(57)【要約】【課題】レーザ光の位置合わせを簡単にし，レーザ光の焦点等をより高い精度でかつ短時間で調整可能とする。【解決手段】周縁部から中心に向けて所定幅のスリット５００が形成された調整用基板Ｗａｄｊを，レーザ発光装置１００からのレーザ光がスリットを通るように載置台上にセットする工程と，調整用基板の裏面側からスリットを通して調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置３００の受光面に向けてレーザ光を照射する工程と，レーザ発光装置を光軸方向に移動させながら，光エネルギー測定装置によってその受光面に照射されるレーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいてレーザ発光装置の光軸方向の位置を所望の位置に調整する工程を実行する。【選択図】図５
2008093682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置台に載置された被処理基板の裏面にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置を調整する方法であって，
前記レーザ発光装置は，出射されるレーザ光の光軸方向に移動自在に構成され，
周縁部から中心に向けて所定幅のスリットが形成された調整用基板を，前記レーザ発光装置からのレーザ光が前記スリットを通るように前記載置台上にセットする工程と，
前記調整用基板の裏面側から前記スリットを通して前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射する工程と，
前記レーザ発光装置を前記光軸方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を所望の位置に調整する工程と，
を有することを特徴とするレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項２】
前記スリットの幅が前記レーザ光の焦点の直径以下の場合には，前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を，前記受光面エネルギー量が最大となる位置に調整することを特徴とする請求項１に記載のレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項３】
前記スリットの幅が前記レーザ光の焦点の直径よりも大きい場合には，前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を，前記受光面エネルギー量が飽和状態になる範囲の中央となる位置に調整することを特徴とする請求項１に記載のレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項４】
前記受光面エネルギー量の最大値に対する割合が少なくなるように，前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を調整することによって，前記被処理基板の裏面に照射されるレーザ光のスポット径を調整することを特徴とする請求項１に記載のレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項５】
前記調整用基板の裏面での前記レーザ光のスポットの面積とそのスポット面積のうち前記スリットで遮られない部分の面積との割合によって，所望のスポット径となるときの前記受光面エネルギー量の最大値に対する割合を算出し，
前記受光面エネルギー量がその最大値に対して前記算出された割合になるように，前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を調整することを特徴とする請求項１に記載のレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項６】
載置台に載置された被処理基板の裏面にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置を調整する方法であって，
前記レーザ発光装置は，出射されるレーザ光の光軸方向に移動自在に構成され，
幅の異なる複数のスリットが放射状に形成された調整用基板を前記載置台上に載置する工程と，
前記複数のスリットの中から前記レーザ光の焦点の直径に最も近い幅を有するスリットを選択して，前記レーザ発光装置からのレーザ光が前記選択したスリットを通るように調整用基板の位置を調整する工程と，
前記調整用基板の裏面側から前記選択したスリットを通して前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射する工程と，
前記レーザ発光装置を前記レーザ光の前記光軸方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を所望の位置に調整する工程と，
を有することを特徴とするレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項７】
載置台に載置された被処理基板の裏面にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置を調整する方法であって，
前記レーザ発光装置は，出射されるレーザ光の光軸方向に直交する方向に移動自在に構成され，
前記被処理基板と同じ直径を有する調整用基板を前記載置台に載置する工程と，
前記調整用基板の裏面側から，前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射する工程と，
前記レーザ発光装置を前記調整用基板の周縁部の外側から内側へ向けて，又はその周縁部の内側から外側へ向けて，前記光軸方向に直交する方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて，前記レーザ発光装置の前記光軸方向に直交する方向の位置を調整する工程と，
を有することを特徴とするレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項８】
前記レーザ発光装置の位置を調整する工程では，
前記調整用基板の周縁部の外側で前記レーザ光のスポット全体が前記調整用基板に遮られない部位と，前記調整用基板の周縁部の内側で前記レーザ光のスポット全体が前記調整用基板に遮られる部位との間で前記レーザ発光装置を移動させたときに得られる受光面エネルギー量の変化のうち，その変化点間の中間に対応する前記レーザ発光装置の位置を基準にして，前記レーザ発光装置の前記光軸方向に直交する方向の位置を所望の位置に調整することを特徴とする請求項７に記載のレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項９】
さらに，前記受光面エネルギー量の変化点間の前記レーザ発光装置の位置の差から前記レーザ光のスポット径を求める工程を有することを特徴とする請求項８に記載のレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項１０】
載置台に載置された被処理基板の裏面にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置を調整する方法であって，
前記レーザ発光装置は，出射されるレーザ光の光軸方向に移動自在に構成されるとともに，前記光軸方向に直交する方向に移動自在に構成され，
前記被処理基板と同じ直径を有し，周縁部から中心に向けて所定幅のスリットが形成された調整用基板を前記載置台上に載置し，前記レーザ発光装置からのレーザ光が前記スリットを通るように調整用基板の位置を調整し，前記調整用基板の裏面側から前記スリットを通して前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射し，前記レーザ発光装置を前記光軸方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を所望の位置に調整する光軸方向位置調整工程と，
前記載置台上の前記調整用基板を前記レーザ光が前記スリットを通らない位置に調整し，前記調整用基板の裏面側から，前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射し，前記レーザ発光装置を前記調整用基板の周縁部の内側から外側へ向けて前記光軸方向に直交する方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて，前記レーザ発光装置の前記光軸方向に直交する方向の位置を調整する光軸直交方向位置調整工程と，
を有することを特徴とするレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項１１】
前記光エネルギー測定装置は，前記受光面エネルギー量に応じた熱を発する発熱体と，前記発熱体の温度を測定する温度測定手段と，前記発熱体の周囲を真空雰囲気に保持する真空容器と，を備えたことを特徴とする請求項１，６，７，または１０に記載のレーザ発光装置の位置調整方法。
【請求項１２】
