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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine
zum Laserbearbeiten eines Werkstücks,
wie eines Halbleiterwafers.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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In
dem Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung wird eine
Mehrzahl von Bereichen durch Unterteilungslinien unterteilt, die "Straßen" genannt sind, die
in einem Gittermuster auf der vorderen Oberfläche eines im wesentlichen scheibenförmigen Halbleiterwafers
ausgebildet sind, und eine Vorrichtung, wie eine IC oder LSI ist
in jedem der unterteilten Bereiche ausgebildet. Individuelle Halbleiterchips
werden durch ein Schneiden dieses Halbleiterwafers entlang der Straßen ausgebildet,
um ihn in die Bereiche zu unterteilen, in welchen eine Vorrichtung ausgebildet
ist. Ein Wafer einer optischen Vorrichtung, umfassend Licht empfangende
Vorrichtungen, wie Photodioden, oder Licht emittierende Vorrichtungen,
wie Laserdioden, auf der vorderen Oberfläche eines Saphirsubstrats wird
ebenfalls entlang der Straßen
geschnitten, um in individuelle optische Vorrichtungen, wie Photodioden
oder Laserdioden unterteilt zu werden, welche weit verbreitet in
elektrischen Geräten
bzw. Anlagen verwendet sind.
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Als
Mittel zum Unterteilen eines Wafers, wie des obigen Halbleiterwafers
oder eines Wafers einer optischen Vorrichtung entlang der Straßen offenbart JP-A
2004-9139 ein Verfahren, in welchem ein Pulslaserstrahl entlang
der Straßen,
die auf dem Wafer ausgebildet sind, aufgebracht bzw. angewandt ist bzw.
wird, um Nuten bzw. Rillen auszubilden, und der Wafer wird entlang
der Rillen unterteilt.
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Wenn
ein Laserstrahl entlang einer Straße eines Wafers, wie eines
Silizium- oder Saphirwafers als einem Werkstück aufgebracht bzw. angewandt wird,
gibt es jedoch ein derartiges Problem, daß Silizium oder Saphir geschmolzen
wird, und Schmelzverunreinigungen, d.h. Schmutz wegspritzt und auf der
Oberfläche
einer Vorrichtung anhaftet, die in einem rechteckigen bzw. rechtwinkeligen
Bereich des Wafers ausgebildet ist, wodurch die Qualität der Vorrichtung
verschlechtert wird. Weiterhin tritt ein Problem auf, daß Staub,
wie der verstreute Schmutz, an einer Kondensorlinse anhaftet, die
in einem Kondensor bzw. einer Sammellinse für ein Aufbringen eines Laserstrahls
inkorporiert bzw. aufgenommen ist, so daß die Aufbringung des Laserstrahls
verhindert ist.
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Um
die obigen Probleme zu lösen,
offenbart WO 03/095140 A1 eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine,
umfassend Saugmittel zum Einsaugen von Staub, wie Schmutz, der durch
die Aufbringung bzw. Anwendung eines Laserstrahls auf ein Werkstück von dem
Kondensor der Laserstrahlaufbring mittel erzeugt ist bzw. wird. Die
Saugmittel dieser Laserstrahlbearbeitungsmaschine umfassen eine
zentrale Haube, welche angeordnet ist, um den Kondensor zu umgeben,
und zu welcher die Laserstrahlaufbringseite des Kondensors offen
ist, und eine äußere bzw.
Außenhaube,
welche angeordnet ist, um die zentrale Haube zu umgeben und an welcher
die Laserstrahlaufbringseite des Kondensors offen ist, und die zentrale
Haube und die Außenhaube
sind mit einer Saugquelle verbunden.
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Obwohl
die Saugmittel, die durch die obige WO 03/095190 A1 geoffenbart
sind, Staub, wie Schmutz, einsaugen können, der durch die Aufbringung
eines Laserstrahls auf das Werkstück von dem Kondensor gebildet
ist, gibt es Problem dahingehend, daß sich der Staub, der in die
Außenhaube
und die zentrale Haube gesaugt ist, ansammelt und eine Verbindungsöffnung zu
der Saugquelle blockiert, wodurch eine Saugkapazität in einer
kurzen Zeit reduziert wird. Es gibt ein weiteres Problem dahingehend, daß in die
zentrale Haube eingesaugter Staub an der Kondensorlinse des Kondensors
anhaftet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine
zur Verfügung
zu stellen, die fähig
ist, effizient Staub, wie Schmutz, einzusammeln und auszutragen,
der durch die Aufbringung eines Laserstrahls auf ein Werkstück von einem
Kondensor gebildet ist.
