特許 6882045 集光点位置検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6882045

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】集光点位置検出方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20210524BHJP

   B23K 26/066 20140101ALI20210524BHJP

   B23K 26/046 20140101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/00 M

   B23K26/066

   B23K26/046

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-79681(P2017-79681)

(22)【出願日】2017年4月13日

(65)【公開番号】特開2018-176223(P2018-176223A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2020年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】ジョエル カーワー

(72)【発明者】

【氏名】崔 星一

【審査官】 黒石 孝志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２２９７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１９７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０８０９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００ − ２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を保持する保持手段と、レーザー光線を集光する集光器を備えると共にレーザー光線を発振するレーザー発振器を備えたレーザー照射手段と、該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を少なくとも含み構成されたレーザー加工装置において、該集光器が集光する集光点の光軸方向の位置を検出する集光点位置検出方法であって、
該レーザー発振器が発振したレーザー光線の半径方向に延在しレーザー光線の一部を回折するスリット部と集光点を形成するレーザー光線の一部を通過させる集光点形成部とを有するマスクを準備するマスク準備工程と、
レーザー光線が照射された領域に照射痕が形成される基板を準備する基板準備工程と、
該保持手段に該基板を保持させる基板保持工程と、
該保持手段に保持された該基板に対して該集光器を光軸方向に移動しながらレーザー光線を照射して複数の照射痕を該基板に形成する照射痕形成工程と、
該基板に形成された複数の照射痕から適正な形状の照射痕を検出し、適正な照射痕を形成した集光点の位置を正確な集光点の位置として検出する集光点位置検出工程と、を少なくとも含み、
該照射痕形成工程において、
該集光器に予め設定された集光点を該基板の上面に位置づけてレーザー光線を照射すると、該マスクに形成された該スリット部に至った一部のレーザー光線は該スリット部を軸として半円柱状に回折し該集光器によって該スリット部の長手方向が集光され短手方向は集光されずに該スリット部に直交する線状の照射痕を形成し、該マスクに形成された集光点形成部に至った一部のレーザー光線は該集光器によって集光され円形の照射痕を形成し、
該集光器に予め設定された集光点から該集光器を正の光軸方向、負の光軸方向に移動して照射痕を複数形成すると該円形の照射痕の一方の端から他方の端に該線状の照射痕がコマ送り的に移動して複数の照射痕が形成され、
該集光点位置検出工程において、該線状の照射痕が該円形の照射痕を二等分する照射痕を適正な形状の照射痕として検出する集光点位置検出方法。

【請求項2】

該レーザー加工装置は、該保持手段に保持された被加工物の上面に該集光器に予め設定された集光点の位置を示すレチクルを投影して、該集光器に予め設定された集光点を被加工物の上面に位置づける集光器位置づけ手段を含み、
該集光点位置検出工程において、検出された該集光器の正確な集光点の位置と該レチクルが示す集光点の位置との差を求めて補正値とする請求項１記載の集光点位置検出方法。

【請求項3】

該基板準備工程において準備する基板は、プレートの上面に錫膜が被覆されている錫膜プレート、またはプレートの上面にチタン膜が被覆され更に錫膜が被覆された２層プレートである請求項１記載の集光点位置検出方法。

【請求項4】

該照射痕形成工程において、該集光器を光軸方向に移動するピッチは０．５〜１．０μｍである請求項１記載の集光点位置検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、集光点位置検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画されたウエーハは、レーザー加工装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン、通信機器等の電気機器に利用される。

【0003】

レーザー加工装置には、ウエーハを保持する保持手段を備え、保持手段に保持されたウエーハ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分割予定ラインの内部に位置づけてレーザー光線をウエーハに照射し、分割予定ラインに沿って分割の起点となる改質層を形成してウエーハを個々のデバイスに分割できるレーザー加工装置が存在する（たとえば特許文献１参照。）。

【0004】

また、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに位置づけて照射し、アブレーションによって分割予定ラインに沿って分割溝を形成するレーザー加工装置も存在する（たとえば特許文献２参照。）。

【0005】

さらに、ウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに位置づけて照射し、表面から裏面に至る細孔と細孔を囲繞する非晶質とからなるシールドトンネルを分割予定ラインに沿って形成するレーザー加工装置も存在し枚挙にいとまがない（たとえば特許文献３参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３４０８８０５号公報

