JP5185617B2 - リペア方法及びその装置 - Google Patents
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Description
2 ガラス基板
3 移動駆動制御部
4 基板検査装置(欠陥位置検出手段)
5 照明光源
6,10,20 レンズ
7,8 ビームスプリッタ
9 対物レンズ
11 カメラ(撮像装置)
12 リぺア対象抽出画像処理部(リペア対象抽出手段)
13 モニタ
14 リペア用光源(レーザ光源)
15 ミラー
16 DMDユニット(空間変調素子)
16a 基準反射面
17 DMD
18 駆動用メモリーセル
19 微小ミラー(空間変調素子の変調要素)
21 レーザ形状制御部(レーザ形状制御手段)
22、35 DMDドライバ
23 レタッチ部
24 ミラー
25 リペア位置確認用光源
28 基板搬送装置(基板搬送機構)
29 空間変調器ドライバ
30、36 透過型空間変調器(空間変調素子)
30a、36a フリップ(空間変調素子の変調要素)
31 可動ミラー(偏向光学素子)
33 レンズ
34 1次元DMD(空間変調素子)
50、51、52 リペア装置
100、101、102 リペアシステム
111 検査結果データ
本発明の第1の実施形態に係るリペア装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るリペア装置の概略構成を示す構成図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るリペア装置に用いる空間変調素子の一変調要素の外観を示す斜視外観図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係るリペア装置に用いる空間変調素子の各変調要素の配列を示す配列図である。
図1に示すXYZ座標系は、以下で方向参照の便宜のために記載したものである(図13、15も同じ)。Z軸正方向が図示上方向、X軸正方向が図示右方向とされ、ZX平面が紙面に平行で、Y軸正方向が紙面奥側に向けられた右手系直角座標系である。
リペア装置50の概略構成は、XYステージ1、制御装置400、移動駆動制御部3、照明光源5、カメラ11(撮像装置)、リペア対象抽出画像処理部12(リペア対象抽出手段)、リペア用光源14(レーザ光源)、デジタルマイクロミラーデバイスユニット(以下、DMDユニットと略称する)16(空間変調素子)、レーザ形状制御部21(レーザ形状制御手段)、及び基板搬送装置28からなる。
又、移動駆動制御部3は、必要に応じてレーザ光rの断面形状を調整できるように後述する支持台16bと接続され、支持台16bの位置、姿勢を微動制御する。
なお、制御装置400は、コンピュータで構成されていてもよく、画像処理部12、レーザ形状制御部21、レタッチ部23などがソフトウェアとして組み込まれていてもよい。
対物レンズ9は、1つだけ図示しているが、図示しないレボルバに備えられた複数種類の倍率の対物レンズから構成されている。レビュー(検査)用に比較的倍率の低い、例えば5倍、10倍の対物レンズと、リペア用の比較的倍率の高い、例えば20倍、50倍の対物レンズを含んでいる。リペア用の対物レンズは、使用するレーザ光の波長を高効率で透過するよう硝材、コーティングが選択されている。
レンズ14aは、リペア用光源14から出射されるレーザ光rを光束径が拡大された略平行光とする。ミラー15は、レーザ光rを偏向してDMDユニット16に一定角度で入射させる。レンズ14aとミラー15の光路中には、後述するリペア位置確認用光源25の照明光を反射して、レーザ光rと同一光路上に導くミラー24が挿脱可能に設けられている。
又、レンズ14aとDMDユニット16との間の光路上にレーザ光rの断面強度分布を均一化する均一化光学系27を設けてもよい。例えば、図1に2点鎖線で示すように、光路挿入時のミラー24とミラー15との間などに配置することができる。
このような均一化光学系27は、例えば、フライアイレンズ、回折素子、非球面レンズや、カレイド型ロッドを用いたものなどの種々の構成が知られているので、必要に応じてどの構成を採用してもよい。
各DMD17は、図2に示すように駆動用メモリーセル18の上部に微小ミラー19が、例えば角度±10°と0°(水平)とに傾斜可能に設けられ、それらの傾斜状態を切り換えるデジタル制御が可能とされている。
