KR20090004475A - 패턴 수정 장치 및 방법 - Google Patents

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아키히로 야마나카
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에누티에누 가부시기가이샤
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Abstract

결함부의 컷트 위치를 계산(영역을 계산)하고(S7), 계산한 좌표 데이터와 스폿 지름에 의거하여 스캔 패턴을 생성한다(S9). 레이저 스캔 광학계를 이용하여, 스캔 패턴에 따라 레이저광을 주사하면서 결함부에 조사한다(S11). 결함부의 내부는 비포커스 상태로 레이저광을 조사하고, 외주부에서는 포커스 상태로 레이저광을 조사한다(S15).
패턴 수정 장치

Description

패턴 수정 장치 및 방법{PATTERN CORRECTION APPARATUS AND METHOD}
본 발명은, 패턴의 결함을 수정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, LCD(Liquid Crystal Display : 액정 디스플레이)의 컬러 필터의 제조 공정에서 발생하는 컬러 필터의 패턴에서의 결함을 레이저 컷트(결함을, 레이저광을 조사함으로써 제거한다)에 의해 수정하는 패턴 수정 장치 및 방법에 관한 것이다.
LCD의 구성 부품인 컬러 필터에는, 블랙 매트릭스라고 불리는 격자형상의 패턴(크롬, 산화 크롬, 수지 등의 재료) 및 착색부가 형성된다. 블랙 매트릭스를 형성하는 단계에서의 결함에는, 컬러 필터 부분(이 단계에서는 색 없음)까지 블랙 매트릭스가 비어저 나온 흑결함과, 블랙 매트릭스의 일부가 떨어져 나간 백결함이 있다. 또한, 착색 후에도 서로의 색이 혼색한 흑결함이나, 색이 빠진 백결함이 있다. 종래는 이와 같은 흑결함과 백결함을 작업자가 카메라 화상을 보면서 레이저광으로 흑결함을 수정하거나, 잉크로 백결함을 메우거나 하여 수정하는 방법이 취해지고 있다.
도 7a 내지 도 7c에서는, 적색의 R화소(705), 녹색의 G화소(706) 및 청색의 B화소(707)의 착색부에서, 백결함(701)(도 7a), 옆의 화소와 색이 혼색하여 버린 흑결함(702)(도 7b) 및 이물이 부착한 이물 결함(703)(도 7c)이 각각 도시된다.
백결함(701)에 관해서는, 일본 특개평9-236933호 공보에 기재된 방법으로, 색이 빠진 부분에 같은 색의 잉크를 도포함으로써 수정을 행한다. 흑결함(702)에 관해서는, 결함부분을 레이저광으로 제거하고, 제거한 부분에 같은 색의 잉크를 도포함에 의해 수정을 행한다.
요즘 근래에는, 컬러 필터가 적용되는 액정 TV(television) 등의 디스플레이의 대형화에 수반하여, 수정하여야 할 결함의 사이즈도 대형화하고, 흑결함(702)에 관해 레이저 컷트하여야 할 면적도 커지고 있다.
종래, 흑결함부 등을 레이저 컷트하는 경우에는, 일본 특개평9-61296호 공보에서는, 화소 형상과 상사형의 구멍(803)을 갖는 슬릿(801)(도 8a), 또는 직사각형으로 형상이 가변인 구멍(804)을 갖는 슬릿(802)(도 8b)을 이용하여 레이저 컷트하고 있다.
도 9a에 도시하는 바와 같이, 일본 특개평9-61296호의 방법에 따라 레이저 컷트하는 공정에서는, 도시하지 않은 레이저로부터 출력된 레이저광(901)은, 슬릿(902), 결상 렌즈(903) 및 대물 렌즈(904)를 통과하여, 워크로서의 결함부상에 조사된다. 도 9a에는, 이 결함부를 포함하는 레이저광의 조사 부분을 확대한 부분(905)이 도시된다.
상술한 바와 같이 레이저 컷트하여야 할 결함부의 면적은 대형화하고 있는데, 대면적을 일괄로 레이저 컷트하는 경우, 레이저광의 파워 강도의 분포는 가우스 분포라고 불리는 도 9b에 도시한 바와 같은 분포의 양태를 갖고 있다. 도 9b에 서는, 직교하는 X축 및 Y축에 의해 레이저 조사면이 규정되어 있다. 그리고, 이 레이저 조사면 내에서 레이저광의 파워 강도가, 이 면에 직교하는 Z축방향으로 취해져 있다.
