(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物に形成された加工孔の深さを効率よく検出する。【解決手段】チャックテーブルに保持された被加工物に形成されている加工穴の深さを検出する加工穴の深さ検出装置であって、所定波長の第１の検査用レーザー光線を発振する第１の検査用レーザー光線発振手段を備え第１の検査用レーザー光線の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第１の表面位置検出手段と、第１の検査用レーザー光線の波長と異なる波長の第２の検査用レーザー光線を発振する第２の検査用レーザー光線発振手段を備え第２の検査用レーザー光線の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第２の表面位置検出手段と、第１の表面位置検出手段によって検出された検出値と第２の表面位置検出手段によって検出された検出値に基づいて被加工物に形成された加工孔の深さを求める制御手段とを具備している。【選択図】図２
2008058230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルをX軸方向に移動するX軸移動手段と、該チャックテーブルをX軸方向と直交するY軸方向に移動するY軸移動手段とを具備し、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物に形成されている加工孔の深さを検出する加工穴の深さ検出装置であって、
所定波長の第１の検査用レーザー光線を第１の光路に発振する第１の検査用レーザー光線発振手段を備え該第１の検査用レーザー光線の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第１の表面位置検出手段と、
該第１の検査用レーザー光線の波長と異なる波長の第２の検査用レーザー光線を第２の光路に発振する第２の検査用レーザー光線発振手段を備え該第２の検査用レーザー光線の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第２の表面位置検出手段と、
該第１の光路に発振された該第１の検査用レーザー光線と該第２の光路に発振された該第２の検査用レーザー光線を第３の光路に導く合成ビームスプリッターと、
該第３の光路に配設され該第１の検査用レーザー光線および該第２の検査用レーザー光線を集光して該チャックテーブルに保持された被加工物に照射する集光器と、
該第１の光路または該第２の光路に配設され該第１の検査用レーザー光線または該第２の検査用レーザー光線の集光点位置を変更する集光点位置調整手段と、
該第１の表面位置検出手段によって検出された検出値と該第２の表面位置検出手段によって検出された検出値に基づいて被加工物に形成された加工孔の深さを求める制御手段と、を具備している、
ことを特徴とする加工穴の深さ検出装置。
【請求項２】
該第１の表面位置検出手段は、該第１の光路に配設され被加工物で反射した反射光を第４の光路に分岐する第１の無偏向ビームスプリッターと、該第４の光路に配設され該第１の無偏向ビームスプリッターによって分岐された反射光のうち該第１の検査用レーザー光線の波長の反射光のみを通過せしめるパスフィルターと、該パスフィルターを通過した反射光を第５の光路と第６の光路に分岐する無偏向補助ビームスプリッターと、該無偏向補助ビームスプリッターによって該第５の光路に分岐された反射光を１００％受光する第1の受光素子と、該補助ビームスプリッターによって該第６の光路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第６の光路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを備えており、
該第２の表面位置検出手段は、該第２の光路に配設され被加工物で反射した反射光を第７の光路に分岐する第２の無偏向ビームスプリッターと、該第７の光路に配設され該第２の無偏向ビームスプリッターによって分岐された反射光のうち該第２の検査用レーザー光線の波長の反射光のみを通過せしめるパスフィルターと、該パスフィルターを通過した反射光を第８の光路と第９の光路に分岐する無偏向補助ビームスプリッターと、該無偏向補助ビームスプリッターによって該第８の光路に分岐された反射光を１００％受光する第1の受光素子と、該無偏向補助ビームスプリッターによって該第９の光路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第９の光路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを備えており、
該制御手段は、該第１の表面位置検出手段の該第1の受光素子と該第２の受光素子の検出信号に基づいて該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比に基づいて被加工物の上面の高さ位置または加工孔の底面の高さ位置を求め、該第２の表面位置検出手段の該第1の受光素子と該第２の受光素子の検出信号に基づいて該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比に基づいて加工孔の底面の高さ位置または被加工物の上面の高さ位置を求め、該被加工物の上面の高さ位置と該加工孔の底面の高さ位置に基づいて被加工物に形成されている加工孔の深さを求める、請求項１記載の加工穴の深さ検出装置。
【請求項３】
該制御手段は、該第１の表面位置検出手段および第２の表面位置検出手段の該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比と該第１の検査用レーザー光線および該第２の検査用レーザー光線の照射部の高さ位置との相関関係が設定された制御マップを格納する記憶領域を備えたメモリを具備しており、該第１の表面位置検出手段の該第1の受光素子と該第２の受光素子の検出信号に基づいて該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比を該制御マップと照合して被加工物の上面の高さ位置または加工孔の底面の高さ位置を求め、該第２の表面位置検出手段の該第1の受光素子と該第２の受光素子の検出信号に基づいて該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比を該制御マップと照合して加工孔の底面の高さ位置または被加工物の上面の高さ位置を求め、該被加工物の上面の高さ位置と該加工孔の底面の高さ位置に基づいて被加工物に形成されている加工孔の深さを求める、請求項２記載の加工穴の深さ検出装置。
【請求項４】
該制御手段の該メモリは、複数の物質の反射率に関するデータを格納するする記憶領域を備えており、該制御手段は該第１の表面位置検出手段または第２の表面位置検出手段の該第1の受光素子が受光した光量に基づいて被加工物に形成されている加工孔が加工された物質から他の物質に達したたか否かを判定する、請求項２又は３記載の加工穴の深さ検出装置。
【請求項５】
加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段と該合成ビームスプリッターとの間に配設され該第１の検査用レーザー光線または該第２の検査用レーザー光線を該合成ビームスプリッターに導くとともに該加工用レーザー光線発振手段から発振される該加工用レーザー光線を該合成ビームスプリッターに導くダイクロイックハーフミラーと、を具備している、
ことを特徴とする1〜３のいずれかに記載の加工穴の深さ検出装置を備えたレーザー加工機。
【請求項６】
被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルをX軸方向に移動するX軸移動手段と、該チャックテーブルをX軸方向と直交するY軸方向に移動するY軸移動手段とを具備し、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物に形成されている加工孔の深さを検出する加工穴の深さ検出装置であって、
検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段と、該検査用レーザー光線発振手段が発振した該検査用レーザー光線をP波とS波に分光し第１の光路と第２の光路に分岐する偏向ビームスプリッターと、
該偏向ビームスプリッターによって分岐された該検査用レーザー光線のP波とS波を第３の光路に導く合成ビームスプリッターと、
該第３の光路に配設され該検査用レーザー光線のP波とS波を集光して該チャックテーブルに保持された被加工物に照射する集光器と、
該第１の光路または該第２の光路に配設され該検査用レーザー光線のP波またはS波の集光点位置を変更する集光点位置調整手段と、
該集光器から被加工物に照射された該検査用レーザー光線のP波またはS波の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第１の表面位置検出手段と、
該集光器から被加工物に照射された該検査用レーザー光線のＳ波またはP波の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第２の表面位置検出手段と、
該第１の表面位置検出手段によって検出された検出値と該第２の表面位置検出手段によって検出された検出値に基づいて被加工物に形成された加工孔の深さを求める制御手段と、を具備している、
ことを特徴とする加工穴の深さ検出装置。
【請求項７】
該第１の表面位置検出手段は、該第１の光路に配設され被加工物で反射した反射光を第４の光路に分岐する第１の無偏向ビームスプリッターと、該第４の光路に配設され該第１の無偏向ビームスプリッターによって分岐された反射光のうち該検査用レーザー光線のP波またはS波のみを通過せしめるパスフィルターと、該パスフィルターを通過した反射光を第５の光路と第６の光路に分岐する無偏向補助ビームスプリッターと、該無偏向補助ビームスプリッターによって該第５の光路に分岐された反射光を１００％受光する第1の受光素子と、該無偏向補助ビームスプリッターによって該第６の光路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第６の光路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを備えており、
該第２の表面位置検出手段は、該第２の光路に配設され被加工物で反射した反射光を第７の光路に分岐する第２の無偏向ビームスプリッターと、該第７の光路に配設され該第２の無偏向ビームスプリッターによって分岐された反射光のうち該検査用レーザー光線のS波またはP波のみを通過せしめるパスフィルターと、該パスフィルターを通過した反射光を第８の光路と第９の光路に分岐する無偏向補助ビームスプリッターと、該無偏向補助ビームスプリッターによって該第８の光路に分岐された反射光を１００％受光する第1の受光素子と、該無偏向補助ビームスプリッターによって該第９の光路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第９の光路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを備えており、
該制御手段は、該第１の表面位置検出手段の該第1の受光素子と該第２の受光素子の検出信号に基づいて該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比に基づいて被加工物の上面の高さ位置または加工孔の底面の高さ位置を求め、該第２の表面位置検出手段の該第1の受光素子と該第２の受光素子の検出信号に基づいて該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比に基づいて加工孔の底面の高さ位置または被加工物の上面の高さ位置を求め、該被加工物の上面の高さ位置と該加工孔の底面の高さ位置から被加工物に形成されている加工孔の深さを求める、請求項６記載の加工穴の深さ検出装置。
