JP2957265B2 - UV laser processing equipment - Google Patents

UV laser processing equipment

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JP2957265B2
JP2957265B2 JP2316457A JP31645790A JP2957265B2 JP 2957265 B2 JP2957265 B2 JP 2957265B2 JP 2316457 A JP2316457 A JP 2316457A JP 31645790 A JP31645790 A JP 31645790A JP 2957265 B2 JP2957265 B2 JP 2957265B2
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香美 尾野間
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は紫外光レーザ加工装置に関し、特に加工光学
系と観察光学系とが異なり、照射位置及び形状が多軸要
素の影響を受ける紫外光レーザ加工装置における各部の
位置補正値算出及び位置補正方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultraviolet laser processing apparatus, and in particular, each part in an ultraviolet laser processing apparatus in which a processing optical system and an observation optical system are different and an irradiation position and a shape are affected by a multiaxial element. And a position correction method.

従来技術 一般に、レーザ加工装置においては、正常なパターン
に損傷を与えることなく、欠陥部のみを除去するため、
加工の際にレーザ光照射を正確に行う必要がある。この
こと等から、従来の装置では、レーザ光とプローブ光と
の光軸を共通とし、スリットを通過したマスク面上の像
が顕微鏡で容易に観察できるように構成されている。
2. Description of the Related Art In general, in a laser processing apparatus, only a defective portion is removed without damaging a normal pattern.
It is necessary to accurately perform laser beam irradiation during processing. For this reason, in the conventional apparatus, the laser light and the probe light have the same optical axis, and the image on the mask surface passing through the slit can be easily observed with a microscope.

例えば、「ホトマスク修正用加工技術」、電子材料
(工業調査会49頁1978−3:辰巳龍司)に示されているよ
うに、観察光学系と加工光学系とを同一の光学系とする
ことが従来の装置では通例である。
For example, as shown in “Photomask Correction Processing Technology”, Electronic Materials (Industry Research Council, page 49, 1978-3: Tatsumi Tatsumi), the observation optical system and the processing optical system may be the same optical system. This is customary in conventional devices.

ところで、紫外光レーザを利用した加工装置ではそれ
らを同様の構成にしようとすると、各光学系の対物レン
ズの設計上、多大な負担がかかり、その製作が大変困難
である。これは紫外光の波長が短いからである。よっ
て、観察光学系と加工光学系とは異なる光学系とする必
要があり、そのため、それらの位置補正等が必要であ
る。
By the way, in a processing apparatus using an ultraviolet laser, if they are to have the same configuration, a great burden is required in designing an objective lens of each optical system, and it is very difficult to manufacture the objective lens. This is because the wavelength of ultraviolet light is short. Therefore, the observation optical system and the processing optical system need to be different optical systems, and therefore, their position correction and the like are required.

つまり、観察光学系と加工光学系とが異なる紫外光レ
ーザ加工装置においては、観察光学系と加工光学系と
を、各々の動作を考慮しながら、一致させる調整が必要
であった。また、観察光学系が3軸(X,Y,Z)、加工光
学系が3軸(X,Y,Z)、載物台が2軸(X,Y)、可変スリ
ットがスリット板の枚数×2(X,Y)+1(θ)軸可動
であるため、レーザ照射位置の誤差発生要因が数多く考
えられる。
That is, in an ultraviolet laser processing apparatus in which the observation optical system and the processing optical system are different from each other, it is necessary to adjust the observation optical system and the processing optical system so as to match each other in consideration of each operation. The observation optical system has three axes (X, Y, Z), the processing optical system has three axes (X, Y, Z), the stage has two axes (X, Y), and the variable slit has the number of slit plates. Since it is movable in the 2 (X, Y) +1 (θ) axis, there are many possible causes of errors in the laser irradiation position.

その上、レーザ照射形状もスリット板の組合せ及び各
々のスリット板の移動量等により様々なパターンが考え
られる。
In addition, various patterns of the laser irradiation shape can be considered depending on the combination of the slit plates, the amount of movement of each slit plate, and the like.

よって、画像処理等を利用して、モニタ画面上に表示
するレーザ照射位置及び照射形状が、実際のレーザ照射
位置及び形状と異なるという欠陥があった。
Therefore, there is a defect that the laser irradiation position and the irradiation shape displayed on the monitor screen by using image processing or the like are different from the actual laser irradiation position and the actual shape.

発明の目的 本発明は上述した従来の欠点を解決するためになされ
たものであり、その目的は観察光学系と加工光学系とが
異なる場合においても照射位置に正確に照射形状を表示
することができる紫外光レーザ加工装置を提供すること
である。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional disadvantages, and an object of the present invention is to accurately display an irradiation shape at an irradiation position even when an observation optical system and a processing optical system are different. An object of the present invention is to provide an ultraviolet laser processing apparatus capable of performing the above processing.