레이저광의 파워 강도의 분포는 가우스 분포에 따르기 때문에, 대면적을 균일하게 레이저광을 조사하여 컷트하기 위해서는, 레이저 컷트하여야 할 면적 전체에 걸쳐서, 컷트 가능한 레이저 파워를 확보할 필요가 있다. 따라서 종래보다도 레이저 파워가 강한 레이저를 장치에 탑재할 필요가 있고, 레이저가 대형화함과 함께, 장치가 고가(高價)가 되어 버린다는 과제가 있다. 또한, 종래의 레이저 파워가 약한 레이저에서는, 일괄로 레이저 컷트할 수 있는 것은 작은 면적으로 한정되어 있다. 그 때문에, 대면적의 결함부를 레이저 컷트하기 위해서는, 결함부를 복수개로 분할하고, 분할하여 얻어진 각 부분에 대해 레이저 컷트할 필요가 있기 때문에, 레이저 컷트에 시간이 걸려 버린다는 과제가 있다.
본 발명의 목적은, 레이저를 대형화하지 않고도, 대면적의 결함부를 단시간에 레이저 컷트에 의해 수정 가능한 패턴 수정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명이 어느 국면에 따른 패턴 수정 장치는, 기판상의 패턴의 결함부의 크기 및 형상을 검출하는 검출 수단과, 결함부에 대해, 레이저광을 주사(走査)하면서 조사(照射)하는 레이저 수단과, 검출 수단에 의해 검출한 크기 및 형상, 및 결함부의 표면에서의 레이저광의 스폿 지름에 의거하여, 스캔 패턴을 생성하는 패턴 생성 수단과, 결함부에 대해, 생성된 스캔 패턴에 따라 레이저 수단에 의해 레이저광을 주사하면서 조사함으로써 해당 결함부를 제거하는 제거 수단을 구비한다.
바람직하게는, 제거 수단은, 결함부의 형상의 외주부에서는, 레이저광을 결함부의 표면에서 초점을 결상시키는 포커스 상태로 주사하고, 결함부의 형상의 내부에서는, 레이저광을 상기 결함부의 표면에서 떨어진 위치에서 초점을 결상시키는 비(非)포커스 상태로 주사한다.
바람직하게는, 제거 수단은, 결함부의 형상의 내부에서는, 비포커스 상태의 레이저광의 스폿을 겹쳐서 조사한다.
바람직하게는, 제거 수단은, 미리 준비된 레이저로부터 출력되는 레이저광의 광로(光路)를, 스캔 패턴에 따라 제어한다.
바람직하게는, 레이저로부터 출력된 레이저광은 미리 준비된 광학계를 통하여 결함부에 대해 조사되고, 광학계와 기판과의 거리에 따라 포커스 상태 및 비포 커스 상태의 어느 하나로 전환된다.
바람직하게는, 광학계는 기판에 대해 연직 방향으로 이동 자유롭게 지지된다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 국면에 따르는, 기판상의 패턴의 결함부에 대해, 레이저광을 주사하면서 조사하여 제거하는 패턴 수정 방법은, 기판상의 패턴의 결함부의 크기 및 형상을 검출하는 스텝과, 검출하는 스텝에 의해 검출한 크기 및 형상, 및 결함부의 표면에서 레이저광의 스폿 지름에 의거하여, 스캔 패턴을 생성하는 스텝과, 결함부에 대해, 생성된 스캔 패턴에 따라 레이저광을 주사하면서 조사함으로써 해당 결함부를 제거하는 스텝을 구비한다.
본 발명에 의하면, 결함부의 크기와 형상, 및 결함부 표면에서 레이저광의 스폿 지름에 의거하여 스캔 패턴을 생성하고, 생성한 스캔 패턴에 따라, 결함부를, 레이저광을 주사하면서 조사함으로써 제거한다. 이로써, 레이저광을, 레이저광의 파워 분포의 영향을 고려한 스캔 패턴에 따라 주사할 수 있기 때문에, 대면적의 결함부를 컷트하는 경우에도, 슬릿을 이용하여 컷트하는 종래와 같이, 컷트부 내에서의 레이저 파워 분포의 영향에 의한 불균일한 컷트 상태의 발생이 없고, 또한, 이 불균일 컷트를 보충하기 위해 레이저 파워를 높게 할 필요도 없다.
또한, 본 발명에 의하면, 임의의 형상으로 대면적을 컷트하는 것이 가능하여, 종래와 같이, 화소와 상사형의 슬릿을 제작할 필요는 없고, 또한, 직사각형 슬릿과 같이 가공 형상에 제약을 받는 일도 없다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부한 도면과 관련하 여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 실시의 형태에서는, LCD(Liquid Crystal Display)의 컬러 필터의 제조 공정에서 발생하는 컬러 필터 기판상의 미세 패턴에서의 결함 패턴(결함부)을 레이저 컷트한다.
