DE102017217910A1

DE102017217910A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung eines Trennschrittes bei der Zerteilung eines flachen Werkstückes

Info

Publication number: DE102017217910A1
Application number: DE102017217910.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Tobisch; Maria Mercedes Cerezuela Barreto; Dirk Lewke; Martin Schellenberger; Maximillian Steinhoff; Georg Roeder
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-10-09
Publication date: 2018-10-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung eines Trennschrittes, mit dem ein flaches Werkstück entlang einer oder mehrerer Trennlinien in Teilstücke zerteilt wird. Bei dem Verfahren wird das Werkstück unmittelbar vor, während oder nach dem Trennschritt auf einer ersten Seite einer zu prüfenden Trennlinie lokal oder großflächig erwärmt oder gekühlt. Nach dem Trennschritt wird auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie an wenigstens einer Stelle eine Temperatur des Werkstücks erfasst und auf Basis der erfassten Temperatur eine Bewertung des Trennschrittes für wenigstens einen Abschnitt der zu prüfenden Trennlinie vorgenommen. Das Verfahren ermöglicht eine in situ Überprüfung eines durchgeführten Trennschrittes insbesondere bei Einsatz spaltfreier Trennverfahren und lässt sich automatisiert einsetzen.

Description

Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung eines Trennschrittes, mit dem ein flaches Werkstück entlang einer oder mehrerer Trennlinien zerteilt wird.
Die Zerteilung flacher oder plattenförmiger Werkstücke in mehrere Teilstücke ist in vielen technischen Bereichen erforderlich, in denen die Teilstücke anschließend einzeln weiterverarbeitet oder einer Verwendung zugeführt werden sollen. Beispiele sind mikroelektronische Systeme, leistungselektronische Systeme, mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und mikrooptoelektromechanische Systeme (MOEMS), die in großer Stückzahl auf Halbleitersubstraten, wie bspw. Silizium-, Siliziumcarbid-, Germanium-, Galliumarsenid, Galliumnitrid- oder Saphir-Wafern produziert werden und anschließend vereinzelt werden müssen. Andere Beispiele betreffen die Trennung von Solarzellen, z.B. in Streifen, oder die Trennung von Glasscheiben, bspw. für Displays. Die Vereinzelung der Bauelemente erfolgt dabei durch geeignete Trenntechniken wie bspw. Trennschleifen/Sägen oder laserbasierte Verfahren. Nach der Vereinzelung werden die Bauelemente weiterverarbeitet oder auch direkt verpackt. Die Vereinzelung erfolgt durch einen oder mehrere Trennschritte entlang vorgegebener Trennlinien, durch die die Bauelementflächen definiert sind. Dabei besteht die Notwendigkeit zu überprüfen, ob der jeweilige Trennschritt erfolgreich durchgeführt wurde und damit die Bauelemente bzw. Teilstücke vollständig voneinander getrennt wurden. Basierend auf dieser Überprüfung kann dann bei Fehlern bspw. eine Nacharbeit erfolgen oder die fehlerhaften Bauteile können aussortiert werden.
Stand der Technik
Die meisten etablierten Trenntechniken vereinzeln die Bauelemente durch Materialabtrag, bspw. durch Trennschleifen beim Sägen oder bei abtragenden Laserverfahren. Durch diesen Materialabtrag entsteht ein relativ breiter Trenn- oder Sägespalt von in der Regel mehreren 10 µm Breite, der optisch erkannt und verfolgt werden kann. Dadurch ist eine optische Kontrolle des Schnittergebnisses möglich, bspw. mit Hilfe einer Mikroskop-Optik.
Durch neue Trenntechniken wie bspw. beim thermischen Laserstrahl-Separieren (TLS) werden die Bauelemente nicht mehr nach dem Prinzip des Materialabtrags getrennt. Diese neuen Techniken arbeiten häufig spaltfrei, bspw. durch Materialmodifikation innerhalb des Werkstücks, die an der Oberfläche nicht sichtbar ist, oder durch reines Spalten des Materials. Im Ergebnis kann dann ein erfolgreicher Schnitt nicht mehr optisch anhand eines Spaltes erkannt werden. Damit ist jedoch keine visuelle oder automatische Kontrolle des Trennschrittes bzw. der Vereinzelung mehr möglich.
Aus der nachveröffentlichten DE 102015225929 ist ein Verfahren zur Überprüfung eines Trennschrittes an einem flachen Werkstück bekannt, bei dem durch einen Vergleich einer Oberflächenneigung jeweils benachbarter Teilbereiche des Werkstücks bestimmt wird, ob die jeweils benachbarten Teilbereiche gegeneinander verkippt und damit voneinander getrennt sind.
T. Li et al., „Crack imaging by scanning pulsed laser spot thermography, NDT & E International, Volume 44, Issue 2, März 2011, Seiten 216 - 225, beschreiben ein Verfahren zur Fehlererkennung an metallischen Materialien, mit dem kleine Risse in dem metallischen Material erkannt werden können. Das Verfahren nutzt die Technik der gepulsten Laserthermographie, hat jedoch keinen Bezug zu Trennverfahren, mit denen flache Werkstücke in mehrere Teilstücke aufgetrennt werden.
M. Pilla et al., „Thermographic Inspection of Cracked Solar Cells", Proc. SPIE Vol. 4710, Seiten 699 - 703, beschreiben ein Verfahren zur Detektion unerwünschter Mikrorisse in Solarzellen, bei dem nach einer großflächigen Erwärmung und gleichzeitigen Kühlung der Solarzellen ein Thermographiebild der Solarzellen erstellt wird, an dem die Mikrorisse erkannt werden können. Auch dieses Verfahren hat keinen Bezug zu Trennverfahren, mit denen flache Werkstücke in mehrere Teilstücke aufgetrennt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Überprüfung eines Trennschrittes bei der Zerteilung eines flachen Werkstückes anzugeben, mit dem eine erfolgreiche Trennung auch bei Einsatz spaltfreier Trennverfahren erkannt werden kann und das sich automatisiert einsetzen lässt. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird das Werkstück unmittelbar vor, während und/oder nach dem Trennschritt auf einer ersten Seite einer zu prüfenden Trennlinie lokal oder großflächig erwärmt oder gekühlt, so dass ein Temperaturgradient im Werkstück erzeugt wird. Nach dem Trennschritt wird dann auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie an einer oder mehreren Stellen die Temperatur des Werkstücks, insbesondere die Oberflächentemperatur, erfasst, um die Auswirkung der Erwärmung oder Kühlung auf der ersten Seite an der wenigstens einen Stelle auf der zweiten Seite zu ermitteln. Auf Basis der erfassten Temperatur oder Temperaturen, die im Falle einer flächigen Temperaturmessung auch eine Temperaturverteilung abbilden können, wird eine Bewertung des Trennschrittes für wenigstens einen Abschnitt der zu prüfenden Trennlinie vorgenommen, der zwischen dem Bereich der Erwärmung oder Kühlung und der Stelle(n) der Temperaturerfassung liegt. Unter einem Trennschritt ist hierbei nicht der Schritt der Trennung entlang der gesamten Trennlinie sondern nur entlang jeweils eines Abschnittes der Trennlinie zu verstehen.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird ein Trennschritt somit durch vorzugsweise lokales Einbringen von Wärme oder Kälte in das Werkstück auf einer Seite der zu prüfenden Trennlinie und Messung der Temperatur(en) des Werkstücks wenigstens auf der gegenüberliegenden Seite der Trennlinie überprüft. Das Einbringen der Wärme oder Kälte kann dabei auch über einen Zeitraum erfolgen, innerhalb dessen die Temperatur auf der zweiten Seite erfasst wird. Hierbei wird ausgenutzt, dass ein erfolgreicher Trennschritt einen Bruch im Werkstück erzeugt, der einen Widerstand für die Wärmeausbreitung darstellt. Insbesondere bei Kristallen wie z.B. Silizium oder Siliziumcarbid führt ein Bruch zu einer Unterbrechung des Kristallgitters. Die Ausbreitung von Wärme in Form von Schwingungen der Kristallgitteratome, z.B. Phononen, ändert sich bei einem unterbrochenen Gitter. Der Widerstand besteht in diesem Fall also auch, wenn das Werkstück spaltfrei getrennt wurde, sich also keine Luft zwischen den getrennten Teilstücken befindet, sondern sich die Teilstücke formschlüssig berühren. Durch Erwärmung oder Kühlung des Werkstücks auf einer Seite der zu prüfenden Trennlinie und Messung der Temperatur auf der anderen Seite der Trennlinie kann damit das Vorhandensein eines erfolgreichen Bruchs bzw. einer erfolgreichen Spaltung des Werkstücks bestimmt werden. Ist kein Bruch vorhanden, wird sich die Wärme isotrop im Werkstück verteilen, wenn das Werkstück aus ein und demselben Material besteht oder makroskopisch homogen ist. Ist ein Bruch vorhanden, stellt dieser im Allgemeinen einen Wärmewiderstand dar, der die Wärmeausbreitung behindert. Die Temperaturmessung wird daher bei Vorhandensein eines Bruches einen anderen Wert liefern als die Temperaturmessung ohne Bruch nach derselben Zeit. Die induzierte Temperaturänderung des Werkstücks an geeigneter Stelle und die Messung der Temperatur an anderer geeigneter Stelle gibt also Auskunft über eine erfolgreiche Trennung des Werkstücks. Die Wärme oder Kälte kann dabei auch bereits unmittelbar vor dem Trennschritt eingebracht werden. Darunter ist zu verstehen, dass mit dem Einbringen der Wärme oder Kälte bereits in einem Zeitabstand vor dem Trennschritt begonnen werden kann, der in Abhängigkeit von der Wärmeausbreitungsgeschwindigkeit im Werkstück und vom Ort der Einbringung ausreichend kurz gewählt ist, damit bei einem erfolgreichen Trennschritt eine Wärmeausbreitung über die Trenn- bzw. Bruchlinie hinweg noch behindert wird.
Auch bei einem unvollständigen Bruch besteht ein Wärmewiderstand. Dieser ist zwar geringer als bei einem vollständigen Bruch, lässt sich mit dem vorgeschlagenen Verfahren aber dennoch anhand der gemessenen Temperatur(en) nachweisen. Die Unterscheidung zwischen einem vollständigen und einem unvollständigen Bruch kann bspw. an Hand erfahrungsgemäßer oder vorab bestimmter Temperatur-Schwellenwerte oder Temperaturverteilungen erfolgen.
Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst entsprechend wenigstens eine Trenneinrichtung, mit der ein flaches Werkstück entlang wenigstens einer Trennlinie in Teilstücke zerteilt werden kann, und eine mit der Trenneinrichtung gekoppelte Messeinrichtung. Die Messeinrichtung weist eine Lasereinheit auf, mit der das Werkstück mit einem Laserstrahl auf einer ersten Seite der Trennlinie lokal erwärmt werden kann, und eine Temperaturmesseinheit, mit der eine Temperatur des Werkstücks an wenigstens einer Stelle auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Trennlinie erfasst werden kann. Die Trenneinrichtung ist vorzugsweise als Lasertrenneinrichtung ausgebildet. Es kann sich jedoch auch um eine andere Trenneirichtung handeln, beispielsweise um eine mechanische Trennreinrichtung.
Die Erwärmung oder Abkühlung des Werkstücks kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. So besteht die Möglichkeit des Einbringens von Wärme oder Kälte in das Werkstück durch Kontakt mit wärmeren oder kälteren Medien über Wärmeleitung, z.B. mittels Heizung, Heizplatte, Glühdraht oder Kühlmittel, die in Kontakt mit dem Werkstück gebracht werden. Besonders vorteilhaft erfolgt die Erwärmung oder Abkühlung berührungslos, bspw. durch Erwärmen oder Kühlen der Umgebungsluft, durch Einbringen von Ultraschall, der vom Werkstück absorbiert wird, oder durch elektromagnetische Strahlung, bspw. Infrarotstrahlung oder Licht, insbesondere mit Hilfe eines Laserstrahls, der auf das Werkstück gerichtet oder fokussiert wird. Hierbei können Laserwellenlängen im IR, NIR, UV oder auch in anderen Wellenlängenbereichen eingesetzt werden, die vom Werkstückmaterial absorbiert werden. Die vom Werkstück absorbierte Strahlung führt dann zu einer lokalen Erwärmung des Werkstücks an der Stelle, an der die Strahlung auf das Werkstück trifft. Prinzipiell kann das Einbringen von Wärme oder Kälte großflächig oder auch nur lokal oder punktuell erfolgen. Es ist lediglich erforderlich, eine Wärmeausbreitung ausgehend von einer Seite der zu überprüfenden Trennlinie zu erreichen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die zu erwärmende Stelle unmittelbar vor und/oder während der Erwärmung zusätzlich mit Druckluft angeblasen. Dadurch werden eventuell an der zu erwärmenden Stelle vorhandene Wasserreste von der Oberfläche des Werkstücks weggeblasen bzw. entfernt. Dies ermöglicht eine ungehinderte Durchführung der Messung gleichzeitig mit einem TLS-Schritt, bei dem derartige Wasserreste auftreten können.