【請求項８】
該制御手段は、該第１の表面位置検出手段および第２の表面位置検出手段の該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比と該第１の検査用レーザー光線および該第２の検査用レーザー光線の照射部の高さ位置との相関関係が設定された制御マップを格納する記憶領域を備えたメモリを具備しており、該第１の表面位置検出手段の該第1の受光素子と該第２の受光素子の検出信号に基づいて該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比を該制御マップと照合して被加工物の上面の高さ位置または加工孔の底面の高さ位置を求め、該第２の表面位置検出手段の該第1の受光素子と該第２の受光素子の検出信号に基づいて該第1の受光素子が受光した光量と該第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比を該制御マップと照合して加工孔の底面の高さ位置または被加工物の上面の高さ位置を求め、該被加工物の上面の高さ位置と該加工孔の底面の高さ位置から被加工物に形成されている加工孔の深さを求める、請求項７記載の加工穴の深さ検出装置。
【請求項９】
該制御手段の該メモリは、複数の物質の反射率に関するデータを格納するする記憶領域を備えており、該制御手段は該第１の表面位置検出手段または第２の表面位置検出手段の該第1の受光素子が受光した光量に基づいて被加工物に形成されている加工孔が加工された物質から他の物質に達したたか否かを判定する、請求項７又は８記載の加工穴の深さ検出装置。
【請求項１０】
加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段と該合成ビームスプリッターとの間に配設され該第１の検査用レーザー光線または該第２の検査用レーザー光線を該合成ビームスプリッターに導くとともに該加工用レーザー光線発振手段から発振される該加工用レーザー光線を該合成ビームスプリッターに導くダイクロイックハーフミラーと、を具備している、
ことを特徴とする６〜９のいずれかに記載の加工穴の深さ検出装置を備えたレーザー加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物に形成された加工孔の深さを検出するための加工孔の深さ検出装置およびこの加工孔の深さ検出装置を装備したレーザー加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。
【０００３】
装置の小型化、高機能化を図るため、複数の半導体チップを積層し、積層された半導体チップの電極を接続するモジュール構造が実用化されている。このモジュール構造は、半導体ウエーハの表面におけるボンディングパッドが形成された位置に裏面からボンディングパッドに達する孔（ビアホール）を形成し、このビアホールに電極と接続するアルミニウム等の導電性材料を埋め込む構成である。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００３−１６３３２３号公報
【０００４】
上述した半導体ウエーハに設けられるビアホールは、ドリルによって形成されている。しかるに、半導体ウエーハに設けられるビアホールは直径が１００〜３００μmと小さく、ドリルによる穿孔では生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
上記問題を解消するために本出願人は、半導体ウエーハ等の被加工物に効率よく細孔を形成することができるレーザー加工装置を特願２００５−６４８６７号として提案した。このレーザー加工装置は、被加工物を保持するチャックテーブルとレーザー光線照射手段との相対的な加工送り量を検出する加工送り量検出手段と、被加工物に形成する細孔のX,Y座標値を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された細孔のX,Y座標値と加工送り量検出手段からの検出信号に基づいてレーザー光線照射手段を制御する制御手段とを具備し、被加工物に形成する細孔のX,Y座標値がレーザー光線照射手段の集光器の直下に達したらレーザー光線を照射するように構成したものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した半導体ウエーハの裏面からレーザー光線を照射してビアホールを形成する形成方法においては、半導体ウエーハの表面に形成されたボンディングパッドに穴を開けないように寸止めしなければならず、このためにはビアホールがボンディングパッドに達した時点でレーザー光線の照射を停止する必要がある。しかるに、ビアホールがボンディングパッドに達したことを検出することは非常に難しく、ビアホールがボンディングパッドに達していない場合がある。従って、ウエーハに形成されたビアホールがボンディングパッドに達したか否かを確認することが必要であり、もし、ビアホールがボンディングパッドに達していなかったら効率よく再加工できるようにビアホールの深さを検出できることが望ましい。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物に形成された加工孔の深さを効率よく検出することができる加工孔の深さ検出装置および加工孔の深さ検出装置を装備したレーザー加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルをX軸方向に移動するX軸移動手段と、該チャックテーブルをX軸方向と直交するY軸方向に移動するY軸移動手段とを具備し、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物に形成されている加工孔の深さを検出する加工穴の深さ検出装置であって、
所定波長の第１の検査用レーザー光線を第１の光路に発振する第１の検査用レーザー光線発振手段を備え該第１の検査用レーザー光線の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第１の表面位置検出手段と、
該第１の検査用レーザー光線の波長と異なる波長の第２の検査用レーザー光線を第２の光路に発振する第２の検査用レーザー光線発振手段を備え該第２の検査用レーザー光線の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第２の表面位置検出手段と、
該第１の光路に発振された該第１の検査用レーザー光線と該第２の光路に発振された該第２の検査用レーザー光線を第３の光路に導く合成ビームスプリッターと、
該第３の光路に配設され該第１の検査用レーザー光線および該第２の検査用レーザー光線を集光して該チャックテーブルに保持された被加工物に照射する集光器と、
該第１の光路または該第２の光路に配設され該第１の検査用レーザー光線または該第２の検査用レーザー光線の集光点位置を変更する集光点位置調整手段と、
該第１の表面位置検出手段によって検出された検出値と該第２の表面位置検出手段によって検出された検出値に基づいて被加工物に形成された加工孔の深さを求める制御手段と、を具備している、
ことを特徴とする加工穴の深さ検出装置が提供される。
【０００９】
上記第１の表面位置検出手段は、第１の光路に配設され被加工物で反射した反射光を第４の光路に分岐する第１の無偏向ビームスプリッターと、第４の光路に配設され第１の無偏向ビームスプリッターによって分岐された反射光のうち第１の検査用レーザー光線の波長の反射光のみを通過せしめるパスフィルターと、該パスフィルターを通過した反射光を第５の光路と第６の光路に分岐する無偏向補助ビームスプリッターと、該無偏向補助ビームスプリッターによって該第５の光路に分岐された反射光を１００％受光する第1の受光素子と、無偏向補助ビームスプリッターによって第６の光路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第６の光路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを備えており、
上記第２の表面位置検出手段は、第２の光路に配設され被加工物で反射した反射光を第７の光路に分岐する第２の無偏向ビームスプリッターと、第７の光路に配設され第２の無偏向ビームスプリッターによって分岐された反射光のうち第２の検査用レーザー光線の波長の反射光のみを通過せしめるパスフィルターと、該パスフィルターを通過した反射光を第８の光路と第９の光路に分岐する無偏向補助ビームスプリッターと、該無偏向補助ビームスプリッターによって第８の光路に分岐された反射光を１００％受光する第1の受光素子と、無偏向補助ビームスプリッターによって第９の光路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、第９の光路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを備えており、
上記制御手段は、第１の表面位置検出手段の第1の受光素子と第２の受光素子の検出信号に基づいて第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比に基づいて被加工物の上面の高さ位置または加工孔の底面の高さ位置を求め、第２の表面位置検出手段の第1の受光素子と第２の受光素子の検出信号に基づいて第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比に基づいて加工孔の底面の高さ位置または被加工物の上面の高さ位置を求め、被加工物の上面の高さ位置と加工孔の底面の高さ位置に基づいて被加工物に形成されている加工孔の深さを求める。
【００１０】
上記制御手段は、上記第１の表面位置検出手段および第２の表面位置検出手段の第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比と第１の検査用レーザー光線および第２の検査用レーザー光線の照射部の高さ位置との相関関係が設定された制御マップを格納する記憶領域を備えたメモリを具備しており、第１の表面位置検出手段の第1の受光素子と第２の受光素子の検出信号に基づいて第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比を制御マップと照合して被加工物の上面の高さ位置または加工孔の底面の高さ位置を求め、第２の表面位置検出手段の第1の受光素子と第２の受光素子の検出信号に基づいて第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比を制御マップと照合して加工孔の底面の高さ位置または被加工物の上面の高さ位置を求め、被加工物の上面の高さ位置と該加工孔の底面の高さ位置に基づいて被加工物に形成されている加工孔の深さを求める。
【００１１】
また、上記制御手段のメモリは、複数の物質の反射率に関するデータを格納するする記憶領域を備えており、制御手段は第１の表面位置検出手段または第２の表面位置検出手段の第1の受光素子が受光した光量に基づいて被加工物に形成されている加工孔が加工された物質から他の物質に達したたか否かを判定する。
【００１２】
また、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルをX軸方向に移動するX軸移動手段と、該チャックテーブルをX軸方向と直交するY軸方向に移動するY軸移動手段とを具備し、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物に形成されている加工孔の深さを検出する加工穴の深さ検出装置であって、