도 1a와 도 1b에는, 본 실시의 형태에 관한 레이저 스캔 컷트의 개요가 도시된다. 도 1a에는 레이저광이 조사되어야 할 워크(90)의 부분을 확대한 부분(510)이 도시된다. 도 1b에는, 직교하는 X축 및 Y축에 의해 레이저 조사면이 규정되어 있다. 그리고, 이 레이저 조사면 내에서 레이저광(502)의 파워 강도가, 이 면에 직교하는 Z축방향으로 취해져 있다.
본 실시의 형태에서는, 도 8a와 도 8b에 도시한 바와 같은 슬릿을 이용하는 것이 아니라, 도 1a에 도시하는 바와 같이, 레이저광(502) 자체를, 레이저광(502)의 광로에 위치하는 반사경의 각도를 고속이면서 고정밀도로 제어함에 의해, 레이저광(502)이 조사되어야 할 워크(90)의 영역(결함부분)에서 고정밀 스캔 패턴에 따라 레이저광(502)을 스캔(주사)시킨다. 이 경우, 일정 파워의 레이저광(502)을 스캔시키면서 레이저 컷트하기 때문에, 도 1b와 같이 대면적에서도 컷트면 내에서 균일한 레이저광의 파워 강도를 얻을 수 있고 균일한 컷트가 가능해진다. 본 실시의 형태에서는 반사경의 제어에는, 예를 들면, 갈바노 스캐너 등이 이용된다.
도 2에는, 본 실시의 형태에 관한 레이저 스캔 컷트 방식을 이용한 미세 패 턴 수정 장치의 전체 구성이 도시된다. 도 2에서, 이 실시의 형태의 미세 패턴 수정 장치는, 크게 분류하면, 이하와 같이 구성된다. 즉, 미세 패턴 수정 장치는, 결함부를 컷트하기 위한 레이저(8) 및 레이저광을 결함부 전체에 스캔시키기 위한 레이저 스캔 광학계(5)와, 백결함에 수정 재료인 구멍매립용 잉크를 도포하는 잉크 도포 기구(9)를 구비한다. 또한, 레이저(8), 레이저 스캔 광학계(5) 및 잉크 도포 기구(9)를 탑재하고, 또한 이들을 수정 대상 기판(10)에 대해 수직 방향으로 가동(稼動) 가능하게 하기 위한 Z축 테이블(4), Z축 패턴(결함부)을 탑재하고, 또한 Z축 테이블(4)을 X방향으로 가동 가능하게 하기 위한 X축 테이블(6), X축 테이블(6)을 탑재하고, 또한 X축 테이블(6)을 Y축방향으로 가동 가능하게 하기 위한 Y축 테이블(7)과, 전술한 이들 각 부분을 제어하는 제어 컴퓨터(3)를 구비한다. 또한, 레이저 스캔 광학계(5)에 의해 촬상한 화상에 의거하여 결함을 인식하기 위한 화상 처리 기구(2), 미세 패턴 수정 장치 전체를 제어하는 호스트 컴퓨터(1)를 구비한다. 또한, 워크로서의 수정 대상 기판(10)을 탑재하는 테이블, 도포된 잉크를 경화하기 위한 광원이나 집광 렌즈로 이루어지는 잉크 경화 기구 등을 구비한다. 또한, 레이저 스캔 광학계(5)에 관련하여 도시되지 않는 CCD(Charged Coupled Device) 카메라를 구비한다. CCD 카메라는, 도 1a의 워크(90)로부터의 반사광을 촬상하여 화상 데이터를 화상 처리 기구(2)에 출력한다.
화상 처리 기구(2)에 의해 결함부를 특정하는 방법은 일본 특개평9-61296호 공보에 상세히 설명되기 때문에, 여기서는 간단하게 설명한다.
화상 처리 기구(2)는, 요약하면 패턴 매칭에 의해 결함부를 특정하고, 특정 한 결함부의 위치(좌표)의 정보 및 면적의 정보를 출력한다. 화상 처리 기구(2)는 도시하지 않지만 CPU(Central Processing Unit) 및 메모리로 이루어지는 컴퓨터를 가지며, 패턴 매칭을 위한 각종의 등록 패턴 데이터가 메모리에 미리 격납되어 있다. 등록 패턴으로서는, 여기서는 정상 화소를 가리키는 정상 등록 패턴 및 결함부의 위치 결정을 위한 복수의 위치 결정 등록 패턴이 있다고 상정한다.
