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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die ein plattenförmiges Werkstück durch Bestrahlen des Werkstücks mit einem Laserstrahl bearbeitet.
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BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
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Ein Wafer mit einer Vielzahl von Bauelementen, wie zum Beispiel integrierte Schaltkreise (ICs), Large Scale Integrated Circuits (LSIs) oder Ähnliches, die durch geplante Trennlinien abgegrenzt sind und an dessen oberen Fläche ausgebildet sind, wird durch eine Laserbearbeitungsvorrichtung in einzelne Bauelementchips geteilt. Die geteilten Bauelementchips werden in elektrischen Vorrichtungen, wie zum Beispiel Mobiltelefonen, Personal Computern, Beleuchtungsvorrichtungen oder Ähnlichem verwendet.
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Es gibt folgende Laserbearbeitungsvorrichtungstypen: einen Laserbearbeitungsvorrichtungstyp, der durch eine Ablationsbearbeitung eine Nut als Trennstartpunkt ausbildet, bei welcher eine obere Fläche eines Werkstücks mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, der eine durch das Werkstück absorbierbare Wellenlänge aufweist, während ein Brennpunkt des Laserstrahls bei der oberen Fläche des Werkstücks positioniert ist (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent mit der Nummer Hei
10-305420 ); einen Laserbearbeitungsvorrichtungstyp, der eine modifizierte Schicht als Trennstartpunkt im Inneren eines Werkstücks durch Bestrahlen des Inneren des Werkstücks mit einem Laserstrahl ausbildet, der eine durch das Werkstück übertragbare Wellenlänge aufweist, während ein Brennpunkt des Laserstrahls im Inneren des Werkstücks positioniert ist (siehe zum Beispiel das japanische Patent mit der Nummer
3408805 ); und einen Laserbearbeitungsvorrichtungstyp, der eine Vielzahl von Abschirmtunnel, die sich von einer oberen Fläche zu einer unteren Fläche eines Werkstücks erstrecken und aus einem dünnen Loch als Trennstartpunkt und einem amorphen Bereich aufgebaut sind, der das dünne Loch umgibt, durch Bestrahlen einer gewünschten Position des Werkstücks mit einem Laserstrahl ausbildet, der eine durch das Werkstück übertragbare Wellenlänge aufweist, während ein Brennpunkt des Laserstrahls bei der gewünschten Position von dem Werkstück positioniert wird (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent mit der Nummer
2014-221483 ). Eine Laserbearbeitungsvorrichtung wird in Übereinstimmung mit der Art eines Werkstücks, einer Bearbeitungsgenauigkeit oder Ähnlichem angemessen ausgewählt.
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Unter den oben beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtungen werden insbesondere bei dem Laserbearbeitungsvorrichtungstyp, der eine Ablationsbearbeitung ausführt, Rückstände (Laserbearbeitungsabfall), die auftreten, wenn die obere Fläche des Wafers mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, auf den oberen Flächen von an dem Wafer ausgebildeten Bauelementen verstreut und Haften daran und können die Qualität der Bauelemente verschlechtern. Somit wurde eine Technologie vorgeschlagen, welche die obere Fläche eines Wafers mit einem flüssigen Harz beschichtet, das einen für eine Laserbearbeitung verwendeten Laserstrahl überträgt, bevor die Bearbeitung ausgeführt wird, um einem Anhaften von Rückständen vorzubeugen, wobei das flüssige Harz nach dem Ausführen der Laserbearbeitung entfernt wird (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent mit der Nummer
2004-188475 ).
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DE 10 2010 015 739 A1 betrifft eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung, die eine Laserstrahlbestrahlungseinheit zum Richten eines Laserstrahls auf ein durch einen Einspanntisch gehaltenes Werkstück, eine Wasser enthaltende Abdeckung, die eine ringförmige seitliche Wand, die das durch den Einspanntisch gehaltene Werkstück umgibt, eine obere Wand, die aus einem transparenten Element ausgebildet ist und eine obere Oberfläche der ringförmigen seitlichen Wand schließt, eine Wasserzuführöffnung und eine Wasserabführöffnung beinhaltet, eine Einheit zum Anordnen der Wasser enthaltenden Abdeckung zum wahlweisen Anordnen der Wasser enthaltenden Abdeckung an einer entfernt von dem Einspanntisch liegenden Warteposition und an einer Betriebsposition, in der die Wasser enthaltende Abdeckung das durch den Einspanntisch gehaltene Werkstück umgibt, und eine Wasserzuführeinheit beinhaltet, die mit der Wasserzuführöffnung verbunden ist.
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US 2007 / 0 085 990 A1 bezieht sich auf eine Belichtungsvorrichtung, die ein optisches Projektionssystem, das eingerichtet ist, Licht von einer Maske auf ein Substrat zu projizieren, wobei die Vorrichtung dazu vorgesehen ist, das Substrat mit einem Spalt zwischen dem optischen Projektionssystem und dem Substrat, der mit Flüssigkeit gefüllt ist, dem Licht auszusetzen, eine erste Zuführdüse, die um ein letztes optisches Element des optischen Projektionssystems herum angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, die Flüssigkeit dem Spalt zuzuführen, eine erste Rückgewinndüse, die um die erste Zufuhrdüse herum angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die Flüssigkeit aus dem Spalt zurückzugewinnen, und eine zweite Zuführdüse aufweist, die in mindestens einem Teil eines Bereichs um die erste Rückgewinnungsdüse herum angeordnet ist und dazu vorgesehen ist, ein Gas zuzuführen, um einen Gasvorhang zu bilden.
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US 2002 / 0 136 971 A1 betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die einen Laseroszillator zum Erzeugen eines Laserstrahls, um wahlweise Teile eines zu bearbeitenden Substrats zu entfernen, und ein Scanning-System aufweist, um den Laserstrahl zu einer beliebigen Position des Substrats aufzubringen.
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DE 10 2015 219 015 A1 bezieht sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die eine zwischen einem Pulslaseroszillator und einer Fokussiereinheit vorgesehene Strahlschwenkeinheit zum Schwenken des Strahlengangs eines von dem Pulslaseroszillator oszillierten gepulsten Laserstrahls und anschließendem Zuführen des gepulsten Laserstrahls zu der Fokussiereinheit beinhaltet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit der in dem offengelegten japanischen Patent mit der Nummer
2004-188475 beschriebenen Technologie wird die obere Fläche des Wafers mit einem flüssigen Harz beschichtet. Folglich kann einem Anhaften von Rückständen an der oberen Fläche der Bauelemente vorgebeugt werden, sodass eine Bearbeitungsqualität sichergestellt wird. Jedoch gibt es ein Problem bei der Produktivität aufgrund der Notwendigkeit eines Aufbringvorgangs des flüssigen Harzes und eines Entfernungsvorgangs des flüssigen Harzes nach der Bearbeitung. Ferner gibt es auch das Problem schlechter Wirtschaftlichkeit, da das flüssige Harz nicht wiederholt verwendet werden kann.
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Es wurde auch eine weitere Technologie vorgeschlagen, die einer Anhaftung von Rückständen an der oberen Fläche eines Wafers durch Bestrahlen des Wafers mit einem Laserstrahl in einem Zustand vorbeugt, indem der Wafer untergetaucht ist und die Rückstände somit dazu gebracht werden, in dem Wafer aufzuschwimmen. Jedoch in dem Fall, in dem der Wafer mit einem Laserstrahl in dem Zustand bestrahlt wird, in welchem der Wafer untergetaucht ist, treten kleine Blasen (Luftblasen) von einem Bereich des Wafers auf, der mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, sodass Luftblasen das Vorankommen des Laserstrahls behindern. Folglich kann eine gewünschte Bearbeitung nicht ausgeführt werden.
