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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Messung der Höhe oder der Dicke eines Werkstücks, beispielsweise eines Halbleiter-Wafers, der auf einem Einspanntisch gehaltert ist, der in einer Bearbeitungsmaschine, wie einer Laserbearbeitungsmaschine, enthalten ist.
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Eine Werkstück-Höhenmessvorrichtung ist aus der
EP 0 762 143 B1 und eine Laserbearbeitungsmaschine ist aus der
US 2006 / 0 039 419 A1 bekannt.
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Bei einem Halbleiterbauelement-Herstellungsprozess wird die obere Oberfläche eines im Wesentlichen scheibenförmigen Halbleiter-Wafers mit mehreren, sich kreuzenden Trennlinien ausgebildet, die als Straßen bezeichnet werden, um hierdurch mehrere Unterteilungsbereiche auszubilden, die wie eine Matrix angeordnet sind, und werden mehrere Bauelemente, wie beispielsweise ICs und LSIs in diesen Unterteilungsbereichen ausgebildet. Der Halbleiter-Wafer wird entlang diesen Straßen geschnitten, um die Unterteilungsbereiche zu trennen, wodurch einzelne Halbleiter-Chips hergestellt werden.
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Als Verfahren zum Schneiden eines derartigen Halbleiter-Wafers oder eines Optikbauelement-Wafers entlang den Straßen ist ein Laserbearbeitungsverfahren bekannt. Bei dem Laserbearbeitungsverfahren wird ein gepulster Laserstrahl eingesetzt, der durch den Wafer hindurchgehen kann. Der gepulste Laserstrahl wird an den Wafer angelegt, und zwar so, dass er auf den Bereich fokussiert wird, der innerhalb des Wafers geschnitten werden soll. Im Einzelnen wird ein gepulster Laserstrahl mit einer Wellenlänge von beispielsweise 1064 nm an den Wafer von dessen einer Seite aus angelegt, um innerhalb des Wafers entlang jeder Straße fokussiert zu werden, wodurch durchgehend eine abwechselnde Schicht innerhalb des Wafers entlang jeder Straße ausgebildet wird. Durch Ausbildung der sich abwechselnden Schichten innerhalb des Wafers entlang jeder Straße wird die Festigkeit des Wafers entlang jeder Straße verringert. Daher wird, durch Anlegen einer Kraft von außen an den Wafer entlang jeder Straße, der Wafer entlang jeder Straße geschnitten (vergleiche beispielsweise das japanische Patent
JP 3408805 B2 ).
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Als ein anderes Verfahren zum Schneiden eines plattenförmigen Werkstücks, wie beispielsweise eines Halbleiter-Wafers, ist ein Verfahren zur Ausbildung einer Laserbearbeitungsnut bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein gepulster Laserstrahl an das Werkstück entlang jeder Straße angelegt, um hierdurch eine Laserbearbeitungsnut entlang jeder Straße auszubilden. Das Werkstück wird entlang jeder Laserbearbeitungsnut geschnitten (aufgetrennt) unter Verwendung einer mechanischen Trennvorrichtung (vergleiche beispielsweise die japanische offengelegte Patentanmeldung
JP H10-305420 A ). Auch im Falle der Ausbildung der Laserbearbeitungsnut auf dem Werkstück entlang jeder Straße ist es wesentlich, den Brennpunkt des Laserstrahls an einer vorbestimmten Höhe in dem Werkstück anzuordnen.
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Als Verfahren zur Ausbildung eines Durchgangskontaktlochs an einem Ort, an welchem eine Elektrode, die als Bond-Pad bezeichnet wird, auf der oberen Oberfläche eines Halbleiter-Wafers ausgebildet wird, ist es bekannt, dass ein gepulster Laserstrahl an die untere Oberfläche des Halbleiter-Wafers angelegt wird, um so das Durchgangskontaktloch auszubilden, welches das Bond-Pad erreicht. Falls Schwankungen in Bezug auf die Dicke des Halbleiter-Wafers auftreten, kann das Durchgangskontaktloch, welches das Bond-Pad erreicht, nicht exakt ausgebildet werden. Daher ist es erforderlich, exakt die Dicke des Halbleiter-Wafers an dem Ort zu erfassen, an welchem das Bond-Pad ausgebildet werden soll.
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Allerdings weist ein plattenförmiges Werkstück, wie beispielsweise ein Halbleiter-Wafer, Welligkeiten auf, die zu Schwankungen in Bezug auf die Dicke führen. Dies führt dazu, dass es schwierig ist, eine gleichmäßige Laserbearbeitung durchzuführen. Im Falle der Ausbildung einer abwechselnden Schicht in dem Wafer entlang jeder Straße führen Schwankungen der Dicke des Wafers zu einem Problem in der Hinsicht, dass die geänderte Schicht nicht gleichförmig mit einer vorbestimmten Tiefe in dem Wafer in Bezug auf einen Brechungsindex beim Anlegen eines Laserstrahls an den Wafer ausgebildet werden kann. Auch im Falle der Ausbildung einer Laserbearbeitungsnut bei dem Wafer entlang jeder Straße führen Schwankungen der Dicke des Wafers in der Hinsicht zu einem Problem, dass die Laserbearbeitungsnut nicht mit gleichmäßiger Tiefe ausgebildet werden kann. Weiterhin führen im Falle der Ausbildung eines Durchgangskontaktlochs, welches das Bond-Pad erreicht, das auf dem Wafer vorgesehen ist, Schwanungen der Dicke des Wafers zu einem derartigen Problem, dass das Durchgangskontaktloch, welches das Bond-Pad erreicht, nicht exakt ausgebildet werden kann.
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Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Messvorrichtung, welche exakt die Höhe oder Dicke eines Werkstücks messen kann, beispielsweise eines Halbleiter-Wafers, der auf einem Einspanntisch gehaltert wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Messvorrichtung zur Messung der Höhe eines Werkstücks zur Verfügung gestellt, das auf einem Einspanntisch gehaltert wird, der in einer Bearbeitungsmaschine vorgesehen ist, wobei die Messvorrichtung aufweist: eine Weißlichtquelle zum Aussenden von weißem Licht; eine akusto-optische Ablenkvorrichtung zum Trennen des weißen Lichts, das von der Weißlichtquelle ausgesandt wird, zur Erzeugung eines Flusses aus gebeugtem Licht, und zum Verschwenken des Flusses des gebeugten Lichts über einen vorbestimmten Winkelbereich durch Anlegen einer Spannung; eine erste Pinhole-Maske (Stiftloch-Maske), die dazu ausgebildet ist, Licht hindurch zu lassen, das einen Teil der Wellenlängen des gebeugten Lichts aufweist, das von der akusto-optischen Ablenkvorrichtung erzeugt wird; eine Linse mit chromatischer Aberration, die dazu ausgebildet ist, das Licht, das durch die erste Pinhole-Maske hindurchgegangen ist, zu fokussieren und das fokussierte Licht an das Werkstück anzulegen, das auf dem Einspanntisch gehaltert ist; einen Strahlteiler, der zwischen der ersten Pinhole-Maske und der Linse für die chromatische Aberration angeordnet ist, und so ausgebildet ist, dass er das von dem Werkstück reflektierte Licht ablenkt; eine zweite Pinhole-Maske, die so ausgebildet ist, dass sie das reflektierte Licht durchlässt, das von dem Strahlteiler abgelenkt wird; einen Fotodetektor, der so ausgebildet ist, dass er das reflektierte Licht erfasst, das durch die zweite Pinhole-Maske hindurchgegangen ist, und ein Fotodetektorsignal entsprechend der Intensität des reflektierten, erfassten Lichts ausgibt; und eine Steuervorrichtung zur Ausgabe eines Steuersignals an die akusto-optische Ablenkvorrichtung, und zum Erhalten der Höhe des Werkstücks, das auf dem Einspanntisch gehaltert ist, in Abhängigkeit von dem Fotodetektorsignal, das von dem Fotodetektor eingegeben wird. Bei der Messvorrichtung weist die Steuervorrichtung einen Speicher auf, der so ausgebildet ist, dass er ein erstes Steuerkennfeld speichert, zur Einstellung der Beziehung zwischen der Spannung, die an die akusto-optische Ablenkvorrichtung angelegt wird, und der Wellenlänge des Lichts, das durch die erste Pinhole-Maske hindurchgeht, und ein zweites Steuerkennfeld, welches die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Lichts, das durch die Linse für chromatische Aberration fokussiert wird, und der Brennweite der Linse für die chromatische Aberration einstellt, wobei ein Wert für die Spannung, die an die akusto-optische Ablenkvorrichtung angelegt wird, entsprechend einem Spitzenwert für die Lichtintensität, die von dem Fotodetektor erfasst wird, durch die Steuervorrichtung erhalten wird, der voranstehend erwähnte Spannungswert dem ersten Steuerkennfeld zugeführt wird, um hierdurch die Wellenlänge des Lichts zu erhalten, das durch die erste Pinhole-Maske hindurchgeht, wobei die voranstehend geschilderte Wellenlänge des Lichts, das durch die erste Pinhole-Maske hindurchgeht, an das zweite Steuerkennfeld angelegt wird, um hierdurch die Höhe des Werkstücks zu messen, das auf dem Einspanntisch gehaltert wird.
