DE102019205697B4 - Verfahren zum bearbeiten eines wafers - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers (W), um den Wafer (W) entlang eines Gitters aus projizierten Trennlinien an einer Stirnseite des Wafers (W), der an dessen Rückseite einen Metallfilm (51) aufweist, in einzelne Bauelementchips zu trennen, wobei der Wafer (W) entlang der projizierten Trennlinien eine reduzierte mechanische Festigkeit aufweist und das Verfahren die Schritte umfasst:Ankleben eines Haltebands (T) an eine untere Fläche des Wafers (W), die entweder dessen Stirnseite oder dessen Rückseite ist, wobei der Wafer (W) eine obere Fläche aufweist, die entweder dessen Rückseite oder dessen Stirnseite ist;Halten des Wafers (W) mit dem daran angeklebten Halteband (T) entlang der projizierten Trennlinien; undAnziehen des Wafers (W), der durch das Halteband (T) gehalten wird, unter einem Unterdruck entlang der projizierten Trennlinien, um den Wafer (W) entlang der projizierten Trennlinien zu brechen,wobei der Wafer (W) gebrochen wird, während ein Kontaktkühlmittel (30) mit einer Kontaktfläche (31) mit der oberen gesamten Fläche des Wafers (W) in Kontakt ist und eine Kühleinheit (32), welche die Kontaktfläche (31) auf oder unter 0 °C kühlt, mit der oberen Fläche des Wafers (W) in Kontakt gehalten wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers, um den Wafer in eine Vielzahl von Bauelementchips zu trennen.
  • BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
  • Es wurde ein Verfahren für ein Trennen eines Wafers, wie zum Beispiel eines Halbleiterwafers oder Ähnliches, durch Ausbilden von Trennstartpunkten mit einer verminderten mechanischen Festigkeit in dem Wafer entlang daran projizierter Trennlinien und durch Aufbringen einer äußeren Kraft auf den Wafer vorgeschlagen, um den Wafer entlang der projizierten Trennlinien in eine Vielzahl von Bauelementchips zu trennen. Die äußere Kraft kann auf vielfältige Weisen aufgebracht werden. Wenn zum Beispiel ein Wafer mit einer kleinen Chipgröße oder ein Wafer mit einer großen Dicke oder ein Wafer mit einer relativ hohen Härte zu trennen ist, ist es üblich, den Wafer durch lokales Drücken des Wafers oder Hinunterziehen des Wafers unter einem Unterdruck entlang der projizierten Trennlinien zu trennen (siehe zum Beispiel JP 2012-146744 A und JP 2006-108273 A ). Während eine äußere Kraft auf intensive Weise auf die Trennstartpunkte mit einer reduzierten mechanischen Festigkeit aufgebracht wird, können die Wafer, auf die oben Bezug genommen worden ist, in einzelne Bauelementchips getrennt werden.
  • Des Weiteren offenbart die US 2007/0164073 A1 ein Verfahren zum Trennen eines Wafers entlang gittermusterartiger Trennlinien, wobei der Wafer gittermusterartige Trennlinien und einen Polymerfilm auf der vorderen Fläche eines Substrats aufweist und bearbeitet wird, um eine Trennung entlang der Trennlinien zu ermöglichen. Das Verfahren umfasst einen Rahmenhalteschritt zum Anbringen des Wafers auf der Fläche eines auf einem ringförmigen Rahmen angebrachten Haftmittels, einen Wafer-Kühlschritt zum Kühlen des Wafers, der an der Fläche des an dem ringförmigen Rahmen angebrachten Haftmittels angebracht ist und einen Tauchschritt zum Teilen des Wafers entlang der Trennlinien durch Erweitern des Haftmittels, an dem der gekühlte Wafer angebracht ist.
