JP5086187B2 - スリット幅調整装置及び顕微鏡レーザ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、スリット幅調整装置及び顕微鏡レーザ加工装置に関する。

従来、レーザ加工によりフォトマスクやＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの修正を行うレーザ加工装置等には、レーザ光の光路内にモータ駆動の可変スリットが設けられており、その可変スリットのＸＹ方向の幅を調整して、レーザカットしたい範囲にスリット形状を一致させておくことで、レーザ光を出射させると、一致させたスリット形状の範囲のみがレーザカット出来るスリット幅調整装置が備えられていることが知られている。

このようなスリット幅調整装置として、スリット部材が接触して、スリット幅が零の時に原点信号を発生する原点信号発生電極をステッピングモータ駆動の可変スリットに取り付けることにより、その原点に基づいて可変スリットを所定の幅に調整できる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２０８９８７号公報

しかし、上記特許文献１記載のスリット幅調整装置においては、スリット部材をリニアガイドに対して絶縁された構造とする必要があり、また、スリット部材に原点信号発生電極を設ける必要がある等、機構が複雑化するという問題があった。また、スリット幅を調整する度に原点信号発生電極同士の接触が繰り返されることによる接触位置の精度低下や、その接触によるスリット機構の剛性等の機械的安定性低下に起因して、原点位置（スリット部材の接触位置）の検出精度がその繰り返しとともに低下していくおそれがある。さらに、スリット幅調整装置の機構に起因したステッピングモータの誤差等を補正する手段を備えていないため、高精度のスリット幅調整が困難であるという問題があった。

本発明の課題は、複雑な機構を用いることなく、スリット幅を精確に再現出来るスリット幅調整装置および顕微鏡レーザ加工装置を提供することにある。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
平行な一対のスリット部材を、互いに接近若しくは離間するように移動させて前記一対のスリット部材のスリット幅を調整するスリット幅調整装置において、
前記一対のスリット部材を互いに接近若しくは離間する方向へ移動させる駆動手段と、
前記一対のスリット部材のうち、少なくとも一方の任意の絶対位置を原点として検出する絶対位置原点検出手段と、
前記駆動手段の駆動を制御してスリット幅を調整する調整手段と、を備え、
前記調整手段は、
前記原点からのスリット幅の変位量と、当該原点からのスリット幅の変位量に対応した前記駆動手段の駆動指令値と、を対応付けたスリット幅テーブルを記憶する記憶手段と、
指定されたスリット幅に対応する前記駆動手段の駆動指令値を前記記憶手段により抽出し、抽出した駆動指令値により前記駆動手段を駆動させる駆動制御手段と、
を備え、
前記一対のスリット部材により形成されたスリットのスリット画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像されたスリット画像からスリット幅を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたスリット幅と、当該スリット幅に対応した前記駆動手段の駆動指令値と、により、前記スリット幅テーブルを作成し、前記記憶手段に記憶させる作成手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスリット幅調整装置において、前記絶対位置原点検出手段は、光電型絶対位置検出センサであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のスリット幅調整装置において、前記駆動手段は、印加される所定のパルス数に応じて回転するステッピングモータを含んで構成され、前記駆動指令値は、前記ステッピングモータに印可するパルス数であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、レーザ光を出射して検査対象物を修正する顕微鏡レーザ加工装置において、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスリット幅調整装置を備え、前記レーザ光の光路中に、前記一対のスリット部材が配置され、
前記駆動制御手段により、前記作成手段により作成され前記記憶手段に記憶されたスリット幅テーブルに基づいて前記駆動手段を駆動させた状態で、前記レーザ光を出射することを特徴とする。

本発明によると、一対のスリット部材における、一方のスリット部材の任意の絶対位置を絶対位置原点検出手段により原点として検出し、その原点からのスリット幅の変位量と、当該原点からのスリット幅の変位量に対応した駆動手段の駆動指令値と、を対応付けたスリット幅テーブルを記憶し、そのスリット幅記憶テーブルに記載された駆動指令値に基づいて駆動手段を駆動させることにより、スリット幅を精確に再現することが出来る。
したがって、複雑な機構を用いることなく、スリット幅を精確に再現出来るスリット幅調整装置および顕微鏡レーザ加工装置であるといえる。

以下、図を参照して、本発明に係るスリット幅調整装置及び顕微鏡レーザ加工装置の具体的な態様を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

図１は、本発明のスリット幅調整装置３０を適用した顕微鏡レーザリペア装置１（顕微鏡レーザ加工装置）を示す断面図であり、図２は、スリット幅調整装置３０を示す平面図であり、図３は、図２のIII−III線断面図を示しており、図４は、第１組幅調整機構３０及びＡＢＳ原点センサ１０１を示す斜視図であり、図５は、第２組幅調整機構４０及びＡＢＳ原点センサ１１１を示す斜視図であり、図６はスリット幅調整装置３０のブロック図であり、図７は同上実施形態の駆動指令値とスリット幅の関係を示す図である。ここで、図１における顕微鏡レーザリペア装置１の左右方向をＸ方向とし、前後方向をＹ方向とし、上下方向をＺ方向とする。

