(57)【要約】【課題】所望の改質層を形成するための最適なレーザー加工条件を選定できるようにする。【解決手段】非破壊検出方法では、検査装置１を準備する準備工程を実施した後、例えばＸ軸Ｙ軸平面に直交するＺ軸方向に所定の間隔Ｈで対物レンズ５２を間欠的に移動して第一の面Ｗａに接近させ被加工物Ｗの屈折率により焦点の間隔が延びたＺ軸座標値に焦点を位置づけ複数のＺ軸座標値ごとに被加工物Ｗの内部のＸ軸Ｙ軸平面画像を取得して記録手段８０に記録する画像取得工程と、記録手段８０に記録された複数のＺ軸座標値ごとのＸ軸Ｙ軸平面画像２ａ〜２ｇから改質層Ｍの状態を検出する改質層検出工程とを実施するため、被加工物Ｗを非破壊で改質層Ｍの状態を検出できる。したがって、改質層Ｍの形成と改質層Ｍの状態検出とを繰り返し実施でき、所望の改質層Ｍを形成するための最適なレーザー加工条件を迅速に選定できる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の面と反対側の第二の面とを備えた被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置づけて照射することで形成された改質層を非破壊で検出する非破壊検出方法であって、
対物レンズを備え該第一の面から撮像する撮像手段と、被加工物に対して透過性を有する波長域の光を該第一の面側から照射する光源と、該対物レンズを該第一の面に接近および離反させる駆動手段と、該撮像手段が撮像した画像を記録する記録手段と、を備えた検査装置を準備する準備工程と、
該第一の面をＸ軸Ｙ軸平面とした場合、Ｘ軸Ｙ軸平面に直交するＺ軸方向に所定の間隔Ｈで該対物レンズを間欠的に移動して該第一の面に接近させ被加工物の屈折率によって焦点の間隔が延びたＺ軸座標値に該焦点を位置づけて複数の該Ｚ軸座標値ごとに被加工物の内部のＸ軸Ｙ軸平面画像を取得して該記録手段に記録する画像取得工程と、
該記録手段に記録された複数の該Ｚ軸座標値ごとのＸ軸Ｙ軸平面画像から改質層の状態を検出する改質層検出工程と、から少なくとも構成される非破壊検出方法。
【請求項２】
前記改質層検出工程では、前記記録手段に記録された複数の前記Ｚ軸座標値ごとの前記Ｘ軸Ｙ軸平面画像から３次元画像を生成し、Ｚ軸方向に平行で前記改質層を切断する断面に現れる２次元画像から該改質層の該Ｚ軸方向の深さ位置と形状とを該改質層の状態として検出する請求項１記載の非破壊検出方法。
【請求項３】
被加工物は屈折率が３．６のシリコンウエーハであり、
前記画像取得工程では、前記対物レンズが間欠的にＺ軸方向に移動する前記間隔Ｈに対して、被加工物の内部で延びる前記焦点の前記間隔は少なくとも３．６・Hであり、該焦点は３．６・Hで間欠的に被加工物の内部で移動する請求項１または２に記載の非破壊検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工によって被加工物の内部に形成された改質層を検出する検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面に分割予定ラインで区画された領域にデバイスを形成したウェーハを、裏面から分割予定ラインに沿ってウェーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射させウェーハの内部で集光させた集光点で形成した改質層を起点にウェーハを分割する分割方法がある（例えば、下記の特許文献１を参照）。
【０００３】
