(57)【要約】【課題】実際に被加工物に照射される集光後のレーザービームのプロファイルを正確に測定可能なレーザービームプロファイラユニット及びレーザー加工装置を提供する。【解決手段】発振器２４から発振されるレーザー光線の強度分布を測定するプロファイラユニットであって、発振器２４から発振され、集光レンズ２６で集光されたレーザー光線のスポット径を拡大する拡大光学系７３と、レーザー光線を減衰させる透過プリズム７２と、この透過プリズム７２で僅かに反射されたレーザー光線を更に減衰させる透過プリズム７４と、この透過プリズム７４で僅かに反射したレーザー光線を受光する撮像素子７７と、撮像素子７７の受光データからレーザー光線２０１のスポットの強度分布を解析する解析部８０と、を備える。【選択図】図５
2019039830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー加工装置に搭載されたレーザー発振器から発振されるレーザービームの強度分布を測定するレーザービームプロファイラユニットであって、
該レーザー発振器から発振され、集光レンズで集光された該レーザービームのスポット径を拡大する拡大光学系と、
該レーザービームを減衰させる第１透過プリズムと、
該第１透過プリズムで僅かに反射されたレーザービームを更に減衰させる第２透過プリズムと、
該第２透過プリズムで僅かに反射した該レーザービームを受光する撮像素子と、
該撮像素子の受光データからレーザービームのスポットの強度分布を解析する解析部と、を備えるレーザービームプロファイラユニット。
【請求項２】
該第１透過プリズムと該第２透過プリズムとで一対の透過プリズムを構成し、該一対の透過プリズムの一方はＰ偏光の減衰率が高く、他方の該透過プリズムはＳ偏光の減衰率が高いことで、Ｐ偏光とＳ偏光が同様に減衰される請求項１記載のレーザービームプロファイラユニット。
【請求項３】
該透過プリズムは、直角二等辺三角形を底面とする三角柱状のプリズムであって、該レーザービームは、直角二等辺三角形の直角を成す辺を含む三角柱の側面に入射する請求項１又は２記載のレーザービームプロファイラユニット。
【請求項４】
チャックテーブルに保持された被加工物にレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットと、レーザービーム照射ユニットのレーザービーム照射条件を制御する制御ユニットと、レーザービームのスポットの強度分布を測定する強度分布ユニットと、を備えるレーザー加工装置であって、
該強度分布ユニットは、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレーザービームプロファイラユニットであるレーザー加工装置。
【請求項５】
該レーザービーム照射ユニットは、レーザービームを発振する発振器と、該レーザービームを集光する集光レンズと、該発振器から該集光レンズへ該レーザービームを案内する光学系と、を備え、
該光学系は、該レーザービームのスポット形状を成形する請求項４記載のレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー発振器から発振されるレーザービームの強度分布を測定するレーザービームプロファイラユニット及びレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイスウエーハなど各種デバイスが形成された被加工物にレーザービーム（レーザー光線）を照射し、分割予定ラインに沿って被加工物にレーザー加工溝や改質層を形成するレーザー加工装置が知られている。この種のレーザー加工装置において、レーザービームは、スポット径やスポット形状（円形や楕円形など）、パワー密度が被加工物に応じて最適な条件に調整されて各種加工に用いられている。
【０００３】
一方、レーザービームの発振器や光学系で用いる光学素子は、例えば、経時変化に伴う劣化により徐々に調整された最適条件から変化することがある。このため、従来、レーザービームのスポット形状や強度分布などの状況（プロファイル）を測定する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４９７２７号公報
