JP2014036987A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ加工の際に生じるデブリが集塵手段の吸引路に付着することを抑制できるレーザ加工装置を提供することである。
【解決手段】レーザ加工装置は、レーザビームを被加工物に照射する加工ヘッド３６を備え、加工ヘッドは、集光レンズ３９と被加工物の間に配置されて集光レンズで集光されたレーザビームが被加工物に照射されることにより発生するデブリを集塵する集塵手段７０を含み、集塵手段は、一端が吸引源に接続され他端が被加工物の上面に開口する吸引路７８を有しており、レーザ加工装置は、吸引路に洗浄液を供給する洗浄液供給手段８２をさらに有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウエーハ等の被加工物の表面に対してレーザビームを照射し、アブレーション加工を施すレーザ加工装置に関する。

ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成された半導体ウエーハや、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光デバイスが形成された光デバイスウエーハの分割予定ラインにレーザ加工装置によってレーザビームを照射する。

ウエーハの表面に溝を形成し、ウエーハに外力を付与することにより、個々のデバイスに分割する。個々のデバイスを携帯電話、ＰＣ（Personal Computer）、ＬＥＤライト等の電子機器に組み込むことにより、それらの電子機器が製造されている。

この加工工程において、半導体ウエーハや光デバイスウエーハにその被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザビームを照射するとデブリと呼ばれる微細な粉塵が発生・飛散してデバイスの表面に堆積し、デバイスの品質を低下させることが知られている。

その対策として、保護膜を予め塗付してからレーザ加工を施し、保護膜とともに保護膜上に付着したデブリごと洗浄して除去してしまう加工方法や、対物レンズの光軸に沿ってエアーを噴出する噴出口を備えると共に噴出口の周りからデブリを吸引して集塵する集塵器を備えたレーザ加工装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４参照）。

特開２００７−６９２４９号公報 特開２０１１−１８９４００号公報 特開２００６−０３２４１９号公報 特開２０１１−１２１０９９号公報

しかしながら、実際に加工すると、保護膜自体が気化して、デブリを吸引する機構に付着して堆積してしまう。この場合、堆積したデブリが再度ウエーハに落下しないように除去する必要が生じて、頻繁なメンテナンスが必要になったり、光軸に沿って噴出したエアーが充分にその機能を果たさず、集光レンズなどの光学系部品にまでデブリが付着する。

ウエーハを連続加工すると、集塵器の吸引路に保護膜の飛散物を含むデブリが堆積して氷柱状に固着してしまう。一度、吸引路にデブリが固着すると洗浄してもデブリを除去するのは困難である。吸引路にデブリが固着すると、デブリにより吸引路の吸引力が低下し、ウエーハを加工する際に生じるデブリを十分に集塵できない問題が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ加工の際に生じるデブリが集光器などの光学部品及び吸引路に付着することを抑制でき、デブリの一部が吸引路に付着しても吸引路に洗浄液を供給する洗浄液供給手段を備えるため、吸引路を洗浄できデブリが吸引路に固着することを防止できるレーザ加工装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明によると、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物に対してアブレーション加工を施すレーザビームを照射するレーザビーム照射手段とを備えたレーザ加工装置であって、該レーザビーム照射手段は、レーザビーム発振手段と、該レーザビーム発振手段が発振したレーザビームを被加工物に照射する加工ヘッドとを備え、該加工ヘッドは、該レーザビーム発振手段で発振されたレーザビームを集光する集光レンズと、該集光レンズと被加工物の間に配置されて該集光レンズで集光されたレーザビームが被加工物に照射されることにより発生するデブリを集塵する集塵手段とを含み、該集塵手段は、一端が吸引源に接続され他端が被加工物の上面に開口する吸引路を有しており、該レーザ加工装置は、該吸引路に洗浄液を供給する洗浄液供給手段をさらに備えたことを特徴とするレーザ加工装置が提供される。

好ましくは、該洗浄液供給手段は、該吸引路に開口した洗浄液噴出口と、一端が該洗浄液噴出口に連通され他端が洗浄液供給源に接続された洗浄液供給路とを備えている。

好ましくは、該洗浄液供給手段は、洗浄液が貯留される洗浄液貯留槽を備え、所定のタイミングで該加工ヘッドが該洗浄液貯留槽に浸漬されるとともに、該加工ヘッドが該洗浄液貯留槽に浸漬された状態で該吸引源を作動させることにより該吸引路が洗浄される。

