DE102006004834B4 - Process for treating wafers during thinning - Google Patents

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DE102006004834B4 DE102006004834.2A DE102006004834A DE102006004834B4 DE 102006004834 B4 DE102006004834 B4 DE 102006004834B4 DE 102006004834 A DE102006004834 A DE 102006004834A DE 102006004834 B4 DE102006004834 B4 DE 102006004834B4
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Abstract

Verfahren zum Behandeln von Wafern mit Bauelementen beim Abdünnen eines Wafers und dem späteren Vereinzeln der Bauelemente und den gegebenenfalls dazwischen liegenden Fertigungsschritten, wobei eine Vorderseite des Wafers mit den Bauelementen und einer bereits aufgebrachten Trennschicht vor dem Abdünnen mit einem Schichtsystem überzogen wird, das zumindest aus einem Elastomer und einer Schicht aus Polyimid oder einem, dem Polyimid hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften ähnlichen Material besteht.A process for treating wafers with components in the thinning of a wafer and the subsequent separation of the components and the optionally intervening manufacturing steps, wherein a front of the wafer with the components and an already applied release layer is coated before thinning with a layer system comprising at least one Elastomer and a layer of polyimide or a polyimide with respect to its mechanical properties similar material.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung soll es erleichtern, dünnere Wafer zu fertigen und/oder sicherer zu bearbeiten und/oder den Fertigungsaufwand beim Herstellen von elektrischen Bauelementen und/oder Schaltungen, und/oder Sensoren u. s. w. zu reduzieren und/oder kostengünstiger zu gestalten und/oder – aber insbesondere – die Beschichtung der Rückseite des gedünnten Wafers ermöglichen und/oder erleichtern.The invention is intended to make it easier to manufacture thinner wafers and / or to process them more safely and / or to reduce the production costs in the manufacture of electrical components and / or circuits, and / or sensors u. s. w. to reduce and / or cost-effective and / or - but in particular - enable and / or facilitate the coating of the back of the thinned wafer.

Stand der TechnikState of the art

Die Verfahrensweise im Stand der Technik kann von Anwender zu Anwender abweichen. Generell wird jedoch wie folgt verfahren. Bei der Herstellung von elektronischen Bauelementen und Schaltungen (Dioden, Transistoren, IC's, Sensoren etc.) werden auf Wafer (Scheiben aus Silizium, GaAs etc.) mittels verschiedener Technologien Strukturen, Schichten u. a. aufgebracht. Gegenwärtig werden diese Wafer nach Abschluss der hierzu notwendigen Fertigungsschritte auf der Vorderseite (aktive Seite bzw. Seite auf der sich die aufgebrachten Strukturen befinden) mit einer Schutzfolie oder einer sonstigen Schutzschicht versehen. Diese Folie bzw. Schicht hat die Aufgabe, die Waferoberseite und somit die aufgebrachten elektrischen und mechanischen Strukturen während des anschließend folgenden Dünnen des Wafers (durch Grinden, Läppen, Schleifen, Ätzen usw. der Rückseite) zu schützen. Nach Aufbringen der Folie oder Schicht wird der Wafer auf der rückwärtigen Seite abgedünnt. Dadurch wird die ursprüngliche Dicke des Wafers reduziert. Die verbleibende Restdicke wird nachhaltig von den zu erwartenden mechanischen Belastungen und/oder der nachfolgenden Prozessschritte bestimmt, die ohne signifikante Erhöhung einer Bruchgefahr überstanden werden müssen. Nach dem Abdünnen kann sich zur Verbesserung der Brucheigenschaften des Wafers eine chemische Behandlung der Waferrückseite anschließen. Nach eventuellen Reinigungsschritten wird die Schutzfolie von der Waferoberseite abgezogen bzw. entfernt. Es können sich nun eventuelle weitere Fertigungsschritte und/oder Maßnahmen der Verbesserung von Eigenschaften und/oder Untersuchungen anschließen. Vielfach wird die Rückseite des gedünnten Wafers mit einer metallischen Schicht überzogen. Dieses Beschichtungsverfahren erfolgt meist mittels Sputtern oder ähnlichen Abscheideverfahren im Vakuum und bedingt vielfach thermische Belastung und/oder thermische Unterstützung. Danach wird der Wafer mit der Rückseite nach unten (aktive Seite nach oben) auf eine Sägefolie {Expansionsfolie bzw. Rahmen) aufgelegt. Abschließend erfolgt das Sägen des Wafers (Vereinzeln der Bauteile) mittels Rotationstrennscheiben oder anderer mechanischer Sägevorrichtungen. Vereinzelt kommen hierbei auch bereits Lasertrennverfahren zur Anwendung. Vereinzelt werden Wafer hierbei auch gebrochen, wobei vereinzelt unterstützende Verfahren des Ritzens zur Anwendung gelangen. Mit den herkömmlichen Verfahren ist es sehr schwierig, dünne Wafer zu behandeln bzw. herzustellen. Diese Schwierigkeiten ergeben sich u. a. aus dem Umstand, dass der Wafer nach dem Abdünnen mechanischen Belastungen ausgesetzt werden muss. Diese Belastungen treten u. a. auf:

