JP2014004596A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物を微細に加工可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供する。
【解決手段】レーザ加工装置１は、レーザ光を発生するレーザ光源１４と、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レーザ光を被加工物上に集光する第１の対物レンズOL1と、レーザ光源１４と第１の対物レンズOL1の光路上に設けられた第２の対物レンズOL2と、第２の対物レンズOL2を変位させる変位機構１５と、制御部１１を有する。制御部１１は、変位機構１５を用いて第２の対物レンズOL2を変位させることによって、被加工物の表面からのレーザ光の集光位置であるレーザ光による加工位置を第１の対物レンズOL1の光軸方向に沿って変更して、レーザ光を被加工物に照射するように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関し、特に、レーザ光により被加工物を加工するレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。

従来より、レーザ光により被加工物を加工するレーザ加工装置がある。
例えば、基板上に形成された配線パターン上の欠陥を、レーザ光の照射によって修正するレーザ加工装置がある。このようなレーザ加工装置はレーザ光を集光させて欠陥部に照射し、異物や不要部分の金属薄膜等を分解・蒸発させることにより欠陥を修正する。修正される基板は、所謂フラットパネルディスプレイ（FPD）基板、半導体ウエハ、プリント基板などである。所謂フラットパネルディスプレイ（FPD）基板には、例えば、液晶ディスプレイ（LCD：Liquid Crystal Display）基板、プラズマディスプレイパネル（PDP：Plasma Display Panel）基板、有機EL（Electroluminescence）ディスプレイ基板、等がある。

レーザ加工装置により修正される欠陥には、例えばLCD基板製造工程であれば、パターニングエラーや、環境中の浮遊物質（埃等）や蒸着装置からの金属発塵などの異物付着、レジストの塊などのレジスト薄膜への巻き込み付着等がある。

このような欠陥部を修正するための装置として、紫外レーザ光を利用して欠陥部を分解、蒸発させて除去する技術が提案されている。例えば、特許第２８０９１３４号公報には、欠陥部の外形及び高さに基づいて欠陥領域を任意の大きさの矩形あるいは直方体ブロックに分割し、分割された矩形あるいは直方体ブロックに応じて、紫外レーザ光の照射条件の変更等を行う技術が開示されている。
この提案の技術では、欠陥部の大きさと高さに応じて欠陥領域を任意の直方体ブロックに分割し、欠陥部の高さに応じてレーザエネルギやレーザ照射回数といった照射条件を調節することによってその高さに対応して欠陥部を平坦に修正している。

特許第２８０９１３４号公報

しかし、上記提案の技術では、欠陥部の高さ方向のレーザ光の集光位置は、欠陥部の高さ方向に一定の位置となっているため、レーザ光の加工焦点深度以上の高さを持つ欠陥部を加工する場合、レーザ光は、加工焦点深度より深い欠陥部の位置にはぼけた状態で照射される。そのため、レーザ光は、そのぼけた状態でも欠陥部を加工できるよう、高エネルギが必要となるだけでなく、レーザ光がぼけた状態で欠陥部の深い位置を加工すると、集光位置における集光径よりも大きな径で加工することになるため、集光位置と同じ微細加工ができないという問題がある。

また、レーザ光の集光位置が光軸方向にずれた場合におけるレーザのエネルギ密度の変化は、集光径が大きなときよりも微小な大きさに集光したときのほうが大きい。そのため、上記提案の技術を利用して、微小な集光径を用いた微細加工において集光位置を固定している場合、加工中に欠陥が薄くなるに従い、加工される欠陥部の表面位置は集光位置からずれる。その結果、加工エネルギ密度が大きく変化するため、1ショットあたりの加工深さが変化する。

従って、上記提案の技術では、ショット数（照射回数）の制御が難しくなり、過剰に照射して下層を損傷させる危険性が高まるという問題もある。特に、欠陥部の下層が、例えば液晶基板の絶縁膜である場合や欠陥部が金属等であり必要なフルエンスが高い場合などには、欠陥部の下層を損傷させる危険性がさらに高まる。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、被加工物を微細に加工可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によるレーザ加工装置は、レーザ光を発生するレーザ光源と、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第１の対物レンズと、前記レーザ光源と前記第１の対物レンズの光路上に設けられた第２の対物レンズと、前記第２の対物レンズを変位させる変位機構と、前記変位機構を用いて前記第２の対物レンズを変位させることによって、前記被加工物の表面からの前記レーザ光の集光位置である前記レーザ光による加工位置を前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更して、前記レーザ光を前記被加工物に照射するように制御する制御部と、を有する。

本発明の一態様によるレーザ加工方法は、レーザ光源と、前記レーザ光源からの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第１の対物レンズと、を有するレーザ加工装置を制御するレーザ加工方法において、前記レーザ光源と前記第１の対物レンズの光路上に設けられた第２の対物レンズを変位させる変位機構を用いて前記第２の対物レンズを変位させることによって、前記被加工物の表面からの前記レーザ光の集光位置である前記レーザ光による加工位置を前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更し、前記レーザ光を前記被加工物に照射する。

本発明によれば、被加工物を微細に加工可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係わるレーザ加工装置の構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、画像処理部１６における、撮像された画像から欠陥部Dの抽出する処理を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、欠陥部Dを複数の矩形のレーザ照射領域Diを配置した状態を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、欠陥部Dの一部に複数の矩形エリアを直線上に配置した状態を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる照射するレーザ光L1のエネルギの強さを説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる制御部１１のレーザ加工処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係わる制御部１１のレーザ加工処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係わる、欠陥部Dにおける複数のレーザ照射領域Diを説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる、レーザ光による加工位置と加工の順番を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、レーザ加工装置１Aの構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる、レーザ加工装置１Aの制御部１１の処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係わるZ方向の複数の加工位置を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
（構成）
図１は、第１の実施の形態に係るレーザ加工装置の構成図である。レーザ加工装置１は、被加工物としてのフラットパネルディスプレイ（以下、FPDと略す）基板２の表面にある欠陥部にレーザ光を照射して欠陥を修正する装置で、大きく分類すると、XY駆動系と、観察光学系、加工光学系と、画像処理及び制御系と、からなるレーザリペア装置である。

被加工物としてのFPD基板２は、回路を形成するための1種類以上の物質をガラス基板の表面に1層以上積層することで製造される。なお、このFPD基板２は、半導体ウエハ、プリント基板、LCD用カラーフィルタ、パターンマスクなどであってもよい。

ここで、FPD基板２の欠陥は、液晶基板製造工程における欠陥であり、欠陥部は、例えば、製造環境中の浮遊物質（例えば埃）、蒸着装置からの金属発塵、レジストの塊などが、レジスト薄膜に巻き込まれ付着したものからからなる部分である。以下に一例として説明する欠陥は、本来は接続されない配線部がつながるショート不良を起こす。

