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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine
zum Ausführen
der Laserstrahlbearbeitung eines plattenartigen bzw. plattenähnlichen
Werkstücks,
das auf einem Ansaug- bzw. Einspanntisch gehalten ist, entlang vorbestimmter
Unterteilungslinien.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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In
einem Herstellungsverfahren bzw. -prozeß 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
angeordnet sind, und ein Schaltkreis, wie ein IC oder LSI, ist in
jedem der unterteilten Bereiche ausgebildet. Individuelle Halbleiterchips
werden durch ein Schneiden dieses Halbleiterwafers entlang der Unterteilungslinien
hergestellt, um sie in die Bereiche zu unterteilen, in welchen jeweils
die Schaltung bzw. der Schaltkreis ausgebildet ist. Ein Wafer einer
optischen Vorrichtung, umfassend einen auf einer Galliumnitrid-Verbindung basierenden
Halbleiter, der auf die vordere Oberfläche eines Saphirsubstrats laminiert
ist, wird auch entlang von Unterteilungslinien geschnitten, um in
individuelle bzw. einzelne optische Vorrichtungen, wie Licht emittierende
Dioden oder Laserdioden, unterteilt zu werden, welche weit verbreitet
in elektrischen Geräten
bzw. Anlagen sind.
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Ein
Schneiden entlang der Unterteilungslinien des obigen Halbleiterwafers
oder Wafers einer optischen Vorrichtung wird allgemein durch eine Schneidmaschine
ausgeführt,
die "Dicer" bzw. "Zerteilmaschine" genannt ist. Diese
Schneidmaschine hat einen Ansaug- bzw. Einspanntisch zum Halten
eines Werkstücks,
wie eines Halbleiterwafers oder eines Wafers einer optischen Vorrichtung,
Schneidmittel zum Schneiden des Werkstücks, das auf dem Einspanntisch
gehalten ist, und Schneidzufuhrmittel zum Bewegen des Einspanntischs
und der Schneidmittel relativ zueinander. Die Schneidmittel umfassen eine
Spindeleinheit, welche aus einer rotierenden bzw. Drehspindel, einer
Schneidklinge, die auf der Spindel montiert bzw. festgelegt ist,
und einem Antriebsmechanismus zum drehenden Antreiben der Drehspindel
besteht bzw. zusammengesetzt ist. Die Schneidklinge umfaßt eine
scheibenförmige
Basis und eine ringförmige
Schneidkante, welche an der äußeren Umfangsseitenwand
der Basis montiert bzw. festgelegt ist und so dick wie etwa 20 μm ausgebildet
ist, indem Diamantschleifkörner,
die einen Durchmesser von etwa 3 μm
aufweisen, an der Basis durch ein Elektrobearbeiten bzw. Elektroformen
festgelegt sind.
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Da
ein Saphirsubstrat, ein Siliziumcarbidsubstrat usw. eine große Mohs-Härte aufweisen,
ist jedoch ein Schneiden mit der obigen Schneidklinge nicht immer
einfach. Da die Schneidklinge eine Dicke von etwa 20 μm aufweist,
müssen
die Unterteilungslinien für
unterteilende Vorrichtungen eine Breite von etwa 50 μm aufweisen.
Daher gibt es in dem Fall einer Vorrichtung, die etwa 300 μm × 300 μm mißt, ein Problem
dahingehend, daß das
Flächenverhältnis der
Unterteilungslinien zu dem Wafer 14 % wird, wodurch die Produktivität reduziert
wird.
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Mittlerweile
offenbart als Mittel zum Unterteilen eines plattenartigen Werkstücks, wie
beispielsweise eines Halbleiterwafers, das japanische Patent Nr.
3408805 ein Laserbearbeitungsverfahren zum Aufbringen bzw. Anwenden
eines Pulslaserstrahls, der fähig
ist, durch das Werkstück
hindurchzutreten, wobei sein Brennpunkt im Inneren des zu unterteilenden
Bereichs festgelegt ist. In dem Unterteilungsverfahren, das von
dieser Laserbearbeitungstechnik Gebrauch macht, wird das Werkstück durch
ein Aufbringen bzw. Anwenden eines Pulslaserstrahls, der eine Wellenlänge von
beispielsweise 1.064 nm aufweist, der fähig ist, durch das Werkstück hindurchzutreten, wobei
sein Brennpunkt im Inneren von einer Seite des Werkstücks festgelegt
ist, um kontinuierlich eine verschlechterte Schicht entlang der
Unterteilungslinien in dem Inneren des Werkstücks auszubilden, und Ausüben einer
externen Kraft entlang der Unterteilungslinien unterteilt, deren
Festigkeit durch die Ausbildung der verschlechterten Schichten reduziert wurde.
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Jedoch
können,
wenn das plattenartige Werkstück,
wie beispielsweise ein Halbleiterwafer, Wellungen aufweist und somit
nicht gleichmäßig in der
Dicke ist, die verschlechterten Schichten nicht in einer vorbestimmten
Tiefe gleichmäßig durch
Bestrahlung des Laserstrahls aufgrund seines Brechungsindex ausgebildet
werden. Daher ist es für
ein gleichmäßiges Ausbilden
der verschlechterten Schichten in einer vorbestimmten Tiefe im Inneren des
Halbleiterwafers notwendig, die Unebenheit der Fläche bzw.
des Bereichs zu detektieren, auf welche(n) ein Laserstrahl zu bestrahlen
ist und Laserstrahlaufbringmittel zu veranlassen, der Unebenheit bei
einem Bearbeiten zu folgen.
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Weiterhin
wird auch ein Laserbearbeiten durch ein Aufbringen eines Laserstrahls,
wobei sein Brennpunkt im Inneren eines plattenartigen Werkstücks festgelegt
ist, um eine Markierung im Inneren des Werkstücks zu ergeben, ebenfalls durchgeführt. Jedoch
müssen,
um die Markierung im Inneren des Werkstücks in einer vorbestimmten
Tiefe auszuführen
bzw. zu ergeben, die Laserstrahlaufbringmittel der Unebenheit der
Oberfläche
des Werkstücks
während
eines Bearbeitens folgen.
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Um
das obige Problem zu lösen,
offenbart JP-A 2005-297012
eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine, welche Laserstrahlaufbringmittel,
die einen Kondensor aufweisen, um einen Laserstrahl auf ein Werkstück aufzubringen,
das auf einem Einspanntisch gehalten ist, um seinen Brennpunkt auszubilden,
Brennpunktpositions-Einstellmittel, welche den Brennpunkt, der durch
den Kondensor gebildet ist bzw. wird, in einer Richtung senkrecht
zu der Werkstückhalteoberfläche bewegen,
Höhenpositions-Detektionsmittel
zum Detektieren der Höhenposition des
Laserstrahlaufbringbereichs des Werkstücks, das auf dem Einspanntisch
gehalten ist, und Steuer- bzw.
Regelmittel umfaßt,
um die Brennpunktpositions-Einstellmittel basierend auf einem Höhenpositionssignal
zu steuern bzw. zu regeln, das durch die Höhenpositions-Detektionsmittel
detektiert ist.
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Da
die Brennpunktpositions-Einstellmittel basierend auf einem Höhenpositionssignal
gesteuert bzw. geregelt wer den, das durch die Höhenpositions-Detektionsmittel
in der obigen Laserstrahlbearbeitungsmaschine detektiert ist bzw.
wird, die durch die obige Publikation geoffenbart ist, gibt es eine
gewisse Zeitverzögerung,
und es ist schwierig, die Position des Brennpunkts des Laserstrahls
präzise
einzustellen, während
dem Höhenpositionssignal
gefolgt wird.
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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, ein Bearbeiten eines plattenartigen Werkstücks an einer gewünschten
Position präzise
auszuführen,
selbst wenn das Werkstück
nicht gleichmäßig in der
Dicke ist.
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Um
das obige Ziel zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine bzw. -vorrichtung zur Verfügung gestellt,
umfassend einen Ansaug- bzw. Einspanntisch, der eine Werkstückhalteoberfläche bzw.
-fläche
zum Halten eines plattenartigen Werkstücks aufweist, und Laserstrahlaufbringmittel
zum Aufbringen eines Laserstrahls auf die obere Oberfläche bzw.
Fläche
des Werkstücks,
das auf dem Einspanntisch gehalten ist, wobei die Laserstrahlaufbringmittel
Bearbeitungslaserstrahl-Oszillationsmittel zum Oszillieren eines
Bearbeitungslaserstrahls und einen Kondensor zum Konvergieren bzw.
