JP7473429B2 - レーザー加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。

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チップに分割され、携帯電話、パソコン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（例えば半導体のウエーハ）を保持する保持手段と、該保持手段に保持されたウエーハにレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段と、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を少なくとも備え、ウエーハに所望のレーザー加工を施すことができる。

また、シリコン、サファイア等から構成されるウエーハにレーザー光線を照射すると、デブリと称する溶融物が飛散してレーザー光線照射手段を構成する集光器の集光レンズを汚染することから、集光レンズ側へのデブリの進入を防止すべく、レーザー加工を実施している集光器にエアーを供給して、集光レンズ側からウエーハ側に流れるダウンフローを形成している（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１１－１２１０９９号公報

しかし、集光器の内部に生成する前記ダウンフローの流量や流速には限界があり、ウエーハ側から集光レンズが配設された領域へ進入するデブリを完全に防止することは困難である。これに対し、集光レンズの外側にはデブリから集光レンズを保護すべくカバーガラスが配設されるが、該カバーガラスに付着したデブリを定期的に除去する必要があり、作業が煩雑で生産性を悪化させ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、集光レンズを保護すべく配設されるカバーガラスに付着したデブリを効果的に除去することができ、汚染が蓄積されることを防止することができるレーザー加工装置を提供することにある。

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、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を少なくとも備えたレーザー加工装置であって、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光する集光器とを備え、該集光器は、集光レンズと、被加工物をレーザー加工する際に飛散するデブリから該集光レンズを保護するカバーガラスと、該カバーガラスに向かってエアーを噴射し、デブリを除去するエアー噴射ノズルと、を含み、該エアー噴射ノズルは、メインノズルと、サブノズルとを備え、該メインノズルは、該カバーガラスに向けてエアーを噴射し、該サブノズルは、該メインノズルから噴射されたエアーに向けてエアーを噴射することにより該メインノズルから噴射されたエアーの噴射方向を調整するレーザー加工装置が提供される。

該集光器は、該カバーガラスを囲繞し被加工物側に突出する筒体と、レーザー加工時に該筒体の内部にエアーを供給して該筒体の内部にデブリの進入を防止するダウンフローを生成するダウンフロー生成部を備えることが好ましい。また、該サブノズルにエアーを供給するエアー流路にバッファータンクを配設し、該メインノズルから噴射するエアーの方向を滑らかに変化させることが好ましい。

本発明のレーザー加工装置は、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、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を少なくとも備えたレーザー加工装置であって、該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光する集光器とを備え、該集光器は、集光レンズと、被加工物をレーザー加工する際に飛散するデブリから該集光レンズを保護するカバーガラスと、該カバーガラスに向かってエアーを噴射し、デブリを除去するエアー噴射ノズルと、を含み、該エアー噴射ノズルは、メインノズルと、サブノズルとを備え、該メインノズルは、該カバーガラスに向けてエアーを噴射し、該サブノズルは、該メインノズルから噴射されたエアーに向けてエアーを噴射することにより該メインノズルから噴射されたエアーの噴射方向を調整するものであることから、カバーガラスの所望の領域にエアーを噴射して、レーザー加工時に飛散して付着したデブリを効果的に除去することができる。

レーザー加工装置の全体斜視図である。 図１に示すレーザー加工装置に配設されたレーザー光線照射手段の光学系、エアー噴射ノズル、及びエアー噴射ノズルにエアーを供給するエアー供給システムの概略を示す概念図である。 （ａ）図２に示すエアー噴射ノズルの端面、（ｂ）（ａ）のＡ－Ａ断面図、（ｃ）（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。 図１に示すレーザー加工装置においてレーザー加工を実施する際の集光器の概略断面図である。 集光器のカバーガラスからデブリを除去するデブリ除去工程の実施態様を示す集光器の概略断面図である。 エアー噴射ノズルのメインノズルから高圧エアーを噴射する態様を示す断面図である。 （ａ）エアー噴射ノズルのメインノズル、及び第１サブノズルから高圧エアーを噴射する態様を示す断面図、並びにエアー噴射ノズルの端面、（ｂ）エアー噴射ノズルのメインノズル、及び第２サブノズルから高圧エアーを噴射する態様を示す断面図、並びにエアー噴射ノズルの端面、（ｃ）エアー噴射ノズルのメインノズル、及び第３サブノズルから高圧エアーを噴射する態様を示す断面図、並びにエアー噴射ノズルの端面、（ｄ）エアー噴射ノズルのメインノズル、及び第４サブノズルから高圧エアーを噴射する態様を示す断面図、並びにエアー噴射ノズルの端面を示す図である。

