DE2243809C2

DE2243809C2 - Oberflächenstruktur für mit Halbleiterschaltkreisen versehene und mit einer Schutzschicht bedeckte Halbleiterplättchen

Info

Publication number: DE2243809C2
Application number: DE2243809A
Authority: DE
Inventors: Theodore Harris N.Y. Baker; Majid Ghafghaichi; Paul Anthony Poughkeepsie N.Y. Totta
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-11-03
Filing date: 1972-09-07
Publication date: 1983-09-29
Also published as: US3781609A; FR2158230A1; GB1393423A; JPS4858773A; DE2243809A1; JPS5237913B2; FR2158230B1

Description

Halbleiterplättchen so angeordnet, daß es nicht möglich ist, die Ecken oder Kanten des- Plättchens 566 mit dem größten Teil der Oberfläche 55 in Berührung zu bringen.

Anhand der F i g. 3 und 4 wird nun die Oberflächenstruktur nach dem Patentanspruch näher erläutert Das Plättchen 56 besitzt ein Substrat 31, das beispielsweise aus Silicium besteht, und in das sich von der planaren Substratoberfläche 32 ausgehend nicht gezeigte aktive und passive Halbleiterschaltkreise erstrecken. Die planare Substratoberfläche ist mit einer Isoliersrhicht 33 bedeckt, auf der sich ein Leitungsmuster 34 befindet Das Leitungsmuster 34 ist elektrisch mit den Halbleitersehaltkreisen im Substrat 31 durch nicht gezeigte Öffnungen in der Isolierschicht 33 verbunden. Das Leitungsmuster 34 und die Isolierschicht 33 sind mit der Schutzschicht 35 überzogen. Diese besteht aus einem isolierenden Material, wie zum Beispiel Glas. Kontakterhebungen 51 erstrecken sich durch die Schutzschicht 35 hindurch bis zum Leitungsmuster 34 und ragen über die Schutzschicht 35 hinaus. Die Zusatzerhebungen 52 sind in gleicher Weise wie die Kontakterhebungen 51 aufgebaut; sie besitzen jedoch keinen elektrischen Kontakt zum Leitungsmuster 34. Sie erstrecken sich jedoch ebenfalls durch öffnungen in der Schutzschicht 35 und liegen auf der Isolierschicht 33 auf, durch die sie vom Halbleitersubstrat 31 getrennt werden. Jede der Erhebungen 51 und 52 besteht aus einer Unterschicht 38 und einem Oberteil 39. Die Unterschicht 38 ist vorzugsweise aus Chrom, Kupfer und Gold zusammengesetzt, während das Oberteil aus einem Lotmaterial besteht Die Kontakterhebungen 51 und die Zusatzerhebungen 52 lassen sich gleichzeitig herstellen, wodurch zusätzliche Arbeitsschritte für die Bildung der Zusatzerhebungen 52 nicht erforderlich sind.

Wie bereits erwähnt wurde, erfolgt die Anordnung der Zusatzerhebungen 52 in Abhängigkeit von der Lage der Kontakterhebungen 51 und von den Maßen des Halbleiterplättchens, d. h. von dessen Länge, Breite und Dicke, und zwar in der Weise, daß es nicht möglich ist, mit einer Ecke oder Kante eines zweiten Halbleiterplättchens dea größten Teil der Oberfläche des geschützten Halbleiterplättchens zu berühren.

Anhand der F i g. 5 und 6 ist der Abstand zwischen zwei Erhebungen ersichtlich, der erforderlich ist, um eine Berührung eines zweiten Halbleiterplättchens mit der Oberfläche zwischen den Erhebungen zu vermeiden. In den F i g.S und 6 soll beispielsweise die Erhebung 51 gleichzeitig für einen elektrischen Anschluß verwendet werden, während die Erhebung 52 nur zum Schutz gegen unerwünschte Berührungen dient Der Abstand in F i g. 5 ist dadurch gegeben, daß die durch die oberen Eckpunkte auf den einander zugewandten Seiten der beiden Erhebungen gehenden, senkrecht aufeinander stehenden Geraden 53 und 54 sich oberhalb der Oberfläche 55 des Halbleiterplättchens 56a schneiden müssen. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Halbleiterplättchen rechteckförmig ausgebildet sind. Wird der Abstand eingehalten, so ist es nicht möglich, mit einer Kante des zweiten Halbleiterplättchens 566 die Oberfläche 55 zwischen den Erhebungen 51 und 52 zu berühren. Für den Abstand gilt weiterhin eine zweite Bedingung. Er muß auch geringer sein als die Dicke d der Halbleiterplättchen, um eine Berührung der Oberfläche 55 zu vermeiden. Dies ist anhand von F i g. 6 ersichtlich.

