Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrschichtanordnung gemäß Anspruch 1 , auf ein Verfahren zum Aufbereiten einer Festkörperschicht gemäß Anspruch 10 und auf eine Verwendung eines Trägersubstrats gemäß Anspruch 12.

In vielen technischen Bereichen (z.B. Mikroelektronik- oder Photovoltaiktechnologie) werden Materialien, wie z.B. Silizium, Germanium oder Saphir, häufig in der Form dünner Scheiben und Platten (so genannte Wafer) gebraucht. Standardmäßig werden solche Wafer derzeit durch Sägen aus einem Ingot hergestellt, wobei relativ große Materialverluste ("kerf-loss") entstehen. Da das verwendete Ausgangsmaterial oft sehr teuer ist, gibt es starke Bestrebungen, solche Wafers mit weniger Materialaufwand und damit effizienter und kostengünstiger herzustellen.

Beispielsweise gehen mit den derzeit üblichen Verfahren allein bei der Herstellung von Siliziumwafern für Solarzellen fast 50% des eingesetzten Materials als "kerf-loss" verloren. Weltweit gesehen entspricht dies einem jährlichen Verlust von über 2 Milliarden Euro. Da die Kosten des Wafers den größten Anteil an den Kosten der fertigen Solarzelle ausmachen (über 40%), könnten durch entsprechende Verbesserungen der Waferherstellung die Kosten von Solarzellen signifikant reduziert werden.

Besonders attraktiv für eine solche Waferherstellung ohne kerf-loss ("kerf-free wafering") erscheinen Verfahren, die auf das herkömmliche Sägen verzichten und z.B. durch Einsatz von temperaturinduzierten Spannungen direkt dünne Wafer von einem dickeren Werkstück abspalten können. Dazu gehören insbesondere Verfahren, wie sie z.B. in PCT/US2008/012140 und PCT/EP2009/067539 beschrieben sind, wo zum Erzeugen dieser Spannungen eine auf das Werkstück aufgetragene Polymerschicht verwendet wird.

Ferner entstehen in bekannten Fabriken zur Waferverarbeitung erhebliche Materialverluste, da die bereitgestellten Wafer zur Handhabung in den standardisierten Prozessen einer solchen Fabrik jeweils mit einer Standarddicke vorliegen müssen. Die Zieldicke wird dann vor Ort durch eine spanende Bearbeitung der Wafer erzielt. Die spanende Bearbeitung hat jedoch erhebliche Nachteile. Zum einen zerstört sie das zu entfernende Material und zum anderen wird der verbleibende Waferanteil erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Spanende Bearbeitungsverfahren bewirken ferner, dass Wärme und Staub

l entsteht. Weiterhin bewirken spanende Bearbeitungsverfahren in der Regel eine Riefenbildung, durch welche die Oberflächengüte des Wafers beeinträchtigt wird.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives Verfahren bereitzustellen, das gegenüber den bekannten Verfahren eine Ressourceneinsparung und/oder eine Qualitätsverbesserung ermöglicht.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrschichtanordnung gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst bevorzugt mindestens die Schritte des Bereitstellens eines Spendersubstrats zum Abtrennen einer Festkörperschicht, des Bereitstellens eines Trägersubstrats zum Aufnehmen der Festkörperschicht, des Erzeugens von Modifikationen, insbesondere mittels LASER- Strahlen, in dem Spendersubstrat zum Vorgeben eines Rissverlaufs, des Anbondens des Trägersubstrats mittels einer Bondingschicht an dem Spendersubstrat, wobei das Trägersubstrat zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der abzutrennenden Festkörperschicht für die Weiterverarbeitung vorgesehen ist, des Anordnens oder Erzeugens einer Spannungserzeugungsschicht an dem Trägersubstrat und des thermischen Beaufschlagens der Spannungserzeugungsschicht zum Erzeugen von Spannungen in dem Spendersubstrat, wobei durch die Spannungserzeugung ein Riss ausgelöst wird, der sich entlang des vorgegebenen Rissverlaufs zum Abtrennen der Festkörperschicht vom Spendersubstrat ausbreitet, so dass sich die Festkörperschicht mit dem angebondeten Trägersubstrat abtrennt.

