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    • 专利摘要:
    本發明提供一種可適當地調整在表面存在凹凸構造之基板中設置於凹部之界道之對焦狀態之方法。對遮光圖案將以界道之一格子點為中心之十字狀區域作為投影範圍且以如下方式進行投影：使具有使複數個單位遮光區域沿一方向等間隔排列而成之第1遮光圖案及與其正交之第2遮光圖案的十字狀之遮光圖案相對於光軸傾斜配置，第1遮光圖案之複數個單位遮光區域之各自之成像位置成為不同之高度位置，第2遮光圖案於一高度位置成像。基於使格子點與圖像中央吻合而對包括投影範圍之區域進行攝像而得之攝像圖像，特定第1遮光圖案之對比度成為最大之位置，基於最大對比度位置與格子點位置之距離調整對焦機構之對焦位置，藉此使對焦對象區域成為對焦狀態。
    公开号:TW201305649A
    申请号:TW101114991
    申请日:2012-04-26
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Noriyuki Kuriyama；Ikuo Tokimoto
    申请人:Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd；
    IPC主号:B23K26-00
    专利说明:
    對焦位置調整方法、對焦位置調整裝置、及雷射加工裝置
    本發明係關於一種雷射加工裝置等加工裝置中之加工位置之特定技術。
    於藉由雷射光照射進行用以將例如LED(Light Emitting Diode，發光二極體)用之藍寶石基板等、於表面上形成有半導體層(功能層)或電極圖案等母基板分割進行個片化(晶片化)之劃線步驟之情形時，為正確地進行母基板之對準或雷射照射之加工，必需調整母基板之劃線對象位置(以下亦稱為界道)之表面高度。假設於界道之高度位置偏離假定之位置之情形時，照射之雷射光之焦點位置會偏離假定位置，因此，會產生雷射光之照射能量未得到有效利用而無法進行所需之劃線之異常。可用於此種表面高度之特定及調整之各種技術已為人所知(例如參照專利文獻1至專利文獻3)。
    又，可較佳地進行界道之基板面內之對準之技術亦已為人所知(例如參照專利文獻4)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
    [專利文獻1]日本專利特開平7-87378號公報
    [專利文獻2]日本專利特開平11-183784號公報
    [專利文獻3]日本專利第3749142號公報
    [專利文獻4]日本專利特開2009-022994號公報
    專利文獻1至專利文獻3中揭示之技術均係於將以相對於光軸傾斜之姿勢配置(或設置成階梯狀)之圖案投影至對象物上之狀態下，將包括該圖案之對象物之像中的該圖案之對比度成為最大之位置特定為該像之對焦位置(對焦點位置)，基於該結果而調整對象物表面之高度位置。
    大體上而言，對象物之表面位於觀察其之光學系統之物鏡之對焦位置，且於在觀察像中圖案之投影像之對比度成為最大之位置(最大對比度位置)位於圖像中央之情形時，設為對象物之表面位於基準位置(基準高度)。於是，於在觀察像中投影像之最大對比度位置偏離中央之情形時，對象物表面之高度位置偏離基準位置。此時，若於觀察像中以最大對比度位置與圖像中央位置一致之方式改變對象物之高度位置，則實現對象物表面之高度位置與基準位置一致之狀態。即，利用圖案之投影像之對比度之分佈狀態，且以對象物之表面與對焦位置吻合之方式、即以使對象物表面與照射光之物鏡之距離保持固定之方式，調整對象物表面之高度位置。
    若為照射雷射光而加工對象物表面之情形，則如上述般調整母基板表面之高度位置，使其始終保持於以由光學系統規定之一定距離遠離物鏡之高度位置，並且，藉由將雷射光之出射源設定於相對於物鏡位置為一定位置，可實現使雷射光之照射條件始終保持固定之雷射加工。
    再者，於在圖案之投影像中特定出最大對比度位置之狀態下，亦可根據最大對比度位置與圖像中央位置之距離調整物鏡之高度位置，而代替調整對象物之高度。於該情形時，由於對象物之表面與物鏡之距離係調整為固定值，故而，相對而言，亦調整對象物表面之高度位置。
    再者，於本說明書中，為了簡化說明，之後包括調整物鏡之高度位置之情形，有時簡稱為調整對象物之高度位置、或特定出對象物之高度位置等。
    另一方面，近年來之LED為實現生產量提高而不斷朝小晶片尺寸化發展。又，為實現亮度提高，而要求使於雷射加工製程中產生之加工變質區域為最小限度。即，要求以更高之加工精度切割出更微細之晶片。
    然而，於LED用之母基板中，界道於基板表面設定為格子狀，但其寬度至多為數十μm左右。又，因於除界道以外之部位形成半導體層等，故而於界道與除其以外之部位之間存在3~5 μm以上之高度之差的情況較多。即，於LED用之母基板之表面，形成有至少包括格子狀之界道之部分成為狹小之凹部(最下部)之凹凸構造。為使其晶片化，而要求正確地特定出該界道之高度位置後照射雷射光。
    上述專利文獻1至專利文獻3中揭示之方法均僅以表面均勻地平坦者為對象，於LED用之母基板之晶片化時僅應用該等方法，對作為狹小之凹部而設置之界道之高度位置進行調整亦較為困難。
    而且，於較佳地用作LED用之母基板之藍寶石基板之情形時，基板面內之高度分佈不如Si基板均一，又，於半導體層之形成過程產生翹曲。即，於使用藍寶石基板之情形時，就該方面而言，應用專利文獻1至專利文獻3中揭示之方法的界道之高度位置之調整亦較為困難。
    本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供一種可適當地調整設置於在表面存在凹凸構造之基板的凹部之界道之對焦狀態之方法、實現其之裝置、及包括該裝置之雷射加工裝置。
    為解決上述課題，技術方案1之發明係一種對焦位置調整方法，其特徵在於：其係以於觀察對象物中格子狀地存在之對焦對象區域成為對焦狀態之方式，調整觀察光學系統中具備之對焦機構之對焦位置，且包括：保持步驟，其使上述觀察對象物保持於特定之保持機構；圖案投影步驟，其對具有第1遮光圖案及第2遮光圖案之十字狀之遮光圖案，將以上述對焦對象區域之一格子點為中心的十字狀區域作為投影範圍進行投影，上述第1遮光圖案係使複數個單位遮光區域沿第1方向等間隔排列而成，上述第2遮光圖案係設置於與上述第1方向正交之第2方向上；攝像步驟，其於已投影上述遮光圖案之狀態下，使上述一格子點與圖像中央吻合而藉由上述觀察光學系統中具備之攝像機構對包含上述投影範圍之區域進行攝像；最大對比度位置特定步驟，其基於上述攝像圖像而特定上述第1遮光圖案之對比度成為最大之最大對比度位置；及對焦位置調整步驟，其調整上述對焦機構之對焦位置；且於上述圖案投影步驟中，以如下方式將上述遮光圖案投影至上述十字狀區域，即，使上述遮光圖案相對於上述觀察光學系統之光軸傾斜而配置，上述第1遮光圖案之複數個單位遮光區域之各自之成像位置成為不同之高度位置，且上述第2遮光圖案於一高度位置成像；上述對焦位置調整步驟選擇性地進行：第1對焦位置調整步驟，其於在上述最大對比度位置特定步驟中可特定上述最大對比度位置之情形時，基於上述最大對比度位置與上述一格子點之位置之距離而調整上述對焦機構之對焦位置，藉此使上述對焦對象區域成為對焦狀態；及第2對焦位置調整步驟，其於在上述最大對比度位置特定步驟中無法特定上述最大對比度位置之情形時，使上述攝像機構對改變上述對焦機構相對於上述觀察對象物之配置距離的複數個攝像圖像進行攝像，基於所獲得之上述複數個攝像圖像而特定相對於上述對焦機構之配置距離之上述第2遮光圖案之對比度變化，藉由將上述對比度變化之極大位置決定為上述對焦對象區域成為對焦狀態之上述對焦機構之配置位置，且使上述對焦機構之對焦位置與上述極大位置一致，而使上述對焦對象區域成為對焦狀態。
    技術方案2之發明係如技術方案1之對焦位置調整方法，其中於在上述最大對比度位置特定步驟中無法特定上述最大對比度位置、但自上述一格子點之位置觀察可特定上述最大對比度位置存在之方向即對比度增大方向之情形時，於與上述對比度增大方向相當之朝向上以特定距離改變上述對焦機構相對於上述觀察對象物之配置距離之後，重複進行上述攝像步驟、上述最大對比度位置特定步驟、及上述對焦位置調整步驟；於無法特定上述最大對比度增大方向之情形時，進行上述第2對焦位置調整步驟。
    技術方案3之發明係如技術方案1或技術方案2之對焦位置調整方法，其中於上述最大對比度位置特定步驟中，基於累計亮度分佈，而特定上述最大對比度位置，該累計亮度分佈係對上述第1遮光圖案所投影之攝像圖像中之沿上述複數個單位遮光區域之排列方向之每個像素行的亮度分佈進行累計而得。
