DE102016111629A1

DE102016111629A1 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102016111629A1
Application number: DE102016111629.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Brunnbauer; Franco Mariani; Jochen Müller; Carsten von Koblinski; Bernhard Goller
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2036-06-25
Also published as: DE102016111629B4

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen ein Ausbilden einer Mehrzahl von Trenngräben in einer ersten Hauptfläche eines Halbleitersubstrats, ein Montieren der ersten Hauptfläche des Halbleitersubstrats auf einem Träger, und ein Entfernen von Substratmaterial nur von einem mittleren Bereich einer zweiten Hauptfläche des Halbleitersubstrats derart, dass die Mehrzahl von Trenngräben von der zweiten Hauptfläche her freigelegt ist, wobei ein Randbereich des Halbleitersubstrats verbleibt, wobei der Randbereich eine Dicke von mehr als 150 µm aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung.
Beim Vereinzeln von Chips (auch als Dies bezeichnet), beispielsweise für Chipkarten-Anwendungen, wird üblicherweise ein so genanntes „Dice Before Grinding“-(DBG-)Verfahren verwendet. Dieses ist in 1A, 1B und 2 dargestellt. Dafür kann ein Halbleitersubstrat 102 (z.B. ein Wafer) erst mit einem Sägeblatt eingeritzt werden (beispielsweise auf einer ersten Hauptfläche 102S1 des Wafers), wodurch Trenngräben 104 gebildet werden, und dann mittels Schleifens von einer Rückseite, d.h. einer der geritzten Hauptseite gegenüberliegenden zweiten Hauptseite 102S2 des Wafers, in einzelne Chips 108 separiert. Dabei kann eine Kantenqualität sehr homogen mit sehr wenigen Ausbrüchen sein, was eine Bruchkraft bei dünnen Chips positiv beeinflussen kann.
Allerdings können die Sägeblätter, verglichen mit den typischerweise sehr kleinen Chips 108, relativ dick sein. Um aus Kostengründen die Trenngräben (im Fall eines mittels Sägens erzeugten Trenngrabens auch als Sägestraße bezeichnet) zu verkleinern und somit eine Anzahl von Chips pro Wafer zu erhöhen, kann der ursprünglich mit der Säge im Wafer erzeugte Graben auch mittels Plasmaätzens erzeugt werden. Dies ist in 1B und 2 dargestellt. Das Ätzen kann allerdings technisch bedingt nicht bis zu einem Rand des Wafers ausgeführt werden, so dass nach dem Schleifen ein nicht vereinzelter (oder zumindest größtenteils geschlossener) Ring 102R von Wafermaterial am Rand des Wafers 102 bestehen bleiben kann. Es kann nötig sein, den nicht vereinzelten Ring 102R anschließend mit einem Ring-Entfern-Prozess (auch als Ring Removal Prozess bezeichnet, auch in einem Fall, dass kein geschlossener Ring vorliegt) abzunehmen, damit der Wafer 102 expandiert werden kann, was ein Abnehmen der vereinzelten Chips 108 erleichtert.
Herkömmlich kann der Ring 102R beispielsweise entfernt werden, indem eine Expansion eines Trägers 106, auf welchem der Wafer montiert sein kann, ausgeführt wird, welche zu einem Brechen des Rings 102R führen kann. Vor und/oder beim Brechen des Rings können Chips 108 mit dem Ring 102R bzw. Teilen des Rings in Kontakt kommen und infolgedessen beschädigt werden und/oder sich vom Träger 106 lösen und verlorengehen. Das bedeutet, dass der Ring Removal Prozess zusätzliche Kosten und Ausbeuteverluste verursachen kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein Dünnen (z.B. ein Schleifen) eines Halbleitersubstrats, z.B. eines Wafers, so ausgeführt werden, dass ein Randbereich nach dem Dünnen (z.B. Schleifen) dick verbleibt. Dadurch kann der Ring nach dem Vereinzeln stabiler abgenommen werden, beispielsweise ohne dabei zu zerbrechen oder mit Halbleiter-Einzelelementen (z.B. Chips) in Kontakt zu kommen oder diese zu beschädigen oder abzulösen. Ausbeuteverluste können dadurch minimiert werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein Prinzip eines plasmagestützten Vereinzelns von Chips mit einem neuartigen Schleifprozess kombiniert werden, wodurch eine Ausbeutesteigerung erwartet werden kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann mittels eines Belassens eines Randbereichs eines Halbleitersubstrats, der dicker sein kann als eine Mehrzahl von Chips in einem mittleren Bereich des Halbleitersubstrats, wobei der Randbereich beispielsweise eine Dicke von mehr als 150 µm aufweisen kann, ein Entfernen des Randbereichs von einem Träger erleichtert werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann mittels Dünnens einer Mehrzahl von Chips in einem mittleren Bereich eines Halbleitersubstrats bei gleichzeitigem Belassen eines Randbereichs des Halbleitersubstrats, der dicker sein kann als die Mehrzahl von