JP2009183991A - Laser machining device - Google Patents
Laser machining device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009183991A JP2009183991A JP2008028071A JP2008028071A JP2009183991A JP 2009183991 A JP2009183991 A JP 2009183991A JP 2008028071 A JP2008028071 A JP 2008028071A JP 2008028071 A JP2008028071 A JP 2008028071A JP 2009183991 A JP2009183991 A JP 2009183991A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- workpiece
- objective lens
- laser
- optical path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 54
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 52
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、レーザ光を照射して被加工物を加工するレーザ加工装置に関し、詳しくは、レーザ加工の作業能率の向上及び加工精度の向上を図ろうとするレーザ加工装置に係るものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus that processes a workpiece by irradiating a laser beam, and particularly relates to a laser processing apparatus that attempts to improve the working efficiency and processing accuracy of laser processing.
従来のレーザ加工装置は、レーザ光源から放射されたレーザ光の光束断面形状を所定形状に規制して射出するスリットと、上記レーザ光が照射される被加工物と対向して設けられレーザ光を上記被加工物上に集光する対物レンズと、上記スリットと対物レンズとの間の光路上に設けられ対物レンズと組み合わされて被加工物上にスリットの像を結像させる結像レンズ、上記対物レンズを通して被加工物表面を観察する撮像手段と、を備えたものとなっていた(例えば、特許文献1参照)。
しかし、このような従来のレーザ加工装置は、被加工物にレーザ光を照射して加工するというレーザ加工の単独機能しか有しなかったため、例えば被加工物に対する加工量を測定しながらレーザ加工を行うことができなかった。したがって、加工精度を向上することができなかった。 However, since such a conventional laser processing apparatus has only a single function of laser processing for processing by irradiating the workpiece with laser light, for example, laser processing is performed while measuring the processing amount for the workpiece. Could not do. Therefore, machining accuracy could not be improved.
また、被加工物上の異常突起の除去やパターン修正作業においては、先ず、別に備えた微小高さ測定装置を使用して異常突起又はパターン上の異物の位置情報及び異常突起や異物の高さ情報を取得し、その後、上記被加工物をレーザ加工装置に移し変えて上記位置情報及び高さ情報に基づいてレーザ加工し、異常突起又は異物の除去をするという手順を実行することになる。したがって、作業能率が悪かった。 Also, in removing abnormal protrusions on the workpiece and pattern correction work, first, the position information of the abnormal protrusions or foreign matter on the pattern and the height of the abnormal protrusions or foreign objects are measured using a separate minute height measuring device. Information is acquired, and then the workpiece is transferred to a laser processing apparatus, laser processing is performed based on the position information and height information, and abnormal protrusions or foreign matters are removed. Therefore, work efficiency was bad.
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、レーザ加工の作業能率の向上及び加工精度の向上を図ろうとするレーザ加工装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus that addresses such problems and intends to improve the working efficiency and processing accuracy of laser processing.
上記目的を達成するために、第1の発明によるレーザ加工装置は、レーザ光源から放射されたレーザ光の光束断面形状を形状規制部で規制して射出する光束規制手段と、前記レーザ光により加工される被加工物と対向して設けられ前記レーザ光を前記被加工物上に集光する対物レンズと、を備えたレーザ加工装置であって、前記対物レンズから前記光束規制手段に向かう光路が分岐された光路上に設けられ複数のピンホールを形成したピンホール部材と、前記ピンホール部材に計測光を照射する計測用光源と、前記対物レンズから前記ピンホール部材に向かう光路が分岐された光路上に設けられ、複数の受光素子を備えて前記ピンホールを通過した計測光の前記被加工物からの反射光を受光する撮像手段と、前記対物レンズと前記被加工物との間の距離を変位させる変位手段と、を備えて微小高さの測定を可能にしたものである。 In order to achieve the above object, a laser processing apparatus according to a first aspect of the present invention includes a light beam restricting means for restricting and emitting a light beam cross-sectional shape of laser light emitted from a laser light source by a shape restricting portion, and processing using the laser light. An objective lens provided opposite to the workpiece to be collected and condensing the laser beam on the workpiece, wherein an optical path from the objective lens toward the light beam restricting means is provided A pinhole member provided on the branched optical path and formed with a plurality of pinholes, a measurement light source for irradiating the pinhole member with measurement light, and an optical path from the objective lens toward the pinhole member are branched An imaging means that is provided on the optical path and receives a reflected light from the workpiece of the measurement light that includes a plurality of light receiving elements and passes through the pinhole, the objective lens, and the workpiece Provided with a displacement means for displacing the distance between those that enables measurement of very small height.