傾斜角θaは、基準反射面16aに入射するレーザ光rがオン状態でレンズ20、ビームスプリッタ8の光軸に入射するために、ミラー15やレンズ20、ビームスプリッタ8などの配置位置との関係から設定される。
このDMDユニット16は、レーザ光rの入射方向や出射方向に応じて基準反射面16aの傾斜角θaが図示XY方向及び傾斜角θaを可変するθ方向に調整可能な支持台16bに取り付けられている。支持台16bは、独立の駆動制御部を備えていてもよいが、本実施形態では移動駆動制御部3と接続され、移動駆動制御部3を介してXYθ方向に微動制御できるようになっている。そのような微動制御により、ガラス基板2の欠陥部にレーザ光rの断面形状を一致させることが可能となっている。
又、駆動用メモリーセル18をオフ状態にすれば、レーザ光rは、h方向に反射し、レンズ20を介してビームスプリッタ8に入射しない。
リペア位置確認用光源25により照明光がDMDユニット16に導かれると、オン状態になっている各微小ミラー19により照明光が反射され、ガラス基板2に、欠陥形状パターンと同じ画像パターンが投影される。
基板検査装置4は、ガラス基板2の画像を取得して欠陥を検出し、少なくともその欠陥のガラス基板2上の位置を表す座標データを取得できるようにした検査装置である。すなわち、欠陥位置検出手段を構成する。基板検査装置4の例としては、ガラス基板2の走査画像を取得して、欠陥を自動検出するいわゆるオートパターン検査装置などを挙げることができる。この基板検査装置については、公開特許公報2002−277412等に詳細な説明がなされている。
リペア工程では、図4に示すように、ステップ#1で、基板搬送装置28により搬送されたガラス基板2をXYステージ1上にセットし、基板検査装置4より受け取った検査結果データ111により送出される座標データと整合を取るために、XYステージ1上での位置決めを行う。例えば、ガラス基板2上に設けられた2点以上の基準位置マークの位置をXYステージ1の座標系により算出し、視野中心と基準位置マークの中心位置のズレを検出することにより基準位置補正を行う。ここで、基準位置マークの位置情報はリペア装置50の制御装置400またはデータベースサーバー401上にある。
検査結果データ111が移動駆動制御部3に渡されると、移動駆動制御部3の制御信号により、検査結果データ111に含まれる欠陥部の座標データに基づいてXYステージ1がXY方向に基準位置補正が行われた状態で移動制御され、欠陥部が光軸p上に位置決めされる。ここで、受け取った検査結果データ111から所定の大きさより大きな欠陥で通常リペアを行わない欠陥であっても確認のため欠陥部へ移動する。
ここで、前述した通常リペアを行わない大きさの欠陥の場合は、この欠陥の大きさが検査結果データ111と略一致していることを確認し、一致していれば、後述のステップ#4〜#7を省略し、次の欠陥部へ異動する。もし一致しておらず所定の大きさより小さくリペア可能であれば、次のステップに進む。
又、欠陥部Gのずれ量が少ない場合は、支持台16bを操作して欠陥形状パターン像を微動移動することにより、欠陥部Gに合わせてもよい。
ここで、レーザ光rの照射は欠陥部Gの輪郭線の内部に照射されるが、欠陥が小さくDMDユニット16の各微小ミラー19の形状が輪郭線に沿わず、はみ出してしまったり、内側に入ってしまい有効な除去が行えなかったりする場合は、倍率の大きな対物レンズ9に変更すれば改善することができる。ただし、輪郭線に沿っていなくても、ショート配線の切断などリペアの目的を達成できればよく、この場合、実質的に輪郭線に沿って照射しているものとみなすことができる。
本発明の第2の実施形態に係るリペア装置について説明する。
図13は、本発明の第2の実施形態に係るリペア装置の概略構成を示す構成図である。図14Aは、本発明の第2の実施形態に係るリペア装置に用いる空間変調素子の構成の一部を模式的に示す斜視部分拡大図である。図14Bは、本発明の第2の実施形態に係るリペア装置に用いる空間変調素子の変調要素について説明するための斜視説明図である。図14Cは、本発明の第2の実施形態に係るリペア装置に用いることができる他の空間変調素子の変調要素について説明するための斜視説明図である。
リペア装置51は、本発明の第1の実施形態に係るリペア装置50のDMDユニット16、DMDドライバ22に代えて、透過型空間変調器30(空間変調素子)、空間変調器ドライバ29を備えたものである。以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
