JP6998177B2 - レーザー加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、板状の被加工物にレーザー光線を照射して加工する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に分割され、携帯電話、パソコン、照明機器等の電気機器に利用される。
レーザー加工装置は、被加工物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を、被加工物の表面に位置付けて照射するアブレーション加工によって分割の起点となる溝を形成するタイプのもの（例えば、特許文献１を参照。）、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を、被加工物の内部に位置付けて照射し、被加工物の内部に分割の起点となる改質層を形成するタイプのもの（例えば、特許文献２を参照。）、被加工物に対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を、被加工物の所要位置に位置付けて照射し、被加工物の表面から裏面に至り、分割の起点となる細孔と該細孔を囲繞する非晶質とからなるシールドトンネルを形成するタイプもの（例えば、特許文献３を参照。）と、が存在し、被加工物の種類、加工精度等に応じて、レーザー加工装置が適宜選択される。
上記したレーザー加工装置のうち、特にアブレーション加工を施すタイプにおいては、被加工物（ウエーハ）の表面にレーザー光線を照射した際に生じるデブリ（レーザー加工屑）が、ウエーハに形成されたデバイスの表面に飛散して付着し、デバイスの品質を低下させるおそれがあることから、レーザー加工を実施する前に、ウエーハの表面に、加工に用いるレーザー光線を透過する液状樹脂を被覆してデブリの付着を防止し、レーザー加工を施した後に、該液状樹脂を除去することが提案されている（例えば、特許文献４を参照。）。
特開平１０－３０５４２０号公報 特許第３４０８８０５号公報 特開２０１４－２２１４８３号公報 特開２００４－１８８４７５号公報
特許文献４に記載された技術によれば、液状樹脂が被覆されていることで、デバイスの表面にデブリが付着することを防止することができ、加工品質は確保される。しかし、液状樹脂を塗布する工程、及び加工後に液状樹脂を除去する工程が少なくとも必要であり、生産性に問題がある。さらに、液状樹脂は、繰り返し利用することができないため、不経済であるという問題もある。
また、ウエーハを水没させた状態でレーザー光線を照射してデブリを水に浮遊させることでウエーハの表面に付着するのを防止する技術も提案されている。しかし、ウエーハが水没した状態でウエーハに対してレーザー光線を照射する場合、ウエーハのレーザー光線が照射された部位から微細な泡（気泡）が発生するため、この気泡によってレーザー光線の進行が妨げられ、所望の加工ができないという問題がある。
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、板状の被加工物に対してレーザー光線を照射して加工する際に、被加工物に対するレーザー光線の照射が妨げられることの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、保持基台の上面に板状の被加工物を保持する保持テーブルを備えた保持手段と、該保持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加工を施すレーザー光線照射手段と、を少なくとも含み構成されるレーザー加工装置であって、該保持手段の上部には、該保持基台上に載置され、該保持テーブルに保持された被加工物の上面に液体の層を形成するプールと、該液体の層に接触するように配設される透明板と、該透明板を通して被加工物に照射されるレーザー光線の照射位置に向けて液体を噴射する噴射ノズルと、該プールの一方から液体を供給する液体供給ノズルと、該プールの他方から液体を排出する液体排出ノズルと、から構成される液体供給機構が配設され、該液体供給ノズルと該液体排出ノズルとは、被加工物に対してレーザー光線照射手段によってレーザー光線を照射して加工を施す加工送り方向に対して直交する方向において対面する位置に配置され、該噴射ノズルは、該噴射ノズルから噴射される液体が、該液体供給ノズルから該液体排出ノズルに向けて供給される液体の流れに沿う方向に噴射されるように配設される、レーザー加工装置が提供される。
