JP2014124648A

JP2014124648A - レーザー加工装置

Info

Publication number: JP2014124648A
Application number: JP2012281824A
Authority: JP
Inventors: Shungo Yoshii; 俊悟吉井
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2014-07-07

Abstract

【課題】被加工物に液状デブリが滴下することを抑制できるレーザー加工装置を提供すること。
【解決手段】レーザー加工装置１は被加工物Ｗを保持するチャックテーブルと被加工物Ｗの表面ＷＳにレーザー光線Ｌを照射するレーザー光線照射手段２０とデブリ排出手段３０を備えている。デブリ排出手段３０はデブリ捕獲室３９と吸引路４３とを有している。デブリ捕獲室３９はレーザー光線Ｌが通過する開口３５が設けられた天井部３６と加工点ＲＰ付近で生成される液状又は気化したデブリＤ１の飛散範囲の周囲を取り囲む隔壁３８とからなる。吸引路４３はチャンバー３１の下面３８ｂに開口する吸引口４０と吸引源４２とを連通する。デブリ捕獲室３９近傍の吸引路４３の下方でチャックテーブル１０に対面して圧力測定器４４に連通する圧力測定用開口部３４が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザー加工装置に関する。特に、アブレーション加工を実施するレーザー加工装置に関する。

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）素子等のデバイスが形成されたサファイヤウエーハの分割予定ラインをレーザー加工装置によってレーザー光線を照射し、表面に溝を形成することで個々のデバイスに分割し、携帯電話、ＰＣ（Personal Computer）、ＬＥＤライト等の電子機器が製造されている。

この加工工程において、半導体ウエーハやサファイヤウエーハにレーザー光線を照射するとデブリと呼ばれる微細な粉塵が発生・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ー加工を施し、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デブリがデバイスの表面に堆積するのを防止するレーザー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及び特許文献３参照）。

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

しかしながら、発生したデブリが大量であったり、吸引源からの吸引力が何らかの原因（配管の詰まりや吸引源の故障等）によって吸引できていなかったりすると、デブリ排出手段で回収しきれなくなり、発生したデブリがデブリ排出手段の下方に付着してしまう場合がある。付着したデブリは、最終的にウエーハの表面に滴下してデバイスを汚染してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物に液状デブリが滴下することを抑制できるレーザー加工装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、板状の被加工物を保持面で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該被加工物の表面に該被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、レーザー光線の照射によって加工点付近に生成されるデブリを該レーザー光線照射手段の下方から吸引して排出するデブリ排出手段と、を備えたレーザー加工装置において、該デブリ排出手段は、該レーザー光線が通過する開口が設けられた天井部と、該加工点付近で生成されるデブリの飛散範囲の周囲を取り囲む隔壁と、からなるデブリ捕獲室と、該隔壁に開口する吸引口と吸引源とを連通される吸引路と、を有し、該デブリ捕獲室近傍の該吸引路の下方で該チャックテーブルに対面して、圧力測定器に連通する圧力測定用開口部が形成されていることを特徴とする。

また、前記レーザー加工装置は、前記デブリ排出手段は、前記レーザー光線が通過する前記デブリ捕獲室の前記開口の近傍の前記隔壁に噴出口を有し、前記レーザー加工溝が形成される方向から該隔壁の前記吸引口へと噴出される気体で該開口を覆い、該開口から侵入し該集光器へ付着する該デブリを遮断するエアカーテンブロー噴出機構をさらに備えるのが望ましい。

本発明のレーザー加工装置は、デブリ排出手段の吸引路の下方に圧力測定開口部を形成し、圧力測定用開口部を介して圧力測定器を設置したことで、被加工物にデブリが滴下して付着する前にデブリがデブリ捕獲室の近傍に付着したことを検出できるという効果を奏する。さらには、エアカーテンブロー機構の噴出口から噴出される気体の量や向き（噴出される気体が大量にデブリ捕獲室からあふれていることで、圧力が下がって検出できる）を検出することもできるという効果も得られる。