検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段と、該検査用レーザー光線発振手段が発振した該検査用レーザー光線をP波とS波に分光し第１の光路と第２の光路に分岐する偏向ビームスプリッターと、
該偏向ビームスプリッターによって分岐された該検査用レーザー光線のP波とS波を第３の光路に導く合成ビームスプリッターと、
該第３の光路に配設され該検査用レーザー光線のP波とS波を集光して該チャックテーブルに保持された被加工物に照射する集光器と、
該第１の光路または該第２の光路に配設され該検査用レーザー光線のP波またはS波の集光点位置を変更する集光点位置調整手段と、
該集光器から被加工物に照射された該検査用レーザー光線のP波またはS波の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第１の表面位置検出手段と、
該集光器から被加工物に照射された該検査用レーザー光線のＳ波またはP波の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第２の表面位置検出手段と、
該第１の表面位置検出手段によって検出された検出値と該第２の表面位置検出手段によって検出された検出値に基づいて被加工物に形成された加工孔の深さを求める制御手段と、を具備している、
ことを特徴とする加工穴の深さ検出装置が提供される。
【００１３】
上記第１の表面位置検出手段は、第１の光路に配設され被加工物で反射した反射光を第４の光路に分岐する第１の無偏向ビームスプリッターと、第４の光路に配設され第１の無偏向ビームスプリッターによって分岐された反射光のうち検査用レーザー光線のP波またはS波のみを通過せしめるパスフィルターと、該パスフィルターを通過した反射光を第５の光路と第６の光路に分岐する無偏向補助ビームスプリッターと、該無偏向補助ビームスプリッターによって第５の光路に分岐された反射光を１００％受光する第1の受光素子と、無偏向補助ビームスプリッターによって第６の光路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、該第６の光路に配設され該第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを備えており、
上記第２の表面位置検出手段は、第２の光路に配設され被加工物で反射した反射光を第７の光路に分岐する第２の無偏向ビームスプリッターと、第７の光路に配設され第２の無偏向ビームスプリッターによって分岐された反射光のうち検査用レーザー光線のS波またはP波のみを通過せしめるパスフィルターと、該パスフィルターを通過した反射光を第８の光路と第９の光路に分岐する無偏向補助ビームスプリッターと、該無偏向補助ビームスプリッターによって第８の光路に分岐された反射光を１００％受光する第1の受光素子と、無偏向補助ビームスプリッターによって第９の光路に分光された反射光を受光する第２の受光素子と、第９の光路に配設され第２の受光素子が受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段とを備えており、
上記制御手段は、第１の表面位置検出手段の該第1の受光素子と第２の受光素子の検出信号に基づいて第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比に基づいて被加工物の上面の高さ位置または加工孔の底面の高さ位置を求め、第２の表面位置検出手段の第1の受光素子と第２の受光素子の検出信号に基づいて第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比に基づいて加工孔の底面の高さ位置または被加工物の上面の高さ位置を求め、被加工物の上面の高さ位置と加工孔の底面の高さ位置から被加工物に形成されている加工孔の深さを求める。
【００１４】
上記制御手段は、上記第１の表面位置検出手段および第２の表面位置検出手段の第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比と第１の検査用レーザー光線および第２の検査用レーザー光線の照射部の高さ位置との相関関係が設定された制御マップを格納する記憶領域を備えたメモリを具備しており、第１の表面位置検出手段の第1の受光素子と該第２の受光素子の検出信号に基づいて該第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比を制御マップと照合して被加工物の上面の高さ位置または加工孔の底面の高さ位置を求め、第２の表面位置検出手段の第1の受光素子と第２の受光素子の検出信号に基づいて第1の受光素子が受光した光量と第２の受光素子が受光した光量との比を演算し該光量の比を制御マップと照合して加工孔の底面の高さ位置または被加工物の上面の高さ位置を求め、被加工物の上面の高さ位置と加工孔の底面の高さ位置から被加工物に形成されている加工孔の深さを求める。
また、上記制御手段のメモリは、複数の物質の反射率に関するデータを格納するする記憶領域を備えており、制御手段は上記第１の表面位置検出手段または第２の表面位置検出手段の第1の受光素子が受光した光量に基づいて被加工物に形成されている加工孔が加工された物質から他の物質に達したたか否かを判定する。
【００１５】
また、上記制御手段のメモリは、複数の物質の反射率に関するデータを格納するする記憶領域を備えており、制御手段は第１の表面位置検出手段または第２の表面位置検出手段の第1の受光素子が受光した光量に基づいて被加工物に形成されている加工孔が加工された物質から他の物質に達したたか否かを判定する。
【００１６】
更に、本発明によれば、加工用レーザー光線を発振する加工用レーザー光線発振手段と、該加工用レーザー光線発振手段と上記合成ビームスプリッターとの間に配設され第１の検査用レーザー光線または第２の検査用レーザー光線を合成ビームスプリッターに導くとともに加工用レーザー光線発振手段から発振される加工用レーザー光線を合成ビームスプリッターに導くダイクロイックハーフミラーとを具備し、上記加工穴の深さ検出装置を備えたレーザー加工機が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による加工穴の深さ検出装置は、第１の検査用レーザー光線発振手段を備え第１の検査用レーザー光線の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第１の表面位置検出手段によって検出された検出値と、第２の検査用レーザー光線発振手段を備え第２の検査用レーザー光線の反射光に基づいて被加工物における照射部の高さ位置を検出する第２の表面位置検出手段によって検出された検出値に基づいて被加工物に形成された加工孔の深さを求めるので、被加工物に形成されている加工穴の深さを効率よく検出することができる。従って、未完成の加工穴を確実に再加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に従って構成された加工孔の深さ検出装置およびレーザー加工機の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１９】
図１には、本発明に従って構成された加工孔の深さ検出装置が装備されたレーザー加工機の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工機１は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記X軸方向と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。
【００２０】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上に矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持された支持テーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１の上面である保持面上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、後述する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。
【００２１】
上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動させるためのX軸移動手段としての加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられる。
【００２２】
図示の実施形態におけるレーザー加工機１は、上記チャックテーブル３６の加工送り量を検出するための加工送り量検出手段３７４を備えている。加工送り量検出手段３７４は、案内レール３１に沿って配設されたリニアスケール３７４aと、第１の滑動ブロック３２に配設され第１の滑動ブロック３２とともにリニアスケール３７４aに沿って移動する読み取りヘッド３７４bとからなっている。この送り量検出手段３７４の読み取りヘッド３７４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出する。なお、上記加工送り手段３７の駆動源としてパルスモータ３７２を用いた場合には、パルスモータ３７２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することもできる。また、上記加工送り手段３７の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の加工送り量を検出することもできる。
【００２３】
上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第1のＹ軸移動手段としての第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
【００２４】
図示の実施形態におけるレーザー加工機１は、上記第２の滑動ブロック３３の割り出し加工送り量を検出するための割り出し送り量検出手段３８４を備えている。割り出し送り量検出手段３８４は、案内レール３２２に沿って配設されたリニアスケール３８４aと、第２の滑動ブロック３３に配設され第２の滑動ブロック３３とともにリニアスケール３８４aに沿って移動する読み取りヘッド３８４bとからなっている。この送り量検出手段３８４の読み取りヘッド３８４bは、図示に実施形態においては1μm毎に１パルスのパルス信号を後述する制御手段に送る。そして後述する制御手段は、入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量を検出する。なお、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてパルスモータ３８２を用いた場合には、パルスモータ３８２に駆動信号を出力する後述する制御手段の駆動パルスをカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量を検出することもできる。また、上記第１の割り出し送り手段３８の駆動源としてサーボモータを用いた場合には、サーボモータの回転数を検出するロータリーエンコーダが出力するパルス信号を後述する制御手段に送り、制御手段が入力したパルス信号をカウントすることにより、チャックテーブル３６の割り出し送り量を検出することもできる。
【００２５】