  • a) während dem Abziehen der Schutzfolie bzw. Schutzschicht, die während des Abdünnens die Wafervorderseite schützt,
  • b) während des Auflegens des Wafers auf die Sägefolie, und
  • c) während des Transportes zwischen dem Abdünnen und dem Vereinzeln des Wafers und aller eventuell dazwischen geschalteten Fertigungsschritte. Insbesondere aber bei der Beschichtung der Rückseite. Wobei es unerheblich ist, ob dieser Beschichtungsprozess vor oder nach dem Vereinzeln des Wafers stattfindet.
The prior art technique may vary from user to user. Generally, however, the procedure is as follows. In the production of electronic components and circuits (diodes, transistors, ICs, sensors, etc.), structures, layers, etc. are applied to wafers (slices of silicon, GaAs, etc.) by means of various technologies. At present, these wafers are provided with a protective film or other protective layer on completion of the necessary manufacturing steps on the front side (active side or side on which the applied structures are located). This film or layer has the task of the wafer top side and thus the applied electrical and mechanical structures during the subsequent subsequent thinning of the wafer to protect (by grind, lapping, grinding, etching, etc. of the back). After applying the film or layer, the wafer is thinned on the back side. This reduces the original thickness of the wafer. The remaining residual thickness is determined sustainably by the expected mechanical loads and / or the subsequent process steps which have to be overcome without a significant increase in the risk of breakage. After thinning, a chemical treatment of the wafer back can be added to improve the fracture properties of the wafer. After any cleaning steps, the protective film is peeled off or removed from the wafer top side. It may now be followed by any further manufacturing steps and / or measures to improve properties and / or investigations. In many cases, the back of the thinned wafer is coated with a metallic layer. This coating process is usually done by sputtering or similar deposition in a vacuum and often requires thermal stress and / or thermal support. The wafer is then placed backside down (active side up) on a sawing foil (expansion foil or frame). Finally, the sawing of the wafer (singulation of the components) is carried out by means of rotary cutting discs or other mechanical sawing devices. Occasionally, laser separation processes are already being used. Occasionally, wafers are also broken, with occasional supporting methods of scratching being used. With the conventional methods, it is very difficult to handle thin wafers. These difficulties arise, inter alia, from the fact that the wafer must be subjected to mechanical stresses after thinning. These loads occur, inter alia:
  • a) during the removal of the protective film or protective layer, which protects the wafer front during thinning,
  • b) while placing the wafer on the sawing foil, and
  • c) during transport between the thinning and the dicing of the wafer and all possibly interconnected manufacturing steps. But especially when coating the back. It does not matter whether this coating process takes place before or after the wafer is singulated.

Alternativ zu den aufgezeigten Verfahren werden heute schon Verfahren zur Anwendung gebracht und/oder entwickelt, bei denen der Wafer auf der Oberfläche (der strukturierten Seite) bereits vor dem Dünnungprozess mittels Schleifen von Ritzstrukturen und/oder Ritzen und/oder chemischen Ätzen und oder Plasmaätzen von Gräben und/oder Strukturen so strukturiert wird, dass diese Strukturen während des sich anschließenden Dünungsprozesses mittels mechanischer und oder chemischer Verfahren freigelegt werden und somit dabei eine Vereinzelung des Wafers stattfindet.As an alternative to the methods shown, methods are already being used and / or developed in which the wafer on the surface (the structured side) is already pre-thinned by means of grinding scribing structures and / or scratches and / or chemical etching and plasma etching Trenches and / or structures is structured so that these structures are exposed during the subsequent swelling process by means of mechanical and or chemical processes and thus takes place a separation of the wafer.

