JP2015211982A - レーザ処理装置及び処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板をモニタリングすることができ、レーザの波長を選択的に用いることができるレーザ処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】レーザ処理装置１００は、レーザビームを発生させ、該レーザビームを分岐させるレーザ部１１０と、レーザビームの進行方向を調節する複数のスキャナを有し、レーザビームが通過する光路を提供するスキャナ部１３０と、レーザ部１１０とスキャナ部１３０との間に配設され、分岐されたレーザビームを選択的にスキャナに導く案内部１２０と、スキャナ部１３０を通過したレーザビームを基板に照射する照射部１４０と、基板を撮影する撮影部１５０とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ処理装置及び処理方法に関し、さらに詳しくは、基板をモニタリングすることができ、レーザの波長を選択的に用いることができるレーザ処理装置及び処理方法に関する。

一般に、半導体ウェーハ又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイには、回路などの様々なパターンが形成される。例えば、フラットパネルディスプレイは、アレイ基板、対向基板及び液晶層などにより構成される。なかでも、アレイ基板には、マトリックス状に配列される複数の画素電極と、該複数の画素電極の行に沿って配設される複数の走査線及び列に沿って配設される複数の信号線とが形成される。

一方、アレイ基板の製造過程において、電気信号線が重なり合うなどの欠陥が生じることがある。このような欠陥が生じると、基板に所望の画像を形成することができない。このため、重なり合った信号線を切断して重なり合わないようにしなければならない。この過程を「リペア」と称する。

従来のリペア装置を用いたリペア工程は、下記の通りである。まず、基板をステージ上に載置し、外部の検査装置により入力された欠陥領域の情報に基づいて基板の上にレーザビームを照射する。このようにして照射されたレーザビームは、欠陥領域の所定の部分を切断する。続いて、作業者が別途のイメージユニットを用いてリペアされた領域を確認する。

しかしながら、従来のリペア工程の場合は、作業者がリペア作業を行ってから初めて基板のリペアされた領域を確認することができる。すなわち、リペア装置が欠陥のない領域を誤ってリペアする場合には、これを即時で確認することができない。このため、たとえリペア工程が欠陥のない領域において行われたとしても、これに対する迅速な対応を取ることが困難である。一方、リペア工程において、基板又は該基板上のパターンの材料に応じて波長が異なるレーザビームを用いなければならない。従来のリペア装置は、波長が異なるレーザビームを選択的に用いることができない。このため、リペア工程が行える基板又は該基板上のパターンが限られてしまう虞がある。

大韓民国公開特許第２０１３−００３４４７４号公報

本発明の目的は、レーザの波長を選択的に用いることができるレーザ処理装置及び処理方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、基板をリアルタイムでモニタリングすることができるレーザ処理装置及び処理方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、基板に対して精度良く作業を行うことができ、作業の効率を向上させることができるレーザ処理装置及び処理方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、基板を処理するレーザ処理装置であって、レーザビームを発生させ、該レーザビームを分岐させるレーザ部と、レーザビームの進行方向を調節する複数のスキャナを有し、該レーザビームが通過する光路を提供するスキャナ部と、レーザ部とスキャナ部との間に配設され、分岐されたレーザビームを選択的にスキャナに導く案内部と、スキャナ部を通過したレーザビームを基板に照射する照射部と、基板を撮影する撮影部とを備えるレーザ処理装置を提供する。

スキャナ部は、レーザビームのうちの少なくとも一部の波長のレーザビームの進行方向を調節する第１のスキャナと、該第１のスキャナにより進行方向が調節されるレーザビームとは波長が異なるレーザビームの進行方向を調節する第２のスキャナとを有していてもよい。

第１のスキャナ又は第２のスキャナのうちの少なくとも一方は、波長が異なる複数の波長のレーザビームの進行方向を調節してもよい。

案内部は、レーザビームが分岐される数に見合う分だけ配設され、レーザビームの光路を開閉する遮断器と、該遮断器と第１のスキャナとの間及び該遮断器と第２のスキャナとの間に配設され、遮断器を通過したレーザビームをスキャナに導くレーザミラーとを有していてもよい。

照射部は、レーザビームを基板にフォーカシングさせる対物レンズを有していてもよい。

撮影部は、基板を撮影するカメラと、基板に照明を当てる照明器と、カメラの焦点を補正する自動焦点器とを有していてもよい。

本発明のレーザ装置は、レーザ部を作動させ、基板又は該基板上のパターンの材料に応じて案内部の作動を制御し、該案内部を通過したレーザビームの波長に応じてスキャナ部において使用するスキャナを選択する制御部をさらに備えていてもよい。

制御部は、基板上のパターンの微細化度に応じてカメラの撮影倍率を調節してもよい。

カメラは、制御部による基板のレビューに際して基板に対する撮影倍率を５〜２０倍だけ拡大し、基板の処理作業に際して基板に対する撮影倍率を２０〜５０倍だけ拡大してもよい。

また、上記の目的を達成するために、本発明は、基板をレーザで処理するレーザ処理方法であって、レーザビームを発生させる過程と、レーザビームの波長を選択する過程と、基板を撮影し、基板にレーザビームを照射して処理し、基板をモニタリングする過程と、基板の処理に不良が発生すれば、レーザ処理作業を中断する過程とを含むレーザ処理方法を提供する。

