レーザ加工方法、及び、レーザ加工装置
【課題】レーザ加工方法及びレーザ加工装置において、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥を修正する。
【解決手段】レーザ加工方法は、基板上の欠陥の画像を取得する画像取得工程（Ｓ２）と、前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出工程（Ｓ３）と、前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定工程（Ｓ４）と、前記判定工程（Ｓ４）にて前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に前記ハーフトーン部の高さを測定する高さ測定工程（Ｓ９，Ｓ１２）と、この高さ測定工程で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射工程（Ｓ１０）と、を含む。
【解決手段】レーザ加工方法は、基板上の欠陥の画像を取得する画像取得工程（Ｓ２）と、前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出工程（Ｓ３）と、前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定工程（Ｓ４）と、前記判定工程（Ｓ４）にて前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に前記ハーフトーン部の高さを測定する高さ測定工程（Ｓ９，Ｓ１２）と、この高さ測定工程で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射工程（Ｓ１０）と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のＴＦＴ（thin film transistor）基板上に形成する微細電気回路の形成工程などにおいて、ハーフトーン露光により形成されるフォトレジストのハーフトーン部に生じる欠陥をレーザ光により修正するレーザ加工方法及びレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶ディスプレイの製造工程において、ガラス基板上にＴＦＴ回路を形成する場合の製造方法には４マスクの製造方法と５マスクの製造方法とがある。
【０００３】
４マスクの製造方法では、レジストのハーフトーン露光（またはグレートーン露光）及びレジストアッシングを行うのが一般的である。ハーフトーン露光は、ＴＦＴのギャップ部分に対し、例えば、半透過膜又は多孔膜を用いたマスクによって行われる。
【０００４】
図９は、ハーフトーン露光によって形成するレジスト膜のハーフトーン部の形成方法を示す工程図である。
まず、真空蒸着やスパッタリング、ＣＶＤなどの工程によって図示しない基板上にゲート層７０、半導体層７１、Ｓ−Ｄ層７２の薄膜が順に積層される。次に、フォトレジスト塗布工程によってレジスト膜７３が積層される。次に、この基板に対して半透過膜又は多孔膜を用いたマスクを用いてレジスト膜７３に露光する露光工程によって、ハーフトーン露光が行われる。次の現像工程では、露光された部分のレジスト膜７３が除去される。これにより、他の部分よりも膜厚の薄いレジスト膜のハーフトーン部７３ａが形成される。
【０００５】
そして、次のエッチング工程によって、レジスト膜７３が完全に除去された領域の半導体層７１及びＳ−Ｄ層７２の薄膜が除去される。
そして、アッシングと呼ばれるレジスト剥離工程によってレジスト膜７３は半分程度の厚さまで薄くなる。このアッシングによって、ハーフトーン部７３ａは消滅する。
【０００６】
ハーフトーン部７３ａが消滅した後、このハーフトーン部７３ａが消滅した領域のＳ−Ｄ層７２が、次のエッチング工程で除去される。そして、さらなるレジスト剥離工程で、残ったレジスト膜７３が除去される。これら一連の工程を、例えば４度繰り返し行うことによって、基板上に目的のＴＦＴ回路が形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ハーフトーン露光は、露光量の微細な調整の難易度が極めて高い。そのため、例えば露光不足により良好なハーフトーン部を形成できないと、後のエッチング不良などの問題を引き起こし、ひいては、液晶パネル基板の製造の歩留まりを低下させてしまう。
【０００８】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥を修正することができるレーザ加工方法及びレーザ加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のレーザ加工方法は、基板上の欠陥の画像を取得する画像取得工程と、前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出工程と、前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定工程と、前記判定工程にて前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に、前記ハーフトーン部の高さを測定する高さ測定工程と、該高さ測定工程で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射工程と、を含む。
【００１０】
本発明のレーザ加工装置は、基板上の欠陥の画像を取得する画像取得手段と、前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出手段と、前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の高さを測定する高さ測定部と、この高さ測定部で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥を修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置のディスク式共焦点光学系を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態における欠陥修正の手順を示すフローチャートである。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態におけるマスクパターン（その１）を説明するための説明図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態におけるマスクパターン（その２）を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるレーザ加工方法の一例を示す工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態における掘削量の調整を説明するための概略断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るレーザ加工装置のディスク式共焦点光学系を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るレーザ加工装置を示す概略構成図である。