上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための第２のＹ軸移動手段としての第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ねじロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
【００２６】
図示の実施形態のおけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向（Ｚ軸方向）に移動可能に支持される。
【００２７】
図示のレーザー光線照射手段５２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。ケーシング５２１内には図２に示すように加工用パルスレーザー光線発振手段６と、この加工用パルスレーザー光線発振手段６が発振する加工用パルスレーザー光線を図２において下方に向けて９０度変換する方向変換ミラー７が配設されており、ケーシング５２１の先端には方向変換ミラー７によって方向変換されたレーザー光線を集光せしめる集光レンズ８１を備えた集光器８が装着されている（図１参照）。加工用パルスレーザー光線発振手段６は、被加工物であるウエーハに対して吸収性を有する波長の加工用パルスレーザー光線LBを発振する。この加工用パルスレーザー光線発振手段6は、ウエーハがシリコン基板、炭化珪素基板、リチウムタンタレート基板、ガラス基板或いは石英基板を含むウエーハである場合、例えば波長が３５５ｎｍである加工用パルスレーザー光線LBを発振するＹＶＯ４パルスレーザー発振器或いはＹＡＧパルスレーザー発振器を用いることができる。
【００２８】
上記集光レンズ８１を備えた集光器８は、上記ケーシング５２１の先端部に装着されている。この集光器８は、集光レンズ８１を含む組レンズから構成されており、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振され方向変換ミラー７によって方向変換された加工用パルスレーザー光線LBを集光点Pに集光する。
【００２９】
図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工機１は、チャックテーブルに保持された被加工物に加工された加工孔の深さを検出する深さ検出装置９を具備している。加工孔の深さ検出装置９は、図示の実施形態においては第１の検査用レーザー光線LB1を第１の光路Aに発振する第１の検査用レーザー光線発振手段９０aを備えた第１の表面位置検出手段９aと、第２の検査用レーザー光線LB2を第2の光路Bに発振する第２の表面位置検出手段９bとからなっている。また、加工孔の深さ検出装置９は、第１の光路Aに発振された第１の検査用レーザー光線LB1および第２の光路Bに発振された第２の検査用レーザー光線LB2を第３の光路に導く合成ビームスプリッター９１を具備している。なお、第３の光路Cに上記集光器８が配設されるようになっている。
【００３０】
第１の表面位置検出手段９aは、上述した第１の検査用レーザー光線発振手段９０aと、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６と合成ビームスプリッター９１と間に配設されたダイクロイックハーフミラー９１aと、該ダイクロイックハーフミラー９１aと第１の検査用レーザー光線発振手段９０aとの間に配設された第１の無偏向ビームスプリッター９２aを具備している。第１の検査用レーザー光線発振手段９０aは、例えば波長が６３３ｎｍの第１の検査用レーザー光線LB1を発振するHe-Neレーザー発振器を用いることができる。ダイクロイックハーフミラー９１aは、加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振された加工用パルスレーザー光線LBは合成ビームスプリッター９１に向けて通過するが、第１の検査用レーザー光線発振手段９０aから発振された第１の検査用レーザー光線LB1を合成ビームスプリッター９１に向けて方向を変換する。第１の無偏向ビームスプリッター９２aは、第１の検査用レーザー光線LB1は通過させ、ダイクロイックハーフミラー９１aによって反射された反射光を第４の光路Dに分岐せしめる。
【００３１】
図示の実施形態における第１の表面位置検出手段９aは、第１の無偏向ビームスプリッター９２aによって反射された反射光のうち第１の検査用レーザー光線LB1の波長（例えば、６３３ｎｍ）に対応する反射光のみを通過せしめるパスフィルター９３aと、該パスフィルター９３aを通過した反射光を第５の経路Eと第６の経路Fに分光する無偏向補助ビームスプリッター９４aと、該無偏向補助ビームスプリッター９４aによって第５の経路Eに分光された反射光を１００％集光する集光レンズ９５aと、該集光レンズ９５aによって集光された反射光を受光する第1の受光素子９６aを具備している。第1の受光素子９６aは、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。また、図示の実施形態における第１の表面位置検出手段９aは、無偏向補助ビームスプリッター９４aによって第６の経路Fに分光された反射光を受光する第２の受光素子９７aと、該第２の受光素子９７aが受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段９８aを具備している。受光領域規制手段９８aは、図示の実施形態においては無偏向補助ビームスプリッター９４aによって第６の経路Fに分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズ９８１aと、該シリンドリカルレンズ９８１aによって一次元に集光られた反射光を単位長さに規制する一次元マスク９８２aとからなっている。該一次元マスク９８２aを通過した反射光を受光する第２の受光素子９７aは、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。
【００３２】
次に、加工孔の深さ検出装置９を構成する第２の表面位置検出手段９bについて説明する。
第２の表面位置検出手段９bは、上述した第２の検査用レーザー光線LB2を発振する第２の検査用レーザー光線発振手段９０bと、該第２の検査用レーザー光線発振手段９０bと上記合成ビームスプリッター９１との間に配設された第２の無偏向ビームスプリッター９２bを具備している。第１の検査用レーザー光線発振手段９０bは、例えば波長が５３２ｎｍの第２の検査用レーザー光線LB2を発振するYAGレーザー発振器を用いることができる。第２の無偏向ビームスプリッター９２bは、第２の検査用レーザー光線LB２は通過させ、上記合成ビームスプリッター９１によって反射された反射光を第７の光路Gに方向を変換せしめる。
【００３３】
図示の実施形態における第２の表面位置検出手段９bは、第２の無偏向ビームスプリッター９２bによって反射された反射光のうち第２の検査用レーザー光線LB2の波長（例えば、５３２ｎｍ）に対応する反射光のみを通過せしめるパスフィルター９３bと、該パスフィルター９３bを通過した反射光を第８の経路Jと第９の経路Ｋに分光する無偏向補助ビームスプリッター９４bと、該無偏向補助ビームスプリッター９４bによって第８の経路Jに分光された反射光を１００％集光する集光レンズ９５bと、該集光レンズ９５bによって集光された反射光を受光する第1の受光素子９６bを具備している。第1の受光素子９６bは、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。また、図示の実施形態における第２の表面位置検出手段９bは、無偏向補助ビームスプリッター９４bによって第９の経路Ｋに分光された反射光を受光する第２の受光素子９７bと、該第２の受光素子９７bが受光する反射光の受光領域を規制する受光領域規制手段９８bを具備している。受光領域規制手段９８bは、図示の実施形態においては無偏向補助ビームスプリッター９４bによって第９の経路Ｋに分光された反射光を一次元に集光するシリンドリカルレンズ９８１bと、該シリンドリカルレンズ９８１bによって一次元に集光された反射光を単位長さに規制する一次元マスク９８２bとからなっている。該一次元マスク９８２bを通過した反射光を受光する第２の受光素子９７bは、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。また、図示の実施形態における第２の表面位置検出手段９bは、上記無偏向ビームスプリッター９１bと第２の無偏向ビームスプリッター９２bとの間に配設された集光点位置調整手段としてのビームエキスパンダー９９を備えている。このビームエキスパンダー９９は、２枚の凸レンズ９９１と９９２と、該２枚の凸レンズ９９１と９９２との間隔を調整する調整手段(図示せず)とからなっている。
【００３４】
図示の実施形態における加工孔の深さを検出装置９は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。先ず、加工孔の深さを検出装置９を構成する第１の表面位置検出手段９aの作用について説明する。
第１の表面位置検出手段９aの第１の検査用レーザー光線発振手段９０aから発振された第１の検査用レーザー光線LB1は、第１の無偏向ビームスプリッター９２aを通過してダイクロイックハーフミラー９１aに達し、該ダイクロイックハーフミラー９１aによって合成ビームスプリッター９１に向けて反射される。合成ビームスプリッター９１に向けて反射された第１の検査用レーザー光線LB1は、合成ビームスプリッター９１を通過して第３の光路Cを通り上記加工用パルスレーザー光線LBと同様に方向変換ミラー７によって方向変換され集光レンズ８１によって集光される。このようにして集光される第１の検査用レーザー光線LB1は、チャックテーブル３６に保持された被加工物の表面(上面)で反射し、その反射光が図２において破線で示すように集光レンズ８１、方向変換ミラー７、合成ビームスプリッター９１、ダイクロイックハーフミラー９１a、第１の無偏向ビームスプリッター９２aを介してパスフィルター９３aに達する。なお、後述するように第２の検査用レーザー光線LB2の反射光も第１の検査用レーザー光線LB1と同様に経路を介してパスフィルター９３aに達する。パスフィルター９３aは上述したように第１の検査用レーザー光線LB1の波長（例えば、６３３ｎｍ）に対応する反射光のみを通過せしめるように構成されているので、第２の検査用レーザー光線LB2の反射光はパスフィルター９３aによって遮断される。従って、第１の検査用レーザー光線LB1の反射光だけがパスフィルター９３aを通過し、無偏向補助ビームスプリッター９４aに達する。
【００３５】
無偏向補助ビームスプリッター９４aに達した第１の検査用レーザー光線LB1の反射光は、第５の経路Eと第６の経路Fに分光される。第５の経路Eに分光された反射光は、集光レンズ９５aによって１００％集光され第1の受光素子９６aに受光される。そして、第1の受光素子９６aは、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。一方、第６の経路Fに分光された第１の検査用レーザー光線LB1の反射光は、受光領域規制手段９８aのシリンドリカルレンズ９８１aによって一次元に集光され、一次元マスク９８２aによって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７aに受光される。そして、第２の受光素子９７aは、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。
【００３６】