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Um
das obige Ziel zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine zur Verfügung gestellt, umfassend einen
Ansaug- bzw. Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks, Laserstrahlaufbringmittel,
die einen Kondensor bzw. eine Sammellinse zum Auf bringen eines Laserstrahls
auf das Werkstück
aufweisen, das auf dem Einspanntisch gehalten ist, um es zu bearbeiten,
und Staubaustragsmittel zum Sammeln und Austragen bzw. Ausbringen
von Staub, der durch die Aufbringung bzw. Anwendung eines Laserstrahls
auf das Werkstück
von dem Kondensor gebildet ist, wobei
die Staubaustragsmittel
ein erstes Abdeckglied, welches auf dem unteren Ende des Kondensors
montiert bzw. festgelegt ist und eine erste Öffnung aufweist, um es einem
Laserstrahl zu ermöglichen,
der von dem Kondensor aufgebracht ist, dadurch in die Bodenwand
durchzutreten, ein zweites Abdeckglied, welches angeordnet ist,
um das erste Abdeckglied zu umgeben, und eine zweite Öffnung aufweist,
um einen Laserstrahl, der von dem Kondensor aufgebracht ist, dadurch
durchtreten zu lassen und Staub in der Bodenwand einzusaugen, eine
Lufteintragskammer, welche zwischen dem ersten Abdeckglied und dem
Kondensor ausgebildet ist und mit der ersten Öffnung kommuniziert bzw. in
Verbindung steht, eine Staubsammelkammer, welche zwischen dem ersten
Abdeckglied und dem zweiten Abdeckglied ausgebildet ist und mit
der zweiten Öffnung
kommuniziert, erste Luftzufuhrmittel zum Zuführen von Luft zu der Lufteintrittskammer,
Wirbelstrom-Erzeugungsmittel zum Generieren bzw. Erzeugen eines
Wirbelflusses bzw. -stroms in der Staubsammelkammer, zweite Luftzufuhrmittel
zum Zuführen
von Luft zu den Wirbelstrom-Erzeugungsmitteln und Austragsmittel umfassen,
die mit der Staubsammelkammer verbunden sind.
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Ein
verjüngter
bzw. geneigter Abschnitt, welcher zu seinem unteren Ende verjüngt ist,
ist in dem unteren Teil des ersten Abdeckglieds zur Verfügung gestellt,
und ein Staubsammelkammer-Ausbildungsloch, das eine Innenwand aufweist,
welche zu ihrem unteren Ende in Übereinstimmung
mit der Außenwand
des verjüngten
Abschnitts des ersten Abdeck glieds geneigt ist, ist in dem unteren
Teil des zweiten Abdeckglieds ausgebildet. Die Wirbelstrom-Erzeugungsmittel
weisen eine Mehrzahl von Luftausstoßlöchern, die in der tangentialen
Richtung zu der Innenwand des Staubsammelkammer-Ausbildungslochs ausgebildet
sind und einen Luftdurchtritt auf, der mit der Mehrzahl von Luftaustragslöchern und
den zweiten Luftzufuhrmitteln in dem unteren Teil des zweiten Abdeckglieds
kommuniziert bzw. in Verbindung steht.
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In
der Laserstrahlbearbeitungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung
wird durch ein Zuführen
von Luft von den zweiten. Luftzufuhrmitteln zu den Wirbelstrom-Generierungsmitteln
ein Wirbelstrom in der Staubsammelkammer ausgebildet und ein negativer
Druck bzw. Unterdruck wird in der zweiten Öffnung erzeugt bzw. generiert.
Als ein Ergebnis wird Staub, der durch die Aufbringung bzw. Anwendung
eines Laserstrahls auf das Werkstück erzeugt wird bzw. ist, in
die Staubsammelkammer von der zweiten Öffnung eingesaugt, in welcher
ein negativer Druck generiert ist, und durch die Austragsmittel
ausgetragen. Daher haftet der Staub nicht an der Oberfläche des
Werkstücks
an. Da ein Wirbelstrom in der Staubsammelkammer ausgebildet ist
bzw. wird, sammelt sich der eingesaugte Staub nicht in der Staubsammelkammer
und wird glatt durch die Austragsmittel ausgetragen. Daher wird
eine Staubaustragsfunktion für
einen langen Zeitraum beibehalten. Weiterhin tritt, gemäß der vorliegenden
Erfindung, da Luft, welche von den ersten Luftzufuhrmitteln zugeführt ist,
zu der zweiten Öffnung
von der ersten Öffnung
ausgestoßen
wird, der Staub, der von der zweiten Öffnung angesaugt ist, nicht
in die Lufteintragskammer durch die erste Öffnung ein und haftet daher
nicht an der Kondensorlinse des Kondensors an.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine,
die in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet bzw. aufgebaut ist;
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2 ist
eine perspektivische Explosionsansicht von Staubaustragsmitteln,
die auf den Kondensor der Laserstrahlbearbeitungsmaschine montiert bzw.
