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Dokumentenidentifikation DE10043212A1 12.04.2001
Titel Schneidverfahren
Anmelder Disco Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Leng, Xue-Qing, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Müller-Boré & Partner, Patentanwälte, European Patent Attorneys, 81671 München
DE-Anmeldedatum 01.09.2000
DE-Aktenzeichen 10043212
Offenlegungstag 12.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2001
IPC-Hauptklasse B26D 5/20
IPC-Nebenklasse B26D 1/00   B26D 7/18   B29C 37/00   B23D 31/00   H01L 21/301   
Zusammenfassung Ein Schneidverfahren eines Schneidens eines Werkstücks durch ein Bewegen des Werkstücks relativ zu einer Schneidklinge, welche eine ringförmige Schneidkante aufweist und sich in einer vorbestimmten Richtung dreht, wobei das Werkstück in einer Richtung unter rechten Winkeln zu der Drehwelle der Schneidklinge bewegt wird, worin das Schneidverfahren einen Schneidschritt eines Schneidens des Werkstücks durch ein Bewegen des Werkstücks in einer Vorwärtsrichtung relativ zu der Drehrichtung der Schneidklinge an einer Position, wo die Klinge und das Werkstück zueinander gerichtet sind, und einen Grattrimm- bzw. -entfernungsschritt für ein Abtasten einer durch den Schneidschritt geschnittenen Rille bzw. Nut durch ein Bewegen des Werkstücks in einer Richtung entgegen der Drehrichtung der Schneidklinge an einer Position umfaßt, wo die Klinge und das Werkstück zueinander gerichtet sind.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks unter Verwendung einer Schneidklinge, welche eine ringförmige Schneidkante bzw. Schneide aufweist.

Beschreibung des Standes der Technik

Bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen bzw. -elementen wird beispielsweise eine Oberfläche eines nahezu scheibenartigen Halbleiterwafers in eine Vielzahl von rechteckigen Abschnitten bzw. Bereichen durch die Schneid- bzw. Schnittlinien, welche Straßen genannt werden, unterteilt, welche in einer Form eines Gittermusters angeordnet sind, und eine vorbestimmte Schaltkreisstruktur wird auf jedem dieser rechteckigen Abschnitte ausgebildet. Die mehreren rechteckigen Abschnitte, auf welchen die Schaltkreisstruktur bzw. das Schaltungsmuster ausgebildet ist, werden in einzelne Stücke geschnitten, um sogenannte Halbleiterchips auszubilden. Das Schneiden des Halbleiterwafers wird üblicherweise unter Verwendung einer Präzisionsschneidmaschine durchgeführt, welche Waferzerteilungs- bzw. -vereinzelungsmaschine genannt wird. Die Waferzerteilmaschine ist mit einer Schneidklinge ausgestattet, welche eine ringförmige Schneidkante bzw. Schneide aufweist. Das Werkstück wird relativ zu der Schneidklinge in einer Richtung unter rechten Winkeln zu der Drehwelle der Schneidklinge bewegt, um das Schneiden durchzuführen.

Auf dem Halbleiterwafer bzw. der Halbleiterscheibe ist eine laminierte Schaltkreisverdrahtung ausgebildet. Die Verdrahtung ist allgemein aus Aluminium gebildet. In jüngsten Jahren wurde jedoch durch eine Studie durchgeführt, um eine Kupferfolie in eine praktische Verwendung umzusetzen. D. h., Kupfer hat einen spezifischen elektrischen Widerstand von bis zu 1,7 µΩ-cm, welcher etwa die Hälfte des elektrischen Widerstands von Aluminium ist, und macht es daher möglich, eine Verdrahtung mit einer Breite von 0,15 µm zu realisieren, um einen hohen Grad einer Integration zu bewältigen sowie um die Geschwindigkeit des kritischen Wegs bzw. Pfads um wenigstens 30% zu erhöhen. Darüber hinaus kann eine Verdrahtung aus Kupfer bei geringeren Kosten im Vergleich zu derjenigen aus Aluminium hergestellt werden und dementsprechend zieht Kupfer die Aufmerksamkeit als ein Verdrahtungsmaterial auf sich, um Aluminium zu ersetzen.

Wenn der Halbleiterwafer, auf welchen die Kupferfolie laminiert ist, unter Verwendung der Waferzerteilvorrichtung geschnitten wird, wird eine Vielzahl von kristall- bzw. whiskerartigen Graten mit Längen von etwa 20 bis 50 µm an beiden Seiten einer Rille bzw. Nut ausgebildet, welche durch das Schneiden gebildet wurde. Diese Grate können Probleme, wie beispielsweise einen Kurzschluß unter den laminierten Schichten und zwischen den Kontakten, oder eine Verletzung bewirken. Darüber hinaus können Grate, welche sich lösen, einen Schaden an den Schaltungen bzw. Schaltkreisen bewirken. Es wird angenommen, daß die Grate ausgebildet werden, da Kupfer weich und viskos ist und leicht verformt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein. Schneidverfahren zur Verfügung zu stellen, welches keine Grate zum Zeitpunkt eines Schneidens eines Werkstücks, auf welches eine Metallfolie laminiert ist, welche weich bzw. biegsam, viskos und leicht verformbar ist, wie beispielsweise Kupfer, Gold oder Silber, und insbesondere zum Zeitpunkt eines Schneidens eines Halbleiterwafers erzeugt, auf welchen die Metallfolie als eine Verdrahtung einer integrierten Schaltung laminiert ist.

