DE102016110503A1 - Wafer-Expander - Google Patents

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Abstract

Eine Vorrichtung (100) zum Expandieren von Chips (102) eines Wafers (104), wobei die Vorrichtung (100) umfasst: einen Expandiermechanismus (106), der dafür ausgelegt ist, ein Tape (108), auf dem die Chips (102) des Wafers (104) angeordnet sind, zu expandieren, und einen Aufblasmechanismus (116), der dafür ausgelegt ist, mindestens einen Teil eines Randabschnitts (114) des Tapes (108) aufzublasen, so dass sich dieser Teil des Randabschnitts (114) einem Rahmen (118) nähert.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Expandieren von Chips eines Wafers und betrifft eine Anordnung.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Packungen können als gekapselte elektronische Chips mit elektrischen Anschlüssen bezeichnet werden, die sich aus dem Verkapselungsmittel erstrecken und an einer elektronischen Peripherie, zum Beispiel einer Leiterplatte, montiert sind. Vor dem Packen wird ein Halbleiter-Wafer in eine Mehrzahl von elektronischen Chips vereinzelt. Während und/oder nach der Vereinzelung des Wafers in die vereinzelten elektronischen Chips können die elektronischen Chips des Wafers auf einem Klebetape räumlich expandiert werden, um das Trennen und Greifen der einzelnen Chips zu vereinfachen.
  • Während des Expandierens können die elektronischen Chips des Wafers auf einem Klebetape angeordnet sein, das auf einem Rahmen gehalten wird. Zur Handhabung der elektronischen Chips des Wafers im Hinblick auf das Expandieren ist es herkömmlicherweise nötig, umständliche Arbeitsabläufe auszuführen, wie eine erneute Laminierung der Wafer-Chips an unterschiedliche Bänder, die Verwendung sehr großer Rahmen usw. Dies kann ein Expandieren von Wafern im Stand der Technik schwierig und umständlich machen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es mag ein Bedarf daran bestehen, eine Möglichkeit zu schaffen, Chips eines Wafers mit zumutbarem Aufwand zu expandieren.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zum Expandieren von Chips eines Wafers angegeben, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Expandiermechanismus, der dafür ausgelegt ist, ein Tape, auf dem die Chips des Wafers angeordnet sind, zu expandieren, und einen Aufblasmechanismus, der dafür ausgelegt ist, mindestens einen Teil eines Randabschnitts des Tapes aufzublasen, so dass sich dieser Teil des Randabschnitts einem Rahmen nähert.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zum Expandieren von Chips eines Wafers angegeben, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Expandiermechanismus, der dafür ausgelegt ist, ein Tape, auf dem die Chips des Wafers angeordnet sind, zu expandieren, einen Einspannmechanismus, der dafür ausgelegt ist, das expandierte Tape an einer Position zwischen einem chiptragenden Abschnitt des Tapes und einem Randabschnitt des Tapes einzuspannen, und einen Näherungsmechanismus, der dafür ausgelegt ist, mindestens einen Teil des Randabschnitts des Tapes einem Rahmen anzunähern.
  • Gemäß einem noch anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Expandieren von Chips eines Wafers angegeben, wobei das Verfahren umfasst: Expandieren eines Tapes, auf dem die Chips des Wafers angeordnet sind, optional Einspannen des expandierten Tapes an einer Position zwischen einem chiptragenden Abschnitt des Tapes und einem Randabschnitt des Tapes, Aufblasen von mindestens einem Teil des Randabschnitts des Tapes, so dass sich dieser Teil des Randabschnitts des Tapes einem Rahmen annähert, und Inkontaktbringen des angenäherten aufgeblasenen Teils mit dem Rahmen.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Expandieren von Chips eines Wafers angegeben, wobei das Verfahren umfasst: Expandieren eines Tapes, auf dem die Chips des Wafers angeordnet sind, optional Einspannen des expandierten Tapes an einer Position zwischen einem chiptragenden Abschnitt des Tapes und einem Randabschnitt des Tapes, Annähern von mindestens einem Teil des Randabschnitts des Tapes an einen Rahmen und Walzen des angenäherten Teiles auf den Rahmen.
  • Gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Anordnung angegeben, die umfasst: ein klebriges Tape, mehrere Chips auf einem expandierten Wafer, der auf einem expandierten chiptragenden Abschnitt des Tapes haftet, und einen Rahmen, auf dem ein expandierter Verbindungsabschnitt des Tapes befestigt ist (insbesondere festgeklebt ist).
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein einfaches und effizientes Expandieren von Chips eines Wafers, die vereinzelt werden sollen, angegeben, wobei das Expandieren ebenso wie die Verbindung eines expandierten Tapes mit Wafer-Chips mit einem Rahmen mit zumutbarem Aufwand bewerkstelligt werden kann. Zu diesem Zweck kann auf das Expandieren des flexiblen oder elastischen oder dehnbaren klebrigen Tapes ein temporäres Einspannen des Tapes an einer Position zwischen einem chiptragenden Abschnitt, der die Chips des Wafers trägt, einerseits und einem Randabschnitt des Tapes, der mit dem Rahmen verbunden werden soll, folgen. Insbesondere ist es in diesem eingespannten Zustand möglich, den (klebenden) Randabschnitt des Tapes dem Rahmen anzunähern, insbesondere durch Aufblasen von mindestens einem Teil des Randabschnitts, so dass ein aufgeblasener Bereich des Tapes in einer Richtung hin zum Rahmen bewegt wird. Dadurch wird es möglich, den aufgeblasenen Bereich des klebrigen Tapes am Rahmen zu befestigen, so dass dieser Rahmen mit dem befestigten klebrigen Tape und mit expandierten Chips bequem als Anordnung für die weitere Verarbeitung gehandhabt werden kann.
  • Die beschriebene Architektur zum Expandieren von Wafer-Chips ist vorteilhafterweise kompatibel mit der Verwendung relativ kleiner Rahmengrößen, macht die Verwendung mehrerer Bänder, einschließlich einer erneuten Laminierung überflüssig, und vereinfacht daher das Expandieren von Wafern im Hinblick auf eine oder mehrere Aufgaben, wie Vereinzelung, Überwachung, Bestückung bzw. Pick-and-Place-Behandlung usw. Dies ermöglicht auch die Auslieferung einer Anordnung aus Rahmen, Tape und expandiertem Wafer in einer kompakten Größe. Darüber hinaus erfordert das beschriebene Konzept keine erneute Laminierung des Wafers auf einem zweiten Tape und kann somit auch mit Chips verwendet werden, die eine Hauptoberfläche aufweisen, die nicht direkt auf ein klebriges Tape geklebt werden kann, ohne empfindliche Elemente einer integrierten Schaltung (beispielsweise Membranen eines mikroelektromechanischen Systemchips (MEMS-Chips)) auf dieser Hauptoberfläche zu beschädigen. Somit kann die Flexibilität beim Expandieren von Wafern mit sehr unterschiedlichen Arten von Chips erhöht werden.
  • Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen
  • Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele der Vorrichtungen, der Verfahren und der Anordnung erläutert.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Wafer” insbesondere ein Halbleitersubstrat bezeichnen, das bearbeitet wurde, um eine Mehrzahl von Elementen integrierter Schaltungen in einer aktiven Region des Wafers auszubilden und das, wenn es gemäß einem Ausführungsbeispiel expandiert wird, bereits in eine Mehrzahl von separaten elektronischen Chips vereinzelt worden sein kann. Zum Beispiel kann ein Wafer eine Scheibenform aufweisen und eine matrixartige Anordnung von elektronischen Chips in Zeilen und Spalten umfassen. Es ist möglich, dass ein Wafer eine kreisförmige Geometrie oder eine polygonale Geometrie (wie beispielsweise eine rechteckige Geometrie oder eine dreieckige Geometrie) aufweist.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „elektronischer Chip” insbesondere ein nacktes Die, d. h. einen ungehäusten (beispielsweise nicht eingegossenen) Chip bezeichnen, der aus einem verarbeiteten Halbleiter besteht, beispielsweise einem vereinzelten Stück eines Halbleiter-Wafers. Bei einem Halbleiterchip kann es sich jedoch auch um ein bereits gepacktes (beispielsweise geformtes oder laminiertes) Die handeln. Ein oder mehrere Elemente einer integrierten Schaltung (wie etwa ein MEMS, eine Diode, ein Transistor usw.) können innerhalb des Halbleiterchips ausgebildet sein. Ein derartiger Halbleiterchip kann mit einer Metallisierung ausgestattet sein, insbesondere mit einem oder mehreren Pads.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Vereinzelung” insbesondere den Arbeitsablauf einer Trennung eines integralen Wafers in eine Mehrzahl von separaten elektronischen Chips als Sektionen des vorherigen Wafers bezeichnen. Eine solche Vereinzelung kann durch Sägen, Laserschneiden, Plasmabehandlung, Ätzen usw. bewerkstelligt werden. Es ist auch möglich, eine Vereinzelung durch Selbsttrennen zu erreichen (zum Beispiel durch selektives Dünnen von Regionen des Wafers zwischen benachbarten elektronischen Chips, gefolgt von einer Vereinzelung durch Ziehen oder Expandieren des Wafers, um ihn dadurch an den gedünnten Regionen, die als Sollbruchstellen dienen, in separate elektronische Chips zu brechen.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ferner einen Einspannmechanismus, der dafür ausgelegt ist, das zuvor expandierte Tape an einer Position zwischen einem chiptragenden Abschnitt des Tapes (der die Chips des Wafers trägt) und dem Randabschnitt des Tapes (der mit dem einem Rahmen verbunden werden soll) einzuspannen. Eine solche Spannarchitektur ermöglicht eine exakte Definition dessen, welcher Abschnitt des Tapes anschließend einem Aufblasen unterzogen werden soll, und welcher nicht.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ferner einen Walzenmechanismus, der dafür ausgelegt ist, einen angenäherten Teil auf den Rahmen zu walzen. Dadurch wird eine feste Verbindung zwischen einem expandierten Tape und dem Rahmen sichergestellt.
  • In einer Ausführungsform kann die Vereinzelung des Wafers vor und/oder während des Expandierens durch Laserbearbeitung, durch Plasmabearbeitung oder durch mechanisches Schneiden (beispielsweise mit einer Diamantklinge) bewerkstelligt werden. Insbesondere kann die Vereinzelung durch Laserbearbeitung oder Plasmabearbeitung des Wafers vorteilhaft unterstützt oder durch Expandieren gefördert werden.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Kontaktierungsmechanismus, der dafür ausgelegt ist, den angenäherten, aufgeblasenen Teil mit dem Rahmen in Kontakt zu bringen. Der Kontaktierungsmechanismus befestigt tatsächlich einen Tapebereich, der sich dem Rahmen angenähert hat, an demselben. Dies kann durch einfaches Schieben oder Drücken eines Klebetapeabschnitts auf den Rahmen oder durch Laminieren des Tapeabschnitts auf den Rahmen (insbesondere durch die Ausübung von Druck und/oder einer erhöhten Temperatur) bewerkstelligt werden. Insbesondere kann der Kontaktierungsmechanismus dafür ausgelegt sein, den angenäherten, aufgeblasenen Teil durch eine der Methoden aus der Gruppe bestehend aus Anwenden von Druck und Anwenden einer Walzkraft mit dem Rahmen in Kontakt zu bringen. Jedoch können andere Techniken zum festen Verbinden des Tapeabschnitts mit dem Rahmen implementiert werden.
  • In einer Ausführungsform ist der Expandiermechanismus dafür ausgelegt, einen Endabschnitt des Tapes zu fixieren und eine Zugkraft an den Endabschnitt anzulegen, um dadurch das Tape zu expandieren. Zum Beispiel kann der Endabschnitt des Tapes zwischen einem weiteren Rahmen und einem Klemmelement des Expandiermechanismus fixiert werden. Der fixierte Endabschnitt des Tapes kann dann zusammen mit mindestens einem Abschnitt des Expandiermechanismus bewegt werden, wodurch das elastische Tape gedehnt und damit expandiert wird.
  • In einer Ausführungsform ist der Expandiermechanismus dafür ausgelegt, die Zugkraft entlang einer Zugrichtung, die in Bezug auf den chiptragenden Abschnitt des Tapes abgewinkelt ist, an den Endabschnitt anzulegen. Insbesondere kann eine Ebene, die den chiptragenden Abschnitt des Tapes (d. h. den Abschnitt des Tapes, auf dem der Wafer angebracht ist) definiert, senkrecht sein zur Zugrichtung. Während des entsprechenden Streckvorgangs kann das Expandieren des Tapes als Reaktion auf die Zugkraft eine Bewegung eines Tapeabschnitts über einen abgewinkelten Rand beinhalten, so dass dieser Tapeabschnitt während des Expandierens seine Bewegungsrichtung ändert.
  • In einer Ausführungsform ist der Expandiermechanismus dafür ausgelegt, einen weiteren Rahmen, der mit dem Endabschnitt des Tapes verbunden ist, während des Expandierens, Einspannens und Aufblasens zu fixieren. Dieser weitere Rahmen kann ein Rahmen sein, mit dem das Tape, das expandiert werden soll, und der Wafer, der expandiert werden soll, bereits vor dem Expandieren verbunden worden sein können. Vorteilhafterweise haben der Rahmen und der weitere Rahmen die gleiche Größe. Angesichts des beschriebenen Streckverfahrens kann auf die Verwendung eines weiteren Rahmens mit erheblich größeren Abmessungen als der Rahmen, mit dem der expandierte Wafer am Ende des Streckvorgangs verbunden wird, verzichtet werden, wodurch der Aufwand im Zusammenhang mit dem Streckvorgang verringert wird. Solch ein erheblich größerer Rahmen ist in herkömmlichen Arbeitsabläufen angesichts der streckungsbedingten Größenzunahme des Tapes notwendig. Kurz gesagt kann das Tape vor dem Expandieren an dem vorübergehend verwendeten, provisorischen oder weiteren Rahmen fixiert und danach am bleibenden Rahmen fixiert werden.
  • In einer Ausführungsform ist der Einspannmechanismus dafür ausgelegt, das expandierte Tape zwischen einer Stützstruktur und einer Biegekante, über die das Tape während des Expandierens gebogen wird, einzuspannen. Somit kann nach dem Expandieren eine Position des Tapes durch die Spannkraft immobilisiert werden, wodurch es möglich ist, anschließend einen Randabschnitt des Tapes auf einer Seite der Spannposition selektiv aufzublasen, während der chiptragende Abschnitt auf der anderen Seite der Spannposition in einer fixierten Position bleiben kann, ohne aufgeblasen oder bewegt zu werden.
