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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fertigung äußerst dünner Chips,
das einen Waferzersägeschritt
(Wafer Dicing; auch als Pelletierschritt bekannt) und einen Wafermontageschritt (Wafer
Mounting) umfasst, sowie auf eine Anlage zur Durchführung eines
solchen Fertigungsverfahrens.
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Auf
dem Gebiet der Fertigung von Halbleiterbauelementen wie für die Elektro-
und Optikindustrie wird zum Beispiel, nachdem die Vorderseite eines Halbleiterwafers
(nachstehend einfach als "Wafer" bezeichnet) mit
einem Satz vorbestimmter Schaltungsmuster versehen wurde, die Rückseite
des Wafers poliert (oder, wie es die Ingenieure nennen, abgeschliffen),
wobei das Abschleifen den Zweck hat, eine dünne, gleichmäßige Waferdicke
zu erzielen und/oder eine Oxidschicht zu entfernen, die sich während der
Ausbildung der Schaltungsmuster bildet. Danach wird der Wafer auf
eine solche Art zu Chips zersägt
(pelletiert), dass jeder Chip eine Schaltungsmustereinheit trägt. Auf
diese Weise wird ein Satz gewünschter
Halbleiterchips (nachstehend einfach als "Chips" bezeichnet) erzielt. Anschließend werden
die Chips in einem Aufnahmeschritt aufgenommen und werden diese
aufgenommenen Chips in einem anschließenden Schritt des Die-Bondens durch
Die-Bonden auf einem Leiterrahmen montiert, wonach die Chips einen
Formungsschritt usw. durchlaufen, um weiterverarbeitet zu werden
und die gewünschten
Halbleiterbauelemente zu erzielen.
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Im
Fall eines Wafers, dessen Rückseite
abgeschliffen wird, nachdem seine schaltungstragende Seite mit einem
Oberflächenschutzband überklebt wurde,
war es zum Pelletieren des Wafers bislang Praxis, die folgenden
beiden Verfahren durchzuführen.
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Verfahren
1: Ein Wafer wird in eine vorgegebene Position gebracht; ein Energiestrahl
wird auf das Oberflächenschutzband
geworfen; der Wafer wird montiert; das Oberflächenschutzband wird abgezogen;
der montierte Wafer wird gelagert. Verfahren 2: Ein montierter Wafer
wird in eine vorgegebene Position gebracht; der Wafer wird zersägt; der
zersägte
Wafer wird gelagert. Verfahren 1 wird nun anhand von 6 erläutert.
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Im
Verfahren 1 wird zunächst
wie in 6a gezeigt ein
Wafer 102 bereitgestellt, wobei dieser Wafer 102 bereits
auf seiner schaltungstragenden Seite (Oberseite in dieser Figur)
mit einem Oberflächenschutzband 101 überklebt
ist und seine Rückseite
(Unterseite in dieser Figur) bereits poliert (abgeschliffen) ist.
Das Oberflächenschutzband 101 entspricht
dabei einem Band, das mit einem Klebstoff überzogen ist, der mittels eines
Energiestrahls gehärtet
werden kann.
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Als
nächstes
wird, wie in 6b zu erkennen ist,
auf das auf der schaltungstragenden Seite des Wafers 102 klebende
Oberflächenschutzband 101 ein
Energiestrahl abgestrahlt, woraufhin die Klebekraft des Oberflächenschutzbands 101 nachlässt. Wenn
der Klebstoff des Oberflächenschutzbands 101 kein
energiestrahlhärtbarer
Klebstoff ist, entfällt dieser
Energiestrahlabstrahlschritt.
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Als
nächstes
wird der Wafer 102 wie in 6c auf
einem Zersägeband 115 montiert,
wodurch der Wafer Bestandteil eines Körpers wird, der als einen weiteren
Bestandteil einen ringförmigen Zersägerahmen 111 hat.
Dann wird das Oberflächenschutzband 101,
wie in 6d zu sehen ist,
von der schaltungstragenden Seite des montierten Wafers 102 abgezogen.
Schließlich
wird der Wafer 102, der nun wie in 6e gezeigt ohne das Oberflächenschutzband 101 ist,
in einer Kassette 130 gelagert, die in 6f gezeigt ist.
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Das
Verfahren 1 erfolgt also mittels einer Wafermontagevorrichtung,
die speziell dafür
vorgesehen ist, die oben beschriebenen Schritte zu bewerkstelligen.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf 7 das Verfahren
2 beschrieben.
