用于使產(chǎn)品襯底與載體襯底脫離的設備和方法
【專利摘要】用于借助如下裝置使產(chǎn)品襯底與通過連接層同該產(chǎn)品襯底連接的載體襯底脫離的設備：膜框架；與該膜框架連接的柔性膜，所述柔性膜在膜的接觸面區(qū)段中具有用于容納產(chǎn)品襯底的粘結層，其中該膜在膜的圍繞接觸面區(qū)段的附著區(qū)段中與膜框架連接；以及通過膜框架和膜形成的、尤其是容積變化的用于容納用于分離連接層的溶劑的儲溶劑器，其中產(chǎn)品襯底和連接層可被容納在該儲溶劑器中；和用于將溶劑引入儲溶劑器中的引入裝置以及用于使產(chǎn)品襯底與載體襯底脫離的脫離裝置。此外，本發(fā)明還涉及一種用于通過如下方式來使產(chǎn)品襯底與和產(chǎn)品襯底脫離的方法：構造通過膜框架和與膜框架連接的柔性膜形成的用于容納用于分離連接層的溶劑的儲溶劑器，以及將產(chǎn)品襯底和連接層容納在儲溶劑器中以及將溶劑引入儲溶劑器中并且使產(chǎn)品襯底與載體襯底脫離。
【專利說明】用于使產(chǎn)品襯底與載體襯底脫離的設備和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1所述的用于使產(chǎn)品襯底(Produktsubstrat)與載體襯底(Traegersubstrat)脫離(Abloesen)的設備以及一種根據(jù)權利要求10所述的用于使產(chǎn)品襯底與載體襯底脫離的方法。
【背景技術】
[0002]在半導體工業(yè)中常常需要對產(chǎn)品襯底進行背面減薄(Rueckduennen)，并且可以以機械方式和/或以化學方式進行背面減薄。為了進行背面減薄，通常暫時將產(chǎn)品襯底固定到載體上，其中對于固定而言存在多種方法。例如使用薄膜、玻璃襯底或硅晶片作為載體材料。
[0003]根據(jù)所使用的載體材料和在載體與產(chǎn)品襯底之間的所使用的連接層已知了多種用于溶解或毀壞連接層的方法，譬如使用UV光、激光束、溫度作用或溶劑。
[0004]脫離日益成為最關鍵的工藝步驟之一，因為襯底厚度為數(shù)微米的薄襯底在脫離/剝離時容易折斷或遭受對于脫離的過程所需的力的損害。
[0005]此外，薄襯底幾乎沒有形狀穩(wěn)定性或沒有形狀穩(wěn)定性并且在沒有支撐材料的情況下通常卷起。在處理經(jīng)過背面減薄的晶片期間因此實際不可避免對晶片的固定和支撐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因而，本發(fā)明的任務在于，給出了一種設備和一種方法，以便盡可能無毀壞地且簡單地使產(chǎn)品襯底與載體分離。
[0007]該任務利用權利要求1和10的特征來解決。本發(fā)明的有利的改進方案在從屬權利要求中予以說明。由在說明書、權利要求書和/或附圖中所說明的特征中的至少兩個構成的所有組合也落入本發(fā)明的范圍。在所說明的值域中，在所列出的邊界內(nèi)的值也會作為邊界值而被公開并且以任意組合可被要求保護。
[0008]本發(fā)明所基于的思想是通過如下方式改進按前序部分所述的設備和/或按前序部分所述的方法:將溶劑引入(einbringen)通過膜框架與附著在該膜框架上的膜形成的儲溶劑器中。由于安裝在膜框架上的膜的彈性或柔性，可能同時容積變化地構建儲溶劑器，并且膜的彈性或柔性此外還被使用，以便小心翼翼地并且從產(chǎn)品襯底的邊緣開始使產(chǎn)品襯底脫離。以這種方式，緊接在分開之后使產(chǎn)品襯底可供其他工藝步驟使用，并且該產(chǎn)品襯底受到膜和膜框架保護。許多工藝步驟可以直接在安裝了膜框架的產(chǎn)品襯底上被執(zhí)行。
