DE10155255A1

DE10155255A1 - Semiconductor wafer processing device for integrated circuits, has support surface with negative pressure area such that negative pressure is developed when wafer comes in contact with negative pressure area

Info

Publication number: DE10155255A1
Application number: DE2001155255
Authority: DE
Inventors: Sylvia Winter; Steffen Mimietz
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-28
Also published as: JP2003152066A

Abstract

The processing device has a support surface (2) on which a semiconductor wafer (4) that is to be processed is placed. The support surface has a negative pressure area (3) in the form of grooves such that negative pressure is developed, when the negative pressure area comes in contact with the wafer. An Independent claim is also included for semiconductor wafer processing method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers mit einer empfindlichen Oberfläche gemäß Patentanspruch 4. The invention relates to a handling device according to Claim 1 and a method for processing a Wafers with a sensitive surface according to Claim 4.

Die Anforderungen elektronischer Geräte machen es heutzutage notwendig, elektronische Bauelemente, wie beispielsweise sogenannte integrierte Schaltkreise, die im folgenden "IC" genannt werden, immer kleiner zu gestalten. Dabei bedeutet die Verkleinerung der Bauelemente nicht nur die flächenmäßige Verringerung, sondern auch die Verringerung der Bauhöhe. Die Folge einer solchen Bauhöhenverringerung ist, daß die Halbleiterchips, die in einem solchen Bauelement enthalten sind ebenfalls in ihrer Dicke minimiert sind. In einigen Fällen ist es bereits soweit, daß die Dicke des Halbleiterchips eine geringere Dicke aufzuweisen hat, als die minimale Dicke eines Wafers mit der dieser bei der Herstellung handhabbar ist. The requirements of electronic devices do it today necessary electronic components, such as so-called integrated circuits, which in the following "IC" be made smaller and smaller. Here means the reduction of the components not only the area Reduction, but also reducing the overall height. The The consequence of such a reduction in height is that the Semiconductor chips contained in such a component are also minimized in thickness. In some It is already the case that the thickness of the Semiconductor chips have a smaller thickness than that minimum thickness of a wafer with that at the Manufacturing is manageable.

Um dies zu gewährleisten wird der Wafer üblicherweise so weit wie möglich mit einer Dicke bearbeitet, mit der er handhabbar ist und vor dem Vereinzeln des Wafers in die einzelnen Halbleiterchips wird die Dicke auf die erforderliche Enddicke reduziert. Dabei besteht die Gefahr, daß der Wafer zerbricht. Aus diesem Grunde werden die Handhabungsschritte zwischen dem Dünnen des Wafers und dem Vereinzeln der Halbeiterchips minimiert. Weist der Wafer, bzw. der Halbleiterchip zwei Oberflächen auf, die beide berührt werden können, d. h. keine empfindliche Oberfläche vorhanden ist, ist die nachfolgend beschriebene Handhabung zumindest firmenintern bekannt.:
Der ganze Wafer wird mit einer handhabbaren Dicke gefertigt, einschließlich des Wafertests. Anschließend wird mit der Vereinzelung begonnen, was üblicherweise mittels Sägens des Wafers geschieht. Hierzu wird der Wafer mit einer Rückseite auf einer Sägefolie haftend befestigt, die in einem Sägerahmen gespannt ist. Danach wird entlang von Trennlinien der einzelnen Halbleiterchips von der Oberfläche her gesägt. Um zu Halbleiterchips mit einer minimalen Dicke zugelangen, wird nunmehr dieser Sägevorgang nicht vollständig durch die gesamte Waferdicke ausgeführt, die als gewünschte Dicke des Halbleiterchips vorgesehen ist. Anschließend wird der so angesägte Wafer mit seiner Oberfläche, von der er gesägt ist befestigt, die Sägefolie von der Rückseite entfernt und rückseitig abgeschliffen. Sobald die gewünschte Dicke erreicht ist, ist der Wafer somit automatisch in die einzelnen Halbleiterchips vereinzelt. In order to ensure this, the wafer is usually processed as far as possible with a thickness with which it can be handled, and the thickness is reduced to the required final thickness before the wafer is separated into the individual semiconductor chips. There is a risk that the wafer will break. For this reason, the handling steps between thinning the wafer and separating the semiconductor chips are minimized. If the wafer or the semiconductor chip has two surfaces, both of which can be touched, ie there is no sensitive surface, the handling described below is known at least internally:
The entire wafer is made with a manageable thickness, including the wafer test. Separation is then started, which is usually done by sawing the wafer. For this purpose, the back of the wafer is adhered to a sawing film which is stretched in a saw frame. The surface is then sawn along dividing lines of the individual semiconductor chips. In order to obtain semiconductor chips with a minimal thickness, this sawing process is now not carried out completely through the entire wafer thickness, which is provided as the desired thickness of the semiconductor chip. Subsequently, the wafer which has been sawn in this way is fastened with its surface from which it is sawn, the sawing film is removed from the back and ground on the back. As soon as the desired thickness is reached, the wafer is thus automatically separated into the individual semiconductor chips.