festgelegt sind, die in 1 gezeigt ist;
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3 ist
eine Schnittansicht der Staubaustragsmittel, die auf den Kondensor
der Laserstrahlbearbeitungsmaschine festgelegt sind, die in 1 gezeigt
ist;
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4(a) und 4(b) sind
erläuternde
Diagramme, die einen Nut- bzw. Rillenausbildungsschritt zeigen,
welcher durch die Laserstrahlbearbeitungsmaschine ausgeführt wird,
die in 1 gezeigt ist; und
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5 ist
eine Schnittansicht der Staubaustragsmittel in einem Zustand, wo
sie den Nutausbildungsschritt ausführen, der in 4(a) und 4(b) gezeigt ist.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausbildung
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Eine
bevorzugte Ausbildung einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine, die
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet bzw. aufgebaut ist, wird
nachfolgend in größerem Detail
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine,
die in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Laserstrahlbearbeitungsmaschine,
die in 1 gezeigt ist, umfaßt eine stationäre Basis 2,
einen Ansaug- bzw. Einspanntischmechanismus 3 zum Halten
eines Werkstücks,
welcher auf der stationären
Basis 2 in einer derartigen Weise montiert bzw. festgelegt
ist, daß er
sich in einer Bearbeitungszufuhrrichtung bewegen kann, die durch
einen Pfeil X angedeutet ist, einen Laserstrahlaufbringeinheits-Supportmechanismus 4,
der auf der stationären Basis 2 in
einer derartige Weise montiert bzw. angeordnet ist, daß er sich
in einer Indexier-Zufuhrrichtung bewegen kann, die durch einen Pfeil
Y senkrecht zu der Richtung angedeutet ist, die durch den Pfeil
X angedeutet ist, und eine Laserstrahlaufbringeinheit 5,
die auf dem Laserstrahlaufbringeinheits-Supportmechanismus 4 in
einer derartigen Weise montiert ist, daß er sich in einer Richtung
bewegen kann, die durch einen Pfeil Z angedeutet ist.
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Der
obige Einspanntischmechanismus 3 umfaßt ein Paar von Führungsschienen 31 und 31,
die auf der stationären
Basis 2 montiert sind und parallel zueinander in der Bearbeitungszufuhrrichtung
angeordnet sind, die durch den Pfeil X angedeutet ist, einen ersten
Schiebe- bzw. Gleitblock 32, der auf den Führungsschienen 31 und 31 in
einer derartigen Weise montiert ist, daß er sich in der Bearbeitungszufuhrrichtung
bewegen kann, die durch den Pfeil X angedeutet ist, einen zweiten
Gleitblock 33, der auf dem ersten Gleitblock 32 in
einer derartigen Weise montiert ist, daß er sich in der schrittweisen
bzw. Indexier-Zufuhrrichtung bewegen kann, die durch den Pfeil Y
angedeutet ist, einen Abstütz-
bzw. Supporttisch 35, der auf dem zweiten Gleitblock 33 durch
ein zylindrisches Glied 34 abgestützt ist, und einen Ansaug-
bzw. Einspanntisch 36 als Werkstückhaltemittel. Dieser Einspanntisch 36 umfaßt ein Adsorptionswerkzeug 361,
das aus einem porösen
Material hergestellt ist, und ein Werkstück, beispielsweise ein scheibenförmiger Halbleiterwafer,
ist auf diesem Adsorptionswerkzeug 361 durch Saugmittel
gehalten, die nicht gezeigt sind. Der Einspanntisch 36,
der wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird durch einen Pulsmotor
(nicht gezeigt) gedreht, der in dem zylindrischen Glied 34 installiert
ist.
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Der
obige erste Gleitblock 32 hat auf seiner unteren Oberfläche ein
Paar von zu führenden
Nuten bzw. Rillen 321 und 321, die an das obige
Paar von Führungsschienen 31 und 31 anzupassen
sind, und auf der oberen Oberfläche
ein Paar von Führungsschienen 322 und 322,
die parallel zueinander in der Indexier-Zufuhrrichtung angeordnet
sind, die durch den Pfeil Y angedeutet ist. Der erste Gleitblock 32, der
wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann sich entlang des Paars
von Führungsschienen 31 und 31 in
der Bearbeitungszufuhrrichtung, die durch den Pfeil X angedeutet
ist, durch ein Einpassen der zu führenden Rillen 321 und 321 zu
dem Paar von Führungsschienen 31 bzw. 31 bewegen.
Der Einspanntischmechanismus 3 in der illustrierten Ausbildung umfaßt Bearbeitungszufuhrmittel 37 zum
Bewegen des ersten Gleitblocks 32 entlang des Paars von
Führungsschienen 31 und 31 in
der Bearbeitungszufuhrrichtung, die durch den Pfeil X angedeutet
ist. Die Bearbeitungszufuhrmittel 37 umfassen eine aufzunehmende
Schraubenstange 371, die zwischen dem obigen Paar von Führungsschienen 31 und 31 parallel dazu
angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie einen Pulsmotor 372 zum
drehbaren Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange 371.
Die aufzunehmende Schraubenstange 371 ist an ihrem einen Ende
drehbar an einem Lagerblock 373 abgestützt, der auf der obigen stationären Basis 2 fixiert
ist, und ist an dem anderen Ende an die Ausgangs- bzw. Abtriebswelle
des obigen Pulsmotors 372 getriebegekoppelt. Die aufzunehmende
Schraubenstange 371 ist in ein Gewindedurchgangsloch geschraubt,
das in einem aufnehmenden Schraubenblock (nicht gezeigt) ausgebildet
ist, der von der Unteroberfläche des
zentralen Abschnitts des ersten Gleitblocks 32 vorragt.
Daher wird durch ein Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange 371 in
einer normalen Richtung oder einer Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 372 der
erste Gleitblock 32 entlang der Führungsschienen 31 und 31 in
der Bearbeitungszufuhrrichtung bewegt, die durch den Pfeil X angedeutet
ist.
