CN102326245B - 用于包括晶片的层系统的分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将层复合结构(8)与支承体复合结构(1a)以机械方式分离的方法，该支承体复合结构包括第一支承体(1)或者由第一支承体(1)构成，其中层复合结构(8)包括晶片(7)和必要时包括可伸展的支承体(20)，该方法包括以下步骤：a)提供层系统(1a，8)，其包括支承体复合结构(1a)和层复合结构(8)，b)在支承体复合结构(1a)和层复合结构(8)之间的边界面的区域中产生机械应力，使得层复合结构(8)与支承体复合结构(1a)通过如下方法分离，该方法包括：i)如下步骤：ia)提供分离辅助装置(29)，ib)将分离辅助装置(29)固定在第二支承体(20)上，使得在分离过程期间第二支承体(20)直接在分离时形成的分离前部(33)之后保持固定在分离辅助装置(29)上，以及ic)利用分离前部(33)将层复合结构(8)与支承体复合结构(1a)以机械方式分离；和/或ii)以下步骤：ii)在层系统(1a，8)中产生振动；和/或iii)以下步骤：iii)改变层系统(1a，8)的温度或者层系统(1a，8)的部分的温度，条件是：当在该方法中未包括步骤ia)‑ic)时，步骤ii)和/或iii)引起层复合结构与支承体复合结构的完全分离。

Description

用于包括晶片的层系统的分离方法
本发明涉及一种用于将层复合结构与第一支承体复合结构以机械方式分离的方法，该第一支承体复合结构包括第一支承体或者由第一支承体构成，其中层复合结构包括晶片和必要时包括可伸展的第二支承体。本发明还涉及将确定的分离辅助装置用于分离层复合结构的应用以及一种用于执行根据本发明的方法的装置。
背景技术
在半导体工业中对越来越薄的部件或者晶片存在持续的需求，从晶片中分割出部件。在制造晶片时和尤其在薄化晶片时使用层复合结构解决方案，以便在薄化工艺期间保护和以机械方式稳定要薄化的晶片。该层系统在其他处理步骤中也实施所述的功能。然而，这些功能尤其用于使被薄化的晶片稳定，该晶片由于其厚度小而在机械上特别敏感的。在此使用由为了相应的目的而尽可能合适的材料构成的层系统，这些材料例如为膜、其他晶片或者玻璃板。层系统的这些部分又可以与蜡、弹性体或者其他塑料来组合。
如果在这种层系统中将带有与要薄化的晶片类似的机械特性的片(如其当然尤其具有另一晶片那样)或者玻璃板用作支承体(该支承体尤其要用于使整个层系统稳定)时，有利并且可能甚至必要的是，在要保护的表面和该支承体之间存在将要处理的晶片和支承体彼此连接的层。该层必须一方面保证支承体和要处理的晶片之间的足够的附着，另一方面该层必须能够补偿在要处理的晶片的表面上经常存在的形貌上的不平坦性。这些形貌上的不平坦性例如由于在晶片的有源并且在薄化时当然要保护的侧上的电子器件而引起，如例如也由于接触部如凸起引起那样。当然，连接层也可以是包括多个不同层的层系统，这些层在其特性方面譬如增附、弹性、硬度、导热能力、化学稳定性等等在应用目的的意义下互补。
在制造非常薄的晶片时，通过薄化而对要薄化的晶片施加高的机械负荷。因为要薄化的晶片常常已经经过了多个加工步骤并且尤其常常已经在其有源侧(正面)上包括电子器件，所以从经济观点来看也很重要的是，在薄化期间尽可能避免晶片断裂和由此避免次品。为此，晶片在出现高机械负荷之前尚在未薄化状态中就与支承体连接。在此，要薄化的背面(即不包括电子器件的侧)当然必须保持暴露。晶片与其支承体的连接也称作接合。
在接合之后，晶片从其背面开始被薄化，由此晶片(如上面已经表明那样)失去机械稳定性。这在薄化期间和随后通过支承体来补偿。因此，在薄化工艺结束时存在越薄的晶片，则支承体必须起更大稳定作用。因此，在比较厚的晶片作为最终产品的情况下也可以将膜用作支承体。基本上可能的是，晶片在薄化时已经分割成其各个器件。这在很多情况下是所希望的，因为于是省去了随后的分割步骤。分割例如可以通过如下方式进行：在晶片的有源层上在各个器件(小方块)之间设置有凹陷，这些凹陷足够深到使得在背面变薄时这些凹陷已经被碰到并且由此是连续的。
DISCO HI-TEC公司提供了如下方法：其称作“通过磨削来切成小片(Dicing byGrinding)”并且在该方法中晶片也可以借助变薄被分割。在此，在将支承体施加在晶片正面上之前结构被研磨、刮划或者刻蚀。这些结构在此具有比晶片的变薄至其的最终厚度大的深度。因此，通过变薄如上面描述那样使结构开放并且由此分割晶片。
分割引起：虽然总体上减小了断裂危险，然而分割过的器件就其而言又必须被保护而免受机械负载影响。
在薄化时有问题的始终是，在薄化之后必须将支承体与晶片分离。尤其是，支承体必须被分离，因为其阻挡了至晶片的有源侧上的电子器件的通道。去除支承体在比较厚的晶片的情况下出于两个原因而通常是没有问题的：
-比较厚的(仅仅少量薄化的)晶片在一定程度上在机械上还是能承载的，以及
-在其最终厚度中的晶片在机械上越能承载，则可以使用越柔性的支承体。相应地，可以将例如为膜形式的柔性支承体以机械方式取下。
在较不柔性的支承体、例如玻璃板或者其他晶片的情况下，这种取下自然是不可能的。在此，分离是特别困难的，因为硬质支承体尤其在强烈薄化的晶片中使用，使得一定必须避免高的机械负载。
为此，常常在晶片和支承体之间插入层，这些层通过化学或物理改变使晶片和支承体之间的附着力减小或者丧失。这种层的一个示例是蜡，其通过热影响变软并且由此使得分离变容易。为此，将蜡加热，直至其足以流动，使得支承体可以相对于晶片移动。在该方法方面不利的是，尤其是包括电子部件或者至电子部件的接触部的敏感的晶片表面随后必须被清洁。
基本上，使用特定的粘附剂也是可能的，其又通过热学作用或者辐射作用而减小其增附作用。例如制造商3M提供这种方法，其中在使用激光能量的情况下引起增附层的剥离。
在此又有问题的是，增附层的部分保留在晶片表面上，该晶片表面必须费事地进行清洁。
因为清洁意味着额外的开销，被薄化的晶片在机械上并且常常也在化学上附加地承受负荷和/或仅仅可以非常困难地保证充分消除所有粘附剂残余，所以对于许多应用而言纯粹机械的解决方案是优选的，在这些解决方案中分离层被以机械方式从晶片的有源侧取下，使得没有残留物保留。
这种分离层在WO 2004/051708中公开。分离层就其而言使用在WO 2007/099146中公开的、改进的变薄方法中。在最后所提及的专利申请中，在晶片变薄之后在(变薄的)背侧上设置有第二支承体，其要辅助第一支承体的分离过程。分离在分离层和晶片的有源侧之间进行。在此，在WO 2007/099146中公开了一种机械分离方法，其中由晶片和第二支承体构成的复合结构通过滚筒来引导，使得以机械方式引起分离过程。该第二支承体在此通常为锯割膜在该方法中，第二支承体必须为柔性的，因为其必须能够产生弯曲。在该方法中有问题的是，可伸展的支承体在分离时就其而言会经历除了通过滚筒引起的弯曲之外的变形，使得分离过程并不足够受控地进行。尤其是在当然在机械上特别敏感的非常薄的晶片的情况下，在WO 2007/099146中公开的方法在使用导向轮时引起垂直于晶片平面的通常过强的力，使得会出现晶片的断裂，因为可伸展的支承体并不完全复制滚筒表面的弯曲。这引起，分离前部并不直接位于滚筒的底层下，而是轻微横向移动。由此提高了施加到晶片上的力的垂直分量。
