RU1827696C - Method for separating semiconductor plates into crystals - Google Patents

Method for separating semiconductor plates into crystals

Info

Publication number
RU1827696C
RU1827696C SU914928500A SU4928500A RU1827696C RU 1827696 C RU1827696 C RU 1827696C SU 914928500 A SU914928500 A SU 914928500A SU 4928500 A SU4928500 A SU 4928500A RU 1827696 C RU1827696 C RU 1827696C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plate
crystals
temperature
wafer
plates
Prior art date
Application number
SU914928500A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Михайлович Беккер
Халис Хисаевич Байкулов
Регина Яковлевна Волкова
Павел Сергеевич Приходько
Валерий Владимирович Шлыков
Original Assignee
Ленинградское научно-производственное объединение "Красная заря"
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 Ленинградское научно-производственное объединение "Красная заря" filed Critical Ленинградское научно-производственное объединение "Красная заря"
Priority to SU914928500A priority Critical patent/RU1827696C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1827696C publication Critical patent/RU1827696C/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Dicing (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к производству электронной техники и может быть использовано в технологии изготовлени  интегральных схем. Сущность изобретени : пластину скрайбируют и прикладывают к ней одновременно тепловое и механическое воздействие, причем тепловое воздействие осуществл ют путем создани  градиента температуры. Дл  кремниевых пластин градиент температурного пол  выбирают в пределах от 180 град/мм до 240 град/мм, а механическую нагрузку - в пределах от 6 до 8 г/см2. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to the production of electronic equipment and can be used in the technology of manufacturing integrated circuits. SUMMARY OF THE INVENTION: a plate is scribed and thermal and mechanical effects are applied to it simultaneously, moreover, the thermal effect is carried out by creating a temperature gradient. For silicon wafers, the temperature field gradient is selected in the range from 180 deg / mm to 240 deg / mm, and the mechanical load in the range from 6 to 8 g / cm2. 1 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

елate

СWITH

Изобретение относитс  к производству электронно-вычислительной аппаратуры и может быть использовано в технологии изготовлени  интегральных схем запоминающих устройств.The invention relates to the production of electronic computing equipment and can be used in the technology of manufacturing integrated circuits for memory devices.

Целью изобретени   вл етс  увеличение выхода годных кристаллов.The aim of the invention is to increase the yield of suitable crystals.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что пластину подвергают одновременно тепловым воздействи м, и принимают пластину охлажденной плитой, при этом тепловое воздействие осуществл ют путем создани  градиента температурного пол , причем вектор напр жений однородного механического пол  и градиент температурного пол  параллельны. Дл  пластин из кремни  градиент температурного пол  выбирают в пределах от 180 град/мм до 240 град/мм, а однородное механическое поле в пределах от 6 до 8 г/см2.The goal is achieved. that the plate is simultaneously subjected to thermal effects, and the plate is taken by a cooled plate, the thermal effect being carried out by creating a temperature field gradient, wherein the stress vector of the uniform mechanical field and the temperature field gradient are parallel. For silicon wafers, the temperature field gradient is selected in the range from 180 deg / mm to 240 deg / mm, and the uniform mechanical field in the range from 6 to 8 g / cm2.

В насто щее врем  наибольшее распространение разделени  пластин на кристаллы получил метод скрайбировани , включающий две стадии.At present, the most widely used dividing of plates into crystals is scribing, which includes two stages.

Нанесение на поверхности пластины параллельных рисок - надрезов с определенным шагом. При этом в области рисок создаетс  зона пластически деформированного кремни , содержаща  микротрещины, микросколы и отличающа с  повышенными локальными механическими напр жени ми . Ширина деформированной зоны достигает 270 мкм и после разделени  уменьшаетс  до 90 мкм. Поэтому элементы БИС ЗУ располагаютс  не ближе 100 мкм от кра  кристалла.Drawing on the surface of the plate parallel marks - notches with a certain step. In this case, a zone of plastically deformed silicon is created in the region of the grooves, containing microcracks, microcracks and distinguishing with increased local mechanical stresses. The width of the deformed zone reaches 270 microns and, after separation, decreases to 90 microns. Therefore, the elements of the LSI GC are located no closer than 100 microns from the edge of the crystal.

