DE102020215554A1 - Substrate wafer, method for producing a substrate wafer and method for producing a plurality of components - Google Patents

Substrate wafer, method for producing a substrate wafer and method for producing a plurality of components Download PDF

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Franz Laermer
Daniel Sebastian Podbiel
Ulrich Kunz
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Substratscheibe (100), die ein erstes Bauelement (104) und ein zweites Bauelement (106) aufweist, wobei das erste Bauelement (104) und das zweite Bauelement (106) benachbart zueinander angeordnet sind und über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Weiterhin weist die Substratscheibe (100) eine wellenartige Sollbruchstellenstruktur (112) auf, die in dem Verbindungsabschnitt ausgeformt ist und eine Sollbruchstelle (114) zum Trennen des ersten Bauelements (104) von dem zweiten Bauelement (106) ausformt.The invention relates to a substrate wafer (100) which has a first component (104) and a second component (106), the first component (104) and the second component (106) being arranged adjacent to one another and being connected to one another via a connecting section . Furthermore, the substrate disc (100) has a wave-like predetermined breaking point structure (112) which is shaped in the connecting section and forms a predetermined breaking point (114) for separating the first component (104) from the second component (106).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einer Substratscheibe, einem Verfahren zum Herstellen einer Substratscheibe und von einem Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Bauelementen nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.The invention is based on a substrate wafer, a method for producing a substrate wafer and a method for producing a plurality of components according to the species of the independent claims.

Zum Vereinzeln von Wafern werden unterschiedliche Vereinzelungsmethoden eingesetzt, wie beispielsweise ein laserbasiertes Vereinzeln, das auch als „Stealth-Dicing“ bezeichnet wird, ein mechanisches Sägen, ein Anritzen mit einem Diamantschneider und anschließendes Brechen oder ein Strukturieren und Abschleifen auf eine vorgegebene Dicke.Various singulation methods are used to singulate wafers, such as laser-based singulation, also known as "stealth dicing", mechanical sawing, scoring with a diamond cutter and subsequent breaking, or structuring and grinding to a specified thickness.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine verbesserte Substratscheibe, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Substratscheibe und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Bauelementen gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, with the approach presented here, an improved substrate wafer, an improved method for producing a substrate wafer and an improved method for producing a plurality of components are presented according to the main claims. Advantageous developments and improvements of the device specified in the independent claim are possible as a result of the measures listed in the dependent claims.

Mit dem hier vorgestellten Ansatz wird eine Substratscheibe vorgestellt, die eine Sollbruchstellenstruktur aufweist, die eine Ausformung einer Sollbruchstelle mit einer geeigneten Breite ermöglicht.With the approach presented here, a substrate wafer is presented that has a predetermined breaking point structure that enables a predetermined breaking point to be formed with a suitable width.

Es wird eine Substratscheibe vorgestellt, die ein erstes Bauelement und ein zweites Bauelement aufweist. Dabei sind das erste Bauelement und das zweite Bauelement benachbart zueinander angeordnet und über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden. Weiterhin weist die Substratscheibe eine wellenartige Sollbruchstellenstruktur auf, die in dem Verbindungsabschnitt ausgeformt ist und eine Sollbruchstelle zum Trennen des ersten Bauelements von dem zweiten Bauelement ausformt.A substrate wafer is presented which has a first component and a second component. In this case, the first component and the second component are arranged adjacent to one another and are connected to one another via a connecting section. Furthermore, the substrate disc has a wave-like predetermined breaking point structure which is formed in the connecting section and forms a predetermined breaking point for separating the first component from the second component.

Unter einer Substratscheibe kann ein Wafer verstanden werden. Unter einem Bauelement kann ein Element der Mikrosystemtechnik, insbesondere der Mikrofluidik oder der Mikroelektronik verstanden werden, das in der Substratscheibe ausgeformt ist. Die Bauelemente können nach ihrer Vereinzelung beispielsweise in Verbindung mit so genannten Lab-on-Chips eingesetzt werden und somit beispielsweise für mikrofluidische Analysen verwendet werden. Die Substratscheibe kann beispielsweise aus monokristallinem Silicium bestehen. Die Bauelemente können in die Substratscheibe eingearbeitet sein. Der Verbindungsabschnitt kann beispielsweise als ein Steg ausgeformt sein. Die wellenartige Sollbruchstellenstruktur kann aufeinanderfolgende Halbbögen aufweisen oder ausformen, die sich alternierend in Richtung des ersten Bauelements und in Richtung des zweiten Bauelements erstrecken. Jeder Halbbogen kann einer Halbwelle der wellenartigen Sollbruchstellenstruktur entsprechen. Die Sollbruchstelle kann durch die Sollbruchstellenstruktur ausgeformt sein. Die Sollbruchstelle kann mittig durch die Sollbruchstellenstruktur verlaufen. Vorteilhafterweise kann eine Breite der Sollbruchstelle durch eine Form der wellenartigen Sollbruchstellenstruktur eingestellt werden. Dadurch kann auch eine sehr schmale Sollbruchstelle realisiert werden. Entlang der Sollbruchstelle kann die Substratscheibe auseinandergebrochen werden, um die Bauelemente zu vereinzeln. Neben den zwei genannten Bauelementen kann die Substratscheibe weitere Bauelemente aufweisen. Die Bauelemente können ein Feld von Bauelementen bilden. Jeweils benachbarte Bauelemente können über einen Verbindungsabschnitt mit einer wellenartigen Sollbruchstellenstruktur verbunden sein. Vorteilhafterweise kann die Sollbruchstellenstruktur somit gitterförmig in die Substratscheibe eingebracht sein. Auf diese Weise kann jedes der Bauelemente innerhalb der gitterförmigen Ausgestaltung von einer wellenartigen Sollbruchstellenstruktur umringt sein.A substrate disk can be understood to mean a wafer. A component can be understood as an element of microsystems technology, in particular microfluidics or microelectronics, which is formed in the substrate wafer. After they have been separated, the components can be used, for example, in connection with so-called lab-on-chips and can therefore be used, for example, for microfluidic analyses. The substrate wafer can consist of monocrystalline silicon, for example. The components can be incorporated into the substrate disk. The connecting section can be formed as a web, for example. The wave-like predetermined breaking point structure can have or form successive half-curves that extend alternately in the direction of the first component and in the direction of the second component. Each half arc can correspond to a half wave of the wave-like predetermined breaking point structure. The predetermined breaking point can be formed by the predetermined breaking point structure. The predetermined breaking point can run centrally through the predetermined breaking point structure. Advantageously, a width of the predetermined breaking point can be adjusted by a shape of the wave-like predetermined breaking point structure. As a result, a very narrow predetermined breaking point can also be implemented. The substrate disc can be broken apart along the predetermined breaking point in order to separate the components. In addition to the two components mentioned, the substrate disk can have further components. The components can form an array of components. Neighboring components can be connected via a connecting section with a wave-like predetermined breaking point structure. The predetermined breaking point structure can thus advantageously be introduced into the substrate wafer in the form of a grid. In this way, each of the components within the lattice-like configuration can be surrounded by a wave-like predetermined breaking point structure.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Sollbruchstellenstruktur als eine wellenartige Nut ausgeformt sein. Eine Tiefe der wellenartigen Sollbruchstellenstruktur kann entlang der Länge der Sollbruchstellenstruktur annähernd konstant sein. Durch eine Ausformung als Nut kann die wellenartige Sollbruchstellenstruktur einfach hergestellt werden, beispielsweise durch Ätzen.According to one embodiment, the predetermined breaking point structure can be formed as a wave-like groove. A depth of the wave-like predetermined breaking point structure can be approximately constant along the length of the predetermined breaking point structure. By being shaped as a groove, the wave-like predetermined breaking point structure can be produced easily, for example by etching.

Die Sollbruchstellenstruktur kann gemäß einer Ausführungsform an zumindest einer Kante des ersten Bauelements eine erste Verstärkungsstruktur mit einer Mehrzahl von Verstärkungselementen und an zumindest einer Kante des zweiten Bauelements eine zweite Verstärkungsstruktur mit einer weiteren Mehrzahl von Verstärkungselementen ausformen. Durch die Verstärkungsstrukturen kann eine Breite der Sollbruchstelle unabhängig von einer Breite der wellenartigen Sollbruchstellenstruktur eingestellt werden.According to one embodiment, the predetermined breaking point structure can form a first reinforcement structure with a plurality of reinforcement elements on at least one edge of the first component and a second reinforcement structure with a further plurality of reinforcement elements on at least one edge of the second component. A width of the predetermined breaking point can be set independently of a width of the wave-like predetermined breaking point structure by the reinforcing structures.

Gemäß einer Ausführungsform kann jede Halbwelle der Sollbruchstellenstruktur ein Verstärkungselement ausformen. Dadurch lassen sich die Verstärkungselemente sehr einfach ausformen.According to one embodiment, each half wave of the weak point structure can form a reinforcement element. As a result, the reinforcement elements can be shaped very easily.

Die Verstärkungsstrukturen können eine halbzahlige Anzahl von Verstärkungselementen aufweisen. Dadurch kann ein einheitliches Chipdesign erreicht werden. Alternativ können die Verstärkungsstrukturen eine ganzzahlige Anzahl von Verstärkungselementen aufweisen. Vorteilhafterweise kann dadurch ein präzises Vereinzeln der Bauelemente, insbesondere an den Ecken, erreicht werden.The reinforcement structures can have a half number of reinforcement elements. This allows a uniform chip design to be achieved. Alternatively, the reinforcement structures have an integral number of reinforcing elements. Advantageously, this allows the components to be separated precisely, in particular at the corners.

Gemäß einer Ausführungsform können die erste Verstärkungsstruktur und die zweite Verstärkungsstruktur räumlich alternierend zueinander angeordnet sein. Das bedeutet, dass die erste Verstärkungsstruktur und die zweite Verstärkungsstruktur versetzt zueinander ausgeformt ist, um die Sollbruchstellenstruktur zu bilden.According to one embodiment, the first reinforcement structure and the second reinforcement structure can be arranged spatially alternating with one another. This means that the first reinforcement structure and the second reinforcement structure are formed offset to one another in order to form the predetermined breaking point structure.

Die Sollbruchstelle kann zwischen der ersten Verstärkungsstruktur und der zweiten Verstärkungsstruktur angeordnet sein. Die Sollbruchstelle kann dabei als ein Spalt ausgeformt sein. Vorteilhafterweise bricht die Substratscheibe bei einer Krafteinwirkung entlang der Sollbruchstelle kontrolliert, sodass eine Menge von Bruchmaterial reduziert wird.The predetermined breaking point can be arranged between the first reinforcement structure and the second reinforcement structure. The predetermined breaking point can be formed as a gap. Advantageously, the substrate disk breaks in a controlled manner when a force acts along the predetermined breaking point, so that a quantity of broken material is reduced.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Sollbruchstelle als eine lineare Ausnehmung in der Substratscheibe ausgeformt sein. Die Sollbruchstelle kann beispielsweise als eine Gerade entlang der Sollbruchstellenstruktur ausgeformt sein. Vorteilhafterweise kann die Substratscheibe eine Mehrzahl von Sollbruchstellen aufweisen, die sich beispielsweise schneiden können und allesamt beispielsweise als Teil der Sollbruchstellenstruktur ausgeformt sind.According to one embodiment, the predetermined breaking point can be formed as a linear recess in the substrate disk. The predetermined breaking point can be formed, for example, as a straight line along the predetermined breaking point structure. Advantageously, the substrate disc can have a plurality of predetermined breaking points, which can intersect, for example, and are all formed, for example, as part of the predetermined breaking point structure.

