JP2011041962A

JP2011041962A - レーザー加工装置

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Publication number: JP2011041962A
Application number: JP2009191717A
Authority: JP
Inventors: Jun Maehara; 純前原; Yukio Morishige; 幸雄森重
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: DE102010039462B4; JP5431831B2; CN101992351B; US20110042362A1; DE102010039462A1; US8263900B2; CN101992351A

Abstract

【課題】噴射ノズルから噴射される液柱に沿って照射されるレーザー光線が屈折することを防止したレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブル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、チャックテーブルとレーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段とを具備し、レーザー光線照射手段がレーザー光線発振手段とレーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光する集光レンズを備えた加工ヘッドとを具備するレーザー加工装置であって、加工ヘッドは集光レンズによって集光されたレーザー光線の光軸に沿って液体を噴出する噴射ノズルを備えた液柱形成機構と、液柱形成機構の下側に配設され噴射ノズルから噴射される液柱が通過する挿通路および該挿通路を囲繞して形成され吸引手段に連通する環状の吸引口を備えた水滴吸引機構とを具備している。
【選択図】図２

Description

本発明は、噴射ノズルから噴射された液柱に沿ってレーザー光線を照射して被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。

近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、被加工物に形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿ってメカニカルブレーキング装置によって割断する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

レーザー加工装置を用いて半導体ウエーハのストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成すると、半導体ウエーハへのレーザー光線の照射によりデブリが発生し、このデブリがデバイスの表面に付着してデバイスの品質を低下させるという問題がある。従って、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザー加工溝を形成する際には、予め半導体ウエーハの表面に保護被膜を被覆し、この保護被膜を通してレーザー光線を照射するようにしているが、半導体ウエーハの表面に保護被膜を被覆する工程を追加しなければならず、生産性が悪い。また、半導体ウエーハにレーザー光線を照射するとデバイスが加熱されるため、デバイスの品質を低下させるという問題もある。

レーザー光線を照射することにより発生するデブリの影響を解消するとともに、ウエーハ等の被加工物の加熱を防ぐレーザー加工方法として、噴射ノズルから糸状の液柱を噴射し、この液柱に沿ってレーザー光線を照射するようにしたレーザー加工方法が提案されている。このレーザー加工方法は、集光されたレーザー光線を糸状の液柱を介して被加工物まで導くので、集光レンズの焦点の位置に関係なくレーザー加工ができるメリットがあるとともに、レーザー加工時に発生する熱が冷却されるため熱によるウエーハ等の被加工物の品質低下を防止できるという利点がある。（例えば、特許文献２参照。）

特開平１０−３０５４２１号公報特開２００６−２５５７６９号公報

而して、噴射ノズルから噴射される液柱はチャックテーブルに保持される被加工物の表面に衝突して飛散し、飛散した水滴が噴射ノズルの下面に付着し、この水滴が成長して落下し液柱に接触すると液柱が乱れレーザー光線が屈折して所定位置に正確に照射することができないという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、噴射ノズルから噴射される液柱に沿って照射されるレーザー光線が屈折することを防止した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チャックテーブルと、該チャックテーブル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、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段とを具備し、該レーザー光線照射手段がレーザー光線発振手段と該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光する集光レンズを備えた加工ヘッドとを具備するレーザー加工装置において、
該加工ヘッドは、該集光レンズによって集光されたレーザー光線の光軸に沿って液体を噴出する噴射ノズルを備えた液柱形成機構と、該液柱形成機構の下側に配設され該噴射ノズルから噴射される液柱が通過する挿通路および該挿通路を囲繞して形成され吸引手段に連通する環状の吸引口を備えた水滴吸引機構と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置が提供される。

上記水滴吸引機構は、上記噴射ノズルから噴出される液柱が通過する第１の挿通路を備えた底壁と、該底壁の外周から立設して形成され上記液柱形成機構の下端部に嵌合する環状の側壁と、該底壁の下面に突出して形成され噴射ノズルから噴出される液柱が通過する第２の挿通路を備えた第１の筒体と、該第１の筒体を囲繞して配設され第１の筒体の外周面との間に環状の吸引口を形成する第２の筒体とを具備し、該環状の吸引口が上記吸引手段に連通されている。
上記第１の筒体および第２の筒体の下面は、内周から外周に向けて下方に傾斜するテーパー面に形成されていることが望ましい。
また、上記水滴吸引機構を構成する上記底壁の上面外周部に環状の支持棚が設けられ、上記環状の側壁が嵌合された上記液柱形成機構の下面と底壁の上面との間に外気導入室が形成されていることが望ましい。