Zur Erfüllung des obengenannten Gegenstands wird gemäß der Erfindung ein Schneidverfahren zum Schneiden eines Werkstücks durch Bewegen des Werkstücks relativ zu einer Schneidklinge bzw. Schneide zur Verfügung gestellt, welche eine ringförmige Schneidkante bzw. Schneide aufweist und in einer vorbestimmten Richtung rotiert, wobei das Werkstück in einer Richtung unter rechten Winkeln zu der Drehwelle der Schneidklinge bewegt wird, wobei das Schneidverfahren umfaßt:

einen Schneidschritt eines Schneidens des Werkstücks durch ein Bewegen des Werkstücks in einer Vorwärtsrichtung relativ zu der Rotationsrichtung der Schneidklinge an einer Position, wo die Klinge und das Werkstück zueinander gerichtet sind; und

einen Bart- bzw. Grattrimm- bzw. -entfernungsschritt zum Nachziehen bzw. Abtasten bzw. Verfolgen der durch den Schneidschritt geschnittenen Rille bzw. Nut durch ein Bewegen des Werkstücks in einer Richtung entgegen der Drehrichtung der Schneidklinge an einer Position, wo die Klinge und das Werkstück zueinander gerichtet sind.

Die Erfindung stellt weiters ein Schneidverfahren durch ein aufeinanderfolgendes Durchführen des Schneidschritts und des Gratentfernungsschritts durch ein hin- und hergehendes Bewegen des Werkstücks relativ zu der Schneidklinge, welche sich in der vorbestimmten Richtung dreht, ein Zuführen der Schneidklinge für ein Indexieren bzw. Einstellen einer Schnittlinie, welche als nächstes zu schneiden ist, und ein Durchführen des Schneidschritts und des Gratentfernungsschritts durch ein hin- und hergehendes Bewegen des Werkstücks zur Verfügung.

Es ist wünschenswert, daß eine relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen der Schneidklinge und dem Werkstück in dem Gratentfernungsschritt größer eingestellt ist als eine relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen der Schneidklinge und dem Werkstück in dem Schneidschritt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Waferzerteilmaschine, welche eine Schneidmaschine ist, welche zur Durchführung des Schneidverfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche wesentliche Bereiche der in Fig. 1 gezeigten Waferzerteilmaschine illustriert;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche wesentliche Bereiche einer Spindeleinheit illustriert, welche die in Fig. 2 gezeigte Waferzerteilmaschine ausbildet;

Fig. 4 ist eine Ansicht, welche den Schneidschritt in dem Schneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;

Fig. 5 ist eine Ansicht, welche den Grattrimm- bzw. -entfernungsschritt in dem Schneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;

Fig. 6 ist eine Ansicht, welche im Querschnitt und in einem vergrößerten Maßstab das durch den Schneidschritt in dem Schneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung geschnittene Werkstück illustriert;

Fig. 7 ist eine Ansicht, welche im Querschnitt und in einem vergrößerten Maßstab das Werkstück nach dem Gratentfernungsschritt in dem Schneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;

Fig. 8 ist eine Ansicht, welche die Bewegung des Werkstücks und der Schneidklinge in einer Ausführungsform des Schneidverfahrens der vorliegenden Erfindung illustriert; und

Fig. 9 ist eine Ansicht, welche die Bewegung der Schneidklinge gemäß einer anderen Ausführungsform des Schneidverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine Ausführungsform des Schneidverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Waferzerteil- bzw. -vereinzelungsmaschine, welche die Schneidmaschine zur Durchführung des Schneidverfahrens der vorliegenden Erfindung in der Praxis ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Waferzerteilmaschine ist mit einem Gehäuse 10 von nahezu rechteckiger, parallelepipedischer Form ausgestattet. Das Gehäuse 10 beinhaltet eine stationäre Basisplatte 2, welche in Fig. 2 gezeigt ist, einen Aufspann- bzw. Ansaugtischmechanismus 3, welcher auf der stationären Basisplatte 2 angeordnet ist, um sich frei in einer durch einen Pfeil X angedeuteten Richtung zu bewegen, welche die Zufuhrrichtung ist, und welcher das Werkstück hält, einen Spindelsupportmechanismus 4, welcher an der stationären Basisplatte 2 angeordnet ist, um sich frei in einer durch einen Pfeil Y (Richtung normal auf die durch den Pfeil X angedeutete Richtung, welche die Zufuhrrichtung ist) zu bewegen, welche die Indexier- bzw. Weiterschaltrichtung ist, und eine Spindeleinheit 5, welche an dem Spindelsupportmechanismus 4 angeordnet ist, um sich frei in einer durch einen Pfeil Z angedeuteten Richtung zu bewegen, welche die Einschneidrichtung ist.