Bündeln
des Bearbeitungslaserstrahls umfassen, der durch die Bearbeitungslaserstrahl-Oszillationsmittel
oszilliert ist, wobei
die Laserstrahlbearbeitungsmaschine weiterhin Brennpunktpositions-Einstellungsmittel,
welche zwischen den Bearbeitungslaserstrahl-Oszillationsmitteln
und dem Kondensor zwischengelagert sind und die Position des Brennpunkts
des Bearbeitungslaserstrahls verschieben bzw. verlagern, der durch
den Kondensor konvergiert ist, Höhenpositions-Detektionsmittel
zum Detektieren der Höhenposition
der oberen Oberfläche
des Werkstücks,
das auf dem Einspanntisch gehalten ist, und Steuer- bzw. Regelmittel zum
Steuern bzw. Regeln der Brennpunktpositions-Einstellmittel basierend
auf einem Detektionssignal von den Höhenpositions-Detektionsmitteln
umfaßt;
die
Höhenpositions-Detektionsmittel
Detektionslaserstrahl-Oszillationsmittel zum Oszillieren eines Detektionslaserstrahls,
der eine Wellenlänge
unterschiedlich von der Wellenlänge
des Bearbeitungslaserstrahls aufweist, der durch die Bearbeitungslaserstrahl-Oszillationsmitteln
oszilliert ist, einen dichroitischen Halbspiegel, welcher zwischen
den Bearbeitungslaserstrahl-Oszillationsmitteln und den Brennpunktpositions-Einstellmitteln
zwischengelagert ist, dem Bearbeitungslaserstrahl, der von den Bearbeitungslaserstrahl-Oszillationsmitteln
oszilliert ist, erlaubt durchzutreten, und einen Detektionslaserstrahl, der
von den Detektionslaserstrahl-Oszillationsmitteln oszilliert ist,
zu den Brennpunktpositions-Einstellmitteln ablenkt, einen ersten
Splitter bzw. Strahlteiler, welcher zwischen dem dichroitischen
Halbspiegel und den Detektionslaserstrahl-Oszillationsmitteln zwischengelagert
ist, dem Detektionslaserstrahl erlaubt, der von den Detektionslaserstrahl-Oszillationsmitteln
oszilliert ist, und reflektiertes Licht ablenkt, das durch den dichroitischen
Halbspiegel abgelenkt ist, ein Bandpaßfilter, welches lediglich
reflektiertem Licht entsprechend der Wellenlänge des Detektionslaserstrahls
aus dem reflektierten Licht erlaubt durchzutreten, das durch den
ersten Strahlteiler abgelenkt ist, einen zweiten Splitter bzw. Strahlteiler,
welcher das reflektierte Licht, das durch das Bandpaßfilter durchtritt,
in eine erste Route bzw. einen ersten Weg und eine zweite Route
bzw. einen zweiten Weg aufteilt, eine erste Licht empfangende Vorrichtung
bzw. Lichtempfangsvorrichtung zum Empfangen des reflektierten Lichts,
das in die erste Route bzw. den ersten Weg durch den zweiten Strahlteiler
geteilt bzw. gespalten ist, eine zweite Licht empfangende Vorrichtung
bzw. Lichtempfangsvorrichtung zum Empfangen des reflektierten Lichts,
das in die zweite Route bzw. den zweiten Weg durch den zweiten Strahlteiler
geteilt bzw. gespalten ist, und Lichtempfangsbereichs-Beschränkungsmittel
umfassen, welche in der zweiten Route angeordnet sind und den Empfangsbereich
des reflektierten Lichts beschränken,
das durch die zweite Licht empfangende bzw. Lichtempfangsvorrichtung
empfangen ist; und
die Steuer- bzw. Regelmittel das Verhältnis der
Lichtmenge, die durch die erste Licht empfangende Vorrichtung empfangen
ist, zu der Lichtmenge berechnen, die durch die zweite Licht empfangende
Vorrichtung empfangen ist, und die Brennpunktpositions-Einstellmittel
derart steuern bzw. regeln, daß das Verhältnis ein
vorbestimmter Wert wird.
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Eine
Kondensorlinse zum Konvergieren bzw. Bündeln von 100 % des reflektierten
Lichts, das in die erste Route aufgeteilt ist, und zum Übertragen
des konvergierten Lichts zu der ersten Licht empfangenden Vorrichtung,
ist in der ersten Route bzw. dem ersten Weg installiert und die
Lichtempfangsbereichs-Beschränkungsmittel
bestehen aus einer zylindrischen Linse zum eindimensionalen Konvergieren
des reflektierten Lichts, das in die zweite Route aufgeteilt ist,
und einer eindimensionalen Maske zum eindimensionalen Beschränken des
reflektierten Lichts, das durch die zylindrische Linse konvergiert ist,
auf eine Einheitslänge.
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Eine
Kondensorlinse zum Konvergieren von 100 % des reflektierten Lichts,
das in die erste Route aufgeteilt ist, und Übertragen bzw. Durchlassen
des konvergierten Lichts zu der ersten Licht empfangenden bzw. Lichtempfangsvorrichtung
ist in der ersten Route installiert und die Lichtempfangsbereichs-Beschränkungsmittel
sind eine zweidimensionale Maske zum Beschränken des reflektierten Lichts,
das in die zweite Route aufgeteilt ist, auf eine Einheitsfläche.
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Vorzugsweise
umfassen die obigen Brennpunktpositions-Einstellmittel einen ersten Galvano-Scanner
und einen zweiten Galvano-Scanner, die jeweils aus einem ersten
Spiegel und einem zweiten Spiegel bestehen, welche parallel zueinander
angeordnet sind, wobei ihre reflektierten bzw. reflektierenden Oberflächen bzw.
Flächen
einander gegenüberliegen,
und eine Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung
zum Einstellen der Installationswinkel des ersten Spiegels und des
zweiten Spiegels.
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Weiterhin
ist die Position des Brennpunkts des Detektionslaserstrahls vorzugsweise
auf das Innere des Werkstücks
festgelegt bzw. eingestellt, das auf dem Einspanntisch gehalten
ist.
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In
der Laserstrahlbearbeitungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung
wird der Detektionslaserstrahl auf das Werkstück durch die Brennpunktpositions-Einstellmittel
zum Einstellen des Brennpunkts des Bearbeitungspulslaserstrahls
aufgebracht, um die Höhenposition
des Werkstücks
basierend auf seinem reflektierten Licht zu detektieren, und die
Brennpunktpositions-Einstellmittel werden basierend auf diesem Detektionswert
gesteuert bzw. geregelt. Daher kann die Position des Brennpunkts des
Bearbeitungslaserstrahls in Übereinstimmung mit
der Wellung des Werkstücks
ohne Erzeugen einer Zeitverzögerung
eingestellt werden. Folglich kann ein Laserbearbeiten an einer Position
parallel zur Oberfläche
des Werkstücks
ausgeführt
werden.
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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 ist;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch den Aufbau von Laserstrahlbearbeitungsmitteln und
Höhenpositions-Detektionsmitteln
zeigt, die in der Laserstrahlbearbeitungsmaschine zur Verfügung gestellt
sind, die in 1 gezeigt ist;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines ersten Galvano-Scanners und eines
zweiten Galvano-Scanners, die die Höhenpositions-Detektionsmittel
ausbilden bzw. darstellen, die in 2 gezeigt sind;
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4(a) und 4(b) sind
erläuternde
Diagramme, die eine Änderung
in der Position des Brennpunkts eines Detektionslaserstrahls zeigen,
der von den Höhenpositions-Detektionsmitteln
aufgebracht ist, die in 2 gezeigt sind;
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5 ist
eine Steuer- bzw. Regeltafel bzw. -karte, die die Beziehung zwischen
dem Verhältnis
eines Spannungswerts (V1), der von der ersten Licht empfangenden
bzw. Lichtempfangsvorrichtung ausgegeben ist, zu einem Spannungswert
(V2), der von der zweiten Licht empfangenden Vorrichtung der Höhenpositions-Detektionsmittel
ausgegeben wird, die in 2 gezeigt sind, und der Position
des Brennpunkts des Detektionslaserstrahls in dem Werkstück zeigt;
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine andere Ausbildung von Lichtempfangsbereichs-Beschränkungsmitteln
zeigt, die die Höhenpositions-Detektionsmittel
ausbilden bzw. darstellen, die in 2 gezeigt
sind;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers als dem plattenartigen
Werkstück;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Status des Halbleiterwafers
zeigt, der in 7 gezeigt ist, welcher an der
Oberfläche
eines Schutzklebebands festgelegt ist, das auf einem ringförmigen Rahmen
montiert bzw. angeordnet ist;
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9(a) und 9(b) sind
erläuternde
Diagramme, die den Schritt eines Bearbeitens des Werkstücks mit
der Laserstrahlbearbeitungsmaschine zeigen, die in 1 gezeigt
ist; und
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10 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das den Bearbeitungsschritt zeigt, wenn das Werkstück dick
ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausbildungen
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Bevorzugte
Ausbildungen der Laserstrahlbearbeitungsmaschine, die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet bzw. aufgebaut ist, werden 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 ausgebildet 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 derartigen Weise montiert bzw. festgelegt ist, daß er sich
in einer schrittweisen bzw. Indexier-Zufuhrrichtung, die durch einen
Pfeil Y angedeutet ist, senkrecht zu der Richtung bewegen kann, die
durch den Pfeil X angedeutet ist, und eine Laserstrahlaufbringeinheit 5,
die auf dem Laserstrahlaufbring einheits-Supportmechanismus 4 in
einer derartigen Weise montiert bzw. angeordnet 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,
welche auf der stationären
Basis 2 montiert sind und parallel zueinander in der Bearbeitungszufuhrrichtung angeordnet
sind, die durch den Pfeil X angedeutet ist, einen ersten 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 Adsorptionseinspannwerkzeug 361,
das aus einem porösen
Material hergestellt ist, so daß ein
scheibenartiger Halbleiterwafer als das Werkstück auf dem Ansaug- bzw. Einspannwerkzeug 361 durch
Saugmittel gehalten ist, die nicht gezeigt sind. Der Einspanntisch 36,
der wie oben beschrieben ausgebildet bzw. aufgebaut ist, wird durch
einen Puls- bzw. Schrittmotor (nicht gezeigt) gedreht, der in dem
zylindrischen Glied 34 installiert ist. Der Einspanntisch 36 ist
mit Klemmen 362 zum Festlegen eines ringförmigen Rahmens
versehen, welcher später beschrieben
werden wird.
