JP5164002B2

JP5164002B2 - レーザ加工装置

Info

Publication number: JP5164002B2
Application number: JP2008049604A
Authority: JP
Inventors: 通伸水村; 雄二齋藤
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: JP2009202223A

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。

従来のレーザ加工装置には、レーザ光を発生するレーザ光源と、複数のマイクロミラーが規則正しく配列され、被加工物の加工パターンに対応した断面形状を有する変調光に変換するマイクロミラーデバイスと、変調光を被加工物に照射してレーザ加工を行う照射光学系と、照射光学系に対して、レーザ光源、マイクロミラーデバイスの傾きを可変する傾斜ステージとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−００７６６０号公報

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。

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替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、異常突起又は異物を除去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。

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。

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、マトリクス状に並べられ個別に傾動する複数のマイクロミラーのうち、ＯＮ駆動されたマイクロミラーにより、レーザ光源から入射するレーザ光の光束断面形状を規制して被加工物側に反射させる光束規制手段と、前記被加工物と対向して設けられ光束断面形状が規制された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、前記光束規制手段から前記レーザ光源に向かう光路が分岐された光路上に設けられ前記光束規制手段の複数のマイクロミラー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、複数の受光素子を備えて前記複数のマイクロミラーで反射され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、前記撮像手段で検出される前記反射光の輝度変化に基づいて前記被加工物の微小高さを測定して加工量を求めると共に、前記被加工物上のレーザ加工しようとする部分の輪郭を検出し、該輪郭に囲まれた領域に対応する前記複数のマイクロミラーをＯＮ駆動して前記レーザ光の光束断面形状を規制し、該光束断面形状が規制された前記レーザ光を前記被加工物上の前記領域に照射して該領域を前記加工量だけレーザ加工可能にしたものである。

このような構成により、計測用光源から計測光を光束規制手段のマトリクス状に並べられた複数のマイクロミラーに照射し、撮像手段でこの複数のマイクロミラーで反射され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、そのとき撮像手段で検出される反射光の輝度変化に基づいて被加工物の微小高さを測定して加工量を求めると共に、被加工物上のレーザ加工しようとする部分の輪郭を検出し、レーザ光源からレーザ光を光束規制手段に照射し、光束規制手段の前記輪郭に囲まれた領域に対応する複数のマイクロミラーを個別にＯＮ駆動して入射するレーザ光を被加工物側に反射するように傾動させ、これにより光束断面形状が規制されたレーザ光を対物レンズにより被加工物に集光して被加工物を上記加工量だけレーザ加工する。

また、第２の発明によるレーザ加工装置は、マトリクス状に並べられ個別に傾動する複数のマイクロミラーのうち、ＯＮ駆動されたマイクロミラーにより、レーザ光源から入射するレーザ光の光束断面形状を規制して被加工物側に反射させる光束規制手段と、前記被加工物と対向して設けられ光束断面形状が規制された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複数のマイクロミラー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、前記光束規制手段から前記レーザ光源に向かう光路が分岐された光路上に設けられ前記光束規制手段の複数のマイクロミラー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、複数の受光素子をマトリクス状に備えて前記複数のマイクロミラーで反射され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、前記撮像手段で検出される前記反射光の輝度変化に基づいて前記被加工物の微小高さを測定して加工量を求めると共に、前記被加工物上のレーザ加工しようとする部分の輪郭を検出し、該輪郭に囲まれた領域に対応する前記複数のマイクロミラーをＯＮ駆動して前記レーザ光の光束断面形状を規制し、該光束断面形状が規制された前記レーザ光を前記被加工物上の前記領域に照射して該領域を前記加工量だけレーザ加工可能にしたものである。

