DE102018218221A1

DE102018218221A1 - Laserbearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018218221A1
Application number: DE102018218221.3A
Authority: DE
Inventors: Keiji Nomaru; Yuji Hadano; Masatoshi Nayuki
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2019-04-25
Also published as: US20190118292A1; TWI778154B; JP6968659B2; TW201916962A; KR102513057B1; CN109702334A; US11224941B2; KR20190046634A; JP2019076932A; CN109702334B

Abstract

Ein Flüssigkeitszuführmechanismus, der bei einem oberen Abschnitt einer Halteeinheit angeordnet ist, schließt eine Flüssigkeitskammer mit einer transparenten Platte, die positioniert ist, um einen Spalt zwischen ihr und einer oberen Fläche eines an einem Haltetisch gehaltenen Werkstücks auszubilden, eine aus einem transparenten Element ausgebildete Walze, die einem kontaktfreien Zustand bei einer Position nahe einer oberen Fläche des an dem Haltetisch gehaltenen Werkstücks im Inneren der Flüssigkeitskammer angeordnet ist und einen Flüssigkeitsstrom an dem Werkstück erzeugt; einen die Walze drehenden Motor, eine Flüssigkeitszuführdüse, die von einer Seite der Flüssigkeitskammer die Flüssigkeit in den Spalt führt, und eine Flüssigkeitsabführdüse ein, die von der anderen Seite der Flüssigkeitskammer die Flüssigkeit abführt. Eine Laserstrahlaufbringeinheit schließt einen Kondensor ein, der einen von einem Laseroszillator emittierten Laserstrahl bündelt, um den Laserstrahl durch die transparente Platte, die Walze und die in den Spalt geführte Flüssigkeit auf das an dem Haltetisch gehaltene Werkstück aufzubringen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die einen Laserstrahl auf ein plattenförmiges Werkstück aufbringt, um das Werkstück zu bearbeiten.
BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
Ein Wafer mit einer Vielzahl von Bauelementen, wie zum Beispiel integrierte Schaltkreise (ICs) und Large Scale Integrations (LSIs), die an einer vorderen Fläche des Wafers durch Trennlinien (Straßen) abgegrenzt ausgebildet sind, wird durch eine Laserbearbeitungsvorrichtung in einzelne Bauelementchips geteilt, und die geteilten Bauelementchips werden für elektronische Ausrüstung, wie zum Beispiel ein Mobiltelefon, einen Personal Computer und Beleuchtungsausrüstung verwendet.
Beispiele für Laserbearbeitungsvorrichtungen schließen die folgenden Typen ein: eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die eine Ablationsbearbeitung einsetzt, durch welche ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die in einem Werkstück absorbiert wird, auf das Werkstück aufgebracht wird, mit einem Brennpunkt des Laserstrahls auf einer vorderen Fläche des Werkstücks positioniert, um dadurch als Trennstartpunkte dienende Nuten auszubilden (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent mit der Nummer Hei 10-305420 ); eine Laserbearbeitungsvorrichtung, bei der ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die durch ein Werkstück übertragbar ist, auf das Werkstück aufgebracht wird, mit einem Brennpunkt des Laserstrahls im Inneren des Werkstücks positioniert, um dadurch als Trennstartpunkte dienende modifizierte Schichten im Inneren des Werkstücks auszubilden (siehe zum Beispiel das japanische Patent mit der Nummer 3408805 ); und eine Laserbearbeitungsvorrichtung, bei der ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die durch ein Werkstück übertragbar ist, auf das Werkstück aufgebracht wird, mit einem Brennpunkt des Laserstrahls im Inneren des Werkstücks positioniert, um dadurch eine Vielzahl von Abschirmtunnel auszubilden, die jeweils ein feines bzw. kleines Loch, das sich von einer vorderen Fläche zu einer hinteren Fläche des Werkstücks erstreckt und als Trennstartpunkt dient, und einen amorphen Bereich einschließen, der das kleine Loch umgibt (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent mit der Nummer 2014-221483 ). Einer dieser Laserbearbeitungsvorrichtungstypen wird in Übereinstimmung mit einer Werkstückart, erforderlicher Bearbeitungsgenauigkeit und ähnliche Faktoren angemessen ausgewählt.
Von den oben erwähnten Laserbearbeitungsvorrichtung weist insbesondere der mit einem Ausführen einer Ablationsbearbeitung das Problem auf, dass Rückstände (Laserbearbeitungsspäne), die beim Aufbringen des Laserstrahls auf die vordere Fläche des Wafers erzeugt werden, sich verteilen und an den vorderen Flächen der an dem Wafer ausgebildeten Bauelemente anhaften können, wodurch die Qualität der Bauelemente vermindert wird. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Technik vorgeschlagen, bei der ein flüssiges Harz, durch das der zum Bearbeiten verwendete Laserstrahl übertragbar ist, vor einem Ausführen der Laserbearbeitung auf die vordere Fläche des Wafers aufgebracht wird, um dadurch einem Anhaften von Rückständen vorzubeugen, wobei das flüssige Harz nach dem Ausführen der Laserbearbeitung entfernt wird (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent mit der Nummer 2004-188475 ).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit der in dem offengelegten japanischen Patent mit der Nummer 2004-188475 beschriebenen Technik, macht es die Beschichtung mit dem flüssigen Harz möglich, dagegen vorzubeugen, dass Rückstände an den vorderen Flächen der Bauelemente anhaften, wodurch die Bearbeitungsqualität sichergestellt wird. Jedoch benötigt diese Technik den Schritt eines Aufbringens des flüssigen Harzes und den Schritt eines Entfernens des flüssigen Harzes nach der Bearbeitung, was ein Problem bei der Produktivität verursacht. Da das flüssige Harz ferner nicht wiederholt verwendet werden kann, ist die Verwendung des flüssigen Harzes unwirtschaftlich.
