EP1738401A2 - Verfahren zum bearbeiten eines werkstücks an einem werkstückträger - Google Patents

Verfahren zum bearbeiten eines werkstücks an einem werkstückträger

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EP1738401A2
EP1738401A2 EP05731754A EP05731754A EP1738401A2 EP 1738401 A2 EP1738401 A2 EP 1738401A2 EP 05731754 A EP05731754 A EP 05731754A EP 05731754 A EP05731754 A EP 05731754A EP 1738401 A2 EP1738401 A2 EP 1738401A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
carrier
workpiece carrier
wafer
adhesive
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.)
Withdrawn
Application number
EP05731754A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Bradl
Walther Grommes
Werner Kröninger
Michael Melzl
Josef Schwaiger
Thilo Stache
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 EP1738401A2 publication Critical patent/EP1738401A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49998—Work holding

Definitions

  • the invention relates to methods in which the following steps are carried out:
  • the workpiece is, for example, a semi-conductor substrate made of a semiconductor material, e.g. made of silicon. Such a semiconductor substrate is also referred to as a wa.
  • the workpiece carrier is, for example, also a semiconductor substrate or another suitable material. For example, the workpiece is thinned during machining.
  • a fastening means is used to fasten the workpiece to the workpiece carrier, which is preferably arranged between the workpiece and the workpiece carrier in order to enable unhindered machining of the workpiece and to ensure a connection even for workpieces that are at risk of breakage.
  • a semiconductor wafer is known from Japanese published patent application JP 04-188818 A, which is glued to a reinforcing material for easy handling, e.g. on a polyamide film.
  • the invention is based on the consideration that, for example, rear processes on thin wafers lead to problems in handling the wafers.
  • Thin wafers are in particular wafers with a thickness of less than 300 ⁇ m.
  • the handling problems increase with the diameter of the wafers, i.e. especially for wafers with a diameter between 100 mm and 300 mm or with a diameter greater than 300 mm.
  • many handling disadvantages remain, in particular an additional operating effort, an increased risk of breakage and restrictions in processing.
  • the invention is also based on the consideration that a variety of carrier systems are conceivable so that the wafer, supported on a carrier, is stable and manageable.
  • it is important to solve a multitude of problems at the same time: - maintaining a simple processing process, - ensuring a high processing temperature, - simply loosening the carrier without risk of breaking the wafer, and - relatively high stability during the process steps and during and after detaching the wafer from the carrier.
  • An embodiment is particularly advantageous in which the workpiece and the workpiece carrier are connected to one another by an annular connecting means.
  • the workpiece is advantageously separated from the workpiece carrier by removing parts of the workpiece and / or the workpiece carrier in at least one separation area.
  • a semiconductor wafer is also used as the workpiece carrier, for example a so-called dummy wafer or a test wafer that is no longer required.
  • the thickness of the carrier wafer is arbitrary.
  • the width of a gap between the workpiece wafer and the carrier wafer is not critical for the implementation of the method according to the invention, so that there are no tolerances for this gap either.
  • the workpiece wafer cm is connected to the carrier wafer by a ring of a substance which is resistant to high temperatures, for example by 360 ° bonding.
  • a connection means which consists of palladium or contains palladium is, for example, suitable as the connection means.
  • This ring-shaped connection point can be located, for example, on the edge of the wafer, i.e. outside the active chip area.
  • the connections are resistant to high temperatures and can be detached again if necessary. In one configuration, however, loosening of the connections is not necessary because the connection is made around or at the connection point. If the connection point is disconnected, the connection is destroyed.
  • the workpiece wafer can be processed further with commercially available systems, for example with an ion implanter, with a CVD system (Chemical Vapor Deposition), with a sputtering system, with an exposure system, in a lithography process or in an oven process or in a thermal radiation process, for example in an RTP process (Rapid Thermal Annealing).
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • sputtering system with an exposure system, in a lithography process or in an oven process or in a thermal radiation process, for example in an RTP process (Rapid Thermal Annealing).
  • RTP process Rapid Thermal Annealing
  • separation takes place along a separation area in which an annular connecting means is located on a peripheral part of the workpiece or the workpiece carrier. The actual connection remains undamaged.
  • the separating area which together with the edge of the workpiece or the workpiece carrier encloses a fastening part to which a connecting means is attached.
  • This configuration is used in particular in the case of connecting means which are arranged on the edge of the workpiece or the workpiece carrier. In this case too, the actual connection remains undamaged, since it is disconnected around it.
  • the separating area contains an interface between the workpiece or the workpiece carrier on one side and a connecting means on the other side. The interface and thus also part of the connection or the entire connection is destroyed during the disconnection, as a result of which the connection is released.
  • the workpiece and workpiece carrier have the same outline. This measure allows machining systems for certain workpiece thicknesses to be used even when the workpieces are thinner. Modifications are not necessary because the thickness and the outline of the composite of workpiece and workpiece carrier correspond to the thickness and outline of an undiluted workpiece.
  • the workpiece or workpiece carrier are round disks, in particular semiconductor wafers with a so-called Fiat or a notch for identifying a crystal direction.
  • the workpiece consists of a semiconductor material
  • a method for processing semiconductor material is carried out during processing, in particular a lithography method, a metallization method, a layer application method, a layer structuring method, an implantation method, an oven process or Thermal radiation process.