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Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, bei der die Bestrahlung eines plattenförmigen Werkstücks mit einem Laserstrahl nicht behindert wird, wenn das Werkstück durch Bestrahlen des Werkstücks mit dem Laserstrahl bearbeitet wird.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: eine Halteeinheit mit einem Haltetisch, der eingerichtet ist, ein plattenförmiges Werkstück zu halten; eine Laserstrahlbestrahlungseinheit, die eingerichtet ist, das an dem Haltetisch gehaltene Werkstück durch Bestrahlen des Werkstücks mit einem Laserstrahl zu bearbeiten; und einen Flüssigkeitszuführmechanismus, der an einem oberen Abschnitt der Halteeinheit angeordnet ist; wobei der Flüssigkeitszuführmechanismus eine Flüssigkeitskammer mit einer transparenten Platte, die so positioniert ist, dass ein Spalt zwischen der transparenten Platte und einer oberen Fläche des an dem Haltetisch gehaltenen Werkstücks ausgebildet wird, einen linearen Bewegungsmechanismus, der eingerichtet ist, die transparente Platte über die Flüssigkeitskammer gleichzeitig mit der Bestrahlung mit dem Laserstrahl linear zu bewegen, eine Flüssigkeitszuführdüse, die eingerichtet ist, dem Spalt eine Flüssigkeit von einer Seite der Flüssigkeitskammer zuzuführen, und eine Flüssigkeitsabführdüse einschließt, die eingerichtet ist, die Flüssigkeit von einer anderen Seite der Flüssigkeitskammer abzuführen, und wobei die Laserstrahlbestrahlungseinheit einen Laseroszillator, der eingerichtet ist, den Laserstrahl zu emittieren, und einen Kondensor einschließt, der eingerichtet ist, den von dem Laseroszillator emittierten Laserstrahl zu bündeln und das an dem Haltetisch gehaltene Werkstück durch die transparente Platte und die dem Spalt zugeführte Flüssigkeit mit dem Laserstrahl zu bestrahlen.
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Vorzugsweise schließt die Laserstrahlbestrahlungseinheit ferner ein Streumittel ein, das den von dem Laseroszillator emittieren Laserstrahl streut.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, bei der die Bestrahlung eines Werkstücks mit einem Laserstrahl nicht behindert wird. Wenn die vorliegende Erfindung auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung angewandt wird, die eine Ablationsbearbeitung ausführt, kann zudem ein Anhaften von Rückständen, die zum Zeitpunkt einer Laserbearbeitung an Bauelementen auftritt, unterdrückt werden, ohne die obere Fläche eines Wafers mit einem flüssigen Harz zu beschichten. Dadurch wird einer Verminderung der Bearbeitungsqualität der Bauelemente vorgebeugt.
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise ihrer Umsetzung werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, deutlicher, und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Teil einer Flüssigkeitskammer und einer Halteeinheit, welche einen Flüssigkeitszuführmechanismus der in 1 dargestellten Laserbearbeitungsvorrichtung ausbilden, in einem zerlegten Zustand zeigt;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Betrieb des Flüssigkeitszuführmechanismus und der Halteeinheit erklärt, welche in 2 dargestellt sind;
- 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbestrahlungseinheit der in 1 dargestellten Laserbearbeitungsvorrichtung;
- 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 4 dargestellten Laserstrahlbestrahlungseinheit;
- 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Übersicht eines optischen Systems der in 4 dargestellten Laserstrahlbestrahlungseinheit darstellt;
- 7A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem durch die in 5 dargestellte Laserstrahlbestrahlungseinheit eine Laserbearbeitung ausgeführt wird;
- 7B ist eine vergrößerte Teilschnittansicht der 7A;
- 8 ist eine Seitenansicht der Laserstrahlbestrahlungseinheit, wobei 8 den Zustand erläutert, in dem die in den 7A und 7B dargestellte Laserbearbeitung ausgeführt wird; und
- 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es wird hiernach unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen eine Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit Ausführungsformen detaillierter beschrieben, die auf der vorliegenden Erfindung basieren. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 schließt ein: eine Basis 21; eine Halteeinheit 30, die an der Basis 21 angeordnet ist und ein Werkstück hält; einen Rahmenkörper 22, der mit einem vertikalen Wandabschnitt 221, welcher auf einer Seite der Halteeinheit 30 an der Basis 21 in einer durch einen Pfeil Z angedeuteten Z-Richtung errichtet ist, und einen horizontalen Wandabschnitt 222 ausgebildet, der sich von einem oberen Endabschnitt des vertikalen Wandabschnitts 221 in einer horizontalen Richtung erstreckt; einen Flüssigkeitszuführmechanismus 40, der an einem oberen Abschnitt der Halteeinheit 30 angeordnet ist; und eine Laserstrahlbestrahlungseinheit 6, die an einer unteren Fläche des horizontalen Wandabschnitts 222 angeordnet ist.
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2 ist eine Explosionsansicht, welche die jeweiligen Ausführungen der Halteeinheit 30 und einer Flüssigkeitskammer 41, einer Flüssigkeitszuführdüse 43 und einer Flüssigkeitsabführdüse 44, die den Flüssigkeitszuführmechanismus 40 ausbilden, in einem zerlegten Zustand darstellt. Die jeweiligen Ausführungen werden im Folgenden beschrieben.
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Wie in 2 dargestellt, schließt die Halteeinheit 30 eine rechtwinklige quaderförmige Haltebasis 31, die an der Basis 21 befestigt ist, und einen kreisförmigen Haltetisch 32 ein, der an einer oberen Fläche 31a der Haltebasis 31 angeordnet ist. Der Haltetisch 32 ist eingerichtet, durch einen nicht dargestellten Rotationsmechanismus drehbar zu sein. Ein mittiger Bereich des Haltetischs 32 ist mit einer kreisförmigen Saugeinspannung 32a aufgebaut, die durch ein luftdurchlässiges Material ausgebildet ist, wie zum Beispiel einer porösen Keramik. Die Saugeinspannung 32a ist mit einer nicht dargestellten Saugquelle verbunden und saugt ein auf der Saugeinspannung 32a angebrachtes plattenförmiges Werkstück an und hält dieses.
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Der in 2 dargestellte Flüssigkeitszuführmechanismus 40 ist an dem oberen Abschnitt der Halteeinheit 30 angeordnet. Insbesondere ist die den Flüssigkeitszuführmechanismus 40 ausbildende Flüssigkeitskammer 41 an der oberen Fläche 31a der Haltebasis 31 montiert und befestigt. Die Flüssigkeitskammer 41 weist einen plattenförmigen Kammerbasisabschnitt 41a und eine transparente Platte 42 mit einer in Draufsicht rechtwinkligen Form auf, wobei die transparente Platte 42 einen oberen Teil des Kammerbasisabschnitts 41a verschließt. Die transparente Platte 42 ist durch ein transparentes Element ausgebildet, das einen später beschriebenen Laserstrahl LB überträgt, wobei das transparente Element zum Beispiel Glas ist. Der Kammerbasisabschnitt 41a schließt einen Bodenabschnitt 41b, der in Draufsicht eine rechtwinklige Form ausbildet und Stufenabschnitte 41c ein, die bei beiden Endabschnitten in einer X-Achsenrichtung des Bodenabschnitts 41b entlang einer Y-Achsenrichtung ausgebildet sind. Ein in vertikaler Richtung durchdringender kreisförmiger Öffnungsabschnitt 41d, der mit einer leicht größeren Form als der Haltetisch 32 ausgebildet ist, ist in der Mitte des Bodenabschnitts 41b ausgebildet. Der kreisförmige Öffnungsabschnitt 41d ist so eingerichtet, dass der Haltetisch 32 in dem kreisförmigen Öffnungsabschnitt 41d positioniert ist, wenn der Kammerbasisabschnitt 41a an der Haltebasis 31 installiert ist. Eine Abmessung zwischen den gestuften Abschnitten 41c ist eine Abmessung, die leicht größer ist als eine Abmessung in der X-Achsenrichtung der transparenten Platte 42.
