DE10122839A1

DE10122839A1 - Verfahren zum Vereinzeln von Halbleiterstrukturen sowie zum Vereinzeln vorbereitetes Halbleitersubstrat

Info

Publication number: DE10122839A1
Application number: DE2001122839
Authority: DE
Inventors: Volker Lehmann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2021-05-12
Also published as: DE10122839B4

Abstract

Verfahren zum Vereinzeln von Halbleiterstrukturen (100), bei dem eine Schicht auf einer Hauptseite (102) eines Substrats (103) erzeugt und derart strukturiert wird, dass Bereiche des Substrats (103) an der Hauptseite (102) freigelegt werden, bei dem Substratmaterial in den freigelegten Bereichen entfernt wird, bei dem mittels einer Biegebelastung Biegekräfte auf Substratstellen ausgeübt werden, an welchen vorher Substratmaterial entfernt wurde, und bei dem die Halbleiterstrukturen (100) mittels der auf das Substrat (103) einwirkenden Biegebelastung vereinzelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vereinzeln von Halbleiterstrukturen sowie ein zum Vereinzeln vorbereitetes Halbleitersubstrat.

Gemäß dem Stand der Technik wird während der Fertigung von Halbleiterchips auf einem einzelnen Halbleitersubstrat (Wafer) eine Vielzahl von, häufig gleichartigen, Halbleiterstrukturen hergestellt. Bei einem der abschließenden Herstellungsschritte während der Fertigung der Halbleiterchips werden die auf dem Halbleitersubstrat befindlichen Halbleiterstrukturen schließlich vereinzelt.

Das Vereinzeln basiert vor allem auf einem Sägen des Halbleitersubstrats. Dabei wird das Halbleitersubstrat zwischen benachbarten Halbleiterstrukturen entweder vollständig durchgesägt oder zur Bildung einer Sollbruchstelle angesägt und dann entlang der gesägten Sollbruchstelle auseinander gebrochen. Dazu wird für gewöhnlich eine Diamantsäge verwendet. Als Alternative kann das Halbleitersubstrat auch mittels eines Diamanten nur angeritzt und dann entlang der geritzten Sollbruchstelle auseinander gebrochen werden.

Wird zum endgültigen Vereinzeln der Halbleiterchips das Halbleitersubstrat an einer Sollbruchstelle auseinander gebrochen, so wird das Halbleitersubstrat für gewöhnlich vorher auf einen elastischen Träger geklebt und dieser elastische Träger mit Hilfe einer Biegebelastung verformt. Dabei wirkt die Biegebelastung auf den elastischen Träger in eine Richtung entgegengesetzt zum Halbleitersubstrat, welches der Biegebelastung bevorzugt an der Sollbruchstelle nachgibt und entlang der Sollbruchstelle auseinander bricht.

Durch das Sägen oder Ritzen des Halbleitersubstrats werden jedoch Halbleiterpartikel in einer häufig unerwünschten Menge erzeugt. Diese Halbleiterpartikel können dabei unterschiedliche Formen und Größen aufweisen. Vor allem wenn die Halbleiterstrukturen auf dem Halbleitersubstrat eine raue Oberfläche verursachen, führen die beim Sägen oder Ritzen entstehenden Halbleiterpartikel zu einer inakzeptablen Verunreinigung der Oberfläche des Halbleitersubstrats sowie der Halbleiterstrukturen selbst. Solch eine Verunreinigung ist häufig nur schwer zu entfernen.

Dies ist beispielsweise auch dann der Fall, wenn die Halbleiterstrukturen in Form von zylinderförmigen Poren im Halbleitersubstrat verwirklicht sind und die Poren einen Durchmesser im Mikrometer- und Submikrometerbereich aufweisen. Dabei kann es leicht zu einer unerwünschten Verstopfung der Poren mit den verunreinigenden Halbleiterpartikeln kommen.

