DE69329529T2

DE69329529T2 - Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von ic-chips aus einer halbleiterplatte

Info

Publication number: DE69329529T2
Application number: DE69329529T
Authority: DE
Inventors: H. Long; M. Roberts; A. Ruggerio
Original assignee: Analog Devices Inc
Current assignee: Analog Devices Inc
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: DE69329529D1; JP3386126B2; EP0651693A1; WO1994002299A1; JPH07509351A; US5362681A; EP0651693B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von einzelnen integrierten Schaltungschips von einem Wafer, der eine Mehrzahl von Chips enthält. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sägen eines Wafers, der eine extrem zerbrechliche Baugruppe enthält.
Bei der Herstellung von Mikrochips zur Verwendung in der Elektronik- und Computerindustrie wird typischerweise ein Wafer hergestellt, der eine Mehrzahl von einzelnen Chips (oder Dies), die in einer Gitterstruktur angeordnet sind aufweist. Die Abschnitte von einem Wafer zwischen den einzelnen Chips werden als Straßen bezeichnet. Fig. 1A und 1B stellen einen exemplarischen Wafer 10 dar. Fig. 1A ist eine Draufsicht eines Wafers, während Fig. 1B eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A in der Fig. 1A ist. Bezugszeichen 14 bezeichnen einzelne Chips und Bezugszeichen 12 bezeichnen die Straßen, die die einzelnen Chips 14 trennen. Die Straßen 12 sind einfach Bereiche des Wafers, bei denen keine Baugruppen angeordnet worden sind, wobei dieselben die Grenzen eines jeden einzelnen Chips 14 definieren. Die integrierte Schaltung und andere Baugruppen treten lediglich auf einer Oberfläche, beispielsweise einer Oberfläche 15, des Wafers auf. Die gegenüberliegende Oberfläche (die in Fig. 1 nicht gezeigt ist) ist leer.
Die einzelnen Chips 14, die einen Wafer aufweisen, werden von dem Wafer entfernt, indem der Wafer entlang aller Straßen durchgesägt wird, wodurch der Wafer bezüglich beider Achsen physisch in die einzelnen Chips getrennt wird.
Ein Standard-Industrie-Verfahren zum Trennen jedes Wafers in einzelne Chips wird nachfolgend beschrieben.
Zuerst wird der Wafer 10 nach unten gedreht (d. h. mit der Schaltungsseite 15 des Wafers 14 nach unten gewandt und mit der Nicht-Schaltungsseite nach oben gewandt) auf eine flache Oberfläche plaziert. Ein Metallfilmrahmen, der eine Öffnung definiert, wird über den Wafer gelegt, wobei der Wafer sich innerhalb der Außenbegrenzung der Öffnung in dem Filmrahmen befindet. Ein Kunststoff-Film wird daraufhin über den Metallrahmen und die Rückseite (Nicht-Schaltungs-Seite) des Wafers gelegt. Bevorzugt ist der Kunststoff-Film auf der Seite, die den Filmrahmen und die Rückseite des Wafers berührt, mit einem Haftmittel überzogen. Eine Kraft wird daraufhin zwischen dem Film und dem Filmrahmen ausgeübt, um zu bewirken, daß der Film gut an dem Rahmen haftet. Eine mögliche Technik zum Ausüben der Kraft besteht darin, eine Rollnadel über den Wafer und den Filmrahmen zu führen, damit der Film an der Rückseite des Wafers und an der Oberfläche des Filmrahmens haftet. Der Wafer wird daraufhin an dem Film befestigt, der wiederum an dem Filmrahmen befestigt ist.
Die Kombination aus dem Wafer, Film und Filmrahmen (die hierin als die Filmrahmenanordnung bezeichnet wird) wird daraufhin herumgedreht, so daß der Schaltungsaufbau auf der oberen Seite des Wafers daraufhin nach oben gewandt ist. Die Filmrahmenanordnung wird daraufhin auf einer beweglichen Palette in eine Sägestation plaziert. Die Sägevorrichtung umfaßt typischerweise eine Kamera und ein Computer-Optik- System, das eine Software für eine optische Mustererkennung verwendet, die die Bewegung der Palette steuert, um die Straßen auf dem Wafer mit dem Sägeblatt oder der Sägeschneide auszurichten. Dies kann ferner manuell durchgeführt werden, indem ein Videobild, das durch die Kamera auf einem Schirm erhalten wird, beobachtet wird und die Position der Palette an dem gewünschten Ort eingestellt wird. Die Palette und der Wafer werden daraufhin unter dem Sägeblatt weiterbewegt, um die Straße zu durchschneiden. Allgemein weist ein wafer eine erste Mehrzahl von parallelen Straßen auf, die in eine ersten Richtung ausgerichtet sind, während eine zweite Mehrzahl von parallelen Straßen orthogonal zu der ersten Mehrzahl von Straßen ausgerichtet ist, wodurch ein Gitter mit einzelnen Chips definiert wird, das die Blöcke zwischen den orthogonalen Straßen aufweist.
Folglich wird der Wafer durch das Sägeblatt weiterbewegt, um entlang einer Straße zu schneiden, lateral zu der Schnittrichtung über eine Strecke verschoben, die gleich dem Abstand zwischen den parallelen Straßen ist, und durch das Sägeblatt weiterbewegt, um die nächste Straße zu schneiden. Dieser Prozeß wird solange wiederholt, bis alle der ersten Mehrzahl von parallelen Straßen geschnitten sind. Die Palette und der Wafer werden daraufhin um 90º gedreht, wobei der Wafer erneut eine gewisse Anzahl mal durch das Blatt weiterbewegt wird, um alle der parallelen Straßen in der zweiten orthogonalen Richtung zu durchschneiden.
Die Höhe des Sägeblatts ist derart eingestellt, daß dasselbe vollständig durch den Wafer schneidet und den Film berührt und einkerbt, denselben jedoch nicht durchschneidet. Der Kunststoff-Film kann ein MylarTM-Film (Mylar ist eine registrierte Handelsmarke von E. I. Du Pont de Nemours and Company of Wilmington, Delaware) mit einer Dicke von annähernd 0,076 mm (3 mils) sein. Die Blatthöhe würde eingestellt, um beispielsweise 0,038 mm (1,5 mils) in den Film zu schneiden.
Während des Sägeprozesses wird Wasser über die Oberfläche des Wafers genauso wie über die Oberfläche des Sägeblatts strahlgesprüht, um den Wafer und das Sägeblatt zu kühlen.
Nach der Sägeoperation wird der Wafer zu einer Reinigungsstation transportiert, bei der derselbe mit entionisiertem Wasser besprüht und gebürstet wird, um einen verbleibenden Siliziumschlamm zu reinigen, der durch die Sägeoperation erzeugt wird. Nachdem der Wasserfluß und die Bürstoperationen abgeschlossen sind, wird der Wafer daraufhin typischerweise getrocknet.
Das Trocknen kann in der Reinigungsstation durch eine schnelle Drehung des Wafers erreicht werden oder der Wafer kann für eine Wärmetrocknung alternativ zu einem Ofen entfernt werden. Ferner sind andere Trocknungsmöglichkeiten verfügbar.
Nach dem Trocknen wird die Filmrahmenanordnung zu einer Be- und Entladestation transportiert, bei der die nun gelösten einzelnen Chips von dem Film entfernt werden (an dem die Chips noch immer haften).
Die Be- und Entladestation entfernt die einzelnen Chips von dem Film und plaziert dieselben beispielsweise in einen Träger. Allgemein gleitet der Metallfilmrahmen (auf dem die einzelnen Chips noch immer haften) in einen beweglichen geschlitzten Halter in der Be- und Entladestation, der über einem Amboß angeordnet ist, der eine Nadel oder ein Nadelbündel aufweist. Eine Kamera ist über dem Amboß und der Filmrahmenanordnung positioniert, um ein Bild eines Chips auf der Filmrahmenanordnung zu erhalten. Das Bild wird in einem optischen Mustererkennungssystem verarbeitet, wobei die Position der Filmrahmenanordnung eingestellt wird, um einen Chip mit dem Amboß auszurichten. Die Filmrahmenanordnung wird daraufhin an der Stelle festgeklemmt und ein Mechanismus greift den Film jenseits der Außenbegrenzung des Wafers und dehnt den Film radial auswärts. Das Dehnen des Films dient dazu, die Filmhaftung der Chips an der Kante der Chips zu reduzieren. Nach der Dehnungsoperation wird der Amboß verwendet, um weiter die Chips von dem Film zu trennen. Der Amboß enthält eine Nadel oder ein Nadelbündel, die oder das aufwärts weiterbewegt wird, um den Film unterhalb des ausgewählten Chips zu berühren, den Film zu durchstechen und den Chip aufwärts zu drücken.
