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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren zum Aufbringen eines Laserstrahls auf ein Werkstück, wie zum Beispiel einen Wafer, um eine Laserbearbeitung durchzuführen.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Bei einem Halbleiterbauelement-Herstellverfahren werden mehrere als Straßen bezeichnete, sich kreuzende Trennlinien an der Vorderseite eines im Wesentlichen scheibenförmigen Halbleiterwafers ausgebildet, um dadurch mehrere Bereiche abzuteilen, in denen jeweils mehrere Bauelemente, wie zum Beispiel ICs und LSIs, ausgebildet werden. Der Halbleiterwafer wird entlang der Straßen geschnitten, um dadurch mehrere einzelne Halbleiterchips zu erhalten. Ferner wird ein Optikbauelementwafer bereitgestellt, indem mehrere optische Bauelemente, wie zum Beispiel Lichtemissionsdioden (LEDs) und Laserdioden (LDs), an der Vorderseite eines Saphirsubstrats ausgebildet werden. Der Optikbauelementwafer wird auch entlang der Straßen geschnitten, um die einzelnen, voneinander getrennten optischen Bauelemente zu erhalten, die zur Verwendung in elektronischen Geräten weit verbreitet sind.
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Als ein Verfahren zum Teilen eines Wafers, wie zum Beispiel eines Halbleiterwafers und eines Optikbauelementwafers, entlang der Straßen wurde ein Verfahren zum Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls mit einer Absorptionswellenlänge für den Wafer entlang der Straßen vorgeschlagen, um dadurch laserbearbeitete Nuten entlang der Straßen durch Ablation an dem Wafer auszubilden, und als nächstes den Wafer entlang dieser laserbearbeiteten Nuten zu brechen. Jedoch wird, wenn der Laserstrahl in dem oben genannten Laserbearbeitungsschritt auf den aus Silizium oder Saphir ausgebildeten Wafer aufgebracht wird, der Wafer geschmolzen, wodurch die Erzeugung von Schmelzstaub oder feinen Staubpartikeln, die als Schmutzpartikel bezeichnet werden, bewirkt wird, so dass ein Problem dahingehend entsteht, dass sich der Staub verteilen und an der Vorderseite der an dem Wafer ausgebildeten Bauelemente anhaften kann, wodurch eine Verschlechterung der Qualität jedes Bauelements hervorgerufen wird. Ferner besteht ein weiteres Problem dahingehend, dass der verteilte Staub an einer Fokussierobjektivlinse anhaften kann, die in einem Fokussiermittel zum Aufbringen eines Laserstrahls beinhaltet ist, wodurch eine Beeinträchtigung der Aufbringung des Laserstrahlt bewirkt wird.
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Die Erzeugung solcher Schmutzpartikel ist nicht auf den Fall von Ablation beschränkt, sondern eine gewisse Menge an Schmutzpartikeln wird von der Vorderseite eines Wafers auch in dem Fall erzeugt, dass ein Laserstrahl mit einer Transmissionswellenlänge für den Wafer so aufgebracht wird, dass der Laserstrahl innerhalb des Wafers fokussiert wird, wodurch eine modifizierte Schicht innerhalb des Wafers ausgebildet wird. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Laserbearbeitungsvorrichtung vorgeschlagen, die ein Staubentfernungsmittel mit einer Luftdüse zum Blasen von Luft entlang der optischen Achse einer Fokussierobjektivlinse beinhaltet, wobei Schmutzpartikel von der Umgebung der Luftdüse abgesaugt werden, um dadurch zu verhindern, dass die Schmutzpartikel an der Vorderseite jedes Bauelements anhaften (siehe zum Beispiel die offengelegten
japanischen Patente Nr. 2007-69249 und
2011-121099 ).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die in den offengelegten
japanischen Patenten Nr. 2007-69249 und
2011-121099 offenbarte Laserbearbeitungsvorrichtung bewirkte die Entfernung von Schmutzpartikeln bis zu einem gewissen Grad. Jedoch ist es schwierig, Schmutzpartikel ausreichend zu entfernen, und wird eine weitere Verbesserung angestrebt.