レーザ加工装置１は、制御部１１、XYステージ１２、駆動制御部１３、レーザ光源１４、変位機構１５、画像処理部１６、撮像部１７、観察用白色光源１８、フォーカスユニット１９、変位機構２０、駆動制御部２１を含んで構成されている。
さらに、レーザ加工装置１は、４つのレンズOL1、OL2、３，４と、３つのビームスプリッタBS1〜BS3と、ミラーM1を有している。

FPD基板２は、XYステージ１２に載置され、駆動制御部１３の駆動制御によって水平面内をXY方向に移動可能である。駆動制御部１３は、制御部１１に接続されており、制御部１１は、図示しない外部検査装置からの検査結果データに基づいて、駆動制御部１３を制御する。

図示しない外部検査装置は、製造されたFPD基板２に対する欠陥検査を行い、FPD基板２上の欠陥部の位置、３次元形状、欠陥の種類などを含む検査結果データを作成する。位置データは、例えば、欠陥部の重心位置データである。３次元形状データは、欠陥部の表面形状データ、欠陥の種類データは、欠陥部の材料データ等である。

制御部１１は、中央処理装置（以下、CPUという）と、ROM及びRAMを含む記憶装置とを有している。CPUがROMに記憶されたレーザ加工処理プログラムを読み出して実行することによって、制御部１１は、レーザ加工装置１内の各部を制御して、FPD基板２に対するレーザ加工を行う。

制御部１１は、XYステージ１２に載置されたFPD基板２についての検査結果データを、外部検査装置から受け取り、この検査結果データに含まれる各欠陥部の位置データに従ってXYステージ１２をXY方向に移動させる制御を行い、FPD基板２の各欠陥部の重心位置をリペア位置Rに、すなわちレーザ光源１４から出射されるリペア光であるレーザ光L1が照射可能な位置に、自動的に位置決めする。

FPD基板２の上方には、第１の対物レンズOL1が設けられている。第１の対物レンズOL1は、レーザ光L1により加工される被加工物であるFPD基板２と対向して設けられ、レーザ光L1をFPD基板２に集光する対物レンズである。第１の対物レンズOL1には、アクチュエータを有する変位機構２０が連結され、変位機構２０は、駆動制御部２１によって制御される。この第１の対物レンズOL1は、駆動制御部２１によって位置制御が行われ、変位機構２０によってFPD基板２の表面に対して垂直な方向（Z方向）に移動可能である。なお、第１の対物レンズOL1に開口数（NA）の大きなレンズを用いることで、焦点深度を浅くし、FPD基板２の下層の損傷を、より一層抑制可能な構成とすることが好ましい。

観察用白色光源１８は、FPD基板２を照明するための照明光を出射する光源装置である。この照明光の光路上には、コレクタレンズ４、及びビームスプリッタBS3、BS2、BS1が設けられている。照明光の光路には、ビームスプリッタBS1の透過光路上に第１の対物レンズOL1が設けられている。

これら第１の対物レンズOL1、ビームスプリッタBS1、BS2を通る光軸ｐ上には、レンズ３を介して撮像部１７が設けられている。この撮像部１７は、例えば、CCD（Charge Coupled Device）カメラ、あるいはCMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）カメラである。撮像部１７は、レンズ３および第１の対物レンズOL1を通してFPD基板２を撮像し、その画像信号を出力する。

観察用白色用光源１８の光路ｐ上に設けられたビームスプリッタBS3の反射光路上には、フォーカスユニット１９が設けられている。このフォーカスユニット１９は、例えばマルチスポットAF（Auto Focus）機構を有し、ビームスプリッタBS3、BS2、BS1、第１の対物レンズOL1を介して、複数のレーザスポットをFPD基板２に投影し、その反射光L2は、フォーカスユニット１９内のセンサによって検出される。このフォーカスユニット１９内のセンサでは、変位機構２０によって第１の対物レンズOL1とFPD基板２の距離を変動させた場合の距離に応じた反射光L2の強度が検出される。

検出された反射光L2の強度変化に基づいて、フォーカスユニット１９内の制御部が合焦位置を算出し、合焦位置信号として制御部１１へ出力する。制御部１１は、合焦位置信号に基づいて、駆動制御部２１を制御して、変位機構２０によって第１の対物レンズOL1の合焦位置にFPD基板２の表面がくるよう、第１の対物レンズOL1を移動する。

レーザ光源１４は、レーザ光L1を発生するレーザ光源であり、レーザ光L1のエネルギレベルが可変である。レーザ光源１４は、欠陥部をリペアするためのレーザ光L1を出射し、例えば５３２nm、３５５nm又は２６６nmのレーザ光L1を放射するパルスレーザ装置である。レーザ光源1４は、制御部２１から出力された設定信号及び制御信号に基づいて、エネルギレベル設定およびレーザ照射を行う。

レーザ光源１４から出射されるレーザ光L1は、光ファイバ１４ａを通って光ファイバ１４ａの端面１４ｂから出射される。
上記レーザ光源１４から出射されるレーザ光L1の光路上には、第２の対物レンズOL2が設けられている。第２の対物レンズOL2は、レーザ光源１４と第１の対物レンズOL1の光路上に設けられている。この第２の対物レンズOL2には、アクチュエータを有する変位機構１５が連結されており、制御部１１により制御される。変位機構１５は、第２の対物レンズOL2を変位させる変位機構である。この変位機構１５は、第２の対物レンズOL2を第１の対物レンズOL1の光軸方向にステップ移動または連続移動させるものであり、図示しないモータまたはアクチュエータと位置検出センサとを備える。変位機構１５は、制御部１１からの制御信号に基づいて上記モータまたはアクチュエータを駆動して第２の対物レンズOL2を移動させ、その移動範囲の基準位置からの移動量を上記位置検出センサで検出し、その検出信号を制御部１１に出力する。

第２の対物レンズOL2の移動は、第２の対物レンズOL2の光軸方向の移動量に、第１の対物レンズOL1との組み合わせで決まる横倍率の二乗で除した量だけ、レーザ光L1の集光位置を光軸方向に移動させることができる。

横倍率をMとすると、変位機構１５のアクチュエータによる第２の対物レンズOL2の移動量l₀に対して、レーザ光L1の集光位置の移動量l₁は、l₁=(l₀／M²)となる。よって、このように、変位機構１５におけるアクチュエータは、精度の高いものでなくてもよいので、レーザ加工装置１のコスト低減になる。