図１は、実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す図である。図２は、実施形態に係るレーザー加工装置のレーザー光線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。図３は、実施形態に係るレーザー加工装置のデブリ排出手段のノズル部材の噴出口を下向きにした状態を模式的に示す断面図である。図４は、実施形態に係るレーザー加工装置のデブリ排出手段の外観を下方からみた斜視図である。図５は、実施形態に係るレーザー加工装置のデブリ排出手段にデブリが付着したか否かを判断するフローチャートである。図６は、実施形態に係るレーザー加工装置の動作確認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。以下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、以下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、以下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。

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るレーザー加工装置を図面に基いて説明する。図１は、実施形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す図である。図２は、実施形態に係るレーザー加工装置のレーザー光線照射手段とデブリ排出手段などの構成を模式的に示す断面図である。図３は、実施形態に係るレーザー加工装置のデブリ排出手段のノズル部材の噴出口を下向きにした状態を模式的に示す断面図である。図４は、実施形態に係るレーザー加工装置のデブリ排出手段の外観を下方からみた斜視図である。

実施形態１に係るレーザー加工装置１は、被加工物Ｗに一旦保護膜Ｐ（図２及び図３に示す）を被覆した後、この保護膜Ｐが被覆された被加工物Ｗを保持したチャックテーブル１０と、レーザー光線照射手段２０とを相対移動させることで、被加工物Ｗにアブレーション加工を施して、被加工物Ｗにレーザー加工溝Ｓ（図２及び図３に示す）を形成するものである。

ここで、被加工物Ｗは、レーザー加工装置１によりレーザー加工される板状の被加工物であり、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。被加工物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Ｄが複数のストリートによって格子状に区画されている。被加工物Ｗは、図１に示すように、デバイスＤ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、被加工物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、被加工物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。

レーザー加工装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０と、レーザー光線照射手段２０と、デブリ排出手段３０と、制御手段９０とを備えている。レーザー加工装置１は、更に、レーザー加工前後の被加工物Ｗを収容するカセット５０が載置されるカセットエレベータ（図示せず）と、レーザー加工前後の被加工物Ｗを一時的に載置する仮置き手段６０と、レーザー加工前の被加工物Ｗに保護膜Ｐを被覆しかつレーザー加工後の被加工物Ｗから保護膜Ｐを除去する保護膜形成兼洗浄手段７０と、を備えている。さらに、レーザー加工装置１は、チャックテーブル１０とレーザー光線照射手段２０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１０とレーザー光線照射手段２０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１０とレーザー光線照射手段２０とをＺ軸方向に相対移動させる図示しないＺ軸移動手段とを備えている。

カセット５０は、粘着テープＴを介して環状フレームＦに貼着された被加工物Ｗを複数枚収容するものである。カセットエレベータは、レーザー加工装置１の装置本体２にＺ軸方向に昇降自在に設けられている。

仮置き手段６０は、カセット５０からレーザー加工前の被加工物Ｗを一枚取り出すとともに、レーザー加工後の被加工物Ｗをカセット５０内に収容するものである。仮置き手段６０は、レーザー加工前の被加工物Ｗをカセット５０から取り出すとともにレーザー加工後の被加工物Ｗをカセット５０内に挿入する搬出入手段６１と、レーザー加工前後の被加工物Ｗを一時的に載置する一対のレール６２とを含んで構成されている。

保護膜形成兼洗浄手段７０は、一対のレール６２上のレーザー加工前の被加工物Ｗが第１の搬送手段８１により搬送されてきて、このレーザー加工前の被加工物Ｗに保護膜Ｐを被覆するものである。また、保護膜形成兼洗浄手段７０は、レーザー加工後の被加工物Ｗが第２の搬送手段８２により搬送されてきて、このレーザー加工後の被加工物Ｗの保護膜Ｐを除去するものである。保護膜形成兼洗浄手段７０は、スピンナテーブル７１を有し、レーザー加工前後の被加工物Ｗを保持しＺ軸方向と平行な軸心回りに回転するスピンナテーブル７１と、スピンナテーブル７１上のレーザー加工前の被加工物Ｗに保護膜Ｐを構成するＰＶＡ、ＰＥＧやＰＥＯ等の水溶性樹脂を含んだ液状樹脂を噴射する塗布ノズル（図示せず）と、スピンナテーブル７１上のレーザー加工後の被加工物Ｗから保護膜Ｐを除去する洗浄液を噴射する洗浄ノズル（図示せず）とを備えている。

