JPH06169149A

JPH06169149A - 基板修正装置及び方法

Info

Publication number: JPH06169149A
Application number: JP9338293A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Sekiguchi; 英紀関口; Yuji Sakata; 裕司阪田; Fumio Tabata; 文夫田畑
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-06-14
Also published as: US5355755A

Abstract

(57)【要約】【目的】プリント回路基板上の配線パターンを修正する
基板修正装置および方法に関し、基板の損傷を最小限に
止めながら効率的に、配線パターンを修正できる基板修
正装置および方法を提供することを目的とする。【構成】超音波カッターを基板上の配線パターンに当接
させ、基板とカッターとを相対的に移動させて配線パタ
ーンを切削する際に、カッターの基板に対する押圧力を
検出し、これにもとづいて配線パターンの形状を求め、
前記配線パターンの形状に従って切削工程を制御してな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般にプリント配線基板
の修正に関し、特にプリント配線基板上に形成された配
線パターンを修正する装置および方法に関する。

【０００２】コンピュータを始めとする電子機器は、一
般にプリント配線基板を種々の素子間の配線に使ってい
る。プリント配線基板においては、一般にポリイミド等
の絶縁基板上に配線パターンが、導体層をスパッタある
いはメッキにより形成し、これをさらにエッチングする
工程により形成される。特に、今日の情報処理装置は、
小型化および高速化の要求に対応するために、高い素子
実装密度を提供することが要求されている。このため、
今日のプリント配線基板上に形成される配線パターンは
非常に微細なパターン密度を有する。また、スーパーコ
ンピュータのような特に高速動作が要求される装置で
は、配線パターンの長さを極小化するために多層配線基
板が使われている。

【０００３】このような微細な配線パターンを基板上に
形成する場合には、露光工程やエッチング工程において
誤差が発生しやすく、このため、基板上の配線パターン
を修正する技術が必要である。特に、スーパーコンピュ
ータに使うような高実装密度の多層配線基板のような工
程数の多い基板においては、基板修正技術は歩留りを向
上させる上で必須である。

【０００４】

【従来の技術】図３２および図３３（Ａ），（Ｂ）は多
層配線基板の例を示す。ただし図３２は基板斜視図を、
また図３３（Ａ），（Ｂ）は断面図を示す図３２を参照
するに、多層配線基板は図示していないセラミック基板
上にスピンコーティングにより形成されたポリイミド層
１０と、前記ポリイミド層１０上に形成された第１層目
の配線パターン１１ａとを含み、図３３（Ａ）の断面図
に示すように配線パターン１１ａは第１層目のポリイミ
ド層間絶縁膜１１ｂの下に埋められる。その際、層１
０，配線パターン１１ａおよび層間絶縁膜１１ｂは基板
第１層構造１１を構成する。

【０００５】さらに、層間絶縁膜１１ｂの上主面上には
第２層目の配線パターン１２ａが形成され、パターン１
２ａを埋め込むように第２層目の層間絶縁膜１２ｂが形
成される。こうして基板の第２層構造１２が形成され、
その際図３３（Ａ）に示すように、層間絶縁膜１１ｂに
はバイアホール１３₁が形成されて、第１層目の配線パ
ターン１１ａと第２層目の配線パターン１２ａを接続す
る。また、第２層目の層間絶縁膜１２ｂ中にもバイアホ
ール１３₂が形成され、バイアホール１３₂を介して第
２層目の配線パターンと前記層間絶縁膜１２ｂ上に形成
される第３層目の配線パターン１４とが電気的に接続さ
れる。

【０００６】ところで、層間絶縁膜１１ｂあるいは１２
ｂの厚さは２０〜５０μｍと非常に薄いため、例えばピ
ンホール等の欠陥が図３３（Ｂ）中符号１５で示すよう
に発生した場合、本来被覆されているはずの配線パター
ンが露出してしまう場合が生じる。このような場合、層
間絶縁膜１２ｂ上に配線パターン１４を形成するために
導体層を形成した場合、ピンホール１５は導体で埋めら
れてしまい層１２ｂ上主面上に形成される配線パターン
１４と第２層目の配線パターン１２ａとを短絡させる危
険がある。特に、高速の電子装置で使われる基板では、
配線相互の間隔が小さいため、短絡の危険は実質的なも
のとなる。また、同一の層内においても、露光工程ある
いはエッチング工程のわずかな誤差で配線パターン相互
の短絡が生じてしまう。

【０００７】基板製造の歩留りを向上させ、電子装置の
コストを低下させるためには、このような短絡が生じて
いる基板を修正する技術が必要とされる。図３４
（Ａ），（Ｂ），図３５（Ａ），（Ｂ）および図３６
（Ａ），（Ｂ）はかかる基板上の配線パターンの修正の
例を示し、このうち図３４（Ａ），（Ｂ）は層間短絡の
修正例を、図３５（Ａ），（Ｂ）は層内短絡の修正例
を、また図３６（Ａ），（Ｂ）は電源パターンを避けて
多層基板中を貫通して延在するパターンの修正例を示
す。図３４（Ａ），（Ｂ）に示した例の場合には、図３
４（Ａ）に示すピンホール１５において短絡を生じてい
る配線パターン１２ａを、図３４（Ｂ）に示すようにピ
ンホール１５に接触している部分を切り離すことで修正
を行なう。また図３５（Ａ），（Ｂ）の場合には、図３
５（Ａ）に示す短絡部１６ａを図３５（Ｂ）に示すよう
に切断することで修正をおこなう。さらに、図３６
（Ａ），（Ｂ）の例では、図３６（Ａ）に示す多層配線
基板を構成する層中を貫通して延在するパターン１２
ａ’と、それを絶縁領域１２ｂを隔てて囲む電源パター
ン１２ａとの間の短絡部１２ｘを、図３６（Ｂ）に示す
ように切断・除去する。

【０００８】従来は、かかる基板上の配線パターンの修
正は、熟練者が手作業で行なっていたが、今日の高速の
情報処理装置で使われるようなパターン密度の高い基板
ではパターンの幅が２０〜５０μｍ程度と狭いため、手
作業による修正は限界に近づいている。一方、かかる欠
陥部分を高出力レーザを使って切断する方法も提案され
ているが、かかる方法ではポリイミド絶縁膜の損傷の危
険があり、また照射量の設定が微妙であるために実際的
でない。

【０００９】一方、この基板パターンの修正の問題を解
決する目的で、特開平３−５７２９３は、超音波カッタ
ーを使って欠陥部分の配線パターンを切断する方法を提
案している。図３７は上記公知例による欠陥パターンの
修正例を示し、図中先に説明した図と対応する部分には
同一の参照符号を付してある。

【００１０】図３７を参照するに、上記公知例では刃先
１８ｃを有するカッター１８が符号１２ｘで示す欠陥パ
ターンの切断に使われ、刃先１８ｃには励振部１８ａか
ら振動伝達部（ホーン）１８ｂを介して超音波振動が供
給される。刃先１８ｃを切断したいパターンに押しつけ
て、振動伝達部１８ｂ中に矢印で示した超音波振動の方
向と一致する方向Ｖに基板１１，１２を移動させること
により、欠陥パターン１２ｘが切削・除去される。典型
的には、数十ｋＨｚの周波数の超音波をカッター１８に
供給してその刃先に振幅が数μｍないし数十μｍの振幅
の超音波振動を印加する。

【００１１】図３８（Ａ）は上記公知例の装置による基
板パターンの修正の例を示す。図３８（Ａ）を参照する
に、超音波カッター１８の刃先１８ｃがパターン１２ａ
の上面に対して深さＺ₁だけ下ろされ、この状態で基板
１１，１２を矢印Ｖの方向に移動させることにより、パ
ターン１２ａを深さＺ₁だけ削る。この工程をパターン
１２ａが完全に除去されるまで繰り返す。上記公知例に
よれば、刃先１８ｃの幅Ｂに対応する幅ｂでパターン１
２ａを切削することができ、これにより基板製造の歩留
りを大きく向上させることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記公知例による方法
では、刃先１８ｃの位置により切込み量が制御される。
一方、プリント基板には１０μｍ以上の反りや凹凸が生
じることがあり、このような反りや凹凸が生じると、刃
先１８ｃと基板との相対位置が変化してしまう。そのた
め、凹部では刃先１８ｃの位置が高過ぎてパターン１２
ａを切断できず、また凸部ではパターン１２ａのみでな
く基板の絶縁膜１１ｂまでも削ってしまう等の問題が生
じる。特に、図４０（Ａ）に示すように、バイアホール
１３₁に対応して上層の絶縁層１２ｂ上には凹部が形成
されやすいが、かかる凹部上に形成された欠陥パターン
１４ｘを上記公知例の装置により削除しようとした場
合、上記公知例の装置では刃先１８ｃを水平方向に移動
させることしかできないため、図４０（Ｂ）に示すよう
に絶縁層１２ｂを深く削ってしまうにもかかわらずパタ
ーン１４ｘの一部が残ってしまう問題が生じる。さら
に、この残りをも除去しようとして切削を繰り返すと、
基板の損傷が大きくなってしまう。かかる基板の損傷の
問題は、特にスーパーコンピュータをはじめとする高速
の情報処理装置に使われる多層配線基板においては深刻
になる。

【００１３】また、上記公知例では、図３８（Ａ）に示
すように、刃先１８ｃを切込み量Ｚ ₁だけ基板方向に進
めることにより、その切込み分Ｚ₁だけパターンが削ら
れることを前提としている。ところが、超音波カッター
では、磨耗による刃先の変化、交換可能にしている刃先
１８ｃを振動伝達部（ホーン）１８ｂに取りつける際の
ネジ等の締めつけ方や振動伝達部１８ｂに対する刃先１
８ｃの位置の変化、温度による刃先を伝わる超音波振動
の変化等により、切削量がばらつく。そのために、切削
量が小さい時には図３８（Ａ）に示すようにカッターを
Ｚ₁だけ基板方向に進めてもパターンは深さＺ₁は削ら
れず、それよりも少ない深さＺ₀しか削られない場合が
生じる。このため、段階的な切込みによりカッターの位
置を基板表面よりも下方まで送り込んでも、図３８
（Ｃ）に示すように削り残りが発生する。削り残りが発
生するのを抑えるためには、より深くまで段階的な切込
みを行なわなければならないが、そのために、基板の絶
縁層の損傷が大きくなってしまう。これを抑えるには、
一回分の切込み量Ｚ₁を小さくすればよいが、そのよう
にするとパターン全体を切るまでの繰り返し回数が増加
することで、切断時間が多く必要になり、装置のスルー
プットが低下する。

【００１４】また、上記公知例で示す導体路ブリッジや
正規の配線パターンでは、パターンの厚さが既知である
ので、一回分の切込み量Ｚ₁に繰り返し回数を乗じた値
をパターンの厚さ以上に設定すればよい。しかし、短絡
欠陥部では、パターンの厚さが未知であり、その形状も
不明である。そのために、上記公知例では、例えば図３
９（Ａ）に示すような最大の厚さのパターンでも切れる
ように、繰り返し回数を５回に設定している。しかし、
実際の図３９（Ｂ）に示すような実際の欠陥部の場合に
は、２回の繰り返しで済むはずである。すなわち、図３
９（Ａ）の場合には空を切る不要な繰り返しが３回も実
行され、効率が悪い。一般に上記公知例の装置では、表
面が複雑な形状をした基板上に形成された欠陥パターン
あるいは複雑な形状をした欠陥パターンを効率よく、し
かも基板の損傷を最小限に止めながら切削することがで
きない。