レーザビームの波長を選択する過程は、基板又は該基板上のパターンの材料に応じてレーザビームの波長を選択してもよい。

基板を撮影する過程は、基板上のパターンの微細化度に応じて撮影倍率を調節してもよい。

基板を撮影する過程は、基板に対する作業の種類に応じて撮影倍率を調節してもよい。

基板の処理に不良が発生すれば、レーザ処理作業を中断する過程は、基板の位置を調節して再処理する過程を含んでいてもよい。

基板上のパターンの材料が金属膜であれば、第１の波長レーザビームを選択し、有機膜又は酸化インジウム錫膜であれば、第１の波長レーザビームよりも波長が短い第２の波長レーザビームを選択してもよい。

基板を処理することは、基板の上に形成されたパターンの不良をリペアすることを含んでいてもよい。

本発明によれば、基板を撮影する撮影部を備えて作業者が基板と該基板が処理される過程をリアルタイムにて確認することができる。このため、基板処理に不良が発生しても、作業者がこれをリアルタイムにて確認して即座で対応することができるので、作業の効率が向上する。また、撮影部は、基板パターンの微細化度又は作業の種類に応じて撮影倍率を調節することができる。従って、細かい部分をリペアする場合に、撮影倍率を拡大することにより精度良く作業を行うことができる。

また、本発明の実施形態によれば、レーザビームの波長を選択的に用いることができる。このため、基板又は該基板上のパターンの材料に合わせてレーザビームの波長を選択することができるので、作業を安定的に行うことができる。また、多種多様な波長のレーザビームを選択的に用いるので、一つの装置において様々な基板及び該基板のパターンをリペアすることができる。この理由から、設備を簡素化することができる。

図１は本発明の一実施形態に係るレーザ処理装置を示す概略構成図である。 図２は本発明の一実施形態に係るレーザ処理装置を示す構成図である。 図３は本発明の一実施形態に係るレーザ処理装置における撮影部が基板処理作業に応じて撮影倍率を調節する様子を示す模式的な斜視図である。 図４は本発明の一実施形態に係るレーザ処理装置における撮影部が基板上のパターンの微細化度に応じて撮影倍率を調節する様子を示す模式的な斜視図である。 図５は本発明の一実施形態に係る基板に対するレーザ処理方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面に基づいて、本発明に係る一実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は、後述する実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる種々の形態で実現される。単に、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。発明を詳細に説明するために図面は誇張されており、図中、同一の符号は同一の構成要素を示す。

図１は本発明の一実施形態に係るレーザ処理装置を概念的に示し、図２は本発明の一実施形態に係るレーザ処理装置の構成を示し、図３は本発明の一実施形態に係る撮影部が基板処理作業に応じて撮影倍率を調節する様子を示し、図４は本発明の一実施形態に係る撮影部が基板上のパターンの微細化度に応じて撮影倍率を調節する様子を示し、図５は本発明の一実施形態に係る基板に対するレーザ処理方法のフローチャートを示す。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態に係るレーザ処理装置１００は、基板１０を処理するレーザ処理装置であって、レーザビームを発生させ、発生したレーザビームを分岐させるレーザ部１１０と、レーザビームの進行方向を調節する複数のスキャナを有し、該レーザビームが通過する光路を提供するスキャナ部１３０と、レーザ部１１０とスキャナ部１３０との間に配設され、分岐されたレーザビームを選択的にスキャナに導く案内部１２０と、スキャナ部１３０を通過したレーザビームを基板１０に照射する照射部１４０と、基板１０を撮影する撮影部１５０とを備えている。なお、レーザ処理装置１００は、レーザ部１１０、案内部１２０、スキャナ部１３０、照射部１４０及び撮影部１５０を制御する制御部１６０を備えている。

このとき、レーザ処理装置１００は、基板１０の上に形成されたパターンの不良をリペアする装置であってもよい。例えば、基板１０の良否を判断する基準は、基板１０に含まれている不良セルの数であってもよい。不良セルは、輝点セルと暗点セルとに分けられ、許容される輝点セルの数は、暗点セルの数よりも厳しい。このため、輝点セルを暗点化させて基板の歩留まりを高めることができる。従って、異物による輝点セルを暗点化させて基板１０をリペアする場合は、レーザをブラックマトリックスに照射して溶かし、溶かされたブラックマトリックス物質を異物側に導いて輝点セルを暗点化させることができる。しかしながら、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、様々なレーザ処理作業に適用可能である。

基板１０を処理する場合には、基板１０はステージ１の上に載置される。レーザ処理装置１００は、ガントリ（図示せず）により支持されて、移動しながらステージ１上の基板１０を処理する。一方、ステージ１が移動可能である場合は、該ステージ１が、レーザ処理装置１００の下側から基板１０をレーザが照射される領域に移動させて基板処理工程が行われる。しかしながら、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、様々な方法を用いて基板１０又はレーザ処理装置１００を移動させて基板１０を処理してもよい。