  • the processing methods are carried out on the back of the workpiece, i.e. t on a side that contains no active components, e.g. Transistors.
  • only parts of the workpiece carrier, but not the workpiece, are removed during the cutting. This can be achieved, for example, if the cutting tool only penetrates into a gap between the workpiece and the workpiece carrier.
  • the cutting tool only penetrates into a part of the workpiece carrier.
  • the complete separation of workpiece and workpiece holder is achieved by the vibration that occurs during the separation. In this case, there may be no gap between the workpiece and the workpiece carrier.
  • the workpiece and workpiece carrier are glued to one another, the adhesive connection being temperature-resistant up to 200 ° C. or up to 400 ° C. or up to 800 ° C. or even up to 1200 ° C.
  • the adhesive connection being temperature-resistant up to 200 ° C. or up to 400 ° C. or up to 800 ° C. or even up to 1200 ° C.
  • separation can be carried out at low temperatures due to the separation processes explained above.
  • a conductive adhesive is used, which is constructed, for example, on a silver base.
  • Such conductive adhesives are known, for example, for heaters on car windows.
  • the temperature resistance of the adhesive is increased if palladium is added or if the adhesive is completely based on palladium. The temperature resistance increases as the proportion of palladium increases.
  • the invention also relates to a method with the method steps mentioned at the beginning, in which at least one fastening means is arranged between the workpiece and the workpiece carrier.
  • the fastener tel is temperature stable for temperatures up to 200 ° C (degrees Celsius) or up to 400 ° C or up to 800 ° C or even up to 1200 ° C.
  • a high-temperature process is carried out in which the temperature in the order for the aforementioned temperatures is, for example, greater than 150 ° C., greater than 350 ° C., greater than 700 ° C. or greater than 1000 ° C.
  • the workpiece and workpiece carrier are separated at a temperature that is below the machining temperature.
  • a conductive adhesive with the properties explained above is used as the fastening means, in particular a conductive adhesive based on palladium.
  • the workpiece or the workpiece carrier are formed in the method according to the second aspect and in the method according to the first aspect.
  • FIG. 1 shows a composite of carrier wafer and workpiece wafer on a separating device
  • FIG. 2 shows a bottom view of a workpiece wafer
  • FIG. 3 shows a workpiece wafer and a workpiece carrier wafer before the connection to the composite
  • FIG. 4 shows a composite of workpiece wafer and workpiece carrier wafer
  • FIG. 5 6 shows a workpiece wafer and a workpiece carrier wafer before the connection to the composite
  • FIG. 7 shows a composite of workpiece wafer and workpiece carrier wafer after a separation process
  • FIG. 8 shows a further bottom view of a workpiece wafer
  • 9 shows a composite of workpiece wafer, workpiece carrier wafer and a gripper
  • FIG. 10 shows a separate composite with gripper
  • FIG. 11 shows a workpiece wafer and a detached gripper.
  • Figure 1 shows a composite 10 of a carrier wafer 12 and a workpiece wafer 14 to be processed.
  • the workpiece wafer 14 has a front side 16 on which a multiplicity of integrated circuits have been produced, e.g. CMOS
  • the front 16 faces the carrier wafer 12 and is fixed with the aid of a ring 18 of conductive adhesive 20, e.g. on a palladium basis, attached to the carrier wafer 12.
  • a ring 18 of conductive adhesive 20, e.g. on a palladium basis
  • the workpiece wafer 14 was thinned on its rear side 22, for example with the aid of a grinding system by more than 100 ⁇ m.
  • the rear side 22 was provided, for example, with a rear side contact.
  • a temperature process is carried out with a processing temperature greater than 350 ° C or greater than 450 ° C.
  • the rear side 22 was then attached to a saw frame 26.
  • the carrier wafer 12 is first removed from the thinned workpiece wafer 14 by removing the carrier wafer 12 on the circumference by means of a saw cut, see the cross-hatched areas 27 and 28.
  • the carrier wafer 12 is made on the circumference by the saw cut sawn off so far that the connection to the workpiece wafer 14 is omitted. This can easily be carried out using the saw or a milling cutter or by grinding or using a laser.
  • FIG. 2 shows a bottom view of a workpiece wafer 14 on which a ring 18 made of adhesive 20 is applied.
  • FIG. 3 shows a carrier wafer 12 and a workpiece wafer 14.
  • a ring 18 made of adhesive 20 is arranged between the carrier wafer 12 and the workpiece wafer 14 and is intended to lead to an adhesive connection between these elements.
  • the two carrier wafers 12 and workpiece wafers 14 are connected to one another in parallel and the ring 18 made of adhesive 20 is pressed together to a thickness of only 2 ⁇ m, which can be seen from FIG. 4.
  • the intermediate space 24 between the workpiece wafer 14 and the carrier wafer 12 is evacuated.
  • 12 small holes 29 and 30 are provided in the carrier wafer, through which the existing atmosphere can be pumped out. These holes 29 and 30 are closed or covered during further processing.
  • a variant is not shown in the drawing, which can be realized in that the ring 18 made of adhesive>. ⁇ is not completely closed. In this embodiment, the ring 18 must then be completely closed after the evacuation.
  • a not shown, but advantageous possibility for evacuating the intermediate space 24 is to join the workpiece wafer 14 and the carrier wafer 12 together in one chamber and to evacuate this chamber.
  • FIG. 5 again shows the bottom view of the workpiece wafer 14 with the ring 18 made of adhesive 20.
