DE10215083C1

DE10215083C1 - Semiconductor chip separation and handling method uses push rod for transfer of separated semiconductor chip from saw frame to transport band

Info

Publication number: DE10215083C1
Application number: DE2002115083
Authority: DE
Inventors: Sylvia Winter
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2022-04-06

Abstract

The method has a semiconductor wafer sawed along defined lines via a saw foil (8), for separation into individual semiconductor chips (5), released via a transport rod (11) pushed through the saw foil into contact with the semiconductor chip, which is transferred to a transport band (13,14) on the opposite side.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vereinzeln von Halb leiterchips von einem Wafer und zum Handhaben vereinzelter Halbleiterchips gemäß Patentanspruch 1. Inte grierte Schaltkreise in Form von sogenannten Halbleiter-Chips werden in großer Stückzahl auf einem Halbleiterwafer herge stellt. Dabei ist die Anzahl der Chips pro Wafer in Abhängig keit von der Chipgröße zwischen einigen hundert und einigen tausend bis zu über zehntausend Halbleiter-Chips pro Wafer. Diese sind matrixartig auf dem Wafer angeordnet, und werden nach der Herstellung beispielsweise zersägt. Dabei ist ein übliches, seit langem bekanntes Verfahren, dass der Wafer vor dem Sägen auf einer Sägefolie haftend aufgebracht wird, die in einem Sägerahmen eingespannt ist. Entsprechend der Sägeli nien, die benachbarte integrierte Schaltungen von einander trennen, wird der Wafer gesägt. Es liegen dann die einzelnen Halbleiter-Chips auf der Sägefolie vor. Für die weitere Ver arbeitung drückt beispielsweise eine Nadel von der Sägefoli enseite her gegen einen der Halbleiterchips, so daß sich die Folie weitgehend vom Chip trennt. Sodann wird der Chip von der anderen Seite der Sägefolie mittels Unterdruck von der Sägefolie abgenommen und zur Wei terverarbeitung abgesetzt. Dieses übliche Verfahren ist in der WO 00/25349 A1 und in der DE 43 38 071 C2 beschrieben.The invention relates to a method for separating half conductor chips from a wafer and for handling individual semiconductor chips according to claim 1. Inte free circuits in the form of so-called semiconductor chips are produced in large numbers on a semiconductor wafer provides. The number of chips per wafer depends on this chip size between a few hundred and a few a thousand to over ten thousand semiconductor chips per wafer. These are arranged on the wafer in a matrix, and are sawn after manufacture, for example. There is one Common, long-known method that the wafer before the adhesive is adhered to a sawing film which is clamped in a saw frame. According to the Sägeli nien, the adjacent integrated circuits of each other separate, the wafer is sawn. Then the individual lie Semiconductor chips on the saw foil in front. For further ver For example, work pushes a needle off the saw foil side against one of the semiconductor chips, so that the Largely separates the film from the chip. Then will the chip from the other side of the saw foil removed from the saw foil by vacuum and turned to white processing discontinued. This common procedure is in WO 00/25349 A1 and DE 43 38 071 C2 described.

Dieses bekannte und weitgehend übliche Verfahren ist dann un geeignet, wenn die von der Sägefolie abgewandete Seite des Halbleiter-Chips berührungsempfindlich ist. Dies ist bei spielsweise dann der Fall, wenn z. B. mikromechanische Ele mente oder auch Sensoren an der Oberfläche ausgebildet sind. Für den Umgang mit Halbleiterchips, die eine empfindliche Oberfläche aufweisen, sind nachfolgende Hand habungsverfahren bekannt. Zum Abnehmen von der Sägefolie ist beispielsweise bekannt, mittels mehrerer Ausstoßnadeln, die durch die Sägefolie durchgedrückt werden, den Halbleiterchip von der Sägefolie abzuheben. Danach, d. h. wenn ein ausrei chender Abstand von der Sägefolie bzw. dem benachbarten Chips erreicht ist, wird dieser mittels einer entsprechenden Vor richtung seitlich gegriffen und weiterverarbeitet.This known and largely customary method is then un suitable if the side of the Semiconductor chips is touch sensitive. This is at for example, when z. B. Micromechanical Ele elements or sensors are formed on the surface. For handling semiconductor chips that are sensitive Have surface, are subsequent hands known. To remove from the saw foil known, for example, by means of several ejection needles to be pushed through the saw foil, the semiconductor chip to be lifted off the saw foil. After that, d. H. if a pass distance from the saw foil or the neighboring chips is reached, this is done by means of a corresponding pre direction gripped laterally and processed.

