JPH07116873A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH07116873A
JPH07116873A JP5288705A JP28870593A JPH07116873A JP H07116873 A JPH07116873 A JP H07116873A JP 5288705 A JP5288705 A JP 5288705A JP 28870593 A JP28870593 A JP 28870593A JP H07116873 A JPH07116873 A JP H07116873A
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JP
Japan
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shape
processing
shape pattern
working
image
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Withdrawn
Application number
JP5288705A
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English (en)
Inventor
Ikuo Hikima
郁雄 引間
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 人手を必要とせず、しかも迅速且つ高い精度
の加工形状検査を可能にする。 【構成】 加工形状の良否判定の基準となる基準加工形
状パターン及びこの基準加工形状パターンの許容サイズ
範囲を予め記憶装置14に記憶させておき、画像処理装
置13により、テレビモニタ11に表示された加工形状
パターンの画像で基準加工形状パターンを捜し、見付か
らないときは加工不良と判定し、また基準加工形状パタ
ーンと同形状と認められる加工形状パターンが見付かっ
たとき、その加工形状パターンのサイズを測定し、その
測定値が許容サイズ範囲内のとき加工良好と判定し、許
容サイズ範囲外のとき加工不良と判定することにより、
加工形状の良否判定を自動化した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザビームを用い
て被加工物の表面に加工を施すレーザ加工装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のレーザ加工装置の全体構成
図である。
【0003】レーザ光源101から発振したレーザ光L
1 は、ビームエクスパンダ102で拡大され、開口絞り
103で所定の大きさに整形され、ダイクロイックミラ
ー104及び対物レンズ105を介して被加工物106
上の加工対象に照射される。
【0004】また、照明光源112からの照明光L2
は、反射ミラー109、ダイクロイックミラー104及
び対物レンズ105を介して被加工物106に照射され
る。
【0005】被加工物106の表面で反射した反射光L
3 はCCDカメラ110に入射し、被加工物106の加
工形状はテレビモニタ111に表示される。
【0006】レーザ加工を行うには、まずレーザ光源1
01を被加工物106に対し適正な出力に制御部108
により設定する。そして、制御部108は加工位置デー
タに基づいてXYステージ107を移動させて被加工物
106の位置決めを行い、レーザ光L1 を照射して被加
工物106の加工を行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、レーザ光源
101を適正出力に設定したとしても、微細加工におい
ては、レーザ光L1 の出力の微小変動や被加工物106
の厚さや幅等の構造的なばらつきにより、加工跡の形状
が不良となることがある。
【0008】加工形状の良否をチェックするには、レー
ザ加工終了後にテレビモニタ111や図示しない顕微鏡
で加工形状を目視で観察する方法があるが、人手と相当
の時間がかかるという問題があった。
【0009】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は加工形状の良否を人手を用いず
に、しかも迅速に検査することができるレーザ加工装置
を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めこの発明のレーザ加工装置は、レーザ光源(1)から
の光束(L1 )を被加工物(6)に照射する照射手段
(2〜5)と、前記被加工物の表面を観察するための撮
像手段(10)と、この撮像手段で得た画像を表示する
ための表示手段(11)とを備え、前記光束を用いて前
記被加工物の表面に加工を施すレーザ加工装置におい
て、加工形状の良否判定の基準となる基準加工形状及び
この基準加工形状の許容サイズ範囲を記憶する記憶手段
(14)と、前記表示手段に表示された前記画像から前
記基準加工形状に対応する画像を捜し、見付からないと
きは加工不良と判定する形状判定手段(13)と、前記
基準加工形状と同形状と認められる前記画像が見付かっ
たとき、その画像のサイズを測定し、その測定値が前記
許容サイズ範囲内にあるか否かを判定するサイズ判定手
段(13)とを備えている。
【0011】
【作用】前述のように加工の良否判定の基準となる基準
加工形状及びこの基準加工形状の許容サイズ範囲を予め
記憶手段に記憶させておき、形状判定手段により、表示
手段に表示された加工形状の画像で基準加工形状と同形