顕微鏡レーザリペア装置１は、試料Ｗを載置するステージ２０と、このステージ２０に対して三次元方向（Ｘ、Ｙ，Ｚ方向）へ相対移動可能に設けられた筐体１０と、筐体１０の下端部に備え付けられ、倍率の異なる対物レンズ１２Ａ（１２Ｂ，１２Ｃ）が選択的に取り付けられるように構成された対物レンズ交換装置１１と、を備えている。

図１に示すように、筐体１０の内部には、Ｘ方向左側であってＺ方向下側に配置されたレーザ光出射装置１８と、レーザ光出射装置１８のＺ方向上側に配置されたミラー１７と、ミラー１７のＸ方向右側に配置されたミラー１６と、ミラー１６のＺ方向下側に配置されたスリット幅調整装置３０と、ミラー１６とスリット幅調整装置３０との間に配置されたビームスプリッタ１５と、ビームスプリッタ１５のＸ方向右側に配置されたスリット用照明２２と、スリット幅調整装置３０のＺ方向下側に配置されたビームスプリッタ１３と、ビームスプリッタ１３のＸ方向右側に配置された観察用照明２１と、スリット幅調整装置３０とビームスプリッタ１３との間に配置されたビームスプリッタ１４と、ビームスプリッタ１４のＸ方向のＸ方向右側に配置されたミラー２３と、ミラー２３のＺ方向上側に配置された観察用カメラ２４と、を備えて構成される。

レーザ光出射装置１８は、例えば、ＹＡＧレーザ等のレーザ加工用のレーザ光を出射する光源であり、Ｚ方向端部に備えられたビームエクスパンダ（図示省略）により、レーザ光を平行光束として拡大して、ミラー１７に向けて出射する。

ミラー１７及びミラー１６は、レーザ光出射装置１８より出射されたレーザ光が、光路Ｌを辿り試料Ｗへ照射されるように、所定の方向へ反射させる。
具体的には、ミラー１７は、レーザ光出射装置１８より出射されたＺ方向上向きのレーザ光をＸ方向左向きに反射させ、ミラー１６は、ミラー１７により反射されたレーザ光をＺ方向下向きに反射させる。

スリット幅調整装置３０は、ミラー１６にて反射したレーザ光を、所定の幅に調整されるスリット開口部にのみ通過させる装置であり、このスリット幅調整装置３０を通過させることで、試料Ｗをスリット開口部の大きさに応じてレーザカット出来るようになっている。このスリット幅調整装置３０の構造については後に詳述する。

ビームスプリッタ１５は、光路（光軸線）Ｌ上に配置され、スリット用照明２２より照射される照明光をＺ方向下向きに反射させるとともに、ミラー１６を反射したレーザ光を透過させて、スリット幅調整装置３０のスリット開口部を通過させる。

ビームスプリッタ１３は、光路（光軸線）Ｌ上に配置され、観察用照明２１より照射される照明光をＺ方向下向きに反射させるとともに、スリット幅調整装置３０のスリット開口部を通過したレーザ光を透過させて、対物レンズ１２Ａに入射させる。

ビームスプリッタ１４は、光路（光軸線）Ｌ上に配置され、スリット用照明２２又は観察用照明２１より試料Ｗに照射された照明光の反射光を、Ｘ方向右側に反射させるとともに、スリット幅調整装置３０のスリット開口部を通過したレーザ光を透過させて、ビームスプリッタ１３に入射させる。
ミラー２３は、ビームスプリッタ１４により反射された照明光の反射光を、Ｚ方向上側に配置された観察用カメラ２４に向けて反射させる。

観察用カメラ２４は、上記スリット用照明２２及び観察用照明２１より試料Ｗに照射された照明光の反射光が、ビームスプリッタ１４及びミラー２３を介して観察用カメラ２４に到達するように配置されている。
つまり、ユーザは観察用カメラ２４により試料Ｗ及びそのレーザカット対象部を見ながら、スリット幅調整装置３０にてスリット開口部をレーザカットしたい範囲に調整し、レーザ光出射装置１８によりレーザ光を出射させて、調整したスリット開口部の範囲のみをレーザカットすることができる。
さらに、観察用カメラ２４は、スリット幅調整装置３０のスリット開口部の画像（以下、スリット画像）を撮像することが出来るため、撮像手段として機能している。

