JP2014019937A - Laser processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置に関し、特に、レーザCVD(Chemical Vapor Deposition)加工を行うレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus that performs laser CVD (Chemical Vapor Deposition) processing.
従来、LCD(Liquid Crystal Display)パネルや有機EL(Electro-Luminescence)パネルなどのディスプレイパネル用の基板等のワークの配線の欠陥を修正するレーザ加工装置が普及している。 2. Description of the Related Art Conventionally, laser processing apparatuses that correct wiring defects of workpieces such as substrates for display panels such as LCD (Liquid Crystal Display) panels and organic EL (Electro-Luminescence) panels have become widespread.
そのようなレーザ加工装置では、例えば、レーザ誘起プラズマを用いたZAPPING加工(以下、ZAP加工と称する)によりワークの配線ミスを除去し、レーザCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いたCVD加工によりワークの配線が行われる。例えば、CVD加工によりワークの配線を修正する場合、レーザ光を照射するための対物レンズと修正部分との間にガスウインドウが挿入され、そのガスウインドウから修正部分近傍に原料ガスが供給される。そして、対物レンズを介して修正部分にレーザ光が照射され、レーザ光のエネルギーにより活性化した原料ガスを膜として修正部分に堆積することにより、ワーク上の配線が修正される(例えば、特許文献1、2参照)。 In such a laser processing apparatus, for example, workpiece wiring errors are removed by ZAPPING processing (hereinafter referred to as ZAP processing) using laser-induced plasma, and the workpiece is processed by CVD processing using a laser CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Wiring is performed. For example, when a workpiece wiring is corrected by CVD processing, a gas window is inserted between an objective lens for irradiating a laser beam and a correction portion, and a source gas is supplied from the gas window to the vicinity of the correction portion. Then, the correction part is irradiated with laser light through the objective lens, and the source gas activated by the energy of the laser light is deposited on the correction part as a film, thereby correcting the wiring on the workpiece (for example, Patent Documents) 1 and 2).
ところで、高精細なZAP加工を行うために高倍率(例えば、100倍)の対物レンズを使用する場合、対物レンズとワークとの間のワークディスタンスが小さくなる。そのため、ガスウインドウとワークが干渉しないように、対物レンズが設けられているユニットの下からガスウインドウを退避させる必要がある。同様に、例えば、ペリクル付きのマスクを観察したり、ZAP加工する場合、ガスウインドウとペリクルが干渉しないように、上記のユニットの下からガスウインドウを退避させる必要がある。 By the way, when a high-magnification (for example, 100 times) objective lens is used for high-definition ZAP processing, the work distance between the objective lens and the work is reduced. Therefore, it is necessary to retract the gas window from under the unit provided with the objective lens so that the gas window and the workpiece do not interfere with each other. Similarly, for example, when observing a mask with a pellicle or performing ZAP processing, it is necessary to retract the gas window from under the unit so that the gas window does not interfere with the pellicle.
一方、原料ガスは有毒成分を含んでいるため、ガスウインドウを退避させる際に、原料ガスが周囲に漏れないように、ガスウインドウからの原料ガスの供給を停止する必要がある。 On the other hand, since the source gas contains a toxic component, when the gas window is retracted, it is necessary to stop the supply of the source gas from the gas window so that the source gas does not leak to the surroundings.
しかしながら、原料ガスの供給を停止し、原料ガスの循環が止まると、ガスウインドウ内のガス濃度が低下する。また、原料ガスの原料を供給する原料タンクからガスウインドウまでは距離がある。従って、一旦原料ガスの供給を停止してしまうと、原料ガスを所望の濃度で安定して供給できる状態に復帰させるまでに、ある程度の時間を要する。このため、例えば、ガスウインドウを退避した状態からCVD加工を行うまでに待ち時間が生じてしまう。 However, when the supply of the raw material gas is stopped and the circulation of the raw material gas is stopped, the gas concentration in the gas window decreases. Further, there is a distance from the raw material tank that supplies the raw material gas to the gas window. Therefore, once the supply of the source gas is stopped, it takes a certain amount of time to return to a state where the source gas can be stably supplied at a desired concentration. For this reason, for example, a waiting time is generated from when the gas window is retracted until CVD processing is performed.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、迅速にCVD加工を開始できるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to start CVD processing quickly.
本発明の一側面のレーザ加工装置は、レーザ光と原料ガスを用いてCVD(Chemical Vapor Deposition)加工を行うレーザ加工装置であって、原料ガスを給排気することにより加工対象の加工部分近傍を原料ガス雰囲気に保つガス供給部と、ガス供給部から供給される原料ガスの漏れを防ぐためのシャッタと、ガス供給部およびシャッタの少なくとも一方の位置を制御する制御部とを備え、制御部は、CVD加工を行わない場合に、ガス供給部とシャッタを所定の間隔をおいて上下に配置し、ガス供給部は、シャッタが所定の間隔をおいて下方にある状態において、原料ガスの給排気を継続する。 A laser processing apparatus according to an aspect of the present invention is a laser processing apparatus that performs CVD (Chemical Vapor Deposition) processing using a laser beam and a raw material gas, and is configured to supply and exhaust the raw material gas so that the vicinity of the processing portion to be processed A gas supply unit that maintains a source gas atmosphere; a shutter for preventing leakage of source gas supplied from the gas supply unit; and a control unit that controls at least one position of the gas supply unit and the shutter. When the CVD process is not performed, the gas supply unit and the shutter are vertically arranged at a predetermined interval, and the gas supply unit supplies and exhausts the source gas in a state where the shutter is below the predetermined interval. Continue.
本発明の一側面のレーザ加工装置においては、CVD加工を行わない場合に、ガス供給部とシャッタが所定の間隔をおいて上下に配置され、ガス供給部により、シャッタが所定の間隔をおいて下方にある状態において、原料ガスの給排気が継続される。 In the laser processing apparatus according to one aspect of the present invention, when CVD processing is not performed, the gas supply unit and the shutter are arranged above and below at a predetermined interval, and the shutter is provided at a predetermined interval by the gas supply unit. In the state below, the supply and exhaust of the source gas is continued.