前記光エネルギー測定装置は，前記受光面エネルギー量に応じた熱を発するセラミックスから成る発熱体と，前記発熱体の温度を測定する温度測定手段と，を備えたことを特徴とする請求項１，６，７，または１０に記載のレーザ発光装置の位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，載置台に載置された被処理基板にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する一連の工程の中では，被処理基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」とも称する）や液晶ディスプレイ用ガラス基板に対して，レーザ光を用いたプロセス処理が行われることがある。特に，局所的に高いエネルギーが必要なプロセス処理にはレーザ光の利用は適している。例えば下記特許文献１には，レーザ光を基板表面に沿って走査することによりダイシングラインを形成する技術が記載されている。また下記特許文献２には，基板に対して露光を行う前に，基板に予め形成されたアライメントマークを露出させるために，当該マークの上のレジスト膜をレーザ光によって除去する技術が記載されている。また，下記特許文献３には，ウエハの外周部に堆積した不要物をレーザ光によって除去する技術が記載されている。
【０００３】
また，半導体装置の微細化が進むにつれて，プロセス処理に用いられるレーザ光の位置合わせにも高い精度が求められてきている。このようなレーザ光の位置合わせに関する技術としては，レーザ光と光パワーメータとの間にフィルタを配置し，このフィルタに形成されたピンホールとレーザ光の光軸とが一致するようにフィルタの位置を正確に調整した上で，フィルタを光軸に沿って移動させたときに光パワーメータで得られるエネルギー強度によってレーザ光の焦点距離を測定するものがある（例えば特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２４８７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２４９４２７号公報
【特許文献３】特開２００６−０４９８７０号公報
【特許文献４】実開平７−２６７１１号公報
【特許文献５】特開２００４−３４９４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，レーザ光は光軸方向の位置によってビーム径が変化するので，このようなレーザ光の焦点調整をピンホールを用いて行う場合には，そのピンホールとレーザ光の光軸とが一致していなければならない。このため，上記特許文献４に記載のものでは，焦点調整を行うのに先立って，ピンホールとレーザ光の光軸とを正確に一致させる必要があり，しかもピンホールは微小径であるため，この工程に非常に手間と時間がかかるという問題があった。
【０００６】
なお，このようなレーザ光の光エネルギー強度を検出するものとしては，上述した光パワーメータの他に，レーザ光吸収体の温度により検出するものもある（例えば特許文献５参照）。特許文献５に記載のものは，光ファイバから出射するレーザ光を，鉄などの金属板からなるレーザ光吸収体に照射したときにそのレーザ光吸収体の温度が急激に変化することを利用して光ファイバの接続の有無を検出するものである。
【０００７】
しかしながら，レーザ光吸収体を鉄などの金属板により構成すると，周囲温度の影響を受け易くなるため，光エネルギー強度の変化を正確に検出することは難しい。したがって，このようなレーザ光吸収体では，光ファイバの接続有無の検出に比べて，より高い精度を要求されるレーザ光の焦点合わせには適さない。
【０００８】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，レーザ光の焦点等をより高い精度でかつ短時間で調整できるレーザ発光装置の位置調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，載置台に載置された被処理基板の裏面にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置を調整する方法であって，前記レーザ発光装置は，出射されるレーザ光の光軸方向に移動自在に構成され，周縁部から中心に向けて所定幅のスリットが形成された調整用基板を，前記レーザ発光装置からのレーザ光が前記スリットを通るように前記載置台上にセットする工程と，前記調整用基板の裏面側から前記スリットを通して前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射する工程と，前記レーザ発光装置を前記光軸方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を所望の位置に調整する工程と，を有することを特徴とするレーザ発光装置の位置調整方法が提供される。
【００１０】
このような方法によれば，レーザ発光装置を光軸方向に僅かに移動させるだけでもレーザ光のエネルギー量の変化を測定することができるため，短時間のうちにレーザ発光装置の光軸方向の位置を所望の位置に調整することができる。また，本発明においては，調整用基板をレーザ発光装置からのレーザ光がスリットを通るように載置台上にセットする場合，そのスリットが周縁部から中心に向けて延びる形状を有しているので，その方向のレーザ光の正確な位置合わせが必要なくなる。このため，レーザ光の位置合わせを簡単に行うことができる。したがって，レーザ発光装置の光軸方向の位置調整にかかる時間をより短縮することができる。
【００１１】
前記スリットの幅が前記レーザ光の焦点の直径以下の場合には，前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を，前記受光面エネルギー量が最大となる位置に調整することが好ましい。これによれば，簡単にレーザ光の焦点を調整用基板の裏面に合わせることができる。
【００１２】
また，前記スリットの幅が前記レーザ光の焦点の直径よりも大きい場合には，前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を，前記受光面エネルギー量が飽和状態になる範囲の中央となる位置に調整することが好ましい。これによっても，簡単にレーザ光の焦点を調整用基板の裏面に合わせることができる。
【００１３】
また，前記受光面エネルギー量の最大値に対する割合が少なくなるように，前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を調整することによって，前記被処理基板の裏面に照射されるレーザ光のスポット径を調整することが好ましい。この方法によれば，割合を適切に設定することによって，所望のスポット径を得ることができる。
【００１４】
前記調整用基板の裏面での前記レーザ光のスポットの面積とそのスポット面積のうち前記スリットで遮られない部分の面積との割合によって，所望のスポット径となるときの前記受光面エネルギー量の最大値に対する割合を算出し，前記受光面エネルギー量がその最大値に対して前記算出された割合になるように，前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を調整するようにしてもよい。面積の割合は，比較的簡単な計算によって算出できるため，レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を短時間に調整することができる。
【００１５】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，載置台に載置された被処理基板の裏面にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置を調整する方法であって，前記レーザ発光装置は，出射されるレーザ光の光軸方向に移動自在に構成され，幅の異なる複数のスリットが放射状に形成された調整用基板を前記載置台上に載置する工程と，前記複数のスリットの中から前記レーザ光の焦点の直径に最も近い幅を有するスリットを選択して，前記レーザ発光装置からのレーザ光が前記選択したスリットを通るように調整用基板の位置を調整する工程と，前記調整用基板の裏面側から前記選択したスリットを通して前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射する工程と，前記レーザ発光装置を前記レーザ光の前記光軸方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を所望の位置に調整する工程と，を有することを特徴とするレーザ発光装置の位置調整方法が提供される。
【００１６】
この方法によれば，レーザ光の焦点直径が変わるようなことになっても，その焦点直径に最も近いサイズのスリットを選択することができる。したがって，より正確に効率よくレーザ発光装置の前記光軸方向の位置を所望の位置に調整することができる。
【００１７】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，載置台に載置された被処理基板の裏面にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置を調整する方法であって，前記レーザ発光装置は，出射されるレーザ光の光軸方向に直交する方向に移動自在に構成され，前記被処理基板と同じ直径を有する調整用基板を前記載置台に載置する工程と，前記調整用基板の裏面側から，前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射する工程と，前記レーザ発光装置を前記調整用基板の周縁部の外側から内側へ向けて，又はその周縁部の内側から外側へ向けて，前記光軸方向に直交する方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて，前記レーザ発光装置の前記光軸方向に直交する方向の位置を調整する工程と，を有することを特徴とするレーザ発光装置の位置調整方法が提供される
