Brevet FR2961014A1 — publié le 20111209

B10273 - 10-T0-066 1 PROCÉDÉ DE FABRICATION DE PUCES SEMICONDUCTRICES À PARTIR D'UNE TRANCHE SEMICONDUCTRICE Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de fabrication de puces semiconductrices à partir d'une tranche semiconductrice. Exposé de l'art antérieur La fabrication de puces semiconductrices comprend notamment des étapes de formation de composants et de métallisations d'interconnexion dans et sur une tranche semiconductrice, suivies d'une étape de découpe de la tranche en puces unitaires, par exemple à l'aide d'une scie. Diverses étapes de test des puces unitaires sont généralement prévues après la découpe. Les figures 1A, 1B et 2A, 2B illustrent de façon schématique des étapes d'un procédé de découpe d'une tranche semiconductrice 10 en puces unitaires à l'aide d'une scie. Les figures 1A et 2A sont des vues de dessus et les figures 1B et 2B sont respectivement des vues en coupe selon les plans B-B des figures 1A et 2A. Les figures 1A et 1B illustrent une étape initiale dans laquelle la tranche 10 est disposée sur une face d'un film adhésif 12 tendu sur un cadre support 14. Généralement, la B10273 - 10-T0-066 2 tranche 10 a une forme approximativement circulaire et le cadre 14 présente un contour intérieur circulaire de diamètre supérieur au diamètre de la tranche 10. Dans cet exemple, le contour extérieur du cadre 14 a une forme générale approximativement carrée à coins arrondis et comprend des encoches de positionnement 16. La forme spécifique du cadre 14, et plus particulièrement de son contour extérieur, permet un positionnement précis de la tranche dans une machine de traitement, par exemple une machine de découpe. Dans une chaîne de production donnée, le cadre 14 est généralement une pièce de forme et de dimensions standard, utilisée à diverses étapes de la fabrication pendant lesquelles la tranche doit être maintenue sur un support. Ainsi, les diverses machines d'une chaîne de fabrication donnée sont prévues pour recevoir un type de cadre support 14, de forme et de dimensions données. Les figures 2A et 2B illustrent l'opération de découpe proprement dite de la tranche 10 en puces unitaires 18. La découpe est classiquement réalisée à l'aide d'une scie à lame circulaire (non représentée) parcourant la tranche selon un quadrillage de lignes et de colonnes. La découpe porte sur toute l'épaisseur de la tranche et s'arrête dans la partie supérieure du film adhésif 12, sans toutefois découper ce film. On notera que, dans la pratique, une tranche semiconductrice comprend un nombre de puces élémentaires 18 très supérieur à ce qui a été représenté. On notera en outre qu'en général, la tranche semiconductrice n'est pas parfaitement circulaire mais présente un méplat, non représenté, permettant d'aligner toutes les tranches de la même façon par rapport au cadre 14. Après la découpe de la tranche, les puces unitaires restent sur le cadre 14, et d'autres étapes de fabrication peuvent être prévues au cours desquelles la tranche découpée est traitée dans des machines adaptées à recevoir le cadre 14. Il s'agit par exemple d'étapes d'inspection visuelle des puces, de test sous pointe, de marquage des puces défectueuses, etc. Le B10273 - 10-T0-066 3 film adhésif 12 permet notamment que les puces 18 restent en place pendant ces étapes et lors des transports ultérieurs du cadre 14. Dans certains cas, l'utilisateur ou client, souhaite recevoir les puces découpées en vue de les assembler dans divers dispositifs électroniques. Les puces sont alors expédiées sur le cadre support 14 sur lequel elles ont été découpées. A réception des puces, des étapes de test et/ou d'inspection peuvent à nouveau être mises en oeuvre en utilisant des équipements adaptés à recevoir le cadre 14. L'assemblage des puces proprement dit, par exemple leur montage sur des cartes de circuit imprimé, est également réalisé à l'aide de machines adaptées à recevoir le cadre 14. Les différents fabricants et utilisateurs de puces semiconductrices n'utilisent pas nécessairement les mêmes standard de cadre support. Or, généralement, un équipement donné est équipé pour recevoir des cadres d'un seul standard. Par conséquent, dans un tel système de production, un fabricant de puces semiconductrices utilisant un type de cadre donné ne peut vendre sa production qu'à des utilisateurs équipés pour recevoir ce type de cadre. Les figures 3 et 4 