Ein mit Poren strukturierter Halbleiterchip ist beispielsweise in [1] oder [2] offenbart und kann unter anderem wie folgt angewandt werden: als isoporöse Membran, als rückspülbares Filter, als Laminisator, als Katalysatorträger, als Reagenzienträger, als Elektrode für Batterien und Brennstoffzellen, als Düsenplatte, als Röhrengitter oder als Filter für elektromagnetische Wellen.

Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Vereinzeln von Halbleiterstrukturen sowie ein zum Vereinzeln vorbereitetes Halbleitersubstrat anzugeben, bei dem während des Vereinzelns eine geringere Anzahl von unerwünschten Partikeln erzeugt wird.

Das Problem wird durch ein Verfahren zum Vereinzeln von Halbleiterstrukturen sowie ein zum Vereinzeln vorbereitetes Halbleitersubstrat mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Bei einem Verfahren zum Vereinzeln von an einer ersten Hauptseite eines Substrats befindlichen Halbleiterstrukturen wird zunächst eine Schicht auf einer der ersten Hauptseite parallel gegenüberliegenden zweiten Hauptseite des Substrats erzeugt. Die Schicht wird danach derart strukturiert, dass Bereiche des Substrats an der zweiten Hauptseite freigelegt werden. Ferner wird Substratmaterial in den freigelegten Bereichen des Substrats entfernt. Des Weiteren wird mit einer Biegebelastung auf das Substrat eingewirkt, wodurch Biegekräfte auf Substratstellen ausgeübt werden, an welchen vorher Substratmaterial entfernt wurde. Schließlich werden die an der ersten Hauptseite des Substrats befindlichen Halbleiterstrukturen mittels der auf das Substrat einwirkenden Biegebelastung vereinzelt.

Ein Halbleitersubstrat weist auf eine erste Hauptseite und eine der ersten Hauptseite parallel gegenüberliegende zweite Hauptseite. Auf der zweiten Hauptseite weist das Halbleitersubstrat mindestens eine gerade verlaufende Aussparung auf, welche beim Vereinzeln des Halbleitersubstrats mittels einer Biegebelastung als Sollbruchstelle wirkt.

Ein Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, dass das Problem der inakzeptablen Verschmutzung des Halbleitersubstrats beim Vereinzeln reduziert wird, indem der Vorgang des Vereinzelns nicht mehr auf einem Ansägen des Halbleitersubstrats basiert. Statt dessen wird mittels Standardprozessschritten aus der Halbleitertechnik eine Aussparung im Halbleitersubstrat erzeugt, welche als Sollbruchstelle wirkt.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Strukturierung der Schicht auf der zweiten Hauptseite des Substrats mittels Lithographie und nachfolgender Ätzung.

Vorzugsweise wird mittels Ätzung Substratmaterial in den freigelegten Bereichen des Substrats entfernt. Die Schicht wird daher derart strukturiert, dass sich bei der nachfolgenden Entfernung von Substratmaterial in den freigelegten Bereichen des Substrats auf Grund der Strukturierung der Schicht gerade verlaufende Gräben in dem Substrat in Bereichen zwischen den Chips, jedoch auf der den Chips abgewandten Substratseite, bilden. Solch ein Graben stellt eine Aussparung im Substrat dar, welche als Sollbruchstelle dient.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Schichtmaterial ein Material gewählt, welches selektiv zum Substratmaterial ätzbar ist.

Vorzugsweise bildet eine mit den Millerschen Indizes {100} bezeichnete Kristallebene des Substrats die zweite Hauptseite und werden die Gräben senkrecht oder parallel zu einer mit den Millerschen Indizes {110} bezeichneten Kristallebene angeordnet. Die Gräben werden dann bevorzugt als V-förmige Nuten gebildet, welche sich während einer anisotropen Ätzung des Substrats ergeben.

