(57)【要約】【課題】高い位置合せ精度を確保したうえで、被照射物４におけるレーザ光の照射位置と被照射物におけるレーザ光を照射すべき照射目標位置とが一致するように位置合せするために要する時間を短くすることができるレーザ照射装置を提供することである。【解決手段】制御手段２は、被照射物４における照射目標位置に関する照射位置情報と被照射物保持台６を変位させた場合および絞り保持台８を変位させた場合の被照射物４におけるレーザ光の照射位置の変化特性とに基づいて、被照射物保持台６および絞り保持台８のうち、いずれの保持台を変位させるか選択する。これによって、各照射位置毎に設定される照射目標位置の精度を確保したうえで、照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間を短くすることができる。【選択図】　　　図１
2004114128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発するレーザ光発生源と、
レーザ光発生源から発せられるレーザ光が照射される被照射物が保持され、予め定める第１変位方向に変位可能に設けられ、第１変位方向に変位することによって、被照射物におけるレーザ光の照射位置が変化する被照射物保持台と、
レーザ光の経路のレーザ光発生源と被照射物との間に介在され、レーザ光発生源から被照射物に導かれるレーザ光を絞る絞り手段を保持し、予め定める第２変位方向に変位可能に設けられ、第２変位方向に変位することによって、被照射物におけるレーザ光の照射位置が変化する絞り保持台と、
被照射物保持台および絞り保持台を変位駆動する駆動手段と、
被照射物におけるレーザ光を照射すべき照射目標位置に関する照射位置情報と、被照射物保持台を駆動手段によって変位駆動させた場合の被照射物におけるレーザ光の照射位置の変化特性と、絞り保持台を駆動手段によって変位駆動させた場合の被照射物におけるレーザ光の照射位置の変化特性とに基づいて、被照射物におけるレーザ光の照射位置を変化させる場合に、被照射物保持台および絞り保持台のうちいずれの保持台を変位させるか選択し、その選択結果と照射位置情報とに基づいて、被照射物における照射目標位置にレーザ光を照射するように、レーザ光発生源および駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項２】
制御手段は、照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間が短い保持台を選択することを特徴とする請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
制御手段は、被照射物保持台の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度および絞り保持台の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度に基づいて、変位させる保持台を選択することを特徴とする請求項１または２記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
制御手段は、照射目標位置が、絞り保持台の変位によって照射位置を変更可能な範囲内に存在するか否かに基づいて、変位させる保持台を選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
制御手段は、レーザ光発生源、被照射物保持台および絞り保持台を統括的に制御する主制御部と、レーザ光発生源を制御するレーザ光照射制御部とを有し、
主制御部は、形式の異なる複数種類の照射位置情報を保持し、それらの照射位置情報のうち、情報量が小さい形式の照射位置情報を選択してレーザ光照射制御部に与え、
レーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報に基づいて、レーザ光発生源を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
前記レーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報の形式を判定し、その判定結果に基づいて、レーザ光発生源を制御することを特徴とする請求項５記載のレーザ照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被照射物における照射目標位置にレーザ光を照射するレーザ照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ照射装置は、レーザ光発生源によって発生されるレーザ光を、基板ＸＹステージに保持される被照射物に照射する。このレーザ照射装置は、被照射物に予め設定される照射目標位置に、レーザ光を照射するために、照射位置を変化させることができるように構成される。
【０００３】
照射位置を変化させるための構成を備える第１の従来の技術のレーザ照射装置は、被照射物をＸ方向およびＹ方向に変位可能に保持する基板ＸＹステージが設けられる。この第１の従来の技術のレーザ照射装置は、基板ＸＹステージによって被照射物を変位させて照射位置を変化させることができ、このように照射位置を変化させることによって、照射目標位置と照射位置とを一致するように位置合せし、この状態でレーザ光を照射する。
【０００４】
この第１の従来の技術のレーザ照射装置では、基板ＸＹステージによる被照射物の変位だけによって被照射物を変位させているので、被照射物の変位による位置合せ精度よりも高い位置合せ精度で、照射位置を照射目標位置に合せることができない。これよりも高い位置合せ精度を実現できるレーザ照射装置として、第２の従来の技術のレーザ照射装置がある。
【０００５】
照射位置を変化させるための構成を備える第２の従来の技術のレーザ照射装置は、第１の従来の技術における基板ＸＹステージと、これに加えてマスクをＸ方向およびＹ方向に変位可能に保持するマスクステージとが設けられる。マスクは、レーザ光発生源と被照射物との間に介在され、このマスクをマスクステージによって変位させることによって、照射位置を変化させることができる。またマスクを通過したレーザ光は、集光されて被照射物に照射される構成であり、第２の従来の技術のレーザ照射装置では、被照射物の変位によって照射位置を変化させて照射位置を照射目標位置に位置合せする場合の位置合せ精度に比べて、マスクの変位によって照射位置を変化させて照射位置を照射目標位置に位置合せする場合の位置合せ精度が高くなる。
【０００６】
このような第２の従来の技術のレーザ照射装置は、照射位置を照射目標位置に一致させるにあたって、被照射物だけを変位させ、この被照射物の変位によって位置合せすることができる精度範囲で、照射位置と照射目標位置とを位置合せし、この後、マスクだけを変位させ、被照射物の変位による位置合せ精度よりも高い位置合せ精度で照射位置と照射目標位置とを位置合せし、レーザ光を照射している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−４４１３６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
第２の従来の技術のレーザ照射装置では、基板ＸＹステージによる被照射物の変位によって照射位置を変化させた後、マスクステージによるマスクの変位によって照射位置を変化させているので、高い位置合せ精度での位置合せができるけれども、被照射物の変位による位置合せのための時間と、マスクの変位による位置合せのための時間とが必要となり、位置合せのための時間が長くなってしまう。
【０００９】
したがって本発明の目的は、高い位置合せ精度を確保したうえで、照射位置と照射目標位置とが一致するように位置合せするために要する時間を短くすることができるレーザ照射装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザ光を発するレーザ光発生源と、
レーザ光発生源から発せられるレーザ光が照射される被照射物が保持され、予め定める第１変位方向に変位可能に設けられ、第１変位方向に変位することによって、被照射物におけるレーザ光の照射位置が変化する被照射物保持台と、
レーザ光の経路のレーザ光発生源と被照射物との間に介在され、レーザ光発生源から被照射物に導かれるレーザ光を絞る絞り手段を保持し、予め定める第２変位方向に変位可能に設けられ、第２変位方向に変位することによって、被照射物におけるレーザ光の照射位置が変化する絞り保持台と、
被照射物保持台および絞り保持台を変位駆動する駆動手段と、
被照射物におけるレーザ光を照射すべき照射目標位置に関する照射位置情報と、被照射物保持台を駆動手段によって変位駆動させた場合の被照射物におけるレーザ光の照射位置の変化特性と、絞り保持台を駆動手段によって変位駆動させた場合の被照射物におけるレーザ光の照射位置の変化特性とに基づいて、被照射物におけるレーザ光の照射位置を変化させる場合に、被照射物保持台および絞り保持台のうちいずれの保持台を変位させるか選択し、その選択結果と照射位置情報とに基づいて、被照射物における照射目標位置にレーザ光を照射するように、レーザ光発生源および駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とするレーザ照射装置である。
【００１１】
本発明に従えば、レーザ照射装置は、被照射物保持台に保持される被照射物に対してレーザ光発生源からのレーザを照射する。被照射物保持台と、絞り手段を保持する絞り保持台とは、駆動手段によって駆動され、これによって被照射物におけるレーザ光の照射位置が変化する。被照射物におけるレーザ光の照射位置を変化させる場合、制御手段によって選択される被照射物保持台および絞り保持台のいずれか一方を駆動手段によって変位駆動することによって、被照射物におけるレーザ光の照射位置を変化させる。制御手段は、被照射物における照射目標位置に関する照射位置情報と、被照射物保持台を変位させた場合の被照射物におけるレーザ光の照射位置の変化特性と、絞り保持台を変位させた場合の被照射物におけるレーザ光の照射位置の変化特性とに基づいて、被照射物保持台および絞り保持台のうちいずれの保持台を変位させるか選択する。このような選択結果と照射位置情報とに基づいて、被照射物における照射目標位置にレーザ光を照射するように、レーザ光発生源および駆動手段が制御手段によって制御される。したがって、たとえば被照射物における２つの照射目標位置間の距離および各照射目標位置毎の精度などの照射条件と、前記各変化特性とを併せて考慮し、２つの保持台のうちいずれか一方を選択して、短い作業時間でレーザ光を照射するなど、作業効率を向上することができる好適なレーザ光の照射作業を実現することができる。
【００１２】
また本発明は、制御手段は、照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間が短い保持台を選択することを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、制御手段は、照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間が短い保持台を選択する。これによって照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間を短くすることができ、作業効率を向上することができるレーザ光の照射作業を実現することができる。
【００１４】
また本発明は、制御手段は、被照射物保持台の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度および絞り保持台の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度に基づいて、変位させる保持台を選択することを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、制御手段は、被照射物保持台の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度および絞り保持台の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度に基づいて、変位させる保持台を選択する。これによって各照射位置毎に設定される照射目標位置の精度で位置合せできる保持台に比べて必要以上に高い位置合せ精度で照射位置と照射目標位置とを位置合せできる保持台を選択することなく必要最低限の位置合せ精度を達成し得る保持台を選択することができ、照射位置と照射目標位置との位置合せに要する手間を少なくすることができる。したがって作業効率を向上することができる好適なレーザ光の照射作業を実現することができる。
【００１６】
また本発明は、制御手段は、照射目標位置が、絞り保持台の変位によって照射位置を変更可能な範囲内に存在するか否かに基づいて、変位させる保持台を選択することを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、制御手段は、照射目標位置が、絞り保持台の変位によって照射位置を変更可能な範囲内に存在するか否かに基づいて、変位させる保持台を選択する。これによって絞り保持台の変位による照射位置の可変範囲を超えて、絞り保持台の変位によって照射位置を変化させようとする制御手段による制御を防ぎ、動作不良を防ぐことができる。
【００１８】
また本発明は、制御手段は、レーザ光発生源、被照射物保持台および絞り保持台を統括的に制御する主制御部と、レーザ光発生源を制御するレーザ光照射制御部とを有し、
主制御部は、形式の異なる複数種類の照射位置情報を保持し、それらの照射位置情報のうち、情報量が小さい形式の照射位置情報を選択してレーザ光照射制御部に与え、
レーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報に基づいて、レーザ光発生源を制御することを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、制御手段は、レーザ光発生源、被照射物保持台および絞り保持台を統括的に制御する主制御部と、レーザ光発生源を制御するレーザ光照射制御部とを有する。このように主制御部およびレーザ光照射制御部で、制御を分担することができるので、制御効率を向上することができる。主制御部は、形式の異なる複数種類の照射位置情報を保持し、それらの照射位置情報のうち、情報量が小さい形式の照射位置情報を選択してレーザ光照射制御部に与える。レーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報に基づいて、レーザ光発生源を制御する。これによってレーザ光照射制御部において扱う情報量を小さくし、制御に伴う処理速度を向上することができる。
【００２０】
また本発明は、前記レーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報の形式を判定し、その判定結果に基づいて、レーザ光発生源を制御することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、レーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報の形式を判定し、その判定結果に基づいて、レーザ光発生源を制御する。このようにレーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報の形式を判定してレーザ光発生源を制御するので、主制御部から与えらえる照射位置情報が複数形式存在しても、与えられる照射位置情報に基づいて、レーザ光発生源を好適に制御することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態のレーザ照射装置１が備える制御手段２の一部を示すブロック図である。図２は、レーザ照射装置１全体の構成を示すブロック図である。レーザ照射装置１は、レーザ光３を被照射物４に照射する装置であって、レーザ光３の照射によって、被照射物４に、たとえば孔を穿つ穴あけ加工など、各種の加工を施すために用いられる。さらに具体的には、たとえば被照射物としての半導体ウェハにレーザ光を照射して加工する半導体製造装置、および被照射物としてのガラス基板にレーザ光を照射して加工する液晶基板製造装置などとして、レーザ照射装置１を用いることができる。
