DE102017207693A1 - Bearbeitungsvorrichtung für einen Wafer - Google Patents

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Abstract

Hier offenbart ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die einen Kondensor beinhaltet, der eine Funktion einer sphärischen Aberration aufweist. Da der Kondensor eine Funktion einer sphärischen Aberration aufweist, kann der Fokuspunkt des Laserstrahls, der durch den Kondensor fokussiert und auf dem Wafer aufgebracht wird, kontinuierlich in seiner Position entlang der Dicke des Wafers geändert werden. Entsprechend kann ein gleichförmiger Abschirmtunnel, der aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich ausgebildet wird, der das feine Loch umgibt, ausgebildet werden, sodass dieser sich von einer vorderen Seite des Wafers zu der hinteren Seite davon durch einen Schuss des Laserstrahls erstreckt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung für einen Wafer zum Durchführen einer Laserbearbeitung an einem Wafer, der zum Beispiel aus Silizium, Saphir, Siliziumcarbid oder Galliumnitrid ausgebildet ist.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Mehrere Bauelemente wie integrierte Schaltungen (ICs), Large-Scale-Integrations (LSIs), Licht emittierende Dioden (LEDs), akustische Oberflächenwellenbauelemente (SAW) und Leistungsbauelemente sind an einer vorderen Seite eines Wafers ausgebildet, sodass sie voneinander durch mehrere sich kreuzende Teilungslinien getrennt sind. Die Wafer, welche die Bauelemente an der vorderen Seite so ausgebildet aufweisen, werden entlang jeder Teilungslinie durch eine Bearbeitungsvorrichtung für eine Laserbearbeitung, um einen Teilungsstartpunkt entlang jeder Teilungslinie auszubilden, laserbearbeitet. Der Wafer wird danach entlang jeder Teilungslinie geteilt, wo der Teilungsstartpunkt ausgebildet ist, wodurch einzelne Bauelementchips erhalten werden. Die Bauelementchips, die so erhalten werden, werden in elektrischen Ausstattungen wie Mobiltelefonen, Personalcomputern und Beleuchtungsausstattungen (siehe zum Beispiel japanische Offenlegungsschrift Nr. 1998-305420 ) verwendet. Die Laserbearbeitungsvorrichtung umfasst im Allgemeinen einen Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks, ein Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl, das einen Kondensor zum Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Werkstück aufweist, der an dem Einspanntisch gehalten wird, und einem Zufuhrmittel zum relativen Zuführen des Einspanntischs und des Aufbringungsmittels für einen Laserstrahl, wodurch der Laserstrahl entlang jeder Teilungslinie, die an einem Wafer als das Werkstück ausgebildet ist, mit hoher Genauigkeit aufgebracht wird, wodurch ein Teilungsstartpunkt entlang jeder Teilungslinie, an welcher der Wafer in einzelne Bauelementchips geteilt werden soll, ausgebildet wird.
  • Ferner wird im Allgemeinen eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Ausbilden solcher Teilungsstartpunkte in einen Typ, bei dem ein Laserstrahl, der eine Absorptionswellenlänge in dem Werkstück aufweist, aufgebracht wird, um eine Ablation durchzuführen, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 1998-305420 beschrieben, und einen Typ eingeteilt, bei dem ein Laserstrahl, der eine Transmissionswellenlänge in dem Werkstück aufweist, in dem Zustand aufgebracht wird, in dem der Fokuspunkt des Laserstrahls in dem Werkstück gesetzt ist, wodurch eine modifizierte Schicht ausgebildet wird (siehe zum Beispiel japanische Offenlegungsschrift Nr. 3408805 ). Bei beiden Typen muss der Laserstrahl jedoch mehrere Male (in mehreren Durchgängen) entlang jeder Teilungslinie aufgebracht werden, um den Wafer vollständig zu schneiden, was die Produktivität senkt.
