Die vorliegende Erfindung betrifft Wafer-Träger-Anordnungen, die einen Wafer, eine Trägerschicht und eine Trennschicht umfassen, welche zwischen der Trägerschicht und dem Wafer angeordnet ist. Die Trennschicht ist dabei eine plasmapolymere Schicht oder umfasst neben einer oder mehreren weiteren Schichten eine an die Trägerschicht angrenzende plasmapolymere Schicht; die plasmapolymere Schicht haftet an dem Wafer, haftet jedoch an der Trägerschicht fester als an dem Wafer.

Die vorliegende Erfindung steht somit technisch in engem Zusammenhang mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Wafers sowie einem Wafer mit Trennschicht und Trägerschicht, wie in der WO 2004/051708 beschrieben. Die technische Lehre der WO 2004/051708 ist im Wege der Verweisung Bestandteil des vorliegenden Textes.

Die vorliegende Erfindung betrifft zudem einen Schichtverbund zur Verwendung bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung.

Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung sowie Verfahren zum Abdünnen eines Wafers und zum Rückseitenmetallisieren eines Wafers. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch die entsprechende Verwendung einer speziellen plasmapolymeren Schicht, wie weiter unten definiert, (i) als Trennschicht zur Anbringung auf einem Wafer oder (ii) als Bestandteil einer Trennschicht zur Anbringung auf einem Wafer oder (iii) als Bestandteil einer Trennschicht eines Schichtverbundes zur Anbringung auf einem Wafer.

Hinsichtlich relevanter technischer Lehren zur Handhabung von Wafern insbesondere beim Abdünnen und Rückseitenmetallisieren verweisen wir erneut auf den Inhalt der WO 2004/051708. In der WO 2004/051708 wird insbesondere bereits ein Wafer mit einer Trägerschicht und einer zwischen der Trägerschicht und dem Wafer angeordneten Trennschicht offenbart, wobei die Trennschicht eine plasmapolymere Schicht ist, die an dem Wafer haftet und an der Trägerschicht fester haftet als an dem Wafer. Ein solcher Wafer mit Trägerschicht und Trennschicht wird im Rahmen des vorliegenden Textes als Wafer-Träger-Anordnung bezeichnet.

Die in der WO 2004/051708 offenbarte technische Lehre bietet bereits einen hervorragenden Ansatz zur Handhabung von Wafern insbesondere beim Abdünnen und Rückseitenmetallisieren. Eigene Untersuchungen zeigten jedoch, dass es insbesondere für die Durchführung industrieller Fertigungsprozesse günstig sein würde, in Wafer-Träger-Anordnungen der in WO 2004/051708 offenbarten Art oder in ähnlichen Wafer-Träger-Anordnungen eine plasmapolymere Schicht einzusetzen, welche eine beträchtliche Elastizität besitzt. Derartige elastische plasmapolymere Schichten sind jedoch bislang nicht öffentlich zugänglich oder in veröffentlichten Dokumenten beschrieben worden.

Es war daher die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wafer-Träger-Anordnung anzugeben, in der die plasmapolymere Schicht eine besonders hohe Flexibilität und Elastizität (elastische Dehnbarkeit) im Vergleich mit den bisher bekannten bzw. eingesetzten plasmapolymeren Schichten besitzt, die aus Kohlenstoff, Silicium, Sauerstoff und Wasserstoff bestehen.

Eine "plasmapolymere Schicht" ist dabei eine Schicht, welche mittels Plasmapolymerisation herstellbar ist. Plasmapolymerisation ist ein Verfahren, bei dem sich gasförmige Precursor (oft auch Monomere genannt), angeregt durch ein Plasma, auf einem frei wählbaren Substrat als hochvernetzte Schicht niederschlagen. Voraussetzung für eine Plasmapolymerisation ist das Vorhandensein von kettenbildenden Atomen wie Kohlenstoff oder Silicium im Arbeitsgas. Durch die Anregung werden die Moleküle der gasförmigen Substanz, durch den Beschuss mit Elektronen und/oder energiereichen Ionen fragmentiert. Dabei entstehen hochangeregte radikalische oder ionische Molekülfragmente, die miteinander im Gasraum reagieren und auf der zu beschichtenden Oberfläche abgeschieden werden. Auf diese abgeschiedene Schicht wirkt die elektrische Entladung des Plasmas und dessen intensiver Ionen- und Elektronenbeschuss fortwährend ein, so dass in der abgeschiedenen Schicht weitere Reaktionen ausgelöst und eine hochgradige Verknüpfung der abgeschiedenen Moleküle erzielt werden kann.

Im Rahmen des vorliegenden Textes umfasst der Begriff "plasmapolymere Schicht" auch Schichten, die mittels plasmaunterstützter CVD (PE-CVD) hergestellt werden bzw. wurden. Hierbei wird zur Reaktionsführung das Substrat zusätzlich erwärmt. So lassen sich beispielsweise aus Silan und Sauerstoff SiO₂-Beschichtungen herstellen. Ferner sei ausdrücklich erwähnt, dass auch Atmosphärendruckplasmaverfahren zur Herstellung erfindungsgemäß einzusetzender plasmapolymerer Schichten verwendet werden können, wenngleich Niederdruck-Plasmapolymerisationsverfahren derzeit bevorzugt sind.

Im Rahmen des vorliegenden Textes werden Substanzen, die zur Schichtbildung über eine Plasmapolymerisation als Gas bzw. Dampf einem Plasma zugeführt werden, als "Monomere" bezeichnet. Als "flüssige Precursoren" werden Flüssigkeiten bezeichnet, welche beispielsweise durch die Einwirkung eines Plasmas vernetzt werden können (beispielsweise durch hochangeregte Teilchen, Elektronen oder UV-Strahlung), ohne vorher zu verdampfen.

Artikel mit einer plasmapolymeren Beschichtung sind bereits seit längerem bekannt. Insbesondere verwiesen sei an dieser Stelle auf das Dokument DE 101 31 156 A1 (Fraunhofer-Gesellschaft), welches einen Artikel mit einer plasmapolymeren Beschichtung betrifft, die besonders leicht zu reinigen ist (Easy-to-clean-Beschichtung).

Weitere Dokumente aus dem Stand der Technik sind: US 5,230,929 A; WO 99/22878; EP 9 609 58 A2; DE 100 56 564 A1; EP 1 123 991 A2; EP 1 260 606 A2; DE 100 47 124 A1 sowie die weiteren in der DE 101 31 156 A1 genannten Dokumente.

Die plasmapolymeren Beschichtungen gemäß DE 101 31 156 A1 sind als Easy-to-clean-Beschichtungen hervorragend geeignet. Ebenso wie die sonstigen aus dem Stand der Technik bekannten plasmapolymeren Beschichtungen besitzen sie jedoch nur eine sehr geringe Elastizität und Flexibilität. Bei mechanischer Belastung (insbesondere Biegung oder Dehnung) kommt es daher zu unerwünschten Rissen in der plasmapolymeren Beschichtung, welche die mechanischen Eigenschaften und insbesondere deren Gebrauchseigenschaften der plasmapolymeren Beschichtungen insgesamt nachteilig beeinflussen.

Erfindungsgemäß wird die primär gestellte Aufgabe gelöst durch eine Wafer-Träger-Anordnung gemäß dem beigefügten Patentanspruch 1. Eine solche Anordnung umfasst:

• – einen Wafer,
• – eine Trägerschicht und
• – eine Trennschicht, die zwischen der Trägerschicht und dem Wafer angeordnet ist, wobei die Trennschicht (i) eine plasmapolymere Schicht ist oder neben einer oder mehreren weiteren Schichten eine an die Trägerschicht angrenzende plasmapolymere Schicht umfasst und (ii) an dem Wafer haftet und an der Trägerschicht fester haftet als an dem Wafer, wobei die plasmapolymere Schicht eine Schicht ist bestehend aus Kohlenstoff, Silicium, Sauerstoff und Wasserstoff sowie gegebenenfalls üblichen Verunreinigungen, wobei im ESCA-Spektrum (ESCA – Electron Spectroscopy for Chemical Analysis; oft auch XPS-Untersuchung genannt, XPS = Xray Photoelectron Spectroscopy) der plasmapolymeren Schicht, bei Kalibrierung auf den aliphatischen Anteil des C 1s Peaks bei 285,00 eV, im Vergleich mit einem trimethylsiloxy-terminierten Polydimethylsiloxan (PDMS) mit einer kinematischen Viskosität von 350 mm²/s bei 25 °C und einer Dichte von 0,97 g/mL bei 25 °C, der Si 2p Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal (vorzugsweise max. 0,40 eV, besonders bevorzugt 0,3 eV) 0,44 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist, also beispielsweise bei einem Si 2p Peak des PDMS von 102,69 eV einen Bindungsenergiewert besitzt, der im Bereich von 102,23 bis 103,13 eV liegt und der O 1s Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,50 eV (vorzugsweise maximal 0,40, besonders bevorzugt 0,30) zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien (vorzugsweise zu höheren Bindungsenergien) verschoben ist, also beispielsweise bei einem O 1s Peak des PDMS von 532,46 eV einen Bindungsenergiewert besitzt, der im Bereich von 531,96 bis 532,96 eV liegt.

Ein trimethylsiloxy-terminiertes Polydimethylsiloxan (PDMS) mit einer kinematischen Viskosität von 350 mm²/s bei 25 °C und einer Dichte von 0,97 g/mL bei 25 °C ist das Produkt DMS-T23E der Firma Gelest.

Dabei wurde die Kalibrierung des Messgerätes – wie erwähnt – so vorgenommen, dass der aliphatische Anteil des C 1s Peaks bei 285,00 eV liegt. Aufgrund von Aufladungseffekten wird es in der Regel notwendig sein, die Energieachse ohne weitere Modifikation auf diesen Fixwert zu verschieben.

Zu einer erfindungsgemäß bevorzugten Methode zur Durchführung der ESCA-Untersuchung vergleiche Beispiel 3 weiter unten.

Plasmapolymere Schichten (insbesondere als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung) mit den angegebenen Werten für die Bindungsenergielagen zeichnen sich durch einen besonders hohen Anteil von Siliciumatomen aus, welche mit genau zwei Sauerstoffatomen verknüpft sind. Gleichzeitig ist der Anteil an Siliciumatomen, die mit drei oder vier Sauerstoffatomen verknüpft sind, besonders gering. Der besonders hohe Anteil an Siliciumatomen mit zwei benachbarten Sauerstoffatomen ("sekundäres Silicium") im Vergleich zu Siliciumatomen mit drei bzw. vier benachbarten Sauerstoffatomen ("tertiäres" bzw. "quartäres" Silicium) bedeutet, dass der Anteil dreidimensionaler Vernetzung in den plasmapolymeren Schichten im Vergleich mit herkömmlichen plasmapolymeren Schichten reduziert, aber gleichwohl vorhanden ist. Gleichzeitig ist der Anteil unverzweigter Ketten(-abschnitte) erhöht. Vermutlich ist dies die Ursache für die erhöhte Elastizität und Flexibilität der erfindungsgemäß eingessetzten plasmapolymeren Schichten.