【図９】ハーフトーン部の形成方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の第１〜第３実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置１０を示す概略構成図である。
レーザ加工装置１０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のＴＦＴ形成工程においてハーフトーン露光によりガラス基板Ａに形成されたハーフトーン部等に欠陥が検出された場合に、レーザ光により欠陥を除去するリペア加工等に用いられる。
【００１５】
レーザ加工装置１０は、ステージ１１と、レーザ光照射部としてのレーザ光源１２及び照射光学系１４と、空間変調素子としてのＤＭＤ（Digital Mirror Device）１３と、高さ測定部である共焦点光学系としてのディスク式共焦点光学ユニット１５とを備える。これらは、制御ＰＣ１６によってその動作が制御される。
【００１６】
ステージ１１は、加工対象であるガラス基板Ａを、例えばエアの吐出により浮上させ、水平に保持する。
レーザ光源１２は、ナノ秒パルス又はそれ以下のパルス幅のレーザ光を発振する。レーザ光源１２によって発振されたレーザ光は、光ファイバ１７、ファイバカプリング１８及びミラー１９によってＤＭＤ１３に導光される。
【００１７】
ＤＭＤ１３は、レーザ光を空間変調（所望の形状に変換）する。ＤＭＤ１３には、オン状態とオフ状態とに独立して揺動制御可能な複数の微小ミラーが矩形状の変調領域内に２次元的に等ピッチで配列されている。
【００１８】
照射光学系１４は、レーザ光源１２と共にレーザ光照射部として用いられ、ＤＭＤ１３により空間変調されたオン光による像をガラス基板Ａ上に所望の倍率で結像する結像光学系を構成する光学素子群である。
【００１９】
照射光学系１４は、ＤＭＤ１３側に設けられた結像レンズ２１と、ガラス基板Ａ側に設けられた対物レンズ２２ａとを有する。この対物レンズ２２ａは、対物レンズ切替ユニット２２に複数個配置され、レボルバ機構によって切り替え可能に保持されている。なお、結像レンズ２１と対物レンズ２２ａとの間には、レーザ光を鉛直下方に対物レンズ２２ａに向けて反射させるダイクロイックミラー３９が配置されている。
【００２０】
ディスク式共焦点光学ユニット１５は、図２に示すように、下側結像レンズ２３と、ピンホールディスク２４と、モータ２５と、リレーレンズ２６と、上側結像レンズ２７とを有する。
【００２１】
下側結像レンズ２３は、ダイクロイックミラー３９を透過したレーザ光からピンホールディスク２４に１次像面を結像する。
ピンホールディスク２４には、複数のピンホールが形成されている。ピンホールディスク２４は、モータ２５によって高速回転することで、焦点の合う光のみをピンホールにおいて透過させる。
【００２２】
リレーレンズ２６は、ピンホールディスク２４を透過した光から２次像面を形成する。この２次像面は、上側結像レンズ２７に入射し、図１に示す撮像素子２８（基板上の欠陥の画像を取得する画像取得手段の一例）によって撮像される。このようにディスク式共焦点光学ユニット１５を配置することで、対物レンズ２２ａの焦点深度を小さくすることができる。そのため、焦点が合う位置の高さを取得することで、高精度な高さ情報を得ることができる。
【００２３】
図１に示す照明光源２９は、ダイクロイックミラー３９と対物レンズ２２ａとの間の光路の側方に設けられ、ガラス基板Ａ上の加工可能領域内を照明するための照明光を発する。照明光源２９は、例えば可視光である照明光を照射する。この照明光は、結像レンズ３０及びダイクロイックミラー３１を介して、対物レンズ２２ａに導光される。
【００２４】
制御ＰＣ１６は、主制御部３２と、画像処理部３３と、レシピ格納部３４と、ステージ制御部３５と、対物レンズ切替制御部３６と、ＤＭＤ制御部３７と、レーザ制御部３８とを備える。制御ＰＣ１６は、基板上の欠陥の画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出手段の一例である。また、制御ＰＣ１６は、欠陥情報から欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定手段の一例でもある。
【００２５】
なお、制御ＰＣ１６としては、ごく標準的な構成を有するコンピュータ、すなわち、制御プログラムを実行することで各構成要素を制御するＣＰＵと、ＲＯＭやＲＡＭ及び磁気記録媒体などからなり、ＣＰＵに各構成要素を制御させる制御プログラムの記憶や、ＣＰＵが制御プログラムを実行する際のワークエリアあるいは各種データの記憶領域として使用させる記憶部と、ユーザによる操作に対応する各種のデータが取得される入力部と、ディスプレイなどに各種のデータを提示してユーザに通知する出力部と、他の機器とのデータ授受のためのインターフェース機能を提供するＩ／Ｆ部とを備える情報処理端末を用いることができる。
【００２６】
主制御部３２は、各制御部３３〜３８に接続されている。
画像処理部３３は、撮像素子２８により得られた画像の画像処理を行う。
レシピ格納部３４は、ＴＦＴの正常パターンの情報を参照情報として格納している。この参照情報は、ＴＦＴの正常パターン形状をリファレンス画像として予め格納したものである。このリファレンス画像は、画像処理部３３によって、撮像素子２８により得られた画像とパターンマッチングされる。
【００２７】
ステージ制御部３５は、ガラス基板Ａを保持するステージ１１を作動させ、ガラス基板Ａの欠陥位置を加工可能な位置に移動させる。
対物レンズ切替制御部３６は、対物レンズ切替ユニット２２において、対物レンズ２２ａを切替える。
【００２８】
ＤＭＤ制御部３７は、ハーフトーン部などの欠陥の形状データに基づき、ＤＭＤ１３の図４Ａに示すマスクパターン１３ａのうち、欠陥の形状に対応する照射領域１３ｂの微小ミラーをオン状態にする。なお、詳しくは後述するが、マスクパターン１３ａは、照射領域１３ｂの微小ミラーの全てをオン状態としてもよいが、図４Ｂに示すマスクパターン１３ｃのように照射領域１３ｄの微小ミラーを部分的にオフ状態として間引くことで、レーザ光によるハーフトーン部の掘削量を減らす（調整する）ことができる。
【００２９】
レーザ制御部３８は、レーザ光源１２の予め定められた照射条件、例えば、波長、光出力、発振パルス幅などに基づいて、レーザ光源１２にレーザ光を発振させる。
【００３０】
以下、レーザ加工装置１０を用いたハーフトーン部の欠陥修正について説明する。
図３は、本実施形態における欠陥修正の手順を示すフローチャートである。
まず、制御ＰＣ１６は、外観検査装置等によって検出された欠陥の座標を取得し、この欠陥の座標へ、レーザ加工装置１０の加工ヘッド（例えば、制御ＰＣ１６やレーザ光源１２などを除く可動部分）を移動させる（Ｓ１）。
【００３１】
そして、自動焦点合わせ（ＡＦ：automatic focus）が行われた後、撮像素子２８によって上記欠陥の欠陥画像を撮像する（Ｓ２：画像取得工程）。
制御ＰＣ１６は、画像処理部３３の上述のパターンマッチングなどによって、上記欠陥画像に基づき、欠陥の種類・大きさ・許容性を判別し、欠陥の情報を検出する（Ｓ３：欠陥抽出工程）。なお、この欠陥検出処理は、人間が目視により行ってもよい。
【００３２】
