DE10048881A1 - Vorrichtung und Verfahren zum planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünnschleifen und ein Trennen eines Produkt-Wafers - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünnschleifen und ein Trennen eines Produkt-WafersInfo
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Abstract
Die Vorrichtung zum planen Verbinden zweier Wafer (1, 2) für ein Dünnschleifen und ein Trennen eines Produkt-Wafers (1) weist eine Vakuumkammer (3), einen Chuck (4) zur Aufnahme eines Träger-Wafers (2), eine Heizvorrichtung (6) zum Aufheizen des Chucks (4) und einen Vakuumkammerdeckel (18) mit einer Vakuumhaltevorrichtung (19) auf, an der ein Produkt-Wafer (1) hängend über dem Träger-Wafer (2) angeordnet werden kann. Zum Verbinden wird nach Evakuieren der Vakuumkammer der Produkt-Wafer (1) mit seiner aktiven Oberfläche auf eine doppelseitig klebende Folie auf dem Träger-Wafer fallengelassen und durch den ansteigenden Druck beim Belüften angepreßt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünnschleifen und ein
Trennen eines Produkt-Wafers entsprechend dem Gegenstand der
unabhängigen Ansprüche.
Aus der Druckschrift US 6,045,073 ist ein Verfahren zum Dünn
schleifen von Halbleiterchips bekannt, bei dem die Chips zu
nächst elektrisch auf ihrer aktiven Oberfläche mit einer Kon
taktoberfläche eines Systemträgers über Kontakthöcker verbun
den und im Randbereich mit einer Silconmasse vergossen wer
den. Anschließend wird die Rückseite der Chips von Silikonre
sten befreit und die Rückseite des Chips einem Plasmaätzpro
zeß ausgesetzt, um den Chip auf wenige µm dünnzuätzen.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das Dünnätzen nicht
auf einem großflächigen Wafer gleichzeitig für viele Chips
anwendbar ist, sondern lediglich auf relativ kleine Flächen
eines einzelnen Chips beschränkt ist. Das Beschränken der
bisherigen Lösungen auf das Dünnätzen von einzelnen Chips
liegt im wesentlichen daran, daß ein planes Verbinden eines
großflächigen Trägers mit einem großflächigen Wafer problema
tisch ist. Schon bei geringen Abweichungen der Parallelität
des Trägers und des Wafers ergeben sich erhebliche Dickenun
terschiede von einem Randbereich des Wafers zum anderen Rand
bereich, so daß ein gleichmäßiges Dünnätzen des gesamten Wa
fers auf wenige µm mit dem bisher bekannten Verfahren nicht
realisiert werden kann, zumal handelsübliche Wafer einen
Durchmesser von 150 bis 300 mm aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und
ein Verfahren zum planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünn
schleifen und ein Trennen eines Produkt-Wafers zu schaffen,
bei dem es nicht erforderlich ist, den Produkt-Wafer erst in
Chips zu trennen, um ihn dann auf entsprechendem Trägermate
rial oder in einer entsprechenden Halbleiterverpackung von
der Rückseite dünnzuätzen. Darüber hinaus soll die Erfindung
ein Verfahren angeben, bei dem mit hoher Präzision ein planes
Verbinden zweier Wafer möglich wird, ohne daß Verwerfungen,
Verwölbungen, Neigungen oder andere großflächige Defekte bei
dem Verbinden auftreten.
Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen
Ansprüche. Merkmale bevorzugter Ausführungsformen ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß umfaßt die Vorrichtung zum planen Verbinden
zweier Wafer aufeinander eine Vakuumkammer mit Evakuierungs
einrichtung für das Kammervolumen, einen Chuck mit Evakuie
rungseinrichtung zur Aufnahme eines Träger-Wafers mit einsei
tig auf den Träger-Wafer angebrachter doppelseitig klebender
Folie oder einer klebenden Schicht, eine Heizvorrichtung zum
Aufheizen des Chucks und einen Vakuumkammerdeckel mit einer
Vakuumhaltevorrichtung für einen Produkt-Wafer, die derart an
dem Vakuumkammerdeckel angeordnet ist, daß der Produkt-Wafer
flächenkongruent über dem Träger-Wafer vor dem Verbinden von
Produkt-Wafer und Träger-Wafer in einem Abstand hängend in
der Vakuumkammer angeordnet ist.
Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß der Abstand bzw. Zwi
schenraum zwischen einem von der Vakuumhaltevorrichtung ge
haltenen Produkt-Wafer und der klebenden Oberfläche der dop
pelseitig klebenden Folie auf dem unterhalb des Produkt-
Wafers auf einem Chuck angeordneten Träger-Wafers mit einer
beidseitig klebenden Folie vollständig evakuiert werden kann,
so daß keinerlei Kontamination und keinerlei mikroskopische
Gasblasen die Ebenheit und Planarität zwischen beiden Wafern
verschlechtern kann. Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung
ist, daß der von einer Vakuumhaltevorrichtung gehaltene Pro
dukt-Wafer hängend angeordnet ist, und somit mit seiner akti
ven Oberfläche nach unten gerichtet ist, so daß sich keiner
lei Staub oder andere Kontaminationspartikel auf der Oberflä
che niedersetzen können, bevor die Oberfläche mit der beid
seitig klebenden Folie in Berührung kommt. Ein weiterer Vor
teil dieser Erfindung ist, daß automatisch in dem Augenblick,
in dem das Vakuum in der Vakuumkammer durch Abpumpen geringer
wird als das Vakuum, mit dem der Produkt-Wafer hängend über
dem Träger-Wafer gehalten wird, der Produkt-Wafer von seiner
Vakuumhalterung herunterfällt und sich flach ohne jedes
Gaspolster auf der doppelseitig klebenden Folie absetzen
kann. Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung ist, daß der
Produkt-Wafer in freiem Fall den Abstand zwischen Produkt-
Wafer und beidseitig klebender Folie ohne jedes Verkanten
überwinden kann und plan auf die Folie fällt.
Um ein sicheres Absetzen des Produkt-Wafers auf der beidsei
tig klebenden Folie des Träger-Wafers zu gewährleisten, weist
in einer Ausführungsform der Erfindung die Vakuumhaltevor
richtung Führungsstifte auf, die senkrecht aus ihrer Oberflä
che herausragen und konisch geformt sind. Diese Führungsstif
te sind auf der Vakuumhaltevorrichtung mit ihrer Konusgrund
fläche positioniert, während die Konusspitze aus der Vakuum
haltevorrichtung herausragt. Diese Anordnung hat den Vorteil,
daß der Produkt-Wafer ungehindert und dennoch geführt durch
die Führungsstifte von der Vakuumhaltevorrichtung am Vakuum
haltedeckel automatisch und planparallel abfallen kann, ohne
sich an den Führungsstiften zu verkanten oder zu verklemmen,
da sie in dieser Ausführungsform konisch geformt sind.