sont des vues de dessus représentant de façon schématique respectivement un cadre 34 et un cadre 44, correspondant à deux standard très utilisés dans l'industrie pour supporter des tranches de 20 cm de diamètre (approximativement 8 pouces), à savoir le standard FF-108 et le standard FF-105. Les cadres 34 et 44 ont des formes générales approximativement identiques mais des dimensions différentes. Les formes générales des cadres 34 et 44 sont similaires. Le cadre 44 présente des dimensions légèrement inférieures aux dimensions du cadre 34, et en particulier des dimensions extérieures inférieures aux dimensions extérieures du cadre 34 mais supérieures au diamètre intérieur du cadre 34. Dans cet exemple, le diamètre intérieur du cadre 44 est légèrement inférieur au diamètre intérieur du cadre 34. Il résulte B10273 - 10-T0-066 4 notamment de la différence de dimensions extérieures que les machines adaptées à recevoir le cadre 34 ne sont pas adaptées à recevoir le cadre 44 et réciproquement. Il serait souhaitable qu'un fabricant disposant d'équipements adaptés à recevoir le cadre 34 puisse vendre sa production à un utilisateur disposant d'équipements adaptés à recevoir le cadre 44 (plus petit que le cadre 34) sans que l'un ou l'autre du fabricant et de l'utilisateur doive modifier ses machines. Résumé Ainsi, un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un procédé de fabrication de puces semiconductrices à partir d'une tranche semiconductrice, palliant au moins en partie certains des inconvénients des procédés actuels. Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un tel procédé adapté à produire, dans une chaîne de production adaptée à traiter des tranches semiconductrices disposées sur un cadre d'un premier type, des puces semiconductrices disposées sur un cadre support d'un second type de dimensions extérieures inférieures à celles du cadre du premier type. Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un tel procédé facile à mettre en 25 oeuvre. Ainsi, un mode de réalisation de la présente invention prévoit un procédé de fabrication de puces semiconductrices à partir d'une tranche semiconductrice, comprenant les étapes suivantes : fixer, sur un premier cadre support, un second cadre 30 support de dimensions extérieures inférieures aux dimensions extérieures du premier cadre et supérieures aux dimensions intérieures du premier cadre ; disposer la tranche sur une face d'un film tendu sur le second cadre ; effectuer des opérations de traitement de la tranche en utilisant des équipements adaptés 35 à recevoir le premier cadre ; désolidariser le second cadre du B10273 - 10-T0-066 premier cadre et retirer le premier cadre ; et effectuer des opérations de traitement de la tranche en utilisant des équipements adaptés à recevoir le second cadre. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 5 les opérations de traitement dans des équipements compatibles avec le premier cadre comprennent une étape de découpe de la tranche en puces semiconductrices et au moins une étape de test des puces semiconductrices. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les opérations de traitement dans des équipements compatibles avec le second cadre comprennent une étape d'assemblage des puces semiconductrices dans des dispositifs électroniques. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le premier cadre comprend, du côté d'une face, des moyens de guidage et de fixation adaptés à recevoir le second cadre, ces moyens ne débordant pas, en vue de dessus, du contour extérieur du premier cadre. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les contours extérieur et intérieur du premier cadre ont respectivement une forme générale carrée à coins arrondis et une forme circulaire. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les moyens de guidage et de fixation comprennent trois glissières de guidage fixées au voisinage de trois côtés du carré formant le contour extérieur du premier cadre, ces glissières délimitant un espace dans lequel le second cadre est susceptible d'être inséré ; et une patte amovible susceptible d'être fixée au voisinage du quatrième côté du carré formant le contour extérieur du premier cadre. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'étape de fixation du second cadre sur le premier cadre comprend les opérations suivantes : retirer la patte amovible du premier cadre ; insérer le second cadre entre les glissières de guidage du premier cadre ; et fixer la patte amovible au premier cadre. B10273 - 10-T0-066 6 Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'étape de désolidarisation comprend les opérations suivantes : retirer la patte amovible du premier cadre ; et retirer le second cadre des glissières de guidage du premier cadre. Un autre mode de réalisation de la présente invention prévoit un cadre support pour tranche semiconductrice, comprenant, du côté d'une face, des moyens de fixation adaptés à recevoir un second cadre de dimensions extérieures respectivement inférieures et supérieures aux dimensions extérieures et intérieures du cadre support, ces moyens ne débordant pas, en vue de dessus, du contour extérieur du cadre support. Selon un mode de réalisation de la présente invention, ce cadre support présente un contour extérieur de forme générale carrée à coins arrondis et un contour intérieur circulaire, lesdits moyens comprenant : trois glissières de guidage fixées au voisinage de trois côtés du carré formant le contour extérieur du cadre support, ces glissières délimitant un espace dans lequel le second cadre est susceptible d'être inséré ; et une patte amovible susceptible d'être fixée au voisinage du quatrième côté du cadre support. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : les figures 1A, 1B et 2A, 2B, précédemment décrites, illustrent de façon schématique des étapes d'un procédé classique de découpe d'une tranche semiconductrice en puces unitaires à l'aide d'une scie ; la figure 3, précédemment décrite, est une vue de dessus représentant de façon schématique un exemple d'un premier type de cadre support pour tranche semiconductrice ; la figure 4, précédemment décrite, est une vue de dessus représentant de façon schématique un exemple d'un second type de cadre support pour tranche semiconductrice, de B10273 - 10-T0-066 7 dimensions inférieures aux dimensions du cadre support de la figure 3 ; et les figures 5A, 5B, 5C, 6A, 6B, 7A, 7B, et 8A, 8B illustrent de façon schématique des étapes d'un procédé de fabrication de puces semiconductrices adapté à produire, dans une chaîne de production spécifiquement adaptée à traiter des tranches semiconductrices disposées sur un premier cadre, des puces disposées sur un autre cadre de dimensions extérieures inférieures. Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Description détaillée les figures 5A, 5B, 5C, 6A, 6B, 7A, 7B, et 8A, 8B illustrent de façon schématique des étapes d'un procédé de fabrication de puces semiconductrices adapté à produire, dans une chaîne de production spécifiquement prévue pour traiter des tranches semiconductrices disposées sur un cadre 34 du type décrit en relation avec la figure 3, des puces disposées sur un cadre 44 du type décrit en relation avec la figure 4, de dimensions extérieures inférieures à celles du cadre 34. Les figures 5A, 6A, 7A et 8A sont des vues de dessus, les figures 5B, 6B, 7B et 8B sont respectivement des vues en coupe selon les plans B-B des figures 5A, 6A, 7A et 8A, et la figure 5C est une vue de dessous correspondant à la figure 5A. Les figures 5A, 5B et 5C illustrent une étape au cours de laquelle les cadres 34 et 44 sont superposés puis fixés l'un à l'autre. Dans cet exemple, le cadre 34 comprend trois glissières de guidage 51a à 51c préalablement fixées à sa face inférieure, par exemple par soudure ou par collage, au voisinage de trois des côtés du carré formant le contour extérieur du cadre. Les glissières 51a, 51b et 51c délimitent un espace dans lequel le cadre 44 est susceptible d'être inséré de façon que les cadres 34 et 44 soient superposés, c'est-à-dire que leurs B10273 - 10-T0-066 8 contours intérieurs aient approximativement le même centre en vue de dessus. L'écartement entre deux glissières 51a et 51c fixées à des côtés opposés du cadre 34 correspond sensiblement à la largeur extérieure du cadre 44, et la distance entre le centre du cadre 34 et la troisième glissière 51b correspond sensiblement à la demi largeur extérieure du cadre 44. Une patte amovible 53 est susceptible d'être fixée, par exemple au moyen de vis 55 (trois vis dans cet exemple), à la face inférieure du cadre 34, au voisinage du côté du cadre 34 non muni d'une glissière de guidage 51 (du côté du cadre 34 opposé à la glissière 51b). Pour cela, des trous taraudés pourront avoir été percés dans le cadre 34. A titre d'exemple, lorsque