Es wurde auch eine Technik vorgeschlagen, bei der ein Aufbringen eines Laserstrahls mit einem in Wasser eingetauchtem Wafer ausgeführt wird, um Rückstände dazu zu bringen, im Wasser zu schwimmen, wodurch einem Anhaften der Rückstände an der vorderen Fläche des Wafers vorgebeugt wird. In einem Fall, in dem der Laserstrahl mit dem Wafer in Wasser eingetaucht auf den Wafer aufgebracht wird, werden jedoch kleine Blasen bei dem Teil des Wafers erzeugt, auf dem der Laserstrahl aufgebracht wird, was zu dem Problem führt, dass eine Ausbreitung des Laserstrahls durch die Blasen gestört wird und eine gewünschte Bearbeitung nicht erreicht werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, durch die ein Laserstrahl auf ein plattenförmiges Werkstück aufgebracht werden kann, um das Werkstück zu bearbeiten, während einer Behinderung des Aufbringens des Laserstrahls auf das Werkstück vorgebeugt wird.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Halteeinheit mit einem Haltetisch, der ein plattenförmiges Werkstück hält, eine Laserstrahlaufbringeinheit, die einen Laserstrahl auf das an dem Haltetisch gehaltene Werkstück aufbringt, um das Werkstück zu bearbeiten, und einen Flüssigkeitszuführmechanismus einschließt, der bei einem oberen Abschnitt der Halteeinheit angeordnet ist. Der Flüssigkeitszuführmechanismus schließt eine Flüssigkeitskammer mit einer transparenten Platte, die positioniert ist, um zwischen ihr und einer oberen Fläche des an dem Haltetisch gehaltenen Werkstücks einen Spalt auszubilden, eine aus einem transparenten Element ausgebildete Walze, die in einem kontaktfreien Zustand bei einer Position nahe der oberen Fläche des an dem Haltetisch gehaltenen Werkstücks im Inneren der Flüssigkeitskammer angeordnet ist und die an dem Werkstück einen Flüssigkeitsstrom erzeugt, einen Walzenrotationsmechanismus, der die Walze dreht, eine Flüssigkeitszuführdüse, die von einer Seite der Flüssigkeitskammer die Flüssigkeit in den Spalt führt, und eine Flüssigkeitsabführdüse einschließt, die von der anderen Seite der Flüssigkeitskammer die Flüssigkeit abführt. Die Laserstrahlaufbringeinheit schließt einen Laseroszillator, der einen Laserstrahl emittiert, und einen Kondensor ein, der den von dem Laseroszillator emittieren Laserstrahl bündelt, um den Laserstrahl durch die transparente Platte, die Walze und die in den Spalt geführte Flüssigkeit auf das an dem Haltetisch gehaltene Werkstück aufzubringen.
Vorzugsweise schließt die Laserstrahlaufbringeinheit ferner ein Streumittel ein, das den von dem Laseroszillator emittierten Laserstrahl streut.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, bei der ein Aufbringen eines Laserstrahls auf ein Werkstück nicht behindert wird. Zudem kann in einem Fall, in dem die vorliegende Erfindung auf einer eine Ablationsbearbeitung ausführende Laserbearbeitungsvorrichtung angewandt wird, ein Anhaften von Rückständen, die zum Zeitpunkt der Laserbearbeitung erzeugt werden, an Bauelementen zurückgehalten werden, und einem Absenken der Bearbeitungsqualität der Bauelemente wird vorgebeugt, ohne die vordere Fläche des Wafers mit einem flüssigen Harz zu beschichten.
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise ihrer Umsetzung werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und angehängten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, deutlicher und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Flüssigkeitszuführmechanismus und eine Halteeinheit der in 1 veranschaulichten Laserbearbeitungsvorrichtung in einem auseinandergenommenen Zustand zeigt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die den in 2 veranschaulichten Flüssigkeitszuführmechanismus und die Halteeinheit in einem teilweise auseinandergenommenen Zustand zeigt;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahlaufbringeinheit der in 1 veranschaulichten Laserbearbeitungsvorrichtung;
5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 4 veranschaulichten Laserstrahlaufbringeinheit in einem teilweise auseinandergenommenen Zustand;
6 ist ein Blockschaubild, das ein optisches System der in 4 veranschaulichten Laserstrahlaufbringeinheit veranschaulicht;
7A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem eine Laserbearbeitung durch die in 5 veranschaulichte Laserstrahlaufbringeinheit ausgeführt wird;
7B ist eine Seitenansicht der 7A; und
8 ist eine Seitenansicht der Laserstrahlaufbringeinheit zum Erläutern eines Zustands, in dem eine Laserbearbeitung mit einem Laserstrahl ausgeführt wird, der durch ein Streumittel der in 7A veranschaulichten Laserstrahlaufbringeinheit gestreut wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Es wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen eine Laserbearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben. 1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung 2 bei der vorliegenden Ausführungsform. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 schließt eine Basis 21, eine Halteeinheit 30, die an der Basis 21 angeordnet ist und ein Werkstück hält, einen Rahmenkörper 22 einschließlich eines vertikalen Wandabschnitts 221, der an der Basis 21 auf einer lateralen Seite der Halteeinheit 30 in einer durch einen Pfeil Z angedeuteten Z-Richtung errichtet ist, und eines horizontalen Wandabschnitts 222, der sich von einem oberen Endabschnitt des vertikalen Wandabschnitts 221 in einer horizontalen Richtung erstreckt, einen Flüssigkeitszuführmechanismus 40, der bei einem oberen Abschnitt der Halteeinheit 30 angeordnet ist, und eine Laserstrahlaufbringeinheit 6 ein, die an einer unteren Fläche des horizontalen Wandabschnitts 222 angeordnet ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Flüssigkeitszuführmechanismus 40 und die Halteeinheit 30 der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 in einem auseinandergenommenen Zustand veranschaulicht. Zudem ist 3 eine perspektivische Ansicht, die jede der Komponenten der Halteeinheit 30 genauso wie eine Flüssigkeitskammer 41, eine Flüssigkeitszuführdüse 43 und eine Flüssigkeitsabführdüse 44, die den Flüssigkeitszuführmechanismus 40 ausbilden, in einem auseinandergenommenen Zustand veranschaulicht. Jede der Komponenten wird nachfolgend beschrieben.
Wie in 3 veranschaulicht, schließt die Halteeinheit 30 eine Haltebasis 31 mit einer rechtwinkligen Quaderform, einen rechtwinkligen Basistisch 32, der an einer oberen Fläche der Haltebasis 31 angeordnet ist, einen mittigen Tisch 33, der im Wesentlichen im Mittelpunkt des Basistischs 32 angeordnet ist und eingerichtet ist, mit im Wesentlichen einer Hälfte in einem Bereich des Basistischs 32 zu sein, und einen kreisförmigen Haltetisch 34 ein, der an dem mittigen Tisch 33 angeordnet ist. Der Haltetisch 34 ist eingerichtet, durch einen nicht veranschaulichten Rotationsmechanismus drehbar zu sein. Ein mittiger Bereich des Haltetischs 34 ist mit einer kreisförmigen Saugeinspannung 34a aufgebaut, die aus einem gasdurchlässigen Material ausgebildet ist, wie zum Beispiel eine poröse Keramik. Die Saugeinspannung 34a ist mit einer nicht veranschaulichten Saugquelle verbunden und hält ein an der Saugeinspannung 34a platziertes plattenförmiges Werkstück unter Saugkraft.