  • In einer Ausführungsform liegt der Rahmen auf der Stützstruktur (und wird beispielsweise temporär von dieser gehalten), beispielsweise angrenzend an die Biegekante. Wenn der Rahmen, mit dem der expandierte Wafer und das Tape am Ende des Bearbeitungsablaufs verbunden werden sollen, bereits nahe an der Biegekante liegt, führt das Aufblasen des Randabschnitts des Tapes automatisch zu einer Näherungsbewegung des Randabschnitts des Tapes in Richtung auf den Rahmen. Somit ist es besonders vorteilhaft, den Rahmen auf einer Oberfläche der Stützstruktur neben der Biegekante anzuordnen, wobei diese Oberfläche auch dem Randabschnitt des Tapes zugewandt (und nicht von ihm abgewandt) ist.
  • In einer Ausführungsform ist der Aufblasmechanismus dafür ausgelegt, den Randabschnitt durch Anlegen eines pneumatischen Drucks aufzublasen. Insbesondere kann der Randabschnitt durch Gasdruck, spezieller durch Luftdruck, aufgeblasen werden. Dies ist ein sehr einfacher und effizienter Mechanismus, um den Randabschnitt dazu zu bringen, sich dem Rahmen anzunähern, ohne zu riskieren, dass das dünne Tape beschädigt oder kontaminiert wird. Alternativ dazu kann das Aufblasen durch einen hydraulischen Mechanismus (der beispielsweise Wasser, Öl, ein organisches Lösungsmittel oder eine beliebige andere Flüssigkeit zum Aufblasen oder Aufweiten eines Abschnitts des elastischen Tapes beinhaltet) bewerkstelligt werden. Als weitere Alternative ist es möglich, einen mechanischen Mechanismus zu implementieren, der den Randabschnitt aufbläst, beispielsweise durch Drücken eines festen Körpers gegen den Randabschnitt, so dass letzterer aufgeblasen wird und sich dadurch dem Rahmen nähert. Mit einer solchen Konfiguration sollte darauf geachtet werden, eine mechanische Beschädigung des dünnen Tapes durch den Körper während des Aufblasens zu verhindern. Insbesondere sollte der Aufblasmechanismus dafür ausgelegt sein, den Randabschnitt so aufzublasen, dass der Randabschnitt eine toroidale Form annimmt.
  • In einer Ausführungsform ist der Aufblasmechanismus dafür ausgelegt, den Randabschnitt aufzublasen, während der chiptragende Abschnitt vor einem Aufblasen geschützt wird. Somit können die empfindlichen Chips des bereits expandierten Wafers durch die weitere Behandlung des Randabschnitts des Tapes, um eine Befestigung am (vorteilhafterweise einigermaßen klein bemessenen) Rahmen unbeeinträchtigt bleiben. Dies kann durch den oben beschriebenen Vorgang des temporären Einspannens bewerkstelligt werden.
  • In einer Ausführungsform ist der Kontaktierungsmechanismus dafür ausgelegt den angenäherten, aufgeblasenen Teil am Rahmen zu befestigen, insbesondere durch Kleben. Ein entsprechender Klebstoff kann auf das Tape und/oder den Rahmen aufgebracht werden. Die Verbindung kann auch durch Laminieren bewerkstelligt werden, d. h. durch die Anwendung von Druck und/oder Wärme.
  • In einer Ausführungsform sind der Expandiermechanismus und der Einspannmechanismus dafür ausgelegt, relativ zueinander bewegt zu werden, um den aufgeblasenen Teil dem Rahmen noch weiter anzunähern. Insbesondere nach dem Aufblasen, das zu einer Annäherung eines Teiles des Randabschnitts an den Rahmen führt, kann diese Näherungsbewegung durch eine gegenseitige Bewegung zwischen dem Expandiermechanismus und dem Einspannmechanismus weiter unterstützt oder gefördert werden. Insbesondere kann es angebracht sein, dass sich der Expandiermechanismus zurück zum Einspannrand bewegt, d. h. in einer Bewegungsrichtung, die einer Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist, in der der Expandiermechanismus wegen des vorangegangenen Expandierens des Tapes bzw. der Chips des Wafers bewegt worden ist.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Kontaktierungsmechanismus eine Walze, die dafür ausgelegt ist, den angenäherten, aufgeblasenen Teil zu walzen, um ihn mit dem Rahmen in Kontakt zu bringen. Durch Walzen des angenäherten, aufgeblasenen Teils auf den Rahmen durch eine Walze, die eine Walzkraft auf das Tape ausübt, das auf dem oder nahe am Rahmen liegt, kann eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Tape und dem Rahmen bewerkstelligt werden.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Tapeentspannungsmechanismus, der dafür ausgelegt ist, das Tape nach dem Walzen mit der Walze zu entspannen. Somit kann nach dem oben beschriebenen Verbinden durch Walzen mindestens ein Teil der Spannung des Tapes optional entfernt werden, indem man es sich entspannen lässt. Dies kann die mechanische Integrität der herzustellenden Anordnung aus Tape, Rahmen und expandiertem Wafer verbessern.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Kontaktierungsmechanismus eine weitere Walze, die dafür ausgelegt ist, den angenäherten, aufgeblasenen Teil weiter zu walzen, um ihn weiter mit dem Rahmen in Kontakt zu bringen, nachdem er von der Walze gewalzt worden ist. Vorteilhafterweise kann die weitere Walze größer sein als die Walze, um die Haftung des Tapes am Rahmen zu verfeinern, zu verbessern oder räumlich auszudehnen. Durch den beschriebenen Doppelwalzenbefestigungsmechanismus, optional in Kombination mit einem zwischengeschalteten Entspannungsvorgang, kann eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Rahmen und dem Tape bewerkstelligt werden.
  • In einer Ausführungsform ist mindestens eine von der Walze und der weiteren Walze zwischen einer expandierten und einer eingefahrenen Konfiguration umstellbar. Außerdem oder alternativ dazu wird mindestens eine von der Walze und der weiteren Walze in einem inaktiven Zustand innerhalb einer Aufblaskammer des Aufblasmechanismus verstaut. Die beschriebenen Maßnahmen ermöglichen eine kompakte Konfiguration der Vorrichtung und eine schnelle Ausführung des Verfahrens im Hinblick auf die kompakte räumliche Anordnung der einzelnen Komponenten der Vorrichtung.
  • In einer Ausführungsform ist der Kontaktierungsmechanismus dafür ausgelegt, den aufgeblasenen Teil fest mit dem Rahmen zu verbinden. Eine solche feste Verbindung kann eine Klebstoffverbindung sein.
  • In einer Ausführungsform wird mindestens während des Expandierens und Einspannens ein Endabschnitt des Tapes mit einem weiteren Rahmen verbunden. Somit können während der Ausführung des Streckverfahrens zwei Rahmen für die Verbindung mit dem Tape verwendet werden. Der oben genannte Rahmen kann für die endgültige Verbindung eines expandierten Tapes mit expandiertem Wafer verwendet werden. Der oben genannte weitere Rahmen kann vorübergehend verwendet werden, um das Tape während des Streckvorgangs zu halten.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Trennmechanismus (insbesondere einen Schneidmechanismus), der dafür ausgelegt ist, einen Teil des Randabschnitts des Tapes, der nicht in Kontakt mit dem Rahmen steht, abzutrennen (insbesondere abzuschneiden). Die Abtrennung kann durch ein mechanisches Trennverfahren bewerkstelligt werden, beispielsweise durch eine Schneidklinge oder ein Messer. Alternativ dazu kann eine Abtrennung durch eine Lasertrennung bewerkstelligt werden. Eine Abtrennung des Teils des Randabschnitts des Tapes, der das äußere Ende des Rahmens überlappt, kann optional durchgeführt werden, um die Handhabung der fertigen Anordnung zu vereinfachen.