このような構成により、対物レンズから光束規制手段に向かう光路が分岐された光路上に設けられ複数のピンホールを形成したピンホール部材に計測用光源で計測光を照射し、対物レンズからピンホール部材に向かう光路が分岐された光路上に設けられ複数の受光素子を備えた撮像手段でピンホール部材を通過した計測光の被加工物からの反射光を受光し、変位手段で対物レンズと被加工物との間の距離を変位させて微小高さを測定し、レーザ光源からレーザ光を放射し、光束規制手段の形状規制部でレーザ光の光束断面形状を規制して射出し、このレーザ光を対物レンズで被加工物上に集光して被加工物をレーザ加工する。 With such a configuration, the measurement light source irradiates the measurement light to the pinhole member provided on the optical path where the optical path from the objective lens to the light beam restricting means is branched and forms a plurality of pinholes. The reflected light from the workpiece of the measurement light that has passed through the pinhole member is received by the imaging means provided on the optical path where the optical path toward the member is branched and provided with a plurality of light receiving elements. Displace the distance between the workpiece and measure the minute height, radiate laser light from the laser light source, and control the laser beam cross-sectional shape emitted by the shape restricting part of the light beam restricting means, and emit this laser. Light is focused on the workpiece with an objective lens to laser process the workpiece.
また、第2の発明によるレーザ加工装置は、レーザ光源から放射されたレーザ光の光束断面形状を形状規制部で規制して射出する光束規制手段と、前記レーザ光により加工される被加工物と対向して設けられ前記レーザ光を前記被加工物上に集光する対物レンズと、前記光束規制手段と前記対物レンズとの間の光路上に設けられ前記対物レンズと組み合わされて前記被加工物上に前記形状規制部の像を結像させる結像レンズと、を備えたレーザ加工装置であって、前記結像レンズから前記光束規制手段に向かう光路が分岐された光路上に設けられ複数のピンホールを形成したピンホール部材と、前記ピンホール部材に計測光を照射する計測用光源と、前記結像レンズから前記ピンホール部材に向かう光路が分岐された光路上に設けられ、複数の受光素子を備えて前記ピンホールを通過した計測光の前記被加工物からの反射光を受光する撮像手段と、前記結像レンズをその光軸方向に変位させる変位手段と、を備えて微小高さの測定を可能にしたものである。 The laser processing apparatus according to the second aspect of the present invention includes a light beam restricting means for restricting and emitting a light beam cross-sectional shape of laser light emitted from a laser light source by a shape restricting portion, and a workpiece processed by the laser light, An objective lens that is provided oppositely and condenses the laser beam on the workpiece, and is provided on an optical path between the light beam restricting means and the objective lens, and is combined with the objective lens to form the workpiece. An image forming lens for forming an image of the shape restricting portion on the optical processing device, and a plurality of optical processing paths provided on a branched optical path from the image forming lens toward the light beam restricting means. A pinhole member in which a pinhole is formed, a measurement light source for irradiating the pinhole member with measurement light, and an optical path branched from an optical path from the imaging lens toward the pinhole member. An imaging unit that includes a light receiving element and receives reflected light from the workpiece of the measurement light that has passed through the pinhole, and a displacement unit that displaces the imaging lens in the optical axis direction. It is possible to measure the length.
このような構成により、結像レンズから光束規制手段に向かう光路が分岐された光路上に設けられ複数のピンホールを形成したピンホール部材に計測用光源で計測光を照射し、結像レンズからピンホール部材に向かう光路が分岐された光路上に設けられ複数の受光素子を備えた撮像手段でピンホール部材を通過した計測光の被加工物からの反射光を受光し、変位手段で結像レンズをその光軸方向に変位させて微小高さを測定し、レーザ光源からレーザ光を放射し、光束規制手段の形状規制部でレーザ光の光束断面形状を規制して射出し、対物レンズと結像レンズとを組み合わせて被加工物上に形状規制部の像を結像させ、被加工物をレーザ加工する。 With such a configuration, the measurement light source irradiates the measurement light to the pinhole member provided on the optical path where the optical path from the imaging lens to the light beam restricting means is branched and formed with a plurality of pinholes, and from the imaging lens. The reflected light from the workpiece of measurement light that has passed through the pinhole member is received by the imaging means provided on the optical path branched from the optical path toward the pinhole member, and imaged by the displacement means The lens is displaced in the direction of its optical axis, the minute height is measured, the laser light is emitted from the laser light source, and the cross-sectional shape of the laser beam is regulated and emitted by the shape regulating unit of the beam regulating means. In combination with an imaging lens, an image of the shape restricting portion is formed on the workpiece, and the workpiece is laser processed.
さらに、前記光束規制手段は、平面内をスライド可能な複数の部材を組み合わせて構成され、該複数の部材により囲まれた開口部を前記形状規制部としたものである。これにより、平面内をスライド可能な複数の部材によって囲まれた開口部でレーザ光の光束断面形状を規制する。 Furthermore, the luminous flux regulating means is configured by combining a plurality of members that can slide in a plane, and an opening surrounded by the plurality of members is used as the shape regulating portion. Thereby, the light beam cross-sectional shape of the laser light is regulated by the opening surrounded by the plurality of members that can slide in the plane.