発明の構成 本発明による紫外光レーザ加工装置は、紫外光レーザ
を発射するレーザ発射手段と、それぞれ外部指令に応じ
た位置に移動する複数のスリット板を含み、前記レーザ
発射手段から発射される紫外光レーザを所定形状に変形
する可変スリットと、外部指令に応じた位置に移動し、
前記複数の可変スリットを透過した後の紫外光レーザを
被加工物に照射するための加工光学系と、外部指令に応
じた位置に移動し、前記加工光学系による紫外光レーザ
の照射位置を観察する観察光学系と、外部指令に応じた
位置に移動し、前記被加工物が載置される載置台とを含
む紫外光レーザ加工装置であって、光軸中心に対して前
記複数のスリット板夫々が所定位置に位置するように該
スリット板夫々の位置補正を行う第1の位置補正手段
と、この位置補正後に前記加工光学系の位置補正を行う
第2の位置補正手段と、この位置補正後に前記観察光学
系の位置補正を行う第3の位置補正手段と、この位置補
正後に前記載置台の移動による前記加工光学系の位置補
正を行う第4の位置補正手段とを有することを特徴とす
る。
An ultraviolet laser processing apparatus according to the present invention includes a laser emitting unit that emits an ultraviolet laser, and a plurality of slit plates that move to positions according to external commands, respectively. Move the optical laser to a variable slit to deform it into a predetermined shape and a position according to an external command,
The processing optical system for irradiating the workpiece with the ultraviolet light laser after passing through the plurality of variable slits, and moved to a position according to an external command, and observed the irradiation position of the ultraviolet light laser by the processing optical system. An ultraviolet optical laser processing apparatus including an observation optical system to be moved, and a mounting table that moves to a position according to an external command and on which the workpiece is mounted, wherein the plurality of slit plates are arranged with respect to an optical axis center. First position correcting means for correcting the position of each of the slit plates so that each is located at a predetermined position, second position correcting means for correcting the position of the processing optical system after this position correction, and this position correction A third position correcting unit for correcting the position of the observation optical system later, and a fourth position correcting unit for correcting the position of the processing optical system by moving the mounting table after the position correction. I do.

実施例 次に、本発明について図面を参照して説明する。Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明による紫外光レーザ加工装置の一実施
例の構成図を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration diagram of an embodiment of an ultraviolet laser processing apparatus according to the present invention.

図において、本発明の一実施例による紫外光レーザ加
工装置は、エキシマレーザ等、紫外光のレーザを発射す
る紫外光レーザ発振器7と、その発射されたレーザの断
面形状を変化せしめるための複数のスリット板を含む可
変スリット6と、載物台5上の図示せぬ被加工物にレー
ザを照射するための加工光学系4と、加工の様子を観察
するための対物レンズを含む観察光学系3と、CRT等の
モニタ1と、各部を制御するための制御部2とを含んで
構成されている。
In the figure, an ultraviolet laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes an ultraviolet laser oscillator 7 for emitting an ultraviolet laser, such as an excimer laser, and a plurality of lasers for changing the cross-sectional shape of the emitted laser. A variable slit 6 including a slit plate, a processing optical system 4 for irradiating a workpiece (not shown) on a worktable 5 with a laser, and an observation optical system 3 including an objective lens for observing a state of the processing. And a monitor 1 such as a CRT, and a control unit 2 for controlling each unit.

なお、各スリット板、加工光学系、観察光学系及び載
置台の各移動軸は周知のステッピングモータにより駆動
されるものとする。また、被加工物は透明なガラス板で
あるものとし、枠状の載物台上に載置されるものとす
る。よって、被加工物の加工状況が、被加工物自体を介
して観察できることになる。
The moving axes of the slit plates, the processing optical system, the observation optical system, and the mounting table are driven by a known stepping motor. The workpiece is a transparent glass plate, and is placed on a frame-shaped stage. Therefore, the processing state of the workpiece can be observed through the workpiece itself.

かかる構成からなる本実施例の装置においては、加工
の際、載物台5に乗せられた図示せぬ被加工物上のレー
ザ照射すべき位置が観察光学系3の下に来る様に載物台
5と観察光学系3とを移動させる。それと同時に、加工
光学系4も観察光学系3に位置を合わせる。
In the apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration, the work is performed such that the laser irradiation position on the work (not shown) placed on the worktable 5 is located below the observation optical system 3 during processing. The table 5 and the observation optical system 3 are moved. At the same time, the position of the processing optical system 4 is adjusted to that of the observation optical system 3.

