-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vereinzeln eines metallischen oder keramischen Rohteiles sowie ein entsprechendes Rohteil gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
-
Stand der Technik
-
Die Herstellung von Bauteilen, insbesondere von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, erfolgt in vielen einzelnen Prozessschritten. Oftmals steht zu Beginn des Herstellprozesses der Bauteile ein Rohteil. Durch Vereinzelung wird das Rohteil nachfolgend in scheibenförmige Elemente überführt.
-
Scheibenförmige Elemente, wie beispielsweise Waferscheiben, werden in großen Stückzahlen unter anderem für Halbleiterbauelemente oder für photovoltaische Solarzellen benötigt. Hierbei werden beispielsweise aus kristallinen Siliziumblöcken mittels Draht-Trennläppen monokristalline oder multikristalline Waferscheiben hergestellt.
-
Im Dokument
DE 10 2008 037 653 wird eine Drahtsägevorrichtung beschrieben, welche eine Vielzahl von Schneiddrähten umfasst. Mittels der Schneiddrähte werden aus einem Waferblock dünne Waferscheiben herausgetrennt. Dabei bilden die Seitenflächen des Waferblocks die späteren Kantenflächen der geschnittenen Waferscheiben. Der Waferblock ist für den Schneidvorgang auf eine Glasplatte geklebt, welche ihrerseits auf einen Werkstückträger der Drahtsägevorrichtung geklebt ist. Beim Zersägen des Waferblocks in Waferscheiben weisen die Schneiddrähte in Vorschubrichtung eine Durchbiegung auf. Dies resultiert aus dem Materialwiderstand des Waferblocks ggü. den Schneiddrähten im jeweiligen Abtragungsspalt. Dadurch bedingt erfolgt der Schneidvorgang im Waferblock teilweise bis in die Glasplatte hinein, bevor insbesondere der mittleren Bereich des Waferblocks vollständig durch den Schneiddraht durchtrennt ist. Die aus dem Waferblock hrausgetrennten Waferscheiben sind über die Klebestelle mit der Glasplatte und darüber mit dem Werkstückträger verbunden.
-
Nachteilig ist, dass das Verkleben des Waferblocks bzw. der Glasplatte zu Beginn des Schneidvorgangs sowie das nachträgliche Ablösen der über die Klebung noch zusammenhängenden Waferscheiben nach dem Schneidvorgang sehr aufwendig ist. Die Klebeverbindung wird beispielsweise durch Essigsäure aufgelöst. Das Vorreinigen erweist sich aufgrund der zusammenhängenden Waferscheiben gleichermaßen als sehr aufwendig und zudem als sehr ineffektiv. Das anschließende Vereinzeln der Waferscheiben nach einem gemeinsamen Ablösen aller Waferscheiben wird insbesondere angesichts der zwischen den Waferscheiben wirkenden Adhäsionseffekten sehr erschwert. Aus diesem Grund ist in vielen Fällen ein manuelles Vereinzeln erforderlich, welches jedoch sehr kostenintensiv ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vorteile
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Vereinzeln von Scheiben aus einem metallischen oder keramischen Rohteil, insbesondere von Waferscheiben aus einem Waferblock, zu vereinfachen und wirtschaftlich günstiger zu gestalten.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vereinzeln eines metallischen oder keramischen Rohteiles und durch ein entsprechendes Rohteil mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
-
Die Erfindung geht davon aus, mittels einer Vereinzelungsvorrichtung Material aus einem metallischen oder keramischen Rohteil abzutragen. Hierfür umfasst die Vereinzelungsvorrichtung eine erste Schneidvorrichtung zum Abtragen von Material aus dem Rohteil in einer ersten Vorschubrichtung. Neben der ersten Schneidvorrichtung weist die Vereinzelungsvorrichtung ferner eine Haltevorrichtung mit einem Haltebereich auf. In einem ersten Verfahrensschritt a) wird das Rohteil in der Haltevorrichtung aufgenommen. Durch den Haltebereich wird das Rohteil in der Haltevorrichtung mittelbar