TWI656569B - 用於分離第一基板之晶圓卡盤，裝置及方法 - Google Patents

用於分離第一基板之晶圓卡盤，裝置及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI656569B
TWI656569B TW104113104A TW104113104A TWI656569B TW I656569 B TWI656569 B TW I656569B TW 104113104 A TW104113104 A TW 104113104A TW 104113104 A TW104113104 A TW 104113104A TW I656569 B TWI656569 B TW I656569B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cooling
substrate
embrittlement
present
interconnect layer
Prior art date
Application number
TW104113104A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201608623A (zh
Inventor
艾瑞克 托那
Original Assignee
艾瑞克 托那
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 艾瑞克 托那 filed Critical 艾瑞克 托那
Publication of TW201608623A publication Critical patent/TW201608623A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI656569B publication Critical patent/TWI656569B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/08—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the cooling method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B43/00—Operations specially adapted for layered products and not otherwise provided for, e.g. repairing; Apparatus therefor
    • B32B43/006—Delaminating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/08—Dimensions, e.g. volume
    • B32B2309/10—Dimensions, e.g. volume linear, e.g. length, distance, width
    • B32B2309/105—Thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L21/6836—Wafer tapes, e.g. grinding or dicing support tapes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68318—Auxiliary support including means facilitating the separation of a device or wafer from the auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/6834—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used to protect an active side of a device or wafer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68381—Details of chemical or physical process used for separating the auxiliary support from a device or wafer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68381—Details of chemical or physical process used for separating the auxiliary support from a device or wafer
    • H01L2221/68386—Separation by peeling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10S156/918—Delaminating processes adapted for specified product, e.g. delaminating medical specimen slide
    • Y10S156/93—Semiconductive product delaminating, e.g. delaminating emiconductive wafer from underlayer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10S156/934—Apparatus having delaminating means adapted for delaminating a specified article
    • Y10S156/941—Means for delaminating semiconductive product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/11—Methods of delaminating, per se; i.e., separating at bonding face
    • Y10T156/1153—Temperature change for delamination [e.g., heating during delaminating, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/11—Methods of delaminating, per se; i.e., separating at bonding face
    • Y10T156/1168—Gripping and pulling work apart during delaminating
    • Y10T156/1189—Gripping and pulling work apart during delaminating with shearing during delaminating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/19—Delaminating means
    • Y10T156/1911—Heating or cooling delaminating means [e.g., melting means, freezing means, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/19—Delaminating means
    • Y10T156/1961—Severing delaminating means [e.g., chisel, etc.]
    • Y10T156/1967—Cutting delaminating means
    • Y10T156/1972—Shearing delaminating means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本發明係關於一種用於藉由使一互連層(3、3'、3"、3'''、3IV)脆化而將一第一基板(2)與一第二基板(4)分離之方法，該第一基板(2)係藉由該互連層(3、3'、3"、3'''、3IV)連接至該第二基板(4)。
此外，本發明係關於一種對應裝置。
此外，本發明係關於一種用於藉助可特定而言藉由冷卻而脆化之一互連層(3、3'、3"、3'''、3IV)將一第一基板(2)接合至一第二基板(4)之方法。
此外，本發明係關於一種可脆化之一材料用於在一第一基板(2)與一第二基板(4)之間產生一互連層(3、3'、3"、3'''、3IV)以形成一基板堆疊(1、1'、1"、1'''、1IV、1V)之用途，該基板堆疊(1、1'、1"、1'''、1IV、1V)已由該第一基板(2)、該第二基板(4)及位於中間之該互連層(3、3'、3"、3'''、3IV)形成。
此外，本發明係關於一種由一第一基板(2)、一第二基板(4)及位於中間之一互連層(3、3'、3"、3'''、3IV)形成之基板堆疊，該互連層(3、3'、3"、3'''、3IV)係由可脆化之一材料形成。