【特許文献2】特開平１０−３０５４２０号公報

【特許文献3】特開２０１４−２２１４８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そして、特に分割予定ラインに沿って分割の起点となる改質層を形成するレーザー加工装置においては次のような問題がある。
（１）集光器によって集光される集光点はウエーハの内部に適正に位置づけられなければならず、集光器によって集光される集光点の位置は集光器の光軸と同軸にレチクルを導きウエーハの上面に投影する位置と一致するように調整されていて、レチクルがウエーハの上面に鮮明に投影された時に集光器によって集光される集光点の位置がウエーハの上面に位置づけられたとしているが、実際はレチクルの投影位置と集光器によって集光される集光点の位置とに数μｍ程度の狂いがある。
（２）前記した狂いを調整するために、レチクルを基準として集光器の集光点をダミーウエーハの内部に位置づけてレーザー光線を照射してウエーハの内部に改質層を形成し、その後改質層が形成された領域を分割して改質層を露出させウエーハの上面から改質層までの長さを実測してレチクルを基準とした場合の集光点の位置の狂いを検出し補正値としているが、実測には相当の時間がかかり生産性が悪い。

【0008】

上記した問題は、アブレーションによって分割溝を形成するレーザー加工装置、およびシールドトンネルを形成するレーザー加工装置においても生じうる。

【0009】

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、集光器の集光点の光軸方向位置を正確かつ容易に検出できる集光点位置検出用法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下の集光点位置検出方法である。すなわち、被加工物を保持する保持手段と、レーザー光線を集光する集光器を備えると共にレーザー光線を発振するレーザー発振器を備えたレーザー照射手段と、該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を少なくとも含み構成されたレーザー加工装置において、該集光器が集光する集光点の光軸方向の位置を検出する集光点位置検出方法であって、該レーザー発振器が発振したレーザー光線の半径方向に延在しレーザー光線の一部を回折するスリット部と集光点を形成するレーザー光線の一部を通過させる集光点形成部とを有するマスクを準備するマスク準備工程と、レーザー光線が照射された領域に照射痕が形成される基板を準備する基板準備工程と、該保持手段に該基板を保持させる基板保持工程と、該保持手段に保持された該基板に対して該集光器を光軸方向に移動しながらレーザー光線を照射して複数の照射痕を該基板に形成する照射痕形成工程と、該基板に形成された複数の照射痕から適正な形状の照射痕を検出し、適正な照射痕を形成した集光点の位置を正確な集光点の位置として検出する集光点位置検出工程と、を少なくとも含み、該照射痕形成工程において、該集光器に予め設定された集光点を該基板の上面に位置づけてレーザー光線を照射すると、該マスクに形成された該スリット部に至った一部のレーザー光線は該スリット部を軸として半円柱状に回折し該集光器によって該スリット部の長手方向が集光され短手方向は集光されずに該スリット部に直交する線状の照射痕を形成し、該マスクに形成された集光点形成部に至った一部のレーザー光線は該集光器によって集光され円形の照射痕を形成し、該集光器に予め設定された集光点から該集光器を正の光軸方向、負の光軸方向に移動して照射痕を複数形成すると該円形の照射痕の一方の端から他方の端に該線状の照射痕がコマ送り的に移動して複数の照射痕が形成され、該集光点位置検出工程において、該線状の照射痕が該円形の照射痕を二等分する照射痕を適正な形状の照射痕として検出する集光点位置検出方法である。

【0011】

好ましくは、該レーザー加工装置は、該保持手段に保持された被加工物の上面に該集光器に予め設定された集光点の位置を示すレチクルを投影して、該集光器に予め設定された集光点を被加工物の上面に位置づける集光器位置づけ手段を含み、該集光点位置検出工程において、検出された該集光器の正確な集光点の位置と該レチクルが示す集光点の位置との差を求めて補正値とする。該基板準備工程において準備する基板は、プレートの上面に錫膜が被覆されている錫膜プレート、またはプレートの上面にチタン膜が被覆され更に錫膜が被覆された２層プレートであるのが好適である。該照射痕形成工程において、該集光器を光軸方向に移動するピッチは０．５〜１．０μｍであるのが好都合である。

