(57)【要約】【課題】  オートフォーカス技術を導入するに際して、レーザビームの集光点高さと転写板裏面の転写材薄膜の高さとの一致精度を高めることを可能としたレーザ転写装置を提供すること【解決手段】  集光点高さ調整機構を介してレーザ集光点高さを転写ヘッドに支持された転写板へと接近させながら、電子カメラでピントが合った旨の判定が得られるのを待機し、ピントが合った旨の判定が得られたときに、レーザ集光点の接近動作を停止することにより、転写板下面の転写材薄膜にレーザ集光点を位置決めする集光点高さ位置決め手段とを有し、かつ電子カメラにおけるピントがあったか否かの判定は、転写材薄膜とは明瞭に識別可能となるように転写板上に表示されたピント合せ用マークの映像に基づいて行われる。【選択図】    図３５
2008257071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ透過性を有する板状小片の対物面に転写材薄膜を被着させてなる転写板を、転写材薄膜が対面するようにして、転写対象物の被転写面上に僅かの隙間を介して重ね合わせ、転写板の上面側からレーザビームを照射することにより、照射位置に対応する転写材薄膜を転写対象物の被転写面へと転写するレーザ転写装置であって、
レーザ源から入射されたレーザビームを転写対象物の被転写面上の目標位置へと垂直下向きに照射するための対物レンズを含むレーザ照射用光学系と、
レーザ集光点の高さを調整するための集光点高さ調整機構と、
レーザ照射光学系の対物レンズと同軸の撮影光路を有すると共に、常にレーザ集光点高さに位置する被写体にピント合わせされ、かつ映像出力に基づいてピントが合った状態か否かを判定する機能を有する電子カメラと、
下面側には転写板が水平姿勢で支持されると共に、上面側には下面側に支持された転写板を露出させる転写窓が開口された転写ヘッドと、
転写ヘッドを少なくとも垂直方向へと移動可能なヘッド位置決め機構と、
集光点高さ調整機構を介してレーザ集光点高さを転写ヘッドに支持された転写板へと接近させながら、電子カメラでピントが合った旨の判定が得られるのを待機し、ピントが合った旨の判定が得られたときに、レーザ集光点の接近動作を停止することにより、転写板下面の転写材薄膜にレーザ集光点を位置決めする集光点高さ位置決め手段とを有し、かつ
電子カメラにおけるピントがあったか否かの判定は、転写材薄膜とは明瞭に識別可能となるように転写板上に表示されたピント合せ用マークの映像に基づいて行われる、ことを特徴とするレーザ転写装置。
【請求項２】
ピント合せ用マークが、転写板自体に描かれたものである、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ転写装置。
【請求項３】
ピント合せ用マークが、転写板上の転写材薄膜被着領域内に、線上又は点状の薄膜不在部を形成してなるものである、ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ転写装置。
【請求項４】
ピント合せ用マークが、レーザ照射光学系に含まれるピント合せ用光源から発せられたのち、断面整形されて、対物レンズと同軸に転写板上に投影されたピント合せ用の光像である、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ転写装置。
【請求項５】
集光点高さ位置決め手段は、転写板を被転写面に接近させたのち、転写板上にレーザビームを照射するに先立って、レーザ集光点の高さを転写板の高さに位置決めするためのものである、ことを特徴とする請求項１〜４に記載のレーザ転写装置。
【請求項６】
集光点高さ位置決め手段は、転写板を被転写面に接近させるに先立って、転写板の高さを計測するためのものである、ことを特徴とする請求項１〜４に記載のレーザ転写装置。
【請求項７】
レーザ透過性を有する板状小片の対物面に転写材薄膜を被着させてなる転写板を、転写材薄膜が対面するようにして、転写対象物の被転写面上に僅かの隙間を介して重ね合わせ、転写板の上面側からレーザビームを照射することにより、照射位置に対応する転写材薄膜を転写対象物の被転写面へと転写するレーザ転写装置に使用される転写板であって、
転写材薄膜が被着された領域には、転写材薄膜とは明瞭に識別可能となるようにしてピント合せ用マークが表示されている、ことを特徴とするレーザ転写装置の転写板。
【請求項８】
ピント合せ用マークが、転写板上の転写材薄膜被着領域内に、線上又は点状の薄膜不在部を形成してなるものである、ことを特徴とする請求項７に記載のレーザ転写装置の転写板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、液晶表示デバイスやプラズマ表示デバイスの回路欠陥を修復する所謂レーザリペア装置等として好適なレーザ転写装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの表示装置において、回路パターンの欠陥修復を行うためには、レーザＣＶＤ法を利用したレーザリペア装置が採用されている。
【０００３】
このレーザＣＶＤ法を利用するレーザリペア装置は、レーザによる化学気相成長法を利用するものであって、具体的には、レーザを原料ガス中に置かれた基板に照射し、レーザ照射面での原料ガスの化学・物理反応を促進することによって、基板上の修復箇所に原料ガスの被膜を成長させるものである。
【０００４】
しかしながら、このような従来のレーザＣＶＤ法を利用するレーザリペア装置にあっては、修復材料として、ガス化できる材料（Ｗ、Ｃｒ、Ｍｏ）しか使用できないことに加え、レーザ照射面での原料ガスの化学・物理反応を利用するため、修復速度が遅いといった問題点が指摘されている。
【０００５】
一方、このような問題点を解決できるレーザリペア装置としては、レーザ転写法（ＬＭＴ：Laser Metal Transfer）を利用したレーザリペア装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このレーザ転写法を利用するレーザリペア装置の原理が図３８に示されている。図において、ａは石英ガラス板、ｂは修復材料となる導電性金属の薄膜、ｃは基板、ｄは回路パターン、ｅはレンズ、ｆはレーザビーム、ｇは回路パターン上の欠陥箇所、ｂ´はレーザビーム照射により飛ばされた金属薄膜である。なお、この例では、石英ガラス板ａと薄膜ｂとが一体化されたたものが転写板に相当する。
【０００７】
このレーザ転写法にあっては、まず、同図（ａ）に示されるように、欠陥箇所ｇを有する基板ｃの上に、対物面に修復材料の薄膜ｂを有する石英ガラス板ａを微細距離Ｌを隔てて対向させ、同図（ｂ）に示されるように、レンズｅを介してレーザビームｆを所定のスポット形状に絞り込んで、照射する。すると、同図（ｃ）に示されるように、レーザビームｆが照射された薄膜部分ｂ´が飛ばされて、同図（ｄ）に示されるように、回路パターンｄ上の欠陥部分ｇの上に付着する。このとき、修復部分の線幅を２〜５μｍとした場合、距離Ｌとしては５μ〜２０μ程度が好ましい。
【特許文献１】特開２０００−３１０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来のレーザ転写法を用いるレーザリペア装置にあっては、修復材料として、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ等の様々な金属が選定できることに加え、転写板に対してレーザで照射するのみで瞬時に修復できるため、極めて短時間で修復が完了するという利点がある。
【０００９】
ところで、この種のレーザリペア装置は、レーザ源から入射されたレーザビームを転写対象物の被転写面上の目標位置へと垂直下向きに照射するための対物レンズを含むレーザ照射用光学系を有するものであるが、リペア対象物となる表示デバイス等の表面に、必要な線幅の転写膜を明瞭に得るためには、レーザビームの集光点高さと転写板裏面の転写材薄膜の高さとが正確に一致していなければならない。レーザビームの集光点高さと転写板裏面の転写材薄膜の高さとを正確に一致させるための操作を、転写の都度に、手動で行うとすれば、煩雑に耐えないのは明らかである。
【００１０】
レーザビームの集光点高さと転写板裏面の転写材薄膜の高さとを正確に一致させるための操作を、所謂オートフォーカス技術を導入して自動的に実現しようとすれば、次のような構成が考えられる。
【００１１】
