DE112007001065T5 - Verfahren und Vorrichtung zur Laserbearbeitung - Google Patents

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Donald E. Beaverton Wile
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Abstract

Verfahren zur Bearbeitung eines ersten und eines zweiten Werkstücks mit einem Laserstrahl und einem ersten und einem zweiten Tisch zum Halten des ersten und des zweiten Werkstücks, umfassend:
Vorsehen eines Laserstrahlweges;
Laden des ersten Werkstücks auf den ersten Tisch;
Ausrichten des ersten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg;
Bearbeiten des ersten Werkstücks mit dem Laserstrahl;
Laden des zweiten Werkstücks auf den zweiten Tisch;
während das erste Werkstück in Bezug auf den Laserstrahlweg ausgerichtet ist, Vorbereiten des zweiten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg; und
Bearbeiten des zweiten Werkstücks mit dem Laserstrahl.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung die Laserbearbeitung eines Werkstücks. Insbesondere betrifft sie eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die mindestens zwei im Wesentlichen unabhängige Werkstückhalter bereitstellt. Insbesondere betrifft sie eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die mindestens zwei im Wesentlichen unabhängige Werkstückhalter handhaben kann, die ermöglichen, dass zwei oder mehr Werkstücke verschiedene Bearbeitungsschritte gleichzeitig durchlaufen. Die Bearbeitungsschritte können das Laden, Ausrichten, Mikrobearbeiten, Untersuchen oder Entladen eines Werkstücks umfassen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Mikrobearbeitung von einem oder mehreren Werkstücken, während ein oder mehrere zusätzliche Werkstück andere Bearbeitungsschritte durchlaufen, ohne die Gesamtbearbeitung wesentlich zu ändern oder zu verzögern.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Laserbearbeitung wird an einer Vielfalt von elektronischen Vorrichtungen verwendet, um eine Vielfalt von Effekten zu erzielen. Typischerweise erscheinen elektronische Vorrichtungen in verschiedenen Stufen ihrer Herstellung als im Wesentlichen planare Anordnungen von identischen Komponenten, die als Werkstücke bezeichnet werden. Beispiele von Werkstücken umfassen unter anderem Halbleiterwafer, gedruckte oder geätzte Verdrahtungs- oder Leiterplatten oder Anordnungen von passiven oder aktiven Komponenten, die auf Keramik- oder Siliziumsubstraten aufgebaut sind. Im Allgemeinen werden Werkstücke zu und von der speziellen Vorrichtung, die die Laserbearbeitung durchführt, entweder einzeln oder in Chargen befördert, wobei sie häufig in Kassetten oder Magazinen getragen werden, die automatisch entladen und geladen werden können. Der Begriff Laserbearbeitung umfasst das Laden des Werkstücks auf die Vorrichtung, das Ausrichten des Werkstücks auf die Vorrichtung, das Durchführen der Laserbearbeitung und dann das Entladen des Werkstücks von der Vorrichtung.
  • Die Laserbearbeitung kann an zahlreichen verschiedenen Werkstücken unter Verwendung von verschiedenen Lasern, die eine Vielfalt von Prozessen bewirken, durchgeführt werden. Beispiele der Laserbearbeitung umfassen die Laserbearbeitung eines ein- oder mehrlagigen Werkstücks, um eine Loch- und/oder Kontaktlochausbildung zu bewirken, und die Laserbearbeitung eines Halbleiterwafers, um ein Waferzertrennen oder eine Wafervereinzelung zu bewirken. Die hierin beschriebenen Laserbearbeitungsverfahren könnten auch auf viele andere Arten von Laser-Material-Wechselwirkungsprozessen angewendet werden, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf die Entfernung von Halbleiterverbindungen (Sicherungen), thermisches Ausheilen, Abgleichen von passiven Komponenten oder Ritzen oder Vereinzeln von Wafern, einschließlich Silizium oder Substraten, einschließlich Keramik.
  • Mehrere Faktoren bestimmen die Erwünschtheit einer Laserbearbeitungsvorrichtung. Diese umfassen die Genauigkeit, Qualität, Brauchbarkeit, Flexibilität und den Durchsatz. Diese umfassen auch solche Vorrichtungen mit multifunktionaler Fähigkeit. Das Hinzufügen von anderen Funktionen zur Vorrichtung ermöglicht dem Benutzer einer solchen Vorrichtung, entweder durch Vermeiden der Überführung des Werkstücks zwischen verschiedenen Vorrichtungen an Durchsatz zu gewinnen, Verringern von Kosten durch die Beseitigung von verschiedenen Vorrichtungen, oder beides. Der Durchsatz ist eine sehr wichtige Erwägung aufgrund seiner direkten Auswirkung auf die Kosten der Bearbeitung auf einer Basis pro Werkstück. Der Systemdurchsatz ist eine Funktion von mehreren Faktoren, einschließlich der Materialentfernungsrate, der Werkstück- und Laserstrahl-Positionierungsgeschwindigkeit und eines anderen Systemmehraufwands. Der Systemmehraufwand ist die Zeit für alle Vorgänge einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die nicht direkt an der Materialentfernung oder -modifikation beteiligt sind. Er kann das Laden und Entladen von Werkstücken, das Ausrichten von Werkstücken, das Untersuchen von Werkstücken, das Warten, bis mechanische Komponenten sich nach einer Bewegung ausregeln, und das Warten, bis Laser und andere elektronische Komponenten sich beim Einschalten oder Ändern von Parametern elektrisch einschwingen, umfassen.
  • Die Materialentfernungsraten für die Kontaktlochausbildung in mehrlagigen Substraten durch Laserbearbeitung ist teilweise durch die Komplexität des mehrlagigen Substrats, das bearbeitet wird, bestimmt, welches eine Funktion von Faktoren ist, die im Allgemeinen jenseits der Kontrolle des Lasersystementwicklers liegen. 1 zeigt ein beispielhaftes mehrlagiges Werkstück 10 einer beliebigen Art, das Schichten 12, 14, 16 und 18 umfasst. Typischerweise sind die Schichten 12 und 14 Metallschichten, die jeweils Aluminium, Kupfer, Gold, Molybdän, Nickel, Palladium, Platin, Silber, Titan, Wolfram, ein Metallnitrid oder eine Kombination davon umfassen. Die Metallschichten 12 und 14 können Dicken aufweisen, die zwischen etwa 9 μm und etwa 36 μm liegen, aber sie können dünner als 9 μm oder so dick wie 72 μm oder mehr sein.
  • Jede Schicht 16 umfasst typischerweise ein organisches dielektrisches Standardmaterial, wie z. B. Benzocyclobutan (BCB), Bismaleimidtriazin (BT), Pappe, einen Cyanatester, ein Epoxid, ein Phenol, ein Polyimid, Polytetrafluorethylen (PTFE), eine Polymerlegierung oder eine Kombination davon. Jede organische dielektrische Schicht 16 ist typischerweise dicker als die Metallschichten 12 und 14. Die Dicke der organischen dielektrischen Schicht 16 kann zwischen etwa 30 μm und etwa 1600 μm liegen.
  • Die organische dielektrische Schicht 16 kann eine dünne Verstärkungskomponentenschicht 18 umfassen. Die Verstärkungskomponentenschicht 18 kann eine Fasermatte oder dispergierte Teilchen aus beispielsweise Aramidfasern, Keramik oder Glas, die in die organische dielektrische Schicht 16 gewebt oder in dieser dispergiert wurden, umfassen. Die Verstärkungskomponentenschicht 18 ist typischerweise viel dünner als die organische dielektrische Schicht 16 und kann eine Dicke aufweisen, die zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm liegt. Das Verstärkungsmaterial kann auch als Pulver in die organische dielektrische Schicht 16 eingeführt werden. Die Verstärkungskomponentenschicht 18 mit diesem pulverförmigen Verstärkungsmaterial kann nicht-zusammenhängend und ungleichmäßig sein.
  • Die Schichten 12, 14, 16 und 18 können intern nicht-zusammenhängend, ungleichmäßig und uneben sein. Stapel mit mehreren Schichten aus Metall, organischem Dielektrikum und Verstärkungskomponentenmaterialien können eine Gesamtdicke aufweisen, die größer ist als 2 mm. Obwohl das willkürliche Werkstück 10, das als Beispiel in 1 gezeigt ist, fünf Schichten aufweist, kann die vorliegende Erfindung an einem Werkstück mit einer beliebigen gewünschten Anzahl von Schichten ausgeführt werden, einschließlich eines einlagigen Substrats.
