DE10054038B4 - Method for separating a plate-shaped body, in particular a semiconductor wafer, into individual pieces - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Trennen eines ersten plattenförmigen Körpers (1), insbesondere eines
Halbleiterwafers mit einer aktiven Oberseite (31) und einer passiven
Unterseite (41), zu mehreren Einzelstücken (4) unter Verminderung
der Dicke (d) der Einzelstücke
(4) auf unter 100 μm,
das folgende Verfahrensschritte aufweist:
a) Vorgeben einer
Zieldicke (d) für
die Einzelstücke
(4),
b) Einbringen eines Musters von Vertiefungen, welche die Einzelstücke umgeben,
in den ersten plattenförmigen
Körper
(1) von seiner aktiven Oberseite (31) aus bis zu einer Tiefe, die
der vorgegebenen Zieldicke (d) unter 100 μm der Einzelstücke (4)
entspricht mittels Ätzen,
c)
flächiges
Verbinden der aktiven Oberseite (31) des ersten plattenförmigen Körpers (1)
mit einer doppelseitig klebenden Folie (9) mit einem temperaturlöslichen
Kleber, der bei Wärmezufuhr
erweicht oder schmilzt, mit der Oberseite (32) eines zweiten plattenförmigen Körpers (2)
als Trägerplatte,
d)
Abtragen der Unterseite (41) des ersten plattenförmige Körpers (1) bis die Zieldicke
(d) für
die...Method for separating a first plate-shaped body (1), in particular a semiconductor wafer having an active upper side (31) and a passive lower side (41), into a plurality of individual pieces (4) while reducing the thickness (d) of the individual pieces (4) to less than 100 μm, which has the following method steps:
a) specifying a target thickness (d) for the individual pieces (4),
b) introducing a pattern of depressions surrounding the individual pieces into the first plate-shaped body (1) from its active upper side (31) to a depth corresponding to the predetermined target thickness (d) below 100 μm of the individual pieces (4) by etching,
c) surface-bonding the active upper side (31) of the first plate-shaped body (1) with a double-sided adhesive film (9) with a temperature-soluble adhesive which softens or melts when heat is applied, with the upper side (32) of a second plate-shaped body (2) as a carrier plate,
d) removing the underside (41) of the first plate-shaped body (1) until the target thickness (d) for the ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen eines plattenförmigen Körpers, insbesondere eines Halbleiter-Wafers, mit einer aktiven Oberseite und einer Passiven Unterseite in mehrere Einzelstücke unter Verminderung der Dicke der Einzelstücke auf unter 100 μm.The The invention relates to a method for separating a plate-shaped body, in particular a semiconductor wafer, with an active top and a passive Bottom in several unique pieces while reducing the thickness of the individual pieces to less than 100 microns.
Plattenförmige Körper wie Halbleiterscheiben, insbesondere Silicium-Wafer, Verbundscheiben aus Siliciumwafern und Umverdrahtungsfolien, ein- oder mehrlagigen plattenförmigen Keramiksubstraten mit Leiterbahnen und passiven Bauelementen sind Zwischenprodukte bei der Herstellung elektronischer Bauteile. Aufgrund ihrer zunehmenden Flächendimensionen, die beispielsweise bei Siliciumscheiben Durchmesser von mehr als 200 mm betragen und bei Keramiksubstraten Plattengrößen von über 200 × 200 mm aufweisen, werden diese plattenförmigen Körper mit zunehmender Dicke hergestellt, um die Planarität ihrer aktiven oder bauteilbestückten Oberseite in den unterschiedlichen thermischen Herstellungsprozesse zu gewährleisten.Plate-shaped bodies like Semiconductor wafers, in particular silicon wafers, composite wafers Silicon wafers and redistribution foils, single or multi-layered plate-shaped ceramic substrates with interconnects and passive components are intermediates in the manufacture of electronic components. Because of their increasing Surface dimensions For example, in the case of silicon wafers, the diameter of more than 200 mm and for ceramic substrates plate sizes of over 200 × 200 mm have, these plate-shaped body made with increasing thickness to their planarity active or component-equipped top to ensure in the different thermal manufacturing processes.