  • In einer Ausführungsform der Anordnung weist das Tape im expandierten Verbindungsabschnitt (d. h. auf dem Rahmen) eine geringere Dicke auf als im expandierten, chiptragenden Abschnitt (d. h. in einer Region, die vom Rahmen umgeben ist). Der Grund für diese unterschiedlichen Dicken der verschiedenen Abschnitte des Tapes der Anordnung (das ursprünglich von homogener Dicke war) ist eine Folge des Umstands, dass der chiptragende Abschnitt nur einem einzigen Streckvorgang unterzogen wurde, während der Randabschnitt (der die Basis für den expandierten Verbindungsabschnitt bildet) dem Vorgang des Expandierens des chiptragenden Abschnitts ebenso wie dem zusätzlichen Streckvorgang im Hinblick auf das Aufblasen unterzogen wurde. Somit ergibt sich die geringere Dicke des expandierten Verbindungsabschnitts, der mit dem Rahmen verbunden ist, aus der Herstellung der Anordnung anhand des oben beschriebenen Verfahrens.
  • In einer Ausführungsform wird mindestens ein Teil des expandierten Verbindungsabschnitts unter Zug am Rahmen befestigt. Somit kann mindestens der äußerste Ring des expandierten Verbindungsabschnitts, der mit dem Rahmen verbunden ist, immer noch im expandierten und somit mechanisch gespannten Zustand sein. Der expandierte Verbindungsabschnitt kann immer noch lateral gedehnt sein und im Hinblick auf die feste Verbindung mit dem Rahmen in diesem gedehnten Zustand bleiben. Anders ausgedrückt würde sich in dem hypothetischen Fall, dass der expandierte Verbindungsabschnitt vom Rahmen getrennt werden würde, der expandierte Verbindungsabschnitt in einen ungezwungenen Zustand zusammenziehen.
  • In einer Ausführungsform weisen die Chips eine äußere Hauptoberfläche auf, die dem Tape entgegengesetzt ist, wobei ein Element einer freiliegenden, integrierten Schaltung durch Haftung an einem Klebetape zerstört werden könnte. Zum Beispiel kann im Hinblick auf MEMS-Chips (Mikroelektroniksystem-Chips) ein bewegliches Element (beispielsweise eine Membran oder ein Ausleger) eines solchen MEMS-Chips auf einer Hauptoberfläche der Chips freiliegen. Wenn eine solche Hauptoberfläche mit dem beweglichen Element oder einem anderen empfindlichen, freiliegenden Element der integrierten Schaltung an einem Klebetape befestigt wird, kann dieses Element der integrierten Schaltung mechanisch zerstört, verschlechtert oder beschädigt werden. Da der beschriebene Herstellungsablauf keine erneute Laminierung der Chips und somit keine Befestigung eines Klebetapes an der äußeren Hauptoberfläche mit dem freiliegenden Element der integrierten Schaltung erfordert, sind die Chips vor einer Beschädigung geschützt. Anders ausgedrückt ist die beschriebene Herstellungsarchitektur kompatibel mit jeder Art von Chips, auch mit solchen, die eine empfindliche Hauptoberfläche aufweisen, die keine erneute Laminierung gestattet.
  • In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei den elektronischen Chips um Leistungshalbleiterchips. Ein derartiger Leistungshalbleiterchip kann darin integriert ein oder mehrere integrierte Schaltungselemente, wie etwa Transistoren (beispielsweise Feldeffekttransistoren, wie Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren und/oder Bipolartransistoren, wie etwa Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode) und/oder Dioden aufweisen. Schaltzwecke sind beispielhafte Anwendungen, die mit derartigen integrierten Schaltungselementen bereitgestellt werden können. Beispielsweise kann ein derartiges weiteres integriertes Schaltungselement einer Leistungshalbleiter-Vorrichtung in einer Halbbrücke oder einer Vollbrücke integriert sein. Automobilanwendungen sind beispielhafte Anwendungen.
  • Der eine oder die mehreren Halbleiterchips können mindestens eines aus der Gruppe umfassen, bestehend aus einer Diode und einem Transistor, insbesondere einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode. Beispielsweise können der eine oder die mehreren elektronischen Chips als Halbleiterchips für Leistungsanwendungen, zum Beispiel im Automobilbereich, verwendet werden. Bei einer Ausführungsform kann mindestens ein Halbleiterchip eine Logik-IC oder einen Halbleiterchip für HF-Leistungsanwendungen umfassen. In einer Ausführungsform können der eine oder die mehreren Halbleiterchips als ein oder mehrere Sensoren oder Aktoren in mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) verwendet werden, zum Beispiel als Drucksensoren oder Beschleunigungssensoren, als Mikrofon, als Lautsprecher usw.
  • Als Substrat oder Wafer für die Halbleiterchips kann ein Halbleitersubstrat, vorzugsweise ein Siliziumsubstrat, verwendet werden. Alternativ dazu kann ein Siliziumoxid oder ein anderes Isolatorsubstrat bereitgestellt werden. Es ist auch möglich, ein Germaniumsubstrat oder ein III-V-Halbleiter-Material zu implementieren. Zum Beispiel können Ausführungsbeispiele in der GaN- oder SiC-Technologie implementiert werden.
  • Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Teile oder Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die begleitenden Zeichnungen, die eingeschlossen sind, um ein weitergehendes Verständnis von Ausführungsbeispielen der Erfindung bereitzustellen, und die einen Anteil der Patentschrift darstellen, veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
  • In den Zeichnungen gilt:
  • 1 bis 10 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Vorrichtung zum Expandieren von Chips eines Wafers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Betätigungszuständen während der Ausführung eines Verfahrens zum Expandieren der Chips des Wafers.
  • 11 ist eine detaillierte Darstellung einzelner Elemente der Vorrichtung gemäß 1 bis 10.
  • 12 zeigt eine Anordnung eines Rahmens, eines Tapes und eines expandierten Wafers gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Die Veranschaulichung in der Zeichnung ist schematisch und nicht maßstabsgetreu.
  • Bevor Ausführungsbeispiele bezugnehmend auf die Figuren detaillierter beschrieben werden, werden einige allgemeine Überlegungen kurz zusammengefasst, auf deren Grundlage die Ausführungsbeispiele entwickelt wurden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Wafer-Expander vorgesehen, der für einen bleibenden Rahmen (d. h. einen, der das Tape nach dem Expandieren hält) und für einen temporären Rahmen (d. h. einen, der das Tape vor dem Expandieren hält) die gleiche Rahmengröße (beispielsweise 30,5 cm (12'')) verwendet. Somit kann das Expandieren eines Wafers auf einem Tape unter Verwendung der gleichen Rahmengröße wie nach dem Expandieren des Wafers ermöglicht werden.
