JPH08206867A - レーザ加工装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加工物上に所定間隔を隔てて一列に並んだ
複数のヒューズ列の効率の良い加工を可能にする。 【構成】 被加工物上に所定間隔を隔てて一列に並んだ
ヒューズ列５０、５２を加工する際に、ステージを所定
の走査速度でヒューズ列の配列方向に移動させつつ加工
ポイント（図中×印の点）毎にレーザビームを照射して
ヒューズ列５０の各ヒューズＦ1 の加工を行なった後、
減速することなくヒューズ列５２の位置までステージが
移動される。その後に、ステージを所定の走査速度でヒ
ューズ列の配列方向に移動させつつ加工ポイント（図中
×印の点）毎にレーザビームを照射してヒューズ列５２
の各ヒューズＦ2 の加工が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工装置の制御方
法に係り、更に詳しくは、２次元移動するステージの移
動位置データと所定の加工位置データとに基づきステー
ジを被加工物の加工位置へ位置決めしつつレーザビーム
を用いてステージ上の被加工物に加工を施すレーザ加工
装置の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のレーザ加工装置は、
レーザ光源の照射光学系を構成する装置内に固定された
対物レンズと、この対物レンズの光軸に直交する基準平
面内を２次元方向に移動するＸＹステージとを備えてい
る。そして、制御手段では、干渉計等の位置検出手段に
より検出されたステージの移動位置データと予めメモリ
内に記憶されたステージ上の被加工物の加工位置データ
とに基づいて被加工物の加工ポイントが対物レンズの光
軸上に来るようにステージを位置決めしつつレーザビー
ムを用いてステージ上の被加工物に加工を施していた。

【０００３】図４（Ａ）には、同図（Ｂ）に示されるよ
うに被加工物上に所定間隔を隔てて一列に並んだ複数の
ヒューズ列（例えば、冗長回路切換用ヒューズの列）を
加工する場合の従来のＸＹステージの駆動波形Ｗ₁ が示
されている。

【０００４】この図において、ａ点よりｂ点までＸＹス
テージを移動させる間に図中×印で示される加工ポイン
ト毎に第１のヒューズ列５０を構成するヒューズＦ1 の
加工が行なわれるのであるが、この際、ＸＹステージは
停止状態にあるａ点より加速され所定の走査速度に達す
ると、その走査速度が維持され、最後のヒューズＦ1の
加工終了と同時に減速が開始され、ｂ点で再び停止され
る。

【０００５】次に、第２のヒューズ列の加工を行なうた
めｂ点からｃ点までＸＹステージが移動され、ｃ点で停
止される。この際に、ステージは加速後、停止状態まで
減速される。

【０００６】次いで、ｃ点よりｄ点までＸＹステージを
移動させる間に図中×印で示される加工ポイント毎に第
２のヒューズ列５２を構成するヒューズＦ2 の加工が行
なわれるのであるが、この際、第１のヒューズ列の加工
の際と同様のＸＹステージの速度制御が行なわれてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のレーザ加工装置では、あるヒューズ列の加工終了後に
一旦ＸＹステージを減速後停止し、その後に次のヒュー
ズ列までＸＹステージを移動させる際に、加速後再び停
止状態まで減速させていた。このように、ヒューズ列の
加工の度毎に、加速→減速→停止を繰り返し行なってい
たことから、加速・減速に多くの時間が掛かり、被加工
物上に所定間隔を隔てて一列に並んだ複数のヒューズ列
を効率よく加工することができないという不都合があっ
た。

【０００８】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その目的は被加工物上に所定
間隔を隔てて一列に並んだ複数のヒューズ列の効率の良
い加工を可能にするレーザ加工装置の制御方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、基準平面内を
２次元方向に移動するステージと、前記ステージの移動
位置を検出する位置検出手段とを備え、所定の加工位置
データと前記位置検出手段からの位置データとに基づき
前記ステージを被加工物の加工位置へ位置決めしつつレ
ーザ光源からのレーザビームを用いて前記ステージ上に
載置された被加工物の表面に加工を施すレーザ加工装置
の制御方法であって、前記被加工物上に所定間隔を隔て
て一列に並んだ複数のヒューズ列を加工する際に、前記
ステージを所定の走査速度で前記ヒューズ列の配列方向
に移動させつつ加工ポイント毎に前記レーザ光源からの
レーザビームを照射して任意のヒューズ列の加工を行な
う第１のステップと、前記任意のヒューズ列の加工終了
後、減速することなく別のヒューズ列位置まで前記ステ
ージを移動させる第２のステップと、前記ステージを所
定の走査速度で前記ヒューズ列の配列方向に移動させつ
つ加工ポイント毎に前記レーザ光源からのレーザビーム
を照射して別のヒューズ列の加工を行なう第３のステッ
プと、を含む。