  • Die Materialentfernungsrate für eine Laserbearbeitungsvorrichtung ist auch durch die verfügbare Laserenergie pro Impuls und die Impulswiederholungsrate begrenzt. Ein erhöhter Bearbeitungsdurchsatz kann durch Erhöhen der Impulswiederholungsrate mit einer Impulsenergie, die ausreicht, um über entweder Abschmelzung, thermische Verdampfung oder eine Kombination beider eine Materialentfernung zu bewirken, bewerkstelligt werden. Für die meisten Laser, die in Bearbeitungsanwendungen verwendet werden, ist jedoch die Impulsenergie zur Impulswiederholungsrate ungefähr umgekehrt proportional. Folglich gibt es eine maximale Rate der Materialentfernung, die durch die minimale Impulsenergie, die erforderlich ist, um die Materialentfernung zu bewirken, und die maximale Impulswiederholungsrate, bei der diese Energie verfügbar ist, gesteuert wird. Die Auswahl von Lasern hinsichtlich der verfügbaren Impulsenergie und Impulsrate wird durch den technologischen Fortschritt, die Kosten und andere Leistungsparameter, die die Wahl des Laserbearbeitungssystemkonstrukteurs begrenzen können, beeinflusst.
  • Ein weiterer Faktor, der sich auf den Systemdurchsatz einer Laserbearbeitungsvorrichtung auswirkt, ist die Laserstrahl-Positionierungsgeschwindigkeit. Die Laserbearbeitung beinhaltet typischerweise das Richten eines Laserstrahls auf einen speziellen Punkt auf einem Werkstück und das Betreiben des Lasers für eine spezielle Dauer oder Anzahl von Laserimpulsen. Der Laserstrahl wird durch Bewegen des Werkstücks, des Laserstrahls oder einer Kombination beider auf den speziellen Punkt auf dem Werkstück gerichtet. Der Laserstrahl kann auf eine spezielle Stelle auf dem Werkstück gerichtet werden, an der die Laserbearbeitung durchgeführt wird, und anschließend auf eine nächste Stelle gerichtet werden, an der eine weitere Bearbeitung durchgeführt wird. Alternativ kann der Laserstrahl so gerichtet werden, dass er sich im Wesentlichen kontinuierlich in Bezug auf das Werkstück bewegt, wobei der Laserstrahl dann einen Weg auf dem Werkstück beschreibt, entlang dessen die Bearbeitung durch Pulsieren oder anderweitiges Betreiben des Lasers während der relativen Bewegung zwischen dem Laserstrahl und dem Werkstück durchgeführt wird. Die Laserbearbeitung kann auch durch eine Kombination dieser Verfahren durchgeführt werden. Was beiden dieser Verfahren gemeinsam ist, ist, dass die Rate der Materialentfernung durch die Rate, mit der die Position des Laserstrahls in Bezug auf das Werkstück geändert werden kann, beeinflusst wird. Mehrere Faktoren beeinflussen die Wahl der Bewegungssteuerkomponenten, die die Geschwindigkeit der Laserstrahlpositionierung bestimmen, einschließlich Kosten, Genauigkeit, Leistungsverbrauch und Größe.
  • Es ist auch erforderlich, dass die Laserleistung während der Bearbeitung stabil ist, um konsistente, reproduzierbare Ergebnisse sicherzustellen. Um dies zu bewerkstelligen, verwenden Vorrichtungen typischerweise Laserleistungs- oder -energiedetektoren während der Bearbeitung, um die Laserleistung zu überwachen und zu überprüfen, dass die Laser innerhalb der erforderlichen Parameter arbeiten. Sowohl die Laser als auch die Leistungs-/Energiedetektoren tragen zum Systemmehraufwand bei, da sie Zeit benötigen, um sich zu stabilisieren, nachdem sie eingeschaltet wurden, wodurch der Systemdurchsatz jedes Mal, wenn sie eingeschaltet werden, verringert wird. Laser sind teure Komponenten mit Nutzlebensdauern, die relativ begrenzt und zur Länge der Zeit, die sie eingeschaltet sind, proportional sind. Folglich werden Laser typischerweise ausgeschaltet, wenn sie für verlängerte Zeiträume während Systemvorgängen wie z. B. Laden und Entladen von Werkstücken inaktiv sein sollen.
  • Der Systemdurchsatz kann auch durch den Systemmehraufwand beeinflusst werden. Dies umfasst die Zeit, die erforderlich ist, um Werkstücke zu laden, auszurichten und zu entladen. 2 zeigt ein Zeitablaufdiagramm für eine Vorrichtung des Standes der Technik, die Werkstücke nacheinander lädt, bearbeitet und entlädt. Die Untersuchung des in 2 gezeigten Zeitablaufdiagramms zeigt auf, dass eine beträchtliche Menge der Gesamtzeit, die erforderlich ist, um ein Werkstück zu bearbeiten, die im Diagramm als Zeit 0 bis t2 gezeigt ist, an einer Laserbearbeitungsvorrichtung mit den Mehraufwandaktivitäten des Ladens, Ausrichtens und Wartens, bis der Laser sich einschwingt, verbracht wird 20 (Zeit 0 bis t1), in Bezug auf die Zeit, die mit der Bearbeitung verbracht wird 22 (Zeit t2–t1).
  • Einige Laserbearbeitungssysteme wenden mehr als einen Laserstrahl an, um mehr als eine Stelle gleichzeitig zu bearbeiten. Ein Beispiel einer Vorrichtung des Standes der Technik, die zwei Laser verwendet, ist die Vorrichtung, die in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung 2005/00985496, "Laser Beam Machining Apparatus", beschrieben ist. Die darin offenbarte Vorrichtung weist zwei Werkstücke auf, die an der Vorrichtung angebracht und mit zwei Laserstrahlen gleichzeitig bearbeitet werden. 3 zeigt ein Zeitablaufdiagramm dieser Methode des Standes der Technik, um durch gleichzeitige Bearbeitung von zwei Werkstücken den Durchsatz zu erhöhen. Die zwei Zeitlinien, die mit WP1 und WP2 bezeichnet sind, bedeuten die Bearbeitung, die auf zwei Werkstücke gleichzeitig angewendet wird. Beide Werkstücke werden während der Zeitdauern 30 und 32 geladen. Beide Werkstücke werden während der Zeitdauern 34 und 36 bearbeitet. Während der Zeitdauern 38 und 40 werden beide Werkstücke entladen und neue Werkstücke werden in die Vorrichtung geladen. Die Bearbeitung an den zwei neuen Werkstücken findet während der Zeitdauern 42 und 44 statt. Obwohl diese Vorrichtung bis zu zweimal den Durchsatz einer Vorrichtung des Standes der Technik mit einzelner Station ergeben kann, zeigt die Untersuchung des Zeitablaufdiagramms in 3 immer noch einen beträchtlichen Systemmehraufwand, der dem Laden und Entladen von Werkstücken gewidmet ist. Während dieser Lade- und Entladezeit bearbeiten die Laser keine Werkstücke und werden typischerweise ausgeschaltet. Diese Methode leidet unter den erhöhten Kosten und der Komplexität des Hinzufügens eines zusätzlichen Lasers und der optischen und mechanischen Komponenten, die erforderlich sind, um den Laserstrahl auf das Werkstück zu richten, vermeidet jedoch immer noch nicht die Bearbeitungszeitverzögerungen, die mit dem Einschalten und Stabilisieren der Laser verbunden sind.
  • Es besteht ein anhaltender Bedarf für eine Vorrichtung zum Durchführen einer Laserbearbeitung von elektronischen Komponenten, die zu einem erhöhten Durchsatz in der Lage ist, wenn entweder ein einzelner oder mehrere Laserstrahlen verwendet werden, um Werkstücke zu bearbeiten, indem die Nutzung des Lasers und der optischen Komponenten verbessert wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein Laserbearbeitungssystem mit verbessertem Durchsatz von Vorrichtungen, die einen einzelnen oder mehrere Laserstrahlen verwenden, bereitzustellen, indem die Nutzung des Lasers und der optischen Komponenten verbessert wird. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die mehrere Funktionen in einer einzelnen Vorrichtung bereitstellt, ohne den Durchsatz zu verschlechtern. Um die vorangehenden und weitere Aufgaben gemäß den Zwecken der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wie hierin verkörpert und weitgehend beschrieben, werden hierin ein Verfahren und eine Vorrichtung offenbart. Die Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem Laserstrahl mit einem ersten und einem zweiten Tisch zum Halten der Werkstücke und einem Laserstrahlweg. Das erste Werkstück wird auf den ersten Tisch geladen, auf den Laserstrahlweg ausgerichtet und die Bearbeitung begonnen. Während das erste Werkstück in Bezug auf den Laserstrahlweg ausgerichtet ist, wird das zweite Werkstück in Bezug auf den Laserstrahlweg vorbereitet. Die Bearbeitung des zweiten Werkstücks wird begonnen, sobald der Laserstrahl für die Bearbeitung zur Verfügung steht.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Stirnansicht eines mehrlagigen Werkstücks.
  • 2 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Lade- und Bearbeitungszeiten für ein Bearbeitungssystem mit einzelnem Laser des Standes der Technik zeigt.
  • 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Lade- und Bearbeitungszeiten für ein Bearbeitungssystem mit doppeltem Laser des Standes der Technik zeigt.
  • 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Lade- und Bearbeitungszeiten für die vorliegende Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist ein Aufriss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm eines Lasers, der verwendet wird, um ein Werkstück zu mikrobearbeiten.
  • 8 ist ein schematisches Diagramm von zwei Lasern, die verwendet werden, um zwei Laserstrahlen zu erzeugen.
