DE102004054147A1 - Verfahren zum Aufbringen einer Klebestoffschicht auf dünngeschliffene Halbleiterchips eines Halbleiterwafers - Google Patents

Verfahren zum Aufbringen einer Klebestoffschicht auf dünngeschliffene Halbleiterchips eines Halbleiterwafers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Klebstoffschicht (12) auf dünngeschliffene bzw. gedünnte Halbleiterchips (2) eines Halbleiterwafers. Dabei wird die Klebstoffschicht (12) mithilfe einer Klebstofffolie, die vollständig aus aushärtbarem Klebstoff (10) aufgebaut ist, relativ früh in ein Verfahren zum Dünnschleifen, Trennen und Vereinzeln eines Halbleiterwafers zu gedünnten Halbleiterchips (2) eingebracht und schließlich in dem Halbleiterbauteil, in das der gedünnte Halbleiterchip (2) einzubauen ist, weiterverwendet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Klebstoffschicht auf dünngeschliffene Halbleiterchips eines Halbleiterwafers. Das Dünnschleifen eines Halbleiterchips ist aus der Druckschrift US 6,045,073 bekannt, bei dem der Chip zunächst elektrisch auf seiner aktiven Oberfläche mit einer Kontaktoberfläche eines Systemträgers über Kontakthöcker verbunden wird und im Randbereich mit einer Silikonmasse vergossen wird. Anschließend wird die Rückseite des Chips einem Plasmaätzprozess ausgesetzt, um den Chip auf wenige Mikrometer zu dünnen. Ein derartiges Verfahren ist aufwändig, da zunächst die Kontakthöcker auf dem Chip herzustellen sind, und anschließend ein großer Präparationsaufwand betrieben werden muss, um jeden einzelnen Chip für ein Dünnschleifen durch Plasmazerstäuben vorzubereiten.
  • Aus der Druckschrift DE 100 48 881 ist ein Verfahren zum Dünnschleifen von Produktwafern bekannt. Bei diesem Verfahren wird der gesamte Produktwafer von seiner Rückseite aus dünngeschliffen und anschließend wird der dünngeschliffene Produktwafer der mit einem Trägerwafer verbunden ist, in einzelne Halbleiterchips zersägt. Bei diesem bekannten Verfahren ist es ein Problem, die gedünnten Halbleiterchips unzerstört von einem Trägerwafer abzunehmen und für eine Weiterverarbeitung zu einem Halbleiterbauteil zu präparieren. Mit zunehmender Miniaturisierung der Halbleiterchips, insbesondere mit zunehmender Verkleinerung des Volumens des Halbleiterchips durch Verminderung seiner Dicke durch Dünnätzen oder Dünnschleifen auf nur noch wenige 10 μm Dicke, wird die Handha bung von Halbleiterchips in einer Halbleiterchip-Montageanlage bzw. auch nach dem Dünnschleifen in einer entsprechenden Läpp- und Poliereinrichtung zunehmend schwieriger.
  • Gegenwärtig beträgt die Ausfallrate bei Einsatz von Standardhandhabungswerkzeugen in einer Halbleiterchip-Montageanlage bereits etwa 20 %. Bei einem derart hohen Anteil beschädigter gedünnter Halbleiterchips, insbesondere bei Halbleiterchips, die für Hochfrequenzanwendung bestimmt sind, ist es erforderlich, diese Ausfallrate zu verringern. Besonders gravierende Ausfallraten treten in den Anlagenbereichen für das sog. "die-bonding" oder "die-tatch" auf. Dabei werden die Halbleiterchips von einer einseitig klebenden Trägerfolie abgehoben und in eine Position verbracht, bei welcher der gedünnte Halbleiterchip auf eine Chipinsel eines Systemträgers in einer Bauteilposition zur Herstellung eines elektronischen Bauteils fixiert wird.
  • Für das Abheben der Halbleiterchips von einer Trägerfolie mit einer Klebeschicht und die Übergabe an eine Vakuumpipette ist aus der Druckschrift DE 101 59 974 eine geeignete Montageanlage bekannt. Dabei wird der gedünnte Halbleiterchip von dem Saugnippel der Vakuumpipette aufgenommen und zum Auflöten oder Aufkleben in eine entsprechende Position verbracht, in der sich eine Chipinsel eines Flachleiterrahmens zur Aufnahme des Halbleiterchips oder ein Verdrahtungssubstrat mit entsprechend vorgesehener Kontaktanschlussfläche für die Aufnahme des dünngeschliffenen Halbleiterchips befindet. Das Ablösen der Rückseite des Halbleiterchips von dem Klebstoff der Trägerfolie ist dabei äußerst problematisch, denn es müssen hohe Kräfte aufgebracht werden, die es ermöglichen, die Adhäsion zwischen Halbleiterchip und Klebstoff der Trägerfolie zu überwinden. Dieses ist besonders problematisch für dünngeschliffene Halbleiterchips und birgt die Gefahr des Bruches der dünngeschliffenen Halbleiterchips.
  • Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass nach diesem Ablösevorgang ein Halbleiterchip zur Verfügung steht, der für eine Weiterverarbeitung und damit für ein Fixieren auf einer Halbleiterchipinsel eines Flachleiterrahmens oder zum Fixieren auf einer Kontaktanschlussfläche bzw. auf einem sog. "die bond pad" noch keinerlei Fixierhilfen aufweist. Derartige Fixierhilfen sind Klebstoffbeschichtungen oder Lotbeschichtungen auf der Rückseite des Halbleiterchips, mit denen der Halbleiterchip auf den vorgesehenen Positionen der Chipinseln bzw. der Kontaktanschlussflächen unter gleichzeitiger elektrischer Kontaktierung fixiert werden kann. Das Aufbringen derartiger Hilfssubstanzen auf einen dünngeschliffenen Halbleiterchip gestaltet sich entsprechend schwierig und führt zu einer erhöhten Ausschussrate bei den dünngeschliffenen Halbleiterchips.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aufbringen einer Klebstoffschicht auf dünngeschliffene Halbleiterchips eines Halbleiterwafers anzugeben, bei dem der Halbleiterchip nicht einzeln mit einer derartigen Klebstoffschicht zu versehen ist, sondern eine Vielzahl von Halbleiterchips ohne Bruchgefahr der Halbleiterchips mit einer entsprechenden Klebstoffschicht versehen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Aufbringen einer Klebstoffschicht auf dünngeschliffene Halbleiterchips eines Halbleiterwafers geschaffen, wobei das Verfahren die nachfolgenden Verfahrensschritte aufweist. Zunächst wird eine Klebstofffolie, die einen mittels Bestrahlung aushärtbaren Klebstoff aufweist, auf Rückseiten der dünngeschliffenen Halbleiterchips eines durch Trennnuten aufgetrennten Halbleiterwafers, der von einer Schutzfolie auf aktiven Oberseiten der Halbleiterchips zusammengehalten wird, aufgebracht. Diese Klebstofffolie, die vollständig aus Klebstoff besteht, hat den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu Klebstoffschichten, wie sie im Stand der Technik für das Ablösen von Halbleiterchips von einem mit der Klebstoffschicht beschichteten Träger bekannt sind, mit hoher Adhäsion auf den Rückseiten der Halbleiterchips verbleibt.
  • Nach dem Aufbringen der Klebstofffolie auf die aktiven Oberseiten der Halbleiterchips eines aufgetrennten Halbleiterwafers wird Klebstoffschicht durch Aufbringen einer Stütz- und Transportfolie verstärkt. Die Adhäsion des nicht ausgehärteten Klebstoffs der Klebstofffolie ist zu den Rückseiten der Halbleiterchips größer als die Adhäsion des nicht ausgehärteten Klebstoffs zu der Oberseite der Stütz- und Transportfolie. Diese Adhäsion zu der Stütz- und Transportfolie ist derart gering, dass beim Abheben der dünngeschliffenen Halbleiterchips sich die Klebstofffolie mit nicht ausgehärtetem Klebstoff ohne messbare Belastung des dünngeschliffenen Halbleiterchips von der Stütz- und Transportfolie lösen lässt. Die Adhäsion der Klebstofffolie zu der Stütz- und Transportfolie ist gerade ausreichend, um die Positionen der Halbleiterchips des aufgetrennten Halbleiterwafers während des Transports im Zusammenwirken mit der noch vorhandenen Schutzfolie beizubehalten.
  • Die Schutzfolie wird von den Oberseiten der Halbleiterchips nach dem Transport entfernt. Anschließend erfolgt eine Bestrahlung der Oberseite des in Halbleiterchips getrennten Halbleiterwafers unter Aushärten des Klebstoffs der Klebstofffolie in den Bereichen der Trennnuten und unter Beibehalten einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht der Klebstofffolie unter den gedünnten Halbleiterchips. Dabei wird hier unter Klebstoffschicht der Klebstofffolie eine Klebstoffschicht verstanden, die das gesamte Volumen und die Dicke der Klebstofffolie einnimmt, jedoch aufgrund der Abdeckung durch die Halbleiterchips von der Bestrahlung nicht erreicht wird und folglich während der Bestrahlung nicht ausgehärtet werden kann.
  • Da einerseits die Dicke dieser Klebstoffschicht der Dicke der Klebstofffolie entspricht, verteilen sich die Kräfte beim Abheben des gedünnten Halbleiterchips von der darunter angeordneten Stütz- und Transportfolie gleichmäßiger auf die Klebstoffschicht und die Rückseite des Halbleiterchips als bei bisherigen Abhebetechniken und außerdem wirkt sich beim Abheben der gedünnten Halbleiterchips die geringere Adhäsion des nicht ausgehärteten Klebstoffs zu der Stütz- und Transportfolie aus. Während der ausgehärtete Bereich der Klebstofffolie in den Trennuten auf der Stütz- und Transportfolie verbleibt, kann der Halbleiterchip mit dem nicht ausgehärteten Klebstoff der Klebstofffolie von der Stütz- und Transportfolie ohne merklichen Kraftaufwand abgehoben werden. Dabei wird das Verbleiben der Klebstoffschicht auf der Rückseite des Halbleiterchips durch die höhere Adhäsion des nicht ausgehärteten Klebstoffs zu dem Material des Halbleiterchips im Vergleich zur Adhäsion an der Stütz- und Transportfolie genutzt.