チャックテーブル１０は、保護膜形成兼洗浄手段７０のスピンナテーブル７１上のレーザー加工前の保護膜Ｐが形成された被加工物Ｗが第２の搬送手段８２により載置されてきて、当該被加工物Ｗを保持するものである。チャックテーブル１０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図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された被加工物Ｗを吸引することで表面（保持面に相当）で保持する。チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動手段により、カセット５０近傍の搬出入領域ＴＲとレーザー光線照射手段近傍の加工領域ＰＲとに亘ってＸ軸方向に移動自在に設けられ、かつ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。

レーザー光線照射手段２０は、装置本体２に設けられた加工領域ＰＲに設けられ、かつチャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗの表面ＷＳにレーザー光線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レーザー加工溝Ｓを形成するものである。レーザー光線Ｌは、被加工物Ｗに対して吸収性を有する波長のレーザー光線である。レーザー光線照射手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに対して、Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。レーザー光線照射手段２０は、下方に開口部２１ａが形成されたケース２１と、レーザー光線Ｌを発振する発振器（図示せず）と、ケース２１内に収容されかつ発振器により発振されたレーザー光線Ｌを被加工物Ｗの表面ＷＳに照射してレーザー加工溝Ｓを形成する集光器２２とを備えている。

ケース２１の下端部には、図２に示すように、周方向に等間隔に複数の噴出口２３が設けられている。噴出口２３には、気体供給源２４から加圧された気体が供給される。噴出口２３は、水平よりわずかに下向きに加圧された気体を噴出する。発振器は、被加工物Ｗの種類、加工形態などに応じて、発振するレーザー光線Ｌの周波数が適宜調整される。発振器として、例えば、ＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯレーザー発振器などを用いることができる。集光器２２は、噴出口２３よりも上方に設けられ、かつ発振器により発振されたレーザー光線Ｌの進行方向を変更する全反射ミラーやレーザー光線Ｌを集光する集光レンズなどを含んで構成される。

デブリ排出手段３０は、レーザー光線Ｌの照射によって加工点ＲＰ（図２及び図３に示す）付近に生成される液状又は気化したデブリＤ１（図２及び図３に示す）をレーザー光線照射手段２０の下方から吸引して排出するものである。デブリ排出手段３０は、図２及び図３に示すように、チャンバー３１と、エアカーテンブロー噴出機構３２と、吸引筒３３と、圧力測定用開口部３４とを備えている。

チャンバー３１は、レーザー光線照射手段２０の下端に取り付けられる。チャンバー３１は、図２及び図３に示すように、開口部２１ａと連通してレーザー光線照射手段２０が照射したレーザー光線Ｌが通過する開口３５が設けられた天井部３６と、天井部３６に取り付けられたノズル部材３７と、加工点ＲＰ付近で生成される液状又は気化したデブリＤ１の飛散範囲の周囲を取り囲む隔壁３８とかなるデブリ捕獲室３９を有している。天井部３６は、チャックテーブル１０に保持される被加工物Ｗの表面ＷＳと平行に形成されている。ノズル部材３７は、天井部３６に重ねられる。ノズル部材３７は、天井部３６即ちチャンバー３１に着脱自在である。隔壁３８は、天井部３６及び開口３５の周りに設けられている。隔壁３８は、デブリ捕獲室３９の側壁である。ノズル部材３７の下面３８ａ及びチャンバー３１の下面３８ａは、チャックテーブル１０に対面する。また、Ｘ軸方向に搬出入領域ＴＲから離れた側のチャンバー３１の下面３８ｂには、吸引口４０が開口している。

