DE102018210843A1

DE102018210843A1 - Laserbearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018210843A1
Application number: DE102018210843.9A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Morikazu
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2019-01-10
Also published as: US10923873B2; TWI759497B; KR102516981B1; JP2019013962A; CN109202277A; TW201906681A; CN109202277B; JP7023629B2; US20190013636A1; KR20190005778A

Abstract

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung beinhaltet: einen Einspanntisch, der ein Werkstück hält; eine Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl, die einen gepulsten Laserstrahl, der eine vorbestimmte Linienbreite aufweist, auf dem Werkstück aufbringt, das an dem Einspanntisch gehalten ist; und eine Bearbeitungszufuhreinheit, die eine relative Bearbeitungszufuhr des Einspanntischs und der Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl durchführt. Die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl beinhaltet: einen Laseroszillator, der den gepulsten Laserstrahl oszilliert; ein Fokusbauelement, das den gepulsten Laserstrahl fokussiert, der durch den Laseroszillator oszilliert wurde; und eine Pulsbreitenanpassungseinheit, die zwischen dem Laseroszillator und dem Fokusbauelement angeordnet ist und die einen Zeitunterschied in einem Wellenlängenbereich des gepulsten Laserstrahls in der vorbestimmten Linienbreite generiert, um dadurch die Pulsbreite anzupassen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die mit einer Pulsbreitenanpassungseinheit bereitgestellt ist, die dazu geeignet ist, die Pulsbreite eines Laserstrahls, der auf einem Werkstück aufgebracht wird, anzupassen.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Wafer, an welchem mehrere Bauelemente wie integrierte Schaltungen (ICs), Large-scale-integrated-circuits (LSIs), Oberflächenakustikwellen-Bauelemente (SAWs), Bulk-acoustic wave-Bauelemente (BAWs), Licht emittierende Dioden (LEDs), Laserdioden (LDs) und Leistungsbauelemente an einer oberen Oberfläche eines Substrats aus Si, Sic, Sio₂, AL₂O₃, LT (LiTaO₃), LN (LiNbO₃) oder dergleichen in dem Zustand ausgebildet sind, in dem diese durch Teilungslinien (Straßen) aufgeteilt sind, wird in einzelnen Bauelementchips durch eine Laserbearbeitungsvorrichtung geteilt und die so geteilten Bauelementchips werden für elektrische Ausstattungen wie Mobiltelefone, Personalcomputer und Kommunikationsvorrichtungen verwendet.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung ist dazu ausgestaltet, mindestens einen Einspanntisch zu beinhalten, der ein Werkstück hält, eine Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl, die einen gepulsten Laserstrahl auf dem Werkstück aufbringt, das durch den Einspanntisch gehalten ist, und eine Bearbeitungszufuhreinheit, die eine relative Bearbeitungszufuhr des Einspanntischs und der Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl durchführt (siehe zum Beispiel die japanische Offenlegungsschrift Nr. 1998 - 305420 und die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2004-188475 ).
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Wie oben genannt ist die Art des Substrats, das die Bauelemente ausbildet breit über Si, Sic, Sio₂, AL₂O₃, LT (LiTaO₃), LN (LiNbO₃) usw. verbreitet. Darum sollten verschiedene Bearbeitungsverfahren entsprechend der Art des Substrats, der Art der Bauelemente, die daran ausgebildet sind, der Dicke des Wafers usw. ausgewählt werden und gleichzeitig sollte eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Aufbringen eines Laserstrahls, der eine geeignete Pulsbreite aufweist, wahlweise verwendet werden. Falls die Laserbearbeitungsvorrichtungen entsprechend den verschiedenen Bedingungen vorbereitet werden, sind hohe Ausstattungskosten von Nöten, was nicht ökonomisch ist.
Es ist darum ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die dazu geeignet ist, die Pulsbreite eines aufgebrachten Laserstrahls zu verändern, ohne die Ausstattungskosten zu erhöhen.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, beinhaltend: Einen Einspanntisch, der ein Werkstück hält; eine Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl, die einen gepulsten Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die eine vorbestimmte Linienbreite aufweist, auf dem Werkstück, das durch den Einspanntisch gehalten ist; aufbringt und eine Bearbeitungszufuhreinheit, die eine relative Bearbeitungszufuhr des Einspanntisches und der Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl durchführt, wobei die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl einen Laseroszillator beinhaltet, der den gepulsten Laserstrahl oszilliert, ein Fokusbauelement, das den gepulsten Laserstrahl fokussiert, der durch den Laseroszillator oszilliert wird, und eine Pulsbreitenanpassungseinheit, die zwischen dem Laseroszillator und dem Fokusbauelement angeordnet ist, und die einen Zeitunterschied in einem Wellenlängenbereich des gepulsten Laserstrahls in der Linienbreite generiert, wodurch die Pulsbreite angepasst wird.
Vorzugsweise beinhaltet die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl ferner einen Polarisationsstrahlteiler, der den gepulsten Laserstrahl, der durch den Laseroszillator oszilliert wird, aufteilt, das Fokusbauelement fokussiert den gepulsten Laserstrahl, der durch den Polarisationsstrahlteiler reflektiert wird, und die Pulsbreiten-Anpassungseinheit ist an der gegenüberliegenden Seite des Polarisationsstrahlteilers von dem Laseroszillator aus angeordnet und passt die Pulsbreite des gepulsten Laserstrahls an, der durch den Polarisationsstrahlteiler transmittiert wird.
Vorzugsweise beinhaltet die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl ferner eine λ/2-Platte, die zwischen dem Laseroszillator und dem Polarisationsstrahlteiler angeordnet ist, und die wahlweise P-polarisiertes Licht oder S-polarisiertes Licht relativ zu dem Polarisationsstrahlteiler positioniert, und eine erste A/4-Platte, die zwischen dem Polarisationsstrahlteil und der Pulsbreitenanpassungseinheit angeordnet ist und die das P-polarisierte Licht, das durch die A/2-Platte ausgewählt wurde, in zirkular polarisiertes Licht umwandelt, und der gepulste Laserstrahl des zirkular polarisierten Lichts mit der Drehrichtung umgekehrt zu der Pulsbreiten-Anpassungseinheit wird zu der ersten A/4-Platte geführt, um in S-polarisiertes Licht umgewandelt zu werden, und der gepulste Laserstrahl, der in das S-polarisierte Licht umgewandelt ist, wird durch den Polarisationsstrahlteiler reflektiert, um auf das Fokusbauelement aufzutreffen.