  • Ein Vorteil dieses Verfahrens ist es, dass einerseits die Halbleiterchips nicht individuell mit einer Klebstoffschicht auf der Rückseite nach Vereinzelung versehen werden müssen, und andererseits ist es von Vorteil, dass alle Prozesse zum Aufbringen von Folien und Entfernen von Folien gleichzeitig für eine Vielzahl von Halbleiterchips auf dem gesamten, in Halbleiterchips aufgetrennten Wafer erfolgen. Die Bruchgefahr einzelner Halbleiterchips wird bei dieser gemeinsamen Weiterverarbeitung minimiert. Die Adhäsionsunterschiede werden durch Materialunterschiede und Oberflächenpräparationen aufeinander abgestimmt.
  • So ist es von Vorteil, dass die Stütz- und Transportfolie beispielsweise aus einer hochpolierten Metallfolie besteht, während die Rückseiten der Halbleiterchips eines Halbleiterwafers aufgrund der vorangegangenen Schleifprozesse mit einer Restrauigkeit versehen werden können, welche die Adhäsionsunterschiede mit einer nicht ausgehärteten Klebstofffolie unterstützt. Darüber hinaus ist es möglich, als Stütz- und Transportfolie Kunststofffolien, die Olefin- oder Parafin-Kettenmolekülen aufweisen und eine glatte Oberfläche besitzen, vorzusehen, so dass eine intensive Klebeverbindung mit der Klebstofffolie behindert wird und ein deutlicher Adhäsionsunterschied in Bezug auf die Rückseite des Halbleiterchips- und die Oberseite der Stütz- und Transportfolie realisiert werden kann.
  • Vor einem Aufbringen der Klebstofffolie weist das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Halbleiterwafer mit einer aktiven Oberseite und einer gegenüber liegenden Rückseite hergestellt, der in der Technik auch Produktwafer genannt wird. Eine Vielzahl von Halbleiterchippositionen ist in Zeilen und Spalten auf der aktiven Oberseite eines derartigen Produktwafers angeordnet, wobei zwischen den Halbleiterchippositionen Trennspuren vorgesehen sind. Entlang der Trennspuren werden in einem nächsten Schritt Trennnuten in den Halbleiterwafer eingebracht.
  • Die Tiefe der Trennuten ist dabei geringer als die Dicke des Halbleiterwafers. Ferner ist die Tiefe der Trennnuten größer oder gleich der Dicke der vorgesehenen gedünnten Halbleiterchips. Damit hält der Halbleiterwafer, der üblicherweise bei einem Durchmesser zwischen 150 mm und 300 mm eine Dicke zwischen 500 μm und 750 μm aufweist, die Halbleiterscheibe trotz Trennuten noch vollständig zusammen, zumal die Trennnuten eine Tiefe erreichen, die nur um wenige Mikrometer tiefer ist als die Dicke der zu dünnenden Halbleiterchips. Die Dicke derartiger gedünnter Halbleiterchips liegt bei 1 μm bis 200 μm. Es bleibt also noch ausreichend Material, um den Zusammenhalt des Halbleiterwafers zu gewährleisten.
  • In diesem Zustand liegen die aktiven Oberseiten des Halbleiterwafers frei, während die Rückseite des Halbleiterwafers beispielsweise auf einem Vakuumhalter einer Trennvorrichtung wie einer luftgelagerten Diamantsäge oder einer Laserstrahlabtragsvorrichtung für Halbleiterwafer aufgebracht ist. Um nach dem Einbringen der Trennfugen die empfindlichen aktiven Oberseiten der Halbleiterchips zu schützen, wird nun eine klebende Schutzfolie und eine Stützplatte auf die Oberseite mit Trennfugen aufgebracht. Diese Stützplatte kann gleichzeitig ein Werkzeug einer Schleif-, Läpp- und/oder Poliermaschine darstellen. Derartige Werkzeuge sind vorzugsweise an die Größe der Halbleiterscheiben angepasste Metallscheiben, welche die Halbleiterwafer mit ihren Trennuten aufweisenden Oberseiten aufnehmen und ihre nun frei zugänglichen Rückseiten auf eine Schleif-, Läpp- oder Polierscheibe pressen.
  • Das Dünnschleifen des Halbleiterwafers wird von der Rückseite aus solange fortgesetzt, bis die Trennnuten freiliegen und dünngeschliffene Halbleiterchips der Halbleiterchippositionen auf der Schutzfolie vorliegen. Die Schutzfolie sorgt nun dafür, dass die Halbleiterchips in ihren getrennten Positionen als Halbleiterscheibe mit Trennnuten zusammengehalten werden. Auf die freie Rückseite der Halbleiterchips kann nun die oben erwähnte Klebstofffolie aus einem nicht ausgehärteten Klebstoff aufgebracht werden. Dabei besteht die Klebstofffolie vorzugsweise in ihrer gesamten Dicke aus einem mittels UV-Bestrahlung aushärtbaren Klebstoff.
