特許 7617358 光検出装置及び方法

(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】

(24)【登録日】2025-01-09

(45)【発行日】2025-01-20

(54)【発明の名称】光検出装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/22 20060101AFI20250110BHJP

【ＦＩ】

G01B11/22 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023179572

(22)【出願日】2023-10-18

(62)【分割の表示】P 2020041186の分割

【原出願日】2020-03-10

(65)【公開番号】P2023174877

(43)【公開日】2023-12-08

【審査請求日】2023-10-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100140992

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲政

(74)【代理人】

【識別番号】100170069

【弁理士】

【氏名又は名称】大原 一樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128635

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100083116

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 憲三

(72)【発明者】

【氏名】百村 和司

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３３９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２７９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０９０３５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－０４４０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８１０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５３３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０７２１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３４９８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－００８１７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｇ０１Ｎ ２１／００－２１／０１

２１／１７－２１／６１

２１／８４－２１／９５８

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１、２１／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主光軸に対して平行であって前記主光軸から偏心した光源光軸に沿って検出光を出射する光源部と、
前記主光軸と同軸のレンズ光軸を有し、前記光源部から出射した前記検出光を被加工物の内部に集光させる集光レンズと、
前記集光レンズの集光点と共役な位置に配置されており、前記主光軸に対して、前記検出光のうち前記被加工物の表面で反射された表面反射光が到達する側の領域を遮蔽して前記表面反射光を遮光する遮光手段と、
前記検出光のうち前記被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出し、検出した光に対応する検出信号を発生する光検出手段とを備え、
前記光源部は、
前記主光軸に対して平行であって前記主光軸に対して一方向に偏心した位置に配置された第１光源光軸に沿って第１検出光を出射する第１光源と、
前記主光軸に対して平行であって前記主光軸に対して前記一方向とは反対側の他方向に偏心した位置に配置された第２光源光軸に沿って第２検出光を出射する第２光源とを備え、
前記遮光手段はミラーであり、
前記光検出手段は、前記ミラーに対して前記主光軸に沿う後方側に配置された第１検出器と、前記ミラーにより分岐された光路の下流側に配置された第２検出器とを備え、
前記第１検出器は、前記第１検出光のうち、前記被加工物の内部で反射されずに前記被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出し、
前記第２検出器は、前記第２検出光のうち、前記被加工物の内部で反射されずに前記被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出する、光検出装置。

【請求項2】

前記遮光手段は、前記集光レンズの集光点位置において、前記主光軸に対して、前記検出光が入射する側の領域と共役な領域を遮蔽する、
請求項１記載の光検出装置。

【請求項3】

前記第１光源及び第２光源からそれぞれ出射される第１検出光及び第２検出光は、互いに直交する直線偏光であり、
前記第１検出器の上流側に配置され、前記第１検出光と偏光方向が同じ第１偏光子と、
前記第２検出器の上流側に配置され、前記第２検出光と偏光方向が同じ第２偏光子と、
をさらに備える、請求項１又は２記載の光検出装置。

【請求項4】

前記第１光源及び前記第２光源は、前記第１検出光及び前記第２検出光を同時に出射し、
前記第１検出器及び前記第２検出器は、同時に出射された前記第１検出光及び前記第２検出光のうち、前記被加工物の内部で反射されずに前記被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出する、
請求項３記載の光検出装置。

【請求項5】

主光軸に対して平行であって前記主光軸から一方向に偏心した位置に配置された第１光源光軸の方向に沿って第１検出光を出射し、前記主光軸に対して平行であって前記主光軸に対して前記一方向とは反対側の他方向に偏心した位置に配置された第２光源光軸に沿って第２検出光を出射する検出光出射工程と、
前記主光軸と同軸のレンズ光軸を有する集光レンズにより前記第１検出光及び前記第２検出光を被加工物の内部に集光させる集光工程と、
前記集光レンズの集光点と共役な位置に配置されており、前記主光軸に対して、前記第１検出光及び前記第２検出光のうち前記被加工物の表面で反射された表面反射光が到達する側の領域を遮蔽するミラーにより前記表面反射光を遮光し、
前記ミラーに対して前記主光軸に沿う後方側に配置された第１検出器により、前記第１検出光のうち、前記被加工物の内部で反射されずに前記被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出し、
前記ミラーにより分岐された光路の下流側に配置された第２検出器により、前記第２検出光のうち、前記被加工物の内部で反射されずに前記被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出し、
検出した光に対応する検出信号を発生する光検出工程と、
を備える光検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は亀裂検出装置及び方法に係り、被加工物の内部に形成された亀裂を検出する亀裂検出装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シリコンウェーハやガラスウェーハ等の基板（以下、「被加工物」という。）の内部に集光点を合わせてレーザー光を切断予定ラインに沿って照射し、切断予定ラインに沿って被加工物の内部に切断の起点となるレーザー加工領域を形成するレーザー加工装置（レーザーダイシング装置ともいう。）が知られている。レーザー加工領域が形成された被加工物は、その後、エキスパンド又はブレーキングといった割断プロセスによって切断予定ラインで割断されて個々のチップに分断される。

【0003】

ところで、レーザー加工装置により被加工物にレーザー加工領域を形成すると、そのレーザー加工領域から被加工物の厚さ方向に亀裂（クラック）が伸展する。その亀裂が被加工物の表面（レーザー光入射面）若しくは反対側の裏面まで到達していれば、割断プロセスにおいてチップへの分断を適正に行うことができる。その理由としては、被加工物の内部に形成された亀裂は、被加工物を分断する際の起点となるため、その亀裂の伸展度合いが被加工物の分断率を左右することによる。また、厚い被加工物の場合には、亀裂が被加工物の表面又は裏面に到達しないことがあるため、被加工物の表面又は裏面に亀裂が到達したか否かでは必ずしもレーザー加工領域が適正に形成されたか否かを適切に判断できない場合がある。

【0004】

したがって、レーザー加工装置によりレーザー加工領域を形成した後、割断プロセス前において、被加工物を分断する際の起点となるレーザー加工領域が適正に形成されたか否か、すなわち、被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂深さを検出することによって、割断プロセスにおけるチップへの分断の良否を正確に予測することが可能となる。そして、被加工物の内部にレーザー加工領域が適正に形成されていない箇所があれば、その部分だけ、再度、レーザー加工装置により再加工すること、又は割断プロセスにおける割断方法を変えるなどの対応が可能となる。これによって、その後の割断プロセスにおけるチップの損失を無くすことができる。また、不良箇所の発生状況などを参考にしてレーザー加工装置における加工条件を修正することもでき、その後に加工する被加工物でのレーザー加工領域の不良箇所の発生を低減させることができる。不良箇所のレーザー加工領域を再加工する場合には、不良箇所の発生を低減させることによって、再加工に要する時間の損失も低減させることができる。

【0005】

一方、被加工物の内部に発生した亀裂の評価は、従来、試料を切断研磨するか、限られた条件下での観察が行われていた。そのため、レーザー加工装置を用いた加工プロセスへの適用は困難であった。

【0006】

これに対し、被加工物の内部に形成された亀裂を非破壊で検査する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【0007】

特許文献１に開示された技術では、被加工物の内部の亀裂を偏射照明して、亀裂が形成された領域において、亀裂に当たらずに被加工物の裏面で反射した光を検出し、亀裂により入射光が散乱されることに起因する検出光量の低下を利用して亀裂の検査を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１７－１３３９９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１に示すように、被加工物の内部に入射した光のうち、亀裂に当たらずに被加工物の裏面で反射した光を検出する場合、被加工物の表面で反射された反射光が外乱光（ノイズ）になるという問題がある。

【0010】

図１３は、被加工物の内部の亀裂を偏射照明した場合における被加工物からの反射光を示す断面図である。図１３に示すように、集光レンズにより被加工物Ｗの内部の亀裂Ｋに対して光を集光させた場合、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した光（以下、裏面反射光（検出光）Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）という。）は、被加工物Ｗの裏面側で反射されて被加工物Ｗの表面側に戻り、検出光学系へ導かれる。そして、被加工物Ｗの内部に入射した光の一部が亀裂Ｋに当たると、裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）の検出光量が低下する。したがって、裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）の検出光量の変化に基づいて、亀裂Ｋの深さ位置を検出することができる。

【0011】

ここで、被加工物Ｗに照射された光の一部は被加工物Ｗの表面で反射される。以下、被加工物Ｗの表面で反射される光を表面反射光Ｎ（１）及びＮ（２）という。この表面反射光Ｎ（１）及びＮ（２）を裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）からそれぞれ分離することができない場合、表面反射光Ｎ（１）及びＮ（２）が外乱光（ノイズ）となって、裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）の検出光量の変化を正確に測定することができない。

【0012】

そこで、特許文献１では、集光レンズの集光点と共役な位置に視野絞り（開口絞り）を配置することにより、表面反射光Ｎ（１）及びＮ（２）の光検出器への入射を制限している。

