DE2826110A1

DE2826110A1 - Verfahren zur zerspaltung einer halbleiter-wafer in halbleiter-pellets

Info

Publication number: DE2826110A1
Application number: DE19782826110
Authority: DE
Inventors: Akira Kabashima; Tsutomu Mimata; Hideru Osoegawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-06-17
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1978-12-21
Also published as: JPS546456A

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung#bezieht sich auf ein Verfahren zum Zerspalten einer Halbleiter-Wafer in Halbleiter-Pellets.
Bei der tiers t#l l1rng von Halble 1 Lervorrichtungen war es bisher üblich, eine Halbleiter-Wafer, etwa aus Silizium als Ausgangsmaterial, zur Ausbildung einer großen Anzahl von Elementen in der einzelnen Wafer verschiedenen Verfahrensschritten zu unterwerfen und zur Gewinnung einer großen Anzahl von Pellet-Elementen aus --der einzelnen Wafer die einzelnen Elemente an Trennrändern in der Oberfläche der Wafer abzuspalten. Das abgespaltene Element wurde auf einer Platte montiert.
Als ein Verfahren der Zerspaltung der Halbleiter-Wafer in die Halbleiter-Pellets (Pellet-Elemente) war es bekannt, die Halbleiter-Wafer zu ritzen und sie dann zu brechen, wie es beispielsweise in der US-PS 3 559 855 beschrieben ist.
Mit dem Ziel, die Pellets nicht nur von der Wafer abzuspalten, sondern auch eine automatische Handhabung bei der Weiterverarbeitung der Pellets nach dem Abs#palten zu ermöglichen, wurde durch die Erfinder ein Spaltverfahren versucht und eine günstige Lösung gefunden, wie sie im einzelnen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben wird, in welcher Fign. 1a bis 1d schematische Schnittansichten zur Erläuterung des Versuchsverfahrens für die Spaltung in Halbleiter-Pellets, Fign. 2a bis 2d schematische Schnittansichtenr die das Verfahren der Abspaltung von Halbleiter-Pellets gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen, und Fign. 3 und 4 eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht eines Rahmens zur Abnahme von Halbleiter-Pellets sind.
Unter Bezugnahme auf die Fign. la bis 1d wird das zunächst versuchte Verfahren beschrieben. Eine Halbleiter-Wafer 1 wird auf eine Klebefolie 2 geklebt. Wie in Fig. la dargestellt, wird die Wafer mit der Klebefolie auf einer einem Vakuumpumpen unterworfenen glatten Platte 3 befestigt, wonach Sollbruchstellen in die Oberfläche der Wafer 1 mit einer Diamantspitze 4 geritzt werden. #Danach-wird, wie wie in Fig. 1b dargestellt, die Rückseite der geritzten Wafer 1 durch Verwendung einer-Walze 5-einem Biegemoment unterworfen, wobei die Wafer 1 unter Ausnützung der Spaltbarkeit des Kristalls gebrochen wird; Ferner wird nach diesem Verfahren als Mittel zur vollständigen Trennung der Pellets 7 von der Wafer eine nach oben stoßende Nadel 6 verwendet, mit der die einzelnen Pellets von der Unterseite- der Klebefolie her mechanisch nach oben gedrückt und aus der Wafer 1 abgespalten werden, wie dies in Fig. 1c dargestellt ist.
Hierbei erfolgt die Spaltung in die Pellets 7 auf der Basis der Kristallachse der Wafer 1, wobei so gut wie kein Zwischenraum zwischen angrenzenden Pellets vorhanden ist. Hinzu kommt, daß die Seitenflächen der Pellets, längs derer die Spaltung erfolgt, nicht senkrecht zu deren Frontfläche (der oberen Fläche bei Blick gemäß Fig. 1c) verlaufen, sondern mit dieser eine Neigung von ungefähr 55° einschlieBen. Beim Heraufstoßen des Pellets durch die Klebefolie 2 von der Unter-~seite der Wafer her mittels der Stoßnadel 6 und beim~Aufnehmen des Pellets unter Verwendung einer~Spannhülse 8, wie dies in Fig. 1d dargestellt ist, stören einander daher benachbarte Pellets, so daß Beschädigungen, wie Rißbildungen und Abraspelungen in den Seitenflächen und benachbarten Teilen der #Frontfläche, auftreten. Dies ist nachteilig, weil solche Beschädigungen einen tödlichen Einfluß auf die Elemente haben.
