SU1744737A1 - Способ разделени монокристаллических пластин на кристаллы - Google Patents

Abstract

Способ разделени  монокристаллических пластин на кристаллы. Использование: технологи  изготовлени  микросхем. Сущность: на поверхность пластины алмазным индентором вдоль плотно упакованных кристаллографических направлений создают р д последовательно расположенных зон концентрации механических напр жений, образуетс  магистральна  трещина без боковых ответвлений. Предварительно с двух сторон пластины создают охранные дорожки напылением полосок, после нанесени  микроуколов пластину помещают кратковременно в жидкий азот. 2 з.п. ф-лы. (Л

Description

Изобретение относитс  к электронной технике и может быть использовано дл  разделени  монокристаллических пластин на кристаллы.

При изготовлении интегральных микросхем и полупроводниковых приборов актуальной задачей  вл етс  разделение монокристаллических пластин на отдельные элементы и кристаллы, при этом дефекты на них, возникающие от воздействи  инструмента, должны быть минимальными.

Известен способ разделени  монокристаллических пластин на кристаллы путем их скрайбировани  алмазным резцом, состо щий в нанесении на поверхности пластины параллельно плотно упакованным кристаллографическим направлени м непрерывных рисок, образованных режущей кромкой алмазного резца, по которым затем

осуществл ют разламывание пластины до получени  отдельных кристаллов путем приложени  разрушающего напр жени  с противоположной скрайбированной стороны пластины, например, за счет прокатывани  резинового валика вдоль рисок. Риски нанос т алмазным резцом в двух взаимно перпендикул рных направлени х.

Основным преимуществом такого способа разделени  монокристаллических пластин на кристаллы  вл етс  мала  ширина реза, а также отсутствие загр знений на поверхности кристаллов. Вместе с тем за счет динамического воздействи  алмазного инструмента при скрайбировании пластин по обе стороны от нанесенных рисок образуютс  нарушенные области с большим количеством микротрещин, сколов и других дефектов, что приводит,к браку готовых кристаллов .

VJ

Јь 4 v|

СА VI

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ разделени  полупроводниковых монокристаллических пластин на кристаллы, включающий создание на поверхности пластины р да последовательно расположенных вдоль плотно упакованных кристаллографических направлений зон концентрации механических напр жений и последующее разламывание пластины до ее разделени  на отдельные кристаллы.

При осуществлении данного способа алмазный резец движетс  вертикально вверх и вниз по синусоидальному закону относительно горизонтально перемещающейс  полупроводниковой пластины и наносит на ее поверхности р д рисок длиной 25-225 мкм и глубиной 3-4 мкм. При этом риски в одном направлении отсто т друг от друга на рассто нии, определ емом синусоидальным законом движени  алмазного резца, а во взаимно перпендикул рном направлении риски нанос т только по краю пластины на рассто нии, равном шагу (размеру ) кристалла.

Такой способ, используемый, в частности , при скрайбировании пластин арсенида галли , обеспечивает более высокий выход годных кристаллов, т.к. дефекты образуютс  только в местах нанесени  рисок.

Однако при использовании данного способа имеет место несовпадение результирующей силы, прилагаемой кромкой алмазного резца к пластине, с кристаллографическими плотно упакованными направлени ми в полупроводниковом материале, что св зано с геометрической формой инструмента и траекторией его перемещени . Такое несовпадение приводит к тому, что при скрайбировании и последующем разламывании пластины на боковых и рабочих гран х кристаллов образуетс  большое количество дефектов в виде хаотически расположенных микротрещин. Это снижает выход годных кристаллов.

Целью изобретени   вл етс  увеличение выхода годных за счет уменьшени  дефектов на боковых и рабочих гран х кристаллов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе разделени  монокристаллических пластин на кристаллы, включающем создание на поверхности пластины р да последовательно расположенных вдоль плотно упакованных кристаллографических направлений зон концентрации механических напр жений и последующее разламывание пластины до ее разделени  на отдельные кристаллы, создание зон концентрации механических напр жений осуществл ют путем нанесени  микроуколов инден- тором до образовани  смыкающихс  между собой микротрещин.

Кроме тогок перед нанесением микроуколов индентором на лицевой и тыльной сторонах пластины формируют ограничительные зоны, расположенные параллельно плотно упакованным кристаллографиче0 ским направлени м.

После нанесени  микроуколов индентором пластину кратковременно охлаждают в жидком азоте.

