Способ разделения пластин на кристаллы двухдисковым инструментом

 

Использование: в твердотельной микроэлектронике . Сущность изобретения: в способе перед каждым очередным проходом перемещают инструмент на шаг, соответствующий удвоенному расстоянию между соседними дорожками разделения на пластине, причем между дисками остав.- ляют по одной прорезанной и одной непрорезанной дорожке разделения. 1 табл , 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 28 0 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4809003/33 (22) 02.04.90 (46) 15.07.92. Бюл. N - 26 (71) Научно-исследовательский институт технологии и организации производства (72) Л.О.Пылаев, А.Г.Елизаров и А.А.Баранов (53) 679.8.053.3(088.8) (56).Бочкин О,И. и др. Механическая обработка полупроводниковых материалов, 1973, стр.32..

Изобретение относится к твердотель ной микроэлектронике и может быть использовано при разделении полупроводниковых и диэлектрических пластин на кристаллы двухдисковым инструмент ом.

Известен способ сквозного разделения полупроводниковых пластин. наборным инструментом; состоящим из двух режущих дисков.

Согласно данному способу в микронаборном инструменте режущие диски размещают через. прокладочные кольца по толщине равные шагу разделительных дорожек на разделяемой пластине. Данным инструментом совершают проход по пла-. стине, прорезая сразу двумя дисками две соседние дорожки разделения. После этого микронаборный инструмент перемещают на шаг, определяемый из соотношения:

P=n.t где P — шаг перемещения инструмента;

n — -количество дисков в наборе,,равное 2;

t- шаг разделительных дорожек на разрезаемой пластине, и совершают второй проход по пластине, данную псоледовательность операций по Ы „„1747285 А1 (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ПЛАСТИН НА

КРИСТАЛЛЫ ДВУХДИСКОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ (57) Использование: в твердотельной микроэлектронике. Сущность изобретения: в способе перед каждым очередным проходом перемещают инструмент на шаг, соответствующий удвоенному расстоянию между соседними дорожками разделения на пластине, причем между дисками остав.ляют по одной прорезанной и одной непрорезанной дорожке разделения. 1 табл., 1 ил, вторя ют до момента прорезки всех дорожек разделения. После этого пластину поворачивают на 90 и повторяют переходы, описанные выше. В результате пластина оказывается разделенной на квадратные Я микроплаты (кристаллы).

Основным недостатком данного спасо- в ба разделения является то, что часть кристаллов, которые располагаются во время ф резки между режущими дисками, обрабатываются одновременно с двух сторон.

При сквозном разделении обрабатываемая пластина закрепляется на технологическом носителе. В, качестве Л технологического носителя может быть использована поливинилхлоридная лента с нанесенным клеевым слоем, чувствитель- б ным к нагрузке ("мягкий" носитель) или жесткая плаСтина (например стеклотекстолит, гитинакс, стекло, кремний и т.д,), при этом разделяемая пластина закрепляется термопластичным клеем (например пицеином, воском, щеллаком и т.д.).

Клеющие вещества, применяемые в настоящее время, не обеспечивают достаточной адгезии между спутником и кристаллами с линейными размерамй 5-х-5

1747285

10 я

20

35

50 мм и менее. вследствие чего при превышении отрывающего момента от сил резания, действующих на кристалл, над удерживающим усилием клеевого слоя кристалл срывается со спутника. Тем самим уменьшается выход годных на операции.разделения и кроме того часто сорванный кристалл защемляется между режущими дисками и через один оборот инструмента ударяет по соседнему неоторванному кристаллу, что ведет к поломке последнего, а часто и к поломке режущего диска, Наиболее близким техническим решением является способ сквозного разделения пластин на кристаллы, при котром ширина прокладок между режущими дисками в наборе больше шага разделительных дорожек на обрабатываемой пластне.

Разделение полупроводниковых пластин на кристаллы данным способом заключается в следующем.

Режущие диски в наборном инструменте размещают через прокладку, толщина которой равна половине диаметра обрабатываемой пластины. Совмещают режущие диски набора с соответствующими дорожками разделения на пластине и совершают первый проход. После этого перемещают инструмент на шаг, равный шагу разделительных дорожек на пластине, и совершают следующий проход. В результате повторения данных операций каждый круг набора обрабатывает-каждый кристалл только с одной стороны и каждый круг обрабатывает только свою половину пластины.

Основным недостатком дайного способа разделения является ухудшение качества обработки вледствии.того, что.приходится использовать инструмент значительной длины, Первоначальное врезание инструмента в пластину выводит круг иэ упругого равновесия и способствет возникновению колебаний, пи определенных условиях (малой жесткости инструмента, повышенной вибрации) переходящих в незатухающие, вызывающие на поверхности обработки специфическую волнистость и возможность поломки круга.

Кроме того, для реализации данного способа требуется оборудование со значительным вылетом конца вала шпинделя, куда устанавливается инструмент, Так, например для обработки пластин диаметром 76 мм необходим инструмент длиной минимум 38 мм.

Целью изобретения является повышение качества обработки при сохранении производительности.

