DE10043212A1 - Schneidverfahren - Google Patents
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Abstract
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.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schneiden
eines Werkstücks unter Verwendung einer Schneidklinge, welche eine ringförmige
Schneidkante bzw. Schneide aufweist.
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.
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 vorbe
stimmten Richtung rotiert, wobei das Werkstück in einer Richtung unter rechten
Winkeln zu der Drehwelle der Schneidklinge bewegt wird, wobei das Schneid
verfahren 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 ge richtet 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.
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 ge richtet 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 aufeinander
folgendes 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.
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 vor
liegenden Erfindung geschnittene Werkstück illustriert;
Fig. 7 ist eine Ansicht, welche im Querschnitt und in einem vergrößerten
Maßstab das Werkstück nach dem Gratentfernungsschritt in dem Schneid
verfahren 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.
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 ange
deuteten 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, wel
che 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 Adsorp
tionsaufspann- 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, ge
koppelt. 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 Support
platte 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 Führungs
schienen 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 Spindel
montageabschnitt 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 ange
trieben 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 An
hebe/Absenkeinrichtungen bzw. -mittel, welche nicht gezeigt sind, nach oben und
unten zu bewegen.
Als nächstes wird der Bearbeitungsvorgang der oben erwähnten Wafer
zerteilmaschine 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 Halb
leiterwafer 11 zu einer Werkzeuganordnungsfläche 18 zu liefern. Der zu der
Werkzeuganordnungsfläche 18 gelieferte Halbleiterwafer 11 wird auf die Ad
sorptionsaufspannvorrichtung 332 des Aufspanntisches 33, welcher den oben
erwähnten Aufspanntischmechanismus 3 darstellt, durch die Dreh- bzw. Schwenk
bewegung der Werkstückfördermittel 14 gefördert und wird durch die Adsorp
tionsaufspann- 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 Führungs
schienen 32, 32 bewegt. Wenn der Ansaugtisch 33 unmittelbar unter die
Ausrichtmittel 17 gebracht ist, wird eine Schnittlinie, welche auf dem Halb
leiterwafer 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 auf
weist, 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 Schneid
abschlußposition 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 Schneid
klinge 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 Grat
entfernungsschritt 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 Grat
entfernungsschritt 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.
Claims (3)
1. Schneidverfahren zum Schneiden eines Werkstücks durch ein Be
wegen 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 ge richtet 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.
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 ge richtet 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. 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. 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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