TW202103827A - 雷射修復方法、雷射修復裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種雷射修復方法、雷射修復裝置。不受基底層的材質或層的膜厚的偏差的影響，而能夠對加工對象的缺陷部進行適當的修復加工。雷射修復方法係對形成於基板上之多層膜結構的缺陷部中的加工對象層照射雷射光來進行修復加工，前述雷射修復方法中，以包括前述缺陷部的方式設定雷射光的掃描範圍，根據因藉由雷射光的照射生成之電漿產生之光的發射光譜，識別被加工之物質，藉由該識別結果監測加工對象層的加工狀態。

Description

雷射修復方法、雷射修復裝置
本發明係有關一種雷射修復方法、雷射修復裝置。
雷射修復(laser repair)係在FPD(Flat Panel Display：平面顯示器)等的製造製程中，在檢查製程之後進行，並以TFT(Thin Film Transistor：薄膜電晶體)等多層膜基板為對象，對在檢查製程中所確定之缺陷部照射雷射光來進行修復加工。
習知之雷射修復如下進行，亦即對形成於基板上之多層膜結構的配線圖案，核對拍攝檢查對象部位之缺陷圖像與無缺陷的基準圖像來檢測缺陷，根據所輸入之指示內容，指定對檢測出之缺陷照射雷射光之加工位置及加工範圍，並對所指定之加工位置及加工範圍照射雷射光(參閲下述專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開2008-188638號公報
[發明所欲解決之問題]
習知之雷射修復裝置對可知檢測出之缺陷之配線圖案的圖像，藉由圖形使用者介面在圖像上指定包括缺陷部之長方形的加工範圍，且利用一定的修復參數配方(雷射能量、雷射頻率、雷射射出數等加工參數)對其整個加工範圍進行修復加工。
該種習知之雷射修復裝置存在如下情況，亦即在多層膜結構的加工對象中，即使在加工對象的缺陷部中的基底層的材質的一部分不同之情況等下，亦由所規定之一定的修復參數配方對加工範圍內進行加工，因此因基底層的材質的不同會發生被去除之部分與沒有被去除之部分的不均，從而無法對缺陷部進行適當的修復。與此相對，若想利用過度的條件下的加工去除所有缺陷部，則存在缺陷部的基底層被過度去除，而無法維持適當的層結構之問題。
又，在多層膜結構的加工對象物中，因大型基板的製造製程等，存在層的膜厚偏差時，在前述習知之雷射修復裝置中，儘管藉由修復場所而膜厚不同，亦由所規定之一定的修復參數配方進行缺陷部的加工，因此該情況下亦殘留由加工應去除之缺陷部，或基底層因過度的加工被去除，從而存在無法進行適當的修復之問題。
本發明係用以解決該種情況而提出的。亦即，本發明的課題為，不受基底層的材質或層的膜厚的偏差的影響，而能夠對加工對象的缺陷部進行適當的修復加工，並且可進行抑制加工對象的缺陷部殘留，或加工對象的缺陷部的基底層被過度加工之適當的修復加工等。 [解決問題之技術手段]
為了解決該種課題，本發明具備如下結構。
一種雷射修復方法，係對形成於基板上之多層膜結構的缺陷部中的加工對象層照射雷射光來進行修復加工，其特徵為，以包括前述缺陷部的方式設定前述雷射光的掃描範圍，根據因藉由前述雷射光的照射生成之電漿產生之光的發射光譜，識別被加工之物質，藉由該識別結果監測前述加工對象層的加工狀態。
一種雷射修復裝置，係對形成於基板上之多層膜結構的缺陷部中的加工對象層照射雷射光來進行修復加工，其特徵為，係具備：雷射照射部，係在包括前述缺陷部之掃描範圍掃描雷射光；分析部，係分析因藉由前述雷射光的照射生成之電漿產生之光的發射光譜；以及控制部，係根據前述分析部的分析結果控制前述雷射照射部。