Weiterhin kann die Sollbruchstellenstruktur gemäß einer Ausführungsform als ein Ätzgraben ausgeformt sein. Vorteilhafterweise können eine Breite und eine Tiefe der Sollbruchstellenstruktur voneinander abhängig sein, was beispielsweise durch ein aspektabhängiges Ätzen erreicht werden kann.Furthermore, according to one embodiment, the predetermined breaking point structure can be formed as an etched trench. Advantageously, a width and a depth of the predetermined breaking point structure can be dependent on one another, which can be achieved, for example, by aspect-dependent etching.

Gemäß einer Ausführungsform können das erste Bauelement und das zweite Bauelement jeweils einen mikrofluidischen Chip ausformen.According to one embodiment, the first component and the second component can each form a microfluidic chip.

Die Substratscheibe kann ein das erste Bauelement, das zweite Bauelement und eine Mehrzahl weiterer Bauelemente umfassendes Feld von Bauelementen aufweisen, wobei benachbart zueinander angeordnete Bauelemente jeweils über einen eine wellenartige Sollbruchstellenstruktur aufweisenden Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sein können. Die weiteren Bauelemente können vorteilhafterweise das erste und zusätzlich oder alternativ das zweite Bauelement umfassen.The substrate disc can have a field of components comprising the first component, the second component and a plurality of further components, wherein components arranged adjacent to one another can be connected to one another via a connecting section having a wave-like predetermined breaking point structure. The further components can advantageously include the first and additionally or alternatively the second component.

Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen einer Substratscheibe in einer zuvor genannten Variante vorgestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens einer Rohmaterialscheibe, einen Schritt des Ausformens eines ersten Bauelements und eines zweiten Bauelements, wobei das erste Bauelement und das zweite Bauelement benachbart zueinander angeordnet sind und über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, und einen Schritt des Einbringens einer wellenartigen Sollbruchstellenstruktur, die in dem Verbindungsabschnitt ausgeformt ist und eine Sollbruchstelle zum Trennen des ersten Bauelements von dem zweiten Bauelement ausformt.Furthermore, a method for producing a substrate wafer is presented in an aforementioned variant. The method comprises a step of providing a raw material disc, a step of forming a first component and a second component, the first component and the second component being arranged adjacent to one another and connected to one another via a connecting section, and a step of introducing a wave-like predetermined breaking point structure , which is formed in the connecting portion and forms a predetermined breaking point for separating the first component from the second component.

Die Schritte des Ausformens der Bauelemente und des Einbringens der Sollbruchstellenstruktur können zeitgleich oder zeitlich nacheinander in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Vorteilhafterweise kann dabei jeweils auf bekannte Herstellungsverfahren zurückgegriffen werden.The steps of shaping the components and introducing the predetermined breaking point structure can be carried out at the same time or one after the other in any order. Known manufacturing methods can advantageously be used in each case.

Gemäß einer Ausführungsform können im Schritt des Einbringens die Sollbruchstellenstruktur und die Sollbruchstelle mittels reaktiven lonentiefenätzens in die Rohmaterialscheibe eingebracht werden. Vorteilhafterweise können die Sollbruchstellenstruktur und die Sollbruchstelle dadurch präzise und einfach in die Rohmaterialscheibe eingebracht werden.According to one embodiment, in the introduction step, the predetermined breaking point structure and the predetermined breaking point can be introduced into the raw material wafer by means of deep reactive ion etching. Advantageously, the predetermined breaking point structure and the predetermined breaking point can be introduced precisely and easily into the raw material disk.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Bauelementen vorgestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens einer Substratscheibe in einer zuvor genannten Variante und einen Schritt des Vereinzelns der Substratscheibe in die Mehrzahl von Bauelementen entlang zumindest einer Sollbruchstelle.Furthermore, a method for producing a plurality of components is presented. The method comprises a step of providing a substrate wafer in an aforementioned variant and a step of separating the substrate wafer into the plurality of components along at least one predetermined breaking point.

Durch das Verfahren kann beispielsweise die Substratscheibe in die Mehrzahl von Bauelementen auseinandergebrochen werden.By means of the method, for example, the substrate disk can be broken up into the plurality of components.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Substratscheibe gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Mehrzahl von Bauelementen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Mehrzahl von Bauelementen;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Sollbruchstellenstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 5 eine schematische Seitendarstellung einer Sollbruchstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 6a eine schematische Darstellung eines Negativbeispiels einer Krafteinwirkung auf eine Sollbruchstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 6b eine schematische Darstellung eines Positivbeispiels einer Krafteinwirkung auf eine Sollbruchstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 7 eine schematische Seitendarstellung eines Ausführungsbeispiels mehrerer Sollbruchstellen;
  • 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Substratscheibe gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Mehrzahl von Bauelementen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Exemplary embodiments of the approach presented here are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:
  • 1 a schematic representation of a substrate disc according to an embodiment;
  • 2 a schematic representation of a plurality of components according to an embodiment;
  • 3 a schematic representation of an embodiment of a plurality of components;
  • 4 a schematic representation of a predetermined breaking point structure according to an embodiment;
  • 5 a schematic side view of a predetermined breaking point according to an embodiment;
  • 6a a schematic representation of a negative example of a force acting on a predetermined breaking point according to an embodiment;
  • 6b a schematic representation of a positive example of a force acting on a predetermined breaking point according to an embodiment;
  • 7 a schematic side view of an embodiment of several predetermined breaking points;
  • 8th a flowchart of a method for producing a substrate disk according to an embodiment; and
  • 9 a flowchart of a method for producing a plurality of components according to an embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable exemplary embodiments of the present invention, the same or similar reference symbols are used for the elements which are shown in the various figures and have a similar effect, with a repeated description of these elements being dispensed with.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Substratscheibe 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ein Substratscheibenausschnitt 102 der Substratscheibe 100 ist auf der linken Seite vergrößert dargestellt. 1 shows a schematic representation of a substrate wafer 100 according to an embodiment. A substrate wafer section 102 of the substrate wafer 100 is shown enlarged on the left-hand side.

Bei der Substratscheibe 100 handelt es sich gemäß einem Ausführungsbeispiel um einen sogenannten Wafer. Die Substratscheibe 100 ist aus einer Rohmaterialscheibe, beispielsweise einem unstrukturierten Wafer hergestellt. According to one exemplary embodiment, the substrate disk 100 is a so-called wafer. The substrate wafer 100 is made from a raw material wafer, for example an unstructured wafer.

Zum Herstellen der Substratscheibe 100 kann dabei auf bekannte Prozesse zum Herstellen eines Wafers zurückgegriffen werden. Beispielhaft ist die Substratscheibe 100 entsprechend bekannter Wafer rundlich ausgeformt und weist eine Mehrzahl von Bauelementen 108 auf, die ein Feld von Bauelementen bilden. Die Bauelemente 108 sind beispielhaft schachbrettartig in einem quadratischen Gitter angeordnet. Neben den hier beispielhaft quadratisch ausgeführten Bauelementen 108 können die Bauelemente 108 in einer weiteren Ausführungsform auch beispielsweise rechteckig ausgeführt sein und in einem rechteckigen Gitter angeordnet sein. In dem links dargestellten Substratscheibenausschnitt 102 sind beispielhaft zwei benachbarte Bauelemente 104, 106 der Mehrzahl von Bauelementen 108 gesondert mit Bezugszeichen versehen. Die Bauelemente 104, 106 können identisch ausgeformt sein und somit nach ihrer Vereinzelung Elemente gleichen Typs ausformen.Known processes for producing a wafer can be used to produce the substrate disk 100 . By way of example, the substrate wafer 100 has a rounded shape corresponding to known wafers and has a plurality of components 108 which form an array of components. The components 108 are arranged in a chessboard-like manner in a square grid, for example. In addition to the components 108 embodied here as square, in a further embodiment, the components 108 can also be embodied, for example, rectangular and arranged in a rectangular lattice. In the substrate wafer section 102 shown on the left, two adjacent components 104, 106 of the plurality of components 108 are provided with separate reference symbols, for example. The components 104, 106 can be shaped identically and can thus form elements of the same type after they have been separated.

Das erste Bauelement 104 und das zweite Bauelement 106 sind direkt benachbart zueinander angeordnet und über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden. In dem Verbindungsabschnitt ist eine wellenartige Sollbruchstellenstruktur 112 ausgeformt, durch die wiederum eine Sollbruchstelle 114 ausgeformt wird. Der Verbindungsabschnitt kann als ein Steg aufgefasst werden, in dem die Sollbruchstellenstruktur 112 beispielsweise als Nut ausgeformt ist. Die Sollbruchstelle 114 ist zum Trennen des ersten Bauelements 104 von dem zweiten Bauelement 106 vorgesehen. Die Sollbruchstelle 114 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch eine Linie angedeutet und erstreckt sich linear beispielsweise mittig entlang der Sollbruchstellenstruktur 112. Die Sollbruchstelle 114 ist demnach als eine lineare Ausnehmung in der Substratscheibe 100 ausgeformt.The first component 104 and the second component 106 are arranged directly adjacent to one another and are connected to one another via a connecting section. A wave-like predetermined breaking point structure 112 is formed in the connecting section, which in turn forms a predetermined breaking point 114 . The connecting section can be interpreted as a web in which the predetermined breaking point structure 112 is formed, for example, as a groove. The predetermined breaking point 114 is provided for separating the first component 104 from the second component 106 . According to this exemplary embodiment, the predetermined breaking point 114 is indicated by a line and extends linearly, for example centrally, along the predetermined breaking point structure 112. The predetermined breaking point 114 is accordingly formed as a linear recess in the substrate wafer 100.