以下、本発明に基づいて構成されるレーザー加工装置に係る実施形態について添付図面を参照しながら、詳細に説明する。

図１には、本実施形態のレーザー加工装置２が示されている。レーザー加工装置２は、基台３と、被加工物を保持する保持手段４と、レーザー光線照射手段６と、撮像手段７と、保持手段４とレーザー光線照射手段６とを相対的に加工送りする送り手段として配設された移動手段３０と、追って説明する制御手段とを備える。

保持手段４は、図中に矢印Ｘで示すＸ軸方向において移動自在に基台３に載置される矩形状のＸ軸方向可動板２１と、図中に矢印Ｙで示すＹ軸方向において移動自在にＸ軸方向可動板２１に載置される矩形状のＹ軸方向可動板２２と、Ｙ軸方向可動板２２の上面に固定された円筒状の支柱２３と、支柱２３の上端に固定された矩形状のカバー板２６とを含む。カバー板２６には長穴を通って上方に延びる円形状のチャックテーブル２５が配設されており、チャックテーブル２５は、図示しない回転駆動手段により回転可能に構成されている。チャックテーブル２５の上面を構成するＸ軸座標、及びＹ軸座標により規定される保持面２５ａは、多孔質材料から形成されて通気性を有し、支柱２３の内部を通る流路によって図示しない吸引手段に接続されている。

移動手段３０は、基台３上に配設され、保持手段４をＸ軸方向に加工送りするＸ軸方向送り手段３１と、Ｙ軸方向可動板２２をＹ軸方向に割り出し送りするＹ軸方向送り手段３２と、を備えている。Ｘ軸方向送り手段３１は、パルスモータ３３の回転運動を、ボールねじ３４を介して直線運動に変換してＸ軸方向可動板２１に伝達し、基台３上の案内レール３ａ、３ａに沿ってＸ軸方向可動板２１をＸ軸方向において進退させる。Ｙ軸方向送り手段３２は、パルスモータ３５の回転運動を、ボールねじ３６を介して直線運動に変換してＹ軸方向可動板２２に伝達し、Ｘ軸方向可動板２１上の案内レール２１ａ、２１ａに沿ってＹ軸方向可動板２２をＹ軸方向において進退させる。なお、図示は省略するが、Ｘ軸方向送り手段３１、Ｙ軸方向送り手段３２、及びチャックテーブル２５には、位置検出手段が配設されており、チャックテーブル２５のＸ軸座標、Ｙ軸座標、周方向の回転位置が正確に検出されて、その位置情報は、レーザー加工装置２の該制御手段に送られる。そして、その位置情報に基づいて該制御手段から指示される指示信号により、Ｘ軸方向送り手段３１、Ｙ軸方向送り手段３２、及び図示しないチャックテーブル２５の回転駆動手段が駆動されて、基台３上の所望の位置にチャックテーブル２５を位置付けることができる。

図１に示すように、移動手段３０の側方には、枠体３７が立設される。枠体３７は、基台３上に配設され該Ｘ軸方向及び該Ｙ軸方向に直交するＺ軸に沿って配設された垂直壁部３７ａ、及び垂直壁部３７ａの上端部から水平方向に延びる水平壁部３７ｂと、を備えている。枠体３７の水平壁部３７ｂの内部には、レーザー光線照射手段６の追って説明する光学系６０（図２を参照）が収容されており、該光学系６０の一部を構成する集光器６４が水平壁部３７ｂの先端部下面に配設されている。集光器６４の下端側には、集光器６４の内部にエアーを供給するエアー供給ユニット６４１が形成されている。エアー供給ユニット６４１にエアーを供給するエアー供給システム８（図２を参照）も水平壁部３７ｂの内部に収容されている。なお、エアー供給ユニット６４１には、エアーを供給し排出するために複数のエアー流路が接続されるが、図１では省略している。

撮像手段７は、水平壁部３７ｂの先端部下面であって、レーザー光線照射手段６の集光器６４とＸ軸方向に間隔をおいた位置に配設されている。撮像手段７には、可視光線により撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）、赤外線を照射する赤外線照射手段、赤外線照射手段により照射されチャックテーブル２５上で反射した赤外線を捕らえ該赤外線に対応する電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等が含まれる。撮像手段７によって撮像された画像は、該制御手段に送られ、適宜の表示手段（図示は省略）に表示される。

図１には、レーザー加工装置２と共に、本実施形態によって加工される被加工物として用意されたウエーハ１０、及びウエーハ１０を、粘着層を備えた保護テープＴを介して保持する環状のフレームＦが示されている。ウエーハ１０は、例えば、厚さが７００μｍのシリコンウエーハであり、表面には、複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され形成されている。

