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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung
zum Ausbilden einer Laserstrahl-bearbeiteten Öffnung in
einem Werkstück, wie zum Beispiel einem Halbleiterwafer.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Bei
dem Halbleiterbauelement-Herstellungsverfahren sind mehrere Bereiche
auf einer Vorderseitenoberfläche eines im Wesentlichen
runden scheibenförmigen Halbleiterwafers durch als Straßen
bezeichnete geplante Trennlinien abgegrenzt und Bauelemente, wie
zum Beispiel ICs (integrierte Schaltungen) und LSIs in den so abgegrenzten
Bereichen ausgebildet. Dann wird der Halbleiterwafer entlang der
Straßen geschnitten, um die Bereiche mit den darin vorgesehenen
Bauelementen zu trennen, wodurch einzelne Halbleiterchips hergestellt
werden.
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Um
kleinere Vorrichtungsgrößen und höhere
Funktionalitäten zu realisieren, wurde in der Praxis eine Modulstruktur
verwendet, bei der mehrere Bauelemente gestapelt sind und an den
gestapelten Bauelementen vorgesehene Anschlussflecken (bonding pads)
verbunden sind. Die Modulstruktur weist eine Konfiguration auf,
bei welcher der Halbleiterwafer mit Durchgangslöchern (Kontaktlöchern)
an Positionen, an denen die Anschlussflecken vorgesehen sind, ausgebildet
ist und die Durchgangslöcher (Kontaktlöcher) mit
einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel Aluminium,
zur Verbindung mit den Anschlussflecken gefüllt sind (siehe
zum Beispiel das offengelegte
japanische
Patent Nr. 2003-163323 ).
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Die
wie oben beschrieben in dem Halbleiterwafer vorgesehenen Durchgangslöcher
(Kontaktlöcher) wurden durch einen Bohrer ausgebildet.
Jedoch weisen die in dem Halbleiterwafer ausgebildeten Durchgangslöcher
(Kontaktlöcher) einen kleinen Durchmesser von 90 bis 300
nm auf und führt das Ausbilden der Löcher (Bohrungen)
durch Bohren deshalb zu einer geringen Ertragsfähigkeit.
Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Bohrungsverfahren
für einen Wafer vorgeschlagen, bei dem ein Wafer, bei dem
mehrere Bauelemente an der Vorderseitenoberfläche eines
Substrats ausgebildet sind und Anschlussflecken an den Bauelementen
ausgebildet sind, mit einem gepulsten Lasterstrahl von der Rückseite
des Substrats aus bestrahlt wird, wodurch Kontaktlöcher,
welche die Anschlussflecken erreichen, effizient ausgebildet werden
(siehe zum Beispiel offengelegtes
japanisches
Patent Nr. 2007-67082 ).
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Indessen
ist es, falls die die Anschlussflecken erreichenden Kontaktlöcher
durch Bestrahlung mit einem gepulsten Laserstrahl von der Rückseite
des Substrats aus ausgebildet werden, schwierig, die Bestrahlung
mit dem gepulsten Laserstrahl zu dem Zeitpunkt zu stoppen, wenn
die in dem Substrat ausgebildeten Kontaktlöcher gerade
die Anschlussflecken erreicht haben. Als Folge besteht ein Problem
dahingehend, dass unter der Bestrahlung mit dem gepulsten Laserstrahl
die Anschlussflecken geschmolzen und Löcher in den Anschlussflecken
ausgebildet werden können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen,
mit der Anschlussflecken erreichende Kontaktlöcher in einem
Substrat eines Wafers ausgebildet werden können, ohne Löcher
in den Anschlussflecken auszubilden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung
bereitgestellt, die beinhaltet: einen Einspanntisch zum Halten eines
Wafers; ein Laserstrahlbestrahlungsmittel zum Bestrahlen des auf
dem Einspanntisch gehaltenen Wafers mit einem gepulsten Laserstrahl;
ein Plasmaerfassungsmittel, das ein Plasmaempfangsmittel zum Empfangen
des Lichts eines Plasmas, das durch Bestrahlung des Werkstücks
mit dem von dem Laserstrahlbestrahlungsmittel abgestrahlten Laserstrahl
erzeugt wird, und ein Spektrumanalysemittel zum Analysieren des
Spektrums des durch das Plasmaempfangsmittel empfangenen Plasmas
beinhaltet; und ein Steuermittel zum Bestimmen des Materials des
Werkstücks auf der Grundlage eines Spektrumsanalysesignals
von dem Spektrumsanalysemittel des Plasmaerfassungsmittels und zum
Steuern des Laserstrahlbestrahlungsmittels.
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Vorzugsweise
beinhaltet das Spektrumsanalysemittel ein Spektroskop, durch welches
das durch das Plasmaempfangsmittel geführte Plasmalicht
in ein Spektrum gebeugt oder geteilt wird, und ein Wellenlängenmessinstrument
zum Messen von Wellenlängen des durch Beugung durch das
Spektroskop erhaltenen Spektrums.
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Außerdem
beinhaltet das Spektrumsanalysemittel vorzugsweise ein Spektroskop,
durch welches das durch das Plasmaempfangsmittel geführte
Plasmalicht in ein Spektrum gebeugt wird, und einen ersten Fotodetektor
und einen zweiten Fotodetektor, die jeweils an Positionen einer
ersten festgelegten Wellenlänge und einer zweiten festgelegten
Wellenlänge in dem durch Beugung durch das Spektroskop
erhaltenen Spektrum angeordnet sind.
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Außerdem
beinhaltet das Spektrumsanalysemittel vorzugsweise einen Strahlteiler,
durch den das durch das Plasmaempfangsmittel geführte Plasmalicht
in einen ersten optischen Weg und einen zweiten optischen Weg geteilt
wird, einen ersten Bandpassfilter, der in dem ersten optischen Weg
angeordnet ist und es dem Licht bei einer ersten festgelegten Wellenlänge
erlaubt, durch diesen hindurchzutreten, einen ersten Fotodetektor
zum Erfassen des Lichts, das durch den ersten Bandpassfilter getreten
ist, einen zweiten Bandpassfilter, der in dem zweiten optischen
Weg angeordnet ist und es dem Licht bei einer zweiten festgelegten
Wellenlänge erlaubt, durch diesen hindurchzutreten, und
einen zweiten Fotodetektor zum Erfassen des Lichts, das durch den
zweiten Bandpassfilter getreten ist.
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Bei
der Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung sind das Plasmaerfassungsmittel, welches
das Plasmaempfangsmittel zum Empfangen eines durch Bestrahlung eines
Werkstücks mit einem gepulsten Laserstrahl von dem Laserstrahlbestrahlungsmittel
erzeugten Plasmas und ein Spektrumsanalysemittel zum Analysieren
des Spektrums des durch das Plasmaempfangsmittel empfangenen Plasmas und
das Steuermittel, welches das Material des Werkstücks auf
der Grundlage eines Spektrumsanalysesignals von dem Spektrumsanalysemittel
des Plasmaerfassungsmittels bestimmt und das Laserstrahlbestrahlungsmittel
steuert, vorgesehen. Deshalb ist es, zum Beispiel wenn das Substrat
eines auf der Vorderseite mit Anschlussflecken versehenen Wafers
mit einem Laserstrahl von der Rückseite aus bestrahlt wird,
um so das Substrat mit Laserstrahl-bearbeiteten Löchern
zu versehen, welche die Anschlussflecken erreichen, möglich,
auf der Grundlage des Spektrumsanalysesignals von dem Spektrumsanalysemittel
zu erfassen, dass die in dem Substrat ausgebildeten Laserstrahl-bearbeiteten
Löcher gerade die Anschlussflecken erreicht haben. Deshalb kann
die Bestrahlung des Wafers mit dem Laserstrahl bei Erfassung des
Erreichens der Anschlussflecken durch die Laserstrahl-bearbeiteten
Löcher gestoppt werden und dementsprechend verhindert werden,
dass die Anschlussflecken schmelzen, was die Ausbildung von Löchern
zur Folge hätte.
