JP2013176788A - レーザ加工装置、レーザ加工方法およびレーザ加工プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のパターン部の配置に関わらず、レーザ加工を正確に行うことが可能なレーザ加工装置、レーザ加工方法およびレーザ加工プログラムを提供すること。
【解決手段】基板を載置するステージと、ステージの移動を制御するとともに、修正処理を行う欠陥修正位置にステージを移動させるステージ制御部と、欠陥修正位置において撮像された撮像画像と正常なパターンである参照画像とを比較するマッチング部と、レーザ光を照射する領域を照射部とし、その他の部分を、レーザ光が照射されない領域を非照射部とするマスク画像を、参照画像をもとに、全体として参照画像と同じパターンになるよう複数生成するマスク生成部と、レーザ光の光束断面形状をマスク画像に応じた形状に整形する光束整形手段と、を備え、マスク生成部は、マスク画像内に照射部を複数有する場合、各照射部間の距離が所定距離以上となるようにマスク画像を生成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種基板へのパターニングプロセスの際に生じたパターニングエラー（欠陥）を修復するためのレーザ加工装置、レーザ加工方法およびレーザ加工プログラムに関する。

従来、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、などのＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）基板や、半導体ウエハや、プリント基板など、各種基板の製造では、その歩留りを向上するために、各パターニングプロセス後、逐次、配線の短絡や接続不良や断線やパターン不良などのパターニングエラー（欠陥）が存在するか否かが検査される。この検査の結果、欠陥が存在すれば、随時、そのエラー箇所が修正される。

上述した欠陥を修正する技術としては、欠陥箇所にレーザ光を照射して修正する、いわゆるレーザリペアと呼ばれる技術が存在する（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１が開示する欠陥修正方法（レーザ加工装置）では、被加工物のパターン画像と正常パターン画像（参照画像）との比較を行ってパターンの欠陥を検出するとともに、正常パターン画像から得られる被加工物のパターンに応じたレーザ光照射領域および非照射領域を設けたマスク画像を生成し、このマスク画像およびＤＭＤなどの微小ミラーアレイ（空間変調素子）を用いてレーザ光の断面形状をそのパターンに応じて成形して、被加工物にレーザ光を照射することで、欠陥修正を行う。この欠陥修正方法では、欠陥のあるパターンの所望パターンへの再成形や、パターン近傍に存在する欠陥の除去が可能である。また、この欠陥修正方法によれば、上記のような欠陥に限らず、基板表面に付着したパーティクルやレジストなどの異物も除去することが可能である。

特開２０１１−１９４４３２号公報

ところで、特許文献１が開示する従来の欠陥修正方法では、レーザ光の断面形状を被加工物の照射対象のパターンに応じたマスク画像を成形する。図２３は、従来のレーザ加工装置における参照画像の一例を示す模式図である。例えば、図２３に示すように、参照画像Ｄｒ１００上に照射対象の３つのパターン部Ｐ１０１〜Ｐ１０３が形成されている場合、レーザ光の断面形状を整形するためのマスク画像Ｄｍ１００（マスク情報）を生成する。マスク画像Ｄｍ１００には、３つのパターン部Ｐ１０１〜Ｐ１０３に応じたレーザ光の照射領域である照射部Ｐｍ１０１〜Ｐｍ１０３が設けられ、その他の領域はレーザ光が照射されない非照射領域となっている（図２４（ａ））。

ここで、マスク画像Ｄｍ１００に形成された各照射部Ｐｍ１０１〜Ｐｍ１０３の間隔が狭い場合、特に、近紫外光以上の波長帯のレーザ光を用いる場合において、加工されるパターン形状の加工精度が低下することがあった。この原因の一つとして、被加工物の加工面に用いられる材料の熱伝導率によるレーザ光の熱分布のプロファイルの変化が挙げられる。図２４（ｂ）および２４（ｃ）は、被加工物の加工面上におけるレーザ光照射時のエネルギー分布を示している。例えば、被加工物の加工面に用いられる材料の熱伝導率や、熱吸収率が低い、または比熱が大きい場合は、図２４（ｂ）に示すグラフのように、照射部Ｐｍ１０１〜Ｐｍ１０３に応じた熱エネルギー曲線Ｌ１に示される熱分布プロファイルとなる。一方、被加工物の加工面に用いられる材料の熱伝導率や、熱吸収率が高い、または比熱が小さい場合は、図２４（ｃ）に示すグラフのように、熱エネルギー曲線Ｌ２に示される熱分布プロファイルとなり、照射部Ｐｍ１０１〜Ｐｍ１０３間におけるレーザ光の非照射領域にもレーザ光の熱が加わってしまう。なお、グラフ中の曲線Ｌ３は、１つの照射部における理想的な熱分布プロファイルを示している。

図２４（ｃ）に示す熱エネルギー曲線Ｌ２に示される熱分布プロファイルで被加工物にレーザ光が照射された場合、図２５に示す撮像画像Ｄａ１００ように、パターン部Ｐ１０１〜Ｐ１０３（図２３参照）において隣接するパターン部同士が繋がったパターン部Ｐ１０４が形成される。また、レーザ光の照射領域および非照射領域が逆のものであっても非照射領域の間隔により同様の問題が生じ、レーザ光を照射して欠陥を修正した際に、非除去対象のパターンを除去してしまうおそれがある。このように、パターン部の配置によっては、レーザ光の照射領域が所望のパターンに対応せず、所望のレーザ加工ができないというおそれがあった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、複数のパターン部の配置に関わらず、レーザ加工を正確に行うことが可能なレーザ加工装置、レーザ加工方法およびレーザ加工プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザ加工装置は、所定のパターンが形成された基板に対してレーザ光を照射して前記基板上の欠陥の修正処理を行うレーザ加工装置であって、前記基板を載置するとともに、該基板の一部を拡大した画像を取得する撮像部に対して相対的に移動可能なステージと、前記ステージの移動を制御するとともに、前記修正処理を行う欠陥修正位置に前記ステージを移動させるステージ制御部と、前記ステージ制御部によるステージ移動によって移動した前記欠陥修正位置において撮像された撮像画像と正常なパターンである参照画像とを比較するマッチング部と、前記マッチング部による判定に基づき、レーザ光を照射する領域を照射部とし、その他の部分を、レーザ光が照射されない領域を非照射部とするマスク画像を、前記参照画像をもとに、全体として前記参照画像と同じパターンになるよう複数生成するマスク生成部と、レーザ光源からのレーザ光の光束断面形状を前記マスク画像に応じた形状に整形する光束整形手段と、を備え、前記マスク生成部は、前記マスク画像内に前記照射部を複数有する場合、各照射部間の距離が所定距離以上となるようにマスク画像を生成することを特徴とする。

また、本発明にかかるレーザ加工装置は、上記の発明において、前記光束整形手段は、二次元変調素子を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかるレーザ加工装置は、上記の発明において、前記マスク生成部は、前記基板またはレーザ加工面上の熱伝導率、熱吸収率、比熱、膜厚、密度、およびレーザ照射のエネルギー、照射サイズに基づいて、マスク画像を生成することを特徴とする。

また、本発明にかかるレーザ加工装置は、上記の発明において、前記欠陥修正位置において存在する欠陥領域を抽出する抽出部をさらに備え、前記マスク生成部は、前記欠陥領域に応じた照射部を形成することを特徴とする。

