DE102005012144A1

DE102005012144A1 - Futter- bzw. Einspanntisch zur Verwendung in einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE102005012144A1
Application number: DE102005012144A
Authority: DE
Inventors: Kentaro Iizuka
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2025-03-17
Also published as: DE102005012144B4; JP2005262249A; CN1669720B; US20050205531A1; US7649157B2; CN1669720A; JP4342992B2

Abstract

Ein Futter- bzw. Einspanntisch zur Verwendung in einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine bzw. -vorrichtung, mit einem Werkstückhaltebereich zum Halten eines Werkstücks, bei dem der Werkstückhaltebereich in der Gestalt bzw. Form zu dem Werkstück ähnlich ist und in der Größe bzw. Abmessung kleiner als das Werkstück ist und eine Puffernut in einer solchen Art und Weise gebildet ist, dass sie den Werkstückhaltebereich umgibt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Futter- bzw. Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks in einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung wird eine Mehr- bzw. Vielzahl von Bereichen durch Teilungslinien geteilt, die als „Straßen" bezeichnet werden, die in einem Gittermuster an der vorderen Fläche eines im Wesentlichen scheibenartigen Halbleiterwafers gebildet sind und es wird eine Schaltung bzw. Schaltkreis, z.B. IC oder LSI, in jedem der geteilten Bereiche gebildet. Individuelle bzw. einzelne Halbleiterchips werden durch Schneiden dieses Halbleiterwafers entlang der Teilungslinien hergestellt, um ihn in die Bereiche mit einer hierin gebildeten Schaltung zu teilen. Ein eine optische Vorrichtung bzw. Vorrichtungen aufweisender Wafer, welcher Verbindungshalbleiter auf Gallium-Nitrid-Basis aufweist, die an der vorderen Fläche eines Saphirsubstrats laminiert sind, wird ebenfalls entlang Teilungslinien geschnitten, um in einzelne optische Vorrichtungen, z.B. lichtemittierende Dioden bzw. Leuchtdioden oder Laserdioden bzw. Diodenlaser geteilt zu werden, welche in elektrischen Ausrüstungen bzw. Einrichtungen in weitem Umfange verwendet werden.
Schneiden entlang der Teilungslinien des obigen Halbleiterwafers oder des obigen, eine optische Vorrichtung bzw. Vorrichtungen aufweisenden Wafers wird im Allgemeinen durch Verwenden einer als „Dicer" bzw. Substratzerteiler bezeichneten Schneidmaschine bzw. -vorrichtung ausgeführt. Diese Schneidmaschine weist einen Futter- bzw. Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks, z.B. eines Halbleiterwafers oder eines eine optische Vorrichtung bzw. -vorrichtungen aufweisenden Wafers, ein Schneidmittel bzw. -einrichtung zum Schneiden des an dem Einspanntisch gehaltenen Werkstücks, und ein Schneid-Vorschub- bzw. -Zuführmittel bzw. -einrichtung zum Bewegen des Einspanntischs und des Schneidmittels relativ zueinander auf. Das Schneidmittel weist eine Spindeleinheit auf welche eine rotier- bzw. drehbare Spindel bzw. Drehspindel, ein an der Spindel angebrachtes Schneidmesser bzw. -klinge und einen Antriebsmechanismus zum drehbaren Antreiben der drehbaren Spindel aufweist. Das Schneidmesser weist eine scheibenartige Basis und eine ringförmige Schneidkante auf, welche an dem Seitenwand-Außenumfangsbereich der Basis angebracht und dick bis etwa 20 μm durch Befestigen von Diamantschleifkörnern mit einem Durchmesser von etwa 3 μm an der Basis durch Elektro- bzw. Galvano-Formung gebildet ist.
Da ein Saphirsubstrat, ein Siliciumkarbidsubstrat usw. eine hohe Mohs'sche Härte aufweisen, ist das Schneiden mit dem obigen Schneidmesser nicht immer leicht. Weiterhin müssen, da das Schneidmesser eine Dicke von etwa 20 μm aufweist, die Teilungslinien zum Teilen der Vorrichtungen eine Breite von etwa 50 μm aufweisen. Daher wird in dem Falle einer Vorrichtung, die 300 μm × 300 μm misst, das Flächenverhältnis der Straßen zu dem Wafer 14%, wodurch die Produktivität reduziert wird.

Als ein Mittel zum Teilen eines plattenartigen Werkstücks, z.B. eines Halbleiterwafers oder dergleichen, ist ein Laserstrahlbearbeitungsverfahren zum Anwenden bzw. Aufbringen eines Laserstrahls, der dazu befähigt ist, durch das Werkstück hindurchzugehen, wobei sein fokussierender Punkt bzw. Fokussierungspunkt an der Innenseite bzw. im Inneren des zu teilenden Bereichs angeordnet ist, heutzutage ebenfalls versucht bzw. in Angriff genommen worden. Bei dem Teilungsverfahren, das von dieser Laserstrahlbearbeitungstechnik Gebrauch macht, wird das Werkstück dadurch geteilt, dass ein Puls- bzw. Impulslaserstrahl eines Infrarotbereichs, wobei dieser Impulslaserstrahl durch das Werkstück von einer Seite des Werkstücks hindurchgehen kann und sein Fokussierungspunkt an der Innenseite bzw. im Inneren angeordnet ist, aufgebracht wird, um eine verschlechterte Schicht entlang der Teilungslinien in dem Inneren des Werkstücks kontinuierlich zu bilden, und dass eine externe bzw. äußere Kraft entlang der Teilungslinien ausgeübt wird, deren Stärke bzw. Festigkeit durch die Bildung der verschlechterten Schichten verringert worden ist. Dieses Verfahren ist durch das Japanische Patent Nr. 3408805 offenbart.