oder unmittelbar insbesondere für die weitere Bearbeitung gehalten. In einem weiteren Verfahrensschritt b) wird mittels der ersten Schneidvorrichtung mindestens eine Ausnehmung in das Rohteil eingebracht. Die Ausnehmung wird als eine von außen in das Rohteil eingebrachte Nut ausgeführt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Nut das Rohteil durchdringt. Hierbei ist dann die Nut im Rohteil derart ausgebildet, dass sie einen Nutgrund sowie zwei insbesondere senkrecht zum Nutgrund sich erstreckende Großflächen als Nutseiten innerhalb des Rohteiles aufweist. Ferner wird mittels der in das Rohteil eingebrachten Nut mindestens ein plattenförmiger Abschnitt im Rohteil ausgebildet. Der plattenförmige Abschnitt weist bevorzugt eine Großfläche auf, welche die zumindest eine Nutseite umfasst.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Vereinzeln eines metallischen oder keramischen Rohteiles, insbesondere eines Waferblocks in Waferscheiben, zeichnet sich dadurch aus, dass nach dem Verfahrensschritt b) der mindestens eine im Rohteil gebildete plattenförmige Abschnitt in einer zweiten Vorschubrichtung mittels der ersten oder mittels einer zweiten Schneidvorrichtung als vereinzelte Scheibe vom Rohteil abgetrennt wird. Durch die Verwendung der ersten Schneidvorrichtung für den Abtrennvorgang ist eine besonders kostengünstige Fertigung ermöglicht. Eine zweite Schneidvorrichtung wiederum vereinfacht ggf. die Handhabung des Rohteils und erhöht durch ein auf das Rohteil abgestimmtes optimales Abtrennverfahren die Präzision des Abtrennens des zumindest einen plattenförmigen Abschnitts vom Rohteil. In beiden Fällen wird aus dem Rohteil zumindest eine vereinzelte Scheibe von hoher Qualität mit großer Prozesssicherheit erhalten
-
Von besonderem Vorteil ist, dass auf diese Weise das Vereinzeln von Scheiben aus dem Rohteil automatisiert werde kann. Beispielsweise ist es möglich, die vereinzelte Scheibe direkt nach dem Abtrennvorgang vom Rohteil mittels einer Handhabungsvorrichtung aufzunehmen und nachfolgende Verfahrensschritte auszuführen. Werden beispielsweise Waferscheiben aus einem Waferblock vereinzelt, so ist eine in der Regel notwendige Vorwäsche der Waferscheiben deutlich vereinfacht. Im Gegensatz zu bisher bekannten Verfahren kann die Vorwäsche mit den vereinzelten Waferscheiben durchgeführt werden. Insgesamt wird durch die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens eine vor allem auf hohe Stückzahlen ausgerichtete kostengünstige Fertigung ermöglicht.
-
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Vereinzelungsvorrichtung möglich.
-
In Weiterführung der Erfindung weist die erste Schneidvorrichtung zumindest einen Schneiddraht zum Abtragen von Material aus dem Rohteil auf. Es hat sich gezeigt, dass mittels eines Schneiddrahtes sehr einfach und sehr wirtschaftlich nutartige Ausnehmungen in ein Rohteil eingebracht werden können. Dies gilt insbesondere dann, wenn mehrere parallel zueinander angeordnete, insbesondere gleichartige Ausnehmungen in das Rohteil eingebracht werden. Das Einbringen der Ausnehmungen erfolgt dann beispielsweise mittels mindestens zweier Schneiddrähte, die parallel zueinander angeordnet werden, wobei ein Abstand der Ausnehmungen vorgesehen wird, welcher der Dicke der mindestens einen aus dem Rohteil zu schneidenden Scheibe entspricht.
-
Besonders vorteilhaft weist der Schneiddraht ein auf diesem fest aufgebrachtes Schneidmittel auf, insbesondere in Form von scharfkantigen und harten Partikeln, zum Beispiel aus Siliziumcarbid. Ebenso möglich ist es, einen Schlicker mit einem derartigen Schneidmittel innerhalb des Abtragespaltes des Schneiddrahtes vorzuhalten. Als Trägermedium für ein derartgies Schneidmittel dient zum Beispiel Polyethylenglykol.
