DE112010000771T5

DE112010000771T5 - Verfahren zum Schneiden eines Substrats und Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelemnents

Info

Publication number: DE112010000771T5
Application number: DE112010000771T
Authority: DE
Inventors: Yoshiharo Saegusa; Susumu Sugano
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2030-01-20
Also published as: JP2010177395A; CN102265386A; US8470691B2; US20110287608A1; KR101240712B1; JP5121746B2; DE112010000771B4; KR20110063808A; DE112010000771T8; CN102265386B; WO2010087249A1

Abstract

Ein Bildaufnahmeabschnitt nimmt Bilder eines Paars von auf einem Substrat gebildeten Zielen auf, wobei sich zwischen diesen eine Schnittlinie befindet (S101). Ein Extraktionsabschnitt extrahiert die Ziele aus den Bildern (S102). Dann misst ein Messabschnitt den Abstand d1 zwischen den Zielen (S103). Wenn ein Antriebsabschnitt eine Klinge gegen das Substrat drückt (S104), wird das Substrat durch die Klinge angedrückt und verbiegt und beginnt zu brechen. So nimmt der Bildaufnahmeabschnitt wiederum Bilder der Ziele auf (S105), und der Extraktionsabschnitt extrahiert die Ziele aus den Bildern (S106). Der Messabschnitt misst den Abstand d2 zwischen den Zielen (S107). Ein Bestimmungsabschnitt bestimmt den Schnittzustand des Substrats aus der Größe der Änderung (d2 – d1) der Abstände zwischen den Zielen (S108). Dadurch wird ein Verfahren zum Schneiden eines Substrats und ein Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauelemente unter Verwendung des Verfahrens bereitgestellt, womit der Schnittzustand dieses Substrats zur Zeit des Schneides des Substrats zu Chips mittels Brechen beurteilt werden kann.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden bzw. Zerteilen eines Substrats, wie zum Beispiel eines Halbleiter-Wafers, auf dem eine Vielzahl elektronischer Bauelemente ausgebildet sind, um das Substrat in Plättchen (Chips) zu überführen, und betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektronische Bauelemente unter Verwendung des Verfahrens zum Schneiden eines Substrats.
Hintergrundtechnik
Ein Bruchverfahren und ein Dicing-Verfahren werden weithin als Verfahren zum Schneiden und Spalten eines Substrats, zum Beispiel eines Halbleiter-Wafers, mit darauf ausgebildeten elektronischen Bauteilen verwendet. In dem Bruchverfahren wird, nachdem eine Oberfläche des Substrats mit einem Diamantwerkzeug angeritzt wird, eine Rolle angedrückt, um das Substrat mechanisch unter Spaltung zu zerteilen. Bei dem Dicing-Verfahren wird eine scheibenförmige Diamantsäge rotiert, um das Substrat zu schneiden. Es wird neben einem vollständigen Schneiden des Substrats in dem Dicing-Verfahren, bei dem eine Diamantsäge verwendet wird, ein Substrat auch teilweise eingeschnitten und dann durch Brechen in Chips zerteilt.
Weiterhin ist in den letzten Jahren ein sogenanntes Stealth-Dicing-Verfahren entwickelt worden, bei dem ein Laserstrahl mit permeabler Wellenlänge mittels eines optischen Objektivsystems derart konzentriert und emittiert wird, dass der Laserstrahl innerhalb des Substrats fokussiert wird, wodurch innerhalb des Substrats ein Bereich mit geringerer Festigkeit als vor der Emission gebildet wird. Durch dieses Verfahren wird eine Endfläche mit kleiner Schnittkante und einer geringen Menge an Absplitterung vorgesehen. In dem Zustand, in dem ein Bereich mit niedrigerer Festigkeit innerhalb des Substrats gebildet wird, ist das Substrat jedoch noch nicht geschnitten, sondern noch verbunden. Demgemäss ist es notwendig, das Substrat durch Brechen in Chips zu unterteilen.
Patentliteratur 1 beschreibt ein Verfahren zum Schneiden eines Substrats in Chips sowie eine Vorrichtung zu diesem Zweck. In diesem Verfahren wird (1) in dem zu schneidenden Substrat im Voraus mittels eines Lasers, Stifts, Schneiders oder dergleichen ein Graben oder eine prozessierte modifizierte Schicht gebildet, welche als Startpunkt für das Zerbrechen dient, (2) danach wird eine Einstellung derart vorgenommen, dass eine Klinge mit einer scharfen Spitze mit der gegenüberliegenden Oberfläche der Vertiefung, die als Startpunkt für das Zerbrechen dient, in Kontakt gebracht wird, und (3) eine Stoßkraft wird ausgeübt, um die Klinge in das, Substrat zu drücken, wodurch das Substrat durch Brechen zerteilt wird.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Offengelegte Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2004-39931

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn ein Substrat durch Brechen in Chips zerteilt wird, ist das Substrat im Allgemeinen an eine Haftfolie geklebt, um zu vermeiden, dass zugeschnittene Chips herausfliegen.
Es besteht daher dahingehend ein Problem, dass es schwierig ist, zu beurteilen, ob das Substrat vollständig zerteilt wurde, selbst wenn eine Klinge in das Substrat gedrückt wird. Ob das Substrat zerteilt wurde, wird also durch eine Bedienperson auf Grundlage eines Bildes des Substrats während des Eindrückens der Klinge in das Substrat, eines vom Substrat beim Eindrücken erzeugten Geräusches und dergleichen beurteilt. Bei einer Beurteilung, dass das Substrat nicht zerteilt worden war oder nur teilweise in der Dickenrichtung des Substrats zerteilt worden war (halb-zerteilt), wird ein Schritt wiederholt, bei dem die Klinge in das Substrat eingedrückt wird.
Demgemäss besteht ein Problem dahingehend, dass die Substratzerkleinerung stark von der Erfahrung oder Einschätzung der Bedienperson abhängt und somit eine Automatisierung nicht möglich ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Schneiden eines Substrats sowie ein Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauteile unter Verwendung des Verfahrens bereitzustellen, wobei der Zerteilungszustand des Substrats beurteilt werden kann.
Lösung des Problems
Die Erfinder nutzen die Tatsache aus, dass der Abstand zwischen einem Paar von Markierungen (Zielen), welche auf einem Substrat gebildet sind, wobei sich die Position für das Andrücken einer Klinge dazwischen befindet, sich zum Zeitpunkt des Drückens der Klinge in das Substrat aufgrund einer Verbiegung des Substrats und des Schneidens ändert. Die Erfinder haben herausgefunden, dass durch Messung dieser Änderung der Schnitt- bzw. Zerteilungszustand des Substrats beurteilt werden kann.
Spezifisch beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren zum Schneiden bzw. Zerteilen eines Substratsdie Schritte: Bilden eines Schnittbereichs in einem Substrat, welches auf einer Oberfläche viele darauf ausgebildete elektronische Bauelemente aufweist; bei einem Antriebsabschnitt wird eine Klinge gegen eine Position an der anderen Oberfläche des Substrats gedrückt, wobei die Position der Position entspricht, wo der Schnittbereich gebildet wurde; in dem Schritt des Andrückens der Klinge wird bei einem Bildaufnahmeabschnitt ein Bild von mindestens einem Paar von auf der einen Oberfläche des Substrats gebildeten Zielen aufgenommen; bei einem Extraktionsabschnitt wird das Paar von Zielen aus dem Ergebnis der Aufnahme der Ziele extrahiert, und in dem Schritt des Andrückens der Klinge wird bei einem Messabschnitt die Größe der Veränderung des Abstands zwischen den Zielen gemessen; und bei einem Bestimmungsabschnitt wird der Schnitt- bzw. Zerteilungszustand des Substrats basierend auf einem vorbestimmten Einstellwert und der gemessenen Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen bestimmt. Weiterhin ist das Paar von Zielen bevorzugt ein Paar von Zielen, das sich benachbart zueinander befindet, wobei sich dazwischen eine Schnittlinie befindet.
Bevorzugter beinhaltet das Verfahren weiterhin den Schritt des Wiederholens ab dem Schritt des Andrückens der Klinge, wenn die Größe der Änderung kleiner als ein vorbestimmter Einstellwert ist. Dies erlaubt eine Automatisierung der Substratschneideschritte.
Jedes Paar von Zielen ist bevorzugt so gebildet, dass sich die gegen das Substrat gedrückte Klinge dazwischen befindet.