  • Auch JP 5037138 B2 und JP 2012-119670 A offenbaren Verfahren zum Teilen von Wafern entlang vorbestimmter Trennlinien.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Manche Wafer weisen einen Metallfilm auf, aus dem Elektroden an Bauelementen hergestellt werden, und manche Wafer weisen einen Metallfilm auf, aus dem reflektierende Filme an Bauelementen hergestellt werden. Da ein Metallfilm duktil oder zäh ist, kann der Metallfilm gedehnt werden und ungebrochen bleiben oder kann gebrochen werden, jedoch große Grate hervorrufen, die dazu tendieren, Bauelemente an dem Wafer defekt zu machen, wenn ein Wafer mit so einem Metallfilm durch eines der Verfahren getrennt wird, auf die oben Bezug genommen worden ist.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers mit einem Metallfilm bereitzustellen, ohne Defekte bei Bauelementen an dem Wafer hervorzurufen.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers bereitgestellt, um den Wafer entlang eines Gitters projizierter Trennlinien an einer Stirnseite des Wafers, der an dessen Rückseite ein Metallfilm aufweist, in einzelne Bauelementchips zu trennen, wobei der Wafer entlang der projizierten Trennlinien eine reduzierte mechanische Festigkeit aufweist. Das Verfahren umfasst die Schritte eines Anklebens eines Haltebands an eine untere Fläche des Wafers, die entweder dessen Stirnseite oder dessen Rückseite ist, wobei der Wafer eine obere Fläche aufweist, die entweder dessen Rückseite oder dessen Stirnseite ist (Bandklebeschritt), ein Halten des Wafers mit dem daran angeklebten Halteband entlang der projizierten Trennlinien (Waferhalteschritt) und ein Ziehen des durch das Halteband gehaltenen Wafers unter einem Unterdruck entlang der projizierten Trennlinien, um den Wafer entlang der projizierten Trennlinien zu brechen (Waferbrechschritt). Der Wafer wird gebrochen, während ein Kontaktkühlmittel mit einer Kontaktfläche, welches mit der gesamten oberen Fläche des Wafers in Kontakt ist, und eine Kühleinheit, welche die Kontaktfläche auf oder unter 0 °C kühlt, mit der oberen Fläche des Wafers in Kontakt gehalten werden.
  • Da die gesamte obere Fläche des Wafers durch die Kontaktfläche des Kontaktkühlmittels auf effiziente Weise gekühlt wird, verliert der Metallfilm bei dieser Anordnung seine Duktilität und entwickelt eine Niedrigtemperatursprödigkeit. Der Metallfilm kann somit auf einfache Weise durch eine darauf aufgebrachte äußere Kraft gebrochen werden. Wenn eine Saugkraft auf die projizierten Trennlinien aufgebracht wird, wo die mechanische Festigkeit des Wafers vermindert ist, kann der Wafer mit dem Metallfilm in einzelne Bauelementchips getrennt werden, ohne zu verursachen, dass der Metallfilm Grate hervorruft und folglich ohne Defekte an den Bauelementchips hervorzurufen.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann der Wafer mit dem Metallfilm in einzelne Bauelementchips getrennt werden, wobei während des Trennens des Wafers durch Kühlen der gesamten Rückseite des Wafers auf oder unter 0 °C keine Defekte bei den Bauelementen an den Bauelementchips hervorgerufen werden.
  • Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise ihrer Umsetzung werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und des angehängten Anspruchs unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, deutlicher, und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Wafertrennvorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens zum Bearbeiten eines Wafers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts der in 1 veranschaulichten Wafertrennvorrichtung;
    • Die 3A bis 3C sind Schnittansichten, die das Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers in Übereinstimmung mit der Ausführungsform veranschaulichen; und
    • Die 4A bis 4C sind Schnittansichten, die das Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers in Übereinstimmung mit der Ausführungsform veranschaulichen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine Wafertrennvorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens zum Bearbeiten eines Wafers oder ein Waferbearbeitungsverfahren in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Wafertrennvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts der in 1 veranschaulichten Wafertrennvorrichtung. Die in den 1 und 2 exemplarisch veranschaulichte Wafertrennvorrichtung kann verändert oder abgewandelt werden.
