(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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、該保持手段を加工送り方向であるＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、から少なくとも構成されるレーザー加工装置であって、
該レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、
該発振器が発振したレーザー光線を集光し該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、
該発振器と該集光器との間に配設されレーザー光線を該発振器から該集光器まで導く光学系と、を含み、
該発振器は、該加工送り手段の下方側に引き出し可能に配設され、
該光学系は、該発振器からＸ軸方向に対して水平に直交する方向であるＹ軸方向に放出されるレーザー光線を該Ｘ軸方向及び該Ｙ軸方向に対して直交する方向であるＺ軸方向に方向転換させて反射させる第１のミラーと、該第１のミラーで反射するレーザー光線を該Ｙ軸方向に方向転換させて反射させる第２のミラーと、該第２のミラーで反射するレーザー光線を該Ｚ軸方向に方向転換させて集光レンズに入射させる第３のミラーとを備え、各ミラーで反射するレーザー光線の光路が、該加工送り手段を迂回して配設されるレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物をレーザー加工するレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、例えば、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、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
レーザー加工装置は、例えば、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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、該保持手段を加工送りする加工送り手段と、から少なくとも構成され、ウエーハを高精度に加工することができる（例えば、下記の特許文献１を参照）。
【０００４】
レーザー光線照射手段は、例えば、レーザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該発振器と該集光器との間に配設されレーザー光線を該発振器から該集光器まで導く光学系と、含んで構成されており、定期的なメンテナンス、修理または交換が施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−３８４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のようなレーザー光線照射手段は、保持手段の上方側に配設されていることから、レーザー光線照射手段をメンテナンス、修理または交換することが比較的困難となっている。特に、発振器は極めて繊細であるため、発振器をメンテナンス、修理または交換するのに比較的多くの時間や手間がかかるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、発振器のメンテナンス、修理または交換を容易に行うことができるレーザー加工装置に本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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、該保持手段を加工送り方向であるＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、から少なくとも構成されるレーザー加工装置であって、該レーザー光線照射手段は、レー
ザー光線を発振する発振器と、該発振器が発振したレーザー光線を集光し該保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、該発振器と該集光器との間に配設されレーザー光線を該発振器から該集光器まで導く光学系と、を含み、該発振器は、該加工送り手段の下方側に引き出し可能に配設され、該光学系は、該発振器からＸ軸方向に対して水平に直交する方向であるＹ軸方向に放出されるレーザー光線を該Ｘ軸方向及び該Ｙ軸方向に対して直交する方向であるＺ軸方向に方向転換させて反射させる第１のミラーと、該第１のミラーで反射するレーザー光線を該Ｙ軸方向に方向転換させて反射させる第２のミラーと、該第２のミラーで反射するレーザー光線を該Ｚ軸方向に方向転換させて集光レンズに入射させる第３のミラーとを備え、各ミラーで反射するレーザー光線の光路が、該加工送り手段を迂回して配設される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかるレーザー加工装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段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、該保持手段を加工送りする加工送り手段と、から少なくとも構成され、レーザー光線照射手段は、レーザー光線を発振する発振器と、発振器が発振したレーザー光線を集光し保持手段に保持された被加工物に照射する集光器と、発振器と集光器との間に配設されレーザー光線を発振器から集光器まで導く光学系と、を含んで構成され、発振器は、加工送り手段の下方側に引き出し可能に配設され、光学系は、加工送り手段を迂回して配設されるため、発振器を加工送り手段の下方側から引き出すだけで、発振器にアクセス可能となり、発振器のメンテナンス、修理または交換を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】レーザー加工装置の構成を示す斜視図である。