レーザ光rは、オフ状態のフリップ30aが整列する平面の法線方向に略沿って入射されるようにする。
したがって、開口部を出射したレーザ光rの光路がオン状態のフリップ30aにかからない限り、レーザ光rの入射角度が変わっても透過光量は変わらない。
又、透過型空間変調器30の配置角度がずれても透過光の進行方向は代わらないので、反射型空間変調素子に比べて、回折現象に関連したアライメントのズレによる大きな光量の変化がないので、各光学素子の位置合わせ(アライメント)が容易となり、組立が容易な装置とすることができるという利点がある。
透過型空間変調器36は、透過型空間変調器30のフリップ30aに代えて、回動ヒンジが矩形板の中央部に設けられ、回動角が0度のオフ状態と回動角が90度のオン状態とを切り換えることができるフリップ36aが配列されてなる。
フリップ36aは、オン状態の時、90度回動して、フリップ面が光路に略沿う方向に向けられるので、隣接するフリップ36aの複数のエッジ部36bとフリップ36aとで囲まれた開口部が形成されレーザ光rが透過される。
ただし、光量や変調速度に問題がない場合には、他の透過型空間変調素子を採用することもできる。例えば、液晶シャッタ(FLC)、グレーティング・ライト・バルブ(GLV)、電気光学効果により透過光を変調するPZT素子などを好適に採用することができる。
これら透過型空間変調素子にも、回折現象に関連したアライメントのズレによる大きな光量の変化がないので、各光学素子の位置合わせ(アライメント)が容易となり、組立が容易な装置とすることができるという利点がある。
本発明の第3の実施形態に係るリペア装置について説明する。
図15は、本発明の第3の実施形態に係るリペア装置の概略構成を示す構成図である。
リペア装置52は、本発明の第1の実施形態に係るリペア装置50のミラー15、DMDユニット16、DMDドライバ22に代えて、可動ミラー31、1次元DMD34(空間変調素子)、DMDドライバ35を備え、ミラー制御部32、レンズ33を追加したものである。以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
そして、DMDドライバ35によりオン状態に制御された各微小ミラー19でレーザ光rを反射し、レンズ20、ビームスプリッタ8、対物レンズ9を介して、リペア位置L上に導く。そのため、可動ミラー31が回動されるごとに、ガラス基板2上でライン状の領域にレーザ光rが走査される。
一方、移動駆動制御部3は、ガラス基板2がライン同期信号の周期でリペア位置Lの位置が走査ライン幅1ライン分だけ図示Y軸方向に移動するようにXYステージ1を駆動する。
このようにして、レーザ光rがガラス基板2上で2次元的に走査され、欠陥部がリペアされる。
又、レーザ光rを照射する範囲が1次元DMD34上の微小ミラー19を照射する範囲でよいので、レーザ光の光束径を小さくすることができ、DMDユニット16を用いる場合に比べてレーザ光源の出力を抑えることができるという利点がある。
又、レーザ光の照射位置による輝度ムラが低減されるので、均一化光学系27などを設けることなく良好なリペアを行うことができ、より簡素な構成とすることができるという利点がある。
図16は、本発明の第1〜3の実施形態に係るリペア工程の変形例について説明するフローチャートである。
本変形例は、図16に示すように、画像読み取りを行う前に、ステップ#1で、ステップ#100として検査結果データ111を読み込み欠陥部が複数存在するかどうか判定する。欠陥部が複数存在しない場合は、ステップ#130に移行し、欠陥部の座標に移動する。複数の欠陥部が存在する場合、次のステップ#110に移行する。
ステップ#110では、DMDユニット16の大きさに対応して決まるリペア可能な領域内に複数の欠陥部がすべて入り、1ショットでリペア可能かどうか判定する。もし、入るようであれば、ステップ#120に移行する。入らない場合、ステップ#130を実行する。
ステップ#120では、例えば検査結果データ111から複数の欠陥部の中心座標の重心を求め、重心を視野中心に一致させ、近くにある複数の欠陥部を一度でリペアできるようにする。欠陥部がすべてリペア可能領域に入るようXYステージ1を制御して、リペア位置を移動する。