  • Wie in 1 veranschaulicht, ist eine mit 1 gekennzeichnete Wafertrennvorrichtung eingerichtet, einen an einem Haltetisch 20 gehaltenen Wafer W entlang eines Gitters projizierter Trennlinien an dem Wafer W durch Aufbringen von Saugkräften auf die projizierten Trennlinien, wo die mechanische Festigkeit des Wafers W vermindert ist, in einzelne Bauelementchips zu trennen. Die projizierten Trennlinien, die an einer Stirnseite des Wafers W ausgebildet sind, grenzen die Stirnseite des Wafers W in eine Vielzahl von Bereichen ab, wo Bauelemente ausgebildet werden. Ein Halteband T ist an der Stirnseite des Wafers W angeklebt und weist einen äußeren Umfangskantenabschnitt auf, der an einen Ringrahmen F angeklebt ist, sodass der Wafer W in einer kreisförmigen mittigen Öffnung positioniert ist, die in dem Ringrahmen F definiert ist. Der Wafer W, der durch das Halteband T an dem Ringrahmen F unterstützt wird, wird in die Wafertrennvorrichtung 1 geladen.
  • Wie in den 1 und 2 veranschaulicht, schließt die Wafertrennvorrichtung 1 eine Basis 5 ein, die auf sich einen Bewegungsmechanismus 10 zum Bewegen des Haltetischs 20 in X-Achsenrichtungen unterstützt. Der Bewegungsmechanismus 10 schließt ein Paar Führungsschienen 11 und 12, die an der Basis 5 montiert sind und sich parallel zu den X-Achsenrichtungen erstrecken, und einen motorbetriebenen bewegbaren Tisch 14 ein, der verschiebbar an den Führungsschienen 11 und 12 angeordnet ist. Eine der Führungsschienen 11 und 12, d. h. die Führungsschiene 11, weist eine Führungsnut 13 mit einem V-förmigen Querschnitt auf, die in dessen oberer Fläche definiert ist, und die andere Führungsschiene 12 weist eine flache obere Fläche auf. Der bewegbare Tisch 14 wird von unten durch die Führungsschienen 11 und 12 in einer Stellung parallel zu der Basis 5 unterstützt.
  • Der bewegbare Tisch 14 ist von oben gesehen rechtwinklig und weist einen geraden Grat 15 auf, der nahe einer von dessen Seiten und von dessen unterer Fläche nach unten hervorsteht. Der gerade Grat 15 läuft in der Führungsnut 13 in der Führungsschiene 11, wogegen die untere Fläche des bewegbaren Tischs 14 nahe dessen anderen Seite auf der anderen Führungsschiene 12 platziert ist. Eine in 2 dargestellte Mutter 16 ist an der unteren Fläche des bewegbaren Tischs 14 nahe dessen anderen Seite angeordnet und über eine Zuführspindel 17 im Gewindeeingriff, die sich parallel zu der Führungsschiene 12 erstreckt. Die Zuführspindel 17 weist ein Ende mit einem an der Basis 5 montierten Antriebsmotor 18 verbunden auf. Wenn der Antriebsmotor 18 aktiviert ist, wird die Zuführspindel 17 um ihre eigene Achse gedreht, was die Mutter 16 und folglich den bewegbaren Tisch 14 in einer der X-Achsenrichtungen entlang der Führungsschienen 11 und 12 bewegt.
  • Der bewegbare Tisch 14 weist, wie in 2 dargestellt, in sich definiert eine kreisförmige Öffnung 19 auf. Eine Brechplatte 40, die an der Basis 5 zum Brechen des Wafers W montiert ist, steht durch die kreisförmige Öffnung 19 nach oben hervor. Die Brechplatte 40 erstreckt sich in Y-Achsenrichtungen senkrecht zu den X-Achsenrichtungen. Die Brechplatte 40, die später detaillierter beschrieben wird, bricht den Wafer W durch Anliegen an der unteren Fläche, d. h. der Stirnseite, des Wafers W und gleichzeitigem Aufbringen von Saugkräften auf den Wafer W. Ein Haltetisch 20 zum daran Halten des Wafers W ist an dem bewegbaren Tisch 14 um die kreisförmige Öffnung 19 in einer umgebenen Beziehung in Bezug zu der Brechplatte 40 angeordnet. Der Haltetisch 20 schließt eine Stütztrommel 21 zum Unterstützen des Haltebeins T um den Wafer W und einen Rahmenhalter 22 zum Halten des Ringrahmens F um die Stütztrommel 21 ein.