【発明の効果】

【0012】

本発明が提供する集光点位置検出方法は、被加工物を保持する保持手段と、レーザー光線を集光する集光器を備えると共にレーザー光線を発振するレーザー発振器を備えたレーザー照射手段と、該保持手段と該レーザー照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を少なくとも含み構成されたレーザー加工装置において、該集光器が集光する集光点の光軸方向の位置を検出する集光点位置検出方法であって、該レーザー発振器が発振したレーザー光線の半径方向に延在しレーザー光線の一部を回折するスリット部と集光点を形成するレーザー光線の一部を通過させる集光点形成部とを有するマスクを準備するマスク準備工程と、レーザー光線が照射された領域に照射痕が形成される基板を準備する基板準備工程と、該保持手段に該基板を保持させる基板保持工程と、該保持手段に保持された該基板に対して該集光器を光軸方向に移動しながらレーザー光線を照射して複数の照射痕を該基板に形成する照射痕形成工程と、該基板に形成された複数の照射痕から適正な形状の照射痕を検出し、適正な照射痕を形成した集光点の位置を正確な集光点の位置として検出する集光点位置検出工程と、を少なくとも含み、該照射痕形成工程において、該集光器に予め設定された集光点を該基板の上面に位置づけてレーザー光線を照射すると、該マスクに形成された該スリット部に至った一部のレーザー光線は該スリット部を軸として半円柱状に回折し該集光器によって該スリット部の長手方向が集光され短手方向は集光されずに該スリット部に直交する線状の照射痕を形成し、該マスクに形成された集光点形成部に至った一部のレーザー光線は該集光器によって集光され円形の照射痕を形成し、該集光器に予め設定された集光点から該集光器を正の光軸方向、負の光軸方向に移動して照射痕を複数形成すると該円形の照射痕の一方の端から他方の端に該線状の照射痕がコマ送り的に移動して複数の照射痕が形成され、該集光点位置検出工程において、該線状の照射痕が該円形の照射痕を二等分する照射痕を適正な形状の照射痕として検出するように構成されているので、集光器の集光点の光軸方向位置を正確かつ容易に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】レーザー加工装置の斜視図。

【図2】図１に示すレーザー加工装置のレーザー照射手段のブロック図。

【図3】（ａ）ウエーハの斜視図、（ｂ）ウエーハの断面図。

【図4】（ａ）図２に示すマスクのスリット部を通過したレーザー光線が半円柱状に回折した状態を示す模式図、（ｂ）ｂ−ｂ線断面図。

【図5】基板に形成された複数の円形の照射痕及び複数の線状の照射痕の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の集光点位置検出方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0015】

図１に示すレーザー加工装置２は、基台４と、被加工物を保持する保持手段６と、保持手段６に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー照射手段８と、保持手段６とレーザー照射手段８とを相対的に移動させる送り手段１０と、保持手段６に保持された被加工物を撮像する撮像手段１２と、撮像手段１２によって撮像された画像等を表示する表示手段１４とを備える。

【0016】

図１に示すとおり、保持手段６は、Ｘ方向において移動自在に基台４に搭載された矩形状のＸ方向可動板１６と、Ｙ方向において移動自在にＸ方向可動板１６に搭載された矩形状のＹ方向可動板１８と、Ｙ方向可動板１８の上面に固定された円筒状の支柱２０と、支柱２０の上端に固定された矩形状のカバー板２２とを含む。カバー板２２にはＹ方向に延びる長穴２２ａが形成され、長穴２２ａを通って上方に延びる円形状のチャックテーブル２４が支柱２０の上端に回転自在に搭載されている。チャックテーブル２４の上面には、多孔質材料から形成され実質上水平に延在する円形状の吸着チャック２６が配置され、吸着チャック２６は流路によって吸引手段（図示していない。）に接続されている。そして、チャックテーブル２４においては、吸引手段によって吸着チャック２６の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック２６の上面に載置された被加工物を吸着して保持することができる。また、チャックテーブル２４の周縁には、周方向に間隔をおいて複数個のクランプ２８が配置されている。なお、Ｘ方向は図１に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ方向は図１に矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｘ方向及びＹ方向が規定する平面は実質上水平である。

