CN110270769B - 非破坏检测方法 - Google Patents

Abstract

提供非破坏检测方法，能够高效地进行通过激光加工而形成于被加工物的改质层的深度位置和长度的确认，并且能够迅速地设定适当的激光加工条件。在与X轴Y轴平面垂直的Z轴方向上隔开规定的间隔(H)而间歇地对被加工物的内部进行拍摄，获取多个X轴Y轴平面图像，针对由这些图像得到的三维图像(101)，计算出通过反卷积而去除了模糊后的清晰的三维清晰图像，将三维清晰图像与Z轴平行地切断，根据改质层的剖面的二维图像，对改质层的Z轴坐标值和改质层的长度进行检测。能够迅速地反复进行激光加工和改质层的状态检测，能够尽快发现最适合改质层形成的激光加工条件。

Description

非破坏检测方法

技术领域

本发明涉及对通过激光加工而形成于被加工物的内部的改质层的状态进行检测的方法。

背景技术

存在如下的方法：从在正面上由分割预定线划分的区域中形成有器件的晶片的背面，沿着分割预定线照射对于晶片具有透过性的波长的激光光线，使激光光线会聚至晶片的内部而在聚光点处形成改质层，然后对改质层施加外力而以改质层为起点对晶片进行分割(例如，参照专利文献1)。

在该分割方法中，晶片的厚度方向上的改质层的深度位置和长度与晶片的分割容易性存在关联。因此，通过知晓改质层的深度位置和长度，能够判断是否形成了适合分割的改质层。

因此，还提出了如下的方法，预先将晶片的端部切断，在晶片的内部形成改质层，然后对晶片的切断面进行拍摄，从而观察改质层的状态(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特许3408805号公报

专利文献2：日本特开2017-166961号公报

但是，为了进行改质层的深度位置和长度是否最适合被加工物的分割的判断，需要交替地反复进行改质层的形成以及所形成的改质层的观察，在专利文献2所记载的方法中，需要将晶片切断而观察改质层，因此产生了在设定最佳的激光加工条件之前要花费时间的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其课题在于，能够高效地进行通过激光加工而形成于被加工物的改质层的深度位置和长度的确认，并且能够迅速地设定适当的激光加工条件。

本发明是非破坏检测方法，以非破坏方式对改质层进行检测，该改质层是通过将对于被加工物具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于被加工物的内部并照射激光光线而形成的，该被加工物具有第一面和该第一面的相反侧的第二面，其中，该非破坏检测方法具有如下的工序：准备工序，准备如下的检查装置：该检查装置具有拍摄单元、光源、驱动单元以及存储单元，其中，该拍摄单元具有物镜并且从该第一面侧对被加工物的内部进行拍摄，该光源从该第一面侧照射对于被加工物具有透过性的波段的光，该驱动单元使该物镜相对于该第一面接近或远离，该存储单元对该拍摄单元所拍摄到的图像进行存储；获取工序，在将与该第一面平行的面设为X轴Y轴平面的情况下，使该物镜间歇地在与X轴Y轴平面垂直的Z轴方向上隔开规定的间隔H而接近该第一面，根据被加工物的折射率将焦点定位于被加工物内的Z轴坐标位置，按照每个Z轴坐标值来获取被加工物的内部的多个X轴Y轴平面图像并存储于该存储单元；存储工序，针对根据在该获取工序中存储的每个Z轴坐标值的多个X轴Y轴平面图像而生成的三维图像，计算出通过反卷积而去除了模糊后的清晰的三维清晰图像并存储于该存储单元；以及检测工序，将在该存储工序中存储的该三维清晰图像与Z轴平行地切断，从改质层的剖面的二维图像检测改质层的Z轴坐标值和改质层的长度。

优选所述反卷积是：将根据在所述获取工序中存储的每个Z轴坐标值的X轴Y轴平面图像而生成的三维图像的傅里叶变换除以三维点扩散函数的傅里叶变换，接着进行傅里叶逆变换而计算出清晰的三维清晰图像，其中，该三维点扩散函数表示定位于改质层内的该拍摄单元的焦点因光学系统而引起的模糊效应。

