KR101302903B1 - 레이저 가공 장치 - Google Patents

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야스시 이와나가
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오무론 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 보다 확실하고 또한 효율적으로 CVD 가공을 행하는 가공 부분 근방을 가열하는 것이다.
레이저 CVD 가공을 행하는 레이저 가공 장치(101)에 있어서, 에어 히터(165)는 가스 윈도우(161)를 통해, 기판(131)에 박막을 형성하는 가공 부분 근방을 가열하기 위한 열풍을 가공 부분 근방으로 보낸다. 가스 윈도우(161)는, 가스 흡기 배기 유닛(164)으로부터의 원료 가스를 공급 및 배출함으로써, 가공 부분 근방의 CVD 공간을 원료 가스 분위기로 유지한다. 레이저 유닛(163)은, 레이저 조사 관찰 유닛(162) 및 가스 윈도우(161)를 통해, 레이저 펄스를 가공 부분에 조사한다. 본 발명은, 예를 들어 레이저 리페어 장치에 적용할 수 있다.

Description

레이저 가공 장치 {LASER PROCESSING DEVICE}
본 발명은 레이저 가공 장치에 관한 것으로, 특히 레이저 CVD(Chemical Vapor Deposition) 가공을 행하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다.
종래, 레이저 CVD(Chemical Vapor Deposition)법을 사용하여, LCD(Liquid Crystal Display) 패널이나 유기 EL(Electro-Luminescence) 패널 등의 디스플레이 패널에 사용되는 기판의 배선의 결함을 수정하는 레이저 가공 장치가 보급되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
레이저 CVD법을 사용한 레이저 가공 장치에서는, 기판 상의 배선을 수정하는 부분 근방에 원료 가스를 공급하는 동시에, 그 기판 상의 수정 부분에 레이저광을 조사하고, 레이저광의 에너지에 의해 활성화한 원료 가스를 막으로 하여 수정 부분에 퇴적함으로써 기판 상의 배선이 수정된다. 그러나 원료 가스를 기판 표면에 공급하였을 때에, 레이저광을 조사하고 있지 않은 부분에 있어서도, 원료 가스와 기판의 온도차에 의해 원료 가스가 재결정화되고, 재결정화에 의해 생성된 이물질이 배선의 결함 부분으로 되어 기판의 품질을 저하시킨다.
따라서, 원료 가스에 포함되는 원료 물질이 기판 상에서 재결정되는 것을 방지하기 위해, 소정의 온도(예를 들어, 40℃ 전후) 이상으로 기판을 데운 상태에서 레이저 CVD 가공(이하, 단순히 CVD 가공이라고도 칭함)이 행해진다. 예를 들어, 종래의 레이저 가공 장치에서는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 기판(21)이 적재되는 글래스 재물대(11)의 이면에 투명 필름 히터(12)를 부착하고, 기판(21)의 가공면이 소정 온도 이상으로 되도록 투명 필름 히터(12)에 의해 글래스 재물대(11) 전체를 가열한다. 그리고 기판(21) 전체를 하방으로부터 데운 상태에서, 상방으로부터 레이저 펄스를 기판(21)에 조사하여, CVD 가공을 행한다.
일본공개특허 제2008-279471호 공보
그러나 투명 필름 히터(12)는 단선이 발생하기 쉽고, 단선이 발생할 때마다 수리 또는 교환할 필요가 있어, 비용이나 수고가 드는 데 더하여, 수리 또는 교환이 완료될 때까지 작업이 정지해 버린다. 한편, 단선이 발생하기 어려워지도록 투명 필름 히터(12)의 온도를 낮춰 버리면, 원료 가스에 포함되는 원료 물질의 재결정이 발생하기 쉬워져 버린다.
또한, 투명 필름 히터(12)에 의해 글래스 재물대(11) 전체를 가열하면, 불필요한 부분까지 가열되므로, 글래스 재물대(11)의 주변의 부품이나 기기에 열에 의한 악영향을 미쳐 버릴 우려가 있다.
또한, 디스플레이 패널의 대형화에 수반하여, 글래스 재물대(11) 및 투명 필름 히터(12)도 대형화되는 경향에 있어, 고가로 되는 동시에, 보관 작업이나 보관 장소의 확보가 곤란하다.
또한, 기판(21)을 글래스 재물대(11)로부터 들어 올리기 위해 설치되어 있는 리프터용 구멍(도시하지 않음) 등, 글래스 재물대(11)에 투명 필름 히터(12)를 부착할 수 없는 부분이 있는 경우가 있어, 그 부분에서 가열 부족이 발생할 우려가 있다.