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Der
obige zweite Gleitblock 33 hat an seiner Unteroberfläche ein
Paar von zu führenden
Nuten bzw. Rillen 331 und 331, die mit dem Paar
von Führungsschienen 322 und 322 auf
der oberen Oberfläche
des obigen ersten Gleitblocks 32 zusammenzupassen sind,
und kann sich in der Indexier-Zufuhrrichtung, die durch den Pfeil
Y angedeutet ist, durch ein Zusammenpassen der zu führenden
Rillen 331 und 331 mit dem Paar von Führungsschienen 322 bzw. 322 bewegen.
Der Einspanntischmechanismus 3 in der illustrierten Ausbildung
umfaßt
erste Indexier-Zufuhrmittel 38 zum Bewegen des zweiten
Gleitblocks 33 in der Indexier-Zufuhrrichtung, die durch den
Pfeil Y illustriert ist, entlang des Paars von Führungsschienen 322 und 322,
die auf dem ersten Gleitblock 32 ausgebildet sind. Die
ersten Indexier-Zufuhrmittel 38 umfassen eine aufzunehmende Schraubenstange 381,
welche zwischen dem obigen Paar von Führungsschienen 322 und 322 parallel dazu
angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie einen Pulsmotor 382 zum
drehbaren Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange 381.
Die aufzunehmende Schraubenstange 381 ist an ihrem einen Ende
drehbar an einem Lagerblock 383 abgestützt, der an der oberen Oberfläche des
obigen ersten Gleitblocks 32 festgelegt ist, und ist an
dem anderen Ende mit der Abtriebswelle des obigen Pulsmotors 382 getriebegekoppelt.
Die aufzunehmende Schraubenstange 381 ist in ein Gewindedurchgangsloch eingeschraubt,
das in einem aufnehmenden Schraubenblock (nicht gezeigt) ausgebildet
ist, der von der unteren Oberfläche
des zentralen Abschnitts des zweiten Gleitblocks 33 vorragt.
Daher wird durch ein Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange 381 in
einer normalen Richtung oder Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 382 der
zweite Gleitblock 33 entlang der Führungsschienen 322 und 322 in
der Indexier-Zufuhrrichtung bewegt, die durch den Pfeil Y angedeutet
ist.
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Der
obige Laserstrahlaufbringeinheits-Supportmechanismus 4 umfaßt ein Paar
von Führungsschienen 41 und 41,
welche auf der stationären
Basis 2 montiert und parallel zueinander in der Indexier-Zufuhrrichtung
angeordnet sind, die durch den Pfeil Y angedeutet ist, und eine
bewegbare Supportbasis 42, die auf den Führungsschienen 41 und 41 in
einer derartigen Weise montiert bzw. festgelegt ist, daß sie sich
in der durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung bewegen kann. Diese
bewegbare Supportbasis 42 besteht aus einem bewegbaren
Abstütz-
bzw. Supportabschnitt 421, der bewegbar auf den Führungsschienen 41 und 41 montiert
ist, und einem Montageabschnitt 422, der auf dem bewegbaren
Supportabschnitt 421 festgelegt bzw. montiert ist. Der
Montageabschnitt 422 ist mit einem Paar von Führungsschienen 423 und 423 versehen,
die sich parallel zueinander in der Richtung, die durch den Pfeil
Z angedeutet ist, auf einer ihrer Flanken erstrecken. Der Laserstrahlaufbringeinheits-Supportmechanismus 4 in
der illustrierten Ausbildung umfaßt zweite schrittweise Mittel
bzw. Indexiermittel 43 zum Bewegen der bewegbaren Supportbasis 42 entlang
des Paars von Führungsschienen 41 und 41 in
der Indexier-Zufuhrrichtung, die durch den Pfeil Y angedeutet ist.
Diese zweiten Indexiermittel 43 haben eine aufzunehmende
Schraubenstange 431, die zwischen dem obigen Paar von Führungsschienen 41 und 41 parallel
dazu angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie einen Pulsmotor 432 zum
drehbaren Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange 431.
Die aufzunehmende Schraubenstange 431 ist an ihrem einen Ende
drehbar an einem Lagerblock (nicht gezeigt) abgestützt, der
an der obigen stationären
Basis 2 festgelegt ist, und ist an dem anderen Ende mit
der Abtriebswelle des obigen Pulsmotors 432 getriebegekoppelt.
Die aufzunehmende Schraubenstange 431 ist in ein Gewindedurchgangsloch
geschraubt, das in einem aufnehmenden Schraubenblock (nicht gezeigt)
ausgebildet ist, der von der unteren Oberfläche des zentralen Abschnitts
des bewegbaren Supportabschnitts 421 vorragt, welcher die
bewegbare Supportbasis 42 ausbildet. Daher wird durch ein
Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange 431 in einer
normalen Richtung oder Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 432 die
bewegbare Supportbasis 42 entlang der Führungsschienen 41 und 41 in
der Indexier-Zufuhrrichtung bewegt, die durch den Pfeil Y angedeutet
ist.
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Die
Laserstrahlaufbringeinheit 5 in der dargestellten bzw.
illustrierten Ausbildung umfaßt
einen Einheitenhalter 51 und Laserstrahlaufbringmittel 52, die
an dem Einheitenhalter 51 gesichert sind. Der Einheitenhalter 51 hat
ein Paar von zu führenden
Nuten bzw. Rillen 511 und 511, die gleitbar in
das Paar von Führungsschienen 423 und 423 einzupassen sind,
die auf dem obigen Montageabschnitt 422 ausgebildet sind,
und ist in einer derartigen Weise abgestützt, daß er sich in der Richtung bewegen
kann, die durch den Pfeil Z angedeutet ist, indem die zu führenden
Nuten 511 und 511 mit den obigen Führungsschienen 423 und 423 zusammengepaßt bzw.
eingepaßt
werden.