従って、迅速にCVD加工を開始することができる。 Therefore, the CVD process can be started quickly.
このレーザ加工装置は、例えば、レーザリペア装置により構成される。この原料ガスは、例えば、クロムカルボニルガス等により構成される。このガス供給部は、例えば、ガスウインドウにより構成される。このシャッタは、例えば、ガスシャッタにより構成される。この制御部は、例えば、CPUなどからなる制御装置により構成される。 This laser processing apparatus is constituted by, for example, a laser repair apparatus. This source gas is composed of, for example, chromium carbonyl gas. This gas supply part is comprised by the gas window, for example. This shutter is constituted by a gas shutter, for example. The control unit is configured by a control device including a CPU, for example.
このガス供給部は、レーザ光を射出する対物レンズが設けられているユニットの下に配置したり、ユニットの下から退避させたりすることが可能であり、この制御部には、ユニットの下からガス供給部を退避させたときに、ガス供給部とシャッタを所定の間隔をおいて上下に配置させ、このガス供給部には、ユニットの下から退避され、シャッタが所定の間隔をおいて下方にある状態において、原料ガスの給排気を継続させることができる。 This gas supply unit can be arranged under a unit provided with an objective lens that emits laser light, or can be retracted from under the unit. When the gas supply unit is retracted, the gas supply unit and the shutter are arranged above and below at a predetermined interval. The gas supply unit is retracted from the bottom of the unit, and the shutter is positioned below the predetermined interval. In this state, the supply and exhaust of the source gas can be continued.
これにより、ガス供給部を退避させた状態から、迅速にCVD加工を開始することができる。 Thereby, the CVD process can be started quickly from the state where the gas supply unit is retracted.
この制御部には、ユニットの下からガス供給部を退避した後、ガス供給部を上昇させ、ガス供給部の下にシャッタを挿入させることができる。 The control unit can retract the gas supply unit from the bottom of the unit, then raise the gas supply unit and insert a shutter under the gas supply unit.
このガス供給部には、ユニットの下からの退避を開始してから、シャッタが所定の間隔をおいて下方に位置するまでの間、原料ガスの供給を停止させることができる。 In this gas supply unit, the supply of the source gas can be stopped until the shutter is positioned below at a predetermined interval after the retreat from the bottom of the unit is started.
これにより、原料ガスの周囲への漏れを確実に防止することができる。 Thereby, the leak to the circumference | surroundings of source gas can be prevented reliably.
所定の間隔を、CVD加工を行うときのガス供給部と加工対象の間の間隔と略同じ間隔に設定することができる。 The predetermined interval can be set to be approximately the same as the interval between the gas supply unit and the object to be processed when performing CVD processing.
これにより、ガス供給部とシャッタを上下に配置した状態において、効率的に原料ガスの供排気を行うことができる。 Thereby, in the state which has arrange | positioned the gas supply part and the shutter up and down, source gas can be supplied and exhausted efficiently.
本発明の一側面によれば、迅速にCVD加工を開始することができる。 According to one aspect of the present invention, CVD processing can be started quickly.
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施の形態という)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態
2.変形例
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
1. Embodiment 2. FIG. Modified example
<実施の形態>
[レーザ加工装置の構成例]
図1は、本発明を適用したレーザ加工装置の一実施の形態の外観の構成例を示す斜視図である。
<Embodiment>
[Configuration example of laser processing equipment]
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration example of an embodiment of a laser processing apparatus to which the present invention is applied.
図1のレーザ加工装置101は、LCDパネルや有機ELパネルなどのディスプレイパネル等に使用される基板の配線の欠陥の修正やペリクル付きマスクのパターンの修正等を行うレーザリペア装置である。例えば、レーザ加工装置101は、レーザ誘起プラズマにより基板の余分なパターンを除去するZAP加工、および、レーザCVD法により基板の欠落しているパターンを形成するCVD加工を行う。レーザ加工装置101は、基台111、ワークホルダ112a乃至112d、レール部材113a,113b、コラム114、およびヘッド115を含むように構成される。
A
なお、以下、コラム114の長手方向をx軸方向または左右方向と称し、レール部材113a,113bの長手方向をy軸方向または前後方向と称し、x軸およびy軸に垂直な方向をz軸方向または上下方向と称する。
Hereinafter, the longitudinal direction of the