  • FIG. 6 repeats the illustration from FIG. 3, but holes 29 and 30 are not shown here.
  • the state shown here results in the evacuation, pressing and vulcanization, so that an innate ger composite 10 of workpiece wafer 14 and carrier wafer 12 is made.
  • FIG. 7 shows how a tool, for example a saw 31, a milling cutter or a grinding wheel, engages radially on the circumference of the carrier wafer 12 and removes a partial region of the carrier wafer 12, as is the case in FIG. 1 with the regions 27 and 28 has already been shown.
  • the distance of the regions 27 and 28 can be dimensionally controlled so that the ring 18 made of hardened adhesive 20 remains on the workpiece wafer 14 and stabilizes it.
  • the surface of the ring 20 made of adhesive 20 can then represent an interface which is created by the separating tool 31 when it is cut.
  • FIG. 8 again shows a bottom view of a workpiece wafer 14 with a closed ring 18 made of adhesive 20 before being joined together to form a composite.
  • FIG. 9 shows an auxiliary device in the form of a so-called “gel pack gripper” 32 for separating the composite 10.
  • This type of gripper 32 is known and is used successfully in practice when separating flat substrates if they are on the ground strong adhesive forces cannot easily be separated from one another without an auxiliary device, even though they are no longer mechanically connected to one another
  • the gel pack gripper 32 holds the workpiece wafer 14 firmly and a separating tool, for example a saw 31 again, saws the ring 18 radially of adhesive 20, so that the mechanical connection between workpiece wafer 14 and carrier wafer 12 is separated, but the strong adhesive forces nevertheless prevent the bond 10 from separating from these two elements 12 and 14 and only when the gel pack gripper is used 32, the separation of workpiece wafer 14 and carrier wafer 12 can take place, as is shown in simplified form in FIG. 10.
  • FIG. 11 shows schematically that the gel pack gripper 32 is then separated from the workpiece wafer 14.
  • a stabilizing ring 18 can remain on the surface of the workpiece wafer 14 if the further method steps require it. It is irrelevant whether the stabilizing ring 18 remains on the front 16 or the back 22.
  • the present invention is suitable for applying and separating workpieces, in particular semiconductor wafers, on workpiece carriers, in particular carrier wafers, so that the workpiece wafers can be processed better, processes such as grinding, sputtering, wet chemistry (SEZ- Etch; Marangonie-Dryer; etc), Spin-Etch, Cleaning, Implantation, PVD and others are suitable.
  • processes such as grinding, sputtering, wet chemistry (SEZ- Etch; Marangonie-Dryer; etc), Spin-Etch, Cleaning, Implantation, PVD and others are suitable.
  • the technical terms were used, which are mainly used only as English-language terms in the professional world. i

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Abstract

Beschrieben wird unter anderem ein Verfahren, bei dem ein Werkstück (14) an einem Werkstückträger (12) mit Hilfe von Verbindungsmitteln (18, 20) befestigt wird, wobei das Werkstück (14) und der Werkstückträger (12) durch ein ringförmiges Verbindungsmittel (18, 20) miteinander verbunden werden. Der so entstandene Verbund (10) wird bearbeitet. Anschließend wird das bearbeitete Werkstück (14) vom Werkstückträger (12) getrennt. Es entsteht ein besonders einfaches Verarbeitungs-verfahren.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks an einem Werkstückträger
Die Erfindung betrifft Verfahren, bei denen die folgenden Schritte ausgeführt werden:
Befestigen eines Werkstücks an einem Werkstückträger, Bearbeiten des am Werkstückträger befestigten Werkstücks und Trennen des bearbeiteten Werkstücks vom Werkstückträger. Das Werkstück ist beispielsweise ein Halb-Leitersubstrat aus einem Halbleitermaterial, z.B. aus Silizium. Ein solches Halbleitersubstrat wird auch als Wa er bezeichnet. Der Werkstückträger ist beispielsweise ebenfalls ein Halbleitersubstrat oder ein anderes geeignetes Material. Beim Bearbeiten wird das Werkstück beispielsweise gedünnt .
Zum Befestigen des Werkstücks an dem Werkstückträger dient ein Befestigungsmittel, welches vorzugsweise zwischen dem Werkstück und dem Werkstückträger angeordnet wird, um eine ungehinderte Bearbeitung des Werkstuckis zu ermöglichen und um eine Verbindung auch für bruchgefährdete Werkstücke zu gewährleisten.
So ist aus der Japanischen Offenlegunςjsschrift JP 04-188818 A ein Halbleiterwafer bekannt, der zur einfachen Handhabung auf ein verstärkendes Material geklebt wi-t-rd, z.B. auf einen Polyamidfilm.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks anzugeben, cäas an einem Werkstückträger befestigt ist, das insbesondere ein einfaches Trennen ermöglicht und/oder das insbesondere eine Bearbeitung bei Temperaturen bis zu 200°C oder sogar Temperatur oberhalb von 200°C erlaubt. Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Verf hrensschritte gelöst .