    技術方案4之發明係一種對焦位置調整裝置，其特徵在於：其係包含於觀察裝置中且該觀察裝置包括：保持機構，其保持觀察對象物；以及觀察光學系統，其包括：對焦機構，其可藉由改變對保持於上述保持機構上之上述觀察對象物之配置位置，而可使對焦位置可變；及攝像機構，其通過上述對焦機構可對上述觀察對象物進行攝像；且上述對焦位置調整裝置係以於上述觀察對象物中格子狀地存在之對焦對象區域成為對焦狀態之方式，調整上述對焦機構之對焦位置，且包括：圖案投影機構，其對具有第1遮光圖案及第2遮光圖案之十字狀之遮光圖案，將以上述對焦對象區域之一格子點為中心的十字狀區域作為投影範圍進行投影，上述第1遮光圖案係使複數個單位遮光區域沿第1方向等間隔排列而成，上述第2遮光圖案係設置於與上述第1方向正交之第2方向上；最大對比度位置特定機構，其基於在使上述遮光圖案投影至上述十字狀區域、且使上述一格子點與圖像中央吻合之狀態下由上述攝像機構攝像而得之包括上述投影範圍之區域的攝像圖像，而特定上述第1遮光圖案之對比度成為最大之最大對比度位置；及對焦位置調整處理機構，其基於上述最大對比度位置特定機構之特定結果，而使上述對焦機構調整對焦位置，藉此使上述對焦對象區域成為對焦狀態；且上述圖案投影機構以如下方式將上述遮光圖案投影至上述十字狀區域，即，使上述遮光圖案相對於上述觀察光學系統之光軸傾斜而配置，上述第1遮光圖案之複數個單位遮光區域之各自之成像位置成為不同之高度位置，且上述第2遮光圖案於一高度位置成像；上述對焦位置調整處理機構係於可藉由上述最大對比度位置特定機構特定上述最大對比度位置之情形時進行第1調整處理，該第1調整處理基於上述最大對比度位置與上述一格子點之位置之距離而調整上述對焦機構之對焦位置，藉此使上述對焦對象區域成為對焦狀態，於無法藉由上述最大對比度位置特定機構特定上述最大對比度位置之情形時進行第2調整處理，該第2調整處理使上述攝像機構對改變上述對焦機構相對於上述觀察對象物之配置距離的複數個攝像圖像進行攝像，基於所獲得之上述複數個攝像圖像而特定相對於上述對焦機構之配置距離之上述第2遮光圖案之對比度變化，藉由將上述對比度變化之極大位置決定為上述對焦對象區域成為對焦狀態之上述對焦機構之配置位置，且使上述對焦機構之對焦位置與上述極大位置一致，而使上述對焦對象區域成為對焦狀態。
    技術方案5之發明係如技術方案4之對焦位置調整裝置，其中於無法藉由上述最大對比度位置特定機構特定上述最大對比度位置、但自上述一格子點之位置觀察可特定上述最大對比度位置之存在之方向即對比度增大方向之情形時，於與上述對比度增大方向相當之朝向上以特定距離改變上述對焦機構相對於上述觀察對象物之配置距離後，重複進行利用上述攝像機構的包括上述投影範圍之區域之攝像、利用上述最大對比度位置特定機構的上述最大對比度位置之特定、及利用上述對焦位置調整處理機構之處理，於無法特定上述最大對比度增大方向之情形時，進行利用上述對焦位置調整處理機構之上述第2調整處理。
    技術方案6之發明係如技術方案4或5之對焦位置調整裝置，其中於上述最大對比度位置特定機構中，基於累計亮度分佈，而特定上述最大對比度位置，該累計亮度分佈係對上述第1遮光圖案所投影之攝像圖像之沿上述複數個單位遮光區域之排列方向之每個像素行的亮度分佈進行累計而得。
    技術方案7之發明係一種雷射加工裝置，其特徵在於：其對被加工物照射雷射光而進行加工，且包括：光源，其照射雷射光；及技術方案4至6中任一項之對焦位置調整裝置；上述保持機構於上述雷射光之照射區域與上述觀察光學系統之觀察區域之間及上述雷射光之上述照射區域內可移動地設置，基於在上述對焦位置調整裝置中特定出之格子點之對焦位置而設定上述雷射光之焦點位置後，藉由對上述對焦對象區域照射雷射光，而進行以上述對焦對象區域為加工對象區域之雷射加工。
    技術方案8之發明係如技術方案7之雷射加工裝置，其中上述觀察對象物為將包括各自具有同一形狀之複數個單位要素的重複圖案形成於表面而成之被加工物，且該雷射加工裝置更包括：粗調整處理機構，其基於上述加工對象區域之姿勢，而特定上述重複圖案相對於特定之基準方向之第1傾斜角度，於上述保持機構以消除上述第1傾斜角度之方式使上述被加工物旋轉；微調整處理機構，其特定出將與上述基準方向平行之直線上相隔最遠地存在之2個格子點連結的直線相對於上述基準方向所成之角度作為上述重複圖案之第3傾斜角度，且於上述保持機構以消除上述第3傾斜角度之方式使上述被加工物旋轉；及加工位置特定機構，其基於上述被加工物之外形形狀及上述加工對象區域之配置間距，而特定上述被加工物之上述雷射光之加工位置。
    技術方案9之發明係技術方案7或8之雷射加工裝置，其更包括位移測定機構，該位移測定機構測定上述加工對象區域中之界道高度之位移分佈，且基於在上述對焦位置調整裝置中特定出之格子點之對焦位置與藉由上述位移測定機構獲得之位移分佈，設定上述雷射光之焦點位置。
    根據技術方案1至6之發明，即便為設置有界道作為凹部之基板，亦可藉由將界道作為對焦對象區域，而特定自界道之高度之理想位置的偏移量，且正確地使界道之格子點位置成為對焦狀態。
    根據技術方案7至9中任一項之發明，由於可藉由正確地使界道成為對焦狀態，而於根據界道之高度位置適當地設定焦點位置之狀態下對界道照射雷射光，故而利用雷射光之界道之加工精度提昇。
    尤其，根據技術方案8之發明，由於首先嚴格地調整被加工物之姿勢，使其成為無需之後之旋轉之狀態後，進行加工位置(加工衝程)之特定，故而可於較高之加工位置精度下進行雷射加工。
    尤其，根據技術方案9之發明，由於可迅速地把握被加工物之界道之高度分佈，故而可迅速地獲得雷射光之焦點位置分佈。<第1實施形態> <對焦位置調整裝置>
    圖1係模式性地表示本發明第1實施形態之對焦位置調整裝置1之構成之圖。對焦位置調整裝置1為如下裝置：對在表面上二維地形成有各自具有同一形狀之單位要素之重複圖案、且於表面具有至少包括格子狀之界道ST之部分成為凹部(最下部)之凹凸構造的基板S，使該界道ST之交點位置(格子點位置)成為對焦狀態。
    作為基板S，例如於表面之除界道ST以外之部位形成有包含半導體層(功能層)或電極圖案等之凸部SC的LED用之母基板等較為合適。但，對焦位置調整裝置1亦可用於表面均勻之基板之該表面的高度位置之調整。
    對焦位置調整裝置1包括平台5，該平台5包含：於水平面內沿XY2軸方向移動自如之XY平台2，設置於XY平台2上且於水平面內之任意位置旋轉自如之θ平台3，及設置於θ平台3上且包含固定(保持)基板S之吸附夾盤4。再者，於本實施形態中，原則上，考慮將XY平台2之一動作方向設為X軸方向(於圖1中，將圖式視圖中右方向設為正方向)、將與其正交之方向設為Y軸方向(於圖1中，將圖式視圖中上方向設為正方向)、將鉛垂方向設為Z軸方向之右手形之XYZ座標系統，而進行基於該XYZ座標系統之說明。有時將該XYZ座標系統稱為機械座標系統。又，於考慮以XY平面內之X軸方向為基準之角度時，全部以逆時針為正之朝向進行說明。
    基板S朝吸附夾盤4之固定係藉由如下而進行，即，一面於以環7保持著周圍之黏著性之固定片6上貼附基板S、且以環7之端緣進行定位，一面利用吸附夾盤4將固定片6吸引固定。較佳為基板S係以環7之中心O(參照圖20)與基板S之中心大概一致之方式固定。
    於雷射加工裝置100中，於利用吸附夾盤4吸附固定基板S之狀態下，藉由使XY平台2動作而實現水平面內之基板S之並行移動，藉由使θ平台3動作而實現水平面內之基板S之旋轉移動。即，藉由適當組合XY平台2之移動與θ平台3之移動，可於水平面內以任意之位置及姿勢保持基板S。
    又，對焦位置調整裝置1包括用以使遮光圖案PT(參照圖2)投影至基板S上並對其進行攝像之光學系統(觀察光學系統)8。光學系統8主要包括：發出對基板S之照射光L1之光源部81，設置有遮光圖案PT且相對於光軸AX1傾斜配置之圖案遮罩82，第1成像透鏡83，分光鏡84，物鏡85，第2成像透鏡86，及包含例如CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)相機等之攝像元件87。再者，於光學系統8中，以圖案遮罩82與基板S之表面大概於光學上成為共軛之配置關係之方式決定各部之配置。又，物鏡85中包括Z軸調節機構85m，該Z軸調節機構85m可藉由調節其鉛垂方向上之配置位置而調整配置於平台5上之基板S之對焦位置(對焦高度)。即，於本實施形態之對焦位置調整裝置1中，包含Z軸調節機構85m之物鏡85成為直接之對焦機構。
    而且，對焦位置調整裝置1更包括：控制部10，其除負責上述各部之動作之控制以外，亦負責下述之基板S之對焦位置調整之相關處理；記憶部20，其記憶控制對焦位置調整裝置1之動作之程式20p、藉由攝像元件87而獲得之攝像圖像資料、或者包含對焦狀態下之界道ST之高度或物鏡85之配置位置等的對焦資料及其他各種資料等；以及監控器30，其可顯示攝像圖像或於對焦位置調整處理之處理過程中生成之各種分佈等。
    控制部10係藉由例如個人電腦或微電腦等通用之電腦而實現者，藉由將記憶部20所記憶之程式20p讀入至該電腦中並加以執行，而實現各種構成要素作為控制部10之功能性構成要素。
    具體而言，控制部10主要包括控制XY平台2及θ平台3之驅動的驅動控制部11、控制利用光學系統8的攝像之攝像控制部12、負責對焦位置調整處理之對焦處理部13、及控制利用吸附夾盤4之吸附動作的吸附控制部14。
    記憶部20係藉由ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)或RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)及硬碟等記憶媒體而實現。再者，記憶部20可為藉由實現控制部10之電腦之構成要素而實現之態樣，於硬碟之情形等時，亦可為未與該電腦設置為一體之態樣。
    於具有此種構成之對焦位置調整裝置1中，自光源部81發出且通過圖案遮罩82之照射光L1經過第1成像透鏡83後由分光鏡84反射，進而由物鏡85聚光後照射至固定於平台5上之基板S。來自基板S之反射光L2經由物鏡85後透過分光鏡84，經過第2成像透鏡86而由攝像元件87受光。於攝像元件87中，對將遮光圖案PT投影至基板S上而成之像進行攝像。進而，基於藉由利用對焦處理部13對該投影像進行圖像處理而獲得之遮光圖案PT之亮度分佈(對比度分佈)，而使物鏡85移動，藉此可較佳地進行對焦位置之調整。關於圖案遮罩82之構成及利用其之對焦位置之調整的詳細內容於下文敍述。 <圖案遮罩>
