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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sägevorrichtung zum Bilden von Sägeschnitten in ein Halbleiterprodukt. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Bilden von Sägeschnitten in ein Halbleiterprodukt.
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In den finalen Stufen der Herstellung eines Halbleiterprodukts werden die zusammengebauten Chips vereinzelt (gewürfelt), um individuelle Packungen von integrierten Schaltungen (IC) zu erhalten. Eine Vereinzelung kann hierbei durch ein Bearbeiten des Trägers, der die individuellen Chips verbindet, mit einem rotierenden Sägeblatt erfolgen, wobei der Träger üblicherweise aus einem Wafer, einem Leadframe oder einer Platine gebildet ist. Als Teil des Bearbeitungsvorgangs kann jegliches Packmaterial (häufig ein Epoxidharz), das die Chips einkapselt, in einem gemeinsamen Vorgang gleichzeitig separiert werden. Um die Größenordnung der Scherkräfte in dem Halbleiterprodukt während des Sägevorgangs zu minimieren, ist es vorteilhaft, die Sägetiefe zu maximieren und dabei das Sägeblatt so weit über die Dicke der IC-Packung hinausgehen zu lassen, wie Raum vorhanden ist, um dem Sägeblatt zu erlauben, sich hinter das Halbleiterprodukt zu bewegen. Die Dimensionen dieses Raums werden hierbei üblicherweise durch die Spannvorrichtung oder den Träger bestimmt, der das Halbleiterprodukt während des Vereinzelungsprozesses hält. Es ist daher wichtig, dass die Sägetiefe mit großer Genauigkeit gesteuert werden kann, um einerseits die Sägetiefe zu maximieren und andererseits zu verhindern, dass das Sägeblatt in die Spannvorrichtung oder andere Teile der Sägevorrichtung sägt.
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Alternativ kann der Sägeblattversatz relativ zu der IC-Packung durch die Dicke des Leadframes und, falls vorhanden, des Packmaterials begrenzt sein. Diese limitierte Sägetiefe ist vorteilhaft, falls eine Vereinzelung der individuellen IC-Packungen wünschenswert ist, während ein darunterliegender Träger, wie zum Beispiel eine Folienmaterialschicht, intakt bleiben muss, um die Anordnung der separierten IC-Packungen für eine weitere Bearbeitung zu erhalten. Schließlich verbleiben die IC-Packungen in diesem Fall über die Folienmaterialschicht verbunden. Verständlicherweise ist in diesem Fall eine minutiöse Steuerung der Sägetiefe wichtig, um ein Schneiden in die Folienmaterialschicht zu verhindern, während einem kompletten Separieren der daran verbundenen IC-Packungen.
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In einem weiteren Szenario kann das Bearbeiten des Trägers mit der Säge (zunächst) limitiert sein auf einen teilweisen Sägevorgang, wobei die Sägetiefe kleiner ist als die Dicke des Trägers, was dazu führt, dass eine Nut in dem Träger gebildet wird. Es findet keine Separation von individuellen IC-Packungen in diesem Fall statt (oder zumindest zunächst nicht). Der zuletzt beschriebene Sägevorgang findet Anwendung bei der Herstellung von hochzuverlässigen IC-Packungen (insbesondere Quad-Flat-No-Leads Packungen), die mit Lot benetzbare Flanken benötigen, um robuste Lötverbindungen zu erzeugen, wobei ein Lotkehlchen an der äußeren Kante der IC-Packung haftet. Nach dem partiellen Sägevorgang werden die so gebildeten Nuten mit einer lötfähigen Oberfläche beschichtet. In einem folgenden Sägevorgang werden die IC-Packungen entlang einer an die Nut angrenzende Vereinzelungslinie vereinzelt, wodurch ein Stufenmerkmal in der Vereinzelungskante erzeugt wird, das einfach mit Lot benetzbar ist. Dies gewährleistet eine gute Benetzung mit Lot und daher die Bildung von hochzuverlässigen Lötverbindungen während einer späteren Lötanbringung der IC-Packungen an eine Leiterplatine. Um Nuten mit einer gewissen Tiefe mit einer hohen Präzision zu erzeugen, ist eine akkurate Steuerung der Sägetiefe ebenfalls von hoher Wichtigkeit in dieser Anwendung.