Die Messung der Temperatur kann ebenfalls sowohl in Kontakt mit dem Werkstück, z.B. über ein Thermometer, über Halbleiterdetektoren oder Thermoelemente, oder auch berührungslos erfolgen. Eine berührungslose Temperaturmessung ist über die Detektion von Wärmestrahlung bspw. mittels einer Wärmebildkamera oder eines Pyrometers möglich. Bei dem Verfahren ist prinzipiell die Temperaturmessung an nur einem Punkt bzw. einer Stelle auf der Seite einer zu überprüfenden Trennlinie ausreichend, die der erwärmten Seite gegenüberliegt. Eine Temperaturmessung auf beiden Seiten, um dadurch einen Temperaturvergleich zu erhalten, oder auch an mehreren Stellen auf einer oder beiden Seiten bis hin zu einer großflächigen Temperaturmessung, bspw. mit einer Wärmebildkamera, kann jedoch vorteilhaft sein. Bei einer Überprüfung des Trennschrittes an Halbleiterwafern, die in sehr kleine Chips mit bis zu 300 µm Kantenlänge aufgetrennt werden müssen, ist die räumliche Auflösung einer Wärmebildkamera zur Erfassung der Wärmeverteilung innerhalb eines Chips unter Umständen zu gering. Eine höhere Auflösung kann dann mit Hilfe eines IR-Mikroskops erreicht werden. Die Messung der Temperatur erfolgt jeweils während der Einbringung von Wärme oder Kälte oder in einem zeitlichen Abstand danach, der in Abhängigkeit von der Wärmeausbreitungsgeschwindigkeit im Werkstück und dem Ort der Einbringung nur Millisekunden, bspw. bei einem Werkstück aus Silizium, oder auch bis zu wenigen Minuten betragen kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens wird das Werkstück auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie nacheinander an mehreren ersten Stellen entlang der Trennlinie lokal, vorzugsweise punktuell, erwärmt oder gekühlt und die Temperatur nach oder während jeweils einer oder mehreren lokalen Erwärmungen oder Abkühlungen jeweils an wenigstens einer zweiten Stelle auf der zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie entlang der Trennlinie erfasst. Durch aufeinanderfolgende Messungen an den unterschiedlichen ersten und jeweils zugeordneten zweiten Stellen entlang der Trennlinie kann damit die gesamte Trennlinie überprüft werden. Die Vorschubrichtung der Erwärmung (und Temperaturerfassung) kann grundsätzlich in der gleichen Richtung gewählt werden, in der die Trennung erfolgt (Vorwärtsrichtung), oder auch entgegen dieser Richtung (Rückwärtsrichtung). Eine punktuelle Erwärmung an der ersten Stelle kann bspw. mit Hilfe eines auf das Werkstück gerichteten oder fokussierten Laserstrahls eines gepulsten oder eines cw Lasers erfolgen. Der auf dem Werkstück erzeugte Laserspot kann dann entsprechend entlang der Trennlinie über das Werkstück geführt werden. Die Erfassung der Temperatur an der zweiten Stelle kann bspw. über ein Pyrometer erfolgen. Es ist auch möglich, die Temperatur in einem größeren Bereich jeweils über eine Wärmebildaufnahme mit Hilfe einer Wärmebildkamera zu erfassen, die dann vorzugsweise auch einen die erste Stelle einschließenden Bereich abbildet, und die Überprüfung auf Basis der damit erhaltenen Temperaturverteilung vorzunehmen.
Bei einer punktuellen Temperaturmessung an der zweiten Stelle kann zur Erhöhung der Detektionssicherheit gleichzeitig auch eine Temperatur an einer dritten Stelle erfasst werden, die auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie liegt. Die zweite und dritte Stelle haben dabei vorzugsweise zumindest annähernd den gleichen Abstand zur ersten Stelle, an der die Wärme oder Kälte lokal eingebracht wird. Dadurch lässt sich alleine aus einem Vergleich der Temperaturen an den beiden Messstellen erkennen, ob ein Bruch vorliegt oder nicht. Liegt kein Bruch vor, so wird bei einem Werkstück aus einem homogenen Material an beiden Messstellen annähernd die gleiche Temperatur gemessen.
Bei der Überprüfung eines Trennschritts zur Vereinzelung von Halbleiterchips mit dem vorgeschlagenen Verfahren bestehen zusätzliche Herausforderungen, bspw. beim Einbringen der Wärme mittels Laserstrahlung. Es besteht dabei die Gefahr, dass ein großer Teil der Laserstrahlung an einer möglicherweise beschichteten, beispielsweise metallisierten, Oberfläche der Chips in einem breiten Wellenlängenbereich reflektiert wird, anstatt absorbiert zu werden. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird bei einer derartigen Anwendung ausgenutzt, dass die Halbleiterwafer im Bereich der Trennlinien, an denen die Chips getrennt werden sollen, sogenannte Sägestraßen aufweisen, die in der Regel metallfrei sind oder unmittelbar vor dem Trennschritt metallfrei gemacht werden. Der Laser zum punktuellen Erwärmen wird dann beim vorgeschlagenen Verfahren in eine für den Trennschritt ausgebildete Sägestraße am Halbleiterwafer auf die erste Seite der zu prüfenden Trennlinie gerichtet oder fokussiert. Die Messung der Temperatur kann dann in gleicher Weise erfolgen, wie dies bereits in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen erläutert wurde.
Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich nicht nur für die Überprüfung eines Trennschrittes darauf, ob das Werkstück an der zu prüfenden Trennlinie tatsächlich getrennt, nicht getrennt oder unvollständig getrennt wurde, sondern auch zur Überprüfung dahingehend, ob ein erfolgreiches Trennen bzw. ein erfolgreicher Bruch auch innerhalb einer vorgegebenen Toleranzgrenze verläuft. Diese Toleranzgrenze entspricht einer maximal tolerierbaren Abweichung des Verlaufes des erzeugten Bruches von der vorgegebenen Trennlinie. Zur Überprüfung werden bei dem vorgeschlagenen Verfahren in dieser Ausgestaltung zwei Laserstrahlen eingesetzt, die das Werkstück auf beiden Seiten der zu prüfenden Trennlinie erwärmen. Mit dem ersten Laserstrahl wird das Werkstück auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie nacheinander an mehreren ersten Stellen entlang der Trennlinie punktuell erwärmt und die Temperatur nach jeweils einer oder mehreren punktuellen Erwärmungen jeweils an wenigstens einer zweiten Stelle auf der zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie entlang der Trennlinie erfasst. Mit dem zweiten Laserstrahl wird das Werkstück auf der zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie nacheinander an mehreren dritten Stellen entlang der Trennlinie punktuell erwärmt und die Temperatur nach jeweils einer oder mehreren punktuellen Erwärmungen jeweils an wenigstens einer vierten Stelle auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie entlang der Trennlinie erfasst. Auch hier kann die Vorschubrichtung der Erwärmung und Temperaturerfassung sowohl in Vorwärtsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung gewählt werden. Die ersten und dritten Stellen, an denen das Werkstück punktuell erwärmt wird, liegen dabei jeweils an der vorgegebenen Toleranzgrenze bezüglich der zu prüfenden Trennlinie und in Erstreckungsrichtung der Trennlinie versetzt zueinander. Auf Basis der jeweils erfassten Temperaturen wird dann geprüft, ob der mit dem Trennschritt erzeugte Bruch oder Trennspalt innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen verläuft. Verläuft der Bruch an einer Stelle außerhalb dieser Toleranzgrenzen, so wird in diesem Bereich jeweils mit einem der beiden Laser die gleiche Seite des Bruches oder Trennspaltes erwärmt, auf der auch die zugeordnete Temperaturmessung erfolgt. Damit wird mit dieser Messung kein Bruch oder Trennspalt zwischen der Erwärmungsstelle und der Messstelle detektiert. Dieses Messergebnis ermöglicht somit die Feststellung, dass der Bruch - soweit vorhanden - außerhalb der vorgegebenen Toleranzen verläuft. Das Vorhandensein des Bruches kann in diesem Fall mit dem anderen der beiden Laser und der zugeordneten Temperaturmessung in der bereits weiter oben beschriebenen Weise erkannt werden.
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine zuverlässige Erkennung eines erfolgreichen Trennschrittes bei der Trennung eines Werkstückes in mehrere Teilstücke. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auch eine Abweichung des Verlaufs eines mit dem Trennschritt erzeugten Bruches von der vorgegebenen (zu prüfenden) Trennlinie erkannt werden. Das Verfahren und die zugehörige Vorrichtung lassen sich technisch vergleichsweise einfach, platzsparend und kostengünstig umsetzen. Das Verfahren ist relativ unabhängig vom Werkstück, d.h. vom Werkstückmaterial, der Zusammensetzung und der Größe des Werkstücks, solange eine Wärmeleitung im Material vorhanden und es möglich ist, die Temperatur am Werkstück zu messen. Das Verfahren kann sowohl ex situ als auch in situ verwendet werden. Bei einer in situ-Integration des Verfahrens in den Trennprozess kann die Überprüfung ohne Verlängerung der Prozesszeit erfolgen. Ein unmittelbares Nachbearbeiten ist dann - falls erforderlich - möglich, insbesondere ist die Nachbearbeitung dadurch direkt im Prozessgerät möglich. Das spart Zeit, da das Werkstück nicht zur Messvorrichtung transportiert werden muss. Außerdem ist kein erneutes Befestigen oder Ausrichten des Werkstücks für die Nachbearbeitung erforderlich. Es kann unmittelbar mit unveränderten Bedingungen nachbearbeitet werden.
Das Verfahren eignet sich besonders zur Überprüfung von Trennverfahren an spröden Werkstücken (nicht duktil), die also eine geringe plastische Verformbarkeit aufweisen (Bruchzähigkeit K_Ic typischerweise < 10 MPa√m). Das Grundmaterial des Werkstücks kann auch kristallin sein, bspw. polykristallin oder monokristallin. Vorzugsweise wird das Verfahren für die Überprüfung von Trennschritten an plattenförmigen Werkstücken eingesetzt, die eine Dicke von < 2 mm aufweisen. Die Oberflächenunebenheiten bzw. Topographieschwankungen betragen vorzugsweise < 1 mm. Das Verfahren ist besonders gut für die Überprüfung von Trennschritten geeignet, bei denen die Trennung mit einem Trennverfahren erfolgt, das Spannungen durch Temperaturgradienten induziert. Die zu detektierenden Brüche sind in diesem Fall also durch temperaturinduzierte Spannungen entstanden. Besonders vorteilhaft lässt sich das Verfahren zur Überprüfung von Trennschritten einsetzen, die mit einem laserbasierten und/oder spaltfreien Trennverfahren durchgeführt wurden, bspw. mit dem Verfahren des thermischen Laserstrahlseparierens (TLS).
Figurenliste
Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung des Messprinzips des vorgeschlagenen Verfahrens;
2 ein Beispiel für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens bei der Vereinzelung von Halbleiterchips;
3 ein Beispiel für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zur Überprüfung des Bruchverlaufs nach einem Trennschritt; und
4 ein Beispiel für die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens zur in situ Überprüfung eines Trennschrittes.

