JP4885650B2 - 表面位置検出装置およびレーザー加工機 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物の表面位置、特に被加工物に形成された加工孔の底面の位置を検出するのに適する表面位置検出装置およびこの表面位置検出装置を装備したレーザー加工機に関する。

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。

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。）
特開２００３−１６３３２３号公報

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。

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。

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底面の位置を検出できることが望ましい。

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底面の位置を効率よく検出することができる表面位置検出装置および表面位置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。

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に保持された被加工物に照射する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から発振された加工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、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物の露出部の高さ位置を検出する表面位置検出装置と、を備えたレーザー加工機であって、
該表面位置検出装置は、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と、該加工用レーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該加工用レーザー光線発振手段から発振される波長の加工用レーザー光線を通過し該検査用レーザー光線発振手段から発振される波長の検査用レーザー光線を該集光器に向けて反射せしめるダイクロイックハーフミラーと、該検査用レーザー光線発振手段と該ダイクロイックハーフミラーとを結ぶ第１の光路に配設され被加工物の露出部で反射した検査用レーザー光線の反射光を第２の光路に分岐する第１のビームスプリッターと、該第２の光路に配設され該第１のビームスプリッターによって分岐された検査用レーザー光線の反射光のうち検査用レーザー光線の波長に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルターと、該バンドパスフィルターを通過した反射光を第３の光路と第４の光路に分岐する第２のビームスプリッターと、該第２のビームスプリッターによって該第３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、該第２のビームスプリッターによって該第４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４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、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被加工物の露出部の高さ位置を求める制御手段と、を具備し、
該制御手段は、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露出部の高さ位置を求める、
ことを特徴とする表面位置検出装置を備えたレーザー加工機が提供される。

上記制御手段は、上記第1の受光素子が受光した光量と上記第２の受光素子が受光した光量との比と被加工物の露出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露出部の高さ位置を求める、
被加工物の露出部は被加工物に形成されている加工孔の底面であり、上記制御マップは第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被加工物に形成されている加工孔の底面の高さ位置との相関関係が設定されている。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。

本発明による表面位置検出装置を備えたレーザー加工機は、被加工物の露出部に検査用レーザー光線を照射し、その反射光を第1の受光素子と第２の受光素子によって受光し、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て、該光量の比を制御マップと照合して被加工物の露出部の高さ位置を求めるので、被加工物に形成されている加工孔の底面の高さ位置であっても効率よく検出することができる。従って、未完成の加工孔を確実に再加工することができる。そして、表面位置検出装置は、被加工物の露出部で反射した検査用レーザー光線の反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルターを通過した反射光を第1の受光素子と第２の受光素子によって受光するようにしたので、被加工物の表面位置を検出しつつ加工用レーザー光線による被加工物の加工を同時に実施することができる。

以下、本発明に従って構成された表面位置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。

図１には、本発明に従って構成された表面位置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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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LB1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LB１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。

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LB1を集光点Pに集光する。

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底面等の露出面の高さ位置を検出する表面位置検出装置９を具備している。表面位置検出装置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９０と、上記加工用パルスレーザー光線発振手段６と集光器８との間に配設され加工用パルスレーザー光線発振手段６から発振される波長の加工用レーザー光線を通過し検査用レーザー光線発振手段９０から発振される波長の検査用レーザー光線を方向変換ミラー７に向けて反射せしめるダイクロイックハーフミラー９１と、検査用レーザー光線発振手段９０とダイクロイックハーフミラー９１とを結ぶ第１の光路に配設された第１のビームスプリッターとしての第1のキュービックスプリッター９２を具備している。検査用レーザー光線発振手段９０は、例えば波長が６３３ｎｍの検査用レーザー光線LB2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９１は、加工用パルスレーザー光線LB1は通過するが検査用レーザー光線LB2を方向変換ミラー７に向けて反射せしめる。第１のビームスプリッターとしての第1のキュービックスプリッター９２は、検査用パルスレーザー光線LB2を通過せしめるとともに、ダイクロイックハーフミラー９１によって反射された反射光を第２の光路Bに分岐せしめる。

