KR20080088430A - 레이저 전사 장치의 전사 헤드 - Google Patents

Abstract

과제

레이저 리페어 장치로 대표되는 이런 종류의 레이저 전사 장치에 있어서, 전사재료의 박막과 전사 대상물의 거리를 항상 미크론 오더(예를 들면, 5 내지 20㎛)로 유지하는 것이 가능한 레이저 전사 장치의 전사 헤드를 제공한다.

해결 수단

하면에는 전사판이 지지되고, 또한 윗면측으로 전사판을 노출시키는 전사창이 개구된 전사판 홀더와, 상기 전사판 홀더 수용용의 빈곳을 갖음과 함께, 수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체와, 상기 전사 헤드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳 내에 수용된 전사판 홀더를, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상하이동 가능하면서 수평이동 불가능하게 지지하는 홀더 지지 기구와, 상기 전사판 홀더의 하방으로 압기를 분사함에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상시키는 전사판 부상 수단을 갖는다.

전사 헤드

Description

레이저 전사 장치의 전사 헤드{Transcription Head of Laser Transcription Apparatus}

본 발명은, 예를 들면, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등의 표시 장치에서, 회로 패턴의 결함 수복(修復)을 행하는 레이저 리페어 장치 등으로서 알맞는 레이저 전사 장치의 전사 헤드에 관한 것이다.

종래, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등의 표시 장치에서, 회로 패턴의 결함 수복을 행하기 위해서는, 레이저 CVD법을 이용한 레이저 리페어 장치가 채용되어 있다.

이 레이저 CVD법을 이용하는 레이저 리페어 장치는, 레이저에 의한 화학기상성장법을 이용한 것으로서, 구체적으로는, 레이저를 원료 가스중에 놓여진 기판에 조사하고, 레이저 조사면에서의 원료 가스의 화학·물리 반응을 촉진함에 의해, 기판형상의 수복 부분에 원료 가스의 피막을 성장시키는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 레이저 CVD법을 이용하는 레이저 리페어 장치에서는, 수복 재료로서, 가스화할 수 있는 재료(W, Cr, Mo)밖에 사용할 수가 없음에 더하여, 레이저 조사면에서의 원료 가스의 화학·물리 반응을 이용하기 때문에, 수복 속도가 느리다는 문제점이 지적되어 있다.

한편, 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 레이저 리페어 장치로서는, 레이저 전사법(LMT : Laser Metal Transfer)을 이용한 레이저 리페어 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

이 레이저 전사법을 이용하는 레이저 리페어 장치의 원리가 도 23에 도시되어 있다. 도면에서, a는 석영 유리판, b는 수복 재료가 되는 도전성 금속의 박막, c는 기판, d는 회로 패턴, e는 렌즈, f는 레이저 빔, g는 회로 패턴상의 결함 개소, b'는 날려진 금속 박막이다. 또한, 이 예에서는, 석영 유리판(a)과 박막(b)을 합친 것이, 전사판이 된다.

이 레이저 전사법에서는, 우선, 동 도 (a)에 도시되는 바와 같이, 결함 개소(g)를 갖는 기판(c)의 위에, 대물면에 수복 재료의 박막(b)을 갖는 석영 유리판(a)을 거리(L)를 띄워서 대향시키고, 동 도 (b)에 도시되는 바와 같이, 렌즈(e)를 통하여 레이저 빔(f)을 소정의 스폿형상으로 조여서, 조사한다. 그러면, 동 도 (c)에 도시되는 바와 같이, 레이저 빔(f)이 조사된 박막 부분(b')이 날려져서, 동 도 (d)에 도시되는 바와 같이, 회로 패턴(d)상의 결함 개소(g)의 위에 부착한다. 이 때, 수복 부분의 선폭을 2 내지 5㎛으로 한 경우, 거리(L)로서는 5μ 내지 20μ 정도가 된다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2000-31013호 공보

이와 같은 종래의 레이저 전사법을 이용하는 레이저 리페어 장치에서는, 수복 재료가 되는 금속 피막으로서, Al, Ni, Ta, W, Ti, Au, Ag, Cu, Cr 등과 같은 다양한 금속이 선정될 수 있음에 더하여, 전사판에 대해 레이저로 조사할 뿐으로 수복할 수 있기 때문에, 수복 속도가 빠르다는 이점이 있다.

그런데, 이런 종류의 레이저 리페어 장치에서, 리페어 대상물이 되는 표시 디바이스 등의 표면에, 필요한 선폭의 전사막을 얻기 위해서는, 전사 대상물 표면과 전사재료 피막의 거리를 항상 미크론 오더(예를 들면, 5 내지 20㎛)로 유지할 것이 요청된다.

그러나, 이런 종류의 리페어 대상물(표시 장치의 기판 등)의 표면에는, 원래, 미크론 오더의 요철이 존재하기 때문에, 리페어 대상물상의 어느 위치에서도, 표면의 거리를 항상 미크론 오더(예를 들면 5 내지 20㎛)로 유지하는 것은, 서보 모터, 리니어 모터 등을 이용한 통상의 서보 제어 기술로는 곤란하게 된다.

더하여, 이런 종류의 리페어 대상물(표시 디바이스 등)은 전기·자기적인 영향을 받기 쉽기 때문에, 정전기나 자기(磁氣)를 이용한 부상(浮上) 제어 방식을 채용할 수도 없다.

본 발명은, 이와 같은 종래의 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 점은, 레이저 리페어 장치로 대표되는 이런 종류의 레이저 전사 장치에 있어서, 전사재료의 박막과 전사 대상물의 거리를 항상 미크론 오더(예를 들면, 5 내지 20㎛)로 유지하는 것이 가능한 레이저 전사 장치의 전사 헤드를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또다른 목적 및 작용 효과에 관해서는, 명세서의 이하의 기술을 참조함에 의해, 당업자라면 용이하게 이해될 것이다.

상술한 기술적인 과제는, 이하의 구성을 갖는 레이저 전사 장치의 전사 헤드에 의해 해결할 수 있다.

즉, 이 레이저 전사 장치의 전사 헤드는, 레이저 투과성을 갖는 판형상 소편(小片)의 대물면에 전사재(轉寫材) 박막을 피착시켜서 이루어지는 전사판(轉寫板)을, 양자 사이에 미세한 거의 일정 간극이 유지되도록 하여, 전사 대상물의 거의 수평한 피전사면에 전사재 박막을 대면시킨 상태에서 지지하기 위한 것이다.

이 레이저 전사 장치의 전사 헤드는, 하면에는 상기 전사판이 지지되고, 또한 윗면측으로 상기 전사판을 노출시키는 전사창(轉寫窓)이 개구된 전사판 홀더와, 상기 전사판 홀더 수용용의 빈곳(空所)을 갖음과 함께, 수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체(機體)와, 상기 전사 헤드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳 내에 수용된 전사판 홀더를, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상하이동 가능하면서 수평이동 불가능하게 지지하는 홀더 지지 기구와, 상기 전사판 홀더의 하방으로 압기(壓氣)를 분사함에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상(浮上)시키는 전사판 부상 수단을 갖는다.

여기서, 『압기(壓氣)』로서는, 리페어 대상물의 성질에 응하여 다양한 종류 의 기체를 채용할 수 있다. 리페어 대상물이 회로 패턴 등의 산화를 싫어하는 것인 경우에는, 압기의 종류로서는 불활성 가스(예를 들면, 질소 가스 등)를 채용할 수 있다. 압기로서 질소 가스를 채용하면, 리페어 개소의 냉각을 신속하게 할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사 대상물의 피전사면과 전사판의 거리를 미세한 값로 유지하기 위한 제어는, 서보 모터, 리니어 모터 등을 사용한 전기적 서보 제어에 의한 것이 아니라, 전사판 홀더의 하방으로 분사되는 압기를 통하여 행하여지는 것이기 때문에, 전사판과 피전사면을 미세 거리를 띠워서 대향시킨 채로, 양자를 상대적으로 이동시켰다고 하여도, 전사판은 피전사면상의 요철에 추종하여 적절히 상하이동하게 되기 때문에, 전사판의 수평 이동중에, 피전사면상의 큰 융기에 접촉되어, 피전사면을 구성하는 리페어 대상물을 파괴하는 등의 우려를 미연에 방지할 수 있다.

특히, 이런 종류의 레이저 전사 장치가 레이저 리페어 장치로서 실현되는 경우, 회로 패턴상의 결함을 수복하기 위해서는, 전사판을 소정 피치씩 수평 방향으로 비켜 놓으면서, 회로 패턴상의 동일 결함 개소에 복수 숏분의 전사를 행할 필요가 있는데, 그 때에, 리페어 대상물의 표면에 미크론 오더의 요철이 존재하면, 이것에 충돌하여 회로 패턴을 파괴할 우려가 있다. 즉, 전기적인 서보 제어에 의해, 거리를 유지하면서 수평 방향으로 이동한 경우에는, 정밀도의 조잡함이나 응답 속도의 지연 때문에, 전사판이 리페어 대상물과 충돌할 우려가 높음에 대해, 본 발명과 같이, 항상 리페어 대상물과 전사판 또는 전사판 홀더 사이에 불어넣어진(吹入) 압기에 의해, 양자 사이의 거리를 유지한다는 상대 맞춤의 제어에 의하면, 그와 같은 융기가 존재하여도, 그것에 추종하여 전사판도 상하이동하기 때문에, 복잡한 서보 제어를 이용하지 않고도, 양자 사이의 거리를 항상 최적치로 유지할 수 있다.

또한, 레이저 리페어 장치로서 본 발명을 실현하는 경우, 리페어 공정의 택트 타임을 단축하기 위해서는, 만약, 전기적인 제어만에 의한다고 하면, 그때마다 리페어 대상물의 거리를 계측하면서, 리페어 대상물에 전사판에 주의 깊게 접근시켜야 하고, 1회의 접근 때마다 비교적 장시간을 필요로 함에 대해, 본 발명과 같은 상대 맞춤의 자력(自力) 부상 제어를 이용하면, 대략적으로 오픈루프 제어로, 전사판을 리페어 대상물의 표면까지 접근한 후에는, 압기에 의한 부상 제어에 맡길 수 있기 때문에, 접근 때마다 거리 제어를 행할 필요가 없어져서, 택트 타임을 단축하는 것이 가능하게 된다.

상술한 본 발명에서, 상기 전사 헤드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳 내에 수용되는 전사판 홀더를, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상하이동 가능하면서 수평이동 불가능하게 지지하는 홀더 지지 기구로서는, 다양한 구성을 채용할 수 있다.

