レーザ加工装置
【課題】光導波路や空間光変調素子の損傷および対物レンズの瞳での光損失を回避しつつ、効率よく加工面にレーザ光を伝達できるレーザ加工装置を提供すること。
【解決手段】本発明にかかるレーザ加工装置１００において、制御部１０４は、記憶部５６が記憶する条件表のうち、実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する条件表にしたがって、空間光変調素子３２から照射されたレーザ光を加工面に投射する対物レンズ３を切り替え、レーザ光源２１と光ファイバ２２との間に設けられる結合レンズを結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切り替えさせることによって、光ファイバ２２から出射されるレーザ光のＮＡを対物レンズ３に合わせて変更させる。
【解決手段】本発明にかかるレーザ加工装置１００において、制御部１０４は、記憶部５６が記憶する条件表のうち、実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する条件表にしたがって、空間光変調素子３２から照射されたレーザ光を加工面に投射する対物レンズ３を切り替え、レーザ光源２１と光ファイバ２２との間に設けられる結合レンズを結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切り替えさせることによって、光ファイバ２２から出射されるレーザ光のＮＡを対物レンズ３に合わせて変更させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数波長のレーザ光を使用した対象物の加工を行うレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイやＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイや表面電動型電子放出素子ディスプレイなどのＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）基板、半導体ウェハ、プリント基板など、各種基板の製造では、その歩留りを向上するために、各パターニングプロセス後、欠陥検査装置によって、電極および配線の短絡、接続不良、断線、パターン不良および基板表面に付着したパーティクルやレジストといった異物等である欠陥が存在するか否かが検査される。そして、欠陥検査装置によって欠陥が存在することが確認された場合、レーザ加工装置によるレーザ光を用いた加工処理によって欠陥が修正される。
【０００３】
このレーザ加工装置として、加工面と共役な位置にＤＭＤ（登録商標）などの空間光変調素子を配置し、このＤＭＤで形成したパターンを加工面にレーザ照射することで、加工面に任意のパターン形状を高速に加工する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このレーザ加工装置では、加工工程や加工対象の種別に応じて加工に適したレーザ波長を使い分けている。たとえば加工対象がＦＰＤ基板の場合、レジスト膜の加工には波長が２６６ｎｍや３５５ｎｍのレーザ光が用いられ、金属配線の加工には波長が５３２ｎｍや１０６４ｎｍのレーザ光が用いられる。そして、レーザ加工装置では、加工工程や加工対象の種別に対応させて、レーザ光の波長だけではなく、レーザ光のエネルギー密度も調整している。たとえば、金属配線を加工する場合には、レジスト膜を加工する場合と比較して約１０〜２０倍程度の高いエネルギー密度を必要とする。このため、エネルギー密度が不足気味の場合には、高倍率の加工用対物レンズを用いて、加工面にレーザ照射する面積を縮小し、エネルギー密度を高める。
【０００６】
ここで、このレーザ加工装置は、加工用の対物レンズから結像レンズまでの間を平行光が透過する構成であるため、対物レンズが高倍率になり瞳径が小さくなると、対物レンズの瞳でレーザ光が削られ、光損失が生じてしまう。このため、レーザ加工装置では、高倍率の対物レンズが選択された場合には、レーザ光源から出射するレーザの強度を高めて、対物レンズでの光損失を補っている。
【０００７】
しかしながら、このようにレーザ光源から出射するレーザ光の強度を高めた場合、レーザ光源から結像レンズまでに配置された光ファイバや空間光変調素子が、強度の高いレーザ光に耐えられず損傷する場合があった。このため、光ファイバなどの光導波路や空間光変調素子の損傷および対物レンズの瞳での光損失を回避しつつ、基板加工面に効率よくレーザ光を伝達できるレーザ加工装置が要求されていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光導波路や空間光変調素子の損傷および対物レンズの瞳での光損失を回避しつつ、効率よく加工面にレーザ光を伝達できるレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザ加工装置は、複数波長のレーザ光を使用して対象物の加工を行うレーザ加工装置であって、複数波長のレーザ光を出射可能である光源と、前記光源を略面光源に変換して第２の光源とする光源変換手段と、前記対象物の加工面および前記第２の光源と共役な位置に配置された空間光変調素子と、前記空間光変調素子から照射されたレーザ光を前記加工面に投射する対物レンズと、前記第２の光源から照射されるレーザ光のＮＡを変更する照射ＮＡ変更手段と、各加工工程または加工対象物の各種別にそれぞれ対応する前記対物レンズの種別と、前記対物レンズの種別に応じてそれぞれ設定された複数の前記レーザ光のＮＡ変更条件とを記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶する対物レンズの種別のうち、実行すべき前記加工工程または加工対象物の種別に対応する対物レンズを選択するとともに、前記記憶手段が記憶する前記複数のレーザ光のＮＡ変更条件のうち、前記実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する前記レーザ光のＮＡ変更条件にしたがって前記ＮＡ変更手段によるレーザ光のＮＡの変更を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかるレーザ加工装置は、記憶部に記憶された対物レンズの種別と対物レンズの種別に応じてそれぞれ設定された複数のレーザ光のＮＡ変更条件とを参照し、実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応させて対物レンズの種別を変更するとともに、空間光変調素子に投影するレーザ光のＮＡを対物レンズの種別に応じたＮＡに変更することによって、レーザ光の強度を大幅に上げなくとも対物レンズの瞳での光損失を回避して、ファイバや空間光変調素子の損傷を回避しつつ、効率よく加工面にレーザ光を伝達できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１に示すレーザ加工装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すレーザ照射部を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示す投影レンズ部を説明するための図である。
【図４】図４は、図１に示す記憶部が記憶する条件表の一例を示す図である。
【図５】図５は、図１に示すレーザ加工装置１００におけるレーザ加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図１に示す対物レンズの一例を説明する図である。
【図７】図７は、図１に示す対物レンズの他の例を説明する図である。
【図８】図８は、図１に示す表示部に表示されるメニューの一例を示す図である。
【図９】図９は、図１に示す表示部に表示されるメニューの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、図１に示す表示部に表示されるメニューの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１に示すレーザ光照射部の他の例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１にかかる欠陥修正装置を有する欠陥修正システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２にかかるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３に示すレーザ照射部を説明する図である。
【図１５】図１５は、図１３に示す投影レンズ部を説明するための図である。
【図１６】図１６は、図１３に示す記憶部が記憶する条件表の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、図１３に示すレーザ加工装置２００におけるレーザ加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる実施の形態として、たとえば、ガラス基板、半導体ウェハなどの基板のパターン不良や欠陥を修正するレーザ加工装置を例として説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００１３】
（実施の形態１）
実施の形態１について説明する。実施の形態１にかかるレーザ加工装置は、記憶部に記憶された対物レンズの種別とＮＡ変更条件とを参照し、指示された加工工程または加工対象物の種別に対応させて対物レンズの種別を変更するとともに、空間光変調素子に投影するレーザ光のＮＡを変更している。図１は、実施の形態１にかかるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、実施の形態１にかかるレーザ加工装置１００は、加工修正対象の基板１を載置するステージ２と、対物レンズ３を有し、ステージ２上に載置された基板１を上方から観察する顕微鏡部１０１と、基板１に照射する欠陥修復加工用のレーザ光を出力するレーザ照射部１０２と、レーザ照射部１０２からのレーザ光の光束断面形状（以下、レーザ断面形状という）を所望の形状に整形して出力する中間鏡筒部１０３と、各種プログラムおよびパラメータを実行してレーザ加工装置１００の各構成要素を制御する制御部１０４と、レーザ加工装置１００に対する各種操作や設定を指示する指示情報が入力される入力部５４と、顕微鏡部１０１で取得された画像や各種情報を表示する表示部５５と、各種プログラムおよび配線、電極の各種標本パターン画像を記憶する記憶部５６と、実行すべき加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を取得する情報取得部５９とを備える。顕微鏡部１０１、レーザ照射部１０２、中間鏡筒部１０３、入力部５４、表示部５５、記憶部５６および情報取得部５９は、制御部１０４に接続し、制御部１０４の制御によって動作する。レーザ加工装置１００は、加工情報にしたがって加工対象の欠陥等を撮像し、撮像した欠陥画像と所定の標本パターン画像とのマッチングによって、欠陥の抽出と、電極パターンまたは配線パターンをレーザ加工領域から除外するためにレーザ光の非照射領域を設定するマスク設定とを行ってから、レーザ光を照射することで基板上の欠陥を修正加工する。欠陥には、電極および配線の短絡、接続不良、断線、パターン不良および基板表面に付着したパーティクルやレジスト等の異物が含まれる。
【００１５】
修正加工対象である基板１は、たとえばＦＰＤ用のガラス基板や半導体基板やプリント基板などである。ステージ２の載置面には、複数の穴が設けられている。これらの穴に不図示のポンプから気体が供給されることによって基板１を浮上させた状態とすることができ、この状態において、不図示の固定部材によって基板１がステージ２上で保持される。または、この複数の穴を、不図示のバキュームポンプに連結し、この複数の穴からの吸気によって、ステージ２上に載置された基板１をステージ２対して吸着して固定することも可能である。また、上記のような、ステージ２上で基板１を保持する保持手段として、上記以外にも支持ピンやクランプ機構など、機械的な手段を用いる構成としてもよい。ステージ２は、対物レンズ３の光軸に直交した平面内で自在に移動され、対物レンズ３に対する基板１の当該平面上での位置を変化させる。
【００１６】
顕微鏡部１０１は、レボルバ４、撮像部５、結像部６、照明系７、焦準機構８、ミラー９ａ、ハーフミラー９ｂおよびレーザ光用の結像レンズ１０を有し、基板１の一部を拡大した画像を取得する撮像部として機能する。
【００１７】
対物レンズ３は、ステージ２に載置された基板１の上部に位置するようにレボルバ４により保持される。対物レンズ３は、レボルバ４に対して着脱自在に取り付けられており、レボルバ４の回転またはスライド動作に応じてステージ２上に配置される。対物レンズ３とレーザ光用の結像レンズ１０は、両側テレセントリックとなるように配置される。
【００１８】
レボルバ４は、焦準機構８によって昇降移動することが可能であり、レボルバ４を昇降させることによって、対物レンズ３の基板１に対する焦点合わせを行い、焦点位置の最適化を行う。
【００１９】
撮像部５は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を含む。結像部６は、結像レンズ６ａとミラー６ｂ，６ｃとによって構成される。結像部６は、対物レンズ３と協働して、基板１の観察像を結像させる。
【００２０】
照明系７から出力された照明光は、レンズ７ａで集光されてからハーフミラー７ｂで反射された後、基板１に対する観察光軸と同軸の光として対物レンズ３を介して基板１を照明する。撮像部５の視野領域内は、照明系７からの照明光によって上方から略均一に照明される。
【００２１】
照明された基板１の像は、観察光軸に沿って配置された対物レンズ３、ハーフミラー９ｂ、ハーフミラー７ｂ、ミラー６ｂ、ミラー６ｃおよび結像レンズ６ａを含む観察光学系によって、撮像部５の受光面に、たとえば数倍〜数十倍に拡大されて結像される。撮像部５で取得された画像データは、制御部１０４に出力され、各種画像処理が施された後、表示部５５に出力される。
【００２２】
レーザ照射部１０２は、レーザ光源２１と、レーザ光源２１から出射されたレーザ光を導光する光ファイバ２２と、光ファイバ２２の入射端面２２ａとレーザ光源２１との間に設けられてレーザ光を反射するミラー２３と、ミラー２３によって反射されたレーザ光を光ファイバ２２の入射端面２２ａに結合可能な結合レンズ２４ａ，２４ｂを有する結合レンズ部２４とを有する。
【００２３】
レーザ光源２１は、基板１に照射されるレーザ光として、複数波長のレーザ光を出射可能である。レーザ光源２１は、たとえば、ＹＡＧレーザによって構成され、２６６ｎｍ、３５５ｎｍ、５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのいずれかの波長のレーザ光を出射する。
【００２４】
結合レンズ部２４は、図示しない移動機構によって光軸４１に対して垂直方向にそれぞれ移動できる結合レンズ２４ａ，２４ｂを有し、光ファイバ２２の入射端面２２ａに対向する位置に結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかが選択的に配置される。結合レンズ２４ａが配置される位置Ｐａ（図２参照）および結合レンズ２４ｂが配置される位置Ｐｂ（図２参照）は、それぞれ異なっており、結合レンズ部２４は、光路上に配置する結合レンズを結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切り替えることによって、結合レンズ部２４における焦点距離を変えている。
【００２５】
レーザ照射部１０２のレーザ光源２１から出射されたレーザ光は、平行ビーム光のままミラー２３で反射され、結合レンズ部２４における結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかで収束して、光ファイバ２２の入射端面２２ａに結合された後、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射される。一定の面積を持った光ファイバ２２の出射端面２２ｂ全体から光が出射されるため、光ファイバ２２の出射端面２２ｂは略面光源とみなすことができる。光ファイバ２２および結合レンズ部２４は、光源を略面光源に変換して第２の光源とする光源変換手段として機能する。
【００２６】
中間鏡筒部１０３は、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射されたレーザ光を空間光変調素子３２に投影する投影レンズ部３１、レーザ光源２１からのレーザ光のレーザ断面形状を所望の形状に整形する空間光変調素子３２、および、途中光路の折り返しに使用するミラー３３を有し、顕微鏡部１０１の撮像部５が取得した画像に基づいて基板１に欠陥修復加工用に空間変調したレーザ光を照射して欠陥を修正加工する。
【００２７】
