DE102009000349A1

DE102009000349A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vereinzeln von Bauelementen

Info

Publication number: DE102009000349A1
Application number: DE200910000349
Authority: DE
Inventors: Dieter Pankatz
Original assignee: Carl Baasel Lasertechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Baasel Lasertechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-07-22

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Vereinzeln von Bauelementen (28), die in einem scheibenförmigen Substrat (20) angeordnet sind, bei dem in das Substrat (20) Nuten (26) eingebracht worden sind, mit denen die Bauelemente (28) voneinander abgegrenzt sind, liegt das mit den Nuten (26) versehene Substrat (20) auf einem Stempel (1) auf, der einen starren Grundkörper (2) mit einer gewölbten Oberfläche (4) umfasst, auf dem eine an die Kontur dieser Oberfläche (4) angepasste elastische Auflage (6) angeordnet ist. Die Auflage (6) ist auf ihrer als Auflagefläche (14) für das Substrat (20) dienenden, vom Grundkörper (2) abgewandten Seite eben. Auf der der gewölbten Oberfläche (4) zugewandten Flachseite des Substrats (20) wird ein Unterdruck derart erzeugt, dass sich das Substrat (20) unter Kompression der Auflage (6) an die Kontur der Oberfläche (4) des Grundkörpers (2) anpasst und auf diese Weise entlang der Nuten (26) aufbricht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vereinzeln von Bauelementen, die in einem scheibenförmigen Substrat angeordnet sind. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Beim Vereinzeln von Bauelementen, die in einem scheibenförmigen Substrat angeordnet sind, insbesondere elektronische Bauelemente in einem Halbleiter-Wafer, beispielsweise Solarzellen, werden in einem ersten Schritt in den Wafer Gräben oder Nuten eingebracht, entlang denen anschließend der Wafer aufgebrochen wird. Bei dem aus der WO 02/056365 A2 bekannten Verfahren wird der mit Nuten versehene Wafer mit seiner die Nuten enthaltenden Flachseite auf eine Trägerfolie aufgebracht und über einen Brechkeil gezogen, so dass er an den Nuten aufbricht und die Bauelemente auf diese Weise vereinzelt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Vereinzeln von Bauelementen anzugeben, das einfach und sicher durchzuführen ist. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bei dem Verfahren zum Vereinzeln von Bauelementen, die in einem scheibenförmigen Substrat angeordnet sind, werden in das Substrat Nuten eingebracht, mit denen die Bauelemente voneinander abgegrenzt werden. Das mit den Nuten versehene Substrat liegt auf einem Stempel auf, der einen starren Grundkörper mit einer gewölbten Oberfläche umfasst, auf dem eine an die Kontur dieser Oberfläche angepasste elastische Auflage angeordnet ist, die auf ihrer als Auflagefläche für das Substrat dienenden, vom Grundkörper abgewandten Seite eben ist. Auf der der gewölbten Oberfläche zugewandten Flachseite des auf den Stempel aufgelegten Substrates wird ein Unterdruck derart erzeugt, dass sich das Substrat unter Kompression der Auflage an die Kontur der Oberfläche des Grundkörpers anpasst und auf diese Weise entlang der Nuten aufbricht.
Durch diese Maßnahme können die in dem scheibenförmigen Substrat angeordneten Bauelemente auf einfache Weise sicher voneinander getrennt werden.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe gemäß der Erfindung mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 3 gelöst. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält einen Stempel mit einem starren Grundkörper mit einer gewölbten Oberfläche, auf dem eine an die Kontur dieser Oberfläche angepasste elastische Auflage angeordnet ist, die auf ihrer als Auflagefläche für das Substrat dienenden, vom Grundkörper abgewandten Seite eben ist, wobei der Grundkörper mit einem Anschluss zum Anschließen einer Saugleitung zum Erzeugen eines Unterdruckes auf der der Oberfläche des Grundkörpers zugewandten Flachseite des auf den Stempel aufgelegten Substrates versehen ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den jeweils zugeordneten Unteransprüchen angegeben.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem schematischen Querschnitt mit einem darüber angeordneten Substrat, kurz bevor dieses auf die Vorrichtung aufgelegt wird,
2 einen vergrößerten Ausschnitt des Substrates,
3 eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ebenfalls in einem Schnittbild,
4 die Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem darauf angeordneten Substrat in einer perspektivischen Prinzipdarstellung.