そして、欠陥がＴＦＴのハーフトーン部の欠陥か否か判断し（Ｓ４：判定工程）、ハーフトーン部以外の欠陥である場合には、従来どおりレーザ光源１２やＤＭＤ１３を用いて欠陥を修正する。この欠陥修正においても、後述する処理の一部（Ｓ５，Ｓ６、Ｓ１０等）と同様の処理が行われる。なお、許容できる程度の欠陥であれば修正を行わない。尚、ハーフトーン部の欠陥か否かの判断は、参照画像とのパターンマッチング等の画像処理や座標情報に基づく方法等に基づいて判定される。
【００３３】
一方、欠陥がハーフトーン部のものである場合は、まず、対物レンズ切替制御部３６が対物レンズ切替ユニット２２において対物レンズ２２ａをレーザ加工用のものに切替える（Ｓ５）。そして、制御ＰＣ１６は、上記加工ヘッドの位置を修正箇所へ微調整する（Ｓ６）。なお、この微調整は、ステージ制御部３５がガラス基板Ａを移動させることで行ってもよい。
【００３４】
次に、ＤＭＤ制御部３７は、ハーフトーン部の欠陥の形状データに基づき、図４Ａに示すように欠陥の形状に対応する照射領域１３ｂの微小ミラーをオン状態にしてハーフトーンマスク１３ａを形成する（Ｓ７）。
なお、ＤＭＤ制御部３７は、図４Ｂに示すマスクパターン１３ｃのようにレーザ光の照射領域１３ｄに位置する微小ミラーの一部をオフ状態とすることによりハーフトーン部の掘削量を減らす（調整する）ことができる。
【００３５】
また、後述するレーザ光の照射途中（Ｓ１０）、例えば、レーザ光の複数回の照射のうちの最後に、レーザ光の照射領域に位置するオン状態の微小ミラーの数を増減させてハーフトーン部の掘削量を調整することで、詳しくは後述するが、目的の掘削量と、この掘削量に近似させるための回数分レーザ光を照射することによる掘削量との差（端数）を解消することができる。
【００３６】
ハーフトーンマスクが形成された後、上述のディスク式共焦点光学ユニット１５が、まずレジスト膜表面である基準面にピント合わせ（自動焦点合わせ）を行い（Ｓ８）、その後、ハーフトーン部のＺ座標（高さ）を取得する（Ｓ９：高さ測定工程）。
【００３７】
そして、レーザ制御部３８は、レーザ照射部１２にレーザ光を照射させる（Ｓ１０：レーザ照射工程）。例えば、図５に示すように、ゲート層４０、半導体層４１、Ｓ−Ｄ層４２及びレジスト膜４３が下から順に積層された状態で露光を行った場合に、レジスト膜４３に、ハーフトーン部４３ａを覆う膜残り欠陥が生じたとする。このときには、レジスト膜４３を消滅させるべき部分についてはレーザ光によりフルカットし、ハーフトーン露光すべき部分については上記ハーフトーンマスクを用いてレーザ光によりハーフトーン部４３ａを再現する。
【００３８】
なお、レーザ制御部３８は、照射条件、例えば、波長、光出力、発振パルス幅など、を変更することで、ハーフトーン部４３ａの掘削量を調整することができる。
ディスク式共焦点光学ユニット１５は、レーザ光により掘削されたハーフトーン部４３ａの掘削底面にピント合わせ（自動焦点合わせ）を行い（Ｓ１１）、Ｚ座標の移動量を測定する（Ｓ１２：高さ測定工程）。Ｚ座標の移動量は、レーザ照射の前後で差分をとることで、レーザ加工後の加工深さを算出する。
【００３９】
掘削底面のＺ座標が設定値に到達していれば（Ｓ１３）、ハーフトーン部４３ａの欠陥修正は終了する。設定値に到達していなければ（Ｓ１３）、レーザ光照射（Ｓ１０）からの処理を再度行う。
【００４０】
なお、レーザ光の照射途中（２回目以降のＳ１０）、例えば、複数回のレーザ光の照射のうちの最後に、レーザ光の照射条件を変更してハーフトーン部４３ａの掘削量を調整することで、ＤＭＤ１３の微小ミラーの一部をオフ状態とする場合と同様に、目的の掘削量と、この掘削量に近似させるためにレーザ光を複数回照射ことによる掘削量との差（端数）を解消することができる。
【００４１】
具体的には、図６に示すように、レジスト膜４３のハーフトーン部４３ａの目的の掘削量が深さＺとして、レーザ光を３回照射した場合の深さｚ３は深さＺより小さく、レーザ光を４回照射した場合の深さｚ４は深さＺより大きくなる場合、４回目のレーザ光の照射の際に照射条件を変更するか或いは照射領域に位置するオン状態の微小ミラーの数を３回目までのレーザ光の照射の際よりも減らすことで、掘削量を深さＺに近づけることができる。なお、３回目のレーザ光の照射の際に照射条件を変更するか或いは照射領域に位置するオン状態の微小ミラーの数を２回目までのレーザ光の照射の際よりも増やすことでも、掘削量をＺに近づけることができる。ハーフトーン部４３ａは、図９に示すアッシングで除去できればよいため、掘削量を調整しない場合、図６の場合では目的の深さＺより小さい深さｚ３となる３回の照射よりも、深さＺより大きい深さｚ４となる４回の照射が望ましい。
【００４２】
以上説明した本実施形態では、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部４３ａの高さを測定し（Ｓ９，Ｓ１２：高さ測定工程）、高さを測定したハーフトーン部４３ａにレーザ光を照射する（Ｓ１０：レーザ照射工程）。そのため、露光不足などによるハーフトーン部４３ａの欠陥を掘削して修正することができる。よって、本実施形態によれば、ハーフトーン部４３ａの欠陥を修正することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、高さ測定工程（Ｓ９，Ｓ１２）とレーザ光照射工程（Ｓ１０）とが交互に行われている。そのため、ハーフトーン部４３ａの欠陥を確実に修正することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、レーザ光照射工程（Ｓ１０）において、空間変調素子としてのＤＭＤ１３で空間変調されたレーザ光がガラス基板Ａに照射される。そのため、ＤＭＤの微小ミラーによって、ハーフトーン部４３ａの欠陥を高精度に修正することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、図４Ｂに示すようにマスクパターン１３ｃの照射領域１３ｄに位置する微小ミラーの一部をオフ状態とすることによりハーフトーン部４３ａの掘削量が調整される。そのため、ハーフトーン部４３ａの欠陥をより高精度に修正することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、レーザ光の照射途中、例えば、複数回のレーザ光の照射のうちの最後に、ハーフトーン部４３ａの掘削量を調整する。そのため、目的の掘削量と、この掘削量に近似させるためにレーザ光を複数回照射ことによる掘削量との差（端数）を解消することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、共焦点光学系としてのディスク式共焦点光学ユニット１５はハーフトーン部４３ａの高さを測定する。そのため、ハーフトーン部４３ａの高さを高精度に測定することができ、したがって、欠陥を高精度に修正することができる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係るレーザ加工装置のディスク式共焦点光学系１５´を示す概略構成図である。
【００４９】
本実施形態では、高さ測定部である共焦点光学系として、上記第１実施形態のディスク式共焦点光学ユニット１５に代えて、レーザ式共焦点光学ユニット１５´を配置した点のみ上記第１実施形態と相違し、その他の点は同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５０】