Der Flüssigkeitszuführmechanismus 40 ist bei dem oberen Abschnitt der Halteeinheit 30 angeordnet. An dem Basistisch 32, der an der Haltebasis 31 der Halteeinheit 30 angeordnet ist, ist eine Flüssigkeitskammer 41 so platziert, dass sie in einer Y-Achsenrichtung verschiebbar ist. Die Flüssigkeitskammer 41 schließt einen Rahmen 41a, der sich in einer X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung erstreckt, eine transparente Platte 42, die einen durch den Rahmen 41a definierten Raum 41b von oben verschließt, und eine Walze 52 ein, die bei einer in den Raum 41b geführte Flüssigkeit eine Strömung erzeugt. Dieser Aufbau stellt sicher, dass der Raum 41b ein durch den Basistisch 32, die transparente Platte 42 und den Rahmen 41a geschlossener Raum sein kann. Der Rahmen 41a weist Endabschnitte auf, die so positioniert sind, dass sie einander in der Y-Achsenrichtung zugewandt sind. Ein Endabschnitt des Rahmens 41a ist mit einer Flüssigkeitszuführöffnung 41c bereitgestellt, die eine Kommunikation zwischen dem Raum 41b und der Außenseite bereitstellt, und der andere Endabschnitt des Rahmens 41a ist mit einer Flüssigkeitsabführöffnung 41d versehen, die eine Kommunikation zwischen dem Raum 41b und der Außenseite bereitstellt. Die Flüssigkeitszuführöffnung 41c und die Flüssigkeitsabführöffnung 41d erstrecken sich in einer horizontalen Richtung bei den oben erwähnten Endabschnitten des Rahmens 41a und sind mit einer Größe ausgebildet, die größer ist als ein Durchmesser der Saugeinspannung 34a. Die transparente Platte 42 ist eingerichtet, abnehmbar zu sein, um eine obere Seite der Flüssigkeitskammer 41 zum Zeitpunkt eines Platzierens des Werkstücks auf dem Haltetisch 34 oder Herausnehmens des Werkstücks von dem Haltetisch 34 zu öffnen. Die transparente Platte ist zum Beispiel aus einer Glasplatte aufgebaut.
Eine Flüssigkeitszuführdüse 43 ist mit einer Position des Rahmens 41a verbunden, bei dem die Flüssigkeitszuführöffnung 41c angeordnet ist. Zudem ist eine Flüssigkeitsabführdüse 44 zum Abgeben der Flüssigkeit mit einer Position des Rahmens 41a verbunden, bei welcher die Flüssigkeitsabführöffnung 41d angeordnet ist. Mit diesem Aufbau wird die Flüssigkeit durch die Flüssigkeitszuführdüse 43 von einer Seite der Flüssigkeitskammer 41 zugeführt, und die Flüssigkeit wird durch die Flüssigkeitsabführdüse 44 von der anderen Seite der Flüssigkeitskammer 41 abgeführt. Dies wird nachfolgend genauer beschrieben.
Die Flüssigkeitszuführdüse 43 ist mit einer Zuführöffnung 43a, die mit der Flüssigkeit versorgt wird, einem Durchgang 43b, durch den die von der Zuführöffnung 43a zugeführte Flüssigkeit gelangt, und einer Abgabeöffnung 43c versehen, durch welche die durch den Durchgang 43b gelangte Flüssigkeit abgeführt wird. Wie durch gepunktete Linien in der Figur angedeutet, ist die Zuführöffnung 43a in einer unteren Fläche der Flüssigkeitszuführdüse 43 angeordnet, der Durchgang 43b ist im Inneren der Flüssigkeitszuführdüse 43 ausgebildet und die Abgabeöffnung 43c ist mit der gleichen Form wie die der Flüssigkeitszuführöffnung 41c bei einer Position ausgebildet, die der Flüssigkeitszuführöffnung 41c der Flüssigkeitskammer 41 zugewandt ist. Mit der Flüssigkeitszuführdüse 43 mit der Flüssigkeitskammer 41 verbunden, sind die Abgabeöffnung 43c der Flüssigkeitszuführdüse 43 und die Flüssigkeitszuführöffnung 41c der Flüssigkeitskammer 41 miteinander verbunden, und die Zuführöffnung 43a der Flüssigkeitszuführdüse 43 und der Raum 41b im Inneren der Flüssigkeitskammer 41 kommunizieren miteinander.
Die Flüssigkeitsabführdüse 44 ist mit der gleichen Form eingerichtet, wie die Flüssigkeitszuführdüse 43. Die Flüssigkeitsabführdüse 44 ist mit einer Zuführöffnung 44c, die mit der Flüssigkeit versorgt wird, einem Durchgang 44b, durch den die von der Zuführöffnung 44c zugeführte Flüssigkeit gelangt, und eine Abgabeöffnung 44a versehen, durch welche die durch den Durchgang 44b gelangte Flüssigkeit abgeführt wird. Wie in 3 veranschaulicht, ist die Zuführöffnung 44c der Flüssigkeitsabführdüse 44 mit der gleichen Form wie die der Flüssigkeitsabführöffnung 41d der Flüssigkeitskammer 41 bei einer Position ausgebildet, die der Flüssigkeitsabführöffnung 41d der Flüssigkeitskammer 41 zugewandt ist. Der Durchgang 44b ist im Inneren der Flüssigkeitsabführdüse 44 ausgebildet, und die Abgabeöffnung 44a ist in einer unteren Fläche der Flüssigkeitsabführdüse 44 angeordnet. Mit der Flüssigkeitszuführdüse 43 und der Flüssigkeitsabführdüse 44 mit der Flüssigkeitskammer 41 verbunden, kommunizieren die Zuführöffnung 43a der Flüssigkeitszuführdüse 43 und die Abgabeöffnung 44a der Flüssigkeitsabführdüse 44 durch den Raum 41b im Inneren der Flüssigkeitskammer 41 miteinander.
Wie in 3 veranschaulicht, ist die Walze 52 ein stabförmiges Element mit einem Durchmesser von 5,0 mm, welches den Raum 41b im Inneren der Flüssigkeitskammer 41 in der X-Achsenrichtung durchquert und aus einem transparenten Element, wie zum Beispiel ein Glas, ausgebildet ist, durch das der Laserstrahl übertragen wird. Ein Endabschnitt der Walze 52 wird im Wesentlichen bei dem Mittelpunkt eines Abschnitts des Rahmens 41a drehbar unterstützt, der entlang der Y-Achsenrichtung angeordnet ist, und der andere Endabschnitt der Walze 52 wird im Wesentlichen bei einem mittigen Abschnitt eines Abschnitts des Rahmens 41a drehbar unterstützt, der dem oben erwähnten Abschnitt des Rahmens 41a zugewandt ist, welcher den einen Endabschnitt der Walze 52 unterstützt. Ein Motor 54 als ein Walzenrotationsmechanismus, der die Walze 52 in einer durch einen Pfeil R1 angedeuteten Richtung dreht, ist mit dem anderen Endabschnitt der Walze 52 verbunden. Der Motor 54 ist an dem Rahmen 41a befestigt, und wenn sich der Motor 54 dreht, wird die Walze 52 in der Richtung des Pfeils R1 gedreht.
Wie in 2 veranschaulicht, sind ein Paar Führungsschienen 23 und 23, dass sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, und ein Haltetischbewegungsmittel 24, das die Haltebasis 31 in der Y-Achsenrichtung entlang der Führungsschienen 23 und 23 bewegt, an einer oberen Fläche der Basis 21 angeordnet. Eine untere Fläche der Haltebasis 31 ist mit einem Paar Führungsnuten 31a und 31a versehen, die respektive an die Führungsschienen 23 und 23 angepasst sind. Mit den Führungsnuten 31a und 31a respektive zu den Führungsschienen 23 und 23 passend, kann die Haltebasis 31 entlang der Führungsschienen 23 und 23 in der Y-Achsenrichtung bewegt werden.