該レーザー光線照射手段には、レーザー光線を発振する発振器が配設され、該発振器から発振されたレーザー光線を分散させる分散手段が配設されるように構成してもよい。
本発明のレーザー加工装置は、保持基台の上面に板状の被加工物を保持する保持テーブルを備えた保持手段と、該保持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加工を施すレーザー光線照射手段と、を少なくとも含み構成されるレーザー加工装置であって、該保持手段の上部には、該保持基台上に載置され、該保持テーブルに保持された被加工物の上面に液体の層を形成するプールと、該液体の層に接触するように配設される透明板と、該透明板を通して被加工物に照射されるレーザー光線の照射位置に向けて液体を噴射する噴射ノズルと、該プールの一方から液体を供給する液体供給ノズルと、該プールの他方から液体を排出する液体排出ノズルと、から構成される液体供給機構が配設され、該液体供給ノズルと該液体排出ノズルとは、被加工物に対してレーザー光線照射手段によってレーザー光線を照射して加工を施す加工送り方向に対して直交する方向において対面する位置に配置され、該噴射ノズルは、該噴射ノズルから噴射される液体が、該液体供給ノズルから該液体排出ノズルに向けて供給される液体の流れに沿う方向に噴射されるように配設されることにより、被加工物に対するレーザー光線の照射が妨げられることのないレーザー加工装置が提供される。また、本発明を、アブレーション加工を実施するレーザー加工装置に適用した場合は、ウエーハの表面に液状樹脂を被覆しなくても、レーザー加工時に発生するデブリがデバイスに付着ことを抑制することができ、デバイスの加工品質が低下することを防止する。
本実施形態に係るレーザー加工装置の斜視図である。 図１に示すレーザー加工装置の液体供給機構を構成するプール、及び保持手段の一部分解図である。 図１に示すレーザー加工装置の保持手段、液体供給機構、及び周辺構成を示す斜視図である。 図１に示すレーザー加工装置のレーサー光線照射手段の斜視図である。 図４に示すレーザー光線照射手段の分解斜視図である。 図４に示すレーザー光線照射手段の光学系を示すブロック図である。 図５に示すレーザー光線照射手段によりレーザー加工が実施される状態を示す（ａ）斜視図、及び（ｂ）一部拡大断面図である。 図７に示すレーザー加工が実施される状態を説明するためのレーザー光線照射手段の概略を示す側面図である、
以下、本発明に基づく実施形態に係るレーザー加工装置について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図１には、本実施形態のレーザー加工装置２の斜視図が示されている。レーザー加工装置２は、基台２１と、基台２１上に配置される被加工物を保持する保持手段３０と、基台２１上の保持手段３０の側方に矢印Ｚで示すＺ方向に立設される垂直壁部２２１、及び垂直壁部２２１の上端部から水平方向に延びる水平壁部２２２からなる枠体２２と、保持手段３０の上部に配設される液体供給機構４０と、水平壁部２２２の下面に配設されるレーザー光線照射手段６と、を備えている。
図２は、保持手段３０、液体供給機構４０の一部を構成するプール４１、液体供給ノズル４３、液体排出ノズル４４、及び噴射ノズル４５の各構成を分解して示す図であり、各構成について、以下に説明する。