次いで、スリット幅調整装置３０について、図２及び図３を用いて説明する。

スリット幅調整装置３０は、間隔を隔てて互いに平行に配置された上下２枚の支持プレート２８，２９と、上側の支持プレート２８の下面に設けられ、一対の第１スリット部材３４Ａ及び３４Ｂを対物レンズ１２Ａの光軸線Ｌに対して直交する方向であって、互いに接近する方向と離間する方向（Ｘ方向）のどちらへも移動させることができる第１の幅調整機構３１と、一対の第２スリット部材４４Ａ及び４４Ｂを光軸線Ｌに対して直交するとともに第１スリット部材３４の移動方向に対して直交する方向であって、互いに接近する方向と離間する方向（Ｙ方向）のどちらへも移動させることができる第２の幅調整機構４１と、第１の幅調整機構３１に備えられた可動部材３２Ａ及び第２の幅調整機構４１に備えられた可動部材４２Ａの原点の絶対位置を検出する、絶対位置検出手段（光電型絶対位置検出センサ）としての第１ＡＢＳ原点センサ１０１及び第２ＡＢＳ原点センサ１１１と、を備える。

第１の幅調整機構３１は、図４に示すように、互いに平行な一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂと、この一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂの両端側に直交して配置され、これらの可動部材３２Ａ、３２ＢをＸ方向へ移動可能に案内する一対の直線ガイド手段３３と、一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂの略中間位置に互いに対向して設けられたスリット部材３４Ａ、３４Ｂと、一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂの略中間位置において一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂを互いに接近する方向と離間する方向のいずれにも移動させることができる駆動手段３５と、一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂをそれぞれ独立して互いに接近する方向（または離間する方向）へ付勢するコイルスプリング３６と、を含んで構成されている。

直線ガイド手段３３は、可動部材３２Ａ、３２Ｂの移動方向（Ｘ方向）に沿って配置された一対のガイドレール３３Ａと、この各ガイドレール３３Ａに循環回動するボール列などの転動体を介して移動可能に設けられ可動部材３２Ａ、３２Ｂの端部を支持するスライダ３３Ｂと、を含んで構成されている。

スリット部材３４Ａ、３４Ｂは、平面視矩形板状に形成され、互いに対向する先端部が逆「ハ」形状のテーパ刃状に形成されており、可動部材３２Ａ、３２Ｂの移動に応じて、互いに接近する方向若しくは離間する方向へ移動するので、Ｘ軸方向のスリット幅を調整することが出来る。

駆動手段３５は、上側の支持プレート２８の下面に取り付けられたボールベアリングブロック３５Ａを介して一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂに対して略直交して配置され、軸方向において互いに逆方向（右ねじと左ねじ）で、精密（例えば、それぞれのリードが０．２５ｍｍ程度）なねじ部３５Ｂを有する送りねじ軸３５Ｃと、この送りねじ軸３５Ｃのねじ部３５Ｂにそれぞれ螺合されるとともに各可動部材３２Ａ、３２Ｂに固定されたナット部材３５Ｄと、送りねじ軸３５Ｃを回転させ、後述する制御部５００によって駆動制御されるステッピングモータ３５Ｅと、ステッピングモータ３５Ｅのモータカバー３５Ｆと、を含んで構成されている。
ステッピングモータ３５Ｅは、印加されるパルス数（駆動指令値）に応じて所定角度回転する構造となっているため、回転方向を左回転／右回転に切換えることよって、可動部材３２Ａ、３２Ｂ（及びスリット部材３４Ａ、３４Ｂ）を接近・離間するように移動させることが出来る。
したがって、可動部材３２Ａ、３２Ｂは駆動手段３５によりＸ軸方向への駆動力が付与されると、中心軸線（Ｚ軸）に対して略対称に接近・離間することが出来る。

コイルスプリング３６は、各可動部材３２Ａ、３２Ｂに設けられ、それぞれ独立して可動部材３２Ａ、３２Ｂが互いに接近する方向または離間する方向へ付勢する。

第２の幅調整機構４１は、図５に示すように、互いに平行な一対の可動部材４２Ａ、４２Ｂと、この一対の可動部材４２Ａ、４２Ｂの両端側に直交して配置され、これらの可動部材４２Ａ、４２ＢをＹ方向へ移動可能に案内する一対の直線ガイド手段４３と、一対の可動部材４２Ａ、４２Ｂの略中間位置に互いに対向して設けられたスリット部材４４Ａ、４４Ｂと、一対の可動部材４２Ａ、４２Ｂの略中間位置において一対の可動部材４２Ａ、４２Ｂを互いに接近、離間する方向へ移動させる駆動手段４５と、一対の可動部材４２Ａ、４２Ｂをそれぞれ独立して互いに接近する方向（または離間する方向）へ付勢するコイルスプリング４６と、を含んで構成されている。