【００２３】
レーザ照射装置１は、予め定めるＸ軸方向およびＹ軸方向に、被照射物４におけるレーザ光３が実際に照射される実照射位置を変化させることができる。このレーザ照射装置１では、レーザ光３は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に垂直なＺ軸方向から照射することができる。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、互いに直交する方向である。本実施の形態では、Ｚ軸方向は、鉛直方向、言い換えると上下方向である。
【００２４】
レーザ照射装置１は、レーザ光発生源５、被照射物保持台６、絞り手段７、絞り保持台８、駆動手段９および制御手段２を含む。レーザ光発生源５は、レーザ光３を発する光源である。被照射物保持台６は、被照射物４を保持する保持台である。絞り手段７は、レーザ光３を絞る手段である。絞り保持台８は、マスクとも呼ばれる絞り手段７を保持する保持台である。駆動手段９は、被照射物保持台６および絞り保持台８を変位駆動する手段である。制御手段２は、レーザ光発生源５および駆動手段９を制御する手段である。
【００２５】
レーザ光照射装置１は、さらに、除震台１０、搭載台１１および集光手段１２を含んで構成される。除震台１０は、レーザ照射装置１外部からの外乱振動を除去して、除震台１０に設けられる構成体に振動が伝わらないようにする台である。搭載台１１は、除震台１０上に設けられ、除震台１０から上方に間隔をあけて構成体を設けるための台である。集光手段１２は、レーザ光３を被照射物４に集光させて導く手段である。
【００２６】
除震台１０は、レーザ照射装置１を設置すべき設置場所の床などの上に設けられ、この除震台１０上に、被照射物保持台６が設けられる。被照射物保持台６は、レーザ光発生源から発せられるレーザ光が照射される被照射物４が載置され、たとえば吸着手段を用いて、載置位置がずれることを防止して保持される。
【００２７】
また被照射物保持台６は、被照射物変位機構である基板ＸＹステージとも呼ばれる被照射物ＸＹステージに設けられる。被照射物ＸＹステージは、除震台１０に対してＸ軸方向に変位可能な被照射物Ｘステージと、除震台１０に対してＹ軸方向に変位可能な被照射物Ｙステージとを組合わせて構成される。したがって被照射物保持台６は、予め定める第１変位方向であるＸ軸方向およびＹ軸方向ならびにこれらの合成方向に、したがってＸ軸方向およびＹ軸方向を含むＸＹ平面に沿って変位可能である。被照射物保持台６が、ＸＹ平面に沿って変位することによって、被照射物４におけるレーザ光３の照射位置がＸＹ平面に沿って変化する。
【００２８】
この被照射物保持台６は、被照射物駆動手段１５によって、変位駆動される。被照射物駆動手段１５は、被照射物ＸステージをＸ軸方向へ変位駆動する被照射物Ｘ軸駆動部としての被照射物Ｘモータ１６と、被照射物ＹステージをＹ軸方向へ変位駆動する被照射物Ｙ軸駆動部としての被照射物Ｙモータ１７とを有する。被照射物Ｘモータ１６は、被照射物保持台６を除震台１０に対してＸ軸方向へ変位駆動する。被照射物Ｙモータ１７は、被照射物保持台６を除震台１０に対してＹ軸方向へ変位駆動する。被照射物Ｘモータ１６および被照射物Ｙモータ１７は、たとえばリニアモータによって実現される。
【００２９】
除震台１０には、支柱１８が設けられ、この支柱１８に支持されて、搭載台１１が設けられる。このように搭載台１１は、除震台１０に設けられる。この搭載台１１には、上部に載置されて絞り保持台８が設けられるとともに、下部に吊下されてレーザ光焦点位置調整手段１２が設けられる。
【００３０】
レーザ光発生源５は、搭載台１１よりも上方に設けられ、ＸＹ平面に沿う方向にレーザ光３を出射する。搭載台１１よりも上方には、レーザ光発生源５に対向して、反射手段である反射ミラー１９が設けられ、レーザ光３は、この反射ミラー１９で、下方へ向けて反射され、搭載台１１を透過して、被照射物４に導かれる。反射ミラー１９は、レーザ光発生源５と反射ミラー１９との間におけるレーザ光３の光軸に対して所定の角度だけ傾けて配置される。このようなレーザ光発生源５から被照射物４に至るレーザ光３の経路の中途部に、絞り保持台８に保持される絞り手段７と、レーザ光焦点調整手段１２とが介在される。
【００３１】
マスクとも呼ばれる絞り手段７は、予め定める形状の透孔である絞りパターン６１が形成される。絞りパターン６１は、レーザ光発生源５から出射され、反射ミラー１９で反射されて、絞り手段７に導かれて照射されるレーザ光３の照射範囲と同一または前記照射範囲よりも小さく形成される。本実施の形態では、絞りパターン６１は、円形状である。絞り手段７に照射されたレーザ光３は、絞りパターン６１の領域では絞り手段７を透過し、絞りパターン６１を除く残余の領域では遮断される。
【００３２】
このように絞り手段７は、レーザ光３の一部だけを透過させて、レーザ光３を絞ることができる。この絞られたレーザ光３がレーザ光焦点調整手段１２に導かれる。絞り手段７は、マスク保持台とも呼ばれる絞り保持台８に載置され、たとえば吸着手段を用いて、載置位置がずれることを防止して保持される。
【００３３】
絞り保持台８は、予め定める第２変位方向に変位可能である。本実施の形態では第２変位方向は第１変位方向と同一であり、したがって絞り保持台８もまた、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を含むＸＹ平面に沿って変位可能である。
【００３４】
具体的に述べると、絞り保持台８は、絞り変位機構であるマスクＸＹステージとも呼ばれる絞りＸＹステージに設けられる。絞りＸＹステージは、搭載台１１に対してＸ軸方向に変位可能な絞りＸステージと、搭載台１１に対してＹ軸方向に変位可能な絞りＹステージとを組合わせて構成される。したがって絞り保持台８は、第２変位方向であるＸ軸方向およびＹ軸方向ならびにこれらの合成方向に、したがってＸ軸方向およびＹ軸方向を含むＸＹ平面に沿って変位可能である。絞り保持台８が、ＸＹ平面に沿って変位することによっても、被照射物４におけるレーザ光３の照射位置がＸＹ平面に沿って変化する。
【００３５】
この絞り保持台８は、絞り駆動手段２０によって、変位駆動される。絞り駆動手段２０は、絞りＸステージをＸ軸方向へ変位駆動する絞りＸ軸駆動部としての絞りＸモータ２１と、絞りＹステージをＹ軸方向へ変位駆動する絞りＹ軸駆動部としての絞りＹモータ２２とを有する。絞りＸモータ２１は、絞り保持台８を搭載台１１に対してＸ軸方向へ変位駆動する。絞りＹモータ２２は、絞り保持台８を搭載台１１に対してＹ軸方向へ変位駆動する。絞りＸモータ２１および絞りＹモータ２２は、たとえばリニアモータによって実現される。
【００３６】
前述の被照射物駆動手段１５と、この絞り駆動手段２０とを含んで、駆動手段９が構成される。
【００３７】
レーザ光焦点調整手段１２は、集光手段と、集光手段を駆動する集光駆動手段とを有する。集光手段は、１または複数の集光レンズを有し、絞り手段７と透過して導かれたレーザ光を集光する。この集光手段の少なくとも１つの集光レンズは、Ｚ軸方向へ変位可能に設けられており、この集光レンズの変位によって集光手段の焦点距離を変化させることができ、これによって焦点位置を、被照射物保持台６に対して、したがって被照射物４に対して、Ｚ軸方向へ変位させることができる。
【００３８】
集光駆動手段は、焦点調整アクチュエータとも呼ばれ、たとえば圧電素子が用いられる。この集光駆動手段は、焦点距離を調整するために、前記変位自在に設けられる集光レンズを、Ｚ軸方向へ変位駆動することができる。
【００３９】
制御手段２は、前述のように、レーザ光発生源５および駆動手段９を制御する手段であって、本実施の形態では、加えてレーザ光焦点調整手段１２を制御する。この制御手段２は、レーザ照射制御部３０と、被照射物保持台位置制御部３１と、絞り保持台位置制御部３２と、レーザ光焦点調整制御部３３と、主制御部３５とを有する。
【００４０】
レーザ照射制御部３０は、レーザ光発生源５を制御する。具体的には、レーザ光発生源５は、レーザ光３を発生させて出射する手段であり、レーザ照射制御部３０は、後述する主制御部３５からの指令に従って、レーザ光３の出射（オン）および出射停止（オフ）を制御する。これによってレーザー光３が、主制御部３５からの指令に対応して出射される。
【００４１】
レーザ光発生源５から出射されたレーザ光３は、反射ミラー１９によって進行方向を変更され、絞り保持台８に保持される絞り手段７に照射される。この絞り手段７でレーザ光３は、絞られ、通過したレーザ光３は、レーザ光焦点調整手段１２を通過することによって集光され、被照射物４に照射される。
【００４２】
被照射物保持台位置制御部３１は、被照射物保持台６を制御する。具体的には、被照射物駆動手段１５を制御して、被照射物保持台６の変位速度および位置を制御する。レーザ照射装置１には、被照射物保持台６に関連して、被照射物Ｘステージの変位を検出する手段である被照射物Ｘリニアスケールと、被照射物Ｙステージの変位を検出する手段である被照射物Ｙリニアスケールとがさらに設けられる。
【００４３】
被照射物Ｘステージが変位すると、被照射物Ｘリニアスケールは、被照射物Ｘステージの変位を出力パルスで表す被照射物Ｘ変位検出信号を、被照射物保持台位置制御部３１に与える。また被照射物Ｙステージが変位すると、被照射物Ｙリニアスケールは、被照射物Ｙステージの変位を出力パルスで表す被照射物Ｙ変位検出信号を、被照射物保持台位置制御部３１に与える。
【００４４】
被照射物保持台位置制御部３１は、被照射物Ｘ変位検出信号および被照射物Ｙ変位検出信号に基づいて、スケールカウンタで出力パルスのパルス数をカウントし、そのカウント値によって、被照射物Ｘステージおよび被照射物Ｙステージの現在位置を把握するとともに、出力パルスの周期を計測して被照射物Ｘステージおよび被照射物Ｙステージの変位速度を求める。被照射物保持台位置制御部３１は、このようにして求めた被照射物Ｘステージおよび被照射物Ｙステージの現在位置および変位速度に基づいて、後述する主制御部３５からの指令に従って、被照射物Ｘモータ１６および被照射物Ｙモータ１７を制御する。これによって被照射物４が、主制御部３５からの指令に対応する位置に変位される。
【００４５】
このように被照射物４が変位されると、レーザ光３が導かれる位置に対して、被照射物４が変位する。これによって、被照射物４におけるレーザ光３が実際に照射される位置、したがって実照射位置が変化する。
【００４６】
被照射物保持台位置制御部３１でカウントされるカウント値は、たとえば被照射物４を被照射物保持台６に載置するときの位置決め作業、いわゆるアライメント作業に用いられるアライメント基準位置などが原点とされ、この原点からの距離に応じた値となる。被照射物Ｘリニアスケールおよび被照射物Ｙリニアスケールによる各検出カウント値の正の方向および負の方向は、装置が設計されるときに任意に決定され、正の方向へ変位した場合は、カウントアップ、負の方向へ変位した場合は、カウントダウンする。被照射物Ｘリニアスケールおよび被照射物Ｙリニアスケールの出力パルスに基づく各検出カウント値は、被照射物保持台６の絶対位置を表し、したがって被照射物４の絶対位置を表す。
【００４７】
絞り保持台位置制御部３２は、絞り保持台８を制御する。具体的には、絞り駆動手段２０を制御して、絞り保持台８の変位速度および位置を制御する。レーザ照射装置１には、絞り保持台８に関連して、絞りＸステージの変位を検出する手段である絞りＸリニアスケールと、絞りＹステージの変位を検出する手段である絞りＹリニアスケールとがさらに設けられる。
【００４８】
絞りＸステージが変位すると、絞りＸリニアスケールは、絞りＸステージの変位を出力パルスで表す絞りＸ変位検出信号を、絞り保持台位置制御部３２に与える。また絞りＹステージが変位すると、絞りＹリニアスケールは、絞りＹステージの変位を出力パルスで表す絞りＹ変位検出信号を、絞り保持台位置制御部３２に与える。
【００４９】
絞り保持台位置制御部３２は、絞りＸ変位検出信号および絞りＹ変位検出信号に基づいて、スケールカウンタで出力パルスのパルス数をカウントし、そのカウント値によって、絞りＸステージおよび絞りＹステージの現在位置を把握するとともに、出力パルスの周期を計測して絞りＸステージおよび絞りＹステージの変位速度を求める。絞り保持台位置制御部３２は、このようにして求めた絞りＸステージおよび絞りＹステージの現在位置および変位速度に基づいて、後述する主制御部３５からの指令に従って、絞りＸモータ２１および絞りＹモータ２２を制御する。これによって絞り手段７が、主制御部３５からの指令に対応する位置に変位される。これによって、被照射物４におけるレーザ光３が実際に照射される位置、したがって実照射位置が変化する。
【００５０】
絞り保持台位置制御部３２でカウントされるカウント値は、絞り手段７の予め定める位置が原点とされ、この原点からの距離に応じた値となる。絞りＸリニアスケールおよび絞りＹリニアスケールによる各検出カウント値の正の方向および負の方向は、装置が設計されるときに任意に決定され、正の方向へ変位した場合は、カウントアップ、負の方向へ変位した場合は、カウントダウンする。絞りＸリニアスケールおよび絞りＹリニアスケールの出力パルスに基づく各検出カウント値は、絞り保持台８の絶対位置を表し、したがって絞り手段７の絶対位置を表す。
【００５１】
レーザ光焦点調整制御部３３は、レーザ光焦点調整手段１２を制御する。具体的には、集光駆動手段を制御して、集光レンズ１２ａの位置を制御する。レーザ光焦点調整手段１２は、前述の集光手段および集光駆動手段に加えて、集光レンズ変位センサを有する。集光レンズ１２ａが変位すると、集光レンズ変位センサは、集光レンズ１２ａの変位を出力パルスで表す焦点距離検出信号を、レーザ光焦点調整制御部３３に与える。
【００５２】
レーザ光焦点調整制御部３３は、焦点距離検出信号に基づいて、焦点距離カウンタで出力パルスのパルス数をカウントし、そのカウント値によって、集光レンズ１２ａの現在位置を把握し、これによって焦点距離を把握する。レーザ光焦点調整制御部３３は、このようにして求めた焦点距離に基づいて、後述する主制御部３５からの指令に従って、集光駆動手段を制御する。これによって集光レンズ１２ａが、主制御部３５からの指令に対応する位置に変位され、焦点距離が主制御部３５からの指令に対応する距離に調整される。
【００５３】
レーザ光焦点調整制御部３３でカウントされるカウント値は、集光レンズ１２ａの予め定める位置が原点とされ、この原点からの距離に応じた値となる。集光レンズ検出センサによる検出カウント値の正の方向および負の方向は、装置が設計されるときに任意に決定され、正の方向へ変位した場合は、カウントアップ、負の方向へ変位した場合は、カウントダウンする。集光レンズ検出センサに基づく検出カウント値は、集光レンズ１２ａの絶対位置を表し、したがって焦点距離を表す。
【００５４】