본 발명은 이러한 상황에 비추어 이루어진 것으로, 보다 확실하고 또한 효율적으로 CVD 가공을 행하는 가공 부분 근방을 가열할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 제1 레이저 가공 장치는, 가공 부분 근방을 가열하기 위한 열풍을 보내는 송풍 수단과, 원료 가스를 공급 및 배출함으로써 가공 부분 근방을 원료 가스 분위기로 유지하는 공급 수단과, 가공 부분에 레이저광을 조사하는 조사 수단과, 송풍 수단, 공급 수단 및 조사 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한다.
본 발명의 제1 레이저 가공 장치에 있어서는, 열풍에 의해 가공 부분 근방이 데워져, 가공 부분 근방이 원료 가스 분위기로 유지되고, 가공 부분에 레이저광이 조사되어, 가공 부분에 박막이 형성된다.
따라서, 보다 확실하고 또한 효율적으로 CVD 가공을 행하는 가공 부분 근방을 가열할 수 있다.
이 레이저 가공 장치는, 예를 들어 레이저 리페어 장치에 의해 구성된다. 이 송풍 수단은, 예를 들어 150℃ 내지 300℃의 열풍을 분출하는 에어 히터에 의해 구성된다. 이 공급 수단은, 예를 들어 크롬카보닐 가스로 이루어지는 원료 가스를 공급하는 가스 윈도우 등에 의해 구성된다. 이 조사 수단은, 예를 들어 레이저 펄스를 사출하는 레이저 유닛에 의해 구성된다. 이 제어 수단은, 예를 들어 CPU 등으로 이루어지는 제어 장치에 의해 구성된다.
이 제어 수단에는, 송풍 수단에 의해 가공 부분 근방을 소정 시간 가열한 후, 공급 수단에 의해 원료 가스 분위기를 생성하고, 조사 수단에 의해 가공 부분에 레이저광을 조사하도록 제어시킬 수 있다.
이에 의해, 가공 부분 근방의 분위기를 거의 동일하게 유지할 수 있어, 가공 불균일의 발생을 방지할 수 있다.
송풍 수단으로부터의 열풍과 공급 수단으로부터의 원료 가스는, 다른 위치로부터 가공 부분 근방에 공급되도록 할 수 있다.
이에 의해, 열풍 및 원료 가스를 가공 부분 근방에 확실하게 공급할 수 있다.
본 발명의 제2 레이저 가공 장치는, 송풍 수단과, 원료 가스에 포함되는 원료 물질이 재결정을 개시하는 온도보다 높은 온도로 설정되는 동시에, 송풍 수단으로부터의 바람을 가공 부분 근방으로 보내, 원료 가스를 공급 및 배출함으로써 가공 부분 근방을 원료 가스 분위기로 유지하는 공급 수단과, 가공 부분에 레이저광을 조사하는 조사 수단과, 송풍 수단, 공급 수단 및 조사 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한다.
본 발명의 제2 레이저 가공 장치에 있어서는, 송풍 수단으로부터의 바람이 가열되어 가공 부분 근방으로 보내져, 가공 부분 근방이 데워지는 동시에, 가공 부분 근방이 원료 가스 분위기로 유지되고, 가공 부분에 레이저광이 조사되어, 가공 부분에 박막이 형성된다.
따라서, 보다 확실하고 또한 효율적으로 CVD 가공을 행하는 가공 부분 근방을 가열할 수 있다.
이 레이저 가공 장치는, 예를 들어 레이저 리페어 장치에 의해 구성된다. 이 송풍 수단은, 예를 들어 팬 등의 송풍기 또는 에어 히터 등에 의해 구성된다. 이 공급 수단은, 예를 들어 크롬카보닐 가스로 이루어지는 원료 가스를 공급하는 가스 윈도우 등에 의해 구성된다. 이 조사 수단은, 예를 들어 레이저 펄스를 사출하는 레이저 유닛에 의해 구성된다. 이 제어 수단은, 예를 들어 CPU 등으로 이루어지는 제어 장치에 의해 구성된다.
이 제어 수단에는, 송풍 수단 및 공급 수단에 의해 가공 부분 근방에 소정 시간 송풍한 후, 공급 수단에 의해 원료 가스 분위기를 생성하고, 조사 수단에 의해 가공 부분에 레이저광을 조사하도록 제어시키도록 할 수 있다.
