JP7479761B2 - レーザー加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物に吸収される波長を有するレーザービームを被加工物に照射して、アブレーション加工を行うレーザー加工装置に関する。

半導体ウェーハ等の板状の被加工物を加工する方法として、被加工物に吸収される波長を有するレーザービームを集光させた状態で被加工物に照射して、被加工物の一部を昇華させるアブレーション加工が知られている。例えば、レーザービームの集光点と、被加工物と、を相対的に所定の方向に移動させることで、被加工物には線状の加工溝が形成される。

アブレーション加工中には、集光点近傍の加工点からデブリと呼ばれる加工屑が飛散する。飛散したデブリが被加工物に付着すると、被加工物の加工後の品質が悪化する。また、デブリが加工点の上方に飛散すると、加工点に届くレーザービームのパワーが低下するので、所定の加工に要する時間が長くなる。

そこで、レーザービームを下方に導くレーザービーム通過口と、レーザービームの進行方向に対して直交する方向でエアを噴射する１つのエア噴射口とを、加工ノズルに設け、エアによりデブリを除去しながら、被加工物に対してアブレーション加工を施すレーザー加工装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

加工ノズルの筐体の底面には、レーザービーム通過口よりも大きな開口が形成されており、エア噴射口と対面する位置には、デブリを吸引する吸引口が形成されている。底面の開口、吸引口及びレーザービーム通過口で囲まれる空間は、飛散したデブリが一時的に取り込まれるデブリ捕獲チャンバとして機能する。

特開２０１７－７７５６８号公報 特開２０１７－３５７１４号公報

しかし、エア噴射口からエアを噴射すると、加工ノズルの筐体の下壁にエアの流れが衝突し、エアの流れが上下方向で分岐して、下壁の下方を流れるエアの流れに沿って加工ノズルの下壁の底面側にデブリが付着することがある。

加工ノズルの下壁の底面側にデブリが付着すると、デブリが底面側から落下して被加工物に付着し、被加工物の加工後の品質が悪化する恐れがあるので、加工ノズルの清掃等を行うメンテナンスの頻度が高くなり、更には、レーザー加工装置のダウンタイムが長くなる。

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、加工点から効率的にデブリを除去しつつ、加工ノズルの筐体の底面へのデブリの付着を抑制することを目的とする。

本発明の一態様によれば、チャックテーブルで保持された被加工物に対して、該被加工物に吸収される波長を有するレーザービームを照射してアブレーション加工を行うレーザー加工装置であって、該レーザービームを集光する集光レンズを有する集光器と、該集光器の下部に固定された加工ノズルと、を備え、該加工ノズルは、該集光レンズによって集光された該レーザービームを該被加工物に向けて通過させるレーザービーム通過口が設けられた上壁と、該上壁の一部の下部に接続された下壁であって、上部が該レーザービーム通過口に接続され、且つ、該レーザービームによってアブレーション加工された該被加工物から飛散するデブリを取り込む開口を下部に有するデブリ捕獲チャンバを含む該下壁と、該上壁の他の一部と該下壁との間に設けられ、該開口から該デブリ捕獲チャンバに取り込まれた該デブリを吸引するための吸引口と、該下壁に設けられ、該レーザービーム通過口を通過する該レーザービームの光路に対して直交する所定方向において該デブリ捕獲チャンバを横断し、該吸引口に向かってエアを噴射する第１のエア噴射口と、該下壁において該第１のエア噴射口より下方に設けられ、該所定方向において該デブリ捕獲チャンバを横断し、該吸引口に向かってエアを噴射する第２のエア噴射口と、を有し、該第１のエア噴射口は、該加工ノズルの筐体に接続されている一の管部に接続しており、該第１のエア噴射口には、該一の管部と、該一の管部に接続された一の流量調整ユニットと、を介して、エア供給源からエアが供給され、該第２のエア噴射口は、該加工ノズルの該筐体に接続されている他の管部に接続しており、該第２のエア噴射口には、該他の管部と、該他の管部に接続され該一の流量調整ユニットとは異なる他の流量調整ユニットと、を介して、該エア供給源からエアが供給され、該第２のエア噴射口から噴射されるエアの流量は、該第１のエア噴射口から噴射されるエアの流量よりも小さいレーザー加工装置が提供される。
好ましくは、該下壁のうち該上壁の該一部の下部に位置する一部は、該デブリ捕獲チャンバに接し、該筐体の長手方向において該吸引口とは反対側に位置する第１内面と、該筐体の該長手方向において該第１内面とは反対側に位置する第１外面と、を有し、該上壁の該一部は、該加工ノズルの該筐体の高さ方向において該デブリ捕獲チャンバと接続している空洞部に接し、該下壁の該第１内面の上方に位置する第２内面と、該筐体の該長手方向において該第２内面とは反対側に位置する第２外面と、を有し、該下壁の該一部の該第１外面と、該上壁の該一部の該第２外面とは、開口を有さず、該第１のエア噴射口及び該第２のエア噴射口は、該下壁の該一部の該第１内面に設けられている。
また好ましくは、該集光器は、該筐体の高さ方向において該デブリ捕獲チャンバと接続している空洞部に接続する貫通孔を有し、該集光器は、該貫通孔に設けられ、該集光レンズと、該貫通孔の下端と、の間に位置するカバーガラスと、該カバーガラスと、該貫通孔の下端と、の間に位置し、該空洞部に接する内周側面に設けられ、エアを噴射するための環状溝と、を更に有する。

