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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023168738
(43)【公開日】2023-11-29
(54)【発明の名称】レーザー加工装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20231121BHJP
B23K 26/53 20140101ALI20231121BHJP
B23K 26/00 20140101ALI20231121BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 611Z
B23K26/53
B23K26/00 M
B23K26/00 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022080022
(22)【出願日】2022-05-16
(71)【出願人】
【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】100075384
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 昂
(74)【代理人】
【識別番号】100172281
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100206553
【弁理士】
【氏名又は名称】笠原 崇廣
(74)【代理人】
【識別番号】100189773
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 英哲
(74)【代理人】
【識別番号】100184055
【弁理士】
【氏名又は名称】岡野 貴之
(74)【代理人】
【識別番号】100185959
【弁理士】
【氏名又は名称】今藤 敏和
(72)【発明者】
【氏名】山本 涼兵
【テーマコード（参考）】
4E168
5F057
【Ｆターム（参考）】
4E168AE01
4E168CA06
4E168CA07
4E168CB07
4E168CB22
4E168DA24
4E168DA43
4E168HA01
4E168JA12
4E168JA13
5F057AA14
5F057AA34
5F057BA01
5F057BB09
5F057CA02
5F057DA22
5F057DA31
5F057GA13
5F057GB02
5F057GB35
(57)【要約】
【課題】剥離帯の形成と剥離帯の検査とを並行して行う場合でも、高い生産性を実現できるレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】レーザー加工装置であって、Ｘ軸に沿う方向で集光点の一方側に位置する検査領域のクラックで反射した検査光を検出する第１受光素子を有する第１反射光検出ユニットと、Ｘ軸に沿う方向で集光点の他方側に位置する検査領域のクラックで反射した検査光を検出する第２受光素子を有する第２反射光検出ユニットと、を備え、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の他方側に位置する外周縁までのレーザービームの照射予定領域に、レーザービームを照射して剥離帯を形成する際に、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の他方側に位置する外周縁までの、剥離帯の形成予定領域の全体において、クラックで反射する検査光の情報を取得する。
【選択図】図１
【解決手段】レーザー加工装置であって、Ｘ軸に沿う方向で集光点の一方側に位置する検査領域のクラックで反射した検査光を検出する第１受光素子を有する第１反射光検出ユニットと、Ｘ軸に沿う方向で集光点の他方側に位置する検査領域のクラックで反射した検査光を検出する第２受光素子を有する第２反射光検出ユニットと、を備え、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の他方側に位置する外周縁までのレーザービームの照射予定領域に、レーザービームを照射して剥離帯を形成する際に、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の他方側に位置する外周縁までの、剥離帯の形成予定領域の全体において、クラックで反射する検査光の情報を取得する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザー加工装置であって、
被加工物を保持する保持面を有する保持ユニットと、
該被加工物を透過する波長のレーザービームを生成するレーザー発振器、及び該レーザー発振器で生成された該レーザービームを集光点に集光する集光器を有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物の内部に該レーザービームを集光させるように照射することで該被加工物の内部に改質された改質部と該改質部から伸長するクラックとを含む剥離帯を形成するレーザービーム照射ユニットと、
該保持ユニットと該レーザービームの該集光点とをＸ軸及び該Ｘ軸と交差するＹ軸に沿って相対的に移動させる送り機構と、
該被加工物を透過する波長の検査光を生成する光源を有し、該被加工物に形成された該剥離帯を含む検査領域に該検査光を照射する検査光照射ユニットと、
該Ｘ軸に沿う方向で該集光点の一方側に位置する該検査領域の該クラックで反射した該検査光を検出する第１受光素子を有する第１反射光検出ユニットと、
該Ｘ軸に沿う方向で該集光点の他方側に位置する該検査領域の該クラックで反射した該検査光を検出する第２受光素子を有する第２反射光検出ユニットと、
処理装置及び記憶装置を有し、該記憶装置に記憶されているプログラムに従い各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの該レーザービームの照射予定領域に、該レーザービームを照射して該剥離帯を形成する際に、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁より外側の第１領域から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁より内側の第２領域までの第１検出範囲において、該クラックで反射する該検査光を該第１受光素子に検出させ、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁より内側の第３領域から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁より外側の第４領域までの第２検出範囲において、該クラックで反射する該検査光を該第２受光素子に検出させることにより、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの、該剥離帯の形成予定領域の全体において、該クラックで反射する該検査光の情報を取得するレーザー加工装置。
被加工物を保持する保持面を有する保持ユニットと、
該被加工物を透過する波長のレーザービームを生成するレーザー発振器、及び該レーザー発振器で生成された該レーザービームを集光点に集光する集光器を有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物の内部に該レーザービームを集光させるように照射することで該被加工物の内部に改質された改質部と該改質部から伸長するクラックとを含む剥離帯を形成するレーザービーム照射ユニットと、
該保持ユニットと該レーザービームの該集光点とをＸ軸及び該Ｘ軸と交差するＹ軸に沿って相対的に移動させる送り機構と、
該被加工物を透過する波長の検査光を生成する光源を有し、該被加工物に形成された該剥離帯を含む検査領域に該検査光を照射する検査光照射ユニットと、
該Ｘ軸に沿う方向で該集光点の一方側に位置する該検査領域の該クラックで反射した該検査光を検出する第１受光素子を有する第１反射光検出ユニットと、
該Ｘ軸に沿う方向で該集光点の他方側に位置する該検査領域の該クラックで反射した該検査光を検出する第２受光素子を有する第２反射光検出ユニットと、
処理装置及び記憶装置を有し、該記憶装置に記憶されているプログラムに従い各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの該レーザービームの照射予定領域に、該レーザービームを照射して該剥離帯を形成する際に、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁より外側の第１領域から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁より内側の第２領域までの第１検出範囲において、該クラックで反射する該検査光を該第１受光素子に検出させ、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁より内側の第３領域から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁より外側の第４領域までの第２検出範囲において、該クラックで反射する該検査光を該第２受光素子に検出させることにより、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの、該剥離帯の形成予定領域の全体において、該クラックで反射する該検査光の情報を取得するレーザー加工装置。
