DE112007000524T5 - Wafer-Bearbeitungsverfahren - Google Patents

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DE112007000524T5
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Takayuki Mitaka-shi Kaneko
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Abstract

Wafer-Bearbeitungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß dieses umfaßt:
einen ersten maschinellen Bearbeitungsschritt des Schleifens einer Rückseite eines Wafers und sodann des Polierens der Rückseite des Wafers, welcher somit bis zu einer Dicke T2 geschliffen wird, welche größer als eine Endbearbeitungs-Waferdicke T1 ist;
einen Ausbildungsschritt eines modifizierten Bereichs durch Aufstrahlen von Laserlicht auf einen Bereich des Wafers, welcher somit der ersten maschinellen Bearbeitung unterzogen wurde, welcher innerhalb einer modifikationsfreien Zone liegt, welche von einem Umfang des Wafers ausgehend 0,1 bis 10 mm mißt, um einen modifizierten Bereich in dem Wafer auszubilden; und
einen zweiten maschinellen Bearbeitungsschritt des Schleifens der Rückseite des Wafers, worin somit der modifizierte Bereich ausgebildet wurde, und sodann des Polierens der Rückseite des Wafers, welcher somit bis zu der Endbearbeitungs-Waferdicke T1 geschliffen wird.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Wafer-Bearbeitungsverfahren und genauer ein Wafer-Bearbeitungsverfahren, welches geeignet ist, einen Bearbeitungsprozeß von maschineller Oberflächenbearbeitung bis zum Montieren eines Halbleiterwafers, welcher auf Chipgröße zugeschnitten ist, durchzuführen, ohne einen Defekt zu verursachen.
  • Technischer Hintergrund
  • Bei einem Bearbeitungsprozeß zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, eines elektronischen Bauelements oder ähnlichem ist es eine allgemeine Praxis, einen Wafer, woran eine Halbleitervorrichtung, ein elektronisches Bauelement oder ähnliches auf einer Vorderseite davon ausgebildet ist, Bearbeitungsschritten, welche Prüfen, Zertrennen, Chipbonden und Drahtbonden umfassen, und sodann einer Verkapselung mit einer Harzformversiegelung zu unterziehen, um ein fertiges Produkt der Halbleitervorrichtung, des elektronischen Bauelements oder dergleichen zu liefern.
  • In den letzten Jahren bestand eine steigende Nachfrage nach einer sehr dünnen Halbleitervorrichtung bzw. einem sehr dünnen elektronischen Bauelement zur Aufnahme in einer Speicherkarte, einer dünnen IC-Karte oder ähnlichem. Demgemäß besteht eine steigende Nachfrage nach einem sehr dünnen Wafer, welcher eine Dicke von nicht mehr als 100 μm aufweist. Es war eine herkömmliche Praxis, einen Wafer durch einen Zertrennungsschritt nach einem Prüfschritt in einzelne Chips zu zer teilen. Anstatt einer derartigen herkömmlichen Praxis wurde nun ein Bearbeitungsprozeß aufgenommen, wobei die Rückseite eines Wafers vor dem Zertrennungsschritt einer Schleifbehandlung (Rückseitenschleifen) unterzogen wird, um einen sehr dünnen Wafer zu liefern, welcher eine Dicke von nicht mehr als 100 μm aufweist, und der Wafer sodann einer Zertrennungsbehandlung unterzogen wird.
  • Unter derartigen Hintergrundbedingungen wird ein Chip durch den folgenden Verfahrensablauf gemäß Darstellung in einem Flußdiagramm von 16 gemäß einem herkömmlichen Chipherstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung, ein elektronisches Bauelement oder ähnliches hergestellt.
  • Zu Beginn wird zum Schutz der Vorderseite eines Wafers, worauf eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen, elektronischen Bauelementen oder ähnliches ausgebildet ist, eine Schutzfolie, welche auf einer Seite davon einen Klebstoff aufweist (welche auch als „Schutzband" bezeichnet wird), an der Vorderseite des Wafers befestigt (Schritt S101). Danach wird ein Rückseitenschleifschritt durchgeführt, um den Wafer von der Rückseite davon her bis zu einer vorbestimmten Dicke zu schleifen (Schritt S103).
  • Nach dem Rückseitenschleifschritt wird ein Rahmenmontageschritt zum Montieren des Wafers auf einem Zertrennungsrahmen unter Verwendung einer Zertrennungsfolie, welche auf einer Seite davon einen Klebstoff aufweist (welche auch als „Zertrennungsband" bezeichnet wird), durchgeführt, um den Wafer und den Zertrennungsrahmen miteinander zu verbinden (Schritt S105). Der Wafer wird in diesem Zustand auf der Schutzfolienseite angesaugt, und die Schutzfolie, welche an der Vorderseite des Wafers befestigt ist, wird abgezogen (Schritt S107).
  • Der Wafer, von welchem die Schutzfolie abgezogen wurde, wird gemeinsam mit dem Rahmen zu einer Zertrennungssäge befördert und sodann mittels eines Diamantsägeblatts, welches mit einer hohen Drehzahl umläuft, in einzelne Chips geschnitten. Die einzelnen Chips, welche sich durch das Schneiden ergeben, bleiben an der Zertrennungsfolie S angeheftet, ohne voneinander getrennt zu werden, und behalten daher die Form eines Wafers bei, wie in 17 dargestellt. Aus diesem Grund wird eine Anordnung von Chips T, welche die Form eines Wafers beibehalten, bequemlichkeitshalber als „Wafer W" bezeichnet.
  • Die Zertrennungsfolie S auf dem Wafer W, welcher somit geschnitten wurde, wird in einem Dehnungsschritt in Radialrichtung gedehnt, so daß der Zwischenraum zwischen benachbarten Chips der einzelnen Chips T ausgedehnt wird (Schritt S111). In einem Chipmontageschritt wird jeder Chip T auf einer Verkapselungsbasis montiert, wie etwa einem Anschlußkamm (Schritt S113). Ein Chip wird durch einen Bearbeitungsprozeß hergestellt, wie oben beschrieben.
  • Mit dem herkömmlichen Chipherstellungsverfahren ist jedoch ein Problem im Hinblick darauf verbunden, daß, wenn ein sehr dünner Wafer W, welcher eine Dicke von nicht mehr als 100 μm aufweist, einer Schneidbehandlung durch eine Zertrennungssäge unterzogen wird, aufgrund eines Absplitterns oder Brechens des Wafers, welches beim Schneiden erfolgt, eine Anzahl fehlerhafter Chips produziert wird.
  • Als Maßnahmen zum Lösen dieses Problems wurden Techniken vorgeschlagen, welche mit einem maschinellen Laserstrahl-Bearbeitungsverfahren verbunden sind, welches anstatt des Schneidens durch die herkömmliche Zertrennungssäge verwendet wird, wobei ermöglicht wird, daß Laserlicht, welches einen Brennpunkt aufweist, welcher sich innerhalb des Wafers W befindet, auf den Wafer W fällt, um durch mehrfache Photonenab sorption einen modifizierten Bereich in dem Wafer W auszubilden, wodurch der Wafer W in einzelne Chips T zerteilt wird (siehe beispielsweise die Patentschriften 1 bis 6).
  • Die Techniken, welche in den oben erwähnten Patentschriften 1 bis 6 vorgeschlagen werden, sehen eine Zertrennungsvorrichtung (im folgenden als „Laser-Zertrennungsvorrichtung" bezeichnet), welche geeignet eingerichtet ist, um Laserlicht L, welches von einer Laserlichtquelle LS emittiert wird, auf das Innere des Wafers W zu fokussieren, um einen kontinuierlichen modifizierten Bereich K in dem Wafer W auszubilden, wie in 18 dargestellt, wodurch der Wafer W in zerteilender Weise geschnitten wird, anstatt einer herkömmlichen Zertrennungsvorrichtung unter Verwendung einer Zertrennungssäge vor.
  • Aufgrund der Tatsache, daß die Laser-Zertrennungsvorrichtung einen Wafer unter Verwendung von Laserlicht anstatt eines Diamantsägeblatts, welches mit einer hohen Drehzahl umläuft, in Chips zerteilt, wird keine große Kraft auf den Wafer ausgeübt, und daher erfolgt kein Absplittern oder Brechen. Ferner wird aufgrund der Tatsache, daß die Laser-Zertrennungsvorrichtung keinen Abschnitt zum direkten Berühren des Wafers aufweist und daher nicht ermöglicht, daß Wärme oder Schneidspäne erzeugt werden, kein Schneidwasser benötigt. Ferner ist aufgrund der Tatsache, daß der modifizierte Bereich in dem Wafer ausgebildet wird, um den Wafer in zerteilender Weise in Chips zu schneiden, der Zwischenraum zwischen benachbarten Chips sehr schmal, verglichen mit dem, welcher sich durch Schneiden durch ein Diamantsägeblatt ergibt, und daher kann eine größere Anzahl von Chips aus einem Wafer erhalten werden.