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Der
obige erste Gleitblock 32 hat an seiner unteren Oberfläche ein
Paar von zu führenden
Nuten bzw. Rillen 321 und 321, die mit dem obigen
Paar von Führungsschienen 31 und 31 zusammenzupassen sind,
und auf der oberen Oberfläche ein
Paar von Führungsschienen 322 und 322,
die parallel zueinander in der schrittweisen Zufuhrrichtung ausgebildet sind,
die durch den Pfeil Y angedeutet ist. Der erste Gleitblock 32,
der wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann sich in der Bearbeitungszufuhrrichtung,
die durch den Pfeil X angedeutet ist, entlang des Paars von Führungsschienen 31 und 31 jeweils
durch ein Ein- bzw. Zusammenpassen der zu führenden Rillen 321 und 321 mit
dem Paar von Führungsschienen 31 und 31 bewegen.
Der Einspanntischmechanismus 3 in der dargestellten bzw.
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. Der Bearbeitungszufuhrmechanismus 37 hat eine aufzunehmende
Schraubenstange 371, die zwischen dem obigen Paar von Führungsschienen 31 und 31 und parallel
dazu angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie beispielsweise
einen Pulsmotor 372, zum drehbaren Antreiben der aufzunehmenden
Schrauben- bzw. Gewindestange 371. Die aufzunehmende Schraubenstange 371 ist
an ihrem einen Ende drehbar an einem Lagerblock 373 abgestützt, der
auf der obigen stationären
Basis 2 festgelegt ist, und ist an dem anderen Ende mit
der Abtriebswelle des obigen Pulsmotors 372 getriebegekoppelt.
Die aufzunehmende Schraubenstange 371 ist bzw. wird in
ein mit einem Gewinde versehenen bzw. Gewindedurchgangsloch eingeschraubt,
das in einem aufnehmenden Schraubenblock (nicht gezeigt) ausgebildet
ist, der von der unteren Oberfläche
des zentralen Abschnitts des ersten Gleitblocks 32 vorragt.
Indem die aufzunehmende Schraubenstange 371 in einer normalen
Richtung oder umgekehrten Richtung mit dem Pulsmotor 372 angetrieben
wird, wird daher der erste Gleitblock 32 entlang der Führungs schienen 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 unteren Oberfläche ein
Paar von zu führenden
Nuten bzw. Rillen 331 und 331, die in das Paar
von Führungsschienen 322 und 322 auf
der oberen Oberfläche
des obigen ersten Gleitblocks 32 einzupassen sind und kann
sich in der schrittweisen bzw. Indexier-Zufuhrrichtung, die durch
den Pfeil Y angedeutet ist, jeweils durch ein Passen der zu führenden
Nuten 331 und 331 in das Paar von Führungsschienen 322 und 322 bewegen.
Der Einspanntischmechanismus 3 in der illustrierten Ausbildung
umfaßt
erste schrittweise bzw. Indexiermittel 38 zum Bewegen des
zweiten Gleitblocks 33 in der schrittweisen Zufuhrrichtung,
die durch den Pfeil Y angedeutet ist, entlang des Paars von Führungsschienen 322 und 322 auf dem
ersten Gleitblock 32. Die ersten Indexiermittel 38 haben
eine aufzunehmende Schraubenstange 381, welche zwischen
dem obigen Paar von Führungsschienen 322 und 322 und
parallel dazu angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie einen
Schritt- bzw. Pulsmotor 382, zum drehbaren Antreiben der aufzunehmenden
Schrauben- bzw. Gewindestange 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 getriebegekoppelt mit der Abtriebswelle des
obigen Pulsmotors 382. Die aufzunehmende Schraubenstange 381 ist
in ein mit einem Gewinde versehenes bzw. 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 schrittweisen 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,
die auf der stationären
Basis 2 montiert bzw. festgelegt und parallel zueinander
in der schrittweisen Zufuhrrichtung angeordnet sind, die durch den
Pfeil Y angedeutet ist, und eine bewegbare Abstütz- bzw. Supportbasis 42,
die auf den Führungsschienen 41 und 41 in
einer derartigen Weise montiert bzw. angeordnet ist, daß sie sich
in der Richtung bewegen kann, die durch den Pfeil Y angedeutet ist.
Diese bewegbare Supportbasis 42 besteht aus einem bewegbaren
Supportabschnitt 421, der bewegbar auf den Führungsschienen 41 und 41 montiert
ist, und einem Montageabschnitt 422, der auf dem bewegbaren
Supportabschnitt 421 montiert ist. Der Montageabschnitt 422 ist
mit einem Paar von Führungsschienen 423 und 423 versehen,
die sich parallel zueinander in der Richtung erstrecken, die durch den
Pfeil Z auf einer ihrer Flanken angedeutet ist. Der Laserstrahlaufbringeinheits-Supportmechanismus 4 in
der illustrierten Ausbildung umfaßt zweite schrittweise bzw.
Indexier-Zufuhrmittel 43 zum Bewegen der bewegbaren Supportbasis 42 entlang
des Paars von Führungsschienen 41 und 41 in
der schrittweisen Zufuhrrichtung, die durch den Pfeil Y angedeutet
ist. Diese zweiten schrittweisen Zufuhrmittel 43 haben eine
aufzunehmende Schraubenstange 431, die zwischen dem obigen
Paar von Führungsschienen 41 und 41 und
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 auf 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 verschraubt,
das in einem aufnehmenden Schraubenblock (nicht gezeigt) ausgebildet
ist, der von der unteren Oberfläche
des zentralen Abschnitts des bewegbaren Supportabschnitts 421 vorragt,
der die bewegbare Supportbasis 42 ausbildet bzw. darstellt. Daher
wird, indem die aufzunehmende Schraubenstange 431 in einer
normalen oder Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 432 angetrieben
wird, die bewegbare Supportbasis 42 entlang der Führungsschienen 41 und 41 in
der schrittweisen Zufuhrrichtung bewegt, die durch den Pfeil Y angedeutet.
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Die
Laserstrahlaufbringeinheit 5 in der illustrierten Ausbildung
umfaßt
einen Einheitshalter 51 und Laserstrahlaufbringmittel 52,
die an dem Einheiten- bzw. Einheitshalter 51 gesichert
sind. Der Einheitshalter 51 hat ein Paar von zu führenden
Nuten bzw. Rillen 511 und 511, um gleitbar in
das Paar von Führungsschienen 423 und 423 auf
dem obigen Montageabschnitt 422 eingepaßt zu werden, und ist in einer
derartigen Weise abgestützt,
daß er
sich in einer Richtung bewegen kann, die durch den Pfeil Z angedeutet
ist, indem die zu führenden
Rillen 511 und 511 in die obigen Führungsschienen 423 und 423 eingepaßt sind
bzw. werden.
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Die
illustrierten Laserstrahlaufbringmittel 52 umfassen ein
zylindrisches Gehäuse 521,
das sich im wesentlichen horizontal erstreckt. In dem Gehäuse 521 sind
Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmittel 6 und optische Übertragungsmittel 7 zum Übertragen
eines Bearbeitungspulslaserstrahls installiert, der durch diese
Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmittel 6 oszilliert
ist bzw. wird, wie dies in 2 gezeigt
ist. Ein Kondensor 8, umfassend eine Kondensorlinse 81 zum
Konvergieren bzw. Bündeln
eines La serstrahls, der durch die optischen Übertragungsmittel 7 übertragen
ist, ist auf dem Ende des Gehäuses 521 montiert
bzw. festgelegt (siehe 1). Die Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmittel 6 oszillieren
einen Bearbeitungspulslaserstrahl LB1, der eine Permeabilität für einen
Wafer als das Werkstück
aufweist. Als diese Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmittel 6 können ein YVO4-Puls-Laseroszillator
oder ein YAG-Puls-Laseroszillator zum Oszillieren eines Bearbeitungspulslaserstrahls
LB1 verwendet werden, der eine Wellenlänge von beispielsweise 1.064
nm aufweist, wenn der Wafer ein Siliziumsubstrat, Siliziumcarbidsubstrat,
Lithiumtantalatsubstrat, Glassubstrat oder Quarzsubstrat umfaßt.
