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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren, Haltern oder Abmontieren eines Wafers, insbesondere eines dünnen oder ultradünnen Wafers oder eines Teiles eines Wafers, auf oder von einem perforierten Transportträger mittels Ausübung von Luftdruck, wobei zwischen dem Wafer und dem Transportträger eine Zwischenlage vorgesehen wird sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zum Transport, zur Bearbeitung, zum Testen bzw. zur Zwischenlagerung eines Wafers, also eines scheibenförmigen Substrates bzw. Halbleitermaterials, insbesondere bei der Herstellung oder beim Handling dünner, vorzugsweise ultradünner Wafer (Dicken < 50u), werden diese auf Transportträger aufgebracht. Die Bearbeitung des Wafers kann beispielsweise ein Schleifvorgang, eine Dünnung, ein Reinigen, ein elektrischer Test oder auch die Zerteilung in einzelne Teile, wie Chips, sein. Speziell ultradünne Wafer werden flexibel, mechanisch sehr fragil und daher anfällig auf Waferbrüche. Die gravitations-und stressbedingte Durchbiegung ultradünner Wafer macht das automatische Handling mittels Industrierobotern äusserst schwierig.
Der Transportträger verhindert die Durchbiegung und mechanischen Stress innerhalb des Wafers und vermeidet somit Waferbrüche. Damit können ultradünne Wafer grossteils mit existierendem, dem Stand der Technik entsprechenden Equipment und Handlingtechniken behandelt werden. Nachteilig an der Verwendung von festen Trägern ist allerdings, dass die Abnahme von genau definierten Teilen des bearbeiteten Wafers beispielsweise Chips vom Transportträger beim Diebonding bzw. bei der Chipbestückung dadurch erschwert wird, dass durch die Verwendung eines festen Transportträgers übliche Ausstechsysteme mit Ausstechnadeln, die von der Transportträgerseite her auf das Chip einwirken, nicht verwendet werden können.
Aus der EP 0 067 705 A2 ist ein Wafer-Transportsystem bekannt, das eine perforierte Trägerplatte für Wafer umfasst. Ebenso ist aus der JP 08-008586 A ein Vakuumaufnehmer für Substrate mit einer perforierten Platte vor einer Saugfläche bekannt. Weiters ist aus der JP 12-006072 A eine Trägerplatte eines Vakuumhalters für Halbleitersubstrate mit kleinen Löchern bekannt.
Darüber hinaus ist aus der US 4 185 814 A ein mit Über- und Unterdruck arbeitender Saugkopf für die Halbleitertechnik bekannt, der zum Aufnehmen, Halten und Ablegen von dünnen Scheiben mit mehreren einzelnen Teilbereichen dient.
Die Aufbringung des Wafers auf den Transportträger erfolgt nach einem weiteren Stand der Technik mittels Klebefolien. Die Klebewirkung ist vor allem daher notwendig, da bei Bearbeitungsschritten wie beispielsweise Schleifprozessen zur Waferdünnung oder bei Sägeprozessen zur Zerteilung des Wafers in einzelne Chips hohe mechanische Kräfte auf den Wafer einwirken, welchen die durch die Folie bestimmte Haltekraft zwischen Wafer und Transportträger stand halten muss. Der Transportträger wird zur Wiederverwendung natürlich nicht zerteilt.
Zur Ablösung des Wafers bzw. der Chips vom Transportträger muss die Haltekraft dieser Klebefolien entweder thermisch oder durch UV-Strahlung deaktiviert, d. h. reduziert werden, da eine Ablösung des Wafers bzw. der Chips durch Ausstechnadeln, die von der dem Wafer abgewandten Seite der Klebefolie einwirken, aufgrund des festen Transportträgers nicht erfolgen kann. Nachteilig an dieser Vorgangsweise ist, dass diese Klebefolien sehr teuer und zudem schwer zu beziehen sind. Darüber hinaus müssen bei der Verwendung von UV-aktiven Folien spezielle, für UV-Licht transparente Quarzwafer anstatt der üblichen Siliziumwafer eingesetzt werden, was wiederum zu erhöhten Kosten führt.