  • 9 ist ein schematisches Diagramm eines mehrlagigen Substrats nach der Bearbeitung mit einem Laser.
  • 10 ist ein schematisches Diagramm eines Lasersystems, das verwendet wird, um Substrate zu vereinzeln oder zu ritzen.
  • Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
  • 5 ist ein vereinfachtes, teilweises, schematisches Diagramm einer Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit zwei X-, Y-Tischen 70, 72, die zwei Tische 74, 76 halten, von denen jeder jeweils Werkstücke 78, 80 halten kann. Die X-, Y-Tische 70, 72 werden durch eine Steuereinheit 73 unabhängig gesteuert, die ein Computer sein kann und die den Betrieb der verschiedenen Teile steuert, die eine bevorzugte Vorrichtung bilden. Die Werkstücke 78, 80 werden auf die bzw. von den Tischen 74, 76 durch einen Ladearm 82 geladen und entladen, der Werkstücke von beiden Stationen zu und von einem automatischen Lader 84 bewegen kann. Die durchgezogenen Linien zeigen den Ladearm 82 zum Laden oder Entladen des Werkstücks 78 auf den oder vom Tisch 74 positioniert und die gestrichelten Linien zeigen den Ladearm 82 zum Laden oder Entladen des Werkstücks 80 auf den oder vom Tisch 76 positioniert. Der automatische Lader 84 ist eine Vorrichtung, die mehrere Werkstücke hält und unter der Steuerung der Steuereinheit 73 unbearbeitete Werkstücke zum Ladearm 82 für den Transport zu den Tischen 74, 76 liefert oder bearbeitete Werkstücke zur Aufbewahrung im automatischen Lader 84 vom Ladearm 82 annimmt. Ein Gerüst 86 und zugehörige Teile sind in dieser Ansicht der Deutlichkeit halber nicht gezeigt.
  • 6 ist ein vereinfachtes, teilweises, schematisches Diagramm einer Vorderansicht dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels mit zwei X-, Y-Tischen 70, 72, die Tische 74, 76 halten, die wiederum jeweils Werkstücke 78, 80 halten. Ein Gerüst 86 hält die optische Laserstrahlanordnung 88 und eine Videoanordnung 90. Das Gerüst 86 ist wirksam, um die optische Laserstrahlanordnung 88 zu lenken, um entweder das Werkstück 78 auf dem Tisch 74 (durchgezogene Linien) oder das Werkstück 80 auf dem Tisch 76 (gestrichelte Linien) zu mikrobearbeiten. Ebenso ist das Gerüst wirksam, um eine Videoanordnung zu lenken, um das Werkstück 80 auf dem Tisch 76 (durchgezogene Linien) oder das Werkstück 78 auf dem Tisch 74 (gestrichelte Linien) auszurichten oder gegebenenfalls zu untersuchen. Der Ladearm 82 und der automatische Lader 84 sind in dieser Ansicht der Deutlichkeit halber nicht gezeigt.
  • In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können das Verfahren und die Vorrichtung sowohl ein- als auch mehrlagige Werkstücke bearbeiten. Einlagige Werkstücke umfassen dünne Kupferbleche, Polyimidplatten zur Verwendung in elektrischen Anwendungen und andere Metallstücke wie z. B. Aluminium, Stahl und Thermoplaste für allgemeine Industrie- und medizinische Anwendungen. Mehrlagige Werkstücke umfassen Mehrchipmodule (MCM), Leiterplatten oder Halbleiterwafer.
  • Die Laserbearbeitung besteht typischerweise aus dem Richten eines Laserstrahls auf spezielle Stellen auf einem Werkstück, um eine Änderung am Werkstück zu bewirken, wie z. B. eine Materialentfernung oder Ändern eines messbaren Parameters des Werkstücks, beispielsweise des elektrischen Widerstandes. Die Laserbearbeitung ist ferner typischerweise nur ein Schritt in einem potentiell mehrstufigen Herstellungsprozess, bei dem Materialien, die ein Werkstück bilden, hinzugefügt, entfernt oder modifiziert werden. Die zu bearbeitenden speziellen Stellen an einem Werkstück werden relativ zum Werkstück oder spezieller relativ zu einem Muster am Werkstück, das vorherige oder anschließende Herstellungsschritte darstellt, definiert. Aufgrund von normalen Toleranzen, die der Vorrichtung und dem Herstellungsprozess zugeordnet sind, kann sich, sobald ein Werkstück in die Vorrichtung geladen ist, die tatsächliche Stelle des Werkstück oder ein Muster am Werkstück von einer erwarteten Stelle um ein Ausmaß unterscheiden, das größer ist als erwünscht. Die Ausrichtung bezieht sich auf den Schritt des Bestimmens der Stelle des Werkstücks oder Musters am Werkstück in Bezug auf die Vorrichtung.
  • Damit Laserbearbeitungsanwendungen ihre Bearbeitung mit der erforderlichen Genauigkeit durchführen, muss das Werkstück vorbereitet werden. Die Vorbereitung besteht aus dem Laden, Bestimmen der Drehung und dem Ausrichten des Werkstücks auf den Laserstrahl. Eine Weise zum Ausrichten des Laserstrahls auf das Werkstück besteht darin, ein Messuntersystem auf Sichtbasis zu verwenden. In diesem Fall wird eine Videokamera auf das Werkstück entweder durch die Laserstrahloptik oder durch einen anderen Satz von Optiken fokussiert. Das Werkstück kann durch den Arbeitslaserstrahl, manchmal mit verringerter Leistung, oder durch eine andere Beleuchtung beleuchtet werden. Die Videokamera wird typischerweise mit einem Computer verbunden, der die Videodaten in digitaler Form erfasst und sie verarbeitet, um die genaue Stelle von Merkmalen im Blickfeld zu bestimmen. Während der Ausrichtung wird dieses Messuntersystem auf Sichtbasis verwendet, um die tatsächlichen Stellen von einem oder mehreren Ausrichtungszielen zu bestimmen, die bereits auf dem Werkstück existieren. Typischerweise sind Ausrichtungsziele oder Markierungen Muster, die auf dem Werkstück über den Verlauf eines vorherigen Herstellungsprozesses erzeugt wurden, und die durch den Laser zu bearbeitenden Stellen werden in Bezug auf diese Ziele definiert. An sich kann die Kenntnis dessen, wie die Ausrichtungsziele von ihren idealen Stellen auf jene transformiert wurden, die während der Ausrichtung gemessen wurden, verwendet werden, um eine Transformationsfunktion oder Abbildung zu bestimmen, die dann auf die idealen Laserbearbeitungsstellen angewendet wird, so dass der Laserstrahl während der Bearbeitung genau auf den gewünschten Punkt auf dem Werkstück gerichtet wird. Der Prozess, durch den tatsächliche Ausrichtungszielstellen identifiziert werden, wird typischerweise als "Ausrichtungsroutine" bezeichnet. Die resultierende Transformation oder Abbildung von den idealen Stellen wird typischerweise als "Ausrichtungsalgorithmus" bezeichnet.
  • Im einfachsten Fall kann angenommen werden, dass das Werkstück ein starres, planares Objekt ist, das sich in einer bekannten Ebene in Bezug auf die Vorrichtung befindet. In diesem Fall kann die mathematische Beziehung zwischen der erwarteten oder nominalen Stelle des Werkstücks und der tatsächlichen oder gemessenen Stelle als affine Transformation ausgedrückt werden. Wenn die Beziehung affin ist, kann die Beziehung zwischen den Kartesischen Koordinaten eines gemessenen Punkts und den Koordinaten seiner nominalen Stelle durch die linearen Gleichungen x' = Ax + By + C y' = Dx + Ey + F ausgedrückt werden, wobei x', y' die Koordinaten des nominalen Punkt sind, x, y die Koordinaten des gemessenen Punkts sind und A, B, C, D, E und F Konstanten sind. Diese Transformation kann Situationen handhaben, in denen die Differenzen zwischen der tatsächlichen Stelle des Werkstücks und der nominalen oder erwarteten Stelle durch Translationen, Rotationen und Maßstabsänderungen in einer gegebenen Ebene ausgedrückt werden können. Wenn angenommen wird, dass das Werkstück ein starres, planares Objekt ist, das frei eine beliebige Haltung in Bezug auf die Vorrichtung annehmen kann, ist die Transformation, die die gemessene Position des Werkstücks mit der nominalen Position in Beziehung bringt, eine perspektivische Transformation, die der allgemeinen Form x' = (Ax + By + C)/(Gx + Hy + I) y' = (Dx + Ey + F)/(Gx + Hy + I)folgt, wobei x', y', x, y, A, B, C, D, E und F wie vorstehend sind und G, H und I auch Konstanten sind. Andere, komplexere Lösungen existieren, wenn das Werkstück nicht mehr ein starres, planares Objekt sein muss. Diese Lösungen können typischerweise Gleichungen höherer Ordnung verwenden, um die Oberfläche zu beschreiben, oder manchmal die Oberfläche in kleinere Bereiche unterteilen, von denen jeder durch eine einfachere Transformation angenähert werden kann. Was diese Verfahren gemeinsam haben, ist, dass die tatsächliche Stellen von Punkten auf dem Werkstück identifiziert und in Bezug auf die Vorrichtung aufgefunden wird, mit dem letztlichen Ziel, einen Laserstrahl genau auf eine gewünschte Stelle auf dem Werkstück zu richten. Dieses Ziel kann durch physikalisches Bewegen des Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahl oder Kalibrieren der Steuersoftware, die den Laserstrahl in Bezug auf das Werkstück bewegt, mit den Informationen hinsichtlich der Ausrichtung des Werkstücks auf die Vorrichtung oder eine Kombination beider erreicht werden.
