観察装置およびレーザー加工装置
【課題】透明なステージに吸引固定された透明性基板の形状を観察像において明確に特定することが出来る観察装置を提供する。
【解決手段】透明性基板１０を観察するための観察装置は、透明部材からなるとともに、透明性基板１０を吸引固定するための吸気通路が設けられたステージ７と、ステージ７の表面に載置された透明性基板１０の観察面に対して照明光を照射する照明光源と、観察面の側から透明性基板を観察する観察手段と、を備える。吸気通路はステージ７の内部に設けられた吸引用配管１２やステージ７の表面に設けられた溝部であり、これらに対しては、その壁面に塗料を塗布する処理や、該壁面を平滑化する処理などの乱反射抑制処理が施されてなる。これにより、照明光源から照射された照明光の乱反射に起因した、観察像に対する吸気通路の像の重畳が抑制される。加えて、ステージ７の裏面に反射防止膜１３を設けた場合、係る重畳がほとんど生じなくなる。
【解決手段】透明性基板１０を観察するための観察装置は、透明部材からなるとともに、透明性基板１０を吸引固定するための吸気通路が設けられたステージ７と、ステージ７の表面に載置された透明性基板１０の観察面に対して照明光を照射する照明光源と、観察面の側から透明性基板を観察する観察手段と、を備える。吸気通路はステージ７の内部に設けられた吸引用配管１２やステージ７の表面に設けられた溝部であり、これらに対しては、その壁面に塗料を塗布する処理や、該壁面を平滑化する処理などの乱反射抑制処理が施されてなる。これにより、照明光源から照射された照明光の乱反射に起因した、観察像に対する吸気通路の像の重畳が抑制される。加えて、ステージ７の裏面に反射防止膜１３を設けた場合、係る重畳がほとんど生じなくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明なステージに吸引固定された透明または半透明の基板の形状を観察像において明確に特定することが出来る観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイアなどの透明または半透明の基板（以下これらを「透明性基板」と称する）にデバイスパターンを形成したものに対し、パルスレーザーを照射することによって分割のための起点を形成する方法が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献１に開示されている装置により透明性基板を所定位置で分割しようとする場合など、透明性基板上の任意の位置を正確に特定することが必要となる場合がある。そうした場合に、透明性基板の輪郭形状や輪郭位置、あるいは透明性基板上に形成されてなる不透明部分の配置位置や配置形状を手がかりとして当該位置の特定を行うことは一般的である。
【０００４】
このような位置特定は、透明基板を観察用のステージに載せて行うが、かかるステージは、２つの機能を備えることが必要である。
【０００５】
一つには、位置特定を行う際に、透明基板が途中でずれないように、前記観察用のステージには透明基板を吸引固定する機能を備えることが必要である。
【０００６】
もう一つには、様々な透明基板に対して汎用的に観察できるように、いろいろな光学系での観察に備えて、観察ステージを透明にすることが必要である。透明にすることにより、観察ステージに吸着固定された基板の下側からの照明が可能となり、観察ステージ及び透明基板を透過して来た光を観察する透過照明式の観察が可能となる。また、観察ステージを透明にすることで、観察ステージに吸着固定された基板の下面側からの観察が可能となる。
【０００７】
このように観察ステージを透明にすることで、例えば透過照明が可能となり、基板内の不透明部分をコントラスト良く明瞭に観察できる。また、例えば、基板に金属層などの不透明な層が部分的に形成されていることが原因で、基板を上から覗くように観察したのでは、この不透明層が光を遮ったり反射したりする等の邪魔をして、不透明な層の下に位置するパターンを観察することが難しい場合でも、観察ステージの下方から観察ステージ越しでの観察が可能となり、不透明層の下方に位置するパターンであっても明瞭に観察することが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００６／０６２０１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のような観察ステージに吸引固定された基板を観察する行為としては、透明基板に形成された微細パターンを観察するような顕微鏡的観察（以下、「ミクロ観察」と称する）や、透明基板の輪郭形状を特定するような外形観察（以下、「マクロ観察」と称する）がある。
【００１０】
例えば、上記したようにパルスレーザーを照射する場合に、パルスレーザーを基板の外側へ不必要にはみ出して照射することがないように、マクロ観察で、予め透明基板の輪郭形状を精度よく特定することが行われる。また、基板内の所定部分に対して正確な位置でパルスレーザーを照射するように、ミクロ観察で基板を微細に位置決めする手がかりとなる回路パターンを探し出すことが行われる。
【００１１】
本発明において観察対象とする透明基板をマクロ観察にて輪郭形状を特定する際には、透明基板の反射率とステージの表面（透明基板の載置面）の反射率との差に応じて、観察像に生じるコントラストが、透明基板の像を与えることになる。従って、透明性基板の輪郭を精度良く特定するためには、係るコントラストが明瞭に得られることが必要となる。
【００１２】
その一方で、透明部材で構成されたステージを用いる場合、透明性基板を吸引固定できるようにステージ内部を機械加工により削孔して設けられた吸引用配管の壁面部分（ざらついた凹凸面となっている）において乱反射が生じ、これによる反射像が透明性基板の像に重畳することによって、透明性基板の輪郭形状や、デバイスパターンが不明確になることがある。
【００１３】
仮に、こうした吸引用配管とステージ上に載置される透明性基板との位置関係が常に一定であれば、観察像を画像処理することにより比較的容易に吸引用配管の反射像を除去することができるが、観察対象とされる透明性基板ごとにその形状や水平面内における姿勢が異なるような場合には、こうした画像処理による対応は現実的ではない。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、透明なステージに吸引固定された透明性基板の形状を観察像において明確に特定することが出来る観察装置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】
【００１５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、透明性基板を観察するための観察装置であって、透明部材からなるとともに、前記透明性基板を吸引固定するための吸気通路が設けられたステージと、前記ステージの表面に載置された前記透明性基板の観察面に対して照明光を照射する照明光源と、前記観察面の側から前記透明性基板を観察する観察手段と、を備え、前記吸気通路に対し、前記照明光源から照射された前記照明光の乱反射を抑制する乱反射抑制処理が施されてなる、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の観察装置であって、前記乱反射抑制処理が、前記吸気通路の壁面に前記照明光を吸収する低明度色の塗料を塗布する処理である、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の観察装置であって、前記ステージの裏面に、反射防止膜が形成されてなる、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１に記載の観察装置であって、前記乱反射抑制処理が、前記吸気通路の壁