そして、前記光束規制手段は、個別に回動可能な複数のマイクロミラーをマトリクス状に並べて構成され、該複数のマイクロミラーを前記形状規制部としたものである。これにより、マトリクス状に並べられた複数のマイクロミラーを個別に回動してレーザ光の光束断面形状を規制する。 The light flux restricting means is configured by arranging a plurality of individually rotatable micromirrors in a matrix, and the plurality of micromirrors serve as the shape restricting portion. As a result, the plurality of micromirrors arranged in a matrix are individually rotated to regulate the cross-sectional shape of the laser beam.
また、前記ピンホール部材は、透明な基板上に複数のピンホールを所定間隔でマトリクス状に形成したものである。これにより、透明な基板上に所定間隔でマトリクス状に形成された複数のピンホールで計測光を通過させる。 The pinhole member is formed by forming a plurality of pinholes in a matrix at predetermined intervals on a transparent substrate. Thereby, measurement light is allowed to pass through a plurality of pinholes formed in a matrix at predetermined intervals on a transparent substrate.
そして、前記ピンホール部材は、複数のピンホールを螺旋状に形成したニッポウディスクである。これにより、ニッポウディスクに螺旋状に形成された複数のピンホールで計測光を通過させる。 The pinhole member is a Nippon disc having a plurality of pinholes formed in a spiral shape. Thereby, measurement light is allowed to pass through a plurality of pinholes spirally formed on the Nippon disc.
請求項1に係る発明によれば、レーザ加工装置に微小高さ測定機能を備えたことにより、例えば被加工物に対する加工量を測定しながらレーザ加工を行うことができ、加工精度を向上することができる。また、例えば、被加工物上の異常突起の除去やパターン上の異物の除去作業においては、異常突起や異物の検出と異常突起の除去又は異物の除去作業とを同じ工程において実行することができ、作業能率を向上することができる。 According to the first aspect of the present invention, by providing the laser processing apparatus with the minute height measurement function, for example, laser processing can be performed while measuring the processing amount on the workpiece, and processing accuracy is improved. Can do. Further, for example, in the removal of abnormal protrusions on a workpiece or the removal of foreign matters on a pattern, the detection of abnormal protrusions and foreign matters and the removal of abnormal protrusions or the removal of foreign matters can be performed in the same process. , Work efficiency can be improved.
また、請求項2に係る発明によれば、レーザ加工装置に微小高さ測定機能を備えたことにより、例えば被加工物に対する加工量を測定しながらレーザ加工を行うことができ、加工精度を向上することができる。また、例えば、被加工物上の異常突起の除去やパターン上の異物の除去作業においては、異常突起や異物の検出と異常突起の除去又は異物の除去作業とを同じ工程において実行することができ、作業能率を向上することができる。さらに、結像レンズを変位させて微小高さを測定するようにしているので、結像レンズの慣性モーメントを小さくすることができ、高さ測定精度を向上することができる。
Further, according to the invention according to
さらに、請求項3に係る発明によれば、光束規制手段の構成が簡単であり、装置の製造コストを低減することができる。 Furthermore, according to the invention which concerns on Claim 3, the structure of a light beam control means is simple, and it can reduce the manufacturing cost of an apparatus.
そして、請求項4に係る発明によれば、光束断面形状を任意に設定することができ、被加工物に任意の形状のレーザ加工を施すことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the light beam can be arbitrarily set, and laser processing of any shape can be performed on the workpiece.
また、請求項5に係る発明によれば、微小高さの測定が簡便になり、装置の製造コストを低減することができる。 Moreover, according to the invention which concerns on Claim 5, the measurement of micro height becomes simple and it can reduce the manufacturing cost of an apparatus.
そして、請求項6に係る発明によれば、観察領域内の高さ測定をより緻密に行うことができる。
And according to the invention which concerns on
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明によるレーザ加工装置の実施形態を示す正面図である。このレーザ加工装置は、レーザ光を照射して被加工物を加工するもので、ステージ1と、レーザ光源2と、光束規制手段3と、対物レンズ4と、結像レンズ5と、ピンホール部材6と、白色光源7と、撮像手段8と、照明光源9と、変位手段10と、からなる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention. This laser processing apparatus processes a workpiece by irradiating a laser beam, and includes a stage 1, a
上記ステージ1は、上面に被加工物11を載置して水平面内をXY方向に移動させるものであり、図示省略のモータ及びギア等を組み合わせた駆動手段によって移動するようになっている。なお、Y方向は、図1において奥行き方向である。 The stage 1 is configured to place the workpiece 11 on the upper surface and move it in the XY direction in the horizontal plane, and is moved by a driving means that combines a motor, a gear, etc. (not shown). The Y direction is the depth direction in FIG.