次に、モニタ1の画面上に表示するための観察光学系
3のカメラから読込まれ、制御部2の画像処理を通した
被加工物の像と、制御部2により全スリット板8,9の位
置並びに観察光学系3及び加工光学系4の位置関係から
算出され出力されるスリット形とをもとに可変スリット
6及び加工光学系4を移動してレーザ照射位置及び形状
を決定して加工を行う。
Next, the image of the workpiece read from the camera of the observation optical system 3 for display on the screen of the monitor 1 and subjected to the image processing of the control unit 2 and the image of the entire slit plates 8 and 9 by the control unit 2 Based on the position and the slit shape calculated and output from the positional relationship between the observation optical system 3 and the processing optical system 4, the variable slit 6 and the processing optical system 4 are moved to determine the laser irradiation position and the shape, and the processing is performed. Do.

その加工前の位置補正手順について第2図を用いて説
明する。第2図は各部の位置の補正値を算出する手順を
示すフローチャートである。図においては、光軸の補正
を行う第1工程、スリット板の補正を行う第2工程
、加工光学系及び観察光学系の補正を行う第3工程
、載物台移動に伴う加工光学系のズレの補正を行う第
4工程の合計4つの工程が示されている。なお、レー
ザ光の現実の光軸を入力すれば第1工程は必ずしも必要
ではない。
The position correction procedure before the processing will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for calculating a correction value of the position of each unit. In the figure, a first step of correcting the optical axis, a second step of correcting the slit plate, a third step of correcting the processing optical system and the observation optical system, and a shift of the processing optical system due to the movement of the stage. , A total of four steps of the fourth step of performing the correction are shown. Note that the first step is not necessarily required if the actual optical axis of the laser light is input.

まず、第1工程では第3図(a)に示されているよう
に、スリット板8の右上の角およびスリット板9の左下
の角を各々のX,Y座標系に対して設計上の光軸に合わ
せ、レーザ光を照射し、各スリット板に対して光軸中心
座標の補正値を算出する。(ステップ21)。この場合ガ
ラス板にレーザ光を照射し、その照射位置を現実光軸中
心座標として読み取る。補正値はスリット板8、スリッ
ト板9の各々のX,Y座標系に対して(設計上の光軸中心1
1のX,Y座標)−(現実光軸中心12のX,Y座標)で求ま
る。
First, in the first step, as shown in FIG. 3A, the upper right corner of the slit plate 8 and the lower left corner of the slit plate 9 are designed with respect to the respective X and Y coordinate systems. A laser beam is irradiated in accordance with the axis, and a correction value of the center coordinate of the optical axis is calculated for each slit plate. (Step 21). In this case, the glass plate is irradiated with laser light, and the irradiation position is read as the actual optical axis center coordinates. The correction value is calculated for each of the X and Y coordinate systems of the slit plate 8 and the slit plate 9 (designed optical axis center 1).
1 (X, Y coordinates) − (X, Y coordinates of the actual optical axis center 12).

第3図(b)はスリット板8及びスリット板9の概略
図であり、遮光部分が斜線部で示されている。つまり、
スリット板8は2つの透過円形スリット及び3つの透過
矩形スリットより成立ち、スリット板9は3つの透過矩
形スリット及び2つの遮光円形スリットより成立つ。す
なわち、矩形のガラス板において、同図の斜線部分のみ
をマスクすれば両スリット板が得られる。また、これら
両スリット板は、X,Y軸方向に移動する他、スリット6
全体が回転移動するものである。
FIG. 3 (b) is a schematic view of the slit plate 8 and the slit plate 9, and the light-shielding portions are indicated by hatched portions. That is,
The slit plate 8 is composed of two transmission circular slits and three transmission rectangular slits, and the slit plate 9 is composed of three transmission rectangular slits and two light shielding circular slits. That is, in the rectangular glass plate, both slit plates can be obtained by masking only the hatched portions in FIG. In addition to these slit plates moving in the X and Y axis directions,
The whole rotates and moves.

次に、第2工程ではスリット6関係の補正値を算出す
る。まず、各々のスリット板8,9を1軸ずつ移動し、そ
の移動による補正値を算出する(ステップ22)。第3図
(c)はスリット板8のX軸移動の際の補正値の算出方
法を示したもので、スリット板9の真中の矩形スリット
を補正した光軸中心に移動し、さらにスリット板8の右
下の小さめの矩形スリットが光軸中心に来る様に移動
し、レーザ光を照射する。その照射形状が13であり、そ
の中心座標が移動前の照射中心14(X1,Y1)である。
Next, in the second step, a correction value related to the slit 6 is calculated. First, each slit plate 8, 9 is moved one axis at a time, and a correction value due to the movement is calculated (step 22). FIG. 3 (c) shows a method of calculating a correction value when the slit plate 8 is moved in the X-axis direction. The middle rectangular slit of the slit plate 9 is moved to the corrected optical axis center, and the slit plate 8 is further moved. Is moved so that a small rectangular slit at the lower right of the optical axis comes to the center of the optical axis, and is irradiated with laser light. The irradiation shape is 13, and the center coordinate is the irradiation center 14 (X1, Y1) before the movement.