基台111の上面の左右の両端には、レール部材113a,113bが設けられている。また、レール部材113aとレール部材113bの間には、長手方向がy軸方向と一致する板状のワークホルダ112a乃至112dが、所定の間隔で基台111の上面に設けられている。
Rail members 113a and 113b are provided at both left and right ends of the upper surface of the
ワークホルダ112a乃至112dの上には、図2に示されるように、加工対象となるワーク131が載置される。このとき、図2に示されるように、例えば、ワーク131を運搬するオートローダのアーム132を、各ワークホルダの間の溝に挿入することにより、容易にワーク131をワークホルダ112a乃至112dに設置したり、ワークホルダ112a乃至112dから撤去したりすることが可能である。
As shown in FIG. 2, a
また、ワークホルダ112a乃至112dの上面である設置面には、透明の樹脂からなる小さな突起部が多数設けられている。この突起部により、ワーク131の加工部分近傍の熱がワークホルダ112を伝わって逃げ、加工部分近傍が冷やされることが防止される。
A large number of small protrusions made of a transparent resin are provided on the installation surface, which is the upper surface of the
なお、以下、ワークホルダ112a乃至112dを個々に区別する必要がない場合、単にワークホルダ112と称する。
Hereinafter, the
レール部材113a,113bの上面には、それぞれy軸方向に延びるレールが設けられている。また、レール部材113aとレール部材113bの間には、コラム114が架けられており、コラム114の下面の長手方向の両端が、レール部材113a,113bの上面のレールに嵌め合わされている。そして、図示せぬアクチュエータなどを用いて、レール部材113a,113bの上面のレールに従って、コラム114をy軸方向に移動させることが可能である。
Rails extending in the y-axis direction are provided on the upper surfaces of the rail members 113a and 113b. Further, a
また、コラム114の前面および上面にはレールが設けられており、逆L字型のヘッド115が、コラム114の前面および上面のレールに嵌め合わされている。そして、図示せぬアクチュエータなどを用いて、コラム114の前面および上面のレールに従って、ヘッド115をx軸方向に移動させることが可能である。
Further, rails are provided on the front surface and the upper surface of the
ヘッド115には、図3を参照して後述する加工ユニット151が設けられている。より具体的には、加工ユニット151の各部は、ヘッド115に内蔵されたり、ヘッド115の下面に取り付けられたりしている。そして、加工ユニット151は、図示せぬアクチュエータなどにより、z軸方向に移動させることが可能である。また、上述したように、コラム114をy軸方向に移動させたり、ヘッド115をx軸方向に移動させたりすることにより、加工ユニット151をx軸方向およびy軸方向に移動させることが可能である。
The
また、基台111には、コラム114、ヘッド115、および加工ユニット151の移動を制御したり、加工ユニット151の動作を制御したりする制御部152(図3)が内蔵されている。
Further, the
[加工ユニットの構成例]
図3は、加工ユニット151の構成例を示すブロック図である。加工ユニット151は、ガスウインドウ161、レーザ照射観察ユニット162、レーザユニット163、ガス供給排気ユニット164、および、ガスシャッタ165を含むように構成される。
[Example of processing unit configuration]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the
ガスウインドウ161は、ワークホルダ112に載置されているワーク131の上方に、ワーク131とわずかな間隔(例えば、0.5mm)を置いて配置される。なお、ガスウインドウ161とワーク131との間の間隔は、加工ユニット151をz軸方向に移動させることにより調整することができる。また、ガスウインドウ161は、制御部152の制御の下に、レーザ照射観察ユニット162の下に配置したり、レーザ照射観察ユニット162の下から退避したりすることができる。
The
詳細は図5および図6を参照して後述するが、ガスウインドウ161は、ガス供給排気ユニット164から供給される原料ガスおよびパージガス、並びに、エアヒータ(不図示)から供給される熱風を、ワーク131のレーザ光が照射される部分(以下、レーザ照射部と称する)近傍に供給する導入口を有している。なお、熱風の温度は、例えば、150〜300℃とされる。また、ガスウインドウ161は、原料ガスおよびパージガスを外部に漏れ出さないように吸い込む吸い込み口を備えている。さらに、ガスウインドウ161は、冷却風供給ユニット(不図示)から供給される冷却風をレーザ照射部近傍の周辺に供給する導入口を有している。
Although details will be described later with reference to FIGS. 5 and 6, the
ガスウインドウ161の直上には、レーザ照射観察ユニット162が設置されている。レーザ照射観察ユニット162は、CVD加工用の対物レンズ171、ZAP加工用の対物レンズ172、レーザ光のエネルギーを変えるアッテネータ(不図示)、レーザ光のビーム形状を変化させる可変アパーチャ機構(不図示)、対物レンズ171および対物レンズ172を上下させて焦点位置を調整する機構(不図示)、並びに、ワーク131のレーザ照射部近傍を観察するための顕微鏡機構(不図示)などを有している。
A laser
レーザユニット163は、例えば、ZAP加工用のレーザ光(以下、ZAPレーザ光と称する)、および、CVD加工用のレーザ光(以下、CVDレーザ光と称する)を射出するレーザ光源をそれぞれ備えている。そして、レーザユニット163から射出されたレーザ光は、レーザ照射観察ユニット162およびガスウインドウ161を介して、ワーク131に照射される。なお、上述したように、コラム114およびヘッド115の移動に合わせて加工ユニット151をx軸方向およびy軸方向に移動させることにより、ワーク131のレーザ照射部の位置を調整することができる。
The
なお、例えば、Nd:YLFレーザの第3高調波(波長351nm)で、繰返し周波数が30Hz、時間幅が20ピコ秒のレーザ光が、ZAPレーザ光として用いられ、Nd:YLFレーザの第3高調波(波長349nm)で、繰返し周波数が4kHz、時間幅が30ナノ秒のレーザ光が、CVDレーザ光として用いられる。 For example, a laser beam having the third harmonic (wavelength 351 nm) of the Nd: YLF laser, a repetition frequency of 30 Hz, and a time width of 20 picoseconds is used as the ZAP laser beam, and the third harmonic of the Nd: YLF laser. A laser beam having a wave (wavelength 349 nm), a repetition frequency of 4 kHz, and a time width of 30 nanoseconds is used as a CVD laser beam.
