実施形態においてレーザ光照射位置を決定し終わった段階を説明する図である。図9に関して説明したように基準矩形216の位置が設定された後、同様にして順次、基準矩形217、基準矩形218、および基準矩形219の位置が設定され、図3の処理が終了する。
、図1のレーザリペア装置100の制御部112が不図示の欠陥検査装置から受け取った検査結果のデータにおいて欠陥201の重心として示されている点である。したがって、重心G0は、欠陥201の真の重心からは、ずれている可能性もある。
まず、制御部112は、配置された5つの基準矩形の重心G1〜G5のうち、現在レーザ光を照射することが可能な位置である重心G0からの距離が最短のものを、最初の照射位置として決定する。図12の例では、重心G1〜G5のうちで重心G4が最も重心G0に近い。よって、制御部112は、照射順が1番目の照射位置を重心G4に決定する。
っても、DMD105を用いることによって、照射位置の決定において、基準矩形同士が重なるような配置が許されるようになる。したがって、DMD105を用いることにより、欠陥201の外形に応じて柔軟に複数の基準矩形を配置することが可能となり、照射回数を少なくすることができる。
まず、制御部112は、図12において1番目の照射位置である重心G4に対応する基準矩形218と欠陥201の重なる範囲を、図13に示すように、1回目のレーザ光照射における照射領域501として決定する。
発振器103にレーザ光を出射させる。
上記のとおりDMD105の各微小ミラーはオン状態とオフ状態に制御可能である。したがって、例えば1回目のレーザ光の照射において制御部112は、欠陥画像において図13の照射領域501に含まれる画素に対応する微小ミラーをオン状態に駆動することを指示するとともに、それ以外の微小ミラーにをオフ状態に駆動することを指示する。
続いて、第2実施形態について、図2、図13、および図15を参照して主に第1実施形態との違いを説明する。
図16は、第3実施形態においてレーザ光照射位置を決定する処理の途中経過を説明する図である。第3実施形態は、制御部112が基準矩形302の配置を繰り返すことで複数の照射位置を決定していく過程において、切り取りには基準矩形302ではなく最大照射範囲301を用いる点で第1実施形態と異なっている。
また、レーザリペア装置100が1箇所の照射位置の指示を受けるたびに実際にレーザ光の照射を行う場合と比較すると、第4実施形態は、複数回の照射に要する時間が短いという利点を有する。なぜなら、指示された複数の照射位置同士の距離を考慮して制御部112が照射順を決定するので、複数の照射位置を結ぶ可能な経路のうちで比較的短い経路が選択されるからである。
なお、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、様々に変形可能である。以下にその例をいくつか述べる。
のようにレーザ光による損傷のおそれがないと判明している場合には、スリットを用いる実施形態や、レーザリペア装置100がレーザ光のビーム断面形状を整形する部品を備えない実施形態を採用してもよい。
112は、下記の式(1)により定義されるpq次モーメントM(p,q)を用いて下記の式(2)の方程式を解くことで、欠陥の外形の主軸がx軸となす角θを計算してもよい。
101 XYステージ
102 ガラス基板
103 レーザ発振器
104 ミラー
105 DMD
106、108 ハーフミラー
107 結像レンズ
109 対物レンズ
110 照明光源
111 CCDカメラ
112 制御部
113 操作部
114 モニタ
201 欠陥
202〜206 配線
211、214、230 外接矩形
212、215、231 設定可能領域
213、216〜228、302、602 基準矩形
229、301、603、701、702 最大照射範囲
401〜403 2値画像
501〜505、501a〜505b 照射領域
600 DMD制御データ
601 オン領域
P1〜P8 接点
C1〜C9 頂点
G0〜G5 重心
Claims (10)
- 対象物上の欠陥を修正するレーザリペア装置であって、
レーザ光を射出する射出手段と、
前記射出手段が射出した前記レーザ光を前記対象物に導く光学系と、
前記対象物を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
前記撮像手段が生成した前記画像データに基づいて、前記対象物上の前記欠陥の外形を抽出する欠陥抽出手段と、
前記射出手段と前記光学系により前記レーザ光が前記対象物上に照射される範囲が、前記欠陥の前記外形と前記外形に外接する外接矩形との複数の接点のうち少なくとも1つを含むように、前記対象物上に前記レーザ光を照射する位置を決定することを、前記欠陥抽出手段が抽出した前記欠陥の前記外形を前記位置と前記範囲に基づいて狭めながら繰り返す照射位置決定手段とを備え、