エアカーテンブロー噴出機構３２は、レーザー加工溝Ｓが形成される方向（レーザー加工時に、レーザー光線Ｌが被加工物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）から隔壁３８の吸引口４０へと噴出される気体で開口３５を覆い、開口３５から侵入し集光器２２に付着する液状又は気化したデブリＤ１を遮断するものである。エアカーテンブロー噴出機構３２は、天井部３６の開口３５よりも矢印Ｘ１の前方の箇所に取り付けられるノズル部材３７が成す開口３５の近傍の隔壁３８に噴出口４１を有している。噴出口４１は、被加工物Ｗの表面ＷＳと垂直な隔壁３８に開口している。噴出口４１には、気体供給源２４から加圧された気体が供給される。

吸引筒３３は、四角筒状に形成され、一端が吸引口４０と連通するように、一端がチャンバー３１に取り付けられる。吸引口４０は、集光器２２の下方に設けられる。吸引筒３３は、他端が真空ポンプなどの吸引源４２と連通している。吸引筒３３は、チャンバー３１に着脱自在である。吸引筒３３の内側には、吸引路４３が形成されている。吸引筒３３は、吸引口４０と吸引源４２とを連通させ、吸引口４０と吸引源４２の間には吸引路４３が形成される。吸引筒３３即ち吸引路４３は、吸引口４０から斜め上方に延出して、搬出入領域ＴＲから離れる方向に、吸引口４０から延びている。

圧力測定用開口部３４は、デブリ捕獲室３９近傍の吸引路４３の下方に設けられ、チャックテーブル１０に対面している。圧力測定用開口部３４は、チャックテーブル１０に対面するチャンバー３１の下面３８ｂに開口して、エアカーテンブロー噴出機構３２の気体の噴出方向Ｋ１（図２中に矢印で示す）の下流のチャンバー３１の下面３８ｂに形成されている。圧力測定用開口部３４は、チャンバー３１に取り付けられた圧力測定器４４に連通して、圧力測定器４４にチャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の気体の圧力を圧力測定器４４に導く。なお、圧力測定用開口部３４から圧力測定器４４までの距離は、正しい測定結果を得るために、できるだけ近距離であるのが望ましい。また、圧力測定用開口部３４は、できるだけ小さく、かつ圧力測定器４４が正しく測定できる程度の大きさであるのが望ましい。圧力測定用開口部３４は、例えば、直径が４．５ｍｍに形成される。圧力測定器４４は、所謂微差圧センサであって、チャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の気体の圧力を測定して、測定結果をアンプ４５を介して、制御手段９０に向けて出力する。

制御手段９０は、レーザー加工装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。制御手段９０は、被加工物Ｗに対する加工動作をレーザー加工装置１に行わせるものである。また、制御手段９０は、被加工物Ｗに対する加工動作をレーザー加工装置１に行わせる際、即ち、レーザー光線照射手段２０から被加工物Ｗの表面ＷＳにレーザー光線Ｌを照射する際に、気体供給源２４に加圧された気体を噴出口２３，４１に供給させるとともに、デブリ排出手段３０の吸引源４２に吸引口４０から気体を吸引させるものでもある。なお、制御手段９０は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する表示手段８３や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段と接続されている。

次に、実施形態に係るレーザー加工装置１を用いた被加工物Ｗのレーザー加工方法につて説明する。まず、デバイスＤ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被加工物Ｗをカセット５０内に収容する。