エアの流れが上下方向で分岐することを防ぐために、例えば、１つのエア噴射口からのエアの流量を下げることが考えられる。しかし、この場合、デブリ捕獲チャンバ内のデブリにはエアの流れが及び難くなり、吸引口へデブリを排出する排出性能が低下することが懸念される。

また、エアの流れが上下方向で分岐しない様に、１つのエア噴射口の位置を上方に移動して流量を下げずにエアを噴射すると、エアの流れが分岐しないので、下壁の底面側にデブリは付着しなくなると考えられる。しかし、デブリ捕獲チャンバのうち加工点に近い領域では、エアの効果が及び難くなるので、この場合も、レーザー加工時におけるデブリの排出性能が低下する。

これに対して、本発明の一態様に係る加工ノズルは、第１のエア噴射口と、第１のエア噴射口より下方に配置された第２のエア噴射口と、を有し、第２のエア噴射口から噴射されるエアの流量は、第１のエア噴射口から噴射されるエアの流量よりも小さい。これにより、下壁の底面側へのデブリの付着を防止しつつ、且つ、デブリの排出性能の低下を防止できる。つまり、デブリの付着防止と、デブリの排出性能の低下防止と、を両立できる。

レーザー加工装置の斜視図である。 集光器等の底面斜視図である。 集光器等の一部断面側面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、レーザー加工装置２の斜視図である。なお、図１では、レーザー加工装置２の構成要素の一部を機能ブロックで示している。

また、以下において、Ｘ軸方向（加工送り方向、左右方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向、前後方向）、及び、Ｚ軸方向（高さ方向、上下方向）は、互いに直交する方向である。レーザー加工装置２の前面側には、操作パネル４が設けられている。

オペレーターは、例えば、操作パネル４を介して所定の入力を行うことにより、レーザー加工装置２に対して加工条件を設定できる。レーザー加工装置２の前面側の側面には、液晶ディスプレイ等の表示装置６が設けられている。

レーザー加工装置２では、被加工物１１に対してアブレーション加工を行う。被加工物１１は、例えば、シリコン等の半導体ウェーハで形成されており、被加工物１１の表面１１ａ側には、格子状に複数の分割予定ライン（不図示）が設定されている。

複数の分割予定ラインで区画される各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイス（不図示）が形成されている。被加工物１１の裏面１１ｂ側には、樹脂で形成された円形のダイシングテープ（粘着テープ）１３が貼り付けられる。

ダイシングテープ１３の径は、被加工物１１の径よりも大きく、ダイシングテープ１３の中央部には被加工物１１が貼り付けられ、ダイシングテープ１３の外周部には金属で形成された環状のフレーム１５の一面が貼り付けられる。

被加工物１１、ダイシングテープ１３及びフレーム１５は、フレームユニット１７を構成する。複数のフレームユニット１７は、１つのカセット８に収容され、当該カセット８は、レーザー加工装置２の前方の角部に設けられた矩形板状のカセットテーブル１０に載置される。

カセットテーブル１０の下方には、カセットテーブル１０を上下に移動させるカセットエレベータ１２が連結されている。カセットテーブル１０の後方には、フレームユニット１７を搬送するプッシュプルアーム１４が設けられている。

プッシュプルアーム１４は、フレームユニット１７のフレーム１５を把持した状態でカセット８から加工前の被加工物１１を搬出する。また、プッシュプルアーム１４は、フレーム１５を押すことで加工後の被加工物１１をカセット８へ搬入する。

プッシュプルアーム１４の移動経路の両脇には、一対の位置決め部材（ガイドレール）１６が設けられている。一対の位置決め部材１６は、フレームユニット１７のＸ軸方向の位置を調整する。

一対の位置決め部材１６の近傍には、フレームユニット１７を搬送する第１の搬送ユニット１８が設けられている。第１の搬送ユニット１８は、アームと、アームの一端側に設けられた吸着パッドと、アームの他端側に設けられた旋回機構と、を有する。