Für das Endprodukt, nämlich das elektronische Bauteil, wird lediglich ein Bruchteil der Plattendicke benötigt, da sich die Bauelementstrukturen über eine Dicke von 5 bis 100 μm von der Oberseite der plattenförmigen Körper aus erstrecken. Ferner werden nur Einzelstücke der plattenförmigen Körper für die elektronischen Bauteile benötigt, so daß die plattenförmigen Körper für die Verwendung in den elektronischen Bautei len einerseits dünn zu schleifen sind und andererseits in Einzelstücke zu trennen sind.For the final product, namely the electronic component becomes only a fraction of the plate thickness needed because the device structures over a thickness of 5 to 100 microns from the Top of the plate-shaped body extend out. Furthermore, only individual pieces of the plate-shaped body for the electronic Components needed, so that the plate-shaped body for use in the electronic compo len one hand, are thin to grind and on the other hand in individual pieces to be separated.
Zur Vorbereitung des Dünnschleifens von derartigen plattenförmigen Körpern werden diese mit ihrer aktiven Oberseite auf einen plattenförmigen Träger fixiert und ihre Rückseite wird chemomechanisch abgetragen.to Preparation of thin grinding of such plate-shaped bodies These are fixed with their active top on a plate-shaped carrier and her back is removed chemomechanically.
Derartige Verfahren zum Vereinzeln von Halbleiterbauteilen mit anschliessendem Dünnen sind aus dem Stand der Technik bekannt.such Method for separating semiconductor components followed by Thin ones are known from the prior art.
So
wird in der
Bei dem chemomechanischen Abtrag erhöht sich die Gefahr von willkürlich verlaufenden Mikrorissen mit Verringerung der Dicke der plattenförmigen Körper. Darüber hinaus muß der Verbund aus plattenförmigem Träger und dünngeschliffenem plattenförmigen Körper anschließend einem Trennverfahren unterworfen werden, bei dem der plattenförmige Körper auf dem plattenförmigen Träger in Einzelstücke zu trennen ist. Beim Trennen derartiger dünngeschliffener plattenförmiger Körper aus Halbleitermaterial oder Keramikmaterial besteht die Gefahr der Kantenausbrüche entlang der Trennfugen, und die Gefahr willkürlich quer durch den dünngeschliffenen plattenförmigen Körper verlaufender Mikrorisse. Hinzukommt, dass beim letzten Schritt, dem eigentlichen Abnehmen der vereinzelten sehr dünnen Halbleiterchips bzw. Keramikmodule, aufgrund der hohen Klebekraft der Sägefolie, das Risiko des Zerbrechens der Einzelstücke bei diesem Schritt sehr hoch ist.at Chemomechanical removal increases the danger of arbitrary extending microcracks with reduction in the thickness of the plate-shaped body. Furthermore must the Composite of plate-shaped carrier and thinly ground disc-shaped body subsequently be subjected to a separation process in which the plate-shaped body the plate-shaped carrier in individual pieces too is separate. When separating such thin ground plate-shaped body Semiconductor material or ceramic material is at risk of edge breakouts along the dividing lines, and the risk arbitrarily across the thinly ground disc-shaped body running microcracks. In addition, at the last step, the actual removal of the isolated very thin semiconductor chips or ceramic modules, due to the high adhesive strength of the sawing foil, the risk of breaking the individual pieces at this step very much is high.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Trennen eines plattenförmigen Körpers in Einzelstücke bereitzustellen, mit dem auch ein Trennen und anschließendes Abnehmen der dünnen Einzelstücke mit einer Dicke von weniger als 100 m von einer Klebefolie mit vermindertem Risiko einer Mikroriss-, Riss- und Bruchbildung ermöglicht wird.task The invention is a method for separating a plate-shaped body in Single pieces to provide, with a also separating and then losing weight the thin one Single pieces with a thickness of less than 100 m from an adhesive film with a reduced thickness Risk of microcracking, cracking and cracking Fracture allows becomes.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These The object is achieved with the subject matter of the independent claims. characteristics Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent Claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Trennen eines ersten plattenförmigen Körpers, insbesondere eines Halbleiterwafers mit einer aktiven Oberseite und einer passiven Unterseite, zu mehreren Einzelstücken unter Verminderung der Dicke der Einzelstücke auf unter 100 μm, weist folgende Verfahrensschritte auf:
- a) Vorgeben einer Zieldicke d für die Einzelstücke,
- b) Einbringen eines Musters von Vertiefungen, welche die Einzelstücke umgeben, in den ersten plattenförmigen Körper von seiner Oberseite aus bis zu einer Tiefe, die der vorgegebenen Zieldicke d unter 100 μm der Einzelstücke entspricht mittels Ätzen,
- c) flächiges Verbinden der Oberseite des ersten plattenförmigen Körpers mit einer doppelseitig klebenden Folie mit einem temperaturlöslichen Kleber, der bei Wärmezufuhr erweicht oder schmilzt, mit der Oberseite eines zweiten plattenförmigen Körpers als Trägerplatte,
- d) Abtragen der Unterseite des ersten plattenförmige Körpers bis die Zieldicke d für die Einzelstücke unter 100 μm erreicht ist und die Einzelstücke vereinzelt sind,
- e) Erweichen oder Aufschmelzen der Klebeschicht der Klebefolie mit einer beheizbaren Vakuumpinzette und Abnehmen der Einzelstücke von der Klebefolie.