図２には、レーザー光線照射手段６を構成する集光器６４の概略断面図と共に、集光器６４にレーザー光線を導入する光学系６０、及びレーザー光線照射手段６のエアー供給ユニット６４１にエアーを供給するエアー供給システム８が示されており、以下に各構成について説明する。

レーザー光線照射手段６は、パルス状のレーザー光線ＬＢ０を発振する発振器６１と、集光器６４とを少なくとも備えている。図２に断面図で示された集光器６４から理解されるように、集光器６４は、矢印Ｚで示されるＺ軸方向（上下方向）において、被加工物側（図中下方向）に突出する筒体６４０と、筒体６４０の下方側を構成するエアー供給ユニット６４１とを備えている。筒体６４０の内部には集光レンズ６５が保持されており、集光レンズ６５の被加工物側には、筒体６４０によって囲繞され保持されたカバーガラス６６が配設されている。さらに、本実施形態のレーザー光線照射手段６は、レーザー光線ＬＢ０を適宜の出力に調整するアッテネータ６２と、アッテネータ６２によって出力が調整されたレーザー光線ＬＢ１の光路を変更する反射ミラー６３とを備えている。反射ミラー６３によって反射されたレーザー光線ＬＢ１は、集光器６４に配設された集光レンズ６５によって集光されて集光器６４の下方に位置付けられる被加工物に照射される。カバーガラス６６は、レーザー光線ＬＢ１を透過し被加工物をレーザー加工する際に飛散するデブリから集光レンズ６５を保護する。筒体６４０のエアー供給ユニット６４１の内部であって、カバーガラス６６を透過したレーザー光線ＬＢ１が通過する空間Ｓ１には、斜め下方からカバーガラス６６に向かってエアーを噴射し、カバーガラス６６に付着したデブリを除去するエアー噴射ノズル８０が配設されている。

上記したエアー噴射ノズル８０について、図２、図３を参照しながら、さらに詳細に説明する。図３（ａ）には、エアー噴射ノズル８０の端面８０ａ側から見た図が示され、図３（ｂ）には、図３（ａ）のＡ－Ａで切断したＡ－Ａ断面が、図３（ｃ）には、図３（ａ）のＢ－Ｂで切断したＢ－Ｂ断面が示されている。図３（ｂ）に示すＡ－Ａ断面は、エアー噴射ノズル８０の端面８０ａの中心を通りエアー噴射ノズル８０の軸心に沿って且つ垂直な方向で切った縦断面図であり、図３（ｃ）に示すＢ－Ｂ断面は、エアー噴射ノズル８０の端面８０ａの中心を通り、水平を維持しながらエアー噴射ノズル８０の先端部から軸心に沿って切った横断面図である。

図３（ａ）～（ｃ）から理解されるように、エアー噴射ノズル８０の端面８０ａの中央には、大径のメインノズル８１が形成され、メインノズル８１の周囲には、メインノズル８１を囲繞しメインノズル８１よりも小径に形成され、円周方向において均等な間隔で配設された４つのサブノズル、すなわち、第１サブノズル８２、第２サブノズル８３、第３サブノズル８４、及び第４サブノズル８５が配設されている。メインノズル８１は、カバーガラス６６の中心に向かうように指向され、各サブノズルの先端側は、メインノズル８１の軸心Ｃ（＝エアー噴射ノズル８０の軸心）に向かって傾斜している。

図２に戻り、エアー噴射ノズル８０に対してエアーを供給するエアー供給システム８について説明する。エアー供給システム８は、高圧エアーを圧送する高圧エアー供給源Ｐ１と、該高圧エアー供給源Ｐ１からエアー噴射ノズル８０に対してエアーを供給するエアー流路９０と、を備える。エアー流路９０は、エアー噴射ノズル８０のメインノズル８１にエアーを供給する第１エアー流路９１と、第１サブノズル８２にエアーを供給する第２エアー流路９２と、第２サブノズル８３にエアーを供給する第３エアー流路９３と、第３サブノズル８４にエアーを供給する第４エアー流路９４と、第４サブノズル８５にエアーを供給する第５エアー流路９５とを含む。

