JP2022124206A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物にレーザー光線を照射して加工溝を形成しても、該加工溝の両側にデブリ等の溶融物が堆積したり、該溶融物が該加工溝に埋め戻されたりすることがないレーザー加工装置を提供する。【解決手段】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、チャックテーブルに保持された被加工物（ウエーハ）１０にレーザー光線を照射してレーザー加工を施す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送り手段と、微細氷噴射手段８と、を少なくとも備え、微細氷噴射手段８は、水供給部と、エアー供給部と、水供給部から供給された水を噴射する水ノズルと、水ノズルを囲繞し、エアー供給部から供給されたエアーを噴射するエアーノズル８６と、から構成され、エアーノズル８６の噴射口８６ａから被加工物に向けて微細氷９０を噴射するレーザー加工装置が提供される。【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物にレーザー光線を照射してレーザー加工を施す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たデバイス領域が表面に形成されたウエーハは、ダイシング装置、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て、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してレーザー加工を施す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送り手段とを、少なくとも備えて構成されており、分割起点となる加工溝を形成してウエーハを高精度に個々のデバイスチップに分割することができる（例えば特許文献１を参照）。

しかし、分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射して加工溝を形成すると、溶融物（デブリ）が該加工溝の両側に堆積すると共に、該加工溝の中に溶融したデブリが入り込んで、該レーザー加工溝を埋め戻してしまい、デバイスチップの品質が低下するという問題がある。このような問題は、ウエーハの表面に保護膜を被覆してレーザー加工を実施する場合（例えば特許文献２を参照）にも起こり得る。

特開平１０－３０５４２０号公報 特開２００４－１８８４７５号公報

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、被加工物の分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射して加工溝を形成する場合であっても、該溝の両側にデブリ等の溶融物が堆積したり、該溶融物が該溝に埋め戻したりすることがない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、レーザー加工装置であって、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してレーザー加工を施す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送り手段と、微細氷噴射手段と、を少なくとも備え、該微細氷噴射手段は、水供給部と、エアー供給部と、該水供給部から供給された水を噴射する水ノズルと、該水ノズルを囲繞し、該エアー供給部から供給されたエアーを噴射するエアーノズルと、から構成され、該エアーノズルの噴射口から被加工物に向けて微細氷を噴射するレーザー加工装置が提供される。

該微細氷噴射手段は、該微細氷噴射手段の噴射口から噴射される微細氷によってレーザー加工された被加工物を洗浄する洗浄手段とすることが好ましい。また、該エアーノズルの噴射口は、該チャックテーブルに保持された被加工物のレーザー加工された領域に位置付けられ、該送り手段によって該エアーノズルの噴射口と該レーザー加工された領域とが相対的に移動し、該レーザー加工された領域に沿って該微細氷が噴射されて該レーザー加工された領域を洗浄するようにすることが好ましい。さらに、該微細氷噴射手段は、水供給部に供給する水の量及び圧力を調整すると共に、エアー供給部に供給するエアーの量及び圧力を調整して、２流体ノズルの機能を兼用するようにすることもできる。

本発明のレーザー加工装置は、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してレーザー加工を施す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送り手段と、微細氷噴射手段と、を少なくとも備え、該微細氷噴射手段は、水供給部と、エアー供給部と、該水供給部から供給された水を噴射する水ノズルと、該水ノズルを囲繞し、該エアー供給部から供給されたエアーを噴射するエアーノズルと、から構成され、該エアーノズルの噴射口から被加工物に向けて微細氷を噴射するように構成されていることから、被加工物の表面にレーザー光線を照射して加工溝を形成した際に、該加工溝の両側、及び内部にデブリが堆積したとしても、微細氷噴射手段の噴射口から噴射された微細氷によって加工溝に堆積したデブリを除去することができ、デブリによってデバイスチップの品質が低下するという問題が解消する。

第１のレーザー加工装置の全体斜視図である。 図１に示す第１のレーザー加工装置に配設された微細氷噴射手段の一部拡大断面図である。 図１に示す第１のレーザー加工装置によって実施されるレーザー加工工程の実施態様の一部を拡大して示す斜視図である。 （ａ）図１に示す第１のレーザー加工装置の微細氷噴射手段により実施されるデブリ除去工程の実施態様を示す斜視図、（ｂ）（ａ）に示す実施態様の一部を拡大して示す断面図である。 第２のレーザー加工装置の全体斜視図である。 （ａ）図５に示す第２のレーザー加工装置に配設された洗浄手段を拡大して示す斜視図、（ｂ）（ａ）の洗浄手段に配設された微細氷噴射手段の一部拡大断面図である。 図６に示す洗浄手段に配設された微細氷噴射手段により実施されるデブリ除去工程の実施態様を示す斜視図である。