因此，本发明的任务是，提出一种方法，借助其能够实现晶片与在变薄期间被稳定的支承体的尽可能可靠和柔和的分离。
该任务通过一种用于以机械方式将层复合结构与包括第一支承体或者由第一支承体构成的支承体复合结构分离的方法，其中层复合结构包括晶片和必要时可伸展的第二支承体(或者由晶片构成)，该方法包括以下步骤：
a)提供包括支承体复合结构和层复合结构的层系统
b)在支承体复合结构和层复合结构之间的边界面的区域中产生机械应力，使得层复合结构与支承体复合结构分离，该分离通过包括如下步骤的方法进行：
i)步骤：
ia)提供分离辅助装置，
ib)将分离辅助装置固定在第二支承体上，使得在分离过程期间第二支承体直接在分离时形成的分离前部之后保持固定在分离辅助装置上，以及
ic)在利用分离前部的情况下将层复合结构与支承体复合结构以机械方式分离，
和/或ii)以下步骤：
ii)在层系统中产生振动，
和/或iii)以下步骤：
iii)改变层系统或者层系统的部分的温度
条件是：当在该方法中未包括步骤ia)-ic)时，步骤ii)和/或iii)引起层复合结构与支承体复合结构的完全分离。
本发明包括变型方案i)、ii)和iii)，其中变型方案i)一同包括步骤ia)、ib)和ic)，变型方案ii)包括步骤ii)并且变型方案iii)包括步骤iii)。这三个变型方案可以有选择地单独地或者以彼此的任意组合来使用，并且在后一情况下所有同时地来使用或者时间错移地来使用。如果下面的段落不明确涉及这些变型方案之一，则这些段落涉及所有三个变型方案。对于变型方案i)是所执行的方案的组成部分的情况，始终设置有可伸展的第二支承体。
晶片可以优选地为硅晶片，其必要时被掺杂。由AlSb、AIAs、AIN、AIP、BN、BP、BAs、GaSb、GaAs、GaN、GaP、InSb、InAs、InN或InP构成的晶片对于许多应用都是优选的。
如果在下文的范围中并未特别指明，则已经从晶片分割的器件通常也可以被理解，替代将被分开的晶片。
可伸展的支承体在该上下文中为如下支承体，该支承体可以在执行的分离方法的机械分离条件下变形并且尤其伸展。该伸展尤其是有问题的，因为当这样的伸展运动不受控制时，由此分离前部的控制(参见下文)并不是充分可能的。优选的可伸展的支承体是在工业中通常使用的锯割膜，但也是其他的、单侧粘附或者以其他方式附着的膜。
“固定”结合本申请表示：复合结构通过在两个要固定的区域之间垂直地作用的力来制造。固定的优选方法是粘附、通过负压来抽吸、静电保持。在WO 2007/099146中所示的基于牵拉力通过滚筒的引导明显不属于在本申请的意义下的固定。
结合在本文本的范围中的根据本发明的方法的变形方案i)，分离前部是其中发生分离的区域。这表示，其在理想情况下是如下线，在该线中在要分离的区域之间的附着力跳跃式地从100％下降至0％。实际上，分离前部始终是如下面，其中在该面的范围中附着力从小于100％到达大于0。分离前部的端部在此当然是附着力达到0的区域，开始部是附着力刚刚小于100％的地方。分离前部在常见的分离过程中移动通过分离平面，直至要彼此分离的面被分离，因此不再有附着力互相作用。
本领域技术人员可以根据DIN 971/1：1996/09确定区域之间的附着力(附着强度)并且该附着力限定为“涂层与其底座之间的接合力的全部”。
根据本发明的方法的步骤ib)在此进行为使得迫使第二支承体在直接位于分离前部之后(即邻接分离前部)、其中然而已经进行了层复合结构与支承体复合结构之间的分离的区域中精确地跟随分离辅助装置的运动。换言之，(平面的)固定引起，第二支承体的可伸展性并不作用于分离前部的位置。与根据本发明的方法不同，在WO 2007/099146中公开的方法中，可伸展的第二支承体会(即使只是轻微地)从转向轮剥离，因为晶片和第一支承体之间的附着力(例如沿着转向轮的环周)反作用于转向轮运动的理想跟随。
本发明的任务是消除该负面效果。在此必须考虑，使可伸展的第二支承体固定在分离辅助装置上，使得分离前部的位置不被支承体的可伸展性改变。如已经表明那样，为此决定性的是，支承体直接固定在分离前部之后，使得支承体必须跟随分离辅助装置的运动。在此，该固定可以在分离过程期间暂时地实现，如例如通过如下滚筒实现，该滚筒直接在其支承面之后通过静电力将第二支承体平面地固定。可替选地和优选地，然而第二支承体在分离过程开始之前已经平面地固定在分离辅助装置上，其中该固定在分离过程期间并不消除。然而对于实现本发明而言这并不一定是必要的，其仅仅具有在实用性方面的优点。
在本发明的意义下，对于本领域技术人员可直接理解的也是如下情况(Konstellation)：如下情况也落入概念“支承体直接在分离前部之后固定，使得该支承体必须跟随分离辅助装置的运动”：分离辅助装置并不运动，而第一支承体和晶片之间的层系统以机械方式被影响，使得分离前部形成。这例如并且优选地通过如下方式进行：第一支承体是玻璃板或者晶片，并且施加力，该力使玻璃板或者晶片的侧从分离辅助装置推开(wegdriickt)。在选择相应的玻璃种类或者相应的晶片材料的情况下以及在设置应用于推开的力的情况下，这引起玻璃板/晶片的(轻微的)弯曲。该弯曲引起在整个系统中的剪切力，使得分离前部在层以相对于彼此的最小的附着力彼此触碰处形成。在相应地设置层系统的情况下，该边界面在本发明的意义下是晶片的有源侧的表面。
在其中第一支承体折弯以便引起分离的变形方案中优选的是，将如下装置用作分离辅助装置，该装置相对于第一支承体优选为玻璃板或者晶片具有更高的折弯强度。由此保证，分离辅助装置并不跟随玻璃板的折弯并且由此分离过程可以良好地控制。对于本领域技术人员可以直接理解的是，在其中第一支承体折弯的分离变型方案中决定性的因素也是控制分离前部。在该变形方案中，当可伸展的第二支承体(必要时部分地)跟随第一支承体的折弯运动时，也导致分离前部的位置和由此引起分离的力在其对于被薄化的晶片的影响方面不能被最优地控制。在最后描述的分离变形方案中，可伸展的第二支承体在分离辅助装置上的固定自然也可以暂时地实现，其中自然要注意的是，始终完全在垂直于(前向运动的)分离前部的区域中的固定被保证。
大体上在根据本发明的方法中优选的是，仅仅通过利用恰好一个分离前部实现分离。尽管可以考虑借助多个分离前部的分离过程，例如其方式为分离辅助装置或者第一支承体在分别对置的侧上经受折弯力，然而明显更困难的是控制多于一个控制前部，并且尤其是在其中分离前部彼此碰到的区域中出现难以控制的力关系。
在此，一方面所有如下对象适于作为分离辅助装置，其具有(部分)凸起的表面，或者可以变形为凸起的表面。同时，分离辅助装置必须构建为，使得保证第二支承体至少直接固定在分离前部之后。合适的分离辅助装置例如可以是滚筒，尤其是那些带有大周长的滚筒，然而也可以是柔性的、可折弯的板，例如为树脂玻璃片、其他的塑料板或者薄金属板。
另一方面，尤其是当引起分离的变形并不作用于分离辅助装置而是例如作用于第一支承体时，合适的辅助装置也可以是刚性的装置(参见上文)。
当然可能的是，在根据本发明的方法中在第一支承体和晶片之间存在一个或多个其他层。这些其他层分别是支承体复合结构或者层复合结构的组成部分。相应的其他层要与这两个复合结构中的哪个复合结构相关在本申请的意义下取决于相对于彼此具有最小附着力的两个层在层系统中位于何处。这些层之间的边界面限定为分离的“期望分裂线”，即层复合结构和支承体复合结构之间的边界面。由此，在该边界面的晶片侧的所有层是层复合结构的部分，而从所述的边界面来看在第一支承体侧上的层是支承体复合结构的组成部分。在此，当然不排除(甚至通常优选)，边界面以最低的附着力直接靠置在晶片上或者靠置到第一支承体上，该边界面由此就在各个层与相应的复合结构的相关性的意义下也理解为层。
