JP2013181182A - Laser machining apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置に関し、特に、レーザCVD(Chemical Vapor Deposition)加工を行うレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus that performs laser CVD (Chemical Vapor Deposition) processing.
従来、レーザCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて、LCD(Liquid Crystal Display)パネルや有機EL(Electro-Luminescence)パネルなどのディスプレイパネルに使用される基板の配線の欠陥を修正するレーザ加工装置が普及している。 Conventionally, there has been a laser processing apparatus that uses a laser CVD (Chemical Vapor Deposition) method to correct defects in wiring of substrates used in display panels such as LCD (Liquid Crystal Display) panels and organic EL (Electro-Luminescence) panels. It is popular.
レーザCVD法を用いたレーザ加工装置では、加工対象となる基板上の配線を修正する部分近傍に原料ガスを供給するとともに、その基板上の修正部分にレーザ光を照射し、レーザ光のエネルギーにより活性化した原料ガスを膜として修正部分に堆積することにより、基板上の配線が修正される。しかしながら、原料ガスを基板表面に供給したときに、レーザ光を照射していない部分においても、原料ガスと基板の温度差により原料ガスが再結晶化し、再結晶化により生成された異物が配線の欠陥部分となり、これが基板の品質を低下させる。 In a laser processing apparatus using the laser CVD method, a source gas is supplied in the vicinity of a portion where wiring on a substrate to be processed is corrected, and the correction portion on the substrate is irradiated with laser light. The wiring on the substrate is corrected by depositing the activated source gas as a film on the correction portion. However, when the source gas is supplied to the substrate surface, the source gas is recrystallized due to the temperature difference between the source gas and the substrate even in the portion where the laser beam is not irradiated, and the foreign matter generated by the recrystallization is not It becomes a defective part, which degrades the quality of the substrate.
そこで、原料ガスに含まれる原料物質が基板上で再結晶するのを防止するために、所定の温度(例えば、40℃前後)以上に基板を温めた状態でレーザCVD加工(以下、単にCVD加工とも称する)が行われる。 Therefore, in order to prevent the source material contained in the source gas from being recrystallized on the substrate, laser CVD processing (hereinafter simply referred to as CVD processing) is performed with the substrate heated above a predetermined temperature (for example, around 40 ° C.). Also referred to as).
基板を温める方法としては、例えば、基板が載置されるガラス載物台の裏面に貼付した透明フィルムヒータによりガラス載物台全体を加熱する方法が知られている。 As a method for heating the substrate, for example, a method is known in which the entire glass mounting table is heated by a transparent film heater attached to the back surface of the glass mounting table on which the substrate is mounted.
また、例えば、熱風により基板の加工部分の近傍を加熱する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, for example, a method of heating the vicinity of a processed portion of a substrate with hot air is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、基板を加熱すると、熱膨張により基板が撓み、加工位置やフォーカスのズレが発生し、加工品質が悪化することが想定される。また、撓み量が大きくなると、基板の表面がレーザ加工装置の一部に接触し、損傷してしまうことが想定される。 However, when the substrate is heated, it is assumed that the substrate is bent due to thermal expansion, a processing position or a focus shift occurs, and processing quality deteriorates. Moreover, when the amount of bending increases, it is assumed that the surface of the substrate comes into contact with a part of the laser processing apparatus and is damaged.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、確実かつ効率的にCVD加工を行う加工部分近傍を加熱するとともに、加工対象の撓みを低減できるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and is intended to heat the vicinity of a processing portion where CVD processing is performed reliably and efficiently, and to reduce the bending of a processing target.
本発明の一側面のレーザ加工装置は、加工対象の加工部分近傍に向けて原料ガスおよび熱風を吹き出し、原料ガスおよび熱風を吹き出す位置より外側から加工部分近傍の周辺に向けて冷却風を吹き出すとともに、原料ガスおよび熱風を吹き出す位置と冷却風を吹き出す位置との間に原料ガス、熱風、および、冷却風を吸い込むための排気口が設けられている供給ユニットと、加工部分にレーザ光を照射する照射手段とを備える。 The laser processing apparatus according to one aspect of the present invention blows the raw material gas and hot air toward the vicinity of the processing portion to be processed, and blows out cooling air from the outside from the position where the raw material gas and hot air are blown toward the vicinity of the processing portion. A supply unit provided with an exhaust port for sucking the raw material gas, hot air, and cooling air between the position where the raw material gas and hot air are blown out and the position where the cooling air is blown out, and the processing portion is irradiated with laser light Irradiation means.