In der internationalen Patentanmeldung WO 2004/051708 A2 wird nunmehr ein Verfahren beschrieben, bei der eine Trennschicht zur Anwendung kommt. Diese Trennschicht wird hierbei vorzugsweise direkt auf die aktive Seite des Wafers aufgebracht und mittels geeigneter Materialien verstärkt. Hierbei übernimmt dieses Material die Funktion eines Trägers, der mittels der Trennschicht wieder vom Wafer abgelöst werden kann.In the international patent application WO 2004/051708 A2 Now, a method will be described in which a release layer is used. In this case, this separating layer is preferably applied directly to the active side of the wafer and reinforced by means of suitable materials. In this case, this material assumes the function of a carrier which can be detached from the wafer again by means of the separating layer.

Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the prior art

In der WO 2004/051708 A2 wird eine Trägerschicht erwähnt, die hinsichtlich ihrer technologischen Gestaltung nicht weiterführend beschrieben ist. Das US Patent US 5 268 065 A offenbart das Dünnen und Vereinzeln von Wafern mit Bauelementen ohne einen Hinweis auf eine Trennschicht.In the WO 2004/051708 A2 a carrier layer is mentioned which is not described further in terms of its technological design. The US patent US 5 268 065 A discloses thinning and dicing of wafers with components without an indication of a release layer.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in der internationalen Patentanmeldung WO 2004/051708 A2 aufgeführte Trägerschicht so zu beschreiben, dass diese wirtschaftlich, effizient und technologisch einfach aufgebracht werden kann. Insbesondere soll hierbei den Anforderungen von gebumpten Wafer entsprochen werden. Gebumpte Wafer zeichenen sich dadurch aus, dass sie eine anspruchsvolle Oberfläche mit vorzugsweise kugelartigen Erhebungen (Bumps) besitzen, die in der weiteren Prozessfolge erhöhte Anforderungen bedingen. So ist es mit abnehmender Waferdicke schwieriger, das Durchdrücken entsprechend großer Bumps beim Rückseitenschleifen zu vermeiden. Weiterhin stellen Bumps bei einem eventuell nachfolgenden Rückseitenmetallisieren des Wafers eine Problematik bei der wärmetechnischen Führung des Wafers dar.The invention is based on the object described in the international patent application WO 2004/051708 A2 to describe the carrier layer so that it is economical, efficient and technologically easy to apply. In particular, the requirements of bumped wafers should be met. Bumped wafers are characterized by the fact that they have a sophisticated surface with preferably spherical bumps, which in the further process sequence require increased requirements. Thus, as the wafer thickness decreases, it is more difficult to avoid pushing through correspondingly large bumps in the backside grinding. Furthermore, bumps in a possibly subsequent backside metallization of the wafer represent a problem in the thermal management of the wafer.

Lösung der AufgabeSolution of the task

In der internationalen Patentanmeldung PCT/EP03/13434 wird ein Wafer beschrieben, der mit einer Trennschicht überzogen wurde. Hierbei wird beschrieben, dass nach dem Aufbringen eine weitere Schicht aufgebracht wird. Diese Schicht soll hierbei im Weiteren die Waferoberfläche schützen und als Träger den Wafer mechanisch unterstützen. Nach Abschluss der gewollten Prozessfolge wird diese Schicht vorzugsweise zusammen mit der Trennschicht von der Waferoberfläche entfernt.In the international patent application PCT / EP03 / 13434 describes a wafer which has been coated with a release layer. Here it is described that after application, a further layer is applied. This layer is intended to further protect the wafer surface and mechanically support the wafer as a carrier. After completing the desired process sequence, this layer is preferably removed from the wafer surface together with the release layer.

Ausgehend von einer Waferoberfläche, die mit einer Trennschicht überzogen ist, wird nunmehr ein Schichtverbund aufgebracht und mit der Waferoberfläche verbunden oder verpresst. Der Schichtverbund besteht vorzugsweise aus zwei Schichten, wobei unerheblich ist, dass er weitere Schichten beinhalten kann. Die erste Schicht des Schichtverbundes besteht vorzugsweise aus einem Elastomer wie Silikon oder ein Material ähnlicher Eigenschaft. Die zweite Schicht des Schichtverbundes besteht vorzugsweise aus einem Polyimid oder Polyamid. Sie kann dabei in Form einer Kaptonfolie oder einer Folie anderweitig geeigneter Materialien wie Ultem Anwendung erfahren.Starting from a wafer surface which is coated with a release layer, a layer composite is now applied and bonded or pressed to the wafer surface. The layer composite preferably consists of two layers, it being irrelevant that it can contain further layers. The first layer of the laminate preferably consists of an elastomer such as silicone or a material of similar property. The second layer of the laminate preferably consists of a polyimide or polyamide. It may be in the form of a Kapton film or a film otherwise suitable materials such as Ultem application.