レーザ式共焦点光学ユニット１５´は、ＬＤ（laser diode）励起レーザ５０と、ダイクロイックミラー５１と、スキャナ５２と、結像レンズ５３と、ダイクロイックミラー５４と、ピンホール５５と、受光素子５６と、結像レンズ５７とを有する。尚、スキャナ５２としては、ポリゴンミラーやガルバノメータスキャナ、レゾナントスキャナなどの共振型スキャナを用いればよい。
【００５１】
ＬＤ励起レーザ５０は、レーザ光を連続発振する。このレーザ光は、ダイクロイックミラー５１を透過して、スキャナ５２に導光される。
スキャナ５２は、縦方向及び横方向に微小かつ高速に動作するミラー部５２ａを有し、上記レーザ光を反射させる。反射したレーザ光は、結像レンズ５３及びダイクロイックミラー５４を介して図１に示す対物レンズ２２ａに導光される。そのため、スキャナ５２のミラー部５２ａを連続的に回転（動作）させることで、所望の場所にレーザ光をスキャニングでき、ある特定の領域の共焦点画像を得ることができる。このように、対物レンズ２２ａの焦点深度を小さくすることができるため、焦点が合う位置の高さを取得することで、高精度な高さ情報を得ることができる。
【００５２】
ピンホール５５は、ガラス基板Ａで反射し、対物レンズ２２ａ、ダイクロイックミラー５４、結像レンズ５３、スキャナ５２のミラー部５２ａ及びダイクロイックミラー５１を介して導光されたレーザ光を通過させる。この通過したレーザ光は、受光素子５６により受光される。なお、図１に示す撮像素子２８は、ダイクロイックミラー５４を透過し、結像レンズ５７により結像された光が導光される。
【００５３】
以上のようなレーザ式共焦点光学ユニット１５´によっても、ハーフトーン部４３ａの高さを高精度に測定することができる。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様に、ハーフトーン部４３ａの欠陥を高精度に修正することができる。
【００５４】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係るレーザ加工装置６０を示す概略構成図である。
本実施形態に係るレーザ加工装置６０は、上記第１実施形態の図１に示すレーザ加工装置１０に加工条件学習部６１を加えた点のみ上記第１実施形態及び第２実施形態と相違するため、詳細な説明は省略する。
【００５５】
制御ＰＣ１６の加工条件学習部６１は、上述の第１実施形態及び第２実施形態において行ったレーザ光の加工条件（照射条件）と、それに対応する加工深さ（掘削量）とを紐付けて記憶する記憶部である。このようなデータを保存し、レーザ加工条件と加工深さの相関をとる。このようにすることで、指定する加工深さでレーザ加工したい場合のレーザエネルギ、ショット数、繰り返し周波数等を自動制御することができる。
【００５６】
そのため、所望のレーザ加工深さに対しレーザ加工条件を自動判断できるようになり、蓄積されたデータから相関をとることで、データ蓄積後は、高さ測定を省略して、所望の加工深さでレーザ加工が可能になる。
【００５７】
よって、本実施形態によれば、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様に、ハーフトーン部４３ａの欠陥を修正することができるのに加えて、高さ測定の処理を省略することができるため欠陥修正処理時間を大幅に短縮することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ レーザ加工装置
１１ ステージ
１２ レーザ光源
１３ ＤＭＤ
１３ａ，１３ｃ マスクパターン
１３ｂ，１３ｄ 照射領域
１４ 照射光学系
１５ ディスク式共焦点光学ユニット
１５´ レーザ式共焦点光学ユニット１５
１６ 制御ＰＣ
１７ 光ファイバ
１８ ファイバカプリング
１９ ミラー
２０ ミラー
２１ 結像レンズ
２２ 対物レンズ切替ユニット
２２ａ 対物レンズ
２３ 下側結像レンズ
２４ ピンホールディスク
２５ モータ
２６ リレーレンズ
２７ 上側結像レンズ
２８ 撮像素子
２９ 照明光源
３０ 結像レンズ
３１ ダイクロイックミラー
３２ 主制御部
３３ 画像処理部
３４ レシピ格納部
３５ ステージ制御部
３６ 対物レンズ切替制御部
３７ ＤＭＤ制御部
３８ レーザ制御部
３９ ダイクロイックミラー
４０ ゲート層
４１ 半導体層
４２ Ｓ−Ｄ層
４３ レジスト膜
４３ａ ハーフトーン部
５０ ＬＤ励起レーザ
５１ ダイクロイックミラー
５２ スキャナ
５２ａ ミラー部
５３ 結像レンズ
５４ ダイクロイックミラー
５５ ピンホール
５６ 受光素子
５７ 結像レンズ
６０ レーザ加工装置
６１ 加工条件学習部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のＴＦＴ（thin film transistor）基板上に形成する微細電気回路の形成工程などにおいて、ハーフトーン露光により形成されるフォトレジストのハーフトーン部に生じる欠陥をレーザ光により修正するレーザ加工方法及びレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶ディスプレイの製造工程において、ガラス基板上にＴＦＴ回路を形成する場合の製造方法には４マスクの製造方法と５マスクの製造方法とがある。
【０００３】
４マスクの製造方法では、レジストのハーフトーン露光（またはグレートーン露光）及びレジストアッシングを行うのが一般的である。ハーフトーン露光は、ＴＦＴのギャップ部分に対し、例えば、半透過膜又は多孔膜を用いたマスクによって行われる。
【０００４】
図９は、ハーフトーン露光によって形成するレジスト膜のハーフトーン部の形成方法を示す工程図である。
まず、真空蒸着やスパッタリング、ＣＶＤなどの工程によって図示しない基板上にゲート層７０、半導体層７１、Ｓ−Ｄ層７２の薄膜が順に積層される。次に、フォトレジスト塗布工程によってレジスト膜７３が積層される。次に、この基板に対して半透過膜又は多孔膜を用いたマスクを用いてレジスト膜７３に露光する露光工程によって、ハーフトーン露光が行われる。次の現像工程では、露光された部分のレジスト膜７３が除去される。これにより、他の部分よりも膜厚の薄いレジスト膜のハーフトーン部７３ａが形成される。
【０００５】
そして、次のエッチング工程によって、レジスト膜７３が完全に除去された領域の半導体層７１及びＳ−Ｄ層７２の薄膜が除去される。
そして、アッシングと呼ばれるレジスト剥離工程によってレジスト膜７３は半分程度の厚さまで薄くなる。このアッシングによって、ハーフトーン部７３ａは消滅する。
【０００６】
ハーフトーン部７３ａが消滅した後、このハーフトーン部７３ａが消滅した領域のＳ−Ｄ層７２が、次のエッチング工程で除去される。そして、さらなるレジスト剥離工程で、残ったレジスト膜７３が除去される。これら一連の工程を、例えば４度繰り返し行うことによって、基板上に目的のＴＦＴ回路が形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ハーフトーン露光は、露光量の微細な調整の難易度が極めて高い。そのため、例えば露光不足により良好なハーフトーン部を形成できないと、後のエッチング不良などの問題を引き起こし、ひいては、液晶パネル基板の製造の歩留まりを低下させてしまう。