Weist der Wafer bzw. die einzelnen Halbleiterchips jedoch eine empfindliche Oberfläche auf, kann dieses Verfahren nicht angewendet werden. Als Umgehungslösung ist ein Verfahren zumindest firmenintern bekannt, bei dem die empfindliche Oberfläche mit einer Schutzschicht bedeckt wird. Es handelt sich dabei in der Regel um ein flüssiges Material, das sich anschließend verfestigt. Ist diese Schutzschicht aufgetragen, kann der Wafer von der empfindlichen Seite her gehalten und gedünnt werden. Anschließend muß die feste Schutzschicht wieder entfernt werden. Dies bereitet in der Regel Probleme, da die Schutzschicht leicht in Vertiefungen der Oberfläche hängen bleibt und keine ausreichende Reinigung der Oberfläche möglich ist, da die Oberfläche empfindlich ist und nur sehr vorsichtig reinigbar ist. However, the wafer or the individual semiconductor chips a sensitive surface, this procedure cannot be applied. As a workaround, there is a procedure at least known internally, where the sensitive Surface is covered with a protective layer. It deals is usually a liquid material that is then solidified. If this protective layer is applied, the wafer can be held from the sensitive side and be thinned. Then the solid protective layer be removed again. This usually causes problems because the protective layer is easily in depressions of the surface gets stuck and insufficient surface cleaning is possible because the surface is sensitive and only very is carefully cleanable.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Waferhandhabungsvorrichtung vorzusehen, mit der Wafer mit empfindlicher Oberfläche handhabbar sind bzw. ein Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers mit einer empfindlichen Oberfläche. The invention is therefore based on the object Wafer handling device to be provided with the wafer sensitive surface are manageable or a process for processing a wafer with a sensitive Surface.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Patentansprüchen 1 bzw. 4 angegebenen Maßnahmen gelöst. This object is achieved with the in Claims 1 and 4 specified measures solved.

