DE2151414A1

DE2151414A1 - Separating semiconductor wafers from plates - by first fixing to thermoplastic film with heat-sensitive colophony coating

Info

Publication number: DE2151414A1
Application number: DE19712151414
Authority: DE
Inventors: Dieter Ohmberger; Peter Rahden; Gerhard Dipl Ing Dr Sperl
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1971-10-15
Publication date: 1973-04-26
Also published as: DE2151414B2

Abstract

A semiconductor plate is divided into individual wafers by fixing the plate to a thermoplastic film, which can be stretched, sub-dividing by scratching and breaking and separated, while retaining their arrangement, by stretching the film hot, the surface of the film being pre-coated with an adhesive which acts only at the temp. used for stretching the film, while its adhesive strength after cooling is regulated on application. The adhesive action after heating is sufficient to obviate the need for pressing the wafers down and makes it possible to remove them from the film without residue. The adhesive used is colophony, as a soln. in alcohol, the adhesive effect being adjusted by the conc. of the soln. and the stretching temp.

Description

Verfahren zum Zerteilen einer Halbleiterscheibe in einzelne Halbleiterplättchen Die Erfindung betrifft ein Verfahren-zum Zerteilen einer Halbleiterscheibe in einzelne Halbleiterplättchen, bei dem die Halbleiterscheibe auf einer Folie aus thermoplastischem, dehnbaren Material befestigt, durch Ritzen unterteilt und gebrochen wird, und durch Dehnen der Folie bei Wärmeanwendung die durch die Unterteilung entstandenen Halbleiterplättchen unter Beibehaltung ihrer Ordnung in Abstand voneinander gebracht werden.Method for dividing a semiconductor wafer into individual semiconductor wafers The invention relates to a method for dividing a semiconductor wafer into individual pieces Semiconductor wafer in which the semiconductor wafer is placed on a film made of thermoplastic, stretchable material attached, divided and broken by cracks, and through Stretching of the film with the application of heat, the semiconductor wafers created by the subdivision be spaced from one another while maintaining their order.

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen werden bei den vielfach verwendeten Verfahren, z.B. der Planartechnik, auf einer Scheibe aus Halbleitermaterial zahlreiche Einzelelemente gleichzeitig aufgebaut. Das hat den Vorteil, daß zahlreiche Halbleiterelemente gleichzeitig den einzelnen Verfahrensschritten unterworfen werden können. Zu einem späteren Zeitpunkt werden die einzelnen Halbleiterelemente voneinander getrennt, so daß dann für die Endmontage einzelne Halbleiterplättchen vorliegen.In the manufacture of semiconductor components, in many cases methods used, e.g. planar technology, on a wafer made of semiconductor material numerous individual elements built up at the same time. This has the advantage that numerous Semiconductor elements are simultaneously subjected to the individual process steps can. At a later point in time, the individual semiconductor elements are separated from each other separated so that there are then individual semiconductor wafers for final assembly.

Zum Trennen der einzelnen Halbleiterelemente wird die Halbleiterscheibe gewöhnlich durch Ritzen unterteilt und anschließend durch Ausübung von Druck an den Ritzstellen gebrochen, so daß danach einzelne Halbleiterplättchen vorliegen. Da diese anschließend noch weiteren Verfahrensschritten einschließlich der Endmontage unterworfen werden, ist es wünschenswerts diese in geordneter Form vorliegen zu haben. Zu diesem Zweck werden die Halbleiterscheiben auf einer Folie, .3. durch Kleben befestigt, auf der die getrennten Halbleiterplättchen nach dem bekannten Ritz- und Brechvorgang haften bleiben. Ein solches Verfahren ist z.3.The semiconductor wafer is used to separate the individual semiconductor elements usually divided by cracks and then by exercising broken by pressure at the scratches, so that afterwards individual semiconductor wafers are present. Since this then includes further procedural steps are subjected to final assembly, it is desirable to do so in an orderly manner to have available. For this purpose, the semiconductor wafers are placed on a film, .3. attached by gluing, on which the separated semiconductor wafers after known scratching and breaking process stick. Such a procedure is z.3.

in der dentsobem OSfenlegungsscherSt 1 932 371 beschrieben.in the dentsobem OSfenlegungsscherSt 1,932,371.