すなわち、そのようなオートフォーカス技術が採用されたレーザリペア装置は、レーザ集光点の高さを調整するための集光点高さ調整機構と、レーザ照射光学系の対物レンズと同軸の撮影光路を有すると共に、常にレーザ集光点高さに位置する被写体にピント合わせされ、かつ映像出力に基づいてピントが合った状態か否かを判定する機能を有する電子カメラと、下面側には転写板が水平姿勢で支持されると共に、上面側には下面側に支持された転写板を露出させる転写窓が開口された転写ヘッドと、転写ヘッドを少なくとも垂直方向へと移動可能なヘッド位置決め機構と、集光点高さ調整機構を介してレーザ集光点高さを転写ヘッドに支持された転写板へと接近させながら、電子カメラでピントが合った旨の判定が得られるのを待機し、ピントが合った旨の判定が得られたときに、レーザ集光点の接近動作を停止することにより、転写板下面の転写材薄膜にレーザ集光点を位置決めする集光点高さ位置決め手段とを有する。
【００１２】
ところで、このようなオートフォーカス技術を導入したレーザリペア装置において、レーザビームの集光点高さと転写板裏面の転写材薄膜の高さとを一致させる際の精度は、電子カメラにおけるピント合せの判定精度に大きく依存する。周知のように、電子カメラにおけるピント合せの判定を高精度に行うためには、電子カメラの撮像素子の受光面上に、被写体の光像が明瞭に、高いコントラストで、結像されていなければならない。
【００１３】
しかし、電子カメラの被写体となる転写板裏面の転写材薄膜は、何の模様も存在しない濃度一様な物体であるから、電子カメラの撮像素子の受光面上に結像される被写体の光像は殆どコントラストのない単調なものとなる。そのため、このようなコントラストのない単調な光像に基づいて、ピントがあったか否かの判定を高精度で行うことは、なかなか、容易なことではない、との知見が得られた。
【００１４】
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、オートフォーカス技術を導入するに際して、レーザビームの集光点高さと転写板裏面の転写材薄膜の高さとの一致精度を高めることを可能としたレーザ転写装置を提供することにある。
【００１５】
この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の技術的な課題は、次のような構成を有するレーザ転写装置（レーザリペア装置を含む）により解決することができる。
【００１７】
すなわち、このレーザ転写装置は、レーザ透過性を有する板状小片の対物面に転写材薄膜を被着させてなる転写板を、転写材薄膜が対面するようにして、転写対象物の被転写面上に僅かの隙間を介して重ね合わせ、転写板の上面側からレーザビームを照射すると言う基本構成を有するものである。
【００１８】
このレーザ転写装置は、所謂オートフォーカスを実現するために、レーザ源から入射されたレーザビームを転写対象物の被転写面上の目標位置へと垂直下向きに照射するための対物レンズを含むレーザ照射用光学系と、レーザ集光点の高さを調整するための集光点高さ調整機構と、レーザ照射光学系の対物レンズと同軸の撮影光路を有すると共に、常にレーザ集光点高さに位置する被写体にピント合わせされ、かつ映像出力に基づいてピントが合った状態か否かを判定する機能を有する電子カメラと、下面側には転写板が水平姿勢で支持されると共に、上面側には下面側に支持された転写板を露出させる転写窓が開口された転写ヘッドと、転写ヘッドを少なくとも垂直方向へと移動可能なヘッド位置決め機構と、集光点高さ調整機構を介してレーザ集光点高さを転写ヘッドに支持された転写板へと接近させながら、電子カメラでピントが合った旨の判定が得られるのを待機し、ピントが合った旨の判定が得られたときに、レーザ集光点の接近動作を停止することにより、転写板下面の転写材薄膜にレーザ集光点を位置決めする集光点高さ位置決め手段とを有している。
【００１９】
加えて、電子カメラにおけるピントがあったか否かの判定は、転写材薄膜とは明瞭に識別可能となるように転写板上に表示されたピント合せ用マークの映像に基づいて行われる、ことを特徴としている。
【００２０】
このような構成によれば、電子カメラにおけるピントがあったか否かの判定は、転写材薄膜とは明瞭に識別可能となるように転写板上に表示されたピント合せ用マークの映像に基づいて行われるため、転写材領域それ自体は模様のない濃度一様なものであったとしても、電子カメラの撮像素子の受光面上には、ピント合わ用マークによる明瞭なコントラストの高い光像が得られるので、この光像に基づいて正確なピント合せ判定を行うことができ、これによりオートフォーカス技術を導入するに際して、レーザビームの集光点高さと転写板裏面の転写材薄膜の高さとの一致精度を高めることが可能となるのである。
【００２１】
このとき、ピント合せ用マークとしては、転写板それ自体に描かれたものであってもよいし、レーザ照射光学系に含まれるピント合せマーク用光源から発せられたのち、断面整形されて、対物レンズと同軸に転写板上に投影されたピント合せ用の光像であってもよいであろう。転写板それ自体に描かれたものである場合には、ピント合せ用マークが、転写板上の転写材薄膜被着領域内に、線上又は点状の薄膜不在部を形成してなるものであってもよい。
【００２２】
また、集光点高さ位置決め手段は、転写板を被転写面に接近させたのち、転写板上にレーザビームを照射するに先立って、レーザ集光点の高さを転写板の高さに位置決めするためのものであってもよいし、転写板を被転写面に接近させるに先立って、転写板の高さを計測するためのものであってもよい。前者の場合であれば、レーザ照射に際して集光点高さと転写材薄膜高さとの一致精度を高めることにより、転写品質を向上させることができる一方、後者の場合であれば、転写材と被転写面との隙間管理精度を高めることにより、転写品質を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電子カメラにおけるピントがあったか否かの判定は、転写材薄膜とは明瞭に識別可能となるように転写板上に表示されたピント合せ用マークの映像に基づいて行われるため、転写材領域それ自体は模様のない濃度一様なものであったとしても、電子カメラの撮像素子の受光面上には、ピント合わ用マークによる明瞭なコントラストの高い光像が得られるので、この光像に基づいて正確なピント合せ判定を行うことができ、これによりオートフォーカス技術を導入するに際して、レーザビームの集光点高さと転写板裏面の転写材薄膜の高さとの一致精度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明に係るレーザ転写装置の一実施形態である配線パターン修復装置（「レーザリペア装置」とも言う）を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
本発明が適用された配線パターン修復装置全体の外観斜視図が図１に、同配線パターン修復装置に含まれるレーザ転写ユニットの外観斜視図が図２に、同レーザ転写ユニットに含まれるビーム整形機構の一例を示す説明図が図３にそれぞれ示されている。
【００２６】
図１に示されるように、配線パターン修復装置１００は、例えば液晶表示デバイスやプラズマ表示デバイス等の修復対象物（転写対象物）１１０を、修復対象となる回路パターン面を上に向けて載置するためのステージ１２０と、このステージ１２０の上方にあって、水平面内の任意のＸＹ座標に位置決め可能となされたユニット位置決め機構１３０と、このユニット位置決め機構１３０により吊り下げ支持されるレーザ転写ユニット１４０とを含んで構成されている。
【００２７】
ユニット位置決め機構１３０は、互いに平行なＸ方向ガイドレール１３１，１３１と、それらと直交するＹ方向ガイドレール１３２とを備え、図示しないパルスモータやリニアモータ等の駆動源により、レーザ転写ユニット１４０を水平面内における任意のＸＹ座標位置に移動して位置決め可能となされている。
【００２８】
レーザ転写ユニット１４０は、上述のユニット位置決め機構１３０によりステージ１２０の上方に吊り下げ支持されるユニット機枠１４０ａと、ユニット機枠１４０ａに対して取り付けられるヘッド位置決め機構２と、このヘッド位置決め機構２により三次元的に位置決めされる転写ヘッド１と、ユニット機枠１４０ａに対して集光点高さ位置決め機構５を介して昇降自在に取り付けられるレーザ照射光学系３とを含んで構成されている。なお、図において、５１，５１は集光点高さ位置決め機構を構成する左右のＺ方向ガイドレールである。
【００２９】