Eine plasmapolymere Schicht (z.B. als Schicht einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung) mit den oben angegebenen Werten für die Bindungsenergielagen besitzt regelmäßig die folgenden Eigenschaften:

Spezifische Wärmeleitfähigkeit: ca. 0,2 W/°K m

Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient im Bereich 0-150°C: ca. 2,5 × 10^–4 m/mK

Brechungsindex bei 25°C: ca. 1,5 bei 250 nm bis 1,425 bei 895 nm

Dynamische Kontaktwinkel: (vermessen bei wachsendem Tropfen auf Si-Wafern bei 23°C an Luft)

ca. 102° für Wasser

ca. 86° für Dijodmethan

ca. 80,5 ° für Ethylenglycol

Spezifische Wärmekapazität: ca. 1,55 J/g K

Durchschlagsfestigkeit: ca. 23 kV/mm

Spezifischer Durchgangswiderstand: > 10¹⁴ &OHgr; cm bei 23°C

Dielektrizitätszahl: ca 3 ϵ_r bei 23°C, 50 Hz

Dielektischer Verlustfaktor: ca. 50 × 10^–4 tan &dgr;

Dichte: 0,9 bis 1,15 g/cm³.

Sowohl die spektroskopischen Daten (insbesondere die Bindungsenergielagen gemäß ESCA-Analyse sowie die Detailauswertung von FTIR-Spektren – Der Vergleich der FTIR-Spektren zeigt für das erfindungsgemäße Produkt einen gegenüber den bekannten Beschichtungen herabgesetzten Anteil an CH₂-Schwingungsbanden-) als auch die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen plasmapolymeren Produkte (als erfindungsgemäßer Artikel bzw. Bestandteil eines solchen Artikels) unterscheiden sich deutlich von z.B. denen der Beschichtungen gemäß DE 101 31 156 A1. Vergleiche zu den ESCA-Daten auch die tabellarische Übersicht (Tabelle 1) weiter unten.

Für eine ganz besonders bevorzugte erfindungsgemäß zu verwendende plasmapolymere Schicht sind die Bindungsenergielagen weiter unten tabellarisch angegeben (siehe Tabelle 1).

Die für die erfindungsgemäß zu verwendende plasmapolymere Schicht angegebenen Bindungsenergielagen (bzw. -verschiebungen) stehen im Zusammenhang mit den Stoffmengenverhältnissen und den Anteilen der anwesenden Elemente in der plasmapolymeren Schicht.

Regelmäßig gilt für die Stoffmengenverhältnisse in der erfindungsgemäß vorhandenen plasmapolymeren Schicht (z.B. als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung):

0,75 < n(O) : n(Si) < 1,25

1,50 < n(C) : n(Si) < 2,50

1,50 < n(C) : n(O) < 2,50

2,25 < n(H) : n(C) < 3,00.

Vorzugsweise gilt für die Stoffmengenverhältnisse in der plasmapolymeren Schicht jedoch:

1,00 < n(O) : n(Si) < 1,25

2,00 < n(C) : n(Si) < 2,50

1,60 < n(C) : n(O) < 2,30

2,40 < n(H) : n(C) < 3,00.

Ganz besonders gilt für die Stoffmengenverhältnisse in der plasmapolymeren Schicht:

1,05 < n(O) : n(Si) < 1,23

2,10 < n(C) : n(Si) < 2,23

1,70 < n(C) : n(O) < 2,00

2,60 < n(H) : n(C) < 3,00.

Hierbei beziehen sich die Stoffmengenverhältnisse aller Atompaarungen ohne Wasserstoff auf ESCA-Messungen bei Einstellungen, welche für ein wiederum als Standard eingesetztes trimethylsiloxy-terminiertes Polydimethylsiloxan (PDMS) mit einer kinematischen Viskosität von 350 mm²/s bei 25 °C und einer Dichte von 0,97 g/mL bei 25 °C Stoffmengenverhältnisse von n(O) : n(Si) = 1,02, n(C) : n(Si) = 2,35 und n(C) : n(O) = 2,29 ergeben. Das Verhältnis zwischen Wasserstoff und Kohlenstoff bezieht sich auf Ergebnisse der klassischen chemischen Elementaranalyse.

Hinsichtlich der Stoffmengenanteile der Elemente Silicium, Sauerstoff und Kohlenstoff gilt regelmäßig, dass die plasmapolymere Schicht, bezogen auf 100 Atom% für die Summe der Elemente Silicium, Sauerstoff und Kohlenstoff, enthält:

Silicium 22 bis 28 Atom-%

Sauerstoff 22 bis 30 Atom-%

Kohlenstoff 42 bis 55 Atom-%.

Bevorzugt ist es aber, wenn die plasmapolymere Schicht, bezogen auf 100 Atom- für die Summe der Elemente Silicium, Sauerstoff und Kohlenstoff, enthält:

Silicium 22 bis 26 Atom-%

Sauerstoff 24 bis 29 Atom-%

Kohlenstoff 47 bis 51 Atom-%.

Hierbei beziehen sich die Atom-%-Angaben auf ESCA-Messungen bei Einstellungen, welche für ein wiederum als Standard eingesetztes trimethylsiloxyterminiertes Polydimethylsiloxan (PDMS) mit einer kinematischen Viskosität von 350 mm²/s bei 25 °C und einer Dichte von 0,97 g/mL bei 25 °C für Silicium 22,9 Atom-%, für Sauerstoff 23,4 Atom-% und für Kohlenstoff 53,75 Atom-% ergeben; hinsichtlich der Toleranzen vgl. Tabelle 1, unten.

Unter Berücksichtigung bevorzugter Gewichtsanteile und Stoffmengenverhältnisse ist die Verwendung einer plasmapolymeren Schicht besonders bevorzugt, die, bezogen auf 100 Atom-% für die Summe der Elemente Silicium, Sauerstoff und Kohlenstoff, enthält:

Silicium 22 bis 28 Atom-%

Sauerstoff 22 bis 30 Atom-%

Kohlenstoff 42 bis 55 Atom-%,

wobei für die Stoffmengenverhältnisse in der plasmapolymeren Schicht gilt:

0,75 < n(O) : n(Si) < 1,25

1,50 < n(C) : n(Si) < 2,50

1,50 < n(C) : n(O) < 2,50

2,25 < n(H) : n(C) < 3,00 und

wobei im ESCA-Spektrum der plasmapolymeren Schicht, im Vergleich mit einem trimethylsiloxy-terminierten Polydimethylsiloxan (PDMS) mit einer kinematischen Viskosität von 350 mm²/s bei 25 °C und einer Dichte von 0,97 g/mL bei 25 °C, der Si 2p Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,44 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist, und der O 1s Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,50 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist.

Hinsichtlich der ESCA-Messbedingungen und dem gewählten Standard gilt hierbei das oben Gesagte entsprechend.

Eine ganz besonders bevorzugte plasmapolymere Schicht enthält, bezogen auf 100 Atom-% für die Summe der Elemente Silicium, Sauerstoff und Kohlenstoff:

Silicium 22 bis 26 Atom-%

Sauerstoff 24 bis 29 Atom-%

Kohlenstoff 47 bis 51 Atom-%,

wobei für die Stoffmengenverhältnisse in der plasmapolymeren Schicht gilt:

1,00 < n(O) : n(Si) < 1,25

2,00 < n(C) : n(Si) < 2,50

1,60 < n(C) : n(O) < 2,30

2,40 < n(H) : n(C) < 3,00 und

wobei im besagten ESCA-Spektrum

der Si 2p Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,40 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist, und

der O 1s Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,40 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist.

Erfindungsgemäß zu verwendende plasmapolymere Schichten (z.B. als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung) sind insbesondere in ihren bevorzugten Ausgestaltungen hydrolysebeständig, elastisch und damit rissfrei dehnbar bis zu Dehnungen von >25% (in bevorzugten Ausgestaltungen >50%). Die erfindungsgemäß zu verwendenden plasmapolymeren Schichten besitzen Antihafteigenschaften und sind somit als Bestandteil einer Trennschicht hervorragend geeignet.

Eine mögliche Ausführungsform ist eine erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnung, wobei die Trennschicht bzw. die plasmapolymere Schicht eine Gradientenschicht ist und/oder eine an die Trägerschicht angrenzende Adhäsivzone und eine an den Wafer angrenzende Dehäsivzone sowie gegebenenfalls eine Übergangszone umfasst, wobei die Adhäsiv- und die Dehäsivzone stofflich unterschiedlich zusammengesetzt sind. Die Dehäsivzone der Trennschicht bzw. plasmapolymeren Schicht haftet dabei an dem Wafer schlechter als die Adhäsivzone der Trennschicht bzw. der plasmapolymeren Schicht an der Trägerschicht.

Im Rahmen des Abscheidungsprozesses der plasmapolymeren Schicht ist es möglich, die Abscheidungsparameter z.B. über die Gaszusammensetzung so zu steuern, dass die plasmapolymere Schicht eine Adhäsiv- und eine Dehäsivzone umfasst. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Schicht des Wafers (z.B. eine Passivierungsschicht), welche die Trennschicht tragen soll oder trägt, ähnliche oder gleiche Adhäsionseigenschaften wie die zur Anwendung kommende Trägerschicht besitzt. Durch die entsprechende Wahl der Abscheidungsparameter ist es möglich, die Adhäsionseigenschaften der Adhäsiv- und der Dehäsivzone gegenüber den an die Trennschicht angrenzenden Schichten (Trägerschicht und tragende Schicht des Wafers) genau einzustellen.