Gemäß 1 umfasst die Vorrichtung einen Stempel 1 mit einem starren Grundkörper 2, der eine im Beispiel konvex gekrümmte Oberfläche 4 aufweist. Auf dieser Oberfläche 4 ist eine an die Kontur dieser Oberfläche 4 angepasste elastische Matte oder Auflage 6 aus einem geschlossenporigen Schaumstoff, beispielsweise EVA, angeordnet. Im Grundkörper 2 ist unterhalb der Oberfläche, d. h. an der der gewölbten Oberfläche abgewandten Rückseite des Grundkörpers 2 eine zu diesem hin offene und nach außen gasdichte Kammer 8 angeordnet, in die eine Mehrzahl von Kanälen 10 münden, die innerhalb des Grundkörpers 2 verlaufen und sich bis zu dessen gewölbter Oberfläche 4 erstrecken und auf diese Weise die Kammer 8 fluidisch mit der Auflage 6 verbinden. Die Kanäle 10 kommunizieren mit entsprechenden, in der Auflage 6 angeordneten Kanälen 12, die sich von der der gewölbten Oberfläche 4 zugewandten Seite der Auflage 6 bis zu der von ihr abgewandten Seite erstrecken. Die von der gewölbten Oberfläche 4 abgewandte Seite der Auflage 6 ist eben und dient als Auflagefläche 14 für ein scheiben- oder plattenförmiges Substrat 20, beispielsweise ein aus einem Halbleiter bestehender Wafer das in der Figur kurz vor seinem Auflegen auf die Auflage 6 dargestellt ist.
Die Kammer 8 ist mit einer Anschlussöffnung 22 zum Anschließen einer Saugleitung 24 versehen, mit der in der Kammer 8 ein Unterdruck erzeugt werden kann. Bei auf der Auflage 6 angeordnetem Substrat 20 wird auf diese Weise über die Kanäle 10, 12 an der Unterseite, d. h. der der gewölbten Oberfläche 4 zugewandten Flachseite des Substrates 20 ein Unterdruck erzeugt, der bewirkt, dass das Substrat 20 gegen die gewölbte Oberfläche 4 des elastisch bei derart geringen Kräften praktisch nicht verformbaren – starren – Grundkörpers 2 gepresst wird und dabei die elastische Auflage 6 verformt. Dabei wird dem Substrat 20 eine Wölbung oder Krümmung aufgeprägt, die im wesentlichen an die Kontur, d. h. die Wölbung bzw. Krümmung der Oberfläche 4 angepasst ist, da die Auflage 6 am seitlichen Rand stärker verformt wird als in dies in der Mitte der Fall ist, da dort die Dicke der Auflage 6 geringer ist als am Rand.
Dem vergrößerten Ausschnitt der 2 ist zu entnehmen, dass das Substrat 20 auf seiner der Auflage 6 zugewandten Flachseite mit einer Vielzahl von Gräben oder Nuten 26 versehen ist, die in einem vorhergehenden Prozessschritt mit einem mechanischen Verfahren oder durch eine Lasergravur eingebracht worden sind. Durch diese Nuten 26 werden einzelne im Substrat 20 enthaltene Strukturbereiche oder Bauelemente 28 voneinander abgegrenzt. Die Nuten 26 können, wie dies in 1 und 2 veranschaulicht ist, in das Substrat 20 eingebracht werden, bevor dieses auf den Stempel 1 aufgelegt wird. Alternativ hierzu ist es insbesondere mit einem berührungslosen Lasergravurverfahren auch möglich, die Nuten 26 erst dann in das Substrat 20 einzubringen, wenn dieses bereits auf der noch ebenen Auflagefläche 14 des Stempels 1 aufliegt.
Durch die dem Substrat 20 bei Erzeugen des Unterdruckes aufgeprägte ebenfalls konvexe Wölbung bricht das Substrat im Bereich der Nuten 26 auf, so dass die durch die Nuten 26 voneinander abgegrenzten Bauelemente 28 voneinander getrennt werden. Wenn das Substrat 20 vor seinem Auflegen auf den Stempel 1 bereits mit Gräben oder Nuten 26 versehen ist, kann dieses zur leichteren Handhabung auf eine Folie aufgeklebt sein.
In der alternativen Ausgestaltung gemäß 3 ist sowohl der Grundkörper 2 als auch die Auflage 6 aus einem porösen oder offenporigen Werkstoff gefertigt, so dass die Einbringung von Kanälen nicht mehr erforderlich ist. Der Grundkörper 2 grenzt mit seiner von der Auflage 6 abgewandten Flachseite unmittelbar an die Kammer 8 an, die ebenfalls mit einer Anschlussöffnung 22 für eine Saugleitung 24 versehen ist. Grundkörper 2 und Auflage 6 sind im Ausführungsbeispiel an ihrem seitlichen Rand gasdicht abgeschlossen, um zu verhindern, dass Außenluft von der Seite über den Grundkörper 2 und die Auflage 6 in die Kammer 8 gesaugt wird, und um sicherzustellen, dass das Substrat 20 fest an die Auflage 6 angesaugt wird.
Im Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper 2 in einem seitlich gasdichten Gehäuse 30 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Kammer 8 durch einen zwischen dem ebenfalls gasdichten Boden des Gehäuses 30 und dem Grundkörper 2 befind lichen Hohlraum gebildet. Die offenporige Auflage 6, beispielsweise ebenfalls eine EVA-Matte, ist zumindest an ihrem seitlichen Rand mit einem gasdichten Überzug 32 versehen. Grundsätzlich ist es auch möglich, eine Auflage 6 zu verwenden, die vollständig, d. h. auch an ihren Flachseiten einen gasdichten Überzug aufweist, wobei in diesem Fall sowohl die Auflagefläche 14 als auch die ihr gegenüberliegende Flachseite zusätzlich mit einer gasdurchlässigen Perforation versehen werden muss. Grundsätzlich ist es auch möglich, den in 1 dargestellten Grundkörper 2 mit der in 3 dargestellten Auflage 6 oder die in 1 dargestellte Auflage 6 mit dem in 3 dargestellten Grundkörper 2 zu kombinieren.
In der perspektivischen Darstellung gemäß 4 ist eine Ausgangssituation dargestellt, in der das Substrat 20 auf die ebene Auflagefläche 14 der Auflage 6 aufgelegt ist und innerhalb des Grundkörpers 2 noch kein Vakuum oder Unterdruck erzeugt worden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 02/056365 A2 [0002]