동작에 있어서, 화상 처리 기구(2)의 CPU는 CCD 카메라로부터 입력한 화상 데이터가 가리키는 피수정 대상 화소 패턴을, 정상 등록 패턴을 기준으로 하여 패턴 매칭을 행하고, 패턴 매칭 결과가 나타내는 상관치가 어떤 임계치 이하의 패턴을 결함으로서 인식한다. 결함부의 위치 결정을 위해서는, 위치 결정 등록 패턴의 각각과 인식한 결함 패턴의 위치 좌표와 결함 좌표와의 상대적인 거리로부터 위치 결정을 행한다.
그리고, 위치 결정된 에어리어의 화소의 정보와 같은 에어리어의 정상 화소의 정보를, 예를 들면 배타적 논리합을 취하는 등의 비교를 행함에 의해, 결함부의 면적이나 위치가 산출된다.
도 1a에 의해, 도 2에서 도시한 레이저 스캔 광학계(5)의 구체적인 예가 도시된다. 레이저 스캔 광학계(5)는 일반적으로 YAG 레이저나 YVO4(이트륨·바나데이트) 레이저가 이용되는 레이저(8), 레이저(8)로부터 출력된 레이저광(502)의 광로를 제어하는 Y방향 스캔 미러(505) 및 X방향 스캔 미러(506), Y방향 스캔 미러(505) 및 X방향 스캔 미러(506)의 기울기를 제어하는 로터리 인코더 모터(503 및 504), 결상 렌즈(507), 및 대물 렌즈(509)를 구비한다.
동작에 있어서, 레이저 스캔 광학계(5)의 레이저광(502)의 출력 위치에 대향하여 수정 대상 기판(10)의 표면이 위치한다. 레이저(8)로부터 출력된 레이저광(502)은, Y방향 스캔 미러(505)에 의해 광로가 변경되어 X방향 스캔 미러에 입사하고, 그리고 미러면에서 반사하여 광로가 재차 변경되어, 결상 렌즈(507) 및 대물 렌즈(509)를 통과하고, 워크(90)상에 조사된다. 여기서 Y방향 스캔 미러(505) 및 X방향 스캔 미러(506)는, 로터리 인코더 모터(503 및 504)에 의해, 각각 미러면이 기울기(각도)가 고속으로 미세하게 변화하도록 제어된다. 이로써, 미러면에서의 레이저광(502)의 입사각 및 반사각은 고속이면서 미세하게 변화하고, 그 결과, 위치와 면적이 특정된 워크(90)에서의 레이저 광의 조사 스폿은, 워크(90)면 내에서 미세하게 주사(스캔) 제어된다.
본 실시의 형태에서는, XYZ축 테이블(4, 6 및 7)에 의해, 레이저 스캔 광학계(5)를 수정 대상 기판(10)의 결함부에 대해, 수평 방향 및 연직 방향으로 자유롭게 이동시킴으로써, 결함의 형상, 또는, 화소 형상에 맞추어서 레이저광(502)을 스캔시킨다. 이로써, 결함부의 레이저 컷트가 행하여진다.
그 후, 컷트한 부분에, 잉크 도포 기구(9)에 의해 같은 색의 잉크를 도포함으로써, 패턴에서의 결함의 수정이 완료된다.
여기서, 갈바노 스캐너에 따라 레이저광(502)을 미세하게 스캔시켜서 레이저 컷트하는 경우라도, 조사되는 레이저광(502)은 도 4c의 하단에 도시하는 바와 같이 가우스 분포의 양태를 취한다. 도 4c의 하단의 그래프에는, 횡축에 레이저광(502) 의 레이저광 지름(스폿 지름)(511)이 취해지고, 종축에 레이저광(502)의 파워 강도가 취해져 있다. 이 그래프에 의하면, 레이저광(502)은, 레이저광 지름(511)의 중앙부는 최고의 파워 강도를 가지며, 그 주변부에서는 파워 강도는 낮다는 가우스 분포의 양태를 취하기 때문에, 컷트하여야 할 결함부의 형상의 외주부분에 대해서는, 에지를 샤프하게 레이저 컷트할 수 없는 케이스가 생긴다. 이것을 해소하는데는, 레이저광(502)의 파워 분포의 영향을 경감하는 대책이 필요하게 된다. 이 요구를 충족시키기 위해서는, 대물 렌즈(509)의 배율을 고배율로 하여 레이저광(502)의 집광 지름(레이저광 지름(511))을 작게 한다. 이로써, 샤프하게 레이저 컷트하는 것이 가능해지지만, 레이저광(502)의 레이저광 지름(511)이 작아진 만큼, 레이저광(502)을 스캔시키는 회수가 늘어나, 레이저 컷트에 필요로 하는 시간이 길어져서 근본적인 대책이 될 수 없다.