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、第１のレーザー加工装置２Ａの全体斜視図が示されている。ウエーハ加工装置２Ａは、被加工物を保持するチャックテーブル２５を備えた保持手段４と、レーザー光線照射手段６と、アライメント手段７と、微細氷噴射手段８と、保持手段４を移動させる移動手段３０と、制御手段（図示は省略）とを備える。

保持手段４は、図中に矢印Ｘで示すＸ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方向可動板２１と、図中に矢印Ｙで示す該Ｘ方向に直交するＹ方向において移動自在にＸ方向可動板２１に載置される矩形状のＹ方向可動板２２と、Ｙ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座標、及びＹ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。チャックテーブル２５には、保護テープＴを介して被加工物を支持する環状のフレームＦを固定するためのクランプ２７も配設される。なお、本実施形態における被加工物は、例えば、図１に示すウエーハ１０であり、ウエーハ１０は、シリコン基板上にデバイス１２が分割予定ライン１４によって区画され表面１０ａに形成されている。ウエーハ１０は、表面１０ａを上方に向け、裏面１０ｂ側を下方に向けて保護テープＴに貼着されて、保護テープＴを介して環状のフレームＦによって保持される。

移動手段３０は、チャックテーブル２５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である。移動手段３０は、基台３上に配設され、保持手段４をＸ方向に加工送りするＸ方向送り手段３１と、Ｙ可動板２２をＹ方向に加工送りするＹ方向送り手段３２と、を備えている。Ｘ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方向可動板２１をＸ方向において進退させる。Ｙ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方向可動板２２に伝達し、Ｘ方向可動板２１上の案内レール２１ａ、２１ａに沿ってＹ方向可動板２２をＹ方向において進退させる。なお、図示は省略するが、Ｘ方向送り手段３１、Ｙ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座標、Ｙ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、図示しない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方向送り手段３１、Ｙ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上に配設される垂直壁部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、アライメント手段７、及び微細氷噴射手段８が収容されている。水平壁部３７ｂの先端部下面には、レーザー光線照射手段６の光学系の一部を構成する集光器６２、アライメント手段７を構成する撮像手段７２、微細氷噴射手段８を構成するエアーノズル８６がＸ方向に沿うように、間隔を置いて配設されている。

レーザー光線照射手段６は、図示を省略する光学系を備えており、該光学系は、上記した集光器６２に加え、例えば、シリコンに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を発振する発振器、該発振器が発振したパルスレーザー光線の出力を調整するアッテネータ、該パルスレーザー光線の光路を適宜変更する反射ミラー等を備え、該パルスレーザー光線を、チャックテーブル２５に保持されるウエーハ１０の表面１０ａの該Ｘ座標及び該Ｙ座標で特定される位置に、集光器６２を介して照射することができる。

アライメント手段７の撮像手段７２は、可視光線により撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）、被加工物に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た赤外線を捕らえる光学系、該光学系が捕らえた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）等を備える。該撮像手段７２によって撮像された画像は、制御手段（図示は省略）に送られ、適宜表示手段（図示は省略）に表示される。

図２を参照しながら、上記した微細氷噴射手段８の詳細について説明する。図２には、微細氷噴射手段８の一部を断面とした断面図が示されている。図に示すように、微細氷噴射手段８は、水Ｗが供給される水供給部８２と、エアーＶが供給されるエアー供給部８３と、水供給部８２から供給された水Ｗを噴射する水ノズル８４と、水ノズル８４を囲繞し、エアー供給部８３から供給されたエアーＶを噴射するエアーノズル８６とを備えている。水供給部に供給される水Ｗ、及びエアー供給部に供給されるエアーＶは、所定の量、及び圧力に調整された状態で供給される。さらに、エアーノズル８６の内部であって、該水ノズル８４を囲繞する部位には、絞り部８５が形成されている。エアーノズル８４の先端部を構成する噴射口８６ａの径寸法Ｄは、例えば１６ｍｍであり、該絞り部８５の最小径位置から、エアーノズル８４の先端部までの寸法Ｈは、例えば２００～２５０ｍｍに設定される。

