DE69330777T2

DE69330777T2 - Verfahren zur Verstärkung eines Halbleiterwafers und verstärkter Halbleiterwafer

Info

Publication number: DE69330777T2
Application number: DE69330777T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Nitta
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1992-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2013-11-27
Also published as: US5445692A; EP0600392A2; EP0890982A3; EP0600392A3; EP0600392B1; DE69330777D1; EP0890982A2; DK0600392T3; JPH0737768A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstärken eines Halbleiterwafers. Ein bekanntes Verfahren für eine solche Verstärkung weist folgende Schritte auf: einen ersten Schritt zum Verstärken des Halbleiterwafers durch Ankleben bzw. Anheften einer Fläche des Halbleiterwafers an ein Verstärkungselement mit einer flachen Fläche unter Verwendung von Wachs, das durch Erhitzen aufgeweicht wird; einen zweiten Schritt zum Entlüften des heißgeschmolzenen Klebemittels durch Aussetzen des verstärkten Halbleiterwafers einem niedrigeren Umgebungsdruck als atmosphärischem Druck für eine bestimmte Zeitperiode, während das heißgeschmolzene Klebemittel aufgeweicht bleibt; und einen dritten Schritt zum Aushärten des heißgeschmolzenen Klebemittels durch Kühlen des verstärkten Halbleiterwafers, während ein höherer Druck als der niedrigere Umgebungsdruck des zweiten Schritts beibehalten wird. Ein solches bekanntes Verfahren ist in Patent Abstracts of Japan, Vo. 12, No. 304 (E-646), 1988 offenbart.
Ein von einem Halbleiterkristallblock abgeschnittener Halbleiterwafer wird chemisch oder mechanisch derart geschliffen, daß er spiegelpoliert ist. Danach werden lumineszierende Dioden bzw. Leuchtdioden, Transistoren und ähnliches an einer der Flächen des Wafers (d. h. der an der Vorrichtung gebildeten Fläche) durch einen gewöhnlichen Prozeß ausgebildet, und dann kann der Wafer manchmal durch chemisches oder mechanisches Schleifen einer weiteren Fläche dünner gemacht werden. Vor einem Anwenden des Prozesses bzw. des Verfahrens wird der Wafer verstärkt oder mechanisch verstärkt, indem mit einem heißgeschmolzenen Klebemittel veranlaßt wird, daß eine Verstärkungsplatte an der an der Vorrichtung ausgebildeten Fläche anklebt.
Es ist wichtig, daß bei diesem Prozeß eines Anklebens einer Verstärkungsplatte keine Gasblasen im Klebemittel enthalten sind. Das Enthaltensein von Blasen führt insbesondere dann zu den folgenden Schwierigkeiten, wenn der Halbleiterwafer dünn und aus einem spröden Material (beispielsweise InP, GaAs und ähnlichem) ist. Als erstes dehnen sich Gasblasen im gehärteten Klebemittel aufgrund dessen aus, daß es erhitzt wird, wenn der Wafer, der an der Verstärkungsplatte anklebt, durch einen Schleifstein geschliffen wird. Eine Ausdehnung der Blasen führt dazu, daß sich ein Teil des Halbleiterwafers ausbaucht, und folglich, daß ein Teil zuviel geschliffen wird und die Dicke ungleichmäßig werden kann. Ein daraus resultierender Nachteil besteht darin, daß jeder durch einen folgenden Dicing-Prozeß hergestellte Halbleiterchip eine unterschiedliche Dicke voneinander hat. Als zweites dehnen sich Gasblasen aus, wenn der Wafer in einem Vakuumgefäß behandelt wird, nachdem er an eine Verstärkungsplatte angeklebt und dünner geschliffen ist, und zwar insbesondere dann, wenn die Behandlung ein Erhitzen beinhaltet. In diesem Fall kann der Wafer selbst aufgrund einer durch die Ausdehnung der Blasen ausgeübten lokalen Spannung zerbrochen werden. Die Wahrscheinlichkeit, daß der Wafer zerbrochen wird, ist hoch, und zwar insbesondere dann, wenn der Teil derartig zuviel geschliffen wurde, daß er an einer Stelle einer Blase dünner ist.
Als Beispiel einer Technologie zum Vermeiden dieser Art von Problem gibt es eines, das in der japanischen offengelegten Anmeldung Nr. 2-123726 von HAYASE et al. beschrieben ist. Sie schlagen vor, daß der Umgebungsdruck auf ein Vakuum erniedrigt wird, bevor ein Halbleiterwafer mit einem Klebemittel dicht an eine Verstärkungsplatte angeklebt wird. Bei einer solchen Technologie ist selbst dann, wenn einige Gasblasen im gehärteten Klebemittel zwischen dem Wafer und der Verstärkungsplatte zurückbleiben, welche in engem Kontakt zueinander sind, ein Druck in den Blasen relativ niedrig und ist ein Ausdehnungsbetrag der Blasen aufgrund eines Erhitzens relativ gering, was den Wafer lokal wenig deformiert. Wenn ein Gewicht die Verstärkungsplatte zum Wafer nach unten drückt, bewegen sich die Blasen im Klebemittel um so einfacher, je niedriger die Viskosität des flüssigen Klebemittels ist, und folglich werden im gehärteten Klebemittel gelassene Blasen klein und wenig.
Jedoch ist es unmöglich, die Viskosität eines Klebemittels ausreichend niedrig zu machen. Zusätzlich kann eine Erzeugung einer bestimmten Menge an Blasen nicht vermieden werden, obwohl der Druck in den Blasen niedrig ist. Wenn ein Wafer dünner ist, deformiert eine Ausdehnung der Blasen den Wafer mehr, was die Wahrscheinlichkeit eines Brechens hoch macht. Dieses Problem tritt insbesondere dann einfacher auf, wenn ein verstärkter Wafer während eines folgenden Schritts Vakuum und Zuständen hoher Temperatur ausgesetzt wird. Zusätzlich dringt dann, wenn ein verstärkter Halbleiterwafer einer Naßbehandlung, wie beispielsweise einem Spülprozeß, unterzogen wird, eine Spülflüssigkeit oder eine Ätzflüssigkeit in die Blasen ein, und die an der Vorrichtung ausgebildete Fläche wird kontaminiert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Prozeß zum Verstärken eines Halbleiterwafers zu schaffen, bei welchem die Anzahl von zurückbleibenden oder restlichen bzw. übrigen Blasen in einem heißgeschmolzenen Klebemittel reduziert werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Prozeß zum Verstärken eines Halbleiterwafers zu schaffen, bei welchem ein Volumen jeweiliger der zurückbleibenden oder restlichen Blasen in einem heißgeschmolzenen Klebemittel reduziert werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verstärkten Halbleiterwafer zu schaffen, der selbst während einer Behandlung unter Vakuum, unter einem Erhitzen und unter einer Eintauchbehandlung in eine Flüssigkeit keinen defekten Teil entwickelt.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren gelöst, wie es im Anspruch 1 definiert ist, und durch einen verstärkten Halbleiterwafer, wie er im Anspruch 8 definiert ist.
