DE10052293A1 - Verfahren zum Aufbringen eines Substrats - Google Patents

Abstract

Es handelt sich um ein Verfahren zum Aufbringen eines dünnwandigen, flächigen Substrats, insbesondere Wafers, auf einen Montageträger mit vorzugsweise ebener Schutzschicht, z. B. Wachs. Das Substrat wird in Bezug auf die Schutzschicht mit Abstand angeordnet und konvex gewölbt. Das Substrat wird sodann mit der Schutzschicht in Kontakt gebracht. Schließlich wird das Substrat von der Kontaktstelle aus zu seinem Rand hin auf die Schutzschicht ganzflächig aufgelegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Substrats nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der kommerziellen Herstellung von Halbleiterwafern (Scheiben aus Silizium, GaAs etc.) wird ein Halbleiterwafer unterschiedlichen aufeinanderfolgenden Ver­ fahren unterworfen. Ein wichtiger Schritt nach dem Aufbringen verschiedener Strukturen und Schichten auf der Vorderseite (aktive Seite bzw. Seite, auf der sich die aufgebrachten Strukturen befinden) ist das Anbringen einer Schutz­ schicht auf dieser aktiven Seite. Diese Schicht hat die Aufgabe, die Wafer­ oberseite und damit deren empfindliche Oberfläche während des nachfolgenden Bearbeitungsprozesses, z. B. dem Dünnen des Wafers durch Grinden oder Lappen, zu schützen. Der Vorgang des Dünnens findet auf der Rückseite des Wafers statt und beeinflusst entscheidend die Restdicke des Wafers.

Da das Abtragen bis auf eine Dicke von ca. 50 µm oder weniger geschieht, ist eine möglichst plane Fläche des Wafers sehr wichtig. Ein Parameter für diese Oberflächengüte ist die Qualität der Waferunterlage, die aus dem Montageträger selbst und der aufgetragenen Schutzschicht gebildet wird. Unebenheiten hier beeinträchtigen die zu bearbeitende Rückseite des Wafers. Verfahren zur Ver­ besserung dieser Situation sind bekannt.

In der WO 092479 ist eine spezielle Stoffmischung zur Montage und Demontage einer Halbleiterscheibe beschrieben, in der DE 43 32 488 wird eine Folie mittels Adhäsionskraft möglichst plan aufgezogen. Weiterhin üblich sind reversible Klebstoffschichten. Es hat sich gezeigt, dass trotz aufwendiger Vorbereitung der Waferunterlage ein systemimmanenter Nachteil besteht. Durch das Einbringen einer Schutzschicht zwischen der aktiven Waferseite und dem Montageträger entstehen Lufteinschlüsse, welche Unebenheiten auf der Waferrückseite verursachen. Diese Lufteinschlüsse sind mit Erhöhung des Anpressdrucks oder Verteilung der lokalen Druckorte kaum zu beseitigen. Auch mehrfache Wiederholungen des Anpressvorganges führen nicht zum ge­ wünschten Erfolg. Außerdem wird durch solche Manipulationen die Bruch­ gefahr des Wafers unkontrolliert erhöht.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und den Wafer ohne unange­ messenen Verfahrensaufwand problemlos mit der Schutzschicht unter möglichst weitgehendem Ausschluss von Luftbläschen zu verbinden.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 5 gelöst.

