DE1216756B

DE1216756B - Method for dividing wafers of semiconductor material

Info

Publication number: DE1216756B
Application number: DEJ25106A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Mohr
Original assignee: Halbleiterwerk Frankfurt Oder VEB
Current assignee: Halbleiterwerk Frankfurt Oder VEB
Priority date: 1964-01-10
Filing date: 1964-01-10
Publication date: 1966-05-12

Description

Verfahren zum Teilen von Halbleitermaterialscheiben Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Teilen einer Scheibe aus Halbleitermaterial, die auf eine nachgiebige Unterlage aufgeklebt ist und durch Knikken der Unterlage entlang rechtwinklig zueinander liegender Trennlinien in einzelne Plättchen gebrochen wird.Method for dividing wafers of semiconductor material The invention relates to a method for dividing a wafer of semiconductor material based on a resilient pad is glued on and by kinking the pad along perpendicular dividing lines are broken into individual platelets.

Es ist bekannt, von einem Halbleiterstab beispielsweise mittels einer Trennschleifscheibe oder eines Diamantbordsägeblattes abgetrennte Halbleitermaterialscheiben auf eine Unterlage zu kleben, sie mit Sägeblättern in vorzugsweise rechteckige Kristallplättchen zu zersägen und die Plättchen von der Unterlage wieder abzulösen. In ähnlicher Form erfolgt das sogenannte Ultraschallwaffeln. Neuere Verfahren beruhen darauf, Halbleitermaterialscheiben mit Diamanten zu ritzen und sie durch Verwölben längs der Ritzlinien in Plättchen zu zerbrechen. Es ist üblich, auch in diesem Fall die Halbleitermaterialscheiben vor dem Ritzen auf eine Unterlage zu kleben. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, hierzu eine elastische Unterlage zu verwenden, von welcher nach ihrer Verwölbung parallel zu den sich kreuzenden Ritzlinien die somit gebrochenen Plättchen wieder abgelöst werden.It is known, for example by means of a semiconductor rod Cut-off wheel or a diamond edge saw blade cut off semiconductor material disks Glue them to a base and cut them into preferably rectangular crystal plates with saw blades sawed up and peeled off the platelets from the base. In a similar form the so-called ultrasonic waffle takes place. Newer methods are based on semiconductor material wafers to scratch with diamonds and by arching them along the scratch lines in plates to break. It is common in this case, too, to use the semiconductor material wafers To be glued to a base before scratching. It has also already been suggested To do this, use an elastic pad, from which, according to its curvature parallel to the intersecting scoring lines the thus broken platelets again be replaced.

Alle diese Verfahren weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Das an sich schon wertvolle Halbleitermaterial hat bis zu dem Augenblick, wo es in die Form kleiner Plättchen gebracht werden muß, bereits eine sehr umständliche Vorbehandlung durchgemacht, so daß man danach trachten muß, einen Kristallverlust und -bruch möglichst zu vermeiden. Das Teilen in Plättchen mit Hilfe von Trennscheiben führt aber je nach der Schnittbreite der Trennscheiben zu Schnittverlust. Dieser muß beim Ultraschallwaffeln - mengenmäßig abhängig von der Größe der Auflagefläche des Schneidkopfes - ebenfalls in Kauf genommen werden. Diese Verfahren sind auch mit einer Verschmutzung der Oberfläche der Halbleitermaterialscheiben varbunden und daher für die Verarbeitung zu bestimmten Bauelementetypen, z. B. Mesa-Transistoren, nicht geeignet. Die Ritztechnik arbeitet dagegen sauberer und ohne den beträchtlichen Materialverlust. Dennoch besteht keine Sicherheit, daß der Bruch - wie vorgesehen -immer längs der Ritzlinien erfolgt, wie überhaupt die nach den genannten Verfahren hergestellten Halbleiterplättchen sich als stark bruchempfindlich erweisen.All of these methods have a number of disadvantages. That on Valuable semiconductor material has already become up to the moment when it is in the Form small platelets must be brought, already a very cumbersome pretreatment gone through, so that one must strive for a crystal loss and breakage if possible to avoid. However, dividing into small plates with the help of cutting disks always leads according to the cutting width of the cutting discs to loss of cut. This must be the case with ultrasonic wafers - in terms of quantity depending on the size of the contact surface of the cutting head - likewise be accepted. These procedures also result in surface pollution of the semiconductor material wafers and therefore to be determined for processing Component types, e.g. B. Mesa transistors, not suitable. The scratch technique works on the other hand, cleaner and without the considerable loss of material. Yet there is none Security that the break will always take place along the scoring lines as intended, as are the semiconductor wafers produced by the processes mentioned prove to be very fragile.

