EP4584211A1 - Verfahren zum vereinzeln eines wafers und geeignete vorrichtung - Google Patents

Verfahren zum vereinzeln eines wafers und geeignete vorrichtung

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Publication number
EP4584211A1
EP4584211A1 EP23761929.1A EP23761929A EP4584211A1 EP 4584211 A1 EP4584211 A1 EP 4584211A1 EP 23761929 A EP23761929 A EP 23761929A EP 4584211 A1 EP4584211 A1 EP 4584211A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wafer
protective device
structures
chips
separation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23761929.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Noltemeyer
Arnd Kaelberer
Heiko Stahl
Tobias HENN
Jan Stiedl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH, Carl Zeiss SMT GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4584211A1 publication Critical patent/EP4584211A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00865—Multistep processes for the separation of wafers into individual elements
    • B81C1/00896—Temporary protection during separation into individual elements

Definitions

  • Particularly critical steps here are, for example, soldering or sintering processes and, in particular, the separation of the wafers into individual chips (dies), as these can easily lead to damage and/or contamination of the microelectromechanical structures. For this reason, the sensitive structures are typically temporarily protected by suitable protective structures, which, however, greatly reduce the fill factor of the end product, i.e. the chips produced.
  • a method for separating a wafer and a protective device for temporarily supporting a wafer are proposed for use in a method according to the invention.
  • the wafer can be bonded to the protective device, for example by means of sintering or eutectic bonding, in order to avoid unwanted movements, for example displacements, of the wafer and the protective device relative to one another.
  • the handling of the wafer and the protective device is thus made easier and the protective device can be moved and/or rotated together with the wafer.
  • such bonding can be dispensed with and, if necessary, a fixing device can also be used to temporarily fix the contact between the protective device and the wafer. Avoiding bonding allows the protective device to be reused for additional wafers, if necessary after cleaning.
  • the protective device serves to protect parts of the wafer during critical steps such as bonding, for example wafer bonding (such as eutectic bonding) of a further wafer to the wafer or bonding of further chips to the wafer, in particular by means of soldering and/or a Sintering and/or eutectic bonding, wafer testing and/or singulation during this temporary carrying by the protective device.
  • the wafer is preferably to be brought into contact with the protective device, for example to be positioned so that structures of the wafer to be protected do not come into contact with the one or more support structures of the protective device.
  • the wafer should preferably be brought into contact with the protective device in such a way that the structures to be protected are protected in the best possible way by the protective device for the following processing steps.
  • a gap structure with several gaps in the wafer is preferably formed which encloses individual chips and locally perforates (penetrates) the wafer (does not form closed shapes such as rectangles).
  • the subsequent separation takes place at least partially along these several columns.
  • the separation can be done, for example, by breaking and/or cutting using a laser (laser cutting) and/or etching process.
  • a chip to be removed from the wafer partially separated from the remaining wafer (rest of the wafer) by this formation of the gap structure.
  • the gap structure is designed so that webs (insulated connections) connect the individual chips to the rest of the wafer.
  • a gap structure enclosing individual chips can be formed with one or more gaps in the wafer.
  • the separation can be done at least partially by forming the gap structure. If all chips on a wafer are enclosed by the gap structure, the wafer is completely separated by this. Separate isolation is not necessary.
  • a gap structure can also consist of unconnected recesses exist, for example, a gap-shaped recess surrounding each chip can be guided around individual chips. The entirety of this gap is referred to as a gap structure in the context of this invention.
  • a locally perforating gap structure is accordingly a gap structure in which the gaps do not form closed shapes. Separating the wafer by forming a gap structure in the wafer is particularly advantageous since the release of particles, which could lead to contamination of sensitive structures on the wafer, can be completely avoided.
  • the separation can be carried out, for example, using an etching process, a laser cutting process and/or a crushing process.
  • the etching process that can be used is reactive ion etching (DRIE, deep reactive ion etching), but also etching using xenon difluoride (XeFs).
  • Holding structures are particularly advantageous when the wafer is rotated and/or moved together with the protective device. After separating and before removing the chips, it can be advantageous to remove the chips by rotating the wafer together with the protective device through an angle of 170° to 190°, preferably 180°, about an axis parallel to the first surface of the wafer, whereby the holding structures are so pronounced that the chips remain in the wafer during rotation.
  • the protective device is connected to the wafer in a detachable or non-detachable manner, for example by means of bonding and/or a fixing device for temporarily fixing the wafer.
  • Gap structures that are designed to separate the wafer can be particularly advantageously combined with such turning if they include suitable holding structures.
  • the support structures of the protection device support the wafer after rotation and the rotation takes place about an axis perpendicular to the direction of gravity.
  • the chips can be removed from the wafer after rotating.
  • Such a procedure is particularly preferred if it is advantageous for certain process steps to orient the first surface of the wafer protected by the protective device upwards, and/or if the protective device is located above the wafer.
  • an etching gas may be supplied via openings in an area of an outer wall of the protective device. It is typically advantageous to distribute such openings as homogeneously and over a large area as possible.
  • any steps within the manufacturing process are conceivable.
  • a sintering paste and/or a solder can be applied to the second surface of the wafer.
  • Wafer bonding, for example by means of eutectic bonding, of a second wafer can also take place, for example.
  • Testing the wafer for its functionality (wafer testing) and/or parts of the wafer can also take place before separation while the wafer is in contact with the protective device.
  • Figure 1B shows a schematic representation of a section of an exemplary protective device according to the invention with a second wafer
  • Figure 1C shows a schematic representation of a section of the exemplary protective device according to the invention from Figure 1B with the second wafer of Figure 1B after separation;
  • Figure 1A shows a schematic representation of a section of an exemplary wafer 100 with a first surface 100a and a second Surface 100b (upper partial figure), which is located on an exemplary protective device 120 according to the invention (only shown in the lower partial figure), the lower partial figure showing the protective device 120 in a surface view and also purely schematically.
  • the lower part of the figure represents the level A marked in the upper part of the figure by a dashed line.
  • a section of the wafer 100 is shown with a view of its first surface 100a with two open ME MS structures 130, two of which are represented by one Chips 180a, 180b of MEMS systems to be produced individually from the wafer 100 are shown, which have these MEMS structures 130.
  • the protection device 120 protects the MEMS structures 130.
  • the left of the chips 180a to be produced is surrounded by a gap structure that locally perforates the wafer, with gaps 140a penetrating the wafer 100 in the vertical direction and webs 110 having been formed as a connection between the chips 180a to be produced and the remaining part 105 of the wafer 100.
  • recesses 150 can be provided in the wafer 100, as can be seen in the lower part of the figure, which the webs 110 in comparison to Dilute chip 180a and the remaining wafer 105.
  • the wafer 100 is located on support structures 122 of a protective device 120.
  • the support structures 122 can, for example, be wall-shaped elements that support the wafer 100 from below parallel to the gaps 140a of the gap structure.
  • the wafer 100 is placed on the support structures 122 in such a way that the first surface 100a with the MEMS structures 130 points downward and at the same time the support structures 122 only come into contact with insensitive areas of the wafer 100.
  • the MEMS structures 130 can thus be protected, for example by means of support structures 122 designed as continuous walls and/or an outer wall (not shown) surrounding the protective device 120, from foreign particles that may arise during further processing steps on or starting from the first surface 100b of the wafer carried out, protected.
  • the webs 110 hold the chip 180a shown on the left in its position, so that work such as printing with solders and/or sintering pastes, bonding, for example with another wafer, and a wafer test can continue to be carried out on the wafer 100 and finally separation can be carried out.
  • the webs 110 can, for example, be broken mechanically and/or cut using a laser, preferably directly when the chip 180a is removed from the protective device 120. If necessary, after such a separation, webs 110 or remnants of the webs 110 remaining on the chips 180 After separation, if desired, they can be completely removed in a further step, for example mechanically and/or using a laser and/or an etching process.
  • the right chip 180b does not specifically emboss webs 110. Instead, the wafer 100 is thinned throughout by forming the trench 140b around the chip 180b. A later separation can then be carried out along this prepared trench 140b, for example by means of etching and/or laser cutting and/or, if the remaining wafer 100 is sufficiently thin in the area of the trench 140b, by breaking.
  • FIG A shows, in a similar representation to FIG A.
  • the wafer 101 like the wafer 100, has open MEMS structures 131 on the first surface 101a, which are provided for chips 181.
  • areas 141 are marked for a subsequent etching process for separating the wafer 101 is provided (etching structures). As can be seen in the lower part of the figure, these etched structures 141 only partially penetrate the wafer. These etched structures 141 are also shown in the upper part of the figure for the sake of clarity, although these etched structures 141 are not visible when looking at the first surface 100a, as can be seen from the lower part of the figure.
  • the projections 185 on the chips 181 realized by the recesses 151 in the wafer 101 ensure that the downward movement 190 of the individual chips 181 is stopped, since these projections 185 get stuck on remaining parts 106a of the remaining wafer 106. This prevents that the chips 181 hit a floor, for example the protective device 120, after the separation with the open MEMS structures 131, which could lead to damage to the open MEMS structures 131.
  • the chips 181 can be removed (arrows 195) after the protection device 120 has been separated upwards (i.e. opposite to the direction of gravity and thus the direction of the arrows 190), for example by means of a suitable removal device 192, which can be based on negative pressure.
  • the projections 185 can be completely removed in a further step, for example mechanically and/or by means of a laser cutting and/or an etching process.
  • removal 440 takes place parallel to the separating 430.
  • the chips 180a, 180b, 181, 280 are broken out of the wafer 100, 101, 200 for this purpose.