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Die
obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung und die Art und Weise, diese zu realisieren, wird offenkundiger
werden und die Erfindung selbst wird am besten verstanden werden,
indem die folgende Beschreibung und die angefügten Ansprüche
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die einige bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung zeigen, studiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung,
die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut
ist;
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2 ist
ein Blockdiagramm eines Laserstrahlbestrahlungsmittels, mit dem
die in 1 gezeigte Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung
ausgestattet ist;
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3 ist
ein Blockdiagramm eines Plasmaempfangsmittels, mit dem die in 1 gezeigte
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung ausgestattet ist;
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine weitere Ausführungsform eines
Spektrumsanalysemittels zeigt, das einen Teil des in 3 gezeigten
Plasmaempfangsmittels bildet;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine weitere Ausführungsform des
Spektrumsanalysemittels zeigt, das einen Teil des in 3 gezeigten
Plasmaempfangsmittels bildet;
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6 ist
eine Draufsicht eines Halbleiterwafers als eines Wafers;
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7 ist
eine Draufsicht, die in vergrößerter Form einen
Teil des in 6 gezeigten Halbleiterwafers zeigt;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Zustand zeigt, bei dem der
in 6 gezeigte Halbleiterwafer auf die Oberfläche
eines an einem ringförmigen Rahmen angebrachten Schutztapes
gehaftet ist;
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9 veranschaulicht
die Relation des in 6 gezeigten Halbleiterwafers
mit Koordinaten in dem Zustand, in dem dieser an einer vorgegebenen
Position auf einem Einspanntisch der in 1 gezeigten
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung gehalten wird;
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10A und 10B veranschaulichen
einen Bohrungsschritt, der durch Verwendung der in 1 gezeigten
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird; und
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11A und 11B veranschaulichen
einen Bohrungsschritt, der durch Verwendung der in 1 gezeigten
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
wird nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform der gemäß der
vorliegenden Erfindung aufgebauten Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung
ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische
Ansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebauten Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung. Die in 1 gezeigte
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung beinhaltet: eine ortsfeste Basis 2;
einen Einspanntischmechanismus 3 zum Halten eines Werkstücks,
der so auf der ortsfesten Basis 2 angeordnet ist, dass
er in einer durch Pfeil X angezeigten Bearbeitungszuführrichtung
(X-Achsenrichtung) bewegbar ist; einen Laserstrahlbestrahlungseinheits-Haltemechanismus 4,
der so auf der ortsfesten Basis 2 angeordnet ist, dass
er in einer durch Pfeil Y angezeigten Teilungszuführrichtung
(Y-Achsenrichtung) senkrecht zu der durch Pfeil X angezeigten Richtung
(X-Achsenrichtung) bewegbar ist; und eine Laserstrahlbestrahlungseinheit 5,
die so auf dem Laserstrahlbestrahlungseinheits-Haltemechanismus 4 angeordnet ist,
dass sie in einer durch Pfeil Z angezeigten Richtung (Z-Achsenrichtung)
bewegbar ist.
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Der
Einspanntischmechanismus 3 beinhaltet: ein Paar von Führungsschienen 31, 31,
die parallel entlang der durch Pfeil X angezeigten Bearbeitungszuführrichtung
(X-Achsenrichtung) auf der ortsfesten Basis 2 angeordnet
sind; einen ersten Schiebeblock 32, der so auf den Führungsschienen 31, 31 angeordnet
ist, dass er in der durch Pfeil X angezeigten Bearbeitungszuführrichtung
(X-Achsenrichtung) bewegbar ist; einen zweiten Schiebeblock 33,
der so auf dem ersten Schiebeblock 32 angeordnet ist, dass
er in der durch Pfeil Y angezeigten Teilungszuführrichtung
(Y-Achsenrichtung) bewegbar ist; einen Abdecktisch 35,
der durch ein hohles zylindrisches Element 34 auf dem zweiten
Schiebeblock 33 gehalten wird; und einen Einspanntisch 36 als ein Werkstückhaltemittel.
Der Einspanntisch 36 weist eine aus einem porösen
Material gebildete Ansaugeinspannvorrichtung 361 auf und
ein Werkstück, wie zum Beispiel ein runder scheibenförmiger
Halbleiterwafer, wird auf der Ansaugeinspannvorrichtung 361 durch
ein Ansaugmittel (nicht gezeigt) gehalten. Der so aufgebaute Einspanntisch 36 wird
durch einen innerhalb des zylindrischen Elements 34 angeordneten
Pulsmotor (nicht gezeigt) gedreht. Im Übrigen ist der Einspanntisch 36 mit
Klammern 362 zum Befestigen eines ringförmigen
Rahmens, der später beschrieben wird, versehen.
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Der
erste Schiebeblock 32 ist an seiner unteren Oberfläche
mit einem Paar geführter Kerben 321, 321 versehen,
in die das Paar von Führungsschienen 31, 31 eingepasst
wird, und an seiner oberen Oberfläche mit einem Paar von
Führungsschienen 322, 322 versehen, die
parallel entlang der durch Pfeil Y angezeigten Teilungszuführrichtung
(Y-Achsenrichtung) ausgebildet sind. Der so aufgebaute erste Schiebeblock 32 kann
in der durch Pfeil X angezeigten Bearbeitungszuführrichtung
(X-Achsenrichtung) entlang des Paars von Führungsschienen 31, 31 bewegt
werden, wenn die geführten Kerben 321, 321 mit
dem Paar von Führungsschienen 31, 31 in
Eingriff sind. Der Einspanntischmechanismus 3 der in der
Figur gezeigten Ausführungsform weist ein Bearbeitungszuführmittel 37 zum
Bewegen des ersten Schiebeblocks 32 in der durch Pfeil
X angezeigten Bearbeitungszuführrichtung (X-Achsenrichtung)
entlang des Paars von Führungsschienen 31, 31 auf.
Das Bearbeitungszuführmittel 37 beinhaltet einen
männlichen Schraubenstab 371, der zwischen dem
Paar von Führungsschienen 31 und 31 und
parallel zu diesem angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie
zum Beispiel einen Pulsmotor 372, zum Antreiben des männlichen
Schraubenstabs 371, so dass dieser sich dreht. Ein Ende des
männlichen Schraubenstabs 371 wird drehbar auf
einem an der ortsfesten Basis 2 befestigten Lagerblock 373 gehalten
und das andere Ende des männlichen Schraubenstabs 371 ist
auf leistungsübertragende Weise mit einem Ausgabeschaft
des Pulsmotors 372 verbunden. Im Übrigen ist der
männliche Schraubenstab 371 in Schraubeneingriff
mit einem durchgehenden weiblichen Schraubenloch, das in einem weiblichen
Schraubenblock (nicht gezeigt) ausgebildet ist, der hervorstehend
an einer unteren Oberfläche eines zentralen Teils des ersten
Schiebeblocks 32 vorgesehen ist. Deshalb wird, wenn der
männliche Schraubenstab 371 so durch den Pulsmotor 372 angetrieben
wird, dass er sich normal und umgekehrt dreht, der erste Schiebeblock 32 in
der durch Pfeil X angezeigten Bearbeitungszuführrichtung
(X-Achsenrichtung) entlang der Führungsschienen 31, 31 bewegt.
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Die
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung der in der Figur gezeigten Ausführungsform
weist ein X-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittel 374 zum
Erfassen des Bearbeitungszufuhrbetrags, oder der Position in der
X-Achsenrichtung, des Einspanntischs 36 auf. Das X-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittel 374 beinhaltet
eine entlang der Führungsschiene 31 angeordnete
lineare Skala 374a und einen Lesekopf 374b, der
auf dem ersten Schiebeblock 32 angeordnet ist und entlang
der linearen Skala 374a zusammen mit dem ersten Schiebeblock 32 bewegt
wird. Der Lesekopf 374b des X-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittels 374 der
in der Figur gezeigten Ausführungsform schickt ein Pulssignal,
das einen Puls pro 1 μm Zufuhr enthält, zu dem
Steuermittel, das später beschrieben wird. Dann zählt
das später beschriebene Steuermittel die in dem darin eingegebenen
Pulssignal enthaltenen Pulse, um dadurch den Bearbeitungszufuhrbetrag,
oder die Position in der X-Achsenrichtung, des Einspanntischs 36 zu
erfassen.
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Im Übrigen
kann, falls der Pulsmotor 372 als die Antriebsquelle des
Bearbeitungszuführmittels 37 verwendet wird, der
Bearbeitungszufuhrbetrag, oder die Position in der X-Achsenrichtung,
des Einspanntischs 36 auch durch Zählen der Antriebspulse
in dem Steuermittel (später beschrieben) erfasst werden,
das ein Antriebssignal an den Pulsmotor 372 ausgibt. Außerdem
kann, falls ein Servomotor als die Antriebsquelle des Bearbeitungszuführmittels 37 verwendet
wird, der Bearbeitungszufuhrbetrag, oder die Position in der X-Achsenrichtung,
des Einspanntischs 36 auch durch ein Verfahren erfasst
werden, bei dem ein von einem Drehwertgeber zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit
(der Anzahl von Umdrehungen) des Servomotors ausgegebenes Pulssignal
an das Steuermittel (später beschrieben) geschickt wird
und das Steuermittel die in dem darin eingegebenen Pulssignal enthaltenen
Pulse zählt.
