KR101372169B1 - Focusing position adjusting method, focusing position adjusting apparatus, and laser processing apparatus - Google Patents

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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 표면에 요철 구조가 존재하는 기판에 있어서, 오목부에 설치된 스트리트에 있어서의 포커싱 상태를 적절하게 조정할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
복수의 단위 차광 영역을 일방향으로 등간격으로 배열하여 이루어지는 제1 차광 패턴과 이에 직교하는 제2 차광 패턴을 갖는 십자 형상의 차광 패턴을, 광축에 대하여 경사지게 하여 배치하고, 제1 차광 패턴의 복수의 단위 차광 영역 각각의 결상 위치가 다른 높이 위치가 되어, 제2 차광 패턴이 하나의 높이 위치에서 결상하도록, 차광 패턴을 스트리트의 하나의 격자점을 중심으로 하는 십자 형상 영역을 투영 범위로서 투영한다. 격자점을 화상 중앙에 합치시켜 투영 범위를 포함하는 영역을 촬상한 촬상 화상을 기초로 하여 제1 차광 패턴의 콘트라스트가 최대가 되는 위치를 특정하고, 최대 콘트라스트 위치와 격자점 위치와의 거리를 기초로 하여 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정함으로써 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 한다.An object of the present invention is to provide a method capable of appropriately adjusting a focusing state in a street provided in a recess in a substrate having an uneven structure on its surface.
A cross-shaped light shielding pattern having a first light shielding pattern formed by arranging a plurality of unit light shielding regions at equal intervals in one direction and a second light shielding pattern orthogonal thereto is disposed to be inclined with respect to the optical axis, and the plurality of first light shielding patterns The light shielding pattern is projected as a projection range so that the light shielding pattern is centered on one grid point of the street so that the imaging positions of each of the unit light shielding regions become different height positions, and the second light shielding pattern is formed at one height position. Based on the picked-up image which image | photographed the area | region containing a projection range by matching a grid point to the image center, the position where the contrast of a 1st light-shielding pattern becomes the maximum is specified, and based on the distance of a maximum contrast position and a grid point position By setting the focusing position of the focusing means, the focusing region is brought into a focusing state.

Description

포커싱 위치 조정 방법, 포커싱 위치 조정 장치, 및 레이저 가공 장치{FOCUSING POSITION ADJUSTING METHOD, FOCUSING POSITION ADJUSTING APPARATUS, AND LASER PROCESSING APPARATUS}FOCUSING POSITION ADJUSTING METHOD, FOCUSING POSITION ADJUSTING APPARATUS, AND LASER PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 레이저 가공 장치 등의 가공 장치에 있어서의 가공 위치의 특정 기술에 관한 것이다.This invention relates to the specific technique of the processing position in processing apparatuses, such as a laser processing apparatus.

예를 들어 LED용의 사파이어 기판 등, 반도체층(기능층)이나 전극 패턴 등이 표면 위에 형성된 메인 기판을 분할해서 개별화(칩화)하기 위한 스크라이브 공정을, 레이저광 조사에 의해 행할 경우, 메인 기판의 얼라인먼트나 레이저 조사에 의한 가공이 정확하게 행해지도록 하기 위해, 메인 기판의 스크라이브 대상 위치(이하, 스트리트라고도 칭함)의 표면 높이를 조정할 필요가 있다. 가령, 스트리트의 높이 위치가 상정된 위치로부터 벗어나 있을 경우, 조사하는 레이저광의 초점 위치가 상정 위치로부터 벗어나 버리므로, 레이저광의 조사 에너지가 유효하게 이용되지 않아, 원하는 스크라이빙을 행할 수 없다고 하는 문제가 발생해 버리게 된다. 이러한 표면 높이의 특정 및 조정에 이용 가능한 다양한 기술이 이미 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 3 참조).For example, when a scribing process for dividing and chipping a main substrate having a semiconductor layer (functional layer), an electrode pattern, etc. formed on the surface, such as a sapphire substrate for LEDs, into individual (chip), is performed by laser light irradiation, In order to perform the process by alignment or laser irradiation correctly, it is necessary to adjust the surface height of the scribe object position (henceforth a street) of a main board | substrate. For example, when the height position of the street deviates from the assumed position, the focal position of the irradiated laser light deviates from the assumed position, so that the irradiation energy of the laser beam is not effectively used, so that desired scribing cannot be performed. Will occur. Various techniques available for specifying and adjusting such surface heights are already known (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

또한, 스트리트의 기판면 내에 있어서의 얼라인먼트를 적절하게 행할 수 있는 기술도 이미 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 4 참조).Moreover, the technique which can perform alignment in the board | substrate surface of a street suitably is already known (for example, refer patent document 4).

일본 특허 출원 공개 평7-87378호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 7-87378 일본 특허 출원 공개 평11-183784호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 11-183784 일본 특허 제3749142호 공보Japanese Patent No. 3749142 일본 특허 출원 공개 제2009-022994호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2009-022994

특허 문헌 1 또는 특허 문헌 3에 개시된 기술은 모두, 광축에 대하여 경사진 자세로 배치된(혹은 스텝 형상으로 설치된) 패턴을 대상물에 투영한 상태에서, 당해 패턴을 포함하는 대상물의 상(像)에 있어서 당해 패턴의 콘트라스트가 최대가 되는 위치를 그 상에 있어서의 포커싱 위치(포커싱 점 위치)로서 특정하고, 그 결과를 기초로 하여, 대상물 표면의 높이 위치를 조정하는 것이다.All of the techniques disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 3 are applied to an image of an object including the pattern in a state in which a pattern arranged in an inclined attitude (or provided in a step shape) with respect to the optical axis is projected onto the object. In this case, the position where the contrast of the pattern is maximized is specified as the focusing position (focusing point position) on the image, and the height position of the object surface is adjusted based on the result.

개략적으로는, 우선 대상물의 표면이, 이것을 관찰하는 광학계의 대물 렌즈의 포커싱 위치에 있으며, 또한 관찰상에 있어서 패턴의 투영상의 콘트라스트가 최대가 되는 위치(최대 콘트라스트 위치)가 화상 중앙에 위치하고 있을 경우, 대상물의 표면이 기준 위치(기준 높이)에 있게 된다. 그러면, 관찰상에 있어서 투영상의 최대 콘트라스트 위치가 중앙으로부터 벗어나 있을 경우, 대상물 표면의 높이 위치가 기준 위치로부터 벗어나 있게 된다. 이때, 관찰상에 있어서 최대 콘트라스트 위치가 화상 중앙 위치에 일치하도록 대상물의 높이 위치를 다르게 하면, 대상물 표면의 높이 위치가 기준 위치에 일치한 상태가 실현된다. 이것은 즉, 패턴의 투영상의 콘트라스트의 분포 상태를 이용하여, 대상물의 표면이 포커싱 위치에 합치하도록, 즉 대상물 표면과 빛을 조사하는 대물 렌즈와의 거리가 일정하게 유지되도록, 대상물 표면의 높이 위치를 조정하고 있게 된다.Roughly, first, the surface of the object is at the focusing position of the objective lens of the optical system for observing this, and the position (maximum contrast position) at which the contrast on the projection image of the pattern is maximized on the observation image is located at the center of the image. In this case, the surface of the object is at the reference position (reference height). Then, when the maximum contrast position of the projection on the observation is off from the center, the height position of the object surface is off from the reference position. At this time, when the height position of the object is changed so that the maximum contrast position coincides with the image center position, the state where the height position of the object surface coincides with the reference position is realized. This means that, using the distribution of the contrast on the projection of the pattern, the height position of the surface of the object so that the surface of the object conforms to the focusing position, that is, the distance between the object surface and the objective lens irradiating light is kept constant. Will be adjusted.

레이저광을 조사해서 대상물 표면을 가공하는 경우이면, 메인 기판 표면의 높이 위치를 상술한 바와 같이 조정하여, 항상, 광학계에 의해 정해지는 일정거리만큼 대물 렌즈로부터 떨어진 높이 위치에 유지되도록 하는 동시에, 레이저광의 출사원을 대물 렌즈 위치에 대하여 일정한 위치로 설정함으로써, 레이저광의 조사 조건을 항상 일정하게 유지한 레이저 가공이 가능해진다.When the object surface is processed by irradiating a laser beam, the height position of the surface of the main substrate is adjusted as described above so that the laser beam is always kept at the height position away from the objective lens by a predetermined distance determined by the optical system, By setting the light emission source to a constant position with respect to the objective lens position, laser processing in which the irradiation conditions of the laser light are kept constant at all times becomes possible.

또한, 패턴의 투영상에 있어서 최대 콘트라스트 위치가 특정된 상태에 있어서는, 대상물의 높이를 조정하는 대신에, 최대 콘트라스트 위치와 화상 중앙 위치와의 거리에 따라서 대물 렌즈의 높이 위치를 조정하도록 해도 좋다. 이렇게 한 경우도, 대상물의 표면과 대물 렌즈와의 거리는 일정치로 조정되게 되므로, 상대적으로 보면, 대상물 표면의 높이 위치가 조정되게 된다.In a state where the maximum contrast position is specified in the projection of the pattern, instead of adjusting the height of the object, the height position of the objective lens may be adjusted in accordance with the distance between the maximum contrast position and the image center position. Even in this case, since the distance between the surface of the object and the objective lens is adjusted to a constant value, when viewed relatively, the height position of the surface of the object is adjusted.

또한, 본 명세서에 있어서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 이후 대물 렌즈의 높이 위치를 조정하는 경우도 포함하여, 단순히 대상물의 높이 위치를 조정하거나, 혹은 대상물의 높이 위치를 특정하는 등의 경우가 있다.In addition, in this specification, in order to simplify description, there exists a case where the height position of an object is simply adjusted, the height position of an object is specified, etc., including the case where the height position of an objective lens is adjusted afterwards. .

한편, 최근 LED는 생산량을 높이기 위해 작은 칩 사이즈화가 진행되고 있다. 또한, 휘도 상승을 위해, 레이저 가공 프로세스에 있어서 발생하는 가공 변질 영역을 최소한으로 하는 것이 요구되고 있다. 즉, 보다 높은 가공 정밀도로 보다 미세한 칩을 잘라내는 것이 요구되고 있다.On the other hand, in recent years, in order to increase the production of LEDs, a small chip size is in progress. In addition, in order to increase the brightness, it is required to minimize the processing deterioration area generated in the laser processing process. In other words, it is required to cut finer chips with higher processing accuracy.

그런데 LED용의 메인 기판에 있어서는, 스트리트는 기판 표면에 격자 형상으로 설정되지만, 그 폭은 겨우 수십㎛ 정도다. 또한, 스트리트 이외의 부위에는 반도체층 등이 형성되므로, 스트리트와 그 이외의 부위와의 사이에는 3 내지 5㎛ 이상의 높이의 차가 있는 것이 적지 않다. 즉, LED용의 메인 기판의 표면에는 적어도 격자 형상의 스트리트를 포함하는 부분이 협소한 오목부(최하부)가 된 요철 구조가 형성되어 있다. 이것을 칩화하기 위해서는, 상기 스트리트의 높이 위치를 정확하게 특정한 다음, 레이저광을 조사하는 것이 요구된다.By the way, in the main board for LEDs, although the street is set in the grid | lattice form on the board | substrate surface, the width is only about several tens of micrometers. In addition, since a semiconductor layer etc. are formed in the site | parts other than the street, there is not little that there exists a difference of the height of 3-5 micrometers or more between the street and other site | parts. That is, an uneven structure is formed on the surface of the main substrate for LEDs at least the portion including the lattice-shaped streets, which is a narrow recess (lowermost part). In order to chip this, it is required to accurately specify the height position of the street, and then irradiate the laser light.

상술한 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 3에 개시된 방법은 모두, 표면이 균일하게 평탄한 것을 대상으로 하는 것에 지나지 않으며, LED용의 메인 기판의 칩화 시에 그들의 방법을 단순히 적용했다고 해도, 협소한 오목부로서 설치되는 스트리트의 높이 위치를 조정하는 것은 곤란하다.The methods disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above are all intended to be uniformly flat, and even if their methods are simply applied at the time of chipping the main substrate for LEDs, they are regarded as narrow recesses. It is difficult to adjust the height position of the street to be installed.

게다가, LED용의 메인 기판으로서 적절하게 사용되는 사파이어 기판의 경우, 기판면 내의 높이 분포가 Si 기판은 균일하지 않고, 또한 반도체층의 형성 과정에서 휨이 발생하고 있다. 즉, 사파이어 기판이 사용되고 있는 경우, 이 점으로부터도, 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 3에 개시된 방법을 적용한 스트리트의 높이 위치의 조정은 어렵다.In addition, in the case of a sapphire substrate suitably used as a main substrate for LEDs, the height distribution in the substrate surface is not uniform in the Si substrate, and warping occurs in the process of forming the semiconductor layer. That is, when the sapphire board | substrate is used, also from this point, adjustment of the height position of the street to which the method disclosed by patent document 1-patent document 3 is applied is difficult.

본 발명은 상기 과제에 비추어 이루어진 것으로, 표면에 요철 구조가 존재하는 기판에 있어서, 오목부에 설치된 스트리트에 있어서의 포커싱 상태를 적절하게 조정할 수 있는 방법, 이것을 실현하는 장치, 및 이것을 구비한 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the said subject, The method which can suitably adjust the focusing state in the street provided in the recessed part in the board | substrate with the uneven structure on the surface, the apparatus which implements this, and the laser processing provided with this It is an object to provide a device.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은 관찰 대상물에 있어서 격자 형상으로 존재하는 포커싱 대상 영역이 포커싱 상태가 되도록 관찰 광학계에 구비되는 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정하는 방법이며, 상기 관찰 대상물을 소정의 보유 지지 수단으로 보유 지지시키는 보유 지지 공정(도 5의 스텝 S1에 대응)과, 복수의 단위 차광 영역을 제1 방향으로 등간격으로 배열하여 이루어지는 제1 차광 패턴과, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 설치된 제2 차광 패턴을 갖는 십자 형상의 차광 패턴을, 상기 포커싱 대상 영역의 하나의 격자점을 중심으로 하는 십자 형상 영역을 투영 범위로서 투영하는 패턴 투영 공정(도 5의 스텝 S2에 대응)과, 상기 차광 패턴이 투영된 상태에서, 상기 하나의 격자점을 화상 중앙에 합치시켜서 상기 투영 범위를 포함하는 영역을 상기 관찰 광학계에 구비되는 촬상 수단으로 촬상하는 촬상 공정(도 5의 스텝 S3에 대응)과, 상기 촬상 화상을 기초로 하여 상기 제1 차광 패턴의 콘트라스트가 최대가 되는 최대 콘트라스트 위치를 특정하는 최대 콘트라스트 위치 특정 공정(도 5의 스텝 S4 내지 S5, 도 6의 스텝 S41 내지 S47에 대응)과, 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정하는 포커싱 위치 조정 공정(도 5의 스텝 S6 내지 S11에 대응)을 구비하고, 상기 패턴 투영 공정에 있어서는, 상기 차광 패턴을 상기 관찰 광학계의 광축에 대하여 경사지게 하여 배치하고, 상기 제1 차광 패턴의 복수의 단위 차광 영역 각각의 결상 위치가 다른 높이 위치가 되어, 상기 제2 차광 패턴이 하나의 높이 위치에서 결상하도록, 상기 차광 패턴을 상기 십자 형상 영역에 투영하고, 상기 포커싱 위치 조정 공정이, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정에 있어서 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 있는 경우에, 상기 최대 콘트라스트 위치와 상기 하나의 격자점의 위치와의 거리를 기초로 하여 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정함으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는, 제1 포커싱 위치 조정 공정(도 5의 스텝 S5 -> S6 -> S7에 대응)과, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정에 있어서 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없는 경우에, 상기 촬상 수단에 상기 관찰 대상물에 대한 상기 포커싱 수단의 배치 거리를 다르게 한 복수의 촬상 화상을 촬상시켜, 이렇게 해서 얻어진 상기 복수의 촬상 화상을 기초로 하여 상기 포커싱 수단의 배치 거리에 대한 상기 제2 차광 패턴의 콘트라스트 변화를 특정하고, 상기 콘트라스트 변화의 극대 위치를 상기 포커싱 대상 영역이 포커싱 상태가 되는 상기 포커싱 수단의 배치 위치라 결정해서 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 상기 극대 위치에 일치시킴으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는, 제2 포커싱 위치 조정 공정(도 5의 스텝 S5 -> S8 -> (S9) -> S 11, 도 15의 스텝 S111 내지 S114에 대응)을 선택적으로 행하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a method of adjusting the focusing position of the focusing means provided in the observation optical system so that the focusing target region existing in a lattice shape in the observation target is in a focusing state. A holding step (corresponding to step S1 in FIG. 5) to be held by a holding means, a first light shielding pattern formed by arranging a plurality of unit light blocking regions at equal intervals in a first direction, and perpendicular to the first direction A pattern projection process of projecting a cross-shaped light shielding pattern having a second light shielding pattern provided in a second direction to project a cross-shaped region centered on one lattice point of the focusing region as a projection range (step S2 in FIG. 5). And the one grid point in the state where the light-shielding pattern is projected to match the center of the image to include the projection range. Specifies an imaging process (corresponding to step S3 in FIG. 5) of imaging an area with an imaging means provided in the observation optical system, and a maximum contrast position where the contrast of the first light shielding pattern is maximized based on the captured image. Corresponding to the maximum contrast position specifying process (corresponding to steps S4 to S5 of FIG. 5 and steps S41 to S47 of FIG. 6) and a focusing position adjusting process (steps S6 to S11 of FIG. 5) for adjusting the focusing position of the focusing means. In the pattern projection process, the light shielding pattern is disposed to be inclined with respect to the optical axis of the observation optical system, and the imaging positions of the plurality of unit light shielding regions of the first light shielding pattern are different height positions, Project the light shielding pattern onto the cross-shaped area so that the second light shielding pattern is imaged at one height position, and the focusing position adjustment is performed. When the process can specify the maximum contrast position in the maximum contrast position specifying process, the focusing position of the focusing means is adjusted based on the distance between the maximum contrast position and the position of the one lattice point. Thus, the first focusing position adjusting step (corresponding to steps S5-> S6-> S7 in FIG. 5) in which the focusing target region is in a focusing state, and the maximum contrast position can be specified in the maximum contrast position specifying step. If not, the image pickup means picks up a plurality of picked-up images having different arrangement distances of the focusing means relative to the observation object, and based on the plurality of picked-up images obtained in this way, The contrast change of the second light shielding pattern is specified, and the maximum of the contrast change is A second focusing position adjustment step of determining the position as the arrangement position of the focusing means in which the focusing region is in a focusing state and bringing the focusing region into a focusing state by matching the focusing position of the focusing means to the maximum position; Step S5-> S8-> (S9)-> S11 of FIG. 5, corresponding to steps S111-S114 of FIG. 15 are selectively performed.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 포커싱 위치 조정 방법이며, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정에 있어서 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없지만, 상기 하나의 격자점 위치로부터 보아 상기 최대 콘트라스트 위치가 존재하는 방향인 콘트라스트 증대 방향을 특정할 수 있는 경우에는, 상기 콘트라스트 증대 방향에 상당하는 방향에 있어서 소정 거리만큼 상기 관찰 대상물에 대한 상기 포커싱 수단의 배치 거리를 다르게 한 다음, 상기 촬상 공정과, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정과, 상기 포커싱 위치 조정 공정을 반복하고, 상기 최대 콘트라스트 증대 방향을 특정할 수 없는 경우에는, 상기 제2 포커싱 위치 조정 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.The invention of claim 2 is the focusing position adjusting method according to claim 1, wherein the maximum contrast position cannot be specified in the maximum contrast position specifying step, but the direction in which the maximum contrast position exists from the one grid point position exists. When the in-contrast increase direction can be specified, the arrangement | positioning distance of the said focusing means with respect to the said observation object differs by a predetermined distance in the direction corresponding to the said contrast increase direction, and then the said imaging process and the said maximum contrast position The second focusing position adjusting step is performed when the specifying step and the focusing position adjusting step are repeated and the maximum contrast increasing direction cannot be specified.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 포커싱 위치 조정 방법이며, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정에 있어서는, 상기 제1 차광 패턴이 투영된 촬상 화상에 있어서의 상기 복수의 단위 차광 영역의 배열 방향을 따른 화소열마다의 명도 프로파일을 적산한 적산 명도 프로파일을 기초로 하여, 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정하는 것을 특징으로 한다.The invention of claim 3 is the focusing position adjusting method according to claim 1 or 2, wherein in the maximum contrast position specifying step, an arrangement direction of the plurality of unit light shielding regions in the captured image on which the first light shielding pattern is projected The maximum contrast position is specified on the basis of an integrated brightness profile obtained by integrating a brightness profile for each pixel column along the?

청구항 4의 발명은, 관찰 대상물을 보유 지지하는 보유 지지 수단과, 상기 보유 지지 수단으로 보유 지지된 상기 관찰 대상물에 대한 배치 위치를 다르게 함으로써 포커싱 위치를 가변 가능한 포커싱 수단과, 상기 포커싱 수단을 통해서 상기 관찰 대상물을 촬상 가능한 촬상 수단을 구비하는 관찰 광학계를 갖고, 상기 관찰 대상물에 있어서 격자 형상으로 존재하는 포커싱 대상 영역이 포커싱 상태가 되도록 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정하는 포커싱 위치 조정 장치이며, 복수의 단위 차광 영역을 제1 방향으로 등간격으로 배열하여 이루어지는 제1 차광 패턴과, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 설치된 제2 차광 패턴을 갖는 십자 형상의 차광 패턴을, 상기 포커싱 대상 영역의 하나의 격자점을 중심으로 하는 십자 형상 영역을 투영 범위로서 투영하는 패턴 투영 수단과, 상기 차광 패턴을 상기 십자 형상 영역에 투영시키고, 또한 상기 하나의 격자점을 화상 중앙에 합치시킨 상태에서, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된, 상기 투영 범위를 포함하는 영역의 촬상 화상을 기초로 하여, 상기 제1 차광 패턴의 콘트라스트가 최대가 되는 최대 콘트라스트 위치를 특정하는 최대 콘트라스트 위치 특정 수단과, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 있어서의 특정 결과를 기초로 하여 상기 포커싱 수단에 포커싱 위치를 조정시킴으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는 포커싱 위치 조정 처리 수단을 구비하고, 상기 패턴 투영 수단은, 상기 차광 패턴을 상기 관찰 광학계의 광축에 대하여 경사지게 하여 배치하고, 상기 제1 차광 패턴의 복수의 단위 차광 영역 각각의 결상 위치가 다른 높이 위치가 되어, 상기 제2 차광 패턴이 하나의 높이 위치에서 결상하도록, 상기 차광 패턴을 상기 십자 형상 영역에 투영하고, 상기 포커싱 위치 조정 처리 수단은, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 의해 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 있는 경우에는, 상기 최대 콘트라스트 위치와 상기 하나의 격자점의 위치와의 거리를 기초로 하여 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정시킴으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는 제1 조정 처리(도 5의 스텝 S5 -> S6 -> S7에 대응)를 행하고, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 의해 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없는 경우에는, 상기 촬상 수단에 상기 관찰 대상물에 대한 상기 포커싱 수단의 배치 거리를 다르게 한 복수의 촬상 화상을 촬상시켜, 이렇게 해서 얻어진 상기 복수의 촬상 화상을 기초로 하여 상기 포커싱 수단의 배치 거리에 대한 상기 제2 차광 패턴의 콘트라스트 변화를 특정하고, 상기 콘트라스트 변화의 극대 위치를 상기 포커싱 대상 영역이 포커싱 상태가 되는 상기 포커싱 수단의 배치 위치라 결정해서 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 상기 극대 위치에 일치시킴으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는 제2 조정 처리(도 5의 스텝 S5 -> S8 -> (S9) -> S 11, 도 15의 스텝 S111 내지 S114에 대응)를 행하는 것을 특징으로 한다.The invention of claim 4 further comprises: holding means for holding an object to be observed, focusing means capable of varying a focusing position by varying an arrangement position with respect to the object to be held held by the holding means, and through the focusing means; A focusing position adjustment device having an observation optical system including an imaging means capable of imaging an object to be observed, wherein the focusing position of the focusing means is adjusted such that a focusing region existing in a lattice shape in the object is in a focusing state. A cross-shaped light shielding pattern having a first light shielding pattern formed by arranging unit light shielding regions at equal intervals in a first direction and a second light shielding pattern provided in a second direction perpendicular to the first direction, Projection range of cross-shaped area centered on one grid point Pattern projection means for projecting and projecting the light shielding pattern onto the cross-shaped area, and in the state including the one lattice point in the center of the image, the area including the projection range imaged by the imaging means. On the basis of the picked-up image, the focusing means is based on the maximum contrast position specifying means for specifying the maximum contrast position at which the contrast of the first light shielding pattern is maximized, and the result of the maximum contrast position specifying means. And a focusing position adjusting processing means for bringing the focusing region into a focusing state by adjusting a focusing position, wherein the pattern projecting means is arranged such that the light shielding pattern is inclined with respect to the optical axis of the observation optical system, and the first light shielding pattern is provided. Height of the imaging position of each of a plurality of unit shading areas of Position, so that the light shielding pattern is projected onto the cross-shaped area so that the second light shielding pattern is imaged at one height position, and the focusing position adjusting processing means is configured to provide the maximum contrast position by the maximum contrast position specifying means. If can be specified, the first adjustment process of bringing the focusing region into a focusing state by adjusting the focusing position of the focusing means based on the distance between the maximum contrast position and the position of the one lattice point ( Step S5-> S6-> S7 of FIG. 5, and when the said maximum contrast position cannot be specified by the said maximum contrast position specification means, the said imaging means of the said focusing means with respect to the said observation object is carried out. The plurality of images obtained in this manner by imaging a plurality of captured images having different arrangement distances Based on the captured image, the contrast change of the second light shielding pattern with respect to the arrangement distance of the focusing means is specified, and the maximum position of the contrast change is determined to be the arrangement position of the focusing means in which the focusing region becomes the focusing state. To adjust the focusing position of the focusing means to the maximum position so as to bring the focusing region into a focusing state (steps S5-> S8-> (S9)-> S11 of FIG. Corresponding to S111 to S114).