Ferner wird ein Arm, der eine mit einem Vakuum ausgerüstete Sonde aufweist, unter der Steuerung des Computers und der Mustererkennungssoftware über die obere Oberfläche des Chips positioniert. Der Arm senkt die Sonde in eine Berührung mit dem Chip, wobei der Vakuumdruck bewirkt, daß der Chip an der Sonde angebracht ist. Der Arm wird daraufhin gesteuert, um den Chip nach oben und von dem Film weg anzuheben, wobei derselbe diesen über einen Gitterträger transportiert, bei dem der Arm abgesenkt wird, um den Chip in einen Schlitz in dem Träger zu positionieren, wobei das Vakuum abgeschaltet wird, so daß der Chip in den Träger plaziert wird. Typischerweise wird die Be- und Entladestation eine zweite Kamera, die positioniert ist, um ein Bild des Gitterträgers zu erhalten, und eine Computersteuerung, um sicherzustellen, daß die Chips in den geeigneten Behältnissen in dem Gitterträger plaziert sind, aufweisen. Der Chip kann daraufhin für eine weitere Verarbeitung der nächsten Station zugeführt werden.
Die US-A-4,138,304 offenbart ein Verfahren zum Unterteilen eines Halbleiterwafers des allgemeinen, vorher beschriebenen Typs, das ein haftungsmäßiges Anbringen einer Überzugsschicht auf der Rückseite des Wafers und auf einer Membrane, ein komplettes Durchsägen des Wafers entlang der Straßen desselben und teilweise durch die Membrane, um die einzelnen Pellets oder Chips voneinander zu trennen, und ein Entfernen der Chips von dem Überzug und der Membran aufweist.
Die JP-A-1,179,340 offenbart ein Verfahren, bei dem die Rückseite des Wafers auf ein Blatt geklebt wird, nachdem in das Blatt kleine Löcher entsprechend den Positionen der einzelnen Halbleiter-Pellets oder -Chips eingebracht wurden, der Wafer in einzelne Pellets gebrochen wird, das Verklebeblatt gedehnt wird und die einzelnen Pellets entfernt werden, indem dieselben von dem Blatt und aufwärts zu einem Saugring hin gedrückt werden, indem ein nadelförmiger Körper verwendet wird, der die Rückseite eines Pellets durch das zugeordnete Loch in dem Blatt drückt. Die Löcher sollen vermeiden, daß das Haftmittel auf dem Blatt während eines Entfernens an dem Pellet haftet.
Die JP-A-55-53437 offenbart ein Verfahren, das ein Befestigen des Wafers auf einem Substrat mit seiner Schaltungsseite nach unten gewandt, ein Ritzen der Rückseite des Wafers ent lang der erforderlichen Straßen und ein Ausüben von Druck auf den Wafer, um denselben in die einzelnen Elemente oder Chips zu brechen, aufweist.
Die US-A-5,345,824, 5,314,572 und 5,326,726, die an uns übertragen sind, beziehen sich auf einen monolithischen Beschleunigungsmesser-Mikrochip. Der Mikrochip weist sowohl eine aufgehängte Mikrostruktur zum Erfassen von Beschleunigungskräften als auch eine integrierte Schaltung zum Auflösen des Signals von dem Sensor in ein verwendbares Ausgangssignal auf. Der Sensor stellt einen Kondensator mit einer veränderlichen Kapazität dar, wobei sich die Kapazität desselben ansprechend auf eine Beschleunigung ändert, wie es nachfolgend erklärt wird. Ein Knoten des Kondensators weist eine Polysiliziumbrücke auf, die über dem Substrat auf einer Reihe von Stangen aufgehängt ist. Die Polysiliziumbrücke weist einen aufgehängten longitudinalen Balken auf, der eine Mehrzahl von Fingern (die nachfolgend als Balkenfinger bezeichnet werden) aufweist, die sich von demselben transversal erstrecken. Für jeden Balkenfinger existiert ein entsprechender stationärer Finger, der parallel und in unmittelbarer Nähe desselben positioniert ist. Die stationären Finger weisen den anderen Knoten des Kondensators auf. Die Brücke und alle Finger sind elektrisch leitfähig. Die Brücke, die die Balkenfinger umfaßt, ist auf eine unterschiedliche Spannung als die stationären Finger aufgeladen. Das Polysilizium ist elastisch, derart, daß die Brücke, die die Finger aufweist, sich unter einer Beschleunigungskraft derart neigt, daß sich der Abstand zwischen den Balkenfingern und den stationären Fingern, und daher die Kapazität des Sensors, ändern wird. Das Kapazitätssignal von dem Sensor wird dem Auflöseschaltungsaufbau auf dem gleichen Substrat zugeführt, der ein verwendbares Ausgangssignal, das den Betrag der Beschleunigungskraft anzeigt, erzeugt.
Wenn der monolithische Beschleunigungsmesserchip hergestellt ist, wird der Schaltungsaufbauabschnitt des Chips mit einer Passivierung überzogen, um denselben zu schützen. Die Mikrostruktur kann jedoch nicht passiviert werden, da sie in der Lage sein muß, sich frei zu bewegen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Mikrostruktur im wesentlichen in der Mitte des Mikrochips (d. h. des Chips) angeordnet. Aufgrund der Tatsache, daß die Mikrostruktur extrem kleine Abschnitte von Polysilizium aufweist, so daß dieselbe elastisch ist, und der Tatsache, daß dieselbe nicht mit einer Passivierung überzogen ist, ist die Mikrostruktur extrem zerbrechlich und es muß eine große Sorgfalt während einer Herstellung bis zu und einschließlich den Endverpackungsschritten aufgewendet werden, um die Mikrostruktur nicht zu beschädigen. Wenn ein Wafer, der einen Satz von monolithischen Beschleunigungsmesserchips aufweist, durch das Standard-Chip-Trennungsverfahren durchgeleitet wird, wie es oben beschrieben ist, würden die Mikrostrukturen zerstört werden. Die Wasserstrahlsprühungen, die in einem Sägeprozeß verwendet werden, würden die Mikrostruktur zerstören. Wenn manche Mikrostrukturen es schaffen würden, das Wassersprühen während der Sägeoperation zu überleben, würden dieselben während dem nachfolgenden Sprühen und Bürsten bei der Reinigungsoperation zerstört werden. Wenn manche Mikrostrukturen diese zwei Schritte überleben, würden dieselben ferner wahrscheinlich in der Be- und Entladestation durch den mit einem Vakuum ausgerüsteten Arm zerstört, der die Chips aufnimmt und dieselben in den Gitterträger plaziert.
Folglich besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen der einzelnen Chips von einem Wafer, der eine Mehrzahl von Chips aufweist, zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von einzelnen Chips von einem Wafer, der eine Mehrzahl von Chips aufweist, zu schaffen, die zerbrechliche Abschnitte der Chips nicht beschädigen.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren des allgemeinen Typs, das in der US-A-4,138,304 offenbart ist, zum Trennen von einzelnen Mikroschaltungschips von einem Wafer, der eine Mehrzahl von Chips aufweist, wobei die Chips und der Wafer auf einer ersten Seite derselben eine Baugruppe beinhalten, die zumindest eine erste Komponente aufweist, wobei der Wafer zumindest eine Straße aufweist, die die Chips voneinander trennt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Befestigen eines Films auf einer Seite des Wafers; Sägen des Wafers entlang der zumindest einen Straße, wobei zumindest einer der Chips von allen anderen Chips auf dem Wafer gelöst wird; und Entfernen des zumindest einen gelösten Chips von dem Film.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in Anspruch 1 definiert ist, ist der Film ein Schutzfilm, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Plazieren von Freiraumlöchern in dem Schutzfilm, wobei die Löcher eine Größe entsprechend der ersten Komponente aufweisen; Befestigen der ersten Seite des Wafers auf dem Schutzfilm, derart, daß die Löcher in dem Schutzfilm mit den ersten Komponenten ausgerichtet sind; und nachfolgendes Ausführen der Säge- und Entfernungsschritte.
Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Trennen eines Wafers in einzelne Chips, wie es in Anspruch 14 definiert ist.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der Wafer auf einem dünnen Kunststoff-Film gemäß dem Stand der Technik angebracht, mit der Ausnahme, daß, anstatt eines Befestigens der Rückseite des Wafers an dem Film, die obere Oberfläche, die die Baugruppe enthält, an dem Film befestigt ist. Wenn die Chips auf dem Wafer besonders zerbrechliche Komponenten aufweisen, wie beispielsweise eine aufgehängte Mikrostruktur, die beschädigt werden könnte, wenn dieselbe an dem Film haftungsmäßig angebracht wird, werden vor einem Befestigen Löcher mit einer Größe und einer relativen Position zueinander in den Film gestanzt, derart, daß sich die Löcher den Mikrostrukturen auf jedem Chip auf dem Wafer anpassen werden.
Der Film wird vor einer Einbringung des Wafers auf einen Filmrahmen gelegt und an demselben angebracht. Die Filmrahmenanordnung wird daraufhin in eine Lochstanzvorrichtung plaziert, die Löcher exakt in den Film stanzt, um den Mikrostrukturen auf dem Wafer zu entsprechen. Der Wafer wird daraufhin parallel und benachbart zu dem Film auf eine präzise Weise ausgerichtet, derart, daß die Mikrostrukturbereiche benachbart zu den Löchern sind. Der Film und der Wafer werden daraufhin in eine Berührung gebracht, derart, daß die Schaltungsseite des Wafers den Film berührt und an demselben haften wird. Die Mikrostrukturbereiche auf dem Wafer berühren nicht den Film, da dieselben benachbart zu den Löchern in dem Film sind.
Während der Lochstanzoperation wird ein zusätzlicher Satz von Löchern (die hierin als Ausrichtungslöcher bezeichnet werden) an Orten, die außerhalb der Außenbegrenzung des Wafers liegen werden, in den Film gestanzt, wenn der Wafer auf dem Film befestigt ist. Diese Löcher werden präzise plaziert und relativ zu den Mikrostrukturlöchern ausgerichtet, derart, daß die Position der Straßen auf dem Wafer relativ zu den Ausrichtungslöchern präzise bekannt sein wird, wenn der Wafer auf dem Film befestigt ist, obwohl die Straßen nicht sichtbar sein werden, da der Wafer nach unten gedreht auf dem Film befestigt sein wird. Folglich wird die Sägestationskamera zum Ausrichten des Sägeblatts mit den Straßen die Ausrichtungslöcher und nicht die tatsächlichen Straßen verwenden. Alternativ können anstelle der Ausrichtungslöcher Tintenpunkte oder andere Indikatoren auf den Film oder anderswo plaziert werden.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein anderer dünner Kunststoff-Film auf der Rückseite des ersten Kunststoff-Films haftungsmäßig angebracht, um das offene Ende der gestanzten Löcher abzudichten und den Mikrostrukturbereich zu dichten, um zu verhindern, daß Wasser und Staub denselben erreicht.
Nachdem die zweite Filmschicht auf der ersten Filmschicht haftungsmäßig angebracht ist, wird die Filmrahmenanordnung, die die zwei Filmschichten und den Wafer aufweist, auf eine Palette (oder eine Einspannvorrichtungsplatte) in einer Sägestation mit dem Wafer nach unten gedreht plaziert. Die Kamera auf der Sägestation beobachtet den Wafer, wobei eine Mustererkennungssoftware die Position der Ausrichtungslöcher bestimmt. Die Palette wird daraufhin bewegt, um eine Straße (deren Position relativ zu den Ausrichtungslöchern bekannt ist) mit dem Sägeblatt auszurichten. Eine normale Sägeoperation wird daraufhin durchgeführt, bei der alle Straßen in einer ersten orthogonalen Richtung gesägt werden, der Wafer wird um 90º gedreht und die Straßen werden daraufhin in der anderen orthogonalen Richtung gesägt. Die Wasserstrahlsprühung beeinflußt die Mikrostrukturen nicht, da dieselben innerhalb des Films gedichtet sind.
Die Filmrahmenanordnung wird daraufhin einer Be- und Entladestation zugeführt. Die Filmrahmenanordnung wird daraufhin in einen Schlitz in der Be- und Entladestation mit dem Wafer nach unten gedreht plaziert. Eine Nadelanordnung wird von unterhalb der Filmrahmenanordnung hochbewegt und drückt gegen den Film, wodurch die einzelnen Chips gehoben werden, wenn sich der Film biegt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine spezielle Nadelanordnung, die ein Bündel von Kugelpunktnadeln aufweist, verwendet. Um zu verhindern, daß eine Nadel den Film benachbart zu dem Mikrostrukturbereich berührt, der durch einen Druck von der Nadel beschädigt werden könnte, werden die Nadeln angeordnet, um den Mikrostrukturbereich (d. h. das Loch in dem Film) zu umgeben.
Ein Arm, der an seinem Ende und über dem Chip positioniert eine Vakuumsonde aufweist, wird über die obere Seite des Chips geschwungen, bringt durch ein Vakuum die Nicht-Schaltungs-Seite des Chips an (der an diesem Punkt nach oben gewandt ist) und entnimmt denselben von dem Film. Dieser Arm schwingt zu einem zweiten Arm über, der an seinem Ende und unterhalb des ersten Arms positioniert (und daher auch unterhalb des Chips) eine Vakuumsonde aufweist, und plaziert den Chip auf der Sonde auf dem zweiten Arm. Die zweite Sonde berührt den Chip und befestigt denselben durch ein Vakuum auf der Schaltungsseite, die nach unten gewandt ist. Um zu verhindern, daß die Mikrostruktur beschädigt wird, ist die Sonde auf diesem Arm speziell entworfen. Die Vakuumsonde auf diesem Arm weist einen ringförmigen Ring auf, der die Mikrostruktur umgeben wird, so daß das Vakuum die Mikrostruktur nicht beeinflussen wird. Der zweite Arm dreht sich um 180º um seine longitudinale Achse, so daß der Chip nun mit der Baugruppe nach oben gewandt orientiert ist. Der zweite Arm wird mit der Sonde über beispielsweise einen Gitterträger positioniert und gibt das Vakuum frei, derart, daß der Chip in den Gitterträger plaziert wird. Der Chip befindet sich nun in dem Gitterträger mit seiner Schaltungsseite nach oben gewandt.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1A eine Draufsicht der schaltungstragenden Oberfläche eines exemplarischen Wafers, der eine Mehrzahl von Chips aufweist.
Fig. 1B eine Draufsicht eines Abschnitts A des Wafers, der in Fig. 1A gezeigt ist.
Fig. 2 eine Draufsicht eines Filmrahmens.
Fig. 3 eine Draufsicht des Filmrahmens von Fig. 2, der eine erste Filmschicht trägt.
Fig. 4 eine Draufsicht des Filmrahmens der Fig. 2 und 3, der die erste Filmschicht trägt, nachdem dieselbe durch eine Lochstanzstation bearbeitet wurde.
Fig. 5 eine Draufsicht der Filmrahmenanordnung der Fig. 2, 3 und 4, bei der ein Wafer mit der Schaltungsseite dem Film zugewandt an demselben befestigt ist.
Fig. 6 eine Querschnittansicht eines ersten Abschnitts einer exemplarischen Be- und Entladestation, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Fig. 7 eine Seitenansicht eines zweiten Abschnitts der exemplarischen Be- und Entladestation, die in Fig. 6 gezeigt ist.
Fig. 8 eine Querschnittdraufsicht einer exemplarischen Vakuumsondenspitze zur Verwendung bei einer Be- und Entladestation, die die vorliegende Erfindung darstellt.
Fig. 9 eine Querschnittansicht eines dritten Abschnitts der exemplarischen Be- und Entladestation, die in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist.
Fig. 10 ein Blockdiagramm, das die Komponenten der Vorrichtung, die die vorliegende Erfindung darstellt, zeigt.
Das Verfahren und die Vorrichtung, die die vorliegende Erfindung darstellen, werden nun hinsichtlich eines Wafers, der monolithische Beschleunigungsmesserchips aufweist, wie es obig und in den obig identifizierten U.S.-Patenten, die an uns übertragen sind, beschrieben ist, beschrieben. Für Fachleute sollte es jedoch offensichtlich sein, wie das Verfahren und die Vorrichtungen, die hierin nachfolgend beschrieben sind, für eine Verwendung bezüglich eines Sägens anderer Chips modifiziert werden kann.