Jeweils benachbarte der Mehrzahl von Bauelementen 108 sind über einen entsprechenden Verbindungsabschnitt verbunden, der jeweils eine entsprechende Sollbruchstellenstruktur 112 aufweist, die jeweils eine entsprechende Sollbruchstelle 114 ausformt. Somit weist die Substratscheibe 100 eine gitterförmige Anordnung von Sollbruchstellen 114 auf, die ein Vereinzeln der Mehrzahl von Bauelementen 108 entlang der Sollbruchstellen 114 ermöglicht. Beispielsweise ist die Mehrzahl von Bauelementen 108 in einer Mehrzahl von Zeilen und Spalten angeordnet, wobei zwischen benachbarten Zeilen und zwischen benachbarten Spalten jeweils eine Sollbruchstelle 114 verläuft. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Feld der Mehrzahl von Bauelementen 108 ebenfalls von entsprechenden Sollbruchstellen 114 umgeben, sodass außenliegende der Mehrzahl von Bauelementen 108 von nicht strukturierten Außenbereichen der Substratscheibe 100 separiert werden können.Respectively adjacent ones of the plurality of components 108 are connected via a corresponding connection section, which in each case has a corresponding predetermined breaking point structure 112 , which in each case forms a corresponding predetermined breaking point 114 . The substrate disk 100 thus has a grid-like arrangement of predetermined breaking points 114 which enables the plurality of components 108 to be separated along the predetermined breaking points 114 . For example, the plurality of components 108 is arranged in a plurality of rows and columns, with a predetermined breaking point 114 running between adjacent rows and between adjacent columns. According to one exemplary embodiment, the field of the plurality of components 108 is also surrounded by corresponding predetermined breaking points 114, so that external ones of the plurality of components 108 can be separated from non-structured outer areas of the substrate wafer 100.

Die Substratscheibe 100 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel für eine kostengünstige Herstellung von Mikrosystemen mit hoher Stückzahl verwendet. Dazu stellt die Substratscheibe 100 ein großflächiges Substrat mit lateralen Abmessungen im Bereich von einigen Zoll, beispielsweise 4 bis 12 Zoll, dar, welches eine hochparallelisierte und standardisierte sogenannte Batch-Fertigung ermöglicht. Nach einer solchen Fertigung auf einem so genannten „Wafer-Level“ ist eine Vereinzelung der Substratscheibe 100 in „Chips“, das bedeutet in die einzelnen Bauelemente 104, 106, 108, notwendig.According to one exemplary embodiment, the substrate wafer 100 is used for the cost-effective production of microsystems in large numbers. For this purpose, the substrate disk 100 represents a large-area substrate with lateral dimensions in the range of a few inches, for example 4 to 12 inches, which enables a highly parallelized and standardized so-called batch production. After such a production on a so-called “wafer level”, it is necessary to separate the substrate disk 100 into “chips”, ie into the individual components 104, 106, 108.

Durch die Sollbruchstellen 114 ist eine Vereinzelung der Mehrzahl von Bauelementen 108 möglich, wobei abgesehen von der Einbringung der Sollbruchstellen und dem Brechen zur Vereinzelung kein weiterer Fertigungsschritt notwendig ist, welcher einen zusätzlichen Kostenfaktor darstellt. So kann im Vergleich zu einer laserbasierten Vereinzelung, dem Stealth-Dicing, auf das Einbringen von Fehlstellen in die Substratscheibe 100 mittels eines Lasers, ein Aufkleben der Substratscheibe 100 auf eine Folie und anschließendes Expandieren der Substratscheibe 100 verzichtet werden. Im Vergleich zu einem Sägen der Substratscheibe 100 ist kein Aufkleben der Substratscheibe 100 auf eine Trägerfolie und anschließendes Zersägen erforderlich.The predetermined breaking points 114 allow the plurality of components 108 to be separated, with no further production step, which represents an additional cost factor, being necessary apart from the introduction of the predetermined breaking points and the breaking for separation. In comparison to a laser-based separation, Stealth dicing, the introduction of defects in the substrate wafer 100 by means of a laser, gluing the substrate wafer 100 to a film and subsequent expansion of the substrate wafer 100 can be dispensed with. Compared to sawing the substrate disk 100, it is not necessary to glue the substrate disk 100 to a carrier film and then saw it up.

Stattdessen ermöglichen die Sollbruchstellen 114 eine Vereinzelungsmethode, welche einerseits eine hohe Präzision bietet, das heißt eine Vereinzelung der Substratscheibe 100 in Bauelemente 104, 106, 108 mit möglichst genau definierten Größenabmessungen erlaubt, und andererseits eine besonders einfache und kostengünstige Vereinzelung der Substratscheibe 100 ermöglicht. Vor diesem Hintergrund stellt der hier vorgestellte Ansatz eine Vereinzelungsstruktur für eine präzise mechanische Vereinzelung der Substratscheibe 100 entlang der definierten Sollbruchstellen 114 dar, welche eine möglichst einfache, kostengünstige und präzise Vereinzelung der Substratscheibe 100 in die Bauelemente 108 ermöglicht.Instead, the predetermined breaking points 114 enable a separating method that offers high precision on the one hand, i.e. allows the substrate wafer 100 to be separated into components 104, 106, 108 with dimensions that are defined as precisely as possible, and on the other hand enables the substrate wafer 100 to be separated in a particularly simple and cost-effective manner. Against this background, the approach presented here represents a separation structure for a precise mechanical separation of the substrate wafer 100 along the defined predetermined breaking points 114, which enables the substrate wafer 100 to be separated into the components 108 as simply, cost-effectively and precisely as possible.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ermöglicht der hier vorgestellte Ansatz ein Vereinzeln der Substratscheibe 100, die beispielsweise aus Silizium ausgeformt ist, in die Bauelemente 108, mittels der auch als Vereinzelungsstruktur bezeichneten Sollbruchstellenstruktur 112, sodass durch beispielsweise anschließendes Brechen der Substratscheibe 100 entlang von durch die Sollbruchstellenstruktur 112 definierten Sollbruchstellen 114 eine einfache, kostengünstige und präzise Vereinzelung der Substratscheibe 100 erfolgt. Insbesondere ist für das Vereinzeln kein Abschleifen oder weiterer kostenaufwändiger Prozessschritt erforderlich. In besonders vorteilhafter Weise ist die Sollbruchstellenstruktur 112 lediglich optional simultan mit einem Volumenstrukturierungsschritt, insbesondere einem Prozessschritt eines reaktiven lonentiefenätzens zur Herstellung von Mikrostrukturen, in eine Rohmaterialscheibe einbringbar, was ein besonders kostengünstiges Einbringen der Sollbruchstellenstruktur 112 ermöglicht, da insbesondere kein weiterer separater Strukturierungsschritt erforderlich ist. Nach einem Durchführen aller Prozessschritte zum Ausformen sowohl der Sollbruchstellenstruktur 112 als auch der Bauelemente 108 ist entlang der durch die eingebrachte Sollbruchstellenstruktur 112 definierten Sollbruchstellen 114 schließlich eine besonders einfache und präzise Vereinzelung der Substratscheibe 100 durch mechanische Krafteinwirkung möglich.According to this exemplary embodiment, the approach presented here enables the substrate wafer 100, which is formed from silicon, for example, to be separated into the components 108 by means of the predetermined breaking point structure 112, also referred to as the separation structure, so that substrate wafer 100 is subsequently broken, for example, along paths defined by the predetermined breaking point structure 112 Breaking points 114 a simple, cost-effective and precise isolation of the substrate disc 100 takes place. In particular, no grinding or other costly process steps are required for the separation. In a particularly advantageous manner, the predetermined breaking point structure 112 can only optionally be introduced simultaneously with a volume structuring step, in particular a process step of deep reactive ion etching for the production of microstructures, in a raw material disk, which enables the predetermined breaking point structure 112 to be introduced in a particularly cost-effective manner, since in particular no further separate structuring step is required. After carrying out all the process steps for forming both the predetermined breaking point structure 112 and the components 108 along the predetermined breaking points 114 defined by the introduced predetermined breaking point structure 112, a particularly simple and precise isolation of the substrate wafer 100 is finally possible by mechanical force.

Die Sollbruchstellenstruktur 112 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine variabel wählbare minimale Breite auf, um - beispielsweise bei einem bezüglich einer Dauer und Prozessparameter festgelegten Fertigungsschritt - eine hinreichende Tiefe der Sollbruchstellenstruktur 112 zu erzielen. Diese ermöglicht eine einfache und zuverlässige Vereinzelung der Substratscheibe 100 durch mechanische Krafteinwirkung. Die Einbringung der Sollbruchstellenstruktur 112 erfolgt beispielsweise durch ein reaktives lonentiefenätzen, bei dem eine Ätztiefe und eine Ätzrate im Allgemeinen unter anderem von einer Breite der zu erzeugenden Sollbruchstellenstruktur 112 abhängt. Dieser Effekt wird bei dem reaktiven lonentiefenätzen als „RIE-Iag“ oder „aspektabhängiges Ätzen“ bezeichnet. Durch die Wahl einer passenden Breite der Sollbruchstellenstruktur 112 wird dementsprechend die Tiefe der Sollbruchstellenstruktur 112 geeignet beeinflusst, um eine einfache und zuverlässige Vereinzelung entlang der durch die Sollbruchstellenstruktur 112 definierten Sollbruchstellen 114 zu ermöglichen. In besonders vorteilhafter Weise wird also insbesondere eine räumlich präzise Definition der Sollbruchstellen 114 für die Vereinzelung der Substratscheibe 100 unabhängig von der Wahl der Breite der Sollbruchstellenstruktur 112 erreicht.According to this exemplary embodiment, the predetermined breaking point structure 112 has a variably selectable minimum width in order to achieve a sufficient depth of the predetermined breaking point structure 112—for example, in a manufacturing step that is defined in terms of duration and process parameters. This enables the substrate wafer 100 to be separated easily and reliably by the application of mechanical force. The predetermined breaking point structure 112 is introduced, for example, by reactive ion deep etching, in which an etching depth and an etching rate generally depend, among other things, on a width of the predetermined breaking point structure 112 to be produced. In reactive ion deep etching, this effect is referred to as "RIE lag" or "aspect-dependent etching". By choosing a suitable width for the predetermined breaking point structure 112, the depth of the predetermined breaking point structure 112 is accordingly suitably influenced in order to enable simple and reliable isolation along the predetermined breaking points 114 defined by the predetermined breaking point structure 112. A spatially precise definition of the predetermined breaking points 114 for the singulation of the substrate wafer 100 is thus achieved in a particularly advantageous manner, independently of the selection of the width of the predetermined breaking point structure 112 .

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel begünstigen die an gegenüberliegenden Kanten der Bauelemente 108 alternierend angeordneten Verstärkungsstrukturen, wie sie in einer der nachfolgenden Figuren näher beschrieben werden, einerseits ein Brechen innerhalb eines präzise definierten Bereiches der Sollbruchstellenstruktur 112, das heißt der Sollbruchstelle 114, andererseits wird auf diese Weise eine vorgegebene Breite der Sollbruchstellenstruktur 112 umgesetzt, welche beispielsweise eine hohe Flexibilität bei der Einbringung einer Sollbruchstelle mit hinreichender Tiefe in Kombination mit einem vorgegebenen Volumenstrukturierungsschritt ermöglicht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird also durch die Implementierung der Verstärkungsstrukturen eine strukturelle Beschaffenheit der Sollbruchstellenstruktur 112 geeignet für eine Einbringung in Kombination mit einem vorgegebenen Volumenstrukturierungsschritt ausgelegt. Auf diese Weise vereint der hier vorgestellte Ansatz eine hohe Präzision mit einer vielseitigen Einsetzbarkeit und einer kostengünstigen Vereinzelung der Substratscheibe 100.According to this exemplary embodiment, the reinforcing structures arranged alternately on opposite edges of the components 108, as described in more detail in one of the following figures, promote breaking within a precisely defined area of the predetermined breaking point structure 112, i.e. the predetermined breaking point 114, on the one hand, and on the other hand, a implemented predetermined width of the predetermined breaking point structure 112, which allows for example a high degree of flexibility in the introduction of a predetermined breaking point with sufficient depth in combination with a predetermined volume structuring step. According to this exemplary embodiment, the implementation of the reinforcement structures means that a structural quality of the predetermined breaking point structure 112 is designed to be suitable for introduction in combination with a predetermined volume structuring step. In this way, the approach presented here combines high precision with versatile applicability and cost-effective separation of the substrate wafer 100.