上記ステージ1の上方には、レーザ光源2が設けられている。このレーザ光源2は、レーザ光を放射し、被加工物11に照射して該被加工物11を加工するものであり、例えば532nm又は355nmの波長のレーザ光を放射するパルスレーザである。
A
上記レーザ光源2から放射されるレーザ光L1の放射方向前方には、光束規制手段3が設けられている。この光束規制手段3は、被加工物11に照射されるレーザ光L1の光束断面形状を形状規制部12で加工形状に対応した形状に規制して射出するものであり、例えば平面内をスライド可能な複数の部材を組み合わせて構成されている。その構成の具体的一例は、図2に示すように、平面内をX方向にスライドすると共に上記平面内を矢印A,B方向に回動する一対の第1の部材13と、その上方に配設されY方向にスライドすると共に上記平面内を矢印C,D方向に回動する一対の第2の部材14と、から成り、上記一対の第1の部材13及び第2の部材14によって囲まれた開口部を上記形状規制部12としている。
A light beam restricting means 3 is provided in front of the laser light L1 emitted from the
上記光束規制手段3とステージ1とを結ぶ光軸上にて、ステージ1に載置された被加工物11に対向して対物レンズ4が設けられている。この対物レンズ4は、光束規制手段3により光束断面形状が規制されたレーザ光L1を被加工物11上に集光するものであり、ステージ1の面に平行に移動可能とされたレンズホルダー15に着脱可能に保持された倍率の異なる複数種の対物レンズ4a〜4dからなっている。
An
上記光束規制手段3と対物レンズ4との間の光路上には、結像レンズ5が設けられている。この結像レンズ5は、対物レンズ4と組み合わされて被加工物11上に光束規制手段3の形状規制部12の像を結像させるものである。
An imaging lens 5 is provided on the optical path between the light flux regulating means 3 and the
上記結像レンズ5から光束規制手段3に向かう光路がビームスプリッタ19によって分岐された光路上には、ピンホール部材6が設けられている。このピンホール部材6は、図3に示すように、複数のピンホールを所定間隔でマトリクス状に形成したもので、例えば、透明な基板17上に形成されたクロム(Cr)等の不透明膜18をエッチングして複数のピンホール16を形成したピンホールマスクである。なお、ピンホール16の配列ピッチは、後述の撮像手段8の受光素子の配列ピッチの略整数倍となるようにするとよい。さらに、ピンホールの配列ピッチは、隣接するピンホール16を通過した光の被加工物11からの反射光が撮像手段8の受光面上で干渉しないように、十分に広くするとよい。そして、各ピンホール16は、それぞれ撮像手段8の各受光素子と1対1の対応関係を成すように位置合わせされるとよい。
A
上記ピンホール部材6の背後には、計測用光源としての白色光源7が設けられている。この白色光源7は、ピンホール部材6に白色光(計測光)L2を照射するもので、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、白色レーザ光源、白色LED等である。
Behind the
上記結像レンズ5からピンホール部材6に向かう光路がビームスプリッタ20によって分岐された光路上には、撮像手段8が設けられている。この撮像手段8は、複数の受光素子をマトリクス状に備えて被加工物11上の二次元画像を撮像するものであり、微小高さを測定する際には、上記ピンホール部材6のピンホール16を通過した白色光L2の被加工物11からの反射光L3の輝度を検出する検出手段として機能する、例えばCCDカメラやCMOSカメラ等である。
An
上記対物レンズ4から結像レンズ5に向かう光路がビームスプリッタ21によって分岐された光路上には、照明光源9が設けられている。この照明光源9は、被加工物11上に照明光L4を照射して撮像手段8による被加工物11表面の撮像を可能にさせるものであり、ハロゲンランプ等である。
An
上記レーザ光源2、光束規制手段3、対物レンズ4、結像レンズ5、ピンホール部材6、白色光源7、撮像手段8、及び照明光源9を含む光学系の本体部を上下動可能に変位手段10が設けられている。この変位手段10は、光学系本体部を所定の移動範囲内を下方から上方に向かって、又は上方から下方に向かって所定速度で移動させて、対物レンズ4と被加工物11との間隔を変位させるもので、例えばモータとギア等を組み合わせて構成されている。
Displacement means for vertically moving the main body of the optical system including the
なお、上記光学系において、光束規制手段3の形状規制部12の位置、ピンホール部材6のピンホール16の形成位置及び撮像手段8の受光面の位置は、それぞれ対物レンズ4の結像位置に対して共役の関係となるようにされている。また、図1において、符号22はレンズホルダー15をX方向に移動させるためのモータ、符号23はモータ23に連結されて回転しレンズホルダー15をX方向に移動させるボールネジ、符号24はレンズホルダー15をY方向に移動させるためのモータ、符号25は全反射ミラー、及び符号26は撮像手段8による撮像領域内を均一に照明するフィールドレンズである。
In the above optical system, the position of the
次に、このように構成されたレーザ加工装置の動作及びレーザ加工について、図4及び図5を参照して説明する。なお、以下の説明においては、被加工物11がカラーフィルタ基板の場合について述べる。
先ず、ステップS1においては、カラーフィルタ基板がレーザ加工装置のステージ1上に載置される。そして、装置の起動スイッチが投入されて、照明光源9が点灯する。これにより、照明光L4が対物レンズ4を介してカラーフィルタ基板面に照射する。また、同時に撮像手段8がON駆動してカラーフィルタ基板表面を撮像する。このとき、レーザ光源2及び白色光源7は消灯されたままである。また、対物レンズ4としては、低倍率の対物レンズ4a〜4cのいずれかが選択されている。
Next, the operation and laser processing of the laser processing apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. In the following description, the case where the workpiece 11 is a color filter substrate will be described.