【００１５】そこで、本発明は上記の課題を解決した、
新規で有用な基板パターン修正装置および方法を提供す
ることを概括的目的とする。

【００１６】本発明のより具体的な目的は、基板上に形
成された欠陥パターンを効率よく、しかも基板の損傷を
最小限に止めながら切削することができる基板パターン
修正装置および方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決する手段】本発明は、上記の課題を、基板
を保持する保持手段と；前記基板の表面上に形成された
配線パターンに当接してこれを切削するカッターと；前
記カッターに対して前記保持手段が、前記基板表面に対
して平行な方向と垂直な方向に相対的に移動するよう
に、前記カッターおよび前記保持手段を相互に移動させ
る駆動手段と；前記カッターに対して超音波振動を供給
する励振手段とを備え、前記カッターと前記基板とを相
対的に移動させ、前記カッターにより基板上の配線パタ
ーンを切削することにより、基板上に形成された配線パ
ターンの欠陥を修正する基板修正装置において：前記カ
ッターの前記基板に対する押圧力を検出して前記押圧力
を表す出力信号を出力する検出手段と；前記出力信号を
供給され、前記出力信号に応じて前記駆動手段を制御し
て前記押圧力を制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする基板修正装置により、または基板表面上に形成さ
れた配線パターンに、超音波振動を加振されたカッター
を押圧する押圧工程と；前記カッターを前記基板に対し
て移動させて、前記配線パターン中に含まれる欠陥を切
削する切削工程とよりなる配線パターン修正方法におい
て：前記押圧工程は、前記カッターの、前記基板表面に
対する押圧力を測定する測定工程を含み；前記切削工程
は、前記押圧力を所定値に設定する制御工程を含むこと
を特徴とする配線パターン修正方法により達成する。

【００１８】

【作用】本発明の第１の特徴によれば、カッターと基板
の間の押圧力を検出して配線パターンを修正する構成に
より、プリント基板に反りや凹凸があって刃先と基板と
の相対位置が変化しても確実に刃先を基板に当接させる
ことが可能になり、パターン切断不良や基板の損傷の問
題を最小化することが可能になる。本発明の第２の特徴
によれば、カッターを移動させる際に同時にカッターの
押圧力を測定することにより、修正される欠陥パターン
の形状あるいは切削量をその場測定することが可能にな
り、欠陥パターンの形状あるいは超音波カッターの切削
ばらつきによらない最適な切削を行なうことが可能にな
る。本発明の第３の特徴によれば、切削量を極力抑える
ことをせず、また切削の繰り返しも必要なだけ行なうの
で、切削の効率が向上に、装置のスループットが向上す
る。本発明の第４の特徴によれば、カッターを基板表面
に当接させる場合においても、押圧力を測定しながらカ
ッターを基板に向かって移動させることにより、押圧力
を最短時間で必要な値に設定することができる。本発明
の第５の特徴によれば、前記検出手段としてカッターに
加わるトククを測定するトルクセンサを使うことによ
り、カッターおよびこれに協働するアームや検出手段自
体よりなる力学系の慣性を最小化でき、これに伴い、外
部からの振動等に起因するノイズが前記出力信号に混入
するのを最小化することが可能である。本発明の第６の
特徴によれば、本発明による基板修正装置を使って押圧
力を測定・制御することにより、バリのような、基板修
正に伴って副次的に発生する微小な欠陥を、押圧力をよ
り小さく設定することで効果的に除去することが可能に
なる。本発明の第７の特徴によれば、カッターを基板に
対して基板表面に平行な第１の方向に移動させる際に、
カッターに対して前記第１の方向に振動する第１の超音
波を印加すると同時に基板表面に平行で前記第１の方向
に直角な第２の方向に振動する第２の超音波を印加する
ことにより、前記カッターの幅よりも大きい幅でパター
ンを削除することが可能になる。また、本発明の第８の
特徴によれば、基板上に形成された所定サイズのパター
ンを切削することにより、カッターの刃先の状態に無関
係に押圧力と切削量との関係を表す切削条件を求めるこ
とが可能になり、切削条件に対応して押圧力を調整する
ことにより、最適な切削を実行することができる。

【００１９】本発明のその他の特徴および目的は、以下
の実施例の説明より明らかとなろう。

【００２０】

【実施例】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１実施例に
よる基板修正装置２１Ａの構成を示し、このうち図１
（Ａ）は全体的な構成を、また図１（Ｂ）は図１（Ａ）
の装置で使われる力センサの構成を示す。

【００２１】図１（Ａ）を参照するに、装置２１は基台
２１Ａ上に設けられ中心軸Ｃの回りで回動する回動ステ
ージ２２ａと、ステージ２２ａ上に設けられＹ方向に移
動する移動ステージ２２ｂと、さらにステージ２２ｂ上
に設けられＸ方向に移動する移動ステージ２２ｃとより
なるステージ部２２を有し、最上部ステージ２２ｃ上に
はプリント配線基板２３が保持される。基台２１Ａは略
直立したピラー２１Ｂを有し、ピラー２１Ｂからはアー
ム部２６が側方に延在する。アーム部２６の先端部から
はアーム２６ａが延在し、アーム２６ａの先端には中心
軸Ｃに一致するように、顕微鏡２７が取りつけられる。

【００２２】さらに、アーム部２６には、上下動機構２
６ｂが形成され、上下動機構２６ｂにはカッター１８が
後ほど説明する力検出機構２５を介して上下方向（Ｚ方
向）に移動自在に取りつけられる。カッター１８には超
音波励振装置１８ａが取りつけられ、振動伝達部１８ｂ
を介して刃先１８ｃに超音波エネルギーを供給する。図
３７の装置と同様に、超音波はカッター１８に延在方向
の振動を誘起するように供給され、刃先１８ｃを基板２
３上の配線パターンに当接させて超音波振動の方向すな
わちカッター１８の延在方向に基板２３を移動させるこ
とにより、修正したい配線パターンが切削される。典型
的には周波数６０ｋＨｚの超音波振動が超音波励振装置
１８ａから刃先１８ｃに印加され、刃先最先端部は±２
〜５μｍの振幅で振動する。

【００２３】基板２３を移動させるため、ステージ２２
ａ〜２２ｃには図示していないが駆動機構が設けられ
る。回転ステージ２２ａは基板上の配線パターンの切削
方向と前記移動方向を一致させるのに使われる。また、
上下動機構２６ｂを駆動することにより、カッター１８
が基板２３に対して上下される。また、ステージ２２ａ
〜２２ｃおよび上下動機構２６ｂを駆動するために、制
御装置２８が設けられる。図１（Ａ）では、簡単のため
ステージ２２ａ〜２２ｃが一括して駆動されるように示
してあるが、勿論個々のステージ２２ａ〜２２ｃが別々
に駆動される。典型的にはステージ２２ａは回転軸Ｃに
対して０．１°の分解能で９０°のストロークにわたっ
て回動でき、一方ステージ２２ｂ，２２ｃはＸおよびＹ
方向にそれぞれ分解能１μｍで３００ｍｍの範囲にわた
り移動可能である。

【００２４】本実施例による基板修正装置では、超音波
カッター１８が前記力検出機構２５を介して上下動機構
２６ｂに取りつけられ、力検出機構２５は基板２３から
カッター１８の刃先１８ｃに加わる力を検出する。力検
出機構２５は検出した力に対応する出力信号を形成し、
これを制御装置２８に供給する。そこで、図１（Ａ）の
装置では、カッター１８の刃先１８ｃに加わる力に応じ
てＸ，ＹおよびＺ方向の送りを制御することが可能にな
り、修正したいパターンの形状に対応した最適な制御が
可能になる。

【００２５】図１（Ｂ）は図１（Ａ）の装置で使われる
力検出機構２５の例を示す。図１（Ｂ）を参照するに、
力検出機構２５はカッター１８が取りつけられたベース
３０と、ベース３０を力検出機構２５のフレーム部２５
ａに懸架する板バネ３１ａ〜３１ｄとより構成され、バ
ネ３１ａ〜３１ｄは十字バネ機構を構成する。各板バネ
３１ａ〜３１ｄには歪みゲージ３２が設けられ、このた
め力検出機構２５はカッター１８に加わるトルクを検出
するトルクセンサとして作用する。力検出機構２５は刃
先２２ａの押圧力を０．１ｇｆの精度で検出可能であ
る。

【００２６】勿論、力検出機構２５の構成は図１（Ｂ）
のものに限定されるものではなく、例えば図２（Ａ）あ
るいは２（Ｂ）に示すものでもよい。

【００２７】図２（Ａ）の装置では、力検出機構２５は
基台２１Ａ上に取りつけられた昇降機構２６ｂ’上に設
けられ、カッター２２および超音波加振装置２４の重量
を測定する。また、図２（Ｂ）の装置では、力検出機構
２５はコイルバネにより構成され、カッター２２に加わ
るトルクを測定する。このうち、図２（Ａ）の構成はカ
ッター１８の質量のため床からの振動を拾いやすく、こ
のため質量の影響を受けにくい図１（Ｂ）あるいは図２
（Ｂ）のトルクセンサの方が力検出機構２５としてはよ
り適していると考えられる。また、トルクセンサを使う
ことにより、床振動等の並進振動が出力に現れるのが抑
止され、カッターの刃先に加わる押圧力のみがトルクと
して出力される。出力されたトルクは制御装置２８で押
圧力に変換される。

【００２８】図３は図１（Ａ）の基板修正装置をつかっ
て基板２３上の欠陥配線パターンを修正する場合の例を
示している。

【００２９】図３を参照するに、ステップＳＴ１におい
て基板２３上の欠陥配線パターンの位置を顕微鏡２７で
確認し、前記欠陥パターンの位置にカッター１８の刃先
１８ｃが一致するようにステージ２２ａ〜２２ｃを移動
させる。例えば、ステージ２２ｂ，２２ｃをＸおよびＹ
方向に移動させて欠陥パターンの位置と刃先１８ｃの位
置を一致させた後、ステージ２２ａを回転させて、欠陥
パターンの切削方向を超音波振動の方向に一致させる。
ついで、ステップＳＴ２において、制御装置２８の制御
により、上下動機構２６ｂを駆動してカッター１８を下
降させ、基板２３に近づける。その際、制御装置２８は
ステップＳＴ３で力検出機構２５の出力を監視し、刃先
１８ｃが基板２３上の欠陥配線パターンに当接したと判
定されると次のステップＳＴ４を実行する。ステップＳ
Ｔ４では、刃先１８ｃの基板２３に対する押圧力が所定
最適値に達するように、制御装置２８がカッター１８
を、力検出機構２５の出力を監視しながら、上下動駆動
機構２６ｂを介してさらに下降させる。あるいは、制御
装置２８はカッター１８を、刃先１８ｃがパターンに当
接してからさらに所定最適量だけ下降させてもよい。