Wege zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung des Grundprinzips des vorgeschlagenen Verfahrens in einer Querschnittsdarstellung eines Teils des zu trennenden Werkstücks 1. In der Figur ist ein durch einen Trennschritt erzeugter Bruch 4 des Werkstücks 1 angedeutet. Das Werkstück 1 wird in diesem Beispiel mittels Wärme- oder Kälteeinbringung 2 lokal auf einer Seite des Bruches 4 erwärmt oder gekühlt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Bruches 4 wird mit einer Temperaturmesseinrichtung 3 die Temperatur des Werkstücks 1 gemessen. Ist kein Bruch vorhanden, so wird sich die Wärme isotrop im Werkstück 1 verteilen, wenn das Werkstück 1 aus ein und demselben Material besteht oder makroskopisch homogen ist. Ist ein Bruch vorhanden, stellt dieser im Allgemeinen einen Wärmewiderstand dar, der die Wärmeausbreitung behindert. Die Temperaturmessung liefert daher bei Vorhandensein eines Bruches einen anderen Wert als ohne einen Bruch nach derselben Zeit. Aus der gemessenen Temperatur kann damit auf das Vorhandensein eines Bruches und damit auf einen erfolgreichen Trennschritt geschlossen werden.
Für eine beispielhafte Ausgestaltung kann die lokale Aufheizung des Werkstücks durch Bestrahlung mit einem Laser, bspw. einem Nahinfrarot-Laser, erfolgen. Der Laser wird in der Nähe der zu überprüfenden Trennlinie auf einer Seite dieser Trennlinie auf die Oberfläche des Werkstücks fokussiert, beispielsweise in einem Abstand von ca. 1 mm von dieser Trennlinie mit einem Durchmesser des Laserspots von bspw. ca. 30 µm auf der Oberfläche des Werkstücks. Durch Absorption der Laserstrahlung kommt es zu einer lokalen Erwärmung des Werkstücks und anschließend zu einer Wärmeausbreitung durch Wärmeleitung im Werkstück. Die Temperaturverteilung des Werkstücks kann z.B. mit einer flächenauflösenden Wärmebildkamera (IR-Kamera) gemessen werden. Aus dem mit der Kamera erfassten Wärmebild ist dann ersichtlich, ob der Trennschritt einen Bruch entlang der Trennlinie erzeugt hat oder nicht. In dem Wärmebild ist ein Anstieg der Temperatur in der Umgebung der Stelle zu erkennen, an der die Laserstrahlung auf das Werkstück getroffen ist. Ohne einen erfolgreichen Trennschritt bzw. Bruch findet die Wärmeausbreitung isotrop nach allen Seiten statt, wenn das Werkstück aus ein und demselben Material besteht oder makroskopisch homogen ist. Wurde ein Bruch erzeugt, so wird die Wärmeausbreitung am Ort des Bruches behindert, so dass durch die Behinderung der Wärmeausbreitung die Temperaturverteilung jenseits der Trennlinie deutlich stärker abfällt als im isotropen Fall. Das Vorhandensein sowie die Position eines Bruches oder Trennspalts kann damit anhand der gemessenen Temperaturverteilung detektiert werden. Durch Führen der zugehörigen Messvorrichtung entlang der Trennlinie kann die gesamte Trennlinie auf diese Weise überprüft werden.
2 zeigt eine beispielhafte Vorgehensweise zur Überprüfung eines Trennschritts von Halbleiterchips gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens. Halbleiterwafer weisen für eine Vereinzelung in einzelne Halbleiterchips bereits vorgegebene Trennlinien auf, an denen die Chips getrennt werden sollen. Dafür ist in der Regel Platz in Form von Sägestraßen zwischen den Chips vorgesehen. Diese Sägestraßen weisen üblicherweise eine Breite von > 30 µm auf. Dies ist schematisch in 2 angedeutet, die einen zu überprüfenden Bruch 4 in einer dieser Sägestraßen im Querschnitt zeigt. Die Sägestraßen sind in der Regel metallfrei. Ist dies nicht der Fall, so wird bei Verwendung eines laserbasierten Trennverfahrens das Metall üblicherweise zum größten Teil vor dem Trennen entfernt. Der Laserstrahl 5, beispielsweise im Wellenlängenbereich des NIR, wird zum Einbringen von Wärme auf einer Seite der zu prüfenden Trennlinie in die Sägestraße fokussiert. Die Größe des Laserspots auf der Oberfläche des Werkstücks 1 muss hinreichend klein gewählt werden und der Abstand des Laserspots zur Trennlinie hinreichend groß, um zu gewährleisten, dass die Wärmeeinbringung überwiegend auf einer Seite der Trennlinie bzw. des dort erzeugten Bruches 4 stattfindet. Zur Temperaturmessung werden in diesem Beispiel zwei Pyrometer 6, 7 eingesetzt, die die Temperatur der Chips links und rechts der Trennlinie messen. Die Messpunkte der Pyrometer müssen hinreichend klein sein, mindestens kleiner als die zu vereinzelnden Chips, um eine Temperaturmessung innerhalb der Chips zu gewährleisten. Zur Überprüfung des Trennergebnisses werden die gemessenen Temperaturwerte der beiden Pyrometer 6, 7 verglichen. Eine erfolgreiche Trennung der Chips führt zu einer signifikanten Reduzierung des Temperaturwerts auf der nicht erwärmten Seite und damit zu einem deutlichen Unterschied der beiden gemessenen Temperaturwerte. Die Messpositionen für die Temperatur sollten dabei in annähernd gleichem Abstand zum Laserspot gewählt werden.
Neben einer reinen Erkennung einer erfolgreichen Trennung kann auch von Bedeutung sein, ob ein bei dem Trennschritt erzeugter Bruch innerhalb einer gewissen Toleranzgrenze der vorgegebenen Trennlinie folgt. So kann es beim thermischen Laserstrahlseparieren (TLS) unter Umständen vorkommen, dass ein induzierter Bruch zu weit von der vorgegebenen Trennlinie 12 abweicht. Der Toleranzbereich 13 für eine erlaubte Abweichung eines Trennschrittes bei der Trennung von Halbleiterchips kann bspw. ± 15 µm betragen. Mit der in 3 vorgeschlagenen Ausgestaltung des Verfahrens kann auch detektiert werden, ob ein erzeugter Bruch innerhalb oder außerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs verläuft. Es kommen dafür zwei Laser oder Laserstrahlen sowie zwei Temperaturmessgeräte zum Einsatz. Die gesamte Messvorrichtung wird entlang einer zu vermessenden Trennlinie 12 über das Werkstück 1 bewegt. Wahlweise kann auch das Werkstück 1 gegenüber der Messvorrichtung bewegt werden. Die erste Messeinheit mit einem ersten Laser und einem ersten Temperaturmessgerät weist einen Versatz zur zweiten Messeinheit mit einem zweiten Laser und einem zweiten Temperaturmessgerät auf. Unter Versatz ist hierbei ein Versatz in Erstreckungsrichtung der zu überprüfenden Trennlinie 12 zu verstehen. Anstelle von zwei getrennten Lasern kann auch nur ein Laser eingesetzt werden, der - beispielsweise durch Strahlaufteilung - zwei getrennte Laserstrahlen liefert oder dessen Laserstrahl mittels einer Scaneinrichtunng mit Scannerspiegeln auf die verschiedenen Positionen auf dem Werkstück gerichtet werden kann. Die erste Messeinheit erwärmt das Werkstück 1 im vorliegenden Beispiel auf der rechten Seite der Trennlinie 12 mit einem entsprechenden ersten Laserspot 8. Der Laser wird dabei in einem Abstand zur Trennlinie 12 auf das Werkstück 1 fokussiert, der der Toleranzgrenze des Toleranzbereiches 13 nach rechts entspricht. Die Temperatur wird punktweise auf der linken Seite in hinreichend großem Abstand zur Trennlinie 12 gemessen, wie dies durch den Temperaturmesspunkt 9 in 3 in Draufsicht auf das Werkstück 1 angedeutet ist. Die zweite Messeinheit erwärmt die linke Seite, während der Laser hier analog im Toleranzabstand der Bruchabweichung nach links auf einen zweiten Laserspot 10 fokussiert wird. Die Temperatur wird entsprechend auf der rechten Seite am Temperaturmesspunkt 11 gemessen. Durch die Bewegung der Messvorrichtung in Vorschubrichtung 14 entlang der Trennlinie 12 messen beide Messeinheiten dieselben Stellen auf dem Werkstück 1 zeitlich nacheinander.