优选所述三维点扩散函数是Gibson-Lanni模型的公式。

优选在所述存储工序中存储的清晰的该三维清晰图像是通过如下方式得到的：在包含刚通过所述反卷积而去除了模糊后的每个该Z轴坐标值的清晰的多个X轴Y轴清晰平面图像的三维清晰图像中，根据与对象像素在Z轴方向上相邻的两个X轴Y轴清晰平面图像的像素的像素值和距离，使用线性内插法来计算对置的该两个X轴Y轴清晰平面图像之间的该对象像素的像素值，从而对分开的X轴Y轴清晰平面图像之间的多个像素的像素值进行内插。

在本发明中，在存储工序中获取三维清晰图像，在检测工序中将三维清晰图像与Z轴平行地切断，根据改质层的剖面的二维图像对改质层的Z轴坐标值和改质层的长度进行检测，因此不用破坏被加工物便能够掌握改质层的位置和长度。因此，能够迅速地反复进行激光加工和改质层的状态检测，能够尽快地发现最适合改质层形成的激光加工条件。

附图说明

图1是示出检查装置的一例的结构的立体图。

图2是示出在被加工物的内部形成改质层的状态的剖视图。

图3是示出图像获取工序的剖视图。

图4是示出被加工物的折射率与物镜的焦点之间的关联性的说明图。

图5是对在获取工序中使物镜按照规定的间隔H间歇地移动的状态进行说明的说明图。

图6是示出在获取工序中获取的多个X轴Y轴平面图像的图像图。

图7是示出所观测到的三维图像的例子的图像图。

图8是示出通过线性内插求出像素值的例子的立体图。

图9是示出将三维图像与Z轴平行地切断而得到的Z轴X轴清晰平面图像的例子的图像图。

图10的(a)～(c)是示出将三维图像与XY平面平行地切断而得到的X轴Y轴清晰平面图像的例子的图像图。

标号说明

W：被加工物；Wa：第一面；S：分割预定线；D：器件；Wb：第二面；M：改质层；C：龟裂；T：带；F：框架；1：检查装置；2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g：X轴Y轴平面图像；10：装置基座；11：柱；12：保持工作台；12a：保持面；13：罩工作台；130：开口部；14；旋转单元；15：框架保持单元；20：X轴方向移动单元；21：滚珠丝杠；22：电动机；23：导轨；24：轴承部；25：移动基座；30：Y轴方向移动单元；31：滚珠丝杠；32：电动机；33：导轨；34：轴承部；35：移动基座；40：激光加工单元；41：激光加工头；42：聚光透镜；43：激光光线；50：拍摄单元；51：相机；52：物镜；53：半反射镜；60：光源；61：红外线；70：驱动单元；80：存储单元；90：控制单元；91：图像处理部；100：监视器；101：三维图像；102：三维点扩散函数；400：ZX清晰平面图像；501a、501b、501c：XY清晰平面图像。

具体实施方式

图1所示的被加工物W例如具有圆形板状的基板，在其正面(在图示的例子中为第一面Wa)上在由格子状的多条分割预定线S划分的区域形成有多个器件D。分割预定线S沿X轴方向和Y轴方向延伸。

在第一面Wa的相反侧的第二面Wb上粘贴有带T。被加工物W借助带T而与环状的框架F成为一体。以下，参照附图对非破坏检测方法进行说明，该非破坏检测方法以非破坏方式对改质层进行检测，该改质层是通过将对于被加工物W具有透过性的波长的激光光线会聚至被加工物W的内部并进行照射而形成的，该被加工物W具有第一面Wa和其相反侧的第二面Wb。

(1)准备工序

如图1所示，例如准备能够在被加工物W的内部形成改质层且能够对被加工物W的内部进行拍摄的检查装置1。检查装置1具有装置基座10，在装置基座10的Y轴方向后部侧的上表面上竖立设置有剖面为大致L字型的柱11。在装置基座10上具有：保持工作台12，其对与框架F成为一体的被加工物W进行保持；框架保持单元15，其配设于保持工作台12的周围，对框架F进行保持；X轴方向移动单元20，其使保持工作台12在X轴方向上移动；以及Y轴方向移动单元30，其使保持工作台12在Y轴方向上移动。柱11的前端延伸至保持工作台12的移动方向(X轴方向)的路径的上方侧。

