KR20080092262A - 레이저 전사 장치의 전사 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 리페어 장치로 대표되는 이런 종류의 레이저 전사 장치에서, 전사재료의 박막과 전사 대상물의 거리를 항상 미크론 오더로 유지하는 것이 가능한 레이저 전사 장치의 전사 헤드를 제공하기 위한 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위한 해결 수단에 있어서, 하면에는 전사판이 지지되고, 또한 윗면측으로 전사판을 노출시키는 전사창이 개구된 전사판 홀더와, 전사판 홀더 수용용의 빈곳을 갖음과 함께 수평 방향 및 수직 방향에서의 위치 기준을 주는 전사 헤드 기체와, 전사 헤드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳 내에 수용된 전사판 홀더를 전사 헤드 기체에 대해 상하이동 가능하면서 수평이동 불가능하게 지지하는 홀더 지지 기구와, 전사판 홀더의 하방으로 압기 분사구멍으로부터 압기를 분사함에 의해, 피전사면에 대해 전사판을 전사판 홀더마다 부상시키는 전사판 부상 수단을 가지며, 또한 압기 분사구멍은 전사판의 외주를 둘러싸도록 전사판 홀더의 하면에 배치되어 있다.

레이저 전사 장치의 전사 헤드

Description

레이저 전사 장치의 전사 헤드{TRANSFER HEAD OF LASER TRANSFERING 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 이용한 레이저 리페어 장치는, 레이저에 의한 화학기상성장법을 이용하는 것으로서, 구체적으로는, 레이저를 원료 가스중에 놓여진 기판에 조사하고, 레이저 조사면에서의 원료 가스의 화학·물리 반응을 촉진함에 의해, 기판상의 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 없는 것에 더하여, 레이저 조사면에서의 원료 가스의 화학·물리 반응을 이용하기 때문에, 수 복 속도가 느리다는 문제점이 지적되어 있다.

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

이 레이저 전사법을 이용하는 레이저 리페어 장치의 원리가 도 11에 도시되어 있다. 도면에서, a는 석영유리판, 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, 석영유리판(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, 대물면(對物面)에 수복 재료의 박막(b)을 갖는 석영유리판(a)을 거리(L)를 띠워서 대향시키고, 동 도 (b)에 도시되는 바와 같이, 렌즈(e)를 통하여 레이저 빔(f)를 소정의 스폿형상으로 조여서, 조사한다. 그러면, 동 도 (c)에 도시되는 바와 같이, 레이저 빔(f)이 조사된 박막 부분(b')이 비산되어, 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 1μ 내지 20μ 정도가 된다.

특허 문헌 1 : 일본국 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, 1 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, 표면과의 거리를 항상 미크론 오더(예를 들면 1 내지 20㎛)로 유지하는 것은, 서보 모터, 리니어 모터 등을 이용한 통상의 서보 제어 기술에서는 곤란하게 된다.

더하여, 이런 종류의 리페어 대상물(표시 디바이스 등)은 전기·자기적인 영향을 받기 쉽기 때문에, 정전기나 자기를 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 대표된 이런 종류의 레이저 전사 장치에서, 전사재료인 박막과 전사 대상물의 거리를 항상 미크론 오더(예를 들면, 1 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 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 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, 상기 전사판 부상 수단은, 상기 전사판 홀더의 하방으로 압기를 분사하기 위해 복수의 압기 분사구멍을 갖음과 함께, 그들의 압기 분사구멍은, 상기 전사판의 외주를 둘러싸도록 하여, 상기 전사판 홀더의 하면에 배치되는 것이다.

여기서, 『압기』로서는, 리페어 대상물의 성질에 응하여 다양한 종류의 기체를 채용할 수 있다. 리페어 대상물이 회로 패턴 등의 산화를 싫어한 것인 경우에는, 압기의 종류로서는 불활성 가스(예를 들면, 질소 가스 등)를 채용할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 전사 대상물의 피전사면과 전사판의 거리를 미세한 값으로 유지하기 위한 제어는, 서보 모터, 리니어 모터 등을 사용한 전기적 서보 제어에 의하는 것이 아니라, 전사판 홀더와 피전사면 사이에 불어넣어지는(吹入) 압기를 통하여 행하여지는 것이기 때문에, 전사판 홀더에 설치된 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 쇼트분의 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 거칠음이나 응답 속도의 지연 때문에, 전사판이 리페어 대상물과 충돌할 우려가 높음에 대해, 본 발명과 같이, 항상 리페어 대상물과 전사판 또는 전사판 홀더 사이에 불어넣어진 압 기에 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 대상물과의 거리를 계측하면서, 리페어 대상물에 전사판에 주의 깊게 접근시켜야 하여서, 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 없어지고, 택트 타임을 단축하는 것이 가능해진다.

