專利名稱：對(duì)焦位置調(diào)整方法、對(duì)焦位置調(diào)整裝置、及激光加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光加工裝置等加工裝置中的加工位置的特定技術(shù)。
背景技術(shù)：
在利用激光照射來進(jìn)行劃線步驟的情況下，其中該劃線步驟用以將例如LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)用的藍(lán)寶石基板等、在表面上形成著半導(dǎo)體層(功能層)或電極圖案等的母基板分割而個(gè)片化(芯片化)，為了正確地進(jìn)行母基板的對(duì)準(zhǔn)或激光照射的加工，必須調(diào)整母基板的劃線對(duì)象位置(以下也稱為界道(street))的表面高度。假設(shè)在界道的高度位置偏離假定的位置的情況下，照射的激光的焦點(diǎn)位置會(huì)偏離假定位置，因此，會(huì)產(chǎn)生激光的照射能量未得到有效利用而無法進(jìn)行所期望的劃線的異常?？捎糜诖朔N表面高度的特定及調(diào)整的各種技術(shù)已為人所知(例如參照專利文獻(xiàn)I至專利文獻(xiàn)3)。而且，可較佳地進(jìn)行界道的基板面內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)的技術(shù)也已為人所知(例如參照專利文獻(xiàn)4)。背景技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本專利特開平7-87378號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本專利特開平11-183784號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本專利第3749142號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本專利特開2009-022994號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
專利文獻(xiàn)I至專利文獻(xiàn)3中公開的技術(shù)均是在將以相對(duì)于光軸傾斜的姿勢(shì)配置(或設(shè)置成階梯狀)的圖案投影至對(duì)象物上的狀態(tài)下，將包括該圖案的對(duì)象物的像中的該圖案的對(duì)比度成為最大的位置特定為該像的對(duì)焦位置(對(duì)焦點(diǎn)位置)，并基于該結(jié)果來調(diào)整對(duì)象物表面的高度位置。大體上而言，首先，對(duì)象物的表面位于觀察其的光學(xué)系統(tǒng)的物鏡的對(duì)焦位置，且在觀察像中圖案的投影像的對(duì)比度成為最大的位置(最大對(duì)比度位置)位于圖像中央的情況下，設(shè)為對(duì)象物的表面位于基準(zhǔn)位置(基準(zhǔn)高度)。于是，在觀察像中投影像的最大對(duì)比度位置偏離中央的情況下，對(duì)象物表面的高度位置偏離基準(zhǔn)位置。此時(shí)，如果在觀察像中以最大對(duì)比度位置與圖像中央位置一致的方式改變對(duì)象物的高度位置，則實(shí)現(xiàn)對(duì)象物表面的高度位置與基準(zhǔn)位置一致的狀態(tài)。即，利用圖案的投影像的對(duì)比度的分布狀態(tài)，且以對(duì)象物的表面與對(duì)焦位置吻合的方式，即以使對(duì)象物表面與照射光的物鏡的距離保持固定的方式，調(diào)整對(duì)象物表面的高度位置。如果為照射激光而加工對(duì)象物表面的情況，則如所述般調(diào)整母基板表面的高度位置，使其始終保持于以由光學(xué)系統(tǒng)規(guī)定的一定距離遠(yuǎn)離物鏡的高度位置，并且，通過將激光的出射源設(shè)定于相對(duì)于物鏡位置為一定的位置，而可實(shí)現(xiàn)使激光的照射條件始終保持固定的激光加工。另外，在圖案的投影像中特定出最大對(duì)比度位置的狀態(tài)下，也可根據(jù)最大對(duì)比度位置與圖像中央位置的距離來調(diào)整物鏡的高度位置，而代替調(diào)整對(duì)象物的高度。于該情況下，由于對(duì)象物的表面與物鏡的距離調(diào)整為固定值，所以相對(duì)而言，也調(diào)整對(duì)象物表面的高度位置。另外，本說明書中，為了簡化說明，之后包括調(diào)整物鏡的高度位置的情況，有時(shí)簡稱為調(diào)整對(duì)象物的高度位置、或特定對(duì) 象物的高度位置等。另一方面，近年來的LED為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)量提高而不斷朝小芯片尺寸化發(fā)展。而且，為了實(shí)現(xiàn)亮度提高，而要求激光加工制程中產(chǎn)生的加工變質(zhì)區(qū)域?yàn)樽钚∠薅?。即，要求以更高的加工精度切割出更微?xì)的芯片。然而，在LED用的母基板中，界道在基板表面設(shè)定為格子狀，但其寬度至多為數(shù)十微米(ym)左右。而且，因在除界道以外的部位形成半導(dǎo)體層等，所以在界道與除其以外的部位之間存在3 5 μ m以上的高度的差的情況較多。也就是，在LED用的母基板的表面形成著至少包括格子狀的界道的部分成為狹小的凹部(最下部)的凹凸結(jié)構(gòu)。為使其芯片化，而要求正確地特定出該界道的高度位置后照射激光。所述專利文獻(xiàn)I至專利文獻(xiàn)3中揭示的方法均僅以表面均勻地平坦物為對(duì)象，在LED用的母基板的芯片化時(shí)僅應(yīng)用這些方法，難以調(diào)整作為狹小的凹部而設(shè)置的界道的高
度位置。而且，在較佳地用作LED用的母基板的藍(lán)寶石基板的情況下，基板面內(nèi)的高度分布不如Si基板均一，而且，半導(dǎo)體層的形成過程中產(chǎn)生翹曲。也就是，在使用藍(lán)寶石基板的情況下，就該方面而言，應(yīng)用專利文獻(xiàn)I至專利文獻(xiàn)3中公開的方法的界道的高度位置的調(diào)整也較為困難。本發(fā)明是鑒于所述課題而完成的，其目的在于提供一種可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整設(shè)置于在表面存在凹凸結(jié)構(gòu)的基板的凹部的界道的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的方法、實(shí)現(xiàn)其的裝置、及包括該裝置的激光加工裝置。[解決問題的技術(shù)手段]為解決所述課題，技術(shù)方案I的發(fā)明為一種對(duì)焦位置調(diào)整方法，其特征在于其以于觀察對(duì)象物中格子狀地存在的對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的方式，調(diào)整觀察光學(xué)系統(tǒng)中具備的對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置，且包括保持步驟，其使所述觀察對(duì)象物保持于特定的保持機(jī)構(gòu)；圖案投影步驟，其對(duì)具有第一遮光圖案及第二遮光圖案的十字狀的遮光圖案，將以所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域的一格點(diǎn)為中心的十字狀區(qū)域作為投影范圍進(jìn)行投影，所述第一遮光圖案使多個(gè)單位遮光區(qū)域沿第一方向等間隔排列而成，所述第二遮光圖案設(shè)置在與所述第一方向正交的第二方向上；攝像步驟，其于已投影所述遮光圖案的狀態(tài)下，使所述一格點(diǎn)與圖像中央吻合而由所述觀察光學(xué)系統(tǒng)中具備的攝像機(jī)構(gòu)對(duì)包含所述投影范圍的區(qū)域進(jìn)行攝像；最大對(duì)比度位置特定步驟，其基于所述攝像圖像來特定所述第一遮光圖案的對(duì)比度成為最大的最大對(duì)比度位置；及對(duì)焦位置調(diào)整步驟，其調(diào)整所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置；且在所述圖案投影步驟中，以如下方式將所述遮光圖案投影至所述十字狀區(qū)域，即，使所述遮光圖案相對(duì)于所述觀察光學(xué)系統(tǒng)的光軸傾斜而配置，所述第一遮光圖案的多個(gè)單位遮光區(qū)域的各自的成像位置成為不同的高度位置，且所述第二遮光圖案在一個(gè)高度位置成像；所述對(duì)焦位置調(diào)整步驟選擇性地進(jìn)行第一對(duì)焦位置調(diào)整步驟，其在所述最大對(duì)比度位置特定步驟中可特定所述最大對(duì)比度位置的情況下，基于所述最大對(duì)比度位置與所述一格點(diǎn)的位置的距離來調(diào)整所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置，由此使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)；及第二對(duì)焦位置調(diào)整步驟，其在所述最大對(duì)比度位置特定步驟中無法特定所述最大對(duì)比度位置的情況下，使所述攝像機(jī)構(gòu)對(duì)改變所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述觀察對(duì)象物的配置距離的多個(gè)攝像圖像進(jìn)行攝像，基于所獲得的所述多個(gè)攝像圖像來特定相對(duì)于所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的配置距離的所述第二遮光圖案的對(duì)比度變化，通過將所述對(duì)比度變化的極大位置決定為所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的配置位置，且使所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置與所述極大位置一致，而使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。技術(shù)方案2的發(fā)明為技術(shù)方案I所述的對(duì)焦位置調(diào)整方法，其特征在于在所述最大對(duì)比度位置特定步驟中無法特定所述最大對(duì)比度位置、但從所述一格點(diǎn)的位置觀察可特定所述最大對(duì)比度位置存在的方向即對(duì)比度增大方向的情況下，在與所述對(duì)比度增大方向相當(dāng)?shù)某蛏弦蕴囟ň嚯x改變所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述觀察對(duì)象物的配置距離之后，重復(fù)進(jìn)行所述攝像步驟、所述最大對(duì)比度位置特定步驟、及所述對(duì)焦位置調(diào)整步驟；在無法特定 所述最大對(duì)比度增大方向的情況下，進(jìn)行所述第二對(duì)焦位置調(diào)整步驟。技術(shù)方案3的發(fā)明為技術(shù)方案I或技術(shù)方案2所述的對(duì)焦位置調(diào)整方法，其特征在于在所述最大對(duì)比度位置特定步驟中，基于累計(jì)亮度分布來特定所述最大對(duì)比度位置，該累計(jì)亮度分布是對(duì)投影了所述第一遮光圖案的攝像圖像中的沿所述多個(gè)單位遮光區(qū)域的排列方向的每個(gè)像素列的亮度分布進(jìn)行累計(jì)而得。技術(shù)方案4的發(fā)明為一種對(duì)焦位置調(diào)整裝置，其特征在于具備在觀察裝置中，在所述觀察裝置中包括保持機(jī)構(gòu)，其保持觀察對(duì)象物；以及觀察光學(xué)系統(tǒng)，其包括對(duì)焦機(jī)構(gòu)，其可通過改變對(duì)保持于所述保持機(jī)構(gòu)上的所述觀察對(duì)象物的配置位置，而可使對(duì)焦位置可變；及攝像機(jī)構(gòu)，其通過所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)可對(duì)所述觀察對(duì)象物進(jìn)行攝像；且所述對(duì)焦位置調(diào)整裝置是以于所述觀察對(duì)象物中格子狀地存在的對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的方式，調(diào)整所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置；所述對(duì)焦位置調(diào)整裝置包括圖案投影機(jī)構(gòu)，其對(duì)具有第一遮光圖案及第二遮光圖案的十字狀的遮光圖案，將以所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域的一格點(diǎn)為中心的十字狀區(qū)域作為投影范圍進(jìn)行投影，所述第一遮光圖案使多個(gè)單位遮光區(qū)域沿第一方向等間隔排列而成，所述第二遮光圖案設(shè)置在與所述第一方向正交的第二方向上；最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)，其基于在使所述遮光圖案投影至所述十字狀區(qū)域、且使所述一格點(diǎn)與圖像中央吻合的狀態(tài)下由所述攝像機(jī)構(gòu)攝像而得的包括所述投影范圍的區(qū)域的攝像圖像，而特定所述第一遮光圖案的對(duì)比度成為最大的最大對(duì)比度位置；及對(duì)焦位置調(diào)整處理機(jī)構(gòu)，其基于所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)的特定結(jié)果，使所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)調(diào)整對(duì)焦位置，由此使