  • the chips 180a, 180b, 181, 280 remain in the protective device 120, 220 after the separation 430, advantageously held by corresponding holding structures, the chips 180a, 180b, 181, 280 can be in the protective device 120 before they are removed 440, 220 will also be tested for correct functionality at this point.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible, which are within the scope of professional action.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Dicing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vereinzeln eines Wafers (100) mit einer ersten Oberfläche (100a) und einer der ersten Oberfläche (100a) gegenüberliegenden zweiten Oberfläche (100b), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Inkontaktbringen des Wafers (100) mit einer Schutzvorrichtung (120) mit einer oder mehreren Tragestrukturen (122) so, dass die erste Oberfläche (100a) des Wafers (100) mit den mehreren Tragestrukturen (122) in Kontakt steht, Vereinzeln des mit der Schutzvorrichtung (120) in Kontakt stehenden Wafers (100) in eine Mehrzahl von Chips (180a, 180b) und Entnehmen (440) der Chips (180a, 180b) aus dem mit der Schutzvorrichtung (120) in Kontakt stehenden Wafer (100). Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schutzvorrichtung (120) mit einer oder mehreren Tragestrukturen (122) zum zeitweisen Tragen eines Wafers (100), die eingerichtet ist, in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet zu werden.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Vereinzeln eines Wafers und geeignete Vorrichtung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung von Halbleiterchips aus Wafern, insbesondere für mikroelektromechanische Vorrichtungen, und betrifft ein Verfahren zum Vereinzeln eines Wafers und eine Schutzvorrichtung zum zeitweisen Tragen eines Wafers zur Verwendung in einem solchen Verfahren.
Stand der Technik
Der Einsatz von Vorrichtungen mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS, microelectromechanical system), beispielsweise Mikrospiegel-Arrays oder Mikrospiegelaktoren, erfolgt heutzutage in einer Vielzahl von Vorrichtungen, beispielsweise in Smartphones, Projektoren, Head-up-Displays, Barcodelesern, Maskenbelichtern in der Halbleiterfertigung und Mikroskopen. Entsprechende Mikrospiegel-Arrays sind beispielsweise aus den Schriften DE 10 2013 208 446 Al, EP 0 877 272 Al und WO 2010/049076 A2 bekannt. Bei der Herstellung der einzelnen mikroelektromechanischen Systeme auf der Basis von Wafern muss ein fortwährender Schutz der mikroelektromechanischen Strukturen dieser Systeme sichergestellt werden, um ungewollte Beschädigungen zu vermeiden. Besonders kritische Schritte sind hierbei beispielsweise Löt- oder Sinterprozesse und insbesondere auch die Vereinzelung der Wafer in einzelne Chips (Dies), da diese leicht zu einer Beschädigung und/oder Verschmutzung der mikroelektromechanischen Strukturen führen können. Aus diesem Grund werden die empfindlichen Strukturen typischerweise durch geeignete Schutzstrukturen temporär geschützt, die aber den Füllfaktor des Endproduktes, also den hergestellten Chips, stark reduzieren.
Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Vereinzeln eines Wafers und eine Schutzvorrichtung zum zeitweisen Tragen eines Wafers zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Vereinzeln eines Halbleiter-Wafers (im Rahmen dieser Erfindung auch kurz Wafer), insbesondere eines Silizium-Wafers, mit einer ersten und einer zweiten Oberfläche vorgeschlagen, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegt. Die erste und die zweite Oberfläche sind also die zwei unterschiedlichen Grundflächen des Wafers. Hierbei umfasst das Verfahren ein Inkontaktbringen des Wafers mit einer Schutzvorrichtung, beispielsweise ein Positionieren des Wafers auf der Schutzvorrichtung, wobei die Schutzvorrichtung eine oder mehrere Tragestrukturen aufweist. Dabei wird der Wafer so mit der Schutzvorrichtung in Kontakt gebracht, dass die erste Oberfläche des Wafers mit der einen oder den mehreren Tragestrukturen in Kontakt steht. Die Schutzvorrichtung kann hierbei beispielsweise einem zeitweisen Tragen des Wafers dienen oder zeitweise auf diesem positioniert werden. Der Wafer wird also typischerweise auf die Schutzvorrichtung gelegt oder die Schutzvorrichtung wird auf dem Wafer positioniert.
Beim oder nach dem Inkontaktbringen kann ein Bonden des Wafers an die Schutzvorrichtung durchgeführt werden, beispielsweise mittels eines Sinterns oder eutektischen Bondens, um ungewollte Bewegungen, beispielsweise Verschiebungen, von Wafer und Schutzvorrichtung zueinander zu vermeiden. Die Handhabung von Wafer und Schutzvorrichtung wird somit erleichtert und ein gemeinsames Bewegen und/oder Drehen der Schutzvorrichtung zusammen mit dem Wafer ermöglicht. Alternativ kann auch auf solches Bonden verzichtet werden und gegebenenfalls auch eine Fixierungsvorrichtung zum temporären Fixieren des Kontaktes zwischen Schutzvorrichtung und Wafer verwendet werden. Ein Verzichten auf ein Bonden erlaubt es, die Schutzvorrichtung, gegebenenfalls nach einer Reinigung, für weitere Wafer wiederzuverwenden.
Nach dem Inkontaktbringen des Wafers mit der Schutzvorrichtung erfolgt, nachdem gegebenenfalls weitere Schritte zur Prozessierung des Wafers wie beispielsweise einem Ätzen von sogenannten Opferbereichen in Halbleiterschichten des Wafers (Opferschichtätzen), beispielsweise zur Freistellung von Strukturen für ein MEMS (microelectromechanical system), und/oder einem Waferbonden, beispielsweise ein eutektisches Bonden, eines zweiten Wafers an den Wafer durchgeführt worden sind, ein Vereinzeln des Wafers (im Fall eines erfolgten Waferbondens zusammen mit einem Vereinzeln des gebondeten zweiten Wafers, also des gesamten gekoppelten Wafers) in eine Mehrzahl von Halbleiterchips (im Rahmen dieser Erfindung auch kurz als Chip bezeichnet). Ein Opferschichtätzen kann beispielsweise durch Chlortrifluorid (CIF3), Chlorfluorid (CIF), Chlorpentafluorid (CIF5), Bromtrifluorid (BrFs), Brompentafluorid (BrFs), Jodpentafluorid (IF5), Jodheptfluorid (IF7), Schwefeltetrafluorid (SF4), Xenondifluorid (XeFs) oder ähnliche Substanzen erfolgen. Die Chips werden anschließend aus dem immer noch mit der Schutzvorrichtung in Kontakt stehenden Wafer entnommen. Hierbei kann der Schritt des Vereinzelns und des Entnehmens zusammenfallen, also zeitgleich geschehen. Das Vereinzeln des Wafers kann somit vor dem Entnehmen der Chips aus dem Wafer geschehen, aber auch zusammen mit dem Entnehmen der Chips erfolgen.
Die Schutzvorrichtung dient hierbei einem Schutz von Teilen des Wafers bei kritischen Schritten wie beispielsweise einem Bonden, beispielsweise einem Waferbonden (wie einem eutektischem Bonden) eines weiteren Wafers an den Wafer oder Bonden von weiteren Chips an den Wafer, insbesondere mittels eines Lötens und/oder eines Sinterns und/oder eutektischen Bondens, einem Wafer-Testen und/oder einem Vereinzeln während dieses zeitweisen Tragens durch die Schutzvorrichtung. Der Wafer ist vorzugsweise mit der Schutzvorrichtung in Kontakt zu bringen, beispielsweise zu positionieren, dass zu schützende Strukturen des Wafers nicht in Kontakt mit der einen oder den mehreren Tragestrukturen der Schutzvorrichtung kommen. Weiterhin ist der Wafer vorzugsweise so mit der Schutzvorrichtung in Kontakt zu bringen, dass die zu schützenden Strukturen durch die Schutzvorrichtung bestmöglich für die folgenden Verarbeitungsschritte geschützt werden.
