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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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Aus der
US 2005/0236381 A1 geht eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine hervor, die mit einem Einspanntisch zum Halten eines plattenförmigen Werkstücks, einer Laserstrahlquelle sowie einer Strahloptik zum Konvergieren eines Laserstrahls ausgestattet ist. Außerdem sind dort zwischen der Laserstrahlquelle und der Strahloptik Brennpunktpositions-Einstellmittel vorgesehen. Ferner verfügt diese Laserstrahlbearbeitungsmaschine über Höhenpositions-Detektionsmittel sowie eine Steuereinrichtung zum Steuern oder Regeln der Brennpunktpositions-Einstellmittel basierend auf einem Detektionssignal der Höhenpositions-Detektionsmittel. Das Höhenpositions-Detektionsmittel umfasst einen Laser zum Emittieren eines Detektionslaserstrahls, dessen Wellenlänge sich von der Wellenlänge des von der Laserstrahlquelle emittierten Laserstrahls unterscheidet.
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Der
DE 20 26 970 C3 ist eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine entnehmbar, bei der ein Teil eines Bearbeitungsstrahls an der Oberfläche eines Werkstücks reflektiert und mittels eines ersten Strahlteilers als Messstrahlung aus dem Strahlengang des Bearbeitungsstrahls ausgekoppelt wird. Ferner ist in Strahlrichtung nach dem ersten Strahlteiler ein zweiter Strahlteiler angeordnet, der die Messstrahlung in zwei Strahlpfade aufteilt, wobei sich dort in einem ersten Strahlpfad eine erste Lichtempfangsvorrichtung und in einem zweiten Strahlpfad eine zweite Lichtempfangsvorrichtung sowie Lichtempfangsbereich-Beschränkungsmittel bestehend aus einer Blende und einer Zylinderlinse befinden. Außerdem sind Regelmittel vorgesehen, mittels der aus einem Vergleich der Lichtmengen, die von den beiden Lichtempfangsvorrichtungen erfasst werden, ein Brennpunkteinstellmittel entsprechend geregelt wird.
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Schließlich ist aus der
US 2003/0183744 A1 eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine bekannt, bei der ein Bandpassfilter vorgesehen ist, welches lediglich reflektiertes Licht entsprechend der Wellenlänge eines Detektionslaserstrahls durchlässt.
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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 werden, 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 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 Laserstrahlaufbringeinheits-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 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 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 Laserstrahls, 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 konvexen 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.
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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 Winkeleinstell-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.
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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 werden, 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 oszilliert 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, entsprechend 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.
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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 52 ist größer als der obige Bereich S1. Das reflektierte Licht von dem Bereich 52 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 52, 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 52 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 Detektionslaserstrahls 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.
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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.
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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 6 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 XI 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.