-
Der zumindest eine Schneiddraht kann alternativ als Erodierdraht ausgebildet sein. Ferner kann der Materialabtrag mittels des einen Schneiddrahtes elektrochemisch erfolgen. Darüber hinaus ist ferner eine Kombination aus diesen beiden Ausführungsformen möglich.
-
Bevorzugt wird ein Drahtdurchmesser des Schneiddrahtes gewählt, welcher durch den Materialabtrag in einer Vorschubrichtung eine nutartige Ausnehmung in dem Rohteil mit einer Nutbreite von 50–200 µm erzeugt.
-
Das Abtrennen des mindestens einen im Rohteil gebildeten plattenförmigen Abschnitts erfolgt beispielsweise ebenfalls mittels eines Schneiddrahtes. Dabei entspricht der Schneiddraht beispielsweise der Ausführungsform, wie sie bereits oben für die erste Schneidvorrichtung beschrieben ist. Besonders vorteilhaft ist es, ein zumindest annähernd kräftefreies Abtrennverfahren vorzusehen. Als besonders günstig erweist sich ein Abtrennen durch Funkenerosion, durch elektrochemisches Abtragen oder mittels Laserabtragen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass keine oder nur sehr geringe mechanische Kräfte in den abzutrennenden plattenförmigen Abschnitt auftreten. Auf diese Weise ist das Risiko gering, infolge von Rissen und Brüchen durch Materialüberlastung während des Materialabtrages aus dem Rohteil fehlerhaft vereinzelte Scheiben zu erhalten.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite Schneidvorrichtung im Vergleich zur ersten Schneidvorrichtung mindestens eine zweite Vorschubrichtung aufweist, welche bevorzugt senkrecht zur ersten Vorschubrichtung orientiert ist. Dadurch sind Bearbeitungen an dem Rohteil möglich, die ansonsten durch die erste Schneidvorrichtung, insbesondere ohne Umspannen des Rohteiles, nicht oder nur erschwert möglich sind. Des Weiteren ist die zweite Vorschubrichtung bevorzugt derart vorgesehen, dass das Abtrennen des zumindest einen plattenförmigen Abschnittes senkrecht zur eingebrachten Nut ausgeführt wird.
-
Das Abtrennen erfolgt durch Ausbilden einer Abtrennlinie, insbesondere innerhalb einer Großfläche des zumindest einen plattenförmigen Abschnittes. Sind mehrere plattenförmige Abschnitte im Rohteil ausgebildet, so erfolgt das Abtrennen bevorzugt ausgehend von einer Großfläche des zumindest einen plattenförmigen Abschnitts. Auf diese Weise erfolgt das Vereinzeln von Scheiben sequenziell, d.h. das Abtrennen der plattenförmigen Abschnitte erfolgt jeweils nacheinander. Dadurch ist eine Handhabung der vereinzelten Scheiben besonders einfach möglich.
-
Alternativ erfolgt das Ausbilden der Abtrennlinie ausgehend von einer Kantenfläche des zumindest einen plattenförmigen Abschnitts. Im Falle mehrerer im Rohteil ausgebildeter plattenförmiger Abschnitte erfolgt das Vereinzeln von Scheiben dann synchron, d.h. das Abtrennen der plattenförmigen Abschnitte erfolgt gleichzeitig.
-
In einer vorteilhaften Ausführung ist der Haltebereich der Vereinzelungsvorrichtung derart ausgebildet, dass das Rohteil durch eine mittels Unterdruck erzeugte Haltekraft unmittelbar oder über eine Verbindungsplatte mittelbar gehalten wird. Bevorzugt ist die Verbindungsplatte dann als Teil der Haltevorrichtung ausgebildet und weist einen Verbindungsbereich auf, welcher stoffschlüssig – insbesondere durch Kleben – mit dem Rohteil verbunden ist. Es ist vorteilhaft, wenn der Haltebereich als Sauggreifer ausgebildet wird. Zusätzlich weist der Sauggreifer zum Halten des Rohteils bevorzugt eine ebene Anschlussfläche zur Auflage auf einer Gegenfläche der Verbindungsplatte oder des Rohteils auf. Insgesamt stellt ein derartig ausgebildeter Haltebereich eine sehr einfache und flexible Handhabungsvorrichtung für das Rohteil dar.