次に、スリット板8の左下の大きめの矩形スリットが
光軸中心に来る様に移動(スリット板8の右下の小さめ
の矩形スリットと左下の大きめの矩形スリットは設計上
のY軸座標が同じであるためX軸方向のみの移動とな
る。)し、先の照射に重ねて照射する。その形状が移動
後の照射形状15であり、その中心座標が照射中心16(X
2,Y2)である。
Next, the large rectangular slit at the lower left of the slit plate 8 moves so as to come to the center of the optical axis (the small rectangular slit at the lower right and the large rectangular slit at the lower left of the slit plate 8 have the same design Y-axis coordinate). Therefore, the movement is performed only in the X-axis direction.), And the irradiation is performed while overlapping the previous irradiation. The shape is the irradiation shape 15 after the movement, and its center coordinate is the irradiation center 16 (X
2, Y2).

ここで、スリット板8のX軸方向移動時の補正値para
5、para6は次の式(1),(2)で求まる。
Here, the correction value para when the slit plate 8 moves in the X-axis direction
5, para6 is obtained by the following equations (1) and (2).

para5={(X1−X2)/対物レンズ縮小率}/X軸方向移動量 ……(1) para6={(Y1−Y2)/対物レンズ縮小率}/X軸方向移動量 ……(2) つまり、X軸方向のみの移動であるため、本来的には
Y軸方向にはズレが生じないはずであるが、実際にはズ
レが生じるためこれを式(2)のpara6で補正するので
ある。
para5 = {(X1-X2) / objective lens reduction ratio} / X-axis direction movement amount ... (1) para6 = {(Y1-Y2) / objective lens reduction ratio} / X-axis movement amount ... (2) In other words, since the movement is only in the X-axis direction, there should be essentially no shift in the Y-axis direction. However, in practice, the shift occurs, and this is corrected by para6 in equation (2). .

同様にして、スリット板8の左下の大きめの矩形スリ
ットと、この矩形スリットと設計上のX軸座標が同じで
ある左上の小さめの円形スリットを用い、スリット板8
をY軸方向のみに移動させる。このスリット8のY軸方
向のみの移動による補正値para7,para8は次の式
(3),(4)で求まる。
Similarly, a large rectangular slit at the lower left of the slit plate 8 and a small circular slit at the upper left having the same design X-axis coordinate as the rectangular slit are used.
Is moved only in the Y-axis direction. The correction values para7 and para8 due to the movement of the slit 8 only in the Y-axis direction are obtained by the following equations (3) and (4).

para7={(X3−X4)/対物レンズ縮小率}/Y軸方向移動量 ……(3) para8={(Y3−Y4)/対物レンズ縮小率}/Y軸方向移動量 ……(4) つまり、Y軸方向のみの移動であるため、本来的には
X軸方向にはズレが生じないはずであるが、実際にはズ
レが生じるためこれを式(3)のpara7で補正するので
ある。
para7 = {(X3-X4) / objective lens reduction ratio} / movement amount in Y-axis direction (3) para8 = {(Y3-Y4) / objective lens reduction ratio} / movement amount in Y-axis direction (4) In other words, since the movement is only in the Y-axis direction, there should be essentially no shift in the X-axis direction. However, in practice, the shift occurs, so this is corrected by para7 in equation (3). .

なお、式(1)から(4)において(X1,Y1)はX軸
方向のみの移動前の照射中心、(X2,Y2)はX軸方向の
みの移動後の照射中心であり、(X3,Y3)はY軸方向の
みの移動前の照射中心、(X4,Y4)はY軸方向のみの移
動後の照射中心である。X1−X2,Y1−Y2,X3−X4,Y3−Y4
はモニタ上の画素数として算出される。
In equations (1) to (4), (X1, Y1) is the irradiation center before moving only in the X-axis direction, (X2, Y2) is the irradiation center after moving only in the X-axis direction, and (X3, Y3). (Y3) is the irradiation center before movement only in the Y-axis direction, and (X4, Y4) is the irradiation center after movement only in the Y-axis direction. X1-X2, Y1-Y2, X3-X4, Y3-Y4
Is calculated as the number of pixels on the monitor.

同様にスリット8の補正移動量(XS8,YS8)はX方
向、Y方向の要求移動量(xs8,ys8)に対して次の式
(5),(6)で求まる。
Similarly, the corrected movement amount (XS8, YS8) of the slit 8 is obtained by the following equations (5) and (6) with respect to the required movement amounts (xs8, ys8) in the X and Y directions.