- a) specifying a target thickness d for the individual pieces,
- b) introducing a pattern of depressions, which surround the individual pieces, into the first plate-shaped body from its upper side to a depth which corresponds to the predetermined target thickness d below 100 μm of the individual pieces by means of etching,
- c) surface bonding of the top of the first plate-shaped body with a double-sided adhesive film with a temperature-sensitive adhesive, which softens when heat or melts, with the top of a second plate-shaped body as a support plate,
- d) removing the underside of the first plate-shaped body until the target thickness d for the individual pieces is less than 100 μm and the individual pieces are separated,
- e) Softening or melting of the adhesive layer of the adhesive film with a heatable vacuum tweezers and removing the individual pieces of the adhesive film.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß ein Trennschritt zum Trennen von Einzelstücken aus einem dünngeschliffenen ersten plattenförmigen Körper mit der Gefahr von willkürlicher Mikrorißbildung vermieden wird. Das Verfahren hat den Vorteil, daß die Vertiefungen, die jedes Einzelstück eines ersten plattenförmigen Körpers umgeben, bei voller Dicke des plattenförmigen Körpers eingebracht werden. Somit ist die Gefahr von Mikrorißbildungen auf die unmittelbare Umgebung der Vertiefungen begrenzt, und die Mikrorisse können nicht mehr den gesamten ersten plattenförmigen Körper durchziehen.This Method has the advantage that a separation step for separating individual pieces from a thinly ground first plate-shaped body with the risk of arbitrary Microcracking avoided becomes. The method has the advantage that the wells that each Single copy a first plate-shaped body surrounded, be introduced at full thickness of the plate-shaped body. Consequently is the risk of micro-cracks limited to the immediate environment of the wells, and the Microcracks can no longer pull through the entire first plate-shaped body.
Darüber hinaus hat dieses Verfahren den Vorteil, daß Kantenausbrüche verringert werden, zumal nicht mehr zwei Oberflächen zu durchstoßen sind, um Einzelstücke, die aus einem ersten plattenförmigen Substrat herzustellen sind, zu erhalten, sondern nur noch eine Oberfläche beim Einbringen von Verteifungen zu bearbeiten ist.Furthermore this method has the advantage that edge breakouts are reduced become, especially since no more surfaces are pierced, to individual pieces, from a first plate-shaped Substrate are to obtain, but only a surface when Introduction of Verteifs to edit.
Bei einem ersten Durchführungsbeispiel des Verfahrens werden die Vertiefungen in Längs- und Querrichtung zur Bildung rechteckiger, vorzugsweise gleichförmiger Einzelstücke angebracht. Dieses geometrische Muster hat den Vorteil, daß die Vertiefungen geradlinig verlaufen und somit einfach einbringbar sind.at a first embodiment of the process, the depressions in the longitudinal and transverse direction to the formation rectangular, preferably uniform individual pieces attached. This geometric pattern has the advantage that the depressions are rectilinear run and thus easily be introduced.
Die Vertiefungen werden mittels Ätzen eingebracht. Dazu wird zunächst eine Ätzmaske auf den ersten plattenförmigen Körper aufgebracht, der die Oberflächen der Einzelstücke schützen soll und nur den Bereich für das Ätzen von Vertiefungen freiläßt. Als Ätztechniken stehen naßchemische oder Trockenätzungen zur Verfügung. Bei der naßchemischen Ätzung erreichen die Ätznuten ein Nutentiefen-zu-Nutenbreiten-Verhältnis von etwa 1:2 erreichen, während mit Hilfe eines Trockenätzverfahrens in einer Plasmaanlage für reaktives Ionenätzen Ätznuten in einem Nutentiefen-zu-Nutenbreiten-Verhältnis von bis zu 10:1, wie beim Sägen, erreichbar sind.The Recesses are made by etching brought in. This will be first an etching mask on the first plate-shaped body applied to the surfaces the individual pieces protect should and only the area for the etching of depressions. As etching techniques stand wet chemical or dry etching to disposal. When wet chemical etching reach the etching grooves achieve a groove depth to groove width ratio of about 1: 2, while by means of a dry etching process in a plasma system for reactive ion etching etch grooves in a groove depth to groove width ratio of up to 10: 1, such as when sawing, are reachable.
