EP1652228A2 - Vorrichtung zur stabilisierung von dünnen scheiben - Google Patents

Vorrichtung zur stabilisierung von dünnen scheiben

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Publication number
EP1652228A2
EP1652228A2 EP04766154A EP04766154A EP1652228A2 EP 1652228 A2 EP1652228 A2 EP 1652228A2 EP 04766154 A EP04766154 A EP 04766154A EP 04766154 A EP04766154 A EP 04766154A EP 1652228 A2 EP1652228 A2 EP 1652228A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support frame
thin wafer
thin
wafer
profile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP04766154A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Pucher
Martin Matschitsch
Herwig Feichter
Paul Ganitzer
Johann Hallegger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of EP1652228A2 publication Critical patent/EP1652228A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/74—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support

Definitions

  • the present invention relates to a device for stabilizing thin slices, in particular to a support frame for thin wafers according to the preamble of claim 1.
  • Such thin semiconductor wafers or wafers have a diameter in the order of 2 to 8 inches, for example disk thicknesses which are in the order of a few 10 to a few 100 ⁇ m.
  • Such semiconductor wafers have so far mostly been moved manually or with a handling system from a first processing location to a second processing location.
  • thin grinding unwantedly produces semiconductor wafers that contain both concave and convex curvatures.
  • These semiconductor wafers can no longer be handled without problems by the handling system. Therefore, they are generally removed manually from a corresponding container using special tweezers and placed in a so-called quartz boat for further processing, for example.
  • a quartz boot is a specific storage cassette for semiconductor wafers.
  • the use of tweezers is not without problems, since this easily leads to partial damage, such as the occurrence of Hairline cracks and thus lead to chip failure in the corresponding area of the semiconductor wafer.
  • a so-called pneumatic tweezers for handling thin wafers is known from DE 199 48 572 AI.
  • the tweezers shown and described there have a plate designed as a nozzle plate, which has a vacuum bore in its center and which contains numerous nozzle bores on the circumference, which are used to produce a so-called Bernouli pincer, which is also known as the Bernoulli effect is.
  • This Bernoulli effect is to be understood to mean the formation of a hydrodynamic negative pressure, which arises from the fact that gas flows from the center of a nozzle plate through outward-directed nozzles into the edge areas of the nozzle plate and a lower air pressure in the center prevails than in the outside areas, in which the gas from
  • Thin wafer slices can be handled relatively well with such pneumatic tweezers, the function of which is based on the above-described effect, since the combination of the Bernoulli effect and vacuum as contactless holding elements for wafer slices has decisive advantages.
  • the present invention is based on the object of providing a device with the aid of which thin wafers can be handled better and, above all, more safely. This object is achieved by a device with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the device can be found in the dependent claims.
  • the particular advantages of the device according to the invention lie in the fact that thin wafers which are flexible per se maintain this property through the new device, but are mechanically reinforced and stabilized by the device.
  • the edges of the thin wafer are protected from damage.
  • the device compensates for voltages in the wafer, so that a planarization effect occurs.
  • Both the front and the back of the thin wafer remain free for measurements and other handling steps, electrical measurements also not being influenced by the device.
  • the transport of individual thin wafers is both manual and with the help of assembly devices, i.e. Vending machines possible.
  • the thin wafer can be stored indefinitely because its active surfaces such as the front and back are not contaminated by adhesives or the like
  • a support frame is attached, the cross section of which is formed by a profile, and the outer contour of which at least slightly projects beyond the thin wafer, e.g. in the range from 0.1 millimeter to 1.5 millimeter, in particular in the range from 0.5 millimeter to 1 millimeter.
  • the contour of the support frame is matched to the outer contour of the thin wafer. It is also advantageous if the cross section of the profile of the support frame has the shape of a polygon.
  • the polygon is designed as a trapezoid and if the trapezoid is designed asymmetrically. It is also particularly advantageous if the trapezoid encloses two right angles and if the corners of the right angles are essentially designed as broken edges. It is also advantageous if one side of the trapezium is inclined towards the center of the wafer and is formed from a material such as a composite material, this composite material being a highly crosslinked resin with a high degree of filling, e.g. Is carbon fiber and low residual stress on ice.
  • a device according to the invention can be designed very advantageously if the polygon is designed as a triangle. It is particularly advantageous if the triangle is designed as an equilateral triangle and if one side of the triangle is inclined towards the center of the wafer. It can be beneficial to form the triangle from a material such as quartz glass.
  • a support frame can also be particularly advantageous if the profile is designed as a right angle with legs of unequal length.
  • the longer leg lies in a plane that runs parallel to the plane of the thin wafer and has adhesive openings for receiving adhesive with which the thin wafer is detachably attached to the curved profile.
  • the shorter leg lies in a plane that runs perpendicular to the plane of the thin wafer, and if the outer contour of the shorter leg projects at least slightly beyond the peripheral contour of the thin wafer.
  • a support frame is particularly favorable if the edges of the angle profile are broken, wherein the broken edges can be formed by radii or facets.
  • a support frame is also advantageous if it is made of metallic or artificial material.
  • the support frame can remain on the thin wafer when it is separated, but even if the support frame is detached from it when the thin wafer is separated, it is of great advantage in the process steps described above.