第１の搬送ユニット１８は、フレーム１５を吸着機構で吸着した状態で、旋回機構によりアームを所定角度回転させることで、フレームユニット１７を一対の位置決め部材１６から円盤状のチャックテーブル２０へ搬送する。

チャックテーブル２０は、Ｘ軸方向において、カセットテーブル１０及びカセットエレベータ１２に隣接して配置されている。チャックテーブル２０は、金属で形成された円盤状の枠体を有する。

枠体の上面側には、円盤状の凹部（不図示）が形成されており、この凹部には円盤状の多孔質プレートが固定されている。多孔質プレートの下面側には、枠体の内部に形成されている流路（不図示）の一端が接続されている。

この流路の他端には、エジェクタ等の吸引源（不図示）が接続されている。吸引源を動作させると、多孔質プレートの上面には負圧が発生する。枠体の上面と、多孔質プレートの上面とは、略平坦な面一の保持面２０ａとして機能する。

被加工物１１は、表面１１ａが露出する態様で保持面２０ａに配置され、ダイシングテープ１３を介してその裏面１１ｂ側が保持面２０ａで保持される。このとき、フレーム１５は、チャックテーブル２０の外周部に設けられた複数のクランプ２０ｂで挟持される。

チャックテーブル２０の下方には、Ｚ軸方向に略平行な所定の回転軸の周りにチャックテーブル２０を回転させるモーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。回転駆動源の下方には、チャックテーブル２０及び回転駆動源をＸ軸方向に沿って移動させる加工送りユニット（不図示）が連結されている。

加工送りユニットは、回転駆動源を支持するＸ軸移動テーブル（不図示）を有する。Ｘ軸移動テーブルは、Ｘ軸に平行に配置された一対のＸ軸ガイドレール（不図示）上にスライド可能な態様で設けられている。

一対のＸ軸ガイドレールの間には、Ｘ軸方向に沿ってボールねじ（不図示）が配置されている。ボールねじの一端には、ボールねじを回転させるためのパルスモーター等の駆動源（不図示）が連結されている。

ボールねじには、Ｘ軸移動テーブルの下面に設けられたナット部（不図示）が回転可能な態様で連結している。パルスモーター等の駆動源を駆動させれば、チャックテーブル２０は、回転駆動源と共にＸ軸方向に沿って移動する。

チャックテーブル２０の移動経路の上方には、保持面２０ａに対面する撮像ユニット２２が設けられている。撮像ユニット２２は、対物レンズを含む所定の光学系や、イメージセンサ等を有しており、例えば、保持面２０ａで保持された被加工物１１の表面１１ａ側を撮像する。

撮像により取得された画像は、例えば、表示装置６に表示される。撮像ユニット２２に対してＸ軸方向の一方側には、レーザービーム照射ユニット２４が設けられている。レーザービーム照射ユニット２４は、レーザービーム形成ユニット２６を有する。

レーザービーム形成ユニット２６は、レーザービームを発振するレーザー発振器（不図示）を有する。レーザー発振器は、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ又はＮｄ：ＹＶＯ_４で形成されたロッド状のレーザー媒質を含む。レーザー発振器は、例えば、出力がパルス状であるレーザービームを外部に出射する。

また、レーザービーム形成ユニット２６は、例えば、レーザービームの出力を調整する出力調整部（不図示）を有する。出力調整部は、例えば、減衰器（アッテネータ）を含む。レーザービーム形成ユニット２６は、レーザー発振器から出射されたレーザービームを、例えば、平均出力６．０Ｗに調整する。

レーザー発振器から出射されるレーザービームＬ（図２等参照）は、被加工物１１に吸収される波長（例えば、波長３５５ｎｍ）を有するパルス状のレーザービームであり、加工ヘッド２８の集光器３０に入射する。

ここで、図２及び図３を参照し、集光器３０等の構造について説明する。図２は、集光器３０等の底面斜視図であり、図３は、集光器３０等の一部断面側面図である。集光器３０は、直方体状の筐体３２を有する。

図３に示す様に、筐体３２には、略円柱状の貫通孔３４が形成されている。貫通孔３４の上部には、レーザービームＬを集光する集光レンズ３６が固定されている。集光レンズ３６の光軸３６ａは、Ｚ軸方向と略平行に配置されている。

集光レンズ３６と、貫通孔３４の下端と、の間には、円盤状のカバーガラス３６ｂが固定されている。カバーガラス３６ｂは、レーザービームＬを透過させる。筐体３２の下部には、Ｙ軸方向に沿って延伸する態様で管部３８が固定されている。