ヘッド位置決め機構２は、図１及び図２に示されるように、Ｘ方向（前後方向）駆動部２１と、Ｘ方向駆動部２１を支持するＹ方向（左右方向）駆動部２２と、Ｙ方向駆動部２２を支持するＺ方向（上下方向）駆動部２３とを含んで構成され、転写ヘッド１（詳細は後述）はＸ方向駆動部２１に取り付けられている。そして、それらの駆動部２１，２２，２３を適宜に駆動制御することにより、対物レンズ３１に対する任意の位置へと転写ヘッド１を移動乃至位置決め可能となされている。
【００３０】
レーザ照射光学系３は、図１及び図２に示されるように、上方のレーザ源４から到来するレーザビーム４１をビーム整形機構（図示せず）を介して入射口３６ａから鏡筒３６へと導入すると共に、導入されたレーザビームを垂直下向きにビーム分離器３４へと案内するレーザ照射用光路Ｃ２と、ビーム分離器３４で分離された対物レンズ３１からの撮影光を水平に向け、鏡筒３７を介して電子カメラ３８へと案内する撮影用光路Ｃ３と、レーザ照射用光路Ｃ２を介して到来するレーザビームをビーム分離器３４から対物レンズ３１へと垂直下向きに案内すると共に、対物レンズ３１から到来する撮影光を垂直上向きにビーム分離器３４へと案内する共用光路Ｃ１とを含んでいる。なお、３５は電子カメラ３８の視野を照明するためのＬＥＤ照明器である。
【００３１】
換言すれば、図４に示されるように、レーザ照射光学系３は、垂直なレーザ照射用光路Ｃ２と、水平な撮影用光路Ｃ３と、それらの光路の一部として共用される垂直な共用光路Ｃ１とを有する同軸落射型光学系を構成している。
【００３２】
対物レンズ３１から垂直下向きに出射されるレーザビームは、対物レンズ３１の集光作用により、出射光路Ｃ２１上の所定距離だけ離れた位置において集光されて集光点が生ずる。レーザ照射による薄膜転写処理は、この出射光路上の所定距離に生ずるレーザ集光点において行われる。
【００３３】
一方、電子カメラ３８は、常に、このレーザ集光点に位置する物体にピントが合うようにピント合わせが行われている。加えて、電子カメラ３８には、映像信号に基づいてピントが合った状態か否かを外部へ判定出力する機能が内蔵されている。また、レーザ照射光学系３の全体は、のちに図４を参照して説明するように、駆動モータ５２とボールネジ機構５３とＺ方向ガイドレール５１とで構成される集光点高さ位置決め機構５によって、任意距離だけ垂直方向へと上下動可能になされている。
【００３４】
したがって、レーザ照射光学系３の全体を上昇又は下降させながら、電子カメラ３８のピント判定出力を監視すれば、レーザ照射対象物に集光点が合致しているか否かを知ることができる。また、ある基準高さからの降下距離を計測しつつ、電子カメラ３８のピント判定出力を監視すれば、ピントがあったときまでの降下距離計測値に基づいて、基準高さからそのレーザ照射対象物までの降下距離を知ることができる。後述するように、この実施形態においては、上述のレーザ照射光学系３及び集光点高さ位置決め機構５の作用を利用することで、転写板の高さ方向位置決め制御を実現している。
【００３５】
なお、図２において、３２は複数の対物レンズを円周上に保持して任意角度ずつ回転するレボルバ、３３はレボルバ３２の回転角度制御に使用されるロータリエンコーダであり、これらにより対物レンズの自動選択を可能としている。
【００３６】
ビーム整形機構の一例を示す説明図が図３に示されている。同図に示されるように、ビーム整形機構３９は鏡筒３６（図２参照）の入射口３６ａの直前に配置され、レーザ源４から到来するレーザビームの断面を、Ｘ方向に延びる互いに平行な２本のマスクプレートとＹ方向に延びる互いに平行な２本のマスクプレートによって、任意長さの長辺と短辺とを有する長方形状に整形する機能を有する。
【００３７】
すなわち、図３から明らかなように、このビーム整形機構３９は、Ｙ（左右）方向に延びる互いに平行な２本の細長長方形状のマスクプレート（第１のマスクプレート３９１ａと第２のマスクプレート３９１ｂ）と、Ｘ（前後）方向に延びる互いに平行な２本のマスクプレート（第１のマスクプレート３９５ａと第２のマスクプレート３９５ｂ）とを有する。
【００３８】
Ｙ（左右）方向へ延びる第１のマスクプレート３９１ａ及び第２のマスクプレート３９１ｂは、それぞれ、第１スライドブロック３９２ａ及び第２スライドブロック３９２ｂにより支持されており、それらのスライドブロック３９２ａ，３９２ｂは、互いに接近する方向へとバネ付勢されてＸ（前後）方向へとスライド自在に支持されている。
【００３９】
それらのスライドブロック３９２ａ，３９２ｂには、第１ローラ３９３ａ及び第２ローラ３９３ｂが対向配置されており、それらのローラ３９３ａ，３９３ｂとの間には、断面Ｖ字状の案内面を有する楔ブロック３９４が上下動自在に支持されている。
【００４０】
したがって、この楔ブロック３９４の下降距離（ローラ間への挿入距離）を調整することにより、第１のマスクプレート３９１ａと第２のマスクプレート３９１ｂとの間隔を任意に調整することにより、レーザビームの断面のＸ方向幅（前後方向幅）を設定可能になされている。
【００４１】
同様にして、Ｘ（前後）方向へ延びる第１のマスクプレート３９５ａ及び第２のマスクプレート３９５ｂは、それぞれ、第１スライドブロック３９６ａ及び第２スライドブロック３９６ｂにより支持されており、それらのスライドブロック３９６ａ，３９６ｂは、互いに接近する方向へとバネ付勢されてＹ（左右）方向へスライド自在に支持されている。
【００４２】
それらのスライドブロック３９６ａ，３９６ｂには第１ローラ３９７ａ及び第２ローラ３９７ｂが対向配置されており、それらのローラ３９７ａ，３９７ｂとの間には、断面Ｖ字状の案内面を有する楔ブロック３９８が上下動自在に支持されている。
【００４３】
したがって、この楔ブロック３９８の下降距離（ローラ間への挿入距離）を調整することにより、第１のマスクプレート３９５ａと第２のマスクプレート３９５ｂとの間隔を任意に調整することにより、レーザビームの断面のＹ方向幅（左右方向幅）を設定可能になされている。
【００４４】
図２に戻って、レーザビーム４１の光路上にあって、前述したビーム整形機構３９の手前には、レーザ源４から到来するレーザビーム４１とピント合せ用光源６から到来するマーク用ビーム６１とを合流させるためのビーム合流器７（例えば、ハーフミラー、偏光ビームスプリッタ等）が介在されている。
【００４５】
そして、このビーム合流器７を介することにより、図３７を参照して後述するように、ピント合せ用光源６からのマーク用ビーム６１をビーム整形機構３９へと送り込み、マーク用ビーム６１の断面をビーム整形機構３９を介して適宜に整形することにより、レーザ照射対象物の表面に、ピント合せ用のマークに相当する明瞭なコントラストの高い光像を表示可能とされている。
【００４６】
以上具体的な機構を中心として説明したレーザ転写ユニット１４０を、レーザ照射光学系３を中心として示す模式図が図４に示されている。同図に示されるように、このレーザ照射光学系３は、レーザ源４とビーム分離器３４とを結ぶ垂直なレーザ照射用光路Ｃ２と、ビーム分離器３４と電子カメラ３８とを結ぶ水平な撮影用光路Ｃ３と、ビーム分離器３４と対物レンズ３１とを結び、かつレーザ照射とカメラ撮影とに共用される垂直な共用光路Ｃ１とを有する。
【００４７】
そして、レーザ源４とビーム分離器３４とを結ぶ垂直なレーザ照射用光路Ｃ２には、ピント合せ用光源６から到来するマーク用ビーム６１とレーザビーム４１との合流のためのビーム合流器７と、レーザビーム４１又はマーク用ビームの断面整形のためのビーム整形器３９が介在されている。
【００４８】
レーザ源４が駆動されてレーザビームが送出されると、対物レンズ３１からは垂直下向きにレーザビームが出射される。このとき、対物レンズ３１の集光作用のために、対物レンズ３１の出射光軸Ｃ２１上にあって、対物レンズ３１から所定距離だけ離れた位置にレーザビームが集光されて、集光点Ｐが生ずる。この発明の基本原理であるレーザ転写を有効に実施させるためには、図３８を参照して先に説明したように、この集光点Ｐを転写板下面の転写材薄膜（ｂ）の高さに正確に一致させねばならない。
【００４９】
一方、電子カメラ３８にあっては、内蔵される撮像素子（図示せず）の受光面上には、被写体が集光点Ｐの位置に存在するときに限り、鮮明な被写体の光像が結像され、いわゆるピントが合った状態となるように光学系の設計が行われている。また、電子カメラ３８内には、内蔵される撮像素子（図示せず）の受光面上の光像の状態（例えば、鮮明度、輝度等々）に基づいて、ピントが合った状態か否かを自動的に判定し、その判定結果を外部に出力する機能が組み込まれている。このようなピント自動判定処理については、既に、各種の文献にて公知であるから、具体的なピント自動判定処理の詳細開示は省略する。
【００５０】
