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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine
zum Bilden von Nuten durch Anwenden bzw. Aufbringen eines Laserstrahls
entlang Straßen,
die an der vorderen Fläche
eines Werkstücks,
z.B. eines Halbleiterwafers oder dergleichen, gebildet sind.
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Wie
den Fachleuten bekannt ist, wird ein Halbleiterwafer mit einer Mehr-
bzw. Vielzahl von Halbleiterchips, z.B. IC oder LSI, die in einer
Matrix an der vorderen Fläche
eines Halbleitersubstrats, z.B. eines Siliziumsubstrats oder dergleichen
gebildet sind, und die aus einem Laminat gebildet sind, das aus
einem isolierenden Film bzw. Folie und einem funktionellen Film
bzw. Folie besteht, in dem Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung bzw.
-bauelement gebildet. Die auf diese Art und Weise gebildeten Halbleiterchips
sind durch Teilungslinien, die als „Straßen" bezeichnet sind, in diesem Halbleiterwafer
unterteilt, und individuelle bzw. einzelne Halbleiterchips werden
durch Teilen des Halbleiterwafers entlang der obigen Straßen hergestellt.
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Teilen
entlang der Straßen
des obigen Halbleiterwafers sind im Allgemeinen unter Verwendung einer
als „Dicer
bzw. Substratzerteiler" bezeichneten Schneidmaschine
bzw. -vorrichtung ausgeführt.
Diese Schneidmaschine weist einen Futter- bzw. Einspanntisch zum
Halten eines Halbleiterwafers als ein Werkstück, ein Schneidmittel bzw.
-einrichtung zum Schneiden des an dem Einspanntisch gehaltenen Halbleiterwafers,
und ein Bewegungsmittel bzw. -einrichtung zum Bewegen des Einspanntischs
und des Schneidmittels relativ zueinander auf. Das Schneidmittel
weist eine rotier- bzw. drehbare Spindel bzw. Drehspindel, welche
mit einer hohen Drehzahl gedreht bzw. in Rotation versetzt wird,
und ein an der Spindel angebrachtes Schneidmesser bzw. -klinge auf.
Das Schneidmesser weist eine scheibenartige Basis und eine ringförmige Schneidkante
auf, welche an dem Seitenwand-Außenumfangsbereich der Basis
angebracht und durch Befestigen von Diamantschleifkörnern mit
einem Durchmesser von etwa 3 μm
an der Basis mittels Elektro- bzw. Galvanoformung gebildet ist.
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Um
den Durchsatz bzw. -lauf bzw. die Durchsatz- bzw. -laufleistung
eines Halbleiterchips, z.B. IC oder LSI, zu verbessern, ist in jüngster Zeit
ein Halbleiterwafer implementiert bzw. ausgeführt worden, welcher Halbleiterchips
aufweist, die aus einem Laminat gebildet sind, das aus einem niedrig-dielektrischen,
isolierenden Film bzw. Folie (Neidrig-k-Film bzw. -Folie), der bzw.
die aus einem Film bzw. Folie aus einem anorganischen Material,
z.B. SiOF oder BSG (SiOB), oder einem Film bzw. Folie aus einem organischen
Material, z.B. einem Polymer auf Polyimid-Basis oder Parylen-Basis,
gebildet ist, und einem funktionellen Film bzw. Folie besteht, um
Schaltungen bzw. Schaltkreise an der vorderen Fläche eines Halbleitersubstrats,
z.B. eines Siliziumsubstrats oder dergleichen, zu bilden.
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Darüber hinaus
ist ein Halbleiterwafer mit einem als „Testelementgruppe (TEG)" bezeichneten Metallmuster,
welches an den Straßen
des Halbleiterwafers teilweise gebildet ist, um die Funktion jeder Schaltung
durch das Metallmuster zu testen bzw. zu prüfen, bevor er geteilt wird,
ebenfalls implementiert bzw. ausgeführt worden.
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Wegen
einem Unterschied in dem Material des obigen Niedrig-k-Films oder
der Testelementgruppe (TEG) gegenüber demjenigen des Wafers,
ist es schwierig, den Wafer zusammen mit diesen zu der gleichen
Zeit mit dem Schneidmesser zu schneiden. D.h., da der Niedrig-k-Film ähnlich Mika
bzw. Glimmer außerordentlich
zerbrechlich bzw. brüchig
ist, tritt, wenn der obige Halbleiterwafer mit dem hieran laminierten
Niedrig-k-Film entlang der Straßen
mit dem Schneidmesser geschnitten wird, ein Problem insofern auf,
als sich der Niedrig-k-Film abschält bzw. ablöst und dieses Abschälen bzw.
Ablösen
die Schaltungen erreicht, wodurch eine fatale bzw. schwere Beschädigung an
den Halbleiterchips verursacht wird. Außerdem tritt, da die Testelementgruppe (TEG)
aus Metall hergestellt ist, ein Problem insofern auf, als ein Grat
bzw. Bart erzeugt wird, wenn der Halbleiterwafer mit der Testelementgruppe
(TEG) mit dem Schneidmesser geschnitten wird.
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Um
die obigen Probleme zu lösen,
ist eine Bearbeitungsmaschine zum Anwenden bzw. Aufbringen eines
Puls- bzw. Impulslaserstrahls entlang der Straßen des Halbleiterwafers, um
den Niedrig-k-Film, welcher die Straßen bildet, und die Testelementgruppe
(TEG), die an den Straßen
gebildet ist, zu entfernen bzw. beseitigen, und sodann zum Positionieren des
Schneidmessers in den entfernten Bereichen, in denen der Niedrig-k-Film
oder die TEG entfernt worden sind, um den Halbleiterwafer zu schneiden, durch
die JP-A 2003-320466 offenbart worden.
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Da
jedoch der Laserstrahl, der durch den Kondensor eines Laserstrahlaufbringungsmittels
aufgebracht wird, eine Gaußsche
Verteilung aufweist, sind die Querschnittsformen der zwei Nuten
G und G, die entlang der Straßen
in dem Laminat V gebildet sind, das an der vorderen Fläche des
Halbleiterwafers W gebildet ist, umgekehrte Dreiecke, wie in 16 gezeigt. Daher erreichen
die mittleren Bereiche der Nuten G und G das Substrat B des Halbleiterwafers
W, um das Laminat V zu beseitigen, während die seitlichen Bereiche
der Nuten G und G das Substrat B nicht erreichen und daher das Laminat
V verbleibt. Infolgedessen gibt es ein Problem insofern, als, wenn
der Halbleiterwafer W entlang der Nuten G und G mit dem Schneidmesser
T geschnitten wird und das Laminat V mit dem Schneidmesser T geschnitten
wird, sich das verbleibende Laminat V abschält bzw. ablöst und die Schaltungen C beschädigt. Weiterhin
gibt es ein anderes Problem insofern, als zu dem Zeitpunkt, wenn
die Nuten G und G gebildet werden, Trümmer bzw. Überbleibsel bzw. Bruchstücke an den
beiden Seiten jeder Straße
S aufgrund der Gaußschen
Verteilung des Laserstrahls verstreut werden und an den Schaltungen
C anhaften. Wenn das Laminat V übermäßig beseitigt
wird, um den Einfluss des Ablösens
durch das Schneiden mit dem Schneidmesser T zu verhindern, kann
ein anderes Problem insofern auftreten, als die Nuten G und G quer
zur Straße
S gebildet werden, wodurch die Schaltungen C beschädigt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine
zu schaffen, die dazu befähigt
ist, Nuten in der Weise zu bilden, dass ihre äußeren Seitenwände zu der
Bearbeitungsfläche
eines Werkstücks
senkrecht bzw. rechtwinklig werden.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine vorgesehen, welche
einen Futter- bzw. Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks, ein
Laserstrahlanwendungs- bzw. -aufbringungsmittel bzw. -einrichtung
zum Anwenden bzw. Aufbringen eines Laserstrahls auf das an dem Einspanntisch
gehaltene Werkstück,
und ein Bearbeitungs-Zuführ- bzw.
