(57)【要約】【課題】残存欠陥を自動的かつ正確に検出する。【解決手段】撮像部１１がガラス基板２を撮像した欠陥画像に基づき画像処理部１２は欠陥を検出し、欠陥の位置および範囲を認識する。レーザ発振器１４は、検出された欠陥を修正するためのレーザ光を出力する。レーザ光は、欠陥に照射されるようにＤＭＤユニット１７により空間光変調される。ＤＭＤユニット１７を駆動するドライバ２０は、画像処理部１２から出力されるデータに基づいて制御信号を出力するレーザ形状制御部１９により制御される。残存欠陥検出部２２は、欠陥の範囲におけるガラス基板２の高さに関する高さ情報を取得し、欠陥の修正後にさらに修正すべき残存欠陥が存在するか否かを、高さ情報に基づいて判断する。残存欠陥が存在すると判断されると、欠陥に対するレーザ照射と同様にして、残存欠陥に対するレーザ照射が行われる。【選択図】図１
2009262161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の基板において修正すべき欠陥を検出し、前記欠陥の位置および範囲を認識する欠陥検出手段と、
前記欠陥の前記範囲における前記基板の高さに関する高さ情報を取得し、前記欠陥検出手段が検出した前記欠陥に対する修正の後にさらに修正すべき残存欠陥が前記欠陥の前記範囲の一部または全部に存在するか否かを、前記高さ情報に基づいて判断する残存欠陥検出手段と、
前記欠陥を前記欠陥検出手段が検出したとき、前記欠陥を修正し、前記残存欠陥が存在すると前記残存欠陥検出手段が判断したとき、前記残存欠陥を修正するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器が出力した前記レーザ光が、前記欠陥検出手段が検出した前記欠陥に照射されるように、前記欠陥の前記位置および前記範囲にしたがって前記レーザ光を空間光変調し、前記レーザ発振器が出力した前記レーザ光が、前記基板上の前記残存欠陥に照射されるように、前記レーザ光を空間光変調する２次元空間光変調手段と、
を備えることを特徴とする修正装置。
【請求項２】
前記欠陥検出手段は、
前記基板を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が前記基板を撮像した画像に基づいて、前記欠陥を検出するとともに前記欠陥の前記位置および前記範囲を認識する画像処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の修正装置。
【請求項３】
前記欠陥検出手段は、
前記基板の高さ方向に平行な光軸を有し、光源からの出射光を前記基板上に照射する対物レンズと、
前記対物レンズの合焦位置と前記基板との相対的な位置を、前記対物レンズの光軸方向に移動させる相対移動手段と、
前記合焦位置と共役な位置に配置された絞りを有する共焦点絞り手段と、
前記対物レンズを介して前記基板に照射され、前記基板で反射し、前記共焦点絞り手段の前記絞りを通過した光の強度を検出する光検出手段と、
前記光検出手段が検出する前記光の前記強度が前記相対移動手段による移動に応じて変化するパターンに基づいて、前記基板の高さを測定し、測定した前記高さに基づいて、前記基板上の、高さを有する凸部を前記欠陥として検出する凸部検出手段と、
を備えること特徴とする請求項１に記載の修正装置。
【請求項４】
前記欠陥検出手段が備える前記凸部検出手段は、測定した前記高さに基づいて、第１の高さ以上の高さを有する部分を前記欠陥として検出するとともに、前記第１の高さよりも高い第２の高さ以上の高さを有する部分を前記残存欠陥として検出することによって前記残存欠陥検出手段としても機能する、
ことを特徴とする請求項３に記載の修正装置。
【請求項５】
前記共焦点絞り手段は、光を通過させる複数のピンホールを有するニポウディスク、または光を通過させる複数のスリットを有するスリットディスクである、
ことを特徴とする請求項３に記載の修正装置。
【請求項６】
前記欠陥検出手段は、
前記基板の高さを前記基板に接触せずに測定し、前記基板上の、高さを有する凸部を前記欠陥として検出する非接触式高さ測定手段を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の修正装置。
【請求項７】
前記残存欠陥検出手段は、
前記基板の高さ方向に平行な光軸を有し、光源からの出射光を前記基板上に照射する対物レンズと、
前記対物レンズの合焦位置と前記基板との相対的な位置を、前記対物レンズの光軸方向に移動させる相対移動手段と、
前記合焦位置と共役な位置に配置された絞りを有する共焦点絞り手段と、
前記対物レンズを介して前記基板に照射され、前記基板で反射し、前記共焦点絞り手段の前記絞りを通過した光の強度を検出する光検出手段と、
前記光検出手段が検出する前記光の前記強度が前記相対移動手段による移動に応じて変化するパターンに基づいて、前記基板の高さを測定し、測定した前記高さに基づいて、前記基板上の、高さを有する凸部を前記残存欠陥として検出する凸部検出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の修正装置。
【請求項８】
前記残存欠陥検出手段は、前記欠陥検出手段が検出した前記欠陥の前記範囲に基づいて、前記残存欠陥を検出するための高さの測定を行う範囲を限定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の修正装置。
【請求項９】
前記共焦点絞り手段は、光を通過させる複数のピンホールを有するニポウディスク、または光を通過させる複数のスリットを有するスリットディスクである、
ことを特徴とする請求項７に記載の修正装置。
【請求項１０】
前記凸部検出手段が測定した前記高さに応じて、前記レーザ発振器は、前記基板上の前記残存欠陥に照射される前記レーザ光の出力強度を変更する、
ことを特徴とする請求項７に記載の修正装置。
【請求項１１】
前記残存欠陥検出手段は、
前記欠陥の前記範囲における前記基板の高さを前記基板に接触せずに測定し、前記基板上の、高さを有する凸部を前記残存欠陥として検出する非接触式高さ測定手段を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の修正装置。
【請求項１２】
前記残存欠陥検出手段は、前記残存欠陥の位置および範囲をさらに検出し、
前記２次元空間光変調手段は、前記残存欠陥検出手段が検出した前記残存欠陥の前記範囲に前記レーザ光が照射されるように、前記レーザ光を空間光変調する、
ことを特徴とする請求項７または１１に記載の修正装置。
【請求項１３】
前記残存欠陥検出手段は、
前記基板の表面に対して斜めに照明光を照射する照明手段と、
前記照明手段によって前記照明光が照射された前記基板を撮像する撮像手段と、
前記前記撮像手段が前記基板を撮像した画像に基づいて、前記照明光により前記基板上に影が生じたか否かを判断することにより、前記基板上の、高さを有する凸部である前記残存欠陥が存在するか否かを判断する画像処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の修正装置。
【請求項１４】
前記残存欠陥検出手段は、
予め決められたパターンを有する投影光を、前記欠陥の前記範囲を包含する前記基板上の範囲に投影する投影手段と、
前記投影手段により前記投影光が投影された前記基板を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が前記基板を撮像した画像に写った前記投影光のパターンと前記予め決められたパターンとに基づいて、前記基板上の、高さを有する凸部である前記残存欠陥が、前記欠陥の前記範囲内に存在するか否かを判断する画像処理手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の修正装置。
【請求項１５】
検査対象の基板上の欠陥を修正するためのレーザ光を出力するレーザ発振器を備えるとともに、前記レーザ光を前記基板上の任意の範囲に照射する機能を備えた修正装置が、
修正すべき欠陥を検出し、
前記欠陥の位置および範囲を認識し、
認識した前記欠陥の前記位置と前記範囲にしたがって前記欠陥に前記レーザ光を照射し、
前記欠陥の前記範囲における前記基板の高さに関する高さ情報を、前記レーザ光の照射の前または後に取得し、
前記欠陥への前記レーザ光の照射の後にさらに修正すべき残存欠陥が前記欠陥の前記範囲の一部または全部に存在するか否かを、取得した前記高さ情報に基づいて判断し、
前記残存欠陥が存在すると判断した場合は、前記基板上の前記残存欠陥に前記レーザ光を照射する、
ことを特徴とする修正方法。
【請求項１６】
検査対象の基板上の欠陥を修正するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、出力された前記レーザ光を空間光変調する２次元空間光変調手段とを備える修正装置を制御する制御装置であって、
前記基板において修正すべき欠陥を検出し、前記欠陥の位置および範囲を認識する欠陥検出手段と、
前記欠陥の前記範囲における前記基板の高さに関する高さ情報を取得し、前記欠陥検出手段が検出した前記欠陥に対する修正の後にさらに修正すべき残存欠陥が前記欠陥の前記範囲の一部または全部に存在するか否かを、前記高さ情報に基づいて判断する残存欠陥検出手段と、
前記欠陥を前記欠陥検出手段が検出したとき、前記欠陥を修正するためのレーザ光を出力するよう前記レーザ発振器を制御するとともに、前記残存欠陥が存在すると前記残存欠陥検出手段が判断したとき、前記残存欠陥を修正するためのレーザ光を出力するよう前記レーザ発振器を制御するレーザ制御手段と、
前記レーザ発振器が出力した前記のレーザ光が、前記欠陥検出手段が検出した前記欠陥に照射されるように、前記欠陥の前記位置および前記範囲にしたがって前記２次元空間光変調手段を制御するとともに、前記レーザ発振器が出力した前記レーザ光が、前記基板上の前記残存欠陥に照射されるように、前記２次元空間光変調手段を制御する変調制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項１７】
検査対象の基板上の欠陥を修正するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、出力された前記レーザ光を空間光変調する２次元空間光変調手段とを備える修正装置を制御するために、前記修正装置と接続されたコンピュータに、
前記基板において修正すべき欠陥を検出し、前記欠陥の位置および範囲を認識するステップと、
前記欠陥を検出したとき、前記欠陥を修正するためのレーザ光を出力するよう前記レーザ発振器を制御するステップと、
前記欠陥を検出したとき、前記レーザ発振器が出力した前記レーザ光が、検出した前記欠陥に照射されるように、前記欠陥の前記位置および前記範囲にしたがって前記２次元空間光変調手段を制御するステップと、
前記欠陥の前記範囲における前記基板の高さに関する高さ情報を、前記レーザ光の照射の前または後に取得するステップと、
検出した前記欠陥に対する修正の後にさらに修正すべき残存欠陥が前記欠陥の前記範囲の一部または全部に存在するか否かを、取得した前記高さ情報に基づいて判断するステップと、
前記残存欠陥が存在すると判断したとき、前記残存欠陥を修正するためのレーザ光を出力するよう前記レーザ発振器を制御するステップと、
前記残存欠陥が存在すると判断したとき、前記レーザ発振器が出力した前記レーザ光が、前記基板上の前記残存欠陥に照射されるように前記２次元空間光変調手段を制御するステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板の欠陥を修正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）などのＦＰＤ（Flat Panel Display）基板、半導体ウェハ、プリント基板、およびフォトマスクなどの各種の基板の製造においては、基板の検査と修正が行われる。例えば、工程Ａによる基板の加工後には、基板の機能を損なう欠陥または次の工程Ｂによる加工に不都合をもたらす欠陥があるか否かの検査が行われ、必要に応じて欠陥の修正が行われる。
【０００３】
一般に検査対象物の表面上の凹凸を検査する技術としては、繰り返し明暗パターンの照明を利用する技術や、斜め方向からコリメートされた光を照射し、形成された影の長さを利用する技術が知られている（例えば、特許文献１〜２を参照）。また、微細な凹凸を測定する技術として、共焦点顕微鏡も知られている（例えば、特許文献３〜５を参照）。
【０００４】
また、レーザ光を基板上の欠陥箇所に照射することで、基板上の欠陥を修正する修正装置が知られており、レーザリペア装置とも呼ばれる。
ところが、レーザリペア装置が欠陥を修正するためのレーザ照射を行っても、欠陥が完全に修正されないことがある。例えば、実際に欠陥を除去するために必要な出力よりも弱いレーザ光を欠陥に照射した場合、欠陥の一部が除去されずに残ってしまうことがある。以下、そのように残った欠陥を「残存欠陥」という。
【０００５】
したがって、残存欠陥の有無を判断し、残存欠陥があれば再度修正を行うことが求められる。残存欠陥の検出に光学濃度（輝度情報）または画像を用いる方法が知られており、描画ツールを用いてマニュアル操作により残存欠陥の領域を登録する方法も知られている（例えば、特許文献６〜８を参照。）。
【０００６】
しかし、最初に検出された欠陥へのレーザ照射後に基板を撮像して得られた撮像画像に基づいて残存欠陥の有無を判断する方法では、レーザリペア装置を自動運用することは困難であり、人間の検査員の介入が必要である。なぜなら、実際には残存欠陥がないにもかかわらず、残存欠陥が誤検出されることがあるためである。誤検出の典型例は次のとおりである。
【０００７】
レーザリペア装置が、検査対象物である基板の欠陥領域に高出力でレーザ光を照射すると、基板の表面や下地に焦げ目が発生する場合がある。焦げ目は、残存欠陥の表面についていることもあり、欠陥自体が完全に除去された後の基板の表面または下地についていることもある。