First, in step S1, the color filter substrate is placed on the stage 1 of the laser processing apparatus. Then, the start switch of the apparatus is turned on, and the
ステップS2においては、変位手段10がON駆動して光学系本体部を上下動し、撮像手段8で撮像されるカラーフィルタ基板のパターンの画像が鮮明となるようにオートフォーカス調整がなされる。このとき、撮像手段8による撮像画像は、図示省略のモニター画面に表示される。
In step S2, the displacing means 10 is turned ON to move the optical system main body up and down, and the autofocus adjustment is performed so that the color filter substrate pattern image picked up by the image pickup means 8 becomes clear. At this time, the image captured by the
ステップS3においては、撮像手段8により撮像されたカラーフィルタ基板のパターン画像に対して公知のパターンマッチング法が適用され、パターンの欠陥、例えばパターン上に付着した異物が検出される。ここで、パターン欠陥が検出されない(“NO”判定)ときには、ステップS4に進んでステージ1が所定方向に所定量だけ移動されて次の観察領域が選択される。 In step S3, a known pattern matching method is applied to the pattern image of the color filter substrate picked up by the image pickup means 8 to detect a pattern defect, for example, a foreign substance attached on the pattern. Here, when the pattern defect is not detected ("NO" determination), the process proceeds to step S4, the stage 1 is moved by a predetermined amount in a predetermined direction, and the next observation area is selected.
一方、ステップS3において、パターン欠陥が検出されると(“YES”判定)、ステップS5に進んで、ステージ1がX,Y方向に移動されて欠陥部(異物27)(図5参照)が対物レンズ4の視野Fの中心に位置付けられる。
On the other hand, if a pattern defect is detected in step S3 ("YES" determination), the process proceeds to step S5, the stage 1 is moved in the X and Y directions, and the defect (foreign material 27) (see FIG. 5) is the objective. It is positioned at the center of the field of view F of the
そして、ステップS6において、モータ22が駆動されてレンズホルダー15がX方向に移動され、高倍率の対物レンズ4dに交換される。また、対物レンズ4dの光軸と光学系本体部の光軸とがずれている場合には、さらに、モータ24が駆動されてレンズホルダー15がY方向に移動され、光軸合わせがなされる。
In step S6, the
対物レンズ4が高倍率の対物レンズ4dに交換されると、変位手段10が再度ON駆動して光学系本体部を上下動し、撮像手段8で撮像されるカラーフィルタ基板のパターンの画像が鮮明となるようにオートフォーカス調整がなされる(図5(a)参照)。
When the
ステップS7においては、照明光源9が消灯され、白色光源7が点灯される。これにより、白色光源7から放射した白色光L2は、ピンホール部材6の複数のピンホール16を通過し、対物レンズ4を介してカラーフィルタ基板上に照射する。そして、カラーフィルタ基板上に上記ピンホール16に対応する複数の測定点28を指定する(図5(b)参照)。さらに、各測定点28からの反射光L3は、対物レンズ4を通って白色光源7側に戻り、ビームスプリッタ20で反射されて撮像手段8に入射する。
In step S7, the
ステップS8においては、高さ測定が開始される。即ち、上記反射光L3の輝度が撮像手段8の受光素子によって検出され、その輝度情報が反射光を受光した受光素子毎に図示省略の記憶部の対応領域に保存される。同時に、このときの変位手段10の高さ情報が変位手段10に備えられた位置センサーによって検出され、上記輝度情報に関連付けて記憶部に保存される。 In step S8, height measurement is started. That is, the luminance of the reflected light L3 is detected by the light receiving element of the imaging means 8, and the luminance information is stored in a corresponding area of a storage unit (not shown) for each light receiving element that has received the reflected light. At the same time, the height information of the displacement means 10 at this time is detected by a position sensor provided in the displacement means 10 and stored in the storage unit in association with the luminance information.