Da eine Nut bzw. Vertiefung an einer Verstärkungsplatte als eines der Beispiele eines Verstärkungselements ausgebildet ist, treten Blasen in einem flüssigen Klebemittel während eines Entlüftungsprozesses unter einem niedrigen Druck in die Nut bzw. Vertiefung ein und verschieben sich durch die Nut bzw. Vertiefung, um sie zu verlassen. Demgemäß wird eine Entlüftung effektiv durchgeführt, und folglich kann die Anzahl von Blasen, die im gehärteten Klebemittel zurückbleiben, reduziert werden. Dies wird im folgenden detaillierter beschrieben. Aus Luft gebildete Blasen, die in einem heißgeschmolzenen Klebemittel zurückbleiben, das wie eine Flüssigkeit aufgeweicht ist, und verflüchtigte bzw. verdampfte Gase vom Klebemittel verschieben sich im Klebemittel, das zwischen einem Halbleiterwafer und einer Verstärkungsplatte eingeschoben ist, und diese Blasen werden von einem Rand einer Klebefläche freigegeben, um entlüftet zu werden. In diesem Fall wird eine unzureichende Verflüssigung des flüssigen Klebemittels verhindern, daß sich die Blasen auf einfache Weise verschieben. Hier hängt der Widerstand gegenüber einem Fließen oder dem Ausmaß an Fluidität bzw. Verflüssigung von einer Viskosität des flüssigen Klebemittels und einem Freiraum zwischen dem Halbleiterwafer und der Verstärkungsplatte ab. Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Freiraum zwischen dem Wafer und der Verstärkungsplatte durch Ausbilden einer Vertiefung bzw. einer Nut an der Verstärkungsplatte teilweise vergrößert, was veranlaßt, daß sich die Blasen einfacher verschieben. Eine vorzugsweise Größe der an der Verstärkungsplatte ausgebildeten Nut hängt von der Größe von Blasen im flüssigen Klebemittel ab, aber eine ausreichende Größe kann wenigstens 10 um tief und wenigstens 100 um breit sein, wenn ein normales heißgeschmolzenes Klebemittel verwendet wird. Aufgrund einer Nut bzw. Vertiefung, die an einer Verstärkungsplatte ausgebildet ist, kann in ausreichendem Maß verhindert werden, daß Blasen zurückbleiben, selbst wenn eine Entlüftungsbehandlung unter demselben Druck durchgeführt wird, wie demjenigen für die Härtungs- bzw. Aushärtungsbehandlung. Wenn jedoch eine Entlüftungsbehandlung unter einem niedrigeren Druck als demjenigen für die Aushärtungsbehandlung durchgeführt wird, können die zurückbleibenden Blasen weniger werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist unter einem zweiten Aspekt ein verstärkter Halbleiterwafer geschaffen, der folgendes aufweist: ein Verstärkungselement mit einer flachen Fläche, wobei die flache Fläche eine Nut bzw. Vertiefung darin hat; ein heißgeschmolzenes Klebemittelmaterial, das wenigstens einen Teil der flachen Fläche bedeckt und wenigstens einen Teil der Vertiefung bzw. Nut bedeckt; und einen Halbleiterwafer, der durch das heißgeschmolzene Klebemittel an das Verstärkungselement geklebt ist, wobei der Halbleiterwafer einen peripheren Rand hat, wobei sich die Nut bzw. Vertiefung wenigstens teilweise zwischen dem Halbleiterwafer und dem Verstärkungselement ausdehnt und ein Ende hat, das am peripheren Rand des Halbleiterwafers angeordnet ist.
Selbst wenn einige Blasen in einem gehärteten Klebemittel zurückbleiben, existieren die meisten der Blasen in einer an einer Verstärkungsnut ausgebildeten Nut. Daher ist eine Kontaktfläche der Blasen mit einem Halbleiterwafer viel kleiner, wenn die Blasen in der Nut sind, als wenn sie außerhalb der Nut sind. Demgemäß werden selbst dann, wenn sich die Blasen dadurch ausdehnen, daß sie während eines folgenden Prozesses erhitzt werden, die Blasen dazu führen, daß der Wafer ein wenig deformiert wird, da die Blasen auf den Wafer nur durch kleine Flächen eine Spannung ausüben. Der Wafer wird nicht von der Verstärkungsplatte abgeschält werden, selbst wenn während eines folgenden Spülschritts oder eines Naßätzschritts Ultraschallschwingungen angelegt werden. Weiterhin ist selbst dann, wenn eine Ätzflüssigkeit in die Blasen eintritt, eine kontaminierte Fläche bzw. ein kontaminiertes Gebiet einer Fläche zum Bilden einer Vorrichtung klein, da das Kontaktgebiet zwischen den Blasen und dem Wafer klein ist.
Der verstärkte Halbleiterwafer kann gemäß dem Verfahren ausgebildet werden, das den ersten Aspekt der Erfindung bildet, oder gemäß dem Verfahren, wie es anfangs definiert ist, wobei der während dem dritten Schritt beibehaltene höhere Druck niedriger als ein Umgebungsdruck ist.
Auf diese Weise kann die Anzahl von zurückbleibenden oder restlichen Blasen im gehärteten heißgeschmolzenen Klebemittel ausreichend reduziert werden, indem ein Entlüften unter einem Zustand eines niedrigen Drucks implementiert wird.
Zusätzlich kann deshalb, weil das Aushärten des Klebemittels unter einem höheren Druck als dem Druck für die Entlüftung durchgeführt wird, das Volumen aller der zurückgebliebenen oder restlichen Blasen, obwohl die Anzahl der zurückgebliebenen Blasen klein ist, derart reduziert werden, daß es proportional zur Druckdifferenz zwischen einer Entlüftung und einer Aushärtung ist. Weiterhin können flüchtige Elemente in den während der Entlüftungsbehandlung unter einem niedrigen Druck erzeugten Blasen während der Aushärtungsbehandlung unter einem höheren Druck im heißgeschmolzenen Klebemittel erneut absorbiert werden, und das Volumen der Blasen wird weiter reduziert.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einem Zuteilen eines unterschiedlichen Drucks von der Entlüftungsbehandlung zur Aushärtungsbehandlung, was hierin nachfolgend detaillierter beschrieben wird.
Eine bevorzugte Druckdifferenz zwischen einer Entlüftungsbehandlung und einer Aushärtungsbehandlung hängt von einer Viskosität eines Klebemittels und einer Festigkeit und einer Dicke eines Halbleiterwafers ab. Allgemein kann dann, wenn ein Halbleiterwafer verstärkt wird, ein Druck zur Entlüftung etwa ein Fünftel von demjenigen für eine Aushärtung sein, aber vorzugsweise etwa ein Zehntel. Ein Druck für eine Aushärtungsbehandlung kann atmosphärischer Druck sein, aber ein niedriger Druck, wie beispielsweise 60- 250 mm Hg (8,0 kPa-33,3 kPa) ist bevorzugt, wenn ein Heizschritt in einem folgenden Prozeß enthalten ist. Gemäß Experimenten wurde ein kleines Problem veranlaßt, wenn eine Entlüftung unter 10 mm Hg (1,3 kPa) durchgeführt wurde und ein Aushärten unter 100 mm Hg (13,3 kpa) durchgeführt wurde.