Vorteilhafterweise wird die Einbringung der Sollbruchstellenstruktur 112 für eine Vereinzelung der Bauelemente 108 entlang der Sollbruchstellen 114 beispielsweise simultan mit einem Volumenstrukturierungsschritt durchgeführt, welcher bei einer Herstellung sonstiger Mikrostrukturen einsetzbar ist. Insbesondere eignet sich beispielsweise eine Einbringung der Sollbruchstellenstruktur 112 in die Substratscheibe 100 durch beispielsweise einen Schritt des reaktiven lonentiefenätzens, um die Sollbruchstellenstruktur 112 mit zumindest annähernd senkrechten Wänden mit hoher Präzision einzubringen. Auf diese Weise wird eine besonders einfache und kostengünstige Vereinzelung ermöglicht, wobei ein zusätzlicher Prozessschritt für die Vereinzelung, wie beispielsweise bei dem Stealth-Dicing das separate laserbasierte Einbringen von Fehlstellen in die Substratscheibe 100, vermieden wird. Weiterhin weist der hier vorgestellte Ansatz Verstärkungsstrukturen auf, welche einen Bruch der Substratscheibe 100 entlang der Sollbruchstellen 114 begünstigen. Auf diese Weise wird eine besonders hohe Präzision bei der Vereinzelung erzielt. Die hier vorgestellte Sollbruchstellenstruktur 112 erlaubt weiterhin die Definition der Sollbruchstellen 114 in einem räumlich präzise definierten Bereich der auch als Substrat bezeichneten Substratscheibe 100, wobei der die Sollbruchstellenstruktur 112 bildende Graben durchweg eine vorgebbare minimale Breite aufweist. Dabei ist lediglich optional die minimale Breite des Grabens größer als die Breite des Bereichs der Sollbruchstelle 114 und ist innerhalb gewisser Grenzen variabel wählbar. Insbesondere letzteres ist von besonderem Vorteil für die Einbringung der Sollbruchstellenstruktur 112 in das Substrat in Kombination mit einem im Wesentlichen vorgegebenen Prozessschritt für die Volumenstrukturierung des Substrats. Da nämlich die Ätzrate beispielsweise bei dem reaktiven lonentiefenätzen unter anderem auch von einem Aspektverhältnis der zu erzeugenden Sollbruchstellenstruktur 112 abhängt, wird bei einem vorgegebenen Ätzschritt beispielsweise die Breite des Grabens der Sollbruchstellenstruktur 112 geeignet gewählt, um eine Tiefe der Sollbruchstellenstruktur 112 zu erzeugen. Diese ermöglicht eine einfache und zuverlässige Vereinzelung der Substratscheibe 100 durch mechanische Krafteinwirkung. Insbesondere liegt die Ätztiefe der Sollbruchstellenstruktur 112 nahe in einem Bereich der Substratdicke, die im Folgenden auch als Scheibendicke bezeichnet ist, um gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine möglichst einfache und zuverlässige Vereinzelung durch mechanische Kraftweinwirkung, die beispielsweise senkrecht zu einer Ebene der Substratscheibe 100 wirkt, zu erzielen. Weiterhin weist der hier vorgestellte Ansatz beispielsweise eine halbzahlige Anzahl von gleichförmig ausgestalteten Verstärkungsstrukturen pro Chip-Kante auf. Auf diese Weise ist ein einheitliches Chip-Design verwendbar.Advantageously, the introduction of the predetermined breaking point structure 112 for an isolation of the components 108 along the predetermined breaking points 114 is carried out, for example, simultaneously with a volume structuring step, which can be used in the production of other microstructures. In particular, for example, introducing the predetermined breaking point structure 112 into the substrate wafer 100 by a step of deep reactive ion etching, for example, is suitable in order to introduce the predetermined breaking point structure 112 with at least approximately vertical walls with high precision. In this way, a particularly simple and cost-effective isolation is made possible, with an additional process step for the isolation, such as the separate laser-based introduction of defects in the substrate wafer 100 in stealth dicing, being avoided. Furthermore, the approach presented here has reinforcement structures which promote a breakage of the substrate wafer 100 along the predetermined breaking points 114 . In this way, a particularly high level of precision is achieved during separation. The predetermined breaking point structure 112 presented here also allows the predetermined breaking points 114 to be defined in a spatially precisely defined area of the substrate wafer 100, also referred to as the substrate, with the trench forming the predetermined breaking point structure 112 consistently having a specifiable minimum width. In this case, the minimum width of the trench is only optionally greater than the width of the area of the predetermined breaking point 114 and can be variably selected within certain limits. In particular, the latter is of particular advantage for the introduction of the predetermined breaking point structure 112 in the substrate in combination with an essentially predetermined process step for the volume structuring of the substrate. Since the etching rate, for example in deep reactive ion etching, also depends, among other things, on an aspect ratio of predetermined breaking point structure 112 to be produced, the width of the trench of predetermined breaking point structure 112, for example, is suitably selected in a predetermined etching step in order to produce a depth of predetermined breaking point structure 112. This enables the substrate wafer 100 to be separated easily and reliably by the application of mechanical force. In particular, the etching depth of the predetermined breaking point structure 112 is close to a range of the substrate thickness, which is also referred to below as the disk thickness, in order to achieve the simplest and most reliable separation possible according to this exemplary embodiment by mechanical force wine effects, which, for example, act perpendicular to a plane of the substrate disk 100 . Furthermore, the approach presented here has, for example, half the number of uniformly designed reinforcement structures per chip edge. In this way, a uniform chip design can be used.

In anderen Worten ausgedrückt werden die Sollbruchstellen 114 in eine Rohmaterialscheibe mittels reaktiven lonentiefenätzens eingebracht, wobei die Sollbruchstellen 114 in Form von linearen und gleichförmigen Brechgräben realisiert sind. Vor diesem Hintergrund weist der als Sollbruchstelle 114 fungierende Brechgraben eine möglichst geringe Breite auf, um eine möglichst präzise Vereinzelung zu erzielen. Darüber hinaus weist der Brechgraben vorteilhafterweise ebenfalls eine vorgegebene minimale Tiefe auf, um eine hinreichende Schwächung des Materials, das bedeutet der Substratscheibe 100, im Bereich der Sollbruchstellen 114 zu bewirken und so eine einfache und zuverlässige Vereinzelung der Substratscheibe 100 in diesem Bereich durch mechanische Krafteinwirkung zu ermöglichen. Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die Brechgräben, welche die Sollbruchstellen 114 definieren und somit die Sollbruchstellenstruktur 112 repräsentieren, also für eine möglichst präzise, zuverlässige und einfache Vereinzelung ein möglichst großes Aspektverhältnis aufweisen. Andererseits ist es vorteilhaft, wenn die Einbringung der Sollbruchstellen 114 in Kombination mit einem bezüglich der Prozessparameter, das bedeutet insbesondere der Zeitdauer des Ätzschritts, vorgegebenem Volumenstrukturierungsschritt erfolgt, um eine möglichst kostengünstige Einbringung der Sollbruchstellen 114 zu bewirken.In other words, the predetermined breaking points 114 are introduced into a raw material disk by means of deep reactive ion etching, the predetermined breaking points 114 being implemented in the form of linear and uniform breaking trenches. Against this background, the breaking trench acting as the predetermined breaking point 114 has the smallest possible width in order to achieve the most precise separation possible. In addition, the breaking trench advantageously also has a predetermined minimum depth in order to sufficiently weaken the material, i.e. the substrate wafer 100, in the area of the predetermined breaking points 114 and thus enable simple and reliable separation of the substrate wafer 100 in this area by the action of mechanical force enable. Overall, it is advantageous if the breaking trenches, which define the predetermined breaking points 114 and thus represent the predetermined breaking point structure 112, have the greatest possible aspect ratio for the most precise, reliable and simple separation possible. On the other hand, it is advantageous if the predetermined breaking points 114 are introduced in combination with a volume structuring step specified with regard to the process parameters, ie in particular the duration of the etching step, in order to bring about the most cost-effective introduction of the predetermined breaking points 114 .

Anders formuliert umfasst der hier vorgestellte Ansatz die Sollbruchstellenstruktur 112, welche einerseits eine präzise Definition der Sollbruchstellen 114 und andererseits eine variable Wahl der Ätzgrabenbreite und -tiefe erlaubt und somit in besonderem Maße eine kombinierte Einbringung mit einem vorgegebenen Volumenstrukturierungsschritt, insbesondere durch reaktives lonentiefenätzen gestattet.In other words, the approach presented here includes the predetermined breaking point structure 112, which on the one hand allows a precise definition of the predetermined breaking points 114 and on the other hand a variable choice of the etched trench width and depth and thus particularly allows a combined introduction with a predetermined volume structuring step, in particular by reactive ion depth etching.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weisen die als Chips bezeichneten Bauelemente 108 quadratische Abmessungen auf, wobei sich an jeder Seite des jeweiligen Bauelements eine halbzahlige oder alternativ eine ganzzahlige Anzahl von Verstärkungselementen befinden, die in einer der nachfolgenden Figuren näher erläutert werden. Auf diese Weise ist ein einheitliches Chip-Design möglich, um eine derartige Sollbruchstellenstruktur 112 auf dem gesamten Substrat zu realisieren.According to this exemplary embodiment, the components 108 referred to as chips have square dimensions, with a half-number or alternatively an integer number of reinforcement elements being located on each side of the respective component, which are explained in more detail in one of the following figures. In this way, a uniform chip design is possible in order to implement such a predetermined breaking point structure 112 over the entire substrate.