また、本発明にかかるレーザ加工装置は、上記の発明において、前記マスク生成部は、前記レーザ光を照射する領域を分割し、前記所定距離以上となるように該分割した領域に照射部をそれぞれ形成することを特徴とする。

また、本発明にかかるレーザ加工方法は、所定のパターンが形成された基板に対してレーザ光を照射して前記基板上の欠陥の修正処理を行うレーザ加工方法であって、前記基板を載置するステージを、前記修正処理を行う欠陥修正位置に移動させるステージ移動ステップと、前記ステージ移動ステップによって移動した前記欠陥修正位置において前記基板の画像を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップによって撮像された撮像画像と正常なパターンである参照画像とを比較するマッチングステップと、前記マッチングステップによる判定に基づき、レーザ光を照射する領域を照射部とし、その他の部分を、レーザ光が照射されない領域を非照射部とするマスク画像を、前記参照画像をもとに、全体として前記参照画像と同じパターンになるよう複数生成するマスク生成ステップと、レーザ光源からのレーザ光の光束断面形状を前記マスク画像に応じた形状に整形する光束整形ステップと、を含み、前記マスク生成ステップは、前記マスク画像内に前記照射部を複数有する場合、各照射部間の距離が所定距離以上となるようにマスク画像を生成することを特徴とする。

また、本発明にかかるレーザ加工プログラムは、所定のパターンが形成された基板に対してレーザ光を照射して前記基板上の欠陥の修正処理をコンピュータに実行させるためのレーザ加工プログラムであって、前記基板を載置するステージを、前記修正処理を行う欠陥修正位置に移動させるステージ移動手順と、前記ステージ移動手順によって移動した前記欠陥修正位置において前記基板の画像を撮像する撮像手順と、前記撮像手順によって撮像された撮像画像と正常なパターンである参照画像とを比較するマッチング手順と、前記マッチング手順による判定に基づき、レーザ光を照射する領域を照射部とし、その他の部分を、レーザ光が照射されない領域を非照射部とするマスク画像を、前記参照画像をもとに、全体として前記参照画像と同じパターンになるよう複数生成するマスク生成手順と、レーザ光源からのレーザ光の光束断面形状を前記マスク画像に応じた形状に整形する光束整形手順と、を含み、前記マスク生成手順は、前記マスク画像内に前記照射部を複数有する場合、各照射部間の距離が所定距離以上となるようにマスク画像を生成することを特徴とする。

本発明によれば、１つの参照画像に対し、レーザ光照射対象のパターン部の配置に応じた複数のマスク情報を生成し、それぞれのマスク画像に応じた断面形状をなすレーザ光を照射するようにしたので、複数のパターン部の配置に関わらず、レーザ加工を正確に行うことが可能であるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置に組み込まれる欠陥修正方法の概略を説明するための概念図である。 図２は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の概略構成を示す模式図である。 図３は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置が行うレーザ加工処理を含む欠陥修正処理の概略フローを示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態にかかる欠陥修正対象の画像の一例を示す模式図である。 図５は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の記憶部に記憶される参照画像の一例を示す模式図である。 図６は、本発明の実施の形態にかかる欠陥抽出画像の一例を示す模式図である。 図７は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の微小ミラーアレイにおける各ミラーのオンとオフとを示す模式図である。 図８は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の記憶部に記憶される参照画像の一例を示す模式図である。 図９は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置において生成される第１マスク画像の一例を示す模式図である。 図１０は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置において生成される第２マスク画像の一例を示す模式図である。 図１１は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の欠陥修正処理の一例を示す模式図である。 図１２は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の欠陥修正処理の一例を示す模式図である。 図１３は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の欠陥修正処理の一例を示す模式図である。 図１４は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の欠陥修正処理の一例を示す模式図である。 図１５は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の欠陥修正処理の一例を示す模式図である。 図１６は、本発明の実施の形態の変形例１にかかるレーザ加工装置において生成される第１マスク画像を示す模式図である。 図１７は、本発明の実施の形態の変形例１にかかるレーザ加工装置において生成される第２マスク画像を示す模式図である。 図１８は、本発明の実施の形態の変形例２にかかるレーザ加工装置において生成される第１マスク画像を示す模式図である。 図１９は、本発明の実施の形態の変形例２にかかるレーザ加工装置において生成される第２マスク画像を示す模式図である。 図２０は、本発明の実施の形態の変形例３にかかるレーザ加工装置の記憶部に記憶される参照画像の一例を示す模式図である。 図２１は、本発明の実施の形態の変形例３にかかるレーザ加工装置において生成される第１マスク画像を示す模式図である。 図２２は、本発明の実施の形態の変形例３にかかるレーザ加工装置において生成される第２マスク画像を示す模式図である。 図２３は、従来のレーザ加工装置における参照画像の一例を示す模式図である。 図２４は、従来のレーザ加工装置において生成されるマスク画像の一例および熱分布プロファイルを示す模式図である。 図２５は、従来のレーザ加工装置におけるレーザ照射後の画像の一例を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１によるレーザ加工装置、レーザ加工方法およびレーザ加工プログラムを、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本実施の形態１によるレーザ加工装置１００（図２参照）に組み込まれる欠陥追跡方法の概略を説明するための概念図である。本実施の形態１において、レーザ加工装置１００には、たとえばＡＯＩ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）システムなどの外部の検査手段で特定された欠陥の座標が入力される。以下、本説明において、パターニングエラーや、基板表面に付着したパーティクルやレジストなどの異物を単に欠陥という。この座標を、他の座標と区別するため、欠陥座標という。欠陥座標は、１つの欠陥に１つずつ与えられる。なお、以下の説明において、座標とは、基板（以下、ワークという）が載置されるステージ上面もしくはステージを支持する筐体上に設けられた基準位置を原点としたワーク表面もしくはステージ上面における２次元座標をいう。

本実施の形態１によるレーザ加工装置１００が実行する欠陥修正方法では、図１（ａ）に示すように、まず、リペア対象基板（以下、ワークという）表面における入力された欠陥座標に基づいてワークを移動し、レーザ加工装置１００における顕微鏡部１１０（対物レンズ）の視野領域Ｒ１内に欠陥が写るようステージ１１６を制御する。つづいて、顕微鏡部１１０が対物レンズＭ１５の視野領域Ｒ１を撮像することで得られた画像を解析することで、この画像に収められた欠陥Ｇの領域（認識欠陥領域）Ｇ１を特定する。ただし、解析する領域は、画像全体ではなく、画像全体に相当する視野領域Ｒ１よりも小さい特定の認識領域Ｒ２であってもよい。また、この認識領域Ｒ２を視野領域Ｒ１内に複数設定してもよい。

なお、本実施の形態１にかかる顕微鏡部では、対物レンズＭ１５として、たとえば１倍，２倍，５倍の比較的倍率の低い対物レンズ（以下、「低倍対物レンズ」という）と、１０倍，２０倍，５０倍の低倍対物レンズの倍率に対して高倍率である対物レンズ（以下、「高倍対物レンズ」という）とが少なくとも一つずつレボルバに装着され、対物レンズの切り替えが可能である。低倍対物レンズおよび高倍対物レンズの倍率は一例であり、高倍対物レンズが低倍対物レンズに対して高ければよい。また、このとき（視野領域Ｒ１）の対物レンズＭ１５は、低倍対物レンズである。