Diese Lösung ist vorteilhaft, da die gewünschte Festkörperschicht stabil und somit transportierbar und bearbeitbar auf einem Trägersubstrat angeordnet ist.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibungsteile und/oder der Unteransprüche.

Die Bondingschicht verbindet gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Festkörperschicht und das Trägersubstrat stoffschlüssig miteinander und mittels Strahlung, insbesondere Laserstrahlung oder UV-Strahlung, oder einer fließfähigen Substanz, insbesondere einer flüssigen Lösung, ist die Bondingschicht zerstörbar. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da zum einen eine stabile stoffschlüssige Bindung geschaffen wird, die bei Bedarf, insbesondere zum Ablösend der Festkörperschicht von dem Trägersubstrat, z.B. chemisch oder mittels Strahlung geschwächt, insbesondere zerstört, werden kann. Die Bondingschicht ist insbesondere derart konfiguriert, dass sie durch die mittels der Spannungserzeugungsschicht erzeugten Spannungen nicht zerstört wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nach dem Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper die Spannungserzeugungsschicht von dem Trägersubstrat entfernt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da dadurch das Gewicht und die Dicke der Mehrschichtanordnung reduziert werden. Insbesondere die Dickenreduzierung ermöglicht eine verbesserte Einbindung der Mehrschichtanordnung in nachgelagerte Bearbeitungsprozesse. Das entfernte Polymer wird bevorzugt zur Wiederverwendung aufbereitet oder entsorgt. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass eine Materialschicht, insbesondere epitaktisch, auf der Festkörperschicht erzeugt wird. Bevorzugt erfolgt vor der Erzeugung der Materialschicht eine strukturelle Schwächung des Trägersubstrats und/oder der Festkörperschicht. Als strukturelle Schwächung ist hierbei z.B. das Entfernen oder Abtragen oder Zerstören von Material der jeweiligen Schicht zu verstehen. Im Sinne der Erfindung kann somit bevorzugt entlang vorgegebener bzw. definierter Bereiche, insbesondere Linien, abschnittsweise eine Perforation der jeweiligen Schicht, insbesondere mittels Laserstrahle oder spanender Bearbeitung oder Ätzen, bewirkt werden. Zusätzlich oder alternativ kann entlang der vorgegebenen bzw. definierten Bereiche, insbesondere Linien, die jeweilige Schicht teilweise oder vollständig abgetragen werden. D.h. es können grabenartige Vertiefungen erzeugt werden. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, da die strukturellen Schwächungen in Analogie zu Dehnungsfugen bei einer Temperierung der Mehrschichtanordnung das Entstehen großer Spannungen verhindert. Dies ist ferner vorteilhaft, da dadurch ein ungewolltes Verbiegen oder Zerbrechen der Mehrschichtanordnung verhindert wird. Eine Temperierung der Mehrschichtanordnung kann dabei z.B. beim Erzeugen oder Anordnen einer weiteren Materialschicht an der Festkörperschicht oder an der Trägerschicht erforderlich sein. So treten z.B. bei einer epitaktischen Erzeugung einer Materialschicht Temperaturen von mehr als 400°C oder von mehr als 600°C oder von mehr als 800°C oder von mehr als 1000°C auf. Die vorgegebenen bzw. definierten Bereiche geben bevorzugt Linien vor, wobei besonders bevorzugt eine erste Mehrzahl an Linien parallel zueinander vorgesehen ist und eine zweite Mehrzahl an Linien ebenfalls paralle zueinander vorgesehen ist. Bevorzugt ist die erste Anzahl, insbesondere Mehrzahl, an Linien geneigt, insbesondere orthogonal, zu der zweiten Anzahl, insbesondere Mehrzahl, an Linien ausgerichtet. Somit bilden die vorgegebenen bzw. definierten Bereiche bevorzugt ein gitterartiges Muster aus. Einzelne oder mehrere der ersten Anzahl an Linien können dabei einzelne oder mehrere der zweiten Anzahl an Linien schneiden. Jede Anzahl repräsentiert hierbei bevorzugt eine oder mehr als eine Linie. Bevorzugt begrenzen die Anteile der ersten Mehrzahl und die Anteile der zweiten Mehrzahl Flächenanteile, insbesondere rechteckige oder quadratische Flächenanteile, der jeweiligen Schicht, insbesondere der Festkörperschicht. Bevorzugt korrespondiert bzw. entspricht die Länge eines solchen Flächenanteils der Länge einer oder mehrerer aus diesem Flächenanteil herauszutrennender bzw. herauszuarbeitender Einheit/en, insbesondere Chip bzw. Chips. Bevorzugt korrespondiert bzw. entspricht die Breite eines solchen Flächenanteils der Breite einer oder mehrerer aus diesem Flächenanteil herauszutrennender bzw. herauszuarbeitender Einheit/en, insbesondere Chip bzw. Chips.