【特許文献２】特開２０１６−４１４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、被加工物に照射される集光後のレーザービームではなく、集光前のレーザービームのプロファイルを測定している。レーザービームは、光路中で変動しやすい性質を有するため、この構成では、実際に被加工物に照射されるレーザービームに関する情報を正確に取得することができないという欠点があった。また、特許文献２の技術は、発振したレーザービームを凹面鏡で反射した戻り光のプロファイルを測定するため、集光前のレーザービームと測定対象の戻り光とが重なってしまい、測定の精度が担保されない恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、実際に被加工物に照射される集光後のレーザービームのプロファイルを正確に測定可能なレーザービームプロファイラユニット及びレーザー加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザー加工装置に搭載されたレーザー発振器から発振されるレーザービームの強度分布を測定するレーザービームプロファイラユニットであって、該レーザー発振器から発振され、集光レンズで集光された該レーザービームのスポット径を拡大する拡大光学系と、該レーザービームを減衰させる第１透過プリズムと、該第１透過プリズムで僅かに反射されたレーザービームを更に減衰させる第２透過プリズムと、該第２透過プリズムで僅かに反射した該レーザービームを受光する撮像素子と、該撮像素子の受光データからレーザービームのスポットの強度分布を解析する解析部と、を備えるものである。
【０００８】
この構成によれば、集光後のレーザービームを、加工光学系に戻すことなく、減衰しつつ拡大して撮像することにより、実際に被加工物に照射されるレーザービームのスポットの強度分布やスポットの形状を正確に測定することができる。
【０００９】
この構成において、該第１透過プリズムと該第２透過プリズムとで一対の透過プリズムを構成し、該一対の透過プリズムの一方はＰ偏光の減衰率が高く、他方の該透過プリズムはＳ偏光の減衰率が高いことで、Ｐ偏光とＳ偏光が同様に減衰される構成としてもよい。この構成によれば、Ｐ偏光とＳ偏光を同様に減衰することにより、Ｐ偏光とＳ偏光とが混在するレーザービームのスポットの強度分布を正確に測定することができる。
【００１０】
また、該透過プリズムは、直角二等辺三角形を底面とする三角柱状のプリズムであって、該レーザービームは、直角二等辺三角形の直角を成す辺を含む三角柱の側面に入射してもよい。この構成によれば、直角二等辺三角形の直角を成す辺を含む三角柱の側面にレーザービームを入射させることで、透過プリズムを透過した光の一部が透過プリズム内で内部反射したとしても、この内部反射光は、上記側面で反射した反射光と交わらないため、ゴーストの発生が抑制され、反射光のみを正確に測定することができる。
【００１１】
また、本発明は、チャックテーブルに保持された被加工物にレーザービームを照射するレーザービーム照射ユニットと、レーザービーム照射ユニットのレーザービーム照射条件を制御する制御ユニットと、レーザービームのスポットの強度分布を測定する強度分布ユニットと、を備えるレーザー加工装置であって、該強度分布ユニットは、上記したレーザービームプロファイラユニットであってもよい。この構成によれば、実際に被加工物に照射されるレーザービームのスポットの強度分布を正確に測定することができるレーザー加工装置を簡単に構成することができる。
【００１２】
この構成において、該レーザービーム照射ユニットは、レーザービームを発振する発振器と、該レーザービームを集光する集光レンズと、該発振器から該集光レンズへ該レーザービームを案内する光学系と、を備え、該光学系は、該レーザービームのスポット形状を成形してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、集光後のレーザービームを、加工光学系に戻すことなく、減衰しつつ拡大して撮像することにより、実際に被加工物に照射されるレーザービームのスポットの強度分布やスポットの形状を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態に係るレーザー加工装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、プロファイラユニットのユニット本体が照射ヘッドの下方の測定位置に移動した状態を示す概略図である。
【図３】図３は、ユニット本体が照射ヘッドから退避した退避位置に移動した状態を示す概略図である。
【図４】図４は、レーザー照射部とプロファイラユニットの内部構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、レーザー照射部とプロファイラユニットの内部構成を示す側面図である。
【図６】図６は、集光レンズ、透過プリズム及び拡大光学系の配置関係を示す図である。
【図７】図７は、透過プリズムにおける直角二等辺三角形の直角を成す辺を含む三角柱の側面を入射面とした際の入射面で反射する反射光と、透過プリズムの内部反射光との関係を示す図である。