Vorschubmittel bzw. -einrichtung zum Bewegen des Einspanntischs
und des Laserstrahlaufbringungsmittels relativ zueinander aufweist,
wobei das Laserstrahlaufbringungsmittel bzw. -einrichtung ein Laserstrahloszillationsmittel
bzw. -einrichtung und einen Kondensor zum Konvergierenlassen bzw.
Bündeln
eines Laserstrahls, der von dem Laserstrahloszillationsmittel zum
Oszillieren gebracht wird, und zum Aufbringen des konvergierten
bzw. gebündelten Laserstrahls
aufweist, wobei der Kondensor ein erstes Prisma zum Teilen des Laserstrahls,
der von dem Laserstrahloszillationsmittel zum Oszillieren gebracht
wird, in einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl,
welche beide einen halbkreisförmigen
Querschnitt aufweisen, und zum Austauschen des ersten Laserstrahls
und des zweiten Laserstrahls, ein zweites Prisma zum Korrigieren
der optischen Wege des ersten Laserstrahls und des zweiten Laserstrahls,
die durch das erste Prisma gebildet sind, um parallel zueinander
zu werden, und eine Bildformungslinse aufweist, um jeweilige Lichtpunkte bzw.
Lichtflecken des ersten Laserstrahls und des zweiten Laserstrahls,
deren optische Wege durch das zweite Prisma korrigiert worden sind,
um parallel zueinander zu sein, in Bilder von Lichtpunkten bzw. Lichtflecken
mit linearen Bereichen an den Außenseiten und gekrümmten bzw.
gebogenen Bereichen an den Innenseiten zu formen.
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Das
Intervall bzw. Abstand zwischen den Lichtpunkten des ersten Laserstrahls
und des zweiten Laserstrahls, die durch die Bildformungslinse geformt
sind, wird durch Justieren bzw. Einstellen des Intervalls bzw. Abstands
zwischen dem ersten Prisma und dem zweiten Prisma gesteuert bzw.
geregelt. Weiterhin ist eine Relaislinse zwischen dem zweiten Prisma
und der Bildformungslinse angeordnet, und die Rückfokusposition bzw. Brennpunktabstandsposition
von der Rückseite
der Relaislinse ist auf die Scheitelposition des ersten Prismas
eingestellt. Vorzugsweise ist ein Maskenelement zum Ändern eines einen
kreisförmigen
Querschnitt aufweisenden Laserstrahls, der von dem Laserstrahloszillationsmittel zum
Oszillieren gebracht wird, in einen Laserstrahl mit einem im Wesentlichen
rechteckförmigen
Querschnitt zwischen dem Laserstrahloszillationsmittel und dem ersten
Prisma angeordnet.
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Gemäß der Laserstrahlbearbeitungsmaschine
nach der vorliegenden Erfindung, wird ein Laserstrahl, der von dem
Laserstrahloszillationsmittel zum Oszillieren gebracht wird, in
einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl geteilt und
der erste Laserstrahl und der zweite Laserstrahl werden durch das
erste Prisma ausgetauscht, und, nachdem die optischen Wege des ersten
Laserstrahls und des zweiten Laserstrahls durch das zweite Prisma
korrigiert worden sind, um parallel zueinander zu werden, formen
durch die Bildformungslinse der erste Laserstrahl und der zweite
Laserstrahl Bilder von Lichtpunkten bzw. Lichtflecken mit linearen
Bereichen an den äußeren Seiten
und gekrümmten
Bereichen an den inneren Seiten. Daher können, durch Ausführen der
Laserbearbeitung mit den geformten Lichtpunkten bzw. Lichtflecken
des ersten Laserstrahls und des zweiten Laserstrahls, eine erste
Nut und eine zweite Nut, deren äußeren Seitenwände zu der
Bearbeitungsfläche
des Werkstücks
rechtwinklig bzw. senkrecht sind, gebildet werden.
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Bei
der Laserstrahlbearbeitungsmaschine nach der vorliegenden Erfindung
können
zwei Nuten durch den ersten Laserstrahl und den zweiten Laserstrahl
zu der gleichen Zeit gebildet werden, welche durch das erste Prisma
gebildet sind, wodurch die Produktivität verbessert wird.
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Darüber hinaus
bilden bei der Laserstrahlbearbeitungsmaschine nach der vorliegenden
Erfindung der erste Laserstrahl und der zweite Laserstrahl, die
auf das Werkstück
aufgebracht sind, durch die Bildformungslinse, jeder ein Bild eines
Lichtpunkts bzw. Lichtflecks mit einem linearen Bereich an der äußeren Seite
und einem gekrümmten
Bereich an der inneren Seite. Daher werden Bruchstücke zu den
Seiten der Schaltung C während
der Laserbearbeitung nicht zerstreut.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist;
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2 ist
ein Blockschaltbild, welches die Ausbildung eines Laserstrahlanwendungs-
bzw. aufbringungsmittels bzw. -einrichtung schematisch veranschaulicht,
die in der in 1 gezeigten Laserstrahlbearbeitungsmaschine
vorgesehen ist;
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3 ist
eine zur Erläuterung
dienende, schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
eines Kondensors, der in der in 1 gezeigten Laserstrahlbearbeitungsmaschine
vorgesehen ist;
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4 ist
eine zur Erläuterung
dienende, vergrößerte Ansicht,
welche Formen der Lichtpunkte bzw. Lichtflecken eines ersten Laserstrahls
und eines zweiten Laserstrahls zeigt, wobei diese Lichtpunkte bzw.
Lichtflecken durch den in 3 gezeigten
Kondensor gebildet sind;
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5 ist
eine zur Erläuterung
dienende, schematische Darstellung, welche einen Zustand veranschaulicht,
in dem das Intervall bzw. Zwischenraum zwischen dem ersten Laserstrahl
und dem zweiten Laserstrahl durch Ändern des Intervalls bzw. Zwischenraums
zwischen einem ersten Prisma und einem zweiten Prisma, welche den
in 3 gezeigten Kondensor bilden, geändert ist;
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6 ist
eine zur Erläuterung
dienende, schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform
des Kondensors, der in der in 1 gezeigten
Laserstrahlbearbeitungsmaschine vorgesehen ist.