相应地，要分开的层复合结构除了晶片和(可伸展的)第二支承体之外包括其他层。然而，对于执行本发明的变形方案i)决定性的是，在要分开的层复合结构中可能存在的其他层就材料来看构建为使得这些层：
a)跟随对于分离前部的形成决定性的分离辅助装置的弯曲(这必要时在分离过程期间才可以产生)，或者如果分离过程并不通过分离辅助装置的弯曲引起(而是例如通过第一支承体的弯曲引起)，则这些层相对于分离辅助装置保持不弯曲，以及
b)这些层并不通过其变形来影响分离前部的位置。
还必须说明的是，将第二支承体固定到“直接在分离时形成的分离前部之后的”分离辅助装置上就位置来看涉及垂直于分离前部的平面：分离辅助装置和第二支承体之间的附着当然并不在分离平面中进行。
如上面已经表明那样，对于根据本发明的方法的变型方案i)决定性的是，将第二支承体固定在分离辅助装置上使得分离前部在其位置方面并不受第二支承体的材料特性影响。固定可以是持久或者暂时的，并且固定不必包括第二支承体的整个已经被分开的部分。决定性的仅仅是在分离前部之后的区域。在此，平面的在固定的意义下表示，垂直于在分离平面中的分离方向(或者在从分离平面突出的分离辅助装置的弯曲部中)，固定面包括大于0的深度，其中平面固定的宽度优选地通过分离前部来预给定。
在根据本发明的方法的步骤i c)中的机械分离优选地通过利用在分离辅助装置中已经存在或者可以在分离辅助装置中产生的弯曲来进行。作为同样优选的替选方案，在步骤ic)中的机械分离恰好通过如下方式进行：分离辅助装置并不跟踪以其他方式引入到整个层系统中的弯曲(例如通过将第一支承体折弯)。如果分离辅助装置例如是辊，则机械分离通过辊在第二支承体的离开晶片的表面上滚动来实现。在此，第二支承体必须首先固定在辊上。优选地，固定在该情况下在其中第二支承体相对于晶片突出(松开的端部)的区域中进行。在固定之后，辊以滚动运动在层系统的表面上引导，使得剪切力作用于层系统(也由于第二支承体固定在辊上)并且于是在层系统的相应构型中由晶片和可伸展的第二支承体构成的层复合结构与层系统的其余部分、在此尤其与第一支承体(如始终那样，当提及第一支承体的分离时，连同可能存在的层复合结构的其它层)分离。如已经多次描述那样，在该情况下决定性的是，第二支承体在分离辅助装置(辊)上的固定始终直接在分离前部之后存在。该固定于是必须在辊的情况下在分离过程期间直接在第二支承体(以及由此要分开的层复合结构)的每个部分区段的分开之后进行。在此，当然第二支承体以及与其连接的晶片经受分离辅助装置的弯曲。
在一个可替选并且优选的分离方法中，分离辅助装置是平坦的。在此，可以在步骤ic)中的分离之前实现将第二支承体的大部分或者整个表面大面积地固定在分离辅助装置上。根据变形方案i)的分离通过分离辅助装置的折弯进行，使得分离辅助装置在分离前部的区域中(或者首先在分离前部形成的地方)相对于层系统采用凸起的弯曲(类似于带有大周长的滚筒表面)。在此，第二支承体也由于其固定而被迫跟随分离辅助装置的凸起弯曲并且(又在层系统的相应构型中为晶片)与其一起跟随。当然，必须对于根据变型方案i)的所有分离过程确保：第一支承体并不跟随层复合结构的被强迫的凸起变形，使得在层复合结构和第一支承体之间形成剪切力。
再次指出的是，根据变型方案i)，通过根据本发明的方法而分离前部的特别良好的控制是可能的。事实上(尤其在凸起弯曲在分离前部的区域中的大半径的情况下)，分离前部在分离方向上展宽，这表示，其中附着力刚刚小于100％(即刚刚小于没有分离辅助装置的影响的情况下的附着力)的面增大直至完全分离(附着力等于0)。这导致影响层系统的力矢量具有垂直于分离平面的比较小的分量。这尤其引起：避免例如在铺开透明胶带时已知那样的所不希望的折断。换言之，基于根据本发明的方法根据变型方案i)而可能的是，限制和控制特别关键的机械应力，即垂直于分离平面实现的力作用。这例如可以通过使用对(必要时可折弯的)分离辅助装置合适的材料，通过相应的表面几何形状(例如滚筒直径)以及自然通过对支承体(以及自然对于整个层系统)合适的材料选择来引起。
优选的是一种根据本发明的方法，其中在变型方案i)中分离辅助装置在第二支承体上的固定借助负压或者借助静电充电进行。该固定的形成具有如下优点，其(当希望时)可以局部地、即仅仅在分离辅助装置的一部分上以可精确控制的方式来使用，其尤其具有如下优点，固定可以通过关断负压或者通过消除静电电荷而容易地再次恢复。
如已经表明那样，借助根据本发明的方法可能的是，将非常薄的晶片或者包括非常薄的晶片的层复合结构与第一支承体分离。因此，优选的根据本发明的方法是如下方法，其中晶片具有小于或等于400μm、优选地小于或等于150μm、进一步优选地小于或等于80μm、特别优选地小于或等于20μm并且完全特别优选地小于或等于10μm的厚度。
优选的是根据本发明的方法，其中在步骤a)中提供的层系统在晶片和第一支承体之间具有一个、两个、三个、四个或更多个层，并且分离在这些层的两个邻接的表面之间，或者在晶片的表面和与其邻接的层之间，或者在第一支承体的表面和与其邻接的层之间进行。
在该情况下当然优选的是，分离在晶片的表面(晶片的有源侧)和与其邻接的层之间进行。于是可能的是，使有源侧可被到达而并没有要清洁的残留物保留在晶片上。
如已经表明那样，尤其在产生非常薄的晶片和尤其在执行变型方案i)的情况下有利的是，第一支承体具有非常高的机械强度。因此，对于根据本发明的方法优选的是，第一支承体是玻璃板或者硅晶片(具有比被薄化的晶片大的厚度)。作为玻璃板优选的材料是硼硅玻璃或者石英玻璃。如果第一支承体由非柔性的材料构建，则第一支承体在分离过程期间的固定并不一定是必需的，因为第一支承体不能在分离期间跟随(至少由(被薄化的)晶片和第二支承体构成的)层复合结构的凸起弯曲。因此出于方法安全性的原因优选的是，在分离期间也固定非柔性的第一支承体。
然而第一支承体也可以是如下材料，该材料(直接或间接)通过旋涂(SpinCoating)、喷涂(Spray Coating)、层压和/或挤压涂覆到晶片表面上。在此，该材料可以被湿润或者以其他方式在其浓度方面被修正，以便影响所希望的机械特性。
优选的是一种根据本发明的方法，其中在第一支承体和晶片之间有至少一个分离层。分离层具有如下任务：有针对性地能够实现和/或保证用于分离的期望断裂线，即如下平面，分离前部尤其在变型方案i)中在分离期间在该平面中延伸。附加地或者可替选地，分离层将能够实现清除晶片上的在分离之后可能保留的包括分离层本身在内的支承体复合结构的(剩余)层系统或者使这变得容易，使得可以容易地清洁晶片。