保持工作台12的上表面成为对被加工物W进行保持的保持面12a。保持工作台12固定于具有开口部130的罩工作台13上，在保持工作台12的下部连接有旋转单元14。旋转单元14能够使保持工作台12旋转规定的角度。

X轴方向移动单元20具有：沿X轴方向延伸的滚珠丝杠21；与滚珠丝杠21的一端连接的电动机22；与滚珠丝杠21平行地延伸的一对导轨23；将滚珠丝杠21的另一端支承为能够旋转的轴承部24；以及借助Y轴方向移动单元30对保持工作台12进行支承的移动基座25。移动基座25的一个面与一对导轨23滑动接触，在形成于移动基座25的中央部的螺母中螺合有滚珠丝杠21。当电动机22使滚珠丝杠21转动时，能够使移动基座25沿着导轨23在X轴方向上移动，从而使保持工作台12在X轴方向上移动。

Y轴方向移动单元30具有：沿Y轴方向延伸的滚珠丝杠31；与滚珠丝杠31的一端连接的电动机32；与滚珠丝杠31平行地延伸的一对导轨33；将支承滚珠丝杠31的另一端支承为能够旋转的轴承部34；以及对保持工作台12进行支承的移动基座35。移动基座35的一个面与一对导轨33滑动接触，在形成于移动基座35的中央部的螺母中螺合有滚珠丝杠31。当电动机32使滚珠丝杠31转动时，能够使移动基座35沿着导轨33在Y轴方向上移动，从而对保持工作台12的Y轴方向的位置进行调整。

检查装置1具有激光加工单元40，该激光加工单元40对保持工作台12所保持的被加工物W的第一面Wa实施激光加工。激光加工单元40具有激光加工头41，该激光加工头41配设于柱11的前端的下部侧，向下方照射图2所示的对于被加工物W具有透过性的波长的激光光线43。在激光加工头41连接有振荡出激光光线43的振荡器以及对激光光线43的输出进行调整的输出调整器。如图2所示，在激光加工头41的内部内置有用于使从振荡器振荡出的激光光线43会聚的聚光透镜42。激光加工头41能够在铅垂方向上移动，能够对激光光线43的聚光位置进行调整。

这里，对通过激光加工单元40在被加工物W的内部形成改质层的一例进行叙述。在本实施方式中，例如设定成下述激光加工条件而实施。另外，被加工物W例如是硅晶片。

[激光加工条件]

如图2所示，在使带T侧朝下而利用保持工作台12的保持面12a对被加工物W进行了吸引保持之后，使保持工作台12移动至激光加工单元40的下方。接着，使保持工作台12按照上述加工进给速度(500mm/s)例如在X轴方向上进行加工进给，并且通过聚光透镜42将对于被加工物W具有透过性的波长的激光光线43的聚光点定位于被加工物W的内部，在该状态下，从被加工物W的第一面Wa侧沿着图1所示的分割预定线S照射激光光线43，在被加工物W的内部形成强度降低的改质层M。

为了以非破坏方式对形成于被加工物W的内部的改质层M进行检测，如图3所示，图1所示的检查装置1具有：拍摄单元50，其具有物镜52并且从被加工物W的第一面Wa进行拍摄；光源60，其从第一面Wa侧照射对于被加工物W具有透过性的波段的光；以及驱动单元70，其使物镜52相对于第一面Wa接近和远离。另外，如图1所示，检查装置1具有：存储单元80，其对拍摄单元50所拍摄的图像进行存储；控制单元90，其能够根据存储单元80所存储的图像而进行图像处理；以及监视器100，其显示各种数据(图像、加工条件等)。