Разлом пластины на отдегьные кристаллы осуществл ют путем воздействи  внешних механических нагрузок. Все виды разлома  вл ютс  разновидност ми основ00Fracture of the plate on the detached crystals is carried out by external mechanical stresses. All types of fault are varieties of basics00

гоgo

xl Os Ю Оxl Os Yu Oh

3 182769643 18276964

1шх способоо, состо щих в консольном из-На фиг. 3 представлено схематическое гибе, изгибе вш цилиндрической или сфери-расположение векторов внешнего механической (плоскост х. Дл  разделени  двухческого напр жени  ае и термомеханиче- кристаллов из пластине необходи-ского напр жени  а, в также показано1 xx method consisting in cantilever of FIG. Figure 3 shows a schematic diagram of the bending, bending of a cylindrical or spherical arrangement of external mechanical vectors (plane x. For the separation of the binary voltage a and thermomechanical crystals from the plate of the required voltage a, also shown

мы изгибающие усили  раст жени  от I,5 направление градиента температурногоwe bending tensile forces from I, 5 direction of the temperature gradient

апол , где . Как видно из фиг. Зградигде 8 -длина стороны кристалла, а - ширинаент температурного пол  направлен паралп зстмны .лельно внешним механическим apol where. As can be seen from FIG. At a point 8 where is the length of the side of the crystal, and is the width of the temperature field, it is directed parallel to the external mechanical

На фиг. 1-3 предстаплено устройство,напр жени м сгв. а раздел ющие пластину реализующее предлагаемый способ разде-10 термомеханические напр жени  а направлени  пластин на кристаллы; на фиг. 1 -лены параллельно поверхности скрэйбиро- устройство дл  скрайбировани  пластины;ванной части поверхности S пластины 2. на фиг. 2 - устройство дл  разделени  пла-Поскольку поверхность S под действи- стин на кристаллы; на фиг. 3 - представленаем одностороннего нагрева пластины 2 рас- схема расположени  векторов внешнего ме-«« шир етс , то внутренние напр жени  о, Химического напр жени  7е и внутреннихдействуют в направлении деформации, т. е. термомеханических напр жений.в направлении расширени  пластины.In FIG. 1-3, a device is pre-installed, voltage m ut. and dividing the plate that implements the proposed method of stripping thermomechanical stresses 10 and directing the plates to crystals; in FIG. 1 are parallel to the surface of the scribing device for scribing the plate; the bathroom part of the surface S of the plate 2. FIG. 2 - a device for separating pla - since the surface S is under the action on crystals; in FIG. 3 - we present one-sided heating of the plate 2; the layout of the vectors of the external mea- sure expands, then the internal stresses of the chemical stress 7e and the internal ones act in the direction of deformation, i.e., thermomechanical stresses, in the direction of expansion of the plate.

Устройство (фиг, 1) содержит стол - ос-Отсюда видно, что внешнее однородноеThe device (FIG. 1) contains a table - os - From this it can be seen that the external is uniform

нований 1 д/ni размещени  пластины 2смеханическое поле ае действует перпендипомощью вакуумных присосок 3 пластина кул рно поверхности (поскольку механичеприт гиваетс  к столу 1 и с помощью злмаз-ские усили  создает плита 7 своим весом Р),1 d / ni of the placement of the plate 2, the mechanical field ae acts perpendicularly with the help of vacuum suction cups 3 the plate has a circular surface (since the machine moves to the table 1 and with the help of the Zlaz forces creates a plate 7 with its weight P),

ного резца А перемещаемого устройством 5,а термомеханические напр жени  возникананос т риски - пр мые линии, параллель-ют D горизонтальной плоскости S, котора cutter A moved by the device 5, and thermomechanical stresses pose risks - straight lines parallel to D of the horizontal plane S, which

ные кристаллографическим плоскост м. Сиспытывает тепловое расширение Alycrystallographic planes. Says thermal expansion Aly

целью облечени  условий крупного разру- ь и поэтому шени  пластины под действием скрайбераthe purpose of endowing the conditions of large disruption and therefore the plate joints under the action of a scriber

стол - основание 1 охлаждают проточнойах ахЕхДТ, Оу ауЕуАТ, водой.table - base 1 is cooled by flow-through axexDT, Oy auUuAT, water.

Устройство (фиг. 2) содержит стол - ос-где Сх и а коэффициенты тепловогоThe device (Fig. 2) contains a table - os-where Cx and a thermal coefficients

нование 6, подогреваемое гор чей водой, наЖ расширени  материала пластины в направкотором располагают надрезанной поверх-длени х X и Y§Innovation 6, heated with hot water, on the expansion plate of the plate material, in the direction of which there is a notched surface X and Y

ностью пластину 2. закрепленную с по-Ех и Еу - модули Юнга в направлени хplate 2. fixed with in-Ex and Eu - Young's modules in the directions

мощью вакуумных присосок 3. СверхуX и Yby the power of vacuum suction cups 3. Top X and Y

пластину нагружают плитой 7, охлаждаемойд т перепад темПеРатуРы между нахолодной водой и. создающей поле мехами-35 и охл ной поверхност ми пла.the plate is loaded with plate 7, cooled to the temperature difference between cold water and. creating a field with bellows-35 and cool surfaces of plat.