Wenn das Halbleiterplättchen mit Erhebungen in ausreichender Dichte versehen ist kann die gesamte Oberfläche vor Berührungen durch andere Halbleiterplättchen geschützt werden. Dieser vollständige Schutz ist jedoch in den meisten Fällen nicht erforderlich. Auf dem Halbleiterplättchen in Fig.3 beispielsweise sind einige Stellen vorhanden, die von einem zweiten Halbleiterplättchen berührt werden können. Die Zusatzerhebungen 52 bewirken trotzdem eine erhebi^;che Reduzierung der Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Halbleiterplättchens 56 durch mechanische Einwirkung. Es ist in der Regel ausreichend, wenn etwa 75% der Halbleiteroberfläche durch Zusatzerhebungen geschützt sind. .Es sind femer Gebiete auf der Halbleiteroberfläche vorhanden, bei denen eine Beschädigung der Schutzschicht oder der darunter liegenden Isolierschicht keinen Einfluß auf die Funktion des Halbleiterplättchens besitzen. Solche Gebiete sind beispielsweise dort gegeben, wo das Halbleitersubstrat die Isolationsbereiche bildet Auch dort, · wo das Leitungsmuster auf etwa dem gleichen Potential wie das darunter liegende Halbleitergebiet liegt, bedeuten Beschädigungen der isolierenden Schichten in der Regel keine Beeinträchtigung der elektrischen Funktion der Halbleiteranordnung.

In den Figuren ist jeweils nur eine Zusatzerhebung dargestellt. Es ist selbstverständlich, daß je nach Bedarf auch mehrere solcher Erhebungen verwendet werden können. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Zusatzerhebungen ebenso wie die Kontakterhebungen eine runde Form aufweisen und nicht wie in F i g. 3 dargestellt, streifenförmig ausgebildet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Oberflächenstruktur für mit Halbleiterschaltkreisen versehene und mit einer Schutzschicht bedeckte Halbleiterplättchen, an deren Oberflächen in Abstanden voneinander mit den Halbleiterschaltkreisen verbundene Kontakterhebungen und in Abständen zu den Kontakterhebungen nicht mit den Halbleiterschaltkreisen verbundene Zusatzerhebungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Abstand zwischen benachbarten Erhebungen (51, 52) kleiner ist als die Dicke eines Halbleiterplättchens(56),und

b) der Abstand zwischen benachbarten Erhebungen (51, 52) so klein ist, daß zwei durch obere Eckpunkte auf zugewandten Seiten der jeweiligen Erhebungen gehende, senkrecht aufeinander stehende Geraden (53,54) sich oberhalb der Oberfläche (55) des Halbleiterplättchens (56) schneiden.

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Die Erfindung betrifft eine Oberflächenstruktur für mit Halbleiterschaltkreisen versehene und mit einer Schutzschicht bedeckte Halbleiterplättchen, an deren Oberflächen in Abständen voneinander mit den Halbleiterschaltkreisen verbundene Kontakterhebungen und in Abständen zu den Kontakterhebungen nicht mit den Halbleiterschaltkreisen verbundene Zusatzerhebungen angeordnet sind.

Für die Herstellung von Halbleiteranordnungen werden Halbleiterscheiben in ine Vielzahl von Halbleiterplättchen zerschnitten. Es folgt dann eine Weiterbehandlung dieser Plättchen, wie z. B. Ausrichten und Prüfen, bei der sie sich gegenseitig berühren und auch mit erheblicher Geschwindigkeit aufeinander treffen können. Als Beispiel sei eine vibrierende Schale für die Zuführung und Ausrichtung der Halbleiterplättchen erwähnt Hierbei werden die Plättchen ungeordnet in großer Anzahl in der Mitte der Schale angeordnet. Durch die Vibrationsbewegungen wandern die Plattchen auf spiralförmigen Bahnen im Innern der Schale, wobei sie voneinander getrennt und ausgerichtet werden. Die Halbleiterplättchen werden weiterhin zwischen den einzelnen Behandlungsschritten aufbewahrt, indem sie ungeordnet übereinander liegen. Während der Behandlung können sie durch Unterdruck oder erhöhten Luftdruck weiter bewegt werden, wobei sie bei relativ hohen Geschwindigkeiten zusammenstoßen können. Wenn z. B. eine Ecke oder Kante eines Plättchens gegen die planare Oberfläche eines anderen Plättchens stößt, ergibt sich eine Beschädigung der Schutzschicht, wodurch ein darunter liegendes Leitungsmuster freigelegt wird. Daraus können sich Kurzschlüsse zwischen den Elementen des Leitungsmusters ergeben, wodurch das beschädigte Halbleiterplättchen unbrauchbar wird. Mit zunehmender Dichte der integrierten Schaltkreise und dem damit verbundenen Kostenanstieg besteht die Aufgabe, die Oberflächenstruktur der Halbleiterplättchen so auszubilden, daß deren Beschädigung vermieden wird.