Die Oberseiten der plattenförmigen Körper werden mittels einer doppelseitig klebenden Folie verbunden, wobei dieses Verbinden vorzugsweise unter Vakuum durchgeführt wird, um Gaspolster zwischen den zu verklebenden Oberseiten zu vermeiden und um eine perfekte Planparallelität zu gewährleisten.The Tops of the plate-shaped Become body connected by means of a double-sided adhesive film, this Connecting preferably under vacuum is performed to gas cushion between To avoid the surfaces to be glued and a perfect parallelism to ensure.
Als erster plattenförmiger Körper kann ein Halbleiterwafer mit einer aktiven Seite als Oberseite und einer passiven Seite als Unterseite eingesetzt werden. Dabei kann es sich um einen bereits gefertigen Produkt-Wafer handeln, der auf seiner Oberseite integrierte Schaltungen trägt, die durch Trennbereiche beabstandet sind, in welche die Vertiefungen eingebracht werden. Dabei umgeben die Vertiefungen die gesamte An zahl der zu erzeugenden Chips eines Halbleiterwafers, so daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Rückseite des Halbleiterwafers bis auf eine vorgegebene Dicke der Chips abgetragen wird und bei Erreichen dieser vorgegebenen Dicke der Chips diese Chips gleichzeitig auf dem zweiten plattenförmigen Körper bzw. der Klebstoffschicht oder der doppelseitig klebenden Folie vereinzelt zur Verfügung stehen.When first plate-shaped body can be a semiconductor wafer with an active side as the top and a passive side can be used as a base. It can it is an already manufactured product wafer that is on Its upper side carries integrated circuits, which through separating areas are spaced, in which the recesses are introduced. The depressions surround the entire number of to be generated Chips of a semiconductor wafer, so that with the inventive method the backside of the semiconductor wafer is removed to a predetermined thickness of the chips and upon reaching this predetermined thickness of the chips, these chips simultaneously on the second plate-shaped body or the adhesive layer or the double-sided adhesive film are isolated available.
Dazu wird der erste plattenförmige Körper von seiner Unterseite aus abgeschliffen und kann in einer weiteren Durchführungsform noch vor dem Erreichen der vorgegebenen Dicke zusätzlich abgeätzt werden. Ein derartiger Abtrag von der Unterseite des ersten plattenförmigen Körpers aus in zwei Schritten hat den Vorteil, daß die Gefahr der Kantenausbrüche an den Einzelstücken weiter vermindert wird und bei dem ätztechnischen Abtrag in vorteilhafter Weise leicht abgerundete Kanten auf der Rückseite der Einzelstücke gebildet werden.To becomes the first plate-shaped Body of ground off its underside and can be used in another implementation be additionally etched before reaching the predetermined thickness. Such removal from the bottom of the first plate-shaped body in two steps has the advantage that the risk of edge breakouts on the Single pieces is further reduced and in the etching removal in an advantageous Way slightly rounded edges formed on the back of the individual pieces become.
In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens werden zum Abtragen der Dicke des ersten plattenförmigen Körpers bis zu einer Dicke der Einzelstücke ausschließlich Ätztechniken angewandt. Derartige Ätztechniken können insbesondere durch reaktives Ionensputtern einen gleichförmigen und schonenden Abtrag der Dicke des ersten plattenförmigen Körpers bewirken.In a further embodiment of the Method are for removing the thickness of the first plate-shaped body up to a thickness of the individual pieces exclusively etching techniques applied. Such etching techniques can especially by reactive ion sputtering a uniform and cause gentle removal of the thickness of the first plate-shaped body.
Für eine Abnahme der Einzelstücke von dem zweiten plattenförmigen Körper, der vereinzelte Einzelstücke trägt, wird der plattenförmige Körper auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der das Bindemittel zwischen erstem und zweitem plattenförmigen Körper erweicht und/oder schmilzt. Dieses Aufheizen kann durch einen beheizten Halter bewirkt werden, auf dem der zweite plattenförmige Körper mit den vereinzelten Einzelstücken angeordnet wird. Nach dem Erwärmen und dem Vereinzeln der Einzelstücke kann jedes Einzelstück mittels einer Vakuumpinzette von dem zweiten plattenförmigen Körper abgenommen werden und der weiteren Verarbeitung zu einem elektronischen Bauteil zugeführt werden.For a decrease the individual pieces from the second plate-shaped Body, the isolated individual pieces wearing, becomes the plate-shaped body heated to a temperature at which the binder between first and second plate-shaped body softens and / or melts. This heating can be done by a heated Holder can be effected, on which the second plate-shaped body with the isolated individual pieces is arranged. After heating and the singling of the individual pieces every single piece removed by means of a vacuum tweezers from the second plate-shaped body and further processing into an electronic component supplied become.