管部３８には、エア供給源４０から第１の流量調整ユニット４２を介して、エアが供給される。エア供給源４０は、エアを圧縮して送り出すコンプレッサ、圧縮されたエアを貯留するタンク等を有する。

第１の流量調整ユニット４２は、流量調整弁（不図示）を有し、管部３８に供給するエアの流量を調整する。貫通孔３４を規定する筐体３２の内周側面の所定の高さ位置には、当該内周側面の周方向に沿って環状溝３８ａが形成されている。

環状溝３８ａには、流路３８ｂの一端が接続され、この流路３８ｂの他端には、管部３８が接続されている。環状溝３８ａには、流路３８ｂを介してエアが供給される。環状溝３８ａからは、例えば、１０Ｌ／分でエアが噴射され、噴射されたエアは、下方へ流れる気流を形成する。

この気流は、後述する筐体５２に形成されている下部開口５６ｂを通じて、筐体５２の外部へ流れ出る。当該気流により、デブリ１９等のゴミがカバーガラス３６ｂへ付着することが低減される。

集光器３０の下部には、加工ノズル５０が固定されている。加工ノズル５０は、筐体３２よりもＸ軸方向に長い略直方体形状の筐体５２を有する。筐体５２は、上部に位置する上壁５４を含む。上壁５４には、逆円錐台状の空洞部５６が形成されている。

なお、図３では、空洞部５６の＋Ｘ側に位置する上壁５４を＋Ｘ側上壁５４ａ（上壁５４の一部）とし、空洞部５６の－Ｘ側に位置する上壁５４を－Ｘ側上壁５４ｂ（上壁５４の他の一部）としている。

空洞部５６の高さ方向は、Ｚ軸方向と略平行である。筐体５２の位置は、空洞部５６が貫通孔３４と同心状になり、且つ、空洞部５６の上部開口５６ａと貫通孔３４の下端とが連続的に接続する様に、調整されている。

空洞部５６の下端には、上部開口５６ａよりも小さい径を有する円形の下部開口５６ｂが位置している。下部開口５６ｂは、集光レンズ３６によって集光されたレーザービームＬが通過するレーザービーム通過口として機能する。レーザービームＬは、下部開口５６ｂから、加工ノズル５０の下方に位置する被加工物１１に向けて照射される。

下部開口５６ｂに対して＋Ｘ側上壁５４ａの下部には、下壁５８を構成する＋Ｘ側下壁５８ａが接続されている。図３では、便宜的に、＋Ｘ側上壁５４ａと、＋Ｘ側下壁５８ａとの境界を破線で示すが、＋Ｘ側上壁５４ａと、＋Ｘ側下壁５８ａとは、一体的に形成されている。

下部開口５６ｂに対して＋Ｘ側下壁５８ａとは反対側、且つ、－Ｘ側上壁５４ｂに対向する位置には、下壁５８を構成する－Ｘ側下壁５８ｂが配置されている。下壁５８の下部の一部には、アブレーション加工時に被加工物１１から飛散するデブリ１９を取り込むための開口６０が形成されている。

開口６０は、図２で示す様に筐体５２の底面５２ａ側から見た場合に、略五角形の形状を有する。ところで、－Ｘ側上壁５４ｂと、－Ｘ側下壁５８ｂと、の間には、デブリ１９等を吸引するための吸引路６２が形成されている。

吸引路６２の＋Ｘ側の端部には、吸引口６２ａが位置しており、吸引路６２の－Ｘ側の端部には、エジェクタ等の吸引源６４が接続されている。吸引源６４は、吸引路６２を、例えば、－１０ｋＰａ以上－１ｋＰａ以下の所定のゲージ圧とすることで、吸引口６２ａからデブリ１９等を吸引する。

下部開口５６ｂ及び開口６０と、＋Ｘ側下壁５８ａの－Ｘ側の側面及び吸引口６２ａと、に囲まれた空間は、デブリ捕獲チャンバ６６として機能する。アブレーション加工時に被加工物１１から飛散するデブリ１９は、開口６０からデブリ捕獲チャンバ６６に取り込まれ、その後、吸引路６２へ吸引される。

なお、デブリ捕獲チャンバ６６の上部は、下部開口５６ｂに接続しており、デブリ捕獲チャンバ６６の一部は、下部開口５６ｂから出射されるレーザービームＬを被加工物１１に向けて通過させる機能も有する。

＋Ｘ側下壁５８ａには、第１のエア噴射部７０が設けられている。第１のエア噴射部７０は、Ｙ軸方向に沿って延伸し、筐体５２に接続している管部７２を有する。管部７２には、エア供給源４０から第２の流量調整ユニット４４を介して、エアが供給される。