2 zeigt eine schematische Darstellung zweier Bauelemente 104, 106 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Bauelemente 104, 106 entsprechen beispielsweise den in 1 beschriebenen Bauelementen 104, 106, die beispielhaft aus der Mehrzahl von Bauelementen 108 der Substratscheibe 100 herausgegriffen sind. Die Bauelemente 104, 106 sind beispielsweise quadratisch ausgeformt, sodass Kanten 200 der Bauelemente 104, 106 eine gleiche Länge s aufweisen. Alternativ sind die Bauelemente 104, 106 beispielsweise rechteckig, rundlich oder generell mehreckig realisierbar. Zwischen den Bauelementen 104, 106 ist die wellenartige Form der Sollbruchstellenstruktur 112 erkennbar. Die Sollbruchstellenstruktur 112 weist entlang der einander gegenüberliegenden Kanten 200 der Bauelemente 104, 106 eine Mehrzahl von Halbbögen auf. Durch die Sollbruchstellenstruktur 112 wird an zumindest einer Kante 200 des ersten Bauelements 104 eine erste Verstärkungsstruktur 202 mit einer Mehrzahl von Verstärkungselementen 204 ausgeformt. Gleichartig dazu formt die Sollbruchstellenstruktur 112 an zumindest einer Kante 200 eine zweite Verstärkungsstruktur 206 mit einer weiteren Mehrzahl von Verstärkungselementen 208 aus. Jeder Halbbogen der Sollbruchstellenstruktur 112 formt eines der Verstärkungselemente 204, 208 aus. Somit formt die Sollbruchstellenstruktur 112 alternierend ein mit dem ersten Bauelement 104 verbundenes Verstärkungselement 204 und ein mit dem zweiten Bauelement 106 verbundenes Verstärkungselement 208 aus. Jedes der Verstärkungselemente 204, 208 formt eine sich über die jeweilige Kante 200 des jeweiligen Bauelements 104, 106 hinaus erstreckende Nase aus. 2 shows a schematic representation of two components 104, 106 according to an embodiment. The components 104, 106 correspond, for example, to those in 1 described components 104, 106, which are selected from the plurality of components 108 of the substrate disk 100 by way of example. The components 104, 106 are, for example, square in shape, so that edges 200 of the components 104, 106 have the same length s. Alternatively, the components 104, 106 can be implemented, for example, as rectangular, rounded or generally polygonal. The wavy shape of the predetermined breaking point structure 112 can be seen between the components 104, 106. The predetermined breaking point structure 112 has a plurality of semi-arcs along the opposing edges 200 of the components 104, 106. The predetermined breaking point structure 112 creates a first reinforcement structure 202 with a plurality of reinforcement elements 204 on at least one edge 200 of the first component 104 shaped. Similarly, the predetermined breaking point structure 112 forms a second reinforcement structure 206 with a further plurality of reinforcement elements 208 on at least one edge 200 . Each semi-arch of the weakened structure 112 forms one of the reinforcement elements 204,208. The predetermined breaking point structure 112 thus alternately forms a reinforcement element 204 connected to the first component 104 and a reinforcement element 208 connected to the second component 106 . Each of the reinforcing elements 204, 208 forms a nose extending beyond the respective edge 200 of the respective component 104, 106.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist jedes der Bauelemente 104, 106 an jeder seiner Kanten die gleiche Anzahl von Verstärkungselementen 204, 208 auf. Allgemein betrachtet formt gemäß diesem Ausführungsbeispiel jede Halbwelle der Sollbruchstellenstruktur 112 zumindest ein Verstärkungselement 204, 208, aus. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist jede der Verstärkungsstrukturen 202, 206 eine halbzahlige Anzahl von Verstärkungselementen 204, 208 auf, sodass gemäß diesem Ausführungsbeispiel pro Verstärkungsstruktur 202, 206 und Kante 200 des entsprechenden Bauelements 104, 106 jeweils 3,5 Verstärkungselemente 204, 208 angeordnet sind, wobei typischerweise eine größere Anzahl von Verstärkungselementen 204, 208 vorgesehen ist. Die Verstärkungselemente 204, 208 einander gegenüberliegender Kanten 200 der Bauelemente 104, 106 sind weiterhin gemäß diesem Ausführungsbeispiel alternierend zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass sie versetzt zueinander angeordnet sind.According to this exemplary embodiment, each of the building elements 104, 106 has the same number of reinforcement elements 204, 208 on each of its edges. Viewed generally, according to this exemplary embodiment, each half-wave of the predetermined breaking point structure 112 forms at least one reinforcement element 204, 208. According to this exemplary embodiment, each of the reinforcing structures 202, 206 has a half-number of reinforcing elements 204, 208, so that according to this exemplary embodiment, 3.5 reinforcing elements 204, 208 are arranged per reinforcing structure 202, 206 and edge 200 of the corresponding component 104, 106, where typically a larger number of reinforcement elements 204, 208 are provided. The reinforcement elements 204, 208 opposite edges 200 of the components 104, 106 are also arranged alternately to each other according to this embodiment. This means that they are offset from each other.

In der in 2 gezeigten Darstellung ist eines der Verstärkungselemente 204 des ersten Bauelements 104 vergrößert dargestellt. Das Verstärkungselement 204 weist abgerundete Seiten auf. Das Verstärkungselement 204 weist ein geradliniges freies Ende auf, das kürzer als eine Grundlinie des Verstärkungselements 204 ist. Das Verstärkungselement 204 verjüngt sich in Richtung des freien Endes.in the in 2 The illustration shown shows one of the reinforcement elements 204 of the first component 104 on an enlarged scale. The reinforcement member 204 has rounded sides. The reinforcement member 204 has a straight free end that is shorter than a base line of the reinforcement member 204 . The reinforcement element 204 tapers towards the free end.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weisen die Verstärkungsstrukturen 202, 206, die beispielsweise an den Bauelementen 104, 106 umlaufend angeordnet sind, Rundungen auf, durch die beispielsweise einwirkende Kräfte ausgeglichen werden. Genauer gesagt sind die Rundungen gemäß diesem Ausführungsbeispiel an den einzelnen Verstärkungselementen 204, 208 angeordnet. Ein Radius a der jeweiligen Rundung entspricht gemäß diesem Ausführungsbeispiel einer Breite a eines Verstärkungselements 204, 208 an einer der Sollbruchstelle zugewandten Seite. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weisen die Verstärkungselemente 204, 208 jeweils eine Gesamtlänge von 4a auf. Sind die Verstärkungselemente 204, 208 der Bauelemente 104, 106 demnach versetzt zueinander angeordnet, bilden die Rundungen entsprechend die wellenartige Sollbruchstellenstruktur 112.According to this exemplary embodiment, the reinforcement structures 202, 206, which are arranged circumferentially on the components 104, 106, for example, have curves, which compensate for forces acting on them, for example. More precisely, according to this exemplary embodiment, the curves are arranged on the individual reinforcement elements 204 , 208 . According to this exemplary embodiment, a radius a of the respective rounding corresponds to a width a of a reinforcement element 204, 208 on a side facing the predetermined breaking point. According to this exemplary embodiment, the reinforcement elements 204, 208 each have an overall length of 4a. If the reinforcement elements 204, 208 of the components 104, 106 are arranged offset to one another, the curves correspondingly form the wave-like predetermined breaking point structure 112.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Bauelemente 104, 106 nach ihrer Freistellung auf einer Grundfläche, beispielsweise der Oberseite, aufgrund der umlaufend angeordneten Verstärkungselemente 204, 208 eine gezackte Umfangslinie auf, auf der gegenüberliegenden Grundfläche, beispielsweise der Unterseite, dagegen eine rechteckige Umfangslinie. Dies ist der Fall, wenn die Verstärkungselemente 204, 208 nicht über die gesamte Dicke der Substratscheibe und somit der die Bauelemente 104, 106 ausgeformt sind.According to one exemplary embodiment, the components 104, 106, after they have been released, have a jagged peripheral line on a base area, for example the upper side, due to the circumferentially arranged reinforcing elements 204, 208, while on the opposite base area, for example the underside, they have a rectangular peripheral line. This is the case when the reinforcement elements 204, 208 are not formed over the entire thickness of the substrate disk and thus of the components 104, 106.

In anderen Worten ausgedrückt zeichnet sich die Sollbruchstellenstruktur 112 durch eine speziell ausgeformte Ausnehmung aus, die über die räumlich alternierend an beiden Seiten der Sollbruchstellenstruktur 112 angeordneten Verstärkungsstrukturen 202, 206 und Verstärkungselemente 204, 208 mit einer vorgegebenen Breite a verfügt. Die Verstärkungsstrukturen 202, 206 erlauben dabei gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine anpassbare minimale Breite der Ausnehmung, wobei die Vereinzelung im Wesentlichen unabhängig von der Breite a der Verstärkungselemente 204, 208 begünstigt im Bereich einer präzise definierten Sollbruchstelle erfolgt. Die Breite a ist derart gewählt, dass sich beispielsweise für einen vorgegebenen Volumenstrukturierungsschritt eine hinreichende Tiefe der Sollbruchstellenstruktur 112 insbesondere im Verhältnis zu einer Scheibendicke der Substratscheibe ergibt, um eine zuverlässige und einfache Vereinzelung zu ermöglichen. Ferner wird durch die vorgegebene Breite a insbesondere im Bereich der Sollbruchstelle eine durchgehende hinreichende Tiefe der Vereinzelungsstruktur 202, 206 sichergestellt. Das bedeutet, dass beispielsweise eine derart ausgestaltete Vereinzelungsstruktur 202, 206 besonders vorteilhaft gegenüber einem einfachen Brechgraben ohne Verstärkungsstrukturen 202, 206 ist, bei dem eine Erzeugung von Brechgräben mit einem großen Aspektverhältnis für eine hohe Präzision der Vereinzelung notwendig ist. Die Verstärkungsstrukturen 202, 206 weisen gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Rundung auf, um eine Spannungsüberhöhung, wie sie beispielsweise bei mechanischer Krafteinwirkung an Ecken auftritt, und damit ein Materialversagen im Bereich der Verstärkungsstruktur 202, 206 zu verhindern.In other words, the predetermined breaking point structure 112 is characterized by a specially shaped recess, which has the reinforcement structures 202, 206 and reinforcement elements 204, 208 with a predetermined width a arranged spatially alternating on both sides of the predetermined breaking point structure 112. According to this exemplary embodiment, the reinforcement structures 202, 206 permit an adaptable minimum width of the recess, with the separation being effected essentially independently of the width a of the reinforcement elements 204, 208 in the region of a precisely defined predetermined breaking point. The width a is selected such that, for example for a predetermined volume structuring step, there is a sufficient depth of the predetermined breaking point structure 112, in particular in relation to a slice thickness of the substrate slice, in order to enable reliable and simple isolation. Furthermore, a continuous sufficient depth of the isolation structure 202, 206 is ensured by the predetermined width a, particularly in the area of the predetermined breaking point. This means that, for example, a separation structure 202, 206 configured in this way is particularly advantageous compared to a simple breakable trench without reinforcement structures 202, 206, in which breakable trenches need to be produced with a large aspect ratio for high separation precision. According to this exemplary embodiment, the reinforcement structures 202, 206 have a rounding in order to prevent excessive stress, such as that which occurs at corners when mechanical forces are applied, and thus prevent material failure in the region of the reinforcement structure 202, 206.