ウェーハを分割する技術においては、ウェーハの厚み方向での改質層の深さ位置や改質層の長さもウェーハの分割しやすさと関係性がある。そのため、改質層の深さ位置および長さを把握することで、分割に最適な改質層が形成されているか判断することが可能となる。そこで、例えば下記の特許文献２には、予めウェーハの端部を切断してから、ウェーハの内部に改質層を形成し、その後、ウェーハの側面側から切断面を撮像することにより、改質層の状態を観察する検出装置及び検出方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【特許文献２】特開２０１７−１６６９６１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、上記特許文献２に示した発明では、改質層を撮像するために、予めウェーハの端部を分割する必要があるため、観察に時間がかかる。また、改質層形成と改質層観察とを繰り返して行う事が困難であり、素早く適切なレーザー加工条件を見つけることが難しい。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、改質層形成と改質層観察を繰り返し行い、所望の改質層を形成するための最適なレーザー加工条件を選定できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第一の面と反対側の第二の面とを備えた被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置づけて照射することで形成された改質層を非破壊で検出する非破壊検出方法であって、対物レンズを備え該第一の面から撮像する撮像手段と、被加工物に対して透過性を有する波長域の光を該第一の面側から照射する光源と、該対物レンズを該第一の面に接近および離反させる駆動手段と、該撮像手段が撮像した画像を記録する記録手段と、を備えた検査装置を準備する準備工程と、該第一の面をＸ軸Ｙ軸平面とした場合、Ｘ軸Ｙ軸平面に直交するＺ軸方向に所定の間隔Ｈで該対物レンズを間欠的に移動して該第一の面に接近させ被加工物の屈折率によって焦点の間隔が延びたＺ軸座標値に該焦点を位置づけて複数の該Ｚ軸座標値ごとに被加工物の内部のＸ軸Ｙ軸平面画像を取得して該記録手段に記録する画像取得工程と、該記録手段に記録された複数の該Ｚ軸座標値ごとのＸ軸Ｙ軸平面画像から改質層の状態を検出する改質層検出工程と、から少なくとも構成される。
【０００８】
上記改質層検出工程では、上記記録手段に記録された複数の上記Ｚ軸座標値ごとの上記Ｘ軸Ｙ軸平面画像から３次元画像を生成し、Ｚ軸方向に平行で上記改質層を切断する断面に現れる２次元画像から該改質層の該Ｚ軸方向の深さ位置と形状とを該改質層の状態として検出することが好ましい。
【０００９】
被加工物は屈折率が３．６のシリコンウエーハであり、上記画像取得工程では、上記対物レンズが間欠的にＺ軸方向に移動する上記間隔Ｈに対して、被加工物の内部で延びる上記焦点の上記間隔は少なくとも３．６・Hであり、該焦点は３．６・Hで間欠的に被加工物の内部で移動することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る非破壊検出方法は、対物レンズを備え第一の面から撮像する撮像手段と、被加工物に対して透過性を有する波長域の光を第一の面側から照射する光源と、対物レンズを第一の面に接近および離反させる駆動手段と、撮像手段が撮像した画像を記録する記録手段とを備えた検査装置を準備する準備工程と、第一の面をＸ軸Ｙ軸平面とした場合、Ｘ軸Ｙ軸平面に直交するＺ軸方向に所定の間隔Ｈで対物レンズを間欠的に移動して第一の面に接近させ被加工物の屈折率によって焦点の間隔が延びたＺ軸座標値に焦点を位置づけて複数のＺ軸座標値ごとに被加工物の内部のＸ軸Ｙ軸平面画像を取得して記録手段に記録する画像取得工程と、記録手段に記録された複数のＺ軸座標値ごとのＸ軸Ｙ軸平面画像から改質層の状態を検出する改質層検出工程とから少なくとも構成されるため、被加工物を非破壊で改質層の状態を検出することができる。したがって、本発明によれば、レーザー加工による改質層の形成と撮像手段による改質層の状態検出とを繰り返し実施できるようになり、改質層の形成に最適なレーザー加工条件を迅速に選定することができる。
【００１１】