【0013】

図１３の（ａ）は、検出光の集光位置が被加工物Ｗの裏面寄り（－Ｚ側）にある場合を示しており、（ｂ）は、検出光の集光位置が被加工物Ｗの表面寄り（＋Ｚ側）にある場合を示している。なお、図１３に示す一点鎖線Ｌ_Dは、被加工物Ｗの深さ方向（Ｚ方向）の中央位置を示す平面である。また、符号ＦＳ₁₀及びＦＳ₁₂は、集光レンズの集光位置を示す焦点面を示している。

【0014】

図１３（ａ）に示すように、検出光の集光位置の深さ位置が平面Ｌ_Dよりも裏面側（－Ｚ側）の場合、焦点面ＦＳ₁₀において、裏面反射光Ｍｔ（１）の光線高ｈ_Mt(1)が表面反射光Ｎ（１）の光線高ｈ_N(1)より低い。このため、集光レンズの集光点と共役な位置に配置された視野絞りの開口の大きさを適切に調整することにより両者を分離することが可能である。

【0015】

一方、図１３（ｂ）に示すように、検出光の集光位置の深さ位置が平面Ｌ_Dよりも表面側（＋Ｚ側）の場合、焦点面ＦＳ₁₂において、裏面反射光Ｍｔ（２）の光線高ｈ_Mt(2)が表面反射光Ｎ（２）の光線高ｈ_N(2)がより高い。このため、視野絞りでは、両者を分離することが困難である。

【0016】

このため、検出光の集光位置の深さ位置が表面寄り（＋Ｚ側）にある場合には、表面反射光Ｎ（２）を裏面反射光Ｍｔ（２）から分離することができず、亀裂Ｋの深さ位置の測定精度が低下あるいは測定不能になるという問題がある。

【0017】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、亀裂の深さ位置に関わらず、亀裂の深さ位置を精度よく測定することが可能な亀裂検出装置及び方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る亀裂検出装置は、主光軸に対して平行であって主光軸から偏心した光源光軸に沿って検出光を出射する光源部と、主光軸と同軸のレンズ光軸を有し、光源部から出射した検出光を被加工物の内部に集光させる集光レンズと、集光レンズの集光点と共役な位置に配置されており、主光軸に対して、検出光のうち被加工物の表面で反射された表面反射光が到達する側の領域を遮蔽して表面反射光を遮光する遮光手段と、検出光のうち被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出し、検出した光に対応する検出信号を発生する光検出手段と、検出信号に基づき、被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出手段とを備える。

【0019】

本発明の第２の態様に係る亀裂検出装置は、第１の態様において、遮光手段は、集光レンズの集光点位置において、主光軸に対して、検出光が入射する側の領域と共役な領域を遮蔽する。

【0020】

本発明の第３の態様に係る亀裂検出装置は、第１又は第２の態様において、光源部は、主光軸に対して平行であって主光軸に対して一方向に偏心した位置に配置された第１光源光軸に沿って第１検出光を出射する第１光源と、主光軸に対して平行であって主光軸に対して一方向とは反対側の他方向に偏心した位置に配置された第２光源光軸に沿って第２検出光を出射する第２光源とを備え、遮光手段はミラーであり、光検出手段は、ミラーに対して主光軸に沿う後方側に配置された第１検出器と、ミラーにより分岐された光路の下流側に配置された第２検出器とを備え、第１検出器は、第１検出光のうち、亀裂に当たらずに被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出し、第２検出器は、第２検出光のうち、亀裂に当たらずに被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出する。

【0021】

本発明の第４の態様に係る亀裂検出装置は、第３の態様において、第１光源及び第２光源からそれぞれ出射される第１検出光及び第２検出光は、互いに直交する直線偏光であり、第１検出器の上流側に配置され、第１検出光と偏光方向が同じ第１偏光子と、第２検出器の上流側に配置され、第２検出光と偏光方向が同じ第２偏光子とをさらに備える。

【0022】

本発明の第５の態様に係る亀裂検出装置は、第４の態様において、第１光源及び第２光源は、第１検出光及び第２検出光を同時に出射し、第１検出器及び第２検出器は、同時に出射された第１検出光及び第２検出光のうち、亀裂に当たらずに被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出する。

【0023】

本発明の第６の態様に係る亀裂検出方法は、主光軸に対して平行であって主光軸から偏心した光源光軸の方向に沿って検出光を出射する検出光出射工程と、主光軸と同軸のレンズ光軸を有する集光レンズにより検出光を被加工物の内部に集光させる集光工程と、集光レンズの集光点と共役な位置に配置されており、主光軸に対して、検出光のうち被加工物の表面で反射された表面反射光が到達する側の領域を遮蔽して表面反射光を遮光し、検出光のうち被加工物の裏面で反射された裏面反射光を検出し、検出した光に対応する検出信号を発生する光検出工程と、検出信号に基づき、被加工物の内部に形成された亀裂の亀裂深さを検出する亀裂検出工程とを備える。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、遮光手段により、外乱光となる表面反射光を確実に除去することができるので、亀裂が表面寄りにある場合であっても、亀裂の深さを正確に検出することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る亀裂検出装置の概略を示した構成図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施形態に係る遮光手段（遮光板）を説明するための図である。

【図3】図３は、本発明の第１の実施形態に係る遮光手段（遮光板）を説明するための図である。

【図4】図４は、本発明の第１の実施形態に係る亀裂検出方法を示すフローチャートである。

【図5】図５は、本発明の第１の実施形態に係る光検出工程を示すフローチャートである。

【図6】図６は、本発明の第２の実施形態に係る遮光手段（分岐ミラー）を説明するための図である。

【図7】図７は、本発明の第２の実施形態に係る遮光手段（分岐ミラー）を説明するための図である。

【図8】図８は、本発明の第２の実施形態に係る光検出工程を示すフローチャートである。

【図9】図９は、本発明の第３の実施形態に係る亀裂検出装置の光学系を示す図である。

【図10】図１０は、本発明の第３の実施形態に係る亀裂検出装置の光学系を示す図である。

【図11】図１１は、本発明の第３の実施形態に係る亀裂検出方法を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、本発明の第３の実施形態に係る光検出工程を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、被加工物の内部の亀裂を偏射照明した場合における被加工物からの反射光を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付図面に従って本発明に係る亀裂検出装置の実施の形態について説明する。

【0027】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る亀裂検出装置の概略を示した構成図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る亀裂検出装置１０は、被加工物Ｗに対して検出光Ｌ１を照射し、被加工物Ｗからの反射光Ｌ２を検出することで、被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの亀裂深さの測定を行う装置である。なお、亀裂検出装置１０は、被加工物Ｗの内部に改質領域を形成するレーザーダイシング装置（不図示）と組み合わされたものであるが、図１では、図面の複雑化を避けるため、本発明の説明を行う上で必要な亀裂検出装置に係る構成要素のみを図示している。また、本実施形態においては、亀裂Ｋの亀裂深さとは、被加工物Ｗの裏面から亀裂Ｋの下端位置もしくは上端位置までの距離を示すものとして説明するが、もちろん、これに限定されるものではなく、被加工物Ｗの表面（検出光照射面）からの距離としてもよい。

【0028】

図１に示すように、亀裂検出装置１０は、光源部１４と、照明光学系１６と、ダイクロイックミラー１８と、集光レンズ２０と、ハーフミラー２２と、検出光学系２４と、光検出器２６と、フォーカス調整機構２８と、アライメント機構２９と、制御部３０と、を備えている。なお、被加工物Ｗは、図示しないステージに載置される。

【0029】

光源部１４は、被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの亀裂深さを検出するための検出光Ｌ１を出射するものである。ここで、被加工物Ｗがシリコンウェーハの場合、検出光Ｌ１には、波長１０００ｎｍ以長の赤外光を用いるのが望ましい。光源部１４は、集光レンズ２０のレンズ光軸と同軸である主光軸Ｐに対して平行であって主光軸Ｐから一方向（図１の下側）に偏心した第１光源光軸Ｑ_A及び第２光源光軸Ｑ_Bをそれぞれ有する第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂを備えている。すなわち、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂは、主光軸Ｐから偏心した位置から主光軸Ｐに沿って検出光Ｌ１を出射する。なお、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂは、制御部３０と接続されており、制御部３０により第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂの出射制御が行われる。

【0030】

照明光学系１６は、一対のリレーレンズ４０、４２と、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂから被加工物Ｗに向けて照射される検出光Ｌ１の範囲を制限する視野絞り４４とから構成されている。一対のリレーレンズ４０、４２はテレセントリックなアフォーカル光学系を構成するものであり、光源３２を集光レンズ２０のレンズ瞳位置２０Ａに投影する。視野絞り４４は集光レンズ２０の集光点と共役な位置となるように配置されている。これにより、検出光Ｌ１が被加工物Ｗの内部における集光レンズ２０の像面（集光面）の１点に向かって集光して光スポットを形成するので、不要な反射光や散乱光を低減することができ、被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの亀裂深さの検出精度を向上させることが可能となる。なお、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂから出射された検出光Ｌ１がコリメート光（平行光）である場合には視野絞り４４を省略してもよい。

