DE102006015142B4

DE102006015142B4 - Vorrichtung zum Brechen von Halbleiterscheiben

Info

Publication number: DE102006015142B4
Application number: DE200610015142
Authority: DE
Inventors: Jörg Lindner
Original assignee: Asys Automatisierungssysteme GmbH
Current assignee: Asys Automatisierungssysteme GmbH
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2026-04-01
Also published as: EP2004374A1; DE102006015142A1; WO2007112983A1

Abstract

Vorrichtung zum Brechen von Halbleiterscheiben an an einer Oberseite der Halbleiterscheibe (1) durch eine Ritzung markierten und jeweils längs einer Gerade verlaufenden Sollbruchlinien, mit einer ringförmigen Halterung (2) zur lösbaren Befestigung der Halbleiterscheibe (1), an der die auf einer flexiblen Unterlage befestigte Halbleiterscheibe (1) an Randbereichen fixiert wird, mit einem an einer Unterseite der Halbleiterscheibe fluchtend zur jeweiligen Sollbruchlinie ausgerichteten Brechkeil (4) und zwei jeweils der Oberseite der Halbleiterscheibe (1) zugewandten Gegenhaltern (5, 6), die an einander gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Sollbruchlinie vertikal und horizontal derart positioniert sind, dass sie im Augenblick des sich an der Unterseite der Halbleiterscheibe andrückenden Brechkeils einen Gegendruck auslösen, und wobei die beiden Gegenhalter (5, 6) in Anpassung an ein jeweils vorhandenes Höhenniveau der Halbleiterscheibe (1) individuell absenkbar und im Bereich jeweils benachbarter Sollbruchlinien positionierbar sind, wobei die beiden Gegenhalter (5, 6) unabhängig voneinander sowohl horizontal als auch vertikal motorisch positionierbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Brechen von Halbleiterscheiben.
Als Wafer (engl. ”Scheibe”) wird in der Halbleiterindustrie und Mikroelektronik eine kreisrunde, wenige 100 μm dicke Scheibe bezeichnet, auf der elektronische Bauelemente, vor allem integrierte Schaltkreise (IC, ”Chip”) oder mikromechanische Bauelemente durch verschiedene technische Verfahren hergestellt werden.
Diese Scheibe besteht in den meisten Fällen aus monokristallinem Silizium, es werden aber auch andere Materialien wie Siliziumcarbid, Gallium-Arsenid und Indium-Phosphid verwendet. In der Mikrosystemtechnik werden auch Glaswafer mit einer Dicke im 1-mm-Bereich verwendet.
Die Scheiben werden in verschiedenen Durchmessern gefertigt. Die zur Zeit hauptsächlich verwendeten Waferdurchmesser unterscheiden sich je nach Halbleiterwerkstoff und vorgesehenem Verwendungszweck und liegen für Silizium z. B. bei 150 mm, 200 mm, 300 mm und künftig auch bei 450 mm, für Gallium-Arsenid bei 50,8 mm (2 Zoll), 76,2 mm (3 Zoll), 100 mm, 125 mm oder 150 mm. Je größer der Wafer, desto mehr integrierte Schaltkreise, auch Chips genannt, können darauf untergebracht werden. Da bei größeren Wafern der geometrische Verschnitt kleiner wird, können die integrierten Schaltkreise kostengünstiger produziert werden.
Für die meisten Anwendungen müssen die Oberflächen der Wafer optisch spiegelnd poliert sein. Hinsichtlich der Ebenheit der Wafer, der Perfektion der Politur und der Reinheit der Oberfläche gelten extreme Forderungen. So sind beispielsweise nur Unebenheiten von wenigen nm über die gesamte Waferfläche zulässig.
Da für die Verarbeitung der Wafer die exakte Position in der bearbeitenden Maschine wichtig ist, werden die Wafer mit sogenannten Flats gekennzeichnet. Dabei wird mit Hilfe eines primären und eventuell einem sekundären Flat angezeigt, welche Winkelorientierung vorliegt und welche Kristallorientierung die Oberfläche hat. In neuerer Zeit werden an Stelle der Flats Kerben, so genannte Notches, eingesetzt. Sie bieten den Vorteil der besseren Positionierung und verursachen vor allem weniger Verschnitt.
Um die einzelnen Schaltkreise voneinander zu trennen, werden die Halbleiterscheiben mit Hilfe bereits bekannter Verfahren und Vorrichtungen zunächst in einzelnen Streifen unterteilt. Dabei werden die jeweiligen Trennlinien vorab mittels eines Diamantstichels an der Oberseite der Halbleiterscheibe durch eingeritzte Kerben entsprechend markiert. Bei der beispielsweise aus der aus EP 0 740 598 B1 bekannten Vorrichtung drückt anschließend ein Impulsstab an der insoweit vorbereiteten Sollbruchlinie von der Unterseite gegen die Halbleiterscheibe, deren Oberseite sich an einem Amboss abstützt. Da bei der bekannten Vorrichtung Impulsstab und Amboss direkt übereinander angeordnet sind, muss der seitens des Impulsstabes ausgeübte Druck einerseits ausreichend groß sein, um gegen den Druck des Ambosses einen kontrollierten Trennvorgang auszulösen. Andererseits darf der Druck nicht zu gering sein, weil sonst die Gefahr besteht, dass keine ausreichende und vollständige Trennung erreicht werden kann. Es bedarf deshalb einer hohen Präzision hin sichtlich des Anpressdruckes, um eine möglichst geringe Trennfehlerquote zu gewährleisten.
Weiterhin ist aus der Offenlegungsschrift DE 103 14 179 A1 eine Brechvorrichtung für das Vereinzeln von Keramikleiterplatten bekannt, bei welcher eine Keramikleiterplatte auf zwei Tragplatten aufgelegt wird, die an einer Bruchlinie aneinander angrenzen und jeweils um eine Achse verschwenkbar sind. An die Oberseite der Keramikleiterplatte wird ein Brechkeil angelegt, der nach unten drückt. Die Tragplatten werden von unten nachgiebig gestützt, so dass sie bei Beaufschlagen durch den Brechkeil von oben nach unten zurückweichen können. Dabei ist für das Erreichen optimaler Bruchergebnisse vorgesehen, dass die Tragplatten durch eine Koppeleinrichtung stets synchron zueinander verlagert werden.
Weitere Brechvorrichtungen sind beispielsweise auch aus der DE 10 2004 043 474 A1 und der FR 2 749 794 A1 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass eine einfachere und sicherere Trennung bei gleichzeitig möglichst geringer Fehlerquote erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung anstelle nur eines einzigen Gegenhalters zwei Gegenhalter aufweist, die sich jeweils neben der Sollbruchstelle abstützen, so dass im Bereich der Trennstelle mittels des Brechkeils nur ein relativ geringer Druck aufgebaut werden muss, um eine sichere Trennung zu gewährleisten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen des Unteranspruchs.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur Aufteilung einer Halbleiterscheibe in einzelne Teilbereiche. Zur lösbaren Befestigung der kreisförmige Halbleiterscheibe 1 dient eine ringförmige Halterung 2, an der die auf einer flexiblen Unterlage befestigte Halbleiterscheibe 1 an den Randbereichen fixiert wird. Vorzugsweise geschieht dies dadurch, dass über mehrere Ansaugdüsen ein Unterdruck erzeugt wird. Zur Trennung der Halbleiterscheibe 1 entlang einer Sollbruchlinie, die vorab durch eine an der Oberseite eingeritzte Kerbe 3 markiert ist, dient ein fluchtend zur Sollbruchlinie ausgerichteter Brechkeil 4, der gegen die Unterseite der Halbleiterscheibe 1 drückt. Ferner sind zwei Gegenhalter 5, 6 vorgesehen, die sich beidseits der durch die Kerbe 3 markierten Sollbruchlinie an der Oberseite der Halbleiterscheibe abstützen und im Augenblick des durch den Brechkeil 4 ausgelösten Trennungsvorgangs einen Gegendruck aufbauen. Die beiden Gegenhalter 5, 6 sind unabhängig voneinander sowohl horizontal als auch vertikal einstellbar und motorisch positionierbar. Die getrennte Ansteuerbarkeit der beiden Gegenhalter 5, 6 hat den Vorteil, dass sie in Anpassung an unterschiedliche Höhenprofile individuell positioniert werden können. Vorzugsweise werden die beiden Gegenhalter 5, 6 spiegelsymmetrisch zur Sollbruchlinie und beispielsweise im Bereich benachbarter Sollbruchstellen positioniert.
Die Vorrichtung ist in nicht erfindungsgemäßer Weise auch für Keramik- und Glasscheiben oder ähnlichen Substrate verwendbar, wobei hier, abweichend von dem bei Halbleiterscheiben üblichen kreisrunden Querschnitt, auch beliebig andere Querschnitte, insbesondere recht eckige Querschnitte üblich sind.
Bezugszeichenliste