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass beispielsweise Rückseitenprozesse an dünnen Wafern zu Problemen beim Handhaben der Wafer führen. Dünne Wafer sind insbesondere Wa- fer mit einer Dicke kleiner als 300 μm. Die Handhabungsprobleme werden mit zunehmendem Durchmesser der Wafer größer, d.h. insbesondere bei Wafern mit einem Durchmesser zwischen 100 mm und 300 mm oder mit einem Durchmesser größer 300 mm. Trotz einer Anpassung von Bearbeitungsanlagen an die Bearbeitung von dünnen Wafern und trotz des damit verbundenen Aufwands verbleiben viele Handhabungsnachteile, insbesondere ein zusätzlicher Bedienaufwand, eine erhöhte Bruchgefahr und Einschränkungen bei der Prozessierung.
Die Erfindung geht weiterhin von der Überlegung aus, dass zwar vielfältige Trägersysteme denkbar sind, damit der Wafer gestützt auf einen Träger stabil und handhabbar ist. Jedoch gilt es, eine' Vielzahl von Problemen gleichzeitig zu lösen: - Beibehaltung eines einfachen Bearbeitungsprozesses, - Gewährleisten einer hohen Bearbeitungstemperatur, - ein einfaches Lösen des Trägers ohne Bruchgefahr für den Wafer, und - eine relativ hohe Stabilität bei den Prozessschritten sowie bei und nach dem Lösen des Wafers vom Träger.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der das Werkstück und der Werkstückträger durch ein ringförmiges Verbindungsmittel miteinander verbunden sind.
Vorteilhaft wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich zu den eingangs genannten Verfahrensschritten das Werk- stück vom Werkstückträger durch Abtragen von Teilen des Werkstücks und/oder des Werkstückträgers in mindestens einem Trennbereich getrennt . So wird bei einer Ausgestaltung für ein Werkstück, das ein Halbleiterwafer ist, als Werkstückträger ebenfalls ein Hal- bleiterwafer verwendet, z.B. ein so genannter Dummy-Wafer o- der ein nicht mehr benötigter Testwafer. Die Dicke des Trä- gerwafers ist beliebig. Die Breite eines Spaltes zwischen dem Werkstückwafer und dem Tragerwafer ist für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht entscheidend, so dass auch keine Toleranzen für diesen Spalt einzuhalten sind.
Bei einer Ausgestaltung - bei der mit Vakuum zwischen Werkstück und Werkstückträger gearbeitet wird - ist praktisch kein Spalt zwischen Werkstück und Werkstückträger vorhanden. Bestehen beide Wafer beispielsweise aus Silizium, so sind auch die Wärmeausdehnungskoeffizienten gleich, was besonders vorteilhaft ist. Außerdem können Tragerwafer verwendet werden, die ein Nebenprodukt der Halbleiterfertigung sind und daher das Verfahren nicht zusätzlich verteuern. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Werkstückwafer cmit dem Tragerwafer durch einen Ring einer hochtemperaturfes- ten Substanz verbunden, beispielsweise durch eine 360°- Verklebung. Als Verbindungsmittel ist beispielsweise ein Verbindungsmittel geeignet, das aus Palladium besteht oder Pal- ladium enthält. Diese ringförmige Verbindungsstelle kann sich beispielsweise am Rand der Wafer befinden, d.h. außerhalb der aktiven Chipfläche. Die Verbindungen sind hochtemperaturfest und können bei Bedarf wieder gelöst werden. Bei einer Ausgestaltung ist ein Lösen der Verbindungen aber nicht erforder- lieh, weil um die Verbindungsstelle herum oder an der Verbindungsstelle getrennt wird. Wird an der Verbindungsstelle getrennt, so wird die Verbindung zerstört.
Durch die stabilisierende Verbindung von Werkstückwafer und Tragerwafer mittels ringförmiger Verklebung lässt sich der Werkstückwafer mit handelsüblichen Anlagen weiterbearbeiten, z.B. mit einem Ionenimplanter, mit einer CVD-Anlage (Chemical Vapor Deposition) , mit einer Sputteranlage, mit einer Belichtungsanlage, in einem Lithografieprozess oder in einem Ofen- prozess bzw. in einem Temperaturbestrahlungsprozess, z.B. in einem RTP-Prozess (Rapid Thermal Annealing) . Aufgrund der er- höhten Dicke und des daraus resultierenden Stabilitätsgewinns des Verbundes aus Werkstückwafer und Tragerwafer gibt es keine Handhabungsprobleme mehr.
Bei einer Weiterbildung wird entlang eines Trennbereiches ge- trennt, bei dem sich ein ringförmiges Verbindungsmittel an einem peripheren Teil des Werkstücks bzw. des Werkstückträgers befindet . Die eigentliche Verbindung bleibt dabei unbeschädigt .
Bei einer alternativen Ausgestaltung wird entlang eines
Trennbereiches getrennt, der gemeinsam mit dem Rand des Werkstücks bzw. des Werkstückträgers einen Befestigungsteil umschließt, an dem ein Verbindungsmittel befestigt ist. Diese Ausgestaltung wird insbesondere bei Verbindungsmitteln ge- nutzt, die am Rand des Werkstücks bzw. des Werkstückträgers angeordnet sind. Auch in diesem Fall bleibt die eigentliche Verbindung unbeschädigt, da um sie herum getrennt wird. Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltung enthält der Trennbereich eine Grenzfläche zwischen dem Werkstück bzw. dem Werkstückträger auf der einen Seite und einem Verbindungsmittel auf der anderen Seite. Die Grenzfläche und damit auch ein Teil der Verbindung oder die gesamte Verbindung wird beim Trennen zerstört, wodurch die Verbindung gelöst wird.