Weiterhin ist in der endverarbeitenden Fertigung von Halblei terchips die Verwendung von Transportbändern, sogenannten "Surftabs" bekannt. Es handelt sich hierbei um ein Band, bei dem zumindest in einer Reihe hintereinander folgend Öffnungen vorgesehen sind, die deutlich größer als der Halbleiterchip sind, wobei die Öffnungen einseitig mit einem Klebeband bzw. Klebefolie abgedeckt ist. Der Chip wird sodann in diese Öff nung reingesetzt und durch die klebende Oberfläche bleibt er haftend in der Öffnung und wird der weiteren Verarbeitung zu geführt, wie aus der DE 43 38 071 C2 bekannt. Dabei ist weiterhin bekannt, daß diese Klebefolie zweigeteilt ist, so daß pro Öffnung in der Mitte in Längs richtung der hintereinander liegenden Öffnungen die Klebefo lie sozusagen einen Schlitz aufweist. Eine Möglichkeit den Chip aus dem Surftape zu entnehmen ergibt sich nunmehr gemäß dem Stand der Technik dadurch, daß von unten ein Saugrüssel an den Chip herangefahren wird, und der Chip durch die Klebe folie hindurchgezogen wird, die sich entlang des Schlitzes dabei auseinanderzieht. Nachteilig bei diesem Verfahren ist es, eine empfindliche Oberfläche zumindest an den Kanten da bei von der Klebefolie beschädigt werden kann.Furthermore, in the finishing manufacturing of semi-lead terchips the use of conveyor belts, so-called "Surftabs" known. It is a tape, at the openings at least one after the other in a row are provided, which are significantly larger than the semiconductor chip are, the openings on one side with an adhesive tape or Adhesive film is covered. The chip is then in this public inserted and the adhesive surface keeps it adheres to the opening and is used for further processing performed, as known from DE 43 38 071 C2. It is also known that this adhesive film is divided into two, so that each opening in the middle in the longitudinal direction of the openings one behind the other so to speak has a slot. One way Removing the chip from the surf tape now results in accordance with the prior art in that a suction nozzle from below is approached to the chip, and the chip by the adhesive foil is pulled through, which extends along the slot pulls apart. This method is disadvantageous it, there is a sensitive surface at least on the edges can be damaged by the adhesive film.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde ein Verfahren zum Vereinzeln von Halbleiterchips vorzusehen, das mit einfa chen Mitteln die Handhabung von Halbleiterchips mit einer empfindlichen Oberfläche zuverlässig gewährleistet, ohne die Oberfläche einer Beschädigung auszusetzen.The invention is therefore based on the object of a method to provide for separating semiconductor chips, which with simp Chen means the handling of semiconductor chips with a sensitive surface reliably guaranteed without the Exposing the surface to damage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patentan spruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.This object is achieved by the in Patentan 1 specified measures solved.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist gewährleistet, daß eine Handhabung mit einfachen Mitteln gewähr leistet ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin dung sind in den untergeordneten Ansprüchen angegeben.The method according to the invention ensures that guarantee handling with simple means is accomplished. Further advantageous refinements of the Erfin tion are specified in the subordinate claims.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Halbleiterwafers in der Draufsicht, Fig. 1 is a schematic representation of a semiconductor wafer in plan view,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers in einem Sägerahmen, Fig. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor wafer in a saw frame,

Fig. 3 in Querschnittsansicht die Übertragung eines Halb leiterchips vom Sägerahmen zum Transportband, Fig. 3 in cross-sectional view of the transfer of a semiconductor chip from the saw frame to the conveyor belt,