  • Das Ziel des Ausrichtungsprozesses besteht darin, das Werkstück so auszurichten, dass ein oder mehrere Laserimpulse auf ein Werkstück an einer gewünschten Stelle auftreffen. Da jedoch Laserimpulse nur dann existieren, während der Laser tatsächlich Energie emittiert, kann das Werkstück während der Ausrichtung relativ zum Laserstrahl oder Laserstrahlweg ausgerichtet werden, welcher der Weg ist, entlang dessen die Laserimpulse laufen würden, wenn er zu diesem Zeitpunkt Energie emittieren würde. Ferner werden Laserstrahlen manchmal geformt, mit Schlitzen versehen und fokussiert, so dass sie eine spezielle dreidimensionale Größe und Form aufweisen. In diesem Fall umfasst die Ausrichtung das Anordnen von speziellen Punkten auf dem Werkstück in Bezug auf eine spezielle Stelle entlang des Laserstrahlweges, die gewünschten Eigenschaften des Laserstrahls entspricht.
  • Ein weiterer Aspekt der Ausrichtung besteht darin, dass, obwohl das Ziel darin besteht, das Werkstück auf einen Punkt auf dem Laserstrahlweg auszurichten, dieser Punkt zum Ausrichtungszeitpunkt nicht bekannt sein kann. Ferner können das Werkstück oder der Laserstrahl oder beide durch die Vorrichtung nach der Ausrichtung, aber vor der Bearbeitung bewegt werden. Die Lösung besteht darin, dass die Ausrichtung in Bezug auf einen Bezugspunkt oder einen bekannten Punkt an der Vorrichtung durchgeführt wird. Solange die Stelle des Laserstrahls und des Werkstücks beide in Bezug auf den Bezugspunkt bekannt sind und diese Information beibehalten wird, während beide bewegt werden, kann in dieser Weise die Stelle eines Punkts auf oder unter der Oberfläche des Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahl berechnet werden. Dieser Bezugspunkt kann explizit sein, einen bekannten Punkt an der Vorrichtung umfassen, oder kann implizit sein, beispielsweise Ausrichten des Werkstücks auf einen Laserstrahlweg oder eine Kamera/Linsen-Anordnung, die eine bekannte Beziehung zu dem (den) Laserstrahlweg(en) aufweist. Ein expliziter Bezugspunkt kann sich an einem beweglichen Teil der Vorrichtung befinden, wie z. B. einer beweglichen Werkstückstation oder -spannvorrichtung. Der Fall, in dem eine Komponente, wie z. B. der Laserstrahl, von einer bekannten Stelle zu einer anderen bekannten Stelle bewegt wird, wird als Indizieren bezeichnet. In diesem Fall indiziert der bewegliche Teil typischerweise zwischen Stellen, in denen seine Ausrichtung auf den Rest der Vorrichtung reproduzierbar bekannt ist. Die Ausrichtung hängt immer von der Existenz eines Bezugspunkts oder Koordinatensystems ab, ob implizit oder explizit. Der tatsächliche Prozess der Ausrichtung kann durch physikalisches Ändern entweder der Stelle des Werkstücks oder des Laserstrahlweges durchgeführt werden oder er kann unter Verwendung der Ausrichtungsinformationen durchgeführt werden, um die geeignete Stelle zu berechnen, auf die der Laserstrahl gerichtet werden soll, um die gewünschte Stelle auf dem Werkstück zu bearbeiten. Diese Berechnung kann als Koordinatentransformation ausgedrückt werden. Es ist auch manchmal erwünscht, zusätzliche Ausrichtungsschritte entweder unmittelbar vor oder während der Bearbeitung durchzuführen, um die anfängliche Ausrichtung zu verfeinern oder Änderungen der Ausrichtung, die während des Prozesses auftreten können, zu kompensieren. Dieser endgültige Ausrichtungsschritt wird manchmal beispielsweise nach dem Indizieren aufgrund von Fehlern in der Ausrichtung durchgeführt, die durch normale Herstellungstoleranzen in das System eingeführt werden. Dies ist eine Ausrichtungsprüfung, die die Genauigkeit des vorherigen Vorausrichtungsschritts bestätigt und möglicherweise die vorherige Abschätzung mit allen Komponenten in ihrer Endposition verfeinert, um die Bearbeitung zu beginnen.
  • Die vorliegende Erfindung erhöht den Systemdurchsatz durch Bereitstellung mindestens einer zweiten Station, in der ein zu bearbeitendes zweites Werkstück geladen und in einer zweiten Station im Wesentlichen unabhängig ausgerichtet werden kann, während ein vorher geladenes und ausgerichtetes erstes Werkstück in der ersten Station bearbeitet wird. Wenn das erste Werkstück fertig bearbeitet ist, ändert die Vorrichtung die relative Position des Laserstrahls in Bezug auf die zweite Station, um zu ermöglichen, dass der Laserstrahl das zweite Werkstück mikrobearbeitet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird diese Änderung der relativen Position durch die Station durchgeführt. Es wird jedoch in Erwägung gezogen, dass ein gewisser Teil der Laserstrahloptik oder sowohl der Station als auch der Optik sich ändern kann, um die Änderung zu bewerkstelligen. Für irgendeine der in Erwägung gezogenen Veränderungen kann die Änderung schnell genug sein, um einen kleinen Bruchteil der Zeit zu belegen, die erforderlich ist, um ein Substrat entweder zu laden und auszurichten oder zu mikrobearbeiten. Dies ergibt mindestens zwei Vorteile: Der erste ist die offensichtliche Zeitverringerung und die daraus folgende Erhöhung des Systemdurchsatzes aufgrund des schnellen Richtens des Laserstrahlweges auf das Werkstück und des Beginnens der Mikrobearbeitung, ohne auf eine langwierige Ladung und Ausrichtung warten zu müssen. Der zweite besteht darin, dass, da das Richten des Laserstrahlweges auf das Werkstück schnell ist, der Laser nicht ausgeschaltet und wieder eingeschaltet werden muss, wodurch der Bedarf für die Lasereinschwingzeit beseitigt oder signifikant verringert wird.
  • Für dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel macht die Fähigkeit, ein Werkstück in einer Station in Bezug auf einen Bezugspunkt oder einen Satz von Bezugspunkten vorab auszurichten, während der Laserstrahl oder die Laserstrahlen ein vorher geladenes und ausgerichtetes Werkstück bearbeiten, diese Erhöhung des Durchsatzes möglich. Während der Vorausrichtung wird ein Werkstück in Bezug auf eine Referenz oder einen Satz von Referenzen innerhalb der Vorrichtung oder einen Bezugspunkt oder Bezugspunkte ausgerichtet. Der Laserstrahlweg oder die Laserstrahlwege werden, während sie nicht auf das vorab ausgerichtete Werkstück gerichtet werden, auch implizit in Bezug auf den Bezugspunkt oder die Bezugspunkte ausgerichtet. Vor der Bearbeitung werden, wenn das Werkstück oder der Laserstrahlweg oder die Laserstrahlwege beide bewegt werden, um den Laserstrahlweg auf das Werkstück zu richten, die Bewegung oder Bewegungen so durchgeführt, dass die relative Ausrichtung sowohl des Laserstrahlweges oder der Laserstrahlwege als auch des Werkstücks auf die Vorrichtungsreferenz zumindest am Ende der Bewegung aufrechterhalten wird. Bei der Vollendung der Bewegung oder Bewegungen sind sie, da der Laserstrahlweg oder die Laserstrahlwege und das Werkstück ihre Ausrichtung auf einen gemeinsamen Bezugspunkt oder ein vorher kalibriertes Koordinatensystem aufrechterhalten haben, im Wesentlichen in Bezug aufeinander ausgerichtet.
  • Für dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel wird ein zusätzlicher Schritt zum Prüfen und möglicherweise Verfeinern der Endausrichtung in Erwägung gezogen und kann an diesem Punkt vor dem Beginn der Bearbeitung durchgeführt werden, um kleine Fehlausrichtungen, die durch normale Herstellungstoleranzen oder eine Wärmeausdehnung in den Komponenten, die zum Bewegen des Laserstrahlweges oder der Laserstrahlwege oder des Werkstücks verwendet werden, verursacht werden, zu kompensieren. Diese Endausrichtung belegt nur einen kleinen Bruchteil der Zeit, die erforderlich ist, um ein Werkstück vollständig auszurichten, und stellt folglich keine beträchtliche Verringerung des Systemdurchsatzes dar.