【0031】

ハーフミラー２２は、照明光学系１６とダイクロイックミラー１８との間に配置されており、入射光の一部を透過し一部を反射する。すなわち、ハーフミラー２２は、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂから照明光学系１６を経由して入射する検出光Ｌ１の一部を透過し、その透過光（検出光Ｌ１）をダイクロイックミラー１８を経由して集光レンズ２０に導くとともに、被加工物Ｗからの検出光Ｌ１の反射光Ｌ２の一部を反射し、その反射光（反射光Ｌ２）を検出光学系２４に導く。

【0032】

ダイクロイックミラー１８は、主光軸Ｐを９０度折り曲げるものである。すなわち、ダイクロイックミラー１８は、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂからの検出光Ｌ１を直角に反射して集光レンズ２０に導くとともに、被加工物Ｗからの反射光Ｌ２を直角に反射してハーフミラー２２に導く。なお、ダイクロイックミラー１８の代わりに、全反射ミラーを配置してもよい。

【0033】

集光レンズ２０は、被加工物Ｗに対向する位置に配置されており、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂから照明光学系１６、ハーフミラー２２及びダイクロイックミラー１８を介して入射した検出光Ｌ１を被加工物Ｗの内部に集光する。なお、集光レンズ２０のレンズ光軸は主光軸Ｐと同軸となっている。集光レンズ２０により被加工物Ｗの内部に検出光Ｌ１が集光されると、被加工物Ｗからの反射光Ｌ２は、集光レンズ２０及びダイクロイックミラー１８を経由してハーフミラー２２で反射され、検出光学系２４に導かれる。

【0034】

検出光学系２４は、ハーフミラー２２で反射した反射光Ｌ２を光検出器２６に導くためのものであり、１対のリレーレンズ４６、４８と、被加工物Ｗからの反射光Ｌ２の範囲を制限する遮光板６０とから構成されている。

【0035】

一対のリレーレンズ４６、４８はテレセントリックなアフォーカル光学系を構成するものであり、集光レンズ２０の瞳を光検出器２６に投影する。

【0036】

遮光板６０は、集光レンズ２０の集光点と共役な位置となるように配置されている。遮光板６０は、被加工物Ｗの表面（検出光照射面）で反射して光検出器２６に入射する光を遮光する遮光手段として機能する（図２参照）。

【0037】

光検出器２６は、集光レンズ２０の集光レンズ瞳２０ａと共役な位置となるように配置されており、被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの有無に応じて変化する反射光Ｌ２を検出するために設けられたものである。光検出器２６は、２つのフォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｂからなる。フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｂは、被加工物Ｗからの反射光Ｌ２をそれぞれ受光し、受光した光量に応じた検出信号を発生し、それぞれ制御部３０に出力する。なお、光検出器２６は、複数に分割された受光面を有する分割型光検出器であればよく、例えば、２つに分割された受光面（受光素子）を有する２分割フォトディテクタ、又は４分割フォトディテクタを用いてもよい。光検出器２６は、光検出手段の一例である。また、光検出器２６の代わりに、赤外線カメラで撮像し、画像処理を行ってもよい。

【0038】

フォーカス調整機構２８は、集光点変更手段の一例であり、集光レンズ２０の集光点を被加工物Ｗの厚さ方向（Ｚ方向）に調整するものである。このフォーカス調整機構２８は、集光レンズ２０を主光軸Ｐに沿った方向に移動させるレンズ駆動部（不図示）を備え、レンズ駆動部により集光レンズ２０を主光軸Ｐに沿った方向に移動させることで集光レンズ２０と被加工物Ｗとの間の距離を変化させることによって集光レンズ２０の集光点を被加工物Ｗの厚さ方向（Ｚ方向）に変化させる。なお、フォーカス調整機構２８（レンズ駆動部）は制御部３０に接続されており、制御部３０により集光レンズ２０の集光点の制御が行われる。

【0039】

なお、本明細書において、集光レンズ２０の集光点とは、集光レンズ２０により集光された検出光Ｌ１の集光点の位置をいう。また、集光レンズ２０の集光点の深さ位置（Ｚ方向位置）は、被加工物Ｗの裏面からの距離で示すものとする。

【0040】

アライメント機構２９は、アライメント手段の一例であり、集光レンズ２０と被加工物Ｗとの水平方向（ＸＹ方向）における相対的な位置合わせ（アライメント）を行うものである。アライメント機構２９は、集光レンズ２０をレンズ光軸に垂直な水平方向に微小移動させるレンズ駆動部（不図示）を有している。レンズ駆動部は制御部３０に接続されており、制御部３０によりレンズ駆動部を制御することで、集光レンズ２０と被加工物Ｗとの水平方向における相対的な位置合わせが行われる。なお、アライメント機構２９に代えて、被加工物Ｗを載置するステージ（不図示）を集光レンズ２０に対して相対的に移動させるようにしてもよい。

【0041】

制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力回路部等からなり、亀裂検出装置１０の各部の動作を制御する。具体的には、制御部３０は、フォーカス調整機構２８により集光レンズ２０の集光点を被加工物Ｗの厚さ方向（Ｚ方向）に変化させながら、光検出器２６から出力された検出信号を順次取得し、取得した検出信号に基づいて被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの亀裂深さ（亀裂上端位置又は亀裂下端位置）を検出する処理（亀裂検出処理）を行う。制御部３０は、亀裂検出手段の一例である。

【0042】

（遮光手段の例）
図２及び図３は、本発明の第１の実施形態に係る遮光手段（遮光板）を説明するための図である。以下の説明では、光の進行方向をｚ方向とするｘｙｚ直交座標系を用いて説明する。なお、図２及び図３では、光路を簡略化するために、ダイクロイックミラー１８及びフォーカス調整機構２８等の一部の光学部材を省略している。

【0043】

図２及び図３に示すように、本実施形態に係る遮光板６０は、集光レンズ２０の前側焦点位置（焦点面）ＦＳ₁と光学的に共役な位置（焦点面）ＦＳ₂又はその近傍に配置されている。ここで、焦点面ＦＳ₂は、４Ｆ光学系を構成するリレーレンズ４６による集光位置（焦点位置）を含んでいる。

【0044】

第１光源３２Ａを亀裂深さ検出用の光源として用いる場合を例に説明すると、遮光板６０は、焦点面ＦＳ₂において、主光軸Ｐを基準として光路を分割した領域のうち、一方の領域（ＦＳ（－）領域）を遮蔽するように配置される。ここで、ＦＳ（－）領域は、集光レンズ２０の前側焦点位置（集光点位置）ＦＳ₁において、第１光源３２Ａからの第１検出光Ｌ１Ａが入射する側の領域（ＦＳ（－）領域）と共役な領域である。

【0045】

遮光板６０は、アクチュエータ６２により移動可能となっている。制御部３０は、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂの発光制御を行い、かつ、アクチュエータ６２を制御して検出対象の検出光に応じて遮光板６０の位置を制御する。

【0046】

なお、本実施形態では、アクチュエータ６２を用いたが、例えば、磁力又は電磁石を利用して遮光板６０の位置を制御してもよい。

【0047】

以下、検出光と遮光板６０の位置制御について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、被加工物Ｗに照射された第１検出光Ｌ１Ａのうち、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した成分を検出する場合を示している。

【0048】

図２に示すように、第１光源３２Ａから出射された第１検出光Ｌ１Ａは、被加工物Ｗに照射されて、集光レンズ２０により被加工物Ｗの内部の前側焦点位置ＦＳ₁に集光される。前側焦点位置ＦＳ₁に集光された光のうち、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した光（裏面反射光（第１裏面反射光）Ｍｔ（１））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（＋）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第１裏面反射光Ｍｔ（１）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（＋）領域（主光軸Ｐに対して－ｙ側の領域）を通過する。その後、第１裏面反射光Ｍｔ（１）は、リレーレンズ４８を介してフォトディテクタ２６Ａに到達する。

【0049】

一方、被加工物Ｗに照射された第１検出光Ｌ１Ａのうち、被加工物Ｗの表面（ＦＳ（－）領域側）で反射された表面反射光Ｎ（１）は、主光軸Ｐと交差した後、集光レンズ２０を再び透過して、発散光束として検出光学系２４に導かれる。表面反射光Ｎ（１）は、リレーレンズ４６を透過した後、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（－）領域（主光軸Ｐに対して＋ｙ側の領域）に向かい、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）よりも遠方（下流側）で主光軸Ｐと交差する光束となる。

