JP2015219521A

JP2015219521A - 観察器およびこれを備えるレーザー処理装置

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Publication number: JP2015219521A
Application number: JP2015094180A
Authority: JP
Inventors: ジュンレキム; Joon Rae Kim; クンヘンイ; Keun Haeng Lee; ヨンスチ; Young Su Jee
Original assignee: Charm Engineering Co Ltd
Current assignee: Charm Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2015-05-01
Publication date: 2015-12-07
Also published as: KR20150132720A; CN105081560A; KR101606197B1; TW201544802A; TWI567374B

Abstract

【課題】照明光の色を選択的に用いて基板上の欠陥に対する視認性を改善することのできる観察器およびこれを備えるレーザー処理装置を提供すること。
【解決手段】基板を撮影するカメラと、前記基板の表面のイメージを前記カメラに結ばせるイメージ結像系と、波長の異なる複数の照明光のうちの少なくとも一つを選択し、前記基板に向かって照明光を出射させる照明系と、を備える観察器。
【選択図】図２

Description

本発明は、観察器およびこれを備えるレーザー処理装置に係り、さらに詳しくは、照明光の色を選択的に用いて基板上の欠陥に対する視認性を改善することのできる観察器およびこれを備えるレーザー処理装置に関する。

一般に、半導体ウェーハまたは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などフラットパネルディスプレイには、回路などの様々なパターンが形成される。例えば、フラットパネルディスプレイは、アレイ基板と、対向基板および液晶層などからなるが、中でも、アレイ基板には、マトリックス状に配列される複数の画素電極と、複数の画素電極の行に沿って配置される複数の走査線および列に沿って配置される複数の信号線が形成される。

このようなアレイ基板の製造過程において、電気的な信号線が重なり合うなどの欠陥が発生する虞があり、欠陥が発生すれば、正常的な画像を形成することができない。このため、重なり合っている信号線を切断して互いに重なり合わないようにする必要があるが、この過程を「リペア」と称する。欠陥が発生した様々な基板や様々なパターンに対してリペアが行われる。

従来には、基板の上に形成されているパターンを観察してリペアの実施有無を判断していた。すなわち、リペアを行う前に基板の上部面に照明光を出射させてパターンの欠陥を確認していた。このような照明光は検査装置において発生されたが、照明光の色または波長は、検査装置に応じて１種類に予め決定されていた。しかしながら、欠陥の中では、１種類の照明光によってよく視認できない欠陥が多数存在する。この理由から、パターンの欠陥が確認し難くてリペア作業を行うのに問題が発生する虞があり、その結果、作業の効率性が下がる。

大韓民国公開特許第２０１２−００４３８５０号公報

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、照明光の色を選択的に用いることのできる観察器およびこれを備えるレーザー処理装置を提供することである。

本発明の他の目的は、欠陥に対する視認性を改善して作業の効率性を高めることのできる観察器およびこれを備えるレーザー処理装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、基板の表面を観察する観察器であって、前記基板を撮影するカメラと、前記基板の表面のイメージを前記カメラに結ばせるイメージ結像系と、波長の異なる複数の照明光のうちの少なくとも一つを選択し、前記基板に向かって照明光を出射させる照明系と、を備える観察器を提供する。

好ましくは、本発明に係る観察器は、前記基板の撮影焦点を補正する自動焦点系を備える。

また、好ましくは、前記照明系は、第１の波長の照明光を発生させる第１の照明ユニットと、第２の波長の照明光を発生させる第２の照明ユニットと、第３の波長の照明光を発生させる第３の照明ユニットと、前記照明光のうちのいずれか一つを選択したり２以上を合成したりして一方向に透過または反射させる合成ユニットと、を備える。

さらに、好ましくは、前記合成ユニットは、一方の面において前記第１の波長の照明光は反射させて他方の面において前記第２の波長の照明光は透過させる第１のコーティング面と、一方の面において前記第３の波長の照明光は反射させて他方の面において前記第２の波長の照明光は透過させる第２のコーティング面と、を備える。

さらに、好ましくは、前記合成ユニットは、一方の面において前記第１の波長の照明光は反射させて前記第２の波長の照明光は透過させる第３のコーティング面と、一方の面において前記第３の波長の照明光は反射させて他方の面において前記第１の波長の照明光および前記第２の波長の照明光は透過させる第４のコーティング面と、を備える。