上記改質層検出工程では、上記記録手段に記録された複数の上記Ｚ軸座標値ごとの上記Ｘ軸Ｙ軸平面画像から３次元画像を生成し、Ｚ軸方向に平行で上記改質層を切断する断面に現れる２次元画像から改質層のＺ軸方向の深さ位置と形状とを改質層の状態として検出するため、被加工物が非破壊であっても改質層の全体形状を把握することが可能となり、改質層の状態を高精度に検出することができる。
【００１２】
被加工物は屈折率が３．６のシリコンウエーハであり、上記画像取得工程では、上記対物レンズが間欠的にＺ軸方向に移動する上記間隔Ｈに対して、被加工物の内部で延びる上記焦点の上記間隔は少なくとも３．６・Hであり、該焦点は３．６・Hで間欠的に被加工物の内部で移動するため、被加工物が非破壊であっても改質層の状態を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】検査装置の一例の構成を示す斜視図である。
【図２】被加工物の内部に改質層を形成する状態を示す断面図である。
【図３】画像取得工程を示す断面図である。
【図４】被加工物の屈折率と対物レンズの焦点との関係性を示す説明図である。
【図５】画像取得工程において対物レンズを所定の間隔Ｈで間欠的に移動させる状態を説明する説明図である。
【図６】改質層検出工程で生成した３次元画像の画像図である。
【図７】３次元画像をもとにＺ軸方向と平行に切断した改質層が写し出された２次元画像の画像図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示す被加工物Ｗは、例えば円形板状の基板を有し、その表面（図示の例では第一の面Ｗａ）には、格子状の複数の分割予定ラインＳによって区画された領域に複数のデバイスＤが形成されている。第一の面Ｗａと反対側の第二の面ＷｂにはテープＴが貼着される。被加工物Ｗは、テープＴを介して環状のフレームＦと一体となっている。以下では、添付の図面を参照しながら、第一の面Ｗａと反対側の第二の面Ｗｂとを備えた被加工物Ｗに対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を内部に位置づけて照射することで形成された改質層を非破壊で検出する非破壊検出方法について説明する。
【００１５】
（１）準備工程
図１に示すように、例えば、被加工物Ｗの内部に改質層を形成でき、かつ、被加工物Ｗの内部を撮像できる検査装置１を準備する。検査装置１は、装置ベース１０を備え、装置ベース１０のＹ軸方向後部側の上面には、断面略Ｌ字型のコラム１１が立設されている。装置ベース１０には、フレームＦと一体となった被加工物Ｗを保持する保持テーブル１２と、保持テーブル１２の周囲に配設されフレームＦを保持するフレーム保持手段１５と、保持テーブル１２をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動手段２０と、保持テーブル１２をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動手段３０とを備えている。コラム１１の先端は、保持テーブル１２の移動方向（Ｘ軸方向）の経路の上方側までのびた構成となっている。
【００１６】
保持テーブル１２は、その上面が被加工物Ｗを保持する保持面１２ａとなっている。保持テーブル１２は、開口部１３０を有するカバーテーブル１３の上に固定されており、保持テーブル１２の下部には、回転手段１４が接続されている。回転手段１４は、保持テーブル１２を所定角度回転させることができる。
【００１７】
Ｘ軸方向移動手段２０は、Ｘ軸方向に延在するボールネジ２１と、ボールネジ２１の一端に接続されたモータ２２と、ボールネジ２１と平行に延在する一対のガイドレール２３と、ボールネジ２１の他端を回転可能に支持する軸受け部２４と、Ｙ軸方向移動手段３０を介して保持テーブル１２を支持する移動ベース２５とを備えている。一対のガイドレール２３には、移動ベース２５の一方の面が摺接し、移動ベース２５の中央部に形成されたナットにはボールネジ２１が螺合している。モータ２２がボールネジ２１を回動させると、移動ベース２５がガイドレール２３に沿ってＸ軸方向に移動し、保持テーブル１２をＸ軸方向に移動させることができる。