【0017】

図１及び図２を参照して説明する。レーザー照射手段８は、基台４の上面から上方に延び次いで実質上水平に延びる枠体３０（図１参照。）と、枠体３０に内蔵されたレーザー発振器３２（図２参照。）と、枠体３０の先端下面に装着された集光器３４（図１及び図２参照。）と、レーザー発振器３２と集光器３４との間の光路に配置されたマスク３６（図２参照。）とを含む。レーザー発振器３２は、所定波長（たとえば１３４２ｎｍ）のパルスレーザー光線ＬＢを発振するように構成されている。集光器３４は、レーザー発振器３２が発振したパルスレーザー光線ＬＢを集光し、保持手段６のチャックテーブル２４に保持された被加工物にパルスレーザー光線ＬＢを照射するための集光レンズ（図示していない。）を有する。矩形状のガラス基板から形成され得るマスク３６は、枠体３０に着脱自在に装着されており、図示の実施形態では図２においてマスク３６の光軸方向における正面図を示すとおり、レーザー発振器３２が発振したパルスレーザー光線ＬＢの半径方向に延在しパルスレーザー光線ＬＢの一部を回折するスリット部３８と、集光点を形成するパルスレーザー光線ＬＢの一部を通過させる環状の集光点形成部４０とを有し、集光点形成部４０の内周縁にスリット部３８が連結されている。マスク３６におけるスリット部３８及び集光点形成部４０以外の部分にはパルスレーザー光線ＬＢを遮断する遮光膜３６ａが被覆されている。スリット部３８の幅（パルスレーザー光線ＬＢの半径方向と直交する方向の長さ）は、たとえば４０μｍ程度でよい。図示の実施形態におけるスリット部３８は、パルスレーザー光線ＬＢの半径方向の長さが集光点形成部４０の内径よりも短く、たとえば集光点形成部４０の内径の半分程度に形成されている。集光点形成部４０の内径は３〜４ｍｍ程度でよく、集光点形成部４０の外径は６ｍｍ程度でよい。すなわち、集光点形成部４０の外径は、レーザー発振器３２が発振した（図示の実施形態ではアッテネーター４２を通過した）パルスレーザー光線ＬＢの直径（たとえばφ７ｍｍ程度）より僅かに小さく設定されている。また、図示の実施形態では、レーザー発振器３２が発振したパルスレーザー光線ＬＢの出力を調整するアッテネーター４２がレーザー発振器３２とマスク３６との間に配置されていると共に、マスク３６を通過したパルスレーザー光線ＬＢを反射して集光器３４に導くミラー４４がマスク３６と集光器３４との間に配置されている。

【0018】

図示の実施形態では図２に示すとおり、レーザー照射手段８は、保持手段６のチャックテーブル２４に保持された被加工物の上面に、集光器３４に予め設定された集光点の位置を示すレチクルを投影して、集光器３４に予め設定された集光点を被加工物の上面に位置づける集光器位置づけ手段４６を含む。集光器位置づけ手段４６は、白色光源４８と、白色光源４８の光を反射して集光器３４に導くダイクロイックミラー５０と、集光器３４から照射された白色光源４８の光が被加工物で反射した戻り光を撮像するカメラ５２と、集光器３４を昇降させる昇降手段５４と、集光器３４の上下方向位置を検出する検出手段５６とを備える。ダイクロイックミラー５０は、白色光源４８の光（たとえば４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長）を反射して集光器３４に導くと共に、白色光源４８の光の波長以外の波長を有する光を透過するようになっている。したがって、レーザー発振器３２が発振するパルスレーザー光線ＬＢは、白色光源４８の光の波長以外の波長（たとえば１３４２ｎｍ）に設定されることにより、ダイクロイックミラー５０を透過して集光器３４に入射する。カメラ５２は表示手段１４に電気的に接続され、カメラ５２で撮像した画像の信号は表示手段１４に出力される。昇降手段５４は、上下方向に延びるボールねじ５８と、ボールねじ５８の片端部に連結されたモータ６０とを有する。ボールねじ５８のナット部６２は集光器３４の外面に固定されている。そして昇降手段５４は、ボールねじ５８によりモータ６０の回転運動を直線運動に変換して集光器３４に伝達し、上下方向に延びる案内レール（図示していない。）に沿って集光器３４を昇降させる。検出手段５６は、上下方向に沿って配置されたスケール６４と、昇降手段５４のボールねじ５８のナット部６２に装着された読み取りヘッド６６とを有する。集光器３４に装着されていてもよい読み取りヘッド６６は、たとえば０．１μｍごとに１パルスのパルス信号を出力し、出力されたパルス信号をコンピュータ（図示していない。）で計数することにより集光器３４の上下方向位置が検出される。なお、昇降手段５４のモータ６０がパルスモータである場合は、昇降手段５４のモータ６０に出力される駆動パルス信号を計数することにより、集光器３４の上下方向位置を検出することもできる。また、昇降手段５４のモータ６０がサーボモータである場合は、昇降手段５４のモータ６０の回転数を検出するロータリーエンコーダ（図示していない。）が出力するパルス信号を計数することにより、集光器３４の上下方向位置を検出することもできる。