    圖2係模式性地表示圖案遮罩82之圖。圖案遮罩82係例如於作為包含玻璃等之透明板之一主面的圖案形成面82s上，藉由鉻遮罩等形成遮光圖案PT者。遮光圖案PT係以中心成為中空(非遮光部)之矩形區域RE0為中心，分別設置有於圖式視圖中上下方向上複數個第1單位遮光區域RE1等間隔排列而成之第1遮光圖案PT1、及於圖式視圖中左右方向上複數個第2單位遮光區域RE2等間隔排列而成之第2遮光圖案PT2者。即，可以說遮光圖案PT大致形成為十字狀。再者，圖2中之第1單位遮光區域RE1及第2單位遮光區域RE2之配置個數僅為例示，實際上配置更多個第1單位遮光區域RE1及第2單位遮光區域RE2。
    如圖1所示，圖案遮罩82於照射光L1之光軸AX1上以圖案形成面82s相對於與該光軸AX1垂直之軸以角度α傾斜之姿勢配置。更詳細而言，以第1遮光圖案PT1之排列方向AR1相對於與光軸AX1垂直之軸形成為角度α之方式配置。換言之，以位於第1遮光圖案PT1之排列方向AR1之延長線上的圖案遮罩82之一端部82a距光源部81較遠、與該一端部82a對向之另一端部82b距光源部81較近之方式配置。其中，角度α係以於將自圖案遮罩82朝光源部81之朝向作為基準時逆時針之朝向成為正之值之方式而定。具體而言，角度α設為銳角，設為60°為較佳之一例。
    而且，本實施形態中係以如下方式配置圖案遮罩82：使矩形區域RE0投影於在基板S之表面格子狀地設置之界道ST之格子點位置、且使第1遮光圖案PT1及第2遮光圖案PT2分別投影至於該格子點位置處相互正交之界道ST上。因此，除界道ST明顯地偏離物鏡85之對焦位置之情形以外，於攝像元件87中均可獲得使十字狀之遮光圖案PT投影至以格子點位置為中心而形成十字狀之界道ST上所得之像。
    於圖案遮罩82之遮光圖案PT中，第1遮光圖案PT1之排列方向AR1上之明暗部之重複間距(第1單位遮光區域RE1之排列方向AR1上之尺寸、及鄰接之第1單位遮光區域RE1間之間隔)D1係於將光學系統8之成像倍率設為M、將所要求之對焦位置精度設為dz時，基於下述(1)式而定。
    (0<)D1≦dz/M2sinα………(1)
    再者，於攝像元件87中所獲得之像中，較佳為於該間距D1下觀察4~5個對比度較強之第1單位遮光區域RE1。
    另一方面，第1單位遮光區域RE1之與排列方向AR1垂直之方向上之尺寸W1，於在重合遮光圖案PT而成之像中各自之第1單位遮光區域RE1不會自界道ST凸出之範圍內儘量定為較大之值即可。
    再者，構成第2遮光圖案PT2之第2單位遮光區域RE2的排列方向AR2上之明暗部之間距D2可與間距D1為同等程度，但亦可設定為大於間距D1之值。又，第2單位遮光區域RE2之與排列方向AR2垂直之方向上之尺寸W2定於在重合遮光圖案PT而成之像中各第2單位遮光區域RE2不會自界道ST凸出之範圍內即可。
    例如於界道ST之寬度為30 μm之情形時，間距D1、D2定為5 μm、尺寸W1定為10 um、尺寸W2定為5 μm為較佳之一例。
    再者，第1單位遮光區域RE1及第2單位遮光區域RE2為矩形者並非必需之態樣，但於確保下述圖像處理中之資訊量之意義上，較佳為形成為矩形區域。於該情形時，第1單位遮光區域RE1較佳為以於與排列方向AR1正交之方向上具有長度方向之方式形成。 <圖案投影像與對焦位置之關係>
    於說明對焦位置調整裝置1中之對焦位置之調整方法之前，先對本實施形態之對焦位置調整裝置1中的遮光圖案PT之投影像與對焦位置之關係進行說明。
    如上所述，於光學系統8中，由於圖案遮罩82以第1遮光圖案PT1之排列方向AR1相對於與光軸AX1垂直之軸形成角度α之方式配置，故而每個第1單位遮光區域RE1於高度方向(Z軸方向)上之成像位置不同。因此，於在將基板S配置於某高度位置、且使物鏡85以特定距離遠離該基板S之狀態下觀察(攝像)遮光圖案PT之投影像之情形時，成像位置距基板S之高度位置越近，越明確地觀察到第1單位遮光區域RE1，成像位置距該高度位置越遠，第1單位遮光區域RE1之像越模糊。即，基板S之界道ST之第1遮光圖案PT1之投影像之對比度產生分佈。又，若界道ST之高度位置不同，或界道ST與物鏡85之距離不同，則該對比度之分佈不同。
    圖3係攝像元件87之攝像圖像例。圖4係模式性地表示於圖3之各攝像圖像中成為攝像對象之基板S的界道ST之格子點C附近之情況之立體圖。如圖4所示，於基板S上，2條界道ST正交而形成格子點C，並且於界道ST之周圍形成有凸部SC。又，界道ST之寬度為30 μm。又，第1遮光圖案PT1中之間距D1及第2遮光圖案PT2中之間距D2均設定為5 μm。第1單位遮光區域RE1之與排列方向AR1垂直之方向上之尺寸設定為10 μm。第2單位遮光區域RE2之與排列方向AR2垂直之方向上之尺寸設定為5 μm。攝像元件87之視野尺寸設為0.45 mm×0.45 mm。
    圖3(a)係界道ST之高度與物鏡85之對焦位置一致(成為對焦高度)之情形時之攝像圖像IM1。相對於此，圖3(b)係與圖3(a)之情形相比界道ST之位置較高之情形時之攝像圖像IM2。
    於圖3(a)之攝像圖像IM1之情形時，就第1遮光圖案PT1之像而言，存在於遮光圖案PT之中央的矩形區域RE0附近之對比度最高且最明確，各第1單位遮光區域RE1與該等之間之週期性之明暗得到明確地確認，另一方面，隨著不斷遠離矩形區域RE0，對比度降低而成為模糊狀態。再者，關於第2遮光圖案PT2，可以高對比度獲得所有第2單位遮光區域RE2之像。其原因在於：於第2遮光圖案PT2之情形時，與圖案遮罩82之傾斜無關地以所有第2單位遮光區域RE2於與矩形區域RE0相同之成像位置成像之方式進行設置。
    另一方面，於圖3(b)之攝像圖像IM2之情形時，第1遮光圖案PT1之像之對比度最高之位置於圖像內較中央略向上偏離。又，第2遮光圖案PT2全部成為對比度較弱之模糊狀態。該等之原因在於：由於界道ST之高度位置高於圖3(a)之情形，故而於第1遮光圖案PT1之投影像中對比度成為最大之部分自對焦位置偏離至該高度位置為止。
    此情況意味著於界道ST之高度向較對焦位置靠上方偏離之情形時，第1遮光圖案PT1之最大對比度位置於圖像面內向上方偏移。相反地，於對焦位置偏向下方之情形時，最大對比度位置於圖像面內向下方偏移。
    利用該關係，於載置在平台5上之基板S之界道ST之高度位置(更嚴格而言為格子點C之高度位置)位於基板S製作時之目標位置即理想位置(位於所規定之位置)時，只要以第1遮光圖案PT1之投影像之最大對比度位置與攝像圖像之中央吻合之方式配置圖案遮罩82即可，於在平台5上配置界道ST之高度不明之基板S、且對該界道ST投影遮光圖案PT之情形時，與界道ST之實際之高度位置與理想位置之差相應地，第1遮光圖案PT1之投影像之最大對比度位置偏離攝像圖像之中央。藉此，若可知最大對比度位置與圖像中央之偏移量(面內偏移量)，則可特定界道ST之高度位置之誤差。進而，可以實際之界道ST之高度位置成為對焦位置之方式調整物鏡85之配置。 <對焦狀態之調整順序>
    於本實施形態之對焦位置調整裝置1中，藉由對焦處理部13之作用，可進行如上所述之利用第1遮光圖案PT1之投影像之最大對比度位置之偏移的界道ST(之格子點C)之高度位置之特定、及使格子點C之位置為對焦位置的對焦狀態之調整。圖5係表示對焦位置調整裝置1中之對焦狀態之調整之大致順序之圖。
    首先，利用吸附夾盤4將基板S載置固定於平台5上(步驟S1)。而且，使形成為十字狀之遮光圖案PT投影至基板S之界道ST上(步驟S2)。當然，基板S之載置必需至少以於利用攝像元件87進行攝像之範圍內使遮光圖案PT恰好地投影至界道ST上之程度之面內精度完成。再者，亦可為於進行之後之處理前進行基板S之精密之對準(面內對準)之態樣。或，亦可為於連續進行界道高度之調整及面內對準的一系列之過程中進行之態樣。關於後者於下文敍述。
    若使遮光圖案PT投影，則進行利用攝像元件87之攝像(步驟S3)。此時，物鏡85較佳為以界道ST之格子點C之理想位置成為對焦位置之方式配置，但亦可為偏離該位置而配置之態樣。例如若為對具有同一構成之複數片基板S連續地進行界道ST之對焦位置之調整之情形，則亦可為於在上次之調整時最終配置之位置直接進行配置之態樣。又，攝像元件87之攝像視野較佳為設定成一邊為0.4 mm~0.5 mm左右之矩形形狀。
    藉由該攝像而獲得之攝像圖像資料記憶於記憶部20中。攝像圖像資料係表示像素位置之座標值及表示該像素位置之亮度之灰階值之資料集即位元映像形式之資料。再者，尤其，將用於對焦位置調整之攝像圖像資料稱為對焦位置調整用資料DP。
    若獲得對焦位置調整用資料DP，則進行僅以攝像圖像中的投影有第1遮光圖案PT1之部分為處理對象之圖像處理(第1圖像處理)(步驟S4)。圖6係表示第1圖像處理之詳細之處理流程之圖。
    首先，於所獲得之攝像圖像中，僅將第1遮光圖案PT1之投影範圍設定為第1處理對象區域ROI1(步驟S41)，且僅自對焦位置調整用資料DP中抽選屬於第1處理對象區域ROI1之資料集。圖7係例示某攝像圖像IM3中之第1處理對象區域ROI1之圖。第1處理對象區域ROI1為包括整個第1遮光圖案PT1之投影部分的沿排列方向AR1之寬度為W1之帶狀之區域。