【００１８】
Ｙ軸方向移動手段３０は、Ｙ軸方向に延在するボールネジ３１と、ボールネジ３１の一端に接続されたモータ３２と、ボールネジ３１と平行に延在する一対のガイドレール３３と、ボールネジ３１の他端を回転可能に支持する軸受け部３４と、保持テーブル１２を支持する移動ベース３５とを備えている。一対のガイドレール３３には移動ベース３５の一方の面が摺接し、移動ベース３５の中央部に形成されたナットにはボールネジ３１が螺合している。モータ３２がボールネジ３１を回動させると、移動ベース３５がガイドレール３３に沿ってＹ軸方向に移動し、保持テーブル１２のＹ軸方向の位置を調整することができる。
【００１９】
検査装置１は、保持テーブル１２に保持された被加工物Ｗの第一の面Ｗａに対してレーザー加工を施すレーザー加工手段４０を備えている。レーザー加工手段４０は、コラム１１の先端の下部側に配設され、図２に示す被加工物Ｗに対して透過性を有する波長のレーザー光線４３を下方に照射するレーザー加工ヘッド４１を有している。レーザー加工ヘッド４１は、レーザー光線４３を発振する発振器及びレーザー光線４３の出力を調整する出力調整器が接続されている。レーザー加工ヘッド４１の内部には、発振器から発振されたレーザー光線４３を集光するための集光レンズ４２が内蔵されている。レーザー加工ヘッド４１は、鉛直方向に移動可能となっており、レーザー光線４３の集光位置を調整することができる。
【００２０】
ここで、レーザー加工手段４０によって被加工物Ｗの内部に改質層を形成する一例について述べる。本実施形態では、例えば下記のレーザー加工条件に設定されて実施される。
【００２１】
［レーザー加工条件］
レーザー光線の波長  ：１０６４ｎｍ
繰り返し周波数      ：５０ｋＨｚ
平均出力            ：１．０Ｗ
パルス幅            ：１０ｎｍ
集光スポット        ：φ３．０μｍ
加工送り速度        ：５００ｍｍ／ｓ
【００２２】
図２に示すように、テープＴ側を下向きにして、保持テーブル１２の保持面１２ａで被加工物Ｗを吸引保持したら、保持テーブル１２をレーザー加工手段４０の下方に移動させる。次いで、保持テーブル１２を上記の加工送り速度（５００ｍｍ／ｓ）で例えばＸ軸方向に加工送りしつつ、集光レンズ４２によって被加工物Ｗに対して透過性を有する波長のレーザー光線４３の集光点を被加工物Ｗの内部に位置づけた状態で、レーザー光線４３を被加工物Ｗの第一の面Ｗａ側から図１に示した分割予定ラインＳに沿って照射し、被加工物Ｗの内部に強度の低下した改質層Ｍを形成する。
【００２３】
図１に示す検査装置１は、被加工物Ｗの内部に形成された改質層Ｍを非破壊で検出するために、対物レンズ５２（図３で図示）を備え被加工物Ｗの第一の面Ｗａから撮像する撮像手段５０と、被加工物Ｗに対して透過性を有する波長域の光を第一の面Ｗａ側から照射する光源６０と、対物レンズ５２を第一の面Ｗａに対して接近および離反させる駆動手段７０と、撮像手段５０が撮像した画像を記録する記録手段８０と、記録手段８０に記録された画像に基づいて画像処理を行うことができる制御手段９０と、各種データ（画像、加工条件等）が表示されるモニター１００とを備えている。
【００２４】