Eine Zeitperiode zum Kühlen und Aushärten unter einem höheren Druck kann vorzugsweise kürzer als eine Zeitperiode für eine Entlüftung unter einem niedrigeren Druck sein. Wenn eine Zeitperiode für ein Aushärten zu lang ist, reabsorbiert das heißgeschmolzene Klebemittel während der Aushärtungsbehandlung Gase, die vom verflüssigten Klebemittel während einer Entlüftungsbehandlung freigegeben sind, d. h. flüchtige Elemente im heißgeschmolzenen Klebemittel oder Luft. Gemäß unserer Studie ist eine Zeitperiode zum Aushärten vorzugsweise derart, daß sie kürzer als etwa ein Zehntel von derjenigen für eine Entlüftung ist.
Für das Verfahren des ersten Aspekts und den Wafer des zweiten Aspekts gibt es zwei unterschiedliche Arten zum Veranlassen, daß ein Halbleiterwafer an einer Verstärkungsplatte mit einem durch Erhitzen aufgeweichten heißgeschmolzenen Klebemittel anklebt, von welchem eines unter atmosphärischen Druck durchzuführen ist und ein anderes unter einem reduzierten Druck durchzuführen ist. Bei der ersteren Art ist ein Auftragen eines heißgeschmolzenen Klebemittels auf eine Verstärkungsplatte einfacher, und ein Einstellen eines Gewichts zum Anlegen von Druck an den Wafer, der auf der Verstärkungsplatte angeordnet ist, ist auch einfacher. Bei der letzteren Art können flüchtige Elemente oder Luft vom flüssigen Klebemittel eliminiert werden, bevor veranlaßt wird, daß der Wafer an der Verstärkungsplatte anklebt, weil der Wafer unter niedrigem Druck auf der Verstärkungsplatte angeordnet ist, und demgemäß kann die Anzahl von zurückgebliebenen Blasen im gehärteten Klebemittel weiter reduziert werden, und auch die Größe der resultierenden Blasen ist kleiner.
Als nächstes gibt es drei im folgenden beschriebene Wege, wie veranlaßt wird, daß eine Verstärkungsplatte und ein Wafer mit einem heißgeschmolzenen Klebemittel fest aneinanderkleben. Zuerst wird ein hartes heißgeschmolzenes Klebemittel auf eine erhitzte Verstärkungsplatte gerieben. Diese Behandlung führt zu einer Oberfläche der Verstärkungsplatte, die mit aufgeweichtem und verflüssigtem Klebemittel zu messen ist, und dann wird ein Wafer auf ihr angeordnet. Als zweites wird eine Verstärkungsplatte mit einem heißgeschmolzenen Klebemittel im voraus vorbereitet, wobei das verflüssigte Klebemittel auf einer Oberfläche der Verstärkungsplatte aufgetragen wird, und dann gekühlt wird, bis es ausgehärtet ist. Ein Halbleiterwafer wird auf dem ausgehärteten Klebemittel angeordnet, und der angeklebte Wafer und die Platte werden auf einer heißen Platte angeordnet, um erhitzt zu werden. Als drittes wird ein als dünner Film ausgebildetes gehärtetes heißgeschmolzenes Klebemittel zwischen einem Halbleiterwafer und einer Verstärkungsplatte eingefügt, und der Wafer und die Platte, die aneinandergeklebt sind, werden auf einer heißen Platte angeordnet, um erhitzt zu werden.
Ein Kühlen zur Aushärtung kann natürlich auch nur durch ein Aufhören eines Erhitzens durchgeführt werden, oder, alternativ dazu, kann die heiße Platte durch Zuführen von Kühlmittel zwangsweise gekühlt werden, wo es eine große Heizkapazität der Verstärkungsplattenstruktur für den Halbleiterwafer und die heiße Platte gibt. Eine gemeinsame heiße Platte, die allgemein verwendet wird, hat einen eingebauten Heizer innerhalb von ihr, wird durch Einschalten des Heizers erhitzt und wird durch Abschalten des Heizers auf natürliche Weise abgekühlt. Wenn ein erzwungenes Kühlen nötig ist, kann entweder die heiße Platte auf einer Kühlvorrichtung angebracht werden, oder die Platte kann auf einer Vorrichtung mit beiden Funktionen eines Heizens und Kühlens angebracht werden.
Ein Material einer Verstärkungsplatte sollte vorzugsweise ungefähr denselben thermischen Expansionskoeffizienten wie denjenigen eines Halbleiterwafermaterials haben. Beispielsweise ist dort, wo ein Halbleiterwafer aus InP ist, Borsilikat-Glas für eine Verstärkungsplatte geeignet. Ein heißgeschmolzenes Klebemittel ist eine Zusammensetzung aus thermoplastischen Makromolekül-Harzen als Hauptkomponenten und wird durch Erhitzen verflüssigt und durch Kühlen ausgehärtet. Beispielsweise sind unter ihnen solche Harze wie diejenigen der Familien aus Ethylen-Vinyl-Acetat-Harz, Polyamid-Harz, Polyester-Harz und ähnlichem.
Die vorangehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung, sowie ein gegenwärtig bevorzugtes Ausführungsbeispiel von ihr werden aus einem Lesen der folgenden Beschreibung, die anhand eines Beispiels angegeben ist, in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen klarer werden, wobei:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer
Vakuumvorrichtung ist, die dann zu verwenden ist, wenn eine Verstärkungsplatte und ein Halbleiterwafer miteinander verklebt werden;
Fig. 2 bis 5 Verstärkungsprozesse zeigen, die sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen; wobei
Fig. 2 ein Auftragen eines heißgeschmolzenen Klebemittels auf eine Verstärkungsplatte zeigt;
Fig. 3 ein Anordnen eines Halbleiterwafers und ein Anlegen einer Last an ihn zeigt;
Fig. 4 ein Entlüften eines heißgeschmolzenen Klebemittels in einem Vakuumgefäß zeigt; und
Fig. 5 ein Aushärten eines heißgeschmolzenen Klebemittels in einem Vakuumgefäß zeigt;
Fig. 6 und 7 jeweils einen verstärkten Halbleiterwafer ohne Nut an einer Verstärkungsplatte zeigen; wobei
Fig. 6 eine Querschnittszeichnung einer gesamten Anordnung des Wafers, des Klebemittels und der Verstärkungsplatte ist; und
Fig. 7 eine Teil-Querschnittszeichnung einer gesamten Anordnung des Wafers, des Klebemittels und der Verstärkungsplatte ist;
Fig. 8 und 9 eine Form eines verstärkten Halbleiterwafers gemäß der Erfindung mit einer Nut an einer Verstärkungsplatte zeigen; wobei
Fig. 8 eine Querschnittszeichnung einer gesamten Anordnung des Wafers, des Klebemittels und der Verstärkungsplatte ist; und
Fig. 9 eine Teil-Querschnittszeichnung einer gesamten Anordnung des Wafers, des Klebemittels und der Verstärkungsplatte ist;
Fig. 10 bis 13 Verstärkungsplatten zeigen, die für Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und jeweils perspektivische Ansichten mit unterschiedlichen Arten von Nuten sind; und
