WO1999009589A1 - Method for making thin slices, in particular wafers, and resulting thin slices - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing thin slices, in particular wafers, and a thin slice, for example a wafer.
- wafers - for example silicon wafers - In chip production, it is common today for wafers - for example silicon wafers - to be brought from an initial thickness to a target thickness before further processing. Regardless of the initial thickness, the target thickness is usually less than 200 ⁇ m. However, such thin disks lose their mechanical stability to a great extent, so that, depending on the machining process, they cannot be processed at all or can only be processed with high reject rates.
- the present invention is therefore based on the object of providing a method for producing thin panes and a thin pane itself, in which the disadvantages occurring in the prior art are avoided.
- the object is achieved by a method for producing thin slices, in particular wafers, which is characterized by the following steps: A) reducing the slice thickness from an initial thickness to a base thickness; B) Additional thinning of the pane in a partial area to a target thickness that is less than the base thickness, at least parts of the pane edge area remaining with the base thickness.
- the process according to the invention enables very thin disks to be produced which, despite their small thickness, retain sufficient mechanical stability for further processing.
- This mechanical stability is achieved through the thicker edge area, which takes on the function of supporting the thin pane.
- the rejection rate of the thin disks during processing can be greatly reduced.
- by dispensing with a separate carrier material to which the thin panes must be glued as described in the prior art the costs and the time required for the method according to the invention can be considerably reduced.
- a thin disk produced according to the invention permits processing and in particular simultaneous processing on both sides of the disk.
- the disks produced according to the invention can have any geometrical configuration.
- the discs are advantageously circular or square, for example square.
- the edge area in which the base thickness exists after the additional thinning of the pane remains, continuously along the entire periphery of the
- edge region has the base thickness, so that the edge region does not extend continuously along the disk periphery.
- the additionally thinned part of the pane with the target thickness advantageously forms the active area of the pane.
- the active area of the pane is considered to be the pane area which is actually subjected to processing in subsequent processes.
- the slice thickness is reduced mechanically from the initial thickness to the base thickness.
- Mechanical grinding is one example.
- the method according to the invention is not restricted to this machining process. According to the invention it is further provided that the surfaces of the disk are reduced plane-parallel in this process step.
- the wet chemical etching medium preferably contains 0.8 to 1.2 parts of nitric acid HN0 3 , 0.8 to 1.2 parts of hydrofluoric acid HF, 0.4 to 0.6 parts of sulfuric acid H 2 S0 4 and 0.4 to 0.6 parts Contains phosphoric acid H ⁇ P0 4 .
- the parts of the edge region — in a preferred embodiment the continuous annular edge region — in which the base thickness is to remain during the additional thinning of the partial region of the pane, can be masked with a masking layer, in particular made of silicon nitride, before the additional thinning is carried out.
- the width of the parts of the edge area - or the continuous edge area - is advantageously 2.5 to 4 mm.
- the height can be 100 to 200 ⁇ m.
- the method according to the invention allows thin disks to be produced which are thinned to an extremely small thickness only in the active area, but not in the edge area, and which remain free for processing on both sides in the active area.
- the thin disk is provided with sufficient mechanical stability by the thicker edge area, which can be annular, for example, and thus takes over the function of a support ring (torsion ring).
- the edge area is part of the pane material, so that disadvantageous adhesive processes can be dispensed with.
- the thickness of the edge area or the support ring is determined by method step A) of the method according to the invention and corresponds to the base thickness set at the beginning.
- a portion of the pane is further thinned to the desired target thickness, the edge area being retained with the base thickness.
- the width of the edge area thus corresponds to the width of the support ring.
- the dimensions of the thicker edge area are determined depending on the application by the disk diameter and the required disk thickness in the active area.
- a thin disk configured in this way has in particular the advantages, effects, functions and effects described above with regard to the method according to the invention.
- the edge region with the base thickness is formed continuously along the entire periphery of the pane. Furthermore, the portion of the pane that has the target thickness that is less than the base thickness can form the area within the edge area.
- the partial area of the pane with the target thickness can preferably be the active area of the pane.