Vorzugsweise beinhaltet die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl ferner eine zweite λ/4-Platte, die an der gegenüberliegenden Seite des Polarisationsstrahlteilers von dem Fokusbauelement aus angeordnet ist und einen Spiegel, der so angeordnet ist, dass er der zweiten λ/4-Platte zugewandt ist, und das S-polarisierte Licht, das durch die λ/2-Platte ausgewählt ist, wird durch den Polarisationsstrahlteiler reflektiert, trifft auf die zweiten A/4-Platte und wird in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt und wird ferner durch den Spiegel reflektiert, sodass die Drehrichtung umgekehrt wird, und der gepulste Laserstrahl des zirkular polarisierten Lichts mit der umgekehrten Drehrichtung wird durch die zweite λ/4-Platte transmittiert, um in P-polarisiertes Licht konvertiert zu werden, und der gepulste Laserstrahl des P-polarisierten Lichts wird durch den Polarisationsstrahlteiler transmittiert, um auf dem Fokusbauelement aufzutreffen.
Vorzugsweise ist die Pulsbreitenanpassungseinheit aus einem Quarzkörper ausgebildet, der eine erste Endfläche und eine zweite Endfläche gegenüber der ersten Endfläche aufweist und mehrere Reflexionsschichten, die in dem Wellenlängenbereich der Linienbreite reflektieren, sind zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche ausgebildet und die Pulsbreite des gepulsten Laserstrahls, der auf dem Werkstück aufgebracht wird, wird durch die Länge zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche bestimmt.
Vorzugsweise beinhaltet die Pulsbreitenanpassungseinheit mehrere Quarzkörper, die sich in der Länge zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche unterscheiden und einer der mehreren Quarzkörper wird entsprechend einer gewünschten Pulsbreite ausgewählt.
Vorzugsweise beinhaltet die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl ferner eine Umwandlungseinheit für eine Wellenlänge, die die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls, dessen Pulsbreite durch die Pulsbreitenanpassungseinheit angepasst wurde, umwandelt.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl den Laseroszillator, der einen gepulsten Laserstrahl oszilliert, das Fokusbauelement, das den gepulsten Laserstrahl, der durch den Laseroszillator oszilliert wird, fokussiert und die Pulsbreitenanpassungseinheit, die zwischen dem Laseroszillator und dem Fokusbauelement angeordnet ist und die einen Zeitunterschied in dem Wellenlängenbereich des gepulsten Laserstrahls in der vorbestimmten Linienbreite generiert, wodurch die Pulsbreite angepasst wird. Dadurch kann der gepulste Laserstrahl auf eine geeignete Pulsbreite für das Substrat, dessen Materialart breit wie Si, Sic, Sio₂, AL₂O₃, LT, LN usw. sind, angepasst werden. Darum ist es nicht notwendig, eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls mit einer Pulsbreite entsprechend der Art des Substrats auszuwählen. Als ein Ergebnis kann ein Problem der großen Ausstattungskosten, die unökonomisch sind, gelöst werden.
Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst 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.
Figurenliste

1 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl darstellt, die an der Laserbearbeitungsvorrichtung, die in 1 dargestellt ist, befestigt ist;
3 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Erklären der Funktion eines optischen Beugungselements, das eine Pulsbreitenanpassungseinheit ausbildet, die in der Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl bereitgestellt ist, die in 2 dargestellt ist; und
4A bis 4C sind konzeptionelle Diagramme zum Erklären der Weise, in welcher die Pulsbreite durch das optische Beugungselement, das in 3 dargestellt ist, ausgedehnt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung wird jetzt detailliert mit Bezug zu den angehängten Figuren beschrieben. 1 stellt eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung 2 dar, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 beinhaltet: Eine Halteeinheit 22 zum Halten eines Werkstücks; eine Bewegungseinheit 23, die an einer stationären Basis 2a bereitgestellt ist und welche die Halteeinheit 22 bewegt; eine Aufbringungseinheit 24 für einen Laserstrahl zu Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Werkstück, das durch die Halteeinheit 22 gehalten ist; und einen Rahmenkörper 50, der aus einem vertikalen Wandabschnitt 51 ausgebildet ist, der an der stationären Basis 2a an einer lateralen Seite der Bewegungseinheit 23 in einer Z-Richtung, die durch den Pfeil Z angegeben ist, errichtet ist, und einen horizontalen Wandabschnitt 52, der sich in einer horizontalen Richtung von einem oberen Endabschnitt des vertikalen Wandabschnitts 51 erstreckt. Ein optisches System der Aufbringungseinheit 24 für einen Laserstrahl, das einen Hauptabschnitt der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 der vorliegenden Erfindung ausbildet, ist in dem Inneren des horizontalen Wandabschnitts 52 des Rahmenkörpers 50 eingebaut, ein Fokusbauelement 241, das die Aufbringungseinheit 24 für einen Laserstrahl ausbildet, ist an einer unteren Seite eines Spitzenabschnitts des horizontalen Wandabschnitts 52 angeordnet und eine Bildeinheit 26 ist an einer Position benachbart zu dem Fokusbauelement 241 bezüglich einer Richtung angeordnet, die durch den Pfeil X in der Figur angegeben ist. Beachte, dass die Halteinheit 22 das Werkstück (Wafer 10), das an einem ringförmigen Rahmen F durch ein haftvermittelndes Band T, das in einer vergrößerten Form an einer linken oberen Seite in der Figur dargestellt ist, hält. Beachte, dass ein Fall, in dem der Wafer 10 aus einem Siliziumsubstrat (Si) ausgebildet ist und einem Ablationsprozess durch darauf Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls einer Wellenlänge von 355nm ausgesetzt ist, sodass dieser in dem Si absorbiert wird, in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, jedoch dies nicht auf die Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung beschränkt ist.
Die Halteeinheit 22 beinhaltet: eine rechteckige X-Richtungs-bewegliche Platte 30, die an der Basis 2a befestigt ist, sodass sie in der X-Richtung bewegt werden kann, die durch Pfeil X in der Figur angegeben ist; eine rechteckige Y-Richtung-bewegliche Platte 31, die an der X-Richtungbeweglichen Platte 30 befestigt ist, sodass sie in einer Y-Richtung bewegt werden kann, die durch Pfeil Y in der Figur angegeben ist; eine zylindrische Trägersäule 32, die an einer oberen Oberfläche der Y-Richtungs-beweglichen Platte 31 fixiert ist; und eine rechteckige Abdeckplatte 33, die an einem oberen Ende der Trägersäule 32 fixiert ist. An der Abdeckplatte 33 ist ein Einspanntisch 34 angeordnet, der sich nach oben durch einen Schlitz erstreckt, der an der Abdeckplatte ausgebildet ist, wobei der Einspanntisch 34 dazu ausgestaltet ist, das kreisförmige Werkstück zu halten und durch eine Drehantriebseinheit (nicht dargestellt) gedreht zu werden. An einer oberen Oberfläche des Einspanntischs 34 ist eine kreisförmige Saugeinspannung 35 angeordnet, die aus einem porösem Material ausgebildet ist und sich im Wesentlichen horizontal erstreckt. Die Saugeinspannung 35 ist mit einer Saugeinheit (nicht dargestellt) durch einen Durchgang verbunden, der in der Trägersäule 32 ausgestellt ist. Beachte, dass die X-Richtung die Richtung ist, die durch den Pfeil X in 1 angegeben ist, wohingegen die Y-Richtung die Richtung ist, die durch den Fall Y angegeben und orthogonal zu der X-Richtung ist. Eine Ebene, die durch die X-Richtung und die Y-Richtung aufgespannt ist, ist im Wesentlichen horizontal.