    其次，著眼於在第1處理對象區域ROI1中沿排列方向AR1之每個像素行，基於所抽選之資料集，而取得與各像素行相關之像素位置與亮度之關係製成亮度分佈(步驟S42)。圖8係用以對該亮度分佈之取得進行說明之圖。於圖8中，設為N個像素行(像素行1~像素行N)沿排列方向AR1而存在，將像素行i之亮度分佈(像素位置xi之亮度值)表示為f(xi)。
    圖9係表示與第1處理對象區域ROI1相關之部分攝像圖像與亮度分佈之對應關係之圖。圖9(a)為與第1處理對象區域ROI1相關之部分攝像圖像IM4，圖9(b)表示亮度分佈f(xi)。再者，於圖9(a)中，圖像沿圖式視圖中上下方向伸長。於圖9(b)中，重合圖示複數個亮度分佈f(xi)。橫軸均表示像素位置x。又，圖9(b)之縱軸為亮度。
    於圖9(a)所示之部分攝像圖像IM4中，存在週期性且明確之明暗(對比度)之部分(像素位置編號300~400之部分)。該部分包含最大對比度位置。又，於圖9(b)中，確認出與該週期性之明暗對應之週期性之波峰群。再者，若僅觀察亮度，則亦存在表示與該波峰群同等之值之部分，但該等僅為雜訊，於進行最大對比度位置之特定時無用。
    其次，對每個亮度分佈f(xi)於與排列方向AR1垂直之方向上進行累計(步驟S43)。N個像素行之累計亮度分佈(像素位置x之累計亮度值)F(x)示於下述(2)式。
    圖10係例示累計亮度分佈F(x)之圖。求出該累計亮度分佈F(x)之目的在於：使每個像素行之亮度分佈f(xi)中所含之因基板S之污垢等而導致之雜訊成分相抵，從而提高用於解析之分佈之S/N比。再者，亦可為使用像素位置之平均亮度值的平均亮度分佈代替表示累計亮度分佈之態樣。
    若獲得累計亮度分佈F(x)，則其次為進行頻率解析，而對其進行高速傅立葉變換處理(FFT(Fast Fourier Transform)處理)(步驟S44)。而且，基於該頻率解析結果而進行週期辨別(步驟S45)。具體而言，根據FFT處理結果而特定週期性之波峰群之週期成分，繼而，對累計亮度分佈F(x)應用使該週期成分通過之帶通濾波器。
    圖11係表示對圖10所示之累計亮度分佈F(x)進行FFT處理之結果之圖。圖11之波峰PK1與圖10之累計亮度分佈F(x)中出現之波峰群之週期成分、即圖9(a)中出現之週期性之明暗部分之週期成分對應。圖12係表示藉由對累計亮度分佈F(x)應用使用有由圖11之波峰PK1表示之週期成分之帶通濾波器而獲得之已週期辨別之分佈F1(x)之圖。
    若獲得已週期辨別之分佈F1(x)，則對其進行微分運算，進而進行平方運算，而得到微分平方分佈g(x)={F1'(x)}2(步驟S46)。而且，對g(x)求高斯之導函數，將提供藉此獲得之導函數分佈G(x)={g(x+1)-g(x-1)}2之波峰的像素位置特定為表示最大對比度位置之像素位置(步驟S47)。
    圖13係表示基於圖12所示之已週期辨別之分佈F1(x)而求出之微分平方分佈g(x)及導函數分佈G(x)之圖。於圖13所示之導函數分佈G(x)中，若將提供極大波峰PK2之像素位置設為x=xp，則將該像素位置x=xp特定為於步驟S3中獲得之攝像圖像中的界道ST上之最大對比度位置。
    返回至圖5，若如此般特定出最大對比度位置(於步驟S5中為YES)，則基於圖9所示之第1處理對象區域ROI1之排列方向AR1上的中央像素位置x=xo、與最大對比度位置x=xp之差量值△x=xp-xo之值，而算出自界道ST之格子點C之理想位置的偏移量即界道高度偏移量△Z1(步驟S6)。界道高度偏移量△Z1利用下述(3)式而求出。
    △Z1=△x．M．tanα………(3)
    再者，於△Z1為負時，格子點C之位置低於理想位置，於△Z1為正時，格子點C之位置高於理想位置。
    若求出界道高度偏移量△Z1，則根據實際之物鏡85之高度位置Z'、及格子點C之理想位置成為對焦位置時之物鏡85之高度位置Z0，且根據下式而求出用以使格子點C成為對焦位置之物鏡85之移動量△Z。
    △Z=(Z0+△Z1)-Z'………(4)
    藉由按照(4)式調整對焦位置，而使格子點C成為對焦狀態(步驟S7)。再者，對焦位置等之資訊係作為對焦資料DF而記憶於記憶部20。
    以上為對焦位置之調整之原則性之順序。
    但，根據進行步驟S3中之攝像時之物鏡85之配置位置與界道ST之高度位置之關係，即便基於所獲得之攝像圖像而進行步驟S4(更詳細而言步驟S41~S47)中之第1圖像處理，亦存在無法特定最大對比度位置x=xp之情況(步驟S5中為NO)。
    圖14係例示此種情形之攝像圖像之圖。圖14(a)表示第1遮光圖案PT1之明暗部靠近圖像上端部之攝像圖像IM5，圖14(b)表示第1遮光圖案PT1之明暗部靠近圖像下端部之攝像圖像IM6。又，圖14(c)表示第1遮光圖案PT1本身未明確地得到確認之攝像圖像IM7。於該等攝像圖像之情形時，假設即便獲得導函數分佈G(x)，亦會不具有極點、或完全無法進行導函數分佈G(x)之導出本身。其可為例如根據於對累計亮度分佈F(x)進行FFT處理之結果中檢測不出波峰PK1、或者已週期辨別之分佈F1(x)或導函數分佈G(x)於像素位置端部單調遞增或單調遞減等進行判定之態樣，亦可為基於攝像圖像本身進行判定之情形。
    於此種情形時，若攝像處理為第1次(於步驟S8中為YES)、且可判定對比度增大方向(於步驟S9中為YES)，則使物鏡85之位置(Z軸高度)朝該對比度增大方向偏移(步驟S10)，且再次重複進行攝像及第1圖像處理(步驟S3~S4)。再者，此時之物鏡85之位置之偏移量於將攝像圖像中之第1遮光圖案PT1之排列方向AR1之範圍設為△Xm時，較佳為設為(△Xm．M．tanα)/2。
    此處，所謂對比度增大方向係指於攝像圖像中自圖像中央朝第1遮光圖案PT1之明暗部存在之位置之朝向。例如於圖14(a)及(b)所示之攝像圖像IM5、IM6之情形時，分別將圖式視圖中上方向、圖式視圖中下方向特定為對比度增大方向。或者，亦可根據累計亮度分佈F(x)、或者於可導出之情形時已週期辨別之分佈F1(x)中之振幅變化或導函數分佈G(x)中之增加或減少之情況而非攝像圖像，判定對比度增大方向。
    另一方面，於圖14(c)所示之攝像圖像IM7之情形時，無法特定第1遮光圖案PT1之明暗部，且無法判定對比度增大方向(於步驟S9中為NO)。其意味著：為實現界道ST之格子點C之位置的對焦狀態，只要使物鏡85之位置沿Z軸上下方向之任一方向移動即可，但無法根據攝像圖像進行辨別。
    於此種情形時，進行利用第2遮光圖案PT2之圖像處理(第2圖像處理)(步驟S10)。又，於第2次之攝像處理後，無法特定最大對比度位置之情形(於步驟S5中為NO且於步驟S8中為NO)亦進行同樣之處理。
    圖15係表示第2圖像處理之詳細之處理流程之圖。首先，一面依序改變物鏡85之位置(Z軸高度)，一面於複數個部位進行攝像(步驟S111)。再者，可為Z軸高度以等間距改變之態樣，亦可為根據圖像變化之情況而使Z軸高度之間距可變之態樣。
    其次，於所獲得之各攝像圖像中，僅將第2遮光圖案PT2之投影範圍設定為第2處理對象區域ROI2(步驟S112)，且僅自各對焦位置調整用資料DP中抽選屬於第2處理對象區域ROI2之資料集。圖16係例示某攝像圖像IM8中之第2處理對象區域ROI2之圖。而且，對各攝像圖像基於所抽選之資料集而算出AF評估值(步驟S113)。此處，所謂AF評估值係表示與各攝像圖像之第2處理對象區域ROI2相關之對比度差之值。於AF評估值之算出時可應用周知之方法。最簡單地可將第2處理對象區域ROI2中之亮度之最大值與最小值之差量值設為AF評估值。或亦可為進行基於亮度值之頻數分佈等的統計處理而求出AF評估值之態樣。
    關於各攝像圖像，若求出AF評估值，則取得對各圖像進行攝像而得之物鏡85之Z軸高度z與該攝像圖像之AF評估值之關係作為AF評估值分佈H(z)，將提供其波峰之座標位置特定為界道ST之格子點C成為對焦狀態時之物鏡85之高度位置(對焦高度位置)(步驟S114)。
    圖17係例示AF評估值分佈H(z)之圖。圖18係圖17所示之AF評估值分佈H(z)之A部附近之放大圖。若獲得如圖17所示之AF評估值分佈H(z)，則如圖18所示，利用於AF評估值分佈H(z)中AF評估值成為最大之z軸高度附近之數個(例如5個)資料點，且藉由曲線近似而求出AF評估值分佈H(z)之近似曲線h(z)。而且，於將提供近似曲線h(z)之極大波峰PK3之Z軸高度設為z=zp時，將該Z軸高度z=zp特定為格子點C之對焦高度位置。
    基於該結果，藉由將物鏡85之Z軸高度調整為z=zp，而將界道ST之格子點C調整為對焦狀態(步驟S7)。再者，於此情形時，若格子點C之理想位置成為對焦位置時之物鏡85之高度位置如上所述般設為Z0，則zp-Z0為界道高度偏移量。
    如以上所說明般，根據本實施形態之對焦位置調整裝置1，對設置於基板上之以格子點位置為中心形成為十字狀之界道，以與界道吻合之方式、且朝一方向傾斜地將十字狀之遮光圖案投影，基於此時之投影像中的最大對比度位置與界道之格子點位置之偏移量，可特定自界道之高度之理想位置的偏移量，且可正確地使格子點位置成為對焦狀態。藉此，即便為設置界道作為凹部之基板，亦可特定自界道之高度之理想位置的偏移量，且可正確地使界道之格子點位置成為對焦狀態。
    又，於物鏡位置大幅度地偏離對焦位置之情形時，可根據改變物鏡位置進行攝像所得之複數個投影像，且基於十字狀之遮光圖案未傾斜之側之像之對比度變化，而使界道之格子點位置成為對焦狀態。