投影レンズ部３１は、略面光源ととらえられる光ファイバ２２の出射端面２２ｂからの出射光を、一定の投影倍率で大きさを持った像として空間光変調素子３２に投影するための投影レンズ３１ａ，３１ｂを備える。投影レンズ部３１では、投影レンズ３１ａ，３１ｂが両側テレセントリックとなるように配置される。投影レンズ３１ａは、図示しない移動機構によって光軸４１と平行な方向に移動可能である。投影レンズ３１ａは、光ファイバ２２の出射端面２２ｂ側の位置Ｐ１（図３参照）あるいは位置Ｐ１（図３参照）よりも出射端面２２ｂから遠い位置Ｐ２に移動する。光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射したレーザ光は、投影レンズ３１ａによって平行光束となり、投影レンズ３１ｂによって収束されて、空間光変調素子３２上に、光ファイバ２２の出射端面２２ｂの像として集光される。
【００２８】
空間光変調素子３２は、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点位置に配置される。空間光変調素子３２は、たとえば微小デバイスの１つである微小ミラーが２次元アレイ状に配列された構成を備える。各微小ミラーの反射角は、制御部１０４からの制御のもと、少なくともオン角度とオフ角度とのいずれかに切り替え可能である。オン角度とは、この状態にある微小ミラーで反射されたレーザ光がステージ２上の基板１に投射される角度であり、オフ角度とは、この状態にある微小ミラーで反射されたレーザ光が不必要な光として光路外に設けられる不図示の遮光部材や吸収部材などのレーザダンパーに照射される角度である。したがって、２次元アレイ状に配列された微小ミラーそれぞれの反射角をオン角度とオフ角度とのいずれかにスイッチングすることで、基板１に投射されるレーザ光の断面形状を制御することが可能である。
【００２９】
これによって、レーザ光源２１からのレーザ光の断面形状を修復パターンの形状に調整して基板１に照射することが可能となる。この修復パターンは、正常な配線パターン以外にレーザ光を照射する修復パターンであり、たとえばパターン除去不良などの欠陥を修復する場合には、ショット領域中の正常な配線等の領域に対応する微小ミラーをオフ角度とし、それ以外の領域に対応する微小ミラーをオン角度としたパターンとなる。空間光変調素子３２には、例えばＤＭＤを用いればよい。空間光変調素子３２は、制御部１０４の制御のもと、レーザ照射部１０２が出力する欠陥修復用のレーザ光の光束断面形状（レーザ光の光軸と垂直な断面の形状）を調整する。なお、修復パターンの設定は、上記のように正常な配線パターンに応じて設定する以外に、欠陥形状に合わせて設定するようにしても構わない。この場合、レーザ光の断面形状を欠陥形状に合わせて、欠陥領域に対応する微小ミラーをオン角度とし、欠陥領域以外の領域に対応する微小ミラーをオフ角度とすればよい。
【００３０】
この空調光変調素子３２から照射されるレーザ光は、レーザ光用の結像レンズ１０において平行光となり、ミラー９ａおよびハーフミラー９ｂを経由し、軸上から軸外までのレーザ光が漏れなく対物レンズ３の瞳面に取り込まれ、基板１の加工面に投射される。この結果、基板１の加工対象である欠陥が修正加工される。
【００３１】
入力部５４は、キーボード、マウス等を用いて構成されており、使用者からの各種設定パラメータ等の入力指示を、表示部５５に表示されるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と連携して取得する。表示部５５は、液晶ディスプレイ等を用いて構成されており、観察画像、設定情報等を表示する。記憶部５６は、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび携帯型記憶媒体等を用いて構成されており、レーザ加工装置１００の各種動作を制御するための制御プログラムや制御条件を予め記憶する。また、記憶部５６は、基板１の工程・品種に応じた、電極（または配線）パターンの標本パターン画像を記憶する。情報取得部５９は、通信インターフェース等を用いて構成されており、ネットワーク１１２を介して欠陥情報管理サーバ１１４との間で通信することによって、実行すべき加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を取得する。
【００３２】
制御部１０４は、顕微鏡制御部５１、光源制御部５２およびレンズ制御部５３を有する。顕微鏡制御部５１は、ステージ２および顕微鏡部１０１の各構成要素の動作処理を制御する。光源制御部５２は、レーザ照射部１０２のレーザ光源２１に対してレーザ光の出力波長を指示するとともに、レーザ光源２１の出力を制御する。レンズ制御部５３は、レーザ照射部１０２に対して、結合レンズ部２４において光路状に配置する結合レンズを結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切替させる。また、レンズ制御部５３は、中間鏡筒部１０３に対して投影レンズ３１ａの光軸方向の位置を指示する。
【００３３】
このレーザ加工装置１００は、加工工程および加工対象の種別に応じてレーザ光の波長と、加工用の対物レンズ３を使い分ける。さらに、レーザ加工装置１００は、加工工程及び加工対象の種別に応じて選択された対物レンズ３の瞳径に合わせて、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから照射されるレーザ光のＮＡも変更している。具体的には、レンズ制御部５３は、結合レンズ部２４に、光路上に配置する結合レンズ２４ａ，２４ｂをいずれかに切り替えさせることによって、結合レンズの焦点距離を変えて、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから照射されるレーザ光のＮＡも変更している。さらに、レーザ加工装置１００では、加工工程および加工対象にそれぞれ対応させて、加工に使用するレーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、使用する結合レンズの種類に加え、レーザ光源の出力強度および投影レンズ３１ａの光軸方向における位置も変更している。これによって、レーザ加工装置１００は、光ファイバ２２や空間光変調素子３２の損傷および対物レンズ３の瞳での光損失を回避しつつ、効率よく基板１の加工面にレーザ光を伝達している。
【００３４】
この各加工工程および各加工対象に対応するレーザ光の波長、対物レンズ３の種類、結合レンズの種類、レーザ光源２１の出力強度、および、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置に関する制御条件は、たとえば図４の条件表Ｔ１の制御条件１，２，３のようにそれぞれが各加工工程または各加工対象の種別に対応付けられた状態で記憶部５６に予め記憶される。制御部１０４は、記憶部５６が記憶する各制御条件のうち、実行すべき加工工程または加工対象の種別に対応する制御条件にしたがって、レーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、切り替えられる結合レンズの種類、レーザ光源２１の出力強度、および、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を制御する。
【００３５】
次に、レーザ加工装置１００におけるレーザ加工処理の処理手順について説明する。図５は、図１に示すレーザ加工装置１００におけるレーザ加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００３６】
加工処理対象の基板１がステージ２に載置されると、図５のフローチャートに示すように、制御部１０４は、実行すべき加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ１）。たとえば、情報取得部５９が加工情報の送信を外部の欠陥情報管理サーバ１１４に要求し、ネットワーク１１２を介して欠陥情報管理サーバ１１４から送信された加工情報を情報取得部５９が受信することによって加工情報を取得する。制御部１０４は、加工情報を取得していないと判断した場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、加工情報を取得したと判断するまでステップＳ１の判断処理を繰り返す。
【００３７】
制御部１０４は、加工情報を取得したと判断した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、記憶部５６が記憶する条件表Ｔ１を参照して（ステップＳ２）、参照した条件表Ｔ１の中から、加工情報が指示する加工工程または加工対象の種別に応じた制御条件を選択して取得する（ステップＳ３）。制御部１０４は、この制御条件として、加工に使用するレーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、使用する結合レンズの種類に加え、レーザ光源の出力強度および投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を取得する。
【００３８】
制御部１０４においては、加工情報が指示する加工工程または加工対象の種別に応じて取得した制御条件にしたがって、各構成要素を制御する。具体的には、光源制御部５２は、取得した制御条件に示された波長に、レーザ光源２１が出力するレーザ光の波長を切り替えるレーザ波長切替処理（ステップＳ４）を行う。
【００３９】
顕微鏡制御部５１は、顕微鏡部１０１に対して、取得した制御条件にしたがって加工に使用する対物レンズ３をレボルバ４で光路上に切り替え配置させる対物レンズ切替処理（ステップＳ５）を行う。このとき、顕微鏡制御部５１は、加工情報に示された欠陥の位置をもとに、ステージ２を制御して基板１の加工面に位置する欠陥が撮像部５の視野内に入るように基板１を配置し、焦準機構８による合焦制御を指示する。
【００４０】
レンズ制御部５３は、取得した制御条件にしたがって、結合レンズ部２４の光路上に配置する結合レンズを、結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切り替える結合レンズ切替処理（ステップＳ６）を行う。
【００４１】
光源制御部５２は、取得した制御条件にしたがって、レーザ光源２１のレーザ光の出力強度を設定するレーザ強度設定処理（ステップＳ７）を行う。レンズ制御部５３は、取得した制御条件にしたがって、投影レンズ部３１に、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を切替させる投影レンズ位置切替処理（ステップＳ８）を行う。その後、制御部１０４は、レーザ加工装置１００の各構成要素を制御して、レーザ光源２１に切り替えた波長でのレーザ光照射を行わせ、加工対象である欠陥を修正加工する加工処理を行う（ステップＳ９）。
【００４２】
具体的に、加工工程に対応するレーザ光の波長、対物レンズ３の種類、結合レンズの種類、レーザ光源２１の出力強度、および、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を設定した制御条件について説明する。
【００４３】
まず、エッチング前のレジスト膜加工処理における制御条件について、条件表Ｔ１の制御条件１を参照して説明する。たとえば、ガラス基板では、ＹＡＧレーザの３倍波あるいは４倍波である２６６ｎｍレーザ光や３５５ｎｍレーザ光を用いてレジスト膜を加工することが望ましい。このため、制御条件１のように、エッチング前のレジスト膜加工処理においては、使用するレーザ光の波長としてたとえば２６６ｎｍが設定される。
【００４４】
また、レジスト膜を加工する場合は、金属配線を加工する場合ほど高いエネルギー密度は必要でないため、エッチング前のレジスト膜加工処理においては、２０倍の対物レンズ３ａが設定される。
【００４５】
たとえば、加工に使用される対物レンズ３として、図６に示すように、瞳径が７．２ｍｍ径である２０倍の対物レンズ３ａが設定される場合を例に説明する。このとき、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点距離を２００ｎｍとした場合、空間光変調素子３２から結像レンズ１０に向かって照射されるレーザ光Ｌ１のＮＡは、７．２÷２÷２００＝０．０１８程度にすればよい。中間鏡筒部１０３の投影レンズ部３１の投影倍率を６倍とすると、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射するレーザ光のＮＡは、０．０１８×６＝０．１０８であればよい。光ファイバ２２の入射端面２２ａに入射するレーザ光のＮＡと、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射するレーザ光のＮＡは、ほぼ保存されるため、光ファイバ２２の入射端面２２ａに結合するＮＡも０．１０８とすればよい。レーザ光源２１のレーザ光の平行ビーム径を４ｍｍとすると、４÷２÷０．１０８≒１８．５ｍｍの焦点距離でレーザ光を光ファイバ２２の入射端面２２ａに集光できる結合レンズを用意すればよい。このため、対物レンズ３ａに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、１８．５ｍｍの焦点距離ｆに対応させて、結合レンズ２４ａの光路内の位置Ｐａを設定する。したがって、エッチング前のレジスト膜加工工程における結合レンズとして、使用される２０倍の対物レンズ３ａに対応する結合レンズ２４ａが設定される。
【００４６】
また、エッチング前のレジスト膜加工工程では、金属配線を加工する場合ほど高いエネルギー密度を有するレーザ光は必要でないため、レーザ光源２１のレーザ光の出力強度は１倍に設定される。
【００４７】
そして、レーザ加工装置１００は、加工工程および加工対象の種別に応じてレーザ光の波長を使い分けるとともに、空間光変調素子３２に投影するレーザ光の大きさ（照射領域）を同一とするために投影レンズ３１ａの軸上の色収差を補正している。具体的には、レンズ制御部５３が、使用されるレーザ光の波長に対応させて、投影レンズ３１ａの光軸４１方向の位置を、光ファイバ２２の出射端面２２ｂ側の位置Ｐ１あるいは位置Ｐ１よりも出射端面２２ｂから遠い位置Ｐ２に指示する。エッチング前のレジスト膜加工工程においては、２６６ｎｍレーザ光を使用するため、投影レンズ３１ａの光軸４１方向の位置は、光ファイバ２２の出射端面２２ｂ側の位置Ｐ１に指定される。
【００４８】
次に、エッチング後の金属配線加工処理における制御条件について、条件表Ｔ１の制御条件２を参照して説明する。たとえば、ガラス基板では、ＹＡＧレーザの２倍波あるいは基本波である５３２ｎｍレーザ光や１０６４ｎｍレーザ光を用いて金属配線を加工することが望ましい。このため、制御条件２のように、エッチング後の金属配線加工処理においては、使用するレーザ光の波長として、たとえば１０６４ｎｍが設定される。
【００４９】
金属配線を加工する場合には、レジスト膜を加工する場合と比較して、約１０〜２０倍程度の高いエネルギー密度を有するレーザ光が必要である。このため、エッチング後の金属配線加工処理においては、エッチング前のレジスト膜加工処理において使用される２０倍の対物レンズ３ａよりも倍率の高い５０倍の対物レンズが使用される。
【００５０】
たとえば、加工に使用される対物レンズ３として、図７に示すように、瞳径が３．２ｍｍ径である５０倍の対物レンズ３ｂが設定される場合を例に説明する。このとき、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点距離を２００ｎｍとした場合、空間光変調素子３２から結像レンズ１０に向かって照射されるレーザ光Ｌ２のＮＡは、３．２÷２÷２００＝０．００８程度にすればよい。中間鏡筒部１０３の投影レンズ部３１の投影倍率を６倍とすると、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射するレーザ光のＮＡは、０．００８×６＝０．０４８であればよいので、光ファイバ２２の入射端面２２ａに結合するＮＡも０．０４８とすればよい。レーザ光源２１のレーザ光の平行ビーム径を４ｍｍとすると、４÷２÷０．０４８≒４１．７ｍｍの焦点距離でレーザ光を光ファイバ２２の入射端面２２ａに集光できる結合レンズを用意すればよい。このため、対物レンズ３ｂに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、４１．７ｍｍの焦点距離ｆに対応させて、結合レンズ２４ｂの光路内の位置Ｐｂを設定する。したがって、エッチング後の金属配線加工工程における結合レンズとして、使用される５０倍の対物レンズ３ｂに対応する結合レンズ２４ｂが設定される。
【００５１】
そして、対物レンズ３の倍率を２０倍から５０倍にすると、基板１でのエネルギー密度は、２．５＾２＝６．２５倍になる。レーザ加工装置１００では、金属配線加工のための残りのエネルギーについては、レーザ光源２１の出力を、エッチング前のレジスト膜加工処理における出力よりも、１．６〜３．２倍に上げることで補う。
【００５２】
さらに、エッチング処理後の金属配線加工工程においては、１０６４ｎｍレーザ光を使用するため、投影レンズ３１ａの光軸４１方向の位置は、出射端面２２ｂから遠い位置Ｐ２に指定される。