Fig. 4 in einer Draufsicht des Transportband mit Halblei terchips, Fig. 4 terchips in a plan view of the conveyor belt with semiconducting,

Fig. 5 das in Fig. 4 dargestellte Transportband im Quer schnitt, Figure 5 cut. The conveyor belt shown in Fig. 4 in cross-,

Fig. 6a das Aufsetzen eines zweiten Transportstößels auf dem Halbleiterchip im Transportband im Längsschnitt, FIG. 6a setting up a second transport ram on the semiconductor chip in the conveyor belt in longitudinal section;

Fig. 6b den in Fig. 6a dargestellten Zustand im Quer schnitt, Shows the section. 6b in Fig. 6a condition shown in cross-,

Fig. 7a das Abziehen der Transportbandhaltefolie im Längs schnitt, Fig. 7a withdrawing the conveyor belt wrap in longitudinal section,

Fig. 7b den in Fig. 7a dargestellten Zustand im Quer schnitt, Fig. 7a 7b the state shown in cross section in FIG.

Fig. 8a das Entfernen des Halbleiterchips aus dem Trans portband im Längsschnitt, FIG. 8a the removal of the semiconductor chip out of the transport band in longitudinal section;

Fig. 8b den in Fig. 8a dargestellten Zustand im Quer schnitt. Fig. 8b the state shown in Fig. 8a in cross section.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.The invention will now be explained in more detail by means of an embodiment game explained with reference to the drawings.

In Fig. 1 ist schematisch in einer Draufsicht ein Wafer 1 dargestellt. Dieser wird entlang von Sägelinien 2 in vertika ler Richtung und Sägelinien 3 in horizontaler Richtung in einzelne Chips 6 aufgeteilt, deren Oberfläche 4 in Fig. 1 dargestellt ist. Um das Zerlegen mittels Sägetechnik vorzu nehmen, wird der Wafer 1 in einen Sägerahmen 7 angeordnet, der in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Zwischen der Au ßenumrandung des Sägerahmens 7 ist eine Folie 8 vorgesehen, die in den Sägerahmen 7 eingespannt ist. In dem jetzt dargestellten Beispiel weist die Folie 8 Öffnun gen auf, die so angeordnet sind, daß nach dem Sägen unter je dem Chip 6 sich eine Öffnung 10 befindet. Die Oberfläche der Folie 8 ist haftend ausgebildet. Nunmehr wird der Wafer 1 in dem Sägerahmen 7 auf der Folie 8 haftend aufgebracht, wobei eine Folie 9 auf der dem Wafer abgewandten Seite der Folie 8 aufgebracht ist, um wirkungs voll einen Unterdruck erzeugen zu können.A wafer 1 is shown schematically in a top view in FIG. 1. This is divided along saw lines 2 in the vertical direction and saw lines 3 in the horizontal direction into individual chips 6 , the surface 4 of which is shown in FIG. 1. In order to perform the disassembly by means of sawing technology, the wafer 1 is arranged in a saw frame 7 , which is shown schematically in FIG. 2. Between the outer edge of the saw frame 7 , a film 8 is provided, which is clamped in the saw frame 7 . In the example now shown, the film has 8 openings which are arranged such that, after sawing, there is an opening 10 under each chip 6 . The surface of the film 8 is designed to be adhesive. Now the wafer 1 is adhered in the saw frame 7 to the film 8 , a film 9 being applied to the side of the film 8 facing away from the wafer in order to be able to effectively generate a negative pressure.

Sobald der Wafer 1 haftend auf der Folie 8 aufliegt wird die Abdichtfolie 9 wieder entfernt.As soon as the wafer 1 adheres to the film 8 , the sealing film 9 is removed again.

Der Wafer liegt nunmehr so auf der Folie 8 auf, daß die emp findliche Oberfläche 4 von der Sägefolie 8 abgewandt ist. Es wird nunmehr der Wafer entlang der Sägelinien 2 und 3 gesägt und somit in einzelne Chips 6 zerteilt.The wafer now lies on the film 8 in such a way that the sensitive surface 4 faces away from the saw film 8 . The wafer is now sawed along the saw lines 2 and 3 and thus divided into individual chips 6 .

