DE102021121994A1 - Wafer, elektronische Komponente, und Verfahren, welche eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur verwenden - Google Patents

Wafer, elektronische Komponente, und Verfahren, welche eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur verwenden Download PDF

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laser penetration
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Adolf Koller
Michael Kraus
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Abstract

Ein Wafer (100), welcher ein Array aus einer Mehrzahl von elektronischen Komponenten (102) und einen Trennungsrahmen (104) aufweist, welcher benachbarte elektronische Komponenten (102) trennt, wobei der Trennungsrahmen (104) eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) aufweist, welche zum lokalen Beeinflussen eines Lasereindringens konfiguriert ist, wenn der Trennungsrahmen (104) während eines Stealth Dicing einem Laserverarbeiten unterzogen wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wafer, eine elektronische Komponente, und ein Verfahren zum Trennen von elektronischen Komponenten von einem Wafer.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Packages können als, zum Beispiel eingekapselte, elektronische Chips mit elektrischen Verbindungen bezeichnet werden, welche an eine elektronische Peripherie montiert werden, zum Beispiel auf eine gedruckte Leiterplatte. Vor dem Packaging wird ein Halbleiterwafer zu einer Mehrzahl von elektronischen Chips vereinzelt. Nach dem Vereinzeln des Wafers zu den vereinzelten elektronischen Chips können die elektronischen Chips des Wafers nachfolgend für eine weitere Verarbeitung verwendet werden.
  • Das Vereinzeln kann mittels mechanischen Schneidens oder Laserschneidens des Wafers bewerkstelligt werden. Allerdings können die getrennten elektronischen Komponenten während des Trennens beschädigt werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es mag ein Bedarf bestehen, elektronische Komponenten mit einem geringen Risiko für eine Beschädigung von einem Wafer abzutrennen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Wafer bereitgestellt, welcher ein Array aus einer Mehrzahl von elektronischen Komponenten und einen Trennungsrahmen aufweist, welcher benachbarte elektronische Komponenten trennt, wobei der Trennungsrahmen eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur aufweist, welche zum lokalen Beeinflussen eines Lasereindringens konfiguriert ist, wenn der Trennungsrahmen während eines Stealth Dicing einem Laserverarbeiten unterzogen wird.
  • Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist eine elektronische Komponente bereitgestellt, welche einen Halbleiterkörper, einen aktiven Bereich in und/oder an einem zentralen Abschnitt des Halbleiterkörpers, und eine Trennungsrahmenstruktur in einem Randbereich des Halbleiterkörpers aufweist, wobei die Trennungsrahmenstruktur eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur aufweist, welche zum lokalen Beeinflussen eines Lasereindringens konfiguriert ist, während die Trennungsrahmenstruktur während eines Stealth Dicing einem Laserverarbeiten unterzogen wird.
  • Gemäß noch einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist ein Verfahren zum Trennen von elektronischen Komponenten von einem Wafer bereitgestellt, wobei das Verfahren ein Bereitstellen des Wafers mit einem Trennungsrahmen, welcher benachbarte elektronische Komponenten trennt, ein Bereitstellen des Trennungsrahmen mit einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur, und ein Unterziehen der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur einem Laserverarbeiten während eines Stealth Dicing entlang des Trennungsrahmens zum lokalen Beeinflussen des Lasereindringens aufweist.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Trennung eines Wafers zu einzelnen elektronischen Komponenten, welche vorher in dem Wafer-Verbund integral verbunden sind und mittels eines Trennungsrahmens beabstandet sind, mit einem reduzierten Risiko für eine Beschädigung ausgeführt werden, aufgrund der Implementierung einer dedizierten Lasereindringen-beeinflussenden Struktur, welche in dem Trennungsrahmen gebildet ist. Während eines Stealth Dicing kann ein Wafer zu elektronischen Komponenten getrennt werden, indem zuerst mittels Laserverarbeitens der Trennungsrahmen mechanisch geschwächt wird, und indem nachfolgend der lasergeschwächte Trennungsrahmen zerbrochen wird, um die einzelnen elektronischen Komponenten zu erhalten. Mittels Integrierens der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur als ein Hardware-Merkmal in dem Trennungsrahmen kann das Laserverarbeiten in Bezug auf ein Stealth Dicing präziser gesteuert werden, indem der Laserstrahl in dem Bereich der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur in einer gesteuerten Weise beeinflusst wird, und im Vergleich zu einem Bereich des Trennungsrahmen abseits der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur in einer anderen Weise beeinflusst wird. Bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur den Einfluss des Laserstrahls auf das Material des Trennungsrahmens lokal abschwächen. Somit können mittels eines strukturellen Einstellens des Trennungsrahmens zum Steuern des Lasereinflusses in Übereinstimmung mit einem Design der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur unerwünschte Phänomene und somit eine Beschädigung des Wafers und/oder seiner getrennten elektronischen Komponenten zuverlässig vermieden werden. Dies kann die Ausbeute bei einem hohen Durchsatz verbessern. Ferner kann aufgrund der strukturellen Implementierung der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur und des Trennungsrahmens sichergestellt werden, dass der Laserstrahl, welcher auf dem Trennungsrahmen auftrifft, in einer räumlich definierten Weise beeinflusst wird, ohne das Erfordernis, die getrennten elektronischen Komponenten mittels eines menschlichen Betreibers in einer aufwendigen Weise einzeln zu inspizieren. Somit kann eine Einstellung des Stealth Dicing Prozesses, welcher auf der Lasereindringen-beeinflussende Struktur basiert, zuverlässiger sein und im Vergleich mit einer räumlich abhängigen Steuerung des Laserstrahls und seinen Eigenschaften weniger Aufwand involvieren. Im Gegensatz zu beispielhaften Ausführungsformen kann der letztere Ansatz eine manuelle und einzelne Steuerung eines tatsächlichen Einflusses des gesteuerten Laserstrahls auf die Qualität der getrennten elektronischen Komponenten erfordern. Anschaulich kann eine beispielhafte Ausführungsform (teilweise oder vollständig) einen Lasereinfluss unterbrechen (bevorzugt ohne den Laserstrahl selbst zu unterbrechen), mittels eines Hardware-Designs in dem Trennungsrahmen in Form der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur zum selektiven Abschatten oder Abschirmen des Laserstrahls von einem oder mehreren definierten Abschnitten des Wafers oder der elektronischen Komponente. Hinsichtlich ihres Einflusses auf das Lasereindringen in einem Bereich des Trennungsrahmens, in welchem die Lasereindringen-beeinflussende Struktur vorhanden ist, kann eine Anzahl von Defekten im Vergleich mit einem anderen Bereich des Trennungsrahmens kleiner sein, in welchem die Lasereindringen-beeinflussende Struktur abwesend ist. Insbesondere kann dies ermöglichen, eine Anzahl von Laserschnittpunkten (zum Beispiel Candle Sticks) und eine damit zusammenhängende (oder daraus resultierende) Defektdichte in einem oder mehreren dedizierten Bereichen des Trennungsrahmens zu reduzieren.
  • Beschreibung von weiteren beispielhaften Ausführungsformen
  • Im Folgenden sind weitere beispielhafte Ausführungsformen des Wafers, der elektronischen Komponente, und des Verfahrens erläutert.