이에 의해, 가공 부분 근방의 분위기를 거의 동일하게 유지할 수 있어, 가공 불균일의 발생을 방지할 수 있다.
이 송풍 수단에는, 가공 부분 근방을 가열하기 위한 열풍을 보내게 하도록 할 수 있다.
이에 의해, 보다 빠르게 가공 부분의 근방을 소정의 온도 이상으로 가열할 수 있다.
본 발명의 제1 장치 또는 제2 장치에 따르면, 보다 확실하고 또한 효율적으로 CVD 가공을 행하는 가공 부분 근방을 가열할 수 있다.
도 1은 종래의 CVD 가공시의 기판의 가열 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명을 적용한 레이저 가공 장치의 일 실시 형태의 외관의 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 3은 기판의 설치 및 철거 방법의 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 레이저 가공 장치의 가공 유닛의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 5는 가공 유닛의 가스 윈도우를 옆에서 본 단면도이다.
도 6은 가공 유닛의 가스 윈도우의 하면의 평면도이다.
도 7은 레이저 가공 장치에 의해 실행되는 레이저 리페어 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태라 함)에 대해 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 실시 형태
2. 제1 변형예
<실시 형태>
[레이저 가공 장치의 구성예]
도 2는 본 발명을 적용한 레이저 가공 장치의 일 실시 형태의 외관의 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 2의 레이저 가공 장치(101)는, LCD 패널이나 유기 EL 패널 등의 디스플레이 패널에 사용되는 기판의 배선 결함 등의 수정을 행하는 레이저 리페어 장치이다. 예를 들어, 레이저 가공 장치(101)는, 레이저 유기 플라즈마에 의해 기판의 여분의 패턴을 제거하는 ZAP 가공 및 레이저 CVD법에 의해 기판의 결락되어 있는 패턴을 형성하는 CVD 가공을 행한다. 레이저 가공 장치(101)는, 베이스(111), 글래스 재물대(112a 내지 112d), 레일 부재(113a, 113b), 컬럼(114) 및 헤드(115)를 포함하도록 구성된다.
또한 이하, 컬럼(114)의 길이 방향을 x축 방향 또는 좌우 방향이라 칭하고, 레일 부재(113a, 113b)의 길이 방향을 y축 방향 또는 전후 방향이라 칭하고, x축 및 y축에 수직한 방향을 z축 방향 또는 상하 방향이라 칭한다.
베이스(111)의 상면의 좌우 양단부에는, 레일 부재(113a, 113b)가 설치되어 있다. 또한, 레일 부재(113a)와 레일 부재(113b) 사이에는, 길이 방향이 y축 방향과 일치하는 판 형상의 글래스 재물대(112a 내지 112d)가, 소정의 간격으로 베이스(111)의 상면에 설치되어 있다.
글래스 재물대(112a 내지 112d) 상에는, 도 3에 도시되는 바와 같이, 가공 대상으로 되는 기판(131)이 적재된다. 이때, 도 3에 도시되는 바와 같이, 예를 들어 기판(131)을 운반하는 오토 로더의 아암(132)을, 각 글래스 재물대 사이의 홈에 삽입함으로써, 용이하게 기판(131)을 글래스 재물대(112a 내지 112d)에 설치하거나, 글래스 재물대(112a 내지 112d)로부터 철거하는 것이 가능하다.
또한 이하, 글래스 재물대(112a 내지 112d)를 개별적으로 구별할 필요가 없는 경우, 단순히 글래스 재물대(112)라 칭한다.
레일 부재(113a, 113b)의 상면에는, 각각 y축 방향으로 연장되는 레일이 설치되어 있다. 또한, 레일 부재(113a)와 레일 부재(113b) 사이에는, 컬럼(114)이 걸쳐져 있고, 컬럼(114)의 하면의 길이 방향의 양단부가, 레일 부재(113a, 113b)의 상면의 레일에 끼워 맞추어져 있다. 그리고 도시하지 않은 액추에이터 등을 사용하여, 레일 부재(113a, 113b)의 상면의 레일에 따라서, 컬럼(114)을 y축 방향으로 이동시키는 것이 가능하다.
또한, 컬럼(114)의 전방면 및 상면에는 레일이 설치되어 있고, 역 L자형의 헤드(115)가, 컬럼(114)의 전방면 및 상면의 레일에 끼워 맞추어져 있다. 그리고 도시하지 않은 액추에이터 등을 사용하여, 컬럼(114)의 전방면 및 상면의 레일에 따라서, 헤드(115)를 x축 방향으로 이동시키는 것이 가능하다.