-
Grundsätzlich wird beim Einbringen der nutartigen Ausnehmung in dem Rohteil der Nutgrund innerhalb des Rohteiles oder innerhalb der Verbindungsplatte ausgebildet. Auf dieses Weise bleibt der mindestens eine im Rohteil gebildete plattenförmige Abschnitt mit dem Rohteil unmittelbar oder über die Verbindungsplatte mittelbar während des Verfahrenschritts b) verbunden. Die Verbindung ist ausreichend, den plattenförmigen Abschnitt für das sich anschließende Abtrennen zum Vereinzeln einer Scheibe in einer stabilen Bearbeitungsposition zu halten.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren geht allgemein davon aus, dass die Ausnehmung im Rohteil durch Erreichen einer Endposition in Vorschubrichtung ausgebildet wird, wobei die Endposition vor einem Eindringen der ersten Schneidvorrichtung, beispielsweise einem Schneiddraht, in den Haltebereich der Haltevorrichtung erreicht wird.
-
Neben dem Vereinzeln eines metallischen oder keramischen Rohteils im Allgemeinen, ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders gut geeignet für das Vereinzeln eines Waferblocks in Waferscheiben. Der Waferblock ist bevorzugt aus einem Halbleitermaterial gebildet, insbesondere Silizium enthaltend. Vorteilhafterweise ist es dabei nicht mehr zwingend notwendig, den Querschnitt des Waferblocks an den im Wesentlichen quadratischen oder kreisrunden Querschnitt der aus dem Waferblock zu schneidenden Waferscheiben von vornherein anzupassen. Vielmehr eröffnet sich die Möglichkeit, den Querschnitt der Waferscheibe im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens selbst anzupassen. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Querschnittsfläche des Waferblocks derart vorgesehen werden, dass die Außenkontur des Waferblocks nur einen Teil der Außenkontur der aus dem Waferblock auszuschneidenden Waferscheibe umfasst. So wird durch durch Ausbilden einer Abtrennlinie innerhalb der Querschnittsfläche des Waferblocks, insbesondere durch Abtrennen des zumindest einen im Waferblock ausgebildeten plattenförmigen Abschnitts, der Rest der Außenkontur der aus dem Waferblock auszuschneidenden Waferscheibe gebildet und ist somit in gewissen Grenzen frei gestaltbar. Hierbei verbleibt dann eine abgetrennte Restfläche am Waferblock. Auf diese Weise sind auch asymmetrische Querschnitte des Waferblocks denkbar. Besonders bevorzugt ist ein rechteckiger Querschnitt. Zusätzlich können dessen Ecken abgerundet und/oder angefast sein. Vorteilhaft ist ein Querschnitt, der höchstens drei Symmetrieachsen aufweist. Bevorzugt weist der Querschnitt zwei Symmetrieachsen bzw. eine Symmetrieachse auf.
-
Nach dem Vereinzeln der Waferscheibe aus dem Waferblock weist der eine Teil der Außenkontur der vereinzelten Waferscheibe eine gegenüber dem Rest der Außenkontur unterschiedliche Rauhigkeit auf. Dies ist insbesondere dadurch begründet, dass der eine Teil der Außenkontur insbesondere durch ein anderes vorausgegangenes Bearbeitungsverfahren am Waferblock bestimmt ist. Die Außenflächen eines Waferblocks beispielsweise ergeben sich durch Beschneiden eines sogenannten Ingots, beispielsweise mittels einer Bandsäge. Oftmals sind die Außenflächen zusätzlich poliert. Die Rauhigkeit des Restes der Außenkontur wird infolge des Abtrennvorgangs der Waferscheibe aus dem Waferblock gebildet. Bevorzugt weist die Querschnittsfläche der aus dem Waferblock vereinzelten Waferscheibe mehr als drei Symmetrieachsen auf. Die Querschnittsfläche ist dabei beispielsweise quadratisch oder kreisrund.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
-
1a schematisch einen Teilausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung zusammen mit einem Waferblock in einer Vorderansicht,
-
1b die Vereinzelungsvorrichtung aus 1a in einer Seitenansicht in einer Schnittdarstellung,
-
2a schematisch einen Teilausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung zusammen mit einem Waferblock in der Vorderansicht, und
-
2b die Vereinzelungsvorrichtung aus 2a in der Seitenansicht in einer Schnittdarstellung.