Die Messung einer Messeinheit erfolgt wie bereits weiter oben beschrieben wurde. Ist kein Bruch vorhanden, liegt die gemessene Temperatur über einem definierten Schwellenwert. Der Schwellenwert ist abhängig von der vom Laser eingebrachten Wärmeenergie und der Wärmeleitfähigkeit des Werkstücks und kann bspw. auch vorab durch Referenzmessungen ermittelt werden. Ist ein Bruch vorhanden, liegt der gemessene Temperaturwert unterhalb des Schwellenwerts, da ein Wärmewiderstand besteht. Die Erkennung von Positionsabweichungen eines Bruches außerhalb des Toleranzbereichs erfolgt dann durch zusätzliches Auswerten der Messung der zweiten Messeinheit, insbesondere über einen Vergleich der beiden Temperaturwerte der beiden Temperaturmessgeräte. Dies ist anhand der folgenden Tabelle dargestellt:

Temperaturwert 1	Temperaturwert 2	Prüfergebnis
Unterhalb des Schwellenwerts	Unterhalb des Schwellenwerts	Das Werkstück ist erfolgreich getrennt (an der überprüften Stelle), der Bruch verläuft innerhalb des Toleranzbereichs
Oberhalb des Schwellenwerts	Oberhalb des Schwellenwerts	Das Werkstück ist nicht getrennt bzw. nicht innerhalb des messbaren Bereichs getrennt, der durch den Abstand der beiden Temperaturmesspunkte gegeben ist
Unterhalb des Schwellwerts	Oberhalb des Schwellenwerts	Das Werkstück ist getrennt, jedoch verläuft der Bruch außerhalb des geforderten Toleranzbereichs; die Abweichung ist zu weit links
Oberhalb des Schwellenwerts	Unterhalb des Schwellenwerts	Das Werkstück ist getrennt, jedoch verläuft der Bruch außerhalb des geforderten Toleranzbereichs; die Abweichung ist zu weit rechts