主制御部３５には、レーザ照射制御部３０からレーザ光３の出射および出射停止を表す信号が与えられ、被照射物保持台位置制御部３１から被照射物Ｘステージおよび被照射物Ｙステージの現在位置および変位速度を表す信号が与えられ、絞り保持台位置制御部３２から絞りＸステージおよび絞りＹステージの現在位置および絞りＹステージの変位速度を表す信号が与えられ、レーザ光焦点調整制御部３３から集光レンズ１２ａの現在位置を表す信号が与えられる。このように主制御部３５には、各制御部３０〜３３から位置情報などの各種情報が与えられる。
【００５５】
またレーザ照射装置１は、被照射物４に対して照射すべき位置であって、予め設定される照射目標位置を表す照射位置情報を入力するための入力手段を有している。この入力手段によって与えられる照射位置情報が、主制御部３５に与えられる。
【００５６】
主制御部３５は、レーザ照射制御部３０、被照射物保持台位置制御部３１、絞り保持台位置制御部３２およびレーザ光焦点調整制御部３３（以下、総称するとき「各制御部」という場合がある）に対し、制御内容を表す指令信号をそれぞれ与える。主制御部３５は、照射目標位置にレーザ光３を照射することができるようにするための、レーザ光発生源５、被照射物保持台６、絞り保持台８およびレーザ光焦点調整手段１２などの動作モードがシーケンス的に設定されており、各制御部３０〜３３から与えられる各種情報と、前記照射位置情報とに基づいて、設定されている動作モードに従って、各制御部３０〜３３に対して適切な指令を、つまり制御内容を表す指令信号を与える。このように主制御部３５は、各制御部３０〜３３に指令信号を与えることによって、レーザ照射装置１を統括的に制御する。これによって、前記照射目標位置にレーザ光３が照射される。
【００５７】
主制御部３５について、さらに詳細に述べると、主制御部３５は、シーケンス制御部４０と、対象保持台選択部４１とを含んで構成される。シーケンス制御部４０は、前述のシーケンス的に設定される動作モードを記憶しており、前述の指令を各制御部３０〜３３に前述の指令を与える。
【００５８】
対象保持台選択部４１は、選択処理部４３と選択記憶部４４とを含んで構成される。選択記憶部４４は、加速度情報部４５、定速度情報部４６、レーザ照射精度情報部４７および投影範囲情報部４８を有する。加速度情報部４５は、被照射物保持台６および絞り保持台８（以下、総称するとき「各保持台」という場合がある）の加速度を示す加速度の情報を記憶し、定速度情報部４６は、各保持台６，８の一定の最高変位速度を示す定速度情報を記憶し、レーザ照射精度情報部４７は、各照射目標位置毎に要求されるレーザ光３の照射精度を示すレーザ照射精度情報を記憶し、投影範囲情報部４８は、絞り保持台８を変位させることによって、レーザ光３の照射が可能となる投影範囲ＣＥＬを示す投影範囲情報を記憶する。
【００５９】
対象保持台選択部４１は、選択処理部４３で、被照射物４におけるレーザ光を照射すべき照射目標位置に関する照射位置情報と、被照射物保持台６を駆動手段９によって変位駆動させた場合の実照射位置の変化特性と、絞り保持台８を駆動手段９によって変位駆動させた場合の実照射位置の変化特性とに基づいて、実照射位置を変化させる場合に、被照射物保持台６および絞り保持台８のうちいずれの保持台を変位させるか選択する。具体的には、選択処理部４３は、照射目標位置と実照射位置とを位置合せするために変位させるステージを、被照射物Ｘステージおよび被照射物Ｙステージの組合わせと、絞りＸステージおよび絞りＹステージの組合わせとから選択する。
【００６０】
被照射物保持台６を駆動手段９によって変位駆動させた場合の実照射位置の変化特性は、駆動手段９によって変位駆動されるときの被照射物保持台６の加速度および最高変位速度に基づく。また絞り保持台８を駆動手段９によって変位駆動させた場合の実照射位置の変化特性は、駆動手段９によって変位駆動されるときの絞り保持台８の加速度および最高変位速度に基づく。
【００６１】
したがって対象保持台選択部４１は、現時点でレーザ光発生源５からレーザ光３を発生させたときにレーザ光３が照射される現在の実照射位置から照射目標位置までの変位距離と、各保持台６，８の加速度情報および定速度情報とに基づき、実照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間が短縮でき、レーザ光３の照射作業に要する時間を短くできる保持台を選択し、選択した保持台に関する情報を対象保持台情報として、この情報を表す信号をシーケンス制御部４０に与える。シーケンス制御部４０は、対象保持台選択部４１による選択結果と、照射位置情報とに基づいて、レーザ照射制御部３０と、被照射物保持台位置制御部３１と、絞り保持台位置制御部３２と、レーザ光焦点調整制御部３３とに、照射目標位置にレーザ光３が照射されるように制御する指令を与え、レーザ光発生源５、駆動手段９およびレーザ光焦点調整手段１２を制御する。
【００６２】
また選択処理部４３において、レーザ照射精度情報をさらに加味して、保持台の変位によるレーザ光の照射位置と照射目標位置との位置合せの必要照射精度を確保したうえで、レーザ光の照射作業に要する時間が短い保持台を選択するようにしてもよい。
【００６３】
また選択処理部４３において、照射目標位置が前記投影範囲ＣＥＬ内に存在するか否かに基づいて、被照射物保持台６を変位させずに、絞り保持台８の変位によって、照射目標位置にレーザ光３の照射が可能であるか否かを判断し、この判断結果を加味して、変位する保持台を選択するようにしてもよい。これによって絞り保持台８の変位による照射位置の可変範囲を超えて、絞り保持台８の変位によって照射位置を変化させようとする制御を防ぎ、動作不良を防ぐことができる。
【００６４】
このような対象保持台選択部４１を設けて、いわば自動的に変位させる保持台を選択することにより、オペレータの負荷が軽減できるとともに入力ミスを防止することができ、確実な保持台選択が可能になる。また対象保持台選択部４１を設けて、いわば自動的に変位させる保持台を選択することにより、作業効率を向上することができるレーザ光３の照射作業を実現することができる。
【００６５】
選択記憶部４４には、加速度情報および定速度情報の代りとして、後述する境界値ＤＢＬを記憶する境界値情報部を設けるようにしてもよく、加速度情報および定速度情報に代えて、境界値ＤＢＬを用いても同様の効果を達成できる。
【００６６】
図３は、レーザ照射制御部３０の実施の形態の構成を示すブロック図である。レーザ照射制御部３０は、演算器１１１、セレクタ１１２および比較器１１３を含んで構成される。演算器１１１は、たとえば、マイクロコンピュータなどが用いられる。セレクタ１１２には、被照射物保持台位置制御部３１および絞り保持台位置制御部３２から被照射物保持台６および絞り保持台８のスケールカウンタのカウント値が与えられる。与えられたカウント値は、被照射物４におけるレーザ光の照射位置に関する情報として使用される。
【００６７】
主制御部３５は、レーザ照射制御部３０の演算器１１１に、レーザ光３の照射に関する指令を与える。このレーザ光３の照射に関する指令は、照射目標位置を表すデータに基づいてレーザ光を照射する指令であり、照射目標位置を表すデータとともに、照射目標位置にレーザ光３を照射する指令を表わすデータ列Ｄｒとして与える。また演算器１１１には、主制御部３５から、レーザ光３の実照射位置を変化させるために変位させる保持台の選択結果を表す対象保持台情報が与えられる。
【００６８】
演算器１１１は、対象保持台情報が与えられると、被照射物保持台６および絞り保持台８のＸ軸方向およびＹ軸方向の現在位置を示す各カウント値の中から、レーザ光３の照射に用いるカウント値、具体的には、対象保持台情報が示す保持台の現在位置を表す各カウント値を選択する指令を表す信号を、セレクタ１１２に与える。また演算器１１１は、比較器１１３に対して、レーザ光３の照射を行わせるカウント値、言い換えると照射目標位置に対応する保持台に関するカウント値を比較値として設定する指令を与える。さらに演算器１１１は、主制御部３５に対して、レーザ照射制御部３０における現在の制御状態などを示すデータ列Ｄｔを与える。
【００６９】
セレクタ１１２は、演算器１１１の指令に基づいて選択したカウント値であって、現在のカウント値を、比較器１１３に与える。またセレクタ１１２は、現在のカウント値などの情報などを、演算器１１１に与える。
【００７０】
比較器１１３は、演算器１１１から与えられたレーザ光３の照射目標位置を示す比較値と、カウント値とを比較し、その比較結果を演算器１１１に与える。また比較器１１３は、セレクタ１１２から与えられるカウント値と、比較値とが一致したとき、その一致したことを表す一致信号を、レーザ光発生源５に与える。一致信号は、不一致状態でローレベルである値をハイレベルにすることによって一致状態を表すなど予め決められた信号である。レーザ光発生源５は、一致信号が与えられると、レーザ光３を発生させて出射する。これによって照射目標位置にレーザ光３が照射される。
【００７１】
このように制御手段２は、レーザ光発生源５、被照射物保持台６、絞り保持台８およびレーザ光焦点調整手段１２を統括的に制御するための主制御部３５と、レーザ光発生源５を直接駆動制御するレーザ照射制御部３０と、被照射物保持台６を駆動する被照射物駆動手段１５を直接制御する被照射物保持台位置制御部３１と、絞り保持台８を駆動する絞り駆動手段２０を直接制御する絞り保持台位置制御部３２と、レーザ光焦点調整手段１２の集光レンズ１２ａを駆動する集光駆動手段を直接制御するレーザ光焦点調整制御部３３とを有する。このように主制御部３５と、他の各制御部３０〜３３とで、制御を分担することができるので、制御効率を向上することができる。
【００７２】
このようなレーザ照射装置２において、レーザ光３の照射を実行するレーザ照射方法の手順の一例を述べる。レーザ照射方法は、被照射物４は、被照射物保持台６に載置されており、アライメント作業は、すでに終了している時点で開始される。またその他のレーザ光を照射する作業を開始する前に行われる全ての作業、すなわち初期設定は、レーザ照射方法が開始される時点では、すでに終了している。以下、理解を容易にするために、ここでは、被照射物保持台６に関連する被照射物Ｘステージを変位させながら、レーザ光を照射する場合を例に挙げて説明する。
【００７３】
被照射物保持台位置制御部３１には、主制御部３５から被照射物Ｘリニアモータを所定量変位させる指令が与えられる。レーザ光焦点調整制御部３３には、主制御部３５からレーザ光の焦点を合せるべく変位センサの出力の目標値が与えられる。これを受けてレーザ光焦点調整制御部３３は、被照射物４の厚みの変動に合せてレーザ光焦点調整手段１２を駆動制御させる。
【００７４】
レーザ照射制御部３０には、主制御部３５から照射目標位置などのレーザ光の照射に関する指令などのデータ列Ｄｒが与えられる。このデータ列は、演算器１１１内で処理され、比較器１１３に対してレーザ光の照射目標位置を示す比較値として与えられ、設定される。また演算器１１１は、セレクタ１１２に対してレーザ光の照射に用いるカウント値として被照射物Ｘリニアスケールを選択する指令を対象保持台情報として与え、セレクタ１１２は、前記指令を設定する。
【００７５】
これの設定が終了後、主制御部３５が、被照射物Ｘリニアモータによって被照射物保持台６を変位開始させる指令を、被照射物保持台位置制御部３１に与え、保持台が変位される。
【００７６】
被照射物Ｘステージの変位が開始されると、被照射物Ｘリニアスケールから出力パルスが発生する。被照射物保持台位置制御部３１内のスケールカウンタのカウント値が変化するとともに、セレクタ１１２で選択されたカウント値であって、被照射物保持台位置制御部３１から与えられるカウント値も変化する。比較器１１３は、カウント値と比較値とが同じ値になった時、一致信号をレーザ光発生源５に与える。レーザ光発生源５は、一致信号を受けてレーザ光３を出射し、レーザ光３が被照射物４に照射される。
【００７７】
レーザ光３の照射は、照射目標位置とレーザ光発生源５からレーザ光３を出射したとしたらレーザ光３が実際に照射される実照射位置とが一致したとき、各保持台６，８を一旦停止せて実行してもよいが、各保持台６，８を変位させながらカウント値が一致した時点で実行してもよい。各保持台６，８の変位中のレーザ光３の照射は、一回の保持台変位において複数の照射目標位置にレーザ光を照射することが出来るので、高スループット化に効果的であり、作業効率を向上することができる。
【００７８】
図４は、絞り手段７を載置した絞り保持台８を変位させて、被照射物４におけるレーザ光３の照射位置を変化させる構成の一例を示す図である。図４では、理解を容易にするために、集光手段として単焦点レンズである集光レンズ１２ａを１枚だけ用いた構成について例示し、絞りパターン６１のある１点を通過するレーザ光３の経路だけを示す。絞り手段７に導かれたレーザ光３は、絞り手段７の表面で反射するなどして散乱光となる。絞りパターン６１を通過したレーザ光３は、集光レンズ１２ａによって、被照射物４に集光されて照射される。集光レンズ１２ａは、絞りパターン６１が被照射物４における照射目標位置にピントの合った状態で投射されるように、換言すると絞りパターン６１の像が被照射物４において結像するように、配置されている。絞りパターン６１と集光レンズ１２ａの主点との距離をＤ１、焦点距離をｆとすると、集光レンズ１２ａの主点と、絞りパターン６１の像が結像する結像位置との距離Ｄ２が、
Ｄ２　＝　Ｄ１×ｆ／（Ｄ１−ｆ）　　　　　　　　　　　　　…（１）
を満足するように、集光レンズ１２ａが配置される。この例では、絞りパターンの像は逆像として結像される。
【００７９】
絞り手段７に照射されるレーザ光３の照射範囲ＥＬにおいて、第１パターン位置α１にある絞りパターン６１が、第２パターン位置α２および第３パターン位置α３の順に配置されるように、Ｘ軸方向一方へ絞り保持台８を変位させると、レーザ光３の経路が変化し、結像位置が、第１照射位置β１、第２照射位置β２および第３照射位置β３の順にＸ軸方向他方へ変位する。
【００８０】
また絞りパターン６１の像は、レーザ光焦点調整手段１２の集光レンズ１２ａによって縮小された状態で結像されるので、絞り保持台８の変位誤差は縮小される。被照射物４における照射位置の変位量は、絞り保持台８の変位によって変位した絞り保持台８の実際の変位量を縮小倍率で乗じた値である。たとえば絞り保持台８の所望の変位量と実際の変位量との変位誤差が５マイクロメートルであり、レーザ光焦点調整手段１２の縮小倍率が１／１０であるとする。この場合、絞り保持台８の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せ精度は、５／１０＝０．５マイクロメートルとなる。このように絞り保持台８を変位させることによって変位誤差が生じた場合であっても、絞り保持台８の変位による位置合せ精度を、レーザ光焦点調整手段１２の縮小倍率の分だけ小さくすることができる。これによって被照射物保持台６および絞り保持台８に用いられる駆動手段の性能が、相互に同一である場合には、絞り保持台８の変位による位置合せ精度を、縮小倍率の分だけ被照射物保持台６の変位による位置合せ精度に比べて高精度にすることができる。図４の例では、被照射物４におけるレーザ光３の照射位置を変化させるために、一枚の集光レンズ１２ａだけを用いたけれども、複数枚のレンズを用いる構成であってもよい。
【００８１】
図５は、実施の形態において、絞り手段７の絞りパターン６１が被照射物４に投影されている状態を示す図である。図５（１）は、絞り手段７が載置された絞り保持台８を、図２の上側から見て示す平面図であり、図５（２）は、被照射物４を図２の上側から見て示す平面図である。
【００８２】