Chips, ein Entfernen des Randbereichs von einem Träger erleichtert werden. Dabei kann die Mehrzahl von Chips während des Dünnens unmittelbar vereinzelt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen ein Ausbilden einer Mehrzahl von Trenngräben in einer ersten Hauptfläche eines Halbleitersubstrats, ein Montieren der ersten Hauptfläche des Halbleitersubstrats auf einem Träger, und ein Entfernen von Substratmaterial nur von einem mittleren Bereich einer zweiten Hauptfläche des Halbleitersubstrats derart, dass die Mehrzahl von Trenngräben von der zweiten Hauptfläche her freigelegt ist, wobei ein Randbereich des Halbleitersubstrats verbleibt, wobei der Randbereich eine Dicke von mehr als 150 µm aufweist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen ein Ausbilden einer Mehrzahl von Trenngräben in einer ersten Hauptfläche eines Halbleitersubstrats, ein Montieren der ersten Hauptfläche des Halbleitersubstrats auf einem Träger, und ein Entfernen von Substratmaterial nur von einem mittleren Bereich einer zweiten Hauptfläche des Halbleitersubstrats derart, dass die Mehrzahl von Trenngräben von der zweiten Hauptfläche her freigelegt ist, wobei ein Randbereich des Halbleitersubstrats verbleibt, und wobei das Substrat unmittelbar durch das Freilegen der Trenngräben in eine Mehrzahl von Halbleiter-Einzelelementen vereinzelt ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner ein Entfernen des Randbereichs von dem Träger aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Entfernen des Randbereichs vom Träger ein Zuführen eines Luftstroms zum Randbereich aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann beim Zuführen des Luftstroms der Luftstrom zumindest teilweise auf eine Seitenfläche des Randbereichs gerichtet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Lösen des Randbereichs vom Träger ein Anbringen einer Abhebevorrichtung an einer dem Träger abgewandten Oberfläche des Randbereichs und ein Abheben des Randbereichs vom Träger aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Anbringen der Abhebevorrichtung an dem Randbereich ein Anbringen mittels eines Haftmittels aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Ausbilden einer Mehrzahl von Trenngräben ein Plasmaätzen des Halbleitersubstrats aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner, nach dem Entfernen des Randbereichs vom Träger, ein Dehnen des Trägers aufweisen, derart, dass sich die Hauptflächen des Trägers vergrößern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1A eine schematische Draufsicht eines Halbleitersubstrats mit gesägten Trenngräben;
1B eine schematische Draufsicht eines Halbleitersubstrats mit plasmageätzten Trenngräben;
2 mehrere Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung;
3 mehrere Querschnittsansichten eines Halbleitersubstrats zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
4A und 4B jeweils eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung zur Veranschaulichung eines Ring-Removal-Prozesses gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
5 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
6 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
3 zeigt mehrere Querschnittsansichten 300a bis 300d eines Halbleitersubstrats 102 zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Manche der in 3 dargestellten oder im Zusammenhang mit 3 erläuterten Verfahren und/oder Bauteile wurden bereits im Zusammenhang mit 1A, 1B und/oder 2 erläutert, so dass eine Beschreibung im Zusammenhang mit 3 ggf. weggelassen oder verkürzt sein kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Halbleitersubstrat 102 einen Halbleiterwafer aufweisen, welcher mittels des Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung in eine Mehrzahl von Chips 108 vereinzelt werden kann. Darum wird im Folgenden teilweise vereinfachend das Halbleitersubstrat 102 als Wafer bezeichnet, und Halbleiter-Einzelelemente 108, in welche das Halbleitersubstrat 102 vereinzelt werden kann, als Chips 108. Allerdings kann das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung auf jedes beliebige, mittels eines Dice-Before-Grinding-Verfahrens in Halbleiter-Einzelelemente 108 vereinzelbare Halbleitersubstrat 102 angewendet werden und somit nicht so verstanden werden, als wäre das Verfahren auf Wafer bzw. Chips beschränkt. Das Halbleitersubstrat 102 kann dementsprechend jedes beliebige mittels eines Dice-Before-Grinding-Verfahrens verarbeitbare Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium (Si), Galliumnitrid (GaN), Siliziumkarbid (SiC), oder/und Ähnliches, aufweisen oder daraus bestehen.
