CN101412151A - 激光加工装置以及激光加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光加工装置以及激光加工方法，即使处于无法避开动作异常的微小镜片进行被加工物的加工的状态下，也能确保规定的照射区域，从而能持续使用。该激光加工装置具有：空间调制元件，其由多个微小可动元件排列构成，使得以期望形状向被加工物照射从激光光源射出的激光束；投射光学系统，其配置成空间调制元件与被加工物处于共轭的位置上；根据照射前所设定的照射区域来控制空间调制元件的动作的单元；检测构成空间调制元件的微小可动元件中动作异常的微小可动元件的单元；以及，在被检测出动作异常的微小可动元件的位置与照射区域重合的情况下，控制成使用未检测出动作异常的区域分多次照射被加工物的单元。

Description

激光加工装置以及激光加工方法

技术领域

本发明涉及数字微镜器件所代表的使用了微小镜片阵列等空间调制元件的激光加工装置，尤其涉及在制造液晶显示装置等的基板的过程中，通过摄像来提取基板上的缺陷区域，按照该缺陷区域的形状进行校正的激光校正装置。

背景技术

以往，在激光加工装置中已知有如下装置：通过多个微小镜片来切换向被加工物照射的激光束，改变所照射激光束的范围、图案来进行加工。

在这种激光加工装置中，由于向具有微小面积的微小镜片表面上照射高输出的激光束，因而微小镜片易于随时间流逝而劣化，一旦微小镜片发生劣化，例如就会使微小镜片的镜面倾斜失常而使激光束的照射位置发生错位，存在会引起加工区域上的不合格加工或破坏不需要加工的区域或已完成加工的区域的问题。

为了解决这种问题，公开了如下的曝光装置(例如参见专利文献1)，当作为由多个微小镜片构成的微小镜片阵列之一的数字微镜器件(DigitalMicromirror Device；以下简称为DMD)发生劣化的情况下，该曝光装置通过移动设置于DMD或者激光束的入射侧的掩模，能够将激光束照射区域移动到未产生劣化的DMD上。而且，作为测定该劣化状态的方式的例子，已经公开了如下结构：通过激光束射出时间累计计数器来推定劣化状态的结构，在相当于被描绘介质的位置上测定光能，根据光能的降低来检测劣化状态的结构、，以及通过设置每个描绘区域上的光检测器来测定散射光，根据该增大的变化来检测劣化状态的结构。

还公开了如下结构，采用比用于激光束照射的范围要大的DMD，对微小镜片的反射光中向远离被加工物的方向偏转的激光束进行摄像，从而检测微小镜片的劣化元件，不使用所检测到的劣化元件而使DMD整体滑动，以避开劣化元件的方式改变照射区域，从而提高加工可靠性(例如参见专利文献2)。

[专利文献1]日本专利公开公报特开2004-191660号(第4-8页、图7、图10、图13)

[专利文献2]日本专利公开公报特开2006-227198号

但是，在使用上述那样的现有微小镜片阵列的激光加工装置中，一旦劣化元件增多而遍及DMD整个表面都产生劣化元件，则即使滑动了微小镜片阵列，有时也会在无法避免恶化元件时而无法进行加工，由于该时间会停止激光加工装置，在更换新的微小镜片阵列之前都无法使用激光加工装置，因此存在着例如当在被加工物的生产线内使用激光加工装置的情况下必须停止生产线的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种激光加工装置以及激光加工方法，即使处于不能以避开动作异常的微小镜片的方式进行被加工物的加工的状态下，也能确保规定的照射区域，从而能持续使用。

为了解决上述问题，本发明采用了如下所述构成。

即，根据本发明的一个方面，本发明的激光加工装置的特征在于，该光加工装置具有：空间调制元件，其由多个微小可动元件排列构成，使得以期望的形状向被加工物照射从激光光源射出的激光束；投射光学系统，其配置成上述空间调制元件与上述被加工物处于共轭的位置上；照射区域控制单元，其根据照射前所设定的照射区域，控制上述空间调制元件的动作；动作异常元件检测单元，其检测构成上述空间调制元件的微小可动元件中动作异常的微小可动元件；以及控制单元，在通过上述动作异常元件检测单元检测出动作异常的微小可动元件的位置与上述照射区域重合的情况下，该控制单元控制为：使用未检测出上述动作异常的区域分多次向上述被加工物进行照射。

根据本发明，在被检测出动作异常的微小可动元件的位置与照射区域重合的情况下，能够使用仅包含未检测出动作异常的微小可动元件的正常区域，分多次向被加工物进行照射，因此，即使处于无法以避开动作异常的微小镜片的方式进行被加工物的加工的状态下，也能确保规定的照射区域，从而持续地使用激光加工装置。