Nunmehr wird der Sägerahmen 7 zusammen mit der Sägefolie 8 und dem drauf befindlich Chip 5 so eingeordnet, daß ober halb des Sägerahmens 7 auf der Seite, auf der die vereinzelten Chips 5 auf der Sägefolie 8 aufliegen ein Transportband 12 angeordnet ist. Dieses Transportband 12 besteht aus einem Ma terial 13, das hintereinander liegend durch Öffnungen 17 durchbrochen ist. Nunmehr wird eine Öffnung 17 über einem Chip 5 auf dem Sägerahmen 7 positioniert. Ein Stößel 11, der eine Vakuumbohrung 12 aufweist, wird von der den Chips 5 abge wandten Seite der Sägefolie 8 durch die Öffnung 10 durchge führt, drückt den Chip 5 nach oben, bis dieser in der dar überliegenden Öffnung 17 sich befindet. In diesem Zustand wird eine zweiteilige Haltefolie 14 von einem Rakel 15 in der Ansicht gemäß Fig. 3 vor und hinter dem Vakuumstößel 11 vor beigeschoben und mittels einer Andruckrolle 16 gegen das Ma terial 13 des Transportbandes 12 gedrückt. Dabei bleibt der Chip 5 unberührt, da die Rolle 16 nur auf dem Material 13 auf drückt, das die Öffnung 17 umgibt. Ist die Transportfolie 14 des Transportrahmens 13 soweit, daß die Öffnung 17 abgedeckt ist, wird der Stößel 11 entgegen der dargestellten Pfeilrichtung wieder abgesenkt, so daß der Chip 5 auf der Fo lie 14 des Transportbandes 13 zum aufliegen kommt. Um ein fe stes Aufliegen zu gewährleisten wird über die Vakuumöffnung 12 der Chip 5 angesaugt und kann somit beim Anziehen des Stö ßels 11 fest auf der Folie 14 aufgedrückt werden. Liegt der Chip 5 ausreichend fest auf der Folie 14 auf, wird der Unter druck der Vakuumöffnung 12 im Stößel 11 ausgeglichen und der Stößel 11 kann leicht von dem Chip 5 abgenommen werden. Nachfolgend wird die nächste Öffnung 17 über den nächsten Chip 5 ausgerechnet und der zuvor beschriebene Vorgang wird wiederholt. Dies wird Reihe für Reihe vorgenommen, bis alle Chips 5 des Wafers 1 im Transportband 13 aufgenommen sind.Now the saw frame 7 is arranged together with the saw film 8 and the chip 5 located on it so that a conveyor belt 12 is arranged above half of the saw frame 7 on the side on which the separated chips 5 rest on the saw film 8 . This conveyor belt 12 consists of a Ma material 13 , which is broken through openings 17 lying one behind the other. An opening 17 is now positioned over a chip 5 on the saw frame 7 . A plunger 11 , which has a vacuum bore 12 , is passed through from the side of the saw foil 8 facing away from the chips 5 through the opening 10 , pushes the chip 5 upwards until it is located in the opening 17 above it. In this state, a two-part holding film 14 is pushed in front of and behind the vacuum plunger 11 by a doctor blade 15 in the view according to FIG. 3 and pressed against the material 13 of the conveyor belt 12 by means of a pressure roller 16 . The chip 5 remains unaffected, since the roller 16 only presses on the material 13 that surrounds the opening 17 . Is the transport film 14 of the transport frame 13 so far that the opening 17 is covered, the plunger 11 is lowered again against the direction of the arrow shown, so that the chip 5 on the fo lie 14 of the conveyor belt 13 comes to rest. In order to ensure a stable contact, the chip 5 is sucked in via the vacuum opening 12 and can thus be firmly pressed onto the film 14 when the plunger 11 is tightened. If the chip 5 is sufficiently tight on the film 14 , the negative pressure of the vacuum opening 12 in the plunger 11 is compensated and the plunger 11 can be easily removed from the chip 5 . The next opening 17 is subsequently calculated using the next chip 5 and the process described above is repeated. This is carried out row by row until all chips 5 of the wafer 1 have been received in the conveyor belt 13 .