Die erste Schicht, welche vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, soll beim Aufbringen ausreichend weich sein, die Topographie der Waferoberfläche, vorzugsweise aber eventuelle Bumps zu umschließen b. z. w. vollflächig zu beschichten. Hierbei ist es möglich, dass diese Schicht flüssig in Form von geeigneten Spinn- oder Spraycoating oder anderen Technologien zum Aufbringen flüssiger Materialien aufgebracht wird, oder dass sie in Form einer Folie aufgebracht oder verpresst wird. Nach dem Aufbringen dieser Schicht wird das aufgebrachte Material verhärtet und/oder vernetzt. Dieses kann durch Zuführen oder Entziehen von Energie in Form von Licht, Wärme oder Druck u. s. w. erfolgen oder aber auch durch geeignete chemische und/oder mechanische Reaktionen erfolgen. Es kann aber vorteilhaft sein, dass diese Verhärtung und/oder Vernetzung der ersten Schicht erst nach dem Aufbringen der zweiten Schicht erfolgt. Diese beschriebene erste Schicht wird unmittelbar auf die Waferoberfläche, vorzugsweise also auf der aktiven Seite des Wafers und deren aufgebrachter Trennschicht aufgetragen.The first layer, which preferably consists of an elastomer, should be sufficiently soft during application to enclose the topography of the wafer surface, but preferably any bumps. B. z. w. to coat all over. In this case, it is possible for this layer to be applied in liquid form in the form of suitable spinning or spray coating or other technologies for applying liquid materials, or to be applied or pressed in the form of a film. After application of this layer, the applied material is hardened and / or crosslinked. This can be done by supplying or removing energy in the form of light, heat or pressure u. s. w. be carried out or else by suitable chemical and / or mechanical reactions. However, it may be advantageous that this hardening and / or crosslinking of the first layer takes place only after the application of the second layer. This described first layer is applied directly to the wafer surface, preferably on the active side of the wafer and its applied release layer.

Nach dem Aufbringen der ersten Schicht wird nunmehr eine zweite Schicht aufgetragen. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine Schicht ausreichender mechanischer Stabilität um später den Wafer im gedünnten Zustand ausreichen mechanisch stabilisieren zu können. Vorzugweise wird hierbei eine Folie aus einem Polyimid Anwendung erfahren. Es können aber auch andere Folien zur Anwendung gelangen, so sie ausreichende mechanische und chemische Stabilität besitzen.After the application of the first layer, a second layer is now applied. This is preferably a layer of sufficient mechanical stability to be able to mechanically stabilize the wafer sufficiently later in the thinned state. Preferably, this is a film of a polyimide application experienced. However, other films can also be used if they have sufficient mechanical and chemical stability.

Zum Aufbringen des Schichtverbundes; bestehend aus den beiden beschriebenen Schichten, bieten sich vorzugsweise zwei alternative Verfahren an.For applying the layer composite; consisting of the two layers described, are preferably two alternative methods.

