(57)【要約】  【課題】  従来、レーザ光の照射によってシリコン基板を加工する場合に、レーザ加工部に溶融物が付着することにより加工品質が低下するという課題があった。  【解決手段】  そこで、本発明は、レーザを用いて被加工物にレーザ加工する際に、被加工物を水没させた状態で加工することにより、レーザ加工部の溶融物が付着することなく良好な加工品質が得られ、例えばシリコン基板等の溶融物付着対策を要する被加工物のレーザ加工に適している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザを出力するレーザ発振器と、前記レーザを被加工物に導く光学手段とを備え、被加工物のレーザを照射する面に水を流す流水手段を設けたレーザ加工装置。
【請求項２】
流水手段は、被加工物を内部に配置する空間部分を内部に有し、前記空間部分に水を流すための流入口と流出口と、被加工物のレーザを照射する面に応じてレーザを通過させるレーザ透過部を設けた請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
レーザとして２２０ｎｍから１２００ｎｍまでの波長の請求項１または２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
被加工物としてシリコンウエファを用いる請求項１から３の何れかに記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
水として純水を用いる請求項１から４の何れかに記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
レーザを出力するレーザ発振器と、前記レーザを被加工物に導く光学手段と、被加工物のレーザを照射する面に水を流す流水手段を備えたレーザ加工装置を用い、被加工物を流水手段にセットするステップと、流水手段により被加工物のレーザを照射する面に水を流すステップと、レーザを被加工物に照射するステップを有するレーザ加工方法。
【請求項７】
被加工物を内部に配置する空間部分を内部に有し、前記空間部分に水を流すための流入口と流出口と、被加工物のレーザを照射する面に応じてレーザを通過させるレーザ透過部を設けた流水手段を用いる請求項６記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
レーザとして２２０ｎｍから１２００ｎｍまでの波長の請求項６または７記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
被加工物としてシリコンウエファを用いる請求項６から８の何れかに記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
水として純水を用いる請求項６から９の何れかに記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置およびレーザ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高速化や小型化に伴い、機器に搭載される半導体デバイスのサイズは小型化が要求されている。同時に、電子機器に求められる機能は増えているため、結果的に、半導体デバイスを構成する上での加工は微細化が必要となってきている。
【０００３】
一方、半導体デバイスの微細加工としてレーザを用いた非接触加工が開発されている。レーザを用いた加工は、溶接・切断・穴あけ・熱処理など多岐にわたっており、高精度・高効率な加工が可能である。
【０００４】
例えば、レーザを用いた半導体デバイスの製造方法としては、加工対象に結ぶ焦点位置を変化させるなど特徴的な方法が開発されている。（例えば特許文献１参照）
さて、これらレーザ加工装置および加工方法に用いられるレーザ発振器は、光源の波長やパルス幅、さらには、連続波・パルス列発振など様々な種類が存在し、レーザ発振器の選択は、被加工物の光学特性や熱特性を考慮して行われている。
【０００５】
このレーザを用いた加工は、レーザを被加工物に照射することにより局所的に加熱するため、レーザ照射後の被加工物は溶融および蒸発・昇華などの状態変化を経て加工が完了する。しかし、半導体デバイスの基材であるシリコンは、融点・沸点が高くさらに潜熱も大きいため、レーザ加工時に溶融物の噴出し加工部に噴出物が析出するなどの品質的問題が生じる。
【特許文献１】特開２００３−３７０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、シリコンウエファをレーザ加工した場合に、レーザ加工後の溶融物噴出という品質的課題が発生するという課題を有する。そこで、本発明は、レーザ加工部に噴出物が付着しない良好な加工を行う加工装置および加工方法提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のレーザ装置および加工方法は、上記課題を解決するために、レーザ加工部を水没させて加工を行うものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明は被加工物を水没させた状態で加工を行うことで、レーザ加工部に噴出物が付着しない良好な加工が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図を用いて本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態)