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Das japanische Patent
JP 2003 168655 offenbart ein Würfelungsgerät zum Bilden von Nuten oder Schneiden eines Werkstücks, wie beispielsweise einem Halbleiter oder einer elektronischen Komponente. Das Würfelungsgerät weist ein Lasermessgerät zum Messen der oberen Position des Werkstücks auf, wobei das Lasermessgerät ebenfalls dazu fähig ist, die Nutenform zu messen, die in der oberen Oberfläche des Werkstücks gebildet ist. Ferner ist ebenfalls offenbart, dass die Distanz zwischen dem unteren Ende eines Schneidblatts und der oberen Oberfläche des Werkstücks unter Verwendung einer Kamera berechnet werden kann.
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Die oben beschriebenen Szenarien sind einige der möglichen Anwendungen, die die Wichtigkeit einer akkuraten Steuerung der Sägetiefe in der Herstellung von Halbleiterprodukten darstellen. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung dazu ist es, die Genauigkeit, mit der Sägeschnitte in einem Halbleiterprodukt gebildet werden, zu verbessern. Insbesondere zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, die Genauigkeit zu verbessern, mit der die Sägetiefe gesteuert werden kann.
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Die Erfindung stellt hierzu eine Sägevorrichtung zum Bilden von Sägeschnitten in einem Halbleiterprodukt gemäß Anspruch 1 bereit. Innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung ist die freie Oberfläche des Halbleiterprodukts die Oberfläche des Halbleiterprodukts, in der der zumindest eine gesteuerte Schnitt gemacht wird, während der relativen Bewegung des Sägeblatts und des Trägers. Die Schnitt(e) können das Halbleiterprodukt komplett in eine Anzahl von IC-Packungen separieren, können jedoch auch (flache) Nuten in der freien Oberfläche bilden, die sich lediglich entlang eines Teils der Höhe des Halbleiterprodukts erstrecken, gemessen in einer Richtung, die senkrecht zu der freien Oberfläche ist. Alternativ können die Schnitt(e) das Halbleiterprodukt separieren, jedoch ein darunterliegendes Folienmaterial intakt lassen.
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Die Sägevorrichtung gemäß der Erfindung setzt zwei Positionssensoren ein: einen zum Bestimmen der Position der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts und einen zum Bestimmen der Position des Sägeblatts, und insbesondere der Schneidkante davon. Durch ein eigentliches Messen der Position der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts (oder zumindest eines Punktes darauf) und der Schneidkante des Sägeblatts (oder zumindest eines Punktes darauf) ist die geringste Menge an Rückschlüssen notwendig, um ihre relativen Positionen zu bestimmen, wodurch der positionelle Fehler minimiert wird, während einem relativen Bewegen des Trägers mit daran angebrachten Halbleiterprodukten und dem Sägeblatt. Zum Beispiel können aufgrund dieser Messungen Unebenheiten der Schneidkante aufgrund von Verschleiß des Sägeblatts oder Höhendifferenzen in der freien Oberfläche aufgrund von Wölbungen des Halbleiterprodukts korrigiert werden. Dies wird es der Sägevorrichtung ermöglichen, einen Sägeschnitt mit einer vorbestimmten Tiefe mit hoher Genauigkeit zu machen. Die Tiefe des Sägeschnitts wird hierin definiert als die Richtung, die senkrecht zu der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts ist.
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Indem zwei Positionssensoren verwendet werden, wird es einfach, die Schneidkante des Sägeblatts an dem Punkt zu beobachten, wo die Schneidkante die freie Oberfläche des Halbleiterprodukts kontaktiert, zusammen mit einem Beobachten der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts. Da nämlich die freie Oberfläche des Halbleiterprodukts der Position auf der Schneidkante gegenüberliegt, an der das Sägeblatt in die freie Oberfläche schneidet, bringt die Verwendung eines einzelnen Positionssensors, der ein klares Sichtfeld zwischen sich selbst und dem zu messenden Objekt erfordert, bestimmte Schwierigkeiten mit sich. Üblicherweise wird eine Kreissäge derart verwendet, dass eine Inspektion der Schneidkante des Sägeblatts in der Theorie ebenfalls an einer Seite des Sägeblatts durchgeführt werden kann, die der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts abgewandt ist. Jedoch eliminiert eine Inspektion des Sägeblatts direkt an der eigentlichen Kontaktposition positionelle Fehler in Bezug auf zum Beispiel die Aufhängung des Sägeblatts.