청구항 5의 발명은, 청구항 4에 기재된 포커싱 위치 조정 장치이며, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 의해 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없지만, 상기 하나의 격자점의 위치로부터 보아 상기 최대 콘트라스트 위치가 존재하는 방향인 콘트라스트 증대 방향을 특정할 수 있는 경우에는, 상기 콘트라스트 증대 방향에 상당하는 방향에 있어서 소정 거리만큼 상기 관찰 대상물에 대한 상기 포커싱 수단의 배치 거리를 다르게 한 다음, 상기 촬상 수단에 의한 상기 투영 범위를 포함하는 영역의 촬상과, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 의한 상기 최대 콘트라스트 위치의 특정과, 상기 포커싱 위치 조정 처리 수단에 의한 처리를 반복하고, 상기 최대 콘트라스트 증대 방향을 특정할 수 없는 경우에는, 상기 포커싱 위치 조정 처리 수단에 의한 상기 제2 조정 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.The invention of claim 5 is the focusing position adjusting device according to claim 4, wherein the maximum contrast position cannot be specified by the maximum contrast position specifying means, but the maximum contrast position exists from the position of the one lattice point. When the contrast increasing direction which is the direction can be specified, the arrangement | positioning distance of the said focusing means with respect to the said observation object differs by a predetermined distance in the direction corresponding to the said contrast increasing direction, and then the said projection range by the imaging means In the case where imaging of the area including the image, the specification of the maximum contrast position by the maximum contrast position specifying means and the processing by the focusing position adjustment processing means are repeated, and the maximum contrast increasing direction cannot be specified, The focusing position adjusting processing means It characterized by that for performing the second adjusting process.

청구항 6의 발명은, 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 포커싱 위치 조정 장치이며, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 있어서는, 상기 제1 차광 패턴이 투영된 촬상 화상에 있어서의 상기 복수의 단위 차광 영역의 배열 방향을 따른 화소열마다의 명도 프로파일을 적산한 적산 명도 프로파일을 기초로 하여, 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정하는 것을 특징으로 한다.The invention of claim 6 is the focusing position adjusting device according to claim 4 or 5, wherein in the maximum contrast position specifying means, an arrangement direction of the plurality of unit light shielding regions in the captured image on which the first light shielding pattern is projected The maximum contrast position is specified on the basis of an integrated brightness profile obtained by integrating a brightness profile for each pixel column along the?

청구항 7의 발명은, 피가공물에 대하여 레이저광을 조사해서 가공을 행하는 레이저 가공 장치이며, 레이저광을 조사하는 광원과, 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 하나에 기재된 포커싱 위치 조정 장치를 구비하고, 상기 보유 지지 수단이 상기 레이저광의 조사 영역과 상기 관찰 광학계에 의한 관찰 영역과의 사이 및 상기 레이저광의 상기 조사 영역 내에 있어서 이동 가능하게 설치되어 있고, 상기 포커싱 위치 조정 장치에 있어서 특정된 격자점의 포커싱 위치를 기초로 하여 상기 레이저광의 초점 위치를 설정한 다음, 상기 포커싱 대상 영역에 레이저광을 조사함으로써, 상기 포커싱 대상 영역을 가공 대상 영역으로 하는 레이저 가공을 행하는 것을 특징으로 한다.Invention of Claim 7 is a laser processing apparatus which irradiates a laser beam with respect to a to-be-processed object, Comprising: The light source which irradiates a laser beam, and the focusing position adjustment apparatus in any one of Claims 4-6, The said The holding means is provided so as to be movable between the irradiation area of the laser beam and the observation area by the observation optical system and within the irradiation area of the laser light, and the focusing position of the grid point specified in the focusing position adjusting device. After setting the focal position of the laser beam on the basis of the above, the laser processing is performed by irradiating the laser beam to the focusing target region so that the focusing target region is a processing target region.

청구항 8의 발명은, 상기 관찰 대상물이, 각각이 동일 형상을 갖는 복수의 단위 요소로 이루어지는 반복 패턴이 표면에 형성되어 이루어지는 피가공물이며, 상기 포커싱 대상 영역의 자세를 기초로 하여, 소정의 기준 방향에 대한 상기 반복 패턴의 제1 기울기 각도를 특정하고, 상기 보유 지지 수단에 상기 제1 기울기 각도가 상쇄되도록 상기 피가공물을 회전시키는 대략(粗) 조정 처리 수단과, 상기 기준 방향에 평행한 직선 위에 있어서 가장 이격해서 존재하는 2개의 격자점을 잇는 직선이, 상기 기준 방향에 대하여 이루는 각도를 상기 반복 패턴의 제3 기울기 각도로서 특정하고, 상기 보유 지지 수단에 상기 제3 기울기 각도가 상쇄되도록 상기 피가공물을 회전시키는 미세 조정 처리 수단과, 상기 피가공물의 외형 형상과 상기 포커싱 대상 영역의 배치 피치를 기초로 하여, 상기 피가공물에 있어서의 상기 레이저광에 의한 가공 위치를 특정하는 가공 위치 특정 수단을 더 구비한다.In the invention of claim 8, the object to be observed is a workpiece formed by forming a repeating pattern of a plurality of unit elements each having the same shape on the surface thereof, and based on a posture of the focusing region, a predetermined reference direction. A coarse adjustment processing means for specifying a first inclination angle of the repeating pattern with respect to the holding means, and rotating the workpiece so that the first inclination angle is canceled in the holding means, and on a straight line parallel to the reference direction. The angle between the two lattice points that are spaced apart from each other at most, the angle formed with respect to the reference direction as the third inclination angle of the repeating pattern, and the third inclination angle is offset by the holding means. Fine adjustment processing means for rotating the workpiece, the external shape of the workpiece and the doubled of the focusing region By a pitch it based, and further comprising a machining position specifying means for specifying a processing position by the laser beam in the work piece.

청구항 9의 발명은, 청구항 7 또는 청구항 8에 기재된 레이저 가공 장치이며, 상기 가공 대상 영역에 있어서의 스트리트 높이의 변위 분포를 측정하는 변위 측정 수단을 더 구비하고, 상기 포커싱 위치 조정 장치에 있어서 특정된 격자점의 포커싱 위치와 상기 변위 측정 수단에 의해 얻어진 변위 분포를 기초로 하여 상기 레이저광의 초점 위치를 설정하는 것을 특징으로 한다.Invention of Claim 9 is the laser processing apparatus of Claim 7 or 8, Comprising: The displacement measuring means which measures the displacement distribution of the height of the street in the said process target area | region is further specified in the said focusing position adjustment apparatus. The focus position of the laser beam is set based on the focusing position of the grid point and the displacement distribution obtained by the displacement measuring means.

청구항 1 내지 청구항 6의 발명에 따르면, 스트리트가 오목부로서 마련되어 있는 기판이라도, 스트리트를 포커싱 대상 영역으로 함으로써, 스트리트 높이의 이상 위치로부터의 어긋남량을 특정하고, 또한 스트리트의 격자점 위치를 정확하게 포커싱 상태로 할 수 있다.According to the inventions of claims 1 to 6, even when the street is provided as a recess, by setting the street as a region to be focused, the deviation amount from the abnormal position of the street height is specified, and the grid point position of the street is accurately focused. I can do it in a state.

청구항 7 내지 청구항 9의 발명에 따르면, 스트리트를 정확하게 포커싱 상태로 함으로써, 초점 위치를 스트리트의 높이 위치에 따라서 적절하게 설정한 상태에서 레이저광을 스트리트하게 조사할 수 있으므로, 레이저광에 의한 스트리트의 가공 정밀도가 향상된다.According to the inventions of Claims 7 to 9, since the street is accurately focused, the laser beam can be irradiated to the street while the focal position is appropriately set in accordance with the height position of the street. Precision is improved.

특히, 청구항 8의 발명에 따르면, 우선 피가공물의 자세를 엄밀하게 조정하고, 그 후의 회전이 불필요한 상태로 한 다음, 가공 위치(가공 스트로크)의 특정을 행하므로, 높은 가공 위치 정밀도 하에서 레이저 가공을 행할 수 있다.In particular, according to the invention of claim 8, first, the attitude of the workpiece is precisely adjusted, the subsequent rotation is made unnecessary, and then the machining position (machining stroke) is specified, so that laser machining is performed under high machining position accuracy. I can do it.

특히, 청구항 9의 발명에 따르면, 피가공물에 있어서의 스트리트의 높이 분포를 신속히 파악할 수 있으므로, 레이저광의 초점 위치 프로파일을 신속히 얻을 수 있다.In particular, according to the invention of claim 9, since the height distribution of the street in the workpiece can be quickly grasped, the focal position profile of the laser beam can be obtained quickly.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 포커싱 위치 조정 장치(1)의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 패턴 마스크(82)를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 촬상 소자(87)에 의한 촬상 화상예다.
도 4는 도 3에 있어서 촬상 대상으로 되어 있는 기판(S)의, 스트리트(ST)의 격자점(C) 부근의 모습을 모식적으로 도시하는 사시도다.
도 5는 포커싱 위치 조정 장치(1)에 있어서의 포커싱 상태 조정의 개략적인 순서를 도시하는 도면이다.
도 6은 제1 화상 처리의 상세한 처리의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 처리 대상 영역(ROI1)을 예시하는 도면이다.
도 8은 명도 프로파일의 취득에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제1 처리 대상 영역(ROI1)에 대한 부분 촬상 화상과 명도 프로파일과의 대응 관계를 도시하는 도면이다.
도 10은 적산 명도 프로파일 F(x)를 예시하는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시한 적산 명도 프로파일 F(x)에 대해서 FFT 처리를 행한 결과를 도시하는 도면이다.
도 12는 적산 명도 프로파일 F(x)에 대하여, 도 11의 피크(PK1)로 나타내는 주기 성분을 이용한 밴드패스 필터를 적용함으로써 얻어진 주기 판별이 완료된 프로파일 F1(x)을 도시하는 도면이다.
도 13은 도 12에 도시한 주기 판별이 완료된 프로파일 F1(x)을 기초로 하여 구해진, 미분2승 프로파일 g(x) 및 도함수 프로파일 G(x)를 도시하는 도면이다.
도 14는 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없는 경우의 촬상 화상을 예시하는 도면이다.
도 15는 제2 화상 처리의 상세한 처리의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 16은 제2 처리 대상 영역(ROI2)을 예시하는 도면이다.
도 17은 AF 평가 값 프로파일 H(z)를 예시하는 도면이다.
도 18은 도 17에 도시한 AF 평가 값 프로파일 H(z)의 A부 근방의 확대도다.
도 19는 제2 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치(100)의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 20은 촬상 시야(F1 내지 F3)의 관계를 예시하는 도면이다.
도 21은 기판(S)에 대하여 레이저 가공을 행할 경우의 처리의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 22는 대략 조정 처리의 상세한 흐름을 도시하는 도면이다.
도 23은 미세 조정 처리의 상세한 흐름을 도시하는 도면이다.
도 24는 가공 위치 특정 처리의 상세한 흐름을 도시하는 도면이다.
도 25는 촬상 화상(IM9)을 예시하는 도면이다.
도 26은 스트리트 높이의 계측 부위에 대해서 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1: is a figure which shows typically the structure of the focusing position adjustment apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment.
2 is a diagram schematically showing a pattern mask 82.
3 is an example of an image picked up by the image pickup device 87.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a state of the vicinity of the lattice point C of the street ST of the substrate S, which is the imaging target in FIG. 3.
FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic procedure of focusing state adjustment in the focusing position adjusting device 1.
Fig. 6 is a diagram showing the flow of detailed processing of the first image processing.
7 is a diagram illustrating the first processing target area ROI1.
8 is a diagram for explaining acquisition of a brightness profile.
FIG. 9 is a diagram showing a correspondence relationship between the partial captured image and the brightness profile of the first processing target area ROI1.
10 is a diagram illustrating an integrated brightness profile F (x).
FIG. 11 is a diagram illustrating a result of performing FFT processing on the integrated brightness profile F (x) shown in FIG. 10.
FIG. 12 is a diagram showing a profile F 1 (x) in which period discrimination obtained by applying a bandpass filter using a periodic component indicated by the peak PK1 of FIG. 11 to the integrated brightness profile F (x) is completed.
FIG. 13 is a diagram showing the derivative square profile g (x) and the derivative profile G (x) obtained based on the profile F 1 (x) in which the period determination shown in FIG. 12 is completed.
14 is a diagram illustrating a picked up image when the maximum contrast position cannot be specified.
15 is a diagram illustrating a detailed processing flow of the second image processing.
16 is a diagram illustrating the second processing target area ROI2.
17 is a diagram illustrating the AF evaluation value profile H (z).
FIG. 18 is an enlarged view of the vicinity of part A of the AF evaluation value profile H (z) shown in FIG. 17.
FIG. 19: is a figure which shows typically the structure of the laser processing apparatus 100 which concerns on 2nd Embodiment.
20 is a diagram illustrating a relationship between the imaging visual fields F1 to F3.
FIG. 21: is a figure which shows the flow of a process at the time of performing laser processing with respect to the board | substrate S. FIG.
22 is a diagram showing a detailed flow of the rough adjustment process.
It is a figure which shows the detailed flow of a fine adjustment process.
It is a figure which shows the detailed flow of a process position specifying process.
25 is a diagram illustrating a captured image IM9.
It is a figure for demonstrating the measurement site | part of a street height.

<제1 실시 형태>&Lt; First Embodiment >

<포커싱 위치 조정 장치><Focus Positioning Device>

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 포커싱 위치 조정 장치(1)의 구성을 모식적으로 도시한 도면이다. 포커싱 위치 조정 장치(1)는, 각각이 동일 형상을 갖는 단위 요소의 반복 패턴이 표면에 2차원적으로 형성되어 있고, 적어도 격자 형상의 스트리트(ST)를 포함하는 부분이 오목부(최하부)가 된 요철 구조를 표면에 갖는 기판(S)에 대해서, 당해 스트리트(ST)의 교점 위치(격자점 위치)를 포커싱 상태로 하는 장치다.FIG. 1: is a figure which shows typically the structure of the focusing position adjustment apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention. In the focusing position adjusting device 1, a repeating pattern of unit elements each having the same shape is formed two-dimensionally on the surface, and at least a portion including the lattice-shaped street ST has a concave portion (lowermost). It is an apparatus which makes the intersection position (lattice point position) of the said street ST into the focusing state with respect to the board | substrate S which has the uneven structure on the surface.

기판(S)으로서는, 예를 들어 표면의 스트리트(ST) 이외의 부위에 있어서 반도체층(기능층)이나 전극 패턴 등으로 이루어지는 볼록부(SC)가 형성된, LED용의 메인 기판 등이 적합하다. 단, 포커싱 위치 조정 장치(1)는 표면이 똑같은 기판의 당해 표면에 있어서의 높이 위치의 조정에도 이용 가능한 것이다.As the board | substrate S, the main board | substrate for LEDs etc. in which the convex part SC which consists of a semiconductor layer (functional layer), an electrode pattern, etc. in the site | parts other than the street ST of the surface, for example are suitable. However, the focusing position adjustment device 1 can also be used to adjust the height position on the surface of the substrate having the same surface.

포커싱 위치 조정 장치(1)는, 수평면 내에 있어서 XY 2축 방향으로 이동 가능한 XY 스테이지(2)와, XY 스테이지(2) 위에 설치되어 수평면 내의 임의의 위치에 있어서 회전 가능한 θ 스테이지(3)와, θ 스테이지(3) 위에 설치되어 기판(S)을 고정하는(보유 지지하는) 흡착 척(4, 보유 지지 수단의 일 실시예)으로 구성되는 스테이지(5)를 구비한다. 또, 본 실시 형태에 있어서는, 원칙적으로 XY 스테이지(2) 중 한쪽의 동작 방향을 X축 방향(도 1에 있어서 도면에서 보아 우측 방향을 플러스 방향으로 함)으로 하고, 이것에 직교하는 방향을 Y축 방향(도 1에 있어서 도면에서 보아 상부 방향을 플러스 방향으로 함)으로 하고, 연직 방향을 Z축 방향으로 하는 오른손형의 XYZ 좌표계를 생각해, 이 XYZ 좌표계를 기초로 하는 설명을 행하는 것으로 한다. 이 XYZ 좌표계를 기계 좌표계라 칭하는 경우가 있다. 또한, XY 평면 내에서의 X축 방향을 기준으로 하는 각도를 생각할 때는 전부 반시계 방향이 플러스 방향이라고 하여 설명을 행하는 것으로 한다.The focusing position adjusting device 1 includes an XY stage 2 movable in the XY biaxial direction in a horizontal plane, a θ stage 3 provided on the XY stage 2 and rotatable at an arbitrary position in the horizontal plane, It is provided with the stage 5 provided on the (theta) stage 3 and comprised by the adsorption chuck 4 (one embodiment of a holding means) which fixes (holds) the board | substrate S. As shown in FIG. In addition, in this embodiment, one operation direction of the XY stage 2 is made into the X-axis direction (the right direction turns to a positive direction in the figure in FIG. 1 as a general rule), and the direction orthogonal to this is Y A right-handed XYZ coordinate system that assumes the axial direction (the upper direction is the plus direction in FIG. 1 as shown in FIG. 1) and the vertical direction is the Z-axis direction, and a description based on this XYZ coordinate system will be described. This XYZ coordinate system may be called a machine coordinate system. In addition, when considering the angle with respect to the X-axis direction in an XY plane, all the counterclockwise directions shall be demonstrated as a plus direction.

흡착 척(4)에 대한 기판(S)의 고정은, 주위를 링(7)으로 보유 지지한 점착성의 고정 시트(6) 위에 기판(S)을 부착하고, 링(7)의 단부 테두리에서 위치 결정하면서 고정 시트(6)를 흡착 척(4)에 의해 흡인 고정함으로써 행해진다. 바람직하게는, 기판(S)은 링(7)의 중심(O)(도 20 참조)과 기판(S)의 중심이 대략 일치하도록 고정된다.The fixing of the board | substrate S with respect to the adsorption chuck 4 attaches the board | substrate S on the adhesive fixing sheet 6 which hold | maintained the circumference | surroundings with the ring 7, and is located in the edge of the edge of the ring 7. It is performed by suction-fixing the fixed sheet 6 with the suction chuck 4 while determining. Preferably, the substrate S is fixed such that the center O of the ring 7 (see FIG. 20) and the center of the substrate S approximately coincide with each other.

레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 기판(S)을 흡착 척(4)으로 흡착 고정한 상태에서, XY 스테이지(2)를 동작시킴으로써, 수평면 내에 있어서의 기판(S)의 병행 이동이 실현되고, θ 스테이지(3)를 동작시킴으로써, 수평면 내에 있어서의 기판(S)의 회전 이동이 실현된다. 즉, XY 스테이지(2)의 이동과 θ 스테이지(3)의 이동을 적당하게 조합함으로써, 기판(S)을 수평면 내에서 임의의 위치 및 자세로 보유 지지할 수 있다.In the laser processing apparatus 100, the parallel movement of the board | substrate S in a horizontal plane is implement | achieved by operating the XY stage 2 in the state which fixed the board | substrate S by the adsorption chuck 4, and (theta) By operating the stage 3, the rotational movement of the substrate S in the horizontal plane is realized. That is, by appropriately combining the movement of the XY stage 2 and the movement of the θ stage 3, the substrate S can be held at any position and posture in the horizontal plane.

또한, 포커싱 위치 조정 장치(1)는 차광 패턴(PT)(도 2 참조)을 기판(S)에 투영해 이것을 촬상하기 위한 광학계(관찰 광학계)(8)를 구비하고 있다. 광학계(8)는 기판(S)에 대한 조사광(L1)을 발광하는 광원부(81)와, 차광 패턴(PT)이 설치되고, 광축(AX1)에 대하여 경사지게 배치된 패턴 마스크(82, 패턴 투영 수단의 일 실시예)와, 제1 결상 렌즈(83)와, 빔 스플리터(84)와, 대물 렌즈(85)와, 제2 결상 렌즈(86)와, 예를 들어 CCD 카메라 등으로 이루어지는 촬상 소자(87, 촬상 수단의 일 실시예)를 주로 구비하고 있다. 또, 광학계(8)에 있어서는, 패턴 마스크(82)와 기판(S)의 표면이 대략 광학적으로 공역인 배치 관계가 되도록, 각 부의 배치가 정해져 이루어진다. 또한, 대물 렌즈(85)에는, 그 연직 방향에 있어서의 배치 위치를 조절함으로써 스테이지(5)에 배치된 기판(S)의 포커싱 위치(포커싱 높이)를 조정 가능한 Z축 조절 기구(85m)를 구비하고 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 포커싱 위치 조정 장치(1)에 있어서는, Z축 조절 기구(85m)를 포함하는 대물 렌즈(85)가 직접 포커싱 수단이 된다.In addition, the focusing position adjusting device 1 is provided with an optical system (observation optical system) 8 for projecting the light shielding pattern PT (see FIG. 2) onto the substrate S to capture the image. The optical system 8 includes a light source unit 81 for emitting irradiation light L1 to the substrate S, a light shielding pattern PT, and a pattern mask 82 (pattern projection) disposed to be inclined with respect to the optical axis AX1. An embodiment of the means), a first imaging lens 83, a beam splitter 84, an objective lens 85, a second imaging lens 86, an imaging device comprising a CCD camera or the like, for example. (87, an embodiment of an imaging means) is mainly provided. Moreover, in the optical system 8, arrangement | positioning of each part is made | formed so that the surface of the pattern mask 82 and the board | substrate S may become a substantially optically conjugate arrangement relationship. Moreover, the objective lens 85 is equipped with the Z-axis adjustment mechanism 85m which can adjust the focusing position (focusing height) of the board | substrate S arrange | positioned at the stage 5 by adjusting the arrangement position in the perpendicular direction. Doing. That is, in the focusing position adjusting device 1 according to the present embodiment, the objective lens 85 including the Z-axis adjusting mechanism 85m becomes a direct focusing means.

덧붙여서, 포커싱 위치 조정 장치(1)는, 상술한 각 부의 동작 제어를 담당하는 것 외에, 후술하는 기판(S)의 포커싱 위치 조정에 관한 처리를 담당하는 제어부(10)와, 포커싱 위치 조정 장치(1)의 동작을 제어하는 프로그램(20p)이나, 촬상 소자(87)에 의해 얻어지는 촬상 화상 데이터나 포커싱 상태에 있어서의 스트리트(ST)의 높이나 대물 렌즈(85)의 배치 위치 등을 포함하는 포커싱 데이터 그 밖의 다양한 데이터 등을 기억하는 기억부(20)와, 촬상 화상이나 포커싱 위치 조정 처리에 있어서의 처리 과정에 있어서 생성되는 다양한 프로파일 등을 표시 가능한 모니터(30)를 더 구비한다.In addition, the focusing position adjusting device 1 is not only responsible for the operation control of each part described above, but also a control unit 10 responsible for processing relating to focusing position adjustment of the substrate S described later, and a focusing position adjusting device ( Focusing data including the program 20p for controlling the operation of 1), the captured image data obtained by the imaging element 87, the height of the street ST in the focusing state, the arrangement position of the objective lens 85, and the like. A storage unit 20 for storing various other data and the like, and a monitor 30 capable of displaying various profiles or the like generated in the processing in the picked-up image or the focusing position adjusting process are further provided.

제어부(10)는, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터나 마이크로 컴퓨터 등의 범용의 컴퓨터에 의해 실현되는 것이며, 기억부(20)에 기억되어 있는 프로그램(20p)이 상기 컴퓨터에 판독되어 실행됨으로써, 다양한 구성 요소가 제어부(10)의 기능적 구성 요소로서 실현된다.The control unit 10 is realized by a general-purpose computer such as a personal computer or a microcomputer, for example, and various components are obtained by the program 20p stored in the storage unit 20 being read and executed by the computer. Is realized as a functional component of the controller 10.