【0050】

上記のように、第１裏面反射光Ｍｔ（１）と表面反射光Ｎ（１）とは、集光レンズ２０のレンズ瞳位置２０Ａにおいて同じ側を通るため、レンズ瞳位置２０Ａで両者を区別することはできない。しかしながら、焦点面ＦＳ₁及びＦＳ₂では、第１裏面反射光Ｍｔ（１）と表面反射光Ｎ（１）とは、主光軸Ｐを挟んで互いに反対側の領域を通る。したがって、焦点面ＦＳ₂において表面反射光Ｎ（１）が到達する側を遮光する遮光板６０を配置することにより、表面反射光Ｎ（１）がフォトディテクタ２６Ａに到達することを防止することができる。

【0051】

なお、焦点面ＦＳ₁が被加工物Ｗの裏面に近いほど、第１裏面反射光Ｍｔ（１）が主光軸Ｐと交差する点が焦点面ＦＳ₂に近づく。このため、被加工物Ｗに照射される光を集光させる焦点面ＦＳ₁が被加工物Ｗの裏面に近い場合には、第１裏面反射光Ｍｔ（１）の収束光束の一部が遮光される場合がある。したがって、第１裏面反射光Ｍｔ（１）の収束光束を遮光しないように、遮光板６０を＋ｙ側にオフセットして配置してもよい。

【0052】

図３は、被加工物Ｗに照射された第１検出光Ｌ１Ａのうち、亀裂Ｋに当たって全反射された成分を検出する場合を示している。

【0053】

図３に示すように、前側焦点位置ＦＳ₁に集光された第１検出光Ｌ１Ａのうち、亀裂Ｋに当たった光は、亀裂Ｋにより全反射される。亀裂Ｋにより全反射された光（裏面反射光（第２裏面反射光）Ｍｒ（１））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（－）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第２裏面反射光Ｍｒ（１）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（－）領域を通過する。第２裏面反射光Ｍｒ（１）の検出時には、遮光板６０は光路上（ＦＳ（－）領域）から退避されており、第２裏面反射光Ｍｒ（１）は、リレーレンズ４８を介してフォトディテクタ２６Ｂに到達する。

【0054】

一方、被加工物Ｗに照射された第１検出光Ｌ１Ａのうち、図２を参照して説明したように、表面反射光Ｎ（１）は、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）よりも遠方（下流側）で主光軸Ｐと交差する光束となる。

【0055】

第２裏面反射光Ｍｒ（１）と表面反射光Ｎ（１）とは、集光レンズ２０のレンズ瞳において主光軸Ｐに対して互いに反対側を通るため、レンズ瞳で両者を区別することができる。そして、焦点面ＦＳ₁及びＦＳ₂において、第２裏面反射光Ｍｒ（１）と表面反射光Ｎ（１）とは、主光軸Ｐに対して同じ側の領域（ＦＳ（－）領域）を通って、それぞれフォトディテクタ２６Ｂ及び２６Ａに到達する。したがって、第２裏面反射光Ｍｒ（１）と表面反射光Ｎ（１）とが同じフォトディテクタ２６Ｂに入射することはない。

【0056】

以上により、被加工物Ｗの所定の深さ位置Ｚ_iの集光点に集光させることにより、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射された第１裏面反射光Ｍｔ（１）と、亀裂Ｋにより全反射された後に被加工物Ｗの裏面で反射された第２裏面反射光Ｍｒ（１）とを検出することができる。

【0057】

集光レンズ２０の集光点に亀裂Ｋが存在しない場合には、図２に示すように、第１検出光Ｌ１Ａは、亀裂に当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射された後フォトディテクタ２６Ａにより検出される。一方、集光レンズ２０の集光点に亀裂Ｋが存在する場合には、図３に示すように、第１検出光Ｌ１Ａは、亀裂で全反射された後、被加工物Ｗの裏面で反射されてフォトディテクタ２６Ｂにより検出される。

【0058】

集光レンズ２０の集光点と亀裂Ｋの亀裂下端位置又は亀裂上端位置とが一致する場合には、第１検出光Ｌ１Ａは、亀裂に当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射される非反射光成分と、亀裂で全反射された後、被加工物Ｗの裏面で反射される反射光成分とに分割される。そして、非反射光成分と反射光成分は、図２及び図３に示す経路に沿ってフォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｂにそれぞれ入射する。このとき、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｂにより検出された非反射光成分と反射光成分の検出信号のレベル（検出光量）は略等しくなる。本実施形態では、上記の性質を利用して、被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの亀裂深さ（亀裂下端位置又は亀裂上端位置）を検出する。なお、以下の説明では、非反射光成分及び反射光成分についてもそれぞれ第１裏面反射光Ｍｔ（１）及び第２裏面反射光Ｍｒ（１）と記載する。

【0059】

具体的には、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｂからそれぞれ出力される第１裏面反射光Ｍｔ（１）と及び第２裏面反射光Ｍｒ（１）の検出信号の出力をそれぞれＤ１及びＤ２としたとき、集光レンズ２０の集光点と亀裂Ｋの亀裂深さとの関係を示す評価値は、式（１）で表すことができる。

【0060】

Ｓ＝（Ｄ１－Ｄ２）／（Ｄ１＋Ｄ２） …（１）
式（１）において、Ｓ＝０の条件を満たすとき、すなわち、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｂにより受光される光量が一致するとき、集光レンズ２０の集光点と亀裂下端位置（又は亀裂上端位置）とが一致した状態を示す。

【0061】

したがって、制御部３０は、フォーカス調整機構２８を制御して集光レンズ２０の集光点を被加工物Ｗの厚さ方向（Ｚ方向）に変化させながら、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｂから出力される検出信号を順次取得し、取得した検出信号に基づいて式（１）で示される評価値Ｓを算出し、この評価値Ｓを評価することによって亀裂Ｋの亀裂深さ（亀裂下端位置又は亀裂上端位置）を検出することができる。

【0062】

さらに、本実施形態では、第２光源３２Ｂを亀裂深さ検出用の光源として用いて、裏面反射光（第１裏面反射光Ｍｔ（２）及び第２裏面反射光Ｍｒ（２））の検出を行う。この場合、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射された第１裏面反射光Ｍｔ（２）を検出する際には、焦点面ＦＳ₂において表面反射光Ｌが到達する領域（図２に示す例とは反対側（－ｙ側）のＦＳ（＋）領域）を遮蔽するように遮光板６０を配置する。一方、亀裂Ｋにより全反射された後に被加工物Ｗの裏面で反射された第２裏面反射光Ｍｒ（２）を検出する際には、遮光板６０を光路上（ＦＳ（＋）領域）から退避させる。ここで、ＦＳ（＋）領域は、集光レンズ２０の前側焦点位置（集光点位置）ＦＳ₁において、第２光源３２Ｂからの第２検出光Ｌ１Ｂ（不図示）が入射する側の領域（ＦＳ（＋）領域）と共役な領域である。

【0063】

そして、第１光源３２Ａと第２光源３２Ｂを用いて求めた亀裂Ｋの亀裂深さの平均値（例えば、相加平均）を算出する（図４のステップＳ３２参照）。

【0064】

（亀裂検出方法）
次に、第１の実施形態に係る亀裂検出方法について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る亀裂検出方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、集光レンズ２０の集光点は被加工物Ｗの厚さ方向（Ｚ方向）に予め設定された走査間隔Δｚで走査が行われ、その走査範囲における各走査位置をＺ_i（ｉ＝１，２，…，ｎ）とする（但し、ｎは自然数とする）。また、集光レンズ２０の集光点の走査範囲は検出対象となる亀裂Ｋの亀裂深さに応じて設定され、例えば、被加工物Ｗの厚さ方向の全範囲に設定されていてもよいし、その一部範囲に設定されていてもよい。例えば、亀裂Ｋの亀裂深さとして亀裂下端位置のみを検出する場合には、被加工物Ｗの深い位置（裏面に近い側）の一部範囲に走査範囲を限定することで検出効率を向上させることができる。

【0065】

（ステップＳ１０）
まず、操作部により亀裂検出処理の開始が指示されると、制御部３０は、アライメント機構２９を制御にして、集光レンズ２０を水平方向に移動させることにより被加工物Ｗと集光レンズ２０との相対的な位置合わせ（アライメント）を行う（アライメント工程）。

【0066】

（ステップＳ１２～Ｓ１４）
次に、制御部３０は、変数ｋを１に設定し（ｋ＝１）、変数ｉを１に設定する（ｉ＝１）。

【0067】

（ステップＳ１６）
次に、制御部３０は、フォーカス調整機構２８のレンズ駆動部を制御して、集光レンズ２０の集光点をＺ_iに設定する。例えば、１回目の走査が行われる場合（ｉ＝１の場合）には、集光レンズ２０の集光点を走査開始位置Ｚ₁に設定する。２回目以降の走査が行われる場合（ｉ≧２の場合）には、集光レンズ２０の集光点の深さ位置（Ｚ方向位置）をＺ_i＝Ｚ_i-1＋Δｚに設定する（集光点変更工程）。