Fig. 2 stellt eine Draufsicht eines exemplarischen Filmrahmens zur Verwendung bei dem Verfahren und der Vorrichtung, die die vorliegende Erfindung darstellen, dar. Der Rahmen 16 ist ein dünner Rahmen, der beispielsweise aus einem Metall oder einem Kunststoff aufgebaut ist und eine allgemein kreisförmige Öffnung 18, die eine Außenbegrenzung 20 aufweist, definiert. Gemäß Fig. 3 wird an diesem Rahmen ein dünner Kunststoff-Film befestigt. Der Film wirkt den hierin beschriebenen Prozeß hindurch als ein Träger für den Wafer. Der Film 26 ist bevorzugt ein MylarTM-Film mit einer Dicke von annähernd 0,127 mm (5 mils). Bevorzugter ist der Film auf einer Seite mit einem Haftmittel überzogen, was bewirkt, daß der Film 26 an der Oberfläche 24 des Filmrahmens 16 und an einem Wafer haftet.
Bei zumindest einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Filmrahmen auf einer Palette in einer Filmträgerstation plaziert, die eine Filmrolle benachbart zu der Palette aufweist, derart, daß der Film von der Rolle auf den Filmrahmen abgerollt werden kann. Der Film wird von der Rolle abgerollt und flach auf die Oberfläche 24 des Filmrahmens 16 plaziert. Eine Reiberollnadel kann verwendet werden, um Druck auf den Film auszuüben und denselben zu zwingen, eine gute Berührung herzustellen und an der Filmrahmenoberfläche 24 zu haften. Ein Messer kann daraufhin verwendet werden, um um die Umfangsbegrenzung 22 des Filmrahmens 16 zu schneiden, um allen überschüssigen Film zu entfernen.
Die Filmrahmenanordnung wird daraufhin zu einer Lochstanzstation transportiert, bei der dieselbe auf eine Palette plaziert wird, die eine Öffnung aufweist, die im allgemeinen der Öffnung 18 in dem Filmrahmen entspricht. Die Stanzstation weist eine Stanzanordnung zum Stanzen von Löchern 28 in den Film auf (siehe Fig. 4). Die Stanzstation ist programmiert, um die Löcher 28 in einer programmierbaren vorbestimmten Muster oder Struktur, das oder die den relativen Positionen der Mikrostrukturen auf dem Wafer entspricht, in den Film zu stanzen. Die Stanzung ist ausgewählt, um Löcher mit einer Größe zu stanzen, die leicht größer als die Mikrostrukturen ist. Wenn der Wafer an der Filmrahmenanordnung angebracht ist, wird es entscheidend sein, den Wafer mit den Löchern derart auszurichten, daß die Löcher an die Mikrostrukturen anpaßt sind.
Ein zusätzlicher Satz von Ausrichtungslöchern 30a und 30b werden in den Film gestanzt, derart, daß dieselben jenseits der Außenbegrenzung des Wafers liegen, wenn der Wafer an dem Film befestigt ist. Ausrichtungslöcher 30a definieren eine erste Linie in einer ersten Richtung, während Ausrichtungslöcher 30b eine zweite Linie in einer zweiten Richtung definieren, die typischerweise orthogonal zu der ersten Richtung ist. Ausrichtungslöcher 30a und 30b werden relativ zu den Löchern 28 auf eine präzise Weise plaziert, so daß die Position der Linien, die durch dieselben definiert werden, relativ zu den Positionen der Straßen des Wafers präzise bekannt sein werden, wenn der Wafer an dem Film haftungsmäßig angebracht ist. Es ist nicht notwendig, daß sich die Löcher 30a und 30b auf der gleichen Linie mit einer gegebenen Straße des Wafers befinden. Es ist lediglich notwendig, daß die Position der Linien, die durch die Löcher 30a und 30b definiert werden, relativ zu den Positionen der Straßen auf dem Wafer bekannt sind. Beispielsweise kann in Fig. 4 erkannt werden, daß die Löcher 30a eine Linie definieren, die eine Linie der Löcher 28 halbiert. Folglich befinden sich die Löcher 30a nicht auf der gleichen Linie wie eine Straße, da eine Straße offensichtlich nicht durch die Mikrostrukturen gehen kann. Es ist jedoch bekannt, daß, wenn ein Wafer an dem Film derart haftungsmäßig angebracht ist, daß die Mikrostrukturen an die Löcher 28 angepaßt sind, eine Straße parallel zu der Linie, die durch die Löcher 30a definiert wird, existieren wird, jedoch um eine bekannte Strecke von dieser Linie versetzt, wobei alle der Straßen in der ersten orthogonalen Richtung parallel zu dieser Straße und voneinander durch eine andere bekannte Strecke versetzt sind.
Alternativ können anstatt der Ausrichtungslöcher Ausrichtungs-Tintenpunkte auf den Film plaziert werden. Es ist eine allgemeine Industriepraxis, während einer Überprüfung Tintenpunkte auf nicht-annehmbare Chips zu plazieren. Die Vorrichtung zum Plazieren der Tintenpunkte auf die nichtannehmbaren Chips kann leicht modifiziert werden, um Ausrichtungs-Tintenpunkte auf dem Film jenseits der Außenbegrenzung des Wafers zu plazieren. Beispielsweise werden bei einem Standardüberprüfungsprotokoll die Chips unter einem Mikroskop in einer halbautomatisierten Überprüfungsstation überprüft. Wenn der Bediener einen nichtannehmbaren Chip bemerkt, drückt er einen Knopf an der Station, die den Wafer auf einer geraden Linie zu einer Tintenpunktauftragevorrichtung überträgt, derart, daß der Chip, der sich unter dem Mikroskop befand, sich nun unter der Auftragevorrichtung befindet. Die Auftragevorrichtung plaziert daraufhin einen Tropfen Tinte auf den Chip und der Wafer wird zu seiner vorhergehenden Position unter dem Mikroskop zurück übertragen. Diese gleiche Überprüfungsstation kann angepaßt werden, um Ausrichtungs-Tintenpunkte auf den Film in einen Filmrahmen jenseits der Außenbegrenzung des Wafers zu plazieren. Beispielsweise könnte ein gestanzter Filmrahmen der vorliegenden Erfindung (d. h. derselbe weist die Mikrostruktur-Freiraumlöcher auf) in die Überprüfungsstation plaziert werden. Der Bediener würde daraufhin den Filmrahmen derart bewegen, daß ein Balkenfreiraumloch in der Nähe der äußeren Kante des Wafers unter dem Mikroskop positioniert wird. Die Übertragungsstrecke, über die der Wafer bewegt wird, wenn derselbe zu der Tintenauftragevorrichtung übertragen wird, kann derart geändert werden, daß, wenn der Bediener den Knopf zum Übertragen von dem Mikroskop zu der Tintenauftragevorrichtung drückt, der Wafer in einer geraden Linie über eine leicht unterschiedliche Strecke als diejenige bewegt wird, die während einer normalen Überprüfung verwendet werden würde, derart, daß die Tintenauftragevorrichtung einen Tintenpunkt nicht in dem Loch, das sich unter dem Mikroskop befand, fallen läßt, sondern an einem Ort auf dem Film, der eine spezifische Strecke von demselben versetzt ist. Diese spezifische Strecke würde selbstverständlich derart ausgewählt, daß der Tintenpunkt jenseits der Außenbegrenzung des Wafers plaziert wird. Der Bediener würde einfach eine Reihe von Mikrostruktur-Freiraumlöcher, die eine gerade Linie definieren, unter das Mikroskop plazieren, und den Knopf drücken, um Tintenpunkte, die eine gerade Linie definieren, jenseits der Außenbegrenzung des Wafers zu erzeugen.
An diesem Punkt wird die Filmrahmenanordnung zu der Filmträgerstation zurück gebracht und eine zweite Filmschicht, vorzugsweise ein Mylar-Film mit einer Dicke von 0,076 mm (3 mils), wird an der ersten Filmschicht haftungsmäßig angebracht. Die zweite Filmschicht weist keine Löcher auf und dichtet daher ein Ende der Löcher 28, 30a und 30b ab, die in die erste Filmschicht 26 gestanzt sind. Alternativ kann die zweite Filmschicht hinzugefügt werden, nachdem der Wafer an der Filmrahmenanordnung befestigt ist.