Die Gräben schneiden jeweils vorzugsweise zweimal eine Begrenzung der zweiten Hauptseite. Dadurch ergeben sich aus den Gräben unbegrenzte Sollbruchstellen, welche das ganze Substrat durchziehen. Die Halbleiterstrukturen werden bevorzugt dadurch vereinzelt, dass das Substrat entlang der Gräben gebrochen wird. Wenn die Sollbruchstellen begrenzt sind, ergeben sich auf Grund des Vereinzelns an den Grenzen der Sollbruchstellen ausgefranste Ränder und auf Grund ausgebrochener Vereinzelungspartikel ein höherer Verschmutzungsgrad.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird kein Material der Halbleiterstrukturen entfernt, während Substratmaterial in den freigelegten Bereichen des Substrats entfernt wird. Das bedeutet, dass während des Erzeugens der Sollbruchstellen die Halbleiterstrukturen nicht durch das Substrat hindurch beeinträchtigt werden.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren vorsehen, dass zuerst die Halbleiterstrukturen erzeugt werden, welche eine Anordnung von im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptseite verlaufenden Poren aufweisen. Die Poren sind bevorzugt zylinderförmig.

Bei dem erfindungsgemäßen Halbleitersubstrat wird die zweite Hauptseite vorzugsweise von einer mit den Millerschen Indizes {100} bezeichneten Kristallebene des Halbleitersubstrats gebildet. Das erfindungsgemäße Halbleitersubstrat weist dann bevorzugt als gerade verlaufende Aussparung eine V-Nut auf, welche senkrecht oder parallel zu einer mit den Millerschen Indizes {110} bezeichneten Kristallebene angeordnet ist.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Halbleitersubstrat bevorzugt auf der ersten Hauptseite mehrere Halbleiterstrukturen aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halbleitersubstrats weist dieses als Halbleiterstrukturen eine Anordnung von zylinderförmigen Poren auf, welche im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptseite verlaufen. Dabei kann die Anordnung von Poren auf dem Halbleitersubstrat als isoporöse Membran, als rückspülbares Filter, als Laminisator, als Katalysatorträger, als Reagenzienträger, als Elektrode für Batterien und Brennstoffzellen, als Düsenplatte, als Röhrengitter oder als Filter für elektromagnetische Wellen vorgesehen sein.

Vorzugsweise sind die Halbleiterstrukturen auf der ersten Hauptseite des erfindungsgemäßen Halbleitersubstrats als Biochips ausgebildet. Ein Biochip im Sinne der Erfindung ist dabei eine beispielsweise aus der Biosensorik bekannte Vorrichtung zum Erfassen von makromolekularen Biopolymeren wie beispielsweise Nukleinsäuren, Polypeptiden und Proteinen. Auf einem solchen Biochip wird zum Erfassen eines derartigen Biopolymers üblicherweise mindestens ein Fängermolekül immobilisiert, wobei das Fängermolekül das Biopolymer binden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten.

Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein strukturiertes Halbleitersubstrat zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das strukturierte Halbleitersubstrat aus Fig. 1 zu einem ersten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 einen Querschnitt durch das strukturierte Halbleitersubstrat aus Fig. 1 zu einem zweiten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 4 einen Querschnitt durch das strukturierte Halbleitersubstrat aus Fig. 1 zu einem dritten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 5 einen Querschnitt durch das strukturierte Halbleitersubstrat aus Fig. 1 zu einem vierten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 6 eine Unteransicht des strukturierten Halbleitersubstrats aus Fig. 1 zum dritten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein strukturiertes Halbleitersubstrat 100 zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das strukturierte Halbleitersubstrat 100 wird von einer ersten Hauptseite 101 nach oben und von einer zur ersten Hauptseite 101 parallel gegenüberliegenden zweiten Hauptseite 102 nach unten begrenzt. Des Weiteren weist das strukturierte Halbleitersubstrat 100 einen Substratkörper 103 und mehrere Poren 104 auf. Die Poren 104 sind im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptseite 101 ausgerichtet und haben eine zylindrische Form. Außerdem reichen die Poren 104 in den Substratkörper 103 hinein, durchstoßen den Substratkörper 103 jedoch nicht. Zwischen den Poren 104 befinden sich somit Substratstege 105.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das strukturierte Halbleitersubstrat 100 derart orientiert, dass in der Zeichenebene eine Kristallebene liegt, welche mit den Millerschen Indizes {110} bezeichnet wird. Die erste Hauptseite 101 und die zweite Hauptseite 102 sind parallel zu der Kristallebene ausgerichtet, welche mit den Millerschen Indizes {100} bezeichnet wird. Als Material wird für den Substratkörper 103 und für die Substratstege 105 Silizium verwendet. Alternativ können jedoch auch andere einkomponentige oder mehrkomponentige Halbleitermaterialien verwendet werden. Des Weiteren können sowohl der Substratkörper 103 als auch die Substratstege 105 zusätzlich strukturiert sein.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das strukturierte Halbleitersubstrat 100 aus Fig. 1 zu einem ersten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Auf der zweiten Hauptseite 102 des strukturierten Halbleitersubstrats 100 wird eine ätzresistente Schicht 201 flächig aufgebracht. Die ätzresistente Schicht 201 kann mit jedem üblichen Herstellungsprozess erzeugt werden. Als Material für die ätzresistente Schicht 201 wird Siliziumnitrid (Si₃N₄) verwendet. Bei der Wahl des Materials für die ätzresistente Schicht 201 sollte darauf geachtet werden, dass die ätzresistente Schicht 201 selektiv zum Substratkörper 103 geätzt werden kann. Wenn der Substratkörper 103 ein anderes Material als Silizium aufweist, sollte das Material für die ätzresistente Schicht 201 folglich entsprechend angepasst werden.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch das strukturierte Halbleitersubstrat 100 aus Fig. 1 zu einem zweiten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Auf der ätzresistenten Schicht 201 wird eine strukturierte Photolackschicht 301 erzeugt. Zum Erzeugen der strukturierten Photolackschicht 301 wird zunächst mittels eines Standardprozesses ein Photolackmaterial flächig auf der ätzresistenten Schicht 201 aufgebracht. Danach wird das Photolackmaterial mittels einer Lithographiemaske und eines Lithographieprozesses an vorbestimmten Stellen ausgehärtet. Anschließend wird das Photolackmaterial, welches in dem Lithographieprozess nicht ausgehärtet wurde, mittels einer geeigneten Ätzung entfernt. Die strukturierte Photolackschicht 301 weist folglich Aussparungen 302 auf, in welchen die ätzresistente Schicht 201 freigelegt ist.

Die ätzresistente Schicht 201 wird nun zu einer Ätzmaske für den Substratkörper 103 strukturiert, wobei die Ätzmaske in Fig. 4 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 401 versehen ist. Zum Erzeugen der Ätzmaske 401 wird die ätzresistente Schicht 201 lokal an den Aussparungen 302 mittels einer Ätzung entfernt. Als Ätzmittel wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel Flusssäure (HF) bei Raumtemperatur eingesetzt. Alternativ kann auch Phosphorsäure (H₃PO₄) bei 150°C eingesetzt werden. Als weitere Alternative ist auch eine Ätzung in einem Plasmaätzprozess möglich. Die Aussparungen 302 haben vorzugsweise eine Breite von 100 µm, können jedoch auch ein anderes Maß aufweisen.

In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch das strukturierte Halbleitersubstrat 100 aus Fig. 1 zu einem dritten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.

In dem Substratkörper 103 befindet sich ein Graben 402, welcher von der zweiten Hauptseite 102 in den Substratkörper 103 hineinragt. An der zweiten Hauptseite 102 weist der Graben 402 annähernd die gleiche Breite wie die Aussparung 302 auf.

Der Graben 402 wird dadurch erzeugt, dass von der zweiten Hauptseite 102 her Substratmaterial aus dem Substratkörper 103 anisotrop entfernt wird. Dabei dient die Ätzmaske 401 als Schutz für all diejenigen Bereiche des Substratkörpers 103, in denen kein Substratmaterial entfernt und somit kein Graben 402 gebildet werden soll. Das anisotrope Entfernen von Substratmaterial wird mittels einer Ätzung des Substratkörpers 103 verwirklicht.