在本发明的意义下，在设计分离层时优选的是，分离层设计为使得通过分离层引入的分离平面直接邻接晶片。然而在一些情况下优选的会是，分离层限定分离平面，通过分离平面将第一支承体与在该情况下在第一支承体与晶片之间存在的其他层分离。在该情况下，会有一个或多个层保留在晶片上，其例如可以通过剥皮方法去除。后者可以通过设置其他的分离层来辅助，该其他的分离层直接邻接晶片并且确定对于剥皮方法决定性的、在该其他的分离层与晶片之间的分离平面。其中还有其他层保留在晶片上(并且由此在上面的限定的意义下为层复合结构的组成部分)的变形方案在此可以构建为使得(实际的)分离层同样是层复合结构的组成部分(并且因此在分离之后必要时保持与晶片间接连接)或者分离层是支承体复合结构的组成部分(并且在分离之后必要时保持与第一支承体间接连接)。本领域技术人员可以借助其专业知识并且借助来自本申请的提示容易地进行为此相应地必要的对该分离层的扩展。
还要所说明的是，根据彼此分离的表面，分离平面当然不必是连续平坦的。这尤其在分离在晶片前侧(有源侧)的结构化的区域和位于其上的层之间进行时才碰到。
对于该根据本发明的方法优选的是，分离层的至少之一是等离子体聚合物的层。
等离子体聚合物的层的优点是，这些层可以以轮廓复制的方式(konturnachbildend)来涂覆，由此可以最优地保护晶片的有源侧的表面，并且可以在其附着特性方面最优地根据分离要求来调节。
进一步优选的是一种根据本发明的方法，其中在步骤a)中提供的层系统在第一支承体和晶片之间包括由硬化的、部分硬化的或者可硬化的弹性体材料构成的层。
该弹性体材料尤其在将(可能结构化的)晶片表面与刚性的、必要时平坦的第一支承体连接时具有优点，其中必要时(等离子体聚合物的)分离层可以涂覆到晶片表面上。
因此，特别优选的是一种根据本发明的用于将晶片分开的方法，其中层系统以所说明的顺序包括以下层：第一支承体、如上面描述那样由弹性体材料构成的层、等离子体聚合物的分离层、晶片和第二支承体。
这种层系统在已经在上面提及的WO 2007/099146中予以描述，其完全通过参考而为本申请的组成部分。尤其，本申请的组成部分是描述分离层和弹性体层的构型的部分。同样通过参考，WO 2004/051708成为本申请的组成部分，WO 2004/051708同样包含关于合适的分离层的说明。尤其这些说明通过参考成为本申请的组成部分。
根据本发明优选的也会是(如上面表明那样)一种方法，其中层系统在第一支承体和由硬化的、部分硬化的或者可硬化的弹性体材料构成的层之间包含第二分离层。借助该第二分离层可能的是，消除第一支承体上的在分离之后保留的(剩余)层系统，使得第一支承体可以容易地被再次使用。
优选的是一种根据本发明的方法，其中层系统包括如上面描述那样的分离层并且在分离层的两个表面之一和邻接该表面的(另一层或者晶片的)表面之间存在比在所有其他层中和在层系统的所有其他彼此邻接的层之间小的附着力。
以该方式，尤其在变形方案i)中预先给定在分离过程期间优选地被利用的分离平面。
根据本发明也优选的是，将第一支承体又优选地借助负压或者静电充电在分离过程期间固定在保持装置上。
根据本发明同样优选的是一种方法，其中分离辅助装置包括至少部分凸起的表面或者分离辅助装置的表面可以至少部分地变形为凸起的表面。优选的是，在此将该(存在的)表面弯曲或者在变形时设置的表面弯曲匹配为使得晶片在从第一支承体剥离时不断裂。本领域技术人员可以在执行该根据本发明的方法时容易地确定这种设置。
对于该根据本发明的方法，第二支承体至少在分离期间固定到其上的分离辅助装置表面优选地为圆柱体罩或者圆柱体区段的表面。于是在分离借助在分离前部的区域中凸起变形的分离辅助装置进行时才情况如此。
优选的是一种根据本发明的方法，其中分离辅助装置是滚筒，并且滚筒在第二支承体的背离晶片的侧上滚动用以将晶片从第一支承体分开，并且第二支承体直接在分离前部之后固定在滚筒上。
特别优选的一种根据本发明的方法，其中分离辅助装置是柔性的板。
在一个特别优选的根据本发明的方法中，为了将晶片剥离而通过施加如下力使柔性板至少部分地(从在分离前部的区域中所使用的分离起)凸起变形，该力至少部分地垂直于柔性的板的表面作用并且离开第一支承体。在此，首先仅仅将柔性板的部分距第一支承体的距离增大。
优选的是一种根据本发明的方法，其中第一支承体固定在保持装置上，将柔性板用作分离辅助装置并且保持装置和柔性板分别具有至少一个成形部并且引起分离(以及柔性板的变形)的力在柔性板的至少一个成形部与保持装置的至少一个成形部之间作用(或者在那里作用)。
在此，成形部在最后描述的优选的根据本发明的方法的意义下优选地是凸起部(突出部)，引起分离的力可以施加到该凸起部上。优选地，柔性板和/或保持部的一个或多个成形部分别是接片。在此特别优选地，接片对置，使得在接片之间可以施加推开(auseinanderdrückende)力，该力最后引起分离。
优选的是一种根据本发明的方法，其中分离辅助装置是光学上透明的板，因为在该情况下分离过程可以特别良好地以光学监控方式来观察。特别合适的在此是如下材料：聚甲基丙烯酸甲酯(缩写PMMA，商品名FriacrylVitroflexAcrylglasPlexiglasLimacryl或者Piacryl)或者聚碳酸酯(缩写PC，商品名Makrolon、Calibre或者Lexan)。本领域技术人员在此在考虑在分离时的需求例如晶片的负载或者分离装置的要求的情况下进行辅助装置的材料的选择。
优选地，分离辅助装置作为树脂玻璃板根据所设置的分离层的附着力而具有0.5mm-5mm、优选为1mm-4mm、进一步优选为2mm-4mm或者3mm-4mm的厚度。
可替选地或者附加地，在根据本发明的方法中也可以通过让海绵体的膨胀引起分离辅助装置表面的弯曲。这种海绵体必须相应地固定到分离辅助装置上，使得该海绵体可以引起弯曲。当然，分离辅助装置本身也可以是海绵体。
如上面所表明的那样，作为可替选的方法也可以优选的是，将分离辅助装置相对于第一支承体较不柔性地构建。在该情况下优选的是，分离过程通过第一支承体的弯曲触发，由此第一支承体优选地为玻璃板或者晶片。分离辅助装置的优选材料在该情况下是烧结物板。在该可替选的优选方法的情况下当然有意义的是，第一支承体并不固定或者仅仅固定为使得该固定并不阻扰(所希望的)弯曲。
优选的是一种根据本发明的方法，其中可伸展的第二支承体是锯割膜(也称为蓝膜)。优选的锯割膜是在工业中根据标准使用的UV释放带(UV-release Tapes)，例如：Lintec Adwill D。
这种锯割膜(或者类似的材料)在晶片的薄化之后层压到其背侧上。为此，对于本领域技术人员而言有多种可能性可用。通常，这种锯割膜具有如下侧，该侧借助所施加的粘合剂附着在晶片的背侧上。第二支承体至晶片的附着力可以优选地借助热能量和/或UV辐射来改变，以便必要时也将第二支承体从晶片再次去除。带有这种粘合剂的锯割膜(作为第二支承体)也称为“热分解膜(Thermorelease-Folien)”或者“UV释放膜(UV-Release-Folien)”。
锯割膜在这里的发明的意义下是可伸展的。
对于根据本发明优选的方法常见并且优选地，锯割膜在层压时伸出晶片或者要分离的层系统的边缘并且借助环保持在其边缘上。可由金属或者塑料构成的环通常称为锯框架或者“切割框架(Dicing Frame)”。框架与膜共同形成一种类型的卷筒，其膜是第二支承体并且其中层系统的其余部分以晶片背侧开始施加在该膜(锯割膜)上。
在一个特别优选的根据本发明的方法中，现在将包括锯割膜的层系统引入到如下装置中，在该装置中第一支承体(优选地借助负压)固定在卡盘(Chuck)上。