状と認められる加工形状を捜し、見付からないときは加
工不良と判定し、また基準加工形状と同形状と認められ
る加工形状パターンが見付かったとき、サイズ判定手段
により、加工形状のサイズを測定し、その測定値が許容
サイズ範囲内にあるか否かを判定することにより、迅速
且つ高い精度の加工形状検査が可能になる。
【0012】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0013】図1はこの発明の一実施例に係るレーザ加
工装置の全体構成図である。
【0014】半導体ウエハ等の被加工物6はXYステー
ジ7上に載置され、被加工物6の上方には対物レンズ5
及びダイクロイックミラー4が配置されている。レーザ
光源1から出射されたレーザ光L1 は、ビームエクスパ
ンダ2で拡大され、開口絞り3で所定の大きさに整形さ
れ、ダイクロイックミラー4及び対物レンズ5を介して
被加工物6に照射される。
【0015】ダイクロイックミラー4の上方には反射ミ
ラー9が配置され、照明光源12からの照明光L2 は、
反射ミラー9、ダイクロイックミラー4及び対物レンズ
5を介して被加工物6に照射される。
【0016】反射ミラー9の上方にはCCDカメラ10
が配置され、CCDカメラ10はテレビモニタ11に接
続されている。被加工物6の表面で反射した反射光L3
はCCDカメラ10に入射し、被加工物1の加工形状パ
ターン(加工形状)を含む画像がテレビモニタ11に表
示される。テレビモニタ11には、加工形状パターンの
検査・判定を行う画像処理装置13が接続されている。
画像処理装置13には、良否判定の基準となる基準加工
形状パターン(基準加工形状)及びこの基準加工形状パ
ターンの許容サイズ範囲を記憶する記憶装置14が接続
されている。
【0017】レーザ光源1及びXYステージ7には制御
部8が接続されている。制御部8はレーザ光源1のレー
ザ出力の制御、XYステージ7の位置決めを行う。制御
部8は図示しない記憶部を有し、記憶部には図示しない
入力装置により入力された検査位置データ等が記憶され
る。
【0018】図2は加工形状検査の処理フローチャート
である。
【0019】まず、良好に加工された加工形状パターン
を基準加工形状パターンとして記憶装置14に予め記憶
させる(ステップ21)。
【0020】次に、加工形状パターンの検査を行う位置
(座標)を設定し、制御部8の記憶部に記憶させる(ス
テップ22)。実際上はレーザ加工が施された被加工物
1の表面の全ての箇所の中から選んだ特定の数箇所につ
いてだけ検査位置の設定を行う。
【0021】レーザ加工終了後、XYステージ7上の被
加工物6は検査位置を照明光L3 の光軸に位置決めする
ように移動され、検査対象となる加工形状パターン、す
なわち加工跡の形状がテレビモニタ11に表示される。
画像処理装置13により、記憶装置14から読み出した
基準加工形状パターンと同形状の加工形状パターンがテ
レビモニタ11の画像上にあるか否かを判断する(ステ
ップ23)。この判断はパターンマッチングにより行わ
れる。この答えが肯定(Yes)、すなわち基準加工形
状パターンと同形状の加工形状パターンがテレビモニタ
11の画像上にあるとき、その加工形状パターンのサイ
ズ(幅、長さ等)を測定する(ステップ24)。
【0022】これに対し、前記ステップ23の答えが否
定(No)、すなわち基準加工形状パターンと同形状の
加工形状パターンがテレビモニタ11の画像上に見付か
らないとき、検査対象の加工形状パターンが基準加工形
状パターンと著しく異なると考えられるので、加工不良
と判定し、ステップ26に進み、テレビモニタ11上に
加工不良と表示し、検査を終了する。
【0023】ここで、上記ステップ23におけるパター
ンマッチングについて図4を参照して説明する。このパ
ターンマッチングでは、正規化相関によって基準加工形
状パターンと一致する加工形状パターンを探す。基準加
工形状パターンと加工形状パターンとが完全に一致した
ときは相関値は1となる。図4(a)は、記憶装置14
に記憶された基準加工形状パターンであり、加工対象を
斜線で示し、加工対象間の空白部をレーザビームによる
加工跡(加工形状パターン)とする。この空白部の間隔
を加工幅とする。また、図4(b)〜(g)はそれぞれ
加工形状パターンの例を示す。
【0024】例えば、図4(b)のように、基準加工形
状パターンの加工幅より若干狭い幅で加工されたパター
ンの場合、相関値は0.8であったとする。同様に、加
工幅が基準より極端に狭い場合(図4(c))は0.
4、加工幅は基準とほぼ同一であるが加工跡にレーザ光
によるダメージが生じている場合(図4(d))は0.
4、加工幅は基準とほぼ同一であるが加工跡近傍に異物
が付着している場合(図4(e))は0.8、加工幅は
基準とほぼ同一であるが加工跡の方向がパターンの延び
た方向(長手方向)に対して斜めになっている場合(図
4(f))は0.7、加工幅は基準とほぼ同一であるが
パターンの一部を加工していない場合(図4(g))は
0.7であったとする。これらの場合、同形状と判断す
るための相関値のしきい値を0.5とし、結果として、
図4の(b),(e),(f),(g)を選択する。上
記の場合、相関値のしきい値を高く設定すると(例えば
0.9)、(e)の例のように異物が付着しているだけ
で加工跡については極めて良好なものまで不良と判断す
る場合が生じる。これを避けるため、しきい値は低めに
設定する。しかしながら相関値のしきい値が低いため、
(g)のように加工不良のものまで良好と判断してしま