  • Um dieses Problem zu lösen, hat die vorliegende Anmelderin eine Technik entwickelt und vorgeschlagen, um die numerische Apertur der Fokuslinse zum Fokussieren eines Laserstrahls, der eine Transmissionswellenlänge aufweist, auf einem Wafer als ein Werkstück und Aufbringen des Laserstrahls auf dem Werkstück entsprechend dem Brechungsindex des Materials zu setzen, das den Wafer ausbildet, wodurch mehrere Abschirmtunnel entlang jeder Teilungslinie als ein Teilungsstartpunkt ausgebildet werden, wobei jeder Abschirmtunnel sich von der vorderen Seite des Wafers zu der hinteren Seite davon erstreckt und jeder Abschirmtunnel aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich ausgebildet ist, der das feine Loch umgibt (siehe zum Beispiel japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-221483 ). Bei der in der obigen Veröffentlichung offenbarten Technik ist die Fokuslinse, die in dem Kondensor enthalten ist, der das Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl bildet, durch eine asphärische Linse bereitgestellt, wobei die Fläche ihrer konvexen oder konkaven Oberfläche angepasst ist, oder durch die Kombination von mehreren Linsen angepasst ist, wodurch der Laserstrahl auf einen Punkt auf einer optischen Achse, die durch das einen Arbeitspunkt in dem Wafer läuft, fokussiert ist.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Entsprechend dem konventionellen Abschirmtunnel, der durch die Laserbearbeitungsvorrichtung ausgebildet wird, der in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2014-221483 offenbart ist, kann ein schwacher Teilungsstartpunkt ausgebildet werden, ohne dass es notwendig ist, einen Laserstrahl mehrfach (durch mehrere Schüsse) an demselben Arbeitspunkt aufzubringen. Jedoch ist es nicht einfach mehrere gewünschte gleichmäßige Abschirmtunnel entlang jeder Teilungslinie entsprechend einer Änderung in der Materialdicke des Wafers auszubilden. Insbesondere hängt die Festigkeit (Schwächung) von jedem Abschirmtunnel, der entlang jeder Teilungslinie auszubilden ist, maßgeblich von der Leistung des Laserstrahls, der auf dem Wafer aufgebracht wird, ab. Entsprechend muss die Leistung des Laserstrahls geeignet angepasst werden, sodass jeder Abschirmtunnel, der entlang jeder Teilungslinie auszubilden ist, eine vorbestimmte Festigkeit aufweist. Jedoch ist es in dem Fall des Setzens des Fokuspunkts des Laserstrahls auf einen Punkt in einem dünn ausgestalteten Wafer, um mehrere Abschirmtunnel entlang jeder Teilungslinie auszubilden, schwierig, die mehreren Abschirmtunnel gleichförmig über die gesamte Länge von jeder Teilungslinie auszubilden. Als ein Ergebnis existiert beim Teilen des Wafers in einzelne Bauelementchips durch Aufbringen einer äußeren Kraft auf den Wafer nach dem Ausbilden der Abschirmtunnel entlang jeder Teilungslinie dahingehend ein Problem, dass eine relativ große äußere Kraft (zum Beispiel 40 N) benötigt wird.
  • Es ist darum ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die mehrere Abschirmtunnel in dem Wafer entlang jeder Teilungslinie ausbilden kann, sodass der Wafer ohne den Bedarf einer großen äußeren Kraft geteilt werden kann.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend: einen Einspanntisch zum Halten eines Wafers; ein Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl zum Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Wafer, der an dem Einspanntisch gehalten wird; und einen Zufuhrmechanismus zum relativen Zuführen des Einspanntischs und des Aufbringungsmittels für einen Laserstrahl; wobei das Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl einen Oszillator für einen Laser zum Oszillieren des Laserstrahls und einen Kondensor beinhaltet, der eine Fokuslinse zum Fokussieren des Laserstrahls, der durch den Oszillator für einen Laserstrahl oszilliert wird, und Aufbringen des Laserstrahls, der auf dem Wafer fokussiert ist, der an dem Einspanntisch gehalten wird, beinhaltet; wobei der Kondensor eine Funktion einer sphärischen Aberration aufweist, sodass ein Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch einen radial inneren Abschnitt des Kondensors läuft, kontinuierlich in seiner Position zu dem Einspanntisch von einem Fokuspunkt geändert wird, der durch den Laserstrahl, der durch einen radial äußeren Abschnitt des Kondensors läuft, ausgebildet wird; wobei der Laserstrahl auf dem Wafer in dem Zustand aufgebracht wird, in dem der Fokuspunkt des Laserstrahls in dem Wafer gesetzt ist, sodass dieser sich kontinuierlich in seiner Position entlang der Dicke des Wafers ändert, wodurch ein Abschirmtunnel in dem Wafer ausgebildet wird, wobei der Abschirmtunnel aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich, der das feine Loch umgibt, ausgebildet wird.
  • Vorzugsweise wird die Funktion der sphärischen Aberration durch die Fokuslinse realisiert, die eine sphärische Aberration aufweist. Alternativ kann die Funktion der sphärischen Aberration durch die Fokuslinse und eine Korrekturplatte für einen Fokuspunkt, die zwischen der Fokuslinse und dem Einspanntisch liegt, zum Korrigieren der Position des Fokuspunkts des Laserstrahls, der durch die Fokuslinse fokussiert wird, realisiert werden. Vorzugsweise ist der Bereich der Änderung der Position von dem Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch den radial äußeren Abschnitt des Kondensors läuft, zu dem Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl, der durch den radial inneren Abschnitt des Kondensors läuft, gebildet wird, auf 50–2000 μm gesetzt.
  • Entsprechend der Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist der Kondensor eine Funktion einer sphärischen Aberration auf, was eine Funktion einer kontinuierlichen Änderung des Fokuspunkts des Laserstrahls, der durch den Kondensor fokussiert wird und auf einem Wafer aufgebracht wird, auf entlang der Dicke des Wafers bedeutet. Entsprechend kann ein gleichförmiger Abschirmtunnel, der aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich, der das feine Loch umgibt, gebildet ist, so ausgebildet werden, dass dieser sich von der vorderen Seite des Wafers zu der hinteren Seite davon erstreckt, durch einen Schuss eines Laserstrahls. Als ein Ergebnis kann die Energie des Laserstrahls, der auf dem Wafer aufgebracht wird, effektiv verwendet werden, um einen guten Abschirmtunnel auszubilden. D. h., dass ein gleichförmiger Abschirmtunnel ohne den Bedarf einer Erhöhung der Leistung des Laserstrahls, der aufgebracht wird, ausgebildet werden kann, sodass die Festigkeit des Abschirmtunnels, der als ein Teilungsstartpunkt dient, reduziert werden kann. Entsprechend kann der Wafer in einzelne Bauelementchips durch Aufbringen einer äußeren Kraft, die schwächer als in dem Stand der Technik ist, geteilt werden.
  • Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst wird am besten durch ein Studieren der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche mit Bezug zu den angehängten Figuren, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, verstanden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2A ist ein schematisches Diagramm, dass die Konfiguration eines Aufbringungsmittels für einen Laser, der in der Laserbearbeitungsvorrichtung beinhaltet ist, die in 1 gezeigt ist, zeigt;
  • 2B ist eine Ansicht ähnlich zu 2A, die eine Modifikation zeigt;
  • 3 ist ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Fokusposition beim Ausbilden eines Abschirmtunnels unter Verwendung des Aufbringungsmittels für einen Laserstrahl, das in 2A angezeigt ist;
  • 4A ist eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Ausbildungsschritts für einen Abschirmtunnel;
  • 4B ist eine schematische, perspektivische Ansicht eines Abschirmtunnels; und
  • 4C ist eine Schnittansicht eines Wafers, in welchem mehrere Abschirmtunnel ausgebildet wurden.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der der Laserbearbeitungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezug zu den angehängten Figuren beschrieben. 1 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung 40 entsprechend dieser bevorzugten Ausführungsform. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 40 beinhaltet eine Basis 41, einen Haltemechanismus 42 zum Halten eines Werkstücks wie einem Wafer, ein Bewegungsmittel 43 zum Bewegen des Haltemechanismus 42, ein Aufbringungsmittel 44 für einen Laserstrahl zum Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Werkstück, das durch den Haltemechanismus 42 gehalten wird, ein Bildgebungsmittel 45 und ein Steuerungsmittel (nicht dargestellt), das durch einen Computer ausgestaltet wird. Das Steuerungsmittel dient dazu, jedes oben genannte Mittel zu steuern.
  • Der Haltemechanismus 42 beinhaltet ein eine rechteckige X-bewegliche Platte 51, die an der Basis 41 befestigt ist, sodass sie in einer X-Richtung bewegt werden kann, eine rechteckige Y-bewegliche Platte 53, die an der X-beweglichen Platte 51 befestigt ist, sodass sie in einer Y-Richtung bewegt werden kann, einen zylindrischen Träger 50, der an der oberen Oberfläche der Y-beweglichen Platte 53 fixiert ist und eine rechteckige Abdeckungsplatte 52, die an einem oberen Ende des Trägers 50 fixiert ist. Die Abdeckungsplatte 52 ist mit einem länglichen Loch 52a ausgebildet, dass sich in einer Y-Richtung erstreckt. Ein kreisförmiger Einspanntisch 54 als ein Haltemittel zum Halten des Werkstücks ist drehbar an dem oberen Ende des Trägers 50 befestigt, sodass dieser sich nach oben durch das längliche Loch 52a der Abdeckungsplatte 52 erstreckt. Eine kreisförmige Vakuumeinspannung 56 ist an der oberen Oberfläche des Einspanntischs 54 bereitgestellt. Die Vakuumeinspannung 56 weist eine im Wesentlichen horizontale Halteroberfläche auf. Die Vakuumeinspannung 56 ist aus einem porösen Material ausgebildet. Die Vakuumeinspannung 56 ist durch einen Saugdurchgang, der an dem Träger 50 ausgebildet ist, mit einem Saugmittel (nicht dargestellt) verbunden. Mehrere Klemmen 58 sind an dem äußeren Umfang des Einspanntischs 54 bereitgestellt, sodass sie in der umfänglichen Richtung voneinander beabstandet sind. Die X-Richtung ist als die Richtung definiert, die durch einen Pfeil X in 1 gezeigt ist, und die Y-Richtung ist als die Richtung, die durch einen Pfeil Y in 1 gezeigt ist, definiert, die senkrecht zu der X Richtung in einer XY-Ebene ist. Die XY-Ebene, die durch die X-Richtung und die Y-Richtung definiert ist, ist im Wesentlichen eine horizontale Ebene.