以上のような光学系において、光ファイバ１４ａの端面１４ｂとFPD基板２は、光学的に共役な位置関係となっており、光ファイバ１４ａの端面１４ｂのレーザ光L1は、第１の対物レンズOL1と第２の対物レンズOL2の倍率によって決定される倍率で投影される。FPD基板２上に投影されるレーザ光L1の形状は、光ファイバ１４ａの端面形状によって決まり、矩形であっても円形であっても良いが、本実施の形態では矩形であるとする。光ファイバ１４ａと第２の対物レンズOL2の間に、ピンホールやレーザ形状を変えるマスクと、それに付随するレンズ系を挿入しても良く、その場合には、ピンホールまたはレーザ形状を変えるマスクとFPD基板２が光学的に共役な位置関係となる。

画像処理部１６は、撮像部１７により撮像された画像から欠陥部を抽出する。図２は、画像処理部１６における、撮像された画像から欠陥部Dの抽出する処理を説明するための図である。

画像処理部１６は、撮像部１７より出力された画像信号を入力して、図２に示すような、各パターンS間にまたがる欠陥部D0が存在する欠陥画像データDaを取得する。図２に示すように、画像処理部１６は、取得した欠陥画像データDaと欠陥のない基準画像データDrとを比較して、その差画像からFPD基板２上の欠陥部Dを抽出する。なお、基準画像データDrは、制御部１１が記憶しており、画像処理部１６は、制御部１１から、欠陥位置に対応する基準画像データDrを受信する。

また、画像処理部１５は、抽出した欠陥部Dの画像に対して２値化処理を行い、図２に示すような欠陥部Dの領域を黒レベル、それ以外の領域を白レベルに変換した画像データDbを作成する。

そして、画像処理部１５は、この２値化した画像Dbのうち欠陥部D全体を加工できるように、図３に示すように、FPD基板２の表面に投影されるレーザ照射領域Diの大きさに従って欠陥部Dを複数の矩形エリアに分割したレーザ照射領域Diの位置データDcを生成して制御部１１に出力する。

図３は、欠陥部Dを複数の矩形のレーザ照射領域Diを配置した状態を説明するための図である。複数の位置データDcは、例えば、各矩形エリアの対角線を形成する２点の座標情報を配列化した配列データである。

なお、複数のレーザ照射領域Diは、レーザ光L1を照射してはいけないパターンSの部分を含まないように欠陥部Dに対して割り付けられる。図３では、３つの部分からなる欠陥部Dに対して、パターンSの領域を含まないように、複数のレーザ照射領域Diが設定され、画像処理部１５は、各レーザ照射領域Diの位置データDcを生成する。

なお、全レーザ照射領域は、タクトタイムを短くするため、図４に示すように欠陥部Dの全領域を指定するのではなく、一方向に走査しながらレーザ光L1を照射することでショート不良を修正できるように、直線状に並んだ複数のレーザ照射領域Diを設定するようにしても良い。図４は、欠陥部Dの一部に複数の矩形エリアを直線上に配置した状態を説明するための図である。図４では、パターンS間を非導通状態になるように、複数のレーザ照射領域Diが直線上に配置されている。

また、レーザ照射領域Diが欠陥からはみ出しているが、後述するように、FPD基板２上に形成された層の表面上では低エネルギ密度のエネルギレベルのレーザ光L1でしか照射されないように、レーザ光L1は集光位置と照射エネルギの設定が行われるため、欠陥部Dの下層の損傷は抑制される。

制御部１１は、画像処理部１６と図示しない外部検査装置とに接続されており、画像処理部１６から欠陥部Dの２次元形状データを受信し、また、外部検査装置から欠陥部の３次元形状データを受信する。

制御部１１は、欠陥部Dの３次元形状データを２次元面に投影した図形と、画像処理部１６から受け取った欠陥部Dのそれぞれの重心を特定して２つの画像データを重ね合わせ、欠陥部Dの各座標における高さ情報を取得する。

制御部１１は、画像処理部１６から入力された位置データDcの各矩形エリアでのZ方向（垂直方向）の加工始点を、各位置データDcの欠陥部Dの高さ（すなわち欠陥部DのFPD基板２の表面からの高さ方向の位置）と等しくなるよう設定する。

なお、レーザ照射領域Di内の欠陥部Dの表面の高さが異なっている場合には、Z方向（垂直方向）の加工始点は、そのレーザ照射領域Di内の欠陥部Dの表面の高さの平均値に設定される。

さらになお、各レーザ照射領域DiのZ方向の加工始点は、欠陥部Dの高さ（あるいは高さの平均値）に正確に一致した位置でなくても、欠陥部Dの高さ（あるいは高さの平均値）に所定のオフセット量αを加えた高さ位置にしてもよい。

制御部１１は、設定された欠陥部Dの位置データに基づいて駆動制御部１３を介してXYステージ１２を駆動して、FPD基板２のXY方向における位置決めを行い、また、加工始点の情報に基づいて変位機構１５を介して第２の対物レンズOL2を移動させ、レーザ光L1の光軸方向（Z方向）の集光位置（すなわち加工位置）を位置決めする。

設定された加工位置（すなわち、位置データDcに対応するXY方向における位置と、加工始点の位置）への位置決め終了後、制御部１１は、レーザ光源１４にレーザ照射命令を出力し、レーザ照射を行う。各加工位置におけるレーザ光L1のエネルギレベル及びショット数は、予め設定されている。加工位置への移動およびレーザ照射を繰り返し、設定した全加工領域への照射が終わると、加工は終了する。
これらの加工位置への移動およびレーザ照射の処理の流れについては後述する。

さらに、図５は、照射するレーザ光L1のエネルギの強さを説明するための図である。制御部１１には、図５に示すようなエネルギ変更高さCとオフセット点ｈ１が設定されている。図５は、加工位置の高さ（FPD基板２の表面からの距離）に応じて設定されたレーザ光L1のエネルギレベルを示す図であり、レーザ集光位置（すなわち加工位置）がFPD基板２の表面２ａからの距離がエネルギ変更高さC以上である場合には、レーザ光L1のエネルギレベルはE1であり、レーザ集光位置（すなわち加工位置）がFPD基板２の表面２ａからの距離がエネルギ変更高さCよりも低く、かつオフセット点ｈ１よりも高い場合には、レーザ光L1のエネルギレベルはE2であることを示している。なお、ここでは、加工位置のFPD基板２の表面２ａからの距離には、上限点ｈ２が設けられており、レーザ光L1のエネルギレベルは、オフセット点ｈ１から上限点ｈ２までの範囲で設定されている。
なお、設定される各エネルギレベル、上限点ｈ２、エネルギ変更高さC、オフセット点ｈ１の位置、およびショット数は、欠陥部Dの材料の種類（例えば、金属、レジスト材料）に応じて、異なっている。制御部１１の記憶装置には、材料の種類に応じた各エネルギレベル、上限点ｈ２等について複数のデータ群が予め記憶されており、制御部１１は、受信した検査結果データに含まれる欠陥部Dの材料データに基づいて、各エネルギレベル、上限点ｈ２等に対応するデータを読み出して、後述する処理において利用する。