本発明によるレーザー加工装置においては、加工ヘッドを構成する液柱形成機構の下側に噴射ノズルから噴射される液柱が通過する挿通路および該挿通路を囲繞して形成され吸引手段に連通する環状の吸引口を備えた水滴吸引機構を配設したので、噴射ノズルから噴射される液柱がチャックテーブルに保持された被加工物の表面に衝突して飛散し、飛散した水滴が水滴吸引機構の下面に付着するが、この水滴は環状の吸引口を通して吸引され除去される。従って、水滴が噴射ノズルから噴射される液柱に接触してレーザー光線を屈折させることがないので、レーザー光線を所定位置に正確に照射せることができる。

本発明によって構成されたレーザー加工装置の斜視図。図１に示すレーザー加工装置に装備されるパルスレーザー光線照射手段の構成ブロック図。図２に示すパルスレーザー光線照射手段を構成する加工ヘッドを構成する水滴吸引機構の平面図。図３に示す水滴吸引機構のA―A断面図。

以下、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図が示されている。図１に示すレーザー加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（Ｘ軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に上記Ｘ軸方向と直交する矢印Ｙで示す割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構４と、該レーザー光線照射ユニット支持機構４に矢印Ｚで示す集光点位置調整方向（Ｚ軸方向）に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット５とを具備している。

上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上にＸ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該案内レール３１、３１上にＸ軸方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック３２と、該第１の滑動ブロック３２上にＹ軸方向に移動可能に配設された第２の滑動ブロック３３と、該第２の滑動ブロック３３上に円筒部材３４によって支持されたカバーテーブル３５と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル３６を具備している。このチャックテーブル３６は多孔性材料から形成された吸着チャック３６１を具備しており、吸着チャック３６１上に被加工物である例えば円盤状のウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。このように構成されたチャックテーブル３６は、円筒部材３４内に配設された図示しないパルスモータによって回転せしめられる。なお、チャックテーブル３６には、後述するように保護テープを介してウエーハを支持する環状のフレームを固定するためのクランプ３６２が配設されている。

上記第１の滑動ブロック３２は、その下面に上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられているとともに、その上面にＹ軸方向に沿って平行に形成された一対の案内レール３２２、３２２が設けられている。このように構成された第１の滑動ブロック３２は、被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第１の滑動ブロック３２を一対の案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動させるための加工送り手段３７を具備している。加工送り手段３７は、上記一対の案内レール３１と３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３７１と、該雄ネジロッド３７１を回転駆動するためのパルスモータ３７２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３７１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３７３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３７２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３７１は、第１の滑動ブロック３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３７２によって雄ネジロッド３７１を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック３２は案内レール３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動せしめられる。

上記第２の滑動ブロック３３は、その下面に上記第１の滑動ブロック３２の上面に設けられた一対の案内レール３２２、３２２と嵌合する一対の被案内溝３３１、３３１が設けられており、この被案内溝３３１、３３１を一対の案内レール３２２、３２２に嵌合することにより、Ｙ軸方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、第２の滑動ブロック３３を第１の滑動ブロック３２に設けられた一対の案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動させるための第１の割り出し送り手段３８を具備している。第１の割り出し送り手段３８は、上記一対の案内レール３２２と３２２の間に平行に配設された雄ネジロッド３８１と、該雄ネジロッド３８１を回転駆動するためのパルスモータ３８２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３８１は、その一端が上記第１の滑動ブロック３２の上面に固定された軸受ブロック３８３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３８２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３８１は、第２の滑動ブロック３３の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３８２によって雄ネジロッド３８１を正転および逆転駆動することにより、第２の滑動ブロック３３は案内レール３２２、３２２に沿ってＹ軸方向に移動せしめられる。