Bevorzugt ist allerdings vielfach eine erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnung bei der die plasmapolymere Trennschicht nicht als Gradientenschicht ausgeführt wird, damit die elastischen Eigenschaften dieser Schicht voll entfaltet werden können. Eine besonders hohe Elastizität der plasmapolymeren Schicht wird insbesondere dann benötigt, wenn die plasmapolymere Schicht direkt auf eine präpolymere (später elastische) Schicht eines Trägermaterials aufgebracht wird (zu entsprechenden Herstellverfahren siehe unten). Durch den plasmapolymeren Beschichtungsprozess wird hierbei eine ausreichende Vernetzung mit der Trägerschicht erreicht. Darüber hinaus ist die Möglichkeit gegeben, die (präpolymere) Schicht (als Substrat dienende, zur Trennschicht gehörende Schicht) vor dem Auftrag der plasmapolymeren Schicht z.B. mit einem Plasma fein zu reinigen und zu aktivieren. Bei dieser Reinigung und Aktivierung ist darauf zu achten, dass die (präpolymere) Schicht (vorzugsweise ein Elastomer oder ein Vorprodukt eines Elastomeren wie ein Kautschuk) selbst nicht rissig wird und ihre Dehnfähigkeit verliert.

Weiter bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnung, in der die plasmapolymere Schicht waferseitig einen vormals flüssigen Precursor als integralen Bestandteil umfasst.

Eine besonders gute Qualität der Dehäsiveigenschaften der plasmapolymeren Schicht (als Trennschicht oder Bestandteil einer Trennschicht) lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass ein zu beschichtender Wafer oder ein anderes zu beschichtendes Substrat vor dem Einbringen in eine Vakuumkammer (beim Niederdruckplasma) dünn mit einem flüssigen Precursor benetzt wird, an den folgende Anforderungen gestellt werden:

• – Er sollte im gewählten Druckbereich (beispielsweise bei 0,025 mbar) nicht zu wesentlichen Teilen verdampfen.
• – Er sollte eine trennaktive Substanz sein (z.B. ein Silikonöl wie AK5 bis AK50 der Firma Wacker Chemie).

Der Fachmann wird den flüssigen Precursor vorzugsweise an die Chemie der plasmapolymeren Schicht (als Trennschicht oder Bestandteil einer Trennschicht) anpassen, und der Precursor sollte bevorzugt so dünn aufgetragen werden (z.B. 1 bis 100 nm), dass der Precursor durch den anschließenden Plasmaprozess Teil der plasmapolymeren Schicht wird. Besonders bevorzugt ist dabei, dass der zunächst flüssige Precursor vollständig in die plasmapolymere Schicht integriert wird. Der flüssige Precursor wird auf den Wafer bevorzugt durch Tauchen, Sprühen oder Spin-Coating aufgebracht, eine Beschichtung der Waferrückseite (das ist die der Vorderseite gegenüberliegende Seite des Wafers) sollte vermieden werden.

Es versteht sich, dass der flüssige Precursor auch auf andere Weise Bestandteil der plasmapolymeren Schicht werden kann, wobei anstelle des Wafers, welcher Bestandteil der erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung werden soll, ein anderes Substrat eingesetzt und die plasmapolymere Schicht mit integriertem flüssigen Precursor nach Herstellung von diesem Substrat abgetrennt wird.

Der flüssige Precursor wird beispielsweise im ersten Schritt einer Plasmapolymerisation den aktiven Bestandteilen des Plasmas (Elektronen, Protonen, Ionen etc.) ausgesetzt. Dadurch findet üblicherweise sowohl eine Vernetzung der Precursor-Moleküle untereinander (bevorzugt zu Polymerketten bzw. zu einem dreidimensionalen Polymergerüst) statt als auch eine mit derjenigen Schicht, die aus der Gasphase abgeschieden wird. Der zunächst flüssige Precursor wird also zum integralen Bestandteil der plasmapolymeren Schicht und kann damit auch anschließend mit dieser vom Wafer (dem eingesetzten Substrat) wieder entfernt werden.

Der Fachmann wird die Art des flüssigen Precursors und die Beschichtungsdicke auf dem Substrat (z.B. einem Wafer), sowie die nachfolgenden Schritte der plasmapolymeren Abscheidung so aufeinander abstimmen, dass eine weitgehende Integration, bevorzugt eine vollständige Integration des zunächst flüssigen Precursors in die plasmapolymere Schicht erfolgt. Dies ist nach Entfernung der Schicht vom Substrat z.B. mit Kontaktwinkelmessung auf der Substratvorderseite überprüfbar. Auch mit ESCA (XPS) lassen sich gegebenenfalls Precursorrückstände auf der Vorderseite des Substrats nachweisen.

Durch das Einsetzen eines flüssigen Precursors kann gegebenenfalls die Gesamtbeschichtungszeit im Plasma reduziert werden.

Bevorzugt besteht der Wafer einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung im Wesentlichen oder vollständig aus gegebenenfalls dotiertem Silicium. Wiederum bevorzugt umfasst der Wafer vorderseitig eine aktive Schicht mit elektronischen Bauelementen, wobei die Trennschicht auf der Vorderseite angeordnet ist. Wie oben angedeutet umfasst der Wafer, wenn er eine aktive Schicht mit elektronischen Bauelementen umfasst, regelmäßig auch eine Passivierungsschicht, die beispielsweise aus Siliciumnitrid und/oder Siliciumoxid bzw. Polyimid bestehen kann. Auf dieser Passivierungsschicht (als Bestandteil des Wafers) wird in diesem Fall die oben beschriebene Trennschicht angeordnet. Die Vorderseite des Wafers wird durch die Lage der aktiven Schicht mit elektronischen Bauelementen definiert: Die Seite, auf der die aktive Schicht des Wafers angeordnet ist, wird als Wafervorderseite bezeichnet.

Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnung, wobei die Trennschicht an dem Wafer und der Trägerschicht bei Temperaturen bis zumindest 350°C, bevorzugt bis zumindest 380°C, besonders bevorzugt bis zumindest 400°C haftet. Eine hohe Temperaturbeständigkeit ist besonders dann von Bedeutung, wenn im Rahmen der Weiterbearbeitung des Wafers Schritte geplant werden, die mit einer erhöhten Temperaturbelastung der Schicht einhergehen (z.B. Rückseitenmetallisierung).

Wurde ein flüssiger Precursor eingesetzt (siehe oben), verliert dieser durch die oben beschriebene Vernetzung seine Eigenschaft als flüssiges Trennmittel. Er wird integraler Teil der plasmapolymeren Schicht. Dadurch erlangt auch er eine entsprechende Temperaturstabilität.

Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnung, bei der die Trennschicht (vorzugsweise gemeinsam mit der Trägerschicht) von dem Wafer mechanisch abziehbar, mechanisch abschälbar oder in sonstiger Weise (mechanisch oder in sonstiger Weise) enthaftbar oder ablösbar ist. Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnung, bei der sich die Trennschicht vollständig rückstandsfrei von dem Wafer ablösen lässt. Da mit der Trennschicht regelmäßig auch die Trägerschicht vom Wafer abgelöst wird, ist es möglich, eine Vielzahl von Weiterverarbeitungsschritten mit einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung (Wafer mit Trennschicht und Trägerschicht) durchzuführen (z.B. Rückseitenmetallisierung, Abdünnen, Vereinzeln in Dies), wobei der Wafer durch die Trägerschicht (und gegebenenfalls auch durch die Trennschicht) geschützt ist. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Trägerschicht ist es darüber hinaus auch möglich, den Wafer an eine geplante maschinelle Weiterverarbeitung anzupassen. Durch ein möglichst rückstandsfreies Ablösen der Trennschicht (und vorzugsweise gleichzeitig der Trägerschicht) (besonders wichtig in den Bereichen, in denen die Kontaktierung elektronischer Bauteile erfolgen soll) können nach dem Vereinzeln die einzelnen Dies (Mikroplättchen) ohne dann störende Trenn- und Trägerschichten ihrer Bestimmung zugeführt werden.

Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnung, in der die Trennschicht und der Wafer mechanisch enthaftbar sind (z.B. durch ein Schälverfahren).

Da in erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnungen eine Trennschicht enthalten ist, welche eine plasmapolymere Schicht ist oder umfasst, die sich durch eine besonders hohe Flexibilität auszeichnet, ist in den erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnungen die Trennschicht regelmäßig besonders leicht und vollständig mechanisch vom Wafer enthaftbar.

Vorzugsweise besitzt in erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung die Trägerschicht oder die Schicht der Trägerschicht, welche an die Trennschicht angrenzt, eine Elastizität, die noch größer ist als oder zumindest gleich der Elastizität der Trennschicht ist. Vorzugsweise ist die Elastizität der Trägerschicht bzw. der Schicht der Trägerschicht durch eine Bruchdehnung > 150% und einen Shore A-Wert < 50 charakterisiert. Eine solche Ausgestaltung unterstützt das mechanische Enthaften von Trennschicht (mit darauf angeordneter Trägerschicht) und Wafer noch einmal.

In einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung ist die Trennschicht vorzugsweise so ausgewählt, dass die Wärmeleitung durch die Trennschicht (typische Schichtdicke 50 – 300 nm) größer ist als die Wärmeleitung (bei gleicher Temperaturdifferenz) durch den Wafer, vorzugsweise sogar größer als die Wärmeleitung durch einen gedünnten Wafer (typische Dicke bspw. 20 &mgr;m nach dem Dünnen des Wafers). Die Trennschicht verursacht somit vorzugsweise keinen relevanten zusätzlichen Wärmewiderstand.

In einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung kann die Trägerschicht aus einer, zwei oder mehr Schichten aufgebaut sein. Sofern die Trägerschicht zwei oder mehrere tragende Schichten umfasst, umfasst sie vorzugsweise eine erste (tragende und/oder konturanpassende) Schicht und eine zweite (tragende) Schicht, wobei die erste Schicht an die Trennschicht angrenzt und auf ihrer von der Trennschicht abgewandten Seite mit der zweiten (tragenden) Schicht verbunden ist. Dabei sollte die zweite (tragende) Schicht eine geringere Elastizität und/oder eine größere Dicke besitzen als die erste (tragende und/oder konturanpassende) Schicht.

Vorzugsweise umfasst die Trägerschicht eine oder mehrere Schichten aus polymerem Material oder besteht aus einer oder mehreren Schichten aus polymerem Material. Ein besonders geeignetes polymeres Material zur Herstellung einer Trägerschicht bzw. einer (zweiten) tragenden Schicht, die in der Trägerschicht neben einer oder mehreren weiteren (parallelen) tragenden Schichten vorliegt, ist Polyimid. Ein kommerziell verfügbares, besonders als Trägermaterial geeignetes Polyimid ist Kapton^®; außerdem besonders geeignet sind Polyetheretherketone (PEEK), Polyaramide, Polyamid/-imid (PAI), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetherketonketon (PEK), Polybenzimidazol (PBI), Polyphenylensulfid (PPS) oder Fluorpolymere wie beispielsweise Hexafluorpropylenvinylidenfluorid-Copolymer (FKM) oder Tetrafluorethylenperfluor(alkyloxyvinylether)-Copolymer (PFA), wobei die Polymere gegebenenfalls mit geeigneten Füllstoffen versehen sein können. Als Material für eine (erste) konturanpassende Schicht ist z. B. Silikonkautschuk hervorragend geeignet.