【０００８】
撮像画像に基づいて残存欠陥の有無を判定する場合、焦げ目と残存欠陥の正確な区別は困難である。なぜなら、撮像画像において焦げ目と残存欠陥の輝度は類似しているためである。したがって、レーザリペア装置が焦げ目を残存欠陥として誤検出してしまう場合がある。実際にはレーザ光の照射によって欠陥が完全に除去されたにもかかわらず、焦げ目が原因で残存欠陥として検出されると、この結果、不要なレーザ光が照射され、再度焦げ目が残存欠陥として検出される。そこで、残存欠陥の検出とレーザ光の照射が際限なく繰り返されることを防ぐ必要が生じ、例えば、繰り返しの上限回数がレーザリペア装置に設定される。しかし、その場合でも、上限回数まで残存欠陥の検出と不要なレーザ光の照射が繰り返され、余計な時間を消費してしまう。
【０００９】
そこで、次のような運用方法が採用されてきた。すなわち、レーザリペア装置は撮像画像をモニタに表示する。そして、検査員がモニタを見て、検出された残存欠陥は実際の残存欠陥なのか焦げ目なのかを最終的に判定する。残存欠陥であると判定すると、検査員は、残存欠陥領域の修正作業を行って残存欠陥の領域を登録し、再修正をレーザリペア装置に指示する。
【特許文献１】特開２００３−３２９４２８号公報
【特許文献２】特開２００５−２７４２５６号公報
【特許文献３】特開２０００−２７５５３０号公報
【特許文献４】特開２００４−１８４３４２号公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ  ９７／３１２８２号公報
【特許文献６】特開平１−２１９７５１号公報
【特許文献７】特開２００５−１０３５８１号公報
【特許文献８】特開２００７−２９９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
欠陥の検出および修正に要する時間の短縮という観点からは、基板の欠陥を修正する修正装置における検査員の介入の必要性をなくすことが望まれる。そして、そのためには、修正装置が自動的かつ正確に実際の残存欠陥と焦げ目とを区別する必要がある。
【００１１】
レーザ照射により修正される欠陥は、基板上に余計な物質が存在する種類の欠陥であり、余計な物質をレーザ照射により基板上から除去することで修正される。例えば、レジスト膜の残渣が、基板上に形成される回路における電気的なショートを引き起こすという欠陥の場合、レジスト膜の残渣が除去すべき物質である。
【００１２】
つまり、最初に検出された欠陥および残存欠陥のいずれも、基板上に存在する何らかの余計な物質のために本来の高さよりも盛り上がっている部分である。それに対し、焦げ目は、外観の色は変化するが、高さの変化をともなわない。したがって、高さに関する情報を利用すれば、残存欠陥と焦げ目を区別することができる。
【００１３】
そこで本発明の目的は、高さに関する情報を利用することにより、残存欠陥を正確に検出し、必要に応じて自動的に残存欠陥を修正することの可能な修正装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様によれば第１の修正装置が提供される。該第１の修正装置は、検査対象の基板において修正すべき欠陥を検出し、前記欠陥の位置および範囲を認識する欠陥検出手段と、前記欠陥の前記範囲における前記基板の高さに関する高さ情報を取得し、前記欠陥検出手段が検出した前記欠陥に対する修正の後にさらに修正すべき残存欠陥が前記欠陥の前記範囲の一部または全部に存在するか否かを、前記高さ情報に基づいて判断する残存欠陥検出手段と、前記欠陥を前記欠陥検出手段が検出したとき、前記欠陥を修正し、前記残存欠陥が存在すると前記残存欠陥検出手段が判断したとき、前記残存欠陥を修正するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器が出力した前記レーザ光が、前記欠陥検出手段が検出した前記欠陥に照射されるように、前記欠陥の前記位置および前記範囲にしたがって前記レーザ光を空間光変調し、前記レーザ発振器が出力した前記レーザ光が、前記基板上の前記残存欠陥に照射されるように、前記レーザ光を空間光変調する２次元空間光変調手段と、を備える。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、検査対象の基板上の欠陥を修正するためのレーザ光を出力するレーザ発振器を備えるとともに、前記レーザ光を前記基板上の任意の範囲に照射する機能を備えた第２の修正装置が、前記第１の修正装置と同様の機能を果たすときに行う方法が提供される。
【００１６】
本発明のさらに他の態様によれば、検査対象の基板上の欠陥を修正するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、出力された前記レーザ光を空間光変調する２次元空間光変調手段とを備える第３の修正装置を制御する制御装置が提供される。該制御装置は、前記第３の修正装置を制御して、前記第１の修正装置と同様に機能させる。
【００１７】
また、前記第３の修正装置を制御するために該第３の修正装置と接続されたコンピュータを、前記制御装置として機能させるプログラムも提供される。
【発明の効果】
【００１８】
上記のいずれの態様においても、残存欠陥が存在するか否かは高さ情報に基づいて判断されるので、高さを持たない焦げ目と高さのある実際の残存欠陥とは正確に区別される。したがって、残存欠陥を正確に検出することが可能となる。そのため、欠陥の検出、欠陥の修正、残存欠陥の検出、および残存欠陥の修正という一連の作業を自動化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では説明の便宜上、ＦＰＤのガラス基板を検査および修正の対象とするレーザリペア装置を例として各実施形態について説明するが、対象の基板は半導体ウェハなど他の種類の基板でもよい。
【００２０】
まず、図１〜図３を参照して、第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態によるレーザリペア装置１０１の構成図である。図１において、実線は制御およびデータの流れを示し、点線は光路を示す。以下の図でも同様である。
【００２１】
レーザリペア装置１０１は、検査および修正の対象であるガラス基板２を保持し搬送するステージ１と、ガラス基板２を拡大観察して撮像する撮像光学系と、ガラス基板２上の欠陥を修正するためのレーザ照射光学系と、モニタ１３とを備える。撮像光学系とレーザ照射光学系は、一部の光学素子を共有していてもよく、第１実施形態では、ビームスプリッタ８と対物レンズ９が共有されている。
【００２２】
また、レーザリペア装置１０１は、各種のデータ処理または制御を行う構成要素も備えており、さらに、残存欠陥を検出する残存欠陥検出部２２も備えている。
以下の説明において「残存欠陥」とは、ガラス基板２上で検出された欠陥に対する最初の修正の後に、さらに修正すべき箇所である。例えば、最初に検出された欠陥に対する修正用のレーザ出力が不十分な場合、欠陥の一部が、修正しきれずに残存欠陥として残ることがある。また、以下では単に「欠陥」と述べた場合、特に断らない限り、残存欠陥を含まない。なお、互いに対応する欠陥と残存欠陥について対比して述べる場合、欠陥のことを「最初の欠陥」と表現する場合もある。
【００２３】
以下、説明の便宜上、回路パターンが形成されるガラス基板２の表面は矩形であり、矩形の長辺の方向をｘ軸、短辺の方向をｙ軸とする。また、ガラス基板２の表面に鉛直な方向、すなわちガラス基板２の高さの方向をｚ軸とする。
【００２４】
レーザリペア装置１０１は、ガラス基板２と対物レンズ９との間の、ｘ方向およびｙ方向における相対的な位置を移動させる機能を有する。すなわち、ガラス基板２と撮像光学系の相対的な位置はｘ方向およびｙ方向に移動可能であり、ガラス基板２とレーザ照射光学系の相対的な位置もｘ方向およびｙ方向に移動可能である。相対的な位置の移動は、第１実施形態においては次のように実現される。
【００２５】
ステージ１は、ｘ方向およびｙ方向にステージ１を動かすためのモータもしくはアクチュエータを備え、レーザリペア装置１０１は移動・駆動制御部３を備える。また、撮像光学系やレーザ照射光学系は、床に対して固定された位置にある。移動・駆動制御部３は、ステージ１に対してｘ方向およびｙ方向の移動量を指示し、ステージ１のｘ方向およびｙ方向の位置を制御する。したがって、ガラス基板２の対物レンズ９に対する相対位置は、ｘ方向およびｙ方向に任意に移動可能である。
【００２６】
また、第１実施形態においては、レーザリペア装置１０１の外部装置である基板検査装置４が、ネットワークを介して、または直接、レーザリペア装置１０１に接続されている。基板検査装置４は、例えばラインセンサなどによりガラス基板２を撮像し、撮像した画像に基づいてガラス基板２を検査して欠陥の位置を検出する。移動・駆動制御部３は、検出された欠陥の位置に関する欠陥位置データを基板検査装置４から受け取り、受け取った欠陥位置データに基づいて、ｘ方向とｙ方向のステージ１の移動量を計算し、ステージ１を制御する。
【００２７】
その結果、ガラス基板２は対物レンズ９に対してｘ方向およびｙ方向に相対的に移動する。ここで、相対移動における誤差の修正方法を適用することにより誤差の影響は無視することが可能なので、以下では相対移動における誤差を無視して説明する。すると、ｘ方向およびｙ方向の相対移動の結果としてステージ１は、ｚ軸に平行な対物レンズ９の光軸が、基板検査装置４により検出されたガラス基板２上の欠陥位置に位置する。つまり、基板検査装置４が検出した欠陥は、撮像光学系の視野中心に位置するとともに、レーザ照射光学系によるレーザ光の照射位置に位置する。
【００２８】
また、他の実施形態においては、ガラス基板２と対物レンズ９との相対移動が他の方法により行われてもよい。例えば、ｙ方向に沿った梁を有するガントリーをレーザリペア装置１０１が備え、撮像光学系とレーザ照射光学系がガントリーの梁に沿ってｙ方向に移動し、ステージ１がｘ方向に移動することにより、相対移動が行われてもよい。この場合も、移動・駆動制御部３がｘ方向およびｙ方向の相対移動を制御する。
【００２９】
次に、レーザリペア装置１０１のうち欠陥の撮像に関する構成要素について説明する。レーザリペア装置１０１が備える撮像光学系は、照明光源５、リレーレンズ６、ビームスプリッタ７、ビームスプリッタ８、対物レンズ９、結像レンズ１０、撮像部１１を含む。撮像部１１が撮像した画像データは画像処理部１２に送られて処理され、モニタ１３に表示される。
【００３０】
照明光源５は、ガラス基板２の撮像に必要な照明光を出射する。リレーレンズ６、ビームスプリッタ７、ビームスプリッタ８、および対物レンズ９は、照明光がガラス基板２に至る光路上に配置されている。つまり、照明光源５から出射され、リレーレンズ６を介してビームスプリッタ７に到達した照明光は、ビームスプリッタ７で反射され、ビームスプリッタ８を透過し、対物レンズ９を介してガラス基板２上に照射される。
【００３１】
ガラス基板２からの反射光は、対物レンズ９を介してビームスプリッタ８およびビームスプリッタ７を透過した後、結像レンズ１０によって撮像部１１の受光素子上で結像し、これによりガラス基板２の撮像が行われる。
【００３２】
撮像部１１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）画像センサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）画像センサなどにより実現される。以下では説明の簡略化のため、撮像部１１はモノクロームの輝度画像を撮像すると仮定して説明するが、撮像部１１はカラー画像を撮像する画像センサでもよい。なお、撮像部１１の受光素子がガラス基板２の表面と共役な位置となるよう、撮像光学系は構成されている。
【００３３】
撮像部１１は、撮像したガラス基板２の画像を画像処理部１２に出力する。画像処理部１２は、入力された画像に対して後述の各種処理を行うことで、撮像部１１により撮像された画像上で欠陥を検出し、欠陥の正確な位置および範囲を認識する。また、画像処理部１２は、撮像部１１が撮像した画像および画像処理部１２が処理の結果として生成した画像をモニタ１３に出力する。検査員は、モニタ１３に出力された各種の画像を目視で確認することができる。
【００３４】
なお、欠陥と同様に残存欠陥も撮像光学系によって撮像することができるが、特に検査員による確認が必要でなければ残存欠陥を撮像部１１が撮像する必要はない。
次に、レーザリペア装置１０１のうち欠陥および残存欠陥の修正に関する構成要素について説明する。レーザリペア装置１０１が備えるレーザ照射光学系は、レーザ発振器１４、ビームスプリッタ１５、ミラー１６、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）ユニット１７、リレーレンズ１８、ビームスプリッタ８、および対物レンズ９を含む。
【００３５】
また、レーザリペア装置１０１は、実際に欠陥または残存欠陥の修正のためのレーザ光をガラス基板２に照射する前に、レーザ光の照射位置の誤差の修正を目的としてガラス基板２に光を投影する。レーザ照射光学系は、そのためのリペア位置確認用光源２１をさらに備える。リペア位置確認用光源２１は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源である。ＬＥＤ光源からの光は、ガラス基板２に照射されても欠陥の除去や焦げ目の発生などの物理的な影響を引き起こさない。
【００３６】
なお、ＤＭＤユニット１７はドライバ２０により駆動され、ドライバ２０はレーザ形状制御部１９により制御される。換言すれば、レーザ形状制御部１９とドライバ２０は２次元空間光変調手段としてのＤＭＤユニット１７を制御する変調制御手段として機能する。また、レーザ形状制御部１９による制御は、画像処理部１２が処理した画像に基づいている。