直線ガイド手段４３は、可動部材４２Ａ、４２Ｂの移動方向（Ｙ軸方向）に沿って配置された一対のガイドレール４３Ａと、この各ガイドレール４３Ａに循環回動するボール列などの転動体を介して移動可能に設けられ可動部材４２Ａ、４２Ｂの端部を支持するスライダ４３Ｂとを含んで構成されている。

スリット部材４４Ａ、４４Ｂは、平面視矩形板状に形成され、互いに対向する先端部がテーパ刃状に形成されており、可動部材４２Ａ、４２Ｂの移動に応じて、互いに接近、離間する方向へ移動するので、Ｙ軸方向のスリット幅を調整することが出来る。
したがって、このスリット部材４４Ａ、４４Ｂとスリット部材３４Ａ、３４Ｂが形成する隙間部分がスリット開口部となり、レーザ光出射装置１８より出射されたレーザ光の透過範囲を制限することが出来る。

駆動手段４５は、下側の支持プレート２９の上面に取り付けられたボールベアリングブロック４５Ａを介して一対の可動部材４２に対して略直交して配置され軸方向において互いに逆方向（右ねじと左ねじ）で、精密（例えば、それぞれのリードが０．２５ｍｍ程度）なねじ部４５Ｂを有する送りねじ軸４５Ｃと、この送りねじ軸４５Ｃのねじ部４５Ｂにそれぞれ螺合されるとともに可動部材４２Ａ、４２Ｂに固定されたナット部材４５Ｄと、送りねじ軸４５Ｃを回転させ、後述する制御部５００によって駆動制御されるステッピングモータ４５Ｅと、ステッピングモータ４５Ｅのモータカバー４５Ｆと、を含んで構成されている。
ステッピングモータ４５Ｅは、印加されるパルス数（駆動指令値）に応じて所定角度回転する構造となっているため、回転方向を左回転／右回転に切換えることよって、可動部材４２Ａ、４２Ｂ（及びスリット部材４４Ａ、４４Ｂ）を接近・離間するように移動させることが出来る。
したがって、可動部材４２Ａ、４２Ｂは駆動手段４５によりＹ軸方向への駆動力が付与されると、光軸線（Ｚ軸）に対して略対称に接近・離間することが出来る。

コイルスプリング４６は、可動部材４２Ａ、４２Ｂに設けられ、それぞれ独立して可動部材４２Ａ、４２Ｂが互いに接近する方向または離間する方向へ付勢する。

したがって、第１の幅調整機構３１によって一対のスリット部材３４Ａ、３４Ｂを互いに接近、離間する方向へ移動させるとともに、第２の幅調整機構４１によって一対のスリット部材４４Ａ、４４Ｂを互いに接近、離間する方向へ移動させることにより、これらスリット部材３４Ａ、３４Ｂ、及びスリット部材４４Ａ、４４Ｂによって形成されるスリット開口部の形状を所望の形状に調整することが可能となる。
加えて、互いに平行な一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂ、及び可動部材４２Ａ、４２Ｂが、両端側において一対の直線ガイド手段３３、４３によって移動可能に案内されているから、一端側のみが直線ガイド手段で移動可能に案内される構成に比べ、可動部材３２Ａ、３２Ｂ、及び可動部材４２Ａ、４２Ｂの傾きを小さくできる。また、一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂ、及び可動部材４２Ａ、４２Ｂの略中間位置に、これら可動部材３２Ａ、３２Ｂ、及び可動部材４２Ａ、４２Ｂを接近、離間する方向へ移動させる駆動手段３５，４５が設けられているから、この点からも可動部材３２Ａ、３２Ｂ、及び可動部材４２Ａ、４２Ｂの傾きをより小さくできる。更に、このような構成を前提として、一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂ、及び可動部材４２Ａ、４２Ｂの略中間位置に、スリット部材３４Ａ、３４Ｂ、及びスリット部材４４Ａ、４４Ｂが互いに対向して設けられているから、スリット部材３４Ａ、３４Ｂ、及びスリット部材４４Ａ、４４Ｂによって形成されるスリット開口部を高精度に可変できるとともに、高い繰り返し精度も維持できる。
また、第１の幅調整機構３１及び第２の幅調整機構４１に備えられた、送りねじ軸３５Ｃ，４５Ｃのリードを小さくすれば、送り精度を高めることができる。特に、マイクロメータヘッドに用いられている送りねじ軸（例えば、ピッチ０．２５ｍｍ）を用いれば、ねじ精度が高いうえ、バックラッシュも極めて小さいので、高い送り精度を保証できる。
さらに、駆動手段３５，４５に上記送りねじ軸３５Ｃ，４５Ｃを用いた場合、送りねじ軸３５Ｃ，４５Ｃと螺合するナット部材３５Ｄ，４５Ｄとの間に生じるバックラッシュによって繰り返し精度が低下する問題が生じるが、本実施形態では、一対の可動部材３２Ａ、３２Ｂ、及び可動部材４２Ａ、４２Ｂを互いに接近する方向または離間する方向へ付勢するコイルスプリング３６，４６が設けられているから、バックラッシュによる問題もなく、高い再現性を維持することができる。しかも、コイルスプリング３６，４６を各可動部材３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂにそれぞれ独立して設けたので、可動部材の重量や摺動抵抗の違いに応じて最適な付勢力を与えることができるから、各可動部材３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂの良好な移動動作を保証できる。