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Wenn die transparente Platte 42 an den Stufenabschnitten 41c montiert ist, verschließt die transparente Platte 42 den oberen Teil des Kammerbasisabschnitts 41a und ein vorbestimmter Raum wird zwischen dem Bodenabschnitt 41b und der transparenten Platte 42 ausgebildet. Zudem wird eine Bewegung der auf den Stufenabschnitten 41c montierten transparenten Platte 42 in der X-Achsenrichtung durch die Stufenabschnitte 41c reguliert, und eine Bewegung der transparenten Platte 42 in der Y-Achsenrichtung wird durch die Stufenabschnitte 41c geführt. Eine Fluorbeschichtung ist auf die Flächen der Stufenabschnitte 41c aufgebracht, um im Stande zu sein, einen Reibungswiderstand zu vermindern, wenn sich die transparente Platte 42 an den Stufenabschnitten 41c verschiebt, und zudem einer Abnutzung oder Ähnlichem vorzubeugen. Ein wie oben beschriebener Stufenabschnitt ist bei beiden Endabschnitten in der Y-Achsenrichtung des Bodenabschnitts 41b von dem Kammerbasisabschnitt 41a ausgebildet, und eine Flüssigkeitszuführöffnung 41e, die mit einer Flüssigkeit in der Y-Achsenrichtung versorgt wird, und eine Flüssigkeitsabführöffnung 41f, von der die Flüssigkeit abgeführt wird, werden ausgebildet, wenn die transparente Platte 42 montiert ist. Im Übrigen ist die transparente Platte 42 bei der vorliegenden Ausführungsform durch eine Glasplatte ausgebildet. Jedoch ist die transparente Platte 42 nicht hierauf beschränkt. Es reicht für die transparente Platte 42 aus, eine transparente Platte zu sein, die den Laserstrahl LB überträgt, und die transparente Platte 42 kann zum Beispiel eine aus einem Harz beziehungsweise einem Kunststoff hergestellte Platte sein, wie zum Beispiel Acryl oder Ähnlichem.
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Die Flüssigkeitszuführdüse 43 zum Zuführen einer Flüssigkeit zu der Flüssigkeitskammer 41 ist mit der Flüssigkeitszuführöffnung 41e des Kammerbasisabschnitts 41a gekoppelt. Zudem ist die Flüssigkeitsabführdüse 44 zum Abführen der Flüssigkeit von der Flüssigkeitskammer 41 mit der Flüssigkeitsabführöffnung 41f des Kammerbasisabschnitts 41a gekoppelt.
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Die Flüssigkeitszuführdüse 43 schließt ein: eine Zuführöffnung 43a, die mit der Flüssigkeit versorgt wird; einen Durchgang 43b, durch den die von der Zuführöffnung 43a zugeführte Flüssigkeit gelangt; und eine Abführöffnung 43c, von welcher die durch den Durchgang 43b gelangte Flüssigkeit abgeführt wird. Zudem ist eine Fluorbeschichtung an einer oberen Fläche 43d der Flüssigkeitszuführdüse 43 aufgebracht. Wie durch die gepunkteten Linien in 2 angedeutet, ist die Zuführöffnung 43a in einer unteren Fläche der Flüssigkeitszuführdüse 43 angeordnet, der Durchgang 43b ist in der Flüssigkeitszuführdüse 43 ausgebildet, und die Abführöffnung 43c ist bei einer Position ausgebildet, die der Flüssigkeitszuführöffnung 41e der Flüssigkeitskammer 41 gegenüberliegt. Wenn die Flüssigkeitszuführdüse 43 mit der Flüssigkeitskammer 41 gekoppelt ist, kommunizieren die Abführöffnung 43c der Flüssigkeitszuführdüse 43 und die Flüssigkeitszuführöffnung 41e der Flüssigkeitskammer 41 miteinander.
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Die Flüssigkeitsabführdüse 44 ist mit der gleichen Form wie die Flüssigkeitszuführdüse 43 eingerichtet. Wie in 2 dargestellt, schließt die Flüssigkeitsabführdüse 44 ein: eine Zuführöffnung 44c, die mit der Flüssigkeit versorgt wird; einen Durchgang 44b, durch den die von der Zuführöffnung 44c zugeführte Flüssigkeit gelangt; und eine Abführöffnung 44a, von welcher die durch den Durchgang 44b gelangte Flüssigkeit abgeführt wird. Wie bei der Flüssigkeitszuführdüse 43 ist an einer oberen Fläche 44d der Flüssigkeitsabführdüse 44 eine Fluorbeschichtung aufgebracht. Im Übrigen sind in 2 die Teile, auf welche eine Fluorbeschichtung aufgebracht ist, schraffiert. Wie durch die gepunkteten Linien in 2 angedeutet, ist die Zuführöffnung 44c der Flüssigkeitsabführdüse 44 bei einer Position ausgebildet, die der Flüssigkeitsabführöffnung 41f der Flüssigkeitskammer 41 gegenüberliegt, der Durchgang 44b ist in der Flüssigkeitsabführdüse 44 ausgebildet, und die Abführöffnung 44a ist in einer unteren Fläche der Flüssigkeitsabführdüse 44 angeordnet.
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Wenn die Flüssigkeitszuführdüse 43 und die Flüssigkeitsabführdüse 44 mit der Flüssigkeitskammer 41 gekoppelt sind, kommunizieren die Zuführöffnung 43a der Flüssigkeitszuführdüse 43 und die Abführöffnung 44a der Flüssigkeitsabführdüse 44 über die Flüssigkeitskammer 41 miteinander. Wenn die Flüssigkeitszuführdüse 43 und die Flüssigkeitsabführdüse 44 mit der Flüssigkeitskammer 41 gekoppelt sind, sind die Stufenabschnitte 41c der Flüssigkeitskammer 41, die obere Fläche 43d der Flüssigkeitszuführdüse 43 und ein oberer Flächenabschnitt 44d der Flüssigkeitsabführdüse 44 zudem auf der gleichen Höhe eingerichtet.
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Die transparente Platte 42 weist, wie oben beschrieben, eine rechtwinklige Form auf. Eine Abmessung in der Y-Achsenrichtung der transparenten Platte 42 ist größer eingerichtet als eine Gesamtabmessung der Flüssigkeitszuführdüse 43, der Flüssigkeitskammer 41 und der Flüssigkeitsabführdüse 44 in der Y-Achsenrichtung in einem gekoppelten Zustand. Zudem ist eine Abmessung der transparenten Platte 42 in der X-Achsenrichtung zumindest größer eingerichtet als eine Abmessung des an dem Haltetisch 32 gehaltenen Werkstücks in der X-Achsenrichtung und ist vorzugsweise größer eingerichtet als der Durchmesser des Haltetischs 32. Wenn so ausgebildet, kann die transparente Platte 42 den gesamten Haltetisch 32 von oben bedecken.