【００３７】
レーザ発振器１４は、ガラス基板２上の欠陥または残存欠陥を修正するためのレーザ光を出射する。ビームスプリッタ１５、ミラー１６、ＤＭＤユニット１７、リレーレンズ１８、ビームスプリッタ８、および対物レンズ９はレーザ光がガラス基板２に至る光路上に配置されている。
【００３８】
レーザ発振器１４から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１５を透過し、ミラー１６で反射して、ＤＭＤユニット１７に対して所定の角度θｉｎで入射する。ＤＭＤユニット１７は、光の照射形状を任意の形状に制御する２次元空間光変調器の１種であり、透過型液晶または反射型液晶を用いた他の種類の２次元空間光変調器をＤＭＤユニット１７の代わりに利用することもできる。また、所望の位置および範囲にのみ光を照射するためには、２次元空間光変調器のほかに、開口部の大きさを変えられるスリットを利用することもできる。
【００３９】
ＤＭＤユニット１７は、複数の微小ミラーが２次元アレイ状に配列された装置である。各微小ミラーはそれぞれ、対応する駆動用の各メモリセルの状態に応じて、ミラー面が異なる傾斜角に駆動される。メモリセルの状態には「オン状態」と「オフ状態」があり、ドライバ２０は、メモリセルを駆動することによって、各微小ミラーを独立にオン状態とオフ状態のいずれかに駆動する。
【００４０】
オン状態の微小ミラーに対して、上記所定の角度θｉｎで入射した入射光は、ＤＭＤユニット１７に対して所定の角度θｏｕｔで反射する。しかし、オン状態とオフ状態では、微小ミラーのミラー面の傾斜角が異なるので、オフ状態の微小ミラーに対して同じ所定の角度θｉｎで入射した入射光は、所定の角度θｏｕｔとは異なる方向へと反射する。例えば、オン状態とオフ状態での微小ミラーの傾斜角の差は、１０度である。
【００４１】
ＤＭＤユニット１７は、ミラー１６で反射したレーザ光が所定の角度θｉｎで入射するように配置される。そして、オン状態の微小ミラーにより所定の角度θｏｕｔで反射されたレーザ光の光路がリレーレンズ１８の光軸と平行になるように、かつ、オフ状態の微小ミラーにより反射されたレーザ光はリレーレンズ１８には入射されないように、リレーレンズ１８が配置されている。また、ガラス基板２の表面とＤＭＤユニット１７とが共役の位置となるよう、レーザ照射光学系は構成されている。
【００４２】
したがって、オン状態の微小ミラーで反射されたレーザ光のみがリレーレンズ１８を介してビームスプリッタ８に到達し、ビームスプリッタ８で反射され、対物レンズ９で集光されてガラス基板２上に照射される。
【００４３】
また、リペア位置確認用光源２１から出射された光は、ビームスプリッタ１５で反射され、ビームスプリッタ１５での反射の後は、レーザ発振器１４から出射されたレーザ光と同じ光路によってガラス基板２上に投影される。よって、ＤＭＤユニット１７がある特定のパターンにしたがって各微小ミラーを駆動している状態で、リペア位置確認用光源２１が光を照射することにより、その特定のパターンにしたがったレーザ光の照射範囲が所望の範囲と一致するか否かを確認することができる。
【００４４】
すなわち、確認は次のように行われる。レーザ発振器１４はレーザ光を出射せず、リペア位置確認用光源２１が光を出射する。リペア位置確認用光源２１からの光は、上記特定のパターンによってＤＭＤユニット１７により空間光変調され、ガラス基板２上に投影される。こうして特定のパターンの光が投影されたガラス基板２を撮像部１１が撮像する。
【００４５】
そして、撮像された画像において、修正すべき欠陥または残存欠陥の範囲と、リペア位置確認用光源２１から投影された光の範囲とが一致しているか否かを画像処理部１２が判断する。画像処理部１２は、双方の範囲の不一致を検出した場合は、ドライバ２０に指示するパターンを修正して不一致をなくすよう、レーザ形状制御部１９を制御する。なお、不一致の原因は、例えばレーザリペア装置１０１における部品の取り付け角度のずれなどである。
【００４６】
なお、出力レベルが調整可能なレーザ発振器１４を利用することでリペア位置確認用光源２１およびビームスプリッタ１５を省略することもできる。修正のために高レベルのレーザ光を照射しようとする範囲に低レベルのレーザ光を照射することにより、ガラス基板２に物理的な影響を引き起こすことなく、照射範囲の確認が可能となる。
【００４７】
以上のようにして、基板検査装置４が検出したガラス基板２上の欠陥を撮像部１１が撮像し、画像処理部１２は、画像に基づいて欠陥を検出し、欠陥の正確な位置と範囲を認識する。つまり、第１実施形態では撮像部１１と画像処理部１２が欠陥検出手段として機能する。
【００４８】
そして、レーザリペア装置１０１は、画像処理部１２が認識した位置と範囲に基づいて、リペア位置確認用光源２１を使った確認を行ったうえで、ガラス基板２の修正すべき位置と範囲に対してレーザ発振器１４からレーザ光を照射して欠陥を修正する。ステージ１による相対移動とＤＭＤユニット１７による空間光変調により、レーザリペア装置１０１は、ガラス基板２上の任意の範囲にレーザ発振器１４からのレーザ光を照射することができる。
【００４９】
さらに、レーザリペア装置１０１は、残存欠陥検出部２２によって、残存欠陥が存在するか否かを判断し、残存欠陥が存在する場合は、欠陥の修正と同様にして残存欠陥を修正する。
【００５０】
ここで、残存欠陥検出部２２は、ガラス基板２の高さに関する高さ情報を取得し、高さ情報に基づいて残存欠陥が存在するか否かを判断する。高さ情報の取得の仕方および残存欠陥検出部２２を実現するハードウェア構成は、実施形態に応じて様々であり、具体例については第２実施形態以降で詳しく説明する。
【００５１】
高さ情報を利用する理由は、上述のごとく、最初の欠陥の修正によってガラス基板２に焦げ目が生じた場合、外観からは焦げ目と残存欠陥の判別が難しい場合があるが、高さ情報を用いれば焦げ目と残存欠陥を容易に判別することができるためである。なぜなら、焦げ目には高さがないが、残存欠陥とは除去すべき物質のことであるから、残存欠陥には高さがあるためである。なお、高さ情報は、ガラス基板２上の各点の具体的な高さを表す情報でもよいが、最初の欠陥の範囲に高さを有する凸部が存在するか否かを示すだけの情報でもよい。なぜなら、高さを有する凸部の有無のみを示せば、残存欠陥が存在せず焦げ目のみが存在する場合と、残存欠陥が実際に存在する場合とを区別することが可能なためである。
【００５２】
また、残存欠陥が存在する場合は、残存欠陥の定義から、残存欠陥の位置および範囲は、最初の欠陥の範囲の一部または全部に限られる。よって、残存欠陥検出部２２は、残存欠陥を検出するために高さ情報の取得を行うべきガラス基板２上の範囲を、画像処理部１２が検出した欠陥の範囲に基づいて限定してもよい。そのような限定により、残存欠陥検出部２２は効率的に残存欠陥を検出することができる。
【００５３】
また、残存欠陥検出部２２は、残存欠陥の有無を判断するのみでもよく、さらに残存欠陥の位置と範囲を認識する処理を行ってもよい。修正対象の欠陥の性質や１つ前の工程の性質によっては、残存欠陥検出部２２が残存欠陥の位置と範囲を認識しなくても問題は生じない。すなわち、残存欠陥の範囲は、最初の欠陥の範囲よりも広いということはないので、最初の欠陥と同じ範囲にレーザ光を照射すれば、必ず残存欠陥にレーザ光が照射される。したがって、レーザリペア装置１０１は、最初の欠陥と同じ範囲にレーザ光を照射することで残存欠陥の修正を行うことも可能である。
【００５４】
なお、第１実施形態では欠陥へのレーザ照射の後に残存欠陥検出部２２が残存欠陥の検出を行うが、図１４とあわせて後述するごとく、残存欠陥が存在するか否かを残存欠陥検出部２２が判断するタイミングは、欠陥へのレーザ照射の前でもよい。つまり、残存欠陥検出部２２は、欠陥へのレーザ照射の後に残存欠陥が存在するか否かということを、欠陥へのレーザ照射の前に、高さ情報に基づいて予測してもよい。この場合、残存欠陥の有無を判断するということは、未来における残存欠陥の有無を予測するということである。
【００５５】
以上、残存欠陥検出部２２の具体的構成や動作は様々に変更可能であるが、残存欠陥検出部２２が残存欠陥を検出すると、次のようにして残存欠陥が修正される。
残存欠陥検出部２２は、残存欠陥を検出したか否かを画像処理部１２に通知する。また、残存欠陥検出部２２は、残存欠陥の位置と範囲も認識した場合には、認識した位置と範囲も画像処理部１２に通知する。残存欠陥が検出されたと通知された場合、画像処理部１２は、残存欠陥の修正のためにレーザ光を照射する範囲をレーザ形状制御部１９がドライバ２０に指示するのに必要なデータを生成し、レーザ形状制御部１９に出力する。
【００５６】
具体的には、画像処理部１２は、残存欠陥検出部２２が残存欠陥の位置と範囲の認識結果を画像処理部１２に通知した場合には、通知された位置と範囲を表すデータをレーザ形状制御部１９に出力する。なお、残存欠陥検出部２２が残存欠陥の検出のみを行う場合は、画像処理部１２は、最初の欠陥の修正のときと同じデータ、すなわち最初の欠陥の位置と範囲を表すデータをレーザ形状制御部１９に出力する。
【００５７】
その結果、欠陥の修正と同様にして、レーザ発振器１４からのレーザ光が空間光変調され、少なくとも残存欠陥を含む範囲に照射されるので、残存欠陥の修正が行われる。
残存欠陥の検出と修正は、１回だけ行ってもよい。しかし、第１実施形態では、各欠陥に対して、残存欠陥が検出されなくなるまで、レーザリペア装置１０１が残存欠陥の検出と修正を繰り返し行う。
【００５８】
なお、上記の説明では残存欠陥検出部２２から画像処理部１２への「通知」について述べたが、例えば後述の第２実施形態などでは、画像処理部１２が残存欠陥検出部２２の一部としても機能するため、明示的な通知が行われないこともある。
【００５９】
以上、レーザリペア装置１０１の構成について説明したが、上記の各構成要素の動作タイミングを制御する不図示のタイミング制御部をレーザリペア装置１０１がさらに備えていてもよい。
【００６０】
例えば、タイミング制御部は、照明光源５、レーザ発振器１４、およびリペア位置確認用光源２１それぞれの点灯と消灯のタイミングを指示し、撮像部１１に撮像のタイミングを指示し、残存欠陥検出部２２に残存欠陥の検出を行うタイミングを指示する。タイミング制御部はさらに他の構成要素の動作タイミングを制御してもよい。また、例えば、移動・駆動制御部３が相対移動の完了を、画像処理部１２が画像の処理の完了を、それぞれタイミング制御部に通知してもよい。
【００６１】
また、不図示のタイミング制御部、移動・駆動制御部３、画像処理部１２、レーザ形状制御部１９、および残存欠陥検出部２２の少なくとも一部は、ＰＣ（Personal Computer）やワークステーションなどの汎用的なコンピュータによって実現することができる。
【００６２】
すなわち、レーザリペア装置１０１は、レーザリペア装置１０１の制御装置として機能するＰＣを内蔵してもよい。あるいは、レーザリペア装置１０１自体は、不図示のタイミング制御部、移動・駆動制御部３、画像処理部１２、レーザ形状制御部１９、および残存欠陥検出部２２の一部を含まず、そのレーザリペア装置１０１に含まれない一部が、レーザリペア装置１０１の制御装置として機能する外部のＰＣにより実現されてもよい。外部のＰＣは、直接、またはネットワークを介して、レーザリペア装置１０１と接続され、レーザリペア装置１０１を制御する。
【００６３】
レーザリペア装置１０１に内蔵されるＰＣ、あるいはレーザリペア装置１０１の外部のＰＣは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリと、ワーキングエリアとして使われるＲＡＭ（Random Access Memory）と、ハードディスク装置等の外部記憶装置と、外部機器との接続インターフェイスとを備える。そして、ＰＣの各構成要素は、バスで相互に接続されている。また、ＰＣには、モニタ１３が接続されている。
【００６４】
ＰＣはさらに、ユーザである検査員からの入力を受け付けるためのマウスなどのポインティングデバイスおよびキーボードを含む入力装置、プリンタなどの出力装置、ならびにコンピュータ読み取り可能な可搬型記憶媒体の駆動装置を備えてもよい。
【００６５】
ＣＰＵが、ＲＯＭ、ハードディスク装置、可搬型記憶媒体などに記憶されたプログラムまたはネットワークを介して提供されたプログラムを、ＲＡＭに読み込んで実行することにより、ＰＣは、不図示のタイミング制御部、移動・駆動制御部３、画像処理部１２、レーザ形状制御部１９、および残存欠陥検出部２２の少なくとも一部の機能を実現することができる。
【００６６】
なお、ＰＣがこれら各部の機能を実現する実施形態においては、上記の接続インターフェイスとして次のようなものが使われる。例えば、画像処理部１２を実現するために、撮像部１１との間のインターフェイスとして画像キャプチャボードが使われる。同様に、レーザ形状制御部１９を実現するためにドライバ２０との間のインターフェイスが使われてもよく、移動・駆動制御部３を実現するためにステージ１のモータもしくアクチュエータとの間のインターフェイスが使われてもよい。
【００６７】
もちろん、不図示のタイミング制御部、移動・駆動制御部３、画像処理部１２、レーザ形状制御部１９、および残存欠陥検出部２２は、それぞれ専用のハードウェアによって実現することも可能である。
【００６８】
以上、第１実施形態におけるレーザリペア装置１０１の構成の詳細と動作の概要を説明した。続いて、図３も適宜参照しながら図２を参照して、流れに沿ってレーザリペア装置１０１の動作の詳細を説明する。
【００６９】
図２は、第１実施形態におけるレーザリペア装置１０１の動作を示すフローチャートである。図２の一連の処理は、１枚のガラス基板２に関する処理である。また、図３は、第１実施形態における欠陥の検出に利用される画像の例を示す図である。
【００７０】
