СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КРИСТАЛЛОВ к СБОРКЕ Советский патент 1973 года по МПК H01L21/66 

1

Изобретение относится к cпocoбa подготовки кристаллов с готовыМИ структурами микросхем к сборке и может быть использоваио в системах сборки транзисторов, диодных матриц, интегральных твердых схем и других микросхем, выполненных в виде готовых структур на полупроводниковых кристаллах (пластипах).

Известно несколько способов подготовкп кристаллов к сборке. Наиболее распространеипым из них является способ, включающий ироцессы разделения полупроводниковой пластины с готовыми структурами микросхем на кристаллы, их очистку, зондовый коитроль, разбраковку кристаллов на группы с укладко в кассеты.

Однако при использовании этого способа в процессе разделения полупроводниковой пластииы кристаллы со структурами микросхем теряют ориентацию, заложенную в полупроводниковой пластине. Кроме того, во время операций разделения полупроводниковой пластины, очистки кристаллов от загрязнений, поштучного ориентирования уменьшается выход годных кристаллов. Загрязнения, полученные в процессе ориентации чистых кристаллов, остаются на поверхностях кристаллов.

Цель изобретения - улучшение очистки кристаллов от загрязнений с сохранением ориеитацип кристаллов, заложсиио в иолуироводниковой пластине.

Цель достигается тем, что полупроводниковую пластипу приклеивают тыльной стороной

к спутнику на адгезивной пленке, покрывают с лицевой стороны защитны.м покрытием, разделяют иа кристаллы с зазором между нпмн, очищают лицевые стороны крнсталлов от защитного покрытия и продуктов разделения,

проверяют структ}ры микросхем кристаллов иа спутнике зондами по электрическим параметрам, заномпиают электрические параметры кристаллов и rix координатное положение иа спутиш е. иагревают спутппк до температуры расплавле1П1 адгезивной плепки, выбирают годные кристаллы со сп по одному, сортируют их в соответствии с записью об исиытании. пол ченной при зопдировашш, помещают годные кристаллы с сохраиеиием их

ориеитации иа отдельные кассеты с вакуумным присосом каждого кристал.ча, очищают поверхности криста,1лов от загрязпени : и частичек адгезивноГ| H.ICHKH иа кассетах с сохранегшем ориентации кристаллов.

В качестве адгезивноГ: пленки нримеияют глифталиевый лак, который нагревают ири снятии кристаллов со спутннка до температуры 130-140°С, с содержание.м в смеси 120 sec. ;. этилеигликоля и 60 вес. ч. фталиевого ангидрида.

Удаление загризиеинй с iiODepxiioereii кристаллов е сохранением ориентации кристаллов производят отдельными для каждого кристалла струйными ламинарными потоками жидкой среды, проходящей через кассету по границе между поверхностями кристаллов и поверхностью кассеты под воздействием разиости давлений 60-400 мм рт. ст., создаваемых по обе стороны поверхности кассеты.

В качестве очнпдающей жидкой среды используют ацетон прн температуре 60-70°С, деионизованную воду с удельным сопротивлепием 10-20 Мом при температуре 18-25°С, 95%-ный изопроппловый спирт прн температуре 50-60°С, 95%-ный этиловый спнрт прн температуре 50-60°С. В качестве защитного покрытия лицевой стороны нолупроводниковой иластнны с готовыми структурами микросхем используют тонкие пленки нитрата целлюлозы или глифталиевого лака.

На фиг. 1 схематически изображена полупроводниковая пластина, приклеенная к спутнику и установленная на оправку; на фиг. 2 - оиравка с приклеенным спутннком и иолупроводииковой пластиной, установленная на станок проволочной резки; на фнг. 3 - спутник с разделенными и приклееннымн кристаллами; иа фнг. 4 - установка зондововд контроля с маркерами и ирозрачной пластиной памяти; иа фиг. 5 - переукладчик кристаллов с вакуумной присоской и пластиной памяти; на фиг. 6 - кассета с кристаллами, помен1,ениая в ванну.