【図８】図８は、透過プリズムにおける直角二等辺三角形の斜辺を含む三角柱の側面を入射面とした際の入射面で反射する反射光と、透過プリズムの内部反射光との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るレーザー加工装置を示す斜視図である。図１に示すように、レーザー加工装置１は、ウエーハ（被加工物）１００を保持するチャックテーブル１０と、ウエーハ１００にレーザー光線（レーザービーム）を照射するレーザー照射部（レーザー照射ユニット）２０とを備える。ウエーハ１００は、シリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などを母材とする光デバイスウエーハ、デバイスが樹脂封止されたパッケージ基板、セラミックス基板などの板状物などである。ウエーハ１００は、表面に格子状の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイス１０３が形成されている。ウエーハ１００は、裏面に貼着された粘着テープ１０５を介して、環状フレーム１０６に支持されている。
【００１７】
レーザー加工装置１は、チャックテーブル１０に保持されたウエーハ１００の分割予定ラインに沿って、レーザー照射部２０からレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成する。また、ウエーハ１００のデバイス１０３にレーザー光線を照射して該デバイス１０３に改質層を形成することもできる。改質層とは、デバイス１０３における密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。
【００１８】
また、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１０をＸ軸方向（加工送り方向）に沿って移動するＸ軸移動部（加工送り部）３０と、チャックテーブル１０をＹ軸方向（割り出し送り方向）に沿って移動するＹ軸移動部（割り出し送り部）４０とを備える。これにより、チャックテーブル１０とレーザー照射部２０とは、上記したＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ相対的に移動することが可能な構成となっている。
【００１９】
レーザー加工装置１は、環状フレーム１０６に支持されたウエーハ１００を収容するカセット５０が載置されるカセット載置台５５と、レーザー加工後のウエーハ１００を洗浄するスピンナー洗浄部６０と、ウエーハ１００を上記した各部位に搬送する搬送部６５とを備える。また、本構成では、レーザー加工装置１は、レーザー照射部２０が照射するレーザー光線のスポット形状や強度分布などのプロファイルを測定するプロファイラユニット（レーザービームプロファイラユニット、強度分布ユニット）７０を備える。
【００２０】
チャックテーブル１０は、ウエーハ１００に対してレーザー加工を行う際に該ウエーハ１００を保持する。本構成では、ウエーハ１００は、粘着テープ１０５により環状フレーム１０６に保持された形態でチャックテーブル１０に保持される。チャックテーブル１０は、ウエーハ１００及び環状フレーム１０６が載置されて吸引される保持面１１と、この保持面１１の外周側に複数配置されて環状フレーム１０６を固定するクランプ部１２とを有している。
【００２１】
レーザー照射部２０は、装置本体２の壁部３に固定されており、チャックテーブル１０に保持されたウエーハ１００に向けてレーザー光線を照射する。レーザー照射部２０は、レーザー光線をウエーハ１００に向けて照射する照射ヘッド２１と、この照射ヘッド２１とＸ軸方向に横並びに配置された撮像部２２と、これら照射ヘッド２１及び撮像部２２を保持する本体部２３とを備える。撮像部２２は、チャックテーブル１０上のウエーハ１００の配置状況及びウエーハ１００への加工状況などを撮像するカメラであり、本実施形態では一般的なカメラ又は赤外線カメラが用いられている。照射ヘッド２１及び本体部２３の内部構成については後述する。
【００２２】
Ｘ軸移動部３０は、Ｘ軸方向に延びるボールねじ３１と、ボールねじ３１と平行に配設されたガイドレール３２と、ボールねじ３１の一端に連結されボールねじ３１を回動させるパルスモータ３３と、下部がガイドレール３２に摺接するとともにボールねじ３１に螺合するナット（不図示）を内部に備えたスライド板３４とを備える。スライド板３４は、ボールねじ３１の回動に伴い、ガイドレール３２にガイドされてＸ軸方向に移動する。また、スライド板３４には、内部にパルスモータ（不図示）を備えた回転駆動部３５が固定されており、回転駆動部３５は、チャックテーブル１０を所定角度回転させることができる。本実施形態では、例えば、撮像部２２によって撮像されたウエーハ１００の画像に基づき、互いに交差する分割予定ラインがそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に向くように、チャックテーブル１０（ウエーハ１００）を回転する。