Der Wafer muß nun an der gegenüberliegenden Seite der ersten Filmschicht 26 (d. h. der Seite, an der die Löcher noch freiliegend sind) befestigt werden. Zuerst wird der Wafer auf eine Einspannvorrichtung in einer Präzisions-Ausrichtungs- Und-Befestigungsstation mit der Schaltungsseite nach oben gewandt plaziert. Ein Paar von Kameras, die über der Einspannvorrichtung positioniert sind, erhält Bilder von unterschiedlichen Bereichen des Wafers, der auf der Einspannvorrichtung plaziert ist. Die Bilder werden zu einem Paar von Videoschirmen übertragen (oder werden auf einem einzigen Monitor durch einen geteilten Schirm gezeigt). Ein Bediener überwacht die Videobilder und richtet den Wafer in der gewünschten Position aus. Beispielsweise kann der Videomonitor Kreuz-Haare aufweisen, die auf demselben dargestellt sind, die für Ausrichtungszwecke verwendet werden können. Die Filmrahmenanordnung wird daraufhin über der Einspannvorrichtung mit einer Oberfläche 24 des Filmrahmens nach unten gewandt eingebracht, derart, daß die Seite der ersten Filmschicht 26, bei der die Löcher noch freiliegend sind, nach unten zu der Schaltungsseite des Wafers hin gewandt ist. Wenn die Filmrahmenanordnung in die Vorrichtung eingebracht ist, erhalten die Kameras Bilder der Löcher in dem Film. Der Bediener überwacht daraufhin die neuen Bilder der Löcher in dem Film und richtet dieselben aus, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung hinsichtlich des Wafers aufzuweisen. Bei einem bevorzugteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Ausrichtungsstation computergesteuert und umfaßt eine Mustererkennungssoftware, derart, daß eine Ausrichtung der Löcher in dem Filmrahmen mit dem Wafer automatisch erreicht wird.
Bei der vorliegenden Erfindung kann eine Rollnadel nicht verwendet werden, um den Film an dem Wafer haftungsmäßig anzubringen, da die Tätigkeit einer Rollnadel die Ausrichtung stören könnte und, jedoch wesentlich wichtiger, da die Rollnadel die Mikrostruktur beschädigen könnte. Folglich ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Ausrichtungs- und Befestigungs-Station derart entworfen, daß dieselbe abgedichtet und evakuiert werden kann, um ein Vakuum zu bilden. Daraufhin kann die Einspannvorrichtung, die den Wafer enthält, in eine Berührung mit dem Film gebracht werden, derart, daß der Film und der Wafer aneinander haften. Noch mehr bevorzugt wird die Kammer nach der Evakuierung und der Berührung zwischen dem Film und dem Wafer auf einen atmosphärischen Druck wieder unter Druck gesetzt, wodurch eine Kompressionskraft zwischen dem Film und dem Wafer ausgeübt wird, um eine ausreichende Haftung zwischen der Schaltungsseite des Wafers und dem Film sicherzustellen.
Fig. 5 stellt die Filmrahmenanordnung dar, nachdem der Wafer 32 an dem Film 26 mit seiner Nicht-Schaltungsseite 33 von dem Film 26 weg gewandt haftungsmäßig angebracht wurde. Die Löcher 28 liegen unterhalb des Wafers und sind nicht zu sehen. Die Löcher 30a und 30b sind jedoch jenseits der Außenbegrenzung 35 des Wafers freiliegend. Die Filmrahmen anordnung, die den Wafer 32 umfaßt, wird nun auf eine Palette an einer Sägestation plaziert. Die Palette kann eine Vakuumeinspannvorrichtung sein, die im wesentlichen einen Tisch darstellt, der eine Einrichtung aufweist, bei der ein Vakuum angelegt wird, um den Wafer stationär auf den Tisch nach unten zu zwingen. Die Sägestation weist eine Kamera auf, die das Bild der Filmrahmenanordnung erhält und die Position der Löcher 30a oder 30b bestimmt. Die Sägestation ist mit einem Plan des Wafers programmiert, der die relative Position von jeder Straße relativ zu den Linien, die durch die Löcher 30a und 30b definiert werden, anzeigt. Die Palette und die Filmrahmenanordnung werden daraufhin durch die Säge weiterbewegt und lateral zu der Sägeblatt-Schnittrichtung so viele Male verschoben, wie es notwendig ist, um jede Straße in der ersten orthogonalen Richtung zu sägen. Die Palette wird daraufhin um 90º gedreht, erneut zu dem zweiten Satz von Ausrichtungslöchern ausgerichtet, wobei die Palette und die Filmrahmenanordnung in die Säge weiterbewegt werden und lateral erneut so viele Male verschoben werden, wie es notwendig ist, um durch alle der Straßen in der zweiten orthogonalen Richtung zu sägen. Wenn die Sägestation-Toleranzen hinsichtlich der Drehung um 90º und des linearen Abstands klein genug sind, kann es nicht einmal notwendig sein, den Wafer hinsichtlich dem zweiten Satz von Ausrichtungslöchern auszurichten.
Die Höhe des Sägeblatts ist ausgewählt, um den Wafer vollständig zu durchschneiden und die erste Filmschicht einzukerben, ohne dieselbe vollständig zu durchschneiden.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Sägeblatt eine Dicke von annähernd 0,033 mm (1,3 mils) mit einer Freilegung von 0,889 mm (35 mils) auf und dreht sich mit einer Rate von annähernd 30.000 rpm. Die erste Filmschicht weist eine Dicke von 0,127 mm (5 mils) auf, während die zweite Filmschicht eine Dicke von 0,076 mm (3 mils) aufweist. Die Sägeblatthöhe ist eingestellt, um annähernd 0,064 mm (2,5 mils) in die erste Filmschicht zu schneiden. Das Sägeblatt ist ein Karbid-Sägeblatt mit einer mit einer Diamantspitze versehenen Blattoberfläche.
Wie es bei dem Sägen von Wafern gebräuchlich ist, werden während des Sägeprozesses Strahlen von entionisiertem Wasser auf den Wafer gesprüht, um denselben kühl zu halten. Ein anderer Strahl von Wasser wird auf das Sägeblatt gesprüht, um dasselbe auch kühl zu halten. Wie es bei der Einleitung zu der vorliegenden Beschreibung angemerkt wurde, würden die Wasserstrahlen normalerweise eine freiliegende Mikrostruktur auf einem Wafer zerstören, sogar wenn das Wasser zu einem Tröpfeln verlangsamt ist. Bei der vorliegenden Erfindung, bei der der Wafer 32 mit seiner Schaltungsseite nach unten gewandt haftungsmäßig angebracht und mit dem Film 26 verbunden ist, sind die Mikrostrukturen zwischen der Rückseite des Wafers und dem Film derart gedichtet, daß das Wasser nicht in die Schaltungsseite des Wafers eindringen kann, um die Mikrostrukturen zu beschädigen. Folglich werden die Mikrostrukturen ebenso wie alle anderen Schaltungsaufbauten auf dem Wafer nicht durch das Wasser beeinflußt. Nach dem Sägevorgang durchläuft die Filmrahmenanordnung, die den Wafer umfaßt, einen normalen Reinigungsprozeß, der ein zusätzliches Sprühen mit entionisiertem Wasser und ein Bürsten zur Entfernung eines Siliziumschlamms umfaßt. Da der Wafer 32 mit seiner Schaltungsseite 31 in Berührung mit dem Film 26 an dem Film 26 haftungsmäßig angebracht ist, sind die Mikrostrukturen und alle anderen Schaltungsaufbauten von dem Wasser abgedichtet und werden dadurch nicht beeinflußt.
Die Filmrahmenanordnung wird nun zu einer Be- und Entladestation transportiert, die die einzelnen Chips von dem Film entfernen wird. Die Be- und Entladestation wird typischerweise die Chips entweder in einen Gitterträger oder auf einen weiteren Filmrahmen zur weiteren Verarbeitung plazieren.
Die Be- und Entladestation ist gleichartig zu einer standardmäßigen Be- und Entladestation, wobei dieselbe jedoch mehrere Schlüsselunterscheidungen aufweist. Zuerst muß die Be- und Entladestation die Chips herum drehen, bevor dieselben auf den Gitterträger plaziert werden, so daß die Schaltungsseite 31 nach oben gewandt ist. Ferner müssen Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, daß die Nadeln und die mit einem Vakuum ausgerüsteten Sonden die extrem zerbrechlichen Mikrostrukturen nicht beschädigen.
Fig. 6 stellt eine Querschnittansicht dar, die allgemein einen ersten Abschnitt einer exemplarischen Be- und Entladestation zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Be- und Entladestation weist einen ersten Schlitz 40 auf, in den die Filmrahmenanordnung plaziert wird. Eine Kamera 42 ist über dem Schlitz positioniert, so daß die Kamera das Bild des Wafers 32 und der einzelnen Chips 50, 52, 54, 56 usw. erhalten kann. (Man bemerke, daß die gesägten Straßen nun von der Rückseite des Wafers sichtbar sind, derart, daß die Position jedes einzelnen Chips direkt durch die Kamera bestimmt werden kann). Die Be- und Entladestation weist ferner einen ersten Arm 44 auf, der eine Vakuumsonde 46 zum Heben der einzelnen Chips von dem Film trägt.