上記レーザー光線照射ユニット支持機構４は、静止基台２上にＹ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該案内レール４１、４１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられた装着部４２２とからなっている。装着部４２２は、一側面にＺ軸方向に延びる一対の案内レール４２３、４２３が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動させるための第２の割り出し送り手段４３を具備している。第２の割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ネジロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動せしめられる。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたレーザー光線照射手段５２を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２３、４２３に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を上記案内レール４２３、４２３に嵌合することにより、Z軸方向に移動可能に支持される。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット５は、ユニットホルダ５１を一対の案内レール４２３、４２３に沿ってZ軸方向に移動させるための移動手段５３を具備している。移動手段５３は、一対の案内レール４２３、４２３の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５３２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５３２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１およびレーザー光線照射手段５２を案内レール４２３、４２３に沿ってＺ軸方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においてはパルスモータ５３２を正転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を上方に移動し、パルスモータ５３２を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段５２を下方に移動するようになっている。

上記レーザー光線照射手段５２について、図１および図２を参照して説明する。
図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段５２は、ユニットホルダ５１に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング５２１と、該ケーシング５２１内に配設されたパルスレーザー光線発振手段６と、ケーシング５２１の先端に装着されパルスレーザー光線発振手段６から発振されたレーザー光線を集光する加工ヘッド７を具備している。パルスレーザー光線発振手段６は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器６１と、これに付設された繰り返し周波数設定手段６２とから構成されている。このように構成されたパルスレーザー光線発振手段６は、例えば波長が５３２nm、繰り返し周波数は４０kHz、平均出力が１０Wのパルスレーザー光線を発振する。

上記加工ヘッド７は、図２に示すようにヘッドハウジング７１と、該ヘッドハウジング７１内に配設されパルスレーザー光線発振手段６から発振されたレーザー光線を下方に向けて方向変換する方向変換ミラー７２と、該方向変換ミラー７２によって方向変換されたレーザー光線を集光する集光レンズ７３を具備している。ヘッドハウジング７１の下部には液柱形成機構７４が配設されているとともに、該液柱形成機構７４の下側に水滴吸引機構７５が配設されている。

ヘッドハウジング７１の下部に配設される液柱形成機構７４は、液体室７４１を形成する液体室形成ハウジング７４０を備えている。液体室形成ハウジング７４０は、円筒状の側壁７４２と、該側壁７４２の上面および下面をそれぞれ閉塞する上壁７４３および下壁７４４とからなっている。液体室形成ハウジング７４０を構成する上壁７４３には、透明板７４５が配設されている。液体室形成ハウジング７４０を構成する円形状の下壁７４４の中心部には、噴射ノズル７４６が形成されている。なお、噴射ノズル７４６の噴射口７４６aは、集光レンズ７３によって集光される集光点が位置付けられるとともにレーザー光線の光軸上に形成されている。

液体室形成ハウジング７４０を構成する側壁７４２には液体室７４１に開口する液体導入口７４１aが形成されており、この液体導入口７４１aが液体供給手段７６に接続されている。液体供給手段７６は、水等の液体供給源７６１と、該液体供給源７６１と上記液体室形成ハウジング７４０を構成する側壁７４２に設けられた液体導入口７４１aとを接続する配管７６２と、該配管７６２中に配設された電磁開閉弁７６３とからなっている。電磁開閉弁７６３は、除勢(OFF)されている状態では液体供給源７６１と液体導入口７４１aとの連通を遮断しており、附勢(ON)されると液体供給源７５１と液体導入口７４１aとを連通するように構成されている。なお、このように構成された液体供給手段７６は、例えば１３MPaの圧力を有する液体を上記液体導入口７４１aを通して液体室７４１に供給する。液体供給手段７６によって液体室７４１に供給された液体は、噴射ノズル７４６の噴射口７４６aから液柱７０となって後述する水滴吸引機構７５に向けて噴射される。なお、液柱７０の直径は、図示の実施形態においてはφ０．０５mmに設定されている。