상기 홀더 지지 기구의 한 예로서는, 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주연부를 고정단(固定端), 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주연부를 자유단(自由端)으로 하여, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상기 전사판 홀더가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 지지하는 판(板)스프링에 의해 구성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사판 홀더와 전사 헤드 기체의 간극을 걸치도록 하여 판스프링을 양자에 고정하는 것만으로, 상하이동 가능하면서 수평이동 불가능이라는 기능을 실현할 수 있기 때문에, 조립이 용이하여 저비용으로 제작할 수 있고, 게다가 판스프링상에 적절히 타발(打拔)구멍을 형성함으로써, 편측지지상태 판스프링 부분을 밸런스 좋게 배치할 수 있고, 전사판 홀더의 외주를 균등하게 지지함에 의해, 왜곡 없이 전사판 홀더를 승강이동시키는 것이 가능하게 된다.

상기 홀더 지지 기구의 다른 한 예로서는, 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면과 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주면 사이에 개재되어, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상기 전사판 홀더가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 지지하는 강구(鋼球) 가이드에 의해 구성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 구(球) 축받이의 일종인 강구 가이드가 채용되기 때문에, 강구의 진구도(眞球度)의 정밀도에 준(準)하여, 스무스한 전사판 홀더의 승강이동을 실현할 수 있고, 전사판과 피전사면 사이의 기압(氣壓)에 잘 추종하여, 전사판 홀더를 피전사면상의 융기에 응하여 승강시킬 수 있다.

상기 홀더 지지 기구의 다른 한 예로서는, 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면과 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주면 사이에 개재되어, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상기 전사판 홀더가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 탄성적으로 가압 지지하는 압축스프링에 의해 구성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 압축스프링의 확장(擴張) 압력을 통하여, 전사판 홀더는 그 외주로부터 중심을 향하여 균등하게 가압되기 때문에, 전사판 홀더의 수 평 방향으로의 이동은 확실하게 규제되고, 전사판 홀더는 전사판과 피전사면 사이의 압력을 받아서, 상하이동하게 된다.

상기 홀더 지지 기구의 다른 한 예로서는, 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면과 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주면 사이에 개재되어, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상기 전사판 홀더가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 활주 가능하게 지지하는 수지(樹脂) 축받이에 의해 구성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 수지 축받이는 비교적 구조가 간단하면서 비교적 매끈하게 전사판 홀더를 상하이동시키기 때문에, 비교적 양호한 상하이동을 저렴하게 실현할 수 있다.

상기 홀더 지지 기구의 또다른 한 예로서는, 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면의 내경과 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주면의 외경을 거의 같은 지름으로 하여, 양자를 상하 활주 자유롭게 감합(嵌合) 지지하는 커플러 구조에 의해 구성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 커플러 구조를 통하여 전사판 홀더의 수평 방향으로의 이동은 고정밀도로 규제되기 때문에, 보다 한층 전사판 홀더의 수평 방향으로의 이동을 규제하면서, 상하 방향으로의 매끈한 이동을 허용할 수 있다.

상기 홀더 지지 기구의 또다른 한 예로서는, 상기 전사판 홀더 수용 빈곳의 내주면에, 둘레 방향으로 적당한 거리를 띠워서 배치된 복수개의 압기 분사 노즐과, 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용되는 전사판 홀더의 외주면에 마련되고, 상기 복수개의 압기 분사 노즐로부터 분사되는 압기를 받아들이는 고리형상 홈과의 조합에 의해 구성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사판 홀더는 그 외주로부터 비접촉으로 중심 방향으로 힘을 받기 때문에, 수평 방향으로의 이동이 규제되면서, 상하 방향으로의 매끈한 활주를 실현할 수 있다.

다음에, 상술한 발명에서, 상기 전사판 홀더의 하방으로 압기를 분사함에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상시키는 전사판 부상 수단으로서는, 다양한 구성을 채용할 수 있다.

즉, 상기 전사판 부상 기구의 한 예로서는, 소정의 압기원(壓氣源)으로부터의 압기를 상기 전사판 홀더의 압기 입구(入口)구멍으로 공급하기 위한 압기 공급 수단과, 상기 전사판 홀더의 압기 입구구멍과 상기 전사판 홀더 하면의 복수의 압기 출구(出口)구멍을 연통하는 홀더 내 압기 통로와, 상기 전사판상에 있어서, 상기 전사판 홀더 하면의 복수의 압기 출구구멍과 위치 정합(整合)하는 복수의 압기 분사구멍으로 이루어지고, 그것에 의해, 상기 압기원으로부터의 압기를, 상기 홀더 내 압기 통로를 경유하여, 상기 전사판의 상기 압기 분사구멍을 통하여 전사판 홀더의 하방으로 분사함에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상시키도록 구성할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 압기는 부상 대상이 되는 전사판 그 자체로부터 하면으로 분사되기 때문에, 전사판과 피전사면의 거리를 확실하게 규정치로 유지할 수 있다. 이 때, 압기 공급 수단으로서는, 상기 압기원과 상기 전사판 홀더의 압기 입구구멍 사이를 연결하는 가요성 튜브라도 좋고, 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면에 있어서, 상기 전사판 홀더의 외주면에 위치하는 압기 입구구멍으로 압기를 불어넣는 압기 분사 노즐이라도 좋다.

가요성 튜브를 이용한 경우에는, 그다지 높은 압력으로 하지 않고도, 필요한 압기를 확실하게 전사판의 하면으로부터 불어낼(吹出) 수 있다. 한편, 압기 분사 노즐로 하면, 전사판 홀더에 가요성 튜브를 결합하는 것이 불필요하게 되어, 전사판 홀더의 상하이동이 가요성 튜브에 의해 간섭되지 않는다는 이점이 있다.

또한, 상기 전사판 부상 기구로서는, 상기 전사 헤드 기체의 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주연부 하면에 있어서, 압기원으로부터의 압기를 분사하는 복수의 압기 분사구멍을 가지며, 그것에 의해, 상기 전사 헤드 기체의 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주연부 하면의 상기 압기 분사구멍으로부터 상기 전사판 홀더의 하방으로 분사함에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상시키도록 구성할 수도 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 압기를 전사 헤드 기체측으로부터 전사판 홀더측으로 공급할 필요가 없기 때문에, 전사판 홀더는 가요성 튜브에 구속되는 일 없이 자유롭게 상하이동하는 것이 가능하게 되고, 전사판 홀더의 스무스한 상하이동을 보증할 수 있다.

이 때, 상기 전사 헤드 기체의 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주연부 윗면에 있어서, 압기원으로부터의 압기를 분사하는 복수의 압기 분사구멍을 가지며, 그것에 의해, 상기 압기원으로부터의 압기를, 상기 전사판 홀더 외주로부터 반경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 플랜지부의 하면으로 분사함에 의해, 상기 전사판 홀더의 부상 작용을 보조하도록 하여도 좋다.

이와 같은 구성에 의하면, 실질적인 전사판의 중량이 경량화되기 때문에, 전사판과 피전사면 사이의 기압 변화에 대해, 전사판이 민감하게 승강이동하게 되어, 전사판의 승강 응답성을 향상시킬 수 있다.

더하여, 상기 전사판 홀더의 하면에, 상기 전사판 홀더의 외주에 따라 하방으로 수하(垂下)하는 고리형상 돌조를 형성함에 의해, 상기 전사판 홀더의 하면에 지지되는 전사판의 외주면과 상기 고리형상 돌조의 내주면 사이에 압기 저장부로서 기능하는 빈곳을 출현시키도록 하여도 좋다.

이와 같은 구성에 의하면, 압기 저장부의 존재에 의해, 복수의 압기 분사구멍으로부터 분사된 압기를 전사판과 피전사면 사이에 보다 한층 스무스하게 불어넣는 것이 가능하게 된다.

한편, 상술한 기본발명에 있어서, 상기 홀더 지지 기구가, 윗면 개구가 투명 창판(窓板)으로 막히고, 하면 개구가 개방되고, 또한 하면 개구의 내주연부에는 피스톤 빠짐방지용의 고리형상 단부(段部)가 형성된 실린더 부재의 내부에, 피스톤으로서 기능하면서 하면에서 전사판을 지지하는 전사판 홀더를 상하 활주 자유롭게 수용함으로써 구성되고, 또한 상기 전사판 부상 수단이, 상기 실린더 부재의 챔버 내로 압기를 도입함과 함께, 이 압기를 상기 피스톤 부재로서 기능하는 전사판 홀더와 전사판과의 적층체를 상하로 관통하여, 전사판의 하면으로부터 분사시킴으로써 구성하도록 하여도 좋다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사판 홀더의 하한(下限) 위치는, 피스톤 빠짐방지용의 고리형상 단부에 의해 규제되고, 다른한편 전사판 홀더는 피스톤의 상하이동에 따라 실린더 부재내를 스무스하게 상하이동하기 때문에, 수평 방향으로의 이동을 규제하면서, 상하이동을 스무스하게 행하게 할 수 있는 한편, 전사판으로부터 하면으로 분출되는 압기는, 일단 챔버 내에 고여진 후, 전사판 하면의 분사구멍으로부터 균일하게 불어내여지기 때문에, 전사판은 수평 자세를 유지한 채로, 전사판과 피전사면 사이의 기압에 응하여 민감하게 상하이동하게 된다.

다른 한 면에서 본 본 발명은, 레이저 전사 장치의 전사 헤드 제어 방법으로서 파악할 수도 있다.

이 레이저 전사 장치의 전사 헤드 제어 방법은, 레이저 투과성을 갖는 판형상 소편의 대물면에 전사재 박막을 피착시켜서 이루어지는 전사판을, 양자 사이에 미세한 거의 일정 간극이 유지되도록 하여, 전사 대상물의 거의 수평한 피전사면에 전사재 박막을 대면시킨 상태에서 지지하기 위한 레이저 전사 장치의 전사 헤드이다.