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht ist, die eine verstärkten Halbleiterwafer eines der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigt, wovon ein Teil im Querschnitt gezeigt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Vakuumvorrichtung beschrieben, die für einen Verstärkungsprozeß zu verwenden ist. Ein Gummi-Dichtungsring 12 ist in eine Nut gefüllt, die an einer oberen Fläche einer Grundplatte 11 ausgebildet ist, wo ein Glasglockengefäß 13 angeordnet ist, und ein Vakuumgefäß oder eine Vakuumkammer 1 ist dadurch gebildet. Rohre 21 und 22 gehen durch die Grundplatte 11, und das Rohr 21 ist mit einer Vakuumpumpe 24 durch ein Ventil 23 verbunden. Das Rohr 22 wird durch ein Ventil 25 zur Atmosphäre entlüftet. Demgemäß wird dann, wenn das Ventil 23 geöffnet ist, ein Druck innerhalb der Kammer 1 erniedrigt, und wenn das Ventil 25 geöffnet ist, erhöht sich der Druck innerhalb der Kammer 1. Eine Rotationspumpe, die auf 10 mm Hg (1,3 kPa) ode ähnliches evakuieren kann, wird als Vakuumpumpe 24 verwendet.
Eine Einheit 31 zum Kühlen einer heißen Platte ist auf einer Grundplatte 11 angeordnet. Die Einheit zum Kühlen der heißen Platte hat eine eingebaute Rohrleitung zum Kühlen (in der Zeichnung nicht gezeigt). Eine heiße Platte 33 hat einen eingebauten Heizer. Die heiße Platte ist auf der Einheit 31 zum Kühlen der heißen Platte angeordnet. Ein Kühlen und Erhitzen durch die Einheit 31 zum Kühlen der heißen Platte und die heiße Platte 33 werden durch eine Thermosteuerung 32 gesteuert, die außerhalb der Kammer 1 eingebaut ist. Eine mit einer auf der Grundplatte 11 angeordneten Säule 42 und einem mit der Säule 42 gestützten Stützstab 43 gestützte Aufhängungsvorrichtung 41 hält schwebend ein Gewicht 44. Ein verstärkter Halbleiterwafer kann ungeachtet seiner Anordnung aufgrund der Aufhängungsvorrichtung 41 eine gleichmäßige Last aufnehmen. Ein verstärkter Halbleiterwafer, der durch eine Verstärkungsplatte 5 und einen Halbleiterwafer 7 gebildet ist, die unter Verwendung eines heißgeschmolzenen Klebemittels 6 miteinander verklebt sind, ist zwischen der heißen Platte 33 und dem Gewicht 44 angeordnet.
Gemäß Fig. 1 kann dann, wenn, ein Roboter in einer Kammer 1 eingebaut ist, der einen Halbleiterwafer 7 automatisch einstellen kann, ein Niederdruck-Umgebungsdruck in der Kammer 1 bei einem vorherigen Schritt zum Veranlassen, daß eine Verstärkungsplatte 5 am Wafer 7 anklebt, aufgebaut werden. In diesem Fall können die zurückgebliebenen Blasen in ausreichendem Maß in einem gehärteten heißgeschmolzenen Klebemittel reduziert werden, da das heißgeschmolzene Klebemittel einem Vakuum oder einem Umgebungsdruck mit ausreichend niedrigem Druck ausgesetzt werden kann, um flüchtige Elemente zu entfernen, bevor ein Wafer 7 am Klebemittel angeordnet wird, und dann wird der Wafer 7 angeordnet, um an der Platte 5 zu kleben, und eine Entlüftungsbehandlung kann durchgeführt werden.
Nimmt man als nächstes Bezug auf die Fig. 2 bis 6 wird ein Verstärkungsprozeß bei diesen Ausführungsbeispielen beschrieben, wobei weder die Einheit zum Kühlen der heißen Platte noch die Aufhängungsvorrichtung verwendet wird.
Zuallererst wird eine heiße Platte 33 erhitzt und wird eine Verstärkungsplatte 5 darauf angeordnet. Danach wird ein aus Elektronenwachs (Proof AH2O von NIKKA SEIKOH CO., LTD.) hergestellter Stab 61 als gehärtetes heißgeschmolzenes Klebemittel-Wachsmaterial auf die geheizte Verstärkungsplatte 5 gerieben. Im vorangehenden Prozeß wird verflüssigtes Wachs 6 auf die Verstärkungsplatte 5 aufgetragen (in Fig. 2 gezeigt), und ein Wafer 7 wird an die Verstärkungsplatte 5 geklebt. Danach wird ein Gewicht 44 von mehreren hundert Gramm auf einem Wafer 7 angeordnet, um den Wafer 7 mit einer Last zu beaufschlagen (in Fig. 3 gezeigt). Der Wafer 7 wird in der Kammer 1 angeordnet, während er das Gewicht 44 trägt, wenn die heiße Platte 33 erhitzt wird, und dann wird in der Kammer durch eine Rotationspumpe Vakuum bis zu 10 mm Hg (1,3 kPa) gebildet. Dann werden Blasen aus dem Wachs 6 erzeugt, und dann platzen die Blasen eine nach der anderen (in Fig. 4 gezeigt). Es wird bestätigt, daß der Prozeß, daß Blasen erzeugt werden und platzen, beendet wird, was bedeutet, daß eine Verdampfung flüchtiger Elemente beendet wird. Danach wird ein Ventil gesteuert, um den Kammerdruck auf 100 mm Hg (13,3 kpa) zu erhöhen, und dann wird das Ventil geschlossen, um das Vakuum zu halten. Danach wird ein Erhitzen der heißen Platte 33 gestoppt, und es wird zugelassen, daß sich die heiße Platte auf natürliche Weise abkühlt. Die Kammer 1 wird durch Öffnen des Ventils zum Atmosphärendruck zurückgebracht, wenn das Wachs 6 vollständig ausgehärtet ist, und dann wird der Wafer 7 herausgenommen. Dieser Prozeß ermöglicht, daß der Wafer 7 gut an der Verstärkungsplatte 5 haftet, wobei keine Blasen im gehärteten Wachs 6 (d. h. im heißgeschmolzenen Klebemittel) zurückbleiben.
Hier wurde ein Halbleiterwafer 7 aus InP mit einer Golddampfplatte an seiner Klebefläche (20 mm · 30 mm · 350 um (Dicke)) hergestellt, und eine Verstärkungsplatte 5 wurde aus Borsilikat-Glas hergestellt, welches denselben thermischen Expansionskoeffizienten wie InP hat. Ein Elektronenwachs vom heißgeschmolzenen Typ (Proof AH2O von NIKKA SEIKOH CO., LTD.) mit einem Schmelzpunkt von 160ºC wurde als Wachs 6 verwendet. Daher wurde eine heiße Platte 33 auf 150-170ºC erhitzt, wenn ein Vakuum für eine Entlüftung gebildet wurde.