第１のレーザー加工装置２Ａ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。

第１のレーザー加工装置２Ａに搬送されたウエーハ１０は、ウエーハ１０の表面１０ａ側を上方に、保護テープＴ側を下方に向けて上記した保持手段４のチャックテーブル２５に吸引保持される。チャックテーブル２５に保持されたウエーハ１０は、第１のレーザー加工装置２Ａの撮像手段７２の直下に位置付けられてアライメント工程が実施され、表面１０ａに形成された分割予定ライン１４の位置を検出すると共に、チャックテーブル２５と共にウエーハ１０を回転して所定方向の分割予定ライン１４をＸ方向に整合させる。検出された分割予定ライン１４の位置情報は、上記制御手段に適宜記憶される。

上記したアライメント工程によって検出された位置情報に基づき、所定方向の分割予定ライン１４の加工開始位置にレーザー光線照射手段６の集光器６２を位置付け、図３に示すように、ウエーハ１０の表面１０ａにレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けてウエーハ１０に対して吸収性を有する波長のレーザー光線ＬＢを照射すると共に、ウエーハ１０をＸ方向に加工送りしてウエーハ１０の所定の分割予定ライン１４に沿ってアブレーション加工を施して加工溝１００を形成する。所定の分割予定ライン１４に沿って加工溝１００を形成したならば、ウエーハ１０をＹ方向に分割予定ライン１４の間隔だけ割り出し送りして、Ｙ方向で隣接する未加工の分割予定ライン１４を集光器６２の直下に位置付ける。そして、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢの集光点をウエーハ１４の分割予定ライン１４に位置付けて照射し、ウエーハ１０をＸ方向に加工送りして加工溝１００を形成する。同様にして、ウエーハ１０をＸ方向、及びＹ方向に加工送りして、Ｘ方向に沿う全ての分割予定ライン１４に沿って加工溝１００を形成する。次いで、ウエーハ１０を９０度回転させて、既に加工溝１００を形成した分割予定ライン１４に直交する方向の未加工の分割予定ライン１４をＸ方向に整合させる。そして、残りの各分割予定ライン１４に対しても、上記したのと同様にしてレーザー光線ＬＢの集光点を位置付けて照射して、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された全ての分割予定ライン１４に沿って加工溝１００を形成し、ウエーハ１０を個々のデバイスチップ１２’に分割して、レーザー加工工程が完了する（図３の下段を参照）。

ここで、図３の下段の右下方側に示すレーザー加工工程後のウエーハ１０の一部拡大断面図から理解されるように、上記したレーザー加工工程により形成された加工溝１００の両側には、アブレーション加工により発生するデブリ１６が付着し、また、該加工溝１００の内部に該デブリ１６が入り込み、内部に入り込んだデブリ１６が多い場合は、該デブリ１６によって加工溝１００が埋め戻されたりする場合がある。このように、加工溝１００にデブリ１６が付着したままにすると、個々に分割されたデバイスチップ１２’の品質を低下させるという問題がある。そこで、上記のレーザー加工工程が完了した後、本実施形態では、上記した微細氷噴射手段８を使用して加工溝１００を洗浄するデブリ除去工程を実施する。該デブリ除去工程について、図２、及び図４を参照しながら以下に説明する。

レーザー加工工程が完了したならば、上記したアライメント工程に基づき検出された分割予定ライン１４の位置情報に基づいて、図４（ａ）、及び図４（ｂ）の左方側に示すように、微細氷噴射手段８のエアーノズル８６の直下に、加工溝１００を位置付ける。次いで、図２に基づき説明した微細氷噴射手段８のエアー供給部８３から、所定の圧力、例えば０．６～０．８ＭＰａの圧力、及び所定の量、例えば５００～６００Ｌ／分に設定された高圧のエアーＶを供給すると共に、水供給部８２から、所定の量、例えば５ｍＬ／分の水を供給する。上記したように、エアーノズル８６の内部には、絞り部８５が形成されており、該絞り部８５の径は、上記の条件で供給されたエアーＶが該絞り部８５を通過するときに音速に達する径に設定されている。そして、エアーＶが、該絞り部８５を通過して径が拡張する部位で超音速となる際に温度が低下することで、図４（ｂ）の右方側に示すように、水ノズル８４から供給される水滴が加速し、分散されると共に冷却されて、微細な氷の粒（微細氷９０）となる。これにより、エアーノズル８６の噴射口８６ａからは、微細氷９０が凡そ４００～４５０ｍ／秒の速度で噴射される。