そして、以上説明したレーザ照射光学系３の全体は、集光点高さ位置決め機構５を介して上下動可能とされている。先に説明したように、この例にあっては、集光点高さ位置決め機構５は、モータ５２の回転駆動力を受けて、レーザ照射光学系３をＺ方向ガイドレール５１，５１（図１参照）に沿って上下動させるボールネジ機構５３により構成されている。したがって、この集光点高さ位置決め機構５を駆動制御することにより、集光点Ｐの高さを任意に調整可能とされている。
【００５１】
次に、転写ヘッドの外観斜視図が図５に、同分解斜視図が図６に、同平面図が図７に、上下反転状態の外観斜視図（その１）が図８に、同外観斜視図（その２）が図９にそれぞれ示されている。
【００５２】
図５及び図６から明らかなように、転写ヘッド１は、転写ヘッド機体１１を主体として構成されている。この転写ヘッド機体１１は、Ｘ方向駆動部２１（図２参照）に対して取り付けるための取付部１１ａと、転写板ホルダ（詳細は後述）１３を支持するための支持部１１ｂとを有している。
【００５３】
図６に示されるように、支持部１１ｂの中央には略正方形状の内周形状を有する空所１１ｃが形成され、この空所１１ｃ内には四隅を斜断された略正方形状の外周形状を有する転写板ホルダ１３が収容され、所定の許容範囲内において上下動可能となるようにして、転写ヘッド基体１１に対して支持されている。転写板ホルダ１３を空所１１ｃ内に、所定の許容範囲内において上下動可能となるようにして、支持するためには、この例では、板バネ１２が使用されている。
【００５４】
板バネ１２は略正方形状を有し、その中央には対物レンズ３１から出射されたレーザビームを受け入れるための開口１２ａが形成されると共に、開口１２ａの外周には打ち抜き孔１２ｂ，１２ｃ及びネジ孔１２ｄ，１２ｅが形成されている。これらの打ち抜き孔のうちで、全体的に弧状の打ち抜き孔１２ｂは局部的なバネ性を付与するためのものであり、中央に略円形の大径孔１２ｃ’を有する弧状の打ち抜き孔１２ｃは局部的なバネ性付与の目的のほかに、後述するように、大径孔１２ｃ’の部分は、転写ヘッド１の下方に位置する転写対象物１１０の上面を電子カメラ３８で覗くための覗き窓としても機能するものである。
【００５５】
すなわち、図５に示される組み付け状態においては、板バネ１２の弧状打ち抜き孔１２ｃの大径孔部分１２ｃ’は、図６に示されるように、その下面側においては、転写板ホルダ１３の外周面凹部１３ｄと転写ヘッド機体１１の空所１１ｃの内周面との間の間隙部と整合するように位置合わせが行われている。そのため、図５に示される組み付け状態においては、大径孔部１２ｃ’からはその下方に位置するリペア対象物（転写対象物）１１０の上面（被転写面）が透視可能となり、これにより、大径孔部１２ｃ’は電子カメラ３８のための覗き孔として機能するように構成されている。
【００５６】
また、この覗き孔（大径孔部１２ｃ’）の径は、そこを通過するレーザビームの径に比べて十分に大きく設定されているために、単なる覗き孔にとどまらず、レーザ出射光軸Ｃ２１をこれに合わせてレーザ源を適宜に駆動（ワンショット駆動、ウォブリング駆動等々）すれば、レーザ転写処理ではなくて、リペア対象物表面に生じた回路パターンの一部を除去するためのレーザカット処理にも供することが可能となる。
【００５７】
板バネ１２と転写板ホルダ１３との結合は、板バネ１２側のネジ孔１２ｅと転写板ホルダ１３側のネジ孔１３ｂとを介して行われる。また、板バネ１２と支持部１１ｂとの結合は、板バネ１２側のネジ孔１２ｄと支持部１１ｂ側のネジ孔１１ｄとを介して行われる。これにより、転写板ホルダ１３は、空所１１ｃ内において水平方向への移動を規制されかつ上下方向への移動については、水平姿勢を維持したままで、板バネ１２の弾性範囲内においてのみ許容されるように構成されている。
【００５８】
転写板ホルダ１３の中央部には、図６に示されるように、対物レンズ３１から出射されるレーザビームを受け入れるための転写窓１３ａが開口されており、この転写窓１３ａからは、下面側に保持された円形の転写板１４（図８及び図９参照）の上面が露出される。先に、図３８を参照して説明したように、転写板１３とは、レーザ透過性を有する板状小片（この例では、石英ガラス板の小片）の対物面（この例では、下面）に、転写材料（この例ではクロム等の回路パターンの修復に適した導電性金属）の薄膜を被着させたものである。
【００５９】
のちに図８を参照して詳述するように、円形の転写板１４には、複数の圧気噴射孔１４ａ，１４ａ・・・が環状に配列されている。これらの圧気噴射孔１４ａ，１４ａ・・・から窒素ガス等の不活性ガスの圧気をリペア対象物（転写対象物）１１０に向けて下方へと吹き出すことにより、転写板１４は、水平姿勢を維持したままで、転写板ホルダ１３と共に、リペア対象物（転写対象物）１１０の表面に対して微少浮上距離（例えば、５〜２０μｍ）だけ自力浮上するように構成されている。勿論、この微少浮上距離の値は、転写板１４に設けられる圧気噴射孔の数や配置、圧気の吹き出し流量、ホルダ支持機構における上下動抵抗、転写板ホルダ及び転写板の重量等々を適正に設計することで実現される。
【００６０】
転写板１４は、この例にあっては、転写板ホルダ１３の下面に接着剤で固定されるが、図示しない吸引管路を転写板ホルダ１３の内部に形成し、外部吸気源からの可撓性チューブと転写板ホルダ下面の吸引孔とを連通することで、転写板１４を転写板ホルダ１３の下面に吸着保持するようにしてもよい。その他、転写板１４を転写板ホルダ１３の下面側に保持するための機構としては、そのような保持機能を満足する公知の機構を適宜採用することができる。
【００６１】
なお、転写板ホルダ１３を、空所１１ｃ内において、水平方向への移動は規制しつつも、上下方向の動については、水平姿勢を維持したままで、所定の上下限範囲内においてのみ許容する為の機構は、勿論、板バネ支持構造に限られるものではなく、同様な目的を達成する公知の種々の機構を採用することができる。
【００６２】
板バネ支持構造以外の別の一例としては、転写板ホルダ１３が収容される転写ヘッド機体１１の空所１１ｃの内周面と、空所１１ｃ内に収容される転写板ホルダ１３の外周面との間に、水平姿勢を維持しつつ転写板ホルダ１３が滑らかに上下動することを許容する鋼球軸受け機構、樹脂軸受け機構、流体軸受け（ニューマチック軸受け）等々を介在させると共に、それらの軸受けによる上下動を適当な上下限ストッパ機構を介して規制するような構造を挙げることができる。
【００６３】
転写板ホルダ１３の外周面上の２箇所には、圧気入口孔（図示せず）が設けられ、転写板ホルダ１３の下面には、図８に示されるように、転写板１４上の噴射孔１４ａと整合させて、複数の圧気出口孔が環状に整列配置されている。これら入口孔と出口孔との間には円環状の内部通路が形成されている。また、転写板ホルダ１３の外周面に存在するコネクタ１５ｅ，１５ｆは、転写板ホルダ１３側の圧気入口に固定されている。
【００６４】
支持部１１ｂに設けられた空所１１ｃの内周面には、２個のコネクタ１５ｃ，１５ｄが固定され、支持部１１ｂの外周面には２個のコネクタ１５ａ，１５ｂが固定されている。ここで、コネクタ１５ａとコネクタ１５ｃとが連通し、コネクタ１５ｂとコネクタ１５ｄとが連通する。コネクタ１５ｅとコネクタ１５ｃとは可撓性チューブ１６ａを介して連結され、コネクタ１５ｆとコネクタ１５ｄとは同様に可撓性チューブ１６ｂを介して連結される。コネクタ１５ａとコネクタ１５ｂにはそれぞれチューブ接続用のプラグが形成されているから、ここに図示しない圧気源からの可撓性チューブを差し込むことによって、支持部１１ｂから転写板ホルダ１３の内部へと圧気を供給することが可能となる。
【００６５】
転写板１４の裏面には、円周に沿って適当な間隔で複数個の圧気噴射孔１４ａが配列されている。コネクタ１５ａ，１５ｂから圧気を供給すると、この供給された圧気は、転写板ホルダ１３内の通路を通ったのち、転写板ホルダ１３の下面の噴射孔（図示せず）から転写板１４下面の噴射孔１４ａに供給され、転写板１４下面の噴射孔１４ａから転写対象物１１０へ向けて下向きに噴射され、これにより、転写板１４は転写板ホルダ１３と共に転写対象物に対して自立浮上する。このとき、噴射される圧気の圧力は、転写板下面と転写対象物との間に、５〜２０μｍの微細間隙が生ずるように設定されている。
【００６６】
なお、転写板１４を転写板ホルダ１３と共に転写対象物１１０に対して自立浮上させるためには、圧気噴射孔は、図８に示されるように、転写板１４の下面ではなくて、図９に示されるように、転写板ホルダ１３の下面から下向きに噴射されるようにしてもよい。
【００６７】