【請求項2】
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
取得された該情報を用いて、実際に該剥離帯が形成されたとみなされる領域の、該形成予定領域に対する比率を算出する請求項１に記載のレーザー加工装置。
取得された該情報を用いて、実際に該剥離帯が形成されたとみなされる領域の、該形成予定領域に対する比率を算出する請求項１に記載のレーザー加工装置。
【請求項3】
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
該比率が閾値に達していない場合に、該比率が該閾値に達していない領域に該レーザービームを再び照射する請求項２に記載のレーザー加工装置。
該比率が閾値に達していない場合に、該比率が該閾値に達していない領域に該レーザービームを再び照射する請求項２に記載のレーザー加工装置。
【請求項4】
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
該比率が閾値に達していない場合に、加工条件を調整する請求項２に記載のレーザー加工装置。
該比率が閾値に達していない場合に、加工条件を調整する請求項２に記載のレーザー加工装置。
【請求項5】
該第１受光素子及び該第２受光素子は、
該Ｙ軸に沿う方向で該集光点の一方側に位置する該クラックで反射した該検査光を検出できるように構成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザー加工装置。
該Ｙ軸に沿う方向で該集光点の一方側に位置する該クラックで反射した該検査光を検出できるように構成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザー加工装置。
【請求項6】
該第１受光素子及び該第２受光素子は、
該クラックで反射した該検査光の強度を検出できるように構成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザー加工装置。
該クラックで反射した該検査光の強度を検出できるように構成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザー加工装置。
【請求項7】
該第１受光素子及び該第２受光素子は、
該クラックを含む該検査領域で反射した該検査光を用いて該検査領域の画像を生成できるように構成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザー加工装置。
該クラックを含む該検査領域で反射した該検査光を用いて該検査領域の画像を生成できるように構成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザー加工装置。
【請求項8】
レーザー加工装置であって、
被加工物を保持する保持面を有する保持ユニットと、
該被加工物を透過する波長のレーザービームを生成するレーザー発振器、及び該レーザー発振器で生成された該レーザービームを集光点に集光する集光器を有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物の内部に該レーザービームを集光させるように照射することで該被加工物の内部に改質された改質部と該改質部から伸長するクラックとを含む剥離帯を形成するレーザービーム照射ユニットと、
該保持ユニットと該レーザービームの該集光点とをＸ軸及び該Ｘ軸と交差するＹ軸に沿って相対的に移動させる送り機構と、
該被加工物を透過する波長の検査光を生成する光源を有し、該被加工物に形成された該剥離帯を含む検査領域に該検査光を照射する検査光照射ユニットと、
該Ｙ軸に対して平行で該集光点を通る直線上の領域を含む該検査領域の該クラックで反射した該検査光を検出する受光素子を有する反射光検出ユニットと、
処理装置及び記憶装置を有し、該記憶装置に記憶されているプログラムに従い各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの該レーザービームの照射予定領域に、該レーザービームを照射して該剥離帯を形成する際に、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの該剥離帯の形成予定領域の全体において、該クラックで反射する該検査光を該受光素子に検出させることにより、該クラックで反射する該検査光の情報を取得するレーザー加工装置。
被加工物を保持する保持面を有する保持ユニットと、
該被加工物を透過する波長のレーザービームを生成するレーザー発振器、及び該レーザー発振器で生成された該レーザービームを集光点に集光する集光器を有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物の内部に該レーザービームを集光させるように照射することで該被加工物の内部に改質された改質部と該改質部から伸長するクラックとを含む剥離帯を形成するレーザービーム照射ユニットと、
該保持ユニットと該レーザービームの該集光点とをＸ軸及び該Ｘ軸と交差するＹ軸に沿って相対的に移動させる送り機構と、
該被加工物を透過する波長の検査光を生成する光源を有し、該被加工物に形成された該剥離帯を含む検査領域に該検査光を照射する検査光照射ユニットと、
該Ｙ軸に対して平行で該集光点を通る直線上の領域を含む該検査領域の該クラックで反射した該検査光を検出する受光素子を有する反射光検出ユニットと、
処理装置及び記憶装置を有し、該記憶装置に記憶されているプログラムに従い各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの該レーザービームの照射予定領域に、該レーザービームを照射して該剥離帯を形成する際に、
該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの該剥離帯の形成予定領域の全体において、該クラックで反射する該検査光を該受光素子に検出させることにより、該クラックで反射する該検査光の情報を取得するレーザー加工装置。
【請求項9】
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
取得された該情報を用いて、実際に該剥離帯が形成されたとみなされる領域の、該形成予定領域に対する比率を算出する請求項８に記載のレーザー加工装置。
取得された該情報を用いて、実際に該剥離帯が形成されたとみなされる領域の、該形成予定領域に対する比率を算出する請求項８に記載のレーザー加工装置。
【請求項10】
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
該比率が閾値に達していない場合に、該比率が該閾値に達していない領域に該レーザービームを再び照射する請求項９に記載のレーザー加工装置。
該比率が閾値に達していない場合に、該比率が該閾値に達していない領域に該レーザービームを再び照射する請求項９に記載のレーザー加工装置。
【請求項11】
該制御ユニットは、該プログラムに従い、
該比率が閾値に達していない場合に、加工条件を調整する請求項９に記載のレーザー加工装置。
該比率が閾値に達していない場合に、加工条件を調整する請求項９に記載のレーザー加工装置。
【請求項12】
該受光素子は、
該クラックで反射した該検査光の強度を検出できるように構成されている請求項８から請求項１１のいずれかに記載のレーザー加工装置。
該クラックで反射した該検査光の強度を検出できるように構成されている請求項８から請求項１１のいずれかに記載のレーザー加工装置。
【請求項13】
該受光素子は、
該クラックを含む該検査領域で反射した該検査光を用いて該検査領域の画像を生成できるように構成されている請求項８から請求項１１のいずれかに記載のレーザー加工装置。
該クラックを含む該検査領域で反射した該検査光を用いて該検査領域の画像を生成できるように構成されている請求項８から請求項１１のいずれかに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、半導体インゴット等の被加工物を加工する際に使用されるレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイスの製造に使用される半導体ウェーハは、一般に、円柱状の半導体インゴットをワイヤーソーで薄く切断することにより得られる。この方法では、ワイヤーソーの加工精度に起因して、半導体ウェーハの表面（被切断面）に大きな凹凸が発生する。そこで、ワイヤーソーによる切断の後には、研削や研磨等の方法により、半導体ウェーハの表面が平坦化されている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
ところで、ワイヤーソーによる切断と、その後の平坦化と、の双方が実施される上述のような方法には、半導体インゴットの７割以上の部分が加工の際に廃棄されてしまうという経済性の面での課題がある。特に、硬度が高い炭化珪素（ＳｉＣ）等の半導体でなる半導体インゴットから半導体ウェーハを製造する場合には、ワイヤーソーでの切断に長い時間を要することと相まって、半導体ウェーハの価格が高くなり易い。
【0004】