Als Ätzmittel wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine 50%ige Kalilauge (KOH-Lösung) bei einer Temperatur von 90°C verwendet. Alternativ kann auch jedes andere alkalische Ätzmittel verwendet werden, welches den Substratkörper 103 anisotrop ätzt. Die möglichen Ätzmittel unterscheiden sich dann vorwiegend in ihrer Ätzrate und somit in der Geschwindigkeit, mit welcher Substratmaterial entfernt wird. Da als Substratmaterial Silizium verwendet wird und der Substratkörper 103 derart orientiert ist, dass der Graben 402 von der {100}-Kristallebene aus in den Substratkörper 103 hineingeätzt wird, gleicht der Graben 402 schließlich einer V-förmigen Nut. Die V-förmige Nut weist somit Seitenflächen auf, welche von {111}-Kristallebenen gebildet werden.

Zum Schutz der Poren 104 bzw. der Substratstege 105 während der Ätzung des Substratkörpers 103 kann der Substratkörper 103 an der ersten Hauptseite 101 mit einer O-Ring-förmigen Dichtung und einer Dichtplatte oder mit einem temporären Schutzfilm aus Siliziumnitrid (Si₃N₄) versehen sein.

Der Graben 402 dient beim endgültigen Vereinzeln des strukturierten Halbleitersubstrats 100 mittels einer Biegebelastung als Sollbruchstelle. Um einen gerade verlaufenden Bruch zu erreichen, sollte zwischen dem Graben 402 und den Poren 104 noch ausreichend Substratmaterial vorhanden sein. Somit sollte die anisotrope Ätzung des Substratkörpers 103 beendet werden, bevor der Graben 402 die Poren 104 erreicht. Dadurch kann vermieden werden, dass das strukturierte Halbleitersubstrat 100 von einer aus dem Graben 402 und den überlappenden Poren 104 gebildeten Perforationslinie durchzogen wird und somit eine unsaubere Sollbruchstelle entsteht.

Ein als V-förmige Nut ausgebildeter Graben 402 ist als Sollbruchstelle besonders vorteilhaft, da am tiefsten Punkt des Grabens 402 (von der zweiten Hauptseite 102 aus gesehen) eine besonders hohe Kerbspannung erreicht werden kann. Somit läuft die Sollbruchstelle ausschließlich entlang einer sauberen, geraden Linie im tiefsten Punkt des Grabens 402.

Bei anderen Kristallorientierungen des strukturierten Halbleitersubstrats 100 kann anisotropes Ätzen nicht angewendet werden. Wird statt dessen beispielsweise ein Plasmaätzprozess angewandt, bildet sich als Graben 402 eine U-förmige Nut aus. In diesem Fall gleicht die Sollbruchstelle einer ausgefransten Linie, da die Kerbspannung in der Tiefe des Grabens 402 auf einen relativ breiten Bereich kontinuierlich verteilt ist.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das strukturierte Halbleitersubstrat 100 aus Fig. 1 zu einem vierten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In dieser Darstellung wird das strukturierte Halbleitersubstrat 100 bereits entlang des Grabens 402 vereinzelt und in Vereinzelungsrichtung 501 auseinandergezogen gezeigt. Bei der gewählten Kristallorientierung des strukturierten Halbleitersubstrats 100 bildet sich entlang der Sollbruchstelle jeweils eine Bruchfläche 502 aus, welche in Abhängigkeit von der in der Zeichenebene dargestellten Kristallebene in eine <110<- Richtung orientiert ist.

Die vereinzelten Stücke des strukturierten Halbleitersubstrats 100 werden wie folgt erzeugt: Nach dem Erzeugen des Grabens 402 wird das strukturierte Halbleitersubstrat 100 zunächst mit der ersten Hauptseite 101 auf einen elastischen Träger geklebt. Danach wird eine im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Hauptseite 102 wirkende Biegebelastung auf das strukturierte Halbleitersubstrat 100 ausgeübt. Auf Grund der Biegebelastung entstehen Biegekräfte, welche wegen der an der Sollbruchstelle erhöhten Kerbspannung bevorzugt auf die Sollbruchstelle einwirken. Überschreiten die Biegekräfte eine für das Substratmaterial typische und wegen der erhöhten Kerbspannung erniedrigte Biegekraftgrenze, bricht das strukturierte Halbleitersubstrat 100 an der Sollbruchstelle auseinander.