Aus der Patentschrift US 34 58 925 ist bereits eine Oberflächenstruktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs bekannt. Die dort vorgesehenen Zusatzerhebungen dienen als Abstandshalter zwischen dem Halbleiterplättchen und einer Trägerplatte, auf die das Halbleiterplättchen über Kontakterhebungen aufgelötet wird.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Oberflächenstruktur eines Halbleiterplättchens so auszubilden, daß bei der Fertigung von Halbleiteranoidnungen während der einzelnen Fertigungsschritte keine Beschädigungen an den Halbleiterplättchen aufgrund mechanischer Einwirkungen entstehen.

Die genannte Aufgabe wird für die Oberflächenstruktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs durch die in dessen. Kennzeichen angeführten Merkmale gelöst

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf eine Vibrationsschale, in der sich in ungeordneter Lage einige Halbleiterplättchen befinden,

Fig. IA die vergrößerte Ansicht der Teile von drei Halbleiterplättchen in der Schale nach F i g. 1, die miteinander in Berührung stehen,

F i g. 2 einen Teil eines Halbleiterplättchens mit einer Zusatzerhebung zum Schutz gegen Beschädigungen,

F i g. 3 die Draufsicht eines Halbleiterplättchens mit einer Zusatzerhebung zum Schutz gegen Beschädigungen,

Fig.4 einen Schnitt durch das Halbleiterplättchen nach F i g. 3 entlang der Linie 4-4, und

F i g. 5 und 6 Ausschnitte aus Halbleiterplättchen zur Verdeutlichung des Mindestabstandes zwischen zwei Erhebungen, um eine Beschädigung der Halbleiteroberfläche zwischen diesen Erhebungen zu vermeiden.

Die in F i g. 1 dargestellte Vibrationsschale 10 dient zum Trennen, Ausrichten und Zuführen von Halbleiterplättchen zu einer Prüf- oder Montagevorrichtung. Die Halbleiterplättchen 56 befinden sich in ungeordneter Lage in der Schale 10. Die Vibrationsbewegungen der Schale 10 bewirken, daß die Halbleiterplättchen 56 in der Schale entlang der Pfade .12 in Richtung der gestrichelten Pfeile 13 wandern. Wenn in der Mitte der Schale 10 eine große Anzahl von Kalbleiterplättchen 56 angeordnet wird, dann ist ein wiederholtes gegenseitiges Aufeinandertreffen der Plättchen unvermeidlich. Die Fig. IA stellt dar, wie die Kanten und Ecken von Halbleiterplättchen die planare Oberfläche anderer Halbleiterplättchen beschädigen können. Die drei gezeigten Halbleiterplättchen 56a, 566 und 56c berühren einander. Die einzelnen Halbleiterplättchen besitzen eine pianare isolierende Oberfläche 55, über die sich die mit Halbleiterschaltkreisen verbundene Kontakterhebungen 51 erheben. Die Ecke 16 des Halbleiterplättchens 56c stößt gegen die Oberfläche des Plättchens 56b, während die Kante 17 dieses Plättchens 56£mit der Oberfläche 55 des Plättchens 56a in Berührung steht. Solche Zusammenstöße beschädigen häufig die isolierende Schutzschicht auf den Halbleiterplättchen, wodurch das darunter liegende Halbleitermaterial freigelegt wird oder Kurzschlüsse zwischen dem Leitungsmuster und der Halbleiteroberfläche bzw. zwischen zwei verschiedenen Leitern des Leitungsmusters auftreten.

Die F i g. 2 zeigt, wie eine Zusatzerhebung 52, die sich zwischen den Kontakterhebungen 51 auf der Oberfläche 55 des Halbleiterplättchens 56a befindet eine Beschädigung dieser Oberfläche durch das zweite Halbleiterplättchen 56b verhindert. Die Zusatzerhebung 52 und die Kontakterhebungen 51 sind in Abhängigkeit von der Länge, Breite und Dicke der