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Vorzugsweise weist die Messvorrichtung weiterhin eine Aberrations-Korrekturlinse auf, die zwischen der akusto-optischen Ablenkvorrichtung und der ersten Pinhole-Maske angeordnet ist, und dazu ausgebildet ist, die Aberration des gebeugten Lichts zu korrigieren, das von der akusto-optischen Ablenkvorrichtung erzeugt wird. Darüber hinaus weist die Messvorrichtung weiterhin eine erste Fokussierlinse auf, die stromaufwärts der zweiten Pinhole-Maske in der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichts vorgesehen ist, das von dem Strahlteiler abgelenkt wird; und eine zweite Fokussierlinse, die stromabwärts der zweiten Pinhole-Maske in Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichts vorgesehen ist, das von dem Strahlteiler abgelenkt wird, wobei die Brennpunktposition der ersten Fokussierlinse auf das Pinhole der zweiten Pinhole-Maske eingestellt ist.
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Vorzugsweise weist die Messvorrichtung weiterhin auf: eine X-Richtungs-Bewegungsvorrichtung zur Relativbewegung der Linse für die chromatische Aberration und des Einspanntisches in Richtung X; eine Y-Richtungs-Bewegungsvorrichtung zur Relativbewegung der Linse für die chromatischer Aberration und des Einspanntisches in Richtung Y senkrecht zur Richtung X; eine X-Richtungs-Positionserfassungsvorrichtung zur Erfassung der Position des Einspanntisches in der Richtung X; und eine Y-Richtungs-Positionserfassungsvorrichtung zur Erfassung der Position des Einspanntisches in der Richtung Y. Bei der Messvorrichtung erhält die Steuervorrichtung die Höhe des Werkstücks an einer vorbestimmten Position entsprechend Erfassungssignalen von der X-Richtungs-Positionserfassungsvorrichtung und der Y-Richtungs-Positionserfassungsvorrichtung, und weist den Speicher auf, der die voranstehend geschilderte Höhe des Werkstücks an der vorbestimmten Position speichert.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Laserbearbeitungsmaschine zur Verfügung gestellt, die einen Einspanntisch aufweist, der eine Halteoberfläche zum Haltern eines Werkstücks aufweist; eine Bearbeitungslaserstrahl-Aufbringungsvorrichtung zum Anlegen eines Bearbeitungslaserstrahls an das Werkstück, das auf dem Einspanntisch gehaltert ist; eine Brennpunktpositions-Einstellvorrichtung zur Bewegung der Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungsvorrichtung in Richtung senkrecht zur Halteoberfläche des Einspanntisches; und die voranstehend geschilderte Messvorrichtung. Bei der Laserbearbeitungsmaschine misst die Messvorrichtung die Höhe des Werkstücks, das auf dem Einspanntisch gehaltert wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ändert sich die Brennweite der Linse für die chromatische Aberration in Abhängigkeit von der Wellenlänge des einfallenden weißen Lichts. Durch Einsatz dieses Merkmals wird eine bestimmte Wellenlänge festgestellt, in Abhängigkeit von der Intensität des von dem Werkstück reflektierten Lichts, wodurch eine bestimmte Brennweite entsprechend dieser speziellen Wellenlänge erhalten wird. Daher kann die Höhe des Werkstücks, das auf dem Einspanntisch gehaltert wird, exakt gemessen werden.
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Die voranstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise, wie diese in die Praxis umgesetzt werden, werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen deutlicher werden, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
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Nachstehend werden eine bevorzugte Ausführungsform der Messvorrichtung und der Laserbearbeitungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine Perspektivansicht einer Laserbearbeitungsmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ein Blockdiagramm einer Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit, die bei der in 1 gezeigten Laserbearbeitungsmaschine vorgesehen ist;
- 3 ein Blockdiagramm einer Messlichtstrahl-Anlegungseinheit, das bei der in 1 gezeigten Laserbearbeitungsmaschine vorgesehen ist;
- 4 ein Blockdiagramm, welches ein wesentliches Teil einer Abänderung der Messlichtstrahl-Anlegungseinheit von 1 zeigt;
- 5 ein Diagramm, das ein Fotodetektorsignal zeigt, das von einem Fotodetektor ausgegeben wird, der bei der in 3 gezeigten Messlichtstrahl-Anlegungseinheit von 1 vorgesehen ist;
- 6 ein erstes Steuerkennfeld, welches die Beziehung zwischen der Spannung, die an die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung der akusto-optischen Ablenkvorrichtung angelegt wird, und der Wellenlänge des Lichts einstellt, das durch das Pinhole einer ersten Pinhole-Maske hindurchgeht, wobei das erste Steuerkennfeld in einem Speicher einer Steuervorrichtung gespeichert wird, die in der in 1 gezeigten Laserbearbeitungsmaschine enthalten ist;
- 7 ein zweites Steuerkennfeld, welches die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Lichts, das durch eine Linse für chromatische Aberration fokussiert wird, und deren Brennweite einstellt, wobei das zweite Steuerkennfeld in dem Speicher der Steuervorrichtung gespeichert ist, die in der Laserbearbeitungsmaschine gemäß 1 vorhanden ist;
- 8 eine Perspektivansicht eines Halbleiter-Wafers als Werkstück, das durch die in 1 gezeigte Laserbearbeitungsmaschine bearbeitet werden soll;
- 9A eine Aufsicht auf den in 8 dargestellten Halbleiter-Wafer, wobei die X- und Y-Koordinaten der Einstellposition des Halbleiter-Wafers dargestellt sind, der auf dem Einspanntisch gehaltert ist;
- 9B eine Aufsicht, die einen Zustand zeigt, der dadurch erhalten wird, dass um 90° der Einspanntisch gedreht wird, welcher den in 9A gezeigten Halbleiter-Wafer haltert;
- 10 eine Seitenansicht zur Erläuterung eines Höhenerfassungsschritts, der von der Messvorrichtung gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform durchgeführt werden soll;
- 11 ein Diagramm, das einen Spitzenwert für die Lichtintensität in dem Bereich von einer Zustell-Startkoordinatenposition A1 zu einer Zustell-Endkoordinatenposition B1 entlang einer Straße auf dem Halbleiter-Wafer zeigt, festgestellt in dem in 10 dargestellten Höhenerfassungsschritt;
- 12 ein Diagramm, das die Brennweite der Linse für die chromatische Aberration zeigt, die sich abhängig von den Werten der Wellenlänge in dem Bereich von der Zustell-Startkoordinatenposition A1 zu der Zustell-Endkoordinatenposition B1 entlang der in 11 gezeigten Straße ändert;
- 13A und 13B Seitenansichten zur Erläuterung eines Bearbeitungsschritts zur Ausbildung einer anderen Schicht in dem Halbleiter-Wafer unter Verwendung der in 1 gezeigten Laserbearbeitungsmaschine; und
- 14 eine ähnliche Darstellung wie 13B, wobei ein Bearbeitungsschritt in jenem Fall gezeigt ist, bei welchem die Dicke des Halbleiter-Wafers groß ist.
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1 ist eine Perspektivansicht einer Laserbearbeitungsmaschine, die eine Messvorrichtung zur Messung der Höhe eines Werkstücks aufweist, das auf einem Einspanntisch gehaltert ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die in 1 dargestellte Laserbearbeitungsmaschine weist eine ortsfeste Basis 2 auf, einen Einspanntischmechanismus 3 zum Haltern eines Werkstücks, wobei der Einspanntischmechanismus 3 auf der ortsfesten Basis 2 so vorgesehen ist, dass er sich in Werkstückzustellrichtung (Richtung X), dargestellt durch einen Pfeil X, bewegen kann, einen Laserstrahl-Anlegungseinheits-Halterungsmechanismus 4, der auf der ortsfesten Basis 2 so vorgesehen ist, dass er sich in einer Schaltzustellrichtung (Richtung Y), die durch einen Pfeil Y dargestellt ist, bewegen kann, senkrecht zur Werkstückzustellrichtung (Richtung X), die durch den voranstehend geschilderten Pfeil X dargestellt ist, eine Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit 5, die auf dem Laserstrahl-Anlegungseinheits-Halterungsmechanismus 4 so vorgesehen ist, dass sie sich in einer Richtung (Richtung Z) bewegen kann, die durch einen Pfeil Z angedeutet ist, und eine Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6, welche die Messvorrichtung zur Messung der Höhe des Werkstücks bildet, das auf dem Einspanntisch gehaltert ist. Die Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit 5 und die Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6 sind auf einer gemeinsamen Einheitshalterung 44 angebracht.