さらに、好ましくは、本発明に係る観察器は、前記第１の照明ユニット、第２の照明ユニットおよび第３の照明ユニットは可視光を発生させ、前記照明系は、可視光および波長の異なる照明光を発生させる第４の照明ユニットを備える。

さらに、好ましくは、本発明に係る観察器は、前記合成ユニットにおいて合成された照明光のサイズを調節する第１の絞りと、前記第４の照明ユニットにおいて発生された照明光のサイズを調節する第２の絞りと、前記合成ユニットにおいて選択または合成された照明光または前記第４の照明ユニットにおいて発生された照明光を集束する集光レンズと、を備える。

また、上記の目的を達成するために、本発明は、基板を処理するレーザー処理装置であって、レーザービームを発生させるレーザー部と、前記発生されたレーザービームの進行経路を調節するスキャナー部と、前記スキャナー部において進行経路が調節されたレーザービームを前記基板に照射する対物レンズと、波長の異なる複数の照明光のうちの少なくとも一つを選択し、前記基板に照明光を出射させて観察する観察器と、を備えるレーザー処理装置を提供する。

好ましくは、本発明に係るレーザー処理装置は、前記レーザー部と前記スキャナー部との間に配置され、前記レーザー部において発生されたレーザービームを前記スキャナー部に導くとともに、前記レーザービームのサイズを変換するビーム調節部を備える。

また、好ましくは、前記観察器は、複数の色の照明光を出射させる照明系を備え、前記照明系は、第１の波長の照明光を発生させる第１の照明ユニットと、第２の波長の照明光を発生させる第２の照明ユニットと、第３の波長の照明光を発生させる第３の照明ユニットと、前記照明光のうちのいずれか一つを選択したり２以上を合成したりして一方向に透過または反射させる合成ユニットと、を備える。

さらに、好ましくは、本発明に係るレーザー処理装置は、前記観察器と接続され、前記基板または前記基板の上に形成されたパターンの色に応じて前記照明系から出射される照明光の色波長を決定する制御器を備える。

さらに、好ましくは、前記基板を処理することは、前記基板の上に形成されたパターンの不良をリペアすることを含む。

本発明によれば、照明系が波長の異なる照明光を発生させる複数の照明ユニットを備えて基板に出射させる照明光の色を選択することができる。基板や基板の上に形成されたパターンに応じて出射される照明光の色を選択すれば、照明光によってパターンの欠陥に対する視認性が向上して欠陥を見出し易くなる。このため、パターンの欠陥を速やかに見出してリペア作業を行うことができるので、リペア作業の効率性が向上する。

また、照明系が単純な構造を有しながらも様々な色の照明光を発生させることができるので、装置が簡素化され、しかも、空間効率性が向上する。

本発明の実施形態によるレーザー処理装置を示す概念図である。本発明の実施形態によるレーザー処理装置の構造を示す構造図である。本発明の一実施形態による合成ユニットおよび照明系の構造を示す構造図である。本発明の他の実施形態による合成ユニットおよび照明系の構造を示す構造図である。

以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を詳述する。しかしながら、本発明は、後述する実施形態に何ら限定されるものではなく、互いに異なる種々の形態で実現される。単に、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。なお、発明を詳細に説明するために図面は誇張されており、図中、同じ符号は同じ構成要素を示す。

図１は、本発明の実施形態によるレーザー処理装置を示す概念図であり、図２は、本発明の実施形態によるレーザー処理装置の構造を示す構造図であり、図３は、本発明の一実施形態による合成ユニットおよび照明系の構造を示す構造図であり、図４は、本発明の他の実施形態による合成ユニットおよび照明系の構造を示す構造図である。

図１または図２を参照すると、本発明の実施形態によるレーザー処理装置１００は、基板１０を処理するレーザー装置であって、レーザービームを発生させるレーザー部１１０と、発生された前記レーザービームの進行経路を調節するスキャナー部１３０と、前記スキャナー部１３０において進行経路が調節されたレーザービームを前記基板１０に照射する対物レンズ１４０と、波長の異なる複数の照明光のうちの少なくとも一つを選択し、前記基板１０に照明光を出射させて観察する観察器１５０と、を備える。また、レーザー処理装置１００は、前記レーザービームのサイズを変換するビーム調節部１２０と、前記観察器１５０と接続される制御器（図示せず）と、を備える。このとき、レーザー処理装置１００は、基板１０の上に形成されたパターンの不良をリペアする装置であってよい。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、本発明に係るレーザー処理装置１００は様々なレーザー処理作業に使用可能である。

