Способ ориентированного разделения полупроводниковой пластины на кристаллы

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для разделения полупроводниковых пластин на отдельные кристаллы с сохранением их взаимной ориентации. Целью изобретения является увеличение выхода годных и уменьшение трудоемкости . Полупроводниковую пластину размещают и закрепляют под воздействием электростатического поля на полимерном носителе, надрезают пластину до межструктурным разделительным линиям на заготовки, затем снимают электростатическое поле. Фиксируют заготовки в шахматном порядке, создавая под незафиксированными заготовками зазор 5 - 10 мкм, на электроды подают потенциал, обеспечивающий значение напряжености Е электростатического поля в зазоре выбранное из выражения E - |2tGHj Е-ЈО где р предел прочности материала пластины, Н/м2:, Ј - диэлектрическая проницаемость материала полимерного носителя; Р 8,854« Ф/м.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

5l)5 H 01 L 23/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗЧ-{РЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4365237/21 (22) 18. 01, 88 (46) 07.01.91. Бюл. Р 1 (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) В. Н. Абраров (53) 621.382(088.8) (56) Зенькович В. А., Караев Л. Л. и др. Современные методы и оборудование для разделения полупроводниковых пластин на кристаллы. — Зарубежная элек" тронная техника. 1978, 11 11, (181) . с. 326.

Масленников П. Н. и др. Оборудование полупроводникового производства.

М.: Радио и связь, 1981, с, 14!. (54) СПОСОБ ОРИЕНТИРОВАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ПЛАСТИНЫ НА

КРИСТАЛЛЫ (57) Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использоваИзобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для разделения полупроводниковых пластин на отдельные кристаллы с сохранением их взаимной ориентации, Цель изобретения — увеличение выхода годных и уменьшение трудоемкости.

Способ осуществляют следующим образом.

Полупроводниковую пластину размещают и закрепляют под действием электростатического поля на полимерном носителе, надрезают пластину по межструктурным разделительным линиям на заготовки, затем снимают электросга„„SU„„ I 619359 А 1

2 но для разделения полупроводниковых пластин на отдельные кристаллы с сохранением их взаимной ориентации.

Целью изобретения является увеличение выхода годных и уменьшение трудоемкости. Полупроводниковую пластину размещают и закрепляют под воздействием электростатического поля на полимерном носителе, надрезают пластину до межструктурным разделительным линиям на заготовки, затем снимают электростатическое поле. Фиксируют заготовки в шахматном порядке, создавая под незафиксированными заготовками зазор 5—

10 мкм, на электроды подают потенциал обеспечивающий значение напряжености

Е электростатического поля в зазо е выбранное из выражения Е 2 б E E где Я вЂ” предел прочности материала пластины, Н/и ., f - диэлектрическая проницаемость материала полимерного носителя, = 8,854 ° 10 Ф/м. тическое поле, фиксируют заготовки в шахматном порядке расположенными под ними электродами, создавая под незафиксированнь1мн заготовками зазор 5—

10 мкм над электродами и подают потен циал на электроды, обеспечивающий значение напряженности .Е электростатического поля в зазоре, выбранное из выражения где(ц - предел прочности материала разламываемой пластины, H/è

1619359

35 (5) (6) 5

P — диэлектрическая проницаемость материала полимерного носителя, Е„= 8.854 10 Ф/м.

При воздействии на надрезы пластины разламывающей грани перепада закрепляющей плоскости и регулируемой силы разламывания резко неоднородного поля внешнего источника питания происходит безинерционное и надежное разделение пластин на кристаллы. Поверхностная плотность сил разламывания пластины достигает 0,8 — О, 15 MIIa.

В надрезах пластины избирательно создается напряженность резко неодно родного электрического поля, вследствие которого плотность силы разламывания, прикладываемой к надрезам, гораздо больше плотности общего усилия электростатического взаимодействия между пластиной и полимерным носитепем о

Дополнительное воздействие на надрезы пластины разламывающей грани 25 перепада закрепляющей плоскости вызывает надежное и качественное разламывание на кристаллы по линиям надреза, где максимальна концентрация механических напряжений.

Напряженность поля для ячейки, в которой фиксируется заготовка определяют из выражения где U — - разность потенциалов между обкладками ячейки.

Напряженность поля для ячейки, в которой заготовка не зафиксирована и 40 под ней электрод опускается относительно общей базовой поверхности закрепляющей плоскости на величину зазора d, определяются из выражения

Е = U/(— + d) Я = U/(Ü + Fd) (2)

L 45

Ю

1 где Я вЂ” диэлектрическая проницаемость полимерного материала.

