Brevet FR2968833A1 — publié le 20120615

B10742 - 10-TO-1125 1 PROCÉDÉ D'AMINCISSEMENT ET DE DÉCOUPE DE PLAQUETTES DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale la fabrication des circuits électroniques et, plus particulièrement, les traitements effectués en fin de fabrication, une fois que les différentes étapes de formation des circuits électroniques ont été réalisées sur une plaquette. Exposé de l'art antérieur La fabrication de circuits électroniques, sur substrat semi-conducteur ou sur substrat isolant (par exemple en verre), comporte de nombreuses étapes s'effectuant par plaquette entière, le plus souvent, jusqu'à la formation de bossages conducteurs destinés au raccordement électrique des puces de circuits électroniques, une fois celles-ci individualisées par découpe de la plaquette. Dans de nombreuses applications, la plaquette est amincie pour réduire l'épaisseur finale des circuits réalisés. Toutefois, cette étape d'amincissement n'est pas la dernière étape. En particulier, il reste à découper la plaquette pour individualiser les puces de circuit électronique. Un problème est alors qu'une plaquette amincie n'offre plus la résistance mécanique suffisante pour être manipulée telle quelle d'un B10742 - 10-T0-1125 2 équipement à un autre. Ce problème est présent dès que l'épaisseur d'une plaquette descend en dessous de quelques centaines de micromètres, typiquement moins de 200 micromètres, sachant que des plaquettes sont aujourd'hui amincies jusqu'à des épaisseurs de l'ordre de 50 micromètres. Résumé Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients des techniques usuelles d'amincissement et de découpe de plaquettes. Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de réduire les risques de déformation de la plaquette avant découpe. Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de proposer un procédé compatible avec des plaquettes en matériau semi-conducteur aussi bien qu'avec des plaquettes en matériau isolant, notamment en verre. Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de proposer une solution compatible avec l'utilisation d'équipements usuels d'amincissement et de découpe. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, on prévoit un procédé d'amincissement et de découpe d'une plaquette de circuits électroniques, dans lequel : une étape d'amincissement est effectuée alors que la plaquette est portée par un premier film collé en périphérie d'un cadre support ; et une étape de découpe est effectuée alors que la plaquette amincie est portée par un second film collé en périphérie du même cadre depuis l'autre face de la plaquette, le premier film n'étant décollé qu'une fois le second en place. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'épaisseur du cadre est choisie pour correspondre à l'épaisseur finale des circuits électroniques. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 35 le procédé comprend les étapes suivantes : B10742 - 10-T0-1125 3 rapporter le premier film sur une première face de la plaquette ; amincir la plaquette depuis une seconde face ; rapporter le second film contre la seconde face de la 5 plaquette amincie ; ôter le premier film ; et découper la plaquette depuis sa première face. Selon un mode de réalisation de la présente invention, on prévoit en outre une étape d'insolation d'une face accessible 10 du premier film préalablement à son décollage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, ladite étape d'insolation est effectuée après pose du second film. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 15 ladite étape d'insolation est effectuée : dans un premier temps sur la partie centrale à l'aplomb de la plaquette avant pose du second film ; et dans un second temps en périphérie à l'aplomb du cadre après pose du second film. 20 On prévoit également un cadre de manipulation d'une plaquette de circuits électroniques, dans lequel l'épaisseur du cadre est choisie pour correspondre à l'épaisseur finale des circuits électroniques. On prévoit également un cadre de manipulation d'une 25 plaquette de circuits électroniques, adapté à la mise en oeuvre du procédé d'amincissement et de découpe. On prévoit également une installation d'amincissement et de découpe de plaquettes de circuits électroniques, adaptée à la mise en oeuvre du procédé d'amincissement et de découpe. 30 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 : B10742 - 10-T0-1125 4 les figures 1A, 1B et 1C sont des représentations schématiques et en coupe illustrant un procédé usuel d'amincissement de plaquettes semi-conductrices ; la figure 2 illustre une technique usuelle pour 5 résoudre le problème d'amincissement d'une plaquette et son transfert entre équipements ; et les figures 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G et 3H représentent, de façon schématique et par des vues en coupe, un mode de mise en oeuvre d'un procédé d'amincissement et d'indi- 10 vidualisation de circuits électroniques fabriqués à partir de plaquettes. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls 15 les étapes et éléments utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits. En particulier, la destination des circuits électroniques fabriqués n'a pas été détaillée, l'invention étant compatible avec les destinations usuelles de tels circuits. De plus, les étapes de formation, par 20 exemple de circuits intégrés ou monolithiques dans une plaquette semi-conductrice ou de circuits passifs sur une plaquette isolante (par exemple, en verre), n'ont pas non plus été détaillées, l'invention étant là encore compatible avec les traitements usuels, précédant l'amincissement, entre l'amincis- 25 sement et la découpe, et suivant la découpe. Les figures 1A, 1B et 1C illustrent des étapes usuelles d'amincissement d'une plaquette dans laquelle ont été formés des circuits électroniques. Une plaquette 1 est, en fin de fabrication, et le cas 30 échéant après réalisation sur une première face 12, dite arbitrairement avant, de bossages conducteurs 14 destinés au raccordement ultérieur de puces réalisées dans la plaquette 1, rapportée sur un film 22 d'un équipement 2 d'amincissement. Le film 22 est adhésif pour être collé contre la face 12. La face 35 du film, opposée à la plaquette, est placée sur un support B10742 - 10-T0-1125 (typiquement une table) non représentée de l'équipement d'amincissement. Comme l'illustre la figure 1B, une seconde face 14 (dite arbitrairement arrière) de la plaquette est soumise à une 5 étape d'amincissement, par exemple par polissage mécano-chimique, jusqu'à obtenir une épaisseur finale "e" souhaitée pour les circuits. Une fois cette étape d'amincissement terminée, la plaquette amincie 1' doit être découpée pour individualiser les puces de circuits électroniques qu'elle comporte. Une telle découpe s'effectue depuis la face avant 12 de la plaquette et requiert donc de transférer celle-ci vers un autre équipement. Pour un tel transfert, la plaquette 1' doit être transférée vers un autre film support. Comme l'illustre la figure 1C, en raison de la faible épaisseur de la plaquette 1' et de la souplesse du film 22, la plaquette 1' à tendance à se déformer. On risque alors de la détériorer. De plus, elle est difficilement manipulable. Dans la plupart des matériaux, une plaquette commence à se déformer quand son épaisseur devient inférieure à 200 micromètres. Or, on cherche désormais souvent à obtenir des puces de circuits électroniques ayant une épaisseur finale de l'ordre de 50 micromètres. La figure 2 représente, de façon très schématique, un 25 exemple de solution usuelle à un tel problème. La plaquette 1 est, avant amincissement, collée à une poignée 26 constituée d'une plaquette épaisse. Cette poignée permet de transporter la plaquette vers l'équipement de découpe en fin d'amincissement et est retirée, avant l'étape de découpe, 30 une fois la plaquette rapportée sur un film de découpe. Utiliser une telle poignée rajoute des étapes dans le processus et est peu pratique et onéreux. Les figures 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G et 3H sont des coupes schématiques illustrant un mode de mise en oeuvre d'un 35 procédé d'amincissement et de découpe. B10742 - 10-T0-1125 6 La figure 3A illustre le positionnement d'une plaquette 1 à traiter dans un cadre 3 de manipulation. La plaquette 1 a, comme précédemment, subi toutes les étapes de fabrication préalables à son amincissement et sa découpe. Par exemple, des circuits intégrés ont été réalisés dans une tranche semi-conductrice 1 ou des éléments passifs ont été formés sur un substrat isolant 1. Par ailleurs, on suppose à titre d'exemple que des bossages conducteurs 14 ont été formés sur une première face 12 (dite arbitrairement avant) de la plaquette. La plaquette 1 est posée sur une surface plane S d'un équipement de montage dans l'espace ouvert du cadre 3. Le cadre 3 est supporté par des entretoises 31 de sorte que sa surface périphérique supérieure 33 (dans l'orientation des figures) est coplanaire à la surface des bossages 14. Tout autre moyen de maintien temporaire relatif en hauteur de la plaquette et du cadre peut être prévu. Un film adhésif 4 est rapporté côté face avant 12 de la plaquette 1 en débordant par sa périphérie sur le cadre 3. Le film support 4 est du type des films habituellement utilisés pour supporter une plaquette dans une installation d'amincissement. Le fait de placer le cadre 3 à affleurement de la face avant 12 (plus précisément des bossages 14) de la plaquette 1 permet que le film 4 soit correctement tendu. Une fois le film 4 collé, le cadre 3 et la plaquette 1 sont retournés (figure 3B) de façon à rendre accessible l'autre face 16 (dite arbitrairement arrière) de la plaquette 1. Ensuite, l'ensemble est placé dans un équipement d'amincissement de la face arrière 16 de la plaquette 1 qui est amincie jusqu'à l'épaisseur finale "e" souhaitée (figure 3C). Selon un mode de réalisation préféré, l'épaisseur du cadre 3 est choisie pour correspondre à l'épaisseur finale de la plaquette (hauteur des bossages 14 inclus). Ainsi, comme l'illustre la figure 3C, la face arrière 16' de la plaquette amincie 1' est coplanaire avec la seconde face 35 ou face arrière (supérieure en figure 3C) du cadre 3. B10742 - 10-T0-1125 7 L'étape suivante illustrée par la figure 3D est optionnelle et consiste à insoler la face apparente du film 4 dans sa partie centrale à l'aplomb de la plaquette 1'. Pour cela, on utilise un masque périphérique 52 évitant d'insoler la périphérie du film collée au cadre 3. L'objectif de cette étape d'insolation est de pré-décoller la plaquette 1' du film 4. Cette option est plus particulièrement destinée à l'utilisation de plaquettes dont l'épaisseur finale est suffisamment mince pour que la plaquette soit traversée par les rayons d'insolation. Si les substrats sont suffisamment épais pour être opaque au rayonnement