Um den Durchsatz bzw. -lauf bzw. die Durchsatz- bzw. -laufleistung einer Schaltung, z.B. IC oder LSI, zu verbessern, ist in jüngster Zeit ein Halbleiterwafer implementiert bzw. ausgeführt worden, welcher einen niedrig-dielektrischen, isolierenden Film bzw. Folie (Niedrig-k-Film bzw. -Folie), der bzw. die aus einem anorganischen Material, z.B. SiOF oder BSG (SiOB) oder einem organischen Material, z.B. einem Polymer, exemplifiziert durch Polyimid oder Parylen, hergestellt ist, an der vorderen Fläche eines Halbleitersubstrates, z.B. eines Siliciumwafers, aufweist. Da der Niedrig-k-Film aus Mehrfachschichten (5 bis 15 Schichten) besteht und ähnlich Mica bzw. Glimmer außerordentlich zerbrechlich bzw. brüchig ist, tritt jedoch ein Problem bzw. Schwierigkeit insofern auf, als, wenn der obige Halbleiterwafer mit einem Niedrig-k-Film entlang der Teilungslinien mit einem Schneidmesser geschnitten wird, sich der Niedrig-k-Film abschält bzw. ablöst, und dieses Abschälen bzw. Ablösen erreicht die Schaltungen und ergibt eine fatale bzw. schwere Beschädigung an den Halbleiterchips.

Um die obigen Probleme bzw. Schwierigkeiten zu lösen, offenbar die JP-A 2003-320466 eine Bearbeitungsmaschine bzw. -vorrichtung zum Entfernen bzw. Beseitigen des Niedrig-k-Films dadurch, dass ein Laserstrahl auf den Niedrig-k-Film, der an den Teilungslinien des Halbleiterwafers gebildet ist, angewendet bzw. aufgebracht wird, um den Niedrig-k-Film zu beseitigen, und dass der Halbleiterwafer, von welchem der Niedrig-k-Film beseitigt worden ist, mit einem Schneidmesser entlang der Teilungslinien geschnitten wird.

Um den Halbleiterwafer durch einen Laserstrahl zu bearbeiten, werden ein Futter- bzw. Einspanntisch und ein Laserstrahlanwendungs- bzw. aufbringungsmittel bzw. -einrichtung relativ zueinander in der Schneid-Vorschubrichtung bewegt, während ein Laserstrahl auf den an dem Einspanntisch gehaltenen Halbleiterwafer von dem Laserstrahlaufbringungsmittel aufgebracht wird. Wenn ein Laserstrahl jenseits des bzw. weiter als der Umfang des Halbleiterwafers aufgebracht wird, wird jedoch eine Schwierigkeit insofern involviert, als der Laserstrahl auf den den Halbleiterwafer haltenden Einspanntisch aufgebracht wird, und den Werkstückhaltebereich des Einspanntischs beschädigt, um hierdurch die Flächen- bzw. Oberflächengenauigkeit zu verringern. Weiterhin wird, um den Halbleiterwafer entlang der Teilungslinien zu teilen, ein Laserstrahl entlang der Teilungslinien in einem Zustand aufgebracht, in dem der Halbleiterwafer an einen Streifen bzw. Band zum Dicen bzw. Zerteilen gelegt bzw. angebracht ist, und daher, wenn ein Laserstrahl über den Halbleiterwafer hinausgeht, wie oben beschrieben, wird das Band zum Dicen bzw. Zerteilen durch Erwärmen bzw. Erhitzen geschmolzen und haftet an dem Werkstückhaltebereich des Einspanntischs an. Vakuum- bzw. Unterdruck-Sauglöcher bzw. -Öffnungen, die in dem Werkstückhaltebereich des Einspanntischs gebildet sind, können mit diesem Band zum Dicen bzw. Zerteilen versperrt werden, und die Oberflächengenauigkeit des Werkstückhaltebereichs kann sich vermindern. Daher muss das an dem Werkstückhaltebereich anhaftende Band zum Dicen bzw. Zerteilen mit einem Schleifstein abgeschabt bzw. abgekratzt werden oder der Einspanntisch muss ausgetauscht werden, entsprechend den Umständen.

Um die obige Schwierigkeit zu lösen, schlägt der Anmelder der vorliegenden Erfindung als Japanische Patentanmeldung Nr. 2004-58380 eine Laserstrahlbearbeitungsmaschine vor, welche einen Startpunktkoordinatenwert und einen Endpunktkoordinatenwert einer Teilungslinie detektiert bzw. feststellt, die an dem an dem Einspanntisch gehaltenen Werkstück gebildet ist, diese in einem Speichermittel bzw. -einrichtung speichert und einen Laserstrahl von dem in dem Speichermittel gespeicherten Startpunkt zu dem in dem Speichermittel gespeicherten Endpunkt aufbringt.

Da die Koordinatenwerte des Bearbeitungsbereichs des Werkstücks, das an dem Werkstückhaltebereich des Einspanntischs gehalten ist, für jede Teilungslinie detektiert werden müssen, befriedigt die als Japanische Patentanmeldung Nr. 2004-58380 vorgeschlagene Technologie hinsichtlich der Produktivität nicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Futter- bzw. Einspanntisch zur Verwendung in einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine bzw. -vorrichtung zu schaffen, welcher von der Beschädigung seines Werkstückhaltebereichs zum Halten eines Werkstücks selbst dann frei ist, wenn ein Laserstrahl, der auf das Werkstück aufgebracht wird, über das Werkstück hinausgeht.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch einen Futter- bzw. Einspanntisch zur Verwendung in einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine bzw. -vorrichtung gelöst, welche einen Werkstückhaltebereich zum Halten eines Werkstücks aufweist, wobei der Werkstückhaltebereich in der Gestalt bzw. Form zu dem Werkstück ähnlich ist und in der Größe bzw. Abmessung kleiner als das Werkstück ist, und eine Laserstrahlpuffernut in einer solchen Art und Weise gebildet ist, dass sie den Werkstückhaltebereich umgibt.