  • the support frame can remain on it during process steps, such as checking the thin wafer, writing, heating, intermediate storage, if necessary.
  • the active surfaces - like the front and back - of the thin wafer remain free of contamination despite the stiffening by the support frame without any special and / or additional effort.
  • FIG. 1 shows a thin wafer with an attached support frame
  • Figure 2 is a circular support frame in plan view
  • Figure 3 shows a detail of the support frame of Figure 2
  • FIG. 4 shows a further detail from FIG. 2
  • FIG. 5 shows a plan view of a support frame with a flattened portion (Fiat);
  • FIG. 6 shows a detail of a support frame according to FIG. 5;
  • FIG. 7 further details of this support frame;
  • FIG. 8 shows a plan view of a further thin wafer with a support frame;
  • FIG. 9 shows a detail of the thin wafer from FIG. 8;
  • FIG. 10 shows a view of a further thin wafer with a support frame;
  • FIG. 11 shows a side view of the thin wafer from FIG. 10 and
  • FIG. 12 shows a detail of the thin wafer from FIG. 11.
  • a thin wafer 1 shown schematically in FIG. 1 has a flattened portion, a so-called Fiat 3, on its circumference 2.
  • a Fiat 3 serves to align the thin wafer 1 in the individual process steps. Due to its stop surface - which can be placed on a corresponding counter surface of a device - an exact alignment of the thin wafer 1 is always guaranteed.
  • a support frame 4 is arranged on one side - the front side - of the thin wafer 1, which for this reason is intended to carry the technical term "front sidering". It is technically advantageous to arrange the support frame 4 on the front side of the thin wafer 1, ie on the side which forms most of the active components. In an alternative exemplary embodiment, however, the support frame is attached to the rear of the wafer.
  • FIG. 2 shows a top view of a circular support frame 42. Details of this support frame 42 are shown in FIGS. 3 and 4.
  • Figure 3 shows a detail, which is a section of the Support frame 42, in which an adhesive bore 52 can be seen. Some of these adhesive bores 52 are attached to the circumference of the support frame 42 in order to connect the thin wafer 1 to the support frame 42, if necessary in a detachable manner.
  • the support frame 42 has an angular cross section and is attached to the front side 1F of the thin wafer 1 with the aid of an adhesive K, which is in each case in one of these adhesive holes 52, of which in FIG Figure 4 shows an adhesive bore 52 is shown enlarged.
  • the adhesive holes 52 are arranged in the long leg 4L of the angular support frame 42 at some points distributed over its circumference.
  • the short leg 4K of the support frame 42 forms the outer boundary of the support frame 42 and projects with its outer circumference slightly beyond the outer circumferential edge 2 of the respective thin wafer 1. This forms a shock protection for the sensitive edge 2 of the thin wafer 1.
  • the adhesive K is selected according to the requirements and it can be advantageous if it can be released by thermal action. However, it is not necessary to release the front face (support frame) 4, 42 after finishing. Since the front side frame (support frame) 4, 42 can be mass-produced in an extremely inexpensive manner, it is particularly advantageous if it is left on the thin wafer 1 until the end of the manufacturing processes and sawed open when the thin wafers are separated, for example by sawing. With this measure, the cheap Frontsidermg (support frame) 4.42 is “sacrificed”, but the handling of the thin wafer 1 remains optimal until the end of the manufacturing processes. 5 shows a further embodiment of a front side ⁇ is rings (support frame) 45 shown schematically.
  • FIG. 6 shows an enlarged detail of the support frame 45 from FIG. The transition from the circular periphery 25 of the support frame 45 to the Fiat 35 is shown.
  • An adhesive bore 55 is preferably arranged at this point.
  • FIG. 7 shows in its sub-figures 7a and 7b a variant of the support profile of the support frame 45, which is indicated by the specification of the section in FIG. 5.
  • the edges of the profile of the support frame 45 are provided with facets
  • the edges are rounded.
  • FIG. 1 A thin wafer 18 is shown schematically in FIG. 1
  • FIG. 9 An enlarged detail of the thin wafer 18 from FIG. 8 is shown in the associated FIG. 9.
  • a support frame 49 is attached to the front side 18F of the wafer 18 with the aid of an adhesive K9.
  • This variant of the support frame 49 shows the profile of a support frame 49 which is trapezoidal in cross section.
  • the cross section of the trapezoidal support frame 49 is asymmetrical and an inner surface 49F of the pro Fils of the support frame 49 forms an annular surface 49F facing the center of the thin wafer 18, which is inclined so that the subsequent method steps, for example the photo-technical steps, can take place without hindrance.
  • the photoresist to be applied can be well spun on with uniform homogeneity or an excessive amount can be spun off well.
  • the outer peripheral region of the support frame 49 forms the outer region of the trapezoidal profile. This outer area extends slightly beyond the circumference of the thin wafer 18 and protects it against damage.
  • the profile of the support frame 49 includes two right angles in this area and the edges of the right angles are broken, so that in each case a radius is created which is less sensitive to impacts than sharp edges.
  • the basic shape of the polygon is basically retained because a radius is known to be a polygon with an infinite number of corners.
  • the polygon can also be designed as a trapezoid with other aspect ratios without departing from the inventive concept.