Die Bewegungseinheit 23 beinhaltet eine X-Richtungsbewegungseinheit 40 und eine Y-Richtungsbewegungseinheit 42. Die X-Richtungsbewegungseinheit 40 wandelt eine Drehbewegung eines Motors in eine lineare Bewegung durch eine Kugelrollspindel und überträgt die lineare Bewegung zu der X-Richtungs-beweglichen Platte 30, um die X-Richtungs-bewegliche Platte 30 dazu zu bringen, in der X-Richtung entlang Führungsschienen an der Basis 2a vorgeschoben oder zurückgezogen zu werden. Die Y-Richtungsbewegungseinheit 42 wandelt eine Drehbewegung eines Motors in eine lineare Bewegung durch eine Kugelrollspindel und überträgt die Linearbewegung zu der Y-Richtungs-beweglichen Platte 31, um die Y-Richtungs-bewegliche Platte 31 dazu zu bringen, in der Y-Richtung entlang Führungsschienen an der X-Richtungs-beweglichen Platte 30 vorgeschoben und zurückgezogen zu werden. Beachte, obwohl nicht in der Figur dargestellt, dass jeweilige Positionsdetektionseinheiten in der X-Richtungsbewegungseinheit 40 und der Y-Richtungsbewegungseinheit 42 angeordnet sind, wobei die Position in der X-Richtung, die Position in der Y-Richtung und eine Drehposition in der umfänglichen Richtung bezüglich des Einspanntisches 34 genau detektiert werden und die X-Richtungsbewegungseinheit 40, die Y-Richtungsbewegungseinheit 42 und die Drehantriebseinheit (nicht dargestellt) basierend auf Instruktionssignalen von einer Steuerungseinheit, die später beschrieben wird, angetrieben werden, wobei der Einspanntisch 34 genau an einer willkürlichen Position und einem willkürlichen Engwinkel positioniert werden kann.
Wie an der linken oberen Seite der 1 dargestellt ist der Wafer 10 mit Bauelementen 14 in mehreren Bereichen ausgebildet, die durch mehrere Teilungslinien (Straßen) 12 aufgeteilt sind, und wird an dem Einspanntisch 34 in dem Zustand gehalten, in dem dieser durch den ringförmigen Rahmen F durch das haftvermittelnde Band T getragen ist. Während ein gepulster Laserstrahl auf den Wafer 10 von dem Fokusbauelement 241 durch eine Betätigung der Aufbringungseinheit 24 für einen Laserstrahl aufgebracht wird, werden die X-Richtungsbewegungseinheit 40 und die Y-Richtungsbewegungseinheit 42 betätigt, wodurch eine Laserbearbeitung auf den Teilungslinien 12 durchgeführt wird, um Teilungsnuten auszubilden, die als Teilungsstartpunkte dienen.
Die Aufbringungseinheit 24 für einen Laserstrahl, die basierend auf der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist, wird genauer mit Bezug zu 2 beschrieben. Die Aufbringungseinheit 24 für einen Laserstrahl weist einen Laseroszillator 242 zum Oszillieren eines gepulsten Laserstrahls LB auf, der eine durchschnittliche Leistung von 10 W, eine Wellenlänge von 1063 nm und eine vorbestimmte Linienbreite aufweist und die Pulsbreite des gepulsten Laserstrahls LB, der durch den Laseroszillator 242 oszilliert wird, ist zum Beispiel 100 fs (Femtosekunden). Hier bezieht sich die Linienbreite in der vorliegenden Erfindung auf eine sogenannte spektrale Linienbreite, welche die Verteilungsbreite der Wellenlänge (in der vorliegenden Ausführungsform 1060 bis 1070 nm) darstellt, in welcher die Lichtintensität auf einen bestimmten Wert in Bezug zu dem der Wellenlänge 1064 nm abgesenkt ist, bei welcher die Lichtintensität maximiert ist. Der gepulste Laserstrahl LB, der durch den Laseroszillator 242 oszilliert wird, trifft auf einen Dämpfer 243, der die Leistung des gepulsten Laserstrahls LB anpasst. Der gepulste Laserstrahl LB, der auf die gewünschte Leistung durch den Dämpfer 243 angepasst wurde, trifft auf eine λ/2-Platte 244. Wie allgemein bekannt liefert die λ/2-Platte 244 einen Phasenunterschied (optischer Pfadunterschied) von λ/2 (180°) zu zwei polarisierten Lichtkomponenten, die zueinander orthogonal sind, und emittiert selektiv P-polarisiertes Licht (LB1) oder S-polarisiertes Licht (LB2) durch ein Drehen einer Hochgeschwindigkeitswelle und die gepulsten Laserstrahle LB1 und LB2, die von der λ/2-Platte 244 emittiert werden, werden auf einem Polarisationsstrahlteiler 245 aufgebracht. Anders ausgedrückt ist die A/2-Platte 244 zwischen dem Laseroszillator 242 und dem Polarisationsstrahlteiler 245 angeordnet.
Der gepulste Laserstrahl LB1 dringt in dem Fall, in dem das P-polarisierte Licht an der λ/2-Platte 244 ausgewählt ist, direkt durch den Polarisationsstrahlteiler 245, sodass er zu der ersten λ/4-Platte 246 geführt wird, wo dieser in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt wird, dass eine vorbestimmte Drehrichtung aufweist. Der gepulste Laserstrahl LB1, der in das zirkularpolarisierte Licht durch die erste A/4-Platte 246 umgewandelt wird, wird zu der einer Pulsbreitenanpassungseinheit 247 geführt, die detailliert später beschrieben wird. Umkehrlicht LB1', das eine Pulsbreite aufweist, die von der Pulsbreitenanpassungseinheit 247 umgewandelt wurde, weist eine Drehrichtung auf, die durch Reflexion an der Pulsbreitenanpassungseinheit 247 umgekehrt wurde, und wird in S-polarisiertes Licht umgewandelt, wenn wieder durch die erste λ/4-Platte 246 transmittiert. Das Umkehrlicht LB1', das so in S-polarisiertes Licht umgewandelt wurde, wird diesmal durch den Polarisationsstrahlteiler 245 reflektiert, wodurch seine Propagationsrichtung in die abwärtige Richtung in der Figur umgewandelt wird, wodurch es zu einer Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge geführt wird, die detailliert später beschrieben wird, um einen gepulsten Laserstrahl LB3 auszubilden, der zu einer vorbestimmten Wellenlänge umgewandelt wurde, worauf dieser durch eine Fokuslinse 241a des Fokusbauelements 241 fokussiert wird und auf dem Wafer 10, der an der Saugeinspannung 35 gehalten ist, aufgebracht wird.