[0009]產(chǎn)品襯底指的是例如半導體晶片的產(chǎn)品襯底，該產(chǎn)品襯底通常被薄化到在0.5 y m到 250 之間的厚度，其中趨勢是產(chǎn)品襯底越來越薄。本發(fā)明特別有效地與如下產(chǎn)品襯底一起工作:所述產(chǎn)品襯底本身具有與安裝在膜框架上的膜類似的柔性。該產(chǎn)品襯底在根據(jù)本發(fā)明的設備中和/或在根據(jù)本發(fā)明的方法中與載體襯底片狀剝離，尤其是從產(chǎn)品襯底的周長開始同心地剝離。
[0010]例如厚度在50 i! m到5000 u m之間、特別是在500 u m到1000 u m之間的載體襯底被用作載體。
[0011]膠粘劑、例如可溶的膠粘劑、尤其是熱塑性塑料適合作為連接層，該膠粘劑例如選擇性地被施加在載體-產(chǎn)品襯底復合結構的邊緣區(qū)域中，尤其是在0.1mm到20mm的邊緣區(qū)中?？商鎿Q地，膠粘劑可以整面地被施加，其中粘附力在中心可以通過減小粘附的層、例如含氟聚合物、優(yōu)選地特氟隆而被減小。
[0012]特別是卡盤(Chuck )適于作為容納裝置,尤其是用于例如在抽吸通道(Saugbahn )、孔或吸盤上(尤其是借助負壓)來容納載體襯底的旋轉器卡盤(Spinner Chuck)?？商鎿Q地，可考慮機械容納，例如通過側向夾子的機械容納。在另一可替換的擴展方案中，容納以靜電方式進行。
[0013]脫離裝置包括安裝在膜框架上的膜和容納膜框架的并且加載力的膜框架容納部。
[0014]在本發(fā)明的有利的實施形式中設置的是，溶劑被構造為基本上無加熱地工作。溶劑優(yōu)選地在環(huán)境溫度下被使用。以這種方式可能省去任何加熱裝置。
[0015]通過將溶劑設置用于至少部分地分離在載體襯底與產(chǎn)品襯底之間的通過連接層引起的連接，有利地使通過脫離裝置進行脫離明顯變得簡單。
[0016]由于溶劑尤其是包括選擇性地溶解連接層的、用于至少部分地分離連接層的液體齊IKFluidmittel),所以在包括不同膠粘劑的連接層的情況下能夠實現(xiàn)有針對性地或在限定的區(qū)域中溶解確定的連接層。連接層的化學溶解對于產(chǎn)品襯底而言在此是特別小心翼翼的并且在相對應的材料選擇的情況下也可以非?？焖俚剡M行溶解，尤其是當僅產(chǎn)品襯底的邊緣區(qū)域被配備有連接層時，使得溶劑可以從側面來快速地起作用。以這種方式可以省去在載體襯底和/或產(chǎn)品襯底中的穿孔。
[0017]只要儲溶劑器被構造為使得溶劑至少在分離連接層的開始時尤其是僅在產(chǎn)品襯底的周長的區(qū)域中起作用，就可以省去從上側和/或下側、尤其是從產(chǎn)品襯底的在側邊緣之內(nèi)的內(nèi)部區(qū)域對產(chǎn)品襯底和/或載體襯底的作用。
[0018]在本發(fā)明的另一有利的擴展方案中設置的是，脫離裝置以引起作用于載體襯底上的力Fs和與力Fs相反地指向的作用于膜框架上的力Ff的方式被構造。由此，以簡單的且通過膜特別保護的方式和方法實現(xiàn)脫離。力Ff在膜框架的周長上、尤其是在膜框架的至少兩個分布到周長上的部位上起作用，其中力Ffl和Ff2可以在有利的實施形式不同地被控制，以便利用較大的力Ff從側面來脫離產(chǎn)品襯底。
[0019]在此，特別有利的是，膜(尤其是通過力Fs和力Ff)可在接觸面區(qū)段與附著區(qū)段(Befestigungsabschnitt)之間的脫離區(qū)段中被張緊。由此,在產(chǎn)品襯底的周長上小心翼翼地實現(xiàn)脫離。通過溶劑的分離和通過力Fs和Ff的脫離在此相互輔助。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的有利的實施形式設置的是，設置如下振蕩發(fā)生器:所述振蕩發(fā)生器作用到溶劑和/或連接層、尤其是鄰近膜和/或可被引入到儲溶劑器中的溶劑中?！翱杀灰搿辈粌H包括表面接觸而且包括至少部分地浸入。該振蕩發(fā)生器輔助了通過溶劑的分離并且使分離過程加速至少兩倍，在優(yōu)化的改進方案中加速五倍，還優(yōu)選地加速十倍到五十倍。優(yōu)選地，振蕩發(fā)生器通過超聲波起作用，尤其是在接觸面區(qū)段的區(qū)域中起作用。