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7 ist
eine zur Erläuterung
dienende, schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform
des Kondensors, der in der in 1 gezeigten Laserstrahlbearbeitungsmaschine
vorgesehen ist;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers als ein Werkstück;
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9 ist
eine vergrößerte, teilweise
Schnittansicht des in 8 gezeigten Halbleiterwafers;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Zustands,
in dem der in 8 gezeigte Halbleiterwafer an
einem ringförmigen
Rahmen durch ein Schutzband bzw. -streifen getragen bzw. abgestützt ist;
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11(a) und 11(b) sind
zur Erläuterung
dienende, schematische Darstellungen, welche einen Laserstrahlanwendungs-
bzw. -aufbringungsschritt zum Bilden von Nuten entlang einer Straße des in 8 gezeigten
Halbleiterwafers durch die in 1 gezeigte
Laserstrahlbearbeitungsmaschine zeigen;
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12 ist
eine vergrößerte Schnittansicht von
Nuten, die in dem Halbleiterwafer durch Ausführen des in 11(a) und 11(b) gezeigten Laserstrahlaufbringungsschrittes
gebildet sind;
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13 ist
eine zur Erläuterung
dienende, schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Schneidschritts
zum Schneiden des Halbleiterwafers entlang der Nuten, die durch
den in 11(a) und 11(b) gezeigten
Laserstrahlaufbringungsschritt gebildet sind;
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14 ist
eine zur Erläuterung
dienende, schematische Darstellung, welche die Beziehung zwischen
den Nuten und dem Schneidmesser in dem in 13 gezeigten
Schneidschritt zeigt;
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15 ist
eine zur Erläuterung
dienende, schematische Darstellung, welche die Schneid-Vorschubposition
des Schneidmessers in dem in 13 gezeigten
Schneidschritt veranschaulicht; und
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16 ist
eine vergrößerte Schnittansicht von
Nuten, die in dem Halbleiterwafer durch die Laserstrahlbearbeitungsmaschine
nach dem Stand der Technik gebildet sind.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Laserstrahlbearbeitungsmaschine, die gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgebildet ist, werden im Nachfolgenden unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen
in Einzelheiten beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist. Die in 1 gezeigte
Laserstrahlbearbeitungsmaschine weist eine stationäre Basis 2,
einen Futter- bzw. Einspanntischmechanismus 3 zum Halten eines
Werkstücks, welcher
an der stationären
Basis 2 in einer solchen Art und Weise angebracht ist,
dass er sich in einer durch einen Pfeil X angegebenen Bearbeitungs-Zuführ- bzw.
-Vorschubrichtung bewegen kann, einen Laserstrahlanwendungs- bzw.
-aufbringungseinheit-Trag- bzw. Stützmechanismus 4, der
an der stationären
Basis 2 in einer solchen Art und Weise angebracht ist,
dass er sich in einer durch einen Pfeil Y angegebenen Index- bzw.
Weiterschaltrichtung rechtwinklig bzw. senkrecht zu der durch den
Pfeil X angegebenen Richtung bewegen kann, und eine Laserstrahlanwendungs-
bzw. -aufbringungseinheit 5 auf, die an dem Laserstrahlaufbringungseinheit-Trag- bzw.
Stützmechanismus 4 in
einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass sie sich in einer
durch einen Pfeil Z angegebenen Brennpunktpositions-Einstellrichtung
bewegen kann.
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Der
obige Einspanntischmechanismus 3 weist auf: ein Paar von
Führungsschienen 31 und 31, die
an der stationären
Basis 2 angebracht und in der durch den Pfeil X angegebenen
Richtung parallel zueinander angeordnet sind, einen ersten Gleit-
bzw. Verschiebeblock 32, der an den Führungsschienen 31 und 31 in
einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass er sich in der
durch den Pfeil X angegebenen Richtung bewegen kann, einen zweiten
Gleit- bzw. Verschiebeblock 33, der an dem ersten Gleitblock 32 in
einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass er sich in der
durch den Pfeil Y angegebenen Richtung bewegen kann, einen Trag-
bzw. Stütztisch 35,
der an dem zweiten Gleitblock 33 durch ein zylindrisches
Element 34 getragen bzw. abgestützt ist, und einen Futter-
bzw. Einspanntisch 36 als ein Werkstückhaltemittel bzw. -einrichtung.
Dieser Einspanntisch 36 weist eine Werkstückhaltefläche 361 auf,
die aus einem porösen
Material bzw. Werkstoff hergestellt ist, so dass ein plattenartiges
Werkstück, z.B.
ein scheibenartiger Halbleiterwafer, an dem Einspanntisch 36 durch
ein Saug- bzw. Ansaugmittel bzw. -einrichtung, die nicht gezeigt
ist, gehalten ist. Der Einspanntisch 36 wird durch einen
(nicht gezeigten) Schrittmotor gedreht, der in dem zylindrischen Element 34 eingebaut
ist. Der Einspanntisch 36 ist mit Klammern bzw. Klemmvorrichtungen 362 zum Befestigen
eines ringförmigen
Rahmens zum Tragen bzw. Abstützen
des Halbleiterwafers versehen, wobei dieser ringförmige Rahmen
später
beschrieben wird.
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Der
obige erste Gleitblock 32 weist an der Unterseite ein Paar
von zu führenden
Nuten 321 und 321, welche an dem obigen Paar der
Führungsschienen 31 und 31 anzubringen
sind, und an der Oberseite ein Paar von Führungsschienen 322 und 322 auf, die
in der durch den Pfeil Y angegebenen Richtung parallel zueinander
gebildet sind. Der wie oben beschrieben ausgebildete, erste Gleitblock 32 kann
sich in der durch den Pfeil X angegebenen Richtung entlang des Paares
der Führungsschienen 31 und 31 durch
Anbringen der jeweiligen, zu führenden
Nuten 321 und 321 an dem Paar der jeweiligen Führungsschienen 31 und 31 bewegen.
Der Einspanntischmechanismus 3 bei der veranschaulichten
Ausführungsform
weist ein Bearbeitungs-Vorschubmittel bzw. -einrichtung 37 zum
Bewegen des ersten Gleitblocks 32 entlang des Paares der
Führungsschienen 31 und 31 in
der durch den Pfeil X angegebenen Richtung auf. Das Bearbeitungs-Vorschubmittel 37 weist
eine männliche
Schraubenspindel bzw. Schraubenspindel 371, die zwischen
dem obigen Paar der Führungsschienen 31 und 31 parallel
zu diesen angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, z.B. einen Schrittmotor 372, zum
drehbaren Antreiben der Schraubenspindel 371 auf. Die Schraubenspindel 371 ist
an ihrem einen Ende an einem Lagerblock 373 drehbar abgestützt bzw.
gelagert, der an der obigen stationären Basis 2 befestigt
ist, und ist an dem anderen Ende mit der Ausgangswelle des obigen
Schrittmotors 372 durch ein Reduktionsgetriebe, das nicht
gezeigt ist, antriebs- bzw. getriebemäßig gekoppelt. Die Schraubenspindel 371 ist
in ein mit Gewinde versehenes Durchgangsloch geschraubt, das in
einem (nicht gezeigten) weiblichen Schraubenblock gebildet ist,
der von der Unterseite des mittleren Bereichs des ersten Gleitblocks 32 vorsteht.