基板１０を処理する場合、基板１０はステージ１の上に載置される。レーザー処理装置１００は、ガントリー（図示せず）によって支持されて移動しながらステージ１上の基板１０を処理する。または、ステージ１が可動である場合、ステージ１がレーザー処理装置１００の下側において移動しながら基板１０をレーザーが照射される領域に移動させて基板１０を処理してもよい。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、様々な方法を用いて基板１０またはレーザー処理装置１００を移動させて基板１０を処理してもよい。

レーザー部１１０は、リペアなどのレーザー処理作業のためにレーザービームを発生させてこれを発振させる。

ビーム調節部１２０は、レーザー部１１０とスキャナー部１３０との間に配置される。ビーム調節部１２０は、レーザー部１１０において発生されたレーザービームのサイズを変換し、レーザービームをスキャナー部１３０に導く役割を果たす。ビーム調節部１２０は、減衰器１２１と、遮断器１２２と、レーザーミラー１２４およびサイズ調節器１２３を備える。

減衰器１２１は、レーザービームの移動経路に配置されてレーザー部１１０から発振されるレーザービームの出力を調節する。このため、レーザービームが減衰器１２１を通過しながら出力が調節される。

遮断器１２２は、レーザービームの移動経路に配置されてレーザービームの移動経路を開閉する役割を果たす。例えば、遮断器１２２がレーザービームの移動経路を開放してレーザービームを通過させる場合、レーザービームがスキャナー部１３０に導かれて基板１０の上に照射される。逆に、遮断器１２２がレーザービームの移動経路を遮断する場合、レーザービームがスキャナー部１３０に達せずに基板１０に照射されない。このため、遮断器１２２は、リペアなどのレーザー処理作業をオン／オフにするスイッチの役割を果たす。

サイズ調節器１２３は、遮断器１２２とスキャナー部１３０との間に配置され、レーザーミラー１２４において反射されたレーザービームのビームサイズを調節する役割を果たす。このため、レーザービームがサイズ調節器１２３を通過しながらビームのサイズが変わる。

レーザーミラー１２４は、遮断器１２２とサイズ調節器１２３との間に配置される。レーザーミラー１２４は、遮断器１２２を通過したレーザービームをサイズ調節器１２３に反射させる役割を果たす。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、レーザーミラー１２４の配置数および配置位置はレーザー処理装置１００の構造に応じて変更可能である。

スキャナー部１３０は、レーザービームの進行方向を調節するスキャナー１３１と、スキャナー１３１を通過したレーザービームを対物レンズ１４０の認識範囲に収めるレーザーリレーレンズ１３３と、を備える。なお、前記スキャナー部１３０は、合焦レンズ１３２およびスキャナーミラー１３４をさらに備えてもよい。

スキャナー１３１は、レーザービームを所望の経路に導く。スキャナー１３１は、レーザービームを反射させるミラーであるが、ミラーの角度を調節してレーザービームの進行方向を任意に変更する。すなわち、スキャナー１３１は、レーザービームを様々な角度で反射させてレーザービームに基板１０を処理させる。

合焦レンズ１３２は、ビーム調節部１２０とスキャナー１３１との間に配置される。合焦レンズ１３２は、上下に移動自在に設けられ、上下に移動しながらレーザービームの基板１０の上への合焦サイズを調節する。すなわち、合焦レンズ１３２は、ビーム調節部１２０において導かれたレーザービームを加工し易い細いレーザービームにする役割を果たす。

レーザーリレーレンズ１３３は、スキャナー１３１と対物レンズ１４０との間に配置される。レーザーリレーレンズ１３３は、スキャナー１３１において反射されたレーザービームが広がることなく正確に所望の方向に進むようにレーザービームを導く。すなわち、レーザーリレーレンズ１３３は、スキャナー１３１を通過したレーザービームを対物レンズ１４０の入射範囲に収める。このため、スキャナー１３１と対物レンズ１４０との間に空間を形成するためにスキャナー１３１と対物レンズ１４０との間の距離が遠ざかってもレーザーリレーレンズ１３３がスキャナー１３１において反射されたレーザービームを対物レンズ１４０の認識範囲に収めるので、観察器１５０が配置される空間を形成することができる。