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Die
optischen Übertragungsmittel 7 umfassen
Brennpunktpositions-Einstellmittel 71 zum Verschieben der
Position eines Brennpunkts, an welchem der Bearbeitungspulslaserstrahl
LB1, der von den Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmitteln 6 oszilliert
ist bzw. wird, durch die Kondensorlinse 81 konvergiert
bzw. gebündelt
ist bzw. wird, und einen eine Richtung ändernden bzw. Richtungsänderungsspiegel 72 zum
Verändern
der Richtung des Bearbeitungspulslaserstrahls LB1, der durch die
Brennpunktpositions-Einstellmittel 71 konvergiert ist,
zu einer nach unten gerichteten Richtung um 90° in 2. Die Brennpunktpositions-Einstellmittel 71 umfassen eine
erste konvexe Linse 711 und eine zweite konvexe Linse 712,
welche voneinander beabstandet sind, und einen ersten Galvano-Scanner 713 zum
Reflektieren und Ablenken eines Laserstrahls, der durch die erste
konvexe Linse 711 durchtritt, und einen zweiten Galvano-Scanner 714 zum
Reflektieren und Ablenken des Laserstrahls, der durch den ersten
Galvano-Scanner 713 reflektiert und abgelenkt ist bzw. wird,
welche zwischen der ersten konve xen Linse 711 und der zweiten
konvexen Linse 712 angeordnet sind.
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Wie
dies in 3 gezeigt ist, ist der erste Galvano-Scanner 713 aus
einem Paar eines ersten Spiegels 713a und zweiten Spiegels 713b,
welche parallel zueinander bei einem vorbestimmten Intervall bzw.
Abstand angeordnet sind, wobei ihre reflektierenden Oberflächen einander
gegenüberliegen, und
einer Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 713c zum
Einstellen der Installationswinkel des ersten Spiegels 713a und
des zweiten Spiegels 713b zusammengesetzt bzw. aufgebaut.
Wie dies in 2 gezeigt ist, reflektiert und
lenkt der erste Spiegel 713a des ersten Galvano-Scanners 713,
der wie oben beschrieben aufgebaut bzw. ausgebildet ist, einen Laserstrahl,
der durch die erste konvexe Linse 711 durchgeht bzw. durchtritt,
zu dem zweiten Spiegel 713b ab, und der zweite Spiegel 713b reflektiert und
lenkt den Laserstrahl, der durch den ersten Spiegel 713a abgelenkt
und reflektiert ist, zu dem zweiten Galvano-Scanner 714 ab.
Eine sich drehende bzw. Drehwelle 713d der Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 713c ist
mit jedem eines Verbindungsglieds getriebegekoppelt, das den ersten
Spiegel 713a mit dem zweiten Spiegel 713b des
Paars verbindet. Die Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 713c ist
bzw. wird durch Steuer- bzw. Regelmittel gesteuert bzw. geregelt,
welche später
beschrieben werden werden, um die Installationswinkel des Paars
des ersten Spiegels 713a und des zweiten Spiegels 713b zu
verändern.
-
Der
zweite Galvano-Scanner 714 ist angeordnet, um dem ersten
Galvano-Scanner 713 gegenüberzuliegen, und besteht aus
einem Paar eines ersten Spiegels 714a und eines zweiten
Spiegels 714b, welche parallel zueinander bei einem vorbestimmten Intervall
angeordnet sind, wobei ihre reflektierenden Oberflächen einander
gegenüberliegen,
und einer Win keleinstell-Betätigungseinrichtung 714c zum
Einstellen der Installationswinkel des ersten Spiegels 714a und
des zweiten Spiegels 714b. Wie dies in 2 gezeigt
ist, reflektiert und lenkt der erste Spiegel 714a des zweiten
Galvano-Scanners 714,
der wie oben beschrieben ausgebildet ist, den Laserstrahl, der durch
den zweiten Spiegel 713b des ersten Galvano-Scanners 713 reflektiert
und abgelenkt ist, zu dem zweiten Spiegel 714b ab, und
der zweite Spiegel 714b reflektiert und lenkt den Laserstrahl,
der durch den ersten Spiegel 714a reflektiert und abgelenkt
ist, zu dem obigen Richtungsänderungsspiegel 72 ab.
Eine Drehwelle 714d der Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 714c ist
mit einem Verbindungsglied, das den ersten Spiegel 714a verbindet,
und mit dem zweiten Spiegel 714b des Paars getriebegekoppelt.
Die Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 714c wird
bzw. ist durch die Steuer- bzw. Regelmittel gesteuert bzw. geregelt,
welche später
beschrieben werden werden, um die Installationswinkel des Paars des
ersten Spiegels 714a und des zweiten Spiegels 714b zu
verändern.
-
Die
obigen Brennpunktpositions-Einstellmittel 71 sind in einer
derartigen Weise ausgebildet bzw. aufgebaut, daß der Brennpunkt (f1) der ersten
konvexen Linse 711 und der Brennpunkt (f2) der zweiten konvexen
Linse 712 an einem Konvergenzpunkt D zwischen dem zweiten
Spiegel 713b des ersten Galvano-Scanners 713 und
dem ersten Spiegel 714a des zweiten Galvano-Scanners 714 in
dem Zustand angeordnet sind, der in 2 gezeigt
ist. In diesem Zustand wird der Pulslaserstrahl, der von der zweiten konvexen
Linse 712 zu dem Richtungsänderungsspiegel 72 aufgebracht
bzw. angewandt ist, parallel. Und der erste Spiegel 713a und
der zweite Spiegel 713b des ersten Galvano-Scanners 713 und
der erste Spiegel 714a und der zweite Spiegel 714b des zweiten
Galvano-Scanners 714 können
an Positionen Q1 und Q2 gedreht wer den, um welche sie symmetrisch
als die Zentren davon werden.
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In
den Brennpunktpositions-Einstellmitteln 71, die wie oben
beschrieben ausgebildet sind, wird der Bearbeitungspulslaserstrahl
LB1, der von den Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmitteln 6 oszilliert
ist, zu dem Richtungsänderungsspiegel 72 durch
die erste konvexe Linse 711, den ersten Spiegel 713a und
den zweiten Spiegel 713b des ersten Galvano-Scanners 713,
den ersten Spiegel 714a und den zweiten Spiegel 714b des
zweiten Galvano-Scanners 714, und die zweite konvexe Linse 712 geführt. Das
Paar des ersten Spiegels 713a und zweiten Spiegels 713b und
das Paar des ersten Spiegels 714a und zweiten Spiegels 714b werden
an den Punkten Q1 und Q2 als den Zentren davon durch die Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 713c des ersten
Galvano-Scanners 713 und die Winkeleinstell-Betätigungsvorrichtung 714c des
zweiten Galvano-Scanners 714 gedreht, um die Installationswinkel
der Spiegel zu verändern,
wodurch es möglich gemacht
wird, den Brennpunkt für
(f1) der ersten konvexen Linse 711 und den Brennpunkt (f2)
der zweiten konvexen Linse 712 in der horizontalen Richtung
in 2 zu verschieben.
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In
den Brennpunktpositions-Einstellmitteln 71, die wie oben
beschrieben ausgebildet sind, werden der Brennpunkt (f1) der ersten
konvexen Linse 711 und der Brennpunkt (f2) der zweiten
konvexen Linse 712 ausgebildet, um an dem Konvergenzpunkt D,
wie dies oben beschrieben ist, zusammenzufallen und der Bearbeitungspulslaserstrahl
LB1, der von der zweiten konvexen Linse 712 zu dem Richtungsänderungsspiegel 72 übertragen
wird, wird parallel in dem Zustand, der in 2 gezeigt
ist. In diesem Fall ist der Brennpunkt P, der durch die Kondensorlinse 81 ausgebildet
ist, an der Position angeordnet, die in 2 gezeigt
ist. Andererseits verschiebt sich, wenn der erste Spiegel 713a und
der zweite Spiegel 713b des ersten Galvano-Scanners 713 und
der erste Spiegel 714a und der zweite Spiegel 714b des
zweiten Galvano-Scanners 714 in einer Richtung auf den Punkten
Q1 und Q2 als den Zentren davon gedreht werden, der Brennpunkt (f1)
der ersten konvexen Linse 711 zur linken Seite in 2 des
obigen Konvergenzpunkts D und der Brennpunkt (f2) der zweiten konvexen
Linse 712 verschiebt sich zur rechten Seite in 2 des
obigen Konvergenzpunkts D, und der Bearbeitungspulslaserstrahl LB1,
der von der zweiten konvexen Linse 712 zu dem Richtungsänderungsspiegel 72 aufgebracht
wird, verbreitert sich zu dem Ende. Als ein Ergebnis verbreitert
sich auch der Bearbeitungspulslaserstrahl LB1, der auf die Kondensorlinse 81 durch
den Richtungsänderungsspiegel 72 aufgebracht
ist, zu dem Ende, wodurch sich der Brennpunkt P, der durch die Kondensorlinse 81 ausgebildet
ist, von der Position, die in 2 gezeigt ist,
in der Richtung nach unten verschiebt. Andererseits verschiebt sich,
wenn der erste Spiegel 713a und der zweite Spiegel 713b des
ersten Galvano-Scanners 713 und der erste Spiegel 714a und
der zweite Spiegel 714b des zweiten Galvano-Scanners 714 in
der anderen Richtung auf den Punkten Q1 und Q2 als den Zentren davon
gedreht werden, der Brennpunkt (f1) der ersten konvexen Linse 711 zur rechten
Seite in 2 des obigen Konvergenzpunkts D,
und der Brennpunkt (f2) der zweiten konvexen Linse 712 verschiebt
sich zur linken Seite in 2 des obigen Konvergenzpunkts
D, und der Bearbeitungspulslaserstrahl LB1, der von der zweiten
konvexen Linse 712 zum Richtungsänderungsspiegel 72 aufgebracht
bzw. angewandt ist, verjüngt
sich. Als ein Ergebnis verjüngt
sich auch der Bearbeitungspulslaserstrahl LB1, der auf die obige
Kondensorlinse 81 durch den Richtungsänderungsspiegel 72 aufgebracht
ist, wodurch sich der Brennpunkt P, der durch die Kondensorlinse 81 ausgebildet
ist, von der Position, die in 2 gezeigt
ist, in der Richtung nach oben verschiebt.
