RU1827696C - Method for separating semiconductor plates into crystals - Google Patents
Method for separating semiconductor plates into crystalsInfo
- 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
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)
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)
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 |
-
1991
- 1991-04-18 RU SU914928500A patent/RU1827696C/en active
Non-Patent Citations (1)
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)
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 |