Das vorgeschlagene Verfahren kann sowohl in situ als auch ex situ durchgeführt werden. Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens erläutert, die sich sowohl für eine in situ Integration des Verfahrens in das Gerät, in dem die Trennprozesse durchgeführt werden, als auch für Werkstücke eignet, die aus einem inhomogenen Material mit z.B. variierender Wärmeleitfähigkeit oder stark variierender Emissivität bestehen. Diese Ausgestaltung ist schematisch in 4 dargestellt. Die Trenneinrichtung 15, die für den Trennprozess sorgt, bspw. auf Basis eines laserbasierten Trennverfahrens, fährt in Vorschubrichtung 14 mit einer definierten Geschwindigkeit entlang der vorgegebenen Trennlinie über das Werkstück 1 und führt den Trennprozess aus. Der dadurch erzeugte Bruch 4 ist in der Figur angedeutet. Die Vorrichtung zur Überprüfung des Trennschritts besteht aus zwei Messeinheiten, die mit der Trenneinrichtung 15 mitgeführt werden. Eine dieser Messeinheiten weist einen ersten Laser 16 und eine erste Temperaturmesseinrichtung 17 auf und befindet sich direkt hinter der Trenneinrichtung 15, mit der sie entsprechend mitgeführt wird. Ein gerade durchgeführter Trennschritt wird durch diese Messeinheit direkt überprüft. Wie bereits weiter oben beschrieben, erwärmt der Laser 16 hierbei eine Seite der zu prüfenden Trennlinie, während mit der Temperaturmesseinrichtung 17 die Temperatur auf der anderen Seite gemessen wird. Bei homogenen Materialien, bspw. Glasplatten, kann diese Konfiguration bereits ausreichend sein, um anhand der gemessenen Temperatur auf einen erfolgreichen Trennschritt zu schließen. Bei Werkstücken, die aus unterschiedlichen Materialien und Strukturen bestehen, bspw. bei Wafern, auf denen Mikrochips gefertigt sind, können jedoch mit einer derartigen einfachen Konfiguration Probleme auftreten. Wafer bestehen in den meisten Fällen aus Silizium, Siliziumcarbid, Germanium, Galliumarsenid oder Galliumnitrid, auf dessen Oberfläche Halbleiterstrukturen, bspw. bestehend aus Oxidschichten oder Metallisierungen, aufgebracht sind. Es kann dadurch zu lokalen Unterschieden in der Wärmeleitfähigkeit des Materials kommen. Ein mit der Temperaturmesseinrichtung 17 gemessener Temperaturwert kann daher auch aufgrund der Materialzusammensetzung entlang einer Trennlinie variieren. Unter Umständen ist es dann nicht mehr möglich, eindeutige Schlüsse über die erfolgreiche Trennung des Werkstücks zu ziehen. Erfolgt die Temperaturbestimmung durch Messung der vom Werkstück abgestrahlten Wärmestrahlung, z.B. mit Pyrometern oder einer IR-Kamera, kann auch eine variierende Oberflächenbeschaffenheit zu Problemen bei der genauen Temperaturmessung führen. Da unterschiedliche Materialien unterschiedlich viel Wärmestrahlung bei einer bestimmten Temperatur abstrahlen, ist in der Regel bei Temperaturmessgeräten, die auf Basis von Wärmestrahlung arbeiten, die Kenntnis der Emissivität zur Bestimmung der Temperatur erforderlich. Da unter Umständen keine Kenntnis über die genaue Materialzusammensetzung bzw. räumliche Variation der Emissivität des Werkstücks, z.B. bei Mikrochipstrukturen, besteht, kann der absolute gemessene Temperaturwert vom wahren Wert abweichen und das vorgeschlagene Verfahren zur Überprüfung des Trennschrittes beeinträchtigen. Um die genannten Probleme zu umgehen, wird in der hier beispielhaft vorgeschlagenen Ausgestaltung die Verwendung einer zweiten Messeinheit bestehend aus einem zweiten Laser 18 und einer zweiten Temperaturmesseinrichtung 19 vorgeschlagen. Die Komponenten sind idealerweise baugleich zur ersten Messeinheit und auf dieselben Positionen relativ zur Trennlinie ausgerichtet. Die zweite Messeinheit ist jedoch vor der Trenneinrichtung 15 angebracht. Die Messung wird mit dieser zweiten Messeinheit also durchgeführt, bevor die damit vermessenen Bereiche des Werkstücks 1 mit der Trenneinrichtung 15 bearbeitet wurden. Dadurch liegt für jede Messposition auf dem Werkstück ein Referenzwert der Temperaturmessung für den Fall vor, dass kein Bruch vorhanden ist. Dieser Referenzwert kann dann mit dem gemessenen Wert nach der Trennbearbeitung verglichen werden. Im Falles eines erfolglosen Trennschrittes (kein Bruch vorhanden, Werkstück nicht getrennt) werden beide Messungen bei gleichen Messparametern im Rahmen der Messungenauigkeit denselben Wert messen. Bei einem erfolgreichen Trennschritt (Werkstück getrennt) gibt es hingegen einen signifikanten Unterschied in den gemessenen Temperaturwerten. Absolute Fehler in der Temperaturmessung, z.B. bedingt durch variierende Emissivität der Oberfläche, sind dann bei dieser Ausgestaltung unerheblich. Bei einer Erwärmung in Rückwärtsrichtung sind die erste und zweite Messeinheit entsprechend vertauscht.
In der Serienfertigung bzw. Produktion werden die Trenneinrichtungen in der Regel mit hoher Geschwindigkeit über das Werkstück geführt, um hohe Durchsätze bei der Trennung bzw. Vereinzelung zu erreichen. Bei der Trennung von Halbleiterchips mit laserbasierten Verfahren liegen diese Geschwindigkeiten typischerweise bei bis zu 500 mm/s. Um eine in situ Überprüfung mit dem vorgeschlagenen Verfahren zu ermöglichen, muss die Messung daher entsprechend schnell ausgeführt werden. Zur Temperaturmessung empfiehlt sich für diese Anwendungen der Einsatz von Pyrometern, die Messzeiten von unter 1 ms pro Messpunkt ermöglichen. Der Vorteil einer in situ Überprüfung der Trennschritte ist die unmittelbare Information, ob der Prozess erfolgreich war. Damit ist die Möglichkeit gegeben, bei Bedarf direkt nachzuarbeiten. Durch das Mitführen der vorgeschlagenen Messvorrichtung mit der Trenneinrichtung wird die Prozesszeit nicht verlängert und damit der Durchsatz in der Produktion nicht verringert. Ist keine direkte Integration in das Prozessgerät möglich oder erwünscht, kann die vorgeschlagene Messung auch vor der weiteren Prozessierung und danach durchgeführt werden.
Selbstverständlich können die vorangehend erläuterten Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden, bspw. eine in situ Ausführung in Kombination mit einer Detektion einer Abweichung des durch den Trennschritt erzeugten Bruches von einer vorgegebenen Trennlinie innerhalb bestimmter Toleranzen.
Die Forschungsarbeiten, die zu diesen Ergebnissen geführt haben, wurden von der Europäischen Union gefördert.
Bezugszeichenliste

1: Werkstück
2: Einbringung von Wärme oder Kälte
3: Temperaturmesseinrichtung
4: Bruch
5: Laserstrahl
6: erstes Pyrometer
7: zweites Pyrometer
8: erster Laserspot
9: erster Temperaturmesspunkt
10: zweiter Laserspot
11: zweiter Temperaturmesspunkt
12: zu überprüfende Trennlinie
13: Toleranzbereich
14: Vorschubrichtung
15: Trenneinrichtung
16: erster Laser
17: erste Temperaturmesseinrichtung
18: zweiter Laser
19: zweite Temperaturmesseinrichtung

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

DE 102015225929 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

T. Li et al., „Crack imaging by scanning pulsed laser spot thermography, NDT & E International, Volume 44, Issue 2, März 2011, Seiten 216 - 225 [0006]
M. Pilla et al., „Thermographic Inspection of Cracked Solar Cells“, Proc. SPIE Vol. 4710, Seiten 699 - 703 [0007]