【0068】

（ステップＳ１８）
次に、第１裏面反射光及び第２裏面反射光の検出を行う（光検出工程）。図５は、本発明の第１の実施形態に係る光検出工程を示すフローチャートである。

【0069】

まず、制御部３０は、第１光源３２Ａを制御して、第１光源３２Ａから第１検出光Ｌ１Ａを出射させる（ステップＳ５０：検出光出射工程）。第１光源３２Ａからの第１検出光Ｌ１Ａは、照明光学系１６、ハーフミラー２２及びダイクロイックミラー１８を経由して集光レンズ２０に導かれる。そして、集光レンズ２０に導かれた第１検出光Ｌ１Ａは、集光レンズ２０により被加工物Ｗの内部に集光する（集光工程）。

【0070】

次に、図２に示すように、制御部３０は、アクチュエータ６２を制御して、遮光板６０を光路上のＦＳ（－）領域に挿入する（ステップＳ５２）。これにより、表面反射光Ｎ（１）が遮光され、第１裏面反射光Ｍｔ（１）のみが、集光レンズ２０、ダイクロイックミラー１８、ハーフミラー２２及び検出光学系２４を経由してフォトディテクタ２６Ａに導かれる。そして、第１裏面反射光Ｍｔ（１）は、フォトディテクタ２６Ａで受光され、受光光量に応じた検出信号が制御部３０に出力される（ステップＳ５４：第１検出工程）。

【0071】

次に、図３に示すように、制御部３０は、アクチュエータ６２を制御して、遮光板６０を光路上（ＦＳ（－）領域）から退避させる（ステップＳ５６）。そして、フォトディテクタ２６Ｂにより、第２裏面反射光Ｍｒ（１）を検出する（ステップＳ５８：第２検出工程）。

【0072】

なお、ｋ＝２の場合には、第２光源３２Ｂを用いて、第１裏面反射光Ｍｔ（２）の検出時に遮光板６０を光路上のＦＳ（＋）領域に挿入し、第２裏面反射光Ｍｒ（２）の検出時に光路上（ＦＳ（＋）領域）から退避させる。

【0073】

図５に示す例では、偏射照明の実行中に遮光板６０の挿入及び退避を行うようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、遮光板６０の挿入及び退避の後に、その都度偏射照明を実行するようにしてもよい。

【0074】

これにより、制御部３０は、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｂからそれぞれ出力される第１裏面反射光Ｍｔ（１）と及び第２裏面反射光Ｍｒ（１）の検出信号Ｄ１及びＤ２を取得する。

【0075】

（ステップＳ２０）
次に、制御部３０は、ステップＳ１８で取得した検出信号Ｄ１、Ｄ２に基づき、現在の走査位置（集光レンズ２０の集光点）Ｚ_iに対応する評価値Ｓ_iを算出する。なお、評価値Ｓ_iは、式（２）によって算出される。なお、制御部３０は、算出した評価値Ｓ_iを図示しない記憶部に記憶する。

【0076】

Ｓ_i＝（Ｄ１－Ｄ２）／（Ｄ１＋Ｄ２） …（２）
（ステップＳ２２）
次に、制御部３０は、変数ｉ＝ｎであるか否かを判断する。ｉ＝ｎでない場合（すなわち、変数ｉがｎ未満である場合）にはステップＳ２４に進み、ｉ＝ｎである場合にはステップＳ２６に進む。

【0077】

（ステップＳ２４）
ステップＳ２２においてｉ＝ｎでない場合には、制御部３０は、ｉを１つインクリメントして（ｉ＝ｉ＋１）、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４からステップＳ２２までの処理を繰り返し行う。

【0078】

（ステップＳ２６）
ステップＳ２２においてｉ＝ｎである場合には、制御部３０は、ステップＳ２０において走査位置Ｚ_i毎に算出した評価値Ｓ_iに基づき、被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの亀裂深さを検出する（亀裂検出工程）。

【0079】

具体的には、制御部３０は、各走査位置Ｚ_iに対応する評価値Ｓ_iの中から、評価値が０（ゼロ）となるときの走査位置（すなわち、集光レンズ２０の集光点の深さ位置）を亀裂Ｋの亀裂深さ（亀裂下端位置又は亀裂上端位置）として検出する。なお、各走査位置Ｚ_iに対応する評価値Ｓ_iの中に０となる評価値が含まれていない場合には、最も０に近い評価値に対応する走査位置を亀裂Ｋの亀裂深さとして検出するようにしてもよい。

【0080】

なお、各走査位置Ｚ_iに対応する評価値Ｓ_iの中に０となる評価値が含まれていない場合には、各走査位置Ｚ_iに対応する評価値Ｓ_iを補間処理することによって評価値が０となるときの走査位置を算出し、その走査位置を亀裂Ｋの亀裂深さとして検出するようにしてもよい。

【0081】

また、各走査位置Ｚ_iに対応する評価値Ｓ_iがいずれも同じ極性（プラスまたはマイナス）である場合には集光レンズ２０の集光点の走査範囲には亀裂Ｋは存在しない、あるいは、全ての範囲にわたって亀裂Ｋが存在すると判定することが可能である。

【0082】

（ステップＳ２８）
次に、制御部３０は、ｋ＝２であるか否かを判断する。ｋ＝２でない場合にはステップＳ３０に進み、ｋ＝２である場合にはステップＳ３２に進む。

【0083】

（ステップＳ３０）
ステップＳ２８においてｋ＝２でない場合には、ｋを１つインクリメントして（ｋ＝ｋ＋１）、ステップＳ１４に戻り、第２光源３２Ｂを用いて、ステップＳ１４からステップＳ２６までの処理を繰り返し行う。

【0084】

（ステップＳ３２）
次に、制御部３０は、第１光源３２Ａを用いて検出した亀裂Ｋの亀裂深さ（第１亀裂深さ）ｄ_Aと、第２光源３２Ｂを用いて検出した亀裂Ｋの亀裂深さ（第２亀裂深さ）ｄ_Bとの平均値ｄ_M（＝（ｄ_A＋ｄ_B）／２）を真の亀裂深さ（亀裂下端位置）として算出する。なお、制御部３０は、被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの亀裂深さの検出結果として、上述のようにして算出した真の亀裂深さｄ_Mを図示しない表示装置（モニタ）に表示する。

【0085】

本実施形態では、表面反射光Ｎ（１）を遮光するための遮光手段として、可動式の遮光板６０を用いる。これにより、外乱光となる表面反射光Ｎ（１）を確実に除去することができるので、亀裂Ｋが表面寄りにある場合であっても、亀裂Ｋの深さを正確に検出することが可能になる。

【0086】

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。以下の説明において、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0087】

第１の実施形態では、遮光手段として可動式の遮光板６０を用いたが、第２の実施形態では、これに代えて分岐ミラー７０を用いる。

【0088】

図６及び図７は、本発明の第２の実施形態に係る遮光手段（分岐ミラー）を説明するための図である。図６及び図７は、それぞれ第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂから出射された第１検出光Ｌ１Ａ及び第２検出光Ｌ１Ｂの光路を示している。なお、図６及び図７では、光路を簡略化するために、ダイクロイックミラー１８及びフォーカス調整機構２８等の一部の光学部材を省略している。

【0089】

図６及び図７に示すように、本実施形態に係る分岐ミラー７０は、集光レンズ２０の前側焦点位置（焦点面）ＦＳ₁と光学的に共役な位置（焦点面）ＦＳ₂又はその近傍に配置されている。ここで、焦点面ＦＳ₂は、４Ｆ光学系を構成するリレーレンズ４６による集光位置（焦点位置）を含んでいる。

【0090】

分岐ミラー７０は、例えば、全反射ミラーである。分岐ミラー７０は、焦点面ＦＳ₂に対してやや上流側の領域であって、主光軸Ｐに対して＋ｙ側のＦＳ（－）領域に固定されており、ＦＳ（－）領域を通る光を折り曲げる。なお、分岐ミラー７０の配置は、図６及び図７に示す例に限定されない。分岐ミラー７０は、例えば、焦点面ＦＳ₂に対してやや下流側の領域であって、主光軸Ｐに対して－ｙ側のＦＳ（＋）領域に配置してもよい。ここで、分岐ミラー７０の一端は、主光軸Ｐの近傍に配置される。

【0091】

分岐ミラー７０の主光軸Ｐに沿う後方側には、フォトディテクタ２６Ａ（第１検出器）が配置されている。分岐ミラー７０により分岐された光路の下流側には、リレーレンズ５０及びフォトディテクタ２６Ｃ（第２検出器）が順に配置されている。リレーレンズ５０は、リレーレンズ４６等と検出光学系２４（４Ｆ光学系）を構成する。