헤드(115)에는, 도 4를 참조하여 후술하는 가공 유닛(151)이 설치되어 있다. 보다 구체적으로는, 가공 유닛(151)의 각 부는, 헤드(115)에 내장되거나, 헤드(115)의 하면에 설치되어 있다. 그리고 가공 유닛(151)은, 도시하지 않은 액추에이터 등에 의해 z축 방향으로 이동시키는 것이 가능하다. 또한, 상술한 바와 같이, 컬럼(114)을 y축 방향으로 이동시키거나, 헤드(115)를 x축 방향으로 이동시킴으로써, 가공 유닛(151)을 x축 방향 및 y축 방향으로 이동시키는 것이 가능하다.
또한, 베이스(111)에는, 컬럼(114), 헤드(115) 및 가공 유닛(151)의 이동을 제어하거나, 가공 유닛(151)의 동작을 제어하는 제어부(152)(도 4)가 내장되어 있다.
또한 이하, 장소를 이동하지 않는 베이스(111), 글래스 재물대(112) 및 레일 부재(113a, 113b)를 통합하여 고정부(101A)라 칭하고, 장소를 이동하는 컬럼(114) 및 헤드(115)를 통합하여 가동부(101B)라 칭한다.
[가공 유닛의 구성예]
도 4는 가공 유닛(151)의 구성예를 도시하는 블록도이다. 가공 유닛(151)은, 가스 윈도우(161), 레이저 조사 관찰 유닛(162), 레이저 유닛(163), 가스 흡기 배기 유닛(164), 에어 히터(165) 및 에어 히터 제어 유닛(166)을 포함하도록 구성된다.
가스 윈도우(161)는, 글래스 재물대(112)에 적재되어 있는 기판(131)의 상방에, 기판(131)과 약간의 간격을 두고 배치된다. 또한, 가스 윈도우(161)와 기판(131) 사이의 거리는, 가공 유닛(151)을 z축 방향으로 이동시킴으로써 조정할 수 있다. 상세한 것은 도 5 및 도 6을 참조하여 후술하지만, 가스 윈도우(161)는 가스 흡기 배기 유닛(164)으로부터 공급되는 원료 가스 및 퍼지 가스 및 에어 히터(165)로부터 공급되는 열풍을, 기판(131)의 레이저 펄스가 조사되는 부분(이하, 레이저 조사부라 칭함) 근방에 공급하는 도입구를 갖고 있다. 또한, 가스 윈도우(161)는 원료 가스 및 퍼지 가스를 외부에 누출되지 않도록 흡입하는 흡입구를 구비하고 있다.
가스 윈도우(161)의 바로 위에는, 레이저 조사 관찰 유닛(162)이 설치되어 있다. 레이저 조사 관찰 유닛(162)은, 레이저 펄스의 펄스 에너지를 바꾸는 어테뉴에이터(attenuator)(도시하지 않음), 레이저 펄스의 빔 형상을 변화시키는 가변 애퍼쳐 기구(도시하지 않음), 대물 렌즈를 상하 이동시켜 초점 위치를 조정하는 기구(도시하지 않음) 및 기판(131)의 레이저 조사부 근방을 관찰하기 위한 현미경 기구(도시하지 않음) 등을 갖고 있다.
레이저 유닛(163)은, 예를 들어 ZAP 가공용 레이저 펄스(이하, ZAP 레이저 펄스라 칭함) 및 CVD 가공용 레이저 펄스(이하, CVD 레이저 펄스라 칭함)를 사출하는 레이저 광원을 각각 구비하고 있다. 그리고 레이저 유닛(163)으로부터 사출된 레이저 펄스는, 레이저 조사 관찰 유닛(162) 및 가스 윈도우(161)를 통해 기판(131)에 조사된다. 또한, 상술한 바와 같이 컬럼(114) 및 헤드(115)의 이동에 맞추어 가공 유닛(151)을 x축 방향 및 y축 방향으로 이동시킴으로써, 기판(131)의 레이저 조사부의 위치를 조정할 수 있다.
또한, 예를 들어 Nd:YLF 레이저의 제3 고조파(파장 351㎚)에서, 반복 주파수가 30㎐, 시간 폭이 20피코초인 레이저 펄스가, ZAP 레이저 펄스로서 사용되고, Nd:YLF 레이저의 제3 고조파(파장 349㎚)에서, 반복 주파수가 4㎑, 시간 폭이 30나노초인 레이저 펄스가, CVD 레이저 펄스로서 사용된다.