本発明の一側面のレーザ加工装置においては、熱風により加工部分近傍が温められ、冷却風により加工部分近傍の周辺が冷却され、加工部分近傍が原料ガス雰囲気に保たれ、加工部分にレーザ光が照射され、加工部分に薄膜が形成される。 In the laser processing apparatus according to one aspect of the present invention, the vicinity of the processing portion is warmed by the hot air, the vicinity of the processing portion is cooled by the cooling air, the vicinity of the processing portion is maintained in the source gas atmosphere, and the laser beam is emitted to the processing portion. Irradiated to form a thin film on the processed part.
従って、確実かつ効率的にCVD加工を行う加工部分近傍を加熱するとともに、加工対象の撓みを低減することができる。 Accordingly, it is possible to heat the vicinity of the processing portion where the CVD processing is performed reliably and efficiently, and to reduce the bending of the processing target.
このレーザ加工装置は、例えば、レーザリペア装置により構成される。この原料ガスは、例えば、クロムカルボニルガス等により構成される。この供給ユニットは、例えば、ガスウインドウなどにより構成される。この照射手段は、例えば、レーザ光を射出するレーザユニットにより構成される。 This laser processing apparatus is constituted by, for example, a laser repair apparatus. This source gas is composed of, for example, chromium carbonyl gas. This supply unit is constituted by, for example, a gas window. This irradiation means is comprised by the laser unit which inject | emits a laser beam, for example.
この排気口を、原料ガスおよび熱風を吹き出す位置を囲むように形成し、冷却風を吹き出す送風口を、排気口を囲むように形成することができる。 The exhaust port can be formed so as to surround the position where the source gas and hot air are blown out, and the blower port where the cooling air is blown out can be formed so as to surround the exhaust port.
これにより、より確実に加工部分近傍を加熱し、加工部分近傍の周辺を冷却することができる。 As a result, the vicinity of the processing portion can be heated more reliably and the vicinity of the processing portion can be cooled.
この供給ユニット内において、原料ガスおよび熱風が通る経路と冷却風が通る経路との間に断熱層を設けることができる。 In this supply unit, a heat insulating layer can be provided between the path through which the source gas and hot air pass and the path through which cooling air passes.
これにより、原料ガスや熱風が冷却風により冷却されることを防止することができる。 Thereby, it can prevent that source gas and a hot air are cooled with a cooling air.
加工対象を置く台の設置面に加工対象と設置面との間に隙間を形成するための複数の突起を設けるようにすることができる。 A plurality of protrusions for forming a gap between the processing object and the installation surface can be provided on the installation surface of the table on which the processing object is placed.
これにより、加工対象の加工部分近傍の熱が台を伝わって逃げ、加工部分近傍が冷却されることを防止することができる。 Thereby, it is possible to prevent the heat in the vicinity of the processing portion to be processed from being transmitted through the table and cooling the vicinity of the processing portion.
冷却風を冷却するための冷却手段をさらに設けることができる。 A cooling means for cooling the cooling air can be further provided.
これにより、より確実に加工部分近傍の周辺を冷却することができる。 Thereby, the periphery of the processing part vicinity can be cooled more reliably.
この冷却ユニットは、熱風と原料ガスとを異なる位置から加工部分近傍に向けて吹き出すようにすることができる。 This cooling unit can blow hot air and source gas from different positions toward the vicinity of the processing portion.
これにより、熱風および原料ガスを加工部分近傍に確実に供給することができる。 Thereby, a hot air and source gas can be reliably supplied to the process part vicinity.
このレーザ加工装置においては、熱風により加工部分近傍を所定の時間加熱した後、原料ガスにより加工部分近傍に原料ガス雰囲気を生成し、加工部分にレーザ光を照射する第1の工程と、冷却風により加工部分近傍の周辺を冷却する第2の工程とを並行して行うように制御する制御手段をさらに設けるようにすることができる。 In this laser processing apparatus, after heating the vicinity of the processing portion with hot air for a predetermined time, a source gas atmosphere is generated in the vicinity of the processing portion with the source gas, and the processing portion is irradiated with laser light; Thus, it is possible to further provide a control means for performing control in parallel with the second step of cooling the vicinity in the vicinity of the processed portion.
これにより、加工部分近傍の雰囲気をほぼ同じに保つことができ、加工ムラの発生を防止することができるとともに、確実に加工部分近傍の周辺を冷却することができる。 Thereby, the atmosphere in the vicinity of the processed portion can be kept substantially the same, the occurrence of processing unevenness can be prevented, and the periphery in the vicinity of the processed portion can be reliably cooled.
本発明の一側面によれば、確実かつ効率的にCVD加工を行う加工部分近傍を加熱するとともに、加工対象の撓みを低減することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to heat the vicinity of a processing portion where CVD processing is performed reliably and efficiently, and to reduce the bending of a processing target.
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施の形態という)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態
2.変形例
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
1.
<実施の形態>
[レーザ加工装置の構成例]
図1は、本発明を適用したレーザ加工装置の一実施の形態の外観の構成例を示す斜視図である。
<Embodiment>
[Configuration example of laser processing equipment]
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration example of an embodiment of a laser processing apparatus to which the present invention is applied.
