JP7076951B2 - 反射率検出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、被加工物の反射率を検出したい被検出波長のレーザー光線を用いずに反射率を算出することができる反射率検出方法、及び反射率検出装置に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成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。
レーザー加工装置は、被加工物に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射してアブレーション加工を施し、分割予定ラインに溝を形成して個々のデバイスに分割するタイプのもの（例えば、特許文献１を参照。）、また、被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点を内部に位置付けて照射して分割予定ラインの内部に改質層を形成して個々のデバイスに分割するタイプのもの（例えば、特許文献２を参照。）、さらに、被加工物に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点を分割予定ラインに位置付けて照射して分割予定ラインの表面から裏面に至る細孔と該細孔を囲繞する非晶質を施し個々のデバイスに分割するタイプのもの（例えば、特許文献３を参照。）が存在し、被加工物の種類、加工条件等を考慮して、適正なレーザー加工装置が選択される。
特開平１０－３０５４２０号公報 特許第３４０８８０５号公報 特開２０１４－２２１４８３号公報
上記した種々のレーザー加工装置において適正なレーザー加工条件を設定する場合、レーザー光線の出力は、加工に供されずに反射される被加工物の反射率を考慮して調整する必要がある。しかし、レーザー加工装置が発振するレーザー光線の波長は様々であり、被加工物が同一であっても照射されるレーザー光線の波長によってその反射率も変化し、また、レーザー光線の波長に応じて変化する反射率の変化の態様も被加工物によって異なるものとなる。よって、あるレーザー加工装置が発振するレーザー光線をある被加工物に照射した場合の反射率を知りたい場合は、該レーザー加工装置において使用されるレーザー発振器と同じレーザー光線の発振器を実際に用意する必要がある。しかし、これでは、実際にそのレーザー加工装置を所有しない者、例えば、被加工物を提供する者が、被加工物に応じた適正な加工条件を調べようとする場合にも、わざわざ同一の波長のレーザー光線を発振する発振器を準備しなければならず、不経済であるという問題がある。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、反射率を検出したい波長（以下「被検出波長」という。）と同一波長のレーザー光線を用意して被加工物に対して実際に照射することなく、被検出波長のレーザー光線を被加工物に対して照射した場合に想定される反射率を算出することができる反射率検出方法、及び反射率検出装置を提供することにある。
本発明によれば、被加工物にレーザー光線を照射して反射率を検出する反射率検出装置であって、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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光線照射手段と、被加工物から反射した反射光を受光する受光素子と、該受光素子が受光した光量と被加工物に照射したレーザー光線の光量とを比較して反射率を算出する反射率算出手段と、から少なくとも構成され、該レーザー光線