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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
ein Laserbearbeitungsverfahren zum Anwenden eines Laserstrahls an
einer vorbestimmten Region eines Werkstücks, um eine vorbestimmte Bearbeitung
auszuführen.
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Bei einem Halbleitervorrichtungs-Herstellungsverfahren,
wie es unter Fachleuten wohlbekannt ist, wird eine Vielzahl bzw.
Mehrzahl von Regionen durch Straßen (Schneidlinien) demarkiert
bzw. abgegrenzt, die in einem Gittermuster an der Fläche eines
beinahe scheibenförmigen
Halbleiter-Wafers angeordnet sind, und es wird eine Schaltung bzw. Schaltkreis,
zum Beispiel ein IC oder LSI oder dergleichen, in jeder der abgegrenzten
Regionen gebildet. Dieser Halbleiter-Wafer wird entlang der Straßen geschnitten,
um ihn in die entsprechenden Schaltungen zu unterteilen, wodurch
einzelne Halbleiterchips hergestellt werden. Ein Schneiden entlang
der Straßen
des Halbleiter-Wafers wird normalerweise mittels einer Schneidvorrichtung
ausgeführt,
die als ein Substratzerteiler ("dicer") bezeichnet wird.
Diese Schneidvorrichtung weist einen Spann- bzw. Einspanntisch zum
Halten des Halbleiter-Wafers, welcher das Werkstück ist, ein Schneidmittel bzw.
-einrichtung zum Schneiden des durch den Spanntisch gehaltenen Halbleiter-Wafers
und ein Bewegungsmittel bzw. -einrichtung zum Bewegen des Spanntischs
und des Schneidmittels relativ zueinander auf. Das Schneidmittel
weist eine rotier- bzw. drehbare Spindel, welche mit einer hohen
Geschwindigkeit zu drehen ist, und eine an der Spindel angebrachte Schneidklinge
bzw. -messer auf. Die Schneidklinge weist eine scheibenförmige Basis
und eine ringförmige
Schneidkante auf, die an einem Außenumfangsbereich der Seitenfläche der
Basis angebracht ist. Die Schneidkante weist Diamantschleifkörner auf (zum
Beispiel etwa 3 μm
in der Teilchengröße), welche
durch Elektroformen bzw. Galvanoformen fixiert sind, und ist so
ausgebildet, um eine Dicke von etwa 20 μm aufzuweisen. Wenn der Halbleiter-Wafer mittels einer
derartigen Schneidklinge geschnitten wird, tritt ein Bruch oder
Riss an der Schnittfläche
des abgeschnittenen Halbleiterchips auf. Daher wird unter Berücksichtigung
des Einflusses des Bruches oder Risses die Breite bzw. Weite der
Straße
auf etwa 50 μm
eingestellt. Wenn jedoch der Halbleiterchip kleiner gemacht wird,
nimmt die Proportion bzw. der Anteil der Straße bei dem Halbleiterchip zu,
um eine Verminderung in der Produktivität zu verursachen. Darüber hinaus
ergibt Schneiden durch die Schneidklinge insofern Schwierigkeiten
bzw. Probleme, als die Zuführgeschwindigkeit
begrenzt ist und die Halbleiterchips mit Spänen verunreinigt werden.
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In jüngster Zeit sind die folgenden
Halbleiter-Wafer für
eine feinere bzw. elegantere Herstellung von Schaltungen bzw. Schaltkreisen,
zum Beispiel IC und LSI bzw. hochintegrierten Schaltkreisen, zur
praktischen Verwendung gebracht worden: Halbleiter-Wafer, bei denen
ein eine niedrige Dielektrizitätskonstante
aufweisender Isolator (Niedrig-k-Film), welcher einen Film aus einem
anorganischen Material bzw. Werkstoff, zum Beispiel SiOF oder BSG
(SiOB), oder einen Film aus einem organischen Material bzw. Werkstoff,
zum Beispiel einen Polymerfilm auf Polyimid-Basis oder Parylen-Basis aufweist, an
der Seite bzw. Fläche
eines Halbleiter-Waferkörpers, zum
Beispiel eines Silicium-Wafers, laminiert worden ist und Halbleiter-Wafer
mit einem als eine Testelementgruppe (Teg) bezeichneten, metallischen
Muster, das auf diese aufgebracht ist. Die Halbleiter-Wafer mit
dem eine niedrige Dielektrizitätskonstante
aufweisenden Isolator (Niedrig-k-Film), welcher hierauf laminiert
ist, involvieren eine Schwierigkeit insofern, als wenn sie entlang
der Straße
durch eine Schneidklinge geschnitten werden, sich der eine niedrige
Dielektrizitätskonstante
aufweisende Isolator abschält bzw.
ablöst.
Die Halbleiter-Wafer
mit einem als die Testelementgruppe (Teg) bezeichneten, metallischen Muster,
das auf diese aufgebracht ist, ergeben eine Schwierigkeit insofern,
als, wenn sie entlang der Straße
durch eine Schneidklinge geschnitten werden, Grate auftreten, weil
das metallische Muster aus einem klebrigen Metall, zum Beispiel
Kupfer oder der dergleichen, gebildet ist.