ＡＢＳ原点センサ１０１は、図４に示すように、ステッピングモータ３５Ｅのモータカバー３５Ｆにより固定されており、本体部１０２と、送りねじ軸３５Ｃの軸方向（Ｘ軸方向）に作動するスピンドル作動部１０３と、スピンドル作動部１０３の先端に位置し、可動部材３２ＡのＸ方向左端部に取り付けられた接触子１０３Ａと、を含んで構成されており、可動部材３２Ａが駆動手段３５により駆動すると、スピンドル作動部１０３は可動部材３２Ａと一体に移動するようになっている。

ＡＢＳ原点センサ１１１は、図５に示すように、ステッピングモータ４５Ｅのモータカバー４５Ｆにより固定されており、本体部１１２と、送りねじ軸４５Ｃの軸方向（Ｙ軸方向）に作動するスピンドル作動部１１３と、スピンドル作動部１１３の先端に位置し、可動部材４２ＡのＹ方向左端部に取り付けられた接触子１１３Ａと、を含んで構成されており、可動部材４２Ａが駆動手段４５により駆動すると、スピンドル作動部１１３は可動部材４２Ａと一体に移動するようになっている。

ＡＢＳ原点センサ１０１及び１１１の内部にはそれぞれ、本体部１０２及び１１２に固定された固定スケール部と、スピンドル作動部１０３及び１１３と接続され、スピンドル作動部１０３及び１１３の作動にあわせて移動する移動部と、が含まれている。
そして、この固定スケール部には、スピンドル作動部１０３の移動方向（Ｘ方向）及び１１３の移動方向（Ｙ方向）の所定の位置に光透過型の原点マークと、この原点マークと後述の移動部の原点マーク検出用の光透過型の光学格子を照射する光源と、光源から照射され、上記原点マークと光学格子を透過した透過光を受光する受光センサが備えられている。一方で、移動部には、それぞれ、スピンドル作動部１０３の移動方向（Ｘ方向）及び１１３の移動方向（Ｙ方向）に原点マーク検出用の光透過型の光学格子が備えられている。
このため、ＡＢＳ原点センサ１０１及び１１１の原点検出機能によると、駆動手段３５、４５により可動部材３２Ａ、４２Ａ（及びスリット部材３４Ａ、４４Ａ）が移動し、スピンドル作動部１０３、１１３が可動部材３２Ａ、４２Ａと一体となって移動すると、所定のＸ，Ｙ方向位置で、移動部の原点マーク検出用の光学格子が、固定スケール部の原点マークを通過する。その時に固定スケール部の光源より照射された光は、原点マーク検出用の光学格子及び原点マークを透過し、その透過光を固定スケール部の受光センサで受光することで、スリット幅調整装置３０及び／又は顕微鏡レーザリペア装置１の電源が遮断されたとしても、いつでもその絶対位置の原点を検出することが出来る。
なお、上記のような絶対位置検出手段は、光検出によるものに限られず、例えば、静電容量式のアブソリュートエンコーダによって、原点検出用スケールの静電容量変化に基づいて原点検出を行うものであっても良い。
また、上記原点を検出する位置は、スリット部材３４Ａと３４Ｂが接触する位置、又は、スリット部材４４Ａと４４Ｂが接触する位置となるように設定してももちろん良い。

次いで、制御部５００は、図６に示すように、ＣＰＵ５０１と、ＲＡＭ５０５と、ＲＯＭ５１０と、テーブル記憶部５２０と、等を備えて構成され、第１および第２の幅調整機構３１、４１のほかに、その他の機構（例えば、レーザ光出射装置１８等）が接続されている。
ＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５１０に格納されている各種処理プログラムの実行や、処理データのＲＡＭ５０５への格納を行う。
ＲＡＭ５０５は、ＣＰＵ５０１により実行された処理プログラム等を展開するプログラム格納領域と、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等のデータを格納するデータ格納領域とを備える。
ＲＯＭ５１０は、例えば、スリット幅算出プログラム５１０Ａと、スリット幅テーブル作成プログラム５１０Ｂと、駆動制御プログラム５１０Ｃと、等のＣＰＵ５０１により実行される各種処理プログラムを格納している。
テーブル記憶部５２０は、スリット幅と、ステッピングモータ３５Ｅ、４５Ｅに印加されるパルス数と、を調整するためのルックアップテーブル５２０Ａ（スリット幅テーブル）を記憶する記憶手段（調整手段）として機能している。