Da der erste plattenförmige Körper noch seine vollständige Dicke aufweist, ist die Gefahr der Mikrorißbildung beim Einbringen der Muster aus Vertiefungen in den ersten plattenförmigen Körper vermindert. Aufgrund der Dicke des ersten plattenförmigen Körpers können sich Mikrorisse nur in unmittelbarer Nähe der Vertiefungen ausbilden und können nicht willkürlich den gesamten plattenförmigen Körper durchziehen. Damit wird die mögliche Ausbeute an Einzelstücken pro Halbleiterwafer verbessert. Da beim Einbringen des Musters der Vertiefungen in den ersten plattenförmigen Körper lediglich eine Oberfläche des plattenförmigen Körpers von dem Trennmittel zu durchstoßen ist und nicht zwei Oberflächen zu bearbeiten sind, wird die Gefahr der Kantenausbrüche an den Einzelstücken zumindest halbiert, was wiederum die Ausbeute wesentlich verbessert.Since the first plate-shaped body still has its full thickness, the risk of microcracking when introducing the pattern of depressions in the first plate-shaped body vermin changed. Due to the thickness of the first plate-shaped body, micro-cracks can form only in the immediate vicinity of the depressions and can not arbitrarily pull through the entire plate-shaped body. This improves the possible yield of individual pieces per semiconductor wafer. Since the introduction of the pattern of the recesses in the first plate-shaped body only one surface of the plate-shaped body is pierced by the release agent and not two surfaces are processed, the risk of edge breakouts on the individual pieces is at least halved, which in turn significantly improves the yield.
Der erste plattenförmige Körper ist beispielsweise ein Produkt-Wafer, dessen Oberseite integrierte Schaltungen trägt, die durch Trennbereiche voneinander beabstandet sind, in denen die Vertiefungen angeordnet sind, wobei die herzustellenden Einzelstücke dünn zu schleifende Chips darstellen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die dünn zu schleifenden Chips umgeben von Vertiefungen, die in ihrer Tiefe der Dicke der Chips entsprechen. Die Chips sind mit ihrer aktiven Oberfläche als Oberseite des ersten plattenförmigen Körpers auf dem zweiten plattenförmigen Körper befestigt, wodurch die empfindliche aktive Oberfläche der Chips vor Beschädigungen beim Dünnschleifen oder Dünnätzen geschützt bleibt. Der Ab trag der nichtaktiven Rückseite des Produkt-Wafers auf die Tiefe der Vertiefungen kann somit die aktive Oberfläche der Chips nicht gefährden. Darüber hinaus ist nach dem Abtrag der Rückseite des ersten plattenförmigen Körpers kein Trennschritt mehr erforderlich. Es verbleiben vielmehr aufgrund der eingebrachten Vertiefungen nach dem Abtrag von der Rückseite des Produkt-Wafers aus eine Vielzahl von Einzelstücken auf dem zweiten plattenförmigen Körper als Chips zurück. Diese können von dem zweiten plattenförmigen Körper mit hoher Ausbeute abgenommen werden.Of the first plate-shaped body is, for example, a product wafer whose top is integrated Carries circuits, which are spaced apart by separation areas, in which the Recesses are arranged, wherein the individual pieces to be produced thin to be sanded Represent chips. In this embodiment of the invention are the thin too grinding chips surrounded by depressions, in their depth correspond to the thickness of the chips. The chips are with their active ones surface attached as the top of the first plate-shaped body on the second plate-shaped body, making the sensitive active surface of the chips from damage at the thin grinding or thinnings remains protected. The contract of the non-active back of the product wafer on the depth of the wells can thus the active surface do not endanger the chips. About that In addition, after the removal of the back of the first plate-shaped body no separation step required. It remains rather due the introduced wells after removal from the back of the product wafer from a variety of individual pieces the second plate-shaped body back as chips. these can from the second plate-shaped body be removed in high yield.