第２の流量調整ユニット４４は、流量調整弁を有し、管部７２に供給するエアの流量を調整する。＋Ｘ側下壁５８ａのデブリ捕獲チャンバ６６側の側面（即ち、－Ｘ側の表面）には、第１のエア噴射口７２ａが形成されている。

第１のエア噴射口７２ａには、Ｘ軸方向に沿って＋Ｘ側下壁５８ａに形成されている流路７２ｂを介して、管部７２からエアが供給される。第１のエア噴射口７２ａは、これをＸ軸方向に沿って見た場合に、Ｙ軸方向において幅広の長穴形状を有する。

第１のエア噴射口７２ａは、例えば、Ｙ軸方向に約２．５ｍｍの幅を有し、Ｚ軸方向に１．０ｍｍの幅を有する。第１のエア噴射口７２ａは、下部開口５６ｂを通過するレーザービームＬの光路に対して直交するＸ軸方向（所定方向）においてデブリ捕獲チャンバ６６を横断する様に、吸引口６２ａに向かってエアを噴射する。

Ｙ軸方向に幅広の第１のエア噴射口７２ａからエアを噴射することで、Ｙ軸方向の幅が狭い第１のエア噴射口７２ａを用いる場合に比べて、カバーガラス３６ｂへのデブリ１９の付着をより確実に低減できる。

第１のエア噴射部７０の下方における＋Ｘ側下壁５８ａには、第２のエア噴射部７４が設けられている。第２のエア噴射部７４は、Ｙ軸方向に沿って延伸し、筐体５２に接続している管部７６を有する。管部７６には、エア供給源４０から第３の流量調整ユニット４６を介して、エアが供給される。

第３の流量調整ユニット４６は、流量調整弁を有し、管部７６に供給するエアの流量を調整する。第１のエア噴射口７２ａの下方において、＋Ｘ側下壁５８ａの－Ｘ側のデブリ捕獲チャンバ６６側の側面には、第２のエア噴射口７６ａが形成されている。

第２のエア噴射口７６ａには、Ｘ軸方向に沿って＋Ｘ側下壁５８ａに形成されている流路７６ｂを介して、管部７６からエアが供給される。第２のエア噴射口７６ａは、Ｘ軸方向で見た場合に円形形状を有する。

第２のエア噴射口７６ａは、例えば、約１．５ｍｍの直径を有する。しかし、第２のエア噴射口７６ａは、第１のエア噴射口７２ａと同様の長穴形状を有してもよい。第２のエア噴射口７６ａの中心は、第１のエア噴射口７２ａの中心から、所定距離だけ離れた下方に配置される。

例えば、第１のエア噴射口７２ａの中心から開口６０までの第１距離は、第２のエア噴射口７６ａの中心から開口６０までの第２距離の、１．０５倍以上３．３４倍以下の所定値に調整される（即ち、１．０５≦第１距離／第２距離≦３．３４）。

第２のエア噴射口７６ａも、第１のエア噴射口７２ａと同様に、Ｘ軸方向（所定方向）においてデブリ捕獲チャンバ６６を横断する様に、吸引口６２ａに向かってエアを噴射する。本実施形態において第２のエア噴射口７６ａから噴射されるエアの流量は、第１のエア噴射口７２ａから噴射されるエアの流量よりも小さい。

第２のエア噴射口７６ａからのエアの流量は、第１のエア噴射口７２ａからのエアの流量の１／２以下、１／３以下、１／４以下等に調整される。例えば、第１のエア噴射口７２ａからは、７０Ｌ／分以上１００Ｌ／分以下の所定値でエアが噴射され、第２のエア噴射口７６ａからは、２０Ｌ／分以上３０Ｌ／分以下の所定値でエアが噴射される。

デブリ捕獲チャンバ６６へ取り込まれたデブリ１９は、第１のエア噴射口７２ａ及び第２のエア噴射口７６ａからのエアにアシストされて吸引口６２ａに吸引された後、加工ヘッド２８から排出される。

この様に、デブリ捕獲チャンバ６６、吸引口６２ａ、第１のエア噴射口７２ａ及び第２のエア噴射口７６ａ等は、デブリ１９を吸引し除去するデブリ除去ユニットとして機能する。

ここで、比較例として、＋Ｘ側下壁５８ａに１つのエア噴射口が設けられている場合を考える。この場合、デブリ捕獲チャンバ６６に取り込まれたデブリ１９を確実に吸引口６２ａへ飛ばすために所定の流量でエアを噴射すると、－Ｘ側下壁５８ｂにエアの流れが衝突する可能性がある。