Um diese sichere Führung zu gewährleisten, sind die Führungs
stifte der Vakuumhaltevorrichtung im Randbereich des Produkt-
Wafers angeordnet. Gleichzeitig sind die Führungsstifte der
Vakuumhaltevorrichtung in Bezug auf den Chuck, der den Trä
ger-Wafer trägt, derart angeordnet, daß eine präzise und aus
gerichtete Ablage und Aufnahme des Produkt-Wafers auf der
doppelseitig klebenden Folie oder auf der klebenden Schicht
des Träger-Wafers auf dem Chuck sichergestellt ist. Dieses
wird einerseits durch ein präzises Zusammenführen des Vakuum
kammerdeckels mit der Vakuumkammer und andererseits durch das
exakte Einlegen des Produkt-Wafers zwischen den Führungsstif
ten erreicht.
Zur Steuerung der einzelnen Verfahrensschritte sind in den
Vakuumleitungen und in den Verbindungen zwischen einer oder
mehreren Evakuierungseinrichtungen Vakuumventile vorgesehen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt die
Vorrichtung ein erstes Vakuumventil zwischen einer Evakuie
rungseinrichtung der Vakuumhaltevorrichtung und dem Vakuum
kammerdeckel, ein zweites Vakuumventil zwischen der Evakuie
rungseinrichtung für das Kammervolumen und der Vakuumkammer
und ein drittes Vakuumventil zwischen der Evakuierungsein
richtung des Chucks und dem Chuck. Mit diesen Vakuumventilen
lassen sich die einzelnen Prozeßschritte steuern und die Po
sitionen sowohl des Träger-Wafers als auch des Produkt-Wafers
sicher handhaben.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind mindestens drei
Führungsstifte auf der Vakuumhaltevorrichtung angeordnet, da
mit drei Führungsstiften eine klare Fixierung in X- und Y-
Richtung erfolgen kann. Eine verbesserte Version der Vorrich
tung sieht vor, daß mindestens fünf Führungsstifte auf der
Vakuumhaltevorrichtung angeordnet sind. Mit jeweils fünf Füh
rungsstiften für einen Wafer ist dieser sicher vor Verrut
schen, Verkanten, Versetzen oder in anderer Weise Verschieben
gesichert.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die
Führungsstifte eine Länge aufweisen, die mindestens der Dicke
des Produkt-Wafers plus dem Abstand zwischen Produkt-Wafer
und doppelseitig klebender Folie bzw. der klebenden Schicht
entspricht, und der geringer als der Abstand zwischen der
Oberfläche der Vakuumhaltevorrichtung des Vakuumdeckels und
der Oberfläche des Chucks ist. Dabei ist der Abstand zwischen
dem an der Vakuumhaltevorrichtung hängenden Produkt-Wafer und
dem auf dem Chuck liegenden Träger-Wafer so bemessen, daß ein
sicheres Vakuumtrocknen der gegenüberliegenden Oberflächen
möglich ist, so daß die doppelseitig klebende Folie an ihrer
Oberfläche völlig ausgasen kann, und der Produkt-Wafer auf
der gegenüberliegenden Seite eine vollständig trockene Ober
fläche aufweist und keinerlei Gase nach dem Evakuieren der
Vakuumkammer zwischen den zu verklebenden Oberflächen vorhan
den sind. Der Abstand hängt ferner von der Größe der gegen
überliegenden Flächen ab. Je größer diese Flächen sind, desto
größer muß der Abpumpquerschnitt gewählt werden und folglich
der Abstand zwischen den Wafer eingestellt sein. In einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung liegt der Abstand für
6 bis 12-Zoll-Wafer (150 bis 300 mm) zwischen 3 und 15 Milli
metern. Bei Wafern bis 6 Zoll kann der Abstand bis auf einen
Millimeter reduziert werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die
Führungsstifte an ihrer Konusgrundfläche einen Durchmesser
von 200 µm bis 1200 µm aufweisen und an ihrer Konusspitze ei
nen Durchmesser zwischen 100 und 500 µm besitzen. Derartig
schlanke und dünne Stifte haben den Vorteil, daß sie äußerst
nachgiebig sind und bei der Führung des Produkt-Wafers mög
lichst geringe Spannungen in dem Produkt-Wafer induzieren.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Va
kuumhaltevorrichtung Vertiefungen auf, die mit einer Evakuie
rungseinrichtung über ein erstes Vakuumventil verbindbar
sind. Derartige Vertiefungen sind als konzentrische Nuten in
die Vakuumhaltevorrichtung eingeformt und weisen in ihrem
Nutgrund Bohrungen auf, die mit der Evakuierungseinrichtung
für die Vakuumhaltevorrichtung kommunizieren. Mit dieser Aus
führungsform wird gewährleistet, daß der Produkt-Wafer auf
seiner Rückseite großflächig mit Vakuum beaufschlagt wird und
plan auf der Oberfläche der Vakuumhaltevorrichtung an dem Va
kuumkammerdeckel hängt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der
Chuck Positionierungsstifte aufweist, die senkrecht auf der
Oberfläche des Chucks herausragen. Diese Positionierungsstif
te können ähnlich wie die Führungsstifte für den Produkt-
Wafer gestaltet sein, womit gleiche Vorteile auch für den
Träger-Wafer gegeben sind. Andererseits muß der Träger-Wafer
nicht über die Abstandsstrecke zwischen Träger-Wafer und Pro
dukt-Wafer geführt werden. Insoweit können die Positionie
rungsstifte auch zylindrische Formen aufweisen und eine Länge
haben, die geringer oder gleich der Dicke des Träger-Wafers
ist. Bei konischer Ausbildung der Positionierungsstifte kön
nen diese über den Träger-Wafer hinausstehen und zum Zuführen
des Produkt-Wafers beitragen. Dazu sind die Positionsstifte
des Chucks in Bezug auf die Vakuumhaltevorrichtung derart an
geordnet, daß eine präzise und ausgerichtete Ablage und Auf
nahme des Produkt-Wafers auf der doppelseitig klebenden Folie
oder auf der klebenden Schicht des Träger-Wafers auf dem
Chuck sichergestellt ist.
Insbesondere wenn sowohl Führungsstifte als auch Positionie
rungsstifte über die jeweiligen Waferoberflächen hinausragen,
sind sie nicht nur in vorteilhafter Weise konisch geformt,
sondern sollten die Dicke des jeweiligen Wafers plus dem zwi
schen den Wafern liegenden Abstand nicht überschreiten, um
sicherzustellen, daß weder die Führungsstifte noch die Posi
tionierungsstifte die Oberflächen des gegenüberliegenden
Chucks bzw. der gegenüberliegenden Vakuumhaltevorrichtung be
rühren.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Positionie
rungsstifte zylindrisch ausgebildet und weisen eine geringere
Länge auf als die Dicke des Träger-Wafers auf. Dieses ist zu
lässig, da sie in dieser Ausführungsform zur Führung des Pro
dukt-Wafers nicht beitragen, sondern den Träger-Wafer exakt
und flächenkongruent zum Produkt-Wafer ausrichten.
Überschreitet die Summe der Längen von Positionsstiften und
Führungsstiften zusammen den Abstand zwischen der Oberfläche
des Chucks und der Oberfläche der Vakuumhaltevorrichtung, so
sind in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Po
sitionierungsstifte gegenüber den Führungsstiften in Bezug
auf den Rand der zu verbindenden Wafer versetzt angeordnet.