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Die Positionssensoren messen die Position eines Objekts relativ zu sich selbst. Um die relative Bewegung des Sägeblatts und des Trägers (und daher des daran verbundenen Halbleiterprodukts) akkurat zu steuern, was notwendig ist, um akkurate Sägeschnitte zu machen, muss die Position der Schneidkante des Sägeblatts und der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts jedoch relativ zueinander bestimmt werden anstatt relativ zu den Positionssensoren. Dadurch wird nämlich jeglicher Fehler in der Position der Positionssensoren ausgeglichen. Die vorliegende Erfindung schlägt dazu die Verwendung einer Referenz vor, durch die die Position des ersten Positionssensors der Position des zweiten Positionssensors zugeordnet werden kann. Diese Referenz nimmt die Form eines physischen Objekts an, das bekannte Dimensionen und eine Position relativ zu den ersten und zweiten Positionssensoren hat, die entweder fixiert und bekannt ist oder erhalten durch eine Beobachtung durch die ersten und zweiten Positionssensoren. Die Steuerungseinheit ist dazu konfiguriert, die Dimensionen und die Position der Referenz relativ zu den Positionssensoren in eine Position der ersten und zweiten Positionen relativ zueinander umzuwandeln. Zusammen mit den Positionen der Schneidkante des Sägeblatts und der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts, die durch den ersten Positionssensor und den zweiten Positionssensor bestimmt sind, ist die Steuerungseinheit dann dazu fähig, die Position eines Punktes auf der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts relativ zu einem Punkt auf der Schneidkante des Sägeblatts zu bestimmen. Diese positionelle Information wird dann verwendet zum Steuern der relativen Bewegung des Sägeblatts und des Trägers mit einer hohen Genauigkeit. Es ist zu beachten, dass eine Position von dem (der freien Oberfläche des) Halbleiterprodukt, und daher auch die Bewegung davon relativ zu dem Sägeblatt, direkt der Position des Trägers zugeordnet ist. Der Träger, üblicherweise auch als Spannvorrichtung oder Spannfutter bezeichnet, ist nämlich dazu konfiguriert, das Halbleiterprodukt zu greifen und zu halten, zum Beispiel durch Saugmittel, derart, dass die Position des Halbleiterprodukts in Bezug auf den Träger fixiert ist. Eine Steuerung der relativen Bewegung des Sägeblatts und des Trägers impliziert dadurch ein Steuern des Sägeblatts in Bezug auf das Halbleiterprodukt, ein Bestimmen der Position, und insbesondere der Tiefe der Sägeschnitte.
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Die Referenz wird gebildet durch zumindest eine Referenzoberfläche auf dem Träger, die durch den ersten Positionssensor und/oder den zweiten Positionssensor beobachtbar ist, wobei der erste Positionssensor und der zweite Positionssensor dazu konfiguriert sind, die Position eines Punkts auf zumindest einer der zumindest einen Referenzoberfläche zu bestimmen. Die Position der Referenzoberfläche, oder zumindest ein Punkt darauf, kann daher durch den ersten Positionssensor und den zweiten Positionssensor bestimmt werden, wobei in diesem Fall die Referenzoberfläche durch sowohl den ersten als auch den zweiten Positionssensor beobachtbar ist, die dann die Position der Referenzoberfläche in Bezug auf sich selbst individuell bestimmen können. Alternativ kann die Referenz mehrere Referenzoberflächen auf dem Träger umfassen, wobei zumindest eine davon durch den ersten Positionssensor beobachtbar ist und zumindest eine andere davon durch den zweiten Positionssensor beobachtbar ist. Die relative Orientierung und Position der mehreren Referenzoberflächen sollte in letzterem Fall bekannt sein, was der Fall ist, wenn sie einen Teil desselben Objekts bilden. Es ist entscheidend, dass die zumindest eine Referenzoberfläche einen Teil des Trägers bildet, was den zentralen Punkt des Verfahrens bildet, gegebene fixe Dimensionen aufweist und ihre Position während der Bestimmung ihrer Position relativ zu den Positionssensoren nicht ändert.