【００３０】次にステップＳＴ５において超音波加振装
置２４が作動され、ステップＳＴ６でステージ２２を前
記超音波振動の方向に一致した所定方向に移動させなが
ら前記欠陥配線パターンを削除する。典型的には、ステ
ージ２２従って基板２３は約１００μｍ／秒の速度で送
られる。

【００３１】ステップＳＴ６の後、ステップＳＴ７にお
いて超音波加振装置２４を停止させ、ステップＳＴ８で
制御装置２８は上下動装置２６ｂを上昇させカッター１
８を基板２３から離す。さらに、ステップＳＴ９で他の
位置で修正を行なうか否かが判定され、ＹＥＳであれば
ステップＳＴ１に戻って切削動作がくりかえされる。ま
た、同一位置で修正を繰り返すことも可能である。その
際、ステップＳＴ８では基板２３が反っていても基板表
面に衝突しないようにカッター２０を約０．１ｍｍ上昇
させる。

【００３２】図３のプロセスでは、基板にそりや凹凸が
あって刃先１８ｃと基板との相対位置が変化しても、刃
先１８ｃと基板との接触を検出後刃先１８ｃの押圧力を
一定に設定できるため、基板２３の損傷を最小限に止め
ながら欠陥配線パターンを修正すること可能になる。

【００３３】図４（Ａ）〜（Ｄ）は上記修正プロセスを
二つの配線パターン１２ａ₁と１２ａ₂とが欠陥１２ｘ
により短絡されている場合に対して適用した場合を示
す。

【００３４】図４（Ａ）を参照するに、ステップＳＴ１
で刃先１８ｃと修正したい欠陥パターン１２ｘを、ステ
ージ２２ｂ，２２ｃをＸ，Ｙ方向に移動させることで合
わせ、ついでステージ２２ａを回転させて刃先１８ｃに
加わる超音波振動の方向と、欠陥１２ｘを切削したい方
向とを揃える。さらにステップＳＴ２〜ＳＴ５の工程で
刃先１８ｃを欠陥パターン１２ｘに当接させ超音波を加
振した状態で、ステップＳＴ６の工程でステージを超音
波振動の方向と一致した矢印Ｖの方向に送ることによ
り、図４（Ｃ）に示すようにパターン１２ｘが削除さ
れ、パターン１２ａ ₁と１２ａ₂とが分離される。その
結果、図４（Ｄ）に示すように、基板２３が絶縁領域１
２ｂにおいて削られて一様な深さの溝が形成され、これ
に伴い欠陥パターン１２ｘが削除される。

【００３５】図５は図１（Ａ）の装置の変形例による装
置を示す。図示の装置では、上下動装置２６ｂをＸおよ
びＹ方向に移動させるステージ４１が設けられ、カッタ
ー１８の刃先１８ｃを回転軸Ｃに対してずらすことによ
り、例えば図６（Ａ），（Ｂ）に示すような円弧状の欠
陥パターン１２ｘを効率よく削除することが可能にな
る。

【００３６】図７は図５の装置により図６（Ａ），
（Ｂ）の欠陥パターン１２ｘを切削する場合の動作を示
すフローチャートである。図７中、図３のプロセス中の
ステップに対応する部分は同一の参照符号を付し、説明
を省略する。

【００３７】図７を参照するに、ステップＳＴ１Ａにお
いてステージ２２ａを駆動し、基板上における欠陥パタ
ーンの切削方向を超音波カッター１８の切削方向に一致
させる。次に、ステップＳＴ１Ｂにおいて、切削したい
円弧の中心が中心軸Ｃに一致するようにステージ２２
ｂ，２２ｃを駆動し、さらにステップＳＴ１Ｃにおいて
ステージ４１を駆動して、カッター刃先１８ｃを切削し
たい円弧の位置に移動させる。さらに、図３のステップ
ＳＴ２からＳＴ５に相当するステップを実行した後、ス
テップＳＴ６’においてステージ２２ａを駆動し、円弧
状に欠陥パターンを切削する。図７のプロセスのその他
の特徴は図３のものと同じであり、説明を省略する。

【００３８】図８は本発明の第２実施例で使われる配線
パターンの修正装置の概略的構成を示す。図８は図１
（Ａ）の装置に対応しており、従って対応する部分には
同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【００３９】図８を参照するに、制御装置２８はソフト
ウェアあるいはハードウェアにより構成される当接検出
部２８₁を有し、当接検出部２８₁は力検出機構２５か
ら出力されＡ／Ｄ変換器２５ｂでデジタル信号に変換さ
れた出力信号を供給されてその変化を検出することによ
り、カッター刃先１８ｃと基板２３との当接を検出す
る。さらに、制御装置２８は上下動機構２６ｂからカッ
ター１８ａの実Ｚ座標を供給されてこれをもとに目標Ｚ
座標を設定する目標設定部２８₂と、前記目標Ｚ座標と
前記実Ｚ座標を供給されてこれらを比較する比較部２８
₃と、比較部２８ ₃での比較結果に基づいて目標Ｚ座標
を修正する補正部２８₄と、さらにホーン１８ｂおよび
刃先１８ｃをも含めた力検出機構２５のバネ定数を求め
るバネ定数算出部２８₅とを含む。

【００４０】以下、図９のフローチャートを参照しなが
ら本実施例の基板修正装置の動作を説明する。

【００４１】図９を参照するに、図３のステップＳＴ１
に相当するステップＳＴ１１で、修正したい基板上の欠
陥パターンがカッター１８の切削位置に一致するように
ステージ２２が駆動され、さらに続くステップＳＴ１２
で上下動機構２６ｂが駆動され、カッター１８が下降を
始める。このように、ステップＳＴ１２は図３のステッ
プＳＴ２に対応するが、本実施例では、ステップＳＴ１
２において目標設定部２８₂がカッター１８の初期位置
に対応して目標Ｚ座標Ｚ₀を設定し、目標値Ｚ ₀に向か
って上下動機構２６ｂが高速で駆動される。その際、ス
テップＳＴ１３で上下動機構２６ｂの下降が継続してい
るか否かが判定され、もしも停止状態が検出されると異
常事態を示すフラグが立てられ動作が異常終了する。一
方、カッター１８の下降が続いている場合には、ステッ
プＳＴ１４でカッター刃先１８ｃに加わる押圧力Ｆ₁が
監視され、さらにステップＳＴ１５で押圧力Ｆ₁が所定
値Ｆ₀よりも小であるか否かが判定される。ステップＳ
Ｔ１５の判定結果がＹＥＳであればカッター１８はまだ
基板２３あるいはその上の欠陥パターン１２ｘに当接し
ておらず、ステップＳＴ１３〜ＳＴ１５のループがくり
かえされる。一方ステップＳＴ１５において押圧力Ｆ
₁が所定値Ｆ₀を越えたと判定されると、ステップＳＴ
１６において、その時点でのカッター１８のＺ座標Ｚ₁
が求められ、さらにステップＳＴ１７においてカッター
１８のＺ座標値Ｚ₁および目標押圧力Ｆ₃に基づいてカ
ッター１８の目標Ｚ座標値Ｚ₂が式Ｚ₂＝Ｚ₁＋Ｆ₃／ｋにより求められる。ステップＳＴ１７でこのように目標
Ｚ座標値Ｚ₂が求まると、ステップＳＴ１８で目標座標
値Ｚ₂を目標にカッター１８の下降が開始される。

【００４２】ステップＳＴ１８でカッター１８の下降が
開始されると、ステップＳＴ１９で下降が継続している
か否かが判定され、ステップＳＴ１９はカッター１８が
目標座標値Ｚ₂に到達して停止するまで繰り返される。
カッター１８が目標座標値Ｚ ₂に到達すると、その状態
での押圧力Ｆ₂がステップＳＴ２０で求められ、さらに
ステップＳＴ２１で力Ｆ₂とＦ₃の差の絶対値が所定許
容値Ｆ₄よりも小であるか否かが判定され、小であれば
下降プロセスは終了する。一方ステップＳＴ２１で力Ｆ
₂とＦ₃の差の絶対値が前記許容値Ｆ₄よりも大きい場
合には、次のステップＳＴ２２において力Ｆ₂が力Ｆ₃
よりも小であるか否かが判定される。力Ｆ₂が力Ｆ₃よ
りも小である場合はカッター１８の下降が不十分であ
り、このためステップＳＴ２３で目標Ｚ座標値Ｚ₂が所
定微小量Ｚ₃だけ増加されて再設定され、さらにステッ
プＳＴ２４で上下動機構２６ｂを再駆動し、ステップＳ
Ｔ１９〜ＳＴ２３を繰り返しながらカッター１８を再設
定された目標Ｚ座標値Ｚ₂までさらに下降させる。一
方、ステップＳＴ２２の判定の結果、力Ｆ₂が目標力Ｆ
₃よりも大であると判定された場合には、ステップＳＴ
２５が実行され、目標Ｚ座標値Ｚ₂が所定微小量Ｚ₃だ
け減少されて再設定され、ステップＳＴ２４により、再
設定された目標Ｚ座標値Ｚ₂を目標にカッターが上昇さ
せられる。

【００４３】このようにして、カッター１８が所望の押
圧力Ｆ₃を与えるＺ座標値に設定されると、ステップＳ
Ｔ２６で力座標値Ｚ₁，Ｚ₁およびこれに対応する力Ｆ
₁，Ｆ₂を使ってバネ定数ｋが式ｋ＝（Ｆ₂−Ｆ₁）／（Ｚ₂−Ｚ₁）により再設定され、ステップＳＴ２７で切削が実行され
る。さらに、ステップＳＴ２８でさらに次に修正される
べき欠陥が存在するか否かが判定され、ＮＯであれば修
正動作は終了するが、ＹＥＳであればステップＳＴ１１
に動作が戻る。バネ定数ｋは刃先１８ｃの状態が変化し
ない限り修正する必要はないが、一般に計数ｋは単に力
検出機構２５のバネ定数のみならずホーン１８ｂおよび
刃先１８ｃ、さらには上下動機構２６ｂやアーム２６の
バネ定数の効果も含んでおり、正確な値を前もって知る
ことがむづかしい。ステップＳＴ２７のようなバネ定数
の更新プロセスを処理に含ませておくと、最初にステッ
プＳＴ１７で概略的なバネ定数を与えておくだけで、カ
ッター１８を基板２３に当接させてその押圧力を変化さ
せることにより、図１（Ａ）の装置全般の正確なバネ定
数を求めることが可能になる。

【００４４】本発明の方法によれば、単にカッターを一
定の速度で降下させて所望の押圧力を確保した状態で停
止させる方法に比べて短時間に所望の押圧力に到達でき
る利点が得られる。単純に一定速度でカッターを所望の
押圧力が得られるまで降下させる場合には、静止する前
に降下速度を減速させないとカッターのオーバーシュー
トが発生し、このためカッターを一旦上方に戻し、再び
降下させるステップが必要になり、しかもこの繰り返し
を何回も行なわなければならない。本実施例による制御
方法では、カッターの降下をＺ座標の目標値によって制
御し、しかもＺ座標の目標値を力検出機構２５で検出さ
れた押圧力にもとづいて修正するため、最短時間で必要
な押圧力を実現することが可能になる。さらに、図９の
実施例では、図３の実施例の場合と同様に、基板表面が
反っていたりあるいは修正したい欠陥パターンの高さが
変化する場合でも速やかにカッターの位置決めを行なう
ことができる利点を有している。さらに、図９に示す目
標位置を使ったカッター位置制御を行なうことにより、
常時力検出機構２５の出力にもとづいてカッターのＺ座
標位置を制御する場合よりもカッターの下降動作を安定
させることが可能である。常時力検出機構２５の出力に
もとづいてカッター１８のＺ座標位置を制御する場合に
は、刃先が基板に接触していない場合、力検出機構２５
の出力がゼロになり、上下動機構２６ｂの動作が不安定
になりがちである。本実施例では、このような動作の不
安定性が生じることがないため、制御装置２８にフィル
タや不感帯などの特殊な要素を挿入する必要がなくな
る。