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Die
illustrierten Laserstrahlaufbringmittel 52 bringen einen
Pulslaserstrahl von einem Kondensor 522 auf, der an das
Ende eines zylindrischen Gehäuses 521 festgelegt
ist, das im wesentlichen horizontal angeordnet ist. Bildaufnahmemittel 6 zum
Aufnehmen eines Bilds des Bereichs, der durch die obigen Laserstrahlaufbringmittel 52 Laser
zu bearbeiten ist, sind an dem vorderen Endabschnitt des Gehäuses 521 montiert,
welches die Laserstrahlaufbringmittel 52 ausbildet. Diese
Bildaufnahmemittel 33 umfassen eine Bildaufnahmevorrichtung
(CCD) und führen
ein Bildsignal zu Steuer- bzw. Regelmittel zu, welche nicht gezeigt
sind. Staubaustragsmittel 7 zum Sammeln und Austragen von
Staub, der durch die Aufbringung bzw. Anwendung eines Laserstrahls
auf das Werkstück
von dem Kondensor 522 erzeugt ist, sind an den unteren
Endabschnitt des Kondensors 522 montiert. Diese Staubaustragsmittel 7 werden später im Detail
beschrieben.
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Die
Laserstrahlaufbringeinheit 5 in der illustrierten Ausbildung
umfaßt
Bewegungsmittel 53 zum Bewegen des Einheitenhalters 51 entlang
des Paars von Führungsschienen 423 und 423 in
der Richtung, die durch den Pfeil Z angedeutet ist. Die Bewegungsmittel 53 haben
eine aufzunehmende Schraubenstange (nicht gezeigt), die zwischen
dem Paar von Führungsschienen 423 und 423 angeordnet
ist, und eine Antriebsquelle, wie einen Pulsmotor 532 zum drehbaren
Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange. Durch ein Antreiben
der aufzunehmenden Schraubenstange (nicht gezeigt) in einer normalen
Richtung oder Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 532 werden
der Einheitenhalter 51 und die Laserstrahlaufbringmittel 52 entlang
der Führungsschienen 423 und 423 in
der Richtung bewegt, die durch den Pfeil Z angedeutet ist. In der
illustrierten Ausbildung werden die Laserstrahlaufbringmittel 52 durch ein
Antreiben des Pulsmotors 532 in einer normalen Richtung
nach oben und nach unten durch ein Antreiben des Pulsmotors 532 in
einer Umkehrrichtung bewegt.
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Es
wird nachfolgend eine Beschreibung der obigen Staubaustragsmittel 7 unter
Bezugnahme auf 2 und 3 gegeben. 2 ist
eine perspektivische Explosionsansicht der Staubaustragsmittel 7 und 3 ist
eine Schnittansicht der Staubaustragsmittel 7.
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Die
Staubaustragsmittel 7 in der illustrierten Ausbildung umfassen
ein erstes Abdeckglied 71 und ein zweites Abdeckglied 72.
Das erste Abdeckglied 71 besteht aus einem Montageabschnitt 711,
der an der Oberseite angeordnet ist, einem mittleren Abschnitt 712,
welcher mit dem unteren Ende des Montageabschnitts 711 verbunden
ist und die Außenwand
des Kondensors 522 umgibt, und einem verjüngten bzw.
geneigten Abschnitt 713, welcher mit dem unteren Ende des
mittleren Abschnitts 712 verbunden ist und zu dem unteren
Ende geneigt bzw, verjüngt
ist. Der Montageabschnitt 711 ist rechteckig bzw. rechtwinkelig
und hat ein Loch 711a in der Mitte. Der Innendurchmesser
dieses Lochs 711a ist größer als der Außendurchmesser
des unteren Abschnitts 522a kleineren Durchmessers des
Gehäuses
des Kondensors 522. Eine einpassende Vertiefung bzw. Ausnehmung 711b,
die an den oberen Abschnitt 522b größeren Durchmessers des Gehäuses des Kondensors 522 einzupassen
ist, ist in dem oberen Endabschnitt des Montageabschnitts 711 ausgebildet.
Durch ein Preßpassen
des oberen Abschnitts 522b großen Durchmessers des Gehäuses in
die einpassende bzw. Paßausnehmung 711b ist
das erste Abdeckglied 71 an dem Gehäuse des Kondensors 522 montiert
bzw. festgelegt. Ein Bolzeneinsetzloch 711c zum Aufnehmen
eines Festlegungs- bzw. Befestigungsbolzens 8 ist jeweils
in den vier Ecken des rechteckigen Montageabschnitts 711 ausgebildet, wie
dies in 2 gezeigt ist.
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Der
mittlere Abschnitt 712, der das erste Abdeckglied 71 ausbildet,
ist zylindrisch und mit dem unteren Ende des Montageabschnitts 711 verbunden,
und sein Innendurchmesser ist derselbe wie der Innendurchmesser
des Lochs 711a, das in dem Montageabschnitt 711 ausgebildet
ist. Daher ist eine Lufteintrags- bzw. -einbringkammer 710 zwischen
den Innen wänden
des Montageabschnitts 711 und dem Mittelabschnitt 712 und
der Außenwand
des Kondensors 522 ausgebildet.