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Der
zweite Schiebeblock 33 ist an seiner unteren Oberfläche
mit einem Paar geführter Kerben 331, 331 versehen,
in die das an der oberen Oberfläche des ersten Schiebeblocks 32 vorgesehene
Paar von Führungsschienen 322, 322 eingepasst
wird, und kann in der durch Pfeil Y angezeigten Teilungszuführrichtung (Y-Achsenrichtung)
bewegt werden, wenn seine geführten Kerben 331, 331 mit
dem Paar von Führungsschienen 322, 322 in
Eingriff sind. Der Einspanntischmechanismus 3 der in der
Figur gezeigten Ausführungsform weist ein erstes Teilungszuführmittel 38 zum
Bewegen des zweiten Schiebeblocks 33 in der durch Pfeil
Y angezeigten Teilungszuführrichtung (Y-Achsenrichtung)
entlang des auf dem ersten Schiebeblocks 32 vorgesehenen
Paars von Führungsschienen 322, 322 auf.
Das erste Teilungszuführmittel 38 beinhaltet einen
männlichen Schraubenstab 381, der zwischen dem
Paar von Führungsschienen 322 und 322 und
parallel zu diesem angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie
zum Beispiel ein Pulsmotor 382 zum Antreiben des männlichen Schraubenstabs 381,
so dass dieser sich dreht. Ein Ende des männlichen Schraubenstabs 381 wird
drehbar auf einem an einer oberen Oberfläche des ersten
Schiebeblocks 32 befestigten Lagerblock 383 gehalten
und das andere Ende des männlichen Schraubenstabs 381 ist
auf leistungsübertragende Weise mit einem Ausgabeschaft
des Pulsmotors 382 verbunden. Im Übrigen ist der
männliche Schraubenstab 381 in Schraubeneingriff
mit einem durchgehenden weiblichen Schraubenloch, das in einem weiblichen
Schraubenblock (nicht gezeigt) ausgebildet ist, der hervorstehend
an einer unteren Oberfläche eines zentralen Teils des zweiten
Schiebeblocks 33 vorgesehen ist. Deshalb wird, wenn der
männliche Schraubenstab 381 durch den Pulsmotor 382 so
angetrieben wird, dass er sich normal und umgekehrt dreht, der zweite
Schiebeblock 33 in der durch Pfeil Y angezeigten Teilungszuführrichtung
(Y-Achsenrichtung) entlang der Führungsschienen 322, 322 bewegt.
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Die
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung der in der Figur gezeigten Ausführungsform
weist ein Y-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittel 384 zum
Erfassen des Teilungszufuhrbetrags, oder der Position in der Y-Achsenrichtung,
des zweiten Schiebeblocks 33 auf. Das Y-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittel 384 beinhaltet
eine parallel zu der Führungsschiene 322 angeordnete
lineare Skala 384a und einen Lesekopf 384b, der
auf dem zweiten Schiebeblock 33 angeordnet ist und entlang
der linearen Skala 384a zusammen mit dem zweiten Schiebeblock 33 bewegt
wird. Der Lesekopf 384b des Y-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittels 384 der
in der Figur gezeigten Ausführungsform schickt ein Pulssignal,
das einen Puls pro 1 μm Zufuhr enthält, an das
Steuermittel, das später beschrieben wird. Dann zählt
das später beschriebene Steuermittel die in dem darin eingegebenen
Pulssignal enthaltenen Pulse, um dadurch den Teilungszufuhrbetrag, oder
die Position in der Y-Achsenrichtung, des Einspanntischs 36 zu
erfassen.
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Im Übrigen
kann, falls der Pulsmotor 382 als die Antriebsquelle des
Teilungszuführmittels 38 verwendet wird, der Teilungszufuhrbetrag,
oder die Position in der Y-Achsenrichtung, des Einspanntischs 36 auch durch
Zählen von Antriebspulsen in dem Steuermittel (später
beschrieben) erfasst werden, das ein Antriebssignal an den Pulsmotor 382 ausgibt.
Außerdem kann, falls ein Servomotor als die Antriebsquelle
des ersten Teilungszuführmittels 38 verwendet
wird, der Teilungszufuhrbetrag, oder die Position in der Y-Achsenrichtung, des
Einspanntischs 36 auch durch ein Verfahren erfasst werden,
bei dem ein von einem Drehwertgeber zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit
(der Anzahl von Umdrehungen) des Servomotors ausgegebenes Pulssignal an
das Steuermittel (später beschrieben) geschickt wird und
das Steuermittel die in dem darin eingegebenen Pulssignal enthaltenen
Pulse zählt.
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Der
Laserstrahlbestrahlungseinheits-Haltemechanismus 4 beinhaltet
ein Paar von Führungsschienen 41, 41,
die parallel entlang der durch Pfeil Y angezeigten Teilungszuführrichtung
(Y-Achsenrichtung) angeordnet sind, und eine bewegbare Halterungsbasis 42,
die so auf den Führungsschienen 41, 41 angeordnet
ist, dass sie in der durch Pfeil Y angezeigten Richtung bewegbar
ist. Die bewegbare Halterungsbasis 42 beinhaltet einen
bewegbaren Halterungsteil 421, der bewegbar auf den Führungsschienen 41, 41 angeordnet
ist, und einen Anbringungsteil 422, der an dem bewegbaren
Halterungsteil 421 angebracht ist. Der Anbringungsteil 422 ist
auf der einen Seitenoberfläche davon mit einem Paar von
Führungsschienen 423, 423 versehen, die
parallel sind und sich in der durch Pfeil Z angezeigten Richtung
(Z-Achsenrichtung) erstrecken. Der Laserstrahlbestrahlungseinheits-Haltemechanismus 4 weist
ein zweites Teilungszuführmittel 43 zum Bewegen
der bewegbaren Halterungsbasis 42 in der durch Pfeil Y
angezeigten Teilungszuführrichtung (Y-Achsenrichtung) entlang des
Paars von Führungsschienen 41, 41 auf.
Das zweite Teilungszuführmittel 43 beinhaltet
einen männlichen Schraubenstab 431, der zwischen
dem Paar von Führungsschienen 41, 41 und
parallel zu diesem angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie
zum Beispiel ein Pulsmotor 432, zum Antreiben des männlichen
Schraubenstabs 431, so dass dieser sich dreht. Ein Ende
des männlichen Schraubenstabs 431 wird drehbar
auf einem an der ortsfesten Basis 2 befestigten Lagerblock
(nicht gezeigt) gehalten und das andere Ende des männlichen Schraubenstabs 431 ist
in leistungsübertragender Weise mit einem Ausgabeschaft
des Pulsmotors 432 verbunden. Im Übrigen ist der
männliche Schraubenstab 431 in Schraubeneingriff
mit einem weiblichen Schraubenloch, das in einem weiblichen Schraubenblock
(nicht gezeigt) ausgebildet ist, der hervorstehend an einer unteren
Oberfläche eines zentralen Teils des bewegbaren Halterungsteils 421 vorgesehen
ist, das einen Teil der bewegbaren Halterungsbasis 42 bildet.
Deshalb wird, wenn der männliche Schraubenstab 431 durch
den Pulsmotor 432 so angetrieben wird, dass er sich normal
und umgekehrt dreht, die bewegbare Halterungsbasis 42 in
der durch Pfeil Y angezeigten Teilungszuführrichtung (Y-Achsenrichtung)
entlang der Führungsschienen 41, 41 bewegt.
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Die
Laserstrahlbestrahlungseinheit 5 beinhaltet einen Einheitshalter 51 und
ein an dem Einheitshalter 51 angebrachtes Laserstrahlbestrahlungsmittel 52.
Der Einheitshalter 51 ist mit einem Paar geführter
Kerben 511, 511 versehen, in die das an dem Anbringungsteil 422 vorgesehene
Paar von Führungsschienen 423, 423 schiebbar
eingepasst wird, und wird so gehalten, dass er in der durch Pfeil
Z angezeigten Richtung (Z-Achsenrichtung) bewegbar ist, wenn seine
geführten Kerben 511, 511 mit den Führungsschienen 423, 423 in
Eingriff sind.
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Die
Laserstrahlbestrahlungseinheit 5 weist ein Bewegungsmittel 53 zum
Bewegen des Einheitshalters 51 in der durch Pfeil Z angezeigten
Richtung (Z-Achsenrichtung) entlang des Paars von Führungsschienen 423, 423 auf.
Das Bewegungsmittel 53 beinhaltet einen männlichen
Schraubenstab (nicht gezeigt), der zwischen dem Paar von Führungsschienen 423, 423 angeordnet
ist, und eine Antriebsquelle, wie zum Beispiel einen Pulsmotor 532,
zum Antreiben des männlichen Schraubenstabs, so dass dieser
sich dreht. Wenn der männliche Schraubenstab (nicht gezeigt)
durch den Pulsmotor 532 so angetrieben wird, dass er sich
normal und umgekehrt dreht, werden der Einheitshalter 51 und
das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52 in der durch Pfeil Z
angezeigten Richtung (Z-Achsenrichtung) entlang der Führungsschienen 423, 423 bewegt.