保持手段３０は、基台２１上に固定される直方体状の保持基台３１と、保持基台３１の上面部３１ａに配設される円形の保持テーブル３２と、を備える。保持テーブル３２は、図示しない回動機構により回転することが可能に構成されている。保持テーブル３２の中央領域は、通気性を有する材質、例えばポーラスセラミックスにより構成される円形の吸着チャック３２ａからなる。吸着チャック３２ａは、図示しない吸引源に接続され、吸着チャック３２ａに載置される板状の被加工物を吸引保持する。
図２に示すように、保持基台３１の上面部３１ａには、液体供給機構４０の一部を構成するプール４１が載置される。プール４１は、上下に貫通する矩形状の空間４１ｂを矢印Ｘで示すＸ軸方向、及び矢印Ｙで示すＹ軸方向の四方から囲う側面を構成するフレーム４１ａからなる。フレーム４１ａによって構成される４つの側面のうち、Ｙ軸方向に位置付けられて対向する２つの側面の一方には、空間４１ｂと外部とを連通する液体供給口４１ｃが配設され、他方の側面には、空間４１ｂと外部とを連通する液体排出口４１ｄが形成されている。液体供給口４１ｃ、及び液体排出口４１ｄは、各側面において、水平方向に延びると共に、吸着チャック３２ａの直径よりも長い寸法で形成されることが好ましい。
図２に示すように、フレーム４１ａの液体供給口４１ｃが配設された側面には、液体供給ノズル４３が連結される。また、プール４１の液体排出口４１ｄが配設された側面には、液体を排出するための液体排出ノズル４４が連結される。液体供給ノズル４３及び液体排出ノズル４４は、平面視で略三角形状をなし、その高さ方向の厚みは、上記したプール４１の厚みと略同一になるように形成されている。
液体供給ノズル４３には、液体が供給される供給口４３ａが形成されている。液体供給ノズル４３の内部には、点線で示すように、供給口４３ａから供給された液体をプールの４１の液体供給口４１ｃに導く通路４３ｂが形成され、液体供給口４１ｃに対向する面には、液体供給口４１ｃと同形状の排出口４３ｃが形成されている。さらに、液体供給ノズル４３の上面には、分岐口４３ｄが形成されている。分岐口４３ｄは、液体供給ノズル４３の内部に形成された通路４３ｂと連通されている。供給口４３ａから供給された液体は、通路４３ｂを介して排出口４３ｃ、及び分岐口４３ｄに導かれる。
液体排出ノズル４４は、液体供給ノズル４３と比較して、分岐口４３ｄが形成されていない点を除き、略同一形状で構成される。図２に示すように、プール４１の液体排出口４１ｄと対向する位置に、プール４１の液体排出口４１ｄと同一形状からなる供給口４４ｃが形成されている。供給口４４ｃから供給された液体は、液体排出ノズル４４の内部の通路４４ｂを通って、排出口４４ａから排出される。枠体４１の下面縁部には、全周にわたりパッキンが配設されており（図示は省略する。）、保持基台３１上にプール４１を載置することで、保持基台３１の上面部３１ａを含む上方に開放された空間が形成される。
液体供給ノズル４３の分岐口４３ｄには、液体供給サブポンプ４６Ｓが配設される。液体供給サブポンプ４６Ｓの下面に形成された図示しない吸い込み口は、分岐口４３ｄを介して液体供給ノズル４３内部の通路４３ｂに位置付けられる。液体供給サブポンプ４６Ｓの吐出口４６Ｓａには、樹脂製のフレキシブルホースからなる分岐ホース４９ｄの一方が連結される。分岐ホース４９ｄの他方は、噴射ノズル４５に接続される。
噴射ノズル４５は、ノズル本体４５ａと、分岐ホース４９ｄの他方が接続される供給口４５ｂと、連結ブラケット４５ｄとから構成される。ノズル本体４５ａは、内部に空間が形成されており、供給口４５ｂから供給される液体は、該空間を介して該空間の断面積に対して狭く形成された噴射口４５ｃに導かれ、ノズル本体４５ａの下端部に設定された噴射口４５ｃから噴射されるようになっている。
さらに、液体供給機構４０、及び液体供給機構４０の周辺構成にについて説明する。図３に示すように、本実施形態のレーザー加工装置２は、液体供給機構４０に対して液体Ｗが常に供給されるように、液体供給メインポンプ４６Ｍ、濾過フィルター４７、及び液体貯留タンク４８を備えている。液体貯留タンク４８は、濾過フィルター４７に配設されている。液体供給メインポンプ４６Ｍと液体供給ノズル４３とは、第一のホース４９ａで接続され、液体排出ノズル４４と濾過フィルター４７とは、第二のホース４９ｂで接続され、濾過フィルター４７と液体供給メインポンプ４６Ｍとは、第三のホース４９ｃで接続される。各ホース４９ａ－４９ｃは、上記した分岐ホース４９ｄと同様に樹脂製のフレキシブルホースで形成される。