第１エアー流路９１上には、第１エアー流路９１の開閉を行う第１開閉バルブＶＬ１が、第２エアー流路９２上には、第２エアー流路９２の開閉を行う第２開閉バルブＶＬ２が、第３エアー流路９３上には、第３エアー流路９３の開閉を行う第３開閉バルブＶＬ３が、第４エアー流路９４上には、第４エアー流路９４の開閉を行う第４開閉バルブＶＬ４が、第５エアー流路９５上には、第５エアー流路９５の開閉を行う第５開閉バルブＶＬ５がそれぞれ配設されている。第２エアー流路９２上の第２開閉バルブＶＬ２と第１サブノズル８２との間には第１バッファータンクＢ１が、第３エアー流路９３上の第３開閉バルブＶＬ３と第２サブノズル８３との間には第２バッファータンクＢ２が、第４エアー流路９４上の第４開閉バルブＶＬ４と第３サブノズル８４との間には第３バッファータンクＢ３が、第５エアー流路９５上の第５開閉バルブＶＬ５と第４サブノズル８５との間には、第４バッファータンクＢ４がそれぞれ配設されている。各バッファータンクは、各エアー流路を介して供給された高圧エアーの一部を蓄圧する機能を有していることから、各エアー流路を介して高圧エアーの供給が開始された際に各サブノズルから噴射される高圧エアーの噴射圧力の立ち上がりを緩やかにし、各エアー流路からの高圧エアーの供給が停止された後に各サブノズルから噴射される高圧エアーの噴射圧力が徐々に低下するように機能する。なお、第１～第５開閉バルブＶＬ１～５は、定常状態で閉となる常閉弁であり、制御手段１００に記憶された制御プログラムの指令信号に基づき所定のタイミングで開制御される。

本実施形態の集光器６４に配設された上記エアー供給ユニット６４１は、ウエーハ１０を加工することにより飛散するデブリが、カバーガラス６６側に進入が発生することを抑制するダウンフローを生成するダウンフロー生成部としても機能する。より具体的には、図２に示すように、集光器６４のエアー供給ユニット６４１に、ダウンフロー生成用エアー流路６４２が形成され、ダウンフロー生成用エアー流路６４２には、高圧エアー供給源Ｐ２からの高圧エアーを供給するための第６エアー流路９６が接続され、第６エアー流路９６上には、第６エアー流路９６を開閉するための第６開閉バルブＶＬ６が配設されている。第６開閉バルブＶＬ６は常閉弁であり、制御手段１００に接続され、制御手段１００から出される指令信号により開制御される。カバーガラス６６を支持する筒体６４０の内側であって、カバーガラス６６の下方には中央に開口６８が形成された環状鍔部６７が形成されており、カバーガラス６６と該環状の鍔部６７との間に、環状の空間Ｓ２が形成されている。第６エアー流路９６を介して供給される高圧エアーは、ダウンフロー用エアー流路６４２を通り、カバーガラス６６の側方から、上記した環状の空間Ｓ２に供給され、開口６８からエアー噴射ノズル８０が配設された下方の空間Ｓ１に流れ込むダウンフローとなって排出される。

さらに、エアー供給ユニット６４１には、吸引流路６４３と、外気導入路６４４とが形成され、その一端部は、該下方の空間Ｓ１に開口している。吸引流路６４３の他端部には、第７エアー流路９７を介して負圧を供給する吸引源Ｐ３に接続され、第７エアー流路９７上には、第７エアー流路９７を開閉する第７開閉バルブＶＬ７が配設されている。外気導入路６４４の他端部は、外部に開放されて外気Ａを導入する。第７開閉バルブＶＬ７は常閉弁であり、制御手段１００に接続され、制御手段１００から出される指令信号により開制御される。吸引流路６４３の一端部は、空間Ｓ１を形成する内壁面に、横方向（水平方向）に長い円弧状の吸引用開口部６４３ａを形成している（図示は省略する）。また、外気導入路６４４の一端部は、空間Ｓ１を形成する内壁面において上記した吸引用開口部６４３ａと対向する位置に上記した吸引用開口部６４３ａと同様の、横方向（水平方向）に長い円弧状の外気導入用開口部６４４ａを形成している（図示は省略する）。第６エアー流路９６を介して供給された高圧エアーが開口６８から下方の空間Ｓ１に流れ込むダウンフローを形成する際に、上記吸引源Ｐ３を作動すると共に第７開閉部バルブＶＬ７を開放することで、該下方の空間Ｓ１に流れ込むダウンフローに含まれるデブリ１１０を、外部に漏らすことなく吸引用開口部６４３ａから吸引することができる。

本実施形態のレーザー加工装置２は、概ね上記したとおりの構成を備えており、以下にその機能、作用について説明する。

初めに、上記したレーザー加工装置２を使用してウエーハ１０の表面にレーザー加工溝を形成するレーザー加工を実施する際に、レーザー光線照射手段６のエアー供給ユニット６４１をダウンフロー生成部として機能するように作動させる場合について説明する。

まず、図１に示すレーザー加工装置２のチャックテーブル２５上に保護テープＴを介してフレームＦに支持されたウエーハ１０を載置して吸引保持する。次いで、移動手段３０を作動して、チャックテーブル２５を撮像手段７の下方に位置付けてウエーハ１０を上方から撮像してアライメントを実施し、ウエーハ１０上のレーザー加工を施す加工位置（例えば、デバイスを区画する分割予定ラインの位置）を検出し、制御手段１００に該加工位置の位置情報を記録する。