レーザ部１１０は、一つのソースを用いて波長が異なる複数のレーザビームを同時に発振させる。レーザ部１１０は、レーザビームを発生させるレーザ発生器（図示せず）と、発生したレーザビームを分岐させて波長が異なる複数のレーザビームを発振させるレーザ発振器（図示せず）とを備える。例えば、本実施形態においては、赤外線（ＩＲ：Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ）レーザビーム（波長範囲が７８０ｎｍ以上）を、可視光レーザ（波長範囲が３８０〜７８０ｎｍ）と紫外線（ＵＶ：Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）レーザビーム（波長範囲が３８０ｎｍ以下）とに分岐させて、３種類のレーザを同時に発振させる。このため、波長が異なる３つのレーザビームを選択的に用いることができる。しかしながら、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、レーザ部１１０は様々なレーザ源を備えていてもよい。なお、分岐されるレーザビームの種類及び発振されるレーザビームの数がこれに何ら限定されるものではなく、種々に変更可能である。

案内部１２０は、レーザビームの光路を遮断する遮断器１２２を備える。また、案内部１２０は、減衰器１２１と、遮断器１２２を通過したレーザビームをスキャナ部１３０に反射させるレーザミラー１２３と、サイズ調節器１２４とを備えていてもよい。

遮断器１２２は、発振されるレーザビームの数に見合う分だけ又はレーザビームが分岐される数に見合う分だけ配設される。例えば、本実施形態において、遮断器１２２は、赤外線レーザビームの光路に配設される第１の遮断器１２２ａと、可視光レーザビームの光路に配設される第２の遮断器１２２ｂと、紫外線レーザビームの光路に配設される第３の遮断器１２２ｃとを備える。遮断器１２２がレーザビームを通過させる際には、レーザビームがスキャナ部１３０に導かれて基板１０の上に照射される。遮断器１２２がレーザビームの光路を遮断する際には、レーザビームがスキャナ部１３０に達しないため、該レーザビームは基板１０に照射されない。

例えば、基板１０上に形成されたパターンが金属膜である場合は、赤外線レーザビーム又は可視光レーザビームを用い、基板１０上のパターンが有機膜である場合は、紫外線レーザビームを用いる。また、基板１０上のパターンが酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜である場合は、深紫外線（ＤＵＶ：Ｄｅｅｐ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）レーザビーム（波長範囲が３００ｎｍ以下）を選択して用いる。もし、基板１０上のパターンが金属膜であるため、赤外線レーザビームを選択して用いる場合は、第１の遮断器１２２ａによって赤外線レーザビームの光路を開放し、第２の遮断器１２２ｂと第３の遮断器１２２ｃとによって可視光レーザビームと紫外線レーザビームとの光路を閉鎖する。これにより、赤外線レーザビームのみがスキャナ部１３０に達して基板１０の上に照射される。このように、基板１０上のパターンの材料に応じてレーザビームを選択して基板１０を処理することができる。しかしながら、配設される遮断器１２２の数は、これに何ら限定されるものではなく、種々に変更可能である。

減衰器１２１は、レーザビームの光路に配設されてレーザ部１１０から発振されるレーザビームの出力を調節する。減衰器１２１は、発振されるレーザビームの数に見合う分だけ又はレーザビームが分岐される数に見合う分だけ配設される。例えば、本実施形態において、減衰器１２１は、第１の遮断器１２２ａとレーザ部１１０との間に配設される第１の減衰器１２１ａと、第２の遮断器１２２ｂとレーザ部１１０との間に配設される第２の減衰器１２１ｂと、第３の遮断器１２２ｃとレーザ部１１０との間に配設される第３の減衰器１２１ｃとを備える。このため、レーザビームが各々の減衰器１２１を通過しながら出力が調節される。

レーザミラー１２３は、遮断器１２２とスキャナ部１３０との間に配設されて遮断器１２２を通過したレーザビームをスキャナ部１３０に導く役割を果たす。例えば、本実施形態において、レーザミラー１２３は、第１の遮断器１２２ａと後述する第１のスキャナ１３１ａとの間に配設される第１のレーザミラー１２３ａと、第２の遮断器１２２ｂと後述する第２のスキャナ１３１ｂとの間に配設される第２のレーザミラー１２３ｂと、第３の遮断器１２２ｃと第２のスキャナ１３１ｂとの間又は第２のレーザミラー１２３ｂと第２のスキャナ１３１ｂとの間に配設される第３のレーザミラー１２３ｃとを備える。第１のレーザミラー１２３ａは、赤外線レーザビームを第１のスキャナ１３１ａに導くことができる。第２のレーザミラー１２３ｂと第３のレーザミラー１２３ｃとは、可視光レーザビームと紫外線レーザビームとを第２のスキャナ１３１ｂに導くことができる。このとき、第３のレーザミラー１２３ｃは、紫外線レーザビームは反射させながら、第２のレーザミラー１２３ｂにおいて反射されたレーザビームを透過させて第２のスキャナ１３１ｂに導くハーフミラーであってもよい。しかしながら、配設されるレーザミラー１２３の数、配設される位置及びミラーの種類はこれに何ら限定されるものではなく、レーザ処理装置１００の構造に応じて種々に変更可能である。

サイズ調節器１２４は、レーザミラー１２３とスキャナ部１３０との間に配設される。このようなサイズ調節器１２４は、レーザミラー１２３において反射されたレーザビームのビームサイズを調節する役割を果たす。サイズ調節器１２４は、スキャナ１３１が配設される数に見合う分だけ配設される。例えば、本実施形態において、サイズ調節器１２４は、第１の遮断器１２２ａと第１のスキャナ１３１ａとの間に配設される第１のサイズ調節器１２４ａと、第２の遮断器１２２ｂと第２のスキャナ１３１ｂとの間又は第３の遮断器１２２ｃと第２のスキャナ１３１ｂとの間に配設される第２のサイズ調節器１２４ｂとを備える。しかしながら、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、案内部１２０の構成要素は、様々に配設されるか又は組み合わされて使用される。