すなわち、図９の例にあっては、転写板ホルダ１３の下面には、円形の転写板１４を取り囲むようにして、複数の圧気噴射孔１３ｃ，１３ｃ・・・が配列されており、それらの圧気噴射孔１３ｃ，１３ｃ・・・は、コネクタ１５ｅ，１５ｆに連通している。そのため、図８の例と同様にして、コネクタ１５ａ，１５ｂから圧気を供給することにより、転写ホルダ下面の圧気噴射孔１３ｃ，１３ｃ・・・から圧気を噴射して、転写板ホルダ１３ごと転写板１４を浮上させることが可能とされている。なお、転写板１４の下面又は転写板ホルダ１３の下面の圧気噴射孔１４ａ，１３ｃから噴射される圧気のオンオフ制御は、転写ヘッド１へ至る圧気配管の途中に介在された圧気噴射制御弁７４（図１０参照）を介して適宜に行われる。
【００６８】
次に、この配線パターン修復装置の動作を制御するための制御部の構成について説明する。制御部の構成を概略的に示すブロック図が図１０に示されている。
【００６９】
同図に示されるように、この制御部はマイクロコンピュータを主体として構成されている。当業者にはよく知られているように、マイクロコンピュータ７は、装置全体を統括するマイクプロセッサ（ＭＰＵ）と、各種の制御機能を実現するためのシステムプログラムが格納されたＲＯＭと、マイクロプロセッサがシステムプログラムを実行する際のワークエリア等を提供するためのＲＡＭと、その他、種々の必要な外部サポート回路を含んで構成される。
【００７０】
このマイクロコンピュータ７には、既に図１〜図４を参照して説明したように、転写ヘッドの三次元的な位置決めが可能なヘッド位置決め機構２と、転写用のレーザビームを発するレーザ源４と、レーザ照射光学系３の垂直方向における位置決めを行うための集光点高さ位置決め機構５と、電子カメラ３８による撮影に際して自動的なピント合わせ判定を行うためのピント合せ用光源６と、レーザビーム照射点にピント合わせされた電子カメラ３８と、レーザビーム４１又はマーク用ビーム６１のビーム断面を整形するためのビーム整形機構３９と、外部からリペア箇所相当の座標データ等を受信するための通信制御部７１と、各種の入出力操作を行うためのテンキーやファンクションキー等で構成される操作部７２と、操作部７２における入力操作に際する各種のガイド表示等を行うための表示部７３と、転写ヘッド１へ至る圧気配管の途中に介在された圧気噴射制御弁７４と、レーザ転写ユニット１００の水平面内における位置決め制御を行うためのユニット位置決め機構１３０とが接続されている。
【００７１】
次に、配線パターン修復装置を構成するマイクロコンピュータ７の処理全体を示すゼネラルフローチャートが図１１に示されている。同図において、処理が開始されると、まずステップ１１０１では、通信制御部２１を介して、図示しない上位装置等から、ユニット位置決め機構１３０における原点のＸＹ座標を受信する。ユニット位置決め機構１３０の側では、公知のリセット処理を行うことによって独自の座標系を保持する。これに対して、上位装置の側でも独自の座標系を有するため、それらの座標系を整合させる必要があり、この整合処理のために、上位装置からの原点のＸＹ座標情報が利用される。
【００７２】
続くステップ１１０２では、同様に上位装置等からリペア位置のＸＹ座標を受信する。このＸＹ座標は、上位装置側の座標系を前提として決められているが、先ほどの座標系の校正処理が完了しているため、受信したリペア位置のＸＹ座標は校正後の座標系のＸＹ座標に変換される。
【００７３】
続くステップ１１０３では、対物レンズ３１が校正後のＸＹ座標で指定されるリペア位置の真上にくるように、レーザ転写ユニット１４０を位置決めする。この位置決め操作は、ユニット位置決め機構１３０を介して行われる。
【００７４】
このようにして、対物レンズ３１がリペア位置の真上にくるようにレーザ転写ユニット１４０を位置決めしたならば、リペア対象物を計測すべき第１の面、転写板を計測すべき第２の面とする２面計測処理への移行が行われる。
【００７５】
この２面計測処理においては、まず、ステップ１１０４において、基準高さ（Ｈｒｅｆ）とリペア対象物（転写対象物）１１０との距離（Ａ）を計測する。距離（Ａ）の計測処理の詳細が図１２のフローチャートに、また２面計測処理における距離（Ａ）の計測処理の概要が図２０〜図２２の説明図に示されている。
【００７６】
図１２において処理が開始されると、まず初めに、ステップ１２０１では、図２０に示されるように、転写ヘッド１を転写位置から矢印に示されるように待避位置へと例えば水平に距離Ｌａだけ移動させる処理が実行される。この転写ヘッド１の移動処理は、マイクロコンピュータ７により、ヘッド位置決め機構２を駆動制御することにより行われる。
【００７７】
続くステップ１２０２〜１２０４では、図２１に矢印で示されるように、対物レンズ３１ごと、照射光学系３を単位距離だけ降下させては（ステップ１２０２）、その単位距離を加算する処理（ステップ１２０３）及びカメラのピント判定出力を読み込む処理（ステップ１２０４）といった一連の処理を、繰り返し実行しながら、カメラのピント判定出力に基づいて、ピントが合ったか否かの判定処理（ステップ１２０５）が繰り返し実行される。以上を繰り返す間に、ピントが合った旨の判定が行われると（ステップ１２０５ＹＥＳ）、図２２に示されるように、加算結果を基準高さ（Ｈｒｅｆ）とリペア対象物１１０との距離（Ａ）として記憶する処理が実行される（ステップ１２０６）。
【００７８】
このように、本発明の第１の降下距離計測手段に相当する距離（Ａ）の計測処理（ステップ１１０４）においては、図１２のフローチャート及び図２０〜図２２の工程説明図に示されるように、レーザ照射光学系３の照射光軸を遮るものがなにもないように、ヘッド位置決め機構２を介して転写ヘッド１を所定の待機位置へと待避させた状態（図２１参照）において、集光点高さ調整機構３を制御することにより、降下距離を加算しつつ（ステップ１２０３）かつ電子カメラ３８を介してピントがあったか否かを監視つつ（ステップ１２０４ね１２０５）、レーザ集光点Ｐの高さを降下させ（ステップ１２０２）、ピントがあった状態（図２２参照）のときの加算結果としての距離を、所定の基準高（Ｈｒｅｆ）さから転写対象物１１０の被転写面までの降下距離（Ａ）として記憶する（ステップ１２０６）、と言った一連の処理が実行されるのである。
【００７９】
続いて、図１１に戻って、第２面の計測処理として、基準高さ（Ｈｒｅｆ）と転写板との距離（Ｂ）を計測処理が計測する処理が実行される（ステップ１１０５）。距離（Ｂ）の計測処理の詳細が図１３のフローチャートに、また２面計測処理における距離（Ｂ）の計測処理の概要が図２３及び図２４の説明図に示されている。
【００８０】
図１３において処理が開始されると、まずステップ１３０１では、図２２に矢印で示されるように、転写ヘッド１を待避位置から転写位置へと移動（復帰）させる処理が実行される（ステップ１３０１）。この処理についても、マイクロコンピュータ７により、ヘッド位置決め機構２を駆動制御することにより行われる。続くステップ１３０２〜１３０５では、図２３に矢印で示されるように、対物レンズ３１ごと、照射光学系３を単位距離だけ上昇させては（ステップ１３０２）、その単位距離を減算する処理（ステップ１３０３）及びカメラのピント判定出力を読み込む処理（ステップ１３０４）といった一連の処理を、繰り返し実行しながら、電子カメラ３８のピント判定出力に基づいて、ピントが合ったか否かの判定処理（ステップ１３０５）が繰り返し実行される。以上を繰り返す間に、ピントが合った旨の判定が行われると（ステップ１３０５ＹＥＳ）、図２４に示されるように、減算結果を基準高さ（Ｈｒｅｆ）とリペア対象物１１０との距離（Ｂ）として記憶する処理が実行される（ステップ１３０６）。
【００８１】
このように、本発明の第２の降下距離計測手段に相当する距離（Ｂ）の計測処理（ステップ１１０５）においては、第１の降下距離計測手段による計測に続いて、レーザ照射光学系３の出射光軸Ｃ２１が転写板１４により遮られるように、ヘッド位置決め機構２を介して転写ヘッド１を所定の運用位置へと復帰させた状態（図２３参照）において、集光点高さ調整機構５を制御することにより、上昇距離を減算しつつ（ステップ１３０３）かつ電子カメラ３８を介してピントがあったか否かを監視しつつ（ステップ１３０４，１３０５）、レーザ集光点Ｐの高さを上昇させ（ステップ１３０２）、ピントがあったときの減算結果としての距離を、所定の基準高さ（Ｈｒｅｆ）から転写材薄膜までの降下距離（Ｂ）として記憶する（ステップ１３０６）、と言った一連の処理が実行されるのである。
【００８２】