Das Halbleitersubstrat 102 kann eine erste Hauptfläche 102S1 und eine der ersten Hauptfläche gegenüberliegende zweite Hauptfläche 102S2 aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann in der ersten Hauptfläche 102S1, wie in Ansicht 300b dargestellt, eine Mehrzahl von Trenngräben 104 ausgebildet werden. Das Ausbilden der Trenngräben 104 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Plasmaätzen der ersten Hauptfläche 102S1 aufweisen. Um das Plasmaätzen auf Stellen zu beschränken, in welchen die Trenngräben 104 auszubilden sind, kann vor dem Plasmaätzen, wie in Ansicht 300a dargestellt, eine strukturierte Maskenschicht 222 angeordnet werden. Die Maskenschicht 222 kann so strukturiert sein, dass sie Chipbereiche, in welchen auszubildende Chips 108 (noch im Waferverbund) angeordnet sind, bedeckt, Trenngräbenbereiche, in welchen die Trenngräben 104 auszubilden sind, hingegen freilässt. Die Chipbereiche können einen aktiven Bereich 220 aufweisen, der beispielsweise elektronische Bauteile (z.B. Transistoren, Dioden, usw.) und/oder einen integrierten Schaltkreis aufweisen kann.
Nach dem Ausbilden der strukturierten Maskenschicht 222 kann die erste Hauptfläche 102S1 des Wafers 102 für das Plasmaätzen einem Plasma ausgesetzt werden, so dass sich die Trenngräben 104 in der ersten Hauptfläche 102S1 bilden. Dabei werden die Trenngräben 104 so gebildet, dass sie sich nicht bis zur zweiten Hauptfläche 102S2 erstrecken, sondern Böden der Trenngräben 104 zwischen einer geplanten End-Chipdicke und der zweiten Hauptfläche 102S2 angeordnet sind. Anders ausgedrückt werden die Trenngräben 104 so tief ausgebildet, dass sie nach einem nachfolgenden Dünnen des Wafers 102 auf eine vorgesehene End-Chipdicke freiliegen, wobei das Dünnen aus Richtung der zweiten Hauptfläche 102S2 ausgeführt wird.
Auch wenn das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen geeignet sein kann für einen Fall, in welchem die Trenngräben 104 mittels Plasmaätzens ausgebildet werden, weil beim Plasmaätzen technisch bedingt ein geschlossener oder im Wesentlichen geschlossener Ring 102R von Substratmaterial im Randbereich des Halbleitersubstrats verbleibt, kann im Prinzip jedes andere Verfahren zum Ausbilden von Trenngräben 104 im Halbleitersubstrat 102, z.B. Sägen, genutzt werden, welches es ermöglicht, den geschlossenen oder im Wesentlichen geschlossenen Ring 102R (im Folgenden allgemeiner als Randbereich 102R bezeichnet) zu erzeugen.
Nach dem Ausbilden der Trenngräben 104 kann gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen die erste Hauptfläche 102S1 des Halbleitersubstrats 102 auf einem Träger 106 montiert werden. Dies ist in Ansicht 300c dargestellt.
Der Träger 106 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein beliebiger Träger 106 sein, der geeignet ist, das Halbleitersubstrat 102 während des Dünnens zu halten/tragen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Träger 106 ein elastischer Träger sein, beispielweise eine elastische Sägefolie. Das kann ermöglichen, den Träger 106 vor einem Abnehmen der vereinzelten Chips 108 in einer Ebene des Trägers (d.h. in horizontaler Richtung) zu dehnen (auch als expandieren bezeichnet) und damit einen Abstand zwischen den Chips 108 zu vergrößern, und/oder den Träger 106 stellenweise in Richtung jeweils eines Chips 108 bzw. in Richtung eines Teils des Randbereichs 102R durchzubiegen, wodurch das Abnehmen der Chips 108 bzw. des Randbereichs 102R erleichtert werden kann.
Der Träger 106 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen, beispielsweise in dem Fall, dass der Träger 106 ein elastischer Träger ist, in einem Ringrahmen (nicht dargestellt) montiert sein. Der Ringrahmen kann beispielsweise geeignet sein für eine Montage eines 8-Zoll-Wafers auf dem Träger 106, oder beispielsweise für eine Montage eines 12-Zoll-Wafers auf dem Träger 106.