가스 흡기 배기 유닛(164)은, 원료 가스, 퍼지 가스를 필요한 타이밍에 가스 윈도우(161)에 공급하고, 또한 가스 윈도우(161)로부터 흡인된 배기 가스의 무해화 처리를 행하는 기구 등을 구비한다. 또한, 원료 가스에는, 예를 들어 크롬카보닐 가스가 사용되고, 퍼지 가스에는 예를 들어 헬륨 가스 또는 아르곤 가스가 사용된다.
에어 히터(165)는 에어 히터 제어 유닛(166)의 제어하에, 필요한 타이밍에, 가스 윈도우(161)를 통해, 소정 온도(예를 들어, 150 내지 300℃)의 열풍을 기판(131)의 레이저 조사부 근방에 공급한다.
에어 히터 제어 유닛(166)은, 제어부(152)의 제어하에, 에어 히터(165)로부터 열풍을 분출하는 타이밍 및 열풍의 온도 등을 제어한다.
또한, 제어부(152)는 레이저 가공 장치(101)의 가동부(101B)의 각 부의 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(152)는 도시하지 않은 액추에이터 등을 통해, 컬럼(114)의 y축 방향의 이동, 헤드(115)의 x축 방향의 이동 및 가공 유닛(151)의 z축 방향의 이동을 제어한다. 또한, 예를 들어 제어부(152)는 레이저 조사 관찰 유닛(162)의 조명, 애퍼쳐, 어테뉴에이터의 감쇠율 등을 제어한다. 또한, 예를 들어 제어부(152)는 레이저 유닛(163)으로부터 사출되는 레이저 펄스의 펄스 에너지, 반복 주파수, 시간 폭(펄스폭) 및 사출 타이밍 등을 제어한다. 또한, 예를 들어 제어부(152)는 가스 흡기 배기 유닛(164)의 가스 개폐 밸브(도시하지 않음)의 개폐 타이밍 등의 제어를 행한다. 또한, 예를 들어 제어부(152)는 에어 히터 제어 유닛(166)을 통해, 에어 히터(165)로부터 열풍을 분출하는 타이밍 및 열풍의 온도 등을 제어한다.
[가스 윈도우의 구성예]
다음에, 도 5 및 도 6을 참조하여, 가스 윈도우(161)의 구성예에 대해 설명한다. 도 5는 가스 윈도우(161)를 옆에서 본 단면도이고, 도 6은 가스 윈도우(161)의 하면의 평면도이다. 가스 윈도우(161)는 원반 형상의 윈도우 포트(201) 및 원반 형상의 창(202)에 의해 구성된다.
윈도우 포트(201)의 중앙에는, 가스 도입 공간부(201A)가 형성되어 있다. 가스 도입 공간부(201A)는 윈도우 포트(201)의 하면으로부터 소정의 높이까지는 직경이 일정하고, 도중으로부터 상면부를 향해 테이퍼 형상으로 직경이 확대되고 있다. 또한, 윈도우 포트(201)의 상면에는, 레이저 유닛(163)으로부터의 레이저 펄스를 도입하기 위한 창(202)이, 가스 도입 공간부(201A)의 상단부의 개구를 덮도록 설치되어 있다.
창(202)의 바로 하방에는, 퍼지 가스 도입구(201B-1, 201B-2)가, 기판(131)의 상면에 대해 평행하고, 또한 서로 대향하도록 설치되어 있다. 가스 흡기 배기 유닛(164)으로부터 공급되는 퍼지 가스는, 퍼지 가스 도입구(201B-1, 201B-2)를 통해, 가스 도입 공간부(201A)의 측면으로부터 분출되고, 그 퍼지 가스에 의해 창(202)의 흐려짐이 방지된다. 또한, 가스 도입 공간부(201A)의 측면으로부터 분출한 퍼지 가스는 창(202)의 바로 아래에서 2개의 흐름이 충돌하여, 가스 도입 공간부(201A)의 하방을 향해, 거의 기판(131)의 면에 대해 수직으로 하강한다.