Das erste Verfahren beruht darauf, dass die erste Schicht, welche vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, in flüssiger (viskoser) Form auf die aktive Seite des Wafers und seiner Trennschicht aufgetragen wird. Nunmehr wird die zweite Schicht, welche vorzugsweise aus einer Folie aus Polyimid besteht, über der aktiven Seite des Wafers fixiert und nunmehr vorzugsweise unter Vakuum mit dem Wafer planparallel verpresst. Hierbei soll sich das Material der ersten Schicht vorzugsweise so verteilen, dass eine ganzflächige Verteilung auf der Waferoberfläche möglichst ohne Einschlüsse von Luft oder Blasen erzielt wird. Es ist hierbei möglich, dass das Material der ersten Schicht hierbei bereits anfangt zu verhärten und/oder zu vernetzen. Dieses Verhärten der ersten Schicht kann bereits unter Druck erfolgen. Es kann aber auch vorteilhaft sein, den Wafer zusammen mit dem aufgebrachten Schichtverbund an einer anderen Stelle zu positionieren, an der dann das Verhärten und/oder Vernetzen der ersten Schicht erfolgen und/oder fortgesetzt werden soll. Dieses kann durch Zuführen oder Entziehen von Energie in Form von Licht, Wärme oder Druck erfolgen oder aber auch durch geeignete chemische und/oder mechanische Reaktionen wie z. B. Vulkanisieren erfolgen. Vorzugsweise ist der Wafer nunmehr auf seiner aktiven Seite mit einer Trennschicht überzogen, an der sich eine Schicht aus einem Elastomer anschließt und an der sich wiederum eine Schicht aus einem Polyimid anschließt. So vorteilhaft, kann es wünschenswert sein, diese zweite Schicht aus Polyimid wieder abzuziehen. Vorzugsweise ist sie aber mit der ersten Schicht fest verbunden und verbleibt auf dem Wafer.The first method is based on the fact that the first layer, which preferably consists of an elastomer, is applied in liquid (viscous) form to the active side of the wafer and its separating layer. Now, the second layer, which preferably consists of a film of polyimide, fixed over the active side of the wafer and now preferably pressed plane-parallel with the wafer under vacuum. In this case, the material of the first layer should preferably be distributed in such a way that an entire-area distribution on the wafer surface is achieved as far as possible without inclusions of air or bubbles. It is possible in this case that the material of the first layer already starts to harden and / or crosslink. This hardening of the first layer can already take place under pressure. However, it can also be advantageous to position the wafer together with the applied layer composite at a different location at which the hardening and / or crosslinking of the first layer is then to take place and / or continued. This can be done by supplying or removing energy in the form of light, heat or pressure or else by suitable chemical and / or mechanical reactions such. B. vulcanization done. Preferably, the wafer is now coated on its active side with a release layer, followed by a layer of an elastomer adjoins and in turn followed by a layer of a polyimide. So advantageous, it may be desirable to peel off this second layer of polyimide again. Preferably, however, it is firmly connected to the first layer and remains on the wafer.

Alternativ zu dem geschilderten Aufbringen des Elastomers der ersten Schicht, kann es vorteilhaft sein, dieses in Form einer Folie aufzubringen. Dabei kann es vorteilhaft sein, diese erste Schicht in Form einer Folie zusammen mit der zweiten Schicht z. B. einer Kaptonfolie als Schichtsystem in Form einer Folie aufzubringen. Hierbei würde eine Folie Anwendung erfahren, die beispielhaft aus einer Schicht Polyimid bestehen würde auf der sich eine weitere Schicht aus einem Elastomer befinden würde. Dieses Schichtsystem könnte in Form einer fertig konfektionierten Folie Anwendung erfahren. Die Folie (Schichtsystem) würde nunmehr über der aktiven Seite des Wafers und seiner Trennschicht fixiert und vorzugsweise unter Vakuum mit dem Wafer planparallel verpresst werden. Hierbei sollte der Anpressdruck ausreichend sein, dass das Material der ersten Schicht des Schichtsytems sich ausreichend verteilt, dass eine ganzflächige Verteilung auf der Waferoberfläche möglichst ohne Einschlüsse von Luft oder Blasen erzielt wird. Es ist hierbei möglich, dass das Material der ersten Schicht hierbei bereits anfängt zu verhärten und/oder zu vernetzen. Dieses Verhärten der ersten Schicht kann bereits unter Druck erfolgen. Es kann aber auch vorteilhaft sein, den Wafer zusammen mit dem aufgebrachten Schichtverbund an einer anderen Stelle zu positionieren, an der dann das Verhärten und/oder Vernetzen der ersten Schicht erfolgen und/oder fortgesetzt werden soll. Dieses kann durch Zuführen oder Entziehen von Energie in Form von Licht, Wärme oder Druck erfolgen oder aber auch durch geeignete chemische und/oder mechanische Reaktionen wie z. B. Vulkanisieren erfolgen. Vorzugsweise ist der Wafer nunmehr auf seiner aktiven Seite mit einer Trennschicht überzogen, an der sich eine Schicht aus einem Elastomer anschließt und an der sich wiederum eine Schicht aus einem Polyimid anschließt. So vorteilhaft, kann es wünschenswert sein, diese zweite Schicht aus Polyimid wieder abzuziehen. Vorzugsweise ist sie aber mit der ersten Schicht fest verbunden und verbleibt auf dem Wafer.As an alternative to the described application of the elastomer of the first layer, it may be advantageous to apply this in the form of a film. It may be advantageous, this first layer in the form of a film together with the second layer z. B. a Kapton film as a layer system in the form of a film. Here, a film would learn application, which would consist of an example of a layer of polyimide on which a further layer would be made of an elastomer. This layer system could be used in the form of a ready-made film application. The film (layer system) would now be fixed over the active side of the wafer and its release layer and preferably pressed plane-parallel with the wafer under vacuum. In this case, the contact pressure should be sufficient for the material of the first layer of the layer system to be sufficiently distributed so that an entire-area distribution on the wafer surface is achieved as far as possible without inclusions of air or bubbles. It is possible in this case that the material of the first layer already begins to harden and / or crosslink. This hardening of the first layer can already take place under pressure. However, it can also be advantageous to position the wafer together with the applied layer composite at a different location at which the hardening and / or crosslinking of the first layer is then to take place and / or continued. This can be done by supplying or removing energy in the form of light, heat or pressure or else by suitable chemical and / or mechanical reactions such. B. vulcanization done. Preferably, the wafer is now coated on its active side with a release layer, followed by a layer of an elastomer adjoins and in turn followed by a layer of a polyimide. So advantageous, it may be desirable to peel off this second layer of polyimide again. Preferably, however, it is firmly connected to the first layer and remains on the wafer.