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Der Einspanntischmechanismus 3 weist zwei Führungsschienen 31 auf, die so auf der ortsfesten Basis 2 vorgesehen sind, dass sie sich parallel zueinander in der Werkstückzustellrichtung (Richtung X) erstrecken, die durch den Pfeil X angeordnet ist, einen ersten Gleitblock 32, der gleitbeweglich auf den Führungsschienen 31 vorgesehen ist, damit er sich in der Werkstückzustellrichtung (Richtung X) bewegen kann, die durch den Pfeil X angedeutet ist, einen zweiten Gleitblock 33, der gleitbeweglich auf dem ersten Gleitblock 32 so vorgesehen ist, dass er sich in der Schaltzustellrichtung (Richtung Y) bewegen kann, die durch den Pfeil Y angedeutet ist, einen Abdecktisch 35, der über ein zylindrisches Teil 34 auf dem zweiten Gleitblock 33 gehaltert ist, und einen Einspanntisch 36 als Werkstückhaltevorrichtung. Der Einspanntisch 36 weist eine Vakuumeinspannvorrichtung 361 auf, die aus einem porösen Material besteht. Ein Halbleiter-Wafer als Werkstück wird auf der Vakuumeinspannvorrichtung 361 (Halteoberfläche) durch eine Saugvorrichtung (nicht dargestellt) gehaltert. Der Einspanntisch 36 kann durch einen Impulsmotor (nicht gezeigt) gedreht werden, der in dem zylindrischen Teil 34 vorgesehen ist. Der Einspanntisch 36 weist weiterhin eine Klemme 362 zur Befestigung eines ringförmigen Rahmens (nicht gezeigt) auf.
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Zwei geführte Nuten 321, die gleitbeweglich mit den beiden Führungsschienen 31 zusammengepasst sind, die voranstehend geschildert wurden, sind auf der unteren Oberfläche des ersten Gleitblocks 32 vorgesehen, und zwei Führungsschienen 322 sind auf der oberen Oberfläche des ersten Gleitblocks 32 so vorgesehen, dass sie parallel zueinander in der Schaltzustellrichtung (Richtung Y) verlaufen, die durch den Pfeil Y angedeutet ist. Daher ist der erste Gleitblock 32 in der Werkstückzustellrichtung (Richtung X) bewegbar, die durch den Pfeil X angedeutet ist, entlang den Führungsschienen 31, durch den Gleiteingriff der geführten Nuten 321 mit den Führungsschienen 31. Der Einspanntischmechanismus 3 weist weiterhin eine Werkstückzustellvorrichtung 37 (eine Bewegungsvorrichtung in Richtung X) auf, zum Bewegen des ersten Gleitblocks 32 in der Werkstückzustellrichtung (Richtung X), die durch den Pfeil X dargestellt ist, entlang den Führungsschienen 31.
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Die Werkstückzustellvorrichtung 37 weist eine Außengewindestange 371 auf, die sich parallel zu den Führungsschienen 31 erstreckt, so dass sie dazwischen angeordnet ist, sowie einen Impulsmotor 371 als Antriebsquelle für den Drehantrieb der Außengewindestange 371. Die Außengewindestange 371 ist drehbar an ihrem einen Ende durch einen Lagerblock 373 gehaltert, der an der ortsfesten Basis 2 befestigt ist, und ist an ihrem anderen Ende mit der Ausgangswelle des Impulsmotors 372 verbunden, um dessen Drehmoment aufzunehmen. Die Außengewindestange 371 steht im Eingriff mit einem Gewindedurchgangsloch, das in einem Innengewindeblock (nicht gezeigt) vorgesehen ist, der gegenüber der unteren Oberfläche des ersten Gleitblocks 32 in dessen zentralem Abschnitt vorsteht. Daher wird der erste Gleitblock 32 in der Werkstückzustellrichtung (Richtung X) bewegt, die durch den Pfeil X angedeutet ist, entlang den Führungsschienen 31, durch Betreiben des Impulsmotors 372 in normaler oder entgegengesetzter Drehrichtung, damit die Außengewindestange 371 gedreht wird.
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Die in 1 dargestellte Laserbearbeitungsmaschine weist weiterhin eine Werkstückzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 374 auf, um das Ausmaß der Werkstückzustellung des Einspanntisches 36 zu erfassen. Die Werkstückzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 374 weist eine lineare Skala 374a auf, die sich entlang einer der Führungsschienen 31 erstreckt, sowie eine Lesekopf 374b, der so auf dem ersten Gleitblock 32 vorgesehen ist, dass er sich zusammen mit diesem entlang der linearen Skala 374a bewegt. Der Lesekopf 374b der Werkstückzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 374 überträgt ein Impulssignal an die Steuervorrichtung 8 mit einer Rate von einem Impuls pro Mikrometer. Die Steuervorrichtung 8 zählt die Anzahl an Impulsen des Impulssignals, das von dem Lesekopf 374b zugeführt wird, um hierdurch das Ausmaß der Werkstückzustellung des Einspanntisches 36 zu erfassen. Daher dient die Werkstückzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 374 als X-Richtungs-Positionserfassungsvorrichtung zur Erfassung der Position des Einspanntisches 36 in Richtung X.
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Wenn der Impulsmotor 372 als die Antriebsquelle für die Werkstückzustellvorrichtung 37, die bei der bevorzugten Ausführungsform eingesetzt wird, kann die Anzahl an Treiberimpulsen eines Treibersignals, das von der Steuervorrichtung 8 an den Impulsmotor 372 ausgegeben wird, gezählt werden, um hierdurch das Ausmaß der Werkstückzustellung des Einspanntisches 36 zu erfassen. Als Abänderung kann in einem Fall, bei welchem ein Servomotor als die Antriebsquelle für die Werkstückzustellvorrichtung 37 eingesetzt wird, ein Drehcodierer zur Erfassung der Drehzahl des Servomotors vorgesehen werden. In diesem Fall wird das Impulssignal, das von dem Drehcodierer ausgegeben wird, an die Steuervorrichtung 8 übertragen, und wird die Anzahl an Impulsen des Impulssignals, das der Steuervorrichtung 8 zugeführt wird, gezählt, um hierdurch das Ausmaß der Werkstückzustellung des Einspanntisches 36 zu erfassen.
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Zwei geführte Nuten 331, die gleitbeweglich mit den beiden Führungsschienen 322 zusammengepasst sind, die auf der oberen Oberfläche des ersten Gleitblocks 32 vorgesehen sind, sind auf der unteren Oberfläche des zweiten Gleitblocks 33 vorgesehen. Daher kann sich der zweite Gleitblock 33 in der Schaltzustellrichtung (Richtung X), die durch den Pfeil Y angedeutet ist, durch die Gleitpassung der geführten Nuten 331 mit den Führungsschienen 322 bewegen. Der Einspanntischmechanismus 3 weist weiterhin eine erste Schaltzustellvorrichtung 38 (Bewegungsvorrichtung in Richtung Y) auf, zur Bewegung des zweiten Gleitblocks 33 in der Schaltzustellrichtung (Richtung Y), die durch den Pfeil Y angedeutet ist, entlang den Führungsschienen 322 des ersten Gleitblocks 32. Die erste Schaltzustellvorrichtung 38 weist eine Außengewindestange 381 auf, die parallel zu den Führungsschienen 322 verläuft, und dazwischen angeordnet ist, sowie einen Impulsmotor 382 als Antriebsquelle für den Drehantrieb der Außengewindestange 381.
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Die Außengewindestange 381 ist drehbar an ihrem einen Ende durch einen Lagerblock 383 gehaltert, der an der oberen Oberfläche des ersten Gleitblocks 32 befestigt ist, und ist an ihrem anderen Ende mit der Ausgangswelle des Impulsmotors 382 verbunden, um dessen Drehmoment zu empfangen. Die Außengewindestange 381 steht im Eingriff mit einem Gewindedurchgangsloch, das in einem Block mit Innengewinde (nicht gezeigt) vorgesehen ist, der gegenüber der unteren Oberfläche des zweiten Gleitblocks 33 in dessen zentralem Abschnitt vorsteht. Daher wird der zweite Gleitblock 33 in der Zustellrichtung (Richtung Y), die durch den Pfeil Y angedeutet ist, entlang den Führungsschienen 322 bewegt, durch den Betrieb des Impulsmotors 382, um so die Außengewindestange 381 normal oder in entgegengesetzter Richtung zu drehen.
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Die in 1 dargestellte Laserbearbeitungsmaschine weist weiterhin eine Schaltzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 384 auf, um das Ausmaß der Schaltzustellung des zweiten Gleitblocks 33 zu erfassen. Die Schaltzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 384 weist eine lineare Skala 384a auf, die sich entlang einer der Führungsschienen 322 erstreckt, sowie einen Lesekopf 384b, der auf dem zweiten Gleitblock 33 so vorgesehen ist, dass er sich zusammen mit diesem entlang der linearen Skala 384a bewegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform überträgt der Lesekopf 384b der Schaltzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 384 ein Impulssignal an die Steuervorrichtung 8 mit einer Rate von einem Impuls pro Mikrometer. Die Steuervorrichtung 8 zählt die Anzahl an Impulsen des Impulssignals, das von dem Lesekopf 384b zugeführt wird, um hierdurch das Ausmaß der Schaltzustellung des Einspanntisches 36 zu erfassen. Daher dient die Schaltzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 384 als eine Positionserfassungsvorrichtung für die Richtung Y, um die Position des Einspanntisches 36 in Richtung Y zu erfassen.