以下，參閲附圖對本發明的實施形態進行說明。在以下說明中，不同圖中的相同符號表示相同功能的部位，適當省略各圖中的重複內容。
如圖1所示，雷射修復裝置1係對形成於基板100上之多層膜結構110的缺陷部照射雷射光來進行修復加工之裝置。基板100支承於能夠平面移動的工作台S上，能夠使雷射修復裝置1的光軸P與基板上的任意位置對準。
加工的對象例如為TFT基板，TFT基板在玻璃等基板100上形成有TFT(Thin-Film-Transistor)的多層膜結構110。多層膜結構110作為一例由第1層(例如多晶矽層(p-Si；polysilicon))、第2層(例如金屬電極層)、第3層(例如絕緣層)等構成。
在圖1中，雷射修復裝置1具備雷射照射部2、分析部3及控制部4。又，雷射修復裝置1具備由放大圖像監測缺陷部之圖像監控部5。
雷射照射部2係對包括缺陷部之掃描範圍照射雷射光L者，且具備：雷射振盪器20，係射出雷射光L；及掃描部21，在所設定之掃描範圍掃描雷射光L。掃描部21藉由電流計鏡21A、21B的驅動範圍設定被反射鏡22反射之雷射光L的掃描範圍(加工範圍)，使雷射光L的照射點在掃描範圍內移動。掃描的形態並無特別限定，如圖示般，在利用2個電流計鏡21A、21B之例子中，能夠利用其中一個電流計鏡21A的驅動進行一維的線掃描，並利用另一個電流計鏡21B的驅動進行在與線掃描交叉之方向掃描之光柵掃描。
分析部3係分析因藉由雷射光L的照射生成之電漿發射之光的發射光譜，識別藉由雷射光L的照射被加工之物質者，圖示的例子中，具備光纖30及分光器31。光纖30係接收所發射之光並傳送到分光器31者，分光器31輸出藉由光纖30被傳送之光的發射光譜。
控制部4係根據分析部3的分析結果控制雷射照射部2者，且藉由從分析部3輸出之發射光譜，識別藉由雷射光L的照射被加工之物質，一邊藉由該識別結果監測加工對象層的加工狀態，一邊控制雷射照射部2。
圖像監控部5具備顯微鏡50、白色光源51、攝像機52、圖像處理部53及顯示裝置54等。圖像監控部5中，從白色光源51射出之白色光經由反射鏡51A、半反射鏡50B及顯微鏡50的光學系統50A照射到缺陷部的圖像獲取區域，且從此處反射之光經由光學系統50A及半反射鏡50B、50C在攝像機52的攝像面成像。攝像機52獲取之圖像在圖像處理部53進行適當的圖像處理，並顯示於顯示裝置54的顯示畫面。
在此，從雷射照射部2射出之雷射光L經由圖像監控部5中的顯微鏡50照射到缺陷部。亦即，圖像監控部5的顯微鏡50的光軸與朝向缺陷部之雷射光L的光軸成為同軸，圖像監控部5成為能夠由圖像監測被照射雷射光L之缺陷部的加工狀態。此時，在攝像機52的前方設置有截止由缺陷部反射之雷射光之雷射光截止濾光片(省略圖示)，能夠在顯示裝置54上以藉由顯微鏡50設定之適當大的放大倍率清晰地顯示白色光的反射圖像(彩色圖像)。
在此，更詳細地說明分析部3。利用分析部3進行基於雷射誘導電漿分光法之分析。利用該分析，從雷射振盪器20射出短脈衝的雷射光L，且該雷射光L由顯微鏡50的光學系統50A聚集並照射到缺陷部的表面。此時，在雷射光L的聚光點生成高溫高密度的電漿(破壞電漿)，處於聚光點的表面之原子被該電漿誘導，被激發之原子放射出固有波長的光進行狀態轉變。藉此，由分光器31獲取此時產生之光的發射光譜，並分析發射光譜，藉此能夠識別被照射雷射光L之缺陷部表面的物質的種類或數量，藉由該識別，能夠監測基於雷射光L的照射之缺陷部的加工狀態。
該種雷射修復裝置1藉由適當組合基於圖像監控部5之缺陷部圖像的監測與基於分析部3中的雷射誘導電漿分光法之缺陷部的加工狀態的監測，能夠實時準確地掌握缺陷部的加工狀態。然後，藉由根據缺陷部的加工狀態控制控制部4，能夠根據缺陷部的加工狀態控制修復參數配方等。