図1のレーザ加工装置101は、LCDパネルや有機ELパネルなどのディスプレイパネルに使用される基板の配線の欠陥等の修正を行うレーザリペア装置である。例えば、レーザ加工装置101は、レーザ誘起プラズマにより基板の余分なパターンを除去するZAP加工、および、レーザCVD法により基板の欠落しているパターンを形成するCVD加工を行う。レーザ加工装置101は、基台111、ガラス載物台112a乃至112d、レール部材113a,113b、コラム114、およびヘッド115を含むように構成される。
A
なお、以下、コラム114の長手方向をx軸方向または左右方向と称し、レール部材113a,113bの長手方向をy軸方向または前後方向と称し、x軸およびy軸に垂直な方向をz軸方向または上下方向と称する。
Hereinafter, the longitudinal direction of the
基台111の上面の左右の両端には、レール部材113a,113bが設けられている。また、レール部材113aとレール部材113bの間には、長手方向がy軸方向と一致する板状のガラス載物台112a乃至112dが、所定の間隔で基台111の上面に設けられている。
Rail members 113a and 113b are provided at both left and right ends of the upper surface of the
ガラス載物台112a乃至112dの上には、図2に示されるように、加工対象となる基板131が載置される。このとき、図2に示されるように、例えば、基板131を運搬するオートローダのアーム132を、各ガラス載物台の間の溝に挿入することにより、容易に基板131をガラス載物台112a乃至112dに設置したり、ガラス載物台112a乃至112dから撤去したりすることが可能である。
As shown in FIG. 2, a
また、ガラス載物台112a乃至112dの上面である設置面には、透明の樹脂からなる小さな突起部が多数設けられている。後述するように、この突起部により、基板131の加工部分近傍の熱がガラス載物台112を伝わって逃げ、加工部分近傍が冷やされることが防止される。
In addition, a large number of small protrusions made of a transparent resin are provided on the installation surface, which is the upper surface of the
なお、以下、ガラス載物台112a乃至112dを個々に区別する必要がない場合、単にガラス載物台112と称する。 Hereinafter, when it is not necessary to individually distinguish the glass mounting tables 112a to 112d, they are simply referred to as a glass mounting table 112.
レール部材113a,113bの上面には、それぞれy軸方向に延びるレールが設けられている。また、レール部材113aとレール部材113bの間には、コラム114が架けられており、コラム114の下面の長手方向の両端が、レール部材113a,113bの上面のレールに嵌め合わされている。そして、図示せぬアクチュエータなどを用いて、レール部材113a,113bの上面のレールに従って、コラム114をy軸方向に移動させることが可能である。
Rails extending in the y-axis direction are provided on the upper surfaces of the rail members 113a and 113b. Further, a
また、コラム114の前面および上面にはレールが設けられており、逆L字型のヘッド115が、コラム114の前面および上面のレールに嵌め合わされている。そして、図示せぬアクチュエータなどを用いて、コラム114の前面および上面のレールに従って、ヘッド115をx軸方向に移動させることが可能である。
Further, rails are provided on the front surface and the upper surface of the
ヘッド115には、図3を参照して後述する加工ユニット151が設けられている。より具体的には、加工ユニット151の各部は、ヘッド115に内蔵されたり、ヘッド115の下面に取り付けられたりしている。そして、加工ユニット151は、図示せぬアクチュエータなどにより、z軸方向に移動させることが可能である。また、上述したように、コラム114をy軸方向に移動させたり、ヘッド115をx軸方向に移動させたりすることにより、加工ユニット151をx軸方向およびy軸方向に移動させることが可能である。
The
また、基台111には、コラム114、ヘッド115、および加工ユニット151の移動を制御したり、加工ユニット151の動作を制御したりする制御部152(図3)が内蔵されている。
Further, the
なお、以下、場所を移動しない基台111、ガラス載置台112、およびレール部材113a,113bをまとめて固定部101Aと称し、場所を移動するコラム114、およびヘッド115をまとめて可動部101Bと称する。
Hereinafter, the base 111 that does not move the place, the glass mounting table 112, and the rail members 113a and 113b are collectively referred to as a fixed portion 101A, and the
[加工ユニットの構成例]
図3は、加工ユニット151の構成例を示すブロック図である。加工ユニット151は、ガスウインドウ161、レーザ照射観察ユニット162、レーザユニット163、ガス吸気排気ユニット164、エアヒータ165、エアヒータ制御ユニット166、および、冷却風供給ユニット167を含むように構成される。