Das bereitgestellte Trägersubstrat wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrfach zum Erzeugen einer Mehrschichtanordnung verwendet, wobei die Festkörperschicht vor der erneuten Bereitstellung von dem Trägersubstrat entfernt wird und das Trägersubstrat vor der erneuten Bereitstellung aufbereitet, insbesondere poliert, wird. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die Wiederverwendung des Trägersubstrats in erheblichem Ausmaß Materialverluste reduziert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vor dem Anordnen oder Erzeugen einer Spannungserzeugungsschicht an dem Trägersubstrat eine Opferschicht auf dem Trägersubstrat angeordnet oder erzeugt, wobei die Spannungserzeugungsschicht an der Opferschicht angeordnet oder erzeugt wird. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die Opferschicht bevorzugt eine Haftvermittlung bewirkt wird und/oder das Ablösen der Spannungserzeugungsschicht von dem Trägersubstrat erleichtert wird.

Die Spannungserzeugungsschicht weist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Polymer, insbesondere Polydimethylsiloxan (PDMS), auf oder besteht daraus, wobei die thermische Beaufschlagung bevorzugt derart erfolgt, dass das Polymer einen Glasübergang erfährt, wobei die Spannungserzeugungsschicht, insbesondere mittels flüssigem Stickstoff, auf eine Temperatur unterhalb der Raumtemperatur oder unterhalb von 0°C oder unterhalb von -50°C oder unterhalb von -100°C oder unterhalb von -110°C, insbesondere auf eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur der Spannungserzeugungsschicht, temperiert wird.

Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da erkannt wurde, dass durch die thermische Beaufschlagung der Spannungserzeugungsschicht, insbesondere durch Ausnutzung der beim Glasübergang auftretenden Eigenschaftsveränderungen des Materials der Spannungserzeugungsschicht, die zur Rissauslösung und Rissführung erforderlichen Kräfte in einem Spendersubstrat erzeugt werden können.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Modifikationen lokale Risse im Kristallgitter und/oder in eine andere Phase überführte Materialanteile und/oder die Modifikationen werden mittels über eine äußere Oberfläche des Spendersubstrats, insbesondere an der das Trägersubstrat angeordnet wird, eingeleitete LASER-Strahlen mindestens einer LASER-Einrichtung erzeugt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die Modifikationen die Rissführung bzw. der Rissverlauf sehr genau vorgebbar ist.

Die LASER-Einrichtung ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Bereitstellen der in das Spendersubstrat einzubringenden LASER-Strahlen derart konfiguriert, dass die von ihr ausgestrahlten LASER-Strahlen die Modifikationen an vorbestimmten Orten innerhalb des Spendersubstrats erzeugen, wobei die LASER-Einrichtung bevorzugt derart eingestellt wird, dass die von ihr ausgestrahlten LASER-Strahlen zum Erzeugen der Modifikationen auf eine definierte Tiefe von weniger als 200μιη, bevorzugt von weniger als 150μιη und weiter bevorzugt von weniger als Ι ΟΟμιτι und besonders bevorzugt von weniger als 60μιτι oder von weniger als 50μιη in das Spendersubstrat eindringen, wobei die LASER-Einrichtung eine Pulsdauer von unter 10 ps bevorzugt von unter 1 ps und besonders bevorzugt von unter 500 fs aufweist.

Weiterhin ist denkbar, dass die Modifikationen erst nach der Anbringung des Trägersubstrats an dem Spendersubstrat erzeugt werden. Bevorzugt ist in diesem Fall das Trägersubstrat für die Strahlung transparent oder teilweise transparent ausgebildet.