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Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitzustellen, die Schmutzpartikel, die bei der Durchführung einer Laserbearbeitung an einem Werkstück erzeugt werden, effektiv sammeln und entfernen können.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die beinhaltet: ein Haltemittel zum Halten eines Werkstücks; ein Laserstrahlaufbringmittel zum Aufbringen eines Laserstrahls auf das durch das Haltemittel gehaltene Werkstück, wobei das Laserstrahlaufbringmittel ein Laserstrahloszillationsmittel zum Oszillieren des Laserstrahls und einen Bearbeitungskopf mit einer Fokussierlinse zum Fokussieren des durch das Laserstrahloszillationsmittel oszillierten Laserstrahls beinhaltet; und ein Staubsammelmittel zum Sammeln von durch das Aufbringen des durch die Fokussierlinse fokussierten Laserstrahls auf das Werkstück erzeugten Schmutzpartikeln, wobei das Staubsammelmittel einen Ansaugdurchlass mit einer Öffnung, die das Hindurchtreten des durch die Fokussierlinse auf das Werkstück zu fokussierenden Laserstrahls ermöglicht, wobei sich der Ansaugdurchlass mit Bezug auf die Öffnung symmetrisch erstreckt, und eine Vakuumquelle zum Ansaugen der Schmutzpartikel beinhaltet, wobei der Ansaugdurchlass ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, die wahlweise mit der Vakuumquelle verbunden sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Laserbearbeitungsverfahren zur Durchführung einer Laserbearbeitung an einem Werkstück, das mehrere Bearbeitungslinien daran aufweist, unter Verwendung einer Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt. Die Laserbearbeitungsvorrichtung beinhaltet: ein Haltemittel zum Halten des Werkstücks; ein Laserstrahlaufbringmittel zum Aufbringen eines Laserstrahls auf das durch das Haltemittel gehaltene Werkstück, wobei das Laserstrahlaufbringmittel ein Laserstrahloszillationsmittel zum Oszillieren des Laserstrahls und einen Bearbeitungskopf mit einer Fokussierlinse zum Fokussieren des durch das Laserstrahloszillationsmittel oszillierten Laserstrahls beinhaltet; und ein Staubsammelmittel zum Sammeln von durch das Aufbringen des durch die Fokussierlinse fokussierten Laserstrahls auf das Werkstück erzeugten Schmutzpartikeln, wobei das Staubsammelmittel einen Ansaugdurchlass mit einer Öffnung, die das Hindurchtreten des durch die Fokussierlinse auf das Werkstück zu fokussierenden Laserstrahls ermöglicht, wobei sich der Ansaugdurchlass mit Bezug auf die Öffnung symmetrisch erstreckt, und eine Vakuumquelle zum Ansaugen der Schmutzpartikel beinhaltet, wobei der Ansaugdurchlass ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, die wahlweise mit der Vakuumquelle verbunden sind.
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Das Laserbearbeitungsverfahren beinhaltet: einen Halteschritt zum Halten des Werkstücks durch Verwendung des Haltemittels; einen Positionierschritt zum Positionieren des durch das Haltemittel gehaltenen Werkstücks, so dass die Bearbeitungslinien des Werkstücks parallel zu der Richtung der Erstreckung des Ansaugdurchlasses, der das Staubsammelmittel bildet, werden; ein Laserbearbeitungsschritt zum Durchführen einer Laserbearbeitung entlang einer ersten der Bearbeitungslinien von einem Ende zu dem anderen Ende derselben durch Verwendung des Laserstrahlaufbringmittels nachdem der Positionierschritt durchgeführt wurde, und zum darauf folgenden Durchführen einer Laserbearbeitung entlang einer zweiten der Bearbeitungslinien neben der ersten Bearbeitungslinie von dem anderen Ende zu einem Ende derselben durch Verwendung des Laserstrahlaufbringmittels; und einen Ansaugschritt zum Betreiben der Vakuumquelle während der Durchführung des Laserbearbeitungsschritts, um die in dem Laserbearbeitungsschritt erzeugten Schmutzpartikel durch die Öffnung in den Ansaugdurchlass zu saugen, wodurch die Schmutzpartikel von dem Werkstück entfernt werden, wobei eines des ersten Endes und des zweiten Endes des Ansaugdurchlasses an der stromabwärtigen Seite eines Laserbearbeitungspunkts in einer Bearbeitungsverlaufsrichtung, in der die Laserbearbeitung an dem Werkstück verläuft, mit der Vakuumquelle verbunden wird und das andere des ersten und des zweiten Endes geschlossen wird.
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Gemäß der Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist das Staubsammelmittel neben dem Bearbeitungskopf vorgesehen und sind das erste Ende und das zweite Ende des Ansaugdurchlasses des Staubsammelmittels wahlweise mit der Vakuumquelle verbunden. Dementsprechend können, indem das erste Ende und das zweite Ende des Ansaugdurchlasses bei der Durchführung der Laserbearbeitung in einer ersten Richtung und der Laserbearbeitung in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung wahlweise mit der Vakuumquelle verbunden wird, die bei der Durchführung der Laserbearbeitung in jeder Richtung erzeugten Schmutzpartikel effektiv gesammelt und von dem Werkstück entfernt werden.