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Da die Referenz durch eine Referenzoberfläche auf dem Träger gebildet ist, muss die Referenzoberfläche nicht notwendigerweise einen Teil des funktionalen Teils des Trägers bilden, der als eine Befestigungsoberfläche des Halbleiterprodukts dient. In einer bestimmten Ausführungsform kann der Träger ein Referenzelement umfassen, das hinter die Halteoberfläche hervorsteht, wobei das Referenzelement die zumindest eine Referenzoberfläche umfasst. Durch ein Verwenden eines dedizierten Referenzelements kann die Position des Referenzelements derart gewählt werden, dass sie durch sowohl den ersten Positionssensor als auch den zweiten Positionssensor einfach zu bestimmen ist. Indem das Referenzelement hinter die Halteoberfläche hervorstehen gelassen wird, blockiert das Halbleiterprodukt, das durch den Träger gehalten wird, die Sichtlinie zwischen der Referenzoberfläche und dem Positionssensor, der die Referenzoberfläche beobachtet, nicht.
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Insbesondere kann die Referenz eine erste Referenzoberfläche, die durch den ersten Positionssensor beobachtbar ist, und eine zweite Referenzoberfläche umfassen, die durch den zweiten Positionssensor beobachtbar ist, wobei der erste Positionssensor dazu konfiguriert ist, die Position eines Punktes auf der ersten Referenzoberfläche der Referenz zu bestimmen, und der zweite Positionssensor dazu konfiguriert ist, die Position eines Punkts auf der zweiten Referenzoberfläche der Referenz zu bestimmen. Gegeben, dass die relative Orientierung und Position der ersten Referenzoberfläche und der zweiten Referenzoberfläche bekannt sind, können die Positionen des ersten Positionssensors und des zweiten Positionssensors einander zugeordnet werden, d.h., die Position der Sensoren kann in einer Position relativ zu dem anderen Sensor ausgedrückt werden. Ein Beispiel einer Referenz, die eine solche erste Referenzoberfläche und eine solche zweite Referenzoberfläche umfasst, ist ein plattenähnliches Element mit einer gegebenen, bekannten Dicke, das eine erste Oberfläche, die dem ersten Positionssensor zugewandt ist, und eine zweite Oberfläche aufweist, die dem zweiten Positionssensor zugewandt ist. Das plattenähnliche Element kann mit dem Träger verbunden sein.
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Eine zusätzliche Referenz kann durch einen Rahmen gebildet sein, der den ersten Positionssensor mit dem zweiten Positionssensor verbindet, wobei die Distanz, die durch den Rahmen zwischen dem ersten Positionssensor und dem zweiten Positionssensor aufgespannt wird, bekannt und fixiert ist. In diesem Fall kann die Position des ersten Positionssensors relativ zu dem zweiten Positionssensor (und umgekehrt) ebenfalls bestimmt werden, da die Dimensionen des Rahmens, der die Positionssensoren verbindet, bekannt sind.
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Der erste Positionssensor und der Träger können beweglich relativ zueinander sein. Dies kann ein Abbilden der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts mit einem einzigen Positionssensor ermöglichen oder vereinfachen. In Verbindung damit kann der der erste Positionssensor dazu konfiguriert sein, die Position von einer Mehrzahl von Punkten auf der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts zu bestimmen. Die Steuerungseinheit kann wiederum dazu konfiguriert sein, die Position von der Mehrzahl von Punkten auf der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts in ein Höhenprofil der freien Oberfläche zu verarbeiten, wobei die Steuerungseinheit dazu ausgelegt ist, das Höhenprofil in der Steuerung der relativen Bewegung des Sägeblatts und des Trägers zu kompensieren. Dies ermöglicht die Bildung von Sägeschnitten mit einer konstanten Tiefe, definiert als die Distanz von der freien Oberfläche in eine Richtung, die senkrecht zu der freien Oberfläche ist, auch wenn das (die freie Oberfläche von dem) Halbleiterprodukt nicht flach ist, beispielsweise aufgrund von Wölbungen. Gegeben die stringenten Anforderungen an die dimensionale Konsistenz der finalen IC-Packungen, ist es wichtig, dass für jegliche Wölbung des Halbleiterprodukts bei der Bildung der Sägeschnitte korrigiert werden kann. Dies ist besonders der Fall für Anwendungen der Sägevorrichtungen, wobei das Halbleiterprodukt lediglich einem partiellen Sägevorgang unterzogen wird. Ein partieller Sägevorgang ist hiermit definiert als ein Vorgang, wobei die Sägetiefe kleiner ist als die Dicke des Halbleiterprodukts inklusive jeglichen Folienmaterialschichten. Ein partieller Sägevorgang resultiert in einem Halbleiterprodukt, das partielle Schnitte oder Nuten in der Oberfläche des Halbleiterprodukts umfasst. Dies kann die Situation beinhalten, wobei das Halbleiterprodukt vollständig in separate IC-Packungen vereinzelt wird, wobei jedoch eine darunterliegende Folienmaterialschicht intakt bleibt, um die gemeinsame Orientierung der separierten IC-Packungen zu erhalten. Im letzteren Beispiel muss die Sägetiefe exakt gleich sein wie die lokale Dicke des Halbleiterprodukts abzüglich der Folienmaterialschicht.
