DE19748055C2

DE19748055C2 - Wafersägegerät

Info

Publication number: DE19748055C2
Application number: DE19748055A
Authority: DE
Inventors: Yong Kyun Sun; Sam Bok Jang; Dong Sung Jang; Hyeon Gu Kang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2017-11-01
Also published as: JPH10335272A; CN1132970C; TW362248B; DE19748055A1; CH689112A5; CN1201083A; KR19980085413A; US6105567A; KR100225909B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Wafersägegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung von Halbleitereinrichtungen wird ein Ver einzeln eines Wafers in eine Vielzahl von integrierten Schaltkreisen (IC's) mittels eines Wafersägegeräts vorgenommen, das eine diamantbe schichtete Trennscheibe verwendet. Fig. 5 zeigt eine perspektivische An sicht eines bekannten Wafersägegeräts DFD-640, wie es von der Firma DIS- CO (Japan) hergestellt wird. Das in Fig. 5 dargestellte Wafersägegerät 100 umfaßt eine Trennscheibe 70, die auf der Drehachse 64 eines Spindel motors 62 angeordnet ist. Zwei seitliche Düsen 72 zur Abgabe von Wasch lösung 90 sind auf jeder Seite der Trennscheibe 70 angeordnet und mit dem Gehäuse 66 des Wafersägegeräts 100 verbunden. Jede seitliche Düse 72 wird aus einer Vielzahl von separaten Unterdüsen 76 gebildet. Eine mitt lere Düse 74 zur Abgabe von Waschlösung 90 ist zusätzlich in Front von der Antriebsrichtung der Trennscheibe 70 angeordnet und mit dem Gehäuse 66 verbunden.

Nachdem ein Wafer 50 mit einer Vielzahl von IC's 52 auf einem Tisch 42 angeordnet ist, wird mittels der rotierenden Trennscheibe 70 der Wafer 50 längs Trennstraßen 54 geritzt und anschließend in eine Vielzahl von separaten individuellen IC's 52 getrennt.

Hierbei werden kleine Silicium- oder Sputterteilchen erzeugt, die auf der Oberfläche des Wafers 50 teilweise verbleiben und in nach folgenden Verarbeitungsprozessen etwa beim Drahtbonden oder Umgießen zu Störungen oder Fehlern führen. Außerdem kann die Wärme, die durch die Reibung zwischen dem Wafer 50 und der Trennscheibe 70 erzeugt wird, Be schädigungen der IC's 52 auf dem Wafer 50 verursachen. Aus diesem Grunde sind die seitlichen Düsen 72 und die mittlere Düse 74 angebracht, die Waschlösung 90 auf die Trennscheibe 70 während des Sägevorgangs abgeben, um Siliciumteilchen und Wärme abzuführen. Die Waschlösung 90, die durch die seitlichen und die mittlere Düse 72, 74 abgegeben wird, kann die Trennscheibe 70 und den erwärmten Wafer 50 kühlen und die Reibung zwi schen diesen beiden Teilen herabsetzen, während gleichzeitig Silicium teilchen abgeführt werden. Im allgemeinen wird deionisiertes Wasser als Waschlösung 90 verwendet. Allerdings ist es allgemein nicht möglich, sämtliche Siliciumteilchen von der Waferoberfläche zu entfernen. Insbe sondere gelangt feiner Siliciumstaub zunächst in die Luft und lagert sich dann auf der Oberseite des Wafers ab, wobei diese feinen Silicium teilchen nachfolgende Verarbeitungsschritte stören können.

Im Falle von ladungsgekoppelten Einrichtungen (CCD's), die un ter der Reinheit der Klasse 10 oder kleiner montiert werden, wirken sich diese feinen staubartigen Siliciumteilchen auf der Oberseite des Wafers nachteilig aus, indem insbesondere die Abschirmung nachteilig beeinflußt wird. Unter dem Ausdruck "Klasse" wird die Reinheit bezeichnet, die die angegebene Anzahl von Teilchen mit einem Durchmesser von 0,5 µm oder mehr pro Kubikfuß aufweist. Andere als ladungsgekoppelte Einrichtungen werden dagegen bei einer Reinheit etwa von der Klasse 1000 montiert.

Dementsprechend reduzieren auf der Oberseite des Wafers ver bleibende Siliciumteilchen die Ausbeute und Produktivität und zerstören die Leistungsfähigkeit des auf den Wafer hergestellten Produktes.