  • this construction shown in the exemplary embodiment is preferred.
  • An implementation can be exemplified with a support frame that protrudes approx. 0.5 to 1mm beyond the wafer edge.
  • the support frame could have dimensions of approximately 0.5 mm in thickness and 2 to 4 mm in width and could be applied to the wafer after the last high-temperature step of approximately 900 ° C., and could then remain on the wafer until it was separated.
  • the support frame 49 preferably consists of a composite material that is temperature-resistant up to approx. 420 ° C. fibers and low residual stresses.
  • Adhesive K9 a material with the trade name "Imid” can be used because its viscosity can be adjusted according to the requirements.
  • the skilled person will ensure that the selected composite material is temperature and chemical resistant and the required properties of the thin wafer 18 are not negatively influenced .
  • the additional variant shown in FIG. 10 shows a further thin wafer 110 with a support frame 410, which otherwise resembles the exemplary embodiments from FIGS. 1 and 5 because it is also shown with a Fiat 310.
  • the diameter is 150 mm with a tolerance of 0 to -0.1 mm and is adapted to the diameter of the thin wafer 110 to be protected.
  • the Fiat 310 is arranged so that there is a distance of 69.3 mm from the center of the wafer with a tolerance of +0 and -0.1 mm. Alternatively, positive tolerances are chosen.
  • FIG. 11 shows a highly schematic side view of the thin wafer 110 from FIG. 10, and FIG. 12 shows an enlarged detail from this FIG. 11.
  • support frame 410 consists of a material such as quartz glass and the polygonal profile cross-section is realized by an uneven triangle.
  • the width of the base of the triangle is 3mm and the height of the triangle is 1mm.
  • the gluing of the quartz glass 410 is advantageously carried out using a silicon adhesive K10 with a layer thickness of 0.1 mm.
  • the width of the adhesive ring is approximately 2.1mm and its distance from the outer edge of the support frame 410 is approx. 0.3mm.
  • different profile configurations are chosen.
  • the final profile shape will depend on the dimensioning of the support frame 4, 42, 45, 49, 410 and its manufacturing method.
  • the support frame described here by means of various exemplary embodiments can be used advantageously not only for thin wafers, but also for other thin slices and in general for fragile objects.
  • the invention also relates to a production method in which the following steps are carried out independently of the listing sequence: provision of a substrate for an integrated circuit arrangement, in particular a semiconductor substrate, materially connecting the substrate to a support frame, in particular to the support frame according to the invention or with a support frame according to an embodiment and in particular by gluing,
  • the substrate is preferably thinned before the connection or after the connection, in particular by thin grinding or by wet chemical etching.
  • the method is particularly effective for thinned substrates, but is also used for undiluted substrates or wafers, in particular for wafers with a diameter of 300 millimeters or more than 300 millimeters.

Landscapes

  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Packaging Frangible Articles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stabilisierung von dünnen Scheiben, insbesondere für Dünnwafern (1) die am Umfang (2) des Dünnwafers (1) als Stützrahmen angeordnet ist, dessen Querschnitt von einem Profil (4) gebildet wird, und dessen äubetaere Kontur den Dünnwafer (1) zumindest geringfügig überragt.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Stabilisierung von dünnen Scheiben
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Stabilisierung von dünnen Scheiben, insbesondere auf einen Stützrahmen für Dünnwafer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Den technologischen Vorteilen von Dunnwafern stehen erschwerte Produktionsbedingungen gegenüber, denn Dünnwafer verlieren ihre mechanische Stabilität und sind in Abhängigkeit von der Siliziumdicke weniger oder mehr verbogen. Belastungen durch Transport oder bei der Bearbeitung der Dünnwafer führen ganz leicht zum Waferbruch und gegebenenfalls zum Totalausfall, was wie folgt erläutert wird:
Derartig dünne Halbleiterscheiben oder -wafer weisen bei einem Durchmesser in der Größenordnung von 2 bis 8 Zoll bei- spielsweise Scheibendicken auf, die in der Größenordnung von einigen 10 bis einigen 100 μm liegen. Solche Halbleiterscheiben werden bisher zumeist manuell bzw. mit einem Handlingsystem von einem ersten Prozessierungsort zu einem zweiten Pro- zessierungsort gebracht . In der Praxis werden beispielsweise durch das Dünnschleifen ungewollt oft verbogene Halbleiterscheiben erzeugt, die sowohl konkave als auch konvexe Krümmungen enthalten. Diese Halbleiterscheiben können durch das Handlingsystem nicht mehr problemfrei gehandhabt werden. Daher werden sie im allgemeinen manuell mit Hilfe einer spe- ziellen Pinzette aus einem entsprechenden Behälter entnommen und zur weiteren Prozessierung beispielsweise in ein so genanntes Quarz-Boot gebracht. Ein Quarz-Boot ist eine bestimmte Aufbewahrungskassette für Halbleiterscheiben. Der Einsatz einer Pinzette ist aber nicht unproblematisch, da dieser leicht zu partiellen Beschädigungen, wie der Entstehung von Haarrissen und damit zu einem Ausfall von Chips in dem entsprechenden Bereich der Halbleiterscheibe führen kann.