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Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise, diese zu verwirklichen, werden 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 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, studiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein Blockdiagramm einer Laserstrahlaufbringeinheit;
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers von dessen Vorderseite betrachtet;
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer Wafereinheit;
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5 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Bearbeitungskopfs und eines Staubsammelmittels;
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6 ist eine schematische Draufsicht, die entgegengesetzte Bearbeitungsverlaufsrichtungen bei einem Laserbearbeitungsverfahren zeigt;
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7 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht zur Veranschaulichung des Betriebs des Staubsammelmittels in dem Fall, dass die Laserbearbeitung in der durch einen Pfeil X2 gezeigten Richtung verläuft; und
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8 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht zur Veranschaulichung des Betriebs des Staubsammelmittels in dem Fall, dass die Laserbearbeitung in der durch einen Pfeil X1 gezeigten Richtung verläuft.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Mit Bezug auf 1 wird eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung 2 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 beinhaltet eine ortsfeste Basis 4 und ein Paar von Führungsschienen 6, die fest an der ortsfesten Basis 4 so angebracht sind, dass sie sich in einer in 1 durch einen Pfeil X gezeigten Zuführrichtung (X-Richtung) erstrecken. Ein X-Achsen-Schiebeblock 8 ist verschiebbar so an den Führungsschienen 6 angebracht, dass er durch einen X-Achsen-Bewegungsmechanismus (Zuführmechanismus) 14 in der X-Richtung bewegbar ist. Der X-Achsen-Bewegungsmechanismus 14 besteht aus einer Kugelgewindespindel 10 und einem Pulsmotor 12 zum Drehen der Kugelgewindespindel 10. Ein Einspanntisch 20 als Haltemittel ist durch ein zylindrisches Halteelement 22 an dem X-Achsen-Schiebeblock 8 angebracht.
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Der Einspanntisch 20 weist einen Ansaughalteabschnitt (Vakuumeinspanneinrichtung) 24 auf, der aus poröser Keramik ausgebildet ist. Der Einspanntisch 20 ist mit mehreren (vier bei dieser bevorzugten Ausführungsform) Klemmen 26 zum Einspannen eines in 4 gezeigten ringförmigen Rahmens F versehen. Der X-Achsen-Bewegungsmechanismus 14 beinhaltet eine Skala 16, die so an der ortsfesten Basis 4 vorgesehen ist, dass sie sich entlang der Führungsschienen 6 erstreckt, und einen Lesekopf 18, der an der unteren Oberfläche des X-Achsen-Schiebeblocks 8 vorgesehen ist, zum Lesen eines an der Skala 16 gekennzeichneten X-Koordinatenwerts. Der Lesekopf 18 ist mit einer in der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 beinhalteten Steuereinrichtung (nicht gezeigt) verbunden.
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Ein Paar von Führungsschienen 28 ist fest an der ortsfesten Basis so angebracht, dass es sich in einer in 1 durch einen Pfeil Y gezeigten Einteilungsrichtung (Y-Richtung) erstreckt. Ein Y-Achsen-Schiebeblock 30 ist verschiebbar so an den Führungsschienen 28 angebracht, dass er durch einen Y-Achsen-Bewegungsmechanismus (Einteilungsmechanismus) 36 in der Y-Richtung bewegbar ist. Der Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 36 besteht aus einer Kugelgewindespindel 32 und einem Pulsmotor 34 zum Drehen der Kugelgewindespindel 32. Ein Paar von Führungsschienen 38 (von denen eine gezeigt ist) ist so an dem Y-Achsen-Schiebeblock 30 ausgebildet, dass es sich in einer in 1 durch einen Pfeil Z gezeigten Z-Richtung erstreckt. Ein Z-Achsen-Schiebeblock 40 ist verschiebbar so an den Führungsschienen 38 angebracht, dass er durch einen Z-Achsen-Bewegungsmechanismus 44 in der Z-Richtung bewegbar ist. Der Z-Achsen-Bewegungsmechanismus 44 besteht aus einer Kugelgewindespindel (nicht gezeigt) und einem Pulsmotor 42 zum Drehen dieser Kugelgewindespindel. Bei der in 1 gezeigten Laserbearbeitungsvorrichtung 2 ist ein Bearbeitungskopf 50, der nachfolgend hierin im Einzelnen beschrieben wird, durch den Y-Achsen-Bewegungsmechanismus 36 in der Y-Richtung bewegbar. Als eine Abwandlung kann der Bearbeitungskopf 50 in der Y-Richtung befestigt sein und der Einspanntisch 20 sowohl in der X-Richtung als auch in der Y-Richtung bewegbar sein.