【図２】レーザー光線照射手段の構成を説明する説明図である。
【図３】発振器及び発振器が収容される収容ケースの構成を示す斜視図である。
【図４】収容ケースに発振器が収容された状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示すレーザー加工装置１は、被加工物に対して所定のレーザー加工を施すレーザー加工装置の一例である。レーザー加工装置１は、Ｘ軸方向に延在する基台２を有し、被加工物を保持する保持手段３と、保持手段３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１０と、保持手段３を加工送り方向（Ｘ軸方向）に加工送りする加工送り手段２０と、保持手段３を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に割り出し送りする割り出し送り手段３０とから構成される。
【００１２】
保持手段３の上面は、被加工物を保持する保持面３ａとなっている。保持手段３は、内部にモータを有する回転基台４に連結されており、回転基台４の周囲にカバーテーブル５が取り付けられている。そして、回転基台４の内部のモータが回転することにより、保持手段３を回転させることができる。
【００１３】
加工送り手段２０は、Ｘ軸方向に延在するボールネジ２１と、ボールネジ２１の一端に接続されたモータ２２と、ボールネジ２１の他端においてボールネジ２１を回動可能に支持する軸受部２３と、ボールネジ２１と平行に配設された一対のガイドレール２４と、ガイドレール２４に摺動可能に配設された移動基台２５とを備える。移動基台２５の下部の中央にはナット構造が形成されボールネジ２１に螺合している。モータ２２が駆動することによりボールネジ２１が回動すると、移動基台２５がガイドレール２４にガイドされてＸ軸方向に移動し、移動基台２５の上に配設されている割り出し送り手段３０及び保持手段３をＸ軸方向に加工送りすることができる。
【００１４】
割り出し送り手段３０は、Ｙ軸方向に延在するボールネジ３１と、ボールネジ３１の一端に接続されたモータ３２と、ボールネジ３１の他端においてボールネジ３１を回動可能に支持する軸受部３３と、ボールネジ３１と平行に配設された一対のガイドレール３４と、ガイドレール３４に摺動可能に配設された移動基台３５とを備える。移動基台３５の下部の中央にはナット構造が形成されボールネジ３１に螺合している。モータ３２が駆動することによりボールネジ３１が回動すると、移動基台３５がガイドレール３４にガイドされてＹ軸方向に移動し、移動基台３５の上に配設されている保持手段３をＹ軸方向に割り出し送りさせ、保持手段３のＹ軸方向の位置を調整することができる。
【００１５】
図１に示すように、基台２のＹ軸方向後部側には、ケーシング１３０を有するレーザー光線照射手段１０が配設されている。ケーシング１３０は、その先端が保持手段３の加工送り方向（Ｘ軸方向）の搬送経路の上方側までのびた構成となっている。レーザー光線照射手段１０は、図２に示すように、レーザー光線を発振する発振器１１と、発振器１１が発振したレーザー光線を集光し保持手段３に保持された被加工物に照射する集光器１２と、発振器１１と集光器１２との間に配設されレーザー光線を発振器１１から集光器１２まで導く光学系１３とを含んで構成される。光学系１３は、図１に示したケーシング１３０の内部に収容されている。
【００１６】
集光器１２は、ケーシング１３０の先端に取り付けられている。集光器１２は、図２に示すように、レーザー光線の集光位置を被加工物の内部の所定位置に集光させるための集光レンズ１２０を有する。集光レンズ１２０には、レーザー光線の集光位置を調整するための位置調整部１４が配設されている。
【００１７】
位置調整部１４は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ１４０と、ボールネジ１４０の上端に接続されたモータ１４１と、ボールネジ１４０が軸通されるとともに、集光レンズ１２０を昇降可能に支持する昇降部１４２とにより構成される。モータ１４１がボールネジ１４０を回動させると、昇降部１４２とともに集光レンズ１２０を上下方向に移動させレーザー光線の集光位置を微調整することができる。
【００１８】
図２に示すように、発振器１１は、レーザー光線を被加工物に向けて照射するヘッド１１０を備え、加工送り手段２０の下方側の位置で図１に示した基台２の内部に対して引き出し可能に配設されている。基台２の内部には、所定の収容スペース２ａが設けられており、収容スペース２ａにおいてＹ軸方向に引き出し可能な収容ケース６が収容可能となっている。この収容ケース６内に発振器１１が収容される構成となっている。
【００１９】
図３は、発振器１１が収容ケース６に収容される前の状態を示している。収容ケース６は、その内部において発振器１１を収容可能な収容部６０を備えている。収容ケース６の一方の側部には、発振器１１のヘッド１１０を図２に示した光学系１３に連通させるための開口部６１が形成されている。また、収容ケース６の他方の側部には、取っ手７が、例えば２つ取り付けられており、作業者が取っ手７を把持して図１に示した基台２の収容スペース２ａから収容ケース６を引き出したり、基台２の収容スペース２ａに収容ケース６を押し込んだりすることができる。