Vorzugsweise ist ein Laserstrahlabsorbierungsglied an der Unterseite bzw. dem Boden der Laserstrahlpuffernut angeordnet.

Da der Werkstückhaltebereich des Einspanntischs nach der vorliegenden Erfindung in der Gestalt zu dem Werkstück ähnlich ist und in der Größe kleiner als das Werkstück ist und eine Laserstrahlpuffernut in einer solchen Art und Weise gebildet ist, dass sie das Werkstück umgibt, selbst wenn ein Laserstrahl über das Werkstück hinausgeht, wird dieser nicht auf den Werkstückhaltebereich, sondern auf die Laserstrahlpuffernut aufgebracht, wodurch es ermöglicht wird, die Beschädigung des Werkstückhaltebereichs zu verhindern. Weiterhin ist, selbst wenn der Laserstrahl auf die obige Laserstrahlpuffernut aufgebracht wird, der Boden der Nut von dem Fokussierungspunkt des Laserstrahls völlig weit weg bzw. entfernt und der Laserstrahl zerstreut bzw. verbreitet sich und daher ist die Energiedichte nicht hoch genug, um die Laserstrahlpuffernut zu bearbeiten, und der Einspanntisch unterliegt keiner Beschädigung. Wenn das Werkstück an einem Band zum Dicen bzw. Zerteilen angebracht ist, wird, wenn das obige Überschreiten bzw. Darüberhinausgehen vorkommt, ein Laserstrahl auf das Band zum Dicen bzw. Zerteilen aufgebracht und das Band zum Dicen bzw. Zerteilen wird durch Erhitzen geschmolzen. Jedoch, da der Werkstückhaltebereich des Einspanntischs in dem Bereich nicht vorhanden ist, in dem der Laserstrahl auf das Band zum Dicen bzw. Zerteilen aufgebracht wird, wird das geschmolzene Band zum Dicen bzw. Zerteilen nicht an dem Werkstückhaltebereich anhaften. Infolgedessen ist die Instandhaltung des Einspanntischs nicht erforderlich, wodurch es ermöglicht wird, die laufenden Kosten herabzusetzen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine bzw. -vorrichtung, die mit einem Futter- bzw. Einspanntisch ausgerüstet ist, der entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

2 ist eine perspektivische Ansicht des Hauptabschnitts des Einspanntischs, der entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

3 ist eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Einspanntischs;

4 ist ein Blockschaltbild, welches die Ausbildung des Laserstrahlbearbeitungsmittels in der in 1 gezeigten Laserstrahlbearbeitungsmaschine veranschaulicht;

5 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Durchmessers eines fokussierenden Lichtpunkts bzw. Brennflecks eines Laserstrahls, welcher von dem in 4 gezeigten Laserstrahlbearbeitungsmittel aufgebracht wird;

6 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers als ein Werkstück;

7 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in 6 gezeigten Halbleiterwafers;

8 ist eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Zustands, in welchem der in 6 gezeigte Halbleiterwafer an einen Streifen bzw. Band zum Dicen bzw.

Zerteilen gelegt bzw. angebracht worden ist, das an einem ringförmigen Rahmen zum Dicen bzw. Zerteilen befestigt ist;

9(a) und 9(b) sind schematische Darstellungen zur Erläuterung eines Laserstrahlaufbringungsschritts, der durch die in 1 gezeigte Laserstrahlbearbeitungsmaschine ausgeführt wird;

10 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein Laserstrahl über das Werkstück in dem Laserstrahlaufbringungsschritt hinausgeht, der in 9(a) und 9(b) gezeigt ist; und

11 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein Laserstrahl über das Werkstück in dem Laserstrahlaufbringungsschritt hinausgeht, der in 9(a) und 9(b) gezeigt ist.