  • Wenn die Vorrichtung dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels die Bearbeitung des zweiten Werkstücks beginnt, wird das erste Werkstück wahlweise untersucht und dann entladen und ein neues Werkstück wird an seiner Stelle geladen. Dies kann auf mehr als zwei im Wesentlichen unabhängige Lade- und Entladestationen, die wie vorstehend beschrieben arbeiten, erweitert werden, so dass ein oder mehrere Werkstücke an einer oder mehreren Bearbeitungsstationen bearbeitet werden könnten. In dieser Weise könnte eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen, die eine Vielzahl von Laserstrahlen verwenden, einen höheren Prozentsatz der für die Bearbeitung verfügbaren Gesamtzeit verwendet werden, wodurch der Systemdurchsatz weiter gesteigert wird.
  • Ein Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels darstellt, ist in 4 gezeigt, wobei die obere mit "Laden" markierte Reihe die mit dem Laden und Ausrichten der Werkstücke 78, 80 und gegebenenfalls Untersuchen der Werkstücke verbrachte Zeit zeigt, während die mit "Bearbeiten" markierte Reihe die mit dem Bearbeiten der Werkstücke verbrachte Zeit zeigt. Beginnend zum Zeitpunkt 0 wird das erste Werkstück 78 in eine erste Station 74 geladen und dort ausgerichtet 50. Zum Zeitpunkt t7 ist das erste Werkstück 78 bereit, bearbeitet zu werden, und die erste Station 74 wird in die korrekte Beziehung zum Laserstrahlweg 89 gebracht und die Bearbeitung wird begonnen. Zum Zeitpunkt t8 wird das zweite Werkstück 80 in die zweite Station 76 geladen und die Ausrichtung 54 wird begonnen. Zum Zeitpunkt t9 ist das Laden und die Ausrichtung des zweiten Werkstücks 80 in der zweiten Station 76 vollendet und es ist zur Bearbeitung bereit. Zum Zeitpunkt t10 bringt das System die zweite Station 76 in die korrekte Beziehung zum Laserstrahlweg 89 und die Bearbeitung des zweiten Werkstücks 80 beginnt 56. Zum Zeitpunkt t10 ist das erste Werkstück 78 in der ersten Station 74 auch für einen wahlweisen Untersuchungsschritt 58 verfügbar. Zu diesem Zeitpunkt wird das Werkstück 78 durch einen automatischen Prozess (nicht dargestellt) untersucht, um die Qualität und Anordnungsgenauigkeit des Laserprozesses zu bestimmen. Die so erzeugten Informationen können zu einer Steuereinheit (auch nicht gezeigt) übertragen werden, um Daten für eine statistische Qualitätskontrollprozedur zusammenzutragen, um eine zusätzliche Bearbeitung des Werkstücks zu leiten, wenn behebbare Fehler erfasst werden, oder um eine mögliche thermische Verformung in der Bohrvorrichtung zu kompensieren. Zum Zeitpunkt t11 ist der Untersuchungsschritt 58 vollendet und das erste Werkstück 78 wird entladen und ein zusätzliches Werkstück wird auf die erste Station 74 geladen und dort ausgerichtet 60. Zum Zeitpunkt t12 ist das zusätzliche Werkstück fertig, wobei es ausgerichtet ist 60, und ist zur Bearbeitung bereit. Zum Zeitpunkt t13 bewegt das System den Laserstrahl in die korrekte Beziehung zur ersten Station 74, die das zusätzliche Werkstück hält, und die Bearbeitung 62 beginnt. Zum Zeitpunkt t13 steht auch das zweite Werkstück 80 in der zweiten Station 76 zur wahlweisen Untersuchung 64 zur Verfügung. Zum Zeitpunkt t14 ist die wahlweise Untersuchung 64 vollendet, das zweite Werkstück 80 wird entladen und ein neues, unbearbeitetes Werkstück wird geladen, vorab ausgerichtet und dadurch für die Bearbeitung 66 bereit gemacht. Durch Laden und Vorausrichten des nächsten Werkstücks, während das aktuelle Werkstück bearbeitet wird, kann dieser Prozess für die Dauer des Bearbeitungsprozesses für eine unbestimmte Anzahl von Werkstücken erweitert werden, was den Mehraufwand, der mit dem Laden, Entladen und Ausrichten jedes Werkstücks verbunden ist, verringert und dadurch den Systemdurchsatz steigert.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, der in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel verkörpert ist, ist die Beseitigung oder Verringerung der Lasereinschwingzeit vom Bearbeitungsprozess. In der Zeitlinie, die dem Stand der Technik zugeordnet ist, der in 2 und 3 dargestellt ist, führt der Laserstrahl während der Zeitdauern, die dem Laden und Ausrichten von Werkstücken zugeordnet sind (20, 30, 32, 38, 40), keine Bearbeitung durch und wird typischerweise ausgeschaltet, um die Lebensdauer des Laseroszillators, der Laseroptik und anderer Teile des Laserstrahluntersystems zu verlängern. Vor dem Beginn der Bearbeitung wird der Laser wieder eingeschaltet und sich stabilisieren lassen. Die Zeitdauer, die erforderlich ist, bis sich der Laser stabilisiert, wird als Einschwingzeit bezeichnet und kann ein beträchtlicher Bruchteil der Lade- und Ausrichtungszeit sein. In der Vorrichtung und im Verfahren, die hierin offenbart sind, muss der Laser zwischen Werkstücken nicht ausgeschaltet werden, da die Zeit zwischen der Bearbeitung von Werkstücken auf die Zeitmenge begrenzt ist, die das System braucht, um den Laserstrahl in die korrekte Beziehung zum Werkstück zu bewegen und die Endausrichtung des Laserstrahls auf das Werkstück durchzuführen. Diese Zeit ist typischerweise ein kleiner Bruchteil der Zeit, die zum Laden und Ausrichten eines Werkstücks erforderlich ist, und erfordert daher nicht, dass der Laser ausgeschaltet wird, wodurch die Einschwingzeit vor dem Beginn der Bearbeitung des nächsten Werkstücks beseitigt oder verringert wird.
  • Die Untersuchung der Systemdiagramme in Bezug auf das Zeitablaufdiagramm zeigt, wie die vorliegende Erfindung den Durchsatz für ein Laserbearbeitungssystem erhöht. Wenn die Vorrichtung dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels die Bearbeitung von Werkstücken beginnt, belädt der Ladearm 82 eine Station 76 mit dem Werkstück 78 unter der Steuerung der Steuereinheit 73, die auch das Gerüst 86 lenkt, um die Videoanordnung 90 in die Position zu bewegen, um das Werkstück 78 an der Station 76 auszurichten. Dies ist durch die Zeitdauer 50 in 4 dargestellt. Zum Zeitpunkt T7 in 4 lenkt die Steuereinheit 73 das Gerüst 86, um die optische Laserstrahlanordnung 88 in die Position zur Mikrobearbeitung des Werkstücks 78 in der Station 76 zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Werkstück 78 einer wahlweisen Endausrichtung durch die Videoanordnung 90 durch die Linsen (nicht dargestellt) der optischen Laserstrahlanordnung 88 unterzogen. Die Bearbeitung wird begonnen. Es wird in Erwägung gezogen, dass die Ausrichtung auch durch ein Hilfsausrichtungssystem (nicht dargestellt) durchgeführt werden kann. Dies ist durch die Zeitdauer 52 dargestellt. Während das Werkstück 78 bearbeitet wird, lenkt zum Zeitpunkt t8 die Steuereinheit 73 den Ladearm 82 zum Holen des Werkstücks 78 vom automatischen Lader 84 und zum Laden desselben in die Station 74, wobei die Steuereinheit 73 das Gerüst 86 lenkt, um die Videoanordnung 90 in die Position zum Ausrichten des Werkstücks 78 an der Station 74 zu bewegen, was durch die Zeitdauer 54 dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t10 lenkt die Steuereinheit 73 das Gerüst 86, um die optische Laserstrahlanordnung 88 in die Position zu bewegen, und fährt mit der Endausrichtung und Bearbeitung des Werkstücks 78 in der Station 74 fort, was durch die Zeitdauer 56 dargestellt ist. Nach dem Laden des Werkstücks 78 an der Station 74 lenkt die Steuereinheit 73 wahlweise das Gerüst 86, um die Videoanordnung 90 in die Position zu bewegen und die Untersuchung des vorher bearbeiteten Werkstücks 80 an der Station 76 zu beginnen, was durch die Zeitdauer 58 dargestellt ist. Nach der wahlweisen Untersuchung 58 oder anstelle derer im Fall, dass sie nicht durchgeführt wird, lenkt die Steuereinheit 73 den Ladearm 82, um das Werkstück 80 von der Station 76 abzuladen und es zum automatischen Lader 84 zu liefern und ein neues, unbearbeitetes Werkstück 78 vom automatischen Lader 84 auf die Station 76 zu laden, wo es durch die Videoanordnung 90 ausgerichtet wird, was durch die Zeitdauer 60 dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t13 ist das Werkstück 78 fertig, woraufhin die Steuereinheit 73 das Gerüst 86 lenkt, um die optische Laserstrahlanordnung 88 und die Videoanordnung 90 in ihre jeweiligen Positionen zu bewegen, um die Bearbeitung des ausgerichteten Werkstücks 80 an der Station 76 zu beginnen (Zeitdauer 62) und die wahlweise Untersuchung des bearbeiteten Werkstücks 78 zu beginnen (Zeitdauer 64). Dieser Prozess kann fortfahren, solange eine Lieferung von unbearbeiteten Werkstücken zur Vorrichtung geliefert werden kann. Sobald die Vorrichtung das erste Werkstück 78 geladen und ausgerichtet hat, werden fertig gestellte Werkstücke von der Vorrichtung mit einer mittleren Wartezeit, die im Wesentlichen gleich der mittleren Zeit ist, die erforderlich ist, um ein einzelnes Werkstück zu bearbeiten, ausgesandt. Da die einzigen Vorrichtungskomponenten, die verdoppelt werden müssen, ein X-, Y-Tisch und eine Station sind, die beide relativ zu den Laserstrahl- und Videoanordnungen kostengünstig sind, wird die Erhöhung des Systemdurchsatzes bewerkstelligt, während zusätzliche Vorrichtungskosten minimiert werden.