上記した構成により、液体供給メインポンプ４６Ｍから吐出された液体Ｗは、第一のホース４９ａを介して液体供給ノズル４３に供給される。液体供給ノズル４３には、上記したように、液体供給サブポンプ４６Ｓが配設されており、液体供給ノズル４３に供給された液体Ｗは、液体供給ノズル４３から直接プール４１に流れる液体Ｗ１と、液体供給サブポンプ４６Ｓから吐出され噴射ノズル４５に供給される液体Ｗ２とに分岐される。噴射ノズル４５に供給された液体Ｗ２は、噴射ノズル４５の噴射口４５ｃからプール４１に噴射され液体Ｗ１と合流されて液体Ｗとなり、プール４１に供給された液体Ｗは、液体排出ノズル４４を介して排出される。さらに、液体排出ノズル４４から排出された液体Ｗは、第二のホース４９ｂを介して濾過フィルター４７に導かれて濾過され、第三のホース４９ｃを介して液体供給メインポンプ４６Ｍに戻される。なお、液体Ｗ２が噴射ノズル４５の噴射口４５ｃからプール４１に噴射される態様については、追って詳述する。
本実施形態の液体供給機構４０においては、プール４１と保持基台３１の上面に形成される合わせ面との隙間等から徐々に液体が漏出することが許容され、また、プール４１の上方が開放されていることにより、液体Ｗが外部に溢れることが想定されるが、プール４１の外部に漏出した、或いは、プール４１から溢れた液体Ｗを、基台２１上で回収し、濾過フィルター４７に還流させる回収経路を設けることが好ましい。また、こうした漏出等により液体Ｗが減少する場合は、液体貯留タンク４８に対し液体を適宜補填すればよい。なお、液体貯留タンク４８は、濾過フィルター４７に直付けされており、濾過フィルター４７に導かれた液体Ｗに含まれる気泡を排出する機能も備えている。
以上のような構成によって、液体Ｗが液体供給機構４０において循環される。液体供給機構４０を流れる液体Ｗの流速は、液体供給メインポンプ４６Ｍの圧送効率を調整したり、プール４１の容積を変更したり、液体供給口４１ｃ、及び液体排出口４１ｄの開口面積を調整したりすることによって調整することができ、所定の流速になるように調整されている。
次に、図１、図４及び図５を参照しながら、レーザー光線照射手段６について説明する。なお、図５は、図４に示すレーザー光線照射手段６の分解斜視図である。
レーザー光線照射手段６は、枠体２２の水平壁部２２２の下面に図示しない固定手段により固定される案内板６０と、案内板６０にＹ軸方向において移動自在に支持されたＹ軸方向可動部材６２と、Ｙ軸方向可動部材６２をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構６４とを含む。案内板６０のＸ軸方向両端下部には、Ｙ軸方向に延びる一対の案内レール６０ａが形成されている。図４、及び図５に示すとおり、Ｙ軸方向可動部材６２は、Ｘ軸方向に間隔をおいて配置された一対の被案内部６６と、被案内部６６の下端間に架け渡されＸ軸方向に延びる装着部６８とを有する。各被案内部６６の上部には、Ｙ軸方向に延びる被案内レール６６ａが形成されている。被案内部６６の被案内レール６６ａと案内板６０の案内レール６０ａとが係合することにより、Ｙ軸方向可動部材６２は、Ｙ軸方向に移動自在に案内板６０に支持される。また、装着部６８のＹ軸方向両端下部には、Ｘ軸方向に延びる一対の案内レール６８ａが形成されている。Ｙ軸方向移動機構６４は、案内板６０の下方においてＹ軸方向に延びるボールねじ７０と、ボールねじ７０の片端部に連結されたモータ７２とを有する。ボールねじ７０の門型形状のナット部７０ａは、装着部６８の上面に固定されている。ボールねじ７０のモータ７２が連結されないもう一方の片端部は、ナット部７０ａに螺合された後、案内板６０の前方縁部に形成された支持片部６０ｂに回転自在に支持される。そして、Ｙ軸方向移動機構６４は、ボールねじ７０によりモータ７２の回転運動を直線運動に変換してＹ軸方向可動部材６２に伝達し、案内板６０の案内レール６０ａに沿ってＹ軸方向可動部材６２をＹ軸方向に移動させる。