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Wenn der Impulsmotor 382 als die Antriebsquelle für die erste Schaltzustellvorrichtung 38 wie bei dieser bevorzugten Ausführungsform eingesetzt wird, kann die Anzahl an Treiberimpulsen eines Treibersignals, das von der Steuervorrichtung 8 an den Impulsmotor 382 ausgegeben wird, gezählt werden, um hierdurch das Ausmaß der Schaltzustellung des Einspanntisches 36 zu erfassen. Als Abänderung kann in einem Fall, bei welchem ein Servomotor als Antriebsquelle für die erste Schaltzustellvorrichtung 38 eingesetzt wird, ein Drehcodierer vorgesehen werden, zur Erfassung der Drehzahl des Servomotors. In diesem Fall wird das Impulssignal, das von dem Drehcodierer ausgegeben wird, an die Steuervorrichtung 8 übertragen, und wird die Anzahl an Impulsen des Impulssignals, das der Steuervorrichtung 8 zugeführt wird, gezählt, um hierdurch das Ausmaß der Schaltzustellung des Einspanntisches 36 zu erfassen.
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Der Laserstrahl-Anlegungseinheits-Halterungsmechanismus 4 weist zwei Führungsschienen 41 auf, die auf der ortsfesten Basis 2 so vorgesehen sind, dass sie parallel zueinander in Schaltzustellrichtung (Richtung Y) verlaufen, angedeutet durch den Pfeil Y, sowie eine bewegbare Halterungsbasis 42, die gleitbeweglich an den Führungsschienen 41 so gehaltert ist, dass sie sich in der durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung bewegen kann. Die bewegbare Halterungsbasis 42 weist einen horizontalen Abschnitt 421 auf, der gleitbeweglich an den Führungsschienen 41 gehaltert ist, sowie einen vertikalen Abschnitt 422, der sich vertikal nach oben von der oberen Oberfläche des horizontalen Abschnitts 421 erstreckt. Zwei Führungsschienen 423 sind an einer Seitenoberfläche des vertikalen Abschnitts 422 so vorgesehen, dass sie parallel zueinander in der Richtung (Richtung Z) verlaufen, die durch den Pfeil Z angedeutet ist. Der in 1 dargestellte Laserstrahl-Anlegungseinheits-Halterungsmechanismus 4 weist weiterhin eine zweite Schaltzustellvorrichtung 43 (Bewegungsvorrichtung für die Richtung Y) auf, zur Bewegung der bewegbaren Halterungsbasis 42 in der Schaltzustellrichtung (Richtung Y), die durch den Pfeil Y angedeutet ist, entlang den Führungsschienen 41.
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Die zweite Schaltzustellvorrichtung 43 weist eine Außengewindestange 431 auf, die sich parallel zu den Führungsschienen 41 so erstreckt, dass sie dazwischen angeordnet ist, sowie einen Impulsmotor 432 als Antriebsquelle für den Drehantrieb der Außengewindestange 431. Die Außengewindestange 431 ist drehbar an ihrem einen Ende an einem Lagerblock (nicht gezeigt) gehaltert, der an der ortsfesten Basis 2 befestigt ist, und ist an ihrem anderen Ende mit der Ausgangswelle des Impulsmotors 432 verbunden, um dessen Drehmoment aufzunehmen. Die Außengewindestange 431 steht im Eingriff mit einem Gewindedurchgangsloch, das in einem Innengewindeblock (nicht gezeigt) vorgesehen ist, der gegenüber der unteren Oberfläche des horizontalen Abschnitts 421 in dessen zentralem Abschnitt vorsteht. Daher wird die bewegbare Halterungsbasis 42 in der Schaltzustellrichtung (Richtung Y), die durch den Pfeil Y angedeutet ist, entlang den Führungsschienen 41 bewegt, durch Betreiben des Impulsmotors 432 normal oder in entgegengesetzter Richtung, damit sich die Außengewindestange 431 dreht.
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Der vertikale Abschnitt 422 der bewegbaren Halterungsbasis 42 weist zwei Führungsschienen 423 auf, die parallel zueinander in der durch den Pfeil Z angedeuteten Richtung (Richtung Z) verlaufen. Andererseits weist der gemeinsame Einheitshalter 44 zum Haltern der Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit 5 und der Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6 zwei geführte Nuten 441 auf, die gleitbeweglich mit den beiden Führungsschienen 423 zusammengepasst sind. Daher ist der gemeinsame Einheitshalter 44 gleitbeweglich an dem vertikalen Abschnitt 422 der bewegbaren Halterungsbasis 42 so gehaltert, dass er sich in jener Richtung (Richtung Z) bewegen kann, die durch den Pfeil Z angedeutet ist, durch den Gleiteingriff der geführten Nuten 441 mit den Führungsschienen 423.
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Die in 1 dargestellte Laserbearbeitungsmaschine weist weiterhin eine Brennpunktpositions-Einstellvorrichtung 45 auf, zur Bewegung des Einheitshalters 44 in jener Richtung (Richtung Z), die durch den Pfeil Z angedeutet ist, entlang den Führungsschienen 423, also in Richtung senkrecht zur Halteoberfläche des Einspanntisches 36. Die Brennpunktpositions-Einstellvorrichtung 45 weist eine Außengewindestange (nicht gezeigt) auf, die parallel zu den Führungsschienen 423 verläuft, und dazwischen angeordnet ist, sowie einen Impulsmotor 452 als Antriebsquelle für den Drehantrieb dieser Außengewindestange. Daher wird der Einheitshalter 44 in der Richtung (Richtung Z) bewegt, die durch den Pfeil Z angedeutet ist, entlang den Führungsschienen 423, durch Betreiben des Impulsmotors 452 normal oder in entgegengesetzter Richtung, zum Drehen dieser Außengewindestange. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird, wenn der Impulsmotor 452 im Normalbetrieb arbeitet, der gemeinsame Einheitshalter 44 nach oben bewegt, wogegen dann, wenn der Impulsmotor 452 in entgegengesetzter Richtung betrieben wird, der gemeinsame Einheitshalter 44 nach unten bewegt wird.
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Die Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit 5 weist ein zylindrisches Gehäuse 51 auf, das an dem Einheitshalter 44 so befestigt ist, dass es sich im Wesentlichen in Horizontalrichtung erstreckt. Wie in 2 gezeigt, weist die Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit 5 eine Oszillatorvorrichtung 52 für einen gepulsten Laserstrahl auf, eine Leistungssteuervorrichtung 53, und eine Fokussiervorrichtung 54. Die Oszillatorvorrichtung 52 für einen gepulsten Laserstrahl und die Leistungssteuervorrichtung 53 sind in dem Gehäuse 51 vorgesehen, und die Fokussiervorrichtung 54 ist am vorderen Ende des Gehäuses 51 angebracht. Die Oszillatorvorrichtung 52 für einen gepulsten Laserstrahl weist einen Oszillator 521 für einen gepulsten Laserstrahl auf, beispielsweise einen YAG-Laseroszillator oder einen YVO4-Laseroszillator, sowie eine Wiederholfrequenz-Einstellvorrichtung 522, die an den Oszillator 521 für einen gepulsten Laserstrahl angeschlossen ist.
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Wie in 1 gezeigt, ist eine Bilderzeugungsvorrichtung 7 an dem vorderen Endabschnitt des Gehäuses 51 der Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit 5 vorgesehen. Die Bilderzeugungsvorrichtung 7 weist eine übliche Bilderzeugungsvorrichtung (ladungsgekoppelte Vorrichtung; CCD) auf, zur Abbildung eines Werkstücks unter Verwendung sichtbaren Lichts, eine Infrarotlicht-Anlegungsvorrichtung zum Anlegen von Infrarotlicht an das Werkstück, ein optisches System zur Aufnahme des Infrarotlichts, das von der Infrarotlicht-Anlegungsvorrichtung angelegt wird, und eine Bilderzeugungsvorrichtung (Infrarot-CCD) zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend dem Infrarotlicht, das von dem optischen System aufgenommen wird. Dieses elektrische Signal als Bildsignal, das von der Bilderzeugungsvorrichtung ausgegeben wird, wird an die Steuervorrichtung 8 übertragen.
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Die Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6, welche die Messvorrichtung zur Messung der Höhe des Werkstücks bildet, das auf dem Einspanntisch 36 gehaltert wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 3 beschrieben. Wie in 1 gezeigt, weist die Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6 ein zylindrisches Gehäuse 60 auf, das an der Einheitshalterung 44 befestigt ist, so dass es sich im Wesentlichen in Horizontalrichtung erstreckt. Wie in 3 gezeigt, weist die Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6 eine Weißlichtquelle 61 auf, die in dem Gehäuse 60 vorgesehen ist, zum Aussenden von weißem Licht, eine akusto-optische Ablenkvorrichtung 62 zum Trennen des weißen Lichts, das verschiedene Wellenlängen aufweist, von der Weißlichtquelle 61 entsprechend diesen Wellenlängen, um gebeugtes Licht zu erzeugen, und zum Verschwenken des gebeugten Lichts über einen vorbestimmten Winkelbereich, eine Aberrations-Korrekturlinse 63 zum Korrigieren der Aberration des gebeugten Lichts, das von der akusto-optischen Ablenkvorrichtung 62 erzeugt wird, eine erste Pinhole-Maske 64 zum Durchlassen von Licht, das einen Teil der Wellenlängen des gebeugten Lichts aufweist, das durch die Aberration-Korrekturlinse 63 hindurchgegangen ist, eine Linse 65 für chromatische Aberration zum Fokussieren des Lichts, das durch die erste Pinhole-Maske 64 hindurchgegangen ist, und zum Anlegen des fokussierten Lichts auf ein Werkstück W, das auf dem Einspanntisch 36 gehaltert ist, einen Strahlteiler 66, der zwischen der ersten Pinhole-Maske 64 und der Linse 65 für chromatische Aberration angeordnet ist, zum Ablenken des von dem Werkstück W reflektierten Lichts, eine zweite Pinhole-Maske 67 zum Durchlassen des reflektierten Lichts, das von dem Strahlteiler 66 abgelenkt wird, und einen Fotodetektor 68 zur Erfassung des reflektierten Lichts, das durch die zweite Pinhole-Maske 67 hindurchgegangen ist.