Man erkennt, dass die Erfindung jedenfalls dann verwirklicht ist, wenn der Wafer (allgemein ein Substrat) in Bezug auf die Schutzschicht zunächst mit Abstand angeordnet und konvex gewölbt wird. Danach wird der Wafer in einer Linearbewegung mit der Schutzschicht und oder Klebeschicht in Kontakt ge­ bracht. Schliesslich wird der Wafer von der ersten Kontaktstelle aus zu seinem Rand hin auf die Schutzschicht ganzflächig aufgelegt wird. Dadurch ist gewähr­ leistet, dass von einem zentralen Punkt aus durch Überführen der kalottenför­ migen Waferform in eine ebene Fläche eine homogene Verdrängungsbewegung zwischen den Schichten stattfindet. Luftblasen entstehen bei dieser Vorgehens­ weise kaum oder werden in radialer Richtung nach außen gedrückt und eliminiert.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird der Wafer beim Auflegen auf die Schutzschicht einem nahezu konstanten Druck ausgesetzt. Dadurch wird eine weitgehend konstante, gleichmäßige und nur geringe Eindringtiefe des Wa­ fers in die Schutzschicht gewährleistet. Dies wird erreicht, indem während der linearen Annäherungsbewegung des vorgeformten Wafers an die Schutzschicht der Abstand zwischen den beiden Körpern ständig überwacht wird. Sobald die angeformte Kalottenkontaktstelle die Schutzschicht erreicht, werden Geschwin­ digkeit und die räumliche Waferform entsprechend so verändert, dass die Man­ telfläche des kalottenförmigen Wafers sich zweidimensional auf der Schutz­ schicht ausbreitet, ohne nennenswerte örtlich unterschiedliche Eindringtiefen zu verursachen.

Gemäß weiteren vorteilhaften Verfahrensschritten erfolgt die Bildung der kon­ vexen Waferwölbung sowie das Halten und Lösen des Wafers von dem Trag­ körper durch Steuerung des Mediumdrucks im Hohlraum zwischen Wafer und Tragkörper. Dadurch kann das Maß der Wölbung zeitlich und räumlich frei ge­ steuert werden, um ein gleichmäßiges Absetzen des Wafers auf der Schutz­ schicht zu gewährleisten.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung mit einem in Bezug auf den Mon­ tageträger beweglichen Tragkörper, dessen der Schutzschicht zugewandte Partie den Wafer trägt und Strömungsöffnungen für das Medium aufweist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Maßnahme der Erfindung ist die Partie vorzugsweise plan ausgebildet und die Strömungsöffnungen sind als mittig aus­ gebildete Kanäle und randnahe, ringförmige Nuten/Kanäle vorgesehen. Hierbei dienen die Kanäle mit ihren Zuluftleitungen zum Wölben des Wafers mittels Überdruck und die Nuten sind mit Absaugleitungen versehen, um mittels Unter­ druck den Wafer an seinen Rändern zu halten und auch abzusetzen.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die Partie in der Draufsicht vorzugsweise kreisrund geformt ist, jedoch auch andere Formen sind möglich, wie z. B. oval oder N-eckig.

Das Verfahren ermöglicht es, die aktive Seite des Wafers mit einer Schutz­ schicht zu versehen und dabei den möglichen Einschluss von Luftbläschen mini­ mal zu halten. Dadurch wird in dem folgenden Arbeitsschritt die Rückseite des Wafers nicht durch Unebenheiten beeinträchtigt. Durch die Anwendung des Verfahrens ist es möglich, die Verdünnung der Waferdicke zu optimieren.

Weiterhin lassen sich durch die günstige Ausgangslage der Oberfläche mögliche Beschädigungen (Mikrorisse etc.) verringern.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles weiter erläutert.

Die Fig. 1-4 zeigen den zeitlichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbringen der aktiven Seite des Wafers in die Schutzschicht. In Fig. 1 ist die Ausgangsphase des Vorganges dargestellt. Der Zuführungsarm führt den Tragkörper in einer Linearbewegung zum Montageträger, auf welchem die vorbereitete Schutzschicht aufgetragen ist. Der Tragkörper besitzt an seiner unteren Partie mindestens einen vorzugsweise mittigen offenen Kanal, der durch ein Medium mit Überdruck versorgt wird. Kreisförmig sind an der Peripherie der unteren Partie nutförmige Strömungsöffnungen angebracht, durch die das Medium abgesaugt wird. Dieser Unterdruck dient in der Anfangsphase zum Halten und Fixieren des Wafers an den Rändern seiner Rückseite. Sobald eine ausreichende Haltekraft durch Saugwirkung erreicht ist, wird über die Strömungsöffnung ein Überdruck konzentrisch aufgeschaltet. Dieser Überdruck ist so bemessen, dass der Wafer sich nach außen wölbt, jedoch die Haltekraft durch Saugwirkung am Rande des Wafers nicht überschreitet. Der Wafer ist damit in seiner räumlichen Form verändert, jedoch immer noch mittig fixiert. In diesem statischen Zustand wird der Wafer auf den Montageträger mit der Schutzschicht allmählich zubewegt.