구체적으로는, 제어부(10)는 XY 스테이지(2)와 θ 스테이지(3)의 구동을 제어하는 구동 제어부(11)와, 광학계(8)에 의한 촬상을 제어하는 촬상 제어부(12)와, 포커싱 위치 조정 처리를 담당하는 포커싱 처리부(13, 최대 콘트라스트 위치 특정 수단 및 포커싱 위치 조정 처리 수단의 일 실시예)와, 흡착 척(4)에 의한 흡착 동작을 제어하는 흡착 제어부(14)를, 주로 구비한다.Specifically, the control unit 10 includes a drive control unit 11 that controls driving of the XY stage 2 and the θ stage 3, an imaging control unit 12 that controls imaging by the optical system 8, and focusing. It mainly includes a focusing processing unit 13 (one embodiment of the maximum contrast position specifying means and the focusing position adjusting processing means) in charge of the position adjusting processing, and a suction control unit 14 for controlling the suction operation by the suction chuck 4. do.

기억부(20)는 ROM이나 RAM 및 하드 디스크 등의 기억 매체에 의해 실현된다. 또, 기억부(20)는 제어부(10)를 실현하는 컴퓨터의 구성 요소에 의해 실현되는 형태라도 좋고, 하드 디스크의 경우 등, 상기 컴퓨터와는 별개로 설치되는 형태라도 좋다.The storage unit 20 is realized by a storage medium such as a ROM, a RAM, or a hard disk. The storage unit 20 may be implemented by a component of a computer that realizes the control unit 10, or may be provided separately from the computer, such as in the case of a hard disk.

이와 같은 구성을 갖는 포커싱 위치 조정 장치(1)에 있어서는, 광원부(81)로부터 발하게 되어 패턴 마스크(82)를 통과한 조사광(L1)이, 제1 결상 렌즈(83)를 거쳐 빔 스플리터(84)에 의해 반사되고, 다시 대물 렌즈(85)에 의해 집광되어 스테이지(5) 위에 고정된 기판(S)에 조사된다. 기판(S)으로부터의 반사광(L2)은, 대물 렌즈(85)를 거친 후, 빔 스플리터(84)를 투과하고, 제2 결상 렌즈(86)를 거쳐 촬상 소자(87)에서 수광된다. 촬상 소자(87)에 있어서는, 기판(S)에 차광 패턴(PT)이 투영된 상이 촬상된다. 또한, 이러한 투영상을 포커싱 처리부(13)에서 화상 처리함으로써 얻어지는 차광 패턴(PT)의 명도 분포(콘트라스트 분포)를 기초로 하여 대물 렌즈(85)를 이동시킴으로써, 포커싱 위치의 조정을 적절하게 행할 수 있도록 되어 있다. 패턴 마스크(82)의 구성 및 이것을 사용한 포커싱 위치의 조정에 대한 상세한 설명은 후술한다.In the focusing position adjusting device 1 having such a configuration, the irradiation light L1 emitted from the light source unit 81 and passing through the pattern mask 82 passes through the first imaging lens 83 to the beam splitter 84. ), And the light is collected by the objective lens 85 and irradiated onto the substrate S fixed on the stage 5. The reflected light L2 from the substrate S passes through the objective lens 85, passes through the beam splitter 84, and is received by the imaging device 87 via the second imaging lens 86. In the imaging device 87, an image in which the light shielding pattern PT is projected onto the substrate S is captured. In addition, the focusing position can be appropriately adjusted by moving the objective lens 85 based on the brightness distribution (contrast distribution) of the light shielding pattern PT obtained by image processing such a projected image by the focusing processing unit 13. It is supposed to be. Details of the configuration of the pattern mask 82 and the adjustment of the focusing position using the pattern mask 82 will be described later.

<패턴 마스크><Pattern mask>

도 2는 패턴 마스크(82)를 모식적으로 도시한 도면이다. 패턴 마스크(82)는, 예를 들어 글라스 등으로 이루어지는 투명판의 일주면인 패턴 형성면(82s)에, 크롬 마스크 등에 의해 차광 패턴(PT)을 형성한 것이다. 차광 패턴(PT)은, 중심이 백발(비 차광부)이 된 직사각형 영역(RE0)을 중심으로 하여, 도면에서 보아 상하 방향에 있어서는 복수의 제1 단위 차광 영역(RE1)이 등간격으로 배열하여 이루어지는 제1 차광 패턴(PT1)이, 도면에서 보아 좌우 방향에 있어서는 복수의 제2 단위 차광 영역(RE2)이 등간격으로 배열하여 이루어지는 제2 차광 패턴(PT2)이 각각 설치된 것이다. 즉, 차광 패턴(PT)은 개략, 십자 형상을 이루고 있다고 할 수 있다. 또, 도 2에 있어서의 제1 단위 차광 영역(RE1) 및 제2 단위 차광 영역(RE2)의 배치 개수는 어디까지나 예시이며, 실제로는 다수의 제1 단위 차광 영역(RE1) 및 제2 단위 차광 영역(RE2)이 더 배치된다.2 is a diagram schematically showing the pattern mask 82. The pattern mask 82 forms the light shielding pattern PT by the chrome mask etc. on the pattern formation surface 82s which is one peripheral surface of the transparent plate which consists of glass etc., for example. The light shielding pattern PT is centered on the rectangular area RE0 whose center is gray hair (non-shielding part), As shown in the figure, in the up-down direction, the plurality of first unit light-shielding areas RE1 are arranged at equal intervals. As shown in the drawing, the first light shielding pattern PT1 formed includes a plurality of second light shielding patterns PT2 formed by arranging the plurality of second unit light shielding regions RE2 at equal intervals. That is, it can be said that the light shielding pattern PT is formed in an outline and cross shape. In addition, the arrangement | positioning number of the 1st unit light shielding area RE1 and the 2nd unit light shielding area RE2 in FIG. 2 is an illustration to the last, In fact, many 1st unit light shielding area RE1 and 2nd unit light shielding are shown. Region RE2 is further disposed.

도 1에 도시한 바와 같이, 패턴 마스크(82)는 조사광(L1)의 광축(AX1) 위에 있어서, 패턴 형성면(82s)이 상기 광축(AX1)에 수직인 축에 대하여 각도 α만큼 경사진 자세로 배치된다. 더욱 상세하게는, 제1 차광 패턴(PT1)의 배열 방향(AR1)이 광축(AX1)에 수직인 축에 대하여 각도 α를 이루도록 배치된다. 바꾸어 말하면, 제1 차광 패턴(PT1)의 배열 방향(AR1)의 연장선 위에 있는 패턴 마스크(82)의 일단부(82a)가 보다 광원부(81)로부터 멀어지고, 상기 일단부(82a)와 대향하는 타단부(82b)가 보다 광원부(81)에 가까워지도록 배치된다. 단, 각도 α는 패턴 마스크(82)로부터 광원부(81)를 향하는 방향을 기준으로 하여, 반시계 방향의 방향이 플러스의 값이 되도록 정해진다. 구체적으로는, 각도 α는 예각이 되지만, 60°로 하는 것이 적합한 일례다.As shown in FIG. 1, the pattern mask 82 is inclined by an angle α with respect to the axis perpendicular to the optical axis AX1 on the optical axis AX1 of the irradiation light L1. Are placed in posture. More specifically, the arrangement direction AR1 of the first light blocking pattern PT1 is disposed so as to form an angle α with respect to an axis perpendicular to the optical axis AX1. In other words, one end portion 82a of the pattern mask 82 on the extension line of the array direction AR1 of the first light blocking pattern PT1 is farther from the light source portion 81 and faces the one end portion 82a. The other end 82b is arranged to be closer to the light source 81. However, the angle α is determined so that the counterclockwise direction becomes a positive value based on the direction from the pattern mask 82 toward the light source unit 81. Specifically, the angle α becomes an acute angle, but is preferably one of 60 °.

덧붙여서, 본 실시 형태에 있어서는, 기판(S)의 표면에 있어서 격자 형상으로 설치된 스트리트(ST)의 격자점 위치에 직사각형 영역(RE0)이 투영되고, 또한 제1 차광 패턴(PT1)과 제2 차광 패턴(PT2)이 각각, 상기 격자점 위치에 있어서 서로 직교하는 스트리트(ST)에 투영되도록, 패턴 마스크(82)가 배치된다. 그로 인해, 스트리트(ST)가 대물 렌즈(85)의 포커싱 위치로부터 현저하게 어긋나 있는 경우를 제외하고, 촬상 소자(87)에 있어서는 격자점 위치를 중심으로 십자 형상을 이루는 스트리트(ST)에, 십자 형상의 차광 패턴(PT)이 투영된 상이 얻어진다.In addition, in this embodiment, the rectangular area RE0 is projected on the grid point position of the street ST provided in the grid | lattice form on the surface of the board | substrate S, and also the 1st light-shielding pattern PT1 and the 2nd light-shielding The pattern mask 82 is arrange | positioned so that the pattern PT2 may respectively project on the street ST orthogonal to each other in the said grid point position. Therefore, except for the case where the street ST is remarkably shifted from the focusing position of the objective lens 85, in the imaging element 87, a cross is formed on the street ST that forms a cross shape around the grid point position. The image on which the light shielding pattern PT of the shape was projected is obtained.

패턴 마스크(82)의 차광 패턴(PT)에 있어서, 제1 차광 패턴(PT1)의 배열 방향(AR1)에 있어서의 명암부의 반복 피치[제1 단위 차광 영역(RE1)의 배열 방향(AR1)에 있어서의 사이즈와, 인접하는 제1 단위 차광 영역(RE1) 사이의 간격](D1)는 광학계(8)에 있어서의 결상 배율을 M이라 하고, 요구되는 포커싱 위치 정밀도를 dz라 했을 때, 다음 (1)식을 기초로 하여 정해진다.In the light shielding pattern PT of the pattern mask 82, the repetitive pitch of the light and dark portions in the array direction AR1 of the first light shielding pattern PT1 (to the array direction AR1 of the first unit light shielding region RE1). And the interval between the adjacent first unit light shielding regions RE1] (D1), the imaging magnification in the optical system 8 is M, and the required focusing position precision is dz. 1) Determined based on the equation.

(0<) D1≤dz/M2sinα … (1)(0 <) D1 ≦ dz / M 2 sinα... (One)

또, 촬상 소자(87)에 있어서 얻어지는 상에 있어서는, 이러한 피치(D1) 하에서 콘트라스트가 강한 제1 단위 차광 영역(RE1)이 4개 내지 5개 관찰되는 것이 바람직하다.Moreover, in the image obtained by the imaging element 87, it is preferable that 4-5 pieces of the 1st light-shielding area | regions RE1 with strong contrast are observed under such pitch D1.

한편, 제1 단위 차광 영역(RE1)의 배열 방향(AR1)에 수직인 방향의 사이즈 W1은, 차광 패턴(PT)이 포개진 상에 있어서 각각의 제1 단위 차광 영역(RE1)이 스트리트(ST)로부터 비어져 나오는 일이 없는 범위에서 가능한 한 큰 값으로서 정해지면 좋다.On the other hand, in the size W1 in the direction perpendicular to the array direction AR1 of the first unit light blocking region RE1, each of the first unit light blocking regions RE1 has a street ST in a state where the light blocking pattern PT is stacked. It is good to set it as a value as large as possible in the range which does not protrude from).

또, 제2 차광 패턴(PT2)을 구성하는 제2 단위 차광 영역(RE2)의 배열 방향(AR2)에 있어서의 명암부의 피치(D2)에 대해서는, 피치(D1)와 동일한 정도라도 좋지만, 피치(D1)보다도 큰 값으로서 설정되어 있어도 좋다. 또한, 제2 단위 차광 영역(RE2)의 배열 방향(AR2)에 수직인 방향의 사이즈 W2에 대해서는, 차광 패턴(PT)이 포개진 상에 있어서 각각의 제2 단위 차광 영역(RE2)이 스트리트(ST)로부터 비어져 나오는 일이 없는 범위에서 정해지면 좋다.The pitch D2 of the light and dark portions in the arrangement direction AR2 of the second unit light blocking region RE2 constituting the second light blocking pattern PT2 may be about the same as the pitch D1, but the pitch ( It may be set as a value larger than D1). In addition, with respect to the size W2 in the direction perpendicular to the array direction AR2 of the second unit light blocking region RE2, each of the second unit light blocking regions RE2 is formed on the street (the light shielding pattern PT is stacked). What is necessary is just to determine in the range which does not protrude from ST).

예를 들어, 스트리트(ST)의 폭이 30㎛일 경우, 피치(D1, D2)는 5㎛, 사이즈 W1은 10㎛, 사이즈 W2는 5㎛로 정해지는 것이 적합한 일례다.For example, when the width | variety of the street ST is 30 micrometers, it is an example suitable to set pitches D1 and D2 to 5 micrometers, size W1 to 10 micrometers, and size W2 to 5 micrometers.

또, 제1 단위 차광 영역(RE1) 및 제2 단위 차광 영역(RE2)이 직사각형인 것은 필수 형태가 아니지만, 후술하는 화상 처리에 있어서의 정보량의 확보라고 하는 의미에 있어서는, 직사각형 영역으로서 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 단위 차광 영역(RE1)에 대해서는, 배열 방향(AR1)에 직교하는 방향으로 길이 방향을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.The first unit light shielding area RE1 and the second unit light shielding area RE2 are not necessarily rectangular, but are formed as a rectangular area in the sense of securing the amount of information in the image processing described later. desirable. In this case, it is preferable that the first unit light blocking region RE1 is formed to have a longitudinal direction in a direction orthogonal to the array direction AR1.

<패턴 투영상과 포커싱 위치와의 관계><Relationship between pattern projection image and focusing position>

포커싱 위치 조정 장치(1)에 있어서의 포커싱 위치의 조정 방법에 대해서 설명하기에 앞서, 본 실시 형태에 관한 포커싱 위치 조정 장치(1)에 있어서의 차광 패턴(PT)의 투영상과 포커싱 위치와의 관계에 대해서 설명한다.Before explaining the method of adjusting the focusing position in the focusing position adjusting device 1, the projection image of the light shielding pattern PT and the focusing position in the focusing position adjusting device 1 according to the present embodiment are described. Explain the relationship.

상술한 바와 같이, 광학계(8)에 있어서는 패턴 마스크(82)가 제1 차광 패턴(PT1)의 배열 방향(AR1)이 광축(AX1)에 수직인 축에 대하여 각도 α를 이루도록 배치되므로, 개개의 제1 단위 차광 영역(RE1)의 높이 방향(Z축 방향)에 있어서의 결상 위치는 다르다. 그로 인해, 기판(S)을 어느 높이 위치에 배치하고, 또한 대물 렌즈(85)를 상기 기판(S)으로부터 소정 거리만큼 이격시킨 상태에서 차광 패턴(PT)의 투영상을 관찰(촬상)한 경우, 결상 위치가 기판(S)의 높이 위치에 가까운 제1 단위 차광 영역(RE1)일수록 명료하게 관찰되고, 결상 위치가 당해 높이 위치로부터 멀어질수록, 제1 단위 차광 영역(RE1)의 상은 흐릿해져 가게 된다. 즉, 기판(S)의 스트리트(ST)에 있어서의 제1 차광 패턴(PT1)의 투영상의 콘트라스트에는 분포가 발생한다. 또한, 스트리트(ST)의 높이 위치가 다르면, 혹은 스트리트(ST)와 대물 렌즈(85)와의 거리가 다르면, 이러한 콘트라스트의 분포는 다른 것이 된다.As described above, in the optical system 8, the pattern mask 82 is arranged so that the arrangement direction AR1 of the first light shielding pattern PT1 forms an angle α with respect to the axis perpendicular to the optical axis AX1. The imaging position in the height direction (Z-axis direction) of the 1st unit light shielding area RE1 differs. Therefore, when the board | substrate S is arrange | positioned in a certain height position, and the projection image of the light shielding pattern PT is observed (photographed) in the state which separated the objective lens 85 by the said predetermined distance from the said board | substrate S. The first unit light shielding area RE1 is closer to the height position of the substrate S than the image position, and the farther the imaging position is from the height position, the more the image of the first unit light shielding area RE1 is blurred. I will go. That is, distribution occurs in the contrast of the projected image of the first light shielding pattern PT1 in the street ST of the substrate S. FIG. If the height position of the street ST is different or the distance between the street ST and the objective lens 85 is different, the distribution of such contrast is different.

도 3은 촬상 소자(87)에 의한 촬상 화상예다. 도 4는 도 3의 각 촬상 화상에 있어서 촬상 대상으로 되어 있는 기판(S)의, 스트리트(ST)의 격자점(C) 부근의 모습을 모식적으로 도시한 사시도다. 도 4에 도시한 바와 같이, 기판(S)에 있어서는, 2개의 스트리트(ST)가 직교하여 격자점(C)을 이루는 동시에, 스트리트(ST)의 주위에 볼록부(SC)가 형성되어 있다. 또한, 스트리트(ST)의 폭은 30㎛이다. 또한, 제1 차광 패턴(PT1)에 있어서의 피치(D1) 및 제2 차광 패턴(PT2)에 있어서의 피치(D2)는 모두 5㎛로 설정되어 있다. 제1 단위 차광 영역(RE1)의 배열 방향(AR1)에 수직인 방향에 있어서의 사이즈는 10㎛로 설정되어 있다. 제2 단위 차광 영역(RE2)의 배열 방향(AR2)에 수직인 방향에 있어서의 사이즈는 5㎛로 설정되어 있다. 촬상 소자(87)의 시야 사이즈는 0.45㎜×0.45㎜로 하고 있다.3 is an example of an image picked up by the image pickup device 87. FIG. 4 is a perspective view schematically showing a state of the vicinity of the lattice point C of the street ST of the substrate S to be picked up in each picked-up image of FIG. 3. As shown in FIG. 4, in the substrate S, two streets ST are orthogonal to each other to form a grid point C, and a convex portion SC is formed around the street ST. In addition, the width | variety of the street ST is 30 micrometers. In addition, the pitch D1 in the 1st light shielding pattern PT1 and the pitch D2 in the 2nd light shielding pattern PT2 are set to 5 micrometers. The size in the direction perpendicular to the array direction AR1 of the first unit light blocking region RE1 is set to 10 µm. The size in the direction perpendicular to the array direction AR2 of the second unit light blocking region RE2 is set to 5 µm. The visual field size of the imaging device 87 is set to 0.45 mm x 0.45 mm.

도 3의 (a)는 스트리트(ST)의 높이가 대물 렌즈(85)의 포커싱 위치에 일치하고 있는(포커싱 높이로 되어 있는) 경우의 촬상 화상(IM1)이다. 이에 대해, 도 3의 (b)는, 도 3의 (a)의 경우보다도 스트리트(ST)의 위치가 높을 경우의 촬상 화상(IM2)이다.FIG. 3A is a picked-up image IM1 when the height of the street ST coincides with the focusing position of the objective lens 85 (it is the focusing height). In contrast, FIG. 3B is a captured image IM2 when the position of the street ST is higher than in the case of FIG. 3A.

도 3의 (a)의 촬상 화상(IM1)의 경우, 제1 차광 패턴(PT1)의 상은 차광 패턴(PT)의 중앙에 존재하는 직사각형 영역(RE0)의 근방이 가장 콘트라스트가 높아 명료하며, 개개의 제1 단위 차광 영역(RE1)과 그들 사이와의 주기적인 명암이 명확하게 확인되는 한편, 직사각형 영역(RE0)으로부터 멀어져 감에 따라서 콘트라스트가 낮아 희미해진 상태로 되어 있다. 또, 제2 차광 패턴(PT2)에 대해서는, 모든 제2 단위 차광 영역(RE2)의 상이 콘트라스트가 높게 얻어지고 있다. 이것은, 제2 차광 패턴(PT2)의 경우, 패턴 마스크(82)의 경사와는 무관계하게, 모든 제2 단위 차광 영역(RE2)이 직사각형 영역(RE0)과 동일한 결상 위치에서 결상하도록 설치되어 있기 때문이다.In the captured image IM1 of FIG. 3A, the image of the first light shielding pattern PT1 has the highest contrast in the vicinity of the rectangular area RE0 existing in the center of the light shielding pattern PT, and is clear and individual. Periodic contrast between the first unit light-shielding area RE1 and the space between them is clearly confirmed, while the contrast is lowered as the distance from the rectangular area RE0 is reduced. Moreover, about the 2nd light shielding pattern PT2, the contrast of all the 2nd unit light shielding areas RE2 is obtained high. This is because, in the case of the second light shielding pattern PT2, all of the second unit light shielding regions RE2 are provided to form at the same imaging position as the rectangular region RE0 regardless of the inclination of the pattern mask 82. to be.

한편, 도 3의 (b)의 촬상 화상(IM2)의 경우, 제1 차광 패턴(PT1)의 상의 콘트라스트가 가장 높은 위치가, 화상 내에 있어서 중앙보다도 약간 위로 벗어나 있다. 또한, 제2 차광 패턴(PT2)은 모두가 콘트라스트가 약한 흐려진 상태로 되어 있다. 이들은, 스트리트(ST)의 높이 위치가 도 3의 (a)의 경우보다도 높기 때문에, 제1 차광 패턴(PT1)의 투영상에서 콘트라스트가 최대가 되는 부분이, 포커싱 위치로부터 당해 높이 위치까지 벗어난 것에 따른 것이다.On the other hand, in the captured image IM2 of FIG. 3B, the position with the highest contrast on the first light shielding pattern PT1 is slightly above the center in the image. In addition, all of the second light shielding patterns PT2 are in a cloudy state with weak contrast. Since the height position of the street ST is higher than in the case of FIG. 3A, the portion where the contrast is maximized on the projection image of the first light shielding pattern PT1 is deviated from the focusing position to the height position. will be.

이것은, 스트리트(ST)의 높이가 포커싱 위치보다도 상방으로 벗어나 있는 경우에 제1 차광 패턴(PT1)의 최대 콘트라스트 위치가 화상면 내에 있어서 상방으로 이동하는 것을 의미하고 있다. 반대로, 포커싱 위치가 하방으로 벗어나 있는 경우에는, 최대 콘트라스트 위치가 화상면 내에 있어서 하방으로 이동한다.This means that when the height of the street ST deviates above the focusing position, the maximum contrast position of the first light shielding pattern PT1 moves upward in the image plane. On the contrary, when the focusing position is shifted downward, the maximum contrast position moves downward in the image plane.

이 관계를 이용하면, 스테이지(5)에 적재된 기판(S)의 스트리트(ST)의 높이 위치[보다 엄밀하게는 격자점(C)의 높이 위치]가 기판(S) 제작 시의 원하는 위치인 이상 위치에 있을 때(규정대로의 위치에 있을 때)에 제1 차광 패턴(PT1)의 투영상의 최대 콘트라스트 위치가 촬상 화상의 중앙에 합치하도록 패턴 마스크(82)를 배치해 두면, 스트리트(ST)의 높이가 불분명한 기판(S)을 스테이지(5)에 배치하고, 상기 스트리트(ST)에 대하여 차광 패턴(PT)을 투영시킨 경우, 스트리트(ST)의 실제 높이 위치와 이상 위치와의 차에 따라서, 제1 차광 패턴(PT1)의 투영상의 최대 콘트라스트 위치가 촬상 화상의 중앙으로부터 벗어나게 된다. 따라서, 최대 콘트라스트 위치와 화상 중앙과의 어긋남량(면내 어긋남량)을 알 수 있으면, 스트리트(ST)의 높이 위치의 오차를 특정할 수 있다. 나아가서는, 실제 스트리트(ST)의 높이 위치가 포커싱 위치가 되도록, 대물 렌즈(85)의 배치를 조정하는 것이 가능해진다.Using this relationship, the height position (more precisely, the height position of the lattice point C) of the street ST of the substrate S loaded on the stage 5 is the desired position at the time of manufacturing the substrate S. When the pattern mask 82 is disposed so that the maximum contrast position of the projection image of the first light shielding pattern PT1 coincides with the center of the picked-up image when it is at the abnormal position (at the position as prescribed), the street ST Is disposed on the stage 5 and the light shielding pattern PT is projected on the street ST, the difference between the actual height position of the street ST and the abnormal position Accordingly, the maximum contrast position of the projection image of the first light shielding pattern PT1 deviates from the center of the picked-up image. Therefore, if the shift amount (in-plane shift amount) between a maximum contrast position and an image center is known, the error of the height position of the street ST can be specified. Furthermore, it becomes possible to adjust the arrangement of the objective lens 85 so that the height position of the actual street ST becomes the focusing position.

<포커싱 상태의 조정 순서><Adjustment order of focusing status>

본 실시 형태에 관한 포커싱 위치 조정 장치(1)에 있어서는, 포커싱 처리부(13)의 작용에 의해, 상술한 바와 같은 제1 차광 패턴(PT1)의 투영상의 최대 콘트라스트 위치의 어긋남을 이용한 스트리트(ST)[의 격자점(C)]의 높이 위치의 특정, 및 격자점(C)의 위치를 포커싱 위치로 하는 포커싱 상태의 조정이 가능하다. 도 5는 포커싱 위치 조정 장치(1)에 있어서의 포커싱 상태 조정의 개략적인 순서를 나타내는 도면이다.In the focusing position adjusting device 1 according to the present embodiment, the street ST using the shift of the maximum contrast position of the projected image of the first light shielding pattern PT1 as described above by the action of the focusing processing unit 13. It is possible to specify the height position of the grid position C of [] and to adjust the focusing state using the position of the grid point C as the focusing position. 5 is a diagram illustrating a schematic procedure of focusing state adjustment in the focusing position adjusting device 1.