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Der Flüssigkeitszuführmechanismus 40 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform weist ein lineares Bewegungsmittel 50 auf, das über der Flüssigkeitskammer 41 entlang der Y-Achsenrichtung die transparente Platte 42 linear bewegt. Das lineare Bewegungsmittel 50 schließt zwei Walzen 52 und Motoren 54 ein, welche die jeweiligen Walzen 52 in Rotationsrichtung antreiben. Die zwei Walzen 52 sind entlang der X-Achsenrichtung parallel zueinander mit einem vorbestimmten Abstand in der Y-Achsenrichtung angeordnet, wie zum Beispiel einem Abstand, der größer ist als eine Abmessung der Flüssigkeitskammer 41 in der Y-Achsenrichtung. Die Flächen der Walzen 52 sind vorzugsweise mit einem Material ausgebildet, das elastisch ist und nicht einfach an der transparenten Platte 42 gleitet, wobei das Material Urethankautschuk oder Ähnliches ist. Zudem sind vorzugsweise die einen Endabschnitte der Walzen 52 mit Ausgangswellen der Motoren 54 verbunden, und die anderen Endabschnitte der Walzen 52 werden durch einen nicht dargestellten Befestigungsabschnitt drehbar unterstützt. In einem montierten Zustand drücken die zwei Walzen 52 die transparente Platte 42 und kann durch Drehen der Ausgangswellen der zwei Motoren 54 in gleicher Richtung linear in der Y-Achsenrichtung bewegt werden. Im Übrigen sind die Motoren 54 nicht notwendigerweise auf eine Bereitstellung für die zwei Walzen 52 beschränkt, sondern die Walzen 52 können durch Verbinden eines Motors mit nur einer Walze 52 und Koppeln der einen Walze 52 mit der anderen Walze 52 durch einen Riemen oder Ähnliches gleichzeitig in Rotationsrichtung angetrieben werden. Zudem ist die Anzahl, Abmessung, Anordnungsposition und Ähnliches der Walzen 52 nicht auf den Modus der vorliegenden Ausführungsform beschränkt, sondern können in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit dem Material, Abmessungen oder Ähnlichem der transparenten Platte 42 verändert werden.
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Der Flüssigkeitszuführmechanismus 40 und ein Umgebungsaufbau des Flüssigkeitszuführmechanismus 40 wird ferner unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, die einen Zustand darstellt, in dem der in 2 dargestellte Flüssigkeitszuführmechanismus 40 an dem oberen Abschnitt der Halteeinheit 30 montiert ist. 3 stellt einen Zustand dar, in dem der Haltetisch 32 einen Wafer 10 als plattenförmiges Werkstück ansaugt und hält, der an dessen oberen Fläche Bauelemente ausgebildet aufweist. Wenn die Flüssigkeitskammer 41 an der oberen Fläche 31a der Haltebasis 31 montiert ist, ist der kreisförmige Öffnungsabschnitt 41d des Kammerbasisabschnitts 41a über dem Haltetisch 32 positioniert. Dann ist die obere Fläche des Wafers 10, der durch den Haltetisch 32 angesaugt und gehalten wird, in dem kreisförmigen Öffnungsabschnitt 41d exponiert und wird im Wesentlichen mit dem Bodenabschnitt 41b der Flüssigkeitskammer 41 bündig. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform schließt eine Flüssigkeitszuführpumpe 45, einen Filtrationsfilter 46 und einen Flüssigkeitsspeichertank 47 ein, sodass die Flüssigkeit zu jedem Zeitpunkt im Inneren des Flüssigkeitszuführmechanismus 40 umgewälzt wird. Der Flüssigkeitsspeichertank 47 ist direkt an dem Filtrationsfilter 46 angeordnet. Die Flüssigkeitszuführpumpe 45 und die Flüssigkeitszuführdüse 43 sind durch einen ersten Schlauch 48a miteinander verbunden. Die Flüssigkeitsabführdüse 44 und der Filtrationsfilter 46 sind durch einen zweiten Schlauch 48b miteinander verbunden. Der Filtrationsfilter 46 und die Flüssigkeitszuführpumpe 45 sind durch einen dritten Schlauch 48c miteinander verbunden. Die Schläuche 48a bis 48c werden jeweils durch einen aus einem Harz beziehungsweise Kunststoff hergestellten flexiblen Schlauch ausgebildet.
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Die Flüssigkeit W, durch welche der Laserstrahl LB gelangt, wobei die Flüssigkeit W zum Beispiel reines Wasser ist, wird von der Flüssigkeitszuführpumpe 45 ausgestoßen. Die Flüssigkeit W wird über den ersten Schlauch 48a und die Flüssigkeitszuführdüse 43 der Flüssigkeitskammer 41 zugeführt. Die der Flüssigkeitskammer 41 zugeführte Flüssigkeit W gelangt zwischen der transparenten Platte 42 und der oberen Fläche des Wafers 10 vorbei und wird über die Flüssigkeitsabführdüse 44 abgeführt. Dann wird die von der Flüssigkeitsabführdüse 44 abgeführte Flüssigkeit W zu dem Filtrationsfilter 46 geführt, um gefiltert zu werden, und dann zu der Flüssigkeitszuführpumpe 45 zurückgeführt. Bei dem Flüssigkeitszuführmechanismus 40 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform wird es der Flüssigkeit W ermöglicht, nach und nach von einem Spalt zwischen dem Kammerbasisabschnitt 41a der Flüssigkeitskammer 41 und der transparenten Platte 42 oder Ähnlichem auszutreten. Die Flüssigkeit W, die ausgetreten ist, kann durch einen nicht dargestellten Sammelpfad an der Basis 21 gesammelt werden und zu dem Filtrationsfilter 46 zurückgeführt werden. Wenn die Flüssigkeit aufgrund der oben beschriebenen Leckage vermindert ist, reicht es zudem aus, die Flüssigkeit W angemessen von dem Flüssigkeitsspeichertank 47 aufzufüllen. Im Übrigen ist der Flüssigkeitsspeichertank 47 direkt mit dem Filtrationsfilter 46 verbunden und weist als Funktion ein Abführen von Luftblasen auf, die in der dem Filtrationsfilter 46 zugeführten Flüssigkeit W enthalten sind.
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Die wie oben geschriebene Ausführung wälzt die Flüssigkeit W in dem Flüssigkeitszuführmechanismus 40, der Flüssigkeitszuführpumpe 45, dem Filtrationsfilter 46 und dem Flüssigkeitsspeichertank 47 um. Die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit W, die in die Flüssigkeitskammer 41 strömt, kann durch Einstellen des Pumpwirkungsgrads der Flüssigkeitszuführpumpe 45, Verändern der Kapazität der Flüssigkeitskammer 41 oder Einstellen der Öffnungsflächen beziehungsweise Öffnungsquerschnitte der Flüssigkeitszuführöffnung 41a und der Flüssigkeitsabführöffnung 41f eingestellt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit der in der Flüssigkeitskammer 41 strömenden Flüssigkeit W wird so eingestellt, dass sie eine vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeit ist.
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Wie oben beschrieben, sind die Motoren 54 mit den Walzen 52 gekoppelt, und die transparente Platte 42 kann durch Drehen der Motoren 54 über der Flüssigkeitskammer 41 linear in der Y-Achsenrichtung bewegt werden. Insbesondere kann bei der vorliegenden Ausführungsform ein nicht dargestelltes Steuerungsmittel der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 die Richtung der Drehung der Motoren 54 zu einer normalen Rotationsrichtung, die in 3 durch einen Pfeil R1 angedeutet wird, und einer Rückwärtsrotationsrichtung umschalten, wie durch einen Pfeil R2 angedeutet wird. Die transparente Platte 42 wird durch Drehen der Motoren 54 in der normalen Rotationsrichtung R1 in einer durch einen Pfeil Y1 angedeuteten Richtung bewegt. Zudem wird die transparente Platte 42 durch Drehen der Motoren 54 in der Rückwärtsrotationsrichtung R2 in einer durch einen Pfeil Y2 angedeuteten Richtung bewegt.
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Als Nächstes wird die Laserstrahlbestrahlungseinheit 6 unter Bezugnahme auf die 1, 4 und 5 beschrieben. Im Übrigen ist 5 eine perspektivische Explosionsansicht der Laserstrahlbestrahlungseinheit 6, die in 4 dargestellt wird.