このような問題に対して、近年では、半導体インゴットの内部にレーザービームを集光させてクラック等を含む剥離帯を形成し、この剥離帯に沿って半導体インゴットから半導体ウェーハを剥離する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。当該技術によれば、半導体インゴットをワイヤーソーで切断する場合に必要な「切りしろ」が不要になるので、従来に比べて半導体インゴットの多くの部分が半導体ウェーハとして使用され、半導体ウェーハの製造にかかる経済性が改善される。
【0005】
一方で、炭化珪素等の半導体でなる半導体インゴットの結晶性は、この半導体インゴットの製造方法に起因して、半導体インゴットの高さ方向（円柱の高さ方向）に沿って不均一である可能性が高い。つまり、半導体ウェーハの剥離に適した剥離帯を半導体インゴットに形成するために必要なレーザービームの照射条件（加工条件）も、半導体インゴットの高さ方向において異なる可能性が高い。
【0006】
そこで、半導体インゴットを加工する際に、剥離帯のクラック等で反射する光を利用して、適切な剥離帯が形成されているか否かを検査できるレーザー加工装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。このレーザー加工装置は、剥離帯で反射する反射光の強度が所定の範囲内となるように半導体インゴットを加工することで、半導体インゴットの結晶性が不均一な場合にも、半導体ウェーハの剥離に適した剥離帯を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０００－９４２２１号公報
【特許文献2】特開２０１６－１１１１４３号公報
【特許文献3】特開２０２１－６８８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上述したレーザー加工装置では、剥離帯の形成と剥離帯の検査とを並行して行う場合に、高い生産性を実現できないことがあった。
【0009】
よって、本発明の目的は、剥離帯の形成と剥離帯の検査とを並行して行う場合でも、高い生産性を実現できるレーザー加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一側面によれば、レーザー加工装置であって、被加工物を保持する保持面を有する保持ユニットと、該被加工物を透過する波長のレーザービームを生成するレーザー発振器、及び該レーザー発振器で生成された該レーザービームを集光点に集光する集光器を有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物の内部に該レーザービームを集光させるように照射することで該被加工物の内部に改質された改質部と該改質部から伸長するクラックとを含む剥離帯を形成するレーザービーム照射ユニットと、該保持ユニットと該レーザービームの該集光点とをＸ軸及び該Ｘ軸と交差するＹ軸に沿って相対的に移動させる送り機構と、該被加工物を透過する波長の検査光を生成する光源を有し、該被加工物に形成された該剥離帯を含む検査領域に該検査光を照射する検査光照射ユニットと、該Ｘ軸に沿う方向で該集光点の一方側に位置する該検査領域の該クラックで反射した該検査光を検出する第１受光素子を有する第１反射光検出ユニットと、該Ｘ軸に沿う方向で該集光点の他方側に位置する該検査領域の該クラックで反射した該検査光を検出する第２受光素子を有する第２反射光検出ユニットと、処理装置及び記憶装置を有し、該記憶装置に記憶されているプログラムに従い各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、該プログラムに従い、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの該レーザービームの照射予定領域に、該レーザービームを照射して該剥離帯を形成する際に、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁より外側の第１領域から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁より内側の第２領域までの第１検出範囲において、該クラックで反射する該検査光を該第１受光素子に検出させ、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁より内側の第３領域から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁より外側の第４領域までの第２検出範囲において、該クラックで反射する該検査光を該第２受光素子に検出させることにより、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの、該剥離帯の形成予定領域の全体において、該クラックで反射する該検査光の情報を取得するレーザー加工装置が提供される。
【0011】
好ましくは、該制御ユニットは、該プログラムに従い、取得された該情報を用いて、実際に該剥離帯が形成されたとみなされる領域の、該形成予定領域に対する比率を算出する。また、好ましくは、該制御ユニットは、該プログラムに従い、該比率が閾値に達していない場合に、該比率が該閾値に達していない領域に該レーザービームを再び照射する。また、好ましくは、該制御ユニットは、該プログラムに従い、該比率が閾値に達していない場合に、加工条件を調整する。
【0012】
また、好ましくは、該第１受光素子及び該第２受光素子は、該Ｙ軸に沿う方向で該集光点の一方側に位置する該クラックで反射した該検査光を検出できるように構成されている。また、好ましくは、該第１受光素子及び該第２受光素子は、該クラックで反射した該検査光の強度を検出できるように構成されている。また、好ましくは、該第１受光素子及び該第２受光素子は、該クラックを含む該検査領域で反射した該検査光を用いて該検査領域の画像を生成できるように構成されている。
【0013】
本発明の別の一側面によれば、レーザー加工装置であって、被加工物を保持する保持面を有する保持ユニットと、該被加工物を透過する波長のレーザービームを生成するレーザー発振器、及び該レーザー発振器で生成された該レーザービームを集光点に集光する集光器を有し、該保持ユニットにより保持された該被加工物の内部に該レーザービームを集光させるように照射することで該被加工物の内部に改質された改質部と該改質部から伸長するクラックとを含む剥離帯を形成するレーザービーム照射ユニットと、該保持ユニットと該レーザービームの該集光点とをＸ軸及び該Ｘ軸と交差するＹ軸に沿って相対的に移動させる送り機構と、該被加工物を透過する波長の検査光を生成する光源を有し、該被加工物に形成された該剥離帯を含む検査領域に該検査光を照射する検査光照射ユニットと、該Ｙ軸に対して平行で該集光点を通る直線上の領域を含む該検査領域の該クラックで反射した該検査光を検出する受光素子を有する反射光検出ユニットと、処理装置及び記憶装置を有し、該記憶装置に記憶されているプログラムに従い各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、該プログラムに従い、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの該レーザービームの照射予定領域に、該レーザービームを照射して該剥離帯を形成する際に、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の一方側に位置する外周縁から、該Ｘ軸に沿う方向で該被加工物の他方側に位置する外周縁までの該剥離帯の形成予定領域の全体において、該クラックで反射する該検査光を該受光素子に検出させることにより、該クラックで反射する該検査光の情報を取得するレーザー加工装置が提供される。
【0014】
好ましくは、該制御ユニットは、該プログラムに従い、取得された該情報を用いて、実際に該剥離帯が形成されたとみなされる領域の、該形成予定領域に対する比率を算出する。また、好ましくは、該制御ユニットは、該プログラムに従い、該比率が閾値に達していない場合に、該比率が該閾値に達していない領域に該レーザービームを再び照射する。また、好ましくは、該制御ユニットは、該プログラムに従い、該比率が閾値に達していない場合に、加工条件を調整する。
【0015】
また、好ましくは、該受光素子は、該クラックで反射した該検査光の強度を検出できるように構成されている。また、好ましくは、該受光素子は、該クラックを含む該検査領域で反射した該検査光を用いて該検査領域の画像を生成できるように構成されている。
【発明の効果】
【0016】
本発明の一側面にかかるレーザー加工装置は、Ｘ軸に沿う方向で集光点の一方側に位置する検査領域のクラックで反射した検査光を検出する第１受光素子を有する第１反射光検出ユニットと、Ｘ軸に沿う方向で集光点の他方側に位置する検査領域のクラックで反射した検査光を検出する第２受光素子を有する第２反射光検出ユニットと、を備えるので、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の他方側に位置する外周縁までのレーザービームの照射予定領域に、レーザービームを照射して剥離帯を形成する際に、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の一方側に位置する外周縁より外側の第１領域から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の他方側に位置する外周縁より内側の第２領域までの第１検出範囲において、クラックで反射する検査光を第１受光素子に検出させ、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の一方側に位置する外周縁より内側の第３領域から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の他方側に位置する外周縁より外側の第４領域までの第２検出範囲において、クラックで反射する検査光を第２受光素子に検出させることができる。