【００４５】図１０は本発明の第３実施例による基板修
正装置の概略的構成を示す図である。

【００４６】図１０を参照するに、基板修正装置は図８
のものと同様な構成を有するが、制御装置２８において
カッター１８と基板２３の当接を検出する当接検出部２
８₁のかわりにカッター１８の下降速度の減速開始を判
定する減速開始判定部２８₆が設けられる。

【００４７】図１１は図１０の装置の動作を説明するフ
ローチャートであり、図９のフローチャートに対応する
部分は同様な符号を付してある。

【００４８】図１１を参照するに、ステップＳＴ１１で
基板２３上の欠陥パターン１２ｘがカッター１８に対し
て位置決めされた後、これに引き続くステップＳＴ１２
１において上下動機構２６ｂが一定速度で駆動され、カ
ッターが所定の速度で降下を開始する。さらに、ステッ
プＳＴ１２２で上下動機構２６ｂのＺ座標値Ｚ₁が求め
られ、ステップＳＴ１２３で前記座標値Ｚ₁が所定の異
常検出位置Ｚ₀を越えたか否かが判定される。異常検出
位置Ｚ₀が越えられた（ＹＥＳ）と判定されると、ステ
ップＳＴ１２４が実行され、上下動機構２６ｂが停止さ
れ、異常を示すフラグが立って動作は終了する。

【００４９】ステップＳＴ１２３の判定結果がＮＯであ
る場合には、ステップＳＴ１２５でカッター１８に加わ
る押圧力Ｆ₁が求められ、さらにステップＳＴ１２６で
力Ｆ ₁が減速を開始する閾値Ｆ₃−ｋＺ₄より小である
か否かが判定される。ただし、Ｚ₄は減速を開始して停
止するまでに要するカッター１８の下降量を表す。すな
わち、量ｋＺ₄はカッター１８が減速を開始してから停
止するまでに増加する押圧力の増分を表す。ステップＳ
Ｔ１２６での判定の結果、検出された押圧力Ｆ ₁が所望
押圧力Ｆ₃から前記増分ｋＺ₄を差し引いた値よりも小
さかった場合には、カッター１８の下降量は不十分であ
り、ステップＳＴ１２２からＳＴ１２６を繰り返しなが
ら上下動機構２６ｂが引続き駆動される。

【００５０】一方、ステップＳＴ１２６での判定の結果
力Ｆ₁が力Ｆ₃−ｋＺ₄よりも大であると判定される
と、ステップＳＴ１２７が実行され、上下動装置２６ｂ
が減速される。さらにステップＳＴ１２８でその状態に
おけるＺ座標位置Ｚ₂が検出され、以後図９で説明した
ステップＳＴ２０以降のプロセスが実行される。

【００５１】本実施例によれば、カッター１８の刃先１
８ｃが基板２３に当接すると直ちにカッターの下降速度
が減速され、次いで図９の実施例と同様なプロセスによ
りカッターの押圧力を最適化することにより、効率的な
基板修正が可能である。図１１のプロセスにおいて、ス
テップＳ１２１〜Ｓ１２８が減速開始判定部２８₆の動
作に対応する。

【００５２】次に、本発明の第４実施例を図１２を参照
しながら説明する。図１２中、先に説明したプロセスに
対応するステップには同一の参照符号を付し、説明を省
略する。

【００５３】図１２を参照するに、ステップＳＴ１で基
板２３上の欠陥パターンの位置をカッター１８の位置に
対して一致させた後ステップＳＴ２からＳＴ４で上下動
機構２６ｂが駆動され、カッター１８が基板２３に対し
て降下する。その際、カッター１８にはまだ超音波振動
は加振されておらず、カッターの押圧力が所望の押圧力
Ｆ₁よりも０．１〜０．２ｇｆだけ小さい所定の押圧力
Ｆｒになるように設定される。これは、カッター１８を
基板上に当接させて超音波を加振した場合、押圧力が超
音波を加振しない場合にくらべて増加するためである。

【００５４】次いで、ステップＳＴ５で超音波振動がカ
ッター１８に加振され、さらにステップＳＴ５１におい
て押圧力Ｆ₁が入力される。先にも説明したように、押
圧力Ｆ₁は押圧力Ｆｒよりもわずかに大きい。さらに、
ステップＳＴ６でステージ２２ｂあるいは２２ｃが駆動
され、基板が所定方向、例えばＸ方向に一行程送られて
欠陥パターンが修正される。典型的には、基板２３は速
度約１００μｍ／秒にて送られる。ステップ６が開始さ
れた後、ステップＳＴ６１でカッター１８の刃先１８ｃ
に加わる押圧力Ｆが測定され、一行程中の最大値Ｆｍが
求められる。さらに、ステップＳＴ６２において、力Ｆ
ｍが前記所定値Ｆ₁よりも大きいか小さいかが判定さ
れ、大きい場合にはステップＳＴ６〜ステップＳＴ６２
が繰り返し実行される。すなわち、基板を繰り返し切削
しながら押圧力の最大値Ｆｍの変化を求め、Ｆｍが前記
所定値Ｆ₁以下になると所望の修正が完了したとしてス
テップＳＴ７で超音波振動が停止される。勿論力Ｆｍの
値は切削を繰り返す度に減少していく。

【００５５】ステップＳＴ７で超音波振動を停止した
後、ステップＳＴ９で次の欠陥パターンが存在するか否
かが判定され、存在すればステップＳＴ１以降のプロセ
スがくりかえされる。

【００５６】図１３（Ａ）〜（Ｃ）は上記図１２のプロ
セスに従って欠陥パターン１２ｘを切削する様子を示
す。

【００５７】図１３（Ａ）を参照するに、矩形断面形状
を有する欠陥パターン１２ｘに対してカッター１８を一
行程走査することで、図中斜線で示すような断面形状の
パターンが得られるが、その際カッター１８の刃先１８
ｃに加わる押圧力は図１３（Ｂ）のように変化する。こ
のような走査行程を繰り返した場合の押圧力の変化を図
１３（Ｃ）に示す。本実施例では、かかる走査を４回繰
り返すことにより、力の最大値Ｆｍが所定値Ｆ₁より小
さくなることがわかる。すなわち図示した例では、切削
を４行程繰り返すことでパターンの修正が完了したと判
定される。

【００５８】本実施例による方法によれば、押圧力の変
化を測定し、その結果をもとに基板修正を繰り返し実行
するため、欠陥パターンが不規則な形状をしていても未
修正部が残らないように、しかも基板に対する損傷を最
小限に止めながら、修正を実行することが可能になる。

【００５９】次に、基板への損傷をさらに最小化した基
板修正方法を図１４（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら説明
する。

【００６０】図１４（Ａ）は前記図１２のプロセスを図
１３（Ａ）に示す矩形断面形状を有する欠陥パターン１
２ｘに対して適用した場合を示す。また図１４（Ｂ）は
不規則な形状を有するパターン１２ｘに対してやはり図
１２のプロセスを適用した場合を示す。図１４（Ａ），
（Ｂ）のいずれにおいても、欠陥パターンの厚さが大き
い部分では基板２３の損傷部２３ｘの深さは小さいのに
対し、欠陥パターンが薄い部分あるいは欠陥パターンの
周辺部において基板２３の損傷部２３ｘの深さが大きく
なる傾向があるのがわかる。

【００６１】そこで、本実施例では、図１２のプロセス
のうちステップＳＴ６１で得られる押圧力の分布にもと
づいて欠陥パターンの形状変化を追跡し、基板に対する
損傷を増大させる余計な切削を行なわないようにする。
すなわち、図１４（Ｃ）を参照するに、一回目の切削の
結果位置Ｘｓ₁からＸｅ₁の範囲でカッター１８の押圧
力が所定値Ｆ₁を上回った場合、２回目の切削は前記Ｘ
ｓ₁からＸｅ₁の範囲でのみ実行する。次に、２回目の
切削の結果カッター１８の押圧力が前記所定値Ｆ₁を位
置Ｘｓ₂〜Ｘｅ₂の範囲で上回っていたとすると、３回
目の切削は前記Ｘｓ₂からＸｅ₂の範囲でのみ行なう。
さらに、３回目の切削で押圧力が位置Ｘｓ₃からＸｅ₃
の範囲で力Ｆ₁を上回っていた場合には４回目の切削を
前記位置Ｘｓ₃からＸｓ₄の間でのみ実行する。

【００６２】図１５は上記図１４（Ｃ）の動作を実行す
るためのプロセスを示すフローチャートである。図１５
中、先に説明したステップは同一の参照符号を付してそ
の説明を省略する。

【００６３】図１５を参照するに、ステップＳＴ１で基
板２３上の欠陥パターン１２ｘの位置ををカッター１８
の位置に合わせ、ステップＳＴ２からＳＴ４で上下動機
構２６ｂを駆動してカッター１８を押圧力が前記所定値
Ｆｒになるまで下降させる。次に、ステップＳＴ４１に
おいて、ステージ２２、たとえばステージ２２ｃをＸ方
向に位置Ｘｅ（１）まで駆動し、ステップＳＴ５で超音
波振動を加振する。次いでステップＳＴ６０でステージ
２２ｃをＸ方向に位置Ｘｓ（１）まで移動させ、切削を
行なう。さらに、ステップＳＴ６０でステージを移動さ
せながらステップＳＴ６１でカッター１８の刃先１８ｃ
に加わる押圧力の最大値Ｆｍが求められ、同時に押圧力
が所定押圧力Ｆ₁と交差する位置Ｘｓ（２）およびＸｅ
（２）が求められる。次にステップＳＴ７で超音波振動
の供給が停止され、ステップＳＴ６２で押圧力Ｆｍが押
圧力Ｆ₁よりも大きいか小さいかが判断される。力Ｆｍ
が力Ｆ₁より大きい場合は動作はステップＳＴ４１に戻
り、ステップＳＴ４１でステージ２２ｃは位置Ｘｅ
（２）に移動される。さらにステップＳＴ５およびステ
ップＳＴ６０において欠陥パターンの２回目の切削がな
された後ステップＳＴ６１で次の位置Ｘｅ（３）および
Ｘｓ（３）が求められる。一方、力Ｆｍが力Ｆｍより
小さくなる場合にはステップＳＴ８が実行されカッター
１８が所定量上昇させられる。さらに、ステップＳＴ９
で修正すべき他の欠陥パターンが存在する場合ステップ
ＳＴ１以降が再び実行される。

