DE2643981A1 - Vorrichtung zum absaugen des beim ritzen von halbleiterscheiben mittels laserstrahlen entstehenden staubs - Google Patents
Vorrichtung zum absaugen des beim ritzen von halbleiterscheiben mittels laserstrahlen entstehenden staubsInfo
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Description
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Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.
E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
Ernsbergerstrasse 19
8 München 60
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DEUTSCHLAND GMBH
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Vorrichtung zum Absaugen des beim Ritzen von Halbleiterscheiben mittels Laserstrahlen
entstehenden Staubs
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Absaugen des beim Ritzen von Halbleiterscheiben mittels Laserstrahlen
entstehenden Staubs mit einer an eine Unterdruckquelle angeschlossenen Absaugkammer, die um die Bahn des Laserstrahls
angeordnet ist und eine diese konzentrisch um gebende Ansaugöffnung aufweist, durch die der Laserstrahl
austritt.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, beispielsweise von Dioden, ist es üblich, zunächst eine große Anzahl
von gleichen Bauelementen auf einer dünnen Halbleiterscheibe zu bilden, die dann mittels eines Laserstrahls so angeritzt
wird, daß sie zur Trennung der einzelnen Bauelemente gebrochen werden kann. Beim Auftreffen des Laserstrahls
auf die Oberfläche der Halbleiterscheibe wird das Halbleitermaterial
verbrannt. Damit sich der beim Verbrennen entstehende Staub nicht auf der Halbleiteroberfläche festsetzt
und die herzustellenden Halbleiterbauelemente unbrauchbar macht, wird er mittels einer den Laserstrahl
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konzentrisch umgebenden Absaugkammer abgesaugt. Die Ansaugöffnung der Absaugkammer, aus der der Laserstrahl austritt
und auf die Oberfläche der Halbleiterscheibe auftrifft,
ist dabei in unmittelbarer Nähe der zu ritzenden Oberfläche angeordnet.
Eine herkömmliche Absaugkammer ist an ihrer Oberseite
von einer Glasplatte abgeschlossen, durch die der Laserstrahl in die Kammer eintritt. Der Laserstrahl durchläuft
dann die Kammer und verläßt sie durch die Ansaugöffnung. Die beim Absaugvorgang in Form von Staubteilchen in der
Absaugkammer herumwirbelnden Verbrennungsprodukte setzen sich dabei an der von einer Glasscheibe gebildeten Eintrittsfläche fest, durch die der Laserstrahl in die Kammer eintritt.
Dies hat zur Folge, daß der Laserstrahl beim Eintritt in die Absaugkammer unkontrollierbar gestreut
wird, so daß die Exaktheit des Ritzens stark beeinträchtigt wird. Auch der in der Absaugkammer herumwirbelnde
Staub, den der Laserstrahl erst durchdringen muß, ehe er zur Oberfläche der Halbleiterscheibe gelangt,
beeinträchtigt den Ritzvorgang.
Es hat sich gezeigt, daß die Fläche, durch die der Laserstrahl in die Absaugkammer eintritt, und die Absaugkammer
selbst jeweils nach dem Ritzen einer Halbleiterscheibe vollständig gereinigt werden müssen. Dieser Reinigungsvorgang nimmt einen nichtvernachlässigbaren Anteil der
zum Ritzen einer Scheibe anzusetzenden Zeit in Anspruch, der sich in den Gesamtherstellungskosten der Halbleiterbauelemente
niederschlägt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der geschilderten Art so auszugestalten, daß eine wesentliche
Reduzierung der Wartungszeit ohne Beeinträchtigung der Präzision des Ritzvorgangs erzielt wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgäbe dadurch gelöst,
daß in der Absaugkammer eine Trennwand angebracht ist, die die Bahn des Laserstrahls bis in die unmittelbare
Nähe der Ansaugöffnung konzentrisch umgibt.
Bei der erfindungsgemäßen Absaugvorrichtung ist der Laserstrahl von dem Teil der Absaugkammer, in den der abzusaugende
Staub eindringt, praktisch vollständig getrennt. Er wird also auf seinem Weg bis zur Ansaugöffnung in
keiner V/eise von dem in der £bsaugkammer herumwirbelnden Staub gestört. Insbesondere kann leine Verschmutzung der
Fläche auftreten, durch die der Laserstrahl in den von der Trennwand umgebenen Bereich der Absaugkammer eintritt.