図５を参照しながら、レーザー光線照射手段６の説明を続ける。レーザー光線照射手段６は、さらに、Ｘ軸方向に移動自在にＹ軸方向可動部材６２の装着部６８に装着されたＸ軸方向可動板７４と、Ｘ軸方向可動板７４をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動機構７６とを含む。Ｘ軸方向可動板７４のＹ軸方向両端部と装着部６８の案内レール６８ａとが係合することにより、Ｘ軸方向可動板７４はＸ軸方向に移動自在に装着部６８に装着される。Ｘ軸方向移動機構７６は、装着部６８の上方において、Ｘ軸方向に延びるボールねじ７８と、ボールねじ７８の片端部に連結され一方の被案内部６６に支持されたモータ８０とを有する。ボールねじ７８のナット部７８ａは、装着部６８の開口６８ｂを通ってＸ軸方向可動板７４の上面に固定される。ボールねじ７８のモータ８０が連結されないもう一方の片端部は、モータ８０が固定されない他方の被案内部６６に回転自在に支持される。そして、Ｘ軸方向移動機構７６は、ボールねじ７８によりモータ８０の回転運動を直線運動に変換してＸ軸方向可動板７４に伝達し、装着部６８の案内レール６８ａに沿ってＸ軸方向可動板７４をＸ方向に移動させる。
さらに、図５～図８を参照しながら、レーザー光線照射手段６の光学系の構成について説明する。図５に示すように、レーザー光線照射手段６は、パルス状のレーザー光線ＬＢを発振する発振器８２と、発振器８２が発振したレーザー光線ＬＢの出力を調整するアッテネーター（図示は省略する）と、発振器８２とＹ軸方向に間隔をおいてＹ軸方向可動部材６２の装着部６８の下面に装着された直角プリズムミラー８４と、Ｘ軸方向可動板７４の下面にＺ軸方向に移動自在に装着された集光器８６と、集光器８６をＺ軸方向に移動して集光器８６の集光点のＺ軸方向を調整する集光点位置調整手段（図示は省略する。）と、を含む。発振器８２は、例えば、被加工物に対して吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザー光線ＬＢを発振するようになっている。図６に示すように、発振器８２からＹ軸方向に照射されたレーザー光線ＬＢは、直角プリズムミラー８４によって９０度進行方向が変換され、集光器８６に導かれる。
図７（ａ）には、本実施形態に係るレーザー加工装置２が保持テーブル３２に保持されたウエーハ１０に対してレーザー加工を実施する態様の要部を拡大した図が示されており、集光器８６の上部ハウジング８６ａには、連結ブラケット４５ｄを介して噴射ノズル４５が連結されている。集光器８６のハウジング８６ａの一部を切欠いて示す内部には、発振器８２が発振したレーザー光線ＬＢを分散させる分散手段としてのポリゴンミラー９１及びポリゴンミラー９１を矢印Ｒで示す方向に高速回転させるモータ９２と、レーザー光線ＬＢを集光して被加工物に照射する集光レンズ（ｆθレンズ）８６ｂとを備え、集光レンズ８６ｂの下方で、ハウジング８６ａの下端には、ハウジング８６ａの下端部を密閉するように透明板４２が配設されている（図７（ｂ）も併せて参照。）。図８に示すように、ポリゴンミラー９１は、複数枚のミラーＭが、ポリゴンミラー９１の回転軸に対して同心状に配置されている。ｆθレンズ８６ｂは、上記したポリゴンミラー９１の下方に位置しており、レーザー光線ＬＢを集光して保持テーブル３２上の被加工物に照射する。ｆθレンズには、直角プリズムミラー８４から導かれたレーザー光線ＬＢが、回転するミラーＭによってＸ軸方向にその照射方向が分散するように導かれ、被加工物上において、Ｘ軸方向の所定範囲に分散して照射される。上記した透明板４２は、レーザー光線ＬＢを透過するガラスで形成されるが、これに限定されず、アクリル等の樹脂製の透明部材であってもよい。