  • In einer Ausführungsform kann der Wafer direkt expandiert und auf einem Sägerahmen eingespannt werden (auf dem optional auch die Vereinzelung des Wafers ausgeführt werden kann). Nach dem Expandieren und Einspannen kann das Tape, das nach unten gezogen wurde, entspannt und gleichzeitig mit Druckluft gefüllt werden. Dies führt zur Ausbildung einer toroidalen Form. Eine oder mehrere Walzen, die zuvor in eine Streckvorrichtung eingefahren waren, können dann ausgeschwenkt oder expandiert werden und können das Tape auf einen anderen Rahmen walzen (insbesondere einen mit der gleichen Größe wie der zuvor genannte Sägerahmen). Nach einem optionalen weiteren Entspannen des Klebetapes kann das Tape erneut auf den Rahmen gewalzt werden. Schließlich ist es möglich, einen Abschnitt des Tapes, der über den Rahmen übersteht, abzuschneiden, falls gewünscht.
  • Ein solcher Arbeitsablauf hat den Vorteil, dass der Wafer weder eine erneute Laminierung auf einem zusätzlichen Tape noch einen größeren Rahmen benötigt. Im Gegensatz dazu streckt ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Tape, das an einem Sägerahmen fixiert ist, und fixiert dieses Tape anschließend an dem anderen Rahmen, der vorzugsweise die gleiche Größe hat wie der Sägerahmen.
  • 1 bis 10 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Vorrichtung 100, die auch als Tapestrecker bezeichnet werden kann, zum Expandieren von Halbleiterchips 102 auf einem Halbleiter-Wafer 104 (der nur schematisch dargestellt ist) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Betätigungszuständen während der Ausführung eines Verfahrens zum Expandieren der Chips 102 des Wafers 104. Die Vorrichtung 100 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch entlang einer virtuellen Symmetrieachse 176, und nur ein Teil von ihr ist in 1 bis 10 gezeigt. Ausgangspunkt der Betätigung der Vorrichtung 100 ist ein dehnbares Klebetape 108, das an einem temporären, ringförmigen Rahmen 126 montiert ist (der aus Metall bestehen kann). Der Wafer 104 mit den Chips 102 wird an einer klebrigen Oberfläche des Klebetapes 108 befestigt. Das Tape 108 kann eine Trägerfolie aus Kunststoff (wie PVC, Polyvinylchlorid) und eine darauf aufgebrachte Klebstoffschicht aufweisen. Während eines Expandierens, das nachstehend ausführlicher beschrieben ist, kann das Tape 108 beispielsweise um 10% bis 20% expandiert werden, abhängig von einem gewünschten Abstand zwischen einander benachbarten Chips 102 nach dem Expandieren.
  • Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung 100 einen Expandiermechanismus 106, der dafür ausgelegt ist, das dehnbare Klebetape 108 zu expandieren. Die Chips 102 des Wafers 104 sind auf einem mittleren, chiptragenden Abschnitt 112 des Tapes 108 angeordnet. Gemäß 1 wurde der Wafer 104 bereits anhand eines Laser- oder eines Plasmaprozesses zersägt, so dass die Chips 102 bereits voneinander getrennt sind. Da die Chips 102 trotzdem noch sehr nahe beieinander liegen können oder sogar noch etwas miteinander verbunden sein können, kann ein weiteres Expandieren der Chips 102 des Wafers 104 gewünscht sein, auch, um einen anschließenden Bestückungsvorgang, der mit den Chips 102 ausgeführt wird, zu vereinfachen. In diesem Zusammenhang kann der Begriff „Expandieren” eine Zunahme des lateralen Abstands zwischen den einzelnen Chips 102 auf dem Tape 108 bezeichnen.
  • Wie aus 12 hervorgeht, hält ein bleibender Rahmen 118 (der eine Ringform aufweisen kann und der beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial bestehen kann) das expandierte Tape 108, das seinerseits den expandierten Wafer 104 trägt, in der endgültigen Fertigungsanordnung 160.
  • Jedoch ist im Betätigungsmodus der Vorrichtung 100 gemäß 1 ein Endabschnitt 122 des Tapes 108 an dem temporären weiteren Rahmen 126 (der ein Sägerahmen sein kann) angebracht. Während eines Streckvorgangs und eines Einspannvorgangs, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden, bleibt der Endabschnitt 122 des Tapes 108 mit dem weiteren Rahmen 126 verbunden. Somit ist der Expandiermechanismus 106 dafür ausgelegt, den Endabschnitt 122 des Tapes 108 zu fixieren und eine Zugkraft (siehe Bezugszahl 174) an den Endabschnitt 122 anzulegen, um dadurch das Tape 108 räumlich zu expandieren. Wie anhand des Pfeils 174 in 1 ersichtlich ist, ist der Expandiermechanismus 106 dafür ausgelegt, die Zugkraft entlang einer vertikalen Richtung, die in Bezug auf den horizontalen, chiptragenden Abschnitt 112 des Tapes 108 einen Winkel von 90° aufweist, an den Endabschnitt 122 anzulegen. Insbesondere ist der Expandiermechanismus 106 dafür ausgelegt, den weiteren Rahmen 126, der mit dem Endabschnitt 122 des Tapes 108 verbunden ist, wie nachstehend beschrieben während des Expandierens, Einspannens und Aufblasens zu fixieren. Zu diesem Zweck können eine Stützstruktur 170 und eine weitere Stützstruktur 124 den weiteren Rahmen 126 und den Endabschnitt 122 des Tapes 108 einspannen. Eine optionale Abdichtung 172 ist ebenfalls vorgesehen.
  • Ferner umfasst die Vorrichtung 100 einen Aufblasmechanismus 116, der dafür ausgelegt ist, einen Randabschnitt 114 (siehe 2) des Tapes 108 im Betätigungsmodus gemäß 4 aufzublasen, so dass sich ein Teil des Randabschnitts 114 dem Rahmen 118 nähert. Zum Aufblasen kann der Aufblasmechanismus 116 Druckluft in eine Aufblaskammer 136 pumpen, die durch eine Gehäuse 182 mit einem Auslass 180, durch den die Druckluft mit dem Randabschnitt 114 in Interaktion gebracht werden kann, abgegrenzt ist. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird, ist der Aufblasmechanismus 116 somit zum Aufblasen des Randabschnitts 114 durch Anlegen eines pneumatischen Drucks ausgelegt.
  • Ein Kontaktierungsmechanismus 120 der Vorrichtung 100 ist dafür ausgelegt, den angenäherten, aufgeblasenen Teil des Tapes 108 mit dem Rahmen 118 in Kontakt zu bringen. Dies wird unter Bezugnahme auf 7 und 8 näher beschrieben. Insbesondere kann der Kontaktierungsmechanismus 120 als Walzenmechanismus ausgeführt sein, der den angenäherten Teil auf den Rahmen 118 walzt. Zu diesem Zweck umfasst der Kontaktierungsmechanismus 120 eine Walze 130 (und eine weitere Walze 134, die in 1 nicht gezeigt ist), die dafür ausgelegt sind, den angenäherten, aufgeblasenen Teil in Kontakt mit dem Rahmen 118 zu walzen. Der Kontaktierungsmechanismus 120 ist somit dafür ausgelegt, den aufgeblasenen Teil mit dem Rahmen 118 fest zu verbinden, wie in 7 und 8 gezeigt ist.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, wird das Tape 108 mit den Chips 102 des Wafers 104, das von einem weiteren Rahmen 126 gehalten wird, auf das Gehäuse 182 gelegt und durch Einspannen am Expandiermechanismus 106 befestigt.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Expandieren der Chips 102 auf dem Wafer 104 und zum Herstellen der in 12 gezeigten Anordnung 160 beschrieben:
    Gemäß 1 werden das Tape 108 (und infolgedessen die darauf befestigten Chips 102) durch Abwärtsbewegen des Expandiermechanismus 106 expandiert, siehe Bezugszahl 174. Infolgedessen wird ein Abschnitt des Tapes 108 um eine Ecke an einer Biegekante 128 gebogen und bewegt sich entlang der Biegekante 128 und weiter abwärts.