  • Das Bewegungsmittel 43 beinhaltet ein X-Bewegungsmittel 60, ein Y-Bewegungsmittel 65 und ein Drehmittel (nicht gezeigt). Das X-Bewegungsmittel 60 beinhaltet eine Kugelrollspindel 60b, die sich in der X-Richtung an der Basis 41 erstreckt, und einen Motor 60a, der mit einem Ende der Kugelrollspindel 60b verbunden ist. Die Kugelrollspindel 60b weist einen Mutterabschnitt (nicht gezeigt) auf, der an der unteren Oberfläche der X-beweglichen Platte 51 fixiert ist. Das X-Bewegungsmittel 60 wird in einer solchen Weise betätigt, dass die Drehbewegung des Motors 60a in eine lineare Bewegung durch die Kugelrollspindel 60b umgewandelt wird, und diese lineare Bewegung wird auf die X-bewegliche Platte 51 übertragen, sodass die X-bewegliche Platte 51 in der X-Richtung entlang einem Paar Führungsschienen 43a, die an der Basis 41 bereitgestellt sind, bewegt wird. Ähnlich beinhaltet das Y-Bewegungsmittel 65 eine Kugelrollspindel 65b, die sich in der X-Richtung an der X-beweglichen Platte 51 erstreckt, und einen Motor 65a, der mit einem Ende der Kugelrollspindel 65b verbunden ist. Die Kugelrollspindel 65b weist einen Mutterabschnitt (nicht gezeigt) auf, der an der unteren Oberfläche der Y-beweglichen Platte 53 fixiert ist. Das Y-Bewegungsmittel 65 wird in einer solchen Weise betätigt, dass die Drehbewegung des Motors 65a in eine lineare Bewegung durch die Kugelrollspindel 65b umgewandelt wird und diese lineare Bewegung wird auf die Y-bewegliche Platte 53 übertragen, sodass die Y-bewegliche Platte 53 in der Y-Richtung entlang einem Paar Führungsschienen 51a, die an der X-beweglichen Platte 51 bereitgestellt sind, übertragen wird. Das Drehmittel ist in den Träger 50 eingebaut, um den Einspanntisch 54 oder die Vakuumeinspannung 56 bezüglich des Trägers 50 zu drehen.
  • Ein L-förmiges Gehäuse 46 ist an der Basis 41 an ihrem hinteren Endabschnitt bereitgestellt. Das L-förmige Gehäuse 46 ist aus einem vertikalen Abschnitt, der sich von der unteren Oberfläche der Basis 41 nach oben erstreckt und einem horizontalen Abschnitt, der sich von dem oberen Ende des vertikalen Abschnitts in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt, ausgebildet. 2A ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Konfiguration des Aufbringungsmittels 44 für einen Laser zeigt. Wie in 2A gezeigt, beinhaltet das Aufbringungsmittel 44 für einen Laser einen Oszillator für einen Laser 44b zum Oszillieren eines Laserstrahls LB, einen Dämpfer 44c zum Anpassen der Leistung des Laserstrahls LB, der durch den Oszillator 44b für einen Laser oszilliert wird, eine Reflektorplatte 44f zum Reflektieren des Laserstrahls LB, der durch den Dämpfer 44c ausgegeben wird, und einen Kondensor 44a, der eine Fokuslinse 44d zum Fokussieren des Laserstrahls LB aufweist, der durch die Reflektorplatte 44f reflektiert wird, und denselben auf dem Wafer 10 als ein Werkstück, das an dem Einspanntisch 54 gehalten wird, aufbringt. Der Laserstrahl LB, der durch den Oszillator 44b für einen Laser oszilliert wird, weist eine Wellenlänge (zum Beispiel 1030 nm) zum Ausbilden von mehreren Abschirmtunneln in dem Wafer 10 entlang jeder Teilungslinie auf, wobei jeder Abschirmtunnel aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich, der das feine Loch umgibt, ausgebildet ist.
  • Das Steuerungsmittel (nicht dargestellt), das in der Laserbearbeitungsvorrichtung 40 beinhaltet ist, wird durch einen Computer ausgestaltet, der eine zentrale Berechnungseinheit (CPU) zum Durchführen von Operationsprozessen in Übereinstimmung mit einem Steuerungsprogramm, einen Festwertspeicher (ROM), zum vorläufigen Speichern des Steuerungsprogramms, einen Arbeitsspeicher (RAM) zum temporären Speichern von Detektionswerten, Berechnungsergebnissen usw., eine Eingabeschnittstelle und eine Ausgabeschnittstelle beinhaltet. Die Eingabeschnittstelle dient dazu, ein Bildsignal von dem Bildgebungsmittel 45 und Detektionssignale von dem Detektionsmittel für eine X-Position und dem Detektionsmittel für eine X-Position (beide nicht gezeigt), die in dem Haltemechanismus 42 beinhaltet sind, zum Beispiel zu empfangen. Das Detektionsmittel für eine X-Position dient dazu, die X-Position des Einspanntischs 54 in der X-Richtung zu detektieren und das Detektionsmittel für eine Y-Position dient dazu, die Y-Position des Einspanntischs 54 in der Y-Richtung zu detektieren. Die Ausgabeschnittstelle dient dazu, Betätigungssignale an den Oszillator 44b für einen Laser, das X-Bewegungsmittel 60 und das X-Bewegungsmittel 65 zum Beispiel auszugeben.
  • Wie in 1 gezeigt, ist das Bildgebungsmittel 45 an der unteren Oberfläche des vorderen Endabschnitts des Gehäuses 46 bereitgestellt. Das Bildgebungsmittel 45 ist oberhalb der Führungsschienen 43a positioniert. Entsprechend kann durch Bewegung des Einspanntischs 54 entlang der Führungsschienen 43a das Bildgebungsmittel 45 das Werkstück, das an dem Einspanntisch 54 gehalten wird, aufnehmen. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Bildgebungsmittel 45 aus einer Bildgebungseinrichtung (ladungsgekoppeltes Bauelement (CCD)) (nicht gezeigt) zum Aufnehmen des Werkstücks unter Verwendung von sichtbarem Licht gebildet. Als eine Modifikation kann das Bildgebungsmittel 45 ferner eine Infrarotlichtquelle zum Aufbringen von Infrarotlicht auf dem Werkstück und eine Infrarot-Bildgebungseinrichtung (Infrarot-CCD) zum Ausgeben eines elektrischen Signals entsprechend dem aufgebrachten Infrarotlicht beinhalten.