그래서 본 실시의 형태에서는, 레이저 컷트에 필요로 하는 시간이 짧고, 또한, 컷트하여야 할 부분(결함부분)의 주위를 샤프하게 레이저 컷트할 수 있는 방식으로서, 고배율의 대물 렌즈(509)를 이용하고, 레이저 스캔 광학계(5)로부터 출사된 레이저광(502)을 디포커스로 한 상태로, 결함부의 내부를 레이저 컷트하고, 결함부의 외주부에 대해서는 레이저광(502)을 포커스로 한 상태로 레이저 컷트하는 방식을 취한다. 이로써, 레이저 컷트 시간의 단축과, 외주부 에지의 샤프한 컷트를 실현할 수 있다.
본 방식을 도 3a와 도 3b 및 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한다. 도 4a와 같이 수정 대상 기판(10)상에서 위치와 면적이 특정된 컷트 화소 형상(결함부 분)(83)을 상정한다. 도 3a와 도 3b와 도 4b에는, 도 4a의 수정 대상 기판(10)의 A-A 방향에 따른 단면이 도시된다.
도 3b에 도시하는 바와 같이, 결함부의 가장 외측의 부분(외주부라고 한다)을 레이저 커트하는 경우에는, Z축 테이블(4)에 의해, 레이저 스캔 광학계(5)와 수정 대상 기판(10) 표면과의 거리를 제 1 소정 거리로 유지한다. 이 제 1 소정 거리는, 미리 실험에 의해 검출되는 것이고, 대물 렌즈(509)의 초점 거리(f)에 대응한다. 레이저 스캔 광학계(5)와 수정 대상 기판(10) 표면과의 거리가 제 1 소정 거리일 때, 대물 렌즈(509)로부터 출력된 레이저광(502)은 수정 대상 기판(10) 표면에서, 즉 결함부 표면에서 초점을 맺는다. 이것을 포커스 상태라고 한다. 포커스 상태에서는, 초점에서 결상한 레이저광(502)은 스폿 지름(D)를 갖는다. 따라서 비교적 작은 지름의 레이저광(502)의 스폿(81)을 조사함으로써, 외주부에 높은 레이저 파워 강도를 집중시킬 수 있기 때문에, 외주부를 샤프하게 컷트하는 것이 가능해진다.
여기서는, 블랙 매트릭스(513)에 인접한 결함부를 수정한다고 상정한다. 포커스 상태에서의, 도 4b의 결함부의 외주부의 레이저 컷트시에는, 도 4b의 레이저 컷트 부분에 대응하는 부분(파선의 원으로 도시하는 부분)(512)에는, 강도가 높은 레이저 파워가 효과적으로 조사된다. 이것을, 도 4c를 참조하여 설명한다. 도 4c의 상단에는 부분(512)이 확대하여 도시되어 있고, 하단에는 상단의 부분(512)에서의 레이저광 지름(511)에 대응시켜서, 해당 레이저광 지름(511)에 따른 레이저 파워의 분포가 도시된다.
이것에 대해, 도 4a에 도시하는 바와 같이 수정 대상 기판(10)상의 결함부 내부를 레이저광 스캔 패턴(82)에 따라 레이저 컷트하는 경우는, 도 3a와 같이 Z축 테이블(4)에 의해, 레이저 스캔 광학계(5)의 위치를 포커스 상태의 위치로부터 상승시켜 레이저 스캔 광학계(5)와 수정 대상 기판(10) 표면과의 거리는 제 1 소정 거리보다도 긴 제 2 소정 거리가 된다. 이 제 2 소정 거리는, 미리 실험에 의해 검출되는 것이고, 대물 렌즈(509)와 수정 대상 기판(10) 표면과의 거리(f1)(단 거리(f1)>초점 거리(f))에 대응한다. 레이저 스캔 광학계(5)와 수정 대상 기판(10) 표면과의 거리가 제 2 소정 거리일 때, 대물 렌즈(509)로부터 출력된 레이저광(502)은 수정 대상 기판(10)의 바로앞에서, 즉 결함부 표면에서 떨어진 바로앞의 위치에서 초점을 맺는다. 이것을 디포커스 상태(비포커스 상태)라고 한다. 초점에서 결상한 후의 레이저광(502)은 확산하여 수정 대상 기판(10) 표면에서, 즉 결함부 표면에서는 스폿 지름(D1)(단, 지름(D1)>D)을 가지고 조사된다.