  • In 2 ist ein Betätigungsmodus gezeigt, in dem der Expandiermechanismus 106 bereits eine untere Endposition erreicht hat, so dass das Tape 108, auf dem die Chips 102 des Wafers 104 angeordnet sind, nun in einem gedehnten und gesteckten Zustand ist. Dementsprechend (was aber in den Figuren nicht gezeigt ist) wurde ein Abstand zwischen einander benachbarten Chips 102 vergrößert.
  • Wie in 3 gezeigt ist, wird nun ein Einspannmechanismus 110 der Vorrichtung 100 an der Biegekante 128 angebaut, um dadurch das expandierte Tape 108 an einer Position der Biegekante 128 und somit zwischen dem chiptragenden Abschnitt 112 des Tapes 108 und dem Randabschnitt 114 des Tapes 108 einzuspannen. Insbesondere ist der Einspannmechanismus 110 dafür ausgelegt, das expandierte Tape 108 durch Einspannen des Tapes 108 zwischen einer weiteren Stützstruktur 184 und der Biegekante 128 einzuspannen. Die weitere Stützstruktur 184 kann aus einem nicht-klebenden und nicht-haftenden Material (beispielsweise PTFE, Polytetrafluorethylen) bestehen, so dass die Stützstruktur 184 nur vorübergehend Druck auf das Tape 108 ausübt, um es einzuspannen, aber nicht am Tape 108 haftet. Die Ausübung einer Spannkraft ist schematisch durch die Pfeile 186 angegeben. Wie aus 3 hervorgeht, liegt der zusätzliche, bleibende Rahmen 118 an der weiteren Stützstruktur 184 neben der Biegekante 128. Zum Beispiel kann der Rahmen 118 durch einen Vakuumsaugmechanismus temporär an der weiteren Stützstruktur 184 gehalten werden. Diese Geometrie vereinfacht die folgende Verbindung eines Teils des Tapes 108 mit dem Rahmen 118. Vorteilhafterweise weisen der Rahmen 118 und der weitere Rahmen 126 die gleiche Größe auf (in dem dargestellten Beispiel 12''). Somit kann die fertige Anordnung 160 (vergleiche 12) trotz des Streckvorgangs mit einer relativ geringen Größe ausgeliefert werden. Somit zeigt 3 das Einspannen des expandierten Tapes 108 an einer Position zwischen dem chiptragenden Abschnitt 112 des Tapes 108 und dem Randabschnitt 114 des Tapes 108.
  • Wie in 4 gezeigt ist, wird der Aufblasmechanismus 116 aktiviert. Somit wird Druckluft (beispielsweise mit einem Druck in einem Bereich zwischen 50 kPa und 100 kPa) in die Aufblaskammer 136 eingeführt, wie schematisch durch eine Bezugszahl 190 angegeben ist. Die Druckluft entweicht durch den Auslass 180 und streckt den Randabschnitt 114 des Tapes 108 und dehnt ihn daher weiter aus. Während der Aufblasmechanismus 116 den Randabschnitt 114 aufbläst, nimmt der Randabschnitt 114 eine toroidale Form an. 4 zeigt ferner, dass der Aufblasmechanismus 116 dafür ausgelegt ist, den Randabschnitt 114 aufzublasen, während der chiptragende Abschnitt 112 vor einem Aufblasen geschützt wird. Aufgrund des gewünschten Aufblasens des Randabschnitts 114 des Tapes 108 nähert sich ein Teil des Randabschnitts 114 räumlich dem Rahmen 118.
  • 5 zeigt, dass der Expandiermechanismus 106 und der Einspannmechanismus 100 in Bezug aufeinander bewegt werden, um den aufgeblasenen Teil dem Rahmen 118 noch weiter anzunähern. Insbesondere wird der Expandiermechanismus 106 wieder aufwärtsbewegt, wie vom Pfeil 192 angegeben wird. Dadurch wird der aufgeblasene Teil des Tapes 108 näher an den Rahmen 118 bewegt.
  • Der unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Arbeitsablauf wird fortgesetzt wie in 6 gezeigt. Der Aufblasmechanismus 116 dient gemeinsam mit dem Expandiermechanismus 106 hierbei dazu, einen Teil des Randabschnitts 114 des Tapes 108 näher an den Rahmen 118 zu bringen.
  • Wie in 7 gezeigt ist, wird der Kontaktierungsmechanismus 120 aktiviert. Dadurch bringt der Kontaktierungsmechanismus 120 den angenäherten, aufgeblasenen Teil des Tapes 108 in physischen Kontakt mit dem Rahmen 118. In der gezeigten Ausführungsform bringt der Kontaktierungsmechanismus 120 den angenäherten, aufgeblasenen Teil durch Anlegen einer Wälzkraft in Kontakt mit dem Rahmen 118. Insbesondere walzt der Kontaktierungsmechanismus 120 den angenäherten Teil auf den Rahmen 118. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass der Kontaktierungsmechanismus 120 aus einer inaktiven Konfiguration, in der die Walze 130 in einen Innenraum der Aufblaskammer 136 eingefahren ist (vergleiche 6), in eine aktive Konfiguration gebracht wird, in der die Walze 130 durch den Auslass 180 aus der Aufblaskammer 136 getrieben wird und somit in Bezug zu dem Rahmen 118 in funktionelle Beziehung zum Randabschnitt 122 des Tapes 108 tritt. In dieser aktiven Konfiguration liegt ein Stützlager 194 auf dem Auslass 180 auf, und zwei Biegearme des Kontaktierungsmechanismus 120 werden derart um zwei Scharniere 196 geschwenkt, dass die Walze 130 einen Walzdruck ausübt, durch den der oberste Teil des Randabschnitts 122 des Tapes 108 gegen den von der Stützstruktur 184 liegenden Rahmen 118 gedrückt wird. Infolgedessen wird der oberste Teil des Randabschnitts 122 des Tapes 108 durch eine Klebkraft fest mit dem Rahmen 118 verbunden.
  • Wie in 8 gezeigt ist, kann der Expandiermechanismus 106 seine Aufwärtsbewegung in Richtung auf den Einspannmechanismus 110 fortsetzen. Infolgedessen kann sich das Tape 108 nach dem Walzen mit der Walze 130 weiter entspannen dürfen. Wie aus 8 ersichtlich ist, umfasst der Kontaktierungsmechanismus 120 eine weitere Walze 134, die dafür ausgelegt ist, den angenäherten, aufgeblasenen Teil des Tapes 108 noch weiter in Kontakt mit dem Rahmen 118 zu walzen, nachdem das Tape 108 mit der Walze 130 gewalzt wurde und nachdem es sich entspannt hat. Die Durchführung des Walzens des Kontaktierungsmechanismus 120 unter Verwendung der Walze 134 entspricht weitgehend der Durchführung des Walzens des Kontaktierungsmechanismus 120 unter Verwendung der Walze 130, so dass auf die entsprechende Beschreibung in Bezug auf 7 verwiesen wird. Jedoch ist die weitere Walze 134 größer als die Walze 130, um einen größeren Teil des Tapes 108 auf den Rahmen 118 zu walzen, was den Aufwalzvorgang und die anschließende Fixierung des Tapes 108 am Rahmen 118 weiter verstärkt.