  • 7 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit einem Laser 102, der Laserimpulse (nicht dargestellt) erzeugt, die entlang des Laserstrahlweges 112 laufen. Der Laserstrahlweg verläuft durch einen Kollimator 112, gefolgt von der Strahlformungsoptik 124. Die Strahlformungsoptik transformiert das räumliche Profil der Laserimpulse von einem im Wesentlichen Gaußartigen Profil in ein erwünschteres Profil. Der Laserstrahlweg 112 verläuft dann durch eine Strahllenkoptik 128, dann durch eine Abtastlinse 130 und schließlich zum Werkstück 140. Die Strahllenkoptik 128 lenkt den Laserstrahl auf den Befehl von einer Steuereinheit (nicht dargestellt) zu gewünschten Stellen auf dem Werkstück 140.
  • Die hierin beschriebene Erfindung umfasst auch weitere Verbesserungen am Durchsatz, wenn die Anforderung zum Minimieren zusätzlicher Kosten gelockert wird. Dies wäre mit einem Ziel der Maximierung des Systemdurchsatzes konsistent, während es weniger die Vorrichtungskosten betrifft. Ein zusätzliches bevorzugtes Ausführungsbeispiel verwendet zwei oder mehr Laserstrahlen, die dasselbe Werkstück bearbeiten. In dieser Weise könnte mit Bezug auf 4 die mit der Bearbeitung von Werkstücken verbrachte Zeit (52, 56, 62) verringert werden und der Systemdurchsatz weiter erhöht werden. Mehrere Laserstrahlen können durch Aufteilen der Ausgabe eines einzelnen Lasers oder kombinierter mehrerer Laser in mehrere Strahlen erzeugt werden. Diese Strahlen können gemeinsam gesteuert werden, um mehrere Exemplare von identischen Elementen, die zu einem einzelnen Werkstück kombiniert sind, zu bearbeiten, oder unabhängig gesteuert werden, um ein beliebiges gewünschtes Muster zu bearbeiten. Die Laserstrahlen können durch eine gemeinsame Optik gerichtet werden oder einige oder alle der optischen Komponenten, die den Strahl formen und/oder lenken, können separat sein.
  • 8 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm dieses zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit zwei Bearbeitungslasern 200 und 202, die durch eine Synchronisationsquelle 204 angesteuert werden. Die Quelle 204 könnte die Laser 200 und 202 durch irgendeines von einer Anzahl von Verfahren synchronisieren, einschließlich der Synchronisation der Auslösesignale, die zu Beleuchtungsquellen gesandt werden, die Energie in die Laser pumpen, oder möglicherweise Synchronisation von Güteschaltern, die innerhalb der Laser 200 und 202 angeordnet sind, um zu ermöglichen, dass sie in einer abwechselnden Weise pulsieren. Die Laser 200 und 202 liefern an ihren Ausgängen jeweilige Laserstrahlen 206 und 208, die jeweils aus einer Laserimpulsfolge bestehen. Die Laser 200 und 202 sind so angeordnet, dass die intrinsischen linearen Polarisationsebenen ihrer jeweiligen Ausgangslaserstrahlen 206 und 208 im Wesentlichen parallel sind. Die Laserstrahlen 206 und 208 verlaufen durch jeweilige Kollimatoren 210 und 212, die jeweils den Durchmesser ihres einfallenden Laserstrahls verringern, während sie ihren Brennpunkt auf Unendlich halten. Der Laserstrahl 206 wird durch den Spiegel 220 so gedreht, dass er durch eine Halbwellenplatte 222 verläuft, die den Polarisationszustand oder die Polarisationsebene des Laserstrahls 206 um 90° dreht, so dass der Kombinator 224, der differentiell auf den Polarisationszustand oder die Polarisationsebene von einfallendem Licht anspricht, den Laserstrahl 208 im Wesentlichen unbeeinflusst durchlässt und den Laserstrahl 206 reflektiert, so dass die zwei Strahlen zu einem einzelnen koaxialen Laserstrahl 226 werden und durch die Strahlformungsoptik 228 hindurchtreten, die den Laserstrahl zum speziellen Verteilungsmuster (Gaußförmig, Zylinder usw.) formt. Der koaxiale Laserstrahl 226 tritt dann durch eine zweite Halbwellenplatte 240 hindurch, die so eingestellt ist, dass sie die Polarisationssachsen des koaxialen Laserstrahls 226 so dreht, dass sie in einem Winkel von 45° zu den Polarisationsachsen des Teilers 242 liegen. Dies ermöglicht, dass etwa eine Hälfte des koaxialen Laserstrahls 226 durch den Teiler 242 hindurchgelassen wird, um den ersten Laserbearbeitungsstrahl 244 zu bilden, und etwa eine Hälfte des koaxialen Laserstrahls 226 reflektiert wird, um den zweiten Laserbearbeitungsstrahl 246 zu bilden, der durch den Spiegel 248 so gedreht wird, dass er im Wesentlichen in derselben Richtung wie der Laserstrahl 244 gerichtet wird. Man beachte, dass die Strahlen 244 und 248 identische räumliche Informationen aufweisen. Die Strahllenkoptik, die die Laserstrahlen auf das Werkstück richtet, ist nicht gezeigt.
  • Die Bearbeitungslaser 200 und 202 können einen UV-Laser, einen IR-Laser, einen grünen Laser oder einen CO2-Laser umfassen. Sie können dieselbe Wellenlänge oder verschiedene Wellenlängen aufweisen. Ein bevorzugter Bearbeitungslaserausgang besitzt eine Impulsenergie, die zwischen etwa 0,01 μJ und etwa 1,0 J liegt. Ein bevorzugter UV-Bearbeitungslaser ist ein gütegeschalteter UV-DPSS-Laser mit einem laseraktiven Festkörpermaterial, wie z. B. Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YAP oder Nd:YVO4 oder ein mit Ytterbium, Holmium oder Erbium dotierter YAG-Kristall. Der UV-Laser liefert vorzugsweise einen harmonisch erzeugten UV-Laserausgang mit einer Wellenlänge wie z. B. 354,7 nm (frequenzverdreifacht Nd:YAG oder Nd:YVO4), 266 nm (frequenzvervierfacht Nd:YAG oder Nd:YVO4) oder 213 nm (frequenzverfünffacht Nd:YAG oder Nd:YVO4).
  • Ein bevorzugter CO2-Bearbeitungslaser ist ein gepulster CO2-Laser, der mit einer Wellenlänge zwischen etwa 9 μm und etwa 11 μm arbeitet. Ein beispielhafter kommerziell erhältlicher gepulster CO2-Laser ist der gütegeschaltete Laser Modell Q3000 (9,3 μm), der von Coherent-DEOS in Bloomfield, Connecticut, hergestellt wird. Da CO2-Laser außerstande sind, Kontaktlöcher wirksam durch die Metallschichten 12 und 14 zu bohren, fehlen mehrlagigen Werkstücken 10, die mit CO2-Bearbeitungslasern gebohrt werden, entweder die Metallschichten 12 und 14 oder sie werden derart vorbereitet, dass eine Zielstelle mit einem UV-Laser vorgebohrt oder unter Verwendung eines anderen Prozesses, wie beispielsweise chemischem Ätzen, vorgeätzt wurde, um die dielektrischen Schichten 16 freizulegen.