가스 도입 공간부(201A)의 직경이 일정해지는 영역에는, 원료 가스 도입구(201C)가, 기판(131)의 면에 평행하게 설치되어 있다. 가스 흡기 배기 유닛(164)으로부터 공급되는 원료 가스는, 원료 가스 도입구(201C)를 통해, 가스 도입 공간부(201A)의 측면으로부터 분출되고, 퍼지 가스의 흐름에 섞여, 기판(131)의 상면에 거의 수직으로 하강하는 흐름으로 되어, 윈도우 포트(201)와 기판(131) 사이의 CVD 공간(211)으로 확산된다. 이 CVD 공간(211)은, 기판(131)의 레이저 조사부 근방, 즉, 레이저 펄스 및 원료 가스에 의해 기판(131)에 박막을 형성하는 부분 근방에 접하고 있다.
윈도우 포트(201)의 하면의 가스 도입 공간부(201A)의 하단부의 개구의 주위에는, 송풍구(201D-1 내지 201D-3)가 설치되어 있다. 에어 히터(165)로부터 공급되는 열풍은, 송풍구(201D-1 내지 201D-3)로부터 분출되어, CVD 공간(211)으로 확산된다.
윈도우 포트(201)의 하면의 송풍구(201D-1 내지 201D-3)의 외측에는, 가스 도입 공간부(201A)의 하단부의 개구의 주위를 둘러싸도록 링 형상의 배기구(201E)가 형성되어 있다. 또한, 배기구(201E)를 둘러싸도록 링 형상의 배기구(201F)가 형성되어 있다. 그리고 가스 도입 공간부(201A)로부터 분출된 퍼지 가스 및 원료 가스 및 송풍구(201D-1 내지 201D-3)로부터 분출된 열풍을 포함하는 공기가, 이들의 배기구(201E, 201F)에 흡입되어, 배기구(201E, 201F)에 설치되어 있는 도시하지 않은 흡입구로부터 가스 흡기 배기 유닛(164)으로 보내진다. 이와 같이, 배기구(201E, 201F)로부터 공기를 흡입함으로써, CVD 공간(211)을 외부로부터 차단하는 도넛 형상의 가스 커튼 실드부(212)가 형성되고, 가스 커튼 실드부(212)에 의해 원료 가스가 외부로 누설되는 것이 방지된다. 그리고 CVD 공간(211)이 원료 가스 분위기로 유지된다.
또한, 윈도우 포트(201)는 제어부(152)의 제어하에, 도시하지 않은 히터 등에 의해 원료 가스에 포함되는 원료 물질이 재결정을 개시하는 온도보다 높은 온도(예를 들어, 65 내지 70℃)로 설정된다.
[리페어 처리]
다음에, 도 7의 흐름도를 참조하여, 레이저 가공 장치(101)에 의해 실행되는 리페어 처리에 대해 설명한다. 또한, 이 흐름도는 기판(131)의 일 부분의 가공이 종료된 후로부터, 다음 부분의 가공이 종료될 때까지의 처리의 흐름을 나타내고 있다.
단계 S1에 있어서, 제어부(152)는 가공 유닛(151)을 z축 방향으로 상승시킨다. 예를 들어, 기판(131)의 가공을 행할 때, 기판(131)과 가스 윈도우(161) 사이의 거리는 약 0.5㎜ 정도로 설정되어 있다. 그리고 제어부(152)는, 가공 유닛(151)을 다음 가공 위치로 이동시키기 위해, 기판(131)과 가스 윈도우(161) 사이의 거리가 2 내지 3㎜ 정도로 확대되도록 가공 유닛(151)을 z축 방향으로 상승시킨다.
단계 S2에 있어서, 가스 흡기 배기 유닛(164)은 제어부(152)의 제어하에, 원료 가스의 공급을 정지한다. 또한, 원료 가스의 공급이 이미 정지되어 있는 경우에는, 단계 S2의 처리는 건너뛴다. 또한, 퍼지 가스의 공급은 계속된다.
단계 S3에 있어서, 에어 히터(165)는 제어부(152) 및 에어 히터 제어 유닛(166)의 제어하에, 열풍의 공급을 개시한다. 이에 의해, 송풍구(201D-1 내지 201D-3)로부터의 열풍의 분출이 개시되어, 기판(131)의 송풍구(201D-1 내지 201D-3)에 가까운 부분이 가열된다.
단계 S4에 있어서, 레이저 가공 장치(101)는 가공 유닛(151)을 이동한다. 즉, 제어부(152)는 헤드(115)의 x축 방향의 위치 및 컬럼(114)의 y축 방향의 위치를 제어하여, 다음 가공 위치까지 가공 유닛(151)을 이동시킨다.