ческих напр жений.гтин1voltages. gtin1

Предлагаемый способ разделени  пла- и раст гивающие термомеханистин на кристаллы заключаетс  в том, чтонапр жени  в направлени х X и Y.The proposed method for dividing the thermomechanical thermo-meshes and crystals into crystals consists in applying stresses in the X and Y directions.

координатный стол (фиг. 1) охлаждают доВоспроизведение идентичных условийcoordinate table (Fig. 1) is cooled until identical conditions are reproduced

температуры ,5-20 С, затем на нем распо-™ разру11|внРи  кристалла е. неизменностьtemperature, 5-20 C, then it is distributed on it 11 | inside the crystal e. invariance

лагают пластину 2 и с помощью вакуумных ур J посто нство перепадаlay plate 2 and using vacuum ur j the difference

присосок 3 фиксируют ее положение на сто-температуры Тг - Ti - AT обеспечиваетsuction cup 3 fix its position at a hundred-temperature Tg - Ti - AT provides

ле 1. Пластину скраибируют в заданных на-.le 1. The plate is scribed in the given on.

правлени х, после чего пластинувоспроизввдныи результат при идентичноперёкладывают на другой стол (фиг. 2) 645 ти физических свойств материалов скрайскрайбированной поверхностью ониз.бированных пластин и стабильностиboard, after which the plates reproducing the same result are identical placed on another table (Fig. 2) 645 physical properties of materials with a scratched surface of onized plates and stability

н н нтехнологических режимов скрайбировани .n n technological scribing modes.

Стол 6 нагревают путем пропускани Посто нна  нагрузка Р предотвращаетTable 6 is heated by passing. Constant load P prevents

гор чей воды. Сверху пластины размещаютвозникновение изгибнои деформации плаохлаждающую плиту 7, В результате созда-50 Здесь создаетс  поле однородных наетс  перепад температур 50-65°С огради-пр жении сжати , определ ющееhot water. The occurrence of bending deformation is placed on top of the plate by a cooling plate 7, As a result of creating -50 Here a field of uniform temperature difference of 50-65 ° С is created under the compression constraint, which determines

ентом 200 град/м. Одновременноежелательное направление распространевоздействие градиента температурного по-ни  микротрещин. Величина нагрузки Рentom 200 deg / m. At the same time, the direction of propagation is the effect of a temperature gradient in microcracks. The value of the load P

л . т. е. внутренних термомеханических на-™дбираетсй экспериментально дл  даннопр жений и перпендикул рно им55 го алмаза скрайбера. т. к. зависит от глубинаправленного равномерного иеханическо-НЫ 3WQ3a пластин и шириныl i.e., internal thermomechanical ones are selected experimentally for data and perpendicular to them55 diamond scriber. since it depends on the depth of the directional uniform mechanically-НЫ 3WQ3a plates and the width

го нагружени  пластины (внешних напр же-скрайбировани  дорожки.th plate loading (external, eg, scribing of the track).

ний) достаточно дл  разделени  пластиныНагрета  до температуры Ti нижн  n) is sufficient to separate the plate; the lower temperature is heated to Ti

на отдельные кристаллы.плита ходитс  в непосредственном тепловом контакте со скраибированной поверхностью кристалла. В этом случае слои скрайбироваиной поверхности пластины оказываютс  в области более высокой температуры Ti и происходит однородное расширение слоев нижней - скрайбированной части пластины относительно слоев ее верхней , охлаждаемой части. При этом риски скрайбированной области, содержащие усть  трещин 8 развиваютс , т. е. происходит их расширение и усть  трещин 8 устремл ютс  вглубь к охлаждаемой части пластины, вызыва  ее разрушение вдоль рисок скрай- бировани  под действием внутренних сил. Под действием скрайбированные участки 8 разруш&ютс  вследствие термического раст жени . При посто нном градиенте в пластине создаютс  посто нно раст гивающие термомеханические напр жени , вызывающие естественное распространение микротрещин в направлени х скоплени  дислокаций, созданных алмазным скрайбе- ром.individual crystals. The plate is in direct thermal contact with the scribed surface of the crystal. In this case, the layers of the scribed surface of the plate are in the region of a higher temperature Ti and the layers of the lower - scribed part of the plate are uniformly expanded relative to the layers of its upper, cooled part. In this case, the risks of the scribed region containing the mouth of cracks 8 develop, that is, they expand and the mouth of cracks 8 rush inward to the cooled part of the plate, causing it to break along the scribing patterns under the action of internal forces. Under action, the scribed sections 8 are destroyed &; due to thermal stretching. With a constant gradient, constant tensile thermomechanical stresses are created in the plate, causing the natural propagation of microcracks in the directions of the accumulation of dislocations created by the diamond scraper.