ガス供給排気ユニット164は、原料ガス、パージガスを必要なタイミングでガスウインドウ161に供給し、かつ、ガスウインドウ161から吸引された排気ガスの無害化処理を行う機構などを備える。なお、原料ガスには、例えば、クロムカルボニルガスが用いられ、パージガスには、例えば、ヘリウムガスまたはアルゴンガスが用いられる。
The gas supply /
ガスシャッタ165は、後述するように、例えば、ガスウインドウ161をレーザ照射観察ユニット162の下から退避させたときに、ガスウインドウ161の下方に所定の間隔をおいて配置され、ガスウインドウ161から供給される原料ガス等が周囲に漏れるのを防止する。
As will be described later, for example, when the
制御部152は、レーザ加工装置101の各部の動作を制御する。例えば、制御部152は、図示せぬアクチュエータなどを介して、コラム114のy軸方向の移動、ヘッド115のx軸方向の移動、および、加工ユニット151のz軸方向の移動を制御する。また、例えば、制御部152は、レーザ照射観察ユニット162の照明、アパーチャ、アッテネータの減衰率などを制御する。さらに、例えば、制御部152は、レーザユニット163から射出されるレーザ光のエネルギー、繰返し周波数、時間幅(パルス幅)、および射出タイミング等を制御する。また、例えば、制御部152は、ガス供給排気ユニット164のガス開閉弁(不図示)の開閉タイミング等の制御を行う。
The
さらに、例えば、制御部152は、ガスウインドウ161から熱風を吹き出すタイミングおよび熱風の温度等を制御する。また、例えば、制御部152は、ガスウインドウ161から冷却風を吹き出すタイミングを制御する。さらに、制御部152は、図示せぬアクチュエータなどを介して、ガスウインドウ161の上下方向(z軸方向)および左右方向(x軸方向)の位置を制御する。また、制御部152は、図示せぬアクチュエータなどを介して、ガスシャッタ165の上下方向(z軸方向)および左右方向(x軸方向)の位置を制御する。
Furthermore, for example, the
[ガスウインドウ161周辺の外観構成例]
図4は、ガスウインドウ161周辺の外観の構成例を示している。
[External configuration example around gas window 161]
FIG. 4 shows an example of the external configuration around the
なお、この図では、レーザ照射観察ユニット162に対物レンズ171a乃至171dの4つのCVD加工用の対物レンズが設けられている例を示している。以下、対物レンズ171a乃至171dを個々に区別する必要がない場合、単に対物レンズ171と称する。
In this figure, an example is shown in which the laser
ガスウインドウ161は、上下方向(z軸方向)に移動可能にレール部材181に取り付けられている。そして、ガスウインドウ161は、制御部152の制御の下に、図示せぬアクチュエータなどを介して、z軸方向に移動することができる。これにより、例えば、ガスウインドウ161とワーク131との間の間隔を調整することができる。
The
レール部材181は、左右方向(y軸方向)に移動可能にレール部材182に取り付けられている。そして、レール部材181は、制御部152の制御の下に、図示せぬアクチュエータなどを介して、ガスウインドウ161とともにy軸方向に移動することができる。これにより、例えば、ガスウインドウ161を対物レンズ171a乃至171dのいずれかの直下(CVDレーザ光の光路上)に配置したり、対物レンズ171a乃至171dの直下(CVDレーザ光の光路上)から退避させたりすることができる。
The
ガスシャッタ165は、水平に設けられた板状のシャッタ部165A、および、シャッタ部165Aの上面の左端に設けられ、ガスシャッタ165をレール部材183に取り付けるための取り付け部165Bにより構成される。
The
シャッタ部165Aの上面の大きさは、ガスウインドウ161とシャッタ部165Aを上下に重ねて配置した場合に、少なくともガスウインドウ161のウインドウポート201(図6)がシャッタ部165Aの上面からはみ出さないように設定される。また、シャッタ部165Aの材質は、少なくともガスウインドウ161から供給される原料ガスおよびパージガス並びに熱風により、変形および変質しにくいことが要求される。例えば、シャッタ部165Aの材質として、上記の性質を有し、ガスウインドウ161と接触したときにガスウインドウ161を破損しないように、合成樹脂を採用することが可能である。
The size of the upper surface of the
レール部材183は、長手方向がy軸方向と一致するように設けられている。また、ガスシャッタ165が左右方向(y軸方向)に移動できるように、ガスシャッタ165の取り付け部165Bがレール部材183に取り付けられている。そして、ガスシャッタ165は、制御部152の制御の下に、図示せぬアクチュエータなどを介して、y軸方向に移動することができる。
The
レーザ照射観察ユニット162は、左右方向(y軸方向)に移動可能に図示せぬレール部材に取り付けられている。そして、レーザ照射観察ユニット162は、制御部152の制御の下に、図示せぬアクチュエータなどを介して、y軸方向に移動することができる。
The laser
例えば、CVD加工を行う場合、レーザユニット163から射出されるCVDレーザ光の光路と、ガスウインドウ161および使用する対物レンズ171の光軸が一致するように、ガスウインドウ161およびレーザ照射観察ユニット162のy軸方向の位置が調整される。そして、レーザユニット163から射出されたCVDレーザ光が、対物レンズ171およびガスウインドウ161を介して、ワーク131の加工部分に照射される。
For example, when performing CVD processing, the
また、ZAP加工を行う場合、レーザユニット163から射出されるZAPレーザ光の光路と対物レンズ172の光軸が一致するように、レーザ照射観察ユニット162のy軸方向の位置が調整される。一方、後述するように、ガスウインドウ161は、レーザ照射観察ユニット162の下より外側に退避される。そして、レーザユニット163から射出されたZAPレーザ光が、対物レンズ172を介して、ワーク131の加工部分に照射される。
When performing ZAP processing, the position of the laser
[ガスウインドウの構成例]
次に、図5および図6を参照して、ガスウインドウ161の構成例について説明する。図5は、ガスウインドウ161を横から見た断面図であり、図6は、ガスウインドウ161の下面の平面図である。ガスウインドウ161は、円盤状のウインドウポート201および円盤状の窓202が、上述した図4に示されるようなL字型の部材に取り付けられている。
[Configuration example of gas window]
Next, a configuration example of the
ウインドウポート201の中央には、ガス導入空間部201Aが形成されている。ガス導入空間部201Aは、ウインドウポート201の下面から所定の高さまでは径が一定であり、途中から上面部に向かってテーパ状に径が広がっている。また、ウインドウポート201の上面には、レーザユニット163で発振され対物レンズ171から射出されたレーザ光LBを導入するための窓202が、ガス導入空間部201Aの上端の開口を覆うように設けられている。
A