이 전사 헤드의 제어 방법은, 하면에는 상기 전사판이 지지되고, 또한 윗면측으로 상기 전사판을 노출시키는 전사창이 개구된 전사판 홀더와, 상기 전사판 홀더 수용용의 빈곳을 갖음과 함께, 수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체를 가지며, 상기 전사 헤드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳의 내주면에는, 상기 빈곳의 안쪽으로 비스듬히 하향으로 지향된 흡인과 분사에 겸용되는 노즐이 둘레 방향으로 적당한 거리를 띠워서 복수 배치되어 있고, 상기 전사 헤 드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳 내에 수용된 전사판 홀더의 내부에는, 상기 전사판 홀더 외주면에 배치된 기체 출입 겸용 구멍과 상기 전사판 홀더 하면에 배치된 기체 출입 겸용 구멍 사이를 연통하는 비스듬히 하향의 압기 통로가 형성되어 있고, 또한 상기 전사 헤드 기체측의 복수의 노즐의 각각을 흡인 노즐로서 작용시킴에 의해, 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다, 상기 전사 헤드 기체에 흡착시키는 흡착 모드의 동작과, 상기 전사 헤드 기체측의 복수의 노즐의 각각을 분사 노즐로서 작용시킴에 의해, 그들 노즐의 각각으로부터 분사되는 압기를 상기 전사판 홀더 외주면의 기체 출입 겸용 구멍의 각각으로 도입함에 의해, 상기 전사판의 하면측으로부터 압기를 분사함으로써, 상기 전사판을 부상시키는 부상 모드의 동작을 가지며, 상기 흡착 모드로부터 부상 모드로의 전환, 및 상기 부상 모드로부터 상기 흡착 모드로의 전환을 순식간(瞬時)에 행함에 의해, 상기 전사판을 낙하시키는 일 없이, 양 모드 사이를 이행 가능하게 하는 것이다.

이와 같은 구성에 의하면, 공통의 압기 통로가, 흡착을 위해서와 부상을 위해서라는 쌍방에 겸용되기 때문에, 전사판 홀더를 전사 헤드 기체에 대해 상하이동 자유롭게 지지하기 위한 기구가 불필요하게 된다.

이 때, 상기 전사판을 상기 전사판 홀더에 지지시키기 위한 수단으로서 접착제를 사용하면, 진공 척 기구가 불필요하게 되어, 배관계의 구성이 간소화어 이점이 있다.

다른 한 면에서 본 본 발명은, 레이저 전사 장치의 전사 헤드 제어 방법으로서 파악할 수도 있다. 이 전사 헤드 제어 방법은, 레이저 투과성을 갖는 판형상 소 편의 대물면에 전사재 박막을 피착시켜서 이루어지는 전사판을, 양자 사이에 미세한 거의 일정 간극이 유지되도록 하여, 전사 대상물의 거의 수평한 피전사면에 전사재 박막을 대면시킨 상태에서 지지하기 위한 것이다.

이 제어 방법은, 수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체와, 전사판을 갖음과 함께, 상기 전사 헤드 기체측에는, 전사판측으로 돌출하고, 흡인과 분사에 겸용되는 복수의 노즐이 마련됨과 함께, 상기 전사판측에는, 상기 복수의 노즐과 위치 정합하여 배치되고, 또한 노즐의 선단 형상에 적합한 구멍형상을 갖는 복수의 관통구멍이 마련되고, 또한 상기 전사 헤드 기체측의 복수의 노즐의 각각을 흡인 노즐로서 작용시킴에 의해, 그들 노즐의 각각을 상기 전사판측의 복수의 관통구멍에 감합시킴으로써, 상기 전사판을 상기 전사 헤드 기체에 흡착시키는 흡착 모드의 동작과, 상기 전사 헤드 기체측의 복수의 노즐의 각각을 분사 노즐로서 작용시킴에 의해, 그들 노즐의 각각으로부터 분사되는 압기를 상기 전사판측의 대응하는 관통구멍의 각각으로 도입함에 의해, 상기 전사판의 하면측으로부터 압기를 분사함으로써, 상기 전사판을 부상시키는 부상 모드의 동작을 가지며, 상기 흡착 모드로부터 부상 모드로의 전환, 및 상기 부상 모드로부터 상기 흡착 모드로의 전환을 순식간에 행함에 의해, 상기 전사판을 낙하시키는 일 없이, 양 모드 사이를 이행 가능하게 하는, 것이다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사판 홀더가 불필요하게 되고, 또한 공통의 관로가 흡인과 분사에 겸용되기 때문에, 전체의 구성을 간소화하여 더한층의 비용 저감을 가능하게 할 수 있다.

이상 기술한 일련의 발명에서, 상기 전사판을 상기 전사판 홀더에 지지시키는 수단으로서는, 접착제를 사용하거나, 진공 흡착 수단을 사용하거나, 커플링 기구를 이용하거나 할 수 있다.

접착제를 사용하면, 박리의 수고는 필요하지만, 별도 흡착 배관이나 커플링이 불필요하게 되는 이점이 있다. 한편, 진공 척 기구를 사용하면, 교환할 때의 착탈이 용이해진다. 다른 한편, 커플링 기구를 사용하면, 커플링 기구의 교환만으로, 전사판 홀더로부터 전사판을 이탈시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 전사 대상물의 피전사면과 전사판의 거리를 미세한 값로 유지하기 위한 제어는, 서보 모터, 리니어 모터 등을 사용한 전기적 서보 제어에 의한 것이 아니라, 전사판 홀더의 하방으로 분사되는 압기를 통하여 행하여지는 것이기 때문에, 전사판과 피전사면을 미세 거리를 띠워서 대향시킨 채로, 양자를 상대적으로 이동시켰다고 하여도, 전사판은 피전사면상의 요철에 추종하여 적절히 상하이동하게 되기 때문에, 전사판의 수평 이동중에, 피전사면상의 큰 융기에 접촉되어, 피전사면을 구성하는 리페어 대상물을 파괴하는 등의 우려를 미연에 방지할 수 있다.

특히, 이런 종류의 레이저 전사 장치가 레이저 리페어 장치로서 실현되는 경우, 회로 패턴상의 결함을 수복하기 위해서는, 전사판을 소정 피치씩 수평 방향으로 비켜 놓으면서, 회로 패턴상의 동일 결함 개소에 복수 숏분의 전사를 행할 필요가 있는데, 그 때에, 리페어 대상물의 표면에 미크론 오더의 요철이 존재하면, 이 것에 충돌하여 회로 패턴을 파괴할 우려가 있다. 즉, 전기적인 서보 제어에 의해, 거리를 유지하면서 수평 방향으로 이동한 경우에는, 정밀도의 조잡함이나 응답 속도의 지연 때문에, 전사판이 리페어 대상물과 충돌할 우려가 높음에 대해, 본 발명과 같이, 항상 리페어 대상물과 전사판 또는 전사판 홀더 사이에 불어넣어진 압기에 의해, 양자 사이의 거리를 유지한다는 상대 맞춤의 제어에 의하면, 그와 같은 융기가 존재하여도, 그것에 추종하여 전사판도 상하이동하기 때문에, 복잡한 서보 제어를 이용하지 않고도, 양자 사이의 거리를 항상 최적치로 유지할 수 있다.

또한, 레이저 리페어 장치로서 본 발명을 실현하는 경우, 리페어 공정의 택트 타임을 단축하기 위해서는, 만약, 전기적인 제어만에 의한다고 하면, 그때마다 리페어 대상물의 거리를 계측하면서, 리페어 대상물에 전사판에 주의 깊게 접근시켜야 하고, 1회의 접근 때마다 비교적 장시간을 필요로 함에 대해, 본 발명과 같은 상대 맞춤의 자력 부상 제어를 이용하면, 대략적으로 오픈루프 제어로, 전사판을 리페어 대상물의 표면까지 접근한 후에는, 압기에 의한 부상 제어에 맡길 수 있기 때문에, 접근 때마다 거리 제어를 행할 필요가 없어져서, 택트 타임을 단축하는 것이 가능하게 된다.

이하에, 본 발명에 관한 레이저 전사 장치의 전사 헤드가 알맞는 실시의 한 형태를 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

본 발명에 관한 레이저 전사 장치의 전사 헤드의 제 1 실시 형태의 구성도가 도 1에 도시되어 있다. 또한, 동 도 (a)는 평면도, 동 도 (b)는 단면도이다.

그들의 도면으로부터 분명한 바와 같이, 이 레이저 전사 장치의 전사 헤드(1)는, 레이저 투과성을 갖는 판형상 소편(예를 들면, 석영 유리의 판형상 소편)의 대물면(도면에서는 하면)에 전사재료(예를 들면, Al, Ni, Ta, W, Ti, Au, Ag, Cu, Cr 등)의 박막을 피착시켜서 이루어지는 전사판(101)을, 양자 사이에 미세한 거의 일정 간극이 유지되도록 하여, 전사 대상물(102)의 거의 수평한 피전사면(102a)에 전사재 박막(도시 생략)을 대면시킨 상태에서 지지하기 위한 것이다.

이 전사 헤드(1)는, 하면에는 전사판(101)이 지지되고, 또한 윗면측으로 전사판(101)을 노출시키는 전사창(103a)이 개구된 전사판 홀더(103)와, 전사판 홀더 수용용의 빈곳(104a)을 갖음과 함께, 수평 방향 및 수직 방향에서의 기준 위치를 주는 전사 헤드 기체(104)와, 전사 헤드 기체(104)의 전사판 홀더 수용용의 빈곳(104a) 내에 수용된 전사판 홀더(103)를, 전사 헤드 기체(104)에 대해 상하이동 가능하면서 수평이동 불가능하게 지지하는 홀더 지지 기구(상세는 후술)와, 전사판 홀더(103)의 하방으로 압기(105)를 분사함에 의해, 피전사면(102a)에 대해 전사판(101)을 전사판 홀더(103)마다 부상시키는 전사판 부상 수단(상세는 후술)을 갖는다.

이 예에서는, 홀더 지지 기구는, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)의 내주연부를 고정단, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)에 수용된 전사판 홀더(103)의 외주연부를 자유단으로 하여, 전사 헤드 기체(104)에 대해 전사판 홀더(103)가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 지지하는 판스프링에 의해 구성되어 있다. 또한, 도면에서는, 판스프링(106)으로서, 가로가 긴 직사각형형상의 단순한 판편(板片)으로서 도시되어 있지만, 당업자에게는 용이하게 이해될 것이지만, 실제로는, 적당한 타발구멍 내지 오려낸 선이 복수 형성되고, 복수의 부분이 국부적으로 판스프링으로서의 작용을 달성하도록 구성되어 있다.

한편, 전사판 부상 수단으로서는, 소정의 압기원(도시 생략)으로부터의 압기를 전사판 홀더(103)의 압기 입구구멍(103b)으로 공급하기 위한 압기 공급 수단으로서 기능하는 가요성 튜브(107)와, 전사판 홀더(103)의 압기 입구구멍(103b)과 전사판 홀더(103)의 하면의 복수의 압기 출구구멍(103c)을 연통하는 홀더 내 압기 통로(103d)와, 전사판(101)상에 있어서, 전사판 홀더(103)의 하면의 복수의 압기 출구구멍(103c)과 위치 정합하는 복수의 압기 분사구멍(101a)으로 구성되고, 그것에 의해, 압기원(도시 생략)으로부터의 압기를, 홀더 내 압기 통로(103d)를 경유하여, 전사판(101)의 압기 분사구멍(101a)을 통하여, 전사판 홀더(103)의 하방으로 분사함에 의해, 피전사면(102a)에 대해 전사판(101)을 전사판 홀더(103)마다 부상시키게 된다.