  • Bevorzugt kann eine Laserspotdichte gerade so hoch ausgewählt werden, dass eine vollständige Trennung mit geraden Trennungslinien stattfinden kann. Eine höhere Spotdichte mag nur Prozesszeit kosten, mag Defektdichte kosten und mag Bruchfestigkeit kosten. Allerdings mag die minimale gewünschte oder erforderliche Dichte von Spots über die Trennungslinien und sogar in einer Trennungslinie nicht die gleiche sein. Besonders kann zwischen Schnittbereichen und außerhalb unterschieden werden. Dies kann zu vorteilhaften Trennergebnissen führen.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Wafer“ insbesondere ein Halbleitersubstrat bezeichnen, welches so verarbeitet wurde, dass es eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreiselementen in einem aktiven Bereich des Wafers bildet, welche zu einer Mehrzahl von getrennten elektronischen Komponenten oder Chips vereinzelt werden können. Zum Beispiel kann ein Wafer eine Scheibenform haben und kann eine matrixartige Anordnung von elektronischen Komponenten in Reihen und Spalten aufweisen. Es ist möglich, dass ein Wafer eine runde Geometrie oder eine mehreckige Geometrie (zum Beispiel eine rechteckige Geometrie oder eine dreieckige Geometrie) hat.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „elektronische Komponente“ insbesondere einen Halbleiterchip (insbesondere einen Leistungshalbleiterchip), eine aktive elektronische Vorrichtung (zum Beispiel einen Transistor), eine passive elektronische Vorrichtung (zum Beispiel eine Kapazitanz, oder eine Induktanz, oder einen ohmschen Widerstand), einen Sensor (zum Beispiel einen Drucksensor, einen Lichtsensor, oder einen Gassensor), einen Aktuator (zum Beispiel einen Lautsprecher), und ein mikroelektromechanisches System (MEMS, zum Beispiel einen Lautsprecher, ein Element, welches eine mechanische Feder aufweist, etc.) umfassen. Allerdings kann die elektronische Komponente in anderen Ausführungsformen auch von einem anderen Typ sein, zum Beispiel ein mechatronisches Element, insbesondere ein mechanischer Schalter, etc.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Trennungsrahmen“ insbesondere eine physische Struktur eines Wafers zwischen benachbarten integral verbundenen elektronischen Komponenten bezeichnen. Zum Beispiel kann ein solcher Trennungsrahmen gerade Sektionen aufweisen, welche entlang von Reihen und Spalten verlaufen, und welche in Schnitt- oder Kreuzungsbereichen miteinander verbunden sind.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Trennungsrahmenstruktur“ insbesondere einen Abschnitt eines Trennungsrahmens bezeichnen, zum Beispiel einen ringförmigen Abschnitt eines Trennungsrahmens, welcher einen äußeren Ring einer einzelnen elektronischen Komponente des Wafers bildet, von welchem die elektronische Komponente getrennt wird.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Trennen“ insbesondere die Prozedur des Vereinzelns einer Mehrzahl von getrennten elektronischen Komponenten von einem integralen Wafer als Sektionen des vorherigen Wafers bezeichnen. Eine solche Trennung oder Vereinzelung kann insbesondere mittels Stealth Dicing bewerkstelligt werden.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Lasereindringen-beeinflussende Struktur“ insbesondere ein dediziertes strukturelles Merkmal in dem Trennungsrahmen bezeichnen, welches gezielt zum Beeinflussen eines Laserstrahls, welcher durch den Trennungsrahmen propagiert, konfiguriert ist, bei der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur in einer anderen Weise im Vergleich mit einem anderen Bereich des Trennungsrahmens abseits der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur. Genauer kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur selektiv das Eindringen des Laserstrahls in die Lasereindringen-beeinflussende Struktur in einer Tiefenrichtung stärker abschwächen verglichen mit einem Eindringen des Laserstrahls in den Trennungsrahmen abseits der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur. Zum Beispiel können das Material, die Materialzusammensetzung, die Oberflächenrauigkeit, und/oder irgendwelche anderen Eigenschaften der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur zum Beeinflussen und insbesondere Unterdrücken des Lasereindringens konfiguriert sein. Insbesondere kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur einen Laserstrahl defokussieren, welcher anderenfalls auf eine bestimmte Tiefenebene in der Rahmenstruktur in dem Bereich der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur fokussiert wäre. Durch diese Maßnahme kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur gezielt den Lasereinfluss auf den Trennungsrahmen in einer räumlich abhängigen Weise steuern. Bevorzugt sind Teilstrukturen der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur, welche sich auf eine Trennungslinie beziehen, gemäß welcher die elektronischen Komponenten eines Wafers mittels Stealth Dicing abzutrennen sind, in Bezug auf eine solche Trennungslinie oder in Bezug auf eine korrespondierende gerade Sektion des Trennungsrahmens symmetrisch angeordnet.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Stealth Dicing“ insbesondere eine Technologie zum Trennen eines Wafers zu elektronischen Komponenten bezeichnen, mittels zunächst Laserverarbeitens des Wafers entlang gewünschter Trennungslinien, und mittels nachfolgenden Zerbrechens des laserverarbeiteten Wafers entlang der laserdefinierten Trennungslinien mittels eines mechanischen Einflusses, insbesondere einer Zugkraft. Stealth Dicing kann insbesondere einen zweistufigen Prozess bezeichnen, bei welchem erstens Defektbereiche in einen Wafer eingebracht werden, indem ein Laserstrahl entlang gewünschter Schnittlinien aufgestrahlt wird, und zweitens der Wafer expandiert werden kann (insbesondere kann eine darunterliegende Trägermembran expandiert werden, auf welcher der Wafer montiert sein kann), um einen Bruch des Wafers für eine Trennung zu den einzelnen elektronischen Komponenten davon zu induzieren. Insbesondere kann das Stealth Dicing das Laserverarbeiten eines Wafers entlang eines Trennungsrahmens, und dann das Fortsetzen mit dem Stealth Dicing nach dem Laserverarbeiten mittels Expandierens des Wafers aufweisen, um einen Bruch bei dem Trennungsrahmen zu induzieren, um dadurch die elektronischen Komponenten abzutrennen.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Trennungslinie“ insbesondere eine bevorzugt gerade Trajektorie bezeichnen, entlang welcher der Wafer getrennt wird, um die einzelnen elektronischen Komponenten von dem Wafer-Verbund abzutrennen. Zum Beispiel kann eine Trennungslinie ein linearer Pfad sein, entlang welchem sich ein Laserstrahl bewegt und nachfolgend ein Bruch des Wafers während der Chiptrennung auftritt.
  • Im Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „aktiver Bereich“ insbesondere einen Oberflächenbereich eines Halbleiterkörpers eines Wafers oder einer elektronischen Komponente bezeichnen, in und/oder auf welchem Oberflächenbereich mindestens ein monolithisch integriertes Schaltkreiselement gebildet ist. Insbesondere kann ein solcher aktiver Bereich einen Oberflächenbereich eines Wafers oder einer elektronischen Komponente an einer Vorderseite davon bilden.
  • Eine Kernidee einer beispielhaften Ausführungsform kann in der Reduzierung einer Defektdichte beim Stealth Dicing mittels der Bereitstellung einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur gesehen werden, welche zum Verursachen von Laserspot-Unterbrechungen ausgebildet sein kann. Genauer kann eine solche Lasereindringen-beeinflussende Struktur so ausgestaltet sein, dass sie mittels einer Trennungslinien- (oder Anreißlinien-) Ausgestaltung, welche Designelemente eines Chip-Schaltkreisdesigns und Schichtstapels wiederverwendet, eine oder mehr Laserspot-Unterbrechungen erreicht, um das Lasereindringen in das Bulk-Silizium des Wafers und seiner elektronischen Komponenten zu beeinflussen.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur eine Defektdichteunterdrückungsstruktur zum lokalen Unterdrücken der Bildung von Defekten während des Trennens der elektronischen Komponenten von dem Wafer. Entsprechend kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur einer elektronischen Komponente eine Defektdichteunterdrückungsstruktur zum Unterdrücken der Bildung von Defekten während des Trennens der elektronischen Komponente von dem Wafer sein. In Bezug auf beispielsweise MEMS (mikroelektromechanische Struktur)-artige elektronische Komponenten kann das Stealth Dicing Defekte in dem Trennungsrahmen erzeugen, so dass Partikel mit Dimensionen in der Größenordnung von einigen Mikrometern während der Trennung entladen oder freigesetzt werden, und unbeabsichtigt zwischen beweglichen Teilen der MEMS eingeklemmt werden. Dies kann die Funktion der MEMS-artigen elektronischen Komponenten verschlechtern oder sogar beschädigen. Um dies zu verhindern, kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur zum Unterdrücken der Bildung solcher beschädigenden Partikel konfiguriert sein, indem das Eindringen des Laserstrahls in das Material des Trennungsrahmens in einem Bereich der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur geeignet beeinflusst wird.
  • Die vorangehend beschriebene Ausführungsform kann insbesondere vorteilhaft implementiert sein, wenn eine Dicke des Halbleiterkörpers mindestens 300 µm ist, insbesondere in einem Bereich von 300 µm bis 1 mm, oder sogar größer ist. Mit solchen relativ dicken Wafern und elektronischen Komponenten (typisch für MEMS Anwendungen), kann das Risiko für die Bildung einer übermäßig großen Menge von Defekten in Form von Mikrometer-dimensionierten Partikeln, welche von dem Halbleiterkörper mittels Laserverarbeitens im Rahmen des Stealth Dicing getrennt werden, besonders ausgeprägt sein. Anschaulich, je größer eine Dicke einer elektronischen Komponente, desto größer ist eine Seitenwandfläche, und desto größer kann eine Anzahl von Candle Sticks sein, welche, auf das Zerbrechen eines Wafers zu einzelnen elektronischen Komponenten hin, zu einer Bildung von beschädigenden Partikeln führt. In einem solchen Szenario kann das Bereitstellen einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur, welche als eine Defektdichteunterdrückungsstruktur konfiguriert ist, besonders vorteilhaft sein.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur eine Bruchfestigkeitserhöhungsstruktur zum Erhöhen einer Bruchfestigkeit während des Trennens der elektronischen Komponenten von dem Wafer. Entsprechend kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur einer elektronischen Komponente eine Bruchfestigkeitserhöhungsstruktur zum Erhöhen einer Bruchfestigkeit während des Trennens der elektronischen Komponente von einem Wafer sein. Insbesondere bei einer Ausführungsform, welche sehr dünne Wafer und elektronische Komponenten betrifft, kann das Trennen mittels Stealth Dicing ein beträchtliches Risiko eines Bruchs involvieren. Mittels Konfigurierens der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur zum Erhöhen der Bruchfestigkeit kann das Risiko für eine Beschädigung mittels der Trennung der elektronischen Komponenten von einem sehr dünnen Wafer und eine Trennung entlang unerwünschter Trajektorien signifikant reduziert werden.
  • Die vorangehend beschriebene Ausführungsform kann insbesondere vorteilhaft implementiert sein, wenn eine Dicke des Halbleiterkörpers nicht größer als 300 µm ist, insbesondere in einem Bereich von 100 µm bis 300 µm ist. Bei solchen relativ dünnen Wafern kann das Risiko eines Bruchs während des Stealth Dicing besonders ausgeprägt sein. Somit kann das Bereitstellen einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur, welche zum Erhöhen der Bruchfestigkeit konfiguriert ist, besonders vorteilhaft sein.
  • Bei einer Ausführungsform weist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur ein Muster auf, welches zum Trimmen eines Laserstrahls während des Stealth Dicing konfiguriert ist. Ein solches Muster kann eine physische Struktur sein, welche einen Einfluss auf die Interaktion mit dem Laserstrahl hat, um dadurch den Laserstrahls zu formen, welcher in den Trennungsrahmen eindringt. Auch die Fokussiereigenschaften des Laserstrahls in einem Inneren des Trennungsrahmens können mittels der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur getrimmt werden. Zum Beispiel kann ein Fokuspunkt eines Laserstrahls bei einer bestimmten Tiefenebene in dem Trennungsrahmen mittels der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur in einer räumlich abhängigen Weise gezielt gestört werden. Somit kann ein übermäßiger Energieeinfluss in einem Abschnitt des Trennungsrahmens verhindert werden, welcher der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur zugeordnet ist, wobei dadurch zum Beispiel eine Defektdichte verringert wird.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur zum lokalen Blockieren eines Laserstrahls konfiguriert, wenn er auf diesen Abschnitt des Trennungsrahmens gestrahlt wird. Somit kann verhindert werden, dass der Laserstrahl in dem Bereich der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur in den Trennungsrahmen eindringt, oder die Intensität des Laserstrahls kann in dem Bereich der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur stark verringert werden, im Vergleich mit einem Bereich des Trennungsrahmens abseits der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur.
