DE102017222478B4

DE102017222478B4 - Laserbearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017222478B4
Application number: DE102017222478.9A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nomura; Masahiro Tsukamoto
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2037-12-13
Also published as: SG10201709844WA; TW201821206A; US10695862B2; JP6767253B2; CN108213725B; KR20180068285A; KR102245112B1; CN108213725A; DE102017222478A1; MY185737A; US20180161920A1; JP2018098363A; TWI733937B

Abstract

Laserbearbeitungsvorrichtung (1) zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks durch Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Werkstück, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung (1) umfasst:einen Kassettentisch (71) zum Platzieren einer Kassette (72a, 72b) daran, in welcher mehrere Werkstücke aufgenommen sind;ein Entnahmemittel (6) zum Entnehmen des Werkstücks aus der Kassette (72a, 72b), die an dem Kassettentisch (71) platziert ist;ein temporäres Platzierungsmittel (5) zum temporären Platzieren des Werkstücks, das durch das Entnahmemittel (6) entnommen wurde;ein Trägermittel (8) zum Tragen des Werkstücks von dem temporären Platzierungsmittel (5) zu einem Einspanntisch (34) ;ein Bildgebungsmittel (43) zum Detektieren eines Bereichs des Werkstücks, der bearbeitet werden soll, das an dem Einspanntisch (34) gehalten ist; undein Aufbringungsmittel (4) für einen Laserstrahl, das eine Fokuseinheit (4a) zum Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Werkstück, das an dem Einspanntisch (34) gehalten ist, beinhaltet,wobei das Entnahmemittel (6) das Werkstück, das durch das Aufbringungsmittel (4) für einen Laserstrahl bearbeitet wurde, von dem Einspanntisch (34) trägt und das Werkstück in der Kassette (72a,72b), die an dem Kassettentisch (71) platziert ist, ablegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die dazu in der Lage ist, ein plattenförmiges Werkstück wie einen Wafer effizient zu bearbeiten, wodurch die Produktivität erhöht wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Wafer, der mit Bauelementen wie integrierte Schaltungen (ICs) oder Large-Scale-Integrations (LSIs) an einer vorderen Oberfläche davon ausgebildet ist, die durch Teilungslinie aufgeteilt sind, wird entlang der Teilungslinie durch die Laserbearbeitungsvorrichtung bearbeitet und wird in einzelne Bauelementchips geteilt, die für elektrische Vorrichtungen wie Personalcomputer, Mobiltelefone und Fernseher verwendet werden.
Als die Laserbearbeitungsvorrichtung ist eine bekannt, die zumindest einen Kassettentisch, um daran eine Kassette zu platzieren, an welcher mehrere Werkstücke aufgenommen sind, ein Heraustragemittel zum Herausnehmen des Wafers von der Kassette, die an den Kassettentisch platziert ist, ein temporäres Platzierungsmittel zum temporären Platzieren des Wafers, der durch das Heraustragemittel herausgenommen wurde, ein Trägermittel zum Tragen des Wafers von dem temporären Platzierungstisch zu einem Einspanntisch, ein Aufnahmemittel zum Aufnehmen eines Bilds des Wafers, der an dem Einspanntisch gehalten ist, und Detektieren eines Bereichs, der bearbeitet werden soll, und ein Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl, das eine Fokuseinrichtung zum Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Wafer, der an dem Einspanntisch gehalten ist, beinhaltet, beinhaltet (siehe zum Beispiel die japanische Offenlegungsschrift JP 2004- 22 936 A ). In der Laserbearbeitungsvorrichtung kann der Wafer mit hoher Genauigkeit durch ein Hin- und Herfahren des Einspanntischs, der den Wafer hält, bezüglich des Aufbringungsmittels für einen Laserstrahl bearbeitet werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend der vorgenannten Laserbearbeitungsvorrichtung kann das Werkstück mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden. Jedoch wird der bearbeitete Wafer, der an dem Einspanntisch platziert wurde und durch das Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl bearbeitet wurde, zu dem temporären Platzierungsmittel gebracht, bevor dieser von da in die Kassette aufgenommen wird, die an den Kassettentisch platziert ist. Darum überlappt der Weg entlang welcher der bearbeitete Wafer getragen wird, mit dem Weg entlang welchem der Wafer, der als nächstes bearbeitet werden soll, getragen wird. In diesem Fall kann ein neuer Wafer nur aus der Kassette herausgenommen werden, nachdem der bearbeitete Wafer in der Kassette aufgenommen wurde. Folglich existiert ein Problem, dass Wafer nicht effizient bearbeitet werden können.
Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, ein Werkstück, das einen Wafer beinhaltet, effizient zu bearbeiten.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks durch Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Werkstück bereitgestellt, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung einen Kassettentisch, um daran eine Kassette zu platzieren, in welcher mehrere Werkstücke aufgenommen sind, ein Entnahmemittel zum Herausnehmen des Werkstücks von der Kassette, die an dem Kassettentisch platziert ist, ein temporäres Platzierungsmittel zum temporären Platzieren des Werkstücks, das durch das Entnahmemittel entnommen wurde, ein Drehmittel zum Tragen des Werkstücks von dem temporären Platzierungsmittel zu einem Einspanntisch, ein Bildaufnahmemittel zum Detektieren eines Bereichs, der bearbeitet werden soll, des Werkstücks, das an dem Einspanntisch gehalten ist, und ein Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl, das eine Fokuseinrichtung zum Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Werkstück, der an dem Einspanntisch gehalten ist, beinhaltet, beinhaltet. Das Entnahmemittel trägt das Werkstück, das durch das Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl bearbeitet wurde, von dem Einspanntisch und nimmt das Werkstück in der Kassette auf, die an dem Kassettentisch platziert ist.
Vorzugsweise, wenn eine Richtung, in welcher das Entnahmemittel relativ zu dem temporären Platzierungsmittel angeordnet ist, eine X-Achsen-Richtung ist und wenn eine Richtung orthogonal zu der X-Achsen-Richtung eine Y-Achsen-Richtung ist, dann ist eine Empfangsposition, in welcher der Einspanntisch das Werkstück empfängt, in der Y-Achsen-Richtung bezüglich des temporären Platzierungsmittels gesetzt; die Fokuseinheit ist in der X-Achsen-Richtung relativ zu der Aufnahmeposition des Einspanntischs angeordnet; das Trägermittel trägt das Werkstück, das an dem temporären Platzierungsmittel platziert ist, zu dem Einspanntisch, der in der Y-Achsen-Richtung positioniert ist; der Einspanntisch ist so konfiguriert, dass er durch ein Bewegungsmittel für eine X-Achse zwischen der Empfangsposition und einer Bearbeitungsposition, an welcher das Werkstück durch den Laserstrahl, der von der Fokuseinheit aufgebracht wird, bearbeitet wird, bewegt werden kann, wobei das Entnahmemittel eine Führungsschiene zum Entnehmen beinhaltet, die in der Y-Achsen-Richtung angeordnet ist, eine Bewegungsbasis zum Entnehmen, die an der Führungsschiene zum Entnehmen angeordnet ist, sodass sie beweglich ist, und eine Roboterhand, die an der Bewegungsbasis zum Entnehmen angeordnet ist; und die Roboterhand, die zwischen dem Kassettentisch und dem temporären Platzierungsmittel positioniert ist, entnimmt das Werkstück aus der Kassette, platziert das Werkstück temporär an dem temporären Platzierungsmittel, das benachbart zu dem Einspanntisch, der in der Empfangsposition positioniert ist, positioniert ist, trägt das bearbeitete Werkstück von dem Einspanntisch und nimmt das bearbeitete Werkstück in der Kassette auf.
Vorzugsweise beinhaltet das temporären Platzierungsmittel einen temporären Platzierungstisch, der drehbar ist, und einen Detektionsabschnitt für einen Umfang, der einen Licht emittierendes Element und ein lichtempfangendes Element an Positionen an einer oberen und unteren gegenüberliegenden Seite eines Umfangs des Werkstücks, das temporär an dem temporären Platzierungstisch platziert ist, beinhaltet. Auch bevorzugt dient das Detektionsmittel für einen Umfang zum Detektieren eines Maximums und eines Minimums des Abstands zwischen einem Umfang eines kreisförmigen Wafers, der als ein Werkstück dient, und eines Umfangs des temporären Platzierungstischs, während einer Drehung des temporären Platzierungstisch, wobei umfängliche Positionen dem Maximum und dem Minimum entsprechen, und der Position einer Kerbe, die einer Kristallorientierung des Wafers entspricht, detektiert einen Winkel, bei welchem die Kerbe detektiert wird, und positioniert eine Richtung einer geraden Linie, die Positionen entsprechend dem Maximum und dem Minimum in der Y-Achsen-Richtung verbindet, und bestimmt ein Zentrum des Wafers, und das Zentrum des Wafers ist an dem Zentrum der Drehung des Einspanntischs positioniert, wenn der Wafer durch das Tragemittel zu dem Einspanntisch getragen und platziert wird.