上記液柱形成機構７４の下側に配設される水滴吸引機構７５は、上記噴射ノズル７４６から噴出される液柱７０が通過する第１の挿通路７５１aを備えた底壁７５１と、該底壁７５１の外周から立設して形成され液柱形成機構７４を構成する液体室形成ハウジング７４０の下端部に嵌合する環状の側壁７５２と、底壁７５１の下面に突出して形成され上記噴射ノズル７４６から噴出される液柱７０が通過する第２の挿通路７５３aを備えた第１の筒体７５３と、該第１の筒体７５３を囲繞し配設され第１の筒体７５３の外周面との間に環状の吸引口７５４を形成する第２の筒体７５５とからなっており、これらは図示の実施形態においてはステンレス鋼によって形成されている。水滴吸引機構７５を構成する底壁７５１の上面外周部には、環状の支持棚７５１bが設けられている。従って、水滴吸引機構７５を構成する環状の側壁７５２を液柱形成機構７４を構成する液体室形成ハウジング７４０の下端部に嵌合すると、液体室形成ハウジング７４０の下端が環状の支持棚７５１bに当接して、液体室形成ハウジング７４０の下面と底壁７５１の上面との間に外気導入室７５０が形成される。また、水滴吸引機構７５を構成する環状の側壁７５２には図３に示すように９０度間隔で４個の雌ネジ穴７５２aが形成されており、この４個の雌ネジ穴７５２aに締め付けボルト７７が螺合するようになっている。従って、環状の側壁７５２を上記液柱形成機構７４を構成する液体室形成ハウジング７４０の下端部に嵌合し、締め付けボルト７７を螺合して締め付けることにより、水滴吸引機構７５は液体室形成ハウジング７４０の下端部に装着される。なお、水滴吸引機構７５の液体室形成ハウジング７４０の下端部への取り付け構造としては、環状の側壁７５２の内周面に雌ネジを形成するとともに液体室形成ハウジング７４０の下端部外周面に雄ネジを形成し、環状の側壁７５２の内周面に形成された雌ネジを液体室形成ハウジング７４０の下端部外周面に形成された雄ネジに螺合するように構成してもよい。

水滴吸引機構７５を構成する底壁７５１には、図４に示すように上記外気導入室７５０に開口する外気導入口７５１cと、この外気導入口７５１cを外気に連通する外気導入通路７５１dが設けられている。また、底壁７５１の下面中央部には負圧室７５６を形成する凹部７５１eが形成されている。この凹部７５１eに上記第１の筒体７５３を囲繞し第１の筒体７５３の外周面との間に環状の吸引口７５４を形成する第２の筒体７５５が配設される。第２の筒体７５５は、上記第１の筒体７５３の外径より大きい内径を有する筒部７５５aと、該筒部７５５aの下端部に径方向が外方に突出するフランジ部７５５bとからなっており、該フランジ部７５５bの外周部が底壁７５１の凹部７５１eを形成する周縁部に溶接によって接合されている。このようにして底壁７５１に装着された第２の筒体７５５を構成する筒部７５５aの上端面と底壁７５１に形成された凹部７５１eの底面との間には、隙間７５５cが形成される。

以上のように形成された第１の筒体７５３および第２の筒体７５５の下面は、内周から外周に向けて下方に傾斜するテーパー面７５３dおよび７５５dに形成されている。なお、水滴吸引機構７５を構成する底壁７５１には、図２および図３に示すように上記凹部７５１eによって形成された負圧室７５６と連通する複数の吸引通路７５５fが形成されている。この吸引通路７５５fは、図示の実施形態においては２個設けられており、互いに等角度の位置（図示の実施形態においては互いに１８０度の位置）に設けられている。このように形成された吸引通路７５５fは、吸引手段７８に連通されている。

吸引手段７８は、吸引源７８１と、該吸引源７８１と吸引通路７５５fを接続する配管７８２と、該配管７８２中に配設された電磁開閉弁７８３とからなっている。電磁開閉弁７８３は、除勢(OFF)されている状態では吸引源７８１と吸引通路７５５fとの連通を遮断しており、附勢(ON)されると吸引源７８１と吸引通路７５５fとを連通するように構成されている。従って、電磁開閉弁７８３が附勢(ON)され吸引源７８１と吸引通路７５５fが連通すると、負圧室７５６、第２の筒体７５５を構成する筒部７５５aの上端面と底壁７５１に形成された凹部７５１eの底面との間の隙間７５５cを介して第１の筒体７５３の外周面と第２の筒体７５５を構成する筒部７５５aの内周面との間の環状の吸引口７５４に負圧が作用する。このように構成された吸引手段７８は、１分間に５〜１０リットル吸引する。

図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるレーザー加工装置は、ケーシング５２１の前端部に配設され上記レーザー光線照射手段５２によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段１１を備えている。この撮像手段１１は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