  • Bei einer Ausführungsform weist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur eine metallische Struktur zum Reflektieren eines Laserstrahls auf oder besteht daraus. Somit kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur ein metallisches Muster sein. Ein solches metallisches Muster kann zumindest den Großteil des Laserstrahls selektiv in den Bereichen des Trennungsrahmens reflektieren oder blockieren, bei welchen das metallische Muster vorhanden ist. Da Halbleiter-Verarbeitungsstufen (zum Beispiel im Back End of the Line, BEOL), typischerweise Metallbildungsstufen aufweisen, kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur gleichzeitig mit und als Teil eines aktiven Bereich-Bildungsprozesses gebildet werden, welcher einen aktiven Bereich der elektronischen Komponenten des Wafers bildet. Somit kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur in der beschriebenen Weise effizient und im Wesentlichen ohne zusätzlichen Aufwand produziert werden.
  • Bei einer Ausführungsform weist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur einen lokal stark dotierten Bereich zum Absorbieren eines Laserstrahls auf oder besteht daraus. Zum Beispiel kann ein Dotierstoff selektiv in einen Bereich der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur eingebracht werden, jedoch nicht in andere Abschnitte des Trennungsrahmens abseits der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur. Ein solcher Dotierstoff kann eine Spur eines Verunreinigungselements sein, welches selektiv in die Lasereindringen-beeinflussende Struktur des Trennungsrahmens eingebracht wird, und welches die Eigenschaften des Halbleiterkörpers, und insbesondere seine Eigenschaften in Bezug auf eine Interaktion mit einem Laserstrahl, lokal verändert. Die Dotierstoffatome werden in das Kristallgitter inkorporiert, wenn sie in kristalline Substanzen (insbesondere einen Halbleiter, zum Beispiel Silizium oder Germanium) implantiert werden. Allerdings kann der Dotierstoff auch in eine nicht kristalline oder polykristalline Substanz eingebracht werden. Wenn der Halbleiterkörper ein Gruppe IV Material (zum Beispiel Silizium) ist, können die Dotierstoffatome insbesondere aus einem Gruppe III Material (zum Beispiel Bor) oder einem Gruppe V Material (zum Beispiel Antimon) sein. Es ist auch möglich, dass die Dotierstoffatome sowohl ein Gruppe III Material als auch ein Gruppe V Material aufweisen. Bei noch einer anderen Ausführungsform können die Dotierstoffatome eine Gegendotierung zu dem Halbleitersubstrat bilden (d. h. können aus einem inversen Dotierungsmitteltyp sein). Das selektive Dotieren der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur im Vergleich mit dem Rest des Trennungsrahmens kann zu einer selektiven Absorption der Laserstrahlung mittels der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur führen. Dies kann das Propagieren des Laserstrahls in untere Tiefenebenen des Trennungsrahmens selektiv unter der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur unterdrücken.
  • Bei einer Ausführungsform weist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur ein dielektrisches Material auf oder besteht daraus, welches eine verschiedene Dielektrizitätskonstante hat, im Vergleich mit einem umgebenden Material, um dadurch eine Fokusposition, insbesondere eine Fokustiefe, des Laserstrahls zu manipulieren. Zum Beispiel kann ein Fokuspunkt mittels Einstellens von dielektrischen Eigenschaften geändert werden. Zum Beispiel kann eine dicke Schicht mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten den Fokuspunkt des Laserstrahls weiter von der Oberfläche weg verschieben. Zum Beispiel mag der niedrigste Spot dann nicht mehr in dem Bulk-Material sein.
  • Bei einer spezifischen Ausführungsform, wenn verschiedene dielektrische Materialien mit verschiedenen Werten der Dielektrizitätskonstanten in dem Trennungsrahmen und insbesondere in seiner Lasereindringen-beeinflussenden Struktur vorhanden sind, können auf das Interagieren mit dem Laserstrahl hin Interferenzphänomene auftreten. Zum Beispiel können verschiedene Strukturen von dielektrischen Materialien mit verschiedenen Werten der Dielektrizitätskonstanten ein Bragg-Gitter bilden. Folglich kann die elektromagnetische Laserstrahlung konstruktive und destruktive Interferenzen erfahren, welche mittels eines entsprechenden Auswählens einer Form, einer Dimension, und einer Dielektrizitätskonstanten der dielektrischen Materialien eingestellt werden können. Durch diese Maßnahme können die Laserfokussiereigenschaften in bestimmten Bereichen manipuliert werden, und das Lasereindringen kann somit lokal stark abgeschwächt werden.
  • Bei einer Ausführungsform hat die Lasereindringen-beeinflussende Struktur eine lokal erhöhte Oberflächenrauigkeit im Vergleich zu dem umgebenden Material, um dadurch einen Laserstrahl zu defokussieren. Mittels des selektiven Aufrauens einer Oberfläche des Trennungsrahmens nur in dem Bereich der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur kann der Laserstrahl bei der lokalen Erstreckung der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur gezielt gestört werden, und eine lokale Streuung kann getriggert werden. Als Ergebnis kann eine Defokussierung des Laserstrahls selektiv in dem Bereich der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur erreicht werden.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur zum Beeinflussen des Lasereindringens auf verschiedene Weisen bei verschiedenen Tiefenebenen in dem Trennungsrahmen konfiguriert. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere in 7 gezeigt. Während des Laserverarbeitens im Rahmen eines Stealth Dicing kann der Laserstrahl aufeinanderfolgend auf verschiedene Tiefenebenen des Trennungsrahmens fokussiert werden. Folglich können Laserschneidabschnitte (welche auch als Candle Sticks bezeichnet werden) bei verschiedenen spezifischen Tiefenebenen des Trennungsrahmens gebildet werden, und Partikel können während einer mechanischen Trennung, welche dem Laserverarbeiten folgt, von dem Trennungsrahmen entladen oder gelöst werden. Anschaulich kann das Halbleitermaterial bei den Laserschneidabschnitten temporär lokal geschmolzen werden. Mittels entsprechenden Konfigurierens der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur kann der Lasereinfluss auf verschiedene Tiefenebenen des Trennungsrahmens individuell eingestellt werden, wobei dadurch die Steuerbarkeit des Lasereinflusses weiter verfeinert wird.
  • Wenn während des Laserverarbeitens im Rahmen des Stealth Dicing bei verschiedenen Tiefenebenen eines Wafers oder einer elektronischen Komponente Candle Sticks gebildet werden, kann es bevorzugt sein, den Laserstrahl erst auf die tiefste Tiefenebene zu fokussieren, danach auf die zweittiefste Tiefenebene, usw., bis der Laserstrahl am Ende des Laserverarbeitens auf die flachste Tiefenebene fokussiert wird. Diese Abfolge oder Reihenfolge kann es verhindern, dass eine flachste Tiefe unbeabsichtigt auf eine störende Weise mittels des Laserverarbeitens bei einer tieferen Ebene beeinflusst wird. Zum Beispiel können Candle Sticks bei Tiefenebenen von 200 µm, 100 µm, und 30 µm unter der oberen Oberfläche des Wafers oder der elektronischen Komponenten gebildet werden.
  • Bei einer Ausführungsform weist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur ein Muster aus Teilstrukturen auf, welche entlang von einer oder mehreren geraden Trennungslinien des Trennungsrahmens angeordnet sind. In anderen Worten kann eine Mehrzahl von Teilstrukturen der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur entlang einer geraden Linie angeordnet sein (vergleiche 6). Dies ermöglicht es, einen Lasereinfluss während einer geraden Bewegung eines Laserstrahls entlang einer geraden Trennungslinie des Trennungsrahmens einzustellen.
  • Bei einer Ausführungsform ist das Muster ein regelmäßiges Muster von Teilstrukturen. Zum Beispiel kann das regelmäßige Muster von Teilstrukturen ein periodisches Muster von sich wiederholenden Teilstrukturen sein (vergleiche wieder 6, welche ein Beispiel zeigt).
  • Bei einer Ausführungsform ist das Muster in Kreuzungsbereichen des Trennungsrahmens abwesend. In Kreuzungsbereichen des Trennungsrahmens, welche zu Ecken der abzutrennenden elektronischen Komponenten korrespondieren, ist das Risiko für eine Beschädigung während der Trennung mittels Zerbrechens des laserverarbeiteten Wafers besonders ausgeprägt (siehe Bezugszeichen 130 4 zur Veranschaulichung). Anschaulich können die tatsächlichen Trennungstrajektorien in den Ecken der einzelnen elektronischen Komponenten von den Ziel-Trennungslinien abweichen. Zusätzlich können während des Expandierens des Wafers zum Zerbrechen beschädigende Partikel entladen oder freigesetzt werden, und solche Partikel können Artefakte erzeugen (können insbesondere zwischen bewegliche Teile einer MEMS-artigen elektronischen Komponente gelangen und können die mechanische Funktion davon zerstören). Daher kann es vorteilhaft sein, die Lasereindringen-beeinflussende Struktur entlang von Rändern (bevorzugt entlang von Rändern entlang zweier rechtwinkliger Richtungen) der elektronischen Komponenten anzuordnen. In diesen Bereichen ist das Trennen mittels Stealth Dicing weniger kritisch, und somit kann eine Reduzierung des Lasereindringens - und folglich eine Reduzierung einer Defektdichte - die Zuverlässigkeit der getrennten elektronischen Komponenten verbessern, ohne eine hochqualitative Trennung zu beeinträchtigen. Im Gegensatz dazu kann es vorteilhaft sein, von dem Reduzieren des Lasereindringens mittels der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur in den Kreuzungsbereichen des Trennungsrahmens abzusehen, welche zu den Eckenbereichen der elektronischen Komponenten korrespondieren, da hier Schneidartefakte gemäß dem Bezugszeichen 130 in 4 ein wesentliches Problem sein können.