スキャナーミラー１３４は、合焦レンズ１３２とスキャナー１３１との間に配置される。スキャナーミラー１３４は、合焦レンズ１３２を通過したレーザービームをスキャナー１３１に導く役割を果たす。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、スキャナーミラー１３４の配置数および配置位置は、レーザー処理装置１００の構造に応じて変更可能である。

対物レンズ１４０は、レーザービームが高いエネルギー密度を有するように圧縮する。このため、スキャナー部１３０を通過したレーザービームは対物レンズ１４０によって圧縮されて基板１０に合焦されながら基板１０に対する処理作業を行う。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、レーザービームが基板１０に照射可能である限り、種々のレンズが使用可能である。

観察器１５０は、波長の異なる複数の照明光のうちの一つを選択したり、２以上の照明光を発生させてこれらを合成したりして様々な色の照明光を基板１０に出射させる。すなわち、観察器１５０は、複数の色の照明光を出射させる照明系１５５を備えて基板１０または基板１０の上に形成されたパターンの色に応じて基板１０に出射される照明光の色波長を選択する。色波長を選択して照明光を基板１０の上部面に出射させると、照明光によってパターンの正常部分と欠陥部分との間に色差が発生する。このため、照明光によってパターンの欠陥に対する視認性が向上する。したがって、パターンの欠陥を速やかに見出してリペア作業を行うことができるので、作業の効率性が向上する。

制御器（図示せず）は、観察器１５０と接続され、基板１０または基板１０の上に形成されたパターンの色に応じて、後述する照明系１５５から出射される照明光の色波長を決定する。例えば、制御器は、後述する照明ユニット１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃの作動を制御する。制御器は、照明ユニット１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃのうちの一つを作動させて照明光を発生させるか、あるいは、２以上を作動させて照明光を発生させる。すると、選択された一つの照明光を出射させたり、２以上の照明光を後述する合成ユニット１５５ｄにおいて合成させたりして、様々な色の照明光を出射させる。すなわち、制御器は、照明ユニット１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃの作動を制御して出射される照明光の色を決定する。

撮影ミラー１５６は、第１の撮影ミラー１５６ａと、第２の撮影ミラー１５６ｂおよび第３の撮影ミラー１５６ｃを備える。第１の撮影ミラー１５６ａは、カメラ１５１と対物レンズ１４０との間に配置されて、基板１０において反射される照明光をカメラ１５１に反射させる。このとき、基板１０において反射された照明光の移動経路とスキャナー部１３０において反射されるレーザービームの移動経路とが重なり合うことがある。このため、第１の撮影ミラー１５６ａの一方の面においては照明光を反射させてカメラ１５１に導き、他方の面においてはレーザービームを透過させて対物レンズ１４０に導く。

第２の撮影ミラー１５６ｂは、第３の撮影ミラー１５６ｃと対物レンズ１４０との間に配置され、照明系１５５から出射される照明光を対物レンズ１４０に反射させる役割を果たす。このとき、照明系１５５から出射される照明光の移動経路とスキャナー部１３０において反射されるレーザービームの移動経路とが重なり合うことがある。このため、第２の撮影ミラー１５６ｂの一方の面においては照明系１５５から出射される照明光を対物レンズ１４０に反射させ、他方の面においてはレーザービームを透過させて対物レンズ１４０に導く。

第３の撮影ミラー１５６ｃは、自動焦点系１５４と第２の撮影ミラー１５６ｂとの間または第２の撮影ミラー１５６ｂと照明系１５５との間に設けられる。第３の撮影ミラー１５６ｃの一方の面においては照明光を自動焦点系１５４に向かって反射させ、他方の面において照明系１５５において発生された照明光を透過させて第２の撮影ミラー１５６ｂに導く。しかしながら、撮影ミラー１５６の配置数や配置位置はこれに何ら限定されるものではなく、レーザー処理装置１００の構造に応じて変更可能である。