【0017】
また、本発明の別の一側面にかかるレーザー加工装置は、Ｙ軸に対して平行で集光点を通る直線上の領域を含む検査領域のクラックで反射した検査光を検出する受光素子を有する反射光検出ユニットを備えるので、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の他方側に位置する外周縁までのレーザービームの照射予定領域に、レーザービームを照射して剥離帯を形成する際に、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物の他方側に位置する外周縁までの剥離帯の形成予定領域の全体において、クラックで反射する検査光を受光素子に検出させることができる。
【0018】
従って、本発明の各側面にかかるレーザー加工装置によれば、被加工物に剥離帯を形成する際に、剥離帯の形成予定領域の全体において、クラックで反射する検査光の情報を取得することができる。つまり、本発明の各側面にかかるレーザー加工装置によれば、剥離帯の形成と剥離帯の検査とを並行して行う場合にも、高い生産性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、添付図面を参照ながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態のレーザー加工装置２を示す斜視図である。なお、図１では、レーザー加工装置２の一部の構成要素が機能ブロックで表現されている。また、以下の説明で用いられるＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、互いに垂直である。
【0021】
図１に示されるように、レーザー加工装置２は、各構成要素が搭載される基台４を備えている。基台４の上面の中央の領域には、送り機構（加工送り機構、割り出し送り機構）６が配置されている。送り機構６は、基台４の上面に固定され前後の方向（Ｙ軸に沿う方向）に長い一対のＹ軸ガイドレール８を備えている。Ｙ軸ガイドレール８には、Ｙ軸移動プレート１０がＹ軸に沿って前後にスライドできる態様で取り付けられている。
【0022】
Ｙ軸移動プレート１０の下面側には、ボールネジを構成するナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、Ｙ軸ガイドレール８に対して概ね平行なネジ軸１２が回転できる態様で連結されている。ネジ軸１２の一端部には、Ｙ軸パルスモーター１４が接続されている。Ｙ軸パルスモーター１４でネジ軸１２を回転させることにより、Ｙ軸移動プレート１０は、Ｙ軸ガイドレール８に沿って前後に移動する。
【0023】
Ｙ軸移動プレート１０の上面には、左右の方向（Ｘ軸に沿う方向）に長い一対のＸ軸ガイドレール１６が設けられている。Ｘ軸ガイドレール１６には、Ｘ軸移動プレート１８がＸ軸に沿って左右にスライドできる態様で取り付けられている。Ｘ軸移動プレート１８の下面側には、ボールネジを構成するナット部（不図示）が設けられている。
【0024】
このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１６に対して概ね平行なネジ軸２０が回転できる態様で連結されている。ネジ軸２０の一端部には、Ｘ軸パルスモーター２２が接続されている。Ｘ軸パルスモーター２２でネジ軸２０を回転させることにより、Ｘ軸移動プレート１８は、Ｘ軸ガイドレール１６に沿って左右に移動する。
【0025】
Ｘ軸移動プレート１８の上面側には、被加工物１１を保持できるように構成された円盤状のチャックテーブル（保持ユニット）２４が配置されている。図２は、レーザー加工装置２で加工される被加工物１１を示す斜視図であり、図３は、被加工物１１を示す側面図である。
【0026】
本実施形態の被加工物１１は、六方晶の単結晶炭化珪素（ＳｉＣ）でなる円柱状の半導体インゴットであり、代表的には、昇華再結晶法で製造される。図２及び図３に示されるように、この被加工物１１は、円形状の第１面１１ａと、第１面１１ａの反対側に位置し第１面１１ａに対して概ね平行な円形状の第２面１１ｂと、を有している。
【0027】
被加工物１１の第１面１１ａと第２面１１ｂとを繋ぐ側面には、第１オリエンテーションフラット１１ｃと、第２オリエンテーションフラット１１ｄと、が設けられている。第１オリエンテーションフラット１１ｃ及び第２オリエンテーションフラット１１ｄは、被加工物１１を構成する単結晶炭化珪素の結晶方位に合わせて設けられており、いずれも、第１面１１ａ及び第２面１１ｂに対して垂直な方向から見ると直線状である。
【0028】
また、第１オリエンテーションフラット１１ｃと、第２オリエンテーションフラット１１ｄとは、互いに概ね垂直である。更に、第１面１１ａ及び第２面１１ｂに対して垂直な方向から見た第１オリエンテーションフラット１１ｃの長さは、同じ方向から見た第２オリエンテーションフラット１１ｄの長さよりも長い。
【0029】
結晶を成長させて被加工物１１を製造する過程で、この被加工物１１を構成する単結晶炭化珪素のｃ軸１１ｅは、第１面１１ａ及び第２面１１ｂの垂線１１ｆに対して、第２オリエンテーションフラット１１ｄの方向にαの角度（オフ角等と呼ばれる）で傾斜する。つまり、ｃ軸１１ｅに対して垂直なｃ面１１ｇも、第１面１１ａ及び第２面１１ｂに対してαの角度をなす。αは、代表的には、４°である。ただし、αは、１°～６°の範囲で自由に設定され得る。
【0030】
本実施形態のレーザー加工装置２は、このような被加工物１１から半導体ウェーハを製造する際に用いられる。なお、本実施形態では、六方晶の単結晶炭化珪素でなる半導体インゴットが被加工物１１として採用されるが、被加工物１１は、シリコン（Ｓｉ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）等の他の半導体材料でなる半導体インゴットでもよい。被加工物１１の高さ（第１面１１ａ及び第２面１１ｂに対して垂直な方向の大きさ）は、少なくとも、製造される半導体ウェーハの高さ（厚さ）よりも大きければよい。
【0031】
また、被加工物１１の側面には、必ずしも第１オリエンテーションフラット１１ｃや第２オリエンテーションフラット１１ｄが形成されていなくてよい。更に、第１オリエンテーションフラット１１ｃや第２オリエンテーションフラット１１ｄに代えて、又は、これらとともに、結晶方位に応じた別のオリエンテーションフラットやノッチ（切り欠き）等が被加工物１１に設けられてもよい。
【0032】
例えば、この被加工物１１の第２面１１ｂ側が、上述したチャックテーブル２４の上面（保持面）２４ａにより保持される。チャックテーブル２４の上面２４ａは、例えば、多孔質状のセラミックス等によって、Ｘ軸及びＹ軸に対して概ね平行に形成されている。また、チャックテーブル２４の上面２４ａは、チャックテーブル２４の内部の吸引路（不図示）や、チャックテーブル２４の外部のバルブ（不図示）等を介して、真空ポンプ等の吸引源（不図示）に接続される。
【0033】
チャックテーブル２４の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。この回転駆動源が発生する力によって、チャックテーブル２４は、上下の方向（Ｚ軸に沿う方向）に対して概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル２４は、送り機構６のＸ軸パルスモーター２２が発生する力により、Ｘ軸に沿う左右の方向に移動し（加工送り）、送り機構６のＹ軸パルスモーター１４が発生する力により、Ｙ軸に沿う前後の方向に移動する（割り出し送り）。
【0034】
チャックテーブル２４の周囲には、被加工物１１を支持する際に用いられる環状のフレーム（不図示）を四方から固定できる４個のクランプ２６が設けられている。環状のフレームで被加工物１１を支持する際には、例えば、被加工物１１の第２面１１ｂ側に円形状のテープ（不図示）の中央部が貼付され、このテープの外縁部に環状のフレームが固定される。なお、被加工物１１を支持する際に環状のフレームが使用されないようであれば、クランプ２６は省略されてよい。
【0035】
基台４の上面の送り機構６の後方の位置には、上下の方向に所定の長さを持つ支持構造２８が設けられている。支持構造２８には、チャックテーブル２４で保持される被加工物１１に対してレーザービームを集光させるように照射できるレーザービーム照射ユニット３０の一部が支持されている。
【0036】
図４は、レーザービーム照射ユニット３０の構造を示す図である。なお、図４でも、一部の構成要素が機能ブロックで表現されている。図４に示されるように、レーザービーム照射ユニット３０は、例えば、基台４や支持構造２８に固定されたレーザー発振器３２を含む。レーザー発振器３２は、代表的には、レーザー発振に適したＮｄ：ＹＡＧ等のレーザー媒質を備え、被加工物１１を透過する波長のパルス状のレーザービーム２１を生成する。
【0037】
レーザービーム２１が進行する方向に沿ってレーザー発振器３２の下流側には、例えば、レーザー発振器３２で生成されたレーザービーム２１のパワーを調整できる調整器３４が配置されている。この調整器３４としては、アッテネーターや音響光学偏向素子等が使用される。ただし、レーザービーム２１のパワーは、レーザー発振器３２の内部で調整されてもよい。