【００６４】次に、一様な電源パターン層や接地パター
ン層のような、面積が大きくパターン形状が明確に検出
できないようなパターンを切削する方法を、本発明の第
６実施例を示す図１６のフローチャートを参照しながら
行なう。このような一様なパターンでは基準になる高さ
がないため、押圧力にもとづいて形状を求める図１２あ
るいは２４の方法は使えない。

【００６５】そこで、本実施例においては、パターン表
面を基準にし、表面からの切削量が前記パターンの厚さ
を越えるまで切削を繰り返す。その際、カッター１８の
バネ定数ｋをあらかじめ求めておき、切削を繰り返すこ
とによる押圧力の減少をもとに切削量を求める。その
際、切削の進行と共に押圧力が減少するため切削の進行
に伴って上下動機構２６ｂを駆動し、必要な押圧力を確
保する。切削力は式Ｃ＝Ｚ₁−Ｚ₂＋（Ｆ₁−Ｆ₂）／ｋで求められる。ただし、Ｚ₁は切削前におけるカッター
１８のＺ座標位置を、またＺ₂は切削後におけるカッタ
ー１８のＺ座標位置をあらわし、さらにＦ₁は切削前に
おける押圧力を、またＦ₂は切削前における押圧力を表
す。

【００６６】図１６を参照するに、ステップＳＴ１〜Ｓ
Ｔ４までは図１５のプロセスと同様であり、ステップＳ
Ｔ４に引き続いてステップＳＴ５が実行されカッター１
８に超音波が供給される。本実施例ではステップＳＴ７
１で所望の押圧力Ｆ₁およびこれに対応するＺ方向の座
標Ｚ₁が保存され、ステップＳＴ７２でステージ２２ｃ
をＸ方向に送ることにより欠陥パターンの切削がなされ
る。さらに、ステップＳＴ７３では、切削時の押圧力Ｆ
₂とカッター１８のＺ座標位置Ｚ₂から切削量Ｃが上記
の式より求められ、前記切削量Ｃがパターンの厚さＴｐ
よりも小であるか否かが判定される。ステップＳＴ７４
の判定結果がＮＯであれば、ステップＳＴ７５が実行さ
れ上下動機構２６ｂが駆動されてカッター１８が微小量
だけ降下され、さらにステップＳＴ７２以降のプロセス
が実行される。

【００６７】一方ステップＳＴ７４で切削量Ｃがパター
ン厚さに等しいかこれを越えたと判定された場合、ステ
ップＳＴ７が実行されて超音波振動の供給が停止され、
さらにステップＳＴ８でカッター１８が所定量上昇され
る。さらに、ステップＳＴ９において、他の修正パター
ンの有無がチェックされ、有ればステップＳＴ１以降の
プロセスが繰り返される。

【００６８】本発明による力検出機構を備えた基板修正
装置はまた、斜めになった基板上に形成されたパターン
を修正するのにも有用である。図１７（Ａ）〜（Ｈ）は
本発明の装置をかかる斜面を有する基板に対して適用し
た本発明の第７実施例を示す。

【００６９】図１７（Ａ）〜（Ｇ）を参照するに、図１
７（Ａ），（Ｂ）は基板が平坦な場合であり図１５のプ
ロセスを拡張した場合に対応する。本実施例ではカッタ
ー１８を超音波振動を供給しない状態で基板２３に押し
つけ、さらに基板表面に平行に移動して図１７（Ｂ）に
示すような押圧力の分布を得る。図１７（Ｂ）に示す押
圧力の分布は欠陥パターンが基板上のどの部分に存在し
ているかを、基板を切削することなく知ることができ
る。そこで、実際の切削を図１７（Ｂ）の位置Ｘ ₂から
Ｘ₃にわたって実行することにより、欠陥パターン１２
ｘを基板に加わる損傷を先に説明したどの実施例よりも
軽減しつつ切削・除去することが可能になる。

【００７０】図１７（Ｃ）〜（Ｅ）は本実施例の方法を
斜面を有する基板に対して適用した場合を示し、最初に
図１７（Ｃ）に示すような平坦部から斜面部にわたって
延在する欠陥パターン１２ｘに対してカッター１８を超
音波エネルギを供給しない状態で当接させ、図１７
（Ｄ）に示すような押圧力の分布を求める。次にカッタ
ー１８を超音波で加振し、図１７（Ｃ）の区間Ａ〜Ｂに
対応する区間ｘ₂〜ｘ₃でカッター１８を、図１５の実
施例におけるステップＳＴ４１〜ＳＴ６２のプロセスに
従って走査する。その結果、まず図１７（Ｅ）に示す区
間Ａ₁〜Ｂ₁の範囲においてパターン１２ｘの切削がな
され、次に区間Ａ₂〜Ｂ₂の区間で切削がなされる。さ
らに、区間Ａ₃〜Ｂ₃，Ａ₄〜Ｂ₄の区間で切削が順次
なされ、基板２３の損傷を最小に止めながら、基板形状
に沿った欠陥パターンの切削が可能になる。図１７
（Ｅ）において、位置Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃およびＢ₄は全
て図１７（Ｄ）の位置ｘ₃に対応する。図１７（Ｅ）よ
りわかるように、本実施例による基板修正行程では基板
の損傷の深さＤは略一定に維持される。

【００７１】図１７（Ｆ）〜（Ｈ）は欠陥パターン１２
ｘが基板上の凹部ＡＢＣに形成されている例であって、
最初に超音波エネルギを加えない状態でカッター１８を
欠陥パターン１２ｘに当接させることにより、図３
（Ｇ）に示すように欠陥パターンに対応する押圧力が、
図１７（Ｆ）の区間ＡＢに対応する区間ｘ₂〜ｘ₃にお
いて検出される。ただし、位置Ｃは凹部の底の対応す
る。次に、先の図１５のステップＳＴ４１からＳＴ６２
の工程を図１７（Ｆ）の区間ＡＣおよび区間ＢＣについ
てそれぞれ実行することにより、図１７（Ｈ）に示すよ
うにパターン１２ｘは最初に区間Ａ₁〜Ｃ₁の範囲で所
定深さＤだけ切削され、次に区間Ａ₂〜Ｃ₂の範囲でさ
らに所定深さＤだけ切削される。図示の例ではさらに区
間Ａ₃からＣ₃の範囲でさらに所定深さＤだけパターン
１２ｘが切削される。その際、区間Ａ₁Ｃ₁、区間Ａ₂
Ｃ₂および区間Ａ₃Ｃ₃の幅は図１７（Ｅ）の場合と同
様に逐次減少し、その結果基板２３は略一様な深さＤで
基板に沿って切削され、欠陥パターン１２ｘの左半分が
除去される。さらに、同様な工程を区間ＢＣについて実
行し、欠陥パターン１２ｘの右半分を除去する。

【００７２】図１８は図１７（Ａ）〜（Ｈ）の基板修正
を実行するためのフローチャートを示す。図１８中、先
に説明したステップには対応する符号を付し、説明を省
略する。

【００７３】図１８を参照するに、ステップＳＴ１〜Ｓ
Ｔ４を実行してカッター１８を押圧力Ｆｒで基板２３に
当接させた後、ステップ４１’において超音波エネルギ
を供給することなくステージを基板表面に平行に所定方
向に移動させ、ステップＳＴ４２’で押圧力の変化を測
定する。さらに、ステップＳＴ４３’において欠陥パタ
ーン１２ｘの形状を押圧力の変化に基づいて判定し、パ
ターン１２ｘが図１７（Ａ），（Ｂ）に示したように平
坦である場合には超音波エネルギをカッター１８に印加
しながらステップＳＴ４４’を実行し、図１５のステッ
プＳＴ４１〜ＳＴ６２を繰り返すことにより欠陥パター
ンを削除する。一方、ステップ４３’で欠陥パターン１
２ｘが平坦なパターンでなかった場合には、ステップ４
２’において欠陥パターン１２ｘが図１７（Ｃ）〜
（Ｅ）に示すように単なる斜面上に形成されているかそ
れとも図１７（Ｆ）〜（Ｈ）に示されるように凹部上に
形成されているかが判定され、斜面上に形成されている
場合には超音波エネルギをカッター１８に供給しながら
図１５のステップＳＴ４１〜６２を図１７（Ｅ）に示す
ように区間Ａ₁〜Ｂ₁，区間Ａ₂〜Ｂ₂，区間Ａ₃〜Ｂ
₃，区間Ａ₄〜Ｂ₄について繰り返し手順で実行し、欠
陥パターンを切削・削除する。また、欠陥パターン１２
ｘが凹部上に形成されている場合には、凹部が二つの斜
面に分割され、それぞれの斜面について図１５のステッ
プＳＴ４１からＳＴ６１がステップＳＴ４７’およびＳ
Ｔ２８’に示すように実行される。

【００７４】このように、本実施例ではあらかじめ欠陥
パターンの形状を、カッター１８を超音波エネルギを供
給しない状態でパターンに当接させてその押圧力の変化
により求め、さらに求められた形状に応じて切削を繰り
返し実行することにより、例えば図４０（Ａ），（Ｂ）
で説明したような従来の技術の問題点を解決することが
できる。次に、本発明の第８実施例を図１９（Ａ）〜
（Ｄ）を参照しながら説明する。図３７に示した従来の
超音波カッターを使った基板修正装置あるいは図１
（Ａ），（Ｂ）に説明した本発明による基板修正装置に
おいては、欠陥パターンを切削した場合に縁にバリが生
じることがある。このようなバリは高さが１０μｍ程度
に達する場合があり、このような場合には薄い多層基板
では異なった層間で短絡を生じてしまう可能性がある。
そこで、このようなバリが形成される可能性がある場合
には、一行程毎の切削量を少なくする等の対策が必要で
あったが、一行程の切削量を小さく設定すると基板修正
の際のスループットが低下してしまう問題があった。ま
た、バリのみを切削・除去しようとして縁部を超音波カ
ッターで切削しても配線パターン自体が切削されてしま
い、その際再びバリが生じてしまう問題点が生じる。

【００７５】図１（Ａ），（Ｂ）に示す本発明による基
板修正装置においては、カッター１８の基板に対する押
圧力を力検出機構２５により測定できるため、切削され
る配線パターンに応じて押圧力を変化させることによ
り、欠陥パターンを切削した後バリのみを選択的に、配
線パターンを実質的に損傷させることなく切削すること
が可能になる。

【００７６】図１９（Ａ）〜（Ｄ）は図１（Ａ），
（Ｂ）に示す本発明の第１実施例による基板修正装置を
使ったバリの除去を示す図、また図２０はそのフローチ
ャートを示す。

【００７７】図２０を参照するに、ステップＳ１におい
てステージ２２を動かしてカッター１８の刃先１８ｃを
図１９（Ａ）に示した欠陥パターン１２ｘの手前の位置
（ａ）に合わせる。次に、ステップＳ２において、上下
動機構２６ｂを動かして刃先１８ｃを基板２３に第１の
押圧力Ｆ₁で当接させる。さらに、ステップＳ３におい
てカッター１８に超音波エネルギを供給し、ステージ２
２を駆動して基板２３を刃先１８ｃに対して第１の速度
Ｖ₁で動かし、欠陥パターン１２ｘを切削・除去する。
欠陥パターン１２ｘが除去されたらステップＳ４におい
て上下動機構２６ｂを駆動してカッター１８の刃先１８
ａを基板２３から離脱させる。かかる切削の結果、パタ
ーン１２ａの、欠陥パターン１２ｘに隣接した部分には
バリ１２ｙが形成される。