請求項４記載の発明によると、被加工物にアブレーション加工を施す加工ステップと、該加工ステップを実施した後、該加工ヘッドを被加工物から退避させる退避ステップと、該退避ステップを実施した後、該洗浄液供給手段を作動させて該吸引路を洗浄する洗浄ステップとを備えることを特徴とするレーザ加工装置の吸引路の洗浄方法が提供される。

本発明のレーザ加工装置は、レーザ加工の際に生じるデブリが集光器などの光学部品及び吸引路に付着することを抑制でき、デブリの一部が吸引路に付着しても吸引路に洗浄液を供給する洗浄液供給手段を備えるため、吸引路を洗浄できデブリが吸引路に固着することを防止できる。

本発明第１実施形態に係るレーザ加工装置の構成例を示す斜視図である。 レーザ加工装置のレーザビーム照射手段とチャックテーブルなどの構成を模式的に示す図である。 レーザ加工装置の保護ブロー手段の構成を示す斜視図である。 本発明第２実施形態に係る図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 レーザ加工装置のレーザ加工方法のフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１を参照すると、本発明第１実施形態に係るレーザ加工装置の構成例を示す斜視図が示されている。

レーザ加工装置２は、ウエーハ（被加工物に相当）Ｗに一旦保護膜Ｐ（図４等に示す）を被覆した後、この保護膜Ｐが被覆されたウエーハＷを保持したチャックテーブル（保持手段に相当）４と、レーザビーム照射手段６とを相対移動させることで、ウエーハＷにアブレーション加工を施して、ウエーハＷに加工溝Ｓ（図４に示す）を形成する。

レーザ加工装置２は、ウエーハＷを保持するチャックテーブル４と、レーザビーム照射手段６の加工ヘッド３６と、図示しない撮像手段と、加工ヘッド３６に配設されたデブリ排出手段１０と、制御手段１２とを含んでいる。

なお、レーザ加工装置２は、更に、レーザ加工前後のウエーハＷを収容するカセット１４と、レーザ加工前後のウエーハＷを一時的に載置する仮置き手段１６と、レーザ加工前のウエーハＷに保護膜Ｐを被覆し且つレーザ加工後のウエーハＷから保護膜Ｐを除去する保護膜形成兼洗浄手段１８と、を含んでいる。

さらに、レーザ加工装置２は、チャックテーブル４とレーザビーム照射手段６とをＸ軸方向に相対移動させる図示しないＸ軸移動手段と、チャックテーブル４とレーザビーム照射手段６とをＹ軸方向に相対移動させる図示しないＹ軸移動手段と、チャックテーブル４とレーザビーム照射手段６とをＺ軸方向に相対移動させる図示しないＺ軸移動手段とを含んでいる。

カセット１４は、粘着テープＴを介して環状フレームＦに貼着されたウエーハＷを複数枚収容する。カセット１４は、レーザ加工装置の装置本体２０にＺ軸方向に昇降自在に設けられたカセットエレベータ１５上に載置される。

仮置き手段１６は、レーザ加工前のウエーハＷをカセット１４から取り出すとともにレーザ加工後のウエーハＷをカセット１４内に挿入する搬出入手段２２と、レーザ加工前後のウエーハＷを一時的に載置する一対のレール２４とを含んでいる。

保護膜形成兼洗浄手段１８は、一対のレール２４上のレーザ加工前のウエーハＷが第１の搬送手段２６により搬送されてきて、このレーザ加工前のウエーハＷに保護膜Ｐを被覆する。また、保護膜形成兼洗浄手段１８は、レーザ加工後のウエーハＷが第２の搬送手段２８により搬送されてきて、このレーザ加工後のウエーハＷの保護膜Ｐを洗浄して除去する。

保護膜形成兼洗浄手段１８は、スピンナテーブル３０を有し、レーザ加工前後のウエーハＷが載置され、保持される。スピンナテーブル３０は、レーザ加工装置の装置本体２０に収容されているスピンナテーブル駆動源と連結されている。

保護膜形成兼洗浄手段１８は、スピンナテーブル３０にレーザ加工前のウエーハＷが保持されると、スピンナテーブル駆動源が発生する回転力により、ウエーハＷを回転させる。そして、保護膜形成兼洗浄手段１８は、図示しない塗布ノズルからウエーハＷの表面ＷＳに、ＰＶＡ、ＰＥＧやＰＥＯ等の水溶性樹脂を含んだ液状樹脂を噴射することで、塗布し、液状樹脂が硬化することで、保護膜Ｐを形成する。