【0019】

図２を参照して集光器位置づけ手段４６についての説明を続けると、白色光源４８とダイクロイックミラー５０との間には、集光レンズ６８と、レチクル７０と、コリメートレンズ７２と、ハーフミラー７４とが白色光源４８側から順に配置されている。白色光源４８の光は集光レンズ６８で集光されレチクル７０に入射する。図示の実施形態におけるレチクル７０は、図２においてレチクル７０の断面図を示すとおり、集光レンズ６８で集光された白色光源４８の光を通過させる十字形状部７０ａが形成され、十字形状部７０ａ以外の部分には白色光源４８の光を遮断する遮光膜７０ｂが被覆されている。レチクル７０の十字形状部７０ａを通過した白色光源４８の光は、コリメートレンズ７２で平行光に変換された後、ハーフミラー７４に入射する。ハーフミラー７４は、入射した光の半分を透過させると共に入射した光の半分を反射して光路を変換するようになっている。ハーフミラー７４に入射した白色光源４８の光の半分は、ハーフミラー７４を透過してダイクロイックミラー５０に導かれ、次いでダイクロイックミラー５０で反射して集光器３４の光軸と同軸の光路に導かれ集光器３４に入射する。集光器３４に入射した白色光源４８の光は集光器３４で集光されて被加工物に照射されるところ、白色光源４８の光はレチクル７０の十字形状部７０ａを通過しているため、レチクル７０の十字形状部７０ａの形状と同じ形状のパターン７６が被加工物に投影される。被加工物に照射された白色光源４８の光は被加工物で反射して集光器３４を通過し、次いでダイクロイックミラー５０で反射してハーフミラー７４に導かれ、さらにハーフミラー７４で反射してカメラ５２に導かれる。これによって被加工物に投影されたパターン７６がカメラ５２で撮像され、カメラ５２で撮像されたパターン７６が表示手段１４に表示される。そして、昇降手段５４で集光器３４が適宜昇降され、表示手段１４に表示されるパターン７６が鮮明になったとき（すなわち、被加工物の上面にパターン７６が鮮明に投影されたとき）、集光器３４に予め設定された集光点が被加工物の上面に位置づけられたことになる。このように集光器位置づけ手段４６においては、保持手段６のチャックテーブル２４に保持された被加工物の上面に、集光器３４に予め設定された集光点の位置を示すレチクル７０の十字形状部７０ａのパターン７６を投影して、集光器３４に予め設定された集光点を被加工物の上面に位置づけることができるようになっている。

【0020】

図１を参照して説明する。送り手段１０は、レーザー照射手段８に対して保持手段６をＸ方向に加工送りする加工送り手段７８と、レーザー照射手段８に対して保持手段６をＹ方向に割り出し送りする割り出し送り手段８０と、支柱２０に対してチャックテーブル２４を回転させる回転手段（図示していない。）とを含む。加工送り手段７８は、基台４上においてＸ方向に延びるボールねじ８２と、ボールねじ８２の片端部に連結されたモータ８４とを有する。ボールねじ８２のナット部（図示していない。）は、Ｘ方向可動板１６の下面に固定されている。そして加工送り手段７８は、ボールねじ８２によりモータ８４の回転運動を直線運動に変換してＸ方向可動板１６に伝達し、基台４上の案内レール４ａに沿ってＸ方向可動板１６をＸ方向に進退させ、これによって集光器３４に対してチャックテーブル２４をＸ方向に加工送りする。割り出し送り手段８０は、Ｘ方向可動板１６上においてＹ方向に延びるボールねじ８６と、ボールねじ８６の片端部に連結されたモータ８８とを有する。ボールねじ８６のナット部（図示していない。）は、Ｙ方向可動板１８の下面に固定されている。そして割り出し送り手段８０は、ボールねじ８６によりモータ８８の回転運動を直線運動に変換してＹ方向可動板１８に伝達し、Ｘ方向可動板１６上の案内レール１６ａに沿ってＹ方向可動板１８をＹ方向に進退させ、これによって集光器３４に対してチャックテーブル２４をＹ方向に割り出し送りする。回転手段は、支柱２０に内蔵されたモータ（図示していない。）を有し、上下方向に延びる軸線を中心として支柱２０に対してチャックテーブル２４を回転させる。

【0021】

被加工物の被加工領域を検出すると共にレーザー照射手段８の集光器３４と被加工物との位置合わせを行うための画像を撮像する撮像手段１２は、図１に示すとおり、集光器３４とＸ方向に間隔をおいて枠体３０の先端下面に付設されている。また、撮像手段１２で撮像された画像と、集光器位置づけ手段４６のカメラ５２で撮像された画像とを選択的に表示する表示手段１４は、枠体３０の先端上面に搭載されている。