以下、本発明の実施形態による観察器１５０の構造について詳細に説明する。

図２を参照すると、本発明の一実施形態による観察器１５０は、基板１０の表面を観察する観察器であって、前記基板１０を撮影するカメラ１５１と、前記基板１０の表面のイメージを前記カメラ１５１に結ばせるイメージ結像系１５３と、波長の異なる複数の照明光のうちの少なくとも一つを選択し、前記基板１０に照明光を出射する照明系１５５と、を備える。また、観察器１５０は、カットフィルター１５２と、自動焦点系１５４と、撮影ミラー１５６と、をさらに備えてもよい。本発明の実施形態においては、観察器１５０がレーザー処理装置１００に設けられると説明しているが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、単独で用いられて基板１０を検査してもよく、基板１０を処理する様々な装置や設備に設けられて用いられてもよい。

カメラ１５１としては、電荷結合素子カメラ（Ｃｈａｒｇｅ−ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅＣａｍｅｒａ：ＣＣＤカメラ）が使用可能であり、ステージ１上の基板１０または基板１０の処理過程を撮影する。すなわち、照明系１５５が照明光を発生させると、照明光が基板１０に導かれ、基板１０に反射された照明光がイメージ結像系１５３によってカメラ１５１に導かれて基板１０を撮影する。

自動焦点系１５４は、観察器１５０の焦点がちょうど作業しようとする基板１０の表面に位置するように観察器１５０の焦点を補正する。すなわち、基板１０の表面が平らではない場合、基板１０の撮影される領域を移動させると、移動前に撮影していた領域の高さと移動後に撮影する領域の高さが相違して観察器１５０の焦点が変わってしまうことがある。このため、自動焦点系１５４が観察器１５０の焦点を補正して作業者が観察器１５０を用いて基板１０をモニターリングする。

カットフィルター１５２は、カメラ１５１とイメージ結像系１５３との間に配置され、カメラ１５１に入射するレーザーの波長をカットする役割を果たす。

図３を参照すると、本発明の実施形態による照明系１５５は、第１の波長の照明光を発生させる第１の照明ユニット１５５ａと、第２の波長の照明光を発生させる第２の照明ユニット１５５ｂと、第３の波長の照明光を発生させる第３の照明ユニット１５５ｃと、前記照明光のうちの一つを選択したり２以上を合成したりして一方向に透過または反射させる合成ユニット１５５ｄと、を備える。また、照明系１５５は、照明光リレーレンズ１５５ｅと、第４の照明ユニット１５５ｆと、第１の絞り１５５ｋと、第２の絞り１５５ｇと、集光レンズ１５５ｈと、照明ミラー１５５ｉ，１５５ｊと、をさらに備えてもよい。

波長は、単一の波長または所定の範囲の波長を意味する。例えば、この実施形態において、第１の波長は赤色波長（７２３〜６４７ｎｍ）の照明光であり、第２の波長は緑色波長（５７５〜４９２ｎｍ）の照明光であり、第３の波長は青色波長（４９２〜４５５ｎｍ）の照明光である。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、様々な色波長の照明光が使用可能である。

合成ユニット１５５ｄは、一方の面において前記第１の波長の照明光は反射させて他方の面において前記第２の波長の照明光は透過させる第１のコーティング面Ａ１と、一方の面において前記第３の波長の照明光は反射させて他方の面において前記第２の波長の照明光は透過させる第２のコーティング面Ａ２と、を備える。

例えば、合成ユニット１５５ｄは、４つの三角プリズムをエクスキューブ方式を用いて結合して形成する。このため、合成ユニット１５５ｄは、第１の照明ユニット１５５ａと向かい合う第１の入射面Ｂ１と、第２の照明ユニット１５５ｂと向かい合う第２の入射面Ｂ２と、第３の照明ユニット１５５ｃと向かい合う第３の入射面Ｂ３と、第２の入射面Ｂ２と向かい合う出射面Ｂ４と、を備え、内部のエクス構造に第１のコーティング面Ａ１および第２のコーティング面Ａ２が設けられる。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、照明光を一方の面において反射させて他方の面において透過させるミラーを組み合わせて用いてもよい。

第１の照明ユニット１５５ａにおいて赤色波長の照明光を発生させると、照明光が合成ユニット１５５ｄの第１の入射面Ｂ１を透過し、内部の第１のコーティング面Ａ１の一方の面に反射されて出射面Ｂ４に進行方向が変更される。第２の照明ユニット１５５ｂにおいて緑色波長の照明光を発生させると、照明光が合成ユニット１５５ｄの第２の入射面Ｂ２を透過し、内部の第１のコーティング面Ａ１の他方の面あるいは第２のコーティング面Ａ２の他方の面を透過して出射面Ｂ４を介して出射される。第３の照明ユニット１５５ｃが青色波長の照明光を発生させると、照明光が合成ユニット１５５ｄの第３の入射面Ｂ３を透過し、内部の第２のコーティング面Ａ２の一方の面に反射されて出射面Ｂ４に進行方向が変更される。