附图说明

图1是用于说明本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的概要构成的示意构成说明图。

图2是用于说明本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的缝的构成的说明图。

图3是用于说明本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的微小镜片阵列的剖面方向上的构成和动作的剖面说明图。

图4是表示从反射面侧观察本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的微小镜片阵列的情形的示意俯视说明图、以及表示用于说明其动作的表示被加工物上的图像的一个例子的俯视说明图。

图5是用于说明本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的摄像元件所获得的图像的一个例子的示意说明图。

图6是示意性表示使用/不使用以及劣化/正常的微小镜片的例子的图。

图7是表示将数据的矩阵分为2部分的例子的图。

符号说明

1：激光光源(光源部)                   2、2A、2B：激光束

3：照明光学系统                       4：DMD(微小镜片阵列)

4a：可动镜面(可动反射面)              4b：可动镜片排列面

4A：导通状态镜片                      4B：截止状态镜片

4C、4D：可动镜面                      5：聚光透镜(投射光学系统)

6：波长选择镜片                       7：物镜(投射光学系统)

8：可见光照明部                       9：试样(被加工物)

10：中继光学系统(检测光学系统)

11：衰减滤波器                                12：第2摄像元件(摄像元件)

13：第2图像处理部(偏转动作检测单元)

14：控制器(曝光控制单元)                      15：致动器驱动器

16：2轴变位致动器(移动单元)

17：摄像光学系统(检测光学系统)

18：第1摄像元件                               19：第1图像处理部

20：照明反射光                                21：投影区域

22a、22b：图案                                23a、23b：没有图像的区域

24A、24B、24C、24D：照射区域

25：缝(スリツト)；                            25A、25B缝部件

26：区域控制器                                27：警告单元

44、45：图案                                  46：区域

50：激光加工装置                              100、101：控制信号

102、104：数据                                105图像数据

106、107、108：控制信号                       109：区域分割指令

110：警告指令                                 114：移动控制信号

200：实线

具体实施方式

下面参照附图说明本发明实施方式。在全部附图中，对不同实施方式中的相同或相应部件赋予相同的符号，省略共同的说明。

[第1实施方式]

对本发明的第一实施方式涉及的激光加工装置进行说明。

图1是用于说明本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的概要构成的示意构成说明图。图2是用于说明本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的缝的构成的说明图。图3是用于说明本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的微小镜片阵列的剖面方向上的构成和动作的剖面说明图。图4是表示从反射面侧观察本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的微小镜片阵列的情形的示意俯视说明图、以及表示用于说明其动作的表示被加工物上的图像的一个例子的俯视说明图。图5是用于说明本发明第1实施方式涉及的激光加工装置的摄像元件所获得的图像的一个例子的示意说明图。

图1中，激光加工装置50具有激光光源1(光源部)、照明光学系统3、数字微镜器件(DMD)4(微小镜片阵列)、聚光透镜5、波长选择镜片6、物镜7、中继光学系统10、衰减滤波器11、第2摄像元件12(摄像元件)、第2图像处理部13(偏转动作检测单元)、控制器14(发光控制单元)、致动器驱动器(actuator driver)15、2轴变位致动器16(移动单元)、摄像光学系统17、第1摄像元件18、第1图像处理部19、缝25、区域控制器26以及警告单元27。而且，激光加工装置50向试样9(被加工物)上投影形成了规定图案的、具有规定的光输出和波长的激光束2A，通过该光能来加工试样9的表面。利用光能的加工例如可列举加热、熔融、气化、切断、曝光记录等。

激光光源1产生用于加工试样9的激光束2。激光束2的光输出和波长是按照试样9的加工部分的材质的光吸收的波长特性，被设定为加工效率良好的光输出和振荡波长的。对激光束2的点亮、熄灭、调制等发光控制是由后述的控制器14所生成的控制信号101来进行的。

例如对在液晶基板等玻璃基板上施加掩模的光致抗蚀剂膜进行加工的情况下，优选使用YAG激光(基本波长λ1＝1.064μm(微米))作为激光光源1，以脉冲宽度在几nsec左右、峰值输出在几MW左右的脉冲来振荡第2、第3、第4高次谐波(波长分别为λ2＝532nm、λ3＝355nm、λ4＝266nm)。

照明光学系统3通过使激光光源1所形成的激光束2成为剖面强度分布均匀的大致平行光束的光学系统构成，配置于激光束2的光路上。作为这种照明光学系统3的构成，例如已知有使用了复眼透镜、衍射元件、非球面透镜、万花筒式杆等的各种结构，因此可以根据需要采用任意构成。