そして、オペレータが加工内容情報を制御手段９０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、レーザー加工装置１が加工動作を開始する。加工動作において、制御手段９０が、レーザー加工前の被加工物Ｗを搬出入手段６１によりカセット５０から仮置き手段６０まで搬出し、仮置き手段６０の一対のレール６２上に載置した後、第１の搬送手段８１により保護膜形成兼洗浄手段７０のスピンナテーブル７１まで搬送し、スピンナテーブル７１に保持させる。そして、制御手段９０が、スピンナテーブル７１を降下した後、スピンナテーブル７１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７１上の被加工物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７１に保持された被加工物Ｗの外周に移動する。所定時間経過後に、スピンナテーブル７１を停止し、塗布ノズルからの液状樹脂の塗布を停止する。被加工物Ｗの表面ＷＳに塗付された液状樹脂が硬化することで、被加工物Ｗの表面ＷＳは、液状樹脂で構成された保護膜Ｐで被覆される。保護膜Ｐの被覆が終了すると、制御手段９０が、スピンナテーブル７１を上昇させ、第２の搬送手段８２にスピンナテーブル７１から保護膜Ｐが被覆された被加工物Ｗを、搬出入領域ＴＲのチャックテーブル１０まで搬送させ、チャックテーブル１０に保持させる。

次に、制御手段９０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１０を加工領域ＰＲに向かって移動して、撮像手段でチャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを撮像し、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗのストリートと、レーザー光線Ｌを照射するレーザー光線照射手段２０の集光器２２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、レーザー光線照射手段２０のアライメントを遂行する。

次に、制御手段９０は、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１０を加工領域ＰＲに移動させ、基台駆動源によりチャックテーブル１０を加工領域ＰＲにおいて中心軸線回りに回転させ、Ｚ軸移動手段によりレーザー光線照射手段２０を移動させて、所定のストリートの一端を集光器２２の直下に位置付ける。そして、制御手段９０は、レーザー光線照射手段２０の集光器２２からレーザー光線Ｌを照射しつつ、気体供給源２４から気体を噴出口２３，４１に供給させ、吸引源４２に吸引口４０から気体を吸引させて、被加工物Ｗを保持したチャックテーブル１０を、Ｘ軸移動手段によりレーザー光線照射手段２０に対して所定のストリートに沿って、所定の加工速度で移動させる。こうして、制御手段９０は、被加工物Ｗの表面ＷＳ上を矢印Ｘ１（図２及び図３に示す）方向に、レーザー光線Ｌを相対的に移動させる。

すると、レーザー光線Ｌが照射された所定のストリートには、被加工物Ｗ及び保護膜Ｐの一部が昇華して、図２に示すように、レーザー加工溝Ｓが形成される。所定のストリートの他端が集光器２２の直下に達したら、レーザー光線照射手段２０からのレーザー光線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１０の移動を停止する。制御手段９０は、前述したように、順にストリートにレーザー光線Ｌを照射して、これらのストリートにレーザー加工溝Ｓを形成して、被加工物Ｗの全てのストリートにレーザー加工溝Ｓを形成する。

また、レーザー加工溝Ｓを形成している間、制御手段９０は、所定のストリートにレーザー光線Ｌを照射してレーザー加工溝Ｓを形成しつつ、気体供給源２４に噴出口２３から気体を噴出させる。このために、ケース２１内が外気よりも圧力の高い陽圧に保たれる。また、噴出口２３が、水平よりわずかに下方向きに延び、複数の噴出口２３が周方向に等間隔に配設されているので、ケース２１内の気体が周方向に片寄り無く均等に下方の開口３５に向かって下向きに流れる。即ち、ケース２１内に開口３５に向かいかつ周方向に片寄りの無い所謂ダウンフローが生じる。したがって、開口３５からケース２１内にレーザー加工によって加工点ＲＰ付近で生成される液状又は気化したデブリＤ１を含んだ雰囲気が流入することを防ぐこととなる。