このような構成により、計測用光源から計測光を光束規制手段のマトリクス状に並べられた複数のマイクロミラーに照射し、撮像手段でこの複数のマイクロミラーで反射され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を変位させ、そのとき撮像手段で検出される反射光の輝度変化に基づいて被加工物の微小高さを測定して加工量を求めると共に、被加工物上のレーザ加工しようとする部分の輪郭を検出し、レーザ光源からレーザ光を光束規制手段に照射し、光束規制手段の前記輪郭に囲まれた領域に対応する複数のマイクロミラーを個別にＯＮ駆動して入射するレーザ光を被加工物側に反射するように傾動させ、これによりレーザ光の光束断面形状を規制して射出し、結像レンズと対物レンズとの組み合わせによりＯＮ駆動された複数のマイクロミラーの像を被加工物上に結像するようにして光束断面形状が規制されたレーザ光を被加工物に照射して被加工物を上記加工量だけレーザ加工する。

そして、前記撮像手段の複数の受光素子の配列ピッチは、前記光束規制手段の複数のマイクロミラーの配列ピッチに略等しい。これにより、光束規制手段の複数のマイクロミラーの配列ピッチに略等しい複数の受光素子を備えた撮像手段で被加工物からの計測光の反射光を受光する。

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。さらに、光束規制手段を複数のマイクロミラーをマトリクス状に並べたものとしたことにより、高さ測定においては、測定領域内の微小高さを緻密に測定することができ、レーザ加工においては、加工パターン形状が複雑であってもレーザ光の光束断面形状をそれに合わせて容易に規制することができる。

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、光束規制手段を複数のマイクロミラーをマトリクス状に並べたものとしたことにより、高さ測定においては、測定領域内の微小高さを緻密に測定することができ、レーザ加工においては、加工パターン形状が複雑であってもレーザ光の光束断面形状をそれに合わせて容易に規制することができる。そして、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、高さ測定を高速で且つ精度良く行うことができる。

そして、請求項３に係る発明によれば、光束規制手段の各マイクロミラーと撮像手段の各受光素子を１対１に対応させることができ、マイクロミラーで指定された被加工物上の測定点からの反射光の最大輝度を上記マイクロミラーに対応する一つの受光素子で検出することができる。したがって、高さ測定における撮像手段の画像処理が容易になる。

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、白色光源６と、撮像手段７と、照明光源８と、変位手段９と、からなる。

上記ステージ１は、上面に被加工物１０を載置して水平面内をＸ軸、Ｙ軸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軸方向は、図１において奥行き方向である。

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Ｌ１を放射し、被加工物１０に照射して該被加工物１０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Ｌ１を放射するパルスレーザである。

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１０に照射されるレーザ光Ｌ１の光束断面形状を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、図２に示すように、個別に傾動する複数のマイクロミラー１１をマトリクス状に並べて構成し、該複数のマイクロミラー１１のうち選択されたマイクロミラー１１を傾動してレーザ光源２から入射するレーザ光Ｌ１を被加工物１０側に反射させることによって、レーザ光Ｌ１の光束断面形状を所定の形状に規制できるようになっている。また、光束規制手段３の各マイクロミラー１１は、微小高さを測定する際には、後述の白色光Ｌ２を反射して被加工物１０上に測定点２２を指定するピンホールと同様の働きをする。なお、図３（ａ）に示すように、マイクロミラー１１がレーザ光源２から入射するレーザ光Ｌ１、又は白色光源６から入射する白色光Ｌ２を被加工物１０側に反射させる傾動状態を「ＯＮ駆動」といい、同図（ｂ）に実線で示すように、被加工物１０側とは異なる方向に反射させる傾動状態を「ＯＦＦ駆動」という。

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１０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１０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１２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。

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１０上に光束規制手段３のマイクロミラー１１の像を結像させるものである。

上記光束規制手段３からレーザ光源２に向かう光路がビームスプリッタ１３で分岐された光路上には、計測用光源としての白色光源６が設けられている。この白色光源６は、光束規制手段３に白色光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。

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１４によって分岐された光路上には、撮像手段７が設けられている。この撮像手段７は、複数の受光素子をマトリクス状に備えて被加工物１０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、上記マイクロミラー１１で反射された白色光Ｌ２の被加工物１０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。そして、撮像手段７の複数の受光素子の配列ピッチは、上記光束規制手段３の複数のマイクロミラー１１の配列ピッチに略等しくされている。なお、各受光素子は、それぞれ光束規制手段３の各マイクロミラー１１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。