缝25配置在激光光源1与DMD 4之间，在光学上设计成：仅穿过缝25的开口部的激光束2入射到DMD 4。

如图2所示，缝25由缝部件25和25B这2个部件构成。它们安装在未图示的XY平台机构上，不仅能分别通过电动机在XY轴向上进行控制，还能同时在X0Y0方向上进行控制。通过这些XY平台机构，实现了改变DMD 4的开口部的大小或是滑动开口部的中心位置的控制。并且，此时的驱动分解能与至少构成DMD 4的微小镜片的像素尺寸相同，XY方向的移动范围是在一次激光照射下可使用的DMD 4的区域内的哪个微小镜片都能单独照射的范围。

虽然没有特别限定开口部的形状，然而为了进一步减小激光束2的照射区域的面积和微小镜片使用区域的面积之差，优选尽可能匹配微小镜片的配置形状。也就是说，如果是呈矩阵状配置有微小镜片的结构则开口部也为矩形，如果是呈放射状配置有微小镜片的结构则开口部也为放射状。

一旦输入了控制数据，则与此对应地使缝25的开口部扩大缩小以及滑动，控制为仅向所输入的区域照射激光束2。

作为空间调制元件的DMD 4是各自的倾角能独立切换的多个可动镜面4a(参见图3)在可动镜片排列面4b上大致没有间隙地进行2维排列得到的微小镜片阵列。

各可动镜面4a的倾角的切换是通过后述的由区域控制器26所生成的控制信号106来进行的。当控制信号106选择了导通状态时，则可动镜面4a成为相对于可动镜片排列面4b倾斜了倾角

的导通状态镜片4A。另外，当控制信号106选择了截止状态时，则同样成为倾斜了倾角

的截止状态镜片4B。

而且，在导通状态镜片4A中，激光束2在朝向试样9的第1方向上偏转为激光束2A；在截止状态镜片4B中，激光束2在离开试样9的第2方向上偏转为激光束2B。

本第1实施方式中，如图3所示，说明了如下情况下的例子，第1方向为可动镜片排列面4b的法线方向，第2方向为相对于可动镜片排列面4b的法线倾斜了角度θ_o的方向。

此处，激光束2的入射方向是不同于第1方向的方向。而且，倾角

是隔着可动镜片排列面4b而彼此朝向反方向倾斜的倾角。因而下式(1)和式(2)成立。

           式(1)

       式(2)

这里，角度θ_i是激光束2相对于可动镜片排列面4b的入射角，是除0度以外的角度。

可动镜片排列面4b的大小构成为充分大于通过照明光学系统3而使剖面强度分布均匀的激光束2的光束直径，并且各可动镜面4a构成为充分小于激光束2的光束直径。

DMD 4例如能采用与使用于投影仪等上的构成相同的构成。即能采用如下等构成：通过MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)技术，采用以大小为10微米(μm)的角的程度在可动镜面4a的表面上蒸镀金属膜等而形成高效率的反射面，将形成了高效率的反射面的可动镜面4a排列成例如800×600个左右的阵列状，分别能相对于可动镜片排列面4b倾斜±12度左右的倾角

激光束2的光束剖面的大小、形状和可动镜片排列面4b的大小能按照加工种类或被加工物等形成为适当的形状、大小，作为一个例子，可采用激光束2具有光束直径为

为3mm的圆形剖面，可动镜片排列面4b的大小为8mm×6mm左右的结构。

聚光透镜5与物镜7构成投射光学系统，该投射光学系统用于将照射到DMD4上的激光束2中的激光束2A投射到试样9上，设置成可动镜片排列面4b与试样9的加工面处于共轭的状态。另外，可动镜片排列面4b与试样9的加工面可以形成为大致垂直于光轴。即便加工面相对于于光轴倾斜，但是只要所加工的部分在允许的范围内即可，可动镜片排列面4b只要处于通过1个镜面的大小和投射光学系统的NA来确定的焦点深度内的倾斜就能允许。

为了构成这种投射光学系统，例如采用像侧成为无限远设计的光学系统作为物镜7，物体侧焦点位置配置在试样9上的位置；还能将与物镜7同样进行了无限远设计的透镜作为聚光透镜5并配置在物体侧焦点位置在可动镜面4a上的位置。

即，通过该投射光学系统，被导通状态镜片4A反射的激光束2A投射在试样9上，与导通状态镜片4A的配置对应的适当倍率下的图像图案形成在试样9上。

另一方面，试样9的附近设置有用于通过可见光对试样9进行照明的可见光照明部8。作为可见光照明部8，例如能采用波长分布在可见光波长较长的区域到红外区域的卤素灯等。

另外，在聚光透镜5与物镜7的中间部分的光路上配置有波长选择镜片6，该波长选择镜片6大致100％地使激光束2A的波长光透射，大致100％地反射可见光照明部8的可见波长区域上的光。