Die gemessene Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen kann die Größe der Änderung des maximalen Abstands zwischen Zielen, die im Bildaufnahmeabschnitt und dem Messschritt erhalten wurden, sein, wobei eine wiederholte Messung während eines Zeitraums ab Erhalt eines Signals des Beginns des Klingenandrückens bis zum Erhalt eines Signals der Beendigung des Klingenandrückens von dem Antriebsabschnitt durchgeführt wird.
Weiterhin ist der Schnittbereich bevorzugt ein Bereich, welcher aufgrund einer Einkerbungs- oder Laserbehandlung eine niedrigere Festigkeit als der Schnittbereich vor der Einkerbungs- oder Laserbehandlung aufweist.
Weiterhin ist das Substrat bevorzugt an eine Haftfolie angehaftet. Dies hat den Vorteil einer Verminderung des Herausfliegens von Chips.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauteile, die auf einem Substrat ausgebildet sind, die folgenden Schritte: Bilden eines Schnittbereichs in dem Substrat, welches auf einer Oberfläche eine Vielzahl von darauf ausgebildeten elektronischen Bauelementen aufweist; bei einem Antriebsabschnitt wird eine Klinge gegen eine Position an der anderen Oberfläche des Substrats gedrückt, wobei die Position der Position entspricht, wo der Schnittbereich gebildet wurde; bei einem Bildaufnahmeabschnitt wird in dem Schritt des Andrückens der Klinge ein Bild von mindestens einem Paar von auf der einen Oberfläche des Substrats gebildeten Zielen aufgenommen; bei einem Extraktionsabschnitt wird das Paar von Zielen aus dem Ergebnis der Aufnahme der Ziele extrahiert, und in dem Schritt des Andrückens der Klinge wird bei einem Messabschnitt die Größe der Veränderung des Abstands zwischen den Zielen gemessen; und bei einem Bestimmungsabschnitt wird der Schnitt- bzw. Zerteilungszustand des Substrats basierend auf einem vorbestimmten Einstellwert und der gemessenen Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen bestimmt. Weiterhin ist das Paar von Zielen bevorzugt ein Paar von Zielen, das sich benachbart zueinander befindet, wobei sich dazwischen eine Schnittlinie befindet.
Das Verfahren kann ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtelementen (LEDs) sein.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Bestimmung des Zustands der Substratzerteilung gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Vorteil dahingehend, dass die Schritte für die Substratzerteilung automatisiert werden können. Dadurch werden im Vergleich mit einem herkömmlichen Verfahren, bei dem der Zustand der Substratzerteilung durch menschliche Bedienpersonen bestimmt wird, die Ausbeuten an zerteilten Produkten verbessert, und es kann eine Erhöhung der Produktivität und eine wesentliche Kostenverminderung erreicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines in einer beispielhaften Ausführungsform verwendeten Substrats zeigt;
2 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Substratschneidevorrichtung zeigt, worauf sich die beispielhafte Ausführungsform bezieht;
3 ist ein Blockdiagramm, welches sich auf den Steuerungsabschnitt der Substratschneidevorrichtung konzentriert;
4A bis 4D sind Diagramme, welche eine Übersicht über ein Verfahren zum Schneiden eines Substrats und ein Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauelemente unter Verwendung des Verfahrens gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigen;
5 ist ein Fließdiagramm eines ersten Verfahrens gemäß der beispielhaften Ausführungsform zur Beurteilung des Schnittzustands des Substrats; und
6 ist ein Fließdiagramm eines zweiten Verfahrens gemäß der beispielhaften Ausführungsform zur Beurteilung des Schnittzustands des Substrats.
Beschreibung von Ausführungsformen
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Für gleiche Komponenten werden gleiche Referenzzeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung davon vermieden wird. Es sei angemerkt, dass ein Substrat, Chips und dergleichen in den beiliegenden Zeichnungen schematisch illustriert sind und der Maßstab hiervon somit nicht genau ist.
1 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform verwendeten Substrats 10 zeigt. 1 ist ein Diagramm des Substrats 10, welches die frontseitige Oberfläche davon ziegt, und zusammen mit dieser zeigt 1 einen Metallring 16, an dem eine Haftfolie 15 befestigt ist, woran das Substrat 10 angehaftet ist.
Das Substrat 10 ist zum Beispiel ein Einkristallsaphirsubstrat mit einem Außendurchmesser von 4 inch (etwa 100 mm) und einer Dicke von 120 μm. Auf dem Substrat 10 sind eine n-Halbleiterschicht, eine lichtemittierende Schicht und eine p-Halbleiterschicht, gebildet aus einem Gruppe-III-Nitrid-Halbleiter, in dieser Reihenfolge geschichtet, wobei eine Vielzahl von Leuchtdioden(LED)-Elementen 11 (hier nachfolgend als LEDs 11 bezeichnet) als Beispiel elektronischer Bauelemente gebildet sind. Das Substrat 10 ist weiterhin mit Elektroden 12a und Elektroden 12b versehen, um die jeweiligen LEDs 11 mit Strom zu versorgen. Jede der Elektroden 12a und 12b hat zum Beispiel eine kreisförmige Form mit einem Durchmesser von 100 μm.
Es ist bevorzugt, ein Herstellungsverfahren einzusetzen, bei dem eine Zwischenschicht und eine Basisschicht, gebildet aus einer Gruppe-III-Nitrid-Verbindung, beispielsweise zwischen dem Substrat 10 und der n-Halbleiterschicht gebildet werden, wobei die n-Halbleiterschicht, die lichtemittierende Schicht und die p-Halbleiterschicht nacheinander aufgeschichtet werden. Zum Beispiel kann gemäß dem in der offengelegten japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-124060 beschriebenen Verfahren ein Substrat 10 hergestellt werden, welches eine Vielzahl von LEDs 11 beinhaltet, welche eine Zwischenschicht, eine Basisschicht, eine n-Halbleiterschicht, eine lichtemittierende Schicht, eine p-Halbleiterschicht, Elektroden und so weiter aufweisen.
Die Größe (inch) des äußeren Durchmessers des Substrats 10 und die Dicke des Substratmaterials werden beliebig gewählt. In der vorliegenden Erfindung wird für die Verwendung des Substrats 10 die Dicke des Substratmaterials in einem Polier- und Schleifschritt bevorzugt in einem Bereich von etwa 50 μm bis 300 μm eingestellt.
Das für die vorliegende Erfindung verwendbare Substratmaterial ist nicht besonders eingeschränkt, und es können verschiedene Materialien zur Verwendung ausgewählt werden. Als Beispiele seien aufgelistet: Saphir, carbonisiertes Silicium (Siliciumcarbid: SiC), Silicium, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Manganoxid, Zirkonoxid, Manganzinkeisenoxid, Magnesiumaluminiumoxid, Zirkonborid, Galliumoxid, Indiumoxid, Lithiumgalliumoxid, Lithiumaluminiumoxid, Neodymiumgalliumoxid, Lanthanstrontiumaluminiumtantaloxid, Strontiumtitanoxid, Titanoxid, Hafnium, Wolfram, Molybdän, Galliumnitrid und dergleichen. Hierunter sind Saphir und carbonisiertes Silicium (Siliciumcarbid: SiC) bevorzugt.
Die mit den Elektroden 12a und 12b vorgesehenen LEDs 11 sind auf dem Substrat 10 in regelmäßigen Abständen angeordnet. In einem Beispiel sind die Chips 20 rechteckig und sind in 1 mit Abständen der Breite ph und der Länge pv gezeigt. Die Größe der Chips 20 ist jedoch beliebig wählbar. Zum Beispiel wird eine rechteckige Form mit ph = 240 μm und pv = 500 μm oder eine quadratische Form mit ph = pv = 350 μm verwendet. Die Chips 20 werden aus dem Substrat 10 geschnitten und werden jeweils für Baugruppen (Lampen) verwendet, indem sie montiert werden. Schnittlinien V1 bis V7 und H1 bis H5 in 1 zeigen die Orte für das Schneiden des Substrats 10 zu Chips 20 an.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird ein Bild einer Vielzahl von Markierungen (Zielen), die auf dem Substrat 10 gebildet sind, mit einer Kamera aufgenommen, die Abstände zwischen den Zielen werden während des Schneidens zu Chips 20 gemessen, und dabei wird der Schnittzustand des Substrats 10 beurteilt.
