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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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Die
EP 1 005 945 A2 offenbart eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine, die einen Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks, Laserstrahlaufbringmittel zum Aufbringen eines Laserstrahls auf das Werkstück, das auf dem Einspanntisch gehalten ist, um es zu bearbeiten, und Staubaustragsmittel zum Sammeln und Austragen von Staub, der durch die Aufbringung eines Laserstrahls auf das Werkstück von dem Kondensor gebildet ist, umfassen. Das Staubaustragsmittel weist ein erstes Abdeckglied auf, welches eine erste Öffnung aufweist, um einem Laserstrahl zu ermöglichen, 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 dadurch durchtreten zu lassen und Staub in der Bodenwand einzusaugen, sowie eine Lufteintragskammer, welche mit der ersten Öffnung kommuniziert, 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 Erzeugen eines Wirbelstroms in der Staubsammelkammer, zweite Luftzufuhrmittel zum Zuführen von Luft zu den Wirbelstrom-Erzeugungsmitteln und Ausbringmittel, die mit der Staubsammelkammer verbunden sind.
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Die
JP 09192870 A zeigt Ausgestaltungen der ersten und zweiten Abdeckglieder, wobei ein zu seinem unteren Ende geneigter Abschnitt in dem unteren Teil des ersten Abdeckglieds zur Verfügung gestellt ist, und ein Staubsammelkammer Ausbildungsloch, das eine Innenwand aufweist, welche zu ihrem unteren Ende in Übereinstimmung mit der Außenwand des geneigten Abschnitts des ersten Abdeckglieds geneigt ist, in dem unteren Teil des zweiten Abdeckglieds ausgebildet ist.
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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 Laserstrahlaufbringmittel 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 03/095140 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 Aufbringen 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, wobei
ein verjüngter bzw. geneigter Abschnitt, welcher zu seinem unteren Ende verjüngt 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 Abdeckglieds geneigt ist, in dem unteren Teil des zweiten Abdeckglieds ausgebildet ist, wobei die Wirbelstrom-Erzeugungsmittel eine Mehrzahl von Luftausstoßlöchern, die in der tangentialen Richtung zu der Innenwand des Staubsammelkammer-Ausbildungslochs ausgebildet sind und einen Luftdurchtritt aufweisen, der mit der Mehrzahl von Luftaustragslöchern und den zweiten Luftzufuhrmitteln in dem unteren Teil des zweiten Abdeckglieds kommuniziert bzw. in Verbindung steht, und wobei ein Raum, der die Staubsammelkammer ausbildet, zwischen der Außenwand des verjüngten Abschnitts und der Innenwand des Staubsammelkammer-Ausbildungslochs vorhanden ist und die Mehrzahl von Luftausstoßlöchern zu der Innenwand des Staubsammelkammer-Ausbildungslochs geöffnet ist, wodurch bei Ausstoßen von Luft durch die Luftausstoßlöcher ein Wirbelstrom in der Staubsammelkammer ausgebildet und ein Unterdruck in der zweiten Öffnung generiert wird.
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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 Innenwänden 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 Einspanntisch 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.
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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.