Auch die Trennschicht einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung kann aus einer, zwei oder mehreren Schichten zusammengesetzt sein, wobei allerdings eine an die Trägerschicht angrenzende plasmapolymere Schicht erfindungsgemäß immer vorhanden ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung umfasst die Trennschicht (a) eine plasmapolymere, erste Schicht sowie (b) zumindest abschnittsweise (z. B. inselartig) eine zwischen der plasmapolymeren Schicht und dem Wafer angeordnete zweite Schicht. Eine inselartige zweite Schicht kann die erforderlichen Ablösekräfte (Haftkraft und Schälkraft) erniedrigen. Nach der Benutzung des Trägers sind ggf. Reste dieser Schicht von der Waferoberfläche (Die) wieder zu entfernen.

Die zwischen der plasmapolymeren Schicht und dem Wafer angeordnete zweite Schicht der Trennschicht kann insbesondere aus Silikonölen oder Wachsen oder ähnlich trennend wirkenden Stoffen bestehen. Da die zweite Schicht regelmäßig in einer Vakuumpresse mit verarbeitet wird (vgl. die Ausführungen zu Verfahrensgestaltungen weiter unten) und nach dem Pressvorgang vorzugsweise auch eine inselförmige Bedeckung vorliegt, wird der Fachmann eine mittlere Schichtdickenbelegung (vor dem Verpressen) von weniger als 10 nm anstreben. Insbesondere für hochviskose Stoffe kann dieser Wert allerdings auch überschritten werden.

Wie sich auch aus den weiter unten folgenden Erläuterungen zum erfindungsgemäßen Verfahren ergibt, sind erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnungen bevorzugt, in denen ein zur Trennung in einzelne Elemente vorbereitete Wafer eingesetzt ist, so dass eine Trennung des vorbereiteten Wafers – gegebenenfalls mit Ausnahme einer vorgesehenen Rückseitenmetallisierung – in einzelne Elemente durch rückseitiges Abdünnen und/oder Entfernen der Trenn- und Trägerschicht erfolgen kann. Jeweils zu beachten, dass Unterschneidungen auf der Waferoberfläche dem Abtrennprozess hinderlich sind und daher vorzugsweise vermieden werden; gewisse Unterschneidungen sind jedoch in Abhängigkeit von der Elastizität des Schichtverbundes aus Trägerschicht und Trennschicht tolerabel.

Vorzugsweise besitzt die plasmapolymere Schicht einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung, d.h. die plasmapolymere Schicht, aus der die Trennschicht besteht oder welche neben einer oder mehreren weiteren Schichten in der Trennschicht enthalten ist, eine Dicke im Bereich von 1 bis 2000 nm.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Schichtverbund zur Verwendung bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung, umfassend eine Trägerschicht, eine zwischen der Trägerschicht und einem Wafer anzuordnende Trennschicht, sowie gegebenenfalls eine Schutzfolie, die auf der von der Trägerschicht abgewandten Seite der Trennschicht angeordnet und rückstandsfrei von dieser abziehbar oder auf sonstige Weise ablösbar ist, wobei die Trennschicht eine plasmapolymere Schicht ist oder neben einer oder mehreren weiteren Schichten eine an die Trägerschicht angrenzende plasmapolymere Schicht umfasst, und wobei die plasmapolymere Schicht eine Schicht ist bestehend aus Kohlenstoff, Silicium, Sauerstoff und Wasserstoff sowie gegebenenfalls üblichen Verunreinigungen, wobei im ESCA-Spektrum der plasmapolymeren Schicht, bei Kalibrierung auf den aliphatischen Anteil des C 1s Peaks bei 285,00 eV, im Vergleich mit einem trimethylsiloxy-terminierten Polydimethylsiloxan (PDMS) mit einer kinematischen Viskosität von 350 mm²/s bei 25 °C und einer Dichte von 0,97 g/mL bei 25 °C, der Si 2p Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,44 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist, und der O 1s Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,50 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist.

Selbstverständlich sind in einem erfindungsgemäßen Schichtverbund die Trennschicht und die Trägerschicht vorzugsweise so ausgestaltet, wie es vorstehend im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnungen beschrieben ist.

Ein erfindungsgemäßer Schichtverbund kann in Fertigungsstätten angefertigt werden, welche von den Fertigungsstätten der Wafer räumlich weit getrennt sind. In Kenntnis der mit einer Trennschicht und einer Trägerschicht zu versehenden Wafer kann ein erfindungsgemäßer Schichtverbund so ausgelegt werden, dass die Trennschicht und die Trägerschicht des Schichtverbundes ein Anpressen und temperaturunterstütztes Festhaften der Trennschicht auf der Waferoberfläche ermöglichen; vgl. hierzu auch die Anmerkungen zu erfindungsgemäßen Verfahren weiter unten.

Die erfindungsgemäß vorgesehene plasmapolymere Schicht einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung bzw. eines erfindungsgemäßen Schichtverbundes wird durch (plasmapolymere bzw. plasmaunterstützte) Abscheidung auf einem Substrat hergestellt. Da die plasmapolymere Schicht erfindungsgemäß in einer Wafer-Träger-Anordnung bzw. in einem Schichtverbund zur Verwendung bei der Herstellung einer solchen Wafer-Träger-Anordnung vorgesehen ist, erfolgt die Abscheidung vorzugsweise auf einer vorbereiteten Trägerschicht, die dann als Substrat dient; das resultierende Produkt ist dann ein erfindungsgemäßer Schichtverbund. Alternativ kann die plasmapolymere Schicht aber auch auf dem Wafer abgeschieden werden, wodurch sich dann die bereits in der WO 2004/051708 beschriebenen Herstellverfahrensoptionen ergeben.

Am leichtesten gelingt die Herstellung einer plasmapolymeren Schicht, wie sie in einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung bzw. in einem erfindungsgemäßen Schichtverbund vorgesehen ist, mittels eines Niederdruck-Plasmapolymerisationsverfahrens. Hierfür wird ein Vakuumreaktor eingesetzt, der mit Hilfe von Vakuumpumpen mindestens soweit evakuiert wird, dass bei einer gewählten Arbeitsgasmenge der gewünschte Arbeitsdruck gehalten werden kann, insbesondere wenn das Plasma gezündet wird. Der Fachmann wird zudem darauf achten, dass die Gasatmosphäre möglichst wenig von Restwasser (Feuchtigkeit; der Wasserpartialdruck muss niedrig sein) gestört wird, welches an den Reaktorwänden oder auf diesen befindlichen Beschichtungen haftet (inneres Leck). Ferner wird er sicherstellen, dass die gesamte äußere Leckrate der verwendeten Kammer kleiner als 1 % der dem Prozess zuzuführenden Sauerstoffmenge ist. Eine stabile, niedrige Leckrate kann beispielsweise mittels eines Lecktesters oder eines Massenspektrometers nachgewiesen und gefunden werden. Innere Lecks lassen sich durch ausreichend lange Evakuierungszeiten (mind. S Std.) oder durch ein Ausheizen der Kammer minimieren und ebenfalls mittels eines Massenspektrometers nachweisen. Die hier beschriebene strenge Vorgehensweise, die zeit- und kostenaufwendig ist, ist zur Herstellung gewöhnlicher Easy-to-clean – Beschichtungen nicht notwendig oder geeignet, da hier der Einbau von größeren Mengen an Sauerstoff innerhalb einer gewissen Bandbreite akzeptiert oder sogar gewünscht wird.

Geeignete Substratoberflächen können direkt, d.h. ohne Vorbehandlung beschichtet werden, es sind allerdings auch Vorbehandlungsschritte bzw. Vorbeschichtungsschritte z.B. zur Reinigung, Aktivierung oder Plasmapolymerisation möglich. Wie bereits erwähnt, können als geeignete Substratoberflächen insbesondere Waferoberflächen (vgl. die Vorgehensweise aus der WO 2004/051708) oder vorbereitete Trägerschichten eingesetzt werden; im letzteren Fall ergibt sich gewissermaßen als Zwischenprodukt auf dem Weg der Herstellung einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung ein erfindungsgemäßer Schichtverbund, der neben einer Trägerschicht eine zwischen der Trägerschicht und einem Wafer anzuordnende Trennschicht umfasst, welche wiederum die abgeschiedene plasmapolymere Schicht sowie gegebenenfalls weitere Schichten umfasst. Auf der von der Trägerschicht abgewandten Seite der Trennschicht kann dann gegebenenfalls eine Schutzfolie vorgesehen werden, vgl. hierzu die obigen Ausführungen zu erfindungsgemäßen Schichtverbünden.

Als Arbeitsgase für die Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht werden siliciumorganische Monomere (zur Bedeutung dieses Begriffes siehe oben), wie Hexamethyldisiloxan (HMDSO), Octamethyltrisiloxan, Tetramethylsilan (TMS) oder Vinyltrimethylsilan (VTMS), eingesetzt. Besonders bevorzugt ist HMDSO, da es in sich bereits über die erste Si-O-Si – Einheit verfügt, bereits mit Methylgruppen abgesättigt ist und einen vergleichsweise hohen Dampfdruck besitzt. Vorzugsweise wird dieses Monomer zusammen mit Sauerstoff verarbeitet. Sauerstoff als zusätzliches Arbeitsgas ermöglicht nicht nur die Zugabe des gewünschten Sauerstoffanteiles, sondern ermöglicht auch eine plasmachemische "Verbrennung" der vom HMDSO abgespaltenen organischen Bruchstücke.

Das Plasma kann grundsätzlich mit Hilfe der verschiedensten Frequenzen gezündet werden, allerdings wird vorzugsweise ein so genanntes strukturerhaltendes Plasma gewählt. Dies bedeutet, dass das zugeführte Monomer, beispielsweise HMDSO, nicht vollständig im Plasma fragmentiert, sondern so milde Plasma-Prozessparameter gewählt werden, dass beispielsweise pro Monomermolekül nur eine Methylgruppe abgespalten wird. Dadurch kann ein methylreiches Si-O-Netzwerk entstehen. Ein solches Material kann durch hohes Ionenbombardement stark geschädigt oder gestört werden, so dass HF-Frequenzen (13,56 MHz) bevorzugt sind und das Substrat vorzugsweise nicht auf der Elektrode befestigt wird. Bei der Verwendung von GHz-Frequenzen ist zu berücksichtigen, dass die Fragmentierung in derart erzeugten Plasmen hoch ist und daher besondere Vorsicht geboten ist.