絞り手段７の絞りパターン６１は、本実施の形態では、円形である。図５（１）に実線で示す位置に、絞り保持台８に保持された絞り手段７があるとき、絞りパターン６１を通過したレーザ光３の被照射物４における照射位置は、図５（２）に実線で示す位置Ｌｓ０となる。絞り保持台８に保持された絞り手段７を、たとえば二点鎖線の位置に、−Ｙ方向に変位させると、絞りパターン６１を通過したレーザ光３の被照射物４におけるレーザ光の照射位置は、図５（２）に仮想線で示す位置Ｌｓ１に変化する。なお、理解を容易とするために、図５（１）における−Ｙ方向、すなわち絞り手段７の変位方向と、図５（２）におけるレーザ光の照射位置の変位方向を同一方向として記載してあるが、図４のように、被照射物４におけるマスクの像が逆像である場合は、絞り手段７の変位方向と照射位置の変位方向とは逆方向になる。
【００８３】
レーザ光３の照射位置を変化させるには、被照射物保持台６を変位させてもよいし、絞り保持台８を変位させてもよい。ここで注意しなければならないことは、絞り手段７におけるレーザ光の照射範囲ＥＬは図５（１）に示したように所定の範囲であり、絞りパターン６１がこの範囲を越えてしまうと被照射物２に投影されないということである。このレーザ光の照射範囲ＥＬを被照射物４に投影した投影範囲ＣＥＬが、図５（２）に示すような範囲であって、絞り保持台８の変位によって照射位置を変化させることができる照射可能範囲である。
【００８４】
図６は、被照射物保持台６と絞り保持台８との速度−時間特性の一例を示す図である。図７は、被照射物保持台６と絞り保持台８との変位距離−時間特性の一例を示す図である。被照射物保持台６は、たとえば１メートル角などの大きな被照射物４への照射にも対応できるように、可動範囲が大きな範囲に設計されているので、大形であり重量が大きく、その重量および被照射物４の重量を合せて数百キログラムとなることもある。このような被照射物保持台６は、慣性力が大きく、急峻な加減速はどちらかといえば不得意な動作であり、たとえば定速度に達するまでの加速時間に０．５秒近く要するものも数多くある。
【００８５】
これに対して、絞り保持台８は、可動範囲は、レーザ光の照射範囲ＥＬ内としなければならない。絞り保持台８に載置する絞り手段７は、たとえば２０センチ角程度のものが用いられる。絞り保持台８の全重量は、数十キログラム程度である。このような絞り保持台８は、被照射物保持台６に比べて、慣性力が小さく、急峻な加減速が可能である。絞り保持台８の定速度に達するまでの加速時間は、たとえば０．１秒程度である。
【００８６】
次に、各保持台６，８の変位の最高速度、すなわち最高変位速度について比較する。被照射物保持台６は、前述のように大形であり、このような大形の被照射物保持台６を変位させるためのモータ１６，１７として、大形のモータが用いられる。このような大形のモータは、高い最高速度、たとえば８００ｍｍ／秒で、被照射物保持台６を変位駆動することができる。
【００８７】
これに対して、絞り保持台８は、前述のように小形であり、このような小形の絞り保持台８を変位させるためのモータ２１，２２として、小形のモータが用いられる。このような小形のモータは、高速度で絞り保持台８を変位させることができず、したがって絞り保持台８の最高変位速度は、たとえば２００ｍｍ／秒程度である。
【００８８】
このような被照射物保持台６および絞り保持台８の変位特性を図に示すと、図６および図７のようになる。図６において、縦軸は速度であり、横軸は経過時間である。実線２００は、被照射物保持台６の特性を示す。破線２０１は、絞り保持台８の特性を示す。破線２０１と実線２００とを比較して分かるように、絞り保持台８は、被照射物保持台６に比べて、傾きで示される動き始めからの加速度が大きく、短時間で加速して、短時間で定速である最高変位速度に達する。被照射物保持台６の加速度は、絞り保持台８の加速度に比べて小さいが、被照射物保持台６の最高変位速度は、絞り保持台８の最高変位速度に比べて大きい。
【００８９】
図７において、縦軸は変位距離であり、横軸は経過時間である。実線２０２は、被照射物保持台の特性を示す。破線２０３は、絞り保持台の特性を示す。破線２０３と実線２０２とを比較して分かるように、同じ距離を変位するために要する時間は、変位距離の境界値ＤＢＬで同一であり、境界値ＤＢＬより小さい場合には、絞り保持台８が短く、境界値ＤＢＬより大きい場合には、被照射物保持台６が短い。
【００９０】
整理すると、被照射物保持台６は、最高速度を大きくできるが、加減速に要する時間が長い。絞り保持台８は、最高速度は小さいが、急峻な加減速が可能ある。
【００９１】
図８は、照射位置を変化させるために変位させる保持台を選択する工程を含み、レーザ光３を照射する一連の処理動作を示すフローチャートである。二点鎖線３００内のステップＳ３０１〜Ｓ３０４は、シーケンス制御部４０の処理動作である。二点鎖線３２０内のステップＳ３２１〜Ｓ３２３は、対象保持台選択部４１の選択処理部４３の処理動作である。二点鎖線３４０内のステップＳ３４２〜Ｓ３４３は、レーザ照射制御部３０の処理動作である。
【００９２】
図８の処理を開始する前に、各保持台の加速度、定速度、レーザ光の照射に必要な精度およびレーザ光の投影範囲の情報を選択記憶部４４に記憶される加速度情報、定速度情報、レーザ照射精度情報および投影範囲情報を、対応する部分４５〜４８に記憶しておく。またこの時点で照射位置情報がシーケンス制御部４０に与えられている。レーザ光３の照射精度は、レーザ光３の照射目標位置毎に異なる場合もあるので、その場合は各照射目標位置毎に対応して、必要な精度すなわち要求される精度の情報を記憶しておく。加速度および移動速度の情報は、図６および図７を参照して説明した変位距離特性を記憶しておいてもよいし、これに代えて境界値ＤＢＬを記憶しておいてもよい。
【００９３】
このように初期設定後、選択処理動作を開始し、ステップＳ３０１で、シーケンス制御部４０から対象保持台選択部４１へ被照射物４におけるレーザ光の照射目標位置を表す情報を送信する。送信される情報は、Ｘ軸あるいはＹ軸を停止させて、片方の軸の変位だけによってレーザ光を照射できる照射目標位置の情報であるので、シーケンス制御部４０は、対象保持台選択部４１へレーザ光の照射目標位置に関する情報を送信の前までに、レーザ光を照射するときに停止させておく軸の位置合せを終了するように動作設定しておき、もう一方の軸におけるレーザ光の照射目標位置に関する情報を送信するように動作設定しておく。
【００９４】
次に送信された情報が、ステップＳ３２１で、対象保持台選択部４１に受信され、これによってレーザ光の照射目標位置を表す情報が、対象保持台選択部４１に与えられる。
【００９５】
次にステップＳ３２２で、対象保持台選択部４１が、受信された情報と、各保持台の加速度情報、定速度情報、レーザ照射精度情報および投影範囲情報とに基づいて、変位させる保持台を選択する。具体的には、受信された情報に基づいて、各レーザ光の照射目標位置の間隔を演算する。さらに演算結果と各保持台の加速度情報、定速度情報、レーザ照射精度情報および投影範囲情報とに基づいて、変位距離が境界値ＤＢＬ内であるか否か、投影範囲ＣＥＬ内に照射位置があるか否か、必要な照射精度が、被照射物保持台６の変位によって達成される実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度以下か否かなどの判断基準を用いて変位させる保持台の選択を行い、要求される照射精度を満たしつつ、保持台の変位に関わる時間を短縮できる保持台を選択する。ここで加速度情報および定速度情報に代えて、境界値ＤＢＬを用いてもよい。
【００９６】
ステップＳ３２３では、対象保持台選択部４１が、選択した保持台に関する情報である対象保持台情報をシーケンス制御部４０へ送信し、与える。具体的には、シーケンス制御部４０に対してレーザ光を照射する作業のときに変位させる保持台に関する情報である対象保持台情報を送信する。送信する情報は、たとえば、照射目標位置ＫからＭまでは被照射物保持台６、照射目標位置ＮからＰまでは絞り保持台８といった内容である。
【００９７】
ステップＳ３０３では、シーケンス制御部４０が、受信した対象保持台情報とレーザ光３の照射目標位置に関する情報である照射位置情報とに基づいて、レーザ照射制御部３０へ送信するレーザ照射データ列Ｄｒを作成する。レーザ照射データ列は、照射目標位置を表すとともに、照射目標位置にレーザ光３を照射する指令を表す。
【００９８】
さらに具体的には、ステップＳ３０３では、レーザ照射制御部３０に送信する情報であるレーザ照射データ列を作成する。作成されるデータ列は、レーザ光の照射目標位置そのものの情報、あるいは照射回数、照射間隔などからなる情報とレーザ光を照射する作業のときに変位させる保持台に関する情報である対象保持台情報とである。
【００９９】
絞り保持台８を変位させる場合には、絞り保持台８の変位は、被照射物保持台６の現在位置に対する相対移動となることに注意してレーザ光の照射目標位置に関するデータ列を作成する必要がある。具体的には、被照射物保持台６の停止位置に対する最初のレーザ光の照射目標位置までの相対距離とレーザ光の照射目標位置の間隔とに基づいてデータ列を作成すればよい。絞り保持台８の変位と被照射物４における絞りパターン投影位置との変位量は、レーザ光の集光倍率によって決定されるため、集光倍率も考慮する必要がある。
【０１００】
レーザ照射データ列は、たとえば表１に示すようなデータ列フォーマットで構成される。
【０１０１】
【表１】
2004114128.tif 000003
【０１０２】
レーザ照射データ列は、表１に示すデータ列フォーマットの一例のように、ヘッダ部およびデータ部によって表される。ヘッダ部は、数ビットで構成され、照射位置情報の各情報を識別するための識別値が割振られる。データ部は、数十ビットで構成され、照射位置情報の各情報を表す値が割振られる。ヘッダ部およびデータ部の内容の取決めは、予め定めておく。
【０１０３】
予め定められるデータ列の一例を表２に示す。表２に示されるレーザ照射データ列の構成表は、対象保持台情報、対象加工位置情報、データ列種別情報、レーザ照射回数情報、レーザ照射間隔情報、初期照射位置情報、位置データ列情報、およびデータ列送信終了情報を含んで構成される。
【０１０４】
【表２】
2004114128.tif 000004
【０１０５】
たとえば表２の例では、レーザ光の照射を行う際の対象とする対象保持台情報を示すものとしては、ヘッダ値を「００００００００」に割振っておき、このときのデータ部には各保持台、具体的には被照射物Ｘステージ、被照射物Ｙステージ、絞りＸステージおよび絞りＹステージ（以下、総称するとき「各ステージ」という場合がある）の各ステージを示す値を割振っておく。各ステージを示す値としては、たとえば被照射物Ｘステージを選択する場合、「１」が割振られる。また照射目標位置毎に対象保持台情報を適時変更するときには、表２の対象加工位置情報を使用し、対象保持台情報と対応させてデータを設定および送信を行う。
【０１０６】
その他、レーザ光の照射目標位置を示す情報も、表２のデータ列構成表に一例を示すようにヘッダ部とデータ部とのフォーマットを取り決めておく。
【０１０７】
ステップＳ３０４では、レーザ照射制御部３０に対してレーザ照射データ列Ｄｒを送信し、与えられる。
【０１０８】
ステップＳ３４２では、レーザ照射制御部３０の演算器１１１が、セレクタ１１２に対して対象とする保持台のカウント値を選択する指令を出すとともにレーザ光の照射目標位置のカウント値を示す比較値の演算をする。
【０１０９】
次にステップＳ３４３では、演算器１１１が、比較器１１３に対して比較値の設定を指令するとともに、比較器１１３が、比較結果に基づいて、レーザ光発生源５に指令を与えて、レーザ光３の照射を実行する。実際に変位させる保持台を選択する作業は、主制御部３５に動作内容を設定するときに、レーザ光３の照射に要する時間が最小となる保持台を、対象保持台情報として設定しておき、レーザ光３の照射毎に、レーザ光３の照射位置情報とともに対象保持台情報をレーザ照射制御部３０に送信してレーザ光３の照射を行わせる。
【０１１０】
図９は、要求される全ての照射目標位置の精度が被照射物保持台６の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度で十分である場合、対象保持台選択部４１が変位させる保持台を選択する処理の一例を示したフローチャートである。図１０は、要求される全ての照射目標位置の精度が被照射物保持台６の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度で十分である場合、被照射物におけるレーザ光の照射目標位置と投影範囲との一例を示す図である。要求される全ての照射目標位置の精度が被照射物保持台６の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度で十分である場合は、照射目標位置毎に精度を考慮する必要は無いので、変位可能であって、かつ最も変位に要する時間が短くなる保持台を選択すれば良い。図７に示したように被照射物保持台６と絞り保持台８とでは、変位距離によって変位に要する時間が相互に異なるので、各保持台の所要時間を比較して短時間で変位できる方の保持台を選択するように設定すればよい。
【０１１１】
前述したように被照射物保持台６と絞り保持台８とは、加速度性能および最高速度が異なり、変位距離によって変位に要する時間が相互に異なる。変位距離ｄが図７に示す境界値ＤＢＬより短い場合は、絞り保持台８の方が変位に要する時間が短く、境界値ＤＢＬより長い場合は、被照射物保持台６の方が変位に要する時間が短い。このように変位距離ｄが境界値ＤＢＬより長いか短いかに基づいて、レーザ光を照射するために変位させるべき保持台を選択すればよい。また保持台を変位させて停止させた後にレーザ光を照射する場合、減速時間も加味して保持台を選択してもよい。
【０１１２】
したがって対象保持台選択部４１による選択処理動作を開始すると、まず、ステップＳ４０１では、変位距離ｄと境界値ＤＢＬとを比較する。ステップＳ４０１で、変位距離ｄが境界値ＤＢＬよりも大きい場合、ステップＳ４０２へ進み、変位距離ｄが境界値ＤＢＬ以下である場合、ステップＳ４０３へ進む。
【０１１３】
ステップＳ４０２では、対象保持台選択部４１は、被照射物保持台６を変位させる保持台として選択して、すべての処理手順を終了する。
【０１１４】
ステップＳ４０３では、対象保持台選択部４１は、絞り保持台８を変位させる保持台として選択して、すべての処理手順を終了する。
【０１１５】
前述の境界値ＤＢＬは、被照射物保持台６の変位特性と絞り保持台８の変位特性とに基づいている。境界値ＤＢＬに基づいて変位させる保持台を選択することは、被照射物保持台６の変位特性と絞り保持台８の変位特性とに基づいて、実照射位置を変化させるために変位させる保持台を選択することになり、結果として、被照射物保持台６を変位させた場合の実照射位置の変化特性と絞り保持台８を変位させた場合の実照射位置の変化特性とに基づいて選択することになる。
【０１１６】
このことを図１０を参照して、図９に示す対象保持台選択部４１による保持台の選択動作について、さらに具体的に説明する。図１０に示す例では、被照射物４には、９つの照射目標位置、具体的には、第１〜第９照射目標位置Ｐｐ１〜Ｐｐ９が設定されている。
【０１１７】
第１〜第３照射目標位置Ｐｐ１〜Ｐｐ３は、Ｘ軸に平行な一直線上に相互に間隔をあけて配置され、Ｘ軸方向における正方向である第１Ｘ軸方向に向かって、第１照射目標位置Ｐｐ１、第２照射目標位置Ｐｐ２および第３照射目標位置Ｐｐ３の順に並ぶように配置される。Ｘ軸方向に関して、第１照射目標位置Ｐｐ１と第２照射目標位置Ｐｐ２との間の間隔および第２照射目標位置Ｐｐ２と第３照射目標位置Ｐｐ３との間の間隔は、同一であって、たとえばＸ１である。
【０１１８】