拍摄单元50在柱11的前端的下部侧与激光加工单元40接近而配设。如图3所示，拍摄单元50具有：相机51，其从上方对被加工物W进行拍摄；物镜52，其配置于相机51的最下部；以及半反射镜53，其配置于相机51与物镜52之间，将从光源60发出的光向下方反射。相机51是内置有CCD图像传感器或CMOS图像传感器等拍摄元件的红外线相机。光源60例如由红外线LED构成，能够照射对于被加工物W具有透过性的波段的红外线61。在拍摄单元50中，利用拍摄元件捕捉从光源60发出且在被加工物W的内部发生反射的红外线61的反射光，从而能够根据被加工物W的内部的X轴坐标和Y轴坐标来获取X轴Y轴平面图像。拍摄单元50所拍摄到的X轴Y轴平面图像存储于存储单元80。

在物镜52连接有驱动单元70。驱动单元70是能够使物镜52进行Z轴方向的上下移动的致动器。驱动单元70例如是由压电元件构成的压电电动机，该压电元件通过施加电压而相对于保持工作台12所保持的被加工物W在垂直方向上伸缩。在驱动单元70中，通过调整施加给压电元件的电压而能够使物镜52在上下方向上移动，从而对物镜52的位置进行微调整。因此，能够通过驱动单元70使物镜52的位置按照每个期望的Z轴坐标值来进行移动，从而利用拍摄单元50按照每个Z轴坐标值来拍摄出被加工物W的内部的X轴Y轴平面图像。另外，驱动单元70不限于压电电动机，例如也可以由能够进行直线移动的音圈电动机构成。

控制单元90至少具有：按照控制程序进行运算处理的CPU；保存控制程序等的ROM；保存运算处理结果等的能够读写的RAM；以及输入接口和输出接口。控制单元90对旋转单元14、X轴方向移动单元20、Y轴方向移动单元30以及驱动单元70进行控制。另外，控制单元90具有对拍摄单元50所形成的图像、存储于存储单元80的图像进行处理的图像处理部91。

另外，在图像处理部91中，也可以根据所拍摄到的多个二维图像来生成三维图像，或者从所生成的三维图像中将形成于被加工物W的内部的改质层的剖面图像(在与Z轴方向平行的方向上切断后的图像)切出而形成。通过将这样获取的二维平面图像和三维图像显示于监视器100，能够观察改质层的状态。

(2)获取工序

在准备检查装置1而在被加工物W的内部形成了改质层M之后，如图3所示，一边将保持工作台12在X轴方向上进行加工进给，一边通过拍摄单元50从被加工物W的第一面Wa侧对被加工物W的内部的状态进行拍摄。在本实施方式所示的图像获取工序中，拍摄多个与被加工物W的第一面Wa平行的X轴Y轴平面图像。在本实施方式中，对刚沿着朝向X轴方向的一列分割预定线S形成了改质层M之后实施图像获取工序的情况进行说明。

这里，当图3所示的光源60发出的红外线61在半反射镜53向下方反射并通过物镜52而入射至第一面Wa时，根据被加工物W的折射率(N)，红外线61的折射角改变。即，折射率(N)根据被加工物W的材质的种类而不同。图4示出了被加工物W的折射率(N)与通过物镜52对红外线61进行会聚的焦点之间的关联性。为了便于说明，图示的例子所示的相对于光轴O的角度α表示通过了物镜52的红外线61未在被加工物W的第一面Wa发生折射而呈直线状入射的情况，将该情况下的从第一面Wa至焦点P的距离设为距离h1。

通常在通过了物镜52的红外线61从被加工物W的第一面Wa入射至内部时，从红外线61未发生折射的情况下的角度α起例如按照角度β发生折射而会聚至焦点P’。相对于光轴O的角度β相当于折射角，该情况下的被加工物W的折射率(N)可以根据斯涅尔(Snell)定律并基于下述式(1)计算得到。

N＝sinα/sinβ 式(1)

另外，将通过上述式(1)计算得到的折射率(N)代入下述式(2)中，从而能够计算出从被加工物W的第一面Wa至焦点P’的距离h2。

h2＝N×cosβ/cosα×h1 式(2)