【０００８】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥を修正することができるレーザ加工方法及びレーザ加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のレーザ加工方法は、基板上の欠陥の画像を取得する画像取得工程と、前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出工程と、前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定工程と、前記判定工程にて前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に、前記ハーフトーン部の高さを測定する高さ測定工程と、該高さ測定工程で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射工程と、を含む。
【００１０】
本発明のレーザ加工装置は、基板上の欠陥の画像を取得する画像取得手段と、前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出手段と、前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の高さを測定する高さ測定部と、この高さ測定部で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥を修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置のディスク式共焦点光学系を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態における欠陥修正の手順を示すフローチャートである。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態におけるマスクパターン（その１）を説明するための説明図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態におけるマスクパターン（その２）を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるレーザ加工方法の一例を示す工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態における掘削量の調整を説明するための概略断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るレーザ加工装置のディスク式共焦点光学系を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るレーザ加工装置を示す概略構成図である。
【図９】ハーフトーン部の形成方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の第１〜第３実施形態に係るレーザ加工方法及びレーザ加工装置について、図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ加工装置１０を示す概略構成図である。
レーザ加工装置１０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のＴＦＴ形成工程においてハーフトーン露光によりガラス基板Ａに形成されたハーフトーン部等に欠陥が検出された場合に、レーザ光により欠陥を除去するリペア加工等に用いられる。
【００１５】
レーザ加工装置１０は、ステージ１１と、レーザ光照射部としてのレーザ光源１２及び照射光学系１４と、空間変調素子としてのＤＭＤ（Digital Mirror Device）１３と、高さ測定部である共焦点光学系としてのディスク式共焦点光学ユニット１５とを備える。これらは、制御ＰＣ１６によってその動作が制御される。
【００１６】
ステージ１１は、加工対象であるガラス基板Ａを、例えばエアの吐出により浮上させ、水平に保持する。
レーザ光源１２は、ナノ秒パルス又はそれ以下のパルス幅のレーザ光を発振する。レーザ光源１２によって発振されたレーザ光は、光ファイバ１７、ファイバカプリング１８及びミラー１９によってＤＭＤ１３に導光される。
【００１７】
ＤＭＤ１３は、レーザ光を空間変調（所望の形状に変換）する。ＤＭＤ１３には、オン状態とオフ状態とに独立して揺動制御可能な複数の微小ミラーが矩形状の変調領域内に２次元的に等ピッチで配列されている。
【００１８】
照射光学系１４は、レーザ光源１２と共にレーザ光照射部として用いられ、ＤＭＤ１３により空間変調されたオン光による像をガラス基板Ａ上に所望の倍率で結像する結像光学系を構成する光学素子群である。
【００１９】
照射光学系１４は、ＤＭＤ１３側に設けられた結像レンズ２１と、ガラス基板Ａ側に設けられた対物レンズ２２ａとを有する。この対物レンズ２２ａは、対物レンズ切替ユニット２２に複数個配置され、レボルバ機構によって切り替え可能に保持されている。なお、結像レンズ２１と対物レンズ２２ａとの間には、レーザ光を鉛直下方に対物レンズ２２ａに向けて反射させるダイクロイックミラー３９が配置されている。
【００２０】
ディスク式共焦点光学ユニット１５は、図２に示すように、下側結像レンズ２３と、ピンホールディスク２４と、モータ２５と、リレーレンズ２６と、上側結像レンズ２７とを有する。
【００２１】
下側結像レンズ２３は、ダイクロイックミラー３９を透過したレーザ光からピンホールディスク２４に１次像面を結像する。
ピンホールディスク２４には、複数のピンホールが形成されている。ピンホールディスク２４は、モータ２５によって高速回転することで、焦点の合う光のみをピンホールにおいて透過させる。
【００２２】
リレーレンズ２６は、ピンホールディスク２４を透過した光から２次像面を形成する。この２次像面は、上側結像レンズ２７に入射し、図１に示す撮像素子２８（基板上の欠陥の画像を取得する画像取得手段の一例）によって撮像される。このようにディスク式共焦点光学ユニット１５を配置することで、対物レンズ２２ａの焦点深度を小さくすることができる。そのため、焦点が合う位置の高さを取得することで、高精度な高さ情報を得ることができる。
【００２３】
図１に示す照明光源２９は、ダイクロイックミラー３９と対物レンズ２２ａとの間の光路の側方に設けられ、ガラス基板Ａ上の加工可能領域内を照明するための照明光を発する。照明光源２９は、例えば可視光である照明光を照射する。この照明光は、結像レンズ３０及びダイクロイックミラー３１を介して、対物レンズ２２ａに導光される。
【００２４】
制御ＰＣ１６は、主制御部３２と、画像処理部３３と、レシピ格納部３４と、ステージ制御部３５と、対物レンズ切替制御部３６と、ＤＭＤ制御部３７と、レーザ制御部３８とを備える。制御ＰＣ１６は、基板上の欠陥の画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出手段の一例である。また、制御ＰＣ１６は、欠陥情報から欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定手段の一例でもある。