另外，本發明係關於一種用於在將一第一基板(2)與一第二基板 (4)分離時藉助可藉由降低溫度而啟動之固定構件來固持該第一基板(2)之晶圓卡盤。

Description

用於分離第一基板之晶圓卡盤，裝置及方法
本發明係關於一種如請求項1中所主張之方法、一種如請求項9中所主張之裝置、一種如請求項10中所主張之方法、一種如請求項11中所主張之用途、一種如請求項12中所主張之基板堆疊及一種如請求項13中所主張之基板座。
在半導體技術中，通常對基板進行背面薄化以減小正形成之組件之尺寸。使用背面薄化之最常見原因之一係產生穿過基板之導電互連件。此等線特定而言由於其在矽基板中之頻繁使用而稱為穿矽導通體(TSV)。由於工業上生產之基板、特定而言晶圓具有大於500μm之一厚度，然而TSV僅具有大致100μm之一長度，因此有必要移除基板之殘餘部分。在背面薄化程序結束時，將產生具有儘可能小之一厚度之一功能晶圓。該厚度取決於技術性質及電性質。
產品基板被固定於載體基板上，以使得其在背面薄化程序期間及主要在背面薄化程序之後穩定。主要使用半導體基板或玻璃基板來作為載體基板。
產品基板在接合至載體基板之後經受各種程序。特定而言，在產品基板上形成功能單元，舉例而言，MEM、微晶片、記憶體單元等。
在背面薄化及其他程序之後，必須將產品基板與載體基板分離 以便能夠進行進一步處理。
固定程序稱為接合。若固定在時間上有限，則其係臨時接合。對於臨時接合，使用使得能夠在不同程序步驟期間固定兩個基板但另一方面允許以特定化學及物理效應對基板進行一分開之各種材料。舉例而言，可以化學方式斷開產品基板與載體基板之間的膠合劑接合。另一方法係藉由熱作用及一剪切及/或法向力之施加來將基板分開。又一方法在於藉由電磁輻射、尤其藉由UV光來破壞膠合劑。為此，兩個基板中之至少一者必須對於UV光係透明的。
所有此等迄今已知之方法皆具有可對互連層及/或基板或位於其上之組件之性質導致一至少部分不利效應之主要缺陷。
在將載體基板自產品基板剝離/分離時，必須考量大量關鍵因素且最優先考量之事項在於將由於預處理而極昂貴之脆性產品晶圓曝露於儘可能小之應力且不使其損壞。另一方面，第一基板之分離應以儘可能少之能量耗費經濟且快速地進行。在複數個已知分離程序中，尤其為使晶圓之間的黏附層之黏附性質溶解，有必要將由載體晶圓及結構晶圓/產品晶圓構成之堆疊加熱至對於膠合劑為特定之一溫度。
本發明之目標係開發用於與第一基板分離以使得達成仔細且迅速分離之泛用裝置及方法。同時，將減少能量消耗。
此目標係藉助請求項1、9、10、11、12及13之特徵達成。在附屬請求項中給出本發明之有利開發形式。在說明書、申請專利範圍及/或圖中給出之特徵中之至少兩者之所有組合亦屬於本發明之範疇內。在既定值範圍下，所指示極限內之值亦將被視為經揭示作為邊界值且將以任何組合形式來主張。
本發明之基本理念係藉由冷卻及/或脆化一互連層及/或冷卻基板及/或已由該互連層及該等基板形成之一基板堆疊來達成或實現基板之一分離。
特定而言，本發明闡述一種藉由藉助於一冷卻劑進行冷卻將兩個基板、特定而言晶圓分離/剝離之方法及系統/裝置。特定而言，本發明係基於使用一互連層(特定而言，一膠合劑)來接合兩個基板之理念，該層在低溫下、尤其低於室溫時脆化。
此處，特定而言，互連層之機械穩定性及/或黏附作用得以減小。
代替進行加熱來減小黏度、機械穩定性及/或黏附性質，在本發明中所主張之方法中，特定而言，冷卻整個基板堆疊以便使互連層脆化。該脆化發生以使得藉助相對小之機械力對兩個基板之一分離變為可能。取決於本發明中所主張之各別實施例，可作為剪切力或作為法向力來施加機械力。
特定而言，該等法向力可係一點力、一線力或一區域力。為將兩個表面分開，規定將兩個主體分開至少必需的每單位面積之能量(下文中稱為能量密度)。本發明中所主張之兩個基板之間的能量密度特定而言小於2.5J/m2、較佳小於2.0J/m2、再更佳小於1.5J/m2、最佳小於1.0J/m2、在全部當中最佳小於0.5J/m2。
特定而言，該分離係藉由脆化及/或藉由在冷卻程序中之冷卻期間出現、因此較佳由該冷卻唯一地決定之內部應力而自動地發生。特定而言，膠合劑並非轉變成一更黏性狀態，而是藉由供冷轉變成一經硬化脆性狀態。
換言之，本發明之核心特定而言在於使互連層、特定而言一膠合劑、甚至更佳一接合黏合劑之一材料脆化，以減小互連層之機械穩定性及/或黏附性質。因此，本發明闡述用於實現本發明中所主張之脆化之方法及系統。
本發明解決在高溫下剝離之長久問題。一介質中之一組分之擴散係數、特定而言一金屬基質或半金屬基質中之一金屬原子之擴散係 數係一溫度顯函數。高溫意謂介質中之物種之一擴散性質的增加。因此，溫度愈高，擴散通常愈快地進行，且溫度愈低，擴散通常愈慢地進行。產品基板極常具有已經摻雜之半導體組件、尤其微晶片或記憶體晶片。在一剝離程序期間，一高溫負載可導致摻雜元素之不期望擴散。特定而言，基板堆疊不被加熱，而是藉由下文所闡述之本發明中所主張之實施例及方法來冷卻。藉助該等實施例及方法，大幅地減慢摻雜元素之一可能不期望擴散。
本發明中所主張之另一優點在於剝離速率之增加。可藉由本發明中所主張之程序在幾秒內將兩個特定而言經毯覆接合之基板彼此分開。剝離時間之減少導致生產量之一增加且因此導致較高經濟效率。
根據本發明之一項有利實施例，冷卻單元被製作為用於冷卻用於容納及固持(一/若干)基板之基板座/晶圓卡盤之冷卻劑。特定而言，該等冷卻單元具有對應固定元件、特定而言真空管路。該/該等冷卻單元及固定元件彼此局部分開及/或可獨立地移動。特定而言，用於一冷卻劑之饋送入口及排出口被製作為能夠被較佳重新繞路為軟管或撓性管構造。
本發明中所主張之實施例闡述用於冷卻一基板堆疊且以此方式達成仔細剝離之裝置/系統及方法。冷卻基板堆疊(較佳間接地，因此不與互連層直接接觸)會冷卻互連層、特定而言膠合劑、較佳一接合黏合劑。
特定而言，本發明中所主張之一種理念在於，針對互連層使用如下之一材料：在室溫或略微升高之溫度下適合於接合基板、在較低溫度下至少部分地、特定而言完全地脆化且因此失去其至基板表面之黏附性質或可至少沿著其體積分開，以使得基板堆疊之兩個基板彼此之分開可發生。
基板堆疊
基板堆疊由藉由一互連層、特定而言一膠合劑彼此接合/已彼此接合之至少兩個基板組成。亦可想出具有兩個以上基板之基板堆疊，兩個基板始終使用一膠合劑彼此結合。下文中為簡單起見，對具有兩個基板之基板堆疊進行處理。可將基板堆疊緊固於一膠帶上，該膠帶特定而言已層壓至一框架上。特定而言，此實施例用於固定已經背面薄化之基板(產品基板)。
互連層(系統)、特定而言膠合劑系統
如本發明中所主張，可使用適合於接合兩個基板且在一臨界溫度以下即脆化之任何互連層。
如本發明中所主張係較佳之膠合劑可係單層膠合劑、多層膠合劑或具有經結構化層之膠合劑。每一層之材料可係一單組分或多組分系統。
如本發明中所主張，互連層之每一層之厚度特定而言小於1mm、較佳小於500μm、再更佳小於100μm、最佳小於1μm、在全部當中最佳小於10nm。
如本發明中所主張，互連層之厚度(其係個別層之層厚度之總和)特定而言小於1mm、較佳小於500μm、再更佳小於100μm、最佳小於1μm、在全部當中最佳小於10nm。在具有一表面形貌之基板中，層厚度之總和至少大至最高形貌、特定而言大至少1nm、再更佳大至少10nm、最佳大至少100nm、在全部當中最佳大至少1μm、再更佳大至少10μm。
在本發明中所主張之一第一實施例中，互連層係一單組分系統。特定而言，使用基於以下組分中之一者之材料：-聚矽氧，及/或-塑膠，特定而言-熱塑性塑膠， -硬質塑膠，-彈性體，-蠟。
舉例而言，可將黏合劑指派給以下類別中之一者-物理固化黏合劑，特定而言-接觸黏合劑-熱熔黏合劑-以最終狀態存在之聚合物之溶劑黏合劑或分散黏合劑-分散黏合劑-水活化或溶劑活化黏合劑-塑膠溶膠-化學硬化黏合劑，特定而言-聚合化黏合劑，特定而言-丙烯酸酯黏合劑，特定而言-聚甲基丙烯酸甲酯黏合劑-氰基丙烯酸酯黏合劑-不飽和聚酯-縮聚黏合劑，特定而言-苯酚-甲醛樹脂黏合劑-聚矽氧-矽烷黏結聚合物黏合劑，-聚醯亞胺黏合劑-多硫化物黏合劑-聚加成黏合劑，特定而言-環氧樹脂黏合劑-聚氨酯黏合劑 -聚矽氧-反應性熱熔黏合劑，特定而言-聚醯胺-聚乙烯-非晶聚α-烯烴-乙烯乙酸乙烯酯共聚物-聚酯彈性體-聚氨酯彈性體-共聚醯胺彈性體-乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物
膠合劑可較佳係一環烯烴共聚物(COC)。
在本發明中所主張之一第二實施例中，互連層係一多組分接合。特定而言，使用顯著影響脆性斷裂性質之組分。此等組分可係以下各項-有機組分、尤其有機分子、再更佳用於防黏層(ASL)之分子，及/或-無機組分、尤其無機分子，及/或-金屬、特定而言金屬離子，及/或-金屬合金，及/或-陶瓷。
在本發明中所主張之一多組分系統中，在數量及/或質量方面過量地出現之組分稱為一基質。在數量及/或質量方面以一較小比例出現之組分亦稱為添加劑。添加劑較佳係沿著膠合劑之整個互連表面而添加。如本發明中所主張，亦可想出添加劑特定而言沿著互連層之一較佳完整周邊輪廓之一局部受限添加。
在本發明中所主張之實施例之又一改良形式中，互連層被製作 為一多層系統，每一層係一單組分系統或一多組分系統。因此，每一個別層可特定而言相對於當時毗鄰之層具有不同化學及/或物理性質。並非每一層皆需要具有黏合性質。
在一項較佳實施例中，層中之至少一者被製作為不具有或具有很小黏合作用，此特定而言僅用於使層系統及因此兩個基板脆化或彼此分開。
根據本發明中所主張之實施例之又一種改良形式，特定而言一多層系統中之層中之至少一者被製作為經結構化。結構化特定而言係藉由光學微影及/或凸印微影程序而發生。該結構化允許產生由不同材料組成之一複合層。特定而言，此複合層具有宏觀同質及/或各向同性性質，及/或係微觀異質及/或各向異性的。