照射手段は、反射率を検出したい被検出波長Ｘよりも短い第一の波長Ｘ１のレーザー光線を発振する第一の発振器と、該第一の波長Ｘ１のレーザー光線の出力を調整する第一の出力調整手段と、該被検出波長Ｘよりも長い第二の波長Ｘ２のレーザー光線を発振する第二の発振器と、該第二の波長Ｘ２のレーザー光線の出力を調整する第二の出力調整手段と、該第一の出力調整手段で調整された該第一のレーザー光線と該第二の出力調整手段で調整された該第二のレーザー光線とを合体させるカプラと、該カプラで合体されたレーザー光線を集光して該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、から少なくとも構成され、被加工物に照射される該カプラで合体されたレーザー光線の光量Ｈ０を生成する出力をＷ０とした場合の該第一のレーザー光線の出力Ｗ１、第二のレーザー光線の出力Ｗ２を、次式、
Ｗ１＝Ｗ０×（Ｘ２－Ｘ）／（Ｘ２－Ｘ１）
Ｗ２＝Ｗ０×（Ｘ－Ｘ１）／（Ｘ２－Ｘ１）
により設定し、該第一のレーザー光線の出力がＷ１となるように第一の出力調整手段を調整し、該第二のレーザー光線の出力がＷ２となるように第二の出力調整手段を調整して被検出波長Ｘのレーザー光線を疑似的に生成して被加工物に照射し、該受光素子において受光した反射光の光量Ｈを検出し、該被検出波長Ｘを照射した場合の反射率をＨ／Ｈ０により算出する反射率検出装置が提供される。
該カプラと該集光器との間にビームスプリッターが配設され、該受光素子は被加工物で反射した戻り光が該ビームスプリッターによって光路が変換される側に配設されることが好ましい。また、該カプラの下流側にコリメータが配設され、該カプラで合体したレーザー光線が平行光に生成されるように構成してもよい。
本発明の反射率検出装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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光線照射手段と、被加工物から反射した反射光を受光する受光素子と、該受光素子が受光した光量と被加工物に照射したレーザー光線の光量とを比較して反射率を算出する反射率算出手段と、から少なくとも構成され、該レーザー光線照射手段は、反射率を検出したい被検出波長Ｘよりも短い第一の波長Ｘ１のレーザー光線を発振する第一の発振器と、該第一の波長Ｘ１のレーザー光線の出力を調整する第一の出力調整手段と、該被検出波長Ｘよりも長い第二の波長Ｘ２のレーザー光線を発振する第二の発振器と、該第二の波長Ｘ２のレーザー光線の出力を調整する第二の出力調整手段と、該第一の出力調整手段で調整された該第一のレーザー光線と該第二の出力調整手段で調整された該第二のレーザー光線とを合体させるカプラと、該カプラで合体されたレーザー光線を集光して該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、から少なくとも構成され、被加工物に照射される該カプラで合体されたレーザー光線の光量Ｈ０を生成する出力をＷ０とした場合の該第一のレーザー光線の出力Ｗ１、第二のレーザー光線の出力Ｗ２を、次式、
Ｗ１＝Ｗ０×（Ｘ２－Ｘ）／（Ｘ２－Ｘ１）
Ｗ２＝Ｗ０×（Ｘ－Ｘ１）／（Ｘ２－Ｘ１）
により設定し、該第一のレーザー光線の出力がＷ１となるように第一の出力調整手段を調整し、該第二のレーザー光線の出力がＷ２となるように第二の出力調整手段を調整して被検出波長Ｘのレーザー光線を疑似的に生成して被加工物に照射し、該受光素子において受光した反射光の光量Ｈを検出し、該被検出波長Ｘを照射した場合の反射率をＨ／Ｈ０により算出することから、被検出波長のレーザー光線の発振器を有していなくても、被加工物に被検出波長Ｘを照射した場合の反射率を算出することができる。