そのため、本変形例では、図16に示すように、ステップ#2のステップ#200で欠陥部の画像を取り込み、ステップ#210で、欠陥部がリペア可能領域からはみ出しているかどうか判定する。
はみ出しているときは、ステップ#220を実行し、欠陥部がリペア可能領域に入るようXYステージ1を制御して、リペア位置を移動する。そして、再度ステップ#200を実行する。
はみ出していない場合は、ステップ#3に移行する。
このようにして、撮像した画像データからリペア対象の形状データ(欠陥形状画像データDs)を抽出し、一度のレーザ光の照射で効率よくリペアできるよう位置決めを行うことができる。
又、光路中に絞りを設けたり、レンズ径を制限したりして、瞳径を変えることによりNAを小さくしてリペア対象上の輝度ムラを低減してもよい。
ここで空間変調素子からのレーザ光を無限遠の光束として対物レンズまで導くための光学系(レンズ20)のNAは、照射するレーザ光の波長をλ(nm)、空間変調素子の各変調要素のピッチをP(nm)としたとき、NA≦λ/Pを満たすことが望ましい。又、表現を変えれば、レンズ20の焦点距離をL、レンズ20による射出瞳径をDとするとD≦2・L・λ/Pを満たすことが望ましい。
又、このようなデフォーカス状態やNAを小さくした状態と共役な位置関係とは、必要に応じて切替可能とされてもよい。
又、そのようなガルバノミラーと1次元もしくは2次元のDMDを組み合わせた空間変調素子としてもよい。
Claims (19)
- レーザ光源から出力されたレーザ光を、縦横方向に複数配列してなる各構成要素を有する空間変調素子に入射し、この空間変調素子の各構成要素をそれぞれ制御して、前記各構成要素により前記レーザ光の断面形状をリペア対象の形状に整形し、この整形された前記レーザ光を前記リペア対象に照射して当該リペア対象上にある欠陥を修復するリペア方法であって、
対物レンズを介して前記レーザ光を前記リペア対象上に照射できる領域であるリペア可能領域内に前記欠陥が複数あるかどうかを判定し、
前記欠陥が前記リペア可能領域内に複数あると判定された場合、複数の前記欠陥を前記リペア可能領域内に納め、前記複数の前記欠陥に対して前記レーザ光の断面形状を整形して前記レーザ光を照射することを特徴とするリペア方法。 - 画像データからリペア対象の形状データを抽出する工程と、
対物レンズを介してレーザ光を前記リペア対象上に照射できる領域であるリペア可能領域内に欠陥が複数あるかどうかを判定する工程と、
前記判定の結果を基に前記リペア対象を有する基板のリペア位置を移動し、複数の前記欠陥を前記リペア可能領域内に納める工程と、
レーザ光源から前記レーザ光を出力する工程と、
前記リぺア対象の形状データに基づいて、複数縦横方向に配列した各構成要素を有する空間変調素子の前記各構成要素をそれぞれ制御し、前記レーザ光源から出力された前記レーザ光を前記リペア対象形状に整形する工程と、
前記各構成要素で整形した前記レーザ光を前記リペア対象に照射し、当該リペア対象の欠陥を修復する工程と、
を有することを特徴とするリペア方法。 - 前記画像データから抽出された前記リペア対象の形状データは、差画像データまたは前記差画像データを2値化処理した欠陥形状画像データを画像処理して求められた前記リペア対象の輪郭線の形状データであり、前記リペア対象の欠陥を修復する工程では前記リペア対象の輪郭線の内部に前記レーザ光を照射することを特徴とする請求項2記載のリペア方法。
- 前記リペア対象を有する基板を検査する基板検査装置からの検査結果データを基に前記基板をリペア位置に位置決めする工程を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のリペア方法。
- 前記リペア対象が前記リペア可能領域内に複数あるかどうかを前記基板検査装置からの前記検査結果データを基に算出し判定する工程を含むことを特徴とする請求項4に記載のリペア方法。
- 前記リペア対象が前記空間変調素子の大きさに対応して決まる前記リペア可能領域内にあることを判定する工程を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のリペア方法。
- 前記空間変調素子の前記各構成要素のうち前記リペア対象となる欠陥形状データに対応する前記各構成要素をオン制御することを特徴とする請求項1から6のいずれかに1項に記載のリペア方法。