スリット幅算出プログラム５１０Ａは、撮像手段としての観察用カメラ２４により撮像されるスリット画像よりスリット幅を算出する算出手段である。
つまり、ＣＰＵ５０１がスリット幅算出プログラム５１０Ａを実行し、観察用カメラ２４により撮像されたスリット画像から、スリット部材３４Ａ、３４Ｂの先端部、及びスリット部材４４Ａ、４４Ｂの先端部、の位置を認識させ、それぞれの先端部間の距離を計測することにより、対物レンズの倍率等を考慮してスリット部材３４Ａ、３４Ｂが形成するＸ方向のスリット幅と、スリット部材４４Ａ、４４Ｂが形成するＹ方向のスリット幅と、を算出することが出来る。

スリット幅テーブル作成プログラム５１０Ｂは、スリット幅算出プログラム５１０Ａにより算出されるスリット幅と、そのスリット幅を形成するためにパルスモータに印加されたパルス数とに基づいて、ルックアップテーブル５２０Ａを作成し、テーブル記憶部５２０に記憶する作成手段である。
ここで、ステッピングモータ３５Ｅ，４５Ｅに所定のパルス数が印加されると、スリット部材３４Ａ、３４Ｂ（可動部材３２Ａ、３２Ｂ）及び、スリット部材４４Ａ、４４Ｂ（可動部材４２Ａ、４２Ｂ）が互いに接近・離間する方向に移動することで、それぞれのスリット部材の形成するスリット幅（補正前スリット幅）は、第1及び第２の幅調整機構３１，４１の機構に起因した誤差（送りねじ軸３５Ｃ、４５Ｃのピッチ誤差やそのねじ軸全長に及ぶ誤差）等により、図７の破線に示すように印加するパルス数に応じて非直線的に変化する。そのため、図７の実線に示されるように、ステッピングモータ３５Ｅ，４５Ｅを駆動させるための駆動指令値とスリット幅に線形性を持たせるために、駆動指令値ごとに印可するパルス数を増減させるための補正パルス数を予め算出しておく必要がある。
そのため、ＡＢＳ原点センサ１０１及び１１１によりスリット部材３４Ａ及び４４Ａの絶対位置の原点を精確に検出することが出来るので、そのスリット部材３４Ａ及び４４Ａが原点にある時のそれぞれのスリット幅（例えば、図７に示す原点スリット幅）と、ステッピングモータ３５Ｅ，４５Ｅによりスリット部材３４Ａ及び４４Ａをスリット部材３４Ｂ及び４４Ｂと接触する位置まで移動させ、その際にステッピングモータ３５Ｅ，４５Ｅに印加したパルス数と、を基準値とし、線形性を持たせるための補正パルス数を算出することで、駆動指令値とスリット幅の線形性を一層高めることが可能となる。
つまり、ＣＰＵ５０１が、スリット幅テーブル作成プログラム５１０Ｂを実行すると、駆動指令値とスリット幅に線形性を持たせるために、原点スリット幅からのスリット幅の変位量と、その変位量に対応したパルス数と、を対応付けたルックアップテーブル５２０Ａを作成してテーブル記憶部５２０に記憶することが出来る。

駆動制御プログラム５１０Ｃは、テーブル記憶部５２０に記憶されたルックアップテーブル５２０Ａに基づいて、駆動手段３５，４５を駆動調整する駆動制御手段及び調整手段である。
つまり、ＣＰＵ５０１が、駆動制御プログラム５１０Ｃを実行すると、スリット幅テーブル作成プログラム５１０Ｂにより作成され、テーブル記憶部５２０に記憶されたルックアップテーブル５２０Ａから、ユーザにより指定されたスリット幅を形成するために必要となる駆動指令値に対応したパルス数を抽出し、そのパルス数をステッピングモータ３５Ｅ又は４５Ｅに印加することにより、ユーザにより指定されたスリット幅を精確に再現することが可能となる。

（原点スリット幅の設定及びルックアップテーブル作成）
次に、上記スリット幅調整装置３０及び顕微鏡レーザリペア装置１における、スリット部材３４Ａ、３４Ｂの基準となるスリット幅（即ち、スリット部材３４Ａの原点における原点スリット幅）、及びスリット部材４４Ａ、４４Ｂの原点スリット幅（即ち、スリット部材４４Ａの原点における原点スリット幅）の設定とルックアップテーブル５２０Ａの作成について述べる。