ここで、第1の受光素子９６aと第２の受光素子９７aによって受光される第１の検査用レーザー光線LB1の反射光の受光量について説明する。第1の受光素子９６aに受光される第１の検査用レーザー光線LB1の反射光は、集光レンズ９５aによって１００％集光されるので受光量は一定であり、第1の受光素子９６aから出力される電圧値（V1）は一定（例えば１０V）となる。一方、第２の受光素子９７aによって受光される第１の検査用レーザー光線LB1の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１aによって一次元に集光された後、一次元マスク９８２aによって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７aに受光されるので、第１の検査用レーザー光線LB1が集光器８の集光レンズ８１によって集光された集光点Pの被加工物に対する位置によって第２の受光素子９７aの受光量は変化する。従って、第２の受光素子９７aから出力される電圧値（V2）は、第１の検査用レーザー光線LB1の集光点Pの被加工物に対する位置によって変化する。
【００３７】
例えば、図３に示すようにチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに第１の検査用レーザー光線LB1を照射する場合、チャックテーブル３６の表面（上面）から高さh1上方位置に集光点P1を合わせて照射すると、第１の検査用レーザー光線LB1は被加工物Wの表面（上面）に照射される面積S1で反射する。この反射光は上述したように無偏向補助ビームスプリッター９４aによって第５の経路Eと第６の経路Fに分光されるが、第５の経路Eに分光された面積S1の反射光は集光レンズ９５aによって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子９６aに受光される。一方、無偏向補助ビームスプリッター９４aによって第６の経路Fに分光された面積S1の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１aによって一次元に集光されるので断面が楕円形となる。このようにして断面が楕円形に絞られた反射光は、一次元マスク９８２aによって所定の単位長さに規制されるので、第2の経路９４２に分光された反射光の一部が第２の受光素子９７aによって受光されることになる。従って、第２の受光素子９７aに受光される反射光の光量は上述した第1の受光素子９６aに受光される光量より少なくなる。このようにして断面が楕円形に集光された反射光は、一次元マスク９８２aによって所定の長さに区切られ一部が第２の受光素子９７aによって受光される。従って、第２の受光素子９７aに受光される反射光の光量は、被加工物Wの表面（上面）が第１の検査用レーザー光線LB1の集光点Pより上方に位置するほど少なくなる。
【００３８】
ここで、上記第1の受光素子９６aから出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７aから出力される電圧値（V2）との比と、第１の検査用レーザー光線LB1が照射される被加工物Wの表面（上面）の高さ位置との相関関係について、図４に示す制御マップを参照して説明する。なお、図４において横軸は集光点Pからの高さを示しており、縦軸は第1の受光素子９６aから出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７aから出力される電圧値（V2）との比（V1/ V2）を示している。
【００３９】
図４に示す例においては、上記電圧値の比（V1/V2）が “１”の場合は、第１の検査用レーザー光線LB1の集光点Pが被加工物Wの表面（上面）に照射された場合である。そして、図４に示すように集光点P1から被加工物Wの表面（上面）までの高さが高くなるに従って、上記電圧値の比（V1/ V2）は大きくなる。従って、上記電圧値の比（V1/ V2）を求めることによって被加工物Wの表面（上面）の集光点Pからの高さhxを検出することができる。この集光点P1からの高さhxとチャックテーブル３６の表面（上面）から集光点P1までの高さh1を加算することにより、被加工物Wの厚さH1を求めることができる（HI＝h1＋hx）。なお、図４に示す制御マップは、後述する制御手段のメモリに格納される。
【００４０】
次に、加工孔の深さを検出装置９を構成する第２の表面位置検出手段９bの作用について説明する。
第２の表面位置検出手段９bの第２の検査用レーザー光線発振手段９０bから発振された第2の検査用レーザー光線LB２は、第２の無偏向ビームスプリッター９２bを通過して合成ビームスプリッター９１に達し、該合成ビームスプリッター９１によって第３の光路Cに向けて方向が変換され、上記加工用パルスレーザー光線LBおよび第１の検査用レーザー光線LB1と同様に集光レンズ８１によって集光される。このようにして集光される第２の検査用レーザー光線LB2は、チャックテーブル３６に保持された被加工物の表面(上面)で反射し、その反射光が図２において破線で示すように集光レンズ８１、方向変換ミラー７、合成ビームスプリッター９１、第２の無偏向ビームスプリッター９２bを介してパスフィルター９３bに達する。なお、上述した第１の検査用レーザー光線LB1の反射光も第２の検査用レーザー光線LB2と同様の経路を介してパスフィルター９３bに達する。パスフィルター９３bは上述したように第２の検査用レーザー光線LB2の波長（例えば、５３２ｎｍ）に対応する反射光のみを通過せしめるように構成されているので、第１の検査用レーザー光線LB1の反射光はパスフィルター９３bによって遮断される。従って、第２の検査用レーザー光線LB2の反射光だけがパスフィルター９３bを通過し、無偏向補助ビームスプリッター９４bに達する。
【００４１】
無偏向補助ビームスプリッター９４bに達した第２の検査用レーザー光線LB2の反射光は、第８の経路Jと第９の経路Ｋに分光される。第８の経路Jに分光された反射光は、集光レンズ９５bによって１００％集光され第1の受光素子９６bに受光される。そして、第1の受光素子９６bは、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。一方、第９の経路Ｋに分光された第２の検査用レーザー光線LB2の反射光は、受光領域規制手段９８bのシリンドリカルレンズ９８１bによって一次元に集光され、一次元マスク９８２bによって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７bに受光される。そして、第２の受光素子９７bは、受光した光量に対応した電圧信号を後述する制御手段に送る。
【００４２】
ここで、第1の受光素子９６bと第２の受光素子９７bによって受光される第２の検査用レーザー光線LB2の反射光の受光量について説明する。第1の受光素子９６bに受光される第２の検査用レーザー光線LB2の反射光は、集光レンズ９５bによって１００％集光されるので受光量は一定であり、第1の受光素子９６aから出力される電圧値（V1）は一定（例えば１０V）となる。一方、第２の受光素子９７bによって受光される第２の検査用レーザー光線LB2の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１bによって一次元に集光された後、一次元マスク９８２bによって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７bに受光されるので、第２の検査用レーザー光線LB2が集光器８の集光レンズ８１によって集光された集光点Pの被加工物に対する位置によって第２の受光素子９７bの受光量は変化する。従って、第２の受光素子９７bから出力される電圧値（V2）は、第２の検査用レーザー光線LB2の集光点Pの被加工物に対する位置によって変化する。
【００４３】
例えば、図5に示すようにチャックテーブル３６に保持された被加工物Wに形成された加工孔Hの底面に第２の検査用レーザー光線LB2を照射する場合、チャックテーブル３６の上面即ち被加工物Wの下面に集光点P2を合わせて照射する。なお、この第２の検査用レーザー光線LB2の集光点位置合わせは、集光点位置調整手段としてのビームエキスパンダー９９を構成する２枚の凸レンズ９９１と９９２との間隔を調整することによって実施する。第２の検査用レーザー光線LB2を被加工物Wの下面に集光点P2を合わせて照射すると、第２の検査用レーザー光線LB2は被加工物Wに形成された加工孔Hの底面に照射される面積S2で反射する。この反射光は上述したように無偏向補助ビームスプリッター９４bによって第８の経路Jと第９の経路Ｋに分光されるが、第８の経路Jに分光された面積S2の反射光は集光レンズ９５bによって１００％集光されるので、反射光の全ての光量が第1の受光素子９６bに受光される。一方、無偏向補助ビームスプリッター９４bによって第９の経路Ｋに分光された面積S2の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１bによって一次元に集光されるので断面が楕円形となる。このようにして断面が楕円形に絞られた反射光は、一次元マスク９８２bによって所定の単位長さに規制されるので、第９の経路Ｋに分光された反射光の一部が第２の受光素子９７bによって受光されることになる。従って、第２の受光素子９bに受光される反射光の光量は上述した第1の受光素子９６bに受光される光量より少なくなる。このようにして断面が楕円形に集光された反射光は、一次元マスク９８２bによって所定の長さに区切られ一部が第２の受光素子９７bによって受光される。従って、第２の受光素子９７bに受光される反射光の光量は、加工孔Hの底面が第１の検査用レーザー光線LB1の集光点P2より上方に位置するほど少なくなる。
【００４４】
なお、上記第1の受光素子９６bから出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７bから出力される電圧値（V2）との比と、第２の検査用レーザー光線LB2が照射される被加工物Wに形成された加工孔Hの底面との相関関係について、上記図４に示す制御マップを用いることができる。図４に示す制御マップを参照して被加工物Wに形成された加工孔Hの底面の高さ位置を求めると、次のようになる。上記電圧値の比（V1/ V2）が “１”の場合は、加工孔Hの底面が被加工物Wの下面に達した場合で、集光点P2からの高さTは零（０）となる。そして、図５に示すように集光点P2から被加工物Wに形成された加工孔Hの底面までの高さTが高くなるに従って、上記電圧値の比（V1/ V2）は大きくなる。従って、上記電圧値の比（V1/ V2）を求めることによって被加工物Wに形成された加工孔Hの底面の集光点P2からの高さTを検出することができる。このように第２の検査用レーザー光線LB2の集光点P2を被加工物Wの下面に合わせることにより、上記高さTが加工孔Hの底面の被加工物Wの下面からの高さとなる。従って、上記第１の表面位置検出手段９aによって検出された被加工物Wの厚さH1から第２の表面位置検出手段９bによって検出された被加工物Wに形成された加工孔Hの底面の被加工物Wの下面からの高さTを減算することにより、被加工物Wに形成された加工孔Hの深さH2を求めることができる(H2＝H1−T )。
【００４５】
図１に戻って説明を続けると、上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の先端部には、レーザー光線照射手段５２によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段１１が配設されている。この撮像手段１１は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
【００４６】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向（吸着チャック３６１の上面である保持面に対して垂直な方向）に移動させるためのＺ軸移動手段としての集光点位置調整手段５３を具備している。集光点位置調整手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１および集光器８を備えたレーザー光線照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を下方に移動するようになっている。