反射率検出方法を実施すべく構成された反射率検出装置の全体斜視図、及び、被加工物（ウエーハ）、ミラーの斜視図である。 図１に記載の反射率検出装置に備えられるレーザー光照射手段の参考例を示すブロック図である。 反射率検出方法を説明すべく示された、被加工物に照射されるレーザー光線の波長と、反射した戻り光の光量との関係を示すグラフである。 図１に記載の反射率検出装置に備えられるレーザー光照射手段の実施形態を示すブロック図である。
以下、反射率検出方法を実施する本発明の反射率検出装置について添付図面を参照して、詳細に説明する。
図１を参照しながら、反射率検出方法を実現すべく構成された本発明に基づく反射率検出装置４０について説明する。図に示す反射率検出装置４０は、基台４１と、反射率を検出する被検出対象となる被加工物（ウエーハ）１０、又は光を１００％反射するミラー１００を保持する保持手段４２と、保持手段４２を移動させる移動手段４３と、レーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４４（４４０）と、基台４１の上面から上方に延び、次いで実質上水平に延びる該レーザー光線照射手段４４（４４０）が内蔵された枠体４５と、後述するコンピュータにより構成される制御手段と、を備え、該制御手段により各手段が制御されるように構成されている。また、水平に延びる該枠体４５の先端部の下面には、後述するレーザー発振器から発振されたレーザー光線を集光して被検出対象となる被加工物（ウエーハ）１０に集光して照射する集光器４４ａ（４４０ａ）と、集光器４４ａ（４４０ａ）に対して図中矢印Ｘで示す方向に並び隣接して配設された、被加工物の反射率検出領域を撮像するための撮像手段４８が配設されている。なお、被加工物１０、ミラー１００は、保持テープＴを介して環状のフレームＦに保持されており、該フレームを介して保持手段４２に保持される。
保持手段４２は、図中に矢印Ｘで示すＸ方向において移動自在に基台４１に搭載された矩形状のＸ方向可動板６０と、図中に矢印Ｙで示すＹ方向において移動自在にＸ方向可動板６０に搭載された矩形状のＹ方向可動板６１と、Ｙ方向可動板６１の上面に固定された円筒状の支柱６２と、支柱６２の上端に固定された矩形状のカバー板６３とを含む。カバー板６３には該カバー板６３上に形成された長穴を通って上方に延びる円形状の被加工物を保持する保持テーブル６４が配設されている。被加工物は、該保持テーブル６４の上面を構成する図示しない吸引手段に接続された吸着チャックによって吸引保持される。なお、本実施形態でいうＸ方向とは図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、Ｙ方向で規定される平面は実質上水平である。
移動手段４３は、Ｘ方向移動手段８０と、Ｙ方向移動手段８２と、を含む。Ｘ方向移動手段８０は、Ｘ方向移動手段８０は、モータの回転運動を直線運動に変換してＸ方向可動板６０に伝達し、基台４１上の案内レールに沿ってＸ方向可動板６０をＸ方向において進退させる。Ｙ方向移動手段８２は、モータの回転運動を直線運動に変換し、Ｙ方向可動板６１に伝達し、Ｘ方向可動板６０上の案内レールに沿ってＹ方向可動板６１をＹ方向において進退させる。なお、図示は省略するが、Ｘ方向移動手段８０、Ｙ方向移動手段８２には、それぞれ位置検出手段が配設されており、保持テーブルのＸ方向の位置、Ｙ方向の位置、周方向の回転位置が正確に検出され、後述する制御手段から指示される信号に基づいてＸ方向移動手段８０、Ｙ方向移動手段８２が駆動され、任意の位置および角度に上記保持テーブル６４を正確に位置付けることが可能になっている。