窓202のすぐ下方には、パージガス導入口201B−1,201B−2が、ワーク131の上面に対して平行で、かつ、互いに対向するように設けられている。ガス供給排気ユニット164から供給されるパージガスは、パージガス導入口201B−1,201B−2を介して、ガス導入空間部201Aの側面から吹き出し、そのパージガスにより窓202の曇りが防止される。また、ガス導入空間部201Aの側面から吹き出したパージガスは、窓202の直下で2つの流れがぶつかり、ガス導入空間部201Aの下方に向かって、ほぼワーク131の面に対して垂直に下降する。
Immediately below the
ガス導入空間部201Aの径が一定となる領域には、原料ガス導入口201Cが、ワーク131の面に平行に設けられている。ガス供給排気ユニット164から供給される原料ガスは、原料ガス導入口201Cを介して、ガス導入空間部201Aの側面から吹き出し、パージガスの流れに混じって、ワーク131の上面へほぼ垂直に下降する流れとなる。そして、原料ガスは、ガス導入空間部201Aの下端の開口からレーザ照射部近傍に向けて吹き出し、ウインドウポート201とワーク131との間のCVD空間211に拡散する。このCVD空間211は、ワーク131のレーザ照射部近傍、すなわち、レーザ光および原料ガスによりワーク131に薄膜を形成する部分近傍に接している。
In the region where the diameter of the
ウインドウポート201の下面のガス導入空間部201Aの下端の開口の周りには、送風口201D−1乃至201D−3が設けられている。エアヒータ(不図示)から供給される熱風は、図5の矢印A1で示されるように、送風口201D−1乃至201D−3からレーザ照射部近傍に向けて吹き出し、CVD空間211に拡散する。
ウインドウポート201の下面の送風口201D−1乃至201D−3の外側には、ガス導入空間部201Aの下端の開口および送風口201D−1乃至201D−3の周囲を取り囲むようにリング状の排気口201Eが形成されている。さらに、排気口201Eを取り囲むようにリング状の排気口201Fが形成されている。そして、ガス導入空間部201Aから吹き出されたパージガスおよび原料ガス、並びに、送風口201D−1乃至201D−3から吹き出された熱風を含む気体のほとんどが、図5の矢印B1,B2で示されるように、排気口201Eに吸い込まれ、残りが排気口201Fに吸い込まれる。排気口201E,201Fに吸い込まれた気体は、排気口201E,201Fに設けられている図示せぬ吸い込み口からガス供給排気ユニット164に送られる。
A ring-shaped exhaust port is provided outside the
このように、排気口201E,201Fからパージガス、原料ガス、および、熱風を含む気体を吸い込むことにより、CVD空間211を外部から遮断するドーナツ状のガスカーテンシールド部212が形成される。このガスカーテンシールド部212により原料ガスが外部に漏れることが防止され、CVD空間211が原料ガス雰囲気に保たれる。また、送風口201D−1乃至201D−3に近く、レーザ照射部近傍の点線で囲まれたワーク131の円形の部分P1(以下、加熱部分P1と称する)が加熱される。
In this way, the doughnut-shaped gas
また、排気口201Fのさらに外側に、排気口201Fを取り囲むように、ウインドウポート201の下面の外周付近に、リング状の送風口201Gが形成されている。そして、図5の矢印C1乃至C4で示されるように、送風口201Gから加熱部分P1の周辺に向けて冷却風が吹き出し、ワーク131上に拡散する。そのうち、ウインドウポート201の内側に向かってCVD空間211の方向に進む冷却風のほとんどは、図5の矢印D1,D2で示されるように、排気口201Fに吸い込まれ、残りが排気口201Eに吸い込まれる。排気口201E,201Fに吸い込まれた冷却風は、排気口201E,201Fに設けられている図示せぬ吸い込み口からガス供給排気ユニット164に送られる。
Further, a ring-shaped air blowing port 201G is formed near the outer periphery of the lower surface of the
これにより、排気口201Fの直下付近より外側の、加熱部分P1の周囲の点線で囲まれたワーク131のドーナツ状の部分P2(以下、冷却部分P2と称する)が冷却される。
Thereby, the doughnut-shaped part P2 (hereinafter referred to as the cooling part P2) of the
このように、ワーク131の熱風により加熱されるレーザ照射部近傍の加熱部分P1の周辺を冷却することにより、加熱部分P1が必要以上に大きくなることを防止することができる。これにより、熱膨張によるワーク131の撓みを抑制し、加工位置やフォーカスのズレの発生を防止し、加工品質を向上させることができる。
As described above, by cooling the vicinity of the heating portion P1 in the vicinity of the laser irradiation portion heated by the hot air of the
また、詳細な位置は図示していないが、ウインドウポート201内で、パージガス、原料ガス、および、熱風が通る経路(以下、ガス熱風経路と称する)と、冷却風および排気口201E,201Fから吸い込まれた気体が通る経路(以下、冷却風排気経路と称する)の間に断熱層203が設けられる。これにより、冷却風によりパージガス、原料ガス、および、熱風が冷却されることを防止することができる。
Further, although the detailed position is not shown in the figure, a path through which purge gas, source gas, and hot air pass (hereinafter referred to as gas hot air path) and cooling air and
なお、ウインドウポート201の断熱層203よりガス熱風経路側が、制御部152の制御の下に、図示せぬヒータなどにより原料ガスに含まれる原料物質が再結晶を開始する温度より高い温度(例えば、65〜70℃)に設定される。
Note that the gas hot air path side of the
このようにして、確実かつ効率的にワーク131のCVD加工を行う部分近傍を加熱することができる。すなわち、透明フィルムヒータを用いないので、透明フィルムヒータの断線等による修理や交換をする必要がなく、それにかかる費用や手間を削減したり、作業の停滞を防止したりすることができる。
In this way, it is possible to heat the vicinity of the portion of the
また、CVD加工を行う部分近傍のみを加熱するので、加熱に必要なエネルギーを削減できるとともに、不要な部分を加熱することにより、周辺の部品や機器に熱による悪影響を与えることを防止できる。 In addition, since only the vicinity of the portion to be subjected to CVD processing is heated, energy required for heating can be reduced, and heating of unnecessary portions can prevent peripheral components and equipment from being adversely affected by heat.