  • Wie bereits angegeben, sind sowohl die Walze 130 als auch die weitere Walze 134 zwischen einer expandierten und einer eingefahrenen Konfiguration umstellbar. Sie können in einem inaktiven Zustand innerhalb einer Aufblaskammer 136 des Aufblasmechanismus 116 verstaut werden (vergleiche 1 mit 6). Sie können in einem aktiven Zustand aus der Aufblaskammer 136 ausgetrieben werden (vergleiche 7 und 8).
  • Wie in 9 gezeigt ist, kann ein nicht verbundener, freier Bereich des Randabschnitts 122 des Tapes 108 vom Rest des Tapes 108 getrennt werden. Zu diesem Zweck umfasst die Vorrichtung 100 ferner einen Schneidmechanismus 140, der dafür ausgelegt ist, einen Teil des Randabschnitts 114 des Tapes 108, der nicht in Kontakt mit dem Rahmen 118 steht, abzuschneiden. Der Schneidmechanismus 140 kann ebenfalls zwischen einer expandierten und einer eingefahrenen Konfiguration umstellbar sein. Der Schneidmechanismus 140 kann in einem aktiven Zustand innerhalb der Aufblaskammer 136 verstaut und in einem aktiven Zustand aus der Aufblaskammer 136 ausgetrieben werden (vergleiche 9 und 10). Die Durchführung des Schneidens durch den Schneidmechanismus 140 unter Verwendung einer Schneidklinge (beispielsweise eines Schneidrads oder eines Rundmessers) entspricht weitgehend der Durchführung des Walzens des Kontaktierungsmechanismus 120 unter Verwendung der Walze 130, so dass auf die entsprechende Beschreibung in Bezug auf 7 verwiesen wird.
  • Wie in 10 gezeigt ist, wird die Einspannleistung des Einspannmechanismus 110 gelöst und die expandierte Wafer-Anordnung 160, die immer noch mit dem Einspannmechanismus 110 verbunden ist, kann vom Rest der Vorrichtung 100 abgehoben oder abgenommen werden. Mit dem Trennen des Einspannmechanismus 100 von der Anordnung 160 (beispielsweise durch Deaktivieren des oben beschriebenen Vakuumsaugmechanismus) wird der Herstellungsprozess der Anordnung 160 abgeschlossen. Ein expandierter Verbindungsabschnitt 152 des Tapes 108 bleibt fest am Rahmen 118 befestigt. Für eine ausführliche Beschreibung der Anordnung 160 wird nun auf 12 verwiesen.
  • 11 ist eine detaillierte Darstellung der einzelnen Elemente der Vorrichtung 100 gemäß 1 bis 10. Insbesondere zeigt 11 Einzelheiten des Aufwalzmechanismus und des Schneidarms (in einer Seitenansicht).
  • Die linke Seite von 11 zeigt die Walze 130 in einem eingefahrenen Zustand in einem Inneren der Aufblaskammer 136. Im mittleren Abschnitt von 11 ist die Walze 130 einschließlich ihres Bewegungsmechanismus gezeigt, nachdem die Walze 130 durch eine Bewegung, die senkrecht ist zu der Papierebene von 11, aus der Aufblaskammer 136 getrieben wurde. Die rechte Seite von 11 zeigt den Schneidmechanismus 140, nachdem das Schneidrad durch eine Bewegung, die senkrecht ist zu der Papierebene von 11, aus der Aufblaskammer 136 getrieben wurde.
  • 12 zeigt die Anordnung 160 aus Rahmen 118, Tape 108 und expandiertem Wafer 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Anordnung 160 kann ausgebildet sein wie oben unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschrieben wurde.
  • Die Anordnung 160 besteht daher aus dem Klebetape 108, der Mehrzahl von Chips 102 des expandierten Wafers 104, der am expandierten chiptragenden Abschnitt 112 des Tapes 108 haftet, und dem Rahmen 118, an dem der expandierte Verbindungsabschnitt 152 des Tapes 108 befestigt ist. Insbesondere weist das Tape 108, wie in den Detailansichten 155 und 157 gezeigt ist, im expandierten Verbindungsabschnitt 152 eine Dicke d auf, die geringer ist als eine größere Dicke D im expandierten chiptragenden Abschnitt 112. Infolge des oben beschriebenen Herstellungsablaufs haftet mindestens der Teil des expandierten Verbindungsabschnitts 152 auf der linken Seite unter mechanischer Spannung, die entlang einer horizontalen Richtung von 12 wirkt, am Rahmen 118.
  • Wie aus der Detailansicht 198 ersichtlich ist, weisen die Chips 102 entgegengesetzt zum Tape 108 eine äußere Hauptoberfläche 159 mit einem freiliegenden Element 162 einer integrierten Schaltung auf, das zerstört werden würde, wenn es direkt an das Klebetape geklebt werden würde. Insbesondere sind die Chips 102 hier MEMS-Chips mit einer dünnen und empfindlichen beweglichen Membran als freiliegendem Element 162 der integrierten Schaltung. Das Kleben der Membran an ein klebriges Tape würde die Membran und somit die Chips 102 beschädigen. Da eine erneute Laminierung des expandierten Wafers 104 unter Verwendung anderer Bänder gemäß Ausführungsformen der Erfindung überflüssig ist, ist das beschriebene Herstellungsverfahren flexibel nutzbar für sehr unterschiedlich Chiptypen, einschließlich solcher mit einer empfindlichen Hauptoberfläche 159. Angesichts des beschriebenen Herstellungsverfahrens kann der Rahmen 118 bis zu 30,5 cm (12'')) klein sein.
  • Es sollte beachtet werden, dass der Begriff „umfassend” andere Elemente oder Merkmale nicht ausschließt, und dass „ein” oder „eine” eine Mehrzahl nicht ausschließt. Es können auch Elemente kombiniert werden, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsformen beschrieben werden. Es sollte ebenfalls beachtet werden, dass Bezugszeichen nicht als den Umfang der Ansprüche einschränkend zu betrachten sind. Darüber hinaus soll der Umfang der vorliegenden Anmeldung nicht auf die bestimmten, in der Patentschrift beschriebenen Ausführungsformen des Prozesses, der Maschine, Herstellungsweise, gegenständlichen Zusammensetzung, Mittel, Verfahren und Schritte beschränkt sein. Dementsprechend sollen die angehängten Ansprüche in ihrem Umfang solche Prozesse, Maschinen, Herstellungsweisen, gegenständlichen Zusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte einschließen.

Claims (28)

  1. Vorrichtung (100) zum Expandieren von Chips (102) eines Wafers (104), wobei die Vorrichtung (100) umfasst: • einen Expandiermechanismus (106), der dafür ausgelegt ist, ein Tape (108), auf dem die Chips (102) des Wafers (104) angeordnet sind, zu expandieren; • einen Aufblasmechanismus (116), der dafür ausgelegt ist, mindestens einen Teil eines Randabschnitts (114) des Tapes (108) aufzublasen, so dass ein Teil des Randabschnitts (114) einem Rahmen (118) angenähert wird.