또한, 전사판 홀더의 하방으로 압기를 분사하기 위한 압기 분사구멍을 전사판 홀더의 하면에 전사판의 외주를 둘러싸도록 마련함으로써, 전사판 자체에 압기 분사구멍을 마련한 경우보다도 압기가 전사판과 전사 대상물 사이에 들어가기 어렵게 되어, 전사판으로부터 레이저 빔에 박막을 날릴 때에 압기의 영향을 받기 어렵게 된다.

상술한 본 발명에 있어서, 상기 전사판 홀더 하면에서의 압기 분사구멍렬(列)과 전사판 외주연부 사이에는, 압기 분사구멍렬로부터 분사되는 압기를 전사판 홀더의 윗면측으로 도피시키기 위한 압기 도피구멍을 마련할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 압기 분사구멍렬과 전사판 외주연부 사이에 압기 분사구멍렬로부터 분사되는 압기를 전사판 홀더의 윗면측으로 도피시키기 위한 압기 도피구멍이 마련됨에 의해, 압기 분사구멍으로부터 분사된 압기가 압기 도피구멍으로 도피되게 되고, 전사판으로부터 레이저 빔에 박막을 날릴 때에 압기에 의한 영향을 보다 받기 어렵게 된다.

다음에, 상술한 발명에 있어서, 상기 전사판 홀더의 하면과 상기 전사 대상물의 피전사면 사이에 불어넣어지는 압기에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상시키는 전사판 부상 수단으로서는, 이하의 구성을 채용할 수 있다.

즉, 상기 전사판 부상 기구의 한 예로서는, 소정의 압기원으로부터의 압기를 상기 전사판 홀더의 압기 입구구멍으로 공급하기 위한 압기 공급 수단과, 상기 전사판 홀더의 압기 입구구멍과 상기 전사판 홀더 하면의 복수의 압기 분출구멍을 연통하는 홀더 내 압기 통로와, 그것에 의해, 상기 압기원으로부터의 압기를, 상기 홀더 내 압기 통로를 경유하여, 상기 전사판의 상기 압기 분사구멍으로부터, 상기 전사판 홀더와 상기 전사 대상물의 피전사면 사이에 불어넣음에 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 분출되기 때문에, 전사판 홀더에 설치된 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 위치하 는 압기 입구구멍으로 압기를 불어넣는 압기 분사 노즐이라도 좋다.

가요성 튜브를 이용한 경우에는, 그다지 높은 압력으로 하지 않고도, 필요한 압기를 확실하게 전사판 홀더의 하면에서 취출(吹出)시킬 수 있다. 한편, 압기 분사 노즐로 하면, 전사판 홀더에 가요성 튜브를 결합하는 것이 불필요하게 되고, 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 분출되는 압기를, 상기 전사판 홀더와 상기 피전사 대상물의 피전사면 사이에 불어넣음에 의해, 상기 피전사면에 대해 상기 전사판을 상기 전사판 홀더마다 부상시키도록 구성할 수도 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 압기를 전사 헤드 기체측으로부터 전사판 홀더측으로 공급한 필요가 없기 때문에, 전사판 홀더는 가요성 튜브에 구속되는 일 없이 자유롭게 상하이동하는 것이 가능해지고, 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 하면에 분사함에 의해, 상기 전사판 홀더의 부상 작용을 보조하도록 하여도 좋다.

이와 같은 구성에 의하면, 실질적인 전사판의 중량이 경량화되기 때문에, 전사판 홀더와 피전사면 사이의 기압(氣壓) 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 돌조(突條)를 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 전사판 홀더와 피전사면 사이에 의해 한층 스무스하게 불어넣는 것이 가능해진다.

다음에, 상술한 본 발명에 있어서, 상기 전사 헤드 기체의 전사판 홀더 수용용의 빈곳 내에 수용된 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 판스프링에 의해 구성할 수 있다.

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

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 준하여, 스무스한 전사판 홀더의 승강이동을 실현할 수 있고, 전사판과 피전사면 사이의 기압에 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 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.