d'insolation, l'étape 3D peut être omise et effectuée ultérieurement. Cet aspect sera mieux compris par la suite en relation avec la figure 3F. Puis (figure 3E), un film adhésif 6 est rapporté sur la face arrière 16' de la plaquette en débordant sur la face arrière 35 du cadre 3. Ce film 6 tendu est du type de ceux utilisés pour supporter les plaquettes lors des opérations de découpe (par exemple, par sciage ou découpe laser). L'étape suivante (figure 3F), consiste à préparer le décollage du film 4 ayant servi dans l'étape d'amincissement. Pour cela, la face arrière accessible de ce film est soumise à une étape d'insolation. L'exemple de la figure 3F illustre le cas d'une plaquette mince dont la partie centrale a déjà été insolée en figure 3D. Dans ce cas, un masque 54 est utilisé pour masquer la partie centrale du film 4 et n'insoler que sa périphérie à l'aplomb du cadre 3. L'objectif est d'éviter de provoquer un décollement non souhaitable du film 6 par traversée des rayons ultraviolets à travers un substrat trop mince. Dans le cas du traitement (non représenté) d'une plaquette suffisamment épaisse (généralement à partir de 150 à 200 micromètres), l'étape d'insolation de pré-décollement du film 4 peut être effectuée en une seule fois lors de l'étape de la figure 3F sans prévoir de masque 54. B10742 - 10-T0-1125 8 Une fois le film 4 ôté, l'ensemble cadre 3, plaquette amincie 1' et film 6 est retourné, puis placé dans un équipement de découpe de la plaquette depuis sa face avant 12. On voit apparaître ici l'avantage de prévoir une épaisseur de cadre 3 correspondant à l'épaisseur finale des circuits électroniques de la plaquette. Cela garantit une bonne tension du film 6 sans risque que celui-ci ne se mette à goder sous le poids de la plaquette 1 lorsque l'ensemble est retourné. Enfin (figure 3H), les circuits électroniques 7 sont individualisés par découpe depuis la face avant 12 de la plaquette 1'. Cette étape s'effectue alors que l'ensemble est porté par le film 6 et le cadre 3. L'ordre des étapes des figures 3F et 3G peut être inversé. A aucune des étapes, la plaquette amincie ne s'est retrouvée portée uniquement par un film, sans cadre de tension de ce film. On évite ainsi toute déformation préjudiciable de la plaquette amincie 1'. De plus, le maintien de la plaquette dans un même cadre 3 pendant toutes les étapes optimise les étapes d'amincissement et de découpe. Divers modes de réalisation ont été décrits, diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, d'autres traitements peuvent être intercalés entre l'amincissement et la découpe pourvus d'être compatibles avec l'utilisation d'un cadre et d'une plaquette supportée par un film. Par exemple, un marquage laser des puces peut être réalisé en face arrière 16' de celle-ci après amincissement (après l'étape 3B). De plus, bien que les modes de réalisation ci- dessus aient été décrits en relation avec un exemple d'application à des plaquettes pourvues de bossages conducteurs, ils s'appliquent également aux cas où de tels bossages sont absents tant que les plaquettes sont entières (par exemple, en étant réalisés après découpe). Cela n'influe pas sur les étapes prévues par les modes de réalisation décrits. En outre, la mise en oeuvre pratique de l'invention est à la portée de l'homme du REVENDICATIONS1. Procédé d'amincissement et de découpe d'une plaquette (1) de circuits électroniques (7), dans lequel : une étape d'amincissement est effectuée alors que la plaquette est portée par un premier film (4) collé en périphérie d'un cadre support (3) ; et une étape de découpe est effectuée alors que la plaquette amincie (1') est portée par un second film (6) collé en périphérie du même cadre (3) depuis l'autre face de la plaquette, le premier film n'étant décollé qu'une fois le second en place. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'épaisseur du cadre (3) est choisie pour correspondre à l'épaisseur finale (e) des circuits électroniques (7). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant 15 les étapes suivantes : rapporter le premier film (4) sur une première face (12) de la plaquette (1) ; amincir la plaquette (1) depuis une seconde face (16) ; 20 rapporter le second film (6) contre la seconde face (16') de la plaquette amincie (1') ; ôter le premier film (4) ; et découper la plaquette depuis sa première face (12). 4. Procédé selon la revendication 3, comprenant en 25 outre une étape (3F) d'insolation d'une face accessible du premier film (4) préalablement à son décollage. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite étape d'insolation est effectuée après pose du second film (6). 30 6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite étape d'insolation est effectuée : dans un premier temps sur la partie centrale à l'aplomb de la plaquette (1') avant pose du second film (6) ; etB10742 - 10-T0-1125 11 dans un second temps en périphérie à l'aplomb du cadre (3) après pose du second film. 7. Cadre (3) de manipulation d'une plaquette (1) de circuits électroniques, adapté à la mise en oeuvre du procédé 5 selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Cadre selon la revendication 7, dans lequel l'épaisseur du cadre (3) est choisie pour correspondre à l'épaisseur finale (e) des circuits électroniques. 9. Installation d'amincissement et de découpe de 10 plaquettes de circuits électroniques, adaptée à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.