図５に戻り説明を続けると、Ｘ軸方向可動板７４の下面には、集光器８６と共に、集光器８６とＸ軸方向に間隔をおいて装着されたアライメント手段８８が配設されている。アライメント手段８８は、保持テーブル３２に保持される被加工物を撮像してレーザー加工すべき領域を検出するようになっている。さらに、レーザー光線照射手段６は、図示しない集光点位置調整手段を備えている。集光点位置調整手段の具体的な構成の図示は省略するが、例えば、ナット部が集光器８６に固定されＺ軸方向に延びるボールねじと、このボールねじの片端部に連結されたモータとを有する構成でよい。このような構成によりモータの回転運動を直線運動に変換し、Ｚ軸方向に配設される案内レール（図示は省略する。）に沿って集光器８６を移動させ、これによって、集光器８６によって集光されるレーザー光線ＬＢの集光点のＺ軸方向の位置を調整する。上記したように、集光器８６には、噴射ノズル４５が連結されている。したがって、集光器８６が集光点位置調整手段によって移動させられることにより、噴射ノズル４５も集光器８６と共にＺ軸方向に移動させられる。
本発明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、その作用について、以下に説明する。
まず、本実施形態で板状の被加工物となるウエーハ１０を用意する。ウエーハ１０は、表面にデバイスが形成されたシリコン（Ｓｉ）からなる。ウエーハ１０を用意したならば、図１に示すプール４１の上方から保持手段３０の保持テーブル３２上にデバイスが形成された表面を上にして載置する。保持テーブル３２上にウエーハ１０を載置したならば、図示しない吸引源を作動して、保持テーブル３２の中央領域を形成する吸着チャック３２ａに吸引力を生成し、ウエーハ１０を吸引保持する。
ウエーハ１０を保持テーブル３２上に保持したならば、レーザー光線照射手段６のＸ軸方向移動機構７６によりＸ軸方向可動板７４を移動させると共に、Ｙ軸方向移動機構６４によりＹ軸方向可動部材６２をＹ軸方向に移動させ（図４、及び図５を参照。）、アライメント手段８８を、プール４１の上方に位置付ける。アライメント手段８８は、ウエーハ１０上のデバイスを含む全ての領域を捉えることが可能である。アライメント手段８８をウエーハ１０の上方に位置付けたならば、アライメント手段８８によりウエーハ１０上の加工位置となる分割予定ラインを撮像する。次いで、アライメント手段８８により撮像したウエーハ１０の画像に基づいて、ウエーハ１０の分割予定ラインと、集光器８６との位置合わせを行う。この位置合わせの後に、保持テーブル３２を回転させ、かつ、Ｘ軸方向移動機構７６でＸ軸方向可動板７４を移動させると共に、Ｙ軸方向移動機構６４でＹ軸方向可動部材６２を移動させることにより、ウエーハ１０上に格子状に形成された分割予定ラインがＸ軸方向に沿って位置付けられると共に、分割予定ラインの片端部、すなわち、レーザー光線の照射開始位置に集光器８６が位置付けられる。次いで、図示しない集光点位置調整手段によって集光器８６をＺ軸方向に移動させ、ウエーハ１０の分割予定ラインにおける片端部の表面高さに集光点を位置付ける。
上記したように、集光器８６をレーザー光線の照射開始位置に位置付けたならば、液体貯留タンク４８に対して十分な液体Ｗを補填し、液体供給メインポンプ４６Ｍを作動して液体Ｗの吐出を開始する。液体供給機構４０の内部を循環する液体Ｗとしては、例えば、純水が利用される。
液体供給メインポンプ４６Ｍが作動を開始して、所定時間経過することにより、プール４１の空間４１ｂの所定の高さ位置まで液体Ｗが満たされることにより、液体Ｗの層が生成され、液体Ｗが液体供給機構４０内部を安定的に循環する状態となる。このとき、プール４１の空間４１ｂを満たす液体Ｗの層の液面Ｗａは、図７（ｂ）に示すように、集光器８６の下端の透明板４２、及び噴射ノズル４５の噴射口４５ｃの位置よりも高い位置になる。これによって、少なくとも透明板４２は、常に液体Ｗの層内に水没し、液体Ｗに接触した状態となる。なお、透明板４２からウエーハ１０の表面までの隙間は、３．０ｍｍ～５．０ｍｍになるように設定される。