Das Haltetischbewegungsmittel 24 schließt eine männliche Gewindestange 241, die parallel zu und zwischen dem Paar Führungsschienen 23 und 23 angeordnet ist, und einen Schrittmotor 242 ein, der an der Basis 21 befestigt ist, um die männliche Gewindestange 241 in Rotationsrichtung anzutreiben. Die männliche Gewindestange 241 ist an ihrem einen Ende drehbar durch einen an der Basis 21 befestigten Lagerblock 25 unterstützt und ist an ihrem anderen Ende mit einer Ausgangswelle des Schrittmotors 242 verbunden. Zudem ist die männliche Gewindestange 241 in ein durchgehendes weibliches Gewindeloch 31b geschraubt, das in einem unteren mittigen Abschnitt der Haltebasis 31 entlang der Y-Achsenrichtung ausgebildet ist (siehe auch 3). Mit der männlichen Gewindestange 241 durch den Schrittmotor 242 angetrieben, um sich vorwärts und rückwärts zu drehen, wird die Haltebasis 31 entlang der Führungsschienen 23 und 23 in der Y-Achsenrichtung bewegt. Obwohl dessen Veranschaulichung weggelassen wird, ist anzumerken, dass das Haltetischbewegungsmittel 24 mit einem Positionserfassungsmittel versehen ist, wodurch eine Position der Haltebasis 31 in der Y-Achsenrichtung präzise erfasst wird. Basierend auf der Positionsinformation wird ein Antriebssignal für den Schrittmotor 242 in einem Steuerungsmittel, das in der Veranschaulichung weggelassen wird, der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 erzeugt, und das Antriebssignal wird an den Schrittmotor 242 ausgegeben, wodurch der Haltetisch 34, der an der oberen Fläche der Haltebasis 31 angeordnet ist, bei einer gewünschten Position präzise positioniert werden kann.
Obwohl für eine einfache Erklärung eine Veranschaulichung einer bestimmten Befestigungsmethode weggelassen wird, ist der Flüssigkeitszuführmechanismus 40 relativ zu der Basis 21 befestigt. Insbesondere wenn die Haltebasis 31, wie oben erwähnt, in der Y-Achsenrichtung bewegt wird, wird der Flüssigkeitszuführmechanismus 40, der bei einem oberen Abschnitt der Haltebasis 31 angeordnet ist, nicht bewegt. Mit der Haltebasis 31 in Bewegung, wird das an dem Haltetisch 34 gehaltene Werkstück an der Basis 21 daher in der Y-Achsenrichtung bewegt und wird zudem in Bezug auf den Flüssigkeitszuführmechanismus 40 in der Y-Achsenrichtung bewegt. Es ist anzumerken, dass der Flüssigkeitszuführmechanismus 40 nur so angeordnet sein muss, dass er nicht relativ zu der Basis 21 bewegt wird, und an dem horizontalen Wandabschnitt 222 durch Klammern oder Ähnliches befestigt sein kann.
Der an der Haltebasis 31 angeordnete Basistisch 32 ist so ausgebildet, dass er in seiner Größe in der Y-Achsenrichtung länger ist als der Rahmen 41a, der die Flüssigkeitskammer 41 ausbildet. Als Ergebnis wird ein Zustand, in dem die untere Seite des Raums 41b der Flüssigkeitskammer 41 geschlossen ist, durch den Basistisch 32 selbst dann beibehalten, wenn die Haltebasis 31 in der Y-Achsenrichtung unter die Flüssigkeitskammer 41 bewegt wird. Es ist anzumerken, dass eine untere Fläche der Flüssigkeitskammer 41 und/oder eine obere Fläche des Basistischs 32 mit einer Fluorbeschichtung versehen ist, wodurch eine Aufrechterhaltung eines hermetisch abgedichteten Zustands des Raums 41b im Inneren der Flüssigkeitskammer 41 und eine gleichmäßige Bewegung der Haltebasis 31 sichergestellt werden.
Ausführungen des Flüssigkeitszuführmechanismus 40 und dessen Umgebung werden nachfolgend beschrieben. Wie in 2 veranschaulicht, schließt die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform eine Flüssigkeitszuführpumpe 45, einen Filter 46 und einen Flüssigkeitsreservetank 47 auf so eine Weise ein, dass die Flüssigkeit durchgehend dem Inneren des Flüssigkeitszuführmechanismus 40 zugeführt wird. Der Flüssigkeitsreservetank 47 ist bei dem Filter 46 angeordnet. Die Flüssigkeitszuführpumpe 45 und die Flüssigkeitszuführdüse 43 sind durch einen ersten Schlauch 48a miteinander verbunden, die Flüssigkeitsabführdüse 44 und der Filter 46 sind durch einen zweiten Schlauch 48b miteinander verbunden, und der Filter 46 und die Flüssigkeitszuführpumpe 45 sind durch einen dritten Schlauch 48c miteinander verbunden. Die Schläuche 48a bis 48c sind mit aus Kunststoff hergestellten flexiblen Schläuchen aufgebaut.
In Übereinstimmung mit dem oben erwähnten Aufbau und wie in 1 veranschaulicht, wird die von der Flüssigkeitszuführpumpe 45 ausgestoßene Flüssigkeit W durch den ersten Schlauch 48a und die Flüssigkeitszuführdüse 43 der Flüssigkeitskammer 41 zugeführt, und die der Flüssigkeitskammer 41 zugeführte Flüssigkeit W wird durch die Flüssigkeitsabführdüse 44 abgeführt. Dann wird die von der Flüssigkeitsabführdüse 44 abgeführte Flüssigkeit W dem Filter 46 zugeführt, um dort gefiltert zu werden, und wird dann zu der Flüssigkeitszuführpumpe 45 zurückgeführt. Bei dem Flüssigkeitszuführmechanismus 40 der vorliegenden Ausführungsform ist es zulässig, dass die Flüssigkeit W nach und nach durch einen Spalt zwischen der Flüssigkeitskammer 41 und dem Basistisch 32, einem Spalt zwischen dem Rahmen 41a und der transparenten Platte 42 und Ähnlichem austritt, und die ausgetretene Flüssigkeit W kann an der Basis 21 gesammelt werden und dem Filter 46 wieder zugeführt werden. In einem Fall, in dem ein Betrag der Flüssigkeit W aufgrund der Leckage abnimmt, kann die Flüssigkeit W angemessen von dem Flüssigkeitsreservetank 47 aufgefüllt werden. Es ist anzumerken, dass der Flüssigkeitsreservetank 47 direkt mit dem Filter 46 verbunden ist und zudem dazu dient, in der zu dem Filter 46 geführten Flüssigkeit W enthaltene Luftblasen abzugeben.
In Übereinstimmung mit dem obigen Aufbau wird die Flüssigkeit W in dem Flüssigkeitszuführmechanismus 40, der Flüssigkeitszuführpumpe 45, dem Filter 46 und dem Flüssigkeitsreservetank 47 umgewälzt. Eine Strömungsgeschwindigkeit der in die Flüssigkeitskammer 41 strömenden Flüssigkeit W kann durch Regulieren einer Druckzufuhrwirkungsgrad der Flüssigkeitszuführpumpe 45, einem Verändern eines inneren Volumens der Flüssigkeitskammer 41 oder einem Regulieren von Öffnungsbereichen der Flüssigkeitszuführöffnung 41c und der Flüssigkeitsabführöffnung 41d gesteuert werden.