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Eine Laserstrahlaufbringeinheit (Laserstrahlaufbringmittel) 46 ist fest an dem Z-Achsen-Schiebeblock 40 gehalten. Die Laserstrahlaufbringeinheit 46 beinhaltet ein Gehäuse 48, das sich von dem Z-Achsen-Schiebeblock 40 in der Y-Richtung erstreckt. Das Gehäuse 48 enthält ein Laserstrahloszillationsmittel usw., das nachfolgend hierin beschrieben wird. Der Bearbeitungskopf 50 zum Fokussieren eines Laserstrahls auf ein Werkstück, das laserbearbeitet werden soll, ist an dem vorderen Ende des Gehäuses 48 angebracht. Wie in 2 gezeigt ist, beinhaltet die Laserstrahlaufbringeinheit 46 den Bearbeitungskopf 50, ein Laserstrahloszillationsmittel 60 und ein Laserstrahlmodulationsmittel 62. Das Laserstrahloszillationsmittel 60 und das Laserstrahlmodulationsmittel 62 sind in dem Gehäuse 48 vorgesehen.
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Beispiele des Laserstrahloszillationsmittels 60 beinhalten einen YAG-Laseroszillator und einen YVO4-Laseroszillator. Das Laserstrahlmodulationsmittel 62 beinhaltet ein Wiederholungsfrequenzeinstellmittel 64, ein Pulsbreiteneinstellmittel 66 und ein Wellenlängeneinstellmittel 68. Das Wiederholungsfrequenzeinstellmittel 64, das Pulsbreiteneinstellmittel 66 und das Wellenlängeneinstellmittel 68 sind in der Technik bekannt und deren ausführliche Beschreibung wird hierin weggelassen.
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Eine Ausrichtungseinheit (Ausrichtungsmittel) 52 ist an dem Gehäuse 48 angebracht. Die Ausrichtungseinheit 52 beinhaltet eine Abbildeeinheit (Abbildemittel) 54 zum Abbilden eines an dem Einspanntisch 20 gehaltenen Werkstücks. Die Abbildeeinheit 54 ist in der X-Richtung auf den Bearbeitungskopf 50 ausgerichtet. Der Bearbeitungskopf 50 ist mit einem Staubsammelmittel 55 zum Sammeln von durch das Aufbringen eines Laserstrahls von dem Bearbeitungskopf 50 auf das Werkstück erzeugten Schmutzpartikeln versehen. Das Staubsammelmittel 55 beinhaltet eine U-förmige Ansaugleitung 56, die an dem Bearbeitungskopf 50 angebracht ist. Die Ansaugleitung 56 bildet einen Ansaugdurchlass darin, wie nachfolgend hierin beschrieben wird. Die Ansaugleitung 56 ist an dem Bearbeitungskopf 50 in einer solchen Weise angebracht, dass die Ebene, die den Mittelpunkt des Ansaugdurchlasses enthält, parallel zu der X-Richtung liegt. Ein Behälter 58 zum Speichern von Reinigungswasser ist neben dem Einspanntisch 20 vorgesehen. Der untere Endabschnitt der Ansaugleitung 56 ist dafür ausgelegt, in das in dem Behälter 58 gespeicherte Reinigungswasser eingetaucht zu werden, wodurch die Innenseite der Ansaugleitung 56 gereinigt wird, um die Schmutzpartikel zu entfernen, die an der inneren Wand der Ansaugleitung 56 abgelagert wurden.
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Mit Bezug auf 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers (der nachfolgend hierein auch einfach als Wafer bezeichnet wird) 11 als einer Art eines mit der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 zu bearbeitenden Werkstücks von dessen Vorderseite betrachtet gezeigt. Der Wafer 11 weist eine Vorderseite 11a und eine Rückseite 11b auf. Mehrere sich kreuzende Trennlinien (Straßen) 13 sind an der Vorderseite 11a des Wafers 11 ausgebildet, um dadurch mehrere getrennte Bereiche zu definieren, in denen jeweils mehrere Bauelemente 15, wie zum Beispiel ICs und LSIs, ausgebildet sind. Bevor eine Laserbearbeitung an dem Wafer 11 durchgeführt wird, wird die Rückseite 11b des Wafers 11 an einem Zerteilungsband T angebracht, das an dessen Umfangsabschnitt an dem ringförmigen Rahmen F gehalten wird, wodurch eine Wafereinheit 17 ausgebildet wird, wie in 4 gezeigt ist. Das heißt, bei der Durchführung der Laserbearbeitung wird die Wafereinheit 17 in die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 geladen.