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Ein Bearbeitungsverfahren, bei dem
ein Laserstrahl entlang der Straße eines Halbleiter-Wafers gestrahlt
wird, um den Halbleiter-Wafer zu schneiden, ist ebenfalls versucht
worden. Dieses Verfahren ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung
Nummer 1994-120334 offenbart.
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Dieses Verfahren zum Schneiden durch Strahlen
eines Laserstrahls ist von der Art, um den Halbleiter-Wafer entlang
der Straße
durch Verwendung des Laserstrahls zu teilen. Dementsprechend kann
dieses Verfahren das Problem des Abschälens bzw. Ablösens der
Isolatorschicht mit niedriger Dielektrizitätskonstante lösen und
kann ebenfalls das Problem des Auftretens des Grates lösen.
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Jedoch schafft dieses Verfahren ein
neues Problem insofern, als, wenn ein Laserstrahl entlang der Straße des Halbleiter-Wafers
gestrahlt wird, sich thermische Energie in der bestrahlten Region
konzentriert, um Überbleibsel
bzw. Trümmer
zu verursachen; und die Überbleibsel
haften an Kontaktflächen usw.
an, welche mit der Schaltung verbunden sind, wodurch die Qualität der Halbleiterchips
verschlechtert wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, ein Laserbearbeitungsverfahren zu schaffen, welches
den Einfluss von Überbleibseln bzw.
Trümmern
verhindern kann, die bei Anwenden eines Laserstrahls an einem Werkstück erzeugt
werden.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist,
um die obige Aufgabe zu lösen,
ein Laserbearbeitungsverfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks durch
Anwenden eines Laserstrahls an diesem vorgesehen, wobei das Verfahren
aufweist: einen Schutzfilm-Beschichtungsschritt zum Beschichten
einer zu bearbeitenden Fläche
des Werkstücks
mit einem Schutzfilm; einen Laserstrahl-Bestrahlungsschritt zum
Anwenden eines Laserstrahls an dem Werkstück durch den Schutzfilm hindurch;
und einen Schutzfilm-Entfernungs- bzw. Beseitigungsschritt zum Entfernen
bzw. Beseitigen des Schutzfilms nach Beendigung des Laserstrahl-Bestrahlungsschritts.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung
ist ferner ein Laserbearbeitungsverfahren zum Schneiden eines Werkstücks durch
Bewegen des Werkstücks
relativ zu einem Laserstrahl-Bestrahlungsmittel bzw. -einrichtung
vorgesehen, während
ein Laserstrahl an dem Werkstück
durch das Laserstrahl-Bestrahlungsmittel angewendet wird, wobei
das Verfahren aufweist: einen Schutzfilm-Beschichtungsschritt zum
Beschichten einer zu bearbeitenden Fläche des Werkstücks mit
einem Schutzfilm; einen Laserstrahl-Bestrahlungsschritt zum Anwenden
eines Laserstrahls an dem Werkstück
durch den Schutzfilm hindurch; und einen Schutzfilm-Entfernungs-
bzw. Beseitigungsschritt zum Entfernen bzw. Beseitigen des Schutzfilms
nach Beendigung des Laserstrahl-Bestrahlungsschritts.
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Der Schutzfilm kann dadurch gebildet
werden, dass die zu bearbeitende Fläche mit einem flüssigen Harz
beschichtet wird und dass es der resultierenden Beschichtung ermöglicht wird,
mit dem Vergehen der Zeit gehärtet
bzw. ausgehärtet
zu werden. Alternativ kann der Schutzfilm durch Ankleben eines Folien-
bzw. Blatt- bzw. Schichtelements an der zu bearbeitenden Fläche gebildet
werden. Dieses flüssige
Harz oder Folienelement ist erwünschter
Weise wasserlöslich.
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Andere Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung offensichtlich.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung
zum Ausführen
des Laserbearbeitungsverfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Blockschaltbild, welches die Ausbildung eines Laserbearbeitungsmittels
bzw. -einrichtung schematisch veranschaulicht, die in der in 1 gezeigten Laserbearbeitungsvorrichtung vorgesehen
ist.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Halbleiter-Wafers als ein Werkstück, das
durch das Laserbearbeitungsverfahren entsprechend der vorliegenden
Erfindung zu bearbeiten ist.
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4 ist
eine zur Erläuterung
dienende Zeichnung, welche eine Ausführungsform eines Schutzfilm-Beschichtungsschritts
bei dem Laserbearbeitungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht.
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5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
eines wesentlichen Teils eines Halbleiter-Wafers als ein Werkstück, das
mit einem Schutzfilm durch den in 4 veranschaulichten
Schutzfilm-Beschichtungsschritt beschichtet worden ist.
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6 ist
eine zur Erläuterung
dienende Zeichnung, welche eine andere Ausführungsform des Schutzfilm-Beschichtungsschritts
bei dem Laserbearbeitungsverfahren entsprechend der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Zustands,
in dem der Halbleiter-Wafer als das Werkstück, das mit dem Schutzfilm
beschichtet ist, durch einen ringförmigen Rahmen mittels eines
Schutzbandes bzw. -streifens getragen bzw. abgestützt ist.