Vorzugsweise beinhaltet das Bewegungsmittel für eine X-Achse zum Bewegen des Einspanntischs mindestens eine Führungsschiene für eine X-Achse, die in der X-Achsen-Richtung angeordnet ist, eine Bewegungsbasis, die an der Führungsschiene für eine X-Achse positioniert ist, sodass sie beweglich ist, und eine Antriebsquelle zum Bewegen der Bewegungsbasis. Die Bewegungsbasis ist aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff ausgebildet und trägt den Einspanntisch. Vorzugsweise beinhaltet der temporäre Platzierungstisch eine transparente Platte und der Detektionsabschnitt für einen Umfang ist so ausgestaltet, dass in der Lage ist, in einer radialen Richtung entsprechend einer Größe des Wafers vorgeschoben und zurückgezogen zu werden.
Entsprechend der Laserbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung nimmt das Entnahmemittel den Wafer, der durch das Aufbringungsmittel für einen Laserstrahl bearbeitet wurde, von dem Einspanntisch und nimmt den bearbeiteten Wafer in der Kassette auf, die an dem Kassettentisch platziert ist, wodurch der bearbeitete Wafer direkt von dem Einspanntisch genommen und in der Kassette aufgenommen wird. Darum überlappt der Weg des Tragens des bearbeiteten Wafers nicht mit dem Weg des Herausnehmens des Wafers, der neu bearbeitet werden soll. Folglich können die Wafer effizient mit einem Laser bearbeitet werden.
Das obige und andere Ziele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst am besten durch ein Studieren der folgenden Beschreibung und beigefügten Ansprüche mit Bezug zu den angehängten Figuren verstanden, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Figurenliste

1 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum getrennten Erklären der Hauptabschnitte der Laserbearbeitungsvorrichtung, die in 1 dargestellt ist;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Einspanntisch und eine Bewegungsbasis der Laserbearbeitungsvorrichtung darstellt, die in 1 dargestellt ist;
4A und 4B sind perspektivische Ansichten zum Erklären einer Betätigung eines Entnahmemechanismus einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die in 1 gezeigt ist;
5A bis 5C sind schematische Ansichten zum Erklären einer Betätigung eines Detektionsabschnitts für einen Umfang der Laserbearbeitungsvorrichtung, die in 1 dargestellt ist;
6A und 6B sind Ansichten zum Erklären eines Berechnungsverfahrens zum Berechnen einer Abweichungsmenge eines Wafers an einem temporären Platzierungstisch durch den Detektionsabschnitt für einen Umfang, der in 5A und 5B dargestellt ist;
7A und 7B sind perspektivische Ansichten zum Erklären einer Betätigung eines Trägermechanismus der Laserbearbeitungsvorrichtung, die in 1 dargestellt ist;
8A und 8B sind Ansichten zum Erklären einer Betätigung der Korrektur der Position einer Kerbe in dem Wafer, der an dem Einspanntisch gehalten ist;
9 ist eine perspektivische Ansicht zum Erklären einer Betätigung eines Heraustragens des bearbeiteten Wafers von dem Einspanntisch und Halten des Wafers an dem temporären Platzierungstisch durch einen Entnahmemechanismus; und
10 ist eine perspektivische Ansicht zum Erklären einer Betätigung zum Aufnehmen des bearbeiteten Wafers in einer Kassette für ein bearbeitetes Werkstück durch einen Entnahmemechanismus.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist, wird detailliert im Folgenden beschrieben, mit Bezug zu den angehängten Figuren. 1 stellt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Laserbearbeitungsvorrichtung dar, die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in der dargestellten Ausführungsform beinhaltet eine stationäre Basis 2, einen Haltetischmechanismus 3, der an der stationären Basis 2 angeordnet ist und ein Werkstück hält, ein Aufbringungsmittel 4 für einen Laserstrahl zum Aufbringen einer Laserbearbeitung auf dem Werkstück, das durch den Haltetischmechanismus 3 gehalten ist.
Hauptkomponenten der Laserbearbeitungsvorrichtung 1, die in 1 beschrieben ist, werden beschrieben, während Bezug auf 2 genommen wird, welche die Hauptkomponenten getrennt darstellt. Der Haltetischmechanismus 3 beinhaltet ein Paar Führungsschienen 31 für eine Y-Achse, die an der stationären Basis 2 parallel zueinander entlang einer Y-Achsen-Richtung, die durch einen Pfeil Y angedeutet ist, angeordnet sind, einen X-Achsen-Tisch 32, der an den Führungsschienen 31 für eine Y-Achse angeordnet ist, sodass dieser in der Y-Achsen-Richtung, die durch den Pfeil Y angedeutet ist, bewegt werden kann, ein paar Führungsschienen 322 für eine X-Achse, die an einer oberen Oberfläche des X-Achsen-Tischs 32 parallel zueinander entlang einer X-Achsen-Richtung, die durch einen Pfeil X angedeutet ist, angeordnet sind, eine Bewegungsbasis 33, die an den Führungsschienen 322 für eine X-Achse angeordnet ist, sodass sie in der X-Achsen-Richtung, die durch einen Pfeil X dargestellt ist, bewegt werden kann, einen Einspanntisch 34, der an der Bewegungsbasis 33 getragen ist, eine Saugeinspannung 35, die eine obere Oberfläche des Einspanntischs 34 ausbildet und aus einer gasdurchlässigen porösen Keramik ausgestaltet ist, ein Bewegungsmittel 36 für eine Y-Richtung zum Bewegen des X-Achsen-Tischs 32 in der Y-Achsen-Richtung entlang der Führungsschienen 31 für eine Y-Achse, ein Bewegungsmittel 37 für eine X-Achsen-Richtung zum Bewegen der Bewegungsbasis 33 in der X-Achsen-Richtung entlang der Führungsschienen 322 für eine X-Achse. Beachte, dass die Saugeinspannung 35 mit einer Saugpumpe (nicht dargestellt) verbunden ist und dazu ausgestaltet ist, ein Werkstück, das an einer Oberfläche davon platziert ist, unter einem Saugen zu halten.
Das Bewegungsmittel 36 für eine Y-Achsen-Richtung beinhaltet eine gerade Schiene 361 für eine Y-Achse, die zwischen zwei Führungsschienen 31 für eine Y-Achse angeordnet ist und sich in der Y-Achsen-Richtung erstreckt und ein bewegliches Spulenelement 362 für eine Y-Achse, das an die gerade Schiene 361 für eine Y-Achse in einer beweglichen Weise angepasst ist und an einer unteren Oberfläche des X-Achsen-Tischs 32 montiert ist. Die gerade Schiene 361 für eine Y-Achse weist eine Konfiguration auf, in welcher zum Beispiel N-Pole und S-Pole von mehreren zylindrischen Permanentmagneten abwechselnd verbunden sind, um einen stabförmigen Körper auszubilden, und die mehreren zylindrischen Permanentmagnete, die so zu einem stabförmigen Körper ausgebildet sind, sind in einem hohlen zylindrischen Gehäuse angeordnet, das aus einem nichtmagnetischen Material aus Edelstahl ausgebildet ist. Trägerelemente 363, wie in 2 dargestellt (in 1 und 2 ist nur eins von diesen dargestellt) sind an beiden Endabschnitten der geraden Schiene 361 für eine Y-Achse montiert, die in dieser Weise ausgestaltet ist, und die gerade Schiene 361 für eine Y-Achse ist an einer oberen Oberfläche der Trägerbasis 2 durch die Trägerelemente 363 angebracht. Das Bewegungsmittel 36 für eine Y-Achsen-Richtung, das die gerade Schiene 361 für eine Y-Achse und das bewegliche Spulenelement 362 für eine Y-Achse beinhaltet, bildet einen sogenannten linearen Stabmotor, der als eine Antriebsquelle dient. Wenn ein Strom in dem beweglichen Spulenelement 362 für eine Y-Achse fließt, wird eine anziehende Kraft und eine abstoßende Kraft aufgrund der magnetischen Kräfte wiederholt generiert, wodurch ein Vorschub generiert wird. Darum kann die Richtung, in welcher das bewegliche Spulenelement 362 für eine Y-Achse entlang der geraden Schiene 361 für eine Y-Achse bewegt wird, durch eine Änderung der Stromrichtung, die an dem beweglichen Spulenelement 362 für eine Y-Achse angelegt wird, geändert werden. Solch eine Bewegung in der Y-Achsen-Richtung bedeutet eine Bewegung in der sogenannten Index-Zufuhrrichtung orthogonal zu einer Bearbeitungszufuhrrichtung des Einspanntischs 34 und dient als ein Index-Zufuhrmechanismus.