  • Das Halbleitermaterial ist für eine derartige UV-Bestrahlung nicht transparent. Dies hat den Vorteil, dass bei dem oben erwähnten Bestrahlungsschritt die Halbleiterchips selbst als Maske für die Klebstofffolie wirken und nur das Material der Klebstofffolie in den Trennnuten durch die UV-Bestrahlung ausgehärtet wird. Weiterhin hat dieses Verfahren der UV-Bestrahlung den Vorteil, dass durch das Aushärten die Adhäsion zu der Stütz- und Transportfolie derart verbessert wird, dass beim Abheben der Halbleiterchips die ausgehärteten Bereiche auf der Stütz- und Transportfolie verbleiben und somit ein Sägeprozess der Klebstofffolien entfallen kann.
  • Um das Entfernen der Schutzfolie sicherzustellen, ist als Klebstofffolie eine Folie vorgesehen, deren Adhäsion zu den Rückseiten der Halbleiterchips höher ist als die Adhäsion der Schutzfolie zu den Oberseiten der Halbleiterchips. Sonst bestünde die Gefahr, dass mit dem Entfernen der Schutzfolie Halbleiterchips an der Schutzfolie kleben bleiben und für einen hohen Ausschuss sorgen.
  • Andererseits ist es auch möglich, eine Schutzfolie mit höherer Adhäsion zu den Halbleiterchips vorzusehen und die Schutzfolie mittels Zerstäuben von der Oberseite der Halbleiterchips zu entfernen. Ein derartiges Zerstäuben oder Veraschen kann mit Hilfe einer Plasmaatmosphäre durchgeführt werden. Weiterhin ist es möglich, wenn die Adhäsion der Schutzfolie auf der Oberseite der Halbleiterchips zu groß ist, das Entfernen der Schutzfolie von der Oberseite durch Auflösen der Schutzfolie in einem Lösungsmittel zu erreichen. Schließlich kann die Schutzfolie von der Oberseite durch Aufquellen der Schutzfolie in einem Lösungsmittel mit nachfolgendem erleichterten Abziehen erfolgen, nachdem durch das Aufquellen die Adhäsion der Schutzfolie zu der Oberseite der Halbleiterchips vermindert ist.
  • Zur Weiterverarbeitung des in Halbleiterchips getrennten Halbleiterwafers weist vorzugsweise die Stütz- und Transportfolie einen Montagerahmen auf und kann mit dem Montagerahmen nach der Bestrahlung und dem Aushärten des Klebstoffs der Klebstofffolie in den Bereichen der Trennnuten an einem Vereinzelungs- und/oder Bestückungsautomaten montiert werden. Diese Verfahrensvariante hat den Vorteil, dass die Stützfolie an sich äußerst dünn ausgeführt sein kann, da sie durch einen massiven Montagerahmen aufgespannt und eben gehalten wird.
  • In einem bevorzugten Durchführungsbeispiel des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Abheben der gedünnten Halbleiterchips mit nicht gehärteter Klebstoffschicht auf ihren Rückseiten von der Stütz- und Transportfolie mittels eines Stichels erfolgt. Dieser Stichel durchstößt die Stütz- und Transportfolie und hebt den gedünnten Halbleiterwafer soweit an, dass er von einer Vakuumpipette zum Weitertransport übernommen werden kann. Dieses Durchführungsbeispiel des Verfahrens hat gegen über dem aus der Druckschrift DE 101 59 974 bekannten Verfahren den Vorteil, dass nun ein gedünnter Halbleiterchip zur Verfügung steht, der bereits mit einer aufgebrachten, nicht ausgehärteten Klebstoffschicht versehen ist. Somit kann in einem weiteren Schritt des Verfahrens der gedünnte Halbleiterchip zur Weiterverarbeitung zu einem Halbleiterbauteil mit der nicht gehärteten Klebstoffschicht auf seiner Rückseite auf eine Halbleiterchipposition eines Systemträgers aufgeklebt werden. Ein derartiger Systemträger kann ein Verdrahtungssubstrat eines BGA-Gehäuses (Ball-Grid-Array-Gehäuses) oder eine Chipinsel eines Flachleiterrahmens oder ein weiterer Chip sein.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der Erfindung durch einen zusätzlichen Prozessschritt in der Prozesskette vom Dünnen eines Halbleiterwafers zum Vereinzeln der dünngeschliffenen Halbleiterchips ein gedünnter Halbleiterchip mit einer anhaftenden Klebstoffschicht von einer Stütz- und Transportfolie abgenommen werden kann und unmittelbar der Weiterverarbeitung zugeführt werden kann. Dabei ist der Klebstoff so beschaffen, dass er bei entsprechender Bestrahlung aushärtet und ermöglicht, dass ein Halbleiterchip mit aufgebrachter Klebstoffschicht für die Weiterverarbeitung zur Verfügung steht. Die Vorteile dieses Verfahrens sind nachfolgend zusammenfassend aufgelistet.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
    • 1. Der Prozess ist vollständig kompatibel mit dem Prozess des Dünnschleifens von Halbleiterwafern, der auch "dicing before grinding" (DBG-Prozess) genannt wird.