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Der
verjüngte
Abschnitt 713, der das erste Abdeckglied 71 ausbildet,
ist konisch und mit dem unteren Ende des mittleren Abschnitts 712 verbunden,
und eine erste Öffnung 713b,
welche mit der Lufteintragskammer 710 in Verbindung steht
bzw. kommuniziert und einem Laserstrahl erlaubt, der von dem Kondensor 522 aufgebracht
ist, dadurch durchzutreten, ist in seiner Bodenwand 713a ausgebildet. Diese
erste Öffnung 713b hat
einen Durchmesser von 3 mm in der illustrierten Ausbildung. Ein
Lufteintragsloch 711d, das mit der Lufteintragskammer 710 kommuniziert,
ist in dem Montageabschnitt 711 des ersten Abdeckglieds 71 ausgebildet.
Dieses Lufteintragsloch 711d ist mit ersten Luftzufuhrmitteln 76 verbunden.
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Das
zweite Abdeckglied 72, das die obigen Staubaustragsmittel 7 ausbildet,
besteht aus einem oberen Glied 73 und einem unteren Glied 74 in
der illustrierten Ausbildung. Das obere Glied 73 ist rechteckig
und hat ein Loch 73a, dessen Durchmesser größer als
der Außendurchmesser
des mittleren Abschnitts 712 des ersten Abdeckglieds 71 in
der Mitte bzw. an dem Zentrum ist. Das obere Glied 73 ist
angeordnet, um den mittleren Abschnitt 712 des ersten Abdeckglieds 71 zu
umgeben. Daher ist ein Raum, der eine Staubsammelkammer 720 ausbildet,
zwischen der Außenwand
des mittleren Abschnitts 712 des ersten Abdeckglieds 71 und
der Innenwand des oberen Glieds 73 des zweiten Abdeckglieds 72 existent
bzw. vorhanden. Eine Austragsöffnung 73b,
die mit der Staubsammelkammer 720 kommuniziert, ist in
dem oberen Glied 73 ausgebildet. Eine Austragsleitung 77 ist
mit der Austragsöffnung 73b verbunden.
Die Ausbringöffnung 73b und
die Ausbringleitung 77 bilden Austrags- bzw. Ausbringmittel,
die mit der Staubsammelkammer 720 verbunden sind.
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Ein
Bolzeneinsetzloch 73c zum Aufnehmen der Befestigungsbolzen 8 ist
jeweils in den Ecken des rechteckigen oberen Glieds 73 ausgebildet,
wie dies in 2 gezeigt ist.
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Das
untere Glied 74, das das zweite Abdeckglied 72 ausbildet
bzw. darstellt, ist rechteckig und hat ein Staubsammelkammer-Ausbildungsloch 74a mit
einer konischen Innenwand, welche zu dem unteren Ende in Übereinstimmung
mit der Außenwand des
konisch verjüngten
Abschnitts 713 des obigen ersten Abdeckglieds 71 an
der Mitte verjüngt
ist. Ein Raum, der die Staubsammelkammer 720 ausbildet, ist
zwischen der Außenwand
des verjüngten
Abschnitts 713 und der Innenwand des Lochs 74a vorhanden.
Eine zweite Öffnung 74c,
welche mit der Staubsammelkammer 720 kommuniziert und es
einem Laserstrahl, der von dem Kondensor 522 aufgebracht
ist, erlaubt durchzutreten, ist in der Bodenwand 74b des
unteren Glieds 74 ausgebildet. Diese zweite Öffnung 74c hat
einen Durchmesser von 25 mm in der illustrierten Ausbildung. Das
untere Glied 74 des zweiten Abdeckglieds 72, das
die Staubaustragsmittel 7 in dieser illustrierten Ausbildung
darstellt, umfaßt
Wirbelstrom-Erzeugungsmittel 75 zum Erzeugen bzw. Generieren
eines Wirbelstroms in der Staubsammelkammer 720. Die Wirbelstrom-Erzeugungsmittel 75 umfassen
einen ringförmigen
Luftdurchtritt 75a, eine Mehrzahl von Luftausstoßlöchern 75b,
welche zu der Innenwand des obigen Staubsammelkammer-Ausbildungslochs 74a geöffnet sind und
mit dem Luftdurchtritt 75a kommunizieren bzw. in Verbindung
stehen, und ein Luftzufuhrloch 75c, welches zu der Außenseite
offen ist und mit dem ringförmigen
Luftdurchtritt 75a kommuniziert. Die Oberseite des ringförmigen Luftdurchtritts 75a ist
bzw. wird durch die Unteroberfläche
des oberen Glieds 73 abgedeckt. Die Anzahl der Mehrzahl
von Luftausstoßlöchern 75b ist
3 in der illustrierten Ausbildung und sie sind in der tangentialen
Richtung zu der Innenwand des die Staubsammelkammer ausbildenden
Lochs 74a ausgebildet. Das Luftzufuhrloch 75c ist
mit zweiten Luftzufuhrmitteln 78 verbunden. Ein Bolzeneinsetzloch 74d zum
Aufnehmen des Befestigungsbolzens 8 ist jeweils in den
vier Ecken des rechteckigen unteren Glieds 74 ausgebildet,
welches das zweite Abdeckglied 72 ausbildet, wie dies in 2 gezeigt ist.