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１５によって分岐された光路上には、照明光源８が設けられている。この照明光源８は、被加工物１０上に照明光Ｌ４を照射して撮像手段７による被加工物１０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。

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、白色光源６、撮像手段７、及び照明光源８を含む光学系の本体部を上下動可能に変位手段９が設けられている。この変位手段９は、光学系本体部を所定の移動範囲内をＺ軸方向に下方から上方に向かって、又は上方から下方に向かって移動させて、対物レンズ４と被加工物１０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。

なお、上記光学系において、光束規制手段３の複数のマイクロミラー１１面の位置及び撮像手段７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１６はレンズホルダー１２をＸ軸方向に移動させるためのモータ、符号１７はモータに連結されて回転しレンズホルダー１２をＸ軸方向に移動させるボールネジ、符号１８はレンズホルダー１２をＹ軸方向に移動させるためのモータ、符号１９ａ〜１９ｅは全反射ミラー、及び符号２０は撮像手段７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。

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４，５，６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１０がカラーフィルタ基板の場合について述べる。
最初に高さ測定の手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。
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８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７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６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。

ステップＳ２においては、変位手段９がＯＮ駆動して光学系本体部をＺ軸方向に上下動し、撮像手段７で撮像されるカラーフィルタ基板のピクセル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７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。

ステップＳ３においては、撮像手段７により撮像されたカラーフィルタ基板のピクセル画像に対して公知のパターンマッチング法が適用され、ピクセルの欠陥、例えばピクセル上に付着した異物２１（突起）が検出される。ここで、ピクセルの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。

一方、ステップＳ３において、ピクセルの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軸，Ｙ軸方向に移動されて欠陥部（異物２１）（図６参照）が対物レンズ４の視野Ｆの中心に位置付けられる。

そして、ステップＳ６において、モータ１６が駆動されてレンズホルダー１２がＸ軸方向に移動され、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１８が駆動されてレンズホルダー１２がＹ軸方向に移動され、光軸合わせがなされる。

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９が再度ＯＮ駆動して光学系本体部をＺ軸方向に上下動し、撮像手段７で撮像されるカラーフィルタ基板のピクセル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６（ａ）参照）。

ステップＳ７においては、照明光源８が消灯され、白色光源６が点灯されて高さ測定が開始される。

ステップＳ８においては、図示省略のパターン記憶部から図示省略のマイクロミラー駆動部に測定パターンのデータが転送され、所定のマイクロミラー１１がＯＮ駆動されて測定パターンが設定される。この場合、先ず、複数のマイクロミラー１１が所定枚数置き（図６（ｂ）においては四枚置き）にＯＮ駆動されて第１の測定パターンが生成される。これにより、白色光源６から放射した白色光Ｌ２は、ＯＮ駆動された複数のマイクロミラー１１で反射され、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ＯＮ駆動された複数のマイクロミラー１１に対応する第１の測定点２２ａを指定する（図６（ｂ）参照）。さらに、各測定点２２ａからの反射光Ｌ３は、対物レンズ４を通って光束規制手段３側に戻り、その途中でビームスプリッタ１４によって反射されて撮像手段７に入射する。

撮像手段７においては、第１の測定点２２ａからの反射光Ｌ３の輝度が対応する受光素子によって検出され、その輝度情報が反射光Ｌ３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９の高さ情報が変位手段９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。

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２２からの反射光Ｌ３は、撮像手段７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２２に対応した受光素子として扱えばよい。