이상 기술한 일련의 발명에 있어서, 상기 전사판을 상기 전사판 홀더에 지지시키는 수단으로서는, 접착제를 사용하거나, 진공흡착 수단을 사용하거나, 커플링 기구를 이용하거나 할 수 있다.

접착제를 사용하면, 박리의 수고는 필요한 것이지만, 별도 흡착 배관이나 커플링이 불필요하게 되는 이점이 있다. 한편, 진공 척 기구를 사용하면, 교환시의 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 값으로 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 쇼트분의 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, 정밀도가 거칠기나 응답 속도의 지연 때문에, 전사판이 리페어 대상물과 충돌할 우려가 높음에 대해, 본 발명과 같이, 항상 리페어 대상물과 전사판 또는 전사판 홀더 사이에 불어넣어지는 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 대상물과의 거리를 계측하면서, 리페어 대상물에 전사판에 주의 깊게 접근시켜야 하여서, 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 없어저서, 택트 타임을 단축하는 것이 가능해진다.

더하여, 전사판 홀더의 하방으로 압기를 분사하기 위한 압기 분사구멍을 전사판 홀더의 하면에 전사판의 외주를 둘러싸도록 마련함에 의해, 전사판 자체에 압기 분사구멍을 마련한 경우보다도 압기가 전사판과 전사 대상물 사이에 들어가기 어려워저서, 전사판으로부터 레이저 빔으로 박막을 날릴 때에 전사재료가 목표 위치에서 빗나가서 피착한다는 일이 일어나기 어렵게 된다. 또한 여기서, 압기 분사구멍렬과 전사판 외주연부 사이에 압기 분사구멍렬로부터 분사되는 압기를 전사판 홀더의 윗면측으로 도피시키기 위한 압기 도피구멍을 마련함에 의해, 압기 분사구멍으로부터 분사된 압기가 압기 도피구멍으로부터 도피되기 때문에, 전사시에 압기에 의한 영향을 보다 받기 어렵게 된다. 또한, 전사판에 분출구멍을 마련하지 않고 끝나기 때문에, 전사재를 염가로 공급할 수 있다.

이하에, 본 발명에 관한 레이저 전사 장치의 전사 헤드의 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 헤 드(1)는, 레이저 투과성을 갖는 판형상 소편(예를 들면, 석영유리의 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(상세한 것은 후술)와, 전사판 홀더(103)의 하방으로 압기(壓氣)(105)를 분사함에 의해, 피전사면(102a)에 대해 전사판(101)을 전사판 홀더(103)마다 부상시키는 전사판 부상 수단과, 압기(105)를 전사판 홀더(103) 상부로 도피시키는 압기 도피구멍(103c)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 판스프링(107)에 의해 구성되어 있다. 여기서 판스프링(107)에는 관찰용 창(107a)이 마련되어 있고, 관찰용 창(107a)은, 전사판(101)과 피전사 대상물(102)의 거리 측정, 피전사 대상물(102)상의 특정 개소에 의 레이저 빔 조사 등에 이용할 수가 있다. 이로써, 예를 들면 피전사 대상물(102)이 기판이고 기판상의 회로 패턴에 잉여 개소가 있는 경우에, 관찰용 창(107a)으로부터 잉여 부분에 레이저 빔을 조사하여 회로 패턴을 컷트하는 것도 가능해진다. 또한, 도면에서는, 판스프링(107)으로서, 가로가 긴 직사각형형상의 단순한 판편(板片)으로서 도시되어 있지만, 당업자에게는 용이하게 이해될 것이지만, 실제로는, 적당한 타발구멍 내지 오려낸 선이 복수 형성되어, 복수의 부분이 국부적으로 판스프링으로서의 작용을 달성하도록 구성되어 있다.

한편, 전사판 부상 수단으로서는, 소정의 압기원(壓氣源)(도시 생략)으로부터의 압기를 전사판 홀더(103)의 압기 입구구멍(103b)으로 공급하기 위한 압기 공급 수단으로서 기능하는 가요성 튜브(108)와, 전사판 홀더(103)의 압기 입구구멍(103b)과 전사판 홀더(103)의 하면의 복수의 압기 분사구멍(103e)을 연통하는 홀더 내 압기 통로(103d)로 구성되고, 그것에 의해, 압기원(도시 생략)으로부터의 압기를, 홀더 내 압기 통로(103d)를 거경유하여 압기 분사구멍(103e)으로부터 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, 접착제나 진공흡착 수단 등을 이용할 수 있다. 여기서 진공흡착 수단이란, 전사판 홀더(103)의 하면에 마련된 복수개의 흡인(吸引)구멍과 전사판 홀더(103)의 외주면에 마련된 흡인구멍을 연통시키는 홀더 내 흡인 통로를 마련하고, 진공원에 접속된 흡인 튜브에 의해 전사판 홀더(103)의 외주면에 마련된 흡인구멍으로부터 흡인을 행 하여, 전사판(101)을 흡착하도록 구성한 수단인 것이다.