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Im
Verfahren 2 wird der Kassette 130 ein wie in Verfahren
1 angefertigter montierter Wafer 102 entnommen (siehe 6f und 7a) und wird dieser Wafer 102 in
eine Vielzahl von Chips 102a pelletiert, indem er mittels
einer Trennvorrichtung, etwa einer wie in 7b gezeigten Säge 140 zersägt wird. Der
zersägte
Wafer 102 (oder die Vielzahl pelletierter Chips 102a)
wird in die in 7c gezeigte
Kassette 130 zurückgegeben.
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Das
beschriebene Verfahren 2 erfolgt also mittels einer Zersägevorrichtung,
die speziell dafür vorgesehen
ist, die oben beschriebenen Schritte zu bewerkstelligen.
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Bei
der herkömmlichen
Vorgehensweise wird der Wafer wie gezeigt auf der schaltungstragenden
Seite beginnend zersägt,
weswegen stets die Möglichkeit
besteht, dass die zerbrechliche schaltungstragende Seite beschädigt wird.
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Angesichts
dessen stellt das rückseitige
Zersägen
einen Trend dar, der in letzter Zeit weite Beachtung gefunden hat.
Dabei beginnt das Zersägen des
Wafers auf der Rück seite
des Wafers, um so Beschädigungen
der zerbrechlichen schaltungstragenden Seite des Wafers zu verhindern
(siehe hierzu die JP 2003-273042 A). Dieses rückseitige Zersägen ist bei
der Fertigung äußerst dünner Wafer
besonders leistungsfähig
und beinhaltet das Zersägen
von der Rückseite
des Wafers aus, um eine Beschädigung der
zerbrechlichen schaltungstragenden Seite zu verhindern. In den letzten
Jahren ist außerdem
ein verdecktes Zersägen
(Stealth Dicing) mit Hilfe von Laserstrahlen in den Mittelpunkt
des Interesses gerückt
(siehe hierzu zum Beispiel die JP 3-408805 A).
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In
der Vergangenheit erfolgte das Pelletieren eines mit einem Schaltungsmuster
ausgebildeten Wafers also auf eine solche Weise, dass voneinander getrennt
und aufeinanderfolgend zwei Verfahren durchgeführt wurden, und zwar ein Wafermontageverfahren
(Verfahren 1) und ein Waferzersägeverfahren
(Verfahren 2), weswegen die gesamte Fertigungslinie kompliziert
und zeitraubend war und die Installationskosten der Linie hoch waren,
da zwei Arten Fertigungsmaschinerie notwendig waren, nämlich eine
Wafermontagevorrichtung und eine Waferzersägevorrichtung.
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Der
Erfindung erfolgte angesichts dieser Probleme und sie hat den Zweck,
die Verfahrenslinie zu vereinfachen, indem die üblichen zwei Verfahren auf
eine solche Weise zu einem Verfahren vereinigt werden, dass die üblichen
zwei Fertigungsmaschinen in einer Maschine zusammengefasst werden, was
eine Kostensenkung mit sich bringt. Sie hat außerdem den Zweck, ein verbessertes
Fertigungsverfahren und eine Fertigungsvorrichtung für äußerst dünne Chips
zur Verfügung
zu stellen, die Beschädigungen
des Wafers minimieren und eine höhere
Ausbeute beschädigungsfreier
Chips ergeben.
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Um
diese Ziele zu erreichen, sieht die Erfindung gemäß Anspruch
1 ein Verfahren zur Herstellung äußerst dünner Chips
vor, das gekennzeichnet ist durch (i) einen Waferumsetzschritt,
in dem ein Halbleiterwafer auf eine solche Weise umgesetzt und auf
einem Tisch platziert wird, dass eine schaltungstragende Seite des
Wafers nach unten weist; (ii) einen Waferzersägeschritt, in dem der auf dem
Tisch gehaltene Halbleiterwafer von der zur schaltungstragenden
Seite entgegengesetzten Seite aus pelletiert wird; und (iii) einen
Wafermontageschritt, in dem der pelletierte Halbleiterwafer und
ein Zersägerahmen, die
sich auf dem gleichen Tisch befinden, auf ein Montageunterstützungsband
geklebt werden, wodurch beide als Werkstück einen Einkörperaufbau
bilden.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
2 ist zusätzlich
zur Erfindung gemäß Anspruch
1 dadurch gekennzeichnet, dass das Pelletieren des Halbleiterwafers
in dem Waferzersägeschritt
mittels eines Lasers erfolgt.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
3 ist zusätzlich
zu der Erfindung gemäß Anspruch
1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die schaltungstragende Seite
des Halbleiterwafers mit einem Oberflächenschutzband überklebt
ist.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
4 ist zusätzlich
zu der Erfindung von Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das