- the disk can be circular and advantageously have a diameter of more than 7 cm.
- the disk it is also possible for the disk to be square, for example square or oval. In principle, any geometrical disk configuration is possible.
- the target thickness of the partial area can have a thickness of less than 200 ⁇ m, preferably less than 100 ⁇ m.
- the parts of the edge region with the base thickness can have walls directed towards the additionally thinned partial region, which widen approximately from a V-shape from the surface, to the disc base.
- the thin disk can advantageously be a silicon wafer.
- Fig.l in a schematic representation a top view of a thin disc according to the invention
- FIG. 2 shows a cross-sectional view of the thin disc according to the invention along the section line I-I in Fig.l;
- FIGS. 1 and 2 show a thin slice 10 in plan view or cross-sectional view, which in the present exemplary embodiment is designed as a circular silicon wafer with a diameter of more than 7 cm.
- the thin pane 10 has an edge area 11 with a base thickness HE and a partial area 12.
- the section 12 has a target thickness that is less than the base thickness HE.
- the partial region 12 has a preferred thickness of less than 100 ⁇ m in the present case.
- the edge region 11 extends continuously along the entire periphery of the disk 10 and thus has an annular shape.
- the thinner section 12 of the disk 10 is formed within the annular edge area 11.
- the annular edge region 11 has the function of supporting the thin one
- the annular edge region 11 is part of the thin disk 10.
- the annular edge region 11 has a width of 2.5 to 4 mm and a height of 100 to 200 ⁇ m.
- the slice thickness of a thin slice 10 is reduced from an initial thickness HA of large 500 ⁇ m to a base thickness HE in a first step. This reduction in thickness is achieved by plane-parallel mechanical grinding of at least the disk surface 13.
- the masking layer 16 has an annular configuration and extends continuously along the entire periphery of the pane 10 (see FIG. 3c).
- the portion 12 of the pane 10 which is not covered by the masking layer 16 is thinned to a target thickness of less than 100 ⁇ m by means of a wet chemical etching.
- the wet chemical etching medium contains 1.0 part of nitric acid HN0 3 [65%], 1.0 part of hydrofluoric acid HF [40%], 0.5 part of sulfuric acid H 2 S0 4 [98%] and 0.5 part of phosphoric acid H 3 P0 4 [85%]. This step is shown in Fig.3d.
- the result is a thin disc 10 with an annular, continuous edge region 11, which further has the base thickness HE. Within the edge area 11, the additional thin area 12 has created which has a target thickness that is less than the base thickness
- HE is.
- This so-called active area of the disk 10 is used for the further processing of the disk 10, while the annular edge area 11 takes over the function of a support ring and gives the entire disk 10 the mechanical stability necessary for further processing.
- the annular edge region 11 is part of the disc 10.
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Abstract
Description
Beschreibungdescription
Verfahren zur Herstellung von dünnen Scheiben, beispielsweise Wafern und nach dem Verfahren hergestellte dünne ScheibeProcess for the production of thin slices, for example wafers, and thin slice produced by the process
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Scheiben, insbesondere Wafern sowie eine dünne Scheibe, beispielsweise einen Wafer.The present invention relates to a method for producing thin slices, in particular wafers, and a thin slice, for example a wafer.
Bei der Chipfertigung ist es heute üblich, daß Wafer -beispielsweise Silizium-Wafer- vor der Weiterverarbeitung von einer Ausgangsdicke auf eine Zieldicke gebracht werden. Unabhängig von der Ausgangsdicke liegt die Zieldicke üblicher- weise bei weniger als 200 μm. Solch dünne Scheiben verlieren jedoch sehr stark an mechanischer Stabilität, so daß sie je nach Bearbeitungsprozeß überhaupt nicht oder nur mit hohen Ausschußraten verarbeitet werden können.In chip production, it is common today for wafers - for example silicon wafers - to be brought from an initial thickness to a target thickness before further processing. Regardless of the initial thickness, the target thickness is usually less than 200 μm. However, such thin disks lose their mechanical stability to a great extent, so that, depending on the machining process, they cannot be processed at all or can only be processed with high reject rates.