【0092】

まず、第１光源３２Ａからの第１検出光Ｌ１Ａについて説明する。図６に示すように、第１光源３２Ａから出射された第１検出光Ｌ１Ａは、被加工物Ｗに照射されて、集光レンズ２０により被加工物Ｗの内部の前側焦点位置ＦＳ₁に集光される。前側焦点位置ＦＳ₁に集光された光のうち、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した光の非反射光成分（裏面反射光（第１裏面反射光）Ｍｔ（１））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（＋）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第１裏面反射光Ｍｔ（１）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（＋）領域を通過する。その後、第１裏面反射光Ｍｔ（１）は、リレーレンズ４８を介してフォトディテクタ２６Ａに到達する。

【0093】

前側焦点位置ＦＳ₁に集光された第１検出光Ｌ１Ａのうち、亀裂Ｋに当たった光は、亀裂Ｋにより全反射される。亀裂Ｋにより全反射された光の反射光成分（裏面反射光（第２裏面反射光）Ｍｒ（１））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（－）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第２裏面反射光Ｍｒ（１）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂のＦＳ（－）領域に向かう。そして、第２裏面反射光Ｍｒ（１）は、分岐ミラー７０によって反射され、リレーレンズ５０を介してフォトディテクタ２６Ｃに到達する。

【0094】

被加工物Ｗに照射された第１検出光Ｌ１Ａのうち、被加工物Ｗの表面（ＦＳ（－）領域側）で反射された表面反射光Ｎ（１）は、主光軸Ｐと交差した後、集光レンズ２０を再び透過して、発散光束として検出光学系２４に導かれる。表面反射光Ｎ（１）は、リレーレンズ４６を透過した後、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（－）領域に向かい、主光軸Ｐの＋ｙ側を通ってリレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）よりも遠方（下流側）で主光軸Ｐと交差する光束となる。

【0095】

図６に示す例では、第１裏面反射光Ｍｔ（１）と表面反射光Ｎ（１）とは、集光レンズ２０のレンズ瞳位置２０Ａにおいて同じ側を通るため、レンズ瞳位置２０Ａで両者を区別することはできない。しかしながら、焦点面ＦＳ₁及びＦＳ₂では、第１裏面反射光Ｍｔ（１）と表面反射光Ｎ（１）とは、主光軸Ｐを挟んで互いに反対側の領域を通る。したがって、焦点面ＦＳ₂において表面反射光Ｎ（１）が到達する側に分岐ミラー７０が配置されており、表面反射光Ｎ（１）のフォトディテクタ２６Ａへの経路が遮断されている。表面反射光Ｎ（１）は、分岐ミラー７０によって反射されて、リレーレンズ５０により、主光軸Ｐに対してフォトディテクタ２６Ｃの反対側に導光される。

【0096】

なお、焦点面ＦＳ₁が被加工物Ｗの裏面に近いほど、第１裏面反射光Ｍｔ（１）が主光軸Ｐと交差する点が焦点面ＦＳ₂に近づく。このため、被加工物Ｗに照射される光を集光させる焦点面ＦＳ₁が被加工物Ｗの裏面に近い場合には、第１裏面反射光Ｍｔ（１）の収束光束の一部が遮光される場合がある。したがって、第１裏面反射光Ｍｔ（１）の収束光束を遮光しないように、分岐ミラー７０を＋ｙ側にオフセットして配置してもよい。

【0097】

次に、第２光源３２Ｂからの第２検出光Ｌ１Ｂについて説明する。図７に示すように、第２光源３２Ｂから出射された第２検出光Ｌ１Ｂは、被加工物Ｗに照射されて、集光レンズ２０により被加工物Ｗの内部の前側焦点位置ＦＳ₁に集光される。前側焦点位置ＦＳ₁に集光された光のうち、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した光の非反射光成分（裏面反射光（第１裏面反射光）Ｍｔ（２））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（－）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第１裏面反射光Ｍｔ（２）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（－）領域に向かう。そして、第１裏面反射光Ｍｔ（２）は、分岐ミラー７０によって反射され、リレーレンズ５０を介してフォトディテクタ２６Ｃに到達する。

【0098】

前側焦点位置ＦＳ₁に集光された第２検出光Ｌ１Ｂのうち、亀裂Ｋに当たった光は、亀裂Ｋにより全反射される。亀裂Ｋにより全反射された光の反射光成分（裏面反射光（第２裏面反射光）Ｍｒ（２））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（＋）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第２裏面反射光Ｍｒ（２）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（＋）領域を通過する。その後、第２裏面反射光Ｍｒ（２）は、リレーレンズ４８を介してフォトディテクタ２６Ａに到達する。

【0099】

被加工物Ｗに照射された検出光Ｌ１のうち、被加工物Ｗの表面（ＦＳ（＋）領域側）で反射された表面反射光Ｎ（２）は、主光軸Ｐと交差した後、集光レンズ２０を再び透過して、発散光束として検出光学系２４に導かれる。表面反射光Ｎ（２）は、リレーレンズ４６を透過した後、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（＋）領域に向かい、主光軸Ｐの－ｙ側を通ってリレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）よりも遠方（下流側）で主光軸Ｐと交差する光束となる。

【0100】

第２裏面反射光Ｍｒ（２）と表面反射光Ｎ（２）とは、集光レンズ２０のレンズ瞳位置２０Ａにおいて主光軸Ｐに対して互いに反対側を通るため、レンズ瞳位置２０Ａで両者を区別することができる。そして、焦点面ＦＳ₁及びＦＳ₂において、第２裏面反射光Ｍｒ（２）と表面反射光Ｎ（２）とは、主光軸Ｐに対して同じ側の領域を通る。その後、表面反射光Ｎ（２）は、主光軸Ｐに対してフォトディテクタ２６Ａの反対側の領域に到達する。したがって、第２裏面反射光Ｍｒ（２）と表面反射光Ｎ（２）とが同じフォトディテクタ２６Ａに入射することはない。

【0101】

次に、本実施形態に係る亀裂検出方法について説明する。本実施形態の亀裂検出方法は、図４に示した光検出工程（ステップＳ１８）が第１の実施形態とは異なる。そこで、本実施形態に係る光検出工程のみについて説明し、その他の工程の説明を省略する。

【0102】

図８は、本発明の第２の実施形態に係る光検出工程を示すフローチャートである。図８に示すように、制御部３０は、第１光源３２Ａを制御して（ｋ＝１の場合。図４参照）、第１光源３２Ａから検出光Ｌ１を出射させる（ステップＳ６０：検出光出射工程）。そして、図６に示すように、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｃにより、それぞれ第１裏面反射光Ｍｔ（１）及び第２裏面反射光Ｍｒ（１）を検出する（ステップＳ６２：検出工程）。一方、ｋ＝２の場合には、図７に示すように、フォトディテクタ２６Ｃ及び２６Ａにより、それぞれ第１裏面反射光Ｍｔ（２）及び第２裏面反射光Ｍｒ（２）を検出する。

【0103】

本実施形態では、表面反射光Ｎ（１）を遮光するための遮光手段として、固定式の分岐ミラー７０を用いることにより、遮光手段を移動させる手段を設けることなく、外乱光となる表面反射光Ｎ（１）を確実に除去することができる。

【0104】

なお、第１及び第２の実施形態では、２つの光源（第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂ）からの検出光を用いて亀裂Ｋの亀裂深さを検出し、その深さの平均値を算出したが、本発明はこれに限定されない。例えば、１つの光源からの検出光のみを用いて亀裂Ｋの亀裂深さを検出してもよい。

【0105】

［変形例］
第１及び第２の実施形態では、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した非反射光成分（第１裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２））と、亀裂Ｋで全反射された反射光成分（第２裏面反射光Ｍｒ（１）及びＭｒ（２））を用いて評価値Ｓ（式（１）及び（２）参照）を算出したが、本発明はこれに限定されない。例えば、亀裂Ｋの面が荒れている場合には反射光成分の測定精度が低下する場合がある。このため、非反射光成分のみを用いて亀裂検出を行うことが考えられる。

【0106】

この場合、集光レンズ２０の走査位置（集光点）Ｚ_iごとに、非反射光成分（第１裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２））の検出信号の出力Ｄ_iを記憶する。集光レンズ２０の走査位置Ｚ_iを裏面側又は表面側から移動させた場合、亀裂Ｋがない領域を通過した非反射光成分の出力が最大となり、検出光Ｌ１（Ｌ１Ａ及びＬ１Ｂ）の光束が亀裂Ｋに当たると、非反射光成分の出力が徐々に減少していく。このため、例えば、検出信号の出力の最大値Ｄ_maxの２分の１となる深さＺ_iを亀裂下端位置又は亀裂上端位置として検出する。