Die LASER-Einrichtung umfasst gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Femtosekunden-LASER (fs-LASER) und die Energie der LASER-Strahlen des fs-LASER wird bevorzugt derart gewählt, dass die Schädigungsausbreitung einer jeden Modifikation in der Nutzschicht und/oder der Opferschicht kleiner als 3 mal die Rayleighlänge, bevorzugt kleiner als die Rayleighlänge und besonders bevorzugt kleiner ein Drittel mal die Rayleighlänge ist und/oder die Wellenlänge der LASER-Strahlen des fs-LASER wird derart gewählt, dass die Absorption der Nutzschicht und/oder der Opferschicht kleiner als 10cm ^"1 und bevorzugt kleiner als 1cm ^"1 und besonders bevorzugt kleiner als 0,1 cm ^"1 ist und/oder die einzelnen Modifikationen ergeben sich jeweils in Folge einer von dem fs-LASER bewirkten multi-photonen Anregung. Vor einer erneuten Einbringung von LAS ER-Strahlen zur Erzeugung von Modifikationen in dem Spendersubstrat und/oder vor einer erneuten Anbringung des Trägersubstrats oder eines anderen Trägersubstrats an dem Spendersubstrat wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die durch die Abtrennung der Festkörperschicht freigelegte Oberfläche des Spendersubstrats behandelt, insbesondere aufbereitet, bevorzugt geglättet, insbesondere poliert. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die Rissführung der Festkörper im Bereich der Modifikationen, insbesondere die Modifikationen durchdringend, gespalten wird, wodurch die nicht abgetrennten Anteile der Modifikationen eine Strukturierung der freigelegten Oberfläche des Spendersubstrats darstellen bzw. bewirken. Durch die genannte Ausführungsform wird die Oberflächenstruktur der freigelegten Oberfläche des Spendersubstrats aufbereitet, insbesondere geglättet, insbesondere mittels Polieren geglättet.

Weiterhin wird die freigelegte Oberfläche des Spendersubstrats nach dem Glätten, insbesondere Polieren, gereinigt. Die Reinigung erfolgt hierbei bevorzugt unter Verwendung einer fließfähigen Substanz, insbesondere einer Flüssigkeit oder einem Gas. Bevorzugt umfasst die Reinigung die Entfernung von losen Partikeln von der freigelegten Oberfläche.

Die zur genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenfalls durch ein Verfahren zum Aufbereiten einer Festkörperschicht gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbereiten einer Festkörperschicht umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte des Bereitstellens einer Mehrschichtanordnung, insbesondere hergestellt gemäß einem zuvor beschriebenen Verfahren, aufweisend ein Trägersubstrat, mit einer daran angebondeten Festkörperschicht, wobei die Festkörperschicht eine freiliegende Oberfläche mit einer definierten Oberflächenstruktur aufweist, wobei die definierte Oberflächenstruktur zumindest abschnittsweise aus einer mittels einem Riss bewirkten Abtrennung von einem Spendersubstrat resultiert, des Weiterverarbeitens, insbesondere Processing in einer weiteren Anlage oder Prozesskette, insbesondere Polieren oder Beschichten oder Strukturieren, insbesondere mittels spanender oder chemischer, z.B. ätzender Verfahren zur Chipherstellung, oder Zerteilen oder Epitaxieren oder Reinigen, insbesondere mittels Plasma, der an dem Trägersubstrat angeordneten Festkörperschicht, und des Trennens der Festkörperschicht von dem Trägersubstrat durch eine Zerstörung der Bondingschicht.

Diese Lösung ist vorteilhaft, da die Festkörperschicht auf dem Trägersubstrat bearbeitet werden kann und ohne eine Zerstörung des Trägersubstrats von dem Trägersubstrat entfernbar ist. Es ergeben sich dadurch erhebliche Materialeinsparungen, da das nicht zerstörte Trägersubstrat wiederverwendet werden kann. Somit kann eine nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 hergestellte Mehrschichtanordnung zur Festkörperaufbereitung in einer weiteren Fabrik oder einer weiteren Prozesskette verwendet bzw. aufbereitet werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibungsteile und/oder der Unteransprüche.