    • 2. Es ist kein aufwändiger in eine Klebstofffolie einschneidender Trennungsprozess wie beim Laserschneiden oder bei einem zusätzlichen Sägen zum Vereinzeln notwendig.
    • 3. Der Prozess kann vollflächig über den gesamten, nach dem "DBG"-Prozess hergestellten Wafer erfolgen.
    • 4. Es entstehen keine störenden Übergänge zwischen Klebstoff und Halbleiterchip, da durch das Belichten eine scharfe Kante zwischen ausgehärtetem und nicht ausgehärtetem Klebstoff erzeugt wird.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Mit den nachfolgenden 1 bis 14 wird der Ablauf eines Verfahrens, bei dem ein Halbleiterwafer in Halbleiterchips getrennt und dünngeschliffen wird, beschrieben, wobei im Rahmen dieses Verfahrens das Aufbringen einer Klebstoffschicht auf die Rückseite der gedünnten Halbleiterchips dieses Halbleiterwafers gleichzeitig verwirklicht wird.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Halbleiterwafer;
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Halbleiterwafer gemäß 1 nach Aufbringen des Halbleiterwafers auf einen Waferhalter;
  • 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Halbleiterwafer gemäß 2 nach Einbringen von Trennuten;
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Halbleiterwafer gemäß 3 nach Aufbringen einer Schutzfolie auf die aktive Oberseite des mit Trennnuten versehenen Halbleiterwafers;
  • 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Halbleiterwafer gemäß 4 nach Aufbringen einer Stützplatte auf die Schutzfolie;
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch gedünnte Halbleiterchips auf der Schutzfolie mit Stützplatte nach Dünnschleifen des Halbleiterwafers gemäß 5;
  • 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die gedünnten Halbleiterchips gemäß 6 nach Aufbringen einer Klebstofffolie auf die Rückseiten der gedünnten Halbleiterchips;
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterchips gemäß 7 nach Aufbringen einer Stütz- und Transportfolie auf die Klebstofffolie;
  • 9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die gedünnten Halbleiterchips gemäß 8 nach Entfernen der Stützplatte;
  • 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die gedünnten Halbleiterchips gemäß 9 nach Entfernen der Schutzfolie von den aktiven Oberseiten der gedünnten Halbleiterchips;
  • 11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die gedünnten Halbleiterchips gemäß 10 nach UV-Bestrahlung der gedünnten Halbleiterchips;
  • 12 zeigt einen schematischen Querschnitt der gedünnten Halbleiterchips gemäß 11 nach Aushärten der Klebstofffolie in den Bereichen der Trennnuten;
  • 13 zeigt einen schematischen Querschnitt der gedünnten Halbleiterchips gemäß 12 nach Ansetzen eines Stichels zum Abheben eines der gedünnten Halbleiterchips von der Stütz- und Transportfolie;
  • 14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen gedünnten Halbleiterchip mit einer Klebstoffschicht, die einen nicht ausgehärteten Klebstoff auf der Rückseite des gedünnten Halbleiterchips aufweist.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Halbleiterwafer 3, der eine Dicke D von 500 bis 750 μm aufweist und auf seiner aktiven Oberseite 13 Halbleiterchippositionen 15 besitzt, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, während zwischen den Halbleiterchippositionen 15 Trennspuren 16 angeordnet sind, um den Halbleiterwafer 3 in einzelne Halbleiterchips aufzutrennen.
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Halbleiterwafer 3 gemäß 1 nach Aufbringen des Halbleiterwafers 3 auf einen Waferhalter 20. Der Halbleiterwafer 3 wird mit seiner Rückseite 14 auf den Waferhalter 20 einer Trennvorrichtung aufgebracht, wobei der Waferhalter 20 der Trennvorrichtung üblicherweise eine Vakuumplatte ist, mit der der Halbleiterwafer 3 und seine Rückseite 14 auf der Oberseite 21 des Waferhalters 20 gehalten wird, während Trennnuten in die Oberseite 13 des Halbleiterwafers 3 in den Bereichen der Trennnspuren 16 eingebracht werden.
  • 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Halbleiterwafer 3 gemäß 2 nach Einbringen von Trennnuten 6 in die Oberseite 13 des Halbleiterwafers 3. Die Trennnuten 6 werden bis zu einer Tiefe t in die Oberseite 13 des Halbleiterwafers 3 eingebracht, wobei die Tiefe t kleiner als die Dicke D des Halbleiterwafers 3 und größer oder gleich der geplanten oder vorgesehenen Dicke von gedünnten Halbleiterchips ist.
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt des Halbleiterwafers 3 gemäß 3 nach Aufbringen einer Schutzfolie 7 auf die aktive Oberseite 13 des mit Trennnnuten 6 versehenen Halbleiterwafers 3. Diese Schutzfolie 7 weist eine dünne Klebeschicht auf, mit der die Schutzfolie 7 auf der aktiven Oberseite 13 des Halbleiterwafers 3 haftet. Die Trennuten 6 dringen dabei nicht in diese Schutzfolie 7 ein.