Damit ist gleichzeitig gewährleistet, daß Positionierungs-
und Führungsstifte nicht aufeinanderstoßen können. Sowohl der
Chuck als auch die Vakuumhaltevorrichtung weisen Befesti
gungsmöglichkeiten für die Positionierungsstifte bzw. Füh
rungsstifte auf, die ein Anpassen an die jeweilige Größe ei
nes Wafers zulassen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die
Vorrichtung eine Heizung auf, die am Chuck angeordnet ist und
ein Aufheizen des Chucks zwischen 60 und 200°C ermöglicht.
Eine weitere Heizung kann auch die Vakuumhaltevorrichtung
aufweisen, um ein Entgasen der Oberfläche des Produkt-Wafers
zu unterstützen.
Ein Verfahren zum planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünn
schleifen und Trennen eines Produkt-Wafers, wobei der eine
Wafer ein Träger-Wafer mit einer doppelseitig klebenden Folie
oder mit klebender Schicht ist und der zweite Wafer ein Pro
dukt-Wafer ist, weist folgende Verfahrensschritte auf:
- - Aufziehen der doppelseitig klebenden Folie oder der kle benden Schicht auf den Träger-Wafer,
- - Einlegen des Träger-Wafers zwischen Positionierungsstif ten bzw. Pins auf einem Chuck einer Vakuumkammer,
- - Einlegen des Produkt-Wafers zwischen Führungsstiften ei ner Vakuumhaltevorrichtung eines Vakuumkammerdeckels und Fixieren des Produkt-Wafers durch Öffnen eines ersten Vakuumventils, das die Vakuumhaltevorrichtung mit einer Evakuierungseinrichtung verbindet,
- - Schließen der Vakuumkammer und Evakuieren der Vakuumkam mer auf ein gleiches oder höheres Vakuum als das Vakuum der Vakuumhaltevorrichtung durch Öffnen eines zweiten Vakuumventils,
- - Belüften der Vakuumkammer nach Schließen der Vakuumven tile und Öffnen von Belüftungsöffnungen unter gleichzei tigem planen Aufeinanderpressen der Wafer durch den an steigenden Druck in der Vakuumkammer.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß ohne mechanische Hilfs
mittel der von der Vakuumhaltevorrichtung am Vakuumkammerdec
kel hängend gehaltene Produkt-Wafer nach Schließen der Vaku
umkammer und Evakuieren der Vakuumkammer auf gleiches oder
höheres Vakuum als das Vakuum der Vakuumhaltevorrichtung von
der Vakuumhaltevorrichtung abfällt und sich plan auf die ihm
zugewandte Oberfläche der doppelseitig klebenden Folie auf
dem Träger-Wafer fällt. Bei diesem Fallen wird der Produkt-
Wafer durch die rund um seinen Rand angeordneten Führungs
stifte geführt, so daß er sich weder seitlich verschiebt,
noch beim Herunterfallen verkantet. Dazu sind die Führungs
stifte, wie oben ausgeführt, konisch geformt und überbrücken
aufgrund ihrer Länge den Abstand zwischen der Vakuumhaltevor
richtung und der Oberfläche der doppelseitig klebenden Folie
auf dem Träger-Wafer. Weiterhin hat dieses Verfahren den Vor
teil, daß der Produkt-Wafer mit seiner aktiven Oberfläche in
einem Abstand zur Oberfläche der doppelseitig klebenden Folie
auf dem Träger-Wafer, der seinerseits auf dem Chuck angeord
net ist, gehalten werden kann, so daß während der Evakuie
rungsphase der Vakuumkammer der Zwischenraum zwischen den
beiden Oberflächen vollständig entgasen kann und die zusam
menzubringenden Oberflächen von Produkt-Wafer und doppelsei
tig klebender Folie vakuumgetrocknet werden.
Der Pumpquerschnitt zwischen den beiden Oberflächen für das
anliegende und anwachsende Vakuum der Vakuumkammer kann durch
den Abstand zwischen den beiden Oberflächen den Erfordernis
sen des Entgasens und Vakuumtrocknens sowie dem Erfordernis
der vollständigen Evakuierung des Zwischenraumes zwischen
Produkt-Wafer und doppelseitig klebender Folie angepaßt wer
den. Der Abpumpquerschnitt ist in diesem Fall die Mantelflä
che des Zwischenraums zwischen der Oberfläche des Produkt-
Wafers und der Oberfläche der doppelseitig klebenden Folie
entlang dem Außenrand des Produkt-Wafers. Somit wird der Ab
pumpquerschnitt von dem Abstand zwischen Produkt-Wafer-
Oberfläche und doppelseitig klebender Folie sowie der Größe
des Produkt-Wafers bestimmt. Ein weiterer Vorteil der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung ist es, daß der Abpumpquerschnitt
durch Vergrößern des Abstands zwischen Produkt-Wafer und dop
pelseitig klebender Folie den Erfordernissen des Prozesses
angepaßt werden kann. So ist es möglich, zur Verminderung der
Abpumpzeit und damit der Produktionszeit bei ausreichender
Kapazität der Evakuierungseinrichtung den Abpumpquerschnitt
durch Vergrößern des Abstandes zu vergrößern und den Ab
pumpquerschnitt zu verkleinern, wenn die Abpumpzeit aufgrund
verminderter Kapazität der Evakuierungseinrichtung länger
dauert.
In einem Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird zusätzlich
der Schritt des Dünnschleifens des plan aufgeklebten Produkt-
Wafers auf eine Dicke unter 100 µm durchgeführt. Dieses Dünn
schleifen kann aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens des
Verbindens eines Träger-Wafers mit dem dünnzuschleifenden
Produkt-Wafer mit auf wenige µm begrenzten Dickenschwankungen
über die Größe der Produkt-Wafer-Fläche in einem entsprechen
den Dünnschleifautomaten erfolgen. Jede Abweichung beim pla
nen Verbinden der beiden Wafer von ihrer Planparallelität
wirkt sich auf die Gleichmäßigkeit der Dicke des dünnge
schliffenen Wafers aus. Da jedoch aufgrund des erfindungsge
mäßen Verfahrens die aktive Fläche des Produkt-Wafers unter
Vakuum auf die doppelseitig klebende Folie verbracht wird,
sind Restgaspolster Gasblasenbildungen zwischen den Wafern,
die Ursache einer nicht-planen Verbindung zwischen Produkt-
Wafer und Träger-Wafer sein könnten, ausgeschlossen.
Bei einem weiteren Durchführungsbeispiel der Erfindung wird
der unter 100 µm dünngeschliffene Produkt-Wafer auf eine Dic
ke bis zu 15 µm dünngeätzt. Diese Verfahrensvariante hat den
Vorteil, daß das ätzmechanische Dünnschleifen bei zunehmend
dünner werdendem Wafer weit unter 100 µm nicht beibehalten
wird und auf ein reines Dünnätzen ohne jede mechanische Bela
stung für ein Dünnen auf 15 µm übergegangen wird. Nach dem
Dünnätzen des Produkt-Wafers ist dieser nach wie vor mit dem
Träger-Wafer verbunden, so daß er mechanisch vom Träger-Wafer
gestützt wird.