このため、波長の異なる２以上の照明光を発生させると、照明光が合成ユニット１５５ｄによって一方向に出射されながら合成されるため、様々な色の照明光が生成される。このため、制御器が照明ユニット１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃの作動を制御すると、所望の色波長を有する照明光が出射される。また、３つの照明ユニット１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃを用いて様々な色の照明光を生成することができるので、様々な色を生成するためにそれぞれ別々に色を発生させる照明ユニットをいずれも備える場合よりも照明系１５５が簡素化されて空間の効率性が向上する。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、照明ユニットの配置数や発生される照明光の色波長は変更可能である。

例えば、基板１０の上に形成されたパターンの色が赤色であれば、制御器は第１の照明ユニット１５５ａは作動させて第２の照明ユニット１５５ｂおよび第３の照明ユニット１５５ｃは作動させなくてもよい。すると、赤色波長の照明光が基板１０の上に出射される。出射された赤色照明光は、基板１０の上に形成されたパターンに反射されてカメラ１５１に導かれる。しかしながら、基板１０の上に形成されたパターンに欠陥がある場合、欠陥のある部分は照明光が反射され難いためカメラ１５１に黒色として現れる。このため、基板１０の上に形成されたパターンの正常部分は赤色として現れ、基板１０の上に形成されたパターンの欠陥部分は黒色として現れて欠陥に対する視認性が向上する。すなわち、基板１０の上に形成されたパターンの色に応じて照明光の色波長を選択すれば、パターンの欠陥を見出し易い。

第１の絞り１５５ｋは、出射面Ｂ４を通過した照明光の移動経路に配置される。このため、第１の絞り１５５ｋは、通過する照明光のサイズを調節する役割を果たす。

照明光リレーレンズ１５５ｅは、合成ユニット１５５ｄを通過した照明光が広がることなく正確に所望の方向に進むように反射された照明光を導く。すなわち、照明光リレーレンズ１５５ｅは、合成ユニット１５５ｄを通過した照明光を対物レンズ１４０の入射範囲に収めて照明光を基板１０の上に到達させる。

第４の照明ユニット１５５ｆは、第１の照明ユニット１５５ａと、第２の照明ユニット１５５ｂと、第３の照明ユニット１５５ｃおよび合成ユニット１５５ｄとは別途に設けられて基板１０に照明光を出射させる。第４の照明ユニット１５５ｆは、可視光および波長の異なる照明光を発生させる。例えば、第４の照明ユニット１５５ｆは、照明光として赤外線（ＩＲ）を発生させ、第１の照明ユニット１５５ａと、第２の照明ユニット１５５ｂおよび第３の照明ユニット１５５ｃは可視光を発生させる。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、第４の照明ユニット１５５ｆは様々な波長の照明光を発生させてもよく、２以上設けられてもよい。

例えば、基板１０の上に形成されたパターンの上部にブラックマトリックスなどの上部膜が設けられる。可視光は、上部膜を通過することができないため、基板１０の上に形成されたパターンに欠陥が発生しても、照明光として可視光を用いると、パターンの欠陥を見出し難い。このため、照明光として赤外線を用いると、赤外線が上部膜を通過してパターンに達するので、パターンの欠陥を見出し易い。このため、基板１０の上に形成されたパターンに上部膜が設けられていない場合、パターンの色に応じて第１の照明ユニット１５５ａと、第２の照明ユニット１５５ｂと、第３の照明ユニット１５５ｃおよび合成ユニット１５５ｄを用いて可視光の色波長を選択して照明光を出射させる。一方、基板１０の上に形成されたパターンに上部膜が設けられる場合、第４の照明ユニット１５５ｆを用いて基板１０に赤外線を出射させて上部膜の下層パターンの欠陥を確認する。

第２の絞り１５５ｇは、第４の照明ユニット１５５ｆにおいて発生された赤外線の移動経路に配置される。このため、第２の絞り１５５ｇは、通過する赤外線のサイズを調節する役割を果たす。