우선, 흡착 척(4)을 사용해서 스테이지(5)에 기판(S)을 적재 고정한다(스텝 S1). 그리고 기판(S)의 스트리트(ST) 위에 십자 형상을 이루고 있는 차광 패턴(PT)을 투영한다(스텝 S2). 당연히, 기판(S)의 적재는, 적어도 촬상 소자(87)로 촬상되는 범위에 있어서 차광 패턴(PT)이 스트리트(ST) 위에 제대로 투영될 정도의 면내 정밀도로 이루어질 필요가 있다. 또한, 이후의 처리에 앞서, 기판(S)의 정밀한 얼라인먼트(면내 얼라인먼트)가 행해지는 형태라도 좋다. 혹은, 스트리트 높이의 조정과 면내 얼라인먼트를 연속하는 일련의 과정 중에서 행하는 형태라도 좋다. 후자에 대해서는 후술한다.First, the board | substrate S is mounted and fixed to the stage 5 using the suction chuck 4 (step S1). And the light shielding pattern PT which has the cross shape is projected on the street ST of the board | substrate S (step S2). Naturally, the mounting of the board | substrate S needs to be made with in-plane precision so that the light shielding pattern PT may be projected on the street ST at least in the range imaged by the imaging element 87 at least. In addition, the form in which the precise alignment (in-plane alignment) of the board | substrate S is performed before a subsequent process may be sufficient. Alternatively, the form may be performed in a series of processes in which the height adjustment and in-plane alignment are performed continuously. The latter will be described later.

차광 패턴(PT)이 투영되면, 촬상 소자(87)에 의한 촬상을 행한다(스텝 S3). 이때 대물 렌즈(85)는, 스트리트(ST)의 격자점(C)에 대해서 이상 위치가 포커싱 위치가 되도록 배치되는 것이 바람직하지만, 당해 위치로부터 벗어나 배치되어 있는 형태라도 좋다. 예를 들어, 동일한 구성을 갖는 복수 매의 기판(S)에 대해서 연속해서 스트리트(ST)의 포커싱 위치의 조정을 행하는 경우이면, 전회의 조정 시에 최종적으로 배치된 위치에 그대로 배치되어 있는 형태라도 좋다. 또한, 촬상 소자(87)의 촬상 시야는, 1변이 0.4㎜ 내지 0.5㎜ 정도의 직사각형 형상으로 설정하는 것이 바람직하다.When the light shielding pattern PT is projected, imaging by the imaging element 87 is performed (step S3). At this time, the objective lens 85 is preferably arranged such that the abnormal position becomes the focusing position with respect to the grid point C of the street ST. However, the objective lens 85 may be arranged away from the position. For example, when the focusing position of the street ST is continuously adjusted with respect to the several board | substrate S which has the same structure, even if it is a form arrange | positioned as it is at the position finally arrange | positioned at the time of last adjustment. good. Moreover, it is preferable to set the imaging visual field of the imaging element 87 to rectangular shape of 1 side about 0.4 mm-about 0.5 mm.

이러한 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상 데이터는, 기억부(20)에 기억된다. 촬상 화상 데이터는 화소 위치를 나타내는 좌표 값과 당해 화소 위치에 있어서의 명도를 나타내는 계조 값과의 데이터 세트인 비트 맵 형식의 데이터다. 또, 포커싱 위치 조정에 사용되는 촬상 화상 데이터를 특히, 포커싱 위치 조정용 데이터(DP)라 칭한다.The captured image data obtained by such imaging is stored in the storage unit 20. The picked-up image data is a bitmap format data which is a data set of coordinate values indicating pixel positions and gray scale values indicating brightness at the pixel positions. Moreover, especially the picked-up image data used for focusing position adjustment is called focusing position adjustment data DP.

포커싱 위치 조정용 데이터(DP)가 얻어지면, 촬상 화상 중 제1 차광 패턴(PT1)이 투영된 부분만을 처리 대상으로 하는 화상 처리(제1 화상 처리)를 행한다(스텝 S4). 도 6은 제1 화상 처리의 상세한 처리의 흐름을 도시한 도면이다.When the data for focusing position adjustment DP is obtained, image processing (first image processing) targeting only a portion of the picked-up image on which the first light shielding pattern PT1 is projected is performed (step S4). Fig. 6 is a diagram showing the flow of detailed processing of the first image processing.

우선, 이렇게 해서 얻어진 촬상 화상에 있어서, 제1 차광 패턴(PT1)의 투영 범위만을 제1 처리 대상 영역(ROI1)으로서 설정하고(스텝 S41), 포커싱 위치 조정용 데이터(DP)로부터 제1 처리 대상 영역(ROI1)에 속한 데이터 세트만을 추출한다. 도 7은, 어느 촬상 화상(IM3)에 있어서의 제1 처리 대상 영역(ROI1)을 예시하는 도면이다. 제1 처리 대상 영역(ROI1)은 제1 차광 패턴(PT1)의 투영 부분을 모두 포함하는 배열 방향(AR1)을 따른 폭 W1의 띠 형상의 영역이다.First, in the captured image thus obtained, only the projection range of the first light shielding pattern PT1 is set as the first processing target region ROI1 (step S41), and the first processing target region is selected from the focusing position adjustment data DP. Only data sets belonging to (ROI1) are extracted. FIG. 7: is a figure which illustrates the 1st process target area | region ROI1 in some picked-up image IM3. The first processing target area ROI1 is a band-shaped area having a width W1 along the array direction AR1 that includes all the projection portions of the first light shielding pattern PT1.

다음에, 제1 처리 대상 영역(ROI1)에 있어서 배열 방향(AR1)을 따르는 개개의 화소열에 착안하고, 추출한 데이터 세트를 기초로 하여, 각각의 화소열에 대한 화소 위치와 명도와의 관계를 명도 프로파일하여 취득한다(스텝 S42). 도 8은, 이러한 명도 프로파일의 취득에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 도 8에 있어서는, N개의 화소열(화소열 1 내지 화소열 N)이 배열 방향(AR1)을 따라서 존재하고 있다고 하고, 화소열 i의 명도 프로파일(화소 위치 xi에 있어서의 명도 값)을 f(xi)라 나타낸다.Next, focusing on the individual pixel columns along the array direction AR1 in the first processing target area ROI1, and based on the extracted data set, the relationship between the pixel position and the brightness for each pixel column is determined. Is acquired (step S42). 8 is a diagram for explaining acquisition of such a brightness profile. In FIG. 8, it is assumed that N pixel columns (pixel columns 1 to N pixel columns) exist along the array direction AR1, and the brightness profile (brightness value at the pixel position x i ) of the pixel column i is f. denoted by (x i ).

도 9는 제1 처리 대상 영역(ROI1)에 대한 부분 촬상 화상과 명도 프로파일과의 대응 관계를 도시한 도면이다. 도 9의 (a)가 제1 처리 대상 영역(ROI1)에 대한 부분 촬상 화상(IM4)이며, 도 9의 (b)가 명도 프로파일 f(xi)를 나타내고 있다. 또, 도 9의 (a)에 있어서는 도면에서 보아 상하 방향으로 화상이 신장되어 있다. 도 9의 (b)에 있어서는, 복수의 명도 프로파일 f(xi)를 포개어 도시하고 있다. 모두 횡축은 화소 위치 x를 나타내고 있다. 또한, 도 9의 (b)의 종축은 명도다.FIG. 9 is a diagram showing a correspondence relationship between the partial captured image and the brightness profile of the first processing target area ROI1. FIG. 9A shows a partial captured image IM4 of the first processing target area ROI1, and FIG. 9B shows a lightness profile f (x i ). In FIG. 9A, the image is extended in the vertical direction as seen in the drawing. In FIG. 9B, a plurality of brightness profiles f (x i ) are shown stacked. In all, the horizontal axis represents the pixel position x. In addition, the vertical axis | shaft of FIG.9 (b) is lightness.

도 9의 (a)에 도시한 부분 촬상 화상(IM4)에 있어서는, 주기적 또한 명료한 명암(콘트라스트)이 있는 부분(화소 위치 번호 300 내지 400의 부분)이 존재한다. 이러한 부분에 최대 콘트라스트 위치가 포함되어 있게 된다. 또한, 도 9의 (b)에 있어서는, 이러한 주기적인 명암에 대응한 주기적인 피크군이 확인된다. 또, 명도만을 보면, 이러한 피크군과 동등한 값을 나타내는 부분도 존재하지만, 이들은 어디까지나 노이즈이며, 최대 콘트라스트 위치의 특정에 있어서는 불필요하다.In the partial picked-up image IM4 shown to Fig.9 (a), there exists a part (part of pixel position numbers 300-400) with periodical and clear contrast (contrast). This part contains the maximum contrast position. In FIG. 9B, periodic peak groups corresponding to such periodic light and dark are identified. In addition, when only the brightness is seen, there are also parts that show values equivalent to these peak groups, but these are noise only and are unnecessary for specifying the maximum contrast position.

다음에, 개개의 명도 프로파일 f(xi)를, 배열 방향(AR1)에 수직인 방향에 대해서 적산한다(스텝 S43). N개의 화소열에 대한 적산 명도 프로파일(화소 위치 x에 있어서의 적산 명도 값) F(x)는, 다음 (2)식에서 나타낸다.Next, the individual brightness profiles f (x i ) are integrated in the direction perpendicular to the array direction AR1 (step S43). The integrated brightness profile (integrated brightness value at pixel position x) F (x) for the N pixel columns is represented by the following expression (2).

Figure 112012050896993-pat00001
Figure 112012050896993-pat00001

도 10은, 적산 명도 프로파일 F(x)를 예시하는 도면이다. 이러한 적산 명도 프로파일 F(x)를 구하는 것은, 개개의 화소열의 명도 프로파일 f(xi)에 포함되는, 기판(S)의 오염 등에 기인한 노이즈 성분을 상쇄하여, 해석에 이용하는 프로파일의 S/N비를 높이기 위해서다. 또, 적산 명도 프로파일 대신에, 화소 위치에 있어서의 평균 명도 값을 나타내는 평균 명도 프로파일을 사용하는 형태라도 좋다.10 is a diagram illustrating an integrated brightness profile F (x). Obtaining such integrated brightness profile F (x) cancels the noise component due to contamination of the substrate S contained in the brightness profile f (x i ) of the individual pixel columns, and the S / N of the profile used for analysis. To raise the rain. In addition, the form which uses the average brightness profile which shows the average brightness value in a pixel position instead of integrated brightness profile may be used.

적산 명도 프로파일 F(x)가 얻어지면, 다음에 주파수 해석하기 위해 이것을 고속 푸리에 변환 처리(FFT 처리)한다(스텝 S44). 그리고 이러한 주파수 해석 결과를 기초로 하여 주기 판별을 행한다(스텝 S45). 구체적으로는, FFT 처리 결과로부터 주기적인 피크군의 주기 성분을 특정하고, 계속해서 적산 명도 프로파일 F(x)에 대하여 상기 주기 성분을 통과시키는 밴드패스 필터를 적용한다.When the integrated brightness profile F (x) is obtained, it is subjected to fast Fourier transform processing (FFT processing) for frequency analysis next (step S44). Then, the cycle is discriminated based on the frequency analysis result (step S45). Specifically, the bandpass filter which specifies the periodic component of a periodic peak group from the FFT process result, and then passes the said periodic component with respect to integrated brightness profile F (x) is applied.

도 11은, 도 10에 도시한 적산 명도 프로파일 F(x)에 대해서 FFT 처리를 행한 결과를 도시한 도면이다. 도 11의 피크(PK1)가, 도 10의 적산 명도 프로파일 F(x)에 나타낸 피크 군의 주기 성분, 즉 도 9의 (a)에서 볼 수 있었던 주기적인 명암 부분의 주기 성분에 대응한다. 도 12는, 적산 명도 프로파일 F(x)에 대하여, 도 11의 피크(PK1)에 의해 나타내는 주기 성분을 이용한 밴드패스 필터를 적용함으로써 얻어진 주기 판별이 완료된 프로파일 F1(x)을 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram showing a result of performing an FFT process on the integrated brightness profile F (x) shown in FIG. 10. The peak PK1 of FIG. 11 corresponds to the periodic component of the peak group shown in the integrated brightness profile F (x) of FIG. 10, that is, the periodic component of the periodic light and dark portions seen in FIG. 9 (a). FIG. 12 is a diagram showing a profile F 1 (x) in which period discrimination obtained by applying a bandpass filter using the periodic component indicated by the peak PK1 of FIG. 11 to the integrated brightness profile F (x) is completed.

주기 판별이 완료된 프로파일 F1(x)이 얻어지면, 이것을 미분하고, 다시 2승하여, 미분2승 프로파일 g(x)={F1'(x)}2를 얻는다(스텝 S46). 그리고 g(x)에 대해서 가우스의 도함수를 구하고, 이에 의해 얻어지는 도함수 프로파일 G(x)={g(x＋1)-g(x-1)}2의 피크를 부여하는 화소 위치를, 최대 콘트라스트 위치를 나타내는 화소 위치로서 특정한다(스텝 S47).When the profile F 1 (x) whose cycle discrimination has been completed is obtained, it is differentiated and squared again to obtain a derivative square profile g (x) = {F 1 '(x)} 2 (step S46). Then, a gaussian derivative is obtained for g (x), and the pixel position giving the peak of the derivative profile G (x) = {g (x + 1) -g (x-1)} 2 obtained is determined by the maximum contrast position. It specifies as the pixel position to show (step S47).

도 13은, 도 12에 도시한 주기 판별이 완료된 프로파일 F1(x)을 기초로 하여 구해진, 미분2승 프로파일 g(x) 및 도함수 프로파일 G(x)를 나타내는 도면이다. 도 13에 도시한 도함수 프로파일 G(x)에 있어서 극대 피크(PK2)를 부여하는 화소 위치를, x=xp이다라고 하면, 상기 화소 위치 x=xp가, 스텝 S3에서 얻어진 촬상 화상에 있어서의 스트리트(ST) 위에서의 최대 콘트라스트 위치로서 특정되게 된다.FIG. 13 is a diagram showing the derivative square profile g (x) and the derivative profile G (x) obtained based on the profile F 1 (x) in which the period determination shown in FIG. 12 is completed. If the pixel position giving the maximum peak PK2 in the derivative profile G (x) shown in FIG. 13 is x = x p , the pixel position x = x p is in the captured image obtained in step S3. It is specified as the maximum contrast position on the street ST of.

도 5로 돌아가, 이와 같이 하여 최대 콘트라스트 위치가 특정되면(스텝 S5에서 예), 도 9에 도시한 제1 처리 대상 영역(ROI1)의 배열 방향(AR1)에 있어서의 중앙 화소 위치 x=x0과, 최대 콘트라스트 위치 x=xp와의 차분 값 Δx=xp-x0의 값을 기초로 하여, 스트리트(ST)의 격자점(C)의 이상 위치로부터의 어긋남량인 스트리트 높이 어긋남량 ΔZ1을 산출한다(스텝 S6). 스트리트 높이 어긋남량 ΔZ1은, 다음 (3)식에서 구해진다.Returning to FIG. 5, when the maximum contrast position is specified in this manner (YES in step S5), the center pixel position x = x 0 in the arrangement direction AR1 of the first processing target region ROI1 shown in FIG. 9. On the basis of the difference value Δx = x p −x 0 from the maximum contrast position x = x p , and the distance height shift amount ΔZ1 which is a deviation amount from the abnormal position of the grid point C of the street ST. It calculates (step S6). Street height shift amount (DELTA) Z1 is calculated | required by following (3) Formula.

ΔZ1=Δｘ·M·tanα … (3)ΔZ1 = Δｘ · M · tanα... (3)

또한, ΔZ1이 마이너스일 때는 격자점(C)의 위치가 이상 위치보다도 낮고, ΔZ1이 플러스일 때는 격자점(C)의 위치가 이상 위치보다도 높게 되어 있다.Further, when ΔZ1 is negative, the position of the lattice point C is lower than the abnormal position, and when ΔZ1 is positive, the position of the lattice point C is higher than the abnormal position.

스트리트 높이 어긋남량 ΔZ1이 구해지면, 실제 대물 렌즈(85)의 높이 위치(Z')와, 격자점(C)의 이상 위치가 포커싱 위치가 될 때의 대물 렌즈(85)의 높이 위치(Z0)로부터, 격자점(C)을 포커싱 위치로 하기 위한 대물 렌즈(85)의 이동량 ΔZ가 다음 식으로부터 구해진다.If the distance height shift amount ΔZ1 is obtained, the height position Z 'of the objective lens 85 and the height position Z0 of the objective lens 85 when the abnormal position of the grid point C become the focusing position. From this, the shift amount ΔZ of the objective lens 85 for setting the grid point C to the focusing position is obtained from the following equation.

ΔZ=(Z0＋ΔZ1)-Z' … （4)ΔZ = (Z0 + ΔZ1) -Z '... (4)

(4)식을 따라 포커싱 위치를 조정함으로써, 격자점(C)이 포커싱 상태가 된다(스텝 S7). 또, 포커싱 위치 등의 정보는, 포커싱 데이터(DF)로서 기억부(20)에 기억된다.By adjusting the focusing position according to equation (4), the lattice point C is brought into a focusing state (step S7). In addition, information such as a focusing position is stored in the storage unit 20 as the focusing data DF.

이상이 포커싱 위치 조정의 원칙적인 순서가 된다.The above is the principle order of focusing position adjustment.

단, 스텝 S3에 있어서의 촬상을 행할 때의, 대물 렌즈(85)의 배치 위치와 스트리트(ST)의 높이 위치와의 관계에 따라서는, 얻어진 촬상 화상을 기초로 하여 스텝 S4에 있어서의(더욱 상세하게는 스텝 S41 내지 S47에 있어서의) 제1 화상 처리를 행했다고 해도, 최대 콘트라스트 위치 x=xp를 특정할 수 없는 경우가 있다(스텝 S5에서 아니오).However, depending on the relationship between the arrangement | positioning position of the objective lens 85 and the height position of the street ST at the time of image picking-up in step S3, in step S4 (more Specifically, even when the first image processing (in steps S41 to S47) is performed, the maximum contrast position x = x p may not be specified (NO in step S5).

도 14는, 이러한 경우의 촬상 화상을 예시하는 도면이다. 도 14의 (a)에서는 제1 차광 패턴(PT1)의 명암부가 화상 상단부를 덮고 있는 촬상 화상(IM5)을 나타내고 있으며, 도 14의 (b)에서는 제1 차광 패턴(PT1)의 명암부가 화상 하단부를 덮고 있는 촬상 화상(IM6)을 나타내고 있다. 또한, 도 14의 (c)에서는 제1 차광 패턴(PT1) 자체가 명료하게 확인되지 않는 촬상 화상(IM7)을 나타내고 있다. 이들의 촬상 화상의 경우, 가령 도함수 프로파일 G(x)가 얻어졌다고 해도, 극점을 갖고 있지 않거나, 혹은 도함수 프로파일 G(x)의 도출 자체를 전혀 행할 수 없게 된다. 이것은 예를 들어, 적산 명도 프로파일 F(x)를 FFT 처리한 결과에 있어서 피크(PK1)가 검출되지 않는 것이나, 주기 판별이 완료된 프로파일 F1(x)이나 도함수 프로파일 G(x)가 화소 위치 단부에 있어서 단조 증가 또는 단조 감소하는 것 등으로부터 판정되는 형태라도 좋고, 촬상 화상 자체를 기초로 하여 판정되는 경우라도 좋다.14 is a diagram illustrating a captured image in such a case. In FIG. 14A, the contrast portion of the first light blocking pattern PT1 shows the captured image IM5 covering the upper end of the image. In FIG. 14B, the contrast portion of the first light blocking pattern PT1 is the lower portion of the image. The picked-up image IM6 which has covered is shown. In addition, in FIG.14 (c), the captured image IM7 which the 1st light shielding pattern PT1 itself cannot confirm clearly is shown. In the case of these picked-up images, even if the derivative profile G (x) is obtained, it does not have a pole, or cannot derive the derivative profile G (x) itself at all. This is because, for example, the peak PK1 is not detected in the result of FFT processing of the integrated brightness profile F (x), but the profile F 1 (x) or the derivative profile G (x) where the period discrimination is completed is the pixel position end. May be determined from monotonic increase, monotonic decrease, or the like, or may be determined based on the captured image itself.

이러한 경우, 촬상 처리가 1회째이며(스텝 S8에서 예), 또한 콘트라스트 증대 방향이 판정 가능하면(스텝 S9에서 예), 대물 렌즈(85)의 위치(Z축 높이)를 상기 콘트라스트 증대 방향으로 이동시키고(스텝 S10), 다시 촬상과 제1 화상 처리를 반복하도록 한다(스텝 S3 내지 S4). 또, 이때의 대물 렌즈(85) 위치의 이동량은, 촬상 화상에 있어서의 제1 차광 패턴(PT1)의 배열 방향(AR1)의 범위를 ΔXm이라 할 때에, (ΔXm·M·tanα)/2로 하는 것이 바람직하다.In this case, if the imaging process is the first time (YES in step S8) and the contrast increasing direction can be determined (YES in step S9), the position (Z-axis height) of the objective lens 85 is moved in the contrast increasing direction. (Step S10), and the imaging and the first image processing are repeated again (Steps S3 to S4). The amount of movement of the objective lens 85 position at this time is (ΔXm · M · tanα) / 2 when the range of the arrangement direction AR1 of the first light shielding pattern PT1 in the captured image is ΔXm. It is desirable to.

여기서, 콘트라스트 증대 방향이란, 촬상 화상에 있어서, 화상 중앙으로부터 제1 차광 패턴(PT1)의 명암부가 존재하는 위치를 향하는 방향을 지시하고 있다. 예를 들어, 도 14의 (a) 및 (b)에 도시한 촬상 화상(IM5, IM6)의 경우이면, 각각 도면에서 보아 상부 방향, 도면에서 보아 하부 방향이 콘트라스트 증대 방향이라 특정된다. 혹은, 촬상 화상이 아닌, 적산 명도 프로파일 F(x)나, 도출이 가능한 경우이면, 주기 판별이 완료된 프로파일 F1(x)에 있어서의 진폭 변화나 도함수 프로파일 G(x)에 있어서의 증가 혹은 감소의 모습으로부터 콘트라스트 증대 방향을 판정할 수도 있다.Here, the contrast increasing direction indicates a direction from the center of the image toward the position where the light and dark portions of the first light shielding pattern PT1 exist in the captured image. For example, in the case of picked-up images IM5 and IM6 shown in Figs. 14A and 14B, the upward direction as viewed in the drawing and the downward direction as viewed in the drawing are respectively identified as the contrast increasing direction. Alternatively, if the integrated brightness profile F (x) or derivation is possible, rather than a captured image, the amplitude change in the profile F 1 (x) in which the period discrimination is completed or the increase or decrease in the derivative profile G (x) The contrast increase direction can also be determined from the state of.

한편, 도 14의 (c)에 도시한 촬상 화상(IM7)의 경우, 제1 차광 패턴(PT1)의 명암부를 특정할 수 없어, 콘트라스트 증대 방향을 판정할 수 없다(스텝 S9에서 아니오). 이것은, 스트리트(ST)의 격자점(C) 위치에 있어서의 포커싱 상태를 실현하기 위해, 대물 렌즈(85)의 위치를 Z축 상하 방향 중 어느 쪽으로 이동시키면 되는지를 촬상 화상으로부터 판별할 수 없는 것을 의미하고 있다.On the other hand, in the case of the picked-up image IM7 shown to FIG. 14C, the contrast part of the 1st light-shielding pattern PT1 cannot be specified, and the contrast increasing direction cannot be determined (NO in step S9). This means that in order to realize the focusing state at the lattice point C position of the street ST, it is impossible to discriminate from the picked-up image to which of the Z-axis up and down directions the object lens 85 should be moved. It means.

이와 같은 경우에는, 제2 차광 패턴(PT2)을 이용한 화상 처리(제2 화상 처리)를 행한다(스텝 S10). 또한, 2회째의 촬상 처리 후에 있어서도, 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없는 경우(스텝 S5에서 아니오 또한 스텝 S8에서 아니오)도 마찬가지로 한다.In such a case, image processing (second image processing) using the second light shielding pattern PT2 is performed (step S10). The same applies to the case where the maximum contrast position cannot be specified even after the second imaging process (NO in step S5 and NO in step S8).

도 15는 제2 화상 처리의 상세한 처리 흐름을 도시하는 도면이다. 우선, 대물 렌즈(85)의 위치(Z축 높이, 즉 관찰 대상물인 기판에 대해 포커싱 수단인 대물 렌즈의 배치 거리)를 순차적으로 다르게 하면서, 복수 부위에 있어서 촬상을 행한다(스텝 S111). 또, Z축 높이는 등피치로 다르게 하는 형태가 좋지만, 화상 변화의 모습에 따라서 Z축 높이의 피치를 가변으로 하는 형태라도 좋다.15 is a diagram illustrating a detailed processing flow of the second image processing. First, imaging is carried out in a plurality of sites while sequentially changing the position of the objective lens 85 (the Z-axis height, that is, the arrangement distance of the objective lens as the focusing means with respect to the substrate to be observed) (step S111). In addition, although the Z-axis height is good to be made into the same pitch, the form which makes the pitch of Z-axis height variable according to the state of image change may be sufficient.