Die einzelnen räumlich alternierend an gegenüberliegenden Kanten 200 vorliegenden Verstärkungselemente 204, 208 weisen eine Breite von a sowie eine Höhe von 4a auf und sind zum Bauelement 104, 106, 108 hin gerundet mit einem Verrundungsradius von a dargestellt. Jede Kante 200 weist dabei beispielsweise genau eine halbzahlige Anzahl derartiger Verstärkungselemente 204, 208 auf. Auf diese Weise kann ein einheitliches Chip-Design erzielt werden. Im Allgemeinen ist abhängig von den gewählten Größenparametern auch eine wesentlich größere Anzahl an Verstärkungselementen 204, 208 pro Kante 200 möglich. Für ein quadratisches Bauelement 104, 106 mit einer Seitenlänge s ergibt sich beispielsweise für die Anzahl x der Verstärkungselemente 204, 208 mit beispielsweise jeweils einer Länge von 4a pro Seite die Gleichung: 4 a x = s. Beispielhaft ergibt sich für eine Seitenlänge eines Chips von s = 9000 µm und eine gewünschte Breite der Verstärkungselemente 204, 208 von etwa a ≈ 40 µm eine Kombination aus x = 56,5 Zacken pro Seite und eine Breite von a = 39,823 µm, damit die obenstehende Gleichung erfüllt ist.The individual reinforcing elements 204, 208 present spatially alternating on opposite edges 200 have a width of a and a height of 4a and are rounded toward the component 104, 106, 108 with a verrun radius of a shown. Each edge 200 has, for example, exactly half the number of such reinforcement elements 204, 208. In this way, a uniform chip design can be achieved. In general, a significantly larger number of reinforcement elements 204, 208 per edge 200 is also possible, depending on the selected size parameters. For a square component 104, 106 with a side length s, for example, the number x of reinforcement elements 204, 208 with a length of 4a per side, for example, results in the equation: 4 ax = s. For example, the side length of a chip is s = 9000 µm and a desired width of the reinforcing elements 204, 208 of about a ≈ 40 µm a combination of x = 56.5 tines per side and a width of a = 39.823 µm to satisfy the above equation.

Laterale Abmessungen einer Substratscheibe, wie sie in 1 gezeigt ist, sind vor der Vereinzelung beispielsweise 50 × 50 mm2 bis 300 × 300 mm2, bevorzugt 100 × 100 mm2 bis 200 × 200 mm2. Beispielsweise handelt es sich dabei um eine standardisierte, beispielsweise kreisrunde als Wafersubstrat bezeichnete oder bezeichenbare Substratscheibe oder um eine quadratische Substratscheibe, welche beispielsweise aus kreisrunden Wafersubstraten durch ein Abtrennen der Randbereiche erzeugt worden ist. Die Scheibendicke t der Substratscheibe beträgt beispielsweise 150 µm bis 1000 µm, bevorzugt 300 µm bis 800 µm. Laterale Abmessungen der Bauelemente 104, 106 umfassen beispielsweise 2 × 2 mm2 bis 50 × 50 mm2, bevorzugt 5 × 5 mm2 bis 15 × 15 mm2. Eine Bauelementdicke t umfasst beispielsweise 150 µm bis 1000 µm, bevorzugt 300 µm bis 800 µm. Eine Breite a der Verstärkungsstrukturen 202, 206 umfasst beispielsweise 10 µm bis 300 µm, bevorzugt 30 µm bis 150 µm und ein Radius der Rundung der Verstärkungselemente 204, 206 liegt beispielsweise bei 10 µm bis 300 µm, bevorzugt 30 µm bis 150 µm, jedoch kleiner oder gleich der Breite a der Verstärkungselemente 204, 206. Eine Breite des Bereichs der Sollbruchstelle liegt lediglich optional zwischen 0 µm und 50 µm, bevorzugt zwischen 5 µm und 20 µm. Eine Tiefe d der Sollbruchstellenstruktur liegt beispielsweise zwischen 75 µm und 900 µm, bevorzugt zwischen 125 µm und 700 µm, jedoch echt kleiner als die Scheibendicke t. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liegt ein Verhältnis d/t aus der Tiefe d der Sollbruchstellenstruktur 112 und der Scheibendicke t des Substrats zwischen 0,3 und 0,98 und bevorzugt zwischen 0,5 und 0,95.Lateral dimensions of a substrate disk as shown in 1 is shown, before the separation, for example, 50×50 mm 2 to 300×300 mm 2 , preferably 100×100 mm 2 to 200×200 mm 2 . For example, this is a standardized, for example circular substrate disk referred to or capable of being designated as a wafer substrate, or a square substrate disk which has been produced, for example, from circular wafer substrates by cutting off the edge regions. The slice thickness t of the substrate slice is, for example, 150 μm to 1000 μm, preferably 300 μm to 800 μm. Lateral dimensions of the components 104, 106 include, for example, 2×2 mm 2 to 50×50 mm 2 , preferably 5×5 mm 2 to 15×15 mm 2 . A component thickness t comprises, for example, 150 μm to 1000 μm, preferably 300 μm to 800 μm. A width a of the reinforcement structures 202, 206 is, for example, 10 μm to 300 μm, preferably 30 μm to 150 μm, and a radius of curvature of the reinforcement elements 204, 206 is, for example, 10 μm to 300 μm, preferably 30 μm to 150 μm, but smaller or equal to the width a of the reinforcement elements 204, 206. A width of the area of the predetermined breaking point is only optionally between 0 μm and 50 μm, preferably between 5 μm and 20 μm. A depth d of the predetermined breaking point structure is, for example, between 75 μm and 900 μm, preferably between 125 μm and 700 μm, but actually smaller than the pane thickness t. According to this exemplary embodiment, a ratio d/t of the depth d of the predetermined breaking point structure 112 and the slice thickness t of the substrate is between 0.3 and 0.98 and preferably between 0.5 and 0.95.

Bei einer Anzahl x der Verstärkungselemente 204, 208 insbesondere mit der Breite a und der Länge 4a pro Kante 200 der Länge s bei Vereinzelung der Substratscheibe in quadratische Bauelemente 104, 106 und einheitlichem Chip-Design wird eine halbzahlige Anzahl vorteilhafterweise derart gewählt, dass 4 a x = s ergibt.With a number x of reinforcing elements 204, 208, in particular with the width a and the length 4a per edge 200 of the length s when separating the substrate wafer into square components 104, 106 and with a uniform chip design, a half-integer number is advantageously chosen such that 4 a x = s results.

3 zeigt eine schematische Darstellung zweier Bauelemente 104, 106 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei handelt es sich gemäß einem Ausführungsbeispiel um Bauelemente 104, 106, wie sie anhand von 2 beschrieben sind, mit dem Unterschied, dass die Sollbruchstellenstruktur 112 pro Kante 200 der Bauelemente 104, 106 eine ganzzahlige Anzahl von Verstärkungselementen 204, 208 ausformt. 3 shows a schematic representation of two components 104, 106 according to an embodiment. According to one exemplary embodiment, these are components 104, 106, as illustrated in FIG 2 are described, with the difference that the predetermined breaking point structure 112 per edge 200 of the components 104, 106 forms an integral number of reinforcement elements 204, 208.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden Verstärkungselemente 204, 208, welche an genau zwei entlang einer Diagonalen eines Bauelements 104, 106 gegenüberliegenden Ecken des jeweiligen Bauelements 104, 106 vorliegen, weggelassen. Dabei liegt gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine ganzzahlige Anzahl von Verstärkungselementen 204, 208 pro Kante 200 vor. Die Verstärkungsstrukturen 202, 206 weisen dabei beispielsweise jeweils dieselbe Dimensionierung auf wie in 2. Von Vorteil ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel, dass ein mögliches Brechen der Verstärkungsstrukturen 202, 206 an den Ecken des Chips und eine damit einhergehende unerwünschte Partikelbildung bei einer Vereinzelung durch mechanische Krafteinwirkung vermieden wird.According to this exemplary embodiment, reinforcement elements 204, 208, which are present at exactly two opposite corners of the respective component 104, 106 along a diagonal of a component 104, 106, are omitted. According to this exemplary embodiment, there is an integral number of reinforcement elements 204, 208 per edge 200. The reinforcement structures 202, 206 each have the same dimensions as in FIG 2 . According to this exemplary embodiment, it is advantageous that a possible breaking of the reinforcement structures 202, 206 at the corners of the chip and an associated undesired formation of particles during a separation by the action of mechanical force is avoided.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Sollbruchstellenstruktur 112 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Sollbruchstellenstruktur 112 ist beispielsweise zwischen zwei benachbarten Bauelementen 104, 106 angeordnet, wie sie in einer der 1 bis 3 beschrieben wurden. Die Bauelemente 104, 106 sind dabei als Teil einer Substratscheibe ausgeformt, wie sie beispielsweise in 1 beschrieben wurde. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Sollbruchstelle 114 zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 202 und der zweiten Verstärkungsstruktur 206 angeordnet. 4 shows a schematic representation of a predetermined breaking point structure 112 according to an embodiment. The predetermined breaking point structure 112 shown here is arranged, for example, between two adjacent components 104, 106, as in one of 1 until 3 have been described. The components 104, 106 are formed as part of a substrate disk, as for example in 1 was described. According to this exemplary embodiment, the predetermined breaking point 114 is arranged between the first reinforcement structure 202 and the second reinforcement structure 206 .

Eine Breite der Sollbruchstelle 114 wird durch die freien Enden der Verstärkungselemente 204, 208 bestimmt. Ein Abstand zwischen den freien Enden der ersten Verstärkungselemente 204 zu den freien Enden der zweiten Verstärkungselemente 208 entspricht somit der minimalen Breite der Sollbruchstelle 114. Beispielhaft ist in 4 ein x-y-Koordinatensystem gezeigt. Die x-Achse und die y-Achse spannen eine Ebene auf, die beispielsweise einer Oberfläche der Substratscheibe entspricht. Die in 4 dargestellte Sollbruchstelle 114 erstreckt sich parallel zu der y-Achse. Die in 4 dargestellte Tiefe a der Verstärkungselemente 204, 208 erstreckt sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel parallel zu der x-Achse. Ein Versatz der freien Enden der Verstärkungselemente 204, 208 in x-Richtung, also quer zur Längsachse der Sollbruchstelle 114, entspricht einer Breite der Sollbruchstelle 114.A width of the predetermined breaking point 114 is determined by the free ends of the reinforcement elements 204, 208. A distance between the free ends of the first reinforcement elements 204 and the free ends of the second reinforcement elements 208 thus corresponds to the minimum width of the predetermined breaking point 114 4 an xy coordinate system is shown. The x-axis and the y-axis span a plane that corresponds, for example, to a surface of the substrate disk. In the 4 The predetermined breaking point 114 shown extends parallel to the y-axis. In the 4 The illustrated depth a of the reinforcement elements 204, 208 extends parallel to the x-axis according to this exemplary embodiment. An offset of the free ends of the reinforcement elements 204, 208 in the x-direction, ie transversely to the longitudinal axis of the predetermined breaking point 114 corresponds to a width of the predetermined breaking point 114.