  • Der Haltetisch 20 schließt auch einen ringförmigen Flansch 23 ein, der an einem unteren Abschnitt der Stütztrommel 21 unter dem Rahmenhalter 22 angeordnet ist. Ein Endlosband 24 ist um den ringförmigen Flansch 23 und eine Rolle 26 geführt, die mit der Antriebswelle eines an dem bewegbaren Tisch 14 montierten Antriebsmotors 25 gekoppelt ist. Eine Vielzahl von Zylindern 27 ist an einer oberen Fläche des Flansches 23 montiert und weist jeweilige Kolbenstangen auf, die mit dem Rahmenhalter 22 gekoppelt sind. Wenn die Zylinder 27 betätigt werden, wird der Rahmenhalter 22 durch die Kolbenstangen der Zylinder 27 in vertikaler Richtung bewegt, d. h. er wird angehoben oder abgesenkt. Vier Klammern 28, die mit Winkeln voneinander beabstandet sind, sind an einer äußeren Umfangsfläche des Rahmenhalters 22 zum Sichern des Ringrahmens F an dem Rahmenhalter 22 bei vier winklig voneinander beabstandeten Positionen montiert. Wenn der Antriebsmotor 25 betätigt wird, wird der Haltetisch 20 in seiner Gesamtheit durch die Rolle 26 und den Riemen 24 auf dem beweglichen Tisch 14 um eine Z-Achse gedreht.
  • Eine Ausrichtungsbildaufnahmeeinheit, wie zum Beispiel eine nicht dargestellte Kamera, zum Aufnehmen eines Bilds der projizierten Trennlinien an der Stirnseite des Wafers W ist in der Stütztrommel 21 angeordnet. Die Ausrichtungsbildaufnahmeeinheit erfasst die projizierten Trennlinien an der Stirnseite des Wafers W durch das Halteband T. Basierend auf den erfassten projizierten Trennlinien wird das obere Ende der Brechplatte 40 mit einer der projizierten Trennlinien an dem Wafer W ausgerichtet, dann wird der Rahmenhalter 22 abgesenkt, was das Halteband T in seiner Ebene expandiert, und die Brechplatte 40 wird relativ zu dem Wafer W bewegt, was den Wafer W entlang der projizierten Trennlinien in einzelne Bauelementchips trennt.
  • Wie in 3A veranschaulicht, weist der Wafer W auf seiner Rückseite einen Metallfilm 51 auf. So ein Metallfilm existiert auf Halbleiterwafern, wo er an Bauelementen Elektroden oder an optischen Bauelementwafern reflektierende Filme an lichtemittierenden Dioden (LEDs) herstellt. Da ein Metallfilm duktil oder zäh ist, wenn durch die Brechplatte 40 eine äußere Kraft auf den Wafer W aufgebracht wird, um den Wafer W zu trennen, kann es sein, dass der Metallfilm 51 auf der Rückseite des Wafers W nicht ordnungsgemäß gebrochen wird, sondern wahrscheinlicher gedehnt wird. Während der Metallfilm 51 unter der aufgebrachten äußeren Kraft gedehnt wird, tendiert er dazu, Grate an von dem Wafer W getrennten Bauelementen zu erzeugen, was zu Defekten bei den Bauelementen führt. Das Waferbearbeitungsverfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform ist darauf gerichtet, den Wafer W mit dem Metallfilm 51 daran ordnungsgemäß zu trennen.