Claims

Verfahren zur Überprüfung eines Trennschrittes, mit dem ein flaches Werkstück entlang einer oder mehrerer Trennlinien zerteilt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass - das Werkstück (1) unmittelbar vor, während und/oder nach dem Trennschritt auf einer ersten Seite einer zu prüfenden Trennlinie (12) lokal oder großflächig erwärmt oder gekühlt wird, - nach dem Trennschritt auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) an wenigstens einer Stelle (9) eine Temperatur des Werkstücks (1) erfasst wird, um eine Auswirkung der Erwärmung oder Kühlung auf der ersten Seite an der wenigstens einen Stelle (9) auf der zweiten Seite zu ermitteln, und - auf Basis der erfassten Temperatur(en) eine Bewertung des Trennschrittes für wenigstens einen Abschnitt der zu prüfenden Trennlinie (12) vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1) auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) nacheinander an mehreren ersten Stellen (8) entlang der Trennlinie (12) lokal erwärmt oder gekühlt und die Temperatur nach oder während jeweils einer oder mehreren lokalen Erwärmungen oder Abkühlungen jeweils an wenigstens einer zweiten Stelle (9) auf der zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) entlang der Trennlinie (12) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Erfassung der Temperatur an der zweiten Stelle auch an wenigstens einer dritten Stelle auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) eine Temperatur des Werkstücks (1) erfasst wird, die vorzugsweise den gleichen Abstand zur ersten Stelle (8) wie die zweite Stelle (9) aufweist, wobei die Bewertung des Trennschrittes jeweils durch einen Vergleich der Temperaturen an der zweiten (9) und dritten Stelle vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1) vor dem Trennschritt nacheinander an den ersten Stellen (8) entlang der Trennlinie (12) lokal erwärmt oder gekühlt und die Temperatur vor dem Trennschritt nach oder während jeweils einer oder mehreren lokalen Erwärmungen oder Abkühlungen jeweils an der wenigstens einen zweiten Stelle (9) entlang der Trennlinie (12) erfasst wird, um Referenztemperaturen für einen Zustand vor dem Trennschritt zu erhalten, mit denen die nach dem Trennschritt erfassten Temperaturen zur Bewertung des Trennschrittes verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der zu prüfenden Trennlinie (12) wenigstens zwei Laserstrahlen für die lokale Erwärmung eingesetzt werden, von denen ein erster Laserstrahl das Werkstück (1) auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie nacheinander an mehreren ersten Stellen (8) entlang der Trennlinie (12) lokal erwärmt und die Temperatur nach oder während jeweils einer oder mehreren lokalen Erwärmungen jeweils an wenigstens einer zweiten Stelle (9) auf der zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) entlang der Trennlinie (12) erfasst wird, und von denen ein zweiter Laserstrahl das Werkstück (1) auf der zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) nacheinander an mehreren dritten Stellen (10) entlang der Trennlinie (12) lokal erwärmt und die Temperatur nach oder während jeweils einer oder mehreren lokalen Erwärmungen jeweils an wenigstens einer vierten Stelle (11) auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) entlang der Trennlinie (12) erfasst wird, wobei die ersten (8) und dritten Stellen (10) jeweils an einer vorgegebenen Toleranzgrenze für einen Sollverlauf eines durch den Trennschritt zu erzeugenden Bruchs (4) und in Erstreckungsrichtung der Trennlinie (12) versetzt zueinander liegen, und wobei auf Basis der erfassten Temperaturen geprüft wird, ob ein durch den Trennschritt erzeugter Bruch (4) innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen flächig mit Hilfe einer Wärmebildkamera erfasst werden und die Bewertung des Trennschrittes für den wenigstens einen Abschnitt der zu prüfenden Trennlinie (12) auf Basis einer mit der Wärmebildkamera erfassten Temperaturverteilung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Temperatur(en) punktuell erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Erwärmung mit einem oder mehreren Laserstrahlen (5) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Laserstrahlen (5) bei der Überprüfung des Trennschrittes an einem Halbleiterwafer zur Vereinzelung von Halbleiterchips in eine für den Trennschritt ausgebildete Sägestraße am Halbleiterwafer gerichtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1) unmittelbar vor und/oder während der lokalen Erwärmung an der oder den zu erwärmenden Stellen lokal mit Druckluft angeblasen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Messeinheit, die zumindest zur lokalen Erwärmung des Werkstücks (1) auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) und zur Erfassung der Temperatur auf der zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) ausgebildet ist, zusammen mit einer Trenneinrichtung (15), mit der der Trennschritt durchgeführt wird, entlang der Trennlinie relativ zum Werkstück (1) oder das Werkstück (1) relativ zur ersten Messeinheit und der Trenneinrichtung (15) geführt wird, um die Überprüfung durchzuführen.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Messeinheit, die zumindest zur lokalen Erwärmung des Werkstücks (1) auf der ersten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) und zur Erfassung der Temperatur auf der zweiten Seite der zu prüfenden Trennlinie (12) ausgebildet ist, zusammen mit der Trenneinrichtung (15) entlang der Trennlinie relativ zum Werkstück (1) oder das Werkstück (1) relativ zur zweiten Messeinheit und der Trenneinrichtung (15) geführt wird, wobei die erste Messeinheit in Richtung des Trennschrittes hinter der Trenneinrichtung (15) und die zweite Messeinheit in Richtung des Trennschrittes vor der Trenneinrichtung (15) angeordnet werden, um mit der zweiten Messeinheit Referenztemperaturen zu erfassen, mit denen die mit der ersten Messeinheit erfassten Temperaturen verglichen werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Patentansprüche mit - einer Trenneinrichtung (15), mit der ein flaches Werkstück (1) entlang wenigstens einer Trennlinie (12) in Teilstücke zerteilt werden kann, und - einer mit der Trenneinrichtung (15) gekoppelten ersten Messeinrichtung, wobei die erste Messeinrichtung eine Lasereinheit (16), mit der das Werkstück (1) mit einem Laserstrahl auf einer ersten Seite der Trennlinie (12) lokal erwärmt werden kann, und eine Temperaturmesseinheit (17) aufweist, mit der eine Temperatur des Werkstücks (1) an wenigstens einer Stelle auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Trennlinie (12) erfasst werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Drucklufteinrichtung aufweist, mit der das Werkstück (1) an zu erwärmenden Stellen lokal mit Druckluft angeblasen werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine zweite Messeinrichtung (18, 19) aufweist, die mit der Trenneinrichtung (15) gekoppelt und zur lokalen Erwärmung des Werkstücks (1) auf der ersten Seite der Trennlinie (12) und zur Erfassung der Temperatur auf der zweiten Seite der Trennlinie (12) ausgebildet ist, wobei bezüglich einer Vorschubrichtung (14) der Trenneinrichtung (15) relativ zum Werkstück (1) die erste Messeinrichtung hinter und die zweite Messeinrichtung (18, 19) vor der Trenneinrichtung (15) angeordnet sind oder umgekehrt.