ステップＳ１０１において、ガラス基板２がレーザリペア装置１０１に搬入され、ステージ１の所定の位置に置かれる。また、ガラス基板２に関する欠陥位置データが基板検査装置４から移動・駆動制御部３に送信される。欠陥位置データは、基板検査装置４が検出したＮ個（Ｎは１以上の整数）の欠陥それぞれの位置に関する情報を含む。
【００７１】
そこで、ステップＳ１０１ではさらに、移動・駆動制御部３が、Ｎ個の欠陥のうち未処理の１つの欠陥を選択し、選択した欠陥に関する欠陥位置データを読み取る。移動・駆動制御部３は、図１に関して説明した方法で、読み取ったデータに基づいてステージ１の相対移動の制御を行う。
【００７２】
相対移動の結果、レーザリペア装置１０１の撮像光学系とレーザ照射光学系は、移動・駆動制御部３が選択した欠陥の位置へと移動する。
続いて、ステップＳ１０２において、撮像部１１がガラス基板２を撮像し、画像信号を画像処理部１２に出力する。それにより、画像処理部１２は、例えば図３の欠陥画像Ｄａのデータを取得する。欠陥画像Ｄａは、２つの回路パターンＣ１およびＣ２を跨ぐ欠陥部Ｇを含む。なお、「欠陥部」とは画像内で欠陥に相当する部分を指す。
【００７３】
そして、次のステップＳ１０３において画像処理部１２は、次のようにして修正の対象となる欠陥を抽出する。
すなわち、画像処理部１２は、図３に示した欠陥部の存在しない基準画像Ｄｂを取得し、撮像した欠陥画像Ｄａと取得した基準画像Ｄｂとを比較する。すなわち、画像処理部１２は、各画素について欠陥画像Ｄａと基準画像Ｄｂにおける輝度の差分を計算して、図３に示す差分画像Ｄｃを生成する。
【００７４】
例えば、黒を表す輝度が０で、白を表す輝度が２５５の場合、画像処理部１２は、各画素について、欠陥画像Ｄａと基準画像Ｄｂにおける輝度の差分の絶対値を２５５から引くことで、差分画像Ｄｃにおける輝度を計算してもよい。の他の方法で画像処理部１２が差分画像Ｄｃを生成してもよい。
【００７５】
なお、一般にＦＰＤのガラス基板２では、同じ回路パターンが２次元アレイ状に繰り返される。ここで、便宜的に繰り返しの単位を「単位パターン」と呼ぶことにする。撮像部１１あるいはその他の装置は、予め、欠陥を含まないことが既に判明している単位パターンを撮像し、撮像した画像を、レーザリペア装置１０１が備える記憶装置に格納する。それにより、どの位置で検出された欠陥に対しても、画像処理部１２は基準画像Ｄｂを取得することができる。
【００７６】
ステップＳ１０３において画像処理部１２はさらに、差分画像Ｄｃに対する２値化処理を行い、２値化された欠陥形状画像Ｄｄを生成する。画像処理部１２は、例えば、予め決められた閾値を利用して、または差分画像Ｄｃにおける輝度の分布から閾値を決めて、差分画像Ｄｃの各画素の輝度と閾値とを比較することで、２値化処理を行う。
【００７７】
２値化処理の結果、欠陥画像Ｄａにおいて基準画像Ｄｂとの輝度の差が大きい部分が、欠陥形状画像Ｄｄにおける欠陥部Ｇとして抽出される。すなわち、ステップＳ１０３の一連の処理により、画像処理部１２は、欠陥を認識し、欠陥形状画像Ｄｄの欠陥部Ｇに対応するガラス基板２上の欠陥の位置および範囲を認識する。
【００７８】
なお、図３の例では、欠陥形状画像Ｄｄにおいて、欠陥部Ｇが黒で表され、背景領域が白で表されている。また、詳しくは後述するが、欠陥形状画像ＤｄはＤＭＤユニット１７の制御のために利用される。よって、第１実施形態では、欠陥形状画像Ｄｄの欠陥部Ｇに含まれる各画素は、ＤＭＤユニット１７の微小ミラーのオン状態に対応する“１”という値で表される。それに対し、欠陥形状画像Ｄｄの背景領域、すなわち欠陥部Ｇ以外の領域に含まれる各画素は、微小ミラーのオフ状態に対応する“０”という値で表される。つまり、欠陥形状画像Ｄｄにおいて各画素を表す“１”または“０”という値は、輝度自体を示す値ではなくＤＭＤユニット１７の制御用の値なので注意されたい。
【００７９】
以上のようにして画像処理部１２が欠陥形状画像Ｄｄを生成することにより欠陥部Ｇを抽出すると、ステップＳ１０３において画像処理部１２はさらに、レーザ形状制御部１９に欠陥形状画像Ｄｄのデータを出力するとともに、欠陥画像Ｄａ、差分画像Ｄｃ、および欠陥形状画像Ｄｄをモニタ１３に出力する。モニタ１３への出力は、検査員の目視による確認を可能とするためである。
【００８０】
実施形態によって、画像処理部１２がモニタ１３に出力する画像は任意である。例えば、画像処理部１２は、欠陥形状画像Ｄｄで欠陥部Ｇとして抽出された範囲を特定の色で表して欠陥画像Ｄａにオーバーラップさせた画像を生成し、生成した画像をモニタ１３に出力してもよい。あるいは、検査員による確認が不要なら、モニタ１３が画像を表示しなくてもよい。
【００８１】
ステップＳ１０３に続いて、ステップＳ１０４では、レーザ形状制御部１９が、画像処理部１２から受け取った欠陥形状画像Ｄｄのデータを、ドライバ２０の制御用の制御信号に変換する。つまり、レーザ形状制御部１９は、欠陥部Ｇの領域に対応するＤＭＤユニット１７の微小ミラーの駆動用メモリセルをオン状態にし、かつ、欠陥部Ｇ以外の領域である背景領域に対応するメモリセルをオフ状態にするための制御信号を、ドライバ２０に送出する。
【００８２】
なお、レーザリペア装置１０１における各レンズの倍率、撮像部１１の仕様、ＤＭＤユニット１７の仕様を適切に選択することにより、欠陥形状画像Ｄｄにおける１画素がＤＭＤユニット１７における１つの微小ミラーに対応するよう、レーザリペア装置１０１を構成することが可能である。この場合、レーザ形状制御部１９は、受け取った欠陥形状画像Ｄｄのデータにおいて欠陥部Ｇに属することを意味する値“１”を持つ画素に対応する微小ミラーをオン状態に駆動し、かつ、背景領域に属することを意味する値“０”を持つ画素に対応する微小ミラーをオフ状態に駆動するための制御信号を、ドライバ２０に出力する。
【００８３】
実施形態によっては、画素と微小ミラーが１対１に対応していないこともある。その場合は、レーザ形状制御部１９は、まず、ＤＭＤユニット１７の微小ミラーごとに、対応する欠陥形状画像Ｄｄの１つ以上の画素を特定する。そして、レーザ形状制御部１９は、特定した１つ以上画素の値、すなわち“０”または“１”なる値に基づいて、微小ミラーをオン状態に駆動すべきかオフ状態に駆動すべきかを決定し、決定結果にしたがった制御信号をドライバ２０に出力する。
【００８４】
ステップＳ１０４ではさらに、レーザ形状制御部１９から制御信号を受け取ったドライバ２０が、ＤＭＤユニット１７の各メモリセルを制御信号にしたがってオン状態またはオフ状態に駆動する。つまり、ドライバ２０は制御信号にしたがって、各微小ミラーをオン状態またはオフ状態に駆動する。
【００８５】
続いて、ステップＳ１０５において、上記で説明したようにリペア位置確認用光源２１を用いた照射範囲の確認が行われる。レーザ光を照射すべき範囲、すなわち検出された欠陥の範囲に正確にレーザ光が照射されるようにＤＭＤユニット１７が適切に駆動されていることを画像処理部１２が確認した後、レーザ発振器１４が１ショットのレーザ光を照射する。
【００８６】
レーザ発振器１４から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１５を透過し、ミラー１６で反射し、ＤＭＤユニット１７へ所定の角度θｉｎで入射する。そして、オン状態の微小ミラーにおいては、リレーレンズ１８を介してビームスプリッタ８へ至る光路の方向へ反射し、オフ状態の微小ミラーにおいてはリレーレンズ１８とは別の方向へ反射する。
【００８７】
その結果、ＤＭＤユニット１７で反射され、リレーレンズ１８、ビームスプリッタ８、および対物レンズ９を介してガラス基板２に照射されるレーザ光ビームの断面形状は、欠陥形状画像Ｄｄによって欠陥部Ｇとして抽出された欠陥の形状と一致する。したがって、レーザ光により、欠陥部Ｇに対応するガラス基板２上の欠陥が除去され、修正される。
【００８８】
ただし、実際には、完全に欠陥が除去しきれない、すなわちリペアが完全ではない場合もあるので、再リペアの要否を判断する必要がある。そこで、ステップＳ１０６では、残存欠陥検出部２２が残存欠陥を検出する処理を行う。すなわち、ステップＳ１０５における欠陥の修正が不十分だったために残ってしまった、さらなる修正を要する部分の有無を残存欠陥検出部２２が判断する。つまり、残存欠陥検出部２２は、ガラス基板２の高さ情報を取得し、取得した高さ情報に基づいて残存欠陥の有無を判断する。
【００８９】
また、ステップＳ１０６において残存欠陥検出部２２は、残存欠陥の位置と範囲を認識する処理をさらに行ってもよい。
なお、第１実施形態においては、残存欠陥が存在する場合、残存欠陥検出部２２は残存欠陥の修正が必要だと判断するが、残存欠陥を修正する必要があるか否かを残存欠陥検出部２２がさらに判定してもよい。修正の要否は、残存欠陥の位置、範囲、または形状などに依存する。
【００９０】
ところで、従来、残存欠陥は、修正後のガラス基板２を撮像部１１が撮像して画像を画像処理部１２に出力し、画像処理部１２が入力された画像と図３の基準画像Ｄｂとを比較してステップＳ１０３と同様の方法で差分画像を生成し、残存欠陥に対応する領域を抽出することで、検出されていた。しかし、この従来の方法では、上記のとおり、焦げ目と残存欠陥を正確に区別することが難しかった。そのため、従来は、検査員の目視による再修正の要否の判定を導入せざるを得ず、レーザリペア装置を全自動化することが困難だった。
【００９１】
そこで、第１実施形態では、焦げ目と残存欠陥を容易に区別するために、残存欠陥検出部２２は高さ情報を利用する。
レーザ発振器１４から照射されるレーザ光が強力な場合、ガラス基板２に焦げ目が生じることがある。焦げ目は、欠陥が完全に除去された後のガラス基板２の表面に生じることもある。あるいは、最初の欠陥の一部が残存欠陥として残った場合に、欠陥が除去された部分のガラス基板２の表面と、残存欠陥の表面とにまたがって、焦げ目が生じることもある。よって、焦げ目が生じたか否か、また、焦げ目と残存欠陥の範囲が重なっているか否か、ということは、場合によりまちまちである。
【００９２】
しかし、高さ情報を用いれば、ガラス基板２上の高さを有する凸部である残存欠陥と、残存欠陥が残っていないガラス基板２の表面上の焦げ目とは、明確に区別することが可能である。
【００９３】
ステップＳ１０６に続いて、ステップＳ１０７では、残存欠陥検出部２２が、再修正の要否を判定する。基本的には、再修正の要否は、残存欠陥が検出されたか否かによって決定される。ただし、第１実施形態では、レーザ光の過剰な照射を防ぐために、ステップＳ１０７において、残存欠陥検出部２２は、具体的には次のように第１〜第３の場合に場合分けして判定を行う。
【００９４】
第１の場合は、ステップＳ１０６で残存欠陥が検出されていない場合である。第１の場合には、残存欠陥検出部２２は再修正が不要だと判断し、処理はステップＳ１０８に進む。
【００９５】
他方、ステップＳ１０６で残存欠陥が検出されていれば、第２または第３の場合である。ステップＳ１０６で残存欠陥が検出されると、残存欠陥検出部２２は、現在注目している欠陥に対して規定回数（Ｍ回とする）のレーザ照射が既に行われたか否かを判断する。
【００９６】
第２の場合は、既にＭ回のレーザ照射が行われている場合である。第２の場合では、過剰なレーザ照射を防ぐために、残存欠陥検出部２２は再修正が不要であると判断し、処理はステップＳ１０８に進む。
【００９７】
第３の場合は、現在注目している欠陥に対しては今までＭ回未満しかレーザ照射が行われていない場合である。第３の場合では、残存欠陥検出部２２は、ステップＳ１０６で検出した残存欠陥に対する再修正が必要であると判断する。第３の場合、残存欠陥検出部２２は、再修正が必要であることを画像処理部１２に通知する。また、残存欠陥検出部２２は、ステップＳ１０６で残存欠陥の位置と範囲を認識していれば、さらに認識結果も画像処理部１２に通知する。第３の場合において、残存欠陥検出部２２からの通知を受けた画像処理部１２は、次のように動作する。
【００９８】
すなわち、残存欠陥の位置と範囲の認識結果も受け取っていれば、画像処理部１２は、残存欠陥の位置と範囲に合わせて、図３の欠陥形状画像Ｄｄと同様の形式で残存欠陥の領域を示す画像データを生成し、生成した画像データをレーザ形状制御部１９に出力する。あるいは、残存欠陥の位置と範囲の認識結果を受け取っていなければ、画像処理部１２は、残存欠陥を検出したという通知を契機として、再度欠陥形状画像Ｄｄのデータをレーザ形状制御部１９に出力する。
【００９９】
こうして第３の場合においては画像処理部１２による処理が行われ、その後、処理がステップＳ１０４に戻る。
したがって、残存欠陥が検出されなくなるまで、あるいは、規定回数であるＭ回のレーザ照射が行われるまで、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０７の処理が繰り返される。繰り返しの１回目におけるステップＳ１０４とステップＳ１０５は欠陥の修正のためのステップであり、２回目以降のステップＳ１０４とステップＳ１０５は残存欠陥のためのステップである。
【０１００】
ステップＳ１０７からステップＳ１０８に処理が進んだ場合は、移動・駆動制御部３が、基板検査装置４から受け取った欠陥位置データに対応するＮ個の欠陥のうち、未処理の他の欠陥がないかを判定する。未処理の他の欠陥がなければ、ガラス基板２に関する修正はすべて完了しているので、図２の処理は終了する。未処理の他の欠陥があれば、処理はステップＳ１０１に戻る。こうして、Ｎ個の欠陥のそれぞれについて、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０８が実行される。
【０１０１】
以上、第１実施形態について説明したので、以下では第１実施形態における残存欠陥検出部２２を様々に変形したその他の実施形態について順に説明する。
第２実施形態は、斜め方向から光を照射することで形成される影を利用して、高さを有する残存欠陥を検出する実施形態である。以下、図４と図５を参照して第２実施形態について説明する。