Das Bewegungsmittel 37 für eine X-Achsen-Richtung ist im Wesentlichen ähnlich zu dem Bewegungsmittel 36 für eine Y-Achsen-Richtung als eine Antriebsquelle zum Bewegen der Bewegungsbasis 33 in der X-Achsen-Richtung ausgestaltet. Das Bewegungsmittel 37 für eine X-Achsen-Richtung beinhaltet eine gerade Schiene 371 für eine X-Achse, die zwischen den zwei Führungsschienen 322 für eine X-Achse zum Führen der Bewegungsbasis 33 in der X-Achsen-Richtung angeordnet ist, und erstreckt sich in der X-Achsen-Richtung und ein bewegliches Spulenelement 372 für eine X-Achse ist an die gerade Schiene 371 für eine X-Achse in einer beweglichen Weise angepasst und an einer unteren Oberfläche der Bewegungsbasis 33 montiert. Die gerade Schiene 371 für eine X-Achse weist eine Konfiguration auf, in welcher zum Beispiel N-Pole und S-Pole aus mehreren zylindrischen Permanentmagneten abwechselnd verbunden sind, um einen stabförmigen Körper auszubilden, und die mehreren zylindrischen Permanentmagnete, die so zu einem stabförmigen Körper ausgebildet sind, sind in einem hohlen zylindrischen Gehäuse angeordnet, das aus einem nicht magnetischen Material aus Edelstahl ausgebildet ist. Trägerelemente 337 sind an beiden Endabschnitten der geraden Schiene 371 für eine X-Achse montiert, die in dieser Weise ausgestaltet ist, wie in 2 dargestellt, und die gerade Schiene 371 für eine X-Achse ist an einer oberen Oberfläche des X-Achsen-Tisch 32 durch die Trägerelemente 373 angebracht. Das Bewegungsmittel 37 für eine X-Achsen-Richtung, das die gerade Schiene 371 für eine X-Achse und das bewegliche Spulenelement 372 für eine X-Achse beinhaltet, bildet einen sogenannten linearen Stabmotor ähnlich zu dem Bewegungsmittel 36 für eine Y-Achse Richtung. Wenn ein Strom in dem beweglichen Spulenelement 372 für eine X-Achse fließt, werden eine anziehende Kraft und eine abstoßende Kraft aufgrund der magnetischen Kräfte wiederholt generiert, wodurch ein Vorschub generiert wird. Entsprechend kann die Richtung, in welcher das bewegliche Spulenelement 372 für eine X-Achse entlang der geraden Schiene 371 für eine X-Achse bewegt wird, durch eine Änderung der Richtung des Stroms, der an dem beweglichen Spulenelement 372 für eine X-Achse angelegt wird, geändert werden. Solch eine Bewegung in der X-Achsen-Richtung ist eine Bewegung in der sogenannten Bearbeitungszufuhrrichtung des Einspanntischs 34 und dient als ein Bearbeitungszufuhrmechanismus.
Mit Bezug zu 3 werden die Bewegungsbasis 33 und der Einspanntisch 34, der an der Bewegungsbasis 33 getragen ist, genauer beschrieben. In 3 ist der Einspanntisch 34, der an die Bewegungsbasis 33 angepasst ist, in einem getrennten Zustand und von einer geneigten unteren Seite dargestellt. Der Einspanntisch 34 ist aus einer leichten Keramik ausgebildet, wohingegen die Bewegungsbasis 33 aus einem mit Kohlefasern verstärkten Kunststoff (CFRP) ausgebildet ist. Das CFRP ist so ausgebildet, dass es eine Dichte von ungefähr 1,5-2,0 aufweist, die in einem bestimmten Rahmen in Abhängigkeit von einem Formungsverfahren variiert. Das CFRP ist ein extrem leichtes Rohmaterial im Vergleich zu dem, das aus einem Material wie einem Edelstahl (Dichte: 7,9) ausgebildet ist, und weist eine exzellente Festigkeit auf.
Wie in 3 dargestellt, ist eine kreisförmige Vertiefung 331 in dem Zentrum einer oberen Oberfläche der Bewegungsbasis 33 ausgebildet und ein unteres hohles zylindrisches Element 332 ist drehbar in die Vertiefung 331 eingeführt oder angepasst. Das hohle zylindrische Element 332 ist in einem unteren Abschnitt davon mit Sauglöchern 334 und 335 für ein Gas ausgebildet. Das Saugloch 334 für ein Gas, das in dem Zentrum ausgebildet ist, ist mit einem Belüftungsloch 34b verbunden, das in dem Zentrum eines kreisförmigen Vorsprungs 34a ausgebildet ist, der an einem unteren Abschnitt des Einspanntischs 34 ausgebildet ist, wenn der kreisförmige Vorsprung 34a in das hohle zylindrische Element 332 eingepasst oder eingeführt ist. Ferner ist das Saugloch 335 für ein Gas so ausgebildet, dass durch den Einspanntisch 34 angesaugt wird, wenn der Einspanntisch 34 in das hohle zylindrische Element 332 eingeführt oder eingepasst ist. Der Einspanntisch 34, der an der Bewegungsbasis 33 platziert werden soll, ist so ausgestaltet, dass er sich frei in den Richtungen, die durch die Pfeile in der Figur dargestellt sind, drehen kann, zusammen mit einer Drehung des hohlen zylindrische Elements 332.
Mit Bezug zu 2 kann für das Aufbringungsmittel 4 für einen Laserstrahl eine allgemein bekannte Konfiguration angepasst werden. Das Aufbringungsmittel 4 für einen Laserstrahl beinhaltet einen Laserstrahloszillator, einen Dämpfer für eine Leistungsanpassung, einen Galvanospiegel zum Anpassen der Ausbildungsvorrichtung des Laserstrahls, einen reflektiven Spiegel, eine Fokuslinse, die in der Fokuseinheit 4a beinhaltet ist, usw. (in der Darstellung ausgelassen). Ein Bildaufnahmemittel 43 dient zum Detektieren eines Bereichs, der bearbeitet werden soll, eines Werkstücks, das durch den Einspanntisch 34 gehalten ist. Das Bildaufnahmemittel 43 beinhaltet ein optisches System, das ein Mikroskop ausbildet und eine Bildaufnahmeeinheit (ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD)) und ist so ausgestaltet, dass es dazu in der Lage ist, ein Bildsignal, das durch das Aufnehmen erhalten wird, an das Steuerungsmittel zu senden und ein Bild an einem Anzeigemittel (nicht dargestellt) darzustellen. Beachte, dass das Steuerungsmittel aus einem Computer ausgebildet ist und eine zentrale Berechnungseinheit (CPU) für eine arithmetische Bearbeitung entsprechend einem Steuerungsprogramm, einen Festwertspeicher (ROM) zum Speichern des Steuerungsprogramms und dergleichen, einen Arbeitsspeicher (RAM), der dazu in der Lage ist, zu lesen und zu schreiben, um vorläufig detektiert Werte, Ergebnissen von Berechnungen usw. zu speichern, eine Eingabeschnittstelle und eine Ausgabeschnittstelle (in der Darstellung ausgelassen) beinhaltet.
Wie in 1 und 2 dargestellt ist das temporäre Platzierungsmittel 5 an einer oberen Oberfläche der stationären Basis 2 an einer Position in der Y-Achsen-Richtung bezüglich des X-Achsen-Tischs 32, in welchen der Einspanntisch 34 angeordnet ist, in einer gleitenden Weise angeordnet. Das temporäre Platzierungsmittel 5 beinhaltet einen drehbaren temporären Platzierungstisch 51 und einen Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang zum Detektieren eines Umfangs eines Werkstücks, das temporär an dem temporären Platzierungstisch 51 platziert ist. Wie in 2 dargestellt, ist der Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang mit einer Öffnung 52a bereitgestellt, die sich lateral in einer Höhe des temporären Platzierungstischs 51 öffnet und einen Licht emittierendes Element ist an der oberen Seite der Öffnung 52 bereitgestellt, wohingegen ein Licht empfangendes Element an der Position an der unteren Seite der Öffnung 52 bereitgestellt ist, die gegenüber dem Licht emittierenden Element angeordnet ist (Details werden später beschrieben). Ferner ist der Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang so ausgestaltet, dass er in den Richtungen, die durch die Pfeile in der Figur dargestellt sind, bewegt werden kann, nämlich in den Richtungen zum Bewegen zu und weg von dem temporären Platzierungstisch 51 durch einen Antriebsmechanismus, der in der stationären Basis 2 angeordnet ist. Beachte, dass der temporäre Platzierungstisch 51 eine transparente Kunststoffplatte beinhaltet und ein Drehwinkel des temporären Platzierungstischs 51 wird durch einen Drehwinkelsensor (nicht dargestellt) detektiert.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 dargestellt, ist ein Entnahmemittel 6 an einer Position bereitgestellt, die in der X-Achsen-Richtung benachbart zu einem Bereich ist, in welchem das temporäre Platzierungsmittel 5 und der Haltetischmechanismus 3 an der stationären Basis 2 angeordnet sind. Das Entnahmemittel 6 ist mit einer Befestigungsbasis 60 für einen Entnahmemechanismus, einem Entnahmemechanismus 61 und einem Bewegungsmittel 62 für einen Entnahmemechanismus zum Bewegen des Entnahmemechanismus 61 in der Y-Achsen-Richtung bereitgestellt.