撮像手段５０は、コラム１１の先端の下部側においてレーザー加工手段４０に近接して配設されている。図３に示すように、撮像手段５０は、被加工物Ｗを上方から撮像するカメラ５１と、カメラ５１の最下部に配置された対物レンズ５２と、カメラ５１と対物レンズ５２との間に配置され光源６０から発光された光を下方に反射させるハーフミラー５３とを備えている。カメラ５１は、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子が内蔵された赤外線カメラである。光源６０は、例えば赤外線ＬＥＤから構成され、被加工物Ｗに対して透過性を有する波長域の赤外線６１を照射することができる。撮像手段５０では、光源６０から発光され被加工物Ｗの内部で反射した赤外線６１の反射光を撮像素子で捉えることにより、被加工物Ｗの内部のＸ軸座標およびＹ軸座標に基づいてＸ軸Ｙ軸平面画像を取得することができる。撮像手段５０が撮像したＸ軸Ｙ軸平面画像は、記録手段８０に記録される。
【００２５】
対物レンズ５２には、駆動手段７０が接続されている。駆動手段７０は、対物レンズ５２のＺ軸方向の上下移動を可能にするアクチュエータである。駆動手段７０は、例えば、電圧の印加によって保持テーブル１２に保持された被加工物Ｗに対して垂直方向に伸縮するピエゾ素子により構成されたピエゾモータである。駆動手段７０では、ピエゾ素子に印加する電圧を調整することにより対物レンズ５２を上下方向に移動させ、対物レンズ５２の位置を微調整することができる。したがって、駆動手段７０により所望のＺ軸座標値ごとに対物レンズ５２の位置を移動させて、Ｚ軸座標値ごとに被加工物Ｗの内部のＸ軸Ｙ軸平面画像を撮像手段５０で撮像することが可能となる。なお、駆動手段７０の構成としては、ピエゾモータに限定されず、例えば、直線的な移動を可能にするボイスコイルモータによって構成してもよい。
【００２６】
制御手段９０は、制御プログラムによって演算処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵに接続された画像処理部９１と、制御プログラム等を格納するＲＯＭと、演算処理結果等を格納する読み書き可能なＲＡＭと、入力インターフェース及び出力インターフェースとを少なくとも備えている。本実施形態に示す画像処理部９１では、記録手段８０に記録された複数のＺ軸座標値ごとのＸ軸Ｙ軸平面画像に基づいて３次元画像を生成することができる。
【００２７】
また、画像処理部９１では、例えば、生成した３次元画像から被加工物Ｗの内部に形成された改質層の断面画像（Ｚ軸方向と平行な方向に切断した画像）を生成することができる。このようして取得されたＸ軸Ｙ軸平面画像、３次元画像及び改質層の断面画像をモニター１００に表示することにより、改質層の状態を観察することができる。なお、制御手段９０は、上記した画像処理を行うほか、検査装置１の各動作機構も制御する構成となっている。
【００２８】
（２）画像取得工程
検査装置１を準備して、被加工物Ｗの内部に改質層Ｍを形成したら、図３に示すように、保持テーブル１２をＸ軸方向に加工送りしながら、撮像手段５０によって被加工物Ｗの第一の面Ｗａ側から被加工物Ｗの内部の状態を撮像する。本実施形態に示す画像取得工程では、被加工物Ｗの第一の面ＷａをＸ軸Ｙ軸平面として、第一の面Ｗａと平行なＸ軸Ｙ軸平面画像を複数撮像する。本実施形態では、Ｘ軸方向に向く一列分の分割予定ラインＳに沿って改質層Ｍを形成した直後に画像取得工程を実施する場合について説明するものとする。
【００２９】
ここで、図３に示す光源６０が発光した赤外線６１がハーフミラー５３によって下方に反射されて、対物レンズ５２を通過して第一の面Ｗａに入射されるとき、被加工物Ｗの屈折率（Ｎ）に応じて赤外線６１の屈折角が変わる。すなわち、被加工物Ｗの材質の種類によって屈折率（Ｎ）は異なる。図４は、被加工物Ｗの屈折率（Ｎ）と対物レンズ５２によって赤外線６１が集光される焦点との関係性を示す。説明の便宜上、図示の例に示す光軸Ｏに対する角度αは、対物レンズ５２を通過した赤外線６１が被加工物Ｗの第一の面Ｗａで屈折せずに直線状に入射された場合を示したものであり、この場合の第一の面Ｗａから焦点Ｐまでの距離を距離ｈ１としている。
【００３０】