【００２３】
Ｙ軸移動部４０は、Ｙ軸方向に延びるボールねじ４１と、ボールねじ４１と平行に配設されたガイドレール４２と、ボールねじ４１の一端に連結されボールねじ４１を回動させるパルスモータ４３と、下部がガイドレール４２に摺接するとともにボールネジ４１に螺合するナット（不図示）を内部に備えたスライド板４４とを備える。Ｙ軸移動部４０は、装置本体２上に載置され、ボールネジ４１の回動にともないスライド板４４がガイドレール４２にガイドされてＹ軸方向に移動する。スライド板４４には上記したＸ軸移動部３０が配設されており、スライド板４４のＹ軸方向の移動に伴い、Ｘ軸移動部３０も同方向に移動する。
【００２４】
カセット５０は、粘着テープ１０５を介して環状フレーム１０６に支持された形態のウエーハ１００を複数枚収容する。カセット載置台５５は、装置本体２にＺ軸方向に昇降自在に設けられている。プロファイラユニット７０は、照射ヘッド２１から照射されるレーザー光線を受光可能なユニット本体７１と、このユニット本体７１が受光したレーザー光線から該レーザー光線の強度分布を解析する解析部８０とを備える。
【００２５】
次に、プロファイラユニット７０について説明する。ユニット本体７１は、図２及び図３に示すように、装置本体２の壁部３からＹ軸方向に沿って延在するガイドレール４に吊り下げ支持されている。ユニット本体７１は、上方に延びる支持部７１Ａを有し、この支持部７１Ａは、ガイドレール４内に収容されるボールねじ（不図示）に螺合している。そして、このボールねじがモータ（不図示）によって回転することにより、ユニット本体７１は、ガイドレール４に沿って移動可能に構成されている。また、ユニット本体７１は、照射ヘッド２１に対向する面の下部に、照射ヘッド２１から照射されたレーザー光線を受光する受光部７１Ｂを備える。レーザー光線のプロファイルを測定する測定時には、ユニット本体７１は、図２に示すように、ガイドレール４に沿って矢印Ｙ１方向に移動し、受光部７１Ｂは、照射ヘッド２１とチャックテーブル１０との間の測定位置に位置づけられる。また、レーザー加工時には、ユニット本体７１は、図３に示すように、ガイドレール４に沿って矢印Ｙ２方向に移動し、受光部７１Ｂは、照射ヘッド２１の下方から退避した退避位置に位置づけられる。なお、プロファイラユニット７０のユニット本体７１を移動させる構成としては、上記したボールねじとモータを用いた直動機構の他、例えば、シリンダーによる進退機構でもよい。また、本実施形態では、ユニット本体７１を移動させる構成を装置本体２の壁部３に固定するものとして説明したが、これに限るものではなく、例えば、装置本体２の上面部などに固定してもよい。
【００２６】
図５に示すように、レーザー照射部２０の本体部２３には、レーザー光線２００を発振する発振器（レーザー発振器）２４と、この発振されたレーザー光線２００を伝送する光学系（不図示）とが収容されている。この発振器２４は、制御ユニット（不図示）により、ウエーハ１００の種類、加工形態などに応じて、発振するレーザー光線の波長（周波数）や出力、繰り返し周波数を適宜調整する。照射ヘッド２１は、発振器２４により発振されたレーザー光線２００の進行方向を下方に変更する全反射ミラー２５と、レーザー光線２００を集光する集光レンズ２６などを含んで構成される。この集光レンズ２６は、複数の凸レンズと凹レンズを組み合わせた組み合わせレンズから構成されており、集光したレーザー光線２０１を出力する。照射ヘッド２１は、集光レンズ２６等の光学系の調整により、レーザー光線２０１の集光位置（フォーカス位置）をＺ軸方向（図１；鉛直方向）に調整したり、シリンドリカルレンズやマスクなどによってスポット形状を楕円や矩形など任意の形状に修正することができる。
【００２７】
ユニット本体７１は、図４及び図５に示すように、照射ヘッド２１から照射されたレーザー光線２０１を減衰しつつ伝送する４つの透過プリズム７２，７４，７５，７６と、伝送されたレーザー光線２０６を受光する撮像素子７７と、透過プリズム（第１透過プリズム）７２と透過プリズム（第２透過プリズム）７４との間に配置される拡大光学系７３とを備える。透過プリズム７２は、ユニット本体７１の受光部７１Ｂに配置されている。
【００２８】