  • Der Kondensor 44a wird im Folgenden detailliert mit Bezug zu 2A und 3 beschrieben. Der Kondensor 44a beinhaltet im Wesentlichen die Fokuslinse 44d. Entsprechend der technischen Idee der vorliegenden Erfindung weist die Fokuslinse 44b eine Funktion einer sphärischen Aberration auf, sodass ein Fokuspunkt P1, der an der optischen Achse der Fokuslinse 44d durch einen Laserstrahl LB1 ausgebildet wird, der durch einen radial inneren Abschnitt der Fokuslinse 44d läuft, (kontinuierlich in veränderter Position) zu dem Einspanntisch 54 von einem Fokuspunkt Pn, der an der optischen Achse der Fokuslinse 44d durch einen Laserstrahl LBn ausgebildet wird, der durch einen radial äußeren Abschnitt der Fokuslinse 44d läuft, versetzt wird. Diese Funktion einer sphärischen Aberration kann durch eine sphärische Linse, die im Stand der Technik bekannt ist, realisiert werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, sondern eine asphärische Linse oder einer Kombination aus mehreren sphärischen Linse und asphärischen Linsen kann angepasst werden, um die Funktion der sphärischen Aberration zu realisieren. D. h., dass jede Konfiguration angepasst werden kann, unter der Voraussetzung, dass die Fokuspunkte P1 bis Pn in dem Wafer 10 positioniert werden können, sodass sie in der Richtung versetzt werden, in welcher der Laserstrahl LB in den Wafer 10 eintritt, d. h. entlang der Dicke des Wafers 10. Ferner ist der Bereich des Verschiebens der Fokuspunkte P1 bis PN vorzugsweise in einem Bereich von 50–2000 μm gesetzt. Dieser Bereich des Verschiebens muss nicht größer als die Dicke des Wafers 10 als das Werkstück sein. Zum Beispiel, in dem Fall, dass die Dicke des Wafers 10 300 μm ist, werden die Fokuspunkt P1 bis Pn vorzugsweise über einem Bereich von der vorderen Seite des Wafers 10 zu der hinteren Seite davon verschoben, d. h. über die Dicke des Wafers von 300 μm wodurch jeder Abschirmtunnel mit größerer Sicherheit bereitgestellt werden kann.
  • Die Betätigung der Laserbearbeitung Vorrichtung 40 wird jetzt mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Mit Bezug zu 4A ist eine perspektivische Ansicht des Wafers 10 gezeigt. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Wafer 10 aus einem Lithiumtantalat (LiTaO3) ausgebildet. Die vordere Seite des Wafers 10 ist mit mehreren sich kreuzenden Teilungslinien 12 ausgebildet, die mehrere getrennte Bereiche auszubilden, an denen BAW-Bauelemente 14 ausgebildet sind. Die hintere Seite des Wafers 10 ist einem an einem haftvermittelnden Band T angebracht, dass an seinem umfänglichen Abschnitt an einem ringförmigen Rahmen F getragen ist. Folglich ist der Wafer 10 durch das haftvermittelnde Band T an dem ringförmigen Rahmen F in dem Zustand getragen, in dem die vordere Seite des Wafers 10 frei liegt.
  • Als erstes wird der Wafer 10, der durch das haftvermittelnde Band T an dem ringförmigen Rahmen F getragen wird, an der Vakuumeinspannung 56 des Vakuumtischs 54 in dem Zustand platziert, in dem das haftvermittelnde Band T nach unten gerichtet ist. Ferner wird der ringförmige Rahmen 11 durch die Klemmen 58 gehalten. Danach wird das Saugmittel (nicht dargestellt), das mit der Vakuumeinspannung 56 verbunden ist, betätigt, um ein Vakuum an der Vakuumeinspannung 56 anzulegen, wodurch der Wafer 10 durch das haftvermittelnde Band T an der Vakuumeinspannung 56 unter einem Saugen gehalten wird.
  • Nachdem der Wafer 10 an der Vakuumeinspannung 46 unter einem Saugen gehalten ist, werden das X-Bewegungsmittel 60 und das Y-Bewegungsmittel 65 betätigt, um den Einspanntisch 54 zu bewegen und dadurch den Wafer 10 direkt unterhalb des Bildgebungsmittels 45 zu positionieren. In dem Zustand, in dem der Wafer, der an dem Einspanntisch 54 gehalten ist, unmittelbar unterhalb des Bildgebungsmittels 45 positioniert ist, wird ein Ausrichtungsschritt durch das Bildgebungsmittel 45 und das Steuerungsmittel (nicht dargestellt) durchgeführt, um einen Zielbereich des Wafers 10, der laserbearbeitet werden soll, zu detektieren. Insbesondere führen das Bildgebungsmittel 45 und das Steuerungsmittel (nicht dargestellt) eine Bildverarbeitung wie eine Mustererkennung zum Durchführen der Ausrichtung zwischen den Teilungslinien 12, die sich in einer ersten Richtung an dem Wafer 10 erstrecken, und dem Kondensor 44a des Aufbringungsmittels 44 für einen Laser durch, um einen Laserstrahl entlang jeder Teilungslinie 12 aufzubringen. Ähnlich wird der Ausrichtungsschritt auch für die anderen Teilungslinien 12 durchgeführt, die sich in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung erstrecken.