Das Entnehmen oder Einfügen von mechanisch wenig belastbaren Wafern aus einem oder in Materialtrager (die bereits genannten Quarz-Boote, Kunststoff orden o. ä.) muss zudem ohne Kantenkontakt mit diesen Behältern erfolgen, da bei Kantenkontakt sowohl die dünnen Wafer als auch die Behälter beschädigt würden, denn derartig dünne Wafer sind Rasierklingen ähnlich scharf.
Durch punktuelle Aufnahme mittels herkömmlicher Spezial¬ Pinzetten ist der dünne Wafer nicht ausreichend unterstützt. Daher neigt ein so gehandhabter Wafer über die bereits er- wähnten Probleme hinaus leicht zum Schwingen. Die Waferver- biegung - hervorgerufen durch Verspannung des Wafers - erschwert die Be- und Entstückung für den Operator. Die scharfen Kanten der Wafer schneiden in den schmalen Schlitzen der Behälter in die Mateπalstege und das führt unweigerlich zum Bruch des Wafers und zu Beschädigungen am Behälter.
Aus der DE 199 48 572 AI ist eine so genannte pneumatische Pinzette zur Handhabung von Dunnwafern bekannt. Die dort gezeigte und beschriebene Pinzette weist einen als Düsenplatte ausgebildeten Teller auf, welcher in seinem Zentrum eine Vakuumbohrung aufweist, und der am Umfang zahlreiche Düsenbohrungen enthält, die zur Erzeugung eines so genannten Bernoul- li-Pπnzips dienen, welches auch als Bernoulli-Effekt bekannt ist. Unter diesem Bernoulli-Effekt ist die Bildung eines hyd- rodynamischen Unterdrucks zu verstehen, welcher dadurch entsteht, dass aus dem Zentrum einer Düsenplatte Gas durch nach außen gerichtete Düsen in die Randbereiche der Dϋsenplatte strömt und dabei im Zentrum ein geringerer Luftdruck herrscht, als in den Außenbereichen, in welche das Gas vom
Zentrum aus strömt. Dünne Waferscheiben können mit einer derartigen pneumatischen Pinzette, deren Funktion auf dem vorbeschriebenen Effekt beruht, verhältnismäßig gut gehandhabt werden, da die Kombination von Bernoulli-Effekt und Vakuum als berührungslose Halteelemente für Waferscheiben entscheidende Vorteile hat.
Trotz dieser relativ guten Handhabung ist es schwierig, dünne Wafer manuell in verschiedene Materialträger wie Horden, Booten und dergleichen einzulagern oder aus diesen zu entnehmen. Obwohl die Be -und Entladung nur von speziell geschultem Personal durchgeführt wird, ist die Bruchrate beim manuellen Handling immer noch entsprechend hoch, wobei der überwiegende Teil der Waferbrüche vom Rand aus initiiert wird. Die höchst sensiblen Bewegungsabläufe der einzelnen Vorgänge können nur unter großem persönlichen Einsatz des Operators durchgeführt werden. Entsprechend hoch ist der Zeitaufwand für diese Arbeitsgänge beim manuellen Dünnwaferhandling .
Auf automatisches Dünnwaferhandling musste bisher verzichtet werden, da die Wafer weder zentriert noch geebnet - was in der Fachsprache auch als „geflatet" bezeichnet wird - in den Materialträgern abgelegt waren, wodurch eine kontrollierte Entnahme der verbogenen und unzentrierten Wafer nicht gewährleistet war. Die Ausrichtung der Wafer - damit ist ihre vorbestimmbare Positionierung in einer definierten Position gemeint - wurde bisher mit so genannten „Standard Fiat Aligner" durchgeführt, die jedoch für Dünnwafer nicht geeignet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe dünne Wafer besser und vor allem sicherer gehandhabt werden können. Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen darin, dass Dünnwafer, die an sich flexibel sind, zwar diese Eigenschaft durch die neue Vorrichtung beibehalten, durch die Vorrichtung jedoch mechanisch verstärkt und stabi- lisiert sind. Die Ränder des Dunnwafers sind vor Beschädigungen geschützt. Spannungen des Wafers werden von der Vorrichtung kompensiert, so dass ein Planarisierungseffekt eintritt. Sowohl die Vorder- als auch die Rückseite des Dunnwafers bleibt frei für Messungen und sonstige Handhabungsschritte, wobei auch elektrische Messungen durch die Vorrichtung nicht beeinflusst werden. Der Transport selbst von einzelnen Dunnwafern ist sowohl händisch als auch mit Hilfe von Montagevorrichtungen, d.h. Automaten möglich. Im Gegensatz zu anderen Trägertechniken wie Folien, ist der Dünnwafer zeitlich unbe- schränkt lagerfähig, da seine aktiven Flächen wie Vorder- und Rückseite nicht durch Klebstoffe oder ähnliches kontaminiert
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Stabilisierung von dünnen Scheiben, wenn am Umfang des
Dunnwafers ein Stützrahmen angebracht ist, dessen Querschnitt von einem Profil gebildet wird, und dessen äußere Kontur den Dünnwafer zumindest geringfügig überragt, z.B. im Bereich von 0,1 Millimeter bis 1,5 Millimeter, insbesondere im Bereich von 0,5 Millimeter bis 1 Millimeter.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kontur des Stützrahmens auf die Außenkontur des Dunnwafers abgestimmt ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Profils des Stützrahmens die Form eines Polygons aufweist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Polygon als Trapez ausgebildet ist und wenn das Trapez unsymmetrisch ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Trapez zwei rechte Winkel einschließt, und wenn die Ecken der rechten Winkel im Wesentlichen als gebrochene Kanten ausgebildet sind. Außerdem ist es von Vorteil, wenn eine Seite des Trapez zum Zentrum des Wafers hin geneigt und aus einem Werkstoff wie Verbundwerkstoff geformt ist, wobei dieser Verbundwerkstoff ein hochvernetztes Harz mit hohem Füllungsgrad an z.B. Kohlefasern ist und geringe Eigenspannungen auf eist .