Спутник / в внде иластнны из стекла размером 50x50X1,5 мм прогревают до температуры 135-145°С. Иа одну пз сторон снутнпка наносят тонкий слой 2 глифталиевого лака методом центрифугирования или вручную. На лицевую сторону кремниевой пластины 3 со структурами микросхем аналогичным сиособом наносят тонкий слой 4 глифталневого лака. На спутник 1, покрытый тонким слоем глнфталневого лака при температуре 135-145°С, накладывают тыльной стороной кремнневую нластину 3. После этого сп)тник с пластиной оставляют остывать до температуры 20-30°С. На стальную оправку 5, прогретую до температуры 135-145 С, наносят тонкий слой 6 глифталиевого лака, укладывают спутиик / с приклеенной кремниевой пластиной 3 и охлаждают вместе с оправкой 5 до температуры 20-25°С. Оправку 5 с приклеенной кремниевой пласттюй 3 и спутннком / устанавливают на станок проволочной абразивной резки (фиг. 2). Кремниевую пластину .i совмещают под микроскоиом 7 разделнтельнымн дорожками с вольфрамовыми проволочками 8, расположенными на одинаковом расстоянин одна от другой с шагом, равным Hiary структур на кремниевой пластине 3. После совмещення кремниевую пластин} 3 разделяют на кристаллы двужущимпся проволочками 8 в продольном н поперечном направлениях.

После разделения кремниевой пластины 3

на кристаллы оправку 5 снимают со станка проволочной резки, подогревают до те.мнературы 120-130°G н отделяют от снутника /. Спутник 1 с разделенными н приклеенными

кристаллами Я сохранившими свою ориентацию носле разделения кремниевой пластнны 3, имеет внд, нзображенный на фиг. 3. Каждый кристалл Я содержащий структуру одной микросхемы, приклеен к спутнику 1 тонким

нрямоугольным слоем 10 глифталиевого лака.

Спутник / имеет канавки // глубиной

0,1-0,2 мм, расположенные с шагом, равным

шагу структур кремниевой пластины, в виде

координатной сетки н образуемые ири резке

кремниевой пластнны 3 проволочками или специально подготовленные заранее. Снутник / вместе с приклеенными и разделенными кристаллами 9 отмывают от иродуктов разделения синтетическим стиральным порошком в тепл011

воде и сушат. Защитпый слой 4 глифталиевого

лака снимают ацетоном. Затем спутннк 1 с

кристаллами 9 устанавливают на установку

автоматического зондового контроля (фиг. 4j.

На установке зондового контроля каждьп

кристалл проверяют по электрическим параметрам зонда.мн 12, а автоматические маркеры 13 оставляют следы краски 14 на прозрачной для световых лучей пластине памяти 15, координатно связанной с кристаллами 9 на

спутнике, которая запоминает таким образом кристаллы по электрическим нара.метрам и координатному положению.

Нластина памяти 15 при этом перемещается вместе с координатным столом 16 установкн зондового контроля, в зависимости от числа групп разбраковываемых кристаллов путем различных сочетаний полол ений маркеров на пластине 15 фнксируется запись об электрических параметрах каждого кристалла.

Носле зондового контроля спутник / вместе с кристаллами 9 устанавливают на координатном столе 17 переукладчнка (фиг. 5).

Для отделения кристаллов 9 от спутника / глифталневый лак 6 между кристаллами и

снутником / подогревают до температуры 130-140°С. Снятие н перенос годных крисгаллов 9 па кассету 18 осуществляются вакуумной присоской 19 при разрежении 600-УбО мм рт. ст. с использованием записи о

параметрах структур микросхем и их координатиого положення, заложенной в пластине памяти 15, коордннатно связанной с кристалламн, расиоложенными на спутнике /. Распознавание крнсталлов но электрическим параметрам и координатному положению ироис.ходит с иомощью концентрированного светового луча 20, проходящего через диафрагму 21 н прозрачную нластнну памяти 15 на приемники 22 сигналов (световые фотодиоды). Пластина памятп задерживает пли пропускает световой луч в зависимости от наличия или отсутствия на ней следов краски.