Die auf dem Substrat 10 gebildeten Elektroden 12a und 12b werden hier als Beispiele für Ziele herangezogen. Spezifisch wird, wenn die Seite mit kürzerer Kante der Chips 20 geschnitten werden soll (Schnittlinien H1 bis H5), der Abstand zwischen der benachbarten Elektrode 12a und Elektrode 12b zweier aneinander angrenzender Chips 20 gemessen. Zum Beispiel wird der Abstand ph zwischen Elektroden 12a und 12b, die zueinander benachbart sind, wobei sich eine Klinge 57 (s. die später beschriebene 2) dazwischen (d. h. angrenzend an die dazwischen befindliche Schnittlinie H3) befindet, gemessen. Wenn die Seite mit längerer Kante der Chips 20 geschnitten werden soll (Schnittlinien V1 bis V7), wird der Abstand zwischen den Elektroden 12b zwei aneinander angrenzender Chips 20 gemessen. Zum Beispiel wird der Abstand dv zwischen zwei Elektroden 12b gemessen, die aneinander angrenzen, wobei sich die Schnittlinie V4 dazwischen befindet.
Überdies ist das Substrat 10 entlang der Schnittlinien V1 bis V7 und H1 bis H5 mit Schnittbereichen 21 versehen, die durch Bestrahlung mit konzentrierten Pulslaserstrahlen einer Excimer-Anregung gebildet wurden und eine geringe Festigkeit aufweisen. Da die Schnittbereiche 21 eine geringere Festigkeit als vor der Bestrahlung aufweisen, dienen die Schnittbereiche 21 als Startpunkte für das Zerbrechen während des Schneidens des Substrats 10 zu Chips 20. Ein Verfahren zur Bildung der Schnittbereiche 21 mit niedriger Festigkeit durch Bestrahlung mit Pulslaserstrahlen einer Excimer-Anregung wird später beschrieben.
Das Substrat 10 ist an die Haftfolie 15 angehaftet, welche an dem Metallring 16 angebracht ist (s. die später beschriebene 4B). Die Haftfolie 15 hält die geschnittenen Chips 20, womit vermieden wird, dass geschnittene Chips 20 herausfliegen. Das Substrat 10 hat hier eine frontseitige Oberfläche 10a, wobei diese Seite an die Haftfolie 15 geklebt ist, wobei die Frontoberfläche 10a die darauf gebildeten LEDs 11 und dergleichen aufweist. 1 zeigt das Substrat 10 also in einer Ansicht durch die Haftfolie 15 hindurch. Da die Haftfolie 15 transparent ist, kann ein Bild der auf dem Substrat 10 gebildeten Ziele mit einer Kamera aufgenommen werden.
Obwohl dies nur ein Beispiel ist, weist weiterhin der Metallring 16 einen Innendurchmesser von 190 mm auf, was größer als der Durchmesser von 4 inch (etwa 100 mm) des Substrats 10 ist. Das Substrat 10 ist derart an die Innenseite des Metallrings 16 angehaftet, dass es mit dem Metallring 16 nicht in Kontakt ist.
Nachdem das Substrat 10 in Chips 20 geschnitten wurde, wird die Haftfolie 15 mittels eines Zylinders an der Innenseite des Metallrings 16 hochgedrückt und so gedehnt. Dadurch werden Spalten zwischen den Chips erweitert, was den Vorgang des Montierens auf Baugruppen erleichtert.
2 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Substratschneidevorrichtung 50 zeigt, auf welche sich die vorliegende beispielhafte Ausführungsform bezieht.
Die Substratschneidevorrichtung 50 wird auf einer Basis 51 für die Installation einer Plattform oder dergleichen vorgesehen und beinhaltet einen Tisch 52, welcher auf der Basis 51 in Vorwärts-Rückwärts-Richtung (als y-Richtung bezeichnet) beweglich ist. Der Tisch 52 beinhaltet einen Ringtisch 54, welcher aus einem auf dem Tisch 52 rotierbaren ringförmigen Rahmen gebildet ist (die Rotationsrichtung hiervon wird als θ-Achsenrichtung bezeichnet). Der Metallring 16, an dem die Haftfolie 15 befestigt ist, worauf das in 1 gezeigte Substrat 10 angehaftet ist, wird auf dem Ringtisch 54 angeordnet.
Überdies weist die Substratschneidevorrichtung 50 eine Aufnahmehalterung 53 auf, die auf der Basis 51 vorgesehen ist und das auf die Haftfolie 15 gehaftete Substrat 10 hält.
Weiterhin weist die Substratschneidevorrichtung 50 einen torartigen Träger 55 auf, der auf der Basis 51 vorgesehen ist. Der Träger 55 beinhaltet einen Klingenhalter 56. Der Klingenhalter 56 weist eine Kante zum Halten der Klinge 57 auf. Der Klingenhalter 56 ist in Bezug auf die Basis 51 in einer Auf-Abwärts-Richtung beweglich ausgestaltet (als z-Achsenrichtung bezeichnet).
Die Klinge 57 wird in das Substrat 10 gedrückt, um das Substrat 10 zu zerschneiden/zerteilen. Die Klinge 57 hat daher zum Beispiel die Form eines Messers mit einer 60°-Spitze und ist zum Beispiel aus superhartem Stahl oder Zirkonoxid gemacht. Die Breite der Klinge 57 wird größer als der Durchmesser des Substrats 10 eingestellt. Zum Beispiel ist die Breite der Klinge 57 110 mm.
Die Aufnahmehalterung 53 ist aus zwei Aufnahmehalterungen 53a und 53b gebildet, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die frontseitigen Oberflächen der Aufnahmehalterungen 53a und 53b sind zum Beispiel aus superhartem Stahl hergestellt, damit sie sich nicht verformen, wenn die Klinge 57 in das Substrat 10 gedrückt wird. Die Aufnahmehalterung 53 ist so ausgestaltet, dass die Klinge 57 in den Spalt zwischen die Aufnahmehalterungen 53a und 53b geht, wenn die Klinge 57 in Richtung der Aufnahmehalterung 53 (-z-Achsen-Richtung) bewegt wird.
Weiterhin sind die frontseitige Oberfläche der Aufnahmehalterung 53 und diejenige des Ringtischs 54 so eingestellt, dass sie sich fast in einer Ebene befinden.
Die Substratschneidevorrichtung 50 beinhaltet einen Bildaufnahmeabschnitt 61, der z. B. aus einer CCD-Kamera in einem unteren Bereich der Aufnahmehalterung 53 gebildet ist. Der Bildaufnahmeabschnitt 61 ist so ausgelegt, dass damit Bilder des Substrats 10 auf der Aufnahmehalterung 53 durch den Spalt zwischen den zwei Aufnahmehalterungen 53a und 53b aufgenommen werden können. Die Substratschneidevorrichtung 50 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 62, welcher vom Bildaufnahmeabschnitt 61 aufgenommene Bilddaten anzeigt.
Weiterhin weist in der Substratschneidevorrichtung 50 der Träger 55 einen Antriebsabschnitt 63 auf, der aus einem Schrittmotor zum Bewegen des Klingenhalters 56 in z-Achsenrichtung gebildet ist, einen Motor zum Bewegen des Tischs 52 in y-Achsenrichtung, einen Motor zum Rotieren des ringförmigen Tischs 54 in θ-Achsenrichtung und eine elektronische Schaltung, um diese Motoren zu steuern.
Weiterhin weist die Substratschneidevorrichtung 50 einen Steuerungsabschnitt 64 auf, welcher ein Paar von zueinander benachbarten Zielen, zwischen denen eine Schnittlinie verläuft, aus den Bilddaten extrahiert, welche mittels des Bildaufnahmeabschnitts 61 aufgenommen wurden, den Abstand zwischen den Zielen misst und den Schnittzustand basierend auf der Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen bestimmt.
3 ist ein Blockdiagramm, welches den Steuerungsabschnitt 64 der Substratschneidevorrichtung 50 betrifft, worauf sich die vorliegende beispielhafte Ausführungsform bezieht. Der Kontrollabschnitt 64 beinhaltet: einen Extraktionsabschnitt 66, bei dem ein Ziel, dessen Form mit der Form eines vorab registrierten Ziels übereinstimmt, aus Bilddaten extrahiert wird, die durch den Bildaufnahmeabschnitt 61 aufgenommen wurden; einen Messabschnitt 67, welcher den Abstand zwischen einem Paar von Zielen misst; und einen Bestimmungsabschnitt 68, bei dem der Schnittzustand basierend auf der Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen in Bezug auf einen Einstellwert bestimmt wird. Der Anzeigeabschnitt 62 zeigt die von dem Bildaufnahmeabschnitt 61 aufgenommenen Bilddaten, die vom Extraktionsabschnitt 66 extrahierten Ziele, den von dem Messabschnitt 67 gemessenen Abstand zwischen den Zielen, die Größe der Änderung zwischen dem Abstand der Ziele in Bezug auf den zur Bestimmung des Schnittzustands verwendeten Einstellwert durch den Bestimmungsabschnitt 68, und dergleichen an. Überdies wird der Antriebsabschnitt 63 auf Grundlage des Bestimmungsergebnisses des Bestimmungsabschnitts 68 gesteuert. Wie später beschrieben werden wird, arbeiten der Bildaufnahmeabschnitt 61, der Antriebsabschnitt 63 und der Steuerungsabschnitt 64 miteinander zusammen.