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)；且所述圖案投影機(jī)構(gòu)以如下方式將所述遮光圖案投影至所述十字狀區(qū)域，即，使所述遮光圖案相對(duì)于所述觀察光學(xué)系統(tǒng)的光軸傾斜而配置，所述第一遮光圖案的多個(gè)單位遮光區(qū)域的各自的成像位置成為不同的高度位置，且所述第二遮光圖案在一個(gè)高度位置成像；所述對(duì)焦位置調(diào)整處理機(jī)構(gòu)在可由所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)特定所述最大對(duì)比度位置的情況下進(jìn)行第一調(diào)整處理，該第一調(diào)整處理基于所述最大對(duì)比度位置與所述一格點(diǎn)的位置的距離來調(diào)整所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置，由此使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，在無法由所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)特定所述最大對(duì)比度位置的情況下進(jìn)行第二調(diào)整處理，該第二調(diào)整處理使所述攝像機(jī)構(gòu)對(duì)改變所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述觀察對(duì)象物的配置距離的多個(gè)攝像圖像進(jìn)行攝像，基于所獲得的所述多個(gè)攝像圖像來特定相對(duì)于所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的配置距離的所述第二遮光圖案的對(duì)比度變化，通過將所述對(duì)比度變化的極大位置決定為所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的配置位置，且使所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置與所述極大位置一致，而使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。技術(shù)方案5的發(fā)明為技術(shù)方案4所述的對(duì)焦位置調(diào)整裝置，其特征在于在無法由所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)特定所述最大對(duì)比度位置、但從所述一格點(diǎn)的位置觀察可特定所述最大對(duì)比度位置的存在的方向即對(duì)比度增大方向的情況下，在與所述對(duì)比度增大方向相當(dāng)?shù)某蛏弦蕴囟ň嚯x改變所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述觀察對(duì)象物的配置距離后，重復(fù)進(jìn)行利用所述攝像機(jī)構(gòu)的包括所述投影范圍的區(qū)域的攝像、利用所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)的所述最大對(duì)比度位置的特定、及利用所述對(duì)焦位置調(diào)整處理機(jī)構(gòu)的處理，在無法特定所述最大對(duì)比度增大方向的情況下，進(jìn)行利用所述對(duì)焦位置調(diào)整處理機(jī)構(gòu)的所述第二調(diào)整處理。
技術(shù)方案6的發(fā)明為技術(shù)方案4或5所述的對(duì)焦位置調(diào)整裝置，其特征在于在所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)中，基于累計(jì)亮度分布來特定所述最大對(duì)比度位置，該累計(jì)亮度分布是對(duì)投影了所述第一遮光圖案的攝像圖像的沿所述多個(gè)單位遮光區(qū)域的排列方向的每個(gè)像素列的亮度分布進(jìn)行累計(jì)而得。技術(shù)方案7的發(fā)明為一種激光加工裝置，其特征在于其對(duì)被加工物照射激光而進(jìn)行加工，且包括光源，其照射激光；及根據(jù)技術(shù)方案4至6中任一項(xiàng)所述的對(duì)焦位置調(diào)整裝置；所述保持機(jī)構(gòu)在所述激光的照射區(qū)域與所述觀察光學(xué)系統(tǒng)的觀察區(qū)域之間及所述激光的所述照射區(qū)域內(nèi)可移動(dòng)地設(shè)置，基于在所述對(duì)焦位置調(diào)整裝置中特定出的格點(diǎn)的對(duì)焦位置來設(shè)定所述激光的焦點(diǎn)位置后，通過對(duì)所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域照射激光，而進(jìn)行以所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域?yàn)榧庸?duì)象區(qū)域的激光加工。技術(shù)方案8的發(fā)明為技術(shù)方案7的激光加工裝置，其特征在于所述觀察對(duì)象物為將包括各自具有同一形狀的多個(gè)單位要素的重復(fù)圖案形成于表面而成的被加工物，且包括粗調(diào)整處理機(jī)構(gòu)，其基于所述加工對(duì)象區(qū)域的姿勢(shì)，來特定所述重復(fù)圖案相對(duì)于特定的基準(zhǔn)方向的第一傾斜角度，在所述保持機(jī)構(gòu)以消除所述第一傾斜角度的方式使所述被加工物旋轉(zhuǎn)；微調(diào)整處理機(jī)構(gòu)，其特定如下的角度來作為所述重復(fù)圖案的第三傾斜角度，該角度是將在與所述基準(zhǔn)方向平行的直線上相隔最遠(yuǎn)地存在的2個(gè)格點(diǎn)連結(jié)的直線相對(duì)于所述基準(zhǔn)方向而成，且在所述保持機(jī)構(gòu)以消除所述第三傾斜角度的方式使所述被加工物旋轉(zhuǎn)；及加工位置特定機(jī)構(gòu)，其基于所述被加工物的外形形狀及所述加工對(duì)象區(qū)域的配置間距，來特定所述被加工物的所述激光的加工位置。技術(shù)方案9的發(fā)明為技術(shù)方案7或8的激光加工裝置，其特征在于還包括位移測(cè)量機(jī)構(gòu)，該位移測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量所述加工對(duì)象區(qū)域中的界道高度的位移分布，且基于在所述對(duì)焦位置調(diào)整裝置中特定出的格點(diǎn)的對(duì)焦位置與由所述位移測(cè)量機(jī)構(gòu)獲得的位移分布，來設(shè)定所述激光的焦點(diǎn)位置。[發(fā)明的效果]根據(jù)技術(shù)方案I至6的發(fā)明，即便為設(shè)置著界道來作為凹部的基板，也可通過將界道作為對(duì)焦對(duì)象區(qū)域，而特定從界道的高度的理想位置的偏移量，且正確地使界道的格點(diǎn)位置成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。根據(jù)技術(shù)方案7至9的發(fā)明，由于可通過正確地使界道成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，而在根據(jù)界道的高度位置適當(dāng)?shù)卦O(shè)定焦點(diǎn)位置的狀態(tài)下對(duì)界道照射激光，所以利用激光的界道的加工精度提升。尤其，根據(jù)技術(shù)方案8的發(fā)明，由于首先嚴(yán)格地調(diào)整被加工物的姿勢(shì)，使其成為無需之后的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)后，進(jìn)行加工位置(加工沖程)的特定，所以可于較高的加工位置精度下進(jìn)行激光加工。尤其，根據(jù)技術(shù)方案9的發(fā)明，由于可迅速地把握被加工物的界道的高度分布，所以可迅速地獲得激光的焦點(diǎn)位置分布。



圖I是模式性地表示第一實(shí)施方式的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I的構(gòu)成的圖。圖2是模式性地表示圖案遮罩82的圖。圖3 (a)、(b)是攝像元件87的攝像圖像例。圖4是模式性地表示圖3中成為攝像對(duì)象的基板S的界道ST的格點(diǎn)C附近的情況的立體圖。圖5是表示對(duì)焦位置調(diào)整裝置I中的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的調(diào)整的大致順序的圖。圖6是表示第一圖像處理的詳細(xì)處理流程的圖。圖7是例示第一處理對(duì)象區(qū)域ROIl的圖。圖8是用以對(duì)亮度分布的取得進(jìn)行說明的圖。圖9是表示與第一處理對(duì)象區(qū)域ROIl相關(guān)的部分?jǐn)z像圖像與亮度分布的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。圖10是例示累計(jì)亮度分布F(X)的圖。圖11是表示對(duì)圖10所示的累計(jì)亮度分布F(X)進(jìn)行FFT處理的結(jié)果的圖。圖12是表示通過對(duì)累計(jì)亮度分布F(X)應(yīng)用使用有圖11的波峰PKl所表示的周期成分的帶通濾波器而獲得的已周期辨別的分布F1 (x)的圖。圖13是表示基于圖12所示的已周期辨別的分布F1(X)而求出的微分平方分布g(x)及導(dǎo)函數(shù)分布G(X)的圖。圖14(a) (C)是例示無法特定最大對(duì)比度位置的情況下的攝像圖像的圖。圖15是表示第二圖像處理的詳細(xì)處理流程的圖。圖16是例示第二處理對(duì)象區(qū)域R0I2的圖。圖17是例示AF評(píng)估值分布H (Z)的圖。圖18是圖17所示的AF評(píng)估值分布H(Z)的A部附近的放大圖。圖19是模式性地表示第二實(shí)施方式的激光加工裝置100的構(gòu)成的圖。圖20是例示攝像視野Fl F3的關(guān)系的圖。圖21是表示對(duì)基板S進(jìn)行激光加工情況下的處理流程的圖。圖22是表示粗調(diào)整處理的詳細(xì)流程的圖。圖23是表示微調(diào)整處理的詳細(xì)流程的圖。
圖24是表示加工位置特定處理的詳細(xì)流程的圖。圖25是例示攝像圖像頂9的圖。圖26是用以對(duì)界道高度的測(cè)量部位進(jìn)行說明的圖。[符號(hào)的說明]I對(duì)焦位置調(diào)整裝置3Θ 平臺(tái)4吸附夾盤 5平臺(tái)6固定片7環(huán)8光學(xué)系統(tǒng)10控制部110控制部20存儲(chǔ)部120存儲(chǔ)部81光源部82圖案遮罩82a 一端部82b 另一端部82s 圖案形成面83 第一成像透鏡84 分光鏡85 物鏡85m Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)86 第二成像透鏡87 攝像元件100 激光加工裝置101 第一攝像機(jī)構(gòu)102 第二攝像機(jī)構(gòu)103 第三攝像機(jī)構(gòu)104 位移傳感器105 曝光機(jī)構(gòu)105a 激光源105b 物鏡AXl 光軸C 格點(diǎn)C0基準(zhǔn)格點(diǎn)C1左端格點(diǎn)C2右端格點(diǎn)
LI照射光L2反射光LB激光Pl第一攝像位置P2第二攝像位置P3第三攝像位置P4位移測(cè)量位置P5加工位置PT遮光圖案·PTl 第一遮光圖案PT2 第二遮光圖案S 基板ST 界道
具體實(shí)施例方式〈第一實(shí)施方式〉〈對(duì)焦位置調(diào)整裝置〉圖I是模式性地表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I的構(gòu)成的圖。對(duì)焦位置調(diào)整裝置I為如下裝置對(duì)在表面上二維地形成著各自具有同一形狀的單位要素的重復(fù)圖案、且在表面具有至少包括格子狀的界道ST的部分為凹部(最下部)的凹凸結(jié)構(gòu)的基板S，使該界道ST的交點(diǎn)位置(格點(diǎn)位置)成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。作為基板S，例如在表面除界道ST以外的部位形成著包含半導(dǎo)體層(功能層)或電極圖案等的凸部SC的LED用的母基板等較為合適。但，對(duì)焦位置調(diào)整裝置I也可用于表面均勻的基板的該表面的高度位置的調(diào)整。對(duì)焦位置調(diào)整裝置I包括平臺(tái)5，該平臺(tái)5包含于水平面內(nèi)沿XY2軸方向移動(dòng)自如的XY平臺(tái)2，設(shè)置于XY平臺(tái)2上且于水平面內(nèi)的任意位置旋轉(zhuǎn)自如的Θ平臺(tái)3，及設(shè)置于Θ平臺(tái)3上且包含固定(保持)基板S的吸附夾盤4。另外，本實(shí)施方式中，原則上，考慮將XY平臺(tái)2的一動(dòng)作方向設(shè)為X軸方向(于圖I中，將圖式視圖中右方向設(shè)為正方向)、將與其正交的方向設(shè)為Y軸方向(于圖I中，將圖式視圖中上方向設(shè)為正方向)、將鉛垂方向設(shè)為Z軸方向的右手形的XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)，而進(jìn)行基于該XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)的說明。有時(shí)將該XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)稱為機(jī)械坐標(biāo)系統(tǒng)。而且，當(dāng)考慮以XY平面內(nèi)的X軸方向?yàn)榛鶞?zhǔn)的角度時(shí)，全部以逆時(shí)針為正的朝向進(jìn)行說明。基板S朝吸附夾盤4的固定通過如下而進(jìn)行，S卩，一面于以環(huán)7保持著周圍的黏著性的固定片6上貼附基板S、且以環(huán)7的端緣進(jìn)行定位，一面利用吸附夾盤4將固定片6吸引固定。優(yōu)選基板S以環(huán)7的中心0(參照?qǐng)D20)與基板S的中心大概一致的方式固定。于激光加工裝置100中，在利用吸附夾盤4吸附固定基板S的狀態(tài)下，通過使XY平臺(tái)2動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)的基板S的并行移動(dòng)，通過使Θ平臺(tái)3動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)的基板S的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。即，通過適當(dāng)組合XY平臺(tái)2的移動(dòng)與Θ平臺(tái)3的移動(dòng)，可在水平面內(nèi)以任意的位置及姿勢(shì)保持基板S。
而且，對(duì)焦位置調(diào)整裝置I包括用以使遮光圖案PT (參照?qǐng)D2)投影至基板S上并對(duì)其進(jìn)行攝像的光學(xué)系統(tǒng)(觀察光學(xué)系統(tǒng))8。光學(xué)系統(tǒng)8主要包括發(fā)出對(duì)基板S的照射光LI的光源部81,設(shè)置著遮光圖案PT且相對(duì)于光軸AXl傾斜配置的圖案遮罩82,第一成像透鏡83，分光鏡84，物鏡85，第二成像透鏡86，及包含例如CCD (Charge Coupled Device,電荷耦合器件)相機(jī)等的攝像元件87。另外，光學(xué)系統(tǒng)8中，以圖案遮罩82與基板S的表面大概在光學(xué)上成為共軛的配置關(guān)系的方式?jīng)Q定各部的配置。而且，物鏡85中包括Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85m，該Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85m可通過調(diào)節(jié)其鉛垂方向上的配置位置而調(diào)整配置于平臺(tái)5上的基板S的對(duì)焦位置(對(duì)焦高度)。即，本實(shí)施方式的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I中，包含Z軸調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)85m的物鏡85成為直接的對(duì)焦機(jī)構(gòu)。而且，對(duì)焦位置調(diào)整裝置I還包括控制部10，其除承擔(dān)所述各部的動(dòng)作的控制以夕卜，也承擔(dān)下述的基板S的對(duì)焦位置調(diào)整的相關(guān)處理；存儲(chǔ)部20，其存儲(chǔ)控制對(duì)焦位置調(diào)整 裝置I的動(dòng)作的程序20p、由攝像元件87而獲得的攝像圖像數(shù)據(jù)、或者包含對(duì)焦?fàn)顟B(tài)下的界道ST的高度或物鏡85的配置位置等的對(duì)焦數(shù)據(jù)及其他各種數(shù)據(jù)等；以及監(jiān)控器30，其可顯示攝像圖像或在對(duì)焦位置調(diào)整處理的處理過程中生成的各種分布等。控制部10由例如個(gè)人電腦或微電腦等通用的電腦來實(shí)現(xiàn)，通過將存儲(chǔ)部20所存儲(chǔ)的程序20p讀入至該電腦中并加以執(zhí)行，來實(shí)現(xiàn)各種構(gòu)成要素作為控制部10的功能性構(gòu)成要素。具體而言，控制部10主要包括控制XY平臺(tái)2及Θ平臺(tái)3的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制部
11、控制利用光學(xué)系統(tǒng)8的攝像的攝像控制部12、承擔(dān)對(duì)焦位置調(diào)整處理的對(duì)焦處理部13、及控制利用吸附夾盤4的吸附動(dòng)作的吸附控制部14。存儲(chǔ)部20 是由 ROM (Read Only Memory,只讀存儲(chǔ)器)或 RAM (Random AccessMemory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)及硬碟等存儲(chǔ)媒體來實(shí)現(xiàn)。另外，存儲(chǔ)部20可為由實(shí)現(xiàn)控制部10的電腦的構(gòu)成要素來實(shí)現(xiàn)的態(tài)樣，在為硬碟的情況等時(shí)，也可為未與該電腦設(shè)置為一體的態(tài)樣。于具有此種構(gòu)成的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I中，從光源部81發(fā)出且通過圖案遮罩82的照射光LI經(jīng)過第一成像透鏡83后由分光鏡84反射，進(jìn)而由物鏡85聚光后照射至固定于平臺(tái)5上的基板S。來自基板S的反射光L2經(jīng)由物鏡85后透過分光鏡84，經(jīng)過第二成像透鏡86而由攝像元件87受光。于攝像元件87中，對(duì)將遮光圖案PT投影至基板S上而成的像進(jìn)行攝像。此外，基于通過利用對(duì)焦處理部13對(duì)該投影像進(jìn)行圖像處理而獲得的遮光圖案PT的亮度分布(對(duì)比度分布)，而使物鏡85移動(dòng)，由此可較佳地進(jìn)行對(duì)焦位置的調(diào)整。關(guān)于圖案遮罩82的構(gòu)成及利用其的對(duì)焦位置的調(diào)整的詳細(xì)內(nèi)容于下文敘述?！磮D案遮罩〉圖2是模式性地表示圖案遮罩82的圖。圖案遮罩82例如在作為包含玻璃等的透明板的一主面的圖案形成面82s上，利用鉻遮罩等形成遮光圖案PT。遮光圖案PT以中心成為中空(非遮光部)的矩形區(qū)域REO為中心，分別設(shè)置著圖式視圖中上下方向上多個(gè)第一單位遮光區(qū)域REl等間隔排列而成的第一遮光圖案PT1、及圖式視圖中左右方向上多個(gè)第二單位遮光區(qū)域RE2等間隔排列而成的第二遮光圖案PT2。S卩，可以說遮光圖案PT大致形成為十字狀。另外，圖2中的第一單位遮光區(qū)域REl及第二單位遮光區(qū)域RE2的配置個(gè)數(shù)僅為例示，實(shí)際上配置更多個(gè)第一單位遮光區(qū)域REl及第二單位遮光區(qū)域RE2。
如圖I所示，圖案遮罩82在照射光LI的光軸AXl上以圖案形成面82s相對(duì)于與該光軸AXl垂直的軸以角度α傾斜的姿勢(shì)配置。更詳細(xì)而言，以第一遮光圖案PTl的排列方向ARl相對(duì)于與光軸AXl垂直的軸形成為角度α的方式配置。換句話說，以位于第一遮光圖案PTl的排列方向ARl的延長線上的圖案遮罩82的一端部82a距光源部81較遠(yuǎn)、與該一端部82a對(duì)向的另一端部82b距光源部81較近的方式配置。其中，角度α以于將從圖案遮罩82朝光源部81的朝向作為基準(zhǔn)時(shí)逆時(shí)針的朝向成為正的值的方式而定。具體而言，角度α設(shè)為銳角，設(shè)為60°為較佳的一例。而且，本實(shí)施方式中以如下方式來配置圖案遮罩82 :使矩形區(qū)域REO投影于在基板S的表面格子狀地設(shè)置的界道ST的格點(diǎn)位置、且使第一遮光圖案PTl及第二遮光圖案ΡΤ2分別投影至在該格點(diǎn)位置處相互正交的界道ST上。因此，除界道ST明顯地偏離物鏡85的對(duì)焦位置的情況以外，于攝像元件87中均可獲得使十字狀的遮光圖案PT投影至以格點(diǎn)位置為中心而形成十字狀的界道ST上所得的像。
于圖案遮罩82的遮光圖案PT中，第一遮光圖案PTl的排列方向ARl上的明暗部的重復(fù)間距(第一單位遮光區(qū)域REl的排列方向ARl上的尺寸、及鄰接的第一單位遮光區(qū)域REl間之間隔)Dl是在將光學(xué)系統(tǒng)8的成像倍率設(shè)為Μ、將所要求的對(duì)焦位置精度設(shè)為dz時(shí)，基于下述(I)式而定。(O <) Dl ^ dz/M2sina......(I)另外，于攝像元件87中所獲得的像中，優(yōu)選于該間距Dl下觀察4 5個(gè)對(duì)比度較強(qiáng)的第一單位遮光區(qū)域REl。另一方面，第一單位遮光區(qū)域REl的與排列方向ARl垂直的方向上的尺寸Wl，于在重合遮光圖案PT而成的像中各自的第一單位遮光區(qū)域REl不會(huì)從界道ST凸出的范圍內(nèi)盡量定為較大的值即可。另外，構(gòu)成第二遮光圖案PT2的第二單位遮光區(qū)域RE2的排列方向AR2上的明暗部之間距D2可與間距Dl為同等程度，但也可設(shè)定為大于間距Dl的值。而且，第二單位遮光區(qū)域RE2的與排列方向AR2垂直的方向上的尺寸W2定于在重合遮光圖案PT而成的像中各第二單位遮光區(qū)域RE2不會(huì)從界道ST凸出的范圍內(nèi)即可。例如在界道ST的寬度為30 μ m的情況下，間距D1、D2定為5 μ m、尺寸Wl定為10um、尺寸W2定為5 μ m為較佳的一例。另外，第一單位遮光區(qū)域REl及第二單位遮光區(qū)域RE2為矩形并非必須的態(tài)樣，但在確保下述圖像處理中的信息量的意義上，優(yōu)選形成為矩形區(qū)域。該情況下，第一單位遮光區(qū)域REl優(yōu)選以在與排列方向ARl正交的方向上具有長度方向的方式形成。<圖案投影像與對(duì)焦位置的關(guān)系>于說明對(duì)焦位置調(diào)整裝置I中的對(duì)焦位置的調(diào)整方法之前，先對(duì)本實(shí)施方式的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I中的遮光圖案PT的投影像與對(duì)焦位置的關(guān)系進(jìn)行說明。如上所述,在光學(xué)系統(tǒng)8中，由于圖案遮罩82以第一遮光圖案PTl的排列方向ARl相對(duì)于與光軸AXl垂直的軸形成角度α的方式配置，所以每個(gè)第一單位遮光區(qū)域REl在高度方向(Z軸方向)上的成像位置不同。因此，當(dāng)在將基板S配置于某高度位置、且使物鏡85以特定距離遠(yuǎn)離該基板S的狀態(tài)下觀察(攝像)遮光圖案PT的投影像時(shí)，成像位置距基板S的高度位置越近，越明確地觀察到第一單位遮光區(qū)域REl，成像位置距該高度位置越遠(yuǎn)，第一單位遮光區(qū)域REl的像越模糊。即，基板S的界道ST的第一遮光圖案PTl的投影像的對(duì)比度產(chǎn)生分布。而且，如果界道ST的高度位置不同，或界道ST與物鏡85的距離不同，則該對(duì)比度的分布不同。圖3是攝像元件87的攝像圖像例。圖4是模式性地表示在圖3的各攝像圖像中成為攝像對(duì)象的基板S的界道ST的格點(diǎn)C附近的情況的立體圖。如圖4所示，基板S上，2條界道ST正交而形成格點(diǎn)C，并且在界道ST的周圍形成著凸部SC。而且，界道ST的寬度為30μπι。而且，第一遮光圖案PTl中的間距Dl及第二遮光圖案ΡΤ2中的間距D2均設(shè)定為δμπ ο第一單位遮光區(qū)域REl的與排列方向ARl垂直的方向上的尺寸設(shè)定為ΙΟμπι。第二單位遮光區(qū)域RE2的與排列方向AR2垂直的方向上的尺寸設(shè)定為5 μ m。攝像元件87的視野尺寸設(shè)為O. 45mm X O. 45mm。圖3 (a)是界道ST的高度與物鏡85的對(duì)焦位置一致(成為對(duì)焦高度)的情況下的攝像圖像頂I。相對(duì)于此，圖3(b)是與圖3(a)的情況相比界道ST的位置較高的情況下的攝像圖像頂2。在圖3(a)的攝像圖像IMl的情況下，就第一遮光圖案PTl的像而言，存在于遮光圖案PT的中央的矩形區(qū)域REO附近的對(duì)比度最高且最明確，各第一單位遮光區(qū)域REl與這些之間的周期性的明暗得到明確地確認(rèn)，另一方面，隨著不斷遠(yuǎn)離矩形區(qū)域RE0，對(duì)比度降低而成為模糊狀態(tài)。另外，關(guān)于第二遮光圖案PT2，可以高對(duì)比度獲得所有第二單位遮光區(qū)域RE2的像。其原因在于在第二遮光圖案PT2的情況下，與圖案遮罩82的傾斜無關(guān)地以所有第二單位遮光區(qū)域RE2在與矩形區(qū)域REO相同的成像位置成像的方式進(jìn)行設(shè)置。另一方面，在圖3(b)的攝像圖像頂2的情況下，第一遮光圖案PTl的像的對(duì)比度最高的位置在圖像內(nèi)較中央略向上偏離。而且，第二遮光圖案PT2全部成為對(duì)比度較弱的模糊狀態(tài)。其原因在于由于界道ST的高度位置高于圖3(a)的情況，所以在第一遮光圖案PTl的投影像中對(duì)比度成為最大的部分從對(duì)焦位置偏離至該高度位置為止。此情況意味著在界道ST的高度向比對(duì)焦位置靠上方偏離的情況下，第一遮光圖案PTl的最大對(duì)比度位置在圖像面內(nèi)向上方偏移。相反地，在對(duì)焦位置偏向下方的情況下，最大對(duì)比度位置在圖像面內(nèi)向下方偏移。利用該關(guān)系，于載置在平臺(tái)5上的基板S的界道ST的高度位置(更嚴(yán)格而言為格點(diǎn)C的高度位置)位于基板S制作時(shí)的目標(biāo)位置即理想位置(位于所規(guī)定的位置)時(shí)，只要以第一遮光圖案PTl的投影像的最大對(duì)比度位置與攝像圖像的中央吻合的方式配置圖案遮罩82即可，當(dāng)在平臺(tái)5上配置界道ST的高度不明的基板S、且對(duì)該界道ST投影遮光圖案PT時(shí)，與界道ST的實(shí)際的高度位置和理想位置的差相應(yīng)地，第一遮光圖案PTl的投影像的最大對(duì)比度位置偏離攝像圖像的中央。由此，如果可知最大對(duì)比度位置與圖像中央的偏移量(面內(nèi)偏移量)，則可特定界道ST的高度位置的誤差。此外，可以實(shí)際的界道ST的高度位置成為對(duì)焦位置的方式調(diào)整物鏡85的配置?！磳?duì)焦?fàn)顟B(tài)的調(diào)整順序〉本實(shí)施方式的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I中，通過對(duì)焦處理部13的作用，可進(jìn)行如上所述的利用第一遮光圖案PTI的投影像的最大對(duì)比度位置的偏移的界道ST(的格點(diǎn)C)的高度位置的特定、及使格點(diǎn)C的位置為對(duì)焦位置的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的調(diào)整。圖5是表示對(duì)焦位置調(diào)整裝置I中的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的調(diào)整的大致順序的圖。
首先，利用吸附夾盤4將基板S載置固定于平臺(tái)5上(步驟SI)。而且，使形成為十字狀的遮光圖案PT投影至基板S的界道ST上(步驟S2)。當(dāng)然，基板S的載置必須至少以在利用攝像元件87進(jìn)行攝像的范圍內(nèi)使遮光圖案PT恰好地投影至界道ST上的程度的面內(nèi)精度完成。另外，也可為在進(jìn)行之后的處理前進(jìn)行基板S的精密的對(duì)準(zhǔn)(面內(nèi)對(duì)準(zhǔn))的態(tài)樣?；?，也可為在連續(xù)進(jìn)行界道高度的調(diào)整及面內(nèi)對(duì)準(zhǔn)的一系列的過程中進(jìn)行的態(tài)樣。關(guān)于后者將于下文敘述。如果使遮光圖案PT投影，則進(jìn)行利用攝像元件87的攝像(步驟S3)。此時(shí)，物鏡85優(yōu)選以界道ST的格點(diǎn)C的理想位置成為對(duì)焦位置的方式配置，但也可為偏離該位置而配置的態(tài)樣。例如如果是對(duì)具有同一構(gòu)成的多片基板S連續(xù)地進(jìn)行界道ST的對(duì)焦位置的調(diào)整的情況，則也可為在在上次的調(diào)整時(shí)最終配置的位置直接進(jìn)行配置的態(tài)樣。而且，攝像元件87的攝像視野優(yōu)選設(shè)定成一邊為O. 4mm O. 5mm左右的矩形形狀。由該攝像而獲得的攝像圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部20中。攝像圖像數(shù)據(jù)是表示像素位置的坐標(biāo)值及表示該像素位置的亮度的灰階值的數(shù)據(jù)集即位元映像形式的數(shù)據(jù)。另外， 尤其，將用于對(duì)焦位置調(diào)整的攝像圖像數(shù)據(jù)稱為對(duì)焦位置調(diào)整用數(shù)據(jù)DP。如果獲得對(duì)焦位置調(diào)整用數(shù)據(jù)DP，則進(jìn)行僅以攝像圖像中的投影了第一遮光圖案PTl的部分為處理對(duì)象的圖像處理(第一圖像處理)(步驟S4)。圖6是表示第一圖像處理的詳細(xì)的處理流程的圖。首先，在所獲得的攝像圖像中，僅將第一遮光圖案PTl的投影范圍設(shè)定為第一處理對(duì)象區(qū)域ROII (步驟S41)，且僅從對(duì)焦位置調(diào)整用數(shù)據(jù)DP中抽選屬于第一處理對(duì)象區(qū)域ROIl的數(shù)據(jù)集。圖7是例示某攝像圖像頂3中的第一處理對(duì)象區(qū)域ROIl的圖。第一處理對(duì)象區(qū)域ROIl為包括整個(gè)第一遮光圖案PTl的投影部分的沿排列方向ARl的寬度為Wl的帶狀的區(qū)域。其次，著眼于在第一處理對(duì)象區(qū)域ROIl中沿排列方向ARl的每個(gè)像素列，基于所抽選的數(shù)據(jù)集，而取得與各像素列相關(guān)的像素位置與亮度的關(guān)系制成亮度分布(步驟
542)。圖8是用以對(duì)該亮度分布的取得進(jìn)行說明的圖。于圖8中，設(shè)為N個(gè)像素列(像素列I 像素列N)沿排列方向ARl而存在，將像素列i的亮度分布(像素位置Xi的亮度值)表示為f (Xi)。圖9是表示與第一處理對(duì)象區(qū)域ROIl相關(guān)的部分?jǐn)z像圖像與亮度分布的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。圖9(a)為與第一處理對(duì)象區(qū)域ROIl相關(guān)的部分?jǐn)z像圖像頂4，圖9 (b)表示亮度分布f (Xi)。另外，于圖9(a)中，圖像沿圖式視圖中上下方向伸長。于圖9(b)中，重合圖示多個(gè)亮度分布f(Xi)。橫軸均表示像素位置X。而且，圖9(b)的縱軸為亮度。在圖9(a)所示的部分?jǐn)z像圖像頂4中，存在周期性且明確的明暗(對(duì)比度)的部分(像素位置編號(hào)300 400的部分)。該部分包含最大對(duì)比度位置。而且，圖9(b)中，確認(rèn)出與該周期性的明暗對(duì)應(yīng)的周期性的波峰群。另外，如果僅觀察亮度，則也存在表示與該波峰群同等的值的部分，但這些僅為噪聲，在進(jìn)行最大對(duì)比度位置的特定時(shí)無用。其次，對(duì)每個(gè)亮度分布f (Xi)在與排列方向ARl垂直的方向上進(jìn)行累計(jì)(步驟
543)。N個(gè)像素列的累計(jì)亮度分布(像素位置X的累計(jì)亮度值)F(X)示于下述(2)式。[數(shù)式I]
F(X) = Zf(X1)…⑵
i 二I圖10是例示累計(jì)亮度分布F(X)的圖。求出該累計(jì)亮度分布F(X)的目的在于使每個(gè)像素列的亮度分布f(Xi)中所含的因基板S的污垢等而導(dǎo)致的噪聲成分相抵，從而提高用于解析的分布的S/N比。另外，也可為使用像素位置的平均亮度值的平均亮度分布代替表示累計(jì)亮度分布的態(tài)樣。如果獲得累計(jì)亮度分布F(X)，則其次為進(jìn)行頻率解析，而對(duì)其進(jìn)行高速傅里葉變換處理(FFT (Fast Fourier Transform)處理)(步驟S44)。而且,基于該頻率解析結(jié)果而進(jìn)行周期辨別(步驟S45)。具體而言，根據(jù)FFT處理結(jié)果而特定周期性的波峰群的周期成分，繼而，對(duì)累計(jì)亮度分布F(X)應(yīng)用使該周期成分通過的帶通濾波器。圖11是表示對(duì)圖10所示的累計(jì)亮度分布F(X)進(jìn)行FFT處理的結(jié)果的圖。圖11的波峰PKl與圖10的累計(jì)亮度分布F(X)中出現(xiàn)的波峰群的周期成分、即圖9(a)中出現(xiàn)的·周期性的明暗部分的周期成分對(duì)應(yīng)。圖12是表示通過對(duì)累計(jì)亮度分布F(X)應(yīng)用使用了由圖11的波峰PKl表示的周期成分的帶通濾波器而獲得的已周期辨別的分布F1(X)的圖。如果獲得已周期辨別的分布F1 (X)，則對(duì)其進(jìn)行微分運(yùn)算，進(jìn)而進(jìn)行平方運(yùn)算，而得到微分平方分布g(x) = {F/ (x)}2(步驟S46)。而且，對(duì)g(x)求高斯的導(dǎo)函數(shù)，將提供由此獲得的導(dǎo)函數(shù)分布G(X) = {g(x+l)-g(x-l)}2的波峰的像素位置特定為表示最大對(duì)比度位置的像素位置(步驟S47)。圖13是表示基于圖12所示的已周期辨別的分布F1(X)而求出的微分平方分布g(x)及導(dǎo)函數(shù)分布G(X)的圖。在圖13所示的導(dǎo)函數(shù)分布G(X)中，如果將提供極大波峰PK2的像素位置設(shè)為X = xp,則將該像素位置X = Xp特定為于步驟S3中獲得的攝像圖像中的界道ST上的最大對(duì)比度位置。返回至圖5，如果如此般特定出最大對(duì)比度位置(于步驟S5中為YES)，則基于圖9所示的第一處理對(duì)象區(qū)域ROIl的排列方向ARl上的中央像素位置X = X。、與最大對(duì)比度位置X = Xp的差量值λ X = Xp-X0的值，而算出從界道ST的格點(diǎn)C的理想位置的偏移量即界道高度偏移量八21(步驟56)。界道高度偏移量Λ Zl利用下述(3)式而求出。Ml= Δχ · M · tana......(3)另外，于Δ Zl為負(fù)時(shí),格點(diǎn)C的位置低于理想位置,于Δ Zl為正時(shí),格點(diǎn)C的位置
高于理想位置。如果求出界道高度偏移量Λ Z1，則根據(jù)實(shí)際的物鏡85的高度位置Z'、及格點(diǎn)C的理想位置成為對(duì)焦位置時(shí)的物鏡85的高度位置Ζ0，且根據(jù)下式而求出用以使格點(diǎn)C成為對(duì)焦位置的物鏡85的移動(dòng)量ΛΖ。ΔΖ = (Z(HAZl)-Z' ......(4)通過按照(4)式來調(diào)整對(duì)焦位置，使格點(diǎn)C成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)(步驟S7)。另外，對(duì)焦位置等的信息作為對(duì)焦數(shù)據(jù)DF而存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部20。以上為對(duì)焦位置的調(diào)整的原則性的順序。然而，根據(jù)進(jìn)行步驟S3中的攝像時(shí)的物鏡85的配置位置與界道ST的高度位置的關(guān)系，即便基于所獲得的攝像圖像而進(jìn)行步驟S4(更詳細(xì)而言步驟S41 S47)中的第一圖像處理，也存在無法特定最大對(duì)比度位置X = Xp的情況(步驟S5中為NO)。
圖14是例示此種情況的攝像圖像的圖。圖14(a)表示第一遮光圖案PTl的明暗部靠近圖像上端部的攝像圖像頂5，圖14(b)表示第一遮光圖案PTl的明暗部靠近圖像下端部的攝像圖像頂6。而且，圖14(c)表示第一遮光圖案PTl本身未明確地得到確認(rèn)的攝像圖像頂7。在這些攝像圖像的情況下，假設(shè)即便獲得導(dǎo)函數(shù)分布G(X)，也會(huì)不具有極點(diǎn)、或完全無法進(jìn)行導(dǎo)函數(shù)分布G(X)的導(dǎo)出本身。其可為如下的態(tài)樣例如根據(jù)在對(duì)累計(jì)亮度分布F(x)進(jìn)行FFT處理的結(jié)果中檢測(cè)不出波峰PK1，或者已周期辨別的分布匕00或?qū)Ш瘮?shù)分布G(x)在像素位置端部單調(diào)遞增或單調(diào)遞減等進(jìn)行判定，也可為基于攝像圖像本身進(jìn)行判定的情況。此種情況下，如果攝像處理為第一次(于步驟S8中為YES)、且可判定對(duì)比度增大方向(于步驟S9中為YES)，則使物鏡85的位置(Z軸高度)朝該對(duì)比度增大方向偏移(步驟S10)，且再次重復(fù)進(jìn)行攝像及第一圖像處理(步驟S3 S4)。另外，此時(shí)的物鏡85的位置的偏移量在將攝像圖像中的第一遮光圖案PTl的排列方向ARl的范圍設(shè)為AXm時(shí)，優(yōu)選設(shè)為(Δ Xm · M · tan α ) /2。此處，所謂對(duì)比度增大方向是指在攝像圖像中從圖像中央朝第一遮光圖案PTl的·明暗部存在的位置的朝向。例如于圖14(a)及(b)所示的攝像圖像IM5、IM6的情況下，分別將圖式視圖中上方向、圖式視圖中下方向特定為對(duì)比度增大方向?；蛘撸⒎歉鶕?jù)攝像圖像，而是根據(jù)累計(jì)亮度分布F(X)、或者若在可導(dǎo)出的情況下，從周期辨別完成的分布Fl (X)中的振幅變化或?qū)Ш瘮?shù)分布G(X)中的增加或減少的情況，來判定對(duì)比度增大方向。另一方面，于圖14(c)所示的攝像圖像IM7的情況下，無法特定第一遮光圖案PTl的明暗部，且無法判定對(duì)比度增大方向(于步驟S9中為NO)。其意味著不能從攝像圖像辨別出，是否能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)界道ST的格點(diǎn)C的位置的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，只要使物鏡85的位置沿Z軸上下方向的任一方向移動(dòng)即可。于此種情況下，進(jìn)行利用第二遮光圖案PT2的圖像處理(第二圖像處理)(步驟S10)。而且，在第二次的攝像處理后，無法特定最大對(duì)比度位置的情況(步驟S5中為NO且步驟S8中為NO)也進(jìn)行同樣的處理。圖15是表示第二圖像處理的詳細(xì)的處理流程的圖。首先，一面依次改變物鏡85的位置(Z軸高度)，一面在多個(gè)部位進(jìn)行攝像(步驟S111)。另外，Z軸高度可為以等間距改變的形態(tài)，也可為根據(jù)圖像變化的情況相應(yīng)地使Z軸高度之間距可變的形態(tài)。其次，在所獲得的各攝像圖像中，僅將第二遮光圖案PT2的投影范圍設(shè)定為第二處理對(duì)象區(qū)域R0I2(步驟SI 12)，且僅從各對(duì)焦位置調(diào)整用數(shù)據(jù)DP中抽選屬于第二處理對(duì)象區(qū)域R0I2的數(shù)據(jù)集。圖16是例示某攝像圖像頂8中的第二處理對(duì)象區(qū)域R0I2的圖。然后，對(duì)各攝像圖像根據(jù)所抽選的數(shù)據(jù)集算出AF評(píng)估值(步驟S113)。此處，所謂AF評(píng)估值是表示與各攝像圖像的第二處理對(duì)象區(qū)域R0I2相關(guān)的對(duì)比度差的值。在AF評(píng)估值的算出時(shí)可應(yīng)用周知的方法。最簡單地可將第二處理對(duì)象區(qū)域R0I2中的亮度的最大值與最小值的差量值設(shè)為AF評(píng)估值?；蛞部蔀檫M(jìn)行基于亮度值的頻數(shù)分布等的統(tǒng)計(jì)處理而求出AF評(píng)估值的形態(tài)。關(guān)于各攝像圖像，如果求出AF評(píng)估值，則各圖像進(jìn)行攝像而得的物鏡85的Z軸高度z與該攝像圖像的AF評(píng)估值的關(guān)系以AF評(píng)估值分布H(Z)形式獲得，將造成其波峰的坐標(biāo)位置特定為界道ST的格點(diǎn)C為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí)的物鏡85的高度位置(對(duì)焦高度位置)(步驟 SI 14)。圖17是例示AF評(píng)估值分布H(Z)的圖。圖18是圖17所示的AF評(píng)估值分布H(Z)的A部附近的放大圖。如果獲得如圖17所示的AF評(píng)估值分布H(Z)，則如圖18所示，利用在AF評(píng)估值分布H(Z)中AF評(píng)估值為最大的z軸高度附近的數(shù)個(gè)(例如5個(gè))數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過曲線近似來求出AF評(píng)估值分布H(z)的近似曲線h(z)。然后，在近似曲線h(z)中造成極大波峰PK3的Z軸高度設(shè)為z = zp時(shí)，將該Z軸高度z = zp特定為格點(diǎn)C的對(duì)焦高度位置。基于該結(jié)果，通過將物鏡85的Z軸高度調(diào)整為z = Zp，而將界道ST的格點(diǎn)C調(diào)整為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)(步驟S7)。另外，此情況下，如果格點(diǎn)C的理想位置成為對(duì)焦位置時(shí)的物鏡85的高度位置如上所述般設(shè)為Z0，則Zp-ZO為界道高度偏移量。如以上所說明般，根據(jù)本實(shí)施方式的對(duì)焦位置調(diào)整裝置1，對(duì)設(shè)置在基板上的以格點(diǎn)位置為中心形成為十字狀的界道，以與界道吻合的方式、且朝一方向傾斜地將十字狀的 遮光圖案投影，基于此時(shí)的投影像中的最大對(duì)比度位置與界道的格點(diǎn)位置的偏移量，可特定從界道的高度的理想位置的偏移量，且可正確地使格點(diǎn)位置成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。由此，即便為設(shè)置界道作為凹部的基板，也可特定從界道的高度的理想位置的偏移量，且可正確地使界道的格點(diǎn)位置成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。而且，在物鏡位置大幅度地偏離對(duì)焦位置的情況下，可根據(jù)改變物鏡位置進(jìn)行攝像所得的多個(gè)投影像，且基于十字狀的遮光圖案未傾斜的側(cè)的像的對(duì)比度變化，而使界道的格點(diǎn)位置成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。由此，即便在基板表面存在界道作為凹部的情況下，也可正確地使其高度位置成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。〈第二實(shí)施方式〉〈激光加工裝置〉本實(shí)施方式中，對(duì)裝入了第一實(shí)施方式中所說明的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I的激光加工裝置100進(jìn)行說明。圖19是模式性地表示本實(shí)施方式的激光加工裝置100的構(gòu)成的圖。激光加工裝置100是通過對(duì)基板S的界道ST照射激光LB來進(jìn)行界道ST的劃線加工的裝置。激光加工裝置100可對(duì)第一實(shí)施方式中的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I所具備的平臺(tái)5，通過使其XY平臺(tái)2沿X軸方向動(dòng)作，而使其如箭頭ARlI所示般于第一攝像位置Pl、第二攝像位置P2、第三攝像位置P3、位移測(cè)量位置P4、及加工位置P5之間自如地移動(dòng)。分別在第一攝像位置Pl具備第一攝像機(jī)構(gòu)101，在第二攝像位置P2具備第二攝像機(jī)構(gòu)102，在第三攝像位置P3具備第三攝像機(jī)構(gòu)103，在位移測(cè)量位置P4具備位移傳感器104。另外，本實(shí)施方式中，也設(shè)定將XY平臺(tái)2的一動(dòng)作方向設(shè)為X軸方向(圖19中將圖式視圖中右方向設(shè)為正方向)、將與其正交的方向設(shè)為Y軸方向(圖19中將圖式視圖中上方向設(shè)為正方向)、將鉛垂方向設(shè)為Z軸方向的右手形的XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)。于圖19中，使第一至第三攝像位置Pl P3、位移測(cè)量位置P4、及加工位置P5沿一方向(沿X軸方向)排列，但為了方便圖示，激光加工裝置100中的這些的配置關(guān)系并不限定于此。第二攝像機(jī)構(gòu)102相當(dāng)于對(duì)焦位置調(diào)整裝置I的光學(xué)系統(tǒng)8。S卩，當(dāng)平臺(tái)5位于第二攝像位置P2時(shí)，第二攝像機(jī)構(gòu)102及平臺(tái)5構(gòu)成第一實(shí)施方式的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I。
另外，由于平臺(tái)5在水平面內(nèi)的并進(jìn)動(dòng)作僅以XY平臺(tái)2進(jìn)行，所以在激光加工裝置100中，可在特定位置決定一原點(diǎn)后利用所述機(jī)械坐標(biāo)系統(tǒng)而明確地特定平臺(tái)5的位置。然而，下述各種處理中，當(dāng)平臺(tái)5位于第一至第三攝像位置Pl P3、位移測(cè)量位置P4、及加工位置P5中的任一位置時(shí)，以同一坐標(biāo)表示平臺(tái)5的同一位置較為方便。因此，激光加工裝置100中，設(shè)為以該關(guān)系在各位置均成立的方式?jīng)Q定與第一至第三攝像位置Pl P3、位移測(cè)量位置P4、及加工位置P5的各個(gè)對(duì)應(yīng)的原點(diǎn)位置，從而完成從機(jī)械坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。其由例如將在平臺(tái)5上保持著環(huán)7時(shí)的環(huán)中心設(shè)為第一至第三攝像位置Pl P3、位移測(cè)量位置P4、及加工位置P5的原點(diǎn)位置來實(shí)現(xiàn)。通過如此決 定，當(dāng)平臺(tái)5位于第一攝像位置Pl時(shí)，識(shí)別為以坐標(biāo)(a，b，0)表示的位置，當(dāng)平臺(tái)5位于第二攝像位置P2、第三攝像位置P3、位移測(cè)量位置P4、加工位置P5中的任一位置時(shí)，也識(shí)別為以坐標(biāo)(a，b，0)表示的位置。其中，因在設(shè)為任一坐標(biāo)系統(tǒng)時(shí)，坐標(biāo)軸的方向均不變，所以，本實(shí)施方式中，為了說明的簡單，而設(shè)為不對(duì)各坐標(biāo)系統(tǒng)加以區(qū)別地稱為X軸、Y軸等。此外，激光加工裝置100包括曝光機(jī)構(gòu)105。曝光機(jī)構(gòu)105包括激光源105a及物鏡105b，當(dāng)平臺(tái)2位于加工位置P5時(shí)，通過使激光LB從激光源105a出射，且以物鏡105b對(duì)其進(jìn)行聚光，可對(duì)平臺(tái)2上的基板S的特定位置照射激光。激光加工裝置100中，通過一面使平臺(tái)5移動(dòng)一面從曝光機(jī)構(gòu)105對(duì)基板S照射激光LB，而可進(jìn)行對(duì)基板S的激光加工。另外，曝光機(jī)構(gòu)105可由包括周知的激光加工裝置的曝光機(jī)構(gòu)而構(gòu)成。例如可使用YAG(yttrium aluminum garnet,乾招石槽石)激光等作為激光LB。而且，激光加工裝置100還包括控制部110，其除承擔(dān)所述各部的動(dòng)作的控制以夕卜，也承擔(dān)下述的基板S的傾斜調(diào)整(對(duì)準(zhǔn))或加工位置的特定的處理；及存儲(chǔ)部120，其存儲(chǔ)控制激光加工裝置100的動(dòng)作的程序120p或于在控制部110進(jìn)行處理時(shí)所需的各種數(shù)據(jù)?？刂撇?10是由例如個(gè)人電腦或微電腦等通用的電腦來實(shí)現(xiàn)，通過將存儲(chǔ)部120中存儲(chǔ)的程序120p讀入至該電腦并加以執(zhí)行，來實(shí)現(xiàn)激光加工裝置100的各種構(gòu)成要素作為控制部110的功能構(gòu)成要素?？刂撇?10包括第一實(shí)施方式的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I的控制部10而構(gòu)成。存儲(chǔ)部120是由ROM或RAM及硬碟等存儲(chǔ)媒體來實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)部120可為兼用作對(duì)焦位置調(diào)整裝置I的存儲(chǔ)部20的態(tài)樣。而且，存儲(chǔ)部120可為通過實(shí)現(xiàn)控制部110的電腦的構(gòu)成要素來實(shí)現(xiàn)的態(tài)樣，在硬碟的情況等時(shí)，也可為未與該電腦設(shè)置成一體的態(tài)樣。而且，程序120p包括對(duì)焦位置調(diào)整裝置I的程序20p而構(gòu)成。控制部110主要包括控制XY平臺(tái)2及Θ平臺(tái)3的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制部11、控制利用第一至第三攝像機(jī)構(gòu)101 103的攝像(兼作控制利用光學(xué)系統(tǒng)8的攝像的攝像控制部12)的攝像控制部112、承擔(dān)對(duì)焦位置調(diào)整處理的對(duì)焦處理部13、控制利用吸附夾盤4的吸附動(dòng)作的吸附控制部14、在進(jìn)行基板S的對(duì)準(zhǔn)時(shí)承擔(dān)粗略地調(diào)整基板S的傾斜的粗調(diào)整處理的粗調(diào)整處理部115、同樣地在進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)時(shí)承擔(dān)精密地調(diào)整基板S的傾斜的微調(diào)整處理的微調(diào)整處理部116、承擔(dān)特定被加工物的加工位置的加工位置特定處理的加工位置特定處理部117、及控制曝光機(jī)構(gòu)105的曝光處理的曝光控制部118作為功能構(gòu)成要素。另外，所謂由粗調(diào)整處理部115進(jìn)行的粗調(diào)整處理是指通過對(duì)基板S使所規(guī)定的某特定方向(例如形成于基板S的表面上的某界道ST的方向)與X軸方向大致一致而消除基板S的傾斜的處理。而且，所謂通過微調(diào)整處理部116進(jìn)行的微調(diào)整處理是指對(duì)經(jīng)粗調(diào)整的基板S更嚴(yán)格地消除其傾斜的處理。而且，由加工位置特定處理部117進(jìn)行的加工位置特定處理是將由經(jīng)過粗調(diào)整處理及微調(diào)整處理而消除傾斜的基板S作為對(duì)象、特定出激光的照射范圍的處理。具體而言，在加工設(shè)置于基板S上的界道ST時(shí)，將每個(gè)界道ST的存在范圍特定為加工位置。在存儲(chǔ)部120，除對(duì)焦位置調(diào)整用數(shù)據(jù)DP以外，也存儲(chǔ)著用于微調(diào)整處理等的基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)DR、在加工位置的特定時(shí)被參照的相對(duì) 位置信息DI等數(shù)據(jù)?；鶞?zhǔn)圖像數(shù)據(jù)DR為基板S具有橫方向與X軸方向一致、縱方向與Y軸方向一致的姿勢(shì)的情況下的與包括格點(diǎn)C的單位矩形區(qū)域(成為反復(fù)的基準(zhǔn)的區(qū)域)相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)。相對(duì)位置信息DI是描述作為I個(gè)界道ST的格點(diǎn)C的基準(zhǔn)格點(diǎn)CJ于下文敘述)與以圖案匹配特定的單位要素上的點(diǎn)的坐標(biāo)差、或界道ST之間距P等加工位置特定時(shí)所需的信息。本實(shí)施方式中，通過進(jìn)行粗調(diào)整處理、微調(diào)整處理及對(duì)焦位置調(diào)整處理后進(jìn)行加工位置特定處理，可正確地特定包括高度的界道ST的存在位置、即加工位置。由此，對(duì)在基板S中包含于凹部的界道ST實(shí)現(xiàn)精度較高的激光加工。〈攝像機(jī)構(gòu)〉其次，對(duì)第一至第三攝像機(jī)構(gòu)101 103更詳細(xì)地進(jìn)行說明。第一至第三攝像機(jī)構(gòu)在均由 CCD 相機(jī)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補(bǔ)金屬氧半導(dǎo)體)相機(jī)等實(shí)現(xiàn)的方面共通，但各自具有如下特征。第一攝像機(jī)構(gòu)101以在平臺(tái)2位于第一攝像位置Pl時(shí)將平臺(tái)2上的(實(shí)際上為吸附夾盤4上的，以下相同)基板S作為攝像對(duì)象的方式設(shè)置而成。第一攝像機(jī)構(gòu)201用以對(duì)用于粗調(diào)整處理的圖像進(jìn)行攝像。第二攝像機(jī)構(gòu)102以在平臺(tái)2位于第二攝像位置P2時(shí)將平臺(tái)2上的基板S作為攝像對(duì)象的方式設(shè)置而成。第二攝像機(jī)構(gòu)102用以對(duì)用于微調(diào)整處理的圖像進(jìn)行攝像。另夕卜，第二攝像機(jī)構(gòu)102構(gòu)成第一實(shí)施方式的對(duì)焦位置調(diào)整裝置I的光學(xué)系統(tǒng)8。S卩，第二攝像機(jī)構(gòu)102也進(jìn)行用于對(duì)焦位置調(diào)整處理的圖像的攝像。第三攝像機(jī)構(gòu)103以在平臺(tái)2位于第三攝像位置P3時(shí)將平臺(tái)2上的基板S作為攝像對(duì)象的方式設(shè)置而成。第三攝像機(jī)構(gòu)103用以對(duì)用于加工位置特定處理的圖像進(jìn)行攝像。<對(duì)準(zhǔn)處理與攝像視野的關(guān)系>如上所述，基板S以環(huán)7的中心O與基板S的中心大概一致的方式貼附，但一般而言，形成重復(fù)圖案的單位要素的一排列方向(即界道ST的方向)與X軸方向形成某角度Θ OO因此，在將基板S作為加工對(duì)象的情況下，激光加工裝置100中首先以消除該角度Θ ^的方式、即以界道ST的方向與X軸方向吻合的方式進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)處理(粗調(diào)整處理及微調(diào)整處理)。此時(shí)，也一并進(jìn)行第一實(shí)施方式中所說明的對(duì)焦位置調(diào)整處理。于此基礎(chǔ)上，正確地特定界道ST的位置及基板S的外形，且完成各界道ST的加工沖程的始點(diǎn)位置及終點(diǎn)位置的決定、即加工位置的決定。而且，對(duì)已決定的加工位置進(jìn)行利用曝光機(jī)構(gòu)105的激光的照射、即激光加工。
激光加工裝置100中，用于對(duì)準(zhǔn)處理、對(duì)焦位置調(diào)整處理、及加工位置特定處理的第一至第三攝像機(jī)構(gòu)101 103的攝像視野Fl F3以至少滿足下述(5)式的關(guān)系的方式?jīng)Q定。攝像視野F2 <攝像視野Fl <基板S的尺寸<攝像視野F3…(5)圖20是例示第一攝像機(jī)構(gòu)101的攝像視野F1、第二攝像機(jī)構(gòu)102的攝像視野F2、與第三攝像機(jī)構(gòu)103的攝像視野F3的關(guān)系的圖。圖20所例示的各攝像機(jī)構(gòu)的攝像視野的尺寸滿足(5)式。另外，如上所述，由于各攝像機(jī)構(gòu)以于不同的攝像位置對(duì)基板S進(jìn)行攝像的方式設(shè)置，所以，于實(shí)際的激光加工裝置100中，各攝像機(jī)構(gòu)的攝像視野Fl F3不采用如圖20所示的位置關(guān)系。將第一攝像機(jī)構(gòu)101的攝像視野Fl及第二攝像機(jī)構(gòu)102的攝像視野設(shè)定成小于基板S的尺寸的原因在于以充分的解像度對(duì)就基板S整體而言為較微小的范 圍的所述粗調(diào)整或微調(diào)整所需的范圍進(jìn)行攝像。而且，第二攝像機(jī)構(gòu)102的攝像視野F2小于第一攝像機(jī)構(gòu)101的攝像視野Fl的原因在于微調(diào)整處理使用更微小的部位的圖像進(jìn)行圖案匹配。相對(duì)于此，將第三攝像機(jī)構(gòu)103的攝像視野設(shè)定成大于基板S的尺寸的原因在于特定出基板S的形狀后以較佳的解像度對(duì)基板S進(jìn)行攝像。此外，較為理想的是第一及第二攝像機(jī)構(gòu)101 102的攝像視野Fl F2除所述
(5)式的必要條件以外也滿足下述(6)式及(7)式的關(guān)系。I個(gè)單位要素的尺寸<攝像視野Fl彡多個(gè)單位要素的尺寸…(6)I個(gè)單位要素的尺寸<攝像視野F2 < 2個(gè)單位要素的尺寸…(7)如上所述，由于第一攝像機(jī)構(gòu)101用以對(duì)用于粗調(diào)整處理的圖像進(jìn)行攝像，所以可以說(6)式是要求粗調(diào)整處理用的圖像為包括多個(gè)單位要素的像的圖像的必要條件。而且，由于第二攝像機(jī)構(gòu)102用以對(duì)用于微調(diào)整處理的圖像進(jìn)行攝像，所以可以說(7)式是要求微調(diào)整處理用的圖像為僅包括I個(gè)單位要素的像的圖像的必要條件。就其他立場(chǎng)而言，(5)式 (7)式的關(guān)系可較佳地進(jìn)行按照下述順序的加工位置的特定來決定于激光加工裝置100中設(shè)為加工對(duì)象的基板S至少應(yīng)滿足的必要條件。即，也可以說規(guī)定可成為本實(shí)施方式中加工位置特定方法的應(yīng)用對(duì)象的基板S所需的條件。例如如果在基板S具有與2英寸直徑的晶圓同等程度的尺寸的情況、且單位要素具有O. 3mm見方左右的大小的情況下，如果將第一攝像機(jī)構(gòu)101的攝像視野Fl設(shè)為一邊為數(shù)mm左右的矩形形狀，將第二攝像機(jī)構(gòu)102的攝像視野F2 (攝像元件87的攝像視野)設(shè)為一邊為O. 4mm O. 5mm左右的矩形形狀,將第三攝像機(jī)構(gòu)103的攝像視野F3設(shè)為一邊為120mm 150mm左右的矩形形狀，則滿足(5)式 (7)式的關(guān)系。具體而言，將攝像視野Fl設(shè)為4. 8mmX 3. 6mm、將攝像視野F2設(shè)為O. 45mmX0. 45mm、且將攝像視野F3設(shè)為120_X120mm是滿足(5)式 (7)式的關(guān)系的較佳的一例。如此，本實(shí)施方式中，當(dāng)進(jìn)行至加工位置特定為止所需的各種攝像圖像的取得時(shí)，使用具有最適合各攝像目的的攝像視野的攝像機(jī)構(gòu)。由此，良好地進(jìn)行下述各種處理，因此，結(jié)果實(shí)現(xiàn)高精度下的加工位置的特定。另外，就原理上而言也可利用使第一至第三攝像機(jī)構(gòu)101 103共通的攝像機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。然而，通常對(duì)具有數(shù)十_ 數(shù)百_見方左右的大小的基板S，于如最大以數(shù)mm左右的微細(xì)之間隔實(shí)施加工般的情況下，第三攝像機(jī)構(gòu)103的攝像視野F3為獲取基板S整體而需要數(shù)十mm 數(shù)百mm見方左右的大小，另一方面，第一攝像機(jī)構(gòu)101的攝像視野Fl及第二攝像機(jī)構(gòu)102的攝像視野F2至多需要數(shù)mm見方左右。以一攝像機(jī)構(gòu)較佳地實(shí)現(xiàn)所有對(duì)各攝像機(jī)構(gòu)要求的解像度并不容易，而且，就成本方面而言也不實(shí)際。<位移傳感器>位移傳感器104設(shè)置于位移測(cè)量位置P4。位移傳感器104在非接觸狀態(tài)下測(cè)量對(duì)象物表面的位移。本實(shí)施方式中，對(duì)在對(duì)焦位置調(diào)整裝置I中已特定出格點(diǎn)C的高度的基板S，以把握除該格點(diǎn)C以外的部分的界道高度的分布傾向?yàn)槟康倪M(jìn)行利用位移傳感器的測(cè)量。作為位移傳感器104，可應(yīng)用周知的傳感器。優(yōu)選使用激光式傳感器，但也可為使用LED式、超音波式、或渦流式傳感器的態(tài)樣。
<至激光加工為止的處理順序>圖21是表示對(duì)基板S的界道ST進(jìn)行利用激光LB的劃線加工的情況下的、從對(duì)準(zhǔn)處理至激光加工處理為止的處理流程的圖。首先，將基板S安裝至平臺(tái)5上(步驟S201)。具體而言，在以環(huán)7保持周圍的固定片6上以圖案形成面成為上表面的方式貼附基板S后，將每個(gè)該固定片6載置且吸附固定于吸附夾盤4上。于貼附基板S時(shí)，優(yōu)選以基板S的中心位置與環(huán)7的中心O大概一致的方式保持基板S。但，此時(shí)的定位無需較為嚴(yán)格，為作業(yè)者通過目視可確認(rèn)大概一致的程度的精度即可。另外，在激光加工裝置100構(gòu)成為可實(shí)現(xiàn)各種加工方法的情況下，也可為在對(duì)平臺(tái)5安裝基板S之前選擇適用的加工計(jì)劃的態(tài)樣。另外，也可為在基板S的對(duì)準(zhǔn)后進(jìn)行該加工計(jì)劃的選擇的態(tài)樣。如果已安裝基板S，則將平臺(tái)5配置于第一攝像位置P1，利用粗調(diào)整處理部115的作用來進(jìn)行粗調(diào)整處理(步驟S202)。圖22是表示粗調(diào)整處理的詳細(xì)的流程的圖。粗調(diào)整處理是特定出界道ST的傾斜、且基于該傾斜而謀求基板S的傾斜的消除的處理。首先，基于來自粗調(diào)整處理部115的執(zhí)行指示，利用第一攝像機(jī)構(gòu)101對(duì)重復(fù)圖案中的包括環(huán)7的中心O的區(qū)域進(jìn)行攝像，從而取得粗調(diào)整用攝像(步驟S202a)。如果獲得粗調(diào)整用攝像，則粗調(diào)整處理部115根據(jù)粗調(diào)整用攝像中的界道ST的斜率來決定粗調(diào)整角度Θ c (步驟S202b)。如果獲得粗調(diào)整角度Θ c，則基于來自粗調(diào)整處理部115的執(zhí)行指示，驅(qū)動(dòng)控制部11使Θ平臺(tái)3以環(huán)7的中心O的位置為旋轉(zhuǎn)中心且朝消除界道ST的傾斜的方向旋轉(zhuǎn)角度0C (步驟S202c)。由此，大概消除界道ST的傾斜。通過進(jìn)行該旋轉(zhuǎn)，基板S的粗調(diào)整處理結(jié)束。如果粗調(diào)整處理結(jié)束，則將平臺(tái)5配置于第二攝像位置P2，通過對(duì)焦處理部13的作用而以多個(gè)格點(diǎn)C為對(duì)象進(jìn)行第一實(shí)施方式中所說明的對(duì)焦位置調(diào)整處理(步驟S203)。此處，作為成為處理對(duì)象的格點(diǎn)C，至少選擇位于環(huán)7的中心O的附近的格點(diǎn)C (將其稱為基準(zhǔn)格點(diǎn)Ctl)、及位于通過該基準(zhǔn)格點(diǎn)Ctl且與X軸平行的界道上的格點(diǎn)C中的位于最左端及最右端的格點(diǎn)(分別稱為左端格點(diǎn)C1、右端格點(diǎn)C2)。與各格點(diǎn)C相關(guān)的對(duì)焦位置等信息作為對(duì)焦數(shù)據(jù)DF而存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部120 (20)。通過對(duì)焦位置調(diào)整處理對(duì)基準(zhǔn)格點(diǎn)Ctl、左端格點(diǎn)C1、及右端格點(diǎn)C2特定出界道高度，由此，對(duì)基板S上的于基板中央附近沿X軸方向延伸的I條界道ST，特定出其中央部及端部的高度位置。
另外，因在進(jìn)行對(duì)焦位置調(diào)整處理的階段，仍未由激光加工裝置100特定出基板S整體形狀及尺寸，所以左端格點(diǎn)C1及右端格點(diǎn)C2的位置不明。因此，對(duì)左端格點(diǎn)C1及右端格點(diǎn)C2的對(duì)焦位置調(diào)整處理與各自的位置的特定一并進(jìn)行。在該位置特定時(shí)可應(yīng)用各種方法。例如，可為如下態(tài)樣一面使攝像位置從特定的開始位置沿X軸方向移動(dòng)，一面依次或逐漸地重復(fù)進(jìn)行格點(diǎn)C附近的攝像，判斷無法獲得可理解成格點(diǎn)C的像之前的攝像圖像為X軸方向左端及X軸方向右端的單位要素，也可為利用周知的最佳探索法的技術(shù)來特定左端格點(diǎn)C1及右端格點(diǎn)C2的態(tài)樣。如果對(duì)焦位置調(diào)整處理結(jié)束，則繼續(xù)進(jìn)行微調(diào)整處理(步驟S204)。微調(diào)整處理是特定出連結(jié)左端格點(diǎn)C1與右端格點(diǎn)C2的直線的傾斜、且基于該傾斜而謀求基板S的傾斜的消除的處理。圖23是表示微調(diào)整處理的詳細(xì)流程的圖。于微調(diào)整處理中，首先基于來自微調(diào)整處理部116的執(zhí)行指示，由第二攝像機(jī)構(gòu)102對(duì)包括左端格點(diǎn)C1的區(qū)域及包括右端格點(diǎn)C2的區(qū)域進(jìn)行攝像(步驟S204a、S204b)。
另外，也可為于對(duì)焦位置調(diào)整后預(yù)先取得這些圖像的態(tài)樣。其次，微調(diào)整處理部116通過使用左端格點(diǎn)C1的攝像圖像及基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)DR的圖案匹配來決定左端格點(diǎn)C1的傾斜調(diào)整基準(zhǔn)位置(步驟S204c)。此外，微調(diào)整處理部116通過使用右端格點(diǎn)C2的攝像圖像及基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)DR的圖案匹配來決定右端格點(diǎn)C2的傾斜調(diào)整基準(zhǔn)位置(步驟S204d)。如果特定出2個(gè)傾斜調(diào)整基準(zhǔn)位置，則微調(diào)整處理部116根據(jù)由兩位置的直線的斜率而決定微調(diào)整角度Θ f (步驟S204e)。具體而言，在將2個(gè)傾斜調(diào)整基準(zhǔn)位置于X軸方向上的坐標(biāo)差設(shè)為Xf，將Y軸方向上的坐標(biāo)差設(shè)為Yf時(shí)，微調(diào)整角度Qf由下述(8)而求出。Θ f = tarf1 (Yf/Xf)... (8)如果獲得微調(diào)整角度Θ f，則基于來自微調(diào)整處理部116的執(zhí)行指示，驅(qū)動(dòng)控制部11使Θ平臺(tái)3以環(huán)7的中心O為旋轉(zhuǎn)中心朝消除界道ST的傾斜的方向旋轉(zhuǎn)微調(diào)整角度Θ f (步驟S204f)。通過進(jìn)行該旋轉(zhuǎn)，基板S的微調(diào)整處理結(jié)束。微調(diào)整處理中，由于求出連結(jié)相隔的2點(diǎn)的直線的傾斜后進(jìn)行調(diào)整，所以實(shí)現(xiàn)較粗調(diào)整處理嚴(yán)格的調(diào)整。即，通過進(jìn)行微調(diào)整處理，來實(shí)現(xiàn)界道ST的方向與X軸方向幾乎完全吻合的狀態(tài)。即，實(shí)現(xiàn)于水平面內(nèi)正確地對(duì)準(zhǔn)基板S的狀態(tài)。如果微調(diào)整處理結(jié)束，則繼續(xù)進(jìn)行特定加工位置的處理(步驟S205)。加工位置特定處理是特定以某間距配置而成的多條界道的各個(gè)的始點(diǎn)位置及終點(diǎn)位置的處理。即，其為特定實(shí)際上照射激光的范圍的處理。圖24是表示加工位置特定處理的詳細(xì)的流程的圖。加工位置特定處理中，首先基于來自加工位置特定處理部117的執(zhí)行指示，由第二攝像機(jī)構(gòu)102對(duì)包括基準(zhǔn)格點(diǎn)Ctl的區(qū)域進(jìn)行攝像，繼而，利用加工位置特定處理部117的作用，且通過進(jìn)行使用所獲得的攝像圖像及基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)DR的圖案匹配，來特定基準(zhǔn)格點(diǎn)C0的Y坐標(biāo)(步驟S205a)。如果特定出基準(zhǔn)格點(diǎn)Ctl的Y坐標(biāo)，則利用加工位置特定處理部117的作用，且基于該Y坐標(biāo)值、及作為相對(duì)位置信息DI而存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部120的界道ST之間距P，來特定有界道ST存在的可能性的Y坐標(biāo)(界道位置候補(bǔ))(步驟S205b)。如果特定出界道位置候補(bǔ)，則基于來自加工位置特定處理部117的執(zhí)行指示，并利用第三攝像機(jī)構(gòu)103對(duì)基板S整體進(jìn)行攝像(步驟S205c)。圖25是例示由該攝像而獲得的攝像圖像IM9的圖。如果獲得攝像圖像頂9，則利用加工位置特定處理部117的作用，且基于該攝像圖像來特定基板S的外形形狀(步驟S205d)。該外形形狀規(guī)定為基板S的外形即與邊緣部分對(duì)應(yīng)的位置的坐標(biāo)值的集合。外形形狀的特定可利用邊緣抽選等周知的圖像處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施方式中，在該時(shí)間點(diǎn)初次特定出基板S的整體形狀。如果特定出基板S的外形形狀，則加工位置特定處理部117根據(jù)該外形形狀及界道位置候補(bǔ)而特定出基板S上的界道ST的實(shí)際的存在范圍作為加工位置(加工沖程)(步驟 S205e)。更具體而言，將在X軸方向上基板S的邊緣部分與相當(dāng)于界道位置候補(bǔ)的直線的2個(gè)交點(diǎn)所挾的范圍特定為加工位置。如果為圖25模式性地所示的情況，則對(duì)表示界道位 置候補(bǔ)的直線VI、V2、V3，分別將T1T2間、T3T4間、T5T6間特定為加工位置(加工沖程)。由此，于該時(shí)間點(diǎn)特定出與X軸平行的界道的存在范圍、即利用激光的X軸方向上的加工位置。加工位置的信息存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部120。于該加工位置決定處理中，只要特定出基板S的外形位置即可，基板S為何種形狀并無關(guān)系。因此，不僅除定向平面部分以外形成為大致圓形的基板S，對(duì)如圖25所例示的不定形的基板S也可較佳地決定加工位置。如果決定出加工位置，則接著將固定有基板的平臺(tái)5配置于位移測(cè)量位置P4，進(jìn)行利用位移傳感器104的界道高度的測(cè)量(位移信息的取得)(步驟S206)。圖26是用以對(duì)界道高度的測(cè)量部位進(jìn)行說明的圖。利用位移傳感器104的界道高度的測(cè)量以將通過基準(zhǔn)格點(diǎn)Ctl的界道ST作為基準(zhǔn)、包括該界道ST均于Y軸方向上以特定間距ΛΥ相隔的界道ST為對(duì)象來進(jìn)行。于此情況下，無需以所有界道為對(duì)象進(jìn)行。即，間距△ Y可為界道ST之間距P的多倍。利用位移傳感器104的界道高度的測(cè)量中，例如圖26中以掃描線LN所示般，使測(cè)量用探針(例如激光)在成為對(duì)象的界道ST的位置往復(fù)掃描為較佳的一例。所獲得的測(cè)量值存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部120。根據(jù)于該態(tài)樣中獲得的界道ST的位移信息、及利用之前的對(duì)焦位置調(diào)整處理特定出的格點(diǎn)C的對(duì)焦位置信息，可迅速地把握基板S整體的界道高度的分布?；谠摲植?，來決定后段的激光加工時(shí)的激光LB的焦點(diǎn)位置或焦點(diǎn)位置分布。另外，如上所述，可通過對(duì)焦位置調(diào)整裝置I的功能特定界道ST的高度，但由于由此而獲得的僅為局部的高度位置信息，所以為了把握基板S整體的高度分布，必須對(duì)多個(gè)格點(diǎn)C進(jìn)行對(duì)焦位置調(diào)整。就生產(chǎn)量的觀點(diǎn)而言，該對(duì)應(yīng)并非高效，因此，本實(shí)施方式中使用位移傳感器104。由此可迅速地獲得焦點(diǎn)位置分布。但，于界道ST的平坦性得到保證的情況下，也可為不進(jìn)行利用位移傳感器104的測(cè)量、僅基于通過對(duì)焦位置調(diào)整裝置I獲得的格點(diǎn)C的對(duì)焦位置而決定激光LB的焦點(diǎn)位置的態(tài)樣。如果利用位移傳感器104的界道高度的測(cè)量結(jié)束，則將平臺(tái)5配置于加工位置P5，且進(jìn)行利用激光LB的X軸方向上的加工(步驟S207)。即，通過一面使XY平臺(tái)2沿X軸方向移動(dòng)，一面依次對(duì)所特定出的加工位置(加工沖程)照射基于界道高度分布而決定焦點(diǎn)位置(或焦點(diǎn)位置分布)的激光LB，并依次實(shí)施對(duì)沿X軸方向延伸的界道ST的激光加工。激光LB的照射條件(波長、脈沖寬度、波峰功率、XY平臺(tái)2的掃描速度等)根據(jù)加工對(duì)象適當(dāng)設(shè)定即可。于本實(shí)施方式的情況下，由于激光LB的照射僅在界道ST位于激光LB的照射位置時(shí)進(jìn)行，所以，不會(huì)偏離界道ST、或進(jìn)而偏離基板S而照射激光LB。如果為圖25所示的情況，則僅于T1T2間、T3T4間、T5T6間照射激光。如此，如果實(shí)施X軸方向上的激光加工，則接著進(jìn)行對(duì)未經(jīng)加工而殘余的Y軸方向上的界道ST的激光加工處理。Y軸方向上的界道ST的加工由以下方式進(jìn)行通過使θ平臺(tái)3動(dòng)作而使基板S于水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90°后，以利用該旋轉(zhuǎn)而配置于X軸方向上的未加工的界道ST為對(duì)象重復(fù)進(jìn)行圖21所示的順序。<加工位置特定的順序與加工精度的關(guān)系> 于按照如上的順序進(jìn)行加工位置的特定及加工的情況下，利用粗調(diào)整處理及微調(diào)整處理而預(yù)先使界道ST的朝向與X軸方向嚴(yán)格地吻合后(嚴(yán)格地調(diào)整被加工物的姿勢(shì)后)的平臺(tái)5的移動(dòng)僅為用以進(jìn)行攝像位置的移動(dòng)或激光照射位置的移動(dòng)的XY平臺(tái)2的移動(dòng)，且至對(duì)該界道ST的加工結(jié)束為止，始終不通過使Θ平臺(tái)3動(dòng)作而使基板S旋轉(zhuǎn)。假設(shè)在特定出加工位置后使基板S旋轉(zhuǎn)的情況下，因平行偏移誤差或坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差而可能產(chǎn)生計(jì)算上的加工位置與實(shí)際的界道的位置的偏差，但本實(shí)施方式的順序中，實(shí)際的界道不會(huì)偏離加工位置及所特定出的部位。而且，由于用于基板S的外形位置的特定的基板S的整體形狀的攝像是以使界道ST的朝向與X軸方向嚴(yán)格地吻合后的基板S為對(duì)象、即以無需之后的旋轉(zhuǎn)的基板S為對(duì)象來進(jìn)行，所以在進(jìn)行外形位置的特定或加工位置的特定時(shí)，無需對(duì)攝像圖像進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等。即，基板S的外形位置不包括伴隨坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的誤差。根據(jù)以上方面，于本實(shí)施方式中，能夠以高精度決定加工位置。而且，由于不需要旋轉(zhuǎn)中心的偏離的修正的實(shí)施或不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)中心的偏離的裝置構(gòu)成中的任一者，所以，一面抑制加工裝置的制造成本，一面實(shí)現(xiàn)高精度下的加工位置的決定。此外，由于用以使界道與X軸方向吻合的粗調(diào)整處理及微調(diào)整處理通過僅取得局部的攝像圖像來實(shí)現(xiàn)，所以可不依存于基板S的形狀地進(jìn)行。而且，特定為界道位置候補(bǔ)的直線群與實(shí)際的基板S的形狀無關(guān)系地得以決定。提供與基板的整體形狀相關(guān)的信息的攝像圖像僅用于特定加工位置的處理，而且該處理是對(duì)設(shè)為加工位置候補(bǔ)的各直線特定與基板S的外形位置的交點(diǎn)、且只要特定出外形位置的坐標(biāo)便不與基板S的整體形狀本身直接相關(guān)的處理，且是即便于基板S為不定形的情況下也可良好地實(shí)施的處理。由此，即便于基板S為不定形的情況下，也能夠以高精度特定加工位置。而且，所述順序中，尤其由于僅將與X軸方向平行的界道特定為加工位置，所以于激光LB的照射時(shí)，僅使XY平臺(tái)2動(dòng)作而使基板S水平移動(dòng)即可，無需利用使Θ平臺(tái)3動(dòng)作的基板S的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。由此，可對(duì)所特定出的加工位置精確地照射激光。而且，由于在從對(duì)準(zhǔn)處理至激光加工為止的一系列的步驟中進(jìn)行對(duì)焦位置調(diào)整處理，所以在激光加工時(shí)，可將所照射的激光照射至假定的焦點(diǎn)位置。由此，由于有效地利用激光的照射能量，所以可確實(shí)地進(jìn)行所需的劃線。如以上所說明般，根據(jù)本實(shí)施方式，對(duì)位于在各自具有同一形狀的單位要素的重復(fù)圖案二維地形成于表面而成的基板的凹部的界道進(jìn)行激光加工的情況下，通過正確地使界道成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)后進(jìn)行激光加工，可在根據(jù)界道的高度位置適當(dāng)?shù)卦O(shè)定焦點(diǎn)位置的狀態(tài)下對(duì)界道照射激光，因此，可進(jìn)行能量利用效率較高的加工，從而利用激光的界道的加工精度提升。此外，由于首先嚴(yán)格地調(diào)整基板的姿勢(shì)、而設(shè)為無需之后的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)后，進(jìn)行加工位置(加工沖程)的特定，所以可在較高的加工位置精度的基礎(chǔ)上進(jìn)行激光加工。而且，由于基于姿勢(shì)經(jīng)嚴(yán)格地調(diào)整后的基板的局部位置的攝像圖像而將界道位置 候補(bǔ)決定為多個(gè)直線群后，對(duì)基板S整體進(jìn)行攝像，根據(jù)該攝像圖像特定基板的外形位置，且求出作為界道位置候補(bǔ)的各直線與外形位置的交點(diǎn)，由此特定加工位置，所以可與基板的整體形狀本身無關(guān)系地特定加工位置。即，即便為不定形的基板，也可較佳地特定加工位置。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)焦位置調(diào)整方法，其特征在于其以于觀察對(duì)象物中格子狀地存在的對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的方式，調(diào)整觀察光學(xué)系統(tǒng)中具備的對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置，且包括 保持步驟，其使所述觀察對(duì)象物保持于特定的保持機(jī)構(gòu)； 圖案投影步驟，其對(duì)具有第一遮光圖案及第二遮光圖案的十字狀的遮光圖案，將以所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域的一格點(diǎn)為中心的十字狀區(qū)域作為投影范圍進(jìn)行投影，所述第一遮光圖案使多個(gè)單位遮光區(qū)域沿第一方向等間隔排列而成，所述第二遮光圖案設(shè)置在與所述第一方向正交的第二方向上； 攝像步驟，其于已投影所述遮光圖案的狀態(tài)下，使所述一格點(diǎn)與圖像中央吻合而由所述觀察光學(xué)系統(tǒng)中具備的攝像機(jī)構(gòu)對(duì)包含所述投影范圍的區(qū)域進(jìn)行攝像； 最大對(duì)比度位置特定步驟，其基于所述攝像圖像來特定所述第一遮光圖案的對(duì)比度成為最大的最大對(duì)比度位置；及 對(duì)焦位置調(diào)整步驟，其調(diào)整所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置；且 在所述圖案投影步驟中，以如下方式將所述遮光圖案投影至所述十字狀區(qū)域，即，使所述遮光圖案相對(duì)于所述觀察光學(xué)系統(tǒng)的光軸傾斜而配置，所述第一遮光圖案的多個(gè)單位遮光區(qū)域的各自的成像位置成為不同的高度位置，且所述第二遮光圖案在一個(gè)高度位置成像； 所述對(duì)焦位置調(diào)整步驟選擇性地進(jìn)行 第一對(duì)焦位置調(diào)整步驟，其在所述最大對(duì)比度位置特定步驟中可特定所述最大對(duì)比度位置的情況下，基于所述最大對(duì)比度位置與所述一格點(diǎn)的位置的距離來調(diào)整所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置，由此使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài) '及 第二對(duì)焦位置調(diào)整步驟，其在所述最大對(duì)比度位置特定步驟中無法特定所述最大對(duì)比度位置的情況下，使所述攝像機(jī)構(gòu)對(duì)改變所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述觀察對(duì)象物的配置距離的多個(gè)攝像圖像進(jìn)行攝像，基于所獲得的所述多個(gè)攝像圖像來特定相對(duì)于所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的配置距離的所述第二遮光圖案的對(duì)比度變化，通過將所述對(duì)比度變化的極大位置決定為所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的配置位置，且使所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置與所述極大位置一致，而使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對(duì)焦位置調(diào)整方法，其特征在于 在所述最大對(duì)比度位置特定步驟中無法特定所述最大對(duì)比度位置、但從所述一格點(diǎn)的位置觀察可特定所述最大對(duì)比度位置存在的方向即對(duì)比度增大方向的情況下，在與所述對(duì)比度增大方向相當(dāng)?shù)某蛏弦蕴囟ň嚯x改變所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述觀察對(duì)象物的配置距離之后，重復(fù)進(jìn)行所述攝像步驟、所述最大對(duì)比度位置特定步驟、及所述對(duì)焦位置調(diào)整步驟； 在無法特定所述最大對(duì)比度增大方向的情況下，進(jìn)行所述第二對(duì)焦位置調(diào)整步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的對(duì)焦位置調(diào)整方法，其特征在于 在所述最大對(duì)比度位置特定步驟中， 基于累計(jì)亮度分布來特定所述最大對(duì)比度位置，該累計(jì)亮度分布是對(duì)投影了所述第一遮光圖案的攝像圖像中的沿所述多個(gè)單位遮光區(qū)域的排列方向的每個(gè)像素列的亮度分布進(jìn)行累計(jì)而得。
4.一種對(duì)焦位置調(diào)整裝置，其特征在于具備在觀察裝置中，在所述觀察裝置中包括 保持機(jī)構(gòu)，其保持觀察對(duì)象物；以及 觀察光學(xué)系統(tǒng)，其包括對(duì)焦機(jī)構(gòu)，其可通過改變對(duì)保持在所述保持機(jī)構(gòu)上的所述觀察對(duì)象物的配置位置，而使對(duì)焦位置可變 '及 攝像機(jī)構(gòu)，其通過所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)可對(duì)所述觀察對(duì)象物進(jìn)行攝像； 且所述對(duì)焦位置調(diào)整裝置是以于所述觀察對(duì)象物中格子狀地存在的對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的方式，調(diào)整所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置；所述對(duì)焦位置調(diào)整裝置包括 圖案投影機(jī)構(gòu)，其對(duì)具有第一遮光圖案及第二遮光圖案的十字狀的遮光圖案，將以所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域的一格點(diǎn)為中心的十字狀區(qū)域作為投影范圍進(jìn)行投影，所述第一遮光圖案使多個(gè)單位遮光區(qū)域沿第一方向等間隔排列而成，所述第二遮光圖案設(shè)置在與所述第一方向正交的第二方向上； 最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)，其基于在使所述遮光圖案投影至所述十字狀區(qū)域、且使所述一格點(diǎn)與圖像中央吻合的狀態(tài)下由所述攝像機(jī)構(gòu)攝像而得的包括所述投影范圍的區(qū)域的攝像圖像，而特定所述第一遮光圖案的對(duì)比度成為最大的最大對(duì)比度位置；及 對(duì)焦位置調(diào)整處理機(jī)構(gòu)，其基于所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)的特定結(jié)果，使所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)調(diào)整對(duì)焦位置，由此使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)；且 所述圖案投影機(jī)構(gòu)以如下方式將所述遮光圖案投影至所述十字狀區(qū)域，即，使所述遮光圖案相對(duì)于所述觀察光學(xué)系統(tǒng)的光軸傾斜而配置，所述第一遮光圖案的多個(gè)單位遮光區(qū)域的各自的成像位置成為不同的高度位置，且所述第二遮光圖案在一個(gè)高度位置成像；所述對(duì)焦位置調(diào)整處理機(jī)構(gòu)在可由所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)特定所述最大對(duì)比度位置的情況下進(jìn)行第一調(diào)整處理，該第一調(diào)整處理基于所述最大對(duì)比度位置與所述一格點(diǎn)的位置的距離來調(diào)整所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置，由此使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)， 在無法由所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)特定所述最大對(duì)比度位置的情況下進(jìn)行第二調(diào)整處理，該第二調(diào)整處理使所述攝像機(jī)構(gòu)對(duì)改變所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述觀察對(duì)象物的配置距離的多個(gè)攝像圖像進(jìn)行攝像，基于所獲得的所述多個(gè)攝像圖像來特定相對(duì)于所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的配置距離的所述第二遮光圖案的對(duì)比度變化，通過將所述對(duì)比度變化的極大位置決定為所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的配置位置，且使所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置與所述極大位置一致，而使所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域?yàn)閷?duì)焦?fàn)顟B(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)焦位置調(diào)整裝置，其特征在于 在無法由所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)特定所述最大對(duì)比度位置、但從所述一格點(diǎn)的位置觀察可特定所述最大對(duì)比度位置的存在的方向即對(duì)比度增大方向的情況下，在與所述對(duì)比度增大方向相當(dāng)?shù)某蛏弦蕴囟ň嚯x改變所述對(duì)焦機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述觀察對(duì)象物的配置距離后，重復(fù)進(jìn)行利用所述攝像機(jī)構(gòu)的包括所述投影范圍的區(qū)域的攝像、利用所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)的所述最大對(duì)比度位置的特定、及利用所述對(duì)焦位置調(diào)整處理機(jī)構(gòu)的處理， 在無法特定所述最大對(duì)比度增大方向的情況下，進(jìn)行利用所述對(duì)焦位置調(diào)整處理機(jī)構(gòu)的所述第二調(diào)整處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的對(duì)焦位置調(diào)整裝置，其特征在于在所述最大對(duì)比度位置特定機(jī)構(gòu)中， 基于累計(jì)亮度分布來特定所述最大對(duì)比度位置，該累計(jì)亮度分布是對(duì)投影了所述第一遮光圖案的攝像圖像的沿所述多個(gè)單位遮光區(qū)域的排列方向的每個(gè)像素列的亮度分布進(jìn)行累計(jì)而得。
7.一種激光加工裝置，其特征在于其對(duì)被加工物照射激光而進(jìn)行加工，且包括 光源，其照射激光；及 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的對(duì)焦位置調(diào)整裝置； 所述保持機(jī)構(gòu)在所述激光的照射區(qū)域與所述觀察光學(xué)系統(tǒng)的觀察區(qū)域之間及所述激光的所述照射區(qū)域內(nèi)可移動(dòng)地設(shè)置， 基于在所述對(duì)焦位置調(diào)整裝置中特定出的格點(diǎn)的對(duì)焦位置來設(shè)定所述激光的焦點(diǎn)位置后，通過對(duì)所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域照射激光，而進(jìn)行以所述對(duì)焦對(duì)象區(qū)域?yàn)榧庸?duì)象區(qū)域的激光加工。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光加工裝置，其特征在于 所述觀察對(duì)象物為將包括各自具有同一形狀的多個(gè)單位要素的重復(fù)圖案形成于表面而成的被加工物，且包括 粗調(diào)整處理機(jī)構(gòu)，其基于所述加工對(duì)象區(qū)域的姿勢(shì)，來特定所述重復(fù)圖案相對(duì)于特定的基準(zhǔn)方向的第一傾斜角度，在所述保持機(jī)構(gòu)以消除所述第一傾斜角度的方式使所述被加工物旋轉(zhuǎn)； 微調(diào)整處理機(jī)構(gòu)，其特定如下的角度來作為所述重復(fù)圖案的第三傾斜角度，該角度是將在與所述基準(zhǔn)方向平行的直線上相隔最遠(yuǎn)地存在的2個(gè)格點(diǎn)連結(jié)的直線相對(duì)于所述基準(zhǔn)方向而成，且在所述保持機(jī)構(gòu)以消除所述第三傾斜角度的方式使所述被加工物旋轉(zhuǎn)；及 加工位置特定機(jī)構(gòu)，其基于所述被加工物的外形形狀及所述加工對(duì)象區(qū)域的配置間距，來特定所述被加工物的所述激光的加工位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的激光加工裝置，其特征在于 還包括位移測(cè)量機(jī)構(gòu)，該位移測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量所述加工對(duì)象區(qū)域中的界道高度的位移分布,且 基于在所述對(duì)焦位置調(diào)整裝置中特定出的格點(diǎn)的對(duì)焦位置與由所述位移測(cè)量機(jī)構(gòu)獲得的位移分布，來設(shè)定所述激光的焦點(diǎn)位置。
全文摘要
一種對(duì)焦位置調(diào)整方法、對(duì)焦位置調(diào)整裝置、及激光加工裝置。本發(fā)明提供一種可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整在表面存在凹凸結(jié)構(gòu)的基板中設(shè)置于凹部的界道的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的方法。對(duì)具有使多個(gè)單位遮光區(qū)域沿一方向等間隔排列而成的第一遮光圖案及與其正交的第二遮光圖案的十字狀的遮光圖案，將以界道的一格點(diǎn)為中心的十字狀區(qū)域作為投影范圍且以如下方式進(jìn)行投影使該遮光圖案相對(duì)于光軸傾斜配置，第一遮光圖案的多個(gè)單位遮光區(qū)域的各自的成像位置成為不同的高度位置，且第二遮光圖案在一個(gè)高度位置成像?；谑垢顸c(diǎn)與圖像中央吻合而對(duì)包括投影范圍的區(qū)域進(jìn)行攝像而得的攝像圖像，特定第一遮光圖案的對(duì)比度成為最大的位置，基于最大對(duì)比度位置與格點(diǎn)位置的距離調(diào)整對(duì)焦機(jī)構(gòu)的對(duì)焦位置，由此使對(duì)焦對(duì)象區(qū)域成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。
文檔編號(hào)B23K26/04GK102896420SQ201210127349
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者栗山　規(guī)由, 時(shí)本　育往 申請(qǐng)人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司