  • Die vorliegende Ausführungsform beschäftigt sich mit einer Änderung einer Eigenschaft eines Metallmaterials aufgrund einer Änderung von dessen Temperatur. Insbesondere kühlt in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform ein Kontaktkühlmittel 30 (siehe 4A bis 4C) den Metallfilm 51 auf oder unter eine Duktil/Spröde-Übergangstemperatur, typischerweise 0 °C, bei welcher sich der Metallfilm 51 von einem duktilen Zustand zu einem spröden Zustand ändert, was es einfach macht, den Metallfilm 51 zu zerbrechen. Wie in den 4A bis 4C veranschaulicht, weist das Kontaktkühlmittel 30 eine Kontaktfläche 31 zum Berühren der gesamten oberen Fläche des Wafers W auf, d. h. die gesamte obere Fläche des Metallfilms 51 an dem Wafer W. Die Kontaktfläche 31 wird durch eine Kühleinheit 32 auf 0 °C oder darunter gekühlt. Da die gesamte obere Fläche des Metallfilms 51 durch das Kontaktkühlmittel 30 auf 0 °C oder darunter gekühlt wird, verliert der Metallfilm 51 seine Duktilität. Daher ist es für die Brechplatte 40 möglich, den Wafer W und den Metallfilm 51 einfach zusammen entlang der projizierten Trennlinien zu brechen, wo die mechanische Festigkeit des Wafers W vermindert ist.
  • Das Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers unter Verwendung der Wafertrennvorrichtung 1 wird hiernach unter Bezugnahme auf die 3A bis 4C beschrieben. 3A veranschaulicht einen Bandklebeschritt des Verfahrens, die 3B und 3C veranschaulichen einen Waferhalteschritt des Verfahrens und die 4A bis 4C veranschaulichen einen Waferbrechschritt des Verfahrens.
  • Wie in 3A veranschaulicht, wird der Bandklebeschritt an dem Wafer W ausgeführt, indem modifizierte Schichten 52 durch eine Laserbearbeitungsvorrichtung oder ähnliches entlang der projizierten Trennlinien ausgebildet worden sind. Bei dem Bandklebeschritt wird das Halteband T an den Ringrahmen F angeklebt, um die in dem Ringrahmen F definierte kreisförmige mittige Öffnung zu schließen, und die Stirnseite des Wafers W wird an das Halteband T geklebt. Das Halteband T weist somit seinen äußeren Umfangskantenabschnitt an dem Ringrahmen F unterstützt auf, und der Wafer W ist in dem Ringrahmen F positioniert. Der Wafer W mit dem Metallfilm 51 in dem Ringrahmen F exponiert, wird in die Wafertrennvorrichtung 1 geladen (siehe 1). Der Bandklebeschritt kann durch eine dafür vorgesehene Vorrichtung mechanisch ausgeführt werden oder kann durch den Bediener manuell ausgeführt werden.
  • Wie in 3B veranschaulicht, wird der Waferhalteschritt ausgeführt, nachdem der Bandklebeschritt ausgeführt worden ist. Bei dem Waferhalteschritt wird der Wafer W durch das Halteband T an der Stütztrommel 21 unterstützt, und der Ringrahmen F um den Wafer W wird durch den Rahmenhalter 22 gehalten. Die nicht dargestellte Ausrichtungsbildaufnahmeeinheit nimmt ein Bild der projizierten Trennlinien an dem Wafer W auf. Basierend auf dem aufgenommenen Bild wird der Haltetisch 20 gedreht, bis die projizierten Trennlinien an dem Wafer W mit den Y-Achsenrichtungen ausgerichtet sind. Die projizierten Trennlinien an dem Wafer W sind somit auf Richtungen eingestellt, die parallel zu der Brechplatte 40 sind.
  • Die Brechplatte 40 weist zum Beispiel eine Länge auf, die größer ist als der Durchmesser des Wafers W. Wie in 3C veranschaulicht, weist die Brechplatte 40 ein oberes Ende auf, das an dem Wafer W mit dem Halteband T dazwischen eingefügt anliegend gehalten wird. Die Brechplatte 40 weist an ihrem oberen Ende eine flache Seite 41, die mit dem Halteband T in Kontakt gehalten wird, und eine gekrümmte Seite 42 auf, die von dem Halteband T weggeneigt ist. Die flache Seite 41 und die gekrümmte Seite 42 erstrecken sich in Längsrichtung entlang der Brechplatte 40. Die gekrümmte Seite 42 weist eine schlitzähnliche Saugöffnung 43 in sich definiert benachbart zu der flachen Seite 41 auf. Die Saugöffnung 43 ist über einen Schlitz, der in vertikaler Richtung in der Brechplatte 40 definiert ist, und ein Ventil 44 außerhalb der Brechplatte 40 mit einer Saugquelle 45 verbunden. Wenn die Saugquelle 45 betätigt wird, entwickelt sie einen Unterdruck in der Saugöffnung 43, was eine äußere Kraft über das Halteband T auf den Wafer W ausübt.