図４（ａ）に示すように、該エアーノズル８６の噴射口８６ａから微細氷９０を噴射すると共に、ウエーハ１０をＸ方向に移動して、ウエーハ１０の所定のレーザー加工された領域、すなわち加工溝１００に沿って微細氷９０を噴射することで、加工溝１００の両側及び内部に堆積したデブリ１６は吹き飛ばされ、図４（ｂ）に示すように、加工溝１００が洗浄される。なお、エアーノズル８６から噴射される微細氷９０の直径は、１０～３０μｍと小さく、ウエーハ１０を構成するシリコンの基板やデバイスチップ１２’を破壊するほどの威力はないものの、加工溝１００に付着したデブリ１６を加工溝１００から剥離させるエネルギーを有している。上記したように、所定の加工溝１００に沿って微細氷９０による洗浄を実施したならば、ウエーハ１０をＹ方向に加工溝１００の間隔だけ割り出し送りして、Ｙ方向で隣接する未洗浄の加工溝１００をエアーノズル８６の噴射口８６ａの直下に位置付ける。そして、上記したのと同様にして該噴射口８６ａから微細氷９０を加工溝１００に向けて噴射し、ウエーハ１０をＸ方向に加工送りして加工溝１００を洗浄する。同様にして、ウエーハ１０をＸ方向、及びＹ方向に加工送りして、Ｘ方向に沿う全ての加工溝１００に沿って該微細氷９０による洗浄を実施する。次いで、ウエーハ１０を９０度回転させて、既に洗浄した加工溝１００に直交する方向の未洗浄の加工溝１００をＸ方向に整合させる。そして、残りの各加工溝１００に対しても、上記したのと同様にしてエアーノズル８６を位置付けて微細氷９０を噴射して、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された全ての加工溝１００に沿って洗浄を実施する。以上により加工溝１００を洗浄するデブリ除去工程が完了する。

上記した実施形態によれば、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された分割予定ライン１４に沿ってレーザー光線ＬＢを照射して加工溝１００を形成した際に、該加工溝１００の両側、及び内部にデブリ１６が堆積したとしても、微細氷噴射手段８の噴射口８６ａから噴射された微細氷９０によって加工溝１００に堆積したデブリ１６を除去することができ、デブリ１６によってデバイスチップ１２’の品質が低下するという問題が解消する。

本発明は、上記した第１のレーザー加工装置２Ａに限定されない。図５～図７を参照しながら、本発明の別の実施形態について説明する。

図５には、本発明に基づき構成された第２のレーザー加工装置２Ｂの斜視図が示されている。第２のレーザー加工装置２Ｂは、第１のレーザー加工装置２Ａと同様に、被加工物であるウエーハ１０の分割予定ライン１４に沿ってアブレーション加工を施す装置である。以下に、図５を参照しながら、第２のレーザー加工装置２Ｂについて説明する。

第２のレーザー加工装置２Ｂの前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段１１０が設けられている。また、第２のレーザー加工装置２Ｂの上部には、オペレータに対する加工条件に関する案内画面や後述するアライメント手段１３０によって撮像された画像が表示される表示手段Ｍが設けられている。

第２のレーザー加工装置２Ｂには、保護テープＴを介して環状のフレームＦと一体化されたウエーハ１０を複数枚収容可能なウエーハカセット１１２が配設される。ウエーハカセット１１２は、上下動可能なカセット昇降手段１１４上に載置される。なお、本実施形態のフレームＦに保護テープＴを介して支持されたウエーハ１０は、図１に示すウエーハ１０と同一のウエーハ１０である。

ウエーハカセット１１２の後方には、ウエーハカセット１１２からレーザー加工前のウエーハ１０を搬出するとともに、加工後のウエーハ１０をウエーハカセット１１２に搬入する搬出入手段１１８が配設されている。ウエーハカセット１１２と搬出入手段１１８との間には、搬出入対象のウエーハ１０が一時的に載置され、フレームＦに保持されたウエーハ１０を一定の位置に位置合わせする仮置き手段１１６が配設されている。