Anstelle einer einzelnen Nadel zum Durchstechen des Films und zum Aufwärtsdrücken gegen die Chips, so daß der Chip von dem Film gelöst wird, wird ein speziell entworfenes Nadelbündel 48 verwendet. Da die Schaltungsaufbauseite 31 des Wafers 32 nach unten gewandt in Berührung mit dem Film ist, müssen extra Vorkehrungen hinsichtlich des Nadelbündels zum Heben des Chips getroffen werden, um die Mikrostruktur oder den Schaltungsaufbau nicht zu beschädigen. Eine einzelne Nadel, die in der Mitte des Chips nach oben gegen den Chip drückt, würde eine Kraft auf eine Mikrostruktur oder auf einen anderen Schaltungsaufbau ausüben und dieselbe oder denselben wahrscheinlich beschädigen. Folglich wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel anstatt einer Verwendung einer einzelnen Nadel ein Bündel 48 von vier Nadeln, die die Mikrostruktur umgeben werden, verwendet. Ferner sind die Enden der Nadeln anstatt punktförmig halbkreisförmig, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Mikrostruktur oder des Schaltungsaufbaus noch weiter zu reduzieren.
Das Nadelbündel 48 wird von unterhalb der Filmrahmenanordnung hochbewegt und drückt gegen den Film 26, wodurch der Chip 50 angehoben wird. Die Kugelpunktnadeln durchstechen vorzugsweise nicht den Film, sondern bewirken anstelle dessen, daß derselbe unter dem Druck der Nadeln in eine im allgemeinen parabolische Form deformiert wird, wodurch der Chip im wesentlichen von dem Film getrennt wird, der den Chip lediglich benachbart zu den Spitzen (Kugelpunkten) der Nadeln berührt. Der erste Arm 44 wird daraufhin über den angehobenen Chip geschwungen, senkt eine Beladevorrichtung, wie beispielsweise eine Vakuumsonde 46, in eine Berührung mit demselben und nimmt denselben von dem Film auf. Da dieser Arm die Nicht-Schaltungs-Seite 33 des Wafers 32 berührt, sind hinsichtlich der Vakuumsonde 46 keine besonderen Vorkehrungen notwendig. Der erste Arm 44 wird daraufhin herumgeschwungen, um einen zweiten Arm 58 zu treffen, der auch eine mit einem Vakuum ausgerüstete Sonde 60 trägt, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Die Sonde 60 wird über einen Gitterträger oder möglicherweise über einen zweiten Filmrahmen positioniert.
Da die Sonde des zweiten Arms die Schaltungsseite 31 des Chips 50 jedoch nicht berühren wird, müssen Vorkehrungen getroffen werden, um die Mikrostruktur, die in der Mitte des Chips positioniert ist, nicht zu beschädigen. Folglich ist die Vakuumsondenspitze gemäß Fig. 8 aufgebaut, um lediglich einen ringförmigen Vakuumring, der die Mikrostruktur umgibt, anzulegen. Gemäß Fig. 8 umgibt ein Ring 62 einen festen Kern 64. Das Vakuum wird lediglich in dem ringförmigen Hohlraum zwischen dem Ring 62 und dem Kern 64 angelegt. Der Kern 64 ist dimensioniert und geformt, um zumindest so groß wie die Mikrostruktur zu sein. Der zweite Arm 58 ist computergesteuert, derart, daß der Kern 64 der Mikrostruktur vollständig überlagert ist und dieselbe vor dem Vakuum schützt, wenn die Probe 60 den Chip 50 berührt. Bevorzugter ist die Spitze des Kerns 64 parabolisch (d. h. Tassen-förmig) oder versenkt, derart, daß lediglich der Rand 64a des Kerns 64 den Chip berührt, und dies jenseits der Außenbegrenzung der Mikrostruktur geschieht. Wenn die Sonde 60 den Chip 50 berührt, wird das Vakuum an der ersten Sonde 46 angeschaltet, so daß der erste Arm 44 den Chip freigibt und der zweite Arm 58 denselben aufnimmt.
Der zweite Arm wird um 180º um seine longitudinale Achse 72 gedreht, so daß die Sonde abwärts zeigt und der Chip nun seine Schaltungsseite 31 nach oben gewandt aufweist, wobei derselbe über beispielsweise einen Gitterträger 70 gemäß Fig. 9 positioniert wird. Eine zweite Kamera 68 über dem Gitterträger 70 überwacht unter einer Computersteuerung die Position des Chips 50 relativ zu dem Gitterträger 70, wobei die Palette, auf der der Gitterträger positioniert ist, gesteuert wird, so daß ein unbesetzter Schlitz in dem Träger direkt unterhalb des Chips 50 plaziert wird. Das Vakuum wird daraufhin abgeschaltet und der Chip 50 wird mit seiner Schaltungsseite 31 nach oben gewandt in den Gitterträger 70 plaziert.
Fachleute werden erkennen, daß die einzelnen Chips auf einem Wafer vor dem hierin obig beschriebenen Prozeß typischerweise getestet werden. Allgemein werden diejenigen einzelnen Chips, die nicht ordnungsgemäß arbeiten, mit einem Tintenpunkt markiert, um anzuzeigen, daß dieselben nichtarbeitende Teile sind und ausgeschieden werden sollten. Ferner ist die Be- und Entladestation programmiert, um die Punkte zu erkennen und Chips, die Punkte tragen, nicht aufzunehmen. Bei der vorliegenden Erfindung sind jedoch Tintenpunkte, die auf der Schaltungsseite des Chips plaziert sind, durch die Kamera der Be- und Entladestation nicht überwachbar, da der Wafer auf dem Film nach unten gedreht plaziert ist. Folglich wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel während des Testprozesses ein Waferplan erzeugt, der anzeigt, welche einzelnen Chips auf dem Wafer annehmbare Teile darstellen und welche nicht. Dieser Plan wird in einen Digitalspeicher der Be- und Entladestation geladen, die diesen Plan verwenden kann, um zu bestimmen, welche einzelnen Chips dieselbe aufnehmen muß und welche dieselbe auf dem Film zum Ausscheiden lassen kann. Der Plan, der durch die Chip-Testvorrichtung erzeugt wird, muß elektronisch invertiert werden, bevor derselbe bei der Be- und Entladestation verwendet wird, da der Wafer in der Be- und Entladestation nach unten gedreht ist, wodurch sich jeder einzelne Chip in der entgegengesetzten Position zu derjenigen befindet, auf der er sich befand, als sich der Wafer in der Position mit der richtigen Seite nach oben in der Chip-Testvorrichtung befand.
Fig. 10 stellt ein Blockdiagramm dar, das die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung zum Ausführen der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Vorrichtung weist eine Filmträgerstation 74, eine Lochstanzstation 76, eine Ausrichtungs- und Befestigungsstation 78, eine Sägestation 80, eine Reinigungsstation 82 und eine Be- und Entladestation 84 auf. Fig. 10 zeigt alle Stationen unter der Steuerung einer einzigen Computersteuerung 86. Jede einzelne Vorrichtung kann natürlich seinen eigenen Mikroprozessor aufweisen, wobei nicht alle Stationen mit einer einzelnen Computersteuerung verbunden sein müssen. Wie es ferner in Fig. 10 dargestellt ist, ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Einrichtung vorgesehen, um einen Waferplan, der durch eine Chip-Testvorrichtung 88 erzeugt wird, für eine Verwendung bei der Be- und Entladestation 84 zu der Computersteuerung 86 zu übertragen, um zu bestimmen, welche Chips aufgenommen werden sollten und welche Chips nicht aufgenommen werden sollten. Es ist ferner natürlich möglich, daß der Filmträger auch automatisiert sein kann, wodurch derselbe daher gekoppelt ist, um Befehle von dem Computer zu empfangen und/oder Informationen zu dem Computer zu liefern.
Nachdem nun einige spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, werden Fachleute ohne weiteres verschiedene Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen erkennen. Beispielsweise könnten die Vakuumsonden durch mechanische Greifer ersetzt werden, die die Seitenkanten des Chips greifen. Diese Struktur könnte bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden, das lediglich einen einzelnen Arm und Greifer aufweist. Derartige Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen, die durch diese Offenbarung offensichtlich gemacht wurden, sind als ein Teil dieser Beschreibung, obwohl nicht ausdrücklich hierin angeführt, beabsichtigt und sind beabsichtigt, in dem Schutzumfang der Erfindung gemäß den folgenden Ansprüchen zu liegen.