Um die mechanische Stabilität zu erhöhen ist bisher ein Verfahren bekannt, bei dem die dünnen Scheiben in einem zusätzlichen Fertigungsschritt auf einem Trägermaterial montiert werden. Für die Montage am Träger wird ein Klebemittel eingesetzt, das jedoch an beispielsweise nachfolgende Hochvakuum- und Hochtemperaturprozesse zusätzliche Anforderungen stellt. Weiterhin ist die Montage auf das Trägermaterial sehr zeit- und kostenaufwendig, insbesondere dann, wenn die Scheibe beidseitig bearbeitet werden soll.In order to increase the mechanical stability, a method has hitherto been known in which the thin disks are mounted on a carrier material in an additional manufacturing step. An adhesive is used for mounting on the carrier, but this places additional demands on, for example, subsequent high vacuum and high temperature processes. Furthermore, the assembly on the carrier material is very time-consuming and costly, especially when the pane is to be machined on both sides.
Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Scheiben sowie eine dünne Scheibe selbst bereitzustellen, bei dem/der die im Stand der Technik auftretenden Nachteile vermieden werden.Starting from the prior art mentioned, the present invention is therefore based on the object of providing a method for producing thin panes and a thin pane itself, in which the disadvantages occurring in the prior art are avoided.
ERSATZBLAπ(REGEL26) Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Scheiben, insbesondere Wafern gelöst, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: A) Reduzierung der Scheibendicke von einer Anfangsdicke auf eine Basisdicke; B) Zusätzliches Dünnen der Scheibe in einem Teilbereich auf eine Zieldicke, die geringer ist als die Basisdicke, wobei wenigstens Teile des Scheiben- Randbereichs mit der Basisdicke bestehen bleiben.REPLACEMENT BLAπ (RULE 26) According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a method for producing thin slices, in particular wafers, which is characterized by the following steps: A) reducing the slice thickness from an initial thickness to a base thickness; B) Additional thinning of the pane in a partial area to a target thickness that is less than the base thickness, at least parts of the pane edge area remaining with the base thickness.
Durch das er indungsgemäße Verfahren können sehr dünne Scheiben hergestellt werden, die trotz ihrer geringen Dicke eine ausreichende mechanische Stabilität für die Weiterverarbeitung beibehalten. Diese mechanische Stabilität wird durch den dickeren Randbereich erreicht, der die Funktion einer Stüt- zung der dünnen Scheibe übernimmt. Dadurch kann die Ausschußrate der dünnen Scheiben bei der Bearbeitung stark verringert werden. Gleichzeitig können durch den Verzicht auf ein separates Trägermaterial, auf das die dünnen Scheiben wie beim Stand der Technik beschrieben aufgeklebt werden müssen, die Kosten und der Zeitaufwand des erfindungsgemäßen Verfahrens erheblich reduziert werden. Weiterhin läßt eine erfindungsgemäß hergestellte dünne Scheibe eine Bearbeitung und insbesondere eine gleichzeitige Bearbeitung auf beiden Seiten der Scheibe zu.The process according to the invention enables very thin disks to be produced which, despite their small thickness, retain sufficient mechanical stability for further processing. This mechanical stability is achieved through the thicker edge area, which takes on the function of supporting the thin pane. As a result, the rejection rate of the thin disks during processing can be greatly reduced. At the same time, by dispensing with a separate carrier material to which the thin panes must be glued as described in the prior art, the costs and the time required for the method according to the invention can be considerably reduced. Furthermore, a thin disk produced according to the invention permits processing and in particular simultaneous processing on both sides of the disk.
Die erfindungegemäß hergestellten Scheiben können jede beliebige geometrische Konfiguration aufweisen. Vorteilhaft sind die Scheiben kreisförmig oder eckig, beispielsweise viereckig ausgebildet.The disks produced according to the invention can have any geometrical configuration. The discs are advantageously circular or square, for example square.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den rückbezogenen Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the method according to the invention result from the subordinate claims.