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Der
Kondensor 8, der die obige Kondensorlinse 81 aufweist,
ist an dem Endabschnitt des obigen Gehäuses 521 montiert
bzw. festgelegt. Dieser Kondensor 8 ist aus einem Set bzw.
Satz von Linsen aufgebaut, beinhaltend die Kondensorlinse 81,
und konvergiert bzw. bündelt
den Bearbeitungspulslaserstrahl LB1, der durch die obigen Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmittel 6 oszilliert
und durch die Brennpunktpositions-Einstellmittel 71 und
den Richtungsänderungsspiegel 72 an
dem Brennpunkt P übertragen
ist bzw. wird.
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Unter
Bezugnahme auf 2 hat die Laserstrahlbearbeitungsmaschine
in der illustrierten Ausbildung Höhenpositions-Detektionsmittel 9 zum
Detektieren der Höhenposition
der oberen Oberfläche des
Werkstücks,
das auf dem Einspanntisch gehalten ist. Die Höhenpositions-Detektionsmittel 9 umfassen
Detektionslaserstrahl-Oszillationsmittel 90 zum Oszillieren
eines Detektionslaserstrahls, einen dichroitischen Halbspiegel 91,
welcher zwischen den obigen Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmitteln 6 und
den Brennpunktpositions-Einstellmitteln 71 angeordnet ist
und einen Detektionslaserstrahl, der von den Detektionslaserstrahl-Oszillationsmitteln 90 oszilliert
ist, reflektiert und zu den Brennpunktpositions-Einstellmitteln 71 ablenkt,
und einen ersten kubischen Strahlteiler 92, der zwischen
dem dichroitischen Halbspiegel 91 und den Detektionslaserstrahl-Oszillationsmitteln 90 zwischengelagert
ist. Die Detektionslaserstrahl-Oszillationsmittel 90 oszillieren
einen Laserstrahl, der eine Frequenz verschieden von jener des Bearbeitungspulslaserstrahls
aufweist, der von den obigen Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmitteln 6 oszil liert
ist bzw. wird. Als diese Detektionslaserstrahl-Oszillationsmittel 90 kann
ein He-Ne-Pulslaseroszillator verwendet werden, welcher einen Detektionslaserstrahl
LB2 oszilliert, der eine Wellenlänge
von beispielsweise 632 nm aufweist. Der dichroitische Halbspiegel 91 überträgt den Bearbeitungspulslaserstrahl
LB1, jedoch reflektiert lenkt den Detektionspulslaserstrahl LB2
zu den Brennpunktpositions-Einstellmitteln 71 ab.
Der erste würfelförmige bzw.
kubische Strahlteiler 92 überträgt den Detektionspulslaserstrahl
LB2 und reflektiert und lenkt das Licht ab, das durch den dichroitischen
Halbspiegel 91 reflektiert und abgelenkt ist.
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Die
Höhenpositions-Detektionsmittel 9 in
der illustrierten Ausbildung umfassen ein Bandpaßfilter 93, welches
lediglich reflektiertes Licht entsprechend der Frequenz des Detektionspulslaserstrahls
LB2 aus dem Licht überträgt bzw.
durchläßt, das
durch den ersten kubischen Strahlteiler 92 reflektiert
ist, einen zweiten kubischen Strahlteiler 94 zum Unterteilen
des reflektierten Lichts, das durch das Bandpaßfilter 93 durchtritt,
in eine erste Route 94a und eine zweite Route 94b,
eine Kondensorlinse 95 zum Konvergieren von 100 % des reflektierten
Lichts, das in die erste Route 94a durch den zweiten kubischen Strahlteiler 94 aufgeteilt
ist, und eine erste Licht empfangende Vorrichtung 96 zum
Empfangen des reflektierten Lichts, das durch die Kondensorlinse 95 konvergiert
bzw. gebündelt
ist. Die erste Licht empfangende Vorrichtung 96 führt ein
Spannungssignal entsprechend der Menge an empfangenem Licht zu Steuer-
bzw. Regelmitteln zu, welche später
beschrieben werden. Die Höhenpositions-Detektionsmitteln 9 in
der illustrierten Ausbildung umfassen eine zweite Licht empfangene
Vorrichtung 97 zum Empfangen des reflektierten Lichts,
das in die zweite Route 94b durch den zweiten kubischen
Strahlteiler 94 unterteilt ist, und Lichtempfangsbereichs-Beschränkungsmittel 98 zum
Beschränken
des Empfangsbereichs des reflektierten Lichts, das durch die zweite Licht
empfangende Vorrichtung 97 empfangen wird. Die Lichtempfangsbereichs-Beschränkungs-
bzw. -Restriktionsmittel 98 in der illustrierten Ausbildung bestehen
aus einer zylindrischen Linse 981 für ein eindimensionales Konvergieren
bzw. Bündeln
des reflektierten Lichts, das in die zweite Route 94b durch den
zweiten kubischen Strahlteiler 94 aufgespaltet ist, und
eine eindimensionale Maske 982 zum eindimensionalen Beschränken des
reflektierten Lichts, das durch die zylindrische Linse 981 konvergiert
ist, auf eine Einheitslänge.
Die zweite Licht empfangende Vorrichtung 97 zum Empfangen
des reflektierten Lichts, das durch die eindimensionale Maske 982 hindurchtritt,
führt ein
Spannungssignal entsprechend der Menge an empfangenem Licht zu den Steuer-
bzw. Regelmitteln zu, welche später
beschrieben werden.
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Die
Höhenpositions-Detektionsmittel 9 in
der illustrierten Ausbildung sind wie oben beschrieben ausgebildet
und ihre Funktion wird nachfolgend beschrieben.
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Der
Detektionslaserstrahl LB2, der durch die Detektionslaserstrahl-Oszillationsmittel 90 oszilliert ist
bzw. wird, tritt durch den ersten kubischen Strahlteiler 92 hindurch,
erreicht den dichroitischen Halbspiegel 91 und ist bzw.
wird durch den dichroitischen Halbspiegel 91 zu den Brennpunktpositions-Einstellmitteln 71 reflektiert
und abgelenkt. Der Detektionslaserstrahl LB2, der zu den Brennpunktdetektions-Einstellmitteln 71 reflektiert
und abgelenkt ist, wird durch die Kondensorlinse 81 durch
die Brennpunktpositions-Einstellmittel 71 und den Richtungsänderungsspiegel 72 ähnlich dem
obigen Bearbeitungspulslaserstrahl LB1 konvergiert. Als der Detektionslaserstrahl
LB2, der von den Detektionslaserstrahl-Oszillationsmitteln 90 oszilliert
ist bzw. wird, wird vorzugsweise ein Laserstrahl verwendet, der
einen weiten Winkel aufweist, dessen Brennpunkt, der durch die Kondensorlinse 81 konvergiert
ist, so ist, um unter dem Brennpunkt P des Bearbeitungspulslaserstrahl
LB1 positioniert zu sein, der von den obigen Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmitteln 6 in 2 oszilliert
ist. Der Detektionslaserstrahl LB2, der wie oben beschrieben konvergiert
ist, wird auf der oberen Oberfläche
des Werkstücks,
das auf dem Einspanntisch 36 gehalten ist, reflektiert
und dieses reflektierte Licht erreicht das Bandpaßfilter 93 durch
die Kondensorlinse 81, den Richtungsänderungsspiegel 72,
die vorderen Brennpunktpositions-Einstellmittel 71,
den dichroitischen Halbspiegel 91 und den ersten kubischen
Strahlteiler 92, der durch durchbrochene Linien in 2 angedeutet
ist. Das reflektierte Licht des obigen Bearbeitungspulslaserstrahls
LB1 erreicht auch das Bandpaßfilter 93 durch
dieselbe Route wie der Detektionspulslaserstrahl LB2. Da das Bandpaßfilter 93 ausgebildet
ist, um lediglich reflektiertes Licht entsprechend der Frequenz
des Detektionspulslaserstrahls LB2 zu übertragen, wie dies oben beschrieben
ist, wird das reflektierte Licht des Verarbeitungspulslaserstrahls
LB1 durch das Bandpaßfilter 93 ab-
bzw. herausgeschnitten. Daher tritt lediglich das reflektierte Licht
des Detektionspulslaserstrahls LB2 durch das Bandpaßfilter 93 durch
und erreicht den zweiten würfelförmigen Strahlteiler 94.
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Das
reflektierte Licht des Detektionspulslaserstrahls LB2, welches den
zweiten kubischen Strahlteiler 94 erreicht hat, wird in
die erste Route 94a und die zweite Route 94b aufgespaltet
bzw. unterteilt. Das reflektierte Licht, das in die erste Route 94a aufgespaltet
ist, ist bzw. wird 100 durch die Kondensorlinse 95 konvergiert
und durch die erste Licht empfangende Vorrichtung 96 empfangen.