  • Nach dem Durchführen des Ausrichtungsschritts für alle Teilungslinien 12 wird der Einspanntisch 54 zu einem Aufbringungsbereich für einen Laserstrahl bewegt, wo der Kondensor 44a liegt. Ferner wird ein Ende einer vorbestimmten der Teilungslinien 12, die sich in der ersten Richtung erstreckt, direkt unterhalb des Kondensors 44a positioniert. Danach wird ein Anpassungsmittel für eine Fokusposition (nicht gezeigt), das in der Laserbearbeitungsvorrichtung 40 beinhaltet ist, betätigt, um den Kondensor 44a entlang seiner optischen Achse zu bewegen, um dadurch den Fokuspunkt P des Laserstrahls LB an einer vorbestimmten Position innerhalb des Lithiumtantalat-Substrats des Wafers 10 zu setzen. Insbesondere, wie in 3 und 4C gezeigt, ist der Laserstrahl LB1 ein Laserstrahl, der durch einen in radialer Richtung innersten Abschnitt der Fokuslinse 44d läuft. Die Fokusposition P1, die durch den Laserstrahl LB1 ausgebildet wird, ist in dem Wafer 10 an einer Position in der Nähe des Einspanntischs 54 gesetzt, d. h. in der Nähe des der hinteren Seite des Wafers 10. Andererseits ist der Laserstrahl LBn ein Laserstrahl, der durch einen äußersten Abschnitt in radialer Richtung der Fokuslinse 44d läuft. Der Fokuspunkt Pn, der durch den Laserstrahl LBn ausgebildet wird, ist in dem Wafer 10 an einer Position in der Nähe der vorderen Seite des Wafers 10, wo die Bauelemente 14 ausgebildet sind, gesetzt. Entsprechend wird der Fokuspunkt P, der durch den Laserstrahl LB ausgebildet wird, der durch die Fokuslinse 44d des Kondensors 44a läuft, über den Bereich von der hinteren Seite des Wafers 10 zu der vorderen Seite davon verschoben. In 3 und 4C wird der Laserstrahl LB so gezeigt, als sei er in die Laserstrahlen LB1 bis LBn zerlegt und der Fokuspunkt P des Laserstrahls LB ist so gezeigt, dass er in die Fokuspunkte P1 bis Pn zerlegt ist, um die Darstellung zu vereinfachen. Jedoch ist tatsächlich der Laserstrahl LB nicht so wie gezeigt zerlegt.
  • Nach dem Setzen des Fokuspunkts P wie oben beschrieben wird das Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl 44 betätigt, um den Laserstrahl LB (gepulster Laserstrahl) von dem Oszillator 44b für einen Laser zu Oszillieren. Der Laserstrahl LB, der durch den Oszillator 44b für einen Laser oszilliert wird, wird in den Dämpfer 44c eingegeben, in welchem die Leistung des Laserstrahls LB auf einen vorbestimmten Wert angepasst wird. Danach wird der Laserstrahl LB durch den Kondensor 44a fokussiert und auf einem Ende der vorbestimmten Teilungslinie 12 des Wafers 10 aufgebracht. Wenn die Aufbringung des Laserstrahls LB begonnen wird, wird das X-Bewegungsmittel 60 betätigt, um den Einspanntisch 54 in der Richtung zu bewegen, die durch einen Pfeil X in 4A gezeigt ist. Dadurch wird der Laserstrahl LB entlang der vorbestimmten Teilungslinie 12 abgetastet. Entsprechend, wie in 4B und 4C gezeigt, werden mehrere Abschirmtunnel 100 kontinuierlich entlang der vorbestimmten Teilungslinie 12 ausgebildet, wobei jeder Abschirmtunnel 100 aus einem feinen Loch 102, das sich vertikal (axial über die gesamte Länge von jedem Abschirmtunnel) erstreckt und einen zylindrischen amorphen Bereich 104 zum Abschirmen des feinen Lochs 102 gebildet ist, sodass dieser das Loch umgibt. Diese Laserbearbeitung wird ähnlich entlang all den anderen Teilungslinien 12, die an der vorderen Seite des Wafers 10 ausgebildet sind, durch Betätigen des Aufbringungsmittels 44 für einen Laserstrahl, des Einspanntischs 54, des X-Bewegungsmittels 60 und des Y-Bewegungsmittels 65 durchgeführt, wodurch mehrere ähnliche Abschirmtunnel 100 entlang jeder Teilungslinie 12 (Ausbildungsschritt für Abschirmtunnel) ausgebildet werden. Nach dem Durchführen des Ausbildungsschritts für Abschirmtunnel wird der Wafer 10 zu einer Vorrichtung zum Durchführen eines Teilungsschritts zum Teilen des Wafers 10 in einzelne Bauelementchips entsprechend den jeweiligen Bauelementen 14 durch Aufbringen einer äußeren Kraft auf dem Wafer 10 übertragen. Dieser Teilungsschritt ist keine Voraussetzung in der vorliegenden Erfindung. Als die Vorrichtung zum Durchführen des Teilungsschritts kann jedes Teilungsmittel, das im Stand der Technik bekannt ist, verwendet werden (siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-221483 , 8 und die entsprechende Beschreibung, zum Beispiel). Entsprechend wird die detaillierte Beschreibung des Teilungsschritts und des Teilungsmittels hier ausgelassen.
