(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記減衰手段の減衰量は、前記撮像手段によって撮影された画像において、前記スポット光と、前記欠陥部に塗布された前記修正液と、その周りのパターンを観察することが可能なレベルに設定されている、請求項5に記載の欠陥修正装置。
さらに、前記欠陥部に塗布された前記修正液の上を前記スポット光が予め定められた速度で移動するように、前記観察光学系と前記基板とを相対移動させるステージを備える、請求項5または請求項6に記載の欠陥修正装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、従来の欠陥修正装置では、欠陥部に塗布された修正液を局所加熱する際に、レーザ光の一部が修正液で反射し、撮像カメラに入射してハレーションを起こし、修正液の加熱状況や基板への影響をモニタで観察することが困難であった。
【0007】
それゆえに、この発明の主たる目的は、欠陥部に塗布した修正液を加熱しながら修正液の加熱状況を観察することが可能な欠陥修正装置
と、それを用いた欠陥修正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この発明に係る欠陥修正装置は、基板の表面に形成されたパターンの欠陥部を修正する欠陥修正装置であって、基板の表面を観察するための観察光学系と、複数の対物レンズが下面に搭載され、基板と平行な方向に移動可能に設けられた第1の可動板を含み、第1の可
動板を移動させて複数の対物レンズのうちのいずれかの選択対物レンズを観察光学系の下端と基板の表面との間に配置する対物レンズ切換器と、観察光学系および選択対物レンズを介して基板の表面の画像を撮影する撮像手段と、第1の可動板の下面に搭載され、欠陥部に修正液を塗布する塗布手段と、欠陥部に塗布された修正液に光を局所的に照射して加熱する局所加熱光源と、撮像手段と観察光学系の間に設けられ、局所加熱光源から出射されて修正液で反射し、撮像手段に入射される光を減衰させる減衰手段と、基板の表面に落射光を照射する落射光源とを備えたものである。観察光学系は、上から下に向かって順次配置された第1のビームスプリッタ、結像レンズ、および第2のビームスプリッタを含む。基板の表面の画像を撮影する場合は、落射光源から第2のビームスプリッタおよび選択対物レンズを介して基板の表面に落射光が照射され、基板の表面からの反射光が選択対物レンズ、第2のビームスプリッタ、結像レンズ、および第1のビームスプリッタを介して撮像手段に入射される。欠陥部に塗布された修正液を加熱する場合は、局所加熱光源から出射された光が第1のビームスプリッタ、結像レンズ、第2のビームスプリッタ、および選択対物レンズを介して修正液に照射される。減衰手段は、局所加熱光源から出射される光の波長の光を減衰させる減衰フィルタと、撮像手段と観察光学系の間に挿抜可能に設けられ、減衰フィルタが装着された第1の窓と、貫通孔からなる第2の窓とを有する第2の可動板と、第2の可動板を移動させ、局所加熱光源から光を出射する場合は第1の窓を撮像手段と観察光学系の間に配置し、局所加熱光源から光を出射しない場合は第2の窓を撮像手段と観察光学系の間に配置する駆動手段とを含む。
【0011】
また好ましくは、局所加熱光源はレーザを含み、局所加熱光源から出射される光は、レーザから出射されるレーザ光である。
【0012】
また好ましくは、局所加熱光源は、さらに、レーザから出射されたレーザ光を修正液に照射させるか、遮断するかを切換えるためのシャッタを含む。
【0013】
また好ましくは、シャッタは、レーザからレーザ光が出射されていないときに閉じられており、レーザからレーザ光が実際に出射された後に開けられる。
【0014】
また好ましくは
、レーザは観察光学系に固定されている。レーザから出射されたレーザ光は、観察光学系および
選択対物レンズを介して修正液に照射され、修正液の表面に予め定められたサイズのスポット光が形成される。
【0015】
また好ましくは、減衰手段の減衰量は、撮像手段によって撮影された画像において、スポット光と、欠陥部に塗布された修正液と、その周りのパターンを観察することが可能なレベルに設定されている。
【0016】
また好ましくは、さらに、欠陥部に塗布された修正液の上をスポット光が予め定められた速度で移動するように、観察光学系と基板とを相対移動させるステージを備える。
【0017】
また好ましくは、パターンは配線であり、欠陥部は断線欠陥部であり、修正液は焼成されて導電膜となる。