la patte 53 est vissée au cadre 34, l'écartement entre la patte 53 et la glissière 51b est sensiblement égal à la largeur extérieure du cadre 44. Pour superposer le cadre 44 au cadre 34, la patte de fixation 53 est retirée et le cadre 44 est inséré entre les glissières 51a, 51b et 51c de façon à faire coïncider les centres des cadres (en vue de dessus). Pour bloquer le cadre 44 dans cette position, la patte de fixation 53 est remise en place et vissée au cadre 34. A l'issue de cette étape d'assemblage, les cadres 34 et 44 sont superposés et solidaires l'un de l'autre. Dans cet exemple, la face inférieure du cadre 34 est accolée à la face supérieure du cadre 44. Les glissières de guidage 51a à 51c et la patte de fixation 53 sont prévues pour ne pas déborder à l'extérieur du contour extérieur du cadre 34. Ainsi, en vue de dessus, le contour extérieur de l'assemblage formé par les cadres 34 et 44 correspond au contour extérieur du cadre 34. Un tel assemblage est compatible avec les machines de traitement adaptées à recevoir le cadre 34. On notera que la différence d'épaisseur entre cet assemblage et le cadre 34 seul ne pose pas de problème de compatibilité avec les équipements existants. On prévoira toutefois de préférence d'utiliser un cadre 34 spécifiquement B10273 - 10-T0-066 9 aminci de façon que l'épaisseur de l'assemblage soit la plus proche possible de l'épaisseur d'un cadre 34 standard. Les figures 6A et 6B illustrent une étape de report d'une tranche semiconductrice 57 sur une face d'un film adhésif 59 tendu sur le cadre 44. La propriété adhésive du film 59 permet une fixation aisée du film au cadre et de la tranche au film. Toutefois, si le film 59 n'était pas adhésif, on pourrait prévoir de fixer le film au cadre et/ou la tranche au film à l'aide d'une colle ou de tout autre moyen de fixation adapté. Dans cet exemple, le film 59 est collé du côté de la face inférieure du cadre 44. Les figures 7A et 7B illustrent l'étape de découpe de la tranche semiconductrice en puces unitaires 58. La découpe est par exemple réalisée à l'aide d'une scie à lame circulaire (non représentée) parcourant la tranche selon un quadrillage de lignes et de colonnes. On pourra toutefois utiliser tout autre moyen de découpe adapté. Dans cet exemple, la découpe porte sur toute l'épaisseur de la tranche et s'arrête dans la partie supérieure du film 59, sans toutefois découper ce film. Les figures 8A et 8B illustrent une étape terminale consistant à désolidariser les cadres 34 et 44 et à retirer le cadre 34. Pour cela, la patte de fixation amovible 53 (figure 7A) est dévissée et le cadre 44 supportant le film 59 et les puces unitaires 58 est retiré de l'espace délimité par les glissières de guidage 51a à 51c (figure 7A). La tranche découpée en puces unitaires 58 peut alors être expédiée à un utilisateur sur le cadre 44, par exemple en vue de l'assemblage des puces 58 dans des dispositifs électroniques à l'aide d'équipements non compatibles avec le cadre 34 mais adaptés à recevoir le cadre 44. On notera que d'autres étapes non décrites, par exemple des étapes d'inspection, de test, et/ou de marquage, pourront être prévues entre la découpe de la tranche (figures 7A, 7B) et la désolidarisation des cadres (figures 8A, 8B). B10273 - 10-T0-066 10 Un avantage d'un tel procédé est qu'il permet, par une opération simple, de produire, dans une chaîne de fabrication spécifiquement adaptée à recevoir des cadres d'un premier type, des puces semiconductrices disposées sur un cadre d'un second type de dimensions inférieures à celles des cadres du premier type. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, on a décrit ici un procédé comprenant un étape de fixation à un premier cadre, d'un second cadre plus petit, une étape de découpe d'une tranche disposée sur le second cadre à l'aide d'équipements compatibles avec le premier cadre, et une étape de désolidarisation des cadres en vue d'utiliser des équipements compatibles avec le second cadre. L'invention ne se restreint pas à ce cas particulier. L'homme de l'art saura mettre en oeuvre le procédé proposé dans le cas où les étapes de traitement, à l'aide d'équipements compatibles avec le premier cadre, d'une tranche disposée sur le second cadre, sont des étapes autres que des étapes de découpe et/ou de test. De plus, l'invention ne se restreint pas au cas susmentionné dans lequel les étapes de traitement mises en