现在，又优选地借助负压将另一卡盘固定在锯割膜(第二支承体)的暴露的背侧上。在此，两个卡盘优选地定位为使得在从上看的俯视图中其相对于彼此在横向上覆盖。当卡盘用于执行变型方案i)时，现在锯割膜固定在其上的卡盘优选由可折弯的(柔性的)材料制成并且以某厚度制成，使得该卡盘可以实现根据本发明要使用的分离辅助装置的功能。
为了执行变型方案i)，两个卡盘(保持装置和分离辅助装置)优选地至少在该装置的面上具有如下区域，该区域伸出晶片或者层系统的面。在这些区域之间现在可以在相应的固定的情况下施加力，该力引起在一侧上保持锯割膜(第二支承体)的卡盘(分离辅助装置)从另一卡盘(保持装置)去除。由此，分离辅助装置折弯并且形成所希望的分离前部。
在此情况下非常良好地可能的是，精确地控制起作用的力，使得晶片在分离过程期间不承受过强的负载。
如果一种用于执行变型方案i)的优选方法借助分离层和/或上面所述的其他优选层系统来执行，则可以保证在没有过大的机械负载(断裂)的情况下非常干净地分开强烈薄化过的晶片。也可能的是，测量和/或在此再调节所引入的力，使得不超过最大力。同样可能的是，借助力来调节高力作用在其上的两个点/线/面的固定距离。由此，原始平坦、然而可折弯的分离辅助装置由于其变形而产生连续的分离前部，因为分离辅助装置的变形平面地传播，直至进行了完全的分离并且分离辅助装置又可以采取其原始形状。
如上面已经描述那样，优选的是，借助负压固定两个支承体，然而基本上也存在其他可能性，例如借助粘合材料来固定。
如果在根据本发明的分离方法中使用锯框架，则锯框架优选地构建为使得分离辅助装置的表面弯曲也可以传递到锯框架上。由此，锯框架和张紧的锯割膜跟随在分离前部的区域中的弯曲，其中锯框架和张紧的锯割膜直接在分离前部之后固定在分离辅助装置上。晶片又跟随锯割膜(第二支承体)的折弯(弯曲)，使得在晶片和第一支承体之间形成剪切力。
如上面已经表明那样，根据变型方案i)尤其在其优选的构造形式中根据本发明的方法的一个优点是，分离前部是相对大的面，使得剪切力可以垂直于晶片表面地保持为小。
在不受理论约束的情况下，基于根据本发明的方法，在分离前部内形成力分布梯度(这就是说，垂直于实际分离的线(分离前部的端部)的力分布梯度，即在要分离的面之间的附着力为0的线)，其中分离前部的深度(以及由此梯度坡度)在根据本发明的方法的范围中可以被最优地控制，使得必要时非常薄的晶片的机械负载可以保持为尽可能小。
一个特别优选的根据本发明的方法是如下方法，其中层系统按所说明的顺序包括以下层：
-由玻璃板或者晶片构成的第一支承体，
-由弹性体材料构成的层，如上面所描述那样，
-等离子体聚合物分离层，如上面所描述那样，
-晶片，以及
-作为第二支承体的锯割膜。
同样特别优选的是一种根据本发明的方法，其中层系统按所说明的顺序包括以下层：
-由玻璃板或者晶片构成的第一支承体，
-第二分离层，
-由弹性体材料构成的层，如上面描述那样，
-等离子体复合结构分离层，如上面描述那样，
-晶片，以及
-作为第二支承体的锯割膜。
本发明的优选的组成部分也是树脂玻璃板的使用，树脂玻璃板构建为使得可以借助负压将如上面描述的第二支承体固定在该树脂玻璃板上，作为在层复合结构(包括第二支承体和晶片)与第一支承体以机械方式分离时的分离辅助装置。在此针对根据本发明的使用当然，包括层复合结构和第一支承体的层系统优选地如针对上述优选方法之一那样来构建。
本发明的部分也是如下装置，其构建为用于执行根据变型方案i)的根据本发明的方法。尤其是，这种装置包括用于固定第一支承体的装置以及分离辅助装置，如上面描述那样。该分离辅助装置同时用作用于固定第二支承体的装置。进一步优选地，根据本发明的装置包括：用于借助静电力或者负压力引起固定的装置；保持装置，用于固定第一支承体；以及优选地如下装置，借助该该装置可以将力仅仅施加到分离辅助装置的一部分上，使得力引起分离辅助装置经历离开第一支承体的凸起弯曲。
优选地，分离辅助装置是卡盘，该卡盘由树脂玻璃片构成并且该卡盘进一步优选地可以被施加以负压。
根据本发明的方法包括三个变型方案i)、ii)和iii)，或者可以仅仅应用变型方案ii)或者仅仅应用变型方案iii)或者仅仅应用变型方案ii)和iii)，以便引起层复合结构与支承体复合结构的完全的机械分离。在这种情况下不执行变型方案i)。当变型方案ii)和iii)两者都应用时，这可以同时或者时间错移地进行。然而根据本发明，所有三个变型方案或者变型方案i)与ii)一起或者变型方案i)与iii)一起也可以分别同时和/或时间错移地来应用。
完全分离在此并非一定表示层复合结构与第一支承体在空间上彼此分离。更确切而言会必要的是，将层复合结构与支承体复合结构在分离期间通过保持装置(譬如上面描述的卡盘)保持在其位置中，以便能够通过振动和/或温度改变实现完全分离。由此，例如可以保证良好的机械的或者热学的接触。
在该情况下，分离表示消除至少在层系统的两个层之间的附着力(其中晶片和第一支承体在此意义下同样理解为层)。
在根据本发明的方法的一个优选实施形式中，变型方案ii)单独或者结合变型方案i)或iii)之一或者结合变型方案i)和变型方案iii)来使用。为了产生振动，在此可以使用任意合适于此的装置用于产生振动。优选地使用超声执行器。特别优选地，使用压电陶瓷。
在根据本发明的一个优选实施形式中，在步骤ii)中振动通过与用于产生振动的装置的直接机械接触而传递到层系统上。用于产生振动的装置在此例如可以也已经包含在上述保持装置之一中或者与其连接。优选地，振动通过与固体的直接机械接触来传递。这例如可以通过如下方式实现：保持装置或者卡盘如上面描述那样通过静电充电或者真空固定第一支承体和/或第二支承体。优选地，卡盘就其而言在此产生振荡或者传递到第一支承体和/或第二支承体上。
同样优选的会是，振动通过液体、优选为水，优选地通过液体膜以及特别优选地为水膜来传递。
特别优选的是，振动从用于产生振动的装置传递到第一支承体上。同样，本发明的部分是一种方法，其中振动从用于产生振动的装置传递到晶片上。然而，这在本发明的意义下不能导致晶片损伤。
优选的是一种根据本发明的方法，其中振动是层系统的层的至少之一的固有频率的频率。无限延伸的板的固有频率根据如下式子I来计算：
其中n＝1，d是板的厚度，E是杨氏模量并且ρ是板材料的密度。对于n＝2、3直至无穷，获得相应的谐波。在表1中，示例性地说明了根据该式子所计算的由玻璃、铝、硅和硅树脂构成的板的固有频率和一些谐波，如其通常以晶片技术并且也以根据本发明的方法来使用那样。硅用作晶片材料和用于支承体的材料。玻璃和铝同样用作支承体。硅例如适于作为前面所描述的弹性体层的材料。
表I
即使式子I仅仅提供固有频率的近似值，则可以从表格读取，50μm的被薄化的晶片的固有频率比所有其他层的固有频率高十的至少一次幂。因此通常可能的是，层系统的其他层以其固有频率振荡，而不激励硅过强振荡。
因此，优选的是一种根据本发明的方法，其中在步骤ii)中层系统的层之一被激励以其固有频率振荡。特别优选的是一种根据本发明的方法，其中被激励为以其固有频率振荡的层并不是晶片。最优选的是一种根据本发明的方法，其中被激励为以其固有频率振荡的层是第一支承体。
优选的同样是一种根据本发明的方法，其中在步骤ii)中层系统的层之一被激励以其固有频率振荡，并且其中在步骤a)中提供的层系统在晶片和第一支承体之间具有至少一个其他层。