Дефекты структуры кристалла вдоль линии скрайбировани  нос т локальный характер , вокруг них существует поле деформаций, где при направленной термической активации происходит перемеа1ение дислокаций и линий скольжени  и в дальнейшем происходит релаксаци  напр женийвызванныхлокальными повреждени ми. Термомеханические напр жени , возникающие за счет температурного градиента достаточно велики. Дл  разрушени  пластины необходимо, чтобы , где о- предел прочности.. Величина о зависит от степени деформации пластины алмазом скрайбера и концентрации дефектов в зоне рисок и снимаетс  до 5 МПа. Полага  L 4.2 к и Е 185 ГПа, находимThe defects in the crystal structure along the scribing line are local in nature, there is a deformation field around them, where during the directional thermal activation, dislocations and slip lines change and further stress relaxation due to local damage occurs. Thermomechanical stresses arising due to the temperature gradient are quite large. To destroy the plate, it is necessary that where o is the tensile strength .. The value of o depends on the degree of deformation of the plate by the diamond scriber and the concentration of defects in the area of the marks and is removed up to 5 MPa. Polaga L 4.2 to and E 185 GPa, we find

О ABOUT

5-10(5-10 (

4,2 185 10У4.2 185 10U

62°С.62 ° C.

Дл  кремни  высокое значение температурных градиентов составл ет более 200°С/см. В наших экспериментах градиент температурного пол  составл ет около 1800°С/см при АТ 50-65°С. Разрушение пластин на отдельные кристаллы происходит в течение 10 - 12 с.For silicon, high temperature gradients are greater than 200 ° C / cm. In our experiments, the gradient of the temperature field is about 1800 ° C / cm at a temperature of 50-65 ° C. The destruction of the plates into individual crystals occurs within 10 - 12 s.

Особенность предлагаемого способа разделени  пластин на кристаллы состоит в безизгибном раст жении под действием внутренних термомеханических раст гивающих напр жений, Плоска  по всему сечению бокова  поверхность скола кристалла по проскрайбированной части создаетс  при разрушении и пластины кристаллатолько под воздействием однородного раст жени  внутренними напр жени ми.A feature of the proposed method of dividing plates into crystals consists in flexible stretching under the influence of internal thermomechanical tensile stresses. A flat along the entire cross-section surface of the chip of the chip along the scribed part is created upon fracture, and the plates are crystallized only under the influence of uniform tension by internal stresses.

Преимущества предлагаемого способа разделени  пластин на кристаллы заключаетс  в следующем: термомеханические напр жени  из-за градиента температуры создают однородные термомеханические раст гивающие напр жени  повсей плоскости пластины; неравномерное нагружение по сечению разлома, т. е. по высоте пластины , силы, действующие в поперечном сечении не одинаковые - снизу (нагрето) больше, а сверху (холод) меньше и поэтому характер их действи  сводитс  к разделению путем раст жени  соседствующих кристаллов; площадь контакта соседствующих кристаллов в пластине в процессе разделени  пластины на кристаллы непрерывно уменьшаетс  и усили  раст жени  кристаллов сосредоточены на неразрушенной контактной поверхности. Совмещением градиентов температурного пол , т. е. направленные термомехзнические напр жени  и равномерной механической нагрузки (обеспечивающей сток дислокаций), достигаетс  направленное разрушение вглубь надрезов пластин, созданных скрайбсром. Предлагаемый способ разделени  пластин на кристаллы обеспечивает расширение верхнего сло  пластины относительноThe advantages of the proposed method of dividing plates into crystals are as follows: thermomechanical stresses create uniform thermomechanical tensile stresses along the plane of the plate due to the temperature gradient; uneven loading along the fault cross section, i.e., along the height of the plate, the forces acting in the cross section are not the same - lower (heated) more and lower (cold) less and therefore the nature of their action is reduced to separation by stretching adjacent crystals; the contact area of adjacent crystals in the wafer during the separation of the wafer into crystals continuously decreases and the tensile forces of the crystals are concentrated on the unbroken contact surface. By combining the gradients of the temperature field, i.e., directed thermo-mechanical stresses and uniform mechanical load (providing a drain of dislocations), directed destruction deep into the incisions of the plates created by the scribes is achieved. The proposed method of dividing the plates into crystals provides the expansion of the upper layer of the plate relative to

нижних ее слоев и одновременное воздействие однородного механического пол , что вызывает распространение разрушени  вглубь пластины вдоль плоскости спа но- сти.its lower layers and the simultaneous action of a uniform mechanical field, which causes the spread of destruction into the plate along the span plane.