また、この発明に係る欠陥修正方法は、上記欠陥修正装置を用いて欠陥部を修正する方法であって、塗布手段を制御して欠陥部に修正液を塗布するステップと、対物レンズ切換器を制御して、局所加熱光源の出射光を通過させることが可能な対物レンズを選択対物レンズとして観察光学系の下端と基板の表面との間に配置するステップと、駆動手段を制御して、第1の窓を撮像手段と観察光学系の間に配置するステップと、局所加熱光源を制御して、欠陥部に塗布された修正液に光を出射して加熱するステップと、駆動手段を制御して、第2の窓を撮像手段と観察光学系の間に配置するステップとを含むものである。
【発明の効果】
【0018】
この発明に係る欠陥修正装置
および欠陥修正方法では、撮像手段と観察光学系の間に、局所加熱光源から出射されて修正液あるいは基板表面で反射し、撮像手段に入射される光を減衰させる減衰手段を設けたので、撮像手段においてハレーションが発生するのを防止することができる。したがって、欠陥部に塗布した修正液を加熱しながら修正液の加熱状況を観察することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
この発明に係る欠陥修正装置では、欠陥部に塗布された修正液を加熱するときに、加熱用レーザ光の波長の光を減衰させる減衰フィルタを観察光学系と撮像カメラの間に挿入する。すなわち、欠陥部に塗布された修正液(導電性インク)を加熱(焼成)する前に減衰フィルタを撮像カメラの前方に挿入し、加熱が終了した時点で撮像カメラの前方から減衰フィルタを除去する。
【0021】
局所加熱用レーザ光は、観察光学系を通過し、対物レンズで絞られる。このため、欠陥部に塗布された修正液の表面には、小さなスポット光が形成される。欠陥部が長い場合には、欠陥部に塗布した修正液上をスポット光を移動(レーザ走査)させながら修正液を加熱する。
【0022】
したがって、局所加熱光源から欠陥部に照射されたレーザ光の散乱光が撮像カメラに入射する前に減衰フィルタで減衰されるので、ハレーションを抑制してモニタ画面で修正液の加熱状況や基板への影響を直接観察することができる。また、レーザ光の照射位置と照射範囲を観察することも可能となり、照射位置の補正も容易となる。
【0023】
また、局所加熱用のレーザ光を照射した際に、修正液が周りに逃げ広がる、あるいは基板が焼損する場合も想定されるが、加熱状況を常時モニタ上で観察できるため、加熱条件を設定する際の判断材料としても使用できる。以下、本発明の欠陥修正装置について図面を用いて詳細に説明する。
【0024】
図1は、本発明の一実施の形態による欠陥修正装置1の全体構成を示す斜視図である。
図1において、この欠陥修正装置1では、定盤2の中央部にチャック3が設けられ、チャック3には修正対象の基板4が固定される。また、定盤2には、ガントリ型のXYステージ5が搭載されている。XYステージ5は、X軸ステージ5aと門型のY軸ステージ5bとを含む。Y軸ステージ5bは、チャック3を跨ぐように設けられ、図中のY軸方向に移動する。X軸ステージ5aは、Y軸ステージ5bに搭載され、図中のX方向に移動する。
【0025】
X軸ステージ5aには、上下方向に移動可能なZ軸ステージ6が搭載される。Z軸ステージ6には、観察光学系7が固定される。観察光学系7の上方には加熱用レーザ8が搭載され、その下方には対物レンズ9を切り替える対物レンズ切り替え器10が固定される。さらに、対物レンズ切り替え器10には塗布ユニット11が固定される。塗布ユニット11は、基板4のパターン欠陥、たとえば配線の断線欠陥部に修正液(導電性インク)を塗布する機能を有する。塗布ユニット11としては、針先端に付着した修正液を欠陥部に転写する方式、あるいはインクジェットやマイクロピペットなどのように、ノズル先端から修正液を吐出する方式から1つを選択して搭載する。
【0026】
X軸ステージ5a、Y軸ステージ5b、およびZ軸ステージ6を制御することにより、観察光学系7、加熱用レーザ8、塗布ユニット11の各々を基板4表面の所望の位置の上方に移動させることが可能となる。対物レンズ切り替え器10は、
図2に示すように、可動板10aを含む。可動板10aは、XYステージであり、XY方向に移動可能に設けられている。可動板10aの下面には、互いに倍率が異なる複数の対物レンズ9と塗布ユニット11とが設けられている。可動板10aを移動させることにより、対物レンズ9の倍率を変更するとともに、塗布ユニット11の塗布位置を移動させることが可能となっている。なお、塗布ユニット11は、Z軸ステージ6に直接固定してあっても良い。