まず、スリット部材３４Ａ、３４Ｂの原点スリット幅及びスリット部材４４Ａ、４４Ｂの原点スリット幅を、例えば、各スリット幅の最大値の半分となる幅として予め定めておき、その原点スリット幅における可動部材３２Ａ、４２Ａの位置で、スリット部材３４Ａ、４４Ａの絶対位置の原点が検出されるように、ＡＢＳ原点センサ１０１及び１１１をモータカバー３５Ｆ，４５Ｆに固定する。

次いで、試料Ｗに換えてミラーをステージ２０に載置して、観察用カメラ２４によって、スリット部材３４Ａ、３４Ｂ（又は、スリット部材４４Ａ、４４Ｂ）のスリット幅（スリット部材３４Ａ、３４Ｂ、又は、４４Ａ、４４Ｂが形成する開口部）を撮像し、その撮像したスリット画像を観察しながら、上記原点スリット幅よりスリット幅が零となる位置（向かい合うスリット部材３４Ａ、３４Ｂ（又は、スリット部材４４Ａ、４４Ｂ）が接触する位置）まで可動部材３２Ａ、３２Ｂ（又は、可動部材４２Ａ、４２Ｂ）を移動させ、その移動に際してステッピングモータ３５Ｅ，４５Ｅに印加したパルス数を制御部５００の記憶部（図示省略）に記憶しておくことで、スリット幅が零となる位置を把握することが出来る。

そして、ＣＰＵ５０１がスリット幅算出プログラム５１０Ａ及びスリット幅テーブル作成プログラム５１０Ｂを実行すると、例えば、上記スリット幅が零となる位置より、スリット幅変位量０．０１ｍｍ（送りねじ軸３５Ｃ、４５Ｃのリード（０．２５ｍｍ程度）に対応した変位量）に相当するパルス数をステッピングモータ３５Ｅ，４５Ｅに印加する毎に、スリット幅（補正前スリット幅）を算出する。そして、そのスリット幅と線形性を持たせるための補正パルス数を算出し、ルックアップテーブル５２０Ａにその補正パルス数を記憶する。

ここで、上記設定及び作成は、顕微鏡レーザリペア装置１の製造工程にて予めなされており、顕微鏡レーザリペア装置１をユーザが使用する際は、所定のスリット幅を指定すると、ＣＰＵ５０１が駆動制御プログラム５１０Ｃを実行し、上記設定により把握されるスリット幅が零となる位置までスリット部材３４Ａ、３４Ｂ（又は、スリット部材４４Ａ、４４Ｂ）を移動させ、ルックアップテーブル５２０Ａに記憶された補正パルス数に基づいてステッピングモータ３５Ｅ，４５Ｅを駆動させることで、精確なスリット幅に設定することが出来る。
なお、ＣＰＵ５０１が駆動制御プログラム５１０Ｃを実行すると、スリット幅が零となる位置までスリット部材を移動させることなく、ルックアップテーブル５２０Ａに記憶された補正パルス数に基づいて、ステッピングモータ３５Ｅ，４５Ｅを駆動させ、直接ユーザの所望するスリット幅に設定することが出来るものであっても良い。

以上により、本発明に係るスリット幅調整装置３０及び顕微鏡レーザリペア装置１は、一対のスリット部材３４Ａ、３４Ｂ（又は４４Ａ、４４Ｂ）が所定の位置にある状態で、ＡＢＳ原点センサ１０１（又は１１１）により一方のスリット部材の任意の絶対位置を原点として設定し、その原点からのスリット幅の変位量と、当該原点からのスリット幅の変位量に対応した駆動手段３５（又は４５）の駆動指令値（ステッピングモータ３５Ｅ又は４５Ｅに印加されるパルス数）と、を対応付けたルックアップテーブル５２０Ａをテーブル記憶部５２０に記憶し、そのルックアップテーブル５２０Ａに記載された駆動指令値により駆動手段３５（又は４５）を駆動させることにより、複雑な機構を用いることなく、スリット幅を精確に再現することが出来る。

また、試料のリペア作業が長期化し、途中で中断して電源を遮断せざるを得ない事態が生じたとしても、本発明にかかる絶対位置原点検出手段としてのＡＢＳ原点センサ１０１、１１１を備えることで、再稼動時に、精確に原点の位置を検出して電源遮断前のスリット幅を再現出来、電源遮断前と略同一のスリット幅によるリペア作業を行うことが可能となるため、スリット幅再現に要する手間や労力を縮減することが出来る。

また、レーザ光を出射して試料を修正する顕微鏡レーザリペア装置１において、レーザ光の光路中に、スリット幅調整装置３０を備えており、スリット開口部を高精度に可変できるから、試料の修正などを高精度に行うことができる。従って、半導体や液晶パネルなどの微細デバイス回路の修正を高精度に、しかも、能率的に行うことができる。