4A bis 4D sind Diagramme, die einen Überblick über ein Verfahren zum Schneiden/Zerteilen eines Substrats und ein Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauelemente unter Verwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform illustrieren.
In 4A bis 4D ist das Substrat 10 unter Verwendung des A-A'-Querschnitts des Substrats in 1 gezeigt. In diesem Querschnitt sind 4 Chips 20 zu sehen. Die LED 11, wobei es sich um ein Beispiel für ein elektronisches Bauelement handelt, und die Elektroden 12a und 12b sind in jedem der Chips 20 gebildet.
Da die LEDs 11 und die Elektroden 12a und 12b durch ein bekanntes Verfahren gebildet werden, wird eine ausführliche Beschreibung eines Verfahrens zur Bildung der LEDs 11 und der Elektroden 12a und 12b hier nicht vorgenommen.
Nachdem die LEDs 11 und dergleichen auf dem Substrat 10 gebildet sind, werden die Schnittbereiche 21 mit geringer Festigkeit in dem Substrat 10 gebildet, wie in 4A gezeigt ist. Als ein Beispiel sei hier ein Fall beschrieben, wo der Schnittbereich 21 entlang der Schnittlinie H2 gebildet wird.
Ein innerer Bereich des Substrats 10, entsprechend der Schnittlinie H2, wird mit einem Pulslaserstrahl 41 einer Excimer-Anregung, der durch ein Objektiv 42 konzentriert wird, bestrahlt. Dabei wird das Substrat 10 entlang der Schnittlinie H2 gescannt, während eine Bestrahlung mit dem Pulslaserstrahl 41 einer Excimer-Anregung erfolgt. Durch diesen Vorgang wird das Material des Substrats 10 erhitzt und verdampft, wodurch der Schnittbereich 21, der eine geringe Festigkeit aufweist und als Startpunkt für das Zerbrechen während des Schneidens dient, innerhalb des Substrats 10 entlang der Schnittlinie H2 gebildet wird. Der Schritt des Bildens des Schnittbereichs 21, welcher eine geringe Festigkeit aufweist und als Startpunkt für das Zerbrechen während des Schneidens dient, wird hier als Schritt des Bildens eines Schnittbereichs bezeichnet.
Es sei angemerkt, dass obwohl es sich nur um ein Beispiel handelt, der Pulslaserstrahl 41 einer Excimer-Anregung eine Wellenlänge von 355 nm und eine Pulsperiode im Bereich von 10 kHz bis 50 kHz aufweist. Die Scangeschwindigkeit ist von 50 mm/s bis 300 mm/s.
Auf gleiche Weise werden durch Scannen des Pulslaserstrahls 41 einer Excimer-Anregung für die Schnittlinien H1 und H3 bis H5 die Schnittbereiche 21 mit niedriger Festigkeit an inneren Bereichen des Substrats 10, entsprechend den Schnittlinien H1 bis H5, gebildet.
Weiterhin werden die Schnittbereiche 21 mit niedriger Festigkeit auf gleiche Weise an inneren Bereichen des Substrats entsprechend den Schnittlinien V1 bis V7 gebildet.
Nachfolgend wird die frontseitige Oberfläche 10a des Substrats 10 auf eine Haftoberfläche 15a der Haftfolie 15, die an dem Metallring angebracht ist, geklebt, wie in 4B gezeigt ist, wobei die Frontoberfläche 10a die LEDs 11 und dergleichen darauf ausgebildet aufweist. Da der Innendurchmesser des Metallrings 16 größer als der Außendurchmesser des Substrats 10 ist, wird die frontseitige Oberfläche 10a derart geklebt, dass das Substrat 10 sich innerhalb des Metallrings 16 befindet.
Da der Metallring 16 auch an der haftenden Oberfläche 15a der Haftfolie 15 angeklebt ist, sind das Substrat 10 und der Metallring 16 auf der gleichen Seite in Bezug auf die Haftfolie 15 angeordnet.
Nachfolgend werden, wie in 4C gezeigt ist, das auf die Haftfolie 15 geklebte Substrat 10 und der Metallring 16, welcher das Substrat 10 und die Haftfolie 15 hält, auf dem ringförmigen Tisch 54 der Substratschneidevorrichtung 50, die in 2 gezeigt ist, angeordnet. In 4C sind die Aufnahmehalterungen 53a und 53b, der ringförmige Tisch 54 und die Klinge 57 als Querschnitte dieser gezeigt, erhalten entlang einer Schnittebene, welche die B-B'-Linie und die z-Achse in 2 beinhaltet. Damit ist in 4C der Querschnitt der spitzen Schnittkante der Klinge 57 sichtbar.
Wie oben beschrieben ist, wird, da die frontseitige Oberfläche des ringförmigen Tischs 54 und die Frontoberflächen der Aufnahmehalterungen 53a und 53b so eingestellt sind, dass sie in einer Ebene liegen, das Substrat 10 auf den Aufnahmehalterungen 53a und 53b angeordnet.
In 4C ist als Beispiel ein Fall gezeigt, bei dem das Schneiden an den Schnittlinien H1 und H2 beendet ist und die Schnittlinie H3 geschnitten werden soll. Die Schnittlinie H3 des Substrats 10 und die Position der Schnittkante der Klinge 57 sind hier so eingestellt, dass diese miteinander übereinstimmen.
Die Schnittlinie des Substrats 10 und die Position der Schnittkante der Klinge 57 werden wie folgt eingestellt. Bevor das Substrat 10 auf der Aufnahmehalterung 53 angeordnet wird, wird eine Markierung, die für den Bildaufnahmeabschnitt 61 vorgesehen ist und als Referenz dient, so eingestellt, dass die Markierung des Bildaufnahmeabschnitts 61 und die Position der Klinge 57 miteinander übereinstimmen. Danach wird das Substrat 10 auf der Aufnahmehalterung 53 angeordnet, und die Markierung und die Schnittlinie H3 des Substrats 10 werden miteinander zur Übereinstimmung gebracht. Dabei stellt der Antriebsabschnitt 63 basierend auf Bilddaten des Substrats 10 von dem Bildaufnahmeabschnitt 61 die Rotation des Substrats 10 in θ-Achsenrichtung durch Verwendung eines Rotationsmechanismus des ringförmigen Tischs 54 ein und stellt weiterhin die Position des Substrats 10 in y-Achsenrichtung unter Verwendung eines Bewegungsmechanismus des Tischs 52 ein.
Danach bewegt, wie in 4C gezeigt, der Antriebsabschnitt 63 den Klingenhalter 56 in -z-Achsenrichtung (zum Substrat 10 hin). Anschließend bewegt der Antriebsabschnitt 63 die an dem Klingenhalter 56 befestigte Klinge 57 von dem mit einer festen Linie gekennzeichneten gezeigten Zustand zu dem mit einer gestrichelten Linie gezeigten Zustand, damit die Klinge 57 mit einer rückseitigen Oberfläche 10b des Substrats 10 in Kontakt gebracht wird.
Anschließend wird, wie in 4D gezeigt ist, die Klinge 57 um die vorab eingestellte Vorschubgröße b in das Substrat 10 gedrückt. Die Vorschubgröße b ist z. B. 100 μm.
Die Vorschubgröße b bezieht sich auf die Entfernung, um welche die Klinge 57 in -z-Achsenrichtung bewegt wird, wobei die Position des Substrats 10 (die Position des Substrats 10 ist als gestrichelte Linie angegeben), mit welcher die Klinge 57 in Kontakt gebracht wird, als 0 eingestellt wird, wie in 4D gezeigt ist.
Da der Schnittbereich 21 eine geringe Festigkeit aufweist und als Startpunkt für das Schneiden/Zerteilen dient und an einem Innenbereich des Substrats 10, entsprechend der Schnittlinie H3, gebildet ist, wird das Substrat 10 an der Position der Schnittlinie H3 geschnitten/zerteilt.