따라서, 포커스 상태의 지름(D)보다도 큰 지름(D1)의 레이저광(502)의 스폿(81)을 조사하여 레이저 컷트가 행하여지는 경우에는, 레이저광(502)의 스캔 패턴(82)은 도 5에 도시하는 바와 같은 것이다. 스캔 패턴(82)은, 레이저 스폿 지름(D1)의 크기에 맞추고, 스폿(81)이, 도 5에 도시하는 바와 같이, 일부가 상호 겹친 상태로 레이저광이 조사되도록 생성되어 있다. 스캔 패턴(82)에 따라 레이저 컷트함에 의해, 레이저광의 가우스 분포에 따른 파워 분포의 영향에 의해 파워 강도가 낮은 레이저광(502)이 조사되는 부분이라도, 겹쳐서 레이저광(502)을 조사할 수 있기 때문에, 결함부에서 균일한 레이저 컷트 효과를 얻을 수 있다.
도 6에는, 본 실시의 형태에 관한 레이저 스캔 컷트의 동작을 도시하는 처리 플로우 차트가 도시된다. 이 처리 플로우 차트는, 결함부에 레이저광(502)을 조사함으로써 제거하는 기능을 실현하기 위한 프로그램으로서, 미리 호스트 컴퓨터(1)의 메모리와 제어 컴퓨터(3)의 메모리에 격납된다. 격납된 프로그램이 CPU에 의해 판독되어 실행됨에 의해, 해당 처리가 실현된다. 또한, 결함부를 특정하고, 그 위치 좌표 및 크기나 형상을 인식하는 프로그램이 화상 처리 기구(2)의 메모리에 격납되어 있다.
전단(前段)의 검사 장치(도시 생략)와 호스트 컴퓨터(1)는 통신 회선에 의해 접속되어 있고, 결함 수정 장치 내에서 호스트 컴퓨터(1), 제어 컴퓨터(3) 및 화상 처리 기구(2)도 통신 회선에 의해 접속되어 있다.
또한, 레이저 스캔 광학계(5)에 관한 제 1 소정 거리, 제 2 소정 거리 및 스폿 지름(D·D1)의 데이터는 제어 컴퓨터(3)의 메모리에 격납되어 있다고 상정한다. 수정 대상 기판(10)은 도 2와 같이 재치되어 있다고 상정한다. 또한, 레이저 스캔 광학계(5)와 수정 대상 기판(10)의 거리를 검출하는 기구로서, 본 실시의 형태에서는 레이저 스캔 광학계(5)에 적외선을 이용한 거리 센서(도시 생략)를 조립하고, 이 거리 센서의 검출 결과에 의거하여 수정 대상 기판(10)과 레이저 스캔 광학계(5)와의 거리가 검지된다고 상정한다. 또한, 양자의 거리의 검출 기구는, 이것으로 한정되지 않는다.
우선, 호스트 컴퓨터(1)는, 전단의 검사 장치로부터 결함 위치 데이터를 받아들이고(스텝 S1), 받아들인 결함 위치 데이터가 지시하는 좌표 데이터에 의거하 여 결함 위치에 X축 및 Y축 테이블(6 및 7)을 이동시키도록 지시하는 신호를, 제어 컴퓨터(3)에 출력한다. 제어 컴퓨터(3)는 수신한 지시에 의거하여 X축 및 Y축 테이블(6 및 7)을 이동시킨다(스텝 S3). 이동 완료 후, 화상 처리 기구(2)에 의해, 화면 내의 결함 위치를 인식하고, 인식 결과(결함 위치 좌표, 결함부의 크기와 형상)를 호스트 컴퓨터(1)에 송신한다. 호스트 컴퓨터(1)는, 화상 처리 기구(2)로부터 수신한 결함 위치 좌표에 의거하여, 재차, 제어용 컴퓨터(3)에 이동 지시 신호를 출력하고, X축 및 Y축 테이블(6 및 7)을 이동시킨다. 이로써, 결함부가 결함 수정 위치에 센터링 되고, 레이저 스캔 광학계(5)의 아래방향에 결함부가 위치한다(스텝 S5).
다음에, 호스트 컴퓨터(1)는 스텝 S7에서 수신한 결함부의 크기와 형상을 가리키는 위치와 면적의 데이터에 의거하여, 레이저광(502)이 주사되어야 할 레이저 컷트 위치(컷트 시작 위치, 종료 위치를 포함한다)와 영역의 계산을 한다. 그리고, 그 산출 결과와 스폿 지름(D1·D)에 의거하여, 도 4a의 화살표(AR)에 따라 주사가 되도록 주사의 궤적을 나타내는 좌표 데이터로 이루어지는 스캔 패턴(82)을 생성한다(스텝 S9). 스캔 패턴(82)에는 결함부의 내부/외주부를 식별하는 정보가 부가되어 제어 컴퓨터(3)에 주어진다.