Это достигается тем, что в способе разделения пластин на кристаллы двухдисковым инструментом, заключающемся в совмещении. первого по направлению подачи диска инструмента с первой ближней дорожкой разделения пластины и прореэке дорожек, перед каждым очередным проходом перемещают инструмент на шаг, соответствующий удвоенному расстоянию между соседними дорожками разделения на пластине, причем при этом перемещении между дисками оставляют по одной проре.занной и одной непререзанной дорожкам разделения.

На чертеже показана схема разделейия пластины с шагом разделительных дорожек двухдисковым инструментом.

Первый режущий диск 1 по направлению подачи совмещают с первой крайней дорожкой 2 разделения на пластине 3, после чего совершают первый проход. Передж каждым следующим проходом инструмент перемещают на шаг К, равный удвоенному расстоянию между соседними дорожками разделения (удвоенному шагу разделения пластины) при этом перемещении междудисками с расстоянием h оставляют по одной прорезанной и одной непрореэанной дорожке разделения.

Процесс разделения повторяют до тех пор, пока не будут прорезаны все.дорожки разделения пластины в одном направлении.

После этого инструмент 4 отводят в исходное положение, пластины 3 поворачивают на 90о и процесс разделения повторяют в последовательности, описанной выше. В результате использования данного способа разделения прорезали все дорожки разделиния без потворного прохождения хотя бы

40. по одной дорожке, отсутствует одновременная обработка кристалла с двух стран, значительно сокращается длина инструмента.

Для сравнения известного и предлагаемого способа разделения пластин на кристаллы двухдисковым инструментом осуществляли разделение полупроводниковых пластин 76 х 0,4 мм с шагом разделительных дорожек 0,6 мм, шириной разделительных дорожек 100 мкм, закрепленных на адгезионном носителе на установках однолезвийной резки 04 ПП100 M u

УРПУ вЂ” 150. В качестве режущих дисков использовали алмазные отрезные круги 56 х 40 х 0,035 мм, серийно изготавливаемые по ОСТ 11.31.7000-85. B процессе разделения определялась технологическая подача, производительность операций и качество обработки (ширина дефектной зоны — ширина реза+ сколы по обеим сторонам реза), 1747285

Таким образом, предлагаемый способ разделения пластин на кристаллы двухдисковым инструментом повышает качество

5 резки при сохранении. производительности, Формула изобретения

Способ разделения пластин на кристаллы двухдисковым инструментом, включаю10 щий совмещение первого по направлению подачи диска инструмента с первой ближней дорожкой разделения пластины и прорезкедорожек, от л и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения качества обработки, 15 при сохранении производительности, перед каждым очередным проходом перемещают инструмент на шаг, соответствующий удвоенному расстоянию между соседними дорожками разделения на пластине, причем

20 между дисками оставляют одной прорезанной и одной непрорезанной дорожке разделения.

Предлагаемый способ . Примечание

Число ре- Песткость кущих . инструнендисков та (отновение вылета круга к тол-, дине) Известный способ

Техноло- технологическая гическал скорость проиэвоп щачи, дительмм/с ность, nn/4

6ирима дефектной эоны, нкн

В рина дефектмой зоны, нкм техноло- техмоло» гическая гнческа» скорость.произвоподачи дитель» ин/с ность пл/4

3 4 5 6 7 8 9

3-4 70-85

34 70-80

2-4 8о-90

2-3 80-95

4o"55

40-55

35-45

30-40

21

35-40 7-8

35-40 7-8

30-40 6-7.

85-95

85-95

90-100

2 1O (сбработ- 15, ка крис- 21 таяла с двух стор ) 90-105

90-95

90-95

95-110

30-35 6-7

30-35 6-7

Зо-35 6-7

25-30 5-6

2 19 (расстоя- 15 иие менду 21 ремудмн дискон в наборе равно половине диаметра пластины (прототип) 24

20-25 5-6 95-110

35-45 7-9

35-45 7-9 .

j0-4О . 6-7 .

30-.4о 6-7

70-85

75-85

75-90.

8о-95

1О

2 . 21

Вследствии значительной длины инструмента испытания проводились только на установке УРПУ-150

Результаты испытаний приведены в таблице.

Анализируя данные таблицы испытаний,.можно сделать следующие выводы.

Предлагаемый способ и способ-прототип сходны по производительности. Увеличение скорости подачи по предлагаемому способу связано с уменьшением вибраций, передаваемых инструментом на пластину, вследствие большей жесткости инструмента.

Качество обработки по предлагаемому способу на 15-20 выше, чем по способупрототипу и практически не отличается от качества. обработки одиночным диском.

Обработка материалов по предлагаемому способу может проводиться практически на всех установках однодисковой резки серийно выпускаемых промышленностью.

При величине отноиемил "ears" к толвине ревуией кромки дмска более 21 наблв)1алось смивение надеиностм работы диска /слом круга/

Потери перферийных кристаллов достигает 88, После срыва крмсталла, следует поломка инструмента

1717285

Составитель Г.Афиногенова

Техред М.Моргентал Корректор О.Сопко

Редактор М.Самерханова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 2463 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5