距离h2比距离h1长，能够确认焦点远离物镜。

当对被加工物W的内部进行拍摄时，驱动单元70在与X轴Y轴平面垂直的Z轴方向上隔开规定的间隔H而使物镜52间歇地移动。使物镜52间歇地移动是指设置一定间隔而使物镜52的位置在Z轴方向上按照移动量V进行移动。即，间隔H＝移动量V。图5的例子所示的规定的间隔HR可根据作为检查对象的被加工物W的折射率(N)、物镜52的Z轴方向的移动量(V)而改变，能够通过在利用上述式(1)计算出的折射率(N)上乘以移动量(V)(HR＝N×V)而计算得到。

在本实施方式所示的被加工物W例如是硅晶片的情况下，其折射率(N)为3.6。在驱动单元70的移动量(V)例如设定为1μm的情况下，通过在被加工物W的折射率(3.6)上乘以移动量(1μm)，能够计算出规定的间隔HR为3.6μm。即，在被加工物W的内部延伸的焦点的间隔HR(Z轴坐标值z1与Z轴坐标值z2之间的间隔)至少为3.6。

驱动单元70使物镜52向接近被加工物W的第一面Wa的方向下降而将焦点P1定位于Z轴坐标值z1。当通过图3所示的相机51对被加工物W的内部进行拍摄时，例如能够获取图6所示的X轴Y轴平面图像2a。接着，驱动单元70根据上述规定的间隔H(1μm)的设定，使物镜52间歇地向第一面Wa侧移动，根据上述的折射率(N)将焦点P2定位于使焦点P1按间隔延伸后的Z轴坐标值z2。当通过相机51对被加工物W的内部进行拍摄时，例如能够获取X轴Y轴平面图像2b。这样，驱动单元70按照规定的间隔H使物镜52的位置间歇地移动，利用相机51按照Z轴坐标值z1、z2…对被加工物W的内部进行拍摄，从而能够依次获取X轴Y轴平面图像2a、2b、2c、2d、2e、2f以及2g。并且，将所获取的X轴Y轴平面图像2a～2g存储于图1所示的存储单元80。

(3)存储工序

在本工序中，首先将在获取工序中获取的每个Z轴坐标值的X轴Y轴平面图像2a～2g重合起来，从而获取图7所示那样的一个三维图像101。这样形成的三维图像101是根据实际观察的X轴Y轴平面图像而形成的，因此存在模糊。下面，将该图像称为三维观察图像。

在获取工序中，一边使拍摄单元50的焦点偏移一边观察图3所示的改质层M，因此可以认为改质层M是很多点光源的集合。并且，由于在三维观察图像中存在模糊，因此需要通过反卷积来去除模糊，计算出三维清晰图像。如图7所示，该模糊能够用表示来自点光源的光的三维扩散的点扩散函数PSF(x，y，z)来表示。PSF(x，y，z)是通过推定如何看到一个点光源而得到的，通过从三维观察图像去除该模糊，能够得到三维清晰图像。将所求出的三维清晰图像存储于存储单元80。在本工序中，通过以下所示的方法来获取三维清晰图像。作为该方法，例如有渐进法和反滤波法。

(A)渐进法

在渐进法中，如式(3)那样使三维清晰图像的亮度分布的推定值O_k(x，y，z)渐进于真实的亮度分布O(x，y，z)。

O_k(x，y，z)×OTF(x，y，z)-I(x，y，z)-→0·····式(3)

这里，OTF(x，y，z)是光传递函数，是通过将点扩散函数PSF(x，y，z)进行傅里叶变换而得到的。

按照以下的式(4)，对推定值O_k+1(x，y，z)进行更新，使其渐进于真实的亮度分布O_k(x，y，z)。

O_k+1(x，y，z)＝O_k(x，y，z)-γ{O_k(x，y，z)×OTF(x，y，z)-I(x，y，z)}·····式(4)