  • Bei einer Ausführungsform weisen die Teilstrukturen eine Mehrzahl von Streifenpaaren auf, wobei jedes Streifenpaar einen Abstand zwischen seinen zwei Streifen hat. Eine Laserstrahl-zugehörige Trennungslinie kann zu dem Abstand zwischen den Streifen der Streifenpaare korrespondieren. Genauer kann die Laserstrahl-zugehörige Trennungslinie sich entlang der Abstände der Streifenpaare erstrecken, welche entlang einer geraden Linie angeordnet sind. Bevorzugt können Verschiedene der Streifenpaare entlang einer jeweiligen von der einen oder den mehreren geraden Trennungslinien beabstandet sein. Anschaulich kann eine solche Geometrie zu einem effizienten Lasereinfluss zwischen benachbarten Streifenpaaren und einem gezielt weniger effizienten Lasereinfluss bei einem entsprechenden Abstand zwischen den Streifen eines jeweiligen Streifenpaars führen.
  • Bei einer Ausführungsform ist die elektronische Komponente als ein mikroelektromechanisches System (MEMS) konfiguriert. MEMS Komponenten können kleine integrierte Vorrichtungen sein, welche mechanische und elektrische Komponenten kombinieren. MEMS Komponenten können unter Verwendung von integrierter-Schaltkreis Batch-Verarbeitungstechniken hergestellt werden und können eine Größe von ein paar Mikrometern bis Millimetern haben. Beispiele für MEMS-artige elektronische Komponenten sind Mikrofone, Elemente, welche mindestens eine mechanische Feder aufweisen, mikroelektromechanische Drucksensoren, etc.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur entlang zumindest eines Teils von jedem von vier äußeren Rändern des Halbleiterkörpers angeordnet. Die Trennungsgenauigkeit mittels Stealth-Schneidens kann entlang von geraden umgebenden Rändern des Halbleiterkörpers weniger kritisch sein, so dass ein selektives Abschwächen des Lasereinflusses auf den Trennungsrahmen mittels der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur hier vorteilhaft zum Unterdrücken der Defektdichte sein kann.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur in jedem der vier äußeren Eckenbereiche des Halbleiterkörpers abwesend. Da die Trennungsgenauigkeit des Wafers zu den einzelnen elektronischen Komponenten mittels Stealth Dicing in den Eckenbereichen der elektronischen Komponenten im Vergleich mit den Randbereichen kritischer sein kann, kann der Trennungsrahmen in den Schnittbereichen zwischen sich rechtwinklig erstreckenden geraden Sektionen des Trennungsrahmens frei von einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur sein. Folglich mag der Lasereinfluss nicht abgeschwächt sein und somit bei den Ecken der abzutrennenden elektronischen Komponenten selektiv stark sein. Dies erhöht die Zuverlässigkeit einer korrekten Trennung der elektronischen Komponenten in ihren Eckenbereichen.
  • Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren das Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls entlang des Trennungsrahmens in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung auf, welche quer zu (insbesondere rechtwinklig zu) der ersten Richtung ist. Mittels dieses Ansatzes kann eine Trennung eines matrixähnlichen Arrays von elektronischen Komponenten in Reihen und Spalten eines Wafers bewerkstelligt werden.
  • Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren das Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls mehrmals entlang des Trennungsrahmens zum Einwirken auf den Wafer bei verschiedenen Tiefenebenen auf. Jedes Mal, wenn ein jeweiliger gerader Abschnitt des Trennungsrahmens passiert wird, kann ein gerades Array von Schneide-Spots (Candle Sticks) bei einer entsprechenden Tiefenebene gebildet werden, auf welche der Laserstrahl fokussiert sein kann. Mittels wiederholten Passierens eines entsprechenden geraden Abschnitts kann der Laserstrahl auf verschiedene Tiefenebenen fokussiert werden, so dass eine Mehrzahl von geraden Arrays von Candle Sticks gebildet werden kann. Dies ermöglicht es, die einzelnen elektronischen Komponenten von dem Wafer korrekt abzutrennen.
  • Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren das Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls entlang des Trennungsrahmens derartig auf, dass das Eindringen des Laserstrahls in den Wafer zumindest teilweise mittels der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur blockiert wird. In anderen Worten kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (zum Beispiel indem sie aus einem Metall hergestellt ist) zum Blockieren einer größeren Menge der Laserenergie im Vergleich mit den anderen Bereichen des Trennungsrahmens abseits der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur konfiguriert sein.
  • Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren das Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls entlang des Trennungsrahmens derartig auf, dass das Eindringen des Laserstrahls in den Wafer abseits der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur effizienter stattfindet, im Vergleich mit dem Eindringen des Laserstrahls in den Wafer bei der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur. Somit kann das Eindringen des Laserstrahls in ein Inneres des Trennungsrahmens mittels der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur gehemmt werden.
  • Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren das Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls kontinuierlich entlang des Trennungsrahmens auf. Somit kann der Laserstrahl ununterbrochen entlang des Trennungsrahmens aufstrahlen. Somit kann eine komplexe Steuerung der Laserenergie über die Zeit, welche auf einen Trennungsrahmen einwirkt, verzichtbar sein. Im Gegensatz dazu kann gemäß beispielhaften Ausführungsformen das Laser-Trimmen zum Beeinflussen des Lasereindringens mittels des Hardware-Designs des Trennungsrahmens in Form der Bereitstellung der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur in einer räumlich abhängigen Weise bewerkstelligt werden.
  • Allerdings kann es bei alternativen Ausführungsformen auch möglich sein, eine Laserintensität während des Laserverarbeitens zu steuern, zum Beispiel mittels wiederholten Einschaltens und Ausschaltens des Laserstrahls.
  • Bei einer Ausführungsform weist das Verfahren das Bilden der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur gleichzeitig mit einem Prozess zum Bilden eines strukturellen Merkmals eines aktiven Bereichs der elektronischen Komponenten auf. Zum Bilden eines funktionell aktiven Bereichs einer elektronischen Komponente können verschiedene Prozessstufen ausgeführt werden (zum Beispiel insbesondere aufweisend Front End of the Line (FEOL) Verarbeitung und Back End of the Line (BEOL) Verarbeitung). Eine derartige Halbleiterverarbeitung zum Erzeugen des aktiven Bereichs kann insbesondere die Bildung von strukturierten Metallschichten aufweisen. Auf äußerst vorteilhafte Weise kann ein solcher Bildungsprozess eines aktiven Bereichs zum gleichzeitigen Bilden der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur auf und/oder in dem Trennungsrahmen verwendet werden. Somit kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur im Wesentlichen ohne einen zusätzlichen Aufwand gebildet werden.
  • Bei einer Ausführungsform ist die elektronische Komponente ein Leistungshalbleiterchip. Ein solcher Leistungshalbleiterchip kann ein oder mehrere integrierte Schaltkreiselemente darin integriert haben, zum Beispiel Transistoren (zum Beispiel Feldeffekttransistoren, wie zum Beispiel Metalloxid Halbleiter Feldeffekttransistoren und/oder Bipolartransistoren, wie zum Beispiel isoliertes Gate Bipolartransistoren) und/oder Dioden. Beispielhafte Anwendungen, welche mittels solcher integrierter Schaltkreiselemente bereitgestellt werden können, sind Schaltzwecke. Zum Beispiel kann ein solches anderes integriertes Schaltkreiselement einer Leistungshalbleitervorrichtung in einer Halbbrücke oder einer Vollbrücke integriert sein. Beispielhafte Anwendungen sind Automobilanwendungen.
  • Die eine oder die mehreren elektronischen Komponenten (insbesondere Halbleiterchips) können mindestens eines aus der Gruppe aufweisen, bestehend aus einer Diode und einem Transistor, genauer einem isoliertes Gate Bipolartransistor. Zum Beispiel können der eine oder die mehreren elektronischen Chips als Halbleiterchips für Leistungsanwendungen verwendet werden, zum Beispiel im Automobilbereich. Bei einer Ausführungsform kann mindestens ein Halbleiterchip einen logischen IC oder einen Halbleiterchip für RF-Leistungsanwendungen aufweisen. Bei einer Ausführungsform können die Halbleiterkomponenten als ein oder mehrere Sensoren oder Aktuatoren in mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) verwendet werden, zum Beispiel als Drucksensoren oder Beschleunigungssensoren, als ein Mikrofon, als ein Lautsprecher, etc.
  • Als Substrat oder Wafer für die Halbleiterkomponenten kann ein Halbleitersubstrat, d. h. ein Siliziumsubstrat, verwendet werden. Alternativ kann ein Siliziumoxid- oder ein anderes Isolatorsubstrat bereitgestellt sein. Es ist auch möglich, ein Germaniumsubstrat oder ein III-V-Halbleitermaterial zu implementieren. Zum Beispiel können beispielhafte Ausführungsformen in GaN oder SiC Technologie implementiert sein.
  • Ferner können beispielhafte Ausführungsformen von Standard-Halbleiterverarbeitungstechnologien Gebrauch machen, zum Beispiel geeigneten Ätztechnologien (einschließlich isotropischen und anisotropischen Ätztechnologien, insbesondere Plasmaätzen, Trockenätzen, Nassätzen), Strukturiertechnologien (welche lithographische Masken involvieren können), Abscheidetechnologien (zum Beispiel chemische Dampfabscheidung (CVD), plasmaverstärkte chemische Dampfabscheidung (PECVD), Atomlagenabscheidung (ALD), Sputtern, etc.).
  • Die oben genannten und andere Ziele, Merkmale, und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen deutlich, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Teile oder Elemente mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen, welche enthalten sind, um ein tieferes Verständnis für beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung bereitzustellen und einen Teil der Beschreibung darstellen, zeigen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • In den Zeichnungen:
    • 1 zeigt eine Draufsicht eines Wafers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
    • 2 zeigt eine Draufsicht einer elektronischen Komponente gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
    • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Trennen von elektronischen Komponenten von einem Wafer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
    • 4 zeigt eine Draufsicht eines Wafers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
    • 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Wafers, welcher abzutrennende elektronische Komponenten aufweist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
    • 6 zeigt eine Draufsicht eines Wafers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
    • 7 zeigt eine Querschnittsansicht eines Wafers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Ausführliche Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen
  • Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch und nicht maßstabsgetreu.