-
In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1a und 1b zeigen schematisch einen Teilausschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung 100. Die Vereinzelungsvorrichtung 100 umfasst insbesondere eine Haltevorrichtung 110. Die Haltevorrichtung 110 weist einen Haltebereich 120 auf. Mittels des Haltebereichs 120 kann die Vereinzelungsvorrichtung 100 verschiedenartige Werkstücke aufnehmen und für einen Bearbeitungsvorgang relativ zur Haltevorrichtung 110 fixieren. Der Haltebereich 120 und das Werkstück sind entsprechend aufeinander angepasst. Im konkreten Beispiel ist der Haltebereich 120 als Sauggreifer ausgebildet. Der Sauggreifer 120 weist bevorzugt eine ebene Anschlussfläche 121 auf. Diese liegt zum Halten beispielsweise eines Silizium-Waferblocks 10 auf einer Gegenfläche auf, wobei die Gegenfläche eine Außenfläche des Waferblocks 10 ist. Innerhalb der Anschlussfläche 121 wird im Sauggreifer 120 durch Anlegen eines Unterdrucks eine Haltekraft F erzeugt, so dass der Waferblock 10 mittelbar gehalten wird.
-
Aus dem Waferblock 10 werden durch einen Materialabtrag Waferscheiben 50’ (gestrichelt dargestellt) vereinzelt. Hierfür weist die Vereinzelungsvorrichtung 100 eine erste Schneidvorrichtung 130 auf. Die erste Schneidvorrichtung 130 umfasst mindestens einen Schneiddraht 131, mittels welchem durch den Materialabtrag Ausnehmungen 25 in den Waferblock 10 eingebracht werden. Hierfür weist der mindestens eine Schneiddraht 131 auf seiner Außenfläche ein Schleifmittel auf, welches Material aus dem Waferblock 10 infolge einer Hin- und Herbewegung des Schneiddrahtes 131 in Bewegungsrichtung des Schneiddrahtes 131 abträgt.
-
Des Weiteren umfasst die Vereinzelungsvorrichtung 100 eine zusätzliche zweite Schneidvorrichtung 140. Die zweite Schneidvorrichtung 140 wird im konkreten Beispiel unter anderem durch einen Schneiddraht 141 gebildet, welcher als Erodierdraht ausgebildet ist. Mit Hilfe der zweiten Schneidvorrichtung 140 wird – wie in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens nachfolgend näher beschrieben – zumindest eine Waferscheibe 50’ aus dem Waferblock 10 abgetrennt. Neben dem mindestens einen Schneiddraht 131 der ersten Schneidvorrichtung 130 und dem Schneiddraht 141 der zweiten Schneidvorrichtung 140 sind weitere Bestandteile der ersten und der zweiten Schneidvorrichtung 130, 140, wie sie bei Drahtsägevorrichtungen allgemein bekannt sind, aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt.
-
Ferner ist in 1a ein durch die Haltevorrichtung 110 gehaltener Waferblock 10 gezeigt. Der Waferblock 10 ist in seinem Querschnitt rechteckig, wobei die Längskanten des Waferblocks unterschiedlich stark angefast sind. Durch eine erste Anfasung sind zwei untere Fasenkanten 14 mit entsprechenden Fasenflächen ausgebildet. Diesen gegenüberliegend sind ferner durch eine zweite Anfasung zwei obere Fasenkanten 15 mit entsprechenden Fasenflächen ausgebildet. Ingesamt ergeben sich durch die beschriebene Anfasung drei gleich große Seitenkanten 11, 12 mit entsprechenden Seitenflächen sowie eine im Vergleich kürzere Seitenkante 13 mit entsprechender Seitenfläche. Dabei sind die zwei Seitenkanten 12 und die Seitenkanten 11 und 13 jeweils gegenüberliegend angeordnet.
