DE2826110A1 - Pellet forming cutter for semiconductor wafer - has split grooved wafer adhesive bonded on foil for easy handling - Google Patents
Pellet forming cutter for semiconductor wafer - has split grooved wafer adhesive bonded on foil for easy handlingInfo
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Abstract
Description
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung#bezieht sich auf ein Verfahren zum Zerspalten einer Halbleiter-Wafer in Halbleiter-Pellets. The invention # relates to a method for cleaving a Semiconductor wafers in semiconductor pellets.
Bei der tiers t#l l1rng von Halble 1 Lervorrichtungen war es bisher üblich, eine Halbleiter-Wafer, etwa aus Silizium als Ausgangsmaterial, zur Ausbildung einer großen Anzahl von Elementen in der einzelnen Wafer verschiedenen Verfahrensschritten zu unterwerfen und zur Gewinnung einer großen Anzahl von Pellet-Elementen aus --der einzelnen Wafer die einzelnen Elemente an Trennrändern in der Oberfläche der Wafer abzuspalten. Das abgespaltene Element wurde auf einer Platte montiert. In the case of the tiers t # l l1rng of half l devices it was up to now It is common to use a semiconductor wafer, for example made of silicon as the starting material, for training purposes a large number of elements in the individual wafer different process steps to subject and to extract a large number of pellet elements from --the individual wafers the individual elements at separating edges in the surface of the wafer split off. The split-off element was mounted on a plate.
Als ein Verfahren der Zerspaltung der Halbleiter-Wafer in die Halbleiter-Pellets (Pellet-Elemente) war es bekannt, die Halbleiter-Wafer zu ritzen und sie dann zu brechen, wie es beispielsweise in der US-PS 3 559 855 beschrieben ist. As a method of cleaving the semiconductor wafers into the semiconductor pellets (Pellet elements) it was known to scratch the semiconductor wafers and then to close them break, as described, for example, in US Pat. No. 3,559,855.
Mit dem Ziel, die Pellets nicht nur von der Wafer abzuspalten, sondern auch eine automatische Handhabung bei der Weiterverarbeitung der Pellets nach dem Abs#palten zu ermöglichen, wurde durch die Erfinder ein Spaltverfahren versucht und eine günstige Lösung gefunden, wie sie im einzelnen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben wird, in welcher Fign. 1a bis 1d schematische Schnittansichten zur Erläuterung des Versuchsverfahrens für die Spaltung in Halbleiter-Pellets, Fign. 2a bis 2d schematische Schnittansichtenr die das Verfahren der Abspaltung von Halbleiter-Pellets gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen, und Fign. 3 und 4 eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht eines Rahmens zur Abnahme von Halbleiter-Pellets sind. With the aim of not only splitting the pellets off the wafer, but also also an automatic handling during the further processing of the pellets after To enable cleavage, the inventors attempted a cleavage process and found a favorable solution, as detailed in connection with the attached Drawing is described in which Fign. 1a to 1d are schematic sectional views to explain the test procedure for the cleavage in semiconductor pellets, FIGS. 2a to 2d are schematic sectional views showing the method of cleaving semiconductor pellets show according to an embodiment of the invention, and Figs. 3 and 4 is a plan view and a sectional view, respectively, of a frame for removing semiconductor pellets are.
Unter Bezugnahme auf die Fign. la bis 1d wird das zunächst versuchte Verfahren beschrieben. Eine Halbleiter-Wafer 1 wird auf eine Klebefolie 2 geklebt. Wie in Fig. la dargestellt, wird die Wafer mit der Klebefolie auf einer einem Vakuumpumpen unterworfenen glatten Platte 3 befestigt, wonach Sollbruchstellen in die Oberfläche der Wafer 1 mit einer Diamantspitze 4 geritzt werden. #Danach-wird, wie wie in Fig. 1b dargestellt, die Rückseite der geritzten Wafer 1 durch Verwendung einer-Walze 5-einem Biegemoment unterworfen, wobei die Wafer 1 unter Ausnützung der Spaltbarkeit des Kristalls gebrochen wird; Ferner wird nach diesem Verfahren als Mittel zur vollständigen Trennung der Pellets 7 von der Wafer eine nach oben stoßende Nadel 6 verwendet, mit der die einzelnen Pellets von der Unterseite- der Klebefolie her mechanisch nach oben gedrückt und aus der Wafer 1 abgespalten werden, wie dies in Fig. 1c dargestellt ist. With reference to FIGS. la to 1d this is tried first Procedure described. A semiconductor wafer 1 is glued onto an adhesive film 2. As shown in Fig. La, the wafer with the adhesive film on a vacuum pump subjected smooth plate 3 attached, after which predetermined breaking points in the surface the wafer 1 can be scratched with a diamond tip 4. # After that, as in Fig. 1b, the back of the scribed wafer 1 by using a roller 5-subjected to a bending moment, the wafer 1 taking advantage of the cleavability the crystal is broken; Furthermore, this method is used as a means of complete Separation of the pellets 7 from the wafer uses an upward-thrusting needle 6, with which the individual pellets mechanically from the underside of the adhesive film pushed upwards and cleaved from the wafer 1, as shown in Fig. 1c is.