Nunmehr Bezug nehmend auf 1, 4 und 5 wird die Laserstahlaufbringeinheit 6 beschrieben. Es ist anzumerken, dass 5 eine perspektivische Explosionsansicht der Laserstrahlaufbringeinheit 6 ist, die in 4 veranschaulicht wird.
Die Laserstrahlaufbringeinheit 6 schließt eine Führungsplatte 60, die an der unteren Fläche des horizontalen Wandabschnitts 222 des Rahmenkörpers 22 durch ein nicht veranschaulichtes Befestigungsmittel befestigt ist, ein in Y-Achsenrichtung bewegbares Element 62, das so durch die Führungsplatte 60 unterstützt wird, dass es in der Y-Achsenrichtung bewegbar ist, und einen Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 ein, der das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 62 in der Y-Achsenrichtung bewegt. Ein Paar Führungsschienen 60a, das sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, ist bei einem unteren Abschnitt von einem der Enden der Führungsplatte 60 in der X-Achsenrichtung ausgebildet. Wie in den 4 und 5 veranschaulicht, schließt das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 62 ein Paar Führungsabschnitte 66, das in der X-Achsenrichtung voneinander beabstandet angeordnet ist, und einen Montageabschnitt 68 ein, der zwischen unteren Enden der Führungsabschnitte 66 und sich in der X-Achsenrichtung erstreckend angeordnet ist. Eine Führungsschiene 66a, die sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, ist bei einem oberen Abschnitt von jedem der Führungsabschnitte 66 ausgebildet. Die Führungsschienen 66a der Führungsabschnitte 66 und die Führungsschienen 60a der Führungsplatte 60 sind miteinander im Eingriff, wodurch das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 62 so durch die Führungsplatte 60 unterstützt wird, dass es in der Y-Achsenrichtung bewegbar ist. Zudem ist ein Paar Führungsschienen 68a, das sich in der X-Achsenrichtung erstreckt, bei einem unteren Abschnitt von einem der Enden des Montageabschnitts 68 in der Y-Achsenrichtung ausgebildet. Der Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 schließt eine Kugelspindel 70, die sich unter der Führungsplatte 60 in der Y-Achsenrichtung erstreckt, und einen Motor 72 ein, der mit einem Endabschnitt der Kugelspindel 70 verbunden ist. Ein torförmiger Mutterabschnitt 70a der Kugelspindel 70 ist an einer oberen Fläche des Montageabschnitts 68 befestigt. Der andere Endabschnitt der Kugelspindel 70, mit dem der Motor 72 nicht verbunden ist, wird in den Mutterabschnitt 70a geschraubt, bevor er durch einen Stützteilabschnitt 60b drehbar unterstützt wird, der bei einem vorderen Kantenabschnitt der Führungsplatte 60 ausgebildet ist. Der Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 wandelt eine Drehbewegung des Motors 72 in eine geradlinige Bewegung um und überträgt die geradlinige Bewegung durch die Kugelspindel 70 zu dem in Y-Achsenrichtung bewegbaren Element 62, wodurch das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 62 entlang der Führungsschienen 60a der Führungsplatte 60 in der Y-Achsenrichtung bewegbar ist.
Unter Bezugnahme auf 5 wird die Beschreibung der Laserstrahlaufbringeinheit 6 fortgeführt. Die Laserstrahlaufbringeinheit 6 schließt ferner eine in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74, die an dem Montageabschnitt 68 des in Y-Achsenrichtung bewegbaren Elements 62 so montiert ist, dass sie in der X-Achsenrichtung bewegbar ist, und den X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 ein, der die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74 in der X-Achsenrichtung bewegt. Beide Endabschnitte der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 in der Y-Achsenrichtung und die Führungsschienen 68a des Montageabschnitts 68 sind miteinander im Eingriff, wodurch die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74 so an dem Montageabschnitt 68 montiert ist, dass sie in der X-Achsenrichtung bewegbar ist. Der X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 schließt eine Kugelspindel 78, die sich an der oberen Seite des Montageabschnitts 68 in der X-Achsenrichtung erstreckt, und einen Motor 80 ein, der mit einem Endabschnitt der Kugelspindel 78 verbunden ist und durch einen der Führungsabschnitte 66 unterstützt wird. Ein Mutterabschnitt 78a der Kugelspindel 78 wird durch eine Öffnung 68b des Montageabschnitts 68 geführt und an einer oberen Fläche der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 befestigt. Der andere Endabschnitt der Kugelspindel 78, mit dem der Motor 80 nicht verbunden ist, wird durch den anderen der Führungsabschnitte 66 drehbar unterstützt, an dem der Motor 80 nicht befestigt ist. Der X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 wandelt durch die Kugelspindel 78 eine Drehbewegung des Motors 80 in eine geradlinige Bewegung um und überträgt die geradlinige Bewegung zu der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74, wodurch die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74 entlang der Führungsschienen 68a des Montageabschnitts 68 in der X-Achsenrichtung bewegt wird.
Ferner Bezug nehmend auf die 5 bis 8 wird ein Aufbau eines optischen Systems der Laserstrahlaufbringeinheit 6 beschrieben. Wie in 5 veranschaulicht, schließt die Laserstrahlaufbringeinheit 6 einen Laseroszillator 82, der einen gepulsten Laserstrahl LB emittiert, einen in der Veranschaulichung weggelassenen Dämpfer, der eine Ausgabe des von dem Laseroszillator 82 emittierten Laserstrahls LB steuert, einen rechtwinkligen Prismaspiegel 84, der an einer unteren Fläche des Montageabschnitts 68 von dem in Y-Achsenrichtung bewegbaren Element 62 von dem Laseroszillator 82 in der Y-Achsenrichtung beabstandet montiert ist, einen Kondensor 86, der an einer unteren Fläche der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 74 montiert ist, sodass er in der Z-Achsenrichtung bewegbar ist, und ein Brennpunktpositionssteuerungsmittel ein, das bei der Veranschaulichung weggelassen ist und eingerichtet ist, den Kondensor 86 in der Z-Achsenrichtung zu bewegen, um die Position des Brennpunkts von dem Kondensor 86 in der Z-Achsenrichtung zu steuern. Der Laseroszillator 82 oszilliert beispielsweise einen Laser mit einer Wellenlänge (zum Beispiel 355 nm), die in dem Werkstück absorbiert wird. Wie in 6 veranschaulicht, wird die Ausbreitungsrichtung des von dem Laseroszillator 82 in der Y-Achsenrichtung abgegebenen Laserstrahls LB durch den rechtwinkligen Prismaspiegel 84 um 90° geändert, sodass er zu dem Kondensor 86 geführt wird.