Ein Trennen des Produkt-Wafers in einzelne Chips kann sowohl
mit als auch ohne anhaftendem Träger-Wafer erfolgen. Wird der
Träger-Wafer vor dem Trennen oder Aufsägen des Produkt-Wafers
in einzelne Chips von dem Produkt-Wafer getrennt, so wird
noch vorher der mit dem Träger-Wafer verbundene Produkt-Wafer
auf einen mit Folie gespannten Sägerahmen geklebt und dann
der Träger-Wafer durch Aufheizen eines über Lösetemperatur
für die Folie oder den Kleber z. B. auf mindestens 120°C be
heizten Chucks zum Ablösen der doppelseitig klebenden Folie
und zum Abnehmen des Träger-Wafers erhitzt. Danach kann dann
der dünngeschliffene und geätzte Produkt-Wafer in dem ge
spannten Sägerahmen in einzelne Chips getrennt werden. Unter
Lösetemperatur wird eine Temperatur verstanden, bei der die
Klebefähigkeit nachläßt und ein Ablösen des Produkt-Wafers
von dem Träger-Wafer möglich wird. Die Lösetemperatur kann
durchaus unterhalb der Schmelztemperatur der doppelseitig
klebenden Folie bzw. der klebenden Schicht liegen.
Bei einer Variante des Trennverfahrens des dünngeschliffenen
Produkt-Wafers in einzelne Chips wird zunächst der Wafer-
Verbund aus einem dünngeschliffenen und dünngeätzten Produkt-
Wafer und einem Träger-Wafer einem Trennschritt unterworfen,
bei dem der dünngeschliffene und dünngeätzte Produkt-Wafer in
Chips getrennt wird, und anschließend wird der gesamte Ver
bund-Wafer auf eine Trägerfolie geklebt, wobei die dünnge
schliffenen und dünngeätzten und nun getrennten Chips auf die
Trägerfolie geklebt werden. Zur Abnahme des die Chips halten
den Träger-Wafers wird der Verbund aus Verbund-Wafer und dop
pelseitig klebender Folie auf die Schmelztemperatur der dop
pelseitig klebenden Folie aufgeheizt und der Träger-Wafer von
dem Gesamtverbund abgezogen, so daß anschließend die dünnge
schliffenen und dünngeätzten Chips aufgeklebt auf einer Trä
gerfolie zur Weiterverarbeitung zur Verfügung stehen. Dieses
Verfahren hat den Vorteil, daß das Trennen des dünngeschlif
fenen und dünngeätzten Produkt-Wafers in Chips mit Sägetrenn
verfahren durchgeführt werden können, bei denen ein Wafer in
Chips geteilt wird.
Eine weitere Variante sieht vor, daß der Produkt-Wafer noch
bevor er in die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden
mit einem Träger-Wafer eingebracht wird, an seiner Oberfläche
mit Sägenuten versehen wird, die bereits die Oberfläche des
Produkt-Wafers in einer Tiefe bis zu 100 µm in einzelne
Chipflächen aufteilen, so daß automatisch nach dem Dünn
schleifen und Dünnätzen des Produkt-Wafers dieser zu einzel
nen Chips getrennt auf dem Träger-Wafer vorliegt.
Somit hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß al
le drei Varianten eines Trennens eines Produkt-Wafers in
Chips unter Dünnschleifen und Dünnätzen des Produkt-Wafers
durchgeführt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren
des planen Verbindens eines Produkt-Wafers mit einem Träger-
Wafer durch eine doppelseitig klebende Folie verbessert somit
die Erfolgsaussichten des Dünnschleifens, Dünnätzens und Ver
einzelns eines Produkt-Wafers zu dünngeschliffenen und dünn
geätzten Chips.
Somit werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Produkt-
Wafer und Träger-Wafer in einer Vakuumkammer mittels einer
doppelseitig klebenden Folie gebondet. Als Träger-Wafer kann
ein geschliffener Dummy-Wafer verwendet werden. Als verbin
dender Kleber wird die doppelseitig klebende Folie einge
setzt. Zuerst wird in die Kammer ein Träger-Wafer mit dem
später den Device-Wafer bzw. Produkt-Wafer und den Träger-
Wafer verbindenden Kleber eingebracht.
Zur versatzfreien Zentrierung von Produkt-Wafer und Träger-
Wafer werden konische Stifte verwendet. Der Device-Wafer wird
auf der Wafer-Rückseite durch Vakuum angesogen (Vakuum 1).
Die Kammer wird dann evakuiert (Vakuum 2). Durch Ausgleich
des Druckes verliert Vakuum 1 seine Haltekraft und der Pro
dukt-Wafer fällt auf den Träger, geführt durch die konisch
zulaufenden Pins bzw. Führungsstifte. Durch anschließende Be
lüftung wird der Produkt-Wafer dann gleichmäßig belastet und
auf den Träger-Wafer bedrückt, was zu einer festen Verbindung
führt. Es wird kein Stempel für das Andrücken des Device-Wa
fers verwendet.
Ein Dünnen von Produkt-Wafern weit unter 100 Mikrometer er
fordert einen Träger-Wafer, der mit dem Produkt-Wafer während
des Dünnens fest verbunden ist, und ihm die notwendige Stabi
lität gibt. Als Materialien für den Träger-Wafer können Dum
my-Wafer oder Keramik-Wafer eingesetzt werden. Am preiswerte
sten ist es, als Träger-Wafer einen vorgeschliffenen Dummy-
Wafer einzusetzen. Das Vorabschleifen garantiert eine gleich
bleibende Dicke, Uniformität und Oberflächenqualität des Trä
ger-Wafers.
Der Produkt-Wafer und der Träger-Wafer werden durch eine dop
pelseitig klebende thermisch lösbare Folie aufeinander ge
klebt. Der Produkt-Wafer wird nach dem Dünnen von dem Träger-
Wafer durch Wärmeeinwirkung wieder gelöst. Bei ca. 120 Grad
Celsius verliert die doppelseitig klebende Folie ihre Klebe
kraft. Diese Folie ist im aufgerollten Zustand mit zwei Deck
folien lagerfähig.
Als erste Produkt-Wafer wurden Finger-Tip-Schreiben auf 80
Mikrometer, 60 Mikrometer und 40 Mikrometer gedünnt. Die
Scheiben wurden vorher eingesägt (Bevel-Cut-Before-Thinning).
In diesem Fall wurden die getrennten Chips anschließend auf
Systemträgern ausgeliefert.
Das Grundmodul der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Va
kuumkammer, die für ein Vakuumverbinden zweier Wafer ausge
stattet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum planen Ver
binden von Wafern ermöglicht es, Träger-Wafer auf Produkt-
Wafer mit einem Durchsatz von ca. 15 Wafern pro Stunde zu be
handeln. Die mit der Vorrichtung hergestellten Verbundwafer
können in extrem dünnem Zustand des Produkt-Wafers noch ge
handhabt werden. Der Produkt-Wafer auf dem Verbundwafer kann
bis ca. 70 Mikrometer dünngeschliffen werden. Ein weiterer
Abtrag des Produkt-Wafers kann durch Ätzen erfolgen.