【００１８】
このような方法によれば，レーザ発光装置を光軸方向に直交する方向に僅かに移動させるだけでもレーザ光のエネルギー量の変化を測定することができるため，短時間のうちに前記レーザ発光装置の前記光軸方向に直交する方向の位置を調整することができる。
【００１９】
前記レーザ発光装置の位置を調整する工程では，前記調整用基板の周縁部の外側で前記レーザ光のスポット全体が前記調整用基板に遮られない部位と，前記調整用基板の周縁部の内側で前記レーザ光のスポット全体が前記調整用基板に遮られる部位との間で前記レーザ発光装置を移動させたときに得られる受光面エネルギー量の変化のうち，その変化点間の中間に対応する前記レーザ発光装置の位置を基準にして，前記レーザ発光装置の前記光軸方向に直交する方向の位置を所望の位置に調整するようにしてもよい。
【００２０】
この方法によれば，基準となる位置を簡単な計算で求めることができる。そして，この基準位置に基づいてレーザ発光装置の前記光軸方向に直交する方向の位置を正確に調整することができる。
【００２１】
さらに，前記受光面エネルギー量の変化点間の前記レーザ発光装置の位置の差から前記レーザ光のスポット径を求めるようにしてもよい。これによって，別途スポット径を測定する工程を行うことなくスポット径を求めることができる。また，スポット径が既知の場合には，そのスポット径の再確認を行うことができる。
【００２２】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，載置台に載置された被処理基板の裏面にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置を調整する方法であって，前記レーザ発光装置は，出射されるレーザ光の光軸方向に移動自在に構成されるとともに，前記光軸方向に直交する方向に移動自在に構成され，前記被処理基板と同じ直径を有し，周縁部から中心に向けて所定幅のスリットが形成された調整用基板を前記載置台上に載置し，前記レーザ発光装置からのレーザ光が前記スリットを通るように調整用基板の位置を調整し，前記調整用基板の裏面側から前記スリットを通して前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射し，前記レーザ発光装置を前記光軸方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて前記レーザ発光装置の前記光軸方向の位置を所望の位置に調整する光軸方向位置調整工程と，前記載置台上の前記調整用基板を前記レーザ光が前記スリットを通らない位置に調整し，前記調整用基板の裏面側から，前記調整用基板の表面側に配置した光エネルギー測定装置の受光面に向けて前記レーザ光を照射し，前記レーザ発光装置を前記調整用基板の周縁部の内側から外側へ向けて前記光軸方向に直交する方向に移動させながら，前記光エネルギー測定装置によってその受光面に照射される前記レーザ光のエネルギー量の変化を測定し，その受光面エネルギー量の変化に基づいて，前記レーザ発光装置の前記光軸方向に直交する方向の位置を調整する光軸直交方向位置調整工程と，を有することを特徴とするレーザ発光装置の位置調整方法が提供される。
【００２３】
この方法によれば，より短い時間のうちに，レーザ発光装置の前記光軸方向の位置と前記光軸方向に直交する方向の位置を調整することができる。
【００２４】
前記光エネルギー測定装置は，前記受光面エネルギー量に応じた熱を発する発熱体と，前記発熱体の温度を測定する温度測定手段と，前記発熱体の周囲を真空雰囲気に保持する真空容器と，を備えるものであってもよい。また，前記光エネルギー測定装置は，前記受光面エネルギー量に応じた熱を発するセラミックスから成る発熱体と，前記発熱体の温度を測定する温度測定手段と，を備えるものであってもよい。この構成によれば，周囲の温度変化の影響を受けることなく受光面エネルギー量の変化を正確に測定することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば，調整用基板に設けられたスリットを用いるので，レーザ光の位置合わせをより簡単に行うことができ，レーザ光の焦点等をより高い精度でかつ短時間で調整できるレーザ発光装置の位置を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
（レーザ発光装置を備える処理室の構成例）
まず，本発明の方法を実施可能なレーザ発光装置を備える処理室について図面を参照しながら説明する。ここでは，例えばウエハ端部の裏面に向けてレーザ発光装置からのレーザ光を照射して，そのウエハ端部（例えばベベル部）に付着した不所望の付着物を除去する洗浄処理を行う処理室について説明する。図１はレーザ発光装置を含む各装置についての処理室内の設置例を説明するための斜視図であり，図２は図１に示す各装置を処理室の側面から見た図であり，図３は図２の右側面図である。
【００２８】
処理室の内部には，図１〜図３に示すようにウエハＷが載置される載置台２１０を備える載置台ユニット２００，載置台２１０に載置されたウエハＷの裏面（例えばベベル部の裏面側）に向けてレーザ光ＬＢを照射して所定の処理を施すレーザ発光装置１００，およびレーザ発光装置１００のレーザ光ＬＢを受光して光エネルギー量を測定する光エネルギー測定装置としてのレーザパワーメータ３００が備えられている。
【００２９】
載置台２１０は，例えば図１に示すようにウエハＷの直径よりも小さい円板状に形成されている。ウエハＷは載置台２１０の上側の載置面に載置される。載置台２１０は，処理室内の底面にボルトなどの締結部材で取り付けられている支持軸２２０によって回転自在に支持されている。支持軸２２０の内部には，例えばステッピングモータが備えられており，このステッピングモータの駆動によって載置台２１０を回転させることができる。また，載置台２１０には，その載置面上のウエハＷを例えばバキュームチャック機能や静電チャック機能によって吸着保持することが好ましい。これによって，載置台２１０が高速回転しても，載置台２１０からのウエハＷの脱落を防止できる。載置台ユニット２００は，図２，図３に示すように制御部４００に接続されており，この制御部４００からの制御信号に基づいて載置台２１０が回転制御されるようになっている。
【００３０】
（レーザ発光装置の構成例）
次に，レーザ発光装置１００の構成例について，図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。図１〜図３に示すように，レーザ発光装置１００は，レーザヘッド１１０を備えている。このレーザヘッド１１０は，例えば半導体レーザ素子やレンズ等の光学素子（図示せず）が組み込まれＺ方向に例えば波長８０８ｎｍのレーザ光ＬＢを出射するレーザヘッド１１０を備えている。
【００３１】
また，レーザ発光装置１００は，載置台２１０の載置面の鉛直方向（Ｚ方向）に駆動可能なＺ方向駆動手段１３０，載置台２１０の外周から回転中心への方向（Ｒ方向）に駆動可能なＲ方向駆動手段１４０，およびレーザヘッド１１０をこれらに連結するためのレーザヘッドベース１２０を備えている。このような構成によって，レーザ発光装置１００は，レーザヘッド１１０をＺ方向とＲ方向に駆動することができる。
【００３２】
Ｚ方向駆動手段１３０は，例えばＺ方向にリニア駆動可能なステージで構成され，Ｒ方向駆動手段１４０は，例えばＺ方向に直交するＲ方向にＺ方向駆動手段１３０をリニア駆動可能なステージで構成される。
【００３３】
これら各駆動手段１３０，１４０のアクチュエータとしては，例えばリニアアクチュエータを用いることが好ましい。リニアアクチュエータを採用すれば，数μｍまたはそれ以下の繰り返し位置決め精度が得られ，かつ高速に各ステージを推進することができる。なお，リニアアクチュエータ以外にも，例えばボールネジとステッピングモータの組み合わせ機構によって各ステージを駆動するように構成してもよい。
【００３４】
レーザ発光装置１００は，図２，図３に示すように，制御部４００に接続されており，この制御部４００からの制御信号に基づいて各駆動手段１３０，１４０が駆動制御される。また，制御部４００からの制御信号に基づいて，レーザヘッド１１０からのレーザ光ＬＢの出射タイミングやレーザ光ＬＢの出力パワーを制御するようにしてもよい。
【００３５】
レーザパワーメータ３００は，レーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢを受光面に受けて，そのレーザ光ＬＢのエネルギー量を測定し，その測定結果を相対値で出力する。例えば，受光面における光エネルギー量（受光面エネルギー量）をパーセントで表すことができる。例えば，レーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢのすべてがレーザパワーメータ３００の受光面に達したとき，受光面エネルギー量は最大値であるため，これを１００％とすることが好ましい。レーザパワーメータ３００による光エネルギー量の測定結果を示すデータは制御部４００に送信される。