Wie in 7a veranschaulicht, sind im Inneren eines oberen Gehäuses 86a des Kondensors 86 ein Polygonspiegel 91 als Streumittel, das den durch den Laseroszillator 82 oszillierten Laserstrahl LB streut, und ein Motor 92 vorgesehen, der den Polygonspiegel 91 mit einer hohen Geschwindigkeit in einer durch einen Pfeil R2 angedeuteten Richtung dreht, und eine Kondensorlinse (fθ-Linse) 86b vorgesehen, die den Laserstrahl LB bündelt, um den Laserstrahl LB auf das Werkstück aufzubringen. Wie in 8 veranschaulicht, weist der Polygonspiegel 91 eine Vielzahl von Spiegeln M auf, die in Bezug auf eine Rotationsachse des Polygonspiegels 91 konzentrisch angeordnet ist. Die fθ-Linse 86b ist unter dem Polygonspiegel 91 angeordnet und fokussiert den Laserstrahl LB, um den Laserstrahl LB auf das Werkstück an dem Haltetisch 34 aufzubringen. Der von dem rechtwinkligen Prismaspiegel 84 geführte Laserstrahl LB wird auf so eine Weise zu der fθ-Linse 86b geführt, dass die Abstrahlrichtung des Laserstrahls LB durch die sich drehenden Spiegel M in der X-Achsenrichtung gestreut wird und der Laserstrahl LB auf das Werkstück aufgebracht wird, während er in einem vorbestimmten Bereich in der X-Achsenrichtung gestreut wird. Es ist anzumerken, dass die transparente Platte 42 in 7A für eine einfache Erläuterung weggelassen worden ist.
Zum Fortführen der Beschreibung zu der 5 zurückkehrend, ist an der unteren Fläche der in X-Achsenrichtung bewegbaren Plate 74 ein Ausrichtungsmittel 88, das in der X-Achsenrichtung von dem Kondensor 86 beabstandet montiert ist, zusammen mit dem Kondensor 86 angeordnet. Das Ausrichtungsmittel 88 ist eingerichtet, das an dem Haltetisch 34 gehaltene Werkstück abzubilden, um einen mit einem Laser zu bearbeitenden Bereich zu erfassen. Ferner schließt die Laserstrahlaufbringeinheit 6 ein nicht veranschaulichtes Brennpunktpositionssteuerungsmittel ein. Obwohl bei der Veranschaulichung eine bestimmte Ausführung des Brennpunktpositionssteuerungsmittels weggelassen wird, kann der Aufbau beispielsweise eine Kugelspindel mit einem an dem Kondensor 86 befestigten Mutterabschnitt und sich in der Z-Achsenrichtung erstreckend, und einen Motor einschließen, der mit einem Endabschnitt der Kugelspindel verbunden ist. Durch so einen Aufbau wird eine Rotationsbewegung des Motors in eine geradlinige Bewegung umgewandelt, und der Kondensor 86 wird entlang von in der Veranschaulichung weggelassenen in der Z-Achsenrichtung angeordneten Führungsschienen bewegt, wodurch die Position des Brennpunkts von dem Laserstrahl LB, der durch den Kondensor 86 gebündelt wird, in der Z-Achsenrichtung gesteuert wird.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 der vorliegenden Erfindung ist im Allgemeinen wie oben erwähnt eingerichtet und deren Betrieb wird nachfolgend beschrieben. Beim Ausführen einer Laserbearbeitung durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform wird als erstes ein plattenförmiges Werkstück vorbereitet, wie zum Beispiel ein Wafer 10, der aus Silizium (Si) ausgebildet ist und an dessen vorderer Fläche Bauelemente ausgebildet aufweist. Nachdem der Wafer 10 vorbereitet worden ist, wird die in 1 veranschaulichte transparente Platte 42 zeitweise abgenommen, um die obere Seite der Flüssigkeitskammer 41 zu öffnen, und der Wafer 10 wird in einem Zustand an dem Haltetisch 34 platziert, in dem die vordere mit den Bauelementen ausgebildete Fläche nach oben gerichtet ist. Nachdem der Wafer 10 an dem Haltetisch 34 platziert ist, wird eine nicht veranschaulichte Saugquelle betätigt, um an der Saugeinspannung 34a des Haltetischs 34 eine Saugkraft zu erzeugen, wodurch der Wafer 10 unter Saugkraft gehalten wird. Nachdem der Wafer 10 an der Saugeinspannung 34a gehalten wird, wird die transparente Platte 42 durch ein geeignetes Befestigungsmittel auf der Flüssigkeitskammer 41 befestigt, was in einem Zustand resultiert, in dem die obere Seite der Flüssigkeitskammer 41 geschlossen ist.
Nachdem der Wafer 10 an dem Haltetisch 34 gehalten wird und die obere Seite der Flüssigkeitskammer 41 mit der transparenten Platte 42 verschlossen ist, wird dem Flüssigkeitsreservetank 47 eine ausreichende Menge an Flüssigkeit W zugeführt, und die Flüssigkeitszuführpumpe 45 wird betätigt. Als Flüssigkeit W, die dem Flüssigkeitszuführmechanismus 40 zugeführt wird, kann zum Beispiel reines Wasser verwendet werden.
Nach dem Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums nach dem Beginn eines Betriebs der Flüssigkeitszuführpumpe 45 ist der Raum 41b im Inneren der Flüssigkeitskammer 41 mit der Flüssigkeit W aufgefüllt, und die Flüssigkeit W wird stetig in dem Flüssigkeitszuführmechanismus 40, dem Filter 46 und der Flüssigkeitszuführpumpe 45 umgewälzt.
In dem Zustand, in dem die Flüssigkeit W in dem Flüssigkeitszuführmechanismus 40 stetig umgewälzt wird, wird das Haltetischbewegungsmittel 24 betätigt, und das Ausrichtungsmittel 88 wird durch den X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 und den Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 der Laserstrahlaufbringeinheit 6 über dem Wafer 10 positioniert. Da die transparente Platte 42 so angeordnet ist, dass sie den Haltetisch 34 vollständig von oben bedeckt, ist das Ausrichtungsmittel 88 im Stande, den gesamten Bereich einschließlich der Bauelemente an dem Wafer 10 abzubilden. Nachdem das Ausrichtungsmittel 88 über dem Wafer 10 positioniert ist, wird der Wafer 10 durch das Ausrichtungsmittel 88 abgebildet. In diesem Moment wird der Wafer 10 durch die transparente Platte 42 und die Flüssigkeit W abgebildet. Als Nächstes wird basierend auf dem Bild des durch das Ausrichtungsmittel 88 abgebildeten Wafers 10 eine Ausrichtung zwischen dem Wafer 10 und dem Kondensor 86 ausgeführt. Nach der Ausrichtung wird der Haltetisch 34 gedreht, die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 74 wird durch den X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 bewegt, und das in Y-Achsenrichtung bewegbare Element 72 wird durch den Y-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 64 bewegt, wodurch eine vorbestimmte der Trennlinien, die als Gitterstruktur an dem Wafer 10 ausgebildet sind, entlang der X-Achsenrichtung positioniert wird und der Kondensor 86 bei einem Endabschnitt der vorbestimmten Trennlinie positioniert wird, das heißt einer Startposition für eine Bestrahlung mit dem Laserstrahl.