仮置き手段１１６の近傍には、ウエーハ１０を保持するフレームＦを吸着して搬送する搬送手段１２０が配設されている。搬出入手段１１８によってウエーハカセット１１２から仮置き手段１１６上に搬出されたウエーハ１０は、搬送手段１２０により吸着されてウエーハ１０を保持するチャックテーブル１２２に搬送される。

チャックテーブル１２２に搬送されたウエーハ１０は、保護テープＴを介してチャックテーブル１２２に吸引されると共に、複数のクランプ１２４によりフレームＦが固定される。チャックテーブル１２２は、後述するレーザー光線照射手段１４０とチャックテーブル１２２とを相対的に加工送りする図示を省略する送り手段を備える。なお、図示が省略されているチャックテーブル１２２の下方側の構成、及び該送り手段の構成は、第１のレーザー加工装置２Ａに配設された保持手段４及び移動手段３０と同一の構成を採用することができ、該送り手段の作用により、チャックテーブル１２２を回転駆動し、図中矢印Ｘで示すＸ方向、及びＸ方向と直交する矢印Ｙで示すＹ方向に進退動可能に構成される。また、チャックテーブル１２２のＸ方向の移動経路の上方には、ウエーハ１０のレーザー加工を施す領域（分割予定ライン１４）を検出するアライメント手段１３０が配設されている。

アライメント手段１３０は、チャックテーブル１２２に保持されたウエーハ１０の表面１０ａを撮像する撮像手段１３２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、レーザー加工すべき分割予定ライン１４を検出することができる。撮像手段１３２よって取得された画像は、図示しない制御手段に送られて、表示手段Ｍに表示される。

アライメント手段１３０のＸ方向で隣接する位置には、レーザー光線照射手段１４０が配設されている。レーザー光線照射手段１４０は、ウエーハ１０に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射すべく構成された光学系（図示は省略）を収容するケーシング１４２と、パルスレーザー光線を集光して照射するための集光器１４４と、を備え、集光器１４４から照射されるパルスレーザー光線によってウエーハ１０の表面１０ａに加工溝を形成するアブレーション加工を施すことができる。

レーザー光線照射手段１４０によってアブレーション加工が施されたウエーハ１０は、チャックテーブル１２２と共に図中手前側の搬送位置に移動され、搬送手段１７０により吸着されて、本実施形態においてデブリ除去工程を実施する際に使用される洗浄手段１５０に搬送される。

洗浄手段１５０によって表面が洗浄されたウエーハ１０は、搬送手段１２０により仮置き手段１１６に搬送され、搬出入手段１１８によりウエーハカセット１１２の元の収納場所に戻される。

上記した洗浄手段１５０について、洗浄手段１５０の斜視図を示す図６を参照しながら、より具体的に説明する。図６（ａ）に示すように、洗浄手段１５０は、テーブル機構１５１と、テーブル機構１５１を囲むカバー部１６０とを備える。なお、図６（ａ）では、説明の都合上、カバー部１６０を構成する液カバー１６１の手前側の一部を切り欠いて示している。図６（ａ）から理解されるように、テーブル機構１５１は、ウエーハ１０をフレームＦと共に保持するテーブル１５２を備えている。テーブル１５２は、通気性を有するポーラス部材により形成された吸着チャック１５２ａと、吸着チャック１５２ａを囲繞する枠部１５２ｂとにより構成され、吸着チャック１５２ａは図示を省略する吸引源に接続されている。さらに、テーブル機構１５１は、軸部１５４を備え、軸部１５４の内部に収容された回転シャフト（図示は省略する）を介して駆動源１５５に接続されている。該回転シャフトは、駆動源１５５内に収容された電動モータ（図示は省略する）によって駆動され、テーブル１５２を回転駆動する。駆動源１５５の外周にはエアピストン１５６が複数配設されて、ロッド１５６ａを図中矢印で示す上下方向で進退させることで、テーブル１５２、軸部１５４、及び駆動源１５５を一体的に昇降させる。