Hierbei erfolgt die Spaltung in die Pellets 7 auf der Basis der Kristallachse der Wafer 1, wobei so gut wie kein Zwischenraum zwischen angrenzenden Pellets vorhanden ist. Hinzu kommt, daß die Seitenflächen der Pellets, längs derer die Spaltung erfolgt, nicht senkrecht zu deren Frontfläche (der oberen Fläche bei Blick gemäß Fig. 1c) verlaufen, sondern mit dieser eine Neigung von ungefähr 55° einschlieBen. Beim Heraufstoßen des Pellets durch die Klebefolie 2 von der Unter-~seite der Wafer her mittels der Stoßnadel 6 und beim~Aufnehmen des Pellets unter Verwendung einer~Spannhülse 8, wie dies in Fig. 1d dargestellt ist, stören einander daher benachbarte Pellets, so daß Beschädigungen, wie Rißbildungen und Abraspelungen in den Seitenflächen und benachbarten Teilen der #Frontfläche, auftreten. Dies ist nachteilig, weil solche Beschädigungen einen tödlichen Einfluß auf die Elemente haben.Here, the cleavage into the pellets 7 takes place on the basis of the crystal axis the wafer 1, with virtually no space between adjacent pellets is. In addition, the side surfaces of the pellets along which the cleavage takes place not perpendicular to their front surface (the upper surface when looking according to Fig. 1c) run, but include with this an inclination of about 55 °. When pushing up of the pellet through the adhesive film 2 from the underside of the wafer by means of the Pin 6 and when ~ picking up the pellet using a ~ clamping sleeve 8, how This is shown in Fig. 1d, therefore interfere with adjacent pellets, so that Damage such as cracking and chipping in the side surfaces and neighboring ones Parts of the # front surface, occur. This is disadvantageous because of such damage have a deadly effect on the elements.
Zur Vermeidung dieser Erscheinung könnte man ins Auge fassen, die Folie, auf der die Halbleiter-Wafer festgeklebt wird, aus schmieqsamem und dehnbarem Kunststoff zu machen und das Pellet in einem Zustand auf zunehmen, -in welchem es sich durch Dehnen der Folie im Abstand von benachbarten Pellets befindet.- Dieses Verfahren beinhaltet jedoch den Nachteil, daß die gleichmäßig Ausrichtung der Pellets verlorengeht, was die Automation des nachfolgenden Prozesses schwierig macht. To avoid this phenomenon one could consider that Foil, on which the semiconductor wafer is glued, made of flexible and stretchable material To make plastic and to pick up the pellet in a state in which it is is spaced from neighboring pellets by stretching the film - this However, the method involves the disadvantage that the uniform orientation of the pellets is lost, which makes automation of the subsequent process difficult.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, obige Probleme zu lösen und ein Verfahren zur Spaltung in Halbleiter-Pellets zu liefern, bei welchem Beschädigungen der Pellets vermindert sind und die Pellets mit hoher -Zuverlässigkeit aus der# Wafer abgenommen werden können Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Halbleiter-Wafer, an deren Rückseite eine Folie festgeklebt ist, durch den Vorgang des Zerschneidens in Chips (dicing) in Pellets zerlegt wird, wobei glatte und, unabhängig von der Kristallorientierung der Wafer, senkrechte Oberflächen ausgebildet werden können, und daß die einzelnen Pellets zur Abnahme derselben von der Unterseite der Folie her durch eine Stoßnadei mechanisch nach oben gedrückt werden. It is therefore an object of the invention to solve the above problems and a Method to provide cleavage in semiconductor pellets, in which damage the pellets are reduced and the pellets with high reliability from the # Wafer can be removed This object is achieved according to the invention by that a semiconductor wafer, on the back of which a film is glued, through the process of cutting into chips (dicing) is broken down into pellets, being smooth and, regardless of the crystal orientation of the wafers, perpendicular surfaces are formed can be, and that the individual pellets to remove them from the bottom the film can be mechanically pushed upwards by a push needle.
-Im.folgenden wird die Erfindung-anhand einerAusführungsform im einzelnen erläutert. In the following, the invention will be described in detail on the basis of an embodiment explained.