【0027】
また、観察光学系7には、対物レンズ9で観察した画像をモニタの画面に表示するための撮像カメラ(CCDカメラ)12が固定され、撮像カメラ12の前方(撮像カメラ12と観察光学系7の間)には加熱用レーザ8から出射されるレーザ光の波長の光を減衰させる減衰装置13が設けられる。
【0028】
減衰装置13は、加熱用レーザ8から出射されるレーザ光の波長の光を減衰させる減衰フィルタ14と、可動板16と、駆動装置17とを含む。可動板16は、減衰フィルタ14が装着された窓(第1の窓)と、貫通孔からなる空窓(第2の窓)とを有する長方形状の板部材であり、観察光学系7と撮像カメラ12の間に移動可能に設けられている。
【0029】
駆動装置17は、直動アクチュエータ(たとえばエアシリンダ)であり、可動板16を
図2中の上下方向に移動させる。駆動装置17を操作することで、減衰フィルタ14と空窓15のうちのいずれか1つを撮像カメラ12の前方に配置することが可能となっている。
【0030】
たとえば、加熱用レーザ8として、出射光の波長が532nmであるYAG第2高調波連続発振レーザを用いた場合、透過限界波長を532nmより少し大きな波長(たとえば560nm)に設定した減衰フィルタ14を使用する。透過限界波長が560nmである減衰フィルタ14の色調はオレンジ色であるので、撮像カメラ12の前方に減衰フィルタ14が挿入されると、モニタ画面はオレンジ色の色調になり、基板4の表面をカラーで観察するには不向きとなる。そのため、修正液を塗布する時や基板4の表面を観察する時には撮像カメラ12の前方に空窓15を配置することで、その不具合を解消する。
【0031】
また、塗布ユニット11は対物レンズ切り替え器10の可動板10aに固定されており、可動板10aをXY方向に移動させることにより塗布位置を変更できる。このため、大きなガントリ型XYステージ5を移動して塗布ユニット11の位置合わせをしなくて済む。また、塗布手段としてインクジェットを使用する場合には、修正液を捨て打ちすることが可能な捨て打ち板をノズル近傍に配置する。
【0032】
次に、
図3から
図5を用いて、基板4の表面に形成された配線4aの断線欠陥部4bを修正する工程について説明する。断線欠陥部4bを観察する場合は、
図3に示すように、撮像カメラ12の前方に空窓15が配置され、観察光学系7および対物レンズ9の光軸が断線欠陥部4bに位置決めされる。
【0033】
観察光学系7の上方には加熱用レーザ8が設けられている。観察光学系7の内部には上から順にビームスプリッタ18、結像レンズ19、およびビームスプリッタ20が配置され、その下方に対物レンズ切り替え器10と、複数の対物レンズ9が設けられる。撮像カメラ12は、減衰装置13を介してビームスプリッタ18に対向して設けられる。落射光源21は、観察光学系7の側面に固定され、ビームスプリッタ20に対向して設けられる。
【0034】
落射光源21からビームスプリッタ20を介して基板4に
落射光が照射され、基板4からの反射光はビームスプリッタ20、結像レンズ19、およびビームスプリッタ18を介して撮像カメラ12に入射される。これにより、基板4の表面の画像が撮像カメラ12によって撮影され、モニタの画面に表示される。
【0035】
また、断線欠陥部4bに塗布ユニット11を用いて修正液22を塗布する場合は、
図4に示すように、撮像カメラ12の前方に空窓15が配置され、断線欠陥部4bの上方に塗布ユニット11が配置される。たとえば、塗布ユニット11としてインクジェットを用いた場合、断線欠陥部4bの両側にある正常な2つの配線4aを接続するように、一方の配線4aの端部から他方の配線4aの端部までインクジェットノズルと基板4とを所定速度で相対移動させながら修正液22を塗布する。この例では、対物レンズ切り替え器10の可動板10a(XYステージ)を駆動しながら塗布する。
【0036】
また、断線欠陥部4bに塗布された修正液22を加熱(焼成)する場合は、
図5に示すように、撮像カメラ12の前方に減衰フィルタ14が配置され、観察光学系7および対物レンズ9の光軸が断線欠陥部4bに位置決めされる。加熱用レーザ8から基板4にレーザ光を照射する前に、撮像カメラ12の前方に減衰フィルタ14が配置されるように減衰装置13の可動板16を移動させる。
【0037】
加熱用レーザ8から照射されたレーザ光は、対物レンズ9によって絞られて、加熱用レーザ8から出射されるレーザビームの断面よりも微小なスポット光8aとなって修正液22や断線欠陥部4bに照射される。たとえば、加熱用レーザ8から出射されるレーザビームの断面の直径を0.3mmとし、20倍の対物レンズ9を選択した場合、基板4の表面に照射されるスポット光8aの直径は10〜15μm程度となる。