이상의 구성에 의하면, 전사판 홀더(103)는, 판스프링(107)을 통하여 전사 헤드 기체(104)에 지지되고, 수평 방향으로의 이동은 규제되면서도, 수직 방향에 대해서는 자유롭게 이동이 가능해진다. 그 때문에, 복수의 압기 분사구멍(103e)으로부터 압기(105)가 분사되면, 전사판(101)과 피전사면(102a) 사이에는 압기에 의한 부상 작용에 의해 미세 거리(L)(1 내지 20㎛)가 유지된다. 따라서, 전사 헤드(1)의 전체를 전기적인 오픈루프 제어에 의해 예를 들면 100㎛ 정도의 거리까지 접근한 후, 복수의 압기 분사구(103e)로부터 압기(105)를 분사시킨 상태로 하면, 그대로 방치하였다고 하여도, 전사판(101)과 피전사면(102a)의 거리는 미세 거리(L)로 유지되어 전사판(101)이 피전사면(102a)에 충돌할 우려는 없다.

게다가, 압기 분사구멍(103e)과 전사판(101)의 외주연부 사이에, 압기 분사구멍렬로부터 분사되는 압기(105)를 전사판 홀더(103)의 윗면측으로 퇴피기(逃氣)(106)로서 도피시키기 위한 압기 도피구멍(103c)이 마련되어 있기 때문에, 압기(105)가 전사판(101)과 피전사 대상물(102) 사이로 들어가는 것을 방지하여, 피막 전사에의 영향을 막을 수 있다.

다음에, 본 발명에 관한 전사 헤드(1)의 제 2 실시 형태의 구성도가 도 2에 도시되어 있다. 또한, 도면에서, 제 1 실시 형태와 동일 구성 부분에 관해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 2 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(110)을 채용한 점에 있다.

이 제 2 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 6개소에서 압축스프링(110)을 통하여 압접(壓接)하면서 지지되게 된다. 그 때문에, 전사판 홀더(103)는 수평 방향으로의 이동이 규제된 상태에서 상하 방향으로 이동 자유롭게 된다.

다음에, 본 발명에 관한 전사 헤드의 제 3 실시 형태의 구성도가 도 3에 도시되어 있다. 또한, 동 도면에서, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태와 동일한 구성 부분에 관해서는 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(111)에 의해 구성되어 있는 점에 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 평면으로 보아 정사각형형상을 한 전사판 홀더(103)는, 전사 헤드 기체(104)에 형성된 정사각형형상의 전사판 홀더 수용용의 빈곳(104a) 내에 수용되고, 또한 그 4변을 6개의 강구 가이드(111)를 통하여 상하이동 자유롭게 지지된다.

그 때문에, 전사판(101)의 하면으로부터 압기(105)가 분사되면, 전사판(101)은 전사판 홀더(103)와 함께 강구 가이드(111)에 안내되면서 상하이동하여, 전사판(101)과 피전사면(102a) 사이의 거리(L)가 미크론 오더(예를 들면, 1 내지 20㎛) 정도로 유지되게 된다.

본 발명에 관한 전사 헤드의 제 4 실시 형태의 구성도가 도 4에 도시되어 있다. 이 제 4 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 관해서는 같은 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

이 제 4 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(101)과 피전사면(102a)의 거리(L)는 미크론 오더로 유지되게 된다.

다음에, 본 발명이 적용된 배선 패턴 수복 장치의 주요부(레이저 전사 유닛(100))에 관한 보다 구체적인 외관 사시도가 도 5에 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 재 치하기 위한 스테이지(도시 생략)와, 이 스테이지의 상방에서, 수평면 내의 임의의 XY좌표로 위치 결정 가능하게 된 XY위치 결정 기구(도시 생략)와, 이 XY위치 결정 기구에 의해 매달아 지지된 레이저 전사 유닛(100)을 포함하여 구성되어 있다.