Sehr vorteilhaft kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein, wenn das Polygon als Dreieck ausgebildet ist. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Dreieck als ungleichseitiges Dreieck ausgebildet und wenn eine Seite des Dreiecks zum Zentrum des Wafers hin geneigt ist. Günstig kann es sein, das Dreieck aus einem Werkstoff wie Quarzglas zu formen .
Besonders vorteilhaft kann ein Stützrahmen auch sein, wenn das Profil als rechter Winkel mit ungleich langen Schenkeln ausgebildet ist.
Dabei ist es günstig, wenn der längere Schenkel in einer Ebene liegt, die parallel zur Ebene des Dunnwafers verläuft und KlebstoffÖffnungen zur Aufnahme von Klebstoff aufweist, mit dem der Dünnwafer am Wmkelprofil losbar befestigt ist.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der kürzere Schenkel in einer Ebene liegt, die senkecht zur Ebene des Dunnwafers verläuft, und wenn die Außenkontur des kürzeren Schenkels die Umfangskontur des Dunnwafers zumindest geringfügig überragt. Besonders günstig ist ein Stützrahmen, wenn die Kanten des Winkelprofils gebrochen sind, wobei die gebrochenen Kanten durch Radien oder Facetten gebildet werden können.
Weiter ist ein Stützrahmen von Vorteil, wenn er aus metallischem oder künstlichem Werkstoff gefertigt ist.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn der Stützrahmen beim Vereinzeln des Dunnwafers auf diesem verbleiben kann, aber auch wenn der Stützrahmen beim Vereinzeln des Dunnwafers von diesem abgelost wird, ist er bei den voran ausgeführten Prozessschritten von großem Vorteil.
Es ist zudem vorteilhaft, wenn der Stützrahmen bei Prozess- schritten, wie dem Prüfen des Dunnwafers, dem Beschreiben, dem Ausheizen, Zwischenlagern, ggfs. mit Sägefolie versehen etc. auf diesem verbleiben kann.
Die aktiven Flächen - wie die Vorder- und Rückseite - des Dunnwafers bleiben trotz der Versteifung durch den Stützrahmen ohne speziellen und/oder zusätzlichen Aufwand frei von Kontamination .
Durch die geringe Bauhohe des Stützrahmens ist sowohl eine manuelle als auch e ne automatische Handhabung des Dunnwafers möglich. Ebenso ist ein Handling mit Booten und Horden möglich.
Mit Hilfe der Zeichnungen wird die Erfindung anhand von Aus- führungsbeispielen noch näher erläutert.
Es zeigt Figur 1 einen Dünnwafer mit montiertem Stützrahmen; Figur 2 einen kreisförmigen Stützrahmen in Draufsicht; Figur 3 eine Einzelheit des Stützrahmens aus Figur 2; Figur 4 eine weitere Einzelheit aus Figur 2; Figur 5 eine Draufsicht auf einen Stϋtzrahmen mit Abflachung (Fiat) ; Figur 6 eine Einzelheit eines Stützrahmens gemäß Figur 5 Figur 7 weitere Einzelheiten dieses Stützrahmens; Figur 8 eine Draufsicht auf einen weiteren Dünnwafer mit Stützrahmen; Figur 9 eine Einzelheit des Dunnwafers aus Figur 8; Figur 10 eine Ansicht eines weiteren Dunnwafers mit Stützrahmen; Figur 11 eine Seitenansicht des Dunnwafers aus Figur 10 und Figur 12 eine Einzelheit des Dunnwafers aus Figur 11.
Ein in der Figur 1 schematisch dargestellter Dünnwafer 1 weist an seinem Umfang 2 eine Abflachung, einen so genannten Fiat 3 auf. Ein derartiger Fiat 3 dient zur Ausrichtung des Dunnwafers 1 bei den einzelnen Prozessschritten. Durch seine Anschlagfläche - die an eine entsprechende Gegenfläche einer Vorrichtung angelegt werden kann - ist immer eine exakte Ausrichtung des Dunnwafers 1 gewährleistet. Auf einer Seite - der Frontseite - des Dunnwafers 1 ist ein Stützrahmen 4 angeordnet, der aus diesem Grund den Fachbegriff „Frontsidering" tragen soll. Dabei ist es technisch vorteilhaft, den Stutzrahmen 4 auf der Frontseite des Dunnwafers 1 anzuordnen, d.h. auf der Seite auf der die meisten aktiven Bauelemente ausge- bildet werden. Bei einem alternativen Ausfuhrungsbeispiel wird der Stutzrahmen jedoch an der Rückseite des Wafers befestigt .