Wie bereits erwähnt, ist es bekannt, den ultradünnen Wafer auf einer Seite mit einer klebenden, gegebenenfalls 2-seitig klebenden, Folie oder direkt mit einer Kleberschicht zu versehen und diesen Wafer mit der Folie oder mit der Kleberschicht auf einen mechanisch stabilen Transportträger aufzubringen. So sind auch Sandwich-Bauweisen beispielsweise aus der EP 979 852 A2 bekannt. Dabei werden Folien verwendet, die die unterschiedlichen Kräfte der Spannungen im Wafer bzw. im späteren Chip und in den Transportträgern, beispielsweise in den verwendeten Transportscheiben, aufnehmen bzw. absorbieren.
Es ist auch ein Verfahren und eine Einrichtungen zum Aufbringen der Folie aus der EP 881 663 A2 bekannt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass der aufwendige Aufbau der Einrichtung viele einzelne Verfahrensschritte bedingt, die sehr zeitintensiv sind. Nachteilig ist weiter, dass der Anpressdruck über eine Anpressrolle erzeugt wird, was bei ultradünnen Wafern sehr oft zu Waferbrüchen führt, andererseits eine Bildung kleiner Lufteinschlüsse nicht absolut vermeidbar ist.
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An sich sind auch perforierte, adhäsive Zwischenfolien beispielsweise aus der US 5 776 262 A und der DE 24 14 297 B2 für andere Anwendungsgebiete bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das einerseits die oben zitierten Nachteile vermeidet und das anderseits, neben einer rationellen, auch eine qualitativ hochstehende Fertigung erlaubt.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wafer und dem Perforationen aufweisenden Transportträger mindestens eine Zwischenlage als perforiertes, adhäsives Medium vorgesehen wird, dass sich die Perforationen vom Transportträger und Medium bzw.
Medien mindestens teilweise überdecken und dass in an sich bekannter Weise die Haftung des Wafers auf dem Medium über einen entsprechenden Druck, einem Über- oder Unterdruck, der auf der dem Medium abgewandten Seite des Transportträgers angelegt wird, gesteuert wird und dass der Lochquerschnitt der Perforationen des adhäsiven Mediums sehr viel grösser oder sehr viel kleiner ist als der Lochquerschnitt der Perforationen des Transportträgers, wobei der Lochanteil des adhäsiven Mediums in etwa dem Lochanteil des Transportträgers entspricht.
Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, Wafer, insbesondere ultradünne Wafer, also Wafer mit einer Dicke von etwa 50 um und darunter, rationell und eine hohe Qualität gewährleistend, auf oder von einem Transportträger zu montieren, zu haltern oder abzumontieren.
Das erfindungsgemässe Verfahren löst das Problem der Haftung eines Wafers oder Teilen eines Wafers beispielsweise Chips dadurch, dass im Zwischenraum zwischen Wafer und Transportträger ein adhäsives Medium bzw. mehrere adhäsive Medien verwendet werden, die eine ausreichende Adhäsionskraft haben, um die Träger-Wafer-Verbindung für Handling und Transport siherzustellen.
Die für diverse Bearbeitungsschritte des Wafers notwendige erhöhte Haftung zwischen Wafer und Träger wird durch Unterdruck zwischen Wafer und Transportträger erreicht, die Reduktion der Haftung für die Ablösung des Wafers vom Transportträger wird durch Überdruck zwischen Wafer und Transportträger erreicht. Beim erfindungsgemässen Verfahren wird die Haftung des Wafers oder Teilen des Wafers auf dem Transportträger mittels Über- oder Unterdruck geschwächt oder gesteigert.
Durch die unterschiedlichen Lochquerschnitte der Perforationen von adhäsiven Medium und Transportträger kann sichergestellt werden, dass sich Deckungen der Perforationen ergeben, wodurch sich Kanäle für den Druck bilden.
Gemäss einem besonderen Merkmal der Erfindung wird der Druck nur in einem entsprechenden Bereich oder abschnittsweise, beispielsweise über die durch die Perforationen des Transportträgers und die Perforationen des adhäsiven Medium fluchtenden Kanäle in Verbindung mit dem Wafer oder dem Teil des Wafers, insbesondere einem Chip, aufgebracht. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung können auch einzelne Chips aus einem Wafer herausgelöst werden. Von Vorteil ist dabei, dass der Druck definiert aufgebracht werden kann, wodurch vor allem die Demontage genau nach den vorher bestimmbaren Parametern durchgeführt werden kann.