また、この欠陥修正方法では、上記において特定した認識欠陥領域Ｇ１の重心Ｃ１の座標を特定し（図１（ａ）参照）、つづいて、欠陥Ｇの視野領域Ｒ１（または認識領域Ｒ２）外にまで延在する部分（認識外欠陥領域Ｇ２）を追跡する追跡処理Ｓ１を実行する。本実施の形態１では、この追跡処理Ｓ１として、図１（ｂ）に示すような、図１（ａ）において特定した重心Ｃ１をレーザ加工装置１００の顕微鏡部による視野領域Ｒ１の中心に引き込む処理（センタリング）を行う場合を例に挙げる。この引き込みにより、図１（ｂ）に示すように、欠陥Ｇのうち視野領域Ｒ１外であった認識外欠陥領域Ｇ２の少なくとも一部もしくは全体が視野領域Ｒ１内に引き込まれるため、この引き込まれた部分に対するレーザリペアが可能になる。ただし、この追跡処理Ｓ１は、たとえば算出した重心Ｃ１の座標が、認識領域Ｒ２の外端近く、すなわち認識領域Ｒ２内であって中心領域Ｒ３以外に含まれる場合のみ、実行されても良い。

つづいて、この欠陥修正方法では、図１（ｃ）に示すように、引き込んだ後の視野領域Ｒ１を撮像することで得られた画像に含まれる認識欠陥領域Ｇ１ａを特定し、この認識欠陥領域Ｇ１ａに対して割り振る１つ以上のショット領域（修正領域）Ｅ１〜Ｅ５の中心座標（リペア座標）ｃ１〜ｃ５をそれぞれ算出するリペア座標算出処理Ｓ２を実行する。

つぎに、対物レンズＭ１５を高倍対物レンズ（レーザ加工対物レンズ）に切り替え、ショット領域（修正領域）Ｅ１〜Ｅ５の中心座標（リペア座標）ｃ１〜ｃ５に順次ステージ１１６を移動させてセンタリングし、顕微鏡部１１０がレーザ加工対物レンズの視野内の画像を撮像する。顕微鏡部１１０によって撮像された被検査画像を、予めレシピとして記憶部１０７に記憶されている参照画像とマッチングさせて、マスク画像を作成する。なお、レーザ加工対物レンズは、低倍であっても加工可能であれば、低倍対物レンズを用いてもよい。

その後、制御部１０１は、図１（ｄ）に示すように、算出したリペア座標ｃ１〜ｃ５に従い、順次、得られたマスク画像に基づいて二次元変調素子（微小ミラーアレイ１２３）を駆動して、欠陥Ｇにレーザ照射することで、ワーク表面における欠陥箇所を修復するリペア処理Ｓ３を実行する。

以上のような動作により、本実施の形態１では、欠陥Ｇが、視野領域Ｒ１外であっても、欠陥Ｇにおける視野領域Ｒ１外の部分を視野領域Ｒ１内に引き込んだ上で欠陥Ｇに対してショット領域Ｅ１〜Ｅ５（リペア座標ｃ１〜ｃ５）を割り振ることが可能である。これにより、１回の撮像で欠陥Ｇ全体を写しきれなかった場合でも、この欠陥Ｇ全体に対して連続してレーザ照射することが可能となり、この結果、行程数の増加および作業時間の冗長を抑制しつつ欠陥Ｇ全体を修復することが可能となる。

つぎに、本実施の形態１によるレーザ加工装置１００について、図面を参照して詳細に説明する。図２は、本実施の形態１によるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、レーザ加工装置１００は、Ｘ−Ｙ平面内を移動可能なステージ１１６と、ステージ１１６の水平移動を制御するステージ制御部１０４と、ステージ１１６上に載置されたワークＷ１０を上方から観察する顕微鏡部１１０と、ワークＷ１０に照射する欠陥修復用のレーザ光を出力するレーザリペアヘッド１２０と、顕微鏡部１１０で取得された画像データに対して各種画像処理を実行する画像処理部１０２と、本実施の形態１によるレーザ加工方法を実現するプログラムであるレーザ加工プログラムを含む各種プログラムや各種パラメータなどを格納する記憶部１０７と、記憶部１０７から読み出した各種プログラムおよびパラメータを実行することで本実施の形態１による欠陥追跡方法を実現するとともにレーザ加工装置１００内の各部を制御する制御部１０１と、制御部１０１からの制御の下でレーザリペアヘッド１２０が出力する欠陥修復用のレーザ光の光束断面形状（レーザ光の光軸と垂直な断面の形状）を調整する領域設定部１０３と、顕微鏡部１１０で取得された画像や各種情報を表示する表示部１０５およびレーザ加工装置１００に対する各種操作や設定をユーザに入力させる入力部１０６を含むユーザインタフェースと、を備える。なお、ステージ１１６がＸ−Ｙ平面内を移動可能な構成だけでなく、顕微鏡１１０がＸ−Ｙ平面内を移動可能な構成としてもよく、ステージ１１６と顕微鏡１１０を相対的に移動させて顕微鏡部１１０がワークＷ１０を走査できる構成であればどのような形態であっても構わない。

上記構成において、リペア対象であるワークＷ１０は、所定のパターンが形成されたＦＰＤ用のガラス基板や半導体基板やプリント基板などである。このワークＷ１０は、ステージ１１６上に載置される。ステージ１１６の載置面には、無数の穴が設けられている。この無数の穴は不図示のポンプから供給される気体によってワークＷ１０を浮上させた状態で不図示の固定部材によりステージ１１６上で保持する。或いは、この無数の穴を、不図示のバキュームポンプに連結し、この無数の穴からの吸気によって、ステージ１１６上に載置されたワークＷ１０をステージ１１６対して吸着して固定することも可能である。また、上記のような、ステージ１１６上でワークＷ１０を保持する保持手段として、上記以外にも回転する複数のローラーによって基板を移動可能に保持するローラーステージの構成としてもよい。さらに、支持ピンやクランプ機構など、機械的な手段を用いて基板を支持する構成としてもよい。

顕微鏡部１１０は、ステージ１１６上のワークＷ１０を照明する光源１１２と、照明されたワークＷ１０を撮像するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子１１１（本実施の形態ではＣＣＤ）と、を含み、対象基板であるワークＷ１０の一部を拡大した画像を取得する撮像部として機能する。顕微鏡部１１０の光源１１２から出力された照明光は、リレーレンズＭ１６を透過してハーフミラーＭ１４で反射された後、ワークＷ１０に対する観察光軸ＡＸと同軸の光として対物レンズＭ１５を介してワークＷ１０を照明する。また、このように照明されたワークＷ１０の像は、観察光軸ＡＸに沿って配置された対物レンズＭ１５、ハーフミラーＭ１４、リレーレンズＭ１３、および結像レンズＭ１２を含む観察光学系によって、撮像素子１１１の受光面に、たとえば数倍〜数十倍に拡大されて結像される。なお、この観察光学系を介した撮像素子１１１の視野領域は、図１に示す視野領域Ｒ１に相当する。この視野領域Ｒ１は、１つのショット領域よりも広範囲である。さらに、光源１１２によって照明される領域は、少なくとも視野領域Ｒ１よりも広範囲である。さらにまた、少なくとも視野領域Ｒ１内は、光源１１２からの照明光によって上方から略均一に照明される。