oeuvre à l'aide d'équipements compatibles avec le second cadre, après la désolidarisation des cadres, sont des étapes d'assemblage des puces découpées. Par ailleurs, les cadres pourront avoir toutes autres formes que celles représentées et décrites ci-dessus, à conditions toutefois que les dimensions extérieures du second cadre soient inférieures aux dimensions extérieures du premier cadre, et supérieures aux dimensions intérieures du premier cadre. En outre, l'homme de l'art saura mettre en oeuvre le fonctionnement recherché en utilisant des systèmes de fixation du second cadre au premier cadre autres que le système décrit ci-dessus. On veillera toutefois à ce que le système de fixation employé ne déborde pas du contour extérieur du premier cadre. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication de puces semiconductrices (58) à partir d'une tranche semiconductrice (57), comprenant les étapes suivantes : a) fixer, sur un premier cadre support (34), un second cadre support (44) de dimensions extérieures inférieures aux dimensions extérieures du premier cadre et supérieures aux dimensions intérieures du premier cadre ; b) disposer la tranche (57) sur une face d'un film (59) tendu sur le second cadre (44) ; c) effectuer des opérations de traitement de la tranche en utilisant des équipements adaptés à recevoir le premier cadre (34) ; d) désolidariser le second cadre du premier cadre et retirer le premier cadre ; et e) effectuer des opérations de traitement de la tranche en utilisant des équipements adaptés à recevoir le second cadre (44). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les opérations effectuées à l'étape c) comprennent une étape de découpe de la tranche en puces semiconductrices (58) et au moins une étape de test des puces semiconductrices. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les opérations effectuées à l'étape e) comprennent une étape d'assemblage des puces semiconductrices (58) dans des dispo- sitifs électroniques. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le premier cadre (34) comprend, du côté d'une face, des moyens de guidage et de fixation (51, 53) adaptés à recevoir le second cadre (44), ces moyens ne débordant pas, en vue de dessus, du contour extérieur du premier cadre. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les contours extérieur et intérieur du premier cadre ont respectivement une forme générale carrée à coins arrondis et une forme circulaire.B10273 - 10-T0-066 12 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel lesdits moyens comprennent : trois glissières de guidage (51a, 51b, 51c) fixées au voisinage de trois côtés du carré formant le contour extérieur du premier cadre (34), ces glissières délimitant un espace dans lequel le second cadre (44) est susceptible d'être inséré ; et une patte amovible (53) susceptible d'être fixée au voisinage du quatrième côté du carré formant le contour extérieur du premier cadre. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'étape a) comprend les opérations suivantes : retirer la patte amovible (53) du premier cadre (34) ; insérer le second cadre (44) entre les glissières de guidage (51) du premier cadre (34) ; et fixer la patte amovible (53) au premier cadre (34). 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel l'étape d) comprend les opérations suivantes : retirer la patte amovible (53) du premier cadre (34) ; et retirer le second cadre (44) des glissières de guidage (51) du premier cadre. 9. Cadre support (34) pour tranche semiconductrice, comprenant, du côté d'une face, des moyens de fixation (51, 53) adaptés à recevoir un second cadre (44) de dimensions extérieures respectivement inférieures et supérieures aux dimensions extérieures et intérieures du cadre support (34), ces moyens ne débordant pas, en vue de dessus, du contour extérieur du cadre support (34). 10. Cadre support (34) selon la revendication 9, présentant un contour extérieur de forme générale carrée à coins arrondis et un contour intérieur circulaire, lesdits moyens comprenant : trois glissières de guidage (51a, 51b, 51c) fixées au voisinage de trois côtés du carré formant le contour extérieurB10273 - 10-T0-066 13 du cadre support (34), ces glissières délimitant un espace dans lequel le second cadre (44) est susceptible d'être inséré ; et une patte amovible (53) susceptible d'être fixée au voisinage du quatrième côté du cadre support (34).