Im Übrigen wird bei der in der Figur gezeigten Ausführungsform
das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52 nach oben bewegt,
wenn der Pulsmotor 532 so angetrieben wird, dass er sich
normal dreht, und das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52 nach
unten bewegt, wenn der Pulsmotor 532 so angetrieben wird,
dass er sich umgekehrt dreht.
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Das
Laserstrahlbestrahlungsmittel 52 beinhaltet ein hohles
zylindrisches Gehäuse 521, das im Wesentlichen
horizontal angeordnet ist, ein wie in 2 gezeigtes
Pulslaserstrahloszillationsmittel 6, das innerhalb des
Gehäuses 521 angeordnet ist, ein akustooptisches
Ablenkungsmittel 7, durch das ein durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszillierter
Laserstrahl in der Bearbeitungszuführrichtung (X-Achsenrichtung)
abgelenkt wird, und einen Kondensor 8, durch den ein auf
dem Einspanntisch 36 gehaltenes Werkstück mit
dem gepulsten Laserstrahl bestrahlt wird, der durch das akustooptische
Ablenkungsmittel 7 getreten ist.
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Das
Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 beinhaltet einen Pulslaserstrahloszillator 61,
der aus einem YAG-Laseroszillator oder einen YVO4-Laseroszillator
besteht, und ein daran angefügtes Wiederholungsfrequenz-Einstellmittel 62.
Der Pulslaserstrahloszillator 61 oszilliert einen gepulsten
Laserstrahl (LB) mit einer durch das Wiederholungsfrequenz-Einstellmittel 62 eingestellten
vorgegebenen Frequenz. Das Wiederholungsfrequenz-Einstellmittel 62 stellt
die Wiederholungsfrequenz des durch den Pulslaserstrahloszillator 61 oszillierten
gepulsten Laserstrahls ein.
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Das
akustooptische Ablenkungsmittel 7 beinhaltet: ein akustooptisches
Element 71, durch das der durch das Laserstrahloszillationsmittel 6 oszillierte
Laserstrahl (LB) in der Bearbeitungszuführrichtung (X-Achsenrichtung)
abgelenkt wird; einen RF-Oszillator 72 zum Erzeugen einer
auf das akustooptische Element 71 aufzubringenden RF (Hochfrequenz,
Radiofrequenz)-Welle; einen RF-Verstärker 73 zum
Verstärken der Leistung der durch den RF-Oszillator 72 erzeugten
RF und Aufbringen der verstärkten RF auf das akustooptische Element 71;
ein Ablenkungswinkelanpassmittel 74 zum Anpassen der Frequenz
der durch den RF-Oszillator 72 erzeugten RF; und ein Ausgabeanpassmittel 75 zum
Anpassen der Amplitude der durch den RF-Oszillator 72 erzeugten
RF. Das akustooptische Element 71 kann den Winkel der Ablenkung
des Laserstrahls gemäß der Frequenz der aufgebrachten
RF anpassen und die Ausgabe des Laserstrahls gemäß der
Amplitude der aufgebrachten RF anpassen.
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Im Übrigen
werden das Ablenkungswinkelanpassmittel 74 und das Ausgabeanpassmittel 75 durch
das Steuermittel gesteuert, das später beschrieben wird.
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Zusätzlich
weist das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52 der in der Figur
gezeigten Ausführungsform ein Laserstrahlabsorptionsmittel 76 zum
Absorbieren des durch das akustooptische Element 71 abgelenkten
Laserstrahls auf, wie durch die gestrichelte Linie in 2 angezeigt
ist, falls die RF mit der vorgegebenen Frequenz auf das akustooptische
Element 71 aufgebracht wird. Der Kondensor 8 ist
an der Spitze des Gehäuses 521 angebracht und
beinhaltet einen Richtungswechselspiegel 81, durch den
die Richtung des durch das akustooptische Ablenkungsmittel 7 abgelenkten
gepulsten Laserstrahls in eine Richtung nach unten abgeändert
wird, und eine Kondensorlinse 82 zum Verdichten des Laserstrahls,
dessen Richtung durch den Richtungswechselspiegel 81 verändert
wurde.
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Das
Pulslaserstrahlbestrahlungsmittel 52 der in den Figuren
gezeigten Ausführungsform ist wie oben beschrieben aufgebaut und
dessen Betrieb wird nachfolgend mit Bezug auf 2 beschrieben.
Falls eine Spannung von zum Beispiel 5 V an das Ablenkungswinkelanpassmittel 74 des
akustooptischen Ablenkungsmittels 7 von dem Steuermittel
(später beschrieben) angelegt wird und eine RF mit einer
5 V entsprechenden Frequenz auf das akustooptische Element 71 aufgebracht
wird, wird der durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszillierte
gepulste Laserstrahl wie durch die Strichpunktlinie in 2 angezeigt
abgelenkt, um an einem Konvergenzpunkt Pa konvergiert zu werden.
Zusätzlich wird, falls zum Beispiel eine Spannung von 10
V an das Ablenkungswinkelanpassmittel 74 von dem Steuermittel
(später beschrieben) angelegt wird und eine RF mit einer
10 V entsprechenden Frequenz auf das akustooptische Element 71 aufgebracht
wird, der durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszillierte
gepulste Laserstrahl wie durch die durchgezogene Linie in 2 angezeigt
abgelenkt, um an einem Konvergenzpunkt Pb konvergiert zu werden,
der von dem Konvergenzpunkt Pa um einen vorgegebenen Betrag entlang
der Bearbeitungszuführrichtung (X-Achsenrichtung) nach
links (in 2) verschoben ist.
-
Andererseits
wird, falls zum Beispiel eine Spannung von 15 V an das Ablenkungswinkelanpassmittel 74 von
dem Steuermittel (später beschrieben) angelegt wird und
eine RF mit einer 15 V entsprechenden Frequenz auf das akustooptische
Element 71 aufgebracht wird, der durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszilliert
gepulste Laserstrahl wie durch die zweigepunktete Strichpunktlinie
in 2 angezeigt abgelenkt, um an einem Konvergenzpunkt
Pc konvergiert zu werden, der von dem Konvergenzpunkt Pb um einen
vorgegebenen Betrag entlang der Bearbeitungszuführrichtung
(X-Achsenrichtung) zu der linken Seite hin (in 2) verschoben
ist. Außerdem wird, falls zum Beispiel eine Spannung von
0 V an das Ablenkungswinkelanpassmittel 74 des akustooptischen Ablenkungsmittels 7 von
dem Steuermittel (später beschrieben) angelegt wird und
eine RF mit einer 0 V entsprechenden Frequenz auf das akustooptische
Element 71 aufgebracht wird, der durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszillierte
gepulste Laserstrahl zu dem Laserstrahlabsorptionsmittel 76 geführt,
wie durch die gestrichelte Linie in 2 angezeigt
ist. Deshalb wird der durch das akustooptische Element 71 abgelenkte
Laserstrahl in der Bearbeitungszuführrichtung (X-Achsenrichtung)
entsprechend der an das Ablenkungswinkelanpassmittel 74 angelegten
Spannung abgelenkt.
-
Mit
erneutem Bezug auf 1 weist die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung
der in der Figur gezeigten Ausführungsform ein Plasmaerfassungsmittel 9 auf,
das an dem Einheitshalter 51 der Laserstrahlbestrahlungseinheit 5 angebracht
ist und ein durch Bestrahlung des Werkstücks mit dem von
dem Laserstrahlbestrahlungsmittel 52 abgestrahlten Laserstrahl
erzeugtes Plasma erfasst. Wie in 3 gezeigt
ist, beinhaltet das Plasmaerfassungsmittel 9 ein Plasmaempfangsmittel 91 zum
Empfangen des durch Bestrahlung des Werkstücks mit dem
durch den Kondensor 8 des Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 abgestrahlten
Laserstrahl erzeugten Plasmas und ein Spektrumsanalysemittel 92 zum
Analysieren des Spektrums des durch das Plasmaempfangsmittel 91 empfangenen
Plasmas. Das Plasmaempfangsmittel 91 beinhaltet ein Linsengehäuse 910, eine
innerhalb des Linsengehäuses 910 angeordnete Kondensorlinse 911 und
eine optische Faser 912, durch die das durch die Kondensorlinse 911 verdichtete
Plasmalicht zu dem Spektrumsanalysemittel 92 geführt
wird. Das auf diese Weise aufgebaute Plasmaempfangsmittel 91 funktioniert
so, dass das bei Bestrahlung des Werkstücks W mit dem durch
den Kondensor 8 des Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 abgestrahlten
Laserstrahl erzeugte Plasma durch die Kondensorlinse 911 verdichtet
wird und das durch die Kondensorlinse 911 verdichtete Plasmalicht
durch die optische Faser 912 zu dem Spektrumsanalysemittel 92 geführt
wird.