  • Bevor beispielhafte Ausführungsformen genauer mit Bezug auf die Figuren beschrieben werden, sind einige allgemeine Überlegungen zusammengefasst, basierend auf welchen beispielhafte Ausführungsformen entwickelt wurden.
  • Stealth Dicing kann eine bevorzugte Wahl zum Trennen von MEMS-artigen elektronischen Komponenten von einem Wafer sein. Insbesondere kann Stealth Dicing manchmal die einzige mögliche Trennungstechnik sein, welche in der Lage ist, solche Vorrichtungen ohne Feuchtigkeitseinwirkung, ohne die empfindliche Wafer-Vorderseite zu berühren, und ohne ein Aufbringen mechanischer Vibrationen zu handhaben.
  • Abhängig von den Größen ihrer Merkmale können MEMS-artige elektronische Komponenten extrem empfindlich gegenüber einer Defektdichte sein, welche die Bewegungen von mikrogefertigten Elementen beeinträchtigen können und zu einem großen Ausbeuteverlust und zu einem hohen Detektionsaufwand führen können, um solche Partikel zu detektieren und zu erfassen.
  • Allerdings kann Stealth Dicing aufgrund von Partikeln, welche von den getrennten Chip-Seitenwänden absplittern, zu einer größeren Defektdichte führen als andere Dicing-Verfahren. Die Anzahl von Defekten ist abhängig von der Anzahl der fokussierten Laserspot, welche sogenannte Candle Sticks in der Seitenwand einer entsprechenden elektronischen Komponente bilden. Daher kann eine Minimierung dieser Spot-Anzahl wünschenswert sein, um einen unerwünschten Einfluss auf bewegliche Teile einer getrennten MEMS-artigen elektronischen Komponente zu vermeiden.
  • Besonders im Fall von dicken Wafern ist eine Reduzierung der Defektdichte erwünscht. Die Defektdichte ist proportional zu der Anzahl von Fokus-Spots (Candle Sticks). Bei dünneren Wafern spielt auch die Bruchfestigkeit eine Rolle. Dies ist insbesondere beim Stealth Dicing relevant, da das Trennverfahren Stealth Dicing weniger geeignet sein kann als herkömmliche Sägeverfahren, besonders in Bezug auf die Bruchfestigkeit und die Defektdichte. Jedoch ist oft nur Stealth Dicing als ein Sägeverfahren bei MEMS geeignet.
  • Eine Möglichkeit zum Reduzieren solcher Defekte ist das Verwenden eines Stealth-Lasers mit einer sehr hohen Leistung, welcher sowohl in der horizontalen als auch der vertikalen Richtung weniger Spots benötigt. Nichtsdestotrotz mag bei großen Plättchen und kleinen empfindlichen mikromechanischen Elementen weiterhin der Bedarf bestehen, die Defektdichte noch weiter zu reduzieren. Zum Beispiel können bei großen elektronischen Komponenten (welche zum Beispiel eine Fläche von mehreren Hundert Quadratmillimetern haben) bereits Defektpartikel mit einer Größe von einigen Mikrometern zu einem schweren Ausbeuteverlust führen.
  • Eine gewünschte Reduzierung der Spots kann auch über eine Optimierung der Positionierung der Stealth Spots realisiert werden. Es kann erwünscht sein, dass die Stealth Spot-Dichte bei den Chiprändern größer ist als weit entfernt von den Chiprändern. Dies wird von der Tatsache abgeleitet, dass ungleichmäßige Bruchlinien, welche von der Spot-Position bei einer Anreißlinienmitte abweichen, überwiegend in der Nähe der Chipecken auftreten (siehe die Draufsicht von 4).
  • Das Steuern eines Laserstrahls, so dass er während des Bestrahlens entlang eines Trennungsrahmens des Wafers eingeschaltet und ausgeschaltet wird, um die Stealth Spots einzustellen, kann typischerweise aufwändig sein. Da es keine Prozessrückmeldung in Bezug auf den Erfolg und die räumliche Genauigkeit eines solchen Ansatzes des Ein- und Ausschaltens des Laserstrahls während des Bestrahlens entlang eines Trennungsrahmens gibt, kann eine aufwändige manuelle Inspektion der einzelnen elektronischen Komponenten notwendig sein.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Trennungsrahmen eines Wafers mit einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur zum Steuern eines Lasereindringens in einer räumlich abhängigen Weise in einen korrespondierenden Abschnitt des Trennungsrahmens während einer Vereinzelung des Wafers zu einzelnen elektronischen Komponenten ausgestattet sein, ohne eine komplizierte Steuerung des Laserstrahls. Vorteilhaft kann eine solche Lasereindringen-beeinflussende Struktur zum Reduzieren einer Defektdichte in einer elektronischen Komponente bereitgestellt sein, welche von einem Wafer-Verbund mittels Stealth Dicing getrennt wird. Insbesondere kann eine beispielhafte Ausführungsform Stealth Laserspot-Unterbrechungen via ein Trennungslinien- (oder Anreißlinien-) Design implementieren, welches Designelemente eines Chipschaltkreisdesigns und Schichtstapels wiederverwendet, um das Lasereindringen in das Bulk-Silizium zu beeinflussen. Ein solcher Ansatz kann insbesondere vorteilhaft für MEMS-artige elektronische Komponenten angewendet werden, welche effizient mittels Stealth Dicing getrennt werden können. Es kann besonders bevorzugt sein, beispielhafte Ausführungsformen zum Trennen von elektronischen Komponenten mit großen Chipgrößen und mit hohen Anforderungen an die Defektdichte zu implementieren.
  • Auf vorteilhafte Weise erzeugt eine beispielhafte Ausführungsform Laserspot-Unterbrechungen mittels eines Anreißlinien- oder Trennungsliniendesigns, welches Designelemente des Chipschaltkreisdesigns und einen Schichtstapel wiederverwendet, um das Lasereindringen in das Bulk-Silizium zu beeinflussen. Die verwendeten Schichten können eine Platzierungsgenauigkeit haben, welche deutlich besser als 1 µm ist. Auf vorteilhafte Weise können solche Designelemente ohne einen zusätzlichen Aufwand implementiert werden.
  • Bei einer Ausführungsform kann das Design der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur von einer Simulation zur Optimierung unterstützt werden.
  • 1 zeigt eine Draufsicht eines Teils eines Wafers 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Der gezeigte Wafer 100 weist ein Array aus einer Mehrzahl von elektronischen Komponenten 102 auf. Ferner weist der Wafer 100 einen Trennungsrahmen 104 auf, welcher benachbarte elektronische Komponenten 102 trennt. Wie gezeigt ist, weist der Trennungsrahmen 104 eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 (welche mehrere Teilstrukturen 110 haben kann) auf, welche zum lokalen Beeinflussen des Lasereindringens konfiguriert ist, wenn der Trennungsrahmen 104 während des Stealth Dicing dem Laserverarbeiten (insbesondere zum Trennen entlang der Trennungslinien 112) unterzogen wird.
  • 2 zeigt eine Draufsicht einer elektronischen Komponente 102 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Die gezeigte elektronische Komponente 102 weist einen Halbleiterkörper 114 auf. Ein aktiver Bereich 116 ist in und/oder auf einem zentralen Abschnitt des Halbleiterkörpers 114 gebildet. Ferner weist die elektronische Komponente 102 eine Trennungsrahmenstruktur 118 in einem Randbereich des Halbleiterkörpers 114 auf. Wie gezeigt ist, weist die Trennungsrahmenstruktur 118 eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 auf, welche zum lokalen Beeinflussen des Lasereindringens konfiguriert ist, während die Trennungsrahmenstruktur 118 während des Stealth Dicing einem Laserverarbeiten unterzogen wird.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm 200 eines Verfahrens zum Trennen elektronischer Komponenten 102 von einem Wafer 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Für die Beschreibung von 3 werden die Bezugszeichen gemäß 1 und 2 verwendet.
  • Wie mit einem Block 202 gezeigt ist, kann das Verfahren das Bereitstellen des Wafers 100 mit einem Trennungsrahmen 104 aufweisen, welcher benachbarte elektronische Komponenten 102 trennt.
  • Wie mit einem Block 204 gezeigt ist, kann das Verfahren ferner das Bereitstellen des Trennungsrahmens 104 mit einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 aufweisen.
  • Wie mit einem Block 206 gezeigt ist, kann das Verfahren zusätzlich das Unterziehen der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 einem Laserverarbeiten während des Stealth Dicing entlang des Trennungsrahmens 104 zum lokalen Beeinflussen des Lasereindringens aufweisen.
  • 4 zeigt eine Draufsicht eines Wafers 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie mit den Bezugszeichen 130 gezeigt ist, kann das Zertrennen des Wafers 100 zu einzelnen elektronischen Komponenten 102 mittels Stealth Dicing Probleme mit ungeraden Trennungsrändern involvieren, welche von geraden Trennungslinien 112 abweichen, entlang welchen ein Laserstrahl bewegt werden kann. Die Artefakte gemäß den Bezugszeichen 130 können vorwiegend in Eckenbereichen der abzutrennenden elektronischen Komponenten 102 auftreten.
  • Somit zeigt 4 ein Raster, welches mittels eines Laserstrahls während des Stealth Dicing abgetastet wird. Während der Trennung mittels Zerbrechens des Wafers 100 sollen sich Trennungsrisse entlang des Rasters erstrecken. Allerdings kann es insbesondere in Eckenbereichen der getrennten elektronischen Komponenten 102 vorkommen, dass ein Riss während der Trennung eine unerwünschte Abkürzung nimmt, siehe Bezugszeichen 130.
  • 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Wafers 100 mit elektronischen Komponenten 102 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Bezugnehmend auf 5 und zusätzlich auf 2 sind Eigenschaften einer elektronischen Komponente 102 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform erläutert.