スキャナ部１３０は、レーザビームの進行方向を調節する複数のスキャナ１３１と、該スキャナ１３１を通過したレーザビームを、後述する照射部１４０の対物レンズ１４１の認識範囲に納まるように導くリレーレンズ１３３とを備える。なお、スキャナ部１３０は、フォーカスレンズ１３２とスキャナミラー１３４とを備えていてもよい。

各スキャナ１３１は、レーザビームをそれぞれ所望の光路に導く。各スキャナ１３１は、レーザビームを反射させるミラーであってもよく、ミラーの角度を調節してレーザビームの進行方向を任意に変更してもよい。すなわち、スキャナ１３１は、レーザビームを様々な角度で反射させて基板１０を処理する。

本実施形態において、スキャナ１３１は、複数のレーザビームのうちの少なくとも一部の波長のレーザビームの進行方向を調節する第１のスキャナ１３１ａと、該第１のスキャナ１３１ａにより進行方向が調節されるレーザビームとは波長が異なる他のレーザビームの進行方向を調節する第２のスキャナ１３１ｂとを備える。また、第１のスキャナ１３１ａ又は第２のスキャナ１３１ｂのうちの少なくとも一方は、波長が異なる複数の波長のレーザビームの進行方向を調節する。

例えば、第１のスキャナ１３１ａには、赤外線レーザビームを反射させるコーティング層が形成され、第２のスキャナ１３１ｂには、可視光レーザビームと紫外線レーザビームとの両方を反射させるコーティング層が形成される。このため、赤外線レーザビームを用いる場合は、案内部１２０において赤外線レーザビームを第１のスキャナ１３１ａに導き、可視光レーザビーム又は紫外線レーザビームを用いる場合は、案内部１２０において可視光レーザビーム又は紫外線レーザビームを第２のスキャナ１３１ｂに導くことができる。

スキャナ１３１に形成されるコーティング層は、反射可能なレーザビームの波長範囲が限定される。すなわち、赤外線レーザビームと紫外線レーザビームとは、その波長差が大きいため、一つのコーティング層において反射させることができない。これに対し、可視光レーザビームと紫外線レーザビームとは、その波長差が相対的に小さいため、一つのコーティング層において反射させることができる。このため、波長差が大きいレーザビームを選択的に用いる場合は、複数のスキャナ１３１を配設することにより、レーザビームの光路を調節することができる。また、一つのスキャナが、波長差が小さい複数のレーザビームを反射させることができるので、各々の波長によるレーザビームを反射させるスキャナを全て備える場合と比べて、配設されるスキャナの数を減らすことができ、設備を簡素化することができる。しかしながら、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、使用するレーザビームの波長差に応じて配設されるスキャナ１３１の数は種々に変更可能である。

フォーカスレンズ１３２は、案内部１２０とスキャナ１３１との間に配設される。フォーカスレンズ１３２は、上下に移動自在に設けられ、上下に移動しながらレーザビームが基板の上にフォーカシングされるサイズを調節する。すなわち、フォーカスレンズ１３２は、レーザミラー１２３に反射されたレーザビームを加工に適した細いレーザビームに絞る役割を果たす。フォーカスレンズ１３２は、スキャナ１３１が配設される数に見合う分だけ配設される。例えば、本実施形態において、フォーカスレンズ１３２は、案内部１２０と第１のスキャナ１３１ａとの間に配設される第１のフォーカスレンズ１３２ａと、案内部１２０と第２のスキャナ１３１ｂとの間に配設される第２のフォーカスレンズ１３２ｂとを備える。

リレーレンズ１３３は、スキャナ１３１によって反射されたレーザビームが広がることなく、所望の方向に確実に進行できるように反射されたレーザビームを導く。すなわち、リレーレンズ１３３は、スキャナ１３１を通過したレーザビームを、後述する対物レンズ１４１の入射範囲に納める。従来、スキャナ１３１を介して反射されたレーザビームは直ちに対物レンズ１４１に入射した。これにより、スキャナ１３１と対物レンズ１４１との間の物理的な制約により、後述する撮影部１５０を配設可能な空間が形成できなかった。しかしながら、本実施形態においては、スキャナ１３１と対物レンズ１４１との間に空間が形成されるため、たとえ距離が長くなるとしても、リレーレンズ１３３がスキャナ１３１において反射されたレーザビームを対物レンズ１４１の認識範囲に納めることができる。このため、撮影部１５０を配設可能な空間を形成することができる。

また、リレーレンズ１３３は、スキャナ１３１が配設される数に見合う分だけ配設される。例えば、本実施形態において、リレーレンズ１３３は、第１のスキャナ１３１ａと対物レンズ１４１との間に配設される第１のリレーレンズ１３３ａと、第２のスキャナ１３１ｂと対物レンズ１４１との間に配設される第２のリレーレンズ１３３ｂとを備える。このため、各々のリレーレンズ１３３が、スキャナ１３１に反射されたレーザビームを対物レンズ１４１の入射範囲に導くことができる。