【0038】
調整器３４によってパワーが調整されたレーザービーム２１は、例えば、支持構造２８に支持されたハウジング３６（図１）に入射する。ハウジング３６の先端側の端部には、照射ヘッド３８（図１）が設けられている。照射ヘッド３８の上部には、例えば、ミラー４０が配置されており、このミラー４０により、レーザービーム２１の進行する方向が下向きに変えられる。
【0039】
照射ヘッド３８の下部には、下方の集光点２３にレーザービーム２１を集光させるレンズ等の集光器４２が配置されており、ミラー４０で反射されたレーザービーム２１は、集光器４２を通じて、チャックテーブル２４で保持された被加工物１１に照射される。被加工物１１を透過する波長のレーザービーム２１を被加工物１１の内部に集光させるように照射することで、レーザービーム２１により改質された改質部と、改質部から伸長するクラックと、を含む剥離帯が被加工物１１の内部に形成される。
【0040】
図５は、被加工物１１に剥離帯１１ｈが形成される様子を示す模式的に示す平面図であり、図６は、剥離帯１１ｈが形成された被加工物１１の断面図である。被加工物１１の内部に剥離帯１１ｈを形成する際には、例えば、レーザービーム照射ユニット３０が、照射ヘッド３８から下方にレーザービーム２１を照射している状態で、送り機構６が、被加工物１１を保持した状態のチャックテーブル２４をＸ軸に沿って移動させる。
【0041】
すなわち、レーザービーム２１の集光点２３とチャックテーブル２４とが、送り機構６でＸ軸に沿って相対的に移動させられる。これにより、被加工物１１のＸ軸に沿う直線状（帯状）の照射予定領域にレーザービーム２１が照射され、この照射予定領域に、改質部１１ｉと、改質部１１ｉから伸長するクラック１１ｊと、を含む剥離帯１１ｈが形成される。なお、レーザービーム２１の照射前には、Ｘ軸に対して第２オリエンテーションフラット１１ｄが平行になるように、被加工物１１の向きが調整される。
【0042】
例えば、第１照射予定領域１１ｋにレーザービーム２１が照射された後には、送り機構６が、被加工物１１を保持した状態のチャックテーブル２４をＹ軸に沿って移動させる。すなわち、レーザービーム２１の集光点２３とチャックテーブル２４とが、送り機構６でＹ軸に沿って相対的に移動させられる。
【0043】
そして、レーザービーム照射ユニット３０が、照射ヘッド３８から下方にレーザービーム２１を照射している状態で、送り機構６が、被加工物１１を保持した状態のチャックテーブル２４をＸ軸に沿って再び移動させる。これにより、上述した第１照射予定領域１１ｋとは別の第２照射予定領域１１ｌにレーザービーム２１が照射され、この第２照射予定領域１１ｌに剥離帯１１ｈが形成される。レーザー加工装置２は、このような動作を繰り返すことにより、被加工物１１の広い範囲に剥離帯１１ｈを形成することができる。
【0044】
なお、本実施形態では、レーザービーム照射ユニット３０を構成するハウジング３６が支持構造２８により支持されているが、ハウジング３６は、任意の移動機構により上下に移動できる態様で支持されてもよい。また、照射ヘッド３８の内部の集光器４２を独立して上下に移動させることができるように、照射ヘッド３８にアクチュエーター等が設けられてもよい。
【0045】
図１に示されるように、Ｘ軸に沿う方向で照射ヘッド３８の一方側の領域（例えば、右側の領域）には、ハウジング３６に固定されたカメラ（撮像ユニット）４４が配置されている。カメラ４４は、例えば、可視光に感度を持つＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等の２次元光センサを含んでおり、チャックテーブル２４により保持された被加工物１１等を撮像する際に使用される。
【0046】
また、例えば、照射ヘッド３８とカメラ４４との間の領域には、被加工物１１に形成された剥離帯１１ｈを含む検査領域に検査光を照射できる第１検査光照射ユニット４６が配置されている。図７は、第１検査光照射ユニット４６等の構造や配置を示す図である。第１検査光照射ユニット４６は、被加工物１１を透過する波長の検査光３１を生成できるＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の第１光源４８を含んでおり、Ｘ軸に沿う方向で集光点２３の一方側に位置する検査領域に検査光３１を照射する。
【0047】
図７に示されるように、検査領域において被加工物１１の第１面１１ａに入射角θで入射した検査光３１の一部は、剥離帯１１ｈのクラック１１ｊに到達する。クラック１１ｊに到達した検査光３１の一部は、このクラック１１ｊによる劈開面で反射される。なお、クラック１１ｊの劈開面で反射された検査光３１（反射光）の向かう方向は、例えば、クラック１１ｊの劈開面が第１面１１ａに対してなす角度と、検査光３１の入射角θと、によって概ね決まる。
【0048】
ここで、クラック１１ｊの劈開面が第１面１１ａに対してなす角度は、オフ角αと同程度である。つまり、クラック１１ｊの劈開面で反射された検査光３１の向かう方向は、オフ角αと、検査光３１の入射角θと、によって概ね決まることになる。そして、クラック１１ｊの劈開面で反射された検査光３１の向かう先には、図７に示されるように、第１反射光検出ユニット５０が配置されている。
【0049】
第１反射光検出ユニット５０は、検査光３１の波長に感度を持つフォトダイオード等の第１受光素子５２を含んでおり、クラック１１ｊの劈開面で反射された検査光３１を受光して、その受光量に対応した所定の電気信号を生成する。このように、第１受光素子５２によって、Ｘ軸に沿う方向で集光点２３の一方側に位置する検査領域のクラック１１ｊの劈開面で反射された検査光３１の強度が検出される。
【0050】
また、Ｘ軸に沿う方向で照射ヘッド３８の他方側の領域（例えば、左側の領域）には、被加工物１１に形成された剥離帯１１ｈを含む検査領域に検査光３１を照射できる第２検査光照射ユニット５４が配置されている。第２検査光照射ユニット５４は、第１検査光照射ユニット４６と同様に構成されている。
【0051】
すなわち、第２検査光照射ユニット５４は、被加工物１１を透過する波長の検査光３１を生成できるＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の第２光源５６を含んでおり、Ｘ軸に沿う方向で集光点２３の他方側に位置する検査領域に検査光３１を照射する。検査領域において被加工物１１の第１面１１ａに入射角θで入射した検査光３１の一部は、剥離帯１１ｈのクラック１１ｊに到達する。
【0052】
また、クラック１１ｊに到達した検査光３１の一部は、このクラック１１ｊによる劈開面で反射される。クラック１１ｊの劈開面で反射された検査光３１の向かう先には、第２反射光検出ユニット５８が配置されている。第２反射光検出ユニット５８は、第１反射光検出ユニット５０と同様に構成されている。
【0053】
すなわち、第２反射光検出ユニット５８は、検査光３１の波長に感度を持つフォトダイオード等の第２受光素子６０を含んでおり、クラック１１ｊの劈開面で反射された検査光３１を受光して、その受光量に対応した所定の電気信号を生成する。このように、第２受光素子６０によって、Ｘ軸に沿う方向で集光点２３の他方側に位置する検査領域のクラック１１ｊの劈開面で反射された検査光３１の強度が検出される。
【0054】
更に、本実施形態では、第１検査光照射ユニット４６及び第２検査光照射ユニット５４により検査光３１を照射される検査領域が、Ｙ軸に沿う方向で集光点２３の一方側に設定されている。すなわち、第１反射光検出ユニット５０の第１受光素子５２と第２反射光検出ユニット５８の第２受光素子６０とは、Ｙ軸に沿う方向で集光点２３の一方側に位置する剥離帯１１ｈのクラック１１ｊで反射した検査光３１を検出できるように構成されている。
【0055】
これにより、レーザービーム２１が照射された後の剥離帯１１ｈの検査と並行して、剥離帯１１ｈが形成されていない照射予定領域にレーザービーム２１を照射して剥離帯１１ｈを形成することが可能になる。つまり、剥離帯１１ｈの形成と剥離帯１１ｈの検査とを並行して行うことができるようになる。
【0056】
ただし、第１検査光照射ユニット４６、第１反射光検出ユニット５０、第２検査光照射ユニット５４、及び第２反射光検出ユニット５８の構造、配置等は、上述の態様に制限されない。例えば、第１検査光照射ユニット４６や第２検査光照射ユニット５４は、被加工物１１を透過する波長のレーザービームを生成できるレーザー発振器等を第１光源４８や第２光源５６として含んでもよい。
【0057】
同様に、第１反射光検出ユニット５０や第２反射光検出ユニット５８は、検査光３１の波長に感度を持つＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の２次元光センサを第１受光素子５２や第２受光素子６０として含んでもよい。この場合には、第１反射光検出ユニット５０や第２反射光検出ユニット５８が、剥離帯１１ｈ（クラック１１ｊ）を含む検査領域で反射した検査光３１を用いて検査領域の画像を生成できるようになる。そして、カメラ４４が第１反射光検出ユニット５０として使用されてもよい。
【0058】
更に、第１検査光照射ユニット４６、第１反射光検出ユニット５０、第２検査光照射ユニット５４、及び第２反射光検出ユニット５８は、照射ヘッド３８に対する位置を前後左右（Ｘ軸に沿う方向、及びＹ軸に沿う方向）に調整できるように構成されることが望ましい。これにより、検査領域の位置の調整が可能になる。