Das Halbleitersubstrat 102 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen mittels eines Haftmittels (nicht dargestellt) am Träger 106 angebracht werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein Haftmittel genutzt werden, dessen Hafteigenschaft gezielt veränderbar ist. Beispielsweise kann mittels Bestrahlens mit UV-Licht (beispielsweise von einer UV-LED oder einer Laserdiode), mittels Erwärmens oder anderer geeigneter Verfahren eine Haftkraft des Haftmittels gesenkt werden, ggf. so weit, dass das Haftmittel nicht mehr haftet. Dadurch kann ein Lösen des Halbleitersubstrats 102, beispielsweise des Randbereichs 102R oder der Chips 108, vom Träger 106 erleichtert werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann Substratmaterial von einem mittleren Bereich 102M des auf dem Träger 106 montierten Halbleitersubstrats 102 entfernt werden, wohingegen das Substratmaterial im Bereich des Randbereichs 102R mit einer Dicke 102Rd von mehr als 150 µm, z.B. mehr als 200 µm, z.B. mehr als 250 µm, z.B. mehr als 300 µm, z.B. einer Anfangsdicke des Halbleitersubstrats, belassen wird. Dabei kann das Substratmaterial von der zweiten Hauptfläche 102S2 her entfernt werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Entfernen mittels Schleifens und/oder Polierens erfolgen. Da mittels des Entfernens des Halbleitersubstrats 102 vom mittleren Bereich 102M die Mehrzahl der Chips 108 dünner gemacht wird, wird dieser Vorgang auch als Dünnen der Chips 108 bezeichnet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Dicke 102Rd des Randbereichs 102R 150 µm oder weniger betragen, wobei die Dicke 102Rd des Randbereichs 102R größer sein kann als eine Enddicke 108d der Chips 108 nach dem Dünnen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann im mittleren Bereich 102M das Entfernen des Halbleitersubstrats 102 ausgeführt werden, bis die vorgesehene Enddicke 108d der Chips 108 erreicht ist. Die vorgesehene Enddicke 108d kann kleiner als etwa 100 µm sein, beispielsweise in einem Bereich von etwa 10 µm bis etwa 50 µm, beispielsweise von etwa 20 µm bis etwa 40 µm. Durch das Dünnen kann eine gedünnte zweite Hauptfläche 102S2d des Substrats 102 gebildet werden, welche gleichzeitig bei jedem Chip der Mehrzahl von Chips 108 eine Chiprückseite bildet.
Beim Entfernen des Halbleitersubstrats 102 von dem mittleren Bereich 102M können in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Trenngräben 104 von der zweiten Hauptfläche 102S2 her freigelegt werden. Dabei können die Chips 108 mittels des Dünnens unmittelbar vereinzelt werden. Anders ausgedrückt können die Mehrzahl von Chips 108 nach dem Dünnen nur noch mittels des gemeinsamen Trägers 106 miteinander verbunden sein. Die Trenngräben 104 und die gedünnte zweite Hauptfläche 102S2d können frei sein von einem die Chips 108 miteinander verbindenden Material.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können der Randbereich 102R und die Chips 108 nach dem Entfernen des Halbleitersubstrats 102 von dem mittleren Bereich 102M einen Dickenunterschied ∆d = 102Rd – 108d aufweisen. Anders ausgedrückt kann eine Dicke des Randbereichs 102Rd größer sein als eine Dicke 108d der Chips 108. Der Dickenunterschied zwischen den Chips 108 und dem Randbereich 102R kann beispielsweise mindestens 10 µm aufweisen, z.B. mindestens 50 µm, z.B. mindestens 100 µm, z.B. mindestens 200 µm, z.B. mindestens 500 µm. Durch den Dickenunterschied zwischen den Chips 108 und dem Randbereich 102R und durch die Mindestdicke des Randbereichs 102R von mehr als 150 µm kann ein Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 erleichtert sein.
Der Randbereich 102R kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Breite in einem Bereich von etwa 1 mm bis etwa 5 mm aufweisen, beispielsweise von etwa 2,5 mm bis etwa 3,5 mm aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zum Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 nach dem Dünnen des Halbleitersubstrats 102 optional zunächst eine Hafteigenschaft des Haftmittels verändert werden. Beispielsweise kann eine Haftkraft des Haftmittels mittels Bestrahlens mit UV-Licht, mittels Erwärmens oder anderer geeigneter Verfahren gesenkt werden, z.B. dauerhaft gesenkt werden, ggf. so weit, dass das Haftmittel nur noch wenig oder nicht mehr haftet. Das Verändern der Haftkraft kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen jeweils nur stellenweise durchgeführt werden, beispielsweise nur an Teilen des Randbereichs 102R. Dabei können verschiedene Stellen, z.B. Teile des Randbereichs 102R, nacheinander behandelt werden (z.B. mit UV-Licht bestrahlt und/oder erwärmt werden).
Wie in 4A dargestellt ist, kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen das Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106, ggf. nach dem Verändern der Hafteigenschaft des Haftmittels, ein Zuführen eines Luftstroms 442 zum Randbereich 102R aufweisen. Dabei kann es wegen des Dickenunterschieds ∆d möglich sein, den Luftstrom 442 auf einen über die Chips 108 hinausragenden Teils des Randbereichs 102R zuzuführen. Damit können die Chips 108 weniger leicht oder zumindest in geringerem Maße einem vom Randbereich 102R reflektierten Luftstrom ausgesetzt sein, welcher unbeabsichtigt beim Lösen des Randbereichs 102R auch Chips 108 mit ablösen könnte, so dass eine Ausbeute erhöht sein kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Luftstrom 442 auf einen Kontaktbereich von Randbereich 102R und Träger 106 gerichtet sein. Wegen des Dickenunterschieds ∆d kann der Randbereich 102R schwerer sein als bei einem herkömmlich gedünnten Wafer 102, bei welchem der Randbereich 102R und die Chips 108 dieselbe Dicke aufweisen können. Bei einer Halterung des gedünnten, auf dem Träger 106 montierten Wafers 102 mit in Richtung Schwerkraft (d.h. nach unten) weisendem Wafer 102 kann infolge des höheren Gewichts des Randbereichs 102R ein Luftstrom 442 geringerer Stärke ausreichend sein, um ein Lösen des Randbereichs 102R vom Träger 106 zu bewirken, so dass trotz des Zuführens des Luftstroms 442 zum Kontaktbereich von Randbereich 102R und Träger 106 eine Zahl von Chips 108, die von einem vom Randbereich 102R reflektierten Luftstrom mit abgelöst werden, verringert sein kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Luftstrom 442 mittels Pressluft gebildet sein. Die Pressluft kann beispielsweise mittels einer Luftpumpe, eines Kompressors, eines Pressluft-Vorratsbehälters oder Ähnlichem bereitgestellt werden.