- 前記空間変調素子の前記各構成要素のうち前記リペア対象となる欠陥形状データ以外に対応する前記各構成要素をオン制御することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のリペア方法。
- 前記リペア対象のリペアが不良であれば、当該リペア不良の前記リペア対象の形状データに基づき前記空間変調素子の前記各構成要素を再度制御し、再度前記レーザ光を前記各構成要素により前記リペア不良の前記リペア対象に照射すること特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のリペア方法。
- レーザ光を出力するレーザ光源と、
それぞれ制御可能な各構成要素を有し、縦横方向に複数配列してなる空間変調素子と、
リペア対象を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像により取得された画像データから前記リぺア対象の形状データを抽出するリぺア対象抽出手段と、
対物レンズを介して前記レーザ光を前記リペア対象上に照射できる領域であるリペア可能領域内に前記リペア対象上の欠陥が複数あるかどうかを判定する判定手段と、
複数の前記欠陥を前記リペア可能領域内に納めるようにリペア位置を移動する移動手段と、
前記リぺア対象抽出手段により抽出された前記リぺア対象の形状データに基づき前記空間変調素子の前記各構成要素を制御し、前記各構成要素により前記レーザ光を前記リペア対象形状に一致するように整形するレーザ形状制御手段と、
前記空間変調素子の前記各構成要素で整形した前記レーザ光を前記リペア対象に照射する光学系と、
を具備し、
前記リペア対象上の欠陥が複数あると前記判定手段によって判定された場合に前記レーザ光が前記光学系を通じて前記リペア対象に照射される
ことを特徴とするリペア装置。 - 前記リペア対象を有する基板を検査する基板検査装置からの検査結果データを基に前記基板をリペア位置に移動する移動手段を含むことを特徴とする請求項10に記載のリペア装置。
- 前記判定手段は、前記リペア対象がリペア可能領域内に複数あるかどうかを前記基板検査装置からの前記検査結果データを基に算出し判定することを特徴とする請求項11に記載のリペア装置。
- 前記判定手段は、前記リペア対象が前記空間変調素子の大きさに対応して決まる前記リペア可能領域内にあることを判定することを含むことを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載のリペア装置。
- 前記リペア対象に対して前記撮像装置と前記空間変調素子とは共役な位置関係に配置されたことを特徴とする請求項10記載のリペア装置。
- 前記レーザ形状制御手段は、前記リぺア対象の形状データに対応する領域に対応した前記空間変調素子の前記各構成要素を所定の角度方向に駆動することを特徴とする請求項10又は11に記載のリペア装置。
- 前記レーザ形状制御手段は、前記リペア対象の形状データに対応する領域外に対応した前記空間変調素子の前記各構成要素を所定の角度方向に駆動することを特徴とする請求項10又は11に記載のリペア装置。
- 前記リペア対象のリペアが不良であれば、前記リペア対象抽出手段は、再度前記撮像装置の撮像により取得された画像データからリペア不良のリペア対象の形状データを抽出し、
前記レーザ形状制御手段は、前記リペア対象抽出手段により抽出されたリペア不良のリペア対象の前記形状データに基づき前記空間変調素子の前記各構成要素を制御することを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載のリペア装置。 - 前記撮像装置と前記光学系とは同一光軸上に配置され、前記リペア対象の座標データに基づいて、前記撮像装置に設けられた撮像光学系、及び前記光学系と前記リペア対象とを相対的に移動し、前記撮像光学系及び前記光学系の光軸上に前記リペア対象を移動させる移動制御手段、
を有することを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記載のリペア装置。 - 前記空間変調素子からの光を前記対物レンズに導くための光学系のNAを前記空間変調素子で正反射光のみを取り込む大きさにしたことを特徴とする請求項10から18のいずれか1項に記載のリペア装置。
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