該撮像手段４８は、顕微鏡を構成する光学系と撮像素子（ＣＣＤ）を備えており、撮像した画像信号を該制御手段に送り、図示しない表示手段に表示することが可能に構成されている。
上記した反射率検出装置４０に含んで構成され、本発明の反射率検出装置の参考例となるレーザー光線照射手段４４について、図２を参照しながらより具体的に説明する。図２に示すように、レーザー光線照射手段４４は、反射率を検出するためのレーザー光線を発振する第一の発振器４４ｂ及び第二の発振器４４ｃを備えている。第一の発振器４４ｂは、被加工物１０の反射率を算出したい波長を被検出波長Ｘとしたとき、該被検出波長Ｘよりも短い第一の波長Ｘ１のレーザー光線を発振する発振器であり、第二の発振器４４ｃは、該被検出波長Ｘより長い第二の波長Ｘ２のレーザー光線を発振する発振器である。なお、本実施形態では、被検出波長Ｘは１６００ｎｍであり、第一の発振器４４ｂにより発振される第一の波長Ｘ１は１０００ｎｍ、第二の波長Ｘ１は２０００ｎｍであり、さらに、第一の発振器４４ｂ、第二の発振器４４ｃは、それぞれ一定の出力（１０ｍＷ）でレーザー光線を発振するものとする。
上記第一の発振器４４ｂ、第二の発振器４４ｃから発振されるレーザー光線は、光路切換手段４４ｄに導かれ、光路切換手段４４ｄの作用により、第一の発振器４４ｂ、第二の発振器４４ｃのいずれか一方のレーザー光線を集光器４４ａに導く。光路切換手段４４ｄから導かれたレーザー光線は、コリメータ４４ｅに導かれ、平行光となるように調整される。コリメータ４４ｅから導かれたレーザー光線は、ビームスプリッター４４ｆに導かれ、コリメータ４４ｅ側から導かれたレーザー光線はビームスプリッター４４ｆを直進して集光器４４ａによって集光され、保持テーブル６４に保持される被加工物１０、又はミラー１００に照射される。
保持テーブル６４に保持されたウエーハ１０、又はミラー１００にて反射した戻り光は、集光器４４ａを通過してビームスプリッター４４ｆに入射され、ビームスプリッター４４ｆの反射面にて光路が変換され、戻り光の光量を測定する受光素子４４ｇに入射される。受光素子４４ｇは戻り光の光量に応じた電圧値を発生するように構成されており、制御手段２０に光量値としての電圧信号が送信され、電圧値に基づく戻り光の光量値が測定されて所定の記憶領域に情報が記録される。なお、制御手段２０は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、検出した検出値、算出結果等を格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている（詳細についての図示は省略する。）。
本発明の反射率検出方法を実現するための反射率検出装置４０は、概ね以上のように構成されており、該反射率検出装置４０を使用して実現される反射率検出方法の実施形態について以下に説明する。
本実施形態により実現される反射率検出方法は、同一の被加工物１０に所定の出力で照射されるレーザー光線の波長と、反射した戻り光の光量値とは、概ね線形の関係にあることを前提としている。したがって、一定の出力で照射されたレーザー光線の波長（横軸）と、被加工物１０で反射され戻ってきた光量（縦軸）との関係を示す図３から理解されるように、被検出波長Ｘよりも短い波長Ｘ１の戻り光の光量Ｈ１と、被検出波長Ｘよりも長い波長Ｘ２の戻り光の光量Ｈ２の２点の座標が把握されれば、被検出波長Ｘと、被検出波長Ｘを照射した場合の戻り光の光量Ｈには、次式（１）のような関係があることが理解される。
Ｈ＝Ｈ１＋（Ｈ２－Ｈ１)×（Ｘ－Ｘ１）／（Ｘ２－Ｘ１） ・・・（１）
上記式（１）を用いれば、以下のようにして、被検出波長Ｘのレーザー光線を上記した所定の出力で被加工物１０に照射した場合の戻り光の光量Ｈを算出することができる。