Die Erfindung wird nun durch Ausführungsformen anhand der
beiliegenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zum pla
nen Verbinden zweier Wafer aufeinander.
Fig. 2 zeigt ein Detail einer Vorrichtung zum planen Ver
binden zweier Wafer aufeinander.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm mit den Verfahrensschritten
eines Durchführungsbeispiels des Verfahrens zum
planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünnschleifen
und ein Trennen eines Produkt-Wafers.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zum planen
Verbinden zweier Wafer 1, 2 aufeinander. In Fig. 1 kenn
zeichnet das Bezugszeichen 3 eine Vakuumkammer, die mit einer
nicht gezeigten Evakuierungseinrichtung für das Kammervolumen
verbunden ist. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Chuck,
der ebenfalls mit einer nicht gezeigten Evakuierungseinrich
tung verbunden ist und auf seiner Oberfläche 12 einen Träger-
Wafer 2 aufnehmen kann. Das Bezugszeichen 5 zeigt eine dop
pelseitig klebende Folie, die in Fig. 1 mit einer ihrer kle
benden Oberflächen mit dem Träger-Wafer 1 verbunden ist. Zif
fer 8 bezeichnet eine Heizvorrichtung, die in der Lage ist,
den Chuck 4 auf die Schmelztemperatur der doppelseitig kle
benden Folie 5 aufzuheizen.
Die Vakuumkammer 3 wird nach unten durch eine Vakuumboden
platte 29 abgeschlossen, wobei die Vakuumbodenplatte 29 meh
rere Durchführungen aufweist. Die Durchführungen 30 und 31
sind Stromdurchführungen für die Heizvorrichtung 8 des Chucks
4. Im Zentrum der Vakuumbodenplatte 29 ist eine Hubdrehdurch
führung 32 angeordnet, mit welcher der Chuck in der Höhe ju
stiert werden kann und, falls erforderlich, gedreht werden
kann. Diese Hubdrehvorrichtung weist ein Rohrstück 33 auf,
das gleichzeitig als Vakuumleitung 34 zu der nicht gezeigten
Evakuierungseinrichtung des Chucks 4 über ein Vakuumventil 22
führt. Das Rohrstück 33 kann über eine Belüftungsöffnung 28
im Inneren belüftet werden, wenn das Vakuumventil 22 ge
schlossen ist und damit die Verbindung zur Evakuierungsein
richtung unterbrochen ist.
Die Vakuumbodenplatte 29 weist zusätzlich einen Rohrstutzen
35 auf, über den die Vakuumkammer 3 nach Öffnen des Vakuum
ventils 7 mit der nicht gezeigten Evakuierungseinrichtung
über eine Vakuumleitung 45 verbunden werden kann. Die Vakuum
kammer 3 kann über eine Belüftungsöffnung 27 belüftet werden,
wenn das Vakuumventil 7 geschlossen ist. Auf der Vakuumboden
platte 29 ist ein Rohrstück 37 mit einem unteren Flansch 38
und einem oberen Flansch 39 angeordnet, das eine Vakuumkam
merwand 35 bildet. Der untere Flansch 38 ist über einen
O-Ring 40 vakuumdicht mit der Vakuumbodenplatte 29 verbunden.
Der obere Flansch 39 trägt einen Vakuumkammerdeckel 18, der
seinerseits über einen O-Ring 41 vakuumdicht mit dem oberen
Flansch 39 verbunden ist.
An dem Vakuumkammerdeckel 18 ist eine Vakuumhaltevorrichtung
19 angeordnet, auf deren vakuumseitiger Oberfläche 20 ein
Produkt-Wafer mit seiner Rückseite angeordnet werden kann, so
daß der Produkt-Wafer mit seiner aktiven Oberfläche 42 hän
gend an der Vakuumhaltevorrichtung 19 in dem Abstand a gegen
über der zweiten klebenden Oberfläche der doppelseitig kle
benden Folie 5 gehalten werden kann. Zur Evakuierung der Va
kuumhaltevorrichtung 19 ist diese über einen Rohrstutzen 43
und ein Vakuumventil 6 mit einer nicht gezeigten Evakuie
rungseinrichtung über die Vakuumleitung 44 verbunden. Die Va
kuumhaltevorrichtung 19 kann über eine Belüftungsöffnung 26
bei geschlossenem Vakuumventil 6 belüftet werden.
Durch das Anordnen einer Vakuumhaltevorrichtung 19 an einem
Vakuumkammerdeckel 18 ist es möglich, einen Produkt-Wafer 1
mit seiner aktiven Oberfläche 42 gegenüberliegend zu einem
Träger-Wafer in einem Abstand a anzuordnen, so daß der durch
den Abstand a gebildete Zwischenraum zwischen Produkt-Wafer 1
und Träger-Wafer 2 vollständig evakuiert und entgast werden
kann, und, falls erforderlich, können die zu verbindenden
Oberflächen des Produkt-Wafers mit einer der Oberflächen der
doppelseitig klebenden Folie 5 vor dem Verbinden vakuumge
trocknet werden. Es ist folglich möglich, erst nach dieser
Vakuumpräparation der Oberflächen diese Oberflächen aufeinan
der zubringen, indem z. B. das Vakuum in der Vakuumkammer 3
durch Abpumpen über das Vakuumventil 7 und die Vakuumleitung
45 größer wird als das Vakuum, das über die Vakuumleitung 44
und das Vakuumventil 6 an der Vakuumhaltevorrichtung 19 an
liegt. Bei gleichem oder größerem Vakuum in der Vakuumkammer
gegenüber dem Vakuum der Vakuumhaltevorrichtung 19 fällt näm
lich der Produkt-Wafer mit seiner aktiven Oberfläche aus sei
ner hängenden Position auf die doppelseitig klebende Folie 5
und wird beim anschließenden Belüften der Vakuumkammer über
die Belüftungsöffnung 27 bei gleichzeitig geschlossenen Vaku
umventilen 5, 7 und 22 durch den ansteigenden Druck in der
Vakuumkammer 3 auf den Träger-Wafer gepreßt.
Fig. 2 zeigt ein Detail A einer Vorrichtung zum planen Ver
binden zweier Wafer 1 und 2 aufeinander. Der Träger-Wafer 2
ist dazu mit seiner Dicke D auf dem in Fig. 1 gezeigten
Chuck 4 angeordnet, der hier ausschnittsweise und teilweise
im Querschnitt gezeigt wird. Der Chuck 4 kann von einer Heiz
vorrichtung 8 aufgeheizt werden. Ferner kann der Chuck 4 in
Pfeilrichtung B evakuiert werden, so daß über Vakuumbohrungen
17 der Träger-Wafer auf dem Chuck 4 gehalten werden kann. Die
exakte Positionierung des Träger-Wafers 2 auf dem Chuck 4
wird mittels Positionierungsstiften 23, 24, von denen in die
sem Detail A ein Positionierungsstift 24 gezeigt ist, vorge
geben. Ein derartiger Positionierungsstift 24 kann eine zy
lindrische Form aufweisen, solange seine Länge die Dicke D
des Träger-Wafers plus der Dicke h der doppelseitig klebenden
Folie 5 nicht überschreitet. In der in dem Detail A abgebil
deten Ausführungsform hat der Positionierungsstift 24 eine
konische Form und steht mit seiner Konusgrundfläche 25 auf
der Oberfläche 12 des Chucks 4 und ragt mit seiner Konusspit
ze 47 aus der Oberfläche 12 heraus. Die konische Ausführung
des Positionierungsstiftes 24 hat den Vorteil, daß die Konus
spitze 47 zur Führung und Positionierung des Produkt-Wafers
beitragen kann.