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Der zweite Positionssensor und das Sägeblatt können ebenfalls beweglich relativ zueinander sein. Wenn das Sägeblatt vom Rotationstyp ist, sind der zweite Positionssensor und das Sägeblatt bereits relativ beweglich zueinander, wobei der Positionssensor dazu fähig ist, die gesamte Schneidkante des Sägeblatts zu beobachten. Der zweite Positionssensor kann hierbei eine fixierte Position in Bezug auf die Sägevorrichtung aufweisen. Es kann ebenfalls möglich sein, dass anstelle von oder zusammen mit dem Sägeblatt, der zweite Positionssensor beweglich in Bezug auf die Sägevorrichtung ist. Der letztere Fall kann vorteilhaft beim Reduzieren der Bewegung des Sägeblatts in der Positionsbestimmung der Schneidkante sein, was zu Zeitgewinnen bei dem Sägevorgang führen kann, sowie zu einer Reduktion beim Verschleiß und der Abnutzung des Sägeblatts. Der zweite Positionssensor ist üblicherweise dazu konfiguriert, die Position von einer Mehrzahl von Punkten auf der Schneidkante des Sägeblatts zu bestimmen. Dies ermöglicht es dem Positionssensor in Kooperation mit der Steuerungseinheit das Höhenprofil der Schneidkante zu bestimmen, welches sich unter dem Verschleiß des Sägeblatts verändert. Der zweite Positionssensor und das Sägeblatt sind vorzugsweise gemeinsam derart positioniert, dass die Schneidkante durch den Positionssensor direkt an der Position in Bezug auf die Aufhängung des Sägeblatts beobachtbar ist, wo die Schneidkante die freie Oberfläche des Halbleiterprodukts berührt. Zum Beispiel, wenn die freie Oberfläche des Halbleiterprodukts nach unten orientiert ist, ist der zweite Positionssensor dazu konfiguriert, die oberste Position entlang der Schneidkante des Sägeblatts zu beobachten.
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In einer möglichen Ausführungsform der Sägevorrichtung gemäß der Erfindung ist zumindest einer des ersten Positionssensors und des zweiten Positionssensors ein Distanzsensor. Der Distanzsensor ist dazu ausgelegt, die Distanz zwischen sich selbst und einem gegebenen Punkt zu messen, für dessen Messung er eingestellt ist. Der Distanzsensor kann hiermit eine eindimensionale Position des Punktes relativ zu sich selbst bestimmen. Eine Steuerung einer relativen Bewegung des Sägeblatts und des Trägers basierend auf den Positionen, die durch den Distanzsensor bestimmt werden, wird hierbei in Bezug auf diese Dimensionen durchgeführt. Eine Bestimmung der Distanz zwischen der Schneidkante des Sägeblatts und der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts basierend auf den jeweiligen Messungen der Distanzen zwischen dem ersten Positionssensor und der freien Oberfläche, und dem zweiten Positionssensor und der Schneidkante, erlauben daher ein Steuern der Tiefe bis dorthin, wo das Sägeblatt in die freie Oberfläche eindringt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Distanzsensor ein konfokaler Sensor. Der Distanzsensor kann alternativ durch einen Triangulationssensor gebildet sein.