Claims

1. Ein Verfahren zum Trennen eines einzelnen Mikroschaltungschips (14, 50, 52 usw.) von einem Wafer (10, 32), der eine Mehrzahl von Chips aufweist, wobei die Chips und der Wafer auf einer ersten Seite (15, 31) derselben eine Baugruppe beinhalten, die zumindest eine erste Komponente umfaßt, wobei der Wafer zumindest eine Straße (12) aufweißt, die die Chips (14, 50, 52 usw.) voneinander trennt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

(1) Anbringen einer Seite des Wafers (10, 32) an einer ersten Seite eines Films;

(2) Sägen des Wafers entlang der zumindest einen Straße (12), wobei zumindest einer der Chips (50) von allen anderen Chips (14, 52, 54 usw.) auf dem Wafer gelöst wird; und

(3) Entfernen des zumindest einen gelösten Chips (50) von dem Film (26), dadurch gekennzeichnet, daß der Film (26) ein Schutzfilm ist, und daß vor dem Schritt (1) das Verfahren folgenden Schritt aufweist:

(4) Plazieren von Freiraumlöchern (28) in dem Schutzfilm (26), wobei die Löcher eine Größe entsprechend der ersten Komponente besitzen; wobei

der Schritt (1) ein derarteiges Anbringen der ersten Seite (15, 31) des Wafers (10, 32) an der ersten Seite des Schutzfilms (26) aufweist, daß die Löcher (28) in dem Schutzfilm (26) mit den ersten Komponenten ausgerichtet sind.