Erfindungsgemäß kann sich der Randbereich, in dem nach dem zusätzlichen Dünnen der Scheibe die Basisdicke bestehen bleibt, durchgangig entlang der gesamten Peripherie derAccording to the invention, the edge area in which the base thickness exists after the additional thinning of the pane remains, continuously along the entire periphery of the
Scheibe erstrecken. Dabei bildet der zusätzlich gedunnte Teilbereich der Scheibe mit der Zieldicke vorteilhaft den Bereich innerhalb des Randbereichs. Durch diesen Schritt kann eine dünne Scheibe geschaffen werden, bei der der Randbereich einen geschlossenen Stutzring mit der Basisdicke bildet, wahrend die Scheibe im Innenraum des Rings die für die Bearbeitung erforderliche geringe Zieldicke aufweist. Der Stutzring erhöht die mechanische Stabilität der dünnen Scheibe.Extend the disc. The additionally thinned part of the pane with the target thickness advantageously forms the area within the edge area. This step can be used to create a thin disk in which the edge region forms a closed support ring with the base thickness, while the disk in the interior of the ring has the small target thickness required for processing. The support ring increases the mechanical stability of the thin pane.
Je nach Anwendungsfall ist es edoch auch denkbar, daß nur Teile des Randbereichs die Basisdicke aufweisen, so daß sich der Randbereich nicht durchgangig entlang der Scheiben-Peripherie erstreckt.Depending on the application, however, it is also conceivable that only parts of the edge region have the base thickness, so that the edge region does not extend continuously along the disk periphery.
Vorteilhaft bildet der zusätzlich gedunnte Teilbereich der Scheibe mit der Zieldicke den aktiven Bereich der Scheibe. Als aktiver Bereich der Scheibe wird dabei jener Scheibenbereich betrachtet, der in nachfolgenden Verfahren tatsächlich einer Bearbeitung unterzogen wird.The additionally thinned part of the pane with the target thickness advantageously forms the active area of the pane. The active area of the pane is considered to be the pane area which is actually subjected to processing in subsequent processes.
Bevorzugt kann die Scheibe kreisförmig ausgebildet sein und vorzugsweise einen Durchmesser von großer 7 cm (3 Zoll) aufweisen. Bevorzugte Scheibendurchmesser liegen unter anderem bei 12.7 cm, 15.2 cm, 20.3 cm oder 30.5 cm (5, 6, 8 oder 12 Zoll) .The disk can preferably be circular and preferably have a diameter of large 7 cm (3 inches). Preferred disc diameters include 12.7 cm, 15.2 cm, 20.3 cm or 30.5 cm (5, 6, 8 or 12 inches).
In vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt die Reduzierung der Scheibendicke von der Anfangsdicke auf die Basisdicke mecha- nisch. Hier ist beispielsweise das mechanische Schleifen zu nennen. Jedoch ist das erfindungsgemaße Verfahren nicht auf diesen Bearbeitungsprozeß beschränkt. Erfindungsgemaß ist weiterhin vorgesehen, daß bei diesem Verfahrensschritt die Oberflächen der Scheibe planparallel reduziert werden.In an advantageous embodiment, the slice thickness is reduced mechanically from the initial thickness to the base thickness. Mechanical grinding is one example. However, the method according to the invention is not restricted to this machining process. According to the invention it is further provided that the surfaces of the disk are reduced plane-parallel in this process step.
ERSATZBLAπ(REGEL26) In weiterer Ausgestaltung kann das zusatzliche Dünnen desREPLACEMENT BLAπ (RULE 26) In a further embodiment, the additional thinning of the
Teilbereichs der Scheibe auf die Zieldicke auf chemiscnem Weg, beispielsweise durch chemisches Atzen erfolgen. Besonders vorteilhaft hat sich eine naßchemische Atzung erwiesen.Part of the disc to the target thickness by chemical means, for example by chemical etching. Wet chemical etching has proven to be particularly advantageous.