  • 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Halbleiterwafer 3 gemäß 4 nach Aufbringen einer Stützplatte 17 auf die Schutzfolie 7. Diese Stützplatte 17 ist Teil eines Werkzeugs einer Schleif-, Läpp- und/oder Poliermaschine. Mit derartigen Schleif-, Läpp- und/oder Poliermaschinen werden die zu schleifenden Oberseiten, wie hier die Rückseite 14 des Halbleiterwafers 3, dadurch bearbeitet, dass das Werkzeug, das mit der Stützplatte 17 verbunden ist, diese Rückseite 14 auf eine Schleif-, Läpp- und/oder Polierscheibe presst, wobei das Gewicht des Werkzeugs den Andruck bestimmt und das Werkzeug rotationssymmetrisch ist und ein Drehen der zu schleifenden Rückseite 14 des Halbleiterwafers 3 auf der Schleif-, Läpp- und/oder Polierscheibe verusacht. Beim Läppen und Polieren wird die Läpp- und/oder Polierscheibe mit einer Paste aus öligen Flüssigkeiten und schleifenden Mikropartikeln versehen, um die Rückseite 14 des Wafers dünnend zu bearbeiten.
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch gedünnte Halbleiterchips 2 auf der Schutzfolie 7 mit Stützplatte 17 nach Dünnschleifen des Halbleiterwafers 3 gemäß 5. Da die Tiefe der Trennuten 6 größer oder gleich der vorgesehenen Dicke d der gedünnten Halbleiterchips 2 ist, wird das gesamte Volumen des Halbleiterwafers 3, wie er in 5 gezeigt wird, von der in 5 gezeigten Rückseite 14 aus abgetragen, bis die gedünnten Halbleiterchips 2 getrennt auf der Schutzfolie 7 zur Verfügung stehen. Während die aktiven Oberseiten 8 der gedünnten Halbleiterchips 2 durch die Schutzfolie 7 geschützt sind, ist nun die Rückseite 5 der Halbleiterchips 2 frei zugänglich. Auf diese Rückseite 5 der gedünnten Halbleiterchips 2 wird mit dem Verfahrensschritt, der in 7 gezeigt wird, eine Klebstofffolie aufgebracht.
  • 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die gedünnten Halbleiterchips 2 gemäß 6 nach Aufbringen einer Klebstofffolie 4 auf die Rückseiten 5 der gedünnten Halbleiterchips 2. Diese Klebstofffolie 4 ist durchgängig aus einem aushärtbaren Klebstoff 10 aufgebaut. Somit werden die Rückseiten 5 der gedünnten Halbleiterchips 2 bei diesem Verfahrensschritt mit einem aushärtbaren Klebstoff 10 versorgt, der eine Dicke w aufweist, die gleichzeitig mechanische Belastungen der gedünnten Halbleiterchips 2 in der Weiterverarbeitung minimiert. Ferner werden damit die gedünnten Halbleiterchips 2 vorbereitet, um in Halbleiterbauteile mit dieser Klebstoffschicht eingebaut und fixiert zu werden. Somit beginnt bereits mit dem in 7 gezeigten Verfahrensschritt die Vor bereitung des Einbaus der gedünnten Halbleiterchips 2 in ein Halbleiterbauteil.
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die gedünnten Halbleiterchips 2 gemäß 7 nach Aufbringen einer Stütz- und Transportfolie 9 auf die Klebstofffolie 4. Diese Stütz- und Transportfolie 9 kann in einem Montagerahmen eingespannt sein und dementsprechend dünn ausgeführt werden. Außerdem ist die Oberfläche 22 der Stütz- und Transportfolie 9, die mit der Klebstofffolie 4 in Kontakt ist, so beschaffen, dass die Adhäsion zwischen der Stütz- und Transportfolie 9 zu der Klebstofffolie 4 geringer ist als die Adhäsion der Klebstofffolie 4 zu den Rückseiten 5 der gedünnten Halbleiterchips 2.
  • 9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die gedünnten Halbleiterchips 2 gemäß 8 nach Entfernen der dort gezeigten Stützplatte 17. Da die Stütz- und Transportfolie 9 in einen Montagerahmen gespannt ist und vollkommen eben gehalten wird, kann in dem Verfahrensschritt, der in 9 gezeigt wird, die in 8 gezeigte Stützplatte 17 von der Schutzfolie 7 entfernt werden. Die Schutzfolie 7 schützt die empfindlichen aktiven Oberseiten 8 der gedünnten Halbleiterchips 2 während des Transports und der Handhabung der Stütz- und Transportfolie 9 in ihrem Montagerahmen, der hier nicht gezeigt wird. Somit kann die zu Anfang des Verfahrens in 4 beim Beschichten der aktiven Oberseite des Halbleiterwafers 3 aufgebrachte Schutzfolie 7 weiter verwendet werden. Somit kann in vorteilhafter Weise unter der Schutzfolie 7 und in dem Montagerahmen mit der Stütz- und Transportfolie 9 die Vielzahl der gedünnten Halbleiterchips 2 eines Halbleiterwafers sicher und ohne Beschädigung der empfindlichen aktiven Oberseiten 8 der gedünnten Halbleiterchips 2 zwischengelagert werden.