Ein verstärkter Halbleiterwafer 7 war bei diesem Ausführungsbeispiel ein InP-Wafer zum Herstellen einer lichtemittierenden Diode (LED) von einem Flächenlumineszenztyp, wobei eine Vielzahl von LEDs in einem Prozeß vor dem Verstärkungsprozeß auf dem Wafer 7 integriert wurde. Das bedeutet, daß eine Vielzahl von Epitaxial- Kristallschichten aus InP übereinander auf einer Fläche des InP-Wafers angeordnet ist, der aus einem Block eines Einzelkristall-InP in eine Platte geschnitten und hochglanzpoliert ist. Die Fläche ist derart ausgebildet, daß sie einen LED-Aufbau eines pn-Übergangstyps hat. Die als LED ausgebildete Fläche ist mit einem Wachs 6 mit einer Verstärkungsplatte 5 verklebt. Der durch das Verfahren dieses Ausführungsbeispiels verstärkte InP-Wafer ist von einer Seite des Wafers 7 aus geschliffen, die eine andere als die als LED ausgebildete Fläche ist, um dünner zu sein. Danach wird ein nötiger Schritt, wie beispielsweise ein Ausbilden einer Elektrode, etc. an der geschliffenen Fläche durchgeführt, und der Wafer wird durch Dicing zu Chips jeder LED-Einheit gemacht. Eine Kugellinse wird an einer Fläche des LED-Chips angebracht, die eine andere als eine als LED ausgebildete Fläche ist, bevor der Chip als Produkt versandt wird. Hier werden dann, wenn die Dicke eines geschliffenen Wafers 7 von Stelle zu Stelle teilweise schwankt, die Chips, die vom Wafer 7 durch Dicing getrennt sind, unterschiedliche Dicken haben, und folglich variiert eine Stelle eines Lichtflecks eines durch eine Kugellinse von einer LED-Lumineszenzfläche fokussierten Lichts von Chip zu Chip. Gemäß der beschriebenen Herstellungsweise konnten Chips dünn und mit gleichmäßiger Dicke mit einer sehr hohen Genauigkeit hergestellt werden, da die Anzahl von Blasen minimiert wurde. Demgemäß hat ein lumineszierendes Element mit einer Kugellinse, das durch einen Prozeß bzw. ein Verfahren des Ausführungsbeispiels hergestellt ist, eine sehr hohe Zuverlässigkeit.
Ein interner Druck (Gasdruck) einer während eines Entlüftungsschritts unter Vakuum erzeugten Blase ist mit einer Oberflächenspannung eines die Blase ausbildenden Films (Wachs 6 bei dem Ausführungsbeispiel) und einem externen Druck (Gasdruck) im Gleichgewicht. Demgemäß ist der innere Druck der erzeugten Blase nahezu derselbe wie derjenige im Vakuumgefäß. Wenn flüchtige Elemente vollständig vom Wachs eliminiert werden, werden keine Gase mehr aus dem Wachs unter dem Druck erzeugt.
Wenn ein Druck in einem Vakuumgefäß vor einem Schritt eines Kühlens und eines Härtens erhöht wird, wird ein Blasenvolumen reduziert, da das Volumen umgekehrt proportional zu einer Erhöhung eines internen Drucks des Vakuumgefäßes ist, so daß der interne Blasendruck mit demjenigen des externen im Gleichgewicht ist. Beispielsweise wird das Blasenvolumen ein Zehntel seines ursprünglichen Volumens, wenn der Druck auf ein Zehnfaches erhöht wird. Hier wird deshalb, weil flüchtige Elemente in Wachs während einer Entlüftungsbehandlung am meisten eliminiert werden, ein Teil der Gase in der Blase wieder durch das Wachs absorbiert. Zusätzlich wird deshalb, weil der Umgebungsdruck erhöht wird, eine Last aufgrund des Gasdrucks an den Wafer angelegt. Unter der Annahme, daß der Vakuumdruck etwa 10 mm Hg (1,3 kPa) ist und vor einem Schritt eines Kühlens und Härtens auf 100 mm Hg (13,3 kpa) erhöht wird, wird eine Last von etwa 130 g/cm² an den Wafer angelegt. Die Last veranlaßt, daß der Kontakt zwischen dem Wafer und der Verstärkungsplatte verstärkt wird, und folglich ist es schwieriger, daß Blasen erzeugt werden.
Wie es oben angegeben ist, verschwinden dort, wo ein Wafer an einer Verstärkungsplatte angeklebt wird, ein Vakuum gebildet wird, um Luft oder flüchtige Elemente in einem Wachs zu eliminieren, danach der Druck auf höher, obwohl noch nahe einem Vakuum, erhöht wird, das erhöhte Druckvakuum beibehalten wird und genau nach diesem Schritt ein Kühlungsschritt begonnen wird, um das Wachs zu härten, Blasen, die gemäß einem herkömmlichen Klebeverfahren für gewöhnlich in einem gehärteten Wachs zurückbleiben, oder ihre Größen werden schließlich sehr klein, da der interne Druck der Blasen nahe einem Vakuum ist, und die Blasen verursachen wenig Schwierigkeit bei irgendwelchen folgenden Schritten.
Je niedriger ein Vakuumdruck während einer Entlüftung ist, um so besser ist es, um Luft oder flüchtige Elemente in einem Wachs zu eliminieren. Jedoch dauert es dann, wenn ein höheres Vakuum versucht wird, länger, das Vakuum zu bilden, und Kosten für eine Vakuumpumpe werden höher werden. Demgemäß sollte ein geeignetes Maß für das Vakuum angenommen werden. Beim vorgenannten Ausführungsbeispiel wurde ein Vakuum von 10 mm Hg (1,3 kpa) gebildet, weil das Ausmaß durch die Leistungsfähigkeit der Rotationspumpe begrenzt war, aber tatsächlich ist etwa das Zweifache dieses Spielraums bevorzugt. Demgemäß ist während einer Entlüftung, nachdem ein Vakuum gebildet wird, ein Vakuumdruck von 20 mm Hg (2,7 kPa) oder darunter bevorzugt.
Andererseits ist ein Druck für einen Kühlungs-Aushärtungs- Schritt vorzugsweise so hoch wie möglich verglichen mit demjenigen für eine Entlüftung durch ein Vakuum in einer Kammer, so daß Blasen mit einem internen Druck von fast einem Vakuum größenmäßig reduziert werden, und bevorzugter verschwinden die Blasen selbst. Damit Blasen in ausreichendem Maß verringert werden, oder damit sie sogar verschwinden, sollte ein Druck zum Kühlen-Aushärten drei- oder fünfmal höher, und vorzugsweise etwa zehnmal höher, als derjenige für eine Entlüftung durch ein gebildetes Vakuum. Ein Absolutwert eines Drucks zum Aushärten ist bevorzugt so niedrig wie möglich, und niedriger als ein Drittel oder ein Fünftel des Atmosphärendrucks, da eine Reabsorption von Luft oder flüchtigen Elementen in das Wachs zu einem geringen Ausmaß auftreten kann. Demgemäß ist ein Druck in der Kammer vorzugsweise von 60 mm Hg bis 160 mm Hg (der 250 mm Hg) (8,0 kPa - 21,2 kPa (oder 33,3 kPa)) während des Kühlungs- Aushärtungs-Schritts. Wenn jedoch ein an einem Wafer implementierter Prozeß nach einem Verstärken keine Dampfablagerungsbehandlung oder ähnliches enthält, kann ein Kühlungsschritt unter einem relativ hohen Druck, wie beispielsweise Atmosphärendruck oder ähnlichem, erfolgen.
Eine Zeitperiode zum Kühlen-Aushärten ist vorzugsweise so kurz wie ein Zehntel oder weniger als diejenige für eine Entlüftung. Wenn eine Zeitperiode für ein Kühlen-Aushärten eines Wachses ausreichend kürzer als diejenige zum Eliminieren von Luft oder flüchtigen Elementen von einem Wachs ist, kann eine Menge an Luft oder flüchtigen Elementen, die in das Wachs reabsorbiert werden, stark reduziert werden. Dies unterdrückt eine Erzeugung von Vakuumhohlräumen und ermöglicht eine Herstellung eines besseren Produkts. In dem Fall jedoch, daß ein Freigeben der reabsorbierten Luft oder der reabsorbierten flüchtigen Elemente keinerlei Schwierigkeit in einem folgenden Prozeß verursachen wird, kann eine Aushärtungszeit eines Wachses vom heißgeschmolzenen Typ ein Zehntel oder größer sein.