단계 S5에 있어서, 제어부(152)는 기판(131)과 가스 윈도우(161) 사이의 거리가 0.5㎜ 정도까지 근접하도록 가공 유닛(151)을 z축 방향으로 하강시킨다.
단계 S6에 있어서, 제어부(152)는 열풍의 공급 시간을 타이머에 세트한다. 즉, 제어부(152)는 송풍구(201D-1 내지 201D-3)로부터 분출되는 열풍에 의해, CVD 공간(211)에 접하고 있는 영역을 포함하는 기판(131)의 가공면의 영역의 온도를, 원료 가스에 포함되는 원료 물질이 재결정되지 않는 온도(예를 들어, 40℃ 전후) 이상으로 하기 위해 필요한 시간을 타이머에 세트한다.
단계 S7에 있어서, 레이저 가공 장치(101)는 가공 준비를 개시한다. 예를 들어, 레이저 조사 관찰 유닛(162)은 제어부(152)의 제어하에, 레이저 유닛(163)으로부터 사출되는 레이저 펄스의 초점 위치가, 기판(131)의 가공면에 맞도록 대물 렌즈의 초점 위치를 조정한다. 또한, 제어부(152)는 레이저 펄스의 펄스 에너지, 어테뉴에이터에 의한 레이저 펄스의 감쇠율의 값, 슬릿의 크기 등, 도시하지 않은 입력부를 통해 사용자에 의해 입력되는 가공 조건에 관한 설정을 취득하고, 그 설정에 기초하여 레이저 조사 관찰 유닛(162) 및 레이저 유닛(163)을 제어한다. 또한, 제어부(152)는 도시하지 않은 입력부를 통해 사용자에 의해 입력되는, CVD 가공 및 ZAP 가공을 행하는 위치의 상세한 정보를 취득한다.
단계 S8에 있어서, 에어 히터(165)는 제어부(152) 및 에어 히터 제어 유닛(166)의 제어하에, 단계 S6에 있어서 세트된 타이머가 만료된 시점에서, 열풍의 공급을 정지한다. 이와 같이, 원료 가스의 공급 전에 열풍을 정지하여, 원료 가스 공급 중에 열풍을 보내지 않도록 함으로써, 가공 중인 CVD 공간(211) 내의 분위기를 거의 동일하게 유지할 수 있어, 가공 불균일의 발생을 방지할 수 있다.
단계 S9에 있어서, 가스 흡기 배기 유닛(164)은 제어부(152)의 제어하에, 원료 가스의 공급을 개시한다. 이에 의해, 원료 가스가, 가스 도입 공간부(201A)의 하단부로부터 분출되어, 윈도우 포트(201)와 기판(131) 사이의 CVD 공간(211)으로 확산된다.
단계 S10에 있어서, 레이저 가공 장치(101)는 CVD 가공을 행한다. 구체적으로는, 제어부(152)는 헤드(115)의 x축 방향의 위치 및 컬럼(114)의 y축 방향의 위치를 제어하면서, 레이저 유닛(163)으로부터의 레이저 펄스의 사출을 제어하고, 단계 S7에 있어서 설정된 기판(131)의 CVD 가공을 행하는 부분에, 레이저 펄스를 조사시킨다. 이에 의해, 기판(131)의 레이저 펄스가 조사된 부분에, 원료 가스에 포함되는 원료 물질에 의한 박막이 형성되어, 새로운 패턴이 형성된다.
단계 S11에 있어서, 가스 흡기 배기 유닛(164)은 제어부(152)의 제어하에, 원료 가스의 공급을 정지한다.
단계 S12에 있어서, 레이저 가공 장치(101)는 ZAP 가공을 행한다. 구체적으로는, 제어부(152)는 헤드(115)의 x축 방향의 위치 및 컬럼(114)의 y축 방향의 위치를 제어하면서, 레이저 유닛(163)으로부터의 레이저 펄스의 사출을 제어하고, 단계 S7에 있어서 설정된 기판(131)의 ZAP 가공을 행하는 부분에, 레이저 펄스를 조사시킨다. 이에 의해, 기판(131)의 레이저 펄스가 조사된 부분의 패턴이 제거된다.
또한, ZAP 가공을 행할 필요가 없는 경우에는, 단계 S11 및 단계 S12의 처리는 건너뛴다. 또한, 아직 가공할 부분이 남아있는 경우, 다시 단계 S1로부터 처리가 실행된다.
이상과 같이 하여, 보다 확실하고 또한 효율적으로 기판의 CVD 가공을 행하는 부분 근방을 가열할 수 있다.