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Die Weißlichtquelle 61 kann als eine Weißlichtlampe oder eine Lichtemitterdiode (LED) ausgebildet sein. Die akusto-optische Ablenkvorrichtung 62 weist eine akusto-optische Vorrichtung 621 auf, einen RF-Oszillator 622 zur Erzeugung von RF (Radiofrequenz), die an die akusto-optische Vorrichtung 621 angelegt werden soll, einen RF-Verstärker 623 zum Verstärken der Leistung der RF, die von dem RF-Oszillator 622 erzeugt wird, und zum Anlegen der verstärkten RF an die akusto-optische Vorrichtung 621, und eine Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 zur Einstellung der Frequenz der RF, die von dem RF-Oszillator 622 erzeugt werden soll. Die akusto-optische Vorrichtung 621 arbeitet so, dass sie das gebeugte Licht aus dem weißen Licht erzeugt, das von der Weißlichtquelle 61 ausgesandt wird, und den Ablenkwinkel des gebeugten Lichts in Abhängigkeit von der Frequenz der angelegten RF einstellt. Die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 wird durch die Steuervorrichtung 8 gesteuert.
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Die Aberrations-Korrekturlinse 63 ist eine achromatische Linse, die so arbeitet, dass sie die Aberration des gebeugten Lichts korrigiert, das von der akusto-optischen Vorrichtung 621 erzeugt wird. Die erste Pinhole-Maske 64 weist ein Pinhole 641 auf, das einen Durchmesser von etwa 25 µm aufweist. Das Pinhole 641 arbeitet so, dass es Licht durchlässt, das einen Teil der Wellenlängen des gebeugten Lichts enthält, das durch die Aberrations-Korrekturlinse 63 hindurchgegangen ist. Die Linse 65 für chromatische Aberration ist eine Linse, welche chromatische Aberration aufweist, beispielsweise eine gradierte Linse, welche einen Brechungsindex aufweist, der sich in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts ändert. Daher ändert sich die Brennweite (die Position des Brennpunkts) der Linse 65 für chromatische Aberration in Abhängigkeit von der Wellenlänge des einfallenden weißen Lichts. Der Strahlteiler 66 arbeitet so, dass er das Licht durchlässt, das durch das Pinhole 641 der ersten Pinhole-Maske 64 durchgegangen ist, zu der Linse 65 für chromatische Aberration, wie durch eine durchgezogene Linie dargestellt, und das reflektierte Licht von dem Werkstück W reflektiert, um dieses um 90° abzulenken, wie durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist.
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Die zweite Pinhole-Maske 67 weist ein Pinhole 671 auf, um das reflektierte Licht hindurch zu lassen, das von dem Strahlteiler 66 abgelenkt wurde. Das Pinhole 671 weist einen Durchmesser von etwa 100 µm auf. Die zweite Pinhole-Maske 67 ist vorzugsweise so angeordnet, dass der Raum zwischen der ersten Pinhole-Maske 64 und dem Strahlteiler 66 gleich dem Raum zwischen dem Strahlteiler 66 und der zweiten Pinhole-Maske 67 ist, um so eine diffuse Ausbreitung des reflektierten Lichts zu verhindern. Der Fotodetektor 68 ist ein Fotosensor zur Erfassung des reflektierten Lichts, das durch die zweite Pinhole-Maske 67 hindurchgelangt ist, und zur Übertragung eines elektrischen Signals entsprechend der Intensität des reflektierten Lichts, die erfasst wurde, an die Steuervorrichtung 8.
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4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei welcher der Raum zwischen der ersten Pinhole-Maske 64 und dem Strahlteiler 66 sich von dem Raum zwischen dem Strahlteiler 66 und der zweiten Pinhole-Maske 67, unterscheidet. Bei der in 4 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist eine erste Fokussierlinse 69a stromaufwärts der zweiten Pinhole-Maske 67 in Richtung der Ausbreitung des reflektierten Lichts, das von dem Strahlteiler 66 abgelenkt wird, vorgesehen, und ist eine zweite Fokussierlinse 69b stromabwärts der zweiten Pinhole-Maske 67 in Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichts vorgesehen, das von dem Strahlteiler 66 abgelenkt wird. Die Brennpunktposition der ersten Fokussierlinse 69a ist auf das Pinhole 671 der zweiten Pinhole-Maske 67 eingestellt, und die Brennpunktposition der zweiten Fokussierlinse 69b ist auf die Fotodetektoroberfläche des Fotodetektors 68 eingestellt. Bei dieser Anordnung kann selbst dann, wenn das von dem Strahlteiler 66 reflektierte Licht diffus ist, dieses reflektierte Licht durch die erste Fokussierlinse 69a fokussiert werden, um durch das Pinhole 671 der zweiten Pinhole-Maske 67 hindurchzugehen. Weiterhin kann das reflektierte Licht, das durch das Pinhole 671 hindurchgegangen ist, erneut durch die zweite Fokussierlinse 69b fokussiert werden. Falls die zweite Pinhole-Maske 67 auf der Fotodetektoroberfläche des Fotodetektors 68 angebracht ist, ist eine zweite Fokussierlinse 69b nicht erforderlich.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 3 der Betriebsablauf der Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6 beschrieben. Das weiße Licht L, das von der Weißlichtquelle 61 ausgesandt wird, wird auf gebeugtes Licht aufgeteilt, das beispielsweise einen Wellenlängenbereich von 300 bis 3000 nm aufweist, wie durch die durchgezogenen Pfeile in 3 dargestellt, wenn es durch die akusto-optische Vorrichtung 621 der akusto-optischen Ablenkvorrichtung 62 hindurchgeht. Dieses gebeugte Licht, das einen Wellenlängenbereich von 300 bis 3000 nm aufweist, ist durch einen Fluss A dargestellt. Der Fluss A wird über einen vorbestimmten Winkelbereich in Abhängigkeit von einer Spannung verschwenkt, die an die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 angelegt wird. Die Spannung, die an die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 angelegt wird, ändert sich beispielsweise im Bereich von 1 bis 10 V bei einer Frequenz von 10 000 bis 50 000 Zyklen pro Sekunde. Daher wird das Weißlicht L, das durch die akusto-optische Vorrichtung 621 hindurchgegangen ist, in einem Zyklus von 1/10 000 bis 1/50 000 Sekunden abgelenkt, und wird der Fluss A des gebeugten Lichts mit diesem Zyklus oberhalb des Pinholes 641 der ersten Pinhole-Maske 64 verschwenkt.
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Der Fluss A des gebeugten Lichts, der so verschwenkt wurde, wird durch die Aberrations-Korrekturlinse 63 hindurchgeführt, so dass die Aberration des gebeugten Lichts korrigiert wird, und ein Teil des Flusses A, der durch den zentralen Abschnitt der Aberrations-Korrekturlinse 63 hindurchgegangen ist, durch das Pinhole 641 der ersten Pinhole-Maske 64 hindurchgeht. Daher ist das gebeugte Licht, das durch das Pinhole 641 der ersten Pinhole-Maske 64 hindurchgegangen ist, jenes Licht, das einen vorbestimmten Wellenlängenbereich aufweist, und das durch das Zentrum der Aberrations-Korrekturlinse 63 hindurchgegangen ist, beim Verschwenken des Flusses A des gebeugten Lichts durch die akusto-optische Vorrichtung 621. Daraufhin wird das gebeugte Licht, das einen vorbestimmten Wellenlängenbereich aufweist, und das durch das Pinhole 641 der ersten Pinhole-Maske 64 hindurchgegangen ist, durch den Strahlteiler 66 weitergeleitet, so dass es in die Linse 65 für chromatische Aberration eintritt. Das Licht, das auf die Linse 65 für chromatische Aberration eintritt, wird durch die Linse 65 für chromatische Aberration auf das Werkstück W fokussiert, das auf dem Einspanntisch 36 gehaltert ist.