또한, 전사판(101)을 전사판 홀더(103)에 지지시키기 위한 수단으로서는, 진공 흡착 수단이 채용되어 있다. 즉, 이 진공 척 흡착 수단은, 전사판 홀더(103)의 하면에 설치된 복수개의 흡인구멍(103f)과 전사판 홀더(103)의 외주면에 마련된 흡인구멍(103e)을 연결하는 홀더 내 흡인 통로(103g)와, 도시하지 않은 진공원에 접속된 흡인 튜브(108)에 의해, 전사판(101)을 흡착하도록 구성되어 있다.

이 제 1 실시 형태에서의 보다 구체적인 배관 계통의 한 예를 도시하는 설명도가

도 2에 도시되어 있다. 또한, 동 도면에서, 도 1과 동일 구성 부분에 관해서는, 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 도면으로부터 분명한 바와 같이, 압기 출구구멍(103c)끼리 연통하는 홀더 내 압기 통로(103d) 및 흡인구멍(103f)끼리를 연통하는 홀더 내 흡인 통로(103g)는, 모두, 링(圓環)형상으로 형성되어 있다.

이상의 구성에 의하면, 전사판 홀더(103)는, 판스프링(106)을 통하여 전사 헤드 기체(104)에 지지되고, 수평 방향으로의 이동은 규제되면서도, 수직 방향에 대해서는 자유롭게 이동이 가능하게 된다. 그 때문에, 복수의 압기 분사구멍(101a)으로부터 압기(105)가 분사되면, 전사판(101)과 피전사면(102a) 사이에는 압기에 의한 부상 작용에 의해 미세 거리(L)(5 내지 20㎛)가 유지된다. 따라서, 전사 헤드(1)의 전체를 전기적인 오픈루프 제어에 의해 예를 들면 100㎛ 정도의 거리까지 접근한 후, 복수의 압기 분사구(101a)로부터 압기(105)를 분사시킨 상태로 하면, 그대로 방치하였다고 하여도, 전사판(101)과 피전사면(102a)의 거리는 미세 거리(L)로 유지되고, 전사판(101)이 피전사면(102a)에 충돌할 우려는 없다.

다음에, 본 발명에 관한 전사 헤드의 제 2 실시 형태의 구성도가 도 3에, 동 제 2 실시 형태의 배관 계통의 설명도가 도 4에 각각 도시되어 있다.

이 제 2 실시 형태의 상기 제 1 실시 형태와의 차이점은, 전사판 홀더(103)의 하면에 전사판(101)을 지지시키기 위한 수단으로서 접착제(109)를 사용하고, 이로써 흡착용의 배관 계통을 생략한 점에 있다. 또한, 도 3 및 도 4에서, 도 1 및 도 2와 동일 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

다음에, 본 발명에 관한 전사 헤드의 제 3 실시 형태의 구성도가 도 5에 도 시되어 있다. 또한, 동 도면에서, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태와 동일한 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 3 실시 형태에 관한 전사 헤드(1)의 특징은, 홀더 지지 기구가, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)의 내주면과 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)에 수용된 전사판 홀더(103)의 외주면 사이에 개재되어, 전사 헤드 기체(104)에 대해 전사판 홀더(103)가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 지지하는 강구 가이드(110)에 의해 구성되어 있는 점에 있다. 또한, 이 예에서도, 전사판(101)은, 전사판 홀더(103)의 하면에 진공 흡착 수단을 통하여 흡착 지지되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 평면으로 보아 정사각형형상을 이루는 전사판 홀더(103)는, 전사 헤드 기체(104)에 형성된 정사각형형상의 전사판 홀더 수용용의 빈곳(104a) 내에 수용되고, 또한 그 4변을 6개의 강구 가이드(110)를 통하여 상하이동 자유롭게 지지된다.

그 때문에, 전사판(101)의 하면에서 압기(105)가 분사되면, 전사판(101)은 전사판 홀더(103)와 함께 강구 가이드(110)에 안내되면서 상하이동하여, 전사판(101)과 피전사면(102a) 사이의 거리(L)가 미크론 오더(예를 들면, 5 내지 20㎛) 정도로 유지되게 된다.

또한, 전사판 홀더(103)의 하한(下限) 위치는, 전사판 홀더(103)의 외주 플랜지부(103h)가 전사 헤드 기체(104)의 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a) 내주에 형성된 단부(104b)와 맞닿음 의해, 규제되게 된다.

다음에, 본 발명에 관한 전사 헤드의 제 4 실시 형태의 구성도가 도 6에 도 시되어 있다. 또한, 도면에서, 상기 도 5의 제 3 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 4 실시 형태의 특징은, 전사판(101)을 전사판 홀더(103)의 하면에 지지시키기 위한 수단으로서 접착제(109)가 사용되고 있는 점, 및 소정의 압기원(도시 생략)으로부터의 압기를 전사판 홀더(103)의 압기 입구구멍(103b)으로 공급하기 위한 압기 공급 수단으로서, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)의 내주면에 있어서, 전사판 홀더(103)의 외주면에 위치하는 압기 입구구멍(103b)으로 압기를 분사하는 압기 분사 노즐(107a)을 채용한 점에 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사 헤드 기체(104)와 전사판 홀더(103)가 가요성 튜브로 결합되지 않기 때문에, 전사판 홀더(103)는 가요성 튜브로부터의 구속이 떨어져서, 보다 한층 자유롭게 상하이동을 가능하게 하는 이점이 있다.

본 발명에 관한 전사 헤드(1)의 제 5 실시 형태의 구성도가 도 7, 동 제 5 실시 형태의 배관 계통의 설명도가 도 8에 각각 도시되어 있다. 또한, 도면에서, 제 1 내지 제 4 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 5 실시 형태의 특징은, 홀더 지지 기구가, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)의 내주면과 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)에 수용된 전사판 홀더(103)의 외주면 사이에 개재되어, 전사 헤드 기체(104)에 대해 전사판 홀더(103)가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 탄성적으로 가압 지지하는 압축스프링(111)을 채용한 점에 있다.

이 제 5 실시 형태에 의하면, 평면으로 보아 정사각형형상을 갖는 전사판 홀더(103)는, 전사 헤드 기체(104)에 형성된 정사각형형상의 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a) 내에 수용되고, 또한 그 4변을 6 개소에서 압축스프링을 통하여 압접하면서 지지되게 된다. 그 때문에, 전사판 홀더(103)는 수평 방향으로의 이동이 규제된 상태에서 상하 방향으로 이동 자유롭게 된다.

동 제 5 실시 형태의 배관 계통의 설명도가 도 8에 도시되어 있다. 또한, 동 도면에서 도 7와 동일한 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

본 발명에 관한 전사 헤드의 제 6 실시 형태의 구성도가 도 9에 도시되어 있다. 이 제 6 실시 형태의 특징은, 홀더 지지 기구로서, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)의 내주면과 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)에 수용된 전사판 홀더(103)의 외주면 사이에 개재되어, 전사 헤드 기체(104)에 대해 전사판 홀더(103)가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 활주 지지하는 수지 축받이(112)를 채용한 점에 있다. 또한, 동 도면에서, 앞의 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 6 실시 형태에 의하면, 전사판 홀더(103)는 전사 헤드 기체(104)의 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a) 내에 수용됨과 함께, 수지 축받이(112)를 통하여 상하이동 자유롭게 지지된다. 그 때문에, 압기(105)가 전사판(101)의 하면으로부터 분사함에 의해, 전사판(109)과 피전사면(102a)의 거리(L)는 미크론 오더로 유지되게 된다.

본 발명에 관한 전사 헤드의 제 7 실시 형태의 구성도가 도 10에 도시되어 있다. 이 제 7 실시 형태의 특징은, 홀더 지지 기구로서, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)의 내경과 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)에 수용된 전사판 홀더(103)의 외주면의 외경을 거의 같은 지름으로 하여, 양자를 상하 활주 가능하게 감합하여 지지하는 커플러 구조를 채용한 점에 있다. 즉, 도시하는 전사 헤드 기체(104)는 그 축을 수직으로 한 링형상으로 형성되는 한편, 전사판 홀더(103)에 관해서는 원판형상으로 형성되어 있다. 그리고, 원판형상 전사판 홀더(103)의 외경과 링형상 전사 헤드 기체(104)의 내경을 거의 동일하게(활주용의 간극을 남긴다) 함으로써, 원판형상 전사판 홀더(103)는 링형상 전사 헤드 기체(104) 내를 상하이동 가능하게 되어 있다.

링형상 전사 헤드 기체(104)와 원판형상 전사판 홀더(103)의 간극에는, 이 예에서는, 그 상부로부터 4개의 압기 공급 튜브(가요성 튜브)(107)가 도입되고, 이들의 튜브(107)로부터 공급된 압기는, 부호 105로 도시되는 바와 같이, 간극의 하부로부터 전사판(101)과 피전사면(102)의 간극으로 불어넣어진다. 이로써, 전사판(101)은 전사판 홀더(103)와 함께 피전사면(102a)으로부터 부상한다.

더하여, 이 예에서는, 전사판 홀더(103)의 상부에는 4개의 흡기용 튜브(108)가 도입되고, 이로써 전사판 홀더(103) 하면에서는 진공 척 기능이 실현되어, 전사판(101)은 전사판 홀더(103)의 하면에 대해, 진공 척 기능을 통하여 흡착 지지된다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사판 홀더(103)는 전사 헤드 기체(104) 내를 수 평 자세를 유지하고 상하이동하기 때문에, 수평면 내에서의 이동은 규제되면서, 수직 방향으로의 이동을 허용하는 기능이 실현된다.