スキャナミラー１３４は、スキャナ部１３０内のレーザビームを反射する役割を果たす。例えば、本実施形態において、スキャナミラー１３４は、案内部１２０と第１のスキャナ１３１ａとの間に配設される第１のスキャナミラー１３４ａと、案内部１２０と第２のスキャナ１３１ｂとの間に配設される第２のスキャナミラー１３４ｂと、第２のスキャナ１３１ｂと第２のリレーレンズ１３３ｂとの間に配設される第３のスキャナミラー１３４ｃとを備える。第１のスキャナミラー１３４ａは、案内部１２０を通過したレーザビームを第１のスキャナ１３１ａに反射させる。第２のスキャナミラー１３４ｂは、案内部１２０を通過したレーザビームを第２のスキャナ１３１ｂに反射させる。第３のスキャナミラー１３４ｃは、第２のスキャナ１３１ｂにおいて反射されたレーザビームを第２のリレーレンズ１３３ｂに向かって反射させる。しかしながら、スキャナミラー１３４の配設数及び配設位置は、これに何ら限定されるものではなく、レーザ処理装置１００の構造に応じて種々に変更可能である。なお、スキャナ部１３０の構成要素においても、これに何ら限定されるものではなく、種々に配設されるか又は組み合わされて用いられる。

照射部１４０は、レーザビームを基板１０にフォーカシングさせる対物レンズ１４１を備える。対物レンズ１４１は、レーザビームが高いエネルギー密度を有するように圧縮する。このため、スキャナ部１３０を通過したレーザビームは、対物レンズ１４１により圧縮されて基板１０にフォーカシングされながら、基板１０に対する処理作業を行うことができる。しかしながら、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、レーザビームを基板１０に照射可能な種々のレンズが使用可能である。

撮影部１５０は、リレーレンズ１３３と対物レンズ１４１との間に配設される。撮影部１５０は、基板１０を撮影するカメラ１５１と、該基板１０に照明を当てる照明器１５３と、カメラ１５１の焦点を補正する自動焦点器１５４とを備える。なお、撮影部１５０は、カットフィルタ１５６、イメージ結像器１５２及び撮影ミラー１５５を備えていてもよい。

カメラ１５１として、電荷結合素子カメラ（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃａｍｅｒａ）が使用可能である。このようなカメラ１５１は、ステージ１上の基板１０又は該基板１０が処理される過程を撮影する。すなわち、照明器１５３が光を発生させると、照明光が基板１０に導かれ、該基板１０に反射された照明光がイメージ結像器１５２によってカメラ１５１に導かれて基板１０を撮影する。また、カメラ１５１は、基板１０に対する撮影倍率を調節する。このため、作業者が基板１０をリアルタイムでモニタリングすることができ、基板処理作業中に問題が発生しても、これを即時で確認して対応を取ることができる。しかしながら、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、種々のカメラを使用可能である。

自動焦点器１５４は、撮影部１５０における像の焦点が作業しようとする基板１０の表面上に正確に位置するように、該撮影部１５０の像の焦点を補正する。すなわち、例えば基板１０の表面が平らでない場合には、基板１０の撮影領域を移動させると、移動前に撮影した領域の高さと移動後に撮影する領域の高さとが相違して、撮影部１５０の像の焦点が変わる虞がある。このため、自動焦点器１５４が撮影部１５０の像の焦点を補正するので、作業者が撮影部１５０を用いて基板１０を容易にモニタリングすることができる。

カットフィルタ１５６は、カメラ１５１とイメージ結像器１５２との間に配設され、該カメラ１５１に入射するレーザの波長を選択的に遮断する役割を果たす。

撮影ミラー１５５は、カメラ１５１と対物レンズ１４１との間又は第１のリレーレンズ１３３ａと対物レンズ１４１との間に配設される第１の撮影ミラー１５５ａと、後述する第３の撮影ミラー１５５ｃと対物レンズ１４１との間又は第１の撮影ミラー１５５ａと対物レンズ１４１との間に配設される第２の撮影ミラー１５５ｂと、後述する第４の撮影ミラー１５５ｄと第２の撮影ミラー１５５ｂとの間又は第２のリレーレンズ１３３ｂと第２の撮影ミラー１５５ｂとの間に配設される第３の撮影ミラー１５５ｃと、第３の撮影ミラー１５５ｃと照明器１５３との間又は第３の撮影ミラー１５５ｃと自動焦点器１５４との間に配設される第４の撮影ミラー１５５ｄとを備える。

第１の撮影ミラー１５５ａは、照明器１５３の光により基板１０によって反射された反射光をカメラ１５１に導き、一方、第１のリレーレンズ１３３ａを通過したレーザビームは透過させて対物レンズ１４１に導く。第２の撮影ミラー１５５ｂは、第１の撮影ミラー１５５ａを透過したレーザビームを対物レンズ１４１に透過させ、第３の撮影ミラー１５５ｃを透過したレーザビーム又は第３の撮影ミラー１５５ｃによって反射される照明光を対物レンズ１４１に反射させる。

第３の撮影ミラー１５５ｃは、第２のリレーレンズ１３３ｂを通過したレーザビームを第２の撮影ミラー１５５ｂに透過させ、第４の撮影ミラー１５５ｄによって反射される照明光を第２の撮影ミラー１５５ｂに反射させる。第４の撮影ミラー１５５ｄは、照明器１５３の照明光を第３の撮影ミラー１５５ｃに反射させ、基板１０によって反射される反射光を自動焦点器１５４に透過させる。しかしながら、撮影ミラー１５５の配設数及び配設位置は、これに何ら限定されるものではなく、レーザ処理装置１００の構造に応じて種々に変更可能である。なお、撮影部１５０の構成要素は、これに何ら限定されるものではなく、様々に配設されるか又は組み合わされて使用される。