    藉此，即便於在基板表面存在界道作為凹部之情形時，亦可正確地使其高度位置成為對焦狀態。 <第2實施形態> <雷射加工裝置>
    本實施形態中，對裝入有第1實施形態中所說明之對焦位置調整裝置1的雷射加工裝置100進行說明。圖19係模式性地表示本實施形態之雷射加工裝置100之構成之圖。
    雷射加工裝置100係藉由對基板S之界道ST照射雷射光LB而進行界道ST之劃線加工之裝置。
    雷射加工裝置100可對第1實施形態中之對焦位置調整裝置1所具備之平台5，藉由使其XY平台2沿X軸方向動作，而使其如箭頭AR11所示般於第1攝像位置P1、第2攝像位置P2、第3攝像位置P3、位移測量位置P4、及加工位置P5之間自如地移動。分別於第1攝像位置P1具備第1攝像機構101，於第2攝像位置P2具備第2攝像機構102，於第3攝像位置P3具備第3攝像機構103，於位移測量位置P4具備位移感測器104。
    再者，本實施形態中，亦設定將XY平台2之一動作方向設為X軸方向(於圖19中將圖式視圖中右方向設為正方向)、將與其正交之方向設為Y軸方向(於圖19中將圖式視圖中上方向設為正方向)、將鉛垂方向設為Z軸方向的右手形之XYZ座標系統。於圖19中，使第1至第3攝像位置P1~P3、位移測量位置P4、及加工位置P5沿一方向(沿X軸方向)排列，但其係為了方便圖示，雷射加工裝置100中之該等之配置關係並不限定於此。
    第2攝像機構102相當於對焦位置調整裝置1之光學系統8。即，於平台5位於第2攝像位置P2時，第2攝像機構102及平台5構成第1實施形態之對焦位置調整裝置1。
    再者，由於平台5於水平面內之並進動作僅以XY平台2進行，故而於雷射加工裝置100中，可於特定位置決定一原點後藉由利用上述機械座標系統而明確地特定平台5之位置。然而，於下述各種處理中，於平台5位於第1至第3攝像位置P1~P3、位移測量位置P4、及加工位置P5中之任一位置時，以同一座標表示平台5之同一位置者較為方便。因此，於雷射加工裝置100中，設為以該關係於各位置均成立之方式決定與第1至第3攝像位置P1~P3、位移測量位置P4、及加工位置P5之各個對應之原點位置，從而完成自機械座標系統之座標轉換。其係藉由例如將於平台5上保持有環7時之環中心設為第1至第3攝像位置P1~P3、位移測量位置P4、及加工位置P5之原點位置而實現。藉由如此決定，於平台5位於第1攝像位置P1時，識別為以座標(a，b，0)表示之位置，於平台5位於第2攝像位置P2、第3攝像位置P3、位移測量位置P4、加工位置P5中之任一位置時，亦識別為以座標(a，b，0)表示之位置。其中，因於設為任一座標系統時，座標軸之方向均不變，故而，本實施形態中，為了說明之簡單，而設為不對各座標系統加以區別地稱為X軸、Y軸等者。
    進而，雷射加工裝置100包括曝光機構105。曝光機構105包括雷射光源105a及物鏡105b，於平台2位於加工位置P5時，藉由使雷射光LB自雷射光源105a出射，且以物鏡105b對其進行聚光，可對平台2上之基板S之特定位置照射雷射光。於雷射加工裝置100中，藉由一面使平台5移動一面自曝光機構105對基板S照射雷射光LB，可進行對基板S之雷射加工。再者，曝光機構105可藉由包括周知之雷射加工裝置的曝光機構而構成。例如可使用YAG(yttrium aluminum garnet，釔鋁石榴石)雷射等作為雷射光LB。
    而且，雷射加工裝置100更包括：控制部110，其除負責上述各部之動作之控制以外，亦負責下述之基板S之傾斜調整(對準)或加工位置之特定的處理；及記憶部120，其記憶控制雷射加工裝置100之動作之程式120p或於在控制部110進行處理時所需之各種資料。
    控制部110係藉由例如個人電腦或微電腦等通用之電腦而實現者，藉由將記憶部120中記憶之程式120p讀入至該電腦並加以執行，而實現雷射加工裝置100之各種構成要素作為控制部110之功能構成要素。控制部110係包括第1實施形態之對焦位置調整裝置1之控制部10而構成。
    記憶部120係藉由ROM或RAM及硬碟等記憶媒體而實現。記憶部120可為兼用作對焦位置調整裝置1之記憶部20之態樣。又，記憶部120可為藉由實現控制部110的電腦之構成要素而實現之態樣，於硬碟之情形等時，亦可為未與該電腦設置成一體之態樣。又，程式120p係包括對焦位置調整裝置1之程式20p而構成。
    控制部110主要包括控制XY平台2及θ平台3之驅動的驅動控制部11、控制利用第1至第3攝像機構101~103之攝像(兼作控制利用光學系統8之攝像的攝像控制部12)的攝像控制部112、負責對焦位置調整處理之對焦處理部13、控制利用吸附夾盤4的吸附動作之吸附控制部14、於進行基板S之對準時負責粗略地調整基板S之傾斜之粗調整處理的粗調整處理部115、相同地於進行對準時負責精密地調整基板S之傾斜之微調整處理的微調整處理部116、負責特定被加工物之加工位置之加工位置特定處理的加工位置特定處理部117、及控制曝光機構105之曝光處理之曝光控制部118作為功能構成要素。
    再者，所謂藉由粗調整處理部115進行之粗調整處理係指藉由對基板S使所規定之某特定方向(例如形成於基板S之表面上之某界道ST之方向)與X軸方向大致一致而消除基板S之傾斜之處理。又，所謂藉由微調整處理部116進行之微調整處理係指對經粗調整之基板S更嚴格地消除其傾斜之處理。
    又，藉由加工位置特定處理部117進行之加工位置特定處理係將藉由經過粗調整處理及微調整處理而消除傾斜之基板S作為對象、特定出雷射光之照射範圍之處理。具體而言，於對設置於基板S上之界道ST加工時，將每個界道ST之存在範圍特定為加工位置。
    於記憶部120，除對焦位置調整用資料DP以外，亦記憶有用於微調整處理等之基準圖像資料DR、於加工位置之特定時被參照之相對位置資訊DI等資料。
    基準圖像資料DR係基板S具有橫方向與X軸方向一致、縱方向與Y軸方向一致之姿勢之情形時的與包括格子點C之單位矩形區域(成為反覆之基準之區域)相關之圖像資料。
    相對位置資訊DI係描述作為1個界道ST之格子點C的基準格子點C0(於下文敍述)與以圖案匹配特定之單位要素上之點的座標差、或界道ST之間距p等加工位置特定時所需之資訊者。
    本實施形態中，藉由進行粗調整處理、微調整處理及對焦位置調整處理後進行加工位置特定處理，可正確地特定包括高度之界道ST之存在位置、即加工位置。藉此，對在基板S中包含於凹部之界道ST實現精度較高之雷射加工。 <攝像機構>
    其次，對第1至第3攝像機構101~103更詳細地進行說明。第1至第3攝像機構於均藉由CCD相機或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧半導體)相機等實現之方面共通，但各自具有如下特徵。
    第1攝像機構101係以於平台2位於第1攝像位置P1時將平台2上之(實際上為吸附夾盤4上的，以下相同)基板S作為攝像對象之方式設置而成。第1攝像機構201係用以對用於粗調整處理之圖像進行攝像者。
    第2攝像機構102係以於平台2位於第2攝像位置P2時將平台2上之基板S作為攝像對象之方式設置而成。第2攝像機構102係用以對用於微調整處理之圖像進行攝像者。再者，第2攝像機構102構成第1實施形態之對焦位置調整裝置1之光學系統8。即，第2攝像機構102亦進行用於對焦位置調整處理之圖像之攝像。
    第3攝像機構103係以於平台2位於第3攝像位置P3時將平台2上之基板S作為攝像對象之方式設置而成。第3攝像機構103係用以對用於加工位置特定處理之圖像進行攝像者。 <對準處理與攝像視野之關係>
    如上所述，基板S係以環7之中心O與基板S之中心大概一致之方式貼附，但一般而言，形成重複圖案的單位要素之一排列方向(即界道ST之方向)與X軸方向形成某角度θ0。因此，於將基板S作為加工對象之情形時，於雷射加工裝置100中首先以消除該角度θ0之方式、即以界道ST之方向與X軸方向吻合之方式進行對準處理(粗調整處理及微調整處理)。此時，亦一併進行第1實施形態中所說明之對焦位置調整處理。於此基礎上，正確地特定界道ST之位置及基板S之外形，且完成各界道ST之加工衝程之始點位置及終點位置之決定、即加工位置之決定。而且，對已決定之加工位置進行利用曝光機構105之雷射光之照射、即雷射加工。
    於雷射加工裝置100中，用於對準處理、對焦位置調整處理、及加工位置特定處理的第1至第3攝像機構101~103之攝像視野F1~F3以至少滿足下述(5)式之關係之方式決定。
    攝像視野F2<攝像視野F1<基板S之尺寸<攝像視野F3………(5)
    圖20係例示第1攝像機構101之攝像視野F1、第2攝像機構102之攝像視野F2、與第3攝像機構103之攝像視野F3之關係之圖。圖20所例示之各攝像機構之攝像視野之尺寸滿足(5)式。再者，如上所述，由於各攝像機構係以於不同之攝像位置對基板S進行攝像之方式設置，故而，於實際之雷射加工裝置100中，各攝像機構之攝像視野F1~F3不採用如圖20所示之位置關係。
    將第1攝像機構101之攝像視野F1及第2攝像機構102之攝像視野設定成小於基板S之尺寸之原因在於：以充分之解像度對就基板S整體而言為較微小之範圍的上述粗調整或微調整所需之範圍進行攝像。又，第2攝像機構102之攝像視野F2小於第1攝像機構101之攝像視野F1之原因在於：微調整處理係使用更微小之部位之圖像進行圖案匹配。相對於此，將第3攝像機構103之攝像視野設定成大於基板S之尺寸之原因在於：特定出基板S之形狀後以較佳之解像度對基板S進行攝像。