因此，当通过可见光照明部8照射的照明光被试样9漫反射而形成了照明反射光20时，则照明反射光20会被物镜7聚光，在投射光学系统的光路上逆行而到达波长选择镜片6，由波长选择镜片6反射而从投射光学系统分支。

在通过波长选择镜片6所分支的照明反射光20的光路上，沿着光路依次配置有摄像光学系统17、第1摄像元件18。

摄像光学系统17是用于在规定的成像面上使入射光的像成像的光学系统，例如采用物体面被设定为无限远的光学系统。在该第1实施方式中，由于照明反射光20为入射光，因此试样9的图像会成像在成像面上。

第1摄像元件18将摄像面配置在摄像光学系统17的成像面上，是通过例如CCD等构成的摄像元件。而且，其与第1图像处理部19电连接，对通过摄像光学系统17所投影的像进行光电转换，能作为图像数据105发送给第1图像处理部19。

第1图像处理部19与区域控制器26电连接，能将表示DMD 4的各可动镜面4a的导通/截止状态的数据102发送给区域控制器26。

区域控制器26(照射区域控制单元)用于生成控制信号106，该控制信号106用于通过第1图像处理部19，根据从第1摄像元件18发送来的图像数据105计算出试样9上需要加工的部位的位置，从阵列排列中选择与该部位对应的可动镜面4a作为导通状态镜片4A，将与除此以外的部位对应的可动镜面4a作为截止状态镜片4B。另外，确定从第1图像处理部19接收到的数据102的矩阵的大小，将控制信号106传送到DMD4进行控制。

此处，所谓的矩阵例如是指由位于光学上共轭的位置上的DMD4进行投影时，根据微小镜片对试样9上应被照射的区域进行确定的区域。

进而，区域控制器26以来自第1图像处理部19和后述的第2图像处理部13的信息为基础，管理构成DMD 4的各微小镜片的劣化程度，按照该程度进行DMD 4的使用模式的切换。使用模式中包括通常模式和劣化对应模式。

DMD 4没有劣化的期间为通常模式，矩阵的大小不变地将数据102传送到DMD 4。但是，当从控制器14接收到区域分割指令109时，则转移到劣化对应模式，在这种情况下分割数据102的矩阵。也就是说，分割试样9上的缺陷区域。而且，通过分割将矩阵的尺寸减小再传送，并同时向警告单元27发送警告指令110。

对于区域控制器26的图像处理，只要能根据试样9的图像计算出需要加工的部位就能应用任意的图像处理。例如能采用如下的图像处理：设定与所加工的部位和加工不合格或未加工的部位之间的亮度差对应的阈值，对试样9上的图像进行2值化，与预先设定的应该加工的部位的形状进行比较，从而计算出因加工不合格或未加工而需要加工的部位的位置。

例如，如图4(b)所示，2值化后的图像分布在斜线所示的范围内，可获得图案22a、22b。这里，为了便于观察而以正方形来图示激光束2的照射范围。实际上的照射范围的形状也可以是例如圆形或矩形等其他形状。

另一方面，该图像上任意的区域与可动镜面4a的阵列状的排列对应地，通过导通状态镜片4A被分割到激光束2A分别到达的棋盘状的投影区域21上。例如，作为分别将各区域的中心坐标和将激光束2A引导到各投影区域21上的可动镜面4a的面号码对应起来的排列数据进行存储。

另一方面，应加工部位的信息还被赋予给每个投影区域21，例如，作为没有图像的区域23a、23b是否为应该加工的区域的信息存储在区域控制器26中。

因此，通过对各投影区域21上的图像分布和是否为应该加工部位的信息进行比较判定，从而判定加工不合格或未加工的部位。不论区域23a、23b是否为应该加工的部位，只要判定出是未加工的区域，就切换与区域23a、23b对应的可动镜面4a、4a的倾角，生成使之为导通状态镜片4A、4A的控制信号106。

在本例子中，与区域23a、23b对应的可动镜面4a在图4(a)中分别成为可动镜面4C、4D。

中继光学系统10是用于通过按照第2摄像元件12的灵敏度使激光束衰2B减到适当光量的衰减滤波器11向第2摄像元件12上投影激光束2B的光学系统，被设置为使得可动镜面4a与第2摄像元件12的摄像面具有共轭的关系。