[Example of processing unit configuration]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the
ガスウインドウ161は、ガラス載物台112に載置されている基板131の上方に、基板131とわずかな間隔を置いて配置される。なお、ガスウインドウ161と基板131との間の距離は、加工ユニット151をz軸方向に移動させることにより調整することができる。詳細は図4および図5を参照して後述するが、ガスウインドウ161は、ガス吸気排気ユニット164から供給される原料ガスおよびパージガス、並びに、エアヒータ165から供給される熱風を、基板131のレーザ光が照射される部分(以下、レーザ照射部と称する)近傍に供給する導入口を有している。また、ガスウインドウ161は、原料ガスおよびパージガスを外部に漏れ出さないように吸い込む吸い込み口を備えている。さらに、ガスウインドウ161は、レーザ照射部近傍の周辺に冷却風を供給する導入口を有している。
The
ガスウインドウ161の直上には、レーザ照射観察ユニット162が設置されている。
レーザ照射観察ユニット162は、レーザ光のエネルギーを変えるアッテネータ(不図示)、レーザ光のビーム形状を変化させる可変アパーチャ機構(不図示)、対物レンズを上下させて焦点位置を調整する機構(不図示)、および、基板131のレーザ照射部近傍を観察するための顕微鏡機構(不図示)などを有している。
A laser
The laser
レーザユニット163は、例えば、ZAP加工用のレーザ光(以下、ZAPレーザ光と称する)、および、CVD加工用のレーザ光(以下、CVDレーザ光と称する)を射出するレーザ光源をそれぞれ備えている。そして、レーザユニット163から射出されたレーザ光は、レーザ照射観察ユニット162およびガスウインドウ161を介して、基板131に照射される。なお、上述したように、コラム114およびヘッド115の移動に合わせて加工ユニット151をx軸方向およびy軸方向に移動させることにより、基板131のレーザ照射部の位置を調整することができる。
The
なお、例えば、Nd:YLFレーザの第3高調波(波長351nm)で、繰返し周波数が30Hz、時間幅が20ピコ秒のレーザ光が、ZAPレーザ光として用いられ、Nd:YLFレーザの第3高調波(波長349nm)で、繰返し周波数が4kHz、時間幅が30ナノ秒のレーザ光が、CVDレーザ光として用いられる。 For example, a laser beam having the third harmonic (wavelength 351 nm) of the Nd: YLF laser, a repetition frequency of 30 Hz, and a time width of 20 picoseconds is used as the ZAP laser beam, and the third harmonic of the Nd: YLF laser. A laser beam having a wave (wavelength 349 nm), a repetition frequency of 4 kHz, and a time width of 30 nanoseconds is used as a CVD laser beam.
ガス吸気排気ユニット164は、原料ガス、パージガスを必要なタイミングでガスウインドウ161に供給し、かつ、ガスウインドウ161から吸引された排気ガスの無害化処理を行う機構などを備える。なお、原料ガスには、例えば、クロムカルボニルガスが用いられ、パージガスには、例えば、ヘリウムガスまたはアルゴンガスが用いられる。
The gas intake /
エアヒータ165は、エアヒータ制御ユニット166の制御の基に、必要なタイミングで、ガスウインドウ161を介して、所定の温度(例えば、150〜300℃)の熱風を基板131のレーザ照射部近傍に供給する。
The
エアヒータ制御ユニット166は、制御部152の制御の基に、エアヒータ165から熱風を吹き出すタイミング、および、熱風の温度等を制御する。
The air
冷却風供給ユニット167は、例えば、ファン等により構成され、制御部152の制御の基に、冷却風を必要なタイミングでガスウインドウ161に供給し、ガスウインドウ161から冷却風を吹き出すタイミングを制御する。
The cooling
また、制御部152は、レーザ加工装置101の可動部101Bの各部の動作を制御する。例えば、制御部152は、図示せぬアクチュエータなどを介して、コラム114のy軸方向の移動、ヘッド115のx軸方向の移動、および、加工ユニット151のz軸方向の移動を制御する。また、例えば、制御部152は、レーザ照射観察ユニット162の照明、アパーチャ、アッテネータの減衰率などを制御する。さらに、例えば、制御部152は、レーザユニット163から射出されるレーザ光のエネルギー、繰返し周波数、時間幅(パルス幅)、および射出タイミング等を制御する。また、例えば、制御部152は、ガス吸気排気ユニット164のガス開閉弁(不図示)の開閉タイミング等の制御を行う。さらに、例えば、制御部152は、エアヒータ制御ユニット166を介して、エアヒータ165から熱風を吹き出すタイミングおよび熱風の温度等を制御する。また、例えば、制御部152は、冷却風供給ユニット167を介して、ガスウインドウ166から冷却風を吹き出すタイミングを制御する。
The
[ガスウインドウの構成例]
次に、図4および図5を参照して、ガスウインドウ161の構成例について説明する。
図4は、ガスウインドウ161を横から見た断面図であり、図5は、ガスウインドウ161の下面の平面図である。ガスウインドウ161は、円盤状のウインドウポート201および円盤状の窓202により構成される。
[Configuration example of gas window]
Next, a configuration example of the
4 is a cross-sectional view of the