【００４７】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置１は、制御手段１０を具備している。制御手段１０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３と、カウンター１０４と、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６とを備えている。制御手段８の入力インターフェース１０５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段３８４および撮像手段１１等からの検出信号が入力される。制御手段１０の入力インターフェース１０５には、上記加工送り量検出手段３７４、割り出し送り量検出手段３８４、第１の表面位置検出手段９aの第1の受光素子９６a、第２の受光素子９７a、 第２の表面位置検出手段９bの第1の受光素子９６b、第２の受光素子９７b、および撮像手段１１等からの検出信号が入力される。そして、制御手段１０の出力インターフェース１０６からは、上記パルスモータ３７２、パルスモータ３８２、パルスモータ４３２、パルスモータ５３２、加工用パルスレーザー光線発振手段６、第１の検査用レーザー光線発振手段９０a、第２の検査用レーザー光線発振手段９０b、表示手段１００等に制御信号を出力する。なお、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は、上述した図４に示す制御マップを格納する第１の記憶領域１０３a、後述する被加工物の設計値のデータを記憶する第２の記憶領域１０３bや他の記憶領域を備えている。
【００４８】
図示の実施形態におけるレーザー加工機1は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図６にはレーザー加工される被加工物としての半導体ウエーハ３０の平面図が示されている。図６に示す半導体ウエーハ３０は、例えば１００μmのシリコンウエーハからなっており、その表面３０ａに格子状に配列された複数の分割予定ライン３０１によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス３０２がそれぞれ形成されている。この各デバイス３０２は、全て同一の構成をしている。デバイス３０２の表面にはそれぞれ図７に示すように複数の電極３０３（３０３a〜３０３j）が形成されている。なお、図示の実施形態においては、３０３aと３０３f、３０３bと３０３g、３０３cと３０３h、３０３dと３０３i、３０３eと３０３jは、X方向位置が同一である。この複数の電極３０３（３０３a〜３０３j）部にそれぞれ裏面１０bから電極３０３に達する加工穴（ビアホール）が形成される。各デバイス３０２における電極３０３（３０３a〜３０３j）のX方向（図７おいて左右方向）の間隔Ａ、および各デバイス３０２に形成された電極３０３における分割予定３０１を挟んでX方向（図７において左右方向）に隣接する電極即ち電極３０３eと電極３０３aとの間隔Bは、図示の実施形態においては同一間隔に設定されている。また、各デバイス３０２における電極３０３（３０３a〜３０３j）のY方向（図７において上下方向）の間隔C、および各デバイス３０２に形成された電極３０３における分割予定ライン３０１を挟んでY方向（図７において上下方向）に隣接する電極即ち電極３０３fと電極３０３aおよび電極３０３jと電極３０３eとの間隔Dは、図示の実施形態においては同一間隔に設定されている。このように構成された半導体ウエーハ３０について、図６に示す各行Ｅ1・・・・Enおよび各列F1・・・・Fnに配設されたデバイス３０２の個数と上記各間隔A,B,C,Dは、その設計値のデータが上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の第２に記憶領域1０３ｂに格納されている。
【００４９】
上述したレーザー加工装置を用い、上記半導体ウエーハ３０に形成された各デバイス３０２の電極３０３（３０３a〜３０３j）部に加工孔（ビアホール）を形成するレーザー加工の実施形態について説明する。
上記のように構成された半導体ウエーハ３０は、図８に示すように環状のフレーム４０に装着されたポリオレフィン等の合成樹脂シートからなる保護テープ５０に表面３０ａを貼着する。従って、半導体ウエーハ３０は、裏面３０bが上側となる。このようにして環状のフレーム４０に保護テープ５０を介して支持された半導体ウエーハ３０は、図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブル３６上に保護テープ５０側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ３０は、保護テープ５０を介してチャックテーブル３６上に吸引保持される。また、環状のフレーム４０は、クランプ３６２によって固定される。
【００５０】
上述したように半導体ウエーハ３０を吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７によって撮像手段１１の直下に位置付けられる。チャックテーブル３６が撮像手段１１の直下に位置付けられると、チャックテーブル３６上の半導体ウエーハ３０は、図９に示す座標位置に位置付けられた状態となる。この状態で、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ３０に形成されている格子状の分割予定ライン３０１がX軸方向とY軸方向に平行に配設されているか否かのアライメント作業を実施する。即ち、撮像手段１１によってチャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ３０を撮像し、パターンマッチング等の画像処理を実行してアライメント作業を行う。このとき、半導体ウエーハ３０の分割予定ライン３０１が形成されている表面３０１ａは下側に位置しているが、撮像手段１１が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、半導体ウエーハ３０の裏面３０１ｂから透かして分割予定ライン３０１を撮像することができる。
【００５１】
次に、チャックテーブル３６を移動して、半導体ウエーハ３０に形成されたデバイス３０２における最上位の行E1の図９において最左端のデバイス３０２を撮像手段１１の直下に位置付ける。そして、更にデバイス３０２に形成された電極３０３（３０３a〜３０３j）における図９において左上の電極３０３aを撮像手段１１の直下に位置付ける。この状態で撮像手段１１が電極３０３aを検出したならばその座標値(a1)を第１の加工送り開始位置座標値として制御手段１０に送る。そして、制御手段１０は、この座標値(a1)を第１の加工送り開始位置座標値としてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納する（加工送り開始位置検出工程）。このとき、撮像手段１１とレーザー光線照射手段５２の集光器８はX軸方向に所定の間隔を置いて配設されているので、X座標値は上記撮像手段１１と集光器８との間隔を加えた値が格納される。
【００５２】
このようにして図９において最上位の行E1のデバイス３０２における第１の加工送り開始位置座標値(a1)を検出したならば、チャックテーブル３６を分割予定ライン３０１の間隔だけＹ軸方向に割り出し送りするとともにX軸方向に移動して、図９において最上位から２番目の行E2における最左端のデバイス３０２を撮像手段１１の直下に位置付ける。そして、更にデバイス３０２に形成された電極３０３(３０３a〜３０３j）における図９において左上の電極３０３aを撮像手段１１の直下に位置付ける。この状態で撮像手段１１が電極３０３aを検出したならばその座標値(a2)を第２の加工送り開始位置座標値として制御手段１０に送る。そして、制御手段１０は、この座標値(a2)を第２の加工送り開始位置座標値としてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納する。このとき、撮像手段１１とレーザー光線照射手段５２の集光器１０は上述したようにX軸方向に所定の間隔を置いて配設されているので、X座標値は上記撮像手段１１と集光器１０との間隔を加えた値が格納される。以後、制御手段１０は、上述した割り出し送りと加工送り開始位置検出工程を図９において最下位の行Ｅｎまで繰り返し実行し、各行に形成されたデバイス３０２の加工送り開始位置座標値（a３〜aｎ）を検出して、これをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納する。
【００５３】
次に、半導体ウエーハ３０の各デバイス３０２に形成された各電極３０３(３０３a〜３０３j）部にレーザー加工孔（ビアホール）を穿孔する穿孔工程を実施する。穿孔工程は、先ず加工送り手段３７を作動しチャックテーブル３６を移動して、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納されている第１の加工送り開始位置座標値（a１）をレーザー光線照射手段５２の集光器８の直下に位置付ける。このように第１の加工送り開始位置座標値（a１）が集光器８の直下に位置付けられた状態が１１に示す状態である。図１０に示す状態から制御手段１０は、レーザー光線照射手段５２を制御して集光器８から加工用パルスレーザー光線LBを照射する。
【００５４】
上記穿孔工程における加工条件の一例について説明する。
光源              ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４パルスレーザー
波長              ：３５５ｎｍ
エネルギー密度    ：３０J／cm2
集光スポット径    ：φ７０μｍ
このような加工条件によって穿孔工程を実施すると、シリコンウエーハにはパルスレーザー光線の１パルス当たり深さが２μm程度のレーザー加工孔を形成することができる。従って、厚さが１００μmのシリコンウエーハにパルスレーザー光線を５０パルス照射することにより、図１１に示すように電極３０３に達するレーザー加工孔３１０を形成することができる。
【００５５】
上述したようにして、第１の加工送り開始位置座標値（a１）に穿孔工程を実施したならば、加工送り手段３７を作動しチャックテーブル３６を上記間隔Aだけ移動して、ボンディングパッド３０３bに対応する位置をレーザー光線照射手段５２の集光器８の直下に位置付ける。そして、上記穿孔工程を実施する。このように半導体ウエーハ３０に形成された全てのボンディングパッド３０３に対応する位置をレーザー光線照射手段５２の集光器８の直下に位置付け上記穿孔工程を実施することにより、半導体ウエーハ３０には、裏面３０bから各電極３０３に達するレーザー加工孔３１０を形成することができる。
【００５６】
上述した穿孔工程を実施することにより、半導体ウエーハ３０には、裏面３０bから各電極３０３に達するレーザー加工孔３１０を形成することができるが、加工されたレーザー加工孔３１０の中には電極３０３に達していない場合がある。従って、レーザー加工孔３１０が電極３０３に達したか否かを確認する必要がある。そこで、図示のレーザー加工機１においては、上記加工孔の深さ検出装置９を作動して半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０の深さを検出する深さ検出工程を実施する。
【００５７】