表I示出，玻璃板的固有频率可以与弹性体层的固有频率明显不同。如果在根据本发明的方法中将玻璃板作为支承体以所说明的厚度来使用，在玻璃板上施加有弹性体层，则玻璃板可以被激励以其固有频率振荡。弹性体层在此仅仅以如其第十二次谐波来激励。于是，弹性体层基本上不会共振。由此，在玻璃板和弹性体层之间形成机械应力，其会引起在玻璃板和弹性体层的边界面上的分离。同时，弹性体层衰减振动，其由此仅仅以减弱的方式传递到晶片上。
因此，优选的是一种根据本发明的方法，其中在步骤ii)中底层系统的第一支承体被激励以其固有频率振荡。
特别优选的是这种根据本发明的方法，其中在步骤a)中提供的层系统在第一支承体和晶片之间包括由硬化的、部分硬化的或者可硬化的弹性体材料构成的层，如上面描述那样。在此，根据本发明优选的是，第一支承体由玻璃构成。在此，在本发明的意义下优选的会是，进行第一支承体与弹性体材料之间的分离。
这种在晶片表面上未进行的分离尤其在如下情况下是有利的：晶片的朝向第一支承体的侧结构化为使得由于在晶片表面和支承体系统的与其邻接的表面之间的形状配合而在不损毁晶片的情况下只能困难地进行机械分离。这适于根据本发明的方法的所有变型方案i)、ii)和iii)。层复合结构的在分离之后可能保留的(其余)层(如上面描述那样)于是可以以合适方式例如通过剥皮等等从晶片去除。
与对于弹性体层类似的考虑也适于分离层(如上面描述那样)以及支承体复合结构的其他层。
表I以铝为例示出了，第一支承体的固有频率会变化。如果将铝用作第一支承体或者第一支承体与铝或者其他材料连接，使得形成共同的振荡系统(能够振荡的系统)，则第一支承体的固有频率可以设置为使得其对应于弹性体层或者分离层的固有频率，或者第一支承体可以根据需要良好地来激励，然而其固有频率(或者其振荡系统的固有频率)高于弹性体层的固有频率，使得弹性体层在第一支承体在其固有频率的范围中激励的情况下同样不共振。通过相应地选择支承体复合结构(或者振荡系统)的层，振动可以传递到朝着晶片的边界面上并且支承体复合结构与晶片的分离在晶片表面和支承体复合结构的与其邻接的表面之间进行。在此所说明的是，优选的等离子体聚合物分离层设置为使得其在其振荡特性方面对应于弹性体层并且与该弹性体层共同形成振荡系统。
因此，优选的是一种根据本发明的方法，其中在步骤ii)中支承体复合结构的直接邻接晶片的层被激励以其固有频率振荡。特别优选地，这种根据本发明的方法，其中支承体复合结构与晶片的分离在晶片的表面和支承体复合结构的与其邻接的表面之间进行。
在根据本发明的方法的另一优选的实施形式中，变形方案iii)单独地或者结合变形方案i)或者ii)之一或者结合变形方案i)和/或变形方案ii)来使用。在此，在层系统中通过改变层系统或者层系统的部分的温度产生机械应力，其引起第一支承体与晶片的分离(以及由此引起支承体复合结构与层复合结构的分离)或者有助于分离。
按照根据本发明的方法通过温度改变使层系统的层分离仅仅基于或者基本上基于层系统的各个层(譬如第一支承体、第二分离层、弹性体层、分离层和晶片)的各种材料的不同的热膨胀系数。在层内的温度改变的情况下形成力，由此层应朝着表面的平面不同强度地膨胀。而层的侧向膨胀由于在层相互之间或者至第一支承体以及至晶片的附着力而仅仅是受限制的或者并不可能。在层的表面之间以该方式产生强烈的剪切力，其会引起两个彼此邻接的层的表面之间的层分离。
因此，优选的是一种如上面所描述那样的方法，其中在层系统中包含如下层(包括晶片和第一支承体)，该层的热膨胀系数与层系统的任意其他层的热膨胀系数分别相差至少2倍、优选为4倍、特别优选为6倍并且完全特别优选为10倍。在此情况下，然而不包括如下层，这些层设置在晶片的背离第一支承体的侧上。同样优选的是一种根据本发明的方法，其中层系统的两个相邻的层具有所谓的不同的热膨胀系数。
当然，温度改变也会引起层材料的物理特性或者化学结构的改变。分离方法基本上基于：层系统的层之间或者在这些层内的接合力通过将层材料的聚合状态从固态材料改变为液态、胶状或者气态材料来完全或者基本上被消除，该分离方法明显并不是本发明的主题。
然而本发明的主题也是一种方法，其中为层材料的部分的固体材料的部分转变为液态、胶状或者气态的状态。在此，然而允许在其之间或者在其中进行分离的层的每个的层材料的不超过为10的重量百分比、优选地不超过为5的重量百分比、特别优选地不超过为1的重量百分比并且最优选地不超过为0.1的重量百分比从固态转变为液态、胶状或者气态的状态。
根据本发明的方法基于，分离通过如下方式实现：将层保持在一起的附着力反作用于克服该力的力(机械分离)。
为了加热可以使用任意适合与此的装置。优选地加热整个层系统。
如上面描述那样，第一支承体优选地由固态材料构成。支承体与晶片的直接接触在通过第一支承体的硬的表面而作用剪切力的情况下引起晶片的损伤。在一个优选的根据本发明的方法中，因此在第一支承体和晶片之间的层系统中(如上面所描述那样)有至少一个其他层，优选地为至少一个弹性体层和/或分离层。弹性体层通常具有与硅的热膨胀系数明显不同的热膨胀系数。此外，热膨胀系数会通过合适的材料选择而变化。在一个优选的根据本发明的方法中，因此在第一支承体与晶片之间有至少一个弹性体层。
在一个优选的根据本发明的方法中，在第一支承体与晶片之间有至少一个完全或者部分地由硅树脂弹性体构成的层。硅树脂弹性体的特征在于，其在温度改变的情况下其强度和硬度仅改变特别微小的程度，并且因此在可能对于分离过程必要的高温下还具有足够的强度，以便承受住通过剪切形成的力。在温度升高情况下变得非常软的材料会通过变形吸收并且中和剪切力。硅树脂弹性体的热膨胀系数比硅和玻璃的热膨胀系数高了大约十的一次幂，使得通过温度改变在由硅树脂材料构成的层以及硅层和玻璃层之间产生应力和剪切力特别有效。
此外，优选的是一种根据本发明的方法，其中在第一支承体与晶片之间有至少一个分离层。如上面描述那样，分离层给予层系统期望断裂部位，在该期望断裂部位上小的附着力起作用并且该期望断裂部位因此能够实现容易的分离。这也在执行变形方案iii)的情况下是一种有利的实施形式。特别优选的是一种根据本发明的方法，其中在第一支承体和晶片之间有至少一个弹性体层和分离层。在此，弹性体层可以用于产生剪切力并且分离层可以用作为期望断裂部位。在此最优选的是，层系统的层以第一支承体、弹性体层、分离层和晶片的顺序来设置，如上面描述那样。在此，分离层优选地为等离子体聚合物层，如上面描述那样，其又优选地具有与弹性体层类似的热膨胀特性。
此外，优选的是一种根据本发明的方法，其中在第一支承体和晶片之间有至少两个分离层。特别优选的是一种根据本发明的方法，其中在第一支承体和晶片之间有一个弹性体层和两个分离层。在此最优选的是，层系统的层以第一支承体、第二分离层、弹性体层、分离层和晶片的顺序来设置，如上面描述那样。
在这种布置的情况下，第一支承体与晶片(支承体复合结构与层复合结构)的分离在分离层或者在第二分离层上进行。此外，优选的是，在该布置的情况下弹性体层在按照变形方案iii)的分离的情况下引起剪切力的产生。分离层在此不仅仅如上面描述那样用作期望断裂部位，而是也负责：可能保留的(其余)层(如上面描述那样)可以容易地从晶片和/或支承体去除。
在加工晶片时，所插入的层常常经受大的温度改变。因此重要的是，层系统并不层离并且于是在加工晶片期间已经引起第一支承体与晶片的分离。因为如上面所描述那样弹性体层使层复合结构在温度改变时经受特别大的应力和剪切力，所以必须采取相应的预防措施，以便抑制在加工期间第一支承体与晶片的分离。