在式(4)中，首先获取O_k(x，y，z)×OTF(x，y，z)的值与三维观察图像的傅里叶变换I(x，y，z)之差。该差是推定值O_k(x，y，z)所含的模糊成分。从O_k(x，y，z)减去该差值，得到下一个推定值O_k+1(x，y，z)。将所得到的O_k+1(x，y，z)代入式(4)的O_k(x，y，z)中，得到再下一个O_k+1(x，y，z)。反复进行这样的计算直至上述差为0为止，即模糊成分为0为止。另外，在基于式(4)的最初的计算时，将I(x，y，z)代入至推定值O_k(x，y，z)。反复进行式(4)的计算，当模糊成分为0时的O_k+1(x，y，z)为三维清晰图像。

在反复进行上述式(4)的计算时，通过使用最大似然法来降低式(4)的计算次数，即使在三维观察图像中噪声较多的情况下，也能够得到清晰的三维清晰图像。

另外，也可以通过在OTF(x，y，z)的推定中也使用了最大似然法的盲去卷积法来得到三维清晰图像。在盲去卷积法中，每次反复进行计算时，也都要更新OTF(x，y，z)。

(B)反滤波法

在反滤波法中，首先通过以下的式(5)求出三维观察图像的亮度分布的傅里叶变换O(x，y，z)。

这里，I(x，y，z)是三维观察图像的傅里叶变换，OTF(x，y，z)是对点扩散函数PSF(x，y，z)进行傅里叶变换而得到的，在上述式(5)中，将三维观察图像的傅里叶变换除以点扩散函数的傅里叶变换。并且，对所求出的O(x，y，z)进行傅里叶逆变换，从而得到三维清晰图像的亮度分布o(x，y，z)。

另外，在Wienner(维纳)法中，如以下的式(6)所示那样，在上述式(5)的分母上加上常量w，进行在S/N比相对高的频率带上加上更大的权重后的信号成分的重建。加在分母上的常量w作为将高频成分去除的低通滤波器发挥作用。

另外，上述渐进法和反滤波法中的点扩散函数PSF(x，y，z)能够按照Gibson-Lanni(吉布森兰尼)模型而通过以下的式(7)求出。

这里，式(7)中的变量和常量如下。

k0：波数(＝2π/波长)

Λ：光路差

x、y：观察位置的x坐标、y坐标

x0、y0：点光源的位置的x坐标、y坐标

NA：物镜的数值孔径

ρ：将物镜的中心设为ρ＝0、将物镜的最外周设为ρ＝1的情况下的距离物镜的中心的距离

另外，光路差Λ能够使用以下的式(8)计算得到。

这里，式(8)中的变量和常量如下。

z：观察位置的Z坐标

z0：点光源的位置的z坐标

ns：被加工物的折射率

NA：物镜的数值孔径

ρ：将物镜的中心设为ρ＝0、将物镜的最外周设为ρ＝1的情况下的距离物镜的中心的距离

另外，在式(8)中，以下的式(9)是有被加工物时与无被加工物时的光路差。

另外，以下的式(10)是来自点光源的散焦成分。

(4)检测工序

接着，将存储于存储单元80的三维清晰图像与Z轴平行地切断而得到多个二维清晰图像。例如图9所示的Z轴X轴清晰平面图像400是其中的一例。这里，认为三维PSF 102以聚光点P0为中心朝向第一面Wa和第二面Wb扩大直径。

在图9所示的Z轴X轴清晰平面图像400中，纵轴的两个刻度为图5所示的间隔H×折射率，能够使用该两个刻度求出改质层M的Z方向的长度L。另外，也能够求出改质层M的上端和下端的Z坐标(第一检测工序)。

另一方面，如图10的(a)～(c)所示，也可以将存储于存储单元80的三维清晰图像相对于Z轴垂直地(即与X轴Y轴平面平行地)切断而得到多个X轴Y轴清晰平面图像501a、501b、501c。