Bevorzugt enthalt das naßchemische Atzmedium 0,8 bis 1,2 Anteile Salpetersaure HN03, 0,8 bis 1,2 Anteile Flußsaure HF, 0,4 bis 0,6 Anteile Schwefelsaure H2S04 und 0,4 bis 0,6 Anteile Phosphorsaure H^P04 enthalt.The wet chemical etching medium preferably contains 0.8 to 1.2 parts of nitric acid HN0 3 , 0.8 to 1.2 parts of hydrofluoric acid HF, 0.4 to 0.6 parts of sulfuric acid H 2 S0 4 and 0.4 to 0.6 parts Contains phosphoric acid H ^ P0 4 .
Erfmdungsgemaß können die Teile des Randbereichs -in bevorzugter Ausgestaltung der durchgangige ringförmige Randbereich-, bei denen die Basisdicke wahrend des zusätzlichen Dunnens des Teilbereichs der Scheibe bestehen bleiben soll, vor der Durchfuhrung des zusätzlichen Dunnens mit einer Maskierungsschicht, insbesondere aus Siliziumnitrid, maskiert werden.According to the invention, the parts of the edge region — in a preferred embodiment the continuous annular edge region — in which the base thickness is to remain during the additional thinning of the partial region of the pane, can be masked with a masking layer, in particular made of silicon nitride, before the additional thinning is carried out.
Vorteilhaft kann die Dicke der Scheibe im Ausgangszustand großer oder gleich der Basisdicke sein. In besonderer Ausgestaltung betragt die Dicke der Scheibe im Ausgangszustand mehr als 500 μm. Jedoch konnrn die Scheiben im Ausgangszustand auch eine geringere Dicke aufweisen. Nach der Durchfuhrung des erfmdungsgemaßen Verfahrens kann die Dicke des ge- dünnten Teilbereichs der Scheibe weniger als 200 μm, vorzugsweise weniger als 100 μm betragen. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform liegt eine Dicke von 60 μm vor.The thickness of the disk in the initial state can advantageously be greater than or equal to the base thickness. In a special embodiment, the thickness of the disk in the initial state is more than 500 μm. In the initial state, however, the disks can also have a smaller thickness. After carrying out the method according to the invention, the thickness of the thinned portion of the pane can be less than 200 μm, preferably less than 100 μm. In a preferred embodiment, the thickness is 60 μm.
Vorteilhaft betragt die Breite der Teile des Randbereichs - beziehungsweise des durchgangigen Randbereichs- 2.5 bis 4mm. Die Hohe kann 100 bis 200 μm betragen.The width of the parts of the edge area - or the continuous edge area - is advantageously 2.5 to 4 mm. The height can be 100 to 200 μm.
Erfmdungsgemaß können sich die zum zusätzlich gedunnten Teilbereich der Scheibe hm gerichteten Wände der Teile des Randbereichs -oder des geschlossenen ringförmigen Randbereichs-, die/der mit der Zieldicke bestehen bleiben/bleibt, von der Oberflache der Scheibe zum Scheibengrund hm etwaAccording to the invention, the walls of the parts of the part which are directed towards the additionally thinned part of the pane Edge area - or of the closed annular edge area - which remains / remains with the target thickness, from the surface of the pane to the pane base, for example
V-formig erweitern.Expand in a V-shape.
In vorteilhafter Ausgestaltung kann die dünne Scheibe ein Si- lizium-Wafer sein.In an advantageous embodiment, the thin slice can be a silicon wafer.