Wegen des als V-förmige Nut ausgebildeten Grabens 402 ergeben sich im Wesentlichen glatte Bruchflächen 502. Auf Grund des Erzeugens einer Sollbruchstelle mittels Ätzung und wegen der im Wesentlichen glatten Bruchflächen 502 kommt es kaum zu einer Verschmutzung des strukturierten Halbleitersubstrats 100 mit unerwünschten Partikeln. Bei einem Vergleich zwischen einem Vereinzelungsverfahren mittels Sägen und dem erfindungsgemäßen Vereinzelungsverfahren ist speziell die Anzahl von Partikeln mit einem Durchmesser von kleiner als 10 µm erheblich reduziert.

Beim Sägen ist üblicherweise die Zugabe von Kühlflüssigkeit notwendig, welche die entstehenden Säge-Partikel zusätzlich in die Poren einspülen kann. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist jedoch eine Zugabe von Kühlflüssigkeit unnötig, wodurch auch keine möglicherweise beim Brechen des strukturierten Halbleitersubstrats 100 entstehenden Partikel in die Poren eingespült werden können.

Fig. 6 zeigt eine Unteransicht des strukturierten Halbleitersubstrats 100 aus Fig. 1 zum dritten Zeitpunkt während des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das strukturierte Halbleitersubstrat 100 wird auf der zweiten Hauptseite 102 von einer Substratbegrenzung 601 in der Ebene der zweiten Hauptseite 102 begrenzt. Auf der zweiten Hauptseite 102 befindet sich eine Mehrzahl von als V-förmige Nuten ausgebildeten, geraden Gräben 402, welche parallel und senkrecht zueinander angeordnet sind und jeweils zweimal die Substratbegrenzung 601 schneiden. Dabei entspricht die Orientierung der Gräben 402 jeweils im Wesentlichen einer <110<-Kristallrichtung.

Die Orientierungen der Gräben 402 sowie des strukturierten Halbleitersubstrats 100 lassen sich dabei anhand des während der Herstellung des Halbleiter-Grundsubstrats (Wafers) angebrachten Kristallorientierungsindikators 602 ermitteln.

Die Kristallorientierung des strukturierten Halbleitersubstrats 100 sowie die Orientierungen der im strukturierten Halbleitersubstrat 100 verlaufenden Gräben 402 werden mittels des Kristallorientierungssystems 603 verdeutlicht. Die Millerschen Indizes {100} symbolisieren darin die in der Zeichenebene liegende Kristallebene des strukturierten Halbleitersubstrats 100 und die Millerschen Indizes <110< und <101< die Richtungen der Gräben 402.

Die Gräben 402 sollten, wie in diesem Ausführungsbeispiel, stets gerade verlaufen sowie zweimal die Substratbegrenzung 601 schneiden. Dadurch ergeben sich beim Vereinzeln des strukturierten Halbleitersubstrats 100 mittels Biegebelastung glatte, unausgefranste Bruchflächen 502. Somit kann gewährleistet werden, dass die Entstehung von unerwünschten Partikeln so gering wie möglich ist.

Schneidet ein Graben 402 nur einmal oder sogar keinmal die Substratbegrenzung 601, kann es passieren, dass die tatsächliche Bruchlinie außerhalb des Grabens 402 von der geraden Sollbruchlinie, welche von dem Graben 402 definiert wird, abweicht. Dadurch können beim Vereinzeln des strukturierten Halbleitersubstrats 100 mittels Biegebelastung Halbleiterstrukturen unbeabsichtigt beschädigt werden.