透過プリズム７２，７４，７５，７６は、図４に示すように、いずれも直角二等辺三角形を底面とする三角柱状のプリズムであり、直角二等辺三角形の直角を成す辺を含む三角柱の側面７２Ａ，７４Ａ，７５Ａ，７６Ａをそれぞれ入射面とする。透過プリズム７２，７４，７５，７６は、入射したレーザー光線の大部分（例えば約９６％）を透過させ、残り僅か（約２〜４％）を反射して伝送することで、撮像素子７７を損傷させずに撮像可能な程度に、該レーザー光線のエネルギ密度を減衰させている。本構成では、撮像素子７７に伝送されるレーザー光線２０６のエネルギ密度を集光レンズ２６で集光されたレーザー光線２０１の約１／４０万に減衰させることができる。
【００２９】
透過プリズム７２は、図５及び図６に示すように、直角二等辺三角形の斜辺を含む三角柱の側面７２Ｂを鉛直方向に沿わせた形態で保持部材７８に保持されている。透過プリズム７２は、照射ヘッド２１から鉛直下方に照射されたレーザー光線２０１を入射面（側面）７２Ａで水平方向に反射する。この反射されたレーザー光線２０２は、拡大光学系７３にてスポット径が拡大されたレーザー光線２０３となり、透過プリズム７４に伝送される。透過プリズム７４は、図５に示すように、直角二等辺三角形の斜辺を含む三角柱の側面７４Ｂを水平方向（レーザー光線２０３の進行方向）に沿わせた形態で保持部材７８に保持されている。透過プリズム７４は、レーザー光線２０３の進行方向を入射面７４Ａにより水平面内で９０°曲げて反射して、この反射したレーザー光線２０４を透過プリズム７５に伝送する。
【００３０】
本実施形態では、透過プリズム７２と透過プリズム７４とが一対の透過プリズムを構成する。一般に、レーザー光線は、位相が９０°異なるＳ偏光とＰ偏光とを有することが知られている。この種のＳ偏光とＰ偏光は、反射率（すなわち減衰率）が異なるため、複数の透過プリズムを反射させて伝送する構成では、Ｓ偏光とＰ偏光の減衰率に偏りが生じるおそれがあった。本実施形態では、透過プリズム７２を直角二等辺三角形の斜辺を含む側面７２Ｂを鉛直方向に沿わせ、透過プリズム７４を直角二等辺三角形の斜辺を含む三角柱の側面７４Ｂを水平方向に沿わせて配置したことにより、透過プリズム７２では一方の偏光の減衰率が高く、透過プリズム７４では他方の偏光の減衰率を高く構成することができる。これら透過プリズム７２と透過プリズム７４とを一対の透過プリズムとすることにより、Ｓ偏光とＰ偏光とがバランスよく同等に減衰されたレーザー光線２０４を得ることができる。
【００３１】
同様に、透過プリズム（第２透過プリズム）７５と透過プリズム（第１透過プリズム）７６とは一対の透過プリズムを構成する。透過プリズム７５は、図４に示すように、直角二等辺三角形の斜辺を含む三角柱の側面７５Ｂを水平方向（三角柱の側面７４Ｂと平行な方向、レーザー光線２０３の進行方向）に沿わせた形態で保持部材７８（図５）に保持されている。透過プリズム７５は、レーザー光線２０４の進行方向を入射面７５Ａにより水平面内で９０°曲げて反射して、この反射したレーザー光線２０５を透過プリズム７６に伝送する。透過プリズム７６は、直角二等辺三角形の斜辺を含む三角柱の側面７６Ｂを鉛直方向に沿わせた形態で保持部材７８（図５）に保持されている。透過プリズム７６は、レーザー光線２０５を入射面７６Ａで鉛直上方に反射し、この反射したレーザー光線２０６を撮像素子７７に伝送する。この構成により、Ｓ偏光とＰ偏光とがバランスよく同等に減衰されたレーザー光線２０６を得ることができる。
【００３２】
撮像素子７７は、レーザー光線２０６を検出して電荷を発生させる光電変換素子を有するものであり、例えばＣＣＤ素子である。拡大光学系７３は、入光したレーザー光線のスポット径を拡大するものであり、複数の凹レンズ及び凸レンズを組み合わせて構成されているいわゆる対物レンズの構成を備える。本構成では、拡大光学系７３によって、拡大されたスポット径を有するレーザー光線が撮像素子７７に伝送されて撮像されるため、スポット径の形状を正確に測定することができる。本実施形態では、拡大光学系７３は、透過プリズム７２と透過プリズム７４との間に配置する構成としたが、これに限るものではなく、レーザー照射部２０の照射ヘッド２１と撮像素子７７との間であれば順番を自在に変更することができる。
【００３３】
解析部８０は、図４に示すように、画像処理部８１とデータ受信部８２とを備える。データ受信部８２は、撮像素子７７が撮像した画像を受信する。撮像素子７７が撮像した画像は、減衰させたレーザー光線２０６の強度分布を示すものであり、例えば、強度が最も大きい中心が明るく、周囲に広がるにつれて暗くなっていくといった画像になる。画像処理部８１は、例えば、撮像した画像の濃淡値を有限レベルの離散値に変換処理する。解析部８０は、変換した離散値から算出されたレーザー光線２０６の強度分布に基づき、減衰される前、すなわち、照射ヘッド２１から照射されたレーザー光線２０１の強度分布、スポット径及びスポット形状を解析する。
【００３４】