被加工物１０に対して、例えば、被検出波長Ｘ（ｎｍ）のレーザー光線を照射した場合の反射率を求める場合、まず反射率が１００％のミラー１００を保持テーブル６４に載置して第一の発振器４４ｂ、第二の発振器４４ｃのいずれかからレーザー光線を照射して戻り光の基準となる光量Ｈ０を計測する。ミラー１００の反射率は１００％であるので、受光素子４４ｇによって検出される光量Ｈ０は、該第一の発振器４４ｂ、第二の発振器４４ｃから出射される出射光の光量である。よって、いずれの発振器からのレーザー光線を照射しても、同一出力（例えば１０ｍＷ）のレーザー光線であるから、検出される光量Ｈ０は同一となるので、いずれを選択して照射してもよい。また、ミラー１００によって反射される戻り光の光量は基本的に変化しないため、一度計測して光量Ｈ０を制御手段２０に記録した後は、その都度計測する必要はなく、記録された光量Ｈ０を使用することもできる。
次に、ミラー１００を保持テーブル６４から取り出し、保持テーブル６４に被加工物１０を載置して吸引保持させる。さらに、撮像手段４８を使用してアライメントを実施して位置合わせを行い、反射率を計測したい被加工物１０の所望の位置にレーザー光線の照射位置を設定する。光路切換手段４４ｄを作用させることにより、第一の発振器４４ｂから被検出波長Ｘよりも短い第一の波長Ｘ１を照射する。第一の発振器４４ｂから第一の波長Ｘ１のレーザー光線を出力１０ｍＷで照射して受光素子４４ｇで検出される戻り光の光量Ｈ１を検出（第一の検出工程）して、制御手段２０に記録する。さらに、光路切換手段４４ｄを切り換え、第二の発振器４４ｃから被検出波長Ｘよりも長い第二の波長Ｘ２を出力１０ｍＷで照射して受光素子４４ｇで戻り光の光量Ｈ２を検出（第二の検出工程）し、制御手段２０に記録する。
ここで、第一の波長Ｘ１（１０００ｎｍ）のレーザー光線を照射した場合の戻り光の光量Ｈ１と、第二の波長Ｘ２（２０００ｎｍ）のレーザー光線を照射した場合の戻り光の光量Ｈ２とが得られたならば、上記式（１）を使用して、被検出波長Ｘ（１６００ｎｍ）を出力１０ｍＷで照射した場合の戻り光の光量Ｈを以下の式（２）から算出する。
Ｈ＝Ｈ１＋（Ｈ２－Ｈ１)×（１６００－１０００）／（２０００－１０００）
＝Ｈ１＋（Ｈ２－Ｈ１）×０．６＝０．４×Ｈ１＋０．６×Ｈ２ ・・・（２）
以上のようにして、光量Ｈが算出されたならば、先に検出して制御手段２０に記録しておいた光量Ｈ０を使用して、被加工物１０に被検出波長Ｘ（１６００ｎｍ）、出力１０ｍＷのレーザー光線を照射した場合の反射率としてＨ／Ｈ０を算出することができる。このようにして算出された反射率Ｈ／Ｈ０の結果は、図示しない表示手段に表示すると共に、制御手段２０に記録される。
次に、本発明に基づいて構成される反射率検出装置の実施形態について説明する。上記したレーザー光線照射手段４４を用いた参考例では、同一の出力で照射する第一の波長Ｘ１のレーザー光線と、第二の波長Ｘ２のレーザー光線とを、被加工物１０に対して別々に照射して、それぞれの反射した戻り光の光量Ｈ１、Ｈ２を検出して、上記式（１）に基づいて被検出波長Ｘのレーザー光線が被加工物１０で反射した戻り光の光量Ｈを算出した。これに対し、この他の実施形態では、被検出波長Ｘを被加工物１０に照射した場合の反射した戻り光の光量Ｈを１回の照射で検出する方法について説明する。
本実施形態は、図１に示す反射率計測装置４０を用いるものである点で上記した参考例と共通するが、レーザー光線照射手段の参考例として説明したレーザー光線照射手段４４に替えて、図４に示すレーザー光線照射手段４４０を使用する点で異なっている。図４に基づき、レーザー光線照射手段４４０について説明する。