衰减滤波器11能优选采用例如将铝等金属膜蒸镀在玻璃上的反射型衰减滤波器，或使用对电介质进行层叠蒸镀而成的电介质多层膜的衰减滤波器等。

中继光学系统10和衰减滤波器11构成该第1实施方式的检测光学系统。

第2摄像元件12的摄像面配置在中继光学系统10的像面上，是例如由CCD等构成的摄像元件。而且，第2摄像元件12与第2图像处理部13电连接，对通过中继光学系统10投影的像进行光电转换，作为图像数据103发送给第2图像处理部13。

第2图像处理部13根据从第2摄像元件12发送来的图像数据103，指定各可动镜面4a中成为截止状态镜片4B的镜片，生成数据104，发送到与第2图像处理部13电连接的控制器14。

用于指定截止状态镜片4B的图像处理例如能采用如下的图像处理：设定为略低于通过截止状态镜片4B反射而在中继光学系统10、衰减滤波器11中透射的激光束2B的亮度的阈值，对通过第2摄像元件12进行摄像的图像进行2值化，将阈值以上的区域与DMD 4上的可动镜面4a的排列位置关联起来。

例如，在进行与图4(b)的图案22a、22b对应的加工的情况下，正常加工时，由于在除此以外的区域中可动镜面4a为截止状态镜片4B，因而可通过第2摄像元件12获得翻转了图案22a、22b的图案44(参见图5(a))。反之，当获得了图案44时，则将与图案44对应的位置上的可动镜面4a判定为截止状态镜片4B。

控制器14是用于进行激光加工装置50的整体控制的控制部，分别与区域控制器26、第2图像处理部13、激光光源1、致动器驱动器15电连接。

控制器14的主要控制包括发光控制、偏转动作检测控制和照射区域移动控制。

发光控制中切换如下模式，即：通过加工试样9所需的激光能(光输出)进行点亮的加工模式，以及以即便激光束2到达试样9也不会引起试样9变化的程度下的低输出进行发光的事前发光模式(先前发光模式)。并且，也可以取代激光光源1的事前发光模式，在激光光源1与照明光学系统2之间设置半镜等反射光学元件，设置对于LED等激光而言输出足够低的光源来使其发光，使得与激光光源1对DMD 4的照射同样地进行照射。

在加工模式中，所进行的发光控制中进行例如峰值输出为P₂且振荡周期为几nsec左右的脉冲振荡。另外，在事前发光模式中，所进行的发光控制中进行例如峰值输出为P₁且振荡周期相同的脉冲振荡。

在该第1实施方式中，偏转动作检测控制中，比较通过区域控制器26接收到的数据102和来自第2图像处理部13的数据104，判定DMD 4的偏转动作状态，在检测到偏转动作异常的情况下进行照射区域移动控制。因而，该第1实施方式的控制器14同时作为偏转动作检测单元。

照射区域移动控制中，通过致动器驱动器15来驱动2轴变位致动器16，沿着可动镜片排列面4b的面内使DMD 4进行2维移动。

并且，检测光学系统、第2摄像元件12、第2图像处理部13、控制器14构成异常动作元件检测单元。

2轴变位致动器16(空间调制元件滑动机构)是用于在沿着可动镜片排列面4b的平面内，以不改变可动镜面4a相对于激光束2的倾角的方式移动DMD 4的移动单元，其通过从致动器驱动器15接收移动控制信号114而在2轴方向上进行驱动。移动方向上的最小移动量被设定为至少能正确地移动可动镜面4a的一个单位。

另外，2轴变位致动器16将滑动范围设置成：也能通过DMD 4右下端的微小镜片来照射与被加工面上的DMD 4左上端的微小镜片的照射位置相同的照射位置。

关于致动器的种类能选择适当的结构。例如能采用组合了通过滚珠丝杠送给机构或线性电动机等向1个轴向驱动的致动器的机构。

致动器驱动器15是用于按照来自控制器14的控制信号100，生成用于驱动2轴变位致动器16的移动控制信号114的驱动器。

警告单元27接收来自区域控制器26的警告指令110，使用对话、信号塔等，向激光加工装置50的使用者告知DMD 4劣化的情况。该接收的警告指令110的信息被保持到更换DMD 4为止，其间将持续进行警告。更换DMD 4之后清除警告指令110的信息。

下面，说明本第1实施方式的激光加工装置50的动作。

首先，对通常模式下的激光加工工序进行说明。

为了通过激光加工装置50进行加工，需要接通未图示的电源开关而进行适当的初始化，设置试样9。

DMD 4进行了初始化后，各可动镜面4a的倾角被设为图3所示的

，并设定为截止状态镜片4B。

可见光照明部8点亮后，则如图1所示，照明光由试样9反射，通过物镜7来聚集由可见光构成的照明反射光20。而且，大致100％地在波长选择镜片6上被反射，并向摄像光学系统17入射，试样9的像在第1摄像元件18的摄像面上成像。