Nach dem Kontaktieren des Wafers mit der Schutzvorrichtung und vor dem Vereinzeln des Wafers erfolgt vorzugsweise ein Ausbilden einer einzelne Chips umschließenden und den Wafer lokal (keine geschlossene Formen wie Rechtecke ausbildende) perforierenden (durchdringenden) Spaltstruktur mit mehreren Spalten im Wafer. Das anschließende Vereinzeln erfolgt zumindest teilweise entlang dieser mehreren Spalte. Das Vereinzeln kann beispielsweise durch Brechen und/oder Schneiden mittels eines Lasers (Laserschneiden) und/oder Ätzverfahrens, erfolgen. Ein aus dem Wafer herauszulösender Chip ist durch dieses Ausbilden der Spaltstruktur partiell vom restlichen Wafer (Rest des Wafers) getrennt. Typischerweise wird die Spaltstruktur so ausgebildet, dass Stege (isolierte Verbindungen) die einzelnen Chips mit dem Rest des Wafers verbinden. Hierdurch wird erreicht, dass der Chip sich später leicht aus dem Wafer herauslösen lässt, beispielsweise beim Entnehmen des Chips aus der Schutzvorrichtung. In so einem Fall wird das Entnehmen des Chips also parallel zur Vereinzelung durchgeführt, beispielsweise durch ein einfaches Brechen der Stege, der Chip wird folglich aus dem Wafer herausgebrochen. Durch Einsatz eines geeigneten Verfahrens zum Laserschneiden ist es auch möglich, die Stege zu verdampfen. Dies hat den Vorteil, dass die Stege vollständig entfernt werden, ohne unkontrollierte Bruchstücke der Stege entstehen zu lassen.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine die einzelnen Chips umschließende Grabenstruktur mit einem oder mehreren Gräben auf der ersten und/oder der zweiten Oberfläche des Wafers ausgebildet werden. Durch die Grabenstruktur wird der Wafer gezielt ausgedünnt, also mit einem oder mehreren Gräben versehen. Ein Vereinzeln des Wafers erfolgt dann zumindest teilweise entlang des einen oder der mehreren Grabens. Eine Grabenstruktur mit einem oder mehreren Gräben auf einer Oberfläche eines Wafers meint im Rahmen dieser Erfindung eine Struktur aus einem oder mehreren Gräben in einem Wafer derart, dass der oder die Gräben zu der Oberfläche hin offen sind. Der oder die Gräben einer Grabenstruktur umschließen typischerweise im Rahmen der Vereinzelung aus dem restlichen Wafer herauszulösende Chips. Auch im Fall einer Grabenstruktur liegt der Vorteil darin, dass ein Vereinzeln, beispielsweise durch ein Herausbrechen des Chips aus dem restlichen Wafer, vereinfacht wird. Eine die einzelnen Chips umschließende Grabenstruktur kann auch nicht miteinander verbundene Gräben umfassen, also beispielsweise aus einer Vielzahl von einzelnen Chips umschließenden Gräben bestehen, die nicht untereinander verbunden sein müssen. Die Gesamtheit dieser Gräben wird im Rahmen dieser Erfindung als Grabenstruktur bezeichnet.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Ausbilden einer einzelne Chips umschließende Spaltstruktur mit einem oder mehreren Spalten im Wafer erfolgen. Hier kann das Vereinzeln zumindest teilweise durch das Ausbilden der Spaltstruktur erfolgen. Falls alle Chips auf einem Wafer durch die Spaltstruktur umschlossen werden, wird der Wafer durch diese vollständig vereinzelt. Eine getrennte Vereinzelung ist nicht erforderlich. Wie im Fall einer Grabenstruktur kann auch eine Spaltstruktur aus nicht miteinander verbundenen Ausnehmungen bestehen, beispielsweise kann um einzelne Chips jeweils eine diesen Chip umschließende spaltförmige Ausnehmung geführt sein. Die Gesamtheit dieser Spalte wird im Rahmen dieser Erfindung als Spaltstruktur bezeichnet. Eine lokal perforierende Spaltstruktur ist entsprechend eine Spaltstruktur, bei der die Spalte keine geschlossenen Formen ausbilden. Ein Vereinzeln des Wafers durch ein Ausbilden einer Spaltstruktur im Wafer ist besonders vorteilhaft, da hierbei die Freisetzung von Partikeln, die zur Verschmutzung von empfindlichen Strukturen auf dem Wafer führen könnte, vollständig vermieden werden kann.
Im Rahmen dieser Erfindung ist unter einer Spaltstruktur eine oder mehrere Ausnehmungen des Wafers zu verstehen, die diesen in vertikaler Richtung vollständig durchdringen. Im Gegensatz dazu meint eine Grabenstruktur eine oder mehrere Aussparungen, die sich nicht über die volle Dicke eines Wafers erstrecken. Ein Vereinzeln eines Wafers entlang einer lokal perforierenden Spaltstruktur meint ein Vereinzeln derartig, dass mehrere Ausnehmungen der Spaltstruktur für ein Herauslösen eines Chips aus dem restlichen Wafer ausgenutzt werden, was durch ein Zerstören, beispielsweise ein Brechen, von noch bestehenden Verbindungen (beispielsweise in der Form von Stegen) zwischen dem Chip und dem restlichen Wafer geschieht. Spalte von Spaltstrukturen und Gräben von Grabenstrukturen können von einfachen senkrecht durch den Wafer verlaufenden Spalten und Gräben, also rechteckigen Ausnehmungen und Aussparungen, abweichen, beispielsweise ist der Einsatz von Hinterschnitten denkbar. Insbesondere können die Spalte und die Gräben so gestaltet sein, dass zumindest lokal Haltestrukturen geformt werden, die die einzelnen Chips nach der Vereinzelung des Wafers weiterhin in diesem fixieren, also die Bewegung der einzelnen Chips nach der Vereinzelung einschränken, beispielsweise um ein unbeabsichtigtes Herausfallen der einzelnen Chips aus dem Wafer bei einem Bewegen des Wafers zu verhindern.
In einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Ausbilden der Spalte und/oder der Gräben und somit auch der Spaltstruktur und/oder der lokal perforierenden Spaltstruktur und/oder der Grabenstruktur mittels eines Ätzprozesses. Als Ätzverfahren kann hierbei beispielsweise reaktives lonentiefätzen (DRIE, deep reactive ion etching) eingesetzt werden. Weiterhin kann das Ausbilden der Spaltstrukturen und/oder der Grabenstruktur vor dem Inkontaktbringen des Wafers mit der Schutzvorrichtung durchgeführt werden. Bevorzugt erfolgt das Ausbilden der Spaltstrukturen und/oder der Grabenstruktur nach dem Inkontaktbringen des Wafers mit der Schutzvorrichtung und auch bevorzugt nach einem eventuellen Bonden des Wafers an die Schutzvorrichtung, um bereits für diesen Verfahrensschritt die Schutzfunktion der Schutzvorrichtung auszunutzen. Ein solcher Ätzprozess wird vorzugsweise mit einem Ätzprozess zum Ätzen von Strukturen der Chips, beispielsweise einem Opferschichtätzen, kombiniert, so dass in einem Verfahrensschritt sowohl die Spaltstruktur und/oder die lokal perforierende Spaltstruktur und/oder die Grabenstruktur ausgebildet als auch ein Opferschichtätzen durchgeführt wird.
Das Vereinzeln kann schließlich beispielsweise unter Anwendung eines Ätzverfahrens, eines Laserschneidverfahrens und/oder eines Brech verfahrens durchgeführt werden. Auch hier kommt als Ätzverfahren reaktives I on entief ätzen (DRIE, deep reactive ion etching), aber auch Ätzen mittels Xenondifluorid (XeFs) in Frage.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren bei der Fertigung von mikroelektromechanischen Systemen einsetzbar. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Wafer offene Strukturen für mikroelektromechanische Systeme (ME MS-Strukturen) aufweist. In so einem Fall wird der Wafer so mit der Schutzvorrichtung in Kontakt gebracht und bevorzugt gebondet, dass die eine oder die mehreren Tragestrukturen die offenen MEMS-Strukturen nicht berühren. Wenn die offenen MEMS-Strukturen zu der ersten Oberfläche des Wafers hin offen sind, können weitere Schritte im Rahmen der Prozessierung des Wafers nun an der gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Wafers durchgeführt werden, beispielsweise ein Löten, ein Sintern, ein Waferbonden, ein Bonden weiterer Chips, ein Wafer-Testen und/oder schließlich ein Vereinzeln des Wafers, ohne dabei die durch die Schutzvorrichtung geschützte erste Oberfläche zu gefährden. Ganz besonders vorteilhaft ist das Verfahren einsetzbar, wenn die offenen MEMS-Strukturen auch MEMS-Strukturen für ein Mikrospiegel-Array umfassen, da solche Strukturen besonders empfindlich sind.
In einer besonders bevorzugten Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist der Wafer Haltestrukturen auf und/oder es erfolgt nach Inkontaktbringen mit der Schutzvorrichtung und vor dem Vereinzeln des Wafers ein Ausbilden von Haltestrukturen im Wafer, wobei die Haltestrukturen ausgestaltet sind, mögliche Bewegungen der Chips nach dem Vereinzeln in zumindest einer Richtung einzuschränken. Beispielsweise können die Haltestrukturen ein Herausfallen und/oder Herunterfallen der einzelnen Chips aus dem Wafer nach dem Vereinzeln verhindern und die einzelnen Chips stattdessen in dem restlichen Wafer und damit der Schutzvorrichtung halten. Eine Haltestruktur kann beispielsweise durch geeignete Aussparungen und/oder Ausnehmungen mit Hinterschnitten im Wafer ausgeprägt sein. Eine Haltestruktur ist vorteilhafterweise an einem Rand eines durch die Vereinzelung zu lösenden Chips angeordnet und sorgt für ein Verhaken des Chips mit dem restlichen Wafer nach Durchführung der Vereinzelung, das ein freies Bewegen des Chips in eine Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche des Wafers verhindert. Hierdurch kann beispielsweise ein Herunterfallen der Chips verhindert werden, wenn der Wafer waagerecht (also senkrecht zur Gravitationsrichtung) auf der Schutzvorrichtung angeordnet ist. Es ist auch denkbar, dass Haltestrukturen mittels Spaltstrukturen umgesetzt werden, die geeignet sind, ein ungewolltes Bewegen der Chips des Wafers in beide Richtungen senkrecht zur ersten Oberfläche des Wafers nach dem Vereinzeln zu verhindern.