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8 ist
eine zur Erläuterung
dienende Zeichnung zur Veranschaulichung eines Laserstrahl-Bestrahlungsschritts
bei dem Laserbearbeitungsverfahren entsprechend der vorliegenden
Erfindung.
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9 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
des wesentlichen Teils des Halbleiter-Wafers als das Werkstück, das
durch das Laserbearbeitungsverfahren entsprechend der vorliegenden
Erfindung bearbeitet ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Das Laserbearbeitungsverfahren entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird nunmehr in größeren Einzelheiten unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung,
welche einen Laserstrahl an einem Werkstück, zum Beispiel einem Halbleiter-Wafer
oder dergleichen, bei dem Laserbearbeitungsverfahren entsprechend
der vorliegenden Erfindung anwendet. Die in 1 gezeigte Laserbearbeitungsvorrichtung
weist auf: eine stationäre
Basis 2; einen Futter- bzw. Spanntischmechanismus 3, der
an der stationären
Basis so angeordnet ist, um in einer Richtung bewegbar zu sein,
die durch Pfeile X angegeben ist, und der ein Werkstück hält; einen
Laserstrahl-Bestrahlungseinheit-Trag- bzw. Stützmechanismus 4, der
an der stationären
Basis 2 so angeordnet ist, um in einer Richtung bewegbar
zu sein, die durch Pfeile Y angegeben und zu der durch die Pfeile X
angegeben Richtung rechtwinklig ist; und eine Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 5,
die an dem Laserstrahl-Bestrahlungseinheit-Stützmechanismus
so angeordnet ist, um in einer Richtung bewegbar zu sein, die durch
Pfeile Z angegeben ist.
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Der Spanntischmechanismus 3 weist
auf: ein Paar von Führungsschienen 31, 31,
welche an der stationären
Basis 2 entlang der durch die Pfeile X angegebenen Richtung
parallel angeordnet sind; einen ersten Gleitblock 32, der
an den Führungsschienen 31, 31 so
angeordnet ist, um in der durch die Pfeile X angegebenen Richtung
bewegbar zu sein; einen zweiten Gleitblock 33, der an dem
ersten Gleitblock 32 so angeordnet ist, um in der durch
die Pfeile Y angegebenen Richtung bewegbar zu sein; einen Trag- bzw.
Stütztisch 35,
der an dem zweiten Gleitblock 33 durch ein zylindrisches
Element 34 getragen bzw. abgestützt ist; und einen Spanntisch 36 als
ein Werkstückhaltemittel
bzw. -einrichtung. Dieser Spanntisch 36 weist ein Adsorptionsfutter
bzw. -spannfutter 361 auf, das aus einem porösen Material
gebildet ist, und ist so ausgebildet, um beispielsweise einen scheibenförmigen Halbleiter-Wafer,
der ein Werkstück
ist, an dem Adsorptionsfutter 361 mittels eines (nicht
gezeigten) Saugmittels bzw. -einrichtung zu halten. Der Spanntisch 36 wird
mittels eines (nicht gezeigten) Schrittmotors gedreht, der innerhalb
des zylindrischen Elements 34 angeordnet ist.
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Der erste Gleitblock 32 weist
an seiner unteren Fläche
ein Paar von zu führenden
Nuten 321, 321 auf, die an dem Paar von Führungsschienen 31, 31 anzubringen
sind, und weist an seiner oberen Fläche ein Paar von Führungsschienen 322, 322 auf,
die parallel entlang der durch die Pfeile Y angegebenen Richtung
gebildet sind. Der so ausgebildete, erste Gleitblock 32 ist
so ausgebildet, um entlang des Paares der Führungsschienen 31, 31 in
der durch die Pfeile X angegebenen Richtung durch Anbringen bzw.
Einpassen der zu führenden
Nuten 321, 321 in bzw. an dem Paar von Führungsschienen 31, 31 bewegbar
zu sein. Der Spanntischmechanismus 3 bei der veranschaulichten
Ausführungsform
weist ein Bewegungsmittel bzw. -einrichtung 37 auf, um
den ersten Gleitblock 32 entlang des Paares der Führungsschienen 31, 31 in
der durch die Pfeile X angegebenen Richtung zu bewegen. Dieses Bewegungsmittel 37 weist
eine mit Außengewinde
versehene Stange bzw. Stab 371, der zwischen dem Paar von Führungsschienen 31 und 31 und
parallel zu diesen angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, zum
Beispiel einen Schrittmotor 372 auf, um die mit Außengewinde
versehene Stange 371 dreh- bzw. rotierbar anzutreiben.
Die mit Außengewinde
versehene Stange 371 ist an ihrem einen Ende durch einen
Lagerblock 373 drehbar gelagert bzw. abgestützt, der
an der stationären
Basis 2 befestigt ist, und ist an dem anderen Ende mit
einer Ausgangswelle des Schrittmotors 372 mittels eines
(nicht gezeigten) Untersetzungsgetriebes antriebsübertragungsgekoppelt.