但是，在Z轴方向上对置的X轴Y轴清晰平面图像隔开间隔HR。因此，需要使用内插法(线性内插)来求出对置的X轴Y轴清晰平面图像之间的对象像素的像素值。

例如如图8所示，在想要求出处于X轴Y轴平面图像2a与X轴Y轴平面图像2b之间的像素300的像素值的情况下，求出X轴Y轴平面图像2a中的像素300的正上方的像素201a的像素值以及X轴Y轴平面图像2b中的像素300的正下方的像素201b的像素值。另外，分别求出从像素300至像素201a的Z轴方向的距离Z11以及从像素300至像素201b的Z轴方向的距离Z12。然后，进行与各距离相对应的加权，使用该权重来获取像素201a的像素值与像素201b的像素值的加权平均值，将该加权平均值的值作为像素300的像素值。同样地，例如求出X轴Y轴平面图像2a中的像素301的正上方的像素202a的像素值以及X轴Y轴平面图像2b中的像素301的正下方的像素202b的像素值，并分别求出从像素301至像素202a的Z轴方向的距离Z21以及从像素301至像素202b的Z轴方向的距离Z22，进行与各距离相对应的加权，使用该权重来获取像素202a的像素值与像素202b的像素值的加权平均值，将该加权平均值的值作为像素301的像素值。这样，求出构成处于X轴Y轴平面图像2a与X轴Y轴平面图像2b之间的XY平面图像2ab的各像素的像素值。并且，对可存在于相邻的X轴Y轴平面图像之间的所有像素求出像素值，从而确定三维空间中的所有像素的像素值，形成三维图像(像素值计算工序)。另外，在像素值计算工序中，可以使用双线性内插、最邻近法、双三次法等内插法。图10的(a)所示的X轴Y轴清晰平面图像501a是将线性内插后的三维清晰图像中的比改质层M向第一面Wa侧远离的剖面图像的一部分放大后的图像，能够从该图像中掌握在改质层M的上方形成有在X轴方向上连续的第一龟裂C1。

图10的(b)所示的X轴Y轴清晰平面图像501b是将改质层M的中央附近的剖面图像的一部分放大后的图像，能够从该图像中掌握改质层M的中央部的状态。另外，还能够掌握在相邻的改质层M之间形成有沿X轴方向延伸的龟裂C，经由该龟裂C来连结改质层M(第二检测工序)。

图10的(c)所示的X轴Y轴清晰平面图像501c是将比聚光点P0更靠近第二面Wb的剖面图像的一部分放大后的图像，在该图像中，能够掌握在改质层M的下方形成有在X轴方向上连续的第二龟裂C2。通过以这种方式检测图10的(a)所示的第一龟裂C1和图10的(c)所示的第二龟裂C2在X轴方向上相连而延伸的情况，并且确认将改质层M连起来的图10的(b)所示的龟裂C沿X轴方向延伸，可知此时的加工条件是之后能够通过施加外力来可靠地分割被加工物的加工条件(第二检测工序)。

这样，通过获取三维清晰图像，能够形成从各个方向切出该图像而得的剖面图像，因此能够从各个角度确认改质层M和龟裂C的位置和状态。另外，图9所示的X轴Y轴剖面图像501ab是通过线性内插而得到的图像，也能够在该剖面图像中进行确认。

另外，这样获取的XY清晰平面图像501a、501b、501c是在存储工序中去除了模糊后的三维清晰图像的剖面图像，因此比在获取工序中所获取的X轴Y轴平面图像2a-2g更清晰。因此，能够更可靠地掌握改质层M和龟裂C的位置及状态。由于被加工物的厚度方向上的改质层M的深度位置和长度与被加工物的分割容易性存在关联性，因此通过掌握改质层M的深度位置和长度，能够判断改质层M是否形成为容易对被加工物进行分割。另外，由于能够高效地进行通过激光加工而形成于被加工物的改质层的深度位置和长度的确认，因此能够迅速地设定适当的激光加工条件。

即使在刚由X轴Y轴平面图像2a～2g形成了三维观察图像之后通过内插法求出各X轴Y轴平面图像之间的像素的像素值，由于在三维观察图像中包含模糊，因此也难以求出适当的像素值，但在通过反卷积去除了三维观察图像的模糊之后，通过内插法求出各X轴Y轴平面图像之间的像素的像素值，因此最终能够得到清晰的三维清晰图像。另外，线性内插例如将相邻的X轴Y轴平面图像之间分割100次而进行内插。