    進而，較為理想的是第1及第2攝像機構101~102之攝像視野F1~F2除上述(5)式之必要條件以外亦滿足下述(6)式及(7)式之關係。
    1個單位要素之尺寸<攝像視野F1≦複數個單位要素之尺寸………(6)
    1個單位要素之尺寸<攝像視野F2<2個單位要素之尺寸………(7)
    如上所述，由於第1攝像機構101係用以對用於粗調整處理之圖像進行攝像者，故而可以說(6)式係要求粗調整處理用之圖像為包括複數個單位要素之像的圖像之必要條件。又，由於第2攝像機構102係用以對用於微調整處理之圖像進行攝像者，故而可以說(7)式係要求微調整處理用之圖像為僅包括1個單位要素之像的圖像之必要條件。
    就其他立場而言，(5)式~(7)式之關係係為可較佳地進行按照下述順序的加工位置之特定而決定於雷射加工裝置100中設為加工對象之基板S至少應滿足之必要條件者。即，亦可以說其規定可成為本實施形態中加工位置特定方法之應用對象的基板S所需之條件。
    例如若於基板S具有與2英吋直徑之晶圓同等程度之尺寸之情形、且單位要素具有0.3 mm見方左右之大小之情形時，若將第1攝像機構101之攝像視野F1設為一邊為數mm左右之矩形形狀，將第2攝像機構102之攝像視野F2(攝像元件87之攝像視野)設為一邊為0.4 mm~0.5 mm左右之矩形形狀，將第3攝像機構103之攝像視野F3設為一邊為120 mm~150 mm左右之矩形形狀，則滿足(5)式~(7)式之關係。具體而言，將攝像視野F1設為4.8 mm×3.6 mm、將攝像視野F2設為0.45 mm×0.45 mm、且將攝像視野F3設為120 mm×120 mm者係滿足(5)式~(7)式之關係的較佳之一例。
    如此，本實施形態中，於進行至加工位置特定為止所需之各種攝像圖像之取得時，使用具有最適合各攝像目的之攝像視野的攝像機構。藉此，良好地進行下述各種處理，因此，結果實現高精度下之加工位置之特定。
    再者，就原理上而言亦可利用使第1至第3攝像機構101~103共通之攝像機構來實現。然而，通常對具有數十mm~數百mm見方左右之大小之基板S，於如最大以數mm左右之微細之間隔實施加工般之情形時，第3攝像機構103之攝像視野F3為獲取基板S整體而需要數十mm~數百mm見方左右之大小，另一方面，第1攝像機構101之攝像視野F1及第2攝像機構102之攝像視野F2至多需要數mm見方左右。以一攝像機構較佳地實現所有對各攝像機構要求之解像度並不容易，又，就成本方面而言亦不實際。 <位移感測器>
    位移感測器104設置於位移測量位置P4。位移感測器104係於非接觸狀態下測量對象物表面之位移者。本實施形態中，對在對焦位置調整裝置1中已特定出格子點C之高度之基板S，以把握除該格子點C以外之部分的界道高度之分佈傾向為目的進行利用位移感測器之測量。
    作為位移感測器104，可應用周知者。較佳為使用雷射式者，但亦可為使用LED式、超音波式、或渦流式者之態樣。 <至雷射加工為止之處理順序>
    圖21係表示對基板S之界道ST進行利用雷射光LB之劃線加工之情形時的、自對準處理至雷射加工處理為止之處理流程之圖。
    首先，將基板S安裝至平台5上(步驟S201)。具體而言，於以環7保持周圍之固定片6上以圖案形成面成為上表面之方式貼附基板S後，將每個該固定片6載置且吸附固定於吸附夾盤4上。於貼附基板S時，較佳為以基板S之中心位置與環7之中心O大概一致之方式保持基板S。但，此時之定位無需較為嚴格，為作業者藉由目視可確認大概一致之程度之精度即可。再者，於雷射加工裝置100構成為可實現各種加工方法之情形時，亦可為於對平台5安裝基板S之前選擇適用之加工計劃之態樣。再者，亦可為於基板S之對準後進行該加工計劃之選擇之態樣。
    若已安裝基板S，則將平台5配置於第1攝像位置P1，藉由粗調整處理部115之作用而進行粗調整處理(步驟S202)。圖22係表示粗調整處理之詳細之流程之圖。粗調整處理係特定出界道ST之傾斜、且基於該傾斜而謀求基板S之傾斜之消除的處理。
    首先，基於來自粗調整處理部115之執行指示，而藉由第1攝像機構101對重複圖案中的包括環7之中心O之區域進行攝像，從而取得粗調整用攝像(步驟S202a)。
    若獲得粗調整用攝像，則粗調整處理部115根據粗調整用攝像中之界道ST之斜率而決定粗調整角度θc(步驟S202b)。
    若獲得粗調整角度θc，則基於來自粗調整處理部115之執行指示，驅動控制部11使θ平台3以環7之中心O之位置為旋轉中心且朝消除界道ST之傾斜之方向旋轉角度θc(步驟S202c)。藉此，大概消除界道ST之傾斜。藉由進行該旋轉，基板S之粗調整處理結束。
    若粗調整處理結束，則將平台5配置於第2攝像位置P2，藉由對焦處理部13之作用而以複數個格子點C為對象進行第1實施形態中所說明之對焦位置調整處理(步驟S203)。此處，作為成為處理對象之格子點C，至少選擇位於環7之中心O之附近之格子點C(將其稱為基準格子點C0)、及位於通過該基準格子點C0且與X軸平行之界道上之格子點C中的位於最左端及最右端者(分別稱為左端格子點C1、右端格子點C2)。與各格子點C相關之對焦位置等資訊作為對焦資料DF而記憶於記憶部120(20)。藉由對焦位置調整處理對基準格子點C0、左端格子點C1、及右端格子點C2特定出界道高度，藉此，對基板S上的於基板中央附近沿X軸方向延伸之1條界道ST，特定出其中央部及端部之高度位置。
    再者，因於進行對焦位置調整處理之階段，仍未藉由雷射加工裝置100特定出基板S整體形狀及尺寸，故而左端格子點C1及右端格子點C2之位置不明。因此，對左端格子點C1及右端格子點C2之對焦位置調整處理係與各自之位置之特定一併進行。於該位置特定時可應用各種方法。例如，可為如下態樣：一面使攝像位置自特定之開始位置沿X軸方向移動，一面依序或逐漸地重複進行格子點C附近之攝像，判斷無法獲得可理解成格子點C之像之前的攝像圖像為X軸方向左端及X軸方向右端之單位要素，亦可為利用周知之最佳探索法之技術來特定左端格子點C1及右端格子點C2之態樣。
    若對焦位置調整處理結束，則繼續進行微調整處理(步驟S204)。微調整處理係特定出連結左端格子點C1與右端格子點C2之直線之傾斜、且基於該傾斜而謀求基板S之傾斜之消除的處理。圖23係表示微調整處理之詳細之流程之圖。
    於微調整處理中，首先基於來自微調整處理部116之執行指示，藉由第2攝像機構102對包括左端格子點C1之區域及包括右端格子點C2之區域進行攝像(步驟S204a、S204b)。再者，亦可為於對焦位置調整後預先取得該等圖像之態樣。
    其次，微調整處理部116係藉由使用左端格子點C1之攝像圖像及基準圖像資料DR之圖案匹配而決定左端格子點C1之傾斜調整基準位置(步驟S204c)。進而，微調整處理部116係藉由使用右端格子點C2之攝像圖像及基準圖像資料DR之圖案匹配而決定右端格子點C2之傾斜調整基準位置(步驟S204d)。
    若特定出2個傾斜調整基準位置，則微調整處理部116根據通過兩位置之直線之斜率而決定微調整角度θf(步驟S204e)。具體而言，於將2個傾斜調整基準位置於X軸方向上之座標差設為Xf，將Y軸方向上之座標差設為Yf時，微調整角度θf藉由下述(8)而求出。
    θf=tan-1(Yf/Xf)………(8)
    若獲得微調整角度θf，則基於來自微調整處理部116之執行指示，驅動控制部11使θ平台3以環7之中心O為旋轉中心朝消除界道ST之傾斜之方向旋轉微調整角度θf(步驟S204f)。藉由進行該旋轉，基板S之微調整處理結束。
    於微調整處理中，由於求出連結相隔之2點的直線之傾斜後進行調整，故而實現較粗調整處理嚴格之調整。即，藉由進行微調整處理，而實現界道ST之方向與X軸方向幾乎完全吻合之狀態。即，實現於水平面內正確地對準基板S之狀態。
    若微調整處理結束，則繼續進行特定加工位置之處理(步驟S205)。加工位置特定處理係特定以某間距配置而成之複數條界道之各個的始點位置及終點位置之處理。即，其為特定實際上照射雷射光之範圍之處理。圖24係表示加工位置特定處理之詳細之流程之圖。
    於加工位置特定處理中，首先基於來自加工位置特定處理部117之執行指示，而藉由第2攝像機構102對包括基準格子點C0之區域進行攝像，繼而，藉由加工位置特定處理部117之作用，且藉由進行使用所獲得之攝像圖像及基準圖像資料DR之圖案匹配，而特定基準格子點C0之Y座標(步驟S205a)。
    若特定出基準格子點C0之Y座標，則藉由加工位置特定處理部117之作用，且基於該Y座標值、及作為相對位置資訊DI而記憶於記憶部120之界道ST之間距p，而特定有界道ST存在之可能性之Y座標(界道位置候補)(步驟S205b)。
    若特定出界道位置候補，則基於來自加工位置特定處理部117之執行指示，藉由第3攝像機構103對基板S整體進行攝像(步驟S205c)。圖25係例示藉由該攝像而獲得之攝像圖像IM9之圖。
    若獲得攝像圖像IM9，則藉由加工位置特定處理部117之作用，且基於該攝像圖像而特定基板S之外形形狀(步驟S205d)。該外形形狀規定為基板S之外形即與邊緣部分對應之位置的座標值之集合。外形形狀之特定可利用邊緣抽選等周知之圖像處理技術而實現。本實施形態中，於該時間點初次特定出基板S之整體形狀。
    若特定出基板S之外形形狀，則加工位置特定處理部117根據該外形形狀及界道位置候補而特定出基板S上之界道ST之實際之存在範圍作為加工位置(加工衝程)(步驟S205e)。