XS8=(1+para5)*xs8+para7*ys8 ……(5) YS8=(1+para8)*ys8+para6*xs8 ……(6) 同様にして、スリット9のX軸方向の移動による補正
値para9、para10及びY軸方向の移動による補正値para1
1、para12を求め、補正をかける。すべてのスリット板
について同様の処理を行った上で、ある1枚のスリット
板を基準にして各々のスリット板間の位置補正値を算出
する(ステップ23)。
XS8 = (1 + para5) * xs8 + para7 * ys8 (5) YS8 = (1 + para8) * ys8 + para6 * xs8 (6) Similarly, correction values para9, para10, and the Y-axis direction by moving the slit 9 in the X-axis direction. Correction value para1 due to movement of
1. Find para12 and apply correction. After performing the same processing for all the slit plates, a position correction value between the respective slit plates is calculated based on a certain one of the slit plates (step 23).

第3図(d)は、位置補正値を算出する方法を示した
ものであり、スリット板8の右上の大きい透過円形スリ
ットとスリット板9の右下の小さい遮光円形スリットと
が、光軸中心に来る様に移動し、照射する。
FIG. 3 (d) shows a method of calculating the position correction value, in which a large transmission circular slit at the upper right of the slit plate 8 and a small light shielding circular slit at the lower right of the slit plate 9 are aligned with the optical axis center. Move to come to and irradiate.

その照射形状を示したものが第3図(d)であり、図
のようにスリット板8の円形スリット照射形状17とスリ
ット板9の円形遮光スリット照射形状18とにより、2つ
の円の差の部分(ドーナツ部分)が照射される。
FIG. 3D shows the irradiation shape, and as shown in FIG. 3, the difference between the two circles is determined by the circular slit irradiation shape 17 of the slit plate 8 and the circular light-shielding slit irradiation shape 18 of the slit plate 9. The part (donut part) is irradiated.

ここで、スリット板8の円形スリット照射形状17の中
心座標(X5,Y5)及びスリット板9の円形遮光スリット
照射形状18の中心座標(X6,Y6)から位置補正値para13,
para14は次の式(7),(8)で求まる。
Here, the position correction values para13, para13, are obtained from the center coordinates (X5, Y5) of the circular slit irradiation shape 17 of the slit plate 8 and the center coordinates (X6, Y6) of the circular light shielding slit irradiation shape 18 of the slit plate 9.
para14 is obtained by the following equations (7) and (8).

para13=(X5−X6)/対物レンズ縮小率 ……(7) para14=(Y3−Y4)/対物レンズ縮小率 ……(8) そして本例では、スリット板8を基準にしてスリット
板9を補正するため、スリット板9の補正移動量(XS9,
YS9)はX方向、Y方向夫々の要求移動量xs9,ys9に対し
て次の式(9),(10)で求まる。
para13 = (X5−X6) / objective lens reduction ratio... (7) para14 = (Y3−Y4) / objective lens reduction ratio... (8) In this example, the slit plate 9 is In order to perform the correction, the correction movement amount of the slit plate 9 (XS9,
YS9) is obtained by the following equations (9) and (10) for the required movement amounts xs9 and ys9 in the X and Y directions, respectively.

XS9=(1+para9)*xs9+para11*ys9+para13 ……(9) YS9=(1+para12)*ys9+para10*xs9+para14 ……(10) 第3工程である観察光学系3及び加工光学系4の補正
では、まず、第3図(e)の様に観察光学系3から写し
出されるモニタ画面の範囲内で加工光学系4を矢印Aの
ようにX軸方向にのみX軸方向移動量XAだけ移動し、そ
の移動前と移動後にレーザで照射する。そして、このと
きのX軸方向移動前の照射中心を(X7,Y7)、X軸方向
移動後の照射中心を(X8,Y8)とする。そして、式(1
1),(12)によりX軸方向移動による補正値para15,pa
ra16を算出する。同様にY軸方向のみY軸方向移動量YA
だけ移動し、その移動前と移動後にレーザで照射する。
そして、このときのY軸方向移動前の照射中心を(X9,Y
9)、Y軸方向移動後の照射中心を(X10,Y10)とし、式
(13),(14)によりY軸方向移動による補正値para1
7,para18を算出する(ステップ24)。
XS9 = (1 + para9) * xs9 + para11 * ys9 + para13 (9) YS9 = (1 + para12) * ys9 + para10 * xs9 + para14 (10) In the third step of correcting the observation optical system 3 and the processing optical system 4, first, the third step is performed. As shown in FIG. 5E, the processing optical system 4 is moved only in the X-axis direction by the X-axis movement amount XA as shown by the arrow A within the range of the monitor screen projected from the observation optical system 3, and moves before and after the movement. Later, it is irradiated with a laser. The irradiation center before the movement in the X-axis direction at this time is (X7, Y7), and the irradiation center after the movement in the X-axis direction is (X8, Y8). Then, the equation (1
1), (12), correction value by movement in X-axis direction para15, pa
Calculate ra16. Similarly, the movement amount YA in the Y-axis direction only in the Y-axis direction.
The laser beam is irradiated before and after the movement.
Then, the irradiation center before moving in the Y-axis direction at this time is set to (X9, Y
9) The irradiation center after the movement in the Y-axis direction is set to (X10, Y10), and the correction value para1 due to the movement in the Y-axis direction is calculated by Expressions (13) and (14).
Calculate 7, para18 (step 24).