【００２５】
なお、制御ＰＣ１６としては、ごく標準的な構成を有するコンピュータ、すなわち、制御プログラムを実行することで各構成要素を制御するＣＰＵと、ＲＯＭやＲＡＭ及び磁気記録媒体などからなり、ＣＰＵに各構成要素を制御させる制御プログラムの記憶や、ＣＰＵが制御プログラムを実行する際のワークエリアあるいは各種データの記憶領域として使用させる記憶部と、ユーザによる操作に対応する各種のデータが取得される入力部と、ディスプレイなどに各種のデータを提示してユーザに通知する出力部と、他の機器とのデータ授受のためのインターフェース機能を提供するＩ／Ｆ部とを備える情報処理端末を用いることができる。
【００２６】
主制御部３２は、各制御部３３〜３８に接続されている。
画像処理部３３は、撮像素子２８により得られた画像の画像処理を行う。
レシピ格納部３４は、ＴＦＴの正常パターンの情報を参照情報として格納している。この参照情報は、ＴＦＴの正常パターン形状をリファレンス画像として予め格納したものである。このリファレンス画像は、画像処理部３３によって、撮像素子２８により得られた画像とパターンマッチングされる。
【００２７】
ステージ制御部３５は、ガラス基板Ａを保持するステージ１１を作動させ、ガラス基板Ａの欠陥位置を加工可能な位置に移動させる。
対物レンズ切替制御部３６は、対物レンズ切替ユニット２２において、対物レンズ２２ａを切替える。
【００２８】
ＤＭＤ制御部３７は、ハーフトーン部などの欠陥の形状データに基づき、ＤＭＤ１３の図４Ａに示すマスクパターン１３ａのうち、欠陥の形状に対応する照射領域１３ｂの微小ミラーをオン状態にする。なお、詳しくは後述するが、マスクパターン１３ａは、照射領域１３ｂの微小ミラーの全てをオン状態としてもよいが、図４Ｂに示すマスクパターン１３ｃのように照射領域１３ｄの微小ミラーを部分的にオフ状態として間引くことで、レーザ光によるハーフトーン部の掘削量を減らす（調整する）ことができる。
【００２９】
レーザ制御部３８は、レーザ光源１２の予め定められた照射条件、例えば、波長、光出力、発振パルス幅などに基づいて、レーザ光源１２にレーザ光を発振させる。
【００３０】
以下、レーザ加工装置１０を用いたハーフトーン部の欠陥修正について説明する。
図３は、本実施形態における欠陥修正の手順を示すフローチャートである。
まず、制御ＰＣ１６は、外観検査装置等によって検出された欠陥の座標を取得し、この欠陥の座標へ、レーザ加工装置１０の加工ヘッド（例えば、制御ＰＣ１６やレーザ光源１２などを除く可動部分）を移動させる（Ｓ１）。
【００３１】
そして、自動焦点合わせ（ＡＦ：automatic focus）が行われた後、撮像素子２８によって上記欠陥の欠陥画像を撮像する（Ｓ２：画像取得工程）。
制御ＰＣ１６は、画像処理部３３の上述のパターンマッチングなどによって、上記欠陥画像に基づき、欠陥の種類・大きさ・許容性を判別し、欠陥の情報を検出する（Ｓ３：欠陥抽出工程）。なお、この欠陥検出処理は、人間が目視により行ってもよい。
【００３２】
そして、欠陥がＴＦＴのハーフトーン部の欠陥か否か判断し（Ｓ４：判定工程）、ハーフトーン部以外の欠陥である場合には、従来どおりレーザ光源１２やＤＭＤ１３を用いて欠陥を修正する。この欠陥修正においても、後述する処理の一部（Ｓ５，Ｓ６、Ｓ１０等）と同様の処理が行われる。なお、許容できる程度の欠陥であれば修正を行わない。尚、ハーフトーン部の欠陥か否かの判断は、参照画像とのパターンマッチング等の画像処理や座標情報に基づく方法等に基づいて判定される。
【００３３】
一方、欠陥がハーフトーン部のものである場合は、まず、対物レンズ切替制御部３６が対物レンズ切替ユニット２２において対物レンズ２２ａをレーザ加工用のものに切替える（Ｓ５）。そして、制御ＰＣ１６は、上記加工ヘッドの位置を修正箇所へ微調整する（Ｓ６）。なお、この微調整は、ステージ制御部３５がガラス基板Ａを移動させることで行ってもよい。
【００３４】
次に、ＤＭＤ制御部３７は、ハーフトーン部の欠陥の形状データに基づき、図４Ａに示すように欠陥の形状に対応する照射領域１３ｂの微小ミラーをオン状態にしてハーフトーンマスク１３ａを形成する（Ｓ７）。
なお、ＤＭＤ制御部３７は、図４Ｂに示すマスクパターン１３ｃのようにレーザ光の照射領域１３ｄに位置する微小ミラーの一部をオフ状態とすることによりハーフトーン部の掘削量を減らす（調整する）ことができる。
【００３５】
また、後述するレーザ光の照射途中（Ｓ１０）、例えば、レーザ光の複数回の照射のうちの最後に、レーザ光の照射領域に位置するオン状態の微小ミラーの数を増減させてハーフトーン部の掘削量を調整することで、詳しくは後述するが、目的の掘削量と、この掘削量に近似させるための回数分レーザ光を照射することによる掘削量との差（端数）を解消することができる。
【００３６】
ハーフトーンマスクが形成された後、上述のディスク式共焦点光学ユニット１５が、まずレジスト膜表面である基準面にピント合わせ（自動焦点合わせ）を行い（Ｓ８）、その後、ハーフトーン部のＺ座標（高さ）を取得する（Ｓ９：高さ測定工程）。
【００３７】
そして、レーザ制御部３８は、レーザ照射部１２にレーザ光を照射させる（Ｓ１０：レーザ照射工程）。例えば、図５に示すように、ゲート層４０、半導体層４１、Ｓ−Ｄ層４２及びレジスト膜４３が下から順に積層された状態で露光を行った場合に、レジスト膜４３に、ハーフトーン部４３ａを覆う膜残り欠陥が生じたとする。このときには、レジスト膜４３を消滅させるべき部分についてはレーザ光によりフルカットし、ハーフトーン露光すべき部分については上記ハーフトーンマスクを用いてレーザ光によりハーフトーン部４３ａを再現する。
【００３８】
なお、レーザ制御部３８は、照射条件、例えば、波長、光出力、発振パルス幅など、を変更することで、ハーフトーン部４３ａの掘削量を調整することができる。
ディスク式共焦点光学ユニット１５は、レーザ光により掘削されたハーフトーン部４３ａの掘削底面にピント合わせ（自動焦点合わせ）を行い（Ｓ１１）、Ｚ座標の移動量を測定する（Ｓ１２：高さ測定工程）。Ｚ座標の移動量は、レーザ照射の前後で差分をとることで、レーザ加工後の加工深さを算出する。
【００３９】
掘削底面のＺ座標が設定値に到達していれば（Ｓ１３）、ハーフトーン部４３ａの欠陥修正は終了する。設定値に到達していなければ（Ｓ１３）、レーザ光照射（Ｓ１０）からの処理を再度行う。
【００４０】
なお、レーザ光の照射途中（２回目以降のＳ１０）、例えば、複数回のレーザ光の照射のうちの最後に、レーザ光の照射条件を変更してハーフトーン部４３ａの掘削量を調整することで、ＤＭＤ１３の微小ミラーの一部をオフ状態とする場合と同様に、目的の掘削量と、この掘削量に近似させるためにレーザ光を複数回照射ことによる掘削量との差（端数）を解消することができる。
【００４１】
具体的には、図６に示すように、レジスト膜４３のハーフトーン部４３ａの目的の掘削量が深さＺとして、レーザ光を３回照射した場合の深さｚ３は深さＺより小さく、レーザ光を４回照射した場合の深さｚ４は深さＺより大きくなる場合、４回目のレーザ光の照射の際に照射条件を変更するか或いは照射領域に位置するオン状態の微小ミラーの数を３回目までのレーザ光の照射の際よりも減らすことで、掘削量を深さＺに近づけることができる。なお、３回目のレーザ光の照射の際に照射条件を変更するか或いは照射領域に位置するオン状態の微小ミラーの数を２回目までのレーザ光の照射の際よりも増やすことでも、掘削量をＺに近づけることができる。ハーフトーン部４３ａは、図９に示すアッシングで除去できればよいため、掘削量を調整しない場合、図６の場合では目的の深さＺより小さい深さｚ３となる３回の照射よりも、深さＺより大きい深さｚ４となる４回の照射が望ましい。