Andererseits wird der gepulste Laserstrahl LB2, in dem Fall, in dem das S-polarisierte Licht durch die Drehung der Hochgeschwindigkeitswelle der λ/2-Platte 244 ausgewählt wurde, durch den Polarisationsstrahlteiler 245 reflektiert. Der gepulste Laserstrahl LB2, der an dem Polarisationsstrahlteiler 245 reflektiert wurde, weist eine Propagationsrichtung auf, die in die aufwärtige Richtung in der Figur umgewandelt wurde, und wird zu einer zweiten A/4-Platte 249 geführt, die an der gegenüberliegenden Seite des Polarisationsstrahlteiler 245 von dem Fokusbauelement 241 aus angeordnet ist. Danach wird es in zirkularpolarisiertes Licht umgewandelt, das eine vorbestimmte Drehrichtung aufweist, durch die zweite λ/4-Platte 249 und wird an einem Spiegel 250 reflektiert, um so zu Umkehrlicht LB2' zu werden.
Das Umkehrlicht LB2', das an dem Spiegel 250 reflektiert wird, weist eine Drehrichtung eines zirkular polarisierten Lichts auf, die umgedreht wurde, wird in P-polarisiertes Licht umgewandelt, indem es wieder durch die zweite A/4-Platte 249 läuft, und wird zu dem Polarisationsstrahlteiler 245 geführt. Das Umkehrlicht LB2' des P-polarisierten Lichts, das durch den Polarisationsstrahlteiler 245 geführt wurde, propagiert, indem es durch den Polarisationsstrahlteiler 245 transmittiert wird, dann ähnlich wie das oben genannte Umkehrlicht LB1', wird es zu der Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge geführt, um zu dem gepulsten Laserstrahl LB3 zu werden, der umgewandelt wurde, um eine vorbestimmte Wellenlänge aufzuweisen, wonach es durch die Fokuslinse 241a des Fokusbauelements 241 fokussiert wird und auf dem Wafer aufgebracht wird, der an der Saugeinspannung 35 gehalten ist. Beachte, dass in dem Fall, in dem S-polarisiertes Licht an der λ/2-Platte 244 ausgewählt ist, die Pulsbreite nicht angepasst wird.
Die oben beschriebene Pulsbreitenanpassungseinheit 247 wird genauer beschrieben. Die Pulsbreiten-Anpassungseinheit 247 der vorliegenden Ausführungsform ist aus optischen Beugungselementen 247a bis 247d ausgebildet, die Volumen-Bragg-Gitter genannt werden. Wie durch das optische Beugungselement 247a, das in 3 als ein Beispiel eines optischen Beugungselements 247a bis 247d dargestellt ist, verstanden werden kann, ist das optische Beugungselement als ein sogenanntes gechirptes Bragg-Gitter ausgestaltet, das aus einem Quarzkörper ausgebildet ist, der einen Brechungsindex von 1,5 aufweist und eine erste Endfläche 260 aufweist, an welcher der Laserstrahl auftrifft, und eine zweite Endfläche 261 gegenüber der ersten Endfläche 260 aufweist, zwischen denen mehrere Reflexionsschichten 247a' zum Reflektieren in einem Wellenlängenbereich der Linienbreite (in der vorliegenden Ausführungsform 1060 bis 1070 nm) des aufgebrachten Laserstrahls ausgebildet sind. Die mehreren Reflexionsschichten 247a', die das optische Beugungselement 247a bilden, sind so ausgestaltet, dass die Wellenlänge der Strahlen, die dadurch reflektiert werden, sich graduell von der ersten Endflächen-Seite 260 erhöht und die Reflexionsschicht 247a', die am weitesten bei der zweiten Endflächen-Seite 261 angeordnet ist, ist so gesetzt, dass sie einen Strahl einer Wellenlänge von 1070 nm reflektiert.
Insbesondere falls die Laserstrahlen simultan auf dem optischen Beugungselement 247a auftreffen, werden der Strahl der Wellenlänge 1060 nm und der Strahl der Wellenlänge 1070 nm von dem optischen Beugungselement 247a mit einem Zeitunterschied dazwischen entsprechend dem Abstand zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche emittiert. Die optischen Beugungselemente 247a bis 247d sind so gesetzt, dass sie unterschiedliche Werte der Länge zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche aufweisen, zum Beispiel 1 mm, 5 mm, 10 mm und 30 mm. Beachte, dass das optische Beugungselement 247a, das in 3 dargestellt ist, und die optischen Beugungselemente 247b bis 247d sich nur in der Länge zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche unterscheiden und dass diese dahingehend gleich zu den optischen Beugungselementen 247a sind, sodass die Reflexionsschichten zum Reflektieren des Wellenlängenbereichs der Linienbreite (in der vorliegenden Ausführungsform 1060 bis 1070 nm) des Laserstrahls daran ausgebildet sind. Die optischen Beugungselemente 247a bis 247d sind an demselben Umfang eines Kreises angeordnet und ein Schrittmotor M1 ist mit einer Welle (in der Darstellung ausgelassen) verbunden, die an dem Zentrum des Kreises angeordnet ist. Wenn der Schrittmotor M1 basierend auf einem Instruktionssignal von der Steuerungseinheit (nicht dargestellt) gedreht wird, kann das optische Beugungselement, das in der Position positioniert werden soll, in welche der Laserstrahl LB1 aufgebracht wird, wenn notwendig verändert werden. Beachte, dass die Längen zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche, wie in 2 dargestellt, zum Vereinfachen der Erklärung überhöht sind und nicht mit den tatsächlichen Längen übereinstimmen.
Die oben genannte Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge wird genauer beschrieben. Die Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge ist aus mehreren Umwandlungskristallen 248a bis 248d für eine Wellenlänge und einem Durchgangsloch ausgebildet, das die Wellenlänge nicht umwandelt. Die Umwandlungskristalle 248a bis 248d für eine Wellenlänge und das Durchgangsloch sind an dem gleichen Umfang eines Kreises ähnlich zu dem Fall der vorgenannten Pulsbreiten-Anpassungseinheit 247 angeordnet und werden durch einen Stufenmotor M2 zum Antreiben einer Welle, die in dem Zentrum des Kreises angeordnet ist, basierend auf einem Instruktionssignal von der Steuerungseinheit (nicht dargestellt) gedreht. Dadurch wird der Umwandlungskristall für eine Wellenlänge oder das Durchgangsloch in der Position positioniert, an welche der gepulste Laserstrahl LB aufgebracht wird, und kann wie notwendig geändert werden. Die Umwandlungskristalle 248a bis 248d für eine Wellenlänge sind zum Beispiel aus einem Cäsiumlithiumborat-Kristall (CLBO), einem Lithiumtriborat-Kristall (LBO), einem Kaliumtitanylphosphat-Kristall (KTP) oder eine Kombination dieser sein.