該アライメントにより検出された該位置情報に基づいて移動手段３０を作動して、図４に示すように、ウエーハ１０においてレーザー加工を施す位置の上方にレーザー光線照射手段６の集光器６４を位置付ける。次いで、第６開閉バルブＶＬ６、第７開閉バルブＶＬ７を開とすると共に、高圧エアー供給源Ｐ２、及び吸引源Ｐ３を作動し、エアー供給ユニット６４１の下方の空間Ｓ１に向かって流れるダウンフローＦ１を生じさせると共に、該空間Ｓ１の下方において、外気導入用開口部６４４ａから吸引用開口部６４３ａに流れる回収フローＦ２を形成する。次いで、集光器６４を作動して、レーザー光線ＬＢ１の集光点位置をウエーハ１０の表面１０ａに位置付け、レーザー光線照射手段６を作動してレーザー光線ＬＢ１を照射しつつ、移動手段３０を送り手段として作動してチャックテーブル２５を矢印Ｘで示す方向に加工送りしながら、ウエーハ１０の表面１０ａにレーザー加工溝１１を形成する。

なお、上記したレーザー加工を実施する際のレーザー加工条件は、例えば、以下のように設定される。
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：５０ｋＨｚ
平均出力 ：４Ｗ
加工送り速度 ：１５０ｍｍ／秒

上記したレーザー加工を実施することで、ウエーハ１０の表面１０ａにレーザー加工溝１１が形成され、この際、シリコンが溶融してできる粒子状のデブリ１１０が発生して上方に飛散する。このデブリ１１０は、集光器６４の内部に進入するが、上記したように、エアー供給ユニット６４１の内部の下方の空間Ｓ１にダウンフローＦ１が発生していることで、上方に飛散したデブリ１１０の殆どは、カバーガラス６６に到達することなく下方側に導かれ、エアー供給ユニット６４１の下方側を流れる回収フローＦ２によって、吸引流路６４３に回収される。なお、図示は省略するが、吸引流路６４３に接続される第７エアー流路９７には、エアーフィルターが配設され、吸引されたデブリ１１０が回収される。このように、集光器６４のエアー供給ユニット６４１にダウンフロー生成部としての機能を持たせることで、レーザー加工時に飛散するデブリ１１０がカバーガラス６６に付着することが抑制され、飛散したデブリ１１０は第７エアー流路９７において回収することができる。チャックテーブル２５を加工送りする移動手段３０を作動しながら、ウエーハ１０上の所定の加工位置すべてにレーザー加工を実施することで、加工位置から飛散するデブリ１１０を回収しながらウエーハ１０に対するレーザー加工を完了させる。

上記したようにレーザー加工を実施することで、カバーガラス６６に対するデブリ１１０の付着はある程度抑制されるものの、図４に示したダウンフローＦ１を生じさせていたとしても、デブリ１１０による汚染を完全に防止することは困難である。よって、上記したレーザー加工を所定回数実施した後、任意のタイミングで、以下に説明するカバーガラス６６からデブリ１１０を除去するデブリ除去工程を実施する。図１、図２、及び図５～図７を参照しながら、該デブリ除去工程について説明する。

該デブリ除去工程を実施するに際し、該移動手段３０を作動して、チャックテーブル２５を、ウエーハ１０をチャックテーブル２５に搬出入する搬出入位置（図１においてチャックテーブル２５が位置付けられている位置）に移動させる。次いで、図２に示す第６開閉バルブＶＬ６を閉じた状態で、高圧エアー供給源Ｐ２を停止させ、第７開閉バルブＶＬ７を開として吸引源Ｐ３を作動する。次いで、高圧エアー供給源Ｐ１を作動すると共に、第１開閉バルブＶＬ１を開とする。これにより、エアー噴射ノズル８０の端面８０ａのＡ－Ａ断面を示す図６から理解されるように、エアー流路９０のうち、第１エアー流路９１のみを介してエアー噴射ノズル８０に高圧エアーが供給されて、メインノズル８１からのみ高圧エアー１２０Ａが噴射される。噴射された高圧エアー１２０Ａは、メインノズル８１の軸心Ｃに沿う方向に直進して、図５に示すように、カバーガラス６６の略中央に吹き付けられ、カバーガラス６６の中央領域に付着したデブリ１１０を剥離して落下させる。カバーガラス６６の中央領域から剥離されたデブリ１１０は、空間Ｓ１を落下すると共に、吸引用開口部６４３ａと外気導入用開口部６４４ａとにより形成される回収フローＦ２の流れに乗り、吸引流路６４３から吸引され、第７エアー流路９７を介して回収される。