Dadurch, daß die Waferhandhabungsvorrichtung aus einem Trageteil besteht, daß an seiner Trageoberfläche zumindest ein Unterdruckbereich aufweist, ist es möglich, den Wafer mit seiner Rückseite zu halten, um die empfindliche Oberfläche zu vervollständigen. Entsprechend kann mit dem angegebenen Verfahren der Wafer an der Rückseite aufgenommen werden, die empfindliche Oberfläche vervollständigt werden um ihn dann auf einem Zwischenträger abzusetzen, um rückseitig die Sägefolie mit Sägerahmen aufzubringen, damit anschließend die Vereinzelung vorgenommen werden kann. The fact that the wafer handling device from one Carrier part is that at least on its surface has a negative pressure area, it is possible to use the wafer its back to hold the delicate surface too to complete. Accordingly, with the specified Procedure of the wafers to be added to the back of the sensitive surface to be completed around it then to be placed on an intermediate carrier to the rear Apply sawing foil with saw frame so that the Separation can be made.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dadurch daß die Handhabungsvorrichtung ein Trageteil aufweist, das aus dem gleichen Material wie der Wafer hergestellt ist, also entsprechend selber ähnlich einem Wafer hergestellt ist, weist das Trageteil den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, wie der Wafer. Dadurch treten keine Verspannungen zwischen Wafer und Handhabungsvorrichtung auf, insbesondere bei den die empfindliche Oberfläche vollendenden Prozeßschritten eine Erwärmung des Wafers erfolgt. Further advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims specified. Because the Handling device has a support part, which from the same material as the wafer is made, so is itself manufactured similar to a wafer, the carrying part has the same Coefficient of thermal expansion on how the wafer. Thereby there is no tension between the wafer and Handling device on, especially in the sensitive surface finishing process steps one The wafer is heated.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. The invention is described below with reference to FIG Drawing explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung vor dem Aufsetzen auf einem Wafer und Fig. 1 shows a handling device according to the invention before placing on a wafer and

Fig. 2 und Fig. 3 weitere Verfahrensschritte. Fig. 2 and Fig. 3 further process steps.

In Fig. 1 ist ein Wafer 4 mit auf einer Oberfläche ausgebildeten integrierten Schaltungen dargestellt, der mittels einer Klebefolie 5 auf einer Haltevorrichtung 6 befestigt ist. Die aktive Oberfläche des Wafers bzw. die integrierten Schaltungen, aus denen sich der Wafer zusammensetzt, ist zur Haltevorrichtung 6 hin gewandt. Die Folie ist als Schutzfolie auf der Waferoberfläche aufgeklebt. Der Wafer liegt mit der Schutzfolie auf der Haltevorrichtung 6, die auch als "Chuck" bezeichnet wird, und wird von dieser angesaugt. In dieser Anordnung wird der Wafer 4 von der Rückseite her auf die vorgesehene Dicke abgedünnt. In Fig. 1, a wafer 4 is shown having formed on a surface of integrated circuits, which is mounted on a holding device 6 by means of an adhesive film 5. The active surface of the wafer or the integrated circuits that make up the wafer face the holding device 6 . The film is glued to the wafer surface as a protective film. The wafer lies with the protective film on the holding device 6 , which is also referred to as a "chuck", and is sucked in by the latter. In this arrangement, the wafer 4 is thinned from the back to the intended thickness.

Oberhalb dieser Anordnung ist die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung dargestellt, die aus einem Trageteil 1 besteht. Die Oberfläche 2, die zum Wafer 4 gewandt ist, ist zunächst einmal eben, so daß es zu einer flächenbündigen Berührung kommen kann. Nunmehr sind in den dargestellten Ausführungsbeispiel Ausnehmungen 3 in der Oberfläche ausgebildet. Above this arrangement, the handling device according to the invention is shown, which consists of a support part 1 . The surface 2 , which faces the wafer 4 , is initially flat, so that it can come into flush contact. In the illustrated embodiment, recesses 3 are now formed in the surface.

Es ist nunmehr vorgesehen, daß wenn die Handhabungsvorrichtung mit der Oberfläche 2 auf der gedünnten Rückseite des Wafers 4 aufgesetzt ist, daß in den Ausnehmungen 3 ein Unterdruck bzw. Vakuum ausgebildet wird, so daß der Wafer 4 von der Handhabungsvorrichtung gehalten und vom Träger 6 abgenommen werden kann. Mittels der Anzahl und Größe der Ausnehmungen 3 ist eine gewünschte Haltekraft einstellbar. It is now provided that when the handling device with the surface 2 is placed on the thinned back of the wafer 4 , a vacuum or vacuum is formed in the recesses 3 so that the wafer 4 is held by the handling device and removed from the carrier 6 can be. A desired holding force can be set by means of the number and size of the recesses 3 .