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Mit Bezug auf 5 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Bearbeitungskopfs 50 und des Staubsammelmittels 55, die einen wesentlichen Teil der vorliegenden Erfindung bilden, gezeigt. Eine Fokussierlinse 70 ist in dem Bearbeitungskopf 50 angebracht. Ein Glasfenster 72 als Schutzabdeckung für die Fokussierlinse 70 ist in dem Bearbeitungskopf 50 an einem unteren Endabschnitt desselben unterhalb der Fokussierlinse 70 in einer solchen Weise befestigt, dass das Glasfenster 72 zwischen einem Paar von oberen und unteren ringförmigen Anbringelementen 74 und 76 eingefügt ist. Das obere ringförmige Anbringelement 74 weist mehrere runde Öffnungen 75 auf, die mit vorgegebenen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. In ähnlicher Weise weist das untere ringförmige Anbringelement 76 mehrere radiale Nuten 77 auf, die mit vorgegebenen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. In dem Zustand, in dem das Glasfenster 72 zwischen den ringförmigen Anbringelementen 74 und 76 eingefügt ist, stehen die mehreren runden Öffnungen 75 des ringförmigen Anbringelements 74 mit den mehreren radialen Nuten 77 des ringförmigen Anbringelements 76 in Verbindung.
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Das Staubsammelmittel 55 zum Sammeln der bei der Durchführung der Laserbearbeitung erzeugten Schmutzpartikel beinhaltet die U-förmige Ansaugleitung 56, die darin einen Ansaugdurchlass 57 ausbildet. Eine Öffnung 61 zum Ermöglichen des Hindurchtretens eines durch die Fokussierlinse 70 aufgebrachten Laserstrahls ist an der Mitte des unteren Endabschnitts der Ansaugleitung 56 ausgebildet. Die Ansaugleitung 56 ist in der Betrachtung der 5 symmetrisch mit Bezug auf die Öffnung 61. Die Größe der Öffnung 61 ist zum Beispiel auf annähernd 2,5 × 5 mm festgelegt. Die Ansaugleitung 56 ist durch ein Paar von Anbringabschnitten 59 an dem Bearbeitungskopf 50 angebracht. In dem Zustand, in dem die Ansaugleitung 56 an dem Bearbeitungskopf 50 angebracht ist, liegt die Ebene, welche die Mitte des durch die Ansaugleitung 56 ausgebildeten Ansaugdurchlasses 57 enthält, parallel zu der in 1 gezeigten X-Richtung.
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Ein Ende (erstes Ende) 56a der Ansaugleitung 56 ist durch ein elektromagnetisches Schaltventil 78 mit einer Vakuumquelle 80 verbunden und das andere Ende (zweites Ende) 56b der Ansaugleitung 56 ist auch durch ein elektromagnetisches Schaltventil 82 mit der Vakuumquelle 80 verbunden. Das erste Ende 56a und das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 werden durch die Betätigung der elektromagnetischen Schaltventile 78 und 82 wahlweise mit der Vakuumquelle 80 in Verbindung gebracht. Ein Verschluss 84a ist nahe zu dem ersten Ende 56a der Ansaugleitung 56 vorgesehen und ein Verschluss 84b ist nahe zu dem zweiten Ende 56b der Ansaugleitung 56 vorgesehen. Der Verschluss 84a wird in Übereinstimmung mit dem Betrieb des elektromagnetischen Schaltventils 78 betrieben. Das heißt, wenn das elektromagnetische Schaltventil 78 in einer AUS-Stellung (geschlossenen Stellung) ist, wird der Verschluss 84a so betrieben, dass er das erste Ende 56a der Ansaugleitung 56 schließt. Umgekehrt wird, wenn das elektromagnetische Schaltventil 78 in einer AN-Stellung (offenen Stellung) ist, der Verschluss 84a so betrieben, dass er das erste Ende 56a der Ansaugleitung 56 öffnet. Das heißt, der Verschluss 84a wird von dem Ansaugdurchlass 57 zurückgezogen, um die Verbindung zwischen dem Ansaugdurchlass 57 und der Vakuumquelle 80 durch das elektromagnetische Schaltventil 78 herzustellen.
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In ähnlicher Weise wird der Verschluss 84b in Übereinstimmung mit dem Betrieb des elektromagnetischen Schaltventils 82 betrieben. Das heißt, wenn das elektromagnetische Schaltventil 82 in einer AUS-Stellung (geschlossenen Stellung) ist, wird der Verschluss 84b so betrieben, dass er das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 schließt. Umgekehrt wird, wenn das elektromagnetische Schaltventil 82 in einer AN-Stellung (offenen Stellung) ist, der Verschluss 84b so betrieben, dass er das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 öffnet. Das heißt, der Verschluss 84b wird von dem Ansaugdurchlass 57 zurückgezogen, um die Verbindung zwischen dem Ansaugdurchlass 57 und der Vakuumquelle 80 durch das elektromagnetische Schaltventil 82 herzustellen. Die Vakuumquelle 80 kann zum Beispiel Luft mit einer Rate von annähernd 280 Liter/Min ansaugen. Andererseits ist ein Paar von Lufteinlässen 86a und 86b durch die Seitenwand des Bearbeitungskopfs 50 an einer vertikalen Position zwischen der Fokussierlinse 70 und dem Glasfenster 72 ausgebildet. Diese Lufteinlässe 86a und 86b sind mit einer Luftquelle 88 zum Zuführen von Druckluft verbunden.