Zum Beispiel ist ein Umwandlungskristall 248a für eine Wellenlänge zum Umwandeln der Wellenlänge von einem Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1064 nm zu einem Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 355 nm aus einem ersten LBO Kristall und einem zweiten LBO Kristall ausgebildet; der Strahl der Wellenlänge mit 1064 nm wird in den Strahl einer Wellenlänge mit 532 nm durch den ersten LBO Kristall umgewandelt und ferner wird der Strahl einer Wellenlänge von 532 nm in den Strahl einer Wellenlänge von 355 nm durch den zweiten LBO Kristall umgewandelt. Ähnlich ist ein Umwandlungskristall 248b für eine Wellenlänge zum Umwandeln eines Laserstrahls einer Wellenlänge mit 1064 nm in einen Laserstrahl einer Wellenlänge mit 266 nm aus einem KTP Kristall und einem CLBO Kristall ausgebildet. Die anderen Umwandlungskristalle 248c und 248d für eine Wellenlänge sind geeignet entsprechend den Wellenlängen gesetzt, die durch die Umwandlung der Wellenlänge erhalten werden soll. Beachte, dass, wenn ein Laserstrahl in eine gewünschte Wellenlänge zur Verwendung in einer Laserbearbeitung durch die Umwandlungskristalle 248a bis 248d für eine Wellenlänge umgewandelt wird, Laserstrahlen anderer Wellenlängen, die nicht für die Laserbearbeitung verwendet werden, in bestimmten Richtungen generiert werden, die sich von der Aufbringungsrichtung des Laserstrahls der gewünschten Wellenlänge unterscheiden. Darum sind Strahldämpfer zum Absorbieren der Laserstrahlen der anderen Wellenlängen an Positionen in den vorbestimmten Richtungen angeordnet (in der Darstellung ausgelassen).
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ist im Allgemeinen wie oben ausgestaltet und ihre Betätigung wird im Folgenden beschrieben.
Zuerst wird ein Halteschritt zum Halten des Wafers an dem Einspanntisch 34 durchgeführt. Insbesondere ist der Wafer 10 an dem Einspanntisch 34 der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 platziert, die in 1 dargestellt ist, mit dem haftvermittelnden Band T an der unteren Seite, die Saugeinheit (nicht dargestellt) wird betätigt, um den Wafer 10 unter einem Saugen durch die Saugeinspannung 35 zu halten, und der ringförmige Rahmen F ist durch ein Klemmen mit Klemmen oder dergleichen fixiert, wobei der Wafer 10 an der oberen Seite freiliegt.
Nachdem der oben genannte Halteschritt durchgeführt wurde, wird das Einstellen der Pulsbreitenanpassungseinheit 247 und der Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge durchgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein gepulster Laserstrahl entlang der Teilungslinien 12 des Wafers 10 aufgebracht, der aus einem Si-Substrat ausgebildet ist, um eine Ablationsbearbeitung durchzuführen, wodurch Teilungsnuten ausgebildet werden, die als ein Teilungsstartpunkt dienen. Darum wird ein Laserstrahl, der eine Wellenlänge (355 nm) aufweist, sodass dieser in dem Wafer 10 absorbiert wird, und eine Pulsbreite von ungefähr 10ps (Pikosekunden) aufweist, ausgebildet. Zum Verursachen, dass die Pulsbreite des Laserstrahls, der auf dem Wafer 10 aufgebracht werden soll, 10 ps ist, wird das optische Beugungselement 247a an der Aufbringungsposition des gepulsten Laserstrahls LB1 durch die Pulsbreitenanpassungseinheit 247 positioniert. Zusätzlich zum Umwandeln des gepulsten Laserstrahls LB der Wellenlänge 1064 nm, der von dem Laseroszillator 242 oszilliert wird, in einen Laserstrahl einer Wellenlänge von 355 nm, wird der Umwandlungskristall 248a der Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge an der Aufbringungsposition des Laserstrahls positioniert.
Nachdem die Pulsbreiten-Anpassungseinheit 247 und die Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge wie oben genannt gesetzt sind, wird eine Ausrichtung zum Ausrichten eines Bearbeitungsbereichs (Teilungslinie 12) des Wafers 10 und der Aufbringungsposition des Fokusbauelements 241 der Aufbringungseinheit 24 für einen Laserstrahl unter Verwendung der Bildeinheit 26 durchgeführt, die den Bearbeitungsbereich des Wafers 10 aufnimmt.
Nachdem die Ausrichtung durchgeführt wurde, wird der Einspanntisch 24 bewegt, um die Aufbringungsposition des Laserstrahls, der von dem Fokusbauelement 241 aufgebracht wird, an einem Ende der Teilungslinie 12 zu positionieren. Danach beginnt eine Oszillation des gepulsten Laserstrahls LB durch den Laseroszillator 242.
Wie oben beschrieben, ist der Laserstrahl LB, der durch den Laseroszillator 242 oszilliert wird, ein Strahl, der eine Wellenlänge von 1064 nm, eine durchschnittliche Leistung von 10 W und eine Pulsbreite von 100 fs zusammen mit einer vorbestimmten Linienbreite (1060 bis 1070 nm) aufweist. Der gepulste Laserstrahl LB wird auf eine gewünschte Leistung (zum Beispiel 3 W) durch den Dämpfer 243 angepasst und wird zu der λ/2-Platte 244 geführt. In der vorliegenden Ausführungsform, da eine Umwandlung der Wellenlänge durch die Umwandlungseinheit 247 für eine Wellenlänge, die später beschrieben wird, durchgeführt wird, wird der gepulste Laserstrahl LB zu der λ/2-Platte 244 geführt, eine Auswahl von P-polarisiertem Licht (Laserstrahl LB1) durch die λ/2-Platte 244 ausgesetzt und der Laserstrahl LB1 wird von der λ/2-Platte 244 emittiert, um zu dem Polarisationsstrahlteiler 245 geführt zu werden. Da der Polarisationsstrahlteiler 245 das P-polarisierte Licht so, wie es ist, transmittiert, propagiert der gepulste Laserstrahl LB1 so, wie er ist, und wird zu der λ/4-Platte 246 geführt, wo dieser in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt wird, das eine vorbestimmte Drehrichtung aufweist. Der gepulste Laserstrahl LB1, der in das zirkular polarisierte Licht umgewandelt wird, trifft auf ein vorliegendes optisches Beugungselement 247a an der Pulsbreitenanpassungseinheit 247 auf. Wie mit Bezug zu 3 beschrieben wurde, weist das optische Beugungselement 7a eine Konfiguration auf, in welcher die Länge zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche auf 1 mm gesetzt ist und die mehreren Reflexionsschichten 247a', die so gesetzt sind, dass sie unterschiedliche Reflexionswerte für Wellen entsprechend der Position in der Propagationsrichtung aufweisen, sind daran ausgebildet.