なお、ここでは、第２のエネルギレベルE2のレーザ光L1の１回の照射による加工深さが第１のエネルギレベルE1のレーザ光L1の１回の照射による加工深さに比べて浅くなるため、第１のエネルギレベルE1のレーザ光L1の各加工位置における加工深さと同じになるように、第２のエネルギレベルE2でのレーザ光L1の各加工位置におけるショット数は多くしている。

さらに、レーザ集光位置がオフセット点ｈ１以下の場合には、レーザ光L1のエネルギレベルは０（ゼロ）に設定されており、すなわち、オフセット点ｈ１以下の位置では、レーザ加工はされない。すなわち、制御部１１は、レーザ光L1による加工位置が、被加工物であるFOD基板２の表面から予め設定されたオフセット高さ以下になると、レーザ光L1を照射しないようにレーザ光源１４を制御する。
ここで、エネルギレベルE1とE2は、E2＜E1の関係を有する。すなわち、エネルギ密度である第１のエネルギレベルギE1は、第２のエネルギレベルE2よりも大きい。

よって、制御部１１は、レーザ集光位置がエネルギ変更高さC以上の場合には、レーザ光L1を第１のエネルギレベルE1で照射し、オフセット点ｈ１よりも高くエネルギ変更高さCよりも低い場合には、レーザ光L1を第２のエネルギレベルE2（E2＜E1）で照射するように設定されている。そして、レーザ集光位置がオフセット点ｈ１以下である場合には、レーザ光L1は照射されない。
すなわち、制御部１１は、被加工物であるFPD基板２の表面からの加工位置の高さが所定の高さ以上の場合、第１のエネルギレベルE1でレーザ光L1をFPD基板２に照射し、FPD基板２の表面からの加工位置の高さが所定の高さよりも低い場合、第１のエネルギレベルE1よりも低い第２のエネルギレベルE2で、レーザ光L1をFPD基板２に照射するようにレーザ光源１４を制御する。

なお、第２のエネルギレベルE2によるレーザ照射では、エネルギ密度が第１のエネルギレベルE1よりも低く、1ショットでの加工深さが浅くなるため、制御部１１は、ショット数を多くするようにショット数（すなわち照射回数）は設定される。
ここでは、２つのエネルギレベルが設定されている例を説明したいが、３つ以上のレベルを設定してもよい。
以上のように、制御部１１には、欠陥部Dの材料に応じた第１及び第２のエネルギレベルE1,E2のレーザ光L1を照射する加工位置の範囲が事前に登録されている。制御部１１は、レーザ光源１４に接続されており、設定されたエネルギ値やレーザ照射命令の信号をレーザ光源１４に出力することができる。
（作用）
次に、本実施の形態に係るレーザ加工装置の動作について説明する。
図６と図７は、制御部１１のレーザ加工処理の流れの例を示すフローチャートである。図６と図７の処理は、制御部１１に記憶されたレーザ加工処理プログラムにより実行される。

制御部１１には、外部検査装置からFPD基板２の検査結果データが入力される。検査結果データは、レーザ加工を行うFPD基板２についての各欠陥部の位置、３次元形状、欠陥の種類のデータを含む。

制御部１１は、欠陥部の光軸ｐ上への位置決めを行う（S1）。FPD基板２について複数の欠陥部があれば、制御部１１は、FPD基板２の検査結果データに含まれる各欠陥部の位置データに従ってXYステージ１２をXY方向に移動制御し、複数の欠陥部のうちの一つの欠陥部を光軸ｐ上に移動させる。

続いて、制御部１１は、フォーカス制御を行う（S2）。具体的には、制御部１１は、フォーカスユニット１９、変位機構２０及び駆動制御部２１を用いて、FPD基板２の表面に第１の対物レンズOL1の合焦位置がくるよう、第１の対物レンズOL1のZ方向における位置を決める。

制御部１１は、欠陥部の画像を取得する（S3）。制御部１１により制御された撮像部１７が、第１の対物レンズOL1と、ビームスプリッタBS1、BS2、及びレンズ３を介してFPD基板２上の欠陥部及び欠陥周辺部を撮像し、その画像信号を出力する。

制御部１１は、画像処理部１６を制御して、レーザ照射領域Diを決定する（S4）。画像処理部１６は、上述したように、欠陥画像データDaと欠陥のない基準画像データDrとを比較して、その差画像からFPD基板２上の欠陥部Dを抽出し、レーザ照射領域Diの大きさに従って欠陥部Dを複数の矩形エリアに分割したレーザ照射領域Diの位置データDcを生成して制御部１１に出力する。

図８は、欠陥部Dにおける複数のレーザ照射領域Diを説明するための図である。ここでは、３つの欠陥部Dについて、FPD基板２のXY平面上に複数のレーザ照射領域Diが配置され、図８において左上から順番に加工番号が割り当てられる。図８では、４０個のレーザ照射領域Diが配置されている。３つの欠陥部Dに対する複数のレーザ照射領域Diの配置は、例えば、レーザ光L1を照射してはいけないパターンSの部分の端部を基準にして、パターンSの部分に重ならないように、レーザ照射領域Diの一定方向に沿って配置しておくようにして行うことができる。
そして、以下に説明するように、各レーザ照射領域Diについて、レーザ光L1のXY方向の位置と、光軸方向（Z方向）の集光位置（すなわち加工位置）を変更しながら、レーザ加工が行われる。

次に、制御部１１は、各レーザ照射領域DiのZ方向における加工始点（以下、Z方向加工始点という）を算出する（S5）。具体的には、制御部１１は、FPD基板２の検査結果データに含まれる各欠陥部の３次元形状データに基づいて、各レーザ照射領域DiについてZ方向における、欠陥部Dの下層の表面からの高さ位置を、Z方向加工始点として、算出する。なお、高さ位置は、上述したように、レーザ照射領域Di内における欠陥部Dの高さの平均高さでもよい。
すなわち、制御部１１は、被加工物であるFPD基板２上の欠陥部DについてのFPD基板２の表面からの高さ情報に基づいて、第２の対物レンズOL2を変位させるように変位機構１５を制御する。

制御部１１は、レーザ照射領域Diの位置データDcに基づいて、まず、第１のレーザ照射領域d1に対して、レーザ光L1のY方向の加工位置（すなわち集光位置）が位置データDcのY方向の位置になるようにXYステージ１２を制御して、Y方向の位置決めを行う（S6）。