図１１に戻って、上述の手順で、所定の基準高さ（Ｈｒｅｆ）から転写対象物１１０の被転写面までの降下距離（Ａ）、及び所定の基準高さ（Ｈｒｅｆ）から転写材薄膜までの降下距離（Ｂ）がそれぞれ計測されたならば、続いて、転写板１４の高さ方向位置決め処理が開始される。
【００８３】
転写板１４の高さ方向位置決め処理においては、先ず、計測された基準高さ（Ｈｒｅｆ）からの降下距離（Ａ）と降下距離（Ｂ）とに基づいて、図３２（ａ）に示されるように、転写板１４とリペア対象物１１０との距離（Ｘ）を次式（１）により算出する処理が実行される（ステップ１１０６）。
Ｘ  ＝  Ａ  −  Ｂ          ・・・・式（１）
このようにして、転写板とリペア対象物との距離（Ｘ）が算出されたならば、続いて、図３２（ｂ）に示されるように、転写板１４の下面が第１目標高さ（Ｈ１）に達するまでの降下距離分（Ｘ−Ｈ１）だけ、転写ヘッド機体１１を高速で降下させる処理が実行される（ステップ１１０７）。
【００８４】
第１目標高さ（Ｈ１）への高速降下処理の詳細が図１４に示されている。同図において、処理が開始されると、まず、ステップ１４０１においては、降下目標距離に（Ｘ−Ｈ１）をセットすると共に、降下距離を０リセットする処理が実行される。その後、転写ヘッド機体を単位距離だけ高速で降下させては（ステップ１４０２）、降下距離を単位距離だけ加算し（ステップ１４０３）、その都度降下距離が目標距離（Ｘ−Ｈ１）に到達したか否かを判定する処理（ステップ１４０４）が、降下距離が目標距離（Ｘ−Ｈ１）に到達したと判定されるまで繰り返し実行される。この間に、降下距離が目標距離（Ｘ−Ｈ１）に到達したと判定されると（ステップ１４０４ＹＥＳ）、図３２（ｂ）に示されるように、降下を停止させる（ステップ１４０５）。
【００８５】
このように、第１の転写ヘッド降下制御手段に相当する第１目標高さ（Ｈ１）への高速降下処理（ステップ１１０７）においては、図１４に示されるように、ヘッド位置決め機構２を駆動制御することにより、降下距離を積算しつつ（ステップ１４０３）、その積算距離が第１の目標高さ（Ｈ１）までの降下距離｛（Ａ−Ｂ）−Ｈ１）｝に達するまで、転写ヘッド１を所定の高速度で降下させる処理（ステップ１４０２）が実行される。
【００８６】
図１１に戻って、第１目標高さ（Ｈ１）への高速降下処理（ステップ１１０７）が完了すると、続いて、図３３に示されるように、転写板１４の下面が第２目標高さ（Ｈ２）に達するまでの降下距離分（Ｘ−Ｈ１−Ｈ２）だけ、転写ヘッド機体１１を高速で降下させる処理が実行される（ステップ１１０８）。
【００８７】
第２目標高さ（Ｈ２）への低速降下処理の詳細が図１５に示されている。同図において、処理が開始されると、まず、ステップ１５０１においては、降下目標距離に（Ｘ−Ｈ１−Ｈ２）をセットする処理が実行される。続いて、圧気噴射制御弁７４をオフ状態からオン状態へと切り換えて圧気噴射を開始したのち（ステップ１５０２）、転写ヘッド機体１１を単位距離だけ低速で降下させては（ステップ１５０３）、降下距離を単位距離だけ加算し（ステップ１５０４）、その都度、降下距離が目標距離（Ｘ−Ｈ１−Ｈ２）到達したか否かを判定する処理（ステップ１５０５）が、降下距離が目標距離（Ｘ−Ｈ１−Ｈ２）に到達したと判定されるまで繰り返し実行される。この間に、降下距離が目標距離（Ｘ−Ｈ１−Ｈ２）に到達したと判定されると（ステップ１５０５ＹＥＳ）、図３３（ｂ）に示されるように、降下を停止させる（ステップ１５０６）。
【００８８】
ここで、第２目標高さ（Ｈ２）の値は、圧気噴射による転写板の自力浮上作用が機能する高さ（例えば、リペア対象物（転写対象物）１１０の上面から１００μｍ程度）に設定されている。そのため、図３３（ｂ）に示されるように、転写板１４の下面高さが所定高さＨｘ（Ｈ２＜Ｈｘ＜Ｈ１）に達した時点以降、転写ヘッド機体１１は降下するものの、転写板１４は転写板ホルダ１３と共に浮上するため、図３３（ｂ）に示されるように、リペア対象物（転写対象物）１１０と転写板１４との間には、レーザ転写に必要な微細間隙（例えば、５〜２０μｍ程度）が確保されることとなる。
【００８９】
先に説明したように、リペア対象物１１０である液晶表示デバイスやプラズマ表示デバイスのパターン面にはミクロンオーダーの凹凸が存在することに加え、図１２及び図１３の処理にて電子カメラ３８により光学的に計測される距離（Ａ），（Ｂ）についても、計測原理上の理由から、ミクロン乃至数十ミクロンの誤差は避けがたい。しかし、転写板１４は転写板ホルダ１３と共に転写ヘッド機体１１に対して所定の上下限範囲内において昇降動自在に支持され、しかも転写板１４は転写ホルダ１３と共に圧気噴射により自力浮上するものであるから、想定される誤差を吸収できるように、転写板ホルダ１３の昇降動許容範囲を設定しておけば、仮に、目標高さ（Ｈ１），（Ｈ２）に対応する目標降下距離（Ｘ−Ｈ１），（Ｘ−Ｈ１−Ｈ２）に比較的に大きな誤差が存在し、そのため、オープンループ制御による目標降下距離（Ｘ−Ｈ１−Ｈ２）が大きすぎて、転写板１４がリペア対象物１１０の表面に衝突しようとしても、圧気噴射による自力浮上作用によって、図３３（ｂ）に示されるように、転写ヘッド機体１１は降下を継続する一方、転写板１４は浮上することにより、転写板１４がリペア対象物１１０の表面に衝突して、表面の回路パターンを損壊すると言った問題が生ずることはない。
【００９０】
図１１に戻って、続くステップ１１０９では、レーザ集光点Ｐの高さを転写板１４の下面転写材薄膜の高さに位置決めする処理が実行される。転写板１４へのレーザ集光点位置決め処理の詳細が図１６に示されている。
【００９１】
同図において処理が開始されると、対物レンズごと、レーザ照射光学系３を単位距離だけ降下させては（ステップ１６０１）、カメラのピント判定出力の読み込み処理を行い（ステップ１６０２）、ピントが合ったか否かを判定する処理（ステップ１６０３）が繰り返し実行される。その間に、ピントが合った旨の判定が行われると（ステップ１６０３ＹＥＳ）、レーザ照射光学系３の降下は停止される（ステップ１６０４）。
【００９２】
その後、再び、図１１に戻って、ビーム整形処理及びレーザ源のワンショット駆動処理を実行することによって、リペア対象物１１０に向けて、転写材薄膜の転写処理が実行される（ステップ１１１０）。このとき、レーザビームの断面は、修復対象となる回路パターンを構成する線幅と所定線長とを有する細長い長方形状に整形され、これが転写板１４条に照射されることにより、リペア箇所には所定の膜厚を有しかつ細長い長方形状の転写材薄膜が被着されることとなる。
【００９３】
このとき、１回のレーザショットでは転写材薄膜の膜厚が不足する場合には、転写板１４の高さを維持したまま、転写ヘッド１の全体を１ピッチ水平にずらせては、再度のレーザショットを行う処理を必要回数だけ繰り返すことにより、リペア箇所には必要な膜厚の転写膜が形成される。転写ヘッド１の全体を１ピッチ水平にずらせるときも、自力浮上作用が働いて、転写板１４とリペア対象物１１０との距離は必要な間隙（例えば、５〜２０μｍ程度）に維持されるから、水平移動の際に、転写板１４がリペア対象物１１０の表面に衝突してこれを損壊する虞はない。
【００９４】
さらに、転写ヘッド１には上述したように圧気噴射による自力浮上機能が組み込まれいるため、例えば図３４に示されるように、リペア対象物１１０の表面が大きく波打つような場合にも、以上説明した図１１〜図１６の処理を実行することにより、リペア対象物１１０上のいずれの箇所においても、転写板１４とリペア対象物１１０との間にレーザ転写に必要な間隙（例えば、５〜２０μｍ）を維持することができる。
【００９５】
以上の処理（図１１〜図１６）をまとめて説明すると、配線パターン修復装置によって、修復作業を行う場合には、まず、ユニット位置決め機構１３０を作動して、レーザ転写ユニット１４０に含まれる対物レンズ３１をリペア箇所の真上に位置決めする（ステップ１１０１〜１１０３）。この位置決めには、リペア箇所のＸＹ座標と対物レンズ３１の光軸のＸＹ座標とに基づくオープンループの位置決め制御、並びに、電子カメラ３８の映像を画像処理して得られるリペア箇所の位置と電子カメラ視野内の基準点との距離を計測しつつ行うサーボループの位置決め制御が併用される。
【００９６】
リペア箇所の真上に対物レンズ３１の光軸が位置決めされたならば、次に、ヘッド位置決め機構２を作動して、対物レンズ３１の光軸を遮る転写位置から同光軸を遮らない待避位置へと転写ヘッド１を待避させたのち（ステップ１２０１）、レーザ照射光学系３の全体を降下させつつ（ステップ１２０２）、電子カメラ３８のピント判定出力を監視し（ステップ１２０４，１２０５）、ピントが合った時点までの降下距離から、所定の基準高さ（Ｈｒｅｆ）からリペア対象物上面までの距離（Ａ）を計測する（ステップ１２０３，１２０６）。