Der Aufspanntischmechanismus 3 beinhaltet eine Support- bzw. Halteplatte 31, welche an der stationären Basisplatte 2 angeordnet ist und daran mit einer Vielzahl von Festlegungsbolzen 3a gesichert sind, zwei Führungsschienen 32 und 32, welche auf der Supportplatte 31 parallel zueinander entlang der durch den Pfeil X angedeuteten Richtung angeordnet sind, und einen Aufspann- bzw. Ansaugtisch 33, welcher an den Führungsschienen 32 und 32 angeordnet ist, um sich in einer durch den Pfeil X angedeuteten Richtung zu bewegen. Der Aufspanntisch 33 beinhaltet eine Adsorptionsansaug-Supportplatte 331, welche bewegbar an den Führungsschienen 32 und 32 angeordnet ist, und eine Adsorptionsaufspann- bzw. -ansaugvorrichtung 332, welche an der Adsorptionsaufspann- Supportplatte 331 montiert ist, und hält das Werkstück, wie beispielsweise einen scheibenartigen Halbleiterwafer, an der Adsorptionsaufspannvorrichtung 332 durch Saugeinrichtungen bzw. -mittel, welche nicht gezeigt sind. Der Aufspanntischmechanismus 3 beinhaltet Antriebseinrichtungen bzw. -mittel 34 zum Bewegen des Aufspanntischs 33 entlang der zwei Führungsschienen 32 und 32 in der durch den Pfeil X angedeuteten Richtung. Die Antriebsmittel 34 beinhalten eine mit einem Außengewinde versehene Stange 341, welche zwischen den zwei Führungsschienen 32 und 32 parallel dazu angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie beispielsweise einen Puls- bzw. Schrittmotor 342, für ein drehendes Antreiben der mit einem Außengewinde versehenen Stange 341. Die mit einem Außengewinde versehene Stange 341 ist an einem Ende durch einen Lagerblock 343, welcher an der Supportplatte 31 gesichert ist, drehbar abgestützt und ist an ihrem anderen Ende mit der Ausgangs- bzw. Abtriebswelle des Schrittmotors 342 durch ein Untersetzungsgetriebe, welches nicht gezeigt ist, gekoppelt. Die mit einem Außengewinde versehene Stange 341 wird in ein mit einem Innengewinde versehenes Durchtrittsloch geschraubt, welches in einem mit einem Innengewinde versehenen Block (nicht gezeigt) ausgebildet ist, welcher von der unteren Oberfläche im Mittelpunkt der Adsorptionsaufspann-Supportplatte 331 vorragt, welche den Aufspann- bzw. Ansaugtisch 33 darstellt. Durch ein Antreiben der mit einem Außengewinde versehenen Stange 341 nach vorwärts und rückwärts durch den Schrittmotor 342 wird daher der Aufspanntisch 33 entlang den Führungsschienen 32 und 32 in der durch den Pfeil X angezeigten Richtung bewegt. Der Aufspanntischmechanismus 3 weist weiters einen Schwenk- bzw. Drehmechanismus (nicht gezeigt) für ein Schwenken bzw. Drehen des Aufspanntisches 33 auf.