図１は本発明の実施の形態であるレーザ加工装置の構成概略を示す図である。
【００１０】
レーザ加工装置は、レーザを発振するレーザ発振器１０１、レーザ発振器から出力されたレーザ１０２、出力されたレーザ１０２のビーム径を任意に変更するコリメータ１０３、レーザ１０２の光強度を変更する可変光学アテネータ１０４、被加工物１０８に対して任意の形状に変換するマスク１０５、レーザ１０２を所定の位置に位置決めするガルバノメータ１０６、位置決めされたレーザ１０２を被加工物１０８上に集光するスキャンレンズ１０７で構成されている。
【００１１】
さらに、被加工物１０８は、チャンバー１０９内に静置されている。チャンバー１０９は、水流流路１１０中に構成されている。水流流路１１０は、水タンク１１１にためられた水がポンプ１１２によりくみ出され、水流分岐１１３を経てチャンバー１０９を通過し、水タンク１１１に戻る構成である。さらに、本レーザ加工装置は、水流流路１１０中を流れる流速を変更するために、水流流路１１０とチャンバー１０９の間に水流分岐１１３を設け、水流分岐１１３から水タンク１１１に対してバイパス１１５を構成し、さらに、バイパス１１５中に設けられた水流調整弁１１４で構成されている。
【００１２】
さらに、チャンバー１０９の構成について図２を用いて説明する。
【００１３】
チャンバー１０９は、被加工物２０６を設置するチャンバー２０７とチャンバー２０７の上面に取り付けられるチャンバーふた２０５で構成されている。チャンバーふた２０５は、レーザを被加工物２０６に照射させるためのウインドウ２０３とウインドウ２０３をチャンバーふた２０５に固定するための固定リング２０１により構成されている。さらに、ウインドウ２０３を固定リング２０１により固定した際にウインドウ２０３に対する固定リング２０１からの応力を緩和するためのデルリング２０２と、ウインドウ２０３から水がしみださないようにするためのＯリング２０４で構成されている。さらに、水がチャンバー２０７内に流入するための水入り口２１０と水出口２１１から構成されている。
【００１４】
また、チャンバー２０７には、被加工物２０６を加工する際に加工確認を行うためののぞき窓２０９が設けられており、ウインドウ２０３と同様に水が湧き出さないためのシール２０８で構成されている。
【００１５】
以上のように構成されたレーザ加工装置の動作について説明する。
【００１６】
まず、被加工物１０８をチャンバー２０７内に設置し、チャンバーふた２０５でふたをする。その後、ポンプ１１２を動作させ、水流調整弁１１４にて水流流路１１０内を流れる水流を調整する。しかる後に、レーザ発振器１０１を、ある条件のもとで発振させる。レーザ発振器１０１から出たレーザ１０２は、コリメータ１０３により任意のビーム径に変換される。ビーム径が変換されたレーザ１０２は所定の可変光学アテネータ１０４により所定の光強度に減衰された後、マスク１０５を通過することで所望の加工形状に変換した後、ガルバノメータ１０６により被加工物１０８に対して所望の位置に位置決めされた後加工が実施されることで加工が完了する。被加工物１０８はチャンバー１０９に水没させているため、加工後の溶融物はチャンバー１０９内を流れる水流により取り去られるため良好な加工が得られる。
【００１７】
なお、本レーザ加工装置に用いられるレーザ発振器１０１の発振波長は、２２０ｎｍから１２００ｎｍまでの波長であり、さらに、被加工物１０８は、プリント基板等の樹脂材料や半導体デバイスに用いられるシリコンウエファである。
【００１８】
また、本加工装置にもちいる水は、純水であることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明のレーザ加工装置およびレーザ加工方法によれば、被加工物を水没させた状態で加工を行うことにより、レーザ加工時に発生する飛散物を除去し、高品位な加工が可能であり、例えばシリコンウエファ等の加工に適するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態におけるレーザ加工装置の全体構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態におけるチャンバーの構成図
【符号の説明】
【００２１】
１０１  レーザ発振器
１０２  レーザ
１０３  コリメータ
１０４  可変光学アテネータ
１０５  マスク
１０６  ガルバノメータ
１０７  スキャンレンズ
１０８  被加工物
１０９  チャンバー
１１０  水流流路
１１１  水タンク
１１２  ポンプ
１１３  水流分岐
１１４  水流調整弁
１１５  バイパス
２０１  固定リング
２０２  デルリング
２０３  ウインドウ
２０４  Ｏリング
２０５  チャンバーふた
２０６  被加工物
２０７  チャンバー
２０８  シール
２０９  のぞき窓
２１０  水入り口
２１１  水出口
【図１】
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【図２】
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