面を平滑化する処理である、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の観察装置であって、前記ステージの内部に、前記吸気通路としての吸引用配管が設けられてなる、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の観察装置であって、前記ステージの表面に、前記吸気通路としての溝部が設けられてなる、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１に記載の観察装置であって、前記ステージの表面に、前記吸気通路として、前記ステージの表面と並行な底面と、前記ステージの表面に垂直な側面とからなり、前記底面と前記側面とは直角に接している３面からなる溝部を設けてなり、前記溝部の底面に反射防止膜が形成されてなる、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の観察装置であって、前記照明光源として、同軸照明光を照射する同軸照明光源と、斜光照明光を照射する斜光照明光源と、を備え、前記同軸照明光および前記斜光照明光を前記ステージの表面に載置された前記透明性基板に対して選択的あるいは重畳的に照射可能である、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項９の発明は、レーザー加工装置が、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の観察装置を被加工物の観察手段として備える。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１ないし請求項８の発明によれば、透明部材からなるステージを備え、観察対象を吸引固定する観察装置が、透明性基板を観察対象とする場合であっても、吸気通路からの乱反射が好適に抑制されるので、観察手段において得られる観察像について吸気通路の像を除去するための特段の画像処理を行うことなく、該透明性基板の輪郭形状を精度良く特定することができる。
【００２５】
特に、請求項２の発明によれば、吸気通路において照明光が吸収されるので、透明性基板を観察対象とする場合であっても、観察手段において得られる観察像について吸気通路の像を除去するための特段の画像処理を行うことなく、該透明性基板の輪郭形状を精度良く特定することができる。
【００２６】
特に、請求項３の発明によれば、ステージ裏面に反射防止膜が形成されているので、ステージ裏面にて吸気通路が形成されていない部分の画像は、乱反射抑制処理が施された吸気通路の観察画像との間で、画能の濃淡差が少なくなる。このため、観察対象が拡散層や反射層を有していない透明性基板であっても、基板を透過して見える画像において、ステージにおける吸気通路が形成された部分の画像が暗い線のように際だって見えることはなく、透明基板の輪郭形状を精度よく特定することができる。
【００２７】
また、請求項９の発明によれば、透明性基板の輪郭形状が精度良く特定されるので、透明性基板を加工する際の加工位置を精度良く決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜レーザー加工装置＞
図１は、本発明の実施の形態に係る観察装置としての機能を有する観察手段を備えるレーザー加工装置５０の構成を概略的に示す模式図である。なお、図１においては、加工対象（観察対象）である被処理体１０が透明基板保護シート４に貼り付けられている場合を例示しているが、透明基板保護シート４の貼付は必須ではない。また、レーザー加工装置５０の以下に示す各部の動作（レーザー光の照射、ステージの移動、照明光の照射、加工位置決定のための演算処理など）は、いずれも図示しないコンピュータなどからなる所定の制御手段によって制御されるものとする。
【００２９】
レーザー加工装置５０は、表面観察部５０Ａと、裏面観察部５０Ｂと、例えば石英などの透明な部材からなり、被処理体１０をその上に載置するステージ７とを主として備える。表面観察部５０Ａは、ステージ７に載置された被処理体１０をレーザー光が照射される側（これを表面と称する）から観察する観察部であり、裏面観察部５０Ｂは、該被処理体１０をステージ７に載置された側（これを裏面と称する）から該ステージ７を介して観察する観察部である。ステージ７は、移動機構７ｍによって表面観察部５０Ａと裏面観察部５０Ｂとの間で水平方向に移動可能とされてなる。ステージ７の詳細については後述する。
【００３０】
移動機構７ｍは、図示しない駆動手段の作用により水平面内で所定のＸＹ２軸方向にステージ７を移動させる。これにより、係る表面観察部５０Ａと裏面観察部５０Ｂとの間のステージ７の移動、および、それぞれの観察部内における観察位置の移動やレーザー光照射位置の移動が実現されてなる。すなわち、レーザー加工装置５０においては、移動機構７ｍによってステージ７を移動させることによって、表面観察部５０Ａによる表面側の観察と、裏面観察部５０Ｂによる裏面側の観察とを切替可能に行えるようになっている。これにより、被処理体１０の材質や状態に応じた最適な観察を柔軟かつ速やかに行うことが出来る。なお、移動機構７ｍについては、所定の回転軸を中心とした、水平面内における回転（θ回転）動作も、水平駆動と独立に行えることが、アライメントなどを行う上ではより好ましい。
【００３１】
表面観察部５０Ａにおいては、落射照明光源Ｓ５から発せられた落射照明光Ｌ５が、図示しない鏡筒内に設けられたハーフミラー５２で反射され、（表面観察部５０Ａにステージ７が位置する状態で）被処理体１０に照射されるようになっている。また、表面観察部５０Ａは、ハーフミラー５２の上方（鏡筒の上方）に設けられたＣＣＤカメラ１６ａと該ＣＣＤカメラ１６ａに接続されたモニタ１６ｂとを含む表面観察手段１６を備えており、落射照明光Ｌ５を照射させた状態でリアルタイムに被処理体１０の明視野像の観察を行うことが出来るようになっている。本実施の形態においては、係る表面観察部５０Ａとステージ７とが、本発明に係る観察装置の主たる構成要素に相当する。
【００３２】
また、表面観察部５０Ａは、ステージ７に載置された被処理体１０に対してレーザー光の照射を行えるようにも構成されている。すなわち、表面観察部５０Ａは、レーザー加工装置５０におけるレーザー光の照射部でもある。これは、例えば、レーザーの照射系と観察光学系とが同軸に構成されることで実現されてなる。より具体的には、表面観察部５０Ａが特許文献１に開示されているレーザー加工装置の基本的構成と同様の構成を有することによって実現可能である。
【００３３】
より詳細にいえば、表面観察部５０Ａにおいては、レーザー光源ＳＬからレーザー光ＬＢを発し、図示を省略する鏡筒内に備わるハーフミラー５１にて反射させた後、該レーザー光ＬＢを、表面観察部５０Ａにステージ７が位置する状態でステージ７に載置された被処理体の被加工部位にて合焦するよう集光レンズ１８にて集光し、被処理体１０に照射することによって、被処理体１０の加工、例えば分割の起点となる融解改質領域の形成やアブレーションなどを実現することが出来るようになっている。
【００３４】
表面観察部５０Ａにおいて得られた観察像に基づき加工位置が決定された場合は、引き続き、係る決定内容に基づいてレーザー光ＬＢの照射による加工を行うことができる。
【００３５】
なお、加工位置の決定は、図示しない制御手段によって実現されるＧＵＩを利用して、レーザー加工装置５０のオペレータがモニタ１６ｂに表示されたＣＣＤカメラ１６ａによる撮像画像を視認しつつ行うことが出来るようにされてなるのが好ましい。すなわち、オペレータによって加工位置を決定するための所定の指示入力がＧＵＩによって与えられ、その入力内容に基づく所定の演算処理を制御手段が行うことよって、加工位置が決定されるのが好ましい。
【００３６】