Der Spindelsupportmechanismus 4 beinhaltet eine Supportplatte 41, welche an der stationären Basisplatte 2 angeordnet ist und an dieser mit einer Vielzahl von Befestigungsbolzen 4a gesichert ist, zwei Führungsschienen 42 und 42, welche an der Supportplatte 41 parallel zueinander entlang der durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung angeordnet sind, und eine bewegbare Support- bzw. Halteplatte 43, welche an den Führungsschienen 42 und 42 angeordnet ist, um sich in einer durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung zu bewegen. Die bewegbare Supportplatte 43 beinhaltet einen bewegbaren Halte- bzw. Supportbereich 431, welcher bewegbar an den Führungsschienen 42 und 42 angeordnet ist, und einen Spindelmontagebereich 432, welcher an dem bewegbaren Supportbereich 431 montiert ist. Ein Montageträger bzw. -sitz 433 ist an dem Spindelmontagebereich bzw. -abschnitt 432 gesichert. Durch ein Festlegen des Montageträgers 433 an dem bewegbaren Supportabschnitt 431 mit einer Vielzahl von Befestigungsbolzen 40a ist der Spindelmontageabschnitt 432 an dem sich bewegenden Supportabschnitt 431 montiert bzw. festgelegt. Der Spindelmontageabschnitt 432 weist weiters zwei Führungsschienen 432a, 432a auf, welche sich in der durch den Pfeil Z angezeigten Richtung an der Oberfläche erstrecken, welche der Oberfläche gegenüberliegt, an welcher der Montageträger 433 montiert ist. Der Spindelsupportmechanismus 4 beinhaltet Antriebseinrichtungen bzw. -mittel 44 zum Bewegen der bewegbaren Supportplatte 43 entlang der zwei Führungsschienen 42 und 42 in der durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung. Die Antriebseinrichtungen 44 beinhalten eine mit einem Außengewinde versehene Stange 441, welche zwischen den zwei Führungsschienen 42 und 42 parallel dazu angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie beispielsweise einen Puls- oder Schrittmotor 442, für ein drehendes Antreiben der mit einem Außengewinde versehenen Stange 441. Die mit einem Außengewinde versehene Stange 441 ist an einem Ende drehbar durch einen Lagerblock (nicht gezeigt) abgestützt, welcher an der Supportplatte 41 gesichert ist, und ist an ihrem anderen Ende an die Ausgangs- bzw. Abtriebswelle des Schrittmotors 442 durch ein Untersetzungsgetriebe, welches nicht gezeigt ist, gekoppelt. Die mit einem Außengewinde versehene Stange 441 wird in ein mit einem Innengewinde versehenes Durchtrittsloch geschraubt, welches in einem mit einem Innengewinde versehenen Block (nicht gezeigt) ausgebildet ist, welcher von der unteren Oberfläche im Mittelpunkt des bewegbaren Supportabschnitts 431 vorragt, welcher die bewegbare Supportplatte 43 bildet. Durch ein Antreiben der mit einem Außengewinde versehenen Stange 441 nach vorwärts und rückwärts durch den Schrittmotor 442 wird daher die bewegbare Supportplatte 43 entlang der Führungsschienen 42 und 42 in der durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung bewegt.

Die Spindeleinheit 5 beinhaltet eine sich bewegende Basisplatte 51, einen Spindelhalter 52, welcher an der sich bewegenden Basisplatte 51 mit einer Vielzahl von Montagebolzen 5a gesichert ist, und ein Spindelgehäuse 53, welches an dem Spindelhalter 52 montiert ist. Die sich bewegende Basisplatte 51 weist zwei zu führende Schienen 51a und 51a auf, welche gleitend in zwei Führungsschienen 432a und 432a eingepaßt sind, welche an dem Spindelmontageabschnitt 432 des Spindelsupportmechanismus 4 vorgesehen sind, und ist derart abgestützt, um sich in der durch den Pfeil Z angedeuteten Richtung durch ein Einpassen bzw. Einführen der zu führenden Schienen 51a und 51a in die Führungsschienen 432a und 432a zu bewegen. Eine Schneidklinge 54 ist drehbar an einem Ende des Spindelgehäuses 53 festgelegt. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Schneide bzw. Schneidklinge 54 an einer Drehspindel 56 montiert, welche durch einen Drehantriebsmechanismus, welcher nicht gezeigt ist, drehbar angetrieben ist. Die Schneidklinge 54 beinhaltet eine kreis- bzw. ringförmige Basisplatte 541 und eine kreis- bzw. ringförmige Schneidkante bzw. Schneide 542, welche entlang des Außenumfangs der Basisplatte 541 vorgesehen ist, und ist eingeschlossen zwischen einem Fixierflansch (nicht gezeigt) und einem Halteflansch 58 durch ein Einpassen der Schneidklinge 54 an einen Werkzeugmontagebereich des Fixierflansches montiert, welcher an dem Ende der Drehspindel 56 festgelegt ist, und dann durch ein Schrauben des Halteflansches 58 auf den Werkzeugmontageabschnitt des Fixierflansches festgelegt. Die Spindeleinheit 5 beinhaltet Antriebseinrichtungen bzw. -mittel 55 für ein Bewegen der sich bewegenden Basisplatte 51 in der durch den Pfeil Z angedeuteten Richtung entlang der zwei Führungsschienen 432a und 432a. Wie die oben erwähnten Antriebsmittel 34 und 44 beinhalten die Antriebsmittel 55 eine mit einem Außengewinde versehene Stange (nicht gezeigt), welche zwischen den zwei Führungsschienen 432a und 432a angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie beispielsweise einen Puls- bzw. Schrittmotor 552, für ein drehendes Antreiben der mit einem Außengewinde versehenen Stange. Durch ein Antreiben der mit einem Außengewinde versehenen Stange (nicht gezeigt) nach vorwärts und rückwärts durch den Schrittmotor 552 wird die Spindeleinheit 5 entlang der Führungsschienen 432a und 432a in der durch den Pfeil Z angedeuteten Richtung bewegt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, beinhaltet die illustrierte Waferzerteilmaschine eine Kassette 12 zum Lagern der Halbleiterwafer bzw. -scheiben 11, welche die zu bearbeitenden Werkstücke sind, Werkstückzufuhrmittel bzw. -einrichtungen 13, Werkzeugfördermittel bzw. -einrichtungen 14, Wascheinrichtungen bzw. -mittel 15, Wasch/Fördermittel bzw. -einrichtungen 16 und Ausrichteinrichtungen bzw. -mittel 17, welche durch ein Mikroskop, eine CCD-Kamera oder dgl. gebildet sind. Der Halbleiterwafer 11 ist an einem Rahmen 111 unter Verwendung eines Bands 112 montiert und ist in der Kassette 12 in einem an dem Rahmen 111 montierten Zustand aufgenommen. Weiters wird die Kassette 12 auf einem Kassettentisch 121 angeordnet, welcher so angeordnet ist, um sich durch Anhebe/Absenkeinrichtungen bzw. -mittel, welche nicht gezeigt sind, nach oben und unten zu bewegen.