Die Weise, in welcher die Pulsbreite des gepulsten Laserstrahls LB1, der auf dem optischen Beugungselement 247a auftrifft, angepasst wird, wird mit Bezug zu 3 und 4A bis 4C beschrieben. 4A stellt einen Puls des gepulsten Laserstrahls LB1 vor einer Anpassung der Pulsbreite dar. Während der gepulste Laserstrahl LB1 in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt wurde, propagiert dieser, während die Pulsbreite von 100 fs beibehalten wird, genauso wie der, der von dem Laseroszillator 242 oszilliert wurde. Hier wird von dem gepulsten Laserstrahl LB1, der zuerst an dem optischen Beugungselement 247a auftrifft, eine Strahlkomponente einer Wellenlänge von 1060 nm durch die Reflexionsschicht 247a' an der ersten Seite der Endfläche 260 oder der auftreffenden Seite, die mit Bezug zu 3 beschrieben wurde, reflektiert. Ferner werden von den Strahlkomponenten der Wellenlänge, die den gepulsten Laserstrahl LB1 ausbilden, die Strahlkomponenten mit Wellenlängen, die sich von 1060 nm an erhöhen, sequenziell durch Reflexionsschichten 247a', welche die zweite Endflächenseite 261 erreichen, reflektiert und die Strahlkomponente einer Wellenlänge von 1070 nm wird durch die Reflexionsschicht, die am nächsten bei der zweiten Endflächenseite 261 liegt, reflektiert.
Wie bereits beschrieben, weist das optische Beugungselement 247a einen Brechungsindex von 1,5 auf und die Länge zwischen der ersten Endfläche 260 und der zweiten Endfläche 261 ist auf 1 mm gesetzt, das heißt dass der optische Pfad-Längenunterschied auf 2 mm gesetzt ist; aus diesem Grund werden der Strahl der Wellenlänge 1060 nm, der durch die erste Reflexionsschicht 247a' an der ersten Endflächenseite 260 reflektiert wird, und der Strahl der Wellenlänge von 1070 nm, der schließlich durch die Reflexionsschicht 247a' an der zweiten Endfläche 261 reflektiert wird, mit einem Zeitunterschied von ungefähr 10 ps von den unterschiedlichen optischen Elementen 247a emittiert. Als ein Ergebnis weist der gepulste Laserstrahl LB1, der an dem optischen Beugungselement 247a auftrifft, eine Pulsbreite auf, die um ungefähr 10 ps angepasst wurde, die durch die gestrichelte Linie LB1'a in 4B angegeben ist, auf. Da der ursprünglich gepulste Laserstrahl LB1, der auftrifft, eine Pulsbreite von 100 fs aufweist, wird die Umwandlung des gepulsten Laserstrahls LB1 in den Laserstrahl, der eine Pulsbreite von 10 ps aufweist, für die Dauer von 100 fs fortgesetzt und der Strahl, der durch die abwechselnd kurz und langgestrichelte Linie LB1'b in 4B angegeben ist, wird emittiert, wodurch die Anpassung der Pulsbreite eines Pulses abgeschlossen ist. Dadurch wird der gepulste Laserstrahl LB1, der eine Pulsbreite von 100 fs aufweist, der in 4A dargestellt ist, als Umkehrlicht angepasst, das eine Pulsbreite von ungefähr 10 ps + 100 fs aufweist, die durch eine durchgezogene Linie LB1' in 4B angegeben ist, nämlich das Umkehrlicht LB1', das von dem optischen Beugungselement 247a emittiert wird.
Beachte, dass in dem Fall, in dem das optische Beugungselement 247b in der Pulsbreitenanpassungseinheit 247 ausgewählt ist, bei dem die Länge zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche 10 mm ist, wird der gepulste Laserstrahl LB1 angepasst, um zu Umkehrlicht LB1' mit einer Pulsbreite von 100 ps + 100 fs zu werden, wie in 4C dargestellt. Ähnlich in dem Fall, indem das optische Beugungselement 247C, bei welchem die Länge zwischen der ersten Fläche und der zweiten Endfläche 5 mm ist, ausgewählt ist, wird der gepulste Laserstrahl LB1 angepasst, um Umkehrlicht LB1' mit einer Pulsbreite von 50 ps + 100 fs zu werden, und in dem Fall, in dem das optische Beugungselement 247d, bei dem die Länge zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche 30 mm ist, ausgewählt ist, wird der gepulste Laserstrahl LB1 angepasst, um Umkehrlicht LB1' mit einer Pulsbreite von 300 ps + 100 fs zu werden.
Jetzt wird die Beschreibung fortgesetzt, während zu 2 zurückgekehrt wird, das Umkehrlicht LB1' des zirkularpolarisierten Lichts, das durch Reflexion an dem optischen Beugungselement 247a ausgebildet wurde, durchläuft eine Umkehrung der Drehrichtung bei der Reflexion an dem optischen Beugungselement 247a und darum wird es S-polarisiertes Licht, wenn es in linear polarisiertes Licht durch die λ/4-Platte 246 umgewandelt wird. Das Umkehrlicht LB1', das so in S-polarisiertes Licht umgewandelt wurde, wird durch den Polarisationsstrahlteiler 245 reflektiert und seine Propagationsrichtung wird zu der unteren Seite in der Figur nämlich zu der Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge umgewandelt.
Hier, wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge basierend auf einem Instruktionssignal von der Steuerungseinheit (nicht dargestellt) betätigt und der Umwandlungskristall 248a für eine Wellenlänge wird an der Aufbringungsposition des Umkehrlichts LB1' positioniert. Der Umwandlungskristall 248a für eine Wellenlänge besteht aus dem ersten LBO Kristall und dem zweiten LBO Kristall, das Umkehrlicht LB1', das eine Wellenlänge von 1064 nm hatte, wird zu einer Wellenlänge von 355 nm umgewandelt, indem es durch den Umwandlungskristall 248a für eine Wellenlänge läuft, und es wird dann zu der Fokuslinse 241a des Fokusbauelements 241 geführt, um fokussiert zu werden, und wird auf dem Wafer 10, der an der Saugeinspannung 35 gehalten ist, aufgebracht.
Ein Teilungsschritt wird durchgeführt, indem, während der Laserstrahl einer Wellenlänge (345 nm), die in dem Wafer 10 absorbiert wird, fokussiert auf einer Oberflächenposition des Wafers 10 durch das Fokusbauelement 241 der Aufbringungseinheit 24 für einen Laserstrahl, wie vorher beschrieben, aufgebracht wird, die Bewegungseinheit 23 betätigt wird, um den Einspanntisch 34 in der Richtung zu bewegen, die durch Pfeil X angegeben ist, mit einer vorbestimmten Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit. Dann, wenn das andere Ende der Teilungslinie 12 die Aufbringungsposition des Fokusbauelements 241 erreicht hat, wird die Oszillation des Laseroszillators 242 angehalten und die Bewegung des Einspanntisches 34 wird angehalten. Als ein Ergebnis ist eine Teilungsnut vorzugsweise entlang einer vorbestimmten Teilungslinie 12 des Wafers 10 ausgebildet.