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Nachfolgend wird ein Laserbearbeitungsverfahren zum Durchführen der Laserbearbeitung an dem Wafer 11 entlang der Trennlinien 13 durch Verwendung der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 beschrieben. Zunächst wird ein Halteschritt in einer solchen Weise durchgeführt, dass die in 4 gezeigte Wafereinheit 17 an dem Einspanntisch 20 gehalten wird und der ringförmige Rahmen F durch die Klemmen 26 befestigt wird. Danach wird der Einspanntisch 20 zu einer Position bewegt, an der der Wafer 11 unmittelbar unterhalb der Abbildeeinheit 54 liegt und die Vorderseite 11a des Wafers 11 durch die Abbildeeinheit 54 abgebildet, um die Trennlinien 13 zur Erstreckung in einer ersten Richtung parallel zu der X-Richtung zu bringen. Ferner wird der Bearbeitungskopf 50 geeignet in der Y-Richtung bewegt, um die Ausrichtung auf eine vorgegebene der Trennlinien 13, die sich in der ersten Richtung erstrecken, herzustellen (Ausrichtungsvorgang). Dementsprechend wird diese vorgegebene Trennlinie (erste Trennlinie) 13 des an dem Einspanntisch 20 gehaltenen Wafers 11 parallel zu der Ebene positioniert, welche die Mitte des Ansaugdurchlasses 57 des Staubsammelmittels 55 enthält (Positionierschritt).
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Nachdem der Positionierschritt durchgeführt wurde, wird der an dem Einspanntisch 20 gehaltene Wafer 11 in der in 7 durch einen Pfeil X1 gezeigten Richtung zugeführt. Gleichzeitig wird ein Laserstrahl 71 mit einer Wellenlänge von zum Beispiel 355 nm durch die Fokussierlinse 70 des Bearbeitungskopfs 50 entlang der ersten Trennlinie 13 auf den Wafer 11 aufgebracht, wodurch die Laserbearbeitung von einem Ende zu dem anderen Ende der ersten Trennlinie 13 durchgeführt wird (vorwärts gerichtete Bearbeitung). Bei der vorwärts gerichteten Bearbeitung wird der Wafer 11 in der Richtung des Pfeils X1 in 7 zugeführt, so dass die Laserbearbeitung in der in 7 durch einen Pfeil X2 gezeigten Richtung verläuft.
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Bei der Durchführung der oben beschriebenen vorwärts gerichteten Bearbeitung wird das elektromagnetische Schaltventil 78 so betätigt, dass es die AN-Stellung einnimmt, und der Verschluss 84a so betätigt, dass er das erste Ende 56a der Ansaugleitung 56 öffnet, wodurch die Verbindung zwischen dem Ansaugdurchlass 57 und der Vakuumquelle 80 durch das elektromagnetische Schaltventil 78 hergestellt wird. Gleichzeitig wird das elektromagnetische Schaltventil 82 so betätigt, dass es die AUS-Stellung einnimmt, und der Verschluss 84b so betätigt, dass er das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 schließt. Dementsprechend wird der Ansaugdurchlass 57 durch das erste Ende 56a der Ansaugleitung 56 mit der Vakuumquelle 80 in Verbindung gebracht. Ferner wird bei der Durchführung der vorwärts gerichteten Bearbeitung Druckluft von der Luftquelle 88 durch die Lufteinlässe 86a und 86b in den Bearbeitungskopf 50 zugeführt, wie in 5 durch einen Strichlinienpfeil 89 gezeigt ist, um zu verhindern, dass die Schmutzpartikel an dem Glasfenster 72 anhaften. Die Luftquelle 88 kann Druckluft mit einer Rate von zum Beispiel annähernd 30 Liter/Min zuführen. Die von der Luftquelle 88 durch die Lufteinlässe 86a und 86b in den Bearbeitungskopf 50 zugeführte Luft kann durch die runden Öffnungen 75 des ringförmigen Anbringelements 74 und die radialen Nuten 77 des ringförmigen Anbringelements 76 treten und innerhalb des Bearbeitungskopfs 50 strömen, wie durch den Pfeil 89 gezeigt ist, und wird schließlich von der unteren Endöffnung des Bearbeitungskopfs 50 abgeführt.
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Bei der Durchführung einer Ablation an dem Wafer 11 durch Verwendung des Laserstrahls 71, um dadurch eine laserbearbeitete Nut entlang der ersten Trennlinie 13 auszubilden, wie oben beschrieben wurde, werden Schmutzpartikel (Staub) an einem Laserbearbeitungspunkt an dem Wafer 11 erzeugt. Diese Schmutzpartikel werden durch die Öffnung 61 der Ansaugleitung 56, die das Staubsammelmittel 55 bildet, in den Ansaugdurchlass 57 gesaugt und durch das erste Ende 56a der Ansaugleitung 56 und das elektromagnetische Schaltventil 78 zu der Vakuumquelle 80 entfernt (Ansaugschritt).