Verfahren außerdem
einen Bandablöseschritt,
in dem das Oberflächenschutzband
vom Wafer abgelöst
wird, und einen Waferlagerungsschritt enthält, in dem der Halbleiterwafer,
von dem das Schutzband abgelöst
worden ist, gelagert wird.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
5 ist zusätzlich
zu der Erfindung gemäß Anspruch
3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebstoff des Oberflächenschutzbandes
energiestrahlhärtbar
ist und das Verfahren außerdem
einen Energiestrahlabstrahlschritt enthält, in dem auf das Oberflächenschutzband
ein Energiestrahl abgestrahlt wird, um dadurch die Klebekraft des
Bandes zu schwächen.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
6 ist dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Vorrichtung zur Fertigung äußerst dünner Chips
zusammensetzt aus einer Waferumsetzeinrichtung zum Umsetzen und Platzieren
eines Halbleiterwafers auf solche Weise auf einem Tisch, dass eine
schaltungstragende Seite des Wafers nach unten weist; einer Waferzersägeeinrichtung
zum Pelletieren des auf dem Tisch gehaltenen Halbleiterwafers von
der zur schaltungstragenden Seite entgegengesetzten Seite aus; und
einer Wafermontageeinrichtung zum Aufkleben eines Montageunterstützungsbands
auf den pelletierten Halbleiterwafer und einen Zersägerahmen,
die sich auf dem gleichen Tisch befinden, wodurch beide als Werkstück einen
Einzelkörperaufbau
bilden.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
7 ist zusätzlich
zu der Erfindung gemäß Anspruch
6 dadurch gekennzeichnet, dass die Waferzersägeeinrichtung den Halbleiterwafer
durch Laserzersägen
pelletiert.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
8 ist zusätzlich
zu der Erfindung gemäß Anspruch
6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Vorrichtung zur
Fertigung äußerst dünner Chips
außerdem eine
Bandablöseeinrichtung
zum Ablösen
eines auf die schaltungstragende Seite des Halbleiterwafers geklebten
Oberflächenschutzbandes
und ein Waferlager zum Lagern von Halbleiterwafern enthält, von denen
das Oberflächenschutzband
abgezogen worden ist.
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Die
Erfindung gemäß Anspruch
9 ist zusätzlich
zu der Erfindung gemäß Anspruch
8 dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Vorrichtung zur Fertigung äußerst dünner Chips
außerdem
eine Energiestrahlabstrahleinrichtung zum Abstrahlen eines Energiestrahls
auf das Oberflächenschutzband
umfasst, das aus einem Band mit einem energiestrahlhärtbaren
Klebstoff besteht, um dadurch die Klebekraft des Bandes zu schwächen.
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Durch
den Einsatz des Fertigungsverfahrens gemäß Anspruch 1, das unter Verwendung
der Fertigungsvorrichtung gemäß Anspruch
6 durchgeführt wird,
lassen sich der Waferzersägeschritt
und der Wafermontageschritt in einer Stufe auf dem gleichen Tisch
durchführen,
sodass diese beiden Schritte des Waferzersägens und der Wafermontage,
die üblicherweise
als getrennte Stufen durchgeführt
wurden, zu einer Stufe zusammengeführt werden können. Dadurch
wird das Fertigungsverfahren vereinfacht und können außerdem die zwei Arten Fertigungsmaschinerie,
die üblicherweise
getrennt eingesetzt wurden, vereint werden, wodurch sich die Fertigungskosten
senken lassen. Da der Waferzersägeschritt und
der Wafermontageschritt auf dem gleichen Tisch erfolgen, besteht
außerdem
keine Notwendigkeit mehr, den äußerst dünnen und
zerbrechlichen Wafer von einem Schritt zum anderen umzusetzen, wodurch
der Wafer vor Beschädigungen
geschützt
wird. Da der Wafer außerdem
nach dem Zersägen
im Wafermontageschritt mit dem Zersägerahmen als Werkstück zu einem
Einzelkörperaufbau
kombiniert wird, indem er auf das Montageunterstützungsklebeband geklebt wird,
an dem auch der Zersägerahmen
angebracht wird, und da das Werkstück in den anschließenden Schritten
lediglich unter Handhabung des Zersägerahmens umgesetzt werden
kann, werden während
des Umsetzens Beschädigungen
verhindert, die durch direkte Stöße auf den
zersägten, äußerst dünnen Wafer
verursacht werden.
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Da
die pelletierten Chips mit dem Zersägerahmen zu einem Einzelkörper kombiniert
werden, ohne von der Stelle aus umgesetzt zu werden, wo sie pelletiert
wurden, ist darüber
hinaus die Wahrscheinlichkeit gering, dass sich die Chips verstreuen.
