DE10140046A1

DE10140046A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vereinzeln von Halbleiterchips

Info

Publication number: DE10140046A1
Application number: DE2001140046
Authority: DE
Inventors: Hannes Mio
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-08-16
Filing date: 2001-08-16
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2021-08-17
Also published as: DE10140046B4

Abstract

Der Wafer (1) wird entlang vorgesehener Trennlinien angeritzt und auf einem flexiblen Träger (2) befestigt, der in einer Druckkammer (3) so angebracht wird, dass in Innenvolumen der Druckkammer durch den flexiblen Träger in zwei gegeneinander abgedichtete Kammern unterteilt wird. Der flexible Träger wird durch Herstellung eines Überdruckes oder eines Unterdruckes in einer der beiden Kammern (5) verwölbt; dadurch wird auch der Wafer so verformt, dass die in dem Wafer auftretende mechanische Spannung bewirkt, dass der Wafer entlang den eingeritzten Gräben bricht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung zum Vereinzeln von Halbleiterchips aus einem Wafer.
Halbleiterbauelemente werden auf einem größerflächigen Substrat aus Halbleitermaterial hergestellt, der anschließend in einzelne Chips zerteilt wird. Dieses Vereinzeln der Halbleiterchips kann durch Sägen mittels eines Diamantsägeblattes, eines Laserstrahls, eines Wasserstrahls oder einer Ätzlösung geschehen. Es ist auch möglich, zunächst nur eine teilweise Trennung anzubringen, indem z. B. der Wafer mit einem Laserstrahl oder einem Sägeblatt angeritzt und anschließend längs dieser geritzten Trennlinien zerbrochen wird. Für das Zerbrechen werden Walzen verwendet, die eine leichte Verformung des Wafers bewirken, so dass das Halbleitermaterial längs der eingeritzten Gräben zerbricht. Statt dessen oder zusätzlich als Hilfsmittel können Ätzlösungen und Ultraschallbäder eingesetzt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, anzugeben, wie das Vereinzeln von Halbleiterchips aus einem Wafer möglichst effektiv bei gleichmäßiger Trennqualität und unter Vermeidung von Ausschuss vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. mit der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 5 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das Verfahren sieht vor, den Wafer entlang vorgesehener Trennlinien, vorzugsweise mittels eines Laserstrahls, anzuritzen und anschließend in einem geeigneten Druckbehälter zu brechen. Das geschieht in der Weise, dass in einem ersten Schritt der Wafer auf einem flexiblen Träger derart befestigt wird, dass Verformungen des flexiblen Trägers auf den Wafer übertragen werden. Als flexibler Träger ist insbesondere eine dünne Folie geeignet, auf die der Wafer ganzflächig aufgeklebt wird. Der flexible Träger wird so bemessen, dass er den Wafer seitlich überragt.
In an sich bekannter Weise erfolgt dann das Anritzen des Wafers längs der vorgesehenen Trennlinien, vorzugsweise, indem unter Einsatz eines durch optische Mittel gesteuerten Laserstrahles Gräben längs der vorgesehenen Trennlinien eingeritzt werden. Der Wafer wird dann in eine Druckkammer gebracht, in der der flexible Träger mit seinen den Wafer überragenden Anteilen so eingeklemmt wird, dass ein Innenvolumen der Druckkammer durch den flexiblen Träger in zwei gegeneinander abgedichtete Kammern unterteilt wird. Diese Abdichtung braucht nur so gut zu sein, dass der flexible Träger durch Herstellung eines Überdruckes oder eines Unterdruckes in einer der beiden Kammern verwölbt werden kann. Durch diese Verwölbung wird auch der Wafer verformt, so dass die in dem Wafer auftretende mechanische Spannung bewirkt, dass der Wafer entlang den eingeritzten Gräben bricht.
Die Vorrichtung ist eine für dieses Verfahren geeignete Druckkammer zur Aufnahme eines flexiblen Trägers, die so ausgebildet und mit einem Innenvolumen versehen ist, dass ein auf dem Träger befestigter Wafer in dieses Innenvolumen eingebracht werden kann und der Träger so befestigt werden kann, dass das Innenvolumen in zwei Kammern aufgeteilt wird. Ein dafür vorgesehener Gaseinlass beziehungsweise Gasauslass dient dazu, in einer der so gebildeten Kammern einen Überdruck oder einen Unterdruck gegenüber der anderen Kammer zu erzeugen, womit der Träger verformt werden kann.
Es folgt eine genauere Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung anhand eines in der Figur im Querschnitt dargestellten Beispiels der Vorrichtung.
Diese Figur zeigt einen Wafer 1 auf einem flexiblen Träger 2, der in einer die Vorrichtung bildenden Druckkammer 3 eingespannt ist. Es sind zum Abdichten des Innenvolumens der Druckkammer Dichtringe 4 vorhanden, die den flexiblen Träger 2 festklemmen. Diese Abdichtung kann aber auf eine im Prinzip beliebige Weise vorgenommen sein. Wesentlich ist dabei nur, dass der flexible Träger zwischen den beiden Teilen 3a, 3b der Druckkammer so eingeklemmt wird, dass das Innenvolumen der Druckkammer durch den flexiblen Träger 2 in zwei Kammern aufgeteilt wird.
In dem Beispiel der Figur ist die dadurch gebildete untere Kammer 5 mit einer Gaseinlassöffnung bzw. Gasauslassöffnung versehen, die mit einem Ventil 6 geöffnet und geschlossen werden kann. In dem dargestellten Querschnitt ist in der Kammer 5 ein Überdruck vorhanden, der durch Einlassen von Gas in diese Kammer 5 hervorgerufen wurde. Dieser Überdruck gegenüber der oberen Kammer bewirkt, dass der flexible Träger 2, z. B. eine geeignete Folie, so nach oben gewölbt wird, dass auch der auf dem flexiblen Träger 2 ganzflächig befestigte Wafer 1 entsprechend verformt wird.
Da der Wafer 1 mit eingeritzten Gräben versehen ist, die zumindest so tief sind, dass der Wafer bei der gezeigten Verformung längs dieser Gräben zerbricht, kann so der Wafer in die Halbleiterchips vereinzelt werden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Chips beim Zerbrechen des Wafers nicht von dem flexiblen Träger abfallen, sondern erst nach dem Vereinzeln von dem Träger abgelöst werden. Es können andererseits weitere Mittel vorgesehen sein, die ein Abtrennen der vereinzelten Halbleiterchips von dem flexiblen Träger bereits in der Druckkammer herbeiführen, z. B. eine in der Kammer enthaltene geeignete Lösung.
Die Verformung des flexiblen Trägers kann in der dargestellten Weise konkav zu der mit dem Wafer versehenen Seite erfolgen; es ist statt dessen möglich, den flexiblen Träger so zu verformen, dass die von dem Träger abgewandte Oberseite des Wafers 1 konvex nach außen gekrümmt wird. Der Wafer 1 kann mit einer mit Bauelementen und dergleichen versehenen Oberseite auf dem flexiblen Träger 2 angebracht werden; statt dessen kann eine nicht mit Bauelementen versehene Rückseite des Wafers auf dem flexiblen Träger 2 befestigt werden. Die Gräben werden vorzugsweise auf derjenigen Seite des Wafers geritzt, die der Seite gegenüberliegt, die auf dem Träger befestigt werden soll.
Das Verfahren besitzt gegenüber bisher bekannten Verfahren die Vorteile, dass nur ein extrem schmaler Sägerahmen (bestimmt durch den Brennfleck des Laserstrahls) unabhängig von der Dicke des Wafers erforderlich ist, die Bearbeitungszeit mit dem Laser sehr kurz ist, da nur ein geringer Materialabtrag notwendig ist, und das Vereinzeln sehr schnell erfolgt, da in der Druckkammer sämtliche Chips gleichzeitig aus dem Waferverbund gelöst werden. Außerdem ist ein geringerer Anteil an Ausschuss zu erwarten wegen gleichbleibender Trennqualität und glatter Sägekanten und daraus resultierend weniger Mikrorissen und Ausbrüchen als beim Sägen mit Sägeblatt.