集光レンズ１５５ｈは、照明光リレーレンズ１５５ｅと対物レンズ１４０との間または第２の絞り１５５ｇと対物レンズ１４０との間の照明光の移動経路に配置される。集光レンズ１５５ｈは、対物レンズ１４０に移動する照明光を集束させる役割を果たす。

照明ミラーは、照明光リレーレンズ１５５ｅと集光レンズ１５５ｈとの間に配置される第１の照明ミラー１５５ｉと、第２の絞り１５５ｇと集光レンズ１５５ｈとの間に配置される第２の照明ミラー１５５ｊと、を備える。このため、第１の照明ミラー１５５ｉは、照明光リレーレンズ１５５ｅを通過した照明光を反射させて集光レンズ１５５ｈ側に移動経路を変更させる。第２の照明ミラー１５５ｊは、第２の絞り１５５ｇを通過した照明光を反射させて集光レンズ１５５ｈ側に移動経路を変更させる。

第１の照明ミラー１５５ｉおよび第２の照明ミラー１５５ｊが反射させる照明光の移動経路が重なり合う。このため、第２の照明ミラー１５５ｊが第１の照明ミラー１５５ｉよりも集光レンズ１５５ｈの近くに配置される場合、第２の照明ミラー１５５ｊは第１の照明ミラー１５５ｉにおいて反射される照明光を透過させる。すなわち、第２の照明ミラー１５５ｊはハーフミラーであってもよいが、一方の面において第４の照明ユニット１５５ｆにおいて発生された照明光は反射させ、他方の面において合成ユニット１５５ｄを通過した照明光は透過させて集光レンズ１５５ｈ側に導く。しかしながら、照明ミラーの配置数や配置位置およびミラーの種類はこれに何ら限定されるものではなく、レーザー処理装置１００の構造に応じて変更可能である。

以下、本発明の他の実施形態による合成ユニット１５５ｄ’の構造について説明する。

図４を参照すると、合成ユニット１５５ｄ’は、一方の面において第１の波長の照明光は反射させて第２の波長の照明光は透過させる第３のコーティング面Ｃ１と、一方の面において前記第３の波長の照明光は反射させて他方の面において前記第１の波長の照明光および前記第２の波長の照明光は透過させる第４のコーティング面Ｃ２と、を備える。

例えば、合成ユニット１５５ｄ’は、ダイクロイックプリズム（ＤｉｃｈｒｏｉｃＰｒｉｓｍ）であってもよい。このため、合成ユニット１５５ｄ’は、第１の照明ユニット１５５ａと向かい合う第１の入射面Ｄ１と、第２の照明ユニット１５５ｂと向かい合う第２の入射面Ｄ２と、第３の照明ユニット１５５ｃと向かい合う第３の入射面Ｄ３および第２の入射面Ｄ２と向かい合う出射面Ｄ４を備え、内部に不等号状に、例えば、「＞」状に第３のコーティング面Ｃ１および第４のコーティング面Ｃ２が設けられる。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、照明光を一方の面において反射させて他方の面において透過させるミラーを組み合わせて用いてもよい。

第１の照明ユニット１５５ａにおいて赤色波長の照明光を発生させると、照明光が合成ユニット１５５ｄ’の第１の入射面Ｄ１を透過し、内部の第３のコーティング面Ｃ１の一方の面において反射されて第４のコーティング面Ｃ２の他方の面を透過し、出射面Ｄ４に進行方向が変更される。第２の照明ユニット１５５ｂにおいて緑色波長の照明光を発生させると、照明光が合成ユニット１５５ｄ’の第２の入射面Ｄ２を透過し、内部の第３のコーティング面Ｃ１の他方の面および第４のコーティング面Ｃ２の他方の面を透過して出射面Ｄ４を介して出射される。第３の照明ユニット１５５ｃが青色波長の照明光を発生させると、照明光が合成ユニット１５５ｄ’の第３の入射面Ｄ３を透過し、内部の第４のコーティング面Ｃ２の一方の面に反射されて出射面Ｄ４に進行方向が変更される。

このため、一つの照明光を選択したり、波長の異なる２以上の照明光を発生させたりすると、合成ユニット１５５ｄ’において合成されて様々な色の波長を有する照明光が生成される。このため、制御器が照明ユニット１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃの作動を制御すると、所望の色波長を有する照明光が出射される。このため、基板１０の上に形成されたパターンの色に応じて照明光の色波長を選択すれば、欠陥に対する視認性が向上して欠陥を見出し易い。