Da das Zersägen
von der Rückseite
des Wafers aus begonnen wird, werden auch die meisten Beschädigungen
der zerbrechlichen schaltungstragenden Seite des zerbrechlichen
Wafers verhindert und wird daher die Brechung des Lasers während des
Schaltungsaufdrucks minimiert.
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Da
der Wafer bei den Erfindungen gemäß Anspruch 2 und Anspruch 7
mittels Laserzersägen pelletiert
wird, lässt
sich auch ein äußerst dünner Wafer
ohne Beschädigung
zu Chips pelletieren.
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Dank
des bei der Erfindung gemäß Anspruch 3
auf den Wafer geklebten Oberflächenschutzbands wird
die schaltungstragende Seite des Wafers vor Beschädigungen
geschützt
und kommt es auch bei einem äußerst dünnen Wafer
seltener zu Rissen, während
er transportiert und auf einem Tisch platziert wird.
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Da
das Oberflächenschutzband
bei den Erfindungen gemäß Anspruch
4 und Anspruch 8 im Fertigungsverfahren und in der Fertigungsvorrichtung
von dem Wafer abgezogen wird und lediglich die Wafer gelagert werden,
von denen das Oberflächenschutzband
abgezogen wurde, lässt
sich das anschließende
Verfahren vereinfachen.
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Da
die Klebekraft des Oberflächenschutzbandes,
das auf die schaltungstragende Seite des Wafers geklebt wurde und aus
einem Band mit energiestrahlhärtbarem
Klebstoff besteht, bei den Erfindungen gemäß Anspruch 5 und 9 durch Abstrahlen eines
Energiestrahls auf das Oberflächenschutzband geschwächt wird,
lässt sich
das Oberflächenschutzband
nunmehr im Bandabziehschritt leichter von der schaltungstragenden
Seite des Wafers abziehen und entfernen.
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
werden nun Beispiele beschrieben, wie sich die Erfindung durchführen lässt.
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1 zeigt
in Draufsicht den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Fertigung äußerst dünner Chips; 2 zeigt
im seitlichen Teilschnitt eine Waferzersägeeinrichtung und eine Wafermontageeinrichtung
dieser Fertigungsvorrichtung; 3 zeigt
im Schnitt einen Wafer, wie er der Vorrichtung zuerst zur Verfügung gestellt
wird; 4 zeigt im Schnitt ein Werkstück mit einem Wafer, nachdem
er zersägt
und montiert wurde; und 5 zeigt im Schnitt ein Werkstück mit einem
Wafer, von dem das Oberflächenschutzband
abgezogen worden ist.
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Das
hier vorgestellte Fertigungsverfahren zur Herstellung äußerst dünner Chips
ist ein Verfahren zur Chipherstellung, bei dem die folgenden Schritte
in dieser Reihenfolge durchgeführt
werden: ein Energiestrahlabstrahlschritt; ein Waferausrichtungsschritt;
ein Waferumsetzschritt; ein Waferzersägeschritt; ein Wafermontageschritt;
ein Bandabziehschritt; und ein Waferlagerungsschritt. Diese Schritte werden
nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 erläutert.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird als Oberflächenschutzband
ein Band mit einem durch ultra violette Strahlung härtbaren
Klebstoff verwendet, wobei im Energiestrahlabstrahlschritt als Energiestrahl
ultraviolette Strahlen auf das Oberflächenschutzband mit dem durch
ultraviolette Strahlung härtbaren
Klebstoff abgestrahlt werden, weswegen der Energiestrahl in der
folgenden Erläuterung als
UV, das Oberflächenschutzband
mit dem durch ultraviolette Strahlung härtbaren Klebstoff als Oberflächenschutzband
mit UV-härtbarem
Klebstoff und der Energiestrahlabstrahlschritt als UV-Abstrahlschritt
bezeichnet werden.
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(1) UV-Abstrahlschritt:
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Eine
Vielzahl von Wafern 2 (25 Wafer in diesem Ausführungsbeispiel),
deren schaltungstragende Seiten (die Oberseite in 3)
wie in 3 mit Oberflächenschutzband 1 überklebt
sind, werden auf eine solche Weise in einer in 1 gezeigten
Kassette A, die ein Waferlager darstellt, gelagert, dass die Wafer
mit nach oben weisendem, angeklebtem Band übereinander gestapelt sind.