Die Fign. 2a bis 2d sind schematische Schnittansichten zur Erläuterung des Verfahrens der Spaltung in Halbleiter-Pellets gemäß der Erfindung. Unter Bezugnahme auf diese Figuren wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Reihenfolge der Verfahrensschritte erläutert. The FIGS. 2a to 2d are schematic sectional views for explanation the method of cleavage into semiconductor pellets according to the invention. In reference to The method according to the invention is shown in the order of the method steps on these figures explained.
Wie Wie in Fig. 2a-dargestellt, wird eine Halbleiter-Wafer 10, etwa aus Silizium, bei welcher Schaltkreiselemente, wie etwa Transistoren, Dioden und Widerstände,in ihrer Frontfläche ausgebildet sind, hergestellt und eine Klebefolie 11 auf die Rückseite der Halbleiter-Wafer 10 geklebt. Die Halbleiter-Wafer 10 mit der daran festgeklebten Klebefolie 11 wird auf -eine glatte Platte (Tisch) 12 einer Chipsschneidevorrichtung (engl. dicing device) gelegt Nach Anordnung der Wafer 10 wird diese vakuumeingespannt und damit auf dem Tisch 12-festgelegt. In diesem Zustand wird eine Diamantscheibe 13 mit einer hohen Drehgeschwindigkeit von ungefähr -30 000 min-1-rotiert, während gleichzeitig ein Kühlwasserstrom fließt. Auf diese Weise werden Nuten A an Sollbruchrändern der Wafer 10 ausgebildet. Indem man die Diamantscheibe 13 sowohl in-Längs- als auch in Querrichtung arbeiten läßt, können in der Wafer 10 gitterförmige Nuten A ausgebildet werden. Die Tiefe der Nut A kann nach-Belieben# gewählt werden, indem man den Abstand zwischen der Diamantscheibe 13 und dem Tisch 12 vorgibt. Die Breite der Nut A richtet sich nach der Dicke der Diamantscheibe 13, wobei sich eine Nutenbreite von 40 bis 50 ßm verwirklichen läßt, wenn die verwendete Scheibe 13 ungefähr 30 Am dick ist; Bei der Halbleiter-Wafer 10 handelt es sich um eine solche, die Verfahren, wie einer selektiven Fremdstoffdiffusion und einer Photoätzung, unterworfen und mit einer großen Anzahl von. Elementen ausgebildet ist. As shown in FIG. 2a, a semiconductor wafer 10, for example made of silicon, in which circuit elements such as transistors, diodes and Resistors, formed in their front surface, are made and an adhesive sheet 11 glued to the back of the semiconductor wafer 10. The semiconductor wafer 10 with the adhesive film 11 stuck to it is placed on a smooth plate (table) 12 of a Chip cutting device (dicing device) placed After the wafer 10 has been arranged this is vacuum-clamped and thus fixed on the table 12-. In this condition becomes a diamond wheel 13 with a high rotating speed of about -30 000 min-1 rotates while a stream of cooling water flows at the same time. In this way grooves A are formed on predetermined breaking edges of the wafers 10. By getting the diamond disc 13 can work in the longitudinal as well as in the transverse direction, can in the wafer 10 grid-shaped grooves A are formed. The depth of the groove A can be as desired # can be chosen by adjusting the distance between the diamond wheel 13 and the table 12 pretends. The width of the groove A depends on the thickness of the diamond disc 13, whereby a groove width of 40 to 50 µm can be realized if the used Disk 13 is approximately 30 µm thick; With the semiconductor wafer 10 it is one that processes such as selective foreign matter diffusion and photoetching, subjected and with a large number of. Elements formed is.
Die Geometrie der Halbleiter-Wafer 10 richtet sich nach verschiedenen Gesichtspunkten,- beispielsweise kann sie..eine;Dicke von 300 bis 400 gmund einen Durchmesser von 50 bis 100 mm haben.The geometry of the semiconductor wafer 10 depends on various Point of view, - for example, it can ... a; thickness of 300 to 400 g and a Have a diameter of 50 to 100 mm.
Die Klebefolie 11 wird verwendet, damit sich die in Chips zerschnittene Wafer 10 nicht unter Verlust der Ordnung in die einzelnen Pellets auflöst. Die Klebefolie kann mit hinreichende#r Festigkeit an der Rückseite der Wafer 10 festgeklebt und, falls nötig, leicht abgezogen werden. The adhesive film 11 is used so that the cut into chips Wafer 10 does not dissolve into the individual pellets with loss of order. The adhesive film can be glued with sufficient strength to the back of the wafer 10 and, easily peeled off if necessary.