Für die Leistung in Bezug auf die zugeführte Gasmenge wird vorzugsweise ein Arbeitsbereich gewählt, bei dem im Monomerüberschuss gearbeitet wird. Es steht somit mehr Arbeitsgas zur Verfügung, als mit der zugeführten Plasmaleistung verarbeitet werden kann. Der Fachmann erkennt dies beispielsweise daran, dass eine Erhöhung der zugeführten Leistung zu einer deutlichen Steigerung der Abscheiderate führt. Zur Einstellung des Gasmengenverhältnisses, beispielsweise von HMDSO zu Sauerstoff, sind die nachfolgenden Beispiele als Hilfestellung zu betrachten; eine Arbeitsvorschrift ist hierfür nicht erstellbar, da bei der Plasmapolymerisation die Einstellungen der Prozessparameter u.a. stets sehr stark von der verwendeten Plasma-Anlage abhängen. Der Fachmann wird jedoch immer einen deutlichen Überschuss an HMDSO wählen. Die Leistung ist unter Berücksichtigung der jeweiligen Gesamtgasmenge einzustellen. Hierbei ist es hilfreich, in Vorversuchen den Wasserrandwinkel auf sehr glatten, ebenen beschichteten Probekörpern, beispielsweise einem Silicium-Wafer, zu messen. Messwerte im Bereich von 100° signalisieren üblicherweise einen interessanten Arbeitsbereich, wobei allerdings durch Untersuchungen im Rasterelektronenmikroskop oder mit Hilfe von AFM-Messungen sicher zu stellen ist, dass die hergestellte Substanz auf dem Untergrund zu keinem nennenswerten Rauhigkeitsanstieg (R_a < 1 nm) führt. Wenn diese Voraussetzung erfüllt ist, ist ein Arbeitsbereich gefunden, der mit Hilfe von XPS-Messungen näher charakterisiert und optimiert werden kann.

Die Beschichtungszeit wird so eingerichtet, dass die gewünschte Schichtdicke der plasmapolymeren Schicht (als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung bzw. eines erfindungsgemäßen Schichtverbundes) erreicht wird.

Vorzugsweise werden zur Abscheidung großvolumige Anlagen benutzt, da es hiermit wesentlich einfacher ist, strukturerhaltende Plasmapolymerisationsbedingungen einzustellen, als auch das richtige Gasverhältnis, die notwendige Leistung und das Verhältnis von zugeführter Gasmenge zur Leckrate. Außerdem können in solchen Anlagen sehr einfach Trägerschichten homogen beschichtet werden, insbesondere Trägerschichten, die die Gestalt einer polymeren Folie besitzen. Darüber hinaus erlauben solche Anlagen auch die gleichzeitige Beschichtung einer Vielzahl von Trägern oder auch die Beschichtung geeigneter Bahnwaren.

Für den Einsatz plasmapolymerer Beschichtungsanlagen innerhalb einer mikroelektronischen Fertigungslinie sind sogenannte Single-Wafer – Anlagen von besonderem Interesse, da sie wenig Platz im Reinraum beanspruchen und das Risiko des Beschichters in Bezug auf eine Fehlbearbeitung senken. Solche Anlagen erlauben vorteilhafterweise den Gebrauch einer Anordnung, bei der der Wafer direkt auf die Elektrode aufgebracht wird und der Self-Bias (ggf. modifiziert mit Hilfe einer externen Gleichspannungsquelle) ausgenutzt wird. Hierdurch kann die Abscheiderate und damit die Bearbeitungsgeschwindigkeit deutlich erhöht werden. Die technischen Anforderungen an eine solche Anlage können beispielsweise wie folgt beschrieben werden: Downstream Reaktor für einen Single-wafer – Prozess (300 mm – Wafer):

• 1. HF (13,56 MHz)
  
  – Leistung regelbar im Bereich von 5 – 50 W
  
  – Bias regelbar ab 100 V
• 2. Pumpeneinheit
  
  – Roots 250 m³/h
  
  – Zweistufige Drehschieberpumpe: ca. 20 m³/h
  
  – Butterfly-Regelventil (Arbeitsdruck: 0,02 – 0,08 mbar)
• 3. Gasregel Einheit
  
  – Gasflussregler: MFC 50 sccm O₂
  
  – Gasflussregler: MFC 50 sccm H₂
  
  – Masseflussregler für Dämpfe: VFC min. 800 sccm (kalibriert für N₂)
• 4. Druckmessung
  
  – Absolutdruckmessdose: Messbereich: 10^–4 bis 1 mbar
• 5. Elektrode
  
  – Der "wafer chuck" (Waferträger) wird als Elektrode ausgeführt. Die Elektrode selbst hat nahezu den gleichen Durchmesser wie der Wafer.
  
  – Für einen 300 mm Wafer sollte der "wafer chuck" einen Mindestdurchmesser von 380 mm aufweisen. Der Randbereich ist aus einem Isolator ausgeführt. Die Oberseite des "wafer chuck" bildet mit dem Wafer möglichst eine Ebene um das Arbeitsgas gut führen zu können.
• 6. weiter Anforderungen
  
  – Der Abstand von der Waferoberfläche zum darüber angeordneten Gaseinlass beträgt min.300 mm. Abgepumpt wird unterhalb des Wafers oder möglichst homogen über oder seitlich unterhalb des Waferträgers.

Die Herstellung der plasmapolymeren Schicht kann wahlweise mittels Niederdruck- oder Atmosphärendruck-Plasmapolymerisation durchgeführt werden. Kommen Atmosphärendruckplasmen zur Anwendung, so ist der Einfluss von Fremdgasen, wie Luft oder Luftfeuchtigkeit, möglichst gänzlich zu eliminieren.

Ein erfindungsgemäßer Schichtverbund, der besonders vorteilhaft zum Dünnen von Wafern eingesetzt werden kann, umfasst eine plasmapolymere Schicht, welche eine der oben angegebenen Zusammensetzungen besitzt und deshalb besonders elastisch ist. Ferner umfasst ein solcher erfindungsgemäßer Schichtverbund eine Trägerschicht, vorzugsweise umfassend eine tragende und/oder eine an die Trennschicht angrenzende Schicht konturanpassende Schicht auf Basis einer hochtemperaturstabilen, aushärtbaren (vorzugsweise vernetzbaren) Substanz, insbesondere Silikonpolymere, Fluorpolymere oder Polyimid (wie z.B. Kapton^®) oder Polyimid-Vorkondensate. Diese Schicht kann beispielsweise als Zubereitung, insbesondere Lösung, der vorhergehend genannten Substanzen aufgebracht werden. Im Vergleich mit der Vorgehensweise gemäß WO 2004/051708 ist der Einsatz eines solchen erfindungsgemäßen Schichtverbundes bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung insbesondere darin zu sehen, dass das eigentliche Produkt, der zu dünnende Wafer, keinem plasmapolymeren Prozess auszusetzen ist. Dieser Prozessschritt kann durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Schichtverbundes örtlich und zeitlich unabhängig von den Wafern durchgeführt werden, wodurch eine Qualitätskontrolle vor dem Zusammenführen. mit den (wertvollen) Wafern erfolgen kann. Zudem ist die Auslagerung dieses Prozessschrittes zum Hersteller des Schichtverbundes möglich und auch vorteilhaft. Der Schichtverbund insgesamt dient in den Fertigungsschritten, welche das Dünnen des Wafers betreffen, als temporärer Träger. Zur massenhaften Herstellung derartiger temporärer Träger (bei denen es sich jeweils um einen erfindungsgemäßen Schichtverbund handelt), die als Halbzeug an die Fertigungsstätte geliefert werden können, in der Wafer gedünnt (und gegebenenfalls rückseitenmetallisiert) werden sollen, ist z.B. die folgende Prozessfolge geeignet:

• • Bereitstellen eines sehr glatten, wieder verwendbaren Substratmaterials (z.B. blanker Si-Wafer); dieses Substratmaterial hat nichts mit dem zu dünnenden Wafer zu tun, sondern dient lediglich als Substrat für die Herstellung einer plasmapolymeren Schicht,
• • Belegen des Substratmaterials mit einer dünnen, glatten (wasser-) löslichen Schicht aus z.B. aus einer Zuckerlösung aus 0,4g/mL Raffinade-Zucker in Wasser (alternativ kann beispielsweise auch ein Silikonöl verwendet werden, welches später mittels üblicher Lösungsmittel entfernt wird),
• • Trocknen der löslichen Schicht, sofern erforderlich,
• • Beschichten der löslichen Schicht mit einer erfindungsgemäß zu verwendenden plasmapolymeren Schicht (zu den Eigenschaften der plasmapolymeren Schicht und zu den Verfahren zu ihrer Herstellung siehe jeweils oben),
• • Aktivieren der Oberfläche der zuvor abgeschiedenen plasmapolymeren Schicht (beispielsweise mittels Plasmaaktivierung),
• • Beschichten der aktivierten Oberfläche der plasmapolymeren Schicht mit einer Polyimidlösung oder einer Zubereitung aus Polyimid-Vorkondensaten oder einer anderen hochtemperaturstabilen, aushärtbaren (vorzugsweise vernetzbaren) Substanz, wie z.B. Silikankautschuken; vorzugsweise ist die aushärtbare, bzw. vernetzbare Substanz lösungsmittelfrei und wärmevernetzend,
• • Abdecken der Substanz (z.B. Silikonkautschuk) mit einer fertig ausgehärteten, vorzugsweise aktivierten Folie (z.B. aus Polyimid (Kapton)). Diese Folie ist einerseits als tragende Schicht für die spätere Verwendung relevant, dient aber zwischenzeitlich auch als Abdeckmaterial
• • Unvollständiges Aushärten der Substanz (z.B. durch Verdampfen eines gegebenenfalls zugesetzten Lösemittels) zu einem Präpolymeren (z.B. Silikonkautschuk, alternativ z.B. unvollständig ausgehärtete Polyimid-Vorkondensate), so dass der resultierende Schichtverbund (umfassend auf dem Substrat eine plasmapolymere Schicht (auch Nanofolie genannt) + Präpolymer + Folie) erstens handhabbar wird und zweitens (insbesondere bei Erwärmung) sich noch in einem späteren Verarbeitungsschritt einer Oberflächenkontur anpassen kann. Es ist darauf hinzuweisen, dass sich das Präpolymer vorzugsweise bereits mit der aktivierten plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) verbindet. Anmerkung: Für diesen späteren Verarbeitungsschritt ist der Einsatz einer erfindungsgemäß vorgesehenen dehnfähigen (elastischen), plasmapolymeren Schicht der oben im Detail angegebenen Art von entscheidender Bedeutung, da ohne die besagte Dehnfähigkeit die plasmapolymere Schicht reißen würde und eine definiert eingestellte niedrige Adhäsion (an einem Wafer einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung) durch eindringendes Präpolymer undefiniert verändert würde. Im Gegensatz zu den in DE 103 53 530 beschriebenen plasmapolymeren Schichten sind die erfindungsgemäß eingesetzten plasmapolymeren Schichten in ihrem Aufbau und ihren dehäsiven Eigenschaften regelmäßig einheitlich.
• • Ablösen des Schichtverbundes umfassend plasmapolymere Schicht (Nanofolie), Präpolymer (konturanpassend) und fertig ausgehärteter (tragender) Folie (Abdeckmaterial) durch z.B. ein Wasser- oder Lösemittelbad vom glatten, wieder verwendbaren Substratmaterial
• • Abdecken der plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) mit einer Abdeckfolie zur Lagerung und zum Versand. Zur Beeinflussung der Haftungs- bzw. Loslöseeigenschaften des Schichtverbundes auf dem Wafer kann gezielt zwischen Abdeckfolie und plasmapolymerer Schicht beispielsweise eine dünne Schicht aus Silikonölen, Silikonelastomeren, Silikonwachsen oder sonstigen trennend wirkenden Substanzen vorgesehen werden. Ein Teil dieser Substanzen werden nach der Entfernung der Abdeckfolie auf der Oberfläche verbleiben und kann daher die oben beschriebenen Eigenschaften verändern. Die Substanzen werden vorzugsweise so ausgewählt, dass sie nach dem Gebrauch des Waferträgers (des erfindungsgemäßen Schichtverbunds) wieder leicht durch einen Reinigungsprozess entfernbar sind.