上記したようにエアー噴射ノズル８０のメインノズル８１から高圧エアー１２０Ａが所定時間噴射されたならば、第１開閉バルブＶＬ１を開としたまま、すなわち、メインノズル８１から直進する高圧エアー１２０Ａを噴射させたまま、第２開閉バルブＶＬ２を開とする。これにより、エアー噴射ノズル８０の端面８０ａのＡ－Ａ断面を示す図７（ａ）に示すように、第２エアー流路９２に高圧エアーが導入され、第１サブノズル８２からも高圧エアーが噴射される。上記したように、第１サブノズル８２は、メインノズル８１の軸心Ｃに向けて傾斜しており、第１サブノズル８２から噴射される高圧エアーはメインノズル８１から噴射される高圧エアー１２０Ａに向けて噴射され、その結果、メインノズル８１から噴射される高圧エアー１２０Ａは、第１サブノズル８２から噴射される方向Ｃ１に沿うように調整された高圧エアー１２０Ｂとなる。この高圧エアー１２０Ｂが噴射される方向は、図７（ａ）の右方側に示すように第３サブノズル８４側に向かう方向であり、高圧エアー１２０Ｂは、図５でみて、カバーガラス６６のエアー噴射ノズル８０から離れる方向（図中右方向）の領域に噴射される。ところで、本実施形態の第２エアー流路９２には、上記したように第１バッファータンクＢ１が配設されている。よって、上記した第１バッファータンクＢ１が作用することにより、第１サブノズル８２から噴射される高圧エアーの噴射圧力は徐々に高くなり、エアー噴射ノズル８０のメインノズル８１から噴射される高圧エアー１２０Ａの方向は、高圧エアー１２０Ｂに急激に切り替わらず、滑らかに切り替わるように調整される。したがって、カバーガラス６６において高圧エアー１２０Ａが強く吹き付けられていた領域と、高圧エアー１２０Ｂが強く吹き付けられる領域の中間領域にも高圧エアーが十分に吹き付けられてカバーガラス６６に付着したデブリ１１０が良好に除去される。

エアー噴射ノズル８０から上記した高圧エアー１２０Ｂを所定時間の間噴射したならば、第２開閉バルブＶＬ２を閉じると共に、第３エアー流路９３に配設された第３開閉バルブＶＬ３を開とする。これにより、第２エアー流路９２に対する高圧エアーの供給が停止され、エアー噴射ノズル８０の端面８０ａのＢ－Ｂ断面を示す図７（ｂ）から理解されるように、第３エアー流路９３に高圧エアーが導入され第２サブノズル８３から高圧エアーが噴射される。この結果、図７（ａ）に示す方向Ｃ１に向けて噴射されていた高圧エアー１２０Ｂは、図７（ｂ）に示すように、第２サブノズル８３から噴射される方向に沿う方向Ｃ２に沿うように調整された高圧エアー１２０Ｃとなる。この高圧エアー１２０Ｃが噴射される方向は、図７（ｂ）の右方側に示すように、第２サブノズル８３から第４サブノズル８５側に向かう方向であり、高圧エアー１２０Ｃは、図５に示すカバーガラス６６におけるＹ軸方向（紙面に垂直な方向）の奥側に指向する方向の領域に噴射される。ところで、本実施形態の第３エアー流路９３にも、上記したように第２バッファータンクＢ２が配設されている。よって、第２開閉バルブＶＬ２を閉じると同時に、第３エアー流路９３に配設された第３開閉バルブＶＬ３を開とした場合、上記した第１バッファータンクＢ１と、第２バッファータンクＢ２とが作用することにより、第１サブノズル８２から噴射される高圧エアーの噴射圧力が徐々に低くなると共に、第２サブノズル８３から噴射される高圧エアーの噴射圧力が徐々に高くなることから、エアー噴射ノズル８０から噴射されていた高圧エアー１２０Ｂは、高圧エアー１２０Ｃに急激に切り替わらず、滑らかに切り替わるように調整される。したがって、カバーガラス６６において高圧エアー１２０Ｂが強く吹き付けられていた領域と、高圧エアー１２０Ｃが強く吹き付けられる領域の中間領域にも高圧エアーが十分に吹き付けられて、該領域のカバーガラス６６に付着していたデブリ１１０が良好に除去される。