Die Klinge 57 kehrt sofort zur ursprünglichen Position zurück, wenn das Vorschieben beendet ist.
Der Schritt, bei dem der Antriebsabschnitt 63 veranlasst, dass die Klinge 57 in Kontakt mit einer Schnittlinie des Substrats 10 gebracht wird und weiterhin veranlasst, dass die Klinge 57 in das Substrat 10 gedrückt wird, wird hier als Schritt des Andrückens einer Klinge bezeichnet.
Auf gleiche Weise wird der Schritt des Andrückens einer Klinge an den Positionen der Schnittlinien H4 und H5 durchgeführt, wodurch das Substrat 10 an den Positionen der Schnittlinien H4 und H5 zerteilt wird.
Weiterhin wird der Schritt des Andrückens der Klinge auf gleiche Weise an den Positionen der Schnittlinien V1 bis V7 durchgeführt, wodurch das Substrat 10 an den Positionen der Schnittlinien V1 bis V7 zerteilt wird.
Auf diese Weise werden in LED-Chips unterteilte elektronische Bauelemente hergestellt.
Es folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Beurteilung des Zerteilungs- bzw. Schnittzustands des Substrats 10 in dem Verfahren zum Schneiden eines Substrats gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform.
5 ist ein Fließdiagramm eines ersten Verfahrens zur Beurteilung des Schnittzustands des Substrats 10. Unter Bezugnahme auf 3, 4C, 4D und 5 folgt eine Beschreibung des ersten Verfahrens zur Beurteilung des Schnittzustands. Weiterhin wird hier der Fall, wo das Substrat 10 an der Schnittlinie H3 zerteilt wird, als Beispiel beschrieben. Es sei angenommen, dass die Position der Klinge 57 so eingestellt ist, dass die Klinge 57 mit der Schnittlinie H3 in Kontakt gebracht werden kann.
Zunächst nimmt der Bildaufnahmeabschnitt 61 ein Bild auf, welches die Elektroden 12a und die Elektroden 12b, zwischen welchen sich die Schnittlinie H3 (die Klinge 57) befindet, einschließt (Aufnahmeschritt) (Schritt 101 in 5). Nach Erhalt der von dem Bildaufnahmeabschnitt 61 erhaltenen Bilddaten extrahiert der Extraktionsabschnitt 66 Bilddaten der Elektroden 12a und der Elektroden 12b, zwischen welchen sich die Schnittlinie H3 (die Klinge 57) befindet (Schritt 102). Zum Beispiel werden die Bilddaten der Elektroden 12a und der Elektroden 12b aus der Leuchtdichteverteilung der von dem Bildaufnahmeabschnitt 61 erhaltenen Bilddaten auf Basis der Form der Elektroden, welche als Form der Ziele registriert wurden, entnommen. Bilddaten eines Paars der Elektrode 12a und der Elektrode 12b, welche mit der Klinge 57 dazwischen gebildet sind, mit anderen Worten mit der Schnittlinie H3 dazwischen, werden als Ziele aus den Bilddaten der Elektroden 12a und der Elektroden 12b ausgewählt.
Anschließend misst der Messabschnitt 67 basierend auf den ausgewählten Bilddaten des Paars der Elektrode 12a und der Elektrode 12b den Abstand d1 zwischen der Elektrode 12a und der Elektrode 12b (Messschritt) (Schritt 103). Z. B. werden die ausgewählten Bilddaten des Paars der Elektrode 12a und der Elektrode 12b derart verarbeitet, dass deren Kanten verstärkt werden, und der Abstand wird basierend auf der Anzahl von Pixeln zwischen den Kanten des Paar der Elektrode 12a und der Elektrode 12b gemessen. Dann wird der Wert des Abstands d1 in einem Speicherbereich, der in dem Messabschnitt 67 zur Speicherung des Abstands d1 beinhaltet ist, gespeichert. Der Messabschnitt 67 übermittelt dann ein Signal der Beendigung der Messung des Abstands d1 an den Antriebsabschnitt 63.
Anschließend, nach Erhalt des Signals der Beendigung der Messung des Abstands d1 von dem Messabschnitt 67, drückt der Antriebsabschnitt 63 die Klinge 57 an, wie in 4D gezeigt ist (Schritt 104). Der Antriebsabschnitt 63 übermittelt dann ein Signal des Beginns des Klingenandrückens zum Bildaufnahmeabschnitt 61.
Wenn die Klinge 57 gegen das Substrat 10 gedrückt wird, wird das Substrat 10 von der Klinge 57 eingedrückt und verbiegt sich und beginnt vom Schnittbereich 21 mit niedriger Festigkeit als Startpunkt zu brechen. Währenddessen erweitert sich der Abstand zwischen der Elektrode 12a und der Elektrode 12b durch Verbiegung des Substrats 10. Wenn überdies das Substrat 10 geschnitten ist, dringt die Klinge 57 zwischen die Chips 20 des geschnittenen Substrats 10, was den Abstand zwischen der Elektrode 12a und der Elektrode 12b weiter vergrößert.
Währenddessen, nach Erhalt des Signals des Beginns des Klingenandrückens von dem Antriebsabschnitt 63, nimmt der Bildaufnahmeabschnitt 61 ein Bild auf, welches das Paar der Elektrode 12a und der Elektrode 12b beinhaltet, welches die Ziele sind (Aufnahmeschritt) (Schritt 105). Nach Erhalt der Bilddaten von dem Bildaufnahmeabschnitt 61 extrahiert der Extraktionsabschnitt 66 Bilddaten des gleichen Paars der Elektrode 12a und der Elektrode 12b wie diejenigen, die in Schritt 102 extrahiert wurden (Schritt 106).
Der Messabschnitt 67 misst dann den Abstand d2 zwischen dem Paar der Elektrode 12a und der Elektrode 12b, welches die Ziele sind, auf gleiche Weise wie bei Schritt 103 (Schritt 107). Der Abstand d2 wird in einem Speicherbereich gespeichert, der in dem Messabschnitt 67 für die Speicherung des Abstands d2 beinhaltet ist. Dann berechnet der Messabschnitt 67 (Messschritt) die Größe der Änderung (d2 – d1) des Ziel-Ziel-Abstands, was ein Wert ist, der sich auf die Änderung des Abstands zwischen den Zielen bezieht, und übermittelt die Größe der Änderung an den Bestimmungsabschnitt 68.
Anschließend bestimmt der Bestimmungsabschnitt 68 auf Basis der Größe der Änderung (d2 – d1) des Ziel-Ziel-Abstands, der von dem Messabschnitt 67 erhalten wurde, den Schnittzustand des Substrats (Bestimmungsschritt) (Schritt 108)). Ein Einstellwert d0 ist in einem Speicherbereich des Bestimmungsabschnitts 68 als Kriterium für die Beurteilung eines vorbestimmten Schnittzustands (Beurteilungskriterium) gespeichert. Zum Beispiel wird dieser Einstellwert d0 auf 30 μm eingestellt. Wenn der Wert der. Größe der Änderung (d2 – d1) 0 μm bis 30 μm ist, erfolgt eine solche Beurteilung, dass das Substrat 10 in einem Zustand ist, wo ein Schneiden nicht durchgeführt wurde oder ein unvollständiger Schnittzustand vorliegt (halb-zerteilt), wobei das Schneiden teilweise in der Dickenrichtung des Substrats durchgeführt ist. Wenn der Wert der Größe der Änderung (d2 – d1) mehr als 30 μm ist, erfolgt die Beurteilung, dass das Substrat 10 zerteilt ist. D. h., der Schnittzustand wird automatisch auf Basis des Werts von 0 bis 30 μm bestimmt, der von einer Bedienperson als Kriterium für die Beurteilung eingestellt wird (in diesem Fall ist der Einstellwert 30 μm). In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt beliebig ein Wert von 100 μm oder weniger, bevorzugt ein Wert von 50 μm oder weniger, oder noch bevorzugter ein Wert von 30 μm oder weniger, als Einstellwert eingestellt. Der Einstellwert kann gemäß der Form der LEDs zur Zeit des Schneidens von Positionen, entsprechend der Breite und Länge, variiert werden, und wird bevorzugt auf einen Wert in einem Bereich von 1 μm bis 50 μm eingestellt.