Es kann vorteilhaft sein, die beiden beschriebenen Schichten durch weitere Schichten und/oder Folien zu ergänzen. Es kann sich hierbei um Schichten handeln, die eine Haftvermittlung zur Trennschicht und/oder zwischen den beiden Schichten gewährleisten oder gezielt reduzieren. Weiterhin ist es unter Umständen wünschenswert, die zweite Schicht auf ihrer freien Seite mittels geeigneter Schichten zu ergänzen. So kann es vorteilhaft sein, die hygroskopischen Eigenschaften der zweiten Schicht mittels einer aufgebrachten Teflonschicht zu reduzieren.It may be advantageous to supplement the two layers described by further layers and / or films. These may be layers which ensure or specifically reduce adhesion to the release layer and / or between the two layers. Furthermore, it may be desirable to supplement the second layer on its free side by means of suitable layers. Thus, it may be advantageous to reduce the hygroscopic properties of the second layer by means of an applied Teflon layer.

Beide beschriebenen Alternativen bieten die Möglichkeit der Anpassung sich möglicherweise verändernden Anforderungen an den Träger. Mittels der Dicke und der mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften des Materials der ersten Schicht (vorzugsweise ein Elastomer) kann den Anforderungen unterschiedlicher Topographien und/oder Höhen der Bumps entsprochen werden. Weiterhin lässt sich das Abtrennen von der Topographie (insbesondere aber von den Bumps) durch eine optimierte Shorehärte des Materials beeinflussen. Mittels der Dicke und der mechanischen Eigenschaften der zweiten Schicht (vorzugsweise ein Polyimid) kann den Anforderungen unschiedlich großer und/oder unterschiedlich dicker Wafer beim Handling entsprochen werden.Both alternatives described offer the possibility of adapting possibly changing requirements to the wearer. By means of the thickness and the mechanical and / or chemical properties of the material of the first layer (preferably an elastomer), the requirements of different topographies and / or heights of the bumps can be met. Furthermore, the separation from the topography (but especially from the bumps) can be influenced by an optimized Shore hardness of the material. By means of the thickness and the mechanical properties of the second layer (preferably a polyimide), the requirements of differently sized and / or differently thick wafers can be met during handling.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung ermöglicht die Realisierung wesentlicher technologischer Vorteile in der Fertigung und die Handhabung von Wafer bei der Herstellung von elektrischen Bauelementen, IC's, Sensoren usw.. Mit dem Verfahren wird die Fertigung vereinfacht und kostengünstiger gestaltet. Weiterhin können geringere Waferscheibendicken einfacher, wirtschaftlicher und sicherer realisiert werden.The invention enables the realization of significant technological advantages in the production and handling of wafers in the manufacture of electrical components, IC's, sensors, etc. With the method, the production is simplified and made more cost-effective. Furthermore, lower wafer thicknesses can be realized simpler, more economical and safer.

Über die Vorteile der internationalen Patentanmeldung WO 2004/051708 A2 hinaus ergeben sich Vorteile bei der wirtschaftlichen und effizienten Beschichtung eines Trägers für dünne Wafer.About the advantages of the international patent application WO 2004/051708 A2 In addition, there are advantages in the economical and efficient coating of a support for thin wafers.