【００７８】次に、ステップＳ５においてステージ２２
を駆動して刃先１８ｃを前記図１９（Ｂ）の位置（ａ）
に隣接した、バリ１２ｙに対応した位置（ｂ）に移動さ
せ、さらにステップＳ６において上下動機構２６ｂを駆
動し、刃先１８ｃを基板２３に前記第１の押圧力Ｆ₁よ
りも小さい第２の押圧力Ｆ₁’で当接させる。さらに、
ステップＳ７において、カッター１８に超音波エネルギ
を供給し、刃先１８ｃがパターン１２ａを通過するよう
に、ステージ２２を前記第１の速度Ｖ₁よりも大きい第
２の速度Ｖ₂で駆動する。ステップＳ６により、パター
ン１２ａに形成されていたバリの一方が除去される。ス
テップＳ６につづいてステップＳ７が実行され、上下動
機構２６ｂが駆動されてカッター１８が上昇し、刃先１
８ｃが基板２３から離脱する。

【００７９】さらに、ステップＳ９において、ステージ
２２を駆動して刃先１８ｃを前記図１９（Ｂ）の位置
（ａ）に隣接した、バリ１２ｙに対応した位置（ｃ）に
移動させ、さらにステップＳ１０において上下動機構２
６ｂを駆動し、刃先１８ｃを基板２３に前記第１の押圧
力Ｆ₁よりも小さい第２の押圧力Ｆ₁’で当接させる。
さらに、ステップＳ１１において、カッター１８に超音
波エネルギを供給し、刃先１８ｃがパターン１２ａを通
過するように、ステージ２２を前記第１の速度Ｖ ₁より
も大きい第２の速度Ｖ₂で駆動する。ステップＳ１１に
より、パターン１２ａに形成されていたバリの一方が除
去される。ステップＳ１１につづいてステップＳ１２が
実行され、上下動機構２６ｂが駆動されてカッター１８
が上昇し、刃先１８ｃが基板２３から離脱する。

【００８０】上記のプロセスにおいて、ステップＳ７あ
るいはＳ１１ではカッターの基板にたいする押圧力が実
質的に小さく設定されるため、また刃先１８ｃの移動も
高速で実行されるため、パターン１２ａの切削は実質的
に生じることがない。換言すると、本実施例によるプロ
セスにより、バリのみを、効率的にしかも正常な配線パ
ターンを損傷することなく除去することが可能になる。

【００８１】図２１（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第９実施
例による基板修正装置およびこれを使った基板修正方法
を示す。

【００８２】図２３を参照するに、本実施例による基板
修正装置ではカッター１８が力検出機構２５および上下
動機構２６ｂを介して、基台２１Ａ上に設けられたＵ字
型のフレーム２１Ｂ’に取りつけられており、さらに、
同様な構成の別のカッター１８’が別の力検出機構２
５’および上下動機構２６ｂ’を介して同じフレーム２
１Ｂに取りつけられている。その際、カッター１８とカ
ッター１８’は相互に対向するように取りつけられ、カ
ッター刃先１８ｃ’はカッター刃先１８ｃの幅Ｗよりも
大きい幅Ｗ’を有する。幅Ｗは図２３（Ｂ），（Ｃ）に
示すように切削したい欠陥パターン１２ｘの幅に対応し
ているのに対し、幅Ｗ’は図２３（Ｄ）に示すように、
バリ１２ｙを含んだ幅を切削できるように設定される。

【００８３】図２１（Ｂ）〜（Ｄ）を参照するに、本発
明の装置では、図２１（Ｂ）に示す欠陥パターン１２ｘ
を、図２１（Ｃ）に示すようにカッター１８の刃先１８
ｃ’を第１の押圧力Ｆ₁で押圧して第１の速度Ｖ₁で基
板を移動することにより切削・除去する。次に、図２１
（Ｄ）に示すように、カッター１８’の刃先１８ｃ’を
前記Ｆ₁よりも小さい第２の押圧力Ｆ₁’で押圧し、前
記速度Ｖ₁よりも大きいＶ₁’で基板を移動することに
より、バリ１２ｙを除去する。本実施例によれば、バリ
１２ｙを一回の走査で削除できるため、基板修正作業の
効率を向上させることが可能になる。

【００８４】図２２は本発明の第１０実施例による基板
修正装置の構成を示す。

【００８５】図２２を参照するに、本実施例装置では、
フレーム２１Ｂ’に上下動機構２６ｂおよび力検出機構
２５および回転検出機構２４を介して懸垂されたカッタ
ー１８を使用し、回動機構２４はカッター１８を力検出
機構２５に対して回動自在に保持する。カッター１８は
加振部１８ａと、振動伝達部１８ｂと、刃先１８ｃ，１
８ｃ’とにより構成され、振動伝達部１８ｂは二股にわ
かれ、それぞれの先端に刃先を有している。その際、一
方の刃先１８ｃは図２１（Ｃ）に示した第１の幅Ｗを有
しまた他方の刃先１８ｃ’は図２１（Ｄ）に示した第２
の幅Ｗ’を有する。

【００８６】基板修正時には、先ず回動機構２４が駆動
されて第１の刃先１８ｃが基板２３に当接され、欠陥パ
ターン１２ｘが幅Ｗで切削される。その際、図２１
（Ｃ）の場合と同様に押圧力を第１の押圧力Ｆ₁に設定
し、走査速度を第１の速度Ｖ₁に設定する。次に、回動
機構２４を再び駆動して第１の刃先１８ｃ’を基板２３
に当接させ、図２１（Ｄ）の場合と同様に押圧力を第２
の押圧力Ｆ₁’に設定し、第２の走査速度Ｖ₁’でバリ
１２ｙを切削・除去する。基板修正装置をこのように構
成することにより、基板上の欠陥パターンを効率的に修
正できる。

【００８７】次に、本発明の第１１実施例を図２３のフ
ローチャートおよび図２４（Ａ）〜（Ｃ）を参照しなが
ら説明する。本実施例では図１の装置を使用することを
前提とするが、勿論これに限定されるものではない。本
実施例においては、所定幅Ｔのカッター１８を幅方向に
繰り返し送ることにより、幅Ｔよりも大きい幅Ｗでパタ
ーンを削除する。

【００８８】図２３を参照するに、ステップＳ２１にお
いてステージ２２を駆動して基板２３上の欠陥パターン
１２ｘを所定の位置に移動させる。次に、ステップＳ２
２においてステージ４１を駆動してカッター１８を所定
の位置に移動させる。さらに、ステップＳ２３におい
て、一回あたりのカッター１８の幅方向へのプリセット
送り量Ｄ₀にもとづいて送りに必要な回数Ｎを求め、ス
テップＳ２４で、一回当たりの送り量Ｄを求める。

【００８９】次に、ステップＳ２５でカッター１８を動
かして図２４（Ａ）に示すようにパターン１２ａを幅Ｔ
で切削した後、ステップＳ２６でカッター１８を幅方向
（図示の例ではＹ方向）に送り量Ｄだけ移動させ、図２
４（Ｂ）に示す切削をおこなう。さらに、ステップ２
５，２６を繰り返し、ステップＳ２７で繰り返し回数が
Ｎ＋１に達したと判定されると欠陥パターン１２ｘの修
正が完了したと判定される。さらに、ステップＳ２８で
他に修正を要する欠陥パターンが存在するか否かが判定
され、有ればステップＳ２１以降のプロセスが繰り返さ
れる。

【００９０】図２５は本発明の第１２実施例で使われる
基板修正装置の構成を示す図である。図中、先に説明し
た部分には同一の参照符号を付し、その説明を省略す
る。

【００９１】図２５を参照するに、本実施例では図５で
説明した装置を使用し、その際カッターステージ４１を
幅方向に高速で振動させることにより、カッター１８の
刃先の幅Ｔよりも大きい幅でパターンを切削する。。例
えば、切削がＸ方向になされる場合はステージ４１をＹ
方向に高速で振動させる。この目的のため制御装置２８
で制御される駆動装置２６ｈが設けられ、装置２６ｈは
ステージ４１、従ってカッター１８をＹ方向に例えば１
０００μｍ／秒程度の速度で振動させる。ステージをＹ
方向に振動させる際の振幅は切削したい欠陥パターン１
２ｘの幅Ｗに対応して設定される。例えば、１０μｍの
幅Ｔを有する刃先１８ｃを使って幅Ｗが２５μｍの欠陥
パターンを切削する場合は振幅Ｓは式Ｓ＝（Ｗ−Ｔ）／２により、７．５μｍと求められる。

【００９２】また、Ｙ方向への振動速度はＸ方向への送
り速度よりも十分に大きくなるように、例えばＸ方向へ
の送り速度の１０倍程度に設定される。ただし、超音波
振動の速度よりは小さく設定される。そこで、Ｘ方向へ
の送り速度が１００μｍ／秒程度であれば振動速度は約
１０００μｍ／秒となる。先の振幅Ｓが７．５μｍであ
る場合には、ステージ４１およびカッター１８はＹ方向
に約３３Ｈｚで振動されることになる。ステージ４１は
このような高速の振動に追従できる応答特性を有してい
ることが必要であり、例えば圧電振動子により構成して
もよい。

【００９３】図２６は本実施例の装置を使って欠陥パタ
ーンを切削する場合の動作を示すフローチャートであ
る。

【００９４】図２６を参照するに、ステップＳ３１でス
テージ２２を駆動し、基板２３上の欠陥パターン１２ｘ
を所定の切削位置に移動させる。次に、ステップＳ３２
でカッター１８を所定の位置に移動させて切削したい欠
陥パターンに一致させ、さらにステップＳ３３でカッタ
ー刃先１８ｃの幅Ｔと切削したいパターンの幅Ｗから、
前記振幅Ｓを求める。さらに、ステップＳ３４でカッタ
ー１８を振幅±Ｓで振動させながらパターン１２ｘを切
削する。ステップＳ３５で次に切削すべきパターンが存
在すればステップＳ３１以降のプロセスが繰り返され
る。

【００９５】図２６のプロセスは図２７（Ｂ），（Ｃ）
に示したようなパターン１２ｘの切削にともなって形成
されたバリ１２ｙを除去する場合にも有効である。バリ
を切削する場合には、先にパターン１２ｘを幅Ｗで切削
した後、刃先１８ｃをバリに対応する高さまで上昇さ
せ、さらに駆動装置２６ｈから加えられる振幅ＳをＷ／
２に設定して刃先１８ｃをもう一度Ｘ方向に通過させる
ことにより、バリ１２ｙを除去することが可能である。

【００９６】次に、本発明の第１３実施例を図２８およ
び２９（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら説明する。