さらに、エアー噴射ノズル８０から上記した高圧エアー１２０Ｃを所定時間の間噴射したならば、第３開閉バルブＶＬ３を閉じると同時に、第４エアー流路９４に配設された第４開閉バルブＶＬ４を開とする。これにより、第３エアー流路９３に対する高圧エアーの供給が停止され、エアー噴射ノズル８０の端面８０ａのＡ－Ａ断面を示す図７（ｃ）に示すように、第４エアー流路９４に高圧エアーが導入されて第３サブノズル８４から該高圧エアーが噴射される。この結果、図７（ｂ）に示す方向Ｃ２に向けて噴射されていた高圧エアー１２０Ｃが、図７（ｃ）に示すように、第３サブノズル８４から噴射される方向に沿う方向Ｃ３に沿うように調整された高圧エアー１２０Ｄとなる。この高圧エアー１２０Ｄが噴射される方向は、図７（ｃ）の右方側に示すように、第３サブノズル８４から第１サブノズル８２側に向かう方向であり、この高圧エアー１２０Ｄは、図５に示すカバーガラス６６におけるＸ軸方向のエアー噴射ノズル８０が配設された側（図中左方向）の領域に噴射される。ところで、本実施形態の第４エアー流路９４にも、上記したように第３バッファータンクＢ３が配設されている。よって、第３開閉バルブＶＬ３を閉じると同時に、第４エアー流路９４に配設された第４開閉バルブＶＬ４を開とした場合、上記した第２バッファータンクＢ２と、第３バッファータンクＢ３とが作用することにより、第２サブノズル８３から噴射される高圧エアーの噴射圧力が徐々に低くなると共に、第３サブノズル８４から噴射される高圧エアーの噴射圧力が徐々に高くなることから、エアー噴射ノズル８０から噴射されていた高圧エアー１２０Ｃは、高圧エアー１２０Ｄに急激に切り替わらず、滑らかに切り替わるように調整される。したがって、カバーガラス６６において高圧エアー１２０Ｃが強く吹き付けられていた領域と、高圧エアー１２０Ｄが強く吹き付けられる領域の中間領域にも高圧エアーが十分に吹き付けられて、該領域のカバーガラス６６に付着していたデブリ１１０が良好に除去される。

そして、エアー噴射ノズル８０から上記した高圧エアー１２０Ｄを所定時間の間噴射したならば、第４開閉バルブＶＬ４を閉じると同時に、第５エアー流路９５に配設された第５開閉バルブＶＬ５を開とする。これにより、第４エアー流路９４に対する高圧エアーの供給が停止され、エアー噴射ノズル８０の端面８０ａのＢ－Ｂ断面を示す図７（ｄ）に示すように、第５エアー流路９５に高圧エアーが導入されて第４サブノズル８５から噴射される。この結果、図７（ｃ）に示す方向Ｃ３に向けて噴射されていた高圧エアー１２０Ｄが、図７（ｄ）に示すように、第４サブノズル８５から噴射される方向に沿う方向Ｃ４に沿うように調整された高圧エアー１２０Ｅとなる。この高圧エアー１２０Ｅが噴射される方向は、図７（ｄ）の右方側に示すように、第４サブノズル８５から第２サブノズル８３側に向かう方向であり、この高圧エアー１２０Ｅは、図５に示すカバーガラス６６において、図５が記載された紙面の手前側に指向する方向の領域に噴射される。ところで、本実施形態の第５エアー流路９５にも、上記したように第４バッファータンクＢ４が配設されている。よって、第４開閉バルブＶＬ４を閉じると同時に、第５エアー流路９５に配設された第５開閉バルブＶＬ５を開とした場合、上記した第３バッファータンクＢ３と、第４バッファータンクＢ４とが作用することにより、第３サブノズル８４から噴射される高圧エアーの噴射圧力が徐々に低くなると共に、第４サブノズル８５から噴射される高圧エアーの噴射圧力が徐々に高くなることから、エアー噴射ノズル８０から噴射されていた高圧エアー１２０Ｄは、高圧エアー１２０Ｅに急激に切り替わらず、滑らかに切り替わるように調整される。したがって、カバーガラス６６において高圧エアー１２０Ｄが強く吹き付けられていた領域と、高圧エアー１２０Ｅが強く吹き付けられる領域の中間領域にも高圧エアーが十分に吹き付けられて、該領域のカバーガラス６６に付着していたデブリ１１０が良好に除去される。

以上により、エアー噴射ノズル８０から噴射される高圧エアーの方向が、Ｃ→Ｃ１→Ｃ２→Ｃ３→Ｃ４と変化して、カバーガラス６６の所望の領域に順次噴射され、結果として、カバーガラス６６の全領域に満遍なく噴射される。これにより、カバーガラス６６に付着していたデブリ１１０を効果的に除去することができる。また、各サブノズルに高圧エアーを供給するエアー流路９０のそれぞれに、バッファータンクを配設していることから、エアー噴射ノズル８０から噴射される高圧エアーの方向が滑らかに変化することから、エアー噴射ノズル８０から噴射される高圧エアーの方向がＣ→Ｃ１→Ｃ２→Ｃ３→Ｃ４と変化する間の中間領域にも十分に高圧エアーが噴射されて、デブリ１１０がカバーガラス６６の表面に残存するという問題が解消する。