Die Wafer werden nacheinander dem UV-Abstrahlschritt zugeführt, indem
jeweils ein Wafer 2 von einem Handhabungsroboter B aus
der Kassette A genommen wird. Der Handhabungsroboter B ist dabei
mit einem Arm 3 ausgestattet, der den Wafer, den er hält, drehen
und nach oben und unten bewegen kann, wobei das Vorderende des Arms 3 mit
einem kreisscheibenförmigen
Ansaugelement 4 und einem nicht gezeigten Umkehrmechanismus
zum auf den Kopf Drehen des Wafers 2 versehen ist. Die
Rückseite
(die Unterseite in 3) des Wafers 2 ist übrigens
bereits in einem Polierschritt (Abschleifschritt) poliert worden,
wonach die Waferdicke zum Beispiel lediglich 50 μm beträgt. Des Weiteren ist das Oberflächenschutzband 1 in diesem
Ausführungsbeispiel
ein Band mit einem UV-härtbaren
Klebstoff.
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Im
UV-Abstrahlschritt wird also durch den Handhabungsroboter B ein
Wafer 2 in der Kassette A aufgenommen, wenn das Ansaugelement 4 am Oberflächenschutzband 1 des
Wafers 2 saugt, und wird der Wafer 2 auf einen
Tisch 6 gesetzt, der sich auf einem Paar paralleler Schienen 5 in
den durch den Pfeil a in 1 angegebenen Richtungen bewegen
kann, wobei das Setzen so erfolgt, dass das Oberflächenschutzband 1 nach
oben schaut. Dann bewegt sich der Tisch 6 entlang der Schienen 5 zum UV-Rbstrahlteil
C und werden auf das auf der schaltungstragenden Seite des Wafers 2 aufgeklebte Oberflächenschutzband 1 UV-Strahlen
abgestrahlt. Dadurch wird die Klebekraft des Oberflächenschutzbandes 1 geschwächt und
lässt sich
das Oberflächenschutzband 1 leichter
von der schaltungstragenden Seite des Wafers 2 abziehen.
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(2) Waferausrichtungsschritt:
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Wenn
die UV-Abstrahlung im UV-Abstrahlschritt beendet ist, bewegt sich
der Tisch 6 erneut entlang der Schienen 5 und
wird zu einem Waferausrichtungsteil D gebracht, wo der Wafer 2 einer
vorbestimmten Ausrichtung unterzogen wird. Der Tisch 6 ist übrigens
mit einer nicht gezeigten X-Y-Verschiebevorrichtung, um den Wafer 2 in
die durch die Pfeile a und b in 1 angegebenen
Richtungen zu verschieben, und mit einer ebenfalls nicht gezeigten Drehvorrichtung
ausgestattet, um den Wafer 2 horizontal in eine vorbestimmte
Orientierung zu drehen, damit sich der Wafer 2 in einer
vorbestimmten, gewünschten
Ausrichtung befindet, um von einer oberhalb der Schienen 5 installierten
Ansaugumkehrvorrichtung 27 aufgenommen zu werden. In diesem
Ausführungsbeispiel
erfolgt die Ausrichtung unter Bezugnahme auf die Lage und Orientierung
eines V-Einschnitts im Wafer 2, der fortlaufend durch eine
nicht gezeigte TV-Kamera verfolgt wird.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
erfolgt der Waferausrichtungsschritt nach dem UV-Abstrahlschritt,
doch ist es auch möglich,
ihn eher als den UV-Abstrahlschritt vorzunehmen.
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(3) Waferumsetzschritt:
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Nachdem
der Wafer in dem oben beschriebenen Waferausrichtungsschritt ausgerichtet
und durch die Ansaugumkehrvorrichtung 27 auf den Kopf gedreht
wurde, wird er pneumatisch an den Waferträger E gesaugt. Dieser Waferträger E kann
sich entlang einer Führungsschiene 7 in
die durch den Pfeil b in 1 gezeigten Richtungen bewegen,
wobei das Vorderende seines Arms 8 mit einem Ansaugelement 9 versehen
ist.
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Der
Wafer 2, der nun von dem Waferträger E auf eine solche Weise
gehalten wird, dass die Seite des Wafers 2, die nicht die
Schaltung trägt,
vom Ansaugelement 9 des Waferträgers E angesaugt wird, wird
durch den Waferträger
E entlang der Führungsschiene 7 zu
einem Zersägemontagetischteil
F umgesetzt und dann von dem Waferträger E auf den Zersägemontagetisch 10 umgesetzt,
der pneumatisch die schaltungstragende Seite des Wafers 2 (und zwar
das nun nach unten gerichtete Oberflächenschutzband 1)
ansaugt (siehe 2). Zu diesem Zeitpunkt befindet
sich auf dem Zersägemontagetisch 10 bereits
ein ringförmiger
Zersägerahmen 11, wobei
der Wafer 2 innerhalb dieses Zersägerahmens 11 ausgerichtet
wird. Außerdem
befindet sich am Zersägemontagetisch 10 ein
nicht gezeigtes Ansaugelement, um den Wafer 2 und den ringförmigen Zersägerahmen 11 pneumatisch
anzusaugen.