Claims

Verfahren zum Vereinzeln von Bauelementen (28), die in einem scheibenförmigen Substrat (20) angeordnet sind, in das Nuten (26) eingebracht worden sind, mit denen die Bauelemente (28) voneinander abgegrenzt werden, und bei dem das mit den Nuten (26) versehene Substrat (20) auf einem Stempel (1) aufliegt, der einen starren Grundkörper (2) mit einer gewölbten Oberfläche (4) umfasst, auf dem eine an die Kontur dieser Oberfläche (4) angepasste elastische Auflage (6) angeordnet ist, die auf ihrer als Auflagefläche (14) für das Substrat (20) dienenden, vom Grundkörper (2) abgewandten Seite eben ist, und bei dem auf der der gewölbten Oberfläche (4) zugewandten Flachseite des Substrats (20) ein Unterdruck derart erzeugt wird, dass sich das Substrat (20) unter Kompression der Auflage (6) an die Kontur der Oberfläche (4) des Grundkörpers (2) anpasst und auf diese Weise entlang der Nuten (26) aufbricht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nuten bei auf dem auf dem Stempel aufliegenden Substrat mit einem Lasergravurverfahren in das Substrat eingebracht werden.
Vorrichtung zum Vereinzeln von Bauelementen, die in einem scheibenförmigen Substrat angeordnet und durch in das Substrat eingebrachte Nuten voneinander abgegrenzt sind, mit einem Stempel mit einem starren Grundkörper mit einer gewölbten Oberfläche, auf dem eine an die Kontur dieser Oberfläche angepasste elastische Auflage angeordnet ist, die auf ihrer als Auflagefläche für das Substrat dienenden, vom Grundkörper abgewandten Seite eben ist, wobei der Grundkörper mit einem Anschluss zum Anschließen einer Saugleitung zum Erzeugen eines Unterdruckes auf der der Oberfläche des Grundkörpers zugewandten Flachseite des auf den Stempel aufgelegten Substrates versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der sich an der der gewölbten Oberfläche abgewandten Rückseite des Grundkörpers eine zum Grundkörper hin offene und nach außen gasdichte Kammer befindet, in die die Saugleitung mündet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Grundkörper mit einer Mehrzahl von Kanälen versehen ist, die die Kammer fluidisch mit der Auflage verbinden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Grundkörper in einem an die Kammer und an die Auflage grenzenden Bereich aus einem porösen Werkstoff besteht und an seinem seitlich Rand gasdicht abgeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Auflage mit einer Mehrzahl von Kanälen versehen ist, die sich von ihrer dem Grundkörper zugewandten Seite bis zu ihrer dem Grundkörper abgewandten Seite erstrecken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Auflage aus einem porösen Werkstoff besteht und an ihrem seitlichen Rand gasdicht abgeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der die Oberfläche konvex gekrümmt ist.