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Die Laserstrahlbestrahlungseinheit 6 schließt ein: eine Führungsplatte 60, die an der unteren Fläche des horizontalen Wandabschnitts 222 des Rahmenkörpers 22 durch ein nicht dargestelltes Befestigungsmittel befestigt ist; ein in Y-Achsenrichtung bewegbares Element 62, das durch die Führungsplatte 60 in der Y-Achsenrichtung bewegbar unterstützt ist; und ein Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64, der das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 62 in der Y-Achsenrichtung bewegt. Ein Paar Führungsschienen 60a, dass sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, ist bei beiden unteren Endabschnitten der Führungsplatte 60 in X-Achsenrichtung ausgebildet. Wie in den 4 und 5 dargestellt, schließt das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 62 ein Paar Führungsabschnitte 66, das in einem Abstand in der X-Achsenrichtung angeordnet ist, und einen Montageabschnitt 68 ein, der sich zwischen unteren Enden der Führungsabschnitte 66 ausdehnt und sich in der X-Achsenrichtung erstreckt. Führungsschienen 66a, die sich in der Y-Achsenrichtung erstrecken, sind an oberen Abschnitten der jeweiligen Führungsabschnitte 66 ausgebildet. Die Führungsschienen 66a der Führungsabschnitte 66 sind mit den Führungsschienen 60a der Führungsplatte 60 im Eingriff, wodurch das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 62 durch die Führungsplatte 60 in der Y-Achsenrichtung bewegbar unterstützt wird. Zudem ist ein Paar Führungsschienen 68a, das sich in der X-Achsenrichtung erstreckt, bei beiden unteren Endabschnitten des Montageabschnitts 68 in Y-Achsenrichtung ausgebildet. Der Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 schließt eine Kugelspindel 70, die sich unter der Führungsplatte 60 in der Y-Achsenrichtung erstreckt, und einen Motor 72 ein, der mit einem Endabschnitt der Kugelspindel 70 gekoppelt ist. Ein torförmiger Mutterabschnitt 70a der Kugelspindel 70 ist an einer oberen Fläche des Montageabschnitts 68 befestigt. Ein anderer Endabschnitt der Kugelspindel 70, mit dem der Motor 72 nicht gekoppelt ist, wird mit dem Mutterabschnitt 70a in Gewindeeingriff gebracht und danach drehbar durch einen Stützteilabschnitt 60b unterstützt, der bei einem vorderen Kantenabschnitt der Führungsplatte 60 ausgebildet ist. Dann wandelt der Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 eine Drehbewegung des Motors 72 durch die Kugelspindel 70 in eine geradlinige Bewegung um und überträgt die geradlinige Bewegung zu dem in Y-Achsenrichtung bewegbaren Element 62. Der Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 bewegt dadurch das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 62 entlang der Führungsschienen 60a der Führungsplatte 60 in der Y-Achsenrichtung.
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Die Beschreibung der Laserstrahlbestrahlungseinheit 6 wird unter Bezugnahme auf 5 fortgesetzt. Die Laserstrahlbestrahlungseinheit 6 schließt ferner ein: eine in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74, die in dem Montageabschnitt 68 des in Y-Achsenrichtung bewegbaren Elements 62 montiert ist, sodass sie in der X-Achsenrichtung bewegbar ist; und einen X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76, der die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74 in der X-Achsenrichtung bewegt. Beide Y-Achsenrichtung-Endabschnitte der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 sind mit den Führungsschienen 68a des Montageabschnitts 68 im Eingriff, wodurch die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74 so in dem Montageabschnitt 68 montiert ist, dass sie in der X-Achsenrichtung bewegbar ist. Der X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 schließt eine Kugelspindel 78, die sich über dem Montageabschnitt 68 in der X-Achsenrichtung erstreckt, und einen Motor 80 ein, der mit einem Endabschnitt der Kugelspindel 78 gekoppelt ist und durch einen der Führungsabschnitte 66 unterstützt wird. Ein Mutterabschnitt 78a der Kugelspindel 78 ist an einer oberen Fläche der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 durch eine Öffnung 68b des Montageabschnitts 68 befestigt. Ein anderer Endabschnitt der Kugelspindel 78, mit dem der Motor 80 nicht gekoppelt ist, wird durch den anderen Führungsabschnitt 66, an dem der Motor 80 nicht befestigt ist, drehbar unterstützt. Dann wandelt der X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 eine Drehbewegung des Motors 80 durch die Kugelspindel 78 in eine geradlinige Bewegung um und überträgt die geradlinige Bewegung zu der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74. Der X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 bewegt dadurch die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74 entlang der Führungsschienen 68a des Montageabschnitts 68 in der X-Richtung.
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Bezug nehmend auf die 5 bis 8 wird ferner ein Aufbau eines optischen Systems der Laserstrahlbestrahlungseinheit 6 beschrieben. Wie in 5 dargestellt, schließt die Laserstrahlbestrahlungseinheit 6 ein: einen Laseroszillator 82, der in dem horizontalen Wandabschnitt 222 des Rahmenkörpers 22 einbezogen ist und einen gepulsten Laserstrahl LB emittiert; einen nicht dargestellten Dämpfer, der die Leistung des von dem Laseroszillator 82 emittierten Laserstrahls LB einstellt; einen rechtwinkligen Prismaspiegel 84, der mit einem Abstand von dem Laseroszillator 82 in der Y-Achsenrichtung an einer unteren Fläche des Montageabschnitts 68 des in Y-Achsenrichtung bewegbaren Elements 62 angebracht ist; ein Kondensor 86, der an einer unteren Fläche der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 angebracht ist, sodass er in einer Z-Achsenrichtung bewegbar ist; und ein nicht dargestelltes Brennpunktpositionseinstellmittel, das die Position eines Brennpunkts des Kondensors 86 in der Z-Achsenrichtung durch Bewegen des Kondensors 86 in der Z-Achsenrichtung einstellt. Der Laseroszillator 82 oszilliert zum Beispiel einen Laser mit einer durch das Werkstück absorbierbaren Wellenlänge (zum Beispiel 355 nm). Wie in 6 dargestellt, wird die Bewegungsrichtung des von dem Laseroszillator 82 in der Y-Achsenrichtung aufgebrachten Laserstrahls LB durch den rechtwinkligen Prismaspiegel 84 um 90° verändert, und der Laserstrahl LB wird zu dem Kondensor 86 geführt.
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Wie in 7A dargestellt, schließt das Innere eines oberen Gehäuses 86a des Kondensors 86 einen Polygonspiegel 91 als Streumittel, das den durch den Laseroszillator 82 oszillierten Laserstrahl LB streut, und einen Motor 92 ein, der den Polygonspiegel 91 in einer durch einen Pfeil R3 angedeuteten Richtung mit hoher Geschwindigkeit dreht, wie durch einen weggeschnittenen Teil des oberen Gehäuses 86a dargestellt, genauso wie eine Kondensorlinse (fθ-Linse) 86b, die den Laserstrahl LB bündelt und das Werkstück mit dem gebündelten Laserstrahl LB bestrahlt. Der von dem Kondensor 86 aufgebrachte Laserstrahl LB wird auf eine geplante Trennlinie über die transparente Platte 42 und die Flüssigkeit W als ein Bereich aufgebracht, der von dem Wafer 10 zu bearbeiten ist. Wie durch die in 7B dargestellte Teilschnittansicht verständlich, wird ein Spalt S von 0,5 bis 2,0 mm zwischen der transparenten Platte 42 und dem Wafer 10 ausgebildet. Wie in 8 dargestellt, weist der Polygonspiegel 91 eine Vielzahl von Spiegeln M auf, die konzentrisch um die Rotationsachse des Polygonspiegels 91 angeordnet ist. Die fθ-Linse 86b ist unter dem oben beschriebenen Polygonspiegel 91 angeordnet. Die fθ-Linse 86b bündelt den Laserstrahl LB und bestrahlt das Werkstück an dem Haltetisch 32 mit dem gebündelten Laserstrahl LB. Der von dem rechtwinkligen Prismaspiegel 84 geführte Laserstrahl LB wird durch die sich drehenden Spiegel M so zu der fθ-Linse geführt, dass die Bestrahlungsrichtung des Laserstrahls LB in der X-Achsenrichtung gestreut wird. Der Laserstrahl LB wird folglich so aufgebracht, dass er in einem vorbestimmten Bereich in der X-Achsenrichtung an dem Werkstück gestreut ist.