Der Entnahmemechanismus 61 beinhaltet eine Bewegungsbasis 611 für ein Entnehmen, ein hohles zylindrisches Element 612, das in der vertikalen Richtung durch einen Luftzylinder, der in der Bewegungsbasis 611 für ein Entnehmen eingefügt ist, vorgeschoben und zurückgezogen werden kann, einen flachen plattenförmigen ersten Armabschnitt 613a dessen einer Endabschnitt drehbar mit einem oberen Endabschnitt des hohlen zylindrischen Elements 612 verbunden ist, einen zweiten Armabschnitt 613b dessen einer Endabschnitt drehbar mit dem anderen Endabschnitt des ersten Armabschnitts 613a verbunden ist und eine Roboterhand 614, die mit dem anderen Endabschnitt des zweiten Armabschnitts 613b verbunden ist. Eine untere Oberfläche der Roboterhand 614 ist mit mehreren Sauglöchern (in der Darstellung ausgelassen) ausgebildet, die mit einer Saugquelle durch das hohle zylindrische Element 612 verbunden sind und dem ersten und zweiten Armabschnitt 613a und 613b verbunden sind, sodass ein Ansaugen des Werkstücks und loslassen des Werkstücks durch eine Steuerung der Betätigung/nicht-Betätigung der Saugquelle durchgeführt werden kann. Beachte, dass die Roboterhand 614 eine Betätigung zum Umdrehen von oben nach unten durch einen Trägerabschnitt an dem anderen Endabschnitt an der Seite des zweiten Armabschnitts 613b durchführen kann, wobei ihre Oberfläche, die mit Sauglöcher ausgebildet ist, zu der oberen Seite gerichtet werden kann.
Das Bewegungsmittel 62 für einen Entnahmemechanismus ist im Wesentlichen in derselben Weise wie das vorgenannte Bewegungsmittel 36 für eine Y-Richtung und das Bewegungsmittel 37 für eine X-Richtung ausgestaltet. Das Bewegungsmittel 62 für einen Entnahmemechanismus beinhaltet zwei Führungsschienen 621 für ein Entnehmen, die an einer oberen Oberfläche der Befestigungsbasis 60 für einen Entnahmemechanismus in der Y Richtung angeordnet sind, eine gerade Schiene 622, die zwischen den Führungsschienen 621 für ein Entnehmen angeordnet ist und sich in der Y-Achsen-Richtung erstreckt und ein bewegliches Spulenelement 623, das an die gerade Schiene 622 in einer beweglichen Weise angepasst ist und an einer unteren Oberfläche der Bewegungsbasis 611 für ein Entnehmen montiert ist. Die gerade Schiene 622 ist in derselben Weise wie die gerade Schiene 361 für eine Y-Achse und die gerade Schiene 371 für eine X-Achse, welche das Bewegungsmittel 36 für eine Y-Achse und das Bewegungsmittel 37 für eine X-Achse jeweils ausbilden, ausgestaltet. Trägerelemente 624 sind an beiden Endabschnitten der geraden Schiene 622 montiert und die gerade Schiene 622 ist an einer oberen Oberfläche der Bewegungsbasis 60 für einen Entnahmemechanismus durch die Trägerelemente 624 angebracht. Das Bewegungsmittel 62 für einen Entnahmemechanismus, das die gerade Schiene 622 und das bewegliche Element 623 beinhaltet, bildet einen sogenannten linearen Stabmotor aus. Wenn ein Strom in dem beweglichen Spulenelement 623 fließt, werden eine anziehende Kraft und eine abstoßende Kraft aufgrund der magnetischen Kräfte wiederholt generiert, wodurch ein Vorschub generiert wird. Darum wird das bewegliche Spulenelement 623 entlang der geraden Schiene 622 bewegt und kann durch eine Änderung der Richtung des Stroms, der an das bewegliche Spulenelement 623 angelegt ist, geändert werden.
Ein Gehäuse 40, welches das Aufbringungsmittel 4 für einen Laserstrahl aufnimmt, ist benachbart zu der stationären Basis 2 in einer solchen Weise bereitgestellt, dass es entlang des X-Achsen-Tischs 32 an der stationären Basis 2 angeordnet ist. Das Gehäuse 40 beinhaltet einen vertikalen Wandabschnitt 41, der sich vertikal nach oben von der unteren Oberfläche erstreckt und einem horizontalen Wandabschnitt 42, sich horizontal von einem oberen Ende des vertikalen Wandabschnitts 41 erstreckt. Wie in 1 dargestellt zählt, sind das Trägermittel 8, das Bildaufnahmemittel 43 und die Fokuseinheit 4a des Aufbringungsmittels 4 für einen Laserstrahl in dem Zustand, in dem sie in der X-Achsen-Richtung ausgerichtet sind, an einer hinteren Oberfläche eines Spitzenabschnitts des horizontalen Wandabschnitts 42 angeordnet.
Wie in der Figur dargestellt, ist ein Platzierungsmechanismus 7 für eine Kassette in einer solchen Weise angeordnet, dass das Entnahmemittel 6 zwischen der stationären Basis 2 und dem Platzierungsmechanismus 7 für eine Kassette in der X-Achsen-Richtung der stationären Basis 2 liegt. Der Platzierungsmechanismus 7 für eine Kassette ist mit einer Kassette für ein unbearbeitetes Werkstück 72a bereitgestellt, in welchem unbearbeitete Werkstücke aufgenommen werden, eine Kassette 72b für bearbeitete Werkstücke, in welcher bearbeitete Werkstücke aufgenommen werden, und einen Kassettentisch 71, an welchem die die Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück und die Kassette 72b für ein bearbeitetes Werkstück in dem Zustand angeordnet sind, in dem diese in der Y Richtung ausgerichtet sind. Es ist bevorzugt, dass die Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück an einer Position in der Nähe des temporären Platzierungsmittels 5 angeordnet ist, wohingegen die Kassette 72b für ein bearbeitetes Werkstück an der Seite nahe der Aufnahmeposition des Einspanntischs 34, wie in der Figur dargestellt, angeordnet ist. Beachte das die „Empfangsposition“ des Einspanntischs 34 eine Position bezeichnet, in welcher das Zentrum des Einspanntischs 34 mit einer geraden Linie zusammenfällt, die in der Y-Achse Richtung von dem Zentrum des temporären Platzierungstischs 51 gezeichnet ist, wenn der Einspanntisch 34 in der X-Achsen-Richtung an den X-Achsen-Tisch 32 bewegt wird.
Wie in 1 dargestellt, ist das Trägermittel 8, welches das Werkstück an dem temporären Platzierungstisch 51 ansaugt und das Werkstück auf den Einspanntisch 34 trägt, der in der Empfangsposition ist, an der unteren Oberfläche des horizontalen Wandabschnitts 43 des Gehäuses 40 bereitgestellt. In 2 ist das Trägermittel 8 an der oberen Seite in dem Zustand dargestellt, in dem es von dem horizontalen Wandabschnitt 42 getrennt ist. Basierend auf einer genaueren Beschreibung der Fig. beinhaltet das Trägermittel 8 ein Gehäuse 81, das einen bekannten Riemenmechanismus darin aufnimmt, eine Öffnung 82, die eine Öffnung in einer Seitenwand des Gehäuses 81 in einer Längsrichtung ist, einen Trägerarm 83, der durch den Riemenmechanismus getragen ist, der in dem Gehäuse 81 aufgenommen ist, und sich zu dem Äußeren des Gehäuses 82 erstreckt, ein Stab 84, der an einem Spitzenendabschnitt des Trägerarms 83 in einer solchen Weise montiert ist, dass der vorgeschoben und zurückgezogen bezüglich der Abfertigungsrichtung werden kann, und ein Saugpad 85, das durch einen Spitzenabschnitt des Stabs 84 getragen ist. Das Saugpad 85 ist mit mehreren Sauglöchern an der unteren Oberflächenseite (nicht dargestellt) ausgebildet und ist mit einer Saugquelle (nicht dargestellt) durch den Stab 84 und den Trägerarm 83 verbunden, sodass das Werkstück durch die untere Oberflächenseite des Saugpads 85 angesaugt oder losgelassen werden kann.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1, die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist, weist im Wesentlichen die oben genannte Konfiguration auf und ihre Betätigung wird basierend auf 4A bis 10 beschrieben. Beachte das in 4A und 10 das Gehäuse 40 zur einfachen Erklärung ausgelassen ist.