裏面観察部５０Ｂは、裏面観察部５０Ｂにステージ７が位置する状態で、ステージ７に載置された被処理体１０に対してステージ７の上方から同軸照明光源Ｓ１からの同軸透過照明光Ｌ１の照射と斜光照明光源Ｓ２からの斜光透過照明光Ｌ２の照射とを重畳的に行いつつ、ステージ７の下方側から裏面観察手段６によって該被処理体１０を観察できるように構成されている。
【００３７】
また、裏面観察部５０Ｂにおいては、ステージ７の下方に、より好ましくは、後述するハーフミラー９の下方（鏡筒の下方）に設けられたＣＣＤカメラ６ａと該ＣＣＤカメラ６ａに接続されたモニタ６ｂとを含む裏面観察手段６を備えている。なお、モニタ６ｂと表面観察手段１６に備わるモニタ１６ｂとは共通のものであってもよい。
【００３８】
好ましくは、表面観察部５０Ａが斜光照明光源Ｓ６を備えており、斜光照明光Ｌ６をステージ７上の被処理体１０に対して照射できるようになっていてもよい。斜光照明光Ｌ６が照射される場合、表面観察手段１６においては観察対象の暗視野像を得ることが出来る。被処理体１０の材質や表面状態に応じて落射照明光Ｌ５と斜光照明光Ｌ６とを適宜に切り替えることによって、または、落斜照明光Ｌ５と斜光照明光Ｌ６とを同時に照射することによって、材質等によらず好適な観察像を得ることが出来る。
【００３９】
また、ステージ７の下方には、同軸照明光源Ｓ３から発せられた同軸照明光Ｌ３が、図示しない鏡筒内に設けられたハーフミラー９で反射され、集光レンズ８にて集光されたうえで、ステージ７を介して被処理体１０に照射されるようになっていてもよい。さらに好ましくは、ステージ７の下方に斜光照明光源Ｓ４を備えており、斜光照明光Ｌ４をステージ７を介して被処理体１０に対して照射できるようになっていてもよい。これらの同軸照明光源Ｓ３や斜光照明光源Ｓ４は、例えば被処理体の表面側に不透明な金属層などがあって表面観察部５０Ａによる表面側からの観察が該金属層からの反射が生じて困難な場合などに、裏面観察部５０Ｂによって被処理体１０の裏面側を観察する際に好適に用いることできる。
【００４０】
＜ステージの詳細＞
図２は、ステージ７を上面（被処理体１０の載置面）側からみた状態を模式的に示す図である。なお、図２においては、後で説明する図４および図５の観察像の視野と略同一な範囲のみを示している。また、図３は、透明基板保護シート４を貼り付けた被処理体１０を、透明基板保護シート４の側をステージ７の側に向けて該ステージ７上に載置した状態を示す断面模式図である。なお、図３においては、被処理体の一部に拡散層１０ａが形成されている場合を例示している。なお、本実施の形態において拡散層とは、被処理体１０に設けられた、観察用の照明光を拡散する機能を有する物質層のことを指し示すものとする。また、図３においては、拡散層１０ａが被処理体１０の下面に形成されているが、上面に形成されていてもよい。
【００４１】
ステージ７は、上述したように、石英など透明な部材で形成されているが、その内部には、被処理体１０を吸引固定するための吸気通路となる吸引用配管１２が設けられてなる。吸引用配管１２は、例えば、ステージ７の所定位置を機械加工により削孔することにより設けられる。
【００４２】
被処理体１０をステージ７の上に載置した状態で、例えば吸引ポンプなどの吸引手段１１（図１）により吸引用配管１２に対し吸引を行い、吸引用配管１２のステージ７載置面側先端に設けられた吸引孔１２ａに対し負圧Ｆを与えることで、被処理体１０（および透明基板保護シート４）がステージ７に固定されるようになっている。
【００４３】
加えて、本実施の形態においては、吸引用配管１２の壁面１２ｂに、落射照明光Ｌ５や斜光照明光Ｌ６を吸収する低明度色の塗料が塗布されている。これは、上述のような態様にて設けられることで、ざらついた凹凸面となっている当該壁面１２ｂから、表面観察部５０Ａの側への、落射照明光Ｌ５や斜光照明光Ｌ６の乱反射を抑制することを目的として行われているものである。すなわち、係る塗料の塗布は、照明光の乱反射を抑制する乱反射抑制処理に相当する。塗料としては、実質的に黒色のものを用いるのが最も好適であるが、係る乱反射抑制の効果が得られるのであれば、濃紺色、濃緑色、濃茶色などの塗料を用いることもできる。なお、吸引用配管１２への当該塗料の塗布は、例えば吸引用配管１２へ当該塗料を流し込み、その後、余分の塗料を除去することによって行える。または、ネジリブラシを吸引用配管１２へ挿入して、塗料を塗布してもよい。
【００４４】
また、好ましくは、ステージ７の裏面７ａに、反射防止膜１３が設けられていてもよい。係る反射防止膜１３が設けられている場合、ステージ７の裏面７ａからの表面観察部５０Ａの側への落射照明光Ｌ５や斜光照明光Ｌ６の乱反射が抑制される。反射防止膜１３は、光学レンズなどに用いられる数層の反射防止膜のように、例えばＭｇＦ2、ＺｒＯ2、ＣｅＦ2等からなる数層の反射防止膜を真空蒸着などの手法により形成することができる。
【００４５】
図４および図５は、吸引用配管１２への塗料の塗布およびステージ７の裏面７ａへの反射防止膜１３の形成の効果を説明するべく示す、種々の条件での表面観察部５０Ａにおける被処理体１０の観察像を示す図である。図４は、被処理体１０として透明性基板（ここではサファイア）を用いた場合の結果を示している。一方、図５は、係る透明性基板のステージ７への載置面側全面に、図３に例示するような拡散層１０ａ（ここではサファイアの片面を粗研磨することによって形成した）を設けたものについての結果を場合を示している。なお、いずれの観察像も、照明光として落射照明光Ｌ５と斜光照明光Ｌ６の双方が与えられた上で得られている。
【００４６】
図４（ａ）および図５（ａ）は、比較のために示す、吸引用配管１２の壁面１２ｂへの塗料の塗布と、反射防止膜１３の形成のいずれもが行われていない場合の観察像である。いずれの観察像においても、ステージ７の内部に設けられている吸引用配管１２が、ステージ７の他の箇所よりも高い明度で明瞭に観察される。これは、当該吸引用配管１２からの照明光の乱反射によるものである。特に、図４（ａ）においては、透明性基板とその周囲とのコントラストが弱く、その輪郭形状が若干わかりにくいことに加えて、透明性基板の像に吸引用配管１２の像が重畳しており、後者の像が明瞭に観察される。一方、図５（ａ）の場合、透明性基板の形状は図４（ａ）よりも明瞭になっているものの、やはり透明性基板の像に吸引用配管１２の像が重畳していることが観察される。係る場合、観察像におけるコントラストに基づいて透明性基板の輪郭形状を正確に特定することが難しくなる。
【００４７】
一方、図４（ｂ）および図５（ｂ）は、吸引用配管１２の壁面１２ｂへの黒色の塗料の塗布のみを施した場合の観察像である。これらの観察像においては、壁面１２ｂからの乱反射が塗料の塗布によって抑制される一方、ステージ７の裏面７ａからの反射光が存在することにより、吸引用配管１２はステージ７の他の箇所よりも低い明度の（黒色の）像となっている。結果として、図４（ａ）および図５（ａ）の場合とは異なり、吸引用配管１２の像は目立たなくなっている。図４（ｂ）の場合、透明性基板の像に吸引用配管１２の像が重畳していることは認められるものの、図４（ａ）に比べると、透明性基板の輪郭形状は明瞭なものとなっている。一方、図５（ｂ）の場合は、透明性基板の輪郭形状が明確で、かつ、透明性基板を透過するような吸引用配管の像は認められなくなっている。すなわち、壁面１２ｂに低明度の塗料を塗布することで、透明性基板の輪郭形状の認識が容易になることがわかる。
【００４８】
さらに、図４（ｃ）および図５（ｃ）は、吸引用配管１２への黒色の塗料の塗布に加えて、ステージ７の裏面７ａへの反射防止膜１３の形成をも行った場合の観察像である。これらの観察像においては、ステージ７の裏面７ａからの乱反射が抑制されることで吸引用配管１２の像は全く確認されなくなっており、透明性基板のみが観察されるようになっている。