In Figur 2 ist eine Draufsicht auf einen kreisrunden Stütz- rahmen 42 dargestellt. Einzelheiten dieses Stützrahmens 42 sind in den Figuren 3 und 4 gezeigt.
Figur 3 zeigt eine Einzelheit, die einen Ausschnitt aus dem Stützrahmen 42 darstellt, in welcher eine Kleberbohrung 52 zu erkennen ist. Von diesen Kleberbohrungen 52 sind einige am Umfang des Stützrahmens 42 angebracht, um den Dünnwafer 1 - gegebenenfalls losbar - mit dem Stützrahmen 42 zu verbinden.
In Figur 4 ist m einem vergrößerten Ausschnitt zu erkennen, dass der Stützrahmen 42 einen winkelförmigen Querschnitt aufweist und an der Frontseite 1F des Dunnwafers 1 mit Hilfe eines Klebers K angebracht ist, der sich jeweils in einer die- ser Kleberbohrungen 52 befindet, von denen in Figur 4 eine Kleberbohrung 52 vergrößert dargestellt ist . Die Kleberbohrungen 52 sind m dem langen Schenkel 4L des winkelförmig ausgebildeten Stützrahmens 42 an einigen Stellen über dessen Umfang verteilt angeordnet. Der kurze Schenkel 4K des Stütz- rahmens 42 bildet die Außenbegrenzung des Stützrahmens 42 und ragt mit seinem äußeren Umfang geringfügig über die äußere Umfangskante 2 des jeweiligen Dunnwafers 1 hinaus. Damit bildet sich ein Stoßschutz für die empfindliche Kante 2 des Dunnwafers 1 aus.
Der Klebstoff K wird nach den Erfordernissen ausgewählt und es kann vorteilhaft sein, wenn er durch thermische Einwirkung gelost werden kann. Allerdings ist es nicht erforderlich, den Frontsidermg (Stützrahmen) 4, 42 nach der Endbearbeitung zu lösen. Da der Frontsidermg (Stützrahmen) 4, 42 als Massen- teil äußerst preisgünstig produziert werden kann, ist es besonders vorteilhaft, wenn man ihn bis zum Schluss der Fertigungsprozesse auf dem Dünnwafer 1 belässt und beim Vereinzeln der Dünnwafer, beispielsweise durch Sägen, mit aufsägt. Durch diese Maßnahme wird zwar der billige Frontsidermg (Stützrahmen) 4,42 „geopfert", aber die Handhabung des Dunnwafers 1 bleibt bis zum Schluss der Fertigungsprozesse optimal. In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines weiteren Front¬ siderings (Stützrahmen) 45 schematisch dargestellt. Die Ab¬ weichung zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 besteht im We¬ sentlichen darin, dass an einer Stelle des Umfangs 25 ein so genannter Fiat 35 eingearbeitet ist, wie er im Prinzip bereits in Figur 1 gezeigt ist. An verschiedenen Stellen des Stützrahmens 45 befinden sich Kleberbohrungen 55 zur Aufnahme eines geeigneten Klebers K, was hier nicht weiter erläutert werden muss, da analog das zum vorbeschriebenen Ausführungs- beispiel Gesagte gilt.
In Figur 6 ist eine Einzelheit des Stützrahmens 45 aus der Figur 5 vergrößert abgebildet. Dargestellt ist der Übergang vom kreisförmigen Umfang 25 des Stützrahmens 45 zum Fiat 35. An dieser Stelle ist bevorzugt eine Kleberbohrung 55 angeordnet .
Die Figur 7 zeigt in ihren Teilfiguren 7a und 7b jeweils eine Variante des Stützprofils des Stützrahmens 45, was durch die Angabe des Schnittverlaufs in der Figur 5 angedeutet ist. In Figur 7a sind die Kanten des Profils des Stützrahmens 45 mit Facetten versehen, in Figur 7b sind die Kanten verrundet.