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Die Linse 65 für chromatische Aberration weist einen Brechungsindex auf, der in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts unterschiedlich- ist, also eine Brennweite, die in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts unterschiedlich ist. Wenn daher das Weißlicht L, das durch die Linse 65 für chromatische Aberration gesammelt wird, auf der oberen Oberfläche des Werkstücks W reflektiert wird, bildet ein Teil des einfallenden Weißlichts L, das eine bestimmte Wellenlänge entsprechend der Brennweite zwischen der Linse 65 für chromatische Aberration und der oberen Oberfläche des Werkstücks W aufweist, einen Strahlpunkt, der den kleinsten Durchmesser auf der oberen Oberfläche des Werkstücks W aufweist. Dieses Licht, das auf die obere Oberfläche des Werkstücks W fokussiert wird, und von dort reflektiert wird, wird um 90° durch den Strahlteiler 66 abgelenkt, und gelangt dann durch das Pinhole 671 der zweiten Pinhole-Maske 67 hindurch, und gelangt in den Fotodetektor 68, wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Der Fotodetektor 68, der so das reflektierte Licht empfangen hat, das eine bestimmte Wellenlänge aufweist, gibt daher ein Fotodetektorsignal aus, das eine hohe Lichtintensität aufweist.
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Ein anderer Anteil des gebeugten Lichts, das eine andere, bestimmte Wellenlänge aufweist, wird darüber hinaus durch die Linse 65 für chromatische Aberration durch die Dicke des Werkstücks W auf die untere Oberfläche des Werkstücks W fokussiert, und wird mit einem minimalen Strahlpunktdurchmesser von der unteren Oberfläche des Werkstücks W reflektiert. Daher wird dieses reflektierte Licht ebenfalls um 90° durch den Strahlteiler 66 abgelenkt, und gelangt dann durch das Pinhole 671 der zweiten Pinhole-Maske 67 hindurch, und gelangt in den Fotodetektor 68. Dies führt dazu, dass der Fotodetektor 68 ein elektrisches Signal (Fotodetektorsignal) ausgibt, wie es in 5 gezeigt ist, während der Verschwenkung des Flusses A des gebeugten Lichts infolge der akusto-optischen Vorrichtung 621, die das Weißlicht L von der Weißlichtquelle 61 empfangen hat. In 5 gibt die Horizontalachse die Wellenlänge (nm) des Weißlichts L an, und gibt die Vertikalachse die Lichtintensität (Spannung in mV) des Fotodetektorsignals an. Wie in 5 gezeigt, gibt der Fotodetektor 68 zwei Spitzenwerte P1 und P2 für die Lichtintensität aus. Der erste Spitzenwert P1 entspricht der Wellenlänge des gebeugten Lichts, das auf die obere Oberfläche des Werkstücks W durch die Linse 65 für chromatische Aberration fokussiert wird, und der zweite Spitzenwert P2 entspricht der Wellenlänge des gebeugten Lichts, das durch die Dicke des Werkstücks W durchgelassen wurde, und auf die untere Oberfläche des Werkstücks W fokussiert wird. Der erste Spitzenwert P1 ist höher als der zweite Spitzenwert P2.
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Das Licht, das nicht auf die obere Oberfläche des Werkstücks W fokussiert wird, und von dort reflektiert wird, erzeugt eine größere Strahlpunktabmessung, so dass dieses reflektierte Licht beinahe vollständig durch die zweite Pinhole-Maske 67 gesperrt wird, und nur eine kleine, verbleibende Lichtmenge durch das Pinhole 671 hindurchgeht. Der Fotodetektor 68, der dieses reflektierte Licht empfangen hat, gibt daher ein Fotodetektorsignal aus, das eine niedrige Lichtintensität aufweist. Die Steuervorrichtung 8 erhält die Brennweite der Linse 65 für chromatische Aberration in Abhängigkeit von der Wellenlänge des einfallenden Lichts entsprechend dem Fotodetektorsignal, das von dem Fotodetektor 68 zugeführt wird, und erhält so die vertikale Position der oberen Oberfläche des Werkstücks W (die Höhe des Werkstücks W), das auf dem Einspanntisch 36 gehaltert ist.
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Die Steuervorrichtung 8 weist ein erstes Steuerkennfeld auf, das die Beziehung zwischen der Spannung, die an die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 der akusto-optischen Ablenkvorrichtung 62 angelegt wird, und die Wellenlänge des Lichts einstellt, das durch das Pinhole 641 der ersten Pinhole-Maske 64 hindurchgeht, wie in 6 gezeigt ist, sowie ein zweites Steuerkennfeld, das die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Lichts, das von der Linse 65 für chromatische Aberration fokussiert wird, und der Brennweite H von dieser einstellt, wie in 7 gezeigt ist. Das erste und das zweite Steuerkennfeld werden in einem Speicher gespeichert, der nachstehend genauer erläutert wird. Diese Steuerkennfelder werden auf Grundlage von Versuchsdaten erzeugt.
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Wie wiederum in 1 gezeigt ist, weist die Laserbearbeitungsmaschine gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform die Steuervorrichtung 8 auf. Die Steuervorrichtung 8 besteht aus einem Computer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 81 zur Durchführung von Berechnungen in Abhängigkeit von einem Steuerprogramm aufweist, einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 82, der vorläufig das Steuerprogramm, usw., speichert, einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 83 zum Speichern von Berechnungsergebnissen, usw., einem Zähler 84, eine Eingabeschnittstelle 85, und einer Ausgabeschnittstelle 86. Verschiedene Erfassungssignale von der Werkstückzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 374, der Schaltzustellbetrags-Erfassungsvorrichtung 384, und der Bilderzeugungsvorrichtung 7 werden der Eingabeschnittstelle 85 der Steuervorrichtung 8 zugeführt. Weiterhin werden verschiedene Steuersignale von der Ausgabeschnittstelle 86 der Steuervorrichtung 8 ausgegeben, an den Impulsmotor 372, den Impulsmotor 382, den Impulsmotor 432, den Impulsmotor 452, die Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit 5, die Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6, usw. Der Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 83 weist einen ersten Speicherbereich 83a zum Speichern des in 6 gezeigten, ersten Steuerkennfelds auf, einen zweiten Speicherbereich 83b zum Speichern des zweiten, in 7 gezeigten Steuerkennfelds, einen dritten Speicherbereich 83c zum Speichern von Daten in Bezug auf Design-Werte des Werkstücks W, wie dies nachstehend genauer erläutert wird, einen vierten Speicherbereich 83d zum Speichern von Werten in Bezug auf die Höhe eines Halbleiter-Wafers C, wie dies nachstehend genauer erläutert wird, sowie andere Speicherbereiche.
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Als nächstes wird der Betriebsablauf der Laserbearbeitungsmaschine gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform beschrieben. 8 ist eine Perspektivansicht des Halbleiter-Wafers 10 als Werkstück, das durch die Laserbearbeitungsmaschine bearbeitet werden soll. Der Halbleiter-Wafer 10 ist ein Silizium-Wafer, der eine Vorderseite (obere Oberfläche) 10a und eine Rückseite (untere Oberfläche) 10b aufweist. Die obere Oberfläche 10a des Halbleiter-Wafers 10 ist mit mehreren, sich kreuzenden Straßen (Trennlinien) 101 versehen, um hierdurch mehrere Unterteilungsbereiche festzulegen, die matrixförmig angeordnet sind, und es werden zahlreiche Bauelemente 102, wie beispielsweise ICs und LSIs, in diesen Unterteilungsbereichen ausgebildet.
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Die Laserbearbeitungsmaschine führt eine solche Laserbearbeitung durch, dass ein Laserstrahl auf den Halbleiter-Wafer 10 entlang den Straßen 101 einwirkt, um hierdurch abwechselnde Schichten in dem Halbleiter-Wafer 10 entlang den Straßen 101 zu erzeugen. Wenn Schwankungen in Bezug auf die Dicke des Halbleiter-Wafers 10 vorhanden sind, können die sich abwechselnden Schichten nicht gleichmäßig in einer vorbestimmten Tiefe in dem Halbleiter-Wafer 10 in Bezug auf einen Brechungsindex ausgebildet werden. Daher wird vor der Durchführung der Laserbearbeitung die Höhe des auf dem Einspanntisch 36 gehalterten Halbleiter-Wafers 10 durch die voranstehend geschilderte Messvorrichtung gemessen. Im Einzelnen wird der Halbleiter-Wafer 10 auf dem Einspanntisch 36 der in 1 gezeigten Laserbearbeitungsmaschine in dem Zustand angebracht, bei welchem die Rückseite 10b des Halbleiter-Wafers 10 freiliegt, und wird dann der Halbleiter-Wafer 10 durch Saugeinwirkung auf dem Einspanntisch 36 gehaltert. Der Einspanntisch 36, der so den Halbleiter-Wafer 10 haltert, wird zu einem Ort direkt unterhalb der Bilderzeugungsvorrichtung 7 durch die Werkstückzustellvorrichtung 37 (die Bewegungsvorrichtung in Richtung X) bewegt.