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Die mit der Sägevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gesammelten Informationen können hilfreich sein zur Qualitätssteuerung und/oder zum Sammeln von statistischen Informationen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bilden von Sägeschnitten in ein Halbleiterprodukt, nach Anspruch 11. In dem Bearbeitungsschritt wird das Wissen über die Positionen des ersten Positionssensors und des zweiten Positionssensors relativ zueinander, die erhalten werden durch die Referenz an dem Träger, dazu verwendet, die Positionen der (die Punkte an der) freien Oberfläche und der Schneidkante relativ zu den jeweiligen Positionssensoren in Positionen von der (die Punkte an der) freien Oberfläche und der Schneidkante relativ zueinander umzuwandeln. Diese sehr akkuraten positionellen Informationen erlauben ein Steuern der relativen Bewegung des Sägeblatts und des Trägers mit einer hohen Präzision, was zu akkuraten Sägeschnitten in dem Halbleiterprodukt führt. Der Träger wird als das Zentrum einer Referenz für die Positionsbestimmung des ersten Positionssensors und des zweiten Positionssensors verwendet, was im Wesentlichen die Genauigkeit des Bildens von Sägeschnitten verbessert.
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Die Position der Referenz kann bestimmt werden durch den ersten Positionssensor und den zweiten Positionssensor. Damit dies funktioniert, sollte die Referenz durch den ersten Positionssensor und den zweiten Positionssensor beobachtbar sein. Wie bereits im Zusammenhang mit der Sägevorrichtung beschrieben wurde, kann die Referenz durch einen Teil der Sägevorrichtung gebildet sein, der ein dediziertes Referenzelement sein kann, oder nicht, das ein oder mehrere Referenzoberflächen aufweist, die durch die Positionssensoren beobachtbar sind.
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Der erste Positionssensor kann die Position von einer Mehrzahl von Punkten auf der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts bestimmen. Die Mehrzahl von Punkten auf der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts kann hierbei in ein Höhenprofil der freien Oberfläche verarbeitet werden, wobei in der Bewegung des Sägeblatts relativ zu dem Träger das Höhenprofil kompensiert wird. Diese Kompensation kann den Effekt haben, dass dem Höhenprofil der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts durch die Schneidkante des Sägeblatts gefolgt wird, um einen Sägeschnitt mit einer gleichförmig(er)en Tiefe über die gesamte Länge des Sägeschnitts entlang der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts zu erhalten, wobei die Tiefe des Sägeschnitts wiederum als die Distanz von der freien Oberfläche in eine Richtung, die senkrecht zu der freien Oberfläche ist, definiert ist.
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Dem Höhenprofil der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts kann durch die Schneidkante des Sägeblatts in einer schrittweisen Weise gefolgt werden. Dieses schrittweise Folgen der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts kann erreicht werden durch ein Anpassen der Sägetiefe, und damit der Distanz, in der das Sägeblatt in das Halbleiterprodukt eindringt, für eine bestimmte Anzahl von Malen über die Länge des Sägeschnitts. Je kleiner das Anpassungsintervall ist, desto besser ist das Sägeblatt dazu fähig, dem Höhenprofil der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts zu folgen, und desto kleiner werden die Differenzen in der Tiefe des Sägeschnitts. Da die Sägetiefe basierend auf den relativen Positionen des Sägeblatts und des Halbleiterprodukts angepasst wird, die durch die Positionssensoren bestimmt werden, übersteigt die Anzahl an Anpassungen typischerweise nicht die Messungsauflösung, was der Anzahl an Punkten auf der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts entspricht, für die die Position durch den ersten Positionssensor bestimmt werden.
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Dem Höhenprofil der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts kann alternativ durch die Schneidkante des Sägeblatts in einer kontinuierlichen Weise gefolgt werden. In diesem Fall wird das Sägeblatt entlang einer geraden Linie während der Bildung des (eines Teils des) Sägeschnitts bewegt. Als ein Resultat wird der Sägeschnitt einen graduellen Verlauf haben, der nicht dazu fähig sein wird, lokalen Höhendifferenzen in der freien Oberfläche so sehr zu folgen, wie es möglich ist, einem globalen Höhengradienten zu folgen, der typischerweise als ein Resultat von Wölbungen des Halbleiterprodukts gesehen wird. Die Trajektorie, der durch das Sägeblatt gefolgt wird, wird üblicherweise bestimmt durch ein Zeichnen einer geraden Linie zwischen zwei Punkten auf der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts und ein Schneiden in die freie Oberfläche bei einer konstanten Schnitttiefe in Bezug auf die gerade Linie.