  • Wie in 4A veranschaulicht, folgt auf den Waferhalteschritt ein Waferbrechschritt. Bei dem Waferbrechschritt wird das Kontaktkühlmittel 30 durch einen nicht dargestellten Bewegungsmechanismus über dem Wafer W positioniert, und die Kontaktfläche 31 des Kontaktkühlmittels 30 wird durch den Bewegungsmechanismus mit dem Metallfilm 51 auf der Rückseite des Wafers W in Kontakt gehalten. Die Kühleinheit 32 kühlt die Kontaktfläche 31, welche den Metallfilm 51 auf der Rückseite des Wafers W auf oder unter die Duktil/Spröde-Übergangstemperatur kühlt. Der Metallfilm 51 verliert nun seine Duktilität und entwickelt eine Niedrigtemperatursprödigkeit. Der Metallfilm 51 ändert somit seine Eigenschaft, sodass er auf einfache Weise durch eine darauf aufgebrachte äußere Kraft zerbrochen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt kann der Wafer W aufgrund des gekühlten Metallfilms 51 ebenfalls auf einfache Weise zerbrochen werden.
  • Wie in 4B veranschaulicht, wird der Rahmenhalter 22 abgesenkt, um das Halteband T leicht in seiner Ebene zu expandieren, wenn der Wafer W gekühlt wird. Der an das Halteband T geklebte Wafer W wird nun über jede der modifizierten Schichten 52 entlang der projizierten Trennlinien hinweg einer äußeren Kraft unterzogen. Das Ventil 44 (siehe 4C) wird geöffnet, um von der Saugquelle 45 einen Unterdruck auf die Saugöffnung 43 aufzubringen, die das Halteband T in Richtung der Brechplatte 40 zieht. Dann wird der Wafer W in Bezug auf die Brechplatte 40 durch den beweglichen Tisch 14 in einer der X-Achsenrichtungen bewegt (siehe 1). Nun wird von der Saugöffnung 43 eine Saugkraft auf eine der projizierten Trennlinien aufgebracht, wo die mechanische Festigkeit des Wafers W durch die modifizierten Schichten 52 vermindert ist, was den Wafer W bei den projizierten Trennlinien, die als Trennstartpunkte fungieren, in einzelne Bauelementchips trennt.
  • Insbesondere wenn die modifizierte Schicht 52 in dem Wafer W, die mit der Brechplatte 40 ausgerichtet ist, wie in 4C veranschaulicht, auf einer Kante 46 der flachen Seite 41 der Brechplatte 40 positioniert wird, wirkt eine Biegespannung auf die modifizierte Schicht 52 in dem Wafer W unter der Saugkraft von der Saugöffnung 43. Zu diesem Zeitpunkt wirkt auch die durch das expandierte Halteband T erzeugte äußere Kraft auf die modifizierte Schicht 52 in dem Wafer W. Der Wafer W beginnt nun damit, bei der modifizierten Schicht 52 zu reißen, die als Trennstartpunkt dient. Der Wafer W wird dann entlang der modifizierten Schicht 52 getrennt, wenn er bis zu dem Metallfilm 51 reißt. Da der Metallfilm 51 eine Niedrigtemperatursprödigkeit entwickelt hat, wird der Metallfilm 51 nicht gedehnt, sondern ebenfalls aufgrund seiner Sprödigkeit zusammen mit dem Wafer W entlang der projizierten Trennlinie gebrochen.