다음에, 이렇게 해서 얻어진 각각의 촬상 화상에 있어서, 제2 차광 패턴(PT2)의 투영 범위만을 제2 처리 대상 영역(ROI2)으로서 설정하고(스텝 S112), 각각의 포커싱 위치 조정용 데이터(DP)로부터, 제2 처리 대상 영역(ROI2)에 속한 데이터 세트만을 추출한다. 도 16은, 어느 촬상 화상(IM8)에 있어서의 제2 처리 대상 영역(ROI2)을 예시하는 도면이다. 그리고 각각의 촬상 화상에 대해서, 추출한 데이터 세트를 기초로 하여, AF 평가 값을 산출한다(스텝 S113). 여기서, AF 평가 값이란, 각각의 촬상 화상의 제2 처리 대상 영역(ROI2)에 대한 콘트라스트 차를 나타내는 값이다. AF 평가 값의 산출에는 공지의 방법을 적용할 수 있다. 가장 단순하게는, 제2 처리 대상 영역(ROI2)에 있어서의 명도의 최대 값과 최소 값과의 차분 값을 AF 평가 값으로 할 수 있다. 혹은, 명도 값의 도수 분포 등을 기초로 하는 통계적 처리를 행하여, AF 평가 값을 구하는 형태라도 좋다.Next, in each captured image thus obtained, only the projection range of the second light shielding pattern PT2 is set as the second processing target region ROI2 (step S112), and from each focusing position adjustment data DP, Only the data set belonging to the second processing target area ROI2 is extracted. FIG. 16: is a figure which illustrates 2nd process object area | region ROI2 in one picked-up image IM8. Then, for each captured image, the AF evaluation value is calculated based on the extracted data set (step S113). Here, AF evaluation value is a value which shows the contrast difference with respect to the 2nd process target area | region ROI2 of each picked-up image. A well-known method can be applied to calculation of AF evaluation value. Most simply, the difference value between the maximum value and the minimum value of the brightness in the second processing target area ROI2 can be used as the AF evaluation value. Alternatively, the AF evaluation value may be obtained by performing statistical processing based on the frequency distribution of the brightness value or the like.

각각의 촬상 화상에 대해서, AF 평가 값이 구해지면, 각각의 화상을 촬상한 대물 렌즈(85)의 Z축 높이(z)와 당해 촬상 화상의 AF 평가 값과의 관계를 AF 평가 값 프로파일 H(z)로서 취득하고, 그 피크를 부여하는 좌표 위치를, 스트리트(ST)의 격자점(C)이 포커싱 상태가 될 때의 대물 렌즈(85)의 높이 위치(포커싱 높이 위치)로서 특정한다(스텝 S114).When the AF evaluation value is obtained for each picked-up image, the relationship between the Z-axis height z of the objective lens 85 which picked up each image and the AF evaluation value of the picked-up image is determined by the AF evaluation value profile H ( The coordinate position obtained as z) and giving the peak is identified as the height position (focusing height position) of the objective lens 85 when the grid point C of the street ST is in a focusing state (step). S114).

도 17은, AF 평가 값 프로파일 H(z)를 예시하는 도면이다. 도 18은, 도 17에 도시한 AF 평가 값 프로파일 H(z)의 A부 근방의 확대도다. 도 17에 도시한 바와 같은 AF 평가 값 프로파일 H(z)가 얻어지면, 도 18에 도시한 바와 같이, AF 평가 값 프로파일 H(z)에 있어서 AF 평가 값이 최대가 되는 z축 높이 근방의 몇 개(예를 들어 5개)의 데이터 점을 이용하여, 곡선 근사에 의해 AF 평가 값 프로파일 H(z)의 근사 곡선 h(z)를 구한다. 그리고 근사 곡선 h(z)에 있어서 극대 피크(PK3)를 부여하는 Z축 높이를 z=zp라 할 때, 상기 Z축 높이 z=zp를, 격자점(C)에 대한 포커싱 높이 위치로서 특정한다.17 is a diagram illustrating the AF evaluation value profile H (z). FIG. 18 is an enlarged view of the vicinity of the portion A of the AF evaluation value profile H (z) illustrated in FIG. 17. When the AF evaluation value profile H (z) as shown in FIG. 17 is obtained, as shown in FIG. 18, several of the vicinity of the z-axis height at which the AF evaluation value becomes the maximum in the AF evaluation value profile H (z) is shown. Using the data points (for example, five), the approximation curve h (z) of the AF evaluation value profile H (z) is obtained by curve approximation. And when the Z-axis height giving the maximum peak PK3 in the approximation curve h (z) is z = z p , the Z-axis height z = z p is the focusing height position with respect to the grid point C. To be specified.

이 결과를 기초로 하여, 대물 렌즈(85)의 Z축 높이가 z=zp로 조정됨으로써, 스트리트(ST)의 격자점(C)이 포커싱 상태로 조정되게 된다(스텝 S7). 또, 이 경우, 격자점(C)의 이상 위치가 포커싱 위치가 될 때의 대물 렌즈(85)의 높이 위치가 상술한 바와 같이 Z0이다라고 하면, zp-Z0이 스트리트 높이 어긋남량이 된다.Based on this result, the Z-axis height of the objective lens 85 is adjusted to z = z p , whereby the lattice point C of the street ST is adjusted to the focusing state (step S7). In this case, if the height position of the objective lens 85 when the abnormal position of the lattice point C becomes the focusing position is Z0 as described above, z p -Z0 is the street height shift amount.

이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 포커싱 위치 조정 장치(1)에 따르면, 기판에 설치된 격자점 위치를 중심으로 십자 형상을 이루는 스트리트에 대하여, 십자 형상의 차광 패턴을, 스트리트에 합치하도록, 또한 일방향에 대해서 경사지게 해서 투영하고, 그때의 투영상에 있어서의 최대 콘트라스트 위치와 스트리트의 격자점 위치와의 어긋남량을 기초로 하여, 스트리트 높이의 이상 위치로부터의 어긋남량을 특정하고, 또한 격자점 위치를 정확하게 포커싱 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 스트리트가 오목부로서 마련되어 있는 기판이라도, 스트리트 높이의 이상 위치로부터의 어긋남량을 특정하고, 또한 스트리트의 격자점 위치를 정확하게 포커싱 상태로 할 수 있다.As described above, according to the focusing position adjusting device 1 according to the present embodiment, the cross-shaped light shielding pattern is matched with the street with respect to the street having a cross shape around the grid point position provided on the substrate. Further, the projection is inclined with respect to one direction, and the shift amount from the abnormal position of the street height is specified on the basis of the shift amount between the maximum contrast position and the lattice point position of the street on the projection image at that time, and the lattice point is further determined. The position can be accurately focused. Thereby, even if the board | substrate with which a street is provided as a recessed part, the shift amount from the abnormal position of a street height can be specified, and the grid point position of a street can be made into the focusing state correctly.

또한, 대물 렌즈 위치가 포커싱 위치로부터 크게 벗어나 있는 경우에는, 대물 렌즈 위치를 다르게 해서 촬상한 복수의 투영상으로부터, 십자 형상의 차광 패턴이 경사져 있지 않은 측의 상의 콘트라스트 변화를 기초로 하여, 스트리트의 격자점 위치를 포커싱 상태로 할 수 있다.In addition, when the objective lens position is greatly deviated from the focusing position, based on the contrast change of the image on the side where the cross-shaped light shielding pattern is not inclined, from a plurality of projection images photographed with different objective lens positions, The grid point position can be brought into a focusing state.

이들에 의해, 기판 표면에 있어서 스트리트가 오목부로서 존재하는 경우라도, 그 높이 위치를 정확하게 포커싱 상태로 할 수 있다.By these, even when a street exists as a recessed part in the surface of a board | substrate, the height position can be made into the focusing state correctly.

<제2 실시 형태>&Lt; Second Embodiment >

<레이저 가공 장치><Laser Processing Apparatus>

본 실시 형태에 있어서는, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 포커싱 위치 조정 장치(1)가 내장된 레이저 가공 장치(100)에 대해서 설명한다. 도 19는, 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치(100)의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.In the present embodiment, the laser processing apparatus 100 in which the focusing position adjusting device 1 described in the first embodiment is incorporated will be described. FIG. 19: is a figure which shows typically the structure of the laser processing apparatus 100 which concerns on this embodiment.

레이저 가공 장치(100)는, 기판(S)의 스트리트(ST)에 대하여 레이저광(LB)을 조사함으로써, 스트리트(ST)의 스크라이브 가공을 행하는 장치다.The laser processing apparatus 100 is an apparatus which scribes the street ST by irradiating the laser beam LB with respect to the street ST of the board | substrate S. FIG.

레이저 가공 장치(100)는, 제1 실시 형태에 있어서 포커싱 위치 조정 장치(1)에 구비되어 있던 스테이지(5)에 대해서, 그 XY 스테이지(2)를 X축 방향으로 동작시킴으로써 화살표 AR11로 나타낸 바와 같이, 제1 촬상 위치(P1)와, 제2 촬상 위치(P2)와, 제3 촬상 위치(P3)와, 변위 계측 위치(P4)와, 가공 위치(P5)와의 사이에서 자유롭게 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 제1 촬상 위치(P1)에는 제1 촬상 수단(101)이, 제2 촬상 위치(P2)에는 제2 촬상 수단(102)이, 제3 촬상 위치(P3)에는 제3 촬상 수단(103)이, 변위 계측 위치(P4)에는 변위 센서(104, 변위 측정 수단의 일 실시예)가 각각 구비되어 있다.The laser processing apparatus 100 is represented by arrow AR11 by operating the XY stage 2 in the X-axis direction with respect to the stage 5 provided in the focusing position adjusting device 1 in the first embodiment. Similarly, the first imaging position P1, the second imaging position P2, the third imaging position P3, the displacement measuring position P4, and the machining position P5 can be freely moved between. It is. The first imaging means 101 is in the first imaging position P1, the second imaging means 102 is in the second imaging position P2, and the third imaging means 103 is in the third imaging position P3. The displacement measuring position P4 is provided with a displacement sensor 104 (an embodiment of the displacement measuring means), respectively.

또, 본 실시 형태에 있어서도, XY 스테이지(2) 중 한쪽의 동작 방향을 X축 방향(도 19에 있어서 도면에서 보아 우측 방향을 플러스 방향으로 함)으로 하고, 이에 직교하는 방향을 Y축 방향(도 19에 있어서 도면에서 보아 상부 방향을 플러스 방향으로 함)으로 하고, 연직 방향을 Z축 방향으로 하는 오른손형의 XYZ 좌표계를 설정한다. 도 19에 있어서는, 제1 내지 제3 촬상 위치(P1 내지 P3), 변위 계측 위치(P4), 및 가공 위치(P5)가 일방향으로(X축 방향으로) 배열하게 되어 이루어지지만, 이것은 도면 도시의 형편상의 것이고, 레이저 가공 장치(100)에 있어서의 이들의 배치 관계는 이에 한정되는 것이 아니다.Moreover, also in this embodiment, one operation direction of the XY stage 2 is made into the X-axis direction (the right direction turns to a positive direction as shown in the figure in FIG. 19), and the direction orthogonal to this is made into the Y-axis direction ( In Fig. 19, the upper direction is set as the positive direction as shown in the drawing), and the right-handed XYZ coordinate system is set with the vertical direction as the Z-axis direction. In FIG. 19, the first to third imaging positions P1 to P3, the displacement measurement position P4, and the machining position P5 are arranged in one direction (in the X-axis direction). It is a matter of shape, and these arrangement relationship in the laser processing apparatus 100 is not limited to this.

제2 촬상 수단(102)은 포커싱 위치 조정 장치(1)의 광학계(8)에 상당한다. 즉, 스테이지(5)가 제2 촬상 위치(P2)에 위치하고 있을 때에, 제2 촬상 수단(102)과 스테이지(5)가 제1 실시 형태에 관한 포커싱 위치 조정 장치(1)를 구성한다.The second imaging means 102 corresponds to the optical system 8 of the focusing position adjusting device 1. That is, when the stage 5 is located in the 2nd imaging position P2, the 2nd imaging means 102 and the stage 5 comprise the focusing position adjustment apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment.

또, 스테이지(5)의 수평면 내의 병진 동작은 XY 스테이지(2)만으로 행해지므로, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 소정 위치에 하나의 원점을 정한 다음 상술한 기계 좌표계를 사용함으로써 스테이지(5)의 위치를 일의적으로 특정하는 것이 가능하다. 그러나 후술하는 다양한 처리에 있어서는, 스테이지(5)가 제1 내지 제3 촬상 위치(P1 내지 P3), 변위 계측 위치(P4), 및 가공 위치(P5) 중 어느 쪽에 있을 때도, 스테이지(5)의 동일 위치가 동일 좌표로 나타내는 쪽이 편리하다. 따라서, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는 이러한 관계가 각각의 위치에서 성립되도록, 제1 내지 제3 촬상 위치(P1 내지 P3), 변위 계측 위치(P4), 및 가공 위치(P5)의 각각에 대응하는 원점 위치가 정해져, 기계 좌표계로부터의 좌표 변환이 이루어지는 것으로 한다. 이것은, 예를 들어 스테이지(5)에 링(7)이 보유 지지될 때의 링 중심을, 제1 내지 제3 촬상 위치(P1 내지 P3), 변위 계측 위치(P4), 및 가공 위치(P5)에 있어서의 원점 위치로 함으로써 실현된다. 이렇게 정하는 것으로, 스테이지(5)가 제1 촬상 위치(P1)에 있을 때에 (a, b, 0)이 되는 좌표로 나타내는 위치는, 스테이지(5)가 제2 촬상 위치(P2), 제3 촬상 위치(P3), 변위, 가공 위치(P5) 중 어느 쪽에 있을 때라도, (a, b, 0)가 되는 좌표로 나타내는 위치로서 인식되게 된다. 단, 어떠한 좌표계를 취할 때라도 좌표축의 방향은 바뀌지 않으므로, 본 실시 형태에 있어서는 설명을 간단하게 하기 위해, 각각의 좌표계를 구별하는 일 없이 X축, Y축 등이라 부르는 것으로 한다.In addition, since the translation operation in the horizontal plane of the stage 5 is performed only by the XY stage 2, in the laser processing apparatus 100, the stage 5 is determined by setting one origin at a predetermined position and then using the machine coordinate system described above. It is possible to uniquely specify the position of. However, in the various processes described later, even when the stage 5 is in any of the first to third imaging positions P1 to P3, the displacement measurement position P4, and the machining position P5, the stage 5 It is more convenient for the same position to be represented by the same coordinate. Therefore, in the laser processing apparatus 100, it respond | corresponds to each of the 1st-3rd imaging positions P1-P3, the displacement measuring position P4, and the machining position P5 so that such a relationship may be established at each position. The origin position to be determined is determined, and coordinate transformation from the machine coordinate system is performed. This is, for example, the center of the ring when the ring 7 is held by the stage 5 includes the first to third imaging positions P1 to P3, the displacement measurement position P4, and the machining position P5. It is realized by making it into the origin position in. In this way, when the stage 5 is in the first imaging position P1, the position indicated by the coordinates of (a, b, 0) is the stage 5 in the second imaging position P2 and the third imaging. Regardless of the position P3, the displacement, or the machining position P5, it is recognized as a position indicated by coordinates of (a, b, 0). However, since the direction of the coordinate axis does not change even when taking any coordinate system, in the present embodiment, for simplicity of explanation, it is referred to as an X axis, a Y axis, or the like without distinguishing each coordinate system.

또한, 레이저 가공 장치(100)는 노광 수단(105)을 구비한다. 노광 수단(105)은 레이저광원(105a)과 대물 렌즈(105b)를 구비하고, 스테이지(2)가 가공 위치(P5)에 있을 때에, 레이저광원(105a)으로부터 레이저광(LB)을 출사하고, 이것을 대물 렌즈(105b)에서 집광함으로써, 스테이지(2) 위의 기판(S)의 소정 위치에 레이저광을 조사할 수 있도록 되어 있다. 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 스테이지(5)를 이동시키면서 노광 수단(105)으로부터 레이저광(LB)을 기판(S)에 조사함으로써, 기판(S)에 대한 레이저 가공을 행할 수 있도록 되어 있다. 또, 노광 수단(105)은 공지의 레이저 가공 장치에 구비되는 노광 수단에 의해 구성 가능하다. 예를 들어, YAG 레이저 등을 레이저광(LB)으로서 사용할 수 있다.In addition, the laser processing apparatus 100 is provided with the exposure means 105. The exposure means 105 is provided with the laser light source 105a and the objective lens 105b, and emits the laser light LB from the laser light source 105a when the stage 2 is in the processing position P5, By condensing this by the objective lens 105b, a laser beam can be irradiated to the predetermined position of the board | substrate S on the stage 2. As shown in FIG. In the laser processing apparatus 100, the laser processing with respect to the board | substrate S can be performed by irradiating the laser beam LB to the board | substrate S from the exposure means 105, moving the stage 5. FIG. . Moreover, the exposure means 105 can be comprised by the exposure means with which a well-known laser processing apparatus is equipped. For example, a YAG laser or the like can be used as the laser light LB.

덧붙여서, 레이저 가공 장치(100)는, 상술한 각 부의 동작 제어를 담당하는 것 외에, 후술하는 기판(S)의 기울기 조정(얼라인먼트)이나 가공 위치의 특정에 관한 처리를 담당하는 제어부(110)와, 레이저 가공 장치(100)의 동작을 제어하는 프로그램(120p)이나 제어부(110)에 있어서 행해지는 처리 시에 필요해지는 다양한 데이터를 기억하는 기억부(120)를 더 구비한다.In addition, the laser processing apparatus 100 is not only responsible for the operation control of each part mentioned above, but also the control part 110 which is in charge of the process regarding the inclination adjustment (alignment) of the board | substrate S mentioned later, and the specification of a processing position, The apparatus 120 further includes a program 120p for controlling the operation of the laser processing apparatus 100 and a storage unit 120 for storing various data required for processing performed in the control unit 110.

제어부(110)는, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터나 마이크로 컴퓨터 등의 범용의 컴퓨터에 의해 실현되는 것이며, 기억부(120)에 기억되어 있는 프로그램(120p)이 상기 컴퓨터에 판독되어 실행됨으로써, 레이저 가공 장치(100)의 다양한 구성 요소가 제어부(110)의 기능적 구성 요소로서 실현된다. 제어부(110)는, 제1 실시 형태에 관한 포커싱 위치 조정 장치(1)의 제어부(10)를 포함해서 구성된다.The control unit 110 is realized by a general-purpose computer such as a personal computer or a microcomputer, for example, and the laser processing apparatus is executed by the program 120p stored in the storage unit 120 being read and executed by the computer. Various components of 100 are realized as functional components of the controller 110. The control part 110 is comprised including the control part 10 of the focusing position adjustment apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment.

기억부(120)는 ROM이나 RAM 및 하드 디스크 등의 기억 매체에 의해 실현된다. 기억부(120)는 포커싱 위치 조정 장치(1)의 기억부(20)와 겸용되는 형태라도 좋다. 또한, 기억부(120)는 제어부(110)를 실현하는 컴퓨터의 구성 요소에 의해 실현되는 형태라도 좋고, 하드 디스크의 경우 등, 상기 컴퓨터와는 별개로 설치되는 형태라도 좋다. 또한, 프로그램(120p)은 포커싱 위치 조정 장치(1)의 프로그램(20p)을 포함하여 구성된다.The storage unit 120 is realized by a storage medium such as a ROM, a RAM, or a hard disk. The storage unit 120 may be used in combination with the storage unit 20 of the focusing position adjusting device 1. In addition, the memory | storage part 120 may be a form implemented by the component of the computer which implements the control part 110, and may be provided separately from the said computer, such as a hard disk. In addition, the program 120p includes a program 20p of the focusing position adjusting device 1.

제어부(110)는, 기능적 구성 요소로서 XY 스테이지(2)와 θ 스테이지(3)의 구동을 제어하는 구동 제어부(11)와, 제1 내지 제3 촬상 수단(101 내지 103)에 의한 촬상을 제어하는[광학계(8)에 의한 촬상을 제어하는 촬상 제어부(12)를 겸함] 촬상 제어부(112)와, 포커싱 위치 조정 처리를 담당하는 포커싱 처리부(13)와, 흡착 척(4)에 의한 흡착 동작을 제어하는 흡착 제어부(14)와, 기판(S)의 얼라인먼트 시에 기판(S)의 기울기를 대략 조정하는 대략 조정 처리를 담당하는 대략 조정 처리부(115, 대략 조정 처리 수단의 일 실시예)와, 동일하게 얼라인먼트 시에 기판(S)의 기울기를 정밀하게 조정하는 미세 조정 처리를 담당하는 미세 조정 처리부(116, 미세 조정 처리 수단의 일 실시예)와, 피가공물에 있어서의 가공 위치를 특정하는 가공 위치 특정 처리를 담당하는 가공 위치 특정 처리부(117, 가공 위치 특정 수단의 일 실시예)와, 노광 수단(105)의 노광 처리를 제어하는 노광 제어부(118)를, 주로 구비한다.The control unit 110 controls the imaging by the drive control unit 11 for controlling the driving of the XY stage 2 and the θ stage 3 as functional components, and the first to third imaging units 101 to 103. [I also serve as the imaging control unit 12 which controls the imaging by the optical system 8] The suction control operation by the imaging control unit 112, the focusing processing unit 13 in charge of the focusing position adjustment process, and the suction chuck 4 And a coarse adjustment processing unit 115 (one embodiment of coarse adjustment processing means) in charge of the coarse adjustment process for roughly adjusting the inclination of the substrate S at the time of alignment of the substrate S with the adsorption control unit 14 for controlling the Similarly, the fine adjustment processing unit 116 (one embodiment of fine adjustment processing means) in charge of fine adjustment processing for precisely adjusting the inclination of the substrate S at the time of alignment and specifying the processing position in the workpiece Machining position Machining position responsible for the specific processing The information processing exposure control unit 118 for controlling the exposure processing of (117, in one embodiment the processing position specifying means), and an exposure means 105, is mainly provided.

또, 대략 조정 처리부(115)에 의해 행해지는 대략 조정 처리라 함은, 기판(S)에 대해서 규정되는 어느 특정 방향[예를 들어 기판(S)의 표면에 형성되어 있는 어느 스트리트(ST)의 방향]을 X축 방향과 대략 일치시킴으로써 기판(S)의 기울기를 해소하는 처리다. 또한, 미세 조정 처리부(116)에 의해 행해지는 미세 조정 처리라 함은, 대략 조정된 기판(S)에 대해서, 그 기울기를 보다 엄밀하게 해소하는 처리다.In addition, the coarse adjustment process performed by the coarse adjustment processing part 115 means the specific distance (for example, which street ST is formed in the surface of the board | substrate S) prescribed | regulated with respect to the board | substrate S. FIG. Direction] is a process of eliminating the inclination of the substrate S by substantially coinciding with the X-axis direction. In addition, the fine adjustment process performed by the fine adjustment process part 116 is a process which remove | eliminates the inclination more precisely about the board | substrate S adjusted substantially.

또한, 가공 위치 특정 처리부(117)에 의해 행해지는 가공 위치 특정 처리는, 대략 조정 처리 및 미세 조정 처리를 거침으로써 기울기가 해소된 기판(S)을 대상으로 하여, 레이저광의 조사 범위를 특정하는 처리다. 구체적으로는, 기판(S)에 설치된 스트리트(ST)를 가공하는 데 있어서, 개개의 스트리트(ST)의 존재 범위를 가공 위치로서 특정한다.In addition, the process position specification process performed by the process position specification process part 117 is a process which specifies the irradiation range of a laser beam with respect to the board | substrate S in which the inclination was eliminated by substantially adjusting process and fine adjustment process. All. Specifically, in processing the street ST provided in the board | substrate S, the existence range of each street ST is specified as a processing position.

기억부(120)에는 포커싱 위치 조정용 데이터(DP)에다가, 미세 조정 처리 등에 사용하는 기준 화상 데이터(DR)나, 가공 위치의 특정 시에 참조되는 상대 위치 정보(DI) 등의 데이터가 기억된다.In the storage unit 120, data such as reference image data DR used for fine adjustment processing and the like, and relative position information DI referred to at the time of specifying the machining position, are stored in addition to the focusing position data DP.

기준 화상 데이터(DR)는, 기판(S)이, 횡방향이 X축 방향과 일치하고, 종방향이 Y축 방향과 일치하는 자세를 갖는 경우의 격자점(C)을 포함하는 단위 직사각형 영역(반복 기준이 되는 영역)에 대한 화상 데이터다.The reference image data DR is a unit rectangular area including the grid point C when the substrate S has a posture in which the lateral direction coincides with the X-axis direction and the longitudinal direction coincides with the Y-axis direction ( Image data for a region to be a repetition reference.