按照以上方式获取各种图像，掌握改质层的位置和长度以及龟裂的连接，例如当龟裂在X轴方向上未连起来的情况下等，认为即使施加外力也无法适当地进行分割，因此改变加工条件而再次进行改质层的形成，再次获取各图像并进行同样的分析。在进行加工条件是否适当的判断时，无需将被加工物切断，因此能够迅速地反复进行加工条件的调整和改质层及龟裂的状态的确认。

另外，本实施方式所示的检查装置1采用了作为在被加工物W的内部形成改质层M的激光加工装置来发挥功能的结构，但检查装置1不限于本实施方式所示的装置结构，也可以是从激光加工装置独立的单独的装置结构。

Claims (4)

1.一种非破坏检测方法，以非破坏方式对改质层进行检测，该改质层是通过将对于被加工物具有透过性的波长的激光光线的聚光点定位于被加工物的内部并沿着X轴方向照射激光光线而以在该X轴方向上分开地排列的方式形成的，该被加工物具有第一面和该第一面的相反侧的第二面，其中，该非破坏检测方法具有如下的工序：

准备工序，准备如下的检查装置：该检查装置具有拍摄单元、光源、驱动单元以及存储单元，其中，该拍摄单元具有物镜并且从该第一面侧对被加工物的内部进行拍摄，该光源从该第一面侧照射对于被加工物具有透过性的波段的光，该驱动单元使该物镜相对于该第一面接近或远离，该存储单元对该拍摄单元所拍摄到的图像进行存储；

获取工序，在将与该第一面平行的面设为X轴Y轴平面的情况下，使该物镜间歇地在与X轴Y轴平面垂直的Z轴方向上隔开规定的间隔(H)而接近该第一面，将焦点定位于在Z轴方向上按照该物镜的Z轴方向的移动量乘以被加工物的折射率而计算出的间隔分开的被加工物内的形成有该改质层的Z轴坐标位置，并按照每个Z轴坐标值来获取被加工物的内部的包含该改质层的多个X轴Y轴平面图像并存储于该存储单元；

存储工序，针对根据在该获取工序中存储的每个Z轴坐标值的多个X轴Y轴平面图像而生成的三维图像，计算出通过反卷积而去除了模糊后的清晰的三维清晰图像并存储于该存储单元；以及

检测工序，从通过将在该存储工序中存储的该三维清晰图像与Z轴平行地切断而得的改质层的剖面的二维图像中求出改质层的Z轴坐标值和Z轴方向的改质层的长度，并且从通过将该三维清晰图像与Z轴垂直地切断而得的剖面的二维图像中检测从该改质层在X轴方向上延伸的龟裂。

2.根据权利要求1所述的非破坏检测方法，其中，

所述反卷积是：将根据在所述获取工序中存储的每个Z轴坐标值的X轴Y轴平面图像而生成的三维图像的傅里叶变换除以三维点扩散函数的傅里叶变换，接着进行傅里叶逆变换而计算出清晰的三维清晰图像，其中，该三维点扩散函数表示定位于改质层内的该拍摄单元的焦点因光学系统而引起的模糊效应。

3.根据权利要求2所述的非破坏检测方法，其中，

所述三维点扩散函数是Gibson-Lanni模型的公式。

4.根据权利要求1所述的非破坏检测方法，其中，

在所述存储工序中存储的清晰的该三维清晰图像是通过如下方式得到的：

在包含刚通过所述反卷积而去除了模糊后的每个该Z轴坐标值的清晰的多个X轴Y轴清晰平面图像的三维清晰图像中，根据与对象像素在Z轴方向上相邻的两个X轴Y轴清晰平面图像的像素的像素值和距离，使用线性内插法来计算对置的该两个X轴Y轴清晰平面图像之间的该对象像素的像素值，从而对分开的X轴Y轴清晰平面图像之间的多个像素的像素值进行内插。

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