Как известно, плотно упакованные кри5 сталлографические направлени  в полупроводниковом монокристаллическом материале совпадают с направлени ми плоскостей скольжени  и скалывани  материала . При локальном воздействии индентора

0 перпендикул рно поверхности пластины на ее поверхности образуетс  фигура укола, возникающа  благодар  процессам скольжени  и скалывани ,при этом направление лучей микротрещин от микроукола инденто5 ром совпадает с плотно упакованными кристаллографическими направлени ми в монокристаллическом материале независимо от формы индентора.

Причиной образовани  микротрещин

0  вл етс  деформаци , вызванна  приложением к материалу локального напр жени . Последовательное нанесение р да уколов приводит к созданию смыкающейс  линии микротрещин, совпадающей с плотно упа5 кованными кристаллографическими направлени ми . Создание смыкающейс  линии микротрещин приводит к образованию магистральной трещины в заданном направлении. Это снижает усилие разламы0 вани  и улучшает качество боковых и рабочих граней кристаллов, т.к. дл  зарождени  боковых трещин, направленных в сторону от магистральной, требуетс  больша  энерги  активации образовани  трещин. Обра5 зование сплошной линии микротрещин создает наведенное микроскопическое упругое поле, подавл ющее все иные упругие пол , и обеспечивает однородное напр женное состо ние вдоль всего направлени 

0 распростран ющегос  разрушени , т.е. сплошна  лини  микротрещин создает как бы узкий деформированный канал, своего рода волновод, по которому происходит продвижение трещины в заданном напрзв5 лении.

Пример. Получение зоны концентрации механических напр жений на .онокри- стзллической пластине арсенида галли  марки АГЧП-4 в плоскости (100) проводили на микротвердомере ПМТ-3 вдоль плотно

пакованных кристаллографических направлений 011 и 011. На предметный стоик ПМТ-3 помещаетс  пластина и иксируетс . Пластина устанавливаетс  таким образом, чтобы визуальна  лини  оку ра микроскопа проходила вдоль заданного направлени  нанесени  зон концентрации . В качестве индентора была использована алмазна  пирамида. Усилие на индентор составл ло 50 - 200 г. Шаг между микроуколами выбран экспериментально , он составл л 50-80 мкм и определ лс  длиной распространени  микротрещины от алмазной пирамиды при ее воздействии на пластину. Предварительно на обеих сторонах пластины были созданы охранные до- рожки, образованные полосками из подпыленного металла толщиной 1-2 мкм. Это предотвращает распространение ма- гистрЬльной трещины в сторону от выбран- ных кристаллографических направлений и как бы улавливает боковые микротрещины. После того как был нанесен р д микроуколов , пластину кратковременно помещали в жидкий азот. Помещение пластины перед приложением разрушающего изгиба в жидкий азот способствует дальнейшему развитию магистральных трещин за счет температурного перепада. В итоге поверхность пластины ока,.тс  раст нутой, а внутренние слои сжатыми. Раст гивающие напр жени  способствуют распространению магистральной трещины вдоль подготовленного канала. Трещина распростран етс  ровно и оставл ет хорошую без сколов поверхность раздела. Затем пластину разламывали на отдельные кристаллы с

помощью валика. Нарушенна  зона при предложенном способе разделени  монокристаллических пластин на кристаллы составл ет не более 15-25 мкм. Применение способа позвол ет повысить выход годных кристаллов на 5-7%.

Claims (3)

1.Способ разделени  монокристалли- ческих пластин на кристаллы, включающий

создание на поверхности пластины р да последовательно расположенных вдоль плотно упакованных кристаллографических направлений зон концентрации механических напр жений и последующее разламывание пластины до ее разделени  на отдельные кристаллы, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  выхода годных за счет уменьшени  дефектов на боковых и

рабочих гран х кристалла, создание зон концентрации механических напр жений осуществл ют путем нанесени  микроуколов индентором, причем форму индентора, давление и число микроуколов выбирают из

услови  образовани  смыкающихс  между собой микротрещин.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что перед нанесением микроуколов индентором на лицевой и тыльной сторонах

пластино: формируют ограничительные зоны , расположенные параллельно плотно упакованным кристаллографическим направлени м .

3.Способ поп. 1, отличающийс  тем, что после нанесени  микроуколов индентором пластину кратковременно охлаждают в жидком азоте.