In Fig. 4 ist das Transportband 13 schematisch in der Drauf sicht dargestellt. Das Material 13 umgibt Öffnungen, die von der Unterseite gemäß der Darstellung teilweise von den zweiteiligen Transportfolie 14 abgedeckt sind. In einem Zentralbereich ist der Chip 5, der hier mit seiner Oberfläche 4 zu sehen ist, angeordnet. Um das Trans portband 13 ebenfalls ausreichend genau über einem Chip 5 im Sägerahmen zu positionieren, weist das Transportband Positio nier- bzw. Transportöffnungen 18 auf. Mit diesen kann das Transportband 13 ausreichend genau positioniert werden. In Fig. 4 ist das Transportband natürlich nur in einem Aus schnitt dargestellt, während es im Normalfall aus einem sehr langen Band besteht, das beispielsweise aufgerollt werden kann. Fig. 5 zeigt das Transportband 13 nochmals im Querschnitt, so daß zu sehen ist, wie der Chip auf der zweiteiligen Trans portfolie 14 in der Öffnung 17 angeordnet ist, wobei die emp findliche Oberfläche 4 des Chips 5 nicht auf der Transportfo lie 14 aufliegt.In Fig. 4, the conveyor belt 13 is shown schematically in the top view. The material 13 surrounds openings which, as shown, are partially covered by the two-part transport film 14 from the underside. The chip 5 , which can be seen here with its surface 4 , is arranged in a central area. In order to position the transport belt 13 also sufficiently precisely over a chip 5 in the saw frame, the transport belt has positioning or transport openings 18 . With these, the conveyor belt 13 can be positioned with sufficient accuracy. In Fig. 4, the conveyor belt is of course only shown in one section, while it normally consists of a very long belt that can be rolled up, for example. Fig. 5 shows the conveyor belt 13 again in cross section, so that it can be seen how the chip on the two-part Trans port foil 14 is arranged in the opening 17 , the sensitive surface 4 of the chip 5 not lying on the transport fo lie 14 .

Für die weitere Verarbeitung kann nunmehr das Transportband 13 gedreht werden, so daß die Chips 5 mit ihrer empfindlichen Oberfläche 4 nach unten ausgerichtet sind, so daß der Chip 5 an der Transportfolie 14 hängt. Dies ist in Fig. 6 im Längs schnitt durch das Transportband 13 und in Fig. 6b im Quer schnitt dargestellt. Ein Stößel 18 wird nun mehr von oben auf den Chip aufgesetzt. Dies kann deshalb erfolgen, weil die Transportfolie 14, wie insbesondere aus Fig. 6b zusehen ist, zweiteilig ausgeführt ist und einen Spalt im zentralen Be reich des Chips 5 frei läßt. Dieser Stößel 18 ist vorzugswei se ebenfalls mit einer Vakuumbohrung versehen, so daß der Chip durch den Stößel 18 hindurch ansaugbar ist. Hat der Stö ßel 18 den Chip 5 ausreichend fest angesaugt, kann die Trans portfolie 14 beidseits des Stößels abgezogen werden, so daß die Öffnung 17 so frei ist, daß mittels des Stößels 18 der Chip 5 aus der Öffnung 17 des Transportbandes 13 herausnehm bar ist. Dies ist hintereinanderfolgend in den Fig. 7a, 7b, 8a und 8b jeweils in Längsschnitt bzw. Querschnitt durch das Transportband 13 dargestellt. Auf diese Art und Weise ist der Chip 5 mit seiner empfindlichen Oberfläche 4 abnehmbar und gut händelbar, ohne dabei die empfindliche Oberfläche 4 berühren zu können. For further processing, the conveyor belt 13 can now be rotated so that the chips 5 with their sensitive surface 4 are oriented downwards, so that the chip 5 hangs on the transport film 14 . This is shown in Fig. 6 in longitudinal section through the conveyor belt 13 and in Fig. 6b in cross section. A plunger 18 is now placed on the chip from above. This can take place because the transport film 14 , as can be seen in particular from FIG. 6b, is made in two parts and leaves a gap in the central region of the chip 5 free. This plunger 18 is vorzugswei se also provided with a vacuum bore so that the chip can be sucked through the plunger 18 . Has the plunger 18 sucked the chip 5 sufficiently firmly, the trans port film 14 can be removed on both sides of the plunger so that the opening 17 is so free that the plunger 18 of the chip 5 from the opening 17 of the conveyor belt 13 is removable bar , This is shown in succession in FIGS. 7a, 7b, 8a and 8b in each case in longitudinal section or cross section through the conveyor belt 13 . In this way, the chip 5 with its sensitive surface 4 is removable and easy to handle, without being able to touch the sensitive surface 4 .