Aus JP 8-17765 A ist ein Wafersägegerät der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Problematik der beim Zerteilen des Wafers erzeugten Siliciumteilchen dadurch angegangen wird, daß eine obere und eine untere Abscheideplatte für diese Staubpartikel als auch für herumspritzendes Wasser vorgesehen sind, so daß sich diese Teilchen nur in einem begrenzten Maße in Drehrichtung der Trennscheibe bewegen können, entgegen der Vorschubrichtung der Trennscheibe befördert und teilweise von der unteren Abscheideplatte aufgenommen werden. Hierdurch kann aber nicht ausgeschlossen werden, daß trotzdem solche Teilchen auf den Wafer gefangen.

Aus JP 7-115 075 A ist zudem ein Wafersägegerät der eingangs genannten Art bekannt, das nur mit einer unteren Abscheideplatte für Staub- und Wasserteilchen in Vorschubrichtung der Trennscheibe hinter dieser versehen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wafersägegerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das es ermöglicht, im wesentlichen sämtliche Siliciumteilchen zusätzlich zu der Wärme, die während des Vereinzelungsvorgangs erzeugt wird, abzuführen und dadurch die Ausbeute und Produktivität zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Wafersägegerät.

Fig. 2 zeigt ausschnittweise das Wafersägegerät von Fig. 1 im Schnitt.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Ausschnitts des Wafersägegeräts von Fig. 1.

Fig. 4 zeigt perspektivisch und ausschnittweise das Wafersägegerät von Fig. 1.

Fig. 5 zeigt perspektivisch ein bekanntes Wafersägegerät DFD640 der Firma DISCO.

Gemäß Fig. 1 ist ein Wafer 50 mit einer Vielzahl von durch Trennstraßen 54 voneinander abgegrenzte IC's 52, insbesondere ladungsgekoppelte Einrichtungen, auf einem Tisch 42 vorgesehen. Treiberkreise sind auf dem Wafer 50 ausgebildet. Die Oberseite des Wafers 50, auf der die Vielzahl von IC's 52 ausgebildet ist, besitzt keine Passivierungsschicht wie bei anderen konventionellen Wafern, da die Oberseiten der IC's 52 als Kameralinsen funktionieren. Die Dicke des Wafers 50 beträgt etwa 680 µm. Da die Oberseite keine Passivierungsschicht aufweist, wird die Oberfläche durch äußere Umgebungsbeanspruchung leicht beschädigt. Daher ist es notwendig, daß das Vereinzeln des Wafers 50 besonders sorgfältig vorgenommen wird.

Ein Wafersägegerät 10 ist über dem Wafer 50 angeordnet und besitzt eine Trennscheibe 20, die auf der Drehachse 14 eines Spindelmotors (nicht dargestellt) angeordnet ist, der an einem Gehäuse 16 befestigt ist. Zwei seitliche Düsen 22, eine mittlere Düse 24, eine obere Düse 29 und eine Saugdüse 32 sind an dem Gehäuse 16 befestigt. Die beiden seit lichen Düsen 22 sind auf beiden Seiten der Trennscheibe 20 angeordnet, wobei jede seitliche Düse 22 aus einer Vielzahl von zueinander getrennt ausgebildeten Düsenöffnungen 26 besteht. Die mittlere Düse 24 ist in Drehrichtung vor der Trennscheibe 20 angeordnet, während die obere Düse 29 über der Trennscheibe 20 installiert ist. Die Saugdüse 32 ist in Drehrichtung hinter der Trennscheibe 20 angeordnet. Die Düsen 22, 24 und 29 sind mit einem Behälter 28 verbunden, der Waschlösung 40 zur Abgabe hiervon bei einem vorbestimmten Druck enthält. Die Saugdüse 32 ist mit einer Vakuumsaugpumpe 30 zur Ausübung einer Saugkraft verbunden.

Gemäß Fig. 2 spritzt die Vielzahl von Düsenöffnungen 26 der seitlichen Düse 22 Waschlösung 40 in einem Winkel von 33,5° auf die Trennscheibe 20 und die Oberseite des Wafers 50. Hierbei bedeutet der Winkel von 33,5° einen Winkel zwischen einer oberen Linie 26' und einer unteren Linie 26", die den Bereich der Abgabe der Waschlösung 40 durch die seitliche Düse 22 begrenzen. Der Abgabewinkel der Düsenöffnungen 26 der seitlichen Düse 22 ist hierbei auf 33,5° gegenüber dem bekannten Ge rät verbreitert worden, so daß die Waschlösung 40 durch die seitlichen Düsen 22 nicht nur auf die Trennscheibe 20, sondern auch auf die Ober seite des Wafers 50 gespritzt wird.