【0059】
送り機構６、レーザービーム照射ユニット３０、カメラ４４、第１検査光照射ユニット４６、第１反射光検出ユニット５０、第２検査光照射ユニット５４、第２反射光検出ユニット５８等の構成要素には、制御ユニット６２が接続されている。制御ユニット６２は、例えば、処理装置６４と、記憶装置６６と、を含むコンピュータによって構成され、被加工物１１が適切に加工されるように、上述した各構成要素の動作等を制御する。
【0060】
処理装置６４は、代表的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、上述した構成要素を制御するために必要な種々の処理を行う。記憶装置６６は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含む。この制御ユニット６２の機能は、例えば、記憶装置６６に記憶されているプログラム等のソフトウェアに従い処理装置６４が動作することによって実現される。
【0061】
例えば、基台４の上部は、各構成要素を収容できるカバー（不図示）によって覆われている。このカバーの側面には、ユーザーインターフェースとなるタッチスクリーン（入力装置、出力装置）６８が配置されている。制御ユニット６２は、タッチスクリーン６８にも接続されており、例えば、被加工物１１を加工する際に適用される種々の条件が、タッチスクリーン６８を介してオペレーターから制御ユニット６２に入力される。
【0062】
なお、入力装置として、キーボードや、マウス等が採用されてもよい。同様に、出力装置として、入力機能を持たない液晶ディスプレイ等の表示装置や、音声により情報を伝達できるスピーカー、光の色又は発光の状態（発光・点滅・消灯等）により情報を伝達できる表示灯等が採用されてもよい。
【0063】
このように構成されたレーザー加工装置２では、プログラムによって規定される所定の態様で、被加工物１１にレーザービーム２１が照射され、剥離帯１１ｈが形成される。例えば、コンピュータ等による読み取りが可能な非一時的な記録媒体でもある記憶装置６６の一部には、レーザービーム２１の照射に必要な一連の処理を処理装置６４に実行させるプログラムが記録されている。制御ユニット６２（処理装置６４）は、このプログラムに従って、被加工物１１へのレーザービーム２１の照射に必要な手順を遂行する。
【0064】
また、このレーザー加工装置２は、被加工物１１へのレーザービーム２１の照射（剥離帯１１ｈの形成）と並行して、剥離帯１１ｈが適切に形成されているか否かを検査することができる。記憶装置６６の一部には、剥離帯１１ｈの検査に必要な一連の処理を処理装置６４に実行させるプログラムが記録されている。制御ユニット６２（処理装置６４）は、このプログラムに従って、剥離帯１１ｈの検査に必要な手順を遂行する。
【0065】
図８は、本実施形態のプログラムにより実現される制御ユニット６２の機能的な構造を模式的に示す機能ブロック図であり、図９は、剥離帯１１ｈの検査を伴う被加工物１１の加工方法を示すフローチャートである。なお、図８では、説明の便宜上、制御ユニット６２に接続される送り機構６、レーザービーム照射ユニット３０、第１反射光検出ユニット５０、第２反射光検出ユニット５８等が併せて示されている。
【0066】
図８に示されるように、制御ユニット６２は、送り機構６の動作を制御する送り制御部６２ａと、レーザービーム照射ユニット３０の動作を制御する照射制御部６２ｂと、を含んでいる。例えば、図９に示される加工方法のフローに沿って被加工物１１の加工（剥離帯１１ｈの形成）が開始されると（ステップＳ１１）、送り制御部６２ａが送り機構６の動作を制御するとともに、照射制御部６２ｂがレーザービーム照射ユニット３０の動作を制御して、被加工物１１にレーザービーム２１を照射する。
【0067】
例えば、送り制御部６２ａは、被加工物１１の対象の照射予定領域のＸ軸に沿う延長線上に集光点２３の位置が合うように、被加工物１１を保持するチャックテーブル２４と集光点２３との位置の関係を送り機構６で調整する。その後、送り制御部６２ａは、対象の照射予定領域に沿って集光点２３が移動するように、チャックテーブル２４と集光点２３とを送り機構６でＸ軸に沿って相対的に移動させる。
【0068】
チャックテーブル２４と集光点２３とのＸ軸に沿う相対的な移動が開始された後、例えば、集光点２３が被加工物１１の外周縁より内側に入るタイミングで、照射制御部６２ｂは、レーザービーム照射ユニット３０によるレーザービーム２１の照射を開始する。その後、集光点２３が被加工物１１の外周縁より外側に出るタイミングで、照射制御部６２ｂは、レーザービーム照射ユニット３０によるレーザービーム２１の照射を停止する。
【0069】
すなわち、レーザービーム２１は、対象の照射予定領域と重なった状態で相対的に移動する集光点２３に集光されるように、被加工物１１に照射される。なお、被加工物１１には、Ｘ軸に沿う方向に対して平行になるように、直線状（帯状）の複数の照射予定領域が設定されている。つまり、複数の照射予定領域は、Ｙ軸に沿って並んでいる。また、各照射予定領域は、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁までを含むように設定されている。
【0070】
よって、レーザービーム２１は、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁まで、Ｘ軸に沿って各照射予定領域に照射される。その結果、各照射予定領域には、Ｘ軸に沿って被加工物１１を横断する剥離帯１１ｈが形成される。
【0071】
例えば、第１照射予定領域１１ｋ及び第２照射予定領域１１ｌにレーザービーム２１が照射された後には、この第１照射予定領域１１ｋ及び第２照射予定領域１１ｌに形成された剥離帯１１ｈの検査が開始される（ステップＳ１２）。図１０は、剥離帯１１ｈが検査される様子を模式的に示す平面図である。なお、本実施形態では、第１照射予定領域１１ｋ及び第２照射予定領域１１ｌの剥離帯１１ｈの検査が、第２照射予定領域１１ｌの隣の第３照射予定領域１１ｍへの剥離帯１１ｈの形成と並行して行われる。
【0072】
具体的には、まず、送り制御部６２ａは、第３照射予定領域１１ｍのＸ軸に沿った延長線上に集光点２３の位置が合うように、チャックテーブル２４と集光点２３とを送り機構６でＹ軸に沿って相対的に移動させる。また、これにより、第１検査光照射ユニット４６からの検査光３１が照射される検査領域（第１検査領域）と、第２検査光照射ユニット５４からの検査光３１が照射される検査領域（第２検査領域）と、の位置は、第１照射予定領域１１ｋと第２照射予定領域１１ｌとの境界のＸ軸に沿った延長線上に合わせられる。
【0073】
すなわち、照射ヘッド３８、第１検査光照射ユニット４６、及び第２検査光照射ユニット５４は、上述のような集光点２３及び検査領域の位置の関係を実現できるように配置されている。その後、送り制御部６２ａは、第３照射予定領域１１ｍに沿って集光点２３が移動するように、チャックテーブル２４と集光点２３とを送り機構６でＸ軸に沿って相対的に移動させる。その結果、検査領域も、第１照射予定領域１１ｋと第２照射予定領域１１ｌとの境界に沿って移動する。
【0074】
チャックテーブル２４と集光点２３とのＸ軸に沿う相対的な移動が開始された後、例えば、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁より内側に集光点２３が入るタイミングで、照射制御部６２ｂは、レーザービーム照射ユニット３０によるレーザービーム２１の照射を開始する。その後、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁より外側に集光点２３が出るタイミングで、照射制御部６２ｂは、レーザービーム照射ユニット３０によるレーザービーム２１の照射を停止する。
【0075】
なお、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁に集光点２３が達すると、第１検査光照射ユニット４６の検査領域は、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁より外側の領域（第１領域）３５ａに位置づけられる。また、第２検査光照射ユニット５４の検査領域は、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁より内側の領域（第３領域）３５ｃに位置づけられる。
【0076】
そして、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁に集光点２３が達すると、第１検査光照射ユニット４６の検査領域は、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁より内側の領域（第２領域）３５ｂに位置づけられる。また、第２検査光照射ユニット５４の検査領域は、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁より外側の領域（第４領域）３５ｄに位置づけられる。
【0077】
つまり、第１反射光検出ユニット５０による検査が可能な第１検出範囲３７ａは、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁より外側の領域（第１領域）３５ａから、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁より内側の領域（第２領域）３５ｂまでとなる。