1: Halbleiterscheibe
2: Halterung
3: Kerbe
4: Brechkeil
5: Gegenhalter
6: Gegenhalter

Claims

Vorrichtung zum Brechen von Halbleiterscheiben an an einer Oberseite der Halbleiterscheibe (1) durch eine Ritzung markierten und jeweils längs einer Gerade verlaufenden Sollbruchlinien, mit einer ringförmigen Halterung (2) zur lösbaren Befestigung der Halbleiterscheibe (1), an der die auf einer flexiblen Unterlage befestigte Halbleiterscheibe (1) an Randbereichen fixiert wird, mit einem an einer Unterseite der Halbleiterscheibe fluchtend zur jeweiligen Sollbruchlinie ausgerichteten Brechkeil (4) und zwei jeweils der Oberseite der Halbleiterscheibe (1) zugewandten Gegenhaltern (5, 6), die an einander gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Sollbruchlinie vertikal und horizontal derart positioniert sind, dass sie im Augenblick des sich an der Unterseite der Halbleiterscheibe andrückenden Brechkeils einen Gegendruck auslösen, und wobei die beiden Gegenhalter (5, 6) in Anpassung an ein jeweils vorhandenes Höhenniveau der Halbleiterscheibe (1) individuell absenkbar und im Bereich jeweils benachbarter Sollbruchlinien positionierbar sind, wobei die beiden Gegenhalter (5, 6) unabhängig voneinander sowohl horizontal als auch vertikal motorisch positionierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gegenhalter (5, 6) spiegelsymmetrisch zur Sollbruchlinie positionierbar sind.