Zur Vermeidung dieser Erscheinung könnte man ins Auge fassen, die Folie, auf der die Halbleiter-Wafer festgeklebt wird, aus schmieqsamem und dehnbarem Kunststoff zu machen und das Pellet in einem Zustand auf zunehmen, -in welchem es sich durch Dehnen der Folie im Abstand von benachbarten Pellets befindet.- Dieses Verfahren beinhaltet jedoch den Nachteil, daß die gleichmäßig Ausrichtung der Pellets verlorengeht, was die Automation des nachfolgenden Prozesses schwierig macht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, obige Probleme zu lösen und ein Verfahren zur Spaltung in Halbleiter-Pellets zu liefern, bei welchem Beschädigungen der Pellets vermindert sind und die Pellets mit hoher -Zuverlässigkeit aus der# Wafer abgenommen werden können Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Halbleiter-Wafer, an deren Rückseite eine Folie festgeklebt ist, durch den Vorgang des Zerschneidens in Chips (dicing) in Pellets zerlegt wird, wobei glatte und, unabhängig von der Kristallorientierung der Wafer, senkrechte Oberflächen ausgebildet werden können, und daß die einzelnen Pellets zur Abnahme derselben von der Unterseite der Folie her durch eine Stoßnadei mechanisch nach oben gedrückt werden.
-Im.folgenden wird die Erfindung-anhand einerAusführungsform im einzelnen erläutert.
Die Fign. 2a bis 2d sind schematische Schnittansichten zur Erläuterung des Verfahrens der Spaltung in Halbleiter-Pellets gemäß der Erfindung. Unter Bezugnahme auf diese Figuren wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Reihenfolge der Verfahrensschritte erläutert.
Wie Wie in Fig. 2a-dargestellt, wird eine Halbleiter-Wafer 10, etwa aus Silizium, bei welcher Schaltkreiselemente, wie etwa Transistoren, Dioden und Widerstände,in ihrer Frontfläche ausgebildet sind, hergestellt und eine Klebefolie 11 auf die Rückseite der Halbleiter-Wafer 10 geklebt. Die Halbleiter-Wafer 10 mit der daran festgeklebten Klebefolie 11 wird auf -eine glatte Platte (Tisch) 12 einer Chipsschneidevorrichtung (engl. dicing device) gelegt Nach Anordnung der Wafer 10 wird diese vakuumeingespannt und damit auf dem Tisch 12-festgelegt. In diesem Zustand wird eine Diamantscheibe 13 mit einer hohen Drehgeschwindigkeit von ungefähr -30 000 min-1-rotiert, während gleichzeitig ein Kühlwasserstrom fließt. Auf diese Weise werden Nuten A an Sollbruchrändern der Wafer 10 ausgebildet. Indem man die Diamantscheibe 13 sowohl in-Längs- als auch in Querrichtung arbeiten läßt, können in der Wafer 10 gitterförmige Nuten A ausgebildet werden. Die Tiefe der Nut A kann nach-Belieben# gewählt werden, indem man den Abstand zwischen der Diamantscheibe 13 und dem Tisch 12 vorgibt. Die Breite der Nut A richtet sich nach der Dicke der Diamantscheibe 13, wobei sich eine Nutenbreite von 40 bis 50 ßm verwirklichen läßt, wenn die verwendete Scheibe 13 ungefähr 30 Am dick ist; Bei der Halbleiter-Wafer 10 handelt es sich um eine solche, die Verfahren, wie einer selektiven Fremdstoffdiffusion und einer Photoätzung, unterworfen und mit einer großen Anzahl von. Elementen ausgebildet ist.