【００５３】
実施の形態１では、光ファイバ２２から照射されるレーザ光のＮＡを、使用する対物レンズ３の瞳径に対応させて求め、この求めたレーザ光のＮＡを実現できるように、結合レンズ２４ａ，２４ｂの各焦点距離ｆが設定されている。レーザ加工装置１００では、レンズ制御部５３が、使用する結合レンズを、結合レンズ２４ａ，２４ｂのうち、使用する対物レンズ３の瞳径に合致する焦点距離ｆが設定された結合レンズに切り替えることによって、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから照射されるレーザ光のＮＡを変更している。言い換えると、レーザ加工装置１００においては、光ファイバ２２で構成される光導波路の入射側ＮＡを変更させて、加工に使用する対物レンズ３の瞳径にレーザ光のＮＡを合致させている。
【００５４】
このように、レーザ加工装置１００では、対物レンズ３の瞳径に合わせてレーザ光のＮＡを変更することによって、加工に使用する対物レンズ３における光損失がないようにレーザ光束を変更できるため、空間光変調素子３２に投影するレーザ光の大きさ（照射領域）を変えずに基板１の加工面でのエネルギー密度を変更できる。
【００５５】
さらに、レーザ加工装置１００では、対物レンズ３の瞳径に合わせてレーザ光のＮＡを変更して使用する対物レンズ３における光損失をなくしているため、レーザ光源２１から出射するレーザ光の出力強度を高めて、対物レンズ３における光損失分を補う必要がない。したがって、レーザ加工装置１００においては、加工対象によって基板１でのエネルギー密度に大きな開きがある場合であっても、レーザ光源２１から出射するレーザ光の出力強度の上昇を抑制しながら、基板１の加工面でのエネルギー密度を適切に設定できる。このため、レーザ加工装置１００では、レーザ光源２１から結像レンズ１０までの間の光ファイバ２２や空間光変調素子３２のレーザ光による損傷を低減することができる。
【００５６】
そして、レーザ加工装置１００は、加工工程および加工対象の種別に応じてレーザ光の波長を使い分けるとともに、空間光変調素子３２に投影するレーザ光の大きさ（照射領域）を同一とするために投影レンズ３１ａの軸上の色収差を補正して、正確な加工を実現している。
【００５７】
したがって、レーザ加工装置１００では、予め記憶した制御条件をもとに、実行すべき加工工程および加工対象にそれぞれ対応させて、加工に使用するレーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、使用する結合レンズの種類、レーザ光源の出力強度、および、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を変更することによって、光ファイバ２２や空間光変調素子３２の損傷および対物レンズ３の瞳での光損失を回避しつつ、効率よく基板１の加工面にレーザ光を伝達している。
【００５８】
なお、記憶部５６が記憶する制御条件は、条件表Ｔ１の制御条件１，２のように、基板１に対する工程別に各条件が対応付けられたものであるほか、条件表Ｔ１の制御条件３のように、欠陥の種別ごとに各条件が対応付けられたものであってもよい。たとえば、欠陥１に対して加工処理が行われる場合には、制御条件３に示すように、使用するレーザ光の波長として２６６ｎｍが設定され、５０倍の対物レンズ３ｂが使用される。そして、制御条件３のように、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点距離が２００ｎｍであり、レーザ光源２１のレーザ光の平行ビーム径が４ｍｍである場合、５０倍の対物レンズ３ｂに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、４１．７ｍｍの焦点距離ｆでレーザ光を光ファイバ２２の入射端面２２ａに集光できる結合レンズ２４ｂが設定される。また、制御条件３のように、２６６ｎｍレーザ光を使用するため、投影レンズ３１ａの光軸４１方向の位置は、出射端面２２ｂから近い位置Ｐ１に指定される。さらに、欠陥１を加工するためのレーザ強度比は、２倍に設定される。
【００５９】
また、制御部１０４は、図８に示すように、加工対象の欠陥の画像が表示される画像表示領域Ｅｇの下方の領域Ａ１に、選択された加工工程または加工対象の種別に応じた各制御条件が示されたメニューＭ１を表示部５５に表示させて、制御条件の詳細をレーザ加工装置１００の操作者が確認できるようにしてもよい。
【００６０】
また、実施の形態１では、情報取得部５９が取得した加工情報に対応して制御部１０４が自動的に制御条件を選択する場合について説明したが、これに限らない。たとえば、入力部５４が、実行すべき加工工程および加工対象の種別を指示する指示情報を受け付けて制御部１０４に入力し、制御部１０４は、この入力部５４から入力された指示情報が指示する加工工程または加工対象の種別に対応する制御条件を記憶部５６が記憶する条件表の中から選択してもよい。
【００６１】
また、図９に示すように、表示部５５は、領域Ａ２に、レーザ加工波長、加工用の対物レンズの種類、結合レンズの種類、レーザ強度比および投影レンズの位置に関する制御条件をそれぞれ選択可能であるプルダウンメニューＰ１〜Ｐ５が示されたメニューＭ２を表示して、操作者による入力部５４の操作によって各制御条件が設定できるようにしてもよい。この場合、プルダウンメニューＰ１〜Ｐ５のいずれかにおいて制御条件が設定された場合には、他のプルダウンメニューＰ１〜Ｐ５で選択できる条件を、既に設定された制御条件に対応するものに固定してもよい。
【００６２】
また、図１０に示すように、制御部１０４は、プリセットボタンＣ１〜Ｃ５が領域Ａ３に表示されるメニューＭ３を表示部５５に表示させて、入力部５４の操作によって選択されたプリセットボタンに対応する制御条件を記憶部５６の条件表Ｔ１から選択してもよい。たとえば、プリセットボタンＣ１は、条件表Ｔ１の制御条件１に対応し、制御部１０４は、プリセットボタンＣ１が選択された場合には、条件表Ｔ１の制御条件１にしたがって、レーザ加工波長、加工用の対物レンズの種類、結合レンズの種類、レーザ強度比および投影レンズの位置を設定し、加工処理を行う。
【００６３】
また、本実施の形態１では、レーザ照射部１０２と中間鏡筒部１０３との間でレーザ光を伝搬させるために光ファイバ２２を用いた場合を例に説明した。この場合には、光ファイバ２２の取り回しによって曲げＲが小さくなると光ファイバ２２の有効ＮＡの範囲内において、光ファイバ２２の出射端面２２ｂからの出射ＮＡが入射端面２２ａにおける入射ＮＡよりも大きくなる場合がある。このため、結合レンズ部２４とレーザ光源２１との間に、ビームエクスパンダを配置して、適正な出射ＮＡとなるようにレーザ光の入射ＮＡを補正してもよい。
【００６４】
また、本実施の形態１では、光導波路として光ファイバ２２を用いた場合を例に説明したが、これに限らない。たとえば、光ファイバ２２に代えて、ホモジナイザなどのガラスロッドを用いてもよい。ホモジナイザなどのガラスロッドを光導波路として採用した場合、取り回しが固定化されるため、出射ＮＡが変動せずに安定するとともに、出射端面２２ｂのレーザ強度分布の均一性も光ファイバ２２と比較してさらに向上する。また、光ファイバ２２の取り回しによって曲げＲが小さくなると、その位置でレーザ光のエネルギー集中が発生して光ファイバを損傷させる場合があるが、ガラスロットを用いた場合には、このような損傷も回避することができる。
【００６５】
また、実施の形態１では、結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切り替えることによって、光ファイバ２２あるいはガラスロッドなどの光導波路の入射側ＮＡを変更させて、加工に使用する対物レンズ３の瞳径にレーザ光のＮＡを合致させているが、これに限らない。ミラー２３、結合レンズ部２４および光ファイバ２２に代えて、たとえば図１１に示すように、二つのレンズを組み合わせて光束幅を拡大可能であるビームエクスパンダ６１、同一の単一レンズを縦横に配置したフライアイレンズ６２およびコリメートレンズ６３によって構成される光源変換手段を採用してもよい。
【００６６】
この場合、レーザ光源２１から照射された平行ビームの光束径をビームエクスパンダ６１で変更する。ビームエクスパンダ６１の出力先にフライアイレンズ６２を配置して、ビームエクスパンダ６１から出力されたレーザ光を多点光源化し、フライアイレンズ６２の出力先に配置したコリメートレンズ６３で再び平行光に戻す。このとき、コリメートレンズ６３の後側焦点位置は、均一な角度分布を持つ面光源６４に変換される。レンズ制御部５３は、ビームエクスパンダ６１のレンズ間の間隔を変更することによって倍率を変更して、フライアイレンズ６２に入射するレーザ光の光束径を変更できるため、面光源６４の大きさを変えずに、面光源６４から照射される平行光の角度分布を変更することができる。すなわち、ビームエクスパンダ６１のレンズ間の間隔を変更してフライアイレンズ６２に入射するレーザ光の光束径を変更することによって、面光源６４から照射されるレーザ光のＮＡを変更することができる。
【００６７】
また、レーザ加工装置は、基板に対する製造システムの一部である欠陥修正システムを構成する。この欠陥修正システムについて説明する。図１２は、実施の形態にかかるレーザ加工装置を有する欠陥修正システムの概略構成を示すブロック図である。この欠陥修正システムは、たとえば図１２に示すように、欠陥検査装置１１１、生産ライン情報を統括する生産データ管理サーバ１１３、欠陥情報データベース１１５に接続して欠陥情報を管理する欠陥情報管理サーバ１１４、レビュー検査装置１１６およびレーザ加工装置１００がネットワーク１１２を介して接続する構成を有する。
【００６８】
まず、システム全体の処理の概要を説明する。欠陥検査装置１１１は、たとえばフォトリソグラフィー工程においてレジストパターンが形成されたエッチング工程前の基板やエッチング工程において金属配線が形成された基板が搬送システムによって搬送されてくると、設定された検査条件にしたがって、この基板における欠陥を検出し、欠陥の基板上の座標位置を示す欠陥位置座標および欠陥の大きさを示すサイズ情報を取得する。欠陥情報管理サーバ１１４は、これらの各情報を、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを用いてネットワーク１１２経由で取得し、欠陥情報データベース１１５に登録するとともに生産データ管理サーバ１１３に登録内容を送信する。
【００６９】
欠陥検査装置１１１による検査後の基板のうち欠陥が生じている基板はレビュー検査装置１１６に搬送される。レビュー検査装置１１６は、レビュー対象の基板の欠陥を示したレビュー情報を欠陥情報管理サーバ１１４に要求する。レビュー検査装置１１６は、欠陥情報管理サーバ１１４より送信されたレビュー情報にしたがって欠陥画像を撮像し、画像処理機能により欠陥の種別を分類する。欠陥情報管理サーバ１１４は、このレビュー結果をネットワーク１１２経由で取得し、欠陥情報データベース１１５に登録するとともに生産データ管理サーバ１１３に登録内容を送信する。
【００７０】
レビュー検査装置１１６によるレビュー検査後の基板はレーザ加工装置１００に搬送される。レーザ加工装置１００は、加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を欠陥情報管理サーバ１１４に要求する。そして、前述したように、レーザ加工装置１００は、欠陥情報管理サーバ１１４より送信された欠陥情報にしたがって欠陥を撮像し、撮像した欠陥画像と所定の標本パターン画像とのマッチングによって、欠陥の抽出と、電極パターンまたは配線パターンをレーザ加工領域から除外するためにレーザ光の非照射領域を設定するマスク設定とを行ってから、レーザ光を照射することで基板上の欠陥を修正加工する。
【００７１】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。図１３は、実施の形態２にかかるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。図１３に示すように、実施の形態２にかかるレーザ加工装置２００は、図２に示すレーザ加工装置１００と比して、レーザ照射部１０２に代えてレーザ照射部２０２を有し、中間鏡筒部１０３に代えて中間鏡筒部２０３を有し、制御部１０４に代えて制御部２０４を有し、記憶部５６に代えて記憶部２５６を有する。
【００７２】
図１４に示すように、レーザ照射部２０２は、レーザ光源２１と、ダイクロイックミラー２２３ａと、ミラー２２３ｂと、結合レンズ２４ａ，２４ｂを有する結合レンズ部２２４と、光ファイバ２２１，２２２とを有する。レーザ光源２１は、たとえば、波長が２６６ｎｍ、３５５ｎｍ、５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光を同時に出射する。
【００７３】
ダイクロイックミラー２２３ａは、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光を透過させるとともに、波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光をミラー２２３ｂ側に反射する。ダイクロイックミラー２２３ａは、レーザ光源２１から出射されたレーザ光を、波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光と、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光とに分けて出力する機能を有する。
【００７４】
ダイクロイックミラー２２３ａを透過した５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光は、結合レンズ２４ｂによって光ファイバ２２１の入射端面２２１ａに結合され、光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射する。また、ダイクロイックミラー２２３ａで反射された波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光は、ミラー２２３ｂで反射され、結合レンズ２４ａによって光ファイバ２２２の入射端面２２２ａに結合され、光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射する。実施の形態２においては、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光を伝搬する光ファイバ２２１と、波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光を伝搬する光ファイバ２２２とをそれぞれ設ける。
【００７５】
波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光は、実施の形態１で記載したように、エッチング前のレジスト膜加工工程において使用され、たとえば２０倍の対物レンズ３ａが設定される。２０倍の対物レンズ３ａの瞳径が７．２ｍｍ径であり、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点距離が２００ｎｍであり、レーザ光源２１のレーザ光の平行ビーム径が４ｍｍである場合、対物レンズ３ａに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、１８．５ｍｍの焦点距離ｆに対応した位置Ｐｃ（図１５参照）に、結合レンズ２４ａが固定配置される。また、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光は、実施の形態１で記載したように、エッチング後の金属配線加工工程において使用され、たとえば５０倍の対物レンズ３ｂが設定される。５０倍の対物レンズ３ｂの瞳径が３．２ｍｍ径である場合、対物レンズ３ｂに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、４１．７ｍｍの焦点距離ｆに対応した位置Ｐｄ（図１５参照）に、結合レンズ２４ｂが固定配置される。
【００７６】
このように、実施の形態２では、レーザ光を、使用する各波長に分けて、各波長に対応させて光ファイバ２２１，２２２を設けるとともに、各波長に対応した対物レンズに最適なＮＡでレーザ光が入射できる焦点位置に各結合レンズ２４ａ，２４ｂをそれぞれ配置している。
【００７７】