【００９７】始めに図２９（Ａ）を参照するに、幅Ｔの
刃先１８ｃを有するカッター１８を位置ｙ₁に設定して
基板２３をＸ方向に送ることにより、幅Ｔでパターン１
２ａを切削する。その結果、領域（１２ｘ）₁が形成さ
れる。。次に図２９（Ｂ）に示すようにカッター１８を
Ｙ方向に距離Ｄだけ離れた位置ｙ₂に移動させ、基板２
３をＸ方向に移動させ幅Ｔでパターン１２ａを切削す
る。その結果、図２９（Ｂ）に示すように領域（１２
ｘ）₂が形成され、領域（１２ｘ）₁と領域（１２ｘ）
₂との間には未切削領域が形成される。さらに、図２９
（Ｃ）に示すようにカッター１８を位置ｙ₃に設定して
Ｘ方向に基板２３を移動させ、カッターに超音波を印加
しない状態で刃先１８ｃをＹ方向に前記距離Ｄに対応す
る振幅で振動させ、この状態で基板２３をＸ方向に移動
させることにより、未切削領域を剥離・除去する。

【００９８】図２８を参照するに、最初にステップＳ４
１，４２においてステージ２２およびステージ４１を、
切削したい欠陥パターン１２ｘがカッターの刃先１８ｃ
に一致するように駆動し、次にステップＳ４３で前記幅
Ｄは式Ｄ＝Ｗ−Ｔによって求める。

【００９９】さらに、ステップＳ４４において振幅Ｓの
値が求められ、ステップＳ４５でパターン１２ａが、領
域（１２ｘ）₁において刃先１８ｃの幅Ｔにわたり切削
される。次に、ステップＳ４６において刃先１８ｃがＹ
方向に距離Ｄだけ移動され、ステップＳ４７でパターン
１２ａが領域（１２ｘ）₂において幅Ｔにわたり切断さ
れる。さらに、ステップＳ４８で刃先１８ｃはＹ方向に
距離−Ｓだけ移動され、ステップＳ４９において刃先１
８ｃを振幅±Ｓで振動させながら、領域（１２ｘ）₁と
領域（１２ｘ）₂の間の未切削領域を除去する。更にス
テップＳ４９で次に切削するパターンの有無が判定され
る。

【０１００】本実施例では、先にも説明したようにステ
ップＳ４９の工程で超音波加振装置２４により超音波エ
ネルギを印加する必要は必ずしもなく、印加する場合に
もそのパワーを減少させてよいことが実験的に見出され
た。またＤ＜Ｔの関係が成立する場合には領域（１２
ｘ）₁と（１２ｘ）₂は重なるため、未切削領域が残る
ことはないが、このような場合でも、ステップＳ４８の
工程は切屑を除去するのに有効である。

【０１０１】第１１から第１３実施例の方法によれば、
切削したい欠陥パターン１２ｘの幅がカッターの刃先１
８ｃの幅より大きい場合でも、カッターを交換すること
なく迅速に切削できるため、基板修正工程の効率が大き
く向上する。また、切削したいパターンの幅に対応した
幅のカッターを用意することは容易でないが、本実施例
ではこれらの問題点を回避することができる。また、刃
先１８ｃの精度もそれ程要求されず、多少磨耗した刃先
でも必要な精度の切削を実行することができる。これに
伴い装置のランニングコストを低下させることが可能で
ある。

【０１０２】次に、本発明の第１４実施例を図３０及び
図３１を参照しながら説明する。このうち、図３０は本
実施例で使われる基板修正装置の構成を示し、図３１は
フローチャートを示す。図３０中、先に説明した部分に
は同一の参照符号を付して説明を省略する。

【０１０３】本実施例は、基板修正装置を繰り返し使用
するうちに生じる刃先１８ｃの状態の変化およびこれに
伴う切削特性の変化を検出し、それを補償するように切
削条件を調整する。図３０を参照するに、本実施例では
基板２３上に所定の形状および寸法を有する試験用パタ
ーン１２ｔを設け、カッター１８により試験用パターン
１２ｔを切削する。さらに、切削された試験用パターン
１２ｔを顕微鏡２７で検査し、得られた顕微鏡画像を画
像処理装置２７０で処理した後、制御装置２８で切削結
果の良否を判定する。さらに、切削結果が不良であれば
切削条件を調整する。この目的のため、顕微鏡２７には
ビデオカメラが取りつけられている。

【０１０４】図３１を参照するに、ステップＳ６１で基
板２３がステージ２２を駆動することにより相互に移動
され、基板２３上の試験用パターン１２ｔがカッター１
８の刃先１８ｃに合わされる。次に、ステップ６１で所
定の切削条件で試験用パターン１２ｘが切削され、ステ
ップ６２で切削の結果が判定される。ステップ６２では
顕微鏡２７で得られたパターン１２ｔの画像を画像処理
装置２７０で解析し、切削の幅，深さ，バリの大きさ、
切削面の荒れ具合等を求める。

【０１０５】ステップＳ６３において、切削結果が良好
であれば調整は不要であり、図３１のプロセスはステッ
プＳ６４で終了するが、切削結果が不良であればステッ
プＳ６５が実行され、押圧力，超音波エネルギ，送り速
度が変更される。一般に、ステップＳ６３で切削の深さ
が不足であると判定された場合には、（１）超音波エネ
ルギを増加する，（２）押圧力を増加する，（３）送り
速度を減少させる等の調整が制御装置２８内において、
上記の順序でなされる。逆に切削の深さが過大であった
場合には、（１）超音波エネルギを減少させる，（２）
押圧力を減少させる、（３）送り速度を増加させる等の
調整が上記の順序でなされる。さらに、切削の幅Ｔが測
定され、図２３の実施例で説明したように、幅方向の送
りに必要な回数Ｎあるいは送り量Ｄが調整される。さら
に、バリの大きさが過大であった場合には、押圧力を減
らしたり超音波エネルギを減少させる等の調整を行な
う。

【０１０６】次にステップＳ６７で調整の余地がまだ残
っている場合はステップＳ６１以降のプロセスが繰り返
される。これに対して、調整の余地が残っていない場合
には、ステップＳ６８で調整が失敗したことを示すフラ
グが立てられプロセスが終了する。

【０１０７】このように、本実施例によれば、常に刃先
の状態の変化に対応した切削状態の変化が求められ、こ
のため基板修正装置を常に最適な動作状態に維持するこ
とが可能になる。

【０１０８】

【発明の効果】本発明は、基板修正装置を、超音波カッ
ターの基板に対する押圧力を測定するように構成したこ
とにより、修正したい欠陥パターンの形状に応じた最適
な修正を、基板に対する損傷を最小限に止めながら実行
することが可能である。例えば、カッターの押圧力を測
定することにより、欠陥パターンの形状を求めることが
でき、修正プロセスの進行にともなって切削する範囲を
変化させて基板の損傷を最小化できる。また、基板表面
が傾斜していたりあるいは凹部上に欠陥パターンが形成
されている場合でも、基板形状に沿った切削が可能にな
る。また、パターン切削の結果バリが形成されているよ
うな場合でも、バリをパターンとは異なった切削条件
で、修正済みのパターンに損傷を与えることなく切削で
きる。また、刃先を横方向に振動させることにより、修
正したいパターンの幅よりも大きい幅で、しかも刃先を
交換することなく切削することが可能になる。また、所
定の形状の試験パターンを切削してその状態を検査する
ことにより、切削条件を刃先の状態に常時合致させてお
くことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１実施例による基
板修正装置の構成を示す図である。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は図１（Ｂ）に示す力検出機構
の別の構成例を示す図である。

【図３】図１（Ａ），（Ｂ）の装置の動作を説明すくフ
ローチャートである。

【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は図３のフローチャートによる
切削動作を示す図である。

【図５】図１（Ａ），（Ｂ）の装置の変形例を示す図で
ある。

【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は図５の装置を使って行なう基
板修正例を示す図である。

【図７】図６（Ａ）〜（Ｄ）の動作に対応した図５の装
置の動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施例による基板修正装置の構成
を示す図である。

【図９】図８の装置の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図１０】本発明の第３実施例による基板修正同地の構
成を示す図である。

【図１１】図１０の装置の動作を説明するフローチャー
トである。

【図１２】本発明の第４実施例による基板修正動作を説
明するフローチャートである。

【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は図１２のフローチャートに
従った基板修正プロセスを示す図である。

【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第５実施例による
基板修正プロセスを示す図である。

【図１５】図１４（Ａ）〜（Ｃ）のプロセスに対応する
フローチャートである。

【図１６】本発明の第６実施例による基板修正プロセス
を示すフローチャートである。

【図１７】（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第７実施例による
基板修正プロセスを示す図である。

【図１８】図１７（Ａ）〜（Ｈ）のプロセスに対応する
フローチャートである。

【図１９】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第８実施例による
基板修正プロセスを示す図である。

【図２０】図１９（Ａ）〜（Ｄ）のプロセスに対応した
フローチャートである。

【図２１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第９実施例による
基板修正装置およびプロセスを示す図である。