Detaillierende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Nachfolgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in Einzelheiten beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine bzw. -vorrichtung, die entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Die in 1 gezeigte Laserstrahlbearbeitungsmaschine weist auf: eine stationäre Basis 2, einen Futter- bzw. Einspanntischmechanismus 3 zum Halten eines Werkstücks, welcher an der stationären Basis 2 in einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass er sich in einer durch einen Pfeil X angegebenen Bearbeitungs-Zuführ- bzw. -Vorschubrichtung bewegen kann, einen Laserstrahlanwendungs- bzw. -aufbringungseinheit-Trag- bzw. -Stützmechanismus 4, der an der stationären Basis 2 in einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass er sich in einer durch einen Pfeil Y angegebenen Index- bzw. Weiterschalt-Zuführ- bzw. -Vorschubrichtung, senkrecht bzw. rechtwinklig zu der durch den Pfeil X angegebenen Richtung bewegen kann, und eine Laserstrahlanwendungs- bzw. -aufbringungseinheit 5, die an dem Laserstrahlaufbringungseinheit-Stützmecha-nismus 4 in einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass sie sich in einer durch einen Pfeil Z angegebenen Richtung bewegen kann.
Der obige Einspanntischmechanismus 3 weist auf: ein Paar von Führungsschienen 31 und 31, die an der stationären Basis 2 angebracht und entlang der durch den Pfeil X angegebenen Bearbeitungs-Vorschubrichtung parallel zueinander angeordnet sind, einen ersten Gleit- bzw. Verschiebeblock 32, der an den Führungsschienen 31 und 31 in einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass er sich in der durch den Pfeil X angegebenen Bearbeitungs-Vorschubrichtung bewegen kann, einen zweiten Gleit- bzw. Verschiebeblock 33, der an dem ersten Gleitblock 32 in einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass er sich in der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung bewegen kann, einen Trag- bzw. Stütztisch 35, der an dem zweiten Gleitblock 33 durch ein zylindrisches Element 34 getragen bzw. abgestützt ist, und einen Futter- bzw. Einspanntisch 36 als ein Werkstückhaltemittel bzw. -einrichtung. Dieser Einspanntisch 36 ist aus einem metallischen Material, z.B. nichtrostendem Stahl oder dergleichen, hergestellt und weist einen Werkstückhaltebereich 360 zum Halten des Werkstücks auf, wie in 2 und 3 gezeigt. Ein Pass- bzw. Einpassloch bzw. -öffnung 361, die an der Oberseite offen ist, ist in dem Werkstückhaltebereich 360 gebildet und es ist ein aus einem porösen Material, z.B. einer porösen Keramik oder dergleichen, hergestelltes Adsorptionseinspannfutter 362 in der Einpassöffnung 361 eingepasst. Eine kreisförmige Saug- bzw. Ansaugnut 363 ist in dem mittleren Bereich des Bodens der obigen Einpassöffnung 361 gebildet und eine ringförmige Saug- bzw. Ansaugnut 364 ist außerhalb der Ansaugnut 363 gebildet. Die Ansaugnuten 363 und 364 stehen mit einem (nicht gezeigten) Saug- bzw. Ansaugmittel bzw. -einrichtung durch einen Saug- bzw. Ansaugpfad 365 in Verbindung. Der obige Werkstückhaltebereich 360 weist eine Gestalt bzw. Form ähnlich zu dem Werkstück und einem Außenumfang auf, welcher etwas (3 bis 5 mm) kleiner als derjenige des Werkstücks ist und welcher später beschrieben wird. Eine ringförmige Puffernut 366 ist in einer solchen Art und Weise gebildet, dass sie den Werkstückhaltebereich 360 des Einspanntischs 36 mit dem Werkstückhaltebereich 360 umgibt. Diese ringförmige Laserstrahlpuffernut 366 weist eine Tiefe von 5 bis 10 mm und eine Breite von 20 bis 30 mm auf. Ein aus Alumit oder dergleichen hergestelltes Laserstrahlabsorptionselement 367 zum Absorbieren eines Laserstrahls ist an dem Boden der Laserstrahlpuffernut 366 angeordnet. Der auf diese Art und Weise ausgebildete Einspanntisch 36 platziert z.B. einen scheibenartigen Halbleiterwafer als das Werkstück an dem Werkstückhaltebereich 360 und hält ihn durch Aktivieren des Ansaugmittels, welches nicht gezeigt ist, durch Ansaugung. Der Einspanntisch 36 wird durch einen (nicht gezeigten) Schrittmotor gedreht, der in dem in 1 gezeigten, zylindrischen Element 34 eingebaut ist. Der Einspanntisch 36 bei der veranschaulichten Ausführungsform weist Klammern bzw. Festklemmelemente 368 zum Befestigen eines Rahmens zum Dicen bzw. Zerteilen auf, an welchem ein an dem Halbleiterwafer als dem Werkstück befestigtes Band zum Dicen bzw. Zerteilen befestigt ist.
Wenn mit einer Beschreibung unter Bezugnahme auf 1 fortgefahren wird, so wird erläutert, dass der obige erste Gleitblock 32 an seiner Unterseite ein Paar von zu führenden Nuten 321 und 321 aufweist, welche an dem obigen Paar der Führungsschienen 31 und 31 anzubringen sind, und an seiner Oberseite ein Paar von Führungsschienen 322 und 322 aufweist, die in der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung parallel zueinander gebildet sind. Der wie oben beschrieben ausgebildete, erste Gleitblock 32 ist in der Weise ausgebildet, um es ihm zu ermöglichen, sich in der durch den Pfeil X angegebenen Bearbeitungs-Vorschubrichtung entlang des Paares der Führungsschienen 31 und 31 durch Anbringen der jeweiligen, zu führenden Nuten 321 und 321 an dem Paar der jeweiligen Führungsschienen 31 und 31 zu bewegen. Der Einspanntischmechanismus 3 bei der veranschaulichten Ausführungsform weist ein Bearbeitungs-Zuführ- bzw. -Vorschubmittel