  • 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die gedünnten Halbleiterchips 2 gemäß 9 nach Entfernen der dort gezeigten Schutzfolie 7 von den aktiven Oberseiten 8 der gedünnten Halbleiterchips 2. Nach dem Abnehmen der Schutzfolie liegen nun die Oberseiten 8 der Halbleiterchips 2 vollkommen frei, zwischen denen sich die Trennuten 6 erstrecken und den Blick auf die durchgängige Klebstofffolie 4 im Bereich der Trennnuten 6 freigeben.
  • 11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die gedünnten Halbleiterchips 2 gemäß 10 unter UV-Bestrahlung 18 der gedünnten Halbleiterchips 2. Da die gedünnten Halbleiterchips 2 in dieser Ausführungsform der Erfindung aus Silizium sind, sind die Halbleiterchips 2 nicht transparent für eine UV-Bestrahlung 18. Folglich wird lediglich der Bereich der Trennuten 6 der UV-Bestrahlung 18 ausgesetzt und erfährt eine Aushärtung des Klebstoffmaterials. Mit dem partiellen oder selektiven Aushärten des Klebstoffmaterials der Klebstofffolie 4 wird gleichzeitig in den ausgehärteten Bereichen eine höhere Adhäsion zu der Stütz- und Transportfolie 9 erreicht, während die nicht ausgehärteten Bereiche der Klebstofffolie 4 eine nicht ausgehärtete Klebstoffschicht unter den gedünnten Halbleiterchips 2 ausbilden. Diese nicht ausgehärtete Klebstoffschicht weist eine geringere Adhäsion zu der Oberfläche 22 der Stütz- und Transportfolie 9 im Vergleich zu der Adhäsion zwischen dem nicht ausgehärtetem Klebstoff und der Rückseite 5 der Halbleiterchips 2 auf.
  • 12 zeigt einen schematischen Querschnitt der gedünnten Halbleiterchips 2 gemäß 11 nach Aushärten der dort ge zeigten Klebstofffolie 4 in den Bereichen der Trennnuten 6. Der ausgehärteten Klebstoff 11 in den Bereichen der Trennuten 6 ist durch Schwärzung markiert, während der aushärtbare Klebstoff 10 unter den Halbleiterchips 2 unverändert bleibt und die Klebstoffschicht 1 bildet.
  • 13 zeigt einen schematischen Querschnitt der gedünnten Halbleiterchips 2 gemäß 12 nach Ansetzen eines Stichels 19 zum Anheben oder Abheben eines der gedünnten Halbleiterchips 2 von der Stütz- und Transportfolie 9. Das Abheben des gedünnten Halbleiterchips 2 von der Stütz- und Transportfolie 9 durch den Stichel 19 wird durch die nicht ausgehärtete Klebstoffschicht 1 und ihre minimale Adhäsion zu der Oberfläche 22 der Stütz- und Transportfolie 9 erleichtert. Ferner wird dadurch auch gewährleistet, dass der gedünnte Halbleiterchip 2 nicht bei dem Abhebeprozess bricht oder in anderer Form beschädigt wird. Der gedünnte Halbleiterchip 2 wird nach dem Anheben durch den Stichel 19 von einer nicht gezeigten Vakuumpipette, wie sie aus der Patentschrift DE 101 59 974 bekannt ist, aufgenommen und zur Weiterverarbeitung in einem Vereinzelungs- und Bestückungsautomaten weiter transportiert und weiter bearbeitet.
  • 14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen gedünnten Halbleiterchip 2 mit einer Klebstoffschicht 1, die einen nicht ausgehärteten Klebstoff 10 aufweist, der die Rückseite 5 des gedünnten Halbleiterchips 2 bedeckt. Mit dieser nicht ausgehärteten Klebstoffschicht 1 kann der Halbleiterchip 2 auf einfache Weise auf einen Systemträger eines Halbleiterbauteils aufgebracht und dort fixiert werden, so dass die mit dem in 7 gezeigten Verfahrensschritt eingebrachte aushärtbare Klebstofffolie 4 sich zumindest in Teilen in dem Halbleiterbauteil wiederfindet.