Die mit Außengewinde
versehene Stange 371 ist in ein mit Innengewinde versehenes
Durchgangsloch geschraubt, das in einem (nicht gezeigten) Innengewindeblock gebildet
ist, der an der unteren Fläche
eines zentralen Bereichs des ersten Gleitblocks 32 vorstehend bzw.
vorspringend vorgesehen ist. Folglich wird die mit Außengewinde
versehene Stange 371 durch den Schrittmotor 372 normal
und umgekehrt drehbar angetrieben, wodurch der erste Gleitblock 32 entlang der
Führungsschienen 31, 31 in
der Richtung der Pfeile X bewegt wird.
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Der zweite Gleitblock 33 weist
an seiner unteren Fläche
ein Paar von zu führenden
Nuten 331, 331 auf, die an bzw. in dem Paar von
Führungsschienen 322, 322 anzubringen
bzw. einzupassen sind, welche an der oberen Fläche des ersten Gleitblocks 32 vorgesehen
sind. Der zweite Gleitblock 33 ist so ausgebildet, um in
der durch die Pfeile Y angegebenen Richtung dadurch bewegbar zu
sein, dass die zu führenden
Nuten 331, 331 an bzw. in dem Paar von Führungsschienen 322, 322 angebracht
bzw. eingepasst werden. Der Spanntischmechanismus 3 bei der
veranschaulichten Ausführungsform
weist ein Bewegungsmittel bzw. -einrichtung 38 auf, um
den zweiten Gleitblock 33 entlang des Paares der Führungsschienen 322, 322,
die an dem ersten Gleitblock 32 vorgesehen sind, in der
durch die Pfeile Y angegebenen Richtung zu bewegen. Das Bewegungsmittel 38 weist
eine mit Außengewinde
versehene Stange 381, die zwischen dem Paar von Führungsschienen 322 und 322 und
parallel zu diesen angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, zum
Beispiel einen Schrittmotor 382, auf, um die mit Außengewinde
versehene Stange 381 dreh- bzw. rotierbar anzutreiben.
Die mit Außengewinde
versehene Stange 381 ist an einem Ende durch einen Lagerblock 383 dreh-
bzw. rotierbar gelagert, welcher an der oberen Fläche des
ersten Gleitblocks 32 befestigt ist, und ist an dem anderen
Ende mit einer Ausgangswelle des Schrittmotors 382 mittels
eines (nicht gezeigten) Untersetzungsgetriebes antriebsübertragungsgekoppelt.
Die mit Außengewinde
versehene Stange 381 ist in ein mit Innengewinde versehenes
Durchgangsloch geschraubt, das in einem (nicht gezeigten) Innengewindeblock
gebildet ist, der an der unteren Fläche eines zentralen Bereichs
des zweiten Gleitblocks 33 vorstehend bzw. vorspringend
vorgesehen ist. Folglich wird die mit Außengewinde versehene Stange 381 normal
und umgekehrt durch den Schrittmotor 382 dreh- bzw. rotierbar
angetrieben, wodurch der zweite Gleitblock 33 entlang der
Führungsschienen 322, 322 in
der Richtung der Pfeile Y bewegt wird.
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Der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit-Stützmechanismus 4 weist
ein Paar von Führungsschienen 41, 41,
die entlang einer Indexzuführrichtung,
die durch die Pfeile Y angegeben ist, an der stationären Basis 2 parallel
angeordnet sind, und eine sich bewegende Trag- bzw. Stützbasis 42 auf,
die an den Führungsschienen 41, 41 so
angeordnet ist, um in der durch die Pfeile Y angegebenen Richtung
bewegbar zu sein. Die sich bewegende Stützbasis 42 weist einen
sich bewegenden Stützbereich 421,
der an den Führungsschienen 41, 41 bewegbar
angeordnet ist, und einen Anbringungs- bzw. Befestigungsbereich 422 auf,
welcher an dem sich bewegenden Stützbereich 421 angebracht
ist. Der Befestigungsbereich 422 weist an seiner Seitenfläche ein
Paar von Führungsschienen 423, 423 auf,
die parallel und sich in der durch die Pfeile Z angegebenen Richtung
erstreckend vorgesehen sind. Der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit-Stützmechanismus 4 bei
der veranschaulichten Ausführungsform
weist ein Bewegungsmittel bzw. -einrichtung 43 zum Bewegen
der bewegbaren Stützbasis 42 entlang
des Paares von Führungsschienen 41, 41 in
der durch die Pfeile Y angegebenen Richtung auf, welche die Indexzuführrichtung
ist. Das Bewegungsmittel 43 weist eine mit Außengewinde
versehene Stange bzw. Stab 431, der zwischen dem Paar von
Führungsschienen 41, 41 und
parallel zu diesen angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, zum
Beispiel einen Schrittmotor 432, zum dreh- bzw. rotierbaren
Antreiben der mit Außengewinde
versehenen Stange 431 auf. Die mit Außengewinde versehene Stange 431 ist
an einem Ende an einem (nicht gezeigten) Lagerblock rotier- bzw.
drehbar gelagert, welcher an der stationären Basis 2 befestigt
ist, und sie ist an dem anderen Ende mit einer Ausgangswelle des
Schrittmotors 432 mittels eines (nicht gezeigten) Untersetzungsgetriebes
antriebsübertragungsgekoppelt.