通常、対物レンズ５２を通過した赤外線６１が被加工物Ｗの第一の面Ｗａから内部に入射する際、赤外線６１が屈折しない場合の角度αから例えば角度βに屈折して焦点Ｐ’に集光される。光軸Ｏに対する角度βは、屈折角に相当するものであり、この場合における被加工物Ｗの屈折率（Ｎ）は、スネルの法則により下記の式（１）に基づいて算出することができる。
【００３１】
Ｎ＝ｓｉｎα／ｓｉｎβ                式（１）
【００３２】
また、上記の式（１）によって算出された屈折率（Ｎ）を、下記の式（２）に代入することにより、被加工物Ｗの第一の面Ｗａから焦点Ｐ’までの距離ｈ２を算出することができる。
【００３３】
ｈ２＝Ｎ×ｃｏｓβ／ｃｏｓα×ｈ１    式（２）
【００３４】
距離ｈ２は、距離ｈ１よりも長くなっており、その距離分だけ焦点の間隔（焦点Ｐと焦点Ｐ’との間の距離）が延びていることが確認できる。そして、この間隔は、図５に示すように、複数のＺ軸座標値ごとに対物レンズ５２のピント合わせを行う際の所定の間隔Ｈに相当するものである。
【００３５】
被加工物Ｗの内部を撮像する際、駆動手段７０はＸ軸Ｙ軸平面に直交するＺ軸方向に所定の間隔Ｈで対物レンズ５２を間欠的に移動させる。対物レンズ５２を間欠的に移動させるとは、一定間隔を設けて対物レンズ５２の位置をＺ軸方向に移動させることを意味する。図５の例に示す所定の間隔Ｈは、検査対象となる被加工物Ｗの屈折率（Ｎ）や対物レンズ５２のＺ軸方向の移動量（Ｖ）によって変わるが、上記した式（１）で算出された屈折率（Ｎ）に移動量（Ｖ）を乗算（Ｈ＝Ｎ×Ｖ）することで算出することができる。
【００３６】
本実施形態に示す被加工物Ｗが、例えば、シリコンウエーハである場合は、その屈折率（Ｎ）は３．６である。駆動手段７０による移動量（Ｖ）が例えば１μｍに設定されている場合、被加工物Ｗの屈折率（３．６）に移動量（１μｍ）を乗算することにより、所定の間隔Ｈが３．６μｍと算出することができる。つまり、被加工物Ｗの内部で延びる焦点の間隔（Ｚ軸座標値ｚ１とＺ軸座標値ｚ２との間の間隔）が少なくとも３．６・Ｈとなる。
【００３７】
駆動手段７０は、対物レンズ５２を被加工物Ｗの第一の面Ｗａに接近する方向に下降させ、Ｚ軸座標値ｚ１に焦点Ｐ１を位置づける。図３に示したカメラ５１によって被加工物Ｗの内部を撮像すると、例えば、図６に示すＸ軸Ｙ軸平面画像２ａを取得できる。続いて、駆動手段７０は、上記した所定の間隔Ｈ（３．６μｍ）の設定に基づいて、対物レンズ５２を間欠的に第一の面Ｗａ側に移動させ、上記した屈折率（Ｎ）によって焦点Ｐ１の間隔が延びたＺ軸座標値ｚ２に焦点Ｐ２を位置づける。カメラ５１により被加工物Ｗの内部を撮像すると、例えばＸ軸Ｙ軸平面画像２ｂを取得できる。このようにして、駆動手段７０は、所定の間隔Ｈで対物レンズ５２の位置を間欠的に移動させ、カメラ５１でＺ軸座標値ｚ１，ｚ２…ごとに被加工物Ｗの内部を撮像していくことで、Ｘ軸Ｙ軸平面画像２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ及び２ｇを順次取得することが可能となる。そして、取得したＸ軸Ｙ軸平面画像２ａ〜２ｇを図１に示した記録手段８０に記録する。
【００３８】
（４）改質層検出工程
図１に示した制御手段９０の画像処理部９１は、記録手段８０に記録された複数のＺ軸座標値ｚ１，ｚ２…ごとのＸ軸Ｙ軸平面画像２ａ〜２ｇを立体的に組み立てることにより、図６に示す３次元画像３を生成する。３次元画像３は、モニター１００に表示される。３次元画像３のうち、最も上側のＸ軸Ｙ軸平面画像２ａと最も下側のＸ軸Ｙ軸平面画像２ｇとには、改質層Ｍが写し出されていないが、Ｘ軸Ｙ軸平面画像２ｂ〜２ｆには改質層Ｍが写し出されていることが確認できる。また、Ｘ軸Ｙ軸平面画像２ｂ，２ｃ，２ｅ及び２ｆには、屈折部分のわずかな誤差の影響により改質層Ｍがぼやけたピンボケ部分Ｍｏも含まれているが、改質層Ｍの検出の妨げとはならない。つまり、ピンボケ部分Ｍｏを含む改質層Ｍが最初に表出されたＸ軸Ｙ軸平面画像２ａから改質層Ｍが最後に表出されたＸ軸Ｙ軸平面画像２ｆまでを利用して改質層Ｍを検出することができる。