Wie in 1 dargestellt erstecken sich weitere in 4 nicht dargestellte Sollbruchstellen parallel zu der x-Achse, sodass ein Gitter von Sollbruchstellen aufgespannt wird.As in 1 shown further hide in 4 predetermined breaking points, not shown, parallel to the x-axis, so that a grid of predetermined breaking points is spanned.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Radius a zumindest einer Rundung 400, der Breite a der freien Enden, dem Abstand a benachbarter sowie einer Tiefe a der Verstärkungselemente 204, 208. An ihren freien Enden weisen die Verstärkungselemente 204, 208 gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht abgerundete Kanten auf.According to this exemplary embodiment, the radius a corresponds to at least one rounding 400, the width a of the free ends, the distance a between adjacent ones and a depth a of the reinforcing elements 204, 208. According to this exemplary embodiment, the reinforcing elements 204, 208 have non-rounded edges at their free ends .

Die wellenartige Sollbruchstellenstruktur 112 ist als Nut in einer Oberfläche eines die Bauelemente 104, 106 verbindenden Verbindungsabschnitt 410 ausgeformt. Die Wellen der Sollbruchstellenstruktur 112 nehmen dabei die volle Breite des Verbindungsabschnitts 410 ein.The wave-like predetermined breaking point structure 112 is shaped as a groove in a surface of a connecting section 410 connecting the components 104 , 106 . The corrugations of the predetermined breaking point structure 112 take up the full width of the connecting section 410 .

Aus 4 ist ersichtlich, dass die minimale Breite der sich linear zwischen den Bauelementen 104, 106 erstreckenden Sollbruchstelle 114 erheblich geringer als eine minimale Breite der Sollbruchstellenstruktur 112 ist. Durch die wellenartige Ausformung der Sollbruchstellenstruktur 112 lässt sich somit eine schmale und dennoch tief in die Substratscheibe hineinreichende Sollbruchstelle 114 ausformen.Out of 4 It can be seen that the minimum width of the predetermined breaking point 114 extending linearly between the components 104, 106 is considerably less than a minimum width of the predetermined breaking point structure 112. Due to the wave-like shape of the predetermined breaking point structure 112, a narrow predetermined breaking point 114 that nevertheless reaches deep into the substrate wafer can thus be formed.

In anderen Worten ausgedrückt ist in die Substratscheibe die Sollbruchstellenstruktur 112 mit der Sollbruchstelle 114 eingebracht. Die hier dargestellte Ansicht ist dabei als eine Draufsichtdarstellung der Sollbruchstellenstruktur 112 gezeigt.In other words, the predetermined breaking point structure 112 with the predetermined breaking point 114 is introduced into the substrate wafer. The view shown here is shown as a plan view of the predetermined breaking point structure 112 .

5 zeigt eine schematische Seitendarstellung einer Sollbruchstelle 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Sollbruchstelle 114 ist dabei in einer Substratscheibe 100 angeordnet, wie sie in 1 beschrieben wurde und die gemäß diesem Ausführungsbeispiel nur ausschnittsweise dargestellt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel entspricht die hier gezeigte Darstellung einer Seitendarstellung der in 4 beschriebenen Substratscheibe 100. 5 shows a schematic side view of a predetermined breaking point 114 according to an embodiment. The predetermined breaking point 114 is arranged in a substrate disk 100, as shown in 1 was described and is shown only partially according to this embodiment. According to this exemplary embodiment, the representation shown here corresponds to a side representation in FIG 4 described substrate disk 100.

Eine Breite des Verbindungsabschnitts 410 entspricht einer Breite w der Sollbruchstelle 114 und dem doppelten der Tiefe a eines Verstärkungselementes, beispielsweise eines Verstärkungselementes 208. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Tiefe d der Sollbruchstellenstruktur 112 geringer als eine Scheibendicke t der Substratscheibe 100. Beispielsweise ist die Tiefe d größer als eine halbe Scheibendicke t. Dadurch kann eine möglichst vorteilhafte Vereinzelung der Substratscheibe 100 in die einzelnen Bauelemente 104, 106 bewerkstelligt werden.A width of the connecting section 410 corresponds to a width w of the predetermined breaking point 114 and twice the depth a of a reinforcement element, for example a reinforcement element 208. According to this exemplary embodiment, a depth d of the predetermined breaking point structure 112 is less than a disk thickness t of the substrate disk 100. For example, the depth d greater than half a slice thickness t. As a result, the substrate wafer 100 can be separated into the individual components 104, 106 as advantageously as possible.

6a zeigt eine schematische Darstellung einer Krafteinwirkung auf eine Sollbruchstelle 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Ende der Sollbruchstelle 114 eckig ausgeformt. Wirkt eine Kraft F in zwei einander entgegengesetzte Richtungen, dann bricht die Sollbruchstelle 114 an einer Schwachstelle 604 unkontrolliert, da die Kräfte F in dem Bauteil nicht entsprechend verteilt beziehungsweise ausgeglichen werden. Um dies zu vermeiden, sind die Verstärkungselemente wie anhand von 4 gezeigt abgerundet. 6a shows a schematic representation of a force acting on a predetermined breaking point 114 according to an embodiment. According to this exemplary embodiment, one end of the predetermined breaking point 114 has an angular shape. If a force F acts in two opposite directions, then the predetermined breaking point 114 breaks in an uncontrolled manner at a weak point 604, since the forces F in the component are not appropriately distributed or balanced. To avoid this, the reinforcement elements are as shown in 4 shown rounded.

6b zeigt eine schematische Darstellung eines Positivbeispiels einer Krafteinwirkung auf eine Sollbruchstelle 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Sollbruchstelle 114 ist an einer Verbindungsstelle 655 rund ausgeformt. Um beispielsweise eine Substratscheibe an dieser Sollbruchstelle 114 zu brechen, muss eine größere Kraft F als in 6a in zwei einander entgegengesetzte Richtungen wirken, da durch die abgerundete Verbindungsstelle 655 die einwirkenden Kräfte F besser verteilt beziehungsweise ausgeglichen werden als bei einer eckig ausgeformten Sollbruchstelle 114, wie sie in 6a beschrieben ist. Vorteilhafterweise werden durch den hier dargestellten Ansatz durch entsprechende Verrundung der Ecken unerwünschte Spannungsüberhöhungen vermieden, welche an Ecken eines Bauteils auftreten und damit zu Materialversagen führen können. 6b shows a schematic representation of a positive example of a force acting on a predetermined breaking point 114 according to an embodiment. The predetermined breaking point 114 has a round shape at a connection point 655 . For example, in order to break a substrate disc at this predetermined breaking point 114, a greater force F than in 6a act in two opposite directions, since the rounded connection point 655 distributes or compensates the acting forces F better than with an angular predetermined breaking point 114, as shown in 6a is described. Advantageously, the approach presented here by appropriate rounding of the corners avoids undesired excessive stresses, which can occur at the corners of a component and thus lead to material failure.

Dies ist ein Beispiel dafür, dass die Verstärkungsstrukturen vorteilhafterweise über Verrundungen verfügen, die zur Vermeidung von Spannungsüberhöhungen dienen. Diese treten beispielsweise bei der durch mechanische Krafteinwirkung erzielten Vereinzelung auf. Auch wenn die Verrundung der Verstärkungsstrukturen nahezu senkrecht zu der Ausnehmung der Verstärkungsstruktur ausgeformt ist und die mechanische Krafteinwirkung bei der Vereinzelung vorwiegend senkrecht zu der Verrundung erfolgt, ist dennoch anzunehmen, dass aufgrund der Verrundung der Verstärkungsstrukturen eine bessere Verteilung der Spannung in dem Material erreicht wird und damit das Auftreten eines unerwünschten Ausbrechens der Verstärkungsstrukturen vermindert wird.This is an example of the fact that the reinforcing structures advantageously have roundings that serve to avoid excessive stresses. These occur, for example, in the case of separation achieved by the action of mechanical force. Even if the rounding of the reinforcement structures is formed almost perpendicularly to the recess of the reinforcement structure and the mechanical force applied during separation occurs predominantly perpendicularly to the rounding, it can still be assumed that due to the rounding of the reinforcement structures, a better distribution of the stress in the material is achieved and thereby reducing the occurrence of undesired chipping of the reinforcement structures.

7 zeigt eine schematische Darstellung einer Substratscheibe 100 mit mehreren Sollbruchstellenstrukturen 112. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Substratscheibe 100 mit einer Mehrzahl von unterschiedlich tiefen Sollbruchstellenstrukturen 112 dargestellt. Die in 7 gezeigten Sollbruchstellenstrukturen 112 sind so gewählt, um eine Abhängigkeit zwischen der Tiefe d und Breite w der Sollbruchstellenstrukturen 112 darzustellen. Je breiter die Ausnehmung der Sollbruchstellenstrukturen 112 realisiert ist, desto tiefer ist die jeweilige Sollbruchstellenstruktur 112. 7 shows a schematic representation of a substrate wafer 100 with a plurality of predetermined breaking point structures 112. According to this exemplary embodiment, the substrate wafer 100 is represented with a plurality of predetermined breaking point structures 112 of different depths. In the 7 The predetermined breaking point structures 112 shown are chosen in such a way that there is a dependence between the depth d and width w of the predetermined breaking point structures 112. The wider the recess of the predetermined breaking point structures 112 is realized, the deeper the respective predetermined breaking point structure 112 is.

Anhand der schematischen Querschnittsdarstellung wird ein qualitativer Zusammenhang zwischen der Tiefe d und der Breite w von als Vereinzelungsstrukturen dienenden Sollbruchstellenstrukturen 112 durch reaktives lonentiefenätzen für einen festgelegten Satz von Prozessparametern verdeutlicht. Es ist ersichtlich, dass bei dem festgelegten Prozess die absolute Ätztiefe d von der absoluten Breite w der Struktur abhängt. Insbesondere wird ersichtlich, dass die Ätzrate mit der Breite w der Struktur korreliert, und dass die mittlere Ätzrate bei einer Verkleinerung der Breite w einer Struktur abnimmt. Die Ausnutzung dieses Effekts, des sogenannten „aspektabhängigen Ätzens“, das auch als „RIE-Lag's“ bezeichnet ist, unterstreicht den besonderen Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes derart, da durch eine passende Wahl der Breite w der Sollbruchstellenstruktur 112 und insbesondere der Breite a der Verstärkungsstrukturen unter Verwendung eines vorgegebenen Ätzprozesses eine hinreichende Tiefe d der Sollbruchstellenstruktur 112 erreicht wird. Diese ermöglicht eine einfache, zuverlässige und präzise Vereinzelung.A qualitative relationship between the depth d and the width w of predetermined breaking point structures 112 serving as isolation structures by deep reactive ion etching for a fixed set of process parameters is illustrated on the basis of the schematic cross-sectional representation. It can be seen that with the specified process the absolute etching depth d depends on the absolute width w of the structure. In particular, it can be seen that the etch rate correlates with the width w of the structure, and that the mean etch rate decreases as the width w of a structure decreases. The use of this effect, the so-called "aspect-dependent etching", which is also referred to as "RIE lags", underlines the particular advantage of the approach presented here in such a way that a suitable choice of the width w of the predetermined breaking point structure 112 and in particular the width a of the Reinforcement structures using a predetermined etching process, a sufficient depth d of the predetermined breaking point structure 112 is achieved. This enables simple, reliable and precise separation.