계속해서, 레이저 스캔 광학계(5)에 의해, 레이저광(502)의 조사가 시작된다(스텝 S11). 제어 컴퓨터(3)는 주어진 스캔 패턴(82)에 따라 로터리 인코더 모터(503 및 504)를 제어하기 때문에, 이후는, Y방향 및 X방향 스캔 미러(506와 505)의 각도(기울기)가, 로터리 인코더 모터(503 및 504)에 의해 스캔 패턴(82)에 따르 도록 전환된다. 이 전환에 연동하여, 레이저광(502)의 광로가 제어되기 때문에, 결함부에서는 스캔 패턴(82)에 따른 레이저광(502)의 주사가 행하여진다.
이와 같은 레이저광(502)의 주사가 행하여질 때에는, 제어 컴퓨터(3)는 현재 주사하고 있는 위치는 결함부의 내부인지 단(端)의 외주부인지를 판정한다. 구체적으로는, 결함부의 위치의 좌표 데이터와 스캔 패턴(82)의 현재의 주사 위치를 가리키는 좌표 데이터를 비교하고, 그 비교 결과에 의거하여 판정한다(스텝 S13).
"외주부"라고 판정된 때는, 레이저 스캔 광학계(5)를 포커스 위치로 이동시킨다(스텝 S15). 구체적으로는, 제어 컴퓨터(3)의 CPU는 레이저 스캔 광학계(5)의 거리 센서로부터 입력한 검지 결과와 메모리로부터 판독한 제 1 소정 거리 데이터에 의거하여, 레이저 스캔 광학계(5)의 이동량을 산출하고, 산출한 이동량만큼 레이저 스캔 광학계(5)를, Z축 테이블(4)을 통하여 이동(상승/하강)시킨다. 이로써, 도 3b의 포커스 상태에 의한 레이저 컷트가 행하여진다.
한편, "내부"라고 판정된 때는, 레이저 스캔 광학계(5)를 디포커스 상태의 위치로 이동시킨다(스텝 S17). 구체적으로는, 제어 컴퓨터(3)의 CPU는 레이저 스캔 광학계(5)의 거리 센서로부터 입력한 검지 결과와 메모리로부터 판독한 제 2 소정 거리 데이터에 의거하여, 레이저 스캔 광학계(5)의 이동량을 산출하고, 산출한 이동량만큼 레이저 스캔 광학계(5)를, Z축 테이블(4)을 통하여 이동(상승/하강)시킨다. 이로써, 도 3a의 디포커스 상태에 의한 레이저 컷트가 행하여진다.
또한, 제어 컴퓨터(3)가, 레이저 스캔 광학계(5)가 현재, 포커스 상태의 위치 및 디포커스 상태의 위치의 어느쪽에 있는지를 나타내는 데이터를 기억하도록 하여 두고, 해당 기억 데이터가 포커스 상태의 위치에 있는 것을 가리킬 때에는 스텝 S15의 처리는 스킵하고, 또한, 디포커스 상태의 위치에 있는 것을 나타낼 때는 스텝 S17의 처리는 스킵하도록 하여도 좋다.
스텝 S15 및 S17의 처리 후는, 레이저광(502)이 조사되면서, 컷트하여야 할 영역의 전부에 대해 스캔이 종료되었는지가 검지된다(스텝 S19). 즉, 제어 컴퓨터(3)의 CPU는, 스캔 패턴(82)에 의거하여, 현재의 스캔 위치가 종료 위치를 가리킨다고 판정한 경우에는, 스캔 종료라고 검지한다(스텝 S19에서 YES). 스캔 종료라고 검지하면, 제어 컴퓨터(3)는, 레이저 스캔 광학계(5)의 레이저(8)를 제어하여 레이저광(502)의 출력을 정지시킨다(스텝 S23). 이로써, 일련의 레이저 컷트의 처리는 종료한다.
한편, 현재의 스캔 위치가 종료 위치를 가리키지 않는다고 판정한 경우에는, 스캔 종료로 검지되지 않기 때문에(스텝 S19에서 N0), 처리는 스텝 S13으로 되돌아온다. 이후는 전술한 바와 마찬가지로 하여, 스캔 패턴(82)에 따른 레이저 컷트의 처리가, 스캔 종료라고 검지될 때까지(스텝 S19에서 YES) 계속한다.
(실시의 형태의 효과)
본 실시의 형태의 레이저 스캔 컷트 방법을 이용함으로써, 비교적 큰 면적을 컷트하는 경우에도, 종래의 슬릿을 이용하여 컷트할 때와 같이, 커트부 내에서의 레이저 파워 분포의 영향에 의한 불균일한 컷트 상태의 발생이 없고, 또한, 이 불균일 컷트를 보충하기 위해 레이저 파워를 높게 할 필요도 없다.