ウインドウポート201の中央には、ガス導入空間部201Aが形成されている。ガス導入空間部201Aは、ウインドウポート201の下面から所定の高さまでは径が一定であり、途中から上面部に向かってテーパ状に径が広がっている。また、ウインドウポート201の上面には、レーザユニット163で発振され対物レンズ204から出射されたレーザ光LBを導入するための窓202が、ガス導入空間部201Aの上端の開口を覆うように設けられている。
A
窓202のすぐ下方には、パージガス導入口201B−1,201B−2が、基板131の上面に対して平行で、かつ、互いに対向するように設けられている。ガス吸気排気ユニット164から供給されるパージガスは、パージガス導入口201B−1,201B−2を介して、ガス導入空間部201Aの側面から吹き出し、そのパージガスにより窓202の曇りが防止される。また、ガス導入空間部201Aの側面から吹き出したパージガスは、窓202の直下で2つの流れがぶつかり、ガス導入空間部201Aの下方に向かって、ほぼ基板131の面に対して垂直に下降する。
Immediately below the
ガス導入空間部201Aの径が一定となる領域には、原料ガス導入口201Cが、基板131の面に平行に設けられている。ガス吸気排気ユニット164から供給される原料ガスは、原料ガス導入口201Cを介して、ガス導入空間部201Aの側面から吹き出し、パージガスの流れに混じって、基板131の上面へほぼ垂直に下降する流れとなる。そして、原料ガスは、ガス導入空間部201Aの下端の開口からレーザ照射部近傍に向けて吹き出し、ウインドウポート201と基板131との間のCVD空間211に拡散する。このCVD空間211は、基板131のレーザ照射部近傍、すなわち、レーザ光および原料ガスにより基板131に薄膜を形成する部分近傍に接している。
In a region where the diameter of the
ウインドウポート201の下面のガス導入空間部201Aの下端の開口の周りには、送風口201D−1乃至201D−3が設けられている。エアヒータ165から供給される熱風は、図4の矢印A1で示されるように、送風口201D−1乃至201D−3からレーザ照射部近傍に向けて吹き出し、CVD空間211に拡散する。
ウインドウポート201の下面の送風口201D−1乃至201D−3の外側には、ガス導入空間部201Aの下端の開口および送風口201D−1乃至201D−3の周囲を取り囲むようにリング状の排気口201Eが形成されている。さらに、排気口201Eを取り囲むようにリング状の排気口201Fが形成されている。そして、ガス導入空間部201Aから吹き出されたパージガスおよび原料ガス、並びに、送風口201D−1乃至201D−3から吹き出された熱風を含む気体のほとんどが、図4の矢印B1,B2で示されるように、排気口201Eに吸い込まれ、残りが排気口201Fに吸い込まれる。排気口201E,201Fに吸い込まれた気体は、排気口201E,201Fに設けられている図示せぬ吸い込み口からガス吸気排気ユニット164に送られる。
A ring-shaped exhaust port is provided outside the
このように、排気口201E,201Fからパージガス、原料ガス、および、熱風を含む気体を吸い込むことにより、CVD空間211を外部から遮断するドーナツ状のガスカーテンシールド部212が形成される。このガスカーテンシールド部212により原料ガスが外部に漏れることが防止され、CVD空間211が原料ガス雰囲気に保たれる。また、送風口201D−1乃至201D−3に近く、レーザ照射部近傍の点線で囲まれた基板131の円形の部分P1(以下、加熱部分P1と称する)が加熱される。
In this way, the doughnut-shaped gas
また、排気口201Fのさらに外側に、排気口201Fを取り囲むように、ウインドウポート201の下面の外周付近に、リング状の送風口201Gが形成されている。そして、図4の矢印C1乃至C4で示されるように、送風口201Gから加熱部分P1の周辺に向けて冷却風が吹き出し、基板131上に拡散する。そのうち、ウインドウポート201の内側に向かってCVD空間211の方向に進む冷却風のほとんどは、図4の矢印D1,D2で示されるように、排気口201Fに吸い込まれ、残りが排気口201Eに吸い込まれる。排気口201E,201Fに吸い込まれた冷却風は、排気口201E,201Fに設けられている図示せぬ吸い込み口からガス吸気排気ユニット164に送られる。
Further, a ring-shaped
これにより、排気口201Fの直下付近より外側の、加熱部分P1の周囲の点線で囲まれた基板131のドーナツ状の部分P2(以下、冷却部分P2と称する)が冷却される。
As a result, the doughnut-shaped portion P2 (hereinafter referred to as the cooling portion P2) of the
このように、基板131の熱風により加熱されるレーザ照射部近傍の加熱部分P1の周辺を冷却することにより、加熱部分P1が必要以上に大きくなることを防止することができる。これにより、熱膨張による基板131の撓みを抑制し、加工位置やフォーカスのズレの発生を防止し、加工品質を向上させることができる。
Thus, by cooling the periphery of the heated portion P1 in the vicinity of the laser irradiation portion heated by the hot air of the
また、詳細な位置は図示していないが、ウインドウポート201内で、パージガス、原料ガス、および、熱風が通る経路(以下、ガス熱風経路と称する)と、冷却風および排気口201E,201Fから吸い込まれた気体が通る経路(以下、冷却風排気経路と称する)の間に断熱層203が設けられる。これにより、冷却風によりパージガス、原料ガス、および、熱風が冷却されることを防止することができる。