bzw. -einrichtung 37 zum Bewegen des ersten Gleitblocks 32 entlang des Paares der Führungsschienen 31 und 31 in der durch den Pfeil X angegebenen Bearbeitungs-Vorschubrichtung auf. Das Bearbeitungs-Vorschubmittel 37 weist eine männliche Schraubenspindel bzw. Schraubenspindel 371, die zwischen dem obigen Paar der Führungsschienen 31 und 31 und parallel zu diesen angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, z.B. einen Schrittmotor 372 oder dergleichen, zum drehbaren Antreiben der Schraubenspindel 371 auf. Die Schraubenspindel 371 ist an ihrem einen Ende an einem Lagerblock 373 drehbar abgestützt bzw. gelagert, der an der obigen stationären Basis 2 befestigt ist, und ist an dem anderen Ende mit der Ausgangswelle des obigen Schrittmotors 372 transmissions- bzw. antriebsmäßig gekoppelt bzw. verbunden. Die Schraubenspindel 371 ist in ein mit Gewinde versehenes Durchgangsloch geschraubt, das in einem (nicht gezeigten) weiblichen Schraubenblock gebildet ist, der von der Unterseite des mittleren Bereichs des ersten Gleitblocks 32 vorsteht. Daher wird durch Antreiben der Schraubenspindel 371 in einer normalen Richtung oder einer umgekehrten Richtung durch den Schrittmotor 372 der erste Gleitblock 32 entlang der Führungsschienen 31 und 31 in der durch den Pfeil X angegebenen Bearbeitungs-Vorschubrichtung bewegt.
Der obige zweite Gleitblock 33 weist an seiner Unterseite ein Paar von zu führenden Nuten 331 und 331 auf, welche an dem Paar der Führungsschienen 322 und 322 anzubringen sind, die an der Oberseite des obigen ersten Gleitblocks 32 vorgesehen sind, und ist so ausgebildet, um es ihm zu ermöglichen, sich in der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung durch Anbringen der jeweiligen, zu führenden Nuten 331 und 331 an dem Paar der jeweiligen Führungsschienen 322 und 322 zu bewegen. Der Einspanntischmecha nismus 3 bei der veranschaulichten Ausführungsform weist ein erstes Index- bzw. Weiterschalt-Zuführ- bzw. Vorschubmittel bzw. -einrichtung 38 zum Bewegen des zweiten Gleitblocks 33 in der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung entlang des Paares der Führungsschienen 322 und 322 auf, die an dem ersten Gleitblock 32 vorgesehen sind. Das erste Weiterschaltmittel 38 weist eine männliche Schraubenspindel bzw. Schraubenspindel 381, die zwischen dem obigen Paar der Führungsschienen 322 und 322 und parallel zu diesen angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, z.B. einen Schrittmotor 382, zum Antreiben der Schraubenspindel 381 auf. Die Schraubenspindel 381 ist an ihrem einen Ende an einem Lagerblock 383 drehbar abgestützt bzw. gelagert, der an der Oberseite des obigen ersten Gleitblocks 32 befestigt ist, und ist an ihrem anderen Ende mit der Ausgangswelle des obigen Schrittmotors 382 transmissions- bzw. antriebsmäßig gekoppelt bzw. verbunden. Die Schraubenspindel 381 ist in ein mit Gewinde versehenes Durchgangsloch geschraubt, das in einem (nicht gezeigten) weiblichen Schraubenblock gebildet ist, der von der Unterseite des mittleren Bereichs des zweiten Gleitblocks 33 vorsteht. Daher wird durch Antreiben der Schraubenspindel 381 in einer normalen Richtung oder einer umgekehrten Richtung durch den Schrittmotor 382 der zweite Gleitblock 33 entlang der Führungsschienen 322 und 322 in der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung bewegt.
Der obige Laserstrahlaufbringungseinheit-Trag- bzw. -Stützmechanismus 4 weist ein Paar von Führungsschienen 41 und 41, die an der stationären Basis 2 angebracht und in der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung parallel zueinander angeordnet sind, und eine bewegbare bzw. bewegliche Trag- bzw. Stützbasis 42 auf, die an den Führungsschienen 41 und 41 in einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass sie sich in der durch den Pfeil Y angegebenen Richtung bewegen kann. Diese bewegbare Stützbasis 42 weist einen bewegbaren Stützbereich 421, der an den Führungsschienen 41 und 41 bewegbar angebracht ist, und einen Anbringungsbereich 422 auf, der an dem bewegbaren Stützbereich 421 angebracht ist. Der Anbringungsbereich 422 ist an einer seiner Flanken mit einem Paar von Führungsschienen 423 und 423 versehen, die sich in der durch den Pfeil Z angegebenen Richtung parallel zueinander erstrecken. Der Laserstrahlaufbringungseinheit-Stützmechanismus 4 bei der veranschaulichten Ausführungsform weist ein zweites Index- bzw. Weiterschalt-Zuführ- bzw. Vorschubmittel bzw. -einrichtung 43 zum Bewegen der bewegbaren Stützbasis 42 entlang des Paares der Führungsschienen 41 und 41 in der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung auf. Dieses zweite Weiterschalt-Vorschubmittel 43 weist eine männliche Schraubenspindel bzw. Schraubenspindel 431, die zwischen dem obigen Paar der Führungsschienen 41 und 41 parallel zu diesen angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, z.B. einen Schrittmotor 432, zum drehbaren Antreiben der Schraubenspindel 431 auf. Die Schraubenspindel 431 ist an ihrem einen Ende an einem (nicht gezeigten) Lagerblock drehbar abgestützt bzw. gelagert, der an der obigen stationären Basis 2 befestigt ist, und ist an ihrem anderen Ende mit der Ausgangswelle des obigen Schrittmotors 432 transmissions- bzw. antriebsmäßig gekoppelt bzw. verbunden. Die Schraubenspindel 431 ist in ein mit Gewinde versehenes Durchgangsloch geschraubt, das in einem (nicht gezeigten) weiblichen Schraubenblock gebildet ist, der von der Unterseite des mittleren Bereichs des bewegbaren Stützbereichs 421 vorsteht, welcher die bewegbare Stützbasis 42 bildet. Daher wird durch Antreiben der Schraubenspindel 431 in einer normalen Richtung oder einer umgekehrten Richtung durch den Schrittmotor 432 die bewegbare Stützbasis 42 entlang der Führungsschienen 41 und 41 in der durch den Pfeil Y angegebenen Weiterschalt-Vorschubrichtung bewegt.