Der erste plattenförmige Körper kann auch ein Verbundwafer aus einem Produkt-Wafer und einer auf diesen aufgebrachten Umverdrahtungsfolie sein. Dabei bedeckt die Umverdrahtungsfolie die gesamte Oberfläche des Produkt-Wafers, wobei die Vertiefungen die gesamte Umverdrahtungsfoliendicke durchtrennen und soweit in den Produkt-Wafer eindringen, wie es der Dicke der herzustellenden Einzelstücke entspricht. Dabei werden mit Hilfe der Umverdrahtungsfolie mikroskopisch kleine Kontaktflächen der Chips des Produkt-Wafers auf makroskopische Kontaktanschlußflächen der Umverdrahtungsfolie übertragen. In diesem Zusammenhang haben mikroskopisch kleine Abmaße eine Größe, die nur mit Hilfe eines Lichtmikroskopes noch meßbar sind, während makroskopische Abmessungen bereits mit dem bloßen Auge erkennbar und meßbar sind. Bei dem Verbundwafer aus Produkt-Wafer und Umverdrahtungsfolie sind in dieser Ausführungsform die Verbindungen zwischen Leiterbahnen der Umverdrahtungsfolie und den Kontaktflächen auf den Chips des Produkt-Wafers bereits erfolgt, während eine Verbindung zwischen Kontaktanschlußflächen der Umverdrahtungsfolie und entsprechenden Außenkontaktelementen wie Lotbällen oder Löthöckern noch nicht erfolgt sind.Of the first plate-shaped body can also be a composite wafer from a product wafer and one on this applied Umverdrahtungsfolie be. It covers the Re-wiring foil the entire surface of the product wafer, taking the wells cut through the entire rewiring foil thickness and so far penetrate into the product wafer, as is the thickness of the to be produced individual pieces equivalent. This will be microscopic with the help of the rewiring foil small contact surfaces the chips of the product wafer on macroscopic contact pads of Transfer wiring sheet. In this context, microscopically small dimensions have one Size that only with the help of a light microscope are still measurable, while macroscopic Dimensions already with the bare one Eye recognizable and measurable are. In the composite wafer of product wafer and rewiring foil are in this embodiment the connections between tracks of the rewiring foil and the contact surfaces Already done on the chips of the product wafer while connecting between contact pads of the redistribution film and corresponding external contact elements like solder balls or solder bumps yet not done.
Die Vertiefungen sind Ätznuten. Geätzte Nuten haben den Vorteil, daß ihr Einbringen in den ersten plattenförmigen Körper noch schonender als bei dem Einbringen von Sägenuten erfolgen kann. Vor dem Einbringen der Ätznuten muß jedoch eine Ätzmaske auf den ersten plattenförmigen Körper aufgetragen werden, um die Oberflächen der Einzelstücke vor dem Ätzmittel zu schützen. Dieser Maskierungsschritt zum Einbringen von Ätznuten als Vertiefungen kann die Kosten zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöhen.The Recesses are etching grooves. etched Grooves have the advantage that you Inserting in the first plate-shaped body even gentler than that Introduction of saw grooves can be done. However, an etching mask must be present before the introduction of the etching grooves on the first plate-shaped body be applied to the surfaces of the individual pieces before the etchant to protect. This masking step for introducing etch grooves as depressions can increase the cost of producing the device according to the invention.
Der zweite plattenförmige Körper kann ein Trägersubstrat sein. Dieses Trägersubstrat kann vorzugsweise aus einem Material der Gruppe Aluminiumoxid, Saphir, Mullit, Siliciumoxid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Bornitrid, Glaskeramik oder Mischungen derselben bestehen. Dabei ist die Auswahl des Trägersubstrats aus dieser Gruppe von dem jeweiligen Wärmeausdehnungskoeffizienten abhängig, der dem ersten plattenförmigen Körper anzupassen ist.Of the second plate-shaped body can be a carrier substrate be. This carrier substrate may preferably be made of a material from the group of alumina, sapphire, Mullite, silica, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, Glass ceramic or mixtures thereof. Here is the selection of the carrier substrate from this group of the respective thermal expansion coefficient dependent, the first plate-shaped body to adapt.