Tatsächlich wird dann, wenn ein Ankleben gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert wird, ein geeignetes Verfahren ausgewählt, das Grenzbedingungen in den verwendeten Vorrichtungen erfüllt, oder bei den Schritten, die unter den obigen Bedingungen ausgewählt werden.
Wie es oben angegeben ist, können Vakuumblasen, die zwischen einem Wafer und einer Verstärkungsplatte zurückbleiben, eliminiert werden, welche für gewöhnlich schwierig zu entfernen sind, indem eine derartige Operation implementiert wird, das dann, wenn ein Ankleben eines Wafers an eine Verstärkungsplatte erfolgt, flüchtige Elemente durch Bilden eines Vakuums eliminiert werden, während ein Wachs erhitzt gehalten wird, und genau danach der Druck auf höher als derjenige für das gebildete Vakuum oder für eine Entlüftung erhöht wird. Demgemäß kann eine Verschlechterung einer Schleifgenauigkeit (insbesondere in bezug auf eine Gleichmäßigkeit der Dicke) oder ein Abschälen oder ein Zerbrechen eines Wafers aufgrund der Effekte von Blasen während einer Verarbeitung des Wafers vermieden werden. Dies ermöglicht ein Erreichen einer verbesserten Genauigkeit und einer besseren Ausbeute während eines Herstellungsprozesses eines Hableiterwafers oder einer Halbleitervorrichtung. Insbesondere in einem Fall, daß Blasen aufgrund von Unregelmäßigkeiten auf einer Oberfläche eines Wafers auf einfache Weise erzeugt werden können, wie beispielsweise bei einer Verarbeitung eines Wafers im Verlaufe einer Herstellung eines Halbleiterelements, wie beispielsweise einer LED und von ähnlichem, ist es besonders leicht möglich, daß eine Blase darin zurückbleibt, was zu einem Zerbrechen des Wafers aufgrund einer Spannung führt, und ein Effekt eines Verringerns irgendwelcher zurückbleibender Blasen ist beachtlich.
Bei der Herstellung des Wafers, wie sie beschrieben ist, wird eine Entlüftung durch Bilden eines Vakuums durchgeführt, nachdem ein Wafer und eine Verstärkungsplatte miteinander verklebt sind, und dann wird der Druck erhöht und wird ein Aushärten durchgeführt. Jedoch kann es auch akzeptabel sein, daß ein Wachs erhitzt wird, während ein Wafer und eine Verstärkungsplatte ohne ein Verkleben getrennt gehalten werden, flüchtige Elemente und Luft durch Bilden eines Vakuums eliminiert werden, der Wafer dann an die Verstärkungsplatte angeklebt wird, eine Entlüftung für eine vorbestimmte Zeitperiode durchgeführt wird und darauffolgend das heißgeschmolzene Klebemittel mit einem erhöhten Druck ausgehärtet wird. Bei dem unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 beschriebenen Prozeß wird durch einen Bediener ein Gewicht auf einem Wafer manuell eingestellt, um den Wafer für ein festes Anhaften mit einer Last zu beaufschlagen, aber es ist akzeptabel, eine Vorrichtung zu verwenden, die ein optionales Variieren einer Last ermöglicht, oder eine Vorrichtung zu verwenden, in welcher diese Vorrichtungen einschließlich eines Vakuumgefäßes in einer Einheit integriert sind.
Weiterhin variiert selbst dann, wenn eine Kombination aus einem Wafer und einer Verstärkungsplatte von oben nach unten angeordnet ist, der Effekt, der von einer Implementierung einer Entlüftungsbehandlung und einer Aushärtungsbehandlung bei unterschiedlichen Umgebungsdrücken kommt, nicht.
Zum Bekommen eines größeren Effekts ist es gemäß einer bevorzugten Weise zum Ausführen der vorliegenden Erfindung vorzuziehen, eine feine Nut bzw. Vertiefung an einer Klebefläche der Verstärkungsplatte 5 auszubilden. Die Fig. 6 und 7 und die Fig. 8 und 9 beschreiben dies durch einen Vergleich. Blasen 8 in einem Wachs 6 (einem heißgeschmolzenen Klebemittel) zwischen einer Verstärkungsplatte 5 und einem Wafer 7 sind wie eine dünne Scheibe ohne eine Nut an der Verstärkungsplatte 5, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Fall dauert eine vollständige Entlüftung eine relative lange Zeit, da sich Blasen 8 aufgrund einer Viskosität des flüssigen Wachses 6 (des Klebemittels) in einem schmalen Spalt (etwa 10 um) in einem Gebiet zwischen einer Verstärkungsplatte 5 und einem Wafer 7 nicht leicht bewegen. Zusätzlich wird dann, wenn das Klebemittel 6 in der in Fig. 7 gezeigten Anordnung ausgehärtet wird, ein Kontaktgebiet zwischen den Blasen 8 und einem Wafer 7 relativ groß, was dazu führen kann, daß sich der Wafer 7 aufgrund einer Ausdehnung der Blasen ausbaucht, und kann auch dazu führen, daß der Wafer 7 in einem ausgedehnten Gebiet aufgrund von Kontaminierungen, wie beispielsweise einer Ätzflüssigkeit, die in die Blasen 8 eintreten, beschädigt wird.
Gegensätzlich dazu gibt es Vorteile, wie es folgt, wo eine Vielzahl von Nuten 9 an einer Klebefläche einer Verstärkungsplatte 5 ausgebildet ist, wie es in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist. Zuerst sammeln sich die Blasen 8 zusammen in den Nuten 9 und bewegen sich während einer Entlüftungsbehandlung leicht. Dies läßt zu, daß die Zeitperiode für eine Entlüftungsbehandlung verkürzt wird, und weiterhin wird die Anzahl von zurückgebliebenen Blasen reduziert. Als zweites werden selbst dann, wenn das Klebemittel 7 ausgehärtet ist, so daß es darin Blasen 8 enthält, da die Blasen 8 in den Nuten 9 sphärisch sein können, Kontaktgebiete mit dem Wafer 7 klein werden. Daher wird der Wafer 7, wenn überhaupt, nur leicht deformiert, wenn die Blasen 8 ausgedehnt werden, und der Wafer 7 wird, wenn überhaupt, nur leicht beschädigt, wenn Kontaminierungen in die Blasen 8 eintreten. Selbst wenn Ultraschallschwingungen angelegt werden, wird der Wafer 7 nicht von der Verstärkungsplatte 5 abgeschält. Weiterhin wird deshalb, weil die meisten der Blasen 8 in den Nuten 9 zurückbleiben, der andere Teil des Wafers 7, wenn überhaupt, sehr wenig beschädigt.
Einige Beispiele einer Verstärkungsplatte 5 mit einer solchen Nut 9 sind in perspektivischen Ansichten in den Fig. 10 bis 13 gezeigt. Die Nuten 9 können als Vielzahl von parallelen Nuten 9 ausgebildet sein, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Die Nuten 9 können alternativ dazu als Vielzahl von orthogonalen Nuten 9 ausgebildet sein, wie es in Fig. 11 gezeigt ist. Die Nuten 9 können bei einer anderen Anordnung als Vielzahl von radialen Nuten 9 ausgebildet sein, die sich von einem Zentrum aus erstrecken, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Die Nuten 9 können auch als Vielzahl von Nuten 9 ausgebildet sein, die keinen Rand einer Verstärkungsplatte 5 erreichen, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Im Fall der Fig. 13 sind die Nuten 9 außerhalb einer Klebefläche des Wafers 7 und der Verstärkungsplatte 5 nicht freigelegt.