因此，优选的是一种根据本发明的方法，其中在步骤a)中提供的层系统包含至少一个弹性体层并且制造为使得在层系统中恰好在20℃至200℃之间的温度下在弹性体层(4)的表面和与其邻接的表面之间不出现机械应力并且弹性体层硬化。
用于实现该状态的优选方法是层复合结构的相邻的层之间的弹性体在应形成无应力性(Spannungsfreiheit)的温度下硬化。温度在此优选地选择为使得层复合结构在所有所应用的加工温度下保持不变。尤其是，层复合结构应在室温下保持稳定。硬化温度与材料有关，使得本领域技术人员为了实现所希望的其中形成无应力性的温度而相应地修改弹性体材料。
因此，优选的是一种根据本发明的方法，其中分离通过如下方式来进行或者辅助，
(i)通过将层系统或者层系统的部分加热到如下温度，该温度比其中在弹性体层(4)的表面和与其邻接的表面之间不出现机械应力的温度高至少100℃、优选地高150℃，或者
(ii)通过将层系统或者层系统的部分冷却到如下温度，该温度比其中在弹性体层(4)的表面和与其邻接的表面之间不出现机械应力的温度低至少100℃、优选地低150℃。
这引起，进行分离的温度与晶片被加工的温度足够不同。
优选的是一种同样根据本发明的方法，其中在步骤a)中提供的层系统包含至少一个弹性体层，该至少一个弹性体层包含硅树脂或者由硅树脂构成，该至少一个弹性体层在80℃到220℃之间的范围中、优选地在120℃到180℃的范围中在层系统的层之间硬化，其中分离在200℃到400℃的范围中、优选地在250℃到350℃的范围中的温度下进行。
下面借助附图并且借助示例进一步阐述本发明。然而，附图和示例并不用于限制本发明。
图1示出了要分离的层系统，其包括变薄之后的晶片。
图2示出了要分离的层系统，其已经针对分离过程而固定，以及
图3示出了在分离过程期间的要分离的层系统。
图4示出了无限膨胀的振荡的板的示意性模型。
图5示意性地示出了长度伸展和由此在本体中形成的应力。
附图标记详细表示：
1第一支承体
1a支承体复合结构(在图1至3的给出的示例中)
2弹性体层
3分离层
4晶片的结构化过的前侧
5晶片的背侧
6层系统的要分开的部分，包括第一支承体
7晶片(前侧和背侧)
8层复合结构(在图1至3的给出的示例中)
18第二支承体的引起附着的侧
19要分离的层系统(没有第二支承体)
20第二支承体
21锯框架
28用于固定第一支承体的保持装置
29分离辅助装置
30、31用于引起分离的力的作用方向和施加点的可替选方案
33分离前部
34分离前部的端部
a本体或体积元件的边长
a+s在通过加热引起的长度改变之后的边度
d板的厚度
附图的更详细的描述
图1示出了要分离的层系统19、20。在此，优选地构建为玻璃板的第一支承体1与弹性体层2连接，该弹性体层就其而言又与分离层3连接。分离层3与晶片4、5的有源的前侧连接。分离层3与晶片4、5之间的附着力在整个层系统内是最小的。在晶片5的背侧上固定有第二支承体20。该第二支承体可以构建为锯割膜，其张紧到锯框架21中。
图2示出了在准备用于分离的状态中的要分离的层系统19、20。在此，第一支承体固定在用于固定第一支承体的装置28上。要分开的、包括第一支承体的层系统6还整面地与晶片(前侧和背侧)7连接。分离辅助装置29平面地与第二支承体20连接并且与第二支承体并且也与第一支承体平行地对准。箭头30和31指出了引起分离的力的可能的作用方向和施加点。
图3示出了分离过程，其中恰好要分离的层系统19、20分离为层系统的要分开的部分，其包括第一支承体6和层复合结构7、20。这通过在箭头31的区域中所施加的力引起，该力导致：分离辅助装置29单侧地从用于固定第一支承体28的保持装置并且由此也从第一支承体运动离开。在此，分离辅助装置经历弯曲。第二支承体20完全遵循该弯曲并且晶片7也随着第二支承体20遵循该弯曲。由此，在要分离的层系统19中形成剪切作用，其在分离前部33的区域中起作用。在分离前部34的端部上，在层系统6的要分开的部分与晶片之间的附着力为0。在此，在本示例中通过分离层3保证，分离平面在晶片7与分离层3之间走向。
通过将第二支承体20平面地固定在分离辅助装置29上(也)以直接邻接分离前部33的方式保证了最优的力传输：作用于晶片的垂直的力比较小并且在梯度的范围中通过分离前部33增加直至分离前部34的端部。由此，尤其在分离前部33的区域中产生了虚拟的弯曲角，其趋向无穷并且由此使晶片7尽可能少地承受负载。
图4示出了振荡系统，对于该层系统而言存在无限膨胀的板的固有频率的激励。其为用于层系统中的层的振荡的模型。这种层的固有频率以第一近似根据下式来计算：
其中n＝1，d是板的厚度，E是杨氏模量并且ρ是板材料的密度。固有频率于是基本上仅仅与材料特性和层厚度有关。
图5示出了固体的体积元件的特性，该固体经受通过温度改变引起的体积改变。左图示出了自由的体积元件，在该体积元件中体积元件对称并且无应力地变形。在右侧示出了体积元件，该体积元件在上部和下部被固定。这是在根据本发明要使用的层系统中的层的情况的简化示图，其在如下假设下：其他层的体积和边界面在温度改变的情况下不改变。体积改变基本上仅仅还在垂直于上边界面和下边界面的方向上是可能的。朝着边界面出现应力，因为被固定的表面不能改变其长度膨胀。当在边界面上通过应力产生的力超过边界面之间的附着力时，在这些边界面上发生层离。
示例：
示例1(根据变型方案i的分离)：
晶片的前侧(即在其上有电子部件的侧)借助PECVD(等离子体增强化学气相沉积)以等离子体聚合物分离层来涂层(überzogen)。分离层在其附着特性方面设置为使得该分离层在朝着晶片的侧上具有比较小的附着，而粘附对于在背离晶片的侧之后涂覆的层是高的。最后提及的层在本示例中是硅树脂弹性体层，其首先涂覆到作为第一支承体的玻璃板上。随后，带有已经施加的分离层的晶片在分离层侧与施加到玻璃板上的弹性体层挤压在一起(接合)。现在存在层系统，其包括晶片、分离层、弹性体层和作为支承体的玻璃板。
接合可以借助典型地在现有技术中已知的接合来进行。对于所描述的层系统的建立的细节，示例性地参考WO 2007/099146。
随后，晶片在其暴露的背侧上被薄化。薄化借助根据现有技术已知的方法来进行。在此，晶片薄化至50μm的厚度。在薄化之后，包括晶片的层系统被放置到如下设备中，在该设备中晶片背侧通过刻蚀被进一步处理。刻蚀尤其用于，补偿在薄化期间形成的晶片背侧的表面损伤。刻蚀过程根据现有技术来进行，例如借助腐蚀槽以湿化学方式进行或者借助等离子体以干化学方式进行。刻蚀尤其实现为使得完全消除以破裂(Ausbrechungen)和裂缝为形式的损伤并且晶片获得较高的机械和化学耐抗性。
随后，将锯割膜(例如为Lintec Adwill D)借助其粘附侧层压到层系统上。现在，层系统被引入分离装置中，在分离装置中借助真空卡盘将玻璃板的背侧固定为使得该玻璃板不再可以移动。
在锯割膜的背侧上现在固定有特殊的真空卡盘作为分离辅助装置，该真空卡盘由3mm厚的树脂玻璃片构成。
在两个真空卡盘上构建真空之后，垂直于晶片的平面的力施加在树脂玻璃片的侧上。该力引起，柔性的树脂玻璃片折弯，其中折弯使得分离前部在层系统中形成。该分离前部在晶片前侧与分离层之间的平面中走向。树脂玻璃片的折弯在此相对于第一支承体是凸起的。晶片和第二支承体跟随树脂玻璃片(真空卡盘)的连续的折弯，而在层系统的固定在第一支承体上其余部分中情况并非如此。由此形成的剪切力引起晶片从分离层的分离。