Da. die Klebefolie 11 an die Rückseite der Wafer -19 geklebt ist, kann die Tiefe der beim Zerschneiden in Chips entstehenden Nut A so. tief wie - möglich gewählt werden. Es ist auch möglich, die Nuten A durch die Diamantscheibe 13 so auszubilden, daß-dieWafer 10 vollständig in die Pellets durchgeschnitten wird. Da jedoch die Gefahr besteht, daß dabei auch das Klebeband zerschnitten wird, ist es angebrachter, die Wafer so dem Vorgang des Ze#rschneidens in Chips zu un#terwerfen, daß eine gewisse Dicke s#tehenbleibt, die im nachfolgenden Brechschritt einfach durchgebrochen werden kann, anstatt die Wafer vollständig zu zerschneiden. There. the adhesive film 11 is glued to the back of the wafer -19, the depth of the groove A produced when cutting into chips can be as follows. deep like - possible to be chosen. It is also possible to cut the grooves A through the diamond disc 13 in such a way that the wafer 10 is completely cut through into the pellets. However, since there is a risk that the adhesive tape will also be cut in the process it is more appropriate to subject the wafers to the process of cutting into chips, that a certain thickness remains, which is easy in the subsequent breaking step can be broken through instead of cutting the wafers completely.
(2) Wie in Fig. 2b dargestellt,. wird die dem Zerschneiden in Chips unterworfene Halbleiter-Wafer 10 umgedreht und auf einer ebenen Platte 14 aus elastischem Gummi oder dergleichen angeordnet. Eine Walze 15 wird unter fiederdrücken über die.- Klebefolie 1i gerdlt,#um die Wafer 10 so mit einem Biegemoment zu beaufschlagen. Auf diese Weise wird die Wafer 10 längs der Nuten A gebrochen (bzw. gespalten) und in die einzelnen Halbleiter-Pellets 10a zerlegt. (2) As shown in Fig. 2b. is the cutting into chips Subjected semiconductor wafer 10 turned upside down and on a flat plate 14 made of elastic Rubber or the like arranged. A roller 15 is pressed down over the. Adhesive film 1i rolled, # in order to apply a bending moment to the wafers 10 in this way. In this way, the wafer 10 becomes longitudinal of the grooves A broken (resp. split) and broken down into the individual semiconductor pellets 10a.
(3) Wie in Fig. 2c dargestellt, wird die dem Brech- bzw. Spaltvorgang unterworfene Halbleiter-Wafer 10 über die Klebefolie 11 mit einem Rahmenaufbau 16 zur Abnahme der Halbleiter-Pellets verbunden. Wie aus der Draufsicht der Fig. 3 und der iänqs Linie IV-IV der Fig. 3 genommenen Schnittansicht der Fig. 4 ersichtlich, ist der Rahm.#enawfbau 16 zur Abnahme der Halbleiter-Pellets derart, daß eine Folie bzw. ein dünnes Blatt 16b an einem hohlen äußeren Rahmen 16a festgeklebt ist. Es ist erforderlich, daß das Blatt-16b bezüglich des äußeren Rahmens 16a gespannt ist und daß während des nächsten Verf ahrensschritts des Nach-oben-StoRens des Pellets durch eine Nadel die Klebefolie 11 fest mit diesem Blatt verbunden bleibt. Deshalb ist die Klebekraft des .Blatts 16b höher als diejenige des Klebebands 11. (3) As shown in Fig. 2c, the breaking or splitting process subjected semiconductor wafers 10 via the adhesive film 11 with a frame structure 16 connected to the decrease of the semiconductor pellets. As from the top view of FIG and the sectional view of FIG. 4 taken along line IV-IV of FIG. 3, is the cream. # enawfbau 16 for removing the semiconductor pellets in such a way that a film or a thin sheet 16b is glued to a hollow outer frame 16a. It it is necessary that the sheet 16b is tensioned with respect to the outer frame 16a and that during the next step in the process of poking the pellet up the adhesive film 11 remains firmly connected to this sheet by a needle. That's why the adhesive strength of the sheet 16b is higher than that of the adhesive tape 11.