【図２２】本発明の第１０実施例による基板修正装置を
示す図である。

【図２３】本発明の第１１実施例による基板修正プロセ
スを示すフローチャートである。

【図２４】（Ａ）〜（Ｃ）は図２３のフローチャートに
対応した基板修正プロセスを示す図である。

【図２５】本発明の第１２実施例による基板修正装置の
構成を示す図である。

【図２６】図２５の基板修正装置を使って行なう基板修
正プロセスを示すフローチャートである。

【図２７】（Ａ）〜（Ｃ）は図２６のフローチャートに
対応する本発明の第１２実施例による基板修正プロセス
を示す図である。

【図２８】本発明の第１３実施例による基板修正プロセ
スを示すフローチャートである。

【図２９】（Ａ）〜（Ｃ）は図２８に対応した基板修正
プロセスを示す図である。

【図３０】本発明の第１４実施例による基板修正装置を
示す図である。

【図３１】図２８の装置を使った本発明の第１４実施例
による基板修正プロセスを示すフローチャートである。

【図３２】本発明が適用されるプリント配線基板の例を
示す図である。

【図３３】（Ａ），（Ｂ）は従来の多層配線基板の例を
示す断面図である。

【図３４】（Ａ），（Ｂ）は層内短絡を生じている欠陥
パターンの修正を示す図である。

【図３５】（Ａ），（Ｂ）は層内短絡を生じている欠陥
パターンの修正を示す図である。

【図３６】（Ａ），（Ｂ）は層間接続に使われるパター
ンの欠陥の修正を示す図である。

【図３７】超音波カッターを使った従来の基板修正装置
の構成を示す図である。

【図３８】（Ａ）〜（Ｃ）は図３７の装置を使った場合
に生じる問題点を説明する図である。

【図３９】（Ａ），（Ｂ）は図３７の装置の別の問題点
を説明する図である。

【図４０】（Ａ），（Ｂ）は図３７の装置のさらに別の
問題点を説明する図である。

【符号の説明】

１０絶縁層１１第１層１１ａ第１層配線パターン１２第２層１２ａ第２層配線パターン１２ｂ絶縁領域１２ｘ，１６ａ欠陥パターン１３₁，１３₂ バイアホール１４配線パターン１５ピンホール１８カッター１８ａ超音波加振装置１８ｂ振動伝達部（ホーン）１８ｃ刃先２１Ａ基台２１Ｂピラー２２ステージ２２ａ回動ステージ２２ｂＹステージ２２ｃＸステージ２２ｄＸ，Ｙ，Ｚ駆動装置２３基板２４回転機構２５，２５’ 力検出機構２５ａフレーム２５ｂＡ／Ｄ変換器２６アーム部２６ａアーム２６ｂ，２６ｂ’ 上下動機構２６ｃＺ駆動装置２６ｈ駆動装置２７顕微鏡２８制御装置３１十字バネ３１ａ〜３１ｄバネ３２，３２ａ〜３２ｄ歪みゲージ４１カッターステージ２７０画像処理装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持する保持手段と；前記基板の
表面上に形成された配線パターンに当接してこれを切削
するカッターと；前記カッターに対して前記保持手段
が、前記基板表面に対して平行な方向と垂直な方向に相
対的に移動するように、前記カッターおよび前記保持手
段を相互に移動させる駆動手段と；前記カッターに対し
て超音波振動を供給する励振手段とを備え、前記カッタ
ーと前記基板とを相対的に移動させ、前記カッターによ
り基板上の配線パターンを切削することにより、基板上
に形成された配線パターンの欠陥を修正する基板修正装
置において：前記カッターの前記基板に対する押圧力を
検出して前記押圧力を表す出力信号を出力する検出手段
と；前記出力信号を供給され、前記出力信号に応じて前
記駆動手段を制御して前記押圧力を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする基板修正装置。
【請求項２】前記検出手段は前記カッターに加わるト
ルクを検出するトルクセンサよりなることを特徴とする
請求項１記載の基板修正装置。
【請求項３】前記トルクセンサは前記カッターを懸垂
する十字バネ機構と、前記十字バネ機構を構成するバネ
の各々に取りつけられてそのひずみを検出する歪みゲー
ジとよりなることを特徴をする請求項１記載の基板修正
装置。
【請求項４】前記保持手段は基板を保持する主面を有
し、基板を前記主面に平行で相互に直交する方向に移動
させる機構と、前記主面に対して垂直な方向に回動させ
る機構とを備えていることを特徴とする請求項３記載の
基板修正装置。
【請求項５】さらに、前記基板の表面上に形成された
配線パターンに当接してこれを切削する第２のカッター
を備え、前記第２のカッターは前記第１のカッターの刃
先よりも幅の大きい刃先を備えていることを特徴とする
請求項１記載の基板修正装置。
【請求項６】前記第２のカッターの前記基板に対する
押圧力を検出して前記押圧力を表す第２の出力信号を出
力する第２の検出手段をさらに備えたことを特徴とする
請求項５記載の基板修正装置。
【請求項７】前記カッターは、第１の幅を有する第１
の刃先と、前記第１の幅より大きい第２の幅を有する第
２の刃先と、前記第１および第２の刃先が共通に接続さ
れたカッターアームと、前記カッターアームを回動さ
せ、前記第１および第２の刃先の一方が前記基板と選択
的に当接させる駆動手段とを備えたことを特徴とする請
求項１記載の基板修正装置。
【請求項８】前記励振手段は前記超音波を、前記カッ
ターが切削方向に振動するように印加し、さらに、基板
修正装置は前記カッターを前記基板の主面に実質的に平
行でかつ前記切削方向に直角な方向に振動させる第２の
励振手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板
修正装置。
【請求項９】前記第２の励振手段は、前記第１の励振
手段が前記カッターに誘起する振動の速度よりも遅い速
度で前記カッターに、前記切削方向に直角な方向の振動
を誘起することを特徴とする請求項８記載の基板修正装
置。
【請求項１０】前記第２の励振手段が前記カッターに
誘起する振動の速度は、前記配線パターンを切削する際
における前記カッターと前記基板との相対的な移動速度
よりも大きいことを特徴とする請求項９記載の基板修正
装置。
【請求項１１】前記制御手段は、前記押圧力を表す出
力信号に基づいて、前記切削したい配線パターンの形状
を測定する測定手段を備えていることを特徴とする請求
項１記載の基板修正装置。
【請求項１２】前記制御手段は、前記前記検出手段の
バネ定数に基づいて前記押圧力から前記形状を測定する
ことを特徴とする請求項１１記載の基板修正装置。
【請求項１３】前記制御手段は、前記駆動手段を前記
基板の主面に垂直な方向に駆動して前記押圧力を制御す
る押圧力制御手段を含み、前記押圧力制御手段は前記カ
ッターと前記基板との当接を検出する接触検出手段と、
前記接触検出手段が前記カッターと基板との接触を検出
した場合に、所定の目標押圧力に対応した前記駆動手段
の目標駆動量を求める目標設定手段と、前記駆動量が前
記目標駆動量に達した場合に前記駆動手段の駆動を停止
させる停止手段とを備えたことを特徴とする請求項１記
載の基板修正装置。
【請求項１４】前記制御手段は、前記駆動手段を前記
基板の主面に垂直な方向に駆動して前記押圧力を制御す
る押圧力制御手段を含み、前記押圧力制御手段は前記カ
ッターと前記基板との当接が検出された場合に前記基板
に対するカッターの駆動速度を減速させる減速判定手段
を備えたことを特徴をする請求項１３記載の基板修正装
置。
【請求項１５】基板主面上に形成された配線パターン
に、超音波振動を加振されたカッターを押圧する押圧工
程と；前記カッターと前記基板とを、前記基板主面に平
行な方向に、前記カッターが前記基板に押圧された状態
で相対的に移動させて、前記配線パターン中に含まれる
欠陥を切削する切削工程とよりなる基板修正方法におい
て：前記押圧工程は、前記カッターの、前記基板表面に
対する押圧力を測定する測定工程を含み；前記切削工程
は、前記押圧力を所定値に設定する制御工程を含むこと
を特徴とする基板修正方法。
【請求項１６】前記押圧工程は、前記押圧力の測定結
果にもとづいて前記カッターと基板との当接を検出する
当接判定工程を含み、前記制御工程は前記当接工程で当
接が検出された場合に前記押圧力を前記所定値に設定す
ることを特徴とする請求項１５記載の基板修正方法。
【請求項１７】前記切削工程は、前記基板を基板主面
に対して実質的に垂直な仮想軸の回りで回動させる工程
を含み、前記押圧工程は前記カッターを前記仮想軸から
外れた位置で前記基板に押圧する工程を含み、前記切削
工程は前記カッターが前記基板を前記仮想軸から外れた
位置で押圧している状態で実行されることを特徴とする
請求項１６記載の基板修正方法。
【請求項１８】前記押圧工程は、前記カッターを担持
するステージを前記基板の主面に向かって近づける工程
と、前記カッターと前記基板との当接を検出する当接判
定工程と、前記基板とカッターとの当接が検出された場
合に前記ステージの、前記基板表面に垂直な方向への位
置座標を求める工程と、前記位置座標と前記カッターの
バネ定数とにもとづいて、前記カッターと前記基板との
間に所望の押圧力が得られるステージの目標位置座標を
求める工程と、前記目標位置座標にステージを移動させ
る工程とを含むことを特徴とする請求項１５記載の基板
修正方法。
【請求項１９】前記押圧工程は、前記カッターを担持
するステージを前記基板の主面に向かって所定の速度で
近づける工程と、前記カッターと前記基板との当接を検
出する当接判定工程と、前記基板とカッターとの当接が
検出された場合に前記ステージの前記基板表面に対する
速度を前記所定の速度から減速する工程を含むことを特
徴とする請求項１８記載の基板修正方法。
【請求項２０】前記押圧工程は、前記カッターを担持
するステージを前記基板の主面に向かって近づける工程
と、前記カッターと前記基板との当接を検出する当接判
定工程と、前記基板とカッターとの当接が検出された場
合に前記ステージの、前記基板表面に垂直な方向への位
置座標を求める工程とを含み、前記切削工程は切削後に
おける前記ステージの前記基板表面に垂直な方向への位
置座標を求める工程と、前記切削後の位置座標から切削
量を求める工程とを含み、前記切削量が所定値に達する
まで前記切削工程を繰り返すことを特徴とする請求項１
５記載の基板修正方法。
【請求項２１】前記切削工程は、前記カッターと前記
基板とを、前記基板主面に平行な方向に、前記カッター
が前記基板に押圧された状態で相対的に移動させる際
に、前記カッターの押圧力の分布を測定し、前記押圧力
の分布から前記配線パターンの形状を求める工程を含む
ことを特徴とする請求項１５記載の基板修正方法。
【請求項２２】前記押圧力の分布は最大押圧力の分布
であることを特徴とする請求項２１記載の基板修正方
法。
【請求項２３】前記押圧力の分布の最大値が所定の押
圧力以下になるまで前記切削工程を繰り返すことを特徴
とする請求項２１記載の基板修正方法。
【請求項２４】前記切削工程において、前記カッター
と前記基板とを、前記基板主面に平行な方向に、前記カ
ッターが前記基板に押圧された状態で相対的に移動させ
る度に、前記押圧力の分布が所定の押圧力を越える範囲
を検出し、検出された範囲で切削工程を繰り返すことを
特徴とする請求項２３記載の基板修正方法。
【請求項２５】さらに、超音波振動を印加しない状態
で前記カッターを前記基板に当接させ、基板主面に沿っ
て移動させながらカッターに加わる押圧力の分布を測定
することにより、基板主面上に形成されている配線パタ
ーンの形状を測定する工程を含むことを特徴とする請求
項１５記載の基板修正方法。
【請求項２６】前記切削工程は、配線パターンを第１
の押圧力で切削する第１の工程と、前記第１の工程で形
成されたバリを前記第１の押圧力よりも小さい第２の押
圧力で切削する工程よりなることを特徴とする請求項１
５記載の基板修正方法。
【請求項２７】前記第２の工程では、カッターを基板
に対して、前記第１の工程におけるよりも高速で移動さ
せることを特徴とする請求項２６記載の基板修正方法。
【請求項２８】更に、前記カッターを前記基板の主面
方向に平行に移動させて切削する際に一行程で配線パタ
ーンが切削される幅と、所望の切削幅とに基づいて、前
記所望の切削幅を達成するのに必要な切削工程の回数
と、一行程毎に前記カッターを前記幅方向に移動させる
移動量とを求める工程とを含み、前記切削工程は前記カ
ッターを前記基板に対して相対的に移動させる工程を、
一行程づつくりかえし実行することによりなされ、各行
程は、前記カッターを前記幅方向に前記移動量だけ移動
させて実行されることを特徴とする請求項１５記載の基
板修正方法。
【請求項２９】前記切削行程は、前記カッターを前記
幅方向に振動させながら実行されることを特徴とする請
求項１５記載の基板修正方法。
【請求項３０】前記カッターは前記幅方向に、前記超
音波振動の速度よりは小さいが前記カッターを前記基板
に対して相対的に移動させる際の移動速度よりは大きい
速度で振動されることを特徴とする請求項２９記載の基
板修正方法。
【請求項３１】前記カッターは前記幅方向に、配線パ
ターンを切削したい切削したい幅に対応した振幅で振動
されることを特徴とする請求項２９記載の基板修正方
法。
【請求項３２】更に、所定形状を有するパターンをカ
ッターで切削する試験切削工程と、前記試験切削工程で
切削されたパターンを検査する検査工程と、前記検査工
程の結果にもとづいて切削条件を調整する工程とを含む
ことを特徴とする請求項１５記載の基板修正方法。
【請求項３３】前記切削条件の調整は、超音波振動の
エネルギの調整、押圧力の調整、カッターの基板に対す
る相対的な移動速度の調整の順序で実行されることを特
徴とする請求項３２記載の基板修正方法。