Daher wird durch Antreiben der Schraubenspindel 371 in
einer normalen Richtung oder einen umgekehrten Richtung durch den Schrittmotor 372 der
erste Gleitblock 32 entlang der Führungsschienen 31 und 31 in
der durch den Pfeil X angegebenen Bearbeitungs-Vorschubrichtung bewegt.
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Der
obige zweite Gleitblock 33 weist an der unteren Seite ein
Paar von zu führenden
Nuten 331 und 331 auf, welche an dem Paar der
Führungsschienen 322 und 322 an
der Oberseite des obigen ersten Gleitblocks 32 anzubringen
sind, und kann sich in der durch den Pfeil Y angegebenen Richtung durch
Anbringen der jeweiligen, zu führenden
Nuten 331 und 331 an dem Paar der jeweiligen Führungsschienen 322 und 322 bewegen.
Der Einspanntischmechanismus 3 bei der veranschaulichten
Ausführungsform
weist ein erstes Index- bzw. Weiterschalt-Vorschubmittel bzw. -einrichtung 38 zum
Bewegen des zweiten Gleitblocks 33 in der durch den Pfeil
Y angegebenen Richtung entlang des Paares der Führungsschienen 322 und 322 auf,
die an dem ersten Gleitblock 32 vorgesehen sind. Das erste
Weiterschalt-Vorschubmittel 38 weist eine männliche Schraubenspindel
bzw. Schraubenspindel 381, die zwischen dem obigen Paar
der Führungsschienen 322 und 322 parallel
zu diesen angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, z.B. einen Schrittmotor 382,
zum drehbaren Antreiben der Schraubenspindel 381 auf. Die
Schraubenspindel 381 ist an ihrem einen Ende an einem Lagerblock 383 drehbar
abgestützt
bzw. gelagert, der an der Oberseite des obigen ersten Gleitblocks 32 befestigt
ist, und ist an dem anderen Ende mit der Ausgangswelle des obigen
Schrittmotors 382 durch ein Reduktionsgetriebe, das nicht
gezeigt ist, antriebs- bzw. getriebemäßig gekoppelt. Die Schraubenspindel 381 ist
in ein mit Gewinde versehenes Durchgangsloch geschraubt, das in
einem (nicht gezeigten) weiblichen Schraubenblock gebildet ist,
der von der Unterseite des mittleren Bereichs des zweiten Gleitblocks 33 vorsteht.
Daher wird durch Antreiben der Schraubenspindel 381 in
einer normalen Richtung oder einer umgekehrten Richtung durch den
Schrittmotor 382 der zweite Gleitblock 33 entlang
der Führungsschienen 322 und 322 in
der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung
bewegt.
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Der
obige Laserstrahlaufbringungseinheit-Trag- bzw. -Stützmechanismus 4 weist
ein Paar von Führungsschienen 41 und 41,
die an der stationären
Basis 2 angebracht und in der durch den Pfeil Y angegebenen
Richtung parallel zueinander angeordnet sind, und eine bewegbare
Trag- bzw. Stützbasis 42 auf,
die an den Führungsschienen 41 und 41 in
einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass sie sich in der
durch den Pfeil Y angegebenen Richtung bewegen kann. Diese bewegbare
Stützbasis 42 weist
einen bewegbaren Stützbereich 421,
der an den Führungsschienen 41 und 41 bewegbar
angebracht ist, und einen Anbringungsbereich 422 auf, der
an dem bewegbaren Stützbereich 421 angebracht
ist. Der Anbringungsbereich 422 ist mit einem Paar von
Führungsschienen 423 und 423 versehen, die
sich an einer seiner Flanken in der durch den Pfeil Z angegebenen
Richtung parallel erstrecken. Der Laserstrahlaufbringungseinheit-Stützmechanismus 4 bei
der veranschaulichten Ausführungsform
weist ein zweites Index- bzw. Weiterschalt-Vorschubmittel bzw. -einrichtung 43 zum
Bewegen der bewegbaren Stützbasis 42 entlang
des Paares der Führungsschienen 41 und 41 in
der durch den Pfeil Y angegebenen Richtung auf. Dieses zweite Weiterschalt-Vorschubmittel 43 weist
eine männliche
Schraubenspindel bzw. Schraubenspindel 431, die zwischen
dem obigen Paar der Führungsschienen 41 und 41 parallel
zu diesen angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, z.B. einen Schrittmotor 432,
zum drehbaren Antreiben der Schraubenspindel 431 auf. Die
Schraubenspindel 431 ist an ihrem einen Ende an einem (nicht gezeigten)
Lagerblock drehbar abgestützt
bzw. gelagert, der an der obigen stationären Basis 2 befestigt ist,
und ist an dem anderen Ende mit der Ausgangswelle des obigen Schrittmotors 432 durch
ein Reduktionsgetriebe, das nicht gezeigt ist, antriebs- bzw. getriebemäßig gekoppelt.
Die Schraubenspindel 431 ist in ein mit Gewinde versehenes
Durchgangsloch geschraubt, das in einem (nicht gezeigten) weiblichen Schraubenblock
gebildet ist, der von der Unterseite des mittleren Bereichs des
bewegbaren Stützbereichs 421 vorsteht,
welcher die bewegbare Stützbasis 42 bildet.
Daher wird durch Antreiben der Schraubenspindel 431 in
einer normalen Richtung oder einer umgekehrten Richtung durch den
Schrittmotor 432 die bewegbare Stützbasis 42 entlang
der Führungsschienen 41 und 41 in
der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung
bewegt.
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Die
Laserstrahlaufbringungseinheit 5 bei der veranschaulichten
Ausführungsform
weist einen Einheithalter 51 und ein Laserstrahlaufbringungsmittel bzw.
-einrichtung 52 auf, die an dem Einheithalter 51 befestigt
ist. Der Einheithalter 51 weist ein Paar von zu führenden
Nuten 511 und 511 auf, um an dem Paar der Führungsschienen 423 und 423 an
dem obigen Anbringungsbereich 422 gleit- bzw. verschiebbar angebracht
zu werden, und ist in einer solchen Art und Weise getragen bzw.
abgestützt,
dass er sich in der durch den Pfeil Z angegebenen Richtung durch Anbringen
der jeweiligen, zu führenden
Nuten 511 und 511 an den jeweiligen, obigen Führungsschienen 423 und 423 bewegen
kann.
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Das
veranschaulichte Laserstrahlaufbringungsmittel 52 weist
ein zylindrisches Gehäuse 521 auf,
das an dem obigen Einheithalter 51 befestigt ist und sich
im Wesentlichen horizontal erstreckt. In dem Gehäuse 521 sind ein Puls-
bzw. Impulslaserstrahloszillationsmittel bzw. -einrichtung 522 und
ein optisches Übertragungssystem 523 eingebaut,
wie in 2 gezeigt. Das Impulslaserstrahloszillationsmittel 522 weist
einen Impulslaserstrahloszillator 522a, der aus einem YAG-Laseroszillator
oder einem YVO4-Laseroszillator besteht, und ein Wiederhol- bzw.