Insbesondere sind Haltestrukturen vorteilhaft, wenn der Wafer zusammen mit der Schutzvorrichtung gedreht und/oder bewegt wird. Nach dem Vereinzeln und vor dem Entnehmen der Chips kann es vorteilhaft sein, zum Entnehmen der Chips den Wafer zusammen mit der Schutzvorrichtung um einen Winkel von 170° bis 190°, bevorzugt 180°, um eine zur ersten Oberfläche des Wafers parallele Achse zu drehen, wobei die Haltestrukturen dafür so ausgeprägt sind, dass die Chips bei dem Drehen im Wafer verbleiben. Für das Drehen wird die Schutzvorrichtung mit dem Wafer lösbar oder nichtlösbar verbunden, beispielsweise mittels eines Bondens und/oder einer Fixierungsvorrichtung zum zeitweisen Fixieren des Wafers. Spaltstrukturen, die zum Vereinzeln des Wafers ausgebildet werden, sind besonders vorteilhaft mit einem solchen Drehen kombinierbar, wenn sie geeignete Haltestrukturen umfassen. Hierfür können Spaltstrukturen beispielsweise an geeigneten Stellen eine parallel zur ersten Oberfläche des Wafers verlaufende Nut auf einer Seite eines Spaltes der Spaltstruktur aufweisen und auf der gegenüberliegenden Seite des Spalts an denselben Stellen einen Vorsprung aufweisen, beispielsweise in der Form einer Schiene oder eines Vorsprungs, derart, dass diese Schiene oder dieser Vorsprung durch die Nut aufgenommen ist, wobei ein räumlicher Abstand zwischen beiden Elementen verbleibt. Die Kombination aus Nut und Vorsprung schafft folglich eine lose Verbindung zwischen einem einzelnen Chip und dem restlichen Wafer. Hierbei kann die Nut im Chip umgesetzt werden, der Vorsprung gehört entsprechend zum restlichen Wafer. Eine entgegengesetzte Anordnung (Nut im restlichen Wafer, Vorsprung zu Chip gehörig) ist allerdings ebenfalls denkbar. Der restliche Wafer kann durch eine oder mehrere geeignete Ausnehmungen so gestaltet sein, dass sich der Vorsprung oder die Schiene von dem Chip weg verschieben lässt. Hierdurch kann diese lose Verbindung aufgetrennt werden. Über eine solche Mechanik können folglich Chips nach der Vereinzelung erst im Wafer gehalten und anschließend gezielt freigegeben werden in dem Sinne, dass sie aus dem Wafer entnehmbar sind.
Ein Drehen des Wafers um 170° bis 190° kann besonders dann vorteilhaft sein, wenn vor dem Drehen die Schutzvorrichtung oberhalb des Wafers angeordnet wird, insbesondere also in dem Fall, dass das Inkontaktbringen von Wafer und Schutzvorrichtung dadurch erfolgt, dass die Schutzvorrichtung von oben auf den Wafer aufgebracht wird. Die Begriffe „oberhalb“ und „von oben“ beziehen sich im Rahmen dieser Erfindung auf die Richtung der Gravitation: Ein Objekt befindet sich „oberhalb“ eines anderen Objekts, wenn es in Bezug auf das andere Objekt entgegen der Richtung der Gravitation angeordnet ist. Entsprechend meint „von oben“, dass etwas in Richtung der Gravitation erfolgt, „nach oben“ meint entgegen der Richtung der Gravitation. Äquivalent sind die Begriffe „unterhalb“, „von unten“ und „nach unten“ zu verstehen. In dem beschriebenen Fall tragen die Tragestrukturen der Schutzvorrichtung den Wafer nach dem Drehen und das Drehen erfolgt um eine Achse senkrecht zur Gravitationsrichtung. Die Chips können nach dem Drehen aus dem Wafer entnommen werden. Ein solches Vorgehen ist dann besonders bevorzugt, wenn es für bestimmte Prozessschritte vorteilhaft ist, die durch die Schutzvorrichtung geschützte erste Oberfläche des Wafers nach oben hin zu orientieren, und/oder falls sich die Schutzvorrichtung oberhalb des Wafer befindet. Beispielsweise kann es sein, dass zum Ätzen ein Zuführen eines Ätzgases über Öffnungen in einem Bereich einer Außenwand der Schutzvorrichtung erfolgt. Hierbei ist es typischerweise vorteilhaft, solche Öffnungen möglichst homogen und großflächig zu verteilen. Falls Bereiche der Außenwand zum Platzieren der Schutzvorrichtung auf einer Ablage als Boden fungieren sollen, besteht die Gefahr, dass in diesen Bereichen vorhandene Öffnungen blockiert werden und keine Gaszufuhr möglich ist. Mögliche Positionen für Öffnungen zur Gaszufuhr sind folglich eingeschränkt. Eine solche Einschränkung kann beispielsweise dadurch umgangen werden, indem zur Durchführung des Ätzprozesses die Schutzvorrichtung mit dem Wafer so orientiert wird, dass die Schutzvorrichtung sich oberhalb des Wafers angeordnet wird. Es besteht keine Gefahr eines Blockierens von Öffnungen zur Zuführung eines Ätzgases, die Positionen solcher Öffnungen kann frei gewählt werden. Da eine Entnahme der Chips nach Vereinzelung in eine Richtung erfolgen muss, die nicht durch die Schutzvorrichtung blockiert wird, ist allerdings zur Entnahme typischerweise ein Drehen des Wafers erforderlich. Nach Durchführung des Ätzprozesses wird der Wafer folglich zusammen mit der Schutzvorrichtung bevorzugt um 180° um eine zur ersten Oberfläche parallelen Achse gedreht (also um eine Achse senkrecht zur Gravitationsrichtung) und zum Entnehmen der Chips auf einer Ablagefläche platziert.
Vor dem Vereinzeln des Wafers sind beliebige Schritte im Rahmen des Herstellungsverfahrens denkbar. Beispielsweise kann, um den Wafer nach dem Inkontaktbringen des Wafers mit der Schutzvorrichtung für weitere Verfahrensschritte im Herstellungsprozess vorzubereiten, ein Aufbringen einer Sinterpaste und/oder eines Lots auf die zweite Oberfläche des Wafers erfolgen. Auch kann beispielsweise ein Waferbonden, beispielsweise mittels eines eutektischen Bondens, eines zweiten Wafers erfolgen. Auch ein Testen des Wafers auf seine Funktionsfähigkeit (Wafer-Testen) und/oder von Teilen des Wafers kann vor dem Vereinzeln geschehen während der Wafer mit der Schutzvorrichtung in Kontakt steht.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Schutzvorrichtung mit einer oder mehreren Tragestrukturen zum zeitweisen Tragen eines Wafers auf der Schutzvorrichtung und/oder zum zeitweisen Tragen der Schutzvorrichtung auf dem Wafer vorgeschlagen, wobei die Schutzvorrichtung eingerichtet ist, in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet zu werden. Typischerweise wird ein zu schützender Wafer mit einer zu schützenden ersten Oberfläche nach unten auf die eine oder die mehreren Tragestrukturen einer solchen Schutzvorrichtung gelegt, wobei die erste Oberfläche des Wafers senkrecht zur Gravitationsrichtung orientiert angeordnet ist. Auch kann eine Schutzvorrichtung auch so ausgebildet sein, dass sie auf dem Wafer platziert werden kann, also typischerweise von oben auf den Wafer aufgebracht wird, wobei die zu schützende erste Oberfläche des Wafers nach oben orientiert ist. In diesem Fall tragen die Tragestrukturen die Schutzvorrichtung auf dem Wafer.
Eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung kann beispielsweise im Wesentlichen aus Silizium bestehen, der mit einer Passivierungsschicht versehen ist, die vor einem verwendeten Ätzgas schützt. Die Verwendung von Silizium hat den Vorteil, dass sich die Schutzvorrichtung bei Temperaturänderungen im gleichen Maße ausdehnt und zusammenzieht wie einem mit ihr in Kontakt stehenden Wafer, der ebenfalls aus Silizium besteht. Es kommt folglich zu keinen Verschiebungen und unerwünschten mechanischen Spannungen zwischen Wafer und Schutzvorrichtung. Die Passivierungsschicht kann beispielsweise aus Siliziumdioxid und/oder Siliziumnitrid bestehen. Alternativ kann eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung auch aus anderen Materialien oder Materialkompositionen bestehen, beispielsweise einem Metall und/oder einer Metalllegierung, beispielsweise einem Stahl, und/oder einer Keramik.
Vorzugsweise ist die Schutzvorrichtung durch eine oder mehrere Außenwände gegenüber einer Umgebung der Schutzvorrichtung zumindest teilweise abgeschirmt, um zu verhindern, dass unerwünschte Substanzen wie beispielsweise Fremdpartikel auf die zu schützende erste Oberfläche des Wafers und insbesondere dort liegende zu schützende Strukturen gelangen.