Die Pressluft kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen mittels einer Düse 440, einer Spitze eines Schlauchs oder eines Rohrs, oder mittels jeder anderen Vorrichtung, welche geeignet ist, einen Luftstrom gebündelt auf eine (kleine) Stelle auftreffen zu lassen, auf den Randbereich 102R gerichtet werden, beispielsweise in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Hauptfläche des Trägers 106. Bei einer Orientierung der Kombination aus Träger 106 und Substrat 102 derart, dass das Substrat 102 nach unten zeigt, kann somit die Pressluft im Wesentlichen horizontal auf den Randbereich 102R gerichtet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Luftstrom 442 in einem anderen Winkel (als im Wesentlichen parallel zu einer Hauptfläche des Trägers 106) auf den Randbereich 102R, z.B. die Seitenfläche des Randbereichs 102R, gerichtet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Luftstrom 442 teilweise oder vollständig auf eine Seitenfläche des Randbereichs 102R gerichtet sein, beispielsweise auf eine innere Seitenfläche des Randbereichs 102R, d.h. auf eine Seitenfläche, welche dem Halbleitersubstrat 102, z.B. den Chips 108, zugewandt ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Luftstrom 442 von einer Innenseite des Randbereichs 102R her, d.h. von einer den Chips 108 zugewandten Seite des Randbereichs 102R, auf den Randbereich 102R gerichtet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Stärke, mit welcher der Luftstrom 442 auf den Randbereich 102R einwirkt, variiert werden, beispielsweise mittels Variierens von Volumen, Geschwindigkeit und/oder Druck des Luftstroms 442. Die Stärke kann beispielsweise von Wafer zu Wafer variiert werden, für verschiedene Stellen des Randbereichs 102R bei einem Wafer 102, und/oder an einer Position des Randbereichs (dort beispielsweise mit einer zunehmenden Stärke, bis ein gewünschter Grad einer Ablösung des Randbereichs 102R vom Träger 106 erreicht ist). Die Stärke des Luftstroms 442 kann beispielsweise an einen Grad einer Anhaftung des Randbereichs 102R an den Träger 106 angepasst werden. Beispielsweise kann bei einem stärker anhaftenden (Teil des) Randbereich(s) der Luftstrom mit einem höheren Volumen und/oder Druck und/oder einer höheren Geschwindigkeit zugeführt werden als bei einem weniger stark anhaftenden (Teil des) Randbereich(s).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Luftstrom 442 bei einem anderen Verfahren zum Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106, beispielsweise mittels einer Abhebevorrichtung, unterstützend angewendet werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann gleichzeitig eine Mehrzahl von Luftströmen 442 auf den Randbereich 102R gerichtet werden, beispielsweise an verschiedenen Stellen des Randbereichs 102R, beispielsweise mit einem Winkelversatz von mehreren Grad, beispielsweise zwischen etwa 5° und etwa 90°, z.B. zwischen etwa 20° und etwa 70°.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Luftstrom 442 in einer zeitlichen Abfolge auf verschiedene Stellen des Randbereichs 102R gerichtet werden, wobei es vorgesehen sein kann, dass sich der Randbereich 102R erst dann vom Träger 106 löst, wenn der Luftstrom 442 auf die verschiedenen Stellen, oder zumindest einen Teil davon, gerichtet wurde. Dabei kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen der Randbereich 102R jeweils partiell vom Träger 106 gelöst werden oder zumindest seine Verbindung zum Träger 106 gelockert werden. Die verschiedenen Stellen des Randbereichs 102R können in verschiedenen Ausführungsbeispielen Punkte auf dem Randbereich 102R sein, welche mittels Drehens der Düse 440 um eine Achse erreichbar sind, wobei die Achse mit einer zur Hauptfläche des Trägers 106 (bzw. zur ersten Hauptfläche 102S1 und zur zweiten Hauptfläche 102S2 des Halbleitersubstrats 102, welche im Wesentlichen parallel zum Träger sein können) senkrechten Zentralachse zusammenfallen kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Stelle, auf welche der Luftstrom 442 gerichtet ist, verändert werden mittels Bewegens (z.B. Drehens) des Trägers 106 mit dem Halbleitersubstrat 102, und/oder mittels Drehens bzw. Schwenkens der Düse 440, z.B. um die Achse.