Wenn dann der Bestimmungsabschnitt 68 bestimmt, dass das Substrat 10 im Zustand ist, bei dem eine Zerteilung nicht erfolgt ist oder in einem unvollständigen Zerteilungszustand (halb-zerteilt), kann der Bestimmungsabschnitt 68 ein Signal zum Antriebsabschnitt 63 übermitteln, welches den Antriebsabschnitt 63 anweist, die Klinge 57 erneut gegen das Substrat 10 zu drücken (Nein in Schritt 108). Der Antriebsabschnitt 63 wiederholt dann den Schritt (Schritt 104) des Andrückens der Klinge 57 gegen das Substrat 10.
Wenn die Klinge 57 erneut gegen das Substrat 10 gedrückt wird, kann die Größe des Vorschubs b der Klinge 57 größer eingestellt werden als die vorherige Größe des Vorschubs. Dies deswegen, weil die gleiche Vorschubgröße b das Substrat 10 möglicherweise nicht zerteilen würde. Danach werden die Schritte 105 bis 107 durchgeführt, um automatisch den Schnittzustand des Substrats 10 zu bestimmen.
Wenn der Bestimmungsabschnitt 68 feststellt, dass das Substrat 10 zerteilt wurde, wird eine Reihe von Vorgängen abgeschlossen. Der Bestimmungsabschnitt 68 übermittelt ein Signal der Beendigung der Zerteilung an den Antriebsabschnitt 63. Dann bewegt der Antriebsabschnitt 63 den Tisch 52.
Auf gleiche Weise wird eine Abfolge der obigen Vorgänge wiederholt, z. B. für jede der Schnittlinien H4 und H5, die auf dem Substrat 10 noch nicht geschnitten wurden. Dadurch wird das Schneiden der Schnittlinien H1 bis H5 des Substrats 10 beendet.
Wenn die Länge pv der längeren Kante jedes Chips 20, wobei es sich um den Abstand (pitch) der Schnittlinien H1 bis H5 handelt, in der Substratschneidevorrichtung 50 eingestellt ist, kann der Tisch 52 automatisch mit pv als Einheit in y-Richtung bewegt werden. Das Schneiden für die Schnittlinien H1 bis H5 wird somit automatisch unter Verwendung des obigen Verfahrens zur Beurteilung des Schnittzustands eines Substrats durchgeführt. Wenn dabei die Positionen der Schnittlinien H1 bis H5 durch Bilderkennung erkannt werden und automatisch eine Feineinstellung im Verhältnis zu den Positionen der Schnittlinien H1 bis H5 und der Position der Klinge 57 durchgeführt wird, kann das Substrat 10 an genaueren Positionen der Schnittlinien H1 bis H5 zerteilt werden.
Danach wird das Substrat 10 automatisch um 90 Grad auf dem ringförmigen Tisch 54 gedreht. Dann kann durch Wiederholung einer Abfolge der obigen Vorgänge für die Schnittlinie V1 bis V7 des Substrats 10 in numerischer Reihenfolge das Substrat 10 in Chips zerteilt werden.
Auf diese Weise können die Schritte für die Substratzerkleinerung automatisiert werden.
In dem ersten Verfahren zur Beurteilung des Schnittzustands des Substrats 10, gezeigt in dem Fließdiagramm von 5, ist Schritt 105 zur Aufnahme eines Bildes von Zielen nach Schritt 104 des Andrückens der Klinge 57 vorgesehen. Es ist jedoch denkbar, dass der Ziel-Ziel-Abstand-d2 des Substrats, welches geschnitten worden war, kleiner wird als wenn der Abstand am breitesten ist, da die Klinge 57 zur Ursprungsposition zurückkehrt, nachdem die Klinge 57 heruntergedrückt worden war. Aus diesem Grund ist es denkbar, dass die Größe der Änderung (d2 – d1) des gemessenen Ziel-Ziel-Abstands ein kleinerer Wert wird als der Einstellwert d0 und somit die Schritte zum Schneiden des Substrats (Schritt 104–108) unnötigerweise wiederholt werden.
Um dies zu verhindern, ist es möglich, dass Schritt 105 zur Aufnahme eines Bilds von Zielen parallel zu Schritt 104 des Andrückens der Klinge 57 durchgeführt wird. Aber selbst in diesem Fall ist es denkbar, dass abhängig vom Timing des Schritts 105 für das Aufnehmen eines Bilds von Zielen der Ziel-Ziel-Abstand d2 des Substrats 10, welches geschnitten worden war, kleiner wird als der breiteste Abstand und somit die Größe der Änderung (d2 – d1) des Ziel-Ziel-Abstands ein kleinerer Wert wird als der Einstellwert d0.
6 ist ein Fließdiagramm eines zweiten Verfahrens zur genaueren Beurteilung des Schnittzustands des Substrats 10.
Die Verfahren in 5 und 6 unterscheiden sich darin, dass in 6 nach Erhalt des Signals des Beginns des Klingenandrückens von dem Antriebsabschnitt 63 der Bildaufnahmeabschnitt 61 und der Messabschnitt 67 die Messung des Ziel-Ziel-Abstands d2 bis zum Empfang eines Signals der Beendigung des Klingenandrückens von dem Antriebsabschnitt 63 wiederholen. Weiterhin liegt der Unterschied darin, dass aus den wiederholt gemessenen Werten des Ziel-Ziel-Abstands d2 der maximale Abstand d3 unter den Ziel-Ziel-Abständen d2 erhalten wird.
Auch hier wird als Beispiel der Fall beschrieben, wo das Substrat 10 an der Schhittlinie H3 zerteilt wird. Es sei angenommen, dass die Position der Klinge 57 so eingestellt ist, dass die Klinge 57 mit der Schnittlinie H3 in Kontakt gebracht werden kann.
Zunächst wird in dem Messabschnitt 67 ein in dem Messabschnitt 67 enthaltener Speicherbereich für die Speicherung des maximalen Abstands d3 auf 0 gesetzt (Schritt 201).
Anschließend nimmt auf die gleiche Weise wie in Schritt 101 in 5 der Bildaufnahmeabschnitt 61 ein Bild auf, welches Elektroden 12a und Elektroden 12b enthält, zwischen denen sich die Schnittlinie H3 (die Klinge 57) befindet (Aufnahmeschritt) (Schritt 202). Nach Erhalt der von dem Bildaufnahmeabschnitt 61 aufgenommenen Bilddaten extrahiert der Extraktionsabschnitt 66 Bilddaten der Elektroden 12a und der Elektroden 12b, zwischen welchen sich die Schnittlinie H3 (die Klinge 57) befindet (Schritt 203). Dann wählt der Extraktionsabschnitt 66 als Ziel Bilddaten eines Paars der Elektrode 12a und der Elektrode 12b aus, zwischen denen sich die Schnittlinie H3 befindet.
Danach misst der Messabschnitt 67, basierend auf den ausgewählten Bilddaten des Paars der Elektrode 12a und der Elektrode 12b, den Abstand d1 zwischen der Elektrode 12a und Elektrode 12b und speichert den Wert des Abstands d1 in dem Speicherbereich, welcher in dem Messabschnitt 67 zur Speicherung des Abstands d1 beinhaltet ist (Schritt 204). Der Messabschnitt 67 übermittelt dann ein Signal der Beendigung der Messung des Abstands d1 zum Antriebsabschnitt 63.
Dann, nach Erhalt des Signals der Beendigung der Messung des Abstands d1 von dem Messabschnitt 67, drückt der Antriebsabschnitt 63 die Klinge 57 an (Schritt 205). Der Antriebsabschnitt 63 übermittelt dann ein Signal des Beginns des Klingenandrückens an den Bildaufnahmeabschnitt 61.
Nach Erhalt des Signals des Beginns des Klingenandrückens von dem Antriebsabschnitt 63 nimmt der Bildaufnahmeabschnitt 61 ein Bild auf, welches die Elektroden 12a und die Elektroden 12b beinhaltet (Aufnahmeschritt) (Schritt 206). Nach Erhalt der Bilddaten von dem Bildaufnahmeabschnitt 61 extrahiert der Extraktionsabschnitt 66 Bilddaten des gleichen Paars der Elektrode 12a und der Elektrode 12b wie in Schritt 203 extrahiert wurde (Schritt 207).
Der Messabschnitt 67 misst dann den Abstand d2 zwischen dem Paar der Elektrode 12a und der Elektrode 12b, welches die Ziele sind, auf gleiche Weise wie bei Schritt 204 (Schritt 208). Der Abstand d2 wird mit dem maximalen Abstand d3, der in dem Speicherbereich des Messabschnitts 67 zur Speicherung von d3 enthalten ist, verglichen (Schritt 209). Wenn d3 kleiner ist als d2, wird d2 in dem Speicherbereich des Messabschnitts 67 zur Speicherung des maximalen Abstands d3 als d3 gespeichert (Schritt 210). Wenn d3 gleich oder größer als d2 ist, wird der Wert des Speicherbereichs für den Maximalabstand d3 nicht verändert.