【0022】

上述したレーザー加工装置２の集光器３４が集光する集光点の光軸方向の位置を検出する際は、まず、レーザー発振器３２が発振したパルスレーザー光線ＬＢの半径方向に延在しパルスレーザー光線ＬＢの一部を回折するスリット部とパルスレーザー光線ＬＢの一部を集光し集光点を形成する集光点形成部とから構成されるマスクを準備するマスク準備工程を実施する。マスク準備工程において準備するマスクは上述のマスク３６でよく、あるいは液晶から構成される空間光位相変調器（たとえば、浜松ホトニクス株式会社製のＬＣＯＳ−ＳＬＭ）であってもよい。そして、準備したマスクをレーザー発振器３２と集光器３４との間（図示の実施形態ではアッテネーター４２とミラー４４との間）のパルスレーザー光線ＬＢの光路に配置する。

【0023】

また、レーザー光線が照射された領域に照射痕が形成される基板を準備する基板準備工程を実施する。基板準備工程は、マスク準備工程の前、マスク準備工程の後、又はマスク準備工程と並行して実施してもよい。基板準備工程において準備する基板は、たとえば図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すとおり、厚さ２ｍｍ程度の円形ガラス板から構成され得るプレート９０の上面にチタン（Ｔｉ）膜９２が被覆され更にチタン膜９２の上面に錫（Ｓｎ）膜９４が被覆された２層プレート９６であるのが好適である。チタン膜９２及び錫膜９４の厚さは、それぞれ５０ｎｍ程度でよい。２層プレート９６の錫膜９４側にレーザー光線が照射されると、レーザー光線が照射された領域の錫膜９４が溶融して照射痕が形成される。また、チタン膜９２の上面に錫膜９４が被覆されていると、レーザー光線の照射により錫膜９２が溶融して照射痕が形成された際にチタン膜９２が露出し、照射痕周囲の錫膜９２と露出したチタン膜９２との適度なコントラストにより比較的容易に照射痕が検出され得る。図示の実施形態では、周縁が環状フレーム９８に固定された粘着テープ１００に２層プレート９６の下面が貼り付けられている。なお、基板準備工程において準備する基板は、厚さ２ｍｍ程度の円形ガラス板から構成され得るプレートの上面に、厚さが５０ｎｍ程度の錫膜が被覆されている錫膜プレートでもよい。

【0024】

基板準備工程を実施した後、保持手段６に基板を保持させる基板保持工程を実施する。図示の実施形態における基板保持工程では、まず、２層プレート９６の上面（錫膜９４側）を上に向けてチャックテーブル２４の上面に２層プレート９６を載せる。次いで、吸着チャック２６に接続された吸引手段を作動させて吸着チャック２６の上面に吸引力を生成し、２層プレート９６の下面をチャックテーブル２４に吸着させる。また、環状フレーム９８の外周縁部を複数のクランプ２８で固定する。このようにして保持手段６に２層プレート９６を保持させる。

【0025】

基板保持工程を実施した後、保持手段６に保持された基板に対して集光器３４を光軸方向に移動しながらレーザー光線を照射して複数の照射痕を基板に形成する照射痕形成工程を実施する。照射痕形成工程では、まず、送り手段１０によってチャックテーブル２４を移動させ、集光器３４の下方に２層プレート９６を位置づける。次いで、集光器位置づけ手段４６によって集光器３４に予め設定された集光点を２層プレート９６の上面に位置づける。次いで、集光器３４に予め設定された集光点を２層プレート９６の上面に位置づけた状態から、光軸方向片側に適宜の距離だけ集光器３４を昇降手段５４で移動させる。次いで、集光器３４に対してチャックテーブル２４を適宜の加工送り速度で加工送り手段７８によってＸ方向に加工送りしながら、集光器３４から２層プレート９６にパルスレーザー光線ＬＢを照射して、２層プレート９６の上面に複数の照射痕をＸ方向に間隔をおいて形成する照射痕形成加工を行う。照射痕形成加工においてレーザー発振器３２から発振されたパルスレーザー光線ＬＢは、２層プレート９６に照射痕を形成し得る程度の適宜の出力にアッテネーター４２で調整され、次いでマスク３６を通過し、次いでミラー４４で反射して光路が変換され、次いでダイクロイックミラー５０を透過した後、集光器３４で集光されて２層プレート９６に照射される。ここで、マスク３６を通過したパルスレーザー光線ＬＢについて詳述すると、まず、マスク３６に形成された環状の集光点形成部４０に至った一部のパルスレーザー光線ＬＢについては、集光器３４によって集光されるので、２層プレート９６に照射された際に円形の照射痕１０２（図５参照。）を形成する。他方、マスク３６に形成されたスリット部３８に至った一部のパルスレーザー光線ＬＢについては、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すとおり、円形波となりスリット部３８の長手方向Ｌを軸として半円柱状に回折する。このため、スリット部３８を通過した一部のパルスレーザー光線ＬＢは、スリット部３８の短手方向Ｓにおいては円形波となって拡散するので集光器３４によって集光されない一方、スリット部３８の長手方向Ｌにおいてはスリット部３８の影響を受けない（円形波とならず拡散しない）ので集光器３４によって集光される。したがって、スリット部３８を通過した一部のパルスレーザーＬＢは、２層プレート９６に照射された際にスリット部３８の長手方向Ｌに直交する方向（すなわちスリット部３８の短手方向Ｓ）に延びる線状の照射痕１０４（図５参照。）を形成する。