Beispielsweise kann die Schutzvorrichtung eine oder mehrere Seitenwände und einen Boden aufweisen. Eine Außenwand der Schutzvorrichtung kann eine oder mehrere Öffnungen zur Gaszufuhr aufweisen. Bevorzugt umschließen die eine oder die mehreren Außenwände mit einem auf der Schutzvorrichtung platzierten Wafer einen Innenraum. Die eine oder die mehreren Außenwände der Schutzvorrichtung sind bis auf optionale Öffnungen zur Gaszufuhr bevorzugt gasdicht ausgeführt oder weisen nur eine geringe Permeabilität auf. Dasselbe gilt bevorzugt auch für Verbindungen zwischen einer Außenwand der Schutzvorrichtung und dem Wafer und für Verbindungen zwischen zwei Außenwänden der Schutzvorrichtung. Eine oder mehrere Öffnungen zur Gaszufuhr können beispielsweise in einer einem Wafer entgegengesetzt liegenden Außenwand (rückseitige Außenwand) und/oder einer seitlichen Außenwand (Seitenwand) positioniert sein und sind bevorzugt ausgestaltet, ein Ätzgas dem Innenraum zuzuführen. Durch Zuführung eines Gases und/oder Platzierung einer solchen Schutzvorrichtung in einer entsprechenden Gasatmosphäre kann ein Gasdruck im Innenraum der Schutzvorrichtung verändert werden. Vorzugsweise weist die Schutzvorrichtung eine Vielzahl von Öffnungen zur Gaszufuhr auf, die als Löcher ausgebildet sind, die so dimensioniert sind, dass von außerhalb der Schutzvorrichtung stammende unerwünschte Partikel (Fremdpartikel) ab einer bestimmten Partikelgröße vollständig oder mit einer ausreichend hohen Wahrscheinlichkeit nicht in den Innenraum der Schutzvorrichtung gelangen können. Die Löcher haben also eine Filterfunktion. Die Löcher können beispielsweise so dimensioniert sein, beispielsweise über einen entsprechend gewählten Durchmesser, dass sie Fremdpartikel ab einer Partikelgröße von 5 pm, von 2 pm, von 1 pm, von 0,5 pm, von 0,2 pm oder von 0,1 pm, überhaupt nicht oder nur mit einer tolerierbaren Wahrscheinlichkeit passieren lassen. Die Löcher können folglich dazu dienen, dem Innenraum der Schutzvorrichtung Ätzgas zuzuführen, um einen Ätzprozess an dem auf der Schutzvorrichtung platzierten Wafer durchzuführen, ohne dass hierbei eine Kontamination der ersten Oberfläche des Wafers mit von außen stammenden Fremdpartikeln erfolgt. Bevorzugt ist die rückseitige Außenwand der Schutzvorrichtung, also deren Rückseite, ebenflächig gestaltet, so dass diese eine besonders einfache Handhabung erlaubt und als Boden verwendet werden kann, auf den die Schutzvorrichtung zusammen mit dem Wafer beispielsweise für einen Wafer-Test und/oder zur Entnahme der Chips nach Vereinzelung gestellt werden kann.
Die eine oder die mehreren Tragestrukturen der Schutzvorrichtung können beispielsweise die Form von durchgehenden oder unterbrochenen Wänden, Bögen, Gittern, Streben und/oder Stützen haben, die vorzugsweise in einem Raster angeordnet sind. Solche Tragestrukturen können bevorzugt zumindest teilweise parallel und/oder entlang von Spalten und/oder Gräben einer zur Vereinzelung des Wafers ausgebildeten oder auszubildenden Spalt- und/oder Grabenstruktur im zu tragenden Wafer verlaufen und dadurch die zu schützenden Strukturen entsprechend der Chips umschließen und beispielsweise im Fall von durchgehenden Wänden diesen Strukturen weiteren Schutz bieten. Beim Inkontaktbringen eines Wafers mit einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung, beispielsweise einem Positionieren des Wafers auf der Schutzvorrichtung, wird der Wafer vorzugsweise so angeordnet, dass die Tragestrukturen nicht besonders empfindliche Bereiche des Wafers berühren. Um dies zu erreichen und/oder automatisch durchgeführte Verfahrensschritte zu vereinfachen, kann eine Schutzvorrichtung so gestaltet sein, dass ein Wafer nur in einer definierten Orientierung mit der Schutzvorrichtung in Kontakt gebracht werden kann. Hierzu kann beispielsweise eine Notch oder ein Flat des Wafers in Zusammenspiel mit einer entsprechenden Form der Schutzvorrichtung ausgenutzt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung umfasst die Schutzvorrichtung eine Fixierungsvorrichtung zum Fixieren des Wafers während des zeitweisen Tragens des Wafers auf. Die Aufgabe einer solchen Fixierungsvorrichtung ist also die Verhinderung ungewollter Bewegungen des Wafers. Vorzugsweise weist die Fixierungsvorrichtung dafür ein oder mehrere Fixierungselemente zum Verhindern eines ungewollten lateralen Verschiebens des Wafers. Ein solches Fixierungselement kann beispielsweise aus einem den Wafer umschließenden Rahmen bestehen. Ein solcher Rahmen kann gleichzeitig auch so ausgeführt sein, dass er die Schutzvorrichtung seitlich nach Außen abdichtet, um die erste Oberfläche des Wafers noch besser zu schützen. Der Rahmen fungiert in so einem Fall also gleichzeitig als Außenwand. Eine weitere bevorzugte Möglichkeit um ungewollte Bewegungen des Wafers zu verhindern, die alternativ oder zusätzlich zu einer Fixierungsvorrichtung eingesetzt werden kann, ist ein Bonden des Wafers an die Schutzvorrichtung.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, im Rahmen eines Herstellungsprozesses von Halbleiterchips besonders empfindliche Strukturen der entsprechenden Wafer vor Beschädigungen und/oder Verschmutzungen beispielsweise durch Fremdpartikel zu schützen. Insbesondere werden Möglichkeiten offenbart, die Chips auch während der Vereinzelung des Wafers zu schützen. Hierbei stützt sich eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung auf Bereiche außerhalb der Chips, wodurch der Füllfaktor auf den einzelnen Chips nicht negativ beeinträchtigt wird. Eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung kann also Strukturen auf dem Wafer schützen, ohne dass für eine solche Schutzvorrichtung zwingend zusätzliche Strukturen auf dem Wafer erzeugt werden müssen.
Eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für eine Vereinzelung des Wafers mittels eines Ätzens, Brechens und/oder unter Einsatz eines Lasers optimiert sein. Dies ermöglicht es, den Füllfaktor der einzelnen Chips und des Wafers zu verbessern, da keine breiten Sägestraßen auf dem Wafer für ein Sägen bereitgestellt werden müssen und die genannten Verwahren präziser sind als das Sägen. Insbesondere bei Einsatz eines Ätzverfahrens und/oder eines Laserschneidens treten keine ungewollten Partikelbelastungen auf.
Ein Wafer muss zwar vorzugsweise so mit einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung in Kontakt gebracht werden, dass sich die eine oder die mehreren Tragestrukturen der Schutzvorrichtung nur außerhalb der zu schützenden Bereiche mit dem Wafer in Kontakt stehen, da entsprechende Bereiche aber typischerweise auch zur Vereinzelung und zur Stabilisierung des Wafers vorgehalten werden müssen, wird der Füllfaktor des Wafers hierdurch nicht verschlechtert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1A eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer beispielhaften erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit einem ersten Wafer;
Figur 1B eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer beispielhaften erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit einem zweiten Wafer;
Figur 1C eine schematische Darstellung eines Ausschnitts der beispielhaften erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung aus Figur 1B mit dem zweiten Wafer der Figur 1B nach Vereinzelung;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Wafers in einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung in einer Draufsicht und einer perspektivischen Ansicht;
Figuren 3A, 3B, 3C drei schematische Darstellungen eines Ausschnitts einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit einem dritten Wafer zu verschiedenen Zeitpunkten; und
Figur 4 in schematischer Form als Flussdiagramm ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Vereinzeln eines Wafers unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung.
Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
Figur 1A zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines beispielhaften Wafers 100 mit einer ersten Oberfläche 100a und einer zweiten Oberfläche 100b (obere Teilfigur), der sich auf einer beispielhaften erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 120 befindet (nur dargestellt in unterer Teilfigur), wobei die untere Teilfigur die Schutzvorrichtung 120 in einer Oberflächenansicht und ebenfalls rein schematisch zeigt. Hierbei stellt die untere Teilfigur die in der oberen Teilfigur durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnete Ebene A dar. In der oberen Teilfigur wird ein Ausschnitt des Wafers 100 mit Blick auf seine erste Oberfläche 100a mit zwei offenen ME MS -Strukturen 130 gezeigt, wobei zwei durch ein Vereinzeln des Wafers 100 herzustellende Chips 180a, 180b von MEMS-Systemen dargestellt sind, die diese MEMS-Strukturen 130 aufweisen. Die Schutzvorrichtung 120 schützt die MEMS-Strukturen 130.
Der linke der herzustellenden Chips 180a ist umgeben von einer den Wafer lokal perforierenden Spaltstruktur, wobei Spalte 140a den Wafer 100 in vertikaler Richtung durchdringen und Stege 110 als Verbindung zwischen dem herzustellenden Chips 180a und dem restlichen Teil 105 des Wafers 100 ausgebildet worden sind. Um die Stege 110 möglichst dünn zu halten und damit ein rein mechanisches Vereinzeln des Wafers 100 beispielsweise mittels Brechen zu vereinfachen, können im Wafer 100, wie in der unteren Teilfigur zu sehen ist, Aussparungen 150 vorgesehen sein, die die Stege 110 im Vergleich zu dem Chip 180a und dem restlichen Wafer 105 verdünnen.
Wie in der unteren Teilfigur ebenfalls gezeigt, befindet sich der Wafer 100 auf Tragestrukturen 122 einer Schutzvorrichtung 120. Bei den Tragestrukturen 122 kann es sich beispielsweise um wandförmige Elemente handeln, die den Wafer 100 parallel zu den Spalten 140a der Spaltstruktur von unten stützen. Der Wafer 100 ist hierbei so auf die Tragestrukturen 122 aufgelegt, dass die erste Oberfläche 100a mit den MEMS-Strukturen 130 nach unten zeigt und gleichzeitig die Tragestrukturen 122 nur mit unempfindlichen Bereichen des Wafers 100 in Kontakt kommen. Die MEMS-Strukturen 130 können somit, beispielsweise mittels als durchgehende Wände ausgeführte Tragestrukturen 122 und/oder einer die Schutzvorrichtung 120 umgebenden Außenwand (nicht eingezeichnet) vor Fremdpartikeln, die gegebenenfalls bei weiteren Verarbeitungsschritten entstehen, die an oder ausgehend von der ersten Oberfläche 100b des Wafers durchgeführt werden, geschützt werden.