在此，力可以设置为使得如在本例中那样厚度为50μm的非常薄的晶片也可以以不受损伤的方式从第一支承体分离。这通过如下方式实现：分离前部借助可控制的速度经过整个分离面。
最后，晶片前侧没有其余层系统地存在。在分离之后，两个真空卡盘的真空可以被关断。现在，晶片可以以层压在锯割膜上的方式被取出并且输送给其他的加工步骤，例如通过锯割来分割。
示例2(根据变型方案ii的分离)：
示例2如示例1那样(直至开始实际的分离)执行，然而在构建层系统时附加的等离子体聚合物分离层在弹性体层的涂覆之前被涂覆到玻璃板上并且在其附着力方面设置为使得其在弹性体层上(在层系统制成之后)比在玻璃板上更牢固地附着，并且玻璃板和该分离层之间的附着力是层系统的两个层之间最小的。此外，替代柔性的树脂玻璃片，将普通卡盘用于固定锯割膜。没有对层系统的分离会有益的力施加到该卡盘上。玻璃板固定在(铝)卡盘上，使得形成为大约4mm厚的共同的振荡系统。该振荡系统借助1MHz的频率来激励。在大约10分钟之后晶片与层复合结构分离。分离在附加的等离子体层与玻璃板之间进行。层复合结构可以通过简单地揭下支承体复合结构(玻璃板)来去除。
示例3(根据变型方案iii的分离)：
变型方案iii)如示例1那样(直至开始实际的分离)执行，然而并未使用于锯割膜和树脂玻璃片。在制造层系统时的接合在150℃进行，其中弹性体层被硬化。然后，层系统冷却至20℃。为了分离，在10分钟中将层系统加热到330℃。分离在等离子体聚合物层与晶片之间进行。层复合结构可以通过简单地揭下支承体复合结构来去除。

Claims (22)

1.一种用于将层复合结构(8)与支承体复合结构(1a)以机械方式分离的方法，支承体复合结构(1a)包括第一支承体(1)或者由第一支承体(1)构成，其中层复合结构(8)包括晶片(7)和包括能够伸展的第二支承体(20)，所述方法包括以下步骤：
a)提供包括支承体复合结构(1a)和层复合结构(8)的层系统(1a，8)
b)在支承体复合结构(1a)和层复合结构(8)之间的边界面的区域中产生机械应力，使得层复合结构(8)与支承体复合结构(1a)通过如下方法分离，该方法包括：
i)步骤：
ia)提供分离辅助装置(29)，
ib)将分离辅助装置(29)固定在第二支承体(20)上，使得在分离过程期间第二支承体(20)直接在分离时形成的分离前部(33)之后保持固定在分离辅助装置(29)上，以及
ic)在利用恰好一个分离前部(33)的情况下将层复合结构(8)与支承体复合结构(1a)以机械方式分离，
其中分离辅助装置(29)是柔性板，以及
其中第一支承体(1)固定在保持装置(28)上，柔性板(29)和保持装置(28)分别具有至少一个成形部，并且其中力在柔性板(29)的至少一个成形部和保持装置(28)的至少一个成形部之间起作用。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该方法包括以下步骤：
ii)在层系统(1a，8)中产生振动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中该方法包括以下步骤：
iii)改变层系统(1a，8)或者层系统(1a，8)的部分的温度。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中将分离辅助装置(29)固定在第二支承体(20)上借助负压或者借助静电充电进行。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中晶片(7)具有小于或等于150μm的厚度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中晶片(7)的厚度小于或等于80μm。
7.根据权利要求5所述的方法，其中晶片(7)的厚度小于或等于20μm。
8.根据权利要求5所述的方法，其中晶片(7)的厚度小于或等于10μm。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中在第一支承体(1)和晶片(7)之间有至少一个等离子体聚合物的分离层(3)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，层系统在第一支承体(1)和晶片(7)之间包括由硬化的、部分硬化的、或者能够硬化的弹性体材料构成的弹性体层(2)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中层系统以所说明的顺序包括以下层：
第一支承体(1)，
弹性体材料构成的所述弹性体层(2)，
等离子体聚合物的分离层(3)，
晶片(7)，以及
第二支承体(20)。
12.根据权利要求9所述的方法，其中进行在等离子体聚合物的分离层的表面与晶片的表面之间的分离。
13.根据权利要求1所述的方法，其中分离辅助装置(29)是树脂玻璃片。
14.根据权利要求10所述的方法，其中在步骤(a)中提供的层系统(1a，8)制造为使得在层系统(1a，8)中在温度恰好在20℃到200℃之间的情况下在弹性体层(2)的表面和与其邻接的表面之间不出现机械应力并且弹性体层硬化。
15.根据权利要求14所述的方法，其中分离通过如下方式辅助：
将层系统或者层系统的部分加热到比其中在弹性体层(2)的表面和与其邻接的表面之间不出现机械应力的情况下的温度高至少100℃的温度，
或者
将层系统或者层系统的部分冷却到比其中在弹性体层(2)的表面和与其邻接的表面之间不出现机械应力的情况下的温度低至少100℃的温度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中分离通过如下方式辅助：
将层系统或者层系统的部分加热到比其中在弹性体层(2)的表面和与其邻接的表面之间不出现机械应力的情况下的温度高150℃的温度，
或者
将层系统或者层系统的部分冷却到比其中在弹性体层(2)的表面和与其邻接的表面之间不出现机械应力的情况下的温度低150℃的温度。
17.根据权利要求2所述的方法，其中在步骤(ii)中振动通过用于产生振动的装置产生并且通过固体的直接机械接触或者通过借助液体的接触从所述装置传递到层系统(1a，8)上。
18.根据权利要求17所述的方法，其中在步骤(ii)中振动通过超声激励器产生。
19.根据权利要求17所述的方法，其中在步骤(ii)中振动通过压电陶瓷产生。
20.根据权利要求17所述的方法，其中在步骤(ii)中通过用于产生振动的装置仅仅激励第一支承体(1)振动。
21.一种用于执行根据上述权利要求之一所述的方法的装置，其包括用于固定第一支承体(1)的保持装置(28)和用于固定第二支承体(20)的保持装置，其中用于固定第二支承体(20)的保持装置(28)构建为分离辅助装置(29)，如在上述权利要求之一中限定那样。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述保持装置(28)还构建为用于对层系统进行加热和/或用于产生层系统的振动的装置。
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