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Zur 5 zurückkehrend und mit der Beschreibung fortführend ist eine Ausrichtungseinheit 88 an der unteren Fläche der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 zusammen mit dem Kondensor 86 angeordnet, wobei die Ausrichtungseinheit 88 mit einem Abstand von dem Kondensor 86 in der X-Achsenrichtung an der unteren Fläche der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 angebracht ist. Die Ausrichtungseinheit 88 bildet das an dem Haltetisch 32 gehaltene Werkstück ab und erfasst einen mit dem Laser zu bearbeitenden Bereich. Ferner schließt die Laserstrahlbestrahlungseinheit 6 das Brennpunktpositionseinstellmittel ein, das nicht in der Figur dargestellt ist. Obwohl keine konkrete Ausführung des Brennpunktpositionseinstellmittels dargestellt wird, kann das Brennpunktpositionseinstellmittel zum Beispiel eine Ausführung aufweisen, die eine Kugelspindel, dessen Mutterabschnitt an dem Kondensor 86 befestigt ist und die sich in der Z-Achsenrichtung erstreckt, und einen Motor einschließt, der mit einem Endabschnitt der Kugelspindel gekoppelt ist. So eine Ausführung beziehungsweise ein Aufbau wandelt eine Drehbewegung des Motors in eine geradlinige Bewegung um und bewegt den Kondensor 86 entlang nicht dargestellter Führungsschienen, die in der Z-Achsenrichtung angeordnet sind. Dadurch wird die Position des Brennpunkts des durch den Kondensor 86 gebündelten Laserstrahls LB in der Z-Achsenrichtung eingestellt.
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Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weist im Wesentlichen den oben beschriebenen Aufbau auf. Im Folgenden wird ein Betrieb der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Beschreibung wird unter Bezugnahme auf 1 durchgeführt. Als Erstes wird ein Wafer 10 vorbereitet, der aus Silizium (Si) ausgebildet ist und an dessen oberen Fläche Bauelementen ausgebildet aufweist, wobei der Wafer 10 bei der vorliegenden Ausführungsform ein plattenförmiges Werkstück ist. Nachdem der Wafer 10 vorbereitet worden ist, wird die in 1 dargestellte transparente Platte 42 entfernt, um den oberen Teil der Flüssigkeitskammer 41 zu öffnen, und der Wafer 10 wird so an dem Haltetisch 32 abgelegt beziehungsweise montiert, dass die obere Fläche, an der die Bauelemente ausgebildet sind, nach oben gerichtet ist. Nachdem der Wafer 10 abgelegt worden ist, wird in der Saugeinspannung 32a des Haltetischs 32 durch Betätigen einer nicht dargestellten Saugquelle eine Saugkraft erzeugt, sodass der Wafer 10 an die Saugeinspannung 32a gesaugt wird und an dieser gehalten wird. Nachdem der Wafer 10 an dem Haltetisch 32 gehalten wird, wird die transparente Platte 42 wieder über der Flüssigkeitskammer 41 eingerichtet, um die Oberseite der Flüssigkeitskammer 41 in einen geschlossenen Zustand zu versetzen.
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Nachdem der Wafer 10 an dem Haltetisch 32 gehalten wird und der obere Teil der Flüssigkeitskammer 41 durch die transparente Plate 42 verschlossen ist, wird der Flüssigkeitsspeichertank 47 mit ausreichend Flüssigkeit W aufgefüllt, und die Flüssigkeitszuführpumpe 45 wird betätigt. Wenn seit einem Start der Betätigung der Flüssigkeitszuführpumpe 45 ein vorbestimmter Zeitraum vergangen ist, Luft oder Ähnliches von der Flüssigkeitskammer 41 entfernt worden ist, wird das Innere der Flüssigkeitskammer 41 mit der Flüssigkeit W befüllt und die Flüssigkeit W wird stetig in dem Flüssigkeitszuführmechanismus 40 umgewälzt.
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In einem Zustand, in dem die Flüssigkeit W stetig in dem Flüssigkeitszuführmechanismus 40 umgewälzt wird, wird die Ausrichtungseinheit 88 über eine Bewegung der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 durch den X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 der Laserstrahlbestrahlungseinheit 6 und eine Bewegung des in Y-Achsenrichtung bewegbaren Elements 62 in der Y-Achsenrichtung durch den Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 über dem Wafer 10 positioniert (siehe 4 und 5). Da die transparente Platte 42, wie oben beschrieben, so angeordnet ist, dass sie den gesamten Haltetisch 32 von oben bedeckt, kann die Ausrichtungseinheit 88 einen gesamten Bereich einschließlich der Bauelemente an dem Wafer 10 aufnehmen. Nachdem die Ausrichtungseinheit 88 über dem Wafer 10 positioniert worden ist, bildet die Ausrichtungseinheit 88 den Wafer 10 ab. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wafer 10 über die transparente Platte 42 und die Flüssigkeit W abgebildet. Als Nächstes werden der Wafer 10 und der Kondensor 86 auf der Basis der Bildinformation über den Wafer 10, die durch die Ausrichtungseinheit 88 abgebildet wird, zueinander ausgerichtet. Nach der Ausrichtung wird der Haltetisch 32 gedreht, und der X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 bewegt die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74, und der Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 bewegt das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 62, sodass geplante Trennlinien, die gitterartig an dem Wafer 10 ausgebildet sind, entlang der X-Achsenrichtung positioniert sind, und der Kondensor 86 wird bei einem Endabschnitt einer geplanten Trennlinie positioniert, das heißt einer Startposition für die Bestrahlung mit dem Laserstrahl. Als Nächstes wird der Brennpunkt bei einer Höhe der oberen Fläche des einen Endabschnitts über eine Bewegung des Kondensors 86 in der Z-Achsenrichtung durch das nicht dargestellte Brennpunktpositionseinstellmittel bei der geplanten Trennlinie des Wafers 10 positioniert.
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Nachdem die Brennpunktposition durch Bewegen des Kondensors 86 in der Z-Achsenrichtung bei der Höhe der oberen Fläche des Wafers 10 positioniert ist, wird die transparente Platte 42 vor einem Beginn einer Laserbearbeitung zu einer Ausgangsposition bewegt. Die Ausgangsposition der transparenten Platte 42 ist insbesondere eine Position, zu der die transparente Platte 42 am weitesten in einer durch einen Pfeil Y2 angedeuteten Y2-Richtung bewegt wird, und gibt beispielsweise einen Zustand wieder, in dem ein Endabschnitt der transparenten Platte 42 direkt unter der Walze 52 angeordnet ist, die auf der Seite der Flüssigkeitsabführdüse 44 installiert ist. Als Mittel zum Anhalten der transparenten Platte 42 bei der Ausgangsposition ist ein Anschlag oder Ähnliches in der Y2-Richtung angeordnet, sodass eine Bewegung der transparenten Platte 42 in der Y2-Richtung bei der Ausgangsposition reguliert werden kann, indem der Anschlag an einem Endabschnitt der transparenten Platte 42 zum Anliegen kommt.