  • Eine solche elektronische Komponente 102 kann einen Halbleiterkörper 114 aufweisen, zum Beispiel einen Siliziumblock. Der Halbleiterkörper 114 kann anfänglich einen Teil eines Halbleiter- (insbesondere Silizium-) Wafers 100 bilden, von welchem die elektronischen Komponenten 102 mittels Stealth Dicing getrennt werden können.
  • In und/oder auf einem oberen zentralen Bereich des Halbleiterkörpers 114 kann ein aktiver Bereich 116 monolithisch integriert sein, zum Beispiel mittels Halbleitertechnologie. Die Bildung des aktiven Bereichs 114 kann auch die Bildung eines mikroelektromechanischen Systems (MEMS) mit relativ zueinander beweglichen mechanischen Teilen enthalten, welche ebenfalls ein elektrisches Merkmal oder eine Funktion bereitstellen. Zum Beispiel kann der MEMS-artige aktive Bereich 114 eine Mikrofonfunktion bereitstellen, bei welcher eine Bewegung einer Membran, welche mittels einer akustischen Welle getriggert wird, in ein elektrisches Signal gewandelt wird. Allerdings sind dem Fachmann viele andere MEMS Anwendungen als solches möglich und bekannt.
  • Wie besser in 2 zu sehen ist, erstreckt sich eine Trennungsrahmenstruktur 118 - welche anfänglich einen Teil eines Trennungsrahmens 104 eines Wafers 100 bildet, von welchem die elektronische Komponente 102 getrennt wurde - als eine ringförmig geschlossene Struktur entlang eines Randbereichs des Halbleiterkörpers 114 und umgibt den aktiven Bereich 116. Auf vorteilhafte Weise, und wie es auch in 5 gezeigt ist, weist die Trennungsrahmenstruktur 118 eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 auf, welche zum lokalen Beeinflussen des Lasereindringens in die Trennungsrahmenstruktur 118 konfiguriert ist, während die Trennungsrahmenstruktur 118 während des Stealth Dicing einem Laserverarbeiten unterzogen wird, um die elektronische Komponente 102 von dem Wafer 100 abzutrennen. Somit ist die Anwesenheit der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 entlang der geraden Ränder der Trennungsrahmenstruktur 118 ein Fingerabdruck einer entsprechenden elektronischen Komponente 102 für ihre Trennung von dem Wafer 100 mittels Stealth Dicing gemäß beispielhaften Ausführungsformen.
  • Wieder auf 2 bezugnehmend ist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 entlang von Teilen von jedem von vier äußeren geraden Rändern des Halbleiterkörpers 114 angeordnet, welcher rechteckige Hauptoberflächen hat. Im Gegensatz dazu ist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 in jedem der vier äußeren Eckenbereiche des Halbleiterkörpers 114 abwesend. Jeder der Eckenbereiche ist an einer Schnittstelle von zwei senkrechten der vier äußeren geraden Ränder gebildet. Als Ergebnis dieses Weglassens der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 in den Eckenbereichen kann eine präzise Trennung in den Eckenbereichen sichergestellt werden, um Artefakte zu verhindern, wie sie mit den Bezugszeichen 130 in 4 gezeigt sind. Gleichzeitig kann aufgrund der Anwesenheit der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 an den Rändern eine Defektbildung entlang der Ränder unterdrückt werden. Dies ist am besten in 5 zu sehen, in welcher eine Mehrzahl von Candle Sticks 134 gezeigt ist, welche aufgrund des Laserverarbeitens im Rahmen des Stealth Dicing in einer Seitenwand der elektronischen Komponente 102 gebildet sind. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Candle Sticks 134 in verschiedenen Tiefenebenen d1, d2, d3, d4 gebildet, mittels wiederholten Abtastens des Laserstrahls entlang eines Trennungsrahmens 104 mit einem Fokus bei den verschiedenen Tiefenebenen d1, d2, d3, d4. Solche Candle Sticks 134 können als Spots in den Seitenwänden der elektronischen Komponenten 102 gebildet werden, an welchen ein Laserstrahl, welcher auf einen Wafer 100 während des Stealth Dicing einwirkt, zu einem Schneiden führt. Auf das Zerbrechen des Wafers 100 an den Seitenwänden hin können Partikel mit typischen Abmessungen von einigen Mikrometern von den Candle Sticks 134 freigesetzt oder entladen werden, und können sich unbeabsichtigterweise zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen der MEMS-artigen elektronischen Komponente 102 verklemmen, um ihre Funktion zu stören oder zu beschädigen. Mittels Anordnens - bevorzugt metallischer - Teilstrukturen 110 der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 gemäß 5 zum lokalen Blockieren eines Laserstrahls, kann ein Lasereinfluss auf korrespondierende Abschnitte der Trennungsrahmenstruktur 118 so gehemmt werden, dass die Dichte der Candle Sticks 134 dort reduziert ist, wo die Teilstrukturen 110 der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 vorhanden sind. Dies ist in 5 zu sehen.
  • Genauer zeigt 5 eine lokal höhere Dichte von Candle Sticks 134 in Ecken (d. h. bei den Trennungslinien 112) einer entsprechenden elektronischen Komponente 102 im Vergleich zu einer lokal geringeren Dichte der Candle Sticks 134 entlang der Ränder zwischen den Ecken einer entsprechenden elektronischen Komponente 102. Dies ist der Fall aufgrund der Anwesenheit der Teilstrukturen 110 der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 entlang der Ränder und aufgrund ihrer Abwesenheit an den Ecken. Folglich wirkt die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 als eine Defektdichteunterdrückungsstruktur zum Unterdrücken der Bildung von Defekten während des Trennens der elektronischen Komponente 102 von einem Wafer 100. Jedes der Candle Sticks 134 ist eine potentielle Quelle von Partikeln, und somit Defekten, welche während der Trennung des Wafers 100 mittels Expansion entladen werden. Das lokale Verringern der Dichte der Candle Sticks 134 entlang der Ränder stellt eine kleinere Defektdichte entlang der Ränder sicher. Gleichzeitig kann auch eine hohe Trenngenauigkeit in den Ecken erzielt werden. Dies kann die beweglichen Teile der MEMS-artigen elektronischen Komponente 102 vor einem Blockieren durch entladene Partikel schützen und kann gleichzeitig Artefakte 130 unterdrücken, welche sich auf ungerade Bruchlinien in den Ecken beziehen (vergleiche 4).
  • Wieder auf 5 bezugnehmend kann eine Dicke D des Halbleiterkörpers 114 zum Beispiel 700 µm oder größer sein. Eine solche große Dicke ist typisch für MEMS Anwendungen. Für derartig dicke elektronische Komponenten 102 mit entsprechend großen Seitenwandflächen und somit hohen Anzahlen von Candle Sticks 134, kann der beschriebene defektdichtereduzierende Einfluss der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 von größtem Vorteil sein.
  • Wenn die Dicke D bei anderen Ausführungsformen zum Beispiel kleiner als 200 µm ist, kann ein Engpass eine begrenzte Bruchfestigkeit des Wafers 100 und seiner elektronischen Komponenten 102 sein. Somit können die elektronischen Chips 102 mit einer so geringen Dicke, welche von dem Wafer 100 getrennt werden, anfällig für einen Bruch an unerwünschten Positionen während der Trennung sein. Um einer solchen Herausforderung zu begegnen, kann es möglich sein, die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 als eine Bruchfestigkeitserhöhungsstruktur zum Erhöhen einer Bruchfestigkeit während des Trennens der elektronischen Komponente 102 von einem Wafer 100 zu konfigurieren.
  • 6 zeigt eine Draufsicht eines Wafers 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
  • Der gezeigte Wafer 100 kann ein Halbleiter-Wafer sein, insbesondere ein Silizium-Wafer, und kann ein matrixähnliches Array aus einer Mehrzahl von elektronischen Komponenten 102 aufweisen, zum Beispiel MEMS Chips. Ein Trennungsrahmen 104 bildet einen integralen Teil des Wafers 100, ist dadurch mit den elektronischen Komponenten 102 integral verbunden, und trennt oder beabstandet benachbarte oder nebeneinanderliegende elektronische Komponenten 102 voneinander. Anschaulich ist der Trennungsrahmen 104 eine gitterartige Struktur, welche überwiegend aus dem Halbleitermaterial des Wafers 100 gebildet ist.
  • Neben seiner Halbleiterbasis weist der Trennungsrahmen 104 eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 auf, welche zum lokalen Beeinflussen des Lasereindringens konfiguriert ist, wenn der Trennungsrahmen 104 während des Stealth Dicing einem Laserverarbeiten unterzogen wird. Insbesondere wenn die elektronischen Komponenten 102 MEMS Elemente sind, welche von Defektpartikeln funktionell gestört werden können, und wenn die Dicke D des Wafers 100 groß ist (zum Beispiel über 300 µm), kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 als eine Defektdichteunterdrückungsstruktur zum Unterdrücken der Bildung von Defekten während des Trennens der elektronischen Komponenten 102 von dem Wafer 100 konfiguriert sein, wie oben zum Beispiel mit Bezug auf 5 erläutert ist.
  • Wie in 6 gezeigt ist, weist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 ein metallisches Muster in Form von streifenförmigen Teilstrukturen 110 auf, welche in Bezug auf die Trennungslinien 112 symmetrisch angeordnet sind, zum Trimmen eines Laserstrahls, welcher während des Stealth Dicing entlang der Trennungslinien 112 abtastet. Bei der gegenwärtig beschriebenen Ausführungsform sind Trennungslinien 112 gezeigt, welche sich entlang von zwei orthogonalen Richtungen erstrecken. Auf vorteilhafte Weise ist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 zum lokalen Blockieren eines Laserstrahls konfiguriert, wenn er auf den Trennungsrahmen 104 aufgestrahlt wird. In anderen Worten kann ein Laserstrahl in einem größeren Ausmaß blockiert werden, in den Trennungsrahmen 104 in eine Tiefenrichtung (d. h. rechtwinklig zu der Papierebene von 6) einzudringen, wenn er auf der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 auftrifft, im Vergleich zu einem Szenario, bei welchem der Laserstrahl auf den Trennungsrahmen 104 abseits von der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 auftrifft.