次に、制御部１１は、同じレーザ照射領域d1の位置データDcに基づいて、レーザ光L1のX方向の加工位置が位置データDcのX方向の位置になるようにXYステージ１２を制御して、X方向の位置決めを行う（S7）。よって、最初は、欠陥部Dの第１のレーザ照射領域d1が、レーザ加工されるように、XY方向における位置決めが行われる。
そして、制御部１１は、レーザ光L1の集光位置がZ方向加工始点の位置になるように、変位機構１５を制御して、Z方向の位置決めを行う（S8）。すなわち、制御部１１は、変位機構１５を用いて第２の対物レンズOL2を変位させることによって、被加工物であるFPD基板２の表面からのレーザ光L1の集光位置であるレーザ光による加工位置を第１の対物レンズOL1の光軸方向に沿って変更して、レーザ光L1を被加工物に照射するように制御する。

図９は、レーザ光L1による加工位置と加工の順番を説明するための図である。図９は、図８における二点鎖線で示す線LLに沿った欠陥部Dの断面を示し、FPD基板２の表面２ａ上に欠陥部Ｄが存在していることを示している。
第１のレーザ照射領域d1のZ方向加工始点ZS1が、レーザ照射領域d1における最初にレーザ光L1の集光位置となる。

以上のようにして、S8において、３次元空間におけるレーザ光L1の集光位置（すなわち加工位置）が決定される。

そして、制御部１１は、欠陥部Dの材料に応じたエネルギレベルE1,E2、上限点ｈ２、エネルギ変更高さC、オフセット点ｈ１の位置、およびショット数の情報を記憶装置から読み出し、決定された集光位置におけるZ方向の位置（すなわち下層表面からの高さ）が、エネルギ変更高さ点Cよりも低いか否かを判定し（S9）、Z方向の位置がエネルギ変更高さ点Cよりも低くない場合（S9:NO）、レーザ光源１４の出力エネルギレベルを第１のエネルギレベルE1に設定する（S10）。
Z方向の位置がエネルギ変更点Cよりも低い場合（S9:YES）、制御部１１は、レーザ光源１４の出力エネルギレベルを第２のエネルギレベルE2に設定する（S11）。

制御部１１は、レーザ光源１４の出力エネルギレベルの設定後、レーザ光源１４を制御して、読み出された欠陥部Dに対応する材料に応じたショット数だけ、レーザ光L1を照射する（S12）。

制御部１１は、レーザ光L1の照射後、S12で照射したレーザ光L1の集光位置がZ方向の加工終点であるか否かを判定する（S13）。
S12のレーザ光L1の照射により、レーザ照射領域Diの欠陥部Dの表面部分は、分解、蒸発される。その結果、レーザ照射領域Diの表面部分のZ方向における高さは、所定量vだけ低くなる。

その所定量vは、欠陥部Dの材料、レーザ光L1の出力エネルギレベル、及びショット数に応じて異なるので、制御部１１は、例えば、検査結果データの材料の種類と、レーザ光L1の出力エネルギレベルとショット数とから定まる所定量vのデータをテーブルデータとして予め記憶しておく。制御部１１は、その予め記憶された所定量vのデータを参照して、S12のレーザ照射後の欠陥部Dのレーザ照射領域Diの表面部分のZ方向における高さを算出することができる。

S13では、その算出されたレーザ照射領域Diの表面部分のZ方向における高さが、オフセット点ｈ１よりも高い場合には、処理は、S8に移行する。S8では、設定されている現在のレーザ光L1の集光位置から所定量vだけ低い位置に、レーザ光L1の集光位置がなるように、Z方向の位置決めを行う。

S8の処理の後は、S9からS12の処理を実行し、S13において、Z方向の加工終点であるか否かの判定が行われ、レーザ光L1の集光位置がZ方向の加工終点まで、レーザ光L1の照射が行われる。

図９に示す例では、Z方向加工始点ZS1がエネルギ変更点Cより高いため、レーザ光源１４の出力エネルギレベルを第１のエネルギレベルE1に設定されて、レーザ照射領域d1のZ方向加工始点ZS1で最初のレーザ照射が行われる。S12では、出力エネルギレベルが第１のエネルギレベルE1で、所定のショット数で、矩形のレーザ照射領域d1に対して、レーザ照射が行われる。S12のレーザ照射により、レーザ照射領域Diの表面部分のZ方向における高さは、所定量vだけ低くなる。その低くなった表面部分のZ方向における高さがエネルギ変更点C以下になると、出力エネルギレベルが第２のエネルギレベルE2で、所定のショット数で、矩形のレーザ照射領域d1に対して、レーザ照射が行われる。

従って、S8からS13の処理が繰り返されることにより、レーザ照射領域d1に対して、オフセット点ｈ１よりも高い範囲で、レーザ照射が繰り返される。そして、図９に示すように、範囲R1では、エネルギレベルが第１のエネルギレベルE1で、範囲R2では、エネルギレベルが第２のエネルギレベルE2で、レーザ照射が行われ、範囲R3では、レーザ照射が行われない。
レーザ照射領域d1に対して、Z方向加工始点ZS1からオフセット点ｈ１よりも高い範囲で、レーザ照射が行われることによって、レーザ照射領域d1の欠陥が修正される。

S12で照射したレーザ光L1の集光位置がZ方向の加工終点であると判定されると（S13:YES）、制御部１１は、レーザ照射領域d1がX方向の加工終点か否かを判定する（S14）。図８の例では、複数のレーザ照射領域Diがあるので（S14:NO）、処理は、S7へ移行する。S7では、レーザ照射領域DiをX方向に１つ動かして、X方向の位置決めが行われる。図８と図９の場合、制御部１１は、同じ位置データDcに基づいて、レーザ光L1のX方向の加工位置が隣のレーザ照射領域d2の位置になるようにXYステージ１２を制御して、X方向の位置決めを行う。

そして、処理は、S8に移行し、制御部１１は、レーザ光L1の加工位置がレーザ照射領域d2のZ方向加工始点ZS2の位置になるように、変位機構１５を制御して、Z方向の位置決めを行う。すなわち、図９に示すように、レーザ光L1の加工位置は、レーザ照射領域d1のZ方向加工終点ZS1eから、レーザ照射領域d2におけるZ方向加工始点ZS2に変更される。

S8からS13までが繰り返されることにより、レーザ照射領域d2に対して、Z方向加工始点ZS2からオフセット点ｈ１よりも高い範囲で、レーザ照射が行われることによって、レーザ照射領域d2の異物が除去される。レーザ照射領域d2においても、図９に示すように、範囲R1では、エネルギレベルが第１のエネルギレベルE1で、範囲R2では、エネルギレベルが第２のエネルギレベルE2で、レーザ照射が行われ、範囲R3では、レーザ照射が行われない。そして、オフセット点ｈ１よりも高い範囲で、レーザ照射領域d2に対して、Z方向加工始点ZS2からZ方向加工終点ZS2eまで、レーザ照射が行われることによって、レーザ照射領域d2の欠陥が修正される。

以上の処理が、X方向の加工終点まで実行される。図８では、レーザ照射領域d4がX方向の加工終点となる。X方向の加工終点まで実行されると、レーザ照射領域d1からd4までの領域における欠陥部Dが除去される。