うことになる。このため、ステップ24で加工跡のサイ
ズを測定する。
【0025】加工跡のサイズの測定は、例えば、加工対
象の長手方向に直交する方向(加工対象の幅方向)の両
端部と中央部の3カ所について加工幅を測定するほか、
加工対象の幅方向の寸法を加工対象の長手方向に複数カ
所測定するようにしても構わない。
【0026】前記ステップ24で加工形状パターンのサ
イズ(幅、長さ等)を測定した後、その測定値が記憶装
置14から読み出した許容サイズ範囲内か否かを判断す
る(ステップ25)。この答えが肯定(Yes)、すな
わち測定値が許容サイズ範囲内のとき、加工良好と判断
し、検査を終了する。
【0027】これに対し、前記ステップ25の答えが否
定(No)、すなわち測定値が許容サイズ範囲を越えて
いるとき、ステップ26に進み、テレビモニタ11上に
加工不良と表示し、検査を終了する。
【0028】上記の例の場合、加工跡のサイズを測定し
た結果、図4の(b),(e),(f)を良好と判断
し、(g)を不良と判断する。
【0029】以上の処理を各検査位置で順次行う。
【0030】この実施例のレーザ加工装置によれば、加
工形状の良否判定の基準となる基準加工形状パターン及
びこの基準加工形状パターンの許容サイズ範囲を予め記
憶装置14に記憶させておき、画像処理装置13によ
り、テレビモニタ11に表示された加工形状パターンの
画像から基準加工形状パターンを捜し、見付からないと
きは加工不良と判定し、また基準加工形状パターンと同
形状と認められる加工形状パターンが見付かったとき、
その加工形状パターンのサイズを測定し、その測定値が
許容サイズ範囲内のとき加工良好と判定し、許容サイズ
範囲外のとき加工不良と判定するようにしたので、加工
形状の良否を人手を用いずに、しかも迅速且つ高い精度
の検査が可能になる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明のレーザ加
工装置によれば、加工形状の良否判定を自動化したの
で、人手を必要とせず、しかも迅速且つ高い精度の加工
形状検査が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施例に係るレーザ加工装
置の全体構成図である。
【図2】図2は加工形状検査の処理フローチャートであ
る。
【図3】図3は従来のレーザ加工装置の全体構成図であ
る。
【図4】図4はこの発明の一実施例のレーザ加工装置に
おける基準加工形状パターンと加工形状パターンの例を
示す図である。
【符号の説明】
1 レーザ光源 2 ビームエクスパンダ 3 開口絞り 5 対物レンズ5 6 被加工物 10 CCDカメラ 11 テレビモニタ 13 画像処理装置 14 記憶装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光源からの光束を被加工物に照射
    する照射手段と、 前記被加工物の表面を観察するための撮像手段と、 この撮像手段で得た画像を表示するための表示手段とを
    備え、 前記光束を用いて前記被加工物の表面に加工を施すレー
    ザ加工装置において、 加工形状の良否判定の基準となる基準加工形状及びこの
    基準加工形状の許容サイズ範囲を記憶する記憶手段と、 前記表示手段に表示された前記画像から前記基準加工形
    状に対応する画像を捜し、見付からないときは加工不良
    と判定する形状判定手段と、 前記基準加工形状と同形状と認められる前記画像が見付
    かったとき、その画像のサイズを測定し、その測定値が
    前記許容サイズ範囲内にあるか否かを判定するサイズ判
    定手段とを備えていることを特徴とするレーザ加工装
    置。
JP5288705A 1993-10-25 1993-10-25 レーザ加工装置 Withdrawn JPH07116873A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5288705A JPH07116873A (ja) 1993-10-25 1993-10-25 レーザ加工装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP5288705A JPH07116873A (ja) 1993-10-25 1993-10-25 レーザ加工装置

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Publication Number Publication Date
JPH07116873A true JPH07116873A (ja) 1995-05-09

Family

ID=17733623

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5288705A Withdrawn JPH07116873A (ja) 1993-10-25 1993-10-25 レーザ加工装置

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JP (1) JPH07116873A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014113632A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014113632A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20001226