さらに、ワーク131を加熱するための部品を小型化できるとともに、ワーク131の大きさによって交換する必要がなく、コストを削減できるとともに、保守品の保管が容易になる。
Furthermore, it is possible to reduce the size of parts for heating the
また、加工ユニット151の移動範囲内であれば、ワーク131の全ての部分を漏れなく加熱することができ、加熱不足の発生を防止することができる。
Moreover, as long as it is within the movement range of the
さらに、ワーク131のレーザ照射部近傍の周辺を冷却することにより、ワーク131の撓みを抑制することができる。これにより、加工位置やフォーカスのズレの発生を防止し、加工品質を向上させることができる。また、ワーク131の表面がレーザ加工装置101の一部に接触し、損傷することを防止することができる。
Further, by cooling the periphery of the
[ガスウインドウ161の退避方法]
次に、図7を参照して、ZAP加工を行う場合やペリクル付きマスクを観察する場合等に、ガスウインドウ161をレーザ照射観察ユニット162の下から退避させる方法について説明する。なお、図中、説明に不要な部分の符号の図示を一部省略している。
[Retraction Method of Gas Window 161]
Next, a method for retracting the
図7Aは、CVD加工時のガスウインドウ161とガスシャッタ165の位置を示している。ガスウインドウ161は、レーザ照射観察ユニット162のCVD加工に使用する対物レンズ172の直下に配置されている。一方、ガスシャッタ165は、レーザ照射観察ユニット162の下より外側に配置されている。
FIG. 7A shows the positions of the
まず、ガスウインドウ161を退避させる前に、ガスウインドウ161からの原料ガス、パージガス、熱風、および、冷却風の供給が停止される。
First, before the
次に、図7Bに示されるように、ガスウインドウ161が左方向に移動し、レーザ照射観察ユニット162の下より外側に退避される。
Next, as shown in FIG. 7B, the
次に、図7Cに示されるように、ガスウインドウ161が上昇する。このとき、図8に示されるように、ガスウインドウ161の下面とガスシャッタ165のシャッタ部165Aの上面との間のz軸方向の距離が、CVD加工時のガスウインドウ161の下面とワーク131の上面との間のz軸方向の距離Da(例えば、0.5mm)と略等しくなるように、距離Db(例えば、10mm)だけガスウインドウ161が上昇する。
Next, as shown in FIG. 7C, the
次に、図7Dに示されるように、ガスシャッタ165が右方向に移動し、ガスシャッタ165のシャッタ部165Aがガスウインドウ161の下方に挿入される。
Next, as shown in FIG. 7D, the
その後、ガスウインドウ161からの原料ガス、パージガス、および、熱風の供給が再開される。従って、レーザ照射観察ユニット162の下からのガスウインドウ161の退避を開始してから、ガスウインドウ161の下方に距離Daをおいてシャッタ部165Aが位置するまでの間、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給が停止されることになる。なお、ガスウインドウ161からの冷却風の供給は、再開してもよいし、しなくてもよい。
Thereafter, the supply of the source gas, the purge gas, and the hot air from the
このとき、ガスシャッタ165のシャッタ部165Aが、ガスウインドウ161の下に、CVD加工時のガスウインドウ161とワーク131の間の間隔と略同じ間隔をおいて配置されている。従って、CVD加工時と同様に、ガスウインドウ161から供給される原料ガス、パージガスおよび熱風を含む気体は、ガスウインドウ161の排気口201E,201Fから吸い込まれ、ガス供給排気ユニット164に排出されるため、周囲に漏れることはない。
At this time, the
一方、CVD加工を再開する場合には、上述した順序と逆にガスウインドウ161およびガスシャッタ165を移動させるようにすればよい。また、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給は、図7Dの状態から図7Aの状態に戻るまでの間だけ停止するようにすればよい。
On the other hand, when the CVD process is resumed, the
以上のようにして、ガスウインドウ161を退避する場合にも、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給をほとんど停止させずに継続することができ、原料ガスの濃度を安定した状態を保つことができる。従って、ガスウインドウ161を退避した状態からCVD加工が可能になるまでの待ち時間を短縮し、迅速にCVD加工を開始することができる。
As described above, even when the
<2.変形例>
[ガスウインドウ161の退避方法の変形例]
ガスウインドウ161の退避方法は、図7および図8を参照して上述した方法に限定されるものではない。ここで、ガスウインドウ161の退避方法の変形例についていくつか説明する。
<2. Modification>
[Modification of
The method for retracting the
(第1の変形例)
まず、図9を参照して、ガスウインドウ161の退避方法の第1の変形例について説明する。
(First modification)
First, with reference to FIG. 9, the 1st modification of the retraction | saving method of the
図9Aから図9Cまでのガスウインドウ161の動きは、図7Aから図7Cまでのガスウインドウ161の動きと同じである。従って、図7Cと図9Cとは同じ状態を示している。
The movement of the
そして、図9Dに示されるように、上述した図7Dとは異なり、ガスウインドウ161が、左方向に移動し、ガスシャッタ165の位置まで退避される。
9D, unlike FIG. 7D described above, the
その後、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給が再開される。このとき、上述した図7Dの場合と同様に、ガスシャッタ165のシャッタ部165Aにより、原料ガス等が周囲に漏れることが防止される。
Thereafter, the supply of the raw material gas and the like from the
一方、CVD加工を再開する場合には、上述した順序と逆にガスウインドウ161を移動させるようにすればよい。また、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給は、図9Dの状態から図9Aの状態に戻るまでの間だけ停止するようにすればよい。
On the other hand, when restarting the CVD process, the
この方法では、図7の方法と比較して、ガスシャッタ165の位置を固定することが可能になる。
In this method, the position of the
(第2の変形例)
次に、図10を参照して、ガスウインドウ161の退避方法の第2の変形例について説明する。
(Second modification)
Next, with reference to FIG. 10, the 2nd modification of the retraction | saving method of the
まず、ガスウインドウ161を退避させる前に、ガスウインドウ161からの原料ガス、パージガス、熱風、および、冷却風の供給が停止される。
First, before the
次に、図10Bに示されるように、ガスウインドウ161およびレーザ照射観察ユニット162が上昇する。このとき、上述した図8に示されるように、ガスウインドウ161の下面とガスシャッタ165のシャッタ部165Aの上面との間のz軸方向の距離が距離Daと等しくなるように、距離Dbだけガスウインドウ161およびレーザ照射観察ユニット162が上昇する。
Next, as shown in FIG. 10B, the
次に、図10Cに示されるように、ガスウインドウ161が、左方向に移動し、ガスシャッタ165の位置まで退避される。
Next, as shown in FIG. 10C, the
その後、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給が再開される。このとき、上述した図7Dの場合と同様に、ガスシャッタ165のシャッタ部165Aにより、原料ガス等が周囲に漏れることが防止される。
Thereafter, the supply of the raw material gas and the like from the
そして、図10Dに示されるように、レーザ照射観察ユニット162が次の工程(例えば、ZAP加工)に必要な位置まで下降する。
Then, as shown in FIG. 10D, the laser
