B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zum Ablö sen eines Produktsubstrats von einem Trägersubstrat.

Das Rückdünnen von Produktsubstraten ist in der Halbleiterindustrie häufig erforderlich und kann mechanisch und/oder chemisch erfolgen. Zum Rückdünnen werden die Produktsubstrat in der Regel auf einen Träger vorübergehend fixiert, wobei es für die Fixierung verschiedene Methoden gibt. Als Trägermaterial werden beispielsweise Folien,

Glassubstrate oder S iliziumwafer verwendet.

In Abhängigkeit von den verwendeten Trägermaterial ien und der verwendeten Verbindungsschicht zwi schen Träger und Produktsubstrat sind verschiedene Verfahren zur Auflösung oder Zerstörung der Verbindungsschicht bekannt, wie beispielsweise die Verwendung von UV-Licht, Laserstrahlen, Temperatureinwirkung oder Lösungsmittel .

Das Ablösen stellt sich zunehmend als einer der kritischsten

Prozessschritte dar, da die dünnen Substrate mit Substratdicken von wenigen μηι beim Ablösen/Abziehen leicht brechen oder durch die für den Vorgang des Ablösens notwendigen Kräfte Schaden erleiden.

Darüber hinaus haben die dünnen Substrate kaum bis keine Formstabilität und rollen sich typischerweise ohne Stützmaterial ein. Während der Handhabung der rückgedünnten Wafer ist mithin eine Fixierung und Unterstützung der Wafer praktisch unumgänglich.

Oftmals ist das Ablösen, insbesondere bei Verwendung eines

Lösungsmittel s zum Lösen der Verbindungsschicht, sehr zeitaufwändig.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, um einen Produktsubstrat mögl ichst zerstörungsfrei, schnell und auf einfache Art und Weise von einem Träger zu lösen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbi ldungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtl iche

Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den

Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch innerhalb der genannten

Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und i n beliebiger Kombination beanspruchbar sein. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Verbindungsschicht zumindest nicht ausschließlich vom seitlichen Umfangsrand der

Verbindungsschicht her aufzulösen, sondern die Verbindungsschicht möglichst großflächig an der Klebefläche zum Trägersubstrat hin zu lösen, und zwar insbesondere unterstützt durch Kavitati onserzeugnismittel, vorzugsweise einen mit dem Lösungsmittel in Kontakt stehender Ultraschallgeber. Dies wird erfindungsgemäß derart gelöst, dass ein Trägersubstrat von Kanälen durchsetzt ist und/oder ein poröses

Trägersubstrat verwendet wird . Das Lösungsmittel erhält so praktisch vollflächigen Zugang zur Verbindungsschicht und kann die

Verbindungsschicht damit praktisch entlang der gesamten Kontaktfläche zum Trägersubstrat vollflächig angreifen und auflösen.

Mit Produktsubstrat ist ei n Produktsubstrat, bei spielsweise ein

Halbleiterwafer, gemeint, das übl i cherweise auf eine Dicke zwi schen 0, 5 μηι und 250 μιη gedünnt ist, wobei d ie Tendenz zu i mmer dünneren Produktsubstraten geht.

Als Träger wird beispielswei se ein Trägersubstrat mit einer Dicke zwischen 50 μηι und 5.000 μπι, insbesondere zwischen 500 μιτι und 1 000 μιη verwendet.

Als Verbindungsschicht kommt ein Kleber, beispielsweise ein lösbarer Kleber, insbesondere ein Thermoplast in Frage, der vollflächig

aufgebracht wird, wobei die Klebekraft im Zentrum durch eine

haftreduzierende Schicht, beispielsweise ein Fl uorpolymer, vorzugswei se Teflon, reduziert sein kann. Als Aufnahmeeinrichtung eignet sich besonders ein Chuck, insbesondere ein Spinner Chuck zur Aufnahme des Trägersubstrats, insbesondere mittels Unterdruck, beispielsweise an Saugbahnen, Bohrungen oder

Saugnäpfen. Alternativ ist eine mechanische Aufnahme, beispielsweise durch seitliche Klammern, denkbar. In einer weiteren, alternativen

Ausgestaltung erfolgt die Aufnahme elektrostatisch.

Ablösungsmittel umfassen bei Verwendung eines Filmrahmens den auf den Filmrahmen montierten Film und eine den Filmrahmen aufnehmende und kraftbeaufschlagende Filmrahmenaufnahme. Andernfalls umfassen die Ablösungsmittel einen Chuck, der das Trägersubstrat mit einer

Zugkraft, insbesondere mittels am Chuck vorgesehenen Vakuumbahnen, beaufschlagt.