-
Das
Spektrumsanalysemittel 92 beinhaltet ein Spektroskop 921,
durch welches das durch die optische Faser 912 geführte
Plasmalicht in ein Spektrum gebeugt oder geteilt wird, und ein Wellenlängenmessinstrument 922 zum
Messen der Wellenlängen des durch Beugung oder Teilung
durch das Spektroskop 921 erhaltenen Spektrums. Das Wellenlängenmessinstrument 922 der
in der Figur gezeigten Ausführungsform besteht aus einem
CCD-Liniensensor, von dem ein der Lichtintensität des durch
die Beugung erhaltenen Spektrums entsprechendes Spannungssignal
an das Steuermittel (später beschrieben) geschickt wird.
Bei dem auf diese Weise aufgebauten Spektrumsanalysemittel 92 wird
das durch die optische Faser 912 geführte Plasmalicht durch
das Spektroskop 921 in ein Spektrum gebeugt. In dem so
durch Beugung durch das Spektroskop 921 erhaltenen Spektrum
weist das Spektrum von Silizium eine Wellenlänge von 386
nm und das Spektrum von Aluminium eine Wellenlänge von
395 nm auf. Im Übrigen ist die Beziehung zwischen dem das
Werkstück bildenden Material und der Wellenlänge
des Plasmas in einem Speicher in dem Steuermittel gespeichert, das später
beschrieben wird. Deshalb kann das später beschriebene
Steuermittel beurteilen, dass das Werkstück W, das mit
dem durch den Kondensor 8 des Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 abgestrahlten
Laserstrahl bearbeitet wird, aus Silizium ist, wenn die durch das
Wellenlängenmessinstrument 922 gemessene Wellenlänge des
Spektrums ungefähr 386 nm beträgt. In ähnlicher
Weise kann das Steuermittel beurteilen, dass das Werkstück
W, das mit dem durch den Kondensor 8 des Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 abgestrahlten
Laserstrahl bearbeitet wird, aus Aluminium ist, wenn die durch das
Wellenlängenmessinstrument 922 gemessene Wellenlänge
des Spektrums ungefähr 395 nm beträgt.
-
Nun
wird nachfolgend eine weitere Ausführungsform des Spektrumsanalysemittels
mit Bezug auf 4 beschrieben. Das in 4 gezeigte
Spektrumsanalysemittel 92a beinhaltet ein Spektroskop 921,
durch welches das durch die optische Faser 912 geführte
Plasmalicht in ein Spektrum gebeugt wird, und einen ersten Fotodetektor 923 und
einen zweiten Fotodetektor 924, wobei der erste Fotodetektor 923 und
der zweite Fotodetektor 924 Spektrumsanalysesignale an
das Steuermittel schicken, das später beschrieben wird.
Der erste Fotodetektor 923 ist an einer Position angeordnet,
bei der die Wellenlänge des durch Beugung durch das Spektroskop 921 erhaltenen
Spektrums zum Beispiel 386 nm beträgt, wohingegen der zweite
Fotodetektor 924 an einer Position angeordnet ist, bei
der die Wellenlänge des durch Beugung durch das Spektroskop 921 erhaltenen
Spektrums zum Beispiel 395 nm beträgt. Deshalb kann das
später beschriebene Steuermittel beurteilen, dass das Werkstück
W, das mit dem durch den Kondensor 8 des Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 abgestrahlten
Laserstrahl bearbeitet wird, aus Silizium ist, wenn das Spektrumsanalysesignal
darin von dem ersten Fotodetektor 923 eingegeben wird.
In ähnlicher Weise kann das Steuermittel beurteilen, dass
das Werkstück W, das mit dem durch den Kondensor 8 des
Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 abgestrahlten Laserstrahl bearbeitet
wird, aus Aluminium ist, wenn das Spektrumsanalysesignal darin von
dem zweiten Fotodetektor 924 eingegeben wird.
-
Nun
wird nachfolgend eine weitere Ausführungsform des Spektrumsanalysemittels
mit Bezug auf 5 beschrieben. Das in 5 gezeigte
Spektrumsanalysemittel 92b beinhaltet: einen Strahlteiler 927, durch
den das durch die optische Faser 912 geführte
Plasmalicht in einen ersten optischen Weg 925 und einen zweiten
optischen Weg 926 geteilt wird; einen ersten Bandpassfilter 928,
der in dem ersten optischen Weg 925 angeordnet ist und
es dem Licht mit einer ersten festgelegten Wellenlänge
von zum Beispiel 386 nm erlaubt, durch diesen hindurchzutreten;
einen ersten Fotodetektor 923 zum Erfassen des Lichts,
das durch den ersten Bandpassfilter 928 getreten ist; einen
zweiten Bandpassfilter 929, der in dem zweiten optischen
Weg 926 angeordnet ist und es dem Licht mit einer zweiten
festgelegten Wellenlänge von zum Beispiel 395 nm erlaubt, durch
diesen hindurchzutreten; und einen zweiten Fotodetektor 924 zum
Erfassen des Lichts, das durch den zweiten Bandpassfilter 929 getreten
ist. Der erste Fotodetektor 923 und der zweite Fotodetektor 924 schicken Spektrumsanalysesignale
zu dem Steuermittel, das später beschrieben wird. Das auf
diese Weise aufgebaute Spektrumsanalysemittel 92b funktioniert
so, dass von dem durch die optische Faser 912 geführten
Plasmalicht nur das Licht mit einer Wellenlänge von 386
nm durch den ersten Bandpassfilter 928 tritt, um durch
den ersten Fotodetektor 923 erfasst zu werden, und dass
von dem durch die optische Faser 912 geführten
Plasmalicht nur das Licht mit einer Wellenlänge von 395
nm durch den zweiten Bandpassfilter 929 tritt, um durch
den zweiten Fotodetektor 924 erfasst zu werden. Deshalb
kann das später beschriebene Steuermittel beurteilen, dass das
Werkstück W, das mit dem durch den Kondensor 8 des
Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 abgestrahlten Laserstrahl
bearbeitet wird, aus Silizium ist, wenn das Spektrumsanalysesignal
darin von dem ersten Fotodetektor 923 eingegeben wird.
In ähnlicher Weise kann das Steuermittel beurteilen, dass
das Werkstück W, das mit dem durch den Kondensor 8 des
Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 abgestrahlten Laserstrahl
bearbeitet wird, aus Aluminium ist, wenn das Spektrumsanalysesignal
darin von dem zweiten Fotodetektor 924 eingegeben wird.
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Mit
erneutem Bezug auf 1 weist die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung
der in der Figur gezeigten Ausführungsform ein Bildaufnahmemittel 10 auf,
das an einem Vorderendteil des Gehäuses 521 angeordnet ist
und ein Bild eines Bearbeitungsbereichs aufnimmt, in dem eine Laserstrahlbearbeitung
durch das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52 durchzuführen
ist. Das Bildaufnahmemittel 10 beinhaltet, zusätzlich
zu einem gewöhnlichen Bildaufnahmeelement (CCD) zum Aufnehmen
von Bildern durch Verwendung sichtbarer Strahlen, ein Infrarotbestrahlungsmittel
zum Bestrahlen des Werkstücks mit infraroten Strahlen,
ein optisches System zum Einfangen der durch das Infrarotbestrahlungsmittel
abgestrahlten infraroten Strahlen, ein Bildaufnahmeelement (Infrarot-CCD)
zum Ausgeben eines elektrischen Signals, das den durch das optische
System eingefangenen infraroten Strahlen entspricht, usw. und schickt
ein Bildsignal des aufgenommenen Bilds an das Steuermittel, das
später beschrieben wird.
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Mit
erneutem Bezug auf 1 weist die Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung
der in der Figur gezeigten Ausführungsform ein Steuermittel 20 auf.