【００１０】この場合、第２のステップにおいてステー
ジを加速後、走査速度まで減速しても良い。

【００１１】

【作用】本発明に係るレーザ加工装置の制御方法によれ
ば、被加工物上に所定間隔を隔てて一列に並んだ複数の
ヒューズ列を加工する際に、ステージを所定の走査速度
でヒューズ列の配列方向に移動させつつ加工ポイント毎
にレーザ光源からのレーザビームを照射して任意のヒュ
ーズ列の加工を行なった後、減速することなく別のヒュ
ーズ列位置までステージが移動される。その後に、ステ
ージを所定の走査速度でヒューズ列の配列方向に移動さ
せつつ加工ポイント毎にレーザ光源からのレーザビーム
を照射して別のヒューズ列の加工が行なわれる。従っ
て、あるヒューズ列の加工開始から次のヒューズ列の加
工終了までの間に、走査速度以下にステージの移動速度
が低下することがなく、３つ以上ヒューズ列が所定間隔
で一列に並んでいる場合であってもヒューズ列の加工中
に走査速度以下にステージの移動速度が低下することが
ないため移動時間が短縮される。

【００１２】ここで、あるヒューズ列の加工終了後に走
査速度から加速を行ない、走査速度まで減速して別のヒ
ューズ列位置までステージを移動させる場合には、ある
ヒューズ列の加工終了後に走査速度を維持して別のヒュ
ーズ列位置までステージを移動させる場合に比較してス
テージ移動時間が一層短縮される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
基づいて説明する。

【００１４】図１には、本発明の制御方法が適用される
一実施例に係るレーザ加工装置の概略構成が示されてい
る。このレーザ加工装置１０は、図１の紙面に直交する
基準平面内を２次元方向に移動するステージとしてのＸ
Ｙステージ１２と、このステージ上に載置された被加工
物１４に対し加工用のレーザビームＬ１を照射する照射
光学系と、被加工部位の観察用光学系と、ＸＹステージ
１２の移動位置を検出する位置検出手段としてのステー
ジ座標読み取り装置１６と、ＸＹステージ１２の移動位
置及びレーザビームＬ１の出射タイミング等を制御する
制御手段としてのコントローラ１８とを、備えている。

【００１５】レーザビームＬ１の照射光学系は、レーザ
光源２０から射出されたレーザビームＬ１をより大きな
平行ビームに拡大するビームエキスパンダ２２と、この
ビームエキスパンダ２２通過後のレーザビームＬ１をＸ
Ｙステージ１２に向けて反射するハーフミラー２４と、
このハーフミラー２４で反射されたレーザビームＬ１の
進行方向先に前記基準平面に直交する状態でその光軸が
配置された対物レンズ２６と、を含んで構成されてい
る。この照射光学系によれば、レーザ光源２０により出
射されたレーザビームＬ１は、ビームエキスパンダ２２
により所定の大きさに拡大され、次いでハーフミラー２
４で反射された後、対物レンズ２６を通して被加工物１
４に照射される。

【００１６】観察用光学系は、照明光源２８からの観察
用照明光Ｌ２を対物レンズに向けて反射するハーフミラ
ー３０と、この観察用照明光Ｌ２を前記レーザビームＬ
１と同一の光軸で被加工物１４に照射する前記対物レン
ズ２６と、被加工物１４からの反射光を対物レンズ２
６、ハーフミラー２４及びハーフミラー３０を通して受
光する被加工物１４表面と共役に置かれたＣＣＤカメラ
３２とを含んで構成されている。この観察用光学系によ
れば、照明光Ｌ２は、ハーフミラー３０で反射された
後、対物レンズ２６によりレーザビームＬ１と同一の光
軸で被加工物１４に照射される。被加工物１４に照射さ
れた照明光Ｌ２は、被加工物１４で反射され、その反射
光は、ＣＣＤカメラ３２で検出され、図示しないテレビ
モニターにより加工状態が観察される。

【００１７】前記コントローラ１８は、マイクロコンピ
ュータで構成されており、ステージ座標読み取り装置１
６の出力である（Ｘ，Ｙ）座標値（位置データ）と図示
しない内部メモリに格納された被加工物１４上の加工部
位のデータ（加工位置データ）とに基づいてステージ駆
動用のモータ３４を駆動制御することにより、ＸＹステ
ージ１２の位置決め、即ち被加工物１４の加工部位（加
工ポイント）の対物レンズ２６の光軸に対する位置決め
を行なう機能を有している。この際、コントローラ１８
では、モータ３４の駆動速度をも制御してＸＹステージ
１２の移動速度制御をも行なう。