Nach dieser besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird anstatt des gesamten Transportträgers nur ein genau definierter Teil der Rückseite des Transportträgers mit Überdruck beaufschlagt, und damit selektive Teilbereiche des Wafers, beispielsweise gesägte Chips, vom Transportträger abgelöst. Dieses Verfahren kann beispielsweise dazu verwendet werden, um beim Diebonding die Chipabnahme von festen Trägern mittels Saugtool zu unterstützen, indem genau jenes Chip von der Transportträgerseite her mit Überdruck beaufschlagt wird, das auf der gegenüberliegenden Seite mittels Saugtool aufgenommen wird.
Gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung wird als perforierter Transportträger eine Scheibe, insbesondere eine Siliziumscheibe, vorzugsweise mit einer Dicke von 200-5 000 um, verwendet. Derartige Scheiben werden sehr gerne verwendet, da diese Scheiben standardmässig mit sehr geringer Dickentoleranz und demzufolge hoher Planparallelität, die beispielsweise beim Schleifvorgang erforderlich ist, gefertigt werden können. Weiters wird durch diese Scheiben sichergestellt, dass bei einer Zwischenlagerung in einem Magazin kein Durchhang des Wafers gegeben ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird als perforierter Transportträger eine Glasscheibe, Kunststoffscheibe, Quarzscheibe, Keramikscheibe oder eine Scheibe bestehend aus faserverstärkten, organischen Materialien verwendet. Auch solche Scheiben sind für die Halbleiter-
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fertigung standardmässig verfügbar und gewährleisten, dass der Durchhang beim Handling oder im Magazin gleich null ist. Kunststoffscheiben weisen beispielsweise den Vorteil auf, dass dieses Material, verwendet als Transportträger, seinen Beitrag zur Sicherstellung einer qualitativ hochstehenden Fertigung leistet.
Gemäss einem besonderen Merkmal der Erfindung wird als perforierter Transportträger eine Scheibe mit einem Lochquerschnitt von 0, 8 bis 800 000 um (0, 8 mm2) und einem Lochabstand von 1 bis 50 000 um (50 mm), verwendet. Perforationen dieser Grösse lassen sich einerseits einfach herstellen, anderseits erlauben sie eine sichere Trennung eines Chips von benachbarten Chips unter Berücksichtigung der in der Microelektronikfertigung verwendeten Chipgrössen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als perforiertes, adhäsives Medium eine perforierte, dehnbare Folie, insbesondere eine Kunststoff-Folie, beispielsweise eine Polyethy- len-Folie, verwendet. Die Anordnung derartiger Folien kommt vorteilhafterweise den Qualitätsanforderungen entgegen. Darüber hinaus ist eine derartige Folie, die eine typische Verpackungsfolie sein kann, leicht und kostengünstig zu beziehen. Derartige Polyethylen-Folien werden auch PEStretch-Folien genannt.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung wird als perforiertes, adhäsives Medium eine perforierte Folie mit einer adhäsiven Klebeschicht verwendet wird, wobei die Klebeschicht an der dem Transportträger zugewandten Seite angeordnet. Bei einer derartigen Ausführung der Folie ist sichergestellt, dass der Wafer bzw. das Chip sich vom adhäsiven Medium löst und die Folie auf dem Transportträger verbleibt. Dadurch können Transportträger mit auflaminierte Folie in der industriellen Fertigung mehrfach verwendet werden.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird als perforiertes, adhäsives Medium eine dehnbare, perforierte Polyethylen-Folie mit einer adhäsiven Klebeschicht verwendet. Diese Ausgestaltung hat hervorragende Ergebnisse in Hinblick auf eine Qualitätsfertigung zur Folge.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Transportträger mit Perforationen vorgesehen ist, dass auf diesen Transportträger ein perforiertes adhäsives Medium und auf diesem Medium ein Wafer oder ein Teil eines Wafers angeordnet ist, dass die Perforationen von Transportträger und Medium mindestens teilweise deckungsgleich sind und dass an der dem Wafer abgewandten Seite des Transportträgers ein Druckerzeugungsbehälter vorgesehen ist, der den Wafer mit Über- oder Unterdruck durch, aus den deckungsgleichen Perforationen gebildete, Kanäle beaufschlagt. Entsprechend den vorgegebenen Rahmenbedingungen kann in vorteilhafterweise die Druckaufbringung für eine rationelle Fertigung gewählt werden.
Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Lochquerschnitt der Perforationen des adhäsiven Mediums sehr viel grösser oder sehr viel kleiner als der Lochquerschnitt der Perforationen des Transportträgers, wobei der Lochanteil des adhäsiven Mediums in etwa dem Lochanteil des Transportträgers entspricht. Mit einer derartigen Ausführung kann sichergestellt werden, dass sich Deckungen der Perforationen ergeben, wodurch sich Kanäle für den Druck bilden.
Gemäss einem besonderen Merkmal der Erfindung weisen die Perforationen des Transportträgers und des Mediums einen Lochquerschnitt von 0, 8 bis 800 000 um (0, 8 mm2) und einen Lochabstand von 1 bis 50 000 um (50 mm) auf. Mit diesen fertigungstechnischen Parametern können die Handlingarbeiten dem Qualitätsziel entsprechend durchgeführt werden.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
Es zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Montieren eines Wafers auf einem Transportträger und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Abdeckung der Perforationen.
Einführend sei festgehalten, dass in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen sind, wobei die in der
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gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebenen so wie dargestellten Figuren bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen.
Gemäss der Fig. 1 weist ein Transportträger 1 Perforationen 2 auf. Dieser Transportträger 1 kann eine Siliziumscheibe mit einer Dicke von 200 um bis 5 mm sein. Als Transportträger 1 kann aber auch eine Glas-, Kunststoff-, Quarz- oder Keramikscheibe verwendet werden.
Wesentlich ist, dass der Transportträger 1 Perforationen 2 aufweist, wobei der Lochquerschnitt insbesondere 0, 8 bis 800 000 um (0, 8 mm2) beträgt. Der Lochabstand kann vorzugsweise 1 um bis 50 000 um (50 mm) betragen.
Um nun den Wafer 3 auf einem derartigen Transportträger 1 zu montieren wird zwischen dem Wafer 3 und dem Transportträger 1 ein adhäsives Medium 4, das ebenfalls Perforationen 5 aufweist, angeordnet. Natürlich könnten auch mehrere Zwischenlagen in Form von adhäsiven Medien 4 Verwendung finden. Darüber hinaus muss auch festgehalten werden, dass nicht nur ganze Wafer 3, sondern auch Teile, beispielsweise einzelne Chip 6, des Wafers 3 auf oder von dem Transportträger 1 montiert bzw. abmontiert werden können.
Auch hier ist es wesentlich, dass das adhäsive Medium 4 Perforationen 5 aufweist, deren Lochquerschnitt insbesondere 0, 8 bis 800 000 urn (0, 8 mm2) beträgt. Der Lochabstand kann vorzugsweise 1 um bis 50 000 um (50 mm) betragen.
Der Wafer 3 bzw. Teile eines Wafers 3, also die Chips 6, werden auf das adhäsive Medium 4 bzw. die adhäsiven Medien 4 aufgebracht. Durch die Adhäsionskraft zwischen Wafer 3 und adhäsiver Schicht und adhäsiver Schicht und Transportträger 1 haftet der Wafer 3 auf dem Transportträger 1. Die Haftung ist ausreichend um das Handling und den Transport für Wafer 3, insbesondere dünne- und ultra-dünne Wafer 3, mit entsprechenden bekannten Methoden und Techniken sicherzustellen.
Wichtig bei der Anordnung des perforierten adhäsiven Mediums 4 auf dem Transportträger 1 ist, dass sich die Perforationen 2 bzw. 5 mindestens teilweise überdecken und so fluchtende Kanäle bilden. Unter der Voraussetzung, dass die Parameter betreffend der Lochgrösse eingehalten werden und dass der Anteil der Lochfläche an der Gesamtfläche 2 x zu bis 0, 8 beträgt, kann eine Überdeckung der Löcher des adhäsiven Mediums und der Löcher des Transportträgers gewährleistet werden. Es soll vorzugsweise eine Überdeckung von mehr als 30% gegeben sein.
Zur Erhöhung der Haftung für diverse Bearbeitungsschritte des Wafers 3, beispielsweise Dünnung oder Sägen, wird der Wafer 3 von der Rückseite des Transportträgers 1 her, über die Perforationen 2 des Transportträgers 1 und den Perforationen 5 des adhäsiven Mediums mit Unterdruck beaufschlagt.
Zur Druckerzeugung, sei es Unter- oder Überdruck, ist an der dem adhäsiven Medium 4 abgewandten Seite des Transportträgers 1 ein Druckerzeugungsbehälter 7 vorgesehen.