Плотность силы разламывания пластин

0 на кристаллы в ячейке в первом случае определяют из выражения где E< — электрическая постоянная, Fî = 8 854 10 Ф/и.

Плотность силы разламывания в ячей..ке для второгo случая:

=- Я Е- /2 =- ЯЯ U> /Z (L +- fd)2 (4) Поскольку наиболее ответственным участком при разделении пластины является ячейка с зазором (L + d) и именно параметры этой ячейки обуслов- ливают процесс беспрепятственного разламывания пластины на кристаллы, то необходимую напряженность электрического поля и плотность силы раэламывания определяют из выражений (2) и (4).

При этом толщина L и диэлектрическая проницаемость E пленочного материала известны. Например, для материала полиэтилентерефталат ПЭТФ толщина пленок составляет 10-12 мкм, Я =

= 3, 1, для фторлона Ф-2БА 10 мкм, Я =

= 8,6. Задаваясь, например, напряжением питания устройства в 1 6 кВ, определяют необходимую силу разламывания при глубине опускания d = 5 мкм по выражению (4).

Параметром, наиболее полно характеризующим возможность разламывания пластин по надрезам на отдельные кристаллы, является (р — предел прочности материала, приводимый в справочной литературе для различных полупроводниковых и диэлектрических материалов. Причем должно выполняться условие т. е. необходимую напряженность электрического поля, обеспечивающую плотность силы разламывания, превьппающую предел прочности материала пластины, определяют из соотношения получаемого из выражения (3) ;путем подстановки туда соотношения (5).

Пример. Проводится дисковая резка и разламывание на кристаллы кремниевых пластин и пластин арсенида галлия толщиной 200-400 мкм и 500600 мкм, диаметрам 60 мм и более. Габаритные размеры квадратных кристаллов составляют от 0,7х0,7>0,2 до Зх хЗх0,6 мм. Разламывают пластины на кристаллы различных. типоразмеров: квадратные, прямоугольные, длиной и шириной 0,7-8 мм.

Пластина, подвергаемая надрезанию и разламыванию,загружается нерабочей

1619359

Составитель Е. Панов

Редактор А. Козориз Техред Л.Олийнык Корректор И. Демчик

Заказ 53 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 поверхностью на спутник — носитель из фторлона Ф-2БА толщиной 10 мкм. Иежструктурные разделительные дорожки совмещаются с участками изолирующих линий столика, На электроды столика подается напряжение питания 1,2 кВ.

Безопасный ток утечки составляет

10 A. К свободной поверхности пластины подводится алмазная дисковая пила и производи-.ся глубокое надрезание пластины по межструктурным разделительным дорожкам. Глубина непрорезанных перемычек составляет 10 мкм.

Затем при отключенном напряжении питания группа электродов опускается на 5 мкм, создавая разламывающую грань перепада закрепляющей плоскости столика. На электроды столика подается íà- 20 пряжение питания 1,4 кВ противоположной полярности. Происходит мгновенное разламывание пластин на кристаллы, Поверхностная плотность электрических сил разламывания составляет 80 кПа, 25 выход годных разделенных кристаллов

99.,5Х.

Возможность разламывания пластин не по линиям надреза практически отсутствует, так как резко неоднородное поле "выбирает" линии излома вдоль разламывающей грани перепада закреп\ ляющей поверхности (надрезы, где мак-. симальная концентрация механических напряжений). Разламывающее усилие

35 равномерно распределяется по грани перепада — линиям надреза пластины.

Формула изобретения

Способ ориентированного разделелия полупроводниковой пластины на кристал— лы, включающий размещение и закрепление под действием электростатического поля пластины на полимерном носителе, надрезание пластины по межструктурным разделительным линиям на заготовки, снятие электростатического поля, фиксирование и разламывание заготовок на кристаллы, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода годных и уменьшения трудоемкости, фиксирование и разламывание заготовок осуществляют воздействием на них электростатическим полем, созданным двумя системами электродов, чередующихся в шахматном порядке, каждый из которых размещен под заготовкой кристалла„ при этом электроды одной из систем устанавливают вплотную к полимерному носителю, а электроды другой системы устанавливают с зазором относительно полимерного носителя, равным 5-10 мкм, и на них подают потенциал, обеспечивающий величину напряженности Е электростатического поля в зазоре, выбранную из выражения где (6 — предел прочности материала разламываемой пластины, Н/и .2.

Й вЂ” диэлектрическая проницаемость материала полимерного носителя;

F = 8,854 10 Ф/м.