8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 zum Herstellen einer Substratscheibe gemäß einem Ausführungsbeispiel. Durch das Verfahren 800 wird beispielsweise eine Substratscheibe hergestellt, wie sie in einer der 1 bis 7 beschrieben und/oder dargestellt ist. Dazu umfasst das Verfahren 800 einen Schritt 802 des Bereitstellens, einen Schritt 804 des Ausformens und einen Schritt 806 des Einbringens. Im Schritt 802 des Bereitstellens wird eine Rohmaterialscheibe bereitgestellt. Im Schritt 804 des Ausformens wird ein erstes Bauelement und ein zweites Bauelement ausgeformt, wobei das erste Bauelement und das zweite Bauelement benachbart zueinander angeordnet sind und über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Im Schritt 806 des Einbringens wird eine wellenartige Sollbruchstellenstruktur eingebracht, die in dem Verbindungsabschnitt ausgeformt ist und eine Sollbruchstelle zum Trennen des ersten Bauelements von dem zweiten Bauelement ausformt. Lediglich optional wird dabei im Schritt 806 des Einbringens die Sollbruchstellenstruktur und die Sollbruchstelle mittels reaktiven lonentiefenätzens in die Rohmaterialscheibe eingebracht. Die Schritte 804, 806 können zeitlich gleichzeitig, zeitlich überlappend oder in beliebiger Reihenfolge zeitlich nacheinander ausgeführt werden. 8th shows a flowchart of a method 800 for producing a substrate wafer according to an embodiment. The method 800 produces a substrate disk, for example, as is shown in one of 1 until 7 is described and/or illustrated. For this purpose, the method 800 comprises a step 802 of providing, a step 804 of shaping and a step 806 of introducing. In step 802 of providing, a raw material slice is provided. In step 804 of forming, a first component and a second component are formed, wherein the first component and the second component are arranged adjacent to one another and are connected to one another via a connecting section. In step 806 of the introduction, a wave-like predetermined breaking point structure is introduced, which is formed in the connecting section and forms a predetermined breaking point for separating the first component from the second component. Merely optionally, in step 806 of the introduction, the predetermined breaking point structure and the predetermined breaking point are introduced into the raw material disk by means of deep reactive ion etching. Steps 804, 806 can be carried out simultaneously, overlapping in time or sequentially in any desired order.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 806 ein Einbringen der Sollbruchstellenstruktur beispielsweise simultan mit einem Volumenstrukturierungsprozess zur Herstellung weiterer Mikrostrukturen, beispielsweise der Bauelemente, in der Substratscheibe bewirkt. Die Volumenstrukturierung mittels reaktiven lonentiefenätzens erfolgt lediglich optional nach einem beispielsweise lithographischen Erzeugen einer Maskierungsschicht, welche zur Definition der Geometrie der Strukturen dient.According to this exemplary embodiment, in step 806 the predetermined breaking point structure is introduced, for example simultaneously with a volume structuring process for producing further microstructures, for example the components, in the substrate wafer. The volume structuring by means of deep reactive ion etching takes place only optionally after a masking layer, for example lithographic production, which serves to define the geometry of the structures.

9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 900 zum Herstellen einer Mehrzahl von Bauelementen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 900 umfasst dabei einen Schritt 902 des Bereitstellens und einen Schritt 904 des Vereinzelns. Im Schritt 902 des Bereitstellens wird eine Substratscheibe bereitgestellt, die beispielsweise in einem Verfahren hergestellt wurde, wie es in 8 beschrieben wurde, und die beispielsweise in einer der 1 bis 7 beschrieben oder dargestellt wurde. Im Schritt 904 des Vereinzelns wird die Substratscheibe in die Mehrzahl von Bauelementen entlang zumindest einer Sollbruchstelle vereinzelt. 9 FIG. 9 shows a flow chart of a method 900 for manufacturing a plurality of devices according to an embodiment. The method 900 includes a step 902 of providing and a step 904 of separating. In step 902 of providing, a substrate disk is provided, which was produced, for example, in a method as described in 8th was described, and for example in one of 1 until 7 described or illustrated. In step 904 of separating, the substrate wafer is separated into the plurality of components along at least one predetermined breaking point.

Claims (14)

Substratscheibe (100), wobei die Substratscheibe (100) die folgenden Merkmale aufweist: ein erstes Bauelement (104) und ein zweites Bauelement (106), wobei das erste Bauelement (104) und das zweite Bauelement (106) benachbart zueinander angeordnet sind und über einen Verbindungsabschnitt (410) miteinander verbunden sind; und eine wellenartige Sollbruchstellenstruktur (112), die in dem Verbindungsabschnitt (410) ausgeformt ist und eine Sollbruchstelle (114) zum Trennen des ersten Bauelements (104) von dem zweiten Bauelement (106) ausformt.Substrate disk (100), wherein the substrate disk (100) has the following features: a first component (104) and a second component (106), the first component (104) and the second component (106) being arranged adjacent to one another and being connected to one another via a connecting section (410); and a wave-like predetermined breaking point structure (112) which is formed in the connection section (410) and forms a predetermined breaking point (114) for separating the first component (104) from the second component (106). Substratscheibe (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Sollbruchstellenstruktur (112) als eine wellenartige Nut ausgeformt ist.Substrate disk (100) according to claim 1 , wherein the predetermined breaking point structure (112) is formed as a wave-like groove. Substratscheibe (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Sollbruchstellenstruktur (112) an zumindest einer Kante (200) des ersten Bauelements (104) eine erste Verstärkungsstruktur (202) mit einer Mehrzahl von Verstärkungselementen (204) und an zumindest einer Kante (200) des zweiten Bauelements (106) eine zweite Verstärkungsstruktur (206) mit einer weiteren Mehrzahl von Verstärkungselementen (208) ausformt.Substrate wafer (100) according to one of the preceding claims, wherein the predetermined breaking point structure (112) has a first reinforcement structure (202) with a plurality of reinforcement elements (204) on at least one edge (200) of the first component (104) and on at least one edge (200 ) of the second component (106) forms a second reinforcement structure (206) with a further plurality of reinforcement elements (208). Substratscheibe (100) gemäß Anspruch 3, wobei jede Halbwelle der Sollbruchstellenstruktur (112) ein Verstärkungselement (204, 208) ausformt.Substrate disk (100) according to claim 3 , wherein each half-wave of the frangible structure (112) forms a reinforcing element (204, 208). Substratscheibe (100) gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die erste Verstärkungsstruktur (202) und/oder die zweite Verstärkungsstruktur (206) eine halbzahlige oder eine ganzzahlige Anzahl von Verstärkungselementen (204, 208) aufweist oder aufweisen.Substrate disk (100) according to one of claims 3 or 4 , where the first gain structure (202) and/or the second reinforcement structure (206) has or have a half-number or an integral number of reinforcement elements (204, 208). Substratscheibe (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die erste Verstärkungsstruktur (202) und die zweite Verstärkungsstruktur (206) räumlich alternierend zueinander angeordnet sind.Substrate disk (100) according to one of claims 3 until 5 , wherein the first reinforcement structure (202) and the second reinforcement structure (206) are arranged spatially alternating with one another. Substratscheibe (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Sollbruchstelle (114) zwischen der ersten Verstärkungsstruktur (202) und der zweiten Verstärkungsstruktur (206) angeordnet ist.Substrate disk (100) according to one of claims 3 until 6 , wherein the predetermined breaking point (114) is arranged between the first reinforcement structure (202) and the second reinforcement structure (206). Substratscheibe (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Sollbruchstelle (114) als eine lineare Ausnehmung in der Substratscheibe (100) ausgeformt ist.Substrate wafer (100) according to one of the preceding claims, wherein the predetermined breaking point (114) is formed as a linear recess in the substrate wafer (100). Substratscheibe (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Sollbruchstellenstruktur (112) als ein Ätzgraben ausgeformt ist.Substrate wafer (100) according to one of the preceding claims, wherein the predetermined breaking point structure (112) is formed as an etched trench. Substratscheibe (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste Bauelement (104) und das zweite Bauelement (106) jeweils einen mikrofluidischen Chip ausformen.Substrate wafer (100) according to one of the preceding claims, wherein the first component (104) and the second component (106) each form a microfluidic chip. Substratscheibe (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem das erste Bauelement (104) und das zweite Bauelement (106) und eine Mehrzahl weiterer Bauelemente (108) umfassenden Feld von Bauelementen, wobei benachbart zueinander angeordnete Bauelemente (104, 106, 108) jeweils über einen eine wellenartige Sollbruchstellenstruktur (112) aufweisenden Verbindungsabschnitt (410) miteinander verbunden sind.Substrate wafer (100) according to one of the preceding claims, with a field of components comprising the first component (104) and the second component (106) and a plurality of further components (108), wherein components (104, 106, 108) arranged adjacent to one another are each connected to one another via a connecting section (410) having a wave-like predetermined breaking point structure (112). Verfahren (800) zum Herstellen einer Substratscheibe (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren (800) die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen (802) einer Rohmaterialscheibe; Ausformen (804) eines ersten Bauelements (104) und eines zweiten Bauelements (106), wobei das erste Bauelement (104) und das zweite Bauelement (106) benachbart zueinander angeordnet sind und über einen Verbindungsabschnitt (410) miteinander verbunden sind; und Einbringen (806) einer wellenartigen Sollbruchstellenstruktur (112) in den Verbindungsabschnitt (410), wobei die Sollbruchstellenstruktur (112) eine Sollbruchstelle (114) zum Trennen des ersten Bauelements (104) von dem zweiten Bauelement (106) ausformt.Method (800) for producing a substrate wafer (100) according to one of the preceding claims, the method (800) comprising the following steps: providing (802) a raw material slice; Forming (804) a first component (104) and a second component (106), the first component (104) and the second component (106) being arranged adjacent to one another and being connected to one another via a connecting section (410); and Introducing (806) a wave-like predetermined breaking point structure (112) into the connecting section (410), the predetermined breaking point structure (112) forming a predetermined breaking point (114) for separating the first component (104) from the second component (106). Verfahren (800) gemäß Anspruch 12, wobei im Schritt (806) des Einbringens die Sollbruchstellenstruktur (112) mittels reaktiven lonentiefenätzens in die Rohmaterialscheibe eingebracht wird.Method (800) according to claim 12 , wherein in the step (806) of introducing the predetermined breaking point structure (112) is introduced into the raw material disk by means of deep reactive ion etching. Verfahren (900) zum Herstellen einer Mehrzahl von Bauelementen (104, 106, 108), wobei das Verfahren (900) die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen (902) einer Substratscheibe (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11; und Vereinzeln (904) der Substratscheibe (100) in die Mehrzahl von Bauelementen (104, 106, 108) entlang zumindest einer Sollbruchstelle (114).Method (900) for producing a plurality of components (104, 106, 108), the method (900) comprising the following steps: providing (902) a substrate wafer (100) according to one of Claims 1 until 11 ; and separating (904) the substrate wafer (100) into the plurality of components (104, 106, 108) along at least one predetermined breaking point (114).
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