保護膜形成兼洗浄手段１８は、スピンナテーブル３０にレーザ加工後のウエーハＷが保持されると、スピンナテーブル駆動源が発生する回転力により、ウエーハＷを回転させる。そして、保護膜形成兼洗浄手段１８は、図示しない洗浄ノズルからウエーハＷの表面ＷＳに、洗浄液を噴射することで、保護膜Ｐを除去するとともにウエーハＷの表面ＷＳを洗浄する。

なお、レーザ加工前のウエーハＷは、塗布ノズルにより保護膜Ｐが被覆されて、第２の搬送手段２８によりチャックテーブル４上に載置される。また、レーザ加工後のウエーハＷは、洗浄ノズルにより保護膜Ｐが除去されて、第１の搬送手段２６により仮置き手段１６のレール２４上に載置される。

チャックテーブル４は、保護膜形成兼洗浄手段１８のスピンナテーブル３０上のレーザ加工前の保護膜Ｐが形成されたウエーハＷが第２の搬送手段２８により載置されてきて、当該ウエーハＷを保持する。

チャックテーブル４は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して吸引源と接続され、表面に載置されたウエーハＷを吸引することで保持する。

なお、チャックテーブル４は、レーザ加工装置の装置本体２０に設けられた図示しないテーブル移動基台に着脱可能である。テーブル移動基台は、Ｘ軸移動手段によりＸ軸方向に移動自在に設けられ且つＹ軸移動手段によりＹ軸方向に移動自在に設けられているとともに、図示しない基台駆動源により中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転自在に設けられている。

また、チャックテーブル４の周囲には、クランプ３２が設けられている。クランプ３２を図示しないエアーアクチュエータにより作動することで、ウエーハＷの周囲の環状フレームＦを固定する。

第１実施形態のレーザ加工装置では、チャックテーブル４に隣接して洗浄液供給手段８２が設けられている。洗浄液供給手段８２は、洗浄液貯留槽３４及び洗浄液を供給するための洗浄液供給ノズル３５を含んでいる。洗浄液貯留槽３４には加工ヘッド３６を洗浄するための洗浄液が貯留されている。

レーザビーム照射手段６は、チャックテーブル４に保持されたウエーハＷの表面ＷＳにレーザビームＬ（図２などに示す）を照射して、アブレーション加工により加工溝Ｓを形成する。

図２を参照すると、レーザ加工装置のレーザビーム照射手段６とチャックテーブル４などの構成を模式的に示す図が示されている。レーザビーム照射手段６は、レーザビームＬを発振するレーザビーム発振手段３７と加工ヘッド３６とを含んでいる。

加工ヘッド３６は、レーザビーム発振手段３７により発振されたレーザビームＬをウエーハＷの表面ＷＳに照射する集光器３８と、後述するデブリを集塵する集塵手段７０とを含んでいる。

レーザビーム発振手段３７は、繰返し周波数調整手段４３により、ウエーハＷの種類、加工形態などに応じて、発振するレーザビームＬの繰返し周波数が適宜調整される。レーザビーム発振手段３７として、例えば、ＹＡＧレーザ発振器やＹＶＯ４レーザ発振器などを用いることができる。

加工ヘッド３６に含まれる集光器３８は、レーザビーム発振手段３７により発振されたレーザビームＬの進行方向を変更する全反射ミラー３９やレーザビームＬを集光する集光レンズ４１などを含んで構成される。

図示を省略した撮像手段は、チャックテーブル４に保持されたウエーハＷの表面ＷＳを撮像する。撮像手段は、チャックテーブル４に保持されたウエーハＷに対して、Ｚ軸移動手段によりレーザビーム照射手段６と一体にＺ軸方向に移動自在に設けられている。

撮像手段は、図示しないＣＣＤカメラを備えている。ＣＣＤカメラは、チャックテーブル４に保持されたウエーハＷを撮像して画像を得る装置である。撮像手段は、ＣＣＤカメラが得た画像の情報を制御手段１２に出力する。

図３及び図４を参照すると、レーザ加工装置の保護ブロー手段８の構成を示す斜視図及び本発明第２実施形態に係る図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図が示されている。保護ブロー手段８は、レーザビーム照射手段６の集光器３８にブラケット（図３に示す）４２により取り付けられる筺体４４と、筺体４４に取り付けられた透明部材４０と、筺体４４内を正圧に保つ保護ブロー機構４６とを備えている。