図示の実施形態における表面位置検出装置９は、第２の光路Bに配設され第1のキュービックスプリッター９２によって第２の光路Bに分岐された反射光のうち検査用レーザー光線LB2の波長に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルター９３と、該バンドパスフィルターを通過した反射光を第３の光路Cと第４の光路Dに分岐する第２のビームスプリッターとしての第２のキュービックスプリッター９４と、該第２のキュービックスプリッター９４によって第３の光路Cに分岐された反射光を１００％集光する集光レンズ９５と、該集光レンズ９５によって集光された反射光を受光する第1の受光素子９６を具備している。第1の受光素子９６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表面位置検出装置９は、第２のキュービックスプリッター９４によって第４の光路Dに分岐された反射光を受光する第２の受光素子９７と、該第２の受光素子９７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９８を具備している。受光領域規制手段９８は、図示の実施形態においては第２のキュービックスプリッター９４によって第４の光路Dに分岐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９８１と、該シリンドリカルレンズ９８１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９８２とからなっている。該一次元マスク９８２を通過した反射光を受光する第２の受光素子９７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。

図示の実施形態における表面位置検出装置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。
検査用レーザー光線発振手段９０から発振された検査用レーザー光線LB2は、第1のキュービックスプリッター９２を通過してダイクロイックハーフミラー９１に達し、該ダイクロイックハーフミラー９１によって方向変換ミラー７に向けて反射される。方向変換ミラー７に向けて反射された検査用レーザー光線LB2は、上記加工用パルスレーザー光線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露出面（後述する加工孔の底面）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、ダイクロイックハーフミラー９１、第1のキュービックスプリッター９２を介してバンドパスフィルター９３に達する。なお、上記加工用パルスレーザー光線LB1の反射光も検査用レーザー光線LB2と同様の経路を介してバンドパスフィルター９３に達する。バンドパスフィルター９３は上述したように検査用レーザー光線LB2の周波数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、加工用パルスレーザー光線LB1の反射光はバンドパスフィルター９３によって遮断される。従って、検査用レーザー光線LB2の反射光だけがバンドパスフィルター９３を通過し、第２のキュービックスプリッター９４に達する。

第２のキュービックスプリッター９４に達した検査用レーザー光線LB2の反射光は、第３の光路Cと第４の光路Dに分岐される。第３の光路Cに分岐された反射光は、集光レンズ９５によって１００％集光され第1の受光素子９６に受光される。そして、第1の受光素子９６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４の光路Dに分岐された検査用レーザー光線LB2の反射光は、受光領域規制手段９８のシリンドリカルレンズ９８１によって一次元に集光され、一次元マスク９８２によって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７に受光される。そして、第２の受光素子９７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。

ここで、第1の受光素子９６と第２の受光素子９７によって受光される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９６に受光される検査用レーザー光線LB2の反射光は、集光レンズ９５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９６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９７によって受光される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９８１によって一次元に集光された後、一次元マスク９８２によって所定の単位長さに規制されて第２の受光素子９７に受光されるので、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９７の受光量は変化する。従って、第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）は、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。

例えば、図３の(a)に示すように被加工物Wに形成された加工穴Hが適正な深さに形成されている場合に、加工孔Hの底面に検査用レーザー光線LB2の集光点Pを合わせて照射すると、検査用レーザー光線LB2は加工穴Hの底面に照射される集光スポット面積S1で反射する。この反射光は上述したように第２のキュービックスプリッター９４によって第３の光路Cと第４の光路Dに分岐されるが、第３の光路Cに分岐された面積S1の反射光は集光レンズ９５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９６に受光される。一方、第２のキュービックスプリッター９４によって第４の光路Dに分岐された面積S1の反射光も集光スポット面積S1であるのでシリンドリカルレンズ９８１および一次元マスク９８をそのまま通過する。従って、反射光の全ての光量が第２の受光素子９７に受光される。