본 발명에 관한 전사 헤드의 제 8 실시 형태의 구성도가 도 11에 도시되어 있다. 또한, 도면에서, 상기 각 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 8 실시 형태의 특징은, 홀더 지지 기구가, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)의 내주면의 내경과 전사판 홀더 수용용 빈곳(104)에 수용된 전사판 홀더(103)의 외주면의 외경을 거의 같은 지름으로 하여, 양자를 상하 활주 자유롭게 감합 지지하는 커플러 구조를 채용하는 것에 더하여, 전사 헤드 기체(104)의 전사 홀더 수용용 빈곳(104)의 내주연부 윗면에 있어서, 압기원으로부터의 압기를 분사하는 복수의 압기 분사구멍(104c)을 마련하고, 그것에 의해 압기원(도시 생략)으로부터의 압기를, 전사판 홀더(103)의 외주로부터 반경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 플랜지부(103i)의 하면으로 분사함에 의해, 전사판 홀더(103)의 부상 작용을 보조하도록 한 점에 있다.

즉, 이 예에서는, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)은 평면으로 보아 정사각형형상으로 이루어지고, 또한 전사판 홀더(103)에 대해서도 평면으로 보아 정사각형형상으로 이루어저 있다. 그리고, 양자(104a, 103)의 사이즈는 거의 동일(활주용의 간극을 남기는 정도)하게 되고, 그 때문에, 전사판 홀더(103)는 빈곳(104a) 내에서 상하 활주 자유롭게 되어 있다.

전사 헤드 기체(104) 내에는, 제 1의 압기 공급용 튜브(또는 유로)(107A)와 제 2의 압기 공급용 튜브(또는 유로)(107B)가 마련되어 있다. 제 1의 튜브(107A)의 선단부는 하향으로 굴곡되고, 기체(104)의 하면에 연통하고 있다. 그 때문에, 부호 105로 도시되는 바와 같이, 튜브(107A)로부터 공급된 압기는, 압기 분사구(104d)로부터, 전사판(101)과 피전사면(102a) 사이로 불어넣어진다. 한편, 제 2의 튜브(107B)의 선단은 상방으로 굴곡되고, 분사구(104c)로부터 분사되는 압기는, 전사판 홀더(103)의 플랜지부(103i)의 하면으로 분사된다. 이로써, 전사판 홀더(103)의 부상 작용이 보조된다.

본 발명의 제 9 실시 형태의 구성도가 도 12에 도시되어 있다. 또한, 이 제 9 실시 형태는 본 발명을, 레이저 투과성을 갖는 판형상 소편의 대물면에 전사재 박막을 피착시켜서 이루어지는 전사판을, 양자 사이에 미세한 거의 일정 간극이 유지되도록 하여, 전사 대상물의 거의 수평한 피전사면에 전사재 박막을 대면시킨 상태에서 지지하기 위한 레이저 전사 장치의 전사 헤드의 제어 방법으로서 실시한 것이다.

즉, 이 제어 방법에서는, 수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체(104)와, 전사판(101)을 갖는다. 전사 헤드 기체(104)측에는, 전사판(101)측으로 돌출하고, 흡인과 분사에 겸용되는 복수의 노즐(113a)이 마련됨과 함께, 전사판(101)의 측에는, 복수의 노즐(113a)과 위치 정합하여 배치되고, 또한 노즐(113a)의 선단 형상에 적합한 끝이 가는 구멍형상을 갖는 복수의 관통구멍(압기 분사구멍)(101a)이 마련되어 있다.

또한, 이 방법에서는, 전사 헤드 기체(104)측의 복수의 노즐(113a)의 각각을 흡인 노즐로서 작용시킴에 의해, 그들 노즐(113a)의 각각을 전사판(101)측의 복수의 관통구멍(101a)에 감합시킴으로써, 전사판(101)을 전사 헤드 기체(104)에 흡착시키는 흡착 모드의 동작과, 전사 헤드 기체(104)측의 복수의 노즐(113a)의 각각을 분사 노즐로서 작용시킴에 의해, 그러한 노즐(113a)의 각각으로부터 분사된 압기를 전사판(101)측의 대응하는 관통구멍(101a)의 각각에 불어넣음에 의해, 전사판(101)의 하면측으로부터 부호 105로 도시되는 바와 같이 압기를 분출함으로써, 전사판(101)을 부상시키는 부상 모드의 동작이 마련되어 있다.

그리고, 본 발명에서는, 흡착 모드로부터 부상 모드로의 전환, 및 부상 모드로부터 흡착 모드로의 전환을 순식간에 행함에 의해, 전사판(101)을 피전사면(102a)으로 낙하시키는 일 없이, 양 모드 사이를 이행 가능하게 하고 있다. 또한, 도면에서, 113은 흡인과 분사에 겸용되는 튜브이다.

이와 같은 구성에 의하면, 흡인과 분사에 겸용되는 노즐(113a)의 그 자체가 지지 기능을 달성하기 때문에, 별도 전사판 홀더를 마련하는 것이 불필요하게 되고, 또한 노즐(113a) 그 자체가 흡인과 분사에 겸용되기 때문에, 외부에서의 흡기와 배기의 전환 제어를 행하는 것만으로, 흡착 모드와 부상 모드의 전환을 실현할 수 있다.

본 발명의 제 10 실시 형태의 구성도가 도 13에 도시되어 있다. 또한, 이 제 10 실시 형태에 관해서도, 본 발명을, 레이저 투과성을 갖는 판형상 소편의 대물면에 전사재 박막을 피착시켜서 이루어지는 전사판을, 양자 사이에 미세한 거의 일정 간극이 유지되도록 하여, 전사 대상물의 거의 수평한 피전사면에 전사재 박막을 대 면시킨 상태에서 지지하기 위한 레이저 전사 장치의 전사 헤드의 제어 방법으로서 실시한 것이다.

즉, 이 제어 방법은, 하면에는 전사판(101)이 지지되고, 또한 윗면측으로 전사판(101)을 노출시키는 전사창(103a)이 개구된 전사판 홀더(103)와, 전사판 홀더 수용용의 빈곳(104a)을 갖음과 함께, 수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체(104)를 갖는다.

전사 헤드 기체(104)의 전사판 홀더 수용용의 빈곳(104)의 내주면에는, 빈곳의 안쪽으로 비스듬히 하향으로 지향된 흡인과 분사에 겸용되는 노즐(114a)이 둘레 방향으로 적당한 거리를 띠워서 복수 배치되어 있다.

전사 헤드 기체(104)의 전사판 홀더 수용용의 빈곳(104a) 내에 수용된 전사판 홀더(103)의 내부에는, 전사판 홀더(103)의 외주면에 배치된 기체 출입 겸용 구멍(103k)과 전사판 홀더(103)의 하면에 배치된 기체 출입 겸용 구멍(103l) 사이를 연통하는 비스듬히 하향의 압기 통로(103m)가 형성되어 있다.

또한, 이 제어 방법에서는, 전사 헤드 기체(104)측의 복수의 노즐(114a)의 각각을 흡인 노즐로서 작용시킴에 의해, 전사판(101)을 전사 헤드 기체(104)에 흡착시키는 흡착 모드의 동작과, 전사 헤드 기체(104)측의 복수의 노즐(114a)의 각각을 분사 노즐로서 작용시킴에 의해, 그들 노즐(114a)의 각각으로부터 분사된 압기를 전사판 홀더(103)의 외주면의 기체 출입 겸용 구멍(103k)의 각각에 불어넣음에 의해, 전사판(101)의 하면측에서 부호 105로 도시되는 바와 같이 압기를 분출함으로써, 전사판(101)을 부상시키는 부상 모드의 동작을 갖고 있다.

그리고, 흡착 모드로부터 부상 모드로의 전환, 및 부상 모드로부터 흡착 모드로의 전환을 순식간에 행함에 의해, 전사판(101)을 피전사면(102a)상에 낙하시키는 일 없이, 양 모드 사이를 이행 가능하게 하고 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사판 홀더(103)와 전사 헤드 기체(104)를 완전하게 비접촉 상태로 한 채로, 전사판 홀더(103)의 부상 작용을 할 수 있고, 양자 사이를 가요성 튜브로 연결하는 경우와 같이, 전사판 홀더(103)의 상하이동이 튜브에 의해 간섭되는 것이 없어진다. 또한, 이 예에서는, 전사판(101)은 접착제에 의해 전사판 홀더(103)의 하면에 지지되어 있다.

본 발명에 관한 전사 헤드의 제 11 실시 형태의 구성도가 도 14에 도시되어 있다. 또한, 동 도면에서 상기 각 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 11 실시 형태의 특징은, 일체의 튜브를 사용하지 않는 점에 있다. 그 때문에, 이 실시 형태에서는, 전사판 홀더를 사용하지 않는다. 전사 헤드 기체(104)의 외주연부상에는, 이것과 대향하여 압기를 분사시키는 노즐(115)이 배치되어 있다. 한편, 이 노즐(115)과 대향하는 전사 헤드 기체(104)의 외주면에는, 압기

수납구(受入口)(104e)가 배치되어 있다. 압기 수납구(104e)와 전사판(101)측의 압기 분사구(101a) 사이에는 내부 통로(104f)가 형성되어 있다. 그 때문에, 노즐(115)이 압기를 분사시키면, 이 압기는 전사 헤드 기체(104) 내의 내부 통로(104f)를 통과하여, 전사판(101)의 압기 분사구(101a)로부터 전사판(101)과 피전 사면(102a) 사이에 불어넣어진다. 이 예에서는, 전사 헤드(104)의 하면에 전사판(101)이 지지되어 있고, 양자의 결합 수단으로서는 커플러(116)가 채용되어 있다. 따라서, 나사를 풀어서 커플러(116)를 개방함으로써, 전사판(101)의 교환이 가능하게 되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사판 홀더를 폐지하고, 노즐(115)과 전사판(101) 사이를 내부 통로(104f)로 연결하도록 하고 있기 때문에, 압기를 공급하기 위한 튜브가 일체 불필요하게 되고, 구조의 간소화 및 비용 저감이 가능하게 된다.

본 발명에 관한 전사 헤드의 제 12 실시 형태의 구성도가 도 15에 도시되어 있다. 또한, 동 도면에서, 상기 각 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 12 실시 형태의 특징은, 홀더 지지 기구 및 전사판 부상 수단의 쌍방에 특징을 가한 점에 있다. 즉, 이 제 12 실시 형태에서는, 홀더 지지 기구는, 윗면 개구가 투명 창판(104g)으로 막히고, 하면 개구가 개방되고, 또한 하면 개구의 내주연부에는 피스톤 빠짐방지용의 고리형상 단부(104i)가 형성된 실린더 부재(104h)의 내부에, 피스톤으로서 기능하면서 하면에서 전사판(101)을 지지하는 피스톤 부재(전사판 홀더)(104k)를 상하 활주 자유롭게 수용함으로써 구성되어 있다.