Die mit Außengewinde
versehene Stange 431 ist in ein mit Innengewinde versehenes
Loch geschraubt, das in einem (nicht gezeigten) Innengewindeblock
gebildet ist, der an der unteren Fläche eines mittleren Bereichs
des bewegbaren Stützbereichs 421 vorstehend
bzw. vorspringend vorgesehen ist, welcher die bewegbare Stützbasis 42 bildet.
Folglich wird die mit Außengewinde
versehene Stange 431 normal und umgekehrt rotier- bzw.
drehbar durch den Schrittmotor 432 angetrieben, wodurch
die bewegbare Stützbasis 42 entlang
den Führungsschienen 41, 41 in
der durch die Pfeile Y angegebenen Indexzuführrichtung bewegt wird.
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Die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 5 bei der
veranschaulichten Ausführungsform
ist mit einem Einheithalter 51 und einem Laserstrahl-Bestrahlungsmittel
bzw. – einrichtung 52 ausgerüstet, welche an
dem Einheithalter 51 angebracht ist. Der Einheithalter 51 weist
ein Paar von zu führenden
Nuten 511, 511 auf, die an bzw. in dem Paar von
Führungsschienen 423, 423 gleit-
bzw. verschiebbar anzubringen bzw. einzupassen sind, welche an dem
Befestigungsbereich 422 vorgesehen sind. Die zu führenden
Nuten 511, 511 sind an dem Paar von Führungsschienen 423, 423 angebracht,
wodurch der Einheithalter 51 so getragen bzw. abgestützt ist,
um in der durch die Pfeile Z angegebenen Richtung bewegbar zu sein.
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Das veranschaulichte Laserstrahl-Bestrahlungsmittel 52 weist
ein zylindrisch geformtes Gehäuse 521 auf,
das an dem Einheithalter 51 befestigt ist und sich im Wesentlichen
horizontal erstreckt. Innerhalb des Gehäuses 521 sind ein
Laserstrahl-Oszillationsmittel
bzw. -einrichtung 522 und ein Laserstrahl-Modulationsmittel-
bzw. einrichtung 523 angeordnet, wie in 2 gezeigt. Als das Laserstrahl-Oszillationsmittel 522 kann
ein YAG-Laser-Oszillator oder ein YV04-Laser-Oszillator verwendet
werden. Das Laserstrahl-Modulationsmittel 523 weist ein
Impulsfolgefrequenz-Einstellmittel bzw. -einrichtung 523a,
ein Laserstrahlimpulsbreiten-Einstellmittel bzw. -einrichtung 523b und
ein Laserstrahlwellenlängen-Einstellmittel
bzw. -einrichtung 523c auf. Das Impulsfolgefrequenz-Einstellmittel 523a,
das Laserstrahlimpulsbreiten-Einstellmittel 523b und das
Laserstrahlwellenlängen-Einstellmittel 523c,
welche das Laserstrahl-Modulationsmittel 523 bilden,
können
von den Arten sein, die unter Fachleuten wohlbekannt sind und folglich
werden detaillierte Erläuterungen
bezüglich
ihrer Ausbildungen hier weggelassen. Ein optischer Kondensor 524,
welcher von einer an sich wohlbekannten Art sein kann, ist an dem
vorderen Ende des Gehäuses 521 angebracht.
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Ein Laserstrahl, der durch das Laserstrahl-Oszillationsmittel 522 oszilliert
wird, kommt bei dem optischen Kondensor 524 mittels des
Laserstrahl-Modulationsmittels 523 an. In dem Laserstrahl-Modulationsmittel 523 wandelt
das Impulsfolgefrequenz-Einstellmittel 523a den
Laserstrahl in einen Impulslaserstrahl mit einer vorbestimmten Impulsfolgefrequenz
um, das Laserstrahlimpulsbreiten-Einstellmittel
523b stellt
die Impulsbreite des Impulslaserstrahls auf eine vorbestimmte Breite
ein und das Laserstrahlwellenlängen-Einstellmittel 523c stellt die
Wellenlänge
des Impulslaserstrahls auf einen vorbestimmten Wert ein.
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Ein Abbildungsmittel bzw. -einrichtung 6 ist an
einem vorderen Endbereich des Gehäuses 521 angeordnet,
welches das Laserstrahl-Bestrahlungsmittel 52 bilden. Bei
der veranschaulichten Ausführungsform
ist das Abbildungsmittel 6 durch eine gewöhnliche
Abbildungsvorrichtung (CCD) zum Abbilden durch Verwendung von sichtbarem
Licht und eine Infrarot-CCD gebildet, die zum Abbilden unter Verwendung
von Infrarotstrahlung befähigt
ist, wobei eine von ihnen gewählt
werden kann, um in geeigneter Weise verwendet zu werden. Zusätzlich zu
dieser Ausgestaltung ist das Abbildungsmittel 6 durch ein Beleuchtungsmittel
bzw. -einrichtung zum Beleuchten des Werkstücks, ein optisches System zum
Einfangen bzw. Erfassen einer durch das Beleuchtungsmittel beleuchteten
Region und ein Mittel bzw. Einrichtung gebildet, um das durch das
optische System erfasste Bild zu der Abbildungsvorrichtung (CCD oder
Infrarot-CCD) zu übertragen
und um das Bild in elektrische Bildsignale umzuwandeln, und sodann werden
die Bildsignale zu einem (nicht gezeigten) Steuer- bzw. Regelmittel
bzw. -einrichtung geschickt.