In Figur 8 ist eine zusätzliche Variante der Erfindung darge- stellt. Gezeigt ist schematisch ein Dünnwafer 18 in der
Draufsicht. Die Gitter der späteren Trennschnitte sind dabei angedeutet . In der zugehörigen Figur 9 wird eine vergrößerte Einzelheit des Dunnwafers 18 aus Figur 8 gezeigt. Auf der Fronseite 18F des Wafers 18 ist mit Hilfe eines Klebers K9 ein Stützrahmen 49 angebracht. Diese Variante des Stützrahmens 49 zeigt das Profil eines im Querschnitt trapezförmigen Stützrahmens 49. Der Querschnitt des trapezförmigen Stützrahmens 49 ist unsymmetrisch und eine Innenfläche 49F des Pro- fils des Stützrahmens 49 bildet eine dem Zentrum des Dunnwafers 18 zugewandte Kreisringsfläche 49F, die so geneigt ist, dass die nachfolgenden Verfahrensschritte, beispielsweise die fototechnischen Schritte ungehindert stattfinden können. Der aufzutragende Fotolack kann bei gleichmäßiger Homogenität gut aufgeschleudert bzw. eine zu große Menge gut abgeschleudert werden. Der äußere Umfangsbereich des Stützrahmens 49 bildet den Außenbereich des trapezförmigen Profils. Dieser Außenbereich erstreckt sich geringfügig über den Umfang des Dünnwa- fers 18 hinaus und schützt diesen gegen Beschädigungen. Das Profil des Stützrahmens 49 schließt in diesem Bereich zwei rechte Winkel ein und die Kanten der rechten Winkel sind gebrochen, so dass jeweils ein Radius entsteht, welcher gegen Stoße unempfindlicher ist, als scharfe Kanten. Die Grundform des Polygons bleibt jedoch grundsätzlich dennoch erhalten, weil ein Radius bekanntermaßen ja auch als ein Vieleck mit unendlich vielen Ecken betrachtet werden kann. Selbstverständlich kann das Polygon auch als Trapez mit anderen Seitenverhältnissen gestaltet werden, ohne dass der Erfindungs- gedanke verlassen wird. Bevorzugt ist jedoch diese im Ausfüh- rungsbeispiel gezeigte Bauform.
Eine Realisierung lässt sich beispielhaft mit einem Stützrahmen vorstellen, der ca. 0,5 bis 1mm über den Waferrand hin- ausragt. Der Stützrahmen konnte Abmessungen von ca. 0,5mm Dicke und 2 bis 4 mm Breite aufweisen und nach dem letzten Hochtemperaturschritt von ca. 900°C auf den Wafer aufgebracht werden, und konnte dann am Wafer bis zum Vereinzeln verbleiben .
Der Stützrahmen 49 besteht vorzugsweise aus einem bis ca. 420°C temperaturbeständigen Verbundwerkstoff, der durch ein hochvernetztes Harz (Duromer) mit hohem Füllungsgrad an Koh- lefasern und geringen Eigenspannungen realisiert wird. Als
Kleber K9 kann ein Werkstoff mit dem Handelsnamen „Imid" verwendet werden, weil dessen Viskosität den Anforderungen entsprechend eingestellt werden kann. Bei der Realisierung wird der Fachmann darauf achten, dass der gewählte Werkstoffverbund temperatur- und chemikalienbeständig ist und die geforderten Eigenschaften des Dunnwafers 18 nicht negativ beein- flusst .
Die in Figur 10 dargestellte zusätzliche Variante zeigt einen weiteren Dünnwafer 110 mit einem Stützrahmen 410, der im Übrigen den Ausführungsbeispielen aus den Figuren 1 und 5 ähnelt, weil er auch mit einem Fiat 310 dargestellt ist. Sem Durchmesser beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 150mm bei einer Toleranz von 0 bis -0,1mm und ist dem Durchmesser des zu schützenden Dunnwafers 110 angepasst. Bei einer Breite des Stützrahmens 410 von 3mm beträgt demgemäß dessen Innendurchmesser ca. 144mm. Der Fiat 310 ist so angeordnet, dass sich ein Abstand vom Wafermittelpunkt von 69, 3mm mit einer Tole- ranz von +0 und -0,1mm einstellt. Alternativ werden positive Toleranzen gewählt.
Figur 11 zeigt eine stark schematisierte Seitenansicht des Dunnwafers 110 aus der Figur 10, und in Figur 12 ist eine vergrößerte Einzelheit aus dieser Figur 11 dargestellt. Der
Stutzrahmen 410 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Werkstoff wie Quarzglas und der polygonale Profilguer- schnitt wird durch ein ungleichseitiges Dreieck realisiert. Die Breite der Basis des Dreiecks beträgt 3mm und die Hohe des Dreiecks beträgt 1mm. Das Aufkleben des Quarzglasr gs 410 erfolgt vorteilhaft mittels eines Silizium-Klebers K10 mit einer Schichtdicke von 0, 1mm. Dabei betragt die Breite des Kleberrings ca. 2,1mm und sein Abstand von der Außenkante des Stützrahmens 410 ist mit ca. 0,3mm anzusetzen. Somit ist ein solcherart verstärkter Dünnwafer 110 durch die günstige
Materialkombination Silizium/Silizium/Quarzglas formstabil und unempfindlich bei Temperaturschwankungen. Ähnlich wie im voranstehenden Ausführungsbeispiel ist die jenige Kante des
Dreiecks flacher geneigt, welche zum Zentrum des Dunnwafers
110 hin weist. Die Neigung der Außenkante des Stützrahmens
410 zur Ebene des Dunnwafers 110 beträgt 43° und die Neigung der Innenkante beträgt 26,2° zur Ebene des Dunnwafers 110. Daraus ergibt sich bei dem durch das Profil gebildeten Rotationskörper eine Kreisringfläche 410F, die zum Zentrum des Dunnwafers 110 hin unter einem Winkel von 26,2° geneigt ist. Die vorstehenden Zahlenangaben dienen lediglich zur Orientierung und können vom Fachmann bei entsprechender Konstellation auch anders gewählt werden.
Bei anderen Ausführungsbeispielen werden andere Profilausgestaltungen gewählt. Die endgültige Profilform wird sich nach der Dimensionierung des Stützrahmens 4, 42, 45, 49, 410 und nach dessen Fertigungsmethode richten.