一方、CVD加工を再開する場合には、上述した順序と逆にガスウインドウ161およびレーザ照射観察ユニット162を移動させるようにすればよい。また、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給は、図10Cの状態から図10Aの状態に戻るまでの間だけ停止するようにすればよい。
On the other hand, when restarting the CVD process, the
この方法では、図9の方法と同様に、ガスシャッタ165の位置を固定することが可能になる。
In this method, the position of the
(第3の変形例)
次に、図11を参照して、ガスウインドウ161の退避方法の第3の変形例について説明する。
(Third Modification)
Next, with reference to FIG. 11, the 3rd modification of the retraction | saving method of the
図11Aから図11Bまでのガスウインドウ161およびレーザ照射観察ユニット162の動きは、図10Aから図10Bまでのガスウインドウ161およびレーザ照射観察ユニット162の動きと同じである。従って、図10Bと図11Bとは同じ状態を示している。
The movement of the
次に、図11Cに示されるように、ガスシャッタ165がレーザ照射観察ユニット162の下方まで右方向に移動し、ガスシャッタ165のシャッタ部165Aがガスウインドウ161の下方に挿入される。
Next, as shown in FIG. 11C, the
その後、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給が再開される。このとき、上述した図7Dの場合と同様に、ガスシャッタ165のシャッタ部165Aにより、原料ガス等が周囲に漏れることが防止される。
Thereafter, the supply of the raw material gas and the like from the
次に、図11Dに示されるように、ガスウインドウ161とガスシャッタ165が、相対位置を同じ状態に保ったまま左方向に移動し、レーザ照射観察ユニット162の下より外側に退避される。
Next, as shown in FIG. 11D, the
そして、図11Eに示されるように、レーザ照射観察ユニット162が次の工程(例えば、ZAP加工)に必要な位置まで下降する。
Then, as shown in FIG. 11E, the laser
一方、CVD加工を再開する場合には、上述した順序と逆にガスウインドウ161、レーザ照射観察ユニット162およびガスシャッタ165を移動させるようにすればよい。また、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給は、図11Cの状態から図11Aの状態に戻るまでの間だけ停止するようにすればよい。
On the other hand, when the CVD process is resumed, the
この方法では、上述した方法と比較して、原料ガス等の供給を停止する時間を短縮することができ、原料ガスの濃度をより安定させることができる。 In this method, as compared with the above-described method, the time for stopping the supply of the source gas and the like can be shortened, and the concentration of the source gas can be further stabilized.
(第4の変形例)
次に、図12を参照して、ガスウインドウ161の退避方法の第4の変形例について説明する。
(Fourth modification)
Next, with reference to FIG. 12, the 4th modification of the retraction | saving method of the
なお、この例では、図13に示されるように、ワーク131の上面とガスシャッタ165のシャッタ部165Aの上面が略同じ高さになるように、ガスシャッタ165がワーク131の外側に配置される。
In this example, as shown in FIG. 13, the
まず、ガスウインドウ161を退避させる前に、ガスウインドウ161からの原料ガス、パージガス、熱風、および、冷却風の供給が停止される。
First, before the
次に、図12Bに示されるように、ガスウインドウ161が、左方向に移動し、レーザ照射観察ユニット162の下より外側に退避される。
Next, as shown in FIG. 12B, the
次に、図12Cに示されるように、ガスシャッタ165が右方向に移動し、ガスシャッタ165のシャッタ部165Aがガスウインドウ161の下方に挿入される。
Next, as shown in FIG. 12C, the
その後、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給が再開される。このとき、上述した図7Dの場合と同様に、ガスシャッタ165のシャッタ部165Aにより、原料ガス等が周囲に漏れることが防止される。
Thereafter, the supply of the raw material gas and the like from the
そして、図12Dに示されるように、ガスウインドウ161とガスシャッタ165が、上下方向の間隔を同じ状態に保ったまま、ワーク131が水平方向に移動しても干渉しない位置まで上昇する。
Then, as shown in FIG. 12D, the
一方、CVD加工を再開する場合には、上述した順序と逆にガスウインドウ161およびガスシャッタ165を移動させるようにすればよい。また、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給は、図12Cの状態から図12Aの状態に戻るまでの間だけ停止するようにすればよい。
On the other hand, when the CVD process is resumed, the
なお、ガスウインドウ161の退避位置までワーク131が移動してこない場合には、図12Dの工程を省略することができる。
If the
(第5の変形例)
次に、図14を参照して、ガスウインドウ161の退避方法の第5の変形例について説明する。
(Fifth modification)
Next, with reference to FIG. 14, the 5th modification of the retraction | saving method of the
なお、この例では、図12の例と同様に、図13に示されるように、図13に示されるように、ワーク131の上面とガスシャッタ165のシャッタ部165Aの上面が略同じ高さになるように、ガスシャッタ165がワーク131の外側に配置される。
In this example, similarly to the example of FIG. 12, as shown in FIG. 13, the upper surface of the
まず、ガスウインドウ161を退避させる前に、ガスウインドウ161からの原料ガス、パージガス、熱風、および、冷却風の供給が停止される。
First, before the
次に、図14Bに示されるように、ガスウインドウ161が、左方向に移動し、ガスシャッタ165の位置まで退避される。
Next, as shown in FIG. 14B, the
その後、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給が再開される。このとき、上述した図7Dの場合と同様に、ガスシャッタ165のシャッタ部165Aにより、原料ガス等が周囲に漏れることが防止される。
Thereafter, the supply of the raw material gas and the like from the
そして、図14Cに示されるように、ガスウインドウ161とガスシャッタ165が、上下方向の間隔を同じ状態に保ったまま、ワーク131が水平方向に移動しても干渉しない位置まで上昇する。
Then, as shown in FIG. 14C, the
一方、CVD加工を再開する場合には、上述した順序と逆にガスウインドウ161およびガスシャッタ165を移動させるようにすればよい。また、ガスウインドウ161からの原料ガス等の供給は、図14Bの状態から図14Aの状態に戻るまでの間だけ停止するようにすればよい。
On the other hand, when the CVD process is resumed, the
なお、ガスウインドウ161の退避位置までワーク131が移動してこない場合には、図14Cの工程を省略することができる。
In addition, when the workpiece | work 131 does not move to the retraction position of the
[その他の変形例]
例えば、ガスウインドウ161とガスシャッタ165のシャッタ部165Aとの間の間隔を、ガスウインドウ161とシャッタ部165Aが接しない程度に、CVD加工時のガスウインドウ161とワーク131との間の間隔Daより小さい値に設定するようにしてもよい。なお、間隔Daと略同じ値に設定した場合に、最も効率よく原料ガスの供給と排気を行うことができる。
[Other variations]
For example, the interval Da between the