【0078】
また、第２反射光検出ユニット５８による検査が可能な第２検出範囲３７ｂは、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁より内側の領域（第３領域）３５ｃから、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁より外側の領域（第４領域）３５ｄまでとなる。
【0079】
図８に示されるように、制御ユニット６２は、第１反射光検出ユニット５０の第１受光素子５２が出力する電気信号に含まれる情報と、第２反射光検出ユニット５８の第２受光素子６０が出力する電気信号に含まれる情報と、を取得する検査部６２ｃを含む。この検査部６２ｃは、第１受光素子５２からの情報と、第２受光素子６０からの情報と、の双方を利用して、第１照射予定領域１１ｋと第２照射予定領域１１ｌとに適切な剥離帯１１ｈが形成されているか否かを判定する。
【0080】
具体的には、検査部６２ｃは、第１検出範囲３７ａにおいて剥離帯１１ｈのクラック１１ｊで反射され、第１反射光検出ユニット５０の第１受光素子５２が検出した検査光３１の強度に関する情報を取得する。また、検査部６２ｃは、第２検出範囲３７ｂにおいて剥離帯１１ｈのクラック１１ｊで反射され、第２反射光検出ユニット５８の第２受光素子６０が検出した検査光３１の強度に関する情報を取得する。
【0081】
ここで、領域３５ａから領域３５ｃまでの範囲では、第１反射光検出ユニット５０の第１受光素子５２のみによって、クラック１１Ｊで反射される検査光３１の強度に関する情報が取得される。また、領域３５ｂから領域３５ｄまでの範囲では、第２反射光検出ユニット５８の第２受光素子６０のみによって、クラック１１Ｊで反射される検査光３１の強度に関する情報が取得される。
【0082】
一方で、領域３５ｃから領域３５ｂまでの範囲では、第１反射光検出ユニット５０の第１受光素子５２と第２反射光検出ユニット５８の第２受光素子６０との双方によって、クラック１１Ｊで反射される検査光３１の強度に関する情報が取得される。つまり、検査部６２ｃは、領域３５ａから領域３５ｄまでの範囲の全体において、剥離帯１１ｈのクラック１１ｊで反射された検査光３１の強度に関する情報を取得できる。
【0083】
言い換えれば、検査部６２ｃは、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁までの、第１照射予定領域１１ｋと第２照射予定領域１１ｌとの境界の全体（剥離帯１１ｈが形成されるべき形成予定領域の全体）において、剥離帯１１ｈのクラック１１ｊで反射された検査光３１の強度に関する情報を取得できる。
【0084】
なお、本実施形態では、検査部６２ｃは、領域３５ｃから領域３５ｂまでの範囲で、第１反射光検出ユニット５０により取得された情報と、第２反射光検出ユニット５８により取得された情報と、を平均化している。このように、重複して得られる情報を平均化することで、検査の精度が高まる。もちろん、第１反射光検出ユニット５０により取得された情報と、第２反射光検出ユニット５８により取得された情報と、の一方のみが使用されてもよい。
【0085】
制御ユニット６２は、上述のような手順を繰り返すことで、被加工物１１に設定されている全ての照射予定領域にレーザービーム２１を照射して剥離帯１１ｈを形成し、また、全ての照射予定領域の境界において、剥離帯１１ｈのクラック１１ｊで反射された検査光３１の強度に関する情報を取得する。各境界において、剥離帯１１ｈのクラック１１ｊで反射された検査光３１の強度に関する情報が取得された後には、検査部６２ｃは、対象の境界に適切な剥離帯１１ｈが形成されているか否かを判定する。
【0086】
対象の境界に適切な剥離帯１１ｈが形成されているか否かを判定する際には、検査部６２ｃは、まず、剥離帯１１ｈが形成されるべき形成予定領域（つまり、対象の境界）に対して、実際に適切な剥離帯１１ｈが形成されたとみなされる領域が占める比率（割合）を算出する（ステップＳ１３）。
【0087】
ここで、任意の検査領域に適切なクラック１１ｊが存在している場合に第１反射光検出ユニット５０又は第２反射光検出ユニット５８で検出される光の強度は、任意の検査領域に適切なクラック１１ｊが存在していない場合に第１反射光検出ユニット５０又は第２反射光検出ユニット５８で検出される光の強度に比べて大きくなる。
【0088】
よって、検査部６２ｃは、形成予定領域（対象の境界）の長さ（又は、面積）に対する、検出された光の強度が基準値を超える領域の長さ（又は、面積）の比率（割合）を算出する。つまり、検出された光の強度が基準値を超える領域が、実際に適切な剥離帯１１ｈが形成された領域と見なされる。
【0089】
なお、基準値としては、検査領域に適切なクラック１１ｊが存在する場合に第１反射光検出ユニット５０又は第２反射光検出ユニット５８で検出される光の強度と、検査領域に適切なクラック１１ｊが存在しない場合に第１反射光検出ユニット５０又は第２反射光検出ユニット５８で検出される光の強度と、の間の任意の値が採用される。
【0090】
次に、検査部６２ｃは、対象の形成予定領域（境界）において算出した上述の比率を、所定の閾値と比較する（ステップＳ１４）。例えば、被加工物１１に存在する全ての照射予定領域にレーザービーム２１が照射された後に、全ての形成予定領域（境界）で算出された比率がいずれも閾値に達している場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）には、制御ユニット６２は、そのまま被加工物１１の加工を終了する。閾値は、８０％以上、好ましくは、９０％以上、代表的には、９５％である。
【0091】
一方で、いずれかの形成予定領域（境界）で算出された比率が閾値に達していない場合（ステップＳ１４でＮＯ）には、制御ユニット６２は、被加工物１１に対して再びレーザービーム２１を照射する再加工、及び／又は加工条件の調整を行う（ステップＳ１５）。被加工物１１の再加工は、代表的には、比率が閾値に達していない形成予定領域（境界）に隣接する照射予定領域に対してのみ行われる。もちろん、全ての照射予定領域が再加工されてもよい。なお、再加工の後には、再加工された照射予定領域に対応する形成予定領域（境界）の再検査が行われることが望ましい。
【0092】
調整される加工条件には、代表的には、レーザービーム２１の出力等がある。比率が閾値に達していない場合に、レーザービーム２１の出力を大きくすることで、適切な剥離帯１１ｈが形成され易くなる。なお、レーザービーム２１の繰り返し周波数、各照射予定領域へのレーザービーム２１の照射回数（パス数）、Ｘ軸に沿う方向へのチャックテーブル２４の送り速度等の他の加工条件が調整されてもよい。
【0093】
なお、この加工条件の調整は、比率に応じた態様で行われてもよい。例えば、比率が低い場合には、大きな調整量で加工条件が調整され、比率が高い場合には、小さな調整量で加工条件が調整される。比率と加工条件の調整量との関係を示すテーブル等が記憶装置６６に記憶されることで、制御ユニット６２は、このテーブル等を参酌して、比率に応じた適切な調整量で加工条件を調整できる。また、比率が著しく低い場合には、制御ユニット６２は、その旨をレーザー加工装置２のオペレーターに報知してもよい。
【0094】
以上のように、本実施形態にかかるレーザー加工装置２は、Ｘ軸に沿う方向で集光点２３の一方側に位置する検査領域のクラック１１ｊで反射した検査光３１を検出する第１受光素子５２を有する第１反射光検出ユニット５０と、Ｘ軸に沿う方向で集光点２３の他方側に位置する検査領域のクラック１１ｊで反射した検査光３１を検出する第２受光素子６０を有する第２反射光検出ユニット５８と、を備えている。
【0095】
そのため、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁までのレーザービーム２１の照射予定領域に、レーザービーム２１を照射して剥離帯１１ｈを形成する際に、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁より外側の領域（第１領域）３５ａから、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁より内側の領域（第２領域）３５ｂまでの第１検出範囲３７ａにおいて、クラック１１ｊで反射する検査光３１を第１受光素子５２に検出させ、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁より内側の領域（第３領域）３５ｃから、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁より外側の領域（第４領域）３５ｄまでの第２検出範囲３７ｂにおいて、クラック１１ｊで反射する検査光３１を第２受光素子６０に検出させることができる。
【0096】
例えば、Ｘ軸に沿う方向で集光点２３の一方側に位置する検査領域を検査できる第１反射光検出ユニット５０のみを備えた従来のレーザー加工装置では、チャックテーブル２４と集光点２３とのＸ軸に沿う方向への相対的な移動量が同じ条件でレーザービーム２１の照射予定領域にレーザービーム２１を照射しようとすると、被加工物１１の一方側に位置する外周縁より外側の領域３５ａから、被加工物１１の他方側に位置する外周縁より内側の領域３５ｂまでの第１検出範囲３７ａだけで、クラック１１ｊで反射する検査光３１の情報が取得される。つまり、この場合には、剥離帯１１ｈの形成予定領域の全体において、クラック１１ｊで反射する検査光３１の情報を取得するには、チャックテーブル２４と集光点２３とのＸ軸に沿う方向への相対的な移動量を増やす必要がある。