Die Bondingschicht wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Strahlung oder einer fließfähigen Substanz beaufschlagt und zersetzt sich infolge der Beaufschlagung, wobei die Strahlung bevorzugt Laserstrahlung, insbesondere eines fs-LASERs, ist. Diese Lösung ist vorteilhaft, da es hierdurch möglich ist die Festkörperschicht ohne eine mechanische Belastung oder mit einer nur sehr geringen mechanischen Belastung von dem Trägersubstrat zu trennen.

Weiterhin wird die vorliegende Erfindung durch eine Verwendung eines Trägersubstrats zum Bereitstellen und/oder Bearbeiten einer Vielzahl an Festkörperschichten gelöst. Die erfindungsgemäße Verwendung des Trägersubstrats umfasst dabei bevorzugt, dass die Festkörperschichten nacheinander von dem Trägersubstrat aufgenommen werden, wobei das Trägersubstrat jeweils mittels mindestens einer Bondingschicht mit der jeweiligen Festkörperschicht verbunden ist, wobei die Festkörperschicht nach der Bearbeitung und/oder zu ihrer Bereitstellung von dem Trägersubstrat durch Zerstörung der Bondingschicht abgelöst wird, wobei nach dem Ablösen der Festkörperschicht und vor der Anbringung einer weiteren Festkörperschicht eine Aufbereitung, insbesondere Polieren, des Trägersubstrats bewirkt wird. Die Oberflächenstruktur der freiliegenden Oberfläche der Festkörperschicht weist neben der infolge des Risses beim Abtrennen von dem Spendersubstrat geformten Anteile ebenfalls weitere Anteile auf, die durch die Modifikationen strukturiert sind.

Diese Lösung ist vorteilhaft, da durch die mehrfache Verwendung eines oder mehrerer Trägersubstrats/e die jeweilige Festkörperschicht derart stabil gehalten wird, dass sie z.B. spanend bearbeitet werden kann, sowie erhebliche Materialeinsparungen bewirkt werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibungsteile und/oder der Unteransprüche.

Das Trägersubstrat ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevorzugt scheibenartig, insbesondere mit zwei zueinander parallelen und ebenen Oberflächen, ausgebildet und/oder weist eine Dicke von weniger als 800 μιη auf und die Festkörperschicht weist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Dicke zwischen 10 μιη und 150 μιη, insbesondere zwischen 20 μιη und 60 μιη, auf. Besonders bevorzugt beträgt die Gesamtdicke des Trägersubstrats mit daran angebondeter Festkörperschicht bevorzugt weniger als 900 μιη. Diese Lösung ist vorteilhaft, da eine Mehrschichtanordnung bereitgestellt wird, die in die Prozesse einer Waferverarbeitungsfabrik eingespeist werden könne, ohne dass die Prozesse der Waferverarbeitungsfabrik signifikant verändert werden müssen, und gegenüber den bestehenden Prozesse wird deutlich weniger Material verbraucht.