Die erste Licht empfangende Vorrichtung 96 führt ein
Spannungssignal entsprechend der Menge an empfangenem Licht zu den
Steuer- bzw. Regelmitteln
zu, welche später
beschrieben werden. Währenddessen wird
das reflektierte Licht des Detektionspulslaserstrahls LB2, das in
die zweite Route 94b aufgespaltet ist, eindimensional durch
die zylindrische Linse 981 der Lichtempfangsbereichs-Beschränkungsmittel 98 auf
die vorbestimmte Einheitslänge
durch die eindimensionale Maske 982 konvergiert und durch
die zweite Licht empfangende Vorrichtung 97 empfangen.
Die zweite Licht empfangende Vorrichtung 97 führt ein
Spannungssignal entsprechend der Menge von empfangenem Licht zu
den Steuer- bzw. Regelmitteln zu, welche später beschrieben werden.
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Es
wird nachfolgend eine Beschreibung der Menge des reflektierten Lichts
des Detektionspulslaserstrahls LB2 gegeben, das durch die erste
Licht empfangende Vorrichtung 96 und die zweite Licht empfangende
Vorrichtung 97 empfangen ist bzw. wird.
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Da
das reflektierte Licht des Detektionspulslaserstrahls LB2, das durch
die erste Licht empfangende Vorrichtung 96 empfangen ist,
100 % durch die Kondensorlinse 95 konvergiert ist, ist
die Menge des empfangenen Lichts konstant und ein Spannungswert
(V1), der durch die erste Licht empfangende Vorrichtung 96 ausgegeben
ist bzw. wird, ist konstant (beispielsweise 10 V). Da das reflektierte
Licht des Detektionspulslaserstrahls LB2, das durch die zweite Licht
empfangende Vorrichtung 97 empfangen ist bzw. wird, eindimensional
durch die zylindrische Linse 981 konvergiert ist, auf die
vorbestimmte Einheitslänge
durch die eindimensionale Maske 982 beschränkt ist
und durch die zweite Licht empfangende Vorrichtung 97 empfangen
ist bzw. wird, verändert sich
mittlerweile die Menge an Licht, das durch die zweite Licht empfangende
Vorrichtung 97 empfangen ist, ent sprechend der Position
des Brennpunkts Pa des Detektionslaserstrahls LB2, der durch die Kondensorlinse 81 des
Kondensors 8 in dem Werkstück konvergiert ist. Daher verändert sich
der Streunungswert, der von der zweiten Licht empfangenen Vorrichtung 97 aufgegeben
ist, entsprechend der Position des Brennpunkts Pa des Detektionslaserstrahls
LB2 in dem Werkstück
W.
-
Beispielsweise
wird, wenn der Brennpunkt Pa des Detektionslaserstrahls LB2 auf
einer seichten Position von der Oberfläche des Werkstücks W liegt, wie
dies in 4(a) gezeigt ist, der Detektionslaserstrahl
LB2 auf den Bereich S1 reflektiert, der auf die Oberfläche des
Werkstücks
W aufgebracht bzw. angewandt ist. Dieses reflektierte Licht wird
in die erste Route 94a und die zweite Route 94b durch
den zweiten kubischen Strahlteiler 94 aufgeteilt, wie dies
oben beschrieben ist. Da das reflektierte Licht von dem Bereich
S1, das in die erste Route 94a aufgespaltet ist, 100 durch
die Kondensorlinse 95 konvergiert ist, wird die Gesamtmenge
des reflektierten Lichts durch die erste Licht empfangende Vorrichtung 96 empfangen. Währenddessen
wird, da das reflektierte Licht von dem Bereich S1, das in die zweite
Route 94b durch den zweiten kubischen Strahlteiler 94 aufgespaltet ist,
eindimensional durch die zylindrische Linse 981 konvergiert
ist, sein Querschnitt elliptisch. Da das reflektierte Licht, das
einen elliptischen Querschnitt aufweist, auf die vorbestimmte Einheitslänge durch die
eindimensionale Maske 98 beschränkt ist, wird ein Teil des
reflektierten Lichts, das in die zweite Route 94b aufgespaltet
ist, durch die zweite Licht empfangende Vorrichtung 97 empfangen.
Daher wird die Menge des reflektierten Lichts, das durch die zweite Licht
empfangende Vorrichtung 97 empfangen ist, kleiner als die
Menge des Lichts, das durch die erste Licht empfangende Vorrichtung 96 empfangen
ist bzw. wird.
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Wenn
der Brennpunkt Pa des Detektionslaserstrahls LB2 tiefer als die
Position ist, die in 4(a) gezeigt
ist, wie dies in 4(b) gezeigt ist, wird
der Detektionslaserstrahl LB2 auf den Bereich S2 reflektiert, der
auf der Oberfläche
des Werkstücks W
aufgebracht ist. Dieser Bereich bzw. diese Fläche S2 ist größer als
der obige Bereich S1. Das reflektierte Licht von dem Bereich S2
wird in die erste Route 94a und die zweite Route 94b durch
den zweiten kubischen Strahlteiler 94 aufgespalten. Da
das reflektierte Licht von dem Bereich S2, das in die erste Route 94a aufgespaltet
ist, zu 100 % durch die Kondensorlinse 95 konvergiert ist,
wird die Gesamtmenge des reflektierten Lichts durch die erste Licht
empfangende Vorrichtung 96 empfangen. Währenddessen wird, da das reflektierte
Licht von dem Bereich S2, das in die zweite Route 94b durch
den zweiten kubischen Strahlteiler 94 aufgespaltet ist,
eindimensional durch die zylindrische Linse 981 konvergiert
ist, sein Querschnitt elliptisch. Die Länge der langen Achse dieser
Ellipse wird größer als
jene, die in 4(a) gezeigt ist, da
der Bereich S2 des reflektierten Lichts größer als der obige Bereich S1
ist. Das reflektierte Licht, das konvergiert bzw. gebündelt wird,
um einen elliptischen Querschnitt aufzuweisen, wird auf die vorbestimmte
Länge durch
die eindimensionale Maske 982 beschränkt, und ein Teil des reflektierten Lichts
wird durch die zweite Licht empfangende Vorrichtung 97 empfangen.
Daher wird die Menge des Lichts, das durch die zweite Licht empfangende
Vorrichtung 97 empfangen wird, kleiner als jene, die in 4(a) gezeigt ist. Die Menge des reflektierten Lichts,
das durch die zweite Licht empfangende Vorrichtung 97 empfangen
ist, wird größer, wenn
der Brennpunkt Pa des Detektionslaser strahls LB2 näher zur
Oberfläche
des Werkstücks
W liegt bzw. gelangt, und wird kleiner, wenn der Brennpunkt Pa des
Detektionslaserstrahls LB2 weiter von der Oberfläche des Werkstücks W entfernt
liegt.
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Vorzugsweise
ist der Brennpunkt Pa des Detektionslaserstrahls LB2 immer auf das
Innere des Werkstücks
W festgelegt bzw. eingestellt. D.h. selbst wenn der Brennpunkt Pa
des Detektionslaserstrahls LB2 auf das Innere des Werkstücks W oder über der Oberfläche des
Werkstücks
W festgelegt ist, wenn der Abstand von der Oberfläche des
Werkstücks
W zum Brennpunkt Pa derselbe ist wird die Menge des Lichts, das
durch die zweite Licht empfangende Vorrichtung 97 empfangen
wird, dieselbe. Daher kann die Höhenposition
der Oberfläche
des Werkstücks
W ohne Fehler detektiert werden, indem der Brennpunkt Pa des Detektionslaserstrahls
LB2 auf das Innere des Werkstücks
W festgelegt wird.
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Die
Beziehung zwischen dem Verhältnis
des Spannungswerts (V1), der von der obigen ersten Licht empfangenden
Vorrichtung 96 ausgegeben ist bzw. wird, zu dem Spannungswert
(V2), der von der zweiten Licht empfangenden Vorrichtung 97 ausgegeben
ist, und der Position des Brennpunkts Pa des Detektionslaserstrahls
LB2 in dem Werkstück
W wird unter Bezugnahme auf eine Steuer- bzw. Regeltafel beschrieben,
die in 5 gezeigt ist. In 5 zeigt die
horizontale Achse die Position des Brennpunkts Pa des Detektionslaserstrahls
LB2, d.h. den Abstand von der Oberfläche des Werkstücks W zu
dem Inneren. Die vertikale Achse in 5 zeigt
das Verhältnis (V1/V2)
des Spannungswerts (V1), das durch die erste Licht empfangende Vorrichtung 96 ausgegeben ist,
zu dem Spannungswert (V2), der von der zweiten Licht empfangenden
Vorrichtung 97 ausgegeben ist.