【００３６】
なお，レーザパワーメータ３００は，レーザ光ＬＢの光エネルギー量を測定するときのみレーザヘッド１１０のＺ方向に配置されていればよく，寧ろ測定期間以外には載置台２１０に載置されているウエハＷとＺ方向に重ならない位置まで退避していることが好ましい。
【００３７】
これによって，ウエハＷをレーザパワーメータ３００に接触させることなく載置台２１０に容易に載置することができる。レーザパワーメータ３００の退避動作については，処理室内を清浄に保ちつつ短時間で完了させるために自動で行われることが好ましい。
【００３８】
制御部４００は，上述のようにレーザ発光装置１００と載置台ユニット２００に制御信号を送信してこれらの動作を制御する。また，レーザパワーメータ３００から光エネルギー量の測定結果データを取得すると，内部の記憶手段（図示せず）にそのデータを記憶する。また，制御部４００は，内部に演算手段（図示せず）を備えており，この演算手段を用いて記憶手段に記憶しているデータを用いて各種演算を行うことができる。
【００３９】
このようなレーザ発光装置１００によれば，Ｚ方向駆動手段１３０を駆動してレーザヘッド１１０のＺ方向の位置を調整して，レーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢの焦点をウエハＷの裏面に正確に合わせることができる。また，レーザヘッド１１０のＺ方向の位置をさらに調整してウエハＷの裏面に照射されるレーザ光ＬＢのスポット径を正確に調整することもできる。さらに，Ｒ方向駆動手段１４０を駆動してレーザヘッド１１０のＲ方向の位置を調整して，レーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢの光軸をウエハＷの裏面の所望する位置に正確に調整することができる。以下，本実施形態にかかるレーザ発光装置１００の位置調整方法の具体例について詳細に説明する。
【００４０】
（レーザ発光装置の位置調整方法）
以下，本実施形態にかかるレーザ発光装置１００の位置調整方法の具体例について詳細に説明する。本実施形態にかかるレーザ発光装置１００の位置調整方法としては，上述したようにレーザ発光装置１００の光軸方向（Ｚ方向）の位置を調整する方法と，レーザ発光装置１００の光軸方向に直交する方向（Ｒ方向）の位置を調整する方法とがある。さらにレーザ発光装置１００の光軸方向（Ｚ方向）の位置を調整する方法としては，ウエハＷの裏面にレーザ光ＬＢの焦点を合わせるための位置調整と，ウエハＷの裏面に照射されるレーザ光ＬＢのスポット径を調整するための位置調整とがある。
【００４１】
（レーザ発光装置の光軸方向の位置調整方法によるレーザ光の焦点調整）
まず，レーザ発光装置１００の光軸方向の位置調整方法によるレーザ光ＬＢの焦点調整について図面を参照しながら説明する。レーザ光ＬＢの焦点を調整するにあたり，本実施形態にかかる処理室においてプロセス処理が施される製品用のウエハＷに代えて，図４に示すようなレーザ発光装置の位置調整用のウエハ（以下，「調整用ウエハ」という）Ｗａｄｊを載置台２１０に載置する。この調整用ウエハＷａｄｊは，図４に示すように，スリット５００が形成されている。また，調整用ウエハＷａｄｊの外形寸法は，ウエハＷの外形寸法に一致していることが好ましい。
【００４２】
スリット５００は，調整用ウエハＷａｄｊの平面方向からみて，周縁部から中心Ｏに向けて延びる矩形状（幅ＷＳ，長さＬＳ）を有するものである。スリット５００の幅ＷＳは，レーザヘッド１１０から出射されるレーザ光ＬＢの焦点におけるスポット径（例えば，０．６ｍｍ）と同じ寸法にすることが好ましい。なお，本実施形態では，スリット５００の幅ＷＳが必ずしもスポット径と同じ寸法でなくても，後述するようなスリット幅と焦点のスポット径との大小関係に応じた焦点調整を行うことができる。なお，スリット５００の長さＬＳは，例えば調整用ウエハＷａｄｊが載置台２１０に載置されたときに，載置台２１０からせり出した部分に形成可能な長さにする。
【００４３】
このような形状の調整用ウエハＷａｄｊは，例えばウエハ搬送手段（図示せず）によって処理室内に搬入され，製品用のウエハＷと同様に，調整用ウエハＷａｄｊの中心Ｏと載置台２１０の回転中心とが一致するように載置される。この後，制御部４００は，レーザ光ＬＢの焦点を調整するためのレーザ発光装置１００の位置調整処理を開始する。なお，作業員が調整用ウエハＷａｄｊを載置台２１０に載置するようにしてもよい。
【００４４】
本実施形態にかかるレーザ光ＬＢの焦点を調整するためのレーザ発光装置１００の位置調整処理は，レーザヘッド１１０のＲ方向の位置調整処理，レーザ光ＬＢに対するスリット５００の位置合わせ処理，およびレーザヘッド１１０のＺ方向の位置調整処理を含む。以下，それぞれの処理について詳細に説明する。
【００４５】
まず，制御部４００は，レーザヘッド１１０のＲ方向の位置調整処理を実行する。ここでは，レーザヘッド１１０は，調整用ウエハＷａｄｊの裏面全体のうち載置台２１０からせり出した部分にレーザ光ＬＢが照射されるようにＲ方向の位置が調整される（図３参照）。
【００４６】
このときのレーザヘッド１１０のＲ方向の位置調整には正確な位置精度は要求されない。調整用ウエハＷａｄｊのスリット５００の長さＬＳの広い範囲内でレーザ光ＬＢが照射されるようにレーザヘッド１１０のＲ方向の位置が調整されるだけでよい。例えば調整用ウエハＷａｄｊの周縁部からスリット５００の長さＬＳの１／２の寸法だけ内側（Ｒ方向）に入った位置またはその近傍にレーザ光ＬＢの光軸が合うように，Ｒ方向駆動手段１４０を制御してレーザヘッド１１０のＲ方向の位置を調整する。
【００４７】
このように，本実施形態ではスリット５００が形成された調整用ウエハＷａｄｊを用いるため，レーザヘッド１１０のＲ方向の位置を正確に調整する必要がなくなる。その後は，後述のように調整用ウエハＷａｄｊを回転させるだけで，スリット５００の位置をレーザヘッド１１０に合わせることができるので，短時間のうちに位置調整処理を完了させることができる。なお，載置台ユニット２００とレーザ発光装置１００との位置関係が常に一定であれば，レーザヘッド１１０のＲ方向の位置調整処理を毎回行う必要がなくなる。この場合，より短時間のうちにレーザ発光装置１００の位置調整処理を完了させることができる。
【００４８】
これに対して，もし調整用ウエハＷａｄｊにスリット５００ではなくピンホールが形成されている場合，レーザヘッド１１０のＲ方向の位置も正確に調整する必要があるため，調整処理が完了するまでの時間が長くなってしまう。
【００４９】
次に，制御部４００は，レーザ光ＬＢに対するスリット５００の位置合わせ処理を実行する。図５は，載置台２１０に調整用ウエハＷａｄｊを載置したときのレーザヘッド１１０とスリット５００の位置関係を示す斜視図である。図５に示すように，本実施形態では調整用ウエハＷａｄｊを載置台２１０に載置した時点では，レーザヘッド１１０から出射されるレーザ光ＬＢの光軸とスリット５００は，調整用ウエハＷａｄｊの回転方向にずれているものとする。このため，調整用ウエハＷａｄｊが載置されている載置台２１０を時計方向ＣＷまたは反時計方向ＣＣＷに回転させて，レーザヘッド１１０から出射されるレーザ光ＬＢの光軸に対するスリット５００の位置合わせを行う。以下，レーザ光ＬＢに対するスリット５００の位置合わせ動作について，図６Ａ〜図６Ｅ，図７〜図９を参照しながら説明する。
【００５０】
図６Ａ〜図６Ｅは，調整用ウエハＷａｄｊの端面とその周辺をレーザヘッド１１０側からＲ方向に見たときの拡大図であり，載置台２１０を時計方向ＣＷに回転させたときのレーザ光ＬＢとスリット５００との位置関係を順に示している。また，図７は，載置台２１０を時計方向ＣＷに回転させたときの調整用ウエハＷａｄｊの回転角と，レーザパワーメータ３００によって測定された光エネルギー量（レーザパワーメータ３００に到達したレーザ光ＬＢの光エネルギー量）との関係を示している。
【００５１】
本実施形態では，図６Ａに示すように，回転角度θ０の載置台２１０に調整用ウエハＷａｄｊを載置したとき，スリット５００の位置は，レーザヘッド１１０から出射されるレーザ光ＬＢからずれているものとする。このため，レーザ光ＬＢのすべてが調整用ウエハＷａｄｊに遮られレーザパワーメータ３００に到達せず，図７に示すように，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量は“０”となる。
【００５２】
この状態から，制御部４００は，載置台ユニット２００に制御信号を送信して，載置台２１０を時計方向ＣＷに回転させる。載置台２１０の回転に伴って調整用ウエハＷａｄｊが回転角度θ１まで進み，図６Ｂに示すように，スリット５００の端部がレーザ光ＬＢ内に入ると，ここからレーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量が増加し始める。
【００５３】
その後，さらに載置台２１０が回転し，図６Ｃに示すように，スリット５００がレーザ光ＬＢ内に完全に入ると，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量はＥｓに達する。このときの調整用ウエハＷａｄｊの回転角度をθ２とする。そして，この回転角度θ２からスリット５００の端部がレーザ光ＬＢから抜け出し始める回転角度θ３までの間（図６Ｄ参照），スリット５００によって絞られた同じ光量のレーザ光ＬＢがレーザパワーメータ３００に達するため，図７に示すように，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量はＥｓで一定となる。