Die Stege 110 halten den links gezeigten Chip 180a in seiner Position, so dass an dem Wafer 100 weiterhin Arbeiten wie Bedrucken mit Loten und/oder Sinterpasten, Bonden, beispielsweise mit einem weiteren Wafer, ein Wafer-Test und schließlich auch ein Vereinzeln durchgeführt werden können. Zum Vereinzeln des Wafers 100 können die Stege 110 beispielsweise mechanisch gebrochen und/oder mittels eines Laser zerschnitten werden, vorzugsweise direkt bei Entnehmen des Chips 180a aus der Schutzvorrichtung 120. Gegebenenfalls nach einer solchen Vereinzelung an den Chips 180 verbliebene Stege 110 oder Reste der Stege 110 können nach der Vereinzelung falls gewünscht in einem weiteren Schritt beispielsweise mechanisch und/oder mittels eines Lasers und/oder eines Ätzverfahrens vollständig entfernt werden.
Im Fall des zweiten, rechten Chips 180b in Figur 1A ist eine weitere Möglichkeit gezeigt, ein späteres Vereinzeln des Wafers 100 zu vereinfachen: In diesem Fall wurde im Wafer 100 eine Grabenstruktur mit einem Graben 140b auf der zweiten Oberfläche 100b ausgebildet, wobei aber ebenso eine Grabenstruktur auf der ersten Oberfläche 100a denkbar ist. Im Fall einer Grabenstruktur auf der ersten Oberfläche 100a ist es auch vorstellbar, dass diese zusammen mit einem Opferschichtätzen (Entfernen von sogenannten Opferbereichen mittels eines Ätzverfahren) zur Bearbeitung des Wafers 100, beispielsweise zur Freistellung der MEMS-Strukturen 130, ausgebildet wird. Für eine solche Variante können in einer Außenwand der Schutzvorrichtung 120 Öffnungen vorgesehen sein, durch die Ätzgas zugeführt werden kann. Der besseren Anschauung halber ist in der oberen Teilfigur bei dieser Variante der Graben 140b ebenfalls eingezeichnet, auch wenn dieser bei einem Blick auf die erste Oberfläche 100a nicht sichtbar ist.
Im Gegensatz zur linken Variante (Chip 180a) wird beim rechten Chip 180b darauf verzichtet, gezielt Stege 110 auszuprägen. Stattdessen wird der Wafer 100 mittels Ausbilden des Grabens 140b rund um den Chip 180b durchgängig verdünnt. Eine spätere Vereinzelung kann dann entlang dieses vorbereiteten Grabens 140b, beispielsweise mittels Ätzens und/oder Laserschneidens und/oder, bei ausreichender Dünne des verbliebenen Wafers 100 im Bereich des Grabens 140b, durch Brechen durchgeführt werden.
Figur 1B zeigt in ähnlicher Darstellung wie Figur 1A einen zweiten Wafer 101 (obere und untere Teilfigur), ebenfalls mit einer ersten Oberfläche 101a und einer zweiten Oberfläche 101b, mit einer erneuten seitlichen Darstellung eines Ausschnitts der beispielhaften erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 120 aus Figur 1A bezüglich einer Ebene A. Der Wafer 101 weist wie der Wafer 100 offene MEMS-Strukturen 131 auf der ersten Oberfläche 101a auf, die für Chips 181 bereitgestellt sind. In der Figur 1B sind Gebiete 141 gekennzeichnet, die für einen folgenden Ätzvorgang zur Vereinzelung des Wafers 101 vorgesehen sind (Ätzstrukturen). Wie in der unteren Teilfigur zu sehen ist, durchdringen diese Ätzstrukturen 141 den Wafer nur teilweise. Diese Ätzstrukturen 141 sind in der oberen Teilfigur der besseren Anschauung halber ebenfalls eingezeichnet, obwohl diese Ätzstrukturen 141 wie aus der unteren Teilfigur ersichtlich bei einem Blick auf die erste Oberfläche 100a nicht sichtbar sind.
Weiterhin sind im Wafer 101 Aussparungen 151 ausgeprägt, die beispielsweise durch vorhergehende Ätzvorgänge erzeugt worden sein können und Gräben darstellen, die die einzelnen Chips 181 umschließen. Die Summe dieser Gräben 151 stellt folglich eine die einzelnen Chips 181 umschließende Grabenstruktur im Sinne der Erfindung dar. Im Gegensatz zum Chip 181 in Figur 1A wurde hier eine Grabenstruktur auf der ersten Oberfläche 100a ausgeprägt. Die Aussparungen 151 besitzen eine L-förmige Form, die durch entsprechende Hinterschnitte 160 im Wafer 101 realisiert ist. Diese Hinterschnitte 160 dienen als Haltestrukturen. Wird der Wafer durch ein Ätzen im Bereich der Ätzstrukturen 141 entlang der durch die Aussparungen 151 gebildeten Grabenstruktur vereinzelt (oder ein anders Verfahren zum Entfernen des Materials des Wafers in diesen Bereichen zum Vereinzeln eingesetzt), werden die Chips 181 voneinander und vom restlichen Wafer 106 getrennt. Die einzelnen Chips 181 fallen zuerst vertikal nach unten, in der Figur 1B veranschaulicht durch Pfeile 190 (wenn die gezeigte Schutzvorrichtung 120 und der Wafer 101 senkrecht zur Gravitationsrichtung orientiert sind), werden dann aber durch die Haltestrukturen gebremst wie in Figur 1C dargestellt. Anders als in den Figuren 1B und 1C gezeigt, können solche Haltestrukturen auch nur lokal ausgeführt sein, müssen also nicht an jeder Stelle eines Grabens oder eines Spalts vorhanden sein.
Figur 1C zeigt den Wafer 101 und die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 120 aus Figur 1B nach Vereinzelung des Wafers 101 durch Entfernen der Ätzstrukturen 141, an deren Stelle nun Hohlräume 142 getreten sind. Entsprechend der Ätzstrukturen 141 in Figur 1B sind hier die bei einem Blick auf die Oberfläche 100a des Wafers 100 eigentlich nicht sichtbaren Hohlräume 142 der besseren Anschauung halber eingezeichnet.
Wie dargestellt sorgen die durch die Aussparungen 151 im Wafer 101 realisierten Vorsprünge 185 an den Chips 181 dafür, dass die Bewegung 190 der einzelnen Chips 181 nach unten gestoppt wird, da diese Vorsprünge 185 an verbliebenen Teilen 106a des restlichen Wafers 106 hängenbleiben. Es wird somit verhindert, dass die Chips 181 nach der Vereinzelung mit den offenen ME MS-Strukturen 131 auf einen Boden, beispielsweise der Schutzvorrichtung 120, auftreffen, was zu Beschädigungen der offenen MEMS-Strukturen 131 führen könnte. Die Chips 181 können aber nach der Vereinzelung der Schutzvorrichtung 120 nach oben (also entgegengesetzt der Gravitationsrichtung und damit der Richtung der Pfeile 190) entnommen werden (Pfeile 195), beispielsweise mittels einer geeigneten Entnahmevorrichtung 192, die unterdruckbasiert sein kann. Die Vorsprünge 185 können nach der Vereinzelung und Herausnahme der einzelnen Chips aus der Schutzvorrichtung in einem weiteren Schritt, beispielsweise mechanisch und/oder mittels eines Laserschneidens und/oder eines Ätzverfahrens, vollständig entfernt werden.
Die Vorgehensweisen aus Figur 1A lassen sich weiterhin auch mit der Vorgehensweise aus den Figuren 1B und 1C kombinieren, um ein ungewolltes Herausfallen und/oder Herunterfallen der einzelnen Chips 180a, 180b nach Vereinzelung zu verhindern, wenn die Chips 180a, 180b nicht direkt mit der Vereinzelung aus der Schutzvorrichtung 120 entnommen werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Wafers 200 in einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 220 in einer Draufsicht (Teilfigur A) sowie in einer perspektivischen Ansicht (Teilfigur B). Der Wafer 200 weist MEMS-Strukturen 230 auf (nur dargestellt in Teilfigur A), die sich auf zwölf herzustellenden Chips 280 befinden. Diese MEMS-Strukturen 230 befinden sich in der Teilfigur A auf der nicht dargestellten, einem Betrachter der Figur 2 abgewandten Oberfläche des Wafers 200, weshalb die entsprechenden MEMS-Strukturen 230 darstellenden Quadrate mit gestrichelten Rändern versehen sind. Selbiges gilt für die Tragestrukturen 222 der Schutzvorrichtung 220, die ebenfalls als gestrichelte Linien dargestellt sind und durchgehende Wände unterhalb des Wafers 200 symbolisieren. Für eine Schutzvorrichtung 220 ist es vorteilhaft, wenn diese eine die Schutzvorrichtung 220 seitlich abschließende Wand 221 aufweist, um die nach unten gerichtete Oberfläche des Wafers 220 vor Beschädigungen und Verschmutzungen zu schützen. Die Schutzvorrichtung 220 weist weiterhin ein Fixierungselement 224 auf, das aus einem den Wafer 220 umschließenden Rahmen 226 besteht. Durch diesen Rahmen wird verhindert, dass der Wafer 220 ungewollt lateral verschoben wird. Das Fixierungselement 224 ist vorteilhafterweise weiterhin so geformt, dass ein Notch oder Flat 228 (nicht dargestellt in Teilfigur B) des Wafers 220 verwendet wird, um bei einem Positionieren des Wafers 220 auf der Schutzvorrichtung 220 (dem Inkontaktbringen des Wafers 220 mit der Schutzvorrichtung 220), eine gewünschte Orientierung zu erreichen. Hierzu kann beispielsweise der Rahmen 226 mit einer entsprechenden Ausbuchtung 228 versehen sein (nicht dargestellt in Teilfigur B).