    • Patentschrift 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2002-192367
    • Patentschrift 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2002-192368
    • Patentschrift 3: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2002-192369
    • Patentschrift 4: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2002-192370
    • Patentschrift 5: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2002-192371
    • Patentschrift 6: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2002-105180
  • Bei einer derartigen Laser-Zertrennungsvorrichtung wird der Wafer jedoch in einigen Fällen unerwünschterweise durch einen Stoß oder eine Schwingung, welche während der Beförderung zwischen Vorrichtungen, welche in jeweiligen Schritten verwendet werden, welche nach dem Zertrennen durchgeführt werden, von dem inneren modifizierten Bereich als Startpunkt her aufgebrochen. Der Wafer kann, wenn dieser einmal aufgebrochen ist, nicht als Wafer behandelt werden, was ein Problem im Hinblick darauf aufwirft, daß der Fortschritt der nachfolgenden Schritte ernstlich behindert wird.
  • Im Hinblick auf dieses Problem untersuchte der Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, umfassend: Schleifen und Polieren der Rückseite eines Wafers bis zu einer Dicke, welche größer als eine Endbearbeitungs-Waferdicke ist (erste maschinelle Bearbeitung); Aufstrahlen von Laserlicht auf den Wafer, um einen modifizierten Bereich in dem Wafer auszubilden; und sodann wiederum Schleifen und Polieren der Rückseite des Wafers bis zu der Endbearbeitungs-Waferdicke (zweite ma schinelle Bearbeitung). Dieses Verfahren zeigte eine beachtliche Wirkung.
  • Bei diesem Bearbeitungsprozeß wurde bei der zweiten maschinellen Bearbeitung ein Phänomen im Hinblick darauf beobachtet, daß aufgrund der mechanischen Festigkeit des Wafers, welche durch den modifizierten Bereich vermindert wird, ein Absplittern an einem Umfangsabschnitt des Wafers erfolgt und die resultierende Absplitterung zwischen einem Schleifrad und dem Wafer eingeschlossen wird, so daß ein Kratzer erzeugt wird, oder zwischen einem Polierkissen und dem Wafer eingeschlossen wird, so daß ein Herstellungsfehler erzeugt wird.
  • Wenn eine derartige Absplitterung groß ist, kann ein Kerbenabschnitt bzw. ein flacher Anordnungsabschnitt des Wafers beschädigt werden, so daß eine Störung der Waferanordnung bewirkt wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorangehenden Probleme entwickelt, und demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wafer-Bearbeitungsverfahren zu schaffen, welches in der Lage ist, einen Wafer, welcher durch die Laser-Zertrennungsvorrichtung geschnitten wird, zu bearbeiten, ohne einen Defekt zu bewirken.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Um die vorangehende Aufgabe zu erfüllen, schafft die vorliegende Erfindung ein Wafer-Bearbeitungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß dieses umfaßt: einen ersten maschinellen Bearbeitungsschritt des Schleifens einer Rückseite eines Wafers und sodann des Polierens der Rückseite des Wafers, welcher somit bis zu einer Dicke T2 geschliffen wird, welche größer als eine Endbearbeitungs-Waferdicke T1 ist; einen Ausbildungsschritt eines modifizierten Bereichs durch Aufstrahlen von Laserlicht auf einen Bereich des Wafers, welcher somit der ersten maschinellen Bearbeitung unterzogen wurde, welcher innerhalb einer modifikationsfreien Zone liegt, welche von einem Umfang des Wafers ausgehend 0,1 bis 10 mm mißt, um einen modifizierten Bereich in dem Wafer auszubilden; und einen zweiten maschinellen Bearbeitungsschritt des Schleifens der Rückseite des Wafers, worin somit der modifizierte Bereich ausgebildet wurde, und sodann des Polierens der Rückseite des Wafers, welcher somit bis zu der Endbearbeitungs-Waferdicke T1 geschliffen wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Wafer-Bearbeitungsverfahren, wobei: der Wafer durch die erste maschinelle Bearbeitung maschinell bis zu. der Dicke T2 bearbeitet wird; Laserlicht auf den Wafer aufgestrahlt wird, um den modifizierten Bereich in dem Wafer auszubilden, und der Wafer durch die zweite maschinelle Bearbeitung maschinell bis zu der Endbearbeitungs-Waferdicke T1 bearbeitet wird, wobei die modifikationsfreie Zone, welche von dem Umfang des Wafers ausgehend 0,1 mm bis 10 mm mißt, nicht mit Laserlicht bestrahlt wird.
  • Demgemäß wird der modifizierte Bereich in der modifikationsfreien Zone nicht ausgebildet, und daher wird die mechanische Festigkeit des Wafers in der modifikationsfreien Zone nicht vermindert. Somit kann das Problem einer Absplitterung an einem Umfangsabschnitt des Wafers ausgeräumt werden.
  • Infolgedessen wird das Phänomen, daß eine Absplitterung zwischen dem Schleifrad und dem Wafer eingeschlossen wird, so daß ein Kratzer erzeugt wird, oder zwischen dem Polierkissen und dem Wafer, so daß ein Herstellungsfehler erzeugt wird, nicht beobachtet. Ebenso tritt das Problem nicht auf, daß ein Kerbenabschnitt oder ein flacher Anordnungsabschnitt des Wafers beschädigt wird.
  • Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Wafer, welcher durch die Laser-Zertrennungsvorrichtung zertrennt wird, ohne jegliche Beschädigung des Wafers in Chips zu zerteilen.
  • Die Dicke T2 ist vorzugsweise um 50 μm bis 500 μm, besser um 100 μm bis 300 μm und noch besser um 150 μm bis 250 μm größer als die Endbearbeitungsdicke T1.
  • Vorzugsweise umfaßt die vorliegende Erfindung: einen Bandbefestigungsschritt des Befestigens eines Schutzbands an einer Vorderseite des Wafers vor der ersten maschinellen Bearbeitung zum Schützen einer Schaltungsstruktur, welche auf der Vorderseite des Wafers ausgebildet ist; einen Ultraviolettlicht-Bestrahlungsschritt des Aufstrahlens von ultraviolettem Licht auf die Vorderseite des Wafers, welcher der zweiten maschinellen Bearbeitung unterzogen wurde; einen Bandmontageschritt des Befestigen eines Zertrennungsbands an der Rückseite des Wafers, welcher somit mit ultraviolettem Licht bestrahlt wurde, und des Montierens des Wafers auf einem Rahmen; einen Bandabzugsschritt des Abziehens des Schutzbands, welches an der Vorderseite des Wafers befestigt ist, welcher somit auf dem Rahmen montiert wurde; und einen Dehnungsschritt des Ausdehnens des Zwischenraums zwischen benachbarten Chips des Wafers durch Dehnen des Zertrennungsbands von der Zertrennungsbandbefestigungsseite des Wafers, wovon das Schutzband abgezogen wurde.
  • Somit ist es möglich, die Schritte zu vollenden, welche das Rückseitenschleifen, die UV-Licht-Bestrahlung, das Montieren auf dem Rahmen, das Abziehen des Schutzbands und das Dehnen, wobei sich der Wafer um eine kleine Strecke in dem System bewegt, umfassen. Daher kann die Möglichkeit einer Beschädigung von Chips während einer Beförderung oder eines Bearbeitungsvorgangs in jedem Schritt minimiert werden. Aufgrund der Tatsache, daß der Wafer in einem auseinandergezogenen Zustand in einer Kassette gelagert wird, ist es möglich, sofort mit einem Chipmontageschritt fortzufahren, wodurch es ermöglicht wird, den Durchsatz zu steigern.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird der modifizierte Bereich, welcher in dem Wafer ausgebildet wird, vorzugsweise um eine Entfernung T1 in einer Dickenrichtung von der Vorderseite des Wafers entfernt angeordnet. Wenn der modifizierte Bereich derart in der Dickenrichtung angeordnet wird, kann der Wafer einfach in zerteilender Weise geschnitten werden.
  • Vorzugsweise umfaßt die vorliegende Erfindung einen Plasmareinigungsschritt des Plasmareinigens des Wafers, welcher der zweiten maschinellen Bearbeitung unterzogen wurde. Das Vorsehen eines derartigen Reinigungsschritts kann die Wafergüte verbessern.
  • Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Wafer, welcher durch die Laser-Zertrennungsvorrichtung geschnitten wird, ohne jegliche Beschädigung des Wafers in Chips zu zerteilen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine Draufsicht, welche ein Wafer-Bearbeitungssystem, worauf ein erfindungsgemäßes Wafer-Bearbeitungsverfahren angewandt wird, schematisch darstellt;
  • 2 ist eine perspektivische Gesamtansicht, welche eine Vorrichtung zur maschinellen Waferoberflächenbearbeitung darstellt;
  • 3 ist eine Draufsicht der Vorrichtung zur maschinellen Oberflächenbearbeitung, welche in 2 dargestellt ist;
  • 4 ist eine Schnittansicht, welche die Struktur einer Schleifstufe der Vorrichtung zur maschinellen Oberflächenbearbeitung, welche in 2 dargestellt ist, darstellt;
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Trennplatte der Vorrichtung zur maschinellen Oberflächenbearbeitung, welche in 2 dargestellt ist, darstellt;
  • 6 ist eine Draufsicht der Trennplatte, welche in 5 dargestellt ist;
  • 7 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie 7-7 von 6, welche die Trennplatte darstellt;
  • 8 ist eine Seitenrißansicht, welche die Konstruktion einer Laser-Zertrennungsvorrichtung schematisch darstellt;
  • 9 ist eine Draufsicht, welche die Konstruktion einer Wafermontagevorrichtung schematisch darstellt;
  • Die 10(a) bis 10(f) sind Seitenrißansichten, welche einen Arbeitsablauf der Wafermontagevorrichtung nach einer UV-Licht-Bestrahlung schematisch darstellen;
  • 11 ist eine Seitenrißansicht, welche die Struktur einer UV-Licht-Bestrahlungsvorrichtung der Wafermontagevorrichtung schematisch darstellt;
  • 12 ist ein Flußdiagramm, welches einen Arbeitsablauf des Wafer-Bearbeitungsverfahrens darstellt;
  • 13 ist eine Schnittansicht, welche einen Wafer W, woran eine Schutzfolie auf einer Vorderseite davon befestigt ist, darstellt;
  • 14 ist eine Draufsicht, welche einen modifikationsfreien Bereich eines Wafers darstellt;
  • 15 ist ein Flußdiagramm, welches einen Arbeitsablauf der Wafermontagevorrichtung darstellt;
  • 16 ist ein Flußdiagramm, welches ein herkömmliches Verfahren zum Herstellen eines Chips einer Halbleitervorrichtung, eines elektronischen Bauelements oder dergleichen darstellt;
  • 17 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Wafer, welcher auf einem Rahmen montiert ist, darstellt;
  • 18 ist eine Seitenriß-Schnittansicht, welche das Prinzip einer Laserzertrennung darstellt; und
  • 19 ist eine Seitenrißansicht, welche die Struktur einer weiteren UV-Licht-Bestrahlungsvorrichtung schematisch darstellt.
  • Beste Ausführungsweise der Erfindung
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Wafer-Bearbeitungsverfahrens unter Verweis auf die beigefügte Zeichnung genau beschrieben.
  • 1 ist eine Draufsicht, welche eine Gesamtanordnung eines Wafer-Bearbeitungssystems 10, worauf die vorliegende Erfindung angewandt wird, darstellt. Das Wafer-Bearbeitungssystem 10 umfaßt von der Zuführungsseite (das bedeutet, der linken Seite) ausgehend eine Vorrichtung 10A zur maschinellen Oberflächenbearbeitung, eine Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B, eine Vorrichtung 10C zur maschinellen Oberflächenbearbeitung und eine Wafermontagevorrichtung 10D. Diese Vorrichtungen werden nacheinander beschrieben.
  • Die Vorrichtung 10A zur maschinellen Oberflächenbearbeitung wird in einem ersten maschinellen Bearbeitungsschritt verwendet, und die Vorrichtung 10C zur maschinellen Oberflächenbearbeitung wird in einem zweiten maschinellen Bearbeitungsschritt verwendet.
  • Es ist möglich, eine Vorrichtung 10A (bzw. 10C) zur maschinellen Oberflächenbearbeitung ohne Vorsehen zweier derartiger Vorrichtungen, wie in 1 dargestellt, zur maschinellen Oberflächenbearbeitung sowohl in dem ersten als auch dem zweiten maschinellen Bearbeitungsschritt zu verwenden.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung 10A (10C) zur maschinellen Oberflächenbearbeitung, und 3 ist eine Draufsicht. Wie in 2 dargestellt, weist die Vorrichtung 10A (10C) zur maschinellen Oberflächenbearbeitung einen Hauptkörper 112 auf, welcher mit einer Kassettenlagerungsstufe 114, einer Anordnungsstufe 116, einer Grobschleifstufe 118, einer Präzisionsschleifstufe 120, einer Polierstufe 122, einer Scheuergewebs-Reinigungsstufe 123, einer Scheuergewebs-Putzstufe 127 und einer Wafer-Reinigungsstufe 124 versehen ist.
  • Die Grobschleifstufe 118, die Präzisionsschleifstufe 120 und die Polierstufe 122 sind mit einer Trennplatte 125, welche durch eine doppelt punktierte Strichlinie in 3 dargestellt ist, voneinander abgetrennt, um zu verhindern, daß eine Bearbeitungsflüssigkeit, welche in jeder der Stufen 118, 120 und 122 verwendet wird, zu einer benachbarten Stufe gespritzt wird.
  • Wie in den 5 und 6 dargestellt, ist die Trennplatte 125 an einem Stelltisch 134 befestigt und kreuzförmig, um vier Spannelemente (äquivalent zu einer Halteeinrichtung) 132, 136, 138 und 140, welche auf dem Stelltisch montiert sind, voneinander zu trennen. Die Polierstufe 122 ist mit einer Ummantelung 202 verkleidet, welche eine obere Platte 200 zur Isolation von anderen Stufen verwendet.
  • Die Ummantelung 202 ist mit einer Bürste 204 an einer seitlichen Oberfläche, auf welcher die Trennplatte 125 durchläuft, bestückt, wie in 7 dargestellt. Die Bürste 204 wird in Kontakt mit einer oberen Oberfläche 125A und einer seitlichen Oberfläche 125B der Trennplatte 125 gebracht, wenn das Spannelement 140 dessen Arbeitsposition einnimmt.
  • Somit wird, wenn sich das Spannelement 140 in der Arbeitsposition befindet, die Polierstufe 122 durch die Ummantelung 202, die Trennplatte 125 und die Bürste 204 in einem im wesentlichen luftdichten Zustand gehalten. Aus diesem Grund ist es möglich, sowohl zu verhindern, daß eine Schleifflüssigkeit, welche in der Präzisionsschleifstufe 120 verwendet wird, und Schleifspäne, welche darin erzeugt werden, in die Polierstufe 122 eindringen, als auch zu verhindern, daß eine Polierflüssigkeit, welche in der Polierstufe 122 verwendet wird, daraus herausspritzt.
  • Somit kann ein Problem der maschinellen Bearbeitung, welches durch Mischen der Bearbeitungsflüssigkeiten, welche in den zwei Stufen verwendet werden, entsteht, verhindert werden. Die Polierstufe 122 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist geeignet eingerichtet, um eine chemisch-mechanische Polierbehandlung unter Verwendung der Polierflüssigkeit, welche ein chemisches Poliermittel enthält, durchzuführen. Wenn die Schleifflüssigkeit in eine derartige Polierflüssigkeit gemischt wird, wird die Konzentration des chemischen Poliermittels vermindert, so daß ein Problem im Hinblick darauf entsteht, daß die Bearbeitungszeit länger wird. Das Vorsehen der Trennplatte 125 kann dieses Problem ausräumen.
  • Wie in den 5 und 6 dargestellt, ist die Grobschleifstufe 118 von einer seitlichen Oberfläche des Hauptkörpers 112, einer oberen Platte 206 und der Trennplatte 125 umgeben, und ähnlich ist die Präzisionsschleifstufe 120 von einer seitlichen Oberfläche des Hauptkörpers 112, einer oberen Platte 208 und der Trennplatte 125 umgeben. In den oberen Platten 200, 206 und 208 sind Durchgangslöcher 201, 207 bzw. 209 ausgebildet, in welche Kopfstücke jeweiliger Stufen eingeführt werden.
  • Bezugsziffer 210 in 6 bezeichnet eine Bürste zum Isolieren der Grobschleifstufe 118 von der Außenseite. Die Bürste 210 wird in Kontakt mit einer oberen Oberfläche und einer seitlichen Oberfläche 125 gebracht.
  • Zwei Kassetten 126, 126 sind abnehmbar auf der Kassettenlagerungsstufe 114 aufgesetzt, dargestellt in den 2 und 3. In diesen Kassetten 126, 126 wird eine Vielzahl von Wafern W in einem Zustand vor dem Rückseitenschleifen gelagert. Diese Wafer W werden durch einen Beförderungsroboter 130, welcher eine Hand 131 aufweist, welche die Wafer W einzeln nacheinander hält, nacheinander zu der nachfolgenden Anordnungsstufe 116 befördert.
  • Der Beförderungsroboter 130 kann entweder in Aufhängung an einem nicht dargestellten Tragbalken, welcher auf dem Hauptkörper 112 steht, durch eine Hebezugvorrichtung gelagert sein oder auf einer oberen Oberfläche 112A des Hauptkörpers 112 montiert sein. Der Beförderungsroboter 130 ermöglicht es, wenn dieser in Aufhängung gelagert ist, den Zwischenraum zwischen der Kassettenlagerungsstufe 116 zu verengen, wobei dies zu einer Verminderung der Größe der Vorrichtung 10A (10C) zur maschinellen Oberflächenbearbeitung beitragen kann. Der Roboter 130 ist ein Sechsachs-Gelenkroboter für allgemeine Verwendungszwecke. Aufgrund der Tatsache, daß die Konstruktion eines derartigen Roboters gut bekannt ist, wird eine Beschreibung davon in der vorliegenden Schrift weggelassen.