【００９７】
次に、ヘッド位置決め機構２を再び作動して、対物レンズ３１の光軸を遮らない待避位置から対物レンズ３１の光軸を遮る転写位置へと転写ヘッド１を復帰させた後（ステップ１３０１）、先ほどと同様にして、レーザ照射光学系３の全体を上昇させつつ（ステップ１３０２）、電子カメラ３８のピント判定出力を監視し（ステップ１３０４，１３０５）、ピントが合った時点までの上昇距離から、所定の基準高さ（Ｈｒｅｆ）からリペア対象物上面までの距離（Ｂ）を計測する（ステップ１３０３，１３０６）。
【００９８】
次に、距離（Ａ）と距離（Ｂ）とに基づいて、転写板とリペア対象物との距離（Ｘ）｛（Ａ）−（Ｂ）｝を算出した後（ステップ１１０６）、リペア対象物表面からの転写板１４までの高さ（Ｈ１：約５ｍｍ程度）を第１の目標高さとして（ステップ１４０１）、それまでの降下距離（Ｘ−Ｈ１）だけ転写ヘッド機体１１をオープンループ制御で降下させる（ステップ１４０２）。
【００９９】
降下距離（Ｘ−Ｈ１）だけ転写ヘッド機体１１をオープンループ制御で降下させたならば（ステップ１４０４ＹＥＳ，１４０５）、続いて、リペア対象物表面からの転写板１４までの高さ（Ｈ２：約１００μｍ程度）を第２の目標高さとして（ステップ１５０１）、圧気を噴射させながら（ステップ１５０２）、それまでの降下距離（Ｘ−Ｈ１−Ｈ２）だけ（ステップ１５０４，１５０５）、転写ヘッド機体１１をオープンループ制御で降下させる（ステップ１５０３，１５０６）。
【０１００】
このとき、第２の目標高さ（Ｈ２）は、圧気噴射による自力浮上作用が作動し始める高さ領域（例えば、１００μｍ程度）内に設定されているため、転写ヘッド機体１１が第２の目標高さ（Ｈ２）まで降下する途中で、転写板ホルダ１３は転写ヘッド機体１１に対して自力浮上する。そのため、第１及び第２の目標高さへ接近するためのオープンループ制御に多少の誤差があったり、リペア対象物側の理由で表面高さが変動したりしても、転写ヘッド１の降下する過程で、転写板１４がリペア対象物に衝突して表面を損壊するなどの虞れを確実に回避することができ、転写板１４とリペア対象物との距離は、圧気噴射による自力浮上作用により、圧気の圧力乃至流量を適切に設定することで、最適範囲（例えば、５〜２０μｍ）に維持されることとなる。
【０１０１】
その後、レーザ源４を駆動することによって（ステップ１１１０）、レーザビームをワンショット照射すると、照射スポット（例えばライン状）に対応する転写材料の薄膜がリペア対象箇所へと転写され、必要であれば、その近接距離を維持したまま、転写ヘッド１を所定ピッチ水平方向へシフトさせては、以上のワンショット照射を複数繰り返す。
【０１０２】
すると、修復対象箇所には、転写材料の薄膜が複数層積層されて、必要な積層厚が得られる。この水平方向へのシフト中にあっては、窒素ガス等の圧気の噴射が行われているため、転写箇所の冷却作用と間隙保持作用とが同時になされ、転写板が不用意に修復対象物に衝突してこれを損壊させるといった事態を未然に防止することができる。
【０１０３】
このように、本発明の転写ヘッド１によれば、圧気を噴射することによって、転写板１４と転写対象物１１０との距離を向こう合わせで所定の微細距離に保持することができるため、Ｚ方向駆動部２３を介する電気的な制御については、転写板が転写対象物まである程度近づくまでのおおよその制御をするだけでよく、以後は気体の噴射による向こう合わせの浮上作用が作用して、転写板を安全に転写対象物に近接させることができるため、修復対象となる表示デバイスなどの上に多数の欠陥箇所が存在するような場合でも、それらの箇所に順次高速で移動しては、転写ヘッド１を降下させる処理を高速に繰り返すことができ、この種の作業のタクトタイムを大幅に短縮できる利点がある。
【０１０４】
ところで、図２０〜図２４を参照して説明した２面計測処理においては、１リペア箇所毎に、転写ヘッド全体を出射光軸Ｃ２１から待避するために、転写位置と待避位置との間において転写ヘッド１を水平方向へ比較的大きな距離Ｌａだけ移動させねばならず、タクトタイムを低下させる原因となる。
【０１０５】
このような問題は、転写ヘッド１の領域内（すなわち、転写ヘッド１を構成する部材の一部）に、上下に貫通する覗き窓を設けることによって解決することができる。覗き窓の位置としては、転写ヘッド機体１１それ自体に設けたり、転写ヘッド機体１１に昇降自在に支持される転写板ホルダ１３に設けたり、転写板ホルダ１３の下面に保持される転写板１４に設けたり（図２５、図２６参照）、転写ヘッド機体１１と転写板ホルダ１３との隙間に設けたり（図６参照）、等々の様々な構成を採用することができる。
【０１０６】
転写板上の覗き窓の構成例を示す図（その１）が図２５に示されている。この例にあっては、転写板１４は円形に形成されており、その中心部に覗き窓１４ｃが設けられている。なお、１４ｅは転写用薄膜の存在領域である。覗き窓１４ｃを形成するについては、図２５（ａ）に示されるように、転写材薄膜１４ｂに局部的な薄膜欠落部１４ｄを設けたり、図２５（ｂ）に示されるように、転写板１４を構成する板状小片１４ａそれ自体に貫通孔１４ｆを穿設したり、すればよい。
【０１０７】
また、図２６（ａ）に示されるように、覗き窓１４ｃは例えば同心円状に複数個配置してもよいし、図２６（ｂ）に示されるように、図中上下方向へ延びる細長長方形状のものを転写板１４の中心に配置するようにしてもよい。同心円状に複数個配置する例によれば、転写位置が円周上のいずれの角度位置にあったとしても、覗き窓１４ｃが常に近距離に存在するため、待避位置への移動距離が一層短くなる。また、細長形状を中心に配置する例によれば、転写位置がどこにあったとしても、出射光軸Ｃ２１を左右方向へ移動すれば常に待避位置へと移動することができ、転写位置と待避位置との移動制御が容易となる。
【０１０８】
このような覗き窓を設けた場合における２面計測処理の説明図が図２７〜図３１に示されている。これらの図面は、先に説明した通常の２面計測処理における図２０〜図２４に対応するものであるから、その動作については、図２０〜図２４の説明を参照されたい。具体的には、図２０と図２７、図２１と図２８、図２２と図２９、図２３と図３０、図２４と図３１とがそれぞれ対応するものである。
【０１０９】
すなわち、この例にあっては、転写位置と待避位置との距離はＬｂ（Ｌｂ＜＜Ｌａ）となり、転写位置と待避位置との間を移動する時間が大幅に削減され、タクトタイムを著しく短縮することができる。
【０１１０】
なお、電子カメラ３８の覗き孔については、先に図６を参照して説明したように、図５に示される組み付け状態においては、板バネ１２の弧状打ち抜き孔１２ｃの大径孔部分１２ｃ’によっても実現することがでる。
【０１１１】
すなわち、板バネ１２の弧状打ち抜き孔１２ｃの大径孔部分１２ｃ’は、図６に示されるように、その下面側においては、転写板ホルダ１３の外周面凹部１３ｄと転写ヘッド機体１１の空所１１ｃの内周面との間の間隙部と整合するように位置合わせが行われている。そのため、図５に示される組み付け状態においては、大径孔部１２ｃ’からはその下方に位置するリペア対象物（転写対象物）１１０の上面（被転写面）が透視可能となり、これにより、大径孔部１２ｃ’は電子カメラ３８のための覗き孔として機能する。
【０１１２】
また、この覗き孔（大径孔部１２ｃ’）の径は、そこを通過するレーザビームの径に比べて十分に大きく設定されているために、単なる覗き孔にとどまらず、レーザ出射光軸Ｃ２１をこれに合わせてレーザ源を適宜に駆動（ワンショット駆動、ウォブリング駆動等々）すれば、レーザ転写処理ではなくて、リペア対象物表面に生じた回路パターンの一部を除去するためのレーザカット処理にも供することが可能となる。
【０１１３】
一方、以上説明した２面計測処理（図１２及び図１３参照）及びワンショット転写のための集光点位置決め処理（図１６参照）においては、レーザビームの集光点Ｐを照射対象物表面に正確に位置決めすることを要請されるが、これは電子カメラ３８のピント判定処理精度に大きく依存する。ところが、電子カメラ３８の被写体となる転写板１４上の転写材薄膜は、何の模様もない濃度一様な暗色物体であるから、これを電子カメラ３８で撮影した場合、撮像素子の受光面上には明瞭なコントラストを有する光像を得ることが困難である。
【０１１４】
この問題は、図３５に示されるように、転写板１４上にピント合せ用マークを表示すると共に、電子カメラにおけるピントがあったか否かの判定を、転写材薄膜とは明瞭に識別可能となるように転写板上に表示されたピント合せ用マークの映像に基づいて行なうことにより、解決することができる。