Die Verwendung von gewöhnlichen Klebemitteln hat jedoch den Nachteil, daß an diesen auch andere Teile, die während der Vorbereitung verwendet werden, in unerwünschter Weise haften bleiben. Außerdem müssen die einzelnen Halbleiterplattchen zur späteren Weiterverarbeitung von der Folie wieder entfernt werden, d.h. die Haftfestigkeit des Klebemittels darf nicht zu groß sein.However, the use of ordinary adhesives has the disadvantage that other parts that are used during the preparation are also attached to them, stick in an undesirable manner. In addition, the individual semiconductor chips can be removed from the film for later further processing, i.e. the adhesive strength of the adhesive must not be too large.

In der MS 1 752 3)1 ist ebenfalls ein Verfahren zum Ritzen und Brechen von Halbleiterscheiben beschrieben, bei dem nach dem Ritzen und Brechen die vereinzelten Halbleiterplättchen durch Strecken einer Folie voneinander entfernt werden, damit sie bei späteren Arbeitsvorgängen und beim Entfernen der Plättchen von der Folie besser gehandhabt werden können und sich gegenseitig nicht stören. Bei diesem Verfahren wird die Haftung der Plättchen z.B. durch Anpressen an die Folie unter Wärmeeinwirkung erzielt. Dazu ist aber ein zusätzlicher Arbeitsvorgang erforderlich, bei dem außerdem die einzelnen Halbleiterplättchen durch die Druckausübung beschädigt werden können.In MS 1 752 3) 1 there is also a method for scoring and breaking of semiconductor wafers, in which, after the scratching and breaking, the isolated Semiconductor wafers can be separated from one another by stretching a foil so that it in later work processes and when removing the platelets from the foil can be handled better and do not interfere with each other. In this procedure the adhesion of the platelets is e.g. by pressing against the foil under the influence of heat achieved. For this, however, an additional work process is required, in which also the individual semiconductor wafers can be damaged by the application of pressure.

In der deutschen Offenlegungsschrift 1 752 866 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine zweite elektrostatisch aufladbare Folie über die auf einer ersten Folie liegende Halbleiterscheibe gelegt wird. Beim Abheben dieser Folie nach dem Zerbrechen bleiben die einzelnen Halbleiterplättchen infolge der elektrostatischen Anziehungskraft haften. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Oberflächeneigenschaften von Plastikfolieiinicht definiert reproduzierbar sind. Die Haftfestigkeit der einzelnen Plättchen unterliegt dcsbalb erheblichen Schwankungen. Das kann zu erheblichen Verlusten bein Transport der Folien mit den daran haftenden Halbleiterplättchen zur weiteren Verarbeitung führen.In the German Offenlegungsschrift 1 752 866, a method is described in which a second electrostatically chargeable film over that on a first film lying semiconductor wafer is placed. When lifting this film after breaking it remain the individual semiconductor wafers as a result the electrostatic Adhere to attraction. However, this method has the disadvantage that the surface properties of plastic film are not reproducible in a defined manner. The adhesive strength of each Platelets are subject to considerable fluctuations. That can lead to significant losses transporting the foils with the semiconductor wafers adhering to them to the next Processing lead.

Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Nachteile der vorstehend beschriebenen Verfahren zu vermeiden, indem erfindungsgemäß vor dem Auflegen der Halbleiterscheibe auf die Oberfläche der Folie, auf der die EIalbleiterscheibe befestigt werden soll, eine Schicht eines Klebemittels aufgebracht wird, dessen Klebewirkung erst bei der für das Dehnen der Folie angewendeten Temperatur auftritt, und dessen Haftfestigkeit nach dem Erkalten beim Aufbringen eingestellt wird.The invention has now set itself the task of addressing the disadvantages of Avoid the method described above by according to the invention before the application the semiconductor wafer on the surface of the foil on which the EIalbleiterscheibe is to be attached, a layer of an adhesive is applied, the Adhesive effect only occurs at the temperature used to stretch the film, and its adhesive strength is adjusted after cooling during application.

