DE2061135B2 - Präzisionssägevorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Präzisionssägevorrichtung, insbesondere für die Bearbeitung von Halbleiterund ähnlichen Bauelementen, wie z. B. die Herstellung von Halbleiterplättchen (Chips) aus Halbleiterplatten (Wafer).

Der wirtschaftlichen Herstellung von kleinsten Bauelementeteilen, insbesondere für die Zwecke der Datenverarbeitung, kommt eine ständig wachsende Bedeutung zu. Denn bei der Herstellung integrierter Schaltungen werden außerordentlich große Stückzahlen kleinster Elemente benötigt deren Abmessungen im Bereich von 0,1 mm und darunter liegen. Außerdem geht die Entwicklung dahin, diese Elemente noch kleiner zu gestalten, um auf einer gegebenen Fläche eine höhere Zahl von Elementen unterbringen zu können und damit die Kapazität der einzelnen Schaltungseinheiten gegebener Größe zu erhöhen.

Zur Herstellung der Einzelelemente wird eine als Wafer bezeichnete Halbleiterplatte in einzelne Würfel aufgesägt. Dazu verwendet man bisher im Prinzip konventionell aufgebaute Sägevorrichtungen, bei denen das Sägeelement, z. B. ein Sägeblatt oder ein Sägedraht, unter Zugspannung in einem Rahmen eingespannt ist. Um eine größere Anzahl Schnitte gleichzeitig ausführen zu können, hat man auch eine entsprechende Anzahl Sägeelemente zum Sägen der Würfel als Paket lamellenartig eingespannt. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der USA.-Patentschrift 32 63 670 beschrieben.

Eine ähnliche Anordnung einer zugspannungsfreien, lamellenartigen Einspannung von Sägeblättern auf einer Welle mit zwischengeklemmten Distanzscheiben ist in der DL-OS 14 27 726 gezeigt

Die bei einer solchen Einspannung auf die einzelnen Sägeelemente ausgeübte Zugkraft erfordert aber einen bestimmten Mindestquerschnitt wobei in der Praxis die Mindestdicke der Sägeblätter bei etwa 0,1 mm liegt Versuche, die Dicke der Sägeelemente noch weiter j:u verringern, haben ergeben, daß solche Sägeelemente infolge der hohen Beanspruchung zu Bruch gehen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung der Sägeelemente ist, daß beim Einspannen des Pakets nicht alle Sägeelemente unter der gleichen Spannung stehen, so daß die Sägeschnitte unterschiedliche Qualität aufweisen, insbesondere die Ausbildung der Chipkanten uneinheitlich ist und deshalb die Gefahr besteht, daß einzelne Chips oder ganze Reihen unbrauchbar sind.

Man kann natürlich zwischen den aktiven Halbleiterflächen und den Schnittkanten der einzelnen Chips entsprechende Abstände vorsehen, doch beeinträchtigt das unvermeidlich die Ausnutzung der Waferfläche und erhöht daher die Herstellkosten.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Sägevorrichtung ist darin zu sehen, daß bei der Beschädigung oder beim Bruch eines Sägeelementes innerhalb des gesamten Pakets keine Möglichkeit besteht ein neues Sägeblattpaket mit gleicher Ausrichtung einzuspannen und den Bearbeitungsvorgang zu vollenden. Denn der Bruch eines einzelnen Elementes wirkt sich unvermeidbar auf die Anordnung aller andern Sägeblätter aus, so daß das gerade bearbeitete Werkstück weggeworfen werden muß.

Die Erfindung geht somit davon aus, daß mit den bekannten Sägevorrichtungen einwandfreie Sägeschnitte in Halbleiterscheiben von weniger als 0,1 mm nicht erreichbar sind und daher eine Steigerung in der Ausnutzung der Waferflächen nicht möglich ist, sowie daß die Ausschußrate, sei es durch beschädigte Chipkanten, sei es durch beschädigte oder gebrochene Sägeelemente, bei Verwendung der bekannten Sägevorrichtungen unbefriedigend ist Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sägevorrichtung zu schaffen, mit der wesentlich geringere Sägeschnittbreiten herstellbar sind und die Gefahr der Beschädigung der Schnittkanten und damit die Ausschußrate erheblich verringert, wenn nicht ganz ausgeschaltet wird. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst worden. Mit der Sägevorrichtung nach der Erfindung können aus einer gegebenen Halbleitei'platte mehr Chips hergestellt werden, da die Verlustfläche maßgeblich verringert ist Weiterhin ist die Gefahr der Beschädigung der Kanten beim Schneiden der Chipwürfel verringert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Sägevorrichtung ist, daß bei abgenutzten Sägeelementen das Einsetzen neuer Sägeelemente in die Halterung ohne weiteres möglich ist, wobei abgenutzte Sägeblätter nach ihrer Aufarbeitung wiederholt benutzt werden können, während bei den bekannten paketierten Sägeelementen eine wiederholte Verwendung nicht möglich ist

Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Sägevorrichtung verursacht somit an sich schon erheblich verringerte Betriebskosten, und darüber hinaus können mit ihr Schnittspalten erzielt werden, die bisher als nicht erreichbar angesehen wurden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. IA eine schaubildliche Ansicht einer Anzahl in einem genuteten Halter zugspannungsfrei eingesetzter Sägeblätter,

F i g. 1B eine Vorderansicht der Anordnung gemäß Fig. IA.