筺体４４は、レーザビームＬが通過する上方の開口４８及び下方の開口５０を上下に備えている。また、筺体４４は、下方の開口５０に向かって漸次縮径する漏斗状の円錐形状の縮径部５２を有している。即ち、筺体４４の縮径部５２の内側の空間は、漏斗状の円錐形状に形成されている。

筺体４４の下方の開口５０は、レーザビームＬの通過を許容する面積を有している。なお、本実施形態では、下方の開口５０の直径は、４ｍｍである。本実施形態では、筺体４４は、複数枚積層された平板状の積層板５４と、最下方の積層板５６とで構成されている。

透明部材４０は、筺体４４の上方の開口４８に配設されて且つレーザビームＬが透過可能である。透明部材４０は、レーザビームＬの通過を許容する面積を有している。透明部材４０は、レーザビームＬが透過可能な材料で構成され、且つ、平板状に形成されているとともに、筺体４４の上方の開口４８を塞いでいる。

保護ブロー機構４６は、筺体４４内を通過するレーザビームＬの周囲に、集光器３８側から加工点Ｋ側へ流れる気体を噴出して、筺体４４内を正圧に保ち、下方の開口５０からデブリを含んだ雰囲気が流入することを防止する。保護ブロー機構４６は、図３及び図４に示すように、複数の噴出口６０と、供給路６２（図３に示す）と、図示しない気体供給源などを備えている。

複数の噴出口６０は、透明部材４０の周囲に片寄り無く均等（周方向に等間隔）に配設されている。噴出口６０は、透明部材４０の下方周囲に配設されている。複数の噴出口６０は、一端が筺体４４の内面に開口し、且つ他端が筺体４４内に設けられた連通空間６４に開口している。

また、噴出口６０から噴出する気体は、透明部材４０に当たらない程度に、水平よりわずかに下方向きに筺体４４内を通過するレーザビームＬに向かって噴出される。即ち、噴出口６０は、筺体４４の内面に開口した一端が透明部材４０の下方に配設され、他端から一端に向かうにしたがって水平よりわずかに下方向きに延びている。本実施形態では、噴出口６０は、八つ設けられている。

供給路６２は、連通空間６４を介して、複数の噴出口６０に接続している。気体供給源は、供給路６２を介して、複数の噴出口６０に接続しており、加圧された気体を複数の噴出口６０に供給する。

デブリ排出手段１０は、保護ブロー手段８の筺体４４の下方に配設され、デブリを吸引して排出する。デブリ排出手段１０は、図３及び図４に示すように、筺体４４に一体に設けられた隔壁６６（図４に示す）と、エアカーテンブロー噴出機構６８と、集塵手段７０とを備えている。

隔壁６６は、加工点Ｋで生成されるデブリの飛散範囲（図４中に点線で示す）の周囲を取り囲む。隔壁６６は、筺体４４を構成する最下方の積層板５６に設けられている。隔壁６６は、筺体４４の下方の開口５０の周囲を取り囲む。

エアカーテンブロー噴出機構６８は、加工溝Ｓが形成される方向（レーザ加工時に、レーザビームＬがウエーハＷの表面ＷＳ上を相対的に移動する方向である矢印Ｘ１の前方）からウエーハＷの表面ＷＳと平行に噴出される気体で、筺体４４の下方の開口５０を覆い、筺体４４へのデブリの侵入を遮断する。

エアカーテンブロー噴出機構６８は、積層板５６に取り付けられたノズル部材５８に設けられたブロー用噴出口７２と、供給路７４と、ブロー用噴出口７２に気体を供給する図示しない気体供給源とを備えている。

ブロー用噴出口７２は、ノズル部材５８に設けられた隔壁６６の内面（内側）で且つ筺体４４の下方の開口５０の近傍に開口している。ブロー用噴出口７２は、ウエーハＷの表面ＷＳと平行に延びている。

気体供給源は、筺体４４内に設けられた供給路７４を介して、ブロー用噴出口７２に接続しており、加圧された気体をブロー用噴出口７２に供給する。エアカーテンブロー噴出機構６８から加圧された気体（エアブロー）が噴出される。

集塵手段７０は、エアカーテンブロー噴出機構６８で噴出された気体の下流側に設けられ、且つ気体を吸引しつつ、加工点Ｋ付近で生成されるデブリも吸引する。集塵手段７０は、図４に示すように、隔壁６６に開口した吸引口７６と、吸引口７６と連通した吸引路７８と、吸引源８０とを備えている。