続いて、変位手段10がON駆動して、光学系本体部を所定速度で例えば上方に移動する。このとき、複数のピンホール16を通過した白色光L2のカラーフィルタ基板からの反射光L3が撮像手段8の複数の受光素子によって受光され、所定の時間間隔で上記反射光L3の輝度が検出される。同時に、変位手段10の高さ情報が変位手段10の位置センサーの出力に基づいて上記輝度の検出に同期して取得される。そして、これら輝度情報及び高さ情報は、互いに関連付けられて受光素子毎に記憶部に保存される。
Subsequently, the displacing means 10 is turned ON to move the optical system main body upward, for example, at a predetermined speed. At this time, the reflected light L3 from the color filter substrate of the white light L2 that has passed through the plurality of
具体的には、輝度情報が所定時間間隔で入力される度に、新たに入力された輝度情報が記憶部に保存されている一つ前の輝度情報と比較される。そして、この新たな輝度情報が一つ前の輝度情報を上回ると、記憶部に保存された輝度情報が更新される。同時に、高さ情報も更新される。一方、輝度情報の更新が予め設定された複数回だけ行われないときには、上記保存された輝度情報を最大輝度として検出し、最後に輝度情報の更新が行われたときの高さ情報をその測定点の高さとして保存する。 Specifically, every time the luminance information is input at a predetermined time interval, the newly input luminance information is compared with the previous luminance information stored in the storage unit. When the new luminance information exceeds the previous luminance information, the luminance information stored in the storage unit is updated. At the same time, the height information is updated. On the other hand, when the brightness information is not updated a plurality of times set in advance, the stored brightness information is detected as the maximum brightness, and the height information when the brightness information is last updated is measured. Save as point height.
なお、本発明においては、カラーフィルタ基板の任意の一つの測定点28からの反射光L3は、撮像手段8の複数の受光素子によって受光される。しかし、各受光素子は個別に輝度情報を出力するため、上記複数の受光素子のうち高さ測定時に最も強い輝度を検出した受光素子を上記測定点28に対応した受光素子として扱えばよい。
In the present invention, the reflected light L3 from any one
ステップS9において、全ての測定点28の高さ測定が終了すると(“YES”判定)、ステップS10に進んで白色光源7が消灯される。同時に、変位手段10を駆動して光学系本体部の高さを所定の高さに合わせる。この高さは、照射するレーザ光のパワーに依存し、例えばカラーフィルタ基板のパターン表面、異物27の頂点、又はその中間高さ位置等であり、実験により決められる。
In step S9, when the height measurement of all the measurement points 28 is completed ("YES" determination), the process proceeds to step S10 and the
続いて、レーザ照射による異物27の除去段階に移る。この場合、先ず、ステップS11において、照明光源9が点灯され、異物27を含む欠陥パターンの画像が撮像手段8により撮像される。
Then, it moves to the removal stage of the
ステップS12においては、光束規制手段3の第1の部材13及び第2の部材14を動かして形状規制部12の大きさが上記異物27の大きさに合わされる。この動作は、例えば、第1の部材13及び第2の部材14の動きに連動して変わり上記形状規制部12に対応した窓29をモニター画面上に表示させ、該窓29内に上記異物27が納まるように第1の部材13及び第2の部材14の位置を手動調整する(図5(c)参照)。又は、撮像手段8により撮像された画像のコントラストの差から異物27の輪郭を検出し、それに基づいて異物27のX,Y方向の最大幅(対物レンズ4の倍率を考慮した幅)を算出し、光束規制手段3の形状規制部12のX,Y方向の幅が上記算出されたX,Y方向の幅と一致するように第1の部材13及び第2の部材14の位置を自動調整するようにしてもよい。なお、上記窓29は、第1の部材13及び第2の部材14に位置センサーを備え、該位置センサーの出力を利用して生成することができる。
In step S12, the
ステップS13においては、レーザ光源2がON駆動され、レーザ光L1が予め設定されたパワー、又は異物27の高さに応じて自動設定されたパワーで所定時間だけ照射される。これにより、異物27がレーザ光L1の熱により瞬時にガス化されて除去される(図5(d)参照)。
In step S <b> 13, the
ステップS14においては、基板表面がモニターにより観察され、異物27の除去状態が確認される。そして、ステップS15において、モータ22を駆動し、レンズホルダー15を移動して対物レンズ4を低倍率の対物レンズ4a〜4cのいずれかに交換した後、ステップS4に進んで、ステージ1をX,Y方向に移動してカラーフィルタ基板の観察領域を次の領域まで移動する。このようにして、次の観察領域において、ステップS1〜S14が実行される。
In step S14, the substrate surface is observed by a monitor, and the removal state of the
ステップS14において、異物27の除去状態を確認した後、上述と同様にして、高さ測定を再度行ってもよい。この場合、例えば、異物27が取りきれず、許容範囲を超えた高さが検出されたときには、レーザ光の照射を再度行うとよい。
In step S14, after confirming the removal state of the
なお、以上の説明においては、カラーフィルタ基板の欠陥修正、特に異物27の除去について述べたが、本発明はこれに限られず、被加工物11に所定の深さの凹部を形成する場合にも適用することができる。この場合、被加工物11に対する加工量(加工深さ)を測定しながらレーザ加工を行うことにより、加工精度を向上することができる。