Die Schritte 206 bis 210 werden wiederholt, bis der Messabschnitt 67 von dem Antriebsabschnitt 63 ein Signal der Beendigung des Klingenandrückens erhält (Schritt 211). Durch diesen Vorgang wird der Wert des Speicherbereichs für die Speicherung des maximalen Abstands d3 der Maximalwert der Ziel-Ziel-Abstände d2.
Wenn das Andrücken der Klinge beendet ist, übermittelt der Antriebsabschnitt 63 ein Signal der Beendigung des Klingenandrückens an den Messabschnitt 67 (Schritt 211).
Dann berechnet der Messabschnitt 67 die Größe der Änderung (d3 – d1) des Ziel-Ziel-Abstands (Messschritt) und übermittelt die Größe der Änderung an den Bestimmungsabschnitt 68.
Der Bestimmungsabschnitt 68 vergleicht die Größe der Änderung (d3 – d1) des Ziel-Ziel-Abstands, der von dem Messabschnitt 67 erhalten wurde, mit dem im Voraus im Speicherbereich des Bestimmungsabschnitts 68 gespeicherten Einstellwert d0 (Schritt 212). Dann wird, wie in dem ersten Verfahren zur Beurteilung des Schnittzustands beschrieben ist, auf Basis des Einstellwerts d0 zur Beurteilung des Schnittzustands bestimmt, ob die Klinge 57 erneut gegen das Substrat 10 gedrückt wird oder eine Abfolge von Vorgängen beendet ist (Bestimmungsschritt).
Danach kann, wie im ersten Verfahren zur Beurteilung des Schnittzustands beschrieben ist, wenn der Bestimmungsabschnitt 68 bestimmt, dass das Substrat 10 in einem Zustand ist, wo eine Zerteilung nicht durchgeführt ist oder ein unvollständiger Schnittzustand vorliegt (halb-zerteilt), der Bestimmungsabschnitt 68 dem Antriebsabschnitt 63 ein Signal übermitteln, welches den Antriebsabschnitt 63 anweist, die Klinge 57 erneut gegen das Substrat 10 zu drücken (Nein in Schritt 212). Der Antriebsabschnitt 63 wiederholt dann den Schritt (Schritt 205) des Andrückens der Klinge 57 gegen das Substrat 10.
Wenn der Bestimmungsabschnitt 68 bestimmt, dass das Substrat 10 zerteilt ist, wird eine Abfolge von Vorgängen beendet. Der Bestimmungsabschnitt 68 übermittelt ein Signal der Beendigung des Zerteilens an den Antriebsabschnitt 63. Dann bewegt der Antriebsabschnitt den Tisch 52.
Auf diese Weise wird eine Abfolge der obigen Vorgänge wiederholt, z. B. für jede der Schnittlinien H4 und H5, die auf dem Substrat 10 noch nicht geschnitten wurden. So wird das Schneiden der Schnittlinien H1 bis H5 des Substrats 10 beendet. Dann kann durch Wiederholung einer Abfolge der obigen Vorgänge für die Schnittlinien V1 bis V7 des Substrats 10 in numerischer Reihenfolge das Substrat 10 in Chips 20 zerteilt werden.
Da dieses Verfahren den Maximalwert der Ziel-Ziel-Abstände d2 liefert, kann der Schnittzustand des Substrats 10 genauer beurteilt werden. Eine Vermeidung unnötiger Wiederholungen der Schritte zum Substratschneiden erlaubt eine Verkürzung der für die Substratzerteilung benötigten Zeit.
Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform der Schnittzustand des Substrats 10 beurteilt werden, und somit können die Schritte für die Substratzerteilung automatisiert werden.
Obwohl ein Einkristallsaphir für Substrat 10 in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform verwendet wurde, kann das Substrat 10 ein Halbleiter auf Basis von Silicium (Si), SiC oder GaAs, Glas, Keramik oder dergleichen sein. Selbst wenn das Substrat 10 gegenüber sichtbarem Licht opak ist, kann ein Bild von Zielen aufgenommen werden, da das Substrat 10 umgedreht angebracht ist.
Obwohl die LEDs 11 auf dem Substrat 10 als Beispiel elektronischer Bauelemente ausgebildet sind, sind die elektronischen Bauelemente nicht auf LEDs 11 eingeschränkt, sondern können integrierte Schaltungen, wie LSI, oder mikroelektromechanische Systeme (MEMS) oder dergleichen sein, wobei ein mechanisches System zusammen mit einer elektrischen oder elektronischen Schaltung zusammen eingebaut ist.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind Schnittbereiche 21 mit geringer Festigkeit innerhalb des Substrats 10 eines Einkristallsaphirs mittels eines Pulslaserstrahls 41 einer Excimer-Anregung gebildet und werden als Startpunkte für das Zerteilen verwendet. Es können aber auch Vertiefungen auf der Oberfläche des Substrats 10 durch Laserbearbeitung, Anritzbearbeitung oder durch Dicing gebildet werden, um die Schnittbereiche 21 zu bilden. Es ist ausreichend, dass die als Startpunkte für das Zerteilen dienenden Bereiche in dem Substrat 10 gebildet werden.
Als der Pulslaserstrahl 41 einer Excimer-Anregung kann ein solcher mit einer Wellenlänge von 266 nm verwendet werden. Es können CO₂-Laser, YAG(Yttriumaluminiumgranat)-Laser oder YLF(Yttriumlithiumfluorid)-Laser verwendet werden.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform werden die Elektroden 12a und 12b, die auf der frontseitigen Oberfläche des Substrats gebildet sind, als Ziele verwendet. Es können aber auch andere Muster verwendet werden, oder auch absichtlich eingebaute Muster, die zur Messung des Abstands mittels Bildbearbeitung geeignet sind.
Obwohl weiterhin ein Verfahren, basierend auf der Leuchtdichteverteilung und Kantenverstärkung zum Extrahieren der Ziele und zum Messen des Abstands zwischen einem Paar von Zielen eingesetzt wird, kann auch ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem Farbinformation verwendet wird, oder andere Verfahren.
Obwohl weiterhin die frontseitigen Oberfläche 10a des Substrats 10, auf dem elektronische Elemente, wie die LEDs 11, gebildet sind, in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform auf der Haftfolie 15 kleben, kann auch die Rückseite der Oberfläche 10b des Substrats 10 auf der Haftfolie 15 kleben. Dann wird die Kamera des Bildaufnahmeabschnitts 61 ein Bild von Zielen auf dem Substrat 10 durch die Haftschicht 15 und das Substrat 10 aufnehmen. Das Aufnehmen wird nicht verhindert, solange das Substrat 10 transparent ist, wie z. B. ein Einkristallsaphir.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist die Haftfolie 15 nur auf die frontseitigen Oberfläche 10a des Substrats 10 geklebt, so dass die Chips 20 nicht herausfliegen. Die Haftfolie 15 kann jedoch auch an der rückseitigen Oberfläche 10b des Substrats 10 zusammen mit der frontseitigen Oberfläche 10a des Substrats 10 kleben, um zu verhindern, dass die Klinge 57 aufgrund eines direkten Andrückens der Klinge 57 gegen den harten Einkristallsaphir beschädigt wird, um zu verhindern, dass zerteilte Chips 20 herausfliegen oder sich bewegen, um ein Verbiegen während des Andrückens der Klinge 57 zu verringern, oder dergleichen.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher durch Beispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele eingeschränkt.
Zunächst wurde unter Bezugnahme auf das in der offengelegten japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-124060 beschriebene Verfahren eine Zwischenschicht aus AlN mit einer Dicke von etwa 40 μm auf einem Substrat eines Einkristallsaphirs mit einem Außendurchmesser von 4 Inch (etwa 100 mm) gebildet. Dann wurden eine Basisschicht eine n-Halbleiterschicht, eine Licht-emittierende Schicht, eine p-Halbleiterschicht, Elektroden 12a (Durchmesser φ100 μm) und Elektroden 12b (Durchmesser φ100 μm) und dergleichen, die aus GaN gebildet waren und eine Dicke von etwa 4 μm aufwiesen, durch das MOCVD-Verfahren gebildet. Dadurch wurde das Substrat 10 mit einer Vielzahl von LEDs 11 hergestellt. Die rückseitige Oberfläche 10b des Substrats 10, welches die LEDs 11 aufwies, wurde mit einem bekannten Verfahren geschliffen und poliert, womit das Substrat auf etwa 120 μm Dicke ausgedünnt wurde.