  • Während der Wafer W schrittweise relativ zu der Brechplatte 40 bewegt wird, wird der Wafer W entlang sämtlicher der projizierten Trennlinien in einzelne Bauelementchips getrennt. Wenn der Wafer W in die einzelnen Bauelementchips getrennt worden ist, wird das Kontaktkühlmittel 30 von dem Wafer W zurückgezogen, und der Rahmenhalter 22 wird angehoben, um das Halteband T von dem expandierten Zustand zu entspannen. Da der Wafer W getrennt wird, während der Metallfilm 51 gekühlt wird, wird der Metallfilm 51, wie oben beschrieben, nicht gedehnt, sondern wird sauber gebrochen, sodass dagegen vorgebeugt wird, dass die von dem Wafer W abgetrennten Bauelemente auf den Bauelementchips aufgrund von Graten beschädigt werden, die anderweitig durch den Metallfilm 51 entstehen würden. Die Kontaktfläche 31 des Kontaktkühlmittels 30 kann aus einem weichen Material hergestellt sein, das imstande ist, aufgebrachte Stöße zu absorbieren, wenn der Wafer W getrennt wird und der Metallfilm 51 gebrochen wird.
  • Bei dem wie oben beschriebenen Wafertrennverfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform verliert der Metallfilm 51 auf der Rückseite des Wafers W seine Duktilität und entwickelt eine Niedrigtemperatursprödigkeit, insoweit die gesamte obere Fläche des Wafers W, d. h. die gesamte obere Fläche des Metallfilms 51, durch die Kontaktfläche 31 des Kontaktkühlmittels 30 gekühlt wird. Der so spröde gemachte Metallfilm 51 kann auf einfache Weise sauber entlang der projizierten Trennlinien an dem Wafer W gebrochen werden. Wenn die Saugkraft entlang der projizierten Trennlinien auf den Wafer W aufgebracht wird, wo die mechanische Festigkeit des Wafers W vermindert ist, wird der Wafer W mit dem Metallfilm 51 in einzelne Bauelementchips getrennt, ohne zu verursachen, dass der Metallfilm 51 Grate hervorruft und somit ohne eine Beschädigung der Bauelemente auf den Bauelementchips hervorzurufen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Stirnseite des Wafers als eine untere Fläche, die Rückseite des Wafers als eine obere Fläche ausgerichtet und das Halteband ist an die untere Fläche des Wafers geklebt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Flächendefinitionen beschränkt. Stattdessen kann die Stirnseite des Wafers als eine obere Fläche, die Rückseite des Wafers als eine untere Fläche ausgerichtet sein und das Halteband kann an die untere Fläche des Wafers geklebt sein. Mit anderen Worten kann das Halteband an den Metallfilm auf der Rückseite des Wafers geklebt sein, und die Kontaktfläche des Kontaktkühlmittels kann mit der Stirnseite des Wafers in Kontakt gehalten werden, um den Metallfilm auf der Rückseite des Wafers zu kühlen. In Übereinstimmung mit dieser Alternative ist die Ausrichtungsbildaufnahmeeinheit zum Aufnehmen eines Bilds der Stirnseite des Wafers über dem Wafer angeordnet.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die modifizierten Schichten an dem Wafer entlang der projizierten Trennlinien ausgebildet, und die mechanische Festigkeit des Wafers wird durch die modifizierten Schichten reduziert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf so eine Waferstruktur beschränkt. Soweit der Wafer Trennstartpunkte aufweist, wo die mechanische Festigkeit des Wafers entlang der projizierten Trennlinien reduziert ist, können zum Beispiel geritzte Linien als Trennstartpunkte ausgebildet sein.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Wafer durch die Brechplatte getrennt, während das Halteband expandiert wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf so einen Trennvorgang beschränkt. Der Wafer kann unter einer Saugkraft von der Brechplatte getrennt werden, ohne dass das Halteband expandiert wird. Die Saugöffnung der Brechplatte ist nicht auf eine schlitzartige Struktur beschränkt, sondern kann zum Beispiel eine Reihe von Löchern sein, die in der Brechplatte definiert ist.