Nachdem die Teilungsnut über den Bereich von einem Ende zu dem anderen Ende der vorbestimmten Teilungslinie 12 durch die vorgenannte Laserbearbeitung ausgebildet wurde, werden die Halteeinheit 22, die Bewegungseinheit 23 und die Drehantriebseinheit (nicht dargestellt) betätigt, um den Einspanntisch 34 zu bewegen, wodurch die Position des Wafers 10 relativ zu dem Fokusbauelement 241 geändert wird und, während das geschieht, wird der Teilungsschritt ähnlich an dem Rest der Teilungslinien 12 durchgeführt, um dadurch Teilungsnuten entlang all den Teilungslinien 12 des Wafers 10 auszubilden.
In der vorliegenden Erfindung, da die oben genannte Konfiguration bereitgestellt ist, insbesondere da die Pulsbreitenanpassungseinheit 247 bereitgestellt ist, kann die Pulsbreite auf einen geeigneten Wert angepasst werden, wie notwendig, sodass Teilungsnuten vorzugsweise entlang der Teilungslinien 12 des Wafers 10 ausgebildet werden können, ohne die Ausstattungskosten zu erhöhen.
Ferner ist in der vorliegenden Erfindung die Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge bereitgestellt, wodurch der gepulste Laserstrahl LB1, der durch den Laseroszillator 242 oszilliert wird und durch die Pulsbreiten-Anpassungseinheit 247 angepasst wird, wenn notwendig in eine gewünschte Wellenlänge umgewandelt werden kann. Insbesondere in der vorliegenden Ausführungsform ist die Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge an der Stromabseite der Pulsbreiten-Anpassungseinheit 247 bezüglich der Propagationsrichtung des Laserstrahls bereitgestellt. Falls die Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge an der Stromaufseite der Pulsbreiten-Anpassungseinheit 247 bereitgestellt wäre, wäre es notwendig, die optischen Beugungselemente 247a bis 247d, die in der Pulsbreiten-Anpassungseinheit 247 bereitgestellt sind, für jede der umgewandelten Wellenlängen vorzubereiten. In der vorliegenden Ausführungsform wird dieses Problem jedoch durch Bereitstellen der Umwandlungseinheit 248 für eine Wellenlänge an der Stromabseite der Pulsbreitenanpassungseinheit 247 gelöst.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform weist auch eine Konfiguration auf, in welcher ein Laserstrahl auf dem Wafer 10 aufgebracht wird, um eine Laserbearbeitung durchzuführen, ohne eine Anpassung der Pulsbreite des gepulsten Laserstrahls LB, der von dem Laseroszillator 242 oszilliert wurde, durchzuführen. Dies wird im Folgenden detailliert mit Bezug zu 2 beschrieben.
In dem Fall des Aufbringens des Laserstrahls auf dem Wafer 10, ohne dass die Pulsbreite von 100 fs des Laserstrahls, der durch den Laseroszillator zu 242 oszilliert wird, geändert wird, wird zuerst die Hochgeschwindigkeitswelle der λ/2-Platte 244 vorläufig gedreht, um die λ/2-Platte 244 in einer solchen Weise zu drehen, dass S-polarisiertes Licht ausgewählt wird, wenn der gepulste Laserstrahl LB durch diese läuft.
Der gepulste Laserstrahl LB2 wird dazu gebracht, das S-polarisierte Licht zu sein, in dem dieser durch die λ/-2-Platte 244 läuft, wird durch den Polarisationsstrahlteiler 245 reflektiert und seine Propagationsrichtung wird zu der oberen Seite in der Figur geändert. Der gepulste Laserstrahl L2, der in seiner Propagationsrichtung geändert wurde, wird zu der zweiten A/4-Platte 249 geführt und, in dem dieser durch die zweite A/4-Platte 249 läuft, in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt, dass eine vorbestimmte Drehrichtung aufweist. Der gepulste Laserstrahl LB2, der in das zirkular polarisierte Licht umgewandelt wird, wird dann zu dem Spiegel 250 geführt und durch den Spiegel 250 reflektiert, wodurch seine Drehrichtung umgekehrt wird, und wird dazu gebracht, und Umkehrlicht LB2' zu sein.
Das Umkehrlicht LB2' läuft wieder durch die zweite λ/4-Platte 249, da dieses kreisförmig zirkular polarisiertes Licht ist, jedoch, da die Drehrichtung umgedreht wurde, wird es diesmal in P-polarisiertes Licht umgewandelt und wird zu dem Polarisationsstrahlteiler 245 geführt. Wenn das Umkehrlicht LB2', dass in P-polarisiertes Licht umgewandelt wurde, zu dem Polarisationsstrahlteiler 245 geführt wurde, läuft das Umkehrlicht LB2' durch den Polarisationsstrahlteiler 245 ohne reflektiert zu werden, und wird zu der Umwandlungseinheit 248 eine Wellenlänge geführt. Das Umkehrlicht LB2', das durch die Umwandlungseinheit für eine Wellenlänge geführt wurde, wird geeignet bezüglich seiner Wellenlänge umgewandelt ähnlich zu dem Umkehrlicht LB1', das durch die Pulsbreitenanpassungseinheit 247, die oben beschrieben wurde, gelaufen ist und wird auf dem Wafer 10 aufgebracht, wodurch eine Laserbearbeitung durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen können angenommen werden, solange sie in den technischen Umfang der Erfindung wie durch die Ansprüche beschrieben fallen. Zum Beispiel können die Spezifikationen (Wellenlänge, Pulsbreite, durchschnittliche Leistung) des Laseroszillators 242 in der obigen Ausführungsform, die Spezifikation und Anzahl der optischen Beugungselemente 247a bis 247d, welche die Pulsbreitenanpassungseinheit 247 ausbilden, die Spezifikationen und Anzahl der Umwandlungskristalle 248a bis 248d für eine Wellenlänge, welche die Umwandlungseinheit 48 für eine Wellenlänge ausbilden, und dergleichen geeignet entsprechend der Art des verwendeten Laseroszillators, des Bearbeitungsverfahrens beim Durchführen der Laserbearbeitung, des angenommenen Substratmaterials des Werkstücks usw. ausgebildet und modifiziert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Wafer 10 an dem Einspanntisch 35 mit seiner vorderen Seite an der oberen Seite platziert und der Laserstrahl wird von der vorderen Seite aufgebracht, um Teilungsnuten in der vorderen Oberfläche auszubilden, jedoch ist dies nicht für die vorliegende Erfindung beschränkend. Die vorliegende Erfindung wird auch bei einer Laserbearbeitungsvorrichtung anwendbar sein, die in einem Bearbeitungsverfahren, in welchem eine Bearbeitung zum Ausbilden von Teilungsnuten von der hinteren Oberflächenseite des Wafers 10 durchgeführt wird, ein Bearbeitungsverfahren, in welchem ein Laserstrahl einer solchen Wellenlänge, die durch ein Substrat transmittiert wird, auf dem Substrat aufgebracht wird, wobei ein Fokuspunkt des Laserstrahls in dem Inneren des Substrats positioniert ist, um modifizierte Schichten auszubilden, oder einem Bearbeitungsverfahren verwendet wird, in welchem ein Laserstrahl einer solchen Wellenlänge, dass er durch das Substrat transmittiert wird, auf dem Substrat mit dem Fokuspunkt des Laserstrahls in dem Inneren des Substrats positioniert aufgebracht wird, um sogenannte Abschirmtunnel auszubilden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform als ein Verfahren zum Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Wafer 10, ohne die Pulsbreite des Laserstrahls LB, der von dem Laseroszillator 242 oszilliert wird, zu ändern, wurde ein Verfahren angepasst, in welchem die λ/2-Platte 244, die zweite λ/4-Platte 249 und der Spiegel 52 angewendet werden, um den Laserstrahl auf dem Wafer 10 an der Saugeinspannung 35 aufzubringen, jedoch ist dieses nicht für die vorliegende Erfindung beschränkend. Zum Beispiel kann ein Spiegel getrennt an dem Umfang eines Kreises angeordnet sein, an welchem die optischen Beugungselemente 247a bis 247d in der Pulsbreitenanpassungseinheit 247 angeordnet sind, und der Spiegel kann an der Aufbringungsposition des gepulsten Laserstrahls LB1 positioniert sein, wodurch ein Effekt äquivalent zu dem vorgenannten Verfahren erhalten werden kann, und die A/2-Platte 244, die zweite A/4-Platte 249 und der Spiegel 250 können dadurch ausgelassen werden.