한편, 전사판 부상 수단에 관해서는, 실린더 부재(104h)의 챔버(104j) 내로 튜브(107)를 통하여 압기를 도입함과 함께, 이 압기를 피스톤 부재로서 기능하는 전사판 홀더(104k)와 전사판(101)의 적층체를 상하로 관통하는 내부 통로(101b)를 통하여, 전사판(101)의 하면으로부터 분사시킴으로써 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사판(101)은 피스톤 부재(전사판 홀더)(104k)와 함께 실린더 부재(104h) 내를 스무스하게 상하이동함과 함께, 튜브(107)를 통하여 챔버(104j) 내에 도입된 압기는, 피스톤 부재(104k)를 균일하게 하방으로 가압하기 때문에, 전사판(101)은 수평 자세를 유지한 채로, 스무스하게 상하이동한다. 한편, 전사판(101)의 하한은, 피스톤 부재(104k)가 고리형상 단부(104i)에 맞닿음으로써 규제된다. 또한, 레이저 빔의 조사에 관해서는, 투명한 창판(104g)을 통하여 행하여진다. 물론, 피스톤 부재(104k)에는, 전사판(101)을 노출시키는 전사창이 마련되는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명에 관한 전사 헤드의 제 13 실시 형태의 구성도가 도 16에 도시되어 있다. 또한, 도면에서 상기 각 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 13 실시 형태의 특징은, 홀더 지지 기구가, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)의 내주면에 둘레 방향으로에 적당한 거리를 띠워서 배치된 복수개(이 예에서는 4개)의 압기 분사 노즐(116a)과, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)에 수용된 전사판 홀더(103)의 외주면에 마련되고, 복수개의 압기 분사 노즐(116a)로부터 분사된 압기를 수취하는 고리형상 홈(103n)으로 구성되어 있는 점에 있다.

즉, 이 예에서는, 전사판 홀더 수용용 빈곳(104a)은 평면으로 보아 정사각형형상을 갖음과 함께, 이와 대응하여, 전사판 홀더(103)에 관해서도 평면으로 보아 정사각형형상으로 이루어저 있다. 그리고, 전사판 홀더(103)의 4변의 각각과 대향하는 빈곳(104a)의 내주면에는, 압기를 분사하는 노즐(116a)이 배치되고, 이 노 즐(116a)은 튜브(116)를 통하여 압기원(도시 생략)에 접속된다. 한편, 전사판 홀더(103)의 외주 4변의 각각에는, 그 외주에 따르도록 하여, 사각형 고리형상의 홈(103n)이 형성되어 있고, 이로써, 전사판 홀더(103)는, 사방에서 노즐(116a)을 통하여 분사되는 압기에 의해, 빈곳(104a)의 중심 위치에서 수평 자세를 유지하도록 제어된다.

한편, 전사판 홀더(103)는 상부가 약간 대경으로 되어 플랜지부가 형성되고, 이 플랜지부(103h)의 하면은, 전사 헤드 기체(104)측의 빠짐방지 단부(104b)와 맞닿아서, 하한이 규제된다. 더하여, 전사판 헤드(103)의 상한에는, 4개의 압기 공급 튜브(107)를 통하여 압기가 공급되고, 이 공급된 압기는, 내부 통로(117)를 통하여, 전사판(101)의 하면으로 분사된다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사판 홀더(103)는 그 4방에서 분무되는 압기에 의해 빈곳(104a)의 중심에 또한 수평 자세를 유지한 상태로 유지됨과 함께, 그 승강이동에 관해서는, 내부 통로를 이용하여 전사판 하면에 보내지는 압기를 통하여 행하여지기 때문에, 전사판(101)의 승강이동은 측면부터의 튜브의 구속을 받는 일 없이 스무스하게 행하여진다.

본 발명에 관한 전사 헤드의 제 14 실시 형태의 구성도가 도 17에 도시되어 있다. 또한, 동 도면에서, 상기 각 실시 형태와 동일 구성 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 실시 형태의 특징은, 전사판 홀더(103)의 하면에, 전사판 홀더의 외주에 따라 하방으로 수하하는 고리형상 돌조(121)을 형성함에 의해, 전사판 홀더(103)의 하면에 지지된 전사판(101)의 외주면과 고리형상 돌조(121)의 내주면 사이에 압기 저장부로서 기능하는 빈곳(123)이 출현하도록 한 점에 있다.

그 밖에, 이 예에서는, 진공 관로(118) 및 압기 관로(120)를 마련함에 의해, 전사판(101)의 흡착 및 전사판의 부상을 함과 함께, 그들 관로의 수직부에는, 슬라이드 가능한 실 부(122)를 마련하여, 관로의 수직부를 약간 상하 활주 가능하게 함에 의해, 전사판 홀더(103)의 지지 기구를 구성하고 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 빈곳(123)의 존재에 의해 압기 저장부가 형성되기 때문에, 이들 외주를 둘러싸는 압기 저장부에 의해, 전사판(101)과 피전사면(102a) 사이의 기압이 높아져서, 전사판(101)의 부상 작용을 효율적으로 실현하는 것이 가능하게 된다. 더하여, 관로(118, 120)를 통하여 평면으로 보아 4개소에서 전사판 홀더(103)를 수평 자세로 유지하기 때문에, 별도 수평 자세를 유지하기 위한 기구가 불필요하게 되어, 구성이 간소화되고 비용 저감을 가능하게 하는 이점이 있다.

최후로, 본 발명이 적용된 배선 패턴 수복 장치의 주요부(레이저 전사 유닛(100))에 관한 보다 구체적인 외관 사시도가 도 18에 도시되어 있다. 배선 패턴 수복 장치(「레이저 리페어 장치」라고도 칭하여진다)는, 수복 대상이 되는 액정 표시 디바이스나 플라즈마 표시 디바이스 등을 회로 패턴면을 위로 향하게 하여 재치하기 위한 스테이지(도시 생략)와, 이 스테이지의 상방에서, 수평면 내의 임의의 XY좌표에 위치 결정 가능하게 된 XY위치 결정 기구(도시 생략)와, 이 XY위치 결정 기구에 의해 매달아 지지되는 레이저 전사 유닛(100)을 포함하여 구성되어 있다.

레이저 전사 유닛(100)은, 상술한 XY위치 결정 기구에 의해 스테이지상 매달 아 지지되는 유닛 기계틀(도시 생략)과, 유닛 기계틀에 대해 부착되는 3차원 위치 결정 기구(2)와, 3차원 위치 결정 기구(2)에 의해 위치 결정되는 전사 헤드(1)와, 유닛 기계틀에 대해 승강 자유롭게 부착되는 레이저 조사 광학계(3)를 포함하여 구성되어 있다.

3차원 위치 결정 기구(2)는, X방향 구동부(21)와, X방향 구동부(21)를 지지하는 Y방향 구동부(22)와, Y방향 구동부(22)를 지지하는 Z방향 구동부(23)를 포함하고 있고, 전사판 홀더를 지지하는 전사 헤드(1)는 X방향 구동부(21)에 부착되어 있다.

레이저 조사 광학계(3)는, 도시하지 않은 상부 레이저원으로부터 도래한1 레이저 빔(4)을 입사구(37)로부터 도입함과 함께, 그 빔 단면(斷面)을 정형(整形)하여, 수복 대상이 되는 회로 패턴의 선폭 대응의 가늘로 긴 직사각형형상 빔 단면을 형성하는 빔 정형 기구(34)와, 빔 정형 기구(34)에 의해 정형된 레이저 빔을 수직 하향으로 빔 분리기(31)에 안내하는 레이저 조사용 광로(C2)와, 빔 분리기(31)에서 분리된 촬영광을 수평 방향으로 전자 카메라(37)측에 안내하는 촬영용 광로(C3)와, 레이저 조사용 광로(C2)를 통하여 도래하는 레이저 빔을 수직 하향으로 대물 렌즈(32)에 안내함과 함께, 대물 렌즈(32)로부터 도래하는 촬영광을 수직 상향으로 빔 분리기(31)에 안내하는 공용 광로(C1)를 포함하고 있다. 또한, 35는 카메라의 시야를 조명하기 위한 LED 조명기이다.

환언하면, 레이저 조사 광학계(3)는, 수직한 레이저 조사용 광로(C2)와, 수평한 촬영용 광로(C3)와, 그들의 광로를 결합 일체화하는 수직한 공용(共用) 광 로(C1)를 갖는 동축(同軸) 낙사형(落射型) 광학계를 구성하고 있다.

대물 렌즈(32)로부터 수직 하향으로 출사되는 레이저 빔은, 대물 렌즈(32)의 집광 작용에 의해, 출사광로상의 소정 거리에서 집광되어 집광점(集光点)이 생긴다. 레이저 조사에 의한 박막 전사 처리는, 이 출사광로상의 소정 거리에 생기는 레이저 집광점에서 행하여진다.

한편, 전자 카메라(37)는, 항상, 이 레이저 집광점에 위치하는 물체에 핀트가 맞도록 핀트 맞춤이 행하여지고 있다. 더하여, 전자 카메라(37)에는, 영상 신호에 의거하여 핀트가 맞은 상태인지의 여부를 외부로 판정 출력하는 기능이 내장되어 있다. 레이저 조사 광학계(3)의 전체는, 도시하지 않은 볼나사 기구와 구동 모터의 작용에 의해, Z방향 가이드 레일(38)에 따라 임의 거리만큼 수직 방향으로 상하이동 가능하게 되어 있다.

따라서, 레이저 조사 광학계(3)의 전체를 상승 또는 하강시키면서, 전자 카메라(37)의 핀트 판정 출력을 감시하면, 레이저 조사 대상물에 집광점이 일치하고 있는지의 여부를 알 수 있다. 또한, 어떤 기준 높이로부터의 강하 거리를 계측하면서, 전자 카메라(37)의 핀트 판정 출력을 감시하면, 핀트가 맞은 때까지의 강하 거리 계 측치에 의거하여, 기준 높이로부터 그 레이저 조사 대상물까지의 강하 거리를 알 수 있다. 후술하는 바와 같이, 이 실시 형태에서는, 상술한 레이저 조사 광학계(3)의 작용을 이용함으로써, 전사판의 높이 방향 위치 결정 제어를 실현하고 있다.

또한, 도 18에서, 36은 복수의 대물 렌즈를 원주상에 지지하는 회전 디스크, 33은 회전 디스크(32)의 회전 각도 제어에 사용되는 로터리 인코더이고, 이들에 의해 대물 렌즈의 자동 교환을 가능하게 하고 있다.

전사 헤드의 외관 사시도가 도 19에, 동 분해 사시도가 도 20에, 상하 반전 상태의 외관 사시도가 도 21에, 동 평면도가 도 22에 각각 도시되어 있다.