【0107】

なお、各走査位置Ｚ_iに対応する出力Ｄ_iの中にＤ_i＝Ｄ_max／２となる出力が含まれていない場合には、各走査位置Ｚ_iに対応する出力Ｄ_iをＺ_iの関数として補間処理を行って、Ｄ_i＝Ｄ_max／２となる走査位置Ｚ_iを算出し、その走査位置を亀裂Ｋの亀裂深さとして検出するようにしてもよい。

【0108】

第１の実施形態において、非反射光成分のみを用いて亀裂検出を行う場合、反射光成分（第２裏面反射光Ｍｒ（１））の検出のために遮光板６０を退避させる必要はないため、図５のステップＳ５６及びＳ５８を省略することができる（図３参照）。さらに、この場合において、第２光源３２Ｂを省略して第１光源３２Ａのみにより亀裂検出を行う場合には、遮光板６０は固定式にすることができ、アクチュエータ６２及びフォトディテクタ２６Ｂは不要になる。また、第１光源３２Ａを省略して第２光源３２Ｂのみとする場合には、フォトディテクタ２６Ａを省略することができる。

【0109】

第２の実施形態において、非反射光成分のみを用いて亀裂検出を行う場合、反射光成分（第２裏面反射光Ｍｒ（１）及びＭｒ（２））の検出を省略することができる。さらに、この場合において、第１光源３２Ａを省略して第２光源３２Ｂのみとする場合には、フォトディテクタ２６Ａを省略することができる。

【0110】

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。以下の説明において、第１及び第２の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0111】

第１及び第２の実施形態では、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂによる偏射照明を別々に行ったが、本実施形態では、ポラライザー（偏光子）８０及び８２を用いることにより、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂによる偏射照明を同時に行う。

【0112】

図９及び図１０は、本発明の第３の実施形態に係る亀裂検出装置の光学系を示す図である。図９及び図１０は、それぞれ第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂから出射された第１検出光Ｌ１Ａ及び第２検出光Ｌ１Ｂの光路を示している。なお、図９及び図１０では、光路を簡略化するために、第１光源３２Ａ、第２光源３２Ｂ、ハーフミラー２２、リレーレンズ４０及び４２、ダイクロイックミラー１８並びにフォーカス調整機構２８等の一部の光学部材を省略している。

【0113】

本実施形態では、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂからそれぞれ出射される第１検出光Ｌ１Ａ及び第２検出光Ｌ１Ｂは、互いに直交する直線偏光である。以下の説明では、第１光源３２Ａから出射される第１検出光Ｌ１Ａの偏光方向を紙面に垂直とし、第２光源３２Ｂから出射される第２検出光Ｌ１Ｂの偏光方向を紙面に平行とする。

【0114】

図９及び図１０に示すように、本実施形態の亀裂検出装置では、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｃの上流側にそれぞれ第１偏光子８０及び第２偏光子８２が配置されている。第１偏光子８０の偏光方向は紙面に垂直であり、偏光子８２の偏光方向は紙面に平行である。

【0115】

なお、図９及び図１０では、第１検出光Ｌ１Ａ及び第２検出光Ｌ１Ｂ並びに第１偏光子８０及び第２偏光子８２にそれぞれの偏光方向を示す矢印又は鏃を付してある。

【0116】

まず、第１光源３２Ａからの第１検出光Ｌ１Ａについて説明する。図９に示すように、第１光源３２Ａから出射された第１検出光Ｌ１Ａは、被加工物Ｗに照射されて、集光レンズ２０により被加工物Ｗの内部の前側焦点位置ＦＳ₁に集光される。前側焦点位置ＦＳ₁に集光された光のうち、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した光の非反射光成分（裏面反射光（第１裏面反射光）Ｍｔ（１））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（＋）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第１裏面反射光Ｍｔ（１）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（＋）領域を通過する。その後、第１裏面反射光Ｍｔ（１）は、リレーレンズ４８を介してフォトディテクタ２６Ａに向かう。

【0117】

リレーレンズ４８とフォトディテクタ２６Ａの間（フォトディテクタ２６Ａの上流側）には、偏光方向が紙面に垂直な第１偏光子８０が配置されているが、第１裏面反射光Ｍｔ（１）の偏光方向も紙面に垂直であるため、第１裏面反射光Ｍｔ（１）は、第１偏光子８０を通過してフォトディテクタ２６Ａに到達する。

【0118】

前側焦点位置ＦＳ₁に集光された第１検出光Ｌ１Ａのうち、亀裂Ｋに当たった光は、亀裂Ｋにより全反射される。亀裂Ｋにより全反射された光の反射光成分（裏面反射光（第２裏面反射光）Ｍｒ（１））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（－）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第２裏面反射光Ｍｒ（１）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂のＦＳ（－）領域に向かう。そして、第２裏面反射光Ｍｒ（１）は、分岐ミラー７０によって反射され、リレーレンズ５０を介してフォトディテクタ２６Ｃに向かう。

【0119】

リレーレンズ５０とフォトディテクタ２６Ｃの間（フォトディテクタ２６Ｃの上流側）には、偏光方向が紙面に平行な偏光子８２が配置されている。第２裏面反射光Ｍｒ（１）の偏光方向は紙面に垂直であるため、第２裏面反射光Ｍｒ（１）は、偏光子８２により遮光される。

【0120】

被加工物Ｗに照射された第１検出光Ｌ１Ａのうち、被加工物Ｗの表面（ＦＳ（－）領域側）で反射された表面反射光Ｎ（１）は、主光軸Ｐと交差した後、集光レンズ２０を再び透過して、発散光束として検出光学系２４に導かれる。表面反射光Ｎ（１）は、リレーレンズ４６を透過した後、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（－）領域に向かい、主光軸Ｐの＋ｙ側を通ってリレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）よりも遠方（下流側）で主光軸Ｐと交差する光束となる。

【0121】

図９に示すように、焦点面ＦＳ₂において表面反射光Ｎ（１）が到達する側に分岐ミラー７０が配置されており、表面反射光Ｎ（１）は、分岐ミラー７０によって反射されて、リレーレンズ５０により、主光軸Ｐに対してフォトディテクタ２６Ｃの反対側に導光される。そして、表面反射光Ｎ（１）も偏光子８２により遮光される。

【0122】

次に、第２光源３２Ｂからの第２検出光Ｌ１Ｂについて説明する。図１０に示すように、第２光源３２Ｂから出射された第２検出光Ｌ１Ｂは、被加工物Ｗに照射されて、集光レンズ２０により被加工物Ｗの内部の前側焦点位置ＦＳ₁に集光される。前側焦点位置ＦＳ₁に集光された光のうち、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した光の非反射光成分（裏面反射光（第１裏面反射光）Ｍｔ（２））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（－）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第１裏面反射光Ｍｔ（２）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（－）領域に向かう。そして、第１裏面反射光Ｍｔ（２）は、分岐ミラー７０によって反射され、リレーレンズ５０を介してフォトディテクタ２６Ｃに向かう。

【0123】

第１裏面反射光Ｍｔ（２）の偏光方向は、偏光子８２と同様に紙面に平行であるため、第１裏面反射光Ｍｔ（２）は、偏光子８２を通過してフォトディテクタ２６Ｃに到達する。

【0124】

前側焦点位置ＦＳ₁に集光された第２検出光Ｌ１Ｂのうち、亀裂Ｋに当たった光は、亀裂Ｋにより全反射される。亀裂Ｋにより全反射された光の反射光成分（裏面反射光（第２裏面反射光）Ｍｒ（２））は、被加工物Ｗの裏面（ＦＳ（＋）領域側）で反射され、集光レンズ２０を再び透過して、収束光束として検出光学系２４に導かれる。第２裏面反射光Ｍｒ（２）は、リレーレンズ４６を透過した後、リレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）の手前（上流側）で主光軸Ｐと交差し、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（＋）領域を通過する。その後、第２裏面反射光Ｍｒ（２）は、リレーレンズ４８を介してフォトディテクタ２６Ａに向かう。

【0125】

第２裏面反射光Ｍｒ（２）の偏光方向は紙面に平行であるのに対して、第１偏光子８０の偏光方向は紙面に垂直であるため、第２裏面反射光Ｍｒ（２）は、第１偏光子８０により遮光される。

【0126】

被加工物Ｗに照射された検出光Ｌ１のうち、被加工物Ｗの表面（ＦＳ（＋）領域側）で反射された表面反射光Ｎ（２）は、主光軸Ｐと交差した後、集光レンズ２０を再び透過して、発散光束として検出光学系２４に導かれる。表面反射光Ｎ（２）は、リレーレンズ４６を透過した後、焦点面ＦＳ₂においてＦＳ（＋）領域に向かい、主光軸Ｐの－ｙ側を通ってリレーレンズ４６の焦点位置（焦点面ＦＳ₂）よりも遠方（下流側）で主光軸Ｐと交差する光束となる。そして、表面反射光Ｎ（２）は、主光軸Ｐに対してフォトディテクタ２６Ａの反対側の領域に到達する。そして、表面反射光Ｎ（２）も偏光子８０により遮光される。したがって、第２裏面反射光Ｍｒ（２）と表面反射光Ｎ（２）とが同じフォトディテクタ２６Ａに入射することはない。