【００３９】
画像処理部９１は、３次元画像３からＺ軸方向に平行で改質層Ｍを切断した断面に現れる断面画像として、例えば、図７に示す２次元画像４を生成する。２次元画像４についてもモニター１００に表示される。２次元画像４に写し出されている改質層Ｍを観察することにより、被加工物Ｗの内部における改質層ＭのＺ軸方向の深さ位置、改質層Ｍの形状、改質層Ｍの上端Ｍａから下端Ｍｂまでの長さＬを改質層Ｍの状態として検出する。このように、３次元画像３から２次元画像４に変換して改質層Ｍの全体形状を把握することが可能となるため、改質層Ｍの状態を高精度に検出することができる。改質層Ｍの状態の検出結果は、制御手段９０のＲＡＭに格納され、最適なレーザー加工条件の選定に利用される。
【００４０】
このように、本発明に係る非破壊検出方法では、対物レンズ５２を備え第一の面Ｗａから撮像する撮像手段５０と、被加工物Ｗに対して透過性を有する波長域の光を第一の面Ｗａ側から照射する光源６０と、対物レンズ５２を第一の面Ｗａに接近および離反させる駆動手段７０と、撮像手段５０が撮像した画像を記録する記録手段８０とを備えた検査装置１を準備する準備工程を実施した後、例えばＸ軸Ｙ軸平面に直交するＺ軸方向に所定の間隔Ｈで対物レンズ５２を間欠的に移動して第一の面Ｗａに接近させ被加工物Ｗの屈折率によって焦点の間隔が延びたＺ軸座標値に焦点を位置づけ複数のＺ軸座標値ごとに被加工物Ｗの内部のＸ軸Ｙ軸平面画像を取得して記録手段８０に記録する画像取得工程と、記録手段８０に記録された複数のＺ軸座標値ごとのＸ軸Ｙ軸平面画像２ａ〜２ｇから改質層Ｍの状態を検出する改質層検出工程とを実施するように構成したため、被加工物Ｗを非破壊で改質層Ｍの状態を検出することができる。したがって、本発明によれば、レーザー加工による改質層Ｍの形成と撮像手段５０による改質層Ｍの状態検出とを繰り返し実施することが可能となり、所望の改質層Ｍを形成するための最適なレーザー加工条件を迅速に選定することができる。
【００４１】
なお、本実施形態で示した検査装置１は、被加工物Ｗの内部に改質層Ｍを形成するレーザー加工装置としても機能する構成としたが、検査装置１は、本実施形態に示した装置構成に限定されず、レーザー加工装置とは独立した単体の装置構成でもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１：検査装置  ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ：Ｘ軸Ｙ軸平面画像
３：３次元画像  ４：２次元画像
１０：装置ベース  １１：コラム  １２：保持テーブル  １２ａ：保持面
１３：カバーテーブル  １４：回転手段  １５：フレーム保持手段
２０：Ｘ軸方向移動手段  ２１：ボールネジ  ２２：モータ  ２３：ガイドレール
２４：軸受け部  ２５：移動ベース
３０：Ｙ軸方向移動手段  ３１：ボールネジ  ３２：モータ  ３３：ガイドレール
３４：軸受け部  ３５：移動ベース
４０：レーザー加工手段  ４１：レーザー加工ヘッド  ４２：集光レンズ
４３：レーザー光線
５０：撮像手段  ５１：カメラ  ５２：対物レンズ  ５３：ハーフミラー
６０：光源  ６１：赤外線  ７０：駆動手段  ８０：記録手段  ９０：制御手段
９１：画像処理部  １００：モニター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019140167.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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