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Wenn der Einspanntisch 36 direkt unterhalb der Bilderzeugungsvorrichtung 7 angeordnet ist, wird ein Ausrichtungsvorgang zur Erfassung eines bearbeiteten Bereichs des Halbleiter-Wafers 10, bei welchem eine Laserbearbeitung durchgeführt werden soll, durch die Bilderzeugungsvorrichtung 7 und die Steuervorrichtung 8 durchgeführt. Im Einzelnen führen die Bilderzeugungsvorrichtung 7 und die Steuervorrichtung 8 eine Bildverarbeitung, wie beispielsweise eine Musteranpassung, zur Erzeugung der Ausrichtung der Straßen 101 durch, die sich in einer vorbestimmten Richtung auf dem Halbleiter-Wafer 10 erstrecken, und der Linse 65 für chromatische Aberration der Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6, um die Höhe des Halbleiter-Wafers 10 entlang diesen Straßen 101 zu erfassen, damit so die Ausrichtung der Höhenerfassungsposition durchgeführt wird. Entsprechend wird die Ausrichtung der Höhenerfassungsposition für die anderen Straßen 101 durchgeführt, die sich in einer Richtung senkrecht zur voranstehend geschilderten, vorbestimmten Richtung auf dem Halbleiter-Wafer 10 erstrecken. Die Vorderseite 10a des Halbleiter-Wafers 10, auf welcher die Straßen 101 vorgesehen sind, wird an dem Einspanntisch 36 angebracht. Allerdings weist die Bilderzeugungsvorrichtung 7 eine Infrarotlicht-Anlegungsvorrichtung auf, ein optisches System zum Aufnehmen von Infrarotlicht, und eine Bilderzeugungsvorrichtung (Infrarot-CCD) zur Ausgabe eines elektrischen Signals entsprechend dem Infrarotlicht. Daher können die Straßen 101 dadurch abgebildet werden, dass das Infrarotlicht von der Rückseite 10b des Halbleiter-Wafers 10 durch die Dicke des Halbleiter-Wafers 10 zur Vorderseite 10a des Halbleiter-Wafers 10 übertragen wird.
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Mittels Durchführung der voranstehend geschilderten Ausrichtung wird der Halbleiter-Wafer 10, der auf dem Einspanntisch 36 gehaltert wird, so positioniert, wie dies durch X- und Y-Koordinaten in 9A gezeigt ist. 9B zeigt einen Zustand, der dadurch erhalten wird, dass der Einspanntisch 36 um 90° gedreht wird, oder der Halbleiter-Wafer 10, der in 9A gezeigt ist. In 9A bezeichnen die Bezugszeichen A1 bis An Zustell-Startkoordinatenpositionen für die Straßen 101, die sich in einer ersten vorbestimmten Richtung erstrecken, und bezeichnen die Bezugszeichen B1 bis Bn Zustell-Endkoordinatenpositionen für die Straßen 101, die sich in der ersten vorbestimmten Richtung erstrecken. In 9B bezeichnen die Bezugszeichen C1 bis Cn Zustell-Startkoordinatenpositionen für die anderen Straßen 101, die sich in einer zweiten vorbestimmten Richtung senkrecht zur ersten vorbestimmten Richtung erstrecken, und bezeichnen die Bezugszeichen D1 bis Dn Zustell-Endkoordinatenpositionen für die anderen Straßen 101, die sich in der zweiten vorbestimmten Richtung erstrecken. Die Daten in Bezug auf diese Design-Werte werden in dem dritten Speicherbereich 83c des Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 83 gespeichert.
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Nach Erfassung der Straßen 101, die sich in der ersten vorbestimmten Richtung erstrecken, um die Ausrichtung der Höhenerfassungsposition wie voranstehend geschildert durchzuführen, wird der Einspanntisch 36 in der Richtung Y bewegt, um die oberste Straße 101 in 9A (entsprechend einer Linie, welche die Koordinatenpositionen A1 und B1 verbindet) direkt unterhalb der Linse 65 für chromatische Aberration der Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6 anzuordnen. Dann wird der Einspanntisch 36 weiter in Richtung X bewegt, um die Zustell-Startkoordinatenposition A1 als ein Ende (das linke Ende in 9A) der obersten Straße 101 direkt unterhalb der Linse 65 für chromatische Aberration anzuordnen. Dieser Zustand ist durch eine durchgezogene Linie in 10 dargestellt. Daraufhin wird die Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6 in Betrieb genommen, und wird der Einspanntisch 36 in der Richtung bewegt, die durch einen Pfeil X1 in 10 angedeutet ist, bis sich die Zustell-Endkoordinatenposition B1 direkt unterhalb der Linse 65 für chromatische Aberration befindet (Höhenerfassungsschritt).
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Im Betrieb der Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6 überträgt der Fotodetektor 68 ständig das in 5 gezeigte Fotodetektorsignal an die Steuervorrichtung 8. Die Steuervorrichtung 8 erhält die Wellenlänge des Lichts, das durch das Pinhole 641 der ersten Pinhole-Maske 64 hindurchgeht, wenn der Spitzenwert der Lichtintensität des in 5 gezeigten Fotodetektorsignals in regelmäßigen Abständen von 1 um erfasst wird. Die Wellenlänge des Lichts, das durch das Pinhole 641 der ersten Pinhole-Maske 64 hindurchgeht, kann entsprechend dem in 6 gezeigten, ersten Steuerkennfeld erhalten werden, aus der Spannung, die an die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 der akusto-optischen Ablenkvorrichtung 62 angelegt wird, wenn der Spitzenwert der Lichtintensität des reflektierten Lichts, das von dem Fotodetektor 68 erfasst wird, dem ersten Spitzenwert P1 entspricht (beispielsweise 250 mV). Die Spannung, die an die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 angelegt wird, wird beispielsweise im Bereich von 1 bis 10 V bei 10 000 Zyklen pro Sekunde geändert, so dass der Fluss A des gebeugten Lichts durch das Pinhole 641 der ersten Pinhole-Maske 64 mit 10 000 Zyklen pro Sekunde hindurchgeht. Wenn der Spitzenwert P1 oder P2 erfasst wird, wird die Wellenlänge des Lichts aus dem in 6 gezeigten, ersten Steuerkennfeld erhalten, in Abhängigkeit von der Spannung, die an die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 angelegt wird.
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Dies führt dazu, dass ermöglicht wird, die Wellenlänge des Lichts zu erhalten, welches den Spitzenwert der Lichtintensität aufweist, von der Zustell-Startkoordinatenposition A1 bis zur Zustell-Endkoordinatenposition B1 entlang der obersten Straße 101 (wie in 9A gezeigt) auf dem Halbleiter-Wafer 10, wie dies in 11 gezeigt ist. Die voranstehend geschilderten, erhaltenen Werte für die Wellenlänge des Lichts von der Zustell-Startkoordinatenposition A1 zu der Zustell-Endkoordinatenposition B1 entlang der obersten Straße 101 werden in dem vierten Speicherbereich 83d des Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 83 gespeichert. Daraufhin erhält die Steuervorrichtung 8 die Werte für die Brennweite H entsprechend den Werten für die Wellenlänge des Lichts von der Zustell-Startkoordinatenposition A1 bis zu der Zustell-Endkoordinatenposition B1 entlang der obersten Straße 101, die in 11 gezeigt ist, unter Verwendung des in 7 gezeigten, zweiten Steuerkennfelds, wodurch die Höhe des Halbleiter-Wafers 10 (die Brennweite der Linse 65 für chromatische Aberration, die sich in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts ändert) von der Zustell-Startkoordinatenposition A1 zu der Zustell-Endkoordinatenposition B1 gemessen wird, wie dies in 12 gezeigt ist. Diese Werte für die Höhe des Halbleiter-Wafers 10, die wie voranstehend geschildert gemessen wurden, werden in dem vierten Speicherbereich 83d des Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 83 gespeichert. Dieser Höhenerfassungsschritt wird für sämtliche Straßen 101 durchgeführt, die auf dem Halbleiter-Wafer 10 vorhanden sind, und die gemessenen Werte für die Höhe entlang jeder Straße 101 werden in dem vierten Speicherbereich 83d des Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 83 gespeichert.
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Nach Durchführung des Höhenerfassungsschritts entlang sämtlichen Straßen 101, die auf dem Halbleiter-Wafer 10 vorhanden sind, wie voranstehend geschildert, wird eine Laserbearbeitung durchgeführt, um eine geänderte Schicht entlang jeder Straße 101 innerhalb des Halbleiter-Wafers 10 auszubilden. Zuerst wird der Einspanntisch 36 so bewegt, dass die oberste Straße 101, wie in 9A dargestellt, direkt unterhalb der Fokussiervorrichtung 54 der Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit 5 angeordnet ist. Dann wird die Zustell-Startkoordinatenposition A1 (vergleiche 9A) als ein Ende (das linke Ende) der obersten Straße 101 direkt unterhalb der Fokussiervorrichtung 54 angeordnet, wie dies in 13A dargestellt ist. In diesem Zustand wird der Brennpunkt P eines gepulsten Laserstrahls, der von der Fokussiervorrichtung 54 angelegt werden soll, auf eine vorbestimmte Tiefe von der Rückseite 10b (der oberen Oberfläche in 13A) des Halbleiter-Wafers 10 eingestellt. Daraufhin wird die Bearbeitungslaserstrahl-Anlegungseinheit 5 so betätigt, dass sie den gepulsten Laserstrahl von der Fokussiervorrichtung 54 an das Innere des Halbleiter-Wafers 10 anlegt, und wird der Einspanntisch 36 mit einer vorbestimmten Zustellgeschwindigkeit in der durch einen Pfeil X1 in 13A angedeuteten Richtung bewegt (Laserbearbeitungsschritt).