  • Die Anordnungsstufe 116 ist eine Stufe, welche geeignet eingerichtet ist, um jeden Wafer W, welcher von der Kassette 126 her zugeführt wird, mit einer vorbestimmten Position anzuordnen. Der Wafer W, welcher somit auf der Anordnungsstufe 116 angeordnet wurde, wird wiederum an der Hand 131 des Beförderungsroboters 130 angesaugt und gehalten, in einem freien Zu stand zu dem Spannelement 132 hin befördert und sodann auf einer Ansaugfläche des Spannelements 132 angesaugt und gehalten.
  • Das Spannelement 132 ist auf dem Stelltisch 134 montiert. Die Spannelemente 136, 138 und 140, welche jeweils die gleiche Funktion erfüllen, sind an einem Umfang um eine Drehwelle 135 des Stelltischs 134, welcher durch eine unterbrochene Linie in 3 dargestellt ist, in Abständen von 90 Grad angeordnet.
  • Die Drehwelle 135 ist mit einer Spindel (nicht dargestellt) eines Motors (äquivalent zu einer Bewegungseinrichtung) 137 verbunden, welcher durch eine unterbrochene Linie in 3 dargestellt ist. Das Spannelement 136 ist auf der Grobschleifstufe 118 angeordnet, wo der Wafer W, welcher darauf angesaugt wird, einer Grobschleifbehandlung unterzogen wird.
  • Das Spannelement 138 ist auf der Präzisionsschleifstufe 120 angeordnet, wo der Wafer W, welcher darauf angesaugt wird, einer Endschleifbehandlung (Präzisionsschleifen oder Funkenerosionsschleifen) unterzogen wird. Das Spannelement 140 ist auf der Polierstufe 122 angeordnet, wo der Wafer W, welcher darauf angesaugt wird, poliert wird, um sowohl eine Arbeitsbeschädigungsschicht, welche durch das Schleifen erzeugt wird, als auch Beiträge einer ungleichmäßigen Dicke des Wafers W zu entfernen.
  • Jedes der Spannelemente 132, 136, 138 und 140 weist eine Unterseite auf, welche mit einer Spindel 194 und einem Motor 192 verbunden ist, wie in 4 dargestellt. Diese Spannelemente werden jeweils durch die Antriebskraft eines jeweiligen Motors der Motoren 192 gedreht. Die Motoren 192 sind jeweils durch ein Lagerungselement 193 auf dem Stelltisch 134 gelagert.
  • Somit ist die Vorrichtung 10A (10C) zur maschinellen Oberflächenbearbeitung eine Vorrichtung, welche geeignet eingerichtet ist, um die Spannelemente 132, 136, 138 und 140 mittels des Motors 137 zu bewegen, wobei der Motor 192 und die Spindel 194 mit jedem der Spannelemente 132, 136, 138 und 140 verbunden sind.
  • Diese Anordnung kann die Zeit und Mühe ausräumen, welche erforderlich sind, um die Spindeln 194 jedesmal, wenn die Spannelemente 132, 136, 138 und 140 durch den Motor 137 bewegt werden, aus den jeweiligen Spannelementen 132, 136, 138 und 140 zu lösen und die Spannelemente 132, 136, 138 und 140 mit den jeweiligen Spindeln 194 zu verbinden, welche jeweils bei einer nächsten Bewegungsposition angeordnet sind.
  • Jedes der Spannelemente 132, 136, 138 und 140 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist eine Ansaugfläche auf, welche aus einem porösen Material ausgebildet ist, welches eine gesinterte Substanz, wie etwa eine Keramik, umfaßt. Somit kann der Wafer W auf der Oberfläche des porösen Materials fest angesaugt und gehalten werden.
  • Die Ansaugfläche des Spannelements 132, welches in einer Position zum Festspannen des Wafers W angeordnet ist, dargestellt in 3, wird durch eine Reinigungsvorrichtung 142 (siehe 3) gereinigt, bevor der Wafer W dorthin befördert wird. Die Reinigungsvorrichtung 142 ist verschiebbar auf einer Schiene 144 montiert. Die Reinigungsvorrichtung 142 gleitet auf der Schiene 144 über das Spannelement 132, bevor diese die Ansaugfläche reinigt.
  • Die Reinigungsvorrichtung 142 weist ein Entfernungselement 143 auf, welches in Kontakt mit der Ansaugfläche des Spannelements 132 gelangt, um Staub, wie etwa Schleifschlamm, welcher auf der Ansaugfläche abgelagert ist, zu entfernen. Wenn die Ansaugfläche des Spannelements 132 aus einem porösen Material ausgebildet ist, welches eine gesinterte Substanz umfaßt, wie etwa eine Keramik, wird das gleiche poröse Material für das Entfernungselement 143 verwendet.
  • Die Dicke des Wafers W, welcher auf dem Spannelement angesaugt und gehalten wird, kann beispielsweise durch ein Paar von Maßlehren 136 und 138 gemessen werden. Diese Maßlehren 136 und 138 weisen jeweilige nicht dargestellte Kontaktelemente auf, wobei eines eine obere Oberfläche (Rückseite) des Wafers W berührt und das andere eine obere Oberfläche des Spannelements 132 berührt. Die Maßlehren 136 und 138 können die Dicke des Wafers W als Differenz zwischen Lehrenablesungen bei Bearbeitung und der oberen Oberfläche des Spannelements 132, welche als Bezugspunkt dient, erfassen.
  • Der Wafer W, dessen Dicke somit gemessen wurde, wird durch eine Drehung des Stelltischs 34 um 90° in der Richtung eines Pfeils A in den 2 und 3 auf der Grobschleifstufe 118 angeordnet. Die Rückseite des Wafers W wird mittels eines Geradschalen-Schleifrads 146 der Grobschleifstufe 118 grob geschliffen.
  • Wie in 2 dargestellt, ist das Geradschalen-Schleifrad 146 mit einer nicht dargestellten Abtriebswelle eines Motors 148 verbunden und über eine dazwischenliegende Ummantelung 150, welche den Motor 148 lagert, an einer Schleifrad-Vorschubvorrichtung 152 montiert. Die Schleifrad-Vorschubvorrichtung 152 ist geeignet eingerichtet, um das Geradschalen-Schleifrad 146 gemeinsam mit dem Motor 148 nach oben und unten zu bewegen. Wenn das Geradschalen-Schleifrad 146 nach unten bewegt wird, wird das Geradschalen-Schleifrad 146 gegen die Rückseite des Wafers W gepreßt.
  • In dieser Weise wird eine Grobschleifbehandlung der Rückseite des Wafers 126 durchgeführt. Das Ausmaß der Bewegung des Geradschalen-Schleifrads 146 nach unten, das bedeutet, das Ausmaß des Schleifens durch das Geradschalen-Schleifrad 146 wird auf Basis einer Bezugsposition des Geradschalen-Schleifrads 146, welche zuvor aufgezeichnet wurde, und der Dicke des Wafers W, welche durch die Maßlehren 236 und 238 erfaßt wird, bestimmt.
  • Die Dicke des Wafers W, dessen Rückseite in der Grobschleifstufe 118 grob geschliffen wurde, wird mittels einer nicht dargestellten Dickenmaßlehre gemessen, nachdem das Geradschalen-Schleifrad 146 von dem Wafer W zurückgezogen wurde. Der Wafer W, dessen Dicke somit gemessen wurde, wird durch eine Drehung des Stelltischs 134 um 90'' in der gleichen Richtung, wie oben erwähnt, auf der Präzisionsschleifstufe 120 angeordnet und wird einer Präzisionsschleifbehandlung bzw. einer Funkenerosionsbehandlung mittels eines Geradschalen-Schleifrads 146 unterzogen.
  • Aufgrund der Tatsache, daß die Struktur der Präzisionsschleifstufe 120 die gleiche wie die der Grobschleifstufe 118 ist, wird eine Beschreibung davon in der vorliegenden Schrift weggelassen. Obgleich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die zwei Schleifstufen vorgesehen sind, kann lediglich eine Schleifstufe den Zweck erfüllen. Die Dickenmessung durch die Maßlehre kann in der Weise einer Führung in Linie durchgeführt werden.
  • Die Dicke des Wafers W, dessen Rückseite einer Präzisionsschleifbehandlung in der Präzisionsschleifstufe 120 unterzogen wurde, wird mittels einer nicht dargestellten Dickenmaßlehre gemessen, nachdem das Geradschalen-Schleifrad 154 von dem Wafer W zurückgezogen wurde. Der Wafer W, dessen Dicke somit gemessen wurde, wird durch eine Drehung des Stelltischs 134 um 90° in der gleichen Richtung, wie oben erwähnt, auf der Polierstufe 122 angeordnet. Der Wafer W wird mittels eines Scheuergewebes 156 und Schlicker, welcher von diesem zugeführt wird, wobei diese in 4 dargestellt sind, poliert, so daß eine Arbeitsbeschädigungsschicht, welche auf der Rückseite ausgebildet ist, beseitigt wird. Die Dickenmessung durch die Maßlehre kann in der Weise einer Führung in Linie durchgeführt werden.