Fig. 2 zeigt, wie der Wafer den Zielort, die Schutzschicht, erreicht hat. Diese Phase wird durch entsprechende Sensorik erfasst und die Zuführgeschwindig­ keit so verringert, dass der vorstehende Teil des gewölbten Wafers die Schutz­ schicht zwar berührt, jedoch keine signifikanten Verformungen durch ein Ein­ tauchen entstehen.

Fig. 3 zeigt, wie jetzt die Korrelation zwischen Rückformung des aufgewölbten Wafers und des restlichen Zuführweges stattfindet. Der Überdruck der Strö­ mungsöffnung wird zurückgenommen, der Wafer bildet sich in seine ursprüng­ liche Form zurück und gleichzeitig wird durch weiteren Vorschub über den Zu­ führungsarm ein nahezu gleichbleibender Anpressdruck zwischen der aktiven Waferseite und der Schutzschicht gesorgt. Während der Rückbildungsphase des Wafers entrollt sich die Fläche des Wafers gleichmäßig vom mittigen Aufsetz­ punkt zu den Rändern hin und schiebt bei dieser Ausbreitung systematisch mögliche Luftbläschen vor sich her zum Rand hin.

Fig. 4 zeigt die Endphase des Aufbringens in die Schutzschicht. Der Wafer hat sich völlig in seine flächige Form zurückgebildet und ruht jetzt in der Schutz­ schicht parallel zum Montageträger. Der Unterdruck in den Strömungsöffnungen zum Halten des Wafers wird aufgehoben, der Wafer löst sich vom Zuführungs­ arm 2, der sodann zurückfährt. Das Befestigen des Wafers am Montageträger könnte auch elektrostatisch erfolgen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Aufbringen eines dünnwandigen, flächigen Substrats, insbesondere Wafers, auf einen Montageträger (6) mit vorzugsweise ebener Schutzschicht (5), z. B. Wachs, dadurch gekennzeichnet,
dass das Substrat in Bezug auf die Schutzschicht (5) mit Abstand angeordnet und konvex gewölbt wird,
dass das Substrat (4), sodann mit der Schutzschicht (5) in Kontakt gebracht wird und dass schliesslich das Substrat (4) von der Kontaktstelle aus zu seinem Rand hin auf die Schutzschicht (5) ganzflächig aufgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (4) beim Auflegen einen annähernd konstanten Druck auf die Schutzschicht (5) ausübt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Schutzschicht (5) abgewandte Seite des Substrats (4) mit Druckmedium, insbesondere Luft oder Flüssigkeit, beaufschlagt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Substratwölbung sowie das Lösen des Substrats von dem Tragkörper (2) durch Steuern des Mediumdruckes im Hohlraum zwischen dem Substrat (4) und dem Tragkörper (2) erfolgt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen im Bezug auf den Montageträger (6) beweglichen Tragkörper (2), dessen der Schutzschicht (5) zugewandte Partie (8) das Substrat (4) trägt und die Strömungsöffnungen (3, 5) für das Medium aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Partie (8) vorzugsweise plan ausgebildet ist und die Strömungs­ öffnungen (3, 7) als mittig ausgebildete Kanäle und umlaufende Nuten vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (3, 7) als Überdruck- und die Nuten als Unterdruck­ leitungen ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Partie (8) in ihrer Draufsicht vorzugsweise kreisrund, oval oder N-eckförmig ist.