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Die Position eines Punktes auf der Schneidkante des Sägeblatts kann vor der Bildung jedes nachfolgenden Sägeschnitts bestimmt werden. Während jedem Sägevorgang wird das Sägeblatt verschleißen. Um diesen Verschleiß bei der Bildung der nachfolgenden Sägeschnitte zu berücksichtigen, ist es notwendig, die Position der Schneidkante vor dem Start des folgenden Sägevorgangs zu messen. In der Praxis werden die Positionen von mehreren Punkten entlang der gesamten Schneidkante des Sägeblatts derart bestimmt, dass der Verschleiß der gesamten Schneidkante abgebildet und in der relativen Bewegung des Sägeblatts und des Trägers und somit der Bildung des Sägeschnitts korrigierend berücksichtigt werden kann.
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Als eine noch akkuratere Weise zum Korrigieren von Verschleiß der Schneidkante des Sägeblatts kann die Position eines Punkts auf der Schneidkante vor und nach der Bildung eines Sägeschnitts bestimmt werden, wobei die Differenz in der Position des Punkts auf der Schneidkante vor und nach der Bildung eines Sägeschnitts verwendet wird als Vorschubinformation beim Steuern der relativen Bewegung des Sägeblatts und des Trägers bei der Bildung eines nachfolgenden Sägeschnitts. Die Bewegung des Sägeblatts und des Trägers wird hierbei um den zu erwartenden Verschleiß der Schneidkante mittels Extrapolation korrigiert. Es ist daher möglich, die gemessenen eigentlichen Tiefen der Sägeschnitte als zusätzliche Eingabe in die Rückmeldungssteuerung von nachfolgenden zu sägenden Sägeschnitten zu verwenden.
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Das gesägte Halbleiterprodukt kann einer Kontrollmessung unterzogen werden, wobei die Positionen der Sägeschnitte registriert werden. Bei der Registrierung der Position der Sägeschnitte kann zumindest eines von einer Sägeschnitttiefe, gemessen in einem rechten Winkel zu der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts, und einem Sägeschnittversatz, gemessen in einer Ebene der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts, bestimmt werden. Die Resultate von einer solchen nachträglichen Messung kann eine Eingabe für zukünftige Sägevorgänge bilden. Systematische Fehler in der Position der Sägeschnitte und somit der Position des Punkts auf der freien Oberfläche des Halbleiterprodukts relativ zu dem Punkt auf der Schneidkante des Sägeblatts können hiermit detektiert und korrigiert werden.
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Die vorliegende Erfindung wird ferner erläutert auf der Basis der nicht limitierenden, beispielhaften Ausführungsformen, die in den folgenden Figuren gezeigt sind, wobei:
- - 1 eine schematische Wiedergabe einer Ausführungsform der Sägevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, und
- - 2 eine schematische Wiedergabe einer weiteren Ausführungsform der Sägevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
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In der schematischen Wiedergabe von 1 ist eine Sägevorrichtung 1 gezeigt, umfassend einen Träger 2, ansonsten als Spannvorrichtung oder Spannfutter bezeichnet, und ein Sägeblatt 3. Der Träger 2 umfasst eine Halteoberfläche 4 zum Halten eines Halbleiterprodukts 5. Die Halteoberfläche 4 kann zum Beispiel mit Saugmitteln oder Klemmmitteln zum stationären Halten des Halbleiterprodukts 5 in Bezug auf den Träger 2 versehen sein. Das Halbleiterprodukt 5 kann durch eine Anzahl von elektrischen Komponenten 6 (Chips), die auf einem Wafer befestigt sind, einem Leadframe, einer Platine oder jeglicher anderer Gestalt eines Trägers 7 gebildet sein. Das Sägeblatt 3 in dem vorliegenden Beispiel ist von dem Rotationstyp und rotierbar um eine Aufhängungsachse 8. Die äußere Umgebung des Sägeblatts 3 ist gebildet durch die Schneidkante 9, die das Halbleiterprodukt 5 während des Schneidvorgangs berührt und dabei darin hineinschneidet. Der Träger 2 und das Sägeblatt 3 sind beweglich relativ zueinander. Üblicherweise ist die Sägevorrichtung 1 derart konfiguriert, dass der Träger 2 in einer stationären Position während des Sägevorgangs gehalten wird, in der sich das Sägeblatt 3 entlang des Halbleiterprodukts 5 bewegt.