  • 4 ist eine Ansicht, welche die Struktur der Polierstufe 122 darstellt. Das Scheuergewebe 156 der Polierstufe 120, welche in 4 dargestellt ist, ist an einem Polierkopf 161 angebracht, welcher mit einer Abtriebswelle 160 eines Motors (äquivalent zu einer Dreheinrichtung) 158 verbunden ist. Der Motor 158 weist eine seitliche Oberfläche auf, welche mit Führungsklötzen 162, 162 versehen ist, welche Direktantriebsführungen bilden. Die Führungsklötze 162, 162 greifen mit einer Führungsschiene 166, welche auf einer seitlichen Oberfläche einer Lagerungsplatte 164 zur Vertikalbewegung montiert ist, ineinander. Demgemäß ist das Scheuergewebe 156 gemeinsam mit dem Motor 158 vertikal beweglich an der Lagerungsplatte 164 montiert.
  • Die Lagerungsplatte 164 ist auf einer durchgehenden Länge an einer Spitze eines horizontal angeordneten Arms 168 montiert. Der Arm 168 weist ein Basisende auf, welches mit einer Abtriebswelle 174 eines Motors 172, welcher in einer Ummantelung 70 angeordnet ist, verbunden ist. Demgemäß kann, wenn der Motor 172 betrieben wird, sich der Arm um die Abtriebswelle 174 drehen.
  • Somit kann sich das Scheuergewebe 156 innerhalb eines Bereichs, welcher zwischen einer Polierposition, welche durch eine Vollinie in 2 dargestellt ist, einer Scheuergewebs-Reinigungsposition auf der Scheuergewebs-Reinigungsstufe 123 und einer Putzposition auf der Scheuergewebs-Putzstufe 127 definiert ist, bewegen. Wenn das Scheuergewebe 156 zu der Scheuergewebs-Reinigungsposition bewegt wird, reinigt die Scheuergewebs-Reinigungsstufe 123 die Oberfläche des Scheuergewebes 156, um Polierspäne und ähnliche Materialien, welche darauf abgelagert sind, zu entfernen.
  • Beispiele eines derartigen Scheuergewebes 156 umfassen aufgeschäumtes Polyurethan, Scheuergewebe und ähnliches. Die Scheuergewebs-Reinigungsstufe 23 ist mit einem Entfernungselement, wie etwa einer Bürste, zum Entfernen von Polierspänen versehen. Das Entfernungselement wird während einer Reinigung des Scheuergewebes 156 drehend angetrieben. Des Scheuergewebe 156 wird ferner durch den Motor 158 (siehe 4) drehend angetrieben. Das gleiche Material wie das Scheuergewebe 156, beispielsweise aufgeschäumtes Polyurethan, wird für die Scheuergewebs-Putzstufe 127 verwendet.
  • Eine Ummantelung 170 weist eine seitliche Oberfläche auf, welche mit Führungsklötzen 176, 176 versehen ist, welche Direktantriebsführungen bilden. Die Führungsklötze 176, 176 greifen vertikal beweglich mit einer Führungsschiene 180 ineinander, welche auf einer seitlichen Oberfläche eines Gehäuses 178 einer Vorschubspindeleinheit montiert ist. Ein Gewinderingelement 182 steht von der seitlichen Oberfläche der Ummantelung 170 hervor.
  • Das Gewinderingelement 182 erstreckt sich durch eine Öffnung 179, welche durch das Gehäuse 178 definiert ist, in das Gehäuse 178 und befindet sich in Gewindeeingriff mit einer Gewindestange 180 der Vorschubspindeleinheit (äquivalent einer Vorschubvorrichtung zum Positionieren). Die Gewindestange 180 weist ein oberes Ende auf, welches mit einer Abtriebswelle 184 eines Motors 182 verbunden ist.
  • Wenn der Motor 182 betrieben wird, um die Gewindestange 184 zu drehen, wird die Ummantelung 170 durch eine Vorschubwirkung der Vorschubspindeleinheit und eine gerade nach vorne gerichtete Wirkung durch die Führungsklötze 176 und die Schiene 180 vertikal bewegt. Somit wird das Scheuergewebe 156 vorwiegend in der vertikalen Richtung bewegt, um einen vorbestimmten Zwischenraum zwischen dem Polierkopf 161 und dem Wafer W zu liefern.
  • Ein Kolben 188 einer Luftzylindervorrichtung (äquivalent zu einer Druckerzeugungsvorrichtung) 186 ist über ein Durchgangsloch 169 des Arms 168 mit einer oberen Oberfläche des Motors 158 verbunden. Die Luftzylindervorrichtung 186 ist mit einem Regler 190 verbunden, welcher einen Innendruck P des Zylinders steuert. Somit kann die Preßkraft (das bedeutet, die Druckkontaktkraft) des Scheuergewebes 156 gegen den Wafer W durch den Regler 190, welcher den Innendruck P steuert, gesteuert werden.
  • Nachdem das Scheuergewebe 156 durch eine Drehung des Arms 168 aus der Position über dem Wafer W zurückgezogen wurde, wird der Wafer W, welcher durch die Polierstufe 122 poliert wurde, durch eine Hand 197 eines Roboters 196, welcher in 3 dargestellt ist, angesaugt und gehalten und sodann zu der Wafer-Reinigungsstufe 124 befördert. Der Roboter ist in 2 nicht dargestellt.
  • Der Wafer W, welcher fertig poliert wurde, von welchem die Arbeitsbeschädigungsschicht entfernt wurde, ist schwierig zu beschädigen und kann daher während einer Beförderung durch den Roboter 196 und während der Reinigung in der Wafer-Reinigungsstufe 124 nicht beschädigt werden.
  • Eine Stufe, welche eine Spülfunktion und eine Trockenschleuderfunktion umfaßt, wird als Wafer-Reinigungsstufe ver wendet. Der Wafer W, welcher in der Wafer-Reinigungsstufe 124 fertig gereinigt und getrocknet wurde, wird durch eine Hand 131 eines Roboters 130 angesaugt und gehalten und sodann auf einem vorbestimmten Ablagegestell in der Kassette 126 gelagert. Der maschinelle Wafer-Oberflächenbearbeitungsprozeß (erster und zweiter maschineller Bearbeitungsschritt) durch die Vorrichtung 10A (10C) zur maschinellen Oberflächenbearbeitung schreitet fort, wie oben beschrieben.
  • Es folgt eine Beschreibung der Konstruktion der Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B. 8 ist eine Seitenrißansicht, welche die Konstruktion der Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B schematisch darstellt.
  • Die Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B ist eine doppelköpfige Vorrichtung, welche einen Spanntisch 212, nicht dargestellte Führungsbasen (welche eine X-Richtungs-Basis, eine Y-Richtungs-Basis und eine Z-Richtungs-Basis umfassen), Laserköpfe 231, 231, eine nicht dargestellte Steuereinrichtung und ähnliches umfaßt.
  • Der Spanntisch 212 saugt und ordnet den Wafer W darauf an und wird durch eine nicht dargestellte θ-Richtungs-Drehwelle in einer θ-Richtung gedreht, während dieser mittels eines nicht dargestellten X-Richtungs-Tischs, welcher auf dem X-Richtungs-Auflageelement montiert ist, in einer X-Richtung (lotrecht zu der Zeichnungsblattoberfläche) zur Bearbeitung vorgeschoben wird.
  • Das nicht dargestellte Y-Richtungs-Auflageelement ist über dem Spanntisch 212 angeordnet. Zwei nicht dargestellte Y-Richtungs-Tische sind jeweils auf dem Y-Richtungs-Auflageelement montiert und mit zwei Paaren nicht dargestellter Z-Richtungs-Führungsschienen versehen. Nicht dargestellte Z-Richtungs-Tische sind auf den jeweiligen Paaren von Z- Richtungs-Führungsschienen vorgesehen. Jeder Laserkopf 231 ist durch eine Halterung 232 auf einem jeweiligen Tisch der Z-Richtungs-Tische montiert. Somit können die zwei Laserköpfe 231, 231 in einer Z-Richtung unabhängig voneinander bewegt werden, während diese in einer Y-Richtung unabhängig voneinander geschaltet werden.
  • Die Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B umfaßt weitere nicht dargestellte Komponenten, welche eine Wafer-Beförderungseinrichtung, eine Steuertafel, einen Videomonitor, Anzeigelampen und ähnliches umfassen.
  • Die Steuertafel ist mit Schaltern zum Bedienen verschiedener Teile der Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B und einer Anzeigevorrichtung bestückt. Der Videomonitor zeigt ein Bild eines Wafers, welches durch eine nicht dargestellte CCD-Kamera aufgenommen wird, oder die Inhalte eines Programms und verschiedene Meldungen und ähnliches an. Die Anzeigelampen zeigen Betriebszustände der Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B an, welche einen Zustand in Betrieb, einen Zustand nach beendetem Bearbeitungsvorgang und einen Nothaltzustand umfassen.