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Wenn der Brennpunkt P des gepulsten Laserstrahls, der von der Fokussiervorrichtung 54 angelegt wird, das andere Ende der obersten Straße 101 (das rechte Ende in 13B) erreicht, wird das Anlegen des gepulsten Laserstrahls unterbrochen, und wird auch die Bewegung des Einspanntischs 36 unterbrochen. Bei diesem Laserbearbeitungsschritt steuert die Steuervorrichtung 8 den Impulsmotor 452 der Brennpunktpositions-Einstellvorrichtung 45 in Abhängigkeit von den Werten der Höhe des Halbleiter-Wafers 10 entlang jeder Straße 101, die in dem vierten Speicherbereich 83d des Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 83 gespeichert sind, wodurch die Fokussiervorrichtung 54 in Abhängigkeit von den Werten für die Höhe des Halbleiter-Wafers 10 entlang jeder Straße 101 bewegt wird, wie dies in 13B gezeigt ist. Dies führt dazu, dass eine geänderte Schicht 110 in dem Halbleiter-Wafer 10 in einer vorbestimmten Tiefe gegenüber der Rückseite 10b (der oberen Oberfläche in 13B) so erzeugt wird, dass sie sich paralle1 zur Rückseite 10b erstreckt, wie dies in 13B dargestellt ist.
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Der voranstehend geschilderte Laserbearbeitungsschritt wird beispielsweise unter folgenden Bearbeitungsbedingungen durchgeführt.
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- Laser: Gepulster VO4-Laser
- Wellenlänge: 1064 nm
- Wiederholfrequenz: 100 kHz
- Impulsausgangsleistung: 2,5 µJ Fokussierter Punktdurchmesser: φ1 µm
- Werkstückzustellgeschwindigkeit: 100 mm/Sekunde
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Falls die Dicke des Halbleiter-Wafers 10 groß ist, wird der Brennpunkt P vorzugsweise schrittweise geändert, um wiederholt den voranstehend geschilderten Laserstrahl-Anlegungsschritt entlang derselben Straße 101 durchzuführen, wodurch mehrere geänderte Schichten 110a, 110b und 110c ausgebildet werden, wie dies in 14 gezeigt ist. Bei dem in 14 gezeigten Fall werden die geänderten Schichten 110a, 110b und 110c vorzugsweise durch schrittweise Erhöhung des Brennpunkts P in der Reihenfolge 110a, 110b und 110c ausgebildet.
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Nachdem der Laserbearbeitungsschritt entlang sämtlichen Straßen 101 durchgeführt wurde, die sich in der ersten vorbestimmten Richtung auf dem Halbleiter-Wafer 10 erstrecken, wird der Einspanntisch 36 um 90° gedreht, um entsprechend dem Laserbearbeitungsschritt entlang den anderen Straßen 101 durchzuführen, die sich in der zweiten vorbestimmten Richtung auf dem Halbleiter-Wafer 10 senkrecht zur ersten vorbestimmten Richtung erstrecken. Auf diese Weise wird der Laserbearbeitungsschritt entlang sämtlichen Straßen 101 fertig gestellt, die auf dem Halbleiter-Wafer 10 vorhanden sind. Daraufhin wird der Einspanntisch 36, der den Halbleiter-Wafer 10 haltert, auf die Ausgangsposition zurückgestellt, um die Saughalterung des Halbleiter-Wafers 10 zu unterbrechen. Dann wird mit dem Halbleiter-Wafer 10 ein Trennschritt durch eine Transportvorrichtung (nicht gezeigt) durchgeführt.
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Die Messung der Dicke des Werkstücks W durch die voranstehend geschilderte Messvorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 3 geschildert. Wie in 3 dargestellt,' wird die Messlichtstrahl-Anlegungseinheit 6 in jenem Zustand betrieben, bei welchem die Messposition des Werkstücks W direkt unterhalb der Linse 65 für chromatische Aberration eingestellt ist. Im Einzelnen arbeitet die Steuervorrichtung 8 so dass sie die Weißlichtquelle 61 einschaltet, und die Spannung ändert, die an die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 der akusto-optischen Ablenkvorrichtung 62 angelegt wird, wodurch der Fluss A des gebeugten Lichts verschwenkt wird, der von der akusto-optischen Vorrichtung 621 erzeugt wird. Dies führt dazu, dass der Fluss A des gebeugten Lichts, der durch die Aberratur-Korrekturlinse 63 hindurchgeht, teilweise durch das Pinhole 641 der ersten Pinhole-Maske 64 hindurchgeleitet wird. Daraufhin wird das gebeugte Licht, das durch das Pinhole 641 hindurchgegangen ist, durch den Strahlteiler 66 übertragen, so dass es in die Linse 65 für chromatische Aberration hineingelangt. Das gebeugte Licht wird durch die Linse 65 für chromatische Aberration auf das Werkstück W fokussiert, das auf dem Einspanntisch 36 gehaltert ist.
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Das gebeugte Licht, das eine erste bestimmte Wellenlänge aufweist, wird auf die obere Oberfläche des Werkstücks W fokussiert, und das gebeugte Licht, das eine zweite bestimmte Wellenlänge aufweist, wird durch die Dicke des Werkstücks W hindurch gelassen, und auf die untere Oberfläche des Werkstücks W fokussiert. Diese gebeugten Lichtstrahlen, welche die erste bzw. zweite Wellenlänge aufweisen, werden von der oberen bzw. unteren Oberfläche des Werkstücks W reflektiert, wie mit einer gestrichelten Linie in 3 angedeutet. Das von dem Werkstück W reflektierte Licht wird durch den Strahlteiler 66 reflektiert, und gelangt durch das Pinhole 671 der zweiten Pinhole-Maske 67 hindurch, so dass es in den Fotodetektor 68 hineingelangt. Der Fotodetektor 68 erfasst das reflektierte Licht, und gibt daher ein Fotodetektorsignal aus, wie dies in 5 gezeigt ist. Bei dem in 5 gezeigten Fotodetektorsignal entspricht der erste Spitzenwert P1 der Wellenlänge des gebeugten Lichts, das auf die obere Oberfläche des Werkstücks W durch die Linse 65 für chromatische Aberration fokussiert wird, und entspricht der zweite Spitzenwert P2 der Wellenlänge des gebeugten Lichts, das durch die Dicke des Werkstücks W hindurchgegangen ist, und auf die untere Oberfläche des Werkstücks W fokussiert wurde. Die Wellenlängen entsprechend dem ersten und zweiten Spitzenwert P1 bzw. P2 können aus den Spannungen erhalten werden, die an die Ablenkwinkel-Einstellvorrichtung 624 der akusto-optischen Ablenkvorrichtung 62 angelegt werden, entsprechend dem ersten Steuerkennfeld, das in 6 gezeigt ist, wenn der erste und der zweite Spitzenwert P1 bzw. P2 von dem Fotodetektor 68 ausgegeben werden.
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Die Steuervorrichtung 8 legt die Wellenlängen des ersten und zweiten Spitzenwerts P1 bzw. P2 an das zweite Steuerkennfeld an, das in 7 gezeigt ist, um hierdurch die Brennweite H1 bzw. H2 zu erhalten, die jeweils der Wellenlänge des ersten bzw. zweiten Spitzenwerts P1 bzw. P2 entspricht. Durch Subtrahieren der Brennweite H1, welche der Wellenlänge des ersten Spitzenwerts P1 entspricht, von der Brennweite H2, welche der Wellenlänge des zweiten Spitzenwerts P2 entspricht, wird die Dicke des Werkstücks W erhalten. Bei dem in 5 gezeigten Fall beträgt die Wellenlänge des ersten Spitzenwerts P1 1000 nm, und beträgt die Wellenlänge des zweiten Spitzenwerts P2 1600 nm. Durch Anlegen der Wellenlänge (1000 nm) des ersten Spitzenwerts P1 an das in 7 gezeigte zweite Steuerkennfeld wird daher die Brennweite H1 mit einem Wert von 28 400 µm erhalten. Entsprechend wird durch Anlegen der Wellenlänge (1600 nm) des zweiten Spitzenwerts P2 an das in 7 gezeigte zweite Steuerkennfeld die Brennweite H2 mit einem Wert von 28 700 µm erhalten. Daher gibt die Steuervorrichtung 8 die Dicke t des Werkstücks W aus als t = H2 - H1 = 28 700 µm - 28 400 µm = 300 µm. Daher wird die Dicke t des Werkstücks W mit 300 µm durch die Steuervorrichtung 8 bestimmt.
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Im Falle der Ausbildung eines Durchgangskontaktlochs, welches einen Bond-Pad durch einen Halbleiter-Wafer erreicht, durch Verwendung eines gepulsten Laserstrahls, kann die Anzahl an Impulsen entsprechend der Dicke des Werkstücks wie voranstehend gemessen eingestellt werden, so dass das Durchgangskontaktloch exakt ausgebildet werden kann.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der voranstehend geschilderten, bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen, und soll insbesondere sämtliche Änderungen und Modifikationen innerhalb des Äquivalenzbereichs der Patentansprüche umfassen.