Das Spendersubstrat bzw. der Festkörper bzw. das Werkstück weist bevorzugt ein Material oder eine Materialkombination aus einer der Hauptgruppen 3, 4 und 5 des Periodensystems der Elemente auf, wie z.B. Si, SiC, SiGe, Ge, GaAs, InP, GaN, AI203 (Saphir), AIN. Besonders bevorzugt weist das Spendersubstrat eine Kombination aus in der dritten und fünften Gruppe des Periodensystems vorkommenden Elementen auf. Denkbare Materialien oder Materialkombinationen sind dabei z.B. Galliumarsenid, Silizium, Siliziumcarbid, etc. Weiterhin kann das Spendersubstrat eine Keramik (z.B. AI203 - Alumiumoxid) aufweisen oder aus einer Keramik bestehen, bevorzugte Keramiken sind dabei z.B. Perovskitkeramiken (wie z.B. Pb-, O-, Ti/Zr-haltige Keramiken) im Allgemeinen und Blei-Magnesium-Niobate, Bariumtitanat, Lithiumtitanat, Yttrium-Aluminium-Granat, insbesondere Yttrium-Aluminium- Granat Kristalle für Festkörperlaseranwendungen, SAW-Keramiken (surface acoustic wave), wie z.B. Lithiumniobat, Galliumorthophosphat, Quartz, Calziumtitanat, etc. im Speziellen. Das Spendersubstrat weist somit bevorzugt ein Halbleitermaterial oder ein Keramikmaterial auf bzw. besonders bevorzugt besteht das Spendersubstrat aus mindestens einem Halbleitermaterial oder einem Keramikmaterial. Es ist weiterhin denkbar, dass das Spendersubstrat ein transparentes Material aufweist oder teilweise aus einem transparenten Material, wie z.B. Saphir, besteht bzw. gefertigt ist. Weitere Materialien, die hierbei als Festkörpermaterial alleine oder in Kombination mit einem anderen Material in Frage kommen, sind z.B. „wide band gap"-Materialien, InAISb, Hochtemperatursupraleiter, insbesondere seltene Erden Cuprate (z.B. YBa2Cu307). Es ist zusätzlich oder alternativ denkbar, dass das Spendersubstrat eine Photomaske ist, wobei als Photomaskenmaterial im vorliegenden Fall bevorzugt jedes zum Anmeldetag bekannte Photomaskenmaterial und besonders bevorzugt Kombinationen daraus verwendet werden können. Bevorzugt bestehen das Spendersubstrat und das Trägersubstrat aus dem gleichen Material. Alternativ ist jedoch ebenfalls denkbar, dass das Spendersubstrat und das Trägersubstrat aus verschiedenen Materialien bestehen. Das Trägersubstrat kann aus den bzgl. dem Spendersubstrat genannten Materialen bestehen oder diese aufweisen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mittels der Modifikationen mehr als 5%, insbesondere mehr als 10% oder mehr als 20% oder mehr als 30% oder mehr als 40% oder mehr als 50% oder mehr als 60% oder mehr als 70% oder mehr als 80% oder mehr als 90% oder mehr als 95%, des im Verlauf des Risses ausgebildeten Kristallgitters verändert, insbesondere beschädigt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da z.B. durch die Laserbeaufschlagung das Kristallgitter derart verändert werden kann bzw. derart Defekte, insbesondere Mikrorisse, erzeugt werden können, dass die zum Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper bzw. dem Spendersubstrat erforderlichen Kräfte eingestellt werden können. Es ist somit im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich, dass die Kristallstruktur im Bereich des Rissverlaufs derart mittels Laserstrahlung modifiziert bzw. beschädigt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge der Laserbehandlung vom Spendersubstrat ablöst bzw. abgetrennt wird.

Durch Bezugnahme werden die Gegenstände der Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen PCT/EP2014/071512, DE102013016682.9, DE102015000451.4 und DE102014013107.6, die eine Modifikationserzeugung in einem Festkörper mittels LASER-Strahlen offenbaren, vollumfänglich zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht. Weiterhin werden die Gegenstände der Schriften PCT/US2008/012140 und PCT/EP2009/067539, welche die Abtrennung von Festkörperschichten mittel Risserzeugung und Rissausbreitung offenbaren, ebenfalls vollumfänglich zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht.

Die Verwendung der Wörter„im Wesentlichen" definiert bevorzugt in allen Fällen, in denen diese Wörter im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden eine Abweichung im Bereich von 1 %-30%, insbesondere von 1 %-20%, insbesondere von 1 %-10%, insbesondere von 1 %-5%, insbesondere von 1 %-2%, von der Festlegung, die ohne die Verwendung dieser Wörter gegeben wäre.

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft die erfindungsgemäße Lösungen dargestellt sind. Bauteile oder Elemente der erfindungsgemäßen Lösungen, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile oder Elemente nicht in allen Figuren beziffert oder erläutert sein müssen.

Darin zeigt:

Fig. 1 schematisch ein Verfahren zum Erzeugen einer Mehrschichtanordnung; und Fig. 2 schematisch die Aufbereitung einer Festkörperschicht mit Hilfe eines Trägersubstrates.

In Fig. 1 sind schematisch mehrere Zustände eines Verfahrens zum Herstellen einer Mehrschichtanordnung 1 gezeigt. Die erste Teildarstellung zeigt ein Spendersubstrat 2, dessen Oberfläche, an der in einem weiteren Schritt ein Trägersubstrat 6, bevorzugt aus GaAs, angebondet wird, bevorzugt poliert und gereinigt ist. Das Spendersubstrat 2 kann hierbei bevorzugt ein Ingot oder ein dicker Wafer sein.