Insbesondere die beschriebene Verfahrensweise, bei der der Träger mittels eines Schichtsystems (Mehrlagenfolie) aus einer Lage Elastomer und einer Lage Polyimid in Form einer konfektionierbaren Folie Anwendung erfährt, vereinfacht die wirtschaftliche Nutzung.In particular, the procedure described, in which the carrier by means of a layer system (multilayer film) learns from a layer of elastomer and a layer of polyimide in the form of a formable film application simplifies the economic use.

Beispielbeschreibungexample Description

Angenommene Voraussetzung ist, dass der Wafer bereits die Fertigungsschritte zum Aufbringen der elektrischen Bauelemente und/oder der mechanischen Strukturierung oder Schichten maßgeblich durchlaufen hat. Es hat nunmehr einen Durchmesser von 200 mm eine Dicke von 800 μm und besitzt auf seiner aktiven Seite Bumps mit einer Höhe von 80 μm. Der Wafer soll abschließend auf eine Restdicke von 50 μm gedünnt werden.Assumed prerequisite is that the wafer has already undergone the manufacturing steps for applying the electrical components and / or mechanical structuring or layers significantly. It now has a diameter of 200 mm, a thickness of 800 microns and has on its active side bumps with a height of 80 microns. Finally, the wafer should be thinned to a residual thickness of 50 μm.

Der Wafer wurde nunmehr mittels eines CVD-Verfahrens mit einer Trennschicht auf seiner aktiven Seite überzogen. Danach kann es vorteilhaft sein, dass die Oberfläche mittels eines Sauerstoffplasmas aktiviert wird.The wafer has now been coated by means of a CVD process with a release layer on its active side. Thereafter, it may be advantageous that the surface is activated by means of an oxygen plasma.

Über den Wafer wird nunmehr ein Foliensystem fixiert, welches aus einer 200 μm dicken Schicht aus einem Silikonelastomer (diese ist der Waferoberfläche zugewandt) und einer 100 μm dicken Kaptonfolie (diese ist der Waferoberfläche abgewandt) besteht. In einem Bonder, wie er von Firmen wie der EV Group in Schärding/Österreich angeboten wird, wird dieses Foliensystem unter Vakuum mit der Waferoberfläche so verpresst, dass das Elastomer die gesamte Waferoberfläche beschichtet. Es hinterschneidet hierbei auch die Bumps ohne dass hierbei Lufteinschlüsse oder Blasen verbleiben. Noch unter dem Druck des Bonders wird thermische Energie zugeführt um die Vernetzung des Elastomers zu starten. Nach einer Zeit von drei Minuten kann nunmehr der Wafer zusammen mit der Trägerschicht dem Sonder entnommen werden. Es kann vorteilhaft sein, der Trägerschicht weitere thermische Energie zuzuführen um den Vorgang der Vernetzung abzuschließen. Abschließend wird der überstehende Rand des Trägers vom Wafers mittels eines Trimmers abgeschnitten.About the wafer now a film system is fixed, which consists of a 200 micron thick layer of a silicone elastomer (this is facing the wafer surface) and a 100 micron thick Kapton foil (this is facing away from the wafer surface). In a bonder, as offered by companies such as the EV Group in Schärding, Austria, this film system is pressed under vacuum with the wafer surface in such a way that the elastomer coats the entire wafer surface. It also undercuts the bumps without air bubbles or bubbles remaining. Even under the pressure of the bonder thermal energy is supplied to start the cross-linking of the elastomer. After a time of three minutes, the wafer can now be removed together with the carrier layer the special. It may be advantageous to supply the carrier layer with further thermal energy in order to complete the process of crosslinking. Finally, the protruding edge of the carrier is cut off from the wafer by means of a trimmer.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen nicht maßstabsgerecht:It does not show to scale:

Zeichnung 1Drawing 1

Zeigt eine konfektionierte Folie bestehend aus einer Schicht Polyimid (z. B. Kapton) und einer Schicht Elastomer (z. B. Silikon). Die Folie ist zum Schutz auf der Seite des Elastomers mit einer Folie überzogen, welche vor dem Aufbringen der Folie auf dem Wafer abgezogen wird.Shows a pre-fabricated foil consisting of a layer of polyimide (eg Kapton) and a layer of elastomer (eg silicone). The film is coated with a film for protection on the side of the elastomer which is peeled off prior to application of the film to the wafer.