Abschnitte um die Bolzeneinsetzlöcher 74d auf der
unteren Oberfläche
des unteren Glieds 74 sind entgegengesetzt gebohrt, so
daß ein
Teil des Kopfs des Befestigungsbolzens 8 in die Bolzeneinsetzlöcher 74d eingesetzt
werden kann.
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Die
Staubaustragsmittel 7, umfassend das erste Abdeckglied 71 und
das zweite Abdeckglied 72, sind bzw. werden durch ein Einsetzen
der Befestigungsbolzen 8 in die Bolzeneinsetzlöcher 711c,
die in dem Montageabschnitt 711 des ersten Abdeckglieds 71 ausgebildet
sind, und dann Schrauben von Muttern 80 an die Endabschnitte
der Befestigungsbolzen 8 zusammengebaut.
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Die
Staubaustragsmittel 7 in der illustrierten Ausbildung sind,
wie oben beschrieben, ausgebildet und Luft von 5 atm wird von den
zweiten Luftzufuhrmitteln 78 bei einer Geschwindigkeit
bzw. Rate von 70 Liter/min zugeführt.
Diese Luft wird in den unteren Abschnitt der Staubsammelkammer 720 von
der Mehrzahl von Luftausstoßlöchern 75b durch
das Luftzufuhrloch 75c und den ringförmigen Luftdurchtritt 75a bei
einer Geschwindigkeit von beispielsweise 500 m/s ausgestoßen. Als
ein Ergebnis wird ein Wirbelstrom in der Staubsammelkammer 720 ausgebildet
und ein negativer Druck bzw. Unterdruck wird in der zweiten Öffnung 74c generiert,
die mit dem unteren zentralen Abschnitt der Staubsammelkammer 720 kommuniziert.
Daher wird Luft (beinhaltend Staub, der später beschrieben werden wird)
unter den Luftaustragsmitteln 7, die an dem Kondensor 522 montiert
sind, in die Staubsammelkammer 720 von der zweiten Öffnung 74c gesaugt und
von der Abgasleitung 77 durch die Austragsöffnung 73b ausgetragen.
Die Menge an Luft, die von der zweiten Öffnung 74c gesaugt
wird, ist etwa 200 Liter/min in der illustrierten Ausbildung. Mittlerweile
werden 5 atm Luft von den ersten Luftzufuhrmittel 76 bei
einer Geschwindigkeit bzw. Rate von 20 Liter/min zugeführt. Diese
Luft wird zu der zweiten Öffnung 74c von
der ersten Öffnung 713b durch
das Lufteintragsloch 711d und die Lufteintragskammer 710 ausgestoßen. Daher
wird Staub, wie dies später
beschrieben werden wird, nicht in die Lufteintragskammer 710 durch
die erste Öffnung 713b eintreten,
wodurch es möglich gemacht
wird zu verhindern, daß Staub
an der Kondensorlinse des Kondensors 522 anhaftet. Die
Luft, die zu der zweiten Öffnung 74c von
der ersten Öffnung 713b ausgestoßen wird,
wird in die Staubsammelkammer 720 gemeinsam mit Luft, die
von außen angesaugt
wird, eingesaugt und durch die Austragsleitung 77 durch
die Ausbring- bzw. Austragsöffnung 73b ausgetragen,
welche die Ausbringmittel ausbilden, da ein negativer Druck in der
zweiten Öffnung 74c generiert
ist bzw. wird, wie dies oben beschrieben ist.
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Die
Laserstrahlbearbeitungsmaschine in der illustrierten Ausbildung
ist, wie oben beschrieben, ausgebildet und ihre Funktion wird nachfolgend
beschrieben.
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Ein
Halbleiterwafer 10 als ein Werkstück wird zuerst auf dem Ansaug-
bzw. Einspanntisch 36 der Laserstrahlbearbeitungsmaschine
angeordnet, die in 1 gezeigt ist, und durch Saugen
auf dem Einspanntisch 36 gehalten, indem die Saugmittel,
die nicht gezeigt sind, aktiviert werden. Straßen werden auf der vorderen
Oberfläche
des Halbleiterwafers 10 in einem Gittermuster ausgebildet,
und eine Vorrichtung, wie eine IC oder LSI ist in einer Mehrzahl
von Bereichen ausgebildet, die durch die Straßen unterteilt sind, die in
dem Gittermuster angeordnet sind. Der Ein spanntisch 36,
der durch Saugen den Halbleiterwafer 10 hält, ist
direkt unter den Bildaufnahmemitteln 6 durch die Bearbeitungszufuhrmittel 37 positioniert.