Wenn als erster plattenförmiger Körper ein Siliciumwafer eingesetzt wird, so ist es von Vorteil, als zweiten plattenförmigen Körper ebenfalls einen Halbleiterwafer vorzugsweise aus Silicium einzusetzen, um Thermospannungen zwischen erstem plattenförmigem Körper und zweitem plattenförmigem Körper zu vermindern.If as the first plate-shaped body a silicon wafer is used, it is advantageous as a second disc-shaped body also to use a semiconductor wafer, preferably made of silicon, to thermal stresses between the first plate-shaped body and the second plate-shaped body Reduce.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Halbleitermaterialien, Keramiken und andere, vorzugsweise Siliciumchips auf 6- oder 8-Zollwafern gedünnt, d. h. in ihrer Dicke vermindert werden. Dazu kann beim Dünnen eines Wafers dieser entlang der Sägestraßen zunächst eingesägt werden. Dieses Einsägen erfolgt so tief, wie es der endgültigen Chipdicke entspricht, z. B. 50 bis 100 μm. Danach wird der Wafer mit "face down" (mit seiner aktiven Seite nach unten) auf einen "carrier", z. B. einem anderen Wafer oder einem anderen Träger befestigt.With the method according to the invention can Semiconductor materials, ceramics and others, preferably silicon chips thinned on 6- or 8-inch wafers, d. H. be reduced in thickness. This can be done by thinning one Wafers this be sawn along the saw lines first. This sawing takes as deep as it does the final one Chip thickness corresponds, for. B. 50 to 100 microns. Thereafter, the wafer is "face down" (with its active Side down) on a "carrier", z. B. another Wafer or another carrier attached.
Das Befestigen kann durch eine doppelseitig klebende Folie bewirkt werden.The Fixing can be effected by a double-sided adhesive film.
Anschließend wird der Wafer entweder durch "grinding" (Schleifen) oder durch "etch" bzw. Ätzen gedünnt, d. h. in seiner Dicke vermindert. Dieses Dünnen führt gleichzeitig zur Trennung der Chips. Wird dieses Trennen bereits durch Dünnschleifen erreicht, so erfolgt ein anschließender Ätzabtrag unmittelbar auf der Rückseite der Chips. Es kann aber auch das Ätzen selbst zur Trennung führen. In jedem Fall kann zwischen Schleifen und Ätzen gewählt werden, und es kann die Dauer des Schleifens bzw. die Dauer des Ätzens frei eingestellt werden.Subsequently, the wafer is thinned either by "grinding" or by "etch" or etching, ie reduced in thickness. This thinning also leads to the separation of the chips. If this separation is already achieved by thin grinding, a subsequent etching removal takes place directly on the back side of the chips. But it can also lead the etching itself to the separation. In any case, it is possible to choose between grinding and etching, and the duration of the grinding or the duration of the etching can be set freely.
Beim naßchemischen Ätzen wird beispielsweise eine SEZ-Spin-Ätzanlage eingesetzt. Mit dem Ätzschritt wird die Rückseite der Wafer, und/oder der Chips und die Kanten der Chips geätzt. Dabei ergibt sich automatisch ein Abätzen der Chipkanten. Insbesondere der Ätzschritt ermöglicht es, äußerst geringe Enddicken der Chips von unter 50 μm zu erreichen und anschließend die Chips weiterzubearbeiten. Dabei ist für extrem dünne Chips mit entsprechend großer Flächenausdehnung die Ätzung der Kanten unabdingbar, um eine entsprechende Bruchstabilität für die Weiterverarbeitung oder die Endanwendung zu erreichen. Für kleinflächige Chips wird die Bruchstabilität ebenfalls durch Ätzen der Chipseiten in der Endphase des Dünnens der Wafer verbessert.At the Wet chemical etching is for example, a SEZ spin etching system used. With the etching step will the back the wafer, and / or the chips and the edges of the chips etched. there automatically results in an etching the chip edges. In particular, the etching step allows extremely small final thicknesses the chips of less than 50 microns to reach and then to further process the chips. It is for extremely thin chips with accordingly greater surface area the etching the edges indispensable to a corresponding breakage stability for further processing or to reach the end application. For small-area chips, the breakage stability is also by etching the chip sides in the final phase of the thinning of the wafer improved.