[0021]在另一有利的實施形式中，儲溶劑器槽形地被構造，由此可以在最小的溶劑消耗的情況下實現(xiàn)產(chǎn)品襯底的脫離?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0022]本發(fā)明的其他優(yōu)點、特征和細節(jié)由以下對優(yōu)選實施例的描述以及參照附圖得到；所述附圖:
在圖1a中示出了膜框架上的由產(chǎn)品襯底、載體襯底和連接層構成的襯底復合結構的示意性俯視圖，
在圖1b中以詳細視圖示出了對圖1a的示意性側視圖，
在圖2中示出了在引入溶劑時的根據(jù)圖2的示意圖，
在圖3中示出了分離連接層的方法片段(Verfahrensausschnitt)的示意圖，
在圖4中示出了根據(jù)本發(fā)明的使產(chǎn)品襯底與載體襯底脫離的方法片段的示意圖，
在圖5中示出了根據(jù)本發(fā)明的使產(chǎn)品襯底與載體襯底脫離的可替換的方法片段的示意圖。
[0023]在附圖中，相同的構件和具有相同功能的構件利用相同的附圖標記來表征。
【具體實施方式】
[0024]在圖1a中示出了在該實施形式中至少在內(nèi)周長Ii上為圓形的膜框架1，在所述膜框架I的底邊上根據(jù)在圖1b中示出的側視圖，膜3以其粘結層3s與膜框架I同心地被粘貼。在膜框架I之內(nèi)，以距膜框架I的內(nèi)周長Ii的徑向距離A，產(chǎn)品襯底-載體襯底復合結構與膜框架I同心地被粘貼在膜3的粘結層3s上。產(chǎn)品襯底-載體襯底復合結構包括粘附在膜3上的產(chǎn)品襯底4、載體襯底2和將產(chǎn)品襯底4和載體襯底2連接的連接層6。產(chǎn)品襯底4和載體襯底2的直徑基本上相同，而產(chǎn)品襯底4的厚度小于載體襯底2的厚度。
[0025]膜3包括在本情況下為圓環(huán)形的附著區(qū)段3b，在所述附著區(qū)段3b中，膜3與膜框架I被固定在一起。此外，膜3包括接觸面區(qū)段3k，在所述接觸面區(qū)段3k中，產(chǎn)品襯底4可被固定在膜3的粘結層3s上。在附著區(qū)段3b和接觸面區(qū)段3k之間存在尤其是與附著區(qū)段3b和接觸面區(qū)段3k同心地被布置的脫離區(qū)段3a，所述脫離區(qū)段3a不必具有粘接功能，但是根據(jù)本發(fā)明十分重要的功能應被該脫離區(qū)段3a得到。脫離區(qū)段3a由此從產(chǎn)品襯底4的周長4u延伸直至膜框架I的內(nèi)周長li，在此稱作徑向距離A。在膜框架I的厚度D與距離A之間的比例有利地為至少1:2至1:50，尤其是為1:5至1:25。
[0026]在圖1b中所示的原始位置中，產(chǎn)品襯底4的與膜3進行接觸的側和膜框架I的與膜3進行接觸的側齊平地被布置并且被布置在一個平面E中。在圖1a和Ib中示出的部分被裝配到公知的膜框架安裝器上。
[0027]膜3和膜框架I的內(nèi)周長形成槽形的儲溶劑器20，在該儲溶劑器20中如前面所描述的那樣可布置有產(chǎn)品襯底-載體襯底復合結構。
[0028]根據(jù)在圖2中所示的方法步驟，溶劑22通過引入裝置23可以被引入到儲溶劑器20中。引入裝置23在此包括管路24和溶劑儲備(Loesungsmittelvorrat)25,所述引入裝置23可以被中央單元激勵(ansteuern)，以便將溶劑22引入到儲溶劑器20中。