中間鏡筒部２０３は、投影レンズ部３１に代えて投影レンズ部２３１を有する。投影レンズ部２３１は、光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射されたレーザ光を空間光変調素子３２に投影するための投影レンズとして、投影レンズ２３１ａ，３１ｂを有する。投影レンズ２３１ａと投影レンズ３１ｂとの間には、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光を透過させるとともに波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光を投影レンズ３１ｂ側に反射するダイクロイックミラー２３１ｃが設けられている。光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射された波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光は、投影レンズ２３１ａによって平行光束となり、ダイクロイックミラー２３１ｃを透過した後に投影レンズ３１ｂによって収束されて、空間光変調素子３２上に集光される。投影レンズ２３１ａは、光ファイバ２２１が出射する波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光に対して色収差を補正可能である位置にＰ３に配置される。
【００７８】
そして、投影レンズ２３１ａとダイクロイックミラー２３１ｃとの間には、第１のシャッタ２３１ｅが設けられている。第１のシャッタ２３１ｅは、開状態のときは光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射されたレーザ光を通過させ、閉状態のときは光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射されたレーザ光を遮断する。
【００７９】
投影レンズ部２３１は、光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射されたレーザ光を空間光変調素子３２に投影するための投影レンズとして、投影レンズ２３１ｂ，３１ｂを有する。投影レンズ２３１ｂと投影レンズ３１ｂとの間には、入射した光をダイクロイックミラー２３１ｃの反射面に反射するミラー２３１ｄが配置する。光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射された波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光は、投影レンズ２３１ｂによって平行光束となり、ミラー２３１ｄを経由してダイクロイックミラー２３１ｃの反射面で反射した後に投影レンズ３１ｂによって収束されて、空間光変調素子３２上に集光される。投影レンズ２３１ｂは、光ファイバ２２２が出射する波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光に対して色収差を補正可能である位置にＰ４に配置される。
【００８０】
そして、投影レンズ２３１ｂとミラー２３１ｄとの間には、第２のシャッタ２３１ｆが設けられている。第２のシャッタ２３１ｆは、開状態のときは光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射されたレーザ光を通過させ、閉状態のときは光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射されたレーザ光を遮断する。
【００８１】
制御部２０４は、光源制御部５２に代えてレーザ光源２１を制御する光源制御部２５２を有し、レンズ制御部５３に代えて第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉を制御するシャッタ制御部２５３を有する。
【００８２】
記憶部２５６は、各加工工程および各加工対象に対応するレーザ光の波長、対物レンズ３の種類、レーザ光源２１の出力強度、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉に関する制御条件を、たとえば図１６の条件表Ｔ２の制御条件２１，２２，２３のようにそれぞれと各加工工程および各加工対象の種別とを対応付けた状態で予め記憶する。
【００８３】
この条件表Ｔ２においては、制御条件２１〜２３に示すように、加工工程および加工対象の種別に対応する波長のレーザ光が空間光変調素子３２に出力されるように、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉が設定されている。
【００８４】
たとえば、制御条件２１および制御条件２３においては、使用する２６６ｎｍレーザ光が空間光変調素子３２に出力されるように、光ファイバ２２２側の第２のシャッタ２３１ｆが開状態に設定され、光ファイバ２２１側の第１のシャッタ２３１ｅは閉状態に設定される。一方、制御条件２２においては、使用する１０６４ｎｍレーザ光が空間光変調素子３２に出力されるように、光ファイバ２２１側の第１のシャッタ２３１ｅが開状態に設定され、光ファイバ２２２側の第２のシャッタ２３１ｆは閉状態に設定される。
【００８５】
制御部２０４は、記憶部２５６が記憶する各制御条件のうち、実行すべき加工工程または加工対象の種別に対応する制御条件にしたがって、レーザ光の波長、対物レンズ３の種類、レーザ光源２１の出力強度、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉を制御する。制御部２０４は、記憶部２５６が記憶する波長のうち指示された加工工程および加工対象物の種別に対応する波長のレーザ光が空間光変調素子３２に出力されるように、投影レンズ部２３１による第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉を制御する。
【００８６】
次に、レーザ加工装置２００におけるレーザ加工処理の処理手順について説明する。図１７は、図１３に示すレーザ加工装置２００におけるレーザ加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００８７】
加工処理対象の基板１がステージ２に載置されると、図１７のフローチャートに示すように、制御部２０４は、加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ２１）。制御部２０４は、加工情報を取得していないと判断した場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、加工情報を取得したと判断するまでステップＳ２１の判断処理を繰り返す。
【００８８】
制御部２０４は、加工情報を取得したと判断した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、記憶部２５６が記憶する条件表Ｔ２を参照して（ステップＳ２２）、参照した条件表Ｔ２の中から、加工情報が指示する加工工程または加工対象の種別に応じた制御条件を選択して取得する（ステップＳ２３）。制御部２０４は、この制御条件として、加工に使用するレーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、使用する結合レンズの種類、レーザ光源２１の出力強度、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉条件を取得する。
【００８９】
続いて、顕微鏡制御部５１は、図６に示すステップＳ５と同様に、顕微鏡部１０１に対して、取得した制御条件にしたがって加工に使用する対物レンズ３をレボルバ４で光路上に切り替え配置させる対物レンズ切替処理（ステップＳ２４）を行う。このとき、顕微鏡制御部５１は、加工情報に示された欠陥の位置をもとに、ステージ２を制御して基板１の加工面に位置する欠陥が撮像部５の視野内に入るように基板１を配置し、焦準機構８による合焦制御を指示する。
【００９０】
図６に示すステップＳ７と同様に、光源制御部２５２は、取得した制御条件にしたがって、レーザ光源２１のレーザ光の出力強度を設定するレーザ強度設定処理（ステップＳ２５）を行う。
【００９１】
シャッタ制御部２５３は、取得した制御条件にしたがって、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉を制御するシャッタ開閉制御処理を行う（ステップＳ２６）。その後、制御部２０４は、レーザ加工装置２００の各構成要素を制御して、たとえば波長が２６６ｎｍ、３５５ｎｍ、５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光の照射を行わせ、加工対象である欠陥を修正加工する加工処理を行う（ステップＳ２７）。
【００９２】
実施の形態２では、レーザ光の波長ごとに光ファイバ２２１，２２２を設け、使用する各倍率の対物レンズ３の瞳径に合致したＮＡとなる位置に結合レンズ２４ａ，２４ｂをそれぞれ配置することによって、光ファイバ２２１，２２２の出射端面２２１ｂ，２２２ｂから照射されるレーザ光のＮＡを光ファイバ２２１，２２２の入射側でそれぞれ変えている。そして、レーザ加工装置２００では、投影レンズ部２３１において、使用する波長のレーザ光のみを通過させるように第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆを開閉することによって、対物レンズ３の瞳径に合致するレーザ光のみを空間光変調素子３２に出力する。すなわち、レーザ加工装置２００では、シャッタ制御部２５３が、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆのうち、使用するレーザ光の波長に合わせて開閉制御することによって、光ファイバ２２１，２２２から出射され空間光変調素子３２に照射されるレーザ光のＮＡを切り替えている。
【００９３】
このように、レーザ加工装置２００では、対物レンズ３の瞳径に合わせてレーザ光のＮＡを切り替えることによって、加工に使用する対物レンズ３における光損失をなくすことができるため、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００９４】
なお、本実施の形態１，２では、レーザ光源２１としてＹＡＧレーザを用いた場合を例に説明したが、これに限らない。たとえば、レーザ光源として、エキシマレーザを用いてもよい。具体的には、ＡｒＦの場合、波長が１９３ｎｍのレーザ光を出射でき、ＫｒＦの場合、波長が２４８のレーザ光を出射でき、ＸｅＣｌの場合、波長が３０８ｎｍのレーザ光を出射でき、ＸｅＦの場合、波長が３５３ｎｍのレーザ光を出射できる。なお、１９３ｎｍレーザ光を出射する場合には、光学系をミラーで構成するため色収差の補正は不要となる。
【００９５】
また、１０μｍレーザ光を使用する場合には、ＣＯ２レーザを用いてもよい。
【００９６】
また、１０６４ｎｍレーザ光を使用する場合には、ナノ秒レーザーを用いてもよい。
【００９７】
また、１０６４ｎｍレーザ光を使用する場合には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザといったピコ秒レーザを用いてもよい。ピコ秒レーザを用いる場合には、波長が１０３０〜１０６４ｎｍ、１５３０〜１５７５ｎｍ、１０６４ｎｍ、１０３０ｎｍのレーザ光を出射できる。
【００９８】
また、波長が８００〜１２００ｎｍ程度のレーザ光を使用する場合には、フェムト秒レーザを用いることができる。このように、本実施の形態１，２にかかるレーザ加工装置１００，２００においては、深紫外から近赤外までの波長のレーザ光を用いて欠陥の修正加工が行われる。
【符号の説明】
【００９９】
１ 基板
２ ステージ
３，３ａ，３ｂ 対物レンズ
４ レボルバ
５ 撮像部
６ｂ，６ｃ，９ａ，２３，３３，２２３ｂ，２３１ｄ ミラー
６ 結像部
６ａ 結像レンズ
７ 照明系
７ａ レンズ
７ｂ，９ｂ ハーフミラー
８ 焦準機構
１０ 結像レンズ
２１，２２１ レーザ光源
２２，２２１，２２２ 光ファイバ
２４，２２４ 結合レンズ部
２４ａ，２４ｂ 結合レンズ
３１，２３１ 投影レンズ部
３１ａ，３１ｂ，２３１ａ，２３１ｂ 投影レンズ
３２ 空調光変調素子
５１ 顕微鏡制御部
５２，２５２ 光源制御部
５３ レンズ制御部
５４ 入力部
５５ 表示部
５６，２５６ 記憶部
５９ 情報取得部
６１ ビームエクスパンダ
６２ フライアイレンズ
６３ コリメートレンズ
６４ 面光源
１００，２００ レーザ加工装置
１０１ 顕微鏡部
１０２，２０２ レーザ照射部
１０３，２０３ 中間鏡筒部
１０４，２０４ 制御部
１１１ 欠陥検査装置
１１２ ネットワーク
１１３ 生産データ管理サーバ
１１４ 欠陥情報管理サーバ
１１５ 欠陥情報データベース
１１６ レビュー検査装置
２３１ｅ 第１のシャッタ
２３１ｆ 第２のシャッタ
２３１ｃ，２２３ａ ダイクロイックミラー
２５３ シャッタ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数波長のレーザ光を使用した対象物の加工を行うレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイやＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイや表面電動型電子放出素子ディスプレイなどのＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）基板、半導体ウェハ、プリント基板など、各種基板の製造では、その歩留りを向上するために、各パターニングプロセス後、欠陥検査装置によって、電極および配線の短絡、接続不良、断線、パターン不良および基板表面に付着したパーティクルやレジストといった異物等である欠陥が存在するか否かが検査される。そして、欠陥検査装置によって欠陥が存在することが確認された場合、レーザ加工装置によるレーザ光を用いた加工処理によって欠陥が修正される。
【０００３】
このレーザ加工装置として、加工面と共役な位置にＤＭＤ（登録商標）などの空間光変調素子を配置し、このＤＭＤで形成したパターンを加工面にレーザ照射することで、加工面に任意のパターン形状を高速に加工する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このレーザ加工装置では、加工工程や加工対象の種別に応じて加工に適したレーザ波長を使い分けている。たとえば加工対象がＦＰＤ基板の場合、レジスト膜の加工には波長が２６６ｎｍや３５５ｎｍのレーザ光が用いられ、金属配線の加工には波長が５３２ｎｍや１０６４ｎｍのレーザ光が用いられる。そして、レーザ加工装置では、加工工程や加工対象の種別に対応させて、レーザ光の波長だけではなく、レーザ光のエネルギー密度も調整している。たとえば、金属配線を加工する場合には、レジスト膜を加工する場合と比較して約１０〜２０倍程度の高いエネルギー密度を必要とする。このため、エネルギー密度が不足気味の場合には、高倍率の加工用対物レンズを用いて、加工面にレーザ照射する面積を縮小し、エネルギー密度を高める。
【０００６】
ここで、このレーザ加工装置は、加工用の対物レンズから結像レンズまでの間を平行光が透過する構成であるため、対物レンズが高倍率になり瞳径が小さくなると、対物レンズの瞳でレーザ光が削られ、光損失が生じてしまう。このため、レーザ加工装置では、高倍率の対物レンズが選択された場合には、レーザ光源から出射するレーザの強度を高めて、対物レンズでの光損失を補っている。
【０００７】
しかしながら、このようにレーザ光源から出射するレーザ光の強度を高めた場合、レーザ光源から結像レンズまでに配置された光ファイバや空間光変調素子が、強度の高いレーザ光に耐えられず損傷する場合があった。このため、光ファイバなどの光導波路や空間光変調素子の損傷および対物レンズの瞳での光損失を回避しつつ、基板加工面に効率よくレーザ光を伝達できるレーザ加工装置が要求されていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光導波路や空間光変調素子の損傷および対物レンズの瞳での光損失を回避しつつ、効率よく加工面にレーザ光を伝達できるレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレーザ加工装置は、複数波長のレーザ光を使用して対象物の加工を行うレーザ加工装置であって、複数波長のレーザ光を出射可能である光源と、前記光源を略面光源に変換して第２の光源とする光源変換手段と、前記対象物の加工面および前記第２の光源と共役な位置に配置された空間光変調素子と、前記空間光変調素子から照射されたレーザ光を前記加工面に投射する対物レンズと、前記第２の光源から照射されるレーザ光のＮＡを変更する照射ＮＡ変更手段と、各加工工程または加工対象物の各種別にそれぞれ対応する前記対物レンズの種別と、前記対物レンズの種別に応じてそれぞれ設定された複数の前記レーザ光のＮＡ変更条件とを記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶する対物レンズの種別のうち、実行すべき前記加工工程または加工対象物の種別に対応する対物レンズを選択するとともに、前記記憶手段が記憶する前記複数のレーザ光のＮＡ変更条件のうち、前記実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する前記レーザ光のＮＡ変更条件にしたがって前記ＮＡ変更手段によるレーザ光のＮＡの変更を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかるレーザ加工装置は、記憶部に記憶された対物レンズの種別と対物レンズの種別に応じてそれぞれ設定された複数のレーザ光のＮＡ変更条件とを参照し、実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応させて対物レンズの種別を変更するとともに、空間光変調素子に投影するレーザ光のＮＡを対物レンズの種別に応じたＮＡに変更することによって、レーザ光の強度を大幅に上げなくとも対物レンズの瞳での光損失を回避して、ファイバや空間光変調素子の損傷を回避しつつ、効率よく加工面にレーザ光を伝達できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１に示すレーザ加工装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示すレーザ照射部を説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示す投影レンズ部を説明するための図である。