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Obwohl dies nicht speziell in 7 gezeigt ist, strömt die Luft 89 (siehe 5) in den unteren Endabschnitt des Bearbeitungskopfs 50 hinein, wodurch verhindert wird, dass die Schmutzpartikel an dem Glasfenster 72 anhaften. Nachdem die Laserbearbeitung in der in 6 durch einen Pfeil X2 gezeigten Vorwärtsrichtung von einem Ende zu dem anderen Ende der ersten Trennlinie 13 durchgeführt wurde, wird die nächste Trennlinie (zweite Trennlinie) 13 neben der ersten Trennlinie 13 eingeteilt und die Laserbearbeitung in ähnlicher Weise in der in 6 durch einen Pfeil X1 gezeigten Rückwärtsrichtung von dem anderen Ende zu dem einen Ende der zweiten Trennlinie 13 durchgeführt (rückwärts gerichtete Bearbeitung).
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Die rückwärts gerichtete Bearbeitung wird nachfolgend mit Bezug auf 8 beschrieben. Beim Durchführen der rückwärts gerichteten Bearbeitung wird der an dem Einspanntisch 20 gehaltene Wafer 11 in der in 8 durch einen Pfeil X2 gezeigten Richtung zugeführt, so dass die Laserbearbeitung in der in 8 durch einen Pfeil X1 gezeigten Richtung verläuft. Beim Durchführen der oben beschriebenen rückwärts gerichteten Bearbeitung wird das elektromagnetische Schaltventil 82 so betätigt, dass es die AN-Stellung einnimmt, und der Verschluss 84b so betätigt, dass das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 geöffnet wird, wodurch die Verbindung zwischen dem Ansaugdurchlass 57 und der Vakuumquelle 80 durch das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 und das elektromagnetische Schaltventil 82 hergestellt wird. Gleichzeitig wird das elektromagnetische Schaltventil 78 so betätigt, dass es die AUS-Stellung einnimmt, und der Verschluss 84a so betätigt, dass das erste Ende 56a der Ansaugleitung 56 geschlossen wird.
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Die bei der Durchführung der rückwärts gerichteten Bearbeitung an einem Laserbearbeitungspunkt an dem Wafer 11 erzeugten Schmutzpartikel werden durch die Öffnung 61 der Ansaugleitung 56 in den Ansaugdurchlass 57 gesaugt und durch das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 und das elektromagnetische Schaltventil 82 zu der Vakuumquelle 80 entfernt (Ansaugschritt). Obwohl dies nicht speziell in 8 gezeigt ist, wird von der Luftquelle 88 durch die Lufteinlässe 86a und 86b Druckluft in den Bearbeitungskopf 50 zugeführt und wird es dieser dann ermöglicht, innerhalb des Bearbeitungskopfs 50 zu strömen, wie durch den Pfeil 89 in 5 gezeigt ist, wodurch verhindert wird, dass die Schmutzpartikel an dem Glasfenster 72 anhaften.
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Wie oben beschrieben wurde, wird das Laserbearbeitungsverfahren unter Verwendung der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform durch den folgenden Punkt gekennzeichnet. Bei der Durchführung der vorwärts gerichteten Bearbeitung wird, wie in 7 gezeigt ist, das erste Ende 56a der Ansaugleitung 56 an der stromabwärtigen Seite des Laserbearbeitungspunkts in der in 7 durch den Pfeil X2 gezeigten Bearbeitungsverlaufsrichtung mit der Vakuumquelle 80 in Verbindung gebracht und das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 durch den Verschluss 84b geschlossen. Der Wafer 11 wird in der in 7 durch den Pfeil X1 gezeigten Zuführrichtung bewegt, so dass die Menge von erzeugten Schmutzpartikeln an der stromabwärtigen Seite des Laserbearbeitungspunkts in der Bearbeitungsverlaufsrichtung größer ist als an der stromaufwärtigen Seite desselben. Dementsprechend können die Schmutzpartikel effektiv entfernt werden, indem die Schmutzpartikel von dem ersten Ende 56a der Ansaugleitung 56 an der stromabwärtigen Seite des Laserbearbeitungspunkts in der in 7 durch den Pfeil X2 gezeigten Bearbeitungsverlaufsrichtung angesaugt werden.