그들의 도면으로부터 분명한 바와 같이, 전사 헤드(1)는, 전사 헤드 기체(11)를 주체로 하여 구성되어 있다. 이 전사 헤드 기체(11)는, X방향 구동부(21)에 대해 마련하기 위한 부착부(11a)와, 전사판 홀더(13)를 지지하기 위한 지지부(11b)를 갖고 있다.

지지부(11b)의 중앙에는 빈곳(11c)이 형성되고, 이 빈곳(11c) 내에 홀더(13)가 수용된다. 홀더(13)를 빈곳(11c) 내에 지지하기 위해서는, 이 예에서는, 판스프링(12)이 사용된다. 판스프링(12)은 개략 정방형상을 가지며, 그 중앙에는 개구(12a)가 형성됨과 함께, 개구(12a)의 외주에는 타발구멍(12b, 12c) 및 나사구멍(12d, 12e)이 형성되어 있다. 이들의 타발구멍(12b, 12c)에 의해 국부적인 스프링성이 부여된 것은 당업자라면 용이하게 이해될 것이다.

판스프링(12)과 홀더(13)의 결합은, 판스프링(12)측의 나사구멍(12e)과 홀더(13)측의 나사구멍(13b)을 통하여 행하여진다. 또한, 판스프링(12)과 지지부(11b)의 결합은, 판스프링(12)측의 나사구멍(12d)과 지지부(11b)측의 나사구멍(12d)을 통하여 행하여진다.

이로써, 홀더(13)는, 빈곳(11c) 내에서 수평 방향으로의 이동이 규제되면서 상하 방향으로의 이동에 관해서는 판스프링(12)의 탄성 범위 내에서 허용되도록 구 성되어 있다.

홀더(13)의 외주면상의 2개소에는, 압기 입구구멍(도시 생략)이 마련되고, 그 하면에는 전사판상의 압기 분사구멍과 정합시켜서 복수의 압기 출구구멍이 고리형상으로 정렬 배치되어 있다. 이들 입구구멍과 출구구멍 사이에는 링형상의 내부 통로가 형성되어 있다. 커넥터(15e, 15f)는, 홀더(13)측의 압기 입구에 고정되어 있다.

지지부(11b)에 마련된 빈곳(11c)의 내주면에는, 2개의 커넥터(15c, 15d)가 고정되고, 지지부(11b)의 외주면에는 2개의 커넥터(15a, 15b)가 고정되어 있다. 여기서, 커넥터(15a)와 커넥터(15c)가 연통하고, 커넥터(15b)와 커넥터(15d)가 연통한다. 커넥터(15e)와 커넥터(15c)는 가요성 튜브(16a)를 통하여 연결되고, 커넥터(15f)와 커넥터(15d)란 마찬가지로 가요성 튜브(16b)를 통하여 연결된다. 커넥터(15a)와 커넥터(15b)에는 각각 튜브 접속용의 플러그가 형성되어 있기 때문에, 여기에 가요성 튜브를 삽입함에 의해, 지지부(11b)로부터 홀더(13)의 내부로 압기를 공급하는 것이 가능하게 된다.

홀더(13)의 중앙부에는 전사창(13a)이 개구되어 있고, 이 전사창(13a)으로부터 하면측에 지지된 전사판(14)이 노출된다. 이 예에서는, 전사판(14)은 홀더(13)의 하면에 접착제로 고정된다. 전사판(14)의 이면(裏面)에는, 원주에 따라 적당한 간격으로 복수개의 분사구(14a)가 배열되어 있다. 커넥터(15a, 15b)로부터 압기를 공급하면, 이 공급된 압기는, 전사판(14) 이면측의 분사구(14a)로부터 전사 대상물을 향하여 분사된다. 이로써, 전사판(14)은 홀더(13)와 함께 부상한다.

이상의 구성으로 이루어지는 배선 패턴 수복 장치에 의해, 수복 작업을 행하는 경우에는, 우선, 도시하지 않은 XY위치 결정 기구를 작동하여, 레이저 전사 유닛(100)에 포함되는 대물 렌즈(32)를 리페어 부분의 바로위에 위치 결정한다. 이 위치 결정에는, 리페어 개소의 XY좌표와 대물 렌즈(32)의 광축의 XY좌표에 의거한 오픈루프의 위치 결정 제어, 및, 전자 카메라(37)의 영상을 화상 처리하여 얻어지는 리페어 부분의 위치와 전자 카메라 시야 내의 기준점의 거리를 계측하면서 행하는 서보 루프의 위치 결정 제어가 병용된다.

리페어 부분의 바로위에 대물 렌즈(32)의 광축이 위치 결정되었으면, 다음에, 3차원 위치 결정 기구(2)를 작동하여, 대물 렌즈(32)의 광축을 가리는 겹치는 위치로부터 동 광축을 가리지 않는 대피 위치로 전사 헤드(1)를 대피시킨 후, 레이저 조사 광학계(3k) 전체를 강하시키면서, 전자 카메라(37)의 핀트 판정 출력을 감시하고, 핀트가 맞은 시점까지의 강하 거리로부터, 소정의 기준 높이로부터 리페어 대상물 윗면까지의 거리(A)를 취득한다.

다음에, 3차원 위치 결정 기구를 재차 작동하여, 대물 렌즈(32)의 광축을 가리지 않는 대피 위치로부터 대물 렌즈(32)의 광축을 가리는 겹치는 위치로 전사 헤드(1)를 복귀시킨 후, 방금전과 마찬가지로 하여, 레이저 조사 광학계(3)의 전체를 강하시키면서, 전자 카메라(37)의 핀트 판정 출력을 감시하고, 핀트가 맞은 시점까지의 강하 거리로부터, 소정의 기준 높이로부터 리페어 대상물 윗면까지의 거리(B)를 취득한다.

다음에, 거리(A)와 거리(B)에 의거하여, 전사판과 리페어 대상물의 거 리(X){(A)-(B)}를 산출한 후, 리페어 대상물 표면부터의 전사판(101)까지의 높이(H1 : 약 5㎜ 정도)를 제 1의 목표 높이로 하여, 그때까지의 강하 거리(X-H1)만큼 전사 헤드 기체(104)를 오픈루프 제어로 강하시킨다. 강하 거리(X-H1)만큼 전사 헤드 기체(104)를 오픈루프 제어로 강하시켰으면, 계속해서, 리페어 대상물 표면부터의 전사판(101)까지의 높이(H2 : 약 100㎛ 정도)를 제 2의 목표 높이로 하여, 그때까지의 강하 거리(X-H1-H2)만큼 전사 헤드 기체(104)를 오픈루프 제어로 강하시킨다.

이 때, 제 2의 목표 높이(H2)는, 압기 분사에 의한 자력 부상 작용이 작동하기 시작하는 높이 영역 내에 설정되어 있기 때문에, 전사 헤드 기체(104)가 제 2의 목표 높이(H2)까지 강하하는 도중에, 전사판 홀더(103)는 전사 헤드 기체(104)에 대해 자력 부상한다. 그 때문에, 제 1 및 제 2의 목표 높이에 접근하기 위한 오픈루프 제어에 다소의 오차가 있거나, 리페어 대상물측의 이유로 표면 높이가 변동하거나 하여도, 전사 헤드(1)가 강하하는 과정에서, 전사판(101)이 리페어 대상물에 충돌하여 표면을 파괴하는 등의 우려를 확실하게 회피할 수 있고, 전사판(101)과 리페어 대상물의 거리는, 압기 분사에 의한 자력 부상 작용에 의해, 압기의 압력 내지 유량을 적절하게 설정함으로써, 최적 범위(예를 들면, 5 내지 20㎛)로 유지되게 된다.

그 후, 도시하지 않은 레이저원을 구동함에 의해, 레이저 빔을 원숏 조사하면, 조사 스폿(예를 들면 라인형상)에 대응하는 전사재료의 박막이 리페어 대상 부분으로 전사되고, 필요하면, 그 근접 거리를 유지한 채로 전사 헤드(1)를 소정 피 치 수평 방향으로 시프트시키고는, 이상의 원숏 조사를 복수회 반복한다.

그러면, 수복 대상 개소에는, 전사재료의 박막이 복수층 적층되어, 필요한 적층 두께를 얻을 수 있다. 이 수평 방향으로의 시프트중에서는, 질소 가스 등의 압기의 분사가 행하여지고 있기 때문에, 전사 개소의 냉각 작용과 간극 유지 작용이 동시에 이루어지고, 전사판이 생각지 않게 수복 대상물에 충돌하여 이것을 파괴시킨다는 사태를 미연에 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 전사 헤드(1)에 의하면, 압기를 분사함에 의해, 전사판(101)과 전사 대상물의 거리를 대향시켜서 소정의 미세 거리로 유지할 수 있기 때문에, Z방향 구동부(23)를 통한 전기적인 제어에 관해서는 전사판이 전사 대상물까지 어느 정도 근접하기 까지의 대강의 제어를 하는 것만으로 좋고, 이후는 기체의 분사에 의한 대향시켜서의 부상 작용이 작용하여, 전사판을 안전하게 전사 대상물에 근접시킬 수 있기 때문에, 수복 대상이 되는 표시 디바이스 등의 위에 다수의 결함 개소가 존재하는 경우에도, 그들의 개소에 순차적으로 고속으로 이동하고는, 전사 헤드(1)를 강하시키는 처리를 고속으로 반복할 수 있어서, 이런 종류의 작업의 택트 타임을 대폭적으로 단축할 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 의하면, 레이저 리페어 장치로 대표되는 이런 종류의 레이저 전사 장치에 있어서, 전사재료의 박막과 전사 대상물의 거리를 항상 미크론 오더(예를 들면, 5 내지 20㎛)로 유지하는 것이 가능하게 하는 이점이 있다.

도 1은 제 1 실시 형태의 구성도.

도 2는 제 1 실시 형태의 배관 계통의 설명도.

도 3은 제 2 실시 형태의 구성도.

도 4는 제 2 실시 형태의 배관 계통의 설명도.

도 5는 제 3 실시 형태의 구성도.

도 6은 제 4 실시 형태의 구성도.

도 7은 제 5 실시 형태의 구성도.

도 8은 제 5 실시 형태의 배관 계통의 설명도.

도 9는 제 6 실시 형태의 구성도.

도 10은 제 7 실시 형태의 구성도.

도 11은 제 8 실시 형태의 구성도.

도 12는 제 9 실시 형태의 구성도.

도 13은 제 10 실시 형태의 구성도.

도 14는 제 11 실시 형태의 구성도.