Gemäß Fig. 3 ist die mittlere Düse 24 vor der Trennscheibe 20 angeordnet, um eine Kühlung der Trennscheibe 20 und eine Reinigung zu bewirken, durch die beim Vereinzeln erzeugte Siliciumteilchen wegge schwemmt werden. Die mittlere Düse 24 ist so eingestellt, daß ein Winkel zwischen einer Horizontallinie 24', die durch die Mitte der mittleren Düse 24 verläuft, und einer Mittellinie 24" der Waschlösung 40, die durch die mittlere Düse 24 abgegeben wird, 15° in Abwärtsrichtung be trägt. Das heißt, daß die Waschlösung 40 durch die mittlere Düse 24 nicht nur auf die Trennscheibe 20, sondern auch auf die Oberseite des Wafers 50 gerichtet wird, indem die Waschlösung 40 in einem vorbestimm ten Winkel abwärts gerichtet ist. Dementsprechend dienen die seitlichen Düsen 22 dazu, Siliciumteilchen von der Oberfläche des Wafers 50 zu ent fernen, als auch die Oberseite des Wafers 50 zu glätten, und die mittle re Düse 24 dient zum Entfernen von Siliciumteilchen von der Oberfläche des Wafers 50 als auch zum Kühlen der Trennscheibe 20.

Gemäß Fig. 5 wird die sich drehende Trennscheibe 20 zur Ober seite des Wafers 50 auf dem Tisch 42 abgesenkt und entlang der Trenn straßen 54 geführt, um den Wafer 50 in eine Vielzahl von separaten indi viduellen IC's 52 zu vereinzeln. Deionisiertes Wasser mit einer Leitfä higkeit von etwa 200 bis 400 kOhmm wird als Waschlösung 40 verwendet und durch die obere Düse 29 senkrecht zur Oberfläche des Wafers 50 mit einem Druck von etwa 120 kg/cm² gedüst. Gleichzeitig düsen die mittlere Düse 24 und die seitlichen Düsen 22 deionisiertes Wasser als Waschlösung 40 in einem Winkel von 15° abwärts bzw. 33,5° in einer Menge von 1 l/min. Die Waschlösung 40 wird durch die Düsen 22, 24 und 29 nicht nur auf die Trennscheibe 20, sondern auch auf die Oberseite des Wafers 50 gespritzt, wodurch Siliciumteilchen, die durch das Sägen entstehen, weggespült wer den, während gleichzeitig die Trennscheibe 20 und der Wafer 50 gekühlt werden.

Während des Betriebs der Düsen 22, 24, 29 übt die Vakuumsaug pumpe 30 eine Saugkraft von etwa 1080 Pa durch die Saugdüse 32 aus. Da her werden Siliciumteilchen durch die Saugdüse 32 eingesaugt, sobald sie erzeugt werden. Es ist zweckmäßig, daß die Saugwirkung durch die Saugdü se 32 bereits vor Abgabe der Waschlösung durch die Düsen 22, 24, 29 vor handen ist. Feinere Teilchen als auch Teilchen beträchtlicher Größe un ter den Siliciumteilchen, die beim Sägen erzeugt werden, werden durch die Saugdüse 32 eingesaugt, so daß die Siliciumteilchen insgesamt wirk sam entfernt werden können.

Hierbei betragen die Sprühwinkel der seitlichen Düsen 22 und der mittleren Düse 24 vorzugsweise 33,5° ± 10° und 15° ± 10°, um ein be sonders effektives Säubern und Kühlen zu erreichen. Die Installation der oberen Düse 29 über dem Wafer 50 und der Trennscheibe 20 wird ebenso be vorzugt wie die Anordnung der Saugdüse 32 in Drehrichtung hinter der Trennscheibe 20 sowie die Sprühwinkel der seitlichen Düsen 22 und der mittleren Düse 24 von 33,5° bzw. 15° abwärts.

Unter Verwendung des beschriebenen Wafersägegeräts ergaben sich bei der Trennung eines Wafers 50 in individuelle IC's 52 folgende Ergebnisse:

Hierbei wurde Waschlösung 40 durch die Düsen 22, 24, 29 abge geben und mittels der Saugdüse 32 aufgesaugt.

Gemäß der ersten Reihe wurde ein Winkel von 0° für die mittle re Düse 24 und ein Winkel von 23° für die seitlichen Düsen 22 entspre chend dem vorstehend genannten bekannten Wafersägegerät verwendet. Hier bei konnten die Siliciumteilchen nicht vollständig entfernt werden und verblieben an vier Bereichen auf der Oberseite des Wafers 50. Die Aus beute an IC's 52 nach dem Montieren betrug 88,7%, während die Ausbeute nach dem Prüfen 65,6% und die Gesamtausbeute nach den Montage- und Prüfvorgängen 58,2% betrug. Hierbei bedeutet die Prüfausbeute die Aus beute beim Prüfen nach Vornahme der Montage.