液カバー１６１の内側の底面１６２には、液カバー１６１の内側に流出した液体を排出するドレーン孔１６２ａが配設され、ドレーン孔１６２ａには液カバー１６１の外部に配設された廃棄タンク（図示は省略）に該液体を排出するドレーンホース１６３が接続されている。さらに、液カバー１６１の底面１６２には、テーブル１５２を囲むようにして、テーブル１５２に保持されるウエーハ１０の上面に高圧水を供給する高圧水洗浄ノズル１６４と、該ウエーハ１０の上面にエアーを噴射するエアー噴射ノズル１６５と、該ウエーハ１０の上面に微細氷を供給する微細氷噴射手段１６６とが配設されている。前記した高圧水洗浄ノズル１６４、エアー噴射ノズル１６５、及び微細氷噴射手段１６６は、液カバー１６１の底面１６２の裏面側に配設される駆動手段（図示は省略している）を作動させることにより、各ノズルの先端部を、テーブル１５２の上方で水平方向に旋回移動させることができる。図６（ａ）に示すように、テーブル１５２が、ウエーハ１０を搬入したり、搬出したりする位置（上昇位置）に位置付けられた状態では、高圧水洗浄ノズル１６４、エアー噴射ノズル１６５、及び微細氷噴射手段１６６は、外周側方向の収納位置に位置付けられる。

ここで、本実施形態の微細氷噴射手段１６６について、図６（ｂ）を参照しながら、より具体的に説明する。図６（ｂ）には、微細氷噴射手段１６６の一部を断面とした断面図が示されている。図に示すように、微細氷噴射手段１６６は、水Ｗが供給される水供給部１６６ａと、エアーＶが供給されるエアー供給部１６６ｂと、水供給部１６６ａから供給された水Ｗを噴射する水ノズル１６６ｃと、水ノズル１６６ｃを囲繞し、エアー供給部１６６ｂから供給されたエアーＶを噴射するエアーノズル１６６ｅとを備えている。水供給部に供給される水Ｗ、及びエアー供給部に供給されるエアーＶは、所定の量、及び圧力に調整された状態で供給される。さらに、エアーノズル１６６ｅの内部であって、該水ノズル１６６ｃを囲繞する部位には、絞り部１６６ｄが形成されている。微細氷噴射手段１６６は、実質的に、上記した微細氷噴射手段８と同様の構成を備えていることにより、微細氷噴射手段１６６のエアー供給部１６６ｂから、所定の圧力、例えば０．６～０．８ＭＰａの圧力、及び所定の量、例えば５００～６００Ｌ／分に設定された高圧のエアーＶを供給すると共に、水供給部１６６ａから、所定の量、例えば５ｍＬ／分の水を供給することができる。上記したように、エアーノズル１６６ｅの内部には、絞り部１６６ｄが形成されており、絞り部１６６ｄの径は、上記の条件で供給されたエアーＶが該絞り部１６６ｄを通過するときに音速に達する径に設定されている。そして、エアーＶが、該絞り部１６６ｄを通過して径が拡張する部位で超音速となる際に温度が低下し、水ノズ１６６ｃから供給される水滴が加速し分散されると共に冷却されて、微細な氷の粒（微細氷９０）となる。これにより、エアーノズル１６６ｅの先端の噴射口１６６ｆから、微細氷９０が凡そ４００～４５０ｍ／秒の速度で噴射される。

第２のレーザー加工装置２Ｂは、概ね上記したとおりの構成を備えており、以下のその機能、作用について説明する。

本実施形態の第２のレーザー加工装置２Ｂによってウエーハ１０にアブレーション加工を実施するに際し、まず、図５に基づき説明したカセット１１２から、搬出入手段１１８を使用して仮置き手段１１６にウエーハ１０を搬出し、ウエーハ１０を、搬送手段１２０を使用して搬送して、チャックテーブル１２２に載置して吸引保持する保持工程を実施し、クランプ１２４を作動して固定する。

次いで、以下に説明するレーザー加工工程を実施する。まず、チャックテーブル１２２に保持されているウエーハ１０を上記した撮像手段１３２の直下に位置付けて、ウエーハ１０の加工すべき領域である分割予定ライン１４の位置情報を検出するアライメント工程を実施する。