【００５４】
さらに調整用ウエハＷａｄｊが回転すると，スリット５００を通過するレーザ光ＬＢの光量は減少していき，図６Ｅに示すように，スリット５００がレーザ光ＬＢから完全に抜け出ると，レーザ光ＬＢのすべてが調整用ウエハＷａｄｊに遮られレーザパワーメータ３００に到達しなくなる。したがって，図７に示すように，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量は“０”となる。
【００５５】
このように，調整用ウエハＷａｄｊを回転角度θ０から回転角度θ４まで回転させながらレーザパワーメータ３００によって光エネルギー量を測定すると，その測定結果を示すデータはレーザパワーメータ３００から制御部４００へ送信される。制御部４００は，レーザパワーメータ３００から得たデータと，調整用ウエハＷａｄｊ（載置台２１０）の回転角度情報に基づいて，図７に示すような特性曲線を求めることができる。そして，制御部４００は，光エネルギー量がＥｓで一定となる区間の最初の回転角度θ２と最後の回転角度θ３からその中央に当たる回転角度θｓを算出する。回転角度θｓについては，例えば回転角度θ２と回転角度θ３の平均値を求めることで算出することができる。
【００５６】
制御部４００は，載置台ユニット２００に制御信号を送信して，載置台２１０を反時計方向ＣＣＷに回転させて，調整用ウエハＷａｄｊの回転角度がθｓになるように調整する。図８は，回転角度θｓに調整された調整用ウエハＷａｄｊの端面とその周辺をレーザヘッド１１０側からＲ方向に見たときの側面であり，図９は，回転角度θｓに調整された調整用ウエハＷａｄｊを上方から見たときの平面図である。図８と図９に示すように，調整用ウエハＷａｄｊの回転角度をθｓに調整することによって，レーザ光ＬＢの光軸ＬＢａとスリット５００の幅方向の中心ライン５０２を正確に一致させることがでる。
【００５７】
以上のようにして回転角度θｓを求めるためには，制御部４００は，回転角度θ２と回転角度θ３を特定できれば足りる。この二つの回転角度の差は，調整用ウエハＷａｄｊの裏面におけるレーザ光ＬＢのスポット径に対応するものである。この点，スポット径は極めて小さいため，上記の回転角度の差も小さくなる。また，回転角度θ２と回転角度θ３を特定するためには，上記のように，調整用ウエハＷａｄｊを回転角度θ０からθ４まで回転させる必要はない。例えば，調整用ウエハＷａｄｊを回転角度θ２の直前の回転角度から回転角度θ３の直後の回転角度まで回転させるだけでよい。したがって，調整用ウエハＷａｄｊを僅かに回転させるだけで，回転角度θ２と回転角度θ３を特定することができる。このように，本実施形態によれば，短時間のうちにレーザ光ＬＢに対するスリット５００の位置合わせ処理を完了することができる。
【００５８】
なお，レーザ光ＬＢの光軸にスリット５００の位置を合わせながら調整用ウエハＷａｄｊを載置台２１０にセットすることも可能である。この場合には，上記のレーザ光ＬＢに対するスリット５００の位置合わせ処理は不要となるため，より短時間のうちにレーザ発光装置１００の位置調整処理を完了させることができる。
【００５９】
制御部４００は，レーザ光ＬＢに対するスリット５００の位置合わせ処理を完了した後，レーザヘッド１１０のＺ方向の位置調整処理を実行して，調整用ウエハＷａｄｊの裏面にレーザ光ＬＢの焦点を合わせる。以下，レーザヘッド１１０のＺ方向の位置合わせ処理について，図９，図１０Ａ〜図１０Ｃ，図１１を参照しながら説明する。
【００６０】
図１０Ａ〜図１０Ｃは，調整用ウエハＷａｄｊの端面とその周辺をレーザヘッド１１０側からＲ方向に見たときの拡大図であり，レーザヘッド１１０をマイナスＺ方向（下方）に移動させたときのスリット５００を通過するレーザ光ＬＢの様子を示している。また，図１１は，レーザヘッド１１０をマイナスＺ方向（下方）に移動させたときのレーザヘッド１１０のＺ方向の位置（Ｚ座標）と，レーザパワーメータ３００によって測定された光エネルギー量との関係を示している。
【００６１】
レーザヘッド１１０のＺ方向の位置調整処理が開始される時点では，図９に示すように，レーザ光ＬＢの光軸ＬＢａとスリット５００の幅方向の中心ライン５０２が正確に一致しているため，レーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢのうちの一部はレーザパワーメータ３００に達する。しかし，図１０Ａに示すように，レーザ光ＬＢの焦点が調整用ウエハＷａｄｊの裏面よりもＺ方向に（上方向）にずれているため，レーザ光ＬＢのその他の一部が調整用ウエハＷａｄｊに遮られてレーザパワーメータ３００に達しない。このため，レーザパワーメータ３００では，レーザ光ＬＢのすべてが受光面に達したときに測定される光エネルギー量Ｅｐに比べて小さい光エネルギー量が測定される。このときのレーザヘッド１１０のＺ方向の位置をＰ０，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量をＥ０とする。
【００６２】
この状態から，制御部４００は，レーザ発光装置１００に制御信号を送信して，Ｚ方向駆動手段１３０を駆動してレーザヘッド１１０をマイナスＺ方向に移動させる。レーザヘッド１１０がマイナスＺ方向へ移動していくと，ウエハＷの裏面に照射されるレーザ光ＬＢのスポット径が次第に縮小していくため，スリット５００を通過するレーザ光ＬＢの割合が増加していき，これに伴って図１１に示すように，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量も増加していく。
【００６３】
その後，レーザヘッド１１０がマイナスＺ方向へさらに移動して，図１０Ｂに示すように，調整用ウエハＷａｄｊの裏面にレーザ光ＬＢの焦点が合ったところで，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量はＥｐに達する。このときのレーザヘッド１１０のＺ方向の位置をＰｐとする。
【００６４】
上記のように，本実施形態ではスリット５００の幅ＷＳはレーザ光ＬＢの焦点スポット径と略同一であるため，調整用ウエハＷａｄｊの裏面にレーザ光ＬＢの焦点が合ったときにはレーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢのすべてがレーザパワーメータ３００に達することになる。したがって，Ｅｐは，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量のピーク値となる。ただし，レーザヘッド１１０が位置Ｐｐまで移動した時点では，光エネルギー量Ｅｐがピーク値であるかどうかは不明である。これを明らかにするために，制御部４００は，レーザ発光装置１００に制御信号を送信して，Ｚ方向駆動手段１３０を駆動してレーザヘッド１１０をさらにマイナスＺ方向の位置Ｐ１まで移動させる。
【００６５】
これによって，図１０Ｃに示すように，レーザ光ＬＢの焦点が調整用ウエハＷａｄｊの裏面よりもマイナスＺ方向にずれるため，レーザ光ＬＢの一部が調整用ウエハＷａｄｊに遮られてレーザパワーメータ３００に達しなくなり，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量の値はＥｐよりも小さいＥ１となる。
【００６６】
このように，レーザヘッド１１０を位置Ｐ０から位置Ｐ１まで移動させながらレーザパワーメータ３００によって光エネルギー量を測定すると，その測定結果を示すデータはレーザパワーメータ３００から制御部４００へ送信される。制御部４００は，レーザパワーメータ３００から得たデータと，レーザヘッド１１０（Ｚ方向駆動手段１３０）のＺ方向位置情報に基づいて，図１１に示すような特性曲線を求めることができる。そして，制御部４００は，図１１の特性曲線から光エネルギー量のピーク値であるＥｐとそのときのレーザヘッド１１０の位置Ｐｐを特定する。
【００６７】
制御部４００は，レーザ発光装置１００に制御信号を送信して，Ｚ方向駆動手段１３０をＺ方向に駆動してレーザヘッド１１０の位置がＰｐになるように調整する（図１０Ｂ参照）。このようにして，レーザヘッド１１０のＺ方向の位置調整処理が実行されることで，レーザ光ＬＢの焦点を調整用ウエハＷａｄｊの裏面に正確に合わせることができる。
【００６８】
上記のように，レーザヘッド１１０のＺ方向の位置調整処理において，光エネルギー量のピーク値であるＥｐとそのときのレーザヘッド１１０の位置Ｐｐを特定するためには，レーザヘッド１１０を位置Ｐ０から位置Ｐ１まで（または位置Ｐ１から位置Ｐ０まで）移動させる必要がある。ただし，位置Ｐｐと位置Ｐ０の距離および位置Ｐｐと位置Ｐ１の距離は短くてもよい。すなわち，レーザヘッド１１０を短い距離を移動させるだけで，位置Ｐ０を特定することができる。このように，本実施形態によれば，極めて短い時間でレーザ光ＬＢの焦点を調整用ウエハＷａｄｊの裏面に正確に合わせることができる。
【００６９】
（焦点調整の他の具体例）
次に，レーザ光の焦点調整の他の具体例を図面を参照しながら説明する。上述した焦点調整の具体例では，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳに一致している場合について説明したが，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径とスリット５００の幅ＷＳが異なる場合であっても同様に焦点を調整することができる。以下，これについて，図１２〜図１６を参照しながら説明する。