Fig. 14 zeigt einen Wafer, wo ein Wafer, wie beispielsweise InP, an eine Verstärkungsplatte 5 mit einer Vielzahl von parallelen Nuten 9 angeklebt ist, die an ihrer Fläche ausgebildet sind. Es gibt ein gehärtetes heißgeschmolzenes Klebemittel 6 zwischen dem Wafer 7 und der Verstärkungsplatte 5. Der Halbleiterwafer 7 ist mit der Verstärkungsplatte 5 verstärkt, und nur eine zu bearbeitende Fläche des Wafers 7, nämlich seine Unterseite, ist freigelegt.
Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Nuten an einer Verstärkungsplatte 5 werden hier unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 beschrieben. Eine Glasplatte 5 als Verstärkungsplatte hat Nuten von mehreren zehn Micra (um) Tiefe und mehreren hunderten Micra (um) Breite mit Intervallen von 10 mm, die darauf ausgebildet sind. Keine Nuten sind in den Fig. 2 bis 5 dargestellt, aber im folgenden ist angenommen, daß einige Nuten an einer Verstärkungsplatte ausgebildet sind.
Zuallererst wird eine heiße Platte 33 erhitzt und wird eine Glasplatte 5 darauf angeordnet, wobei eine Seite mit einer ausgebildeten Nut in Richtung nach oben angeordnet ist. Eine Wachs 6 als heißgeschmolzenes Klebemittel wird auf die Glasplatte 5 aufgetragen (siehe Fig. 2), und dann wird ein Wafer 7 als Halbleiterwafer auf der Fläche mit einer ausgebildeten Nut der Glasplatte 5 angeordnet und darauf gedrückt, so daß sie aneinander haften. Als nächstes wird ein Gewicht 44 von mehreren hundert Gramm auf den Wafer 7 gestellt (siehe Fig. 3). Während die heiße Platte 33 erhitzt gehalten wird, wird die gesamte Anordnung in einem Vakuumgefäß angeordnet bzw. untergebracht, und ein Vakuum wird durch eine Rotationspumpe zu etwa 10 mm Hg gebildet. Der Vakuumzustand wird beibehalten, bis eine Verdampfung von flüchtigen Elementen vom Wachs beendet ist (siehe Fig. 4). Danach wird die heiße Platte 33 abgekühlt, wird das Vakuum im Vakuumgefäß abgebrochen, nachdem das Wachs 6 vollständig ausgehärtet ist, und dann wird der verstärkte Wafer herausgenommen. Dieser Prozeß resultiert in einer guten Haftfähigkeit mit einem geringen Betrag an Blasen nur entlang der Nuten an der Glasplatte 5.
Hier wurde der Wafer 7 unter Verwendung von InP ausgebildet, wobei eine Goldplattierung durch eine Dampfablagerung an einer Klebefläche bzw. Haftfläche (30 mm · 40 mm · 350 um (Tiefe)) war, und eine Verstärkungsplatte wurde aus einer Borsilikat-Glasplatte 5 hergestellt, die denselben thermischen Expansionskoeffizienten wie den von InP hat. Ein Harz vom heißgeschmolzenen Typ (Proof AH2O von NIKKA SEIKOH CO., LTD.) mit einem Schmelzpunkt von 136ºC wurde als Wachs 6 verwendet. Daher wir eine heiße Platte 33 auf 150-170ºC erhitzt, wenn ein Vakuum gebildet wird.
Während einer Entlüftungsbehandlung unter Vakuum erzeugte Blasen wurden von einer Klebefläche bzw. Haftfläche durch Anlegen einer Last an einen Wafer 7 gestoßen. In diesem Fall, in welchem Nuten 7 von mehreren Hunderten von Micra (um) Breite und mehreren Zehn von Micra (um) Tiefe mit Intervallen von 10 mm in vertikaler Richtung und in horizontaler Richtung im voraus auf eine Glasplatte 5 ausgebildet wurden, wurden die Blasen entlang der Nut ausgestoßen und verbreiteten sich nicht in weitem Maß auf der Klebefläche. Die Blasen wurden ruhiger als dort gestoßen, wo es keine Nuten gab, da sich die Blasen entlang der Nuten bewegen konnten. Zusätzlich war selbst dann, wenn einige Blasen in der Klebefläche zurückblieben, eine Verteilung der zurückbleibenden Blasen in Linien, weil die Blasen entlang der Nuten lagen. Demgemäß wurde deshalb, weil ein schwebendes Gebiet des Wafers über den Blasen an der Glasplatte 5 klein war, kein Wafer 7 aufgrund von Ultraschallschwingungen oder ein Erhitzen unter Vakuum abgeschält, und die Klebefläche des Wafers 7 wurde aufgrund eines Eintretens der Ätzflüssigkeit in die Blasen weder kontaminiert noch zerbrochen.
Eine Tiefe und eine Breite einer Nut, die auf einer Glasplatte 5 ausgebildet ist, sollte derart sein, daß sie der Nut in ausreichendem Maß ermöglichen, Blasen unterzubringen. Beispielsweise sind dann, wenn ein Abstand zwischen einem Wafer 7 und einer Glasplatte 5, die aneinanderzukleben sind, etwa 10 um ist und erzeugte Blasen 8 10 mm · 10 mm oder ähnliches, was ein Gesamtvolumen von Blasen 8 bedeutet, 1 Kubikmillimeter ist, etwa sechs Nuten mit einer Tiefe von 20 um und einer Breite von 300 um nötig, um auf der Klebefläche ausgebildet zu werden, wo der Wafer 7 größenmäßig 30 mm · 30 mm ist. Tatsächlich sind sechs Nuten mit einer Tiefe von 10 um und einer Breite von 100 um ausreichend, weil Blasen aus der Klebefläche einfacher mit den Nuten als ohne die Nuten ausgestoßen werden. Die Anzahl und das Intervall von Nuten werden durch Berücksichtigen einer Situation einer Blasenerzeugung und einer möglichen Breite und Tiefe einer auszubildenden Nut bestimmt, und optimale Bedingungen sollten ausgewählt werden. Ein chemisches Ätzen oder ein physikalisch-chemisches Ätzen ist zum Ausbilden einer Nut vorzuziehen, da eine Glasplatte 5 aufgrund eines Schocks oder von Hitze leicht bricht, wenn eine physikalische Bearbeitung mit einem Diamantmesser oder ähnliches zum Ausbilden der Nut verwendet wird.
Wie es oben angegeben ist, können Blasen mit einem Druck von fast einem Vakuum nur durch Verwenden einer Verstärkungsplatte mit einer Nut an ihrer Klebefläche bzw. Haftfläche entfernt werden, wenn ein Wafer 7 an eine Glasplatte 5 geklebt bzw. angeheftet wird, und ein Vakuum zum Eliminieren flüchtiger Elemente vom Klebemittel gebildet wird. Darüber hinaus können selbst dann, wenn einige Blasen zurückbleiben, ihre Größe und ihre Verteilung so werden, daß ein folgender Wafer-Bearbeitungsschritt nicht nachteilig beeinflußt wird. Demgemäß kann eine Schleifgenauigkeit beibehalten werden, oder es kann verhindert werden, daß ein Wafer 7 während einer Waferverarbeitung abgeschält oder zerbrochen wird, weil er Blasen enthält.