In the above description, the defect correction of the color filter substrate, particularly the removal of the
また、上記実施形態においては、高さ測定を行う際に、光学系本体部を上下方向に移動して対物レンズ4と被加工物11との間の距離を変位させる場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ステージ1を上下方向に移動してもよく、又は結像レンズ5をその光軸方向に変位させてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the distance between the
さらに、以上の実施形態においては、ピンホール部材6、白色光源7及び撮像手段8を結像レンズ5から光束規制手段3に向かう光路が分岐された光路上に設ける場合について説明したが、本発明はこれに限られず、上記各構成要素を対物レンズ4から結像レンズ5に向かう光路が分岐された光路上に設けてもよい。この場合も、光束規制手段3の形状規制部12の位置、ピンホール部材6のピンホール16の形成位置及び撮像手段8の受光面の位置は、それぞれ対物レンズ4の結像位置に対して共役の関係となるように構成される。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態においては、計測用光源が白色光源7の場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば赤、緑、青の単色光を放射するレーザ光源又はLED等であってもよく、又は白色光源7と上記レーザ光源等とをスイッチで切り換えて使用できるようにしてもよい。
In the above embodiment, the case where the measurement light source is the
さらに、上記実施形態においては、光束規制手段3が平面内をスライド可能な複数の部材を組み合わせて構成したものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、光束規制手段3は、個別に傾動可能な複数のマイクロミラーをマトリクス状に並べたマイクロミラーデバイスであってもよい。これにより、レーザ光の光束断面形状を加工形状に合わせて任意に設定することができる。 Furthermore, in the said embodiment, although the case where the light beam restriction | limiting means 3 was comprised combining the several member which can slide in a plane was demonstrated, this invention is not limited to this, The light flux restriction | limiting means 3 is It may be a micromirror device in which a plurality of individually tiltable micromirrors are arranged in a matrix. Thereby, the light beam cross-sectional shape of a laser beam can be arbitrarily set according to a processing shape.
そして、上記実施形態においては、ピンホール部材6が透明な基板上に複数のピンホール16を所定間隔でマトリクス状に形成したものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ピンホール部材6は、複数のピンホールを螺旋状に形成したニッポウディスクであってもよい。この場合、ニッポウディスクを所定速度で回転させることにより、観察領域内の高さ測定をより緻密に行うことができる。
In the above embodiment, the case where the
2…レーザ光源
3…光束規制手段
4…対物レンズ
5…結像レンズ
6…ピンホール板
7…白色光源(計測用光源)
8…撮像手段
10…変位手段
11…被加工物
12…形状規制部
L1…レーザ光
L2…白色光(計測光)
L3…反射光
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
L3 ... Reflected light
Claims (6)
前記対物レンズから前記光束規制手段に向かう光路が分岐された光路上に設けられ複数のピンホールを形成したピンホール部材と、
前記ピンホール部材に計測光を照射する計測用光源と、
前記対物レンズから前記ピンホール部材に向かう光路が分岐された光路上に設けられ、複数の受光素子を備えて前記ピンホールを通過した計測光の前記被加工物からの反射光を受光する撮像手段と、
前記対物レンズと前記被加工物との間の距離を変位させる変位手段と、
を備えて微小高さの測定を可能にしたことを特徴とするレーザ加工装置。 A light beam restricting means for restricting and emitting a light beam cross-sectional shape of the laser light emitted from the laser light source by a shape restricting portion, and a workpiece to be processed by the laser light. A laser processing apparatus comprising an objective lens for focusing on an object,
A pinhole member provided on an optical path branched from an optical path from the objective lens toward the luminous flux regulating means, and forming a plurality of pinholes;
A light source for measurement that irradiates the pinhole member with measurement light;
An imaging unit that is provided on a branched optical path from the objective lens to the pinhole member, and that receives a reflected light from the workpiece of the measurement light that has passed through the pinhole and includes a plurality of light receiving elements. When,
A displacement means for displacing a distance between the objective lens and the workpiece;
A laser processing apparatus characterized in that a minute height can be measured.