吸引口７６は、筺体４４を構成する最下方の積層板５６に設けられた隔壁６６の内面（内側）に開口して、保護ブロー手段８の筺体４４の下方に配設されている。本実施形態では、吸引口７６は、ブロー用噴出口７２と相対している。即ち、集塵手段７０は、レーザビームＬを挟んでブロー用噴出口７２と反対側に設けられている。

吸引路７８は、筺体４４を構成する最下方の積層板５６に配設され、吸引口７６から斜め上方に延出して吸引源８０と連通している。吸引源８０は、吸引路７８を介して、吸引口７６に接続し、吸引口７６から気体を吸引する。即ち、吸引路７８は、エアカーテンブロー噴出機構６８で噴出された気体の下流側に設けられ、且つ気体を吸引しつつ、加工点Ｋ付近で生成されるデブリも吸引する。

集塵手段７０は、一端が吸引源８０に接続し他端がウエーハの上面に開口する吸引路７８を備えている。吸引路７８の周囲には吸引路７８を洗浄するための洗浄液を供給する洗浄液供給手段８２Ａが配設されている。

洗浄液供給手段８２Ａは、特に限定されないが、吸引路７８に開口した複数の洗浄液噴出口８４と、一端が各洗浄液噴出口８４に接続し他端が洗浄液供給源８８に接続した洗浄液供給路８６とを含んでいる。

ここで、被加工物としてのウエーハＷは、レーザ加工装置２によりレーザ加工される被加工物であり、本実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷは、図１に示すように、表面ＷＳに形成された複数のデバイスが複数のストリートによって格子状に区画されている。

ウエーハＷは、図１に示すように、デバイスが複数形成されている表面ＷＳの反対側の裏面が粘着テープＴに貼着され、ウエーハＷに貼着された粘着テープＴに環状フレームＦが貼着されることで、環状フレームＦに固定される。また、ウエーハＷの表面ＷＳには、層間絶縁膜材料としてＬｏｗ−ｋ材料（主に、ポーラス材料）で構成された図示しない所謂Ｌｏｗ−ｋ膜が形成されている。

制御手段１２は、レーザ加工装置２を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御する。制御手段１２は、ウエーハＷに対する加工動作をレーザ加工装置２に行わせる。

また、制御手段１２は、ウエーハＷに対する加工動作をレーザ加工装置２に行わせる際、即ち、レーザビーム照射手段６からウエーハＷの表面ＷＳにレーザビームＬを照射する際に、保護ブロー機構４６の気体供給源に接続された噴出口６０から気体を噴出させ、デブリ排出手段１０のエアカーテンブロー噴出機構６８の気体供給源に接続されたブロー用噴出口７２から気体を噴出させつつ、集塵手段７０の吸引源８０に吸引口７６から気体を吸引させる。

制御手段１２はさらに所定のタイミングで洗浄液供給手段８２Ａを制御して、吸引路７８に洗浄液を供給して吸引路７８を洗浄する。

次に、レーザ加工装置２を用いたウエーハＷのレーザ加工方法について説明する。図５を参照すると、レーザ加工装置のレーザ加工方法のフローチャートが示されている。まず、デバイスが形成された表面ＷＳの裏面に粘着テープＴを貼着し、さらに、粘着テープＴに環状フレームＦを貼着する。そして、環状フレームＦに粘着テープＴを介して貼着されたウエーハＷをカセット１４内に収容する。

そして、オペレータが加工情報を制御手段１２に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、レーザ加工装置２が加工動作を開始する。加工動作において、制御手段１２が、図５中のステップＳＴ１において、レーザ加工前のウエーハＷを搬出入手段２２によりカセット１４から仮置き手段１６まで搬出し、仮置き手段１６の一対のレール２４上に載置した後、第１の搬送手段２６により保護膜形成兼洗浄手段１８のスピンナテーブル３０まで搬送し、スピンナテーブル３０に保持させる。

そして、制御手段１２が、スピンナテーブル３０を降下した後、スピンナテーブル３０を中心軸線回りに回転させながら、塗布ノズルから液状樹脂をスピンナテーブル３０上のウエーハＷに噴出させる。

すると、遠心力により液状樹脂がスピンナテーブル３０に保持されたウエーハＷの全面に塗布される。所定時間経過後に、スピンナテーブル３０の回転を停止し、塗布ノズルからの液状樹脂の塗布を停止する。ウエーハＷの表面ＷＳに塗付された液状樹脂が硬化することで、ウエーハＷの表面ＷＳは、液状樹脂で構成された保護膜Ｐにより被覆される。