  • Insoweit die Kühleinheit des Kontaktkühlmittels über die Kontaktfläche den Metallfilm auf oder unter eine Duktil/Spröde-Übergangstemperatur kühlen kann, bei welcher sich der Metallfilm von einem duktilen Zustand zu einem spröden Zustand ändert, kann die Kühleinheit bei der vorliegenden Ausführungsform den Metallfilm zum Beispiel mit Trockeneis oder elektrisch kühlen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Haltetisch in Bezug auf die Brechplatte bewegt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf so eine Struktur beschränkt. Insoweit die Brechplatte und der Haltetisch relativ zueinander bewegt werden, kann die Brechplatte zum Beispiel in Bezug auf den Haltetisch bewegt werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Wafer mit dem Metallfilm durch Brechen unter Verwendung der Druckplatte getrennt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf so eine Struktur beschränkt. Insofern der Wafer mit dem Metallfilm getrennt wird, während der Metallfilm durch das Kontaktkühlmittel gekühlt wird, kann der Wafer durch Expandieren des Bands, das an dem Wafer klebt, getrennt werden, während der Metallfilm zum Beispiel durch das Kontaktkühlmittel gekühlt wird.
  • Der Wafer kann ein beliebiger von vielfältigen Werkstücken sein, einschließlich eines Halbleitersubstrats, eines anorganischen Materialsubstrats, eines gepackten Substrats, etc. Das Halbleitersubstrat kann eines von beliebigen vielfältigen Substraten sein, die aus Silizium, Galliumarsenid, Galliumnitrid, Siliziumkarbid, etc. hergestellt sind. Das anorganische Materialsubstrat kann ein beliebiges von vielfältigen Substraten sein, die aus Saphir, Keramik, Glas, etc. hergestellt sind. Das Halbleitersubstrat und das anorganische Materialsubstrat können an sich Bauelemente ausgebildet aufweisen oder können von daran ausgebildeten Bauelementen frei sein. Das gepackte Substrat kann ein beliebiges von vielfältigen Substraten sein, einschließlich Substrate für Chip Size Package (CSP), Wafer Level Chip Size Package (WLCSP), System in Package (SIP), und Fan Out Wafer Level Package (FOWLB). Das gepackte Substrat kann ein Schild gegen elektromagnetische Interferenz (EMI) aufweisen. Wafer können aus Lithiumtantalat, Lithiumniobat, Rohkeramik und piezoelektrischem Material hergestellt werden, bevor oder nachdem Bauelemente daran ausgebildet werden bzw. sind.
  • Während die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Abwandlungen davon oben veranschaulicht worden sind, können die Ausführungsform und die Abwandlungen als Gesamtheit oder teilweise in Übereinstimmung mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
  • Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Erfindung in dem Sinne vorteilhaft, dass ein Wafer mit einem Metallfilm getrennt werden kann, ohne Defekte von Bauelementen an dem Wafer hervorzurufen, und sie ist insbesondere als ein Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers effektiv, um den Wafer in eine Vielzahl von Bauelementchips zu trennen.

Claims (1)

  1. Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers (W), um den Wafer (W) entlang eines Gitters aus projizierten Trennlinien an einer Stirnseite des Wafers (W), der an dessen Rückseite einen Metallfilm (51) aufweist, in einzelne Bauelementchips zu trennen, wobei der Wafer (W) entlang der projizierten Trennlinien eine reduzierte mechanische Festigkeit aufweist und das Verfahren die Schritte umfasst: Ankleben eines Haltebands (T) an eine untere Fläche des Wafers (W), die entweder dessen Stirnseite oder dessen Rückseite ist, wobei der Wafer (W) eine obere Fläche aufweist, die entweder dessen Rückseite oder dessen Stirnseite ist; Halten des Wafers (W) mit dem daran angeklebten Halteband (T) entlang der projizierten Trennlinien; und Anziehen des Wafers (W), der durch das Halteband (T) gehalten wird, unter einem Unterdruck entlang der projizierten Trennlinien, um den Wafer (W) entlang der projizierten Trennlinien zu brechen, wobei der Wafer (W) gebrochen wird, während ein Kontaktkühlmittel (30) mit einer Kontaktfläche (31) mit der oberen gesamten Fläche des Wafers (W) in Kontakt ist und eine Kühleinheit (32), welche die Kontaktfläche (31) auf oder unter 0 °C kühlt, mit der oberen Fläche des Wafers (W) in Kontakt gehalten wird.
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