从第1摄像元件18向第1图像处理部19发送图像数据105，根据试样9的图像获得应该加工的部位的信息。

获得图4(b)所示的图案22a、22b的图像，根据存储在区域控制器26中的信息，将区域23a、23b判定为加工不合格部。

例如，加工不合格部是电路图案的短路部或突出的无用图案，需要进行加热和升华等加工，消除图案22a、22b的短路部或无用图案。

于是，为了向区域23a、23b照射激光束2A，区域控制器26向DMD4发送控制信号106，该控制信号106将与这些区域对应的可动镜面4a作为导通状态镜片4A。另外，第1图像处理部19将导通状态镜片4A的设定信息作为数据102发送到区域控制器26。

下面，对作为导通状态镜片4A的可动镜面4a是图4(a)的可动镜面4C、4D的情况进行说明。

DMD 4接收到控制信号106后，将可动镜面4C、4D设置为倾角

，并作为导通状态镜片4A。此处，假设可动镜面4C已达到使用寿命，会引起异常动作而无法被控制为正确的倾角。

另一方面，激光光源1通过控制器14点亮激光束2，通过照明光学系统3调整为剖面强度均匀，以事前发光模式来照射DMD 4。例如，照射在图4(a)所示的照射区域4A上。而且，按照各可动镜面4a的倾角分割为激光束2A、2B。在该第1实施方式中，可动镜面4C会引起异常动作，成为截止状态镜片4B。

可动镜面4D正常进行动作，因此被设置为导通状态镜片4A。

因此，通过可动镜面4D而偏转的激光束2A被聚光透镜5聚集，大致100％地在波长选择镜片6中透射，通过物镜7聚集，到达试样9上，再照射到图4(b)的区域23b上。

另一方面，通过截止状态镜片4B反射的激光束2B在中继光学系统10、衰减滤波器11中透射并投影在第2摄像元件12上，例如，拍摄到图5(b)所示的图案45那样的像，作为图像数据103发送给第2图像处理部13。

第2图像处理部13对该图像进行图像处理，指定成为截止状态镜片4B的可动镜面4a，作为数据104发送给控制器14。

在控制器14中，比较通过区域控制器26接收到的数据102和来自第2图像处理部13的数据104，由此判定出：与应成为导通状态镜片4A的区域46相当的可动镜面4C发生了异常动作(偏转动作检测控制)。

这种判定的结果是，控制器14进行照射区域移动控制。除了所检测出的异常动作部分之外，移动方向、移动量可任意进行设定。而且，在重复上述工序而使截止状态镜片4B的状态为正常时，则结束事前发光动作，控制器14将控制信号101发送给激光光源1，开始加工工序。

在加工工序中，图4(b)的区域23a、23b被加热和升华，图案22a、22b得以恢复为正常。

以上为采用通常模式的激光加工工序。然而，由于劣化进一步加剧，在控制器14检测到无论根据由事前发光模式所获得的来自第2图像处理部13的数据104和来自第1图像处理部19的数据102进行何种移动，劣化的微小镜片都会存在于期望照射的区域中的情况下，则切换到劣化对应模式。

下面，使用图6和图7说明劣化模式。

这里，图6(a)是表示使用了与存在于DMD 4的微小镜片区域(矩阵的最外框)内的照射出矩形形状的区域(缺陷等)对应的微小镜片的区域的示意图，图6(b)是表示在DMD 4的中央部分产生了1个劣化的DMD 4的情形的示意图。另外，图7是与在上下不存在劣化的矩形形状的区域上将期望照射的区域分割为2部分时的DMD 4侧相对应的示意图。

此处，期望照射的区域以及与其对应的DMD 4处于光学上共轭的位置关系，因此附图表现为DMD 4侧的矩阵。

控制器14通过区域控制器26接收到数据102后，则进行分割判定。由于最初为通常模式，因而分割判定为否，在不改变区域尺寸的状态下分别将控制信号107、108传送到控制器14和缝25。

接着，控制器14进行偏转动作检测控制，比较通过区域控制器26接收到的数据102与确定了劣化的微小镜片的数据104，从而搜索未使用劣化的微小镜片的DMD 4的位置、即最佳使用位置，其中劣化的微小镜片的数据104是通过第2图像处理部13对采用事前发光模式向DMD 4照射激光并由第2摄像元件12摄像得到的图像进行图像处理，从而确定为劣化的微小镜片的。但是，此时如果劣化的微小镜片如图6(b)所示那样分布，则无论怎样使DMD 4滑动都不能避开劣化的微小镜片，其结果是不能发现最佳使用位置。这种情况下，判断为从通常模式转移到劣化对应模式。