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen, beispielsweise in einem Fall, in dem der Träger 106 (zumindest leicht) elastisch ist, kann das Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 ferner ein Verformen des Trägers 106 aufweisen. Der Träger 106 kann beispielsweise an einer Stelle, an welcher der Randbereich 102R am Träger 106 montiert ist, in eine Richtung zum Randbereich 102R gedrückt werden, beispielsweise mittels eines Stempels oder einer ähnlich geeigneten Vorrichtung, welche auf die dem Halbleitersubstrat 102 abgewandte Seite des Trägers 106 drückt, so dass der Träger 106 stellenweise so verformt wird, dass er nicht mehr im Wesentlichen parallel zum Halbleitersubstrat 102 ist, sondern einen Winkel zu diesem bildet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Stempel so gebildet sein, dass der Träger 106 im gesamten dem Randbereich 102R entsprechenden Bereich verformt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Stempel so gebildet sein, dass der Träger nur an den Stellen verformt wird, an welchen der Luftstrom 442 auf den Randbereich 102R gerichtet wird und/oder an welchen eine Abhebevorrichtung 445 in Kontakt mit dem Randbereich 102R ist (zur Abhebevorrichtung 445 siehe 4B und die zugehörige Beschreibung unten). Anders ausgedrückt können Bewegungen von Stempel und/oder Träger mit einer Bewegung der Luftdüse 440 bzw. der Abhebevorrichtung 445 synchronisiert sein. Dafür können in verschiedenen Ausführungsbeispielen der Stempel und die Luftdüse 440 als eine kombinierte Einheit gebildet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Stempel, beispielsweise in einer zeitlichen und räumlichen Abfolge, an einer Mehrzahl solcher Stellen genutzt werden. Hierbei kann der Stempel beispielsweise als Rolle gebildet sein, welche geeignet ist, über die dem Halbleitersubstrat abgewandte Seite des Trägers 106 gerollt zu werden und so von einer Stelle zur nächsten bewegt zu werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger 106 (mit dem darauf montierten Halbleitersubstrat 102) gegenüber dem (beispielsweise als Rolle gebildeten) Stempel bewegt werden.
Mittels einer solchen Verformung kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen das Entfernen des Randbereichs 102R zusätzlich erleichtert sein.
Wie in 4B dargestellt ist kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen das Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106, ggf. nach dem Verändern der Hafteigenschaft des Haftmittels, ein Abheben vom Träger 106, beispielsweise mittels einer Abhebevorrichtung 445, aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Abhebevorrichtung 445 so gestaltet sein, dass sie auf der zweiten Hauptfläche 102S2 in Kontakt mit dem Randbereich 102R bringbar ist, beispielsweise mittels Bewegens der Abhebevorrichtung 445 entgegen einer Pfeilrichtung 448. Die Abhebevorrichtung 445 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen an dem Randbereich 102R haften, beispielsweise mittels einer auf einem Abhebevorrichtungskörper 444 angeordneten Haftschicht 446 oder mittels anderer geeigneter Haftmittel. Das Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 kann mittels Bewegens der Abhebevorrichtung 445 in Pfeilrichtung 448 bewirkt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Abhebevorrichtung als vollflächiger plattenförmiger (z.B. runder) Abhebevorrichtungskörper 444, der eine Größe (z.B. einen Durchmesser) aufweisen kann, die leicht größer ist als eine Größe (z.B. ein Durchmesser) des Halbleitersubstrats 102. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Haftmittel 446 vollflächig auf dem Abhebevorrichtungskörper 444 angeordnet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann durch den Dickenunterschied ∆d die vollflächige Gestaltung der Abhebevorrichtung 445 ermöglicht werden, denn wegen des Dickenunterschieds ∆d kann auch bei der vollflächigen Gestaltung der Abhebevorrichtung 445 während des Entfernens des Randbereichs 102R eine Berührung der Chips 108 mit der Abhebevorrichtung 445 vermieden werden. Wegen der vollflächigen Gestaltung kann dabei auf eine hohe (horizontale) Positioniergenauigkeit der Abhebevorrichtung 445 verzichtet werden, was das Entfernen des Randbereichs 102R vereinfacht.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können der Abhebevorrichtungskörper 444 und/oder das Haftmittel 446 trotzdem nur in einem Randbereich ausgebildet sein, welcher mit dem Randbereich 102R des Halbleitersubstrats 102 in Deckung bringbar sein kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Abhebevorrichtung 445 als Rolle gebildet sein (nicht dargestellt), beispielsweise als eine Rolle, welche lang genug ist, um sich in einer Richtung über die gesamte Größe (z.B. den Durchmesser) des Halbleitersubstrats 102 (z.B. des Wafers) zu erstrecken, und welche auf ihrer Umfangsoberfläche mit einem Haftmittel versehen sein kann.