Nach der weitern Erfindung eignet sich als Klebemittel Kolophonium, das in einer alkoholischen Lösung durch Aufstreichen> Aufsprühen oder Aufsehleudern auf die Folie aufgebracht wird und nach dem Verdampfen des Alkohols als Kolophoniumsd@icht auf der Oberfläche der Folie zurückbleibt.According to the further invention, rosin is suitable as an adhesive, that in an alcoholic solution by brushing on> spraying on or thrown upside down is applied to the film and after evaporation of the alcohol as a rosin seal remains on the surface of the film.

Ein solches Klebemittel hat den Vorteil, daß es leicht und gleichm#ßig aufgebracht werden kann, daß vor der Wärmebehandlung zum Dehnen der Folie keine Klebewirlcung besteht und daß die Erweichungstemperatur unterhalb der für die 'r;;-r...un" ' legenden Dehnungstemperatur liegt. Die Klebewirkung nach der '..~; Wärmebehandlung ist ausreic.lend, ohne daß die Halbleiterplättchen zusätzlich angepreßt werden müssen und ermöglichst eine rückstandslose Abtrennung der Halbleiterplättchen von der Folie. Außerdem ist die Haftwirkung des Klebemittels einstellbar, ilas was im folgenden n in Zusanmenhang mit der Beschreibung der Zeichnung näher erläutert wird.Such an adhesive has an advantage that it is light and uniform can be applied that no prior to the heat treatment to stretch the film There is an adhesive effect and that the softening temperature is below that for the 'r ;; - r ... un " 'laying strain temperature lies. The adhesive effect after the '.. ~; Heat treatment is sufficient without the semiconductor wafers having to be additionally pressed and enables the semiconductor wafers to be separated from the film without leaving any residue. In addition, the adhesive effect of the adhesive can be adjusted, as follows n is explained in more detail in connection with the description of the drawing.

In der Zeichnung stellt Fig. 1 schematisch die auf einer Folie befestigten Halbleiterplättchen nach dem Ritzen und Brechen dar, Fig. 2 stellt die Halbleiterplättchen auf der Folie nach der Dehnung während der Wärmebehandlung dar.In the drawing, Fig. 1 shows schematically the fastened on a film Shows semiconductor wafers after scribing and breaking, Fig. 2 shows the semiconductor wafers on the film after stretching during heat treatment.

Auf eine übliche im Handel erhältliche thermoplastische Kunststoffolie 5 wird eine Kolophoniumschicht aufgebracht, indem Kolophonium in Alkohol, z.B. in Methanol, gelöst und die Lösung entweder aufgestrichen oder aufgesprüht oder ein Tropfen aufgebracht und durch Schleudern verteilt wird.On a conventional, commercially available thermoplastic plastic film 5 a layer of rosin is applied by mixing rosin in alcohol, e.g. Methanol, dissolved and the solution either painted or sprayed on or a Drops are applied and distributed by spinning.

Nach dem Verdunsten des Alkohols bleibt ein gleichmäßiger Kolophoniumbelag zurück, der keine Klebewirkung hat und die Arbeiten vor der Wärmebehandlung nicht behindert. Auf eine solche mit einer Kolophoniumschicht versehene Folie wird eine geritzte Halblsiterscheibe aufgelegt und nach einem bekannten Verfahren gebrochen, indem die Halbleiterscheibe z.B. durch Abdecken mit einer weiteren Folie festgehalten und durch Quetschen in einer Mulde oder durch Ziehen über ein Profil gebrochen wird. Es entstehen dabei die einzelnen Halbleiterplättchen 1. Fig. 1 stellt diesen Zustand vor der Wärmebehandlung dar.After the alcohol has evaporated, an even layer of rosin remains back, which has no adhesive effect and the work before the heat treatment does not with special needs. On such a film provided with a rosin layer is a The incised half-sider disk is placed on top and broken using a known method, by holding the semiconductor wafer in place, e.g. by covering it with another film and is broken by squeezing in a trough or by pulling over a profile. The individual semiconductor wafers 1 are created in the process. FIG. 1 depicts this state before heat treatment.