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Die Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 5 bei der
veranschaulichten Ausführungsform
weist ein Bewegungsmittel 53 zum Bewegen des Einheithalters 51 entlang
des Paares der Führungsschienen 423, 423 in
der durch die Pfeile Z angegebenen Richtung auf. Das Bewegungsmittel 53, ähnlich zu
dem oben erwähnten
entsprechenden Bewegungsmittel, weist eine (nicht gezeigte) mit
Außengewinde
versehene Stange bzw. Stab und eine Antriebsquelle, zum Beispiel
einen Schrittmotor 523 oder dergleichen auf, um die mit
Außengewinde
versehene Stange rotier- bzw. drehbar anzutreiben, welche zwischen
dem Paar von Führungsschienen 423 und 423 angeordnet
ist. Die (nicht gezeigte) mit Außengewinde versehene Stange
wird durch den Schrittmotor 532 normal und umgekehrt drehbar
angetrieben, wodurch der Einheithalter 51 und das Laserstrahl-Bestrahlungsmittel 52 entlang
den Führungsschienen 423 , 423 in der
durch die Pfeile Z angegebenen Richtung bewegt werden.
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Als Nächstes folgt eine Erläuterung
bezüglich
eines Bearbeitungsverfahrens zum Teilen eines Halbleiter-Wafers
als ein Werkstück
in einzelne Halbleiterchips durch Verwendung der oben beschriebenen
Laserbearbeitungsvorrichtung.
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3 zeigt
einen Halbleiter-Wafer, der in einzelne Halbleiterchips durch das
Laserbearbeitungsverfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung
zu unterteilen ist. Ein in 3 gezeigter
Halbleiter-Wafer 10 weist eine Mehrzahl von Regionen auf,
die durch eine Mehrzahl von Straßen (Schneidlinien) 101 abgegrenzt
sind, die in einem Gittermuster an einer Fläche 10a angeordnet
sind, und es ist eine Schaltung bzw. Schaltkreis 102, zum
Beispiel IC, LSI oder dergleichen, in jeder der abgegrenzten Regionen
gebildet. Um den Halbleiter-Wafer 10 in einzelne Halbleiterchips
durch die Verwendung der oben beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung
zu unterteilen, besteht der erste Schritt darin, einen Schutzfilm
auf eine Fläche 10a des
Halbleiter-Wafers 10 zu schichten bzw. aufzutragen, wobei
diese Fläche 10a die
zu bearbeitende Fläche
ist (Schutzfilm-Beschichtungsschritt).
Im Spezifischen wird die Fläche 10a des
Halbleiter-Wafers 10 mit einem Harz mittels einer Schleuderbeschichtungsvorrichtung 7 beschichtet, wie
in 4 gezeigt. Das heißt, die
Schleuderbeschichtungsvorrichtung 7 weist einen Spanntisch 71 mit
einem Saug-Haltemittel bzw. -einrichtung und einer Düse 72 auf,
die oberhalb eines mittleren Bereichs des Spanntischs 71 angeordnet
ist. Der Halbleiter-Wafer 10 ist an dem Spanntisch 71 der
Schleuderbeschichtungsvorrichtung 7 platziert, wobei die Fläche 10a nach
oben weist. Ein flüssiges
Harz wird von der Düse 72 auf
einen mittleren Bereich der Fläche
des Halbleiter-Wafers 10 tropfen bzw. herablaufen gelassen,
während
der Spanntisch 71 gedreht wird, wodurch das flüssige Harz
aufgrund einer Zentrifugalkraft bis zu einem äußeren Umfangsbereich des Halbleiter-Wafers
fließt,
um die Fläche
des Halbleiter-Wafers 10 zu beschichten. Dieses flüssige Harz wird
mit dem Vergehen der Zeit gehärtet
bzw. ausgehärtet,
um einen Schutzfilm 11 an der Fläche 10a des Halbleiter-Wafers 10 zu
bilden, wie in 5 gezeigt. Ein
wasserlöslicher
Resist bzw. Abdecklack ist als das Harz wünschenswert, das auf die Fläche 10a des Halbleiter-Wafers 10 zu
schichten ist. Zum Beispiel wird TPF (Marke), welches von TOKYO
OHKA KOGYO K. K. geliefert wird, bevorzugt verwendet. Als eine andere
Ausführungsform
der Bildung des Schutzfilms 11 an der Fläche 10a des
Halbleiter-Wafers 10 kann ein Folien- bzw. Blatt- bzw.
Schichtelement 11a an die Fläche 10a des Halbleiter-Wafers 10 geklebt
werden, wie in 6 gezeigt.
Dieses Folienelement 11a ist in erwünschter Weise aus einem wasserlöslichen
Harz gebildet.