そして、X方向の加工終点まで実行されると（S14:YES）、制御部１１は、Y方向加工終点か否かを判定する（S15）。図８の場合、残りのレーザ照射領域d5からd40があるため（S16:NO）、処理は、S6に移行する。

S6では、制御部１１は、レーザ照射領域Diの位置データDcに基づいて、レーザ光L1のY方向の加工位置がレーザ照射領域d5からd9の存在するY方向の位置になるようにXYステージ１２を制御して、Y方向の位置決めを行う。

以下、上述したS7からS14までの処理を繰り返すことによって、レーザ照射領域d5からd9に対して、レーザ加工が行われ、レーザ照射領域d1からd4までの領域における欠陥部Dが除去される。

以上のように、S6からS15の処理が繰り返されることによって、レーザ照射領域d1からd40に対して、レーザ加工が行われ、レーザ照射領域d1からd40までの領域における欠陥部Dが除去される。
一つの欠陥部D0について、S1からS15の処理が実行されることにより（S15:YES）、FPD基板２における１つの欠陥部D0についての欠陥部Dの除去が行われて、１つの欠陥部の修正が終了する。
制御部１１は、検査結果データの各欠陥部の位置データから、未だ修正していない未修正の欠陥部があるか否かを判定する（S16）。未修正の欠陥部があるときは、処理は、S1に戻り、上述した処理を行い、未修正の欠陥部がないときは、処理は終了する。最後に、未修正の欠陥部がなくなると、そのFPD基板２についての欠陥部の修正処理は終了する。

以上のように、各欠陥部D0に対して、分割された複数の矩形のレーザ照射領域Diを設定し、各レーザ照射領域Diに対して、順次レーザ加工が行われる。
まず、各レーザ照射領域Diに対して、XYZの３方向における、レーザ光L1の加工位置（すなわち集光位置）の移動と、レーザ照射を交互に繰り返しながら、全レーザ照射領域Diに対するレーザ加工が行われる。特に、制御部１１は、変位機構１５を制御して、レーザ光L1のZ方向における加工位置（すなわち集光位置）を欠陥部の表面に移動させて、レーザ光L1を照射する。移動されたZ方向の加工位置において、所定のエネルギレベルで所定のショット数で、欠陥部Dに対してレーザ光L1が照射される。

そして、レーザ光L1のエネルギレベルは、レーザ光L1のZ方向における集光位置に応じて変更され、レーザ光L1の集光位置がエネルギ変更点Cよりも高い場合は、第１のエネルギレベルE1のレーザ光L1が照射される。レーザ光L1の集光位置がエネルギ変更点C以下であって、オフセット点ｈ１よりも高い場合は、第１のエネルギレベルE1よりも低い第２のエネルギレベルE2のレーザ光L1が照射される。そして、レーザ光L1の集光位置がオフセット点ｈ１以下になると、レーザ光L1の照射は行われない。

このように、予め設定されたエネルギ変更点C以下になると、レーザ光L1のエネルギレベルは小さくなるように変更されるので、FPD基板２の表面の下層に対する損傷が軽減される。

なお、上記の例では、第２のエネルギレベルE2のレーザ光L1の１回の照射による加工深さが第１のエネルギレベルE1に比べて浅くなるため、第１のエネルギレベルE1のレーザ光L1の１回の照射における加工深さと同じになるように、第２のエネルギレベルE2のレーザ光L1の１つの加工位置におけるショット数を多くしている。

しかし、第２のエネルギレベルE2のレーザ光L1の１回の照射による加工深さは第１のエネルギレベルE1のレーザ光L1の１回の照射による加工深さに比べて浅くなるが、第２のエネルギレベルE2のレーザ光L1のショット数を、第１のエネルギレベルE1のレーザ光L1の１つの加工位置における加工深さと異なるようにしてもよい。その場合は、ショット数に応じた第２のエネルギレベルE2による加工深さを、制御部１１の記憶装置に予め設定しておき、制御部１１は、ショット数に応じた加工深さの情報を得られるようにする。

近年、例えば、液晶基板における配線パターンは微細化が進んでおり、微細な配線の幅が約２μｍのものもある。そのため、レーザ加工装置も微細部分の欠陥修正あるいは加工が求められているが、このように数μｍという微小な大きさに集光して加工を行う場合、集光位置から光軸方向にずれると、レーザエネルギ密度は大きく変化する。例えば、開口数（NA）＝０．６の対物レンズを使用し、５μｍ径に集光している場合、同様に焦点位置から光軸方向に１μｍずれた位置では、エネルギ密度が０．６倍になる。一方、同じ開口数（NA）＝０．６の対物レンズを使用し、２μｍ径に集光している場合、焦点位置から光軸方向に１μｍずれた位置では、エネルギ密度が０．３倍となり、レーザエネルギ密度はより大きく変化する。

また、欠陥部Dの中には、２〜３μｍ程度の高さを持つものもあり、また、材質が有機物や金属など様々であるため、加工しにくいものでは、５０mJ／mm^２以上のエネルギ密度を必要とするなど広範囲の加工閾値が必要となる。

従って、このような微細な配線を有する基板に対しても、上述したように、変位機構１５により第２の対物レンズOL2を変位させて、レーザ光L1の加工位置を変更するので、欠陥部を有する基板を微細に加工可能となる。

以上のように、上述した第１の実施の形態のレーザ加工装置によれば、被加工物を微細に加工可能なレーザ加工装置を実現することができる。特に、レーザ光L1による加工位置がレーザ光L1のZ方向において欠陥部の表面位置（高さ位置）に応じて変更されるので、高さのある欠陥部を有する基板を微細に加工可能となる。

また、第２の対物レンズOL2を移動させることにより、Z方向の加工位置を変更しているので、精度よく高さ方向の位置を制御して、レーザ加工を行うことができる。
さらに、加工位置の基板の表面層からの高さに応じて、レーザ光L1のエネルギレベルを変更しているので、基板に対する損傷を軽減することができる。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、各レーザ照射領域Di のZ方向の加工位置は、検査結果データに含まれる３次元データに基づいて、各レーザ照射領域DiについてZ方向におけるZ方向加工始点を算出し、その後は、エネルギレベル及びショット数に応じて予め設定された所定量vに基づいて算出しているが、本第２の実施の形態では、Z方向の加工位置は、欠陥部Dの表面の位置の検出結果に基づいて設定される。

図１０は、本実施の形態に係るレーザ加工装置１Aの構成図である。図１０において、第１の実施の形態のレーザ加工装置１と同じ構成要素については、同じ符号を付して、説明は省略する。

レーザ加工装置１Aは、図１０に示すように、図１のレーザ加工装置１に対して、ビームスプリッタBS4,BS5と、レンズ５と、白色光源３１と、撮像部３２と、モニタ３３が追加されている。