次に、図３の(b)に示すように被加工物Wに形成された加工孔Hが適正な深さより浅く形成されている場合には、検査用レーザー光線LB2の集光点Pを上記図３の(a)と同様の深さ位置に合わせて照射すると、検査用レーザー光線LB2は加工孔Hの底面に照射される面積S2で反射する。この面積S2は上記集光スポット面積S１より大きい。この面積S2の反射光は上述したように第２のキュービックスプリッター９４によって第３の光路Cと第４の光路Dに分岐されるが、第３の光路Cに分岐された面積S2の反射光は集光レンズ９５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９６に受光される。一方、第２のキュービックスプリッター９４によって第４の光路Dに分岐された面積S2の反射光は、シリンドリカルレンズ９８１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９８によって所定の単位長さに規制されるので、第４の光路Dに分岐された反射光の一部が第２の受光素子９７によって受光されることになる。従って、第２の受光素子９７に受光される反射光の光量は上述した第1の受光素子９６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９８２によって所定の長さに区切られ一部が第２の受光素子９７によって受光される。従って、第２の受光素子９７に受光される反射光の光量は、検査用レーザー光線LB2の集光点Pが被加工物Wに形成された加工孔Hが浅いほど少なくなる。

ここで、上記第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比と、検査用レーザー光線LB2が照射される加工穴の底面の深さ位置との関係について、図４に示す制御マップを参照して説明する。なお、図４において横軸は加工穴の底面の適正位置からの高さを示しており、縦軸は第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）を示している。

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、上記図３の(a)に示すように被加工物Wに形成された加工孔Hが適正な深さに形成され、検査用レーザー光線LB2が集光スポット面積S1加工孔Hの底面に照射された場合である。そして、図４に示すように加工孔の底面の適正位置からの高さが大きくなるに従って、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加工孔の底面の適正位置からの高さを検出することができる。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。

上述した図２に示す表面位置検出装置９においては、受光領域規制手段９８をシリンドリカルレンズ９８１と一次元マスク９８２とによって構成した例を示したが、受光領域規制手段としては、図５に示すように上記第２のキュービックスプリッター９４によって第2の経路９４bに分光された反射光を単位面積に規制するニ次元マスク９９を用いてもよい。なお、ニ次元マスク９９を用いると、図４に示す制御マップのグラフは放物線となる。

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。

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。

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。この制御手段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の受光素子９６、第２の受光素子９７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、検査用レーザー光線発振手段９０、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５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。

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２０３ｂに格納されている。

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。

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。

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。

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）２０３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）に格納する。

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９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LB1を照射する。

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。

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。

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、上記表面位置検出装置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の底面の高さ位置を検出する底面位置検出工程を実施する。

底面位置検出工程は、半導体ウエーハ３０に形成された各レーザー加工孔３１０を順次集光器１１の直下に位置付け、表面位置検出装置９の検査用レーザー光線発振手段９０から検査用レーザー光線LB2を発振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。

ここで、底面位置検出工程において照射される検査用レーザー光線LB2の一例について説明する。
光源 ：He-Ne連続波レーザー
波長 ：６３３ｎｍ
平均出力 ：２〜３mW

検査用レーザー光線発振手段９０から発振された検査用レーザー光線LB2は、上述したように第1のキュービックスプリッター９２、ダイクロイックハーフミラー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レンズ８１によって集光される検査用レーザー光線LB2の集光点Pを、図１２に示すように半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０の底に位置する電極３０３の上面に位置付ける。この集光点Pの位置付けは、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハ３０に形成されている電極３０３の高さ位置に基づいて、制御手段１０がＺ軸移動手段としての集光点位置調整手段５３を制御することによって行うことができる。

図１２の(a)に示すように半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０が電極３０３に達している場合には、検査用レーザー光線LB2は電極３０３の上面に集光スポット面積S1で照射される。電極３０３の上面に照射された検査用レーザー光線LB2は、電極３０３の上面において集光スポット面積S1で反射し、上述したように集光レンズ８１、方向変換ミラー７、ダイクロイックハーフミラー９１、第1のキュービックスプリッター９２、バンドパスフィルター９３を介して第２のキュービックスプリッター９４に達する。第２のキュービックスプリッター９４に達した検査用レーザー光線LB2の反射光は、第３の光路Cと第４の光路Dに分岐される。第３の光路Cに分岐された反射光は、集光レンズ９５によって１００％集光され第1の受光素子９６に受光される。従って、第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）は、上述したように１０Vとなる。一方、第４の光路Dに分岐された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９８１および一次元マスク９８２を通して第２の受光素子９７に受光されるが、反射光が集光スポット面積S1であるので上述したように反射光の全ての光量が第２の受光素子９７に受光される。従って、第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）は、１０Vとなる。この結果、第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比（V1/ V2）が “１”となり、制御手段１０は図５に示す制御マップから、レーザー加工孔３１０が適正な深さに形成され、電極３０３に達していると判定する。