  • Andere laseraktive Festkörpermaterialien oder CO2-Laser, die mit anderen Wellenlängen arbeiten, können in der Laservorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Verschiedene Arten von Laserresonatoranordnungen, der Oberwellenerzeugung des Festkörperlasers, des Güteschaltbetriebs für den Festkörperlaser und den CO2-Laser, Pumpschemen und Impulserzeugungsverfahren für den CO2-Laser werden auch in Erwägung gezogen. 9 zeigt ein vereinfachtes schematisches Diagramm von Kontaktlöchern, die in einem mehrlagigen Werkstück 260 durch einen Laser (nicht dargestellt) bearbeitet werden. Das Werkstück umfasst organische Zwischenschichten 264, die zwischen Schichten von metallischem Leitermaterial 266 eingebettet sind. Ein Durchgangskontaktloch ist bei 270 gezeigt und ein Blindkontaktloch, das an der oberen Oberfläche des Werkstücks beginnt und endet, wenn es einen metallischen Leiter 266 erreicht, ist bei 272 gezeigt.
  • In Fällen, in denen aufgrund von Verbesserungen an der Laserbearbeitung, wie vorstehend offenbart, die Zeit, die erforderlich ist, um das Werkstück zu mikrobearbeiten, geringer wird als die Zeit, die erforderlich ist, um die Werkstücke zu untersuchen und auszurichten, können zusätzliche Stationen hinzugefügt werden, so dass mehrere Stationen verwendet werden können, um Werkstücke für eine einzelne Laserbearbeitungsstation auszurichten und zu untersuchen. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel werden mehrere Stationen verwendet, um Werkstücke für mehrere Stationen, in denen die Bearbeitung stattfindet, auszurichten und zu untersuchen, wobei die Anzahl von Stationen und die Anzahl von Laserstrahlen ins Gleichgewicht gebracht werden, um einen maximalen Durchsatz für eine gegebene Menge an Bearbeitungskapazität zu schaffen.
  • Das Vorhandensein von mehreren Stationen ermöglicht auch, dass eine Laserbearbeitungsvorrichtung Multifunktionsfähigkeiten besitzt. Die Multifunktionsfähigkeit ist die Fähigkeit, mehr als einen Prozessschritt an einem Werkstück an einer einzelnen Vorrichtung durchzuführen. Einige der Vorteile der Multifunktionsfähigkeit sind niedrigere Systemkosten, eine kleinere Vorrichtungsmontagefläche im Fertigungsbereich und ein höherer Durchsatz. Ein Beispiel einer erwünschten Multifunktionsfähigkeit ist die Fähigkeit, die Ergebnisse von Laserbearbeitungsvorgängen an der Vorrichtung, die die Bearbeitung durchgeführt hat, zu untersuchen.
  • Die Untersuchung bezieht sich auf die Verwendung einer gewissen Art von Abtastung zum Erfassen von Daten vom bearbeiteten Werkstück, um Informationen hinsichtlich des durchgeführten Bearbeitungsvorgangs zu ermitteln. Ein Beispiel dessen wäre die Verwendung eines Maschinensichtuntersystems, um das Werkstück visuell zu untersuchen. Für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind einige der Merkmale, die für bearbeitete Kontaktlöcher in mehrlagigen Substraten untersucht werden könnten, die Stelle die Größe, die Form, die Tiefe, die Verjüngung, der obere Durchmesser, der untere Durchmesser und Trümmer. Für die Substratvereinzelung umfassen einige der zu untersuchenden Merkmale die Größe, die Form, die Tiefe, die Verjüngung, die Richtung und Trümmer, die mit einem Schnitt verbunden sind. Für das Verbindungsdurchschmelzen könnten die Stelle und die Vollständigkeit der Verbindungsentfernung, eine Beschädigung am Substrat und Trümmer untersucht werden. Die Daten, die sich aus der Untersuchung ergeben, können verwendet werden, um festzustellen, ob die bearbeiteten Merkmale vorgewählte Qualitätsstandards erfüllen, oder als Eingabe in ein statistisches Prozesssteuerprogramm verwendet werden. Das Vorhandensein von mehreren Stationen erleichtert auch die Untersuchung des Werkstücks unmittelbar nach der Bearbeitung, während das Werkstück noch ausgerichtet ist, wodurch der Bedarf beseitigt wird, dass das Werkstück in ein separates System geladen und dort ausgerichtet wird. Außerdem ermöglicht die Untersuchung des Werkstücks in der Bearbeitungsvorrichtung nach der Bearbeitung, dass Prozesssteuerinformationen sofort zum System zurückgeführt werden, wodurch die Prozesssteuerung verbessert wird.
  • Durch die Untersuchung erzeugte Informationen umfassen die Aktualisierung von vorher gemessenen und berechneten Ausrichtungsinformationen. Dies ist in Fällen nützlich, in denen sich die Werkstückausrichtung während der Bearbeitung ändert. Diese Änderungen könnten an normalen Herstellungstoleranzen in der Vorrichtung oder Änderungen von Umgebungsfaktoren, einschließlich Temperatur oder Feuchtigkeit, liegen. Die Untersuchung würde diese Änderungen erfassen und die Informationen zur Vorrichtung zurückführen, um zu ermöglichen, dass die Vorrichtung die Kalibrierungsinformationen ändert, um diese Änderungen zu berücksichtigen und dadurch die Genauigkeit des Prozesses zu erhöhen. Diese Korrekturinformationen können durch Messen von bekannten Bezugsmarkierungen am Werkstück oder Messen der Stelle von an einem Werkstück mikrobearbeiteten Merkmalen als Teil der Bearbeitung erhalten werden. In diesem Fall wird die Untersuchung verwendet, um Fehler, die bei der Bearbeitung von Werkstücken durch eine normale Veränderung in der Vorrichtung oder Umgebung herbeigeführt werden, zu kompensieren.
  • In anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen werden die Bearbeitungseffizienzen, die durch die hierin offenbarte Erfindung erzeugt werden, verwendet, um die Vereinzelung oder das Zertrennen eines Wafers oder Substrats in mehrere unabhängige Teile zu verbessern. In der Elektronikfertigung ist es üblich, mehrere Kopien einer gegebenen Schaltung oder eines gegebenen Schaltungselements auf einem einzelnen Substrat zu konstruieren. Bevorzugte Werkstücke für das Halbleiterzertrennen umfassen Siliziumwafer, andere Materialien auf Siliziumbasis, einschließlich Siliziumcarbid und Siliziumnitrid, und Verbindungen in den III-V- und II-VI-Gruppen, wie z. B. Galliumarsenid, auf denen integrierte Schaltungen unter Verwendung von Photolithographieverfahren konstruiert werden. Ein zweites Beispiel ist eine Dickschicht-Schaltungsanordnung, in der Schaltungselemente oder elektronische Vorrichtungen auf ein Substrat, das typischerweise aus einem gesinterten Keramikmaterial besteht, siebgedruckt werden. Ein drittes Beispiel ist eine Dickschicht-Schaltungsanordnung, in der Leiter und passive Schaltungselemente auf ein Substrat, das beispielsweise aus einem Halbleitermaterial, einer Keramik oder anderen Materialien besteht, durch Sputtern oder Verdampfung aufgebracht werden. Ein viertes Beispiel wäre die Anzeigetechnologie, in der die Kunststoffschichten und Glassubstrate, die verwendet werden, um Anzeigen herzustellen, unter Verwendung dieser Technologie vereinzelt werden können. Diese Substrate können vereinzelt werden, wobei die auf dem Substrat aufgebauten Schaltungskomponenten durch den Laser vollständig in diskrete Einheiten aufgetrennt oder geritzt werden, wobei der Laser einen Schnitt oder eine Nut in der Oberfläche des Substrats ausbildet, um die anschließende mechanische Auftrennung des Substrats in diskrete Einheiten zu lenken. 10 zeigt ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das auf die Vereinzelung oder das Ritzen gerichtet ist. Eine Plattform 300 hält einen Tisch 310, auf dem ein Werkstück 314 angebracht ist. Ein Gerüst 320 hält einen Laser 324, der Laserimpulse (nicht dargestellt) entlang eines Laserstrahlweges 328 emittiert. Der Laserstrahlweg 328 wird durch eine Strahllenkoptik 332 durch eine Abtastlinse 336, die den Laserstrahlweg 328 auf das Werkstück 314 fokussiert, gerichtet. Zusätzlich zur relativen Bewegung zwischen dem Laserstrahlweg 328 und dem Werkstück 314, die durch die Strahllenkoptik 332 erteilt wird, kann der Tisch 310 Bewegungssteuerelemente enthalten, die das Werkstück 314 in Bezug auf den Laserstrahlweg 328 bewegen. Das Werkstück 314 kann ein Siliziumwafer oder ein anderes Substrat sein. Die Verwendung der hierin beschriebenen Erfindung erhöht den Durchsatz dieser Prozesse, da die Rate der Vereinzelung oder des Ritzens wie Kontaktlochbohren eine Funktion der Anzahl von Impulsen mit Energien, die größer sind als die Abschmelzschwelle und die für jede Einheitszeit geliefert werden, plus der Zeit, die erforderlich ist, um Werkstücke zu laden und auszurichten, ist.