さらに、レーザー加工溝Ｓを形成している間、制御手段９０は、所定のストリートにレーザー光線Ｌを照射してレーザー加工溝Ｓを形成しつつ、気体供給源２４に噴出口４１から気体を噴出させるとともに、吸引源４２に吸引口４０から気体を吸引させる。このように、気体供給源２４に噴出口４１から気体を噴出させるので、噴出口４１から噴出される気体により、チャンバー３２の開口３５が塞がれるとともに、加工点ＲＰで生成された液状又は気化したデブリＤ１は、図２に示すように、吸引口４０を通して吸引路４３内に吸い込まれる。噴出口４１が、吸引口４０よりも、レーザー加工時にレーザー光線Ｌが被加工物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、開口３５が噴出口４１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、開口３５からチャンバー３２内にレーザー加工によって加工点ＲＰ付近で生成される液状又は気化したデブリＤ１を含んだ雰囲気が流入することを確実に防ぐこととなる。

全てのストリートにレーザー加工溝Ｓが形成されると、制御手段９０は、Ｘ軸駆動手段によりチャックテーブル１０を搬出入領域ＴＲまで移動させ、第２の搬送手段８２にチャックテーブル１０上のレーザー加工が施された被加工物Ｗを保護膜形成兼洗浄手段７０のスピンナテーブル７１上に載置させ、スピンナテーブル７１に保持させる。そして、制御手段９０は、スピンナテーブル７１を降下させた後、スピンナテーブル７１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７１上の被加工物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がレーザー加工の際に付着したデブリとともに被加工物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９０は、スピンナテーブル７１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７１を上昇させて、第１の搬送手段８１により仮置き手段６０まで搬送する。制御手段９０は、レーザー加工などが施された被加工物Ｗを搬出入手段６１により仮置き手段６０からカセット５０内に搬入する。

また、制御手段９０は、レーザー加工中、図５に示されたフローチャートを実行している。図５は、実施形態に係るレーザー加工装置のデブリ排出手段にデブリが付着したか否かを判断するフローチャートである。

吸引口４０を通して吸引源４２に吸引される際に、液状又は気化したデブリＤ１の一部は、デブリ排出手段３０のチャンバー３１及びノズル部材３７の表面などに凝縮・付着して、液状デブリＤ２となる。特に、開口３５よりもエアカーテンブロー噴出機構３２の気体の噴出方向Ｋ２（図３に破線の矢印で示す）の下流側のチャンバー３１の下面３８ｂの表面（図４中に平行斜線で示す）には、液状デブリＤ２が付着しやすい。図５に示されたフローチャートは、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に液状デブリＤ２が付着したか否かを判定するためのフローチャートである。

まず、制御手段９０は、圧力測定器４４の測定した圧力が、所定の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳＴ５１）。所定の範囲とは、大気圧よりも若干低い負圧である範囲であって、例えば、ケージ圧で−３００Ｐａから−３０Ｐａまでの範囲である。ここで、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に液状デブリＤ２が付着していなく、図２に示すように、液状デブリＤ２により圧力測定用開口部３４が塞がれていない状態では、吸引源４２からの吸引力によりチャンバー３１の下面３８ｂの表面付近に吸引口４０に向かう気体の流れが生じる。このために、圧力測定器４４の測定するチャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の圧力は、例えば、ゲージ圧で−１００Ｐａなどの大気圧よりも若干低い圧力となる。そして、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に付着した液状デブリＤ２が増加し、液状デブリＤ２により圧力測定用開口部３４が塞がれるのにしたがって、圧力測定器４４の測定するチャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の圧力は、徐々に低下し、液状デブリＤ２により圧力測定用開口部３４が完全に塞がれると、ゲージ圧で０Ｐａとなる。ステップＳＴ５１では、圧力測定器４４の測定した圧力が、所定の範囲内ではないと、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に液状デブリＤ２が付着したと判断する。また、ゲージ圧で−３０Ｐａを上回ると吸引源４２の吸引力が弱いと判断する事も可能である。

次に、制御手段９０は、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に液状デブリＤ２が付着したと判断する（ステップＳＴ５１否定）と、レーザー光線照射手段２０からのレーザー光線Ｌの照射を停止し、チャックテーブル１０を搬出入領域ＴＲに向けて退避させる（ステップＳＴ５２）。なお、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に液状デブリＤ２が付着していないと判断する（ステップＳＴ５１肯定）と、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に液状デブリＤ２が付着したと判断されるまで、ステップＳＴ５１を繰り返す。