【0026】

照射痕形成工程において最初の照射痕形成加工を行った後、集光器３４に対してチャックテーブル２４を割り出し送り手段８０によってＹ方向片側に割り出し送りすると共に、集光器３４を光軸方向他側に移動させる。そして、Ｙ方向片側への割り出し送り及び集光器３４の光軸方向他側への移動と、照射痕形成加工とを交互に繰り返すことにより、適宜のピッチで集光器３４を光軸方向他側へ移動させた複数の条件での円形の照射痕１０２及び線状の照射痕１０４をＹ方向に間隔をおいて２層プレート９６の上面に形成する。照射痕形成工程は、たとえば以下の加工条件で実施することができる。
パルスレーザー光線の波長 ：１３４２ｎｍ
繰り返し周波数 ：６０ｋＨｚ
平均出力 ：０．１〜０．３Ｗ
加工送り速度 ：６００ｍｍ／ｓ

【0027】

照射痕形成工程において最初の照射痕形成加工を行う際は、集光器３４に予め設定された集光点と集光器３４によって集光される正確な集光点との間に生じ得る狂いが数μｍ程度であるから、集光器３４に予め設定された集光点を２層プレート９６の上面に位置づけた状態から集光器３４を光軸方向片側に上記狂いよりも若干大きい所定距離（たとえば１０μｍ）だけ移動させればよい。また、最初の照射痕形成加工を行った後に集光器３４を光軸方向他側に移動させる際は、０．５〜１．０μｍのピッチで上記所定距離の２倍程度の距離（たとえば２０μｍ）だけ移動させればよい。