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Eine freie Oberfläche 10 des Halbleiterprodukts 5, die von dem Träger 2 abgewandt ist, wird durch einen ersten Positionssensor 11 beobachtet. In diesem bestimmten Beispiel ist der erste Positionssensor 11 gebildet durch einen Distanzsensor, der dazu fähig ist, die Distanz zwischen sich selbst und einem Punkt 12 auf der freien Oberfläche 10 des Halbleiterprodukts 5 zu messen, und dabei im Wesentlichen die Position des Punkts 12 auf der freien Oberfläche 10 in einer einzelnen Dimension zu bestimmen. Die Schneidkante 9 des Sägeblatts 3, und insbesondere ein Punkt 13 auf der Schneidkante 9, der (in diesem Fall) nach oben in Richtung der freien Oberfläche 10 des Halbleiterprodukts 5 gewandt ist, wird beobachtet durch einen zweiten Positionssensor 14. Wie der erste Positionssensor 11, ist der zweite Positionssensor 14 durch einen Distanzsensor gebildet, der dazu fähig ist, die Distanz zwischen sich selbst und einem Punkt 13 auf der Schneidkante 9 des Sägeblatts 3 zu messen.
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Der Träger 2 ist mit einer Referenz 15 versehen, in dieser Ausführungsform in der Gestalt eines Referenzelements, das hinter die Halteoberfläche 4 des Trägers 2 vorsteht. Insbesondere ist die Referenz 15 in diesem Beispiel gebildet durch ein plattenähnliches Element mit einer bekannten Dicke. Das Referenzelement umfasst zwei Referenzoberflächen: eine erste Referenzoberfläche 16, die durch den ersten Positionssensor beobachtbar ist, und eine zweite Referenzoberfläche 17, die durch den zweiten Positionssensor beobachtbar ist. Die Referenz 15, und insbesondere die Referenzoberflächen 16, 17 des Referenzelements sind detektierbar durch die Positionssensoren 11, 14 durch ein relatives Bewegen der Referenz 15 und der Positionssensoren 11, 14.
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Die Positionssensoren 11, 14 und die Antriebe 18, 19, die für ein relatives Bewegen des Trägers 2 und des Sägeblatts 3 verantwortlich sind, sind (über Datenverbindungen 20) mit einer Steuerungseinheit 21 verbunden. Daten von den Positionssensoren 11, 14 werden über die Verbindungen 20 mit der Steuerungseinheit 21 zu der Steuerungseinheit 21 gesendet, um die Daten in eine Position der freien Oberfläche 10 des Halbleiterprodukts 5 relativ zu der Schneidkante 9 des Sägeblatts 3 zu verarbeiten. Die Steuerungseinheit 21 ist ferner dazu konfiguriert, die Antriebe 18, 19 zu steuern, die verantwortlich sind für ein relatives Bewegen des Trägers 2 und des Sägeblatts 3, und dabei die relative Bewegung des Sägeblatts 3 und des Trägers 2 basierend auf den Informationen über die Position der freien Oberfläche 10 des Halbleiterprodukts 5 relativ zu der Schneidkante 9 des Sägeblatts 3 zu steuern. Die Steuerungseinheit 21 kann durch jeglichen Typ eines geeigneten Verarbeitungsmittels gebildet sein und kann mehrere Module umfassen, die an physikalisch separierten Orten platziert sind.
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Die Sägevorrichtung 22, die in der schematischen Wiedergabe von 2 gezeigt ist, unterscheidet sich lediglich von der Ausführungsform der Sägevorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, in Bezug auf die Implementierung der Referenz 15, 23. In diesem Beispiel ist eine zusätzliche Referenz 23 durch einen Rahmen gebildet, der den ersten Positionssensor 11 mit dem zweiten Positionssensor 14 verbindet. Zusätzliche Informationen über die Distanz, die durch den Rahmen zwischen dem ersten Positionssensor 11 und dem zweiten Positionssensor 14 aufgespannt wird, wird hierbei verwendet, um die Genauigkeit des Bildens von Sägeschnitten in ein Halbleiterprodukt 5 weiter zu verbessern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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