Die am Rahmenaufbau 16 zur Abnahme der Halbleiter-Pellets befestigte Halbleiter-Wafer 10 wird von der Unterseite des Blatts 16b her durch eine nach oben stoßende Nadel 17 mechanisch nach oben gedrückt, wobei das Halbleiter-Pellet 10a durch eine (vakuumfestgelegte) Hülse 18 abgenommen wird, die in festlegender Beziehung- mit der nach oben stoßenden Nadel 17 herunterkommt. Die nach oben stoßende Nadel 17 durchbohrt die Blätter 16b und 11 und stößt das Pellet 10a an seiner Unterseite nach oben, wobei das Pellet 10a von der Klebefolie 11 gelöst wird. The attached to the frame structure 16 for the removal of the semiconductor pellets Semiconductor wafer 10 is from the underside of the sheet 16b through an upward pushing needle 17 mechanically pushed upwards, wherein the semiconductor pellet 10a is removed by a (vacuum-fixed) sleeve 18, which in a defining relationship- comes down with the needle 17 pushing upwards. The needle pushing up 17 pierces the blades 16b and 11 and pushes the pellet 10a on its underside upwards, the pellet 10a being detached from the adhesive film 11.
Hierbei wird, wie in Fig. 2d gezeigt, nur ein ein ziges Halbleiter-Pellet 1Oa-in einem Zustand abgenommen, in dem die einzelnen Pellets durch die Nutenbreite (40 bis 50 Fm) der durch das Zerschneiden in Chips ausge- bildeten Nuten A von benachbartRn Pellets getrennt sind, das heißt in einem Zustand, in dem die Lagebeziehung zwischen angrenzenden Pellets aufrechterhalten wird. Here, as shown in Fig. 2d, only a single semiconductor pellet 1Oa-removed in a state in which the individual pellets through the groove width (40 to 50 cubic meters) of the cut into chips formed Grooves A are separated from adjacent Rn pellets, that is, in a state in which the positional relationship between adjacent pellets is maintained.
Selbst wenn die Verformung usw. der Folien 11 und 16b beim Abnehmen des Pellets 10a auftritt, stören einander die Pellets nicht und erleiden dementsprechend keine Beschädigungen, wie Risse und Abraspelungen.Even if the deformation etc. of the sheets 11 and 16b are removed when they are removed of the pellet 10a occurs, the pellets do not interfere with each other and suffer accordingly no damage, such as cracks and chips.
Wenn auch die Erfindung anhand vorstehender Ausführungsform beschrieben wurde, so liegt das Wesen der Erfindung darin, daß Nuten in der Vorderseite der Wafer durch den Vorgang des Zerschneidens in Chips (dicing) in einem Zustand ausgebildet werden, in welchem die Klebefolie fest an der Rückseite der Wafer haftet, daß ein Biegen der Wafer zum Brechen und Zerteilen derselben in einzelne Pellets durchgeführt wird und daß ein Teil der Folien zur Trennung der einzelnen Pellets mechanisch nach oben gedrückt wird. Dementsprechend können, anders als im Fall des Diamantritzens, das die Spaltbarkeit des Kristalls ausnützt, die Seitenflächen des in Chips zerschnittenen Pellets glatte und senkrechte Flächen, unabhängig von der Kristallorientierung, darbieten. Deshalb' werden die Pellets bei ihrer Abnahme nicht beschädigt und es läßt sich ein Spalten in Pellets mit hoher Zuverlässigkeit durchführen. Hinzu kommt, daß der Ausrichtungszustand der Pellets hervorragend ist, was die Automation des Chip-Bondens im nachfolgenden Prozeß erleichtert. Even if the invention is described based on the above embodiment was, the essence of the invention is that grooves in the front of the Wafer formed by the process of dicing in one state in which the adhesive film is firmly adhered to the back of the wafer that one Bending the wafers to break them and dividing them into individual pellets is carried out and that a part of the films for the separation of the individual pellets mechanically after is pressed up. Accordingly, unlike in the case of diamond scribing, that uses the cleavage of the crystal, the side surfaces of the cut into chips Pellets smooth and vertical surfaces, regardless of the crystal orientation, perform. Therefore, the pellets are not damaged when they are removed and it splitting into pellets can be carried out with high reliability. Come in addition, that the alignment state of the pellets is excellent, which makes the automation of the Chip bonding facilitated in the subsequent process.
Auf diese Weise verhindert das erfindungsgemäße Spaltverfahren für Halbleiterpellets eine Beschädigung der Pellets und leistet ein Zerlegen der Wafer in Pellets und ein. Trennen eines Pellets von den. anderen ohne schädliche Effekte auf darin ausgebildete Schal,tkreiselemente.In this way, the inventive cleavage method prevents Semiconductor pellets damage the pellets and break down the wafers in pellets and a. Separating a pellet from the. others with no harmful effects on circular elements formed therein.
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| FR2775353A1 (en) * | 1998-02-24 | 1999-08-27 | Commissariat Energie Atomique | Micro-milling cutter for machining miniaturized components |
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Also Published As
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| JPS546456A (en) | 1979-01-18 |
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