【0127】

上記のように、本実施形態では、第１検出光Ｌ１Ａ及び第２検出光Ｌ１Ｂを互いに直交する直線偏光とし、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｃの上流側に、それぞれ第１検出光Ｌ１Ａ及び第２検出光Ｌ１Ｂとそれぞれ偏光方向が同じ第１偏光子８０及び第２偏光子８２を配置した。このため、図９に示すように、第１検出光Ｌ１Ａのうち、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した光の非反射光成分（第１裏面反射光Ｍｔ（１））は、第１偏光子８０を通過してフォトディテクタ２６Ａに到達する。一方、図１０に示すように、第２検出光Ｌ１Ｂのうち、亀裂Ｋにより全反射された光の反射光成分（第２裏面反射光Ｍｒ（２））は、第１偏光子８０により遮光される。また、図１０に示すように、第２検出光Ｌ１Ｂのうち、亀裂Ｋに当たらずに被加工物Ｗの裏面で反射した光の非反射光成分（第１裏面反射光Ｍｔ（２））は、第２偏光子８２を通過してフォトディテクタ２６Ｃに到達する。一方、図９に示すように、第１検出光Ｌ１Ａのうち、亀裂Ｋにより全反射された光の反射光成分（第２裏面反射光Ｍｒ（１））は、第２偏光子８２により遮光される。

【0128】

すなわち、本実施形態では、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｃに向かう反射光成分（第２裏面反射光Ｍｒ（２）及びＭｒ（１））を遮光することができる。したがって、本実施形態によれば、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂから第１検出光Ｌ１Ａ及び第２検出光Ｌ１Ｂをそれぞれ同時に出射したとしても、非反射光成分（第１裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２））を同時に検出することができる。

【0129】

制御部３０は、集光レンズ２０の走査位置（集光点）Ｚ_iごとに、非反射光成分（第１裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２））の検出信号Ｄ_i（１）及びＤ_i（２）を記憶する。そして、変形例と同様に、検出信号Ｄ_i（１）及びＤ_i（２）が、検出信号の出力の最大値Ｄ_maxの２分の１となる深さＺ_iを亀裂下端位置又は亀裂上端位置として検出する。

【0130】

次に、第３の実施形態に係る亀裂検出方法について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る亀裂検出方法を示すフローチャートである。

【0131】

（ステップＳ７０）
まず、操作部により亀裂検出処理の開始が指示されると、制御部３０は、アライメント機構２９を制御にして、集光レンズ２０を水平方向に移動させることにより被加工物Ｗと集光レンズ２０との相対的な位置合わせ（アライメント）を行う（アライメント工程）。

【0132】

（ステップＳ７２）
次に、制御部３０は、変数ｉを１に設定する（ｉ＝１）。

【0133】

（ステップＳ７４）
次に、制御部３０は、フォーカス調整機構２８のレンズ駆動部を制御して、集光レンズ２０の集光点をＺ_iに設定する。例えば、１回目の走査が行われる場合（ｉ＝１の場合）には、集光レンズ２０の集光点を走査開始位置Ｚ₁に設定する。２回目以降の走査が行われる場合（ｉ≧２の場合）には、集光レンズ２０の集光点の深さ位置（Ｚ方向位置）をＺ_i＝Ｚ_i-1＋Δｚに設定する（集光点変更工程）。

【0134】

（ステップＳ７６）
次に、第１裏面反射光及び第２裏面反射光の検出を行う（光検出工程）。図１２は、本発明の第３の実施形態に係る光検出工程を示すフローチャートである。

【0135】

まず、制御部３０は、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂを制御して、それぞれ第１検出光Ｌ１Ａ及び第２検出光Ｌ１Ｂを出射させる（ステップＳ７０：検出光出射工程）。そして、図９及び図１０に示すように、制御部３０は、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｃにより、それぞれ第１裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）を検出する（ステップＳ９２）。

【0136】

（ステップＳ７８）
次に、制御部３０は、変数ｉ＝ｎであるか否かを判断する。ｉ＝ｎでない場合（すなわち、変数ｉがｎ未満である場合）にはステップＳ８０に進み、ｉ＝ｎである場合にはステップＳ８２に進む。

【0137】

（ステップＳ８０）
ステップＳ７８においてｉ＝ｎでない場合には、制御部３０は、ｉを１つインクリメントして（ｉ＝ｉ＋１）、ステップＳ７４に戻り、ステップＳ７４からステップＳ８０までの処理を繰り返し行う。

【0138】

（ステップＳ８２）
ステップＳ７８においてｉ＝ｎである場合には、制御部３０は、ステップＳ７６において走査位置Ｚ_i毎に算出した検出信号Ｄ_i（１）及びＤ_i（２）に基づき、被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの亀裂深さを検出する（亀裂検出工程）。検出信号Ｄ_i（１）及びＤ_i（２）が、それぞれ検出信号の出力の最大値Ｄ_maxの２分の１となる深さｄ_A及びｄ_Bを亀裂下端位置又は亀裂上端位置として検出する。

【0139】

（ステップＳ８４）
次に、制御部３０は、第１光源３２Ａを用いて検出した亀裂Ｋの亀裂深さ（第１亀裂深さ）ｄ_Aと、第２光源３２Ｂを用いて検出した亀裂Ｋの亀裂深さ（第２亀裂深さ）ｄ_Bとの平均値ｄ_M（＝（ｄ_A＋ｄ_B）／２）を真の亀裂深さ（亀裂下端位置）として算出する。なお、制御部３０は、被加工物Ｗの内部に形成された亀裂Ｋの亀裂深さの検出結果として、上述のようにして算出した真の亀裂深さｄ_Mを図示しない表示装置（モニタ）に表示する。

【0140】

本実施形態によれば、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂから第１検出光Ｌ１Ａ及び第２検出光Ｌ１Ｂをそれぞれ同時に出射することができ、第１光源３２Ａ及び第２光源３２Ｂの切り替えが不要となる。このため、亀裂検出に要する時間を短縮することができる。

【0141】

なお、本実施形態では、第１偏光子８０及び第２偏光子８２の偏光方向を逆にすることにより、亀裂Ｋにより全反射される反射光成分（第２裏面反射光Ｍｒ（１）及びＭｒ（２））を用いて亀裂深さの検出を行うことも可能である。しかしながら、上記の通り、第２裏面反射光Ｍｒ（１）及びＭｒ（２）は、亀裂Ｋの面の荒れの影響を受けるため、非反射光成分である第１裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）を用いることが好ましい。

【0142】

また、第１偏光子８０及び第２偏光子８２の代わりに偏光ビームスプリッタを用いてもよい。この場合、フォトディテクタ２６Ａ及び２６Ｃに加えて、第２裏面反射光Ｍｒ（１）及びＭｒ（２）の検出用のフォトディテクタを設ける。これにより、第１裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）に加えて、第２裏面反射光Ｍｒ（１）及びＭｒ（２）を同時に検出することが可能になる。この場合、第１裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）に加えて、第２裏面反射光Ｍｒ（１）及びＭｒ（２）の検出信号を用いて、亀裂Ｋの亀裂深さを検出することができる。亀裂深さの具体的な算出方法としては、例えば、下記の［Ａ］及び［Ｂ］が考えられる。

【0143】

［Ａ］図１１のステップＳ８２及びＳ８４と同様に、第２裏面反射光Ｍｒ（１）及びＭｒ（２）の検出信号が、それぞれ検出信号の出力の最大値の２分の１となる深さを亀裂深さとして検出する。そして、第１裏面反射光Ｍｔ（１）及びＭｔ（２）並びに第２裏面反射光Ｍｒ（１）及びＭｒ（２）から検出した４つの亀裂深さの平均値を真の亀裂深さとして算出する。

【0144】

［Ｂ］第１光源３２Ａを用いて得られる第１裏面反射光Ｍｔ（１）と第２裏面反射光Ｍｒ（１）とが等しくなる深さを第１亀裂深さとして検出する。また、第２光源３２Ｂを用いて得られる第１裏面反射光Ｍｔ（２）と第２裏面反射光Ｍｒ（２）とが等しくなる深さを第２亀裂深さとして検出する。そして、第１亀裂深さ及び第２亀裂深さの平均値を真の亀裂深さとして算出する。

【符号の説明】

【0145】

１０…亀裂検出装置、１４…光源部、１６…照明光学系、１８…ダイクロイックミラー、２０…集光レンズ、２２…ハーフミラー、２４…検出光学系、２６…光検出器、２８…フォーカス調整機構、２９…アライメント機構、３０…制御部、３２Ａ…第１光源、３２Ｂ…第２光源、６０…遮光板、７０…分岐ミラー、８０…第１偏光子、８２…第２偏光子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】