【図４】図４は、図１に示す記憶部が記憶する条件表の一例を示す図である。
【図５】図５は、図１に示すレーザ加工装置１００におけるレーザ加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図１に示す対物レンズの一例を説明する図である。
【図７】図７は、図１に示す対物レンズの他の例を説明する図である。
【図８】図８は、図１に示す表示部に表示されるメニューの一例を示す図である。
【図９】図９は、図１に示す表示部に表示されるメニューの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、図１に示す表示部に表示されるメニューの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１に示すレーザ光照射部の他の例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１にかかる欠陥修正装置を有する欠陥修正システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２にかかるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３に示すレーザ照射部を説明する図である。
【図１５】図１５は、図１３に示す投影レンズ部を説明するための図である。
【図１６】図１６は、図１３に示す記憶部が記憶する条件表の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、図１３に示すレーザ加工装置２００におけるレーザ加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる実施の形態として、たとえば、ガラス基板、半導体ウェハなどの基板のパターン不良や欠陥を修正するレーザ加工装置を例として説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付している。
【００１３】
（実施の形態１）
実施の形態１について説明する。実施の形態１にかかるレーザ加工装置は、記憶部に記憶された対物レンズの種別とＮＡ変更条件とを参照し、指示された加工工程または加工対象物の種別に対応させて対物レンズの種別を変更するとともに、空間光変調素子に投影するレーザ光のＮＡを変更している。図１は、実施の形態１にかかるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、実施の形態１にかかるレーザ加工装置１００は、加工修正対象の基板１を載置するステージ２と、対物レンズ３を有し、ステージ２上に載置された基板１を上方から観察する顕微鏡部１０１と、基板１に照射する欠陥修復加工用のレーザ光を出力するレーザ照射部１０２と、レーザ照射部１０２からのレーザ光の光束断面形状（以下、レーザ断面形状という）を所望の形状に整形して出力する中間鏡筒部１０３と、各種プログラムおよびパラメータを実行してレーザ加工装置１００の各構成要素を制御する制御部１０４と、レーザ加工装置１００に対する各種操作や設定を指示する指示情報が入力される入力部５４と、顕微鏡部１０１で取得された画像や各種情報を表示する表示部５５と、各種プログラムおよび配線、電極の各種標本パターン画像を記憶する記憶部５６と、実行すべき加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を取得する情報取得部５９とを備える。顕微鏡部１０１、レーザ照射部１０２、中間鏡筒部１０３、入力部５４、表示部５５、記憶部５６および情報取得部５９は、制御部１０４に接続し、制御部１０４の制御によって動作する。レーザ加工装置１００は、加工情報にしたがって加工対象の欠陥等を撮像し、撮像した欠陥画像と所定の標本パターン画像とのマッチングによって、欠陥の抽出と、電極パターンまたは配線パターンをレーザ加工領域から除外するためにレーザ光の非照射領域を設定するマスク設定とを行ってから、レーザ光を照射することで基板上の欠陥を修正加工する。欠陥には、電極および配線の短絡、接続不良、断線、パターン不良および基板表面に付着したパーティクルやレジスト等の異物が含まれる。
【００１５】
修正加工対象である基板１は、たとえばＦＰＤ用のガラス基板や半導体基板やプリント基板などである。ステージ２の載置面には、複数の穴が設けられている。これらの穴に不図示のポンプから気体が供給されることによって基板１を浮上させた状態とすることができ、この状態において、不図示の固定部材によって基板１がステージ２上で保持される。または、この複数の穴を、不図示のバキュームポンプに連結し、この複数の穴からの吸気によって、ステージ２上に載置された基板１をステージ２対して吸着して固定することも可能である。また、上記のような、ステージ２上で基板１を保持する保持手段として、上記以外にも支持ピンやクランプ機構など、機械的な手段を用いる構成としてもよい。ステージ２は、対物レンズ３の光軸に直交した平面内で自在に移動され、対物レンズ３に対する基板１の当該平面上での位置を変化させる。
【００１６】
顕微鏡部１０１は、レボルバ４、撮像部５、結像部６、照明系７、焦準機構８、ミラー９ａ、ハーフミラー９ｂおよびレーザ光用の結像レンズ１０を有し、基板１の一部を拡大した画像を取得する撮像部として機能する。
【００１７】
対物レンズ３は、ステージ２に載置された基板１の上部に位置するようにレボルバ４により保持される。対物レンズ３は、レボルバ４に対して着脱自在に取り付けられており、レボルバ４の回転またはスライド動作に応じてステージ２上に配置される。対物レンズ３とレーザ光用の結像レンズ１０は、両側テレセントリックとなるように配置される。
【００１８】
レボルバ４は、焦準機構８によって昇降移動することが可能であり、レボルバ４を昇降させることによって、対物レンズ３の基板１に対する焦点合わせを行い、焦点位置の最適化を行う。
【００１９】
撮像部５は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子を含む。結像部６は、結像レンズ６ａとミラー６ｂ，６ｃとによって構成される。結像部６は、対物レンズ３と協働して、基板１の観察像を結像させる。
【００２０】
照明系７から出力された照明光は、レンズ７ａで集光されてからハーフミラー７ｂで反射された後、基板１に対する観察光軸と同軸の光として対物レンズ３を介して基板１を照明する。撮像部５の視野領域内は、照明系７からの照明光によって上方から略均一に照明される。
【００２１】
照明された基板１の像は、観察光軸に沿って配置された対物レンズ３、ハーフミラー９ｂ、ハーフミラー７ｂ、ミラー６ｂ、ミラー６ｃおよび結像レンズ６ａを含む観察光学系によって、撮像部５の受光面に、たとえば数倍〜数十倍に拡大されて結像される。撮像部５で取得された画像データは、制御部１０４に出力され、各種画像処理が施された後、表示部５５に出力される。
【００２２】
レーザ照射部１０２は、レーザ光源２１と、レーザ光源２１から出射されたレーザ光を導光する光ファイバ２２と、光ファイバ２２の入射端面２２ａとレーザ光源２１との間に設けられてレーザ光を反射するミラー２３と、ミラー２３によって反射されたレーザ光を光ファイバ２２の入射端面２２ａに結合可能な結合レンズ２４ａ，２４ｂを有する結合レンズ部２４とを有する。
【００２３】
レーザ光源２１は、基板１に照射されるレーザ光として、複数波長のレーザ光を出射可能である。レーザ光源２１は、たとえば、ＹＡＧレーザによって構成され、２６６ｎｍ、３５５ｎｍ、５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのいずれかの波長のレーザ光を出射する。
【００２４】
結合レンズ部２４は、図示しない移動機構によって光軸４１に対して垂直方向にそれぞれ移動できる結合レンズ２４ａ，２４ｂを有し、光ファイバ２２の入射端面２２ａに対向する位置に結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかが選択的に配置される。結合レンズ２４ａが配置される位置Ｐａ（図２参照）および結合レンズ２４ｂが配置される位置Ｐｂ（図２参照）は、それぞれ異なっており、結合レンズ部２４は、光路上に配置する結合レンズを結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切り替えることによって、結合レンズ部２４における焦点距離を変えている。
【００２５】
レーザ照射部１０２のレーザ光源２１から出射されたレーザ光は、平行ビーム光のままミラー２３で反射され、結合レンズ部２４における結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかで収束して、光ファイバ２２の入射端面２２ａに結合された後、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射される。一定の面積を持った光ファイバ２２の出射端面２２ｂ全体から光が出射されるため、光ファイバ２２の出射端面２２ｂは略面光源とみなすことができる。光ファイバ２２および結合レンズ部２４は、光源を略面光源に変換して第２の光源とする光源変換手段として機能する。
【００２６】
中間鏡筒部１０３は、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射されたレーザ光を空間光変調素子３２に投影する投影レンズ部３１、レーザ光源２１からのレーザ光のレーザ断面形状を所望の形状に整形する空間光変調素子３２、および、途中光路の折り返しに使用するミラー３３を有し、顕微鏡部１０１の撮像部５が取得した画像に基づいて基板１に欠陥修復加工用に空間変調したレーザ光を照射して欠陥を修正加工する。
【００２７】
投影レンズ部３１は、略面光源ととらえられる光ファイバ２２の出射端面２２ｂからの出射光を、一定の投影倍率で大きさを持った像として空間光変調素子３２に投影するための投影レンズ３１ａ，３１ｂを備える。投影レンズ部３１では、投影レンズ３１ａ，３１ｂが両側テレセントリックとなるように配置される。投影レンズ３１ａは、図示しない移動機構によって光軸４１と平行な方向に移動可能である。投影レンズ３１ａは、光ファイバ２２の出射端面２２ｂ側の位置Ｐ１（図３参照）あるいは位置Ｐ１（図３参照）よりも出射端面２２ｂから遠い位置Ｐ２に移動する。光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射したレーザ光は、投影レンズ３１ａによって平行光束となり、投影レンズ３１ｂによって収束されて、空間光変調素子３２上に、光ファイバ２２の出射端面２２ｂの像として集光される。
【００２８】
空間光変調素子３２は、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点位置に配置される。空間光変調素子３２は、たとえば微小デバイスの１つである微小ミラーが２次元アレイ状に配列された構成を備える。各微小ミラーの反射角は、制御部１０４からの制御のもと、少なくともオン角度とオフ角度とのいずれかに切り替え可能である。オン角度とは、この状態にある微小ミラーで反射されたレーザ光がステージ２上の基板１に投射される角度であり、オフ角度とは、この状態にある微小ミラーで反射されたレーザ光が不必要な光として光路外に設けられる不図示の遮光部材や吸収部材などのレーザダンパーに照射される角度である。したがって、２次元アレイ状に配列された微小ミラーそれぞれの反射角をオン角度とオフ角度とのいずれかにスイッチングすることで、基板１に投射されるレーザ光の断面形状を制御することが可能である。
【００２９】
これによって、レーザ光源２１からのレーザ光の断面形状を修復パターンの形状に調整して基板１に照射することが可能となる。この修復パターンは、正常な配線パターン以外にレーザ光を照射する修復パターンであり、たとえばパターン除去不良などの欠陥を修復する場合には、ショット領域中の正常な配線等の領域に対応する微小ミラーをオフ角度とし、それ以外の領域に対応する微小ミラーをオン角度としたパターンとなる。空間光変調素子３２には、例えばＤＭＤを用いればよい。空間光変調素子３２は、制御部１０４の制御のもと、レーザ照射部１０２が出力する欠陥修復用のレーザ光の光束断面形状（レーザ光の光軸と垂直な断面の形状）を調整する。なお、修復パターンの設定は、上記のように正常な配線パターンに応じて設定する以外に、欠陥形状に合わせて設定するようにしても構わない。この場合、レーザ光の断面形状を欠陥形状に合わせて、欠陥領域に対応する微小ミラーをオン角度とし、欠陥領域以外の領域に対応する微小ミラーをオフ角度とすればよい。
【００３０】
この空調光変調素子３２から照射されるレーザ光は、レーザ光用の結像レンズ１０において平行光となり、ミラー９ａおよびハーフミラー９ｂを経由し、軸上から軸外までのレーザ光が漏れなく対物レンズ３の瞳面に取り込まれ、基板１の加工面に投射される。この結果、基板１の加工対象である欠陥が修正加工される。
【００３１】
入力部５４は、キーボード、マウス等を用いて構成されており、使用者からの各種設定パラメータ等の入力指示を、表示部５５に表示されるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）と連携して取得する。表示部５５は、液晶ディスプレイ等を用いて構成されており、観察画像、設定情報等を表示する。記憶部５６は、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび携帯型記憶媒体等を用いて構成されており、レーザ加工装置１００の各種動作を制御するための制御プログラムや制御条件を予め記憶する。また、記憶部５６は、基板１の工程・品種に応じた、電極（または配線）パターンの標本パターン画像を記憶する。情報取得部５９は、通信インターフェース等を用いて構成されており、ネットワーク１１２を介して欠陥情報管理サーバ１１４との間で通信することによって、実行すべき加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を取得する。
【００３２】
制御部１０４は、顕微鏡制御部５１、光源制御部５２およびレンズ制御部５３を有する。顕微鏡制御部５１は、ステージ２および顕微鏡部１０１の各構成要素の動作処理を制御する。光源制御部５２は、レーザ照射部１０２のレーザ光源２１に対してレーザ光の出力波長を指示するとともに、レーザ光源２１の出力を制御する。レンズ制御部５３は、レーザ照射部１０２に対して、結合レンズ部２４において光路状に配置する結合レンズを結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切替させる。また、レンズ制御部５３は、中間鏡筒部１０３に対して投影レンズ３１ａの光軸方向の位置を指示する。
【００３３】
このレーザ加工装置１００は、加工工程および加工対象の種別に応じてレーザ光の波長と、加工用の対物レンズ３を使い分ける。さらに、レーザ加工装置１００は、加工工程及び加工対象の種別に応じて選択された対物レンズ３の瞳径に合わせて、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから照射されるレーザ光のＮＡも変更している。具体的には、レンズ制御部５３は、結合レンズ部２４に、光路上に配置する結合レンズ２４ａ，２４ｂをいずれかに切り替えさせることによって、結合レンズの焦点距離を変えて、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから照射されるレーザ光のＮＡも変更している。さらに、レーザ加工装置１００では、加工工程および加工対象にそれぞれ対応させて、加工に使用するレーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、使用する結合レンズの種類に加え、レーザ光源の出力強度および投影レンズ３１ａの光軸方向における位置も変更している。これによって、レーザ加工装置１００は、光ファイバ２２や空間光変調素子３２の損傷および対物レンズ３の瞳での光損失を回避しつつ、効率よく基板１の加工面にレーザ光を伝達している。