已特定而言藉由光學微影及/或凸印微影產生之結構之尺寸尤其小於100μm、較佳小於50μm、再更佳小於1μm、最佳小於100nm、在全部當中最佳小於10nm。
冷卻劑、特定而言冷卻流體
特定而言，用於冷卻互連層之冷卻劑係一冷卻流體，其較佳係一液體混合物、一液體、一氣體混合物、一氣體及/或一液體-氣體混合物。較佳地，其係一液體或一氣體。
冷卻劑、尤其冷卻流體用於吸收及移除互連層、特定而言基板堆疊且視情況基板堆疊之更緊鄰處之熱。以此方式發生本發明中所主張之對互連層之冷卻。
理論上，可將主體冷卻至大致0K(-273.15℃)之一溫度。然而，僅能在已針對此目的且藉由複雜設備專門設置之實驗室中達到此等低溫度。特定而言，如本發明中所主張可達到之技術性低溫度係處於液體氦及/或較佳液體氮之沸點附近。氦之沸點係大致4.15K(-269.00℃)，氮之沸點係大致77K(-196.15℃)。
在本發明中所主張之一第一延伸形式中，冷卻流體係一液體。所使用冷卻流體之沸點尤其小於0℃、較佳小於-50℃、再更佳小於-100℃、最佳小於-150℃、在全部當中最佳小於-200℃。此外，較佳用作冷卻流體之液化氣體氦及/或氮係惰性、不易燃或不可燃且較不具反應性的。較佳地，可特定而言在一封閉群集系統中設置用以防止窒息之保護裝置。此外，根據一項有利實施例，藉由安裝氧感測器，可量測藉由對應氣體對氧之置換。
在本發明中所主張之一第二且較佳延伸形式中，冷卻流體係一氣體。該氣體用於在一預冷卻狀態中進行冷卻、特定而言未經壓縮或僅經略微壓縮。該氣體之壓力特定而言小於5巴、較佳小於3巴、再更佳小於或等於1巴。
在一項尤其較佳之替代實施例中，藉由壓縮機將來自環境之潔淨空氣壓縮至大於20巴、特定而言大於50巴、再更佳大於100巴、最佳大於150巴、在全部當中最佳大於200巴。藉由將空氣等焓膨脹至小於100巴、特定而言小於50巴、再更佳小於25巴、最佳小於10巴、在全部當中最佳小於5巴之一壓力，引起攝氏數度之一溫度下降，此用於本發明中所主張之對互連層之冷卻。特定而言，藉由此等焓膨脹，達成大於5℃、尤其大於10℃、再更佳大於25℃、最佳大於35℃、在全部當中最佳大於45℃之一溫度降低。特定而言，該溫度下降至少部分地、較佳突出地、再更佳完全地引起使本發明中所主張之對應選擇之互連層脆化之效應，該互連層係至少在一個層中針對對應溫度範圍在材料方面加以設計。
在另一特定而言較佳實施例中，冷卻流體用於循環、因此重複之冷卻。本發明中所主張之互連層被冷卻及加熱大於一次、較佳大於5次、再更佳大於10次、最佳大於1次、在全部當中最佳大於20次。互連層之溫度在高於及低於臨界溫度之溫度之間改變。可藉助一熱流 體、尤其一加熱氣體及/或一加熱液體來加熱互連層。
在本發明中所主張之實施例之一開發形式中，冷卻流體及加熱流體可存在於兩個單獨室中，可在該兩個單獨室之間轉移基板堆疊(及因此互連層)以便引起一極快速溫度改變。
如本發明中所主張，特定而言，選擇比熱容儘可能大以便促進以熱形式來儲存能量之一冷卻流體。該比熱容較佳介於0.0kJ/(kg*K)與20kJ/(kg*K)之間、較佳介於0.5kJ/(kg*K)與20kJ/(kg*K)之間、再更佳介於1.0kJ/(kg*K)與20kJ/(kg*K)之間、最佳介於10kJ/(kg*K)與20kJ/(kg*K)之間、在全部當中最佳介於15kJ/(kg*K)與20kJ/(kg*K)之間。
如本發明中所主張，特定而言，選擇導熱率儘可能大以便確保沿著冷卻流體之路線迅速移除熱之一冷卻流體。該導熱率較佳介於0.01W/(m*K)與10W/(m*K)之間、較佳介於0.05W/(m*K)與10W/(m*K)之間、再更佳介於0.1W/(m*K)與10W/(m*K)之間、在全部當中最佳介於0.5W/(m*K)與10W/(m*K)之間。
脆化機制
本發明中所主張之一種理念在於使用可藉由外部效應、特定而言藉由將溫度降低至低於一臨界溫度(脆化溫度)而脆化之一互連層(尤其一膠合劑)。如本發明中所主張，脆化被定義為影響本發明中所主張之互連層以使得可以低花費或力或甚至無花費或力地將由該互連層接合之基板彼此分開之任何化學及/或物理程序。因此，術語「脆化」被進一步解釋為熟習此項技術者將理解的那樣。將基板堆疊之基板分開所需之力特定而言小於100kN、較佳小於10kN、再更佳小於1kN、最佳小於100N、在全部當中最佳小於10N。
如本發明中所主張，在材料科學及/或物理意義上，脆化係藉由延性之一降低來表徵。特定而言對於聚合物材料，延性之降低及脆性 之增加主要或在很大程度上係一交聯效應。如本發明中所主張，交聯特定而言被定義為化學、特定而言共價互連之一較佳3維形成。交聯較佳在現有聚合物鏈之間發生，且在交聯程序結束時產生一3維網路、特定而言一巨分子。交聯程度越高，所存在的可參與互連層之材料之一彈性及/或塑形變形之單獨聚合物鏈即越少。在一完全交聯聚合物中，尤其對於硬質體，彈性性質係純靜電現象，該等純靜電現象係基於彼此交聯之聚合物鏈之間的黏結力。在硬質體中，諸如聚合物鏈在一外部拉伸負載下之熵彈性或伸展等效應基本上係不可能的。因此，此等材料係以一極脆性方式、在理想情形中以一理想地脆性之方式對外部機械負載、特定而言拉伸負載作出反應。
另一選擇係或另外，特定而言，本發明中所主張之脆化係藉由特定而言由在低溫度下之低熱運動引起的互連層之聚合物鏈之固定化來表徵。由於極低溫度，聚合物鏈之伸展(特定而言，由於一外部拉伸負載)可不再如此有效地發生，乃因聚合物鏈之熱運動及因此展開之趨勢較小。聚合物鏈伸展之主要部分應可歸因於外部拉伸負載，以使得溫度降低對脆性之一影響被視為相當小的。在高溫度下，甚至發生其中聚合物鏈藉由熱供應而收縮之一相反效應。此效應(稱為熵彈性)係基於聚合物鏈在較高溫度下最大化其熵之趨勢。此類型之脆性可主要存在於彈性體及熱塑性塑膠中。
另一選擇係或另外，特定而言，本發明中所主張之脆化係藉由聚合物之結晶對延性之降低來表徵。大多數聚合物係非晶固體。非晶狀態係一方面可藉由側基團分支且亦可圍繞其黏結軸之互連線呈現不同構形之相對長聚合物鏈之一結果。此強力組合可能性產生形狀極複雜之聚合物鏈，該等聚合物鏈彼此交聯且彼此平行對準且因此僅以大的困難性來排序。一聚合物鏈變為一部分結晶區之部分之能力明顯地隨複雜度(即，隨其分支之數目及/或長度、隨構形可能性之數目及改 變構形之能力)而下降。舉例而言，分子圍繞一雙鍵或三鍵係不易旋轉的，乃因疊加之π軌道不能達成旋轉。但此等聚合物可至少部分地結晶。該結晶較佳係藉由添加基核而發生。特定而言，基核被定義為在一結晶介質中、特定而言在一液體中或在一固體中結晶之固體。如本發明中所主張，可將引起聚合物之部分結晶之基核添加至聚合物。聚合化較佳在臨界溫度以下發生，以使得膠合劑僅在臨界溫度以下結晶且具有一對應脆性。亦可想出在臨界溫度以上之結晶。
另一選擇係或另外，特定而言，本發明中所主張之脆化係藉由產生熱應力且當超過一臨界應力時藉由一熱衝擊產生伴隨之熱裂紋來表徵。熱衝擊被定義為不均勻溫度作用對一經快速冷卻主體之物理影響。主體中之不均勻溫度作用係因主體之有限導熱率而出現，該有限導熱率使得熱流不能夠無限快速地自主體逸出(在冷卻時)及穿透至主體中(在被加熱時)。導熱率之有限值導致一經快速冷卻主體之表面比內體積層更迅速地作出調整以適應於其周圍之介質之溫度。因此，極強溫度梯度出現。該溫度梯度導致熱伸長之一強梯度。沿著該梯度之伸長差異產生極大熱應力。若該等熱應力超過一臨界應力、特定而言經冷卻材料之破裂應力，則形成裂紋。
特定而言，所指示脆化類型對裂紋形成對互連層之破壞具有一影響。藉由施加一外部機械負載、尤其一拉伸及/或彎曲應力，可在互連層中形成裂紋，該等裂紋由於材料之脆性而超臨界地穿過互連層、尤其在互連層與基板堆疊之間傳播，且因此導致互連層之一尤其自動分開，該分開係藉由脆化而發生。若裂紋延續穿過互連層，則在兩個基板之基板表面上會剩餘互連層之殘餘物。在互連層與兩個基板表面中之一者之間發生(在相當特殊之例外情形中，在兩個基板表面上發生，尤其在裂紋改變側上)超臨界裂紋生長之特殊情形中，膠合劑殘餘物應可主要在兩個基板表面中之一者上偵測到。
如本發明中所主張，脆性尤其被表徵為藉由外部效應、特定而言藉由一溫度下降引起的互連層與基板中之至少一者之間的一剝離現象。
另一選擇係或另外，脆化被表徵為由於互連層之材料(或互連層之一個層之材料)與基板之不同熱膨脹係數而在互連層與基板中之至少一者之間的一剝離現象。若互連層之熱膨脹係數不同於兩個基板中之至少一者之熱膨脹係數，則互連層及基板自身(由於其將彼此分開)將在被冷卻時經歷不同之熱伸長。由於互連層及基板係在其表面上彼此連接，因此具有較大熱膨脹係數之層在冷卻時會被抑制伸長。對伸長之抑制可導致內部拉伸應力之一積聚。此內部拉伸應力可在超過一臨界值時導致互連層、尤其係互連層之層中之一者之一釋放。
就本發明中所主張而言，使用一熱塑性塑膠來作為互連層之材料，熱塑性塑膠之黏度係大的，以使得在超過內部應力之一臨界差時發生之一內部應力降低僅由特定而言沿著互連層與基板表面之間的邊界表面之一破裂而縮小。本發明中所主張之分開(分離)則發生。
另一選擇係或另外，脆化被表徵為由互連層之體積改變引起的互連層與基板中之至少一者之間的一剝離現象。特定而言，該體積改變引起互連層之表面粗糙度之一改變(較佳一增加)。在兩個基板中之至少一者上，互連層較佳變換成一液態。由於對應低黏度，膠合劑可與特定而言可具有一極低表面粗糙度之基板表面最佳地匹配。該粗糙度被指定為平均粗糙度、二次粗糙度或平均峰谷間高度。平均粗糙度、二次粗糙度及平均峰谷間高度之所判定值尤其相對於相同所量測距離或所量測面積而不同，但具有相同量值範圍。因此，粗糙度之以下數值範圍應理解為平均粗糙度、二次粗糙度或平均峰谷間高度之值。本發明中所主張之粗糙度特定而言小於100μm、較佳小於10μm、再更佳小於1μm、最佳小於100nm、在全部當中最佳小於10nm。