【００４２】
以上説明した本実施形態では、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部４３ａの高さを測定し（Ｓ９，Ｓ１２：高さ測定工程）、高さを測定したハーフトーン部４３ａにレーザ光を照射する（Ｓ１０：レーザ照射工程）。そのため、露光不足などによるハーフトーン部４３ａの欠陥を掘削して修正することができる。よって、本実施形態によれば、ハーフトーン部４３ａの欠陥を修正することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、高さ測定工程（Ｓ９，Ｓ１２）とレーザ光照射工程（Ｓ１０）とが交互に行われている。そのため、ハーフトーン部４３ａの欠陥を確実に修正することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、レーザ光照射工程（Ｓ１０）において、空間変調素子としてのＤＭＤ１３で空間変調されたレーザ光がガラス基板Ａに照射される。そのため、ＤＭＤの微小ミラーによって、ハーフトーン部４３ａの欠陥を高精度に修正することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、図４Ｂに示すようにマスクパターン１３ｃの照射領域１３ｄに位置する微小ミラーの一部をオフ状態とすることによりハーフトーン部４３ａの掘削量が調整される。そのため、ハーフトーン部４３ａの欠陥をより高精度に修正することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、レーザ光の照射途中、例えば、複数回のレーザ光の照射のうちの最後に、ハーフトーン部４３ａの掘削量を調整する。そのため、目的の掘削量と、この掘削量に近似させるためにレーザ光を複数回照射ことによる掘削量との差（端数）を解消することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、共焦点光学系としてのディスク式共焦点光学ユニット１５はハーフトーン部４３ａの高さを測定する。そのため、ハーフトーン部４３ａの高さを高精度に測定することができ、したがって、欠陥を高精度に修正することができる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係るレーザ加工装置のディスク式共焦点光学系１５´を示す概略構成図である。
【００４９】
本実施形態では、高さ測定部である共焦点光学系として、上記第１実施形態のディスク式共焦点光学ユニット１５に代えて、レーザ式共焦点光学ユニット１５´を配置した点のみ上記第１実施形態と相違し、その他の点は同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５０】
レーザ式共焦点光学ユニット１５´は、ＬＤ（laser diode）励起レーザ５０と、ダイクロイックミラー５１と、スキャナ５２と、結像レンズ５３と、ダイクロイックミラー５４と、ピンホール５５と、受光素子５６と、結像レンズ５７とを有する。尚、スキャナ５２としては、ポリゴンミラーやガルバノメータスキャナ、レゾナントスキャナなどの共振型スキャナを用いればよい。
【００５１】
ＬＤ励起レーザ５０は、レーザ光を連続発振する。このレーザ光は、ダイクロイックミラー５１を透過して、スキャナ５２に導光される。
スキャナ５２は、縦方向及び横方向に微小かつ高速に動作するミラー部５２ａを有し、上記レーザ光を反射させる。反射したレーザ光は、結像レンズ５３及びダイクロイックミラー５４を介して図１に示す対物レンズ２２ａに導光される。そのため、スキャナ５２のミラー部５２ａを連続的に回転（動作）させることで、所望の場所にレーザ光をスキャニングでき、ある特定の領域の共焦点画像を得ることができる。このように、対物レンズ２２ａの焦点深度を小さくすることができるため、焦点が合う位置の高さを取得することで、高精度な高さ情報を得ることができる。
【００５２】
ピンホール５５は、ガラス基板Ａで反射し、対物レンズ２２ａ、ダイクロイックミラー５４、結像レンズ５３、スキャナ５２のミラー部５２ａ及びダイクロイックミラー５１を介して導光されたレーザ光を通過させる。この通過したレーザ光は、受光素子５６により受光される。なお、図１に示す撮像素子２８は、ダイクロイックミラー５４を透過し、結像レンズ５７により結像された光が導光される。
【００５３】
以上のようなレーザ式共焦点光学ユニット１５´によっても、ハーフトーン部４３ａの高さを高精度に測定することができる。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様に、ハーフトーン部４３ａの欠陥を高精度に修正することができる。
【００５４】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係るレーザ加工装置６０を示す概略構成図である。
本実施形態に係るレーザ加工装置６０は、上記第１実施形態の図１に示すレーザ加工装置１０に加工条件学習部６１を加えた点のみ上記第１実施形態及び第２実施形態と相違するため、詳細な説明は省略する。
【００５５】
制御ＰＣ１６の加工条件学習部６１は、上述の第１実施形態及び第２実施形態において行ったレーザ光の加工条件（照射条件）と、それに対応する加工深さ（掘削量）とを紐付けて記憶する記憶部である。このようなデータを保存し、レーザ加工条件と加工深さの相関をとる。このようにすることで、指定する加工深さでレーザ加工したい場合のレーザエネルギ、ショット数、繰り返し周波数等を自動制御することができる。
【００５６】
そのため、所望のレーザ加工深さに対しレーザ加工条件を自動判断できるようになり、蓄積されたデータから相関をとることで、データ蓄積後は、高さ測定を省略して、所望の加工深さでレーザ加工が可能になる。
【００５７】
よって、本実施形態によれば、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様に、ハーフトーン部４３ａの欠陥を修正することができるのに加えて、高さ測定の処理を省略することができるため欠陥修正処理時間を大幅に短縮することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ レーザ加工装置
１１ ステージ
１２ レーザ光源
１３ ＤＭＤ
１３ａ，１３ｃ マスクパターン
１３ｂ，１３ｄ 照射領域
１４ 照射光学系
１５ ディスク式共焦点光学ユニット
１５´ レーザ式共焦点光学ユニット１５
１６ 制御ＰＣ
１７ 光ファイバ
１８ ファイバカプリング
１９ ミラー
２０ ミラー
２１ 結像レンズ
２２ 対物レンズ切替ユニット
２２ａ 対物レンズ
２３ 下側結像レンズ
２４ ピンホールディスク
２５ モータ
２６ リレーレンズ
２７ 上側結像レンズ
２８ 撮像素子
２９ 照明光源
３０ 結像レンズ
３１ ダイクロイックミラー
３２ 主制御部
３３ 画像処理部