  • Jeder Laserkopf 231 wird über dem Wafer W angeordnet, welcher auf dem Spanntisch 212 angeordnet ist, welcher auf einer Basis 211 der Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B montiert ist, um Laserlicht L auf den Wafer W aufzustrahlen.
  • Der Laserkopf 231 umfaßt einen Laseroszillator 231A, eine Kollimatorlinse 231B, einen Spiegel 231C, eine Kondensorlinse 231C und ähnliches. Wie in 8 dargestellt, wird Laserlicht L, welches durch Oszillation durch den Laseroszillator 231A erzeugt wird, durch die Kollimatorlinse 231B in horizontale parallele Strahlen umgewandelt, durch den Spiegel 231C in der vertikalen Richtung reflektiert und sodann durch die Kondenserlinse 231D fokussiert.
  • Wenn das Laserlicht L einen Brennpunkt aufweist, welcher auf das dickenbezügliche Innere des Wafers W, welcher auf dem Spanntisch 212 angeordnet ist, eingestellt ist, wird die Energie des Laserlichts L, welches durch die Oberfläche des Wafers W dringt, an dem Brennpunkt konzentriert, um einen modifizierten Bereich, wie etwa einen gebrochenen Bereich, einen geschmolzenen Bereich oder einen Bereich mit verändertem Brechungsindex, in der Nähe des Brennpunkts in dem Wafer W durch mehrfache Photonenabsorption auszubilden.
  • Der Laserkopf 231 weist eine nicht dargestellte Verkippungsvorrichtung auf, welche ermöglicht, daß Laserlicht L, welches auf den Wafer W aufgestrahlt werden soll, in einem erwünschten Neigungswinkel auf die Waferoberfläche aufgestrahlt wird.
  • Der modifizierte Bereich K, welcher in der Nähe des Brennpunkts in dem Wafer ausgebildet wird, entspricht der früheren Beschreibung unter Verweis auf 18. 18 stellt einen Zustand dar, in welchem der modifizierte Bereich K bei dem Brennpunkt durch Laserlicht L, welches auf das Innere des Wafers W einfällt, ausgebildet wird. Bei diesem Zustand des Laserlichts L wird der Wafer W horizontal bewegt, um kontinuierliche modifizierte Bereiche K auszubilden.
  • Der Wafer W wird in zerteilender Weise von den modifizierten Bereichen K, K, ... als Startpunkten ausgehend geschnitten, entweder spontan oder durch Ausüben einer geringfügigen äußeren Kraft darauf. In diesem Fall kann der Wafer W ohne Auftreten einer Absplitterung auf der Vorder- und Rückseite des Wafers W einfach in Chips zerteilt werden.
  • Wenn der Wafer W einer Laser-Zertrennungsbehandlung durch die Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B unterzogen wird, ist es eine übliche Praxis, den Wafer W durch eine Zertrennungsfolie S, welche einen Klebstoff auf einer Seite davon aufweist, auf einem Zertrennungsrahmen F zu montieren, wie in 16 dargestellt. Während des Laser-Zertrennungsschritts wird der Wafer W in diesem Zustand befördert.
  • Es folgt eine Beschreibung der Wafermontagevorrichtung 10D. 9 ist eine Draufsicht, welche die Konstruktion der Wafermontagevorrichtung 10D schematisch darstellt. 10 ist eine Seitenrißansicht, welche einen Arbeitsablauf der Wafermontagevorrichtung 10D nach einer UV-Licht-Bestrahlung schematisch darstellt.
  • Die Wafermontagevorrichtung 10D umfaßt eine Bandmontagevorrichtung (Bandmontageeinrichtung) 11, eine Bandentfernungsvorrichtung (Bandabzugsvorrichtung) 12, eine Banddehnvorrichtung (Dehnungseinrichtung) 13, eine Plasmareinigungsvorrichtung (Reinigungseinrichtung) 19 und eine UV-Bestrahlungsvorrichtung (UV-Bestrahlungseinrichtung) 18. Ferner sind ein Rahmenlager (Rahmen-Versorgungseinrichtung) 15, welches in der Nähe der Bandmontagevorrichtung 11 angeordnet ist, ein Ringlager (Haltering-Versorgungseinrichtung) 17, welches in der Nähe der Dehnvorrichtung 13 angeordnet ist, und ein Kassettenlager (Wafer-Lagerungseinrichtung) 14 vorgesehen.
  • Der Wafer W, welcher einer Laser-Zertrennungsbehandlung unterzogen wurde, wird mittels eines Ansaugpolsters 42 einer Fördervorrichtung 41 eines Vollflächen-Ansaugtyps zu der Wafermontagevorrichtung 10D befördert. Wie bereits beschrieben, wird an dem Wafer W die Schutzfolie 21, welche die Schaltungsstruktur, welche auf der Vorderseite davon ausgebildet ist, schützt, befestigt und dieser einer Laser-Zertrennungsbehandlung unterzogen, nachdem die Rückseite davon flachgeschliffen und -poliert wurde. Der Wafer W wird auf dem Ansaugpolster 42 angesaugt, wobei auf dessen Vorderseite die Schutzfolie 21 befestigt ist, welche in Ausrichtung nach unten angeordnet ist.
  • Der Wafer W, welcher durch die Fördervorrichtung 41 zu der Wafermontagevorrichtung 10D befördert wird, wird zuerst zu der Plasmareinigungsvorrichtung 19 befördert. Die Plasmareinigungsvorrichtung 19 erzeugt ein Plasma aus Sauerstoff, Wasserstoff oder ähnlichem und wendet das Plasma auf den Wafer W an, um organische Verunreinigungen zu entfernen, welche auf dem Wafer W verblieben sind, wodurch die Güte des modifizierten Bereichs, welcher durch eine Laser-Zertrennungsbehandlung ausgebildet wird, verbessert wird. Dadurch kann das Auftreten einer Absplitterung während des Dehnens unterdrückt werden. Beispielsweise kann eine Atmosphärendruck-Plasmareinigungsvorrichtung (Produktname: Aiplasma), hergestellt von Matsushita Electric Works, Ltd., in geeigneter Weise als Plasmareinigungsvorrichtung 19 verwendet werden.
  • Der Wafer W, welcher somit durch die Plasmareinigungsvorrichtung 19 gereinigt wurde, wird zu der UV-Bestrahlungsvorrichtung 18 befördert. Wie in 11 dargestellt, umfaßt die UV-Bestrahlungsvorrichtung 18 eine Vielzahl von UV-Emissionsröhren 26, 26, ..., welche parallel in einer Ummantelung 27 angeordnet sind, und ist geeignet eingerichtet, um ultraviolettes Licht nach oben zu emittieren.
  • Wenn der Wafer W durch die Fördervorrichtung 41, welche den Wafer W befördert, über der UV-Bestrahlungsvorrichtung 18 durchläuft, wird die Vorderseite davon, worauf die Schutzfolie 21 befestigt ist, mit UV-Licht bestrahlt, wobei dies bewirkt, daß die Klebrigkeit der befestigten Schutzfolie 21 absinkt. Somit wird das Abziehen der Schutzfolie 21 einfach.
  • Obgleich die Beschreibung im Hinblick auf die UV-Bestrahlungsvorrichtung 18 erfolgte, welche die Struktur auf weist, wobei die UV-Emissionsröhren 26 parallel in der Ummantelung 27 angeordnet sind, besteht keine Beschränkung auf diese Struktur, und es ist möglich, verschiedene Strukturen auf die UV-Bestrahlungsvorrichtung 18 anzuwenden, wobei dies eine Struktur umfaßt, welche eine reflektierende Platte 28, welche im Schnitt konkav geformt ist, zur nach oben gerichteten und parallelen Reflexion von UV-Licht umfaßt, welches von einer UV-Emissionsröhre 26 emittiert wird, welche von der reflektierenden Platte 28 ausgehend in Zentralrichtung angeordnet ist, wie etwa einer UV-Bestrahlungsvorrichtung 18A, welche in 19 dargestellt ist.
  • Der Wafer W wird hinter der UV-Bestrahlungsvorrichtung 18 zu einem Tisch 16 befördert und darauf angeordnet, wobei dessen Vorderseite, worauf die Schutzfolie 21 befestigt ist, in Ausrichtung nach unten angeordnet ist, wie in 10(a) dargestellt.
  • Der Tisch 16, welcher mit einer nicht dargestellten Unterdruck-Ansaugvorrichtung versehen ist, saugt sowohl den Rahmen F (siehe 17), welcher von dem Rahmenlager 15 durch einen Arm 32 einer Fördervorrichtung 31 zugeführt wird, als auch den Wafer W darauf an. Der Tisch 16 wird durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung entlang einer Führung 36 bewegt, so daß dieser unter der Bandmontagevorrichtung 11 durchläuft.