Nunmehr kann in einem nicht weiter dargestellten Prozeß die Oberfläche des Wafers 4 fertig bearbeitet werden und dabei eine empfindliche Oberfläche hergestellt werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn in dem vorgesehenen Ausführungsbeispiel das Trageteil 1 aus dem gleichen Material wie der Wafer hergestellt ist, also ebenfalls aus einem Wafer oder einem ähnlichen Gegenstand mit einer aus Stabilitätsgründen größeren Dicke, damit Wafer und Trageteil den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Somit kommt es zu einem festen und sicheren Halten des Wafers 4 durch die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung, wenn bei der Fertigstellung der empfindlichen Oberfläche, die durch sensitive Elemente 11 dargestellt ist, durchgeführt wird. Anschließend kann der Wafer auf einem Zwischenträger 10 aufgesetzt werden, wobei der Wafer 4 nur an seinem Außenrand mit dem Zwischenträger 10 in Berührung gerät. Wie zu sehen ist, weist der Zwischenträger 10 im Bereich der sensitiven Elemente einen Zwischenraum 9 auf. Dieser Zwischenraum 9 kann zur sicheren Handhabung und zum sicheren Halten des Wafers 4 mit einem Unterdruck beaufschlagt werden. Der so gehaltene Wafer 4 kann mit einer Sägefolie 8 und einem Sägerahmen 7 versehen werden, um die endgültige Vereinzelung des Wafers in die einzelnen integrierten Schaltkreise vorzunehmen. Now the surface of the wafer 4 can be finished in a process which is not further illustrated and a sensitive surface can be produced in the process. It is advantageous if, in the exemplary embodiment provided, the support part 1 is made of the same material as the wafer, that is to say also of a wafer or a similar object with a greater thickness for reasons of stability, so that the wafer and the support part have the same thermal expansion coefficient. The handling device according to the invention thus securely and securely holds the wafer 4 when the sensitive surface, which is represented by sensitive elements 11 , is carried out when the sensitive surface is finished. The wafer can then be placed on an intermediate carrier 10 , the wafer 4 coming into contact with the intermediate carrier 10 only on its outer edge. As can be seen, the intermediate carrier 10 has a space 9 in the area of the sensitive elements. This intermediate space 9 can be subjected to a vacuum for safe handling and for securely holding the wafer 4 . The wafer 4 held in this way can be provided with a sawing film 8 and a saw frame 7 in order to finally separate the wafer into the individual integrated circuits.

Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der Sägefolie und des Sägerahmens auf den Wafer bzw. am Wafer in einer Umgebung, die mit Unterdruck bzw. Vakuum beaufschlagt ist, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. The sawing film and the saw frame are preferably applied to the wafer or to the wafer in an environment which is subjected to a vacuum or vacuum, as indicated in FIG. 3.

Dazu wird zunächst der Unterdruck im Unterdruckbereich 3 zwischen Trageteil 1 und Wafer 4 beseitigt. Dadurch löst sich die Verbindung zwischen Trageteil 1 und Wafer. Danach wird die über dem Wafer 4 positionierte Sägefolie 8 mittels Überdruck oberhalb der Folie gegen den Wafer 4 gegührt. Ist eine Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Sägefolie einstellbar, soläßt sich der ein Anpreßdruck optimiert einstellen, mit dem die Sägefolie 8 mit minimalem Streß auf dem Wafer 4 aufgebracht wird. For this purpose, the negative pressure in the negative pressure region 3 between the supporting part 1 and the wafer 4 is first eliminated. As a result, the connection between the supporting part 1 and the wafer is released. After that, positioned above the wafer sawing film 4 is gegührt 8 by means of pressure above the film against the wafer. 4 If a pressure difference can be set between the two sides of the saw foil, the contact pressure can be set in an optimized manner, with which the saw foil 8 is applied to the wafer 4 with minimal stress.