  • Zum Beispiel wird der Ausbildungsschritt für einen Abschirmtunnel unter den folgenden Prozessbedingungen durchgeführt.
    Wellenlänge: 1030 nm
    durchschnittliche Leistung: 3 W
    Wiederholungsfrequenz: 50 kHz
    Pulsbreite: 10 ps
    Punktdurchmesser: 10 μm
    numerische Apertur der Fokuslinse/Brechungsindex des Wafers: 0,05–0,20
    Zufuhrgeschwindigkeit in der X-Richtung: 500 mm/s
    Größe von jedem Abschirmtunnel: feines Loch 1 μm im Durchmesser, amorpher Bereich 10 μm im Durchmesser
  • Wie oben beschrieben weist der Kondensor 44a der Laserbearbeitungsvorrichtung 40 eine Funktion einer sphärischen Aberration auf, sodass der Fokuspunkt P1, der durch den Laserstrahl LB1 ausgebildet wird, der durch den innersten Abschnitt in radialer Richtung des Kondensors 44A läuft, zu dem Einspanntisch 54 von dem Fokuspunkt Pn, der durch den Laserstrahl LBn ausgebildet wird, der durch den äußersten Abschnitt des Kondensors 44a in radialer Richtung läuft, versetzt ist, wobei der Laserstrahl LB, der aus den Laserstrahlen LB1 bis LBn ausgebildet ist, auf dem Wafer 10 in dem Zustand aufgebracht wird, in dem der Fokuspunkt des Laserstrahls LB in dem Wafer 10 gesetzt ist, wodurch der Abschirmtunnel 100, der aus dem feinen Loch 102 und dem amorphen Bereich 104, der das feine Loch 102 umgibt, ausgebildet wird. Entsprechend kann die Energie des Laserstrahls LB effektiv für das Ausbilden der Abschirmtunnel 100 verwendet werden, sodass die mehreren guten Abschirmtunnel 100 kontinuierlich entlang jeder Teilungslinie 12 über die gesamte Länge davon ausgebildet werden können. Ferner kann jeder Abschirmtunnel 100 über die gesamte Dicke des Wafers 10 ausgebildet werden, sodass jede Teilungslinie 12 ausreichend in ihrer Festigkeit über die gesamte Länge reduziert werden kann. Entsprechend kann in dem Teilungsschritt der Wafer 10 einfach in die einzelnen Bauelementchips durch Aufbringen einer relativ kleineren äußeren Kraft geteilt werden.
  • In dieser bevorzugten Ausführungsform weist die Fokuslinse 44d des Kondensors 44a eine Funktion einer sphärischen Aberration auf, sodass der Fokuspunkt P1, der durch den Laserstrahl LB1 ausgebildet wird, der durch den innersten Abschnitt der Fokuslinse 44d in radialer Richtung läuft, zu dem Einspanntisch 54 von dem Fokuspunkt Pn versetzt ist, der durch den Laserstrahl LBn ausgebildet wird, der durch den radial äußeren Abschnitt der Fokuslinse 44d läuft. Diese Konfiguration ist lediglich darstellend und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. 2B zeigt eine Modifikation der obigen Konfiguration. Wie in 2B gezeigt, kann ein Kondensor 44a', der eine Fokuslinse 44e und eine Korrekturplatte 44g für einen Fokuspunkt aufweist, anstelle des Kondensors 44a verwendet werden. Die Korrekturplatte 44g für einen Fokuspunkt liegt zwischen der Fokuslinse 44e und dem Einspanntisch 54. Die Fokuslinse 44e weist eine Linsenoberfläche zum Ausbilden eines Fokuspunkts an einer Position in dem Wafer 10 auf. Die Korrekturplatte für 44g für einen Fokuspunkt liegt zwischen der Fokuslinse 44e und dem Wafer 10, der an dem Einspanntisch 54 gehalten wird, und weist eine Funktion zum Korrigieren des Fokuspunkts des Laserstrahls auf, der durch die Fokuslinse 44e in einer solchen Weise gelaufen ist, dass der Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch den innersten Abschnitt der Korrekturplatte 44g für einen Fokuspunkt in radialer Richtung gelaufen ist, zu dem Einspanntisch 54 von dem Fokuspunkt versetzt ist, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch den radial äußeren Abschnitt der Korrekturplatte 44g für einen Fokuspunkt läuft.