撮像素子１１１で取得された画像データは、画像処理部１０２に入力される。画像処理部１０２は、入力された画像データに対して各種画像処理を実行した後、処理後の画像データを表示部１０５に入力する。これにより、表示部１０５に、顕微鏡部１１０で取得された視野領域Ｒ１の画像がたとえば略リアルタイムに表示される。また、画像処理部１０２は、撮像素子１１１によって取得された画像において欠陥領域を抽出する抽出部１０２ａと、撮像素子１１１によって取得された画像と記憶部１０７に記憶されている参照画像（正常パターン画像）とを用いてマッチング処理を行うマッチング部１０２ｂと、マッチング部１０２ｂのマッチング結果に基づいて、ワークＷ１０の処理対象位置におけるマスク画像を含むマスク情報を、参照画像をもとに生成するマスク生成部１０２ｃとを有する。

また、ステージ制御部１０４は、制御部１０１からの制御の下、制御部１０１から入力される欠陥修正位置（欠陥座標、重心座標およびリペア座標等の所定の位置座標）が顕微鏡部１１０の視野領域Ｒ１における中心に位置するように、ステージ１１６を水平移動する。これにより、制御部１０１から入力される座標が顕微鏡部１１０の視野領域Ｒ１における中心に位置するように、顕微鏡部１１０とワークＷ１０との相対位置が制御される。

レーザリペアヘッド１２０は、ワークＷ１０に照射されるレーザ光（以下、リペアレーザ光という）を出力するレーザ光源１２１と、レーザ光源１２１からのレーザ光の光束断面形状（以下、レーザ断面形状という）を所望の形状（後述するマスク画像に応じた形状）に整形する光束整形手段として空間光変調素子である微小ミラーアレイ１２３と、レーザ光源１２１からのリペアレーザ光と観察光学系の視野を調整するための光（以下、ガイド光という）を出力するＬＥＤ１２２と、を含み、顕微鏡部１１０が取得した画像に基づいてワークＷ１０に欠陥修復用に空間変調したレーザ光を照射する。ＬＥＤ１２２からのガイド光は、ハーフミラーＭ２１で反射されることで、その光軸がレーザ光源１２１の光軸と一致する。

また、レーザ光源１２１からのリペアレーザ光ならびにＬＥＤ１２２からのガイド光の光軸は、高反射ミラーＭ２２、微小ミラーアレイ１２３、および高反射ミラーＭ２３を介した後、ハーフミラーＭ２４で反射されることで、その光軸が観察光軸ＡＸと一致する。したがって、ハーフミラーＭ２４で反射されたリペアレーザ光およびガイド光は、リレーレンズＭ１３、ハーフミラーＭ１４および対物レンズＭ１５を介してステージ１１６上のワークＷ１０に上方から観察光軸ＡＸに沿って照射される。なお、微小ミラーアレイ１２３には、例えばＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いればよい。また、光束整形手段として他のＭＥＭＳデバイスや、液晶シャッタなどの透過型の空間変調素子など、他のデバイスで代用することも可能である。このような他のデバイスを採用する場合は、上記の光学系は当分野の技術常識に照らし合わせ、光学条件に応じた適切な配置や部材を用いた構成とする。なお、上記のＬＥＤ１２２は、ガイド光によってリペアレーザ光の照射位置を確認したり調整したりするために用いるものであるので、必要に応じて省略しても構わない。

なお、空間光変調素子である微小ミラーアレイ１２３は、たとえば微小デバイスの１つである微小ミラーが２次元アレイ状に配列された構成を備える。各微小ミラーの反射角は、制御部１０１からの制御のもと、オン角度とオフ角度との少なくとも２つのうちのいずれかの角度に切り替え可能である。オン角度とは、この状態にある微小ミラーで反射されたリペアレーザ光がステージ１１６上のワークＷ１０に投射される角度であり、オフ角度とは、この状態にある微小ミラーで反射されたリペアレーザ光が不必要な光として光路外に設けられる不図示の遮光部材や吸収部材などのレーザダンパーに照射される角度である。したがって、２次元アレイ状に配列された微小ミラーそれぞれの反射角をオン角度とオフ角度とのいずれかにスイッチングすることで、ワークＷ１０に投射されるリペアレーザ光の断面形状を制御することが可能である。オン角度とオフ角度とのスイッチングは、後述するマスク画像に基づいて制御される。これにより、レーザ光源１２１からのリペアレーザ光の断面形状を修復パターン（後述する照射部）の形状に調整してワークＷ１０に照射することが可能となる。この修復パターンは、正常な配線パターン以外にリペアレーザ光を照射する修復パターンであり、たとえばパターン除去不良などの欠陥を修復する場合には、ショット領域中の正常な配線等の領域に対応する微小ミラーをオフ角度とし、それ以外の領域に対応する微小ミラーをオン角度としたパターンとなる。

修復パターンの設定は、上記のように正常な配線パターンに応じて設定する以外に、欠陥形状に合わせて設定するようにしても構わない。この場合、リペアレーザ光の断面形状を欠陥形状に合わせて、欠陥領域に対応する微小ミラーをオン角度とし、欠陥領域以外の領域に対応する微小ミラーをオフ角度とすればよい。

領域設定部１０３は、制御部１０１から入力された修復パターン（マスク画像）にしたがって微小ミラーアレイ１２３の微小ミラーの反射角をそれぞれ制御することで、リペアレーザ光の断面形状を修復パターンの形状に制御する。

また、制御部１０１は、上述のように、記憶部１０７から読み出した各種プログラムおよびパラメータを実行することで本実施の形態１による欠陥修正方法を実現するとともにレーザ加工装置１００内の各部を制御する。ここで、制御部１０１が実行する欠陥修正方法を、図面を参照して詳細に説明する。図３は、本実施の形態にかかるレーザ加工装置が行うレーザ加工処理を含む欠陥修正方法の概略フローを示すフローチャートである。なお、以下の説明では、制御部１０１の制御のもと、各部が動作しているものとして説明する。

まず、制御部１０１は、外部の検査手段で特定された欠陥の座標である欠陥位置情報を取得する（ステップＳ１０１）。欠陥位置情報を取得後、ステージ制御部１０４は、対物レンズＭ１５の視野領域内に欠陥が含まれるように、ステージ１１６を欠陥位置に移動させる（ステップＳ１０２）。ステージ１１６の欠陥位置への移動後、ＣＣＤ１１１がこの対物レンズＭ１５の視野領域の画像を撮像して画像信号として出力する（ステップＳ１０３）。ＣＣＤ１１１によって出力された画像信号は、画像処理部１０２に取り込まれる（ステップＳ１０４）。

画像処理部１０２に画像信号が取り込まれると、抽出部１０２ａが、予め記憶されている参照画像（正常パターン画像）から撮像した視野領域に応じた位置を抽出する。マッチング部１０２ｂは、抽出部１０２ａによって抽出された参照画像と、取り込まれた画像信号に応じた画像とをマッチングさせる。その後、抽出部１０２ａは、マッチング部１０２ｂによる比較結果に基づいて、画像内の欠陥領域を抽出する（ステップＳ１０５）。

なお、このマッチング処理では、画像中の白色の面積の比率などに基づいて、撮像された画像と参照画像との合致度（適合度、マッチングしている比率）であるマッチングスコアを算出する。このマッチング部１０２ｂによる比較結果をもとに、撮像された画像が、参照画像内のどの位置に対応しているかが決定される。