Die Figuren 3A, 3B und 3C zeigen drei schematische Darstellungen eines Ausschnitts einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit einem dritten Wafer nach verschiedenen Schritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Alle drei Figuren haben die Form einer Seitenansicht. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Spaltstruktur zur Vereinzelung verwendet.
Figur 3A zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 320 mit Tragestrukturen 322, die mit einem Wafer 300 mit zwei Oberflächen 300a und 300b in Kontakt steht. Der Wafer 300 befindet sich auf einer Ablage 310. Zwei herzustellende Chips 380a, 380b sind beispielhaft dargestellt, die offene MEMS- Strukturen 330 aufweisen. Diese offenen MEMS-Strukturen 330 sind nach oben gerichtet. Die Schutzvorrichtung 320 wurde auf dem Wafer 300 so positioniert, dass die erste Oberfläche 300a des Wafers mit den Tragestrukturen 322 in Kontakt steht, wobei die Tragestrukturen 322 die offenen MEMS-Strukturen 330 nicht berühren. Um ungewollte Verschiebungen von Wafer und Schutzvorrichtung zueinander zu vermeiden und ein späteres Drehen der Schutzvorrichtung mit dem Wafer zu ermöglichen, wurde die Schutzvorrichtung an den Wafer gebondet.
Der Wafer 300 weist jeweils links und rechts eines herzustellenden Chips 380a, 380b Ätzstrukturen 340 auf, die die Chips 380a, 380b begrenzen. Diese Ätzstrukturen 340 dienen der Ausbildung einer Spaltstruktur, durch die ein Vereinzeln des Wafers 330 erfolgt. Gleichzeitig sollen durch einen Ätzvorgang Haltestrukturen 360 ausgeprägt werden, wobei diese zukünftigen Haltestrukturen 360 seitlich platzierte Nuten 386 in den Chips 380a, 380b und dazu passend angeordnete Vorsprünge in angrenzenden Waferabschnitten 390 des restlichen Wafers 305 umfassen. Die Haltestrukturen 360 sind lokal begrenzt, sie verlaufen also nicht entlang der kompletten Ätzstrukturen 340. Die Figuren 3A, 3B, 3C zeigen jeweils eine Schnittebene, die genau durch die Haltestrukturen 360 verläuft. In den unterhalb der Waferabschnitte 390 mit den Vorsprüngen 385 liegenden Bereichen befinden sich Aussparungen 323, um nach einem Ätzvorgang zum Ätzen der Ätzstrukturen 340 eine Beweglichkeit der Waferabschnitte 390 mit den Vorsprüngen 385 zu ermöglichen. Die Tragestrukturen 322 sind also im Bereich der Waferabschnitte 390 ausgesetzt. Um eine Beweglichkeit der Vorsprünge 385 und der damit verbundenen Waferabschnitte 390 zu ermöglichen, befinden sich im Bereich dieser Waferabschnitte 390 weitere Ätzstrukturen 342. Die Waferabschnitte 390 des Wafers 300, die sich zwischen den Ätzstrukturen 340 und 342 befinden, sind nach Durchführung des Ätzvorgangs beweglich und können beispielsweise als Federelemente ausgestaltet sein.
Weiterhin befinden sich in einer rückseitigen Außenwand 326 der Schutzvorrichtung 320 Löcher 328, die der Zuführung eines Ätzgases dienen. Hierzu wird die Schutzvorrichtung 320 zusammen mit dem Wafer 300 in einer mit dem Ätzgas gefüllten Umgebung platziert. Das Ätzgas dringt durch die Löcher 328 in den Innenraum 325 der Schutzvorrichtung 328, die Ätzstrukturen 340 und die weiteren Ätzstrukturen 342 werden geätzt. Die weiteren Ätzstrukturen 342 kann das Ätzgas hierbei über die Aussparungen 323 erreichen. Gleichzeitig kann das in den Innenraum 325 geführte Ätzgas beispielsweise dazu genutzt werden, ein Opferschichtätzen zu betreiben und die ME MS-Strukturen 330 dadurch freizustellen. In den Figuren 3A, 3B und 3C sind der besseren Übersichtlichkeit halber nur jeweils zwölf Löcher 328 gezeigt, wobei diese Anzahl rein beispielhaft ist und auch deutlich höher sein kann. Auch sind die Löcher 328 in den Figuren nicht maßstabsgetreu eingezeichnet. Die Löcher 328 weisen typischerweise einen Durchmesser auf, der so gewählt wird, dass unerwünschte Fremdpartikel aber einer bestimmten Größe aus der Umgebung nicht in den Innenraum 325 gelangen können.
Figur 3B zeigt die beispielhafte erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 320 aus Figur 3A mit dem entsprechenden Wafer 300 nach einem durchgeführten Ätzvorgang durch Zuführung eines Ätzgases durch die Löcher 328. Durch das Ätzgas wurden die Ätzstrukturen 340 entfernt und hierdurch eine Spaltstruktur mit Spalten 350 im Wafer 300 ausgebildet, wodurch der Wafer 300 vereinzelt wurde. Die MEMS-Strukturen 330 der Chips 380a, 380b wurden ebenfalls durch das Ätzgas freigestellt, in der Figur 3B kenntlich gemacht durch eine im Vergleich zu Figur 3A andere zeichnerische Darstellung der Bereiche der MEMS- Strukturen 330. Weiterhin wurde die Schutzvorrichtung mit dem Wafer um 180° um eine Drehachse 315, die parallel zur ersten Oberfläche 300a des Wafers 300 verläuft, gedreht und nach der Drehung erneut auf der Ablage 310 platziert, die nun die Löcher 328 blockiert. Eine Zufuhr das Ätzgases über die Löcher 328 ist dementsprechend nicht mehr möglich. Das Drehen erfolgte nach dem Ätzvorgang. Haltestrukturen 360, die die durch den Ätzvorgang ausgeprägte Vorsprünge 385 und damit verzahnte Nuten 386 aufweisen, halten durch diese Vorsprünge 385 und Nuten 386 die Chips 380a, 380b nach der Vereinzelung im Wafer 300, die Chips 380a, 380b können sich nicht frei nach oben oder nach unten bewegen. Infolgedessen kann das Drehen des Wafers mit der Schutzvorrichtung erfolgen, ohne ein Herausfallen der Chips 380a, 380b zu riskieren.
Eine Entnahmevorrichtung 392, die beispielsweise unterdruckbasiert sein kann, wurde oberhalb des linken Chips 380a platziert, die den Chip 380a temporär fixiert. Um diesen Chip 380a nun entnehmen zu können, werden die Waferabschnitte 390, die die Vorsprünge 385 aufweisen, aus den Nuten des 386 des Chips 380a webbewegt (Pfeile 396). Solche Bewegungen in die Richtungen 396 werden dadurch ermöglicht, dass Ausnehmungen 370 im Wafer 300 in Bewegungsrichtung 396 entsprechend der weiteren Ätzstrukturen 342 durch den Ätzvorgang freigeätzt worden sind. Die nun beweglichen Waferabschnitte 390 mit den Vorsprüngen 385 können beispielsweise als Federelementen ausgestaltet sein und mit einem geeigneten Werkzeug (nicht dargestellt) weg vom Chip 380a bewegt werden. Hierbei wird der Chip 380a durchgängig durch die Entnahmevorrichtung gehalten, um ein Herunterfallen des Chips 380a zu verhindern.
Figur 3C zeigt die Situation nach einem Bewegen der Waferabschnitte 390 mit den Vorsprüngen 385 in die Richtungen 396, wobei die Vorsprünge 385 sich nun vollständig außerhalb der Nuten 386 befinden. Der Chip 380a ist also nun unabhängig vom restlichen Wafer 305 nach unten als auch oben bewegbar, wird aber weiterhin durch die Entnahmevorrichtung 392 fixiert und kann nun mit dieser nach oben aus dem Wafer 300 entnommen werden (Pfeil 395). Ein identisches Vorgehen wie in den Figuren 3B und 3C dargestellt ist auch für die weiteren Chips des Wafers 300 wie den Chip 380b möglich.
Figur 4 zeigt schließlich in schematischer Form als Flussdiagramm ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Vereinzeln eines Wafers 100, 101, 200 unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 120, 220, wobei der Wafer 100, 101, 200 eine erste Oberfläche 100a, 101a und eine zweite Oberfläche 100b, 101b aufweist, wobei sich zu schützende Strukturen, beispielsweise ME MS -Strukturen 130, 131, 230, auf der ersten Oberfläche 100a, 101a des Wafers 100, 101, 200 befinden.
Der Wafer 100, 101, 200 wird mit einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 120, 220 in Kontakt gebracht (Schritt 410), beispielsweise auf dieser positioniert, und zwar so, dass die erste Oberfläche 100a, 101a des Wafers 100, 101, 200 mit Tragestrukturen 122, 222 der Schutzvorrichtung 120, 220 in Kontakt steht. Eine typische erfindungsgemäße Schutzvorrichtung 120, 220 hält den Wafer 100, 101, 200 entgegen der Gravitationsrichtung, der Wafer 100, 101, 200 liegt auf den Tragestrukturen 122, 222 auf, und die erste Oberfläche 100a, 101a des Wafers 100, 101, 200 zeigt nach unten (in Gravitationsrichtung). Durch die Schutzvorrichtung 120, 220 wird die Oberfläche mit den zu schützenden Strukturen, also die erste Oberfläche 100a, 101a, des Wafers 100, 101, 200, gegenüber Verschmutzung durch Fremdpartikel und sonstige Schädigungen geschützt.