Claims

1. Verfahren zum Verstärken eines Halbleiterwafers, das die folgenden Schritte aufweist:

einen ersten Schritt zum Verstärken des Halbleiterwafers durch Anbringen einer Fläche des Halbleiterwafers an ein Verstärkungselement mit einer flachen Fläche und einer daran ausgebildeten Vertiefung unter Verwendung eines erweichten heißschmelzenden Klebemittels;

einen zweiten Schritt zum Entlüften des heißschmelzenden Klebemittels durch Aussetzen des verstärkten Halbleiterwafers einem niedrigeren Umgebungsdruck als einem atmosphärischen Druck für eine vorbestimmte Zeitperiode, während das heißschmelzende Klebemittel aufgeweicht bleibt, wobei die Entlüftung hauptsächlich durch die Vertiefung durchgeführt wird; und

einen dritten Schritt zum Härten des heißschmelzenden Klebemittels durch Kühlen des verstärkten Halbleiterwafers unter dem niedrigeren Umgebungsdruck.

2. Verfahren zum Verstärken eines Halbleiterwafers nach Anspruch 1, wobei der erste Schritt bei Atmosphärendruck durchgeführt wird.

3. Verfahren zum Verstärken eines Halbleiterwafers nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Schritt bei einem niedrigeren Druck als Atmosphärendruck durchgeführt wird.

4. Verfahren zum Verstärken eines Halbleiterwafers nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei beim zweiten Schritt das heißschmelzende Klebemittel einen Entlüftungsdruck hat, der niedriger als 2,66 kPa (20 mm Hg) ist.

5. Verfahren zum Verstärken eines Halbleiterwafers nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei beim dritten Schritt das heißschmelzende Klebemittel für eine Zeitperiode gehärtet wird, die kürzer als ein Zehntel der vorbestimmten Zeitperiode zum Entlüften des heißschmelzenden Klebemittels im zweiten Schritt ist.

6. Verfahren zum Verstärken eines Halbleiterwafers nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Material, das das verstärkende Element bildet, einen thermischen Expansionskoeffizienten hat, der etwa derselbe wie derjenige des Halbleiterwafermaterials ist.

7. Verfahren zum Verstärken eines Halbleiterwafers nach Anspruch 6, wobei das verstärkende Element Borsilikatglas aufweist und der Halbleiterwafer InP aufweist.

8. Verstärkter Halbleiterwafer, der folgendes aufweist:

ein verstärkendes Element mit einer flachen Fläche, wobei die flache Fläche eine Vertiefung darin hat;

ein heißschmelzendes Klebemittelmaterial, das wenigstens einen Teil der flachen Fläche bedeckt und wenigstens einen Teil der Vertiefung bedeckt; und

einen Halbleiterwafer, der durch das heißschmelzende Klebemittel an das verstärkende Element angebracht bzw. angeklebt ist, wobei der Halbleiterwafer einen peripheren Rand hat, wobei die Vertiefung sich wenigstens teilweise zwischen dem Halbleiterwafer und dem verstärkenden Material erstreckt und ein Ende hat, das beim peripheren Rand des Halbleiterwafers angeordnet ist.

9. Verstärkter Halbleiterwafer nach Anspruch 8, wobei die Vertiefung sich insgesamt zwischen dem Halbleiterwafer und dem verstärkenden Element erstreckt.

10. Verstärker Halbleiterwafer nach Anspruch 8 oder 9, wobei ein Material, das das verstärkende Element bildet, einen thermischen Expansionskoeffizienten hat, der etwa derselbe wie derjenige des Halbleiterwafermaterials ist.

11. Verstärker Halbleiterwafer nach Anspruch 10, wobei das verstärkende Element Borsilikatglas aufweist und der Halbleiterwafer InP aufweist.