레이저 전사 유닛(100)은, 상술한 XY위치 결정 기구에 의해 스테이지상에 매달아 지지되는 유닛 기계틀(도시 생략)과, 유닛 기계틀에 대해 부착되는 3차원 위치 결정 기구(2)와, 3차원 위치 결정 기구(2)에 의해 위치 결정된 전사 헤드(1)와, 유닛 기계틀에 대해 승강 자유롭게 부착된 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 도래하는 레이저 빔(4)를 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)로 안내하는 레이저 조사용 광로(C2)와, 빔 분리기(31)에서 분리된 촬영광을 수평 방향으로 전자 카메라(37)측으로 안내하는 촬영용 광로(C3)와, 레이저 조사용 광로(C2)를 통하여 도래하는 레이저 빔을 수직 하향으로 대물 렌즈(32)로 안내함과 함께, 대물 렌즈(32)로부터 도래하는 촬영광을 수직 상 향으로 빔 분리기(31)로 안내하는 공용(共用) 광로(C1)을 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)과, 그들의 광로를 결합 일체화하는 수직한 공용 광로(C1)를 갖는 동축 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 집광점이 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 합치하고 있는지의 여부를 알 수 있다. 또한, 어떤 기준 높이로부터의 강하 거리를 계측하면서, 전자 카메라(37)의 핀트 판정 출력을 감시하면, 핀트가 맞을 때까지의 강하 거리 계 측치에 의거하여, 기준 높이로부터 그 레이저 조사 대상물까지의 강하 거리 를 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 5에서, 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 6에, 동 분해 사시도가 도 7에, 상하 반전 상태의 외관 사시도가 도 8에, 동 평면도(판스프링 부착 상태)가 도 9에, 동 평면도(판스프링 분리 상태)가 도 10에 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)을 지지하기 위한 지지부(11b)를 갖고 있다.

지지부(11b)의 중앙에는 빈곳(11c)이 형성되고, 이 빈곳(11c) 내에 홀더(13)이 수용된다. 홀더(13)을 빈곳(11c) 내에 지지하기 위해서는, 이 예에서는, 판스프링(12)이 사용된다. 판스프링(12)은 개략 정사각형형상을 가지며, 그 중앙에는 개구(12a)가 형성됨과 함께, 개구(12a)의 외주에는 타발구멍(12b, 12c), 나사구멍(12d, 12e), 및 압기 도피구멍(12f)이 형성되어 있다. 이들의 타발구멍(12b, 12c)에 의해 국부적인 스프링성이 부여되는 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 구성되어 있다.

홀더(13)의 외주면상의 2개소에는, 압기 입구구멍(도시 생략)이 마련되고, 그 하면에는 전사판형상의 압기 분사구멍과 정합시켜서 복수의 압기 출구구멍이 고리형상으로 정렬 배치되어 있다. 이들 입구구멍과 출구구멍 사이에는 링형상의 내부 통로가 형성되어 있다. 또한, 홀더(13)에는 윗면부터 하면으로 관통하는 압기 도피구멍(13c)이 마련되어 있고, 판스프링(12)와 홀더(13)가 결합한 때에, 판스프링의 압기 도피구멍(12f)과 홀더의 압기 도피구멍(13c)이 겹쳐지도록 구성되어 있다. 또한, 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)는 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 가능해진다.

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. 커넥터(15a, 15b)로부터 압기를 공급하면, 이 공급된 압기는, 홀더(13) 이면측의 분사구멍(도시 생략)으로부터 전사 대상물을 향하여 분사된다. 이로써, 전사판(14)은 홀더(13)과 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 개소의 위치와 전자 카메라 시야 내의 기준점과의 거리를 계측하면서 행하는 서보루프의 위치 결정 제어가 병용된다.

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

다음에, 거리(A)와 거리(B)에 의거하여, 전사판과 리페어 대상물과의 거리(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(自力) 부상 작용이 작동하기 시작하는 높이 영역 내로 설정되어 있기 때문에, 전사 헤드 기체(104)가 제 2의 목표 높이(H2)까지 강하하는 도중에서, 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)의 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, 1 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 개소에 전사되고, 필요하면, 그 근접 거리를 유지한 채로 전사 헤드(1)를 소정 피치 수평 방으로 시프트시키고는, 이상의 원숏 조사를 복수회 반복한다.