In Fig. IA ist ein Halter 1 mit einer Anzahl Nuten 2 dargestellt, in denen je ein Sägeblatt 3 eingesetzt ist Der Halter 1 besteht aus einem leicht genau maßhaltig zu

bearbeitenden und besonders maßhaltigen Werkstoff, wie z. B. pyrolytischem Graphit. Die Sägeblätter 3 sind vorzugsweise aus Federstahl hergestellt, und ihre Dickenabmessung entspricht genau der Breite der Nuten 2. Bei der Auswahl des Werkstoffes für die Sägeblätter 3 kommt es insbesondere auch auf eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen die Schleif- und Schmirgelwirkung des entstehenden Schleifpulvers bzw. -Schlammes an. Die Dicke der Sägeblätter 3 wird den Erfordernissen entsprechend gewählt und liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 0,05 und 0,5 mm.

Zur maßgenauen Herstellung der Nuten 2 im Halter 1 wird in Verbindung mit dem formbeständigen und porösen Material das günstigste Ergebnis durch Verwendung rotierender Sägewerkzeuge erzielt, wobei die Anforderungen an die Einstellgenauigkeit eine Toleranz von nicht mehr als etwa 7μ zulassen.

Wie F i g. 1B zeigt, befinden sich in den Sägeblättern 3 eine Anzahl rechteckiger Einschitte 4, die sowohl zur Verteilung des Schleifpulvers als auch zur Entfernung von Teilchen aus den zu schneidenden Nuten dienen. Die Größe der Einschnitte 4 wird entsprechend der Dicke der Sägeblätter 3 gewählt

Wie bereits erwähnt stimmt die Dicke der Sägeblätter 3 mit der Breite der Nuten 2 überein, so daß ein genauer Paßsitz erreicht wird. Die Nuten 2 werden mit hoher Präzision hergestellt, so daß die vom Herstellprozeß der Sägeblätter 3 möglicherweise noch vorhandenen Unregelmäßigkeiten durch die Zwangsführung der Sägeblätter 3 in den Nuten 2 ausgeglichen werden und eine exakte Ausrichtung erfolgt. Daher ist eine Nachbearbeitung der Sägeblätter 3 vor dem Einsetzen in die Nuten 2, bei der eine gewisse Gefahr für die Beschädigung der Kanten besteht, nicht erforderlich. Weiterhin sind die Nuten 2 ziemlich tief ausgebildet, wodurch die Ausrichtwirkung auf die Sägeblätter 3 noch verbessert wird. Der aus dem Halter 1 herausragende Teil der Sägeblätter 3 verhält sich zu der Tiefe der Nuten 2 vorzugsweise etwa wie 1 :4.

Zur Verbesserung der Haftwirkung zwischen den Nuten 2 und den eingelegten Sägeblättern 3 kann außerdem ein Bindemittel, wie z. B. Glykolphthalate verwendet werden, das man vorher auf die Oberflächen der Nuten 2 aufträgt Infolge der ausgeprägten Porosität des Werkstoffes des Halters 1 dringt dieses Bindemittel in die Poren ein und benötigt keinen Raum zwischen den Sägeblättern 3 und der Nutoberfläche. Mit dem Abkühlen des Bindemittels entsteht eine feste Verbindung.

Sollen die Sägeblätter 3 infolge ihrer Abnutzung ausgewechselt werden, so wird der Halter 1 so weit erwärmt, daß das Bindemittel flüssig wird und die Verbindung zwischen den Sägeblättern 3 und dem Halter 1 gelöst wird. Anschließend wird ein neuer Satz Sägeblätter 3 eingesetzt, und mit erneuter Abkühlung beginnt die Klebewirkung des Bindemittels.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Präzisionssägevorrichtung, insbesondere für die Bearbeitung von Halbleiter- und ähnlichen Bauelementen, dadurch gekennzeichnet, daßdas Sägeblatt (3) starr, jedoch zugspannungsfrei in eine Nut (2) eines Halters (1) eingesetzt und mittels eines Bindemittels befestigt ist

2. Präzisionssägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (1) aus to einem besonders formbeständigen und porösen Werkstoff besteht

3. Präzisionssägevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Halter (1) aus pyrolytischem Graphit besteht

4. Präzisionssägevorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß zur Befestigung des Sägeblattes (3) ein thermoplastisches Bindemittel verwendet wird.

5. Präzisionssägevorrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet daß Glykolphthaiat als Bindemittel verwendet wird.

6. Präzisionssägevorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet daß mehrere Sägeblätter (3) in einem gemeinsamen Halter (1) parallel angeordnet sind.