ステップＳ９においては、測定パターンの切換が全て終了したか否かが図示省略の制御部で判定される。なお、図６（ｂ）に示すように、複数のマイクロミラー１１を四枚置きに駆動する場合には、上記パターン記憶部には２５通りの測定パターンが予め記憶されている。したがって、測定パターンの切換回数をカウントして、このカウント数と上記パターン記憶部に記憶されたパターン数とが比較されることになる。ここで、両者が一致せず、測定パターンの切換が未終了のときには、ステップＳ９は“ＮＯ”判定となって、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０においては、パターン記憶部から次の測定パターンが読み出される。そして、ステップＳ８に戻って、上記読み出された次の測定パターンのデータがマイクロミラー駆動部に転送され、測定パターンの切換が行われる。具体的には、ＯＮ駆動して第１の測定パターンを生成していた複数のマイクロミラー１１がＯＦＦ駆動し、替わって、例えばその隣（図６（ｃ）においては右隣）の複数のマイクロミラー１１がＯＮ駆動して第２の測定パターンを生成する。これにより、白色光源６から放射した白色光Ｌ２は、ＯＮ駆動された複数のマイクロミラー１１で反射され、対物レンズ４を介してカラーフィルタ基板上に照射し、カラーフィルタ基板上に第２の測定点２２ｂを指定する（図６（ｃ）参照）。そして、上述と同様にして、撮像手段７において、第２の測定点２２ｂからの反射光Ｌ３の輝度が対応する受光素子によって検出され、その輝度情報が反射光Ｌ３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９の高さ情報が変位手段９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。なお、図６（ｃ）において、黒く塗りつぶした部分が第２の測定点２２ｂであり、白抜きの部分が第１の測定点２２ａである。

以後、ステップＳ９において、測定パターンの切換カウント数と記憶されたパターン数とが一致し、“ＹＥＳ”判定となるまで（図６（ｄ）参照）、ステップＳ８〜Ｓ１０が繰返し実行される。そして、ステップＳ９において、“ＹＥＳ”判定となると、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１においては、所定の領域内の高さ測定が終了したか否かが判定される。ここで、高さ測定が未終了の場合には、ステップＳ１１は“ＮＯ”判定となって、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２においては、光学系本体部をそのＺ軸方向（光軸方向）に所定量だけ移動する。そして、ステップＳ８に戻り、所定の領域内の高さ測定が終了して “ＹＥＳ”判定となるまで、ステップＳ８〜Ｓ１２が実行される。

この場合、最大輝度の検出は、次のようにして行われる。即ち、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。このとき、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する。そして、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２２の高さとして保存する。

なお、ステップＳ１１における高さ測定の終了の判定は、全ての測定点２２で最大輝度が検出された時に行ってもよく、又は光学系本体部が移動範囲の例えば最下点から最上点まで移動した時に行ってもよい。

ステップＳ１３においては、記憶部に保存された各測定点２２の高さ情報が読み出され、異物２１（突起）の高さが検出される。この場合、上記高さ情報に基づいて、測定領域内の高さをモニター画面上に例えば等高線表示させてもよい。そして、ステップＳ１４において、白色光源６を消灯して高さ測定が終了する。

次に、レーザ照射による異物２１（突起）除去手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップＳ２１において、照明光源８が点灯され、異物２１を含むピクセルの画像が撮像手段７により撮像される。同時に、変位手段９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２１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。

ステップＳ２２においては、異物２１（突起）の形状に合わせてマイクロミラー１１の駆動パターンが図示省略のパターン生成部で生成される。具体的には、記憶部から読み出された各測定点２２の高さ情報に基づいて、所定の高さ（例えば許容高さ）でスライスされた異物２１の輪郭を検出し、該輪郭に囲まれた領域に対応するマイクロミラー１１をＯＮ駆動するような駆動パターンを生成する（図６（ｅ）参照）。

ステップＳ２３においては、生成された駆動パターンをマイクロミラー駆動部に転送し、異物２１に対応するマイクロミラー１１をＯＮ駆動する（図６（ｅ）参照）。

ステップＳ２４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２１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２１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６（ｆ）参照）。