Bei einer nächsten Weiterbildung haben Werkstück und Werkstückträger die gleichen Umrisse. Durch diese Maßnahme lassen sich Bearbeitungsanlagen für bestimmte Werkstückdicken auch dann einsetzen, wenn die Werkstücke dünner sind. Umbauten sind nicht erforderlich, weil die Dicke und der Umriss des Verbundes aus Werkstück und Werkstückträger der Dicke und dem Umriss eines ungedünnten Werkstücks entsprechen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind Werkstück bzw. Werkstückträger runde Scheiben, insbesondere Halbleiter-Wafer mit einem so genannten Fiat oder einer Kerbe zur Kennzeichnungen einer Kristallrichtung.
Bestehen bei einer nächsten Ausgestaltung Werkstückträger und Werkstück aus dem gleichen Material oder der gleichen Materialzusammensetzung, so lassen sich Temperaturprozesse ohne zusätzliche Spannungen auf Grund der Verbindung oder auf Grund des Verbundes mit dem Werkstückträger durchführen.
Besteht bei einer nächsten Ausgestaltung, das Werkstück aus einem Halbleitermaterial, so wird beim Bearbeiten ein Verfahren zum Bearbeiten von Halbleitermaterial durchgeführt, ins- besondere ein Lithografieverfahren, ein Metallisierungsverfahren, ein Schichtaufbringungsverfahren, ein Schichtstruktu- rierungsverfahren, ein Implantationsverfahren, ein Ofenpro- zess oder ein Temperaturbestrahlungsprozess .
Die Verfahren zur Bearbeitung werden bei einer nächsten Ausgestaltung an der Rückseite des Werkstücks durchgeführt, d.h-. t an einer Seite, die keine aktiven Bauelemente enthält, wie z.B. Transistoren.
Bei einer nächsten Weiterbildung wird durch Sägen, Fräsen,
Schleifen oder Bearbeiten mit Lasern getrennt . Diese Verfahren sind insbesondere bei Werkstücken bzw. Werkstückträgern aus Glas, Keramik oder aus Halbleitermaterialien geeignet. Bei einer Ausgestaltung wird ein gerader Trennschnitt paral- lel zur Ebene der Wafer erzeugt, wie er beispielsweise bei Verwendung eines geraden Sägeblattes oder eines Kreissägeblatts entsteht. Jedoch lassen sich, abweichend von dieser Lösung, auch Lochkreissägeblätter zum Trennen des Werkstücks vom Werkstückträger benutzen. Bei einer nächsten Weiterbildung wird das Werkstück während des Abtragens an einem Haltemittel befestigt. Geeignet ist bei einer Ausgestaltung ein so genannter Gel-Pack-Greifer.
Bei einer nächsten Ausgestaltung werden beim Trennen nur Teile des Werkstückträgers, nicht aber des Werkstücks abgetragen Dies lässt sich beispielsweise erreichen, wenn das Trennwerkzeug nur bis in einen Spalt zwischen dem Werkstück und dem Werkstückträger vordringt .
Bei einer anderen Ausgestaltung dringt das Trennwerkzeug nur in einen Teil des Werkstückträgers vor. Das vollständige Trennen von Werkstück und Werkstückträger wird durch die beim Trennen auftretende Vibration erreicht. In diesem Fall wird gegebenenfalls ganz ohne Spalt zwischen Werkstück und Werkstückträger gearbeitet.
Bei einer nächsten Weiterbildung werden Werkstück und Werkstückträger miteinander verklebt, wobei die Klebeverbindung temperaturbeständig bis 200°C oder bis 400°C oder bis 800°C oder sogar bis 1200°C ist. Trotz dieser hohen Temperaturbeständigkeit kann bei niedrigen Temperaturen aufgrund der oben erläuterten Trennverfahren getrennt werden.
Bei einer speziellen Ausführungsform wird ein Leitkleber verwendet, der beispielsweise auf einer Silberbasis aufgebaut ist. Solche Leitkleber sind beispielsweise für Heizungen an Autoscheiben bekannt. Die Temperaturbeständigkeit des Klebstoffes wird erhöht, wenn Palladium zugesetzt wird oder wenn der Klebstoff vollständig auf einer Palladiumbasis aufgebaut ist. Mit steigendem Palladiumanteil steigt die Temperaturbeständigkeit .
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt außerdem ein Verfahren mit den eingangs genannten Verfahrensschritten, bei dem zwischen dem Werkstück und dem Werkstückträger mindestens ein Befestigungsmittel angeordnet wird. Das Befestigungsmit- tel ist temperaturstabil für Temperaturen bis zu 200°C (Grad Celsius) oder bis zu 400°C oder bis zu 800°C oder sogar bis zu 1200 °C. Bei der Bearbeitung des Werkstücks wird ein Hoch- temperaturprozess durchgeführt, bei dem die Temperatur in der Reihenfolge für die zuvor genannten Temperaturen beispielsweise größer als 150°C, größer als 350°C, größer als 700°C oder größer als 1000°C ist. Das Trennen von Werkstück und Werkstückträger wird jedoch bei einer Temperatur durchgeführt, die unterhalb der Bearbeitungstemperatur liegt.
Die genannten Verfahren lassen sich alle auch zum Trennen durchführen.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird als Befestigungs- mittel ein Leitkleber mit den oben erläuterten Eigenschaften eingesetzt, insbesondere ein Leitkleber auf Palladiumbasis.