  • Erste Schicht des Trägers (vorzugsweise Elastomer) bezeichnet mit 5 First layer of the carrier (preferably elastomer) referred to with 5
  • Zweite Schicht des Trägers (vorzugsweise Polyimid) bezeichnet mit 6 Second layer of the support (preferably polyimide) designated with 6
  • Schutzfolie bezeichnet mit 9 Protective film marked with 9

Zeichnung 2Drawing 2

Zeigt eine konfektionierte Foie, welche mit einem Wafer auf dessen strukturierter Seite verpresst (gebondet) wurde.Shows a made-up foie which has been pressed (bonded) to a wafer on its structured side.

  • Wafer bezeichnet mit 1 Wafer designates with 1
  • Strukturierte (aktive) Zone des Wafers bezeichnet mit 2 Structured (active) zone of the wafer designated with 2
  • Schutzschicht (Passivierung) der strukturierten (aktiven) Zone des Wafers bezeichnet mit 3 Protective layer (passivation) of the structured (active) zone of the wafer designated with 3
  • Trennschicht bezeichnet mit 4 Separating layer denoted by 4
  • Erste Schicht des Trägers (vorzugsweise Elastomer) bezeichnet mit 5 First layer of the carrier (preferably elastomer) referred to with 5
  • Zweite Schicht des Trägers (vorzugsweise Polyimid) bezeichnet mit 6 Second layer of the support (preferably polyimide) designated with 6
  • Bumps bezeichnet mit 7 Bumps designates with 7
  • Eventuelle Ritz- oder Ätzgräben bezeichnet mit 8 Any scratches or etched trenches are marked with 8th

Claims (9)

Verfahren zum Behandeln von Wafern mit Bauelementen beim Abdünnen eines Wafers und dem späteren Vereinzeln der Bauelemente und den gegebenenfalls dazwischen liegenden Fertigungsschritten, wobei eine Vorderseite des Wafers mit den Bauelementen und einer bereits aufgebrachten Trennschicht vor dem Abdünnen mit einem Schichtsystem überzogen wird, das zumindest aus einem Elastomer und einer Schicht aus Polyimid oder einem, dem Polyimid hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften ähnlichen Material besteht.A process for treating wafers with components in the thinning of a wafer and the subsequent separation of the components and the optionally intervening manufacturing steps, wherein a front of the wafer with the components and an already applied release layer is coated before thinning with a layer system comprising at least one Elastomer and a layer of polyimide or a polyimide with respect to its mechanical properties similar material. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Elastomer die Topographie des Wafers einbettet und/oder vollständig umschließt und hinsichtlich seiner Shorehärte ein späteres Ablösen von dieser ermöglicht.The method of claim 1, wherein the elastomer embeds and / or completely encloses the topography of the wafer and allows it to be detached later in terms of its hardness. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Polyimid vorzugsweise die mechanische Stabilität des Trägers gewährleistet.The method of claim 1, wherein the polyimide preferably ensures the mechanical stability of the carrier. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Elastomer in viskoser Form auf den Wafer aufgebracht wird und zwischen Wafer und der zweiten Schicht aus Polyimid verpresst wird.The method of claim 1, wherein the elastomer is applied in a viscous form to the wafer and pressed between the wafer and the second layer of polyimide. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Elastomer in Form einer Folie auf den Wafer aufgebracht wird und zwischen Wafer und der zweiten Schicht aus Polyimid verpresst wird.The method of claim 1, wherein the elastomer is applied in the form of a film to the wafer and is pressed between the wafer and the second layer of polyimide. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, wobei das Schichtsystem als Mehrlagenfolie Anwendung findet.The method of claim 1 and 5, wherein the layer system is used as a multilayer film. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 5, wobei das Elastomer ein Silikon ist.The method of claims 1, 2 and 5, wherein the elastomer is a silicone. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, wobei das Polyimid in Form einer Kaptonfolie Anwendung erfährt.A method according to claims 1 and 3, wherein the polyimide is used in the form of a Kapton film. Verfahren nach 1 und 6, wobei das Schichtsystem als Mehrlagenfolie aus einer Schicht Silikonelastomer und einer Schicht Kaptonfolie Anwendung erfährt.Method according to FIGS. 1 and 6, wherein the layer system as multilayer film is made of a layer of silicone elastomer and a layer of Kapton foil.
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