【００３４】
この各加工工程および各加工対象に対応するレーザ光の波長、対物レンズ３の種類、結合レンズの種類、レーザ光源２１の出力強度、および、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置に関する制御条件は、たとえば図４の条件表Ｔ１の制御条件１，２，３のようにそれぞれが各加工工程または各加工対象の種別に対応付けられた状態で記憶部５６に予め記憶される。制御部１０４は、記憶部５６が記憶する各制御条件のうち、実行すべき加工工程または加工対象の種別に対応する制御条件にしたがって、レーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、切り替えられる結合レンズの種類、レーザ光源２１の出力強度、および、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を制御する。
【００３５】
次に、レーザ加工装置１００におけるレーザ加工処理の処理手順について説明する。図５は、図１に示すレーザ加工装置１００におけるレーザ加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００３６】
加工処理対象の基板１がステージ２に載置されると、図５のフローチャートに示すように、制御部１０４は、実行すべき加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ１）。たとえば、情報取得部５９が加工情報の送信を外部の欠陥情報管理サーバ１１４に要求し、ネットワーク１１２を介して欠陥情報管理サーバ１１４から送信された加工情報を情報取得部５９が受信することによって加工情報を取得する。制御部１０４は、加工情報を取得していないと判断した場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、加工情報を取得したと判断するまでステップＳ１の判断処理を繰り返す。
【００３７】
制御部１０４は、加工情報を取得したと判断した場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、記憶部５６が記憶する条件表Ｔ１を参照して（ステップＳ２）、参照した条件表Ｔ１の中から、加工情報が指示する加工工程または加工対象の種別に応じた制御条件を選択して取得する（ステップＳ３）。制御部１０４は、この制御条件として、加工に使用するレーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、使用する結合レンズの種類に加え、レーザ光源の出力強度および投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を取得する。
【００３８】
制御部１０４においては、加工情報が指示する加工工程または加工対象の種別に応じて取得した制御条件にしたがって、各構成要素を制御する。具体的には、光源制御部５２は、取得した制御条件に示された波長に、レーザ光源２１が出力するレーザ光の波長を切り替えるレーザ波長切替処理（ステップＳ４）を行う。
【００３９】
顕微鏡制御部５１は、顕微鏡部１０１に対して、取得した制御条件にしたがって加工に使用する対物レンズ３をレボルバ４で光路上に切り替え配置させる対物レンズ切替処理（ステップＳ５）を行う。このとき、顕微鏡制御部５１は、加工情報に示された欠陥の位置をもとに、ステージ２を制御して基板１の加工面に位置する欠陥が撮像部５の視野内に入るように基板１を配置し、焦準機構８による合焦制御を指示する。
【００４０】
レンズ制御部５３は、取得した制御条件にしたがって、結合レンズ部２４の光路上に配置する結合レンズを、結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切り替える結合レンズ切替処理（ステップＳ６）を行う。
【００４１】
光源制御部５２は、取得した制御条件にしたがって、レーザ光源２１のレーザ光の出力強度を設定するレーザ強度設定処理（ステップＳ７）を行う。レンズ制御部５３は、取得した制御条件にしたがって、投影レンズ部３１に、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を切替させる投影レンズ位置切替処理（ステップＳ８）を行う。その後、制御部１０４は、レーザ加工装置１００の各構成要素を制御して、レーザ光源２１に切り替えた波長でのレーザ光照射を行わせ、加工対象である欠陥を修正加工する加工処理を行う（ステップＳ９）。
【００４２】
具体的に、加工工程に対応するレーザ光の波長、対物レンズ３の種類、結合レンズの種類、レーザ光源２１の出力強度、および、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を設定した制御条件について説明する。
【００４３】
まず、エッチング前のレジスト膜加工処理における制御条件について、条件表Ｔ１の制御条件１を参照して説明する。たとえば、ガラス基板では、ＹＡＧレーザの３倍波あるいは４倍波である２６６ｎｍレーザ光や３５５ｎｍレーザ光を用いてレジスト膜を加工することが望ましい。このため、制御条件１のように、エッチング前のレジスト膜加工処理においては、使用するレーザ光の波長としてたとえば２６６ｎｍが設定される。
【００４４】
また、レジスト膜を加工する場合は、金属配線を加工する場合ほど高いエネルギー密度は必要でないため、エッチング前のレジスト膜加工処理においては、２０倍の対物レンズ３ａが設定される。
【００４５】
たとえば、加工に使用される対物レンズ３として、図６に示すように、瞳径が７．２ｍｍ径である２０倍の対物レンズ３ａが設定される場合を例に説明する。このとき、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点距離を２００ｎｍとした場合、空間光変調素子３２から結像レンズ１０に向かって照射されるレーザ光Ｌ１のＮＡは、７．２÷２÷２００＝０．０１８程度にすればよい。中間鏡筒部１０３の投影レンズ部３１の投影倍率を６倍とすると、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射するレーザ光のＮＡは、０．０１８×６＝０．１０８であればよい。光ファイバ２２の入射端面２２ａに入射するレーザ光のＮＡと、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射するレーザ光のＮＡは、ほぼ保存されるため、光ファイバ２２の入射端面２２ａに結合するＮＡも０．１０８とすればよい。レーザ光源２１のレーザ光の平行ビーム径を４ｍｍとすると、４÷２÷０．１０８≒１８．５ｍｍの焦点距離でレーザ光を光ファイバ２２の入射端面２２ａに集光できる結合レンズを用意すればよい。このため、対物レンズ３ａに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、１８．５ｍｍの焦点距離ｆに対応させて、結合レンズ２４ａの光路内の位置Ｐａを設定する。したがって、エッチング前のレジスト膜加工工程における結合レンズとして、使用される２０倍の対物レンズ３ａに対応する結合レンズ２４ａが設定される。
【００４６】
また、エッチング前のレジスト膜加工工程では、金属配線を加工する場合ほど高いエネルギー密度を有するレーザ光は必要でないため、レーザ光源２１のレーザ光の出力強度は１倍に設定される。
【００４７】
そして、レーザ加工装置１００は、加工工程および加工対象の種別に応じてレーザ光の波長を使い分けるとともに、空間光変調素子３２に投影するレーザ光の大きさ（照射領域）を同一とするために投影レンズ３１ａの軸上の色収差を補正している。具体的には、レンズ制御部５３が、使用されるレーザ光の波長に対応させて、投影レンズ３１ａの光軸４１方向の位置を、光ファイバ２２の出射端面２２ｂ側の位置Ｐ１あるいは位置Ｐ１よりも出射端面２２ｂから遠い位置Ｐ２に指示する。エッチング前のレジスト膜加工工程においては、２６６ｎｍレーザ光を使用するため、投影レンズ３１ａの光軸４１方向の位置は、光ファイバ２２の出射端面２２ｂ側の位置Ｐ１に指定される。
【００４８】
次に、エッチング後の金属配線加工処理における制御条件について、条件表Ｔ１の制御条件２を参照して説明する。たとえば、ガラス基板では、ＹＡＧレーザの２倍波あるいは基本波である５３２ｎｍレーザ光や１０６４ｎｍレーザ光を用いて金属配線を加工することが望ましい。このため、制御条件２のように、エッチング後の金属配線加工処理においては、使用するレーザ光の波長として、たとえば１０６４ｎｍが設定される。
【００４９】
金属配線を加工する場合には、レジスト膜を加工する場合と比較して、約１０〜２０倍程度の高いエネルギー密度を有するレーザ光が必要である。このため、エッチング後の金属配線加工処理においては、エッチング前のレジスト膜加工処理において使用される２０倍の対物レンズ３ａよりも倍率の高い５０倍の対物レンズが使用される。
【００５０】
たとえば、加工に使用される対物レンズ３として、図７に示すように、瞳径が３．２ｍｍ径である５０倍の対物レンズ３ｂが設定される場合を例に説明する。このとき、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点距離を２００ｎｍとした場合、空間光変調素子３２から結像レンズ１０に向かって照射されるレーザ光Ｌ２のＮＡは、３．２÷２÷２００＝０．００８程度にすればよい。中間鏡筒部１０３の投影レンズ部３１の投影倍率を６倍とすると、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから出射するレーザ光のＮＡは、０．００８×６＝０．０４８であればよいので、光ファイバ２２の入射端面２２ａに結合するＮＡも０．０４８とすればよい。レーザ光源２１のレーザ光の平行ビーム径を４ｍｍとすると、４÷２÷０．０４８≒４１．７ｍｍの焦点距離でレーザ光を光ファイバ２２の入射端面２２ａに集光できる結合レンズを用意すればよい。このため、対物レンズ３ｂに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、４１．７ｍｍの焦点距離ｆに対応させて、結合レンズ２４ｂの光路内の位置Ｐｂを設定する。したがって、エッチング後の金属配線加工工程における結合レンズとして、使用される５０倍の対物レンズ３ｂに対応する結合レンズ２４ｂが設定される。
【００５１】
そして、対物レンズ３の倍率を２０倍から５０倍にすると、基板１でのエネルギー密度は、２．５＾２＝６．２５倍になる。レーザ加工装置１００では、金属配線加工のための残りのエネルギーについては、レーザ光源２１の出力を、エッチング前のレジスト膜加工処理における出力よりも、１．６〜３．２倍に上げることで補う。
【００５２】
さらに、エッチング処理後の金属配線加工工程においては、１０６４ｎｍレーザ光を使用するため、投影レンズ３１ａの光軸４１方向の位置は、出射端面２２ｂから遠い位置Ｐ２に指定される。
【００５３】
実施の形態１では、光ファイバ２２から照射されるレーザ光のＮＡを、使用する対物レンズ３の瞳径に対応させて求め、この求めたレーザ光のＮＡを実現できるように、結合レンズ２４ａ，２４ｂの各焦点距離ｆが設定されている。レーザ加工装置１００では、レンズ制御部５３が、使用する結合レンズを、結合レンズ２４ａ，２４ｂのうち、使用する対物レンズ３の瞳径に合致する焦点距離ｆが設定された結合レンズに切り替えることによって、光ファイバ２２の出射端面２２ｂから照射されるレーザ光のＮＡを変更している。言い換えると、レーザ加工装置１００においては、光ファイバ２２で構成される光導波路の入射側ＮＡを変更させて、加工に使用する対物レンズ３の瞳径にレーザ光のＮＡを合致させている。
【００５４】
このように、レーザ加工装置１００では、対物レンズ３の瞳径に合わせてレーザ光のＮＡを変更することによって、加工に使用する対物レンズ３における光損失がないようにレーザ光束を変更できるため、空間光変調素子３２に投影するレーザ光の大きさ（照射領域）を変えずに基板１の加工面でのエネルギー密度を変更できる。
【００５５】
さらに、レーザ加工装置１００では、対物レンズ３の瞳径に合わせてレーザ光のＮＡを変更して使用する対物レンズ３における光損失をなくしているため、レーザ光源２１から出射するレーザ光の出力強度を高めて、対物レンズ３における光損失分を補う必要がない。したがって、レーザ加工装置１００においては、加工対象によって基板１でのエネルギー密度に大きな開きがある場合であっても、レーザ光源２１から出射するレーザ光の出力強度の上昇を抑制しながら、基板１の加工面でのエネルギー密度を適切に設定できる。このため、レーザ加工装置１００では、レーザ光源２１から結像レンズ１０までの間の光ファイバ２２や空間光変調素子３２のレーザ光による損傷を低減することができる。
【００５６】
そして、レーザ加工装置１００は、加工工程および加工対象の種別に応じてレーザ光の波長を使い分けるとともに、空間光変調素子３２に投影するレーザ光の大きさ（照射領域）を同一とするために投影レンズ３１ａの軸上の色収差を補正して、正確な加工を実現している。
【００５７】
したがって、レーザ加工装置１００では、予め記憶した制御条件をもとに、実行すべき加工工程および加工対象にそれぞれ対応させて、加工に使用するレーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、使用する結合レンズの種類、レーザ光源の出力強度、および、投影レンズ３１ａの光軸方向における位置を変更することによって、光ファイバ２２や空間光変調素子３２の損傷および対物レンズ３の瞳での光損失を回避しつつ、効率よく基板１の加工面にレーザ光を伝達している。
【００５８】
なお、記憶部５６が記憶する制御条件は、条件表Ｔ１の制御条件１，２のように、基板１に対する工程別に各条件が対応付けられたものであるほか、条件表Ｔ１の制御条件３のように、欠陥の種別ごとに各条件が対応付けられたものであってもよい。たとえば、欠陥１に対して加工処理が行われる場合には、制御条件３に示すように、使用するレーザ光の波長として２６６ｎｍが設定され、５０倍の対物レンズ３ｂが使用される。そして、制御条件３のように、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点距離が２００ｎｍであり、レーザ光源２１のレーザ光の平行ビーム径が４ｍｍである場合、５０倍の対物レンズ３ｂに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、４１．７ｍｍの焦点距離ｆでレーザ光を光ファイバ２２の入射端面２２ａに集光できる結合レンズ２４ｂが設定される。また、制御条件３のように、２６６ｎｍレーザ光を使用するため、投影レンズ３１ａの光軸４１方向の位置は、出射端面２２ｂから近い位置Ｐ１に指定される。さらに、欠陥１を加工するためのレーザ強度比は、２倍に設定される。
【００５９】
また、制御部１０４は、図８に示すように、加工対象の欠陥の画像が表示される画像表示領域Ｅｇの下方の領域Ａ１に、選択された加工工程または加工対象の種別に応じた各制御条件が示されたメニューＭ１を表示部５５に表示させて、制御条件の詳細をレーザ加工装置１００の操作者が確認できるようにしてもよい。
【００６０】
また、実施の形態１では、情報取得部５９が取得した加工情報に対応して制御部１０４が自動的に制御条件を選択する場合について説明したが、これに限らない。たとえば、入力部５４が、実行すべき加工工程および加工対象の種別を指示する指示情報を受け付けて制御部１０４に入力し、制御部１０４は、この入力部５４から入力された指示情報が指示する加工工程または加工対象の種別に対応する制御条件を記憶部５６が記憶する条件表の中から選択してもよい。
【００６１】
また、図９に示すように、表示部５５は、領域Ａ２に、レーザ加工波長、加工用の対物レンズの種類、結合レンズの種類、レーザ強度比および投影レンズの位置に関する制御条件をそれぞれ選択可能であるプルダウンメニューＰ１〜Ｐ５が示されたメニューＭ２を表示して、操作者による入力部５４の操作によって各制御条件が設定できるようにしてもよい。この場合、プルダウンメニューＰ１〜Ｐ５のいずれかにおいて制御条件が設定された場合には、他のプルダウンメニューＰ１〜Ｐ５で選択できる条件を、既に設定された制御条件に対応するものに固定してもよい。
【００６２】
また、図１０に示すように、制御部１０４は、プリセットボタンＣ１〜Ｃ５が領域Ａ３に表示されるメニューＭ３を表示部５５に表示させて、入力部５４の操作によって選択されたプリセットボタンに対応する制御条件を記憶部５６の条件表Ｔ１から選択してもよい。たとえば、プリセットボタンＣ１は、条件表Ｔ１の制御条件１に対応し、制御部１０４は、プリセットボタンＣ１が選択された場合には、条件表Ｔ１の制御条件１にしたがって、レーザ加工波長、加工用の対物レンズの種類、結合レンズの種類、レーザ強度比および投影レンズの位置を設定し、加工処理を行う。
【００６３】