Beim Durchführen der Laserbearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform platziert ein Bediener an einem Kassettentisch 71 des Platzierungsmechanismus 7 für eine Kassette eine Kassette 72a für unbearbeitete Werkstücke, in welcher unbearbeitete Werkstücke (in der vorliegenden Ausführungsform Siliziumwafer W) aufgenommen sind, und die Kassette 72b für bearbeitete Werkstücke, die in einem leeren Zustand zum Aufnehmen des bearbeiteten Wafers W vorbereitet ist. Beachte, dass die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform dazu dient, eine Laserbearbeitung durchzuführen, die ein Aufbringen eines Laserstrahls einer solchen Wellenlänge, dass sie durch den Wafer W transmittiert wird, auf dem Wafer W, sodass dadurch eine modifizierte Schicht in dem Wafer W ausgebildet wird, umfasst. Die Wafer W sind jeweils mit einem Schutzband an ihrer vorderen Oberflächenseite, an welcher Bauelemente ausgebildet sind, anhaftend und in der Kassette 72a für unbearbeitete Werkstücke in vorbestimmten Abständen mit ihrer vorderen Oberflächenseite nach oben gerichtet aufgenommen.
Wenn der Start der Laserbearbeitung der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 durch den Bediener befohlen wird, wird zuerst das Bewegungsmittel 62 für einen Entnahmemechanismus betätigt, um die Bewegungsbasis 611 für ein Entnehmen des Entnahmemechanismus 61 vor der Kassette 72a für unbearbeitetes Werkstück zu platzieren. Wenn der Entnahmemechanismus 61 vor der Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück positioniert ist, wird die Roboterhand 614 in die Kassette 72a für unbearbeitetes Werkstück vorgeschoben, um einen unbearbeiteten Wafer W, der in der Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück aufgenommen ist, wie in 4A dargestellt, heraus zu tragen. In diesem Fall ist die Oberfläche, die mit Sauglöchern ausgebildet ist, der Roboterhand 614 zu der oberen Seite ausgerichtet. In der Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück sind mehrere unbearbeitete Wafer W in einem horizontalen Zustand und in vorbestimmten vertikalen Abständen angeordnet. Die Roboterhand 614 wird zu der unteren Oberflächenseite eines vorbestimmten Wafers W in einem Zustand zugeführt, in welchem die Oberfläche der Roboterhand, die mit den Sauglöchern ausgebildet ist, nach oben gerichtet ist und die hintere Oberflächenseite der unbearbeiteten Wafer W wird von unten angesaugt.
Wenn die hintere Oberfläche des unbearbeiteten Wafers W durch die Oberfläche, in welcher Sauglöcher ausgebildet sind, der Roboterhand 614 in der Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück angesaugt wird, werden der erste Arm 613a und der zweite Arm 613b geeignet gedreht, um dadurch den unbearbeiteten Wafer W aus der Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück herauszunehmen und, wie in 4B dargestellt, wird der Wafer W, der durch die Roboterhand 614 angesaugt wird, zu dem temporären Platzierungstisch 51 bewegt. Während dieser Betätigung wird die Roboterhand 614 in einer solchen Weise gedreht, dass die Oberfläche davon, die mit Sauglöchern daran ausgebildet ist, nach unten gerichtet ist, sodass die Oberfläche, welche den Wafer W daranhält, nach unten gerichtet ist. Nach der Bewegung auf den temporären Platzierungstisch 51 wird das hohle zylindrische Element 612 abgesenkt, um dadurch den Wafer W in Kontakt mit der oberen Oberfläche des temporären Platzierungstischs 51 zu bringen, und die Betätigung der Saugquelle wird angehalten, um den angesaugten Zustand freizugeben. Beachte, dass, wie in 4A dargestellt, der temporäre Platzierungstisch 51 auch in seinem Zentrum mit einem Saugloch bereitgestellt ist, das mit der Saugquelle verbunden ist, sodass, wenn ein Saugen durch das Saugloch 51a an dem temporären Platzierungstisch 51 gleichzeitig mit der Freigabe des ansaugenden Zustands an der Roboterhand 614 durchgeführt wird, der Wafer gleichmäßig auf den temporären Platzierungstisch 51 angesaugt werden kann. In dieser Weise wird der Wafer W an dem temporären Platzierungstisch 51 mit seiner hinteren Oberflächenseite nach oben gehalten.
Wenn der unbearbeitete Wafer W unter einem Saugen an dem temporären Platzierungstisch 51 gehalten ist, wird der Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang betätigt, um einen Detektionsschritt für einen Umfang zum Detektieren des umfänglichen Abschnitts des Wafers W und die Position einer Kerbe N, welche die Kristallorientierung des Wafers W angibt, zu detektieren. Der Detektionsschritt für einen Umfang wird genauer beschrieben. Wie in 5A dargestellt, wurde zu dem Zeitpunkt des Platzierens des Wafers W an dem temporären Platzierungstisch 51 der umfängliche Detektionsabschnitt 52 zu einer zurückgezogenen Position bewegt, die von dem temporären Platzierungstisch 51 beabstandet ist, sodass dieser nicht den Wafer W kontaktiert. Nachdem der Wafer W an dem temporären Platzierungstisch 51 platziert ist, wird ein Antriebsmittel (nicht dargestellt) betätigt, um den Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang zu der Seite des temporären Platzierungstischs 51 zu bewegen, sodass ein umfänglicher Abschnitt des temporären Platzierungstischs 51 in die Öffnung 52a, wie in 5B dargestellt, vorgeschoben werden kann. In diesem Fall wird die Größe (Durchmesser) des Wafers W, der bearbeitet werden soll, vorläufig in dem Steuerungsmittel (nicht dargestellt) detektiert. Eine Umfangsposition des Wafers W wird im Wesentlichen an dem Zentrum der Öffnung 52a, wie in 15 dargestellt, positioniert. Wie in der Fig. dargestellt ist ein Licht emittierendes Element 521, das eine vorbestimmte Länge aufweist, in der Links-Rechts-Richtung in der Fig. an der oberen Seite der Öffnung 52a angeordnet und ein Licht empfangendes Element 522 zum Beispiel ein Liniensensor ist an der unteren Seite der Öffnung 52a an einer Position gegenüber dem Licht emittierenden Element 521 angeordnet. Die Betätigung des Detektionsabschnitts 52 für einen Umfang ferner beschrieben.
In dem Fall, in dem der Wafer W an dem temporären Platzierungstisch auf den Einspanntisch 34 getragen wird, der an der oben beschriebenen Empfangsposition liegt, unter Verwendung des Trägermittels 8, musst die zentrale Position des Wafers W an der Linie der Y-Achse liegen, die durch das Zentrum des Einspanntischs 34 läuft. Jedoch, wenn der unbearbeiteten Wafer W an dem temporären Platzierungstisch 51 durch das vorgenannte Trägermittel 6 platziert ist, ist es schwierig, den Wafer W so zu platzieren, dass die zentrale Position des Wafers W genau mit der zentralen Position des temporären Platzierungstischs 51 zusammenfällt. Wenn der Wafer W, dessen zentrale Position von dem temporären Platzierungstisch 51 abweicht, von dem temporären Platzierungstisch 51 auf den Einspanntisch 34 durch das Trägermittel 8 in dem abweichenden Zustand getragen wird, resultiert dies in einer Abweichung zwischen einem Zentrum des Einspanntischs 34 und einem Zentrum des Wafers W. Deswegen werden der Umfang des Wafers W und die Position der Kerbe N, welche die Kristallorientierung des Wafers W angibt, unter Verwendung des Detektionsabschnitts 52 für einen Umfang detektiert, wodurch die zentrale Position des Wafers W unter einem Saugen an dem temporären Platzierungstisch 51 gehalten wird und die Richtung, in welcher die Kerbe N positioniert ist, wird erkannt. Das Detektionsverfahren wird im Folgenden beschrieben.
In dem Zustand, wie in 5C dargestellt, werden das Licht emittierenden Element 521 und das Licht empfangende Element 522 betätigt und der temporäre Platzierungstisch 51 wird in der Richtung, die in 5B angedeutet ist, unter Verwendung eines Antriebsmittels (nicht dargestellt) gedreht. Wie vorher beschrieben beinhaltet der temporäre Platzierungstisch 51 eine transparente Platte und die Drehposition davon wird detektiert. Darum werden ein Bereich, in welchen Licht, das von dem Licht emittierenden Element 521 abgestrahlt wird, durch den Wafer W abgeschirmt wird, und ein Bereich, in welchem der Wafer W nicht vorliegt und das Licht nicht abgeschirmt wird, sondern das Licht empfangende Element 522 erreicht, voneinander unterschieden und eine äußere Kantenform des Wafers W an dem temporären Platzierungstisch 51 wird in Übereinstimmung mit dem Drehwinkel des temporären Platzierungstischs 51 detektiert. Zusätzlich, wenn die äußere Kante vom des Wafers W so erkannt wird, kann die Kristallorientierung des Wafers W auch detektiert werden.