-
Der Querschnitt des Waferblocks 10 weist insgesamt eine Symmetrielinie S1 auf. Die Seitenflächen und die Fasenflächen des Waferblocks 10 sind bevorzugt poliert ausgeführt. Aus dem Waferblock 10 werden mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens Waferscheiben 50’ vereinzelt.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird gemäß der Darstellung in den 1a und 1b beschrieben. Zu Beginn wird in einem Verfahrensschritt a) der Waferblock 10 durch die Haltevorrichtung 110 aufgenommen und gehalten. Die Haltevorrichtung 110 ist beispielsweise durch eine nicht dargestellte Positioniereinheit in den drei Raumrichtungen positionierbar. Auf diese Weise wird die Anschlussfläche 121 des Sauggreifers 120 auf eine Seitenfläche des Waferblocks 10 aufgelegt und ein Unterdruck zum Erzeugen einer Haltekraft F aufgebracht. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt b) wird zumindest eine Nut 25 in den Waferblock 10 eingebracht. Hierzu wird der mindestens eine Schneiddraht 131 der ersten Schneidvorrichtung 130 in eine Ausgangsposition P1 gebracht. Die Ausgangsposition P1 ist beispielsweise definiert durch ein Anliegen des mindestens einen Schneiddrahtes 131 auf der Seitenfläche des Waferblocks 10, welche durch die Seitenkante 11 gebildet ist. In der Ausgangsposition P1 weist der Schneiddraht 131 ein definiertes Abstandsmaß x zur Stirnfläche des Waferblocks 10 auf. Durch das Abstandsmaß x ist die Dicke d der aus dem Waferblock 10 zu schneidenden mindestens einen Waferscheibe 50’ festgelegt. Indem der Schneiddraht 131 in eine erste Vorschubrichtung V1 bewegt wird, wird Material aus dem Waferblock 10 abgetragen. Die Vorschubrichtung V1 ist beispielsweise senkrecht zur Seitenfläche des Waferblocks 10 orientiert, welche durch die Seitenkante 13 gebildet ist. Durch den Materialabtrag wird die Nut 25 im Waferblock 10 ausgebildet. Der Schneiddraht 131 weist während des Materialabtrages infolge des ihm entgegengebrachten Materialwiderstands einen gekrümmten Verlauf auf. Die Nut 25 im Waferblock 10 ist beim Erreichen einer Endposition P2 in Vorschubrichtung V1 fertig gestellt. In der Endposition P2 weist der Schneiddraht 131 insgesamt einen ausreichenden Abstand zum Haltebereich 120 bzw. zur Haltevorrichtung 110 auf. Die Nut 25 weist einen Nutgrund 21 auf, welcher dem gekrümmten Verlauf des Schneiddrahtes 131 folgt. Der Nutgrund 21 weist dabei eine Restmaterialstärke bis zur Seitenfläche auf, die durch die Seitenkante 13 gebildet ist. Durch den gekrümmten Verlauf des Nutgrundes 21 ist die Restmaterialstärke in der Endposition P2 am größten, beispielsweise 1–2 mm. In der Endposition P2 ist im Waferblock 10 infolge der eingebrachten Nut 25 ein plattenförmiger Abschnitt 50 ausgebildet, welcher auf Grund der Restmaterialstärke zur Seitenfläche, die durch die Seitenkante 13 ausgebildet ist, mit dem Waferblock 10 unmittelbar verbunden bleibt. Erfindungsgemäß können weitere Nuten 25 zur Ausbildung weiterer plattenförmiger Abschnitte 50 im Waferblock 10 eingebracht werden. Dies kann einerseits durch den mindestens einen Schneiddraht 131 erfolgen, welcher in eine weitere Ausgangsposition P1’ gebracht wird.
-
Diese wird ausgehend von der Ausgangsposition P1 durch einen Versatz um das Dickenmaß d des weiteren auszubildenden plattenförmigen Abschnitts 50 definiert.
-
Ferner kann die Schneidvorrichtung 130 mehrere Schneiddrähte 131 aufweisen, wobei diese parallel zueinander angeordnet werden zur gleichzeitigen Ausbildung mehrerer Nuten 25 im Waferblock 10. Grundsätzlich wird ein Abstand der Nuten 25 vorgesehen, welcher der Dicke der mindestens einen aus dem Waferblock 10 zu schneidenden Waferscheibe 50’ entspricht.