Die Laserstrahlaufbringungseinheit 5 bei der veranschaulichten Ausführungsform weist einen Einheithalter 51 und ein Laserstrahlaufbringungsmittel bzw. -einrichtung 52 auf, die an dem Einheithalter 51 befestigt ist. Der Einheithalter 51 weist ein Paar von zu führenden Nuten 511 und 511 auf, um an dem Paar der Führungsschienen 423 und 423, die an dem obigen Anbringungsbereich 422 vorgesehen sind, gleit- bzw. verschiebbar angebracht zu werden, und ist in einer solchen Art und Weise getragen bzw. abgestützt, dass er sich in der durch den Pfeil Z angegebenen Richtung durch Anbringen der Führungsnuten 511 und 511 an den jeweiligen, obigen Führungsschienen 423 und 423 bewegen kann.
Das veranschaulichte Laserstrahlaufbringungsmittel 52 weist ein zylindrisches Gehäuse 521 auf, das an dem obigen Einheithalter 51 befestigt ist und sich im Wesentlichen horizontal erstreckt. In dem Gehäuse 521 sind ein Impulslaserstrahloszillationsmittel bzw. -einrichtung 522 und ein optisches Übertragungssystem 523 installiert bzw. eingebaut, wie in 4 gezeigt. Das Impulslaserstrahloszillationsmittel 522 ist durch einen Impulslaserstrahloszillator 522a, der aus einem YAG-Laseroszillator oder einem YVO4-Laseroszillator besteht, und durch ein Wiederhol- bzw. Folgefrequenzeinstellmittel bzw. -einrichtung 522b gebildet, die mit dem Impulslaserstrahloszillator 522a verbunden ist. Das optische Übertragungssystem 523 weist geeignete optische Elemente, z.B. einen Strahlteiler usw., auf. Ein Kondensor 524, welcher (nicht gezeigt) Kondensorlinsen enthält, welche durch eine Gruppe bzw. Satz von Linsen gebildet sind, die in einer bekannten Formation bzw. Ausgestaltung vorliegen können, ist an dem Ende des obigen Gehäuses 524 angebracht.
Ein Laserstrahl, der von dem obigen Impulslaserstrahloszillationsmittel 522 in Oszillation bzw. Schwingungen versetzt wird, erreicht den Kondensor 524 durch das optische Übertragungssystem 523 und wird von dem Kondensor 524 auf das an dem obigen Einspanntisch 36 gehaltene Werkstück mit einem vorbestimmten Brennfleckdurchmesser D aufgebracht. Dieser Brennfleckdurchmesser D ist durch den Ausdruck D(μm) = 4 × λ × f/(n × W) definiert (λ ist die Wellenlänge (μm) des Impulslaserstrahls, W ist der Durchmesser (mm) des auf die Objektivlinse 524a aufgebrachten Impulslaserstrahls, und f ist die Brennweite bzw. der Brennpunktsabstand (mm) der Objektivlinse 524a), wenn der Impulslaserstrahl mit einer Gaußschen Verteilung durch die Objektivlinse 524a des Kondensors 524 aufgebracht wird, wie in 5 gezeigt.
Zu 1 zurückkehrend wird erläutert, dass ein Bildaufnahmemittel bzw. -einrichtung 6 zum Detektieren bzw. Feststellen des Bereichs, der durch das obige Laserstrahlaufbringungsmittel 52 zu bearbeiten ist, an dem vorderen Ende des Gehäuses 521 angebracht ist, welches das obige Laserstrahlaufbringungsmittel 52 bildet. Dieses Bildaufnahmemittel 6 weist ein Beleuchtungs- bzw. Abstrahlungsmittel bzw. -einrichtung zum Beleuchten bzw. Bestrahlen des Werkstücks, ein optisches System zum Einfangen des durch das Beleuchtungsmittel beleuchteten Bereichs, und eine Bildaufnahmevorrichtung (CCD) zum Aufnehmen eines Bildes auf, das durch das optische System eingefangen ist. Ein Bildsignal wird zu einem Steuer- bzw. Regelmittel bzw. -einrichtung übertragen, welche nicht gezeigt wird.
Die Laserstrahlaufbringungseinheit 5 bei der veranschaulichten Ausführungsform weist ein Bewegungsmittel bzw. -einrichtung 53 zum Bewegen des Einheithalters 51 entlang des Paares der Führungsschienen 423 und 423 in der durch den Pfeil Z angegebenen Richtung auf. Das Bewegungsmittel 53 weist eine (nicht gezeigte) männliche Schraubenspindel bzw. Schraubenspindel, die zwischen dem Paar der Führungsschienen 423 und 423 angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, z.B. einen Schrittmotor 532, zum drehbaren Antreiben der Schraubenspindel auf. Durch Antreiben der (nicht gezeigten) Schraubenspindel in einer normalen Richtung oder einer umgekehrten Richtung durch den Schrittmotor 532 werden der Einheithalter 51 und das Laserstrahlaufbringungsmittel 52 entlang der Führungsschienen 423 und 423 in der durch den Pfeil Z angegebenen Richtung bewegt. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird das Laserstrahlaufbringungsmittel 52 durch Antreiben des Schrittmotors 532 in einer normalen Richtung aufwärts bewegt und durch Antreiben des Schrittmotors 532 in der umgekehrten Richtung abwärts bewegt.
Im Nachfolgenden wird eine Beschreibung einer Prozedur der Bearbeitung des Werkstücks durch einen Laserstrahl unter Verwendung der oben beschriebenen Laserstrahlbearbeitungsmaschine gebracht.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers als das durch einen Laserstrahl zu bearbeitende Werkstück und 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht von Teilungslinien des in 6 gezeigten Halbleiterwafers. Bei dem in 6 und 7 gezeigten Halbleiterwafer 20 ist eine Viel- bzw. Mehrzahl von Bereichen durch eine Viel- bzw. Mehrzahl von Teilungslinien 211 geteilt, die in einem Gittermuster an der vorderen Fläche 21a eines Halbleitersubstrats 21, z.B. eines Siliciumwafers, gebildet sind, und es ist eine Schaltung bzw. Schaltkreis 212, z.B. IC oder LSI, in jedem der geteilten Bereiche gebildet. Dieser Halbleiterwafer 20 weist einen niedrig-dielektrischen, isolierenden Film bzw. Folie 213 auf, die an der vorderen Fläche des Halbleitersubstrats 21 laminiert ist.