Mit Bezug zu 6A und 6B ist ein Verfahren zum Berechnen der Positionsabweichungsmenge der Position des Wafers W relativ zu dem temporären Platzierungstisch 51 und des Winkels davon beschrieben. Wie in 6A dargestellt, wenn die äußere Kantenform des Wafers W in Übereinstimmung mit einem Drehwinkel des Wafers W durch den vorgenannten Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang detektiert wurde, ist ein Minimum dmin des Abstands der äußeren Kantenform einer äußeren Kante des temporären Platzierungstischs 51, das temporär gespeichert wird, und ein Maximum dmax des Abstands werden zusammen mit einer Drehwinkelposition erfasst. Zusätzlich, wenn eine gerade Linie L1 (durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie angedeutet), welche die Positionen verbindet, an welcher das Minimum dmin und das Maximum dmax erhalten werden, spezifiziert ist, ist durch den folgenden Ausdruck (1) erfasst, inwieweit ein Zentrum O1 des Wafers W zu der Seite dmin von einem Zentrum O2 des temporären Platzierungstischs 51 abweicht, da die gerade Linie L1 notwendigerweise durch das Zentrum O1 des Wafers und das Zentrum O2 des temporären Platzierungstischs 51 läuft, dessen Position vorläufig spezifiziert wurde. $[dmax - dmin] / 2 = Abweichungsmenge$
Zum Beispiel, wenn das Maximum dmax in der vorliegenden Ausführungsform 8 mm und das Minimum dmin 2 mm ist, wird durch eine Berechnung der Abweichungsmenge basierend auf dem obigen Ausdruck (1) erfasst, dass das Zentrum O1 des Wafers W um 3 mm zu der Seite des Minimums dmin von dem Zentrum O2 des temporären Platzierungstischs 51 abweicht. Zusätzlich, wenn die gerade Linie L1 durch den Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang detektiert wird, wird ein Neigungswinkel Θ1 der geraden Linie L1 zu der Y-Achsen-Richtung (durch die gepunktete Linie P angedeutet) erfasst und die Position der Kante wird auch erfasst. Darum wird auch ein Winkel Θ2 zwischen einer geraden Linie L2 (durch eine abwechselnd lang und zweimal kurz gestrichelte Linie angedeutet), welche das Zentrum des Wafers W und die Kerbe N verbindet, und der gerade Linie L1 erfasst. Die Position des Wafers W, die Menge der Abweichung und der Winkel, wie oben beschrieben, werden in dem Speicher des Steuerungsmittels (nicht dargestellt) gespeichert.
Wenn die Abweichungsmenge (3 mm) der Position des Wafers W an dem temporären Platzierungstisch 51 und die Richtung (Θ1) davon, wie vorher beschrieben, erfasst wurden, wird der temporäre Platzierungstisch 51 um Θ1 gedreht, wie in 6B dargestellt, um zu verursachen, dass die gerade Linie L1 und die gerade Linie P, welche die Y-Achsen-Richtung angibt, miteinander übereinstimmen. Als ein Ergebnis werden das Zentrum O1 des Wafers W und das Zentrum O2 des temporären Platzierungstischs 51 in der Y-Achsen-Richtung ausgerichtet und das Zentrum O1 des Wafers W weicht um 3 mm in der Y-Achsen-Richtung von dem Zentrum O2 des temporären Platzierungstischs 51 ab. Gleichzeitig damit wird erfasst, dass der Neigungswinkel der Kerbe N relativ zu der Y-Achsen-Richtung (geraden Linie P) 2 ist.
Wenn der temporäre Platzierungstisch 51 um Θ1 gedreht wurde, wird ein Trägerschritt zum Tragen des Wafers W auf dem Einspanntisch 34 unter Verwendung des Trägermittels 8 danach durchgeführt. Wie in 7A dargestellt, wird der Trägerarm 83 des Trägermittels 8 durch ein Antriebsmittel (nicht dargestellt) betätigt, um das Saugpad 85 in einer Position an der oberen Seite des temporären Platzierungstischs 51 zu platzieren, der Stab 84 wird ausgestreckten abgesenkt, um das Saugpad 85 in Kontakt mit dem Wafer W zu bringen, und die Saugquelle (nicht dargestellt) wird betätigt, sodass der Wafer W durch das Saugpad 85 angesaugt wird. In diesem Beispiel, da das Saugpad 85 so gesetzt ist, dass ein Zentrum immer mit dem Zentrum O2 des temporären Platzierungstischs 51 zusammenfällt, wird der Wafer W durch das Saugpad 85 in einem Zustand angesaugt, in welchem das Zentrum O1 Wafers W um 3 mm in der Y-Achsen-Richtung von dem Zentrum des Saugpads 85 abweicht.
Wenn der Wafer W durch das Saugpad 85 angesaugt wurde, wird der Stab 84 verkürzt, um das Saugpad 85 anzuheben und der Trägerarm 83 wird direkt in der Y-Achsen-Richtung bewegt, wie in 7B dargestellt. In diesem Beispiel ist der Einspanntisch 34 in einer Position positioniert, in welcher das Zentrum mit dem Zentrum O2 des temporären Platzierungstischs 51 in der Y Richtung übereinstimmt d. h. in der Empfangsposition positioniert, sodass es durch ein Bewegen des Trägerarms 83 in der Y-Achsen-Richtung um eine vorgeschriebene Menge möglich ist, zu verursachen, dass das Zentrum des Saugpads 85 und das Zentrum des Einspanntischs 34, das in der Empfangsposition liegt, miteinander übereinstimmen. Hier, da erfasst ist, dass der Wafer W, der an das Saugpad 85 angesaugt ist, in dem Zustand angesaugt ist, in dem dieser um 3 mm in der Y Achsenrichtung abweicht und dies in dem Steuerungsmittel gespeichert ist, wie vorher beschrieben, wird die Bewegungsmenge um 3 mm zu dem Zeitpunkt des Tragens des Wafers W durch den Trägerarm 83 korrigiert. Mit anderen Worten einen Weg um 3 mm kleiner als die vorgeschriebene Wegmenge ist die Bewegungsmenge des Trägerarms 83. Danach wird der Trägerarm 83 um den Weg, der bezüglich der vorbestimmten Menge korrigiert wurde, bewegt, wie in 7B dargestellt, worauf der Wafer W in einer Position positioniert ist, in welcher das Zentrum des Wafers W und das Zentrum des Einspanntischs 34 miteinander in einer Aufsicht zusammenfallen, sodass durch ein Ausstrecken des Stabs 84, um das Saugpad 85 abzusenken, der Wafer W an dem Einspanntisch 34 in einem Zustand platziert ist, in dem ihre Zentren miteinander zusammenfallen. Wenn der Wafer W an dem Einspanntisch 34 platziert wurde, wird das Saugmittel an der Seite des Saugpads 85 angehalten, wohingegen das Saugmittel an der Saugeinspannung 35, welche die Halteoberfläche des Einspanntischs 34 ausbildet, betätigt wird, um den Wafer W unter einem Saugen zu halten. Beachte, dass in diesem Beispiel der Wafer W an dem Einspanntisch 34 in einem Zustand platziert ist, in welchem seine vordere Oberflächenseite, an welcher die Bauelemente ausgebildet sind, an dem Einspanntisch 34 platziert ist, wobei ein Schutzband (nicht dargestellt) dazwischen bereitgestellt ist.
Wie in 8A dargestellt, entsprechend dem vorgenannten Trägermittel 8 wird der Wafer W an dem Einspanntisch 34 platziert, wobei sein Zentrum O1 genau an einem Zentrum 03 des Einspanntischs 34 platziert ist. In diesem Zustand ist jedoch die Position der Kerbe in dem Wafer W um den Winkel Θ2 bezüglich der vorgeschriebenen Richtung, die durch die gepunktete Linie P angedeutet ist, abweichend, wie durch die gerade Linie L2 angedeutet. Wie bereits beschrieben, wurde Θ2 durch den Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang in dem Zustand detektiert, in dem der Wafer W an dem temporären Platzierungstisch 51 platziert ist und wurde in dem Speicher des Steuerungsmittels gespeichert. Darum, während auf den Wert Θ2, der in dem Steuerungsmittel gespeichert ist, zurückgegriffen wird, wird der Einspanntisch 34 um Θ2 bewegt, um dadurch die Kerbe N in eine vorbestimmte Position zu bewegen, wie in 8B dargestellt. Als ein Ergebnis wird die Position der Kerbe N korrigiert und die Kristallorientierung des Wafers W wird in einer vorbestimmten Richtung geeignet für eine Laserbearbeitung positioniert.