Das Detail A zeigt darüber hinaus einen teilweisen Quer
schnitt der Vakuumhaltevorrichtung 19, mit der ein Produkt-
Wafer 1 mit seiner Rückseite 48 an dem Vakuumkammerdeckel 18,
der in Fig. 1 gezeigt wird, gehalten werden kann. Die Vaku
umhaltevorrichtung 19 wird in Pfeilrichtung C evakuiert, wo
durch die Rückseite 48 des Produkt-Wafers 1 auf die Oberflä
che 20 der Vakuumhaltevorrichtung gepreßt wird. Dazu weist
die Vakuumhaltevorrichtung Vakuumbohrungen 17 auf, die in ei
ner nicht gezeigten Ausführungsform in konzentrisch angeord
neten Nuten in die Vakuumhaltevorrichtung eingearbeitet sein
können. Eine exakte Positionierung des Produkt-Wafers während
des Haltens durch die Vakuumhaltevorrichtung und während des
Verbindungsverfahrens zweier Wafer wird durch konische Füh
rungsstifte 9 und 10 erreicht, von denen im Detail A der ko
nische Führungsstift 10 gezeigt wird. Dessen Länge überbrückt
den Abstand a zwischen der Oberfläche 42 des Produkt-Wafers
und der Oberfläche der doppelseitig klebenden Folie 5. Die
konische Ausführungsform des Führungsstiftes 10 stellt si
cher, daß beim Herunterfallen des Produkt-Wafers auf die dop
pelseitig klebende Folie 5 ein Verkanten des Wafers an dem
Führungsstift 10 vermieden wird. Ferner zeigt das Detail A,
daß der Führungsstift der Haltevorrichtung 20 gegenüber dem
Positionierungsstift 24 am Umfang der Wafer versetzt angeord
net ist, so daß sich die Stifte beim Aufkleben und Verbinden
des Produkt-Wafers nicht behindern.
Da die Vorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt wird, die Möglich
keit besitzt, den Chuck 4 in seiner Höhe über die Hub- und
Drehdurchführung 32 zu verstellen, kann es durchaus von Vor
teil sein, die Führungsstifte und die Positionsstifte genau
aufeinander auszurichten, so daß gewährleistet ist, daß beim
Hochfahren des Chucks 4 in Richtung auf die Vakuumhaltevor
richtung 19 ein Mindestabstand a gewährleistest ist und nicht
aus Versehen die beiden Wafer 1, 2 noch vor dem Evakuieren
aufeinandergedrückt werden.
Ein weiterer Vorteil der in den Fig. 1 und 2 gezeigten
Vorrichtung liegt darin, daß der Abstand a während des Vor
gangs des Verbindens zweier Wafer 1, 2 für ein Dünnschleifen
und ein späteres Trennen eines Produkt-Wafers 1 variiert wer
den kann. So kann der Abpumpquerschnitt zu Beginn des Vor
gangs groß gehalten werden, indem die Hubvorrichtung des
Chucks 4 in ihrer niedrigsten Position angeordnet ist, und
vor dem Abfallen des Produkt-Wafers 1, d. h. solange das Vaku
um in der Vakuumkammer 3 noch nicht das Vakuum der Vakuumhal
tevorrichtung 19 erreicht hat, kann der Abstand a bis auf we
nige Millimeter durch Anheben des Chucks über die Hubdrehvor
richtung 32 vermindert werden. Durch das Zusammenfahren der
beiden zu verbindenden Oberflächen, nämlich der aktiven Ober
fläche 48 des Produkt-Wafers 1 und der freien Oberfläche der
doppelseitig klebenden Folie 5, wird das Risiko eines Verkan
tens des herunterfallenden Produkt-Wafers 1 bei gleichem oder
höherem Vakuum in der Vakuumkammer 3 gegenüber dem Vakuum der
Vakuumhaltevorrichtung 19 minimiert.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm mit den Verfahrensschritten ei
nes Durchführungsbeispiels des Verfahrens zum planen Verbin
den zweier Wafer für ein Dünnschleifen und ein Trennen eines
Produkt-Wafers 1. In einem ersten Verfahrensschritt 50 wird
von den zwei Deckfolien einer doppelseitig klebenden Folie 5
die erste Deckfolie entfernt. In dem nächsten Verfahrens
schritt 51 kann dann die freigelegte Oberfläche der doppel
seitig klebenden Folie 5 auf den Träger-Wafer 2 aufgezogen
werden. Dieses Aufziehen einer doppelseitig klebenden Folie
auf einen Träger-Wafer kann bereits vollautomatisch unter Va
kuum durchgeführt werden. Nach dem Aufziehen der doppelseitig
klebenden Folie 5 auf den Träger-Wafer 2 folgt der Verfah
rensschritt 52, bei dem der Träger-Wafer 2 mit doppelseitig
klebender Folie zwischen den Pins bzw. Positionierungsstiften
23, 24 auf einen Chuck 4 eines Halbautomaten, wie er in Fig.
1 gezeigt wird, eingelegt wird.
Im nächsten Schritt 53 kann die zweite Deckfolie, die sich
noch auf der doppelseitig klebenden Folie befindet, von die
ser entfernt werden. Dazu kann der Träger-Wafer 2 auf dem
Chuck 4 durch Evakuieren des Chucks 4 bereits fixiert sein.
In einem Schritt 54 wird dann der zu schleifende Produkt-
Wafer 1 zwischen den Pins oder Führungsstiften des Vakuumkam
merdeckels 18 des Halbautomaten, wie er in Fig. 1 gezeigt
wird, angesaugt. Nach Schließen und Evakuieren der Vakuumkam
mer 3 in einem Schritt 55 fällt der Produkt-Wafer 1, der von
der Vakuumhaltevorrichtung 19 hängend gehalten wurde, auf die
klebende Oberfläche der doppelseitig klebenden Folie 5. Durch
Belüften der Vakuumkammer 3 im Verfahrensschritt 56 wird der
Produkt-Wafer 1 mit seiner aktiven Oberfläche 42 auf dem Trä
ger-Wafer 2 über die doppelseitig klebende Folie 5 aufeinan
dergelegt.