上記したアライメント工程を実施したならば、上記した送り手段を作動して、チャックテーブル１２２を移動して、集光器１４４の直下に、ウエーハ１０の分割予定ライン１４の所定の加工開始位置を位置付ける。該所定の加工開始位置となる分割予定ライン１４を集光器１４４の直下に位置付けたならば、ウエーハ１０に対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線の集光点を、ウエーハ１０の表面１０ａ近傍に位置付ける。そして、該送り手段を作動してウエーハ１０を矢印Ｘで示すＸ方向に加工送りして、パルスレーザー光線を照射して分割予定ライン１４に沿ってアブレーション加工を実施する。なお、この第２のレーザー加工装置２Ｂにおいて実施されるレーザー加工工程は、図３に基づき説明した第１のレーザー加工装置２Ａにおいて実施されたレーザー加工工程と実質的に同様の加工を施すものであるから、第２のレーザー加工装置２Ｂにおいて実施されるレーザー加工工程についての詳細な説明については省略する。第２のレーザー加工装置２Ｂによって実施されるレーザー加工工程により、図３の下方側に示すような、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された全ての分割予定ライン１４に沿って加工溝１００が形成される。

ここで、第１のレーザー加工装置２Ａのレーザー加工工程に関連して示した図３に基づいて説明したように、本実施形態のレーザー加工工程により形成された加工溝１００の両側の角部にアブレーション加工により発生するデブリ１６が堆積したり、該加工溝１００の内部に該デブリ１６が堆積したままとなったりする場合がある。そこで、第２のレーザー加工装置２Ｂでは、上記のレーザー加工工程が完了した後、ウエーハ１０を、搬送手段１７０を作動して、チャックテーブル１２２から、洗浄手段１５０に搬送して、以下に説明する微細氷噴射手段１６６を使用したデブリ除去工程を実施する。

本実施形態のデブリ除去工程を実施するに際し、洗浄手段１５０に搬送されたウエーハ１０は、図７に示すように、テーブル機構１５１上に載置され、図示を省略する吸引源を作動させることにより吸引保持される。ウエーハ１０を吸引保持したならば、エアピストン１５６を作動して、図７に示す矢印Ｒ１で示す方向にテーブル機構１５１に保持されたウエーハ１０を下降させる。次いで、駆動源１５５の内部に配設された電動モータを駆動して、テーブル機構１５１と共にウエーハ１０を矢印Ｒ２で示す方向に所定の回転速度（例えば３００ｒｐｍ）で回転させる。これと共に、微細氷噴射手段１６６を作動して、図中矢印Ｒ３で示す方向（水平方向）に微細氷噴射手段１６６のエアーノズル１６６ｅを揺動させながら、エアーノズル１６６ｅの先端から微細氷９０を噴射する。これにより、ウエーハ１０の表面１０ａ側の全域に微細氷９０が噴射され、ウエーハ１０に形成された加工溝１００の両側、及び加工溝１００の内部に堆積したデブリ１６が剥離されて、デブリ除去工程が完了する。

なお、本実施形態では、上記したデブリ除去工程が完了したならば、高圧水洗浄ノズル１６４を作動して、高圧水洗浄ノズル１６４を揺動させながらウエーハ１０の表面１０ａ側に高圧水を噴射して、ウエーハ１０上に残存するデブリ１６を除去する洗浄（高圧水洗浄工程）を実施し、エアー噴射ノズル１６５を作動して、エアー噴射ノズル１６５を揺動させながらエアーをウエーハ１０の表面１０ａに噴射して、水分を除去（乾燥工程）する。このように表面１０ａから水分が除去されたウエーハ１０は、搬送手段１２０によって洗浄手段１５０から搬出されて、仮置き手段１１６まで搬送され、搬出入手段１１８の作用により、ウエーハカセット１１２に収容される。なお、該デブリ除去工程、その後に実施される高圧水洗浄工程、及び乾燥工程が実施される際には、洗浄手段１５０の上方には蓋部材１７２が位置付けられて、微細氷噴射手段１６６、高圧水洗浄ノズル１６４、及びエアー噴射ノズル１６５が作動している間は、該蓋部材１７２によって洗浄手段１５０の上方が閉塞される。

上記した第２のレーザー加工装置２Ｂによっても、先に説明した第１のレーザー加工装置２Ａと同様に、ウエーハ１０の表面１０ａに形成された分割予定ライン１４に沿ってレーザー光線ＬＢを照射して加工溝１００を形成した際に、該加工溝１００の両側、及び内部にデブリ１６が堆積したとしても、微細氷噴射手段１６６の噴射口１６６ｆから噴射された微細氷９０によって加工溝１００に堆積したデブリ１６を除去することができ、デブリ１６によってデバイスチップ１２’の品質が低下するという問題が解消する。