Durch das erfmdungsgemäße Verfahren können dünne Scheiben hergestellt werden, die nur im aktiven Bereich -nicht jedoch im Randbereich- auf eine extrem geringe Dicke gedunnt werden und die im aktiven Bereich auf beiden Seiten frei zur Bearbeitung bleiben. Die ausreichende mechanische Stabilität erhalt die dünne Scheibe durch den dickeren Randbereich, der beispielsweise ringförmig ausgebildet sein kann und somit die Funktion eines Stutzrings (Torsionsπng) übernimmt. Der Randbereich ist Bestandteil des Scheibenmaterials, so daß unvorteilhafte Klebeverfahren entfallen können. Die Dicke des Randbereichs bzw. des Stutzrings wird durch den Verfahrens- schritt A) des erfmdungsgemaßen Verfahrens bestimmt und entspricht der anfangs eingestellten Basisdicke. Mittels einer zusätzlichen Dunnung, beispielsweise durch chemisches Atzen wird em Teilbereich der Scheibe auf die gewünschte Zieldicke weitergedunnt, wobei der Randbereich mit der Basisdicke er- halten bleibt. Die Breite des Randbereichs entspricht somit der Stutzringbreite. Die Maße des dickeren Randbereichs (Breite und Hohe) werden je nach Anwendungsfall vom Scheibendurchmesser und der benotigten Scheibendicke im aktiven Bereich bestimmt.The method according to the invention allows thin disks to be produced which are thinned to an extremely small thickness only in the active area, but not in the edge area, and which remain free for processing on both sides in the active area. The thin disk is provided with sufficient mechanical stability by the thicker edge area, which can be annular, for example, and thus takes over the function of a support ring (torsion ring). The edge area is part of the pane material, so that disadvantageous adhesive processes can be dispensed with. The thickness of the edge area or the support ring is determined by method step A) of the method according to the invention and corresponds to the base thickness set at the beginning. By means of an additional thinning, for example by chemical etching, a portion of the pane is further thinned to the desired target thickness, the edge area being retained with the base thickness. The width of the edge area thus corresponds to the width of the support ring. The dimensions of the thicker edge area (width and height) are determined depending on the application by the disk diameter and the required disk thickness in the active area.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine dünne Scheibe, beispielsweise em Wafer, mit einer Basisdicke bereitgestellt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie (die Scheibe) in einem Teilbereich eine Ziel cke auf- weist, die geringer ist als die Basisdicke, und daß wenig- stens Teile des Randbereichs der Scheibe die Basisdicke aufweisen.According to a further aspect of the present invention, a thin slice, for example an wafer, is provided with a base thickness, which is characterized in that it (the slice) has a target area which is less than the base thickness, and that little at least parts of the edge area of the pane have the base thickness.
Eine derart ausgestaltete dünne Scheibe weist insbesondere die im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren vorstehend beschriebenen Vorteile, Wirkungen, Funktionen und Effekte auf.A thin disk configured in this way has in particular the advantages, effects, functions and effects described above with regard to the method according to the invention.
Bevorzugt kann die dünne Scheibe durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden.The thin disk can preferably be produced by the method according to the invention.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Randbereich mit der Basisdicke durchgängig entlang der gesamten Peripherie der Scheibe ausgebildet. Weiterhin kann der Teilbereich der Scheibe, der die Zieldicke aufweist, die geringer als die Basisdicke ist, den Bereich innerhalb des Randbereichs bilden.In an advantageous embodiment, the edge region with the base thickness is formed continuously along the entire periphery of the pane. Furthermore, the portion of the pane that has the target thickness that is less than the base thickness can form the area within the edge area.
Bevorzugt kann der Teilbereich der Scheibe mit der Zieldicke der aktive Bereich der Scheibe sein.The partial area of the pane with the target thickness can preferably be the active area of the pane.
In weiterer Ausgestaltung kann die Scheibe kreisförmig ausgebildet sein und vorteilhaft einen Durchmesser von mehr als 7 cm aufweisen. Jedoch ist auch möglich, daß die Scheibe eckig, beispielsweise viereckig oder oval ausgebildet ist. Grund- sätzlich ist jede beliebige geometrische Scheibenkonfiguration möglich.In a further embodiment, the disk can be circular and advantageously have a diameter of more than 7 cm. However, it is also possible for the disk to be square, for example square or oval. In principle, any geometrical disk configuration is possible.
Erfindungsgemäß kann die Zieldicke des Teilbereichs eine Dicke von kleiner 200 μm, vorzugsweise kleiner lOOμm aufwei- sen.According to the invention, the target thickness of the partial area can have a thickness of less than 200 μm, preferably less than 100 μm.