また、本実施の形態１では、レーザ照射部１０２と中間鏡筒部１０３との間でレーザ光を伝搬させるために光ファイバ２２を用いた場合を例に説明した。この場合には、光ファイバ２２の取り回しによって曲げＲが小さくなると光ファイバ２２の有効ＮＡの範囲内において、光ファイバ２２の出射端面２２ｂからの出射ＮＡが入射端面２２ａにおける入射ＮＡよりも大きくなる場合がある。このため、結合レンズ部２４とレーザ光源２１との間に、ビームエクスパンダを配置して、適正な出射ＮＡとなるようにレーザ光の入射ＮＡを補正してもよい。
【００６４】
また、本実施の形態１では、光導波路として光ファイバ２２を用いた場合を例に説明したが、これに限らない。たとえば、光ファイバ２２に代えて、ホモジナイザなどのガラスロッドを用いてもよい。ホモジナイザなどのガラスロッドを光導波路として採用した場合、取り回しが固定化されるため、出射ＮＡが変動せずに安定するとともに、出射端面２２ｂのレーザ強度分布の均一性も光ファイバ２２と比較してさらに向上する。また、光ファイバ２２の取り回しによって曲げＲが小さくなると、その位置でレーザ光のエネルギー集中が発生して光ファイバを損傷させる場合があるが、ガラスロットを用いた場合には、このような損傷も回避することができる。
【００６５】
また、実施の形態１では、結合レンズ２４ａ，２４ｂのいずれかに切り替えることによって、光ファイバ２２あるいはガラスロッドなどの光導波路の入射側ＮＡを変更させて、加工に使用する対物レンズ３の瞳径にレーザ光のＮＡを合致させているが、これに限らない。ミラー２３、結合レンズ部２４および光ファイバ２２に代えて、たとえば図１１に示すように、二つのレンズを組み合わせて光束幅を拡大可能であるビームエクスパンダ６１、同一の単一レンズを縦横に配置したフライアイレンズ６２およびコリメートレンズ６３によって構成される光源変換手段を採用してもよい。
【００６６】
この場合、レーザ光源２１から照射された平行ビームの光束径をビームエクスパンダ６１で変更する。ビームエクスパンダ６１の出力先にフライアイレンズ６２を配置して、ビームエクスパンダ６１から出力されたレーザ光を多点光源化し、フライアイレンズ６２の出力先に配置したコリメートレンズ６３で再び平行光に戻す。このとき、コリメートレンズ６３の後側焦点位置は、均一な角度分布を持つ面光源６４に変換される。レンズ制御部５３は、ビームエクスパンダ６１のレンズ間の間隔を変更することによって倍率を変更して、フライアイレンズ６２に入射するレーザ光の光束径を変更できるため、面光源６４の大きさを変えずに、面光源６４から照射される平行光の角度分布を変更することができる。すなわち、ビームエクスパンダ６１のレンズ間の間隔を変更してフライアイレンズ６２に入射するレーザ光の光束径を変更することによって、面光源６４から照射されるレーザ光のＮＡを変更することができる。
【００６７】
また、レーザ加工装置は、基板に対する製造システムの一部である欠陥修正システムを構成する。この欠陥修正システムについて説明する。図１２は、実施の形態にかかるレーザ加工装置を有する欠陥修正システムの概略構成を示すブロック図である。この欠陥修正システムは、たとえば図１２に示すように、欠陥検査装置１１１、生産ライン情報を統括する生産データ管理サーバ１１３、欠陥情報データベース１１５に接続して欠陥情報を管理する欠陥情報管理サーバ１１４、レビュー検査装置１１６およびレーザ加工装置１００がネットワーク１１２を介して接続する構成を有する。
【００６８】
まず、システム全体の処理の概要を説明する。欠陥検査装置１１１は、たとえばフォトリソグラフィー工程においてレジストパターンが形成されたエッチング工程前の基板やエッチング工程において金属配線が形成された基板が搬送システムによって搬送されてくると、設定された検査条件にしたがって、この基板における欠陥を検出し、欠陥の基板上の座標位置を示す欠陥位置座標および欠陥の大きさを示すサイズ情報を取得する。欠陥情報管理サーバ１１４は、これらの各情報を、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを用いてネットワーク１１２経由で取得し、欠陥情報データベース１１５に登録するとともに生産データ管理サーバ１１３に登録内容を送信する。
【００６９】
欠陥検査装置１１１による検査後の基板のうち欠陥が生じている基板はレビュー検査装置１１６に搬送される。レビュー検査装置１１６は、レビュー対象の基板の欠陥を示したレビュー情報を欠陥情報管理サーバ１１４に要求する。レビュー検査装置１１６は、欠陥情報管理サーバ１１４より送信されたレビュー情報にしたがって欠陥画像を撮像し、画像処理機能により欠陥の種別を分類する。欠陥情報管理サーバ１１４は、このレビュー結果をネットワーク１１２経由で取得し、欠陥情報データベース１１５に登録するとともに生産データ管理サーバ１１３に登録内容を送信する。
【００７０】
レビュー検査装置１１６によるレビュー検査後の基板はレーザ加工装置１００に搬送される。レーザ加工装置１００は、加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を欠陥情報管理サーバ１１４に要求する。そして、前述したように、レーザ加工装置１００は、欠陥情報管理サーバ１１４より送信された欠陥情報にしたがって欠陥を撮像し、撮像した欠陥画像と所定の標本パターン画像とのマッチングによって、欠陥の抽出と、電極パターンまたは配線パターンをレーザ加工領域から除外するためにレーザ光の非照射領域を設定するマスク設定とを行ってから、レーザ光を照射することで基板上の欠陥を修正加工する。
【００７１】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。図１３は、実施の形態２にかかるレーザ加工装置の概略構成を示すブロック図である。図１３に示すように、実施の形態２にかかるレーザ加工装置２００は、図２に示すレーザ加工装置１００と比して、レーザ照射部１０２に代えてレーザ照射部２０２を有し、中間鏡筒部１０３に代えて中間鏡筒部２０３を有し、制御部１０４に代えて制御部２０４を有し、記憶部５６に代えて記憶部２５６を有する。
【００７２】
図１４に示すように、レーザ照射部２０２は、レーザ光源２１と、ダイクロイックミラー２２３ａと、ミラー２２３ｂと、結合レンズ２４ａ，２４ｂを有する結合レンズ部２２４と、光ファイバ２２１，２２２とを有する。レーザ光源２１は、たとえば、波長が２６６ｎｍ、３５５ｎｍ、５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光を同時に出射する。
【００７３】
ダイクロイックミラー２２３ａは、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光を透過させるとともに、波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光をミラー２２３ｂ側に反射する。ダイクロイックミラー２２３ａは、レーザ光源２１から出射されたレーザ光を、波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光と、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光とに分けて出力する機能を有する。
【００７４】
ダイクロイックミラー２２３ａを透過した５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光は、結合レンズ２４ｂによって光ファイバ２２１の入射端面２２１ａに結合され、光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射する。また、ダイクロイックミラー２２３ａで反射された波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光は、ミラー２２３ｂで反射され、結合レンズ２４ａによって光ファイバ２２２の入射端面２２２ａに結合され、光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射する。実施の形態２においては、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光を伝搬する光ファイバ２２１と、波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光を伝搬する光ファイバ２２２とをそれぞれ設ける。
【００７５】
波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光は、実施の形態１で記載したように、エッチング前のレジスト膜加工工程において使用され、たとえば２０倍の対物レンズ３ａが設定される。２０倍の対物レンズ３ａの瞳径が７．２ｍｍ径であり、レーザ光用の結像レンズ１０の焦点距離が２００ｎｍであり、レーザ光源２１のレーザ光の平行ビーム径が４ｍｍである場合、対物レンズ３ａに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、１８．５ｍｍの焦点距離ｆに対応した位置Ｐｃ（図１５参照）に、結合レンズ２４ａが固定配置される。また、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光は、実施の形態１で記載したように、エッチング後の金属配線加工工程において使用され、たとえば５０倍の対物レンズ３ｂが設定される。５０倍の対物レンズ３ｂの瞳径が３．２ｍｍ径である場合、対物レンズ３ｂに対応するレーザ光のＮＡを実現するために、４１．７ｍｍの焦点距離ｆに対応した位置Ｐｄ（図１５参照）に、結合レンズ２４ｂが固定配置される。
【００７６】
このように、実施の形態２では、レーザ光を、使用する各波長に分けて、各波長に対応させて光ファイバ２２１，２２２を設けるとともに、各波長に対応した対物レンズに最適なＮＡでレーザ光が入射できる焦点位置に各結合レンズ２４ａ，２４ｂをそれぞれ配置している。
【００７７】
中間鏡筒部２０３は、投影レンズ部３１に代えて投影レンズ部２３１を有する。投影レンズ部２３１は、光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射されたレーザ光を空間光変調素子３２に投影するための投影レンズとして、投影レンズ２３１ａ，３１ｂを有する。投影レンズ２３１ａと投影レンズ３１ｂとの間には、波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光を透過させるとともに波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光を投影レンズ３１ｂ側に反射するダイクロイックミラー２３１ｃが設けられている。光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射された波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光は、投影レンズ２３１ａによって平行光束となり、ダイクロイックミラー２３１ｃを透過した後に投影レンズ３１ｂによって収束されて、空間光変調素子３２上に集光される。投影レンズ２３１ａは、光ファイバ２２１が出射する波長が５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光に対して色収差を補正可能である位置にＰ３に配置される。
【００７８】
そして、投影レンズ２３１ａとダイクロイックミラー２３１ｃとの間には、第１のシャッタ２３１ｅが設けられている。第１のシャッタ２３１ｅは、開状態のときは光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射されたレーザ光を通過させ、閉状態のときは光ファイバ２２１の出射端面２２１ｂから出射されたレーザ光を遮断する。
【００７９】
投影レンズ部２３１は、光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射されたレーザ光を空間光変調素子３２に投影するための投影レンズとして、投影レンズ２３１ｂ，３１ｂを有する。投影レンズ２３１ｂと投影レンズ３１ｂとの間には、入射した光をダイクロイックミラー２３１ｃの反射面に反射するミラー２３１ｄが配置する。光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射された波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光は、投影レンズ２３１ｂによって平行光束となり、ミラー２３１ｄを経由してダイクロイックミラー２３１ｃの反射面で反射した後に投影レンズ３１ｂによって収束されて、空間光変調素子３２上に集光される。投影レンズ２３１ｂは、光ファイバ２２２が出射する波長が２６６ｎｍおよび３５５ｎｍのレーザ光に対して色収差を補正可能である位置にＰ４に配置される。
【００８０】
そして、投影レンズ２３１ｂとミラー２３１ｄとの間には、第２のシャッタ２３１ｆが設けられている。第２のシャッタ２３１ｆは、開状態のときは光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射されたレーザ光を通過させ、閉状態のときは光ファイバ２２２の出射端面２２２ｂから出射されたレーザ光を遮断する。
【００８１】
制御部２０４は、光源制御部５２に代えてレーザ光源２１を制御する光源制御部２５２を有し、レンズ制御部５３に代えて第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉を制御するシャッタ制御部２５３を有する。
【００８２】
記憶部２５６は、各加工工程および各加工対象に対応するレーザ光の波長、対物レンズ３の種類、レーザ光源２１の出力強度、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉に関する制御条件を、たとえば図１６の条件表Ｔ２の制御条件２１，２２，２３のようにそれぞれと各加工工程および各加工対象の種別とを対応付けた状態で予め記憶する。
【００８３】
この条件表Ｔ２においては、制御条件２１〜２３に示すように、加工工程および加工対象の種別に対応する波長のレーザ光が空間光変調素子３２に出力されるように、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉が設定されている。
【００８４】
たとえば、制御条件２１および制御条件２３においては、使用する２６６ｎｍレーザ光が空間光変調素子３２に出力されるように、光ファイバ２２２側の第２のシャッタ２３１ｆが開状態に設定され、光ファイバ２２１側の第１のシャッタ２３１ｅは閉状態に設定される。一方、制御条件２２においては、使用する１０６４ｎｍレーザ光が空間光変調素子３２に出力されるように、光ファイバ２２１側の第１のシャッタ２３１ｅが開状態に設定され、光ファイバ２２２側の第２のシャッタ２３１ｆは閉状態に設定される。
【００８５】
制御部２０４は、記憶部２５６が記憶する各制御条件のうち、実行すべき加工工程または加工対象の種別に対応する制御条件にしたがって、レーザ光の波長、対物レンズ３の種類、レーザ光源２１の出力強度、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉を制御する。制御部２０４は、記憶部２５６が記憶する波長のうち指示された加工工程および加工対象物の種別に対応する波長のレーザ光が空間光変調素子３２に出力されるように、投影レンズ部２３１による第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉を制御する。
【００８６】
次に、レーザ加工装置２００におけるレーザ加工処理の処理手順について説明する。図１７は、図１３に示すレーザ加工装置２００におけるレーザ加工処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００８７】
加工処理対象の基板１がステージ２に載置されると、図１７のフローチャートに示すように、制御部２０４は、加工工程、および、処理基板の加工対象である欠陥の種別や位置を指示する加工情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ２１）。制御部２０４は、加工情報を取得していないと判断した場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、加工情報を取得したと判断するまでステップＳ２１の判断処理を繰り返す。
【００８８】
制御部２０４は、加工情報を取得したと判断した場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、記憶部２５６が記憶する条件表Ｔ２を参照して（ステップＳ２２）、参照した条件表Ｔ２の中から、加工情報が指示する加工工程または加工対象の種別に応じた制御条件を選択して取得する（ステップＳ２３）。制御部２０４は、この制御条件として、加工に使用するレーザ光の波長、加工に使用する対物レンズ３の種類、使用する結合レンズの種類、レーザ光源２１の出力強度、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉条件を取得する。