本発明は、上記した実施形態に限定されない。上記した実施形態（第１のレーザー加工装置２Ａ、第２のレーザー加工装置２Ｂ）では、微細氷噴射手段８、及び微細氷噴射手段１６６に対して供給される水Ｗの供給量を５ｍｌ／分としたが、本発明はこれに限定されず、例えば供給量を５ｍｌ／分よりも増やす（例えば５０ｍｌ／分）ことで、噴射される微細氷９０の硬度を、柔らかくすることが可能である。これにより、ウエーハ１０に形成されたデバイスチップ１２’へのダメージを最小限とすることが可能である。

また、上記した実施形態において使用された微細氷噴射手段８、及び微細氷噴射手段１６６に対し、供給される水Ｗの供給量を大幅に増大させて例えば５Ｌ／分とし、供給圧力を０．３ＭＰａとし、水Ｗと共に供給されるエアーＶの供給量を１００Ｌ／分、供給圧力を０．３ＭＰａとすることで、微細氷噴射手段８、及び微細氷噴射手段１６６から、水ＷとエアーＶとを混合した混合２流体を噴射することができ、微細氷噴射手段８、及び微細氷噴射手段１６６を混合２流体噴射ノズルとして使用することもできる。

２Ａ：第１のレーザー加工装置
２Ｂ：第２のレーザー加工装置
３：基台
４：保持手段
６：レーザー光線照射手段
６２：集光器
７：アライメント手段
７２：撮像手段
８：微細氷噴射手段
８２：水供給部
８３：エアー供給部
８４：水ノズル
８５：絞り部
８６：エアーノズル
８６ａ：噴射口
１０：ウエーハ
１２：デバイス
１２’：デバイスチップ
１４：分割予定ライン
１６：デブリ
２５：チャックテーブル
３０：移動手段
３１：Ｘ方向送り手段
３２：Ｙ方向送り手段
９０：微細氷
１００：加工溝
１１０：走査手段
１１２：ウエーハカセット
１１４：カセット昇降手段
１１６：仮置き手段
１１８：搬出入手段
１２０：搬送手段
１２２：チャックテーブル
１３０：アライメント手段
１３２：撮像手段
１４０：レーザー光線照射手段
１４４：集光器
１５０：洗浄手段
１５１：テーブル機構
１５２：テーブル
１５４：軸部
１５５：駆動源
１５６：エアピストン
１５６ａ：ロッド
１６０：カバー部
１６１：液カバー
１６２：底部
１６２ａ：ドレーン孔
１６４：高圧水洗浄ノズル
１６５：エアー噴射ノズル
１６６：微細氷噴射手段
１６６ａ：水供給部
１６６ｂ：エアー供給部
１６６ｃ：水ノズル
１６６ｄ：絞り部
１６６ｅ：エアーノズル
１６６ｆ：噴射口
１７０：搬送手段

Claims (4)

1. レーザー加工装置であって、
   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してレーザー加工を施す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送り手段と、微細氷噴射手段と、を少なくとも備え、
   該微細氷噴射手段は、水供給部と、エアー供給部と、該水供給部から供給された水を噴射する水ノズルと、該水ノズルを囲繞し、該エアー供給部から供給されたエアーを噴射するエアーノズルと、から構成され、該エアーノズルの噴射口から被加工物に向けて微細氷を噴射するレーザー加工装置。
2. 該微細氷噴射手段は、該微細氷噴射手段の噴射口から噴射される微細氷によってレーザー加工された被加工物を洗浄する洗浄手段である請求項１に記載されたレーザー加工装置。
3. 該エアーノズルの噴射口は、該チャックテーブルに保持された被加工物のレーザー加工された領域に位置付けられ、該送り手段によって該エアーノズルの噴射口と該レーザー加工された領域とが相対的に移動し、該レーザー加工された領域に沿って該微細氷が噴射されて該レーザー加工された領域が洗浄される請求項１、又は２に記載のレーザー加工装置。
4. 該微細氷噴射手段は、水供給部に供給する水の量及び圧力を調整すると共に、エアー供給部に供給するエアーの量及び圧力を調整して、２流体ノズルの機能を兼用する請求項１から３のいずれかに記載のレーザー加工装置。

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