In einer vortei lhaften Ausführungsform der Erfindung i st vorgesehen, dass die Verbindungsschicht entlang des Trägersubstrats gleichmäßig verteilt gelöst wird. Je homogener das Ablösen der Verbindungsschicht, insbesondere durch Vorsehen einer Vielzahl von Kanälen oder durch Permeation eine porösen Trägerteilsubstrats wird das Trägersubstrat vom Produktsubstrat besonders schonend ablösbar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist mit Vortei l vorgesehen, dass ein durch einen Filmrahmen und einen mit dem

Fi lmrahmen verbundenen flexiblen Fi lm gebildeter, insbesondere volumenveränderlicher, Lösungsmittelbehälter zur Aufnahme des

Lösungsmittel s vorgesehen ist, in welchem die Aufbringung des

Lösungsmittel s, insbesondere durch Einbringung des Lösungsmittels, erfolgt. Hier wird erfindungsgemäß vollumfänglich auf die Beschreibung, die Figurenbeschreibung, die Patentansprüche und die Zeichnungen der europäischen Patentanmeldung EP 1 0 004 3 1 3.2 Bezug genommen und die entsprechend als mitoffenbart gelten sollen.

Soweit während des Durchfließens des Durchflussantei ls und/oder des Lösens der Verbindungsschicht eine Beaufschlagung des Lösungsmittels mit Ultraschallschwingungen, insbesondere durch Beaufschlagung mit einem Ultraschallgeber an der Flachseite des Trägersubstrats, vorgesehen ist, wird das erfindungsgemäße Verfahren drastisch beschleunigt. Durch den Ultraschall wird die Diffusion von Lösungsmittelmolekülen des Lösungsmittel s durch Poren und/oder Kanäle des Trägersubstrats beschleunigt und auch das Auflösen der Verbindungsschicht erfolgt wesentlich schneller, wenn das Auflösen durch Ultraschall schwingungen angeregt ist. Der Grund hierfür liegt in der sogenannten Kavitation. Unter Kavitation versteht man die Bildung und Auflösung von Hohlräumen in Flüssigkeiten durch Druckschwankungen. Diese Hohlräume i mplodieren und erzeugen dadurch eine extrem starke Oberflächenschädigung eines von der Flüssi gkeit begrenzten Festkörpers . Durch die Kavitation wird die Verbindungsschicht zumindest tei lweise mechanisch zerstört. Dieser Effekt ist in der Technik, vor allem in der Schifffahrt durch die

Abnutzung der Propeller eines Schiffes bekannt und meist unerwünscht. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich damit von US

2004/01 8886 1 A I durch die Tatsache, dass die induzierten Schallwel len nicht nur die Moleküle effizienter durch die Kanäle transportieren, sondern zusätzli ch die Kavitation für die Schädigung des Klebers verantwortlich i st.

Besonders vorteilhaft sind dabei Ultraschallschwingungen mit einer Frequenz zwischen 1 6 kHz und 1 GHz, insbesondere zwischen 500 kHz und 1 500 kHz, vorzugsweise zwischen 800 kHz und 1 200 kHz. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der

Lösungsmittelbehälter wannenförmig ausgebildet, wodurch mit einem minimalen Lösungsmittelverbrauch die Ablösung des Produktsubstrats erreicht werden kann.

Indem die Ablösung des Produktsubstrats vom Trägersubstrat, auch als Debonding bezeichnet, auf Grund der durch die vollflächige Lösung der Verbindungsschicht durch Abheben des Trägersubstrats erfolgt, wird eine weitere Beschleunigung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht.

Weitere Vorteile, Merkmal e und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen ; diese zeigen in :

Figur 1 : eine schemati sche Sei tenansicht eines aus Produktsubstrat,

Trägersubstrat und Verbindungsschicht bestehenden

Substratverbunds auf einem Filmrahmen gemäß einer ersten Verfahrensvariante und

Figur 2 : eine schematische Seitenansicht eines aus Produktsubstrat,

Trägersubstrat und Verbindungsschicht bestehenden

Substratverbunds auf einem Filmrahmen gemäß einer zweiten Verfahrens Variante.

In den Figuren sind gleiche Bautei le und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In der Figur 1 ist ein Substratverbund 1 1 gezeigt, der aus einem

Trägersubstrat 3 , insbesondere einem Wafer, einem Produktsubstrat 7, insbesondere einem Strukturwafer, und einer das Produktsubstrat 7 auf dem Trägersubstrat 3 temporär bondenden Verbindungsschicht 6, insbesondere einem Kleber, besteht.

Das Trägersubstrat 3 wird erfi ndungsgemäß mit einem Lösungsmittel 9 zum Lösen der Verbindungsschicht 6 beaufschlagt und zwar zumindest an einer von der Verbindungsschicht 6 abgewandten Flachseite 3 o des

Trägersubstrats 3 , die in der Zeichnungsebene oben angeordnet ist. Somit liegt das Lösungsmittel 9 auf dem Trägersubstrat 3 gemäß der

Ausführungsform gemäß Figur 1 in einer dünnen Schicht auf, ohne dass größere Mengen über den Rand des Trägersubstrats 3 laufen. Vielmehr dringt das Lösungsmittel 9 in Kanäle 5 und/oder Poren durch eine offene Porosität des Trägersubstrats 3 in das Trägersubstrat 3 ein, was bei der vorliegenden Ausführungsform auf Grund der Schwerkraft erfolgt . Die Aufbringung des Lösungsmittels 9 erfolgt durch ein nicht dargestel ltes Mittel zum Einbringen des Lösungsmittel s 9 beziehungswei se Aufbringen des Lösungsmittels 9, beispielsweise eine Düse, die mit einem

Lösungsmittelbehälter verbunden ist.