【００８９】
続いて、顕微鏡制御部５１は、図６に示すステップＳ５と同様に、顕微鏡部１０１に対して、取得した制御条件にしたがって加工に使用する対物レンズ３をレボルバ４で光路上に切り替え配置させる対物レンズ切替処理（ステップＳ２４）を行う。このとき、顕微鏡制御部５１は、加工情報に示された欠陥の位置をもとに、ステージ２を制御して基板１の加工面に位置する欠陥が撮像部５の視野内に入るように基板１を配置し、焦準機構８による合焦制御を指示する。
【００９０】
図６に示すステップＳ７と同様に、光源制御部２５２は、取得した制御条件にしたがって、レーザ光源２１のレーザ光の出力強度を設定するレーザ強度設定処理（ステップＳ２５）を行う。
【００９１】
シャッタ制御部２５３は、取得した制御条件にしたがって、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆの開閉を制御するシャッタ開閉制御処理を行う（ステップＳ２６）。その後、制御部２０４は、レーザ加工装置２００の各構成要素を制御して、たとえば波長が２６６ｎｍ、３５５ｎｍ、５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍのレーザ光の照射を行わせ、加工対象である欠陥を修正加工する加工処理を行う（ステップＳ２７）。
【００９２】
実施の形態２では、レーザ光の波長ごとに光ファイバ２２１，２２２を設け、使用する各倍率の対物レンズ３の瞳径に合致したＮＡとなる位置に結合レンズ２４ａ，２４ｂをそれぞれ配置することによって、光ファイバ２２１，２２２の出射端面２２１ｂ，２２２ｂから照射されるレーザ光のＮＡを光ファイバ２２１，２２２の入射側でそれぞれ変えている。そして、レーザ加工装置２００では、投影レンズ部２３１において、使用する波長のレーザ光のみを通過させるように第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆを開閉することによって、対物レンズ３の瞳径に合致するレーザ光のみを空間光変調素子３２に出力する。すなわち、レーザ加工装置２００では、シャッタ制御部２５３が、第１のシャッタ２３１ｅおよび第２のシャッタ２３１ｆのうち、使用するレーザ光の波長に合わせて開閉制御することによって、光ファイバ２２１，２２２から出射され空間光変調素子３２に照射されるレーザ光のＮＡを切り替えている。
【００９３】
このように、レーザ加工装置２００では、対物レンズ３の瞳径に合わせてレーザ光のＮＡを切り替えることによって、加工に使用する対物レンズ３における光損失をなくすことができるため、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００９４】
なお、本実施の形態１，２では、レーザ光源２１としてＹＡＧレーザを用いた場合を例に説明したが、これに限らない。たとえば、レーザ光源として、エキシマレーザを用いてもよい。具体的には、ＡｒＦの場合、波長が１９３ｎｍのレーザ光を出射でき、ＫｒＦの場合、波長が２４８のレーザ光を出射でき、ＸｅＣｌの場合、波長が３０８ｎｍのレーザ光を出射でき、ＸｅＦの場合、波長が３５３ｎｍのレーザ光を出射できる。なお、１９３ｎｍレーザ光を出射する場合には、光学系をミラーで構成するため色収差の補正は不要となる。
【００９５】
また、１０μｍレーザ光を使用する場合には、ＣＯ２レーザを用いてもよい。
【００９６】
また、１０６４ｎｍレーザ光を使用する場合には、ナノ秒レーザーを用いてもよい。
【００９７】
また、１０６４ｎｍレーザ光を使用する場合には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザといったピコ秒レーザを用いてもよい。ピコ秒レーザを用いる場合には、波長が１０３０〜１０６４ｎｍ、１５３０〜１５７５ｎｍ、１０６４ｎｍ、１０３０ｎｍのレーザ光を出射できる。
【００９８】
また、波長が８００〜１２００ｎｍ程度のレーザ光を使用する場合には、フェムト秒レーザを用いることができる。このように、本実施の形態１，２にかかるレーザ加工装置１００，２００においては、深紫外から近赤外までの波長のレーザ光を用いて欠陥の修正加工が行われる。
【符号の説明】
【００９９】
１ 基板
２ ステージ
３，３ａ，３ｂ 対物レンズ
４ レボルバ
５ 撮像部
６ｂ，６ｃ，９ａ，２３，３３，２２３ｂ，２３１ｄ ミラー
６ 結像部
６ａ 結像レンズ
７ 照明系
７ａ レンズ
７ｂ，９ｂ ハーフミラー
８ 焦準機構
１０ 結像レンズ
２１，２２１ レーザ光源
２２，２２１，２２２ 光ファイバ
２４，２２４ 結合レンズ部
２４ａ，２４ｂ 結合レンズ
３１，２３１ 投影レンズ部
３１ａ，３１ｂ，２３１ａ，２３１ｂ 投影レンズ
３２ 空調光変調素子
５１ 顕微鏡制御部
５２，２５２ 光源制御部
５３ レンズ制御部
５４ 入力部
５５ 表示部
５６，２５６ 記憶部
５９ 情報取得部
６１ ビームエクスパンダ
６２ フライアイレンズ
６３ コリメートレンズ
６４ 面光源
１００，２００ レーザ加工装置
１０１ 顕微鏡部
１０２，２０２ レーザ照射部
１０３，２０３ 中間鏡筒部
１０４，２０４ 制御部
１１１ 欠陥検査装置
１１２ ネットワーク
１１３ 生産データ管理サーバ
１１４ 欠陥情報管理サーバ
１１５ 欠陥情報データベース
１１６ レビュー検査装置
２３１ｅ 第１のシャッタ
２３１ｆ 第２のシャッタ
２３１ｃ，２２３ａ ダイクロイックミラー
２５３ シャッタ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数波長のレーザ光を使用して対象物の加工を行うレーザ加工装置において、
複数波長のレーザ光を出射可能である光源と、
前記光源を略面光源に変換して第２の光源とする光源変換手段と、
前記対象物の加工面および前記第２の光源と共役な位置に配置された空間光変調素子と、
前記空間光変調素子から照射されたレーザ光を前記加工面に投射する対物レンズと、
前記第２の光源から照射されるレーザ光のＮＡを変更するＮＡ変更手段と、
各加工工程または加工対象物の各種別にそれぞれ対応する前記対物レンズの種別と、前記対物レンズの種別に応じてそれぞれ設定された複数の前記レーザ光のＮＡ変更条件とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶する対物レンズの種別のうち、実行すべき前記加工工程または加工対象物の種別に対応する対物レンズを選択するとともに、前記記憶手段が記憶する前記複数のレーザ光のＮＡ変更条件のうち、前記実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する前記レーザ光のＮＡ変更条件にしたがって前記ＮＡ変更手段によるレーザ光のＮＡの変更を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記光源変換手段は、前記レーザ光を結合可能な複数の結合レンズと、導波路とを有し、
前記ＮＡ変更手段は、光路上に配置する前記結合レンズを切り替えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記光導波路から出力されたレーザ光を前記空間光変調素子に投影する投影レンズを有し、前記投影レンズの位置を変更して前記レーザ光の色収差を補正する色収差補正手段をさらに備え、
前記記憶手段は、各加工工程または各加工対象物の種別にそれぞれ対応する前記レーザ光の波長および前記投影レンズの位置を記憶し、
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶する波長のうち前記実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する波長のレーザ光を前記光源に出射させ、前記色収差補正手段に、前記投影レンズの位置を、前記記憶手段が記憶する前記投影レンズの位置のうち前記実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する位置に変更させることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、各加工工程または加工対象物の各種別にそれぞれ対応する前記対物レンズの種別を記憶するとともに、前記加工工程または加工対象物の種別ごとに前記レーザ光の第１の波長および前記第１の波長と異なる第２の波長のいずれが対応するかを記憶し、
前記光源変換手段は、
前記光源から出射された前記レーザ光を第１の波長のレーザ光と第２の波長のレーザ光とに分けて出力する波長分割手段と、
前記第１の波長のレーザ光を伝搬する第１の光導波路と、
前記第２の波長のレーザ光を伝搬する第２の光導波路と、
を備え、
前記ＮＡ変更手段は、
前記第１の波長が使用される加工工程または加工対象物の種別に応じた焦点距離で、前記第１の波長のレーザ光を結合する第１の結合レンズと、
前記第２の波長が使用される加工工程または加工対象物の種別に応じた焦点距離で、前記第２の波長のレーザ光を結合する第２の結合レンズと、
前記第１の導波路と前記空間光変調素子との間に設けられた第１のシャッタと、
前記第２の導波路と前記空間変調素子との間に設けられた第２のシャッタと、
を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶するレーザ光の波長のうち前記実行すべき加工工程および加工対象物の種別に対応する波長のレーザ光が前記空間光変調素子に出力されるように、前記第１のシャッタおよび前記第２のシャッタの開閉を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶する前記対物レンズの種別および前記複数のレーザ光のＮＡ変更条件のうち、外部装置から送信された指示情報が実行を指示する前記加工工程および加工対象物の種別に対応する対物レンズを選択するとともに、前記指示情報が実行を指示する前記加工工程または加工対象物の種別に対応する前記レーザ光のＮＡ変更条件にしたがって前記ＮＡ変更手段によるレーザ光のＮＡの変更を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記実行すべき加工工程および加工対象物の種別を指示する指示情報を受け付けて前記制御手段に入力する入力手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶する前記対物レンズの種別および前記複数のレーザ光のＮＡ変更条件のうち、前記入力手段から入力された指示情報が指示する前記加工工程および加工対象物の種別に対応する対物レンズを選択するとともに、前記指示情報が指示する前記加工工程または加工対象物の種別に対応する前記レーザ光のＮＡ変更条件にしたがって前記ＮＡ変更手段によるレーザ光のＮＡの変更を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記光源変換手段は、ビームエクスパンダとフライアイレンズとを有し、
前記ＮＡ変更手段は、前記ビームエクスパンダの倍率を変えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項１】
複数波長のレーザ光を使用して対象物の加工を行うレーザ加工装置において、
複数波長のレーザ光を出射可能である光源と、
前記光源を略面光源に変換して第２の光源とする光源変換手段と、
前記対象物の加工面および前記第２の光源と共役な位置に配置された空間光変調素子と、
前記空間光変調素子から照射されたレーザ光を前記加工面に投射する対物レンズと、
前記第２の光源から照射されるレーザ光のＮＡを変更するＮＡ変更手段と、
各加工工程または加工対象物の各種別にそれぞれ対応する前記対物レンズの種別と、前記対物レンズの種別に応じてそれぞれ設定された複数の前記レーザ光のＮＡ変更条件とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶する対物レンズの種別のうち、実行すべき前記加工工程または加工対象物の種別に対応する対物レンズを選択するとともに、前記記憶手段が記憶する前記複数のレーザ光のＮＡ変更条件のうち、前記実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する前記レーザ光のＮＡ変更条件にしたがって前記ＮＡ変更手段によるレーザ光のＮＡの変更を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記光源変換手段は、前記レーザ光を結合可能な複数の結合レンズと、導波路とを有し、
前記ＮＡ変更手段は、光路上に配置する前記結合レンズを切り替えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記光導波路から出力されたレーザ光を前記空間光変調素子に投影する投影レンズを有し、前記投影レンズの位置を変更して前記レーザ光の色収差を補正する色収差補正手段をさらに備え、
前記記憶手段は、各加工工程または各加工対象物の種別にそれぞれ対応する前記レーザ光の波長および前記投影レンズの位置を記憶し、
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶する波長のうち前記実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する波長のレーザ光を前記光源に出射させ、前記色収差補正手段に、前記投影レンズの位置を、前記記憶手段が記憶する前記投影レンズの位置のうち前記実行すべき加工工程または加工対象物の種別に対応する位置に変更させることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、各加工工程または加工対象物の各種別にそれぞれ対応する前記対物レンズの種別を記憶するとともに、前記加工工程または加工対象物の種別ごとに前記レーザ光の第１の波長および前記第１の波長と異なる第２の波長のいずれが対応するかを記憶し、
前記光源変換手段は、
前記光源から出射された前記レーザ光を第１の波長のレーザ光と第２の波長のレーザ光とに分けて出力する波長分割手段と、
前記第１の波長のレーザ光を伝搬する第１の光導波路と、
前記第２の波長のレーザ光を伝搬する第２の光導波路と、
を備え、
前記ＮＡ変更手段は、
前記第１の波長が使用される加工工程または加工対象物の種別に応じた焦点距離で、前記第１の波長のレーザ光を結合する第１の結合レンズと、
前記第２の波長が使用される加工工程または加工対象物の種別に応じた焦点距離で、前記第２の波長のレーザ光を結合する第２の結合レンズと、
前記第１の導波路と前記空間光変調素子との間に設けられた第１のシャッタと、
前記第２の導波路と前記空間変調素子との間に設けられた第２のシャッタと、
を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶するレーザ光の波長のうち前記実行すべき加工工程および加工対象物の種別に対応する波長のレーザ光が前記空間光変調素子に出力されるように、前記第１のシャッタおよび前記第２のシャッタの開閉を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶する前記対物レンズの種別および前記複数のレーザ光のＮＡ変更条件のうち、外部装置から送信された指示情報が実行を指示する前記加工工程および加工対象物の種別に対応する対物レンズを選択するとともに、前記指示情報が実行を指示する前記加工工程または加工対象物の種別に対応する前記レーザ光のＮＡ変更条件にしたがって前記ＮＡ変更手段によるレーザ光のＮＡの変更を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記実行すべき加工工程および加工対象物の種別を指示する指示情報を受け付けて前記制御手段に入力する入力手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶する前記対物レンズの種別および前記複数のレーザ光のＮＡ変更条件のうち、前記入力手段から入力された指示情報が指示する前記加工工程および加工対象物の種別に対応する対物レンズを選択するとともに、前記指示情報が指示する前記加工工程または加工対象物の種別に対応する前記レーザ光のＮＡ変更条件にしたがって前記ＮＡ変更手段によるレーザ光のＮＡの変更を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記光源変換手段は、ビームエクスパンダとフライアイレンズとを有し、
前記ＮＡ変更手段は、前記ビームエクスパンダの倍率を変えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−９６２７７（Ｐ２０１２−９６２７７Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４７５７８（Ｐ２０１０−２４７５７８）
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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