如本發明中所主張，令人驚奇地，已確定，巨平面上之體積減小係或多或少均質且各向同性地延續，而在微平面上、尤其在互連層之表面上，可確定一異質性及/或一各向異性。如本發明中所主張，此異質性及/或一各向異性用於使互連層在不同位置處不同地強烈改變其體積。此產生一表面粗糙度及因此互連層對基板表面之潤濕程度之一降低。伴隨著潤濕程度之降低，表面之間的接合強度下降；此促進機械移除及/或在理想情形中導致基板堆疊之自發性分開。表面粗糙度被指定為平均粗糙度、二次粗糙度或平均峰谷間高度。平均粗糙度、二次粗糙度及平均峰谷間高度之所判定值通常針對相同所量測距離或所量測面積而不同，但通常具有相同數量級。因此，粗糙度之以下數值範圍應理解為平均粗糙度、二次粗糙度或平均峰谷間高度之值。由本發明中所主張之實施例產生之粗糙度特定而言大於1nm、較佳大於10nm、再更佳大於1μm、最佳大於10μm、在全部當中最佳大於100μm。
特定而言，將藉由溫度下降來使互連層脆化。如本發明中所主張，另一選擇係或另外，互連層之脆化係藉由以下程序引起：-冷卻-添加劑萃取，特定而言-軟化劑，較佳藉由-加熱，及/或-化學品(溶劑)，及/或-電流，及/或-輻照，-溶劑，較佳藉由-加熱，及/或輻照， -硬化，特定而言，藉由輻照、較佳UV輻照。
如本發明中所主張，脆化尤其係藉由互連層之可塑形變形性之降低來表徵。以一理想地脆性方式破裂之一材料係在不提前發生塑性變形之情形下在所施加機械負載下破裂之一材料。如本發明中所主張而使用之材料(特定而言，塑膠)之脆性破裂性質可如本發明中所主張特定而言受添加劑影響。
本發明中所主張之實施例主要係關於可藉以將一基板堆疊之互連層之溫度有效地降低至適合於脆化之一溫度範圍之裝置。如本發明中所主張，脆化係藉由一溫度下降而發生之用於互連層之材料係較佳的。特定而言，當達到或不足一臨界溫度範圍、特定而言一臨界溫度時，互連層會脆化。一臨界溫度範圍與一臨界溫度之間的差異係基於脆性破裂普遍地而非突然地但以一間隔發生。然而，特定而言，在隨後給出一臨界溫度之情形下，可發生一突然轉變及/或脆性-延性轉變。
如本發明中所主張，該臨界溫度特定而言介於0℃與-50℃之間、較佳介於-25℃與-75℃之間、再更佳介於-50℃與-100℃之間、最佳介於-75℃與-125℃之間。該臨界溫度特定而言小於0℃、較佳小於-50℃、再更佳小於-100℃、最佳小於-150℃。臨界溫度之值亦應被視為揭示為一臨界溫度範圍之值。特定而言，該等術語亦應囊括彼此。
如本發明中所主張已選擇之材料之脆化可係可逆或(較佳如本發明中所主張)不可逆的。當可藉由重複冷卻及主動或被動加熱產生或抵消脆化時，脆化係可逆的。此處，選擇可在一延性性質與脆性性質之間可逆地改變的用於互連層之一材料。當脆化不再可抵消時，脆化係可逆的。
由於如本發明中所主張發生可逆脆化，因此如本發明中所主張，分離(剝離程序)係在臨界溫度以下執行。
由於如本發明中所主張發生不可逆脆化，因此分離(剝離程序)特定而言係在室溫下及/或在一空間分開之區域、較佳一剝離器中執行。
脆化裝置(本發明中所主張之裝置之實施例)
一脆化裝置係本發明中所主張之一系統/裝置之一實施例，其至少由以下各項組成：一個冷卻主體、特定而言一冷卻板，其具有一個、較佳單個冷卻區域；及至少一個饋送管路，經由該至少一個饋送管路將一冷卻流體投送至該冷卻主體、尤其投送至該冷卻區域。該冷卻主體被供應特定而言流動穿過其之一冷卻流體，且以此方式，冷卻效能被轉移至基板堆疊且因此被轉移至互連層，此導致對互連層之冷卻。
如本發明中所主張，特定而言，選擇比熱容儘可能小以便最小化以熱形式對能量之儲存之一冷卻主體。冷卻主體、特定而言在其冷卻區域上之比熱容介於0.0kJ/(kg*K)與20kJ/(kg*K)之間、較佳介於0.0kJ/(kg*K)與15kJ/(kg*K)之間、再更佳介於0.0kJ/(kg*K)與10kJ/(kg*K)之間、最佳介於0.0kJ/(kg*K)與5kJ/(kg*K)之間、在全部當中最佳介於0.0kJ/(kg*K)與1kJ/(kg*K)之間。
如本發明中所主張，特定而言，選擇導熱率儘可能大以便確保對熱之迅速移除之一冷卻主體。該導熱率較佳介於0.1W/(m*K)與5000W/(m*K)之間、較佳介於1W/(m*K)與2500W/(m*K)之間、再更佳介於10W/(m*K)與1000W/(m*K)之間、最佳介於100W/(m*K)與450W/(m*K)之間。
根據本發明之一項有利實施例，經由至少一個饋送管路將冷卻流體投送至脆化裝置之冷卻主體中或冷卻主體上。可藉由在至少一個迴路(特定而言，對應於饋送管路之數目)中將冷卻流體投送穿過冷卻主體以便最佳化熱移除來開發此實施例。冷卻流體較佳再次自脆化裝 置經由不同於饋送管路之一第二排出管路引出。亦將想出數個饋送管路及/或排出管路、特定而言結合不同冷卻流體之一混合物之使用。由於此等流體在其混合之後之分開在本發明中所主張之實施例中係不可能的，因此較佳將數個饋送管路但僅一個排出管路連接至冷卻主體。
在本發明中所主張之另一實施例中，冷卻流體並非被排他地投送穿過冷卻主體，而是穿過觸及尤其基板堆疊之冷卻主體之底部上之開口引出，以便將冷卻流體直接投送至基板堆疊之兩個基板中之一者之表面上。此使得冷卻流體與基板堆疊之基板直接接觸；此導致對基板及因此對膠合劑之較好冷卻。本發明中所主張之此實施例主要適於像氦或氮等液化氣體，該等液化氣體與基板直接接觸而極迅速地自基板移除熱且如此一來較佳變成氣相。已形成之氣體可然後遠離將被冷卻之基板堆疊擴散。
在本發明中所主張之另一實施例中，冷卻流體並非在穿過冷卻主體之一迴路中投送，而是僅穿過排放開口自冷卻主體引出。經加熱冷卻流體特定而言逸出至冷卻主體與基板之間的一空間隔中。排放開口特定而言充當閥，在較佳使用經壓縮氣體時充當阻氣閥。
在本發明中所主張之另一實施例中，冷卻主體較佳至少在面對基板之一個冷卻表面上係至少部分多孔的。用於容納及/或分配冷卻流體之冷卻主體之室及/或通道係一獨立槽及/或管路系統之部分，且其特定而言係由一非多孔密實材料製成。此槽特定而言至少部分地、較佳在一個排放開口處由一多孔主體環繞。亦將想出為該槽嵌入一粉末，該粉末被遞送至一模具中且在一燒結程序中進行燒結。此尤其簡化藉由一多孔材料對槽之一特定而言完全封圍。較佳地，槽及多孔主體之材料性質、特定而言比熱容及/或導熱率在極大程度上係相同的。所指示材料性質之偏差較佳小於20%、較佳小於10%、再更佳小 於5%、最佳小於1%、在全部當中最佳小於0.1%。槽及/或多孔主體之比熱容儘可能低以便防止以熱形式來儲存能量或使此較困難。比熱容較佳介於0.1kJ/(kg*K)與20kJ/(kg*K)之間、較佳介於0.1kJ/(kg*K)與15kJ/(kg*K)之間、再更佳介於0.1kJ/(kg*K)與10kJ/(kg*K)之間、最佳介於0.1kJ/(kg*K)與5kJ/(kg*K)之間、在全部當中最佳介於0.1kJ/(kg*K)與1kJ/(kg*K)之間。槽及/或多孔主體之導熱率儘可能大以便確保迅速移除熱。導熱率較佳介於0.1W/(m*K)與5000W/(m*K)之間、較佳介於1W/(m*K)與2500W/(m*K)之間、再更佳介於10W/(m*K)與1000W/(m*K)之間、最佳介於100W/(m*K)與450W/(m*K)之間。
根據本發明之一項有利實施例，來自冷卻主體之排放孔較佳係以一規則方式配置。但其亦可至少部分不規則地分佈。
根據本發明中所主張之另一特定而言獨立態樣，存在用於容納及固定一基板堆疊之一晶圓卡盤，該晶圓卡盤具備可藉由降低溫度而啟動之一固定構件。特定而言，使用一可凍結液體、較佳水來噴塗晶圓卡盤之固持區域。在一上述冷卻程序或一單獨冷卻程序期間，液體、特定而言水將基板堆疊緊密凍結至晶圓卡盤。此達成基板堆疊在晶圓卡盤上之簡單固定，而無需依賴於夾具、真空軌道、靜電及/或磁性元件。特定而言，本發明中所主張之此固定可增加晶圓卡盤與基板堆疊之間的固持力。因此，本發明中所主張之此實施例亦可結合其他所指示固定裝置使用且較佳適於進行毯覆及/或部分脆化。
根據一項有利實施例，基板堆疊固定於一特定而言穿孔膜上以便將液體、尤其水容易地帶至基板堆疊。水在膜上及在基板上的位於穿孔上之彼等位置處凍結。
毯覆脆化裝置
在本發明中所主張之一第一實施例中，脆化係以一毯覆方式同 時發生。同時及毯覆脆化係藉由一裝置對基板堆疊之至少單側冷卻而發生，該裝置具有一冷卻區域，該冷卻區域至少與待冷卻之基板堆疊及因此待冷卻之膠合劑之區域一樣大。
在一項相當特殊之實施例中，脆化係以一毯覆方式同時地且在兩個側上發生。此引起對基板堆疊之兩個側之冷卻。特定而言，對稱地對該基板堆疊進行冷卻。
該冷卻區域較佳近似對應於冷卻主體之區域。特定而言，當饋送管路及冷卻室在冷卻主體內延續時，有效冷卻區域較佳略小。可使毯覆脆化裝置尤其以同流流動原理或以逆流原理操作，逆流原理由於其允許進行有效冷卻而係較佳的。
部分脆化裝置
在本發明中所主張之一第二實施例中，脆化係藉由區域小於待冷卻之基板堆疊之區域之至少一個冷卻主體而發生。冷卻主體之區域特定而言小於基板堆疊之區域之0.9倍、較佳小於0.8倍、再更佳小於0.6倍、最佳小於0.4倍、在全部當中最佳小於0.2倍。使冷卻主體相對於基板堆疊移動以便確保對整個互連層之完全冷卻及脆化。相對運動係藉由使冷卻主體相對於靜態基板堆疊移動、藉由使基板堆疊相對於靜態冷卻主體移動或藉由使基板堆疊及冷卻主體移動而發生。