Beim Anwender des so hergestellten erfindungsgemäßen Schichtverbundes, der eine plasmapolymere Schicht umfasst, wird zunächst die Abdeckfolie von der plasmapolymeren Schicht entfernt. Dann ist der Prozessablauf wie folgt:

• • Auflegen des Schichtverbundes mit der Seite der plasmapolymeren Schicht auf den zu dünnenden Wafer,
• • Verarbeitung der so erhaltenen Wafer-Träger-Anordnung vorzugsweise in einer Vakuumpresse. Dabei wird zunächst das Präpolymere (siehe oben) mit der plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) verpresst. Dieser Vorgang wird durch erhöhte Temperatur unterstützt. Dann wird die Temperatur so weit erhöht, dass der Aushärtevorgang des Präpolymeren einsetzt. Dabei verbindet sich das Präpolymere endgültig mit der vorzugsweise aktivierten Folie und der plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) – der Schichtverbund als temporärer Träger findet in dieser Verfahrensstufe seine finale Ausgestaltung. Die Strukturen des zu dünnenden Wafers werden von der elastischen plasmapolymeren Schicht und der daran angrenzenden ersten, konturanpassenden Schicht der Trägerschicht ausgefüllt, die plasmapolymere Schicht wird dabei innerhalb ihrer Elastizitätsgrenzen gedehnt und passt sich der Oberflächenstruktur des zu dünnenden Wafers an. Es verbleiben keine Luftblasen, da in einer Vakuumpresse gearbeitet wird. Die plasmapolymere Schicht (Nanofolie) sorgt gegenüber dem zu dünnenden Wafer für die notwendigen dehäsiven Oberflächeneigenschaften. Außerdem verfügt die plasmapolymere Schicht (Nanofolie) über einen gewissen Tack, so dass über die innigliche Verbindung mit der Waferoberfläche und die mechanische Verklammerung über die Waferstruktur eine ausreichende Haftung gegeben ist,
• • Dünnen des Wafers und ggf. Rückseitenmetallisieren des gedünnten Wafers (dieser Prozess der Rückseitenmetallisierung ist möglich, da der Schichtverbund aus Trägerschicht und Trennschicht (plasmapolymerer Schicht/Nanofolie) kurzfristig Temperaturen von bis zu 400°C ausgesetzt werden kann),
• • Nach dem Dünnen des Wafers Ablösen des temporären Trägers (Schichtverbund aus Trägerschicht und Trennschicht; die Ablösung gelingt leicht, da die plasmapolymere Schicht (Nanofolie) über dehäsive Eigenschaften verfügt).

Eine alternative Vorgehensweise, die auf die Verwendung von Niederdruckprozessen verzichtet, ist im Folgenden beschrieben:

• • Bereitstellen eines sehr glatten, wieder verwendbaren Substratmaterials (z.B.: blanker Si-Wafer),
• • Belegen des sehr glatten, wieder verwendbaren Substratmaterials mit einer Silikonölschicht (bspw. AK50 der Fa. Wacker Chemie), die deutlich dicker ist (vorzugsweise zumindest doppelt so dick) als die darauf abzuscheidende plasmapolymere Schicht,
• • Aufbringen einer erfindungsgemäß zu verwendenden plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) mit den weiter oben beschriebenen Eigenschaften auf der Silikonölschicht unter Einsatz eines Atmosphärendruck-Plasmaverfahrens,
• • Aktivieren der Oberfläche der so hergestellten plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) beispielsweise mittels Atmosphärendruck-Plasmaaktivierung.

Das weitere Vorgehen entspricht dann dem zuvor beschriebenen Prozessablauf, beginnend mit dem Schritt "Beschichten der aktivierten Oberfläche der plasmapolymeren Schicht ..."

Zudem können die beiden vorstehend geschilderten Verfahrensabläufe wie im Folgenden beschrieben auch gewissermaßen "umgekehrt" durchgeführt werden, z. B. wie folgt:

• 1. Vorlegen einer fertig ausgehärteten Folie (z.B. aus Polyimid (wie z.B. Kapton^®)) als Substrat (Substratfolie), d.h. als eine der tragenden Schichten einer herzustellenden Trägerschicht,
• 2. Gegebenenfalls Aktivieren der fertig ausgehärteten Folie, beispielsweise mit Hilfe eines Plasmas,
• 3. Beschichten der gegebenenfalls aktivierten Folie mit einer Polyimidlösung oder einer Zubereitung aus Polyimid-Vorkondensaten oder einer anderen hochtemperaturstabilen, aushärtbaren (vorzugsweise vernetzbaren) Substanz, wie z.B. Silikonpolymeren (Silikonkautschuke oder andere Polysiloxane, bzw. siloxanhaltige Copolymere)
• 4. Gegebenenfalls im Anschluss an Schritt 3 Herstellung eines Präpolymeren, so dass das momentane Handling und der Versand der Ware gewährleistet ist, aber das später – beim Kontaktieren mit dem zu dünnenden Wafer – erforderliche Verformungsverhalten (Konturanpassung) noch gewährleistet ist. Anmerkung: Das Präpolymer entspricht dem Präpolymer aus den weiter oben beschriebenen Verfahrensabläufen.
• 5. Aufbringen einer erfindungsgemäß zu verwendenden plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) mit den weiter oben angegebenen Eigenschaften; gegebenenfalls erst jetzt Aushärten bzw. Teilvernetzen des unter 3. aufgebrachten aushärtbaren bzw. vernetzbaren Materials. Spätestens jetzt ist ein Präpolymer gebildet, welches als zur Trägerschicht gehörige Schicht eine ausreichende Haftung der plasmapolymeren Schicht (der Nanofolie) auf der Substratfolie (welche eine weitere tragende Schicht der Trägerschicht darstellt) gewährleistet und eine Konturanpassung gestattet.
• 6. Gegebenenfalls Abdecken der plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) mit einer Abdeckfolie zur Lagerung und zum Versand.

Der Vorteil an der zuletzt beschriebenen Vorgehensweise zur Herstellung eines Schichtverbundes liegt insbesondere darin, dass der hergestellte Schichtverbund nicht mehr von einem Substrat (in den zuvor geschilderten Verfahrensgestaltungen wird beispielsweise immer ein Blanko-Si-Wafer eingesetzt) gelöst werden muss.

Die auf die vorstehend beschriebenen Weisen hergestellten Schichtverbünde (umfassend eine Trägerschicht sowie eine zwischen der Trägerschicht und einem Wafer anzuordnende Trennschicht sowie gegebenenfalls eine Schutzfolie) können relativ problemlos benutzt werden. So kann ein Transport zum Anwender stattfinden. Nach dem Abziehen der gegebenenfalls vorhandenen Abdeckfolie wird der Anwender (wie oben geschildert) den hergestellten Schichtverbund als temporären Träger zum Dünnen von Wafern benutzen. Die dehäsiven Oberflächeneigenschaften der plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) erlauben die Entfernung des temporären Trägers vom Wafer nach Gebrauch. Die Verformbarkeit der erfindungsgemäß vorgesehenen plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) und der "präpolymeren" Schicht (als Schicht innerhalb der Trägerschicht) erlaubt das konturgenaue Ausfüllen von Gräben und Strukturen auf dem zu dünnenden Wafer mit Hilfe eines vakuumgestützten Press- und Aushärtevorganges. Nach einem solchen Vorgang wird die leicht verform- und dehnbare plasmapolymere Schicht (Nanofolie) über physikalische Wechselwirkungen eine geringe Haftkraft zum Untergrund aufbauen. Darüber hinaus kann eine mechanische Verklammerung des temporären Trägers (des erfindungsgemäßen Schichtverbundes) erfolgen.

Gemäß den vorstehend erläuterten Vorgehensweisen betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung, umfassend die Schritte:

• a) Bereitstellen eines z. B. zu dünnenden Wafers,
• b) Versehen des Wafers mit einer Trennschicht, so dass diese an dem Wafer haftet, sowie vor oder nach Schritt b)
• c) Verbinden einer Trägerschicht mit der Trennschicht, wobei Wafer, Trennschicht und Trägerschicht so ausgewählt sind, dass in der Wafer-Träger-Anordnung die Trennschicht an der Trägerschicht fester haftet als an dem Wafer.

Vorzugsweise wird hierbei Schritt c) vor Schritt b) durchgeführt, d.h. es wird vorzugsweise zunächst eine Trägerschicht mit der Trennschicht verbunden. Hierzu vgl. die Ausführungsbeispiele zu bevorzugten Vorgehensweisen/Prozessfolgen zur Herstellung erfindungsgemäßer Schichtverbünde.