第４〜第６照射目標位置Ｐｐ４〜Ｐｐ６は、Ｘ軸に平行な一直線上に間隔をあけて配置され、第１Ｘ軸方向に向かって、第４照射目標位置Ｐｐ４、第５照射目標位置Ｐｐ５および第６照射目標位置Ｐｐ６の順に並ぶように配置される。Ｘ軸方向に関して、第４照射目標位置Ｐｐ４と第５照射目標位置Ｐｐ５との間の間隔および第５照射目標位置Ｐｐ５と第６照射目標位置Ｐｐ６との間の間隔は、同一であって、たとえばＸ１である。
【０１１９】
第７〜第９照射目標位置Ｐｐ７〜Ｐｐ９は、Ｘ軸に平行な一直線上に間隔をあけて配置され、第１Ｘ軸方向に向かって、第７照射目標位置Ｐｐ７、第８照射目標位置Ｐｐ８および第９照射目標位置Ｐｐ９の順に並ぶように配置される。Ｘ軸方向に関して、第７照射目標位置Ｐｐ７と第８照射目標位置Ｐｐ８との間の間隔および第８照射目標位置Ｐｐ８と第９照射目標位置Ｐｐ９との間の間隔は、同一であって、たとえばＸ２である。
【０１２０】
第１〜第３照射目標位置Ｐｐ１〜Ｐｐ３と、第４〜第６照射目標位置Ｐｐ４〜Ｐｐ６と、第７〜第９照射目標位置Ｐｐ７〜Ｐｐ９とは、それぞれＸ軸に平行な一直線上にあるけれども、Ｙ軸方向の値が相互に異なるように配置される。
【０１２１】
第１照射目標位置Ｐｐ１、第４照射目標位置Ｐｐ４および第７照射目標位置Ｐｐ７は、Ｙ軸方向に平行な一直線上に間隔をあけて配置され、Ｙ軸方向一方である第１Ｙ軸方向に向かって、第７照射目標位置Ｐｐ７、第４照射目標位置Ｐｐ４および第１照射目標位置Ｐｐ１の順に並ぶように配置される。Ｙ軸方向に関して、第１照射目標位置Ｐｐ１と第４照射目標位置Ｐｐ４との間の間隔および第４照射目標位置Ｐｐ４と第７照射目標位置Ｐｐ７との間の間隔は、同一であって、たとえばＹ１である。
【０１２２】
さらに前述のＸ軸方向における各間隔Ｘ１は、投影範囲ＣＥＬの直径ＤＥＬの１／２に比べて小さく、Ｘ軸方向における各間隔Ｘ２およびＹ軸方向における間隔Ｙ１は、投影範囲ＣＥＬの直径ＤＥＬに比べて大きいものとする。
【０１２３】
このように照射目標位置が設定される被照射物４において、第１〜第３照射目標位置Ｐｐ１〜Ｐｐ３が投影範囲ＣＥＬに含まれ、かつ１番目の実照射位置と第１照射目標位置Ｐｐ１とが一致するように、被照射物保持台６および絞り保持台８を予め変位させて配置しておく。本実施の形態では、実照射位置を、各照射目標位置間を直線状に変化させて、第１〜第９照射目標位置Ｐｐ１〜Ｐｐ９にレーザ光を照射するように予め設定される。
【０１２４】
本実施の形態では、Ｘ軸方向における照射目標位置間の間隔Ｘ１は、境界値ＤＢＬよりも小さく、Ｘ軸方向の間隔Ｘ２およびＹ軸方向の間隔Ｙ２は、境界値ＤＢＬよりも大きいとする。
【０１２５】
第１照射目標位置Ｐｐ１の次に第２照射目標位置Ｐｐ２にレーザ光を照射するにあたって、対象保持台選択部４１は、第１照射目標位置Ｐｐ１と第２照射目標位置Ｐｐ２とのＸ軸方向に関する間隔Ｘ１および投影範囲ＣＥＬに基づいて、絞り保持台８を変位させる保持台として選択する。
【０１２６】
第２照射目標位置Ｐｐ２の次に第３照射目標位置Ｐｐ３にレーザ光を照射するにあたって、対象保持台選択部４１は、第２照射目標位置Ｐｐ２と第３照射目標位置Ｐｐ３との間のＸ軸方向における間隔Ｘ１および投影範囲ＣＥＬに基づいて、絞り保持台８を変位させる保持台として選択する。
【０１２７】
第３照射目標位置Ｐｐ３の次に第６照射目標位置Ｐｐ６にレーザ光を照射するにあたって、対象保持台選択部４１は、第３照射目標位置Ｐｐ３と第６照射目標位置Ｐｐ６との間のＹ軸方向における間隔Ｙ１および投影範囲ＣＥＬに基づいて、被照射物保持台６を変位させる保持台として選択する。
【０１２８】
第６照射目標位置Ｐｐ６の次に第５照射目標位置Ｐｐ５にレーザ光を照射するにあたって、対象保持台選択部４１は、第６照射目標位置Ｐｐ６と第５照射目標位置Ｐｐ５との間のＸ軸方向における間隔Ｘ１および投影範囲ＣＥＬに基づいて、絞り保持台８を変位させる保持台として選択する。
【０１２９】
第５照射目標位置Ｐｐ５の次に第４照射目標位置Ｐｐ４にレーザ光を照射するにあたって、対象保持台選択部４１は、第５照射目標位置Ｐｐ５と第４照射目標位置Ｐｐ４との間のＸ軸方向における間隔Ｘ１および投影範囲ＣＥＬに基づいて、絞り保持台８を変位させる保持台として選択する。
【０１３０】
第４照射目標位置Ｐｐ４の次に第７照射目標位置Ｐｐ７にレーザ光を照射するにあたって、対象保持台選択部４１は、第４照射目標位置Ｐｐ４と第７照射目標位置Ｐｐ７との間のＹ軸方向における間隔Ｙ１および投影範囲ＣＥＬに基づいて、被照射物保持台６を変位させる保持台として選択する。
【０１３１】
第７照射目標位置Ｐｐ７の次に第８照射目標位置Ｐｐ８にレーザ光を照射するにあたって、対象保持台選択部４１は、第７照射目標位置Ｐｐ７と第８照射目標位置Ｐｐ８との間のＸ軸方向における間隔Ｘ２および投影範囲ＣＥＬに基づいて、被照射物保持台６を変位させる保持台として選択する。
【０１３２】
第８照射目標位置Ｐｐ８の次に第９照射目標位置Ｐｐ９にレーザ光を照射するにあたって、対象保持台選択部４１は、第８照射目標位置Ｐｐ８と第９照射目標位置Ｐｐ９との間のＸ軸方向における間隔Ｘ２および投影範囲ＣＥＬに基づいて、被照射物保持台６を変位させる保持台として選択する。
【０１３３】
対象保持台選択部４１は、選択結果を表す信号をシーケンス制御部４０に与える。シーケンス制御部４０は、対象保持台選択部４１による選択結果と照射位置情報とに基づいて、レーザ照射制御部３０と、被照射物保持台位置制御部３１と、絞り保持台位置制御部３２と、レーザ光焦点調整制御部３３とに、第１〜第９照射目標位置Ｐｐ１〜Ｐｐ９の各照射目標位置にレーザ光が照射されるように制御する指令を与える。
【０１３４】
図１０の例では、レーザ照射制御部３０が、第１照射目標位置Ｐｐ１にレーザ光を照射するようにレーザ光発生源５を制御し、第１照射目標位置Ｐｐ１にレーザ光が照射されると、シーケンス制御部４０は、実照射位置を変化させて第２および第３照射目標位置Ｐｐ２，Ｐｐ３にそれぞれ一致させるように、絞り保持台８を制御する指令を絞り保持台位置制御部３２に与える。
【０１３５】
絞り保持台位置制御部３２は、絞り保持台８の変位を制御して、実照射位置と第２照射目標位置Ｐｐ２とが、および実照射位置と第３照射目標位置Ｐｐ３とが一致する方向に変位させ、絞り保持台８の絶対位置を表すカウント値をレーザ照射制御部３０に与える。レーザ照射制御部３０が、絞り保持台位置制御部３２からのカウント値に基づいて、レーザ光発生源５を制御することによって、レーザ光が第２および第３照射目標位置Ｐｐ２，Ｐｐ３にそれぞれ照射される。
【０１３６】
第３照射目標位置Ｐｐ３にレーザ光が照射されると、シーケンス制御部４０は、絞り保持台８の変位駆動を停止するように制御する指令を絞り保持台位置制御部３２に与えるとともに、実照射位置を変化させて第６照射目標位置Ｐｐ６に一致させるように、被照射物保持台６を制御する指令を被照射物保持台位置制御部３１に与える。
【０１３７】
被照射物保持台位置制御部３１は、被照射物保持台６の変位を制御して、実照射位置と第６照射目標位置Ｐｐ６とが一致する方向に変位させ、被照射物保持台６の絶対位置を表すカウント値をレーザ照射制御部３０に与える。レーザ照射制御部３０が、被照射物保持台位置制御部３１からのカウント値に基づいて、レーザ光発生源５を制御することによって、レーザ光が第６照射目標位置Ｐｐ６に照射される。また他の形態として、第６照射目標位置Ｐｐ６には、被照射物保持台６の変位によって、実照射位置が一致した後、絞り保持台８の変位駆動制御に切換えてから照射するようにしてもよい。
【０１３８】
第６照射目標位置Ｐｐ６にレーザ光が照射されると、シーケンス制御部４０は、被照射物保持台６の変位駆動を停止するように制御する指令を被照射物保持台位置制御部３１に与えるとともに、実照射位置を変化させて第５および第４照射目標位置Ｐｐ５，Ｐｐ４にそれぞれ一致させるように、絞り保持台８を制御する指令を絞り保持台位置制御部３２に与える。
【０１３９】
絞り保持台位置制御部３２は、絞り保持台８の変位を制御して、実照射位置と第５照射目標位置Ｐｐ５とが、および実照射位置と第４照射目標位置Ｐｐ４とが一致する方向へ変位させ、絞り保持台８の絶対位置を表すカウント値をレーザ照射制御部３０に与える。レーザ照射制御部３０が、絞り保持台位置制御部３２からのカウント値に基づいて、レーザ光発生源５を制御することによって、レーザ光が第５照射目標位置Ｐｐ５および第４照射目標位置Ｐｐ４にそれぞれ照射される。
【０１４０】
第４照射目標位置Ｐｐ４にレーザ光が照射されると、シーケンス制御部４０は、絞り保持台８の変位駆動を停止するように制御する指令を絞り保持台位置制御部３２に与えるとともに、実照射位置を変化させて第７〜第９照射目標位置Ｐｐ７〜Ｐｐ９にそれぞれ一致させるように、被照射物保持台６を制御する指令を被照射物保持台位置制御部３１に与える。
【０１４１】
被照射物保持台位置制御部３１は、被照射物保持台６の変位を制御して、実照射位置が第７〜第９照射目標位置Ｐｐ７〜Ｐｐ９にそれぞれ一致させる方向に変位させ、被照射物保持台６の絶対位置を表すカウント値をレーザ照射制御部３０に与える。レーザ照射制御部３０が、絞り保持台位置制御部３２からのカウント値に基づいて、レーザ光発生源５を制御することによって、レーザ光が第７〜第９照射目標位置Ｐｐ７〜Ｐｐ９にそれぞれ照射される。
【０１４２】
第９照射目標位置Ｐｐ９にレーザ光が照射されると、シーケンス制御部４０は、被照射物保持台６の変位駆動を停止するように制御する指令を被照射物保持台位置制御部３１に与える。
【０１４３】
前述の対象保持台選択部４１による保持台の選択結果と、第１〜第９照射目標位置Ｐｐ１〜Ｐｐ９に関する照射位置情報とに基づくシーケンス制御部４０の指令は、まとめてレーザ照射制御部３０に与えてもよいし、たとえば予め定める照射目標位置毎に分割してレーザ照射制御部３０に与えてもよい。
【０１４４】
前述のように絞り保持台８を変位させて、実照射位置を変化させるにあたって、一回の絞り保持台８の変位によってレーザ光を照射する照射目標位置群が投影範囲ＣＥＬの範囲内に収まるように被照射物保持台６を変位させて前記照射目標位置群の照射目標位置のうち最初にレーザ光を照射する照射目標位置と実照射位置とを位置合せするように被照射物保持台６を変位させておく。
【０１４５】
このように制御手段２は、照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間が短い保持台を選択する。これによって照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間を短くすることができ、作業効率を向上することができるレーザ光の照射作業を実現することができる。
【０１４６】
また絞り保持台８の変位は、レーザ光の照射範囲内でなければならないので、絞り保持台８を変位させながらレーザ光を照射する場合は、前記照射目標位置がレーザ光の照射範囲内に収まるよう、予め被照射物保持台６を変位させておく必要がある。たとえば図１０について、直径ＤＥＬの投影範囲ＣＥＬは、絞り手段７を絞り保持台８に載置しない場合に、レーザ光３が被照射物４に投影される範囲であるレーザ光の照射範囲を示しており、レーザ光の照射目標位置である第１照射目標位置Ｐｐ１〜第３照射目標位置Ｐｐ３は、全て投影範囲ＣＥＬ内に収まっているので、一回の絞り保持台の変位によって照射が可能である。
【０１４７】
制御手段２は、照射目標位置が、絞り保持台の変位によって照射位置を変更可能な範囲内に存在するか否かに基づいて、変位させる保持台を選択する。これによって絞り保持台８の変位による照射位置の可変範囲を超えて、絞り保持台の変位によって照射位置を変化させようとする制御手段２による制御を防ぎ、動作不良を防ぐことができる。
【０１４８】
図１１は、要求される照射目標位置の精度が被照射物保持台６の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度だけでは不十分である場合、対象保持台選択部４１が変位させる保持台を選択する処理の一例を示したフローチャートである。図１２は、要求される照射目標位置の精度が被照射物保持台６の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度だけでは不十分である場合、被照射物におけるレーザ光の照射目標位置と投影範囲との一例を具体的に説明した図である。対象保持台選択部４１による選択処理動作を開始すると、ステップＳ５０１では、絞り保持台８が変位する軌跡である絞り保持台用移動軌跡を求める。絞り保持台用移動軌跡は、１つ以上の照射目標位置を備える。絞り保持台用移動軌跡は以下に記す条件５０１−Ａ、条件５０１−Ｂの２つの条件を満たさなければならない。条件５０１−Ａは、絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置は、ほぼ一直線状に並んでいるなど、一回の絞り保持台８の変位で連続してレーザ光の照射が可能な位置関係になければならない、という条件である。条件５０１−Ｂは、絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置は、投影範囲ＣＥＬの範囲内になければならないという条件である。ステップＳ５０１では、これら条件５０１−Ａおよび条件５０１−Ｂを満たすように、絞り保持台用移動軌跡を求める。
【０１４９】
ステップＳ５０２では、被照射物保持台６が変位する軌跡である被照射物保持台用移動軌跡を求める。被照射物保持台用移動軌跡は、１つ以上の照射目標位置を備える。被照射物保持台用移動軌跡は、以下の条件５０２−Ａおよび条件５０２−Ｂの２つの条件を満たさなければならない。条件５０２−Ａは、被照射物保持台用移動軌跡が備える照射目標位置は、ほぼ一直線状に並んでいるなど、一回の被照射物保持台６の変位で連続して照射が可能な位置関係になければいけない、という条件である。条件５０２−Ｂは、一回の被照射物保持台６の変位において最後の照射目標位置を除く全ての照射目標位置に要求される位置合せ精度が、被照射物保持台６における位置合せ精度以下であるという条件である。
【０１５０】
被照射物保持台用移動軌跡は、条件５０２−Ｂによって、被照射物保持台６の変位における位置合せ精度よりも高い位置合せ精度を必要とする照射目標位置を含むけれども、一回の被照射物保持台６の変位で前記最後の照射目標位置の近傍に実照射位置が配置された状態でレーザ光が照射されず、次の保持台の選択結果に基づいてレーザ光が照射される。前記最後の照射目標位置の近傍は、被照射物保持台６の変位における位置合せ精度に基づいて、実照射位置と前記最後の照射目標位置とが位置合せされた位置である。
【０１５１】
ステップＳ５０２では、これらの条件５０２−Ａおよび条件５０２−Ｂを満たすように、被照射物保持台用移動軌跡を求める。
【０１５２】
ステップＳ５０３では、前述の絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数Ａと被照射物保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数Ｂとを比較する。ステップＳ５０３で、被照射物保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数Ｂが、絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数Ａに比べて多い場合、ステップＳ５０４へ進む。ステップＳ５０３で、絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数Ａが、被照射物保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数Ｂに比べて多い場合、ステップＳ５０６へ進む。ステップＳ５０３で、絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数Ａと被照射物用移動軌跡が備える照射目標位置の数Ｂとが等しい場合、ステップＳ５０５へ進む。