para15={(X7−X8)−X軸方向移動量XA}/X軸方向移動量
XA ……(11) para16=(Y7−Y8)/X軸方向移動量XA ……(12) para17=(X9−X10)/Y軸方向移動量YA ……(13) para18={(Y9−Y10)Y軸方向移動量YA}/Y軸方向移動量Y
A ……(14) 移動による補正を加工光学系4にかけた上で今度は、
第3図(f)の様に、観察光学系3と加工光学系4とを
矢印B1,B2のように同時にX軸方向に同距離X軸方向移
動量XBだけ移動し、その移動前と移動後にレーザで照射
する。次にY軸方向に同距離Y軸方向移動量YBだけ移動
し、その移動前と移動後にレーザで照射する。このとき
のX軸方向移動前の照射中心を(X11,Y11)、X軸方向
移動後の照射中心を(X12,Y12)、Y軸方向移動前の照
射中心を(X13,Y13)、Y軸方向移動後の照射中心を(X
14,Y14)とする。そして、加工光学系4を基準として観
察光学系3の移動による補正値para19,para20,para21,p
ara22を式(15)〜(18)により算出する(ステップ2
5)。
para15 = {(X7−X8) −X axis direction movement amount XA} / X axis direction movement amount
XA …… (11) para16 = (Y7−Y8) / X-axis movement XA …… (12) para17 = (X9−X10) / Y-axis movement YA …… (13) para18 = {(Y9− Y10) Y-axis direction movement amount YA} / Y-axis direction movement amount Y
A …… (14) After applying correction by movement to the processing optical system 4,
As shown in FIG. 3 (f), the observation optical system 3 and the processing optical system 4 are simultaneously moved in the X-axis direction by the same distance X-axis movement amount XB as indicated by arrows B1 and B2, and move before and after the movement. Later, it is irradiated with a laser. Next, the laser beam is moved in the Y-axis direction by the same distance YB in the Y-axis direction, and the laser beam is irradiated before and after the movement. At this time, the irradiation center before moving in the X-axis direction is (X11, Y11), the irradiation center after moving in the X-axis direction is (X12, Y12), the irradiation center before moving in the Y-axis direction is (X13, Y13), and the Y-axis is (X)
14, Y14). Then, the correction values para19, para20, para21, p by the movement of the observation optical system 3 with reference to the processing optical system 4
ara22 is calculated by equations (15) to (18) (step 2
Five).

para19=(X11−X12)/X軸方向移動量XB ……(15) para20=(Y11−Y12)/Y軸方向移動量YB ……(16) para21=(X13−X14)/X軸方向移動量XB ……(17) para22=(Y13−Y14)/Y軸方向移動量YB ……(18) そして、所定の座標値(XO,YO)に観察光学系3及び
加工光学系4ともに各々の移動補正をかけて移動し、レ
ーザを照射する。この移動後の照射中心を(X15,Y15)
とする。そして、加工光学系4及び観察光学系3の位置
補正値para23,para24を式(19),(20)により算出す
る(ステップ26)。
para19 = (X11−X12) / X-axis movement XB …… (15) para20 = (Y11−Y12) / Y-axis movement YB …… (16) para21 = (X13−X14) / X-axis movement Amount XB ... (17) para22 = (Y13-Y14) / Y-axis direction movement amount YB ... (18) Then, the observation optical system 3 and the processing optical system 4 each have a predetermined coordinate value (XO, YO). The laser beam is moved by applying the movement correction, and the laser is irradiated. The irradiation center after this movement is (X15, Y15)
And Then, the position correction values para23 and para24 of the processing optical system 4 and the observation optical system 3 are calculated by equations (19) and (20) (step 26).

para23=XO−X15 ……(19) para24=YO−Y15 ……(20) 従って、観察光学系3の補正移動座標値(XK,YK)は
X方向、Y方向の要求移動量(xk,yk)に対して次の式
(21),(22)で求まる。
para23 = XO−X15 (19) para24 = YO−Y15 (20) Accordingly, the corrected movement coordinate values (XK, YK) of the observation optical system 3 are required movement amounts (xk, yk) in the X direction and the Y direction. ) Is obtained by the following equations (21) and (22).