【０１０２】
図４は、第２実施形態によるレーザリペア装置１０２の構成図である。図１のレーザリペア装置１０１と図４のレーザリペア装置１０２との違いは次のとおりである。
すなわち、レーザリペア装置１０２は、ガラス基板２の表面に対して斜めに照明光を照射するための照明光源２３およびリレーレンズ２４をさらに備える。また、レーザリペア装置１０２における画像処理部１２ｂは、レーザリペア装置１０１における画像処理部１２と同様の機能のほかに、レーザリペア装置１０１における残存欠陥検出部２２の一部の機能も果たす。したがって、撮像部１１は、第１実施形態と同様の画像を撮像するだけでなく、さらに画像処理部１２ｂが残存欠陥を検出するために用いる画像の撮像も行う。すなわち、第２実施形態においては、第１実施形態の残存欠陥検出部２２の機能が、撮像部１１、画像処理部１２ｂ、照明光源２３、リレーレンズ２４により実現される。
【０１０３】
照明光源２３からリレーレンズ２４を介してガラス基板２に照射される照明光の光軸がガラス基板２の表面となす角度φ１、つまり照明光の光軸がｘｙ平面となす角度φ１は、例えば３０度以下であり、より好ましくは、ほぼ真横からの照射となるような１０度以下の角度である。
【０１０４】
以上のとおり構成されたレーザリペア装置１０２の動作は、図２のフローチャートと同様だが、ステップＳ１０６の動作が第２実施形態ではより具体化されている。そこで、以下では、図５を参照しながら、ステップＳ１０６でのレーザリペア装置１０２の動作の詳細を説明する。
【０１０５】
ステップＳ１０６において、残存欠陥の検出精度を上げるため、照明光源５が消灯し、代わりに照明光源２３が点灯する。照明光源２３は、ガラス基板２に対して斜めの角度φ１から、撮像光学系の視野中心に向けて、すなわちステップＳ１０３で欠陥部Ｇとして抽出された最初の欠陥の位置に向けて、照明光を照射する。
【０１０６】
照明光源２３から照射された照明光は、ガラス基板２の表面上の平らな領域を照らす。しかし、ガラス基板２上で高さを有する凸部では照明光が遮断されるため、照明光源２３とは逆側に影を作り出す。
【０１０７】
ここで、説明の簡略化のため、欠陥を検出して修正する対象である現在の工程において、欠陥あるいは残存欠陥がなければガラス基板２の表面が平らになるはずであると仮定する。すると、ステップＳ１０６において影ができることは、本来平らであるべきガラス基板２の表面上に、周囲よりも高さを有する残存欠陥が存在することを意味する。
【０１０８】
つまり、第２実施形態においては、高さ情報は、「影があるので高さを有する残存欠陥が存在する」と示す情報、あるいは「影がないので残存欠陥は存在しない」と示す情報を含む。
【０１０９】
したがって、第２実施形態のステップＳ１０６では、照明光源２３からの照明光がガラス基板２を照らしている状況で、ステップＳ１０２と同様にして撮像部１１がガラス基板２を撮像し、撮像した画像のデータを画像処理部１２ｂに出力する。画像処理部１２ｂは、受け取ったデータに基づいて影の有無を判断することにより、残存欠陥の有無を判断する。画像処理部１２ｂによる残存欠陥の検出の例を、以下、図５を参照して説明する。
【０１１０】
図５は、第２実施形態において残存欠陥の検出に利用される画像の例を示す図である。
図５の残存欠陥画像Ｄｅは、ステップＳ１０６において撮像部１１が撮像した画像の例である。残存欠陥画像Ｄｅは図３の欠陥画像Ｄａと似ているが、最初の欠陥に対応する欠陥部Ｇの代わりに残存欠陥に対応する残存欠陥部Ｇｂを含み、残存欠陥により生じた影が写った影部Ｈを含む点で異なる。
【０１１１】
よって、図２のステップＳ１０３で差分画像Ｄｃを生成したのと同様に、画像処理部１２ｂは、残存欠陥画像Ｄｅと図３の基準画像Ｄｂとを比較し、図５の差分画像Ｄｆを生成する。画像処理部１２ｂはさらに、差分画像Ｄｆに対して２値化処理を行い、２値化された影形状画像Ｄｇを生成する。影形状画像Ｄｇを生成するための２値化処理は、ステップＳ１０３において差分画像Ｄｃから欠陥形状画像Ｄｄを生成するための２値化処理と類似なので、詳しい説明は省略する。
【０１１２】
図５では、影形状画像Ｄｇにおける影部Ｈが黒で示されており、影部Ｈ以外の背景領域が白で示されている。図３の欠陥形状画像Ｄｄと同様に、影形状画像Ｄｇにおいても、黒い影部Ｈに含まれる各画素の輝度は“１”という値で表され、白い背景領域に含まれる各画素の輝度は“０”という値で表される。以上の一連の処理により、画像処理部１２ｂは、影部Ｈを抽出する。
【０１１３】
なお、適当な照明光源２３を利用すると、影部Ｈの残存欠陥画像Ｄｅにおける輝度が残存欠陥部Ｇｂにおける輝度よりも低くなる。よって、この残存欠陥部Ｇｂと影部Ｈの輝度の差を利用すると、適当な閾値を用いて２値化処理を行うことにより、画像処理部１２ｂは、残存欠陥部Ｇｂが背景領域に含まれるような影形状画像Ｄｇを生成することができる。すなわち、適当な閾値を用いることで画像処理部１２ｂは、影部Ｈのみを抽出することができる。
【０１１４】
影部Ｈを抽出するのに適当な閾値は、予め実験を行って得られた適切な値でもよい。あるいは、差分画像Ｄｆにおける残存欠陥部Ｇｂと影部Ｈの輝度が大きく異なるような種類のガラス基板２の場合は、差分画像Ｄｆにおける輝度分布から動的に画像処理部１２ｂが閾値を定めてもよい。
【０１１５】
いずれにしろ、ステップＳ１０６において画像処理部１２ｂは、影部Ｈを抽出する処理を行い、影部Ｈが存在すれば高さを有する凸部すなわち残存欠陥が存在すると判断し、影部Ｈが存在しなければ残存欠陥が存在しないと判断する。なお、ノイズの影響を抑制するため、画像処理部１２ｂは、影形状画像Ｄｇにおける影部Ｈの面積が所定の大きさ以上のときのみ、影部Ｈが存在すると判断する。
【０１１６】
そして、図１の残存欠陥検出部２２の代わりに画像処理部１２ｂが、残存欠陥検出部２２と同様のやり方で、ステップＳ１０７の判断を実行する。その後の処理は、第１実施形態の図２と同様である。
【０１１７】
以上、第２実施形態について説明したが、第２実施形態は様々に変形可能であり、以下に述べる変形例はその例である。
図４に示した照明光源２３からの照明光の照射角度φ１は、様々に変更可能である。例えば、ある種のガラス基板２においては、残存欠陥の平均的な高さは数十ｎｍである。よって、高さが数十ｎｍの残存欠陥によって作られる影であっても影部Ｈとして抽出可能となるように、つまり、なるべく影が長くなるように、照射角度φ１は小さな値に設定されることが望ましい。すなわち、撮像光学系の解像度に応じて、照射角度φ１として適した値の上限も変化する。
【０１１８】
また、上記の第２実施形態では、残存欠陥の正確な位置や範囲を認識する処理は行われないので、残存欠陥の修正のためにレーザ光が照射される範囲は、最初の欠陥の範囲と同じである。しかし、画像処理部１２ｂが、抽出した影部Ｈの大きさから残存欠陥の範囲または高さを認識する処理をさらに行うよう、第２実施形態を変形することも可能である。
【０１１９】
例えば、画像処理部１２ｂは、影部Ｈの長さと照明光源２３からの照明光の照射角度φ１に基づいて残存欠陥の高さを計算してもよい。画像処理部１２ｂは、計算された残存欠陥が高いほど高出力でレーザ光を出射するよう、レーザ発振器１４を制御してもよい。
【０１２０】
また、画像処理部１２ｂは、照明光源２３からの照明光の光軸の方向、ならびに影部Ｈの形状および範囲に基づいて、残存欠陥の位置および範囲を絞り込む処理を行ってもよい。この場合、画像処理部１２ｂは、絞り込んだ範囲を表す画像のデータを、影形状画像Ｄｇと同じ形式で生成して、レーザ形状制御部１９に出力してもよい。それにより、過剰なレーザ照射を防ぐこともできる。
【０１２１】
また、影部Ｈを抽出するための処理は上記の手順に限らない。例えば、ステップＳ１０６において、撮像部１１が残存欠陥画像Ｄｅのほかに、不図示の第２の残存欠陥画像をさらに撮像してもよい。第２の残存欠陥画像は、図２のステップＳ１０２と同様に、照明光源５が点灯し照明光源２３が消灯している状況で撮像される。得られた第２の残存欠陥画像には残存欠陥部Ｇｂが含まれるので、画像処理部１２ｂは、不図示の第２の残存欠陥画像と図５の残存欠陥画像Ｄｅとの差分画像を生成してもよい。適切な種類の照明光源５と照明光源２３を選べば、このようにして生成した差分画像に対して２値化処理を行うことによっても、画像処理部１２ｂは、図５の影形状画像Ｄｇと同様の画像を取得し、影部Ｈの有無を検出することができる。
【０１２２】
また、上記では欠陥あるいは残存欠陥がなければガラス基板２の表面が平らになるはずであると仮定した。しかし、正常に形成された回路パターンによる凹凸がある場合にも対応可能なように、第２実施形態を変形することもできる。
【０１２３】
すなわち、図３の基準画像Ｄｂを撮像するのに用いた、欠陥のないことが予め判明している単位パターンの部分に、照明光源２３が照明光を照射する。そして、その状態で撮像部１１がガラス基板上の単位パターンを撮像する。撮像された画像を、以下では便宜的に「影つき基準画像」と呼ぶ。影つき基準画像には、正常な回路パターンの凹凸に応じて生じた影が写っている。影つき基準画像は、予め撮像され、レーザリペア装置１０２が備える不図示の記憶装置に記憶される。
【０１２４】
よって、画像処理部１２ｂは、図３の基準画像Ｄｂの代わりに影つき基準画像を用いて、図５の残存欠陥画像Ｄｅと影つき基準画像とから差分画像Ｄｆを生成することにより、上記の第２実施形態と同様にして、影部Ｈを抽出することができる。
【０１２５】
以上、第２実施形態およびその変形例について説明した。続いて第３実施形態について説明する。
第３実施形態は、予め決められたパターンを有する投影光を基板に投影し、基板上での投影光の歪みから、高さを有する残存欠陥を検出する実施形態である。以下、図６〜図８を参照して第３実施形態について説明する。
【０１２６】
図６は、第３実施形態によるレーザリペア装置１０３の構成図である。図１のレーザリペア装置１０１と図６のレーザリペア装置１０３との違いは次のとおりである。
すなわち、レーザリペア装置１０３は、予め決められたパターンを有する投影光をガラス基板２に投影するために、照明光源２３、リレーレンズ２４、および照明光源２３とリレーレンズ２４の間の光路上に配置された投影パターン格子２５をさらに備える。また、レーザリペア装置１０３における画像処理部１２ｃは、レーザリペア装置１０１における画像処理部１２と同様の機能のほかに、レーザリペア装置１０１における残存欠陥検出部２２の一部の機能も果たす。したがって、撮像部１１は、第１実施形態と同様の画像を撮像するだけでなく、さらに画像処理部１２ｃが残存欠陥を検出するために用いる画像の撮像も行う。すなわち、第３実施形態においては、第１実施形態の残存欠陥検出部２２の機能が、撮像部１１、画像処理部１２ｃ、照明光源２３、リレーレンズ２４、投影パターン格子２５により実現される。
【０１２７】
なお、第３実施形態では開口部と遮光部を有する部品を「投影パターン格子」と呼んでいる。投影パターン格子２５には、開口部と遮光部によって、例えば十字のパターンなどの予め決められた特定のパターンが形成されている。以下、この特定のパターンを「投影パターン」という。
【０１２８】
投影パターン格子２５は、例えば、一部に遮光膜を設けた透明な材質の板でもよく、穴を開けて開口部を形成した遮光性の材質の板でもよく、透過型液晶を用いた空間光変調器でもよい。
【０１２９】
また、ＤＭＤにより投影パターン格子２５を実現することもできる。その場合、図６とは照明光の光路が異なる。すなわち、照明光源２３から出射された照明光は、ＤＭＤのオン状態の微小ミラーで反射されるとリレーレンズ２４を介してガラス基板２へ至る光路に反射され、オフ状態の微小ミラーで反射されるとリレーレンズ２４とは別の方向に反射される。同様に、反射型液晶を用いた空間光変調器により投影パターン格子２５を実現することもできる。
【０１３０】
さらに、ガラス基板２の表面に対して投影パターンが投影される角度φ２、すなわちリレーレンズ２４の光軸がｘｙ平面となす角度φ２は、実施形態に応じて適宜定めることができる。
【０１３１】
以上のとおり構成されたレーザリペア装置１０３の動作は、図２のフローチャートと同様だが、ステップＳ１０６の動作が第３実施形態ではより具体化されている。そこで、以下では、図７を参照しながら、ステップＳ１０６でのレーザリペア装置１０３の動作の詳細を説明する。
【０１３２】
ステップＳ１０６において、残存欠陥の検出精度を上げるため、照明光源５が消灯し、代わりに照明光源２３が点灯する。照明光源２３は、ガラス基板２に対して角度φ２の方向から、撮像光学系の視野中心に向けて、すなわちステップＳ１０３で欠陥部Ｇとして抽出された最初の欠陥の位置に向けて、照明光を照射する。
【０１３３】
照明光源２３から照射された照明光のビームの断面形状は、投影パターン格子２５によって、特定の形状に形成される。以下、投影パターン格子２５によってビームの断面形状が特定の形状に形成された照明光を「パターン光」と呼ぶ。パターン光はリレーレンズ２４を介してガラス基板２の表面に到達する。
【０１３４】
また、第２実施形態と同様に第３実施形態でも説明の簡略化のため、欠陥あるいは残存欠陥がなければガラス基板２の表面が平らになるはずであると仮定する。しかし、第２実施形態の変形例と類似の方法により、正常に形成された回路パターンによる凹凸がある場合にも対応可能なように第３実施形態を変形することが可能であるのは明らかである。
【０１３５】
もし残存欠陥がなく、ガラス基板２の表面が平らであれば、リレーレンズ２４を介してガラス基板２に照射されたパターン光は、投影パターンと角度φ２に応じたパターンを形成してガラス基板２の表面に投影される。しかし、もし周囲より高い残存欠陥が存在すれば、パターン光は、残存欠陥が存在する部分と残存欠陥が存在しない部分の境界においてパターンが歪んだ状態で投影される。
【０１３６】