Wenn man den Abgabewinkel der mittleren Düse 24 in 15° ändert und den Abgabewinkel der seitlichen Düsen 22 gleich läßt, wie es bei den Versuchen gemäß der zweiten Reihe der Tabelle geschehen ist, verbleiben Siliciumteilchen an zwei Eckbereichen der Oberfläche des Wafers 50. Die entsprechenden Ausbeuten betragen 87,0%, 69,0% und 60,2%. Die Gesamt ausbeute ist zwar gegenüber dem vorhergehenden Fall verbessert, jedoch immer noch unbefriedigend.

Bei Verwendung eines Spritzwinkels von 15° bzw. 33,5° für die mittlere Düse 24 bzw. die seitlichen Düsen 22 verblieb keinerlei Silici umteilchen auf irgendeinem Bereich der Oberfläche des Wafers 50. Daher sind die Ausbeuten entsprechend verbessert und betragen 92,0%, 80,3% und 74,2%, d. h. es ergibt sich in bezug auf die erste Reihe eine jewei lige Verbesserung in bezug auf die jeweilige Ausbeute von 3,3%, 14,7% und 16%, d. h. eine erheblich verbesserte Ausbeute durch entsprechende Reduktion von Siliciumteilchenresten für die nachfolgende Verarbeitung.

Dies wird einerseits durch Verbreiterung der Spritzwinkel der mittleren und seitlichen Düsen 22, 24, ferner dadurch, daß die Waschlö sung hiervon auch auf den Wafer 50 aufgespritzt wird, durch das Aufsau gen und durch die Abgabe von Waschlösung durch die obere Düse 29 er zielt. Die Abgabe der Waschlösung durch die Düsen 22, 24, 29, durch letztere mit erhöhtem Druck, auf die Trennscheibe 20 und den Wafer 50 verbessert die Kühl- und Säuberungswirkung, wobei die Saugdüse 32 er zeugte Siliciumteilchen absaugt und definitiv entfernt. Dies erfolgt zweckmäßigerweise nahe dem Bereich, in dem die Siliciumteilchen konzen triert sind und erzeugt werden, d. h. in bezug auf die Drehrichtung der Trennscheibe 20 rückseitig hiervon, wobei selbst feinere Siliciumteil chen, die in die Luft gelangen, abgesaugt und daran gehindert werden, sich auf der Waferoberfläche abzulagern.

Claims

1. Wafersägegerät zum Vereinzeln eines Wafers (50) in eine Vielzahl von individuellen IC's (52) mit einer rotierenden, entlang von Trennstraßen (54) zwischen den IC's (52) führbaren Trennscheibe (20) und einer Düsenanordnung zur Abgabe von Waschlösung (40) unter vorbestimmten Winkeln auf die Trennscheibe (20) mit zwei seitlichen, auf beiden Seiten der Trennscheibe (20) angeordneten Düsen (22) und einer mittleren, in Drehrichtung vor der Trennscheibe (20) angeordneten Düse (24), wobei die mittlere und die seitlichen Düsen (22, 24) zusätzlich auf den Wafer (50) gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Saugeinrichtung (30, 32) zum Absaugen von beim Zerteilen erzeugten Siliciumteilchen von der Oberseite des Wafers (50) vorgesehen ist.

2. Wafersägegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung ferner eine obere, über der Trennscheibe (20) ange ordnete und Waschlösung (40) senkrecht zur Oberseite des Wafers (50) ab gebende Düse (29) umfaßt.

3. Wafersägegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Saugeinrichtung (30, 32) so steuerbar ist, daß sie bereits früher als die Düsenanordnung arbeitet.

4. Wafersägegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugeinrichtung (30, 32) in Drehrichtung hinter der Trennscheibe (20) ihre Saugdüse (32) besitzt.

5. Wafersägegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsendruck der durch die obere Düse (29) abgege benen Waschlösung (40) 120 ± 20 kg/cm² beträgt.

6. Wafersägegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen einer durch die Mitte der mitt leren Düse (24) verlaufenden Horizontallinie (24') und der Mittellinie (24") der von der mittleren Düse (24) abgegebenen Waschlösung (40) 15° ± 10° beträgt.

7. Wafersägegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen einer oberen Linie (26') und ei ner unteren Linie (26"), die den Bereich der Abgabe der Waschlösung (40) durch die seitlichen Düsen (22) begrenzen, 33,5° ± 10° beträgt.

8. Wafersägegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Düsenanordnung als auch die Saugeinrich tung (30, 32) mit einem Gehäuse (16) verbunden sind.

9. Wafersägegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschlösung (40) deionisiertes Wasser mit einer Leitfähigkeit von 200 bis 400 kOhmm ist.

10. Wafersägegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die IC's (52) ladungsgekoppelte Einrichtungen (CCD's) sind, deren Oberseite keine Passivierungsschicht aufweist.