  • Die Bandmontagevorrichtung 11 ist über der Führung 36 angeordnet und geeignet eingerichtet, um den Rahmen F auf der Rückseite des Wafers W, welcher auf dem Tisch 16 mittels eines Zertrennungsbands angesaugt und angeordnet wird, zu montieren, wie in den 10(b) und 10(c) dargestellt.
  • Auf der Bandmontagevorrichtung 11 ist das Zertrennungsband 22 um eine Zuführungsrolle 37 gewickelt. Das Zertrennungsband 22 läuft durch eine nicht dargestellte Führungsrolle und wird sodann in einem auseinandergezogenen Zustand in Parallelität mit dem Wafer W durch eine Aufnahmerolle 38 aufgenommen.
  • Beim Montieren des Wafers W auf dem Rahmen F mittels des Zertrennungsbands 22 wird das Zertrennungsband 22 mittels einer nicht dargestellten Walze, welche an der Bandmontagevorrichtung 11 vorgesehen ist, gegen den Rahmen F und den Wafer W, welcher unter der Bandmontagevorrichtung 11 angeordnet ist, gepreßt und daran befestigt, wodurch der Wafer W auf dem Rahmen F montiert wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird ein Chipbefestigungsfilm 23 (welcher im folgenden als „DAF" bezeichnet wird) zur Verwendung beim Bonden eines zertrennten Chips an einer Basis zwischen dem Wafer W und dem Zertrennungsband 22 befestigt. Dadurch wird der Chipbondungsprozeß vereinfacht, um zu ermöglichen, daß der Durchsatz gesteigert wird.
  • Nachdem das Zertrennungsband 22 befestigt wurde, werden unnötige Abschnitte mittels einer nicht dargestellten Schneidvorrichtung, welche an der Bandmontagevorrichtung 11 vorgesehen ist, entfernt.
  • Die Bandentfernungsvorrichtung 12 ist geeignet eingerichtet, um die Schutzfolie 21 von der Vorderseite des Wafers W, welcher mittels des Standsbands 22 auf dem Rahmen F montiert ist, abzuziehen, wie in 10(d) dargestellt.
  • Der Wafer W, welcher auf dem Rahmen F montiert ist, wird durch eine Fördervorrichtung 39 von dem Tisch 16 auf die Bandentfernungsvorrichtung 12 befördert, wobei dieser umgedreht wird, um die Vorderseite, worauf die Schutzfolie 21 befestigt ist, in Ausrichtung nach oben anzuordnen. Die Schutzfolie 21 wird durch einen nicht dargestellten Arm abgezogen. Aufgrund der Tatsache, daß die Klebrigkeit der Schutzfolie 21 durch das UV-Licht, welches durch die UV-Bestrahlungsvorrichtung 18 abgestrahlt wurde, vermindert wurde, kann die Schutzfolie 21 einfach von dem Wafer W abgezogen werden.
  • Die Dehnvorrichtung 13 ist eine Vorrichtung, welche geeignet eingerichtet ist, um den Haltering R, welcher von dem Ringlager 17 durch einen Arm 34 einer Fördervorrichtung 33 zugeführt wird, von der Seite des Zertrennungsbands 22 des Wafers W, welcher auf dem Rahmen F montiert ist, her zu drücken, wodurch der zertrennte Wafer W auseinandergezogen wird.
  • Der Wafer W, von welchem die Schutzfolie 21 abgezogen wurde, wird durch eine Fördervorrichtung 39 zu der Dehnvorrichtung 13 befördert. Wie in 10(e) dargestellt, dehnt die Dehnvorrichtung 13 das Zertrennungsband 22 durch Pressen des Halterings R gegen das Zertrennungsband 22 mittels einer Hubvorrichtung 24 in Radialrichtung, wobei der Rahmen F durch eine Rahmenbefestigungsvorrichtung 25 befestigt ist. Dadurch wird der Wafer W in einzelne Chips T zerteilt.
  • Der Haltering R ist ein Ring zum Halten des auseinandergezogenen Zustands des Wafers W dadurch, daß dieser in den Rahmen F eingeschoben wird. Nach der Dehnung wird der Wafer W durch die Fördervorrichtung 39 gemeinsam mit dem Haltering R zu der Bandentfernungsvorrichtung 12 rückgeführt. Der auseinandergezogene Wafer W auf der Bandentfernungsvorrichtung 12 wird durch eine nicht dargestellte Bewegungseinrichtung auf einer Führung 35 bewegt. Derartige Wafer W werden nacheinander in der Kassette C eingelagert, welche in dem Kassettenlager 14 angeordnet ist, wie in 10(f) dargestellt.
  • Das Kassettenlager 14 ist eine Lagerungsvorrichtung, welche eine Hubvorrichtung zum Bewegen der Kassette C, welche darauf angeordnet ist, nach oben und unten umfaßt, um Lagerungspositionen für Wafer W nacheinander festzulegen. Zu dem Zeitpunkt, wenn die Wafer W in sämtlichen Lagerungspositionen der Kassette C gelagert worden sind, wird die Kassette C durch eine nicht dargestellte Fördervorrichtung aus der Wafermontagevorrichtung 10 heraus befördert, um zu ermöglichen, daß eine frische Kassette C in dem Kassettenlager 14 eingesetzt wird.
  • Es folgt eine Beschreibung eines tatsächlichen Verfahrensablaufs des erfindungsgemäßen Wafer-Bearbeitungsverfahrens. 12 ist ein Flußdiagramm, welches einen Arbeitsablauf des Wafer-Bearbeitungsverfahrens darstellt. Ein Wafer W wird unter Verwendung des Wafer-Bearbeitungssystems 10 bearbeitet, welches bereits unter Verweis auf 1 und dergleichen beschrieben wurde.
  • Zu Beginn wird die Rückseite des Wafers W unter Verwendung der Vorrichtung 10A zur maschinellen Oberflächenbearbeitung maschinell bis zu einer Dicke T2 bearbeitet (geschliffen und poliert). Das bedeutet, daß in einem ersten maschinellen Bearbeitungsschritt die Rückseite des Wafers W maschinell bis zu der Dicke T2 bearbeitet wird, welche größer als eine Endbearbeitungs-Waferdicke T1 ist. Dieser Schritt ermöglicht, daß die mechanische Festigkeit des Wafers W, welcher zertrennt wurde, wesentlich verbessert wird. Daher wird die Anzahl der Vorkommnisse eines Problems im Hinblick darauf, daß der Wafer W unerwünschterweise von dem inneren modifizierten Bereich K als Startpunkt her aufgebrochen wird, entweder stark oder auf null vermindert, selbst wenn der Wafer W während der Beförderung zwischen Vorrichtungen, welche in den jeweiligen Schritten nach dem Zertrennen verwendet werden, einem Stoß oder einer Schwingung ausgesetzt wird.
  • Die Dicke T2 ist vorzugsweise um 50 μm bis 500 μm größer als die Endbearbeitungs-Waferdicke T1, besser um 100 μm bis 300 μm, noch besser um 150 μm bis 250 μm.
  • 13 ist eine Schnittansicht eines Wafers W, worauf die Schutzfolie 21 auf der Vorderseite (das bedeutet, der unteren Seite) davon befestigt ist. In der Figur weist der Wafer W die Dicke T2 auf, welche größer als die Endbearbeitungsdicke T1 ist, nachdem die Rückseite davon maschinell bearbeitet wurde.
  • Danach wird Laserlicht L von der Rückseite (das bedeutet, der oberen Seite) davon her unter Verwendung der Laser-Zertrennungsvorrichtung 10B auf den Wafer W aufgestrahlt, um modifizierte Bereiche K, K, ... in dem Wafer auszubilden (Schritt S20). Die Position der modifizierten Bereiche K, K, ... in der Dickenrichtung des Wafers W ist vorzugsweise um eine Entfernung T1 in der Dickenrichtung von der Vorderseite (das bedeutet, der unteren Seite) des Wafers W entfernt. Die modifizierten Bereiche, welche somit in der Dickenrichtung angeordnet wurden, ermöglichen, daß der Wafer einfach in zerteilender Weise geschnitten wird.
  • In der Ebene des Wafers W müssen die modifizierten Bereiche K, K, ... auf vorgesehenen Zerteilungslinien angeordnet werden, welche innerhalb eines modifikationsfreien Bereichs Z vorgesehen sind, welcher 0,1 mm bis 10 mm mißt, ausgehend von dem Umfang des Wafers, wie in 14 dargestellt.
  • Gemäß diesem Verfahren wird jeglicher modifizierte Bereich nicht in dem modifikationsfreien Bereich ausgebildet, und daher wird die mechanische Festigkeit des Wafers W in dem modifikationsfreien Bereich Z nicht vermindert. Somit ist es möglich, das Problem einer Absplitterung von einem Umfangsabschnitt des Wafers W auszuräumen.