Als nächstes wird der Bearbeitungsvorgang der oben erwähnten Waferzerteilmaschine kurz beschrieben.

Der Halbleiterwafer 11 in einem Zustand, in welchem er an dem Rahmen 111 montiert ist, welcher an einer vorbestimmten Position in der Kassette 12 aufgenommen ist (nachfolgend wird der Halbleiterwafer 11 in einem Zustand, in welchem er an dem Rahmen 111 montiert ist, einfach als Halbleiterwafer 11 bezeichnet), wird zu einer Lieferposition gebracht, wenn der Kassettentisch 121 durch die Anhebe/Absenkmittel, welche nicht gezeigt sind, nach oben und unten bewegt wird. Als nächstes bewegen sich die Werkstückliefermittel 13 nach rückwärts und vorwärts, um den an der Lieferposition angeordneten Halbleiterwafer 11 zu einer Werkzeuganordnungsfläche 18 zu liefern. Der zu der Werkzeuganordnungsfläche 18 gelieferte Halbleiterwafer 11 wird auf die Adsorptionsaufspannvorrichtung 332 des Aufspanntisches 33, welcher den oben erwähnten Aufspanntischmechanismus 3 darstellt, durch die Dreh- bzw. Schwenkbewegung der Werkstückfördermittel 14 gefördert und wird durch die Adsorptionsaufspann- bzw. -ansaugvorrichtung 332 angesaugt und gehalten. Der Aufspanntisch 33, welcher den Halbleiterwafer 11 durch ein Ansaugen gehalten hat, wird dann unmittelbar unter die Ausrichtmittel 17 entlang der Führungsschienen 32, 32 bewegt. Wenn der Ansaugtisch 33 unmittelbar unter die Ausrichtmittel 17 gebracht ist, wird eine Schnittlinie, welche auf dem Halbleiterwafer 11 ausgebildet ist, durch die Ausrichtmittel 17 detektiert und es wird ein Präzisionspositioniervorgang durchgeführt. Danach wird der Aufspanntisch 33, welcher den Halbleiterwafer 11 durch ein Ansaugen hält, in der durch den Pfeil X angedeuteten Richtung, welche die Zufuhrrichtung ist (Richtung unter rechten Winkeln zu der Drehwelle der Schneidklinge 54), bewegt, wodurch der durch den Aufspanntisch 33 gehaltene Halbleiterwafer 11 entlang einer vorbestimmten Schnittlinie durch die Schneidkante 542, welche eine Dicke von etwa 20 µm aufweist, der Schneidklinge 54 geschnitten wird. D. h., die Schneidklinge 54 ist an der Spindeleinheit 5 montiert, welche durch ein Bewegen und Justieren durch ihre Bewegung in der durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung, welche die Indexier- bzw. Schrittrichtung ist, und in der durch den Pfeil Z angedeuteten Richtung positioniert ist, welche die Einschneidrichtung ist, und zu einer Drehbewegung angetrieben. Durch Bewegen des Ansaugtisches 33 in der Zufuhrrichtung entlang der unteren Seite der Schneidklinge 54 wird daher der durch den Aufspanntisch 33 gehaltene Halbleiterwafer 11 durch die Schneidkante bzw. Schneide 542 der Schneidklinge 54 entlang der vorbestimmten Schnittlinie geschnitten und in Halbleiterchips unterteilt. Die Halbleiterchips, welche geschnitten wurden, zerfallen aufgrund der Wirkung des Klebebands 112 nicht in Stücke, sondern verbleiben in dem Zustand des an dem Rahmen 111 montierten Halbleiterwafers 11. Nachdem der Halbleiterwafer 11 wie oben beschrieben geschnitten wurde, wird der den Halbleiterwafer 11 haltende Aufspanntisch 33 zurück zu der Position bewegt, wo er zuerst den Halbleiterwafer 11 durch ein Ansaugen gehalten hat, und beendet das Halten des Halbleiterwafers 11 durch ein Ansaugen. Danach wird der Halbleiterwafer 11 durch die Wasch/Fördermittel 16 zu den Waschmitteln 15 befördert und gewaschen. Der derart gewaschene Halbleiterwafer 11 wird zu den Werkstückfördermitteln 14 auf dem Werkstückanordnungsbereich 18 geliefert. Der Halbleiterwafer 11 wird dann an einer vorbestimmten Position in der Kassette 12 durch die Werkstückliefermittel 13 aufgenommen.