Nachdem der Einspanntisch 36 direkt unter den Bildaufnahmemitteln 6 positioniert
ist, wird eine Ausrichtarbeit zum Detektieren des Bereichs, der
zu bearbeiten ist, des Halbleiterwafers 10 durch die Bildaufnahmemittel 6 und
die nicht dargestellten Steuer- bzw. Regelmittel ausgebildet. D.h.
die Bildaufnahmemittel 6 und die Steuer- bzw. Regelmittel
(nicht gezeigt) führen
eine Bildverarbeitung, wie ein Musterabstimmen usw. aus, um eine
Straße,
die in einer vorbestimmten Richtung des Halbleiterwafers 10 ausgebildet
ist, mit dem Kondensor 522 der Laserstrahlaufbringmittel 52 zum
Aufbringen eines Laserstrahls entlang der Straße auszurichten, wodurch die Ausrichtung
einer Laserstrahlaufbringposition ausgeführt wird. Die Ausrichtung der
Laserstrahlaufbringposition wird auch auf Straßen ausgeführt, die auf dem Halbleiterwafer 10 in
einer Richtung senkrecht zu der obigen vorbestimmten Richtung ausgebildet sind.
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Nachdem
die Ausrichtung der Laserstrahlaufbringposition durch ein Detektieren
der Straße ausgeführt ist,
die auf dem Halbleiterwafer 10 ausgebildet ist, der auf
dem Einspanntisch 36 gehalten ist, wie dies oben beschrieben
ist, wird der Einspanntisch 36 zu einem Laserstrahlaufbringbereich
bewegt, wo der Kondensor 522 der Laserstrahlaufbringmittel 52 angeordnet
ist, um ein Ende (linkes Ende in 4(a)) der
vorbestimmten Straße
zu einer Position direkt unter dem Kondensor 522 zu bringen,
wie dies in 4(a) gezeigt ist. Der
Brennpunkt P eines Pulslaserstrahls, der von dem Kondensor 522 aufgebracht ist,
ist bzw. wird auf einen Abschnitt nahe der vorderen Oberfläche (oberen
Oberfläche)
des Halbleiterwafers 10 festgelegt. Der Einspanntisch 36,
d.h. der Halbleiterwafer 10 wird dann in der Richtung,
die durch den Pfeil X1 in 4(a) angezeigt
ist, bei einer vorbestimmten Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit bewegt,
während
ein Pulslaserstrahl einer Wellenlänge, der eine Absorptionsfähigkeit
für den
Halbleiterwafer aufweist, auf den Halbleiterwafer 10 von
dem Kondensor 522 der Laserstrahlaufbringmittel 52 bestrahlt
wird. Wenn das andere Ende (rechte Ende in 4(b))
der Straße
eine Position direkt unter dem Kondensor 522 erreicht,
wird die Aufbringung des Pulslaserstrahls ausgesetzt, und die Bewegung
des Einspanntisches 36, d.h. des Halbleiterwafers 10 wird
gestoppt. Als ein Ergebnis wird eine Nut bzw. Rille 101 entlang
der Straße
in dem Halbleiterwafer 10 ausgebildet, wie dies in 4(b) gezeigt ist (Nutausbildungsschritt).
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Der
obige Nutausbildungsschritt wird beispielsweise unter den folgenden
Bearbeitungsbedingungen ausgeführt.
Lichtquelle
des Laserstrahls: YVO4 Laser oder YAG Laser
Wellenlänge: 355
nm
Wiederholungsfrequenz: 50 kHz
Mittlere Leistung: 4
W
Brennpunktdurchmesser: 20 μm
Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit:
150 mm/s
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In
dem obigen Nutausbildungsschritt wird der Halbleiterwafer geschmolzen
und Staub, wie Schmutz, wird durch ein Aufbringen des Pulslasers auf
der vorderen Oberfläche
des Halbleiters 10 von dem Kondensor 522 erzeugt.
Daher wird, da die Laserstrahlbearbeitungsmaschine die Staubaustragsmittel 7 in
der illustrierten Ausbildung umfaßt, der Staub 110,
der durch die Aufbringung des Pulslaserstrahls auf den Halbleiterwafer 10 ausgebildet
wird, in die Staubsammelkammer 720 durch die zweite Öffnung 74c gesaugt,
in welcher ein negativer Druck bzw. Unterdruck generiert wurde,
und von der Austragsleitung 77 durch die Austragsöffnung 73b ausgetragen,
wie dies in 5 gezeigt ist. Da ein Wirbelstrom
in der Staubsammelkammer 720 durch Hochgeschwindigkeitsluft
gebildet wird, die aus der Mehrzahl von Luftausstoßlöchern 75b ausgestoßen ist bzw.
wird, wird der eingesaugte Staub 110 durch die Abgasöffnung 73b glatt
ohne Ansammeln in der Staubsammelkammer 720 ausgetragen,
wodurch eine Staubaustragsfunktion für eine lange Zeit aufrecht
erhalten ist bzw. wird. Daher haftet der Staub 110 nicht
an einer Vorrichtung an, die auf der vorderen Oberfläche des
Halbleiterwafers 10 ausgebildet ist. Da Luft, die von den
ersten Luftzufuhrmitteln 76 zugeführt ist, zu der zweiten Öffnung 74c von
der ersten Öffnung 713b durch
das Lufteintragsloch 711d und die Lufteintragskammer 710,
wie oben beschrieben, ausgestoßen
wird, tritt der Staub 110, der von der zweiten Öffnung 74c eingesaugt
ist, nicht in die Lufteintragskammer 710 durch die erste Öffnung 713b ein
und haftet daher nicht an der Kondensorlinse des Kondensors 522 an.