在劣化对应模式中，控制器14将区域分割指令109连同识别号码一并通知给区域控制器26。接收到该区域分割指令109的区域控制器26例如图7那样，将所保持的数据102的矩阵分割为第1矩阵和第2矩阵。此时，分割方法例如是将所使用的区域上下分割为矩形形状。能将投影到DMD 4侧进行观察时的纵横区域分割成微小镜片为17个×8个这样的2个区域。于是，以DMD 4侧的17个×8个的微小镜片区域为基准，进行对与该区域对应的试样上的区域加以分割的处理。

此处，优选分割方法为尽量将面积分割为2部分的方法。例如能想到求出面的重心位置，将该重心按上下、左右、斜向等进行分割的方法。并且对各部分赋予固有的识别号码进行保持。

而且，同时对警告单元27也通知警告指令110。接收到警告指令110的警告单元27通过监视器或者信号塔等向激光加工装置50的操作者警告DMD 4发生劣化的情况。此处，警告的时间不限于上述所示，例如能在偏转动作检测控制时对使DMD 4滑动的次数进行计数，当滑动到达劣化次数以上时进行警告。

接着，区域控制器26首先将第1矩阵作为控制数据传送给控制器14。此处，通过再次执行偏转动作检测控制，从而根据DMD 4可使用的区域找到最佳使用位置。这种情况下，由于在劣化的镜片的上侧存在纵横17个×8个可使用的区域，因此能使用该区域进行照射，控制器14进行DMD4的照射区域移动控制，从而对致动器驱动器15发出指示，控制2轴变位致动器16，以使DMD 4向下方移动相当于一个微小镜片的距离。之后按照上述流程进行加工处理。

在正常结束了激光束2的照射后，控制器14向区域控制器26请求下面的矩阵的数据。响应该请求，区域控制器26将第2矩阵的数据传送给控制器14。此处，与第1矩阵同样地进行偏转动作检测控制。并且，若不存在问题，则进行照射区域移动控制。但是，此处假设通过事前发光模式的激光照射而产生了新的劣化的镜片，或是由于缺陷部分的形状而仍无法发现最佳使用位置，则通过上述同样的步骤再次分割第2矩阵的区域。

重复上述处理直到数据102的所有区域结束分割为止。

综上，在处于即使滑动了DMD 4也无法避开劣化的微小镜片的状态的情况下，也能继续使用激光加工装置50。另外，通过警告DMD4的劣化并通知给操作者，操作者能在无法使用激光加工装置50之前进行维修的准备，因而能缩短激光加工装置50的停机时间。

并且，在上述第1实施方式的偏转动作检测控制之中，通过微小镜片1个单位来进行是否为最佳使用位置的判断。但是，仅凭1个微小镜片的劣化有时会由于衍射现象而基本上不对激光加工产生影响。于是也能在异常动作的微小镜片的数量超过预先设定的每单位面积上的数量的情况下，将由该多个微小镜片构成的区域判定为劣化区域，当劣化区域包含于照射区域内的情况下判断为并非最佳使用位置。

例如考虑到即便单个微小镜片故障也不会影响加工的情况，因而这样处理能进一步延长DMD 4的使用期间。

另外，本实施方式中向劣化对应模式转移的判断是通过在偏转动作检测控制中是否发现了最佳使用位置来进行的，然而也能预先设定作为基准的劣化的微小镜片的数量，管理劣化的微小镜片的数量，在所产生微小镜片的劣化多于预先设定的阈值之前都为通常模式，在劣化的微小镜片的数量超过阈值的时刻转移到劣化对应模式。

另外，还能预先掌握通常模式时DMD 4的整体或局部的反射亮度，在该反射亮度低于预先设定的阈值的时刻转移到劣化对应模式。

另外，还能管理对DMD 4的激光照射时间或者激光照射次数，在超过预先设定的激光照射时间或者激光照射次数的时刻转移到劣化对应模式。

另外，在上述第1实施方式中，将通常模式定义为“不通过区域控制器26进行区域分割即能使用的状态”，将劣化对应模式定义为“分割区域才能使用的状态”，然而也可以将通常模式定义为“不滑动DMD 4即能使用的状态”，将劣化对应模式定义为“滑动DMD 4才能使用的状态”。