【００２０】
発振器１１を収容ケース６に収容するためには、例えば、発振器１１の下部に支持プレート１５を取り付けた状態で、支持プレート１５の角部に形成された４つのボルト孔１６（３つのみ図示）を、収容ケース６の底部６２の角部に設けられた４つのナット９（１つのみ図示）の位置にそれぞれ合わせて、支持プレート１５を底部６２に載置するとともに、ヘッド１１０を開口部６１に位置付ける。続いて、４本のボルト８（１本のみ図示）を各ボルト孔１６から挿通させそれぞれのナット９でボルト８を螺合し、支持プレート１５を底部６２に固定させる。こうして、図４に示すように、収容ケース６に発振器１１が収容され、この状態の収容ケース６が図１に示す基台２の収容スペース２ａに収容される。
【００２１】
図２に示す光学系１３は、複数の反射ミラーからなり、加工送り手段２０の下方側に配設される発振器１１の位置に対応させて、加工送り手段２０を迂回して配設されている。例えば、光学系１３は、発振器１１からＹ軸方向に照射されるレーザー光線をＺ軸方向に方向転換させて反射させる第１のミラー１３ａと、第１のミラー１３ａで反射されるレーザー光線をＹ軸方向に方向転換させて反射させる第２のミラー１３ｂと、第２のミラー１３ｂで反射されるレーザー光線をＺ軸方向に方向転換させて集光レンズ１２０に入射させる第３のミラー１３ｃと、を加工送り手段２０の周囲に配置した構成となっている。
【００２２】
このように、第１のミラー１３ａ，第２のミラー１３ｂ及び第３のミラー１３ｃを、加工送り手段２０の周囲に配置することで、各ミラーで反射されるレーザー光線の光路Ｌが加工送り手段２０を迂回するように構成される。これにより、発振器１１から発振されるレーザー光線を、各ミラーを介して加工送り手段２０の上方側に位置する集光器１２に高精度に導くことができる。なお、本実施形態で示す光学系１３では、発振器１１がＹ軸方向に僅かにずれた状態でレーザー光線を発振したとしても、レーザー光線を集光器１２に導くことができる。
【００２３】
次に、レーザー加工装置１を用いて、図２に示すウエーハＷにレーザー加工を行う場合について説明する。ウエーハＷは、被加工物の一例であって、特に材質などが限定されるものではない。まず、ウエーハＷを保持手段３に搬送する。次いで、図１に示した加工送り手段２０が、ウエーハＷを保持した保持手段３をＸ軸方向に加工送りさせながら、レーザー光線照射手段１０からウエーハＷに対してレーザー光線を照射する。
【００２４】
このとき、図２に示した発振器１１のヘッド１１０からＹ軸方向に照射されたレーザー光線は、第１のミラー１３ａ，第２のミラー１３ｂ及び第３のミラー１３ｃで順次反射されて、加工送り手段２０を迂回して集光器１２の集光レンズ１２０に導かれる。そして、集光レンズ１２０によって、レーザー光線がウエーハＷの所望の位置に集光され、ウエーハＷに対して所定のレーザー加工（例えば、改質層の形成）が行われる。
【００２５】
レーザー光線照射手段１０を構成する発振器１１をメンテナンス、修理または交換する場合は、レーザー加工装置１の稼働を停止させる。その後、例えば、作業者が、取っ手７を把持して基台２の収容スペース２ａから収容ケース６をＹ軸方向に引っ張り、基台２から収容ケース６を装置外部へ引き出し、収容ケース６内に収容された図４に示す発振器１１のネジ１１ａを外した後に蓋１１ｂを外してメンテナンス、修理または交換する。発振器１１のメンテナンス等が完了した後は、基台２の収容スペース２ａに収容ケース６を収容して、レーザー加工を再開する。
【００２６】
以上のとおり、本発明にかかるレーザー加工装置１では、レーザー光線照射手段１０は、レーザー光線を発振する発振器１１と、発振器１１が発振したレーザー光線を集光し保持手段３に保持された被加工物に照射する集光器１２と、発振器１１と集光器１２との間に配設されレーザー光線を発振器１１から集光器１２まで導く光学系１３と、を含んで構成され、発振器１１は、加工送り手段２０の下方側、すなわち、基台２の収容スペース２ａにおいて引き出し可能な収容ケース６に配設され、光学系１３は、加工送り手段２０を迂回して配設されるため、収容ケース６を基台２の収容スペース２ａから引き出すだけで、収容ケース６に収容された発振器１１にアクセス可能となる。
よって、従来に比べて比較的短時間で、かつ手間をかけることなく、発振器１１をメンテナンス、修理または交換することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１：レーザー加工装置  ２：基台  ２ａ：収容スペース  ３：保持手段  ３ａ：保持面
４：回転基台  ５：カバーテーブル  ６：収容ケース  ６０：収容部
６１：開口部  ６２：底部  ７：取っ手  ８：ボルト  ９：ナット
１０：レーザー光線照射手段  １１：発振器  １１ａ：ネジ  １１ｂ：蓋
１１０：ヘッド  １２：集光器  １２０：集光レンズ
１３：光学系  １３ａ：第１のミラー  １３ｂ：第２のミラー  １３ｃ：第３のミラー
１３０：ケーシング  １４：位置調整部  １４０：ボールネジ  １４１：モータ
１４２：昇降部  １５：支持プレート  １６：ボルト孔
２０：加工送り手段  ２１：ボールネジ  ２２：モータ  ２３：軸受部
２４：ガイドレール  ２５：移動基台
３０：割り出し送り手段  ３１：ボールネジ  ３２：モータ  ３３：軸受部
３４：ガイドレール  ３５：移動基台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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