In weiterer Ausgestaltung können die Teile des Randbereichs mit der Basisdicke zum zusätzlich gedünnten Teilbereich hin gerichtete Wände aufweisen, die sich von der Oberfläche, der Scheibe zum Scheibengrund hin in etwa V-förmig erweitern. Vorteilhaft kann die dünne Scheibe ein Silizium-Wafer sein.In a further embodiment, the parts of the edge region with the base thickness can have walls directed towards the additionally thinned partial region, which widen approximately from a V-shape from the surface, to the disc base. The thin disk can advantageously be a silicon wafer.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:The invention will now be described in more detail using exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows:
Fig.l in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße dünne Scheibe;Fig.l in a schematic representation a top view of a thin disc according to the invention;
Fig.2 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen dünnen Scheibe entlang der Schnittlinie I-I in Fig.l;2 shows a cross-sectional view of the thin disc according to the invention along the section line I-I in Fig.l;
Fig.3a bis 3d den Herstellungsablauf einer erfindungsgemäßen dünnen Scheibe.3a to 3d the manufacturing process of a thin disc according to the invention.
In den Fig.l und 2 ist in Draufsicht beziehungsweise Quer- schnittsansicht eine dünne Scheibe 10 dargestellt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als kreisförmiger Silizium- Wafer mit einem Durchmesser von mehr als 7 cm ausgebildet ist. Die dünne Scheibe 10 weist einen Randbereich 11 mit einer Basisdicke HE sowie einen Teilbereich 12 auf. Der Teilbereich 12 hat eine Zieldicke, die geringer ist als die Basisdicke HE. Der Teilbereich 12 hat im vorliegenden Fall eine bevorzugte Dicke von kleiner 100 μm.FIGS. 1 and 2 show a thin slice 10 in plan view or cross-sectional view, which in the present exemplary embodiment is designed as a circular silicon wafer with a diameter of more than 7 cm. The thin pane 10 has an edge area 11 with a base thickness HE and a partial area 12. The section 12 has a target thickness that is less than the base thickness HE. The partial region 12 has a preferred thickness of less than 100 μm in the present case.
Der Randbereich 11 erstreckt sich durchgängig entlang der gesamten Peripherie der Scheibe 10 und weist somit Ringform auf. Der dünnere Teilbereich 12 der Scheibe 10 ist innerhalb des ringförmigen Randbereichs 11 ausgebildet. Der ringförmige Randbereich 11 hat die Funktion, als Stützring die dünneThe edge region 11 extends continuously along the entire periphery of the disk 10 and thus has an annular shape. The thinner section 12 of the disk 10 is formed within the annular edge area 11. The annular edge region 11 has the function of supporting the thin one
Scheibe 10 mechanisch zu stabilisieren, so daß weitere Bearbeitungsschritte im aktiven Bereich -dem dünnen Teilbereich 12- der Scheibe 10 ohne Probleme durchgeführt werden können. Der ringförmige Randbereich 11 ist Bestandteil der dünnen Scheibe 10. Der ringförmige Randbereich 11 hat eine Breite von 2.5 bis 4mm und eine Hohe von 100 bis 200 μm.Stabilize disk 10 mechanically, so that further processing steps in the active area - the thin partial area 12 - of disk 10 can be carried out without problems. The annular edge region 11 is part of the thin disk 10. The annular edge region 11 has a width of 2.5 to 4 mm and a height of 100 to 200 μm.
Die Herstellung einer solchen dünnen Scheibe wird nun unter Bezugnahme auf die Fig.3a bis 3d beschrieben:The production of such a thin disk is now described with reference to FIGS. 3a to 3d:
Gemäß Fig.3a und 3b wird in einem ersten Arbeitsschritt die Scheibendicke einer dünnen Scheibe 10 von einer Ausgangsdicke HA von großer 500 μm auf eine Basisdicke HE reduziert. Diese Dickenreduktion erfolgt durch planparalleles mechanisches Schleifen zumindest der Scheibenoberflache 13.3a and 3b, the slice thickness of a thin slice 10 is reduced from an initial thickness HA of large 500 μm to a base thickness HE in a first step. This reduction in thickness is achieved by plane-parallel mechanical grinding of at least the disk surface 13.