【０１５３】
ステップＳ５０４では、被照射物保持台を変位させる保持台として選択して、対象保持台選択部４１によるすべての処理手順を終了する。
【０１５４】
ステップＳ５０６では、絞り保持台８を変位させる保持台として選択して、対象保持台選択部４１によるすべての処理手順を終了する。
【０１５５】
ステップＳ５０５では、移動軌跡の長さＬと境界値ＤＢＬとを比較する。移動軌跡の長さＬは、被照射物保持台用移動軌跡および絞り保持台用移動軌跡のいずれか一方の長さであって、具体的には一直線上に並ぶ照射目標位置に関して、最も実照射位置の変化方向上流側に配置される照射目標位置から最も実照射位置の変化方向下流側に配置される照射目標位置までの距離である。ステップＳ５０５で、移動軌跡の長さＬが境界値ＤＢＬよりも長い場合は、ステップＳ５０７へ進み、移動軌跡の長さＬが境界値ＤＢＬ以下である場合、ステップＳ５０８へ進む。
ステップＳ５０７では、被照射物保持台６を変位させる保持台として選択して、対象保持台選択部４１によるすべての処理手順を終了する。
ステップＳ５０８では、絞り保持台８を変位させる保持台として選択して、対象保持台選択部４１によるすべての処理手順を終了する。
【０１５６】
なお、被照射物保持台用移動軌跡および絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置がそれぞれ１つであり、かつ保持台を変位させる前に要求される精度範囲に既にある場合は、保持台を変位させる必要は無いので、この場合、対象保持台選択部４１は、変位させる保持台がない、言換えると選択する保持台がないという選択結果を表すシーケンス制御部４０に与える。
【０１５７】
図１２に示す例では、被照射物４には、５つの照射目標位置、具体的には、第１０〜第１４照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１４が設定されている。第１０〜第１４照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１４は、Ｘ軸に平行な一直線上に相互に間隔をあけて配置され、Ｘ軸方向における正方向である第１Ｘ軸方向に向かって、第１０〜第１４照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１４の順に並ぶように配置される。
【０１５８】
Ｘ軸方向に関して、第１０照射目標位置Ｐｐ１０と第１１照射目標位置Ｐｐ１１との間の間隔は、たとえばＸ３である。Ｘ軸方向に関して、第１１照射目標位置Ｐｐ１１と第１２照射目標位置Ｐｐ１２との間の間隔は、たとえばＸ４である。Ｘ軸方向に関して、第１２照射目標位置Ｐｐ１２と第１３照射目標位置Ｐｐ１３との間の間隔および第１３照射目標位置Ｐｐ１３と第１４照射目標位置Ｐｐ１４との間の間隔は、同一であって、たとえばＸ５である。前述の各間隔Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５は、相互に異なる。
【０１５９】
さらに第１０〜第１４照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１４は、第１１照射目標位置Ｐｐ１１と第１２照射目標位置Ｐｐ１２との間の間隔Ｘ４だけが絞り保持台８の変位可能範囲を示す投影範囲ＣＥＬの直径ＤＥＬに比べて大きくなるように配置される。具体的にはＸ軸方向に関して、第１０照射目標位置Ｐｐ１０と第１１照射目標位置Ｐｐ１１との間の間隔Ｘ３は、投影範囲ＣＥＬの直径ＤＥＬに比べて小さく、第１１照射目標位置Ｐｐ１１と第１２照射目標位置Ｐｐ１２との間の間隔Ｘ４は、投影範囲ＣＥＬの直径ＤＥＬに比べて大きい。また第１２照射目標位置Ｐｐ１２と第１３照射目標位置Ｐｐ１３との間の間隔Ｘ５および第１３照射目標位置Ｐｐ１３と第１４照射目標位置Ｐｐ１４との間の間隔Ｘ５を２倍した値は、投影範囲ＣＥＬの直径ＤＥＬに比べて小さい。
【０１６０】
さらに第１０〜第１４照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１４の各照射目標位置間の間隔Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５を境界値ＤＢＬと比較すると、第１１照射目標位置Ｐｐ１１と第１２照射目標位置Ｐｐ１２との間の間隔Ｘ４だけが境界値ＤＢＬに比べて大きい。具体的にはＸ軸方向に関して、第１０照射目標位置Ｐｐ１０と第１１照射目標位置Ｐｐ１１との間の間隔Ｘ３は、境界値ＤＢＬに比べて小さく、第１１照射目標位置Ｐｐ１１と第１２照射目標位置Ｐｐ１２との間の間隔Ｘ４は、境界値ＤＢＬに比べて大きい。また第１２照射目標位置Ｐｐ１２と第１３照射目標位置Ｐｐ１３との間の間隔Ｘ５および第１３照射目標位置Ｐｐ１３と第１４照射目標位置Ｐｐ１４との間の間隔Ｘ５を２倍した値は、境界値ＤＢＬに比べて小さい。
【０１６１】
前述のように第１０〜第１４照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１４が配置される状態で、レーザ光の照射は、第１Ｘ軸方向に沿って実照射位置を変化させ、第１０照射目標位置Ｐｐ１０から第１４照射目標位置Ｐｐ１４まで行うものとする。
【０１６２】
被照射物保持台６の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度は５マイクロメートル、絞り保持台８の変位による照射位置と照射目標位置と位置合せの精度は０．５マイクロメートルとする。このように位置合せ精度が設定される場合において、各照射目標位置に関して求められる位置合せ精度は、たとえば第１０および第１１照射目標位置Ｐｐ１０，Ｐｐ１１では、１０マイクロメートルであって、第１２〜第１４照射目標位置Ｐｐ１２〜Ｐｐ１４では、１マイクロメートルである。
【０１６３】
また、絞り保持台８を変位させて、実照射位置を変化させるにあたっては、一回の絞り保持台８の変位によってレーザ光を照射する照射目標位置群が投影範囲ＣＥＬの範囲内に収まるように被照射物保持台６を変位させて前記照射目標位置群の照射目標位置のうち最初にレーザ光を照射する照射目標位置と実照射位置とを位置合せするように被照射物保持台６を変位させておく。
【０１６４】
本実施の形態では、第１０〜第１４照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１４において、レーザ光を最初に照射する照射目標位置は、第１０照射目標位置Ｐｐ１０であって、この第１０照射目標位置Ｐｐ１０は、実照射位置と一致している。さらに投影範囲ＣＥＬは、第１０および第１１照射目標位置Ｐｐ１０，Ｐｐ１１を含むように予め配置される。
【０１６５】
図１２の例では、絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置は、前述の条件５０１−Ａおよび条件５０１−Ｂを考慮すると、第１０および第１１照射目標位置Ｐｐ１０，Ｐｐ１１の２つである。被照射物保持台用移動軌跡が備える照射目標位置は、前述の条件５０２−Ａおよび条件５０２−Ｂを考慮すると、第１０〜第１２照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１２の３つである。
【０１６６】
絞り保持台用移動軌跡および被照射物保持台用移動軌跡がそれぞれ備える照射目標位置の数を比較すると、被照射物保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数の方が、絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数に比べて多いので、対象保持台選択部４１は、第１０照射目標位置Ｐｐ１０から第１２照射目標位置Ｐｐ１２までは、被照射物保持台６を変位させる保持台として選択する。
【０１６７】
図１２の例では、第１０〜第１４照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１４のすべての照射目標位置に関して、被照射物保持台６および絞り保持台８を一回で変位させることができないので、対象保持台選択部４１は、残余の照射目標位置、具体的には第１２〜第１４照射目標位置Ｐｐ１２〜Ｐｐ１４に関して変位させる保持台を選択する。第１０〜第１２照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１２において、変位させる保持台は、被照射物保持台６であり、実照射位置が第１２照射目標位置Ｐｐ１２の近傍に配置するように被照射物保持台６を変位させた場合、投影範囲ＣＥＬは、図１２の仮想線で示されるように第１２〜第１４照射目標位置Ｐｐ１２〜Ｐｐ１４を含む。
【０１６８】
絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置は、前述の条件５０１−Ａおよび条件５０１−Ｂを考慮すると、第１２〜第１４照射目標位置Ｐｐ１２〜Ｐｐ１４の３つである。被照射物保持台用移動軌跡が備える照射目標位置は、前述の条件５０２−Ａおよび条件５０２−Ｂを考慮すると、第１２照射目標位置Ｐｐ１２の１つである。
【０１６９】
絞り保持台用移動軌跡および被照射物保持台用移動軌跡がそれぞれ備える照射目標位置の数を比較すると、絞り保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数の方が、被照射物保持台用移動軌跡が備える照射目標位置の数に比べて多いので、対象保持台選択部４１は、第１２照射目標位置Ｐｐ１２から第１４照射目標位置Ｐｐ１４までは、絞り保持台８を変位させる保持台として選択する。
【０１７０】
対象保持台選択部４１は、前述の各選択結果を表す信号をシーケンス制御部４０に与える。シーケンス制御部４０は、対象保持台選択部４１による選択結果と照射位置情報とに基づいて、レーザ照射制御部３０と、被照射物保持台位置制御部３１と、絞り保持台位置制御部３２と、レーザ光焦点調整制御部３３とに、第１０〜第１４照射目標位置Ｐｐ１０〜Ｐｐ１４の各照射目標位置にレーザ光が照射されるように制御する指令を与える。
【０１７１】
図１２の例では、レーザ照射制御部３０が、第１０照射目標位置Ｐｐ１０にレーザ光を照射するようにレーザ光発生源５を制御し、第１０照射目標位置Ｐｐ１０にレーザ光が照射されると、シーケンス制御部４０は、実照射位置を変化させて第１１および第１２照射目標位置Ｐｐ１１，Ｐｐ１２に一致させるように、被照射物保持台６を制御する指令を被照射物保持台位置制御部３１に与える。
【０１７２】
被照射物保持台位置制御部３１は、被照射物保持台６の変位を制御して、実照射位置と第１１照射目標位置Ｐｐ１１とが一致する方向に被照射物保持台６を変位させ、被照射物保持台６の絶対位置を表すカウント値をレーザ照射制御部３０に与える。レーザ照射制御部３０が、被照射物保持台位置制御部３１からのカウント値に基づいて、レーザ光発生源５を制御して、レーザ光が第１１照射目標位置Ｐｐ１１に照射される。
【０１７３】
第１１照射目標位置Ｐｐ１１にレーザ光を照射した後、シーケンス制御部４０は、実照射位置を変化させて第１２照射目標位置Ｐｐ１２の近傍に配置させるように、被照射物保持台６を制御する指令を被照射物保持台位置制御部３１に与える。また、シーケンス制御部４０は、第１２照射目標位置Ｐｐ１２にレーザ光を照射しないように制御する指令をレーザ照射制御部３０に与える。
【０１７４】
被照射物保持台位置制御部３１は、被照射物保持台６の変位における位置合せ精度で、実照射位置と第１２照射目標位置Ｐｐ１２とが一致する方向に被照射物保持台６を変位させ、被照射物保持台６の絶対位置を表すカウント値をレーザ照射制御部３０に与える。レーザ照射制御部３０は、実照射位置と第１２照射目標位置Ｐｐ１２とが被照射物保持台６の変位における位置合せ精度で一致すると、その旨を表すデータ列Ｄｔを主制御部３５に与える。
【０１７５】
主制御部３５は被照射物保持台６の変位駆動を停止させる内容の指令を被照射物保持台位置制御部３１に与え、実照射位置を変化させて第１２〜第１４照射目標位置Ｐｐ１２〜Ｐｐ１４に一致させるように絞り保持台８を制御する指令を絞り保持台位置制御部３２に与える。
【０１７６】
絞り保持台位置制御部３２は、絞り保持台８の変位を制御して、実照射位置が第１２〜第１４照射目標位置Ｐｐ１２〜Ｐｐ１４にそれぞれ一致する方向に絞り保持台８の変位させ、絞り保持台８の絶対位置を表すカウント値をレーザ照射制御部３０に与える。レーザ照射制御部３０が、絞り保持台位置制御部３２からのカウント値に基づいて、レーザ光発生源５を制御することによって、レーザ光が第１２〜第１４照射目標位置Ｐｐ１２〜Ｐｐ１４にそれぞれ照射される。
【０１７７】
なお、被照射物保持台用移動軌跡および絞り保持台用移動軌跡が備える照射位置が１つであり、かつ保持台を変位させる前にすでに要求される精度範囲にある場合は、保持台を変位させる必要は無い。この場合、対象保持台選択部４１は、変位させる保持台がないという選択結果を表す信号をシーケンス制御部４０に与える。シーケンス制御部４０は、被照射物保持台位置制御部３１および絞り保持台位置制御部３２に保持台を変位させないように制御する指令を与え、レーザ照射制御部３０にレーザ光を照射するように制御する指令を与える。これによって被照射物保持台６および絞り保持台８を変位させずに、レーザ光が照射目標位置に照射される。
【０１７８】
このように制御手段２は、被照射物保持台６の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度および絞り保持台８の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度に基づいて、変位させる保持台を選択する。これによって各照射位置毎に設定される照射目標位置の精度で位置合せできる保持台に比べて必要以上に高い位置合せ精度で実照射位置と照射目標位置とを位置合せできる保持台を選択することなく必要最低限の位置合せ精度を達成し得る保持台を選択することができ、実照射位置と照射目標位置との位置合せに要する手間を少なくすることができる。したがって作業効率を向上することができる好適なレーザ光の照射作業を実現することができる。
【０１７９】
また制御手段２は、照射目標位置が、絞り保持台８の変位によって実照射位置を変更可能な範囲、具体的には投影範囲ＣＥＬ内に存在するか否かに基づいて、変位させる保持台を選択する。これによって絞り保持台８の変位による実照射位置の可変範囲を超えて、絞り保持台８の変位によって実照射位置を変化させようとする制御手段２による制御を防ぎ、動作不良を防ぐことができる。
【０１８０】
図１３は、レーザ照射制御部３０による処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ６０１では、演算器１１１が、主制御部３５がデータ列を送信したか否かを判断する。具体的には演算器１１１は、主制御部３５がデータ列を送信したか否かを判断するにあたって、主制御部３５から照射目標位置などのレーザ光の照射に関する指令などのうち、たとえば対象保持台情報を表す信号が１つでも与えられた場合、データ列Ｄｒが送信されたと判断して、ステップＳ６０２に進み、そうでない場合、データ列Ｄｒが送信されていないと判断して、ステップＳ６０１に進む。
【０１８１】