Eine Streuung und eine Abschwächung des Laserstrahls durch die sich der Eintrittsfläche absetzenden Staubteilchen
tritt daher nicht mehr auf. Eine Reingung dieser Fläche ist nurmehr in sehr großen Zeitabständen
notwendig.
Vorteilhafterweise ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Außenfläche der Trennwand die Oberfläche eines
sich zur Ansaugöffnung verjüngenden Kegels ist. Auf Grund dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Absaugvorrichtung werden an der Ansaugöffnung besonders günstige Strömungsbedingungen erzielt, die ein äußerst
wirksames Absaugen des beim Ritzvorgang entstehenden Staubs ermöglichen. Diese Verbesserung führt zu einer
wesentlich reineren Oberfläche der Halbleiterscheibe, die sidi in einer deutlich erkennbaren Verringerung des Anteils
unbrauchbarer Bauelemente zeigt.
Zur Erleichterung der Zugänglichkeit zur Absaugkammer zu Reinigungszwecken ist gemäß der Erfindung vorteilhafterweise
vorgesehen, daß die Absaugkammer an der Stirnseite eines Laserstrahlgenerators, an der der Laserstrahl
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austritt , mittels eines Bajonettverschlusses befestigt ist.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:
Fig.1 eine stark vereinfachte Ansicht einer Maschine zum Ritzen von Halbleiterscheiben unter Verwendung einer
Absaugvorrichtung nach der Erfindung,
Fig.2 eine schematische Schnittansicht der an der Maschine
von Fig.1 angebrachten Absaugvorrichtung und
Fig.3 eine Draufsicht auf die Absaugvorrichtung von Fig.2
im abgenommenen Zustand.
Die in Fig.1 dargestellte Maschine dient dazu, Halbleiterscheiben mittels eines Laserstrahls zu ritzen, damit in der
Halbleiterscheibe gebildete elektronische Bauelemente anschließend durch Brechen der Scheibe voneinander getrennt
werden können. In der stark vereinfachten Darstellung von Fig.1 enthält diese Maschine einen Sockel A, der auf einem
XY-Tisch B die zu ritzende Halbleiterscheibe 1 trägt. An einem freitragenden Arm des Sockels A ist über dem
XY-Tisch B ein Laserkopf C angebracht, der einen Laserstrahlgenerator 2 enthält. Dieser Laserstrahlgenerator 2
erzeugt einen Laserstrahl 3, der die auf dem XY-Tisch B liegende Halbleiterscheibe 1 ritzt.
Wie Fig.2 erkennen läßt, durchdringt der vom Generator 2
erzeugte Laserstrahl zunächst die Glasplatte 4, ehe er eine Absaugkammer 5 durchläuft und durch eine Ansaugöffnung 6,
die in einer die Absaugkammer stirnseitig abschließenden Wand 7 angebracht ist, austritt und auf die Oberfläche der
Halbleiterscheibe 1 auftrifft.
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- sr-
In der Absaugkammer 5 ist der Laserstrahl 3 von einer Trennwand 8 umgeben, die ihn bis unmittelbar in die Nähe
der Ansaugöffnung 6 konzentrisch umgibt. Die Außenfläche der Trennwand 8 ist dabei die Oberfläche eines sich zur
Ansaugöffnung verjüngenden Kegels. Auch die Innenfläche der Wand 7 der Absaugkammer verläuft kegelförmig, so daß
im Bereich der Ansaugöffnung 6- ein den Laserstrahl 3 konzentrisch umgebender, sich zum Inneren der Absaugkammer
erweiternder Schlitz entsteht.
Wie besonders Fig.3 zeigt, ist die Trennwand 8 mit Hilfe
von drei im Winkel von 120° zueinander stehenden Armen 9 mit der die Absaugkammer 5 nach unten begrenzenden Wand
verbunden.
Die Wand 7 mit den daran angeformten Armen 9 und der
von diesen getragenen Trennwand 8 ist mit Hilfe eines Bajonettverschlusses an einer den Laserstrahl 3 konzentrisch
umgebenden Halterung 10 befestigt. Die zu diesem Bajonettverschluß gehörigen Öffnungen 11 sind in Fig.3
dargestellt. Mit der Halterung 10 ist auch ein Rohr 12 verbunden, über das eine Verbindung zwischen der Absaugkammer
5 und einer nicht dargestellten Unterdruckwelle hergestellt werden kann.