  • Infolgedessen tritt das Phänomen, daß eine Absplitterung zwischen dem Schleifrad und dem Wafer W eingeschlossen wird, so daß ein Kratzer erzeugt wird, oder zwischen dem Polierkis sen und dem Wafer eingeschlossen wird, so daß während der maschinellen Bearbeitung durch die Vorrichtung 10C zur maschinellen Oberflächenbearbeitung in dem folgenden Schritt (Schritt S30) ein Herstellungsfehler erzeugt wird, nicht auf. Ebensowenig tritt das Problem auf, daß ein Kerbenabschnitt bzw. ein flacher Anordnungsabschnitt des Wafers W beschädigt wird.
  • Danach wird die Rückseite des Wafers W unter Verwendung der Vorrichtung 10C zur maschinellen Oberflächenbearbeitung maschinell bis zu der Endbearbeitungs-Waferdicke T1 bearbeitet (geschliffen und poliert) (Schritt S30).
  • Danach werden organische Verunreinigungen, welche auf dem Wafer W verblieben sind, unter Verwendung der Plasmareinigungsvorrichtung 19 entfernt (Schritt S40).
  • Danach wird der Zwischenraum zwischen benachbarten Chips des Wafers W unter Verwendung der Wafermontagevorrichtung 10D ausgedehnt (Schritt S50). Dieser Dehnungsschritt wird unter Verweis auf 15 beschrieben. 15 ist ein Flußdiagramm, welches einen Arbeitsablauf der Wafermontagevorrichtung darstellt. 10, auf welche bereits verwiesen wurde, ist eine Seitenrißansicht, welche den Arbeitsablauf der Wafermontagevorrichtung 10D nach einer UV-Licht-Bestrahlung schematisch darstellt.
  • Zu Beginn wird der Wafer W in Schritt S40 einer Plasmareinigung unterzogen (vorangehender Schritt).
  • Der Wafer W wird auf der Fördervorrichtung 41 eines Vollflächen-Ansaugtyps angesaugt und durch diese befördert, wobei die Seite der Schutzfolie 21 davon in Ausrichtung nach unten angeordnet wird, während die UV-Bestrahlungsvorrichtung 18 UV- Licht auf die Schutzfolie 21 aufstrahlt, um die Klebrigkeit der Schutzfolie 21 zu vermindern (Schritt S51).
  • Danach wird das Zertrennungsband 22 an der Rückseite des Wafers W und an dem Rahmen F befestigt und wird, nachdem unnötige Abschnitte abgeschnitten wurden, der Wafer W auf dem Gestell F montiert (Schritt S52).
  • Der Wafer W, welcher somit auf dem Rahmen F montiert wurde, wird durch die Fördervorrichtung 39 umgedreht, und sodann wird die Schutzfolie 21, welche auf der Vorderseite befestigt ist, abgezogen (Schritt S53).
  • Der Wafer W wird zu der Dehnvorrichtung 13 befördert und sodann durch Pressen des Halterings R von der Seite des Zertrennungsbands 22 her auseinandergezogen (Schritt S54).
  • Derartige Wafer, welche somit auseinandergezogen wurden, werden gemeinsam mit deren jeweiligen Halteringen R nacheinander in der Kassette C eingelagert, welche in dem Kassettenlager 14 angeordnet ist (Schritt S55).
  • Wie oben beschrieben, ist das erfindungsgemäße Wafer-Bearbeitungsverfahren in der Lage, einen Wafer, welcher durch die Laser-Zertrennungsvorrichtung zertrennt wird, ohne jegliche Beschädigung des Wafers in Chips zu zerteilen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es wird ein Wafer-Bearbeitungsverfahren geschaffen, welches in der Lage ist, einen Wafer, welcher durch eine Laser-Zertrennungsvorrichtung zertrennt wird, zu einem nachfolgenden Schritt zu führen, ohne den Wafer aufzubrechen. Das Wafer-Bearbeitungsverfahren umfaßt: einen ersten maschinellen Bearbeitungsschritt des Schleifens einer Rückseite eines Wafers W und sodann des Polierens der Rückseite des Wafers, welcher somit bis zu einer Dicke T2 geschliffen wird, welche größer als eine Endbearbeitungs-Waferdicke T1 ist; einen Ausbildungsschritt eines modifizierten Bereichs durch Aufstrahlen von Laserlicht auf einen Bereich des Wafers, welcher somit der ersten maschinellen Bearbeitung unterzogen wurde, welcher innerhalb einer modifikationsfreien Zone liegt, welche von einem Umfang des Wafers ausgehend 0,1 bis 10 mm mißt, um einen modifizierten Bereich in dem Wafer auszubilden; und einen zweiten maschinellen Bearbeitungsschritt des Schleifens der Rückseite des Wafers, worin somit der modifizierte Bereich ausgebildet wurde, und sodann des Polierens der Rückseite des Wafers, welcher somit bis zu der Endbearbeitungs-Waferdicke T1 geschliffen wird.
  • Beschreibung der Symbole
    • 10 ... Wafer-Bearbeitungssystem, 10A, 10C ... Vorrichtung zur maschinellen Oberflächenbearbeitung, 10B ... Laser-Zertrennungsvorrichtung, 11 ... Bandmontagevorrichtung (Bandmontageeinrichtung), 12 ... Bandentfernungsvorrichtung (Bandabzugseinrichtung), 13 ... Banddehnvorrichtung (Dehnungseinrichtung), 14 ... Kassettenlager, 15 ... Rahmenlager (Zertrennungsrahmen-Versorgungseinrichtung), 16 ... Tisch, 17 ... Ringlager (Haltering-Versorgungseinrichtung), 18, 18A ... UV-Bestrahlungsvorrichtung (UV-Bestrahlungseinrichtung), 21 ... Schutzfolie, 22 ... Zertrennungsband, 23 ... Chipbefestigungsfilm (DAF), 114 ... Kassettenlagerungsstufe, 116 ... Anordnungsstufe, 118 ... Grobschleifstufe, 120 ... Präzisions schleifstufe, 122 ... Polierstufe, 123 ... Scheuergewebs-Reinigungsstufe, 124 ... Wafer-Reinigungsstufe, 231 ... Laserkopf, 231D ... Kondensorlinse, L ... Laserlicht, C ... Kassette, F ... Rahmen, K ... modifizierter Bereich, R ... Haltering, W ... Wafer, Z ... modifikationsfreie Zone.
  • 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.
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    • - JP 2002-192369 [0012]
    • - JP 2002-192370 [0012]
    • - JP 2002-192371 [0012]
    • - JP 2002-105180 [0012]

Claims (4)

  1. Wafer-Bearbeitungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß dieses umfaßt: einen ersten maschinellen Bearbeitungsschritt des Schleifens einer Rückseite eines Wafers und sodann des Polierens der Rückseite des Wafers, welcher somit bis zu einer Dicke T2 geschliffen wird, welche größer als eine Endbearbeitungs-Waferdicke T1 ist; einen Ausbildungsschritt eines modifizierten Bereichs durch Aufstrahlen von Laserlicht auf einen Bereich des Wafers, welcher somit der ersten maschinellen Bearbeitung unterzogen wurde, welcher innerhalb einer modifikationsfreien Zone liegt, welche von einem Umfang des Wafers ausgehend 0,1 bis 10 mm mißt, um einen modifizierten Bereich in dem Wafer auszubilden; und einen zweiten maschinellen Bearbeitungsschritt des Schleifens der Rückseite des Wafers, worin somit der modifizierte Bereich ausgebildet wurde, und sodann des Polierens der Rückseite des Wafers, welcher somit bis zu der Endbearbeitungs-Waferdicke T1 geschliffen wird.
  2. Wafer-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Bandbefestigungsschritt des Befestigens eines Schutzbands an einer Vorderseite des Wafers vor der ersten maschinellen Bearbeitung zum Schützen einer Schaltungsstruktur, welche auf der Vorderseite des Wafers ausgebildet ist; einen Ultraviolettlicht-Bestrahlungsschritt des Aufstrahlens von ultraviolettem Licht auf die Vorderseite des Wafers, welcher der zweiten maschinellen Bearbeitung unterzogen wurde; einen Bandmontageschritt des Befestigen eines Zertrennungsbands an der Rückseite des Wafers, welcher somit mit ultraviolettem Licht bestrahlt wurde, und des Montierens des Wafers auf einem Rahmen; einen Bandabzugsschritt des Abziehens des Schutzbands, welches an der Vorderseite des Wafers befestigt ist, welcher somit auf dem Rahmen montiert wurde; und einen Dehnungsschritt des Ausdehnens des Zwischenraums zwischen benachbarten Chips des Wafers durch Dehnen des Zertrennungsbands von der Zertrennungsbandbefestigungsseite des Wafers, wovon das Schutzband abgezogen wurde.
  3. Wafer-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der modifizierte Bereich, welcher in dem Wafer ausgebildet wird, um eine Entfernung T1 in einer Dickenrichtung von der Vorderseite des Wafers entfernt angeordnet wird.
  4. Wafer-Bearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend einen Plasmareinigungsschritt einer Plasmareinigung des Wafers, welcher der zweiten maschinellen Bearbeitung unterzogen wurde.
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