【００７０】
図１２は，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳに等しい場合の調整用ウエハＷａｄｊを上方から見たときの平面図であり，図１３は，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳよりも小さい場合の調整用ウエハＷａｄｊを上方から見たときの平面図であり，図１５は，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳよりも大きい場合の調整用ウエハＷａｄｊを上方から見たときの平面図である。
【００７１】
レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳに等しい場合（図１２参照），上述のように，レーザヘッド１１０をＺ方向に移動させると図１１に示すような特性曲線が得られる。そして，制御部４００は，図１１の特性曲線から光エネルギー量のピーク値であるＥｐとそのときのレーザヘッド１１０の位置Ｐｐを特定して，レーザ光ＬＢの焦点を調整用ウエハＷａｄｊの裏面に正確に合わせることができる。
【００７２】
これに対して，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳよりも小さい場合（図１３参照），レーザヘッド１１０をＺ方向に移動させると図１４に示すような特性曲線が得られる。この図１４の特性曲線の特徴は，光エネルギー量がＥｐａで飽和状態になる区間（位置Ｐｐａ０〜位置Ｐｐａ１）が存在する点にある。これは，レーザ光ＬＢの焦点が調整用ウエハＷａｄｊの裏面に対してＺ方向およびマイナスＺ方向に多少ずれていても，レーザ光ＬＢが調整用ウエハＷａｄｊに遮られることなくすべてレーザパワーメータ３００に達するためである。
【００７３】
このように，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳよりも小さい場合，制御部４００は，位置Ｐｐａ０と位置Ｐｐａ１の中間に当たる位置Ｐｐａｓを算出し，この位置Ｐｐａｓにレーザヘッド１１０を調整することによって，レーザ光ＬＢの焦点を調整用ウエハＷａｄｊの裏面に正確に合わせることができる。なお，位置Ｐｐａｓについては，例えば位置Ｐｐａ０と位置Ｐｐａ１の平均値を求めることで算出することができる。
【００７４】
また，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳよりも大きい場合（図１５参照），レーザヘッド１１０をＺ方向に移動させると図１６に示すような特性曲線が得られる。制御部４００は，図１６の特性曲線から光エネルギー量のピーク値であるＥｐｂとそのときのレーザヘッド１１０の位置Ｐｐｂを特定する。そして，制御部４００は，この位置Ｐｐｂにレーザヘッド１１０を調整することによって，レーザ光ＬＢの焦点を調整用ウエハＷａｄｊの裏面に正確に合わせることができる。
【００７５】
このように，本実施形態によれば，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳに一致していない場合であってもレーザ光ＬＢの焦点を調整用ウエハＷａｄｊの裏面に正確に合わせることができる。ただし，図１２に示すようにレーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳに一致している場合には，位置Ｐｐを直接求めることができるのに対して，図１３に示すようにレーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳよりも小さい場合，位置Ｐｐａｓを求めるために例えば位置Ｐｐａ０と位置Ｐｐａ１の平均値を計算する必要がある。より短時間でレーザ光ＬＢの焦点を調整用ウエハＷａｄｊの裏面に正確に合わせるためには，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径がスリット５００の幅ＷＳに一致していることが好ましい。そこで，ここまで説明した実施形態で用いられている調整用ウエハＷａｄｊに代えて図１７に示す調整用ウエハＷａｄｊ２を用いるようにしてもよい。
【００７６】
この調整用ウエハＷａｄｊ２は，複数のスリット５０１〜５０４が周縁部から中心に向けて放射状に形成されている。そして，各スリット５０１〜５０４は，異なる幅ＷＳ１〜ＷＳ４を有している。そして，レーザ光ＬＢの焦点のスポット径に応じてこれらのスリット５０１〜５０４を選択して上記の焦点調整を実施すれば，より短時間で焦点調整が完了することになる。
【００７７】
（レーザ発光装置の光軸方向の位置調整方法によるレーザ光のスポット径の調整）
次に，レーザ発光装置の位置調整方法によるレーザ光のスポット径の調整について説明する。ウエハの処理によっては，ウエハの裏面に照射するレーザ光のスポット径を焦点径以外に変えたい場合もある。上述したように例えばレーザ光ＬＢを用いてウエハ端部（例えばベベル部）の裏面に付着した不所望の付着物を除去する処理を行う場合には，ウエハＷの裏面に照射されるレーザ光ＬＢのスポット径をより大きくとることで，広い領域の付着物を効率よく除去することができる。なお，レーザ光のスポット径を大きくするほど単位面積当りの光エネルギーが低くなるが，その分レーザ光の照射時間を長くとることでウエハの温度を調整することができる。
【００７８】
その他，ウエハ上の被エッチング膜の種類に応じてレーザ光のスポット径を変えるようにしてもよく，またエッチングレートに応じてレーザ光のスポット径を変えるようにしてもよい。例えばウエハ上の膜の種類に応じてエッチングレートを変える場合には，所望のエッチングレートに応じてウエハＷの裏面に照射されるレーザ光ＬＢのスポット径を調整するようにしてもよい。
【００７９】
そして，上記したレーザ光ＬＢの焦点調整処理と同様に，ウエハＷの裏面に照射されるレーザ光ＬＢのスポット径の調整処理をできるだけ短い時間で完了することができれば，レーザ発光装置１００を用いたプロセス処理のスループットの向上が実現する。
【００８０】
以下，レーザ発光装置１００の位置調整方法によるレーザ光ＬＢのスポット径の調整処理について図面を参照しながら説明する。本実施形態にかかるレーザ光ＬＢのスポット径の調整処理は，上記のレーザ光ＬＢの焦点の調整処理の直後に実行されることが好ましい。このタイミングで処理を行う場合には，スポット径の調整処理を開始する時点でレーザ光ＬＢの焦点が調整用ウエハＷａｄｊの裏面に調整されている。また，レーザ光ＬＢの焦点の直径はスリット５００の幅ＷＳに等しいため，レーザ光ＬＢのすべてがスリット５００を通過している。図１８は，制御部４００がスポット径の調整処理を開始する時点での調整用ウエハＷａｄｊを上方から見たときの平面図である。なお，レーザ光ＬＢのスポット径の調整処理を行う際の所望のスポット径φｓは，例えば予めオペレータからの入力手段（図示せず）の操作によって入力された値を用いる。
【００８１】
制御部４００は，調整用ウエハＷａｄｊの裏面にレーザ光ＬＢが照射され，そのスポットの直径がφｓである場合のスポットの面積Ｓとそのスポット面積のうちスリット５００で遮られない部分の面積Ｓ０との割合（Ｓ０／Ｓ）を求める。図１９は，調整用ウエハＷａｄｊの裏面にレーザ光ＬＢが照射され，そのスポット径がφｓである場合の調整用ウエハＷａｄｊを上方から見たときの平面図である。
【００８２】
面積Ｓについてはスポットの直径φｓから求めることができ，面積Ｓ０についてはスリット５００の幅ＷＳとスポットの直径φｓから求めることができる。また，面積割合（Ｓ０／Ｓ）についても簡単に求めることができる。スポットの全域にわたり光束密度が均一であれば，この面積割合は，レーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢの全光量に対するスリット５００を通過する光量の割合（以下，単に「光量割合」という）に一致する。そして，この光量割合は，レーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量の割合に対応する。なお，スポットにおける光束密度に特定の分布があればこの分布に応じて面積割合を補正することによって光量割合を求めることができる。
【００８３】
したがって，制御部４００は，所望するスポット径φｓのときの面積割合（Ｓ０／Ｓ）を求めることによって，レーザ光ＬＢのすべてがスリット５００を通過してレーザパワーメータ３００に到達したときの光エネルギー量の値すなわち光エネルギー量のピーク値Ｅｐに対する光エネルギー量を特定することができる。
【００８４】
制御部４００は，既にレーザ光ＬＢの焦点調整処理を実行した際にレーザヘッド１１０のＺ方向の位置とレーザパワーメータ３００で測定された光エネルギー量との関係を示す特性曲線（図１１参照）を求めており，ここでもこの特性曲線を用いる。
【００８５】
例えば，制御部４００は，面積割合（Ｓ０／Ｓ）として８０％を算出したときには，図２０に示すように，特性曲線に基づいて光エネルギー量のピーク値Ｅｐを１００％としたときの８０％に相当する光エネルギー量を求め，さらにその８０％の光エネルギー量が得られるレーザヘッド１１０のＺ方向の位置Ｐ８０を特定する。
【００８６】