深さ検出工程は、図１２に示すように半導体ウエーハ３０の上面(裏面３０b)と各レーザー加工孔３１０を順次集光器８の直下に位置付け、加工孔の深さを検出装置９を構成する第１の表面位置検出手段９aの第１の検査用レーザー光線発振手段９０aから第１の検査用レーザー光線LB1を発振するとともに、第２の表面位置検出手段９bの第２の検査用レーザー光線発振手段９０bから第２の検査用レーザー光線LB2を発振し、上述したように集光器８から半導体ウエーハ３０に向けて照射することによって実施する。なお、半導体ウエーハ３０に形成された各レーザー加工孔３１０の位置付けは、上述した穿孔工程と同様に制御手段１０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納されている各電極３０３の座標データに基づいて、チャックテーブル３６を移動することによって行うことができる。
【００５８】
ここで、深さ検出工程において照射される第１の検査用レーザー光線LB1と第２の検査用レーザー光線LB2の一例について説明する。
（１）第１の検査用レーザー光線LB1
光源              ：He-Ne連続波レーザー
波長              ：６３３ｎｍ
平均出力          ：２〜３mW
（２）第２の検査用レーザー光線LB2
光源              ：YAG 連続波レーザー
波長              ：５３２ｎｍ
平均出力          ：２〜３mW
【００５９】
なお、第１の検査用レーザー光線LB1の集光点P1と第２の検査用レーザー光線LB2の集光点P2はとの距離は、上記集光点位置調整手段としてのビームエキスパンダー９９を構成する２枚の凸レンズ９９１と９９２との間隔を調整することによって実施する。例えば、厚さ１００μmの半導体ウエーハ３０に電極３０３に達する１００μmの深さの加工穴を形成する場合は、第１の検査用レーザー光線LB1の集光点P1と第２の検査用レーザー光線LB2の集光点P2はとの距離を９０〜１００μmに調整する。そして、Ｚ軸移動手段としての集光点位置調整手段５３によって第２の検査用レーザー光線LB2の集光点P2を図１２の(a)に示すように半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a)即ち電極３０３の裏面に位置付ける。従って、第１の検査用レーザー光線LB1の集光点P1は半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a)からh1だけ上方に位置付けられる。
【００６０】
半導体ウエーハ３０の上面（裏面３０b）に照射された第１の検査用レーザー光線LB1と第２の検査用レーザー光線LB2はそれぞれS1とS2の面積で反射され、第１の検査用レーザー光線LB1の反射光が上述したように第１の表面位置検出手段９aの第1の受光素子９６aと第２の受光素子９７aに受光される。従って、第1の受光素子９６aから出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７aから出力される電圧値（V2）との電圧値の比（V1/ V2）から上述したように図４の制御マップに従って半導体ウエーハ３０の上面（裏面３０b）の集光点P1からの高さhxを検出することができる。この高さhxと半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a)から集光点P1までの高さh1を加算することにより、半導体ウエーハ３０の厚さH1を求めることができる（HI＝h1＋hx）。なお、第２の検査用レーザー光線LB2の反射光は上述したように第２の表面位置検出手段９bの第1の受光素子９６bと第２の受光素子９７bに受光されるが、反射光の面積が非常に大きいので第1の受光素子９６bから出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７bから出力される電圧値（V2）との電圧値の比（V1/ V2）が非常に大きくなるため、制御手段１０は異常データとして無効とする。このようにして、第１の検査用レーザー光線LB1に基づき第１の表面位置検出手段９aによって検出された半導体ウエーハ３０の厚さH1は、制御手段１０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納する。
【００６１】
次に、半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０を順次集光器１１の直下に位置付け、第１の検査用レーザー光線LB1と第２の検査用レーザー光線LB2を半導体ウエーハ３０の上面（裏面３０b）に照射すると、図１２の(b)に示すように第１の検査用レーザー光線LB1の集光点P1は上述したように半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a）からh1だけ上方（半導体ウエーハ３０の上面（裏面３０b）から深さhx下方位置）に位置付けられる。一方、第２の検査用レーザー光線LB2の集光点P2は、半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a）に位置付けられる。半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０に照射された第１の検査用レーザー光線LB1と第２の検査用レーザー光線LB2はレーザー加工孔３１０の底面でそれぞれS1とS2の面積で反射され、第２の検査用レーザー光線LB2の反射光が上述したように第２の表面位置検出手段９bの第1の受光素子９６bと第２の受光素子９７bに受光される。従って、第1の受光素子９６bから出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７bから出力される電圧値（V2）との電圧値の比（V1/ V2）から上述したように図４の制御マップに従って半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０の底面の集光点P2からの高さTを検出することができる。この高さTは、集光点P2が半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a）に位置付けられているので、半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a）からレーザー加工孔３１０の底面までの高さとなる。なお、図１２の(b)に示す実施形態においては、半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０が半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a）即ち電極３０３に達しているので、高さTは零（０）となる。一方、第１の検査用レーザー光線LB1の反射光は上述したように第1の表面位置検出手段９aの第1の受光素子９６aと第２の受光素子９７aに受光されるが、反射光の面積が非常に大きいので第1の受光素子９６aから出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７aから出力される電圧値（V2）との電圧値の比（V1/ V2）が非常に大きくなるため、制御手段１０は異常データとして無効とする。このようにして、第２の検査用レーザー光線LB2に基づき第２の表面位置検出手段９bによって検出されたレーザー加工孔３１０の底面の集光点P2からの高さT（半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a）からレーザー加工孔３１０の底面までの高さ）は、制御手段１０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納する。
【００６２】
以上のようにして、検出された半導体ウエーハ３０の厚さH1とレーザー加工孔３１０の底面の集光点P2からの高さT（半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a）からレーザー加工孔３１０の底面までの高さ）に基づいて、制御手段１０は半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０の深さH2を求める。即ち、制御手段は、半導体ウエーハ３０の厚さH1からレーザー加工孔３１０の底面の集光点P2からの高さT（半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a）からレーザー加工孔３１０の底面までの高さ）を減算することにより、半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０の深さH2を求める(H2＝H1−T)。このレーザー加工孔３１０の深さH2が半導体ウエーハ３０の厚さH1とイコールの場合には、レーザー加工孔３１０は底面即ち電極３０３の裏面に達していることになる。一方、レーザー加工孔３１０の深さH2の値が正数の場合には、レーザー加工孔３１０は底面に達していない。そして、上記レーザー加工孔３１０の底面の集光点P2からの高さT(未加工厚さ)およびレーザー加工孔３１０の深さH2の値を制御手段１０のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納する。
【００６３】
上述した深さ検出工程を半導体ウエーハ３０に形成された全てのレーザー加工孔３１０に実施し、制御手段１０は図４に示す制御マップに基づいてレーザー加工孔３１０の底面の集光点P2からの高さT(未加工厚さ)およびレーザー加工孔３１０の深さH2を求めたならば、図１３に示すようにレーザー加工孔３１０の判定マップを作成する。
【００６４】
また、制御手段１０は、ウエーハを形成するシリコンの反射率や電極を形成する銅等の金属の反射率に関するデータをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の所定領域に格納してあり、第２の表面位置検出手段９bの第1の受光素子９６bからの出力値が電極３０３の反射率に対応する値であるか否かも判定する。即ち、シリコンの反射率は５７．４８％であり、電極３０３を形成する銅の反射率は４３．２７％であるため、第２の表面位置検出手段９bの第1の受光素子９６bに受光される光量はレーザー加工孔３１０が電極３０３に達しているか否かによって異なる。従って、第1の受光素子９６bからの出力値が銅の反射率に対応した値であれば、半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０は確実に電極３０３に達していることが判る。従って、上述した加工孔３１０の深さH2の計算において加工孔３１０の深さH2が半導体ウエーハ３０の厚さH1とイコールとならない場合でも、レーザー加工孔３１０は電極３０３に達していると判定することができる。
【００６５】
上述したように図１３に示す判定マップを作成したならば、制御手段１０は電極３０３に達していないと判定されたレーザー加工孔３１０（図１３に示す実施形態においては、E1の３０３f、Enの３０３b）について、再加工パルス数を設定する。即ち、上述した加工条件においてはパルスレーザー光線の１パルス当たり深さが２μm程度のレーザー加工孔を形成することができるので、E1の３０３fのレーザー加工孔３１０については１０μm加工する必要があるので再加工パルス数は５パルスと設定し、Enの３０３bのレーザー加工孔３１０については２０μm加工する必要があるので再加工パルス数は１０パルスと設定する。このように作成された判定マップは、表示手段１００に表示される。
【００６６】