Der wie oben beschrieben ausgebildete Halbleiterwafer 20 wird an einen Streifen bzw. Band 26 zum Dicen bzw. Zerteilen gelegt bzw. angebracht, welches aus einer synthetischen Harzschicht bzw. -lage bzw. -folie aus Vinylchlorid oder dergleichen besteht, die an einem ringförmigen Rahmen 25 zum Dicen bzw. Zerteilen in einer solchen Art und Weise befestigt ist, dass die vordere Fläche 21a nach oben weist, wie in 8 gezeigt.
Der Halbleiterwafer 20, der an dem Rahmen 25 zum Dicen bzw. Zerteilen durch das Band 26 zum Dicen bzw. Zerteilen abgestützt bzw. getragen ist, wird zu dem Werkstückhaltebereich 360 des Einspanntischs 36, welcher den Einspanntischmechanismus 3 der in 1 gezeigten Laserstrahlbearbeitungsmaschine bildet, in einer solchen Art und Weise getragen, dass die vordere Fläche 21a nach oben weist, und wird an dem Werkstückhaltebereich 360 mittels des Bandes 26 zum Dicen bzw. Zerteilen platziert. Der Halbleiterwafer 20 wird sodann an dem Werkstückhaltebereich 360 durch Aktivieren des Ansaugmittels, das nicht gezeigt ist, durch Ansaugung gehalten. In diesem Augenblick steht, da der Werkstückhaltebereich 360 in der Gestalt zu dem Halbleiterwafer 20 ähnlich ist und in der Größe kleiner als der Halbleiterwafer 20 ist, wie oben beschrieben, der Umfangsbereich des Halbleiterwafers 20 auswärts von dem Umfang des Werkstückhaltebereichs 360 vor und ist oberhalb der ringförmigen Puffernut 366 angeordnet. Der Rahmen 25 zum Dicen bzw. Zerteilen ist durch die Klammern 368 befestigt, die an dem Einspanntisch 36 vorgesehen sind. Der Einspanntisch 36, der den Halbleiterwafer 20 durch Ansaugung hält, wird entlang der Führungsschienen 31 und 31 durch die Operation des Vorschubmittels 37 bewegt und an die Position rechts unterhalb des Bildaufnahmemittels 6 gebracht, das an der Laserstrahlaufbringungseinheit 5 angebracht ist.
Nachdem der Einspanntisch 36 rechts unterhalb des Bildaufnahmemittels 6 positioniert ist, wird eine Ausrichtungsarbeit zum Detektieren bzw. Ermitteln eines durch einen Laserstrahl zu bearbeitenden Bearbeitungsbereichs des Halbleiterwafers 20 durch das Bildaufnahmemittel 6 und das Steuermittel, das nicht gezeigt ist, ausgeführt. Das heißt, das Bildaufnahmemittel 6 und das (nicht gezeigte) Steuermittel führen eine Bildverarbeitung, z.B. „pattern matching" bzw. Mustervergleich usw. aus, um eine Teilungslinie 211, die in einer vorbestimmten Richtung des Halbleiterwafers 20 gebildet ist, mit dem Kondensor 524 der Laserstrahlaufbringungseinheit 5 zum Aufbringen eines Laserstrahls entlang der Teilungslinie 211 auszurichten, um hierdurch die Ausrichtung einer Laserstrahlaufbringungsposition auszuführen. Die Ausrichtung der Laserstrahlaufbringungsposition wird ebenfalls in ähnlicher Weise an Teilungslinien 211 ausgeführt, die an dem Halbleiterwafer 20 in einer Richtung senkrecht bzw. rechtwinklig zu der obigen vorbestimmten Richtung gebildet sind.
Nachdem die Teilungslinie 211, die an dem an dem Einspanntisch 36 gehaltenen Halbleiterwafer 20 gebildet ist, detektiert bzw. festgestellt worden ist und die Ausrichtung der Laserstrahlaufbringungsposition ausgeführt worden ist, wird der Einspanntisch 36 bewegt, um die vorbestimmte Teilungslinie 211, die sich in der vorbestimmten Richtung (horizontale Richtung in 9(a)) erstreckt, zu einer Position rechts unterhalb des Kondensors 524 des Laserstrahlaufbringungsmittels 52 zu bringen. Weiterhin wird ein Ende (linkes Ende in 9(a)) der Teilungslinie 211 rechts unterhalb des Kondensors 524 positioniert, wie in 9(a) gezeigt. Sodann wird der Einspanntisch 36 in der durch den Pfeil X1 angegebenen Bearbeitungs-Vorschubrichtung mit einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit bewegt, während ein Laserstrahl von dem Kondensor 524 des Laserstrahlaufbringungsmittels 52 auf den niedrig-dielektrischen, isolierenden Film 213 aufgebracht wird, der an der Teilungslinie 211 gebildet ist. In diesem Augenblick ist der Fokussierungspunkt P des von dem Kondensor 524 aufgebrachten Laserstrahls an der Fläche bzw. Oberfläche des niedrig-dielektrischen, isolierenden Films 213 angeordnet. Wenn die Aufbringungsposition des Kondensors 524 das andere Ende (rechtes Ende in 9(b)) der Teilungslinie 211 erreicht, wie in 9(b) gezeigt, wird die Aufbringung des Laserstrahls ausgesetzt bzw. zeitweilig eingestellt. Infolge dessen wird der an der Teilungslinie 211 gebildete, niedrig-dielektrische, isolierende Film 213 beseitigt (Laserstrahlaufbringungsschritt).