Folgefrequenzeinstellmittel bzw. -einrichtung 522b auf,
die mit dem Impulslaserstrahloszillator 522a verbunden
ist. Das optische Übertragungssystem 523 weist
geeignete optische Elemente, z.B. einen Strahlteiler usw. auf. Ein
Kondensor 53 zum Konvergierenlassen bzw. Bündeln eines
Laserstrahls, der von dem obigen Laserstrahloszillationsmittel 522 zum
Oszillieren gebracht und durch das optische Übertragungssystem 523 übertragen
wird, ist an dem Ende des obigen Gehäuses 521 angebracht.
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Eine
erste Ausführungsform
des Kondensors 53 wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Der
in 3 gezeigte Kondensor 53 weist einen Ablenkspiegel 532,
ein erstes Prisma 533, ein zweites Prisma 534 und
eine Bildformungslinse 535 auf, von welchen sämtliche
in einem Gehäuse 531 eingebaut
sind (vgl. 2). Der Ablenkspiegel 532 lenkt
einen Laserstrahl L ab, der von dem obigen Impulslaserstrahloszillationsmittel 522 (vgl. 2) zum
Oszillieren gebracht und durch das optische Übertragungssystem 523 nach
unten abgestrahlt wird, d.h., in Richtung zu dem ersten Prisma 533,
wie in 3 gezeigt. Das erste Prisma 533 teilt
den Laserstrahl L, der von dem Impulslaserstrahloszillationsmittel 522 zum
Oszillieren gebracht wird, in einen ersten Laserstrahl L1 und einen
zweiten Laserstrahl L2, die beide einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen,
und tauscht den ersten Laserstrahl L1 und den zweiten Laserstrahl
L2 seitlich bzw. von einer Seite zur anderen aus. Das zweite Prisma 534 korrigiert
die optischen Wege des ersten Laserstrahls L1 und des zweiten Laserstrahls
L2, die durch das erste Prisma 533 gebildet sind, um parallel
zueinander zu werden. Die Bildformungslinse 535 liefert
Bilder der Lichtpunkte bzw. Lichtflecken des ersten Laserstrahls
L1 und des zweiten Laserstrahls L2, deren optische Wege durch das
zweite Prisma 534 korrigiert worden sind.
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Der
in 3 gezeigte Kondensor 53 ist ausgebildet,
wie oben beschrieben, und seine Funktion wird im Nachfolgenden beschrieben.
Der einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisende Laserstrahl L, der von dem obigen Impulslaserstrahloszillationsmittel 522 zum
Oszillieren gebracht und durch das optische Übertragungssystem 523 abgestrahlt
wird, wird in Richtung zu dem ersten Prisma 533 durch den
Ablenkspiegel 532 abgelenkt. Der Laserstrahl L mit einem
kreisförmigen
Querschnitt, welcher das erste Prisma 533 erreicht hat,
wird in den ersten Laserstrahl L1 und den zweiten Laserstrahl L2,
welche beide einen halbkreisförmigen
Querschnitt aufweisen, durch das erste Prisma 533 geteilt,
und der erste Laserstrahl L1 und der zweite Laserstrahl L2 werden durch
das erste Prisma 533 ausgetauscht. Infolgedessen sind gekrümmte bzw.
gebogene Bereiche an den Innenseiten angeordnet und lineare Bereiche sind
an den Außenseiten
der Lichtpunkte bzw. -flecken des ersten Laserstrahls L1 und des
zweiten Laserstrahls L2 angeordnet. Die optischen Wege des ersten
Laserstrahls L1 und des zweiten Laserstrahls L2, die somit geteilt
sind, werden korrigiert, um parallel zueinander zu werden, nachdem
sie durch das zweite Prisma 534 hindurchgegangen sind.
Der erste Laserstrahl L1 und der zweite Laserstrahl L2, deren optische
Wege durch das zweite Prisma 534 korrigiert worden sind,
um parallel zueinander zu werden, werden an einer vorbestimmten
Bildformungsposition „P" geformt, nachdem
sie durch die Bildformungslinse 535 hindurchgegangen sind.
Da die Bildformungsposition „P" an der stromabwärtigen Seite
des Brennpunkts „f" der Bildformungslinse 535 in
diesem Augenblick angeordnet ist, werden der erste Laserstrahl L1
und der zweite Laserstrahl L2 seitlich bzw. von einer Seite zur
anderen umgekehrt, um Bilder von Lichtpunkten bzw. -flecken mit
linearen Bereichen an den Außenseiten
und gekrümmten
Bereichen an den Innenseiten zu bilden.
-
Wenn
in 3 der Abstand zwischen dem Scheitel des ersten
Prismas und der Bildformungslinse 535 durch „a" dargestellt wird,
der Abstand zwischen der Bildformungslinse 535 und der
Bildformungsposition „P" durch „b" dargestellt wird,
und die Fokaldistanz bzw. Brennweite der Bildformungslinse 535 durch „f" dargestellt wird,
wird die Gleichung (1/a + 1/b = 1/f) aufgestellt. Wie in 4 gezeigt,
sind die Lichtpunktgrößen „d" des ersten Laserstrahls
L1 und des zweiten Laserstrahls L2 durch Vergrößerung (m = b/a) bestimmt.
Weiterhin wird die Breite bzw. Weite „E" der Lichtpunkte des ersten Laserstrahls
L1 und des zweiten Laserstrahls L2, d.h., der Abstand bzw. Zwischenraum „e" zwischen den Lichtpunkten
des ersten Laserstrahls L1 und des zweiten Laserstrahls L2, durch Ändern des
Abstand bzw. Zwischenraums zwischen dem ersten Prisma 533 und
dem zweiten Prisma 534 geändert. D.h., wie in 5 gezeigt, wenn
der Abstand zwischen dem ersten Prisma 533 und dem zweiten
Prisma 534 „D1" ist, wird der Abstand
zwischen dem ersten Laserstrahl L1 und dem zweiten Laserstrahl L2,
welche durch das zweite Prisma 534 verlaufen, „e1". Wenn sich der Abstand zwischen
dem ersten Prisma 533 und dem zweiten Prisma 534 zu „D2" erstreckt, wird
der Abstand zwischen dem ersten Laserstrahl L1 und dem zweiten Laserstrahl
L2, die durch das zweite Prisma 534 verlaufen, „e2". Daher ändert sich
der Abstand „e" zwischen den Lichtpunkten
des ersten Laserstrahls L1 und des zweiten Laserstrahls L2, die
an der vorbestimmten Bildformungsposition „P" (vgl. 3) geformt
sind, d.h., die Breite bzw. Weite „E" der Lichtpunkte, ebenfalls, wenn sie
durch die Bildformungslinse 535 verlaufen. Beispielsweise
beträgt,
wenn der Durchmesser des an dem ersten Prisma 533 einfallenden
Laserstrahls L1 mm beträgt,
die Vergrößerung „m" 1/50 und der Abstand „D1" zwischen dem ersten
Prisma 533 und dem zweiten Prisma 534 wird von
5 mm bis 15 mm geändert,
der Abstand „e" zwischen den Lichtpunkten
des ersten Laserstrahls L1 und des zweiten Laserstrahls L2 ändert sich
in einem Bereich von 0 bis 40 μm,
und daher ändert
sich die Breite bzw. Weite „E" der Lichtpunkte
des ersten Laserstrahls L1 und des zweiten Laserstrahls L2 in einem
Bereich von 20 bis 60 μm.