Further, although the detailed position is not shown in the figure, a path through which purge gas, source gas, and hot air pass (hereinafter referred to as gas hot air path) and cooling air and
なお、ウインドウポート201の断熱層203よりガス熱風経路側が、制御部152の制御の基に、図示せぬヒータなどにより原料ガスに含まれる原料物質が再結晶を開始する温度より高い温度(例えば、65〜70℃)に設定される。
Note that the gas hot air path side of the
[ガラス載物台112の突起部の効果]
図6は、基板131をガラス載物台112に設置した状態を示している。
[Effect of protrusion of glass mounting table 112]
FIG. 6 shows a state where the
上述したように、ガラス載物台112の設置面には、多数の突起部が設けられている。ちなみに、図6には、多数の突起部のうち突起部251−1乃至251−3のみ図示されている。なお、以下、突起部251−1乃至251−3を個々に区別する必要がない場合、単に突起部251と称する。 As described above, a large number of protrusions are provided on the installation surface of the glass mounting table 112. Incidentally, FIG. 6 shows only the protrusions 251-1 to 251-3 among the many protrusions. Hereinafter, the protrusions 251-1 to 251-3 are simply referred to as the protrusions 251 when it is not necessary to distinguish them individually.
この突起部251により基板131を支えることにより、基板131とガラス載物台112との間に隙間が形成され、熱風により加熱された基板131の熱がガラス載物台112を伝わって逃げ、レーザ照射部近傍が冷却されることが防止される。その結果、原料ガスに含まれる原料物質が基板131上で再結晶するのをより確実に防止することができる。
By supporting the
一方、基板131を突起部251で支えることにより、ガラス載物台112の設置面に直に置くより、熱により基板131が撓みやすくなる。しかし、上述したように、レーザ照射部近傍(加熱部分P1)の周辺を冷却することにより、基板131を突起部251で支えることによる基板131の撓みの増大を抑制することができる。
On the other hand, by supporting the
[リペア処理]
次に、図7のフローチャートを参照して、レーザ加工装置101により実行されるリペア処理について説明する。なお、このフローチャートは、基板131のある部分の加工が終了した後から、次の部分の加工が終了するまでの処理の流れを示している。
[Repair processing]
Next, the repair process executed by the
ステップS1において、冷却風供給ユニット167は、制御部152の制御の基に、冷却風の供給を開始する。これにより、送風口201Gから冷却風の吹出しが開始され、基板131の送風口201Gに近い部分(図4の冷却部分P2)が冷却される。
In step S <b> 1, the cooling
なお、冷却風の供給がすでに開始されている場合には、ステップS1の処理はスキップされる。また、基板131の加工中は、基本的に常時ガスウインドウ161から冷却風が吹き出される。すなわち、ステップS2乃至S13の工程と並行して、基板131のレーザ照射部近傍の周辺を冷却する工程が行われる。
If the supply of cooling air has already been started, the process of step S1 is skipped. Further, during the processing of the
ステップS2において、制御部152は、加工ユニット151をz軸方向に上昇させる。例えば、基板131の加工を行うとき、基板131とガスウインドウ161との間の距離は、約0.5mm程度に設定されている。そして、制御部152は、加工ユニット151を次の加工位置に移動させるために、基板131とガスウインドウ161との間の距離が2〜3mm程度に広がるように、加工ユニット151をz軸方向に上昇させる。
In step S2, the
ステップS3において、ガス吸気排気ユニット164は、制御部152の制御の基に、原料ガスの供給を停止する。なお、原料ガスの供給がすでに停止されている場合には、ステップS3の処理はスキップされる。なお、パージガスの供給は継続される。
In step S <b> 3, the gas intake /
ステップS4において、エアヒータ165は、制御部152およびエアヒータ制御ユニット166の制御の基に、熱風の供給を開始する。これにより、送風口201D−1乃至201D−3からの熱風の吹出しが開始され、基板131の送風口201D−1乃至201D−3に近い部分(図4の加熱部分P1)が加熱される。
In step S <b> 4, the
ステップS5において、レーザ加工装置101は、加工ユニット151を移動する。すなわち、制御部152は、ヘッド115のx軸方向の位置およびコラム114のy軸方向の位置を制御し、次の加工位置まで加工ユニット151を移動させる。
In step S5, the
ステップS6において、制御部152は、基板131とガスウインドウ161との間の距離が0.5mm程度まで近づくように、加工ユニット151をz軸方向に下降させる。