在本發明中所主張之一項較佳實施例中，冷卻主體係靜態的，而基板堆疊是移動的。本發明中所主張之此實施例可解決數個問題。首先，無需將用於供應冷卻流體之管路構建及執行為可重新繞路的。以此方式，可將該等管路製作為較緊湊的，乃因管路被製作為特定而言能夠擴展及彎曲的(本發明之其他實施例)。由於所供應冷卻流體之低溫度，如本發明中所主張，管路材料經選擇以使得其具有儘可能小之一脆性破裂趨勢且以此方式係相應地堅固的。
周邊脆化裝置
在本發明中所主張之一第三實施例中，脆化係在基板堆疊之一尤其完全周邊區中(因此，沿著一個橫向環形外輪廓)發生。較佳地，開發根據文件WO2012/139627A1之一夾持環以使得對夾持環之冷卻變為可能。因此，該夾持環變為冷卻主體，如本發明中所主張，冷卻限於基板堆疊之周邊。WO2012/139627A1之發明性理念特定而言在於將一夾持環構建為儘可能撓性及可彎曲的。為了不失去此等性質，本發明中所主張之夾持環可經構建以使得冷卻流體不流動穿過夾持環，而是自外部對夾持環進行冷卻。以此方式，夾持環在構造技術方面不需要重新組態且主要保持其撓性及柔韌性。與冷卻流體流動穿過之一夾持環(較佳實施例)相比，對該夾持環之較低效冷卻將係一缺點。
如本發明中所主張，亦可在不進行冷卻之情形下使用夾持環以便將一已經脆化之基板堆疊分開。如此一來，特定而言，使用夾持環之機械性質、尤其撓性彎曲，以便在周邊、特定而言在一個點中用一力、尤其一拉伸力來加負載於該已經脆化之基板堆疊。該尤其點式負載產生一尤其局部集中力及因此一高拉伸應力，該應力藉由以一脆性方式破裂之材料之超臨界裂紋生長而主要導致斷裂。
作為剝離晶圓卡盤之脆化裝置
本發明中所主張之所有前述實施例可較佳經構建以使得冷卻單元、特定而言冷卻主體亦被製作為晶圓卡盤、特定而言製作為剝離晶圓卡盤或製作為一夾持環。
對基板、特定而言作為一基板堆疊之部分之一基板之固定係經由固定元件而發生。該等固定元件係-機械夾具及/或真空軌道，及/或-靜電固定，及/或-黏合劑、尤其可切換表面，及/或-磁性，及/或 -電固定，及/或-特殊形狀、較佳靜態之構造元件，諸如特定而言根據文件WO2012/139627A1之一夾持環之周邊凸肩及內邊緣。
較佳地，由於強熱負載而使用機械夾具及/或真空軌道。
根據本發明之一項有利實施例，冷卻主體具備排放開口且同時具有用於固定基板堆疊及排泄穿過排放開口引出之冷卻液體之構件。
對於藉助於一真空進行毯覆固定，尤其較佳地，本發明中所主張之毯覆多孔脆化裝置之實施例係適合的，乃因可直接經由多孔冷卻主體來排泄冷卻流體。因此，一方面，由汽化程序產生之氣體被立即排泄，且另一方面產生一負壓、特定而言一真空。如本發明中所主張而產生之負壓對於特定而言一基板之毯覆固定係足夠強的。
在特殊實施例中，可藉由在脆化期間及/或之後對互連層施加超音波來改良剝離程序。已如本發明中所主張而脆化之互連層、尤其膠合劑尤其敏感地對循環應力作出反應。超音波之頻率尤其大於1Hz、較佳大於100Hz、再更佳大於1kHz、最佳大於1MHz、在全部當中最佳大於1GHz。超音波可在小於、相同於或大於基板堆疊之區域之一個區域上作用。特定而言，可較佳藉由在冷卻流體中配置一超音波發射器而將超音波注入至一冷卻流體浴中。
在一項相當尤其較佳之實施例中，超音波至經脆化膠合劑之一次施加即足以實現兩個基板之一分開。
脆化浴
在本發明中所主張之另一實施例中，基板堆疊及因此膠合劑之脆化係在一脆化浴中執行。如本發明中所主張，一脆化浴被定義為至少由一接收槽、尤其一桶組成且冷卻流體位於其中之一實施例。該冷卻流體較佳係液體氮或液體氦。為防止冷卻流體因對熱之快速吸收而過早地汽化，該接收槽較佳係一杜瓦(Dewar)容器。
在本發明中所主張之另一實施例中，接收槽內存在用於容納基板堆疊之一晶圓卡盤、特定而言一平台。晶圓卡盤之擱置區域較佳位於接收槽壁之最高點正下方。在一項特殊實施例中，晶圓卡盤內存在用以執行一裝載及/或卸載程序之裝載裝置。亦可想出，使晶圓卡盤本身構成特定而言可移動裝載裝置。然後，可在一裝載程序期間使晶圓卡盤移動出接收槽以便接收基板堆疊，或在本發明中所主張之一程序之後再次將晶圓卡盤準備好用於卸載。
在一項相當尤其較佳之實施例中，在接收槽外部存在固持裝置，該等固持裝置將基板堆疊或框架與膜及基板堆疊固定在一起。此處，如本發明中所主張，實現將基板堆疊降低至一冷卻位準。藉由所監視控制，可省略對基板堆疊之完全浸沒。
所闡述特徵類似地適用於本發明中所主張之裝置及本發明中所主張之方法以及本發明中所主張之應用。
在圖中，藉助相同元件符號識別相同組件或具有相同功能之組件。
圖1a、1b、1c、1d及1e展示基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV，該等基板各自由被製作為一產品基板之一第一基板2、2'、被製作為膠合劑之一互連層3、3'、3"、3'''及被製作為一載體基板之一第二基板4組成。互連層3、3'、3"、3'''將第一基板2、2'結合至第二基板4。基板2、2'、4具有一直徑D。
在根據圖1a之第一實施例中，互連層3由被製作為一單組分系統或多組分系統之一單個層組成。
在根據圖1b之第二實施例中，基板堆疊1'具有一特定而言經背面薄化之產品基板2'，產品基板2'已經由其未經背面薄化之表面2o'藉由互連層3固定於載體基板4上。一個經背面薄化側2r'固定於一膜5、特定而言一切粒膠帶上。膜5夾持於一框架6上。
根據圖1c之基板堆疊1"由經由互連層3'固定至載體基板4之產品基板2組成，互連層3'特定而言由數個層14組成。層14中之每一者可由一單個組分或數個組分組成。特定而言，並非所有層14皆需要係黏合層。
在根據圖1d之實施例中，基板堆疊1'''具備製作為一ZoneBONDTM系統之一互連層3"。互連層3"具有在兩個基板2、4之間的整個接觸區域上延伸之一個黏合層14"。一個黏附性減小之層14"覆蓋互連層3"之表面中之一者，以使得結合力至少主要地、較佳基本上排他地作用於環繞黏附性減小之層14"之一外環區段上。
在根據圖1e之實施例中，基板堆疊1IV由經由互連層3'''固定至載體基板4之產品基板2組成。互連層3'''由一經結構化層14'''形成。本發明中所主張之實施例要求對層14'''進行結構化。該結構化形成其中可容納一填充物材料22之腔20。該結構化係藉由一已知程序、特定而言 藉由壓印微影或光學微影而發生。本發明中所主張之實施例產生一經圖案化膠合劑表面3o'''，經圖案化膠合劑表面3o'''藉由本發明中所主張之脆化程序中之一者而引起膠合劑表面3o'''與載體基板表面4o之間的黏附力之一降低。特定而言，已沈積於腔20中之填充物材料22因溫度減小而減小其體積，以使得膠合劑3、3'、3"、3'''與載體基板4之間的有效黏合面積減小。
根據一項替代實施例，經結構化層14'''亦可係一多層系統之部分且因此可由另一指定層14覆蓋。
在根據圖1f之實施例中，基板堆疊1V由具有形貌、特定而言凸塊23之產品基板2組成。如本發明中所主張，該產品基板經由互連層3IV固定至載體基板4。互連層3IV由一膠合劑層14及一分開層14IV組成。特定而言，膠合劑層14用於嵌入產品基板2之形貌23。
圖2a未按比例地展示本發明中所主張之一冷卻單元7之一簡化第一實施例之一示意性剖面，冷卻單元7係以逆流原理操作。本發明中所主張之冷卻單元7由具有一冷卻區域9k之至少一個、較佳恰好兩個冷卻主體9組成。冷卻主體9具有通道10及/或室11，通道10及/或室11經由特定而言可重新繞路管路8、8'被供應一冷卻流體18、特定而言一冷卻液體、再更佳一冷卻氣體，可重新繞路管路8、8'被製作為饋送管路及排出管路。為了確保更有效地移除已由冷卻區域9k吸收之熱，本發明中所主張之實施例較佳係以逆流操作。流動穿過冷卻主體9之通道10及/或室11之兩個冷卻流體具有反平行或多向流動向量。
基板2及/或4可由固定元件21、特定而言真空軌道而固定於冷卻單元7、7'、7"上，固定元件21較佳被製作為晶圓卡盤。該固定係在用於將基板2、4剝離之一脆化之前及/或期間及/或之後發生。
在根據圖2b之實施例中，冷卻單元7以同流流動原理操作。流動穿過冷卻主體9之通道10及/或室11之兩個冷卻流體18具有平行或單向 流動向量。
圖3展示由以下各項組成之一冷卻單元7'：一冷卻主體9'；兩個管路8、8'，其被製作為一饋送管路及排出管路且用於供應及排出；以及數個排放開口12，其沿著冷卻區域9k'分佈且允許冷卻流體18經由面對基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV之一冷卻主體表面9o'之一排放。
冷卻主體9'藉由在通道10及/或室11中流動、特定而言循環之冷卻流體18冷卻。同時，冷卻流體18之部分自開口12排放且導致對基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV之一額外、更強烈冷卻。沿著冷卻主體表面9o'移除已特定而言由基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV加熱且已變成氣相之所排放冷卻流體18。
為監視冷卻程序，根據本發明之一種開發形式，藉由一溫度比較量測來進行已由冷卻流體18吸收之熱之量之一量測。
圖4展示由以下各項組成之一冷卻單元7"：一冷卻主體9"；一管路8，其被製作為一饋送管路；及數個排放開口12，其允許經由冷卻主體表面9o"排放冷卻流體18。
冷卻主體9"由在通道10及/或室11中流動之冷卻流體18冷卻。同時，冷卻流體18之部分自排放開口12排放且導致對基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV之一額外、更強烈冷卻。沿著冷卻主體表面9o"移除已特定而言由基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV加熱且已變成氣相之所排放冷卻流體18。