도 15는 제 12 실시 형태의 구성도.

도 16은 제 13 실시 형태의 구성도.

도 17은 제 14 실시 형태의 구성도.

도 18은 본 발명이 적용된 배선 패턴 수복 장치의 외관 사시도.

도 19는 전사 헤드의 외관 사시도.

도 20은 전사 헤드의 분해 사시도.

도 21은 전사 헤드의 상하 반전 상태의 외관 사시도.

도 22는 전사 헤드의 평면도.

도 23은 본 발명의 전제가 되는 레이저 전사법의 설명도.

Claims (20)

1. 레이저 투과성을 갖는 판형상 소편의 대물면에 전사재 박막을 피착시켜서 이루어지는 전사판을, 양자 사이에 미세한 거의 일정 간극이 유지되도록 하여, 전사 대상물의 거의 수평한 피전사면에 전사재 박막을 대면시킨 상태에서 지지하기 위한 레이저 전사 장치의 전사 헤드로서,

   하면에는 상기 전사판이 지지되고, 또한 윗면측으로 상기 전사판을 노출시키는 전사창이 개구된 전사판 홀더와,

   상기 전사판 홀더 수용용의 빈곳을 갖음과 함께, 수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체와,

   상기 전사 헤드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳 내에 수용된 전사판 홀더를, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상하이동 가능하면서 수평이동 불가능하게 지지하는 홀더 지지 기구와,

   상기 전사판 홀더의 하방으로 압기를 분사함에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상시키는 전사판 부상 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 홀더 지지 기구가,

   상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주연부를 고정단, 상기 전사판 홀더 수용 용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주연부를 자유단으로 하여, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상기 전사판 홀더가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 지지하는 판스프링에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 홀더 지지 기구가,

   상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면과 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주면 사이에 개재되어, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상기 전사판 홀더가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 지지하는 강구 가이드에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 홀더 지지 기구가,

   상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면과 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주면 사이에 개재되어, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상기 전사판 홀더가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 탄성적으로 가압 지지하는 압축스프링에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 홀더 지지 기구가,

   상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면과 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주면 사이에 개재되어, 상기 전사 헤드 기체에 대해 상기 전사판 홀더가 상하이동 가능하게 되도록 양자 사이를 활주 가능하게 지지하는 수지 축받이에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 홀더 지지 기구가,

   상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면의 내경과 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용된 전사판 홀더의 외주면의 외경을 거의 같은 지름으로 하여, 양자를 상하 활주 자유롭게 감합 지지하는 커플러 구조에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 홀더 지지 기구가,

   상기 전사판 홀더 수용 빈곳의 내주면에, 둘레 방향에 적당한 거리를 띠워서 배치된 복수개의 압기 분사 노즐과,

   상기 전사판 홀더 수용용 빈곳에 수용되는 전사판 홀더의 외주면에 마련되고, 상기 복수개의 압기 분사 노즐로부터 분사되는 압기를 받아들이는 고리형상 홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 전사판 부상 수단이,

   소정의 압기원으로부터의 압기를 상기 전사판 홀더의 압기 입구구멍으로 공급하기 위한 압기 공급 수단과,

   상기 전사판 홀더의 압기 입구구멍과 상기 전사판 홀더 하면의 복수의 압기 출구구멍을 연통하는 홀더 내 압기 통로와,

   상기 전사판상에 있어서, 상기 전사판 홀더 하면의 복수의 압기 출구구멍과 위치 정합하는 복수의 압기 분사구멍으로 이루어지고,

   그것에 의해, 상기 압기원으로부터의 압기를, 상기 홀더 내 압기 통로를 경유하여, 상기 전사판의 상기 압기 분사구멍을 통하여 전사판 홀더의 하방으로 분사함에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상시키는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 압기 공급 수단이,

   상기 압기원과 상기 전사판 홀더의 압기 입구구멍 사이를 연결하는 가요성 튜브인 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 압기 공급 수단이,

    상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주면에 있어서, 상기 전사판 홀더의 외주면에 위치하는 압기 입구구멍으로 압기를 비접촉으로 도입하는 압기 분사 노즐인 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 전사판 부상 수단이,

    상기 전사 헤드 기체의 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주연부 하면에 있어서, 압기원으로부터의 압기를 분사하는 복수의 압기 분사구멍을 가지며,

    그것에 의해, 상기 전사 헤드 기체의 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주연부 하면의 상기 압기 분사구멍으로부터 상기 전사판 홀더의 하방으로 분사함에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상시키는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 전사 헤드 기체의 상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주연부 윗면에 있어서, 압기원으로부터의 압기를 분사하는 복수의 압기 분사구멍을 가지며,

    그것에 의해, 상기 압기원으로부터의 압기를, 상기 전사판 홀더 외주로부터 반경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 플랜지부의 하면으로 분사함에 의해, 상기 전사판 홀더의 부상 작용을 보조하는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
13. 제 11항에 있어서,

    상기 전사판 홀더의 하면에는, 상기 전사판 홀더의 외주에 따라 하방으로 수하하는 고리형상 돌조가 형성되어 있고,

    그것에 의해 상기 전사판 홀더의 하면에 지지되는 전사판의 외주면과 상기 고리형상 돌조의 내주면 사이에는 압기 저장부로서 기능하는 빈곳이 출현하는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
14. 제 1항에 있어서,

    상기 홀더 지지 기구가,

    윗면 개구가 투명 창판으로 막히고, 하면 개구가 개방되고, 또한 하면 개구의 내주연부에는 피스톤 빠짐방지용의 고리형상 단부가 형성된 실린더 부재의 내부에, 피스톤으로서 기능하면서 하면에서 전사판을 지지하는 전사판 홀더를 상하 활주 자유롭게 수용함으로써 구성되고, 또한

    상기 전사판 부상 수단이,

    상기 실린더 부재의 챔버 내로 압기를 도입함과 함께, 이 압기를 상기 피스톤 부재로서 기능하는 전사판 홀더와 전사판과의 적층체를 상하로 관통하여, 전사판의 하면으로부터 분사시킴으로써 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
15. 레이저 투과성을 갖는 판형상 소편의 대물면에 전사재 박막을 피착시켜서 이 루어지는 전사판을, 양자 사이에 미세한 거의 일정 간극이 유지되도록 하여, 전사 대상물의 거의 수평한 피전사면에 전사재 박막을 대면시킨 상태에서 지지하기 위한 레이저 전사 장치의 전사 헤드로서,

    하면에는 상기 전사판이 지지되고, 또한 윗면측으로 상기 전사판을 노출시키는 전사창이 개구된 전사판 홀더와,

    상기 전사판 홀더 수용용의 빈곳을 갖음과 함께, 수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체를 가지며,

    상기 전사 헤드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳의 내주면에는, 상기 빈곳의 안쪽으로 비스듬히 하향으로 지향된 흡인과 분사에 겸용되는 노즐이 둘레 방향으로 적당한 거리를 띠워서 복수 배치되어 있고,

    상기 전사 헤드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳 내에 수용된 전사판 홀더의 내부에는, 상기 전사판 홀더 외주면에 배치된 기체 출입 겸용 구멍과 상기 전사판 홀더 하면에 배치된 기체 출입 겸용 구멍 사이를 연통하는 비스듬히 하향의 압기 통로가 형성되어 있고, 또한

    상기 전사 헤드 기체측의 복수의 노즐의 각각을 흡인 노즐로서 작용시킴에 의해, 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다, 상기 전사 헤드 기체에 흡착시키는 흡착 모드의 동작과,

    상기 전사 헤드 기체측의 복수의 노즐의 각각을 분사 노즐로서 작용시킴에 의해, 그들 노즐의 각각으로부터 분사되는 압기를 상기 전사판 홀더 외주면의 기체 출입 겸용 구멍의 각각으로 도입함에 의해, 상기 전사판의 하면측으로부터 압기를 분사함으로써, 상기 전사판을 부상시키는 부상 모드의 동작을 가지며,

    상기 흡착 모드로부터 부상 모드로의 전환, 및 상기 부상 모드로부터 상기 흡착 모드로의 전환을 순식간에 행함에 의해, 상기 전사판을 낙하시키는 일 없이, 양 모드 사이를 이행 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드 제어 방법.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 전사판을 상기 전사판 홀더에 지지시키기 위한 수단으로서는, 접착제가 채용되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드의 제어 방법.
17. 레이저 투과성을 갖는 판형상 소편의 대물면에 전사재 박막을 피착시켜서 이루어지는 전사판을, 양자 사이에 미세한 거의 일정 간극이 유지되도록 하여, 전사 대상물의 거의 수평한 피전사면에 전사재 박막을 대면시킨 상태에서 지지하기 위한 레이저 전사 장치의 전사 헤드로서,

    수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체와,

    전사판을 갖음과 함께,

    상기 전사 헤드 기체측에는, 전사판측으로 돌출하고, 흡인과 분사에 겸용되는 복수의 노즐이 마련됨과 함께,

    상기 전사판측에는, 상기 복수의 노즐과 위치 정합하여 배치되고, 또한 노즐의 선단 형상에 적합한 구멍형상을 갖는 복수의 관통구멍이 마련되고, 또한

    상기 전사 헤드 기체측의 복수의 노즐의 각각을 흡인 노즐로서 작용시킴에 의해, 그들 노즐의 각각을 상기 전사판측의 복수의 관통구멍에 감합시킴으로써, 상기 전사판을 상기 전사 헤드 기체에 흡착시키는 흡착 모드의 동작과,

    상기 전사 헤드 기체측의 복수의 노즐의 각각을 분사 노즐로서 작용시킴에 의해, 그들 노즐의 각각으로부터 분사되는 압기를 상기 전사판측의 대응하는 관통구멍의 각각으로 도입함에 의해, 상기 전사판의 하면측으로부터 압기를 분사함으로써, 상기 전사판을 부상시키는 부상 모드의 동작을 가지며,

    상기 흡착 모드로부터 부상 모드로의 전환, 및 상기 부상 모드로부터 상기 흡착 모드로의 전환을 순식간에 행함에 의해, 상기 전사판을 낙하시키는 일 없이, 양 모드 사이를 이행 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드 제어 방법.
18. 제 1항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전사판을 상기 전사판 홀더에 지지시키기 위한 수단으로서는, 접착제가 채용되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
19. 제 1항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전사판을 상기 전사판 홀더에 지지시키기 위한 수단으로서는, 진공 흡착 수단이 채용되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
20. 제 1항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전사판을 상기 전사판 홀더에 지지시키기 위한 수단으로서는, 커플링 기구가 채용되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.

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