Beschreibung

Vorrichtung zum Brechen von Halbleiterscheiben oder ähnlichen Substraten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Brechen von Halbleiterscheiben bzw. Wafern sowie Keramik- und Glasscheiben oder ähnlichen Substraten nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Als Wafer (engl. "Scheibe") wird in der Halbleiterindustrie und Mikroelektronik eine kreisrunde, wenige 100 μm dicke Scheibe bezeichnet, auf der elektronische Bauelemente, vor allem integrierte Schaltkreise (IC, "Chip") oder mikromechanische Bauelemente durch verschiedene technische Verfahren hergestellt werden.

Diese Scheibe besteht in den meisten Fällen aus monokristallinem Silizium, es werden aber auch andere Materialien wie Siliziumcarbid, Gallium-Arsenid und Indium-Phosphid verwendet. In der Mikrosystemtechnik werden auch Glaswa- fer mit einer Dicke im 1-mm-Bereich verwendet.

Die Scheiben werden in verschiedenen Durchmessern gefertigt. Die zur Zeit hauptsächlich verwendeten Waferdurchmesser unterscheiden sich je nach Halbleiterwerkstoff und vorgesehenem Verwendungszweck und liegen für Silizium z. B. bei 150 mm, 200 mm, 300 mm und künftig auch bei 450 mm, für Gallium-Arsenid bei 2 Zoll, 3 Zoll, 100 mm, 125 mm oder 150 mm. Je größer der Wafer, desto mehr integrierte Schaltkreise, auch Chips genannt, können darauf untergebracht werden. Da bei größeren Wafern der geometrische Verschnitt kleiner wird, können die integrierten Schaltkreise kostengünstiger produziert werden.

Für die meisten Anwendungen müssen die Oberflächen der Wafer optisch spiegelnd poliert sein. Hinsichtlich der Ebenheit der Wafer, der Perfektion der Politur und der Reinheit der Oberfläche gelten extreme Forderungen. So sind beispielsweise nur Unebenheiten von wenigen nm über die gesamte Waferflä- che zulässig.

Da für die Verarbeitung der Wafer die exakte Position in der bearbeitenden Maschine wichtig ist, werden die Wafer mit sogenannten Fiats gekennzeichnet. Dabei wird mit Hilfe eines primären und eventuell einem sekundären Fiat angezeigt, welche Winkelorientierung vorliegt und welche Kristallorientierung die Oberfläche hat. In neuerer Zeit werden an Stelle der Fiats Kerben, so genannte Notches, eingesetzt. Sie bieten den Vorteil der besseren Positionierung und verursachen vor allem weniger Verschnitt.

Um die einzelnen Schaltkreise voneinander zu trennen, werden die Halbleiterscheiben mit Hilfe bereits bekannter Verfahren und Vorrichtungen zunächst in einzelnen Streifen unterteilt. Dabei werden die jeweiligen Trennlinien vorab mittels eines Diamantstichels an der Oberseite der Halbleiterscheibe durch eingeritzte Kerben entsprechend markiert. Bei der beispielsweise aus der aus EP 0 740 598 B1 bekannten Vorrichtung drückt anschließend ein Impulsstab an der insoweit vorbereiteten Sollbruchlinie von der Unterseite gegen die Halbleiter- Scheibe, deren Oberseite sich an einem Amboss abstützt. Da bei der bekannten Vorrichtung Impulsstab und Amboss direkt übereinander angeordnet sind, muss der seitens des Impulsstabes ausgeübte Druck einerseits ausreichend groß sein, um gegen den Druck des Ambosses einen kontrollierten Trennvorgang auszulösen. Andererseits darf der Druck nicht zu gering sein, weil sonst die Gefahr besteht, dass keine ausreichende und vollständige Trennung erreicht werden kann. Es bedarf deshalb einer hohen Präzision hinsichtlich des Anpressdruckes, um eine möglichst geringe Trennfehlerquote zu gewährleisten.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass eine einfachere und

sicherere Trennung bei gleichzeitig möglichst geringer Fehlerquote erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkma- len des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung anstelle nur eines einzigen Gegenhalters zwei Gegenhalter aufweist, die sich jeweils neben der Sollbruchstelle abstützen, so dass im Bereich der Trennstelle mittels des Brechkeils nur ein relativ geringer Druck aufgebaut werden muss, um eine sichere Trennung zu gewährleisten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeich- nungen näher beschrieben.

Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur Aufteilung einer Halbleiterscheibe in einzelne Teilbereiche. Zur lösbaren Befestigung der kreisförmige Halbleiterscheibe 1 dient eine ringförmi- ge Halterung 2, an der die auf einer flexiblen Unterlage befestigte Halbleiterscheibe 1 an den Randbereichen fixiert wird. Vorzugsweise geschieht dies dadurch, dass über mehrere Ansaugdüsen ein Unterdruck erzeugt wird. Zur Trennung der Halbleiterscheibe 1 entlang einer Sollbruchlinie, die vorab durch eine an der Oberseite eingeritzte Kerbe 3 markiert ist, dient ein fluchtend zur Sollbruchlinie ausgerichteter Brechkeil 4, der gegen die Unterseite der Halbleiterscheibe 1 drückt. Ferner sind zwei Gegenhalter 5,6 vorgesehen, die sich beidseits der durch die Kerbe 3 markierten Sollbruchlinie an der Oberseite der Halbleiterscheibe abstützen und im Augenblick des durch den Brechkeil 4 ausgelösten Trennungsvorgangs einen Gegendruck aufbauen. Die beiden Gegen- halter 5,6 sind unabhängig voneinander sowohl horizontal als auch vertikal einstellbar und vorzugsweise motorisch positionierbar. Die getrennte Ansteuerbar- keit der beiden Gegenhalter 5,6 hat den Vorteil, dass sie in Anpassung an unterschiedliche Höhenprofile individuell positioniert werden können. Vorzugswei-

se werden die beiden Gegenhalter 5,6 spiegelsymmetrisch zur Sollbruchlinie und beispielsweise im Bereich benachbarter Sollbruchstellen positioniert.

Die Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise ist nicht nur für die Bearbeitung von Halbleiterscheiben geeignet, sondern auch für Keramik- und Glasscheiben o- der ähnlichen Substrate verwendbar, wobei hier, abweichen von dem bei Halbleiterscheiben üblichen kreisrunden Querschnitt, auch beliebig andere Querschnitte, insbesondere rechteckige Querschnitte üblich sind.

Bezugszeichenliste

1 Halbleiterscheibe

2 Halterung 3 Kerbe

4 Brechkeil

5 Gegenhalter

6 Gegenhalter