Durch die oben genannten Schritte wird der Wafer W korrekt an dem Einspanntisch 34 platziert und durch Bewegen des Einspanntischs 34 zu einer Position unterhalb des Bildgebungsmittels 43 und der Fokuseinheit 4a des Aufbringungsmittels 4 für einen Laserstrahl, das in 1 dargestellt ist, kann ein Laserbearbeitungsschritt durchgeführt werden. Beim Durchführen des Laserbearbeitungsschritts wird zuerst eine sogenannte Ausrichtung durchgeführt, in welcher ein Bearbeitungsbereich des Wafers W, der bearbeitet werden soll, durch das Bildgebungsmittel 43 aufgenommen wird und eine Positionsübereinstimmung zwischen der Fokuseinheit 4a und dem Bearbeitungsbereich wird durchgeführt. Danach wird eine Laserbearbeitung durch ein Aufbringen eines gepulsten Laserstrahls durchgeführt, während die Fokuseinheit 4a und der Bearbeitungsbereich des Wafers W relativ zueinander bewegt werden, indem das Bewegungsmittel 36 für eine Y-Achse und das Bewegungsmittel 37 für eine X-Achse betätigt werden. Beachte, dass zum Beispiel zum Ermöglichen einer Ausrichtung von der hinteren Seite des Wafers W, die aus Silizium ausgebildet ist, das Bildgebungsmittel 43 in der vorliegenden Ausführungsform eine Lichtquelle zum Strahlen von Infrarotstrahlen, die dazu geeignet sind, durch das Silizium von der hinteren Seite des Wafers W zu dringen, ein optisches System zum Aufnehmen der Infrarotstrahlen, ein Bildgebungselement (Infrarot-CCD) zum Ausgeben eines elektrischen Signals entsprechend den Infrarotstrahlen, usw beinhaltet.
Als Laserbearbeitungsbedingungen in der vorliegenden Ausführungsform können zum Beispiel die folgenden Bedingungen ausgewählt sein.

Wellenlänge des Laserstrahls: 1064 nm
Wiederholungsfrequenz: 10 kHz
durchschnittliche Leistung: 1,0 W
Bearbeitung Zufuhrgeschwindigkeit: 2.000 mm/s

Durch diese Betätigung wird eine modifizierte Schicht in dem Wafer entlang jeder der Teilungslinien zum Teilen des Wafers W ausgebildet. Beachte, dass der Laserbearbeitungsschritt in der vorliegenden Ausführungsform eine bekannte Technologie ist und keinen wesentlichen Teil der vorliegenden Erfindung bildet und darum eine detaillierte Beschreibung hiervon ausgelassen ist.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform weist die oben beschriebene Konfiguration auf. Darum, während eine Laserbearbeitung durchgeführt wird, nachdem der Wafer W auf den Einspanntisch 34 unter Verwendung des Trägermittels 8 transportiert wurde, ist es möglich, einen neuen unbearbeiteten Wafer W aus der Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück herauszunehmen, indem das Entnahmemittel 6 betätigt wird und der Wafer W an dem temporären Platzierungstisch 51 platziert und gehalten ist, wie in 7B gezeigt. Mit anderen Worten nachdem der Wafer W von dem temporären Platzierungstisch 51 genommen wurde, wird das Entnahmemittel 6 unmittelbar betätigt, um eine Betätigung, wie in 4A und 4B dargestellt, durchzuführen, wodurch der neue Wafer W an dem temporären Platzierungstisch 51 platziert werden kann und unter einem Saugen da gehalten ist. Danach, während der Wafer W, der vorher auf den Einspanntisch 34 getragen wurde, einer Laserbearbeitung unterzogen wird, kann der Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang betätigt werden, eine Abweichung der Position des neuen Wafers W, der an dem temporären Platzierungstisch 51 gehalten ist, die Richtung davon und die Position der Kerbe N detektieren und die Abweichungsrichtung davon kann vorläufig durch eine Drehung des temporären Platzierungstischs 51 wie notwendig korrigiert werden.
Der Wafer W, der vorher auf den Einspanntisch 34 getragen wurde und der Laserbearbeitung ausgesetzt wurde, wird in die Empfangsposition des Einspanntischs 34 zusammen mit dem Einspanntisch 34 bewegt. Wenn der Einspanntisch 34 in die Empfangsposition, wie in 9 dargestellt, bewegt wurde, wird der Entnahmemechanismus 61 des Entnahmemittels 6 an den Führungsschienen 621 für ein Entnehmen durch eine Betätigung des Bewegungsmittels 62 für einen Entnahmemechanismus bewegt und wird in die Nähe der Empfangsposition positioniert. Wenn der Entnahmemechanismus 61 in die Nähe der Empfangsposition bewegt wurde, werden das hohle zylindrische Element 612, der erste Arm 613a, der zweite Arm 613b und die Roboterhand 614 betätigt, um den bearbeiteten Wafer W an dem Einspanntisch 34 an der unteren Oberflächenseite der Roboterhand 614, wie in der Figur dargestellt, anzusaugen.
Wenn der bearbeitete Wafer W durch eine Betätigung der Roboterhand 614 angesaugt wurde, werden der erste Arm 613a, der zweite Arm 613b und das hohle zylindrische Element 612 weiter betätigt, um den bearbeiteten Wafer W in einer vorbestimmten Position in der Kassette 72b für ein bearbeitetes Werkstück aufzunehmen, wie in 10 dargestellt. Beachte, das nachdem der bearbeitete Wafer W an dem Einspanntisch 34 angesaugt ist, die Roboterhand 614 gedreht wird, sodass der bearbeitete Wafer W in der Kassette 72b aufgenommen ist, wobei die Oberfläche, an welcher die Bauelemente ausgebildet sind, nach oben und die hintere Oberflächenseite nach unten gerichtet ist. Beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Betätigungsmodus beschränkt ist. Ein Modus kann angepasst werden, in welchem die unbearbeiteten Wafer W vorläufig in der Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück aufgenommen sind, wobei ihre hintere Oberflächenseite nach oben gerichtet ist, die hintere Oberflächenseite des Wafers W durch die Roboterhand 614 von oben angesaugt und getragen wird, wohingegen der bearbeitete Wafer W an dem Einspanntisch 34 durch die Roboterhand 614 angesaugt wird, nach dem der bearbeitete Wafer W in der Kassette 72b für ein bearbeitetes Werkstück angesaugt wird, ohne dass die Roboterhand 614 gedreht wird.
Nachdem der Wafer W von dem Einspanntisch 34 durch den Entnahmemechanismus 61 heraus getragen wurde, kann das Trägermittel 8 betätigt werden, um den Wafer, der an dem temporären Platzierungstisch 51 gehalten ist und als nächstes bearbeitet werden soll, auf den Einspanntisch 34 zu tragen und eine Korrektur der Richtung der Kerbe und der Laserbearbeitungsschritt können durchgeführt werden, wie mit Bezug zu 8A und 8B beschrieben. Mit anderen Worten in der Laserbearbeitungsvorrichtung, die basierend auf der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist, kann der bearbeitete Wafer W direkt in der Kassette 72b für ein bearbeitetes Werkstück aufgenommen werden, ohne entlang des Wegs zu laufen, entlang welchem der unbearbeiteten Wafer W getragen wird. Darum überlappen der Weg des unbearbeiteten Wafers W und der Weg des bearbeiteten Wafers W nicht miteinander, sodass die Wafer W effizient bearbeitet werden können.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen können durchgeführt werden. Zum Beispiel während der temporäre Platzierungstisch 51 des temporären Platzierungsmittels 5 aus einer transparenten Platte ausgebildet ist und die Position des Umfangs des Wafers W durch das Licht emittierenden Element 521 detektiert wurde und das Licht empfangende Element 522 in dem Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist, ist dieses nicht beschränkend. In dem Fall, in dem der temporäre Platzierungstisch 51 nicht aus einer transparenten Platte ausgebildet ist, kann eine Konfiguration angepasst werden, in welcher ein Laserstrahl nach unten auf die obere Seite der Öffnung 52a des Detektionsabschnitts 52 für einen Umfang gestrahlt wird und der reflektierte Laserstrahl empfangen wird, um dadurch eine Rauigkeit (Vorsprünge und Vertiefungen) an dem temporären Platzierungstisch zu detektieren und die Umfangsposition zu detektieren. Alternativ kann eine Konfiguration angepasst werden, in welcher die Rauigkeit an dem temporären Platzierungstisch unter Verwendung einer bekannten Ultraschallwelle oder einer Infrarottechnik detektiert wird, wodurch die Umfangsposition detektiert wird. Ferner kann eine Position angepasst werden, in welcher die Form des äußeren Durchmessers durch ein solches Mittel wie eine Bilderkennungsverarbeitung erkannt wird.