【００４９】
すなわち、図４および図５に示した結果からは、吸引用配管１２の壁面１２ｂに低明度色の塗料を塗布することで、当該壁面１２ｂにおける照明光の反射が抑制されるので、観察対象が透明性基板である場合であっても、吸引用配管の像の影響を受けることなく該透明性基板の輪郭形状を精度良く特定できることがわかる。加えて、ステージ７の裏面７ａに反射防止膜１３を設けた場合には、透明性基板１０の輪郭形状がより明確になることもわかる。そして、後者の態様は、拡散層や反射層を有していない透明性基板における輪郭形状を特定する場合に、より効果があるといえる。
【００５０】
なお、図５においては拡散層１０ａが備わる透明性基板を対象とした結果を示しているが、これに代わり、照明光を高い反射率で反射する層が形成されている場合でも、同様の結果が得られる。また、図３に示すように、透明性基板に拡散層１０ａが存在する箇所と存在しない箇所とが混在する場合においては、それぞれの箇所において図４あるいは図５に示す結果が得られることになる。
【００５１】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、透明であり、かつ、被処理体を吸引固定するよう構成されたステージを備える観察装置において、該ステージの吸引用配管に低明度の塗料を塗布しておくことで、被処理体が透明性基板である場合であっても、吸引用配管の像を除去するための特段の画像処理を行うことなく、透明性基板の輪郭形状を精度良く特定することができる。ステージの裏面に反射防止膜を設けた場合には、より明瞭にその輪郭形状を特定することができる。結果として、レーザー加工装置における加工精度の向上が実現される。
【００５２】
＜変形例＞
上述の実施の形態においては、レーザー加工装置の一部が本発明の観察装置として機能する態様を前提に説明しているが、これは、必須の態様ではなく、上述の実施の形態で示したステージと、被処理体の観察に係る構成要素とを有する装置であれば、本発明の作用効果を得ることができる。
【００５３】
また、上述の実施の形態においては、乱反射抑制処理としてざらついた凹凸面である吸引用配管の壁面に塗料を塗布する処理を行うことで、該壁面からの乱反射を抑え、透明性基板の輪郭形状の特定が容易になるようにしているが、係る効果を得るための態様は、これに限られるものではない。
【００５４】
例えば、乱反射抑制処理として、吸引用配管の壁面を、上述のような乱反射が実質的に生じない程度の平滑性を有するようにする平滑化処理を行うようにしてもよい。係る場合、当該壁面においても透明性が確保されるので、上述のような低明度の塗料を塗布せずとも、観察像に壁面からの乱反射による像が重畳することが抑制される。
【００５５】
図６は、上述の実施の形態に係るステージ７とは異なる構造のステージ１４を示す図である。上述の実施の形態においては、吸引用配管１２がステージ７の内部に設けられているが、これに代わり、ステージ１４においては、その表面１４ａに複数の溝部１５が設けられてなる。溝部１５の底部には、複数の吸引孔１５ａが離散的に設けられてなる。ステージ１４においては、これらの溝部１５および吸引孔１５ａが吸気通路として機能する。係るステージ１４の表面に溝部１５を塞ぐ態様にて被処理体を載置した状態で、吸引手段１１により吸引することで吸引孔１５ａを通じて溝部１５に負圧が与えられ、これにより被処理体が固定される。係るステージ１４の溝部１５の壁面に対し、乱反射抑制処理として、上述のような低明度の塗料を塗布する処理や平滑化処理を行えば、溝部１５からの乱反射が抑制され、透明性基板の輪郭形状の特定が容易になるという効果が得られる。なお、図６においては断面視角形の溝部１５を例示しているが、これに代わり、断面視Ｖ字型あるいは丸形の溝部を有する場合であっても、同様の効果を得ることができる。あるいはさらに、溝部を図６のように、ステージ７の表面と並行な底面と、ステージ７の表面に垂直な側面とからなり、前記底面と前記側面とは直角に接している３面からなる形状の溝に構成するとともに、乱反射抑制処理として、反射防止膜を前記底面に形成する処理を施した場合も、同様の効果を得ることができる。
【００５６】
上述した実施形態においては、この発明に係る観察装置による観察対象である被処理体１０としては、透明なサファイア基板が好適であるが、その他に、例えば、石英、ガラス、または、透明プラスチックなど透明な材質からなる基板でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る観察装置としての機能を有するレーザー加工装置５０の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】ステージ７を上面側からみた状態を模式的に示す図である。
【図３】透明基板保護シート４を貼り付けた被処理体１０を、透明基板保護シート４の側をステージ７の側に向けて該ステージ７上に載置した状態を示す断面模式図である。
【図４】種々の条件での表面観察部５０Ａにおける被処理体１０の観察像を示す図である。
【図５】種々の条件での表面観察部５０Ａにおける被処理体１０の観察像を示す図である。
【図６】変形例に係るステージ１４を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
４ 透明基板保護シート
６ 裏面観察手段
７、１４ ステージ
７ａ （ステージ７の）裏面
７ｍ 移動機構
１０ 被処理体
１０ａ 拡散層
１１ 吸引手段
１２ 吸引用配管
１２ａ 吸引孔
１２ｂ 壁面
１３ 反射防止膜
１５ 溝部
１５ａ 吸引孔
１６ 表面観察手段
５０ レーザー加工装置
５０Ａ 表面観察部
５０Ｂ 裏面観察部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明なステージに吸引固定された透明または半透明の基板の形状を観察像において明確に特定することが出来る観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイアなどの透明または半透明の基板（以下これらを「透明性基板」と称する）にデバイスパターンを形成したものに対し、パルスレーザーを照射することによって分割のための起点を形成する方法が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献１に開示されている装置により透明性基板を所定位置で分割しようとする場合など、透明性基板上の任意の位置を正確に特定することが必要となる場合がある。そうした場合に、透明性基板の輪郭形状や輪郭位置、あるいは透明性基板上に形成されてなる不透明部分の配置位置や配置形状を手がかりとして当該位置の特定を行うことは一般的である。
【０００４】
このような位置特定は、透明基板を観察用のステージに載せて行うが、かかるステージは、２つの機能を備えることが必要である。
【０００５】
一つには、位置特定を行う際に、透明基板が途中でずれないように、前記観察用のステージには透明基板を吸引固定する機能を備えることが必要である。
【０００６】
もう一つには、様々な透明基板に対して汎用的に観察できるように、いろいろな光学系での観察に備えて、観察ステージを透明にすることが必要である。透明にすることにより、観察ステージに吸着固定された基板の下側からの照明が可能となり、観察ステージ及び透明基板を透過して来た光を観察する透過照明式の観察が可能となる。また、観察ステージを透明にすることで、観察ステージに吸着固定された基板の下面側からの観察が可能となる。
【０００７】