In der zweiten Teildarstellung ist eine Strahlungsquelle, insbesondere eine LASER- Einrichtung 1 1 , gezeigt, die Strahlen, insbesondere einen oder mehrere LASER-Strahlen 10, emittiert, durch den/die im Inneren des Spendersubstrats 2, d.h. bevorzugt beabstandet zu allen äußeren Oberflächen des Spendersubstrats 2, Modifikationen 12, insbesondere in einer Ebene, erzeugt werden.

In der nächsten Teildarstellung wird durch das Bezugszeichen 8 eine Bondingschicht gekennzeichnet, die zum stoffschlüssigen Fixieren des Trägersubstrats 6 an dem Spendersubstrat 2 dient. Es ist hierbei z.B. denkbar, dass die Bondingschicht 8 aus einem Kleber, insbesondere einem lichtabsorbierenden Kleber, besteht oder durch die lokale Verflüssigung des Trägersubstrats 6 und/oder des Spendersubstrats 2, insbesondere infolge einer Hitzebehandlung, erzeugt wird. Bevorzugt besteht die Bondingschicht 8 jedoch aus einem Polymermaterial bzw. weist besonders bevorzugt ein Polymermaterial auf.

Die vierte Teildarstellung zeigt eine Spannungserzeugungsschicht 16, die im gezeigten Beispiel zunächst erzeugt wurde, um dann am dem Trägersubstrat 6 angeordnet zu werden. Das Trägersubstrat 6 wird bevorzugt vor der Anbringung der Spannungserzeugungsschicht 16 an dem Trägersubstrat 6 oder vor der Erzeugung der Spannungserzeugungsschicht 16 auf dem Trägersubstrat 6 mit einer Opferschicht 9 beschichtet. Die Opferschicht 9 kann hierbei z.B. als Haftvermittler oder zum leichteren Entfernen der Spannungserzeugungsschicht 16 vorgesehen sein. Bevorzugt weist die Spannungserzeugungsschicht 16 eine Dicke auf, die um ein Vielfaches größer ist als die Dicke der Opferschicht 9.

Gemäß der nächsten Teildarstellung ist eine Temperierungseinrichtung 17 vorgesehen, die ein Kühlmittel 19, insbesondere flüssiger Stickstoff, ausgibt. Das Kühlmittel 19 bewirkt dabei eine sehr schnelle Abkühlung der Spannungserzeugungsschicht 16 auf eine Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur des Materials der Spannungserzeugungsschicht 16. Durch das Abkühlen der Spannungserzeugungsschicht 16 zieht sich die Spannungserzeugungsschicht 16 zusammen und leitet dadurch Spannungen in das Spendersubstrat 2 ein. Wenn die Spannungen eine kritische Intensität übersteigen, dann bildet sich ein Riss im Bereich der Modifikationen 12 aus und trennt dadurch die Festkörperschicht 4 von dem Spendersubstrat 2 ab, wodurch zum einen eine Oberfläche 15 des Spendersubstrats 2 freigelegt wird und wodurch zum anderen eine Oberfläche 14 der Festkörperschicht 4 freigelegt wird.

Bevorzugt wird nach dem Abtrennend der Festkörperschicht 4 von dem Spendersubstrat 2 gemäß dem oberen Pfeil die Spannungserzeugungsschicht 16 und bevorzugt ebenfalls die Opferschicht 9 von dem Trägersubstrat 6 entfernt, woraus die erfindungsgemäße Mehrschichtanordnung 1 resultiert. Das Spendersubstrat 2 wird gemäß dem unteren Pfeil wieder als Spendersubstrat 2 eingesetzt bzw. das beschriebene Verfahren beginnt erneut. Das Spendersubstrat 2 wird dazu bevorzugt aufbereitet, insbesondere wird die freigelegte Oberfläche 15 bevorzugt behandelt, insbesondere geglättet, insbesondere poliert.