【0097】
これに対して、本実施形態にかかるレーザー加工装置２では、被加工物１１に剥離帯１１ｈを形成する際に、従来のレーザー加工装置のように、チャックテーブル２４と集光点２３とのＸ軸に沿う方向への相対的な移動量を増やすことなく、剥離帯１１ｈの形成予定領域の全体において、クラック１１ｊで反射する検査光３１の情報を取得することができる。つまり、本実施形態にかかるレーザー加工装置２によれば、剥離帯１１ｈの形成と剥離帯１１ｈの検査とを並行して行う場合にも、高い生産性を実現できる。
【0098】
なお、本発明は、上述した実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上述した実施形態では、第１検査光照射ユニット４６と第２検査光照射ユニット５４とで、２つの異なる検査領域に検査光３１が照射されているが、１つの検査光照射ユニット（１つの光源）で生成される検査光３１を分岐することで、２つの異なる検査領域に検査光３１が照射されてもよい。
【0099】
また、上述した実施形態では、送り機構６により、チャックテーブル（保持ユニット）２４のＸ軸に沿う方向への移動と、Ｙ軸に沿う方向への移動と、が実現されているが、他の送り機構により、レーザービーム照射ユニット３０の一部（又は全部）のＸ軸に沿う方向への移動と、Ｙ軸に沿う方向への移動と、が実現されてもよい。また、送り機構６により、チャックテーブル２４のＸ軸に沿う方向への移動（又は、Ｙ軸に沿う方向への移動）が実現され、他の送り機構により、レーザービーム照射ユニット３０の一部（又は全部）のＹ軸に沿う方向への移動（又は、Ｘ軸に沿う方向への移動）が実現されてもよい。
【0100】
また、レーザー加工装置２は、第１検査光照射ユニット４６、第１反射光検出ユニット５０、第２検査光照射ユニット５４、及び第２反射光検出ユニット５８の配置等が、被加工物１１の加工条件等に合わせて自動で調整されるように構成されてもよい。例えば、レーザービーム２１の照射予定領域のＹ軸に沿う方向の間隔が変更された場合に、この変更に合わせて、検査領域の位置が自動で調整されるようにしておけば、検査領域の位置を調整する作業が不要になる。
【0101】
また、第１反射光検出ユニット５０や第２反射光検出ユニット５８が、検査領域の画像を生成できるように構成されている場合には、制御ユニット６２が得られた画像を処理して、剥離帯１１ｈが形成されるべき形成予定領域に対して、実際に適切な剥離帯１１ｈが形成されたとみなされる領域の占める比率（割合）を算出してもよい。
【0102】
また、上述した実施形態では、第１反射光検出ユニット５０と第２反射光検出ユニット５８とにより高い生産性が実現されているが、１つの反射光検出ユニット（及び１つの検査光照射ユニット）のみにより高い生産性を実現することも可能である。図１１は、この変形例において剥離帯１１ｈが検査される様子を模式的に示す平面図である。
【0103】
なお、変形例にかかるレーザー加工装置の構成は、検査光照射ユニットと反射光検出ユニットとがそれぞれ１つである点を除き、実施形態のレーザー加工装置２と同じである。よって、実施形態のレーザー加工装置２と同じ構成要素には同じ符号を付して、それらの詳細な説明を省略する。
【0104】
検査光照射ユニットは、検査光３１を照射できる光源を有している。そして、この光源から検査光３１が照射される検査領域は、Ｙ軸に対して平行で集光点２３を通る直線上の領域を含むように設定されている。また、反射光検出ユニットは、検査領域のクラック１１ｊで反射した検査光３１を検出できる受光素子を有している。
【0105】
このレーザー加工装置では、図１１に示されるように、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁に集光点２３が位置づけられた状態で、検査光照射ユニットの検査領域が、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁上の領域３５ｅに位置づけられる。また、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁に集光点２３が位置づけられた状態で、検査光照射ユニットの検査領域が、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁上の領域３５ｆに位置づけられる。
【0106】
すなわち、変形例にかかるレーザー加工装置の反射光検出ユニットによって検査が可能な検出範囲３７ｃは、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁上の領域３５ｅから、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁上の領域３５ｆまでとなる。
【0107】
このレーザー加工装置でも、制御ユニット６２は、プログラムに従って、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁までのレーザービーム２１の照射予定領域に、レーザービーム２１を照射して剥離帯１１ｈを形成する。この際に、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の一方側に位置する外周縁から、Ｘ軸に沿う方向で被加工物１１の他方側に位置する外周縁までの剥離帯１１ｈの形成予定領域の全体において、クラック１１ｊで反射する検査光３１が反射光検出ユニットの受光素子で検出される。これにより、制御ユニット６２は、クラック１１ｊで反射する検査光３１の情報を取得できる。
【0108】
その他、上述した実施形態や変形例にかかる構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて変更して実施できる。
【符号の説明】
【0109】
２ ：レーザー加工装置
４ ：基台
６ ：送り機構（加工送り機構、割り出し送り機構）
８ ：Ｙ軸ガイドレール
１０ ：Ｙ軸移動プレート
１２ ：ネジ軸
１４ ：Ｙ軸パルスモーター
１６ ：Ｘ軸ガイドレール
１８ ：Ｘ軸移動プレート
２０ ：ネジ軸
２２ ：Ｘ軸パルスモーター
２４ ：チャックテーブル
２４ａ ：上面（保持面）
２６ ：クランプ
２８ ：支持構造
３０ ：レーザービーム照射ユニット
３２ ：レーザー発振器
３４ ：調整器
３６ ：ハウジング
３８ ：照射ヘッド
４０ ：ミラー
４２ ：集光器
４４ ：カメラ（撮像ユニット）
４６ ：第１検査光照射ユニット
４８ ：第１光源
５０ ：第１反射光検出ユニット
５２ ：第１受光素子
５４ ：第２検査光照射ユニット
５６ ：第２光源
５８ ：第２反射光検出ユニット
６０ ：第２受光素子
６２ ：制御ユニット
６２ａ ：送り制御部
６２ｂ ：照射制御部
６２ｃ ：検査部
６４ ：処理装置
６６ ：記憶装置
６８ ：タッチスクリーン（入力装置、出力装置）
１１ ：被加工物
１１Ｊ ：クラック
１１ａ ：第１面
１１ｂ ：第２面
１１ｃ ：第１オリエンテーションフラット
１１ｄ ：第２オリエンテーションフラット
１１ｅ ：ｃ軸
１１ｆ ：垂線
１１ｇ ：ｃ面
１１ｈ ：剥離帯
１１ｉ ：改質部
１１ｊ ：クラック
１１ｋ ：第１照射予定領域
１１ｌ ：第２照射予定領域
１１ｍ ：第３照射予定領域
２１ ：レーザービーム
２３ ：集光点
３１ ：検査光
３５ａ ：領域（第１領域）
３５ｂ ：領域（第２領域）
３５ｃ ：領域（第３領域）
３５ｄ ：領域（第４領域）
３５ｅ ：領域
３５ｆ ：領域
３７ａ ：第１検出範囲
３７ｂ ：第２検出範囲
３７ｃ ：検出範囲
４ ：基台
６ ：送り機構（加工送り機構、割り出し送り機構）
８ ：Ｙ軸ガイドレール
１０ ：Ｙ軸移動プレート
１２ ：ネジ軸
１４ ：Ｙ軸パルスモーター
１６ ：Ｘ軸ガイドレール
１８ ：Ｘ軸移動プレート
２０ ：ネジ軸
２２ ：Ｘ軸パルスモーター
２４ ：チャックテーブル
２４ａ ：上面（保持面）
２６ ：クランプ
２８ ：支持構造
３０ ：レーザービーム照射ユニット
３２ ：レーザー発振器
３４ ：調整器
３６ ：ハウジング
３８ ：照射ヘッド
４０ ：ミラー
４２ ：集光器
４４ ：カメラ（撮像ユニット）
４６ ：第１検査光照射ユニット
４８ ：第１光源
５０ ：第１反射光検出ユニット
５２ ：第１受光素子
５４ ：第２検査光照射ユニット
５６ ：第２光源
５８ ：第２反射光検出ユニット
６０ ：第２受光素子
６２ ：制御ユニット
６２ａ ：送り制御部
６２ｂ ：照射制御部
６２ｃ ：検査部
６４ ：処理装置
６６ ：記憶装置
６８ ：タッチスクリーン（入力装置、出力装置）
１１ ：被加工物
１１Ｊ ：クラック
１１ａ ：第１面
１１ｂ ：第２面
１１ｃ ：第１オリエンテーションフラット
１１ｄ ：第２オリエンテーションフラット
１１ｅ ：ｃ軸
１１ｆ ：垂線
１１ｇ ：ｃ面
１１ｈ ：剥離帯
１１ｉ ：改質部
１１ｊ ：クラック
１１ｋ ：第１照射予定領域
１１ｌ ：第２照射予定領域
１１ｍ ：第３照射予定領域
２１ ：レーザービーム
２３ ：集光点
３１ ：検査光
３５ａ ：領域（第１領域）
３５ｂ ：領域（第２領域）
３５ｃ ：領域（第３領域）
３５ｄ ：領域（第４領域）
３５ｅ ：領域
３５ｆ ：領域
３７ａ ：第１検出範囲
３７ｂ ：第２検出範囲
３７ｃ ：検出範囲
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】