JP5994090B2 - レーザ加工装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

特開２０１１−１４９０４６号公報

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。

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。

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す導入口と、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器により冷却された冷却風を吹き出す導入口とが設けられているとともに、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。

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。

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。

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。

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、冷却風を吹き出す導入口を、排気口を囲むように形成することができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

この供給ユニットは、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。

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。

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。

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。

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。

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。 基板の設置および撤去方法の例を示す図である。 レーザ加工装置の加工ユニットの構成例を示すブロック図である。 加工ユニットのガスウインドウを横から見た断面図である。 加工ユニットのガスウインドウの下面の平面図である。 基板の設置例を示す図である。 レーザ加工装置により実行されるレーザリペア処理を説明するためのフローチャートである。 加工ユニットの変形例を示すブロック図である。

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

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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、供給ユニットとしてのガスウインドウ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。

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（排気口）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、リング状の導入口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、導入口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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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、導入口２０１Ｇから冷却風の吹出しが開始され、基板１３１の導入口２０１Ｇに近い部分（図４の冷却部分Ｐ２）が冷却される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（供給ユニット）
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 冷却風の導入口
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

Claims (6)

1. 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す導入口と、前記原料ガスおよび前記熱風を吹き出す位置より外側から前記加工部分近傍の周辺に向けて冷却器により冷却された冷却風を吹き出す導入口とが設けられているとともに、前記原料ガスおよび前記熱風を吹き出す位置と前記冷却風を吹き出す位置との間に前記原料ガス、前記熱風、および、前記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、
   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。
2. 前記排気口は、前記原料ガスおよび前記熱風を吹き出す位置を囲むように形成され、
   前記冷却風を吹き出す前記導入口は、前記排気口を囲むように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記供給ユニット内において、前記原料ガスおよび前記熱風が通る経路と前記冷却風が通る経路との間に断熱層が設けられている
   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. 前記加工対象を置く台の設置面に前記加工対象と前記設置面との間に隙間を形成するための複数の突起が設けられている
   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。
5. 前記供給ユニットは、前記熱風と前記原料ガスとを異なる位置から前記加工部分近傍に向けて吹き出す
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザ加工装置。
6. 前記熱風により前記加工部分近傍を所定の時間加熱した後、前記原料ガスにより前記加工部分近傍に原料ガス雰囲気を生成し、前記加工部分にレーザ光を照射する第１の工程と、前記冷却風により前記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。

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