【0038】
断線欠陥部4bに塗布した修正液22の一方端部に加熱用レーザ8のスポット光8aを位置合わせしてから、他方端部に向かってスポット光8aを所定の速度で移動(レーザ走査)させることで局所加熱(焼成)が行なわれ、断線欠陥部4bに導電膜22Aが形成される。レーザ走査は対物レンズ切り替え器10のXYステージを駆動して行なわれる。
【0039】
加熱用レーザ8のスポット光8aを断線欠陥部4bおよび修正液22に照射した際に散乱光が発生し、その散乱光が対物レンズ9および観察光学系7を介して撮像カメラ12に入射して悪影響を与える。しかし、本実施の形態1では、減衰フィルタ14によって散乱光を減衰させるので、ハレーションを抑制してモニタ画面で修正液22の加熱状態や基板4への影響を直接観察することができる。また、スポット光8aの照射位置や照射サイズを確認できるので、照射範囲の確認や照射位置の補正を容易に行なうことができる。また、修正液22の加熱状態を常時モニタ上で観察できるので、加熱条件を設定する際の判断材料を得ることができる。
【0040】
図6は、断線欠陥部4bに塗布した修正液22を加熱用レーザ8で加熱する工程を示すフローチャートである。制御装置(図示せず)は、加熱(焼成)指令を受けると、ステップS1において、加熱用のレーザ光を通過させることが可能な対物レンズ9に切り替える。たとえば、加熱用レーザ8がYAG第2高調波レーザであれば、近赤外補正の対物レンズ9を選択する。
【0041】
次に、ステップS2において加熱範囲の設定を行なう。加熱範囲は、モニタ画面を観察しながら設定され、断線欠陥部4bに塗布された修正液22よりも多少長めに設定される。加熱範囲の設定が完了すると、ステップS3において減衰装置13の可動板16を動作させて撮像カメラ12の前方に減衰フィルタ14を挿入する。
【0042】
次にステップS4において加熱用レーザ8にレーザ光出射指令を与え、スポット光8aを基板4(断線欠陥部4bおよび修正液22)に照射しながら、ステップS5においてレーザ走査を行なう。この工程で、断線欠陥部4bに塗布した修正液22が加熱(焼成)されて配線4aの導通が確保される。加熱が終了したらステップS6において加熱用レーザ8のレーザ光の出射を停止させ、その後でステップS7において、減衰装置13を操作して空窓15を撮像カメラ12の前方に挿入する。このようにステップS1〜S7を順番に実施することで局所加熱が完了する。
【0043】
また、
図7は、実施の形態1の変更例を示す図であって、
図5と対比される図である。
図7において、この変更例が実施の形態1と異なる点は、加熱用レーザ8の下方(加熱用レーザ8と観察光学系7の間)にシャッタ23が追加される点である。加熱用レーザ8の光軸と観察光学系7の光軸とは、一致している。
【0044】
シャッタ23は、貫通孔23bが開けられた遮蔽板23aを含む。加熱用レーザ8のレーザ光を観察光学系7に入射させる場合は、遮蔽板23aを移動させて貫通孔23bを光軸に位置決めし、レーザ光を遮断する場合は、遮蔽板23aのうちの貫通孔23b以外の部分を光軸に位置決めする。
【0045】
加熱用レーザ8に照射指令を与えてから加熱用レーザ8から実際にレーザ光が出射されるまでに、たとえば数秒間の応答の遅れがある場合がある。この場合、レーザ光が出射されたことを確認してからレーザ走査を開始することになるが、レーザ光が出射されてからそれが確認されるまでの間、レーザ光は基板4の一点に照射され続ける。
【0046】
基板4の一点が照射され続ける時間は短時間ではあるが、基板4の材質やレーザパワー条件によっては、照射された部分が焼損する場合が想定される。これを回避するため、加熱用レーザ8からレーザ光が照射されたのを確認するまではシャッタ23によってレーザ光を遮断しておくことが好ましい。加熱用レーザ8からレーザ光が出射されたことを確認した時点で、シャッタ23を開放する(貫通孔23bを光路に挿入する)と同時に基板4とスポット光8aの相対移動(レーザ走査)を開始して、断線欠陥部4bに塗布された修正液22を加熱(焼成)する。
【0047】
図8は、
図7に示した欠陥修正装置の動作を示すフローチャートであって、
図6と対比される図である。
図8において、このフローチャートが
図6のフローチャートと異なる点は、ステップS4とS5の間にステップS41,S42が追加され、ステップS5とS6の間にステップS51が追加されている点である。