白色光源３１は、光ファイバ１４ａの端面１４ｂと光学的に共役な位置関係にあり、レーザ光源で集光する位置を照明するための照明光を出射する。この照明光の光路上には、レンズ５、ビームスプリッタBS4,BS4、ミラーM1を介してビームスプリッタBS1が設けられている。その照明光の光路には、ビームスプリッタBS1の反射光路上に第１の対物レンズOL1が設けられている。
なお、白色光源３１とビームスプリッタBS4の光路上にレンズ５の他に、ピンホールPHを設けることで、FPD基板２に微小スポットが投影しても良い。ピンホールPHは、照明部である白色光源３１から第２の対物レンズOL2に向かう光路上であって、レーザ光L1の集光位置と光学的に共役の関係にある位置に配置される。この場合には、ピンホールPHと光ファイバ１４ａの端面１４ｂが共役な位置関係となる。

第１の対物レンズOL1、ビームスプリッタBS1,BS5,BS4を通る光路上には、撮像部３２が設けられている。撮像部３２は、第２対物レンズOL2からレーザ光源１４に向かう光路が分岐された光路上に設けられ、被加工物であるFPD基板２を照明する照明部である白色光源３１により照明されたFPD基板２を撮像する。この撮像部３２は、CCDカメラあるいはCMOSカメラでも良い。撮像部３２は、レンズ５および第１の対物レンズOL1を通して、FPD基板２上のレーザ光L1の照射位置を撮像し、その画像信号を制御部１１に出力する。

制御部１１には、モニタ３３が接続されており、撮像部３２から出力された画像信号をモニタ３３に出力し、その画像をモニタ３３の画面上に表示することができる。すなわち、モニタ３３は、撮像部３２により撮像された被加工物であるFPD基板２の画像信号を入力して、FPD基板２の画像を表示する表示部を構成する。

次に、本実施の形態に係るレーザ加工装置の動作を説明する。本実施の形態に係るレーザ加工装置の動作は、図１１と図７に示す通りである。図１１は、レーザ加工装置１Aの制御部１１の処理の流れの例を示すフローチャートである。図１１において、図６の処理と同じ処理については、同じ符号を付して説明は省略する。さらに、図７の処理は、第１の実施の形態と同じであるので、説明は省略する。

図１１では、S４の処理の後、第１の実施の形態における各レーザ照射領域DiのZ方向の加工始点の算出処理はされず、処理はS6に移行する。S7の後、処理は、Z方向の位置決めが実行される（S21）。すなわち、制御部１１は、変位機構１５を用いて第２の対物レンズOL2を変位させることによって、被加工物であるFPD基板２の表面からのレーザ光L1の集光位置であるレーザ光による加工位置を第１の対物レンズOL1の光軸方向に沿って変更して、レーザ光L1を被加工物に照射するように制御する。そして、制御部１１は、撮像部３２により撮像された被加工物であるFPD基板２の画像信号に基づいて、レーザ光による加工位置を第１の対物レンズOL1の光軸方向に沿って変更可能である。
S21のZ方向の位置決めは、マニュアルあるいは自動で行うことができる。

マニュアルの場合、撮像部３２は、欠陥部Dの表面を撮像し、その画像信号を出力するので、作業者は、モニタ３３を見ながら、図示しない操作部を操作して、制御部１１に指示を与えることによって変位機構１５を動作させて、レーザ光L1の集光位置が欠陥部Dの表面に合うように、第２の対物レンズOL2を移動させる。

微小スポットをFPD基板２上に投影している場合には、投影されたスポットが撮像部３２により撮像されるので、作業者は、図示しない操作部を操作して、第２の対物レンズOL2を、投影されたスポット径が最小となる点に移動させる。

自動の場合、例えば、投影されたスポットが撮像部３２により撮像されるので、制御部１１は、投影されたスポット径が最小となるように、変位機構１５を駆動する。すなわち、制御部１１は、撮像部３２により撮像された被加工物の画像信号に基づいて、レーザ光L1による加工位置を第１の対物レンズOL1の光軸方向に沿って変更するように、変位機構１５を制御する。
よって、S21において、レーザ光L1の集光位置が欠陥表面へ移動されて位置決めされ、レーザ光L1は、常に、欠陥部の表面に集光する。
その他の処理は、第１の実施の形態と同様である。

以上のように、本実施の形態に係るレーザ加工装置によれば、検査結果データとして欠陥部の３次元データ等に基づいてZ方向の加工位置を算出することなく、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。よって、本実施の形態に係るレーザ加工装置は、外部検査装置からの欠陥部の３次元データを得られないときに、有効である。
特に、マニュアルの場合は、作業者がモニタ３３により加工位置の様子を常に見て、Z方向の加工位置を容易に確認し特定でき、さらに、常に欠陥表面にレーザ光L1を集光したレーザ加工が可能となる。
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態では、各レーザ照射領域Di のZ方向の加工位置は、検査結果データに含まれる３次元データに基づいて、各レーザ照射領域DiについてZ方向におけるZ方向加工始点を算出し、その後は、エネルギレベル及びショット数に応じて予め設定された所定量vに基づいて算出し、第２の実施の形態では、Z方向の加工位置は、撮像された欠陥部Dの表面画像に基づいて決定されるが、本実施の形態では、Z方向の加工位置は、予め設定されている。

第３の実施の形態に係わるレーザ加工装置の構成は、第１の実施に形態の図１に示す構成と同様であるので、説明は省略する。
図１２は、本実施の形態に係るZ方向の複数の加工位置を説明するための図である。図１２は、図８における二点鎖線で示す線LLに沿った欠陥部Dの断面を示している。本実施の形態では、各レーザ照射領域Diに対して、上限点ｈ１とオフセット点ｈ２の間で、レーザ集光位置が予め決められている。図１２では、４つのレーザ照射領域d1からd4におけるZ方向の５つの加工位置は、欠陥部Dの表面部の高さに拘わらず、予め設定されている。
すなわち、制御部１１は、レーザ光L1による加工位置が、予め設定された被加工物であるFPD基板２の表面からの複数の加工位置の各位置になるように、レーザ光L1による加工位置を第１の対物レンズOL1の光軸方向に沿って変更する。
本実施の形態においても、制御部１１は、変位機構１５を用いて第２の対物レンズOL2を変位させることによって、被加工物であるFPD基板２の表面からのレーザ光L1の集光位置であるレーザ光による加工位置を第１の対物レンズOL1の光軸方向に沿って変更して、レーザ光L1を被加工物に照射するように制御する。
Z方向の位置決めの制御は、図６のおけるS8の処理において、レーザ光L1による加工位置が複数の加工位置の各位置になるように行われる。