このように観察ステージを透明にすることで、例えば透過照明が可能となり、基板内の不透明部分をコントラスト良く明瞭に観察できる。また、例えば、基板に金属層などの不透明な層が部分的に形成されていることが原因で、基板を上から覗くように観察したのでは、この不透明層が光を遮ったり反射したりする等の邪魔をして、不透明な層の下に位置するパターンを観察することが難しい場合でも、観察ステージの下方から観察ステージ越しでの観察が可能となり、不透明層の下方に位置するパターンであっても明瞭に観察することが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００６／０６２０１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のような観察ステージに吸引固定された基板を観察する行為としては、透明基板に形成された微細パターンを観察するような顕微鏡的観察（以下、「ミクロ観察」と称する）や、透明基板の輪郭形状を特定するような外形観察（以下、「マクロ観察」と称する）がある。
【００１０】
例えば、上記したようにパルスレーザーを照射する場合に、パルスレーザーを基板の外側へ不必要にはみ出して照射することがないように、マクロ観察で、予め透明基板の輪郭形状を精度よく特定することが行われる。また、基板内の所定部分に対して正確な位置でパルスレーザーを照射するように、ミクロ観察で基板を微細に位置決めする手がかりとなる回路パターンを探し出すことが行われる。
【００１１】
本発明において観察対象とする透明基板をマクロ観察にて輪郭形状を特定する際には、透明基板の反射率とステージの表面（透明基板の載置面）の反射率との差に応じて、観察像に生じるコントラストが、透明基板の像を与えることになる。従って、透明性基板の輪郭を精度良く特定するためには、係るコントラストが明瞭に得られることが必要となる。
【００１２】
その一方で、透明部材で構成されたステージを用いる場合、透明性基板を吸引固定できるようにステージ内部を機械加工により削孔して設けられた吸引用配管の壁面部分（ざらついた凹凸面となっている）において乱反射が生じ、これによる反射像が透明性基板の像に重畳することによって、透明性基板の輪郭形状や、デバイスパターンが不明確になることがある。
【００１３】
仮に、こうした吸引用配管とステージ上に載置される透明性基板との位置関係が常に一定であれば、観察像を画像処理することにより比較的容易に吸引用配管の反射像を除去することができるが、観察対象とされる透明性基板ごとにその形状や水平面内における姿勢が異なるような場合には、こうした画像処理による対応は現実的ではない。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、透明なステージに吸引固定された透明性基板の形状を観察像において明確に特定することが出来る観察装置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】
【００１５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、透明性基板を観察するための観察装置であって、透明部材からなるとともに、前記透明性基板を吸引固定するための吸気通路が設けられたステージと、前記ステージの表面に載置された前記透明性基板の観察面に対して照明光を照射する照明光源と、前記観察面の側から前記透明性基板を観察する観察手段と、を備え、前記吸気通路に対し、前記照明光源から照射された前記照明光の乱反射を抑制する乱反射抑制処理が施されてなる、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の観察装置であって、前記乱反射抑制処理が、前記吸気通路の壁面に前記照明光を吸収する低明度色の塗料を塗布する処理である、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の観察装置であって、前記ステージの裏面に、反射防止膜が形成されてなる、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１に記載の観察装置であって、前記乱反射抑制処理が、前記吸気通路の壁面を平滑化する処理である、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の観察装置であって、前記ステージの内部に、前記吸気通路としての吸引用配管が設けられてなる、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の観察装置であって、前記ステージの表面に、前記吸気通路としての溝部が設けられてなる、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１に記載の観察装置であって、前記ステージの表面に、前記吸気通路として、前記ステージの表面と並行な底面と、前記ステージの表面に垂直な側面とからなり、前記底面と前記側面とは直角に接している３面からなる溝部を設けてなり、前記溝部の底面に反射防止膜が形成されてなる、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の観察装置であって、前記照明光源として、同軸照明光を照射する同軸照明光源と、斜光照明光を照射する斜光照明光源と、を備え、前記同軸照明光および前記斜光照明光を前記ステージの表面に載置された前記透明性基板に対して選択的あるいは重畳的に照射可能である、ことを特徴とする。
【００２３】
請求項９の発明は、レーザー加工装置が、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の観察装置を被加工物の観察手段として備える。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１ないし請求項８の発明によれば、透明部材からなるステージを備え、観察対象を吸引固定する観察装置が、透明性基板を観察対象とする場合であっても、吸気通路からの乱反射が好適に抑制されるので、観察手段において得られる観察像について吸気通路の像を除去するための特段の画像処理を行うことなく、該透明性基板の輪郭形状を精度良く特定することができる。
【００２５】
特に、請求項２の発明によれば、吸気通路において照明光が吸収されるので、透明性基板を観察対象とする場合であっても、観察手段において得られる観察像について吸気通路の像を除去するための特段の画像処理を行うことなく、該透明性基板の輪郭形状を精度良く特定することができる。
【００２６】
特に、請求項３の発明によれば、ステージ裏面に反射防止膜が形成されているので、ステージ裏面にて吸気通路が形成されていない部分の画像は、乱反射抑制処理が施された吸気通路の観察画像との間で、画能の濃淡差が少なくなる。このため、観察対象が拡散層や反射層を有していない透明性基板であっても、基板を透過して見える画像において、ステージにおける吸気通路が形成された部分の画像が暗い線のように際だって見えることはなく、透明基板の輪郭形状を精度よく特定することができる。
【００２７】
また、請求項９の発明によれば、透明性基板の輪郭形状が精度良く特定されるので、透明性基板を加工する際の加工位置を精度良く決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜レーザー加工装置＞
図１は、本発明の実施の形態に係る観察装置としての機能を有する観察手段を備えるレーザー加工装置５０の構成を概略的に示す模式図である。なお、図１においては、加工対象（観察対象）である被処理体１０が透明基板保護シート４に貼り付けられている場合を例示しているが、透明基板保護シート４の貼付は必須ではない。また、レーザー加工装置５０の以下に示す各部の動作（レーザー光の照射、ステージの移動、照明光の照射、加工位置決定のための演算処理など）は、いずれも図示しないコンピュータなどからなる所定の制御手段によって制御されるものとする。
【００２９】