【0048】
ステップS4において加熱用レーザ8にレーザ光の出射指令が与えられると、ステップS41において加熱用レーザ8からレーザ光が出射されるまで待機する。レーザ光が出射された場合は、ステップS42においてシャッタ23を開放し、ステップS5においてレーザ走査を行なう。レーザ走査が終了したらステップS51においてシャッタ23を閉じ、ステップS6においてレーザ光の出射を停止する。
【0049】
レーザ光の出射を一旦停止すると、再出射させる際に応答遅れがあるため、その都度待つ必要があるが、シャッタ23を備えたことで、レーザ出射を止めずに点在する断線欠陥部2bに塗布した修正液22を加熱することが可能となる。1つの断線欠陥部2bの加熱処理が終わった後、レーザ照射状態のままシャッタ23を閉じ、次の加熱位置(欠陥位置)に移動してS42工程の処理を行えば、処理時間の短縮が可能となる。
【0050】
図9は、実施の形態1の他の変更例であって、
図5と対比される図である。
図9を参照して、この欠陥修正装置が実施の形態1と異なる点は、レーザ24およびスリット参照光源28が追加され、観察光学系7が観察光学系7Aで置換されている点である。
【0051】
観察光学系7Aは、
図5の観察光学系7にビームスプリッタ25,27および可変スリット26を追加したものである。観察光学系7Aでは、上から順に、ビームスプリッタ25,27、可変スリット26、ビームスプリッタ18、結像レンズ19、およびビームスプリッタ20が配置される。
【0052】
レーザ24は観察光学系7Aの上端部に設けられ、レーザ24の光軸と観察光学系7の光軸とは一致している。レーザ24は、基板4の配線4aなどのパターンをレーザアブレーション(除去)するために設けられている。レーザ24は、たとえばYAG(第1〜第4)高調波のパルスレーザである。レーザ24の出射光の波長は、使用条件に応じて選択可能となっている。レーザ24から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ25,27を透過し、可変スリット26によって断面形状を調整された後、さらにビームスプリッタ18、結像レンズ19、およびビームスプリッタ20を透過し、対物レンズ9によって絞られて基板4の配線4aなどに照射される。
【0053】
加熱用レーザ8は、観察光学系7Aの側面に固定され、シャッタ23を介してビームスプリッタ25に対向して設けられる。加熱用レーザ8から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ25で反射された後、ビームスプリッタ27、可変スリット26、ビームスプリッタ18、結像レンズ19、およびビームスプリッタ20を透過し、対物レンズ9によって絞られて断線欠陥部4bに塗布された修正液22に照射される。
【0054】
スリット参照光源28は、観察光学系7Aの側面に固定され、ビームスプリッタ25に対向して設けられる。スリット参照光源28から出射された光は、ビームスプリッタ27で反射され、可変スリット26によって断面形状を調整された後、さらにビームスプリッタ18、結像レンズ19、およびビームスプリッタ20を透過し、対物レンズ9によって絞られて基板4の配線4aなどに照射される。スリット参照光源28は、レーザ24からのレーザ光を基板4の配線4aに照射する前に、可変スリット26の開口部の形状(レーザ24から出射されるレーザ光の断面形状、レーザ光の照射領域の形状)を調整するために使用される。
【0055】
なお、ビームスプリッタ25の代わりに全反射ミラーを設けてもよい。断線欠陥部4bに塗布された修正液22を加熱する場合は、全反射ミラーは、加熱用レーザ8の光を下方に反射させる位置に挿入される。また、基板4の表面にレーザ24から出射されたレーザ光を照射する場合は、全反射ミラーは、光軸から外れた位置に配置される。
【0056】
スリット参照光源28から出射された光は、可変スリット26の開口部を縮小した形状を基板4の表面に投影する。加熱用レーザ8で基板4に塗布された修正液22を加熱(焼成)する場合には、可変スリット26の開口部は全開状態にされる。なお、レーザ24内に可変スリット26およびスリット参照光源28を搭載してもよい。この変更例では、基板4の配線4aなどのパターンをレーザアブレーション(除去)することができる。
【0057】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。