このように、ステップＳＴ１は、ウエーハＷの表面ＷＳに液状樹脂を塗布して保護膜Ｐを形成する保護膜被覆ステップを実施している。保護膜Ｐの被覆が終了すると、制御手段１２が、スピンナテーブル３０を上昇させ、第２の搬送手段２８にスピンナテーブル３０から保護膜Ｐが被覆されたウエーハＷをチャックテーブル４まで搬送させ、チャックテーブル４に保持させて、ステップＳＴ２に進む。

次に、制御手段１２は、Ｘ軸移動手段及びＹ軸移動手段によりチャックテーブル４を移動して、撮像手段の下方にチャックテーブル４に保持されたウエーハＷを位置付け、撮像手段に撮像させる。撮像手段は、撮像した画像の情報を制御手段１２に出力する。

そして、制御手段１２が、チャックテーブル４に保持されたウエーハＷのストリートと、レーザビームＬを照射するレーザビーム照射手段６の集光器３８との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、集光器３８とストリートとをＸ軸方向に整列させるアライメントを遂行して、ステップＳＴ３に進む。

次に、制御手段１２は、ステップＳＴ２で検出したアライメント情報などに基づいて、Ｘ軸移動手段及びＹ軸移動手段によりチャックテーブル４を移動させ、基台駆動源によりチャックテーブル４を中心軸線回りに回転させ、ストリートをＸ軸（図４に示す）と平行になるように整列させる。

そして、制御手段１２は、レーザビーム照射手段６の集光器３８からレーザビームＬを照射しつつ、ウエーハＷを保持したチャックテーブル４を、Ｘ軸移動手段により所定の加工送り速度で移動させる。すなわち、制御手段１２は、ウエーハＷの表面ＷＳ上を矢印Ｘ１（図４に示す）方向に、レーザビームＬを相対的に移動させる。

その結果、レーザビームＬが照射された所定のストリートには、ウエーハＷ及び保護膜Ｐの一部がアブレーション加工され、図４に示すように、加工溝Ｓが形成される。所定のストリートの他端が集光器３８の直下に達したら、レーザビーム照射手段６からのレーザビームＬの照射を停止するとともに、Ｘ軸移動手段によるチャックテーブル４の移動を停止する。

制御手段１２は、チャックテーブル４をＹ軸方向に割り出し送りしながら、順にストリートにレーザビームＬを照射して、これらのストリートに加工溝Ｓを形成して、ウエーハＷの全てのストリートに加工溝Ｓを形成する。

このように、ステップＳＴ３は、ステップＳＴ２を実施後、ウエーハＷのストリートに沿って保護膜Ｐ側からレーザビームＬをウエーハＷの表面ＷＳに照射し、ウエーハＷに加工溝Ｓを形成する加工溝形成ステップを実施している。

また、加工溝形成ステップとしてのステップＳＴ３では、所定のストリートにレーザビームＬを照射して加工溝Ｓを形成しつつ、保護ブロー手段８の保護ブロー機構４６の気体供給源に接続された噴出口６０から気体を噴出させる。このために、筺体４４内が外気よりも圧力の高い正圧に保たれる。

また、噴出口６０が、筺体４４の内面に向かうにしたがって水平よりわずかに下方向きに延び、複数の噴出口６０が透明部材４０の周囲に片寄り無く均等に配設されているので、筺体４４内の気体が透明部材４０の周囲に片寄り無く均等に下方の開口５０に向かって下向きに流れる。即ち、保護ブロー手段８の筺体４４内に下方の開口５０に向かい且つ透明部材４０の周囲に片寄りの無い所謂ダウンフローが生じる。

さらに、筺体４４の縮径部５２が下方の開口５０に向かって漸次縮径する漏斗状に形成されているので、筺体４４の下方に向かうにしたがって前述したダウンフローの流速が速くなる。したがって、下方の開口５０から筺体４４内にレーザ加工によって加工点Ｋ付近で生成されるデブリを含んだ雰囲気が流入することを防ぐことが出来る。

また、加工溝形成ステップとしてのステップＳＴ３では、保護ブロー手段８の保護ブロー機構４６の噴出口６０から気体を噴出させつつ、デブリ排出手段１０のエアカーテンブロー噴出機構６８のブロー用噴出口７２から気体を噴出させるとともに、集塵手段７０の吸引源８０に吸引口７６から気体を吸引させる。