Das Werkstück bzw. der Werkstückträger sind bei dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt sowie beim Verfahren gemäß dem ers- ten Aspekt ausgebildet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen: Figur 1 einen Verbund von Tragerwafer und Werkstückwafer auf einer Trennvorrichtung, Figur 2 eine Untersicht eines Werkstückwafers, Figur 3 einen Werkstückwafer und einen Werkstückträger- wafer vor der Verbindung zum Verbund, Figur 4 einen Verbund von Werkstückwafer und Werkstück- trägerwafer, Figur 5 eine weitere Untersicht eines Werkstückwafers, Figur 6 einen Werkstückwafer und einen Werkstückträger- wafer vor der Verbindung zum Verbund, Figur 7 einen Verbund von Werkstückwafer und Werkstück- trägerwafer nach einem Trennvorgang, Figur 8 eine weitere Untersicht eines Werkstückwafers, Figur 9 ein Verbund von Werkstückwafer, Werkstückträger- wafer und einem Greifer, Figur 10 einen getrennten Verbund mit Greifer, Figur 11 einen Werkstückwafer und einen abgelösten Grei- fe .
Figur 1 zeigt einen Verbund 10 eines Trägerwafers 12 und eines zu bearbeitenden Werkstückwafers 14. Der Werkstückwafer 14 hat eine Vorderseite 16, auf der eine Vielzahl von integ- rierten Schaltkreisen erzeugt worden ist, z.B. CMOS-
Schaltkreise (Complementary Metall Oxide Semiconductor) . Die Vorderseite 16 ist dem Tragerwafer 12 zugewandt und mit Hilfe eines Ringes 18 von Leitklebstoff 20, z.B. auf Palladiumbasis, am Tragerwafer 12 befestigt. Nach dem Verkleben von Trä- gerwafer 12 und Werkstückwafer 14 wurde der Werkstückwafer 14 an seiner Rückseite 22 gedünnt, beispielsweise mit Hilfe einer Schleifanläge um mehr als 100 μm. Nach dem Dünnen wurde die Rückseite 22 beispielsweise mit einer Rückseitenkontak- tierung versehen. Dabei wird ein Temperaturprozess mit einer Bearbeitungstemperatur größer als 350 °C oder auch größer als 450 °C ausgeführt. Anschließend wurde die Rückseite 22 auf einem Sägerahmen 26 befestigt.
Nach dem Befestigen des Verbundes 10 am Sägerahmen 26 wird zunächst der Tragerwafer 12 vom gedünnten Werkstückwafer 14 entfernt, indem mittels eines Sägeschnitts der Tragerwafer 12 am Umfang abgetragen wird, siehe die gekreuzt schraffierten Bereiche 27 und 28. Durch den Sägeschnitt wird der Tragerwafer 12 am Umfang soweit abgesägt, dass die Verbindung zum Werkstückwafer 14 entfällt. Dies lässt sich mittels der genannten Säge oder einer Fräse oder durch Schleifen oder mittels Laser einfach durchführen.
Nach dem Entfernen des Trägerwafers 12 vom Werkstückwafer 14 werden die integrierten Schaltkreise auf dem Werkstückwafer 14 mit Hilfe von bekannten Sägeverfahren vereinzelt, geprüft und mit einem Gehäuse versehen. Figur 2 zeigt eine Untersicht auf einen Werkstückwafer 14 auf welchem ein Ring 18 aus Klebstoff 20 aufgebracht ist.
In Figur 3 ist ein Tragerwafer 12 und ein Werkstückwafer 14 dargestellt. Zwischen dem Tragerwafer 12 und dem Werkstückwafer 14 ist ein Ring 18 aus Klebstoff 20 angeordnet, der zu einer Klebeverbindung zwischen diesen Elementen führen soll.
Durch Verfahrensschritte wie Anpressen und Ausvulkanisieren werden die beiden Tragerwafer 12 und Werkstückwafer 14 parallel miteinander verbunden und der Ring 18 aus Kleber 20 wird bis zu einer Dicke von lediglich 2μm zusammengepresst, was aus der Figur 4 ersichtlich ist. Um den Verbindungsvorgang zu optimieren wird der Zwischenraum 24 zwischen dem Werkstückwafer 14 und dem Tragerwafer 12 evakuiert. Dazu sind im Tragerwafer 12 kleine Löcher 29 und 30 vorgesehen, durch die vorhandene Atmosphäre abgepumpt werden kann. Diese Löcher 29 und 30 werden beim weiteren Prozessieren verschlossen bzw. abge- deckt. Nicht zeichnerisch dargestellt ist eine Variante, die dadurch zu realisieren ist, dass der Ring 18 aus Klebstoff >. ■ nicht vollständig geschlossen ist. Bei dieser Ausführungsform muss nach der Evakuierung der Ring 18 dann vollständig geschlossen werden.
Eine nicht dargestellte, aber vorteilhafte Möglichkeit zum Evakuieren des Zwischenraums 24 besteht darin, den Werkstückwafer 14 und den Tragerwafer 12 in einer Kammer zusammen zu fügen und diese Kammer zu evakuieren.