Vorzugsweise wird der Wafer in Schritt b) mit einem erfindungsgemäßen Schichtverbund versehen, welcher eine Trägerschicht und eine Trennschicht umfasst, wobei die Trennschicht in Anlage an den Wafer gelangt. Es versteht sich, dass hierbei üblicherweise Schritt c) vor Schritt b) durchgeführt wird. Aus fertigungstechnischer Sicht ist ein solches erfindungsgemäßes Verfahren besonders bevorzugt, und zwar insbesondere dann, wenn der Schichtverbund ausgehend von einer Substratfolie hergestellt wird, die später selbst Bestandteil des Schichtverbundes wird (vgl. oben den als "umgekehrt" gekennzeichneten Verfahrensablauf).

Ein erfindungsgemäßer Schichtverbund wird vorzugsweise nach einem Verfahren hergestellt, welches die folgenden Schritte umfasst:

• – Bereitstellen einer tragenden Schicht, z.B. einer fertig ausgehärteten Folie, als Substrat,
• – Gegebenenfalls Aktivieren der tragenden Schicht,
• – Vorzugsweise Beschichten der tragenden Schicht mit einer aushärtbaren und/oder vernetzbaren Substanz, vorzugsweise einer hochtemperaturstabilen, aushärtbaren (vorzugsweise vernetzbaren) Substanz, beispielsweise Silikonpolymere (Silikonkautschuk oder andere Polysiloxane, bzw. siloxanhaltige Copolymere) oder einer Polyimidlösung, oder einer Zubereitung aus Polyimid-Vorkondensaten.
• – Aufbringen einer plasmapolymeren Schicht auf die Schicht der aushärtbaren bzw. vernetzbaren Substanz, vor oder nach einer teilweisen Aushärtung bzw. einer Teilvernetzung der Substanz (mit anderen Worten kann die aushärtbare bzw. vernetzbare Substanz zunächst teilweise ausgehärtet bzw. teilvernetzt werden, bevor die plasmapolymere Schicht aufgebracht wird, oder alternativ kann die aushärtbare bzw. vernetzbare Substanz zunächst mit der plasmapolymeren Schicht versehen werden, bevor die besagte Substanz teilweise ausgehärtet bzw. teilvernetzt wird). Zu beachten ist dabei, dass die teilweise ausgehärtete bzw. teilvernetzte Schicht der besagten Substanz zumindest eine ausreichende Haftung der plasmapolymeren Schicht auf der fertig ausgehärteten Folie (Substratfolie) gewährleistet, so dass die im vorliegenden Text geschilderten Folgeschritte durchgeführt werden können,
• – Gegebenenfalls Abdecken der plasmapolymeren Schicht mit einer Abdeckfolie oder dergleichen.

Alternativ zu dem vorstehend geschilderten Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schichtverbundes kann entsprechend den weiter oben angegebenen Prozessabläufen auch wie folgt vorgegangen werden:

• – Bereitstellen eines sehr glatten Substratmaterials,
• – Belegen des Trägermaterials mit einer dünnen Schicht einer Flüssigkeit (zu den besonderen Ausgestaltungen siehe weiter oben)
• – Aufbringen einer plasmapolymeren Schicht (Nanofolie) auf der Schicht der Flüssigkeit (welche sich auf dem Substratmaterial befindet) unter Einsatz eines Plasmaverfahrens (Atmosphärendruckplasma oder Niederdruckplasma, siehe oben),
• – Gegebenenfalls Aktivieren der Oberfläche der hergestellten plasmapolymeren Schicht,
• – Beschichten der plasmapolymeren Schicht mit einer aushärtbaren bzw. vernetzbaren Substanz,
• - Gegebenenfalls Abdecken der Substanz,
• – Teilweises Aushärten bzw. Teilvernetzen der Substanz zu einem Präpolymeren (zu den Eigenschaften siehe oben),
• – Ablösen des Schichtverbundes umfassend plasmapolymere Schicht und Präpolymer-Schicht vom Trägermaterial.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer plasmapolymeren Schicht bestehend aus Kohlenstoff, Silicium, Sauerstoff und Wasserstoff sowie gegebenenfalls üblichen Verunreinigungen, wobei im ESCA-Spektrum der plasmapolymeren Schicht, bei Kalibrierung auf den aliphatischen Anteil des C 1s Peaks bei 285,00 eV, im Vergleich mit einem trimethylsiloxy-terminierten Polydimethylsiloxan (PDMS) mit einer kinematischen Viskosität von 350 mm²/s bei 25 °C und einer Dichte von 0,97 g/mL bei 25 °C, der Si 2p Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,44 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist, und der O 1s Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,50 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist, (i) als Trennschicht zur Anbringung auf einem Wafer oder (ii) als Bestandteil einer Trennschicht zur Anbringung auf einem Wafer oder (iii) als Bestandteil einer Trennschicht eines Schichtverbundes zur Anbringung auf einem Wafer.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Abdünnen eines Wafers, umfassend die folgenden Schritte:

• – Herstellen einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung, wobei die Wafervorderseite der Trennschicht zugewandt ist und die Rückseite des Wafers frei bleibt,
• – Abdünnen des Wafers von seiner Rückseite her (rückseitiges Abdünnen).

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Rückseitenmetallisieren eines Wafers, umfassend die folgenden Schritte:

• – Herstellen einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung, wobei die Wafervorderseite der Trennschicht zugewandt ist und die Rückseite des Wafers frei bleibt,
• – Gegebenenfalls Abdünnen des Wafers von seiner Rückseite her (rückseitiges Abdünnen),
• – Aufbringen einer Metallschicht auf die Rückseite des Wafers.

In den besagten erfindungsgemäßen Verfahren zum Abdünnen bzw. zum Rückseitenmetallisieren eines Wafers ist es vorteilhaft, wenn die Trennschicht und die Trägerschicht nach dem Abdünnen bzw. dem Rückseitenmetallisieren wieder von dem Wafer entfernt werden.

Wie bereits weiter oben geschildert, ist es bei dem besagten Verfahren zum Abdünnen bzw. Rückseitenmetallisieren eines Wafers vorteilhaft, wenn ein zur Trennung in einzelne Elemente vorbereiteter Wafer bereitgestellt wird.

In diesem Falle ist es vielfach vorteilhaft, wenn (i) der Wafer durch rückseitiges Abdünnen des Wafers und/oder (ii) durch Entfernen der Trennschicht und der Trägerschicht – gegebenenfalls mit Ausnahme einer Rückseitenmetallisierung – in einzelne Elemente getrennt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert:

Zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht A wurden die nachfolgenden Prozessparameter verwendet: Gasfluss O₂: 12 Sccm Gasfluss HMDSO: 50 Sccm Leistung (W): 450 Zeit (sec.): 2700 Druck (mbar): 0,02

Zur Herstellung der erfindungsgemäß anzusetzenden plasmapolymeren Schicht B wurden die nachfolgenden Prozessparameter verwendet: Gasfluss O₂: 12 Sccm Gasfluss HMDSO: 50 Sccm Leistung (W): 450 Zeit (sec.): 3000 Druck (mbar): 0,02

Nach der Herstellung der plasmapolymeren Schicht auf einem Objektträger aus Quarzglas (als für die Zwecke der vorliegenden Untersuchung gewähltes Beispiel eines sehr glatten Substrates, von dem die plasmapolymere Schicht wieder abgelöst werden kann) und Abschalten des Plasmas wurde die Gasatmosphäre schnellstmöglich durch Wasserstoff ersetzt und danach die Saugleistung reduziert, so dass ein deutlicher Druckanstieg auf ca. 0,2 mbar zu beobachten war. Dieser Zustand wurde bei konstantem Wasserstofffluss über 5 min aufrecht erhalten, um eventuell vorhandenen Radikalen die Absättigung mit Wasserstoff zu ermöglichen.

Die beigefügten 1 bis 6 zeigen.

1: Verlauf des Brechungsindex als Funktion der Wellenlänge

2: Transmissionsverlauf eines mit einer erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht beschichteten Quarzglases im Vergleich zu einem unbeschichteten Quarzglas und einem mit PDMS-Öl (hier ca. 200 nm AK50, Wacker Chemie) beschichteten Quarzglas im Wellenlängenbereich 190 bis 250 nm

3: FTIR-Spektrum der erfindungsgemäß zu verwendenden plasmapolymeren Schicht

4: FTIR-Spektrum der erfindungsgemäß zu verwendenden plasmapolymeren Schicht (Detailansicht)

5: FTIR-Vergleichsspektrum einer Easy-to-clean Schicht

6: FTIR-Vergleichsspektrum einer Easy-to-clean Schicht (Detailansicht) Ferner wurde auf analoge Weise ein sehr gut dehnfähiges Gummimaterial (EPDM) mit eine plasmapolymeren Schicht versehen und anschließend über Dehnungsversuche die Bruchdehnung der Beschichtung mit Hilfe einer mikroskopischen Beobachtung bestimmt. Hierbei stellte sich heraus, dass bei Raumtemperatur eine Bruchdehnfähigkeit von ca. 30% gegeben war. Vergleiche hierzu 7 und 8.

7: Mikroskopische Darstellung (200-fache Vergrößerung) des beschichteten Gummimaterials ohne Belastung.

8: Mikroskopische Darstellung (200-fache Vergrößerung) des beschichteten Gummimaterials nach Dehnung um ca. 40%.

Das in 8 zu erkennende Rissnetzwerk stellt sich senkrecht zur Zugrichtung dar; mit zunehmender Dehnung wird das Netzwerk ausgeprägter, die Risse wachsen nur langsam in der Breite.

Eine zweite Möglichkeit zur Herstellung des erfindungsgemäßen plasmapolyme ren Produktes ist durch die folgenden Prozessparameter gegeben: Gasfluss O₂: 36 Sccm Gasfluss HMDSO: 170 Sccm Leistung (W): 1600 Zeit (sec.): 600 Druck (mbar): 0,025

Auch hier wurde vor der Durchführung sicher gestellt, dass die Leckrate (äußere Lecks) der benutzten Vakuumkammer deutlich kleiner als 2 × 10^–3 mbar L/sec ist. Ferner wurde die interne Leckrate mit Hilfe eines Massenspektrometers überprüft. Dabei wurde darauf geachtet, dass der Prozess erst gestartet wurde, als bei hoher Empfindlichkeit des Spektrometers der Messwert für die Masse 18 (Wasser) stark gesunken und dann konstant war.

Eine Wasserstoffnachbehandlung wurde nicht vorgenommen.