図示の実施形態におけるレーザー光線照射手段５２は以上のように構成されており、以下その作用について図２を参照して説明する。
液体供給手段７６の電磁開閉弁７６３を附勢(ON)すると、液体供給源７６１から配管７６２を介して加工ヘッド７を構成する液柱形成機構７４の液体室７４０に高圧液体が供給される。液体室７４０に供給された高圧液体は、噴射ノズル７４６の噴射口７４６aから液柱７０となって噴出される。この液柱７０は、水滴吸引機構７５を構成する底壁７５１に形成された第１の挿通路７５１aおよび第１の筒体７５３に形成された第２の挿通路７５３aを通ってチャックテーブル３６に保持されるウエーハWに向けて噴射される。一方、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線LBは、方向変換ミラー７２によって集光レンズ７３に導かれ、該集光レンズ７３によって集光されつつ透明板７４５を通して液柱７０に沿って照射される。従って、パルスレーザー光線LBのスポットは液柱７０の直径となる。

上述したレーザー光線照射時には、吸引手段７８の電磁開閉弁７８３が附勢(ON)され開路される。この結果、吸引源７８１から配管７８２、水滴吸引機構７５を構成する吸引通路７５５f、負圧室７５６、第２の筒体７５５を構成する筒部７５５aの上端面と底壁７５１に形成された凹部７５１eの底面との間の隙間７５５cを介して第１の筒体７５３の外周面と第２の筒体７５５を構成する筒部７５５aの内周面との間の環状の吸引口７５４に負圧が作用する。

上述したレーザー光線照射時において、液柱形成機構７４を構成する噴射ノズル７４６の噴射口７４６aから噴射される液柱７０は、チャックテーブル３６に保持されるウエーハWの表面に衝突して飛散し、飛散した水滴が水滴吸引機構７５を構成する第１の筒体７５３および第２の筒体７５５の下面に付着し、この水滴が成長して液柱７０に落下し液柱７０に接触すると、液柱７０が乱れてパルスレーザー光線LBが屈折し所定位置に正確に照射することができない。しかるに、図示の実施形態におけるレーザー加工装置においては、上述したように水滴吸引機構７５を構成する環状の吸引口７５４に負圧が作用せしめられる。この結果、第１の筒体７５３および第２の筒体７５５における環状の吸引口７５４の近傍に付着した水滴は環状の吸引口７５４を通して吸引され除去されるので、水滴が落下して液柱７０に接触することを防止できる。なお、第１の筒体７５３の下面は内周から外周に向けて下方に傾斜するテーパー面７５３dに形成されているので、このテーパー面７５３dに付着した水滴は環状の吸引口７５４に向けて流動するため効果的に吸引されて除去される。また、第２の筒体７５５の下面は内周から外周に向けて下方に傾斜するテーパー面７５５dに形成されているので、このテーパー面７５５dの外周部に付着した水滴は外周縁に向けて流動して落下するため、落下した水滴が液柱７０に接触することを確実に防止できる。

また、液柱形成機構７４を構成する液体室形成ハウジング７４０に形成された噴射ノズル７４６から液柱７０が噴射されると、液体室形成ハウジング７４０と水滴吸引機構７５との間に負圧が発生するが、上述した実施形態においては液柱形成機構７４を構成する液体室形成ハウジング７４０の下面と水滴吸引機構７５を構成する底壁７５１の上面との間に外気導入室７５０が形成され、該外気導入室７５０に外気導入通路７５１dを介して外気が導入されるようになっているので、負圧状態となることはない。従って、液体室形成ハウジング７４０と水滴吸引機構７５との間に負圧が発生することによって生ずる液柱７０への悪影響を防止することができる。

図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図１に示すように被加工物としての半導体ウエーハWは、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着された状態でチャックテーブル３６の吸着チャック３６１上に搬送され、該吸着チャック３６１に吸引保持される。なお、半導体ウエーハWは、表面に複数のストリートが格子状に形成されており、格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このようにして半導体ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル３６は、加工送り手段３７の作動により案内レール３１、３１に沿って移動せしめられ撮像手段１１の直下に位置付けられる。