特定而言，冷卻流體18在排放開口12上之排放速率及排放壓力可藉由對冷卻流體壓力之一控制(藉助於未展示且負責控制所闡述程序及組件以及裝備之一控制設備)來調節。
冷卻主體9"較佳被製作為由數個排放開口12組成之一阻氣閥。如本發明中所主張係較佳且因此促進對氣體之冷卻的冷卻流體18之等焓膨脹可藉由一經對應預壓縮冷卻流體18而發生(若冷卻流體18處於正 確溫度範圍內且具有一正焦耳-湯姆森(Joule-Thomson)係數)。排放開口12用作阻氣閥，冷卻主體9"用作絕熱體。
在一項相當尤其較佳之實施例中，藉由壓縮機將來自附近之作為冷卻流體18之潔淨空氣壓縮至大於20巴、特定而言大於50巴、再更佳大於100巴、最佳大於150巴、在全部當中最佳大於200巴。可藉由將空氣等焓膨脹至小於100巴、特定而言小於50巴、再更佳小於25巴、最佳小於10巴、在全部當中最佳小於5巴之一壓力來達成攝氏數度之溫度下降。特定而言，此等焓膨脹產生大於5℃、特定而言大於10℃、再更佳大於25℃、最佳大於35℃、在全部當中最佳大於45℃之一溫度下降。若互連層之材料係針對對應溫度範圍而設計，則此等溫度下降可誘發本發明中所主張之脆化效應。
圖5展示由一固定元件21'組成之一冷卻單元7'''，固定元件21'被製作為一多孔主體且一方面用於藉助於負壓固定基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV、1V且另一方面用於排泄已自排放開口排放之冷卻流體18。此外，冷卻單元7'''具有一槽13，槽13特定而言係嵌入於固定元件21'中且特定而言由一非多孔及/或其他類型之材料組成，具有一饋送管路8及數個排放開口12'。
排放開口12'係槽13之輸出。本發明中所主張之一項態樣在於經由饋送管路8將一冷卻流體18饋送至槽13中及自排放開口排放冷卻流體18。隨後，已特定而言變成氣態聚合狀態之冷卻流體18之排泄經由多孔冷卻主體9'''而發生。在此較佳實施例中，冷卻主要藉由已自排放開口12'直接投送至基板堆疊之冷卻流體18而發生。
因此，本發明中所主張之此實施例特定而言適合作為一冷卻晶圓卡盤，該冷卻晶圓卡盤同時具有用於藉由經由冷卻主體9'''之多孔性施加一真空而剝離之一固定可能性。
藉由構造工程措施而將根據本發明之一種開發形式之多孔主體 21'製作為橫向真空密閉的。特定而言，將多孔主體21'插入至環繞該多孔主體之一組件(未展示)中，以使得在冷卻主體9'''之側上不存在真空洩漏。
圖6展示由一冷卻主體9IV組成之一冷卻單元7IV，冷卻主體9IV之直徑D'或其冷卻區域9k"之直徑d'小於基板2、2'、4中之至少一者之直徑D。本發明中所主張之此措施使得可獲得一種可藉以藉由相對於一基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV之一移動而發生互連層3、3'、3"、3'''之依序脆化的冷卻主體9IV。此實施例有利於互連層3、3'、3"、3'''僅接合於基板2、4之間的接觸表面之部分上、特定而言接合於外周邊上而其他區段不被連接或僅以低黏附力連接的基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV。
此等冷卻主體7IV可有利地用於使根據圖1d之一ZoneBONDTM基板堆疊脆化，而不會過度地加熱負載於基板堆疊1'''之中央區。
圖7展示具有一環形冷卻主體9V之一冷卻單元7V。環形冷卻主體9V構成本發明中所主張之實施例在文件WO2012/139627A1上之一改良。特定而言，冷卻主體9V之環形實施例允許進行完全周邊冷卻(然而，該完全周邊冷卻限於一基板堆疊1'''之外周邊)且較佳在本發明中所主張之脆化後同時剝除(分離)載體基板4。
冷卻主體9V具有製作為一饋送管路之至少一個管路8及特定而言對置定位且被製作為一排出管路之至少一個管路8'。經由一環形通道10'，冷卻流體18自饋送管路投送至至少一個室11'而到達一冷卻表面9k'''。
圖8展示具有其中儲存冷卻流體18之一接收槽15之一冷卻單元7VI。在接收槽15內，存在一晶圓卡盤16，可將一基板堆疊1存放於晶圓卡盤16上以便使該堆疊完全浸沒於冷卻流體18中。較佳地，晶圓卡盤16具有用於此目的之裝載單元17，藉助裝載單元17來達成基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV之裝載及卸載。
裝載單元17藉助於密封件(未展示)而抵靠晶圓卡盤16密封。
另一選擇係，晶圓卡盤16本身可被製作為一可移動裝載單元。
本發明中所主張之此實施例允許藉由一機器人對基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV進行自動化裝載及卸載。控制係經由控制設備而發生。
圖9展示除接收槽15及晶圓卡盤16以外亦具有框架固持器19之一冷卻單元7VII，框架固持器19特定而言位於接收槽15外部。在框架6由特定而言可單獨地移動及控制之框架固持器19固定之同時，固定於一膜5上之基板堆疊1'被浸沒至冷卻流體18中。
框架固持器19可位於接收槽15外部或內部。藉由將框架固持器19收納至接收槽15中，可將基板堆疊1'完全收納至冷卻流體18中。
圖10展示本發明中所主張之一第一剝離程序(分離方法)，其中冷卻單元7、7'、7"、7'''、7IV係以逆流原理用於冷卻基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV且同時用作一剝離晶圓卡盤。兩個基板2及4各自由一冷卻主體9藉由一剪切應力τ彼此分開，冷卻主體9同時係一剝離器晶圓卡盤。
互連層3、3'、3"、3'''之脆化在剝離之前(較佳地)及/或期間短暫地發生。基板2及4至少在分離/剝離期間藉由固定元件21、特定而言真空軌道而固定。
圖11展示本發明中所主張之一第二剝離程序，其中一冷卻單元7係以逆流原理用於冷卻基板堆疊1、1'、1"、1'''、1IV且同時用作一剝離器晶圓卡盤。兩個基板2及4各自由一個冷卻主體9藉由一拉伸應力F一次彼此分開，冷卻主體9同時係一剝離器晶圓卡盤。膠合劑3、3'、3"、3'''之脆化在剝離之前(較佳地)及/或期間短暫地發生。基板2及4藉由固定元件21、特定而言真空軌道而固定。
藉由本發明中所主張之實施例，可首先將基板2及4係藉由一膠合劑3、3'、3"、3'''彼此毯覆接合之一基板堆疊1彼此分開，此分開係藉由同時處於基板2、4之整個接觸表面上之一法向力、特定而言不使 基板2、4變形。
圖12展示本發明中所主張之一第三剝離程序，其中冷卻單元7V用於冷卻基板堆疊1'''之周邊且同時用作用於載體基板之一夾持環。
藉由已施加至周邊、特定而言施加於整個周邊上且導致載體基板4彎曲之一拉伸應力F將兩個基板2及4彼此分開。膠合劑3、3'、3"、3'''之脆化在剝離之前及/或期間短暫地發生。產品基板經由膜5固定於較佳具有固定元件21之一下部晶圓卡盤16上。
1‧‧‧基板堆疊
1'‧‧‧基板堆疊
1"‧‧‧基板堆疊
1'''‧‧‧基板堆疊
1IV‧‧‧基板堆疊
1V‧‧‧基板堆疊
2‧‧‧第一基板/產品基板/基板
2'‧‧‧第一基板/產品基板/基板
2o'‧‧‧未經背面薄化之表面
2r'‧‧‧經背面薄化側
3‧‧‧互連層/膠合劑
3'‧‧‧互連層/膠合劑
3"‧‧‧互連層/膠合劑
3'''‧‧‧互連層/膠合劑
3IV‧‧‧互連層
3o'''‧‧‧膠合劑表面
4‧‧‧第二基板/載體基板/基板
4o‧‧‧載體基板表面
5‧‧‧膜
6‧‧‧框架
7‧‧‧冷卻單元
7'‧‧‧冷卻單元
7"‧‧‧冷卻單元
7'''‧‧‧冷卻單元
7IV‧‧‧冷卻單元
7V‧‧‧冷卻單元
7VI‧‧‧冷卻單元
8‧‧‧管路
8'‧‧‧管路
9‧‧‧冷卻主體
9'‧‧‧冷卻主體
9"‧‧‧冷卻主體
9'''‧‧‧冷卻主體
9IV‧‧‧冷卻主體
9V‧‧‧冷卻主體
9k‧‧‧冷卻區域
9k'‧‧‧冷卻區域
9k"‧‧‧冷卻區域
9k'''‧‧‧冷卻表面
9o'‧‧‧冷卻主體表面
9o"‧‧‧冷卻主體表面
10‧‧‧通道
10'‧‧‧環形通道
11‧‧‧室
11'‧‧‧室
12‧‧‧排放開口/開口
12'‧‧‧排放開口
13‧‧‧槽
14‧‧‧層/膠合劑層
14'‧‧‧層
14"‧‧‧黏合層/黏附性減小之層
14'''‧‧‧經結構化層/層
14IV‧‧‧分開層
15‧‧‧接收槽
16‧‧‧晶圓卡盤
17‧‧‧裝載單元
18‧‧‧冷卻流體
19‧‧‧框架固持器
20‧‧‧腔
21‧‧‧固定元件
21'‧‧‧固定元件/多孔主體
22‧‧‧填充物材料
23‧‧‧形貌/凸塊
d‧‧‧直徑
d'‧‧‧直徑
D‧‧‧直徑
D'‧‧‧直徑
F‧‧‧法向力
T‧‧‧剪切應力
根據以下對較佳例示性實施例之闡述且使用圖式，本發明之其他優點、特徵及細節將變得顯而易見。