前記結像レンズから前記光束規制手段に向かう光路が分岐された光路上に設けられ複数のピンホールを形成したピンホール部材と、
前記ピンホール部材に計測光を照射する計測用光源と、
前記結像レンズから前記ピンホール部材に向かう光路が分岐された光路上に設けられ、複数の受光素子を備えて前記ピンホールを通過した計測光の前記被加工物からの反射光を受光する撮像手段と、
前記結像レンズをその光軸方向に変位させる変位手段と、
を備えて微小高さの測定を可能にしたことを特徴とするレーザ加工装置。 A light beam restricting means for restricting and emitting a light beam cross-sectional shape of the laser light emitted from the laser light source by a shape restricting portion, and a workpiece to be processed by the laser light. An objective lens for focusing on an object, and an image of the shape restricting portion is formed on the workpiece in combination with the objective lens provided on an optical path between the light flux regulating means and the objective lens. A laser processing apparatus comprising an imaging lens,
A pinhole member provided on an optical path branched from an optical path from the imaging lens toward the light flux regulating means, and forming a plurality of pinholes;
A light source for measurement that irradiates the pinhole member with measurement light;
Imaging that is provided on a branched optical path from the imaging lens toward the pinhole member and that receives a reflected light from the workpiece of the measurement light that has passed through the pinhole with a plurality of light receiving elements. Means,
Displacement means for displacing the imaging lens in the optical axis direction;
A laser processing apparatus characterized in that a minute height can be measured.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008028071A JP5164001B2 (en) | 2008-02-07 | 2008-02-07 | Laser processing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008028071A JP5164001B2 (en) | 2008-02-07 | 2008-02-07 | Laser processing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009183991A true JP2009183991A (en) | 2009-08-20 |
JP5164001B2 JP5164001B2 (en) | 2013-03-13 |
Family
ID=41067799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008028071A Active JP5164001B2 (en) | 2008-02-07 | 2008-02-07 | Laser processing equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5164001B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101261246B1 (en) * | 2011-08-17 | 2013-05-07 | (주)에이앤아이 | Light system with linear polarization conversion device for laser repair process of flat display panel |
KR101261248B1 (en) * | 2011-08-17 | 2013-05-07 | (주)에이앤아이 | Light system with circular or elliptical polarization conversion device for laser repair process of flat display panel |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11329919A (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-30 | Canon Inc | Position detector and manufacture of device using this position detector |
JP2005103581A (en) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Olympus Corp | Repair method and device therefor |
JP2005186100A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | V Technology Co Ltd | Laser beam machining apparatus |
JP2006007295A (en) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Ntn Corp | Fine pattern correction device and method for correcting defect of fine pattern |
JP2006122982A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Tokyo Electron Ltd | Laser processing apparatus and method |
JP2007292590A (en) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Nikon Corp | Confocal optical system and height-measuring apparatus using the same |
JP2007304058A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | V Technology Co Ltd | Micro height measuring device |
-
2008
- 2008-02-07 JP JP2008028071A patent/JP5164001B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11329919A (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-30 | Canon Inc | Position detector and manufacture of device using this position detector |
JP2005103581A (en) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Olympus Corp | Repair method and device therefor |
JP2005186100A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | V Technology Co Ltd | Laser beam machining apparatus |
JP2006007295A (en) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Ntn Corp | Fine pattern correction device and method for correcting defect of fine pattern |
JP2006122982A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Tokyo Electron Ltd | Laser processing apparatus and method |
JP2007292590A (en) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Nikon Corp | Confocal optical system and height-measuring apparatus using the same |
JP2007304058A (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | V Technology Co Ltd | Micro height measuring device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101261246B1 (en) * | 2011-08-17 | 2013-05-07 | (주)에이앤아이 | Light system with linear polarization conversion device for laser repair process of flat display panel |
KR101261248B1 (en) * | 2011-08-17 | 2013-05-07 | (주)에이앤아이 | Light system with circular or elliptical polarization conversion device for laser repair process of flat display panel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5164001B2 (en) | 2013-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2006038439A1 (en) | Observation apparatus with focus position control mechanism | |
KR101368167B1 (en) | Repair device and repair method | |
JP2017167535A (en) | Light field microscope and illumination method | |
JP2005128493A5 (en) | ||
TWI567374B (en) | Defect observation device and laser processing apparatus including the same | |
JP2009056507A (en) | Laser machining apparatus | |
JP2009168964A (en) | Confocal microscope | |
JP5164001B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP2006215259A (en) | Microscope system, observation method and observation program | |
JP2006220578A (en) | Surface inspecting apparatus | |
JP7173641B2 (en) | LASER REPAIR AND INSPECTION METHOD FOR DISPLAY DEVICE PANEL AND REPAIR AND INSPECTION APPARATUS SUITABLE FOR THE SAME | |
JP2009053485A (en) | Automatic focusing device, automatic focusing method, and measuring device | |
JP5120814B2 (en) | Pattern forming method and pattern forming apparatus | |
JP5164002B2 (en) | Laser processing equipment | |
JP4220571B1 (en) | Minute height measuring device | |
JP5145698B2 (en) | Microscope focus detection apparatus and microscope having the same | |
JP2018194634A (en) | Light field microscope | |
JP2011254027A (en) | Exposure device | |
JP2010008458A (en) | Optical measuring instrument and pattern formed on projection plate | |
JP2017161740A (en) | Light field microscope | |
WO2020036250A1 (en) | Laser processing device | |
JP2005077857A (en) | Microscope with two or more focal points, laser machining device provided with microscope, and laser machining method using device | |
JP2003185591A (en) | Surface inspection device and method therefor | |
JP2002277729A (en) | Device and method for automatic focusing of microscope | |
JP2002341234A (en) | Automatic focusing device for microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101208 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120613 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120619 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120816 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121207 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151228 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5164001 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |