对焦位置调整方法、对焦位置调整装置、及激光加工装置制造方法及图纸

一种对焦位置调整方法、对焦位置调整装置、及激光加工装置。本发明专利技术提供一种可适当地调整在表面存在凹凸结构的基板中设置于凹部的界道的对焦状态的方法。对具有使多个单位遮光区域沿一方向等间隔排列而成的第一遮光图案及与其正交的第二遮光图案的十字状的遮光图案，将以界道的一格点为中心的十字状区域作为投影范围且以如下方式进行投影：使该遮光图案相对于光轴倾斜配置，第一遮光图案的多个单位遮光区域的各自的成像位置成为不同的高度位置，且第二遮光图案在一个高度位置成像。基于使格点与图像中央吻合而对包括投影范围的区域进行摄像而得的摄像图像，特定第一遮光图案的对比度成为最大的位置，基于最大对比度位置与格点位置的距离调整对焦机构的对焦位置，由此使对焦对象区域成为对焦状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光加工装置等加工装置中的加工位置的特定技术。
技术介绍
在利用激光照射来进行划线步骤的情况下，其中该划线步骤用以将例如LED (Light Emitting Diode,发光二极管)用的蓝宝石基板等、在表面上形成着半导体层(功能层)或电极图案等的母基板分割而个片化(芯片化)，为了正确地进行母基板的对准或激光照射的加工，必须调整母基板的划线对象位置(以下也称为界道(street))的表面高度。假设在界道的高度位置偏离假定的位置的情况下，照射的激光的焦点位置会偏离假定位置，因此，会产生激光的照射能量未得到有效利用而无法进行所期望的划线的异常。可用于此种表面高度的特定及调整的各种技术已为人所知(例如参照专利文献I至专利文献3)。而且，可较佳地进行界道的基板面内的对准的技术也已为人所知(例如参照专利文献4)。
技术介绍
文献专利文献专利文献I日本专利特开平7-87378号公报专利文献2日本专利特开平11-183784号公报专利文献3日本专利第3749142号公报专利文献4日本专利特开2009-022994号公报
技术实现思路
专利文献I至专利文献3中公开的技术均是在将以相对于光轴倾斜的姿势配置(或设置成阶梯状)的图案投影至对象物上的状态下，将包括该图案的对象物的像中的该图案的对比度成为最大的位置特定为该像的对焦位置(对焦点位置)，并基于该结果来调整对象物表面的高度位置。大体上而言，首先，对象物的表面位于观察其的光学系统的物镜的对焦位置，且在观察像中图案的投影像的对比度成为最大的位置(最大对比度位置)位于图像中央的情况下，设为对象物的表面位于基准位置(基准高度)。于是，在观察像中投影像的最大对比度位置偏离中央的情况下，对象物表面的高度位置偏离基准位置。此时，如果在观察像中以最大对比度位置与图像中央位置一致的方式改变对象物的高度位置，则实现对象物表面的高度位置与基准位置一致的状态。即，利用图案的投影像的对比度的分布状态，且以对象物的表面与对焦位置吻合的方式，即以使对象物表面与照射光的物镜的距离保持固定的方式，调整对象物表面的高度位置。如果为照射激光而加工对象物表面的情况，则如所述般调整母基板表面的高度位置，使其始终保持于以由光学系统规定的一定距离远离物镜的高度位置，并且，通过将激光的出射源设定于相对于物镜位置为一定的位置，而可实现使激光的照射条件始终保持固定的激光加工。另外，在图案的投影像中特定出最大对比度位置的状态下，也可根据最大对比度位置与图像中央位置的距离来调整物镜的高度位置，而代替调整对象物的高度。于该情况下，由于对象物的表面与物镜的距离调整为固定值，所以相对而言，也调整对象物表面的高度位置。另外，本说明书中，为了简化说明，之后包括调整物镜的高度位置的情况，有时简称为调整对象物的高度位置、或特定对 象物的高度位置等。另一方面，近年来的LED为实现生产量提高而不断朝小芯片尺寸化发展。而且，为了实现亮度提高，而要求激光加工制程中产生的加工变质区域为最小限度。即，要求以更高的加工精度切割出更微细的芯片。然而，在LED用的母基板中，界道在基板表面设定为格子状，但其宽度至多为数十微米(ym)左右。而且，因在除界道以外的部位形成半导体层等，所以在界道与除其以外的部位之间存在3 5 μ m以上的高度的差的情况较多。也就是，在LED用的母基板的表面形成着至少包括格子状的界道的部分成为狭小的凹部(最下部)的凹凸结构。为使其芯片化，而要求正确地特定出该界道的高度位置后照射激光。所述专利文献I至专利文献3中揭示的方法均仅以表面均匀地平坦物为对象，在LED用的母基板的芯片化时仅应用这些方法，难以调整作为狭小的凹部而设置的界道的高度位置。而且，在较佳地用作LED用的母基板的蓝宝石基板的情况下，基板面内的高度分布不如Si基板均一，而且，半导体层的形成过程中产生翘曲。也就是，在使用蓝宝石基板的情况下，就该方面而言，应用专利文献I至专利文献3中公开的方法的界道的高度位置的调整也较为困难。本专利技术是鉴于所述课题而完成的，其目的在于提供一种可适当地调整设置于在表面存在凹凸结构的基板的凹部的界道的对焦状态的方法、实现其的装置、及包括该装置的激光加工装置。为解决所述课题，技术方案I的专利技术为一种对焦位置调整方法，其特征在于其以于观察对象物中格子状地存在的对焦对象区域成为对焦状态的方式，调整观察光学系统中具备的对焦机构的对焦位置，且包括保持步骤，其使所述观察对象物保持于特定的保持机构；图案投影步骤，其对具有第一遮光图案及第二遮光图案的十字状的遮光图案，将以所述对焦对象区域的一格点为中心的十字状区域作为投影范围进行投影，所述第一遮光图案使多个单位遮光区域沿第一方向等间隔排列而成，所述第二遮光图案设置在与所述第一方向正交的第二方向上；摄像步骤，其于已投影所述遮光图案的状态下，使所述一格点与图像中央吻合而由所述观察光学系统中具备的摄像机构对包含所述投影范围的区域进行摄像；最大对比度位置特定步骤，其基于所述摄像图像来特定所述第一遮光图案的对比度成为最大的最大对比度位置；及对焦位置调整步骤，其调整所述对焦机构的对焦位置；且在所述图案投影步骤中，以如下方式将所述遮光图案投影至所述十字状区域，即，使所述遮光图案相对于所述观察光学系统的光轴倾斜而配置，所述第一遮光图案的多个单位遮光区域的各自的成像位置成为不同的高度位置，且所述第二遮光图案在一个高度位置成像；所述对焦位置调整步骤选择性地进行第一对焦位置调整步骤，其在所述最大对比度位置特定步骤中可特定所述最大对比度位置的情况下，基于所述最大对比度位置与所述一格点的位置的距离来调整所述对焦机构的对焦位置，由此使所述对焦对象区域成为对焦状态；及第二对焦位置调整步骤，其在所述最大对比度位置特定步骤中无法特定所述最大对比度位置的情况下，使所述摄像机构对改变所述对焦机构相对于所述观察对象物的配置距离的多个摄像图像进行摄像，基于所获得的所述多个摄像图像来特定相对于所述对焦机构的配置距离的所述第二遮光图案的对比度变化，通过将所述对比度变化的极大位置决定为所述对焦对象区域成为对焦状态的所述对焦机构的配置位置，且使所述对焦机构的对焦位置与所述极大位置一致，而使所述对焦对象区域成为对焦状态。技术方案2的专利技术为技术方案I所述的对焦位置调整方法，其特征在于在所述最大对比度位置特定步骤中无法特定所述最大对比度位置、但从所述一格点的位置观察可特定所述最大对比度位置存在的方向即对比度增大方向的情况下，在与所述对比度增大方向相当的朝向上以特定距离改变所述对焦机构相对于所述观察对象物的配置距离之后，重复进行所述摄像步骤、所述最大对比度位置特定步骤、及所述对焦位置调整步骤；在无法特定 所述最大对比度增大方向的情况下，进行所述第二对焦位置调整步骤。技术方案3的专利技术为技术方案I或技术方案2所述的对焦位置调整方法，其特征在于在所述最大对比度位置特定步骤中，基于累计亮度分布来特定所述最大对比度位置，该累计亮度分布是对投影了所述第一遮光图案的摄像图像中的沿所述多个单位遮光区域的排列方向的每个像素列的亮度分布进行累计而得。技术方案4的专利技术为一种对焦位置调整装置，其特征在于具备在观察装置中，在所述观察装置中包括保持机构，其保持观察对象物；以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对焦位置调整方法，其特征在于：其以于观察对象物中格子状地存在的对焦对象区域成为对焦状态的方式，调整观察光学系统中具备的对焦机构的对焦位置，且包括：保持步骤，其使所述观察对象物保持于特定的保持机构；图案投影步骤，其对具有第一遮光图案及第二遮光图案的十字状的遮光图案，将以所述对焦对象区域的一格点为中心的十字状区域作为投影范围进行投影，所述第一遮光图案使多个单位遮光区域沿第一方向等间隔排列而成，所述第二遮光图案设置在与所述第一方向正交的第二方向上；摄像步骤，其于已投影所述遮光图案的状态下，使所述一格点与图像中央吻合而由所述观察光学系统中具备的摄像机构对包含所述投影范围的区域进行摄像；最大对比度位置特定步骤，其基于所述摄像图像来特定所述第一遮光图案的对比度成为最大的最大对比度位置；及对焦位置调整步骤，其调整所述对焦机构的对焦位置；且在所述图案投影步骤中，以如下方式将所述遮光图案投影至所述十字状区域，即，使所述遮光图案相对于所述观察光学系统的光轴倾斜而配置，所述第一遮光图案的多个单位遮光区域的各自的成像位置成为不同的高度位置，且所述第二遮光图案在一个高度位置成像；所述对焦位置调整步骤选择性地进行：第一对焦位置调整步骤，其在所述最大对比度位置特定步骤中可特定所述最大对比度位置的情况下，基于所述最大对比度位置与所述一格点的位置的距离来调整所述对焦机构的对焦位置，由此使所述对焦对象区域成为对焦状态；及第二对焦位置调整步骤，其在所述最大对比度位置特定步骤中无法特定所述最大对比度位置的情况下，使所述摄像机构对改变所述对焦机构相对于所述观察对象物的配置距离的多个摄像图像进行摄像，基于所获得的所述多个摄像图像来特定相对于所述对焦机构的配置距离的所述第二遮光图案的对比度变化，通过将所述对比度变化的极大位置决定为所述对焦对象区域成为对焦状态的所述对焦机构的配置位置，且使所述对焦机构的对焦位置与所述极大位置一致，而使所述对焦对象区域成为对焦状态。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗山　规由，时本　育往，
申请(专利权)人：三星钻石工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：