Es wurde nämlich gefunden, daß Halbleiterkristallscheiben der oben beschriebenen Art, welche also orientiert nach der Kristallachse aus einem Halbleitermaterialstab herausgeschnitten wurden, längs der Spuren bestimmter Netzebenen, z. B. auf einer (111)-Oberfläche, spaltempfindlich sind. Da diese Netzebenen je nach Wahl geeigneter Bezugsebenen Winkel vom Betrage eines ganzzahligen Vielfachen von 30°, also auch 90°, von je zwei Netzebenen einschließen, ergibt sich hieraus die Lehre, daß die Scheibe vor dem Aufkleben zu den Trennlinien krisiallografisch orientiert wird. Dadurch wird erreicht, daß die Teilung der Halbleiterkristallscheiben in rechteckige Plättchen nach Spaltlinien erfolgt, die sich mit den kristallografischen Richtungen decken.Namely, it has been found that semiconductor wafers of the above described type, which is oriented according to the crystal axis from a semiconductor material rod were cut out along the traces of certain network planes, e.g. B. on one (111) surface, are sensitive to cleavage. Since these network levels are more suitable depending on the choice Reference plane angles of the amount of an integral multiple of 30 °, so too 90 °, each include two network levels, the lesson arises from this that the Before sticking the pane, it is oriented towards the dividing lines. It is thereby achieved that the division of the semiconductor crystal slices into rectangular ones Platelets are made after cleavage lines, which are aligned with the crystallographic directions cover.

Es leuchtet ein, daß mit diesem Verfahren, insbesondere unter Anwendung der beschriebenen Diamantritzmethode, auch die Bruchgefahr der bereits in die Plättchenform gebrachten Halbleitermaterialstücke, die ja in ihrer weiteren Behandlung auch mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind, weitgehend vermindert ist.It is evident that with this method, especially when using the diamond scribing method described, also the risk of breakage of the already in the platelet shape Brought semiconductor material pieces, which are also mechanical in their further treatment Are exposed to stress is largely reduced.

Die nach dem Verfahren notwendige Orientierung der in Plättchen aufzuteilenden Halbleiterkristallscheiben kann sich beschränken auf die Ermittlung der Lage der Netzebenen an einer einzigen Querschnittsfläche des Halbleiterstabes, ehe dieser in einzelne Kristallscheiben zerschnitten wird.The orientation required after the process of the to be divided into platelets Semiconductor crystal wafers can be limited to determining the location of the Lattice planes on a single cross-sectional area of the semiconductor rod before this is cut into individual crystal slices.

Diese Orientierung läßt sich in bekannter Weise nach Ätzung mit üblichen Atzmitteln in einem Mikroskop mit Fadenkreuz vornehmen.This orientation can be carried out in a known manner after etching with conventional Carry out etching agents in a microscope with crosshairs.

Als Unterlage, auf welche die zu teilenden Halbleiterkristallscheiben aufgeklebt werden, läßt sich, wie bereits vorgeschlagen wurde, ein elastisches Metallband verwenden.As a base on which the semiconductor crystal wafers to be divided are placed can be glued, as has already been proposed, an elastic metal band use.

Die nachgiebige Unterlage kann auch aus einer Auflagefläche für das Werkstück und aus darunter angeordneten pyramidenstumpfförmigen Körpern bestehen, deren Grundfläche, die der Flächengröße der Halbleiterplättchen entspricht, dem Werkstück zugekehrt ist und die untereinander gelenkig und mit der Auflagefläche verbunden sind. Es versteht sich, daß das Aufkleben der Halbleitermaterialscheiben so zu erfolgen hat, daß sich die vorher festgestellten Spaltrichtungen mit den Gelenkachsen der Unterlage decken.The flexible base can also consist of a support surface for the Consist of the workpiece and of truncated pyramidal bodies arranged underneath, whose base area, which corresponds to the area size of the semiconductor wafer, the The workpiece is facing and articulated with each other and with the support surface are connected. It goes without saying that the gluing of the semiconductor material discs has to be done in such a way that the previously determined gap directions align with the joint axes cover the mat.

Claims

Claims: 1. A method for dividing a wafer made of semiconductor material, which is glued to a flexible base and by folding the base broken into individual platelets along dividing lines at right angles to each other is, characterized in that the disc before gluing to the dividing lines is crystallographically oriented.

2. Flexible underlay for the implementation of the Method according to Claim 1, characterized in that it consists of a support surface for the workpiece and from truncated pyramidal bodies arranged underneath exists, the base area of which corresponds to the area size of the semiconductor wafers, facing the workpiece and which are articulated with one another and with the support surface are connected. Publications considered: German Patent No. 1104 074; U.S. Patent Nos. 3,040,489, 2,970,730.