Nach Entnahme des so entstandenen Verbundwafers aus einem
Produkt-Wafer 1 und einem Träger-Wafer 2 mit dazwischenlie
gender doppelseitig klebender Folie 5 können sich weitere
Verfahrensschritte anschließen, die einerseits ein Dünn
schleifen des Produkt-Wafers, ein Trennen von Produkt-Wafer
und Träger-Wafer und ein Trennen des Produkt-Wafers in Chips
vorsehen. Dazu wird im Verfahrensschritt 57 der Wafer auf <
100 µm dünngeschliffen, im Verfahrensschritt 58 der Produkt-
Wafer 1 auf minimal 40 µm geätzt. Diese minimal 40 µm sind
keine Grenze, sondern werden in diesem Durchführungsbeispiel
erreicht. Ein Dünnätzen läßt sich großflächig auch bis zu
Dicken von 15 µm und darunter durchführen. Anschließend wird
der Wafer-Verbund aus Produkt-Wafer 1 und Träger-Wafer 2 mit
dazwischenliegender doppelseitig klebender Folie 5 mit dem
dünngeschliffenen Wafer 1 auf einem mit Folie gespannten Sä
gerahmen im Verfahrensschritt 59 aufgeklebt. Danach erfolgt
ein Trennen des Produkt-Wafers 1 und des Träger-Wafers 2 über
einen beheizbaren Chuck 4 bei beispielsweise 120°C im Ver
fahrensschritt 60, und schließlich wird der dünngeschliffene
Produkt-Wafer 1 in dem mit einer Folie gespannten Sägerahmen
in Chips gesägt.
Neben diesem Durchführungsbeispiel eines Verfahrens zum pla
nen Verbinden zweier Wafer für ein Dünnschleifen und ein
Trennen eines Produkt-Wafers 1 in Chips gibt es weitere Vari
anten, die bereits oben beschrieben wurden. Insbesondere kann
mit der Vorrichtung nach Fig. 1 der Pumpquerschnitt während
des Schließens und Evakuierens der Vakuumkammers im Schritt
55 dadurch variiert werden, daß mittels einer Hubdurchführung
32 in der Vakuumbodenplatte 29 der Vorrichtung nach Fig. 1
der Chuck 4 zunächst in einer entfernten Position von der Va
kuumhaltevorrichtung 19 gehalten wird und erst kurz vor dem
Abfallen des Produkt-Wafers 1 in eine Position gefahren wird,
so daß der Abstand a nur wenige Millimeter zwischen Produkt-
Wafer 1 und Träger-Wafer 2 aufweist.
Die Positionen der Wafer der Positionierungsstifte und der
Führungsstifte an den Rändern der Wafer können variabel sein
und jeweils der Größe und Form der zu verbindenden Wafer an
gepaßt werden. Das Trennen des Produkt-Wafers 1 zu Chips kann
vor einem Trennen des Produkt-Wafers 1 von dem Träger-Wafer 2
erfolgen, so daß beim Trennen des Produkt-Wafers 1 von dem
Träger-Wafer 2 bereits nur noch Chips zur Weiterverarbeitung
vorliegen. Andere für den Fachmann naheliegende Variationen
sind möglich, ohne den Schutzbereich der anliegenden Ansprü
che zu verlassen.
1
Produkt-Wafer
2
Träger-Wafer
3
Vakuumkammer
4
Chuck
5
Doppelseitig klebende Folie
6
Erstes Vakuumventil zwischen Evakuierungseinrichtung und
Vakuumkammerdeckel
7
Zweites Vakuumventil zwischen Evakuierungseinrichtung
und Vakuumkammer
8
Heizvorrichtung
9
Führungsstifte
10
Führungsstifte
11
Konusgrundfläche
12
Chuckoberfläche
13
Konusspitze
14
Randbereich des Träger-Wafers
15
Vertiefungen
16
Nuten
17
Bohrungen
18
Vakuumkammerdeckel
19
Vakuumhaltevorrichtung
20
Oberfläche der Vakuumhaltevorrichtung
21
Randbereich des Produkt-Wafers
22
Drittes Vakuumventil
23
Positionierungsstift
24
Positionierungsstift
25
Konusgrundfläche der Positionierungsstifte
26
Belüftungsöffnung
27
Belüftungsöffnung
28
Belüftungsöffnung
29
Vakuumbodenplatte
30
Stromdurchführung
31
Stromdurchführung
32
Hub- und Drehdurchführung
33
Rohrstück
34
Vakuumleitung
35
Rohrstutzen
36
Vakuumkammerwand
37
Rohrstück
38
Unterer Flansch
39
Oberer Flansch
40
O-Ring
41
O-Ring
42
Aktive Oberfläche des Produkt-Wafers
43
Rohrstutzen am Vakuumdeckel
3
44
Vakuumleitung
45
Vakuumleitung
46
Vakuumleitung
47
Konusspitze der Positionierungsstifte
48
Rückseite des Produkt-Wafers
50-61
Verfahrensschritte
Claims (27)
1. Vorrichtung zum planen Verbinden zweier Wafer (1, 2)
aufeinander, aufweisend:
eine Vakuumkammer (3) mit Evakuiereinrichtung für das Kammervolumen,
einen Chuck (4) mit Evakuiereinrichtung zur Aufnahme eines Träger-Wafers (2) mit einseitig auf dem Träger- Wafer (2) angebrachter doppelseitig klebender Folie (5) oder einer klebenden Schicht,
eine Heizvorrichtung (8) zum Aufheizen des Chucks (4) und
einen Vakuumkammerdeckel (18) mit einer Vakuumhalte vorrichtung (19) für einen Produkt-Wafer (1), die derart an dem Vakuumkammerdeckel (18) angeordnet ist, daß der Produkt-Wafer (1) flächenkongruent über dem Träger-Wafer (2) vor dem Verbinden von Produkt-Wafer (1) und Träger-Wafer (2) in einem Abstand (a) hängend in der Vakuumkammer (3) angeordnet ist.
eine Vakuumkammer (3) mit Evakuiereinrichtung für das Kammervolumen,
einen Chuck (4) mit Evakuiereinrichtung zur Aufnahme eines Träger-Wafers (2) mit einseitig auf dem Träger- Wafer (2) angebrachter doppelseitig klebender Folie (5) oder einer klebenden Schicht,
eine Heizvorrichtung (8) zum Aufheizen des Chucks (4) und
einen Vakuumkammerdeckel (18) mit einer Vakuumhalte vorrichtung (19) für einen Produkt-Wafer (1), die derart an dem Vakuumkammerdeckel (18) angeordnet ist, daß der Produkt-Wafer (1) flächenkongruent über dem Träger-Wafer (2) vor dem Verbinden von Produkt-Wafer (1) und Träger-Wafer (2) in einem Abstand (a) hängend in der Vakuumkammer (3) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vakuumhaltevorrichtung (19) Führungsstifte (9, 10)
aufweist, die senkrecht aus ihrer Oberfläche (20) her
ausragen und konisch geformt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Konusgrundfläche (11) der Führungsstifte (9, 10)
auf der Vakuumhaltevorrichtung (19) positioniert ist und
die Konus-Spitze (13) aus der Vakuumhaltevorrichtung
(19) herausragt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Führungsstifte (9, 10) der Vakuum
haltevorrichtung (19) im Randbereich (21) des Produkt-
Wafers angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führungsstifte (9, 10) der Vaku
umhaltevorrichtung (19) in Bezug auf den Chuck (4) der
art angeordnet sind, daß eine präzise und ausgerichtete
Ablage und Aufnahme des Produkt-Wafers (1) auf der dop
pelseitig klebenden Folie (5) oder auf der klebenden
Schicht des Träger-Wafers (2) auf dem Chuck (4) sicher
gestellt ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin auf
weist:
ein erstes Vakuumventil (6) zwischen einer Evaku iereinrichtung der Vakuumhaltevorrichtung (19) und dem Vakuumkammerdeckel (18),
ein zweites Vakuumventil (7) zwischen der Evaku iereinrichtung für das Kammervolumen und der Vaku umkammer (3),
ein drittes Vakuumventil (22) zwischen der Evaku iereinrichtung des Chucks (4) und dem Chuck (4).
ein erstes Vakuumventil (6) zwischen einer Evaku iereinrichtung der Vakuumhaltevorrichtung (19) und dem Vakuumkammerdeckel (18),
ein zweites Vakuumventil (7) zwischen der Evaku iereinrichtung für das Kammervolumen und der Vaku umkammer (3),
ein drittes Vakuumventil (22) zwischen der Evaku iereinrichtung des Chucks (4) und dem Chuck (4).