Durch ein Vakuumverpressen eines Produkt-Wafers auf einem Träger entsteht eine dichte Verbindung zwischen dem mit Ver tiefungen ausgestatteten Wafer und dem Träger, so daß ein Unterätzen der einzelnen Chips von den Vertiefungen aus gering bleibt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es automatisierbar ist und insbesondere für "finger-tip on card"-Chips in einer Dicke von 40, 60 und 80 μm anwendbar ist. Die Verwendung einer doppelseitig klebenden Folie, die temperaturlöslich ist, hat sich für das erfindungsgemäße Verfahren bewährt. Dieses ermöglicht es, die Chips beispielsweise über erwärmte Vakuumpinzetten abzunehmen oder den Träger, auf dem die vereinzelten Chips aufgeklebt sind, insgesamt zu erwärmen, um eine vollautomatische Abnahme und Montage zu ermöglichen.By a vacuum compression of a product wafer is formed on a support a dense connection between the depression Wafer and the carrier, so that one undercutting the individual chips from the wells remains low. This Method has the advantage that it can be automated and in particular for "finger tip on card" chips in a thickness of 40, 60 and 80 microns applicable is. The use of a double-sided adhesive film which is temperature-soluble, has for the inventive method proven. This allows for example, the chips via heated vacuum tweezers lose weight or the wearer, on which the scattered chips are pasted, to warm altogether, to to allow a fully automatic acceptance and assembly.
Die Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The Invention will now be described with reference to an embodiment with reference explained in more detail in the accompanying drawings.
Die
Vertiefungen können
durch Sputterätzen eingebracht
sein, so daß Ätznuten
Die
Restdicke D eines derartigen Produkt-Wafers dient lediglich der
Stabilisierung des plattenförmigen
Körpers
Die
Rückseite
Die
Vorrichtung nach
Insbesondere
bei der Herstellung von dünngeschliffenen
Chips
Mikrorisse,
wie sie beispielsweise beim Sägevorgang
auftreten können,
sind bei dieser Ausführungsform
der Erfindung auf den unmittelbaren Nachbarbereich der Vertiefungen
Für den chemomechanischen
Abtrag wurde die Vorrichtung der
Das
Verhältnis
zwischen chemomechanischem Abtrag und Ätzabtrag von der Rückseite
Es
ist möglich,
aufgrund des rein chemischen Abtrags die vereinzelten Einzelstücke
Die
Einzelstücke
Zur
Abnahme der auf die Dicke D' dünngeschliffenen
Einzelstücke
Alternativ
kann mit der Vorrichtung, die in
- 11
- erster plattenförmiger Körperfirst plate-shaped body
- 22
- zweiter plattenförmiger Körpersecond plate-shaped body
- 33
- Vertiefungdeepening
- 4four
- EinzelstückSingle copy
- dd
- Tiefe der Vertiefungen bzw. Dicke der Einzelstückedepth the depressions or thickness of the individual pieces
- d'd '
- Dicke der ersten Einzelstückethickness the first single pieces
- DD
- Dicke des nicht eingesägten Bereichs des erstenthickness of the not sawn Area of the first
-
plattenförmigen Körpers
1 plate-shaped body1 - D'D '
- verminderte Dicke des nicht eingesägten Bereichsreduced Thickness of non-cut area
- des ersten plattenförmigen Körpersof first plate-shaped body
- h'H'
- Dicke des ersten plattenförmigen Körpers nachthickness of the first plate-shaped Body after
- einem chemomechanischen Abtragone Chemomechanical removal
- 55
- Produkt-WaferProduct wafers
- 66
- Chipscrisps
- 77
- SägenutenSägenuten
- 88th
- Ätznutenetching grooves
- 99
- doppelseitig klebende Foliedouble-sided adhesive film
- 1010
- Trägersubstratcarrier substrate
- 1111
- HalbleiterwaferSemiconductor wafer
- 1212
- Vakuumpinzettevacuum tweezers
- 1313
-
Kanten
der Einzelstücke
4 bzw. Chips6 Edges of the individual pieces4 or chips6 - 1414
- Heizer einer Vakuumhaltevorrichtungstoker a vacuum holding device
- 15, 1615 16
-
Stromzuführung zu
dem Heizer
14 Power supply to the heater14 - 1717
- VakuumhaltevorrichtungVacuum holder
- 1818
- Heizer in der Vakuumpinzettenspitzestoker in the vacuum tweezers tip
- 19, 2019 20
-
Stromzuführung zu
dem Heizer
18 Power supply to the heater18 - 2121
- zentrale Bohrung in der Vakuumpinzettecentral Hole in the vacuum tweezers
- 2222
- VakuumpinzettenspitzeVacuum tweezer tip
- 3131
- Oberseite des ersten plattenförmigen Körperstop of the first plate-shaped body
- 3232
- Oberseite des zweiten plattenförmigen Körperstop of the second plate-shaped body
- 4141
- Unterseite des ersten plattenförmigen Körpersbottom of the first plate-shaped body
- 4242
- Unterseite des zweiten plattenförmigen Körpersbottom of the second plate-shaped body
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- 2000-10-31 DE DE2000154038 patent/DE10054038B4/en not_active Expired - Fee Related
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