【0028】

照射痕形成工程においては、集光器３４に予め設定された集光点から集光器３４を正の光軸方向、負の光軸方向に移動して照射痕を複数形成すると円形の照射痕１０２の一方の端から他方の端に線状の照射痕１０４がコマ送り的に移動して複数の照射痕が形成される。すなわち、図５を参照して、集光器３４によって集光される集光点と、円形の照射痕１０２及び線状の照射痕１０４との関係について説明する。図５には、集光器３４に予め設定された集光点を２層プレート９６の上面に位置づけた状態から集光器３４を負の光軸方向（図２において「−」で示す方向）に１０μｍだけ移動させて最初の照射痕形成加工を行った場合と、最初の照射痕形成加工を行った状態からチャックテーブル２４をＹ方向に１．０ｍｍだけ割り出し送りすると共に集光器３４を正の光軸方向（図２において「＋」で示す方向）に１．０μｍだけ移動させて照射痕形成加工を行った場合との双方の場合において示されている。そして、Ｘ方向に繰り返し周波数６０ｋＨｚ、加工送り速度６００ｍｍ／ｓで移動すると、Ｘ方向に１０μｍの間隔をもって２層プレート９６に円形の照射痕１０２及び線状の照射痕１０４が形成されることが示されている。さらに、図５には、最初の照射痕形成加工を行った状態からチャックテーブル２４をＹ方向に１．０ｍｍずつ割り出し送りすると共に、集光器３４を正の光軸方向に１．０μｍずつ移動させながら照射痕形成加工を行って２層プレート９６に形成した円形の照射痕１０２及び線状の照射痕１０４のうち、Ｘ方向の任意の位置においてＹ方向に沿って見た円形の照射痕１０２及び線状の照射痕１０４が示されている。円形の照射痕１０２は、集光点におけるエネルギーが比較的高い中心部分に形成され、かつ集光点におけるエネルギーが比較的低い周縁部分では形成されないことから、円形の照射痕１０２の中心は集光点の中心と整合しており、かつ円形の照射痕１０２の直径は集光点の直径よりも小さい。しかしながら、集光点が２層プレート９６の上面に位置づけられた場合と、集光点が２層プレート９６の上面よりも若干上方又は若干下方に位置づけられた場合とで、円形の照射痕１０２の直径はほとんど変化しないため、円形の照射痕１０２のみを形成しただけでは、集光点が２層プレート９６の上面に位置づけられているか否かを判別することは困難である。他方、線状の照射痕１０４は、パルスレーザー光線ＬＢの半径方向における長さが集光点形成部４０の内径よりも短いスリット部３８を通過しているため、集光点が２層プレート９６の上面に位置づけられた場合には円形の照射痕１０２の中心（すなわち、集光点の中心）を通る位置に形成される一方、集光点が２層プレート９６の上面に位置づけられていない場合には円形の照射痕１０２の中心から離れた位置に形成され、集光点が２層プレート９６の上面から離れるに従って円形の照射痕１０２の中心と線状の照射痕１０４との距離が増大する。たとえば図５に示すとおり、集光器位置づけ手段４６によって集光器３４に予め設定された集光点が２層プレート９６の上面に位置づけられたときの集光器３４の上下方向位置を基準として、集光器３４を負の光軸方向に４μｍ移動させたときに２層プレート９６に形成された線状の照射痕１０４は円形の照射痕１０２の中心を通っており、したがって、集光器３４に予め設定された集光点から負の光軸方向に４μｍの位置が集光器３４によって集光される集光点の正確な位置である。そして、図５を参照することによって理解されるとおり、集光器３４によって集光される集光点の正確な位置が２層プレート９６の上面よりも上方に位置づけられた場合には、線状の照射痕１０４が円形の照射痕１０２の中心から片側（図５においては右側）に離れた位置に形成され、集光器３４によって集光される集光点の正確な位置が２層プレート９６の上面よりも下方に位置づけられた場合には、線状の照射痕１０４が円形の照射痕１０２の中心から他側（図５においては左側）に離れた位置に形成される。また、集光点が２層プレート９６の上面から離れるに従って円形の照射痕１０２の中心と線状の照射痕１０４との距離が増大する。このように照射痕形成工程を実施すると、図５に示すとおり、円形の照射痕１０２の一方の端から他方の端に線状の照射痕１０４がコマ送り的に移動して複数の照射痕が形成される。

【0029】

照射痕形成工程を実施した後、基板に形成された複数の照射痕から適正な形状の照射痕を検出し、適正な照射痕を形成した集光点の位置を正確な集光点の位置として検出する集光点位置検出工程を実施する。上述のとおり、集光点が２層プレート９６の上面に位置づけられた場合に線状の照射痕１０４が円形の照射痕１０２の中心を通るので、集光点位置検出工程においては、線状の照射痕１０４が円形の照射痕１０２を二等分する照射痕を適正な形状の照射痕として検出する。図示の実施形態では図５に示すとおり、集光器３４に予め設定された集光点から負の光軸方向に４μｍの位置において、線状の照射痕１０４が円形の照射痕１０２を二等分しているので、この位置を正確な集光点の光軸方向位置として検出する。以上のとおり、図示の実施形態では集光器３４によって集光される集光点の光軸方向位置を正確かつ容易に検出できる。なお、レーザー加工装置２を用いてレーザー加工を行う際は、検出された集光器３４の正確な集光点の位置とレチクル７０の十字形状部７０ａのパターン７６を基板の上面に投影して得られた集光点の位置との差（図示の実施形態では４μｍ）を求めて補正値として用いることで、集光器３４によって集光される集光点をレーザー加工に応じた適正な位置に位置づけることができる。

【符号の説明】

【0030】

２：レーザー加工装置
６：保持手段
８：レーザー照射手段
１０：送り手段
３２：レーザー発振器
３４：集光器
３６：マスク
３８：スリット部
４０：集光点形成部
４６：集光器位置づけ手段
７０：レチクル
１０２：円形の照射痕
１０４：線状の照射痕
Ｌ：スリット部の長手方向
Ｓ：スリット部の短手方向
ＬＢ：パルスレーザー光線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】