Während in der vorliegenden Ausführungsform die Kassette 72a für ein unbearbeitetes Werkstück und die Kassette 72b für ein bearbeitetes Werkstück in der vorliegenden Ausführungsform vorbereitet wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Eine Konfiguration kann angepasst werden, in welcher nur eine Kassette vorbereitet wird und der bearbeitete Wafer W kann in eine vorbestimmte Position in der Kassette zurückgebracht werden, in welcher der Wafer W vor einer Bearbeitung aufgenommen war.
Während ein Fall einer Laserbearbeitung, in welchem ein Laserstrahl einer solchen Wellenlänge auf dem Wafer W aufgebracht wurde, dass er durch den Wafer W transmittiert wird, um eine modifizierte Schicht in dem Wafer auszubilden, in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wurde, ist dieses nicht in der vorliegenden Erfindung beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auch bei einer Laserbearbeitungsvorrichtung zum Durchführen einer sogenannten Ablationsbearbeitung durch Aufbringen eines Laserstrahls einer solchen Wellenlänge, dass sie in dem Wafer W absorbiert wird, auf dem Wafer W anwendbar. Die vorliegende Erfindung ist bei Laserbearbeitungsvorrichtungen anwendbar, unabhängig von der Art der Laserbearbeitung.
Während ein Beispiel, in welchem das Bewegungsmittel 36 für eine Y-Achse und das Bewegungsmittel 37 für eine X-Achse und das Bewegungsmittel 62 für einen Entnahmemechanismus durch einen sogenannten linearen Stabmotor angetrieben wird, in der vorliegenden Ausführungsform erklärt wurde, ist dieses nicht für die vorliegende Erfindung beschränkend und ein Mechanismus, in welchem eine sogenannte Kugelrollspindel durch einen Motor gedreht wird, um eine Drehbewegung des Motors in eine lineare Bewegung umzuformen, kann als eine Antriebskraft für jedes der vorgenannten Antriebsmittel verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Konfiguration angepasst, in welcher der Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang mit der Öffnung 52a bereitgestellt ist und der Detektionsabschnitt 52 in der Richtung des temporären Platzierungstischs 51 beweglich ist, sodass der Umfang des Wafers W, der an dem temporären Platzierungstisch 51 platziert ist, zwischen den Elementen des Detektionsabschnitts 52 für einen Umfang liegen kann. Jedoch wird angenommen, dass die Wafer W, die durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 bearbeitet werden, in ihrer Größe variieren und die Umfangsposition des Wafers W nicht konstant sein muss. Deswegen kann die Position, an welcher der Wafer W zwischen dem Licht emittierenden Element und dem Licht empfangenden Element an der unteren Seite und der oberen Seite der Öffnung 52a ist, wie nötig bewegt werden, entsprechend der Größe des Wafers W, der bearbeitet werden soll. Darüber hinaus kann der Detektionsabschnitt 52 für einen Umfang notfalls ersetzt werden, sodass er mit den Unterschieden der Größe des Wafers W umgehen kann.

Claims

Laserbearbeitungsvorrichtung (1) zum Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks durch Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Werkstück, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung (1) umfasst: einen Kassettentisch (71) zum Platzieren einer Kassette (72a, 72b) daran, in welcher mehrere Werkstücke aufgenommen sind; ein Entnahmemittel (6) zum Entnehmen des Werkstücks aus der Kassette (72a, 72b), die an dem Kassettentisch (71) platziert ist; ein temporäres Platzierungsmittel (5) zum temporären Platzieren des Werkstücks, das durch das Entnahmemittel (6) entnommen wurde; ein Trägermittel (8) zum Tragen des Werkstücks von dem temporären Platzierungsmittel (5) zu einem Einspanntisch (34) ; ein Bildgebungsmittel (43) zum Detektieren eines Bereichs des Werkstücks, der bearbeitet werden soll, das an dem Einspanntisch (34) gehalten ist; und ein Aufbringungsmittel (4) für einen Laserstrahl, das eine Fokuseinheit (4a) zum Aufbringen eines Laserstrahls auf dem Werkstück, das an dem Einspanntisch (34) gehalten ist, beinhaltet, wobei das Entnahmemittel (6) das Werkstück, das durch das Aufbringungsmittel (4) für einen Laserstrahl bearbeitet wurde, von dem Einspanntisch (34) trägt und das Werkstück in der Kassette (72a,72b), die an dem Kassettentisch (71) platziert ist, ablegt.
Laserbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Richtung, in welcher das Entnahmemittel (6) bezüglich des temporären Platzierungsmittels (5) angeordnet ist, eine X-Achsen-Richtung ist und wenn eine Richtung orthogonal zu der X-Achsen-Richtung eine Y-Achsen-Richtung ist, dann ist die Empfangsposition, in welcher der Einspanntisch (34) das Werkstück empfängt, in der Y-Achsen-Richtung bezüglich des temporären Platzierungsmittels (5) gesetzt; die Fokuseinheit (4a) ist in der X-Achsen-Richtung bezüglich der Empfangsposition des Einspanntischs (34) angeordnet; das Trägermittel (8) trägt das Werkstück, das an dem temporären Platzierungsmittel (5) platziert ist, zu dem Einspanntisch (34), der in der Y-Achsen-Richtung positioniert ist; der Einspanntisch (34) so ausgestaltet ist, dass er durch ein Bewegungsmittel (37) für eine X-Achsen-Richtung zwischen der Empfangsposition und einer Bearbeitungsposition, an welcher das Werkstück durch den Laserstrahl, der von der Fokuseinheit (4a) aufgebracht wird, bearbeitet wird, bewegt werden kann; das Entnahmemittel (6) beinhaltet eine Führungsschiene (31) für ein Entnehmen, die in der Y-Achsen-Richtung angeordnet ist, eine Bewegungsbasis (33) für ein Heraustragen, die an der Führungsschiene (621) für ein Entnehmen angeordnet ist, sodass sie bewegt werden kann, und eine Roboterhand (614), die an der Bewegungsbasis (611) für ein Entnehmen angeordnet ist; und die Roboterhand (614) zwischen dem Kassettentisch (71) mit dem temporären Platzierungsmittel (5) positioniert wird, das Werkstück von der Kassette (72a) heraus trägt, das Werkstück temporär an dem temporären Platzierungsmittel (5) platziert, benachbart zu dem Einspanntisch (34) positioniert wird, wobei der Einspanntisch an der Empfangsposition positioniert ist, das bearbeitete Werkstück von dem Einspanntisch (34) heraus trägt und das bearbeitete Werkstück in der Kassette (72b) ablegt.
Laserbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das temporäre Platzierungsmittel (5) einen temporären Platzierungstisch (51), der drehbar ist, und ein Detektionsabschnitt (52) für einen Umfang beinhaltet, der ein Licht emittierendes Element und ein Licht empfangendes Element (521) an Positionen an einer oberen Seite und unteren gegenüberliegenden Seite des Umfangs des Werkstücks beinhaltet, das temporär an dem temporären Platzierungstisch (51) platziert ist, der Detektionsabschnitt (52) für einen Umfang dazu dient, ein Maximum und ein Minimum eines Abstands zwischen einem Umfang eines kreisförmigen Wafers (W), der als das Werkstück dient, und eines Umfangs des temporären Platzierungstischs (51) während einer Drehung des temporären Platzierungstischs (51), Umfangspositionen entsprechend dem Maximum und dem Minimum und die Position einer Kerbe (N), welche eine Kristallorientierung des Wafers (W) andeutet, zu detektieren, einen Winkel, an welchem die Kerbe (N) vorliegt, detektiert, und Positionen einer Richtung einer geraden Linie, welche die Positionen entsprechend dem Maximum und dem Minimum in der Y-Achsen-Richtung verbindet, und ein Zentrum des Wafers (W) bestimmt und das Zentrum des Wafers (W) an dem Drehzentrum des Einspanntischs (34) positioniert ist, wenn der Wafer (W) durch das Trägermittel (8) zu dem Einspanntisch (34) getragen und an diesem platziert ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, wenn von Anspruch 2 abhängig, wobei das Bewegungsmittel für eine X-Achse zum Bewegen des Einspanntischs (34) mindestens eine Führungsschiene (322) für eine X-Achse, die in der X-Achsen-Richtung angeordnet ist, eine Bewegungsbasis, die an der Führungsschiene (322) für eine X-Achse positioniert ist, sodass sie bewegt werden kann, und eine Antriebswelle zum Bewegen der Bewegungsbasis beinhaltet, und eine Bewegungsbasis aus einem mit Kohlefasern verstärkten Kunststoff ausgebildet ist und den Einspanntisch (34) trägt.
Laserbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, wenn von Anspruch 3 abhängig, wobei der temporäre Platzierungstisch (51) eine transparente Platte beinhaltet und der Detektionsabschnitt (52) für einen Umfang dazu ausgestaltet ist, in einer radialen Richtung entsprechend der Größe des Wafers (W) vorgeschoben und zurückgezogen zu werden.