In Beispiel 1 wurden für ein Substrat 10 mit einer Vielzahl von darauf ausgebildeten LEDs 11 an der Position, die einer geraden Linie (Schnittlinie) entsprach, wobei ph und pv, wie in 1 gezeigt, auf 350 μm eingestellt wurden, die folgenden Vorgänge implementiert: die Klinge 57 (Antriebsabschnitt 63) der Substratschneidevorrichtung 50, die in 2 beschrieben ist, wurde gegen die rückseitige Oberfläche 10b des Substrats 10 gedrückt; während des Andrückens nahm der Bildaufnahmeabschnitt 61 ein Bild eines Paars der Elektroden 12a und 12b (Ziele), die einander angrenzen, wobei die Schnittlinie dazwischen liegt, auf; dann wählte (extrahierte) der Extraktionsabschnitt 66 beliebig ein Paar der Ziele aus dem Ergebnis der Aufnahme auf; der Messabschnitt 67 maß dann automatisch die Größe der Änderung des Abstands zwischen den Elektroden zur Zeit des Andrückens der Klinge 57; und das Substrat 10 wurde geschnitten, während der Bestimmungsabschnitt 68 automatisch Bestimmungen bis auf im Voraus eingestellte 30 μm machte.
Anschließend wurden in Beispiel 2 Vorgänge zum Schneiden des Substrats 10 implementiert, indem die gleichen Vorgänge wie in Beispiel 1 durchgeführt wurden, ausgenommen dass ph und pv, die in 1 gezeigt sind, auf 240 μm und 500 μm eingestellt wurden.
In Vergleichsbeispiel 1 wurden Beurteilungsvorgänge durch eine menschliche Person implementiert, wie z. B. die Beurteilung des Schneidens durch Beobachtung des Schnittzustands an der geraden Linie zur Zeit des Andrückens der Klinge 57 (Antriebsabschnitt 63), oder eine Beurteilung des Schneidens anhand des Schneidegeräusch während des Schneidens, wobei die Abstände ph und pv auf die gleichen Größen eingestellt waren wie in Beispiel 1, aber ohne eine automatische Messung und automatische Bestimmung von Schritten wie in Beispiel 1.
In Vergleichsbeispiel 2 wurden Beurteilungsvorgänge durch eine menschliche Person wie in Vergleichsbeispiel 1 implementiert, wobei die Abstände ph und pv die gleichen Werte wie in Beispiel 2 waren. Tabelle 1 gibt eine Zusammenfassung dieser Ergebnisse. Die Erfolgsquote des Schneidens bezieht sich auf das Verhältnis des geschnittenen Anteils bei der nachfolgenden Untersuchung in Bezug auf den Teil, der geschnitten werden sollte. [Table 1]
Die Erfolgsquoten des Schneidens für die Verfahren zum Schneiden des Substrats in den Beispielen 1 und 2 sind 99,6% bis 99,8%, was im Vergleich mit denen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 merklich verbessert ist. Weiterhin ist in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 die Beurteilung der Beendigung des Schneidens auf Grundlage einer Beurteilung durch eine menschliche Person erfolgt, z. B. durch eine visuelle Überprüfung und das Anhören des Schneidegeräuschs, wodurch die Durchführbarkeit aufgrund einer Verschlechterung der Durchführbarkeit und personeller Unterschiede bei der Beurteilung sowie dem Nachteil variabler Erfolgsquoten des Schneidens bei jeder Implementierung nicht stabil ist. Demgemäß ist die Zuverlässigkeit der Ergebnisse der Vergleichsbeispiele 1 und 2 ungünstig. In den Beispielen 1 und 2 sind Durchführbarkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse wesentlich verbessert.
Bezugszeichenliste

10: Substrat
11: LED
12a, 12b: Elektrode
15: Haftfolie
16: Metallring
20: Chip
21: Schnittbereich
50: Substratschneidevorrichtung
51: Basis
52: Tisch
53: Aufnahmehalterung
54: ringförmiger Tisch
55: Träger
56: Klingenhalter
57: Klinge
61: Bildaufnahmeabschnitt
62: Anzeigeabschnitt
63: Antriebsabschnitt
64: Steuerungsabschnitt
66: Extraktionsabschnitt
67: Messabschnitt
68: Bestimmungsabschnitt

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

JP 2008-124060 [0029, 0118]

Claims

Verfahren zum Schneiden eines Substrats, mit den Schritten: Bilden eines Schnittbereichs in einem Substrat, welches eine Oberfläche mit einer Vielzahl von darauf gebildeten elektronischen Bauelementen aufweist; bei einem Antriebsabschnitt wird eine Klinge gegen eine Position an der anderen Oberfläche des Substrats gedrückt, wobei die Position der Position entspricht, wo der Schnittbereich gebildet wurde; bei einem Bildaufnahmeabschnitt wird in dem Schritt des Andrückens der Klinge ein Bild von mindestens einem Paar von Zielen, die auf der einen Oberfläche des Substrats gebildet sind, aufgenommen; bei einem Extraktionsabschnitt wird das Paar der Ziele aus dem Ergebnis der Aufnahme der Ziele extrahiert, und bei einem Messabschnitt wird in dem Schritt des Andrückens der Klinge die Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen gemessen; und bei einem Bestimmungsabschnitt wird der Schnittzustand des Substrats basierend auf einem vorbestimmten Einstellwert und der gemessenen Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen bestimmt.
Verfahren zum Schneiden eines Substrats nach Anspruch 1, wobei das Paar von Zielen ein Paar von zueinander benachbarten Zielen ist, wobei sich zwischen diesen eine Schnittlinie befindet.
Verfahren zum Schneiden eines Substrats nach Anspruch 1, weiterhin umfassend den Schritt des Wiederholens ab dem Schritt des Andrückens der Klinge, wenn die Größe der Änderung kleiner als ein vorbestimmter Einstellwert ist.
Verfahren zum Schneiden eines Substrats nach Anspruch 1, wobei jedes der Paare von Zielen so gebildet ist, dass sich die gegen das Substrat gedrückte Klinge zwischen diesen befindet.
Verfahren zum Schneiden eines Substrats nach Anspruch 1, wobei die gemessene Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen die Größe der Änderung des maximalen Abstands zwischen den Zielen, erhalten durch den Bildaufnahmeabschnitt und den Messabschnitt, ist, wobei wiederholte Messungen während eines Zeitraums ab Erhalt eines Signals für den Beginn des Klingenandrückens bis zum Erhalt eines Signals für die Beendigung des Klingenandrückens von dem Antriebsabschnitt erfolgen.
Verfahren zum Schneiden eines Substrats nach Anspruch 1, wobei der Schnittbereich ein Bereich mit niedrigerer Festigkeit aufgrund einer Kerbung oder einer Laserbehandlung ist als der Bereich vor der Kerbung oder der Laserbehandlung.
Verfahren zum Schneiden eines Substrats nach Anspruch 1, wobei das Substrat auf eine Haftfolie geklebt ist.
Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauelemente, die auf einem Substrat gebildet sind, mit den Schritten: Bilden eines Schnittbereichs in dem Substrat, welches eine Oberfläche mit einer Vielzahl von darauf gebildeten elektronischen Bauelementen aufweist; bei einem Antriebsabschnitt wird eine Klinge gegen eine Position an der anderen Oberfläche des Substrats gedrückt, wobei die Position der Position entspricht, wo der Schnittbereich gebildet wurde; bei einem Bildaufnahmeabschnitt wird in dem Schritt des Andrückens der Klinge ein Bild mindestens eines Paars von Zielen, die auf der einen Oberfläche des Substrats gebildet sind, aufgenommen; bei einem Extraktionsabschnitt wird das Paar der Ziele von dem Ergebnis der Aufnahme der Ziele extrahiert, und bei einem Messabschnitt wird in dem Schritt des Andrückens der Klinge die Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen gemessen; und bei einem Bestimungsabschnitt wird der Schnittzustand des Substrats basierend auf einem vorbestimmten Einstellwert und der gemessenen Größe der Änderung des Abstands zwischen den Zielen bestimmt.
Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauelemente nach Anspruch 8, wobei das Paar von Zielen ein Paar von zueinander benachbarten Zielen ist, wobei sich zwischen diesen eine Schnittlinie befindet.
Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauelemente nach Anspruch 8, wobei das Verfahren ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtelementen (LEDs) ist.