集光点位置をウエーハ１０の表面高さに位置付け、プール４１内に液体Ｗの層が形成されたならば、液体供給サブポンプ４６Ｓの作動を開始する。液体供給サブポンプ４６Ｓの作動が開始されることにより、図１に示すように、液体Ｗが供給された液体供給ノズル４３から液体Ｗ２が分岐され、分岐ホース４９ｄを介して噴射ノズル４５に供給される。
噴射ノズル４５に供給された液体Ｗ２は、図７（ｂ）に示すように、ノズル本体４５ａを通り、プール４１内を流れる液体Ｗ１中に噴射される。噴射口４５ｃから噴射される液体Ｗ２の噴射位置は、レーザー光線ＬＢがウエーハ１０に噴射される位置であり、矢印Ｗ１で示す流れの下流方向に向けて噴射される。
噴射ノズル４５からの液体Ｗ２の噴射が開始されたならば、レーザー光線照射手段６を作動させながら、Ｘ軸方向移動機構７６によってＸ軸方向可動板７４をＸ軸方向に対して所定の移動速度で移動させる。ウエーハ１０にレーザー光線ＬＢを照射してレーザー加工を実施する際は、図７（ａ）、図８に基づき説明したように、ポリゴンミラー９１をモータ９２によって適宜の回転速度で回転させる。ポリゴンミラー９１を構成するミラーＭの位置がポリゴンミラー９１の回転と共に変化することで、ウエーハ１０に対してレーザー光線ＬＢが分散されて照射される。所定のミラーＭにレーザー光線ＬＢが照射された後は、ポリゴンミラー９１の回転方向Ｒにおける下流側のミラーＭにレーザー光線ＬＢが照射され、ウエーハ１０に対してレーザー光線ＬＢが分散されて照射される。レーザー光線ＬＢの分散方向は、図７（ｂ）の紙面に垂直な方向、すなわちＸ軸方向である。発振器８２からレーザー光線ＬＢが発振され、ポリゴンミラー９１が回転している間、このようなレーザー加工が繰り返される。なお、ポリゴンミラー９１を構成するミラーＭの枚数、ポリゴンミラー９１の回転速度等は、被加工物に応じて適宜決定される。
なお、上記したレーザー加工装置２におけるレーザー加工条件は、例えば、以下の加工条件で実施することができる。
レーザー光線の波長 ：２２６ｎｍ、３５５ｎｍ、５３２ｎｍ、１０６４ｎｍ
平均出力 ：１０～１００Ｗ
繰り返し周波数 ：０～３００ＭＨｚ
パルス幅 ：５０ｆｓ～１ｎｓ
加工送り速度 ：１０～１０００ｍｍ／ｓ
本実施形態では、保持テーブル３２上に液体供給機構４０のプール４１が載置されており、図７（ａ）、図７（ｂ）から理解されるように、噴射ノズル４５の噴射口４５ｃから噴射される液体Ｗ２が、液体供給ノズル４３から供給される液体Ｗ１と共に、加工送り方向となるＸ軸方向と直交するＹ軸方向に常に流れている（なお、図７では、説明の都合上、プール４１は省略されている。）。この状態で、集光器８６に配設された透明板４２、及び液体Ｗ（Ｗ１＋Ｗ２）を介してレーザー光線ＬＢがウエーハ１０上の分割予定ラインに照射され、アブレーション加工が実施される。
上記したように、ウエーハ１０の表面に対してアブレーション加工が施されることで、レーザー光線ＬＢが照射される位置にある液体Ｗに気泡Ｂが発生する。本実施形態では、ウエーハ１０と透明板４２との間に形成される隙間に対し、噴射ノズル４５から液体Ｗ２が噴射される（図７（ｂ）を参照。）ため、レーザー光線ＬＢの照射位置近傍に発生した気泡Ｂは、速やかにプール４１の下流側に流され除去される。これにより、ポリゴンミラー９１を用いてウエーハ１０に対してレーザー光線ＬＢを分散させて照射する場合において、アブレーション加工により発生する気泡Ｂを避けてウエーハ１０にレーザー光線ＬＢを照射することができ、良好なアブレーション加工を継続して実施することができる。さらに、本実施形態によれば、アブレーション加工により、デブリが発生しても、プール４１内を液体Ｗが継続して流れていることにより、液体Ｗ中に放出されたデブリが速やかにプール４１から除去される。この液体Ｗ中に放出されたデブリは、濾過フィルター４７により捕捉されるため、再びプール４１に循環されることが防止される。