【００１８】また、このコントローラ１８は、ＸＹステ
ージ１２上の図示しないエネルギメータの出力に基づい
て所定の設定エネルギーになるように、図示しないエネ
ルギ設定部を介してレーザ励起光の出力を調整する機能
をも有している。更に、このコントローラ１８は、後述
するように、ステージ移動位置制御と共にレーザ出射タ
イミングを制御する機能をも備えている。

【００１９】次に、被加工物１４上に図２に示されるよ
うにヒューズＦ1 から成る第１のヒューズ列５０とヒュ
ーズＦ2 から成る第２のヒューズ列５２とが同一直線上
に所定間隔を隔てて配置されている場合のコントローラ
１８のステージ位置とレーザ出射タイミングの制御機能
について図３を参照しつつ説明する。ここでは、前提と
して被加工物１４はＸＹステージ１２上に第１のヒュー
ズ列５０と第２のヒューズ列５２の配列方向が一方の移
動軸、例えばＸ軸方向と一致する状態で載置されている
ものとする。

【００２０】まず、コントローラ１８では、ステージ座
標読み取り装置１６の出力をモニタしつつ対物レンズ２
６の光軸上に図示しないエネルギーメータが位置するよ
うにモータ３４を駆動してＸＹステージ１２の移動位置
を制御する。例えば、エネルギメータ中心位置をステー
ジ座標の原点（０，０）と定めておけば、ステージ座標
読み取り装置１６の出力が（０，０）となる位置にＸＹ
ステージ１２を移動させればよい。

【００２１】次いで、コントローラ１８では、レーザ光
源２０をオンする。これにより、照射光学系によりレー
ザビームＬ１がＸＹステージ１２上のエネルギメータに
照射され、コントローラ１８ではこのエネルギメータの
出力に基づいて所定の設定エネルギーになるように、図
示しないエネルギ設定部を介してレーザ励起光の出力を
調整する。ここで、これと共にビームエキスパンダ２２
を介してビーム径をも調整することがより望ましい。こ
のようにして、コントローラ１８では、被加工物１４に
対する最適加工条件となるようなレーザビームＬ１の初
期設定を行ない、レーザ光源２０をオフする。

【００２２】このようにして、初期設定が行なわれた
後、ＸＹステージ１２が移動され、対物レンズ２６の光
軸に図３（Ａ）のＸＹステージ１２の駆動波形Ｗ₂ 中の
ａ点が一致した位置でＸＹステージ１２が停止している
ものとする。

【００２３】この状態で、コントローラ１８ではＸＹス
テージ１２がＸ軸方向に移動するようにモータ３４の駆
動を開始するが、この際、図３（Ａ）のａ点よりｅ点ま
でＸＹステージ１２の移動速度が加速されるようにモー
タ３４を駆動制御する。このモータ３４の駆動制御中
も、コントローラ１８ではステージ座標読み取り装置１
６の出力をモニタしており、このステージ座標読み取り
装置１６の出力座標が予め内部メモリに格納された加工
ポイントの座標データ（加工位置データ）と一致した時
点で、レーザ光源２０をオンする。これにより、最初の
加工ポイント×₁でレーザビームＬ１が被加工物１４に
照射されヒューズＦ1 のレーザ加工が行なわれる。

【００２４】ｅ点で所定の走査速度に達すると、コント
ローラ１８では、このｅ点よりｂ点までその走査速度を
維持しつつ、加工データとステージ座標読み取り装置１
６の出力座標とに基づいて加工ポイント×₂ 、×₃ 、×
₄ 毎にレーザ光源２０をオンする。これにより、加工ポ
イント×₂ 、×₃ 、×₄ で順次レーザビームＬ１が被加
工物１４に照射され、ヒューズＦ1 の加工が行なわれ
る。

【００２５】このようにして、第１のヒューズ列５０を
構成するヒューズＦ1 の加工が終了すると、コントロー
ラ１８では第２のヒューズ列５２の加工のためＸＹステ
ージ１２の移動を開始するが、この際にＸＹステージ１
２が短時間でｂ点からｃ点まで移動するように、図３
（Ａ）に示されるように、走査速度から加速を行なった
後、ｃ点で走査速度となるように減速する。

【００２６】ｃ点で所定の走査速度に達すると、コント
ローラ１８では、このｃ点よりｆ点までその走査速度を
維持しつつ、加工位置データとステージ座標読み取り装
置１６の出力座標とに基づいて加工ポイント×₅ 、
×₆ 、×₇ 毎にレーザ光源２０をオンする。これによ
り、加工ポイント×₅ 、×₆ 、×₇ で順次レーザビーム
Ｌ１が被加工物１４に照射され、ヒューズＦ2 の加工が
行なわれる。