Die Geometrie der Halbleiter-Wafer 10 richtet sich nach verschiedenen Gesichtspunkten,- beispielsweise kann sie..eine;Dicke von 300 bis 400 gmund einen Durchmesser von 50 bis 100 mm haben.
Die Klebefolie 11 wird verwendet, damit sich die in Chips zerschnittene Wafer 10 nicht unter Verlust der Ordnung in die einzelnen Pellets auflöst. Die Klebefolie kann mit hinreichende#r Festigkeit an der Rückseite der Wafer 10 festgeklebt und, falls nötig, leicht abgezogen werden.
Da. die Klebefolie 11 an die Rückseite der Wafer -19 geklebt ist, kann die Tiefe der beim Zerschneiden in Chips entstehenden Nut A so. tief wie - möglich gewählt werden. Es ist auch möglich, die Nuten A durch die Diamantscheibe 13 so auszubilden, daß-dieWafer 10 vollständig in die Pellets durchgeschnitten wird. Da jedoch die Gefahr besteht, daß dabei auch das Klebeband zerschnitten wird, ist es angebrachter, die Wafer so dem Vorgang des Ze#rschneidens in Chips zu un#terwerfen, daß eine gewisse Dicke s#tehenbleibt, die im nachfolgenden Brechschritt einfach durchgebrochen werden kann, anstatt die Wafer vollständig zu zerschneiden.
(2) Wie in Fig. 2b dargestellt,. wird die dem Zerschneiden in Chips unterworfene Halbleiter-Wafer 10 umgedreht und auf einer ebenen Platte 14 aus elastischem Gummi oder dergleichen angeordnet. Eine Walze 15 wird unter fiederdrücken über die.- Klebefolie 1i gerdlt,#um die Wafer 10 so mit einem Biegemoment zu beaufschlagen. Auf diese Weise wird die Wafer 10 längs der Nuten A gebrochen (bzw. gespalten) und in die einzelnen Halbleiter-Pellets 10a zerlegt.
(3) Wie in Fig. 2c dargestellt, wird die dem Brech- bzw. Spaltvorgang unterworfene Halbleiter-Wafer 10 über die Klebefolie 11 mit einem Rahmenaufbau 16 zur Abnahme der Halbleiter-Pellets verbunden. Wie aus der Draufsicht der Fig. 3 und der iänqs Linie IV-IV der Fig. 3 genommenen Schnittansicht der Fig. 4 ersichtlich, ist der Rahm.#enawfbau 16 zur Abnahme der Halbleiter-Pellets derart, daß eine Folie bzw. ein dünnes Blatt 16b an einem hohlen äußeren Rahmen 16a festgeklebt ist. Es ist erforderlich, daß das Blatt-16b bezüglich des äußeren Rahmens 16a gespannt ist und daß während des nächsten Verf ahrensschritts des Nach-oben-StoRens des Pellets durch eine Nadel die Klebefolie 11 fest mit diesem Blatt verbunden bleibt. Deshalb ist die Klebekraft des .Blatts 16b höher als diejenige des Klebebands 11.
Die am Rahmenaufbau 16 zur Abnahme der Halbleiter-Pellets befestigte Halbleiter-Wafer 10 wird von der Unterseite des Blatts 16b her durch eine nach oben stoßende Nadel 17 mechanisch nach oben gedrückt, wobei das Halbleiter-Pellet 10a durch eine (vakuumfestgelegte) Hülse 18 abgenommen wird, die in festlegender Beziehung- mit der nach oben stoßenden Nadel 17 herunterkommt. Die nach oben stoßende Nadel 17 durchbohrt die Blätter 16b und 11 und stößt das Pellet 10a an seiner Unterseite nach oben, wobei das Pellet 10a von der Klebefolie 11 gelöst wird.