次に，制御部４００は，レーザ発光装置１００に制御信号を送信して，Ｚ方向駆動手段１３０を駆動して，レーザヘッド１１０を位置Ｐｐ（図２１Ａ参照）からマイナスＺ方向に位置Ｐ８０（図２１Ｂ参照）まで移動させる。図２１Ａと図２１Ｂは，調整用ウエハＷａｄｊの端面とその周辺をレーザヘッド１１０側からＲ方向に見たときの拡大図であり，レーザヘッド１１０をマイナスＺ方向に移動させたときのスリット５００を通過するレーザ光ＬＢの様子を示している。このとき，図１８に示すように，レーザ光ＬＢのスポットは，焦点の直径φｆから所望する直径φｓに拡大する。
【００８７】
以上のように，本実施形態にかかるレーザ光ＬＢのスポット径を調整するためのレーザ発光装置１００の位置調整方法によれば，所望するスポット径φｓとスリット５００の幅ＷＳから面積割合を求めると，そのスポット径φｓを得ることができるレーザヘッド１１０のＺ方向の位置を簡単に特定することができる。したがって，ウエハＷの裏面に照射されるレーザ光ＬＢのスポット径を短時間で調整することができる。これによって，レーザ発光装置１００を用いたプロセス処理のスループットの向上を図ることができる。
【００８８】
（レーザ発光装置の光軸方向に直交する方向の位置調整方法）
次に，レーザ発光装置の光軸方向に直交する方向の位置調整方法について図面を参照しながら説明する。ここでは，ウエハＷの裏面に照射されるレーザ光ＬＢの光軸の位置を調整する処理を例に挙げて説明する。図２２は，この光軸の位置調整を行う直前の処理室内の各装置の位置関係を示す側面図である。図２２に示すように，本実施形態では，まずレーザヘッド１１０を調整用ウエハＷａｄｊの周縁部よりも外側の位置にセットするとともに，調整用ウエハＷａｄｊを回転してスリット５００がレーザヘッド１１０に対向しない位置に調整する。なお，スリットを設けた調整用ウエハＷａｄｊに代えて，スリットを設けない他の調整用ウエハを用いるようにしてもよい。
【００８９】
そして，制御部４００は，レーザ発光装置１００に制御信号を送信して，Ｒ方向駆動手段１４０を駆動してレーザヘッド１１０を調整用ウエハＷａｄｊの中心方向すなわちＲ方向に移動させる。レーザパワーメータ３００は，そのときの光エネルギー量を測定し，その測定結果を示すデータを制御部４００へ送信する。
【００９０】
図２３は，調整用ウエハＷａｄｊを上方から見たときの平面図であって，レーザヘッド１１０を調整用ウエハＷａｄｊの中心方向に移動させたときの調整用ウエハＷａｄｊの裏面レベルにおけるレーザ光ＬＢのスポットの軌跡を示している。また，図２４は，同じくレーザヘッド１１０を調整用ウエハＷａｄｊの中心方向に移動させたときのレーザヘッド１１０のＲ方向の位置とレーザパワーメータ３００で測定される光エネルギー量との関係を示している。なお，図２３に示すように，レーザパワーメータ３００の光エネルギー量の検出エリア３０２は，レーザ光ＬＢのスポットが移動する範囲をすべてカバーするように設定される。例えば，検出エリア３０２の直径は２５ｍｍである。
【００９１】
まず，制御部４００は，レーザヘッド１１０を調整用ウエハＷａｄｊの周縁部の外側でレーザ光ＬＢのスポット全体が調整用基板Ｗａｄｊに遮られない部位である位置Ｐｒ０から，レーザ光ＬＢのスポットが調整用ウエハＷａｄｊの周縁部に差し掛かる位置Ｐｒ１まで移動させる。この位置Ｐｒ０から位置Ｐｒ１までの間は，レーザ光ＬＢのすべてがレーザパワーメータ３００に達するため，レーザパワーメータ３００によって測定される光エネルギー量は最大値（１００％）を維持する。
【００９２】
さらに，レーザヘッド１１０を調整用ウエハＷａｄｊの周縁部の内側でレーザ光ＬＢのスポット全体が調整用ウエハＷａｄｊに遮られる部位である位置Ｐｒ２まで移動させる。この位置Ｐｒ１から位置Ｐｒ２までの間は，レーザ光ＬＢが徐々に調整用ウエハＷａｄｊに遮られるようになるため，レーザパワーメータ３００に到達するレーザ光ＬＢの光量も減少していく。したがって，レーザパワーメータ３００によって測定される光エネルギー量も最大値から低下していく。そして，位置Ｐｒ２では，レーザ光ＬＢのすべてが調整用ウエハＷａｄｊに遮られるため，レーザパワーメータ３００によって測定される光エネルギー量は最小値（０％）となる。
【００９３】
さらに，レーザヘッド１１０を位置Ｐｒ３まで移動させる。この位置Ｐｒ２から位置Ｐｒ３までの間は，レーザ光ＬＢのすべてが調整用ウエハＷａｄｊに遮られるため，レーザパワーメータ３００によって測定される光エネルギー量は最小値（０％）を維持する。
【００９４】
このように，レーザヘッド１１０を位置Ｐｒ０から位置Ｐｒ３まで移動させながらレーザパワーメータ３００によって光エネルギー量を測定すると，その測定結果を示すデータはレーザパワーメータ３００から制御部４００へ送信される。制御部４００は，レーザパワーメータ３００から得たデータと，レーザ発光装置１００から得たレーザヘッド１１０のＲ方向についての位置情報に基づいて，図２４に示すような光エネルギー量の変化を示す特性曲線を求めることができる。
【００９５】
そして，制御部４００は，光エネルギー量の変化のうち，光エネルギー量が低下し始める変化点（位置Ｐｒ１）と低下し終わる変化点（位置Ｐｒ２）の間の中央に対応する位置Ｐｒｅを算出する。この位置Ｐｒｅについては，例えば位置Ｐｒ１と位置Ｐｒ３の各Ｒ方向の座標の平均値を求めることで算出することができる。また，光エネルギー量の最大値と最小値の平均値を求め，この平均値に対応する位置を図２４の特性曲線から求め，これ位置を位置Ｐｒｅとすることもできる。
【００９６】
こうして求められた位置Ｐｒｅにレーザヘッド１１０を調整することによって，そのレーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢのスポットの中心（レーザ光ＬＢの光軸）は，図２５に示すように，調整用ウエハＷａｄｊの周縁に一致することになる。そして，制御部４００は，この位置Ｐｒｅが把握できればこれを基準として，レーザヘッド１１０をＲ方向の所定の位置に移動させることができる。
【００９７】
以上のように，本実施形態にかかるレーザ光ＬＢの光軸の位置を調整するためのレーザ発光装置１００の位置調整方法によれば，レーザパワーメータ３００によって光エネルギー量を測定しながらレーザヘッド１１０を位置Ｐｒ０から位置Ｐｒ３まで移動させるだけで，レーザヘッド１１０のＲ方向の基準位置となる位置Ｐｒｅを特定することができる。また，位置Ｐｒ０から位置Ｐｒ３までの距離は極めて短いため，制御部４００は，位置Ｐｒｅをすぐに特定することができる。この結果，レーザヘッド１１０のＲ方向への位置調整も短時間のうちに行うことができる。
【００９８】
ところで，位置Ｐｒｅを特定するためのレーザヘッド１１０の移動方向は，上記したＲ方向には限定されない。例えば，このレーザヘッド１１０のＲ方向への位置調整の前に，上述の焦点の調整処理やスポット径の調整処理が実行された場合には，レーザヘッド１１０は，光軸が調整用ウエハＷａｄｊに遮られる位置，すなわち位置Ｐｒ３のような位置にある。したがって，レーザヘッド１１０をそのままマイナスＲ方向に移動させて，位置Ｐｒｅを特定するようにしてもよい。これによれば，処理開始前にレーザヘッド１１０を一旦位置Ｐｒ１まで移動させる必要がなくなるため，より短時間で位置Ｐｒｅを特定することができる。
【００９９】
また，スポット径が未知の場合は，上記のように，レーザヘッド１１０を位置Ｐｒ０から位置Ｐｒ３まで移動させる必要がある。これに対して，例えば，上述の焦点の調整処理やスポット径の調整処理が実行された場合には，制御部４００はスポット径を認識しているため，位置Ｐｒ１を特定できれば，その位置からスポット径の半分だけ進んだ位置を位置Ｐｒｅとすることができる。この場合，レーザヘッド１１０を位置Ｐｒ０から位置Ｐｒ１を越えたところまで移動させるだけでよいため，より短時間で位置Ｐｒｅを特定することができる。
【０１００】
また，位置Ｐｒ１と位置Ｐｒ２の差はスポット径に等しいため，スポット径が未知の場合であっても，レーザヘッド１１０を位置Ｐｒ０から位置Ｐｒ３まで移動させると，そのスポット径を算出することができる。また，スポット径が既知の場合にも位置Ｐｒ１と位置Ｐｒ２の差からその既知のスポット径の確認を行うことができる。
【０１０１】
（光エネルギー測定装置の他の構成例）
次に，光エネルギー測定装置の他の構成例について図面を参照しながら説明する。上記では，光エネルギー測定装置としてレーザパワーメータ３００を適用した場合について説明したが，このレーザパワーメータ３００によれば，広いスペースを割くことなく，レーザ光ＬＢの光エネルギー量を高速かつ正確に測定することができる。
【０１０２】
ただし，レーザパワーメータは，製品ごとの個体差が大きくなる可能性がある。したがって，例えば複数の処理室に備えられたレーザ発光装置の位置調整に別個のレーザパワーメータを用いた場合，処理室ごとにレーザ発光装置の位置にばらつきが生じるおそれがある。また，レーザパワーメータは，受光面に微量な汚れが付着しただけでも測定値が大きく変動することがある。このため，レーザパワーメータを用いたのでは，長期間にわたり安定した測定結果を得ることが難しくなる。
【０１０３】