    更具體而言，將於X軸方向上基板S之邊緣部分與相當於界道位置候補之直線的2個交點所挾之範圍特定為加工位置。若為圖25模式性地所示之情形，則對表示界道位置候補之直線V1、V2、V3，分別將T1T2間、T3T4間、T5T6間特定為加工位置(加工衝程)。藉此，於該時間點特定出與X軸平行之界道之存在範圍、即利用雷射光的X軸方向上之加工位置。加工位置之資訊記憶於記憶部120。
    於該加工位置決定處理中，只要特定出基板S之外形位置即可，基板S為何種形狀並無關係。因此，不僅除定向平面部分以外形成為大致圓形之基板S，對如圖25所例示之不定形之基板S亦可較佳地決定加工位置。
    若決定出加工位置，則繼而將固定有基板之平台5配置於位移測量位置P4，而進行利用位移感測器104的界道高度之測量(位移資訊之取得)(步驟S206)。圖26係用以對界道高度之測量部位進行說明之圖。
    利用位移感測器104的界道高度之測量係以將通過基準格子點C0之界道ST作為基準、包括該界道ST均於Y軸方向上以特定間距△Y相隔之界道ST為對象而進行。於此情形時，無需以所有界道為對象進行。即，間距△Y可為界道ST之間距p之複數倍。
    利用位移感測器104的界道高度之測量中，例如圖26中以掃描線LN所示般，使測量用探針(例如雷射光)於成為對象之界道ST之位置往復掃描者為較佳之一例。所獲得之測量值記憶於記憶部120。
    根據於該態樣中獲得之界道ST之位移資訊、及藉由之前之對焦位置調整處理特定出之格子點C之對焦位置資訊，可迅速地把握基板S整體之界道高度之分佈。基於該分佈，而決定後段之雷射加工時之雷射光LB之焦點位置或焦點位置分佈。
    再者，如上所述，可藉由對焦位置調整裝置1之功能特定界道ST之高度，但由於藉此而得者僅為局部之高度位置資訊，故而為把握基板S整體之高度分佈，必需對多個格子點C進行對焦位置調整。就生產量之觀點而言，該對應並非高效，因此，本實施形態中使用位移感測器104。藉此可迅速地獲得焦點位置分佈。但，於界道ST之平坦性得到保證之情形時，亦可為不進行利用位移感測器104之測量、僅基於藉由對焦位置調整裝置1獲得之格子點C之對焦位置而決定雷射光LB之焦點位置之態樣。
    若利用位移感測器104之界道高度之測量結束，則將平台5配置於加工位置P5，且進行利用雷射光LB之X軸方向上之加工(步驟S207)。即，藉由一面使XY平台2沿X軸方向移動，一面依序對所特定出之加工位置(加工衝程)照射基於界道高度分佈而決定焦點位置(或焦點位置分佈)之雷射光LB，而依序實施對沿X軸方向延伸之界道ST的雷射加工。雷射光LB之照射條件(波長、脈衝寬度、波峰功率、XY平台2之掃描速度等)根據加工對象適當設定即可。
    於本實施形態之情形時，由於雷射光LB之照射係僅於界道ST位於雷射光LB之照射位置時進行，故而，不會偏離界道ST、或進而偏離基板S而照射雷射光LB。若為圖25所示之情形，則僅於T1T2間、T3T4間、T5T6間照射雷射光。
    如此，若實施X軸方向上之雷射加工，則繼而進行對未經加工而殘餘之Y軸方向上之界道ST的雷射加工處理。Y軸方向上之界道ST之加工係藉由以下方式進行：藉由使θ平台3動作而使基板S於水平面內旋轉90°後，以藉由該旋轉而配置於X軸方向上之未加工之界道ST為對象重複進行圖21所示之順序。 <加工位置特定之順序與加工精度之關係>
    於按照如上之順序進行加工位置之特定及加工之情形時，藉由粗調整處理及微調整處理而預先使界道ST之朝向與X軸方向嚴格地吻合後(嚴格地調整被加工物之姿勢後)的平台5之移動僅為用以進行攝像位置之移動或雷射照射位置之移動的XY平台2之移動，且至對該界道ST之加工結束為止，始終不藉由使θ平台3動作而使基板S旋轉。假設於特定出加工位置後使基板S旋轉之情形時，因平行偏移誤差或座標轉換誤差而可能產生計算上之加工位置與實際之界道之位置之偏差，但於本實施形態之順序中，實際之界道不會偏離加工位置及所特定出之部位。
    又，由於用於基板S之外形位置之特定的基板S之整體形狀之攝像係以使界道ST之朝向與X軸方向嚴格地吻合後之基板S為對象、即以無需之後之旋轉之基板S為對象而進行，故而於進行外形位置之特定或加工位置之特定時，無需對攝像圖像進行座標轉換等。即，基板S之外形位置不包括伴隨座標轉換之誤差。
    根據以上方面，於本實施形態中，能夠以高精度決定加工位置。又，由於無需旋轉中心之偏離之修正之實施或不產生旋轉中心之偏離之裝置構成中之任一者，故而，一面抑制加工裝置之製造成本，一面實現高精度下之加工位置之決定。
    進而，由於用以使界道與X軸方向吻合之粗調整處理及微調整處理係藉由僅取得局部之攝像圖像而實現，故而可不依存於基板S之形狀地進行。又，特定為界道位置候補之直線群與實際之基板S之形狀無關係地得以決定。提供與基板之整體形狀相關之資訊之攝像圖像僅用於特定加工位置之處理，而且該處理係對設為加工位置候補之各直線特定與基板S之外形位置之交點、且只要特定出外形位置之座標便不與基板S之整體形狀本身直接相關之處理，且係即便於基板S為不定形之情形時亦可良好地實施之處理。藉此，即便於基板S為不定形之情形時，亦能夠以高精度特定加工位置。
    又，於上述順序中，尤其由於僅將與X軸方向平行之界道特定為加工位置，故而於雷射光LB之照射時，僅使XY平台2動作而使基板S水平移動即可，而無需利用使θ平台3動作的基板S之旋轉移動。藉此，可對所特定出之加工位置精確地照射雷射光。
    又，由於在自對準處理至雷射加工為止之一系列之步驟中進行對焦位置調整處理，故而於雷射加工時，可將所照射之雷射光照射至假定之焦點位置。藉此，由於有效地利用雷射光之照射能量，故而可確實地進行所需之劃線。
    如以上所說明般，根據本實施形態，對位於在各自具有同一形狀之單位要素之重複圖案二維地形成於表面而成之基板的凹部之界道進行雷射加工之情形時，藉由正確地使界道成為對焦狀態後進行雷射加工，可於根據界道之高度位置適當地設定焦點位置之狀態下對界道照射雷射光，因此，可進行能量利用效率較高之加工，從而利用雷射光之界道之加工精度提昇。
    進而，由於首先嚴格地調整基板之姿勢、而設為無需之後之旋轉之狀態後，進行加工位置(加工衝程)之特定，故而可於較高之加工位置精度之基礎上進行雷射加工。
    又，由於基於姿勢經嚴格地調整後之基板之局部位置之攝像圖像而將界道位置候補決定為複數個直線群後，對基板S整體進行攝像，根據該攝像圖像特定基板之外形位置，且求出作為界道位置候補之各直線與外形位置之交點，藉此特定加工位置，故而可與基板之整體形狀本身無關係地特定加工位置。即，即便為不定形之基板，亦可較佳地特定加工位置。
    1‧‧‧對焦位置調整裝置
    3‧‧‧θ平台
    4‧‧‧吸附夾盤
    5‧‧‧平台
    6‧‧‧固定片
    7‧‧‧環
    8‧‧‧光學系統
    10‧‧‧控制部
    110‧‧‧控制部
    20‧‧‧記憶部
    30‧‧‧監視器
    120‧‧‧記憶部
    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1成像透鏡
    84‧‧‧分光鏡
    85‧‧‧物鏡
    85m‧‧‧Z軸調節機構
    86‧‧‧第2成像透鏡
    87‧‧‧攝像元件
    100‧‧‧雷射加工裝置
    101‧‧‧第1攝像機構
    102‧‧‧第2攝像機構
    103‧‧‧第3攝像機構
    104‧‧‧位移感測器
    105‧‧‧曝光機構
    105a‧‧‧雷射光源
    105b‧‧‧物鏡
    AX1‧‧‧光軸
    C‧‧‧格子點
    C0‧‧‧基準格子點
    C1‧‧‧左端格子點
    C2‧‧‧右端格子點
    L1‧‧‧照射光
    L2‧‧‧反射光
    LB‧‧‧雷射光
    P1‧‧‧第1攝像位置
    P2‧‧‧第2攝像位置
    P3‧‧‧第3攝像位置
    P4‧‧‧位移測量位置
    P5‧‧‧加工位置
    PT‧‧‧遮光圖案
    PT1‧‧‧第1遮光圖案
    PT2‧‧‧第2遮光圖案
    S‧‧‧基板
    ST‧‧‧界道
    圖1係模式性地表示第1實施形態之對焦位置調整裝置1之構成之圖。
    圖2係模式性地表示圖案遮罩82之圖。
    圖3(a)、(b)係攝像元件87之攝像圖像序列。
    圖4係模式性地表示圖3中成為攝像對象之基板S的界道ST之格子點C附近之情況之立體圖。
    圖5係表示對焦位置調整裝置1中之對焦狀態之調整之大致順序之圖。
    圖6係表示第1圖像處理之詳細之處理流程之圖。
    圖7係例示第1處理對象區域ROI1之圖。
    圖8係用以對亮度分佈之取得進行說明之圖。
    圖9係表示與第1處理對象區域ROI1相關之部分攝像圖像與亮度分佈之對應關係之圖。
    圖10係例示累計亮度分佈F(x)之圖。
    圖11係表示對圖10所示之累計亮度分佈F(x)進行FFT處理之結果之圖。
    圖12係表示藉由對累計亮度分佈F(x)應用使用有圖11之波峰PK1所表示之週期成分的帶通濾波器而獲得之已週期辨別之分佈F1(x)之圖。
    圖13係表示基於圖12所示之已週期辨別之分佈F1(x)而求出之微分平方分佈g(x)及導函數分佈G(x)之圖。
    圖14(a)~(c)係例示無法特定最大對比度位置之情形時之攝像圖像之圖。
    圖15係表示第2圖像處理之詳細之處理流程之圖。
    圖16係例示第2處理對象區域ROI2之圖。