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In
dem in 5 gezeigten Beispiel ist, wenn die Position des
Brennpunkts Pa des Detektionslaserstrahls LB2 10 μm von der
Oberfläche
des Werkstücks
W liegt bzw. ist, das obige Spannungswertverhältnis (V1/V2) "3", und wenn die Position des Brennpunkts
Pa des Detektionslaserstrahls LB2 40 μm von der Oberfläche des
Werkstücks
W ist, ist das obige Spannungswertverhältnis (V1/V2) "6". Wenn die Position des Brennpunkts
Pa des Detektionslaserstrahls LB2 auf eine Position 10 μm unter der
Position des Brennpunkts P des Bearbeitungspulslaserstrahls LB1
in 2 gesetzt wird, wird das obige Spannungswertverhältnis (V1/V2)
der Steuer- bzw. Regeltafel bzw. -karte, die in 5 gezeigt
ist, auf einen Wert festgelegt, der durch ein Korrigieren des Unterschieds
entsprechend dem Intervall bzw. Abstand zwischen dem Brennpunkt
P und dem Brennpunkt Pa erhalten ist. D.h. da der Brennpunkt P des
Bearbeitungspulslaserstrahls LB1 10 μm über dem Brennpunkt Pa des Detektionslaserstrahls
LB2 positioniert ist, ist bzw. wird die Steuer- bzw. Regeltafel,
die den Brennpunkt P des Bearbeitungspulslaserstrahls LB1 zeigt,
ausgebildet, wie dies durch die durchgezogene Linie in 5 gezeigt
ist. Daher kann, selbst wenn das Werkstück W nicht gleichmäßig in der
Dicke ist, ein Laserbearbeiten an einer Position 30 μm von der Oberfläche des
Werkstücks
W entfernt durchgeführt werden,
indem das obige Spannungswertverhältnis (V1/V2) auf "6" festgelegt wird und die obigen Brennpunktpositions-Einstellmittels 71 gesteuert
bzw. geregelt werden, um das obige Spannungswertverhältnis (V1/V2)
auf "6" zu halten. Die Steuer-
bzw. Regeltafel bzw. -karte, die in 5 gezeigt
ist, ist in dem Speicher der Steuer- bzw. Regelmittel gespeichert, welche
später
beschrieben werden.
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In
den Höhenpositions-Detektionsmitteln 9, die
in 2 in der illustrierten Ausbildung gezeigt sind,
bestehen die Lichtempfangsbereichs-Beschränkungsmittel 98 aus
der zylindrischen Linse 981 und der eindimensionalen Maske 982.
-
Als
die Lichtempfangsbereichs-Beschränkungsmittel
kann eine zweidimensionale Maske 99 zum Beschränken des
reflektierten Lichts, das in die zweite Route durch den obigen zweiten
kubischen Strahlteiler 94 aufgespaltet wurde, zu einer
Einheitsfläche
verwendet werden, wie dies in 6 gezeigt ist.
Wenn die zweidimensionale Maske 99 verwendet wird, zeigt
der Graph der Steuer- bzw. Regelkarte, die in 5 gezeigt
ist, Parabeln.
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Zu 1 zurückkehrend
sind Bildaufnahmemittel 11 zum Detektieren des Bereichs
bzw. der Fläche,
der bzw. die durch die Laserstrahlaufbringmittel 52 zu
bearbeiten ist, auf dem vorderen Endabschnitt des Gehäuses 521 montiert,
das die obigen Laserstrahlaufbringmittel 52 ausbildet bzw.
darstellt. Diese Bildaufnahmemittel 11 bestehen aus Infrarotbeleuchtungsmitteln
zum Aufbringen einer Infrarotstrahlung auf das Werkstück, einem
optischen System zum Aufnehmen von Infrarotstrahlung, die durch
die Infrarotbeleuchtungsmittel aufgebracht ist, und einer Bildaufnahmevorrichtung
(Infrarot CCD) zum Ausgeben eines elektrischen Signals, das einer
Infrarotstrahlung entspricht, die durch das optische System aufgenommen
bzw. eingefangen wird, zusätzlich
zu einer üblichen
Bildaufnahmevorrichtung (CCD) zum Aufnehmen eines Bilds mit sichtbarer
Strahlung. Ein Bildsignal wird den Steuer- bzw. Regelmitteln zugeführt, welche
später
beschrieben werden.
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Die
Laserstrahlaufbringeinheit 5 in der illustrierten Ausbildung
hat Bewegungsmittel 53 zum Bewegen des Einheitshalters 51 entlang
des Paars von Führungsschienen 423 und 423 in
der Richtung, die durch den Pfeil Z angedeutet ist. Die Bewegungsmittel 53 umfassen
eine aufzunehmende Schraubenstange (nicht gezeigt), die zwischen
dem Paar von Führungsschienen 423 und 423 angeordnet
ist, und eine Antriebsquelle, wie beispielsweise einen Pulsmotor 532 zum drehbaren
Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange. Durch ein Antreiben
der aufzunehmenden Schraubenstange (nicht gezeigt) in einer normalen
Richtung und Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 532 werden
der Einheitshalter 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 nach
oben durch ein Antreiben des Pulsmotors 532 in einer normalen
Richtung bewegt und nach unten durch ein Antreiben des Pulsmotors 532 in
einer Umkehrrichtung bewegt.
-
Die
Laserstrahlbearbeitungsmaschine in der illustrierten Ausbildung
umfaßt
die Steuer- bzw. Regelmittel 10. Die Steuer- bzw. Regelmittel 10 bestehen
aus einem Computer, umfassend eine zentrale Be- bzw. Verarbeitungseinheit
(CPU) 101 zum Ausführen
eines arithmetischen Bearbeitens basierend auf einem Steuer- bzw.
Regelprogramm, einen Nur-Lese-Speicher
(ROM) 102 zum Speichern des Steuer- bzw. Regelprogramms
usw. einen Schreib/Lese-Direktzugriffsspeicher (RAM) 103 zum Speichern
der Ergebnisse von Tätigkeiten
bzw. Vorgängen,
ein Eingabe-Interface 104 und ein Ausgabe-Interface 105.
Detektionssignale von der ersten Licht empfangenden Vorrichtung 96,
der zweiten Licht empfangenden Vorrichtung 97 und den Bildaufnahmemitteln 11 werden
dem Eingabe-Interface 104 der Steuer- bzw. Regelmittel 10 eingegeben.
Steuer- bzw. Regelsignale werden zu dem obigen Pulsmotor 372,
dem Pulsmotor 382, dem Pulsmotor 432, dem Pulsmotor 532,
den Bearbeitungspulslaserstrahl-Oszillationsmitteln 6,
den Detektionslaser-Oszillationsmitteln 90, der Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 713c des
ersten Galvano-Scanners 713 und der Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 714c des
zweiten Galvano-Scanners 714 von dem Ausgabe-Interface 105 der
Steuer- bzw. Regelmittel 10 ausgegeben. Die Steuer- bzw. Regelkarte,
die in 5 gezeigt ist, ist in dem Nur-Lese-Speicher (ROM) 102 oder
dem Direktzugriffsspeicher (RAM) 103 gespeichert.
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Die
Laserstrahlbearbeitungsmaschine in der illustrierten Ausbildung
ist wie oben beschrieben ausgebildet, und ihre Betriebsweise wird
nachfolgend beschrieben.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers 20 als
dem Werkstück,
das durch das Waferunterteilungsverfahren der vorliegenden Erfindung
zu unterteilen ist. Der Halbleiterwafer 20, der in 7 gezeigt
ist, ist beispielsweise ein Siliziumwafer, der eine Dicke von 100 μm aufweist,
eine Mehrzahl von Bereichen wird durch eine Mehrzahl von Unterteilungslinien 21 unterteilt,
die in einem Gittermuster auf der vorderen Oberfläche 20a ausgebildet
sind, und eine Vorrichtung 22, wie ein IC oder LSI ist
in jedem der unterteilten Bereiche ausgebildet. Die Seite der vorderen
Oberflächen 20a des
Halbleiterwafers 20, die wie oben beschrieben ausgebildet
ist, wird auf ein Schutzklebeband 40 gebracht bzw. gelegt,
welches ein synthetisches Kunstharzblatt, wie ein Polyolefinblatt
ist, das auf einem ringförmigen Rahmen 30 montiert
bzw. angeordnet ist, wie dies in 8 gezeigt
ist. Daher schaut die rückwärtige Oberfläche 20b des
Halbleiterwafers 20 nach oben.
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Die
Seite des Schutzklebebands 40 des Halbleiterwafers 20,
die durch den ringförmigen
Rahmen 30 durch das Schutzklebeband 40 getragen bzw.
abgestützt
ist, wie dies in 8 gezeigt ist, wird auf dem
Ansaug- bzw. Einspanntisch 36 der Laserstrahlbearbeitungsmaschine
angeordnet, die in 1 gezeigt ist. Der Halbleiterwafer 20 wird
auf dem Einspanntisch 36 durch das Schutzklebeband 40 durch
ein Aktivieren von Saugmitteln durch ein Saugen gehalten, welche
nicht gezeigt sind. Der ringförmige
Rahmen 30 ist durch die Klemmen 362 festgelegt.