그러면, 수복 대상 개소에는, 전사재료의 박막이 복수층 적층되어, 필요한 적층두께를 얻을 수 있다. 이 수평 방향으로의 시프트중에는, 질소 가스 등의 압기의 분사가 행하여지고 있기 때문에, 전사 부분의 간극 유지 작용이 이루어저서, 전사판이 불의에 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 마주 대하여 소정의 미세 거리로 유지할 수 있기 때문에, Z방향 구동부(23)을 통한 전기적인 제어에 관해서는 전사판이 전사 대상물까지 어느 정도 근접하기까지의 대강의 제어를 하는 것만이면 좋고, 이후는 기체의 분사에 의한 마주 대함의 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 순차로 고속으로 이동하고는, 전사 헤 드(1)을 강하시키는 처리를 고속으로 반복할 수 있어서, 이런 종류의 작업의 택트 타임을 대폭적으로 단축할 수 있는 이점이 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명에 의하면, 레이저 리페어 장치로 대표되는 이런 종류의 레이저 전사 장치에서, 전사재료의 박막과 전사 대상물의 거리를 항상 미크론 오더(예를 들면, 1 내지 20㎛)로 유지하는 것이 가능해지는 이점이 있다.

도 1은 제 1 실시 형태의 구성도.

도 2는 제 2 실시 형태의 구성도.

도 3은 제 3 실시 형태의 구성도.

도 4는 제 4 실시 형태의 구성도.

도 5는 본 발명이 적용된 배선 패턴 수복 장치의 외관 사시도.

도 6은 전사 헤드의 외관 사시도.

도 7은 전사 헤드의 분해 사시도.

도 8은 전사 헤드의 상하 반전 상태의 외관 사시도.

도 9는 전사 헤드의 평면도(판스프링 부착 상태).

도 10은 전사 헤드의 평면도(판스프링 분리 상태).

도 11은 본 발명의 전제가 되는 레이저 전사법의 설명도.

(부호의 설명)

1 : 전사 헤드

2 : 3차원 위치 결정 기구

3 : 레이저 조사 광학계

4 : 레이저 빔

11 : 전사 헤드 기체

11a : 부착부

11b : 지지부

11c : 빈곳

12 : 판스프링

12a : 개구

12b : 타발구멍

12c : 타발구멍

12d : 나사구멍

12e : 나사구멍

12f : 압기 도피구멍

13 : 전사판 홀더

13a : 전사창

13b : 나사구멍

13c : 압기 도피구멍

14 : 전사판

15a : 커넥터

15b : 커넥터

15c : 커넥터

15d : 커넥터

15e : 커넥터

15f : 커넥터

16a : 가요성 튜브

16b : 가요성 튜브

21 : X방향 구동부

22 : Y방향 구동부

23 : Z방향 구동부

31 : 빔 분리기

32 : 대물 렌즈

33 : 로터리 인코더

34 : 빔 정형 기구

35 : LED 조명기

36 : 회전 디스크

37 : 전자 카메라

38 : Z방향 가이드 레일

39 : 입사구

100 : 레이저 전사 유닛

101 : 전사판

101a : 압기 분사구멍

102 : 전사 대상물

102a : 피전사면

103 : 전사판 홀더

103a : 전사창

103b : 압기 입구구멍

103c : 압기 도피구멍

103d : 홀더 내 압기 통로

103e : 흡인구멍

103f : 내부 통로

104 : 전사 헤드 기체

104a : 전사판 홀더 수용용 빈곳

105 : 압기

106 : 퇴피기

107 : 판스프링

107a : 관찰용 창

108 : 가요성 튜브

110 : 압축스프링

111 : 강구 가이드

112 : 수지 축받이

C1 : 공통 광로

C2 : 레이저 조사용 광로

C3 : 촬영용 광로

Claims (6)

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 가지며, 또한

   상기 전사판 부상 수단이,

   상기 전사판 홀더의 하방으로 압기를 분사하기 위해 복수의 압기 분사구멍을 갖음과 함께, 그들의 압기 분사구멍은, 상기 전사판의 외주를 둘러싸도록 하여, 상기 전사판 홀더의 하면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전사판 홀더 하면에서의 압기 분사구멍렬과 전사판 외주연부 사이에는, 압기 분사구멍렬로부터 분사되는 압기를 전사판 홀더의 윗면측으로 도피시키기 위한 압기 도피구멍이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 전사 장치의 전사 헤드.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 홀더 지지 기구가,

   상기 전사판 홀더 수용용 빈곳의 내주연부를 고정단, 상기 전사판 홀더 수용용 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.
4. 제 1항 또는 제 2항에 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.
5. 제 1항 또는 제 2항에 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.
6. 제 1항 또는 제 2항에 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.

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