なお、本発明に係る絶対位置原点検出手段として、ＡＢＳ原点センサを用いているが、これに限定されるものではなく、スリット部材が所定のスリット幅を形成するときに、絶対位置の原点を検出出来、その位置を電源遮断後においても検出できるものであればよい。
また、スリット幅調整装置はレーザカットにのみ用いられるものではなく、レーザＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法による白欠陥の修正に用いるものであってももちろん良い。
また、スリット幅調整装置は、顕微鏡レーザ加工装置に備えられることには限られず、例えば、所定の光学系に用いられる視野絞り、又は、開口絞り等の絞りにおける開口を、絶対位置の原点検出手段とステッピングモータと、等を用いて設定／調整する場合などにも適用することが出来る。

本発明の実施形態に係る顕微鏡レーザリペア装置を示す断面図。 同上実施形態のスリット幅調整装置を示す平面図。 図２のIII−III線断面図。 同上実施形態の第１組幅調整機構及びＡＢＳ原点センサを示す斜視図。 同上実施形態の第２組幅調整機構及びＡＢＳ原点センサを示す斜視図。 同上実施形態のブロック図。 同上実施形態の駆動指令値とスリット幅の関係を示す図。

符号の説明

１ 顕微鏡レーザリペア装置
２４ 観察用カメラ（撮像手段）
３０ スリット幅調整装置
３１ 第１の幅調整機構
３２Ａ、Ｂ 可動部材
３４Ａ、Ｂ スリット部材
３５ 駆動手段
３５Ｅ ステッピングモータ
４１ 第２の幅調整機構
４２Ａ、Ｂ 可動部材
４４Ａ、Ｂ スリット部材
４５ 駆動手段
４５Ｅ ステッピングモータ
Ｗ 試料
１０１、１１１ ＡＢＳ原点センサ（絶対位置原点検出手段、光電型絶対位置検出センサ）
１０２、１１２ 本体部
１０３、１１３ スピンドル作動部
１０３Ａ、１１３Ａ 接触子
５００ 制御部
５０１ ＣＰＵ（調整手段、算出手段、作成手段、駆動制御手段）
５１０ ＲＯＭ
５１０Ａ スリット幅算出プログラム（算出手段）
５１０Ｂ スリット幅テーブル作成プログラム（作成手段）
５１０Ｃ 駆動制御プログラム（調整手段、駆動制御手段）
５２０ テーブル記憶部（調整手段、記憶手段）
５２０Ａ ルックアップテーブル（スリット幅テーブル）

Claims (4)

1. 平行な一対のスリット部材を、互いに接近若しくは離間するように移動させて前記一対のスリット部材のスリット幅を調整するスリット幅調整装置において、
   前記一対のスリット部材を互いに接近若しくは離間する方向へ移動させる駆動手段と、
   前記一対のスリット部材のうち、少なくとも一方の任意の絶対位置を原点として検出する絶対位置原点検出手段と、
   前記駆動手段の駆動を制御してスリット幅を調整する調整手段と、を備え、
   前記調整手段は、
   前記原点からのスリット幅の変位量と、当該原点からのスリット幅の変位量に対応した前記駆動手段の駆動指令値と、を対応付けたスリット幅テーブルを記憶する記憶手段と、
   指定されたスリット幅に対応する前記駆動手段の駆動指令値を前記記憶手段により抽出し、抽出した駆動指令値により前記駆動手段を駆動させる駆動制御手段と、
   を備え、
   前記一対のスリット部材により形成されたスリットのスリット画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像されたスリット画像からスリット幅を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出されたスリット幅と、当該スリット幅に対応した前記駆動手段の駆動指令値と、により、前記スリット幅テーブルを作成し、前記記憶手段に記憶させる作成手段と、
   を備えることを特徴とするスリット幅調整装置。
2. 前記絶対位置原点検出手段は、光電型絶対位置検出センサであることを特徴とする請求項１記載のスリット幅調整装置。
3. 前記駆動手段は、印加される所定のパルス数に応じて回転するステッピングモータを含んで構成され、
   前記駆動指令値は、前記ステッピングモータに印可するパルス数であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスリット幅調整装置。
4. レーザ光を出射して検査対象物を修正する顕微鏡レーザ加工装置において、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のスリット幅調整装置を備え、
   前記レーザ光の光路中に、前記一対のスリット部材が配置され、
   前記駆動制御手段により、前記作成手段により作成され前記記憶手段に記憶されたスリット幅テーブルに基づいて前記駆動手段を駆動させた状態で、前記レーザ光を出射することを特徴とする顕微鏡レーザ加工装置。

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