In Figur 5 ist nochmals die Untersicht des Werkstückwafers 14 mit dem Ring 18 aus Kleber 20 dargestellt. Figur 6 wiederholt die Darstellung aus Figur 3, jedoch sind hier die Löcher 29 und 30 nicht dargestellt. Aus dem hier gezeigten Zustand er- folgt - wie bereits beschrieben - die Evakuierung, die Ver- pressung und die Ausvulkanisierung, so dass wieder ein inni- ger Verbund 10 von Werkstückwafer 14 und Tragerwafer 12 hergestellt ist.
In Figur 7 ist gezeigt, wie zum Trennen dieses Verbunds ein Werkzeug, beispielsweise eine Säge 31, ein Fräser oder eine Schleifscheibe radial am Umfang des Trägerwafers 12 angreift und einen Teilbereich des Trägerwafers 12 entfernt, wie es in Figur 1 mit den Bereichen 27 und 28 schon gezeigt worden ist. Dabei kann die Entfernung der Bereiche 27 und 28 maßlich so gesteuert werden, dass der Ring 18 aus ausgehärtetem Kleber 20 am Werkstückwafer 14 verbleibt und diesen stabilisiert. Die Oberfläche des Rings 20 aus Klebstoff 20 kann dann eine Grenzfläche darstellen, die beim Tennen durch das Trennwerkzeug 31 entsteht.
In Figur 8 ist nochmals eine Untersicht eines Werkstückwafers 14 mit einem geschlossenen Ring 18 aus Kleber 20 vor dem Zusammenfügen zu einem Verbund gezeigt.
In Figur 9 ist zum Trennen des Verbunds 10 eine Hilfsvorrichtung in Form eines so genannten „Gel-Pack-Greifers" 32 gezeigt . Diese Art Greifer 32 ist bekannt und wird in der Praxis mit Erfolg beim Trennen von ebenen Substraten verwendet, wenn diese auf Grund starker Adhäsionskräfte ohne Hilfsvor- richtung nicht ohne Weiteres voneinander getrennt werden können, obwohl sie mechanisch nicht mehr miteinander verbunden sind. Der Gel-Pack-Greifer 32 hält den Werkstückwafer 14 fest und ein Trennwerkzeug, beispielsweise wieder eine Säge 31, sägt radial den Ring 18 von Kleber 20 auf, so dass die mecha- nische Verbindung zwischen Werkstückwafer 14 und Tragerwafer 12 aufgetrennt ist . Die starken Adhäsionskräfte verhindern aber dennoch die Trennung des Verbunds 10 aus diesen beiden Elementen 12 und 14 und erst durch den Einsatz des Gel-Pack- Greifers 32 kann die Trennung von Werkstückwafer 14 und Trä- gerwafer 12 erfolgen, wie es vereinfacht in Figur 10 dargestellt ist. In der Figur 11 wird schematisch gezeigt, dass anschließend die Trennung des Gel-Pack-Greifers 32 vom Werkstückwafer 14 erfolgt .
Wie auch im zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt ist, kann ein stabilisierender Ring 18 auf der Oberfläche des Werkstückwafers 14 verbleiben, wenn es die weiteren Verfahrensschritte erfordern. Dabei ist es ohne Belang, ob der stabilisierende Ring 18 auf der Vorderseite 16 oder der Rückseite 22 verbleibt.
Zusammengefasst ist die vorliegende Erfindung geeignet, Werkstücke, insbesondere Halbleiterwafer, auf Werkstückträgern, insbesondere Tragerwafern, zu applizieren und wieder zu trennen, so dass die Werkstückwafer besser bearbeitet werden können, wobei Prozesse wie Schleifen (Grinding) , Sputtern, Nass-Chemie (SEZ-Etch; Marangonie-Dryer; etc) , Spin-Etch, Cleaning, Implantation, PVD und andere geeignet sind. Bei der Beschreibung wurden die Fachbegriffe verwendet, die überwie- gend nur als englischsprachige Begriffe in der Fachwelt verwendet werden . i

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (14) an einem Werkstückträger (12) , bei dem die folgenden Schritte ohne Be- schränkung durch die angegebene Reihenfolge ausgeführt werden:
Befestigen eines Werkstücks (14) an einem Werkstückträger (12), Bearbeiten des am Werkstückträger (12) befestigten Werkstücks (14) und Trennen des bearbeiteten Werkstücks (14) vom Werkstückträger (12) , wobei das Werkstück (14) und der Werkstückträger (12) durch ein ringförmiges Verbindungsmittel (18, 20) miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) vom Werkstückträger (12) durch Abtragen von Teilen des Werkstücks (14) und/oder des Werkstückträ- gers (12) in mindestens einem Trennbereich (27, 28) getrennt wird. <
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass entlang eines Trennbereiches (27, 28) ge- trennt wird, der einen Befestigungsbereich (33) umfasst, an dem ein Verbindungsmittel (18, 20) zum Verbinden von Werkstück (14) und Werkstückträger (12) vorhanden ist, und/oder dass entlang eines Trennbereiches (27, 28) getrennt wird, der gemeinsam mit dem Rand des Werkstücks (14) oder des Werk- stückträgers (12) einen Befestigungsbereich (33) umschließt, an dem ein Verbindungsmittel (18, 20) zum Verbinden von Werkstück (14) und Werkstückträger (12) befestigt ist, und/oder dass der Trennbereich (27, 28) eine Grenzfläche eines Befestigungsbereiches (33) des Werkstücks (14) oder Werkstückträ- gers (12) sowie eines Verbindungsmittels (18,20) zum Verbinden von Werkstück (14) und Werkstückträger (12) enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) und der Werkstückträger (12) gleiche Umrisse haben, und/oder dass das Werkstück (14) und/oder der Werkstückträger (12) eckige Platten oder runde Scheiben sind, vorzugsweise an einer Umfangsseite abgeflachte Scheiben, und/oder dass das Werkstück (14) und der Werkstückträger (12) aus dem gleichen Material oder aus der gleichen Materialzusammensetzung bestehen, und/oder dass das Werkstück (14) ein Halbleitermaterial enthält oder aus einem Halblei- termaterial besteht, und/oder dass der Werkstückträger (12) ein Halbleitermaterial enthält oder aus einem Halbleitermaterial besteht, und/oder dass beim Bearbeiten ein Lithografieverfahren und/oder ein Metallisierungsverfahren und/oder ein Schichtaufbringungsverfahren und/oder ein Schichtstrukturie- rungsverfahren und/oder ein Implantationsverfahren und/oder ein Ofenprozess und/oder ein Temperaturbestrahlungsprozess ausgeführt wird, insbesondere an einer Rückseite (22) des Werkstücks (14) .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch Lasern, Sägen, Fräsen oder Schleifen getrennt wird, und/oder dass ein gerader Trennschnitt (27, 28, 31) erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) und der Werkstückträger (12) an einem ringförmigen Bereich (18) miteinander verbunden sind, und dass Werkstück (14) und Werkstückträger (12) durch einen Trennschnitt (31) getrennt werden, der vorzugsweise parallel zur Ebene des Werkstücks (14) und des Werkstückträgers (12) liegt .