前記照射位置決定手段が繰り返しにより決定した複数の前記位置に、前記光学系を介して前記レーザ光を照射することを特徴とするレーザリペア装置。 - 前記照射位置決定手段が決定した前記複数の位置間の距離に基づいて、前記複数の位置に前記レーザ光を照射する順序を決定する照射順序決定手段をさらに備え、
前記照射順序決定手段が決定した前記順序で、前記照射位置決定手段が決定した前記複数の位置に、前記光学系を介して前記レーザ光を照射する、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザリペア装置。 - 前記照射位置決定手段は、前記複数の接点のうち前記外接矩形の頂点に最も近い接点を前記範囲が含むように、前記位置を決定することを特徴とする請求項1または2に記載のレーザリペア装置。
- 前記照射位置決定手段は、決定した前記位置に配置された前記範囲または前記範囲に内接する矩形を取り除くことにより、前記欠陥の前記外形を狭めることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のレーザリペア装置。
- 前記光学系によって前記射出手段から前記対象物へと導かれる前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光のビーム断面形状を整形するレーザ光整形手段と、
前記欠陥抽出手段が抽出した前記欠陥の前記外形と、前記照射位置決定手段が決定した前記複数の位置にそれぞれ前記範囲を配置したときに生じる前記範囲同士の重なりに基づいて、前記ビーム断面形状を整形するよう、前記レーザ光整形手段を制御する整形制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のレーザリペア装置。 - 前記レーザ光整形手段が、1次元または2次元に配列された複数の微小デバイスを備える空間光変調手段であり、
前記整形制御手段は、前記空間光変調手段が備える前記複数の微小デバイスをそれぞれ制御することで、前記空間変調手段に前記ビーム断面形状を整形させる、
ことを特徴とする請求項5に記載のレーザリペア装置。 - 前記整形制御手段は、前記レーザ光の照射を禁止することが予め決められた照射禁止領域にも基づいて、前記レーザ光整形手段を制御することを特徴とする請求項5または6に記載のレーザリペア装置。
- 前記画像データまたは前記欠陥の前記外形を表示する表示手段と、
前記表示手段が表示する前記画像データまたは前記欠陥の前記外形における位置を、前記レーザ光を照射すべき位置として指定する入力を受け取る指定手段と、
をさらに備え、
前記指定手段が受け取った前記入力により指定される前記位置に、前記光学系を介して前記レーザ光を照射する、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザリペア装置。 - レーザ光の照射により対象物上の欠陥を修正するレーザリペア装置が、
対象物を撮像して画像データを生成し、
生成した前記画像データに基づいて、前記対象物上の前記欠陥の外形を抽出し、
前記レーザ光が前記対象物上に照射される範囲が、前記欠陥の前記外形と前記外形に外接する外接矩形との複数の接点のうち少なくとも1つを含むように、前記対象物上に前記レーザ光を照射する位置を決定することを、抽出した前記欠陥の前記外形を前記位置と前記範囲に基づいて狭めながら繰り返し、
繰り返しにより決定した複数の前記位置に前記レーザ光を照射する、
ことを特徴とするレーザリペア方法。 - 対象物上の欠陥を修正するレーザリペア装置がレーザ光を照射すべき前記対象物上の複数の位置を決定する情報処理装置であって、
前記対象物を撮像して得られた画像データを取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記画像データに基づいて、前記対象物上の前記欠陥の外形を抽出する欠陥抽出手段と、
前記レーザリペア装置において前記レーザ光が前記対象物上に照射される範囲が、前記欠陥の前記外形と前記外形に外接する外接矩形との複数の接点のうち少なくとも1つを含むように、前記対象物上に前記レーザ光を照射する位置を決定することを、前記欠陥抽出手段が抽出した前記欠陥の前記外形を前記位置と前記範囲に基づいて狭めながら繰り返す照射位置決定手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
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