－Ｘ側下壁５８ｂにエアの流れが衝突すると、エアの流れが上下方向で分岐し、下壁５８の下方を流れるエアの流れに沿って－Ｘ側下壁５８ｂの底面５２ａ側（例えば、後述するシャッタ８６）にデブリ１９が付着することがある。

これに対して、－Ｘ側下壁５８ｂの底面５２ａ側にデブリ１９が付着することを防ぐために、１つのエア噴射口からのエアの流量を所定の流量よりも下げた場合、エアの流れがデブリ捕獲チャンバ６６内のデブリ１９には及び難くなり、吸引口６２ａへデブリ１９を排出する排出性能が低下することが懸念される。

また、エアの流れが上下方向で分岐しない様に、１つのエア噴射口の位置を上方に移動して流量のエアを所定の流量で噴射すると、エアの流れが分岐しないので、－Ｘ側下壁５８ｂの底面５２ａ側にデブリ１９は付着しなくなると考えられる。しかし、デブリ捕獲チャンバ６６のうち加工点Ｐに近い領域ではエアの効果が及び難くなる。それゆえ、この場合も、レーザー加工時におけるデブリ１９の排出性能が低下する。

これに対して、本実施形態では、第１のエア噴射口７２ａと、第１のエア噴射口７２ａより下方に位置する第２のエア噴射口７６ａと、を加工ノズル５０に設け、第２のエア噴射口７６ａから噴射されるエアの流量を、第１のエア噴射口７２ａから噴射されるエアの流量よりも小さくする。

これにより、－Ｘ側下壁５８ｂの底面５２ａ側へのデブリ１９の付着を防止しつつ、且つ、デブリ１９の排出性能の低下を防止できる。つまり、デブリ１９の付着防止と、デブリ１９の排出性能の低下防止と、を両立できる。それゆえ、加工点Ｐから効率的にデブリ１９を除去しつつ、－Ｘ側下壁５８ｂの底面５２ａへのデブリ１９の付着を抑制できる。

－Ｘ側上壁５４ｂの底部であって吸引口６２ａの近傍には、洗浄部８０が設けられている。洗浄部８０は、Ｙ軸方向に沿って延伸し、筐体５２に接続している管部８２を有する。管部８２には、第４の流量調整ユニット（不図示）を介して純水等の洗浄水が供給される。

第４の流量調整ユニットは、流量調整弁を有し、管部８２に供給する洗浄水の流量を調整する。－Ｘ側上壁５４ｂの底面には、洗浄水供給口８２ａが形成されている。洗浄水は、レーザー加工後にデブリ捕獲チャンバ６６を洗浄する際に利用される。

下壁５８の底面５２ａには、開口６０を開閉するためのシャッタ機構８４が設けられている。なお、図２では、便宜上、シャッタ機構８４を省略している。シャッタ機構８４は、開口６０を覆う十分な面積を有するシャッタ８６を含む。

シャッタ８６は、シャッタ移動装置（不図示）により、Ｘ軸方向に沿って移動可能である。シャッタ機構８４は、レーザー加工時には、開口６０を開ける様にシャッタ８６を－Ｘ側に移動させ、レーザー加工終了後には、開口６０を閉じる様にシャッタ８６を＋Ｘ側に移動させる。

ここで、図１に戻り、レーザー加工装置２の他の構成要素について説明する。レーザービーム照射ユニット２４には、Ｙ軸Ｚ軸移動機構（不図示）が連結されている。Ｙ軸Ｚ軸移動機構により、レーザービーム照射ユニット２４は、Ｙ軸及びＺ軸方向に移動可能である。

なお、レーザー加工装置２においてチャックテーブル２０がＸ軸方向及びＹ軸方向の両方向に移動可能に構成されている場合、レーザービーム照射ユニット２４には、レーザービーム照射ユニット２４をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動機構（不図示）が連結されてもよい。

チャックテーブル２０の後方（＋Ｙ側）には、フレームユニット１７を搬送する第２の搬送ユニット８８が設けられている。第２の搬送ユニット８８の下方には、塗布洗浄ユニット９０が設けられている。

塗布洗浄ユニット９０は、フレームユニット１７を吸引保持するスピンナテーブル（不図示）を有する。スピンナテーブルの上方には、スピンナテーブルの保持面に向けて純水等の洗浄水を噴射する洗浄ノズル（不図示）が設けられている。

洗浄ノズルと異なる位置には、保持面に向けて水溶性樹脂を噴射する樹脂塗布ノズル（不図示）が設けられている。水溶性樹脂は、ポリビニルアルコール、エチレングリコール等である。