In step S6, the
ステップS7において、制御部152は、熱風の供給時間をタイマにセットする。すなわち、制御部152は、送風口201D−1乃至201D−3から吹き出される熱風により、CVD空間211に接している領域を含む基板131の加工面の領域の温度を、原料ガスに含まれる原料物質が再結晶しない温度(例えば、40℃前後)以上にするために必要な時間をタイマにセットする。
In step S7, the
ステップS8において、レーザ加工装置101は、加工準備を開始する。例えば、レーザ照射観察ユニット162は、制御部152の制御の基に、レーザユニット163から射出されるレーザ光の焦点位置が、基板131の加工面に合うように対物レンズの焦点位置を調整する。また、制御部152は、レーザ光のエネルギー、アッテネータによるレーザ光の減衰率の値、スリットの大きさなど、図示せぬ入力部を介してユーザにより入力される加工条件に関する設定を取得し、その設定に基づいて、レーザ照射観察ユニット162およびレーザユニット163を制御する。さらに、制御部152は、図示せぬ入力部を介してユーザにより入力される、CVD加工およびZAP加工を行う位置の詳細な情報を取得する。
In step S8, the
ステップS9において、エアヒータ165は、制御部152およびエアヒータ制御ユニット166の制御の基に、ステップS7においてセットされたタイマが満了した時点で、熱風の供給を停止する。このように、原料ガスの供給前に熱風を停止し、原料ガス供給中に熱風を送らないようにすることにより、加工中のCVD空間211内の雰囲気をほぼ同じに保つことができ、加工ムラの発生を防止することができる。
In step S9, the
ステップS10において、ガス吸気排気ユニット164は、制御部152の制御の基に、原料ガスの供給を開始する。これにより、原料ガスが、ガス導入空間部201Aの下端から吹き出し、ウインドウポート201と基板131との間のCVD空間211に拡散する。
In step S <b> 10, the gas intake /
ステップS11において、レーザ加工装置101は、CVD加工を行う。具体的には、制御部152は、ヘッド115のx軸方向の位置およびコラム114のy軸方向の位置を制御しながら、レーザユニット163からのレーザ光の射出を制御し、ステップS8において設定された基板131のCVD加工を行う部分に、レーザ光を照射させる。これにより、基板131のレーザ光が照射された部分に、原料ガスに含まれる原料物質による薄膜が形成され、新たなパターンが形成される。
In step S11, the
ステップS12において、ガス吸気排気ユニット164は、制御部152の制御の基に、原料ガスの供給を停止する。
In step S <b> 12, the gas intake /
ステップS13において、レーザ加工装置101は、ZAP加工を行う。具体的には、制御部152は、ヘッド115のx軸方向の位置およびコラム114のy軸方向の位置を制御しながら、レーザユニット163からのレーザ光の射出を制御し、ステップS8において設定された基板131のZAP加工を行う部分に、レーザ光を照射させる。これにより、基板131のレーザ光が照射された部分のパターンが除去される。
In step S13, the
なお、ZAP加工を行う必要がない場合には、ステップS12およびステップS13の処理はスキップされる。また、まだ加工する部分が残っている場合、またステップS1から処理が実行される。 In addition, when it is not necessary to perform ZAP processing, the process of step S12 and step S13 is skipped. If there is still a part to be processed, the process is executed again from step S1.
以上のようにして、確実かつ効率的に基板のCVD加工を行う部分近傍を加熱することができる。 As described above, the vicinity of the portion where the substrate is subjected to CVD processing can be reliably and efficiently heated.
すなわち、透明フィルムヒータを用いないので、透明フィルムヒータの断線等による修理や交換をする必要がなく、それにかかる費用や手間を削減したり、作業の停滞を防止したりすることができる。 That is, since the transparent film heater is not used, it is not necessary to repair or replace the transparent film heater due to disconnection or the like, and it is possible to reduce the cost and time required for it or prevent the stagnation of work.
また、CVD加工を行う部分近傍のみを加熱するので、加熱に必要なエネルギーを削減できるとともに、不要な部分を加熱することにより、周辺の部品や機器に熱による悪影響を与えることを防止できる。 In addition, since only the vicinity of the portion to be subjected to CVD processing is heated, energy required for heating can be reduced, and heating of unnecessary portions can prevent peripheral components and equipment from being adversely affected by heat.