7A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem durch die Laserstrahlaufbringeinheit 6 eine Laserbearbeitung ausgeführt wird, und 7B ist eine Seitenansicht des Zustands einer in 7A veranschaulichten Laserbearbeitung. Bei der Laserbearbeitungsvorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform ist die Walze 52 in einem Spalt, der zwischen der transparenten Platte 42, welche die obere Seite der Flüssigkeitskammer 41 verschließt, und dem Wafer 10 ausgebildet ist, angeordnet. Die Walze 52 ist in einem kontaktfreien Zustand bei einer Position nahe einer oberen Fläche des Wafers 10, der als Werkstück dient, positioniert, wie zum Beispiel bei so einer Position, dass ein Abstand von der vorderen Fläche des Wafers 10 zu einer unteren Fläche der Walze 52 0,5 bis 2,0 mm ist. Weiterhin wird der Kondensor 86, wie in 7B veranschaulicht, in so einen Zustand versetzt, dass der von dem Kondensor 86 aufgebrachte Laserstrahl LB immer durch den Mittelpunkt der Walze 52 übertragen wird, das heißt die Position in der Y-Achsenrichtung, auf welche der Laserstrahl LB aufgebracht wird, fällt mit der Position zusammen, bei welcher die Walze 52 angeordnet ist. Als Nächstes wird der Kondensor 86 durch das nicht veranschaulichte Brennpunktpositionssteuerungsmittel in der Z-Achsenrichtung bewegt, um den Brennpunkt auf Höhe einer vorderen Fläche des einen Endabschnitts der Trennlinie an dem Wafer 10 zu positionieren. Nachdem die Brennpunktposition des von dem Kondensor 86 aufzubringenden Laserstrahls LB an dem Wafer 10 positioniert ist, wird der Motor 54 betätigt, um die Walze 52 in einer durch den Pfeil R1 angedeuteten Richtung zu drehen. Als Ergebnis wird ein Strom der Flüssigkeit W in einer Richtung von der Flüssigkeitszuführdüse 43 in Richtung der Flüssigkeitsabführdüse 44 in der Y-Achsenrichtung zwischen der Walze 52 und der vorderen Fläche des Wafers 10 beschleunigt, sodass ein schnellerer Strom erzeugt wird.
Nachdem die Brennpunktposition auf der Höhe der vorderen Fläche des Wafers 10 positioniert ist, während die Walze 52 wie oben erwähnt gedreht wird, wird der Kondensor 86 mit einer vorbestimmten Bewegungsgeschwindigkeit in der X-Achsenrichtung bewegt, während die Laserstrahlaufbringeinheit 6 betätigt wird, um den Laserstrahl LB aufzubringen. Beim Ausführen einer Laserbearbeitung durch Aufbringen des Laserstrahls LB auf den Wafer 10, wird der Polygonspiegel 91, wie basierend auf den 7A bis 8 beschrieben, durch den Motor 92 mit einer angemessenen Rotationsgeschwindigkeit gedreht. Mit den Positionen der Spiegel M, die den Polygonspiegel 91 ausbilden, während der Drehung des Polygonspiegels 91 verändert, wird der Laserstrahl LB aufgebracht, während er in der X-Achsenrichtung des Wafers 10 gestreut wird. Wie in den 7A und 7B zu sehen, ist die Richtung, in welcher der Laserstrahl LB gestreut wird, die X-Achsenrichtung, und daher wird der Laserstrahl LB entlang der Walze 52 gestreut. Nachdem der Laserstrahl LB auf einen vorbestimmten Spiegel M aufgebracht worden ist, wird der Laserstrahl LB in Bezug auf die Rotationsrichtung R2 des Polygonspiegels 91 auf den Spiegel M der nachgelagerten Seite aufgebracht, wodurch der Laserstrahl LB durchgängig und gestreut auf den Wafer 10 aufgebracht wird. Während der Laserstrahl LB von dem Laseroszillator 82 emittiert wird und der Polygonspiegel 91 gedreht wird, wird so eine Laserbearbeitung wiederholt. Es ist anzumerken, dass die Anzahl von Flächen der Spiegel M, die den Polygonspiegel 91 ausbilden, die Rotationsgeschwindigkeit des Polygonspiegels 91 und ähnliche Faktoren in Übereinstimmung mit dem Werkstück angemessen bestimmt werden.
Die Laserbearbeitung durch die oben beschriebene Laserbearbeitungsvorrichtung 2 kann zum Beispiel unter den folgenden Bearbeitungsbedingungen ausgeführt werden:

Wellenlänge des Laserstrahls: 226 nm, 355 nm, 532 nm, 1064 nm
Durchschnittliche Ausgangsleistung: 10 bis 100 Watt
Wiederholfrequenz: 0 bis 300 MHz
Pulsbreite: 50 fs bis 1 ns
Bearbeitungszuführgeschwindigkeit: 10 bis 100 mm/s

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Flüssigkeitskammer 41 des Flüssigkeitszuführmechanismus 40 bei einem oberen Abschnitt des Haltetischs 34 positioniert, und wie in 7B veranschaulicht, erzeugt der Betrieb der sich drehenden Walze 52 einen Strom der Flüssigkeit W in der Y-Achsenrichtung senkrecht zu der Bearbeitungszuführrichtung (X-Achsenrichtung). In diesem Zustand wird der Laserstrahl LB durch die transparente Platte 42, die Walze 52 und die Flüssigkeit W auf die Trennlinie auf dem Wafer 10 aufgebracht, wodurch eine Ablation ausgeführt wird. Wenn die Ablation an der vorderen Fläche des Wafers W angewendet wird, werden Luftblasen B an der Position in der Flüssigkeit W erzeugt, an welcher der Laserstrahl LB aufgebracht wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in 7B veranschaulicht, eine Strömungsgeschwindigkeit durch eine Drehung der Walze 52 in der auf den Wafer 10 zugeführten Flüssigkeit W erzeugt, und die Luftblasen B, die in der Umgebung der Aufbringposition des Laserstrahls LB erzeugt werden, werden zügig zu der stromabwärtigen Seite der Flüssigkeitskammer 41 transportiert, um entfernt zu werden. In dem Fall eines Aufbringens des Laserstrahls LB auf den Wafer 10 auf eine gestreute Weise durch Verwendung des Polygonspiegels 91 kann der Laserstrahl LB als Ergebnis während eines Vermeidens von aufgrund der Ablation erzeugten Luftblasen B auf den Wafer 10 aufgebracht werden, sodass eine vorteilhafte Ablation durchgängig ausgeführt werden kann. Selbst wenn Rückstände aufgrund der Ablation erzeugt werden, werden die in die Flüssigkeit W abgegebenen Rückstände ferner in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform zügig aus der Flussigkeitskammer 41 entfernt, da an der oberen Fläche des Wafers 10 in der Flüssigkeit W die Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird. Da die in die Flüssigkeit W abgegebenen Rückstände durch den Filter 46 eingefangen werden, wird dagegen vorgebeugt, dass die Rückstände wieder zu der Flüssigkeitskammer 41 umgewälzt werden.
Nachdem die oben beschriebene Ablation für die vorbestimmte Trennlinie ausgeführt worden ist, wird der Haltetisch 34 an der Haltebasis 31 durch das Haltetischbewegungsmittel 24 in der Y-Achsenrichtung oder der durch einen Pfeil D in 1 angedeuteten Richtung bewegt, der X-Achsenrichtung-Bewegungsmechanismus 76 der Laserstrahlaufbringeinheit 6 wird betätigt, um den Kondensor 86 bei einem Endabschnitt einer unbearbeiteten Trennlinie benachbart zu der gerade bearbeiteten Trennlinie zu positionieren, und die gleiche Laserbearbeitung wie die oben erwähnte Ablation wird ausgeführt. Nachdem die Ablation für sämtliche der benachbarten Trennlinien ausgeführt worden ist, wird der Haltetisch 34 um 90° gedreht, und die gleiche Ablation wird auch für die unbearbeiteten Trennlinien senkrecht zu den zuvor bearbeiteten Trennlinien ausgeführt. Auf diese Weise kann eine Ablation für sämtliche der Trennlinien an dem Wafer 10 ausgeführt werden.