XK=(1+para19)*xk+para21*yk……(21) YK=(1+para22)*yk+para20*xk……(22) なおZ軸方向は、焦点(フォーカス)方向である。XK = (1 + para19) * xk + para21 * yk (21) YK = (1 + para22) * yk + para20 * xk (22) The Z-axis direction is a focus direction.

第4工程である載物台5の位置移動による光学系の補
正では載物台5の位置座標による観察光学系3と加工光
学系4とのX方向補正値para25[載物台5のX座標値/1
00、載物台5のY座標値/100]、Y方向補正値para26
[載物台5のX座標値/100、載物台5のY座標値/100]
を配列データとして求め、加工光学系4を補正する(ス
テップ27)。
In the fourth step, the correction of the optical system by moving the position of the stage 5, the X-direction correction value para25 of the observation optical system 3 and the processing optical system 4 based on the position coordinates of the stage 5 [X coordinate of the stage 5] Value / 1
00, Y coordinate value of stage 5/100], Y direction correction value para26
[X coordinate value of stage 5/100, Y coordinate value of stage 5/100]
Is obtained as array data, and the processing optical system 4 is corrected (step 27).

すなわち、載物台5を移動しただけでは、本来的には
加工光学系及び観察光学系にズレが生じないはずである
が、載物台の質量が大きいのでその移動に伴って微小な
ズレが生じる。これを補正するため、予め載物台5のX
座標値及びY座標値と補正値との対応テーブルを制御部
2内に設けておき、その座標値に対応する補正値を用い
て加工光学系を補正するのである。
In other words, the movement of the stage 5 should not cause any deviation in the processing optical system and the observation optical system. However, since the mass of the stage is large, a small deviation occurs with the movement. Occurs. To correct this, the X of the stage
A correspondence table between the coordinate values and the Y coordinate values and the correction values is provided in the control unit 2, and the processing optical system is corrected using the correction values corresponding to the coordinate values.

例えば、載物台の座標値(X,Y)を(500,600)とすれ
ば、配列データの要素[500/100,600/100]に対応する
ため、X方向の補正値はpara25[5,6]、Y方向の補正
値はpara26[5,6]となる。
For example, if the coordinate value (X, Y) of the stage is (500, 600), the correction value in the X direction is para25 [5, 6] because it corresponds to the array data element [500/100, 600/100]. The correction value in the Y direction is para26 [5, 6].

従って、加工光学系4の補正移動座標値(XP、YP)
は、X方向、Y方向の要求移動量(xp、yp)と載物台5
の座標値(XT、YT)に対して次の式(23),(24)で求
まる。
Therefore, the corrected movement coordinate values (XP, YP) of the processing optical system 4
Is the required movement amount (xp, yp) in the X and Y directions and the stage 5
The coordinates (XT, YT) are obtained by the following equations (23) and (24).

XP=(1+para15)*xp+para18*yp+para23 −para25[XT/100,YT/100] ……(23) YP=(1+para17)*yp+para16*xp+para24 −para26[XT/100,YT/100] ……(24) 以上の様に、求めた式(5)、(6)、(9)及び
(10)で各スリット板8,9の移動要求量に対する補正移
動量を求め、式(21)、(22)で観察光学系3の移動要
求量に対する補正移動量を求め、式(23)、(24)で加
工光学系4の移動要求量に対する補正移動量を求め、各
要素の移動軸を駆動するステッピングモータを駆動し夫
々補正するのである。
XP = (1 + para15) * xp + para18 * yp + para23-para25 [XT / 100, YT / 100] ... (23) YP = (1 + para17) * yp + para16 * xp + para24-para26 [XT / 100, YT / 100] ... (24) As described above, the corrected movement amount with respect to the required movement amount of each slit plate 8, 9 is obtained by the obtained equations (5), (6), (9), and (10), and is obtained by the equations (21), (22). A correction movement amount for the required movement amount of the observation optical system 3 is obtained, a correction movement amount for the required movement amount of the processing optical system 4 is obtained by Expressions (23) and (24), and a stepping motor for driving the movement axis of each element is provided. It drives and corrects each.