상대 위치 정보(DI)는, 스트리트(ST)의 격자점(C) 중 1개인 기준 격자점(C0)(후술)과, 패턴 매칭으로 특정되는 단위 요소 위의 점과의 좌표차나, 스트리트(ST)의 피치(p) 등, 가공 위치 특정 시에 필요한 정보를 기술한 것이다.The relative position information DI is determined by the coordinate difference between the reference grid point C 0 (described later) of one of the grid points C of the street ST and the point on the unit element specified by pattern matching, or the street ( Information necessary at the time of machining position specification, such as the pitch p of ST), is described.

본 실시 형태에 있어서는, 대략 조정 처리와 미세 조정 처리와 포커싱 위치 조정 처리를 행한 다음, 가공 위치 특정 처리를 행하도록 함으로써, 높이를 포함한 스트리트(ST)의 존재 위치, 즉 가공 위치를 정확하게 특정할 수 있도록 되어 있다. 이에 의해, 기판(S)에 있어서 오목부에 구비되는 스트리트(ST)에 대하여, 정밀도가 높은 레이저 가공이 실현된다.In this embodiment, after performing rough adjustment process, fine adjustment process, and focusing position adjustment process, processing position specification process is performed, the presence position of the street ST including height, ie, a machining position can be pinpointed. It is supposed to be. Thereby, laser processing with high precision is implement | achieved with respect to the street ST with which the recessed part in the board | substrate S is equipped.

<촬상 수단><Imaging means>

다음에, 제1 내지 제3 촬상 수단(101 내지 103)에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다. 제1 내지 제3 촬상 수단은, 모두 CCD 카메라 혹은 CMOS 카메라 등에 의해 실현되는 점에서는 공통되지만, 각각 이하와 같은 특징을 가지고 있다.Next, the first to third imaging means 101 to 103 will be described in more detail. The first to third imaging means are common in that all are realized by a CCD camera, a CMOS camera, or the like, but each has the following characteristics.

제1 촬상 수단(101)은 스테이지(2)가 제1 촬상 위치(P1)에 있을 때에, 스테이지(2) 위의[실제로는 흡착 척(4) 위의, 이하와 같음] 기판(S)을 촬상 대상으로 하도록 설치되어 이루어진다. 제1 촬상 수단(201)은, 대략 조정 처리에 사용하는 화상을 촬상하기 위한 것이다.When the stage 2 is in the first imaging position P1, the first imaging means 101 moves the substrate S on the stage 2 (actually as follows on the adsorption chuck 4). It is provided so as to be an imaging target. The 1st imaging means 201 is for imaging the image used for the roughening process.

제2 촬상 수단(102)은 스테이지(2)가 제2 촬상 위치(P2)에 있을 때에, 스테이지(2) 위의 기판(S)을 촬상 대상으로 하도록 설치되어 이루어진다. 제2 촬상 수단(102)은 미세 조정 처리에 사용하는 화상을 촬상하기 위한 것이다. 또, 제2 촬상 수단(102)은 제1 실시 형태에 관한 포커싱 위치 조정 장치(1)의 광학계(8)를 구성한다. 즉, 제2 촬상 수단(102)은 포커싱 위치 조정 처리에 사용하는 화상의 촬상도 행한다.The 2nd imaging means 102 is provided so that the board | substrate S on the stage 2 may be made into imaging object, when the stage 2 is in 2nd imaging position P2. The second imaging means 102 is for imaging an image used for the fine adjustment process. Moreover, the 2nd imaging means 102 comprises the optical system 8 of the focusing position adjustment apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment. That is, the 2nd imaging means 102 also image | photographs the image used for a focusing position adjustment process.

제3 촬상 수단(103)은 스테이지(2)가 제3 촬상 위치(P3)에 있을 때에, 스테이지(2) 위의 기판(S)을 촬상 대상으로 하도록 설치되어 이루어진다. 제3 촬상 수단(103)은 가공 위치 특정 처리에 사용하는 화상을 촬상하기 위한 것이다.The 3rd imaging means 103 is provided so that the board | substrate S on the stage 2 may be made into imaging object, when the stage 2 is in 3rd imaging position P3. The 3rd imaging means 103 is for imaging the image used for a process position specification process.

<얼라인먼트 처리와 촬상 시야의 관계><Relationship between alignment process and imaging visual field>

상술한 바와 같이, 기판(S)은 링(7)의 중심(O)과 기판(S)의 중심이 대략 일치하도록 부착되지만, 일반적으로는 반복 패턴을 이루는 단위 요소의 1 배열 방향[즉 스트리트(ST)의 방향]과 X축 방향은 일정 각도 θ0을 이루고 있다. 따라서, 기판(S)을 가공 대상으로 할 경우, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는 우선, 이 각도 θ0을 상쇄하도록, 즉 스트리트(ST)의 방향과 X축 방향과 합치하도록, 얼라인먼트 처리(대략 조정 처리 및 미세 조정 처리)가 행해진다. 이때에는, 제1 실시 형태에서 설명한 포커싱 위치 조정 처리도 아울러 행해진다. 그런 다음, 스트리트(ST)의 위치와 기판(S)의 외형이 정확하게 특정되고, 각 스트리트(ST)의 가공 스트로크의 시점 위치와 종점 위치의 결정, 즉 가공 위치의 결정이 이루어진다. 그리고 결정된 가공 위치에 대하여, 노광 수단(105)에 의한 레이저광의 조사, 즉 레이저 가공이 행해진다.As described above, the substrate S is attached so that the center O of the ring 7 and the center of the substrate S are approximately coincident with each other, but in general, one array direction of the unit elements forming a repeating pattern (that is, street ( Direction of ST)] and the X-axis direction constitute a constant angle θ 0 . Therefore, in the case of using the substrate S as a processing target, in the laser processing apparatus 100, alignment processing (approximately) is performed so as to cancel the angle θ 0 first, that is, coincide with the direction of the street ST and the X-axis direction. Adjustment processing and fine adjustment processing). At this time, the focusing position adjustment process described in the first embodiment is also performed. Then, the position of the street ST and the external shape of the board | substrate S are correctly pinpointed, and the determination of the starting position and end position of the machining stroke of each street ST, ie, a determination of a machining position, is performed. And the irradiation of the laser beam by the exposure means 105, ie, laser processing, is performed with respect to the determined processing position.

레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 얼라인먼트 처리, 포커싱 위치 조정 처리, 및 가공 위치 특정 처리에 사용하는 제1 내지 제3 촬상 수단(101 내지 103)의 촬상 시야(F1 내지 F3)가, 적어도 다음 (5)식의 관계를 만족시키도록 정해져 이루어진다.In the laser processing apparatus 100, the imaging visual fields F1 to F3 of the first to third imaging means 101 to 103 used for the alignment processing, the focusing position adjustment processing, and the processing position specifying processing are at least the following ( 5) is made to satisfy the relationship of the equation.

촬상 시야(F2) < 촬상 시야(F1) < 기판(S)의 사이즈 < 촬상 시야(F3) … (5)Imaging visual field F2 <imaging visual field F1 <size of substrate S <imaging visual field F3. (5)

도 20은 제1 촬상 수단(101)의 촬상 시야(F1)와, 제2 촬상 수단(102)의 촬상 시야(F2)와, 제3 촬상 수단(103)의 촬상 시야(F3)와의 관계를 예시하는 도면이다. 도 20에 예시하는 각 촬상 수단의 촬상 시야의 사이즈는, (5)식을 만족시키고 있다. 또, 상술한 바와 같이, 각각의 촬상 수단은 서로 다른 촬상 위치에서 기판(S)을 촬상하도록 설치되어 이루어지므로, 실제 레이저 가공 장치(100)에 있어서, 각각의 촬상 수단에 대한 촬상 시야(F1 내지 F3)가 도 20에 도시한 바와 같은 위치 관계를 취하는 일은 없다.20 illustrates a relationship between an imaging visual field F1 of the first imaging means 101, an imaging visual field F2 of the second imaging means 102, and an imaging visual field F3 of the third imaging means 103. It is a figure. The size of the imaging visual field of each imaging means illustrated in FIG. 20 satisfies Equation (5). In addition, as described above, since each imaging means is provided so as to image the substrate S at different imaging positions, in the actual laser processing apparatus 100, the imaging visual field F1 to the imaging means for each imaging means. F3) does not take the positional relationship as shown in FIG.

제1 촬상 수단(101)의 촬상 시야(F1)와 제2 촬상 수단(102)의 촬상 시야를 기판(S)의 사이즈보다도 작게 설정하는 것은, 기판(S)의 전체적으로 비교적 미소한 범위인, 상술한 대략 조정이나 미세 조정에 필요한 범위를, 충분한 해상도로 촬상하기 위해서다. 또한, 제1 촬상 수단(101)의 촬상 시야(F1)보다도 제2 촬상 수단(102)의 촬상 시야(F2) 쪽이 작은 것은, 미세 조정 처리 쪽이 보다 미소한 부위의 화상을 이용해서 패턴 매칭을 행하기 위해서다. 이에 반해, 제3 촬상 수단(103)의 촬상 시야를 기판(S)의 사이즈보다도 크게 설정하는 것은, 기판(S)의 형상을 특정하는 면에서 적합한 해상도로 기판(S)을 촬상하기 위해서다.Setting the imaging visual field F1 of the 1st imaging means 101 and the imaging visual field of the 2nd imaging means 102 smaller than the size of the board | substrate S is a relatively small range as a whole of the board | substrate S as mentioned above. In order to image the range required for rough adjustment or fine adjustment with sufficient resolution. In addition, the smaller the image pick-up field F2 of the second image pick-up means 102 than the image pick-up field F1 of the first pick-up means 101 is pattern matching using an image of a minute portion where the fine adjustment processing is smaller. To do this. On the other hand, setting the imaging visual field of the 3rd imaging means 103 larger than the size of the board | substrate S is for image | photographing the board | substrate S with the suitable resolution in the point which identifies the shape of the board | substrate S. FIG.

또한, 제1 및 제2 촬상 수단(101 내지 102)의 촬상 시야(F1 내지 F2)는, 상술한 (5)식의 요건에다가, 다음 (6)식 및 (7)식의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.The imaging visual fields F1 to F2 of the first and second imaging means 101 to 102 satisfy the relationship of the following formulas (6) and (7), in addition to the requirements of the above formula (5). desirable.

단위 요소 1개분의 사이즈 < 촬상 시야(F1) ≤ 단위 요소 복수 개분의 사이즈 … (6)Size for one unit element <imaging visual field F1 ≤ size for a plurality of unit elements. (6)

단위 요소 1개분의 사이즈 < 촬상 시야(F2) < 단위 요소 2개분의 사이즈 … (7)Size for one unit element <imaging visual field F2 <size for two unit elements. (7)

상술한 바와 같이, 제1 촬상 수단(101)은 대략 조정 처리에 사용하는 화상을 촬상하기 위한 것이므로, (6)식은 대략 조정 처리용의 화상이, 복수 개의 단위 요소의 상을 포함하는 화상인 것을 구하는 요건이라고 할 수 있다. 또한, 제2 촬상 수단(102)은 미세 조정 처리에 사용하는 화상을 촬상하기 위한 것이므로, (7)식은 미세 조정 처리용의 화상이, 단위 요소의 상을 1개만 포함하는 화상인 것을 구하는 요건이라고 할 수 있다.As above-mentioned, since the 1st imaging means 101 is for image | photographing the image used for the roughening process roughly, Formula (6) shows that the image for roughening process is an image containing the image of several unit element. It can be said to be a requirement. In addition, since the 2nd imaging means 102 is for imaging the image used for the fine adjustment process, Formula (7) is a requirement which calculates that the image for fine adjustment process is an image containing only one image of a unit element. can do.

다른 견해를 보면, (5)식 내지 (7)식의 관계는, 후술하는 순서에 의한 가공 위치의 특정을 적절하게 행할 수 있도록 레이저 가공 장치(100)에 있어서 가공 대상이 되는 기판(S)이 적어도 만족시켜야 할 요건을 정하는 것이다. 즉, 본 실시 형태에 관한 가공 위치 특정 방법의 적용 대상이 될 수 있는 기판(S)의 요건을 규정하고 있다고도 할 수 있다.According to another viewpoint, the relationship of the formulas (5) to (7) is that the substrate S to be processed in the laser processing apparatus 100 can be appropriately specified in the order described later. At the very least, it defines the requirements to be met. That is, it can also be said that requirements of the board | substrate S which can become an application target of the processing position specification method which concerns on this embodiment are prescribed | regulated.

예를 들어, 기판(S)이 2인치 직경의 웨이퍼와 동일한 정도의 사이즈를 갖는 경우이며, 단위 요소가 0.3㎜ 사각형 정도의 크기를 갖는 경우이면, 제1 촬상 수단(101)의 촬상 시야(F1)를 1변이 수㎜ 정도의 직사각 형상으로 하고, 제2 촬상 수단(102)의 촬상 시야(F2)[촬상 소자(87)의 촬상 시야]를 1변이 0.4㎜ 내지 0.5㎜ 정도의 직사각 형상으로 하고, 제3 촬상 수단(103)의 촬상 시야(F3)를 1변이 120㎜ 내지 150㎜ 정도의 직사각 형상으로 하면, (5)식 내지 (7)식의 관계를 만족시킨다. 구체적으로는, 촬상 시야(F1)를 4.8㎜×3.6㎜로 하고, 촬상 시야(F2)를 0.45㎜×0.45㎜로 하고, 촬상 시야(F3)를 120㎜×120㎜로 하는 것이 (5)식 내지 (7)식의 관계를 만족시키는 적합한 일례다.For example, when the substrate S has a size about the same as that of a 2-inch diameter wafer, and the unit element has a size about 0.3 mm square, the imaging visual field F1 of the first imaging means 101 is given. ) Is set to have a rectangular shape of about several mm, and the imaging visual field F2 (the imaging visual field of the imaging device 87) of the second imaging means 102 is a rectangular shape of about 0.4 mm to 0.5 mm. When the imaging visual field F3 of the 3rd imaging means 103 is made into the rectangular shape of 1 side about 120 mm-150 mm, the relationship of Formula (5)-(7) is satisfied. Specifically, the imaging visual field F1 is 4.8 mm × 3.6 mm, the imaging visual field F2 is 0.45 mm × 0.45 mm, and the imaging visual field F3 is 120 mm × 120 mm. It is a suitable example which satisfies the relationship of Formula (7).

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 가공 위치 특정에 이르기까지 필요해지는 다양한 촬상 화상의 취득 시에, 각각의 촬상 목적에 가장 적합한 촬상 시야를 갖는 촬상 수단을 이용하도록 이루어진다. 이에 의해, 후술하는 다양한 처리가 양호하게 행해지게 되므로, 결과적으로 높은 정밀도에서의 가공 위치의 특정이 실현된다.Thus, in this embodiment, at the time of acquiring the various picked-up image required until the process position specification, it is made to use the imaging means which has an imaging visual field which is most suitable for each imaging objective. As a result, various processes to be described later are satisfactorily performed, and as a result, specification of the machining position at high precision is realized.

또, 제1 내지 제3 촬상 수단(101 내지 103)을 공통되는 촬상 수단으로 실현하는 것도 원리적으로는 가능하다. 그러나 통상은 수십㎜ 내지 수백㎜ 사각형 정도의 크기를 갖는 기판(S)에 대하여, 최대 수㎜ 정도의 미세한 간격으로 가공을 실시하는 경우, 제3 촬상 수단(103)의 촬상 시야(F3)는 기판(S) 전체를 파악하기 위해 수십㎜ 내지 수백㎜ 사각형 정도의 크기가 필요한 한편, 제1 촬상 수단(101)의 촬상 시야(F1) 및 제2 촬상 수단(102)의 촬상 시야(F2)는 겨우 수㎜ 사각형 정도인 것이 필요해진다. 각각의 촬상 수단에 대하여 요구되는 해상도를 하나의 촬상 수단으로 모두 적절하게 실현하는 것은 반드시 용이하지는 않으며, 또한 비용 면에서도 실제적이지는 않다.It is also possible in principle to realize the first to third imaging means 101 to 103 by common imaging means. However, when processing with respect to the board | substrate S which has the magnitude | size of about tens of millimeters-several hundred mm square normally at the fine interval of about several mm, the imaging visual field F3 of the 3rd imaging means 103 is a board | substrate. In order to grasp the whole (S), the size of the order of several tens of millimeters to several hundreds of squares is required, while the imaging visual field F1 of the first imaging means 101 and the imaging visual field F2 of the second imaging means 102 are barely. It is necessary to be about a few mm square. It is not necessarily easy to realize all the resolutions required for each imaging means in one imaging means properly, and is not practical in terms of cost.

<변위 센서>Displacement Sensor

변위 센서(104)는 변위 계측 위치(P4)에 설치되어 있다. 변위 센서(104)는 대상물 표면의 변위를 비접촉으로 계측하는 것이다. 본 실시 형태에 있어서는, 포커싱 위치 조정 장치(1)에 의해 격자점(C)의 높이가 특정된 기판(S)에 대해서, 상기 격자점(C) 이외의 부분에 있어서의 스트리트 높이의 분포 경향을 파악할 목적으로, 변위 센서에 의한 계측을 행한다.The displacement sensor 104 is provided at the displacement measuring position P4. The displacement sensor 104 measures non-contact displacement of the surface of the object. In this embodiment, with respect to the board | substrate S with which the height of the grid point C was specified by the focusing position adjustment device 1, the distribution tendency of the street height in parts other than the said grid point C is shown. For the purpose of grasping, measurement by a displacement sensor is performed.

변위 센서(104)로서는, 공지의 것을 적용 가능하다. 레이저식의 것을 사용하는 것이 적합하지만, LED식, 초음파식, 혹은 와전류식의 것을 사용하는 형태라도 좋다.As the displacement sensor 104, a well-known thing is applicable. Although it is suitable to use a laser type thing, the form using an LED type | mold, an ultrasonic type, or an eddy current type may be sufficient.

<레이저 가공에 이르기까지의 처리 순서><Processing procedure up to laser processing>

도 21은 기판(S)의 스트리트(ST)에 대하여 레이저광(LB)에 의한 스크라이브 가공을 행할 경우의, 얼라인먼트 처리로부터 레이저 가공 처리에 이르기까지의 처리 흐름을 도시하는 도면이다.FIG. 21: is a figure which shows the process flow from alignment processing to a laser processing process when scribing with the laser beam LB is performed with respect to the street ST of the board | substrate S. FIG.

우선, 기판(S)을 스테이지(5)에 세트한다(스텝 S201). 구체적으로는, 주위를 링(7)으로 보유 지지한 고정 시트(6) 위에, 패턴 형성면이 상면이 되도록 기판(S)을 부착한 다음, 상기 고정 시트(6)마다 흡착 척(4) 위에 적재하고, 흡착 고정한다. 기판(S)을 부착할 때는 기판(S)의 중심 위치가 링(7)의 중심(O)과 대략 일치하도록 기판(S)이 보유 지지되는 것이 바람직하다. 단, 그때의 위치 결정은 엄밀할 필요는 없으며, 작업자가 육안으로 대략 일치하고 있다고 확인할 수 있을 정도의 정밀도가 좋다. 또, 레이저 가공 장치(100)가 다양한 가공 방법을 실현 가능하게 구성되어 있을 경우, 기판(S)의 스테이지(5)에 대한 세트에 앞서, 적용하는 가공 플랜을 선택하는 형태라도 좋다. 또, 이러한 가공 플랜의 선택을, 기판(S)의 얼라인먼트 후에 행하는 형태라도 좋다.First, the board | substrate S is set to the stage 5 (step S201). Specifically, the substrate S is attached on the fixing sheet 6 holding the periphery with the ring 7 so that the pattern forming surface becomes the upper surface, and then on the suction chuck 4 for each of the fixing sheets 6. Loading and adsorption fixation. When attaching the substrate S, it is preferable that the substrate S is held so that the center position of the substrate S approximately coincides with the center O of the ring 7. However, the positioning at that time does not have to be exact, and the precision is high enough to confirm that the operator is approximately equal to the naked eye. Moreover, when the laser processing apparatus 100 is comprised so that a various processing method can be implement | achieved, the form which selects the processing plan to apply before the set with respect to the stage 5 of the board | substrate S may be sufficient. Moreover, the form which selects such a processing plan after alignment of the board | substrate S may be sufficient.

기판(S)이 세트되면, 스테이지(5)가 제1 촬상 위치(P1)에 배치되고, 대략 조정 처리부(115)의 작용에 의해, 대략 조정 처리가 행해진다(스텝 S202). 도 22는 대략 조정 처리의 상세한 흐름을 도시하는 도면이다. 대략 조정 처리는 스트리트(ST)의 기울기(제1 기울기 각도)를 특정하고, 그 기울기를 기초로 하여 기판(S)의 기울기의 해소를 도모하는 처리다.When the board | substrate S is set, the stage 5 is arrange | positioned in the 1st imaging position P1, and the adjustment process is performed substantially by the action of the adjustment process part 115 (step S202). 22 is a diagram showing a detailed flow of the rough adjustment process. The coarse adjustment process is a process which specifies the inclination (first inclination angle) of the street ST, and aims at eliminating the inclination of the board | substrate S based on the inclination.

우선, 대략 조정 처리부(115)로부터의 실행 지시를 기초로 하여, 반복 패턴 중 링(7)의 중심(O)을 포함하는 영역이 제1 촬상 수단(101)에 의해 촬상되어, 대략 조정용 촬상이 취득된다(스텝 S202a).First, based on the execution instruction from the adjustment processing unit 115, an area including the center O of the ring 7 in the repeating pattern is picked up by the first imaging means 101, so that the adjustment imaging is roughly performed. It acquires (step S202a).

대략 조정용 촬상이 얻어지면, 대략 조정 처리부(115)는 대략 조정용 촬상에 있어서의 스트리트(ST)의 기울기로부터, 대략 조정 각도 θc를 결정한다(스텝 S202b).When the imaging for rough adjustment is obtained, the rough adjustment process part 115 determines the rough adjustment angle (theta) c from the inclination of the street ST in the rough adjustment image (step S202b).

대략 조정 각도 θc가 얻어지면, 대략 조정 처리부(115)로부터의 실행 지시를 기초로 하여, 구동 제어부(11)가 링(7)의 중심(O)의 위치를 회전 중심으로 하여, θ 스테이지(3)를, 스트리트(ST)의 기울기가 상쇄되는 방향으로 각도 θc만큼 회전시킨다(스텝 S202c). 이에 의해, 스트리트(ST)의 기울기가 대략 상쇄된다. 이 회전을 행함으로써, 기판(S)의 대략 조정 처리가 완료하게 된다.When the approximate adjustment angle θc is obtained, based on the execution instruction from the approximate adjustment processing unit 115, the drive control unit 11 sets the θ stage 3 based on the position of the center O of the ring 7 as the rotation center. ) Is rotated by the angle θc in the direction in which the inclination of the street ST is canceled (step S202c). As a result, the inclination of the street ST is substantially canceled. By performing this rotation, the rough adjustment process of the board | substrate S is completed.

대략 조정 처리가 완료되면, 스테이지(5)가 제2 촬상 위치(P2)에 배치되어, 포커싱 처리부(13)의 작용에 의해, 제1 실시 형태에서 설명한 포커싱 위치 조정 처리가 복수의 격자점(C)을 대상으로 행해진다(스텝 S203). 여기서, 처리 대상이 되는 격자점(C)으로서는, 적어도 링(7)의 중심(O) 근방에 위치하는 격자점(C)[이것을 기준 격자점(C0)이라 칭함]과, 상기 기준 격자점(C0)을 통해 X축에 평행한 스트리트 위에 위치하는 격자점(C)이며, 최좌단부 및 최우단부에 있는 것[각각, 좌단부 격자점(C1), 우단부 격자점(C2)이라 칭함]이 선택된다. 각각의 격자점(C)에 대한 포커싱 위치 등의 정보는, 포커싱 데이터(DF)로서 기억부(120)(20)에 기억된다. 기준 격자점(C0), 좌단부 격자점(C1), 및 우단부 격자점(C2)에 대해서 포커싱 위치 조정 처리에 의해 스트리트 높이가 특정된 것으로, 기판(S)에 대해서는 기판 중앙 근방에 있어서 X축 방향으로 연장하는 1개의 스트리트(ST)에 대해서, 그 중앙부와 단부와의 높이 위치가 특정되게 된다.When the coarse adjustment process is completed, the stage 5 is arrange | positioned at the 2nd imaging position P2, and the focusing position adjustment process demonstrated in 1st Embodiment performs the some grid point C by the action of the focusing process part 13. ) Is performed as a target (step S203). Here, as the lattice point C to be processed, the lattice point C (which is referred to as the reference lattice point C 0 ) located at least in the vicinity of the center O of the ring 7 and the reference lattice point Grid point (C) located on the street parallel to the X axis through (C 0 ), being at the leftmost and rightmost [respective left grid points (C 1 ), right grid points (C 2) ) Is selected. Information such as the focusing position for each lattice point C is stored in the storage units 120 and 20 as the focusing data DF. The street height is specified by the focusing position adjustment process with respect to the reference grid point C 0 , the left end grid point C 1 , and the right end grid point C 2 , and the substrate S is located near the substrate center. With respect to one street ST extending in the X-axis direction, the height position of the center portion and the end portion is specified.