上記した実施形態では、エアー噴射ノズル８０形成されたメインノズル８１の外周領域に均等な間隔で４つのサブノズルを配設したが、本発明はこれに限定されず、サブノズルの数は、任意に設定することが可能である。しかし、カバーガラス６６の全領域に対して高圧エアーを噴射するためには、メインノズル８１を囲繞するサブノズルを３つ以上配設することが好ましい。

また、上記した実施形態では、エアー噴射ノズル８０から噴射される高圧エアーの方向を、Ｃ→Ｃ１→Ｃ２→Ｃ３→Ｃ４と変化させて、カバーガラス６６の所望の領域に順次噴射させるようにしたが、この動作を複数回繰り返して実行し、カバーガラス６６上に残存するデブリ１１０の数をより減少させることもできる。

さらに、上記した実施形態では、高圧エアー供給源Ｐ１と、高圧エアー供給源Ｐ２とを別途用意するようにしたが、本発明はこれに限定されず、１つの高圧エアー供給源Ｐ１を共用することもできる。

２：レーザー加工装置
３：基台
４：保持手段
６：レーザー光線照射手段
６０：光学系
６１：発振器
６２：アッテネータ
６３：反射ミラー
６４：集光器
６４０：筒体
６４１：エアー供給ユニット
６４２：ダウンフロー用エアー流路
６４３：吸引流路
６４３ａ：吸引用開口部
６４４：外気導入路
６４４ａ：外気導入用開口部
６５：集光レンズ
６６：カバーガラス
６７：環状鍔部
６８：開口
８：エアー供給システム
８０：エアー噴射ノズル
８０ａ：ノズル端面
８１：メインノズル
８２：第１サブノズル
８３：第２サブノズル
８４：第３サブノズル
８５：第４サブノズル
１０：ウエーハ
１１：レーザー加工溝
２１：Ｘ軸方向可動板
２２：Ｙ軸方向可動板
２５：チャックテーブル
３０：移動手段
３１：Ｘ軸方向送り手段
３２：Ｙ軸方向送り手段
３７：枠体
３７ａ：垂直壁部
３７ｂ：水平壁部
８０：エアー噴射ノズル
８０ａ：端面
９０：エアー流路
９１：第１エアー流路
９２：第２エアー流路
９３：第３エアー流路
９４：第４エアー流路
９５：第５エアー流路
９６：第６エアー流路
９７：第７エアー流路
１１０：デブリ
１２０Ａ～１２０Ｅ：高圧エアー
Ｂ１：第１バッファータンク
Ｂ２：第２バッファータンク
Ｂ３：第３バッファータンク
Ｂ４：第４バッファータンク
Ｆ１：ダウンフロー
Ｆ２：回収フロー
ＶＬ１：第１開閉バルブ
ＶＬ２：第２開閉バルブ
ＶＬ３：第３開閉バルブ
ＶＬ４：第４開閉バルブ
ＶＬ５：第５開閉バルブ
ＶＬ６：第６開閉バルブ
Ｓ１、Ｓ２：空間
ＬＢ０、ＬＢ１：レーザー光線
Ｐ１、Ｐ２：高圧エアー供給源
Ｐ３：吸引源

Claims (3)

1. 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、該保持手段と該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を少なくとも備えたレーザー加工装置であって、
   該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光する集光器とを備え、
   該集光器は、集光レンズと、被加工物をレーザー加工する際に飛散するデブリから該集光レンズを保護するカバーガラスと、該カバーガラスに向かってエアーを噴射し、デブリを除去するエアー噴射ノズルと、を含み、
   該エアー噴射ノズルは、メインノズルと、サブノズルとを備え、該メインノズルは、該カバーガラスに向けてエアーを噴射し、該サブノズルは、該メインノズルから噴射されたエアーに向けてエアーを噴射することにより該メインノズルから噴射されたエアーの噴射方向を調整するレーザー加工装置。
2. 該集光器は、該カバーガラスを囲繞し被加工物側に突出する筒体と、レーザー加工時に該筒体の内部にエアーを供給して該筒体の内部にデブリの進入を防止するダウンフローを生成するダウンフロー生成部を備える請求項１に記載のレーザー加工装置。
3. 該サブノズルにエアーを供給するエアー流路にバッファータンクを配設し、該メインノズルから噴射するエアーの方向を滑らかに変化させる請求項１、又は２に記載のレーザー加工装置。