次に、制御手段９０は、チャックテーブル１０が搬出入領域ＴＲに位置するとＸ軸移動手段を停止し、吸引源４２及び気体供給源２４を停止して、表示手段８３にチャンバー３１の下面３８ｂの表面に液状デブリＤ２が付着したことを示す警告を表示する（ステップＳＴ５３）。そして、制御手段９０は、デブリ排出手段３０の洗浄をオペレータに促す。チャンバー３１の下面３８ｂの表面に付着した液状デブリＤ２を洗浄除去する際には、デブリ排出手段３０をレーザー光線照射手段２０などから取り外し、チャンバー３１とノズル部材３７と吸引筒３３とに分解して純水や洗浄液中に浸漬（漬け置き）する。

また、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に付着した液状デブリＤ２を洗浄除去して、デブリ排出手段３０をレーザー光線照射手段２０に取り付けた後には、制御手段９０は、図６に示されたフローチャートを実行する。図６は、実施形態に係るレーザー加工装置の動作確認のフローチャートである。

ノズル部材３７をチャンバー３１に取り付けた際には、噴出口４１の向きは、図３に示すように、図２に示す正規状態よりも下向きとなることがある。この図３に示す場合では、吸引口４０を通して吸引源４２に吸引される際に、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１から噴出される気体により、液状又は気化したデブリＤ１が、デブリ排出手段３０のチャンバー３１の下面３８ｂの表面に沿って流れて、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に付着して溜まりやすい。

また、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１の向きが正規の向きであっても、吸引源４２の吸引力が弱い場合には、液状又は気化したデブリＤ１をデブリ排出手段３０の吸引口４０を通して十分に吸引できずに、デブリ排出手段３０のチャンバー３１の下面３８ｂの表面に付着して、液状デブリＤ２となりやすい。図６に示されたフローチャートは、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１の向きが正規の向きであるか否か、吸引源４２の吸引力が弱いか否かを判定するためのフローチャートである。

まず、制御手段９０は、吸引源４２及び気体供給源２４を駆動して、圧力測定器４４の測定した圧力が、第１所定値よりも低いか否かを判断する（ステップＳＴ６１）。第１所定値とは、所定の範囲を下回る大気圧よりも低い負圧であって、例えば、ケージ圧で−４００Ｐａ程度の値である。ここで、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１の向きが、正規の向きよりも下向きであると、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１から噴出される気体が、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に沿って流れて、チャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の圧力が、噴出口４１が正規の向きである場合よりも低下する。ステップＳＴ６１では、圧力測定器４４の測定した圧力が、第１所定値よりも低いと、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１の向きが、正規の向きよりも下向きであると判断する。

次に、制御手段９０は、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１の向きが、正規の向きであると判断する（ステップＳＴ６１否定）と、圧力測定器４４の測定した圧力が、第２所定値よりも高いか否かを判断する（ステップＳＴ６２）。第２所定値とは、所定の範囲を上回る圧力である。ここで、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１の向きが、正規の向きであっても、吸引源４２の吸引力が弱いと、吸引口４０を通して、液状又は気化したデブリＤ１を十分に吸引できずに、チャンバー３１の下面３８ｂの表面に沿う気体の流れが弱くなり、チャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の圧力が吸引源４２の吸引力が正規の力である場合よりも高くなる。ステップＳＴ６２では、圧力測定器４４の測定した圧力が、第２所定値よりも高いと、吸引源４２の吸引力が、正規の強さよりも弱いと判断する。