３４ レシピ格納部
３５ ステージ制御部
３６ 対物レンズ切替制御部
３７ ＤＭＤ制御部
３８ レーザ制御部
３９ ダイクロイックミラー
４０ ゲート層
４１ 半導体層
４２ Ｓ−Ｄ層
４３ レジスト膜
４３ａ ハーフトーン部
５０ ＬＤ励起レーザ
５１ ダイクロイックミラー
５２ スキャナ
５２ａ ミラー部
５３ 結像レンズ
５４ ダイクロイックミラー
５５ ピンホール
５６ 受光素子
５７ 結像レンズ
６０ レーザ加工装置
６１ 加工条件学習部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の欠陥の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出工程と、
前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程にて前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に、前記ハーフトーン部の高さを測定する高さ測定工程と、
該高さ測定工程で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射工程と、
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
前記高さ測定工程と前記レーザ光照射工程とを交互に行うことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記レーザ光照射工程において、空間変調素子で空間変調されたレーザ光を照射することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記レーザ光照射工程において、前記空間変調素子の照射領域に位置する微小ミラーの一部をオフ状態とすることにより前記ハーフトーン部の掘削量を調整することを特徴とする請求項３記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記レーザ光照射工程において、前記レーザ光の照射途中で、前記ハーフトーン部の掘削量を調整することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記レーザ光照射工程において、前記レーザ光を複数回照射し、最後に前記レーザ光を照射する際に前記ハーフトーン部の掘削量を調整することを特徴とする請求項５記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記高さ測定工程において、共焦点光学系を用いて前記ハーフトーン部の高さを測定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記レーザ光の照射条件と、それに対応する掘削量とを紐付けて記憶する加工条件学習工程を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
基板上の欠陥の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出手段と、
前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の高さを測定する高さ測定部と、
該高さ測定部で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１】
基板上の欠陥の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出工程と、
前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程にて前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に、前記ハーフトーン部の高さを測定する高さ測定工程と、
該高さ測定工程で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射工程と、
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
前記高さ測定工程と前記レーザ光照射工程とを交互に行うことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記レーザ光照射工程において、空間変調素子で空間変調されたレーザ光を照射することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記レーザ光照射工程において、前記空間変調素子の照射領域に位置する微小ミラーの一部をオフ状態とすることにより前記ハーフトーン部の掘削量を調整することを特徴とする請求項３記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記レーザ光照射工程において、前記レーザ光の照射途中で、前記ハーフトーン部の掘削量を調整することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記レーザ光照射工程において、前記レーザ光を複数回照射し、最後に前記レーザ光を照射する際に前記ハーフトーン部の掘削量を調整することを特徴とする請求項５記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記高さ測定工程において、共焦点光学系を用いて前記ハーフトーン部の高さを測定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記レーザ光の照射条件と、それに対応する掘削量とを紐付けて記憶する加工条件学習工程を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
基板上の欠陥の画像を取得する画像取得手段と、
前記画像と予め格納されている参照情報とに基づいて欠陥情報を抽出する欠陥抽出手段と、
前記欠陥情報から前記欠陥がハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の欠陥であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記欠陥がハーフトーン欠陥であると判定された場合に、ハーフトーン露光により基板に形成されたハーフトーン部の高さを測定する高さ測定部と、
該高さ測定部で高さを測定したハーフトーン部にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図９】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０５１５８（Ｐ２０１３−１０５１５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１１２０（Ｐ２０１１−２５１１２０）
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１６日（２０１１．１１．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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