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(4) Waferzersägeschritt:
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Der
Zersägemontagetisch 10 kann
sich entlang eines Paars paralleler Schienen 12 in die
durch den Pfeil c 1 angegebenen Richtungen bewegen, wobei
der Zersägemontagetisch 10 in
diesem Waferzersägeschritt
zu einem Waferzersägeteil
G verschoben wird, in dem der pneumatisch auf dem Zersägemontagetisch 10 gehaltene
Wafer 2 auf eine Weise pelletiert wird, bei der das Zersägen von
der Seite des Wafers ausgeht, die nicht die Schaltung trägt.
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Und
zwar wird der Wafer 2, wie in 2 gezeigt
ist, zersägt
und pelletiert, indem der von einer Laserzersägevorrichtung 13 abgestrahlte
Laserstrahl in dem Waferzersägeteil
G die Rückseite
des Wafers angreift, die nicht mit der Schaltung versehen ist.
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Wenn
der Laserzersägevorgang
auf dem Wafer 2 somit beendet worden ist, wird der Zersägemontagetisch 10 entlang
der Schienen 12 in der von dem Pfeil in 2 angegebenen
Richtung, also in 2 nach links verschoben und
der Wafer 2 zu dem in 1 gezeigten
Wafermontageteil H transportiert.
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(5) Wafermontageschritt:
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Im
Wafermontageteil H wird auf die schaltungsfreie Seite des Wafers 2 (der
Vielzahl pelletierter Chips 2a), die nun pneumatisch auf
dem Zersägemontageschritt 10 gehalten
wird, wie in 2 gezeigt ein Montageunterstützungsband 15 aufgebracht,
das vorläufig
mit einer Abziehlage 14 hinterlegt ist. Und zwar wird das
Montageunterstützungsband 15 von der
Abziehlage 14 getrennt und auf den Wafer 2 und den
Zersägerahmen 11 geklebt,
indem ein Endabschnitt der Abziehlage 14 von dem Montagunterstützungsband 15 aus
in einer Richtung zurückgefaltet
wird, die durch den spitzen Winkel einer Abziehplatte 17 bestimmt
ist. Dann wird das Montageunterstützungsband 15 ohne
die Abziehlage 14 auf den Wafer 2 und den Zersägerahmen 11 aufgebracht,
indem es durch eine Aufbringwalze 16 aufgedrückt wird,
während diese
in der durch den Pfeil in 2 angegebenen
Richtung drehend über
das Montageunterstützungsband 15 rollt.
Dadurch werden der zersägte
Wafer 2 (die Vielzahl pelletierter Chips 2a) und
der Zersägerahmen 11 zu
einem Einzelkörper, nämlich einem
Werkstück
W verbunden.
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Nachdem
der zersägte
Wafer 2 (die Vielzahl pelletierter Chips 2a) und
der Zersägerahmen 11 auf dem
Montageunterstützungsband 15 montiert
und dadurch wie oben beschrieben in Form des Werkstücks W zu
einem Einzelkörper
vereint wurden, wird der Zersägemontagetisch 10 entlang
der Schienen 12 zu der Position verschoben, die er in 1 einnimmt.
Dann wird das Werkstück
W auf dem Zersägemontagetisch 10 pneumatisch
von einem ersten Werkstückträger I angesaugt.
Dabei wird übrigens das
Ansaugelement des Zersägemontagetisches 10 ausgeschaltet,
damit das Werkstück
W nicht mehr länger
pneumatisch auf dem Zersägemontagetisch 10 gehalten
wird.
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Der
erste Werkstückträger I kann
sich entlang der Führungsschiene 18 in
den durch den Pfeil d in 1 angegebenen Richtungen bewegen,
wobei das Vorderende seines Armes 19 mit einem Ansaugelement 20 versehen
ist, das so ausgelegt ist, dass es nur an dem Zersägerahmen 11 des
Werkstücks
W saugt, sodass das Ansaugelement 20 nicht den Wafer 2 (die
Vielzahl pelletierter Chips 2a) berührt, der durch den Laserzersägevorgang
sogar noch zerbrechlicher geworden ist. Obwohl dies nicht gezeigt
ist, ist der erste Werkstückträger I mit
einem Umkehrmechanismus versehen, um das Werkstück W auf den Kopf zu drehen,
bevor es im nächsten Schritt
auf einem Tisch 21 eines Bandabziehteils J platziert wird.