Das Steuermittel 20 ist so aufgebaut, dass ein Computer
verwendet wird, der einen Prozessor (CPU) 201 zum Durchführen
von Rechenprozessen gemäß einem Steuerprogramm, einen
Festspeicher (ROM) 202 zum Speichern des Steuerprogramms
u. dgl., einen lesbaren/schreibbaren Arbeitsspeicher (RAM) 203 zum
Speichern eines Steuerspeicherabbilds (später beschrieben),
von Designwertdaten des Werkstücks, der Ergebnisse von
Rechenprozessen usw., einen Zähler 204, eine Eingabeschnittstelle 205 und
eine Ausgabeschnittstelle 206 beinhaltet. Die Eingabeschnittstelle 205 des
Steuermittels 20 wird mit Erfassungssignalen von dem X-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittel 374,
dem Y-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittel 384, dem
Spektrumsanalysemittel 92 (92a, 92b),
dem Bildaufnahmemittel 10 usw. als Eingaben versorgt. Andererseits
werden Steuersignale von der Ausgabeschnittstele 206 des
Steuermittels 20 an den Pulsmotor 372, den Pulsmotor 382,
den Pulsmotor 432, den Pulsmotor 532, das Pulslaserstrahlbestrahlungsmittel 52,
ein Anzeigemittel 200 usw. ausgegeben. Im Übrigen
weist der Arbeitsspeicher (RAM) 203 einen ersten Speicherbereich 203a zum
Speichern der Beziehung zwischen dem das Werkstück bildenden Material
und der Wellenlänge des Plasmas, einen zweiten Speicherbereich 203b zum
Speichern der Designwertdaten des Wafers, der später beschrieben
wird, und andere Speicherbereiche auf.
-
Die
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung der in den Figuren gezeigten
Ausführungsform ist wie oben beschrieben aufgebaut und
deren Betrieb wird nachfolgend beschrieben. 6 zeigt
eine Draufsicht eines Halbleiterwafers 30 als eines einer
Laserstrahlbearbeitung zu unterziehenden Werkstücks. Der
in 6 gezeigte Halbleiterwafer 30 weist mehrere
Bereiche auf, die durch mehrere in einem Gittermuster auf einer
Vorderseitenoberfläche 300a eines Siliziumsubstrats 300 angeordnete
geplante Trennlinien 301 abgegrenzt sind, und Bauelemente 302,
wie zum Beispiel ICs (integrierte Schaltungen) und LSIs sind in
den so abgegrenzten Bereichen ausgebildet. Alle Bauelemente 302 weisen
die gleiche Konfiguration auf. Mehrere Anschlussflecken 303 (303a bis 303j)
sind auf der Oberfläche jedes Bauelements 302 ausgebildet,
wie in 7 gezeigt ist. Die Anschlussflecken 303 (303a bis 303j)
der in den Figuren gezeigten Ausführungsform sind aus Aluminium
gebildet. Im Übrigen weisen bei der in den Figuren gezeigten
Ausführungsform die Anschlussflecken 303a und 303f,
die Anschlussflecken 303b und 303g, die Anschlussflecken 303c und 303h,
die Anschlussflecken 303d und 303i und die Anschlussflecken 303e und 303j jeweils
die gleiche Position in der X-Achsenrichtung auf. Die mehreren Teile
der Anschlussflecken 303 (303a bis 303j)
sind von einer Rückseitenoberfläche 300b aus
mit bearbeiteten Löchern (Kontaktlöchern) versehen,
welche die Anschlussflecken 303 erreichen. Die Abstände
A in der X-Richtung (der Richtung von links nach rechts in 7)
der Anschlussflecken 303 (303a bis 303j)
auf jedem Bauelement 302 und die Abstände B zwischen
den Anschlussflecken der auf den Bauelementen 302 ausgebildeten
Anschlussflecken 303, die in der X-Richtung (der Richtung
von links nach rechts in 7) mit der geplanten Trennlinie 301 dazwischen
nebeneinander liegen, nämlich zwischen dem Anschlussfleck 303e und
dem Anschlussfleck 303a, sind bei der in den Figuren gezeigten Ausführungsform
so festgelegt, dass sie jeweils gleich groß sind.
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Zusätzlich
sind die Abstände C in der Y-Richtung (der vertikalen Richtung
in 7) der Anschlussflecken 303 (303a bis 303j)
auf jedem Bauelement 302 und die Abstände D zwischen
den Anschlussflecken der auf den Bauelementen 302 ausgebildeten
Anschlussflecken 303, die mit der geplanten Trennlinie 301 dazwischen
nebeneinander liegen, nämlich zwischen dem Anschlussfleck 300f und
dem Anschlussfleck 300a und zwischen dem Anschlussfleck 303j und
dem Anschlussfleck 303e, bei der in den Figuren gezeigten
Ausführungsform so festgelegt, dass sie jeweils gleich
groß sind. Die Designwertdaten betreffend die Anzahl der
in jeder der in 6 gezeigten Reihen E1 ... En
und jeder der in 6 gezeigten Spalten F1 ... Fn
angeordneten Bauelemente 302 sowie die Abstände
A, B, C, D und die X- und Y-Koordinaten der Bauelemente 302 mit
Bezug auf den wie oben beschrieben aufgebauten Halbleiterwafer 30 sind
in dem zweiten Speicherbereich 203b des Arbeitsspeichers
(RAM) 203 gespeichert.
-
Eine
Ausführungsform der Laserstrahlbearbeitung zum Ausbilden
Laserstrahl-bearbeiteter Löcher (Kontaktlöcher)
in den Teilen der Anschlussflecken 303 (303a bis 303j)
jeder der auf dem Halbleiterwafer 30 ausgebildeten Bauelemente 302 durch
Verwendung der oben beschriebenen Laserstrahlbestrahlungsvorrichtung
wird nun nachfolgend beschrieben. Wie in 8 gezeigt
ist, wird die Vorderseitenoberfläche 300a des Halbleiterwafers 30 an
ein Schutztape (Schutzband) 50 gehaftet, das aus einem
Blatt eines Kunstharzes, wie zum Beispiel Polyolefin, besteht und
an einem ringförmigen Rahmen 40 angebracht ist.
Deshalb ist die Rückseitenoberfläche 300b des
Halbleiterwafers 30 die obere Seite. Die dem Schutztape 50 zugewandte
Seite des so durch den ringförmigen Rahmen 40 über
das Schutztape 50 gehaltenen Halbleiterwafers 30 wird
an dem Einspanntisch 36 der in 1 gezeigten
Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung angebracht. Dann wird ein Ansaugmittel
(nicht gezeigt) betätigt, wodurch der Halbleiterwafer 30 durch
Ansaugen über das Schutztape 50 dazwischen an
dem Einspanntisch 36 gehalten wird. Deshalb wird der Halbleiterwafer 30 so
gehalten, dass dessen Rückseitenoberfläche 300b an
der oberen Seite liegt. Außerdem wird der ringförmige
Rahmen 40 durch die Klammern 362 befestigt.
-
Der
Einspanntisch 36 mit dem darauf wie oben beschrieben durch
Ansaugen gehaltenen Halbleiterwafer 30 wird durch das Bearbeitungszuführmittel 37 in
eine Position genau unterhalb des Bildaufnahmemittels 10 gebracht.
Wenn der Einspanntisch 36 in der Position genau unterhalb
des Bildaufnahmemittels 10 angeordnet ist, wird der Halbleiterwafer 30 auf
dem Einspanntisch 36 in der in 9 gezeigten
Koordinatenposition angeordnet. In diesem Zustand wird ein Ausrichtungsarbeitsschritt
durchgeführt, um zu überprüfen, ob die
in einem Gittermuster auf dem auf dem Einspanntisch 36 gehaltenen
Halbleiterwafer 30 ausgebildeten geplanten Trennlinien 301 jeweils
parallel zu der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung angeordnet
sind. Speziell wird durch das Bildaufnahmemittel 10 ein
Bild des auf dem Einspanntisch 36 gehaltenen Halbleiterwafers 30 aufgenommen
und eine Bildverarbeitung, wie zum Beispiel ein Musterabgleich,
ausgeführt, um den Ausrichtungsarbeitsschritt durchzuführen.
In diesem Fall ist die mit den geplanten Trennlinien 301 versehene
Vorderseitenoberfläche 300a des Halbleiterwafers 30 an
der unteren Seite angeordnet. Jedoch kann, da das Bildaufnahmemittel 10 das
Bildaufnahmemittel aufweist, das wie oben beschrieben das Infrarotbestrahlungsmittel und
das optische System zum Einfangen der infraroten Strahlen sowie
das Bildaufnahmeelement (Infrarot-CCD) zum Ausgeben eines elektrischen
Signals, das den so eingefangenen infraroten Strahlen entspricht, usw.
beinhaltet, ein Bild der geplanten Trennlinien 301 auf
der Seite der Rückseitenoberfläche 300b des
Halbleiterwafers 30 auf eine durchsichtige Weise aufgenommen
werden.