つまり、投影されたパターンの歪みは、本来平らであるべきガラス基板２の表面上に高さを有する残存欠陥が存在することを意味する。よって、第３実施形態における高さ情報は、「投影されたパターンが歪んでいるので、高さを有する残存欠陥が存在する」と示す情報、あるいは「パターンが歪まずに投影されているので、残存欠陥は存在しない」と示す情報を含む。
【０１３７】
したがって、第３実施形態のステップＳ１０６では、パターン光がガラス基板２上に投影されている状態で、ステップＳ１０２と同様にして撮像部１１がガラス基板２を撮像し、撮像した画像のデータを画像処理部１２ｃに出力する。画像処理部１２ｃは、受け取ったデータに基づいてパターンの歪みの有無を判断することにより、残存欠陥の有無を判断する。画像処理部１２ｃによる残存欠陥の検出の例を、以下、図７を参照して説明する。
【０１３８】
図７は、第３実施形態における残存欠陥の検出について説明する図である。なお、図７の例における投影パターンは、十字形のパターンである。
ステップＳ１０６において、図２のステップＳ１０２と同様に照明光源５が点灯し照明光源２３が消灯している状況で、撮像部１１はガラス基板２を撮像する。すると、残存欠陥に対応する残存欠陥部Ｇｂを含む不図示の残存欠陥画像が得られる。
【０１３９】
また、図７の残存欠陥画像Ｄｈは、ステップＳ１０６において照明光源５が消灯し照明光源２３が点灯してパターン光が投影された状態で、撮像部１１がガラス基板２を撮像して得られる画像である。図３の欠陥画像Ｄａに写っているような回路パターンＣ１およびＣ２が、上記の不図示の残存欠陥画像や残存欠陥画像Ｄｈに写っている場合もある。ただし、図の視認性の都合上、図７の残存欠陥画像Ｄｈには、残存欠陥に対応する残存欠陥部Ｇｂと、歪んで投影されたパターンＩａに対応する形状のみを示した。
【０１４０】
ステップＳ１０６において、画像処理部１２ｃはさらに、撮像した不図示の残存欠陥画像と図３の基準画像Ｄｂとから、ステップＳ１０３で差分画像Ｄｃを生成したのと同様の方法により不図示の差分画像を生成し、生成した差分画像を２値化することにより図７のパターン光形状画像Ｄｉを取得する。パターン光形状画像Ｄｉでは、歪んだパターンＩａに相当する形状が抽出されている。
【０１４１】
図７のパターン光形状基準画像Ｄｊは、残存欠陥がないと仮定した場合にパターン光形状画像Ｄｉとして得られるはずの理想的な２値化画像である。パターン光形状基準画像Ｄｊは、予め用意されている。
【０１４２】
例えば、まだ何も回路パターンが生成されていない平らなガラス基板をステージ１が保持し、投影パターン格子２５を介して照明光源２３がガラス基板に投影パターンを投影する。そして、撮像部１１がガラス基板を撮像し、撮像部１１が撮像した画像を画像処理部１２ｃが２値化すると、パターン光形状基準画像Ｄｊが得られる。パターン光形状基準画像Ｄｊにおいては、歪みのない状態パターンＩｂが写っている。
【０１４３】
あるいは、実際の撮像を行わず、画像処理部１２ｃが、パターン光の投影光軸がｘｙ平面となす角度φ２と、投影パターンの形状とに基づいて、パターン光形状基準画像Ｄｊを生成することもできる。いずれにしろ、レーザリペア装置１０３は予めパターン光形状基準画像Ｄｊを取得し、不図示の記憶装置にパターン光形状基準画像Ｄｊのデータを格納している。
【０１４４】
なお、図７では、パターン光形状画像Ｄｉとパターン光形状基準画像Ｄｊのいずれも、背景領域が白で表され、パターンＩａまたはＩｂの部分が黒で表されており、白は“０”なる値に対応し、黒は“１”なる値に対応する。
【０１４５】
画像処理部１２ｃは、ステップＳ１０６において、パターン光形状画像Ｄｉとパターン光形状基準画像Ｄｊを比較することによって、パターン光の歪みの有無を検出する。例えば、画像処理部１２ｃは、パターン光形状画像Ｄｉとパターン光形状基準画像Ｄｊの差分画像を生成することにより、パターン光形状画像Ｄｉとパターン光形状基準画像Ｄｊにおいて異なる部分の大きさを算出する。そして、算出した大きさが閾値以上ならば、画像処理部１２ｃはパターンが歪んで投影されたと判断してもよい。図７の例では、パターン光形状画像ＤｉにおけるパターンＩａの形状とパターン光形状基準画像ＤｊにおけるパターンＩｂの形状とが明らかに異なるので、画像処理部１２ｃは歪みを検出する。つまり、画像処理部１２ｃは残存欠陥を検出する。
【０１４６】
そして、図１の残存欠陥検出部２２の代わりに画像処理部１２ｃが、残存欠陥検出部２２と同様のやり方で、ステップＳ１０７の判断を実行する。その後の処理は、第１実施形態の図２と同様である。
【０１４７】
図８は、第３実施形態において利用される投影パターンの例を示す図である。図８は、投影パターン格子２５の開口部を黒で、遮光部を白で示した図である。
図８に示すとおり、十字の投影パターンＰａ、格子状の投影パターンＰｂおよびＰｄ、ならびに同心円状の投影パターンＰｃなど、任意のパターンを投影パターンとして利用することができる。投影パターンの大きさや線同士の間隔は、検出すべき残存欠陥の大きさに応じて適宜定めることが好ましい。
【０１４８】
なお、ガラス基板２において正常に形成された回路パターンによる凹凸がある場合には、同じ投影パターンが投影されたときの残存欠陥の高さに起因する歪みの検出のしやすさは、ガラス基板２上に形成される回路パターンの配線の方向や密度などにも依存することがある。例えば、ガラス基板２の設計データなどに応じて、適切な投影パターン格子２５を利用することが好ましい。
【０１４９】
以上、第３実施形態について説明した。続いて、第４実施形態について説明する。
第４実施形態は、コンフォーカルユニットを利用して基板の高さを測定し、高さを有する残存欠陥を検出する実施形態である。以下、図９〜図１２を参照して第４実施形態について説明する。
【０１５０】
図９は、第４実施形態によるレーザリペア装置１０４の構成図である。以下、図１と比較しながらレーザリペア装置１０４の構成を説明する。
レーザリペア装置１０４におけるレーザ照射光学系は、図１と同様なので説明を省略する。
【０１５１】
レーザリペア装置１０４における撮像光学系は、一部が図１とは異なる。すなわち、照明光源５とリレーレンズ６の間にビームスプリッタ３４が配置され、照明光源５から出射した照明光は、ビームスプリッタ３４を透過してから、リレーレンズ６を介してビームスプリッタ７に到達し、ビームスプリッタ７で反射され、ビームスプリッタ８を透過し、対物レンズ９を介してガラス基板２上に照射される。
【０１５２】
ガラス基板２からの反射光は、対物レンズ９を介してビームスプリッタ８を透過し、ビームスプリッタ７で反射され、リレーレンズ６を介してビームスプリッタ３４に到達し、ビームスプリッタ３４で反射され、撮像部１１に入射する。図９のレーザリペア装置１０４における撮像光学系は、撮像部１１の受光素子がガラス基板２の表面と共役な位置となるように構成されている。撮像部１１は、第１実施形態と同様に、撮像した各種の画像を画像処理部１２ｄに出力する。
【０１５３】
また、図９のレーザリペア装置１０４は、図１の残存欠陥検出部２２の代わりに、共焦点顕微鏡と同様のコンフォーカルユニットを備える。そして、第４実施形態における図９の画像処理部１２ｄは、第１実施形態における図１の画像処理部１２と同様の機能を果たすだけでなく、さらにコンフォーカルユニットから出力されるデータ処理を行うことで、ガラス基板２の高さに関する高さ情報を取得する。すなわち、画像処理部１２ｄは、残存欠陥検出部２２の一部に相当する機能も有する。
【０１５４】
第４実施形態におけるコンフォーカルユニットは、レーザ光源２６、ミラー２７、ビームスプリッタ２８、２次元走査機構２９、集光レンズ３０、集光レンズ３１、ピンホール板３２、光検出器３３を備える。また、コンフォーカルユニットは、ビームスプリッタ７、ビームスプリッタ８、および対物レンズ９を撮像光学系と共有している。レーザ光源２６は、一般の共焦点レーザ顕微鏡観察に用いられる種類のレーザ光源である。レーザ光源２６のレーザ光は、欠陥や残存欠陥に対する物理的な影響を及ぼさない。
【０１５５】
また、図９のステージ１ｄは、図１のステージ１と同様に対物レンズ９とガラス基板２とのｘ方向およびｙ方向の相対位置を移動させる機能を有するだけでなく、ｚ方向の相対位置を移動させる機能も有する。したがって、図９の移動・駆動制御部３ｄは、図１の移動・駆動制御部３と同様に、ガラス基板２と対物レンズ９との間のｘ方向およびｙ方向の相対移動を制御するだけでなく、ｚ方向の相対移動も制御する。
【０１５６】
なお、ガラス基板２と対物レンズ９との間のｚ方向の相対移動は、不図示の制御部がコンフォーカルユニットの光学系をｚ方向に動かすよう、不図示のモータなどを制御することにより実現してもよい。
【０１５７】
コンフォーカルユニットによるガラス基板２の高さ情報の取得は、次のとおりである。
すなわち、点光源として機能するレーザ光源２６がレーザ光を出射すると、レーザ光はミラー２７で反射され、ビームスプリッタ２８を透過して２次元走査機構２９に到達する。２次元走査機構２９は、例えばガルバノミラーを用いた走査機構である。２次元走査機構２９は、ビームスプリッタ２８から入射したレーザ光による、ガラス基板２のｘ方向およびｙ方向の走査を実現する。
【０１５８】
２次元走査機構２９で反射されたレーザ光は、集光レンズ３０を介してビームスプリッタ７に到達し、ビームスプリッタ７と８を透過して、対物レンズ９を介してガラス基板２上に照射される。ガラス基板２の表面から反射されたレーザ光は、対物レンズ９を介してビームスプリッタ８と７を透過した後、集光レンズ３０を介して２次元走査機構２９に到達し、２次元走査機構２９で反射され、ビームスプリッタ２８に到達し、ビームスプリッタ２８で反射され、集光レンズ３１を介してピンホール板３２に到達する。
【０１５９】
ピンホール板３２にはピンホール３２ａが開けられており、光検出器３３は、ピンホール３２ａを通過した反射光の強度を検出する。ピンホール板３２は、ピンホール３２ａが対物レンズ９の集光位置と共役な位置となるように配置されている。よって、対物レンズ９の焦点以外からの反射光はほとんどピンホール板３２の遮光部で遮断される。
【０１６０】
よって、ステージ１ｄとガラス基板２とをｚ方向に相対移動させる制御を移動・駆動制御部３ｄが行いながら、光検出器３３が反射光の強度とその時のｚ方向の位置情報を検出することにより、ガラス基板２の高さ情報が取得される。
【０１６１】
例えば、移動・駆動制御部３ｄは、ステージ１ｄのｚ座標を、所定の間隔Δｚでｚ＝ｚｓからｚ＝ｚｓ＋ＮΔｚまで順に変更する（Ｎは正の整数）。そして、（Ｎ＋１）個の異なるｚ座標に対して、それぞれ、２次元走査機構２９によるｘ方向とｙ方向の２次元走査が行われ、ｘ座標とｙ座標の組で表される各点に関して光検出器３３が反射光の強度を検出し、記憶する。
【０１６２】
すると、ｘ座標とｙ座標の組で表される各点に関して、ｚ座標に応じて変化する検出強度のデータが得られ、検出強度がピークとなるｚ座標が、その点の高さを表す。よって、光検出器３３は、ｚ座標に応じて変化する検出強度のピークを認識する処理を行うことにより、ｘ座標とｙ座標の組で表される各点の高さを取得する。光検出器３３は、取得した高さをそれぞれｘ座標とｙ座標の組と関連付けて画像処理部１２ｄに出力する。このように、第４実施形態における光検出器３３は、受光素子だけでなく記憶部や処理部も備えている。
【０１６３】
画像処理部１２ｄは、光検出器３３から受け取ったデータに基づき、レーザ形状制御部１９がドライバ２０を制御するための、図３の欠陥形状画像Ｄｄと同様の形式の２値化画像データを生成する。すなわち、残存欠陥と見なすべき高さを有する範囲の画素を“１”なる値で表し、それ以外の背景領域に属する画素を“０”なる値で表した２値化画像を、画像処理部１２ｄは生成し、レーザ形状制御部１９に出力する。
【０１６４】
ここで、例えば予め定めた閾値以上の高さを有する範囲を画像処理部１２ｄが残存欠陥の範囲として検出してもよい。あるいは、画像処理部１２ｄは、光検出器３３から出力されたデータにおける高さの分布に基づいて動的に基準を決定し、決定した基準に基づいて残存欠陥の範囲を認識してもよい。いずれにしろ、光検出器３３と画像処理部１２ｄは、ｚ座標に応じて変化する光の検出強度のパターンに基づいてガラス基板２の高さを測定し、測定した高さに基づいて、ガラス基板２上の、高さを有する凸部を残存欠陥として検出する凸部検出手段として機能する。
【０１６５】
なお、２次元走査機構２９によって走査される範囲は、少なくとも最初の欠陥の範囲を包含する。すなわち、図３の欠陥形状画像Ｄｄにおける欠陥部Ｇを包含する範囲が走査の対象に相当する。また、ｚ方向に関しては、上記の間隔Δｚおよび整数Ｎは事前の実験から適宜定められた値でもよい。さらに、ピークの認識のため光検出器３３が適当な補間処理を行ってもよい。なお、ｚ方向の相対移動の開始座標ｚｓについては、図１０とともに後述する。
【０１６６】
また、第４実施形態での高さ情報は、上記のとおり、残存欠陥の範囲の各点の具体的な高さを含む。したがって、高さ情報として得られた残存欠陥の具体的な高さに応じてレーザ発振器１４の出力レベルを変えてもよい。例えば、画像処理部１２ｄあるいは不図示の制御部が、残存欠陥の範囲内における高さの平均値を算出し、平均値が大きいほど高出力でレーザ光が出射されるように、レーザ発振器１４の出力レベルを制御してもよい。平均値以外にも適当な代表値を利用することができる。
【０１６７】
残存欠陥の高さに応じた強度でレーザ発振器１４が修正用のレーザ光を照射することにより、次のような効果が得られる。すなわち、残存欠陥の検出とレーザ照射を繰り返す回数を減らすことができ、修正時間を短縮することができ、高さの低い欠陥に対して必要以上に高出力でレーザ光が照射されなくなるので焦げ目の発生を抑制することができる。
【０１６８】
続いて、第４実施形態におけるレーザリペア装置１０４の動作について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