-
In einem nachfolgendem Verfahrensschritt wird der mindestens eine im Waferblock 10 gebildete plattenförmige Abschnitt 50 mittels der ersten oder mittels der zweiten Schneidvorrichtung 130, 140 als vereinzelte Waferscheibe 50’ vom Waferblock 10 abgetrennt. Hierzu wird im vorliegenden Beispiel der Schneiddraht 141 in eine Ausgangsposition P3 gebracht. Die Ausgangsposition P3 ist beispielsweise definiert durch ein Anliegen des Schneiddrahtes 141 auf der Stirnfläche des Waferblocks 10. Ausgehend von der Ausgangsposition P3 erfolgt das Abtrennen der zu vereinzelnden Waferscheibe 50’ durch Ausbilden einer Abtrennlinie 30. Hierzu wird der Schneiddraht 141 in eine zweite Vorschubrichtung V2 bewegt, wobei die zweite Vorschubrichtung V2 im Wesentlichen senkrecht zur ersten Vorschubrichtung V1 und senkrecht zu Stirnfläche des Waferblocks 10 orientiert ist. Die Abtrennlinie 30 ist geradlinig und insbesondere innerhalb der Nut 25 ausgebildet, so dass nach Ausbilden der Abtrennlinie 30 der zuvor plattenförmig ausgebildete Abschnitt 50 als Waferscheibe 50’ vereinzelt wird. Sind mehrere Nuten 25 im Waferblock 10 eingebracht, so kann durch eine weitere Bewegung des Schneiddrahtes 141 in die zweite Vorschubrichtung V2 die weiteren plattenförmig ausgebildeten Abschnitte 50 nacheinander als weitere Waferscheiben 50’ vereinzelt werden. Eine vereinzelte Waferscheibe 50’ wird beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Handhabungsvorrichtung einem weiteren Verfahrenschritt, beispielsweise einem Spülvorgang, zugeführt.
-
Alternativ kann zur Ausbildung der Abtrennlinie 30 eine Ausgangsposition P3’ des Schneiddrahtes 141 gewählt werden, welche beispielsweise definiert ist als ein Anliegen des Schneiddrahtes 141 auf eine der Fasenflächen des Waferblocks 10, welche durch die Fasenkante 15 gebildet sind. Anschließend wird der Schneiddraht 141 in eine zweite Vorschubrichtung V2’ bewegt, wobei die zweite Vorschubrichtung V2’ senkrecht zur ersten Vorschubrichtung V1 und senkrecht zur Seitenfläche des Waferblocks 10 orientiert ist, welche durch die Seitenkante 12 gebildet ist. Bei mehreren im Waferblock 10 eingebrachten Nuten 25 werden nach Ausbilden der Abtrennlinie 30 die zuvor mehreren plattenförmig ausgebildeten Abschnitte 50 gleichzeitig als mehrere Waferscheiben 50’ aus dem Waferblock 10 vereinzelt.
-
Der Querschnitt einer vereinzelten Waferscheibe 50’ weist vier gleich große Fasenkanten 14 mit entsprechenden Fasenflächen sowie vier gleich große Seitenkanten 11, 12 auf. Eine der Seitenkanten 11 ist durch die Abtrennlinie 30 ausgebildet worden. Insgesamt weist der Querschnitt der vereinzelten Waferscheibe 50’ in Gegensatz zum Querschnitt des Waferblocks 10 insgesamt 4 Symmetrielinien S1, S2, S3 und S4 auf.