Wie oben erwähnt, ist der geschlossene Raum 41b durch die Flüssigkeitskammer 41 an dem Haltetisch 34 ausgebildet und zumindest die obere Seite des Haltetischs 34 ist durch die transparente Platte 42 bedeckt. Die Flüssigkeit W wird in den Raum 41b geführt, und der Laserstrahl wird durch die transparente Platte 42, die sich drehende Walze 52 und die Flüssigkeit W aufgebracht, um eine Laserbearbeitung auszuführen. Als Ergebnis werden die Luftblasen B, die in der Umgebung der vorderen Fläche des Wafers 10 in der Flüssigkeit W erzeugt werden, die Rückstände, die aufgrund der Laserbearbeitung erzeugt und die Flüssigkeit W abgegeben werden, und Ähnliches zügig entfernt, sodass dagegen vorgebeugt wird, dass sie die Laserbearbeitung behindern. Zudem wird einem Anhaften der Rückstände an Bauelementen nach der Bearbeitung und ähnlichen Ärgernisse vorgebeugt, wodurch eine Verminderung der Bearbeitungsqualität verhindert wird.
Bei der obigen Ausführungsform wird der Wafer 10 als Werkstück an dem Haltetisch 34 platziert, der eingerichtet ist, an der Basis 21 in der Y-Achsenrichtung bewegbar zu sein, der Kondensor 86 der Laserstrahlaufbringeinheit 6, der an der unteren Fläche des horizontalen Wandabschnitts 222 angeordnet ist, wird in der X-Achsenrichtung bewegt, um dadurch eine gewünschte Laserbearbeitung auszuführen, und die Aufbringposition des Laserstrahls LB auf den Wafer 10 wird durch Bewegen der an dem Haltetisch 34 angeordneten Haltebasis 31 entlang der Führungsschienen 23 und 23 in einer Einteilungszuführrichtung oder der Y-Achsenrichtung bewegt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. So kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem die Haltebasis 31 fest an der Basis 21 angeordnet ist und der Flüssigkeitszuführmechanismus 40 und der Kondensor 86 zusammen in der Y-Achsenrichtung und auf so eine Weise bewegt werden, dass der Flüssigkeitszuführmechanismus 40 und der Kondensor 86 in der Einteilungszuführrichtung relativ zu dem Wafer 10 bewegt werden, um dadurch die Laserbearbeitung auszuführen. In diesem Fall kann ein Aufbau eingesetzt werden, bei dem ein Paar Führungsschienen, das sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, an dem an der Haltebasis 31 angeordneten Basistisch 32 angeordnet ist, Führungsnuten in der unteren Fläche oder Seitenflächen der Flüssigkeitskammer 41 des Flüssigkeitszuführmechanismus 40 ausgebildet sind, und ein Bewegungsmittel (ein Schrittmotor, eine männliche Gewindestange und Ähnliches), das den Flüssigkeitszuführmechanismus 40 bewegt, angeordnet ist, um dadurch den Flüssigkeitszuführmechanismus 40 zu bewegen.
Obwohl die transparente Platte 42 und die Walze 52 bei der obigen Ausführungsform aus Glas ausgebildet sind, ist dies nicht beschränkend. Eine beliebige transparente Platte, durch die der Laserstrahl LB übertragbar ist, kann verwendet werden. Zum Beispiel können diese Komponenten aus einem Kunststoffelement, wie zum Beispiel einem Acrylharzelement, ausgebildet sein.
Obwohl ein Beispiel bei der obigen Ausführungsform veranschaulicht worden ist, bei dem der von dem Laseroszillator 82 aufgebrachte Laserstrahl LB zu der Kondensorlinse 86b geführt wird, während er durch den Polygonspiegel 91 gestreut wird, ist dieser Aufbau nicht beschränkend. Stattdessen kann ein Reflexionsspiegel, der feststehend angeordnet ist, anstatt des Polygonspiegels 91 verwendet werden. Obwohl ferner bei der obigen Ausführungsform ein Beispiel veranschaulicht worden ist, bei dem die an dem Wafer 10 angewandte Laserbearbeitung eine Ablation ist, kann die Laserbearbeitung eine Bearbeitung mit einem Ausbilden modifizierter Schichten im Inneren eines Werkstücks (zum Beispiel die in dem japanischen Patent mit der Nummer 3408805 beschriebene Laserbearbeitung) oder eine Bearbeitung mit einem Ausbilden sogenannter Abschirmtunnel sein (zum Beispiel die in dem japanischen offengelegten Patent mit der Nummer 2014-221483 beschriebene Bearbeitung).
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.
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

JP 10305420 [0003]
JP 3408805 [0003, 0045]
JP 2014221483 [0003, 0045]
JP 2004188475 [0004, 0005]

Claims

Laserbearbeitungsvorrichtung, die aufweist: eine Halteeinheit mit einem Haltetisch, der ein plattenförmiges Werkstück hält; eine Laserstrahlaufbringeinheit, die einen Laserstrahl auf das an dem Haltetisch gehaltene Werkstück aufbringt, um das Werkstück zu bearbeiten; und einen Flüssigkeitszuführmechanismus, der bei einem oberen Abschnitt der Halteeinheit angeordnet ist, wobei der Flüssigkeitszuführmechanismus aufweist: eine Flüssigkeitskammer mit einer transparenten Platte, die positioniert ist, um einen Spalt zwischen ihr und einer oberen Fläche des an dem Haltetisch gehaltenen Werkstücks auszubilden, eine aus einem transparenten Element ausgebildete Walze, die in einem kontaktfreien Zustand bei einer Position nahe der oberen Fläche des an dem Haltetisch gehaltenen Werkstücks im Inneren der Flüssigkeitskammer angeordnet ist und die einen Flüssigkeitsstrom an dem Werkstück erzeugt, einen Walzenrotationsmechanismus, der die Walze dreht, eine Flüssigkeitszuführdüse, die von einer Seite der Flüssigkeitskammer die Flüssigkeit in den Spalt führt, und eine Flüssigkeitsabführdüse, die von der anderen Seite der Flüssigkeitskammer die Flüssigkeit abführt, und wobei die Laserstrahlaufbringeinheit einen Laseroszillator, der einen Laserstrahl emittiert, und einen Kondensor aufweist, der den von dem Laseroszillator emittierten Laserstrahl bündelt, um den Laserstrahl auf das an dem Haltetisch gehaltene Werkstück durch die transparente Platte, die Walze und die dem Spalt zugeführte Flüssigkeit aufzubringen.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Laserstrahlaufbringeinheit ferner ein Streumittel aufweist, das den von dem Laseroszillator emittierten Laserstrahl streut.