-
Im
Nachfolgenden wird eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform
des Kondensors 53 unter Bezugnahme auf 6 gebracht.
-
Bei
dem in 6 gezeigten Kondensor 53 ist eine Relaislinse 536 zwischen
dem zweiten Prisma 534 und der Bildformungslinse 535 bei
der in 3 gezeigten ersten Ausführungsform angeordnet. Da die
anderen Bauteile des in 6 gezeigten Kondensors 53 die
gleichen wie die Bauelemente der in 3 gezeigten
ersten Ausführungsform
sind, sind den gleichen Elementen die gleichen Bezugsziffern verliehen
worden und deren Beschreibungen werden weggelassen.
-
Bei
dem in 6 gezeigten Kondensor 53 ist die Rückfokusposition „f1" bzw. Brennpunktabstandsposition
von der Rückseite „f1" der Relaislinse 536 mit
dem Scheitel des ersten Prismas 533 ausgerichtet, um ein
optisches Unendlich-Korrektur-System
zu bilden. Daher ist, da der Abstand „c" zwischen der Relaislinse 536 und
der Bildformungslinse 535 frei geändert werden kann, die Konstruktionsfreiheit
sehr groß.
Bei dem in 6 gezeigten Kondensor 53 kann die
Vergrößerung durch
eine Kombination der Relaislinse 536 und der Bildformungslinse 535 frei
geändert werden.
Bei dem in 6 gezeigten Kondensor 53 wird
die Bildformungsposition „P" des ersten Laserstrahls
L1 und des zweiten Laserstrahls L2 der Brennpunkt „f" der Bildformungslinse 535. „f2" in 6 ist
der Brennpunkt, der durch eine Kombination der Relaislinse 536 und
der Bildformungslinse 535 erhalten ist.
-
Im
Nachfolgenden wird eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform
des Kondensors 53 unter Bezugnahme auf 7 gebracht.
-
Bei
dem in 7 gezeigten Kondensor 53 ist ein Maskenelement 637 mit
einem im Wesentlichen rechteckförmigen
Loch bzw. Öffnung 537a an
dem Scheitel des ersten Prismas 535 bei der in 6 gezeigten
zweiten Ausführungsform
angeordnet. Da die anderen Bauelemente des in 7 gezeigten
Kondensors 53 dieselben wie die Bauelemente bei der in 3 gezeigten
ersten Ausführungsform
sind, sind den gleichen Elementen die gleichen Bezugsziffern verliehen
worden und deren Beschreibungen werden weggelassen.
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In
dem in 7 gezeigten Kondensor 53 erreicht ein
einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisender Laserstrahl L, der von dem obigen Impulslaserstrahloszillationsmittel 522 zum
Oszillieren gebracht wird, durch das optische Übertragungssystem 523 abgestrahlt
wird, und dessen Querschnitt nach Hindurchgang durch die Öffnung 537a des
Maskenelements 537 im Wesentlichen rechteckförmig wird,
das erste Prisma 533. Infolgedessen weisen der erste Laserstrahl
L1 und der zweite Laserstrahl L2, welche durch das erste Prisma 533 geteilt
sind, einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf, und
die Lichtpunkte des ersten Laserstrahls L1 und des zweiten Laserstrahls
L2, welche durch das zweite Prisma 534 und die Relaislinse 536 verlaufen
und ein Bild durch die Bildformungslinse 535 bilden, werden
im Wesentlichen rechteckförmig.
Durch Wegschneiden der Schwachbereiche der Gaußschen Verteilung des Laserstrahls
L mit einem kreisförmigen
Querschnitt durch das Maskenelement 537 ist es möglich, eine scharfe
Bearbeitung mit den Niedrigenergieseiten des Laserstrahls an dem
Bearbeitungspunkt bzw. -stelle durchzuführen.
-
Zur 1 zurückkehrend
wird erläutert,
dass ein Bildaufnahmemittel 6 zum Detektieren bzw. Feststellen
des Bereichs, der durch das obige Laserstrahlaufbringungsmittel 52 zu
bearbeiten ist, an dem vorderen Ende des Gehäuses 521 angebracht
ist, welches das obige Laserstrahlaufbringungsmittel 52 bildet.
Dieses Bildaufnahmemittel 6 weist ein Infrarot-Beleuchtungs-
bzw. -Abstrahlungsmittel bzw. -einrichtung zum Aufbringen von Infrarotstrahlung auf
das Werkstück,
ein optisches System zum Einfangen der durch das Infrarot-Abstrahlungsmittel
aufgebrachten Infrarotstrahlung, und eine Bildaufnahmevorrichtung
(Infrarot-CCD) zum Ausgeben eines elektrischen Signals auf, das
der durch das optische System eingefangenen Infrarotstrahlung entspricht, und
zwar zusätzlich
zu einer gewöhnlichen
bzw. üblichen
Bildaufnahmevorrichtung (CCD) zum Aufnehmen eines Bildes mit sichtbarer
Strahlung bei der veranschaulichten Ausführungsform. Ein Bildsignal
wird zu einem Steuer- bzw. Regelmittel bzw. -einrichtung übertragen,
welche nicht gezeigt ist.
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Die
Laserstrahlaufbringungseinheit 5 bei der veranschaulichten
Ausführungsform
weist ein Bewegungsmittel bzw. -einrichtung 54 zum Bewegen
des Einheithalters 51 entlang des Paares der Führungsschienen 423 und 423 in
der durch den Pfeil Z angegebenen Richtung auf. Das Bewegungsmittel 53 weist
eine (nicht gezeigte) männliche
Schraubenspindel bzw. Schraubenspindel, die zwischen dem Paar der
Führungsschienen 423 und 423 angeordnet ist,
und eine Antriebsquelle, z.B. einen Schrittmotor 542, zum
drehbaren Antreiben der Schraubenspindel auf. Durch Antreiben der
(nicht gezeigten) Schraubenspindel in einer normalen Richtung oder
einer umgekehrten Richtung durch den Schrittmotor 542 werden
der Einheithalter 51 und das Laserstrahlaufbringungsmittel 52 entlang
der Führungsschienen 423 und 423 in
der durch den Pfeil Z angegebenen Richtung bewegt. Bei der veranschaulichten
Ausführungsform
wird das Laserstrahlaufbringungsmittel 52 durch Antreiben
des Schrittmotors 542 in einer normalen Richtung aufwärts bewegt
und durch Antreiben des Schrittmotors 542 in einer umgekehrten Richtung
abwärts
bewegt.
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Die
Laserstrahlbearbeitungsmaschine bei der veranschaulichten Ausführungsform
ist ausgebildet, wie oben beschrieben, und ihre Funktion wird im Nachfolgenden
beschrieben.
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Der
Halbleiterwafer als ein Werkstück,
das durch die obige Laserstrahlbearbeitungsmaschine zu bearbeiten
ist, wird unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben.
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Bei
dem in 8 und 9 gezeigten Halbleiterwafer 10 ist
eine Mehr- bzw.
Vielzahl von Halbleiterchips 13 (Vorrichtungen bzw. Bauelemente), z.B.