Кассета 23 перемещается по двум координатам коордн 1атпым столом 24 нереукладчнка. Кристаллы 9 удерживаются иа кассете 23

агмосфериы.м давлением при разрежении во внутренней полости 25 кассеты. Кристаллы 9 с помощью вакуумной присоски 19 устанавливают поочередно над отверстиями 26 в поверхности кассеты 23, расположенными в виде прямоугольной решеткн с определенным шагом (кассета содержит 400 отверстий размером па 0,2-0,4 мм меньше, чем размеры кристаллов). Коордииатный стол 24 перемещают по двум координатам таким образом, чтобы отверстия в кассете перекрывались кристаллами. Пластину памяти 15 при этом координатно совмещают с кристаллами 9, расположеиными на спутнике 1, и перемещают вместе с коордииатпым столом 17.

Путем перемен1епий координатного стола 17 с шагом, равным шагу расположения кристаллов па спутпике Л кристаллы подводят иод вакуумную присоску 19.

Путем шаговых перемещенш координатного стола 24 годные кристаллы укладывают на кассету 23 по заданной программе. Таким образом, все кристаллы оказываются ориеитированными па поверхпости кассеты 23 с шагом, равпым шагу кристаллов на спутпике 1. Поверхностн крнсталлов 9 отмывают от различных загрязнений па поверхности кассеты 23 с помощью специального устройства (фиг. 6).

Кассет}- 23, паходящуюся под разрежением 60-400 Л1.и рт. ст., вместе с уложенными кристаллами 9 опускают последовательно в ваппы 27, наполненные ацетоном, подогретым до темнерат -ры 60-70°С, деионпзованной водой с удельнььм сопротивлением 10-20 Мом при температуре 18-25°С, 95%-пым пзопропилоБым спиртом, подогретым до температуры 50-60°С, 95%-ным этиловым спиртом, подогретым до температуры 50-60°С. Таким образом кристаллы 9 очищают от следов загрязнений п остатков глифталиевого лака. При этом кристаллы сохраняют свою первоначальную ориентацию на кассете.

Предлагаемый способ иодготовки кристаллов к сборке позволяет подготовить чистые ориентированные кристаллы с готовыми структурами микросхем к последующим монтажносборочным операциям, осуществить автоматизацию сборки, увеличить выход годных кристаллов, ликвидировать трудоемкие ручные операции по ориентации отдельных кристаллов под микроскопом, ручиые операции по очистке кристаллов микросхем от загрязнений.

П р е д м е т п з обре т е п п я

0 1. Способ подготовки кристаллов к сборке, включающий процессы зондового контроля структур микросхем на неразделенной пластине, наклеивание пластин на спутник-подложку, скрайбирование, покрытие пластины за5 идптным лаком, разделение пластины па кристаллы, отмывку лнцевых сторон от заии1тного покрытпя и продуктов разделення иа спутпике, отличаюи1ийся тем, что, с целью сохранеппя орпентацпп кристаллов, заложенной в нолупроводниковой пластине, проверяют структуры микросхем кристаллов на спутнике зоидами ио электрическим параметрам и 1:оординатиому положеишо на спутиике, выбирают годные крнсталлы со спутника по одному, сортируют

5 их в соответствии с записью об испытании при зоидировании, помещают годные криста.кты с сохранением ориентации иа отдельные кассеты с вакуумным прнсосом каждого кристалла, очищают поверхности кристаллов от загрязие0 НИИ п частичек адгезивной иленки на кассетах с сохраненнем ориентации кристаллов.

2.Способ ио п. 1, отличающийся тем, что удаление загрязнений с поверхности кристаллов производят в кассете с отдельными для

5 каждого кристалла струйиыми потоками очичающей жидкости, проходящей через кассету по гранпце между поверхностями кристаллов и поверхностью кассеты под воздействнем разности давлений, создаваемых по обе стороиы

40 поверхности кассеты.

3.Способ ио и. 1, отличающийся тем, что в качестве адгезивно пленки используют глифталиевый лак с содержанием в смеси 120 вес. ч. этиленгликоля и 60 вес. ч. фталпевого апгид45 рида.

4.Сиособ ио и. 1, отличающийся тем, что в качестве защитиого покрытия используют фоторезист и иитрат целлюлозы.

2 J 4i б 5

III

/

Ft. , J1,J/ I

/ j Ш

ЙЭ- ж ./

27

W 9 12/

p

/ вадЕаса / ,iL/,T У У ™Vi-T

H.

ТййТУч

/7 5

-,

id h

аг 6