また、例えば、図４に示すように、対物レンズＭ１５の視野領域における撮像画像Ｄａ内には、所定のパターンＰが形成されており、ある隣接パターンＰ間において欠陥Ｇ３が存在している。このとき、マッチング部１０２ｂによる比較結果をもとに決定された参照画像が、図５に示す参照画像Ｄｒである場合、撮像画像Ｄａと参照画像Ｄｒとをもとに、抽出部１０２ａによって図６に示すような欠陥領域Ｇｄを抽出し、画像処理部１０２によってこの欠陥領域Ｇｄを含む抽出画像Ｄｓが画像信号として出力される。

制御部１０１は、抽出部１０２ａによって抽出された欠陥領域をもとに、欠陥修正を行う必要があるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、制御部１０１が、抽出された欠陥領域をもとに、欠陥修正を行う必要がないと判断した場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０７に移行し、次の欠陥位置情報を取得して、ステージ制御部１０４を駆動してステージ１１６を移動させる。その後、制御部１０１は、ステップＳ１０３に戻り、次の欠陥位置における撮像処理をＣＣＤ１１１に行わせる。

一方、制御部１０１が、抽出された欠陥領域をもとに、欠陥修正を行う必要があると判断した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、制御部１０１は、ステップＳ１０８に移行し、レーザ光による露光対象が複数であるか否かを判断する。ここで、制御部１０１は、レーザ光による露光対象が複数でないと判断した場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１０９に移行して、レーザ加工用対物レンズ（高倍対物レンズ）として対物レンズＭ１５を切り替える。

その後、ＣＣＤ１１１がこの対物レンズＭ１５（レーザ加工用対物レンズ）の視野領域の画像を撮像して画像信号として出力し、出力された画像信号が、画像処理部１０２に取り込まれる（ステップＳ１１０）。また、画像処理部１０２に画像信号が取り込まれると、抽出部１０２ａが、この画像に対するマッチング部１０２ｂによる比較結果に基づいて、画像内の欠陥領域を抽出する（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１１１によってレーザ加工用対物レンズによる欠陥領域の抽出が終了すると、マスク生成部１０２ｃが、少なくともマスク画像を含むマスク情報を生成する。マスク画像は、例えば図５に示す参照画像ＤｒのパターンＰに応じて、パターンＰ以外の領域を、レーザ光を照射する照射部（オン角度に制御される領域）とし、パターンＰの形成領域を、レーザ光が照射されない非照射部（照射部以外のその他の部分、オフ角度に制御される領域）とするマスク画像を含むマスク情報を生成する。なお、マスク情報には、マスク画像のほか、微小ミラーアレイ１２３（ＤＭＤ１２３）の微小ミラーのオン角度およびオフ角度を制御するための指示情報等が含まれる。

ステップＳ１１２によるマスク画像の生成処理が終了すると、領域設定部１０３は、制御部１０１から入力されたマスク画像にしたがって微小ミラーアレイ１２３の微小ミラーの反射角をそれぞれ制御することで、リペアレーザ光の断面形状を修復パターンの形状に制御する（ステップＳ１１３）。その後、レーザ光源１２１をオンすることによって、マスク画像に応じた断面形状をなすレーザ光を検査対象のワークＷ１０に対して照射する（ステップＳ１１４）。

このとき、マスク生成部１０２ｃが、欠陥領域Ｇｄの形状に応じた照射部を有するマスク画像を生成し、欠陥領域Ｇｄに応じた断面形状のレーザ光を照射するように制御してもよい。この場合、微小ミラーアレイ１２３の各微小ミラーＭにおいて、オン角度に制御する微小ミラーを網掛け表示すると、図７に示すようなオン角度制御領域Ｇｍが形成される。このように制御された各微小ミラーＭによって、欠陥領域Ｇｄ（欠陥Ｇ３）に応じた断面形状のレーザ光を照射することができる。

レーザ照射後、ＣＣＤ１１１がレーザ光照射後のレーザ加工用対物レンズの視野領域の画像を撮像して画像信号として出力し、出力された画像信号が、画像処理部１０２に取り込まれる（ステップＳ１１５）。制御部１０１は、この取り込まれた画像信号の画像をもとに、マッチング処理等によって欠陥修正（リペア）が完了したか否かを判断する（ステップＳ１１６）。

ここで、制御部１０１は、レーザ光照射後の画像においてリペアが完了したと判断した場合（ステップＳ１１６：Ｙｅｓ）、欠陥修正処理を終了する。また、制御部１０１は、レーザ光照射後の画像においてリペアが完了していないと判断した場合（ステップＳ１１６：Ｎｏ）、ステップＳ１１０に移行して、再度画像信号を取り込ませて、レーザ照射処理を行わせる。

これに対して、制御部１０１は、照射対象の１つの参照画像に対してレーザ光による露光回数が複数である（複数露光の対象である）と判断した場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１７に移行して、レーザ加工用対物レンズ（高倍対物レンズ）として対物レンズＭ１５を切り替える。ここで、複数露光の対象であるか否かの判断として、例えば、抽出された欠陥領域が、欠陥修正処理が必要な形状や、ワークＷ１０やワークＷ１０の加工面が熱伝導率や、熱吸収率の高い、または比熱が小さい材料である場合、またはその領域に、レーザ光非照射部として設定されている領域がある場合や、上述した熱の影響があり得るパターンを含む場合が挙げられる。

対物レンズＭ１５の切り替え後、ＣＣＤ１１１がこの対物レンズＭ１５（レーザ加工用対物レンズ）の視野領域の画像を撮像して画像信号として出力し、出力された画像信号が、画像処理部１０２に取り込まれる（ステップＳ１１８）。また、画像処理部１０２に画像信号が取り込まれると、抽出部１０２ａが、この画像に対するマッチング部１０２ｂによる比較結果に基づいて、画像内の欠陥領域を抽出する（ステップＳ１１９）。

ステップＳ１１９によってレーザ加工用対物レンズによる欠陥領域の抽出が終了すると、画像内の欠陥領域のセンタリングを行い（ステップＳ１２０）、マスク生成部１０２ｃが、マスク画像を含むマスク情報を生成する（ステップＳ１２１）。レーザ光による露光対象が複数である場合、マスク画像も１つの参照画像に対して複数枚生成される。

例えば、欠陥領域を含む撮像画像に対応する参照画像が、図８に示す参照画像Ｄｒ１であるとする。この参照画像Ｄｒ１は、パターン形成領域Ｐｓ内に複数のパターン部Ｐ１〜Ｐ３が形成されている。各パターン部Ｐ１〜Ｐ３は、パターン形成領域Ｐｓ内において、紙面左からパターン部Ｐ１、パターン部Ｐ３、パターン部Ｐ２の順に列設されている。なお、この参照画像Ｄｒ１では、パターン部Ｐ１〜Ｐ３がレーザ光照射領域であるものとして説明する。