-
Als
nächstes wird der Einspanntisch 36 so bewegt,
dass das Bauelement 302 am ganz linken Ende in 9 der
obersten Linie E1 der auf dem Halbleiterwafer 30 ausgebildeten
Bauelemente 302 in die Position genau unterhalb des Bildaufnahmemittels 10 gebracht
wird. Dann wird ferner die Elektrode 303a an der linken oberen
Position in 9 der auf dem Bauelement 302 ausgebildeten
Elektroden 303 (303a bis 303j) in die Position
genau unterhalb des Bildaufnahmemittels 10 gebracht. Nachdem
die Elektrode 303a durch das Bildaufnahmemittel 10 in
diesem Zustand erfasst wurde, wird deren Koordinatenwert (a1) zu
dem Steuermittel 20 als ein erster Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwert
geschickt. Dann speichert das Steuermittel 20 diesen Koordinatenwert
(a1) in dem Arbeitsspeicher (RAM) 203 als den ersten Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwert
(Bearbeitungszufuhranfangspositions-Erfassungsschritt). In diesem
Fall wird, da das Bildaufnahmemittel 10 und der Kondensor 8 des
Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 mit einem vorgegebenen
Abstand in der X-Achsenrichtung angeordnet sind, der zu speichernde
X-Koordinatenwert durch Addieren des Abstands zwischen dem Bildaufnahmemittel 10 und
dem Kondensor 8 erhalten.
-
Nachdem
der erste Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwert (a1)
des Bauelements 302 in der obersten Linie E1 in 9 auf
diese Weise erfasst wurde, wird der Einspanntisch 36 einer
Teilungszufuhr in der Y-Achsenrichtung um den Abstand der geplanten
Trennlinien 301 unterzogen und in der X-Achsenrichtung
bewegt, wodurch das Bauelement 302 am ganz linken Ende
in der zweitobersten Linie E2 in 9 in die Position
genau unterhalb des Bildaufnahmemittels 10 gebracht wird.
Dann wird ferner die Elektrode 303a an der linken oberen
Position in 7 der auf dem Bauelement 302 ausgebildeten
Elektroden 303 (303a bis 303j) in die
Position genau unterhalb des Bildaufnahmemittels 10 gebracht.
Nachdem die Elektrode 303a durch das Bildaufnahmemittel 10 in
diesem Zustand erfasst wurde, wird deren Koordinate (a2) zu dem
Steuermittel 20 als ein zweiter Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwert
geschickt. Dann speichert das Steuermittel 20 diesen Koordinatenwert
(a2) in dem Arbeitsspeicher (RAM) 203 als den zweiten Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwert.
In diesem Fall sind das Bildaufnahmemittel 10 und der Kondensor 8 des Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 wie
oben beschrieben mit einem vorgegebenen Abstand in der X-Achsenrichtung
angeordnet und wird die zu speichernde X-Achsenkoordinate durch
Addieren des Abstands zwischen dem Bildaufnahmemittel 10 und
dem Kondensor 8 erhalten. Danach wiederholt das Steuermittel 20 die
Teilungszufuhr und den Bearbeitungszufuhranfangspositions-Erfassungsschritt,
bis die unterste Linie En in 9 auf diese
Weise behandelt wurde, um so die Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwerte
(a3 bis an) für die in den Linien ausgebildeten Bauelemente 302 zu
erfassen, und speichert die Koordinatenwerte in dem Arbeitsspeicher
(RAM) 203.
-
Als
nächstes wird ein Bohrungsschritt durchgeführt,
bei dem Laserstrahl-bearbeitete Löcher (Kontaktlöcher)
in jedes Teil der Elektroden 303 (303a bis 303j)
jedes der Bauelemente 302 des Halbleiterwafers 30 gebohrt
werden. Bei der Durchführung des Bohrungsschritts wird
zuerst das Bearbeitungszuführmittel 37 betätigt,
um den Einspanntisch 36 zu bewegen, wodurch ein Waferabschnitt,
der dem in dem Arbeitsspeicher (RAM) 203 gespeicherten
ersten Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwert (a1) entspricht,
in die Position genau unterhalb des Kondensors 8 des Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 gebracht
wird. Der Zustand, bei dem der Waferabschnitt, der dem ersten Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwert
(a1) entspricht, somit auf diese Weise in der Position genau unterhalb
des Kondensors 8 angeordnet ist, ist in 10A gezeigt. Beginnend von dem in 10A gezeigten Zustand steuert das Steuermittel 20 das
Bearbeitungszuführmittel 37 so, dass eine Bearbeitungszufuhr
des Einspanntischs 36 mit einer vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit
in der in 10A durch Pfeil X1 angezeigten
Richtung durchgeführt wird, und betätigt gleichzeitig
das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52, um einen gepulsten
Laserstrahl durch den Kondensor 8 abzustrahlen. Im Übrigen
wird der Konvergenzpunkt P des durch den Kondensor 8 abgestrahlten
gepulsten Laserstrahls auf einen Punkt in der Nähe der
Vorderseitenoberfläche 30a des Halbleiterwafers 30 eingestellt.
In diesem Fall gibt das Steuermittel 20 Steuersignale zum
Steuern des Ablenkungswinkelanpassmittels 74 und des Ausgabeanpassmittels 75 des
akustooptischen Ablenkungsmittels 7 auf der Grundlage der
Erfassungssignale von dem Lesekopf 374b des Bearbeitungszufuhrbetrags-Erfassungsmittels 374 aus.
-
Andererseits
gibt der RF-Oszillator 72 eine RF entsprechend Steuersignalen
von dem Ablenkungswinkelanpassmittel 74 und dem Ausgabeanpassmittel 75 aus.
Die Leistung der von dem RF-Oszillator 72 ausgegebenen
RF wird durch den RF-Verstärker 73 verstärkt
und die verstärkte RF wird auf das akustooptische Element 71 aufgebracht.
Als Folge lenkt das akustooptische Element 71 den durch
das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszillierten gepulsten
Laserstrahl von der in 2 durch die Strichpunktlinie
angezeigten Position zu der in 2 durch
die zweigepunktete Strichpunktlinie angezeigten Position ab und
passt die Ausgabe des durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszillierten
gepulsten Laserstrahls an. Folglich kann der Waferabschnitt, der
dem ersten Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwert (a1)
entspricht, mit dem gepulsten Laserstrahl mit einer vorgegebenen
Ausgabe bestrahlt werden.
-
Ein
Beispiel der Bearbeitungsbedingungen für den Bohrungsschritt
wird nun beschrieben.
| Lichtquelle: | LD
(Laderdioden)-angeregter Q-Schalter |
| Nd: | YVO4 |
| Wellenlänge: | 355
nm |
| Wiederholungsfrequenz: | 2
kHz |
| Pulsenergie: | 0,1
mJ |
| Konvergenzpunktsdurchmesser: | φ 10 μm |
-
Während
der Bohrungsschritt durchgeführt wird, betätigt
das Steuermittel 20 das Plasmaerfassungsmittel 9 und
wird mit einem Erfassungssignal von dem Spektrumsanalysemittel 92 (92a, 92b)
versorgt. Wenn das Spektrumsanalysemittel das in 3 gezeigte
Spektrumsanalysemittel 92 ist, bestimmt das Steuermittel 20,
falls die durch das Wellenlängenmessinstrument 922 gemessene
Wellenlänge des Spektrums 386 nm beträgt, dass
das Siliziumsubstrat 300 bearbeitet wird, und führt
den Bohrungsschritt fort.
-
Andererseits
bestimmt das Steuermittel 20, falls die durch das Wellenlängenmessinstrument 922 gemessene
Wellenlänge des Spektrums zu 395 nm geworden ist, dass
der aus Aluminium ausgebildete Anschlussfleck 303 bearbeitet
wurde; in diesem Fall legt das Steuermittel 20 eine Spannung
von 0 V an das Ablenkungswinkelanpassmittel 74 des akustooptischen
Ablenkungsmittels 7 an und bringt eine RF mit einer 0 V entsprechenden
Frequenz auf das akustooptische Element 71 auf, wodurch
der durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszillierte
gepulste Laserstrahl zu dem Laserstrahlabsorptionsmittel 76 geführt
wird, wie durch die gestrichelte Linie in 2 angezeigt
ist. Deshalb wird der gepulste Laserstrahl nicht auf den auf dem
Einspanntisch 36 gehaltenen Halbleiterwafer 30 abgestrahlt.
Daher wird bei Bestrahlung des Anschlussflecks 303 mit
einem Puls des Laserstrahls durch das Spektrumsanalysemittel 92 des
Plasmaerfassungsmittels 9 erfasst, dass der Anschlussfleck 303 bearbeitet
wurde, und die Bestrahlung des Anschlussflecks 303 mit
dem gepulsten Laserstrahl gestoppt und deshalb verhindert, dass
der Anschlussfleck 303 schmilzt, was die Ausbildung eines
Lochs zur Folge hätte. Folglich kann das Siliziumsubstrat 300 des
Halbleiterwafers 30 mit bearbeiteten Löchern 304 versehen
werden, welche die Anschlussflecken 303 erreichen, wie
in 10B gezeigt ist.