In dem obigen Laserstrahlaufbringungsschritt kann ein Laserstrahl, der von dem Kondensor 524 des Laserstrahlaufbringungsmittels 52 aufgebracht wird, über den Halbleiterwafer 20 aufgrund einer Reaktionszeitverzögerung oder bei einem Fehler hinweggehen bzw. überschreiten, wie in 10 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt, obwohl der Laserstrahl auf das Band 26 zum Dicen bzw. Zerteilen aufgebracht wird und das Band 26 zum Dicen bzw. Zerteilen durch Erhitzung geschmolzen wird, da kein Werkstückhaltebereich 361 des Einspanntischs 36 in dem Bereich vorhanden ist, in dem der Laserstrahl auf das Band 26 zum Dicen bzw. Zerteilen aufgebracht wird, haftet das geschmolzene Band zum Dicen bzw. Zerteilen nicht an dem Werkstückhaltebereich 360 an. Wie in 11 gezeigt, wenn der Halbleiterwafer 20 als das Werkstück nicht an dem Band zum Dicen bzw. Zerteilen angebracht ist, jedoch an dem Werkstückhaltebereich 360 des Einspanntischs 36 unmittelbar gehalten ist, wird, wenn ein von dem Kondensor 524 des Laserstrahlaufbringungsmittels 52 in dem obigen Laserstrahlaufbringungsschritt aufgebrachter Laserstrahl über den Halbleiterwafer 20 hinweggeht, der Laserstrahl auf die Laserstrahlpuffernut 366 des Einspanntischs 36 unmittelbar aufgebracht. Da der Boden der Laserstrahlpuffernut 366 von dem Fokussierungspunkt P des Laserstrahls völlig weit weg ist und sich der Laserstrahl zerstreut, ist die Energiedichte nicht hoch genug, um die Laserstrahlpuffernut 366 zu bearbeiten, und daher wird der Einspanntisch 36 nicht beschädigt. Da das Laserstrahladsorptionselement 367 an den Boden der Laserstrahlpuffernut 366 bei der veranschaulichten Ausführungsform angeordnet ist, kann die Beschädigung des Einspanntischs 36 ohne Störung bzw. Fehler verhindert werden.
Die Bearbeitungsbedingungen in dem obigen Laserstrahlaufbringungsschritt werden bei der veranschaulichten Ausführungsform wie folgt eingestellt:
Lichtquelle: YAG-Laser oder YVO4-Impuls-Laser
Wellenlänge: 355 nm
Ausgang: 0,5 W
Wiederhol- bzw. Folgefrequenz: 50 kHz
Impulsbreite: 10 ns
Brennfleckdurchmesser: 9,2 μm
Bearbeitungs-Vorschubgeschwindigkeit: 100 mm/sek
Nachdem der Laserstrahlaufbringungsschritt an der vorbestimmten Teilungslinie 211 ausgeführt worden ist, wie in 9(a) gezeigt, wird der Einspanntisch 36 in der Weiterschalt-Vorschubrichtung senkrecht bzw. rechtwinklig zu der Teilungslinie 211 um die Distanz bzw. Abstand zwischen Teilungslinien bewegt, um den obigen Laserstrahlaufbringungsschritt auszuführen. Dieser Weiterschalt-Vorschubschritt und der Laserstrahlaufbringungsschritt werden wiederholt ausgeführt, um den niedrig-dielektrischen, isolierenden Film 213, der an sämtlichen Teilungslinien 211 gebildet ist, die sich in der vorbestimmten Richtung des Halbleiterwafers 20 erstrecken, zu beseitigen. Nachdem der Laserstrahlaufbringungsschritt an den Teilungslinien 211 ausgeführt ist, die sich in der vorbestimmten Richtung des Halbleiterwafers 20 erstrecken, wie oben beschrieben, wird der Einspanntisch 36, das heißt, der Halbleiterwafer 20, um 90° gedreht, um den obigen Laserstrahlaufbringungsschritt an Teilungslinien 211 auszuführen, die sich in einer Richtung senkrecht bzw. rechtwinklig zu den Teilungslinien 211 erstrecken, die sich in der obigen vorbestimmten Richtung erstrecken. Infolgedessen wird der niedrig-dielektrische, isolierende Film 213, der an sämtlichen Teilungslinien 211 des Halbleiterwafers 20 gebildet ist, beseitigt.
Nachdem der niedrig-dielektrische, isolierende Film 213, der an sämtlichen Teilungslinien 211 des Halbleiterwafers 20 gebildet ist, beseitigt ist, wie oben beschrieben, wird der den Halbleiterwafer 20 haltende Einspanntisch 36 zu der Position zurückgedreht, in der er den Halbleiterwafer 20 zuerst durch Ansaugung hielt, um das Halten des Halbleiterwafers 20 durch Ansaugung zu löschen bzw. freizugeben. Der Halbleiterwafer 20 wird sodann zu dem Schritt des Dicens bzw. Zerteilens durch ein Fördermittel bzw. -einrichtung getragen, die nicht gezeigt ist. In diesem Schritt zum Dicen bzw. Zerteilen wird der Halbleiterwafer 20 mittels einer Schneidmaschine bzw. -vorrichtung, welche eine Schneidklinge bzw. -messer aufweist, entlang der Teilungslinien 211 geschnitten, um in einzelne Halbleiterchips geteilt zu werden. Da der niedrig-dielektrische, isolierende Film 213 von den Teilungslinien 11 beseitigt worden ist, kann das Abschälen bzw. Ablösen des niedrig-dielektrischen, isolierenden Films, welches auftritt, wenn der niedrig-dielektrische, isolierende Film mit dem Messer geschnitten wird, verhindert werden.
Während eine Ausführungsform oben beschrieben worden ist, bei welcher die Laserbearbeitung zum Beseitigen des niedrig-dielektrischen, isolierenden Films, der an den Teilungslinien des Halbleiterwafers gebildet ist, ausgeführt wird, kann die Laserstrahlbearbeitungsmaschine der vorliegenden Erfindung für eine Laserbearbeitung verwendet werden, um eine kontinuierliche, verschlechterte Schicht an der Innenseite bzw. im Inneren des Halbleiterwafers dadurch zu bilden, dass ein Impulslaserstrahl mit einer Wellenlänge von 1.054 nm, welcher durch den Halbleiterwafer hindurchgehen kann, auf den Halbleiterwafer entlang der Teilungslinien des Halbleiterwafers aufgebracht wird.

Claims

Futter- bzw. Einspanntisch zur Verwendung in einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine bzw. -vorrichtung, mit einem Werkstückhaltebereich zum Halten eines Werkstücks, bei dem der Werkstückhaltebereich in der Gestalt bzw. Form ähnlich zu dem Werkstück und in der Größe bzw. Anmessung kleiner als das Werkstück ist, und eine Puffernut in einer solchen Art und Weise gebildet ist, dass sie den Werkstückhaltebereich umgibt.
Einspanntisch zur Verwendung in einer Laserstrahlbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, bei dem ein Laserstrahladsorptionselement an der unteren Seite bzw. dem Boden der Puffernut angeordnet ist.