ここで、パターン部Ｐ１とパターン部Ｐ３との間の距離ｄ１、およびパターン部Ｐ２とパターン部Ｐ３との間の距離ｄ２は、それぞれ上述した熱エネルギー曲線Ｌ２による熱の影響を受けるおそれがある（図２４（ｃ）参照）。このため、マスク生成部１０２ｃは、熱による影響を回避するための複数のマスク画像（第１マスク画像、第２マスク画像）をそれぞれ含む第１および第２マスク情報をそれぞれ生成する。この第１および第２マスク画像は、全体として参照画像Ｄｒ１のパターンと同じパターンになる。なお、熱による影響を受け得る距離は、レーザ光の強度や、レーザ照射のエネルギー、照射サイズ、またはパターン部の幅、パターン形成に用いられる材料（加工面の材料、パターン形成材料）の熱伝導率、熱吸収率、比熱、膜厚、密度等によって決まる。熱による影響を回避するための距離として、例えば３μｍ以上に設定される。ここで、加工面の材料は、１種類の材料からなる単層であってもよいし、互いに異なる複数の材料が積層された複層であってもよい。なお、加工面が、複層をなす場合は、それぞれの材料における上記の特性が考慮されることが好ましい。

図９は、本実施の形態にかかるレーザ加工装置１００において生成される第１マスク画像Ｄｍ１ａを示す模式図である。第１マスク画像Ｄｍ１ａは、参照画像Ｄｒ１のパターン形成領域Ｐｓに応じたマスクパターン形成領域Ｐｍｓ内において、パターン部Ｐ１，Ｐ２に対応する位置に、レーザ光が照射される照射部Ｐｍ１，Ｐｍ２が形成されている。ここで、照射部Ｐｍ１，Ｐｍ２のようにマスク画像内に複数の照射部がある場合、照射部Ｐｍ１，Ｐｍ２間の距離ｄ３は、上述した熱エネルギー曲線Ｌ２のような熱の影響を受けないとされる距離である。

図１０は、本実施の形態にかかるレーザ加工装置１００において生成される第２マスク画像Ｄｍ１ｂを示す模式図である。第２マスク画像Ｄｍ１ｂは、参照画像Ｄｒ１のパターン形成領域Ｐｓに応じたマスクパターン形成領域Ｐｍｓ内において、パターン部Ｐ３に対応する位置に、レーザ光が照射される照射部Ｐｍ３が形成されている。

ステップＳ１２１による第１および第２マスク情報の生成処理が終了すると、領域設定部１０３は、まず、制御部１０１から入力された第１マスク画像Ｄｍ１ａにしたがって微小ミラーアレイ１２３の微小ミラーの反射角をそれぞれ制御することで、リペアレーザ光の断面形状を修復パターンの形状に制御する（ステップＳ１２２）。その後、レーザ光源１２１をオンすることによって、マスク画像の照射部Ｐｍ１，Ｐｍ２に応じた断面形状をなすレーザ光を検査対象のワークＷ１０に対して照射する（ステップＳ１２３）。

その後、制御部１０１から入力された第２マスク画像Ｄｍ１ｂにしたがって微小ミラーアレイ１２３の微小ミラーの反射角をそれぞれ制御することで、リペアレーザ光の断面形状を修復パターンの形状に制御する（ステップＳ１２４）。その後、レーザ光源１２１をオンすることによって、マスク画像の照射部Ｐｍ３に応じた断面形状をなすレーザ光を検査対象のワークＷ１０に対して照射する（ステップＳ１２５）。

複数のマスク情報によるレーザ照射後、ＣＣＤ１１１がレーザ光照射後のレーザ加工用対物レンズの視野領域の画像を撮像して画像信号として出力し、出力された画像信号が、画像処理部１０２に取り込まれる（ステップＳ１２６）。制御部１０１は、この取り込まれた画像信号の画像をもとに、マッチング処理等によって欠陥修正（リペア）が完了したか否かを判断する（ステップＳ１２７）。

ここで、制御部１０１は、レーザ光照射後の画像においてリペアが完了したと判断した場合（ステップＳ１２７：Ｙｅｓ）、欠陥修正処理を終了する。また、制御部１０１は、レーザ光照射後の画像においてリペアが完了していないと判断した場合（ステップＳ１２７：Ｎｏ）、ステップＳ１１８に移行して、再度画像信号を取り込ませて、レーザ照射処理を行わせる。

図１１〜１５は、本実施の形態にかかるレーザ加工装置１００の欠陥修正処理の一例を示す模式図である。具体的には、上述したステップＳ１１０〜Ｓ１１４およびＳ１１８〜Ｓ１２５は、一例として図１１〜１５に示す模式図のように欠陥修正処理が行われる。図１１に示すように、略凸状をなすパターン部Ｐ４と、パターンＰ４の突出部分を収容する凹形状部を有するパターン部Ｐ５と、が形成されており、このパターンＰ４の突出部分と、パターン部Ｐ５の凹形状部を含む領域において、欠陥Ｇ４が存在している。

図１１に示す欠陥Ｇ４に対し、複数の露光処理を行うマスクパターン形成領域Ｐｍｓ１（ステップＳ１１７〜Ｓ１２７に対応）を設定し、このマスクパターン形成領域Ｐｍｓ１以外の部分において、パターン部Ｐ５に応じたマスク画像を生成し、レーザ光を照射する（図１２参照）。

図１２に示すレーザ光照射処理により、マスクパターン形成領域Ｐｍｓ１以外の部分の欠陥Ｇ４が除去され、マスクパターン形成領域Ｐｍｓ１内に欠陥Ｇ４ａが残った状態となる（図１３参照）。これに対して、パターンの間隔により熱の影響を受けうるマスクパターン形成領域Ｐｍｓ２（ステップＳ１１７〜Ｓ１２７に対応）を設定し、このマスクパターン形成領域Ｐｍｓ２以外の部分において、パターン部Ｐ４およびＰ５に応じた第１マスク画像を生成し、レーザ光を照射する（図１３参照）。

その後、パターン部Ｐ４およびＰ５間に残った欠陥Ｇ４ｂに対して、パターン部Ｐ４およびＰ５に応じた第２マスク画像を生成し、レーザ光を照射する（図１４参照）。これにより、欠陥Ｇ４が除去されたパターン部Ｐ４およびＰ５を得ることができる（図１５参照）。

上述したレーザ加工処理によって、パターン部の配置がレーザ光の熱の影響を受け得る場合であっても、レーザ加工を正確に行うことが可能となる。すなわち、本発明は、所定のパターンが形成されたワークＷ１０の一部を拡大した画像を取得する撮像部を有し、撮像部が取得した画像を用いてワークＷ１０に対してレーザ光を照射してワークＷ１０上の欠陥の修正処理を行うレーザ加工方法であって、ワークＷ１０を載置し、ワークＷ１０の板面に平行な平面上で撮像部に対して相対的に移動可能なステージを、修正処理を行う欠陥修正位置に移動させ、（ステージ移動ステップ：Ｓ１０２）、移動した欠陥修正位置においてワークＷ１０の画像を撮像し、（撮像ステップ：ステップＳ１１８）、撮像された撮像画像と参照画像とを比較し、この比較による判定に基づいて、レーザ光を照射する照射部を形成し、その他の部分を、レーザ光が照射されない領域である非照射部とするマスク画像を、参照画像をもとに生成し、（マスク生成ステップ：ステップＳ１２１）、レーザ光源からのレーザ光の光束断面形状をマスク画像に応じた形状に整形する（光束整形ステップ：ステップＳ１２２，Ｓ１２４）、を含み、マスク生成ステップは、参照画像内に照射部に対応する複数のパターンを有する場合、マスク画像上における各照射部間の距離が所定距離以上となるように複数のマスク画像を生成するものであり、本発明の技術方案として図３における全てのステップが必要となるものではない。