Der Substratverbund 1 1 l iegt auf einem Fil m 2 eines Filmrahmens 1 auf, der als flex ibl e Folie vorgesehen ist. Besonders vortei l haft i st ei ne konzentrische Ausrichtung des Substratsverbunds 1 1 zu dem ringförmigen Fi lmrahmen 1 , so dass zwischen dem Substratverbund 1 1 und dem

Fi lmrahmen 1 ein gleichmäßi ger Abstand vorliegt. Dieser Abstand und die Flexibilität des Films 2 werden durch entgegengesetzte

Kraftbeaufsch lagung des Fi lmrahmens 1 und des Substratsverbunds 1 1 genutzt, um einen Lösungsmittelbehälter 1 2 auszubi lden, in welchem überflüssiges Lösungsmittel 9 gesammelt wird . Der

Lösungsmittelbehälter 1 2 hat dadurch eine Wannenform .

Soweit - wie in der Ausführungsform gemäß Figur 2 gezeigt - mehr Lösungsmittel 9 in den Lösungsmittelbehälter 1 2 eingebracht wird, ist der Substratverbund 1 1 vollständig in das Lösungsmittel 9 eingetaucht, so dass zusätzlich von dem Seitenumfang 6s der Verbindungsschicht 6 ein Lösen der Verbindungsschicht 6 erfolgt.

Somit durchfließt ein Durchflussanteil des Lösungsmittels 9 das

Trägersubstrat 3 beginnend von der Flachseite 3 o bis hin zur

Verbindungsschicht 6. Sobald das Lösungsmittel 9 die

Verbindungsschicht 6 erreicht, beginnt das Lösen der Verbindungsschicht 6, während der Restanteil des Lösungsmittels 9 auf dem Trägersubstrat 3 verbleibt.

In den Restanteil wird ein Ultraschallgeber 1 0 eingetaucht, um das Lösungsmittel 9 mit Ultraschallschwingungen zu beaufschlagen. Die Ultraschallschwingungen werden von dem Restanteil durch das

Trägersubstrat hindurch über den Durchflussanteil des Lösungsmittels bis in die Verbindungsschicht 6 übertragen, so dass sowohl die Permeation beziehungsweise das Durchfließen des Lösungsmittels 9 durch das

Trägersubstrat 3 als auch das Lösen der Verbindungsschicht stark beschleunigt werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines

Fi lmrahmens 1 mit einem Fi lm 2 beschränkt, sondern alternativ ist es erfindungsgemäß denkbar, den Substratverbund 1 1 in eine Wanne m it Lösungsmittel zu tauchen. Die Verwendung des Fi lmrahmens I ist j edoch von Vorteil, da der Filmrahmen 1 nicht nur für die Vor- und Weiterbearbeitung des Substratverbunds 1 1 beziehungsweise des

Produktsubstrats 7, insbesondere als Schneiderahmen, verwendet werden kann, sondern gleichzeitig auch als erfindungsgemäßer

Lösungsmittelbehälter dient.

Die Kanäle 5 sind vorzugsweise als gleichmäßig entlang der Flachseite 3 o des Trägersubstrats 3 vertei lte, insbesondere quer zur Flachseite 3o, vorzugsweise geradlinig, verlaufende Kanäle 5 ausgebildet.

Die Ablösung des Produktsubstrats 7 vom Trägersubstrat 3 erfolgt nach dem zumindest teilweisen Lösen der Verbindungsschicht 6, indem eine Zugkraft an der Flachseite 3o des Trägersubstrats 3 , also in der

Zeichnungsebene nach oben, angelegt wird, insbesondere mit einer Aufnahmeeinrichtung für Wafer, beispielsweise einem Chuck. Durch Anlegen einer entsprechenden Gegenkraft am Filmrahmen 1

beziehungsweise an dem Produktsubstrat 7 wird durch die Flexibil ität des Films 2 ein schonendes Ablösen des Produktsubstrats 7 vom

Trägersubstrat 3 erreicht, und zwar konzentrisch vom Seitenrand des Substratsverbunds 1 1 beginnend. Das Produktsubstrat 7 ist an seiner von der Verbindungsschicht 6 abgewandten Flachseite 7o auf dem Film 2, der insbesondere als Klebefilm ausgestaltet ist, fixiert. Nach dem Ablösen verbleibt nur das Produktsubstrat 7 auf dem Film 2 des Filmrahmens 1 , so dass das Produktsubstrat 7 mit dem Filmrahmen 1 zu weiteren

Bearbeitungsschritten geführt werden kann. Verfahren zum Ablösen eines Produktsubstrats von einem Trägersubstrat

B e z u g s z e i c h e n l i s t e

Filmrahmen

Film

Trägersubstrat

o Flachseite

Kanäle

Verbindungsschicht

s Seitenumfang

Produktsubstrat

o Flachseite

Lösungsmittel

0 Ultraschallgeber

1 Substratverbund

2 Lösungsmittelbehälter