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Das
Werkstück
W, dessen Zersägerahmen 11 pneumatisch
von dem Ansaugelement 20 des ersten Werkstückträgers I angesaugt
wird, wird also auf den Kopf gedreht und entlang der Führungsschiene 18 zum
Bandabziehteil J umgesetzt, wobei das Werkstück W, wie in 4 gezeigt
ist, mit der schaltungstragenden Seite (oder dem Oberflächenschutzband 1)
nach oben auf einem Tisch 21 platziert wird.
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(6) Bandabziehschritt:
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Im
Bandabziehschritt wird das Oberflächenschutzband 1 abgezogen,
das wie in 4 gezeigt auf der schaltungstragenden
Seite des Wafers 2 klebt, der mit seiner schaltungstragenden
Seite (oder dem Oberflächenschutzband 1)
nach oben auf den Tisch 21 platziert ist. Angesichts der
zuvor beschriebenen Tatsache lässt
sich dies leicht deswegen bewerkstelligen, weil das Oberflächenschutzband 1 mit dem
UV-härtbaren
Klebstoff den größten Teil
seiner Klebefestigkeit verloren hat, nachdem es im UV-Abstrahlschritt
der UV-Bestrahlung
ausgesetzt wurde. 5 zeigt das Werkstück W, nachdem
das Oberflächenschutzband 1 von
dem Wafer 2 abgezogen wurde.
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(7) Waferlagerungsschritt:
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Ist
das Oberflächenschutzband
1 im Bandabziehschritt von der schaltungstragenden Seite des Wafers 2 abgezogen,
wird das Werkstück
W auf dem Tisch 21 von einem zweiten Werkstückträger K auf eine
solche Weise pneumatisch angesaugt, dass das Ansaugen lediglich
am Zersägerahmen 11 erfolgt, damit
der zerbrechliche Wafer 2 (die Vielzahl pelletierter Chips 2a)
nicht den zweiten Werkstückträger K berührt.
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Der
zweite Werkstückträger K kann
sich entlang einer Führungsschiene 22 in
den durch den Pfeil e in 1 angegebenen Richtungen bewegen,
wobei ein Vorderende seines Arms 23 mit einem Ansaugelement 24 versehen
ist.
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Indem
also der zweite Werkstückträger K, der
das Werkstück
W pneumatisch an seinem Ansaugelement 24 hält, entlang
der Führungsschiene 22 versetzt
wird, wird das Werkstück
W auf ein Paar Rutschschienen 25 umgesetzt und wird das
Werkstück
W, wenn ein Rutscharm 26 durch eine Antriebsvorrichtung
in Bewegung gesetzt wird, in einer Lagerkassette L, die ein Werkstücklager
darstellt, eingelagert.
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Die
bisherige Erläuterung
bezieht sich auf ein Fertigungsverfahren, das von einer wie in 1 und 2 gezeigten
erfindungsgemäßen Fertigungsvorrichtung
durchgeführt
wird. Danach wird das in der Lagerkassette L gelagerte Werkstück W zu einer
nicht gezeigten Die-Bonding-Vorrichtung
umgesetzt. In der Die-Bonding-Vorrichtung
werden die Chips 2a von dem zersägtem Wafer 2 aufgenommen und
durch Die-Bonden auf einem nicht gezeigten Leiterrahmen angebracht.
Diese dem Die-Bonden unterzogenen Chips 2a unterliegen
verschiedenen Behandlungen wie etwa einer Formung, wonach sie zu Halbleiterbauelementprodukten
werden.
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In
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der
Erfindung erfolgen der Waferzersägeschritt
und der Wafermontageschritt also in einer Stufe auf dem gleichen
Zersägemontagetisch 10,
sodass die beiden Schritte Waferzersägen und Wafermontage, die üblicherweise
als getrennte Stufen ausgeführt
wurden, zu einer Stufe zusammengeführt werden können, wodurch
sich das Fertigungsverfahren vereinfacht und außerdem die zwei Arten Fertigungsmaschinerie,
die üblicherweise
getrennt eingesetzt wurden, vereint werden können, wodurch sich die Fertigungskosten
senken lassen.