例えば、レーザ照射領域d1では、５つの加工位置が、最も高い位置から順に、加工位置ZF1-1, ZF1-2, ZF1-3, ZF1-4, ZF1-5が等間隔で決められている。他のレーザ照射領域d2からd4のそれぞれにおいても、同様に、５つの加工位置が決められている。

各レーザ照射領域Diに対して予め設定される複数の加工位置は、オフセット点ｈ２よりも高い位置で、かつFPD基板２の表面上に形成される欠陥部の最大高さよりも高い位置以上の位置までの範囲RR内に設定される。
なお、図１２では、範囲RRは、欠陥部の最大高さに対して所定の高さだけオフセットした高い位置（ｈM）とオフセット点ｈ２の間に設定されている。

欠陥部が存在していない加工位置にレーザ光L1が照射されても、欠陥部Dを除去しないだけである。これは、レーザ光L1の集光位置が欠陥部Dの表面より高い位置に設定されて、レーザ照射したときは、欠陥部の位置ではレーザ光L1がぼけてエネルギ密度が下がるため欠陥は修正されないからである。

図１２において、レーザ照射領域d1では、３つの加工位置ZF1-1, ZF1-2, ZF1-3には、欠陥部Dは存在していないが、２つの加工位置ZF1-4, ZF1-5には、欠陥部Dは存在するので、レーザ照射領域d1の欠陥部Dは除去される。

よって、本実施の形態に係るレーザ加工装置によれば、制御部１１は、欠陥部Dの３次元データがなくても、あるいは、欠陥部Dの表面の撮像画像を得なくても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、各レーザ照射領域Diに対して予め設定される複数の加工位置は、欠陥部Dの材料などに応じて変更するようにしてもよい。

以上のように、上述した各実施の形態によれば、被加工物を微細に加工可能なレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

１、１A レーザ加工装置、２ FPD基板、３ レンズ、４ コレクタレンズ、５ レンズ、１１ 制御部、１２ XYステージ、１３ 駆動制御部、１４ レーザ光源、１４ａ 光ファイバ、１４ｂ 端面、１５ 変位機構、１６ 画像処理部、１７ 撮像部、１８ 観察用白色光源、１９ フォーカスユニット、２０ 変位機構、２１ 駆動制御部、３１ 白色光源、３２ 撮像部、３３ モニタ。

Claims (16)

1. レーザ光を発生するレーザ光源と、
   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第１の対物レンズと、
   前記レーザ光源と前記第１の対物レンズの光路上に設けられた第２の対物レンズと、
   前記第２の対物レンズを変位させる変位機構と、
   前記変位機構を用いて前記第２の対物レンズを変位させることによって、前記被加工物の表面からの前記レーザ光の集光位置である前記レーザ光による加工位置を前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更して、前記レーザ光を前記被加工物に照射するように制御する制御部と、
   を有することを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記レーザ光源は、前記レーザ光のエネルギレベルが可変であり、
   前記制御部は、前記被加工物の表面からの前記加工位置の高さが所定の高さ以上の場合、第１のエネルギレベルで前記レーザ光を前記被加工物に照射し、前記被加工物の表面からの前記加工位置の高さが前記所定の高さよりも低い場合、前記第１のエネルギレベルよりも低い第２のエネルギレベルで、前記レーザ光を前記被加工物に照射するように前記レーザ光源を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 前記制御部は、前記被加工物上の欠陥部についての前記被加工物の表面からの高さ情報に基づいて、前記第２の対物レンズを変位させるように前記変位機構を制御することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
4. 前記第２の対物レンズ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、前記被加工物を照明する照明部により照明された前記被加工物を撮像する撮像部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記撮像部により撮像された前記被加工物の画像信号に基づいて、前記レーザ光による加工位置を前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更可能であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
5. 前記照明部から前記第２の対物レンズに向かう光路上であって、前記レーザ光の集光位置と光学的に共役の関係にある位置に配置されたピンホールを有することを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
6. 前記撮像部により撮像された前記被加工物の画像信号を入力して、前記被加工物の画像を表示する表示部を有することを特徴とする請求項４又は５に記載のレーザ加工装置。
7. 前記制御部は、前記撮像部により撮像された前記被加工物の画像信号に基づいて、前記レーザ光による加工位置を前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更するように、前記変位機構を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載のレーザ加工装置。
8. 前記制御部は、前記レーザ光による加工位置が、予め設定された前記被加工物の表面からの複数の加工位置の各位置になるように、前記レーザ光による加工位置を前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
9. 前記制御部は、前記レーザ光による加工位置が、前記被加工物の表面から予め設定されたオフセット高さ以下になると、前記レーザ光を照射しないように前記レーザ光源を制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
10. レーザ光源と、前記レーザ光源からの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第１の対物レンズと、を有するレーザ加工装置を制御するレーザ加工方法において、
    前記レーザ光源と前記第１の対物レンズの光路上に設けられた第２の対物レンズを変位させる変位機構を用いて前記第２の対物レンズを変位させることによって、前記被加工物の表面からの前記レーザ光の集光位置である前記レーザ光による加工位置を前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更し、
    前記レーザ光を前記被加工物に照射する、
    ことを特徴とするレーザ加工方法。
11. 前記レーザ光源は、前記被加工物の表面からの前記加工位置の高さが所定の高さ以上の場合、第１のエネルギレベルで前記レーザ光を前記被加工物に照射し、前記被加工物の表面からの前記加工位置の高さが前記所定の高さよりも低い場合、前記第１のエネルギレベルよりも低い第２のエネルギレベルで、前記レーザ光を前記被加工物に照射することを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工方法。
12. 前記被加工物上の欠陥部についての前記被加工物の表面からの高さ情報に基づいて、前記第２の対物レンズを変位させるように前記変位機構を制御することを特徴とする請求項1０に記載のレーザ加工方法。
13. 前記第１の対物レンズから前記第２の対物レンズに向かう光路が分岐された光路上に設けられ、前記被加工物を照明する照明部により照明された前記被加工物を撮像する撮像部により撮像された前記被加工物の画像信号に基づいて、前記レーザ光による加工位置は、前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更可能であることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工方法。
14. 前記撮像部により撮像された前記被加工物の画像信号に基づいて、前記レーザ光による加工位置を前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更するように、前記変位機構を制御することを特徴とする請求項１３に記載のレーザ加工方法。
15. 前記レーザ光による加工位置が、予め設定された前記被加工物の表面からの複数の加工位置の各位置になるように、前記レーザ光による加工位置を前記第１の対物レンズの光軸方向に沿って変更することを特徴とする請求項１０に記載のレーザ加工方法。
16. 前記レーザ光による加工位置が、前記被加工物の表面から予め設定されたオフセット高さ以下になると、前記レーザ光を照射しないように前記レーザ光源を制御することを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１つに記載のレーザ加工方法。

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