    圖17係例示AF評估值分佈H(z)之圖。
    圖18係圖17所示之AF評估值分佈H(z)之A部附近之放大圖。
    圖19係模式性地表示第2實施形態之雷射加工裝置100之構成之圖。
    圖20係例示攝像視野F1~F3之關係之圖。
    圖21係表示對基板S進行雷射加工之情形時之處理流程之圖。
    圖22係表示粗調整處理之詳細之流程之圖。
    圖23係表示微調整處理之詳細之流程之圖。
    圖24係表示加工位置特定處理之詳細之流程之圖。
    圖25係例示攝像圖像IM9之圖。
    圖26係用以對界道高度之測量部位進行說明之圖。
    1‧‧‧對焦位置調整裝置
    2‧‧‧XY平台
    3‧‧‧θ平台
    4‧‧‧吸附夾盤
    5‧‧‧平台
    6‧‧‧固定片
    7‧‧‧環
    8‧‧‧光學系統
    10‧‧‧控制部
    11‧‧‧驅動控制部
    12‧‧‧攝像控制部
    13‧‧‧對焦處理部
    14‧‧‧吸附控制部
    20‧‧‧記憶部
    20p‧‧‧程式
    30‧‧‧監視器
    81‧‧‧光源部
    82‧‧‧圖案遮罩
    82s‧‧‧圖案形成面
    83‧‧‧第1成像透鏡
    84‧‧‧分光鏡
    85‧‧‧物鏡
    85m‧‧‧Z軸調節機構
    86‧‧‧第2成像透鏡
    87‧‧‧攝像元件
    AX1‧‧‧光軸
    DF‧‧‧對焦資料
    DP‧‧‧對焦位置調整用資料
    L1‧‧‧照射光
    L2‧‧‧反射光
    S‧‧‧基板
    ST‧‧‧界道
    SC‧‧‧凸部
    X、Y、Z‧‧‧座標軸
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] 一種對焦位置調整方法，其特徵在於：其係以於觀察對象物中格子狀地存在之對焦對象區域成為對焦狀態之方式，調整觀察光學系統中具備之對焦機構之對焦位置，且包括：保持步驟，其使上述觀察對象物保持於特定之保持機構；圖案投影步驟，其對具有第1遮光圖案及第2遮光圖案之十字狀之遮光圖案，將以上述對焦對象區域之一格子點為中心的十字狀區域作為投影範圍進行投影，上述第1遮光圖案係使複數個單位遮光區域沿第1方向等間隔排列而成，上述第2遮光圖案係設置於與上述第1方向正交之第2方向上；攝像步驟，其於已投影上述遮光圖案之狀態下，使上述一格子點與圖像中央吻合而藉由上述觀察光學系統中具備之攝像機構對包含上述投影範圍之區域進行攝像；最大對比度位置特定步驟，其基於上述攝像圖像而特定上述第1遮光圖案之對比度成為最大之最大對比度位置；及對焦位置調整步驟，其調整上述對焦機構之對焦位置；且於上述圖案投影步驟中，以如下方式將上述遮光圖案投影至上述十字狀區域，即，使上述遮光圖案相對於上述觀察光學系統之光軸傾斜而配置，上述第1遮光圖案之複數個單位遮光區域之各自之成像位置成為不同之高度位置，且上述第2遮光圖案於一高度位置成像；上述對焦位置調整步驟選擇性地進行：第1對焦位置調整步驟，其於在上述最大對比度位置特定步驟中可特定上述最大對比度位置之情形時，基於上述最大對比度位置與上述一格子點之位置之距離而調整上述對焦機構之對焦位置，藉此使上述對焦對象區域成為對焦狀態；及第2對焦位置調整步驟，其於在上述最大對比度位置特定步驟中無法特定上述最大對比度位置之情形時，使上述攝像機構對改變上述對焦機構相對於上述觀察對象物之配置距離的複數個攝像圖像進行攝像，基於所獲得之上述複數個攝像圖像而特定相對於上述對焦機構之配置距離之上述第2遮光圖案之對比度變化，藉由將上述對比度變化之極大位置決定為上述對焦對象區域成為對焦狀態之上述對焦機構之配置位置，且使上述對焦機構之對焦位置與上述極大位置一致，而使上述對焦對象區域成為對焦狀態。
    [2] 如請求項1之對焦位置調整方法，其中於在上述最大對比度位置特定步驟中無法特定上述最大對比度位置、但自上述一格子點之位置觀察可特定上述最大對比度位置存在之方向即對比度增大方向之情形時，於與上述對比度增大方向相當之朝向上以特定距離改變上述對焦機構相對於上述觀察對象物之配置距離之後，重複進行上述攝像步驟、上述最大對比度位置特定步驟、及上述對焦位置調整步驟；於無法特定上述最大對比度增大方向之情形時，進行上述第2對焦位置調整步驟。
    [3] 如請求項1或2之對焦位置調整方法，其中於上述最大對比度位置特定步驟中，基於累計亮度分佈，而特定上述最大對比度位置，該累計亮度分佈係對上述第1遮光圖案所投影之攝像圖像中之沿上述複數個單位遮光區域之排列方向之每個像素行的亮度分佈進行累計而得。
    [4] 一種對焦位置調整裝置，其特徵在於：其係包含於觀察裝置中，該觀察裝置包括：保持機構，其保持觀察對象物；以及觀察光學系統，其包括：對焦機構，其可藉由改變對保持於上述保持機構上之上述觀察對象物之配置位置，而使對焦位置可變，及攝像機構，其通過上述對焦機構可對上述觀察對象物進行攝像；且上述對焦位置調整裝置係以於上述觀察對象物中格子狀地存在之對焦對象區域成為對焦狀態之方式，調整上述對焦機構之對焦位置，且包括：圖案投影機構，其對具有第1遮光圖案及第2遮光圖案之十字狀之遮光圖案，將以上述對焦對象區域之一格子點為中心的十字狀區域作為投影範圍進行投影，上述第1遮光圖案係使複數個單位遮光區域沿第1方向等間隔排列而成，上述第2遮光圖案係設置於與上述第1方向正交之第2方向上；最大對比度位置特定機構，其基於在使上述遮光圖案投影至上述十字狀區域、且使上述一格子點與圖像中央吻合之狀態下由上述攝像機構攝像而得之包括上述投影範圍之區域的攝像圖像，而特定上述第1遮光圖案之對比度成為最大之最大對比度位置；及對焦位置調整處理機構，其基於上述最大對比度位置特定機構之特定結果，而使上述對焦機構調整對焦位置，藉此使上述對焦對象區域成為對焦狀態；且上述圖案投影機構以如下方式將上述遮光圖案投影至上述十字狀區域，即，使上述遮光圖案相對於上述觀察光學系統之光軸傾斜而配置，上述第1遮光圖案之複數個單位遮光區域之各自之成像位置成為不同之高度位置，且上述第2遮光圖案於一高度位置成像；上述對焦位置調整處理機構係於可藉由上述最大對比度位置特定機構特定上述最大對比度位置之情形時進行第1調整處理，該第1調整處理基於上述最大對比度位置與上述一格子點之位置之距離而調整上述對焦機構之對焦位置，藉此使上述對焦對象區域成為對焦狀態，於無法藉由上述最大對比度位置特定機構特定上述最大對比度位置之情形時進行第2調整處理，該第2調整處理使上述攝像機構對改變上述對焦機構相對於上述觀察對象物之配置距離的複數個攝像圖像進行攝像，基於所獲得之上述複數個攝像圖像而特定相對於上述對焦機構之配置距離之上述第2遮光圖案之對比度變化，藉由將上述對比度變化之極大位置決定為上述對焦對象區域成為對焦狀態之上述對焦機構之配置位置，且使上述對焦機構之對焦位置與上述極大位置一致，而使上述對焦對象區域為對焦狀態。
    [5] 如請求項4之對焦位置調整裝置，其中於無法藉由上述最大對比度位置特定機構特定上述最大對比度位置、但自上述一格子點之位置觀察可特定上述最大對比度位置之存在之方向即對比度增大方向之情形時，於與上述對比度增大方向相當之朝向上以特定距離改變上述對焦機構相對於上述觀察對象物之配置距離後，重複進行利用上述攝像機構的包括上述投影範圍之區域之攝像、利用上述最大對比度位置特定機構的上述最大對比度位置之特定、及利用上述對焦位置調整處理機構之處理，於無法特定上述最大對比度增大方向之情形時，進行利用上述對焦位置調整處理機構之上述第2調整處理。
    [6] 如請求項4或5之對焦位置調整裝置，其中於上述最大對比度位置特定機構中，基於累計亮度分佈，而特定上述最大對比度位置，該累計亮度分佈係對上述第1遮光圖案所投影之攝像圖像之沿上述複數個單位遮光區域之排列方向之每個像素行的亮度分佈進行累計而得。
    [7] 一種雷射加工裝置，其特徵在於：其對被加工物照射雷射光而進行加工，且包括：光源，其照射雷射光；及如請求項4至6中任一項之對焦位置調整裝置；上述保持機構於上述雷射光之照射區域與上述觀察光學系統之觀察區域之間及上述雷射光之上述照射區域內可移動地設置，基於在上述對焦位置調整裝置中特定出之格子點之對焦位置而設定上述雷射光之焦點位置後，藉由對上述對焦對象區域照射雷射光，而進行以上述對焦對象區域為加工對象區域之雷射加工。
    [8] 如請求項7之雷射加工裝置，其中上述觀察對象物為將包括各自具有同一形狀之複數個單位要素的重複圖案形成於表面而成之被加工物，且該雷射加工裝置更包括：粗調整處理機構，其基於上述加工對象區域之姿勢，而特定上述重複圖案相對於特定之基準方向之第1傾斜角度，於上述保持機構以消除上述第1傾斜角度之方式使上述被加工物旋轉；微調整處理機構，其特定出將與上述基準方向平行之直線上相隔最遠地存在之2個格子點連結的直線相對於上述基準方向所成之角度作為上述重複圖案之第3傾斜角度，且於上述保持機構以消除上述第3傾斜角度之方式使上述被加工物旋轉；及加工位置特定機構，其基於上述被加工物之外形形狀及上述加工對象區域之配置間距，而特定上述被加工物之上述雷射光之加工位置。
    [9] 如請求項7或8之雷射加工裝置，其更包括位移測定機構，該位移測定機構測定上述加工對象區域中之界道高度之位移分佈，且基於在上述對焦位置調整裝置中特定出之格子點之對焦位置與藉由上述位移測定機構獲得之位移分佈，設定上述雷射光之焦點位置。
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