本構成によれば、透過プリズム７２，７４，７５，７６及び拡大光学系７３によって、照射ヘッド２１から照射されたレーザー光線２０１を減衰しつつスポット径を拡大し、この減衰及び拡大されたレーザー光線２０６を撮像するため、実際にウエーハ１００に照射されるレーザー光線２０１のプロファイルを、該レーザー光線２０１を加工光学系に戻すことなく正確に測定することが可能となる。
【００３５】
また、透過プリズム７２と透過プリズム７４とで一対の透過プリズムを構成し、透過プリズム７２では一方（Ｓ偏光）の減衰率が高く、透過プリズム７４では他方（Ｐ偏光）の減衰率を高く構成したため、Ｓ偏光とＰ偏光とがバランスよく同等に減衰されたレーザー光線２０４を得ることができ、Ｐ偏光とＳ偏光とが混在するレーザー光線２０１のスポットの強度分布を正確に測定することができる。
【００３６】
また、透過プリズム７２，７４，７５，７６は、直角二等辺三角形を底面とする三角柱状のプリズムであって、レーザー光線は、直角二等辺三角形の直角を成す辺を含む三角柱の側面７２Ａ，７４Ａ，７５Ａ，７６Ａに入射するため、各透過プリズム７２，７４，７５，７６を透過した光の一部が透過プリズム７２，７４，７５，７６内で内部反射したとしても、この内部反射光は、上記側面７２Ａ，７４Ａ，７５Ａ，７６Ａで反射した反射光と交わらないため、ゴーストの発生が抑制され、反射光のみを正確に測定することができる。
【００３７】
ここで、本構成では、透過プリズム７２，７４，７５，７６の配置に工夫がなされている。一般に、透過プリズムは、面積の大きな面を入射面として使用する傾向にある。このため、透過プリズム７２は、図８に示すように、直角二等辺三角形の斜辺を含む三角柱の側面７２Ｂを入射面とする構成が想定される。この場合、レーザー光線２０１を側面７２Ｂで水平方向に反射するため、透過プリズム７２は、レーザー光線２０１と側面７２Ｂとの入射角θが４５°となるように配置される。
【００３８】
この構成では、透過プリズム７２を透過する透過光２１０の一部が透過プリズム７２内で内部反射し、この内部反射光２１１がレーザー光線２０２と重なるゴースト光線となる問題が生じ得る。内部反射光２１１がレーザー光線２０２と重なると、正確なプロファイルの測定ができないことが想定される。
【００３９】
これに対して、本構成では、図７に示すように、透過プリズム７２は、直角二等辺三角形の直角を成す辺を含む三角柱の側面７２Ａをそれぞれ入射面とし、透過プリズム７２は、レーザー光線２０１と入射面との入射角θが４５°となるように配置されている。この構成では、透過光２１０の一部が透過プリズム７２内で内部反射したとしても、この内部反射光２１１は、レーザー光線２０２とは異なる方向に出射されるため、内部反射光２１１とレーザー光線２０２とが重なるゴースト光線となる問題が生じることがない。このため、反射されたレーザー光線２０２（２０４、２０５、２０６を含む）によって正確なプロファイルの測定ができるといった効果を奏する。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本実施形態では、Ｓ偏光とＰ偏光とをバランスよく同等に減衰させるために、一対の透過プリズム７２，７４と、もう一対の透過プリズム７５，７６とを備える構成としたが、撮像素子７７に伝送されるレーザー光線を所望する減衰率まで減衰していれば、透過プリズムの対の数を適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  レーザー加工装置
１０  チャックテーブル
２０  レーザー照射部（レーザー照射ユニット）
２１  照射ヘッド
２４  発振器（レーザー発振器）
２５  全反射ミラー（光学系）
２６  集光レンズ
７０  プロファイラユニット（レーザービームプロファイラユニット）
７１  ユニット本体
７１Ｂ  受光部
７２，７６  透過プリズム（第１透過プリズム）
７２Ａ，７４Ａ，７５Ａ，７６Ａ  側面（入射面）
７２Ｂ，７４Ｂ，７５Ｂ，７６Ｂ  側面
７３  拡大光学系
７４，７５  透過プリズム（第２透過プリズム）
７７  撮像素子
８０  解析部
８１  画像処理部
８２  データ受信部
１００  ウエーハ（被加工物）
２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６  レーザー光線（レーザービーム）
２１０  透過光
２１１  内部反射光
【図１】
2019039830.tif 000003
【図２】
2019039830.tif 000004
【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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