被加工物１１の表面１１ａに水溶性樹脂を塗布した後、乾燥させることで、表面１１ａには、水溶性の保護膜２１（図３参照）が形成される。保護膜２１を形成することで、表面１１ａにデブリ１９が直接付着することを防止できる。

また、レーザー加工後に、洗浄ノズルから表面１１ａに洗浄水を出した状態でスピンナテーブルを回転させることで、保護膜２１を除去できる。これにより、表面１１ａから、保護膜２１及びデブリ１９を併せて除去できる。

カセットエレベータ１２、プッシュプルアーム１４、位置決め部材１６、第１の搬送ユニット１８、チャックテーブル２０、撮像ユニット２２、レーザービーム照射ユニット２４、第２の搬送ユニット８８、塗布洗浄ユニット９０等の動作は、制御部９２により制御される。

制御部９２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表されるプロセッサ（処理装置）と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。

補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御部９２の機能が実現される。制御部９２は、被加工物１１に対するレーザー加工を自動的に実行する。

次に、レーザー加工の手順について説明する。まず、プッシュプルアーム１４等で、カセット８からフレームユニット１７を搬出し、次いで、第１の搬送ユニット１８でフレームユニット１７を塗布洗浄ユニット９０へ搬送する。

そして、塗布洗浄ユニット９０で表面１１ａ側に保護膜２１を形成する（保護膜形成工程Ｓ１０）。保護膜形成工程Ｓ１０の後、第１の搬送ユニット１８でフレームユニット１７をチャックテーブル２０へ搬送する。

保持面２０ａで裏面１１ｂ側を吸引保持し、次いで、撮像ユニット２２等を用いて分割予定ラインをＸ軸方向と略平行に位置合わせする。また、下部開口５６ｂの直下の領域を一の分割予定ラインの延長線上に位置付ける。

そして、集光点を表面１１ａ近傍に位置付けた状態でレーザービームＬを照射しながら、チャックテーブル２０と加工ヘッド２８とをＸ軸方向に沿って相対的に加工送りする。被加工物１１の表面１１ａ側は、集光点の移動経路に沿ってアブレーション加工されて、レーザー加工溝２３が形成される（図３参照）。

一の方向における全ての分割予定ラインに沿って被加工物１１をアブレーション加工した後、チャックテーブル２０を９０度回転させる。そして、一の方向と直交する他の方向における全ての分割予定ラインに沿って同様に被加工物１１をアブレーション加工する（レーザー加工工程Ｓ２０）。

一般的に、被加工物１１及び保護膜２１に対してアブレーション加工を行う場合には、保護膜２１が形成されていない被加工物１１のみに対してアブレーション加工を行う場合と比べて、デブリ１９が－Ｘ側下壁５８ｂの底面５２ａ側に付着しやすい。

しかし、本実施形態では、上述の様に、－Ｘ側下壁５８ｂの底面５２ａ側へのデブリ１９の付着を防止しつつ、且つ、デブリ１９の排出性能の低下を防止できる。それゆえ、保護膜２１が形成された被加工物１１をアブレーション加工する場合であっても、デブリ１９の底面５２ａへの付着を低減できる。従って、加工点Ｐから効率的にデブリ１９を除去しつつ、底面５２ａへのデブリ１９の付着を抑制できる。

レーザー加工工程Ｓ２０の後、第２の搬送ユニット８８が、チャックテーブル２０から塗布洗浄ユニット９０へフレームユニット１７を搬送し、スピンナテーブルの保持面で被加工物１１の裏面１１ｂ側を保持する。

塗布洗浄ユニット９０では、スピンナテーブルを回転させた状態で、被加工物１１の表面１１ａ側へ、洗浄ノズルから洗浄水を噴射する。これにより、デブリ１９及び保護膜２１を洗浄により除去する。その後、洗浄ノズルからの洗浄水の噴射を止め、スピンナテーブルを回転させることで、被加工物１１を乾燥させる（洗浄乾燥工程Ｓ３０）。