  • Wie bereits erwähnt ist, kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 gemäß 6 eine metallische Struktur zum Reflektieren eines Laserstrahls sein. Alternativ kann gehemmt werden, dass ein Laserstrahl auf eine unerwünschte Weise in ein Inneres des Trennungsrahmens 104 propagiert, mittels einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106, welche als ein lokal höher n- oder p- dotierter Bereich verkörpert ist, um zumindest einen großen Anteil des Laserstrahls zu absorbieren. Ferner kann die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 alternativ ein dielektrisches Material umfassen, welches eine signifikant verschiedene Dielektrizitätskonstante im Vergleich zu einem umgebenden Material hat, um dadurch eine Fokusposition des Laserstrahls zu manipulieren, insbesondere eine Fokustiefe. Noch eine andere Option für die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 ist es, sie als einen Oberflächenabschnitt mit einer lokal erhöhten Oberflächenrauigkeit im Vergleich zu einer kleineren Oberflächenrauigkeit des umgebenden Materials zu verkörpern, um dadurch den Laserstrahl zu defokussieren.
  • Wie bereits erwähnt und in 6 gezeigt ist, weist die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 der vorliegenden Ausführungsform ein symmetrisches und periodisches Muster aus metallischen Teilstrukturen 110 auf, welche entlang der geraden Trennungslinien 112 des Trennungsrahmens 104 angeordnet sind, welche sich entlang von zwei orthogonalen Richtungen erstrecken. Vorteilhaft ist das Muster gemäß 6 ein regelmäßiges, periodisches Muster aus Teilstrukturen 110, welche sich entlang einer geraden Linie erstrecken, wobei die Teilstrukturen 110, welche einer jeweiligen geraden Linie zugeordnet sind, zu einer jeweiligen Trennungslinie 112 korrespondieren. Ferner können die Teilstrukturen 110, welche zu einer gemeinsamen Trennungslinie 112 korrespondieren, miteinander und mit der Trennungslinie 112 in Ausrichtung (engl.: in alignment with) sein. Wie gezeigt ist, weisen die Teilstrukturen 110 eine Mehrzahl von Streifenpaaren auf, wobei jedes Streifenpaar einen Abstand zwischen seinen Streifen hat. Ferner sind Verschiedene der Streifenpaare entlang einer jeweiligen der einen oder mehreren geraden Trennungslinien 112 beabstandet. Die Geometrie gemäß 6 stellt sowohl eine zuverlässige Trennung als auch eine niedrige Defektdichte sicher, wenn entlang der Ränder der elektronischen Komponenten 102 geschnitten wird. Da sich die Trennungstrajektorie in Übereinstimmung mit den Trennungslinien 112 gerade entlang der Abstände zwischen den Streifen der jeweiligen Streifenpaare erstreckt, bildet ein Streifen eines jeweiligen Streifenpaares nach der Trennung einen Teil eines Randbereichs von jeder von zwei benachbarten getrennten elektronischen Komponenten 102.
  • Vorteilhaft ist das Muster aus Teilstrukturen 110 gemäß 6 in den Kreuzungsbereichen des Trennungsrahmens 104 abwesend. Dies verhindert Artefakte 130 in Bezug auf ungerade Bruchoberflächen (vergleiche 4) in den Ecken der elektronischen Komponenten 102 während der Trennung. Abseits von den Kreuzungsbereichen können Teilstrukturen 110 mit einer laserabschattenden oder -abschirmenden Wirkung implementiert sein.
  • Während der Trennung des Wafers 100 zu den einzelnen elektronischen Komponenten 102 gemäß 6 wird ein Laserstrahl entlang des Trennungsrahmens 104 in eine horizontale Richtung und in eine vertikale Richtung geführt, welche rechtwinklig zu der horizontalen Richtung ist. Um die Candle Sticks 134 bei verschiedenen Tiefenebenen in dem Wafer 100 zu erzeugen, kann der Laserstrahl eine Mehrzahl von Malen (insbesondere 2 bis 7 mal) entlang der Trennungslinien 112 an dem Trennungsrahmen 104 geführt werden, um auf den Wafer 100 bei den verschiedenen Tiefenebenen (vergleiche d1-d4 in 5) einzuwirken. Vorteilhaft kann der Laserstrahl entlang des Trennungsrahmens 104 so geführt werden, dass das Eindringen des Laserstrahls in den Wafer 100 teilweise oder vollständig mittels der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 blockiert wird. Das Eindringen des Laserstrahls in den Wafer 100 kann abseits der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 effizienter erfolgen, im Vergleich zu dem Eindringen des Laserstrahls in den Wafer 100 bei der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106. Um eine einfache Lasersteuerung sicherzustellen, kann das Laserverarbeiten den Laserstrahl kontinuierlich entlang des Trennungsrahmens 104 führen, so dass der Laserstrahl während des gesamten Laserverarbeitens im Rahmen des Stealth Dicing eingeschaltet bleiben kann.
  • Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann der Stealth Dicing Prozess nach der Vervollständigung des Laserverarbeitens fortgeführt werden, mittels radialen Expandierens des Wafers 100, um einen Bruch bei dem Trennungsrahmen 104 zu induzieren, um dadurch die elektronischen Komponenten 102 zu trennen.
  • Vorteilhaft kann die Bildung der metallischen Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 gleichzeitig mit einem Prozess des Bildens eines metallischen Strukturmerkmals in dem aktiven Bereich 116 der elektronischen Komponenten 102 während der Halbleiterverarbeitung ausgeführt werden. Zum Beispiel kann eine gemeinsame Lithographie zum Bilden eines Teils des aktiven Bereichs 116 und zumindest eines Teils der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 verwendet werden, zum Beispiel während eines BEOL-Prozesses. Zum Beispiel kann eine metallische Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 aus einer letzten Metallschicht gebildet werden, welche im Verlauf des Halbleiter-Wafer-Verarbeitung aufgebracht wird.
  • 6 zeigt eine Draufsicht von Anreiß- oder Trennungslinien 112 des Wafers 100. Die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 stellt ein Muster für ein Laserblockieren dar. Jedes Streifenpaar hat einen Abstand bei einer zentralen Position, welche eine Trennungsposition entlang einer zugeordneten Trennungslinie 112 angibt. Vorteilhaft ist kein blockierendes Muster von Teilstrukturen 110 in der Nähe von Kreuzungen des Trennungsrahmens 104 vorhanden.
  • Wie bereits erwähnt, bestehen verschiedene Optionen, um das Eindringen des Laserstrahls mittels einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur 106 zu beeinflussen:
    • Bei einer Ausführungsform kann es möglich sein, den Laserstrahl zu reflektieren, abzuschirmen, oder zu blockieren, zum Beispiel mittels der Teilstrukturen 110, welche als Metallstreifen oder Streifen aus einem anderen reflektierenden Material verkörpert sind. Da mindestens ein Metall typischerweise immer in beinahe allen Halbleiterchip-Produkten verfügbar ist, kann eine korrespondierende Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 mit dem geringsten Aufwand gebildet werden.
  • Eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 kann auch so verkörpert sein, dass sie ein Infrarot (IR) Laserlicht in der Nähe der Oberfläche mittels einer stark dotierten Implantatsschicht absorbiert.
  • Bei noch einer anderen Ausführungsform kann eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 mittels eines dicken Dielektrikums mit einem signifikant verschiedenen εr-Wert implementiert sein, zum Beispiel Siliziumnitrid (Si3N4), was gemäß Bragg's Gesetz die Seitenwand-Spots versetzt.
  • Zusätzlich oder alternativ kann es möglich sein, eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 mittels Verwendens einer lokalen Aufrauung der Oberfläche oder an einer Schnittstelle mit dem Schichtstapel zu bilden, um das Fokussieren des Laserlichts auf einen Spot zu verhindern. Zum Beispiel kann dies über einen nasschemischen Prozess oder mittels eines Schaden-Implantierungsprozesses erreicht werden.
  • 7 zeigt eine Querschnittsansicht eines Wafers 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Die Ausführungsform von 7 zeigt, dass die Lasereindringen-beeinflussende Struktur 106 so konfiguriert sein kann, dass sie das Lasereindringen in verschiedene Tiefenebenen d1, d2, d3 in dem Trennungsrahmen 104 unterschiedlich beeinflusst. Jede der drei Darstellungen von 7 zeigt ein Szenario, in welchem ein entsprechender Laserstrahl 140, 142, 144 auf eine Oberfläche 146 einer elektronischen Komponente 102 gerichtet wird, welche von einem Wafer 100 abzutrennen ist. Die Trennung kann mittels der Bildung von Candle Sticks 134 bei den verschiedenen Höhenebenen d1, d2, d3 getriggert werden, welche in 7 gezeigt sind. Zu diesem Zweck kann ein entsprechender Laserstrahl 140, 142, 144 auf eine entsprechende der verschiedenen Höhenebenen d1, d2, d3 fokussiert werden. Durch die verschiedenen gezeigten Gestaltungen der Teilstrukturen 110 der Lasereindringen-beeinflussenden Strukturen 106 gemäß den drei Beispielen von 7 können verschiedene Defektcharakteristika bei den verschiedenen Höhenebenen d1, d2, d3 erzielt werden.
  • Mit der Gestaltung, welche auf der linken Seite von 7 gezeigt ist, und welche dem Einwirken des Laserstrahls 140 unterzogen wird, wird der Laserstrahl 140 mittels der Teilstrukturen 110 signifikant blockiert, wenn er auf jede der verschiedenen Höhenebenen d1, d2, d3 fokussiert wird.
  • Mit der Gestaltung, welche in dem zentralen Teil von 7 gezeigt ist, und welche dem Einwirken des Laserstrahls 142 unterzogen wird, wird der Laserstrahl 142 mittels der Teilstrukturen 110 signifikant blockiert, wenn er auf die Höhenebene d1 fokussiert wird. Auf ein Fokussieren auf die Höhenebenen d2, d3 hin ist der blockierende Effekt der Teilstrukturen 110 signifikant weniger ausgeprägt.