IC's oder LSI's, die aus einem
Laminat 12 zusammengesetzt bzw. gebildet sind, das aus
einem isolierenden Film bzw. Folie und einem funktionellen Film
bzw. Folie zum Bilden von Schaltungen bzw. Schaltkreisen besteht,
in einer Matrix an der vorderen Fläche eines Halbleitersubstrats 11,
z.B. eines Siliziumsubstrats oder dergleichen, gebildet. Die Halbleiterchips 13 sind
durch Straßen 14 geteilt,
die in einem Gittermuster gebildet sind. Bei der veranschaulichten
Ausführungsform
ist der isolierende Film zum Bilden des Laminats 12 ein
SiO2-Film oder ein niedrigdielektrischer,
isolierender Film (Niedrig-k-Film), der aus einem Film aus einem
anorganischen Material, z.B. SiOF oder BSG (SiOB) oder aus einem
Film aus einem organischen Material, z.B. einem Polymer auf Polyimid-Basis
und Parylen-Basis, gebildet ist.
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Um
den oben beschriebenen Halbleiterwafer 10 entlang der Straßen 14 zu
teilen, wird der Halbleiterwafer 10 an der Fläche eines
Schutzbandes bzw. -streifens 9 angebracht, das an einem
ringförmigen Rahmen 8 angebracht
ist, wie in 10 gezeigt. In diesem Augenblick
ist die hintere Fläche
des Halbleiterwafers 10 an dem Schutzband 9 in
einer solchen Art und Weise angebracht, dass die vordere Fläche 10a nach
oben weist.
-
Als
nächstes
kommt der Laserstrahlaufbringungsschritt zum Aufbringen eines Laserstrahls
entlang der Straßen 14 des
Halbleiterwafers 10, um das Laminat 12 an den
Straßen 14 zu
entfernen bzw. beseitigen.
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In
diesem Laserstrahlaufbringungsschritt wird der Halbleiterwafer 10,
der an dem ringförmigen Rahmen 8 durch
das Schutzband 9 getragen bzw. abgestützt ist, zuerst an dem Einspanntisch 36 der
in 1 gezeigten Laserstrahlbearbeitungsmaschine platziert,
und an dem Einspanntisch 36 durch Saugen bzw. Ansaugen
gehalten. In diesem Augenblick ist der Halbleiterwafer 10 in
einer solchen Art und Weise gehalten, dass die vordere Fläche 10a nach
oben weist. Der ringförmige
Rahmen 8, welcher den Halbleiterwafer 10 durch
das Schutzband 9 trägt
bzw. abstützt,
ist durch die Klammern 362 befestigt.
-
Der
Einspanntisch 36, welcher den Halbleiterwafer 10 durch
Saugen hält,
wie oben beschrieben, wird in eine Position direkt unterhalb des
Bildaufnahmemittels 6 durch das Bearbeitungs-Vorschubmittel 37 gebracht.
Nachdem der Einspanntisch 36 direkt unterhalb des Bildaufnahmemittels 6 positioniert
ist, wird eine Ausrichtungsarbeit bzw. -vorgang zum Detektieren
bzw. Feststellen des zu bearbeitenden Bereichs des Halbleiterwafers 10 durch
das Bildaufnahmemittel 6 und das Steuer- bzw. Regelmittel,
das nicht gezeigt ist, ausgeführt.
D.h., das Bildaufnahmemittel 6 und das (nicht gezeigte) Steuermittel
führen
eine Bildverarbeitung, z.B. „pattern
matching" bzw. Mustervergleich
usw. aus, um eine in einer vorbestimmten Richtung des Halbleiterwafers 10 gebildete
Straße 14 mit
dem Kondensor 53 des Laserstrahlaufbringungsmittels 52 zum
Aufbringen eines Laserstrahls entlang der Straße 14 auszurichten,
wodurch die Ausrichtung einer Laserstrahlaufbringungsposition ausgeführt wird.
Die Ausrichtung der Laserstrahlaufbringungsposition wird ferner in ähnlicher
Weise an Straßen 14 ausgeführt, welche an
dem Halbleiterwafer 10 gebildet sind und sich in einer
Richtung rechtwinklig zu der obigen, vorbestimmten Richtung erstrecken.
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Nachdem
die Straße 14,
die an dem an dem Einspanntisch 36 gehaltenen Halbleiterwafer 10 gebildet
ist, detektiert ist und die Ausrichtung der Laserstrahlaufbringungsposition
ausgeführt
ist, wie oben beschrieben, wird der Einspanntisch 36 zu
einem Laserstrahlaufbringungsbereich bewegt, wo der Kondensor 53 zum
Aufbringen eines Laserstrahls angeordnet ist, um die vorbestimmte
Straße 14 an
eine Position direkt unterhalb des Kondensors 53 zu bringen,
wie in 11(a) gezeigt. In diesem Augenblick ist,
wie in 11(a) gezeigt, der Halbleiterwafer 10 derart
positioniert, dass ein Ende (linkes Ende in 11(a))
der Straße 14 direkt
unterhalb des Kondensors 53 angeordnet ist. Das Bewegungsmittel 54 wird
sodann aktiviert, um die Höhe
des Laserstrahlaufbringungsmittels 52 einzustellen, so
dass die Bildformungsposition „P" des obigen ersten
Laserstrahls L1 und des obigen zweiten Laserstrahls L2, welche von
dem Kondensor 53 aufgebracht sind, an der Fläche der
Straße 14 angeordnet
ist.
-
Der
Einspanntisch 36, d.h., der Halbleiterwafer 10,
wird sodann in der durch den Pfeil X1 in 11(a) angegebenen
Richtung mit einer vorbestimmten Bearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit bewegt,
während
der erste Laserstrahl L1 und der zweite Laserstrahl L2 von dem Kondensor 53 aufgebracht
werden. Wenn das andere Ende (rechtes Ende in 11(b))
der Straße 14 eine
Position direkt unterhalb des Kondensors 53 erreicht, wie
in 11(b) gezeigt, wird die Aufbringung
des Impulslaserstrahls ausgesetzt bzw. zeitweilig eingestellt und die
Bewegung des Einspanntisch 36, d.h., des Halbleiterwafers 10,
wird angehalten.
-
Infolgedessen
wird eine erste Nut 101 tiefer als das Laminat 12 durch
den ersten Laserstrahl L1 gebildet und eine zweite Nut 102 tiefer
als das Laminat 12 wird durch den obigen zweiten Laserstrahl
L2 in der Straße 14 des
Halbleiterwafers 10 gebildet, wie in 12 gezeigt.
Infolgedessen können
zwei Nuten zu der gleichen Zeit durch die Laserstrahlbearbeitungsmaschine
nach der vorliegenden Erfindung gebildet werden, wodurch die Produktivität verbessert wird.