ステップＳ２５においては、基板表面がモニターにより観察され、異物２１の除去状況が確認される。

ステップＳ２６においては、異物２１が除去されて欠陥修正が適正に終了したと判断されると（“ＹＥＳ”判定）、異物２１の除去手順は終了する。この場合、ステージ１を移動して次の観察領域を選択してもよい。また、ステップＳ２６において、異物２１の除去が不十分で欠陥修正が終了していないと判断されると（“ＮＯ”判定）、図４のステップＳ７に戻って、異物２１の高さ測定を再度実行してもよい。

なお、上記実施形態においては、撮像手段７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、上記撮像手段７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のマイクロミラー１１面の位置及び撮像手段７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。

また、上記実施形態においては、高さ測定の際に光学系本体部をＺ軸方向に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側をＺ軸方向に変位させてもよく、結像レンズ５をその光軸方向（Ｚ軸方向）に変位させてもよい。

さらに、上記実施形態においては、計測用光源が白色光源６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６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。

そして、以上の説明においては、カラーフィルタ基板の異物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１０に所定形状の凹部を形成する場合にも適用することができる。

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。上記レーザ加工装置において使用される光束規制手段を示す平面図である。上記光束規制手段を構成するマイクロミラーの傾動を示す説明図であり、（ａ）はＯＮ駆動状態を示し、（ｂ）はＯＦＦ駆動状態を示している。上記レーザ加工装置による高さ測定手順を説明するフローチャートである。上記レーザ加工装置による異物除去手順を説明するフローチャートである。上記レーザ加工装置による高さ測定及び異物除去について示す説明図である。

符号の説明

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…白色光源（計測用光源）
７…撮像手段
９…変位手段
１０…被加工物
１１…マイクロミラー
Ｌ１…レーザ光
Ｌ２…白色光（計測光）
Ｌ３…反射光

Claims

マトリクス状に並べられ個別に傾動する複数のマイクロミラーのうち、ＯＮ駆動されたマイクロミラーにより、レーザ光源から入射するレーザ光の光束断面形状を規制して被加工物側に反射させる光束規制手段と、前記被加工物と対向して設けられ光束断面形状が規制された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、
前記光束規制手段から前記レーザ光源に向かう光路が分岐された光路上に設けられ前記光束規制手段の複数のマイクロミラー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、複数の受光素子を備えて前記複数のマイクロミラーで反射され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、前記撮像手段で検出される前記反射光の輝度変化に基づいて前記被加工物の微小高さを測定して加工量を求めると共に、前記被加工物上のレーザ加工しようとする部分の輪郭を検出し、該輪郭に囲まれた領域に対応する前記複数のマイクロミラーをＯＮ駆動して前記レーザ光の光束断面形状を規制し、該光束断面形状が規制された前記レーザ光を前記被加工物上の前記領域に照射して該領域を前記加工量だけレーザ加工可能にしたことを特徴とするレーザ加工装置。
マトリクス状に並べられ個別に傾動する複数のマイクロミラーのうち、ＯＮ駆動されたマイクロミラーにより、レーザ光源から入射するレーザ光の光束断面形状を規制して被加工物側に反射させる光束規制手段と、前記被加工物と対向して設けられ光束断面形状が規制された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複数のマイクロミラー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、
前記光束規制手段から前記レーザ光源に向かう光路が分岐された光路上に設けられ前記光束規制手段の複数のマイクロミラー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、複数の受光素子をマトリクス状に備えて前記複数のマイクロミラーで反射され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、前記撮像手段で検出される前記反射光の輝度変化に基づいて前記被加工物の微小高さを測定して加工量を求めると共に、前記被加工物上のレーザ加工しようとする部分の輪郭を検出し、該輪郭に囲まれた領域に対応する前記複数のマイクロミラーをＯＮ駆動して前記レーザ光の光束断面形状を規制し、該光束断面形状が規制された前記レーザ光を前記被加工物上の前記領域に照射して該領域を前記加工量だけレーザ加工可能にしたことを特徴とするレーザ加工装置。
前記撮像手段の複数の受光素子の配列ピッチは、前記光束規制手段の複数のマイクロミラーの配列ピッチに略等しいことを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工装置。