Das Trägersubstrat 6 dient zum Abdünnen eines Spendersubstrats 2 und als Stabilisator beim Bearbeiten der jeweiligen Festkörperschicht 4.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrschichtanordnung 1. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Spendersubstrats 2 zum Abtrennen einer Festkörperschicht 4, insbesondere eines Wafers; Erzeugen von Modifikationen 12, insbesondere mittels LASER-Strahlen 10, in dem Spendersubstrat 2 zum Vorgeben eines Rissverlaufs; Bereitstellen eines Trägersubstrats 6 zum Aufnehmen der Festkörperschicht 4; Anbonden des Trägersubstrats 6 mittels einer Bondingschicht 8 an dem Spendersubstrat 2, wobei das Trägersubstrat 6 zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der abzutrennenden Festkörperschicht 4 für die Weiterverarbeitung vorgesehen ist, Anordnen oder Erzeugen einer Spannungserzeugungsschicht 16 an dem Trägersubstrat 6, Thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht 16 zum Erzeugen von Spannungen in dem Spendersubstrat 2, wobei durch die Spannungserzeugung ein Riss ausgelöst wird, der sich entlang des vorgegebenen Rissverlaufs zum Abtrennen der Festkörperschicht 4 vom Spendersubstrat 2 ausbreitet, so dass sich die Festkörperschicht 4 mit dem angebondeten Trägersubstrat 6 abtrennt.

In Fig. 2 ist eine Mehrschichtanordnung 1 gezeigt, wie sie bevorzugt gemäß den Ausführungen zu Fig. 1 erzeugt wurde. In der neben der ersten Teildarstellung gezeigten zweiten Teildarstellung ist die Mehrschichtanordnung 1 derart gegenüber einer Bearbeitungseinrichtung 18 angeordnet, dass mittels der Bearbeitungseinrichtung 18 die freigelegte Oberfläche 14 der Festkörperschicht 4 behandelt werden kann. Es ist hierbei denkbar, dass die Bearbeitungseinrichtung 18 mechanisch, insbesondere spanend, optisch, chemisch und/oder mittels Plasma, die freigelegte Oberfläche 14 behandelt.

In der dritten Teildarstellung ist eine Zersetzungseinrichtung 20 dargestellt, durch die die Bondingschicht 8 beaufschlagt, insbesondere zerstört, wird. Die Zersetzungseinrichtung 20 emittiert dazu z.B. Strahlung. Die Strahlung kann hierbei bevorzugt LASER-Strahlung oder UV-Strahlung sein. Im Falle von LASER-Strahlung wird die Strahlung bevorzugt von einem Piko- oder Femtosekunden-LASER emittiert. Alternativ ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die Zersetzungseinrichtung 20 eine fließfähige Substanz, insbesondere ein Fluid, ausgibt, durch die die Bondingschicht aufgelöst wird. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Zersetzungseinrichtung 20 eine Temperatur erzeugt, durch die sich die Bondingschicht 8 zersetzt oder auflöst.

In der vierten Teildarstellung ist ein Zustand nach dem Abtrennen der Festkörperschicht 4 von dem Trägersubstrat 6 gezeigt. Das Trägersubstrat 6 wird dann bevorzugt aufbereitet, insbesondere gereinigt und/oder geglättet, insbesondere poliert.

Die elliptische Darstellung zeigt das durch die Fig.1 dargestellte Verfahren. Der Pfeil kennzeichnet hierbei, dass das freigelegte und bevorzugt aufbereitete Trägersubstrat 6 als Trägersubstrat 6 in dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren erneut eingesetzt wird.

Die Erfindung ist vorteilhaft, da sie Materialverluste reduziert und eine Lösung zum Erzeugen äußerst, insbesondere absolut, planer dünner Festkörperschichten 4, insbesondere Nutzwafer, liefert. Die so erzeugten Festkörperschichten 4 bzw. Nutzwafer weisen somit eine äußerst ebene Rückseite auf, wodurch sie sich insbesondere für eine 3D-lntegration eignen, da sie z.B. keinen Warp und bevorzugt ebenfalls keine sonstigen Verformungen aufweisen.

Bezugszeichenliste

Mehrschichtanordnung 4 Festkörperschicht

2 Spendersubstrat 6 Trägersubstrat 8 Bondingschicht 15 freigelegte Oberfläche des

Spendersubstrats

9 Opferschicht

16 Spannungserzeugungsschicht

10 LASER-Strahlen

17 Temperierungseinrichtung

11 LASER-Einrichtung

18 Bearbeitungseinrichtung

12 Modifikationen

19 Kühlmittel

14 freigelegte Oberfläche der

Festkörperschicht 20 Zersetzungseinrichtung