Zum Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 kann die Rolle auf der zweiten Hauptfläche 102S2 in Kontakt mit dem Randbereich 102R gebracht werden, beispielsweise mittels Bewegens der Rolle zum Randbereich 102R und/oder mittels Bewegens des Trägers 106 mit dem Halbleitersubstrat 102 zur Rolle. Die Rolle kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen mittels des Haftmittels an dem Randbereich 102R haften. Das Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 kann mittels Bewegens der Rolle im Wesentlichen parallel zur ersten oder zweiten Hauptfläche 102S1, 102S2 des Halbleitersubstrats (horizontal) bewirkt werden, wobei lokal beim Entfernen der Rolle in horizontaler Richtung mittels des Haftmittels eine Kraft in Richtung vom Träger 106 weg auf den Randbereich 102R ausgeübt werden kann, welcher zu einem Ablösen des Randbereichs 102R vom Träger 106 führen kann. Der Randbereich 102R kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen vollständig vom Träger gelöst sein, wenn die Rolle den gesamten Randbereich 102R überfahren (bzw. -rollt) hat.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Nutzung einer (durchgehenden Einzel-)Rolle durch den Dickenunterschied ∆d ermöglicht werden, denn wegen des Dickenunterschieds ∆d kann auch bei der durchgehend gestalteten Rolle während des Entfernens des Randbereichs 102R eine Berührung der Chips 108 mit der Rolle vermieden werden. Somit kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen das Entfernen des Randbereichs 102R durch das Bilden des Dickenunterschieds ∆d erleichtert sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zum Entfernen des Randbereichs 102R mindestens eine Lösevorrichtung (nicht dargestellt) an mindestens einer Stelle zwischen den Träger 106 und den Randbereich 102R eingebracht werden. Die Lösevorrichtung kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen vollständig oder teilweise um den Randbereich 102R herumgeführt werden, wobei die Lösevorrichtung immer zwischen dem Träger 106 und dem Randbereich 102R des Halbleitersubstrats 102 verbleibt. Dabei kann spätestens dann, wenn die Lösevorrichtung den Randbereich 102R vollständig umrundet hat, der Randbereich 102R vom Träger 106 gelöst sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann es ausreichend für das Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 sein, wenn die mindestens eine Lösevorrichtung nur stellenweise zwischen den Träger 106 und den Randbereich 102R eingebracht wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Einbringen der Lösevorrichtung zwischen den Träger 106 und den Randbereich 102R durch die Dicke 102Rd des Randbereichs 102R, welcher dicker sein kann als ein herkömmlicher Randbereich, welcher die gleiche Dicke wie die Chips aufweisen kann, erleichtert sein. Beispielsweise kann die Lösevorrichtung von einer Seitenfläche (z.B. einer äußeren Seitenfläche) des Randbereichs 102R her in Richtung zum Träger 106 bewegt werden, bis ein Übergang vom Randbereich 102R zum Träger 106 erreicht ist, und die Lösevorrichtung dann zwischen den Träger 106 und den Randbereich 102R eingebracht werden. Eine wegen der größeren Dicke 102Rd des Randbereichs 102R vergrößerte Seitenfläche des Randbereichs 102R ermöglicht das Einbringen der Lösevorrichtung mit einer geringeren Positionierungsgenauigkeit, was das Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 erleichtert.
Ferner kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen das Einbringen der Lösevorrichtung zwischen den Träger 106 und den Randbereich 102R erleichtert werden mittels stellenweisen Lösens des Randbereichs 102R von dem Träger 106, beispielsweise mittels Zuführens des Luftstroms 442 zum Randbereich 102R und/oder mittels Anwendens der Abhebevorrichtung 445 bzw. der Rolle. An der mindestens einen Stelle, an welcher der Randbereich 102R von dem Träger 106 gelöst ist, kann die Lösevorrichtung leichter zwischen den Träger 106 und den Randbereich 102R eingebracht werden.