[0029]如在圖2中所示，儲溶劑器20由于至少在脫離區(qū)段3a中為彈性的膜3而是容積變化的，其方式是力Fs向下作用到載體襯底2上而力Ff向上作用到膜框架I上。力引入同樣通過中央單元來控制。
[0030]通過增大儲備裝置容器容積防止溶劑22經(jīng)過膜框架I的邊緣并且同時能夠實現(xiàn)快速地分布或引入溶劑22。
[0031]力Fs根據(jù)圖3通過用于容納載體襯底2的載體襯底容納部7被傳遞，其中通過被加入到載體襯底容納部7的表面中的真空通道(Vakuumbahn)8和連接到其上的未示出的真空裝置將載體襯底2固定在載體襯底容納部7上。
[0032]在膜3相對產(chǎn)品襯底4的對置側上，可布置聲波發(fā)生器10，尤其是可布置用于產(chǎn)生超聲波的聲波發(fā)生器，通過所述聲波發(fā)生器10可以將超聲波傳輸?shù)疆a(chǎn)品襯底4上，尤其是但是還傳輸?shù)竭B接層6和溶劑22上，因為由此使分離的過程強烈地加速，尤其是加速兩倍、優(yōu)選地五倍、還優(yōu)選地十倍到五十倍。
[0033]根據(jù)圖5中所示的可替換的實施形式，聲波發(fā)生器10’至少與流體溶劑22的表面接觸，但是優(yōu)選地至少部分地浸入該流體溶劑22中。由此，聲波可以被直接傳輸?shù)饺軇?2上并且從溶劑22被傳輸?shù)竭B接層6上。
[0034]作用于膜框架I的力Ff可以(如在圖3中所示的那樣)均勻分布地作為平面力(Flaechenkraft)作用于膜框架I上，使得通過膜3在脫離區(qū)段3a中的變形而能夠引起儲溶劑器20的容積改變。
[0035]相反地，根據(jù)圖4進行產(chǎn)品襯底2與載體襯底4的脫離，其方式是力Fs和Ff或Fsl和Fs2被指向分別相反的方向，其中力Ffl在這里所示的實施形式中被設置得大于力Ff2,以便根據(jù)在圖4中所示的放大能夠小心地首先從邊緣側開始產(chǎn)品襯底4的脫離。
[0036]力Ffl或多個力Ffl、Ff2至Ffn可以點狀分布地在膜框架I的周長上被導入或通過?？蚣苋菁{部分布式地被引入。
[0037]只要力Ffl、Ff2和/或Ffn不同地被構造，用于將力導入膜框架I中的容納裝置就必須構造為允許膜框架I傾斜。
[0038]在圖3中所示的通過溶劑22分離的方法步驟與圖4中所示的通過相反的力Fs、Ffl,Ff2,Ffn脫離的方法步驟之間可以設置如下方法步驟:通過該方法步驟將溶劑22從儲溶劑器20去除，尤其是通過吸走來去除。
[0039]附圖標記列表 I膜框架
2載體襯底 3膜
3a脫離區(qū)段 3b附著區(qū)段 3k接觸面區(qū)段 3s粘結層 4產(chǎn)品襯底 4u周長 6連接層
7載體襯底容納部 8真空通道
10、10’聲波發(fā)生器 20儲溶劑器22溶劑23 引入裝置24管路25溶劑儲備Ff、Ffl、Ff2、…Ffn 力Fs力
【權利要求】
1.一種用于使產(chǎn)品襯底(4)與通過連接層(6)同該產(chǎn)品襯底(4)連接的載體襯底(2)脫離的設備，其具有如下特征: -膜框架(1)， -與該膜框架(1)連接的柔性膜(3)，所述柔性膜(3)在膜(3)的接觸面區(qū)段(3k)中具有用于容納該產(chǎn)品襯底(4)的粘結層(3s)，其中膜(3)在膜(3)的圍繞該接觸面區(qū)段(3k)的附著區(qū)段(3b )中與該膜框架(1)連接， -通過該膜框架(1)和膜(3)形成的、尤其是容積變化的用于容納用于分離該連接層(6)的溶劑(22)的儲溶劑器(20)，其中該產(chǎn)品襯底(4)和該連接層(6)能夠被容納在該儲溶劑器(20)中， -用于將該溶劑(22)引入到該儲溶劑器(20)中的引入裝置(23)，以及 -用于使該產(chǎn)品襯底(4)與該載體襯底(2)脫離的脫離裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備， 其特征在于， 溶劑(22)被設置用于至少部分地分離在載體襯底(2)與產(chǎn)品襯底(4)之間的通過連接層(6)引起的連接。