Hierbei wird, wie in Fig. 2d gezeigt, nur ein ein ziges Halbleiter-Pellet 1Oa-in einem Zustand abgenommen, in dem die einzelnen Pellets durch die Nutenbreite (40 bis 50 Fm) der durch das Zerschneiden in Chips ausge- bildeten Nuten A von benachbartRn Pellets getrennt sind, das heißt in einem Zustand, in dem die Lagebeziehung zwischen angrenzenden Pellets aufrechterhalten wird.
Selbst wenn die Verformung usw. der Folien 11 und 16b beim Abnehmen des Pellets 10a auftritt, stören einander die Pellets nicht und erleiden dementsprechend keine Beschädigungen, wie Risse und Abraspelungen.
Wenn auch die Erfindung anhand vorstehender Ausführungsform beschrieben wurde, so liegt das Wesen der Erfindung darin, daß Nuten in der Vorderseite der Wafer durch den Vorgang des Zerschneidens in Chips (dicing) in einem Zustand ausgebildet werden, in welchem die Klebefolie fest an der Rückseite der Wafer haftet, daß ein Biegen der Wafer zum Brechen und Zerteilen derselben in einzelne Pellets durchgeführt wird und daß ein Teil der Folien zur Trennung der einzelnen Pellets mechanisch nach oben gedrückt wird. Dementsprechend können, anders als im Fall des Diamantritzens, das die Spaltbarkeit des Kristalls ausnützt, die Seitenflächen des in Chips zerschnittenen Pellets glatte und senkrechte Flächen, unabhängig von der Kristallorientierung, darbieten. Deshalb' werden die Pellets bei ihrer Abnahme nicht beschädigt und es läßt sich ein Spalten in Pellets mit hoher Zuverlässigkeit durchführen. Hinzu kommt, daß der Ausrichtungszustand der Pellets hervorragend ist, was die Automation des Chip-Bondens im nachfolgenden Prozeß erleichtert.
Auf diese Weise verhindert das erfindungsgemäße Spaltverfahren für Halbleiterpellets eine Beschädigung der Pellets und leistet ein Zerlegen der Wafer in Pellets und ein. Trennen eines Pellets von den. anderen ohne schädliche Effekte auf darin ausgebildete Schal,tkreiselemente.
Leerseite

Claims

Verfahren zur Zerspaltung einer Halbleiter-Wafer-in Halbleiter-Pellets PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Zerspaltung einer Halbleiter-Wafer in Halbleiter-Pellets, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß in einem Zustand, in dem eine Folie auf die Rückseite einer Halbleiter-Wafer geklebt ist, in der Vorderseite der Wafer durch den Vorgang des Zerschneidens in Chips Nuten zur Bildung einer Anzahl von durch die Nuten voneinander getrennten Halb- leiter-Pellets ausgebildet werden, und daß die einzelnen Pellets zur Trennunq voneinander von der Unterseite der Folie her durch eine nach oben stoßende gadei mechj#niscn nach onen gedrückt werden.
2. Verfahren zur Zerspaltung einer Halbleiter-Wafer in Halbleiter-Pellets, dadurch g e k e n n -z e 1 c h n e t , daß in einem Zustand, in dem ein erstes Klebeband auf die Rückseite einer Halbleiter-Wafer #geklebt ist, die durch den Vorgang eines Zerschneidens in Chips von der Vorderseite her mit Nuten versehen ist, ein unter den Böden.der Nuten belassener dünner Halbleitermaterialabschnitt einem 3rech- bzw. Spaltvorgang unterworfen wird, daß das erste Klebeband mit einem zweiten Klebeband verbunden ist, welches an einem in der Mitte eine Öffnung aufweisenden Rahmen befestigt ist und-eine#Klebekraft aufweist, die größer als die des ersten Klebebands ist, und daß eine Nadel gegen die Rückseite des dem Abbrechvorgang unterworfenen Halbleiter-Pellets von der Unterseite des zweiten Klebebands her gedrückt wird, wobei gleichzeitig eine Ansaugeinrichtung für das Pellet, wie eine Vakuumhülse, derart betätigt wird, daß das Pellet unter Aufrechterhaltung der Ordnung zwischen angrenzenden Pellets vom ersten Klebeband abgenommen wird.