    • 1
    Klebstoffschicht
    2
    Halbleiterchip
    3
    Halbleiterwafer
    4
    Klebstofffolie
    5
    Rückseite des Halbleiterchips
    6
    Trennnut
    7
    Schutzfolie
    8
    aktive Oberseite des Halbleiterchips
    9
    Stütz- und Transportfolie
    10
    aushärtbarer Klebstoff
    11
    ausgehärteter Klebstoff
    13
    aktive Oberseite des Halbleiterwafers
    14
    Rückseite des Halbleiterwafers
    15
    Halbleiterchipposition
    16
    Trennspuren
    17
    Stützplatte
    18
    Bestrahlung
    19
    Stichel
    20
    Waferhalter
    21
    Oberseite des Waferhalters
    22
    Oberfläche der Stütz- und Transportfolie
    d
    Dicke des Halbleiterchips
    D
    Dicke des Halbleiterwafers
    w
    Dicke der Klebstofffolie
    t
    Tiefe der Trennnut

Claims (12)

  1. Verfahren zum Aufbringen einer Klebstoffschicht (1) auf dünngeschliffene Halbleiterchips (2) eines Halbleiterwafers (3), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Aufbringen einer Klebstofffolie (4), die einen mittels Bestrahlung (18) aushärtbaren Klebstoff (10) aufweist, auf Rückseiten (5) der dünngeschliffenen Halbleiterchips (2) eines durch Trennnuten (6) aufgetrennten Halbleiterwafers (3), der von einer Schutzfolie (7) auf aktiven Oberseiten (8) der Halbleiterchips (2) zusammengehalten wird; – Aufbringen einer Stütz- und Transportfolie (9) auf die Klebstofffolie (4), wobei die Adhäsion des nicht ausgehärteten Klebstoffs (11) der Klebstofffolie (4) zu den Rückseiten (5) der Halbleiterchips (2) größer ist als die Adhäsion des nicht ausgehärteten Klebstoffs (11) zu der Stütz- und Transportfolie (9); – Entfernen der Schutzfolie (7) von den aktiven Oberseiten (8); – Bestrahlen der Oberseite (13) des in Halbleiterchips (2) getrennten Halbleiterwafers (3) unter Aushärten des Klebstoffs (11) der Klebstofffolie (4) in den Bereichen der Trennnuten (6) und unter Beibehalten einer nicht ausgehärteten Klebstoffschicht (12) der Klebstofffolie (4) unter den gedünnten Halbleiterchips (2); – Abheben der gedünnten Halbleiterchips (2) mit nicht gehärteter Klebstoffschicht (12) der Klebstofffolie (4) von der Stütz- und Transportfolie (9).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der Klebstofffolie (4) folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: – Herstellen eines Halbleiterwafers (3) mit einer aktiven Oberseite (13) und einer gegenüberliegenden Rückseite (14), wobei eine Vielzahl von Halbleiterchippositionen (15) in Zeilen und Spalten auf der aktiven Oberseite (13) angeordnet sind, und wobei zwischen den Halbleiterchippositionen (15) Trennspuren (16) vorgesehen werden; – Einbringen von Trennnuten (6) entlang der Trennspuren (16), wobei die Trennnuten (6) eine Tiefe (t) erreichen, die geringer als die Dicke (D) des Halbleiterwafers (3) und größer oder gleich der Dicke (d) der gedünnten Halbleiterchips (2) ist; – Aufbringen einer klebenden Schutzfolie (7) mit einer Stützplatte (17) auf die Oberseite (13) mit Trennfugen (6); – Dünnschleifen des Halbleiterwafers (3) von seiner Rückseite (14) aus, bis die Trennnuten (6) freiliegen und dünngeschliffene Halbleiterchips (2) der Halbleiterchippositionen (15) auf der Schutzfolie (7) vorliegen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstofffolie (4) eine Folie eingesetzt wird, die auf ihrer gesamten Dicke (w) aus einem mittels UV-Bestrahlung (18) aushärtbaren Klebstoff (10) besteht.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstofffolie (4) eine Folie eingesetzt wird, deren Adhäsion zu den Rückseiten (5) der Halbleiterchips (2) höher ist, als die Adhäsion der Schutzfolie (7) zu den Oberseiten (8).
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen der Schutzfolie (7) von der Oberseite (8) durch Abziehen erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen der Schutzfolie (7) von der Oberseite (8) durch Zerstäuben erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen der Schutzfolie (7) von der Oberseite (8) durch Auflösen in einem Lösungsmittel erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen der Schutzfolie (7) von der Oberseite (8) durch Aufquellen der Schutzfolie (7) in einem Lösungsmittel mit nachfolgendem Abziehen erfolgt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen der Schutzfolie (7) von der Oberseite (8) durch Aufquellen der Schutzfolie (7) mittels Erwärmen mit nachfolgendem Abziehen erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütz- und Transportfolie (9) einen Montagerahmen aufweist und mit dem Montagerahmen nach der Bestrahlung (18) und dem Aushärten des Klebstoffs der Klebstofffolie (4) in den Bereichen der Trennnuten (6) an einem Vereinzelungs- und Bestückungsautomaten montiert wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abheben der gedünnten Halbleiterchips (2) mit nicht gehärteter Klebstoffschicht (1) von der Stütz- und Transportfolie (9) mittels eines Stichels (19) erfolgt, der die Stütz- und Transportfolie (9) durchstößt und den gedünnten Halbleiterchip (2) an eine Vakuumpipette zum Weitertransport übergibt.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gedünnten Halbleiterchips (2) zur Weiterverarbeitung zu Halbleiterbauteilen mit der nicht gehärteten Klebstoffschicht (1) auf ihren Rückseiten (5) auf Halbleiterchippositionen (15) eines Verdrahtungsträgers aufgeklebt werden.
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