Claims (2)

1.Способ разделени  полупроводниковых пластин на кристаллы, включающий создание надрезов на поверхности пластины с последующим нагреванием се, о т л и ч аю щ и и с   тем, что, с целью повышени  выхода годных, нагревание осуществл ют путем прижима пластины нагретой плитой.1. A method of dividing semiconductor wafers into crystals, including making cuts on the wafer surface, followed by heating it, heating and so that, in order to increase the yield, heating is carried out by pressing the wafer by pressing a heated plate. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что дл  кремниевых пластин плиту на греваюг до температуры, при которой градиент температуры в промежутке между нижней поверхностью пластины и плитой составл ет 180 - 240 град/мм, а прижим2. The method according to claim 1, with the exception that for silicon wafers, the wafer is heated to a temperature at which the temperature gradient in the gap between the lower surface of the wafer and the wafer is 180 - 240 deg / mm, and the clamp осущестпл ют с усилием 6-8 г/см .Implemented with a force of 6-8 g / cm. Z/ЈZ / Ј I lI l ««. "". S&..S & .. фцг.Зftz.Z 7to rov//flV - M 7to rov // flV - M ftpo/почнал ftpo / repaired ёор ча  fodayor cha foda
SU914928500A 1991-04-18 1991-04-18 Method for separating semiconductor plates into crystals RU1827696C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914928500A RU1827696C (en) 1991-04-18 1991-04-18 Method for separating semiconductor plates into crystals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914928500A RU1827696C (en) 1991-04-18 1991-04-18 Method for separating semiconductor plates into crystals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1827696C true RU1827696C (en) 1993-07-15

Family

ID=21570327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914928500A RU1827696C (en) 1991-04-18 1991-04-18 Method for separating semiconductor plates into crystals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1827696C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10515854B2 (en) 2015-12-30 2019-12-24 Han's Laser Technology Industry Group Co., Ltd. Laser lift-off method of wafer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
За вка JP № 60 - 48104, кл. Н01 L21/78, 1986. Зарубежна электронна техника, 1981, Nfc 6, с. 38 - 63. За вка JP Nfe 2702, кл. Н 01 L 21 /78, 1971. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10515854B2 (en) 2015-12-30 2019-12-24 Han's Laser Technology Industry Group Co., Ltd. Laser lift-off method of wafer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7115482B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
US7005317B2 (en) Controlled fracture substrate singulation
US7740735B2 (en) Tools and methods for disuniting semiconductor wafers
CN100466183C (en) Method for separating semiconductor wafer from supporting member, and apparatus using the same
US6204092B1 (en) Apparatus and method for transferring semiconductor die to a carrier
TWI225279B (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP5496167B2 (en) Semiconductor wafer dividing method and dividing apparatus
EP1793415A1 (en) Apparatus and Method of separating a semiconductor wafer from a support
JPH0616441A (en) Method for cutting brittle plate and device therefor
US20050170616A1 (en) Wafer dividing method
US4715115A (en) Package for water-scale semiconductor devices
US6700639B2 (en) Liquid crystal display apparatus and production method
CN110828325A (en) Wafer bonding apparatus and wafer bonding system for directly bonding wafers
KR102597940B1 (en) Tape expansion apparatus and tape expansion method
KR102266340B1 (en) Electronic device manufacturing method, adhesive film for electronic device manufacturing, and electronic component testing apparatus
CN102456590A (en) Bonding apparatus and bonding method
RU1827696C (en) Method for separating semiconductor plates into crystals
US20080014720A1 (en) Street smart wafer breaking mechanism
US11935810B2 (en) Chip warpage reduction via raised free bending and re-entrant (auxetic) trace geometries
US20020023340A1 (en) Method of separating a plate-like workpiece adsorption-held on an elastic adsorption pad
GB2362759A (en) Non Planar Surface for Semiconductor Chips
US10950462B2 (en) Diamond substrate producing method
US3606035A (en) Subdivided semiconductor wafer separator
US3870196A (en) High yield method of breaking wafer into dice
US3762973A (en) Method of etch subdividing semiconductor wafers