Anschließend wird die Sägefolie 8 für den Sägerahmen 7, mit dem die Sagefolie 8 ebenfalls verbunden wurde, auf die geeignete Größe geschnitten. The saw foil 8 for the saw frame 7 , to which the saw foil 8 was also connected, is then cut to the appropriate size.

Es ist somit zuvor eine Waferhandhabungsvorrichtung bzw. ein Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers mit einer empfindlichen Oberfläche mittels dieser Waferhandhabungsvorrichtung vorgesehen. Die Waferhandhabungsvorrichtung besteht aus einem Trageteil, das eine Trageoberfläche aufweist, die zumindest einen Unterdruckbereich in Form einer Vertiefung aufweist, in der im Fall des in Berührungstehens mit einem Wafer ein Unterdruck ausbildbar ist. Bezugszeichenliste 1 Trageteil
2 Trageoberfläche
3 Unterdruckbereich
4 Wafer
5 Klebefolie
6 Zwischenträger
7 Sägerahmen
8 Sägefolie
9 Zwischenraum
10 Zwischenträger
11 Sensitive Elemente
A wafer handling device or a method for processing a wafer with a sensitive surface is thus provided beforehand by means of this wafer handling device. The wafer handling device consists of a support part which has a support surface which has at least one negative pressure region in the form of a depression, in which a negative pressure can be formed in the case of contact with a wafer. List of reference symbols 1 supporting part
2 wearing surface
3 negative pressure area
4 wafers
5 adhesive film
6 intermediate supports
7 saw frames
8 saw foil
9 space
10 intermediate beams
11 Sensitive elements

Claims

1. Waferhandhabungsvorrichtung aus einem Trageteil(1), daß eine Trageoberfläche (2) aufweist, die zur Handhabung eines Wafers (4) mit einer Oberfläche des Wafers (4) in Berührung bringbar ist und die zumindest einen Unterdruckbereich (3) aufweist, der in der Trageoberfläche (2) als Vertiefung ausgebildet ist und in dem im Fall des in Berührungstehens mit dem Wafer (4) ein Unterdruck ausbildbar ist. 1. Wafer handling device from a support part ( 1 ) that has a support surface ( 2 ) which can be brought into contact with a surface of the wafer ( 4 ) for handling a wafer ( 4 ) and which has at least one vacuum region ( 3 ) which in the support surface ( 2 ) is designed as a depression and in which a negative pressure can be formed in the case of contact with the wafer ( 4 ).

2. Waferhandhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem das Trageteil (1) aus dem gleichen Material wie der Wafer (4) hergestellt ist. 2. Wafer handling device according to claim 1, wherein the supporting part ( 1 ) is made of the same material as the wafer ( 4 ).

3. Wafer nach Anspruch 2, bei dem das Trageteil (1) ebenfalls aus einem Wafer oder einem waferähnlichen Teil hergestellt ist. 3. Wafer according to claim 2, wherein the support part ( 1 ) is also made of a wafer or a wafer-like part.

4. Verfahren zum Bearbeiten eines Wafers mit einer empfindlichen Oberfläche mit den Schritten,

- Bereitstellen eines Wafers (4)

- Aufsetzen einer Waferhandhabungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1,

- Ausbilden eines Unterdrucks in dem zumindest einen Unterdruckbereich,

- Aufnehmen des Wafers mit der Handhabungsvorrichtung,

- Ausbilden einer empfindlichen Oberfläche auf der der Handhabungsvorrichtung abgewandten Seite des Wafers,

- Aufsetzen des Wafers auf einem Zwischenträger.

4. Method for processing a wafer with a sensitive surface with the steps

- Provision of a wafer ( 4 )

- placing a wafer handling device according to claim 1,

Forming a vacuum in the at least one vacuum region,

Picking up the wafer with the handling device,

Formation of a sensitive surface on the side of the wafer facing away from the handling device,

- Placing the wafer on an intermediate carrier.