圖2示出由分析部3獲取之發射光譜的一例。圖2(a)係對缺陷部中的加工對象層照射雷射光L時獲取之發射光譜的例子，圖2(b)係對加工對象層的下一層照射雷射光L時獲取之發射光譜。關於該種發射光譜的不同，利用控制部4所具備之分析算法進行分析來識別物質。此處的分析算法能夠利用類神經網路等完成學習的AI。
說明使用該種雷射修復裝置1之雷射修復方法的一例。如圖3所示，雷射修復方法中的修復製程在檢查製程S1之後進行，並以缺陷位置確定製程S2、缺陷形狀確定製程S3、修復加工製程S4的順序進行。
首先，缺陷位置確定製程S2中，由在修復製程之前進行之檢查製程S1的結果確定缺陷部的位置。此時，將由圖像監控部5獲取之放大圖像設定為低倍率，獲取包括多層膜結構中的複數個週期性圖案(與TFT基板的顯示像素對應之圖案)之圖像，並將此圖像由圖像處理部53進行圖像處理，藉此確定存在缺陷部之週期性圖案的位置。然後，在所確定之位置對準顯微鏡50的光軸，並以能夠檢測缺陷部的形狀之方式增大放大倍率，來獲得缺陷部進行了定心之放大圖像。
缺陷形狀確定製程S3中，藉由缺陷部進行了定心之放大圖像確定缺陷部的形狀。此時，圖像處理部53將包括缺陷部之週期性圖案圖像與不包括缺陷部之週期性圖案圖像進行比較，藉此確定缺陷部的形狀。
該缺陷部的形狀確定中，亦能夠使用類神經網路等AI模式。具體而言，將包括缺陷部之週期性圖案圖像(缺陷部進行了定心之放大圖像)輸入於完成學習的AI，根據該AI的輸出，圖像處理部53從包括缺陷部之週期性圖案圖像內確定缺陷部的形狀。
修復加工製程S4中，首先，以包含由圖像處理部53確定之缺陷部的形狀的方式，控制部5設定雷射照射部2的雷射照射範圍。雷射照射範圍為掃描部21的掃描範圍，缺陷部的形狀在複數個部位分離而存在的情況下，以包含該些所有部位的方式設定掃描範圍。
如圖4所示，設定掃描範圍時，開始雷射加工。開始加工，並由所設定之修復參數配方向缺陷部照射雷射光L(S01)時，因藉由雷射光的照射生成之電漿產生之光經由光纖30吸入到分光器31，由分析部3與控制部4對加工物質進行識別。
控制部4判斷是否識別到加工對象層的下一層的物質(S02)，未識別到下一層的物質時(S02：否)，由所設定之修復參數配方繼續雷射光的照射。然後，識別到下一層的物質時(S02：是)，將修復參數配方變更為下一層不受損傷的程度來照射雷射光。
進而，繼續雷射掃描範圍內的雷射掃描時，控制部4判斷在整個雷射掃描範圍是否識別到下一層的物質(S04)，在整個掃描範圍未識別到下一層的物質時(S04：否)，繼續掃描，在整個掃描範圍識別到下一層的物質時(S04：否)，結束加工。
據此，如圖5(a)所示，關於掃描範圍F內的雷射光的輸出狀態，在缺陷部W中，在加工對象層112上存在掃描位置時，雷射光以所設定之修復參數配方輸出，在下一層111上存在掃描位置時，雷射光的修復參數配方成為輸出降低至以下一層不受損傷的程度之狀態(圖示的粗線表示以所設定之修復參數配方照射雷射光之狀態。)。
藉此，假如，如圖5(b)所示，在第2次以後的整個區域的掃描中，在掃描範圍F內的一部分暴露下一層，而局部殘留缺陷部W的情況下，在識別到掃描範圍F內的下一層的物質之掃描位置，雷射光的輸出成為低參數配方，僅在掃描範圍F內的加工對象層上的掃描位置，由所設定之修復參數配方照射雷射光。
根據該種雷射修復裝置1及基於上述裝置之雷射修復方法，藉由識別向缺陷部照射雷射光時的加工物質，能夠僅對加工對象層由選擇性設定之修復參數配方照射雷射光，又，能夠在所有加工對象層被去除之時刻快速結束加工。藉此，能夠儘量抑制下一層的損傷，無殘留地去除缺陷部W，從而不受下一層的材質或層的膜厚的偏差的影響，能夠對缺陷部W進行適當的修復加工。