圖1a未按比例地展示本發明中所主張的具有一互連層之一基板堆疊之一第一實施例之一示意性剖面，圖1b未按比例地展示本發明中所主張的位於一膜上之基板堆疊之一第二實施例之一示意性剖面，圖1c未按比例地展示本發明中所主張的具有由數個層組成之一互連層之基板堆疊之一第三實施例之一示意性剖面，圖1d未按比例地展示本發明中所主張之基板堆疊之一第四實施例之一示意性剖面，圖1e未按比例地展示本發明中所主張的具有一互連層之基板堆疊之一第五實施例之一示意性剖面，該互連層具有一經結構化層， 圖1f未按比例地展示本發明中所主張的具有由一接合層及一分開層組成之一互連層之基板堆疊之一第六實施例之一示意性剖面，圖2a未按比例地展示本發明中所主張的呈逆流原理之一裝置之一第一實施例之一示意性剖面，圖2b未按比例地展示本發明中所主張的呈同流流動逆流原理之一裝置之一第二實施例之一示意性剖面，圖3未按比例地展示本發明中所主張之裝置之一第三實施例之一示意性剖面，圖4未按比例地展示本發明中所主張之裝置之一第四實施例之一示意性剖面，圖5未按比例地展示本發明中所主張之裝置之一第五實施例之一示意性剖面，圖6未按比例地展示本發明中所主張之裝置之一第六實施例之一示意性剖面，圖7未按比例地展示本發明中所主張之裝置之一第七實施例之一示意性剖面，圖8未按比例地展示本發明中所主張之裝置之一第八實施例之一示意性剖面，圖9未按比例地展示本發明中所主張之裝置之一第九實施例之一示意性剖面，圖10未按比例地展示本發明中所主張之一剝離程序之一第一實施例之一示意性剖面，圖11未按比例地展示本發明中所主張之一剝離程序之一第二實施例之一示意性剖面，圖12未按比例地展示本發明中所主張之一剝離程序之一第三實施例之一示意性剖面。

Claims (11)

  1. 一種用於藉由使一互連層(3、3'、3"、3"'、3IV)脆化而將一第一基板(2)與一第二基板(4)分離之方法，該第一基板(2)係藉由該互連層(3、3'、3"、3"'、3IV)連接至該第二基板(4)，其中該第一基板(2)係固持於一第一晶圓卡盤之一固持區域上，該第一晶圓卡盤包括一冷卻主體(9、9'、9"、9'''、9IV、9V)，其具有一冷卻區域(9、9k'、9k"、9k"')及用以將該第一基板固持至該固持區域上的固定構件，且其中該脆化係藉由冷卻至低於0℃，其中使用用以冷卻該互連層(3、3'、3"、3"'、3IV)之一冷卻流體(18)來進行脆化，其中整個基板堆疊(1、1'、1"、1"'、1IV、1V)係經冷卻以脆化該互連層(3、3'、3"、3"'、3IV)。
  2. 如請求項1之方法，其中該脆化係藉由冷卻至低於-100℃之一溫度而發生。
  3. 如請求項1之方法，其中該脆化係藉由冷卻至低於-150℃之一溫度而發生。
  4. 如請求項1至3任一項之方法，其中該互連層(3、3'、3"、3"'、3IV)選自以下材料中之一者：聚矽氧，及/或塑膠熱塑性塑膠，硬質塑膠，彈性體，蠟。
  5. 如請求項1至3任一項之方法，其中該互連層(3、3'、3"、3"')選自以下材料中之一或多者： 有機組分；有機分子；無機組分；無機分子；金屬；金屬離子；金屬合金；陶瓷。
  6. 如請求項1至3任一項之方法，其中使用一冷卻流體(18)流動穿過之具有該冷卻區域(9、9k'、9k"、9k"')之該冷卻主體(9、9'、9"、9"'、9IV、9V)來進行脆化，該冷卻區域具有介於0.1W/(m*K)與5000W/(m*K)之間的一導熱率。
  7. 如請求項1至3任一項之方法，其中使用一冷卻流體(18)流動穿過之具有該冷卻區域(9、9k'、9k"、9k"')之該冷卻主體(9、9'、9"、9"'、9IV、9V)來進行脆化，該冷卻區域具有介於1W/(m*K)與2500W/(m*K)之間的一導熱率。
  8. 如請求項1至3任一項之方法，其中使用一冷卻流體(18)流動穿過之具有該冷卻區域(9、9k'、9k"、9k"')之該冷卻主體(9、9'、9"、9"'、9IV、9V)來進行脆化，該冷卻區域具有介於10W/(m*K)與1000W/(m*K)之間的一導熱率。
  9. 如請求項1至3任一項之方法，其中使用一冷卻流體(18)流動穿過之具有該冷卻區域(9、9k'、9k"、9k"')之該冷卻主體(9、9'、9"、9"'、9IV、9V)來進行脆化， 該冷卻區域具有介於100W/(m*K)與450W/(m*K)之間的一導熱率。
  10. 如請求項1至3任一項之方法，其中在分離期間，使用具有該冷卻主體(9、9'、9"、9"'、9IV、9V)之一第二晶圓卡盤來固持該第二基板。
  11. 如請求項1至3任一項之方法，其中在冷卻或脆化期間，或在冷卻或脆化之後，將該互連層(3、3'、3"、3"'、3IV)曝露於超音波。
TW104113104A 2014-06-27 2015-04-23 用於分離第一基板之晶圓卡盤，裝置及方法 TWI656569B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
??PCT/EP2014/063687 2014-06-27
PCT/EP2014/063687 WO2015197132A1 (de) 2014-06-27 2014-06-27 Probenhalter, vorrichtung und verfahren zum lösen eines ersten substrats

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201608623A TW201608623A (zh) 2016-03-01
TWI656569B true TWI656569B (zh) 2019-04-11

Family

ID=51178882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104113104A TWI656569B (zh) 2014-06-27 2015-04-23 用於分離第一基板之晶圓卡盤，裝置及方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10276409B2 (zh)
EP (1) EP3161862B1 (zh)
JP (1) JP2017528903A (zh)
KR (1) KR102112905B1 (zh)
CN (1) CN106716615B (zh)
SG (1) SG11201610457YA (zh)
TW (1) TWI656569B (zh)
WO (1) WO2015197132A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102365285B1 (ko) 2014-11-05 2022-02-18 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 제품 기판을 코팅하기 위한 방법 및 장치
KR102570345B1 (ko) * 2017-07-17 2023-08-28 주식회사 탑 엔지니어링 패널 합착용 인덱스 유닛 및 이를 포함하는 패널 합착 장치
US10090177B1 (en) * 2017-08-25 2018-10-02 Micron Technology, Inc. Cold fluid semiconductor device release during pick and place operations, and associated systems and methods
US10497667B2 (en) 2017-09-26 2019-12-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus for bond wave propagation control
FR3092267B1 (fr) * 2019-02-04 2021-04-09 Safran Aircraft Engines Procédé de désolidarisation d'une première pièce mécanique d'une deuxième pièce mécanique
KR20210141155A (ko) * 2020-05-15 2021-11-23 삼성전자주식회사 기판 디본딩 장치
CN113291042B (zh) * 2021-07-06 2023-02-03 业成科技（成都）有限公司 一种分离设备
CN115302938B (zh) * 2022-08-25 2023-12-08 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种分离胶合组件的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US682990A (en) * 1900-09-14 1901-09-17 Alexander F Humphrey Toy gun.
US20010055854A1 (en) * 2000-03-31 2001-12-27 Shoji Nishida Process for producing semiconductor member, and process for producing solar cell
TW200520083A (en) * 2003-10-06 2005-06-16 Nitto Denko Corp Method of separating semiconductor wafer, and separating apparatus using the same
US20100263794A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Suss Microtec Inc Apparatus for mechanically debonding temporary bonded semiconductor wafers
US20130068379A1 (en) * 2010-06-28 2013-03-21 Kenichiro Tsuchida Method for fabricating display device