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Wenn der Schutzfilm 11 an
der Fläche 10a des
Halbleiter-Wafers 10 durch den oben erwähnten Schutzfilm-Beschichtungsschritt
gebildet worden ist, wird ein Schutzband 13, das an einem
ringförmigen Rahmen 12 angebracht
ist, auf eine rückseitige
Fläche
des Halbleiter-Wafers 10 geklebt, wie in 7 gezeigt. Der an dem ringförmigen Rahmen 12 mittels des
Schutzbandes 13 getragene Halbleiter-Wafer 10 wird
zu dem Adsorptionsfutter 361 des Spanntischs 36 befördert, welcher
das Spanntischmittel 3 der in 1 gezeigten Laserbearbeitungsvorrichtung
bildet, wobei die Fläche 10a mit
dem an ihr gebildeten Schutzfilm 11 nach oben weist. Dieser
Halbleiter-Wafer 10 wird durch das Adsorptionsfutter 361 durch Saugen
bzw. Ansaugen gehalten. Der Spanntisch 36, welcher folglich
den Halbleiter-Wafer 10 an ihm durch Saugen hält, wird
entlang der Führungsschienen 31, 31 durch
die Wirkung des Bewegungsmittels 37 bewegt und wird unter
dem Abbildungsmittel 6 richtig positioniert, das an der
Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 5 angeordnet ist.
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Wenn der Spanntisch 36 rechts
unter dem Abbildungsmittel 6 richtig positioniert worden
ist, werden Abbildungsverfahren, zum Beispiel "Pattern Matching" bzw. Mustervergleich usw. durch das
Abbildungsmittel 6 und ein (nicht gezeigtes) Steuer- bzw. Regelmittel
ausgeführt,
um eine Straße 101,
die in einer vorbestimmten Richtung an dem Halbleiter-Wafer 10 gebildet
ist, in Ausrichtung mit dem optischen Kondensor 524 der
Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 5 zu bringen, welche einen
Laserstrahl entlang der Straße 101 strahlt,
wodurch die Ausrichtung der Laserstrahlbestrahlungsposition ausgeführt ist.
Für die Straße 101,
die an den Halbleiter-Wafer 10 gebildet ist und sich rechtwinklig
zu der obigen vorbestimmten Richtung erstreckt, wird die Ausrichtung
der Laserstrahlbestrahlungsposition ebenfalls in ähnlicher Weise
ausgeführt.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn der an der Fläche 10a des Halbleiter-Wafers 10 gebildete
Schutzfilm 11, wobei diese Fläche 10a die an ihr gebildeten
Straßen 101 aufweist,
nicht transparent bzw. lichtdurchlässig ist, wird ein Abbilden
unter Verwendung von Infrarotstrahlen ausgeführt, wodurch eine Ausrichtung
von der Fläche
ausgeführt
werden kann.
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Wenn die in dem Halbleiter-Wafer 10,
der an dem Spanntisch 36 gehalten ist, gebildete Straße 101 detektiert
bzw. festgestellt worden ist und die Ausrichtung der Laserstrahl-Bestrahlungsposition
in der vorhergehenden Art und Weise ausgeführt worden ist, wird der Spanntisch 36 zu
einem Laserstrahl-Bestrahlungsbereich bewegt, wo der optische Kondensor 524 der
Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 5 zum Strahlen eines Laserstrahls
angeordnet ist. In diesem Laserstrahl-Bestrahlungsbereich wird ein Laserstrahl
durch den Schutzfilm 11 hindurch, entlang der Straße 101 des
Halbleiter-Wafers 10 durch den optischen Kondensor 524 der
Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 5 gestrahlt (Laserstrahl-Bestrahlungsschritt).
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Der Laserstrahl-Bestrahlungsschritt
wird nunmehr beschrieben.
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Bei dem Laserstrahl-Bestrahlungsschritt
wird der Spanntisch 36, das heißt, der hieran gehaltene Halbleiter-Wafer 10,
dazu veranlasst, sich mit einer vorbestimmten Zuführgeschwindigkeit
(zum Beispiel 100 mm/Sekunde) in der durch die Pfeile X
angegebenen Richtung zu bewegen, während ein Impulslaserstrahl
in Richtung zu der vorbestimmten Straße 101 durch den Schutzfilm 11 hindurch,
von der Seite des Halbleiter-Wafers 10, welche die zu bearbeitende
Fläche
ist, von dem optischen Kondensor 524 der Laserstrahl-Bestrahlungseinheit 5 zum
Strahlen des Laserstrahls gerichtet wird, wie in 8 gezeigt. Bei dem Laserstrahl-Bestrahlungsschritt
können
ein Ultraviolett-Laserstrahl und ein Infrarot-Laserstrahl verwendet
werden, wie unten angegeben:
- (1) Ultraviolett-Laserstrahl
Lichtquelle:
YAG-Laser oder YV04-Laser
Wellenlänge: 355 nm
Ausgang: 3,0
W
Impulsfolgefrequenz: 20 kHz
Impulsbreite: 0,1 ns
Durchmesser
des fokussierenden Lichtflecks bzw. Lichtpunkts: ⌀ 0,5 μm
- (2) Infrarot-Laserstrahl
Lichtquelle: YAG-Laser oder YV04-Laser
Wellenlänge: 1064
nm
Ausgang: 5,1 W
Impulsfolgefrequenz: 100 kHz
Impulsbreite:
20 ns
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Durchmesser des fokussierenden Lichtflecks bzw.