上述したようにチャックテーブル３６が撮像手段１１の直下に位置付けられると、撮像手段１１および図示しない制御手段によって半導体ウエーハWの所定方向に形成されているストリートと、上記加工ヘッド７との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、加工領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハWに形成されている上記所定方向に対して直行する方向に延びるストリートに対しても、同様に加工領域のアライメントが遂行される。

以上のようにしてチャックテーブル３６上に保持されている半導体ウエーハWに形成されているストリートを検出し、加工領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハWを保持したチャックテーブル３６をレーザー光線照射手段５２の加工領域に移動する。そして、半導体ウエーハWに形成された所定のストリートを加工ヘッド７の直下に位置付ける。そして、上述したようにレーザー光線照射手段５２を構成する液体供給手段７６とパルスレーザー光線発振手段６および吸引手段７８を作動するとともに、加工送り手段３７を作動してチャックテーブル３６を加工送りする（レーザー加工工程）。この結果、図２に示すように噴射ノズル７４６の噴射口７４６aから液柱７０となってチャックテーブル３６に保持されたウエーハWに向けて噴出され、パルスレーザー光線発振手段６から発振されたパルスレーザー光線LBが液柱７０に沿って照射されるとともに、上述したように水滴吸引機構７５を構成する環状の吸引口７５４に負圧が作用せしめられる。このようにして噴射ノズル７４６の噴射口７４６aから噴射される液柱７０はチャックテーブル３６に保持されるウエーハWの表面に衝突して飛散し、飛散した水滴が水滴吸引機構７５を構成する第１の筒体７５３および第２の筒体７５５の下面に付着するが、第１の筒体７５３および第２の筒体７５５における環状の吸引口７５４の近傍に付着した水滴は環状の吸引口７５４を通して吸引され除去されるので、水滴が落下して液柱７０に接触することを防止できる。従って、液柱７０に沿って照射されるパルスレーザー光線LBは屈折されないので、チャックテーブル３６に保持された半導体ウエーハWは所定のストリートに沿って正確にレーザー加工される。

３：チャックテーブル機構
３６：チャックテーブル
３７：加工送り手段
３８：第１の割り出し送り手段
４３：第２の割り出し送り手段
５：レーザー光線照射ユニット
５２：レーザー光線照射手段
７：加工ヘッド
７３：集光レンズ
７４：液柱形成機構
７４０：液体室形成ハウジング
７４１：液体室
７４６：噴射ノズル
７５：水滴吸引機構
７５０：外気導入室
７５１：底壁
７５２：環状の側壁
７５３：第１の筒体
７５４：環状の吸引口
７５５：第２の筒体
７６：液体供給手段
７６１：液体供給源
７８：吸引手段

Claims

被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブル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、該チャックテーブルと該レーザー光線照射手段とを相対的に加工送りする加工送り手段とを具備し、該レーザー光線照射手段がレーザー光線発振手段と該レーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光する集光レンズを備えた加工ヘッドとを具備するレーザー加工装置において、
該加工ヘッドは、該集光レンズによって集光されたレーザー光線の光軸に沿って液体を噴出する噴射ノズルを備えた液柱形成機構と、該液柱形成機構の下側に配設され該噴射ノズルから噴射される液柱が通過する挿通路および該挿通路を囲繞して形成され吸引手段に連通する環状の吸引口を備えた水滴吸引機構と、を具備している、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
該水滴吸引機構は、該噴射ノズルから噴出される液柱が通過する第１の挿通路を備えた底壁と、該底壁の外周から立設して形成され該液柱形成機構の下端部に嵌合する環状の側壁と、該底壁の下面に突出して形成され該噴射ノズルから噴出される液柱が通過する第２の挿通路を備えた第１の筒体と、該第１の筒体を囲繞して配設され該第１の筒体の外周面との間に環状の吸引口を形成する第２の筒体とを具備し、該環状の吸引口が該吸引手段に連通されている、請求項１記載のレーザー加工装置。
該第１の筒体および該第２の筒体の下面は、内周から外周に向けて下方に傾斜するテーパー面に形成されている、請求項２記載のレーザー加工装置。
該水滴吸引機構を構成する該底壁の上面外周部に環状の支持棚が設けられ、該環状の側壁が嵌合された該液柱形成機構の下面と該底壁の上面との間に外気導入室が形成されている、請求項２又は３記載のレーザー加工装置。