洗浄乾燥工程Ｓ３０の後、第１の搬送ユニット１８、プッシュプルアーム１４等が、フレームユニット１７をカセット８へ搬入する。その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２：レーザー加工装置、４：操作パネル、６：表示装置
８：カセット、１０：カセットテーブル
１１：被加工物、１１ａ：表面、１１ｂ：裏面
１２：カセットエレベータ、１４：プッシュプルアーム、１６：位置決め部材
１３：ダイシングテープ、１５：フレーム、１７：フレームユニット
１８：第１の搬送ユニット、２２：撮像ユニット
１９：デブリ、２１：保護膜、２３：レーザー加工溝
２４：レーザービーム照射ユニット、２６：レーザービーム形成ユニット
２８：加工ヘッド、３０：集光器、３２：筐体、３４：貫通孔
３６：集光レンズ、３６ａ：光軸、３６ｂ：カバーガラス
３８：管部、３８ａ：環状溝、３８ｂ：流路
４０：エア供給源、４２：第１の流量調整ユニット
４４：第２の流量調整ユニット、４６：第３の流量調整ユニット
５０：加工ノズル、５２：筐体、５２ａ：底面
５４：上壁、５４ａ：＋Ｘ側上壁、５４ｂ：－Ｘ側上壁
５６：空洞部、５６ａ：上部開口、５６ｂ：下部開口（レーザービーム通過口）
５８：下壁、５８ａ：＋Ｘ側下壁、５８ｂ：－Ｘ側下壁
６０：開口、６２：吸引路、６２ａ：吸引口、６４：吸引源、６６：デブリ捕獲チャンバ
７０：第１のエア噴射部、７２：管部、７２ａ：第１のエア噴射口、７２ｂ：流路
７４：第２のエア噴射部、７６：管部、７６ａ：第２のエア噴射口、７６ｂ：流路
８０：洗浄部、８２：管部、８２ａ：洗浄水供給口
８４：シャッタ機構、８６：シャッタ、８８：第２の搬送ユニット、９０：塗布洗浄ユニット、９２：制御部、Ｌ：レーザービーム、Ｐ：加工点

Claims (3)

1. チャックテーブルで保持された被加工物に対して、該被加工物に吸収される波長を有するレーザービームを照射してアブレーション加工を行うレーザー加工装置であって、
   該レーザービームを集光する集光レンズを有する集光器と、
   該集光器の下部に固定された加工ノズルと、を備え、
   該加工ノズルは、
   該集光レンズによって集光された該レーザービームを該被加工物に向けて通過させるレーザービーム通過口が設けられた上壁と、
   該上壁の一部の下部に接続された下壁であって、上部が該レーザービーム通過口に接続され、且つ、該レーザービームによってアブレーション加工された該被加工物から飛散するデブリを取り込む開口を下部に有するデブリ捕獲チャンバを含む該下壁と、
   該上壁の他の一部と該下壁との間に設けられ、該開口から該デブリ捕獲チャンバに取り込まれた該デブリを吸引するための吸引口と、
   該下壁に設けられ、該レーザービーム通過口を通過する該レーザービームの光路に対して直交する所定方向において該デブリ捕獲チャンバを横断し、該吸引口に向かってエアを噴射する第１のエア噴射口と、
   該下壁において該第１のエア噴射口より下方に設けられ、該所定方向において該デブリ捕獲チャンバを横断し、該吸引口に向かってエアを噴射する第２のエア噴射口と、を有し、
   該第１のエア噴射口は、該加工ノズルの筐体に接続されている一の管部に接続しており、該第１のエア噴射口には、該一の管部と、該一の管部に接続された一の流量調整ユニットと、を介して、エア供給源からエアが供給され、
   該第２のエア噴射口は、該加工ノズルの該筐体に接続されている他の管部に接続しており、該第２のエア噴射口には、該他の管部と、該他の管部に接続され該一の流量調整ユニットとは異なる他の流量調整ユニットと、を介して、該エア供給源からエアが供給され、
   該第２のエア噴射口から噴射されるエアの流量は、該第１のエア噴射口から噴射されるエアの流量よりも小さいことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 該下壁のうち該上壁の該一部の下部に位置する一部は、
   該デブリ捕獲チャンバに接し、該筐体の長手方向において該吸引口とは反対側に位置する第１内面と、
   該筐体の該長手方向において該第１内面とは反対側に位置する第１外面と、
   を有し、
   該上壁の該一部は、
   該加工ノズルの該筐体の高さ方向において該デブリ捕獲チャンバと接続している空洞部に接し、該下壁の該第１内面の上方に位置する第２内面と、
   該筐体の該長手方向において該第２内面とは反対側に位置する第２外面と、
   を有し、
   該下壁の該一部の該第１外面と、該上壁の該一部の該第２外面とは、開口を有さず、
   該第１のエア噴射口及び該第２のエア噴射口は、該下壁の該一部の該第１内面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工装置。
3. 該集光器は、該筐体の高さ方向において該デブリ捕獲チャンバと接続している空洞部に接続する貫通孔を有し、
   該集光器は、
   該貫通孔に設けられ、該集光レンズと、該貫通孔の下端と、の間に位置するカバーガラスと、
   該カバーガラスと、該貫通孔の下端と、の間に位置し、該空洞部に接する内周側面に設けられ、エアを噴射するための環状溝と、
   を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー加工装置。

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