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Bei
der beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung erfolgen der Waferzersägeschritt und der Wafermontage schritt
auf dem gleichen Zersägemontagetisch 10,
sodass auch keine Notwendigkeit dafür besteht, den äußerst dünnen und
zerbrechlichen Wafer 2 von einem Schritt zum anderen zu
transportieren, was tendenziell die Wahrscheinlichkeit von Beschädigungen
des Wafers 2 verringert. Da der Wafer 2 nach dem
Zersägen
im Wafermontageschritt mittels des Montageunterstützungsbands 15 an
den Zersägerahmen 11 gekoppelt
wird, um einen Einzelkörperaufbau,
d.h. das Werkstück
W zu bilden, ist es darüber
hinaus möglich,
das Werkstück
W umzusetzen, indem in den nachfolgenden Schritten lediglich der
Zersägerahmen 11 gehandhabt
wird, weswegen der zersägte, äußerst dünne und
zerbrechliche Wafer 2 während
seines Umsetzens weniger leicht Beschädigungen erfährt.
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Da
die Klebekraft des Oberflächenschutzbandes 1,
das auf die schaltungstragende Seite des Wafers 2 geklebt
wird und aus einem Band mit einem UV-härtbaren Klebstoff besteht,
bei der Erfindung nach der Zufuhr des Wafers 2 im Waferumsetzschritt durch
Abstrahlen von UV-Strahlen auf das Oberflächenschutzband 1 geschwächt wird,
lässt sich
das Oberflächenschutzband 1 im
Bandabziehschritt nun leichter von der schaltungstragenden Seite
des Wafers 2 abziehen und entfernen.
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Der
hier verwendete Ausdruck "Pelletieren" beinhaltet im Übrigen einen
latenten Pelletiervorgang, wie er etwa durch Laserzersägen erfolgt.
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Die
Erfindung ist nützlich,
wenn sie bei Fertigungsverfahren und Fertigungsvorrichtungen für Halbleiterbauelemente
in der Elektronik- und Optikindustrie Anwendung findet, insbesondere
bei Verfahren und Vorrichtungen, die einen Zersägeschritt und einen Wafermontageschritt
zur Fertigung äußerst dünner Chips beinhalten.
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Es
folgt nun eine Übersicht
zu der verwendeten Zeichnungen und Bezugszeichen.
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1 zeigt
in Draufsicht einen Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Fertigung äußerst dünner Chips.
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2 zeigt
seitlich im Schnitt eine Waferzersägeeinrichtung und eine Wafermontageeinrichtung der
genannten Fertigungsvorrichtungen.
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3 zeigt
im Schnitt einen Wafer, wie er der Vorrichtung zuerst zur Verfügung gestellt
wird.
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4 zeigt
im Schnitt ein Werkstück
mit einem Wafer, nachdem er pelletiert und montiert wurde.
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5 zeigt
im Schnitt ein Werkstück
mit einem Wafer, von dem das Oberflächenschutzband abgezogen worden
ist.
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6 zeigt eine Abfolge mit einem Wafermontageschritt
gemäß einem
herkömmlichen
Fertigungsverfahren.
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7 zeigt eine Abfolge mit einem Zersägeschritt
gemäß einem
herkömmlichen
Fertigungsverfahren.
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- A
- Kassette
(Waferlager)
- B
- Handhabungsroboter
- C
- UV-Abstrahlteil
(Energiestrahlabstrahleinrichtung)
- D
- Waferausrichtungsteil
(Ausrichtungseinrichtung)
- E
- Waferträger (Waferzuführeinrichtung)
- F
- Zersägemontagetisch
- G
- Waferzersägeteil
- H
- Wafermontageteil
- I
- erster
Werkstückträger (erste
Werkstückumsetzeinrich.)
- J
- Bandabziehteil
(Bandabzieheinrichtung)
- K
- zweiter
Werkstückträger (zweite
Werkstückumsetzeinr.)
- L
- Lagerkassette
(Werkstücklager)
- W
- Werkstück
- 1
- Oberflächenschutzband
- 2
- Wafer
- 3
- Arm
- 4
- Ansaugelement
- 5
- Schienen
- 6
- Tisch
- 7
- Führungsschiene
- 8
- Arm
- 9
- Ansaugelement
- 10
- Zersägemontagetisch
(Tisch)
- 11
- Zersägerahmen
- 12
- Schienen
- 13
- Laserzersägevorrichtung
- 14
- Abziehlage
- 15
- Montageunterstützungsband
- 16
- Anbringwalze
- 17
- Abziehplatte
- 18
- Führungsschiene
- 19
- Arm
- 20
- Ansaugelement
- 21
- Führungsschiene
- 23
- Arm
- 24
- Ansaugelement
- 25
- Rutschschienen
- 26
- Rutscharm
- 27
- Ansaugumkehrvorrichtung