さらに、基板を加熱するための部品を小型化できるとともに、加工対象となる基板の大きさによって交換する必要がなく、コストを削減できるとともに、保守品の保管が容易になる。 Furthermore, it is possible to reduce the size of components for heating the substrate, and it is not necessary to replace the component depending on the size of the substrate to be processed, thereby reducing costs and facilitating storage of maintenance products.
また、加工ユニット151の移動範囲内であれば、基板の全ての部分を漏れなく加熱することができ、加熱不足の発生を防止することができる。
Moreover, as long as it is within the movement range of the
さらに、基板131のレーザ照射部近傍の周辺を冷却することにより、基板131の撓みを抑制することができる。これにより、加工位置やフォーカスのズレの発生を防止し、加工品質を向上させることができる。また、基板131の表面がレーザ加工装置101の一部に接触し、損傷することを防止することができる。
Further, by cooling the periphery of the
<2.変形例>
以上の説明では、エアヒータ165から所定の温度以上の熱風を供給する例を示した。
しかし、上述したようにウインドウポート201が高い温度(65〜70℃)に設定されているので、エアヒータ165から周囲の温度と同じ風を供給し、ウインドウポート201の送風口201D−1乃至201D−3から吹き出すようにするだけで、送風口201D−1乃至201D−3からは熱風が吹き出されるようになる。そして、その熱風により基板131を加熱するようにすることも可能である。
<2. Modification>
In the above description, the example which supplies the hot air more than predetermined temperature from the
However, since the
また、図4および図5に示したパージガス導入口、原料ガス導入口、および、送風口の数は、その一例であり、必要に応じて増減することが可能である。 The numbers of purge gas inlets, source gas inlets, and air outlets shown in FIG. 4 and FIG. 5 are examples, and can be increased or decreased as necessary.
さらに、例えば、加工ユニット151の代わりに、図8に示される加工ユニット301を用いるようにすることも可能である。
Furthermore, for example, instead of the
加工ユニット301は、図3の加工ユニット151と比較して、冷却器311が設けられている点が異なる。そして、冷却器311によりレーザ加工装置101の周温より低い温度に冷却された冷却風が、ガスウインドウ161から吹き出される。
The
これにより、基板131の冷却部分P2(図4)が熱収縮し、加熱部分P1の膨張がキャンセルされるため、基板131の撓みをより低減させることができる。
Thereby, the cooling portion P2 (FIG. 4) of the
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
101 レーザ加工装置
112a乃至112d ガラス載物台
113a,113b レール部材
114 コラム
115 ヘッド
131 基板
151 加工ユニット
152 制御部
161 ガスウインドウ
162 レーザ照射観察ユニット
163 レーザユニット
164 ガス吸気排気ユニット
165 エアヒータ
166 エアヒータ制御ユニット
167 冷却風供給ユニット
201 ウインドウポート
201A ガス導入空間部
201B−1,201B−2 パージガス導入口
201C 原料ガス導入口
201D−1乃至201D−3 送風口
201E,201F 排気口
201G 送風口
211 CVD空間
212 ガスカーテンシールド部
301 加工ユニット
311 冷却器
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記加工部分にレーザ光を照射する照射手段と
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 The raw material gas and hot air are blown out toward the vicinity of the processing portion to be processed, the cooling air is blown out from the outside of the position where the raw material gas and the hot air are blown out toward the vicinity of the processing portion, and the raw material gas and the hot air are blown out. A supply unit provided with an exhaust port for sucking the source gas, the hot air, and the cooling air between a position of blowing out and a position of blowing out the cooling air;
Irradiating means for irradiating the processed portion with laser light.
前記冷却風を吹き出す送風口は、前記排気口を囲むように形成されている
を備え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 exhaust port is formed so as to surround a position where the source gas and the hot air are blown out,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the air blowing port that blows out the cooling air is formed so as to surround the exhaust port.
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。 The laser processing apparatus according to claim 1, wherein a heat insulating layer is provided in the supply unit between a path through which the source gas and the hot air pass and a path through which the cooling air passes.
ことを特徴する請求項1乃至3のいずれかに記載のレーザ加工装置。 The plurality of protrusions for forming a gap between the processing object and the installation surface are provided on the installation surface of the table on which the processing object is placed. Laser processing equipment.
さらに備えることを特徴する請求項1乃至4のいずれかに記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a cooling unit for cooling the cooling air.
ことを特徴とする請求項1乃至5に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the cooling unit blows out the hot air and the source gas from different positions toward the vicinity of the processing portion.
さらに備えることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 A first step of heating the vicinity of the processing portion with the hot air for a predetermined time, generating a source gas atmosphere in the vicinity of the processing portion with the source gas, and irradiating the processing portion with laser light; and The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a control unit configured to perform control so as to perform in parallel with the second step of cooling the vicinity of the vicinity of the processing portion.
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