図４に示すように、レーザー光線照射手段４４０は、反射率を検出するためのレーザー光線を発振する第一の発振器４４０ｂ及び第二の発振器４４０ｃを備えている。第一の発振器４４０ｂは、被加工物１０の反射率を算出したい波長を被検出波長Ｘとしたとき、該被検出波長Ｘよりも短い第一の波長Ｘ１のレーザー光線を発振する発振器であり、第二の発振器４４０ｃは、該被検出波長Ｘより長い第二の波長Ｘ２のレーザー光線を発振する発振器である。なお、第一の発振器４４０ｂ及び第二の発振器４４０ｃは上記した第一の発振器４４ｂ、第二の発振器４４ｃと同一の構成を有する。本実施形態でも、被検出波長Ｘは１６００ｎｍであり、第一の発振器４４０ｂにより発振される第一の波長Ｘ１は１０００ｎｍ、第二の発振器４４０ｃにより発振される第二の波長Ｘ１は２０００ｎｍであり、さらに、第一の発振器４４０ｂ、第二の発振器４４０ｃは、それぞれ一定の出力（１０ｍＷ）でレーザー光線を発振するものとする。
上記第一の発振器４４ｂから発振された第一の波長Ｘ１のレーザー光線は、第一の出力調整手段（アッテネータ）４４０ｈに導かれ、所望の出力に調整される。同様に、第二の発振器４４０ｂから発振されるレーザー光線は第二の出力調整手段（アッテネータ）４４０ｉに導かれ、所望の出力に調整される。第一の出力調整手段４４０ｈ、第二の出力調整手段４４０ｉで出力が調整されたレーザー光線はカプラ４４０ｊに導かれ合体される。カプラ４４０ｊで合体されたレーザー光線は、コリメータ４４０ｅに導かれ、平行光となるように調整される。コリメータ４４０ｅを通過したレーザー光線は、ビームスプリッター４４０ｆに導かれ、カプラ４４０ｊ側から導かれたレーザー光線はビームスプリッター４４０ｆを通過して集光器４４０ａによって集光され、保持テーブル６４に保持される被加工物１０、又はミラー１００に照射される。
保持テーブル６４に保持された被加工物１０又はミラー１００にて反射した戻り光は、集光器４４０ａを通過してビームスプリッター４４０ｆに入射され、ビームスプリッター４４０ｆの反射面にて光路が変換され、戻り光の光量を測定する受光素子４４０ｇに入射される。受光素子４４０ｇは戻り光の光量に応じた電圧値を発生するように構成されており、制御手段２０に光量の値としての電圧信号が送信され、電圧値に基づく戻り光の光量値が所定の記憶領域に情報が記録される。
上記したレーザー光線照射手段４４０を利用する反射率検出方法も、上記式（１）に基づくものであることから、上記した参考例と本実施形態は、同一の特別な技術的な特徴有するものであり、以下に本実施形態の反射率検出方法の具体的な特徴について詳細に説明する。
上記した式（１）を、Ｈ１の項とＨ２の項で整理すると以下の式が得られる。
Ｈ＝Ｈ１×（Ｘ２－Ｘ）／（Ｘ２－Ｘ１）＋Ｈ２×（Ｘ－Ｘ１）／（Ｘ２－Ｘ１）
・・・（３）
上記式（３）から理解されるように、被検出波長Ｘのレーザー光線を照射した場合の戻り光の光量Ｈは、上記戻り光の光量Ｈ１に（Ｘ２－Ｘ）／（Ｘ２－Ｘ１）を掛け算して得られる値と、上記戻り光の光量Ｈ２に（Ｘ－Ｘ１）／（Ｘ２－Ｘ１）を掛け算して得られる値を足した値となる。ここで、反射率を演算する際の基準となるレーザー光線の光量Ｈ０を生成するレーザー光線の出力をＷ０とし、ミラー１００に対して被検出波長Ｘのレーザー光線を照射することを想定した場合に理解されるように、上記式（３）のＨ、Ｈ１、Ｈ２は全てＨ０で置き換えることができるから、各Ｈ、Ｈ１、Ｈ２をＷ０で置き換えることができる。よって、上記式（３）から以下の式を得ることができる。
Ｗ０＝Ｗ０×（Ｘ２－Ｘ）／（Ｘ２－Ｘ１）＋Ｗ０×（Ｘ－Ｘ１）／（Ｘ２－Ｘ１）
・・・（４）