以上、観察器１５０がレーザー処理装置１００に設けられるものと説明したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、単独にて用いられてもよく、基板を処理する様々な装置や設備に設けられて用いられてもよい。このとき、観察器１５０は、基板または基板の上に形成されたパターンの欠陥を観察することができる。

以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において種々に変形可能である。よって、本発明の範囲は、上述した実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。

１００レーザー処理装置
１５０観察器
１５１カメラ
１５２カットフィルター
１５３イメージ結像系
１５４自動焦点系
１５５照明系
１５５ａ第１の照明ユニット
１５５ｂ第２の照明ユニット
１５５ｃ第３の照明ユニット
１５５ｄ合成ユニット
１５５ｆ第４の照明ユニット

Claims

基板の表面を観察する観察器であって、
前記基板を撮影するカメラと、
前記基板の表面のイメージを前記カメラに結ばせるイメージ結像系と、
波長の異なる複数の照明光のうちの少なくとも一つを選択し、前記基板に向かって照明光を出射させる照明系と、
を備える観察器。
前記基板の撮影焦点を補正する自動焦点系を備える請求項１に記載の観察器。
前記照明系は、第１の波長の照明光を発生させる第１の照明ユニットと、第２の波長の照明光を発生させる第２の照明ユニットと、第３の波長の照明光を発生させる第３の照明ユニットと、前記照明光のうちのいずれか一つを選択したり２以上を合成したりして一方向に透過または反射させる合成ユニットと、を備える請求項１に記載の観察器。
前記合成ユニットは、一方の面において前記第１の波長の照明光は反射させて他方の面において前記第２の波長の照明光は透過させる第１のコーティング面と、一方の面において前記第３の波長の照明光は反射させて他方の面において前記第２の波長の照明光は透過させる第２のコーティング面と、を備える請求項３に記載の観察器。
前記合成ユニットは、一方の面において前記第１の波長の照明光は反射させて前記第２の波長の照明光は透過させる第３のコーティング面と、一方の面において前記第３の波長の照明光は反射させて他方の面において前記第１の波長の照明光および前記第２の波長の照明光は透過させる第４のコーティング面と、を備える請求項３に記載の観察器。
前記第１の照明ユニット、前記第２の照明ユニットおよび前記第３の照明ユニットは可視光を発生させ、
前記照明系は、可視光および波長の異なる照明光を発生させる第４の照明ユニットを備える請求項３に記載の観察器。
前記合成ユニットにおいて合成された照明光のサイズを調節する第１の絞りと、前記第４の照明ユニットにおいて発生された照明光のサイズを調節する第２の絞りと、前記合成ユニットにおいて選択または合成された照明光または前記第４の照明ユニットにおいて発生された照明光を集束する集光レンズと、を備える請求項６に記載の観察器。
基板を処理するレーザー処理装置であって、
レーザービームを発生させるレーザー部と、
前記発生されたレーザービームの進行経路を調節するスキャナー部と、
前記スキャナー部において進行経路が調節されたレーザービームを前記基板に照射する対物レンズと、
波長の異なる複数の照明光のうちの少なくとも一つを選択し、前記基板に照明光を出射させて観察する観察器と、
を備えるレーザー処理装置。
前記レーザー部と前記スキャナー部との間に配置され、前記レーザー部において発生されたレーザービームを前記スキャナー部に導くとともに、前記レーザービームのサイズを変換するビーム調節部を備える請求項８に記載のレーザー処理装置。
前記観察器は、複数の色の照明光を出射させる照明系を備え、
前記照明系は、第１の波長の照明光を発生させる第１の照明ユニットと、第２の波長の照明光を発生させる第２の照明ユニットと、第３の波長の照明光を発生させる第３の照明ユニットと、前記照明光のうちのいずれか一つを選択したり２以上を合成したりして一方向に透過または反射させる合成ユニットと、を備える請求項８に記載のレーザー処理装置。
前記観察器と接続され、前記基板または前記基板の上に形成されたパターンの色に応じて前記照明系から出射される照明光の色波長を決定する制御器を備える請求項１０に記載のレーザー処理装置。
前記基板を処理することは、前記基板の上に形成されたパターンの不良をリペアすることを含む請求項９から請求項１１のうちのいずれか１項に記載のレーザー処理装置。