以上，參閲附圖對本發明的實施形態進行了詳述，但具體結構並不限定於該等實施形態，即使在不脫離本發明的主旨的範圍內存在設計變更等亦包含於本發明。又，上述各實施形態在其目的及結構等中只要不存在特別的矛盾或問題，則能夠沿用相互的技術並進行組合。
1:雷射修復裝置 2:雷射照射部 3:分析部 4:控制部 5:圖像監控部 20:雷射振盪器 21:掃描部 21A,21B:電流計鏡 22:反射鏡 30:光纖 31:分光器 50:顯微鏡 50A:光學系統 50B:半反射鏡 50C:半反射鏡 51:白色光源 51A:反射鏡 52:攝像機 53:圖像處理部 54:顯示裝置 100:基板 110:多層膜結構 111:下一層 112:加工對象層 F:掃描範圍 L:雷射光 S:工作台 P:光軸 W:缺陷部
圖1係示出本發明的實施形態之雷射修復裝置之說明圖。 圖2係示出分析部所輸出之發射光譜之說明圖(圖2(a)係對加工對象層加工時的發射光譜、圖2(b)係對加工對象層的下一層加工時的發射光譜)。 圖3係示出雷射修復方法的製程之說明圖。 圖4係示出加工製程中的控制部的動作流程之說明圖。 圖5係示出缺陷部的加工狀態(圖5(a)係在整個掃描範圍進行加工之狀態、圖5(b)係在掃描範圍的一部分進行加工之狀態)之說明圖。
1:雷射修復裝置
2:雷射照射部
3:分析部
4:控制部
5:圖像監控部
20:雷射振盪器
21:掃描部
21A:電流計鏡
21B:電流計鏡
22:反射鏡
30:光纖
31:分光器
50:顯微鏡
50A:光學系統
50B:半反射鏡
50C:半反射鏡
51:白色光源
51A:反射鏡
52:攝像機
53:圖像處理部
54:顯示裝置
100:基板
110:多層膜結構
L:雷射光
S:工作台
P:光軸

Claims (8)

  1. 一種雷射修復方法，其特徵為，對形成於基板上之多層膜結構的缺陷部中的加工對象層照射雷射光來進行修復加工， 以包括前述缺陷部的方式設定前述雷射光的掃描範圍， 根據因藉由前述雷射光的照射生成之電漿產生之光的發射光譜，識別被加工之物質，藉由該識別結果監測前述加工對象層的加工狀態。
  2. 如請求項1之雷射修復方法，其中 在藉由前述發射光譜識別到前述加工對象層的下一層的物質之時刻，變更前述雷射光的修復參數配方。
  3. 如請求項1或2之雷射修復方法，其中 藉由前述發射光譜，在整個前述掃描範圍識別到前述加工對象層的下一層的物質時，結束修復加工。
  4. 一種雷射修復裝置，其特徵為，對形成於基板上之多層膜結構的缺陷部中的加工對象層照射雷射光來進行修復加工，具備： 雷射照射部，係在包括前述缺陷部之掃描範圍掃描雷射光； 分析部，係分析因藉由前述雷射光的照射生成之電漿產生之光的發射光譜；以及 控制部，係根據前述分析部的分析結果控制前述雷射照射部。
  5. 如請求項4之雷射修復裝置，其中 前述控制部在前述掃描範圍內掃描前述雷射光時，在藉由前述分析部識別到前述加工對象層的下一層的物質之時刻，變更前述雷射光的修復參數配方。
  6. 如請求項4或5之雷射修復裝置，其中 前述控制部藉由前述分析部在整個前述掃描範圍識別到前述加工對象層的下一層的物質時，結束修復加工。
  7. 如請求項4或5之雷射修復裝置，其中 前述雷射照射部經由監測前述缺陷部之顯微鏡對前述缺陷部照射雷射光。
  8. 如請求項6之雷射修復裝置，其中 前述雷射照射部經由監測前述缺陷部之顯微鏡對前述缺陷部照射雷射光。
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