Allgemein können in verschiedenen Ausführungsbeispielen die verschiedenen Verfahren zum Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 miteinander kombiniert werden, um mittels des Zusammenwirkens der verschiedenen Verfahren das Entfernen des Randbereichs 102R weiter zu erleichtern. Beispielsweise kann das Zuführen von Luft zum Randbereich 102R kombiniert werden mit dem Entfernen des Randbereichs 102R mittels der Abhebevorrichtung (z.B. der Platte oder der Rolle), das Entfernen des Randbereichs 102R mittels Abhebevorrichtung, Lösevorrichtung und/oder Zuführens von Luft kann kombiniert werden mit dem Vorbehandeln des Haftmittels, z.B. mittels UV-Licht oder Wärme, usw.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Mehrzahl von Chips 108 nach dem Entfernen des Randbereichs 102R vom Träger 106 entfernt werden, beispielsweise einzeln vom Träger 106 entfernt werden. Um das Entfernen der Chips 108 vom Träger 106 (z.B. für eine Montage der Chips 108) zu erleichtern, kann ein Abstand zwischen den Chips 108 vergrößert werden, beispielsweise mittels Dehnens des Trägers 106 in Richtung seiner Hauptfläche, z.B. in horizontaler Richtung. Zum Dehnen des Trägers 106 kann beispielsweise der Ringrahmen genutzt werden, in welchem der Träger 106 mit den darauf angebrachten Chips 108 montiert sein kann. Das Dehnen des Trägers 106 in horizontaler Richtung kann durch das Entfernen des Randbereichs 102R ermöglicht bzw. erleichtert sein, da zumindest in einem Fall, dass der Randbereich 102R einen am Träger 106 haftenden geschlossenen oder im Wesentlichen geschlossenen Ring bildet, ein Dehnen des Trägers 106 nicht oder nur bei gleichzeitigem Zerstören oder Ablösen des Randbereichs 102R möglich wäre. In beiden Fällen wäre eine Gefahr hoch, dass bei dem Vorgang Chips 108 beschädigt oder vom Träger 106 gelöst werden und verloren gehen. Somit ist mittels des Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung eine Ausbeute erhöht.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm 500 für ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das Verfahren kann ein Ausbilden einer Mehrzahl von Trenngräben in einer ersten Hauptfläche eines Halbleitersubstrats aufweisen (in 510, ein Montieren der ersten Hauptfläche des Halbleitersubstrats auf einem Träger (in 520) und ein Entfernen von Substratmaterial nur von einem mittleren Bereich einer zweiten Hauptfläche des Halbleitersubstrats derart, dass die Mehrzahl von Trenngräben von der zweiten Hauptfläche her freigelegt ist, wobei ein Randbereich des Halbleitersubstrats verbleibt, wobei der Randbereich eine Dicke von mehr als 150 µm aufweist (in 530).
6 ein Ablaufdiagramm 600 für ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
Das Verfahren kann ein Ausbilden einer Mehrzahl von Trenngräben in einer ersten Hauptfläche eines Halbleitersubstrats aufweisen (in 610, ein Montieren der ersten Hauptfläche des Halbleitersubstrats auf einem Träger (in 620) und ein Entfernen von Substratmaterial nur von einem mittleren Bereich einer zweiten Hauptfläche des Halbleitersubstrats derart, dass die Mehrzahl von Trenngräben von der zweiten Hauptfläche her freigelegt ist, wobei ein Randbereich des Halbleitersubstrats verbleibt, und wobei das Substrat unmittelbar durch das Freilegen der Trenngräben in eine Mehrzahl von Halbleiter-Einzelelementen vereinzelt ist (in 630).

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, aufweisend: Ausbilden einer Mehrzahl von Trenngräben in einer ersten Hauptfläche eines Halbleitersubstrats; Montieren der ersten Hauptfläche des Halbleitersubstrats auf einem Träger; Entfernen von Substratmaterial nur von einem mittleren Bereich einer zweiten Hauptfläche des Halbleitersubstrats derart, dass die Mehrzahl von Trenngräben von der zweiten Hauptfläche her freigelegt ist, wobei ein Randbereich des Halbleitersubstrats verbleibt, wobei der Randbereich eine Dicke von mehr als 150 µm aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, aufweisend: Ausbilden einer Mehrzahl von Trenngräben in einer ersten Hauptfläche eines Halbleitersubstrats; Montieren der ersten Hauptfläche des Halbleitersubstrats auf einem Träger; und Entfernen von Substratmaterial nur von einem mittleren Bereich einer zweiten Hauptfläche des Halbleitersubstrats derart, dass die Mehrzahl von Trenngräben von der zweiten Hauptfläche her freigelegt ist, wobei ein Randbereich des Halbleitersubstrats verbleibt, und wobei das Substrat unmittelbar durch das Freilegen der Trenngräben in eine Mehrzahl von Halbleiter-Einzelelementen vereinzelt ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: Entfernen des Randbereichs von dem Träger.
Das Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Entfernen des Randbereichs vom Träger ein Zuführen eines Luftstroms zum Randbereich aufweist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei beim Zuführen des Luftstroms der Luftstrom zumindest teilweise auf eine Seitenfläche des Randbereichs gerichtet ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Lösen des Randbereichs vom Träger aufweist: Anbringen einer Abhebevorrichtung an einer dem Träger abgewandten Oberfläche des Randbereichs; und Abheben des Randbereichs vom Träger.
Das Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Anbringen der Abhebevorrichtung an dem Randbereich ein Anbringen mittels eines Haftmittels aufweist.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Ausbilden einer Mehrzahl von Trenngräben ein Plasmaätzen des Halbleitersubstrats aufweist.
Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, ferner aufweisend: nach dem Entfernen des Randbereichs vom Träger, Dehnen des Trägers derart, dass sich seine Hauptflächen vergrößern.