-
2 zeigt eine alternative Ausführung der Vereinzelungsvorrichtung 200. Im Unterschied zur Ausführung nach 1a und 1b umfasst die Haltevorrichtung 110 zusätzlich eine Verbindungsplatte 150, auf deren erster Großfläche 151 der Sauggreifer 120 mit seiner Auflagefläche 121 aufliegt. Auf der zweiten Großfläche 152 der Verbindungsplatte 150 ist eine Klebeschicht 160 vorgesehen, mittels welcher ein Silizium-Waferblock 20 mittelbar durch die Haltevorrichtung 110 gehalten wird. Zusätzlich unterscheidet sich die erste Schneidvorrichtung 230 in Vergleich zur ersten Schneidvorrichtung 130 gemäß der 1a und 1b darin, dass der Schneiddraht 231 als Erodierdraht ausgebildet ist. Aus diesem Grund ist über eine Spannungseinheit 233 der Schneiddraht 231 als beispielsweise Kathode und der Waferblock 20 über die Verbindungsplatte 150 und einen zusätzlichen Anodenkontakt 234 als Anode geschaltet. Der Waferblock 20 weist einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt auf, wobei die Ecken 24 verrundet sind. Der Waferblock 20 weist insgesamt vier Symmetrieachsen S1, S2, S3 und S4 auf.
-
Das Vereinzeln von Waferscheiben 50’ aus dem Waferblock 20 erfolgt im Prinzip entsprechend der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens in den 1a und 1b. In Unterschied dazu ist in der Endposition P2 des Schneiddrahtes 231 ein Nutgrund 221 nun innerhalb der Verbindungsplatte 150 ausgebildet, so dass der mindesten eine gebildete plattenförmige Abschnitt 50 mit dem Waferblock 20 mittelbar über die Verbindungsplatte 150 beim Einbringen der Nut 25 verbunden bleibt.
-
Das Ausbilden der Abtrennlinie 30 mittels beispielsweise der zweiten Schneidvorrichtung 140 zum Vereinzeln der Waferscheiben 50’ kann von verschiedenen Ausgangspositionen A, B, C aus erfolgen.
-
Die Ausgangposition A ist beispielsweise definiert durch Anliegen des Schneiddrahtes 141 der zweiten Schneidvorrichtung 140 auf Höhe der Seitenkante 23, welche an die Klebeschicht 160 angrenzt. Auf diese Weise wird der mindestens eine gebildete Abschnitt 50 an der Seitenkante 23 entlang in Angrenzung zur Klebeschicht 160 vom Waferblock 20 als Waferscheibe 50’ vereinzelt. Ggf. verbleiben dabei Klebereste der Klebeschicht 160 an der Seitenkante 23, die durch beispielsweise einen Ablösevorgang durch eine Behandlung mittels Essigsäure oder vergleichbarem entfernt werden können.
-
Die Ausgangsposition B ist beispielsweise zwischen der oben genannten Seitenkante 23 und der Endposition P2 angeordnet. Dies führt dazu, dass der zumindest eine gebildete Abschnitt 50 zusammen mit einem Teil der über die Klebeschicht 160 anhaftenden Verbindungsplatte 150 abgetrennt wird. Der über die Klebeschicht 160 anhaftende Teil der Verbindungsplatte 150 kann ebenso gemäß obigem Ablösevorgang dann entfernt werden.
-
Ferner ist auch eine Ausgangsposition C denkbar, welche beispielsweise noch innerhalb der Stirnfläche des Waferblocks 20 vorgesehen ist. Diese ist bevorzugt dann vorzusehen, wenn ein Waferblock 10 mit einem rechteckigen Querschnitt entsprechend den 1a und 1b in Waferscheiben 50’ vereinzelt werden soll. In diesem Falle wird der Nutgrund 21 wie in 1a und 1b innerhalb des Waferblocks 10 ausgebildet.
-
Grundsätzlich kann die Abtrennlinie 30 neben einem geradlinigen Verlauf einen beliebigen Verlauf aufweisen. So ist beispielsweise ein gekrümmter Verlauf vorzusehen, wenn aus einem entsprechend geformten Waferblock eine kreisrunde Waferscheibe 50’ vereinzelt werden soll. Dabei ist die Außenkontur der Waferscheibe 50’ gebildet durch einen Teil der Außenkontur des entsprechend geformten Waferblocks und durch einen durch die gekrümmte Abtrennlinie 30 gebildeten neuen Teil der Außenkontur. Die Abtrennlinie 30 ist neben der Ausbildung mittels eines Schneiddrahtes 131, 141, 231 weiter vereinfacht herstellbar durch Funkenerosion, durch elektrochemisches Abtragen oder mittels Laserabtragen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