또, 포커싱 위치 조정 처리를 행하는 단계에서는 레이저 가공 장치(100)에 의해 기판(S)의 전체 형상 및 사이즈는 특정되어 있지 않으므로, 좌단부 격자점(C1)과 우단부 격자점(C2)의 위치는 불분명하다. 따라서, 좌단부 격자점(C1)과 우단부 격자점(C2)에 대한 포커싱 위치 조정 처리는, 각각의 위치 특정과 세트로 행해지게 된다. 이러한 위치 특정에는, 다양한 방법이 적용 가능하다. 예를 들어, 소정의 개시 위치로부터 X축 방향을 따라서 촬상 위치를 이동시키면서, 격자점(C) 근방에 대한 촬상을 순차적으로 혹은 점차 반복하여, 격자점(C)이라 이해되는 상을 얻을 수 없게 되기 직전의 촬상 화상이, X축 방향 좌단부 및 X축 방향 우단부의 단위 요소에 대한 것이라 판단하는 형태라도 좋고, 공지의 최적 탐색법의 기술을 이용해서 좌단부 격자점(C1)과 우단부 격자점(C2)을 특정하는 형태라도 좋다.In addition, since the overall shape and size of the substrate S are not specified by the laser processing apparatus 100 in the step of performing the focusing position adjusting process, the left end lattice point C 1 and the right end lattice point C 2 are used . The location of is unclear. Therefore, the focusing position adjustment processing for the left end lattice point C 1 and the right end lattice point C 2 is performed in each position specification and set. For this location specification, various methods are applicable. For example, while moving the imaging position along the X-axis direction from the predetermined starting position, imaging of the vicinity of the grid point C is sequentially or gradually repeated so that an image understood as the grid point C cannot be obtained. become a picked-up image immediately before, the X-axis direction the left end and the X-axis direction may rightmost any form of determining would for a unit element portion, using the technique of optimal search methods known left end lattice point (C 1) and the right end a lattice point (C 2) may be a specific form.

포커싱 위치 조정 처리가 종료되면, 계속해서 미세 조정 처리가 행해진다(스텝 S204). 미세 조정 처리는, 좌단부 격자점(C1)과 우단부 격자점(C2)을 잇는 직선의 기울기(제3 기울기 각도)를 특정하고, 그 기울기를 기초로 하여 기판(S)의 기울기 해소를 도모하는 처리다. 도 23은 미세 조정 처리의 상세한 흐름을 도시하는 도면이다.When the focusing position adjustment processing is completed, fine adjustment processing is subsequently performed (step S204). The fine adjustment process specifies the inclination (third inclination angle) of the straight line connecting the left end lattice point C 1 and the right end lattice point C 2 , and cancels the inclination of the substrate S based on the inclination. It is processing to plan. It is a figure which shows the detailed flow of a fine adjustment process.

미세 조정 처리에 있어서는, 우선 미세 조정 처리부(116)로부터의 실행 지시를 기초로 하여, 제2 촬상 수단(102)에 의해, 좌단부 격자점(C1)을 포함하는 영역과 우단부 격자점(C2)을 포함하는 영역이 촬상된다(스텝 S204a, S204b). 또, 포커싱 위치 조정 후에 이들의 화상이 미리 취득되어 있는 형태라도 좋다.In the fine adjustment process, first, the area including the left end lattice point C 1 and the right end lattice point (by the second imaging unit 102) are based on the execution instruction from the fine adjustment processing unit 116. the region containing the C 2) is imaged (step S204a, S204b). It may also be a form in which these images are acquired in advance after the focusing position adjustment.

다음에, 미세 조정 처리부(116)는 좌단부 격자점(C1)의 촬상 화상과 기준 화상 데이터(DR)를 사용한 패턴 매칭에 의해, 좌단부 격자점(C1)에 있어서의 기울기 조정 기준 위치를 결정한다(스텝 S204c). 또한, 미세 조정 처리부(116)는 우단부 격자점(C2)의 촬상 화상과 기준 화상 데이터(DR)를 사용한 패턴 매칭에 의해, 우단부 격자점(C2)에 있어서의 기울기 조정 기준 위치를 결정한다(스텝 S204d).Next, the fine adjustment processing unit 116 adjusts the tilt adjustment reference position at the left end lattice point C 1 by pattern matching using the captured image of the left end lattice point C 1 and the reference image data DR. (Step S204c). Further, the fine adjustment processing unit 116 adjusts the tilt adjustment reference position at the right end grid point C 2 by pattern matching using the captured image of the right end grid point C 2 and the reference image data DR. It determines (step S204d).

2개의 기울기 조정 기준 위치가 특정되면, 미세 조정 처리부(116)는 양쪽 위치를 통과하는 직선의 기울기로부터, 미세 조정 각도 θf를 결정한다(스텝 S204e). 구체적으로는, 2개의 기울기 조정 기준 위치의 X축 방향의 좌표차를 Xf, Y축 방향의 좌표차를 Yf라 할 때, 미세 조정 각도 θf는 다음 (8)식에 의해 구해진다.If two inclination adjustment reference positions are specified, the fine adjustment processing part 116 determines fine adjustment angle (theta) f from the inclination of the straight line which passes through both positions (step S204e). Specifically, when the coordinate difference in the X-axis direction of the two tilt adjustment reference positions is Xf and the coordinate difference in the Y-axis direction is Yf, the fine adjustment angle θf is obtained by the following expression (8).

θf=tan-1(Yf/Xf) … (8) θf = tan -1 (Yf / Xf)... (8)

미세 조정 각도 θf가 얻어지면, 미세 조정 처리부(116)로부터의 실행 지시를 기초로 하여, 구동 제어부(11)가 링(7)의 중심(O)을 회전 중심으로 하여, θ 스테이지(3)를, 스트리트(ST)의 기울기가 상쇄되는 방향으로 미세 조정 각도 θf만큼 회전시킨다(스텝 S204f). 이 회전을 행함으로써, 기판(S)의 미세 조정 처리가 완료하게 된다.When the fine adjustment angle θf is obtained, the drive control unit 11 sets the θ stage 3 on the basis of the execution instruction from the fine adjustment processing unit 116 with the center O of the ring 7 as the rotation center. The microcomputer 16 rotates by the fine adjustment angle θf in the direction in which the inclination of the street ST is canceled (step S204f). By performing this rotation, the fine adjustment process of the board | substrate S is completed.

미세 조정 처리에 있어서는, 이격된 2점을 잇는 직선의 기울기를 구해서 조정을 행하므로, 대략 조정 처리 이상으로 엄밀한 조정이 실현된다. 즉, 미세 조정 처리를 행함으로써, 스트리트(ST)의 방향이 X축 방향에 대략 완전히 합치한 상태가 실현된다. 즉, 기판(S)이 수평면 내에 있어서 정확하게 얼라인먼트된 상태가 실현된다.In the fine adjustment process, since the inclination of the straight line which connects two spaced points is calculated | required and adjustment is performed, exact adjustment is realized substantially more than adjustment process. In other words, by performing the fine adjustment process, a state in which the direction of the street ST substantially coincides with the X-axis direction is realized. In other words, a state in which the substrate S is correctly aligned in the horizontal plane is realized.

미세 조정 처리가 완료되면, 계속해서 가공 위치를 특정하는 처리가 행해진다(스텝 S205). 가공 위치 특정 처리는, 일정 피치로 배치되어 이루어지는 복수의 스트리트의 각각에 대한, 시점 위치 및 종점 위치를 특정하는 처리다. 이것은 즉, 레이저광을 실제로 조사하는 범위를 특정하는 처리다. 도 24는, 가공 위치 특정 처리의 상세한 흐름을 도시하는 도면이다.When the fine adjustment process is completed, a process of subsequently specifying the machining position is performed (step S205). The machining position specifying process is a process of specifying the starting position and the ending position for each of a plurality of streets arranged at a constant pitch. In other words, this is a process of specifying the range in which the laser light is actually radiated. 24 is a diagram illustrating a detailed flow of processing position specifying processing.

가공 위치 특정 처리에 있어서는, 우선 가공 위치 특정 처리부(117)로부터의 실행 지시를 기초로 하여, 기준 격자점(C0)을 포함하는 영역이 제2 촬상 수단(102)에 의해 촬상되고, 계속해서 가공 위치 특정 처리부(117)의 작용에 의해 얻어진 촬상 화상과 기준 화상 데이터(DR)를 사용한 패턴 매칭을 행함으로써, 기준 격자점(C0)의 Y 좌표가 특정된다(스텝 S205a).In the machining position specifying process, first, the area including the reference grid point C 0 is imaged by the second imaging means 102 on the basis of the execution instruction from the machining position specifying processing unit 117. By performing pattern matching using the picked-up image obtained by the operation of the processing position specifying processing unit 117 and the reference image data DR, the Y coordinate of the reference grid point C 0 is specified (step S205a).

기준 격자점(C0)의 Y 좌표가 특정되면, 가공 위치 특정 처리부(117)의 작용에 의해, 그 Y 좌표 값과, 기억부(120)에 상대 위치 정보(DI)로서 기억되어 있는 스트리트(ST)의 피치(p)를 기초로 하여, 스트리트(ST)가 존재할 가능성이 있는 Y 좌표(스트리트 위치 후보)가 특정된다(스텝 S205b).When the Y coordinate of the reference grid point C 0 is specified, the Y coordinate value and the street stored as the relative position information DI in the storage unit 120 by the action of the machining position specifying processing unit 117 ( Based on the pitch p of ST, the Y coordinate (street position candidate) in which the street ST may exist is specified (step S205b).

스트리트 위치 후보가 특정되면, 가공 위치 특정 처리부(117)로부터의 실행 지시를 기초로 하여, 제3 촬상 수단(103)에 의해 기판(S)의 전체가 촬상된다(스텝 S205c). 도 25는 이러한 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상(IM9)을 예시하는 도면이다.When the street position candidate is specified, the whole of the board | substrate S is imaged by the 3rd imaging means 103 based on the execution instruction from the process position specification processing part 117 (step S205c). 25 is a diagram illustrating a captured image IM9 obtained by such imaging.

촬상 화상(IM9)이 얻어지면, 가공 위치 특정 처리부(117)의 작용에 의해, 당해 촬상 화상을 기초로 하여, 기판(S)의 외형 형상이 특정된다(스텝 S205d). 이러한 외형 형상은 기판(S)의 외형 즉 엣지 부분에 대응하는 위치의 좌표 값의 집합으로서 규정된다. 외형 형상의 특정은, 엣지 추출 등, 공지의 화상 처리 기술을 사용해서 실현 가능하다. 본 실시 형태에 있어서는, 이 시점에서 비로소 기판(S)의 전체 형상이 특정되게 된다.When the picked-up image IM9 is obtained, the external shape of the board | substrate S is specified based on the picked-up image by the action of the process position specification processing part 117 (step S205d). This external shape is defined as a set of coordinate values of the position corresponding to the external shape of the substrate S, that is, the edge portion. The external shape can be specified using a known image processing technique such as edge extraction. In this embodiment, the entire shape of the substrate S is specified at this point.

기판(S)의 외형 형상이 특정되면, 가공 위치 특정 처리부(117)는, 이 외형 형상과, 스트리트 위치 후보로부터 기판(S)에 있어서의 스트리트(ST)의 실제 존재 범위를 가공 위치(가공 스트로크)로서 특정한다(스텝 S205e).When the external shape of the board | substrate S is specified, the process position specification processing part 117 may process the actual position of the street ST in the board | substrate S from this external shape and a street position candidate in a process position (processing stroke). (Step S205e).

보다 구체적으로는, X축 방향에 대해서 기판(S)의 엣지 부분과 스트리트 위치 후보에 상당하는 직선과의 2개의 교점에 끼이게 된 범위가 가공 위치로서 특정되게 된다. 도 25에 모식적으로 도시한 경우이면, 스트리트 위치 후보를 나타내는 직선 V1, V2, V3에 대해서 각각, T1 T2 사이, T3 T4 사이, T5 T6 사이가 가공 위치(가공 스트로크)로서 특정되게 된다. 이에 의해, 이 시점에서 X축에 평행한 스트리트의 존재 범위, 즉 레이저광에 의한 X축 방향에 대한 가공 위치가 특정되게 된다. 가공 위치의 정보는 기억부(120)에 기억된다.More specifically, the range caught by two intersections of the edge portion of the substrate S with a straight line corresponding to the street position candidate in the X-axis direction is specified as the machining position. In the case shown schematically in FIG. 25, the T1 T2, the T3 T4, and the T5 T6 are specified as machining positions (machining strokes) with respect to the straight lines V1, V2, and V3 representing the street position candidates, respectively. Thereby, the processing range with respect to the X-axis direction by the laser beam in the presence range of the street parallel to an X-axis at this time is specified. Information on the machining position is stored in the storage unit 120.

이러한 가공 위치 결정 처리에 있어서는, 기판(S)의 외형 위치가 특정되어 있기만 하면 좋으며, 기판(S)이 어떠한 형상을 하고 있는지는 무관계하다. 따라서, 편평한 측면(orientation flat) 부분을 제외하고 대략 원형을 이루고 있는 기판(S)뿐만 아니라, 도 25에 예시한 바와 같은 부정형의 기판(S)에 대해서도, 적절하게 가공 위치를 결정할 수 있다.In such a processing positioning process, the external position of the board | substrate S only needs to be specified, and what kind of shape the board | substrate S has is irrelevant. Therefore, not only the board | substrate S which is substantially circular except the orientation flat part, but also the irregular substrate S as illustrated in FIG. 25, processing position can be determined suitably.

가공 위치가 결정되면, 계속해서 기판이 고정된 스테이지(5)가 변위 계측 위치(P4)에 배치되고, 변위 센서(104)에 의한 스트리트 높이의 계측(변위 정보의 취득)이 행해진다(스텝 S206). 도 26은 스트리트 높이의 계측 부위에 대해서 설명하기 위한 도면이다.When the machining position is determined, the stage 5 on which the substrate is fixed is subsequently disposed at the displacement measurement position P4, and the measurement of the street height (acquisition of displacement information) by the displacement sensor 104 is performed (step S206). ). It is a figure for demonstrating the measurement site | part of a street height.

변위 센서(104)에 의한 스트리트 높이의 계측은, 기준 격자점(C0)을 통과하는 스트리트(ST)를 기준으로 하고, 상기 스트리트(ST)를 포함하여 Y축 방향으로 소정 피치 ΔY씩 이격한 스트리트(ST)를 대상으로 행한다. 이 경우, 반드시 모든 스트리트를 대상으로 행할 필요는 없다. 즉, 피치 ΔY는 스트리트(ST) 피치(p)의 복수 배라도 좋다.The measurement of the street height by the displacement sensor 104 is based on the street ST passing through the reference grid point C 0 , and is spaced apart by a predetermined pitch ΔY in the Y-axis direction including the street ST. It performs on the street ST. In this case, it is not necessary to necessarily perform all streets. In other words, the pitch ΔY may be a multiple of the street ST pitch p.

변위 센서(104)에 의한 스트리트 높이의 계측은, 예를 들어 도 26에 주사선 LN으로 도시한 바와 같이, 계측용 프로브(예를 들어 레이저광)를 대상이 되는 스트리트(ST)의 위치만으로 왕복 주사시키는 것이 적합한 일례다. 이렇게 해서 얻어진 계측 값은 기억부(120)에 기억된다.The measurement of the street height by the displacement sensor 104 is, for example, as shown by the scanning line LN in FIG. 26, and the reciprocal scanning is performed only at the position of the street ST to which the measurement probe (for example, laser light) is subjected. One example is suitable. The measured value thus obtained is stored in the storage unit 120.

이러한 형태에서 얻어진 스트리트(ST)의 변위 정보와, 앞선 포커싱 위치 조정 처리에 의해 특정되어 있던 격자점(C)의 포커싱 위치 정보로부터, 기판(S) 전체에 있어서의 스트리트 높이의 분포를 신속히 파악할 수 있다. 이러한 분포를 기초로 하여, 후단의 레이저 가공 시에 레이저광(LB)의 초점 위치 혹은 초점 위치 프로파일이 결정된다.From the displacement information of the street ST obtained by such a form, and the focusing position information of the grid point C specified by the preceding focusing position adjustment process, the distribution of the street height in the whole board | substrate S can be grasped | ascertained quickly. have. Based on this distribution, the focal position or focal position profile of the laser beam LB is determined at the time of laser processing in the rear stage.

또, 상술한 바와 같이, 포커싱 위치 조정 장치(1)의 기능에 의해 스트리트(ST)의 높이를 특정하는 것은 가능하지만, 이에 의해 얻을 수 있는 것은 어디까지나 국소적인 높이 위치 정보이므로, 기판(S) 전체의 높이 분포를 파악하기 위해서는, 다수의 격자점(C)에서 포커싱 위치 조정을 행할 필요가 있다. 이러한 대응은 처리량의 관점에서 효율적이지는 않으므로, 본 실시 형태에서는 변위 센서(104)가 사용된다. 이에 의해 초점 위치 프로파일을 신속하게 얻을 수 있다. 단, 스트리트(ST)의 평탄성이 보증되어 있을 경우에는, 변위 센서(104)에 의한 계측을 행하지 않고, 포커싱 위치 조정 장치(1)에 의해 얻어진 격자점(C)의 포커싱 위치만을 기초로 하여 레이저광(LB)의 초점 위치가 정해지는 형태라도 좋다.In addition, as mentioned above, although the height of the street ST can be specified by the function of the focusing position adjustment apparatus 1, what can be obtained by this is only local height position information, and therefore, the board | substrate S In order to grasp the entire height distribution, it is necessary to perform the focusing position adjustment at a plurality of grid points (C). Since this correspondence is not efficient in terms of throughput, the displacement sensor 104 is used in this embodiment. Thereby, the focus position profile can be obtained quickly. However, when the flatness of the street ST is guaranteed, the laser is based on only the focusing position of the grid point C obtained by the focusing position adjusting device 1 without measuring by the displacement sensor 104. It may be a form in which the focal position of the light LB is determined.

변위 센서(104)에 의한 스트리트 높이의 계측이 종료되면, 스테이지(5)가 가공 위치(P5)에 배치되어, 레이저광(LB)에 의한 X축 방향에 대한 가공이 행해진다(스텝 S207). 즉, XY 스테이지(2)를 X축 방향으로 이동시키면서, 스트리트 높이 분포를 기초로 하여 초점 위치(혹은 초점 위치 프로파일)가 정해진 레이저광(LB)을, 특정된 가공 위치(가공 스트로크)에 대하여 순차적으로 조사함으로써, X축 방향으로 연장되는 스트리트(ST)에 대한 레이저 가공이 순차적으로 실시되게 된다. 레이저광(LB)의 조사 조건(파장, 펄스 폭, 피크 파워, XY 스테이지(2)의 주사 속도 등)은, 가공 대상에 따라서 적당하게 설정되면 좋다.When the measurement of the street height by the displacement sensor 104 is complete | finished, the stage 5 is arrange | positioned at the process position P5 and the process to the X-axis direction by the laser beam LB is performed (step S207). In other words, while moving the XY stage 2 in the X-axis direction, the laser beam LB whose focal position (or focal position profile) is determined based on the street height distribution is sequentially ordered with respect to the specified machining position (processing stroke). By irradiating with, the laser processing for the street ST extending in the X-axis direction is sequentially performed. Irradiation conditions (wavelength, pulse width, peak power, scanning speed of the XY stage 2, etc.) of the laser beam LB may be appropriately set according to the processing target.

본 실시 형태의 경우, 레이저광(LB)의 조사는 스트리트(ST)가 레이저광(LB)의 조사 위치에 있을 때만 행해지므로, 스트리트(ST)를 벗어나거나, 혹은 다시 기판(S)을 벗어나서 레이저광(LB)이 조사되는 일은 없다. 도 25에 도시한 경우이면, T1 T2 사이, T3 T4 사이, T5 T6 사이에만 레이저광이 조사되게 된다.In the case of this embodiment, irradiation of the laser beam LB is performed only when the street ST is at the irradiation position of the laser beam LB, so that the laser beam is moved out of the street ST or again out of the substrate S. Light LB is not irradiated. In the case shown in FIG. 25, laser light is irradiated only between T1 T2, T3 T4, and T5 T6.

이와 같이 하여, X축 방향에 대한 레이저 가공이 실시되면, 계속해서 가공되지 않고 남아 있는 Y축 방향의 스트리트(ST)에 대한 레이저 가공 처리가 행해진다. Y축 방향의 스트리트(ST)의 가공은, θ 스테이지(3)를 동작시킴으로써 기판(S)을 수평면 내에서 90°회전시킨 후, 당해 회전에 의해 X축 방향에 배치된 미가공의 스트리트(ST)를 대상으로 하여, 도 21에 도시한 순서를 반복함으로써 행한다.In this way, when laser processing is performed in the X-axis direction, laser processing is performed on the streets ST in the Y-axis direction which remain unprocessed. In the processing of the street ST in the Y-axis direction, after the substrate S is rotated 90 ° in the horizontal plane by operating the θ stage 3, the raw street ST disposed in the X-axis direction by the rotation. Is performed by repeating the procedure shown in FIG.

<가공 위치 특정의 순서와 가공 정밀도와의 관계><Relationship between machining position specification sequence and machining accuracy>

이상과 같은 순서로 가공 위치의 특정과 가공을 행할 경우, 대략 조정 처리와 미세 조정 처리에 의해 미리 스트리트(ST)의 방향을 X축 방향으로 엄밀하게 합치시킨 후(피가공물의 자세를 엄밀하게 조정한 후)의 스테이지(5)의 이동은, 촬상 위치의 이동이나 레이저 조사 위치의 이동을 위한 XY 스테이지(2)의 이동뿐이며, 당해 스트리트(ST)에 대한 가공이 종료될 때까지, θ 스테이지(3)를 동작시킴으로써 기판(S)을 회전시키는 일이 없다. 가령, 가공 위치를 특정한 후에 기판(S)을 회전시켰을 경우에는, 평행 이동 오차나 좌표 변환 오차에 기인하여, 계산상의 가공 위치와 실제 스트리트 위치의 어긋남이 발생할 수 있지만, 본 실시 형태에 관한 순서에 있어서는 가공 위치라 특정된 부위로부터 실제 스트리트가 어긋나는 일은 없다.When specifying and processing the machining positions in the above-described order, after roughly matching the direction of the street ST in the X-axis direction by roughly adjusting and fine-tuning processing (adjusting the attitude of the workpiece precisely) Movement of the stage 5 is only the movement of the XY stage 2 for the movement of the imaging position or the movement of the laser irradiation position, and the θ stage ( By operating 3), the substrate S is not rotated. For example, when the substrate S is rotated after the machining position is specified, a deviation between the calculated machining position and the actual street position may occur due to the parallel movement error or the coordinate transformation error. In this case, the actual street does not deviate from the site specified by the machining position.

또한, 기판(S)의 외형 위치의 특정을 위한 기판(S) 전체 형상의 촬상은, 스트리트(ST)의 방향을 X축 방향에 엄밀하게 합치시킨 후의 기판(S)을 대상으로, 즉, 그 후의 회전이 불필요한 기판(S)을 대상으로 행해지므로, 외형 위치의 특정이나 가공 위치의 특정 시에 촬상 화상을 좌표 변환할 필요가 없다. 즉, 기판(S)의 외형 위치가 좌표 변환에 수반하는 오차를 포함하는 일이 없다.In addition, imaging of the board | substrate S whole shape for specification of the external position of the board | substrate S targets the board | substrate S after having matched the direction of the street ST strictly to the X-axis direction, ie, Since it is performed to the board | substrate S which does not need a subsequent rotation, it is not necessary to coordinate-convert a picked-up image at the time of specification of the external position and the process position. That is, the external position of the board | substrate S does not contain the error accompanying a coordinate transformation.

이상의 점으로부터, 본 실시 형태에 있어서는 가공 위치를 높은 정밀도로 결정할 수 있다. 또한, 회전 중심의 어긋남 보정 실시 혹은 회전 중심의 어긋남이 발생하지 않는 장치 구성이 모두 필요하지 않으므로, 가공 장치의 제조 비용을 억제하면서, 높은 정밀도에서의 가공 위치의 결정이 실현된다.From the above, in this embodiment, a machining position can be determined with high precision. In addition, since neither the arrangement of the rotation center misalignment correction nor the arrangement of the rotation center misalignment is necessary, determination of the machining position at high precision is realized while suppressing the manufacturing cost of the processing apparatus.