そして、被加工物１０に照射する光量Ｈ０を生成するＷ０、第一の発振器４４０ｂから照射されるレーザー光線の出力をＷ１、第二の発振器４４０ｃから照射されるレーザー光線の出力をＷ２とし、第一の発振器４４０ｂと第二の発振器４４０ｃとから照射されるレーザー光線を合体して反射率を算出するレーザー光線を構成する場合は、Ｗ０＝Ｗ１＋Ｗ２であるから、第一の発振器４４０ｂ、第二の発振器４４０ｃの出力の分配は上記式（４）から以下のように導かれる。
Ｗ１＝Ｗ０×（Ｘ２－Ｘ）／（Ｘ２－Ｘ１） ・・・（５）
Ｗ２＝Ｗ０×（Ｘ－Ｘ１）／（Ｘ２－Ｘ１） ・・・（６）
被検出波長Ｘ＝１６００ｎｍ、第一の波長Ｘ１＝１０００ｎｍ、第二の波長Ｘ２＝２０００ｎｍとすると、上記式（５）、（６）は、以下のように表せる。
Ｗ１＝Ｗ０×（２０００－１６００）／（２０００－１０００）
＝Ｗ０×０．４ ・・・（７）
Ｗ２＝Ｗ０×（１６００－１０００）／（２０００－１０００）
＝Ｗ０×０．６ ・・・（８）
すなわち、仮に、Ｗ０が１０ｍＷである場合は、第一の発振器４４０ｂの出力Ｗ１と、第二の発振器４４０ｃの出力Ｗ２とを、それぞれ、４ｍＷ、６ｍＷのように分配して設定し、第一の発振器４４０ｂ、第二の発振器４４０ｃから同時にレーザー光線を発振して照射すれば、そのまま被検出波長Ｘ（１６００ｎｍ）で１０ｍＷの出力のレーザー光線を照射した場合を想定した反射率を生じさせるレーザー光線となる。
上記した事実に鑑み、本実施形態を具体的に実施する場合について説明する。まず、保持テーブル６４にミラー１００を載置して、反射率を検出したい被検出波長Ｘ（１６００ｎｍ）よりも短い第一の波長Ｘ１（１０００ｎｍ）のレーザー光線を発振する第一の発振器４４０ｂと、該被検出波長Ｘよりも長い第二の波長Ｘ２（２０００ｎｍ）のレーザー光線を発振する第二の発振器４４０ｃとから同時にレーザー光線を発振し、カプラ４４０ｊで合体してミラー１００に向けて光量Ｈ０を得るためのレーザー光線を照射する。この際、光量Ｈ０を得るための出力Ｗ０は予め設定されており（例えばＷ０＝１０ｍＷとする。）、第一の発振器４４０ｂの出力Ｗ１は上記式（７）に基づき設定され（４ｍＷ）、第二の発振器４４０ｃの出力Ｗ２は上記式（８）に基づき設定されている（６ｍＷ）。第一の発振器４４０ｂ、第二の発振器４４０ｃから発振されたレーザー光線はカプラ４４０ｊで合体されてミラー１００に対して照射されて受光素子４４０ｇにて受光した値が反射率を算出する際の基準となる光量Ｈ０として制御手段２０に記録される。
光量Ｈ０を制御手段２０に記録したならば、保持テーブル６４からミラー１００を取り出し、被加工物１０となるウエーハを保持テーブル６４上に載置して保持し、アライメントを実施してレーザー光線照射位置と非加工物１０の位置合わせを行い、反射率を計測したい位置にレーザー光線の照射位置を設定する。
次いで、上記した基準となる光量Ｈ０を計測した場合と同様の照射条件、すなわち、第一の発振器４４０ｂの出力Ｗ１と、第二の発振器４４０ｃの出力Ｗ２を、それぞれ、４ｍＷ、６ｍＷと設定し、第一の発振器４４０ｂ、第二の発振器４４０ｃから同時にレーザー光線を発振してカプラ４４０ｊにより合体して照射して被加工物１０に対してレーザー光線を照射する。被加工物１０に上記のようにレーザー光線を照射して、受光素子４４０ｇによって光量Ｈを検出し、制御手段２０の所定の記憶領域に記録する。
以上のようにして、光量Ｈが算出されたならば、先に検出しておいた基準となる光量Ｈ０を使用して、Ｈ／Ｈ０を算出して、被加工物１０に被検出波長Ｘ（１６００ｎｍ）、出力１０ｍＷのレーザー光線を照射した場合の反射率を算出することができ、当該結果を図示しない表示手段に表示すると共に、制御手段２０に記録する。以上のようにして、第一の発振器４４０ｂ、第二の発振器４４０ｃを使用して、被検出波長Ｘ（１６００ｎｍ）のレーザー光線を被加工物１０に照射した場合の反射率Ｈ／Ｈ０を算出することができる。