【０１１５】
ピント合せマークの表示態様としては、図３５及び図３６に示されるように、転写板１４の転写材薄膜被着領域内に線上又は点状の薄膜不在部を形成することでピント合せ用マークを描き出す場合と、図３７に示されるように、ピント合せマーク用光源６からのマーク用ビーム６１を、ビーム整形機構３９を構成するマスクプレート３９１ａ，３９１ｂ及び３９５ａ，３９５ｂを介して断面整形することで、転写板上にピント合せ用マークに相当する明瞭な光像を描き出す場合とが挙げられる。
【０１１６】
すなわち、図３５の例にあっては、転写板１４の中心部にピント合せ用マーク１４ｆが描かれている。このピント合せ用マーク１４ｆは、同図（ｂ）に示されるように、十字マークとされている。なお、図では、説明の便宜上、白黒濃淡を反転して示していることに注意されたい。
【０１１７】
一方、図３６の例にあっては、転写板１４上に、Ｘ方向区画線１４ｈとＹ方向区画線１４ｉを描き出すことにより、転写板上に明瞭なマス目状の区画を表示するようにしている。この種のレーザ転写処理は、転写板上を縦横に区画した各区画内において行うのが通例であるから、このような区画線１４ｈ，１４ｉをピント合せ用マークとして使用すれば、転写用光軸Ｃ２１の位置決め作業にも好適なものとなる。なお、図３５及び図３６において、１４ｇは圧気噴射用の噴射孔である。
【０１１８】
さらに、図３７の例にあっては、ピント合せ用光源６からのマーク用ビーム６１をビーム断面整形機構３９を構成するマスクプレート３９１ａ，３９１ｂ及び３９５ａ，３９５ｂを介して断面整形することで、転写板１４上にピント合せ用マークに相当する明瞭な光像１４ｊを描き出すようにしている。
【０１１９】
なお、マーク用ビーム６１の断面を整形するためのマイクロコンピュータの処理については、図１２及び図１３に示される２面計測処理の場合には、図１７及び図１８に示されるように、別途ピント合せ用光源オン処理（ステップ１２０７ね１３０７）及びビーム整形処理（ステップ１２０８，１３０８）を追加すればよく、一方、図１６に示されるレーザショットのための転写板へのレーザ集光点位置決め処理の場合には、図１９に示されるように、別途ピント合せ用光源オン処理（ステップ１６０５）及びビーム整形処理（ステップ１６０６）を追加すればよい。
【０１２０】
このような構成によれば、電子カメラにおけるピントがあったか否かの判定を、転写材薄膜とは明瞭に識別可能となるように転写板上に表示されたピント合せ用マークの映像に基づいて行なわれるため、電子カメラ３８によるピント合致判定処理の精度が向上する。その結果、転写板を被転写面に接近させたのち、転写板上にレーザビームを照射するに先立って、レーザ集光点の高さを転写板の高さに位置決めする場合にあっては、その位置決め精度が向上し、転写板を被転写面に接近させるに先立って、転写板の高さを計測する場合にも、位置決め精度が向上することにより、レーザリペア装置の性能向上に資するものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明によれば、オートフォーカス技術を導入するに際して、レーザビームの集光点高さと転写板裏面の転写材薄膜の高さとの一致精度を高めることを可能としたレーザ転写装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明が適用された配線パターン修復装置全体の外観斜視図である。
【図２】レーザ転写ユニットの外観斜視図である。
【図３】ビーム整形機構の一例を示す説明図である。
【図４】レーザ転写ユニットをレーザ照射光学系を中心として示す模式的構成図である。
【図５】転写ヘッドの外観斜視図である。
【図６】転写ヘッドの分解斜視図である。
【図７】転写ヘッドの平面図である。
【図８】転写ヘッドの上下反転状態の外観斜視図（その１）である。
【図９】転写ヘッドの上下反転状態の外観斜視図（その２）である。
【図１０】制御部の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１１】配線パターン修復装置の処理全体を示すゼネラルフローチャートである。
【図１２】距離（Ａ）の計測処理を示すフローチャートである。
【図１３】距離（Ｂ）の計測処理を示すフローチャートである。
【図１４】第１目標高さ（Ｈ１）への高速降下処理を示すフローチャートである。
【図１５】第１目標高さ（Ｈ２）への低速降下処理を示すフローチャートである。
【図１６】転写板へのレーザ集光点位置決め処理を示すフローチャートである。
【図１７】距離（Ａ）の計測処理の変形例を示すフローチャートである。
【図１８】距離（Ｂ）の計測処理の変形例を示すフローチャートである。
【図１９】転写板へのレーザ集光点位置決め処理の変形例を示すフローチャートである。
【図２０】２面計測処理の第１工程の説明図である。
【図２１】２面計測処理の第２工程の説明図である。
【図２２】２面計測処理の第３工程の説明図である。
【図２３】２面計測処理の第４工程の説明図である。
【図２４】２面計測処理の第５工程の説明図である。
【図２５】転写板上の覗き窓の構成例を示す図（その１）である。
【図２６】転写板上の覗き窓の構成例を示す図（その２）である。
【図２７】２面計測処理（変形例）の第１工程の説明図である。
【図２８】２面計測処理（変形例）の第２工程の説明図である。
【図２９】２面計測処理（変形例）の第３工程の説明図である。
【図３０】２面計測処理（変形例）の第４工程の説明図である。
【図３１】２面計測処理（変形例）の第５工程の説明図である。
【図３２】転写板の高さ方向位置決め制御の説明図（その１）である。
【図３３】転写板の高さ方向位置決め制御の説明図（その２）である。
【図３４】本発明に係る転写板の高さ方向位置決め制御の作用説明図である。
【図３５】ピント合せの為の工夫が施された転写板の構成例（その１）である。
【図３６】ピント合せの為の工夫が施された転写板の構成例（その２）である。
【図３７】ピント合せ用光源によるピント合せ用マーク形式の説明図である。
【図３８】本発明の前提となるレーザ転写法の説明図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１      転写ヘッド
２      ヘッド位置決め機構
４      レーザ源
５      集光点高さ位置決め機構
６      ピント合せ用光源
７      ビーム合流器
１１    転写ヘッド機体
１１ａ  取付部
１１ｂ  支持部
１１ｃ  空所
１２    板ばね
１２ａ  開口
１２ｂ  打ち抜き孔
１２ｃ  打ち抜き孔
１２ｄ  ねじ孔
１２ｅ  ねじ孔
１３    転写板ホルダ
１３ａ  転写窓
１３ｂ  ねじ孔
１４    転写板
１４ａ  噴射孔
１５ａ  コネクタ
１５ｂ  コネクタ
１５ｃ  コネクタ
１５ｄ  コネクタ
１５ｅ  コネクタ
１５ｆ  コネクタ
１６ａ  可撓性チューブ
１６ｂ  可撓性チューブ
２１    Ｘ方向駆動部
２２    Ｙ方向駆動部
２３    Ｚ方向駆動部
３１    対物レンズ
３２    レボルバ
３３    ロータリエンコーダ
３４    ビーム分離器
３５    ＬＥＤ照明器
３６ａ  入射口
３７    鏡筒
３８    電子カメラ
３９    ビーム整形機構
４１    レーザビーム
５１    Ｚ方向ガイドレール
５２    駆動モータ
５３    ボールねじ機構
６１    マーク用ビーム
１００  配線パターン修復装置
１１０  転写対象物
１２０  ステージ
１３０  ユニット位置決め機構
１３１  Ｘ方向ガイドレール
１３２  Ｙ方向ガイドレール
１４０  レーザ転写ユニット
１４０ａ  ユニット機枠
３９１ａ，３９１ｂ  第１，第２マスクプレート（Ｘ方向）
３９２ａ，３９２ｂ  第１，第２スライドブロック（Ｘ方向）
３９３ａ，３９３ｂ  第１，第２ローラ（Ｘ方向）
３９４    楔ブロック（Ｘ方向）
３９５ａ，３９５ｂ  第１，第２マスクプレート（Ｙ方向）
３９６ａ，３９６ｂ  第１，第２スライドブロック（Ｙ方向）
３９７ａ，３９７ｂ  第１，第２ローラ（Ｙ方向）
３９８  楔ブロック（Ｙ方向）
Ｃ１    共用光軸
Ｃ２    レーザ照射用光軸
Ｃ３    撮影用光軸
Ｃ２１  出射光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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