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Andererseits wird bei der Durchführung der rückwärts gerichteten Bearbeitung, wie in 8 gezeigt ist, das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 an der stromabwärtigen Seite des Laserbearbeitungspunkts in der in 8 durch den Pfeil X1 gezeigten Bearbeitungsverlaufsrichtung mit der Vakuumquelle 80 in Verbindung gebracht und das erste Ende 56a der Ansaugleitung 56 durch den Verschluss 84a geschlossen. Der Wafer 11 wird in der in 8 durch den Pfeil X2 gezeigten Zuführrichtung bewegt, so dass die Menge von erzeugten Schmutzpartikeln an der stromabwärtigen Seite des Laserbearbeitungspunkts in der Bearbeitungsverlaufsrichtung größer ist als an der stromaufwärtigen Seite desselben. Dementsprechend können die Schmutzpartikel effektiv entfernt werden, indem die Schmutzpartikel von dem zweiten Ende 56b der Ansaugleitung 56 an der stromabwärtigen Seite des Laserbearbeitungspunkts in der in 8 durch den Pfeil X1 gezeigten Bearbeitungsverlaufsrichtung angesaugt werden.
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Zusammenfassend wird eines des ersten Endes 56a und des zweiten Endes 56b der Ansaugleitung 56, die den Ansaugdurchlass 57 ausbildet, an der stromabwärtigen Seite des Laserbearbeitungspunkts in der Bearbeitungsverlaufsrichtung, in der die Laserbearbeitung an dem Wafer 11 verläuft, mit der Vakuumquelle 80 in Verbindung gebracht und das andere des ersten und des zweiten Endes 56a und 56b durch den Verschluss 84a oder 84b geschlossen. Mit diesem Aufbau können die bei der Durchführung der Laserbearbeitung erzeugten Schmutzpartikel effektiv gesammelt und von dem Wafer 11 entfernt werden. Wenn die Laserbearbeitung wiederholt wird, können die Schmutzpartikel an der inneren Wand der Ansaugleitung 56 abgelagert werden. Dementsprechend wird der untere Endabschnitt der Ansaugleitung 56 vorzugsweise mit einem vorgegebenen zeitlichen Ablauf (zum Beispiel nach der Bearbeitung einer vorgegebenen Anzahl an Wafern 11) oder zu einem beliebigen geeigneten, zweckmäßigen Zeitpunkt in das in dem Behälter 58 gespeicherte Reinigungswasser eingetaucht. Danach wird sowohl das erste Ende 56a als auch das zweite Ende 56b der Ansaugleitung 56 mit der Vakuumquelle 80 in Verbindung gebracht, um dadurch das Reinigungswasser anzusaugen, so dass die an der inneren Wand der Ansaugleitung 56 abgelagerten Schmutzpartikel durch das Reinigungswasser entfernt werden.
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Als Abwandlung kann das Reinigungswasser bei der Durchführung der Laserbearbeitung in die Ansaugleitung 56 zugeführt werden, wodurch verhindert wird, dass die angesaugten Schmutzpartikel an der inneren Wand der Ansaugleitung 56 abgelagert werden.
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Obwohl das Laserbearbeitungsverfahren gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform auf den Fall der Durchführung einer Ablation an dem Wafer 11 angewandt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform beschränkt. Auch in dem Fall von SD (Stealth Dicing), so dass der Brennpunkt eines Laserstrahls mit einer Transmissionswellenlänge (z. B. 1064 nm) für den Wafer 11 innerhalb des Wafers 11 festgelegt ist, um eine modifizierte Schicht innerhalb des Wafers 11 auszubilden, wird eine bestimmte Menge von Schmutzpartikeln von der Vorderseite des Wafers 11, auf die der Laserstrahl aufgebracht wird, erzeugt. Dementsprechend ist das Staubsammelmittel 55 dieser bevorzugten Ausführungsform auch in diesem Fall effektiv.
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Ferner ist, obwohl das Laserbearbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung bei dieser bevorzugten Ausführungsform auf den Halbleiterwafer 11 mit einem Muster (die Trennlinien 13 und die Bauelemente 15) an der Vorderseite als ein Werkstück angewandt wird, die vorliegende Erfindung nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform beschränkt, sondern kann diese auch auf ein plattenförmiges Werkstück angewandt werden, das kein Muster an der Vorderseite aufweist. Ferner ist, obwohl das Staubsammelmittel 55 bei dieser bevorzugten Ausführungsform an dem Bearbeitungskopf 50 vorgesehen ist, die Anordnung des Staubsammelmittels bei der vorliegenden Erfindung nicht auf jene bei dieser bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel kann die Ansaugleitung, die das Staubsammelmittel bildet, bei der vorliegenden Erfindung an dem in 1 gezeigten Y-Achsen-Schiebeblock 30 angebracht sein und der vordere Endabschnitt der Ansaugleitung nahe zu dem unteren Endabschnitt des Bearbeitungskopfs 50 angeordnet sein, um so das Ansaugen von Schmutzpartikeln zu bewirken.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen 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 2007-69249 [0004, 0005]
- JP 2011-121099 [0004, 0005]