以上のようにして、図１３に示す判定マップに再加工パルス数を設定したならば、制御手段１０はチャックテーブル３６を移動してE1の３０３fの座標を集光器８の直下に位置付け加工用パルスレーザー光線LBを５パルス照射し、また、チャックテーブル３６を移動してEnの３０３bの座標を集光器８の直下に位置付け、加工用パルスレーザー光線LB1を１０パルス照射する。この結果、電極３０３に達していないと判定されたE1の３０３fのレーザー加工孔３１０およびEnの３０３bのレーザー加工孔３１０は、電極３０３に達するように再加工される。
【００６７】
次に、本発明による加工孔の深さを検出装置９の他の実施形態について、図１４を参照して説明する。なお、図１４に示す加工孔の深さを検出装置９は、検査用レーザー光線を発振する検査用レーザー光線発振手段を共通にしたもので、上記図２に示す加工孔の深さを検出装置９の構成部品と実質的に同一の部品には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図１４に示す加工孔の深さを検出装置９は、第１の表面位置検出手段９aと第２の表面位置検出手段９bとからなっているが、共通の検査用レーザー光線発振手段９００を備えている。この検査用レーザー光線発振手段９００は、上記図２に示す加工孔の深さを検出装置９の第１の検査用レーザー光線発振手段９０aと同様に例えば波長が６３３ｎｍの検査用レーザー光線LB3を発振するHe-Neレーザー発振器を用いることができる。この検査用レーザー光線発振手段９００と上記第１の表面位置検出手段９aの第１の無偏向ビームスプリッター９２aおよび第２の表面位置検出手段９bの第２の無偏向ビームスプリッター９２bとの間には、偏向板９０１と偏向ビームスプリッター９０２が配設されている。検査用レーザー光線発振手段９００から発振された検査用レーザー光線LB3は、偏向板９０１によってＰ波LBPとS波LBSが所定の角度に規定される。偏向板９０１によって所定の角度に規定されたＰ波LBPは、偏向ビームスプリッター９０２によって第１の表面位置検出手段９aの第1の経路Aに配設された第１の無偏向ビームスプリッター９２aに向けて分岐される。一方、偏向板９０１によって分けられたS波LBSは、偏向ビームスプリッター９０２によって第２の表面位置検出手段９bの第２の経路Bに配設された第２の無偏向ビームスプリッター９２bに向けて分岐される。
【００６８】
第１の表面位置検出手段９aの第１の無偏向ビームスプリッター９２aに向けて分岐された検査用レーザー光線LB3のＰ波LBPは、上記図２に示す加工孔の深さを検出装置９と同様に、第１の無偏向ビームスプリッター９２a、ダイクロイックハーフミラー９１a、合成ビームスプリッター９１、方向変換ミラー７を介して集光レンズ８１によって集光される。このようにして集光される検査用レーザー光線LB3のＰ波LBPは、図１に示すチャックテーブル３６に保持された被加工物の表面(上面)で反射し、その反射光が図１４において破線で示すように集光レンズ８１、方向変換ミラー７、合成ビームスプリッター９１、ダイクロイックハーフミラー９１a、第１の無偏向ビームスプリッター９２aを介してパスフィルター９０３aに達する。なお、後述するように検査用レーザー光線LB3のS波LBSの反射光も検査用レーザー光線LB3のＰ波LBPと同様の経路を介してパスフィルター９０３aに達する。このパスフィルター９０３aはＰ波のみを通過せしめるように構成されているので、S波LBSの反射光はパスフィルター９０３aによって遮断される。従って、検査用レーザー光線LB3のＰ波LBPの反射光だけがパスフィルター９０３aを通過し、無偏向補助ビームスプリッター９４aに達する。
【００６９】
無偏向補助ビームスプリッター９４aに達した検査用レーザー光線LB3のＰ波の反射光は、上記図２に示す第１の表面位置検出手段９aと同様に第５の経路Eと第６の経路Fに分光される。第５の経路Eに分光された反射光は、集光レンズ９５aによって１００％集光され第1の受光素子９６aに受光される。そして、第1の受光素子９６aは、受光した光量に対応した電圧信号を上記制御手段１０に送る。一方、第６の経路Fに分光された検査用レーザー光線LB3のＰ波の反射光は、受光領域規制手段９８aのシリンドリカルレンズ９８１aによって一次元に集光され、一次元マスク９８２aによって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７aに受光される。そして、第２の受光素子９７aは、受光した光量に対応した電圧信号を上記制御手段１０に送る。
【００７０】
以上のようにして、第１の表面位置検出手段９aの第1の受光素子９６aと第２の受光素子９７aから送られた電圧信号に基づいて、制御手段１０は上述したように半導体ウエーハ３０の厚さH1を求めることができる。
【００７１】
また、第２の表面位置検出手段９bの第２の無偏向ビームスプリッター９２bに向けて偏向された検査用レーザー光線LB3のS波LBSは、上記図２に示す加工孔の深さを検出装置９と同様に、第２の無偏向ビームスプリッター９２b、ビームエキスパンダー９９、合成ビームスプリッター９１、方向変換ミラー７を介して集光レンズ８１によって集光される。このようにして集光される検査用レーザー光線LB3のS波LBSは、図１に示すチャックテーブル３６に保持された被加工物の表面(上面)で反射し、その反射光が図１４において破線で示すように集光レンズ８１、方向変換ミラー７、合成ビームスプリッター９１、ビームエキスパンダー９９、第２の無偏向ビームスプリッター９２b、方向変換ミラー９０４を介してパスフィルター９０３bに達する。なお、上述した検査用レーザー光線LB3のＰ波LBPの反射光も検査用レーザー光線LB3のS波LBSと同様の経路を介してパスフィルター９０３bに達する。このパスフィルター９０３bはS波のみを通過せしめるように構成されているので、Ｐ波LBPの反射光はバンドパスフィルター９０３bによって遮断される。従って、検査用レーザー光線LB3のS波LBSの反射光だけがバンドパスフィルター９０３bを通過し、無偏向補助ビームスプリッター９４bに達する。
【００７２】
無偏向補助ビームスプリッター９４bに達した検査用レーザー光線LB3のS波LBSの反射光は、第８の経路Jと第９の経路Ｋに分光される。第８の経路Jに分光された反射光は、集光レンズ９５bによって１００％集光され第1の受光素子９６bに受光される。そして、第1の受光素子９６bは、受光した光量に対応した電圧信号を上記制御手段１０に送る。一方、第９の経路Ｋに分光された検査用レーザー光線LB3のS波LBSの反射光は、受光領域規制手段９８bのシリンドリカルレンズ９８１bによって一次元に集光され、一次元マスク９８２bによって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７bに受光される。そして、第２の受光素子９７bは、受光した光量に対応した電圧信号を上記制御手段１０に送る。
【００７３】
以上のようにして、第１の表面位置検出手段９aの第1の受光素子９６aと第２の受光素子９７aおよび第２の表面位置検出手段９bの第1の受光素子９６bと第２の受光素子９７bから送られた電圧信号に基づいて、制御手段１０は上述したように半導体ウエーハ３０の厚さH1および半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a)からレーザー加工孔３１０の底面までの高さTを求めることができる。そして、制御手段１０は、半導体ウエーハ３０の厚さH1から半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a)からレーザー加工孔３１０の底面までの高さTを減算してレーザー加工孔３１０の深さH2を求め (H2＝H1−T)、半導体ウエーハ３０の下面（表面３０a)からレーザー加工孔３１０の底面までの高さTおよびレーザー加工孔３１０の深さH2に基づいて、上記図１３に示すようにレーザー加工孔３１０の判定マップを作成する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に従って構成されたレーザー加工機の斜視図。
【図２】図１に示すレーザー加工機に装備されるレーザー光線照射手段および加工孔の深さ検出装置の構成を簡略に示すブロック図。
【図３】図２に示す加工孔の深さ検出装置の第１の表面位置検出手段から照射される第１の検査用レーザー光線LB1の照射位置により照射面積が変化する状態を示す説明図。
【図４】図２に示す加工孔の深さ検出装置の第1の受光素子から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子から出力される電圧値（V2）との比と、加工孔の底面の適正位置からの高さとの関係を示す制御マップ。
【図５】図２に示す加工孔の深さ検出装置の第２の表面位置検出手段から照射される第２の検査用レーザー光線LB2の照射位置により照射面積が変化する状態を示す説明図。
【図６】被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。
【図７】図６に示す半導体ウエーハの一部を拡大して示す平面図。
【図８】図６に示す半導体ウエーハを環状のフレームに装着された保護テープの表面に貼着した状態を示す斜視図。
【図９】図６に示す半導体ウエーハが図１に示すレーザー加工装置のチャックテーブルの所定位置に保持された状態における座標位置との関係を示す説明図。
【図１０】図１に示すレーザー加工機によって図６に示す半導体ウエーハにレーザー加工孔を形成する穿孔工程の説明図。
【図１１】図１０に示す穿孔工程によってレーザー加工孔が形成された半導体ウエーハの要部拡大断面図。
【図１２】図１に示すレーザー加工機に装備される加工孔の深さ検出装置により実施される加工孔の深さ検出工程の説明図。
【図１３】図１に示すレーザー加工機に装備される制御手段によって作成される判定マップの一例を示す図。
【図１４】本発明によって構成された加工孔の深さ検出装置の他の実施形態を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７５】
１：レーザー加工機
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３１：案内レール
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３７４：加工送り量検出手段
３８：第１の割り出し送り手段 
４：レーザー光線照射ユニット支持機構
４１：案内レール
４２：可動支持基台
４３：第２の割り出し送り手段 
４３３：割り出し送り量検出手段
５：レーザー光線照射ユニット
５１：ユニットホルダ
５２：レーザー光線加工装置
６：パルスレーザー光線発振手段
７：方向変換ミラー
８：集光器８
８１：集光レンズ
９：加工孔の深さ検出装置
９a：第１の表面位置検出手段
９０a：検査用レーザー光線発振手段
９１a：ダイクロイックハーフミラー
９２a：第１の無偏向ビームスプリッター
９３a：パスフィルター
９４a：無偏向補助ビームスプリッター
９５a：集光レンズ
９６a：第1の受光素子
９７a：第２の受光素子
９８a：受光領域規制手段
９b：第2の表面位置検出手段
９０b：検査用レーザー光線発振手段
９１：合成ビームスプリッター 
９２b：第２の無偏向ビームスプリッター
９３b：パスフィルター
９４b：無偏向補助ビームスプリッター
９５b：集光レンズ
９６b：第1の受光素子
９７b：第２の受光素子
９８b：受光領域規制手段
９９：ビームエキスパンダー
１０：制御手段
１１：撮像手段
３０：半導体ウエーハ
３０１：ストリート
３０２：デバイス
４０：環状のフレーム
５０：保護テープ
【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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