DE2643981A1

DE2643981A1 - Vorrichtung zum absaugen des beim ritzen von halbleiterscheiben mittels laserstrahlen entstehenden staubs

Info

Publication number: DE2643981A1
Application number: DE19762643981
Authority: DE
Inventors: Helmut Hoefl; Ernst Limmer
Original assignee: Texas Instruments Deutschland GmbH
Current assignee: Texas Instruments Deutschland GmbH
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1978-03-30
Also published as: JPS5387092A; IT1112073B; BR7706469A; GB1571039A; US4149062A

Description

Patentanwälte <C

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19
8 München 60

Unser Zeichen: T 2055 29. September 1976

TEXAS INSTRUMENTS
DEUTSCHLAND GMBH

Haggertystrasse 1
8050 Freising

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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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

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.

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