第１実施形態における図２のフローチャートと図１０との差は、次の２点である。１点目は、図１０の処理の開始直後にステップＳ２０１が実行される点である。２点目は、図２のステップＳ１０６が図１０ではステップＳ２０７に置き換わっている点である。
【０１６９】
この２点以外は、図１０の処理は図２と同様である。すなわち、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１０５が図１０のステップＳ２０２〜ステップＳ２０６に対応し、図２のステップＳ１０７〜ステップＳ１０８が図１０のステップＳ２０８〜ステップＳ２０９に対応する。また、ステップＳ１０７の判断は図１の残存欠陥検出部２２が行い、ステップＳ２０８の判断は図９の画像処理部１２ｄが行うという違いがあるが、３つの場合に分けて判断するという判断基準は同様である。
【０１７０】
よって、以下ではステップＳ２０１とステップＳ２０７についてのみ説明する。
ステップＳ２０１において、コンフォーカルユニットがガラス基板２の標準高さを測定する。
【０１７１】
例えば、第２実施形態と同様に、欠陥を検出して修正する対象である現在の工程において、欠陥あるいは残存欠陥がなければガラス基板２の表面が平らになるはずであるという前提条件が成立する場合、コンフォーカルユニットは次のように動作してもよい。
【０１７２】
すなわち、図９に関して説明した方法により、コンフォーカルユニットがガラス基板２の高さを測定する。２次元走査機構２９によるｘ方向およびｙ方向の走査の範囲は、例えば、撮像部１１の視野の範囲である。また、ｚ方向の相対移動を行う範囲は、ガラス基板２の仕様などに応じて決めてもよい。
【０１７３】
測定の結果、光検出器３３は、測定範囲内の各点の高さを認識する。そこで光検出器３３は、残存欠陥がなければガラス基板２の表面が平らになるはずであるという前提条件から、認識した高さの分布に基づいて、撮像部１１の視野の範囲におけるガラス基板２の標準高さを取得する。
【０１７４】
例えば、残存欠陥の範囲は最初の欠陥の範囲よりも広いことはないので、光検出器３３は、最初の欠陥の範囲外での高さの平均を標準高さとして算出してもよい。
また、図１０は１枚のガラス基板２に関する動作を示すフローチャートだが、ステップＳ２０１は特定の機種の特定の工程に関して予め１回実行するだけでもよく、すなわち個々のガラス基板２についてそれぞれ実行しなくてもよい。つまり、図３の基準画像Ｄｂを撮像するのに用いた、欠陥のないことが予め判明している単位パターンの部分を測定範囲とする高さの測定をコンフォーカルユニットがステップＳ２０１で行うならば、ステップＳ２０１は個々のガラス基板２ごとに繰り返されなくてもよい。
【０１７５】
この場合、光検出器３３が測定の結果として認識した測定範囲内の各点の高さが、各点の標準高さである。したがって、正常に形成された回路パターンによる凹凸がガラス基板２上に存在する場合にも、各点について標準高さと修正対象のガラス基板２の実際の高さとの差から、残存欠陥の有無を検出することが可能である。
【０１７６】
いずれにしろ、ステップＳ２０１により、高さ情報に基づいて残存欠陥の有無を判断するための標準となる高さが測定される。また、光検出器３３は、測定した標準高さを、レーザリペア装置１０４が備える不図示の記憶装置に格納する。
【０１７７】
ステップＳ２０７では、図９に関して説明した方法により、コンフォーカルユニットがガラス基板２の高さを測定する。高さを測定する範囲は、例えば、撮像部１１の視野の範囲でもよく、ステップＳ２０４で検出された最初の欠陥に相当する範囲でもよく、最初の欠陥を包含する最小の矩形の範囲でもよい。また、図９に関して説明したｚ方向の相対移動の開始座標ｚｓは、例えば、ステップＳ２０１で測定された標準高さでもよく、標準高さよりも所定のマージンの分だけ低い高さでもよい。
【０１７８】
ステップＳ２０７において、光検出器３３は、コンフォーカルユニットが測定した測定範囲内の各点の高さを、各点のｘ座標とｙ座標に関連付けて画像処理部１２ｄに出力する。画像処理部１２ｄは、測定範囲内の各点について、光検出器３３から出力された高さから標準高さを減じて差分を算出し、算出した差分に基づいて残存欠陥を検出する。例えば、画像処理部１２ｄは、算出した差分が所定の閾値以上の点からなる範囲を、残存欠陥の範囲として認識し、残存欠陥の位置および範囲を示す２値化画像を生成してレーザ形状制御部１９に出力する。
【０１７９】
図１１は、第４実施形態における残存欠陥の検出について説明する図である。図１１は、ｘｙ平面に垂直なある断面Ｌによる残存欠陥の断面図Ｑと、等高線により残存欠陥を表した平面図を含む。
【０１８０】
図１１において、ステップＳ２０１で測定された標準高さは「ｚ０」と表されている。また、平面図には、高さがｚ１以上の範囲Ｒ１と、高さがｚ２以上の範囲Ｒ２と、高さがｚ３以上の範囲Ｒ３が、断面Ｌを示す直線とともに示されている。
【０１８１】
例えば、予め決められた許容誤差をεとして、ｚ１＝ｚ０＋εの場合、画像処理部１２ｄは、ステップＳ２０７において、「範囲Ｒ１内の各点は、測定された高さと標準高さｚ０との差が許容誤差ε以上であるから残存欠陥の範囲である」と認識する。こうして残存欠陥の範囲Ｒ１を検出すると、画像処理部１２ｄは、範囲Ｒ１内部の画素に“１”なる値を設定し、範囲Ｒ１外部の画素に“０”なる値を設定した２値化画像を生成し、レーザ形状制御部１９に出力する。そして、ステップＳ２０８からステップＳ２０５およびステップＳ２０６へと処理が進むと、領域Ｒ１へのレーザ照射が行われる。
【０１８２】
あるいは、もしｚ２＝ｚ０＋εならば、画像処理部１２ｄは範囲Ｒ２残存欠陥の範囲として検出するであろう。
以上、第４実施形態について説明したが、コンフォーカルユニットの構成は図９に示したものに限らず、コンフォーカルユニットの構成に応じて、ピンホール板３２を他の部品に置き換えることも可能である。
【０１８３】
第４実施形態の図９では、ピンホール３２ａが開けられたピンホール板３２が利用されており、ピンホール３２ａは対物レンズ９の合焦位置以外の位置からの反射光を遮断するための絞りとして機能している。しかし、コンフォーカルユニットによる高さの測定においては、ピンホール板３２の代わりに、対物レンズ９の合焦位置と共役な位置に配置された絞りを有する様々な共焦点絞り部を用いることも可能である。例えば、多数のピンホールが螺旋状に開けられたニポウ（Nipkow）ディスクを共焦点絞り部として利用することもできる。
【０１８４】
以下、図９のピンホール板３２を置き換えた変形例について図１２および図１３を参照して説明する。
図１２は、第４実施形態の変形例で利用される共焦点絞り部の例を示す図である。図１２に例示した４種のディスクは、いずれも不図示のモータにより一定速度で回転される回転式のディスクである。
【０１８５】
スリットディスク５１には、多数のスリットが全面にわたって形成されている。図示したように個々のスリットの形状はライン状である。スリットの代わりに、全面にピンホールがランダムに開けられたディスクを利用することもできる。
【０１８６】
スリットディスク５２は、スリットディスク５１の一部に、光を透過させる開口部５３を設けたものである。開口部５３を設ける理由は次のとおりである。
レーザリペア装置の構成によっては、レーザ発振器１４から出射されたレーザ光の光路上にコンフォーカルユニットのスリットディスク５１を配置する構成もありうる。その場合、欠陥または残存欠陥の修正のために照射されるレーザ光がスリットディスク５１によって遮られないようにする必要がある。そこで、例えば、スリットディスク５１の回転軸を進退自在に支持し、レーザ発振器１４がレーザ光を照射するときにはレーザ光の光路を遮らない位置までスリットディスク５１を後退させるよう、レーザリペア装置を構成することも必要がある。
【０１８７】
しかし、スリットディスク５１の代わりに、開口部５３を有するスリットディスク５２を利用すれば、スリットディスク５１を後退させるための機械的部品が不要となる。なぜなら、レーザ発振器１４がレーザ光を照射するときには、レーザ光の光路が開口部５３を通るように、スリットディスク５２の回転角度を制御するだけでよいためである。
【０１８８】
また、開口部６０、遮光部６１、スリット部６２、遮光部６３が円周方向に順に形成されたスリットディスク５９を利用することもできる。スリット部６２には、スリットディスク５１や５２と同様の複数のライン状のスリットが形成されている。
【０１８９】
同様に、ピンホールディスク６４には、開口部６５、遮光部６６、ランダムピンホールパターン部６７、遮光部６８が円周方向に順に形成されている。ピンホールディスク６４は、スリットディスク５９のスリット部６２を、ランダムに多数のピンホールが開けられたランダムピンホールパターン部６７で置き換えたものである。スリットディスク５９やピンホールディスク６４は、例えば上記の特許文献３に開示された特徴を有するものでもよい。
【０１９０】
以上、図１２に例示した各種の回転式ディスクは、例えば、図１３のように構成されたレーザリペア装置において利用することができる。
図１３は、第４実施形態の変形例におけるレーザリペア装置１０５の構成図である。レーザリペア装置１０５の構成は、図９のレーザリペア装置１０４に比較して単純であり、図１のレーザリペア装置１０１の構成に近い。
【０１９１】
図１３のレーザリペア装置１０５においてはｘ方向およびｙ方向の走査が不要なので、図９のレーザリペア装置１０４との差は、２次元走査機構２９などの構成要素が不要である点である。走査が不要な分、レーザリペア装置１０５は構成が単純化されており、また、残存欠陥の検出にかかる時間が短縮されている。
【０１９２】
また、図１のレーザリペア装置１０１と図１３のレーザリペア装置１０５との違いは、下記のとおりである。
図１３のステージ１ｄと移動・駆動制御部３ｄは、図９のものと同様であり、ガラス基板２と対物レンズ９のｚ方向の相対移動を実現する。
【０１９３】
図１の残存欠陥検出部２２の代わりに、レーザリペア装置１０５には、ビームスプリッタ８と対物レンズ９の間に回転式ディスク３５が設けられている。回転式ディスク３５は、例えば、図１２に示したような、多数のスリットまたは多数のピンホールを有するディスクである。対物レンズ９の光軸上に回転式ディスク３５のスリット、ピンホール、または開口部があれば、光は回転式ディスク３５を通過することができる。なお、回転式ディスク３５は、対物レンズ９の光軸上に位置するスリットまたはピンホールの位置が対物レンズ９のガラス基板２側の合焦位置と共役となるように、ｚ方向の位置が定められ、配置されている。
【０１９４】
画像処理部１２ｅは、レーザリペア装置１０１における画像処理部１２と同様の機能のほかに、レーザリペア装置１０１における残存欠陥検出部２２の一部の機能も果たす。したがって、撮像部１１は、第１実施形態と同様の画像を撮像するだけでなく、さらに画像処理部１２ｅが残存欠陥を検出するために用いる画像の撮像も行う。
【０１９５】
すなわち、回転式ディスク３５が回転している状態で撮像部１１はガラス基板２を複数回撮像し、画像処理部１２ｅは複数の画像に基づいてガラス基板２の高さ情報を取得する。そして、画像処理部１２ｅは、高さ情報に基づいて残存欠陥の有無を検出し、さらに残存欠陥の位置および範囲も認識する。
【０１９６】
つまり、図１３においては、ステージ１ｄ、移動・駆動制御部３ｄ、回転式ディスク３５、撮像部１１、画像処理部１２ｅが、コンフォーカルユニットとして機能し、換言すれば、図１の残存欠陥検出部２２と同等の機能を果たす。また、撮像部１１と画像処理部１２ｅは、対物レンズ９の合焦位置と共役な位置にある絞利を通過した光の強度を検出する光検出手段として機能している。
【０１９７】
例えば、回転式ディスク３５が全面に多数のピンホールをランダムに開けたディスクまたは図１２のスリットディスク５２である場合、図１３のレーザリペア装置１０５における高さ情報の取得は以下のように行われる。
【０１９８】
移動・駆動制御部３ｄの制御のもと、第４実施形態と同様にｚ方向の相対移動を行いながら、照明光源５が照明光を照射している状態で、撮像部１１がガラス基板２の撮像を繰り返す。例えば、第４実施形態と同様に（Ｎ＋１）個の異なるｚ座標に対してそれぞれ撮像が行われるとする。
【０１９９】
この場合、画像処理部１２ｅは、ｘ座標とｙ座標の組で表される各点について、（Ｎ＋１）枚の画像のうちどの画像で最もその点の輝度が高いかを調べる。そして、画像処理部１２ｅは、各点について、最も輝度が高い画像が撮像されたときのｚ座標を、その点の高さとして取得する。あるいは、画像処理部１２ｅは、ｚ座標に応じた輝度の変化のカーブに基づく適当な補間を行って、最も輝度が高くなるはずのｚ座標を算出し、算出したｚ座標を各点の高さとして取得してもよい。
【０２００】
また、回転式ディスク３５が、図１２のスリットディスク５９である場合は、（Ｎ＋１）個の異なるｚ座標に対してそれぞれ、開口部６０を通しての撮像と、スリット部６２を通しての撮像とを撮像部１１が行う。撮像部１１の撮像のタイミングと、スリットディスク５９の回転角度は、不図示のタイミング制御部によって同期がとられている。
【０２０１】
開口部６０を通して撮像された画像は非共焦点像であり、スリット部６２を通して撮像された画像は共焦点像と非共焦点像が合成された像である。よって、画像処理部１２ｅは、各点について、スリット部６２を通して撮像された画像における輝度から、開口部６０を通して撮像された画像における輝度に所定の係数を乗じた積を減じて、差分を計算する。上記の所定の係数は、スリットディスク５９の特性によって定まる定数であり、計算された差分は共焦点像に対応する輝度である。
【０２０２】
こうして、画像処理部１２ｅは、（Ｎ＋１）個の異なるｚ座標に対してそれぞれ、共焦点像に対応する輝度の計算を行う。そして、画像処理部１２ｅは、各点において共焦点像に対応する輝度が最大となるｚ座標を、その点の高さとして取得する。あるいは、画像処理部１２ｅは上記と同様に適当な補間を行ってもよい。