  • Mit der Gestaltung, welche auf der rechten Seite von 7 gezeigt ist, und welche dem Einwirken des Laserstrahls 144 unterzogen wird, wird der Laserstrahl 142 mittels der Teilstrukturen 110 signifikant blockiert, wenn er auf die Höhenebenen d2, d3 fokussiert wird. Auf ein Fokussieren auf die Höhenebene d1 hin ist die blockierende Funktion der Teilstrukturen 110 signifikant weniger ausgeprägt.
  • Somit kann es, abhängig von der Gestaltung der Streifen der Teilstrukturen 110, möglich sein, mehr die höchsten oder die niedrigsten Scanpositionen zu blockieren, um die Trennungsrate und gegebenenfalls die Bruchfestigkeit zu optimieren. Beim Vergleichen der Blockierrate für jeden Laserkonus für die Scanposition der oberen Ebene und der niedrigeren Ebene kann man sehen, dass der blockierte Bereich des Laserkonus-Querschnitts für die verschiedenen Konuspositionen in Abhängigkeit der Streifengestaltung unterschiedlich ist.
  • Einem Fachmann ist klar, dass der Konuswinkel in Luft im Vergleich mit Silizium viel größer sein kann, so dass 7 in diesem Kontext nicht maßstabsgetreu ist. Dies ist schematisch mit dem Bezugszeichen 199 in 7 gezeigt, welche eine Brechung eines Laserstrahls an der Oberfläche 146 zeigt. Der Öffnungswinkel über der Oberfläche 146 ist größer als unter der Oberfläche 146. In anderen Worten wird oben ein flacherer oder breiterer Trichter als unten erzielt. Dies ist ein Ergebnis des Einflusses der dielektrischen Konstante auf den Winkel.
  • Es ist anzumerken, dass der Begriff „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Merkmale ausschließt und „ein“ oder „eine“ keine Mehrzahl ausschließen. Auch Elemente, welche in Zusammenhang mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben sind, können kombiniert werden. Es ist ebenfalls anzumerken, dass Bezugszeichen nicht als einschränkend für den Schutzbereich der Ansprüche auszulegen sind. Darüber hinaus soll der Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen des Prozesses, der Maschine, der Herstellung, der Stoffzusammensetzung, der Mittel, der Verfahren, und Schritte beschränkt sein, welche in dieser Beschreibung beschrieben sind.
  • Entsprechend sollen die beigefügten Ansprüche in ihrem Schutzbereich solche Prozesse, Maschinen, Herstellungen, Stoffzusammensetzungen, Mittel, Verfahren, oder Schritte enthalten.

Claims (20)

  1. Ein Wafer (100), welcher aufweist: • ein Array aus einer Mehrzahl von elektronischen Komponenten (102); und • einen Trennungsrahmen (104), welcher benachbarte elektronische Komponenten (102) trennt; • wobei der Trennungsrahmen (104) eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) aufweist, welche zum lokalen Beeinflussen eines Lasereindringens konfiguriert ist, wenn der Trennungsrahmen (104) während eines Stealth Dicing einem Laserverarbeiten unterzogen wird.
  2. Der Wafer (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) eine Defektdichteunterdrückungsstruktur zum Unterdrücken einer Bildung von Defekten während eines Trennens der elektronischen Komponenten (102) von dem Wafer (100) ist.
  3. Der Wafer (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) eine Bruchfestigkeitserhöhungsstruktur zum Erhöhen einer Bruchfestigkeit während des Trennens der elektronischen Komponenten (102) von dem Wafer (100) ist.
  4. Der Wafer (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) ein Muster aufweist, welches zum Trimmen eines Laserstrahls während des Stealth Dicing konfiguriert ist.
  5. Der Wafer (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) zum lokalen Blockieren eines Laserstrahls konfiguriert ist, wenn er auf den Trennungsrahmen (104) gestrahlt wird.
  6. Der Wafer (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend mindestens eines der folgenden Merkmale: wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) eine metallische Struktur zum Reflektieren eines Laserstrahls aufweist oder daraus besteht; wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) einen lokal stark dotierten Bereich zum Absorbieren eines Laserstrahls aufweist oder daraus besteht; wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) ein dielektrisches Material aufweist oder daraus besteht, welches eine verschiedene Dielektrizitätskonstante im Vergleich zu einem umgebenden Material hat, und konfiguriert ist, eine Fokusposition, insbesondere eine Fokustiefe, des Laserstrahls zu manipulieren; wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) eine lokal erhöhte Oberflächenrauigkeit im Vergleich zu dem umgebenden Material hat, um dadurch einen Laserstrahl zu defokussieren.
  7. Der Wafer (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) zum Beeinflussen des Lasereindringens auf verschiedene Weise in verschiedenen Tiefenebenen (d1-d4) in dem Trennungsrahmen (104) konfiguriert ist.
  8. Der Wafer (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) ein Muster von Teilstrukturen (110) aufweist, welche entlang einer oder mehrerer geraden Trennungslinien (112) des Trennungsrahmens (104) angeordnet sind.
  9. Der Wafer (100) gemäß Anspruch 8, aufweisend mindestens eines der folgenden Merkmale: wobei das Muster ein regelmäßiges, insbesondere periodisches, Muster von Teilstrukturen (110) ist; wobei das Muster in Kreuzungsbereichen des Trennungsrahmens (104) abwesend ist; wobei die Teilstrukturen (110) eine Mehrzahl von Streifenpaaren aufweisen, wobei jedes Streifenpaar einen Abstand zwischen seinen Streifen hat, wobei insbesondere Verschiedene der Streifenpaare entlang einer jeweiligen der einen oder mehreren geraden Trennungslinien (112) beabstandet sind.
  10. Eine elektronische Komponente (102), welche aufweist: • einen Halbleiterkörper (114); • einen aktiven Bereich (116) in und/oder an einem zentralen Bereich des Halbleiterkörpers (114); und • eine Trennungsrahmenstruktur (118) in einem Randbereich des Halbleiterkörpers (114); • wobei die Trennungsrahmenstruktur (118) eine Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) aufweist, welche zum lokalen Beeinflussen eines Lasereindringens konfiguriert ist, während die Trennungsrahmenstruktur (118) während eines Stealth Dicing einem Laserverarbeiten unterzogen wird.
  11. Die elektronische Komponente (102) gemäß Anspruch 10, wobei die elektronische Komponente (102) als ein mikroelektromechanisches System konfiguriert ist.
  12. Die elektronische Komponente (102) gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) entlang zumindest eines Teils von jedem der umgebenden Ränder des Halbleiterkörpers (114) angeordnet ist.
  13. Die elektronische Komponente (102) gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) in jedem der Eckenbereiche des Halbleiterkörpers (114) abwesend ist.
  14. Die elektronische Komponente (102) gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) eine Defektdichteunterdrückungsstruktur zum Unterdrücken einer Bildung von Defekten während eines Trennens der elektronischen Komponente (102) von einem Wafer (100) ist.
  15. Die elektronische Komponente (102) gemäß Anspruch 14, wobei eine Dicke (D) des Halbleiterkörpers (114) mindestens 300 µm ist, insbesondere in einem Bereich von 300 µm bis 1 mm ist.
  16. Die elektronische Komponente (102) gemäß irgendeinem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die Lasereindringen-beeinflussende Struktur (106) eine Bruchfestigkeitserhöhungsstruktur zum Erhöhen einer Bruchfestigkeit während des Trennens der elektronischen Komponente (102) von einem Wafer (100) ist.
  17. Die elektronische Komponente (102) gemäß Anspruch 16, wobei eine Dicke (D) des Halbleiterkörpers (114) nicht größer als 300 µm ist, insbesondere in einem Bereich von 100 µm bis 300 µm ist.
  18. Ein Verfahren zum Trennen von elektronischen Komponenten (102) von einem Wafer (100), wobei das Verfahren aufweist: • Bereitstellen des Wafers (100) mit einem Trennungsrahmen (104), welcher benachbarte elektronische Komponenten (102) trennt; • Bereitstellen des Trennungsrahmens (104) mit einer Lasereindringen-beeinflussenden Struktur (106); und • Unterziehen der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur (106) einem Laserverarbeiten während eines Stealth Dicing entlang des Trennungsrahmens (104) zum lokalen Beeinflussen des Lasereindringens.
  19. Das Verfahren gemäß Anspruch 18, aufweisend mindestens eines der folgenden Merkmale: wobei das Verfahren ein Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls entlang des Trennungsrahmens (104) in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung aufweist, welche quer, insbesondere rechtwinklig, zu der ersten Richtung ist; wobei das Verfahren das Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls mehrmals entlang des Trennungsrahmens (104) aufweist, zum Einwirken auf den Wafer (100) bei verschiedenen Tiefenebenen (d1-d4); wobei das Verfahren das Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls entlang des Trennungsrahmens (104) aufweist, so dass das Eindringen des Laserstrahls in den Wafer (100) zumindest teilweise mittels der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur (106) blockiert ist; wobei das Verfahren das Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls entlang der Trennungslinie (104) aufweist, so dass das Eindringen des Laserstrahls in den Wafer (100) abseits der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur (106) effizienter stattfindet, im Vergleich zu dem Eindringen des Laserstrahls in den Wafer (100) bei der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur (106); wobei das Verfahren das Ausführen des Laserverarbeitens mittels Führens eines Laserstrahls kontinuierlich entlang des Trennungsrahmens (104) aufweist; wobei das Verfahren ein Fortsetzen des Stealth Dicing nach dem Laserverarbeiten mittels Expandierens des Wafers (100) aufweist, um einen Bruch bei dem Trennungsrahmen (104) zu induzieren, um dadurch die elektronischen Komponenten (102) abzutrennen; wobei das Verfahren das Bilden der Lasereindringen-beeinflussenden Struktur (106) gleichzeitig mit einem Prozess zum Bilden eines strukturellen Merkmals eines aktiven Bereichs (116) der elektronischen Komponenten (102) aufweist.
  20. Das Verfahren gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei das Verfahren ein Verwenden eines Wafers (100) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
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