2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt (1) folgende Schritte aufweist:

(1.1) Plazieren des Films (26) und des Wafers (10, 32) in einer Vakuumkammer (78);

(1.2) Evakuieren der Kammer;

(1.3) Bewirken, daß die erste Seite (15, 31) des Wafers die erste Seite des Films, der auf der ersten Seite ein Haftmittel trägt, berührt; und

(1.4) Wieder-Unterdrucksetzen der Kammer.

3. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, das ferner folgende Schritte aufweist:

Befestigen eines zweiten Films vor dem Schritt (2) an einer zweiten Seite des Schutzfilms (26), wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüberliegt.

4. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem der Schritt (3) folgende Schritte aufweist:

(3.1) Ausüben eines Drucks durch den Schutzfilm (26) auf den zumindest einen gelösten Chip (50) um zu bewirken, daß der Schutzfilm sich deformiert, wodurch der Chip von einer Ebene, die durch den Wafer (10, 32) definiert ist, weg angehoben wird, und zumindest ein Abschnitt des Chips den Kontakt mit dem Film verliert; und

(3.2) Aunehmen des Chips mit einem ersten Aufnahmewerkzeug (46) auf einer zweiten Seite (33) desselben, wobei die zweite Seite (33) der ersten Seite (15, 31) gegenüber liegt, und Wegheben des Chips von dem Film.

5. Ein Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem der Schritt (3.1) ein Ausüben eines Drucks mittels eines Bündels von stumpfen Nadeln (48) aufweist, die den Schutzfilm (26) unter dem Chip (50) berühren, ohne den Film zu durchstechen.

6. Ein Verfahren gemäß Anspruch 5, mit ferner folgenden Schritten:

(5) Positionieren eines zweiten Aufnahmewerkzeugs (60), das eine ringförmige Vakuumeinspannvorrichtung besitzt, benachbart zu der ersten Seite des Chips, wobei die ringförmige Einspannvorrichtung geformt und dimensioniert ist, um einen zentralen Abschnitt (64) entsprechend einer Form und Größe der ersten Komponente, in dem kein Vakuum angelegt wird, sowie einen ringförmigen Abschnitt (62) zu besitzen, der den zentralen Abschnitt umgibt und in dem ein Vakuum angelegt wird; und

(6) Bewirken, daß die runde Vakuumeinspannvorrichtung die erste Seite des Chips derart berührt, daß der zentrale Abschnitt (64) der ringförmigen Vakuumeinspannvorrichtung in einem Bereich, der nicht durch die erste Komponente besetzt ist, an den Chip angelegt wird.

7. Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem der Schritt (5) ein Positionieren eines zweiten Aufnahmewerkzeugs (60) aufweist, das eine ringförmige Vakuumeinspannvorrichtung besitzt, wobei der zentrale Abschnitt (64) derselben eine parabolische Form besitzt.

8. Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgendem Schritt:

Plazieren von zumindest einem Indikator (30) vor dem Schritt (2) auf dem Schutzfilm (26), der den Ort der zumindest einen Straße (12) anzeigt, wenn der Wafer (10, 32) auf dem Schutzfilm (26) angebracht ist.

9. Ein Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem der Indikator (30) zumindest zwei Ausrichtungslöcher aufweist, die in dem Film (26) außerhalb einer Außenbegrenzung (35) des Wafers positioniert sind, wenn der Wafer an dem Schutzfilm angebracht ist, wobei die Löcher eine Linie definieren.

10. Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem der Indikator zumindest einen ersten und einen zweiten Satz von Ausrichtungslöchern (30a, 30b) aufweist, die außerhalb der Außenbegrenzung (35) des Wafers positioniert sind, wenn der Wafer an dem Schutzfilm befestigt ist, wobei der erste und der zweite Satz von Ausrichtungslöchern eine erste bzw. eine zweite Linie, die senkrecht zueinander sind, definieren.

11. Ein Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem der Indikator zumindest zwei Tintentropfen aufweist, die auf dem Film (26) außerhalb einer Außenbegrenzung (35) des Wafers (10, 32) positioniert sind, wenn der Wafer an dem Schutzfilm angebracht ist.

12. Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit ferner folgenden Schritten:

präzises Positionieren des Wafers (10, 32) auf dem Film (26) relativ zu den Freiraumlöchern (28), derart, daß die ersten Komponenten mit den Freiraumlöchern positionsmäßig übereinstimmen.

13. Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit ferner folgenden Schritten:

Erstellen eines Plans des ersten Wafers, der anzeigt, welche Chips (14) auf dem Wafer (10, 32) annehmbar sind; und

Entfernen lediglich der annehmbaren Chips von dem Wafer.

14. Eine Vorrichtung zum Trennen eines Wafers (10, 32) in einzelne Chips (14, 50, 52 usw.), wobei der Wafer eine Mehrzahl von Chips, die eine Baugruppe auf einer ersten Seite (15, 31) des Wafers tragen, wobei die Chips zumindest eine erste Schaltungskomponente aufweisen, sowie eine Mehrzahl von Straßen (12) zwischen den Chips aufweist, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

eine Filmrahmenanordnung, die einen Filmrahmen (16) aufweist, auf dem eine erste Schicht eines Films (26) befestigt ist;

eine Lochstanzstation zum Stanzen von Löchern (28) in die erste Schicht des Films (26);

eine Befestigungsstation (78) zum Befestigen des Wafers an dem Film, wobei die erste Seite des Wafers auf einer ersten Seite des Films befestigt ist und die Löcher mit den ersten Schaltungskomponenten ausgerichtet sind;

eine Sägestation (80) zum Sägen des Wafers entlang der Straßen (12), um die Chips voneinander zu lösen; und

eine Be- und Entladestation (84) zum Entfernen des gelösten Chips von dem Film.

15. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 14, die ferner eine Filmträgerstation (74) zum Befestigen einer zweiten Filmschicht auf einer zweiten Seite der ersten Filmschicht aufweist.

16. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 15, bei der die Be- und Entladestation (84) folgende Merkmale aufweist:

ein Bündel von stumpfen Nadeln (48) zum Ausüben einer Kraft auf die zweite Filmschicht, die durch die Filmschichten auf den Wafer übertragen wird, ohne den Film zu durchstechen, wobei die Kraft die Filmschichten deformiert, wodurch bewirkt wird, daß ein Chip (50) gehoben und teilweise von dem Film getrennt wird;

eine Vakuumsonde (46) zum Aufnehmen des Chips auf einer zweiten Seite (33) des Chips, die der ersten Seite (31) gegenüberliegt und zum Entfernen desselben von dem Schutzfilm; und

eine Einrichtung (60) zum Umdrehen des Chips, derart, daß die erste Seite des Chips umgekehrt ist und zum Transportieren des Chips zu einem festgelegten Ort.

17. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 16, bei der das Nadelbündel (48) Nadeln aufweist, die Kugelpunkte besitzen, und bei der die Nadeln derart angeordnet und positioniert sind, daß dieselben die zweite Filmschicht, die benachbart zu der ersten Komponente des Chips ist, nicht berühren.

18. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 16 oder 17, bei der die Einrichtung (60) zum Umdrehen der Chips eine zweite Vakuumsonde aufweist, die einen zentralen Abschnitt (64) und einen ringförmigen Abschnitt (62), der den zentralen Abschnitt umgibt, besitzt, wobei der zentrale Abschnitt eine Form und Größe definiert, innerhalb derer kein Vakuum angelegt wird, wobei die Form und die Größe der ersten Komponente des Chips entsprechen, und wobei der ringförmige Abschnitt (62) den zentralen Abschnitt (64) umgibt und einen Bereich (66) definiert, in dem ein Vakuum angelegt wird.

19. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 18, bei der der zentrale Abschnitt (64) parabolisch ist, damit die erste Schaltungskomponente des Chips nicht berührt wird.