【０２０３】
スリットディスク５９の代わりにピンホールディスク６４を用いる場合も、同様である。
このように、第４実施形態の変形例によれば、ｘ方向およびｙ方向の走査をすることなく、簡易に構成されたコンフォーカルユニットによって、ガラス基板２の高さ情報を取得することができる。
【０２０４】
以上、第４実施形態とその変形例について説明した。続いて、第４実施形態を変形した第５実施形態について説明する。
第５実施形態は、残存欠陥だけでなく欠陥もコンフォーカルユニットを用いて検出する実施形態である。すなわち、第５実施形態において図９のレーザリペア装置１０４の撮像光学系は、検査員による確認用にモニタ１３に表示するための画像を取得するために利用されるのみである。よって、検査員による確認が不要であれば、撮像光学系を省略することもできる。
【０２０５】
そして、図１０のステップＳ２０３とステップＳ２０４が、第５実施形態においては、ステップＳ２０７と同様のコンフォーカルユニットによる高さの測定と、測定された高さに基づく画像処理部１２ｄによる欠陥の抽出に置き換えられる。また、以下に図１４を参照して説明するとおり、高さの測定を１つの欠陥につき１回だけ行うように第５実施形態をさらに変形することも可能である。
【０２０６】
図１４は、第５実施形態の変形例を説明する図である。
図１４の欠陥画像Ｄｋは、図１０のステップＳ２０２で欠陥の位置への相対移動が行われた後、検査員による確認のためにステップＳ２０３において撮像が行われると仮定した場合に、撮像部１１がガラス基板２を撮像して取得する画像の例である。上記のとおり、欠陥画像Ｄｋの撮像は必ずしも必要ではないが、説明の便宜上、図１４には欠陥画像Ｄｋを示した。
【０２０７】
欠陥画像Ｄｋには、正常に形成された回路パターンＣ３〜Ｃ６が写っている。また、欠陥画像Ｄｋは、回路パターンＣ４とＣ５にまたがって生じた欠陥に相当する欠陥部Ｇ２を含む。
【０２０８】
第５実施形態の変形例においては、図１０におけるステップＳ２０４の代わりに、コンフォーカルユニットによる高さの測定が行われる。その結果、図９の画像処理部１２ｄは、光検出器３３からの出力に基づいて、欠陥と見なすべきある高さｚａ以上の範囲Ｒ４を認識する。さらに、画像処理部１２ｄは、適当な間隔Δｚを用いて、高さｚｂ（＝ｚａ＋Δｚ）以上の範囲Ｒ５を認識し、高さｚｃ（＝ｚｂ＋Δｚ）以上の範囲Ｒ６およびＲ７を認識する。なお、この例では、高さｚｄ（＝ｚｃ＋Δｚ）以上の範囲は存在しない。
【０２０９】
図１４の等高線図Ｄｌは、説明の便宜上、回路パターンＣ３〜Ｃ６とあわせて、これらの範囲Ｒ４〜Ｒ７を等高線で表現した図である。
画像処理部１２ｄは、範囲Ｒ４を最初の欠陥の範囲として認識し、範囲Ｒ４を修正対象として示す２値化画像を生成して、レーザ形状制御部１９に出力する。そしてステップＳ２０５およびステップＳ２０６により、範囲Ｒ４に相当するガラス基板２上の範囲にレーザ光が照射される。
【０２１０】
第５実施形態の変形例においては、その後は、改めて残存欠陥の検出のためのコンフォーカルユニットによる測定は行われない。つまり、ステップＳ２０７は第５実施形態の変形例においては削除される。
【０２１１】
また、ステップＳ２０８における判断は、現在の修正対象の範囲Ｒ４を規定する高さｚａよりもΔｚだけ高い高さｚｂ以上の範囲が存在するか否か、という判断に置き換えられる。図１４の例では、高さｚｂ以上の範囲Ｒ５が存在するので、範囲Ｒ４に対する修正の後に残存欠陥が存在すると画像処理部１２ｄは判断する。
【０２１２】
このような判断を行う理由は、欠陥または残存欠陥が厚いほど、より多くのレーザ光を照射しないと欠陥または残存欠陥を除去することができないためである。よって、レーザ発振器１４の出力レベルを上記の間隔Δｚに応じた適切な値に定めておくことにより、範囲Ｒ４に対するレーザ照射の後には、近似的に次の２点が成立すると期待される。
【０２１３】
・範囲Ｒ４に含まれるが範囲Ｒ５には含まれない部分は、それほど欠陥の厚みがないので、１回のレーザ照射で除去された。
・範囲Ｒ５に含まれる部分は、ある程度欠陥に厚みがあるので、１回のレーザ照射ではおよそ厚みΔｚの分だけ除去されて高さが低くなったが、まだ残存欠陥として残っている。
【０２１４】
そこで、画像処理部１２ｄは、認識済みの範囲Ｒ５を残存欠陥の範囲として認識し、範囲Ｒ５を修正対象として示す２値化画像を生成して、レーザ形状制御部１９に出力する。そしてステップＳ２０５およびステップＳ２０６により、範囲Ｒ５に相当するガラス基板２上の範囲にレーザ光が照射される。
【０２１５】
続いて、ステップＳ２０８の判断の代わりに、上記と同様に、高さｚｃ（＝ｚｂ＋Δｚ）以上の範囲が存在するか否かを画像処理部１２ｄは判断する。範囲Ｒ６とＲ７が存在するので、画像処理部１２ｄは、範囲Ｒ６とＲ７を残存欠陥の範囲として認識し、範囲Ｒ６とＲ７を修正対象として示す２値化画像を生成して、レーザ形状制御部１９に出力する。そしてステップＳ２０５およびステップＳ２０６により、範囲Ｒ６とＲ７に相当するガラス基板２上の範囲にレーザ光が照射される。
【０２１６】
続いて、ステップＳ２０８の判断の代わりに、上記と同様に、高さｚｄ（＝ｚｃ＋Δｚ）以上の範囲が存在するか否かを画像処理部１２ｄは判断する。そのような範囲は存在しないので、画像処理部１２ｄは残存欠陥が残っていないと判断し、処理はステップＳ２０９に移行する。
【０２１７】
上記のように、第５実施形態の変形例では、コンフォーカルユニットによる高さの測定は、１つの最初の欠陥につき１回だけ行われる。換言すれば、欠陥に対する修正の後にさらに修正すべき残存欠陥が存在するか否かという判断は、欠陥へのレーザ照射の前に行われた測定で得られた高さ情報にのみ基づいており、レーザ照射のたびに新たな高さ情報を取得するための測定が行われるわけではない。
【０２１８】
ただし、上記のとおり、近似的な予測に基づいて残存欠陥の有無を判断しているので、実際には残存欠陥の範囲が予測どおりではない場合もある。例えば、上記の例において、範囲Ｒ５に対するレーザ照射の後に、仮に撮像部１１がガラス基板２を撮像したとすると、図１４の残存欠陥画像ＤｍあるいはＤｎのような画像が得られるかもしれない。なお、残存欠陥画像ＤｍとＤｎには、理解の助けとするために範囲Ｒ４を点線で表してある。
【０２１９】
残存欠陥画像Ｄｍは、回路パターンＣ４とＣ５にまたがる実際の残存欠陥に相当する残存欠陥部Ｇ３を含む。上記の近似的な予測によれば、この段階では範囲Ｒ６とＲ７に残存欠陥があるはずなので、予測は外れている。
【０２２０】
また、残存欠陥画像Ｄｎは、回路パターンＣ４と一部重複する残存欠陥部Ｇ４と、回路パターンＣ５と一部重複する残存欠陥部Ｇ５とを含むという点で、上記の近似的な予測と同様である。しかし、詳細な形状においては、範囲Ｒ６と残存欠陥部Ｇ４は異なり、範囲Ｒ７と残存欠陥部Ｇ５は異なる。よって、この場合も、正確には予測は外れている。
【０２２１】
したがって、第５実施形態のこの変形例においては、例えば、残存欠陥が存在しないと画像処理部１２ｄが判断した段階で、撮像部１１がガラス基板２を撮像し、画像処理部１２ｄを介してモニタ１３が撮像された画像を表示してもよい。そして、検査員がモニタ１３を見て、修正すべき残存欠陥の実際の有無を確認し、レーザリペア装置１０４に再修正の要否を指示してもよい。
【０２２２】
また、説明の簡略化のため、上記では高さｚａ、ｚｂ、ｚｃの間隔が等間隔Δｚであると仮定したが、間隔は異なっていてもよい。例えば、図１４の例では画像処理部１２ｄが、高さｚａ以上の範囲を最初の欠陥として認識し、高さｚｂ以上の範囲を１回目の残存欠陥として認識し、高さｚｃ以上の範囲を２回目の残存欠陥として認識するが、高さｚａ、ｚｂ、ｚｃの間隔は不等間隔でもよい。画像処理部１２ｄは、最初の欠陥の範囲内における高さの勾配などに応じて動的に高さｚｂおよびｚｃを決定してもよく、その結果、高さｚａ、ｚｂ、ｚｃの間隔が不等間隔となってもよい。その場合、高さｚａ、ｚｂ、ｚｃの間隔に応じて、画像処理部１２ｄまたは不図示の制御部が、レーザ発振器１４の出力レベルを制御することが好ましい。
【０２２３】
以上、第５実施形態とその変形例について説明した。続いて、第６実施形態について説明する。第６実施形態は、非接触式の高さ測定センサを利用して残存欠陥を検出する実施形態である。
【０２２４】
すなわち、第６実施形態では、レーザ測長器などの非接触式の高さ測定センサが、ガラス基板２の高さを測定するために図１の残存欠陥検出部２２として利用される。
例えば、図２のステップＳ１０６においてレーザ測長器は、ガラス基板２の表面の撮像視野内の範囲の高さを測定する。なお、レーザ測長器は、測定範囲内を適当な間隔でサンプリングした複数の点の高さを測定する。測定結果が、第６実施形態における高さ情報である。そして、レーザ測長器は、ガラス基板２の表面における標準高さよりも所定の閾値以上高い部分を、高さを有する残存欠陥として検出し、検出した残存欠陥の位置および範囲を、図１の画像処理部１２に通知する。
【０２２５】
標準高さは、図１０のステップＳ２０１のようにレーザ測長器が事前に測定して得られる値でもよい。あるいは、ステップＳ１０６において動的に、高さを測定する対象範囲内における高さの分布から、レーザ測長器が標準高さを決定してもよい。標準高さの測定においても、レーザ測長器は、測定範囲内を適当な間隔でサンプリングした複数の点の高さを測定する。
【０２２６】
以上、第６実施形態について説明した。続いて、第６実施形態を変形した第７実施形態について説明する。第７実施形態は、残存欠陥だけでなく欠陥も非接触式の高さ測定センサを利用して検出する実施形態である。
【０２２７】
すなわち、第７実施形態において図１のレーザリペア装置１０１の撮像光学系は、検査員による確認用にモニタ１３に表示するための画像を取得するために利用されるのみである。そして、図２のステップＳ１０２とステップＳ１０３が、第７実施形態においては、例えばレーザ測長器などの高さ測定センサによる欠陥の抽出処理に置き換えられる。高さ測定センサによる欠陥の抽出は、第６実施形態において残存欠陥を抽出する方法と同様なので、説明を省略する。
【０２２８】
以上、第１〜第７実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、さらに様々に変形可能である。
例えば、レーザリペア装置における、ビームスプリッタやレンズなどの光学素子の配置は図に例示したものに限らない。また、欠陥を検出する方法と残存欠陥を検出する方法の組み合わせは任意であり、上記の第１〜第７実施形態に例示した組み合わせに限らない。また、矛盾の生じない限りは、ある実施形態について例示した変形例と同様の変形を他の実施形態に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２２９】
【図１】第１実施形態によるレーザリペア装置１０１の構成図である。
【図２】第１実施形態におけるレーザリペア装置１０１の動作を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における欠陥の検出に利用される画像の例を示す図である。
【図４】第２実施形態によるレーザリペア装置１０２の構成図である。
【図５】第２実施形態において残存欠陥の検出に利用される画像の例を示す図である。
【図６】第３実施形態によるレーザリペア装置１０３の構成図である。
【図７】第３実施形態における残存欠陥の検出について説明する図である。
【図８】第３実施形態において利用される投影パターンの例を示す図である。
【図９】第４実施形態によるレーザリペア装置１０４の構成図である。
【図１０】第４実施形態におけるレーザリペア装置１０４の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第４実施形態における残存欠陥の検出について説明する図である。
【図１２】第４実施形態の変形例で利用される共焦点絞り部の例を示す図である。
【図１３】第４実施形態の変形例におけるレーザリペア装置１０５の構成図である。
【図１４】第５実施形態の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【０２３０】
１、１ｄ  ステージ
２  ガラス基板
３、３ｄ  移動・駆動制御部
４  基板検査装置
５  照明光源
６、１８、２４  リレーレンズ
７、８、１５、２８、３４  ビームスプリッタ
９  対物レンズ
１０  結像レンズ
１１  撮像部
１２、１２ｂ〜１２ｅ  画像処理部
１３  モニタ
１４  レーザ発振器
１６、２７  ミラー
１７  ＤＭＤユニット
１９  レーザ形状制御部
２０  ドライバ
２１  リペア位置確認用光源
２２  残存欠陥検出部
２３  照明光源
２５  投影パターン格子
２６  レーザ光源
２９  ２次元走査機構
３０、３１  集光レンズ
３２  ピンホール板
３２ａ  ピンホール
３３  光検出器
３５  回転式ディスク
５１、５２、５９  スリットディスク
５３、６０、６５  開口部
６１、６３、６６、６８  遮光部
６２  スリット部
６４  ピンホールディスク
６７  ランダムピンホールパターン部
１０１〜１０５  レーザリペア装置
Ｃ１〜Ｃ６  回路パターン
Ｄａ、Ｄｋ  欠陥画像
Ｄｂ  基準画像
Ｄｃ、Ｄｆ  差分画像
Ｄｄ  欠陥形状画像
Ｄｅ、Ｄｈ、Ｄｍ、Ｄｎ  残存欠陥画像
Ｄｇ  影形状画像
Ｄｉ  パターン光形状画像
Ｄｊ  パターン光形状基準画像
Ｄｌ  等高線図
Ｇ、Ｇ２  欠陥部
Ｇｂ、Ｇ３〜Ｇ５  残存欠陥部
Ｈ  影部
Ｉａ、Ｉｂ  パターン
Ｌ  断面
Ｐａ〜Ｐｄ  投影パターン
Ｑ  断面図
Ｒ１〜Ｒ７  領域
【図２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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