レーザー加工装置５０は、表面観察部５０Ａと、裏面観察部５０Ｂと、例えば石英などの透明な部材からなり、被処理体１０をその上に載置するステージ７とを主として備える。表面観察部５０Ａは、ステージ７に載置された被処理体１０をレーザー光が照射される側（これを表面と称する）から観察する観察部であり、裏面観察部５０Ｂは、該被処理体１０をステージ７に載置された側（これを裏面と称する）から該ステージ７を介して観察する観察部である。ステージ７は、移動機構７ｍによって表面観察部５０Ａと裏面観察部５０Ｂとの間で水平方向に移動可能とされてなる。ステージ７の詳細については後述する。
【００３０】
移動機構７ｍは、図示しない駆動手段の作用により水平面内で所定のＸＹ２軸方向にステージ７を移動させる。これにより、係る表面観察部５０Ａと裏面観察部５０Ｂとの間のステージ７の移動、および、それぞれの観察部内における観察位置の移動やレーザー光照射位置の移動が実現されてなる。すなわち、レーザー加工装置５０においては、移動機構７ｍによってステージ７を移動させることによって、表面観察部５０Ａによる表面側の観察と、裏面観察部５０Ｂによる裏面側の観察とを切替可能に行えるようになっている。これにより、被処理体１０の材質や状態に応じた最適な観察を柔軟かつ速やかに行うことが出来る。なお、移動機構７ｍについては、所定の回転軸を中心とした、水平面内における回転（θ回転）動作も、水平駆動と独立に行えることが、アライメントなどを行う上ではより好ましい。
【００３１】
表面観察部５０Ａにおいては、落射照明光源Ｓ５から発せられた落射照明光Ｌ５が、図示しない鏡筒内に設けられたハーフミラー５２で反射され、（表面観察部５０Ａにステージ７が位置する状態で）被処理体１０に照射されるようになっている。また、表面観察部５０Ａは、ハーフミラー５２の上方（鏡筒の上方）に設けられたＣＣＤカメラ１６ａと該ＣＣＤカメラ１６ａに接続されたモニタ１６ｂとを含む表面観察手段１６を備えており、落射照明光Ｌ５を照射させた状態でリアルタイムに被処理体１０の明視野像の観察を行うことが出来るようになっている。本実施の形態においては、係る表面観察部５０Ａとステージ７とが、本発明に係る観察装置の主たる構成要素に相当する。
【００３２】
また、表面観察部５０Ａは、ステージ７に載置された被処理体１０に対してレーザー光の照射を行えるようにも構成されている。すなわち、表面観察部５０Ａは、レーザー加工装置５０におけるレーザー光の照射部でもある。これは、例えば、レーザーの照射系と観察光学系とが同軸に構成されることで実現されてなる。より具体的には、表面観察部５０Ａが特許文献１に開示されているレーザー加工装置の基本的構成と同様の構成を有することによって実現可能である。
【００３３】
より詳細にいえば、表面観察部５０Ａにおいては、レーザー光源ＳＬからレーザー光ＬＢを発し、図示を省略する鏡筒内に備わるハーフミラー５１にて反射させた後、該レーザー光ＬＢを、表面観察部５０Ａにステージ７が位置する状態でステージ７に載置された被処理体の被加工部位にて合焦するよう集光レンズ１８にて集光し、被処理体１０に照射することによって、被処理体１０の加工、例えば分割の起点となる融解改質領域の形成やアブレーションなどを実現することが出来るようになっている。
【００３４】
表面観察部５０Ａにおいて得られた観察像に基づき加工位置が決定された場合は、引き続き、係る決定内容に基づいてレーザー光ＬＢの照射による加工を行うことができる。
【００３５】
なお、加工位置の決定は、図示しない制御手段によって実現されるＧＵＩを利用して、レーザー加工装置５０のオペレータがモニタ１６ｂに表示されたＣＣＤカメラ１６ａによる撮像画像を視認しつつ行うことが出来るようにされてなるのが好ましい。すなわち、オペレータによって加工位置を決定するための所定の指示入力がＧＵＩによって与えられ、その入力内容に基づく所定の演算処理を制御手段が行うことよって、加工位置が決定されるのが好ましい。
【００３６】
裏面観察部５０Ｂは、裏面観察部５０Ｂにステージ７が位置する状態で、ステージ７に載置された被処理体１０に対してステージ７の上方から同軸照明光源Ｓ１からの同軸透過照明光Ｌ１の照射と斜光照明光源Ｓ２からの斜光透過照明光Ｌ２の照射とを重畳的に行いつつ、ステージ７の下方側から裏面観察手段６によって該被処理体１０を観察できるように構成されている。
【００３７】
また、裏面観察部５０Ｂにおいては、ステージ７の下方に、より好ましくは、後述するハーフミラー９の下方（鏡筒の下方）に設けられたＣＣＤカメラ６ａと該ＣＣＤカメラ６ａに接続されたモニタ６ｂとを含む裏面観察手段６を備えている。なお、モニタ６ｂと表面観察手段１６に備わるモニタ１６ｂとは共通のものであってもよい。
【００３８】
好ましくは、表面観察部５０Ａが斜光照明光源Ｓ６を備えており、斜光照明光Ｌ６をステージ７上の被処理体１０に対して照射できるようになっていてもよい。斜光照明光Ｌ６が照射される場合、表面観察手段１６においては観察対象の暗視野像を得ることが出来る。被処理体１０の材質や表面状態に応じて落射照明光Ｌ５と斜光照明光Ｌ６とを適宜に切り替えることによって、または、落斜照明光Ｌ５と斜光照明光Ｌ６とを同時に照射することによって、材質等によらず好適な観察像を得ることが出来る。
【００３９】
また、ステージ７の下方には、同軸照明光源Ｓ３から発せられた同軸照明光Ｌ３が、図示しない鏡筒内に設けられたハーフミラー９で反射され、集光レンズ８にて集光されたうえで、ステージ７を介して被処理体１０に照射されるようになっていてもよい。さらに好ましくは、ステージ７の下方に斜光照明光源Ｓ４を備えており、斜光照明光Ｌ４をステージ７を介して被処理体１０に対して照射できるようになっていてもよい。これらの同軸照明光源Ｓ３や斜光照明光源Ｓ４は、例えば被処理体の表面側に不透明な金属層などがあって表面観察部５０Ａによる表面側からの観察が該金属層からの反射が生じて困難な場合などに、裏面観察部５０Ｂによって被処理体１０の裏面側を観察する際に好適に用いることできる。
【００４０】
＜ステージの詳細＞
図２は、ステージ７を上面（被処理体１０の載置面）側からみた状態を模式的に示す図である。なお、図２においては、後で説明する図４および図５の観察像の視野と略同一な範囲のみを示している。また、図３は、透明基板保護シート４を貼り付けた被処理体１０を、透明基板保護シート４の側をステージ７の側に向けて該ステージ７上に載置した状態を示す断面模式図である。なお、図３においては、被処理体の一部に拡散層１０ａが形成されている場合を例示している。なお、本実施の形態において拡散層とは、被処理体１０に設けられた、観察用の照明光を拡散する機能を有する物質層のことを指し示すものとする。また、図３においては、拡散層１０ａが被処理体１０の下面に形成されているが、上面に形成されていてもよい。
【００４１】
ステージ７は、上述したように、石英など透明な部材で形成されているが、その内部には、被処理体１０を吸引固定するための吸気通路となる吸引用配管１２が設けられてなる。吸引用配管１２は、例えば、ステージ７の所定位置を機械加工により削孔することにより設けられる。
【００４２】
被処理体１０をステージ７の上に載置した状態で、例えば吸引ポンプなどの吸引手段１１（図１）により吸引用配管１２に対し吸引を行い、吸引用配管１２のステージ７載置面側先端に設けられた吸引孔１２ａに対し負圧Ｆを与えることで、被処理体１０（および透明基板保護シート４）がステージ７に固定されるようになっている。
【００４３】
加えて、本実施の形態においては、吸引用配管１２の壁面１２ｂに、落射照明光Ｌ５や斜光照明光Ｌ６を吸収する低明度色の塗料が塗布されている。これは、上述のような態様にて設けられることで、ざらついた凹凸面となっている当該壁面１２ｂから、表面観察部５０Ａの側への、落射照明光Ｌ５や斜光照明光Ｌ６の乱反射を抑制することを目的として行われているものである。すなわち、係る塗料の塗布は、照明光の乱反射を抑制する乱反射抑制処理に相当する。塗料としては、実質的に黒色のものを用いるのが最も好適であるが、係る乱反射抑制の効果が得られるのであれば、濃紺色、濃緑色、濃茶色などの塗料を用いることもできる。なお、吸引用配管１２への当該塗料の塗布は、例えば吸引用配管１２へ当該塗料を流し込み、その後、余分の塗料を除去することによって行える。または、ネジリブラシを吸引用配管１２へ挿入して、塗料を塗布してもよい。
