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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schneiden
eines Werkstücks
unter Verwendung einer Schneidklinge, welche eine ringförmige Schneidkante
bzw. Schneide aufweist.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Die
US 5,266,528 offenbart ein
Schneideerfahren zum Schneiden eines Werkstücks durch ein Bewegen des Werkstücks relativ
zu einer Schneidklinge, welche eine ringförmige Schneide aufweist und
in einer vorbestimmten Richtung rotiert. In einem ersten Schneidschritt
wird das Werkstück
mit einer Diamantklinge bis zu einer bestimmten ersten Schnitttiefe
geschnitten während
in einem zweiten Schneidschritt eine Harzklinge nachgezogen wird und
das Werkstück
dabei bis zu einer zweiten Schnitttiefe geschnitten wird, die tiefer
ist als die erste Schnitttiefe. Die Harzklinge hat dabei eine Breite,
die kleiner bzw. höchstens
gleich der Breite der Diamantklinge ist.
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Aus
der
DE 35 86 944 T2 ist
ebenfalls ein Schneidverfahren zum Schneiden eines Werkstücks durch
ein Bewegen des Werkstücks
relativ zu einer Schneidklinge, welche eine ringförmige Schneide aufweist
und in einer vorbestimmten Richtung rotiert, bekannt.
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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.
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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.
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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.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Schneideerfahren 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.
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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.
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Die
Erfindung stellt weiters ein Schneideerfahren 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.
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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.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Waferzerteilmaschine, welche
eine Schneidmaschine ist, welche zur Durchführung des Schneidverfahrens
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, welche wesentliche Bereiche der in 1 gezeigten Waferzerteilmaschine
illustriert;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, welche wesentliche Bereiche einer
Spindeleinheit illustriert, welche die in 2 gezeigte
Waferzerteilmaschine ausbildet;
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4 ist
eine Ansicht, welche den Schneidschritt in dem Schneideerfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert;
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5 ist
eine Ansicht, welche den Grattrimm- bzw. -entfernungsschritt in
dem Schneideerfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert;
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6 ist
eine Ansicht, welche im Querschnitt und in einem vergrößerten Maßstab das
durch den Schneidschritt in dem Schneideerfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung geschnittene Werkstück
illustriert;
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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;
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8 ist
eine Ansicht, welche die Bewegung des Werkstücks und der Schneidklinge in
einer Ausführungsform
des Schneidverfahrens der vorliegenden Erfindung illustriert; und
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9.
ist eine Ansicht, welche die Bewegung der Schneidklinge gemäß einer
anderen Ausführungsform
des Schneidverfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine
Ausführungsform
des Schneidverfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Waferzerteil- bzw. -vereinzelungsmaschine,
welche die Schneidmaschine zur Durchführung des Schneidverfahrens
der vorliegenden Erfindung in der Praxis ist.
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Die
in 1 gezeigte Waferzerteilmaschine ist mit einem
Gehäuse 10 von
nahezu rechteckiger, parallelepipedischer Form ausgestattet. Das
Gehäuse 10 beinhaltet
eine stationäre
Basisplatte 2, welche in 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, welche die Einschneidrichtung ist.
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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.
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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 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.
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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 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.
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Wie
in 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.
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Als
nächstes
wird der Bearbeitungsvorgang der oben erwähnten Waferzerteilmaschine
kurz beschrieben.
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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.
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Als
nächstes
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4 und 5 ein
Verfahren eines Schneidens eines Halbleiterwafers, auf welchen die Kupferfolie
laminiert ist, unter Verwendung der obengenannten Waferzerteilmaschine
beschrieben.
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Das
Schneideerfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt
einen Schneidschritt und einen Grattrimm- bzw. -entfernungsschritt.
Zuerst wird der Schneidschritt unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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In
dem Schneidschritt wird die Schneidklinge 54 in der durch
den Pfeil Y angedeuteten Richtung bewegt, welches die Indexierposition
(siehe 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 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 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 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.
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Als
nächstes
wird der Gratentfernungsschritt unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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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 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.
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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 4 angedeutet ist, und eine Position, welche durch
eine durchgehende Linie in 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 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 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 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 m/s, insbesondere 120 mm/s, in dem Gratentfernungsschritt
betrug.
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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 2) zugeführt und
auch für
ein Schneiden (Richtung des Pfeils Z1 in 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. 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.
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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 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.
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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 Schneideerfahren 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 Schneideerfahren 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.
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Indem
es wie oben beschrieben ausgebildet ist, zeigt das Schneideerfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Wirkung und den Effekt, wie dies unten beschrieben
ist.
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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.