また、ガスウインドウ161をレーザ照射観察ユニット162の下方に配置した状態で、ガスウインドウ161とワーク131との間に十分な隙間を確保できる場合には、必ずしもガスウインドウ161をレーザ照射観察ユニット162の下から退避させる必要はない。例えば、CVD加工を行わない場合に、ガスウインドウ161をレーザ照射観察ユニット162の下方に配置したまま、ガスウインドウ161の下方にガスシャッタ165のシャッタ部165Aを挿入するようにしてもよい。
Further, in the state where the
さらに、以上の説明では、エアヒータから所定の温度以上の熱風を供給する例を示した。しかし、上述したようにウインドウポート201が高い温度(65〜70℃)に設定されているので、エアヒータから周囲の温度と同じ風を供給し、ウインドウポート201の送風口201D−1乃至201D−3から吹き出すようにするだけで、送風口201D−1乃至201D−3からは熱風が吹き出されるようになる。そして、その熱風によりワーク131を加熱するようにすることも可能である。
Furthermore, in the above description, the example which supplies hot air more than predetermined temperature from the air heater was shown. However, since the
また、図5および図6に示したパージガス導入口、原料ガス導入口、および、送風口の数は、その一例であり、必要に応じて増減することが可能である。 In addition, the numbers of purge gas inlets, source gas inlets, and air outlets shown in FIGS. 5 and 6 are examples, and can be increased or decreased as necessary.
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
101 レーザ加工装置
112a乃至112d ワークホルダ
113a,113b レール部材
114 コラム
115 ヘッド
131 ワーク
151 加工ユニット
152 制御部
161 ガスウインドウ
162 レーザ照射観察ユニット
163 レーザユニット
164 ガス供給排気ユニット
165 ガスシャッタ
165A シャッタ部
171a乃至171d,172 対物レンズ
181乃至183 レール部材
201 ウインドウポート
201A ガス導入空間部
201B−1,201B−2 パージガス導入口
201C 原料ガス導入口
201D−1乃至201D−3 送風口
201E,201F 排気口
201G 送風口
211 CVD空間
212 ガスカーテンシールド部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記原料ガスを給排気することにより加工対象の加工部分近傍を前記原料ガス雰囲気に保つガス供給部と、
前記ガス供給部から供給される前記原料ガスの漏れを防ぐためのシャッタと、
前記ガス供給部および前記シャッタの少なくとも一方の位置を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、CVD加工を行わない場合に、前記ガス供給部と前記シャッタを所定の間隔をおいて上下に配置し、
前記ガス供給部は、前記シャッタが前記所定の間隔をおいて下方にある状態において、前記原料ガスの給排気を継続する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 In laser processing equipment that performs CVD (Chemical Vapor Deposition) processing using laser light and source gas,
A gas supply unit that keeps the vicinity of the processing portion to be processed in the source gas atmosphere by supplying and exhausting the source gas;
A shutter for preventing leakage of the source gas supplied from the gas supply unit;
A control unit for controlling the position of at least one of the gas supply unit and the shutter,
When the control unit does not perform CVD processing, the gas supply unit and the shutter are arranged above and below at a predetermined interval,
The laser processing apparatus, wherein the gas supply unit continues to supply and exhaust the source gas in a state where the shutter is located at a predetermined interval below.
前記制御部は、前記ユニットの下から前記ガス供給部を退避させたときに、前記ガス供給部と前記シャッタを前記所定の間隔をおいて上下に配置し、
前記ガス供給部は、前記ユニットの下から退避され、前記シャッタが前記所定の間隔をおいて下方にある状態において、前記原料ガスの給排気を継続する
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。 The gas supply unit can be disposed under a unit provided with an objective lens that emits the laser light, or can be retracted from under the unit.
When the gas supply unit is retracted from under the unit, the control unit arranges the gas supply unit and the shutter above and below the predetermined interval,
2. The gas supply unit according to claim 1, wherein the gas supply unit is retracted from below the unit, and the supply and exhaust of the source gas is continued in a state where the shutter is located at the predetermined interval below. Laser processing equipment.
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工装置。 The said control part raises the said gas supply part after retracting | saving the said gas supply part from the said unit, and inserts the said shutter under the said gas supply part. Laser processing equipment.
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工装置。 The gas supply unit stops the supply of the source gas from the start of the retreat from the bottom of the unit until the shutter is positioned below the predetermined interval. The laser processing apparatus according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のレーザ加工装置。 5. The laser processing according to claim 1, wherein the predetermined interval is set to be substantially the same as an interval between the gas supply unit and the processing object when performing CVD processing. apparatus.
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JP2018146826A (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-20 | 株式会社ブイ・テクノロジー | Substrate repair apparatus |
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