このように、デブリ排出手段１０のエアカーテンブロー噴出機構６８のブロー用噴出口７２から気体を噴出させるので、ブロー用噴出口７２から噴出される気体により、筺体４４の下方の開口５０が塞がれるとともに、加工点Ｋで生成されたデブリを含んだ雰囲気が吸引口７６を通して吸引源８０に吸引される。

図４に示した第２実施形態では、制御手段１２はさらに、洗浄液供給手段８２Ａを制御して、吸引路７８に洗浄液を供給して吸引路７８を洗浄する。吸引路７８を洗浄する所定のタイミングは、特に限定されない。

ウエーハＷにアブレーション加工を施した後、好ましくは、加工ヘッド３６をウエーハＷから退避させ、洗浄液供給手段８２Ａを作動させて吸引路７８を洗浄する。代替実施形態として、ウエーハＷにアブレーション加工を施している間、常時洗浄液供給手段８２Ａを作動させて吸引路７８を洗浄してもよい。

具体的には、洗浄液供給手段８２Ａが洗浄液噴出口８４、洗浄液供給路８６及び洗浄液供給源８８とで構成されている図４に示した第２実施形態では、所定のタイミングで制御手段１２は洗浄液供給源８８から洗浄液供給路８６に洗浄液を供給する。洗浄液供給路８６に供給された洗浄液は洗浄液噴出口８４から吸引路７８に供給される。これにより、吸引路７８が洗浄される。

一方、洗浄液供給手段８２が洗浄液貯留槽３４及び洗浄液供給ノズル３５とで構成されている図１に示した第１実施形態では、所定のタイミングで制御手段１２は加工ヘッド３６を洗浄液貯留槽３４に浸漬させる。加工ヘッド３６を洗浄液貯留槽３４に浸漬させた状態で吸引源８０を作動させることにより、あるいは吸引源８０を作動させながら加工ヘッド３６を洗浄液貯留槽３４に浸漬させることにより、吸引路７８に洗浄液が供給され、吸引路７８が洗浄される。

制御手段１２は、洗浄液貯留槽３４に洗浄液が十分にない場合、洗浄液供給ノズル３５から洗浄液貯留槽３４に洗浄液を供給する。所定のタイミングは、特に限定されないが、一定時間間隔でもよく、一定のウエーハ枚数間隔でもよい。

なお、レーザ加工装置２に、洗浄液供給手段８２を設けていれば洗浄液供給手段８２Ａを設ける必要はなく、洗浄液供給手段８２Ａを設けていれば洗浄液供給手段８２を設ける必要はない。すなわち、レーザ加工装置２に、洗浄液供給手段８２と洗浄液供給手段８２Ａの少なく一方を設ければよい。

また、加工溝形成ステップとしてのステップＳＴ３では、ブロー用噴出口７２が、吸引口７６よりも、レーザ加工時にレーザビームＬがウエーハＷの表面ＷＳ上を相対的に移動する方向である矢印Ｘ１の前方に設けられているので、下方の開口５０がブロー用噴出口７２から噴出される気体により確実に塞がれることとなって、下方の開口５０から筺体４４内にレーザ加工によって加工点Ｋ付近で生成されるデブリを含んだ雰囲気が流入することを確実に防止できる。

全てのストリートに加工溝Ｓが形成されると、制御手段１２は、Ｘ軸移動手段によりチャックテーブル４をホームポジションまで移動させ、第２の搬送手段２８によりチャックテーブル４上のレーザ加工が施されたウエーハＷを保護膜形成兼洗浄手段１８のスピンナテーブル３０上に搬送し、スピンナテーブル３０に保持させる。

そして、制御手段１２は、スピンナテーブル３０を降下させた後、スピンナテーブル３０を中心軸線回りに回転させながら、洗浄ノズルから洗浄液をスピンナテーブル３０上のウエーハＷに噴出させる。すると、保護膜Ｐが水溶性樹脂で構成されているので、洗浄液及び遠心力により、保護膜Ｐがレーザ加工の際に付着したデブリとともにウエーハＷの表面ＷＳから除去される（洗い流される）。

保護膜Ｐの除去が終了すると、制御手段１２は、スピンナテーブル３０の中心軸線回りの回転及び洗浄ノズルからの洗浄液の供給を停止した後、スピンナテーブル３０を上昇させて、第１の搬送手段２６により仮置き手段１６まで搬送する。制御手段１２は、レーザ加工などが施されたウエーハＷを搬出入手段２２により仮置き手段１６からカセットエレベータ１５上に載置されたカセット１４内に搬入する。