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Die Laserbearbeitung beginnt, nachdem die transparente Platte 42 zu der oben beschriebenen Ausgangsposition bewegt worden ist. Insbesondere weist das nicht dargestellte Steuerungsmittel die Laserstrahlbestrahlungseinheit 6 an, mit dem Aufbringen des Laserstrahls LB zu beginnen. Wenn die Weisung zum Beginn des Aufbringens des Laserstrahls LB gegeben worden ist, wird der Polygonspiegel 91 durch den Motor 92, wie unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben, mit einer angemessenen Rotationsgeschwindigkeit gedreht. Die Positionen der Spiegel M, die den Polygonspiegel 91 aufbauen, ändern sich mit der Drehung des Polygonspiegels 91, wodurch der Wafer 10 mit dem in der X-Achsenrichtung gestreuten Laserstrahl LB bestrahlt wird. Nachdem ein vorbestimmter Spiegel mit dem Laserstrahl LB bestrahlt worden ist, wird ein weiterer Spiegel M auf einer in einer Rotationsrichtung R3 des Polygonspiegels 91 nachgelagerten Seite mit dem Laserstrahl LB bestrahlt, und der Wafer 10 wird, wie oben beschrieben, mit dem Laserstrahl LB in einem gestreuten Zustand bestrahlt. So eine Laserbearbeitung wird wiederholt, während der Laserstrahl LB von dem Laseroszillator 82 oszilliert wird und der Polygonspiegel 91 gedreht wird. Im Übrigen werden die Anzahl an Spiegeln M, die den Polygonspiegel 91 aufbauen, die Rotationsgeschwindigkeit des Polygonspiegels 91 und Ähnliches in Übereinstimmung mit dem Werkstück auf angemessene Weise bestimmt.
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Laserbearbeitungsbedingungen bei der oben beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung 2 sind zum Beispiel wie folgt.
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Wellenlängen des Laserstrahls: 226 nm, 355 nm, 532 nm, 1064 nm
- Durchschnittliche Leistung: 10 bis 100 Watt
- Wiederholfrequenz: 0 bis 300 MHz
- Pulsbreite: 50 fs bis 1 ns
- Bearbeitungszuführgeschwindigkeit: 10 bis 100 mm/s
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Nachdem die Bestrahlung mit dem Laserstrahl LB gestartet wurde, bewegt der X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 den Kondensor 86 mit einer vorbestimmten Bewegungsgeschwindigkeit zusammen mit der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 in der X-Achsenrichtung. Zum Zeitpunkt des Beginns der Bestrahlung mit dem Laserstrahl LB, werden die Walzen 52 durch Drehung des Motors 54 in der normalen Rotationsrichtung R1 gedreht, um eine Bewegung der transparenten Platte 42 in einer durch einen Pfeil Y1 angedeuteten Y1-Richtung kurz vor dem Start der Bestrahlung mit dem Laserstrahl LB zu beginnen. Ein Zustand, in dem die Laserbearbeitung ausgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf die 7B beschrieben. Im Übrigen ist 7B eine schematische Schnittansicht, in der ein Teil der transparenten Platte 42 und der Wafer 10 vergrößert sind. In 7B ist eine Richtung senkrecht zu einer Papierebene die X-Achsenrichtung, und eine Links-Rechts-Richtung ist die Y-Achsenrichtung. Wenn eine Ablation durch Bestrahlen der oberen Fläche des Wafers 10 mit dem Laserstrahl LB wie oben beschrieben ausgeführt wird, treten Luftblasen B bei einer Position auf, die mit dem Laserstrahl LB bestrahlt wird. Hierbei wird die transparente Platte 42, wie in 7B dargestellt, durch die Betätigung des linearen Bewegungsmittels 50 linear in der Y1-Richtung bewegt, und die Betätigung der transparenten Platte 42 beschleunigt den Strom der Flüssigkeit W entlang der Bewegungsrichtung (der Y-Achsenrichtung) der transparenten Platte 42, wobei die Bewegungsrichtung senkrecht zu einer Richtung ist, in der eine Bearbeitungsvorschub ausgeführt wird (die X-Achsenrichtung). Folglich werden die Luftblasen B, die in der Flüssigkeit W bei der Position auftreten, die mit dem Laserstrahl LB bestrahlt wird, dadurch entfernt, dass sie zu der stromabwärtigen Seite der Flüssigkeitskammer 41 getragen werden, das heißt der Seite der Flüssigkeitsabführdüse 44. Folglich kann in dem Fall, in dem der Wafer 10 mit dem Laserstrahl LB durch Verwendung des Polygonspiegels 91 in einem gestreuten Zustand abgestrahlt wird, durchgängig mit dem Laserstrahl LB bestrahlt werden, während die durch die Ablationsbearbeitung erzeugten Luftblasen B vermieden werden.
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Es kann durch lineares Bewegen der transparenten Platte 42 in der Y1-Richtung gleichzeitig mit der Bestrahlung mit dem Laserstrahl LB, wie oben beschrieben, eine exzellente Ablationsbearbeitung ausgeführt werden. Selbst wenn Rückstände durch die Ablationsbearbeitung erzeugt werden, werden die in die Flüssigkeit W abgegebenen Rückstände ferner in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform sofort von einer Position entfernt, bei welcher die Rückstände erzeugt werden, genauso wie die oben beschriebenen Luftblasen B, da die Flüssigkeit W durchgängig im Inneren der Flüssigkeitskammer 41 strömt und ferner die lineare Bewegung der transparenten Platte 42 den Strom der Flüssigkeit W beschleunigt. Die in die Flüssigkeit W abgegebenen Rückstände werden sofort durch den Filtrationsfilter 46 eingefangen, sodass ihrer erneuten Zirkulation durch die Flüssigkeitskammer 41 vorgebeugt wird. Im Übrigen ist die Bewegungsgeschwindigkeit der transparenten Platte 42 in der Y1-Richtung so eine Geschwindigkeit, dass die transparente Plate 42 zu einem Zeitpunkt eine Endposition erreicht, zu dem eine Laserbearbeitung an einer geplanten Trennlinie von einem Endabschnitt zu deren anderem Endabschnitt ausgeführt wurde, wobei die Endposition beispielsweise eine Position direkt unter der Walze 52 auf der Seite der Y2-Richtung ist, die durch den Endabschnitt auf der Seite der Y2-Richtung der transparenten Platte 42 erreicht wird, nachdem sich die transparente Platte 42 in der Y1-Richtung bewegt. Folglich gilt, dass je länger die Abmessung in der Y-Achsenrichtung der transparenten Platte 42 ist, desto höher ist die Bewegungsgeschwindigkeit der transparenten Platte 42 in der Y1-Richtung.