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens drei Führungsstifte (9, 10) auf der Vakuum
haltevorrichtung (19) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens fünf Führungsstifte (9, 10) auf der Vakuum
haltevorrichtung (19)angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Führungsstifte (9, 10) ei
ne Länge aufweisen, die mindestens der Dicke (d) des
Produkt-Wafers (1) plus dem Abstand (a) zwischen Pro
dukt-Wafer (1) und doppelseitig klebender Folie (5) bzw.
klebender Schicht und geringer als der Abstand zwischen
der Oberfläche der Vakuumhaltevorrichtung (19) des Vaku
umkammerdeckels (18) und der Oberfläche (12) des Chucks
(4) ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Führungsstifte (9, 10) an
ihrer Konusgrundfläche (11) einen Durchmesser von 200
bis 1200 Mikrometer aufweisen.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Führungsstifte (9, 10) an
ihrer Konusspitze (13) einen Durchmesser von 100 bis 500
Mikrometer aufweisen.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Vakuumhaltevorrichtung
(19) Vertiefungen (15) aufweist, die mit einer Evaku
iereinrichtung über ein erstes Vakuumventil (6) verbind
bar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefungen (15) konzentrische Nuten (16) sind,
die in die Vakuumhaltevorrichtung (19) eingeformt sind
und in ihrem Nutgrund Bohrungen (17) aufweisen, die mit
der Evakuiereinrichtung für die Vakuumhaltevorrichtung
(19) kommunizieren.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Chuck (4) Positionierungs
stifte (23, 24) aufweist, die senkrecht aus der Oberflä
che (12) des Chucks (4) herausragen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Positionierungsstifte (23, 24) konisch geformt
sind und ihre Konusgrundfläche (25) auf der Oberfläche
(12) des Chucks (4) positioniert ist und die Konusspitze
(13)aus der Oberfläche (12) herausragt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positionierungsstifte (23, 24)
des Chucks (4) im Randbereich (14) des Träger-Wafers (2)
angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positionierungsstifte (23, 24)
des Chucks (4) in Bezug auf die Vakuumhaltevorrichtung
(19) derart angeordnet sind, daß eine präzise und ausge
richtete Ablage und Aufnahme des Produkt-Wafers (1) auf
der doppelseitig klebenden Folie (5) oder auf der kle
benden Schicht des Träger-Wafers (2) auf dem Chuck (4)
sichergestellt ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positionierungsstifte (23, 24)
des Chucks (4) eine Länge aufweisen, die geringer oder
gleich der Dicke (D) des Träger-Wafers (2) ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positionierungsstifte (23, 24)
gegenüber den Führungsstiften (9, 10) in Bezug auf den
Rand (14, 21) der zu verbindenden Wafer (1, 2) versetzt
angeordnet sind.
20. Verfahren zum planen Verbinden zweier Wafer (1, 2) für
ein Dünnschleifen und Trennen eines Produkt-Wafers (1),
wobei der eine Wafer ein Träger-Wafer (2) mit einer dop
pelseitig klebenden Folie (5) oder einer klebenden
Schicht ist und der zweite Wafer ein Produkt-Wafer (1)
ist, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte
aufweist:
- - Aufziehen (51) der doppelseitig klebenden Folie (5) oder der klebenden Schicht auf den Träger-Wafer (2),
- - Einlegen (52) des Träger-Wafers (2) zwischen Posi tionierungsstiften (23, 24) bzw. Pins auf einen Chuck (4) einer Vakuumkammer (3),
- - Einlegen (54) des Produkt-Wafers (1) zwischen Füh rungsstiften (9, 10) einer Vakuumhaltevorrichtung (19) eines Vakuumkammerdeckels (18) und Fixieren des Produkt-Wafers (1) durch Öffnen eines ersten Vakuumventils (6), das die Vakuumhaltevorrichtung (19) mit einer Evakuiereinrichtung verbindet,
- - Schließen (55) der Vakuumkammer (3) und Evakuieren der Vakuumkammer auf ein gleiches oder höheres Va kuum als das Vakuum der Vakuumhaltevorrichtung (19) durch Öffnen eines zweiten Vakuumventils (7),
- - Belüften (56) der Vakuumkammer (3) nach Schließen der Vakuumventile (6, 7, 22) und Öffnen von Belüf tungsöffnungen (26, 27, 28) unter gleichzeitigem planen Aufeinanderpressen der Wafer (1, 2) durch den ansteigenden Druck in der Vakuumkammer (3).
21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Dünn
schleifen (57) des plan aufgeklebten Produkt-Wafers (1)
auf eine Dicke unter 100 Mikrometer.
22. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Dünnät
zen (58) des plan aufgeklebten und unter 100 Mikrometer
dünngeschliffenen Produkt-Wafers (1) auf eine Dicke (d)
bis zu 15 Mikrometer.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, gekenn
zeichnet durch Trennen des auf dem Träger-Wafer (2) auf
geklebten dünn geschliffenen Produkt-Wafers (1) in ein
zelne Chips.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekenn
zeichnet durch Aufheizen der plan verbundenen Wafer (1,
2) auf einem beheizbaren Chuck (4) auf die Schmelztempe
ratur der Folie (5).
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, gekenn
zeichnet durch Aufkleben (59) des dünn geschliffenen
Produkt-Wafers (1) mit Träger-Wafer (2) auf einen mit
Folie gespannten Sägerahmen.
26. Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch Trennen
(60) des Produkt-Wafers (1) von dem Träger-Wafer (2)
über einem auf oberhalb der Lösetemperatur der Folie
oder des Klebers beheizten Chuck (4).
27. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch Sägen
(61) des Produkt-Wafers (1) zu Chips.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10048881A DE10048881A1 (de) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | Vorrichtung und Verfahren zum planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünnschleifen und ein Trennen eines Produkt-Wafers |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10048881A DE10048881A1 (de) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | Vorrichtung und Verfahren zum planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünnschleifen und ein Trennen eines Produkt-Wafers |
Publications (1)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE10048881A Ceased DE10048881A1 (de) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | Vorrichtung und Verfahren zum planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünnschleifen und ein Trennen eines Produkt-Wafers |
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US (2) | US6972069B2 (de) |
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