上記したアブレーション加工を所定の分割予定ラインに実施したならば、Ｙ軸方向移動機構６４でＹ軸方向可動部材６２をＹ軸方向に移動させ、集光器８６を、隣接した未加工の分割予定ラインの片端部に位置付けて、上記したアブレーション加工と同様のレーザー加工を実施する。そして、隣接する全ての分割予定ラインに対してアブレーション加工を実施したならば、保持テーブル３２を９０度回転させることで、先に加工した分割予定ラインに直交する未加工の分割予定ラインに対しても同様のアブレーション加工を実施する。このようにして、ウエーハ１０上の全ての分割予定ラインに対してアブレーション加工を実施することができる。
上記したように、保持テーブル３２上には、プール４１により囲繞された空間４１ｂが形成され、少なくとも保持テーブル３２上は、液体Ｗの層で覆われる。そして、透明板４２とウエーハ１０との隙間のレーザー光線ＬＢの照射位置に対し、噴射ノズル４５によって液体Ｗ２を噴射してレーザー加工を実施する。これにより、ウエーハ１０の表面から発生する気泡Ｂや、レーザー加工により発生するデブリ等が速やかに除去され、レーザー加工の妨げになることがなく、また、加工後のデバイスにデブリが付着すること等を防止して品質を低下させることがない。
上記した実施形態では、発振器８２から照射されたレーザー光線ＬＢを、ポリゴンミラー９１により分散させて集光レンズ８６ｂに導くようにした例を提示したが、これに限定されず、ポリゴンミラー９１に代えて、固定して設置される反射ミラーであってもよい。さらに、上記した実施形態では、ウエーハ１０になされるレーザー加工は、アブレーション加工である例を提示したが、被加工物の内部に改質層を形成する加工（例えば、特許文献２に記載のレーザー加工。）、所謂シールドトンネルを形成する加工（例えば、特許文献３に記載のレーザー加工。）に適用することを妨げない。
２：レーザー加工装置
６：レーザー光線照射手段
２１：基台
２２：枠体
３０：保持手段
３２：保持テーブル
３２ａ：吸着チャック
４０：液体供給機構
４１：プール
４１ａ：フレーム
４１ｂ：空間
４１ｃ：液体供給口
４１ｄ：液体排出口
４２：透明板
４３：液体供給ノズル
４４：液体排出ノズル
４５：噴射ノズル
４５ａ：ノズル本体
４５ｃ：噴射口
４５ｄ：連結ブラケット
４６Ｍ：液体供給メインポンプ
４６Ｓ：液体供給サブポンプ
４７：濾過フィルター
４８：液体貯留タンク
８２：発振器
８６：集光器
８８：アライメント手段
９１：ポリゴンミラー
ＬＢ：レーザー光線

Claims (2)

  1. 保持基台の上面に板状の被加工物を保持する保持テーブルを備えた保持手段と、該保持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加工を施すレーザー光線照射手段と、を少なくとも含み構成されるレーザー加工装置であって、
    該保持手段の上部には、該保持基台上に載置され、該保持テーブルに保持された被加工物の上面に液体の層を形成するプールと、該液体の層に接触するように配設される透明板と、該透明板を通して被加工物に照射されるレーザー光線の照射位置に向けて液体を噴射する噴射ノズルと、該プールの一方から液体を供給する液体供給ノズルと、該プールの他方から液体を排出する液体排出ノズルと、から構成される液体供給機構が配設され、
    該液体供給ノズルと該液体排出ノズルとは、被加工物に対してレーザー光線照射手段によってレーザー光線を照射して加工を施す加工送り方向に対して直交する方向において対面する位置に配置され、
    該噴射ノズルは、該噴射ノズルから噴射される液体が、該液体供給ノズルから該液体排出ノズルに向けて供給される液体の流れに沿う方向に噴射されるように配設される、レーザー加工装置。
  2. 該レーザー光線照射手段には、レーザー光線を発振する発振器が配設され、該発振器から発振されたレーザー光線を分散させる分散手段が配設される、請求項１に記載のレーザー加工装置。
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