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Der
Einspanntisch 36 hält
durch ein Saugen den Halbleiterwafer 20, wie dies oben
beschrieben ist, und wird zu einer Position direkt unter den Bildaufnahmemitteln 11 durch
die Bearbeitungszufuhrmittel 37 gebracht. Nachdem der Einspanntisch 36 direkt
unter den Bildaufnahmemitteln 11 angeordnet ist, wird eine
Ausrichtarbeit zum Detektieren der Fläche, die zu bearbeiten ist
des Halbleiterwafers 20 durch die Bildaufnahmemittel 11 und
die Steuer- bzw. Regelmittel 10 ausgeführt. D.h. die Bildaufnahmemittel 11 und
die Steuer- bzw. Regelmittel 10 führen ein Bildbearbeiten, wie
ein Musterabstimmen usw. aus, um eine Unterteilungslinie 21,
die in einer vorbestimmten Richtung des Halbleiterwafers 20 ausgebildet
ist, mit dem Kondensor 8 der Laserstrahlaufbringmittel 52 zum
Aufbringen eines Laserstrahls entlang der Unterteilungslinie 21 auszurichten,
wodurch die Ausrichtung einer Laserstrahlaufbringposition ausgeführt wird.
Die Ausrichtung der Laserstrahlaufbringposition wird auch an Unterteilungslinien 21 durchgeführt, die
auf dem Halbleiterwafer 20 in einer Richtung senkrecht
zur obigen vorbestimmten Richtung ausgebildet sind. Obwohl die vordere
Oberfläche 20a,
die die Unterteilungslinien 21 des Halbleiterwafers 20 aufweist,
an diesem Punkt nach unten schaut, können, da die Bildaufnahmemittel 11 Infrarotbeleuchtungsmittel,
ein optisches System zum Aufnehmen von Infrarotstrahlung und eine
Bildaufnahmevorrichtung (Infrarot CCD) zum Ausgeben eines elektrischen
Signals entsprechend der Infrarotstrahlung umfassen, wie dies oben
beschrieben ist, Bilder der Unterteilungslinien 21 können durch
die rückwärtige Oberfläche 20b aufgenommen
werden.
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Nachdem
die Ausrichtung der Laserstrahlaufbringposition ausgeführt wird,
indem die Unterteilungslinie 21 detektiert wird, die auf
dem Halbleiterwafer 20 ausgebildet ist, der auf dem Einspanntisch 36 gehalten
ist, wie dies oben beschrieben ist, wird der Einspanntisch 36 bewegt,
um ein Ende (linkes Ende in 9(a))
der vorbestimmten Unterteilungslinie 21 direkt unter dem
Kondensor 8 der Laserstrahlaufbringmittel 52 zu
positionieren, wie dies in 9(a) gezeigt
ist. Dann setzen die Steuer- bzw. Regelmittel 10 das Verhältnis (V1/V2)
der Spannung, die von der ersten Licht empfangenden Vorrichtung 96 ausgegeben
wird, zu dem Spannungswert (V2), der von der zweiten Licht empfangenden
Vorrichtung 97 ausgegeben ist, auf "9" in
der Steuer- bzw. Regeltafel von 5 und steuern
bzw. regeln die Detektionslaserstrahl-Oszillationsmittel 90,
um den Detektionslaserstrahl LB2 zu oszillieren. Die Steuer- bzw. Regelmittel 10 steuern
bzw. regeln die obigen Brennpunktpositions-Einstellmittel 71, so daß das Verhältnis (V1/V2)
des Spannungswerts (V1), der von den ersten Licht empfangenden Vorrichtungen 96 ausgegeben
wird, welche das reflektierte Licht des Detektionslaserstrahls LB2
empfangen hat, zu dem Spannungswert (V2), der von der zweiten Licht
empfangenden Vorrichtung 97 ausgegeben wird, "9" wird. Als ein Ergebnis wird der Brennpunkt
P des Bearbeitungspulslaserstrahls LB1 60 μm von der rückwärtigen Oberfläche 20b (oberen
Oberfläche)
des Halbleiterwafers 20 positioniert.
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Danach
bewegen die Steuer- bzw. Regelmittel 10 den Einspanntisch 36 in
der Richtung, die durch den Pfeil X1 angedeutet ist, mit bzw. bei
einer vorbestimmten Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit, während sie
die Laserstrahlaufbringmittel 52 steuern bzw. regeln, um
den Bearbeitungspulslaserstrahl LB1 von dem Kondensor 8 aufzubringen
(Bearbeitungsschritt). Wenn die Aufbringposition des Kondensors 8 das
andere Ende (rechtes Ende in 9(b)) der
Unterteilungslinie 21 erreicht, wie dies in 9(b) gezeigt ist, wird die Aufbringung
des Bearbeitungspulslaserstrahls LB1 unterbrochen und die Bewegung
des Einspanntischs 36 wird gestoppt. In diesem Bearbeitungsschritt
wird die Höhenposition
der rückwärtigen Oberfläche 20b (oberen
Oberfläche)
des Halbleiterwafers 20 durch die Höhenpositions-Detektionsmitteln 9 detektiert,
und der Spannungswert (V1), der von der obigen ersten Licht empfangenden Vorrichtung 96 ausgegeben
wird, und der Spannungswert (V2), der von der zweiten Licht empfangenden
Vorrichtung 97 ausgegeben wird, werden den Steuer- bzw.
Regelmitteln 10 zugeführt.
Die Steuer- bzw. Regelmittel 10 berechnen einen Spannungswert
(V1/V2) basierend auf dem Spannungswert (V1), der von der obigen
ersten lichtempfangenden Vorrichtung 96 ausgegeben wird,
und dem Spannungswert (V2), der von der zweiten Licht empfangenden
Vorrichtung 97 ausgegeben wird. Wenn der Spannungswert
(V1/V2) nicht "9" ist, steuern bzw.
regeln die Steuer- bzw. Regelmitteln 10 die Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 713c des
ersten Galvano-Scanners 713 und die Winkeleinstell-Betätigungseinrichtung 714c des
zweiten Galvano-Scanners 714, der die obigen Brennpunktpositions-Einstellmittel 71 ausbildet,
um den Spannungswert (V1/V2) auf "9" zu
verändern.
Als ein Ergebnis wird eine verschlechterte Schicht 210 parallel
zur rückwärtigen Oberfläche 20b (obere
Oberfläche)
an einer Position 60 μm
von der rückwärtigen Oberfläche 20b (oberen Oberfläche) im
Inneren des Halbleiterwafers 20 ausgebildet, wie dies in 9(b) gezeigt ist.
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Die
Bearbeitungsbedingungen in dem obigen Bearbeitungsschritt sind beispielsweise
wie folgt festgelegt.
Bearbeitungslaser: YVO4 Pulslaser
Wellenlänge: 1.064
nm
Wiederholungsfrequenz: 100 kHz
Brennpunktdurchmesser:
1 μm
Bearbeitungszufuhr-Geschwindigkeit:
100 mm/s.
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Unter
den obigen Bearbeitungsbedingungen kann die verschlechterte Schicht 210,
die eine Dicke von etwa 20 μm
aufweist, gebildet werden. Wenn der Halbleiterwafer 20 dick
ist, wie dies in 10 gezeigt ist, kann eine Mehrzahl
von verschlechterten Schichten 210a, 210b und 210c durch
ein stufenweises Verändern
des obigen Spannungswerts (V1/V2) auf "7" und "5", um den Brennpunkt P 20 μm über seiner
vorhergehenden Position zu positionieren, und ein Ausführen der
obigen Bearbeitungsschritte mehrere Male ausgebildet werden.
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Nachdem
der obige Bearbeitungsschritt entlang aller der Unterteilungslinien 21 ausgeführt wurde,
die sich in der vorbestimmten Richtung des Halbleiterwafers 20 erstrecken,
wie dies oben beschrieben ist, wird der Einspanntisch 36 um 90° gedreht, um
den obigen Bearbeitungsschritt entlang von Unterteilungslinien 21 durchzuführen, die
sich in einer Richtung senkrecht auf die vorbestimmte Richtung erstrecken.
Nachdem der obige Bearbeitungsschritt entlang aller Unterteilungslinien 21 ausgeführt wurde,
die auf dem Halbleiterwafer 20 ausgebildet sind, wird der
Einspanntisch 36, der den Halbleiterwafer 20 hält, zu seiner
Position zurückgeführt, wo
er zuerst den Halbleiterwafer 20 durch Saugen gehalten
hat, um das Saughalten des Halbleiterwafers 20 aufzuheben.
Der Halbleiterwafer 20 wird zu dem Unterteilungsschritt
durch nicht gezeigte Fördermittel
gefördert.
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Da
der Detektionslaserstrahl LB2 auf das Werkstück durch die Brennpunktpositions-Einstellmittel 71 zum
Einstellen des Brennpunkts P des Bearbeitungspulslaserstrahls LB1
aufgebracht wird, um die Höhenposition
des Werkstücks
basierend auf seinem reflektierten Licht zu detektieren, und die
Brennpunktpositions-Einstellmittel 71 basierend auf diesem
Detektionswert in der Laserstrahlbearbeitungsmaschine in der illustrierten
Ausbildung gesteuert bzw. geregelt werden, kann die Position des
Brennpunkts P des Bearbeitungspulslaserstrahls LB1 in Übereinstimmung
mit der Wellung des Werkstücks eingestellt
werden, ohne eine Zeitverzögerung
zu erzeugen. Daher kann ein Laserbearbeiten an einer Position parallel
zur Oberfläche
des Werkstücks durchgeführt werden.