Als nächstes wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 ein Verfahren eines Schneidens eines Halbleiterwafers, auf welchen die Kupferfolie laminiert ist, unter Verwendung der obengenannten Waferzerteilmaschine beschrieben.

Das Schneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Schneidschritt und einen Grattrimm- bzw. -entfernungsschritt. Zuerst wird der Schneidschritt unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.

In dem Schneidschritt wird die Schneidklinge 54 in der durch den Pfeil Y angedeuteten Richtung bewegt, welches die Indexierposition (siehe Fig. 2) ist, und wird bewegt und für ein Positionieren eingestellt. Dann wird, wenn eine zu schneidende Dicke des Halbleiterwafers 11 beispielsweise 100 µm beträgt, die Schneidklinge 54 bewegt und in der Richtung eines Pfeils Z1 bewegt und justiert, welches die Einschneidrichtung ist, so daß die Höhe der Schneidklinge 54 (Höhe des untersten Punkts der Schneidklinge 54) um eine Tiefe von 100 µm plus α von der oberen Oberfläche des Halbleiterwafers 11 eingeschnitten wird, so daß die Schneidklinge 54 positioniert ist, um in geringem Kontakt mit dem Band 112 zu sein. Der Aufspanntisch 33, d. h. der Halbleiterwafer 11, wird, während die Schneidklinge 54 in der durch einen Pfeil in Fig. 4 angedeuteten Richtung mit einer Umdrehungszahl von beispielsweise 30.000 U/min gedreht wird, in der durch einen Pfeil X1 angedeuteten Zufuhrrichtung, welche mit der Drehrichtung der Schneidklinge 54 übereinstimmt, mit einer Bewegungsgeschwindigkeit von 60 mm/s bis zu einer Schneidendposition bewegt, welche durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 4 angedeutet ist, um dadurch den Halbleiterwafer 11 entlang einer vorbestimmten. Schnittlinie zu schneiden. In diesem Schneidschritt ist der Zusammenhang zwischen der Drehrichtung der Schneidklinge 54 und der Zufuhrrichtung des Halbleiterwafers 11 derart, daß der Wafer 11 in der Vorwärtsrichtung relativ zu der Drehrichtung der Schneidklinge 54 an einer Position bewegt wird, wo die Schneidklinge 54 und der Halbleiterwafer 11, welcher ein Werkstück ist, zueinander gerichtet sind. Der Schneidschritt ist im wesentlichen derselbe wie derjenige des konventionellen Schneidens. Mehrere kristall- bzw. whiskerartige Grate 110, welche Längen von etwa 20 bis 50 µm aufweisen, werden an beiden geschnittenen Oberflächen der Rille bzw. Nut S ausgebildet, welche in dem Halbleiterwafer 11 geschnitten ist, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Die Grate 110 werden gebildet, wenn die auf den Halbleiterwafer 11 laminierte Kupferfolie durch die Schneidklinge 54 geschnitten wird. Das Schneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Grattrimm- bzw. -entfernungsschritt für ein Entfernen der in dem Schneidschritt erzeugten Grate 110.

Als nächstes wird der Gratentfernungsschritt unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.

Gemäß dem konventionellen Schneidverfahren wird die Schneidklinge 54 nach oben gezogen, nachdem der Schneidschritt beendet wurde, wie dies oben beschrieben wurde. Danach wird der Aufspanntisch 33, d. h. der Halbleiterwafer 11, zu einer durch eine durchgehende Linie in Fig. 4 angezeigte Position zurückbewegt und es wird dann die Schneidklinge 54 um ein vorbestimmtes Ausmaß in Y-Achsenrichtung indexiert bzw. verstellt, um den obengenannten Schneidschritt zu wiederholen. Gemäß dem Schneidverfahren der vorliegenden Erfindung wird jedoch weiters der Gratentfernungsschritt durchgeführt.