즉, 투명 필름 히터를 사용하지 않으므로, 투명 필름 히터의 단선 등에 의한 수리나 교환을 할 필요가 없어, 그것에 드는 비용이나 수고를 삭감하거나, 작업의 정체를 방지할 수 있다.
또한, CVD 가공을 행하는 부분 근방만을 가열하므로, 가열에 필요한 에너지를 삭감할 수 있는 동시에, 불필요한 부분을 가열함으로써, 주변의 부품이나 기기에 열에 의한 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 기판을 가열하기 위한 부품을 소형화할 수 있는 동시에, 가공 대상으로 되는 기판의 크기에 따라 교환할 필요가 없어, 비용을 삭감할 수 있는 동시에, 보수품의 보관이 용이해진다.
또한, 가공 유닛(151)의 이동 범위 내이면, 기판의 모든 부분을 빠짐없이 가열할 수 있어, 가열 부족의 발생을 방지할 수 있다.
<2. 변형예>
이상의 설명에서는, 에어 히터(165)로부터 소정 온도 이상의 열풍을 공급하는 예를 나타냈다. 그러나 상술한 바와 같이 윈도우 포트(201)가 높은 온도(65 내지 70℃)로 설정되어 있으므로, 에어 히터(165)로부터 주위의 온도와 동일한 바람을 공급하여, 윈도우 포트(201)의 송풍구(201D-1 내지 201D-3)로부터 분출하도록 하는 것만으로, 송풍구(201D-1 내지 201D-3)로부터는 열풍이 분출되게 된다. 그리고 그 열풍에 의해 기판(131)을 가열하도록 하는 것도 가능하다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시한 퍼지 가스 도입구, 원료 가스 도입구 및 송풍구의 수는, 그 일례이며, 필요에 따라서 증감하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 형태는, 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경이 가능하다.
101 : 레이저 가공 장치
112a 내지 112d : 글래스 재물대
113a, 113b : 레일 부재
114 : 컬럼
115 : 헤드
131 : 기판
151 : 가공 유닛
152 : 제어부
161 : 가스 윈도우
162 : 레이저 조사 관찰 유닛
163 : 레이저 유닛
164 : 가스 흡기 배기 유닛
165 : 에어 히터
166 : 에어 히터 제어 유닛
201 : 윈도우 포트
201A : 가스 도입 공간부
201B-1, 201B-2 : 퍼지 가스 도입구
201C : 원료 가스 도입구
201D-1 내지 201D-3 : 송풍구
201E, 201F : 배기구
211 : CVD 공간
212 : 가스 커튼 실드부

Claims (6)

  1. 가공 부분 근방을 가열하기 위한 열풍을 보내는 송풍 수단과,
    원료 가스를 공급 및 배출함으로써 상기 가공 부분 근방을 상기 원료 가스 분위기로 유지하는 공급 수단과,
    상기 가공 부분에 레이저광을 조사하는 조사 수단과,
    상기 송풍 수단, 상기 공급 수단 및 상기 조사 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 제어 수단은, 상기 송풍 수단에 의해 상기 가공 부분 근방을 소정 시간 가열한 후, 상기 공급 수단에 의해 상기 원료 가스 분위기를 생성하고, 상기 조사 수단에 의해 상기 가공 부분에 레이저광을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 송풍 수단으로부터의 열풍과 상기 공급 수단으로부터의 상기 원료 가스는, 다른 위치로부터 상기 가공 부분 근방으로 공급되는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
  4. 송풍 수단과,
    원료 가스에 포함되는 원료 물질이 재결정을 개시하는 온도보다 높은 온도로 설정되는 동시에, 상기 송풍 수단으로부터의 바람을 가공 부분 근방으로 보내, 상기 원료 가스를 공급 및 배출함으로써 상기 가공 부분 근방을 상기 원료 가스 분위기로 유지하는 공급 수단과,
    상기 가공 부분에 레이저광을 조사하는 조사 수단과,
    상기 송풍 수단, 상기 공급 수단 및 상기 조사 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
    상기 제어 수단은, 상기 송풍 수단 및 상기 공급 수단에 의해 상기 가공 부분 근방에 소정 시간 송풍한 후, 상기 공급 수단에 의해 상기 원료 가스 분위기를 생성하고, 상기 조사 수단에 의해 상기 가공 부분에 레이저광을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서, 상기 송풍 수단은, 상기 가공 부분 근방을 가열하기 위한 열풍을 보내는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
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