【００２７】次いで、コントローラ１８では、最後の加
工ポイント×₈ の直前のｆ点からＸＹステージ１２が減
速を開始し、ｄ点で停止するようモータ３４を駆動制御
する。この間で、ステージ座標読み取り装置１６の出力
座標が予め内部メモリに格納された加工ポイント×₈ の
座標データと一致した時点で、レーザ光源２０をオンす
る。これにより、最後の加工ポイント×₈ でレーザビー
ムＬ１が被加工物１４に照射されヒューズＦ2 のレーザ
加工が行なわれる。このようにして、第２のヒューズ列
の加工が終了する。

【００２８】以上説明したように、本実施例によると、
前述した図４の従来例と異なり、第１のヒューズ列のヒ
ューズＦ1 の加工終了後、ＸＹステージ１２を所定の走
査速度以下に減速、停止させることなく、対物レンズ２
６光軸位置に第２のヒューズ列５２の最初の加工ポイン
トが一致する位置まで移動させるため、加工時間を短縮
することができる。また、この実施例では、第１のヒュ
ーズ列５０のヒューズＦ1 の加工終了後、ＸＹステージ
１２を走査速度から加速後、走査速度まで減速するとい
う手法が採用されていることから、走査速度を保持した
まま第２のヒューズ列位置までＸＹステージ１２を移動
する場合に比較してもより一層加工時間が短縮されてい
る。

【００２９】なお、走査速度を保持したまま、第１のヒ
ューズ列加工終了時から第２のヒューズ列位置までＸＹ
ステージ１２を移動するという手法を採用してもよく、
この場合であっても、従来の走査速度以下まで減速し停
止を行なう場合に比べれば加工時間の短縮が可能であ
る。

【００３０】また、上記実施例では、ヒューズ列が２つ
ある場合を例示したが、３つ以上ヒューズ列が並んで配
置されている場合であっても本発明方法は、そのまま適
用できるものである。

【００３１】なお、上記実施例では開ループ制御システ
ムでコントローラ１８によりモータ３４を制御する場合
を例示したが、実際には、閉ループフィードバック制御
システムでモータ３４の回転信号をコントローラ１８に
フィードバックしてモータ３４のサーボ制御を行なうよ
うにした方が、ステージの移動速度を正確に制御できる
という点では好ましい。

【００３２】また、上記実施例では加工位置データが予
め内部メモリに格納されている場合を例示したが、加工
前にオペレータがキーボードから加工位置データを入力
するようにしても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヒューズ列の加工毎に加速→減速→停止を繰り返し行な
っていた従来方法に比べ被加工物上に所定間隔を隔てて
一列に並んだ複数のヒューズ列を短時間で効率良く加工
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係るレーザ加工装置の構成を示す図
である。

【図２】図１の被加工物上のヒューズ列の配列の一例を
示す図である。

【図３】図１の装置におけるＸＹステージの駆動波形を
ヒューズ列の配列と共に示す図である。

【図４】発明が解決しようとする課題を説明するための
図であって、従来の装置におけるＸＹステージの駆動波
形をヒューズ列の配列と共に示す図である。

【符号の説明】

１０ レーザ加工装置 １２ ＸＹステージ（ステージ） １４ 被加工物 １６ ステージ座標読み取り装置（位置検出手段） ２０ レーザ光源 ５０ 第１のヒューズ列 ５２ 第２のヒューズ列

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準平面内を２次元方向に移動するステ
   ージと、前記ステージの移動位置を検出する位置検出手
   段とを備え、所定の加工位置データと前記位置検出手段
   からの位置データとに基づき前記ステージを被加工物の
   加工位置へ位置決めしつつレーザ光源からのレーザビー
   ムを用いて前記ステージ上に載置された被加工物の表面
   に加工を施すレーザ加工装置の制御方法であって、 前記被加工物上に所定間隔を隔てて一列に並んだ複数の
   ヒューズ列を加工する際に、 前記ステージを所定の走査速度で前記ヒューズ列の配列
   方向に移動させつつ加工ポイント毎に前記レーザ光源か
   らのレーザビームを照射して任意のヒューズ列の加工を
   行なう第１のステップと、 前記任意のヒューズ列の加工終了後、減速することなく
   別のヒューズ列位置まで前記ステージを移動させる第２
   のステップと、 前記ステージを所定の走査速度で前記ヒューズ列の配列
   方向に移動させつつ加工ポイント毎に前記レーザ光源か
   らのレーザビームを照射して別のヒューズ列の加工を行
   なう第３のステップと、 を含むレーザ加工装置の制御方法。
2. 【請求項２】 前記第２のステップにおいて前記ステー
   ジを加速後、走査速度まで減速することを特徴とする請
   求項１記載のレーザ加工装置の制御方法。