ステップＳ６０２では、演算器１１１は、データ列を受信する。具体的には演算器１１１は、データ列Ｄｒのデータ列送信終了情報を受取った場合に、データ列の受信を完了する。このように送信データ列のデータ列送信終了情報を受取るまでデータ列を受信することによって、たとえばデータ列の送信途中でステップＳ６０３に進んでしまい誤検出してしまうのを防ぐことができるとともに、未送信情報に関しては、前回の値を引き継いで用いるように構成することができる。たとえばレーザ光の照射回数などに変更がない場合は、前回の値を引き継げばよく、その方が送信する情報の数を少なくできるので高スループット化に効果的である。もしこのデータ列送信終了情報がなければ、ステップＳ６０２では、送信データ列を省略してもいるにも関わらず全ての情報の送信を待つことになってしまうし、あるいはデータ列の送信が終了する前に次処理に進んでしまい設定に不具合を生じてしまう。このようにデータ列送信終了情報を送信するのは高スループット、高信頼性を達成するために効果的なものである。
【０１８２】
また本実施の形態では、データ列を送信する場合に、たとえば位置データ列情報および対象保持台情報を合わせて送信して、演算器１１１が照射目標位置と変位させる保持台とを対応付けて保持する。
【０１８３】
ステップＳ６０２で、演算器１１１がデータ列の受信を完了すると、ステップＳ６０３に進む。
【０１８４】
ステップＳ６０３では、演算器１１１が、カウント値に関する換算処理、比較値の設定および選択結果に基づく対象保持台の設定をする、具体的には演算器１１は、カウント値に関して換算処理し、比較値を設定するように比較器１１３に指令し、選択結果に基づく対象保持台、具体的には保持台に関するカウント値をセレクタ１１２が選択して与えるように指令する。現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗにしたがって、対応する番号のレーザ光の照射位置情報を、セレクタ１１２の出力であるリニアスケールのカウント値と整合する形式の値に換算する。換算した値は、比較器１１３に比較値として設定される。この換算処理は、照射位置情報における分解能とリニアスケールにおける分解能との違いおよび照射位置情報における基準位置とリニアスケールにおける基準位置との違いの整合を取るための処理である。送信された情報、たとえば位置データ列情報が、カウント値と整合する形式の値に換算されていれば、換算処理する必要はない。
【０１８５】
現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗに対応する照射位置情報は、被照射物４における照射目標位置を示している。たとえば位置データ列情報には、情報としてｋ番目の位置データ列情報といったように照射順番を示す番号を付けて、この番号に基づいてレーザ光を照射してもよいし、送信順序そのものが照射番号として設定されてもよいし、位置データ列情報における値が、小さいものあるいは大きいものから順に番号付けしてもよい。本実施の形態では、位置データ列情報の番号は「１」から順に始まるものとしている。対象となる照射目標位置に関する情報に対応する照射番号の対象保持台情報で示された対象保持台のリニアスケール出力カウント値をセレクタ１１２に選択する指令を与える。照射番号は、現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗに対応する。
【０１８６】
ステップＳ６０３で、カウント値に関する換算処理、比較値の設定および選択結果に基づく対象保持台の設定が終了すると、ステップＳ６０４に進む。
【０１８７】
ステップＳ６０４では、演算器１１１は、現在のレーザ照射回数Ｃｎｏｗの値を、現在のレーザ照射回数Ｃｎｏｗに１だけ加えた値にして、ステップＳ６０５に進む。
【０１８８】
ステップＳ６０５では、比較器１１３は、セレクタ１１２によって与えられるカウント値と比較値とを比較する。具体的には比較器１１３は、セレクタ１１２によって与えられるカウント値と比較値とを常に比較しており、前記カウント値と比較値とが一致すると所定のレベルの出力パルス、たとえば前述の一致信号を与えるように設定される。この比較器１１３からの出力パルスは、レーザ光発生源５に与えられ、これによってレーザ光発生源５は、被照射物４に対してパルスレーザによるレーザ照射を行う。ステップＳ６０５でセレクタ１１２からのカウント値と比較値とが一致すると、レーザ照射が行われたと判断されて、現在の比較値によるレーザ光の照射が終了したとして、ステップＳ６０６に進み、一致していない場合、ステップＳ６０５に進む。
【０１８９】
ステップＳ６０６では、現在のレーザ照射回数Ｃｎｏｗが所定のレーザ照射回数Ｃｎｕｍになったかを判断する。現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗが所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍに一致する場合、主制御部３５に対して、今回送信されたレーザ照射位置データ列に関する所定のレーザ光の照射を終了したとして一連の処理を終了するための全レーザ照射終了信号を送信してすべての処理手順を終了する。現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗが所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍに一致しない場合、ステップＳ６０３に進み、次のデータ列送信を待つ。所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍは、他の情報と合わせてデータ列として送信してもよいし、レーザ照射制御部３０が送信された位置データ列情報の個数から求めてもよい。
【０１９０】
図１４は、本発明の実施の他の形態における制御手段２Ａの一部を示すブロック図である。本実施の形態において、主制御部３５Ａの情報量比較部１０９を除くその他の構成は、前述の実施の一形態のレーザ照射装置１と同様であるので、同様の構成には同一の参照符号を付し、同様の説明を省略する。
【０１９１】
主制御部３５Ａは、レーザ光発生源５、被照射物保持台６および絞り保持台８を統括的に制御する。さらに主制御部３５Ａは、形式の異なる複数種類の照射位置情報を保持し、それらの照射位置情報のうち、情報量が小さい形式の照射位置情報を選択してレーザ照射制御部３０Ａに与える。
【０１９２】
レーザ照射制御部３０Ａは、主制御部３５Ａによって与えられる照射位置情報に基づいて、レーザ光発生源５を制御する。具体的には主制御部３５Ａによって与えられる照射位置情報の形式を判定し、その判定結果に基づいてレーザ光発生源５を制御する。
【０１９３】
主制御部３５Ａは、情報量比較部１０９を含む。情報量比較部１０９は、主制御部３５Ａによって保持される複数種類の照射位置情報のうち、情報量が小さい形式の照射位置情報を選択する。本実施の形態では、選択された照射位置情報は、主制御部３５Ａの情報量比較部１０９によってレーザ照射制御部３０Ａに与えられる。
【０１９４】
レーザ照射データ列は、演算データ列および位置データ列の２種類の形式を有する。演算データ列は、少なくともレーザ照射回数情報、初期照射位置情報およびレーザ照射間隔情報に対応するデータ列を含み、本実施の形態では、さらに対象保持台情報、対象加工位置情報、データ列種別情報およびデータ列送信終了情報に対応するデータ列を含む。
【０１９５】
初期照射位置情報は、実照射位置の変化方向において最も上流側に配置される照射目標位置のカウント値あるいは座標に関する情報である。レーザ照射間隔情報は、照射目標位置間の間隔に関する情報である。レーザ照射回数情報は、一回の保持台の変位におけるレーザ光の照射回数に関する情報である。このような情報を用いて演算データ列を構成することによって、１回の保持台の変位において、照射間隔が一定である場合には、照射回数が多くなっても複数回の照射位置を３個の情報で構成することが出来るという特徴を有する。
【０１９６】
位置データ列は、少なくとも位置データ列情報に対応するデータ列を含み、本実施の形態では、さらに対象保持台情報、対象加工位置情報、データ列種別情報およびデータ列送信情報を含む。
【０１９７】
位置データ列情報は、レーザ光を照射すべき照射目標位置に関する情報そのものなので、照射目標位置が複数ある場合、レーザ光の照射回数と同数の情報が必要である。
【０１９８】
本実施の形態では、対象保持台情報、対象加工位置情報、データ列種別情報およびデータ列送信情報の各情報の数は、照射目標位置が複数ある場合であっても変わらないので、情報量比較部１０９は、対象保持台情報、対象加工位置情報、データ列種別情報およびデータ列送信情報を除くレーザ照射回数情報、初期照射位置情報、レーザ照射間隔情報および位置データ列情報に関して、演算データ列および位置データ列の情報量を比較する。
【０１９９】
情報量比較部１０９は、シーケンス制御部４０によって与えられる演算データ列および位置データ列を用いて、情報量を比較する。情報量比較部１０９は、照射目標位置が３個未満である場合、位置データ列のほうが演算データ列に比べて情報量が小さいと判断し、照射目標位置が３個以上である場合、演算データ列のほうが位置データ列に比べて情報量が小さいと判断する。これによって主制御部３５Ａは、情報量が小さい形式のデータ列を選択してレーザ照射制御部３０Ａに与える。このように情報量比較部１０９によって比較された結果に基づいて情報量が小さい形式のデータ列を選択するので、レーザ照射制御部３０Ａに送信する情報の個数を少なくすることができるとともに、余分な情報を可及的に削減することができる。これによって主制御部３５Ａからレーザ照射制御部３０Ａへのデータ列の送信時間を短縮することができ、レーザ光の照射作業全体に要する時間の短縮化および高スループット化が実現できる。
【０２００】
一回の保持台の変位において、各レーザ光の照射目標位置で照射間隔が異なっている場合は、照射間隔情報が複数必要となる。演算データ列の情報の個数は、３個より大きくなってしまうので、照射位置の間隔を確認して、レーザ照射演算データ列における情報の個数を導出し、それとレーザ光の照射目標位置の個数とを比較する必要がある。
【０２０１】
図１５は、情報量比較部１０９による処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ７０１では、情報量比較部１０９は、シーケンス制御部４０からの演算データ列および位置データ列を受信する。具体的にはシーケンス制御部４０から、一回の保持台の変位で行われるレーザ光の照射作業における演算データ列および位置データ列が情報量比較部１０９に与えられる。ステップＳ７０１で、情報量比較部１０９が演算データ列および位置データ列を受信すると、ステップＳ７０２に進む。
【０２０２】
ステップＳ７０２では、情報量比較部１０９は、演算データ列および位置データ列の情報量を比較する。具体的には情報量比較部１０９は、レーザ照射制御部３０Ａへ送信する情報量として、レーザ照射演算データ列の方が少なくなるか、レーザ照射位置データ列の方が少なくなるかを比較する。これは、たとえば前述したように送信する情報の個数が３個未満か３個以上かで決定する。送信する情報の個数が３個の場合は、どちらを選択してもよいので、予め設定しておけばよい。データ長が可変できる場合には、各情報のデータ長を考慮した比較処理を行えばよい。一般にレーザ照射位置データ列は、レーザ照射位置の絶対値を示しているので、３２ビット程度のデータ長となり、照射回数などは８ビット程度で収まる場合が多い。前述したように、各レーザ照射位置で照射目標位置の間隔が異なっている場合には、照射間隔情報が複数必要となる。レーザ照射演算データ列における情報の個数は、３個より大きくなってしまうので、照射位置の間隔を確認し、レーザ照射演算データ列における情報の個数を導出して、それとレーザ光の照射目標位置の個数とを比較する必要がある。
【０２０３】
ステップＳ７０２で、情報量比較部１０９が、演算データ列および位置データ列の情報量を比較すると、ステップＳ７０３に進む。
【０２０４】
ステップＳ７０３では、情報量比較部１０９が位置データ列のほうが演算データ列に比べて情報量が小さいと判断した場合、ステップＳ７０４に進み、情報量比較部１０９が演算データ列のほうが位置データ列に比べて情報量が小さいと判断した場合、ステップＳ７０６に進む。
【０２０５】
ステップＳ７０４では、情報量比較部１０９は、位置データ列を作成する。具体的には情報量比較部１０９は、レーザ照射制御部３０Ａがデータ列を用いて処理するときに扱いやすくなるように、位置データ列をレーザ照射データ列として作成する。情報量比較部１０９が位置データ列を作成して、ステップＳ７０５に進む。
【０２０６】
ステップＳ７０５では、情報量比較部１０９は、レーザ照射制御部３０に対して位置データ列を送信して、すべての処理手順を終了する。
【０２０７】
ステップＳ７０６では、情報量比較部１０９は、演算データ列を作成する。具体的には情報量比較部１０９は、レーザ照射制御部３０Ａがデータ列を用いて処理するときに扱いやすくなるように、演算データ列をレーザ照射データ列として作成する。ステップＳ７０６で、情報量比較部１０９が位置データ列を作成すると、ステップＳ７０７に進む。
【０２０８】
ステップＳ７０７では、情報量比較部１０９は、レーザ照射制御部３０Ａに対して演算データ列を送信して、すべての処理手順を終了する。
【０２０９】
レーザ照射制御部３０Ａへ送信するデータ列は、送信する情報量の大小で決定する方法のほかに、レーザ光の照射目標位置を示すリニアスケールのカウント値を算出するまでの時間が短縮できる方のデータ列を選択することでも、レーザ光の照射に要する時間を短縮することが出来るので、データ個数と算出時間との両方を考慮して決定した方が、より正確にレーザ光の照射時間を短縮できる。
【０２１０】
前述のように制御手段２は、レーザ光発生源５、被照射物保持台６および絞り保持台８を統括的に制御する主制御部３５Ａと、レーザ光発生源５を制御するレーザ照射制御部３０Ａとを有する。このように主制御部３５Ａおよびレーザ照射制御部３０Ａで、制御を分担することができるので、制御効率を向上することができる。主制御部３５Ａは、形式の異なる複数種類の照射位置情報を保持し、それらの照射位置情報のうち、情報量が小さい形式の照射位置情報を選択してレーザ照射制御部３０Ａに与える。レーザ照射制御部３０Ａは、主制御部３５Ａによって与えられる照射位置情報に基づいて、レーザ光発生源を制御する。これによってレーザ照射制御部３０Ａにおいて扱う情報量を小さくし、制御に伴う処理速度を向上することができる。
【０２１１】
レーザ照射制御部３０Ａでは、データ列を受信して、主制御部３５Ａによって与えられる照射位置情報の形式を判定し、以下に説明する処理を演算器１１１で行い比較部１１３に対して比較値を設定する。そして保持台の変位に対応するカウント値と比較値とが一致したことを検出して、所望位置でのレーザ照射が実行される。
【０２１２】
図１６は、レーザ照射制御部３０Ａによる処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ８０１では、演算器１１１は、主制御部３５Ａからのデータ列が送信されたか否かを判断する。具体的には、主制御部３５Ａから照射目標位置などのレーザ光の照射に関する指令などのうち、たとえば対象保持台情報を表す信号が１つでも与えられた場合、データ列Ｄｒが送信されたと判断してステップＳ８０２に進み、そうでない場合、ステップＳ８０１に進む。
【０２１３】
ステップＳ８０２では、データ列の受信を行う。データ列受信処理は、前述のように送信データ列のデータ列送信終了情報が受信されるまで行い、データ列送信終了情報が受信されると、ステップＳ８０３に進む。
【０２１４】
ステップＳ８０３では、レーザ照射制御部３０Ａ、具体的には演算器１１１は、データ列が演算データ列または位置データ列のいずれであるかを判断する。判断方法は、各種考えられる。たとえば表２のデータ列構成表のように、データ種類（ヘッダ部）としてデータ列種別を設定しておき、データの値（データ部）として１の場合はレーザ照射演算データ列、０の場合はレーザ照射位置データ列と設定しておき、データ列の送信時にはこのデータを必ず送信するように取り決めておいてもよいし、あるいはレーザ照射位置データ列を示すデータ列が送信されている場合は、常にレーザ照射位置データ列と決定してもよい。