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Wafer
wafer

22

Sägelinie (vertikal)
Saw line (vertical)

33

Sägelinie (horizontal)
Saw line (horizontal)

44

empfindliche Oberfläche
sensitive surface

55

Chip
chip

66

Substrat
substratum

77

Sägerahmen
saw frame

88th

Sägefolie
sawing film

99

Abdeckfolie
cover

1010

Sägefolienöffnung
Sägefolienöffnung

1111

erster Transportstößel
first transport plunger

1212

Ansaugöffnung
suction

1313

Transportband-Grundkörper
Conveyor-base body

1414

Transportband-Haltefolie
Conveyor belt wrap

1515

Haltefolienschlitten
Wrap carriage

1616

Andruckrolle
pinch

1717

Transportöffnung
transport opening

1818

zweiter Transportstößel
second tappet

Claims

1. A method for separating semiconductor chips from a wafer and for handling the separated semiconductor chips with the steps:

- Application of the wafer ( 6 ) on a saw foil ( 8 )
- Sawing the wafer ( 6 ) along saw lines ( 2 , 3 ),
- Detaching the semiconductor chip with a first trans port plunger ( 11 ), which leads through the saw film ( 8 ) against the semiconductor chip ( 5 ) and which holds the semiconductor chip ( 5 ),
- Placing the semiconductor chip ( 5 ) on the side on which the transport plunger ( 11 ) holds it in a conveyor belt ( 13 , 14 ).

2. The method according to claim 1, wherein the semiconductor chip ( 5 ) in the conveyor belt ( 13 , 14 ) is placed on a holding film ( 14 ).

3. The method according to claim 2, wherein the deposition on the holding film ( 14 ) takes place in such a way that the semiconductor chip ( 5 ) from the first transport plunger ( 11 ) in an opening ( 17 ) of the conveyor belt ( 13 , 14 ) is inserted, then one two-piece wrap (14) is pressed adhesively against the underside of the conveyor belt in the region of the opening (17), of which the semiconductor chip (5) has been pressed into the opening (17) and thereafter the semiconductor chip (5) adhered to the retainer sheet (14 ) is placed in the opening ( 17 ).

4. The method according to claim 2, in which a second transport plunger ( 18 ) is guided to the semiconductor chip ( 5 ) held in the transport belt ( 13 , 14 ), the holding force passes from the transport belt to the second plunger, the semiconductor chip ( 5 ) is held on the same side as the conveyor belt and the semiconductor chip ( 5 ) is removed from the conveyor belt ( 13 , 14 ) with the second transport plunger ( 18 ).

5. The method according to claim 4, wherein the semiconductor chip after removal from the conveyor belt ( 13 , 14 ) is placed on the side opposite to the side with which the semiconductor chip ( 5 ) is held by the second transport plunger ( 18 ).

6. The method according to claim 5, wherein the transition of the holding force takes place in such a way that the second transport plunger ( 18 ) sucks in the semiconductor chip and the holding film ( 14 ) in the region of the semiconductor chip ( 5 ) is removed from the conveyor belt.

7. The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the second transport plunger ( 18 ) matches the first transport plunger ( 11 ).