【００４４】
また、好ましくは、ステージ７の裏面７ａに、反射防止膜１３が設けられていてもよい。係る反射防止膜１３が設けられている場合、ステージ７の裏面７ａからの表面観察部５０Ａの側への落射照明光Ｌ５や斜光照明光Ｌ６の乱反射が抑制される。反射防止膜１３は、光学レンズなどに用いられる数層の反射防止膜のように、例えばＭｇＦ2、ＺｒＯ2、ＣｅＦ2等からなる数層の反射防止膜を真空蒸着などの手法により形成することができる。
【００４５】
図４および図５は、吸引用配管１２への塗料の塗布およびステージ７の裏面７ａへの反射防止膜１３の形成の効果を説明するべく示す、種々の条件での表面観察部５０Ａにおける被処理体１０の観察像を示す図である。図４は、被処理体１０として透明性基板（ここではサファイア）を用いた場合の結果を示している。一方、図５は、係る透明性基板のステージ７への載置面側全面に、図３に例示するような拡散層１０ａ（ここではサファイアの片面を粗研磨することによって形成した）を設けたものについての結果を場合を示している。なお、いずれの観察像も、照明光として落射照明光Ｌ５と斜光照明光Ｌ６の双方が与えられた上で得られている。
【００４６】
図４（ａ）および図５（ａ）は、比較のために示す、吸引用配管１２の壁面１２ｂへの塗料の塗布と、反射防止膜１３の形成のいずれもが行われていない場合の観察像である。いずれの観察像においても、ステージ７の内部に設けられている吸引用配管１２が、ステージ７の他の箇所よりも高い明度で明瞭に観察される。これは、当該吸引用配管１２からの照明光の乱反射によるものである。特に、図４（ａ）においては、透明性基板とその周囲とのコントラストが弱く、その輪郭形状が若干わかりにくいことに加えて、透明性基板の像に吸引用配管１２の像が重畳しており、後者の像が明瞭に観察される。一方、図５（ａ）の場合、透明性基板の形状は図４（ａ）よりも明瞭になっているものの、やはり透明性基板の像に吸引用配管１２の像が重畳していることが観察される。係る場合、観察像におけるコントラストに基づいて透明性基板の輪郭形状を正確に特定することが難しくなる。
【００４７】
一方、図４（ｂ）および図５（ｂ）は、吸引用配管１２の壁面１２ｂへの黒色の塗料の塗布のみを施した場合の観察像である。これらの観察像においては、壁面１２ｂからの乱反射が塗料の塗布によって抑制される一方、ステージ７の裏面７ａからの反射光が存在することにより、吸引用配管１２はステージ７の他の箇所よりも低い明度の（黒色の）像となっている。結果として、図４（ａ）および図５（ａ）の場合とは異なり、吸引用配管１２の像は目立たなくなっている。図４（ｂ）の場合、透明性基板の像に吸引用配管１２の像が重畳していることは認められるものの、図４（ａ）に比べると、透明性基板の輪郭形状は明瞭なものとなっている。一方、図５（ｂ）の場合は、透明性基板の輪郭形状が明確で、かつ、透明性基板を透過するような吸引用配管の像は認められなくなっている。すなわち、壁面１２ｂに低明度の塗料を塗布することで、透明性基板の輪郭形状の認識が容易になることがわかる。
【００４８】
さらに、図４（ｃ）および図５（ｃ）は、吸引用配管１２への黒色の塗料の塗布に加えて、ステージ７の裏面７ａへの反射防止膜１３の形成をも行った場合の観察像である。これらの観察像においては、ステージ７の裏面７ａからの乱反射が抑制されることで吸引用配管１２の像は全く確認されなくなっており、透明性基板のみが観察されるようになっている。
【００４９】
すなわち、図４および図５に示した結果からは、吸引用配管１２の壁面１２ｂに低明度色の塗料を塗布することで、当該壁面１２ｂにおける照明光の反射が抑制されるので、観察対象が透明性基板である場合であっても、吸引用配管の像の影響を受けることなく該透明性基板の輪郭形状を精度良く特定できることがわかる。加えて、ステージ７の裏面７ａに反射防止膜１３を設けた場合には、透明性基板１０の輪郭形状がより明確になることもわかる。そして、後者の態様は、拡散層や反射層を有していない透明性基板における輪郭形状を特定する場合に、より効果があるといえる。
【００５０】
なお、図５においては拡散層１０ａが備わる透明性基板を対象とした結果を示しているが、これに代わり、照明光を高い反射率で反射する層が形成されている場合でも、同様の結果が得られる。また、図３に示すように、透明性基板に拡散層１０ａが存在する箇所と存在しない箇所とが混在する場合においては、それぞれの箇所において図４あるいは図５に示す結果が得られることになる。
【００５１】
以上、説明したように、本実施の形態によれば、透明であり、かつ、被処理体を吸引固定するよう構成されたステージを備える観察装置において、該ステージの吸引用配管に低明度の塗料を塗布しておくことで、被処理体が透明性基板である場合であっても、吸引用配管の像を除去するための特段の画像処理を行うことなく、透明性基板の輪郭形状を精度良く特定することができる。ステージの裏面に反射防止膜を設けた場合には、より明瞭にその輪郭形状を特定することができる。結果として、レーザー加工装置における加工精度の向上が実現される。
【００５２】
＜変形例＞
上述の実施の形態においては、レーザー加工装置の一部が本発明の観察装置として機能する態様を前提に説明しているが、これは、必須の態様ではなく、上述の実施の形態で示したステージと、被処理体の観察に係る構成要素とを有する装置であれば、本発明の作用効果を得ることができる。
【００５３】
また、上述の実施の形態においては、乱反射抑制処理としてざらついた凹凸面である吸引用配管の壁面に塗料を塗布する処理を行うことで、該壁面からの乱反射を抑え、透明性基板の輪郭形状の特定が容易になるようにしているが、係る効果を得るための態様は、これに限られるものではない。
【００５４】
例えば、乱反射抑制処理として、吸引用配管の壁面を、上述のような乱反射が実質的に生じない程度の平滑性を有するようにする平滑化処理を行うようにしてもよい。係る場合、当該壁面においても透明性が確保されるので、上述のような低明度の塗料を塗布せずとも、観察像に壁面からの乱反射による像が重畳することが抑制される。
【００５５】
図６は、上述の実施の形態に係るステージ７とは異なる構造のステージ１４を示す図である。上述の実施の形態においては、吸引用配管１２がステージ７の内部に設けられているが、これに代わり、ステージ１４においては、その表面１４ａに複数の溝部１５が設けられてなる。溝部１５の底部には、複数の吸引孔１５ａが離散的に設けられてなる。ステージ１４においては、これらの溝部１５および吸引孔１５ａが吸気通路として機能する。係るステージ１４の表面に溝部１５を塞ぐ態様にて被処理体を載置した状態で、吸引手段１１により吸引することで吸引孔１５ａを通じて溝部１５に負圧が与えられ、これにより被処理体が固定される。係るステージ１４の溝部１５の壁面に対し、乱反射抑制処理として、上述のような低明度の塗料を塗布する処理や平滑化処理を行えば、溝部１５からの乱反射が抑制され、透明性基板の輪郭形状の特定が容易になるという効果が得られる。なお、図６においては断面視角形の溝部１５を例示しているが、これに代わり、断面視Ｖ字型あるいは丸形の溝部を有する場合であっても、同様の効果を得ることができる。あるいはさらに、溝部を図６のように、ステージ７の表面と並行な底面と、ステージ７の表面に垂直な側面とからなり、前記底面と前記側面とは直角に接している３面からなる形状の溝に構成するとともに、乱反射抑制処理として、反射防止膜を前記底面に形成する処理を施した場合も、同様の効果を得ることができる。