Claims

1. Verfahren zum Vereinzeln von Halbleiterchips aus einem Wafer, bei dem
in einem ersten Schritt der Wafer (1) auf einem flexiblen Träger (2) derart befestigt wird, dass Verformungen des flexiblen Trägers auf den Wafer übertragen werden,
in einem zweiten Schritt Gräben längs vorgesehener Trennlinien in den Wafer geritzt werden,
in einem dritten Schritt der flexible Träger in einer Druckkammer (3) derart befestigt wird, dass der Wafer sich in einem Innenvolumen der Druckkammer befindet und dieses Innenvolumen durch den flexiblen Träger in zwei Kammern aufgeteilt wird, die gegeneinander in einer für einen nachfolgenden vierten Schritt ausreichenden Weise abgedichtet sind, und
in dem vierten Schritt in einer dieser Kammern (5) ein Überdruck oder ein Unterdruck erzeugt wird derart, dass der flexible Träger und der Wafer so verformt werden, dass der Wafer entlang den geritzten Gräben zerteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in dem ersten Schritt der Wafer mit einer mit Bauelementen versehenen Oberseite auf dem flexiblen Träger befestigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in dem ersten Schritt der Wafer mit einer Unterseite, die von einer mit Bauelementen versehen Oberseite des Wafers abgewandt ist, auf dem flexiblen Träger befestigt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem als flexibler Träger eine Folie verwendet wird.

5. Vorrichtung zum Vereinzeln von Halbleiterchips aus einem Wafer, bei der eine Druckkammer (3) zur Aufnahme eines flexiblen Trägers vorhanden ist, die so ausgebildet und mit einem Innenvolumen versehen ist, dass ein auf dem Träger befestigter Wafer (1) in das Innenvolumen eingebracht werden kann und der Träger so befestigt werden kann, dass das Innenvolumen durch den Träger in zwei Kammern aufgeteilt wird und in einer dieser Kammern mittels einer dafür vorgesehenen Gaseinlassöffnung oder Gasauslassöffnung ein Überdruck bzw. ein Unterdruck gegenüber der anderen Kammer erzeugt werden kann.