Die Anordnung wird dann in eine Vorrichtung gebracht, die es ermöglicht die mit den Plättchen versehene thermoplastische Folie zu erwärmen und zu dehnen. Dies kann z.B. durch Spannen der Folie über den Rahmen einer erwärmbaren Kammer erreicht werden, die evakuiert werden kann, wodurch sich die Folie nach innen dehnt. Beim Erwärmen erweicht gleichzeitig das Kolophonium und erhält seine Klebewirkung. Die einzelnen Halbleiterplättchen 1 haften damit an der Folie 5.The assembly is then placed in a device that enables it to heat and stretch the thermoplastic film provided with the platelets. This can be done, for example, by stretching the film over the frame of a heatable chamber can be achieved, which can be evacuated, causing the film to expand inward. When heated, the rosin softens at the same time and maintains its adhesive effect. The individual semiconductor wafers 1 thus adhere to the film 5.

Fig. 2 stellt die Verhältnisse nach dem Erwärmungsprozess, der auch als Tiefziehverfahren bekannt ist, dar. Durch das Strecken der Folie 5 sind diese und die Kolophoniumschicht 2 dünner geworden und die Halbleiterplättchen 1 sind voneinander abgerückt. Sie können nunmehr durch Geräte, z.B. Pinzetten, von der Folie gelöst werden.Fig. 2 shows the relationships after the heating process, which also known as deep drawing process. By stretching the slide 5 this and the rosin layer 2 have become thinner and the semiconductor wafers 1 have moved away from each other. You can now use devices, e.g. tweezers, of the foil can be detached.

Das Verfahren nach der Erfindung hat außerdem noch den Vorteil, daß die Haftung der Kris tle gezielt eingestellt werden kann, ohne daß dabei die Oberflächenzustände der thermoplastischen Folie eine Rolle spielen. Die Haftfestigkeit der Kolophoniumschicht kann z.B. durch die Kolophoniumkonzentration in der alkoholischen Lösung eingestellt werden. Außerdem kann man die Haftfestigkeit auch noch durch Einstellung der Temperatur beim Dehnen der thermoplastischen Folie beeinflussen. Je nach Veredelungszustand des Kolophoniums liegt dessen Erweichungspunkt zwischen ca. 60 und 1200 C. -The method according to the invention also has the advantage that the adhesion of the crystals can be adjusted in a targeted manner without affecting the surface conditions the thermoplastic film play a role. The adhesive strength of the rosin layer can e.g. be adjusted by the colophony concentration in the alcoholic solution will. You can also adjust the adhesive strength by adjusting the temperature affect when stretching the thermoplastic film. Depending on the finish of the rosin has a softening point between approx. 60 and 1200 C. -

Claims

PATENT CLAIMS learn about dicing a semiconductor wafer in t individual semiconductor wafers, in which the semiconductor wafer on a 1? olive made of therr # oplast #schen., stretchable material attached, divided by cracks and is broken and by stretching the film when heat is applied, which is caused by the subdivision resulting semiconductor wafers while maintaining their order at a distance from one another are brought, characterized in that prior to placing the semiconductor wafer onto the surface of the film (3) on which the semiconductor wafer is attached is to, a layer (2) of an adhesive is applied, the adhesive effect of which occurs only at the temperature used for stretching the film (1) and its Adhesion is set after cooling when applying.

2. The method according to claim 1, characterized in that as an adhesive Rosin is applied to the foil.

5. The method according to claims 1 and 2, characterized in that a Dissolving rosin in alcohol by brushing on, spraying or spinning on applied to the film and the alcohol is evaporated.

4. The method according to Ar.spruchen i bis), thereby geke..nzeichr, et that the adhesive effect of the adhesive layer through the concentration of rosin in the Solution is discontinued.

5. Process according to Claims 1 to 4, characterized in that the adhesive effect of the adhesive layer through the choice of the one used for film stretching Temperature is set.