Da der erste Laserstrahl L1 und der zweite Laserstrahl L2 jeweils
zum Bilden der ersten Nut 101 und der zweiten Nut 102 ein
Bild von Lichtpunkten bilden, die lineare Bereiche an den äußeren Seiten
und gekrümmte
Bereiche an den inneren Seiten aufweisen, werden die äußeren Seitenwände der
ersten Nut 101 und der zweiten Nut 102 rechtwinklig
zu der Bearbeitungsfläche
(obere Fläche)
des Laminats 12 gebildet. Daher werden, selbst wenn das
Substrat 11 erreichende Nuten gebildet werden, um das Laminat 12 zu
teilen, die Halbleiterchips 13 (Vorrichtungen bzw. Bauelemente)
nicht beeinträchtigt
und Bruchstücke werden
an den Halbleiterchips 13 (Vorrichtungen bzw. Bauelemente)
während
der Laserbearbeitung nicht zerstreut. Die Länge zwischen der äußeren Seite
der ersten Nut 101 und derjenigen der zweiten Nut 102,
die in der Straße 14 gebildet
sind, d.h., die Breite „EO" der Nuten, kann
durch Einstellen des Abstands „D1" zwischen dem ersten
Prisma 533 und dem zweiten Prisma 534, wie oben
beschrieben, in geeigneter Weise gesteuert bzw. geregelt und größer als
die Dicke des Schneidmessers eingestellt werden, welches später beschrieben
wird. Auf dieselbe Art und Weise wird der obige Laserstrahlaufbringungsschritt an
sämtlichen
der Straßen 14 ausgeführt, die
an dem Halbleiterwafer 10 gebildet sind.
-
Die
Bearbeitungsbedingungen in dem obigen Laserstrahlaufbringungsschritt
werden beispielsweise wie folgt eingestellt.
Lichtquelle eines
Laserstrahls: YVO4-Laser oder YAG-Laser
Wellenlänge: 355
nm
Ausgang: 1,0 W
Wiederhol- bzw. Folgefrequenz: 50 kHz
Impulsbreite:
10 ns
Vorschubgeschwindigkeit: 100 mm/sek
Straßenbreite:
50 μm
Nutbreite
(EO): 30 μm
-
Nachdem
der obige Laserstrahlaufbringungsschritt an sämtlichen der Straßen 14,
die an dem Halbleiterwafer 10 gebildet sind, ausgeführt worden
ist, kommt als nächstes
der Schritt des Schneidens des Halbleiterwafers 10 entlang
der Straßen 14.
D.h., wie in 13 gezeigt, der Halbleiterwafer 10,
welcher dem obigen Laserstrahlaufbringungsschritt unterworfen worden
ist, wird an einem Einspanntisch 161 einer Schneidmaschine 16 in
einer solchen Art und Weise platziert, dass die vordere Fläche 10a nach
oben weist, und wird an dem Einspanntisch 161 durch ein
Saug- bzw. Ansaugmittel bzw. -einrichtung gehalten, die nicht gezeigt
ist. Der den Halbleiterwafer 10 durch Ansaugung haltende Einspanntisch 161 wird
sodann zu der Schneidstartposition des Bereichs bewegt, der zu schneiden
ist. In diesem Augenblick ist der Halbleiterwafer 10 derart positioniert,
dass ein Ende (linkes Ende in 13) der
zu schneidenden Straße 14 an
der rechten Seite um eine vorbestimmte Distanz bzw. Abstand von
genau unterhalb eines Schneidmessers bzw. -klinge 162 angeordnet
ist, wie in 13 gezeigt. Das Schneidmesser 162 ist
innerhalb der Breite „EO" zwischen der ersten
Nut 101, die durch den ersten Laserstrahl L1 gebildet ist,
und der zweiten Nut 102, die durch den zweiten Laserstrahl
L2 gebildet ist, positioniert, wie in 14 gezeigt.
-
Nachdem
der Einspanntisch 161, d.h., der Halbleiterwafer 10,
folglich zu der Schneidstartposition des zu schneidenden Bereichs
bewegt worden ist, wird das Schneidmesser 162 von seiner
Bereitschaftsposition, die durch eine strich-doppelt punktierte
Linie in 13 gezeigt ist, zu einer vorbestimmten
Schneid-Vorschubposition
bewegt, die durch eine fest ausgezogene Linie in 15 gezeigt ist.
Diese Schneid-Vorschubposition ist an einer Position angeordnet,
an der das untere Ende des Schneidmessers 162 das Schutzband 9 erreicht,
das an der hinteren Fläche
des Halbleiterwafers 10 befestigt ist, wie in 15 gezeigt.
-
Im
Anschluss daran wird das Schneidmesser 162 dazu veranlasst,
in der durch einen Pfeil 162a angegebenen Richtung mit
einer vorbestimmten Umdrehung zu rotieren bzw. sich zu drehen, wie
in 13 gezeigt, und der Einspanntisch 161,
d.h. der Halbleiterwafer 10, wird in der durch den Pfeil
X1 in 13 angegebenen Richtung mit
einer vorbestimmten Schneid-Vorschubgeschwindigkeit bewegt. Wenn
das andere Ende (rechtes Ende in 13) des Einspanntischs 161,
d.h., des Halbleiterwafers 10, eine Position an der linken
Seite um eine vorbestimmte Distanz von genau unterhalb des Schneidmessers 162 erreicht,
wird die Bewegung des Einspanntischs 161, d.h., des Halbleiterwafers 10,
angehalten. Infolgedessen wird der Halbleiterwafer 10 entlang
der Straße 14 durch
Schneid-Vorschub des Einspanntischs 161, d.h., des Halbleiterwafers 10, geschnitten.
Das Laminat 12, das zwischen der ersten Nut 101 und
der zweiten Nut 102 verbleibt, wird mit dem Schneidmesser 52 zu
diesem Zeitpunkt weggeschnitten. In diesem Falle wird, da beiden
Seiten des Laminats 12 von den Halbleiterchips 13 durch
die erste Nut 101 und die zweite Nut 102 getrennt
sind, selbst wenn sich das Laminat 21 ablöst, hierdurch
keine Beeinträchtigung
der Halbleiterchips 13 (Vorrichtungen bzw. Bauelemente)
hervorgerufen. Weiterhin, da die äußeren Seitenwände der
ersten Nut 101 und der zweiten Nut 102 rechtwinklig
zu der Bearbeitungsfläche
(obere Fläche)
des Laminats 12 gebildet sind, wie oben beschrieben, beeinträchtigt das
Schneidmesser 162 nicht das Laminat 12 an beiden
Seiten der Straße 14.
-
Der
Einspanntisch 161, d.h., der Halbleiterwafer 10,
wird um eine Distanz, die dem Zwischenraum zwischen Straßen 14 entspricht,
in der Richtung (Weiterschalt-Vorschubschritt)
rechtwinklig zu der Schicht bzw. Lage weiterschaltmäßig vorgeschoben,
um die als nächste
zu schneidende Straße 14 an
einer Stelle zu positionieren, die dem Schneidmesser 162 entspricht,
um hierdurch zu dem in 13 gezeigten Zustand zurückzukehren.
Der Schneidschritt wird auf dieselbe Art und Weise, wie oben beschrieben,
ausgeführt.
-
Der
obige Schneidschritt wird beispielsweise unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen
aufgeführt.
Schneidmesser:
Außendurchmesser
52 mm, Dicke 20 μm
Umdrehung
des Schneidmessers: 40.000 U.p.M.
Schneid-Vorschubgeschwindigkeit:
50 mm/sek.
-
Der
oben erwähnte
Schneidschritt wird an sämtlichen
Straßen 14 ausgeführt, die
an dem Halbleiterwafer 10 gebildet sind. Infolgedessen
wird der Halbleiterwafer 10 entlang der Straßen 14 geschnitten,
wodurch er in einzelne Halbleiterchips geteilt wird.