Lichtpunkts: ⌀ 1 μm Durch Ausführen des
oben beschriebenen Laserstrahl-Bestrahlungsschritts wird der Halbleiter-Wafer 10 entlang
der Straße 101 geteilt.
Zu diesem Zeitpunkt werden, selbst wenn Trümmer bzw. Überbleibsel 100 zu
dem Zeitpunkt des Anwendens des Laserstrahls erzeugt werden, wie
in 8 gezeigt, diese Überbleibsel 100 durch
den Schutzfilm 11 abgesperrt bzw. abgeschirmt und haften
nicht an der Schaltung 102, den Anschlussflächen und
dergleichen an.
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Nachdem der Laserstrahl-Bestrahlungsschritt
entlang der vorbestimmten Straße
in der obigen Art und Weise ausgeführt worden ist, wird der Spanntisch 36,
das heißt,
der hieran gehaltene Halbleiter-Wafer 10, um einen Abstand
bzw. Beabstandung zwischen den Straßen in der durch die Pfeile
Y angegebenen Richtung index-bewegt bzw. intermittierend bewegt
(Weiterschalt- bzw. intermittierender Bewegungs-Schritt) und sodann
wird der oben erwähnte
Laserstrahl-Bestrahlungsschritt ausgeführt. Nach Beendigung des Laserstrahl-Bestrahlungsschritts
und des Weiterschalt-Schritts
entlang sämtlicher
sich in der vorbestimmten Richtung erstreckender Straßen, wird
der Spanntisch 36, das heißt, der hieran gehaltene Halbleiter-Wafer
10, um 90 Grad gedreht. Sodann werden der oben beschriebene Laserstrahl-Bestrahlungsschritt
und der Weiterschalt-Schritt entlang der sich rechtwinklig zu der oben
erwähnten,
vorbestimmten Richtung erstreckenden Straßen ausgeführt. Folglich wird der Halbleiter-Wafer 10 in
einzelne Halbleiterchips geteilt. Nachdem der Halbleiter-Wafer 10 in
die einzelnen Halbleiterchips geteilt worden ist, wie oben beschrieben,
wird der den Halbleiter-Wafer 10 haltende Spanntisch 36 zu
der Position zurückgebracht,
wo der Spanntisch 36 anfänglich den Halbleiter-Wafer 10 durch
Saugung hält.
An dieser Position gibt der Spanntisch 36 die Saughaltung
des Halbleiter-Wafers 10 frei. Sodann wird der Halbleiter-Wafer 10 zu einem
nachfolgenden Schritt durch ein (nicht gezeigtes) Beförderungsmittel
bzw. – einrichtung
befördert.
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Sodann wird ein Schutzfilm-Entfernungs- bzw.
-Beseitigungsschritt zum Beseitigen des Schutzfilms 11 ausgeführt, der
an der Fläche 10a des Halbleiter-Wafers 10 geschichtet
ist, der an das Schutzband 13 geklebt ist, das an dem ringförmigen Rahmen 12 angebracht
ist. Bei diesem Schutzfilm-Beseitigungsschritt kann der Schutzfilm 11 durch Wasser
weggewaschen werden, weil der Schutzfilm 11 aus dem wasserlöslichen
Harz gebildet ist, wie zuvor festgestellt. Zu diesem Zeitpunkt werden
die Überbleibsel 100,
die während
des vorerwähnten
Laserstrahl-Bestrahlungsschritts
erzeugt worden sind, ebenfalls zusammen mit dem Schutzfilm 11 heraus- bzw.
abgewaschen. In Folge dessen ist der Halbleiter-Wafer 10 in
die einzelnen Halbleiterchips entlang der Straßen 101 geteilt, wie
in 9 gezeigt. Bei der veranschaulichten
Ausführungsform,
wie hier beschrieben, kann der Schutzfilm 11 durch Wasser weggewaschen
werden, da er aus dem wasserlöslichen
Harz gebildet ist. Folglich ist die Beseitigung des Schutzfilms 11 sehr
leicht.
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Wie oben erwähnt, ist die vorliegende Erfindung
beruhend auf den Ausführungsformen
zum Teilen des Halbleiter-Wafers beschrieben worden, jedoch kann
diese Erfindung bei verschiedenen Arten von Laserbearbeitung für andere
Werkstücke
angewendet werden.
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Entsprechend dem Laserbearbeitungsverfahren
nach der vorliegenden Erfindung wird die zu bearbeitende Fläche des
Werkstücks
mit dem Schutzfilm beschichtet und ein Laserstrahl wird bei dem
Werkstück
durch den Schutzfilm hindurch angewendet. Daher werden durch Anwendung
des Laserstrahls erzeugte Trümmer
bzw. Überbleibsel
durch den Schutzfilm abgesperrt bzw. abgeschirmt. Weil die Überbleibsel
zusammen mit dem Schutzfilm beseitigt werden, kann der Einfluss
der Überbleibsel, die
durch Strahlen des Laserstrahls erzeugt werden, verhindert werden.