上述した実施の形態によれば、１つの参照画像に対し、レーザ光照射対象のパターン部の配置に応じた複数のマスク情報を生成し、それぞれのマスク画像に応じた断面形状をなすレーザ光を照射するようにしたので、複数のパターン部の配置に関わらず、レーザ加工を正確に行うことができる。これにより、パターン部が微細なものであっても、レーザによる微細加工が可能となる。また、近紫外光以上の波長帯のレーザ光を用いる場合であっても、加工されるパターン形状の加工精度が低下することなく、レーザ加工を行うことができる。

なお、従来の技術として、熱の影響のない欠陥修正方法として、紫外線（波長２６６ｎｍ）を用いた方法が挙げられるが、この方法では微小ミラーアレイ１２３（ＤＭＤ１２３）を紫外線対応のものに置き換える必要があり、この置き換えによってコストの増大や、この波長（２６６ｎｍ）によるＤＭＤの劣化など、装置および照射対象への影響を考慮して設計する必要がある。

図１６，１７は、本実施の形態の変形例１にかかるレーザ加工装置において生成される第１，第２マスク画像をそれぞれ示す模式図である。なお、変形例１にかかる第１および第２マスク画像は、全体として図８に示す参照画像Ｄｒ１に対応し、パターン部Ｐ１〜Ｐ３に対してレーザ光を照射するものとして説明する。上述した実施の形態では、各パターン部に応じてパターン部と略同一の形状をなす照射部が形成されるものとして説明したが、パターン部の形状を分割し、所定距離以上となるように、分割した領域に照射部をそれぞれ形成するものであってもよい。

図１６に示す第１マスク画像Ｄｍ２ａには、図８のパターン部Ｐ１〜Ｐ３を長手方向に沿って２分するような照射部Ｐｍ１ａ，Ｐｍ２ａ，Ｐｍ３ａが形成される。ここで、変形例１では、各パターン部Ｐ１〜Ｐ３に対する照射部Ｐｍ１ａ，Ｐｍ２ａ，Ｐｍ３ａの相対位置が同一である。

また、図１７に示す第２マスク画像Ｄｍ２ｂには、照射部Ｐｍ１ａ，Ｐｍ２ａ，Ｐｍ３ａと同様、図８のパターン部Ｐ１〜Ｐ３を長手方向に沿って２分するような照射部Ｐｍ１ｂ，Ｐｍ２ｂ，Ｐｍ３ｂが形成される。ここで、各パターン部Ｐ１〜Ｐ３に対する照射部Ｐｍ１ｂ，Ｐｍ２ｂ，Ｐｍ３ｂの相対位置は、それぞれ同一であり、パターン部Ｐ１〜Ｐ３に対して照射部Ｐｍ１ａ，Ｐｍ２ａ，Ｐｍ３ａと反対側に配置される。

このとき、照射部Ｐｍ１ａと照射部Ｐｍ３ａとの間の距離ｄ４、照射部Ｐｍ２ａと照射部Ｐｍ３ａとの間の距離ｄ５、および照射部Ｐｍ１ｂと照射部Ｐｍ３ｂとの間の距離ｄ６、照射部Ｐｍ２ｂと照射部Ｐｍ３ｂとの間の距離ｄ７は、熱の影響のない所定の距離以上となっている。これにより、上述した実施の形態のように、第１および第２マスク画像を用いて段階的にレーザ光を照射することによって、複数のパターン部の配置に関わらず、レーザ加工を正確に行うことができる。

図１８，１９は、本実施の形態の変形例２にかかるレーザ加工装置において生成される第１，第２マスク画像をそれぞれ示す模式図である。なお、変形例２にかかる第１および第２マスク画像は、変形例１と同様、全体として図８に示す参照画像Ｄｒ１に対応し、パターン部Ｐ１〜Ｐ３にレーザ光を照射するものとして説明する。

図１８に示す第１マスク画像Ｄｍ３ａは、図８のパターン部Ｐ１を長手方向に沿って５等分し、間引いた位置に照射部Ｐｍ１ｃ，Ｐｍ１ｄ，Ｐｍ１ｅがそれぞれ形成される。また、同様に、パターン部Ｐ２に対しても同様の間隔で照射部Ｐｍ２ｃ，Ｐｍ２ｄ，Ｐｍ２ｅが形成され、パターン部Ｐ３に対しても同様の間隔で照射部Ｐｍ３ｃ，Ｐｍ３ｄが形成される。ここで、照射部Ｐｍ３ｃ，Ｐｍ３ｄは、隣接するパターン部の照射部との距離を確保するため、照射部Ｐｍ１ｃ，Ｐｍ１ｄ，Ｐｍ１ｅおよび照射部Ｐｍ３ｃ，Ｐｍ３ｄに隣接しない位置に配置される。

また、図１９に示す第２マスク画像Ｄｍ３ｂには、５等分されたパターン部Ｐ１の照射部Ｐｍ１ｃ，Ｐｍ１ｄ，Ｐｍ１ｅが配置されていない位置に照射部Ｐｍ１ｆ，Ｐｍ１ｇが形成される。また、同様に、パターン部Ｐ２対して照射部Ｐｍ２ｆ，Ｐｍ２ｇが形成される。パターン部Ｐ３対しては、パターン部Ｐ１，Ｐ２と逆の態様で、照射部Ｐｍ３ｃ，Ｐｍ３ｄが配置されていない位置に照射部Ｐｍ３ｅ，Ｐｍ３ｆ，Ｐｍ３ｇが形成される。

このとき、各照射部の間隔（相対的な距離）は、それぞれ熱の影響のない所定の距離以上となっている。これにより、上述した実施の形態のように、複数のパターン部の配置に関わらず、レーザ加工を正確に行うことができる。

図２０は、本実施の形態の変形例３にかかるレーザ加工装置の記憶部に記憶される参照画像の一例を示す模式図である。図２１，２２は、本実施の形態の変形例３にかかるレーザ加工装置において生成される第１，第２マスク画像をそれぞれ示す模式図である。なお、変形例３にかかる第１および第２マスク画像は、全体として図２０に示す参照画像Ｄｒ２のパターンに対応し、Ｌ字状をなすパターン部Ｐ６にレーザ光を照射するものとして説明する。

図２１に示す第１マスク画像Ｄｍ４ａには、図２０のパターン部Ｐ６のＬ字の一方の直線部分に対応する位置に照射部Ｐｍ４ａが形成される。また、図２２に示す第２マスク画像Ｄｍ４ｂには、図２０のパターン部Ｐ６のＬ字の他方の直線部分に対応する位置に照射部Ｐｍ４ｂが形成される。

上述したように、Ｌ字状のようなパターンに９０°以下の角が存在する場合、照射部Ｐｍ４ａ，Ｐｍ４ｂのように分割して照射することによって、より精度良くパターンの角を形成することができる。

また、上述した実施の形態およびその変形例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。例えば各実施の形態に対して適宜例示した変形例は、他の実施の形態に対して適用することも可能であることは言うまでもない。