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) und der Werkstückträger (12) an einem ringförmigen Bereich (18) miteinander verbunden sind, und dass Werkstück (14) und Werkstückträger (12) durch einen kreisringförmigen Trennschnitt (27, 28, 31) getrennt werden, der vorzugsweise senkrecht zur Ebene des Werkstücks (14) und des Werkstückträgers (12) liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) während des Tren- nens an einem Haltemittel (32) befestigt wird, vorzugsweise an einem Gel-Pack-Greifer (32) , und/oder dass nach dem Trennen von Werkstück (14) und Werkstückträger (12) weitere Trennvorgänge zum Vereinzeln einer Vielzahl von Bauelementen oder Schaltkreisen des Werkstücks (14) durchgeführt werden, und/oder dass beim Trennen nur Teile des Werkstückträgers (12) , nicht aber des Werkstücks (14) abgetragen werden, wobei vorzugsweise ein vollständiges Trennen des Werkstückträgers (12) durch die beim Trennen auftretende Vibration erreicht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) und der Werkstückträger (12) miteinander verklebt werden, wobei die Kle- beverbindung temperaturbeständig bis 200°C oder bis 400 °C oder' bis 800°C oder bis 1200°C ist, wobei vorzugsweise ein Leitkleber (18, 20) verwendet wird, insbesondere ein Leitkleber auf Silberbasis und/oder Palladiumbasis.
10. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (14) an einem
Werkstückträger (12) , bei dem die folgenden Schritte ohne Beschränkung durch die angegebene Reihenfolge ausgeführt werden: Befestigen eines Werkstücks (14) an einem Werkstückträger (12),
Bearbeiten des am Werkstückträger (12) befestigten Werkstücks (14), und Trennen des bearbeiteten Werkstücks (14) vom Werkstückträger (12) , wobei mindestens ein Befestigungsmittel (18, 20) zwischen dem Werkstück (14) und dem Werkstückträger (12) angeordnet wird, wobei das Befestigungsmittel (18, 20) temperaturstabil für Temperaturen bis zu 200°C oder bis zu 400°C oder bis zu 800°C oder bis zu 1200°C ist, wobei das Werkstück (14) bei einer Bearbeitungstemperatur von mindestens 150 °C oder von mindestens 350 °C oder von mindestens 700 °C oder von mindestens 1000 °C bearbeitet wird, und wobei das Werkstück (14) und der Werkstückträger (12) bei einer Temperatur von einander gelöst werden, die unterhalb der Bearbeitungstemperatur liegt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich- net, dass als Befestigungsmittel (18, 20) ein Leitkleber eingesetzt wird, insbesondere ein Leitkleber auf Silberbasis und/oder auf Palladiumbasis.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel (18, 20) ein geschlossener Ring (18) aus Kleber (20) gebildet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel (18, 20) ein nahezu geschlossener Ring (18) aus Kleber (20) gebildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel (18, 20) ein nahezu geschlossener Ring (18) aus Kleber (20) gebildet wird, und dass der Ring (18) nach der Verklebung geschlossen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkstück (14) nach dem Trennen ein Ring (18) des Klebers (20) zur Stabilisierung des Werkstücks (14) verbleibt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) und der Werkstückträger (12) beim Zusammenfügen verpresst werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum (24) zwischen dem Werkstück (14) und dem Werkstückträger (12) beim Zusammenfügen evakuiert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkstückträger (12) zum Evakuieren Entlüftungslöcher (29, 30) vorgesehen sind.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Werkstückträger (12) zum Evakuie- ren verschließbare Entlüftungslöcher (29, 30) vorgesehen sind.
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (24) zwischen dem Werkstück (14) und dem Werkstückträger (12) beim Zusammenfügen dadurch evakuiert wird, dass die Zusammenfügung innerhalb einer evakuierten Kammer erfolgt .
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