Es wurden von den erfindungsgemäß zu verwendenden plasmapolymeren Schichten "A" und "B", welche gemäß Beispiel 1 hergestellt wurden, sowie von einem Referenzmaterial und einem Vergleichsprodukt ESCA-Spektren aufgenommen und ausgewertet. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt, in der Bezug genommen wird auf die Bindungsenergieanlagen der Signale und die Halbwertsbreiten (FWHM = Full width at half maximum) der einzelnen Peaks. Als Vergleichsprodukt wurde eine plasmapolymere Easy-to-clean-Beschichtung gemäß DE 101 31 156 A1 gewählt.

Die ESCA-Untersuchungen wurden mit dem Spektrometer KRATOS AXIS Ultra der Fa. Kratos Analytical durchgeführt. Die Analysekammer war mit einer Röntgenquelle für monochromatisierte Al K_&agr;-Strahlung, einer Elektronenquelle als Neutralisator und einem Quadrupolmassenspektrometer ausgerüstet. Weiterhin verfügte die Anlage über eine magnetische Linse, welche die Photoelektronen über einen Eintrittsschlitz in einen Halbkugelanalysator fokussierte. Durch Kalibrierung wurde der aliphatische Anteil des C 1s Peaks auf 285,0 eV gesetzt. Während der Messung zeigte die Oberflächennormale auf den Eintrittsschlitz des Halbkugelanalysators.

Die Passenergie betrug bei der Bestimmung der Stoffmengenverhältnisse jeweils 160 eV, die entsprechenden Spektren werden als Übersichtsspektren bezeichnet. Bei der Bestimmung der Peak-Parameter betrug die Passenergie jeweils 20 eV.

Die genannten Messbedingungen sind bevorzugt, um eine weitgehende Unabhängigkeit vom Spektrometertyp zu ermöglichen und um erfindungsgemäße plasmapolymere Produkte zu identifizieren.

Als Referenzmaterial wurde das Polydimethylsiloxan Silikonöl DMS-T23E der Firma Gelest Inc. (Morrisville, USA) verwendet. Dieses trimethylsiloxy-terminierte Silikonöl besitzt eine kinematische Viskosität von 350 mm²/s (±10%) und eine Dichte von 0,970 g/mL bei 25 °C sowie ein mittleres Molekulargewicht von ca. 13 650 g/mol. Das ausgewählte Material zeichnet sich durch einen extrem geringen Anteil an verdampfbaren Bestandteilen aus: nach 24 Stunden bei 125 °C und 10^–5 Torr Vakuum wurden weniger als 0,01 % flüchtige Anteile nachgewiesen (nach ASTM-E595-85 und NASA SP-R0022A). Es wurde mit Hilfe eines Spin-Coating-Prozesses als 40 bzw. 50 nm dicke Schicht auf einen Siliziumwafer aufgetragen; dabei wurde als Lösemittel Hexamethyldisiloxan verwendet.

Die gemessenen Spektren sind – für die Übersichtsspektren exemplarisch jeweils eins – als 9 bis 12 (Übersichtsspektren), sowie 13 bis 25 (Detailspektren) angefügt. Es zeigen:

9: XPS-Übersichtsspektrum des DMS-T23E

10: XPS-Übersichtsspektrum einer erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht A

11: XPS-Übersichtsspektrum einer erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht B

12: XPS-Übersichtsspektrum der Easy-to-clean-Beschichtung gemäß DE 101 31 156 A1 (Vergleich)

13: XPS-Detailspektrum des O 1s Peaks des DMS-T23E

14: XPS-Detailspektrum des C 1s Peaks des DMS-T23E

15: XPS-Detailspektrum des Si 2p Peaks des DMS-T23E

16: XPS-Detailspektrum des O 1s Peaks einer erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht A

17: XPS-Detailspektrum des C 1s Peaks einer erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht A

18: XPS-Detailspektrum des Si 2p Peaks einer erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht A

19: XPS-Detailspektrum des O 1s Peaks einer erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht B

20: XPS-Detailspektrum des C 1s Peaks einer erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht B

21: XPS-Detailspektrum des Si 2p Peaks einer erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schicht B

22: XPS-Detailspektrum des O 1s Peaks der Easy-to-clean-Beschichtung gemäß DE 101 31 156 A1 (Vergleich)

23: XPS-Detailspektrum des C 1s Peaks der Easy-to-clean-Beschichtung gemäß DE 101 31 156 A1 (Vergleich)

24: XPS-Detailspektrum des Si 2p Peaks der Easy-to-clean-Beschichtung gemäß DE 101 31 156 A1 (Vergleich)

Für die Übersichtsspektren wurden vier bis sechs Messungen an unterschiedlichen Positionen auf den Proben durchgeführt. In Tabelle 1 sind für die Stoffmengenverhältnisse mit ± die maximalen Abweichungen vom Mittelwert der durchgeführten Messungen angegeben.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schichten, welche der ESCA-Messung unterzogen wurden, besitzen im Vergleich mit einer typischen Easy-to-clean-Beschichtung gemäß DE 101 31 156 A1 eine um ca. 0,37 bis 0,53 eV zu niedrigerer Energie verschobene Bindungsenergielage des Si 2p – Peaks. Diese Beobachtungen entsprechen einer Erhöhung des Anteils sekundärer Silicium-Atome (das heißt des Anteils an Silicium-Atomen mit genau zwei benachbarten O-Atomen) im Vergleich zu der Easy-to-clean-Beschichtung.

Vermutlich ist die Erhöhung des Anteils an sekundären Silicium-Atomen ein Grund für die erhöhte Elastizität und Flexibilität der erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schichten im Vergleich mit der Easy-to-clean-Beschichtung gemäß DE 101 31 156 A1, bei der eine stärkere Dominanz von tertiären Silicium-Atomen vorliegt.

Aus dem Vergleich der ESCA-Spektren der erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schichten und der Easy-to-clean-Beschichtung ergibt sich, dass die mechanischen Eigenschaften Elastizität und Flexibilität direkt verknüpft sind mit der Struktur des jeweiligen Plasmapolymers.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren Schichten sind kohlenstoffreicher und sauerstoffärmer als die Easy-to-clean-Beschichtung. Damit ergeben sich zwangsläufig weniger Vernetzungspunkte. Die Zusammensetzung nähert sich der eines Silikonöles an, ist aber gegenüber diesem, ebenso wie gegenüber klassischen Silikonelastomeren, stärker vernetzt (mehr Sauerstoff, weniger Kohlenstoff). Deshalb kann man von einer elastomeren plasmapolymeren Struktur ausgehen (bei hohem Wasserstoffgehalt).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf beigefügte 25 bis 27 noch weiter erläutert. Es zeigen:

25: einen erfindungsgemäßen Schichtverbund mit Trägerschicht und Trennschicht, jedoch doch ohne Schutzfolie

26: eine erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnung, welche den (deformierten) Schichtverbund aus 25 sowie einen Wafer umfasst

27: einen erfindungsgemäßen Schichtverbund mit Trägerschicht und Trennschicht, inklusive Schutzfolie und zusätzlicher Trennöl-Schicht

25 zeigt einen erfindungsgemäßen Schichtverbund, der als Trennschicht eine plasmapolymere, elastische Schicht 2 umfasst, die an eine Trägerschicht angrenzt, welche aus einer ersten, konturanpassenden (verformbaren) Schicht 4 sowie aus einer zweiten, tragenden Schicht 6 besteht. Die plasmapolymere Schicht 2 besitzt die Eigenschaften, welche weiter oben im allgemeinen Teil der vorliegenden Beschreibung angegeben sind. Die konturanpassende Schicht 4 der Trägerschicht besteht aus einer hochtemperaturstabilen, aushärtbaren, (vorzugsweise vernetzbaren) Substanz wie beispielsweise Silikonpolymere (Silikonkautschuk oder andere Polysiloxane bzw. siloxanhaltige Copolymere) oder einer Polyimidlösung oder einer Zubereitung aus Polyimid-Vorkondensaten. Die zweite, tragende Schicht 6 der Trägerschicht besteht z. B. aus einem Polyimid (z. B. Kapton^®) oder aus einem Polyetherketon.

Hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung eines in 25 dargestellten Schichtverbundes sei auf die obigen Ausführungen im allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

26 zeigt eine erfindungsgemäße Wafer-Träger-Anordnung, die unter Verwendung des in 25 gezeigten Schichtverbundes hergestellt wurde. Dementsprechend finden sich in der Wafer-Träger-Anordnung gemäß 26 eine plasmapolymere Schicht 2 (als Trennschicht), eine erste Schicht 4 einer Trägerschicht sowie eine zweite, tragende Schicht 6 einer Trägerschicht. Ferner umfasst die Wafer-Träger-Anordnung gemäß 26 einen Wafer 8 mit vorderseitig angeordnetes elektronischer Struktur 18.

Zur Herstellung der in 26 gezeigten Wafer-Träger-Anordnung wurde der Wafer 8 mit elektronischer Struktur 18 bereitgestellt und beispielsweise der in 25 gezeigte Schichtverbund 2, 4, 6 mit der Seite der plasmapolymeren Schicht auf die Vorderseite des Wafers, welche die elektronische Struktur trägt, aufgepresst. Dabei verformte sich die plasmapolymere, elastische Schicht 2 des in 25 dargestellten Schichtverbundes sowie die erste, konturanpassende Schicht 4 der Trägerschicht. Aufgrund der hohen Dehnfähigkeit der plasmapolymeren Schicht 2 kommt es dabei in dieser nicht zu Rissen, so dass die verformbare Schicht 4 der Trägerschicht nicht in Kontakt mit der elektronischen Struktur 18 des Wafers 8 gelangt.

Hinsichtlich der genaueren Ausgestaltung des Verfahrens beim Aufbringen des in 25 dargestellten Schichtverbundes auf den Wafer 8 mit seiner elektronischen Struktur 18 sowie, auf Verfahrensschritte beim Abdünnen und gegebenenfalls Rückseitenmetallisieren sei auf die im allgemeinen Teil der Beschreibung gegebenen Beispiele verwiesen.

In 27 dargestellt ist ein Schichtverbund 2, 4, 6 gemäß 25, der auf der Seite der plasmapolymeren Schicht 2 mit einer Schutzfolie 10 ausgerüstet ist. Zwischen Schutzfolie 10 und plasmapolymerer Schicht 2 befindet sich über dies eine dünne Schicht 12 eines Trennöls. Die Schutzfolie 10 in der Praxis wird vom Schichtverbund (2, 4, 6) abgezogen, bevor dieser auf einen Wafer mit gegebenenfalls darauf angeordneter elektronischer Struktur aufgepresst wird, vgl. hierzu 26, Wafer 8. Die Trennölschicht 12 verbleibt dabei abschnittsweise auf der plasmapolymeren Schicht 2 und gelangt so inselartig zwischen diese plasmapolymere Schicht 2 und den Wafer.