Nun kann der Wafer 100, 101, 200 wie gewünscht prozessiert werden. Insbesondere kann nach Positionieren des Wafers 100, 101, 200 auf der Schutzvorrichtung 120, 220 der Wafer 100, 101, 200 mit einer Spaltstruktur, einer lokal perforierenden Spaltstruktur 140a und/oder einer Grabenstruktur 140b versehen werden (Schritt 415), beispielsweise mittels Ätzprozessen. Eine solche Spaltstruktur und/oder lokal perforierende Spaltstruktur und/oder Grabenstruktur 140a, 140b kann später der Vereinzelung des Wafers 100, 101, 200 in einzelne Chips 180a, 180b, 181, 280 dienen. Alternativ oder zusätzlich können solche Strukturen auch vor dem Inkontaktbringen 410 des Wafers mit der Schutzvorrichtung 120, 220 ausgebildet werden (Schritt 405).
Nach dem Inkontaktbringen 410 des Wafers mit der Schutzvorrichtung können auch weitere Bearbeitungsschritte 420 erfolgen, beispielsweise Löt- und/oder Sintervorgänge durchgeführt und/oder die entsprechenden Lote und/oder Sinterpasten aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt, werden. Insbesondere kann ein Waferbonden mit einem weiteren Wafer erfolgen um einen gekoppelten Wafer zu erzeugen. Auch kann ein Wafer-Test des Wafers 100, 101, 200 und/oder der zukünftigen Chips 180a, 180b, 181, 280 durchgeführt werden. Schließlich erfolgt ein Vereinzeln 430 des Wafers 100, 101, 200, wobei bei einem entsprechend durch Spalt- und/oder Grabenstrukturen 140a, 140b vorbereiteten Wafer 100, 101, 200 das Vereinzeln 430 vorzugsweise durch mechanisches Brechen und/oder Laserschneiden erfolgt. Hierbei kann beispielsweise im Fall eines Vereinzeln 430 mittels Brechens ein Entnehmen 440 parallel zum Vereinzeln 430 erfolgen. Beispielsweise werden die Chips 180a, 180b, 181, 280 hierzu aus dem Wafer 100, 101, 200 herausgebrochen. Im Fall, dass die Chips 180a, 180b, 181, 280 nach dem Vereinzeln 430 in der Schutzvorrichtung 120, 220 verbleiben, vorteilhafterweise gehalten durch entsprechende Haltestrukturen, können die Chips 180a, 180b, 181, 280 vor ihrem Entnehmen 440 in der Schutzvorrichtung 120, 220 auch zu diesem Zeitpunkt auf ihre korrekte Funktionalität hin getestet werden. Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Vereinzeln eines Wafers (100, 101, 200, 300) mit einer ersten Oberfläche (100a, 101a, 300a) und einer der ersten Oberfläche (100a, 101a, 300a) gegenüberliegenden zweiten Oberfläche (100b, 101b, 300b) umfassend die folgenden Schritte: a. Inkontaktbringen (410) des Wafers (100, 101, 200, 300) mit einer Schutzvorrichtung (120, 220, 320) mit einer oder mehreren Tragestrukturen (122, 222, 322) so, dass die erste Oberfläche (100a, 101a, 300a) des Wafers (100, 101, 200, 300) mit der einen oder den mehreren Tragestrukturen (122, 222, 322) in Kontakt steht; b. Vereinzeln (430) des mit der Schutzvorrichtung (120, 220, 320) in Kontakt stehenden Wafers (100, 101, 200, 300) in eine Mehrzahl von Chips (180a, 180b, 181, 280, 380a, 380b); und c. Entnehmen (440) der Chips (180a, 180b, 181, 280, 380a, 380b) aus dem mit der Schutzvorrichtung (120, 222, 322) in Kontakt stehenden Wafer (100, 101, 200, 300).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem Inkontaktbringen (410) des Wafers (100, 101, 200, 300) mit der Schutzvorrichtung (120, 220, 320) und vor oder mit dem Vereinzeln (430) des Wafers (100, 101, 200, 300)
• ein Ausbilden (405, 415) einer einzelne Chips (380a, 380b) umschließenden Spaltstruktur mit einem oder mehreren Spalten (350) im Wafer (300) erfolgt und das Vereinzeln (430) zumindest teilweise durch das Ausbilden der Spaltstruktur erfolgt; und/oder
• ein Ausbilden (405, 415) einer einzelne Chips (180a) umschließenden und den Wafer (100) lokal perforierenden Spaltstruktur mit mehreren Spalten (140a) im Wafer (100) erfolgt und das Vereinzeln (430) zumindest teilweise entlang dieser mehreren Spalte (140a) erfolgt; und/oder
• ein Ausbilden (405, 415) einer einzelne Chips (180b, 181) umschließenden Grabenstruktur mit einem oder mehreren Gräben (140b, 151) auf der ersten Oberfläche (100a) und/oder der zweiten Oberfläche (100b) des Wafers (100, 101) erfolgt und das Vereinzeln (430) zumindest teilweise entlang des einen der der mehreren Gräben (140b, 151) erfolgt. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Ausbilden (405, 415) der Spalte (140a, 350) und/oder der Gräben (140b, 151) mittels eines Ätzprozesses erfolgt. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Ätzprozess zusätzlich einem Ätzen von Strukturen der Chips (180a, 180b, 181, 280, 380), beispielsweise einem Opferschichtätzen, dient. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vereinzeln (430) unter Anwendung eines Ätzverfahrens, eines Laserschneidverfahrens und/oder eines Brech verfahrens durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wafer (100, 101, 200, 300) offene ME MS -Strukturen (130, 131, 230, 330) für mikroelektromechanische Systeme aufweist. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die offenen MEMS-Strukturen zu der ersten Oberfläche (100a, 101a, 300a) des Wafers (100, 101, 200, 300) hin offen sind und der Wafer (100, 101, 200, 300) so in Kontakt mit der Schutzvorrichtung (120, 220, 320) gebracht wird, dass die eine oder die mehreren Tragestrukturen (122, 222, 322) die offenen MEMS-Strukturen (130, 131, 230, 330) nicht berühren. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die offenen MEMS-Strukturen (130, 131, 230, 330) MEMS-Strukturen für ein Mikrospiegel-Array umfassen. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wafer (101, 300) Haltestrukturen (160, 360) aufweist und/oder nach Inkontaktbringen (410) mit der Schutzvorrichtung und vor dem Vereinzeln des Wafers (101, 300) ein Ausbilder von Haltestrukturen (160, 360) im Wafer (101, 300) erfolgt, wobei die Haltestrukturen (160, 360) ausgestaltet sind, mögliche Bewegungen der Chips (181, 380) nach dem Vereinzeln in zumindest einer Richtung einzuschränken. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Wafer (300) mit der Schutzvorrichtung (320) verbunden und nach dem Vereinzeln und vor dem Entnehmen der Chips (380) zusammen mit der Schutzvorrichtung (320) um einen Winkel von 170° bis 190° um eine zur ersten Oberfläche (300a) des Wafers (300) parallele Achse (315) gedreht wird und die Haltestrukturen (360) so ausgeprägt sind, dass die Chips (380) bei dem Drehen im Wafer (360) verbleiben und der Wafer (300) mit der Schutzvorrichtung (320) verbunden ist. Verfahren nach Anspruch 10, wobei vor dem Drehen die Schutzvorrichtung (320) oberhalb des Wafers (300) angeordnet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vereinzeln (430) des Wafers (100) mit dem Entnehmen (440) der Chips (180a) aus der Schutzvorrichtung (120) erfolgt. Schutzvorrichtung (120, 220, 320) mit einer oder mehreren Tragestrukturen (122, 222, 322) zum zeitweisen Tragen eines Wafers (100, 101, 200, 300) auf der Schutzvorrichtung (120, 220, 320) und/oder zum zeitweisen Tragen der Schutzvorrichtung (120, 220, 320) auf dem Wafer (100, 101, 200, 300), wobei die Schutzvorrichtung (120, 200, 320) eingerichtet ist, in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 verwendet zu werden. Schutzvorrichtung (220) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung (220) eine Fixierungsvorrichtung (224) zum zeitweisen Fixieren des Wafers (200) umfasst, wobei die Fixierungsvorrichtung (224) vorzugsweise ein oder mehrere Fixierungselemente (226) zum Verhindern eines ungewollten lateralen Verschiebens des Wafers (200) aufweist. Schutzvorrichtung (320) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Schutzvorrichtung (320) eine Außenwand (326) mit einer Öffnung (328) zur Gaszufuhr aufweist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023210920A1 (de) * 2023-11-03 2025-05-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung eines Wafers mit einem Abstandshalter

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69806846T2 (de) 1997-05-08 2002-12-12 Texas Instruments Inc., Dallas Verbesserungen für räumliche Lichtmodulatoren
DE10246053A1 (de) * 2002-10-02 2004-04-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Substratchip
JP5355699B2 (ja) 2008-10-20 2013-11-27 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー 放射線ビームを案内するための光学モジュール
KR20150063540A (ko) * 2012-10-23 2015-06-09 애플 인크. 마이크로 기계 디바이스의 제조
DE102013208446A1 (de) 2013-05-08 2014-06-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Baugruppe
DE102020103732B4 (de) * 2020-02-13 2023-02-16 Infineon Technologies Ag Verfahren mit mechanischem Dicing-Prozess zur Herstellung von MEMS-Bauelementen

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