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Nachdem die oben beschriebene Ablationsbearbeitung an einer vorbestimmten geplanten Trennlinie, die sich in einer ersten Richtung erstreckt, ausgeführt worden ist, wird der Kondensor 86 durch Bewegen des in Y-Achsenrichtung bewegbaren Elements 62 in einer Einteilungszuführrichtung (der Y-Achsenrichtung) über den Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 bei einem Endabschnitt einer benachbarten unbearbeiteten geplanten Trennlinie positioniert und eine zu der oben beschriebenen Ablationsbearbeitung ähnliche Laserbearbeitung wird ausgeführt. Hierbei erreicht die transparente Platte 42 die Endposition in der Y1-Richtung zu einem Zeitpunkt, zu dem die Laserbearbeitung an einer geplanten Trennlinie abgeschlossen ist. Dementsprechend führt die vorliegende Ausführungsform einen Umkehrvorgang aus, der die Drehrichtung des Motors 54 zu der Rückwärtsrotationsrichtung R2 umschaltet und führt die transparente Platte 42 zu der oben beschriebenen Ausgangsposition zurück, während der Positionierungsvorgang des Kondensors 86 bei einem Endabschnitt der benachbarten unbearbeiteten geplanten Trennlinie durch Bewegen des Kondensors 86 in der Einteilungszuführrichtung (die Y-Achsenrichtung) ausgeführt wird, nachdem die Laserbearbeitung an einer geplanten Trennlinie ausgeführt worden ist. Insbesondere wird eine Steuerung ausgeführt, um die transparente Platte 42 zu einem Zeitpunkt bei der Ausgangsposition zu positionieren, zu dem der Kondensor 86 bei der Bearbeitungsstartposition der benachbarten unbearbeiteten geplanten Trennlinie positioniert ist. Von diesem Zustand aus wird eine zu der oben beschriebenen Laserbearbeitung ähnliche Laserbearbeitung an sämtlichen geplanten Trennlinien ausgeführt, die sich in der ersten Richtung erstrecken, das heißt des Ausführens der Ablationsbearbeitung bei einem linearen Bewegen der transparenten Platte 42 in der Y1-Richtung. Nachdem die Ablationsbearbeitung an sämtlichen geplanten Trennlinien ausgeführt worden ist, die sich in der ersten Richtung erstrecken, wird der Haltetisch 32 um 90° gedreht, und dadurch wird eine zu der oben beschriebenen Laserbearbeitung ähnliche Laserbearbeitung ebenso an unbearbeiteten geplanten Trennlinien senkrecht zu den geplanten Trennlinien ausgeführt, die sich in der ersten Richtung erstrecken. Die Ablationsbearbeitung kann somit an sämtlichen geplanten Trennlinien an dem Wafer 10 ausgeführt werden. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform werden die Luftblasen, die von der oberen Fläche des Wafers 10 entstehen, die durch die Laserbearbeitung erzeugten Rückstände und Ähnliches unverzüglich von der Position, die mit dem Laserstrahl LB bestrahlt wird, entfernt und behindern die durchgängig ausgeführte Laserbearbeitung nicht, und eine Anhaftung der Rückstände an den Bauelementen nach der Bearbeitung oder Ähnliches wird verhindert, sodass keine Verschlechterung der Qualität auftritt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangegangene Ausführungsform beschränkt, sondern es können vielfältige Abwandlungen vorgesehen werden, solange die vielfältigen Abwandlungen in den technischen Schutzbereich der vorliegenden Erfindung einbezogen sind. Im Folgenden wird eine weitere Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Im Übrigen ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung 2' in Übereinstimmung mit einer weiteren in 9 dargestellten Ausführungsform dadurch unterschiedlich zu der in 1 dargestellten Ausführungsform, dass die Laserbearbeitungsvorrichtung 2' in Übereinstimmung mit der anderen Ausführungsform eine transparente Platte 42' und Hilfswalzen 56 und 57 einschließt, welche die transparente Platte 42' unterstützen. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2' in Übereinstimmung mit der anderen Ausführungsform weist ansonsten einen ähnlichen Aufbau auf wie den der in 1 dargestellten Ausführungsform. Somit wird die folgende Beschreibung hauptsächlich über den oben beschriebenen Unterschied ausgeführt.
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Die in 9 dargestellte Laserbearbeitungsvorrichtung 2' weist eine rollenförmige transparente Platte 42' auf, welche den oberen Teil der Flüssigkeitskammer 41 anstelle der transparenten Platte 42 der in 1 dargestellten Laserbearbeitungsvorrichtung 2 verschließt. Die transparente Platte 42' weist keine Endabschnitte auf und ist, wie in 9 dargestellt, rollenförmig ausgebildet und ist folglich vorzugsweise aus einer transparenten dünnen Platte ausgebildet, die aus einem Acrylharz hergestellt ist, welches eine exzellente Flexibilität und Beständigkeit aufweist. Ferner wird ein Rahmenkörper 22' durch einen vertikalen Wandabschnitt 221' und einen horizontalen Wandabschnitt 222' ausgebildet, und ein transparenter Plattendurchgang 223, durch welche die transparente Platte 42' hindurchgeführt wird, ist in dem horizontalen Wandabschnitt 222' ausgebildet. Der transparente Plattendurchgang 223 ist mit zwei ersten Hilfswalzen 56 zum Zuführen der transparenten Platte 42' in einer durch einen Pfeil D in der Figur angedeuteten Richtung versehen, während sie die transparente Platte 42' zwischen sich aufnehmen. Ferner sind zwei Hilfswalzen 57 zum Führen der transparenten Platte 42' zu der Seite des Flüssigkeitszuführmechanismus 40 während eines Aufnehmens der transparenten Platte 42', die von den ersten Hilfswalzen 56 zugeführt wird, zwischen sich bei einer in 9 dargestellten Position vorgesehen, die in der Y-Achsenrichtung von einem Endabschnitt des horizontalen Wandabschnitts 222'getrennt ist. Obwohl für eine einfache Beschreibung in der Figur weggelassen, ist im Übrigen eine Klammer oder ähnliches, welche die zweiten Hilfswalzen 57 drehbar unterstützt, an dem Endabschnitt des horizontalen Wandabschnitts 222' angeordnet und gehalten.
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In Übereinstimmung mit der oben beschriebenen anderen Ausführungsform ist die transparente Platte 42' mit einer Rollenform ausgebildet. Wenn die Walzen 52 in einer durch einen Pfeil R1 angedeuteten Richtung durch Betätigen der Motoren 54 gedreht werden, wird die transparente Platte 42' somit linear in der Y1-Richtung über der Flüssigkeitskammer 41 bewegt, und die transparente Platte 42' kann durch die ersten Hilfswalzen 56 und die zweiten Hilfswalzen 57 in einer D-Richtung gedreht werden. Dies beseitigt die Notwendigkeit des Rückführvorgangs mit einem Rückführen der transparenten Platte 42 zu der Ausgangsposition durch Drehen der Motoren 54 in der Rückwärtsrotationsrichtung R2, wie bei der in 1 dargestellten Ausführungsform dargestellt, und ermöglicht es, die Laserbearbeitung an sämtlichen geplanten Trennlinien an dem Wafer 10 auszuführen, während eine lineare Bewegung der transparenten Platte 42' über die Flüssigkeitskammer 41 in der durch Y1 angedeuteten Richtung fortgesetzt wird. Da die lineare Bewegung der transparenten Platte 42' in der Y1-Richtung durchgängig ausgeführt wird, kann bei der vorliegenden Ausführungsform ferner eine Geschwindigkeit, mit der die transparente Platte 42' in der Y1-Richtung bewegt wird, erhöht werden, und die Luftblasen B, die Rückstände und ähnliches können verglichen mit der in 1 dargestellten Ausführungsform effektiver entfernt werden.
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Die vorangegangenen Ausführungsformen stellen ein Beispiel dar, in dem der von dem Laseroszillator 82 emittierte Laserstrahl LB durch den Polygonspiegel 91 gestreut und zu der Kondensorlinse 86b geführt wird. Jedoch kann ohne Beschränkung hierauf anstelle des Polygonspiegels 91 ein fest installierter Reflexionsspiegels verwendet werden. Ferner führen die vorangegangenen Ausführungsformen ein Beispiel aus, in dem die an dem Wafer 10 ausgeführte Laserbearbeitung eine Ablationsbearbeitung ist. Jedoch schließt dies keine Anwendung bei einer Bearbeitung aus, die eine modifizierte Schicht in einem Werkstück ausbildet (zum Beispiel die in dem japanischen Patent mit der Nummer
3408805 beschriebene Laserbearbeitung) oder die einen sogenannten Abschirmtunnel ausbildet (zum Beispiel die in dem offengelegten japanischen Patent mit der Nummer
2014-221483 beschriebene Laserbearbeitung).
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.