Zur Erzielung einer guten Abdichtung zwischen der Absaugkam·!
mer und der Halterung 10 ist zwischen der Oberseite der Wand 7 und zwischen der entsprechenden Gegenfläche an der
Halterung 1o ein in einer Nut 13 liegender O-Ring 14 vorgesehen.
Ein ebensolcher O-Ring 15 befindet sich zwischen der oberen Stirnfläche der Trennwand 8 und der entsprechenden
Gegenfläche an der Halterung 10 in einer Nut 16 der Trennwand.
Beim Betrieb der beschriebenen Absaugvorrichtung ritzt der Laserstrahl 3 die Oberfläche der Halbleiterscheibe 1
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dadurch, daß er das Halbleitermaterial an der Auftreffstelle verbrennt. Die Verbrennungsprodukte werden in Form von
Staub durch den Schlitz zwischen der Trennwand 8 und der Wand 7 in die Absaugkammer 5 gesaugt, aus der sie dann über
das Rohr 12 abgesaugt werden. Die in Fig.1 dargestellte spezielle Ausgestaltung der Trennwand 8 und der Wand 7 der
Absaugkammer ergibt an der Halbleiteroberfläche eine kräftige wirbelfreie Strömung, die für eine sehr gute Reinigung
der Oberfläche sorgt. Der von der Trennwand 8 umgebene Raum, durch den der Laserstrahl zur Oberfläche der Halbleiterscheibe
1 gelangt, bleibt praktisch staubfrei, da in ihm kein Sog herrscht. Dies hat zur Folge, daß die Glasscheibe 4 nicht
durch den durch die Verbrennung erzeugten Staub verschmutzt wird, so daß der Laserstrahl weder in seiner Bündelung noch
in seiner Intensität beeinträchtigt wird.
Sollte es sich nach längerer Benutzungsdauer trotzdem als notwendig erweisen, die Absaugkammer zu reinigen,
dann kann die Absaugkammer ohne weiteres durch Lösen des Bajonettverschlusses abgenommen werden. Die Lücken
zwischen den Armen 9 ermöglichen ein einfaches Ausblasen der Absaugkammer mittels Preßluft, was nur wenig
Zeit in Anspruch nimmt. Bei Anwendung der beschriebenen Absaugvorrichtung sind Reinigungsvorgänge nur mehr selten
erforderlich; sie können außerdem so rasch durchgeführt werden, daß ihre Dauer praktisch im Vergleich zu der zum
Ritzen der Halbleiterscheiben erforderlichen Zeit vernachlässigt werden kann.
Wie aus Fig.2 zu erkennen ist, ist die untere Stirnfläche
der Wand 7 so ausgebildet, daß sie von der Ansaugöffnung 6 aus schräg nach oben verläuft. Diese kegelförmige
Ausgestaltung der Stirnfläche der Wand 7 soll verhindern, daß die Halbleiterscheibe 1 , die üblicherweise
mittels eines gegen ihre Unterseite gerichteten Sogs auf
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einem Tisch festgehalten wird, von diesem Tisch abgehoben und gegen die Ansaugöffnung gesaugt
wird.
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eerseite
Claims (1)
- Patentansprüche» 1.) Vorrichtung zum Absaugen des beim Ritzen von Halbleiterscheiben mittels Laserstrahlen entstehenden Staubs mit einer an eine Unterdruckquelle angeschlossenen Absaugkammer, die um die Bahn des Laserstrahls angeordnet ist und eine diese konzentrisch umgebende Ansaugöffnung aufweist, durch die der Laserstrahl (3) austritt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Absaugkammer (5) eine Trennwand (8) angebracht ist, die die Bahn des Laserstrahls (3) bis in die unmittelbare Nähe der Ansaugöffnung (6) konzentrisch umgibt.2» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der Trennwand (8) die Oberfläche eines sich zur Ansaugöffnung (6) verjüngenden Kegels ist.3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugkammer (5) an der Stirnseite eines Laserstrahlgenerators (2) an der der Laserstrahl (3) austritt, mittels eines Bajonettverschlusses befestigt ist.809813/0598
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