In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert:
[1] DE 198 20 756 C1
[2] US 5 843 767 A

Bezugszeichenliste

100

strukturiertes Halbleitersubstrat

101

erste Hauptseite

102

zweite Hauptseite

103

Substratkörper

104

Poren

105

Substratstege

201

ätzresistente Schicht

301

strukturierte Photolackschicht

302

Aussparung

401

Ätzmaske

402

Graben

501

Vereinzelungsrichtung

502

Bruchfläche

601

Substratbegrenzung

602

Kristallorientierungsindikator

603

Kristallorientierungssystem

Claims

1. Verfahren zum Vereinzeln von an einer ersten Hauptseite eines Substrats befindlichen Halbleiterstrukturen
bei dem eine Schicht auf einer der ersten Hauptseite parallel gegenüberliegenden zweiten Hauptseite des Substrats erzeugt wird,
bei dem die Schicht derart strukturiert wird, dass Bereiche des Substrats an der zweiten Hauptseite freigelegt werden,
bei dem Substratmaterial in den freigelegten Bereichen des Substrats entfernt wird,
bei dem mit einer Biegebelastung auf das Substrat eingewirkt wird, wodurch Biegekräfte auf Substratstellen ausgeübt werden, an welchen vorher Substratmaterial entfernt wurde, und
bei dem die an der ersten Hauptseite des Substrats befindlichen Halbleiterstrukturen mittels der auf das Substrat einwirkenden Biegebelastung vereinzelt werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Schicht mittels Lithographie und Ätzung strukturiert wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem mittels Ätzung Substratmaterial in den freigelegten Bereichen des Substrats entfernt wird.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem als Schichtmaterial ein Material gewählt wird, welches selektiv zum Substratmaterial ätzbar ist.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Schicht derart strukturiert wird, dass sich bei der nachfolgenden Entfernung von Substratmaterial in den freigelegten Bereichen des Substrats auf Grund der Strukturierung der Schicht gerade verlaufende Gräben in dem Substrat bilden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem eine mit den Millerschen Indizes {100} bezeichnete Kristallebene des Substrats die zweite Hauptseite bildet und die Gräben senkrecht oder parallel zu einer mit den Millerschen Indizes {110} bezeichneten Kristallebene angeordnet werden.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem die Gräben als V-förmige Nuten gebildet werden, welche sich während einer anisotropen Ätzung des Substrats ergeben.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die Gräben jeweils zweimal eine Begrenzung der zweiten Hauptseite schneiden.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die Halbleiterstrukturen dadurch vereinzelt werden, dass das Substrat entlang der Gräben gebrochen wird.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem kein Material der Halbleiterstrukturen entfernt wird, während Substratmaterial in den freigelegten Bereichen des Substrats entfernt wird.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem zunächst die Halbleiterstrukturen erzeugt werden, welche eine Anordnung von im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptseite verlaufenden Poren aufweisen.

12. Halbleitersubstrat
mit einer ersten Hauptseite und einer der ersten Hauptseite parallel gegenüberliegenden zweiten Hauptseite,
wobei das Halbleitersubstrat auf der zweiten Hauptseite mindestens eine gerade verlaufende Aussparung aufweist, welche beim Vereinzeln des Halbleitersubstrats mittels einer Biegebelastung als Sollbruchstelle wirkt.

13. Halbleitersubstrat gemäß Anspruch 12, bei welchem die zweite Hauptseite von einer mit den Millerschen Indizes {100} bezeichneten Kristallebene des Halbleitersubstrats gebildet wird und welches als gerade verlaufende Aussparung eine V-Nut aufweist, welche senkrecht oder parallel zu einer mit den Millerschen Indizes {110} bezeichneten Kristallebene angeordnet ist.

14. Halbleitersubstrat gemäß Anspruch 12 oder 13, welches auf der ersten Hauptseite mehrere Halbleiterstrukturen aufweist.

15. Halbleitersubstrat gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, welches als Halbleiterstrukturen eine Anordnung von Poren aufweist, welche im Wesentlichen senkrecht zur ersten Hauptseite verlaufen.

16. Halbleitersubstrat gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem die Halbleiterstrukturen als Biochips ausgebildet sind.