制御部１６０は、レーザ部１１０を作動させ、基板１０又は該基板１０上のパターンの材料に応じて案内部１２０の動作を制御する。また、制御部１６０は、案内部１２０を通過したレーザビームの波長に応じて、スキャナ部１３０において使用するスキャナ１３１を選択する。

例えば、制御部１６０により、レーザ部１１０は、互いに波長が異なる赤外線レーザビーム、可視光レーザビーム及び紫外線レーザビームを同時に発振させる。基板１０上のパターンの材料が酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である場合は、レーザビームのうち紫外線レーザビームを選択する。すなわち、制御部１５０は、案内部１２０における、赤外線レーザビームの光路上の第１の遮断器１２２ａと、可視光レーザビームの光路上の第２の遮断器１２２ｂとを作動させることにより、各レーザビームの光路を遮断する。一方、紫外線レーザビームの光路上の第３の遮断器１２２ｃは開放し、紫外線レーザビームを反射させる第２のスキャナ１３１ｂに導いて使用するスキャナ１３１を選択する。

カメラ１５１は、制御部１６０により作業の種類に応じて撮影倍率を調節する。例えば、基板１０のレビューに際しては、基板１０に対する撮影倍率を５〜２０倍に自動的に拡大し、基板１０の処理作業に際しては、基板１０に対する撮影倍率を２０〜５０倍に自動的に拡大する。基板１０をレビューすることは、基板１０の上にレーザビームを照射することなく、基板１０上の欠陥などを見出す作業であってもよく、基板１０の処理作業は、基板１０の上にレーザビームを照射してリペアなどの作業を行うことであってもよい。図３を参照すると、レビューの際に、基板１０を撮影する領域Ａ（図３（ａ））と、基板１０の処理の際に、該基板１０を撮影する領域Ｂ（図３（ｂ））とが相違することがある。すなわち、レビューに際しては、基板１０の低倍率でさらに多い領域を撮影するため、撮影倍率を大きくして狭い領域を撮影する場合と比べて、作業者が基板１０上の欠陥のある領域を速やかに見出すことができる。一方、レーザビームＲで基板１０を処理する際には、基板１０の狭い領域を、倍率をさらに大きくして撮影する。このため、作業が行われる過程を詳しく観察することができ、精度良く作業を行うことができる。しかしながら、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、作業の種類は様々であり、作業の種類に応じて調節されるカメラ１５１の撮影倍率も種々に変更可能である。

制御部１６０は、基板１０上のパターンの微細化度に応じて、該基板１０を撮影するカメラ１５１の撮影倍率を自動的に調節する。例えば、図４を参照すると、基板１０において、撮影するパターンの微細化度が低い（パターンが簡単な）領域Ｃと、撮影するパターンの微細化度が高い（パターンが複雑な）領域Ｄとのように、撮影領域の微細パターンの複雑さが相違することがある。すなわち、図４（ａ）に示すように、Ｃ領域には大きなパターンが形成されて、微細化が比較的に容易であり、一方、図４（ｂ）に示すように、Ｄ領域には細かいパターンが形成されて微細化が比較的に困難である。パターンの微細化度が低度であれば、基板１０の広い領域の倍率を小さくして基板１０のさらに広い領域を撮影する（図４（ａ））。一方、パターンの微細化度が高度であれば、基板１０の狭い領域の倍率をさらに大きくして狭い領域を撮影する（図４（ｂ））。このため、基板１０上のパターンの微細化度に応じて撮影倍率を自動的に調節することにより、精度良く作業を行うことができる。

また、制御部１６０は、基板１０上のパターンの微細化度と作業内容とに応じて、カメラ１５１の撮影倍率を自動的に調節する。例えば、基板１０上のパターンの微細化度が低い場合には、レビューに際して５〜１０倍に撮影倍率を調節し、基板１０の処理に際して２０〜３５倍に撮影倍率を調節する。また、基板１０上のパターンの微細化度が高い場合には、レビューに際して１０〜２０倍に撮影倍率を調節し、基板１０の処理に際して３５〜５０倍に撮影倍率を調節する。このため、基板１０のパターンの状態とそれに対する作業内容とに応じて、撮影倍率を自動的に調節することにより、作業の進行速度が向上し、精度良く作業を行うことができる。しかしながら、基板１０の撮影倍率は、これに何ら限定されるものではなく、種々に変更可能である。

以下、本発明の一実施形態に係るレーザ処理方法について説明する。

図５を参照すると、本発明の一実施形態に係るレーザ処理方法は、基板をレーザで処理するレーザ処理方法であって、レーザビームを発生させる過程（Ｓ１００）と、発生したレーザビームの波長を選択する過程（Ｓ２００）と、基板を撮影し、撮影された基板にレーザビームを照射して処理し、処理された基板をモニタリングする過程（Ｓ３００）と、基板処理に不良が発生すれば、レーザ処理作業を中断する過程（Ｓ４００）とを含む。このとき、基板を処理することは、基板の上に形成されたパターンの不良をリペアすることであってもよい。