또한, 본 실시의 형태의 레이저 스캔 컷트 방법에 의하면, 스캔 패턴(82)을 생성하고, 생성한 스캔 패턴(82)에 따라 결함부의 내부/외주부를 구별하면서 포커스 상태/디포커스 상태를 전환한다. 이 결과, 임의의 형상의 결함부를 컷트하는 것이 가능하고, 종래와 같이, 화소와 상사형의 슬릿을 제작할 필요는 없고, 또한, 직사각형 슬릿과 같이 가공 형상에 제약을 받는 일도 없다.
본 발명을 상세히 설명하고 나타내어 왔지만, 이것은 예시를 위한 것일 뿐, 한정으로 취하면 안 되고, 발명의 정신과 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해서만 한정되는 것이 분명히 이해될 것이다.
도 1a와 도 1b는 본 실시의 형태에 관한 레이저 스캔 컷트의 개요를 도시하는 도면.
도 2는 본 실시의 형태에 관한 레이저 스캔 컷트 방식을 이용한 미세 패턴 수정 장치의 전체 구성을 도시하는 도면.
도 3a와 도 3b는 본 실시의 형태에 관한 디포커스 상태와 포커스 상태를 설명하는 도면.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 실시의 형태에 관한 스캔 패턴과 포커스 상태를 설명하는 도면.
도 5는 본 실시의 형태에 관한 디포커스 상태를 설명하는 도면.
도 6은 본 실시의 형태에 관한 동작을 도시하는 처리 플로우 차트.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 결함을 설명하는 도면.
도 8a와 도 8b는 종래의 슬릿을 설명하는 도면.
도 9a와 도 9b는 종래의 레이저 컷트를 설명하는 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 호스트 컴퓨터
2 : 화상 처리 기구
3 : 제어 컴퓨터
4 : Z축 테이블
5 : 레이저 스캔 광학계
6 : X축 테이블
7 : Y축 테이블
8 : 레이저
9 : 잉크 도포 기구
10 : 수정 대상 기판
81 : 레이저광 스폿
82 : 레이저광 스캔 패턴
90 : 워크

Claims (7)

  1. 기판상의 패턴의 결함부의 크기 및 형상을 검출하는 검출 수단과,
    상기 결함부에 대해, 레이저광을 주사하면서 조사하는 레이저 수단과,
    상기 검출 수단에 의해 검출한 상기 크기 및 상기 형상, 및 상기 결함부의 표면에서의 상기 레이저광의 스폿 지름에 의거하여, 스캔 패턴을 생성하는 패턴 생성 수단과,
    상기 결함부에 대해, 생성된 상기 스캔 패턴에 따라 상기 레이저 수단에 의해 레이저광을 주사하면서 조사함으로써 해당 결함부를 제거하는 제거 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 수정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제거 수단은,
    상기 결함부의 형상의 외주부에서는, 상기 레이저 광을 상기 결함부의 표면에서 초점을 결상시키는 포커스 상태로 주사하고,
    상기 결함부의 형상의 내부에서는, 상기 레이저광을 상기 결함부의 표면에서 떨어진 위치에서 초점을 결상시키는 비포커스 상태로 주사하는 것을 특징으로 하는 패턴 수정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제거 수단은,
    상기 결함부의 형상의 내부에서는, 상기 비포커스 상태의 상기 레이저광의 스폿을 겹쳐서 조사하는 것을 특징으로 하는 패턴 수정 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제거 수단은, 미리 준비된 레이저로부터 출력되는 상기 레이저광의 광로를, 상기 스캔 패턴에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 패턴 수정 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 레이저로부터 출력된 상기 레이저광은 미리 준비된 광학계를 통하여 상기 결함부에 대해 조사되어,
    상기 광학계와 상기 기판과의 거리에 따라 상기 포커스 상태 및 상기 비포커스 상태의 어느 하나로 전환되는 것을 특징으로 하는 패턴 수정 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광학계는 상기 기판에 대해 연직 방향으로 이동 자유롭게 지지되는 것을 특징으로 하는 패턴 수정 장치.
  7. 기판상의 패턴의 결함부에 대해, 레이저광을 주사하면서 조사하여 제거하는 패턴 수정 방법으로서,
    상기 기판상의 패턴의 상기 결함부의 크기 및 형상을 검출하는 스텝과,
    상기 검출하는 스텝에 의해 검출한 상기 크기 및 상기 형상, 및 상기 결함부의 표면에서의 상기 레이저광의 스폿 지름에 의거하여, 스캔 패턴을 생성하는 스텝과,
    상기 결함부에 대해, 생성된 상기 스캔 패턴에 따라 상기 레이저광을 주사하면서 조사함으로써 해당 결함부를 제거하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 수정 방법.
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