そこで，光エネルギー測定装置の他の具体例として，図２６に示すように，発熱体としてのセラミックスブロック３１０と温度測定手段としての熱電対３１２から成る測定装置を用いてもよい。セラミックスブロック３１０は，レーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢが照射されると受けた光エネルギー量に応じて発熱するものである。熱電対３１２は，一端がセラミックスブロック３１０に接続されており，他端が制御部４００に接続されている。なお，セラミックスブロック３１０は，例えば，処理室の側壁（図示せず）に基端が固定されている支持バー３１４から垂らされたワイヤ３１６によってレーザ光ＬＢの光軸上に吊り下げられる。ここで，ワイヤ３１６については，セラミックスブロック３１０から熱を逃がさないような材質で構成されていることが好ましい。
【０１０４】
このような測定装置によれば，レーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢのうち，セラミックスブロック３１０に到達した分の光エネルギー量を測定することができる。具体的には，レーザ光ＬＢを一定時間セラミックスブロック３１０に照射すると，受けた光エネルギー量に応じてセラミックスブロック３１０の温度が上昇する。この温度上昇量は，熱電対３１２によって電気信号に変換され制御部４００に与えられる。
【０１０５】
制御部４００は，熱電対３１２からの電気信号によって，セラミックスブロック３１０の温度上昇量を特定する。そして，制御部４００は，予め与えられているセラミックスブロック３１０の熱容量と，セラミックスブロック３１０の温度上昇量を積算することによって，レーザ光ＬＢの光エネルギー量を算出することができる。なお，ここで求められるレーザ光ＬＢの光エネルギー量は絶対値である。
【０１０６】
このように，光エネルギー測定装置を簡単な構成で実現できるため，測定装置ごとの測定ばらつきを抑えることができる。また，測定装置にかかるコスト低減が実現する。しかも，測定結果を絶対値で得られるため，測定結果の比較も容易である。
【０１０７】
また，発熱体を比熱の大きいセラミックスで構成しているため，比熱の小さい鉄などの金属で構成した場合に比べて，周囲の温度変化の影響を受けにくくなる。これによって，より正確に光エネルギー量を測定することができる。
【０１０８】
また，セラミックスブロック３１０の表面に多少の汚れが付着しても，レーザ光ＬＢが照射されることによるセラミックスブロック３１０の温度上昇特性に大きく影響が及ぶことはない。したがって，長期間にわたり安定した測定結果を得ることができる。
【０１０９】
さらに，例えば図２７に示すように，セラミックスブロック３１０を真空容器３２０内に収め，セラミックスブロック３１０の周囲を真空状態とするようにしてもよい。この構成によれば，セラミックスブロック３１０から外気との間の熱の伝導を抑えることできるため，より高い測定精度を得ることができる。なお，真空容器３２０には，レーザ光ＬＢの波長に透過帯を有する材料で形成された透過窓３２２を備えられている。レーザヘッド１１０から出射されたレーザ光ＬＢは，この透過窓３２２を透過してセラミックスブロック３１０に照射される。
【０１１０】
以上のように，本実施形態によれば，レーザヘッド１１０から出射されるレーザ光ＬＢの焦点，スポット径，光軸を短時間で正確に調整することができる。この結果，プロセス処理のスループットを向上されることができる。
【０１１１】
本実施形態では，レーザ発光装置を用いるプロセス処理の一例として，ウエハＷの端部に付着した不所望の付着物を除去する処理を挙げたが，本発明はこれに限定されない。レーザ発光装置を用いる様々なプロセス処理に適用することができる。
【０１１２】
また，上記実施形態では，レーザ光ＬＢの焦点の調整処理またはスポット径の調整処置を行った後に光軸の調整処理を行う場合について説明したが，光軸の調整処理を行った後に焦点の調整処理またはスポット径の調整処理を行うようにしてもよい。
【０１１３】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は，載置台に載置された被処理基板にレーザ光を照射するレーザ発光装置の位置調整方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施形態にかかるレーザ発光装置を適用した処理室内の構成例を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示す各装置を処理室の側面から見た図である。
【図３】図２に示す処理室の右側面図である。
【図４】調整用ウエハの平面図である。
【図５】載置台に調整用ウエハを載置したときのレーザヘッドとスリットの位置関係を示す斜視図である
【図６Ａ】載置台に調整用ウエハを載置したときのスリットとレーザ光との関係を示す図である。
【図６Ｂ】スリットの端部がレーザ光に入ったときのスリットとレーザ光との関係を示す図である。
【図６Ｃ】スリットが完全にレーザ光に入ったときのスリットとレーザ光との関係を示す図である。
【図６Ｄ】スリットの端部がレーザ光から抜け出し始めるときのスリットとレーザ光との関係を示す図である。
【図６Ｅ】スリットが完全にレーザ光から抜け出したときのスリットとレーザ光との関係を示す図である。
【図７】載置台を時計方向に回転させたときの調整用ウエハの回転角と受光面エネルギー量との関係を示す特性曲線図である。
【図８】回転角度θｓに調整された調整用ウエハのスリットとレーザ光との位置関係を示す図である。
【図９】回転角度θｓに調整された調整用ウエハの平面図である。
【図１０Ａ】焦点が調整用ウエハの裏面に対してＺ方向にずれているときのスリットを通過するレーザ光の様子を示す図である。
【図１０Ｂ】焦点が調整用ウエハの裏面に一致しているときのスリットを通過するレーザ光の様子を示す図である。
【図１０Ｃ】焦点が調整用ウエハの裏面に対してマイナスＺ方向にずれているときのスリットを通過するレーザ光の様子を示す図である。
【図１１】レーザヘッドをマイナスＺ方向に移動させたときのレーザヘッドのＺ方向の位置と受光面エネルギー量との関係を示す特性曲線図である。
【図１２】レーザ光の焦点のスポット径がスリットの幅に等しい場合の調整用ウエハを上方から見たときの平面図である。
【図１３】レーザ光の焦点のスポット径がスリットの幅よりも小さい場合の調整用ウエハを上方から見たときの平面図である。
【図１４】レーザ光の焦点のスポット径がスリットの幅よりも小さい場合に，レーザヘッドをマイナスＺ方向に移動させたときのレーザヘッドのＺ方向の位置と受光面エネルギー量との関係を示す特性曲線図である。
【図１５】レーザ光の焦点のスポット径がスリットの幅よりも大きい場合の調整用ウエハを上方から見たときの平面図である。
【図１６】レーザ光の焦点のスポット径がスリットの幅よりも広い場合に，レーザヘッドをマイナスＺ方向に移動させたときのレーザヘッドのＺ方向の位置と受光面エネルギー量との関係を示す特性曲線図である。
【図１７】複数のスリットを有する調整用ウエハの平面図である。
【図１８】スポット径の調整処理を開始する時点でのレーザ光のスポットと調整用ウエハのスリットとの関係を示す平面図である。
【図１９】スポット径φｓのレーザ光とスリットとの関係を示す調整用ウエハの平面図である。
【図２０】レーザヘッドのＺ方向の位置と受光面エネルギー量との関係を示す特性曲線図である。
【図２１Ａ】焦点が調整用ウエハの裏面に一致しているときのスリットを通過するレーザ光の様子を示す図である。
【図２１Ｂ】所望のスポット径が得られる位置にレーザヘッドが調整されたときのスリットを通過するレーザ光の様子を示す図である。
【図２２】光軸の位置調整を行う直前の処理室内の各装置の位置関係を示す側面図である。
【図２３】レーザヘッドを調整用ウエハの中心方向に移動させたときの調整用ウエハの裏面レベルにおけるレーザ光のスポットの軌跡を示す調整用ウエハの平面図である。
【図２４】レーザヘッドを調整用ウエハの中心方向に移動させたときのレーザヘッドのＲ方向の位置と受光面エネルギー量との関係を示す特性曲線図である。
【図２５】レーザ光のスポットの中心が調整用ウエハの周縁に一致したときの調整用ウエハの平面図である。
【図２６】セラミックスブロックと熱電対を光エネルギー測定装置として備えた処理室内の各装置の設置例を説明するための斜視図である。
【図２７】セラミックスブロックを収容した真空容器の断面図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１００      レーザ発光装置
１１０      レーザヘッド
１２０      レーザヘッドベース
１３０      Ｚ方向駆動手段
１４０      Ｒ方向駆動手段
２００      載置台ユニット
２１０      載置台
２２０      支持軸
３００      レーザパワーメータ
３０２      検出エリア
３１０      セラミックスブロック
３１２      熱電対
３１４      支持バー
３１６      ワイヤ
３２０      真空容器
３２２      透過窓
４００      制御部
５００〜５０４      スリット
ＬＢ      レーザ光
ＬＢａ      光軸
Ｗ      ウエハ
Ｗａｄｊ，Ｗａｄｊ２      調整用ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2008093682.tif 000017
【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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