In dem Gratentfernungsschritt wird, nachdem der Schneidschritt wie oben beschrieben beendet wurde und der Halbleiterwafer 11 zu der Schneidabschlußposition gebracht wurde (Position, welche durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 4 angedeutet ist, und eine Position, welche durch eine durchgehende Linie in Fig. 5 angedeutet ist), der Halbleiterwafer 11 in der durch einen Pfeil X2 angedeuteten Zufuhrrichtung, welche gegen die Rotationsrichtung der Schneidklinge 54 verläuft, von der durch die durchgehende Linie in Fig. 5 angedeuteten Position bewegt, um die durch den obengenannten Schneidschritt geschnittene Rille bzw. Nut abzutasten bzw. dieser zu folgen. In diesem Fall ist die Drehrichtung der Schneidklinge 54 dieselbe wie in dem obengenannten Schneidschritt. Daher ist der Zusammenhang zwischen der Drehrichtung der Schneidklinge 54 und der Zufuhrrichtung des Halbleiterwafers 11 derart, daß der Halbleiterwafer 11 in einer Richtung zugeführt wird, welche der Drehrichtung der Schneidklinge 54 an einer Position entgegengesetzt ist, wo die Schneidklinge 54 und der Halbleiterwafer 11, welcher ein Werkstück ist, einander gegenüberliegend bzw. zueinander gerichtet sind. In diesem Fall ist es erwünscht, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Halbleiterwafers 11 in der durch den Pfeil X2 angedeuteten Richtung in dem Gratentfernungsschritt größer ist als die Bewegungsgeschwindigkeit des Halbleiterwafers 11 in der durch den Pfeil X1 angedeuteten Richtung in dem Schneidschritt. In der illustrierten Ausführungsform wird die Geschwindigkeit der Bewegung des Halbleiterwafers 11 in dem Gratentfernungsschritt eingestellt, daß sie 120 mm/s beträgt. Weiters kann die Schneidklinge 54 geringfügig in der durch Z2 angedeuteten Richtung angehoben werden, wenn der Halbleiterwafer 11 in der durch den Pfeil X2 angedeuteten Richtung bewegt wird. Derart wird der Halbleiterwafer 11 von der durch die durchgehende Linie angedeuteten Position zu der durch die strichpunktierte Linie in Fig. 5 angedeuteten Startposition bewegt, wodurch der Gratentfernungsschritt abgeschlossen wird. Durch ein Folgen bzw. Abtasten der durch den Schneidschritt geschnittenen Rille mit der Schneidklinge 54 in dem Gratentfernungsschritt werden die haar- bzw. whiskerartigen Grate 110 entfernt, welche an beiden Seiten der Rille S gebildet wurden, welche durch den Schneidschritt geschnitten wurde, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Gemäß einem durch den vorliegenden Erfinder durchgeführten Experiment wurden günstige Resultate unter den Schneidbedingungen erhalten, in welchen die Umdrehungszahl der Schneidklinge 54 20.000 bis 35.000 U/min. insbesondere 30.000 U/min. betrug, die Zufuhrgeschwindigkeit des Halbleiterwafers 11 10 bis 60 mm/s, insbesondere 60 mm/s, in dem Schneidschritt betrug und die Zufuhrgeschwindigkeit des Halbleiterwafers 11 60 bis 120 mm, insbesondere 120 mm/s, in dem Gratentfernungsschritt betrug.

Nachdem der Gratentfernungsschritt abgeschlossen ist, wie dies oben beschrieben wurde, wird die Schneidklinge 54 für ein Indexieren bzw. Einstellen einer Schneidlinie, welche als nächstes zu schneiden ist (in der Richtung des Pfeils Y in Fig. 2) zugeführt und auch für ein Schneiden (Richtung des Pfeils Z1 in Fig. 2) zugeführt und es werden dann der oben erwähnte Schneidschritt und Gratentfernungsschritt wiederholt durchgeführt, um das Schneiden entlang einer Mehrzahl von Schneidlinien auszuführen, welche auf dem Halbleiterwafer 11 ausgebildet sind. Fig. 8 illustriert die Bewegung des Aufspanntisches 33, d. h. des Halbleiterwafers 11, in der Richtung des Pfeils X, welche die Zufuhrrichtung ist, und die Bewegung der Schneidklinge 54 in der Richtung des Pfeils Y, welches die Indexier- bzw. Einstellrichtung ist, nachdem die Schneidklinge 54 bewegt und in der durch den Pfeil Z1 angedeuteten Richtung eingestellt wurde, welche die Einschneidrichtung ist. D. h., nachdem die Einschneidgröße der Schneidklinge 54 eingestellt ist, wird der Aufspanntisch 33 oder der Halbleiterwafer 11 in der durch den Pfeil X1 angedeuteten Richtung bewegt, um den Schneidschritt durchzuführen. Dann wird der Aufspanntisch 33 oder der Halbleiterwafer 11 in der durch den Pfeil X2 angedeuteten Richtung bewegt, um den Gratentfernungsschritt auszuführen. Nachdem der Gratentfernungsschritt beendet wurde, wird die Schneidklinge 54 bewegt und in der Richtung des Pfeils Y1 eingestellt, welche die Indexier- bzw. Einstellrichtung ist, und der obengenannte Schneidschritt und Gratentfernungsschritt werden aufeinanderfolgend ausgeführt. Wenn die Schneidklinge 54 geringfügig in der Richtung Z2 in dem Gratentfernungsschritt angehoben wird, muß ein Schritt eines Bewegens und Einstellens der Schneidklinge 54 in der Richtung Z2 nach dem Ende des Schneidschritts hinzugefügt werden.