另外，本实施方式中，偏转动作检测控制中的照射区域移动控制是使用了2轴变位致动器16来进行DMD 4的移动动作，然而也可以取而代之，设置用于承载试样9且能在正交的2轴上移动的2轴移动平台，控制该2轴移动平台，使DMD 4和试样9相对移动，或将该激光加工装置50整体安装在能在正交的2轴方向上移动的龙门起重装置上，从而使DMD 4和试样9相对移动，进行照射区域移动控制。即，只要是对作为DMD 4的控制对象的微小镜片进行切换的控制即可。

并且，关于本发明的各实施方式，举例说明了在制造液晶显示装置等的基板的过程中，通过摄像来提取基板上的缺陷区域，按照该缺陷区域的形状进行校正的激光校正装置，然而本发明也能应用于不具有用于缺陷提取的摄像系统的激光加工装置。即，省略掉摄像光学系统17、第1摄像元件18、第1图像处理部19、波长选择镜片6等，取而代之，在区域控制器26上设置加工信息存储部，向该加工信息存储部输入加工部位的数据。而且，还可以从该加工信息存储部向区域控制器26输入加工部位的数据。

以上参照附图说明了本发明的各实施方式，然而应用了本发明的激光加工装置只要能执行该功能，就不限于上述各实施方式等，当然，既可以是单个的装置，也可以是由多个装置构成的系统或组合装置，还可以是通过LAN、WAN等网络来执行处理的系统。

即，本发明不限于上述各实施方式等，能够在不脱离本发明主旨的范围内得到各种构成或形状。

Claims (10)

1.一种激光加工装置，其特征在于，该激光加工装置具有：

空间调制元件，其由多个微小可动元件排列构成，使得以期望的形状向被加工物照射从激光光源射出的激光束；

投射光学系统，其配置成上述空间调制元件与上述被加工物处于共轭的位置上；

照射区域控制单元，其根据照射前所设定的照射区域，控制上述空间调制元件的动作；

动作异常元件检测单元，其检测构成上述空间调制元件的微小可动元件中动作异常的微小可动元件；以及

控制单元，在通过上述动作异常元件检测单元检测出动作异常的微小可动元件的位置与上述照射区域重合的情况下，该控制单元控制为：使用未检测出上述动作异常的区域分多次向上述被加工物进行照射。

2.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，该激光加工装置还具有移动单元，该移动单元使上述被加工物与上述照射光学系统相对移动，或者使上述空间调制元件与上述被加工物相对移动，

上述控制单元进行如下控制：分割上述照射区域，在使用未检测出上述动作异常的区域分多次进行照射时，使用上述移动单元使上述照射光学系统与上述加工对象相对移动，或者使上述空间调制元件与上述被加工物相对移动来进行照射。

3.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，该激光加工装置还具有用于对上述被加工物进行摄像的摄像光学系统和配置在上述摄像光学系统的像位置上的摄像元件，

上述照射区域控制单元根据由上述摄像元件摄像得到的上述被加工物的图像，通过图像处理而提取出上述照射区域并预先进行设定。

4.根据权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，使上述空间调制元件与上述被加工物相对移动的移动单元是用于使上述空间调制元件在沿着可动镜片排列面的平面内进行移动的移动单元，即是空间调制元件滑动机构。

5.根据权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，上述控制单元通过从通常模式切换到劣化对应模式，来分多次向上述被加工物进行照射。

6.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于，在通过上述动作异常元件检测单元检测出的动作异常的微小可动元件的数量超过预先设定的每单位面积中的数量的情况下，上述控制单元能切换到上述劣化对应模式。

7.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于，在通过上述动作异常元件检测单元检测出的动作异常的微小可动元件超过预先设定的数量的情况下，上述控制单元能切换到上述劣化对应模式。

8.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于，在预先取得的上述空间调制元件的整体或局部上的反射亮度低于预先设定的阈值的情况下，上述控制单元能切换到上述劣化对应模式。

9.根据权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于，在预先取得的对上述空间调制元件的激光照射时间或者激光照射次数超过预先设定的激光照射时间或者激光照射次数的情况下，上述控制单元能切换到上述劣化对应模式。

10.一种激光加工方法，其特征在于，使用该激光加工方法的激光加工装置具有：空间调制元件，其由多个微小可动元件排列构成，使得以期望的形状向被加工物照射从激光光源射出的激光束；以及投射光学系统，其配置成上述空间调制元件与上述被加工物处于共轭的位置上，

由激光加工装置的计算机执行如下步骤：

根据照射前所设定的照射区域，控制上述空间调制元件的动作；

检测构成上述空间调制元件的微小可动元件中动作异常的微小可动元件；以及

在被检测出上述动作异常的微小可动元件的位置与上述照射区域重合的情况下，控制为：使用未检测出上述动作异常的区域分多次向上述被加工物进行照射。

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