Anschließend werden diejenigen Teile des Randbereichs 11, bei denen die Basisdicke HE wahrend und nach dem zusatzlichen Dünnen der Scheibe 10 im Teilbereich 12 bestehen bleiben soll, mit einer Maskierungsschicht 16 aus Siliziumnitnd maskiert. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel hat die Maskierungsschicht 16 eine ringförmige Ausgestaltung und erstreckt sich durchgangig entlang der gesamten Peripherie der Scheibe 10 (siehe Fig.3c).Subsequently, those parts of the edge region 11 in which the base thickness HE is to remain in the partial region 12 during and after the additional thinning of the pane 10 are masked with a masking layer 16 made of silicon nitride. In the present exemplary embodiment, the masking layer 16 has an annular configuration and extends continuously along the entire periphery of the pane 10 (see FIG. 3c).
Danach wird der nicht von der Maskierungsschicnt 16 abgedeckte Teilbereich 12 der Scheibe 10 mittels einer naßchemi- sehen Atzung auf eine Zieldicke von weniger als 100 μm ge- dunnt . Das naßchemische Atzmedium enthalt dabei 1,0 Anteile Salpetersaure HN03 [65%], 1,0 Anteile Flußsaure HF [40%], 0,5 Anteile Schwefelsaure H2S04 [98%] und 0,5 Anteile Phosphorsaure H3P04 [85%]. Dieser Schritt ist in Fιg.3d dargestellt.Subsequently, the portion 12 of the pane 10 which is not covered by the masking layer 16 is thinned to a target thickness of less than 100 μm by means of a wet chemical etching. The wet chemical etching medium contains 1.0 part of nitric acid HN0 3 [65%], 1.0 part of hydrofluoric acid HF [40%], 0.5 part of sulfuric acid H 2 S0 4 [98%] and 0.5 part of phosphoric acid H 3 P0 4 [85%]. This step is shown in Fig.3d.
Es entsteht eine dünne Scheibe 10, mit einem ringförmig ausgebildeten durchgangigen Randbereich 11, der weiterhin die Basisdicke HE aufweist. Innerhalb des Randbereichs 11 ist durch das zusätzliche Dünnen em Teilbereich 12 entstanden, der eine Zieldicke aufweist, die geringer als die BasisdickeThe result is a thin disc 10 with an annular, continuous edge region 11, which further has the base thickness HE. Within the edge area 11, the additional thin area 12 has created which has a target thickness that is less than the base thickness
HE ist. Dieser sogenannte aktive Bereich der Scheibe 10 wird für die weitere Bearbeitung der Scheibe 10 genutzt, wahrend der ringförmige Randbereich 11 die Funktion eines Stutzrings übernimmt und der gesamten Scheibe 10 die für die Weiterverarbeitung notwendige mechanische Stabilität verleiht. Aufgrund der Herstellungsweise ist der ringförmige Randbereich 11 Bestandteil der Scheibe 10. Wie m Fιg.3d weiter veranschaulicht ist, erweitern sich die zum zusatzlich gedunnten Teilbereich 12 hm gerichteten Wände 15 des Randbereichs 11 von der Oberflache 13 der Scheibe zum Scheibengrund 14 h V- formig. Dadurch wird die mechanische Stabilität weiter erhöht.HE is. This so-called active area of the disk 10 is used for the further processing of the disk 10, while the annular edge area 11 takes over the function of a support ring and gives the entire disk 10 the mechanical stability necessary for further processing. Due to the manufacturing method, the annular edge region 11 is part of the disc 10. As is further illustrated in FIG. 3d, the walls 15 of the edge region 11, which are directed toward the additionally thinned partial region 12, widen in a V-shape from the surface 13 of the disc to the disc base 14h . This further increases the mechanical stability.
Die auf diese Weise hergestellte dünne Scheibe 10 laßt sich im aktiven Bereich -dem zusätzlich gedunnten Teilbereich 12- e fach und bequem von beiden Seiten bearbeiten. Hierbei ist insbesondere von Vorteil, daß die anschließende Bearbeitung auf beiden Seiten auch gleichzeitig erfolgen kann. The thin disk 10 produced in this way can be easily and conveniently machined from both sides in the active area — the additionally thinned partial area 12. It is particularly advantageous here that the subsequent processing on both sides can also take place simultaneously.
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