TW201335981A (zh) * 2011-10-27 2013-09-01 Suss Microtec Inc 剝離暫時黏合之半導體晶圓

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2878142A (en) * 1955-06-23 1959-03-17 Mystik Adhesive Products Inc Pressure-sensitive tapes and method for manufacturing same
GB2136207B (en) * 1983-03-07 1987-06-17 Harold Wilson Meredith Pook Manufacture of electrets
US4600635A (en) * 1985-04-17 1986-07-15 W. R. Grace & Co. Bitumen adhesive and waterproofing membranes containing same
DE3612586A1 (de) * 1986-04-15 1987-10-29 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zum entfernen von auf der oberflaeche von werkstuecken haftenden materialresten
US5448817A (en) * 1994-06-27 1995-09-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Cryogenic removal of silicon substrates from metallic heat sinks using thermal mass to cool surface mounted printed wire boards
JP2001085715A (ja) * 1999-09-09 2001-03-30 Canon Inc 半導体層の分離方法および太陽電池の製造方法
KR101230310B1 (ko) * 2006-02-02 2013-02-06 삼성디스플레이 주식회사 접착 부재 및 이를 사용하는 표시 장치의 제조 방법
KR100891384B1 (ko) * 2007-06-14 2009-04-02 삼성모바일디스플레이주식회사 플렉서블 기판 접합 및 탈착장치
US20110014354A1 (en) * 2009-07-20 2011-01-20 David Christopher Graham Adhesive compositions and methods for use in failure analysis
US9296193B2 (en) 2011-04-11 2016-03-29 Ev Group E. Thallner Gmbh Bendable carrier mount, device and method for releasing a carrier substrate
US8883565B2 (en) * 2011-10-04 2014-11-11 Infineon Technologies Ag Separation of semiconductor devices from a wafer carrier
CN104760400B (zh) * 2015-04-03 2017-01-18 合肥京东方光电科技有限公司 拆解装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US682990A (en) * 1900-09-14 1901-09-17 Alexander F Humphrey Toy gun.
US20010055854A1 (en) * 2000-03-31 2001-12-27 Shoji Nishida Process for producing semiconductor member, and process for producing solar cell
TW200520083A (en) * 2003-10-06 2005-06-16 Nitto Denko Corp Method of separating semiconductor wafer, and separating apparatus using the same
US20100263794A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Suss Microtec Inc Apparatus for mechanically debonding temporary bonded semiconductor wafers
US20130068379A1 (en) * 2010-06-28 2013-03-21 Kenichiro Tsuchida Method for fabricating display device
TW201335981A (zh) * 2011-10-27 2013-09-01 Suss Microtec Inc 剝離暫時黏合之半導體晶圓

Also Published As

Publication number Publication date
KR102112905B1 (ko) 2020-05-19
JP2017528903A (ja) 2017-09-28
US20170133243A1 (en) 2017-05-11
SG11201610457YA (en) 2017-01-27
WO2015197132A1 (de) 2015-12-30
CN106716615A (zh) 2017-05-24
US10276409B2 (en) 2019-04-30
TW201608623A (zh) 2016-03-01
EP3161862A1 (de) 2017-05-03
KR20170020356A (ko) 2017-02-22
CN106716615B (zh) 2020-07-10
EP3161862B1 (de) 2018-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI656569B (zh) 用於分離第一基板之晶圓卡盤，裝置及方法
TWI426546B (zh) 利用具聚合物基板之熱製程的自立式固態層的生產方法
US7641760B2 (en) Method of thermal adherend release and apparatus for thermal adherend release
JP6360123B2 (ja) ワークピースの加工手順およびシステム
TWI825006B (zh) 電子裝置的製造方法
CN107892882A (zh) 切割带一体型粘接片
KR101527184B1 (ko) 전자 부품 공정용 양면 점착 백 테이프 및 이를 이용한 전자 부품의 분리방법
JPH0737768A (ja) 半導体ウェハの補強方法及び補強された半導体ウェハ
TW201800527A (zh) 半導體裝置製造用黏著性膜及半導體裝置的製造方法
TW200904269A (en) Non-planar circuit board and a method for fabricating the same
US10809293B2 (en) Method for manufacturing electronic apparatus, adhesive film for manufacturing electronic apparatus, and electronic component testing apparatus
CN105745750A (zh) 双面带有隔片的密封用片、以及半导体装置的制造方法
CN108297509B (zh) 复合片及胶带
KR101802951B1 (ko) 충격 흡수용 금속 테이프
CN113727844A (zh) 粘着性膜和电子装置的制造方法
JP6886481B2 (ja) 貼合基板の剥離方法および接着剤の除去方法
CN112789337A (zh) 粘着性膜及电子装置的制造方法
CN107400254B (zh) 一种微孔定排的泡沫材料的制备方法
US11047900B2 (en) Method for manufacturing electronic apparatus, adhesive film for manufacturing electronic apparatus, and electronic component testing apparatus
JP2007231187A (ja) 加熱剥離性粘着シート
TWI723093B (zh) 製程用離型薄膜，其用途，及使用其的樹脂封裝半導體的製造方法
US10043688B1 (en) Method for mount tape die release system for thin die ejection
TWI844662B (zh) 黏著性膜及電子裝置的製造方法
US20130207306A1 (en) Methods for Molding Integrated Circuits
TW202422723A (zh) 電子零件或半導體裝置之製造方法