  2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, ferner einen Einspannmechanismus (110) umfassend, der dafür ausgelegt ist, das expandierte Tape (108) an einer Position zwischen einem chiptragenden Abschnitt (112) des Tapes (108) und dem Randabschnitt (114) des Tapes (108) einzuspannen.
  3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, ferner einen Kontaktierungsmechanismus (120) umfassend, der dafür ausgelegt ist, den angenäherten, aufgeblasenen Teil mit dem Rahmen (118) in Kontakt zu bringen.
  4. Vorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei der Kontaktierungsmechanismus (120) dafür ausgelegt ist, den angenäherten, aufgeblasenen Teil durch eine der Methoden aus der Gruppe bestehend aus Anlegen von Druck und Anlegen einer Walzkraft mit dem Rahmen (118) in Kontakt zu bringen.
  5. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Expandiermechanismus (106) dafür ausgelegt ist, eine Zugkraft an einen Endabschnitt (122) des Tapes (108) anzulegen, um dadurch das Tape (108) zu expandieren.
  6. Vorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei der Expandiermechanismus (106) dafür ausgelegt ist, die Zugkraft entlang einer Richtung, die in Bezug auf den chiptragenden Abschnitt (112) des Tapes (108) abgewinkelt ist, an den Endabschnitt (122) anzulegen.
  7. Vorrichtung (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Expandiermechanismus (106) dafür ausgelegt ist, einen weiteren Rahmen (126), der mit dem Endabschnitt (122) des Tapes (108) verbunden ist, während des Expandierens und Aufblasens zu fixieren.
  8. Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei der Rahmen (118) und der weitere Rahmen (126) die gleiche Größe aufweisen, insbesondere 12''.
  9. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Einspannmechanismus (110) dafür ausgelegt ist, das expandierte Tape (108) zwischen einer Stützstruktur (184) und einer Biegekante (128), über die das Tape (108) während des Expandierens gebogen wird, einzuspannen.
  10. Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, wobei der Rahmen (118) neben der Biegekante (128) auf der Stützstruktur (184) liegt.
  11. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Aufblasmechanismus (116) dafür ausgelegt ist, den Randabschnitt (114) durch Anlegen eines aus der Gruppe, die aus einem pneumatischen Druck und einem hydraulischen Druck besteht, aufzublasen.
  12. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Aufblasmechanismus (116) dafür ausgelegt ist, den Randabschnitt (114) aufzublasen, während ein chiptragender Abschnitt (112) des Tapes (108) vor einem Aufblasen geschützt ist.
  13. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei der Kontaktierungsmechanismus (120) dafür ausgelegt ist, den angenäherten, aufgeblasenen Teil des Tapes (108) am Rahmen (118) fest zu befestigen, insbesondere durch Kleben.
  14. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei der Expandiermechanismus (106) und der Einspannmechanismus (110) dafür ausgelegt sind, sich in Bezug aufeinander zu bewegen, um den aufgeblasenen Teil des Tapes (108) dem Rahmen (118) weiter anzunähern.
  15. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei der Kontaktierungsmechanismus (120) eine Walze (130) umfasst, die dafür ausgelegt ist, den angenäherten, aufgeblasenen Teil auf den Rahmen (118) zu walzen.
  16. Vorrichtung (100) nach Anspruch 15, wobei die Walze (130) zwischen einer expandierten Konfiguration und einer eingefahrenen Konfiguration umstellbar ist.
  17. Vorrichtung (100) nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Walze (130) in einem inaktiven Zustand innerhalb einer Aufblaskammer (136) des Aufblasmechanismus (116) verstaut ist.
  18. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, einen Trennmechanismus (140) umfassend, der dafür ausgelegt ist, einen Teil des Randabschnitts (114) des Tapes (108), der nicht in Kontakt mit dem Rahmen (118) steht, abzutrennen.
  19. Vorrichtung (100) zum Expandieren von Chips (102) eines Wafers (104), wobei die Vorrichtung (100) umfasst: • einen Expandiermechanismus (106), der dafür ausgelegt ist, ein Tape (108), auf dem die Chips (102) des Wafers (104) angeordnet sind, zu expandieren; • einen Einspannmechanismus (110), der dafür ausgelegt ist, das expandierte Tape (108) an einer Position zwischen einem chiptragenden Abschnitt (112) des Tapes (108) und einem Randabschnitt (114) des Tapes (108) einzuspannen; • einen Annäherungsmechanismus (106, 116), der dafür ausgelegt ist, mindestens einen Teil des Randabschnitts (114) des Tapes (108) einem Rahmen (118) anzunähern.
  20. Vorrichtung (100) nach Anspruch 19, ferner einen Walzenmechanismus (120) umfassend, der dafür ausgelegt ist, den angenäherten Teil auf den Rahmen (118) zu walzen.
  21. Verfahren zum Expandieren von Chips (102) eines Wafers (104), wobei das Verfahren umfasst: • Expandieren eines Tapes (108), auf dem die Chips (102) des Wafers (104) angeordnet sind; • Aufblasen von mindestens einem Teil eines Randabschnitts (114) des Tapes (108), so dass ein Teil des Randabschnitts (114) einem Rahmen (118) angenähert wird; • Inkontaktbringen des angenäherten, aufgeblasenen Teils mit dem Rahmen (118).
  22. Verfahren zum Expandieren von Chips (102) eines Wafers (104), wobei das Verfahren umfasst: • Expandieren eines Tapes (108), auf dem die Chips (102) des Wafers (104) angeordnet sind; • Annähern mindestens eines Teils eines Randabschnitts (114) des Tapes (108) an einen Rahmen (118); • Walzen des angenäherten Teils auf den Rahmen (118).
  23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei das Verfahren das Einspannen des expandierten Tapes (108) an einer Position zwischen einem chiptragenden Abschnitt (112) des Tapes (108) und dem Randabschnitt (114) des Tapes (108) nach dem Expandieren umfasst.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei mindestens während des Expandierens und/oder Einspannens ein Endabschnitt (122) des Tapes (108) mit einem weiteren Rahmen (126) verbunden wird.
  25. Anordnung (160), wobei die Anordnung (160) umfasst: • ein klebriges Tape (108); • eine Mehrzahl von Chips (102) eines expandierten Wafers (104), die an einem expandierten chiptragenden Abschnitt (112) des Tapes (108) befestigt sind; • einen Rahmen (118), an dem ein expandierter Verbindungsabschnitt (152) des Tapes (108) befestigt ist.
  26. Anordnung (160) nach Anspruch 25, wobei das Tape (108) im expandierten Verbindungsabschnitt (152) eine Dicke (d) aufweist, die geringer ist als eine größere Dicke (D) im expandierten chiptragende n Abschnitt (112).
  27. Anordnung (160) nach Anspruch 25 oder 26, wobei mindestens ein Teil des expandierten Verbindungsabschnitts (152) unter einer Spannung in einer lateralen Richtung am Rahmen (118) anhaftet.
  28. Anordnung (160) nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei die Chips (102) eine äußere Hauptoberfläche entgegengesetzt zum Tape (108) aufweisen und an der äußeren Hauptoberfläche ein freiliegendes Element (162) einer integrierten Schaltung umfassen, das durch ein direktes Kleben auf ein klebriges Tape (108) zerstört werden kann.
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