다시 말하면, 스트리트를 X축 방향에 합치시키기 위한 대략 조정 처리와 미세 조정 처리는, 국소적인 촬상 화상의 취득에 의해서만 실현되므로, 기판(S)의 형상에 의존하는 일 없이 행해진다. 또한, 스트리트 위치 후보로서 특정되는 직선군은, 실제 기판(S)의 형상에 무관계하게 결정된다. 기판의 전체 형상에 대한 정보를 부여하는 촬상 화상은 가공 위치를 특정하는 처리에 사용될 뿐이며, 게다가 이러한 처리는 가공 위치 후보가 된 각각의 직선에 대해서 기판(S)의 외형 위치와의 교점을 특정한다고 하는, 외형 위치의 좌표마저 특정되면 기판(S)의 전체 형상 자체에는 직접적으로는 관계되지 않는 처리이며, 기판(S)이 부정형인 경우라도 양호하게 실시할 수 있는 처리다. 따라서, 기판(S)이 부정형인 경우라도, 높은 정밀도로 가공 위치를 특정할 수 있다.In other words, the coarse adjustment processing and the fine adjustment processing for bringing the streets into the X-axis direction are realized only by acquiring a local captured image, and thus are performed without depending on the shape of the substrate S. FIG. The straight line group specified as the street position candidate is determined irrespective of the shape of the actual substrate S. FIG. The picked-up image which gives information about the overall shape of the substrate is used only for the process of specifying the machining position, and furthermore, such a process specifies that the intersection with the contour position of the substrate S is specified for each straight line which becomes the machining position candidate. If the coordinates of the external position are specified, it is a process that is not directly related to the overall shape itself of the substrate S, and it is a process that can be performed satisfactorily even when the substrate S is irregular. Therefore, even when the board | substrate S is indefinite, a machining position can be specified with high precision.

또한, 상술한 순서에 있어서는 특히, X축 방향에 평행한 스트리트만을 가공 위치로서 특정하고 있으므로, 레이저광(LB)의 조사 시에 XY 스테이지(2)만을 동작시켜 기판(S)을 수평 이동시키면 좋고, θ 스테이지(3)를 동작시키는 것에 의한 기판(S)의 회전 이동은 불필요하다. 따라서, 특정된 가공 위치에 충실하게 레이저광을 조사할 수 있다.In addition, in the above-mentioned procedure, since only the street parallel to the X-axis direction is specifically identified as a machining position, it is sufficient to move the substrate S horizontally by operating only the XY stage 2 at the time of irradiation of the laser beam LB. The rotational movement of the substrate S by operating the θ stage 3 is unnecessary. Therefore, the laser beam can be irradiated faithfully to the specified processing position.

또한, 얼라인먼트 처리로부터 레이저 가공에 이르는 일련의 공정 중에서 포커싱 위치 조정 처리를 행하도록 하고 있으므로, 레이저 가공 시에, 조사하는 레이저광을 상정대로의 초점 위치에 조사할 수 있다. 이에 의해, 레이저광의 조사 에너지가 유효하게 이용되므로, 원하는 스크라이빙을 확실하게 행할 수 있다.Moreover, since focusing position adjustment processing is performed in a series of processes from alignment processing to laser processing, the laser beam to irradiate can be irradiated to the focal position as assumed at the time of laser processing. Thereby, since irradiation energy of a laser beam is utilized effectively, desired scribing can be performed reliably.

이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 각각이 동일 형상을 갖는 단위 요소의 반복 패턴이 표면에 2차원적으로 형성되어 이루어지는 기판에 있어서 오목부에 위치하는 스트리트를 레이저 가공할 경우에, 스트리트를 정확하게 포커싱 상태로 한 다음 레이저 가공을 행하도록 함으로써, 초점 위치를 스트리트의 높이 위치에 따라서 적절하게 설정한 상태에서 레이저광을 스트리트에 조사할 수 있으므로, 에너지 이용 효율이 높은 가공을 행할 수 있어, 레이저광에 의한 스트리트의 가공 정밀도가 향상된다.As mentioned above, according to this embodiment, when laser processing the street located in a recessed part in the board | substrate with which the repeating pattern of the unit element which respectively has the same shape is formed two-dimensionally on the surface, The laser beam can be irradiated to the street with the focal position set appropriately in accordance with the height position of the street, and the laser processing can be performed by setting the focusing state to accurately focusing. The processing precision of the street by a laser beam improves.

나아가서는, 우선 기판의 자세를 엄밀하게 조정하고, 그 후의 회전이 불필요한 상태로 한 다음, 가공 위치(가공 스트로크)의 특정을 행하므로, 높은 가공 위치 정밀도 하에서 레이저 가공을 행할 수 있다.Furthermore, since the attitude | position of a board | substrate is adjusted first, the subsequent rotation is made unnecessary, and the machining position (processing stroke) is specified, laser processing can be performed with high processing position precision.

또한, 자세가 엄밀하게 조정된 후의 기판의 국소 위치의 촬상 화상을 기초로 하여 스트리트 위치 후보를 복수의 직선군으로서 결정한 후에, 기판(S) 전체를 촬상하여 그 촬상 화상으로부터 기판의 외형 위치를 특정하고, 스트리트 위치 후보인 각각의 직선과 외형 위치와의 교점을 구함으로써 가공 위치를 특정하므로, 기판의 전체 형상 자체에 관계없이, 가공 위치를 특정할 수 있다. 즉, 부정형의 기판이라도, 적절하게 가공 위치를 특정할 수 있다.Further, after determining the street position candidates as a plurality of straight line groups based on the picked-up image of the local position of the substrate after the posture is precisely adjusted, the whole board | substrate S is picked up and the external position of a board | substrate is identified from the picked-up image. In addition, since the machining position is specified by finding the intersection point of each straight line as the street position candidate and the outline position, the machining position can be specified regardless of the overall shape itself of the substrate. That is, even if it is an irregular board | substrate, a process position can be appropriately specified.

1 : 포커싱 위치 조정 장치
3 : θ 스테이지
4 : 흡착 척
5 : 스테이지
6 : 고정 시트
7 : 링
8 : 광학계
10, 110 : 제어부
20, 120 : 기억부
81 : 광원부
82 : 패턴 마스크
82a : 일단부
82b : 타단부
82s : 패턴 형성면
83 : 제1 결상 렌즈
84 : 빔 스플리터
85 : 대물 렌즈
85m : Z축 조절 기구
86 : 제2 결상 렌즈
87 : 촬상 소자
100 : 레이저 가공 장치
101 : 제1 촬상 수단
102 : 제2 촬상 수단
103 : 제3 촬상 수단
104 : 변위 센서
105 : 노광 수단
105a : 레이저광원
105b : 대물 렌즈
AX1 : 광축
C : 격자점
C0 : 기준 격자점
C1 : 좌단부 격자점
C2 : 우단부 격자점
L1 : 조사광
L2 : 반사광
LB : 레이저광
P1 : 제1 촬상 위치
P2 : 제2 촬상 위치
P3 : 제3 촬상 위치
P4 : 변위 계측 위치
P5 : 가공 위치
PT : 차광 패턴
PT1 : 제1 차광 패턴
PT2 : 제2 차광 패턴
S : 기판
ST : 스트리트1: Focusing position adjusting device
3: θ stage
4: adsorption chuck
5: stage
6: fixed sheet
7: ring
8: optical system
10, 110: control unit
20, 120: memory
81: light source
82: pattern mask
82a: one end
82b: other end
82s: pattern forming surface
83: first imaging lens
84: beam splitter
85: objective lens
85m: Z axis adjustment mechanism
86: second imaging lens
87: imaging device
100: laser processing device
101: first imaging means
102: second imaging means
103: third imaging means
104: displacement sensor
105: exposure means
105a: laser light source
105b: objective lens
AX1: optical axis
C: grid point
C0: reference grid point
C1: left end grid point
C2: right end grid point
L1: irradiation light
L2: reflected light
LB: laser light
P1: first imaging position
P2: second imaging position
P3: third imaging position
P4: displacement measurement position
P5: Machining Position
PT: Shading Pattern
PT1: first shading pattern
PT2: second shading pattern
S: substrate
ST: Street

Claims (9)

관찰 대상물에 있어서 격자 형상으로 존재하는 포커싱 대상 영역이 포커싱 상태가 되도록 관찰 광학계에 구비되는 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정하는 방법이며,
상기 관찰 대상물을 소정의 보유 지지 수단으로 보유 지지시키는 보유 지지 공정과,
복수의 단위 차광 영역을 제1 방향으로 등간격으로 배열하여 이루어지는 제1 차광 패턴과, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 설치된 제2 차광 패턴을 갖는 십자 형상의 차광 패턴을, 상기 포커싱 대상 영역의 하나의 격자점을 중심으로 하는 십자 형상 영역을 투영 범위로서 투영하는 패턴 투영 공정과,
상기 차광 패턴이 투영된 상태에서, 상기 하나의 격자점을 화상 중앙에 합치시켜서 상기 투영 범위를 포함하는 영역을 상기 관찰 광학계에 구비되는 촬상 수단에 의해 촬상하는 촬상 공정과,
상기 촬상 화상을 기초로 하여 상기 제1 차광 패턴의 콘트라스트가 최대가 되는 최대 콘트라스트 위치를 특정하는 최대 콘트라스트 위치 특정 공정과,
상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정하는 포커싱 위치 조정 공정을 구비하고,
상기 패턴 투영 공정에 있어서는, 상기 차광 패턴을 상기 관찰 광학계의 광축에 대하여 경사지게 하여 배치하고, 상기 제1 차광 패턴의 복수의 단위 차광 영역 각각의 결상 위치가 다른 높이 위치가 되어, 상기 제2 차광 패턴이 하나의 높이 위치에서 결상하도록, 상기 차광 패턴을 상기 십자 형상 영역에 투영하고,
상기 포커싱 위치 조정 공정이,
상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정에 있어서 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 있는 경우에, 상기 최대 콘트라스트 위치와 상기 하나의 격자점의 위치와의 거리를 기초로 하여 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정함으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는, 제1 포커싱 위치 조정 공정과,
상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정에 있어서 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없는 경우에, 상기 촬상 수단에 상기 관찰 대상물에 대한 상기 포커싱 수단의 배치 거리를 다르게 한 복수의 촬상 화상을 촬상시키고, 이렇게 해서 얻어진 상기 복수의 촬상 화상을 기초로 하여 상기 포커싱 수단의 배치 거리에 대한 상기 제2 차광 패턴의 콘트라스트 변화를 특정하고, 상기 콘트라스트 변화의 극대 위치를 상기 포커싱 대상 영역이 포커싱 상태가 되는 상기 포커싱 수단의 배치 위치라 결정해서 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 상기 극대 위치에 일치시킴으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는, 제2 포커싱 위치 조정 공정을 선택적으로 행하는 것을 특징으로 하는, 포커싱 위치 조정 방법.A method of adjusting the focusing position of the focusing means provided in the observation optical system so that the focusing target region existing in a lattice shape in the observation target is in a focusing state.
A holding step of holding the observation object with a predetermined holding means;
The focusing target is a cross-shaped light shielding pattern having a first light shielding pattern formed by arranging a plurality of unit light shielding regions at equal intervals in a first direction and a second light shielding pattern provided in a second direction perpendicular to the first direction. A pattern projection process of projecting a cross-sectional area centered on one grid point of the area as a projection range,
An imaging process of imaging an area including the projection range by the imaging means provided in the observation optical system by matching the one lattice point to an image center in the state where the light shielding pattern is projected;
A maximum contrast position specifying step of specifying a maximum contrast position at which the contrast of the first light shielding pattern is maximized based on the captured image;
A focusing position adjusting step of adjusting a focusing position of said focusing means,
In the pattern projecting step, the light shielding pattern is disposed to be inclined with respect to the optical axis of the observation optical system, and the imaging positions of the plurality of unit light shielding regions of the first light shielding pattern are different height positions, and the second light shielding pattern Projecting the light shielding pattern onto the cross-shaped area so as to form at this one height position,
The focusing position adjusting process,
The focusing by adjusting the focusing position of the focusing means based on the distance between the maximum contrast position and the position of the one lattice point in the case where the maximum contrast position can be specified in the maximum contrast position specifying process. A first focusing position adjusting step of bringing the target region into a focusing state,
When the maximum contrast position cannot be specified in the maximum contrast position specifying step, the imaging means picks up a plurality of picked-up images having different arrangement distances of the focusing means relative to the observation object, and the obtained An arrangement position of the focusing means in which the contrast change of the second light shielding pattern with respect to the arrangement distance of the focusing means is specified on the basis of a plurality of picked-up images, and the maximum position of the contrast change is in the focusing region; And performing a second focusing position adjusting step of bringing the focusing region into a focusing state by determining that the focusing position of the focusing means matches the maximum position. 제1항에 있어서, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정에 있어서 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없지만, 상기 하나의 격자점의 위치로부터 보아 상기 최대 콘트라스트 위치가 존재하는 방향인 콘트라스트 증대 방향을 특정할 수 있는 경우에는, 상기 콘트라스트 증대 방향에 상당하는 방향에 있어서 소정 거리만큼 상기 관찰 대상물에 대한 상기 포커싱 수단의 배치 거리를 다르게 한 다음, 상기 촬상 공정과, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정과, 상기 포커싱 위치 조정 공정을 반복하고,
상기 최대 콘트라스트 증대 방향을 특정할 수 없는 경우에는, 상기 제2 포커싱 위치 조정 공정을 행하는 것을 특징으로 하는, 포커싱 위치 조정 방법.The maximum contrast position cannot be specified in the maximum contrast position specifying process, but the contrast increasing direction which is the direction in which the maximum contrast position exists from the position of the one lattice point can be specified. In this case, the arrangement distance of the focusing means with respect to the observation object is varied by a predetermined distance in a direction corresponding to the contrast increasing direction, and then the imaging process, the maximum contrast position specifying process, and the focusing position adjusting process. Repeat,
And the second focusing position adjusting step is performed when the maximum contrast increasing direction cannot be specified. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 공정에 있어서는,
상기 제1 차광 패턴이 투영된 촬상 화상에 있어서의 상기 복수의 단위 차광 영역의 배열 방향을 따른 화소열마다 명도 프로파일을 적산한 적산 명도 프로파일을 기초로 하여, 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정하는 것을 특징으로 하는, 포커싱 위치 조정 방법.The said maximum contrast position specification process of Claim 1 or 2,
The maximum contrast position is specified on the basis of an integrated brightness profile obtained by integrating a brightness profile for each pixel column along the arrangement direction of the plurality of unit light blocking regions in the captured image on which the first light shielding pattern is projected. How to adjust the focusing position. 관찰 대상물을 보유 지지하는 보유 지지 수단과,
상기 보유 지지 수단으로 보유 지지된 상기 관찰 대상물에 대한 배치 위치를 다르게 함으로써 포커싱 위치를 가변 가능한 포커싱 수단과,
상기 포커싱 수단을 통해서 상기 관찰 대상물을 촬상 가능한 촬상 수단을 구비하는 관찰 광학계를 갖고, 상기 관찰 대상물에 있어서 격자 형상으로 존재하는 포커싱 대상 영역이 포커싱 상태가 되도록 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정하는 포커싱 위치 조정 장치이며,
복수의 단위 차광 영역을 제1 방향으로 등간격으로 배열하여 이루어지는 제1 차광 패턴과, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 설치된 제2 차광 패턴을 갖는 십자 형상의 차광 패턴을, 상기 포커싱 대상 영역의 하나의 격자점을 중심으로 하는 십자 형상 영역을 투영 범위로서 투영하는 패턴 투영 수단과,
상기 차광 패턴을 상기 십자 형상 영역에 투영시키고, 또한 상기 하나의 격자점을 화상 중앙에 합치시킨 상태에서, 상기 촬상 수단에 의해 촬상된, 상기 투영 범위를 포함하는 영역의 촬상 화상을 기초로 하여, 상기 제1 차광 패턴의 콘트라스트가 최대가 되는 최대 콘트라스트 위치를 특정하는 최대 콘트라스트 위치 특정 수단과,
상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 있어서의 특정 결과를 기초로 하여 상기 포커싱 수단에 포커싱 위치를 조정시킴으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는 포커싱 위치 조정 처리 수단을 구비하고,
상기 패턴 투영 수단은 상기 차광 패턴을 상기 관찰 광학계의 광축에 대하여 경사지게 하여 배치하고, 상기 제1 차광 패턴의 복수의 단위 차광 영역 각각의 결상 위치가 다른 높이 위치가 되어, 상기 제2 차광 패턴이 하나의 높이 위치에서 결상하도록, 상기 차광 패턴을 상기 십자 형상 영역에 투영하고,
상기 포커싱 위치 조정 처리 수단은,
상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 의해 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 있는 경우에는, 상기 최대 콘트라스트 위치와 상기 하나의 격자점의 위치와의 거리를 기초로 하여 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 조정시킴으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는 제1 조정 처리를 행하고,
상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 의해 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없는 경우에는, 상기 촬상 수단에 상기 관찰 대상물에 대한 상기 포커싱 수단의 배치 거리를 다르게 한 복수의 촬상 화상을 촬상시키고, 이렇게 해서 얻어진 상기 복수의 촬상 화상을 기초로 하여 상기 포커싱 수단의 배치 거리에 대한 상기 제2 차광 패턴의 콘트라스트 변화를 특정하고, 상기 콘트라스트 변화의 극대 위치를 상기 포커싱 대상 영역이 포커싱 상태가 되는 상기 포커싱 수단의 배치 위치라 결정해서 상기 포커싱 수단의 포커싱 위치를 상기 극대 위치에 일치시킴으로써 상기 포커싱 대상 영역을 포커싱 상태로 하는 제2 조정 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 포커싱 위치 조정 장치.Holding means for holding an object to be observed;
Focusing means capable of varying a focusing position by varying an arrangement position with respect to the observation object held by the holding means;
A focusing position having an observation optical system including an imaging means capable of imaging the observation object through the focusing means, and adjusting the focusing position of the focusing means so that a focusing region that is present in a lattice shape in the observation object is in a focusing state; Adjustment device,
The focusing target is a cross-shaped light shielding pattern having a first light shielding pattern formed by arranging a plurality of unit light shielding regions at equal intervals in a first direction and a second light shielding pattern provided in a second direction perpendicular to the first direction. Pattern projection means for projecting a cross-sectional area centered on one grid point of the area as a projection range;
On the basis of the picked-up image of the area | region containing the said projection range image | photographed by the said imaging means in the state which projected the said light shielding pattern to the said cross-sectional area, and match | combined the said one grid point with the image center, Maximum contrast position specifying means for specifying a maximum contrast position at which the contrast of the first light shielding pattern is maximum;
And a focusing position adjusting processing means for bringing the focusing region into a focusing state by adjusting a focusing position in the focusing means based on a specific result of the maximum contrast position specifying means,
The pattern projecting means is arranged so that the light blocking pattern is inclined with respect to the optical axis of the observation optical system, and the imaging positions of the plurality of unit light blocking regions of the first light blocking pattern are different height positions, so that the second light blocking pattern is one Projecting the light shielding pattern onto the cross-shaped area so as to form an image at a height position of
The focusing position adjusting processing means is
When the maximum contrast position can be specified by the maximum contrast position specifying means, the focusing is performed by adjusting the focusing position of the focusing means based on the distance between the maximum contrast position and the position of the one lattice point. A first adjustment process for bringing the target area into a focusing state,
When the maximum contrast position cannot be specified by the maximum contrast position specifying means, the imaging means picks up a plurality of picked-up images having different arrangement distances of the focusing means relative to the observation object, and the obtained An arrangement position of the focusing means in which the contrast change of the second light shielding pattern with respect to the arrangement distance of the focusing means is specified on the basis of a plurality of picked-up images, and the maximum position of the contrast change is in the focusing region; And a second adjustment process for bringing the focusing region into a focusing state by matching the focusing position of the focusing means with the maximum position. 제4항에 있어서, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 의해 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정할 수 없지만, 상기 하나의 격자점 위치로부터 보아 상기 최대 콘트라스트 위치가 존재하는 방향인 콘트라스트 증대 방향을 특정할 수 있는 경우에는, 상기 콘트라스트 증대 방향에 상당하는 방향에 있어서 소정 거리만큼 상기 관찰 대상물에 대한 상기 포커싱 수단의 배치 거리를 다르게 한 다음, 상기 촬상 수단에 의한 상기 투영 범위를 포함하는 영역의 촬상과, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 의한 상기 최대 콘트라스트 위치의 특정과, 상기 포커싱 위치 조정 처리 수단에 의한 처리를 반복하고,
상기 최대 콘트라스트 증대 방향을 특정할 수 없는 경우에는, 상기 포커싱 위치 조정 처리 수단에 의한 상기 제2 조정 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 포커싱 위치 조정 장치.5. The method according to claim 4, wherein the maximum contrast position cannot be specified by the maximum contrast position specifying means, but the contrast increasing direction that is the direction in which the maximum contrast position exists from the one grid point position can be specified. Next, the arrangement distance of the focusing means with respect to the observation object is varied by a predetermined distance in a direction corresponding to the contrast increasing direction, and then imaging of an area including the projection range by the imaging means, and the maximum contrast. Specifying the maximum contrast position by the position specifying means and processing by the focusing position adjusting processing means are repeated,
And when the maximum contrast increasing direction cannot be specified, the second adjustment processing by the focusing position adjustment processing means is performed. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 최대 콘트라스트 위치 특정 수단에 있어서는,
상기 제1 차광 패턴이 투영된 촬상 화상에 있어서의 상기 복수의 단위 차광 영역의 배열 방향을 따른 화소열마다의 명도 프로파일을 적산한 적산 명도 프로파일을 기초로 하여, 상기 최대 콘트라스트 위치를 특정하는 것을 특징으로 하는, 포커싱 위치 조정 장치.The method according to claim 4 or 5, wherein in the maximum contrast position specifying means,
The maximum contrast position is specified based on an integrated brightness profile obtained by integrating a brightness profile for each pixel column in an array direction of the plurality of unit light blocking regions in the captured image on which the first light shielding pattern is projected. A focusing position adjusting device. 피가공물에 대하여 레이저광을 조사해서 가공을 행하는 레이저 가공 장치이며,
레이저광을 조사하는 광원과,
제4항 또는 제5항에 기재된 포커싱 위치 조정 장치를 구비하고,
상기 보유 지지 수단이 상기 레이저광의 조사 영역과 상기 관찰 광학계에 의한 관찰 영역과의 사이 및 상기 레이저광의 상기 조사 영역 내에 있어서 이동 가능하게 설치되어 있고,
상기 포커싱 위치 조정 장치에 있어서 특정된 격자점의 포커싱 위치를 기초로 하여 상기 레이저광의 초점 위치를 설정한 다음, 상기 포커싱 대상 영역에 레이저광을 조사함으로써, 상기 포커싱 대상 영역을 가공 대상 영역으로 하는 레이저 가공을 행하는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.It is a laser processing apparatus which performs processing by irradiating a laser beam to a to-be-processed object,
A light source for irradiating laser light,
A focusing position adjusting device according to claim 4 or 5,
The holding means is provided so as to be movable between the irradiation area of the laser light and the observation area by the observation optical system and within the irradiation area of the laser light,
In the focusing position adjusting device, a focus position of the laser beam is set based on the focusing position of the specified grid point, and then the laser beam is irradiated to the focusing region so that the focusing region is the processing target region. Processing is carried out, The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned. 제7항에 있어서, 상기 관찰 대상물이, 각각이 동일 형상을 갖는 복수의 단위 요소로 이루어지는 반복 패턴이 표면에 형성되어 이루어지는 피가공물이며,
상기 가공 대상 영역의 자세를 기초로 하여, 소정의 기준 방향에 대한 상기 반복 패턴의 제1 기울기 각도를 특정하고, 상기 보유 지지 수단에 상기 제1 기울기 각도가 상쇄되도록 상기 피가공물을 회전시키는 대략 조정 처리 수단과,
상기 기준 방향에 평행한 직선 위에 있어서 가장 이격해서 존재하는 2개의 격자점을 잇는 직선이, 상기 기준 방향에 대하여 이루는 각도를 상기 반복 패턴의 제3 기울기 각도로서 특정하고, 상기 보유 지지 수단에 상기 제3 기울기 각도가 상쇄되도록 상기 피가공물을 회전시키는 미세 조정 처리 수단과,
상기 피가공물의 외형 형상과 상기 가공 대상 영역의 배치 피치를 기초로 하여, 상기 피가공물에 있어서의 상기 레이저광에 의한 가공 위치를 특정하는 가공 위치 특정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.The said observation object is a to-be-processed object by which the repeating pattern which consists of a some unit element in which each has the same shape is formed in the surface,
Based on the posture of the region to be processed, the first inclination angle of the repeating pattern with respect to a predetermined reference direction is specified, and the rough adjustment to rotate the workpiece so that the first inclination angle is offset by the holding means. Processing means,
The angle formed with respect to the reference direction by a straight line connecting two lattice points that exist most apart on a straight line parallel to the reference direction is specified as the third inclination angle of the repeating pattern, and the holding means Fine adjustment processing means for rotating the workpiece so that the inclination angle is canceled;
Laser processing, characterized by further comprising processing position specifying means for specifying a processing position by the laser beam in the workpiece on the basis of the external shape of the workpiece and the arrangement pitch of the processing target region. Device. 제7항에 있어서, 상기 가공 대상 영역에 있어서의 스트리트 높이의 변위 분포를 측정하는 변위 측정 수단을 더 구비하고,
상기 포커싱 위치 조정 장치에 있어서 특정된 격자점의 포커싱 위치와 상기 변위 측정 수단에 의해 얻어진 변위 분포를 기초로 하여 상기 레이저광의 초점 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
A displacement measuring means for measuring a displacement distribution of a street height in the processing target region,
The focusing position of the laser beam is set based on the focusing position of the grid point specified in the focusing position adjusting device and the displacement distribution obtained by the displacement measuring means.
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