発明の効果 以上説明したように本発明は、第1工程で求めたレー
ザ光の光軸中心に対し、第2工程として各スリット板の
移動補正値及び位置補正値、第3工程として加工光学系
の移動補正値及び観察光学系の移動補正値並びに加工光
学系4と観察光学系との位置補正値、第4工程として載
物台の位置座標による加工光学系の位置補正値という順
番に、最も根本的な光源近傍から観察光学系及び加工光
学系の微動ステージ、そして載物台への粗動ステージと
いう順番の工程で補正していくので、確実に補正ができ
るという効果がある。また、各工程内では、各々の要素
の移動により生じる誤差、次に各々の要素間の位置誤差
を算出して補正していくことにより、モニタ画面上に画
像処理等で表示するスリット形状と実際にレーザ照射さ
れる位置及び形状とが一致するという効果がある。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides, as a second step, a movement correction value and a position correction value for each slit plate with respect to the optical axis center of the laser beam obtained in the first step, and a processing optical system as a third step. , The correction value of the movement optical system and the correction value of the movement of the observation optical system, the position correction value of the processing optical system 4 and the observation optical system, and the position correction value of the processing optical system based on the position coordinates of the stage as the fourth step. Since the correction is performed in the order of the fine movement stage of the observation optical system and the processing optical system from the vicinity of the fundamental light source and the coarse movement stage to the stage, there is an effect that the correction can be surely performed. In each process, the error generated by the movement of each element and then the position error between each element are calculated and corrected, so that the slit shape displayed on the monitor screen by image processing etc. There is an effect that the position and the shape of the laser beam coincide with each other.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例による紫外光レーザ加工装置の
構成を示すブロック図、第2図は補正手順を示すフロー
チャート、第3図(a)は光軸補正方法を示す概略図、
第3図(b)はスリット板8,9の概略構成図、第3図
(c)はスリット板8の移動照射後におけるモニタ画面
の概略図、第3図(d)はスリット板8,9の位置補正方
法を示す概略図、第3図(e)は加工光学系の移動補正
方法を示す概略図、第3図(f)は観察光学系と加工光
学系との位置補正方法を示す概略図である。 主要部分の符号の説明 1……モニタ 2……制御部 3……観察光学系 4……加工光学系 5……載物台 8,9……スリット板
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultraviolet laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a correction procedure, FIG. 3 (a) is a schematic diagram showing an optical axis correction method,
FIG. 3 (b) is a schematic configuration diagram of the slit plates 8, 9; FIG. 3 (c) is a schematic diagram of a monitor screen after the moving irradiation of the slit plates 8, and FIG. 3 (d) is a slit plate 8, 9; FIG. 3 (e) is a schematic diagram illustrating a method of correcting movement of a processing optical system, and FIG. 3 (f) is a schematic diagram illustrating a position correction method of an observation optical system and a processing optical system. FIG. Explanation of reference numerals of main parts 1 ... Monitor 2 ... Control unit 3 ... Observation optical system 4 ... Processing optical system 5 ... Mounting table 8,9 ... Slit plate

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】紫外光レーザを発射するレーザ発射手段
と、それぞれ外部指令に応じた位置に移動する複数のス
リット板を含み、前記レーザ発射手段から発射される紫
外光レーザを所定形状に変形する可変スリットと、外部
指令に応じた位置に移動し、前記複数の可変スリットを
透過した後の紫外光レーザを被加工物に照射するための
加工光学系と、外部指令に応じた位置に移動し、前記加
工光学系による紫外光レーザの照射位置を観察および検
出する観察光学系と、外部指令に応じた位置に移動し、
前記被加工物が載置される載置台と、観察光学系から検
出されたレーザの照射位置に基づいて位置補正を行う位
置補正手段とを含む紫外光レーザ加工装置であって、位
置補正手段が、光軸中心に対して前記複数のスリット板
夫々が所定位置に位置するように該スリット板夫々の位
置補正を行う第1の位置補正手段と、この位置補正後に
前記加工光学系の位置補正を行う第2の位置補正手段
と、この位置補正後に前記観察光学系の位置補正を行う
第3の位置補正手段と、この位置補正後に前記載置台の
移動による前記加工光学系の位置補正を行う第4の位置
補正手段とを有することを特徴とする紫外光レーザ加工
装置。
1. A laser emitting means for emitting an ultraviolet laser, and a plurality of slit plates each moving to a position in accordance with an external command, wherein the ultraviolet laser emitted from the laser emitting means is deformed into a predetermined shape. The variable slit, moved to a position according to an external command, a processing optical system for irradiating the workpiece with an ultraviolet light laser transmitted through the plurality of variable slits, and moved to a position according to an external command. An observation optical system for observing and detecting the irradiation position of the ultraviolet light laser by the processing optical system, and moved to a position according to an external command,
A mounting table on which the workpiece is mounted, and an ultraviolet laser processing apparatus including a position correction unit that performs position correction based on a laser irradiation position detected from the observation optical system, wherein the position correction unit is First position correcting means for correcting the position of each of the plurality of slit plates so that each of the plurality of slit plates is located at a predetermined position with respect to the center of the optical axis, and correcting the position of the processing optical system after the position correction. A second position correcting unit for performing the position correction, a third position correcting unit for performing the position correction of the observation optical system after the position correction, and a third position correcting unit for performing the position correction of the processing optical system by moving the mounting table after the position correction. An ultraviolet laser processing apparatus, comprising:
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