【００５６】
上述した実施形態においては、この発明に係る観察装置による観察対象である被処理体１０としては、透明なサファイア基板が好適であるが、その他に、例えば、石英、ガラス、または、透明プラスチックなど透明な材質からなる基板でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る観察装置としての機能を有するレーザー加工装置５０の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】ステージ７を上面側からみた状態を模式的に示す図である。
【図３】透明基板保護シート４を貼り付けた被処理体１０を、透明基板保護シート４の側をステージ７の側に向けて該ステージ７上に載置した状態を示す断面模式図である。
【図４】種々の条件での表面観察部５０Ａにおける被処理体１０の観察像を示す図である。
【図５】種々の条件での表面観察部５０Ａにおける被処理体１０の観察像を示す図である。
【図６】変形例に係るステージ１４を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
４ 透明基板保護シート
６ 裏面観察手段
７、１４ ステージ
７ａ （ステージ７の）裏面
７ｍ 移動機構
１０ 被処理体
１０ａ 拡散層
１１ 吸引手段
１２ 吸引用配管
１２ａ 吸引孔
１２ｂ 壁面
１３ 反射防止膜
１５ 溝部
１５ａ 吸引孔
１６ 表面観察手段
５０ レーザー加工装置
５０Ａ 表面観察部
５０Ｂ 裏面観察部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明性基板を観察するための観察装置であって、
透明部材からなるとともに、前記透明性基板を吸引固定するための吸気通路が設けられたステージと、
前記ステージの表面に載置された前記透明性基板の観察面に対して照明光を照射する照明光源と、
前記観察面の側から前記透明性基板を観察する観察手段と、
を備え、
前記吸気通路に対し、前記照明光源から照射された前記照明光の乱反射を抑制する乱反射抑制処理が施されてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の観察装置であって、
前記乱反射抑制処理が、前記吸気通路の壁面に前記照明光を吸収する低明度色の塗料を塗布する処理である、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の観察装置であって、
前記ステージの裏面に、反射防止膜が形成されてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項４】
請求項１に記載の観察装置であって、
前記乱反射抑制処理が、前記吸気通路の壁面を平滑化する処理である、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の観察装置であって、
前記ステージの内部に、前記吸気通路としての吸引用配管が設けられてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の観察装置であって、
前記ステージの表面に、前記吸気通路としての溝部が設けられてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項７】
請求項１に記載の観察装置であって、
前記ステージの表面に、前記吸気通路として、前記ステージの表面と並行な底面と、前記ステージの表面に垂直な側面とからなり、前記底面と前記側面とは直角に接している３面からなる溝部を設けてなり、前記溝部の底面に反射防止膜が形成されてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の観察装置であって、
前記照明光源として、
同軸照明光を照射する同軸照明光源と、
斜光照明光を照射する斜光照明光源と、
を備え、
前記同軸照明光および前記斜光照明光を前記ステージの表面に載置された前記透明性基板に対して選択的あるいは重畳的に照射可能である、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の観察装置を被加工物の観察手段として備えるレーザー加工装置。
【請求項１】
透明性基板を観察するための観察装置であって、
透明部材からなるとともに、前記透明性基板を吸引固定するための吸気通路が設けられたステージと、
前記ステージの表面に載置された前記透明性基板の観察面に対して照明光を照射する照明光源と、
前記観察面の側から前記透明性基板を観察する観察手段と、
を備え、
前記吸気通路に対し、前記照明光源から照射された前記照明光の乱反射を抑制する乱反射抑制処理が施されてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の観察装置であって、
前記乱反射抑制処理が、前記吸気通路の壁面に前記照明光を吸収する低明度色の塗料を塗布する処理である、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の観察装置であって、
前記ステージの裏面に、反射防止膜が形成されてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項４】
請求項１に記載の観察装置であって、
前記乱反射抑制処理が、前記吸気通路の壁面を平滑化する処理である、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の観察装置であって、
前記ステージの内部に、前記吸気通路としての吸引用配管が設けられてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の観察装置であって、
前記ステージの表面に、前記吸気通路としての溝部が設けられてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項７】
請求項１に記載の観察装置であって、
前記ステージの表面に、前記吸気通路として、前記ステージの表面と並行な底面と、前記ステージの表面に垂直な側面とからなり、前記底面と前記側面とは直角に接している３面からなる溝部を設けてなり、前記溝部の底面に反射防止膜が形成されてなる、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の観察装置であって、
前記照明光源として、
同軸照明光を照射する同軸照明光源と、
斜光照明光を照射する斜光照明光源と、
を備え、
前記同軸照明光および前記斜光照明光を前記ステージの表面に載置された前記透明性基板に対して選択的あるいは重畳的に照射可能である、
ことを特徴とする観察装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の観察装置を被加工物の観察手段として備えるレーザー加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２４４５４９（Ｐ２００９−２４４５４９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９０３０５（Ｐ２００８−９０３０５）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（５０１１６９７６３）株式会社レーザーソリューションズ (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（５０１１６９７６３）株式会社レーザーソリューションズ (18)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]