-
Im Übrigen
bestimmt, falls das Spektrumsanalysemittel das Spektrumsanalysemittel 92a oder
das Spektrumsanalysemittel 92b ist, die jeweils in 4 oder 5 angezeigt
sind, das Steuermittel 20, falls ein Spektrumsanalysesignal
von dem ersten Fotodetektor 923 des Spektrumsanalysemittels 92a oder
des Spektrumsanalysemittels 92b in das Steuermittel 20 eingegeben
wird, dass das Siliziumsubstrat 300 bearbeitet wird, und
führt den Bohrungsschritt fort. Andererseits bestimmt das
Steuermittel 20, falls ein Spektrumsanalysesignal von dem
zweiten Fotodetektor 924 eingegeben wird, dass der aus
Aluminium ausgebildete Anschlussfleck 303 bearbeitet wurde,
legt dann eine Spannung von 0 V an das Ablenkungswinkelanpassmittel 74 des
akustooptischen Ablenkungsmittels 7 an und bringt eine
RF mit einer 0 V entsprechenden Frequenz auf das akustooptische
Element 71 auf, wodurch der durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszillierte
gepulste Laserstrahl zu dem Laserstrahlabsorptionsmittel 76 geführt
wird, wie durch die gestrichelte Linie in 2 angezeigt
ist. Deshalb wird der gepulste Laserstrahl nicht auf den auf dem
Einspanntisch 36 gehaltenen Halbleiterwafer 30 abgestrahlt.
-
Andererseits
wird das Steuermittel 20 mit einem Erfassungssignal von
dem Lesekopf 374b des X-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittels 374 versorgt
und zählt die in dem Erfassungssignal enthaltenen Pulse
durch einen Zähler 204. Wenn die durch den Zähler 204 erhaltene
Zählung den Koordinatenwert des nächsten Anschlussflecks 303 erreicht
hat, steuert das Steuermittel 20 das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52,
um den Bohrungsschritt durchzuführen. Danach betätigt
das Steuermittel 20 auch jedes Mal, wenn die durch den
Zähler 204 erhaltene Zählung den Koordinatenwert
des Anschlussflecks 303 erreicht hat, das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52,
um den Bohrungsschritt auszuführen. Nachdem der Bohrungsschritt
an der Position der Elektrode 303e an dem ganz rechten
Ende in 10B der auf dem Bauelement 302 an
dem ganz rechten Ende in Linie E1 des Halbleiterwafers 30 ausgebildeten
Anschlussflecken 303 durchgeführt wurde, wie in 10B gezeigt ist, wird der Betrieb des Bearbeitungszuführmittels 37 gestoppt,
wodurch die Bewegung des Einspanntischs 36 gestoppt wird.
Als Folge ist das Siliziumsubstrat 300 des Halbleiterwafers 30 mit
den Laserstrahl-bearbeiteten Löchern 304 versehen,
die, wie in 10B gezeigt ist, die Anschlussflecken 303 erreichen.
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Als
nächstes steuert das Steuermittel 20 das erste
Teilungszuführmittel 38 so, dass eine Teilungszufuhr
des Kondensors 8 des Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 in
der Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Blatts in 10B durchgeführt wird. Andererseits wird
das Steuermittel 20 mit einem Erfassungssignal von dem
Lesekopf 384b des Y-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittels 384 versorgt
und zählt die in dem Erfassungssignal enthaltenen Pulse
durch einen Zähler 204. Wenn die durch den Zähler 204 erhaltene
Zählung einen Wert erreicht hat, der dem Abstand C der
Anschlussflecken 303 in der Y-Achsenrichtung in 7 entspricht,
wird der Betrieb des ersten Teilungszuführmittels 38 gestoppt,
wodurch die Teilungszufuhr des Kondensors 8 des Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 gestoppt
wird. Folglich ist der Kondensor 8 in der Position genau
oberhalb der Elektrode 303j (siehe 7) angeordnet,
die dem Anschlussfleck 303e gegenüberliegt. Dieser
Zustand ist in 11A gezeigt.
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In
dem in 11A gezeigten Zustand steuert
das Steuermittel 20 das Bearbeitungszuführmittel 37 so, dass
eine Bearbeitungszufuhr des Einspanntischs 36 mit einer
vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit in der in 11A durch Pfeil X2 angezeigten Richtung durchgeführt
wird, und betätigt gleichzeitig das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52, um
den Bohrungsschritt durchzuführen. Dann zählt
das Steuermittel 20 die in dem Erfassungssignal von dem
Lesekopf 374b des X-Achsenrichtungspositions-Erfassungsmittels 374 enthaltenen
Pulse durch den Zähler 204, wie oben beschrieben
wurde, und jedes Mal, wenn die Zählung einen Wert erreicht
hat, der dem Anschlussfleck 303 entspricht, betätigt
das Steuermittel 20 das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52,
um den Bohrungsschritt durchzuführen. Nachdem der Bohrungsschritt
an der Position des auf dem Bauelement 302 an dem ganz
rechten Ende in Linie E1 des Halbleiterwafers 30 ausgebildeten
Anschlussflecks 303f wie in 11B gezeigt
durchgeführt wurde, wird der Betrieb des Bearbeitungszuführmittels 37 gestoppt, wodurch
die Bewegung des Einspanntischs 36 gestoppt wird. Folglich
ist das Siliziumsubstrat 300 des Halbleiterwafers 30 mit
den Laserstrahl-bearbeiteten Löchern 304 auf der
Rückseite der Anschlussflecken 303 versehen, wie
in 11B gezeigt ist.
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Nachdem
die Laserstrahl-bearbeiteten Löcher 304 auf der
Rückseite der auf den Bauelementen 302 in Linie
E1 des Halbleiterwafers 30 ausgebildeten Elektroden 303 auf
die oben beschriebene Weise ausgebildet wurden, betätigt
das Steuermittel 20 das Bearbeitungszuführmittel 37 und
das erste Teilungszuführmittel 38 so, dass der
Abschnitt der auf den Bauelementen 302 in Linie E2 des
Halbleiterwafers 30 ausgebildeten Anschlussflecken 303,
der dem in dem Arbeitsspeicher (RAM) 203 gespeicherten
zweiten Bearbeitungszufuhranfangspositions-Koordinatenwert (a2)
entspricht, in die Position genau unterhalb des Kondensors 8 des
Laserstrahlbestrahlungsmittels 52 gebracht wird. Dann steuert
das Steuermittel 20 das Laserstrahlbestrahlungsmittel 52 sowie
das Bearbeitungszuführmittel 37 und das erste
Teilungszuführmittel 38 so, dass der Bohrungsschritt
an der Rückseite der auf den Bauelementen 302 in
Linie E2 des Halbleiterwafers 30 ausgebildeten Anschlussflecken 303 durchgeführt
wird. Danach wird der Bohrungsschritt auch auf der Rückseite
der auf den Bauelementen 302 in Linien E3 bis En des Halbleiterwafers 30 ausgebildeten
Anschlussflecken 303 durchgeführt. Als Folge ist
das Siliziumsubstrat 300 des Halbleiterwafers 30 mit
den Laserstrahl-bearbeiteten Löchern 304 auf der
Rückseite der auf jedem der Bauelemente 302 ausgebildeten
Anschlussflecken 303 versehen.
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Im Übrigen
wird bei dem Bohrungsschritt die Bestrahlung des Halbleiterwafers 30 mit
dem gepulsten Laserstrahl für die Bereiche des Abstands
A und die Bereiche des Abstands B in der X-Achsenrichtung in 7 und
für die Bereiche des Abstands C und die Bereiche des Abstands
D in der Y-Achsenrichtung in 7 ausgesetzt.
Um die Bestrahlung des Halbleiterwafers 30 mit dem gepulsten
Laserstrahl auf diese weise auszusetzen, legt das Steuermittel 20 eine
Spannung von 0 V an das Ablenkungswinkelanpassmittel 74 des
akustooptischen Ablenkungsmittels 7 an. Als Folge wird
eine RF mit einer 0 V entsprechenden Frequenz auf das akustooptische
Element 71 aufgebracht, wodurch der durch das Pulslaserstrahloszillationsmittel 6 oszillierte gepulste
Laserstrahl (LB) zu dem Laserstrahlabsorptionsmittel 76 geführt
wird, wie durch die gestrichelte Linie in 2 angezeigt
ist, so dass der Halbleiterwafer 30 nicht mit dem gepulsten
Laserstrahl bestrahlt wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben beschriebenen
bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der
Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche
definiert und alle Veränderungen und Abwandlungen, die
innerhalb der Äquivalenz des Umfangs der Ansprüche
liegen, werden deshalb durch die Erfindung umfasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2003-163323 [0003]
- - JP 2007-67082 [0004]