本発明を実施する者は、複数の波長に対応する複数のレーザー発振器を用意しておき、被検出波長Ｘに応じて被検出波長Ｘの波長よりも短い波長Ｘ１と、被検出波長Ｘよりも長い波長Ｘ２とに対応するレーザー光線の発振器を選択して、該被検出波長Ｘに対応する被加工物１０の反射率を検出することが可能となる。なお、３つ以上のレーザー光線の発振器を有しており、被検出波長Ｘに応じて被検出波長Ｘの波長よりも短い波長Ｘ１と、被検出波長Ｘよりも長い波長Ｘ２とに対応するレーザー光線の発振器とを複数選択し得る場合は、該波長Ｘ１と該Ｘ２とが被検出波長Ｘにできるだけ近い波長となる二つの発振器を選択することが望ましい。
１０：被加工物（ウエーハ）
４０：反射率検出装置
４２：保持手段
４３：移動手段
４４（４４０）：レーザー光線照射手段
４４ｂ（４４０ｂ）：第一の発振器
４４ｃ（４４０ｃ）：第二の発振器
４４０ｊ：カプラ
４５：枠体
４８：撮像手段
６４：保持テーブル
８０：Ｘ方向移動手段
８２：Ｙ方向移動手段

Claims (3)

  1. 被加工物にレーザー光線を照射して反射率を検出する反射率検出装置であって、
    被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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光線照射手段と、被加工物から反射した反射光を受光する受光素子と、該受光素子が受光した光量と被加工物に照射したレーザー光線の光量とを比較して反射率を算出する反射率算出手段と、から少なくとも構成され、
    該レーザー光線照射手段は、反射率を検出したい被検出波長Ｘよりも短い第一の波長Ｘ１のレーザー光線を発振する第一の発振器と、該第一の波長Ｘ１のレーザー光線の出力を調整する第一の出力調整手段と、該被検出波長Ｘよりも長い第二の波長Ｘ２のレーザー光線を発振する第二の発振器と、該第二の波長Ｘ２のレーザー光線の出力を調整する第二の出力調整手段と、該第一の出力調整手段で調整された第一のレーザー光線と該第二の出力調整手段で調整された第二のレーザー光線とを合体させるカプラと、該カプラで合体されたレーザー光線を集光して該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、から少なくとも構成され、
    被加工物に照射される該カプラで合体されたレーザー光線の光量Ｈ０を生成する出力をＷ０とした場合の該第一のレーザー光線の出力Ｗ１、第二のレーザー光線の出力Ｗ２を、次式、
    Ｗ１＝Ｗ０×（Ｘ２－Ｘ）／（Ｘ２－Ｘ１）
    Ｗ２＝Ｗ０×（Ｘ－Ｘ１）／（Ｘ２－Ｘ１）
    により設定し、該第一のレーザー光線の出力がＷ１となるように第一の出力調整手段を調整し、該第二のレーザー光線の出力がＷ２となるように第二の出力調整手段を調整して被検出波長Ｘのレーザー光線を疑似的に生成して被加工物に照射し、
    該受光素子において受光した反射光の光量Ｈを検出し、該被検出波長Ｘを照射した場合の反射率をＨ／Ｈ０により算出する反射率検出装置。
  2. 該カプラと該集光器との間にビームスプリッターが配設され、該受光素子は被加工物で反射した戻り光が該ビームスプリッターによって光路が変換される側に配設される請求項１に記載の反射率検出装置。
  3. 該カプラの下流側にコリメータが配設され、該カプラで合体したレーザー光線が該コリメータにより平行光に生成される請求項１、又は２に記載の反射率検出装置。
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