例えば、上述した実施の形態のレーザ加工装置１００は、Ｘ−Ｙ平面内を移動可能なステージ１１６と、ステージ１１６の水平移動を制御するステージ制御部１０４を構成し、ステージ１１６によってワークＷ１０をＸ−Ｙ平面内に移動させているが、これ以外に、ワークＷ１０をステージ上で固定し、顕微鏡部１１０及びレーザリペアヘッド１２０をＸ−Ｙ平面内に移動させる構成としてもよい。即ち、顕微鏡部１１０及びレーザリペアヘッド１２０とワークＷ１０との相対位置を変化させる移動手段と、この移動手段を制御する移動制御部であれば如何なる構成をも含むものである。

また、上述した実施の形態では、光束整形手段として空間光変調器である微小ミラーアレイ１２３を用いているが、これ以外の光束整形手段として可変スリットや液晶シャッタなどを用いる構成としてもよい。即ち、レーザ光束の断面形状を所望の形状に整形する光束整形手段であれば如何なる構成をも含むものである。

また、上述した実施の形態では、欠陥に対しレーザ光を照射して欠陥修復を行う欠陥修正部を有した欠陥修正装置の例を示したが、このようなレーザ光を用いる欠陥修正部に限らず、例えばディスペンサやニードルなどのプローブを用いる方式、インクジェット方式、転写方式など、欠陥に対して修正材料の塗布・描画・転写などを行って欠陥修復を行う方式の欠陥修正部（総称して塗布修正）や、例えはニードルなどのプローブによって欠陥を切断・切除・整形する欠陥修正部に置き換えても構わない。この場合、上記実施の形態のレーザ加工方法およびレーザ加工プログラムにおける修復処理（リペア実行）を、レーザ照射による修復処理から、例えば修正材料の塗布・描画・転写による加工処理に置き換えることで、各種のレーザ加工装置に共通するレーザ加工方法およびレーザ加工プログラムとすることができる。

以上のように、本発明にかかるレーザ加工装置、欠陥修正方法および欠陥修正プログラムは、複数の照射パターンの配置に関わらず、レーザ加工を正確に行うことに有用である。

１００ レーザ加工装置
１０１ 制御部
１０２ 画像処理部
１０２ａ 抽出部
１０２ｂ マッチング部
１０２ｃ マスク生成部
１０３ 領域設定部
１０４ ステージ制御部
１０５ 表示部
１０６ 入力部
１０７ 記憶部
１１０ 顕微鏡部
１１１ 撮像素子
１１２ 光源
１１６ ステージ
１２０ レーザリペアヘッド
１２１ レーザ光源
１２２ ＬＥＤ
１２３ 微小ミラーアレイ（ＤＭＤ）
Ｄａ，Ｄａ１００ 撮像画像
Ｄｒ，Ｄｒ１，Ｄｒ２ 参照画像
Ｄｓ 欠陥画像
Ｄｍ１ａ，Ｄｍ２ａ，Ｄｍ３ａ，Ｄｍ４ａ 第１マスク画像
Ｄｍ１ｂ，Ｄｍ２ｂ，Ｄｍ３ｂ，Ｄｍ４ｂ 第２マスク画像
Ｐ１〜Ｐ６ パターン部
Ｐｍ１，Ｐｍ２，Ｐｍ１ａ〜Ｐｍ１ｇ，Ｐｍ２ａ〜Ｐｍ２ｇ，Ｐｍ３ａ〜Ｐｍ３ｇ，Ｐｍ４ａ，Ｐｍ４ｂ 照射部

Claims (7)

1. 所定のパターンが形成された基板に対してレーザ光を照射して前記基板上の欠陥の修正処理を行うレーザ加工装置であって、
   前記基板を載置するとともに、該基板の一部を拡大した画像を取得する撮像部に対して相対的に移動可能なステージと、
   前記ステージの移動を制御するとともに、前記修正処理を行う欠陥修正位置に前記ステージを移動させるステージ制御部と、
   前記ステージ制御部によるステージ移動によって移動した前記欠陥修正位置において撮像された撮像画像と正常なパターンである参照画像とを比較するマッチング部と、
   前記マッチング部による判定に基づき、レーザ光を照射する領域を照射部とし、その他の部分を、レーザ光が照射されない領域を非照射部とするマスク画像を、前記参照画像をもとに、全体として前記参照画像と同じパターンになるよう複数生成するマスク生成部と、
   レーザ光源からのレーザ光の光束断面形状を前記マスク画像に応じた形状に整形する光束整形手段と、
   を備え、
   前記マスク生成部は、前記マスク画像内に前記照射部を複数有する場合、各照射部間の距離が所定距離以上となるようにマスク画像を生成することを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記光束整形手段は、二次元変調素子を含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記マスク生成部は、前記基板またはレーザ加工面上の熱伝導率、熱吸収率、比熱、膜厚、密度、およびレーザ照射のエネルギー、照射サイズに基づいて、マスク画像を生成することを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記欠陥修正位置において存在する欠陥領域を抽出する抽出部をさらに備え、
   前記マスク生成部は、前記欠陥領域に応じた照射部を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
5. 前記マスク生成部は、前記レーザ光を照射する領域を分割し、前記所定距離以上となるように該分割した領域に照射部をそれぞれ形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
6. 所定のパターンが形成された基板に対してレーザ光を照射して前記基板上の欠陥の修正処理を行うレーザ加工方法であって、
   前記基板を載置するステージを、前記修正処理を行う欠陥修正位置に移動させるステージ移動ステップと、
   前記ステージ移動ステップによって移動した前記欠陥修正位置において前記基板の画像を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップによって撮像された撮像画像と正常なパターンである参照画像とを比較するマッチングステップと、
   前記マッチングステップによる判定に基づき、レーザ光を照射する領域を照射部とし、その他の部分を、レーザ光が照射されない領域を非照射部とするマスク画像を、前記参照画像をもとに、全体として前記参照画像と同じパターンになるよう複数生成するマスク生成ステップと、
   レーザ光源からのレーザ光の光束断面形状を前記マスク画像に応じた形状に整形する光束整形ステップと、
   を含み、
   前記マスク生成ステップは、前記マスク画像内に前記照射部を複数有する場合、各照射部間の距離が所定距離以上となるようにマスク画像を生成することを特徴とするレーザ加工方法。
7. 所定のパターンが形成された基板に対してレーザ光を照射して前記基板上の欠陥の修正処理をコンピュータに実行させるためのレーザ加工プログラムであって、
   前記基板を載置するステージを、前記修正処理を行う欠陥修正位置に移動させるステージ移動手順と、
   前記ステージ移動手順によって移動した前記欠陥修正位置において前記基板の画像を撮像する撮像手順と、
   前記撮像手順によって撮像された撮像画像と正常なパターンである参照画像とを比較するマッチング手順と、
   前記マッチング手順による判定に基づき、レーザ光を照射する領域を照射部とし、その他の部分を、レーザ光が照射されない領域を非照射部とするマスク画像を、前記参照画像をもとに、全体として前記参照画像と同じパターンになるよう複数生成するマスク生成手順と、
   レーザ光源からのレーザ光の光束断面形状を前記マスク画像に応じた形状に整形する光束整形手順と、
   を含み、
   前記マスク生成手順は、前記マスク画像内に前記照射部を複数有する場合、各照射部間の距離が所定距離以上となるようにマスク画像を生成することを特徴とするレーザ加工プログラム。

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