以上のように、本実施形態に係るレーザ加工装置２によれば、漏斗状の筺体４４と保護ブロー機構４６によって、筺体４４内を正圧に保ちつつ筺体４４内にダウンフローを生じさせることによって、下方の開口５０からのデブリを含んだ雰囲気が筺体４４内に流入するのを防ぐことができ、洗浄液供給手段８２により吸引路７８を洗浄できる。

このために、集光器３８及び吸引路７８がデブリの付着から守られると共に、雰囲気中のデブリの付着による透明部材４０の曇りの発生を抑えることができる。従って、レーザ加工の際に生じるデブリが集光器３８や透明部材４０などの光学部品及び吸引路７８に付着することを抑制できる。

前述した実施形態では、保護膜Ｐを一旦被覆した後、レーザ加工を施しているが、本発明は、これに限定されることなく、必ずしも保護膜Ｐを一旦被覆しなくても良い。また、前述した実施形態では、ウエーハＷの表面ＷＳに噴射されたＰＶＡ、ＰＥＧやＰＥＯ等の水溶性樹脂を含んだ液状樹脂を硬化させることで、保護膜Ｐを形成している。

しかしながら、本発明では、かならずしも、液状樹脂を完全に硬化（乾燥）させないままの保護膜Ｐにアブレーション加工を施しても良い。この場合、完全に乾燥していない保護膜Ｐが、大量のデブリとなってしまうが、本発明では、前述した保護ブロー手段８を備えるので、透明部材４０を曇らせたりすることを防止できる。

また、本発明では、Ｘ軸移動手段、Ｙ軸移動手段及びＺ軸移動手段の構成を適宜変更しても良い。洗浄液貯留槽３４にＺ軸移動手段を設けることにより、Ｚ軸方向に移動できるように構成してもよい。

以上の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以上に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以上に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

２ レーザ加工装置
４ チャックテーブル（保持手段）
６ レーザビーム照射手段
８ 保護ブロー手段
１０ デブリ排出手段
１２ 制御手段
３４ 洗浄液貯留槽
３５ 洗浄液供給ノズル
３６ 加工ヘッド
３７ レーザビーム発振手段
３８ 集光器
４０ 透明部材
４１ 集光レンズ
４６ 保護ブロー機構
５２ 縮径部
６８ エアカーテンブロー噴出機構
７０ 集塵手段
７６ 吸引口
７８ 吸引路
８０ 吸引源
８２ 洗浄液供給手段
８２Ａ 洗浄液供給手段
８４ 洗浄液噴出口
８６ 洗浄液供給路
８８ 洗浄液供給源

Claims (4)

1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物に対してアブレーション加工を施すレーザビームを照射するレーザビーム照射手段とを備えたレーザ加工装置であって、
   該レーザビーム照射手段は、レーザビーム発振手段と、該レーザビーム発振手段が発振したレーザビームを被加工物に照射する加工ヘッドとを備え、
   該加工ヘッドは、該レーザビーム発振手段で発振されたレーザビームを集光する集光レンズと、該集光レンズと被加工物の間に配置されて該集光レンズで集光されたレーザビームが被加工物に照射されることにより発生するデブリを集塵する集塵手段とを含み、
   該集塵手段は、一端が吸引源に接続され他端が被加工物の上面に開口する吸引路を有しており、
   該レーザ加工装置は、該吸引路に洗浄液を供給する洗浄液供給手段をさらに備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
2. 該洗浄液供給手段は、該吸引路に開口した洗浄液噴出口と、一端が該洗浄液噴出口に連通され他端が洗浄液供給源に接続された洗浄液供給路とを有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
3. 該洗浄液供給手段は、洗浄液が貯留される洗浄液貯留槽を備え、所定のタイミングで該加工ヘッドが該洗浄液貯留槽に浸漬されるとともに、該加工ヘッドが該洗浄液貯留槽に浸漬された状態で該吸引源を作動させることにより該吸引路が洗浄されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ加工装置の前記吸引路の洗浄方法であって、
   被加工物にアブレーション加工を施す加工ステップと、
   該加工ステップを実施した後、該加工ヘッドを被加工物から退避させる退避ステップと、
   該退避ステップを実施した後、該洗浄液供給手段を作動させて該吸引路を洗浄する洗浄ステップとを備えることを特徴とするレーザ加工装置の吸引路の洗浄方法。

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