次に、制御手段９０は、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１の向きが、正規の向きよりも下向きであると判断する（ステップＳＴ６１肯定）又は、吸引源４２の吸引力が正規の強さよりも弱いと判断する（ステップＳＴ６１肯定）と、吸引源４２及び気体供給源２４を停止して、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１の向きが、正規の向きよりも下向きであることを示す警告を表示する（ステップＳＴ６３）または、吸引源４２の吸引力が正規の強さよりも弱いことを示す警告を表示する（ステップＳＴ６３）。そして、制御手段９０は、デブリ排出手段３０の再組立て、即ちノズル部材３７のチャンバー３１への再取付や、吸引源４２の交換、整備などをオペレータに促す。なお、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１の向きが、正規の向きであると判断する（ステップＳＴ６１否定）及び吸引源４２の吸引力が正規の強さであると判断する（ステップＳＴ６２否定）と、フローチャートを終了する。

以上のように、本実施形態に係るレーザー加工装置１によれば、デブリ排出手段３０の吸引路４３の下方にチャックテーブル１０に対面して、圧力測定用開口部３４を形成し、圧力測定用開口部３４が圧力測定器４４に気体の圧力を導く。圧力測定器４４が測定したチャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の圧力が所定の範囲を超えることを把握することで、被加工物Ｗに液状デブリＤ２が滴下して付着する前に、液状デブリＤ２がデブリ捕獲室３９の近傍、特にチャンバー３１の下面３８ｂの表面に付着したことを検出できるという効果を奏する。

さらには、レーザー加工装置１によれば、レーザー加工前に、圧力測定器４４が測定したチャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の圧力が所定値を下回ることを把握することで、エアカーテンブロー噴出機構３２の噴出口４１から噴出される気体の量や向き（噴出される気体が大量にデブリ捕獲室３９からあふれていることで、チャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の圧力が下がって検出できる）を検出することもできるという効果も得られる。さらには、レーザー加工装置１によれば、レーザー加工前に、圧力測定器４４が測定したチャンバー３１の下面３８ｂの表面付近の圧力を把握することで、吸引源４２からの吸引が足りないことも検出することができる。

前述した実施形態では、被加工物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。また、本発明では、Ｘ軸移動手段、Ｙ軸異動手段及びＺ軸移動手段の構成を適宜変更しても良い。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１レーザー加工装置
１０チャックテーブル
２０レーザー光線照射手段
２２集光器
３０デブリ排出手段
３２エアカーテンブロー噴出機構
３４圧力測定用開口部
３５開口
３６天井部
３８隔壁
３９デブリ捕獲室
４０吸引口
４１噴出口
４２吸引源
４３吸引路
４４圧力測定器
Ｄ１液状又は気化したデブリ（デブリ）
Ｄ２液状デブリ（デブリ）
ＲＰ加工点
Ｌレーザー光線
Ｓレーザー加工溝
Ｘ１レーザー加工溝が形成される方向
Ｗ被加工物
ＷＳ表面

Claims

板状の被加工物を保持面で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該被加工物の表面に該被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射してレーザー加工溝を形成する集光器を備えたレーザー光線照射手段と、レーザー光線の照射によって加工点付近に生成されるデブリを該レーザー光線照射手段の下方から吸引して排出するデブリ排出手段と、を備えたレーザー加工装置において、
該デブリ排出手段は、
該レーザー光線が通過する開口が設けられた天井部と、該加工点付近で生成されるデブリの飛散範囲の周囲を取り囲む隔壁と、からなるデブリ捕獲室と、
該隔壁に開口する吸引口と吸引源とを連通される吸引路と、を有し、
該デブリ捕獲室近傍の該吸引路の下方で該チャックテーブルに対面して、圧力測定器に連通する圧力測定用開口部が形成されていることを特徴とするレーザー加工装置。
前記デブリ排出手段は、
前記レーザー光線が通過する前記デブリ捕獲室の前記開口の近傍の前記隔壁に噴出口を有し、前記レーザー加工溝が形成される方向から該隔壁の前記吸引口へと噴出される気体で該開口を覆い、該開口から侵入し該集光器へ付着する該デブリを遮断するエアカーテンブロー噴出機構をさらに備えることを特徴とする、請求項１記載のレーザー加工装置。