Der hier mittels verschiedener Ausführungsbeispiele beschriebene Stützrahmen kann nicht nur für Dünnwafer, sondern auch für andere dünne Scheiben sowie im Allgemeinen für zerbrech- liehe Gegenstände mit Vorteil verwendet werden.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Herstellungsverfahren, bei dem unabhängig von der Auflistungsreihenfolge die folgenden Schritte ausgeführt werden: - Bereitstellen eines Substrats für eine integrierte Schaltungsanordnung, insbesondere eines Halbleitersubstrats, - stoffschlüssiges Verbinden des Substrats mit einem Stützrahmen, insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Stützrahmen oder mit einem Stützrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel und insbesondere durch Verkleben,
- weitere Bearbeitung des Substrats nach dem Verbinden.
Das Substrat wird vorzugsweise vor dem Verbinden oder nach dem Verbinden gedünnt, insbesondere durch Dunnschleifen oder durch nasschemisches Ätzen.
Das Verfahren ist besonders wirkungsvoll für gedünnte Sub- strate, wird jedoch auch für ungedunnte Substrate bzw. Wafer eingesetzt, insbesondere für Wafer mit einem Durchmesser von 300 Millimeter oder von mehr als 300 Millimeter.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Stabilisierung von dünnen Scheiben, insbesondere für Dünnwafer dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung von einem am Umfang des Dunnwafers (1, 18, 110) mittels eines Klebers (K, K9, K10) anbringbaren Stützrahmen (4, 42, 45, 49, 410) realisiert ist, dessen Querschnitt von einem steifen Profil gebildet wird und dessen äußere Kontur (2, 22, 25, 29, 210) den Dünnwafer (1, 18, 110) zumindest geringfügig überragt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Stützrahmens (4, 42, 45, 49, 410) geometrisch auf die Außenkontur des Dunnwafers (1, 18, 110) abgestimmt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Profils des Stützrahmens (4, 42, 45, 49, 410) die Form eines Polygons aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil als Trapez (49) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trapez (49) unsymmetrisch ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trapez (49) über seine längste Seite mittels eines Klebers (K9) mit dem Dünnwafer (18) verbunden
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trapez (49) zwei rechte Winkel einschließt, und dass die Ecken der rechten Winkel im Wesentlichen als gebrochene Kanten ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite (49F) des Trapez (49) zum Zentrum des Wafers (18) hm geneigt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trapez (49) aus einem Verbund- Werkstoff geformt ist, vorzugsweise aus Faser-verstarktem Harz .
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil als Dreieck (410) ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich- net, dass das Dreieck (410) als ungleichseitiges Dreieck ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dreieck (410) über seine längste Seite mittels eines Klebers (K10) mit dem Dünnwafer (110) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite (410F) des Drei- ecks (410) zum Zentrum des Wafers (110) hin geneigt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Dreieck (410) aus einem Glas- oder Keramikwerkstoff geformt ist, vorzugsweise aus Quarzglas.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil als Winkelprofil (4) mit ungleich langen Schenkeln (4L, 4K) ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelprofil als rechter Winkel (4) mit ungleich langen Schenkeln (4L, 4K) ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der längere Schenkel (4L) in einer E- bene liegt, die parallel zur Ebene des Dunnwafers (1) verläuft.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im längeren Schenkel (4L) KlebstoffÖffnungen (5, 52, 55) zur Aufnahme von Klebstoff (K) vorhanden sind, mit dem der Dünnwafer (1) am Stützrahmen (4, 42, 45) losbar befestigt ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der kürzere Schenkel (4K) in einer Ebene liegt, die senkecht zur Ebene des Dunnwafers (1) verläuft .
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des kürzeren Schenkels (4K) die Umfangskontur (2, 22, 25) des Dunnwafers (1) zumindest geringfügig überragt .
21. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge ennzeichnet, dass der Stutzrahmen (4, 42, 45) aus metallischem oder künstlichem Werkstoff gefertigt ist.
22. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten des Profils gebrochen sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich- net, dass die gebrochenen Kanten durch Radien oder Facetten gebildet werden.
24. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen (4, 42, 45, 49, 410) beim Vereinzeln des Dunnwafers (1, 18. 110) auf die- sem verbleibt.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen (4, 42, 45, 49, 410) beim Vereinzeln des Dunnwafers (1, 18, 110) von diesem abgelöst wird.
26. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützrahmen (4, 42, 45, 49, 410) bei weiteren Prozessschritten, wie beim Prüfen des Dunnwafers (1, 18, 110) auf diesem verbleibt.
27. Herstellungsverfahren, mit den Schritten: Bereitstellen eines Substrats für eine integrierte Schaltungsanordnung, stoffschlüssiges Verbinden des Substrats (1, 18, 110) mit einem Stützrahmen (4, 42, 45, 49, 410), weitere Bearbeitung des Substrats (1, 18, 110) nach dem Verbinden .
28. Herstellungsverfahren nach Anspruch 27, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Stützrahmen (4, 42, 45, 49, 410) ein
Stützrahmen (4, 42, 45, 49, 410) nach einem der Ansprüche 1 bis 26 ist.
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