【０２１５】
ステップＳ８０３で、データ列が位置データ列である場合、ステップＳ８０４に進み、データ列が演算データ列である場合、ステップＳ８０５に進む。
【０２１６】
ステップＳ８０４では、演算器１１１が、位置データ列を用いて、前述のステップＳ６０３における処理と同様のカウント値に関する換算処理、比較値の設定および選択結果に基づく対象保持台の設定をして、ステップＳ８０５に進む。
【０２１７】
ステップＳ８０５では、演算器１１１は、前述のステップＳ６０４における処理と同様の処理、すなわち現在のレーザ照射回数Ｃｎｏｗの値を、現在のレーザ照射回数Ｃｎｏｗに１だけ加えた値にして、ステップＳ８０６に進む。
【０２１８】
ステップＳ８０６では、比較器１１３が、前述のステップＳ６０５における処理と同様の処理、具体的には保持台の変位とともにカウント動作するセレクタ１１２の出力であるカウント値と比較値とを比較する。ステップＳ８０６でカウント値と比較値とが一致する場合、レーザ照射が行われたと判断され、現在の比較値によるレーザ光の照射が終了したとして、ステップＳ８０７に進み、一致していない場合、ステップＳ８０６に進む。
【０２１９】
ステップＳ８０７では、現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗが所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍになったかを判断する。現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗ＝所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍであれば、主制御部３５Ａに対して、今回送信された位置データ列に関する所定のレーザ光の照射を終了したとして一連の処理を終了するための全レーザ照射終了信号を送信してすべての処理手順を終了し、現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗ＝所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍでなければ、ステップＳ８０４に進む。所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍは他の情報と合わせてデータ列として送信してもよいし、送信された位置データ列情報の個数から求めてもよい。
【０２２０】
ステップＳ８０８では、演算器１１１が、演算データ列を用いて、前述のステップＳ６０３における処理と同様のカウント値に関する換算処理、比較値の設定および選択結果に基づく対象保持台の設定をして、ステップＳ８０９に進む。
【０２２１】
ステップＳ８０９では、演算器１１１が、演算データ列を用いて、前述のステップＳ６０４における処理と同様の処理をして、ステップＳ８０６に進む。これらの情報からレーザ光の照射を行うカウント値である比較値を演算する。比較値は、初期照射位置情報＋照射間隔×（照射回数−１）で表される演算式を用いて、各照射目標位置毎の基準位置を原点とした場合の座標を算出することができる。そして演算結果に基づいて前述と同様にカウント値と整合する形式の値への換算を行う。演算器１１１は、対象照射位置情報に対応する番号の対象保持台情報で示された対象保持台のリニアスケール出力カウント値をセレクタ１１２に選択する指令を与える。照射番号および照射位置番号は、現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗに対応する。
【０２２２】
ステップＳ８０８で前述のような演算を行い、演算器１１１は、演算結果を比較値として設定するように比較器１１３に指令を与える。前述の演算は、データ列の受信後に、全てのカウント値演算を行い、演算結果を、レーザ照射回数をパラメータとする配列メモリ上に記憶させておき、２回目以降の処理では該当するレーザ照射回数の情報を読み出して比較値として設定するだけでもよい。ステップＳ８０９で、演算器１１１による処理が終了すると、ステップＳ８０９に進む。
【０２２３】
ステップＳ８０９では、演算器１１１が、前述のステップＳ６０４における処理と同様の処理、すなわち演算器１１１は、現在のレーザ照射回数Ｃｎｏｗの値を、現在のレーザ照射回数Ｃｎｏｗに１だけ加えた値にして、ステップＳ８１０に進む。
【０２２４】
ステップＳ８１０では、比較器１１３が、前述のステップＳ６０５における処理と同様の処理、具体的には保持台の変位とともにカウント動作するセレクタ１１２の出力であるカウント値と比較値とを比較する。ステップＳ８１０で、カウント値と比較値とが一致する場合、レーザ照射が行われたと判断され、現在の比較値によるレーザ光の照射が終了したとして、ステップＳ８１１に進み、一致していない場合、ステップＳ８１０に進む。
【０２２５】
ステップＳ８１１では、現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗが所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍになったかを判断する。現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗ＝所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍであれば、主制御部３５Ａに対して、今回送信された演算データ列に関する所定のレーザ照射を終了したとして一連の処理を終了するための全レーザ照射終了信号を送信してすべての処理手順を終了し、現在のレーザ光の照射回数Ｃｎｏｗ＝所定のレーザ光の照射回数Ｃｎｕｍでなければ、ステップＳ８０８に進む。
【０２２６】
本実施の形態によれば、レーザ照射制御部３０Ａは、主制御部３５Ａによって与えられる照射位置情報の形式を判定し、その判定結果に基づいて、レーザ光発生源を制御する。このようにレーザ照射制御部３０Ａを構成することで、レーザ照射制御部３０Ａは、位置データ列および演算データ列のいずれのデータ列が送信された場合であっても、そのデータ列に応じた処理をすることができる。このようにレーザ照射制御部３０Ａは、主制御部３５Ａによって与えられる照射位置情報の形式を判定してレーザ光発生源５を制御するので、主制御部３５Ａから与えらえる照射位置情報が複数形式存在しても、与えられる照射位置情報に基づいて、レーザ光発生源５を好適に制御することができる。
【０２２７】
前述の実施の各形態のレーザ照射装置１は、被照射物保持台６に保持される被照射物４に対してレーザ光発生源５からのレーザを照射する。被照射物保持台６と、絞り手段７を保持する絞り保持台８とは、駆動手段９によって駆動され、これによって被照射物４におけるレーザ光の照射位置が変化する。
【０２２８】
被照射物４におけるレーザ光３の照射位置を変化させる場合、制御手段２によって選択される被照射物保持台６および絞り保持台８のいずれか一方を駆動手段９によって変位駆動することによって、被照射物４におけるレーザ光３の照射位置を変化させる。
【０２２９】
制御手段２は、被照射物４における照射目標位置に関する照射位置情報と、被照射物保持台６を変位させた場合の被照射物４におけるレーザ光３の照射位置の変化特性と、絞り保持台８を変位させた場合の被照射物４におけるレーザ光３の照射位置の変化特性とに基づいて、被照射物保持台６および絞り保持台８のうちいずれの保持台を変位させるか選択する。
【０２３０】
このような選択結果と照射位置情報とに基づいて、被照射物４における照射目標位置にレーザ光を照射するように、レーザ光発生源５および駆動手段９が制御手段２によって制御される。したがって、たとえば被照射物４における２つの照射目標位置間の距離および各照射目標位置毎の精度などの照射条件と、前記各変化特性とを併せて考慮し、２つの保持台のうちいずれか一方を選択して、短い作業時間でレーザ光を照射するなど、作業効率を向上することができる好適なレーザ光の照射作業を実現することができる。
【０２３１】
【発明の効果】
本発明によれば、照射位置情報と、被照射物保持台を変位させた場合の照射位置の変化特性と、絞り保持台を変位させた場合の照射位置の変化特性とに基づいて、変位させる保持台を選択することができる。したがって、たとえば被照射物における２つの照射目標位置間の距離および各照射目標位置毎の精度などの照射条件と、前記各変化特性とを併せて考慮し、２つの保持台のうちいずれか一方を選択して、短い作業時間でレーザ光を照射するなど、作業効率を向上することできる好適なレーザ光の照射作業を実現することができる。
【０２３２】
また本発明によれば、制御手段は、照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間が短い保持台を選択する。これによって照射位置と照射目標位置とを一致させるまでに要する時間を短くすることができ、作業効率を向上することができるレーザ光の照射作業を実現することができる。
【０２３３】
また本発明によれば、制御手段は、被照射物保持台の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度および絞り保持台の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度に基づいて、変位させる保持台を選択する。これによって各照射位置毎に設定される照射目標位置の精度で位置合せできる保持台に比べて必要以上に高い位置合せ精度で照射位置と照射目標位置とを位置合せできる保持台を選択することなく必要最低限の位置合せ精度を達成し得る保持台を選択することができ、照射位置と照射目標位置との位置合せに要する手間を少なくすることができる。したがって作業効率を向上することができる好適なレーザ光の照射作業を実現することができる。
【０２３４】
また本発明によれば、制御手段は、照射目標位置が、絞り保持台の変位によって照射位置を変更可能な範囲内に存在するか否かに基づいて、変位させる保持台を選択する。これによって絞り保持台の変位による照射位置の可変範囲を超えて、絞り保持台の変位によって照射位置を変化させようとする制御手段による制御を防ぎ、動作不良を防ぐことができる。
【０２３５】
また本発明によれば、制御手段は、レーザ光発生源、被照射物保持台および絞り保持台を統括的に制御する主制御部と、レーザ光発生源を制御するレーザ光照射制御部とを有する。このように主制御部およびレーザ光照射制御部で、制御を分担することができるので、制御効率を向上することができる。主制御部は、形式の異なる複数種類の照射位置情報を保持し、それらの照射位置情報のうち、情報量が小さい形式の照射位置情報を選択してレーザ光照射制御部に与える。レーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報に基づいて、レーザ光発生源を制御する。これによってレーザ光照射制御部において扱う情報量を小さくし、制御に伴う処理速度を向上することができる。
【０２３６】
また本発明によれば、レーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報の形式を判定し、その判定結果に基づいて、レーザ光発生源を制御する。このようにレーザ光照射制御部は、主制御部によって与えられる照射位置情報の形式を判定してレーザ光発生源を制御するので、主制御部から与えらえる照射位置情報が複数形式存在しても、与えられる照射位置情報に基づいて、レーザ光発生源を好適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のレーザ照射装置１が備える制御手段２の一部を示すブロック図である。
【図２】レーザ照射装置１全体の構成を示すブロック図である。
【図３】レーザ照射制御部３０の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図４】絞り手段７を載置した絞り保持台８を変位させて、被照射物４におけるレーザ光３の照射位置を変化させる構成の一例を示す図である。
【図５】実施の形態において、絞り手段７の絞りパターン６１が被照射物４に投影されている状態を示す図である。図５（１）は、絞り手段７が載置された絞り保持台８を、図２の上側から見て示す平面図であり、図５（２）は、被照射物４を図２の上側から見て示す平面図である。
【図６】被照射物保持台６と絞り保持台８との速度−時間特性の一例を示す図である。
【図７】被照射物保持台６と絞り保持台８との変位距離−時間特性の一例を示す図である。
【図８】照射位置を変化させるために変位させる保持台を選択する工程を含み、レーザ光３を照射する一連の処理動作を示すフローチャートである。
【図９】要求される全ての照射目標位置の精度が被照射物保持台６の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度で十分である場合、対象保持台選択部４１が変位させる保持台を選択する処理の一例を示したフローチャートである。
【図１０】要求される全ての照射目標位置の精度が被照射物保持台６の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度で十分である場合、被照射物におけるレーザ光の照射目標位置と投影範囲との一例を示す図である。
【図１１】要求される照射目標位置の精度が被照射物保持台６の変位による照射位置と照射目標位置との位置合せの精度だけでは不十分である場合、対象保持台選択部４１が変位させる保持台を選択する処理の一例を示したフローチャートである。
【図１２】要求される照射目標位置の精度が被照射物保持台６の変位による実照射位置と照射目標位置との位置合せの精度だけでは不十分である場合、被照射物におけるレーザ光の照射目標位置と投影範囲との一例を具体的に説明した図である。
【図１３】レーザ照射制御部３０のレーザ照射制御部３０による処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の他の形態における制御手段２Ａの一部を示すブロック図である。
【図１５】情報量比較部１０９による処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】レーザ照射制御部３０Ａによる処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　レーザ照射装置
２，２Ａ　制御手段
３　レーザ光
４　被照射物
５　レーザ光発生源
６　被照射物保持台
７　絞り手段
８　絞り保持台
９　駆動手段
１２　集光手段
３０，３０Ａ　レーザ照射制御部
３１　被照射物保持台位置制御部
３２　絞り保持台位置制御部
３３　レーザ光焦点調整制御部
３５，３５Ａ　主制御部
４０　シーケンス制御部
４１　対象保持台選択部
４３　選択処理部
４４　選択記憶部
４５　加速度情報部
４６　定速度情報部
４７　レーザ照射精度情報部
４８　投影範囲情報部
１０９　データ量比較部
１１１　演算器
１１２　セレクタ
１１３　比較器
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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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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