上述した制御部１６０がレーザ部１１０を作動させると、該レーザ部１１０はレーザビームを発生させ、発生したレーザビームを分岐させて、互いに波長が異なるレーザビームを同時に発振させる。例えば、本実施形態においては、一つのソースにおいて、赤外線レーザビーム、可視光レーザビーム及び紫外線レーザビームを同時に発振させる。

次に、制御部１６０は、基板１０又は該基板１０上のパターンの材料に応じて使用するレーザビームを選択する。すなわち、基板１０のパターンの材料が金属膜であれば、第１の波長レーザビームを選択し、有機膜又は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜であれば、第１の波長レーザビームよりも波長が短い第２の波長レーザビームを選択する。例えば、基板１０上のパターンの材料が金属膜であり、赤外線レーザビームを選択して用いる場合、制御部１６０は、遮断器１２２を制御して赤外線レーザビームの光路は開放し、可視光レーザビームと紫外線レーザビームとの光路は閉鎖する。第１の遮断器１２２ａを通過した赤外線レーザビームは、第１のレーザミラー１２３ａに反射されて第１のスキャナ１３１ａに導かれる。このとき、制御部１６０は、減衰器１２１及びサイズ調節器１２４の作動を制御して、レーザビームの出力及びレーザビームのサイズをリペアなどの作業に適するように調節する。

一方、基板１０パターンの材料が酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜であれば、赤外線レーザビームよりも波長が短い紫外線レーザビームを選択して用いる。この場合には、制御部１６０は、遮断器１２２を制御して紫外線レーザビームの光路は開放する一方、赤外線レーザビームと紫外線レーザビームとの光路は閉鎖する。このため、紫外線レーザビームが第２のスキャナ１３１ｂに導かれる。しかしながら、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、基板１０パターンの材料に応じて様々な波長のレーザビームが選択されて用いられる。

スキャナ１３１は、反射可能なレーザビームの種類が限定される。このため、様々なレーザビームを用いる場合には、これらを反射可能な複数のスキャナ１３１を備える必要がある。スキャナ１３１は、レーザビームの波長に応じて反射可能なスキャナ１３１ａ、１３１ｂに対応するレーザビームを導く。すなわち、レーザビームの波長に応じてスキャナ１３１ａ、１３１ｂを選択して用いる。スキャナ１３１は、レーザビームを所望の光路に導く。制御部１６０は、スキャナ１３１の角度を調節して該スキャナ１３１に反射されるレーザビームの進行方向を任意に変更する。すなわち、スキャナ１３１は、レーザビームを様々な角度で反射させて基板１０の上に存在する欠陥をリペアするなど様々なレーザ処理作業を行うことができる。なお、制御部１６０は、フォーカスレンズ１３２の位置を調節してレーザビームを加工に適した細いレーザビームにする。

スキャナ１３１によって反射されたレーザビームは、リレーレンズ１３３を介して照射部１４０の対物レンズ１４１の入射範囲に納まるように導かれる。対物レンズ１４１は、レーザビームを圧縮し、圧縮されたレーザビームを基板１０にフォーカシングさせて基板１０に対する処理作業が行われる。

撮影部１５０は、基板１０又は該基板１０が処理される過程を撮影する。撮影部１５０は、レーザビームが発生するよりも前から基板１０に対する撮影を始めてもよく、レーザビームが基板１０に照射されるときから基板１０に対する撮影を始めてもよく、また、基板１０の処理後に撮影を始めてもよい。すなわち、基板１０を撮影することとレーザ処理作業とは、順次に行ってもよく、順序を変えて行ってもよい。このため、作業者が希望するときに、基板１０に対するモニタリングを始めてもよい。

制御部１６０は、基板１０上のパターンの微細化度に応じてカメラ１５１の撮影倍率を調節する。例えば、基板１０上のパターンの微細化度が高いパターン領域を撮影する際には、撮影倍率を自動的に拡大して精度良く作業を行うことができる。一方、基板１０上のパターンの微細化度が低いセル領域を撮影する際には、撮影倍率としてパターン領域を拡大する場合よりも小さく設定することにより、さらに広い領域をモニタリングすることができる。

制御部１６０は、基板１０に対する作業内容に応じて撮影倍率を調節する。例えば、基板１０のレビューに際しては、基板１０の広い領域を拡大して観察し、基板１０の処理に際しては、基板１０の狭い領域を拡大して観察する。このため、レビューに際しては基板１０の欠陥を速やかに見出すことができ、一方、基板１０の処理に際しては精度良く作業を行うことができる。

また、制御部１６０は、基板１０上のパターンの微細化度と作業内容とに応じて、カメラ１５１の撮影倍率を自動的に調節する。例えば、基板１０上のパターンの微細化度が低い場合には、レビューに際して５〜１０倍に撮影倍率を調節する一方、基板１０の処理に際して２０〜３５倍に撮影倍率を調節する。また、基板１０上のパターンの微細化度が高い場合には、レビューに際して１０〜２０倍に撮影倍率を調節する一方、基板１０の処理に際して３５〜５０倍に撮影倍率を調節する。このため、基板１０のパターンの状態とそれに対する作業とに応じて撮影倍率を自動的に調節することにより、作業の進行速度が向上すると共に、精度良く作業を行うことができる。しかしながら、基板１０に対する撮影倍率は、これに何ら限定されるものではなく、種々に変更可能である。