  • Es wird in Erwägung gezogen, dass für verschiedene ein- oder mehrlagige Werkstücke, die aus verschiedenen Materialien bestehen, veränderliche Laserparameter, wie z. B. Impulswiederholungsrate, Energie pro Impuls und Strahlfleckgröße, während verschiedener Bearbeitungsstufen programmiert werden können, um einen optimalen Laserbearbeitungsdurchsatz und eine optimale Laserbearbeitungsqualität zu bewirken. Siehe z. B. US-Patent Nr. 5 841 099 von Owen et al. und US-Patent Nr. 6 407 363 von Dunsky et al., die beide auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Patentanmeldung übertragen sind. Die Betriebsparameter der Heizquelle, wie z. B. ihre Leistung, ihr Energieverteilungsprofil und ihre Fleckgröße, können während verschiedener Stufen der Laserbearbeitung konstant gehalten oder geändert werden.
  • Für übliche Fachleute ist es ersichtlich, dass viele Änderungen an den Details der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele dieser Erfindung vorgenommen werden können, ohne von deren zugrunde liegenden Prinzipien abzuweichen. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung sollte daher nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt werden.
  • Zusammenfassung
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem Laserstrahl (89) umfassen einen ersten und einen zweiten Tisch (74, 76) zum Halten der Werkstücke (78, 80) und einen ersten und einen zweiten Laserstrahlweg. Das erste Werkstück wird auf den ersten Tisch geladen, auf den ersten Laserstrahlweg ausgerichtet und die Bearbeitung begonnen. Während das erste Werkstück in Bezug auf den ersten Laserstrahlweg ausgerichtet ist, wird das zweite Werkstück in Bezug auf den zweiten Laserstrahlweg vorbereitet. Die Bearbeitung des zweiten Werkstücks wird begonnen, sobald der Laserstrahl zur Bearbeitung zur Verfügung steht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • - US 6407363 [0052]

Claims (28)

  1. Verfahren zur Bearbeitung eines ersten und eines zweiten Werkstücks mit einem Laserstrahl und einem ersten und einem zweiten Tisch zum Halten des ersten und des zweiten Werkstücks, umfassend: Vorsehen eines Laserstrahlweges; Laden des ersten Werkstücks auf den ersten Tisch; Ausrichten des ersten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg; Bearbeiten des ersten Werkstücks mit dem Laserstrahl; Laden des zweiten Werkstücks auf den zweiten Tisch; während das erste Werkstück in Bezug auf den Laserstrahlweg ausgerichtet ist, Vorbereiten des zweiten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg; und Bearbeiten des zweiten Werkstücks mit dem Laserstrahl.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Vorbereitens des zweiten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg ferner das Vorbereiten des zweiten Werkstücks, während auf das erste Werkstück der Laserstrahl auftrifft, umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner das Vorsehen eines Bezugspunkts in Bezug auf den Laserstrahlweg umfasst, wobei die Vorbereitung des zweiten Werkstücks das Indizieren des zweiten Werkstücks oder Laserstrahls in Bezug auf den Bezugspunkt umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorbereitung des zweiten Werkstücks das Ausrichten des zweiten Werkstücks auf den Laserstrahlweg umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Bearbeitung das Ausbilden eines Kontaktlochs oder von Kontaktlöchern umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bearbeitens das Entfernen von Halbleiterverbindungen umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bearbeitens das Abgleichen einer passiven elektronischen Komponente umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bearbeitens das Ritzen oder Vereinzeln eines Substrats umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Vorbereitens ferner einen Schritt des Messens der Stelle eines Satzes von Punkten auf einer Oberfläche des zweiten Werkstücks umfasst, um unter einer Auswahl einer Translation, einer Rotation, eines Maßstabs oder einer Höhe des zweiten Werkstücks zu berechnen.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner das Durchführen einer Endausrichtung des zweiten Werkstücks umfasst.
  11. Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem Laserstrahl entsprechend einem Laserstrahlweg und zwei Tischen zum Halten der Werkstücke, umfassend: Laden eines ersten Werkstücks auf den ersten Tisch; Ausrichten des ersten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg; Richten des Laserstrahlweges auf das erste Werkstück; Bearbeiten des ersten Werkstücks mit dem Laserstrahl; Laden eines zweiten Werkstücks auf einen zweiten Tisch; während der Strahlweg auf das erste Werkstück gerichtet ist, Ausrichten des zweiten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg; und Richten des Laserstrahlweges auf das zweite Werkstück, wobei die Ausrichtung zwischen dem Laserstrahlweg und dem zweiten Werkstück im Wesentlichen aufrechterhalten wird, Durchführen eines zusätzlichen Bearbeitungsschritts an dem ersten Werkstück, während das Werkstück auf den Laserstrahlweg ausgerichtet bleibt, nachdem der Laserstrahlweg auf das zweite Werkstück gerichtet wurde.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, welches ferner das Untersuchen des ersten Werkstücks oder des zweiten Werkstücks umfasst.
  13. Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken mit einem Laserstrahl, umfassend: eine Basis; einen Laser zum Erzeugen des Laserstrahls, der durch die Basis abgestützt wird; einen ersten Tisch und einen zweiten Tisch, die jeweils durch die Basis abgestützt werden, jeweils zum Halten der Werkstücke; eine erste räumliche Beziehung zwischen dem Laserstrahl und dem ersten Tisch; eine zweite räumliche Beziehung zwischen dem Laserstrahl und dem zweiten Tisch; wobei die erste räumliche Beziehung so ausgelegt ist, dass sie sich ändert, während die zweite räumliche Beziehung im Wesentlichen unverändert bleibt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Bearbeitung das Ausbilden eines Kontaktlochs oder von Kontaktlöchern umfasst.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Bearbeitung das Entfernen von Halbleiterverbindungen umfasst.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Bearbeitung das Abgleichen einer passiven elektronischen Komponente umfasst.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Bearbeitung das Ritzen oder Vereinzeln eines Substrats umfasst.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 13, welche ferner eine Ausrichtungsunteranordnung umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Stelle eines Punkts auf einer Oberfläche von einem der Werkstücke zu messen, um unter einer Auswahl einer Translation, einer Rotation, eines Maßstabs oder einer Höhe des einen Werkstücks zu berechnen.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Ausrichtungsunteranordnung dazu ausgelegt ist, eine Endausrichtung des Laserstrahls auf den ersten oder den zweiten Tisch durchzuführen.
  20. Verfahren zur Bearbeitung eines ersten und eines zweiten Werkstücks mit einem Laserstrahl, einschließlich des Vorsehens eines ersten und eines zweiten Tischs zum Halten des ersten und des zweiten Werkstücks und eines Laserstrahlweges, und den Schritten des Ladens des ersten Werkstücks auf den ersten Tisch, des Ausrichtens des ersten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg, des Bearbeitens des ersten Werkstücks mit dem Laserstrahl, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: Laden des zweiten Werkstücks auf den zweiten Tisch; während das erste Werkstück in Bezug auf den Laserstrahlweg ausgerichtet ist, Vorbereiten des zweiten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg; und Bearbeiten des zweiten Werkstücks mit dem Laserstrahl.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Vorbereitens des zweiten Werkstücks in Bezug auf den Laserstrahlweg ferner das Vorbereiten des zweiten Werkstücks, während der Laserstrahl auf das erste Werkstück auftrifft, umfasst.
  22. Verfahren nach Anspruch 20, welches ferner das Vorsehen eines Bezugspunkts in Bezug auf den zweiten Laserstrahlweg umfasst, wobei das Vorbereiten des zweiten Werkstücks das Indizieren des zweiten Werkstücks oder des Laserstrahls in Bezug auf den Bezugspunkt umfasst.
  23. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Vorbereiten des zweiten Werkstücks das Ausrichten des zweiten Werkstücks auf den Laserstrahlweg umfasst.
  24. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt des Vorbereitens ferner einen Schritt des Messens einer Stelle eines Satzes von Punkten auf einer Oberfläche des zweiten Werkstücks umfasst, um unter einer Auswahl einer Translation, einer Rotation, eines Maßstabs oder einer Höhe des zweiten Werkstücks zu berechnen.
  25. Verfahren nach Anspruch 20, welches ferner das Durchführen einer Endausrichtung des zweiten Werkstücks umfasst.
  26. Laserbearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken mit einem Laserstrahl mit einer Basis, einem Laser zum Erzeugen des Laserstrahls, der durch die Basis abgestützt wird, einem ersten Tisch und einem zweiten Tisch, die jeweils durch die Basis abgestützt sind, jeweils zum Halten der Werkstücke, einer ersten räumlichen Beziehung zwischen dem Laserstrahl und dem ersten Tisch, einer zweiten räumlichen Beziehung zwischen dem Laserstrahl und dem zweiten Tisch, dadurch gekennzeichnet, dass: die erste räumliche Beziehung so ausgelegt ist, dass sie sich ändert, während die zweite räumliche Beziehung im Wesentlichen unverändert bleibt.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 26, welche ferner eine Ausrichtungsunteranordnung umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Stelle eines Punkts auf einer Oberfläche von einem der Werkstücke zu messen, um unter einer Auswahl einer Translation, einer Rotation, eines Maßstabs oder einer Höhe des einen Werkstücks zu berechnen.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Ausrichtungsunteranordnung dazu ausgelegt ist, eine Endausrichtung des Laserstrahls auf den ersten Tisch durchzuführen.
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