In der obengenannten Ausführungsform wurde der Aufspanntisch 33 oder der Halbleiterwafer 11 für ein Schneiden zugeführt (d. h. in der Richtung des Pfeils X zugeführt). Es kann jedoch die Schneidklinge 54 selbst für ein Schneiden zugeführt werden. Hier wird die Bewegung der Schneidklinge 54, beinhaltend einen Schritt einer Bewegung und eines Einstellens der Schneidklinge 54 in der Richtung von Z2 nach dem Ende des Schneidschritts unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Die Schneidklinge 54 wird in der durch den Pfeil Z1 angedeuteten Richtung, welche die Einschneidrichtung ist, bewegt und eingestellt und wird dann in der durch den Pfeil X1 angedeuteten Richtung bewegt, um den Schneidschritt auszuführen. Dann wird die Schneidklinge 54 in der Richtung von Z2 bis zu einer Position bewegt und eingestellt, wo die äußere Umfangskante der Schneidkante 542 in Kontakt mit der Kupferfolie gelangt, welche die am weitesten unten liegende Schicht ist, welche auf den Halbleiterwafer 11 laminiert ist, und dann wird die Schneidklinge 54 in der durch den Pfeil X2 angedeuteten Richtung bewegt, um den Gratentfernungsschritt durchzuführen. Nachdem der Gratentfernungsschritt fertiggestellt ist, wird die Schneidklinge 54 in der durch den Pfeil Y1 angedeuteten Richtung bewegt und eingestellt, welche die Indexier- bzw. Verstellrichtung ist, und weiters in der durch den Pfeil Z1 angedeuteten Richtung, welche die Einschneidrichtung ist, bewegt und eingestellt, um den Schneidschritt und den Gratentfernungsschritt aufeinanderfolgend durchzuführen.

Obwohl sich die obengenannte Ausführungsform mit dem Halbleiterwafer, auf welchen die Kupferfolie laminiert ist, als ein zu bearbeitendes bzw. zu behandelndes Werkstück befaßt hat, kann das Schneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wirksam auch auf Werkstücke angewandt werden, auf welche eine Goldschicht oder eine Silberschicht laminiert ist und welche dasselbe Problem wie dasjenige der Kupferfolie bewirken kann. Weiters kann das Schneidverfahren der Erfindung wirksam nicht nur für die Halbleiterwafer bzw. -scheiben, sondern auch für derartige Werkstücke, wie Keramiken, Ferrit, Glas, Kühlkörper- bzw. Wärmeschildmaterial und Mikroleiterverpackung (quadratische, flache, nicht-leitende Verpackung) zum Verpacken eines Halbleiters, auf welchen ein Kupfer oder dgl. laminiert ist, verwendet werden.

Indem es wie oben beschrieben ausgebildet ist, zeigt das Schneidverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Wirkung und den Effekt, wie dies unten beschrieben ist.

D. h., die vorliegende Erfindung beinhaltet den Schneidschritt und den Gratentfernungsschritt für ein Abtasten der durch den Schneidschritt geschnittenen Rille und macht es daher möglich, durch den Schneidschritt gebildete Grate zu entfernen. Insbesondere durch ein Einstellen der Relativgeschwindigkeit zwischen der Schneidklinge und dem Werkstück in dem Gratentfernungsschritt, daß sie größer ist als die Relativgeschwindigkeit zwischen der Schneidklinge und dem Werkstück in dem Schneidschritt, können die in dem Schneidschritt gebildeten Grate zuverlässig entfernt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Schneidverfahren zum Schneiden eines Werkstücks durch ein Bewegen des Werkstücks relativ zu einer Schneidklinge bzw. Schneide, welche eine ringförmige Schneidkante bzw. Schneide aufweist und in einer vorbestimmten Richtung rotiert, wobei das Werkstück in einer Richtung unter rechten Winkeln zu der Drehwelle der Schneidklinge bewegt wird, wobei das Schneidverfahren umfaßt:

    einen Schneidschritt eines Schneidens des Werkstücks durch ein Bewegen des Werkstücks in einer Vorwärtsrichtung relativ zu der Rotationsrichtung der Schneidklinge an einer Position, wo die Klinge und das Werkstück zueinander gerichtet sind; und

    einen Bart- bzw. Grattrimm- bzw. -entfernungsschritt zum Nachziehen der durch den Schneidschritt geschnittenen Rille bzw. Nut durch ein Bewegen des Werkstücks in einer Richtung entgegen der Drehrichtung der Schneidklinge an einer Position, wo die Klinge und das Werkstück zueinander gerichtet sind.
  2. 2. Schneidverfahren nach Anspruch 1, worin der Schneidschritt und der Gratentfernungsschritt aufeinanderfolgend durch ein hin- und hergehendes Bewegen des Werkstücks relativ zu der Schneidklinge durchgeführt werden, welche sich in der vorbestimmten Richtung dreht, wobei die Schneidklinge für ein Indexieren bzw. Einstellen einer Schnittlinie, welche als nächste zu schneiden ist, zugeführt wird, und der Schneidschritt und der Gratentfernungsschritt aufeinanderfolgend durch ein hin- und hergehendes Bewegen des Werkstücks durchgeführt werden.
  3. 3. Schneidverfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin eine relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen der Schneidklinge und dem Werkstück in dem Gratentfernungsschritt eingestellt wird, so daß sie größer ist als eine relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen der Schneidklinge und dem Werkstück in dem Schneidschritt.






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