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
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Zitierte Patentliteratur

JP 1998 [0003]
JP 305420 [0003]
JP 2004188475 [0003]

Claims

Laserbearbeitungsvorrichtung, umfassend: einen Einspanntisch, der ein Werkstück hält; eine Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl, die einen gepulsten Laserstrahl einer Wellenlänge, die eine vorbestimmte Linienbreite aufweist, auf dem Werkstück aufbringt, das durch den Einspanntisch gehalten ist; eine Bearbeitungszufuhreinheit, die eine relative Bearbeitungszufuhr des Einspanntischs und der Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl durchführt, wobei die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl beinhaltet einen Laseroszillator, der den gepulsten Laserstrahl oszilliert, ein Fokusbauelement, das den gepulsten Laserstrahl, der durch den Laseroszillator oszilliert wird, fokussiert und eine Pulsbreitenanpassungseinheit, die zwischen dem Laseroszillator und dem Fokusbauelement angeordnet ist und die einen Zeitunterschied in einem Wellenlängenbereich des gepulsten Laserstrahls in der Linienbreite generiert, wodurch die Pulsbreite angepasst wird.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl ferner einen Polarisationsstrahlteiler beinhaltet, der den gepulsten Laserstrahl, der durch den Laseroszillator oszilliert wird, aufteilt, das Fokusbauelement den gepulsten Laserstrahl, der durch den Polarisationsstrahlteiler reflektiert wird, fokussiert, und die Pulsbreitenanpassungseinheit an der gegenüberliegenden Seite des Polarisationsstrahlteilers von dem Laseroszillator aus angeordnet ist und die Pulsbreite des gepulsten Laserstrahls, der durch den Polarisationsstrahlteiler transmittieren wurde, anpasst.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl ferner beinhaltet eine A/2-Platte, die zwischen dem Laseroszillator und dem Polarisationsstrahlteiler angeordnet ist und die wahlweise P-polarisiertes Licht oder S-polarisiertes Licht relativ zu dem Polarisationsstrahlteiler positioniert, und eine erste λ/4-Platte, die zwischen dem Polarisationsstrahlteiler und der Pulsbreitenanpassungseinheit angeordnet ist und P-polarisiertes Licht, das durch die A/2-Platte ausgebildet wurde, in zirkular polarisiertes Licht umwandelt, und der gepulste Laserstrahl aus zirkular polarisiertem Licht mit einer Drehrichtung, die durch die Pulsbreitenanpassungseinheit umgedreht wurde, zu der ersten λ/4-Platte geführt wird, um in S-polarisiertes Licht umgewandelt zu werden, und der gepulste Laserstrahl, der in das S-polarisierte Licht umgewandelt wurde, durch dem Polarisationsstrahlteiler reflektiert wird, um auf dem Fokusbauelement aufzutreffen.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl ferner eine zweite λ/4-Platte, die an der gegenüberliegenden Seite des Polarisationsstrahlteilers von dem Fokusbauelement aus angeordnet ist, und einen Spiegel beinhaltet, der an angeordnet ist, sodass er der zweiten λ/4-Platte zugewandt ist, und das S-polarisierte Licht, das durch die λ/2-Platte ausgewählt wurde, durch den Polarisationsstrahlteiler reflektiert wird, auf der A/4-Platte auftrifft und in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt wird und ferner durch den Spiegel reflektiert wird, um eine umgedrehte Drehrichtung aufzuweisen, der gepulste Laserstrahl des zirkular polarisierten Licht mit der umgedrehten Drehrichtung durch die zweite λ/4-Platte transmittieren wird, um in P-polarisiertes Licht umgewandelt zu werden, und der gepulste Laserstrahl aus P-polarisiert dem Licht durch den Polarisationsstrahlteiler transmittieren wird, um auf dem Fokusbauelement aufzutreffen.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pulsbreitenanpassungseinheit aus einem Quarzkörper ausgebildet ist, der eine erste Endfläche und eine zweite Endfläche gegenüber der ersten Endfläche aufweist, und mehrere Reflexionsschichten, die in dem Wellenlängenbereich der Linienbreite reflektieren, zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche ausgebildet sind und die Pulsbreite des gepulsten Laserstrahls, der auf dem Werkstück aufgebracht wird, durch die Länge zwischen der ersten Endfläche und der zweiten Endfläche bestimmt wird.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Pulsbreitenanpassungseinheit mehrere Quarzkörper, die sich in der Länge zwischen der ersten Endfläche der zweiten Endfläche unterscheiden, beinhaltet und einer der mehreren Quarzkörper entsprechend der gewünschten Pulsbreite ausgebildet wird.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufbringungseinheit für einen Laserstrahl ferner eine Umwandlungseinheit für eine Wellenlänge aufweist, welche die Wellenlänge des gepulsten Laserstrahls, dessen Pulsbreite durch die Pulsbreitenanpassungseinheit angepasst wurde, umwandelt.