  • Die oben genannte Funktion der Korrekturplatte 44b für einen Fokuspunkt kann unter Verwendung von Glas als das Material der Korrekturplatte 44g für einen Fokuspunkt und Ausbilden einer sphärischen konvexen Oberfläche als die Strahleintrittsoberfläche der Korrekturplatte 44b für einen Fokuspunkt, wo der Laserstrahl eintritt, realisiert werden. Durch Anordnen der Korrekturplatte 44g für einen Fokuspunkt an der oben genannten Position wird die Strahlrichtung des Laserstrahls LB, der durch die Fokuslinse 44e gelaufen ist, durch ein Laufen des Laserstrahls durch die Korrekturplatte 44g für einen Fokuspunkt korrigiert, d. h. dass die Laufrichtung des Laserstrahls zwischen dem radial inneren Abschnitt der Korrekturplatte 44g für einen Fokuspunkt und dem radial äußeren Abschnitt davon geändert wird. Entsprechend wird der Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch den radial inneren Abschnitt des Kondensors 44a' läuft, zu dem Einspanntisch 54 von dem Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl, der durch den äußersten Abschnitt des Kondensors 44 kleinen A' läuft, gebildet wird, in radialer Richtung versetzt, wobei der Laserstrahl auf dem Wafer 10 in dem Zustand aufgebracht wird, in dem der Fokuspunkt des Laserstrahls in dem Wafer 10 gesetzt ist, um dadurch einen Abschirmtunnel auszubilden. Als ein Ergebnis kann ein Effekt ähnlich zu der oben genannten bevorzugten Ausführungsform erreicht werden. D. h. dass die Energie des Laserstrahls effektiv zum Ausbilden der Abschirmtunnel verwendet werden kann, sodass mehrere gute Abschirmtunnel kontinuierlich entlang jeder Teilungslinie über die gesamte Länge davon ausgebildet werden können.
  • Der Begriff „die Funktion einer sphärischen Aberration” bedeutet nicht die Funktion, die nur in dem Fall erhalten wird, in dem eine vollständig sphärisch konvexe Linse verwendet wird, um Aberration zu erhalten. Im Wesentlichen beinhaltet der Begriff die Funktion des Bereitstellens der Konfiguration, dass der Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, durch den radial inneren Abschnitt des Kondensors läuft, zu dem Einspanntisch von dem Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch den äußeren Abschnitt in radialer Richtung des Kondensors läuft, versetzt ist. Ferner, während der Laserstrahl auf der vorderen Seite des Wafers aufgebracht wird, an dem in der oben beschriebenen Ausführungsform BAW-Bauelemente ausgebildet sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Der Laserstrahl kann an der hinteren Seite des Wafers in dem Zustand aufgebracht werden, in dem die vordere Seite des Wafers nach unten orientiert ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das Äquivalente des Umfangs der Ansprüche fallen, werden dadurch durch die Erfindung umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 1998-305420 [0002, 0003]
    • JP 3408805 [0003]
    • JP 2014-221483 [0004, 0005, 0029]

Claims (4)

  1. Laserbearbeitungsvorrichtung, umfassend: einen Einspanntisch zum Halten eines Wafers; ein Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl zum Aufbringen eines Laserstrahls auf den Wafer, der an dem Einspanntisch gehalten wird; und einen Zufuhrmechanismus zum relativen Zuführen des Einspanntischs und des Aufbringungsmittels für einen Laserstrahl; wobei das Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl beinhaltet einen Oszillator für einen Laser zum Oszillieren des Laserstrahls und einen Kondensor, der eine Fokuslinse zum Fokussieren des Laserstrahls, der durch den Oszillator für einen Laser oszilliert wird, und Aufbringen des Laserstrahls, der fokussiert ist, auf den Wafer, der an dem Einspanntisch gehalten wird, aufweist; wobei der Kondensor eine Funktion einer sphärischen Aberration aufweist, sodass ein Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch einen radial inneren Abschnitt des Kondensors läuft, kontinuierlich in seiner Position zu dem Einspanntisch von einem Fokuspunkt verändert wird, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch einen radial äußeren Abschnitt des Kondensors läuft; wobei der Laserstrahl auf den Wafer in dem Zustand aufgebracht wird, in dem der Fokuspunkt des Laserstrahls in dem Wafer gesetzt ist, sodass dieser sich kontinuierlich in einer Position entlang der Dicke des Wafers ändert, wodurch ein Abschirmtunnel in dem Wafer ausgebildet ist, wobei der Abschirmtunnel aus einem feinen Loch und einem amorphen Bereich ausgebildet ist, der das feine Loch umgibt.
  2. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Funktion einer sphärischen Aberration durch die Fokuslinse realisiert wird, die eine sphärische Aberration aufweist.
  3. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Funktion einer sphärischen Aberration durch die Fokuslinse und eine Korrekturplatte für einen Fokuspunkt realisiert wird, die zwischen der Fokuslinse und dem Einspanntisch zum Korrigieren der Position des Fokuspunkts des Laserstrahls, der durch die Fokuslinse fokussiert wird, liegt.
  4. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bereich der Änderung der Position des Fokuspunkts, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch den radial äußeren Abschnitt des Kondensors läuft, zu dem Fokuspunkt, der durch den Laserstrahl ausgebildet wird, der durch den radial inneren Abschnitt des Kondensors läuft, auf 50 bis 2000 μm gesetzt ist.
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