基板１０の位置が誤っているか又はレーザ処理装置１００に基板１０パターンの欠陥に対する誤った座標情報が入力されれば、レーザビームが基板１０上の欠陥がない領域に誤って照射されて、基板処理に不良が発生する虞がある。作業者は、撮影部１５０を介して基板１０をモニタリングするため、これを即座で確認することができる。このため、作業者は、レーザ処理作業を中断することができる。その後、基板１０の位置を正しい位置に調節して、欠陥がある部分にレーザビームを照射して基板１０を再処理することができる。このため、基板１０の処理に不良が発生すれば、これに速やかに対応することができるので不良率が減少し、作業の効率が向上する。

上述したように、本発明に係る一実施形態は、基板パターンの欠陥をリペアする過程を例示的に説明したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、様々なレーザ処理過程に適用可能である。

このように、本発明の詳細な説明においては、具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲から逸脱しない限度内において種々に変形可能である。よって、本発明の範囲は、説明された実施形態に制限されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、この請求範囲と均等なものにより定められるべきである。

１００ レーザ処理装置
１１０ レーザ部
１２０ 案内部
１３０ スキャナ部
１４０ 照射部
１５０ 撮影部
１６０ 制御部

Claims (16)

1. 基板を処理するレーザ処理装置であって、
   レーザビームを発生させ、前記レーザビームを分岐させるレーザ部と、
   前記レーザビームの進行方向を調節する複数のスキャナを有し、前記レーザビームが通過する光路を提供するスキャナ部と、
   前記レーザ部と前記スキャナ部との間に配設され、分岐されたレーザビームを選択的に前記スキャナに導く案内部と、
   前記スキャナ部を通過したレーザビームを前記基板に照射する照射部と、
   前記基板を撮影する撮影部と、
   を備えるレーザ処理装置。
2. 前記スキャナ部は、
   前記レーザビームのうちの少なくとも一部の波長のレーザビームの進行方向を調節する第１のスキャナと、
   前記第１のスキャナにより進行方向が調節されるレーザビームとは波長が異なるレーザビームの進行方向を調節する第２のスキャナと、
   を有する請求項１に記載のレーザ処理装置。
3. 前記第１のスキャナ又は前記第２のスキャナのうちの少なくとも一方は、波長が異なる複数の波長のレーザビームの進行方向を調節する請求項２に記載のレーザ処理装置。
4. 前記案内部は、
   前記レーザビームが分岐される数に見合う分だけ配設され、前記レーザビームの光路を開閉する遮断器と、
   前記遮断器と前記第１のスキャナとの間及び前記遮断器と前記第２のスキャナとの間に配設され、前記遮断器を通過したレーザビームを前記スキャナに導くレーザミラーと、
   を有する請求項３に記載のレーザ処理装置。
5. 前記照射部は、前記レーザビームを前記基板にフォーカシングさせる対物レンズを有する請求項１に記載のレーザ処理装置。
6. 前記撮影部は、
   前記基板を撮影するカメラと、
   前記基板に照明を当てる照明器と、
   前記カメラの焦点を補正する自動焦点器と、
   を有する請求項１に記載のレーザ処理装置。
7. 前記レーザ部を作動させ、前記基板又は前記基板上のパターンの材料に応じて前記案内部の作動を制御し、前記案内部を通過したレーザビームの波長に応じて前記スキャナ部において使用するスキャナを選択する制御部をさらに備える請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載のレーザ処理装置。
8. 前記制御部は、前記基板上のパターンの微細化度に応じて前記カメラの撮影倍率を調節する請求項６に記載のレーザ処理装置。
9. 前記カメラは、前記制御部による前記基板のレビューに際して前記基板に対する撮影倍率を５〜２０倍だけ拡大し、前記基板の処理作業に際して前記基板に対する撮影倍率を２０〜５０倍だけ拡大する請求項８に記載のレーザ処理装置。
10. 基板をレーザで処理するレーザ処理方法であって、
    レーザビームを発生させる過程と、
    前記レーザビームの波長を選択する過程と、
    前記基板を撮影し、前記基板に前記レーザビームを照射して処理し、前記基板をモニタリングする過程と、
    前記基板の処理に不良が発生すれば、レーザ処理作業を中断する過程と、
    を含むレーザ処理方法。
11. 前記レーザビームの波長を選択する過程は、
    前記基板又は基板上のパターンの材料に応じて前記レーザビームの波長を選択する請求項１０に記載のレーザ処理方法。
12. 前記基板を撮影する過程は、
    前記基板上のパターンの微細化度に応じて撮影倍率を調節する請求項１０に記載のレーザ処理方法。
13. 前記基板を撮影する過程は、
    前記基板に対する作業の種類に応じて撮影倍率を調節する請求項１０に記載のレーザ処理方法。
14. 前記基板の処理に不良が発生すれば、レーザ処理作業を中断する過程は、
    前記基板の位置を調節して再処理する過程を含む請求項１０に記載のレーザ処理方法。
15. 前記パターンの材料が金属膜であれば、第１の波長レーザビームを選択し、有機膜又は酸化インジウム錫膜であれば、前記第１の波長レーザビームよりも波長が短い第２の波長レーザビームを選択する請求項１１に記載のレーザ処理方法。
16. 前記基板を処理することは、
    前記基板の上に形成されたパターンの不良をリペアすることを含む請求項１０から請求項１５のうちのいずれか一項に記載のレーザ処理方法。

Images