次に、図１２の(b)に示すように半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０の深さが浅く電極３０３に達していない場合には、上述したように検査用レーザー光線LB2はレーザー加工孔３１０の底面３１０aに照射される面積S2で反射する。このため、上述したように第１の受光素子９６には上述したように１００％が受光されるが、第２の受光素子９７にはレーザー加工孔３１０の底面３１０aに照射される検査用レーザー光線LB2の面積S2に反比例して受光量が減少する。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の深さが深い程、即ちレーザー加工孔３１０の底面３１０aが電極３０３に近い程、第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）は“１”に近く、半導体ウエーハ３０に形成されたレーザー加工孔３１０の深さが浅い程第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）は大きくなる。

上述した底面位置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の高さ位置、即ちレーザー加工孔３１０の底面３１０aの電極３０３からの高さ位置を求め、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。

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１の受光素子９６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１の受光素子９６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９６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、上記第1の受光素子９６から出力される電圧値（V1）と第２の受光素子９７から出力される電圧値（V2）との比（V1/V2）が“１”より大きくレーザー加工孔３１０の底面３１０aの電極３０３からの高さ位置が電極３０３より高い値が求められても、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。

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２０３f、Enの２０３b）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２０３f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２０３b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。

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２０３f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２０３b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２０３fのレーザー加工孔３１０およびEnの２０３b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。

本発明に従って構成されたレーザー加工機の斜視図。 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表面位置検出装置の構成を簡略に示すブロック図。 図２に示す表面位置検出装置から照射される検査用レーザー光線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２に示す表面位置検出装置の第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２に示す表面位置検出装置を構成する受光領域規制手段の他の実施形態を示すブロック図。 被加工物としての半導体ウエーハの斜視図。 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１に示すレーザー加工機に装備される表面位置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。

符号の説明

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：表面位置検出装置
９０：検査用レーザー光線発振手段
９１：ダイクロイックハーフミラー
９２：第1のキュービックスプリッター
９３：バンドパスフィルター
９４：第２のキュービックスプリッター
９５：集光レンズ
９６：第1の受光素子
９７：第２の受光素子
９８：受光領域規制手段
９８１：シリンドリカルレンズ
９８２：一次元マスク
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

Claims (4)

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に保持された被加工物に照射する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から発振された加工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、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物の露出部の高さ位置を検出する表面位置検出装置と、を備えたレーザー加工機であって、
   該表面位置検出装置は、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と、該加工用レーザー光線発振手段と該集光器との間に配設され該加工用レーザー光線発振手段から発振される波長の加工用レーザー光線を通過し該検査用レーザー光線発振手段から発振される波長の検査用レーザー光線を該集光器に向けて反射せしめるダイクロイックハーフミラーと、該検査用レーザー光線発振手段と該ダイクロイックハーフミラーとを結ぶ第１の光路に配設され被加工物の露出部で反射した検査用レーザー光線の反射光を第２の光路に分岐する第１のビームスプリッターと、該第２の光路に配設され該第１のビームスプリッターによって分岐された検査用レーザー光線の反射光のうち検査用レーザー光線の波長に対応する反射光のみを通過せしめるバンドパスフィルターと、該バンドパスフィルターを通過した反射光を第３の光路と第４の光路に分岐する第２のビームスプリッターと、該第２のビームスプリッターによって該第３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、該第２のビームスプリッターによって該第４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４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、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被加工物の露出部の高さ位置を求める制御手段と、を具備し、
   該制御手段は、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露出部の高さ位置を求める、
   ことを特徴とする表面位置検出装置を備えたレーザー加工機。
2. 該制御手段は、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被加工物の露出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該制御マップと照合して被加工物の露出部の高さ位置を求める、請求項１記載の表面位置検出装置を備えたレーザー加工機。
3. 被加工物の露出部は被加工物に形成されている加工孔の底面であり、該制御マップは該第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被加工物に形成されている加工孔の底面の高さ位置との相関関係が設定されている、請求項２記載の表面位置検出装置を備えたレーザー加工機。
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か否かを判定する、請求項３記載の表面位置検出装置を備えたレーザー加工機。

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