Zur Ablösung des Wafers 3 oder Teilen des Wafers 3, beispielsweise Chips 6, vom Transportträger 1 wird der Wafer 3 von der Rückseite des Transportträger 1 her über die Perforation 2 des Transportträgers 1 und den Perforationen 5 des adhäsiven Mediums 4 mit Überdruck aus dem Druckerzeugungsbehälter 7 beaufschlagt.
Als adhäsives Medium 4 kann eine perforierte, dehnbare Folie, insbesondere eine KunststoffFolie, beispielsweise eine Polyethylen-Folie (PE-Stretch-Folie) Verwendung finden. Diese perforierte Folie kann an der dem Transportträger 1 zugewandten Seite eine Klebeschicht aufweisen.
Insbesondere bei der Ausführung des adhäsiven Mediums 4 als PE-Stretch-Folie mit selbstklebender Schicht zwischen Transportträger 1 und PE-Stretch-Folie ist sichergestellt, dass der Wafer 3 sich vom adhäsiven Medium 4 löst und die PE-Stretch-Folie auf dem Transportträger 1 verbleibt.
Dadurch können Transportträger 1 mit auflaminierte PE-Stretch-Folie in der industriellen Fertigung mehrfach verwendet werden.
Es liegt aber durchaus im Bereich der Erfindung, anstatt des gesamten Transportträgers 1 nur einen genau definierten Teil der Rückseite des Transportträgers 1 oder einen Abschnitt des Transportträgers 1 mit Überdruck zu beaufschlagen und damit selektive Teilbereiche des Wafers 3, beispielsweise gesägte Chips 6, vom Transportträger 1 abzulösen. Dieses Verfahren kann beispielsweise dazu verwendet werden, um beim Diebonding die Chipabnahme von festen Trägern
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mittels Saugtool zu unterstützen, indem genau jenes Chip 6 von der Transportträgerseite her mit Überdruck beaufschlagt wird, das auf der gegenüberliegenden Seite mittels Saugtool aufgenommen wird.
Ebenso liegt es im Bereich der Erfindung, einen weiteren Druckbehälter 8 anzuordnen. Mit dem Druckerzeugungsbehälter 7, dereinen Überdruck erzeugt, wird der Chip 6 von der Folie abgehoben und über den Druckbehälter 8, der einen Unterdruck erzeugt, wird die diesen Chip 6 umgrenzende Folie am Transportträger 1 angehaftet.
Gemäss der Fig. 2 ist die Überdeckung der Perforationen 5 vom adhäsiven Medium 4 und den Perforationen 2 des Transportträgers 1 dargestellt. Der Lochquerschnitt der Perforation 5 des adhäsiven Mediums 4 sind sehr viel grösser oder sehr viel kleiner als der Lochquerschnitt des Transportträgers 1 gewählt, wobei der Lochanteil in etwa gleich ist. In beiden Fällen ist gewährleistet, dass es zu einer Überdeckung der Löcher des adhäsiven Mediums 4 und des Transportträgers 1 kommt.
Abschliessend sei darauf hingewiesen, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen einzelne Teile unproportional vergrössert bzw. schematisch dargestellt sind, um das Verständnis der erfindungsgemässen Lösung zu verbessern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Montieren, Haltern oder Abmontieren eines Wafers, insbesondere eines dünnen oder ultradünnen Wafers oder eines Teiles eines Wafers, auf oder von einem per- forierten Transportträger mittels Ausübung von Luftdruck, wobei zwischen dem Wafer und dem Transportträger eine Zwischenlage vorgesehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wafer (3) und dem Perforationen (2) aufweisenden Transportträger (1) min- destens eine Zwischenlage als perforiertes, adhäsives Medium (4) vorgesehen wird, dass sich die Perforationen (2 bzw. 5) vom Transportträger (1) und Medium (4) bzw.
Medien mindestens teilweise überdecken und dass in an sich bekannter Weise die Haftung des
Wafers (3) auf dem Medium (4) über einen entsprechenden Druck, einem Über- oder Un- terdruck, der auf der dem Medium (4) abgewandten Seite des Transportträgers (1) ange- legt wird, gesteuert wird und dass der Lochquerschnitt der Perforationen (5) des adhäsiven
Mediums (4) sehr viel grösser oder sehr viel kleiner ist als der Lochquerschnitt der Perfora- tionen (2) des Transportträgers (1), wobei der Lochanteil des adhäsiven Mediums (4) in etwa dem Lochanteil des Transportträgers (1) entspricht.