3.根據(jù)上述權利要求之一所述的設備， 其特征在于， 溶劑(22 )尤其是包括選擇性地溶解連接層(6 )的用于至少部分地分離連接層(6 )的液體劑。
4.根據(jù)上述權利要求之一所述的設備， 其特征在于， 儲溶劑器(20)被構造為使得溶劑(22)至少在分離連接層(6)的開始時尤其是僅在產(chǎn)品襯底(4)的周長(4u)的區(qū)域中起作用。
5.根據(jù)上述權利要求之一所述的設備， 其特征在于， 脫離裝置以引起作用于載體襯底(2)上的力Fs和與力Fs相反地指向的作用于膜框架(I)上的力Ff的方式被構造。
6.根據(jù)上述權利要求之一所述的設備， 其特征在于， 膜(3)尤其是通過力Fs和力Ff能夠在接觸面區(qū)段(3k)與附著區(qū)段(3b)之間的脫離區(qū)段(3a)中被張緊。
7.根據(jù)上述權利要求之一所述的設備， 其特征在于， 設置有作用到溶劑(22 )和/或連接層(6 )上的、尤其是鄰接膜(3 )的和/或可被引A到溶劑(22)中的振蕩發(fā)生器(10，10’)。
8.根據(jù)上述權利要求之一所述的設備， 其特征在于， 脫離裝置同心地以從產(chǎn)品襯底(4)的周長(4u)到產(chǎn)品襯底(4)的中心(4z)起作用的方式被構造。
9.根據(jù)上述權利要求之一所述的設備， 其特征在于， 儲溶劑器(20)槽形地被構造。
10.一種用于使產(chǎn)品襯底(4)與通過連接層(6)同該產(chǎn)品襯底(4)連接的載體襯底(2)脫離的方法，其具有如下步驟: -構造通過膜框架(1)和與該?？蚣苓B接的柔性膜(3 )形成的儲溶劑器(20 )，用于容納用于分離該連接層(6)的溶劑(22)， -在該儲溶劑器(20)中容納該產(chǎn)品襯底(4)和該連接層(6)， -將該溶劑(22)引入到該儲溶劑器(20)中，以及 -使該產(chǎn)品襯底(4)與該載體襯底(2)脫離。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法， 其特征在于， 溶劑(22)被用于至少部分地分離在載體襯底(2)與產(chǎn)品襯底(4)之間的通過連接層(6)引起的連接。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的方法， 其特征在于， 溶劑(22)至少在分離連接層(6)的開始時尤其是僅在產(chǎn)品襯底(4)的周長(4u)的區(qū)域中起作用。
13.根據(jù)權利要求10至12之一所述的方法， 其特征在于， 通過作用于載體襯底(2)上的力Fs和與力Fs相反地指向的作用于膜框架(1)上的力Ff?引起脫離。
14.根據(jù)權利要求10至13之一所述的方法， 其特征在于， 產(chǎn)品襯底(4)的脫離同心地從產(chǎn)品襯底(4)的周長(4u)到產(chǎn)品襯底(4)的中心(4z )進行。
【文檔編號】H01L21/00GK103620732SQ201180011757
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2011年3月29日 優(yōu)先權日:2010年4月23日
【發(fā)明者】F.P.林德納, J.布格拉夫 申請人:Ev 集團有限責任公司