Wafer-Träger-Anordnung, Schichtverbund zur Verwendung bei der Herstellung einer solchen Wafer-Träger-Anordnung sowie entsprechende Verfahren und Verwendungen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wafer-Träger-Anordnung, umfassend: - einen Wafer (8), - eine Trägerschicht (4, 6) und - eine Trennschicht (2), die zwischen der Trägerschicht (4, 6) und dem Wafer (8) angeordnet ist, wobei die Trennschicht (2) (i) eine plasmapolymere Schicht (2) ist oder neben einer oder mehreren weiteren Schichten eine an die Trägerschicht angrenzende plasmapolymere Schicht (2) umfasst und (ii) an dem Wafer (8) haftet und an der Trägerschicht (4, 6) fester haftet als an dem Wafer, wobei die plasmapolymere Schicht (2) eine Schicht ist, bestehend aus Kohlenstoff, Silicium, Sauerstoff und Wasserstoff sowie gegebenenfalls üblichen Verunreinigungen, wobei im ESCA-Spektrum der plasmapolymeren Schicht (2), 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 0 1s Peak einen Bindungsenergiewert besitzt, der um maximal 0,50 eV zu höheren oder niedrigeren Bindungsenergien verschoben ist.
Beschreibung[de]
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 ϵr 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 (Ra < 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
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:
Beispiel 1: Herstellung plasmapolymerer Schichten zur Verwendung in einer
erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung oder in einem erfindungsgemäßen
Schichtverbund:
Zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden plasmapolymeren
Schicht A wurden die nachfolgenden Prozessparameter verwendet:
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.
Beispiel 2: Herstellung einer plasmapolymeren Schicht (z. B. zur Verwendung
in einer erfindungsgemäßen Wafer-Träger-Anordnung oder einem erfindungsgemäßen
Schichtverbund):
Eine zweite Möglichkeit zur Herstellung des erfindungsgemäßen
plasmapolyme ren Produktes ist durch die folgenden Prozessparameter gegeben:
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.
Beispiel 3: ESCA-Messungen:
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.
Tabelle 1: Ergebnisse der ESCA-Messungen
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.
Anspruch[de]
Wafer-Träger-Anordnung, umfassend:
– einen Wafer (8),
– eine Trägerschicht (4, 6) und
– eine Trennschicht (2), die zwischen der Trägerschicht (4,
6) und dem Wafer (8) angeordnet ist,
wobei die Trennschicht (2)
(i) eine plasmapolymere Schicht (2) ist oder neben einer oder mehreren
weiteren Schichten eine an die Trägerschicht angrenzende plasmapolymere Schicht
(2) umfasst und
(ii) an dem Wafer (8) haftet und an der Trägerschicht (4,
6) fester haftet als an dem Wafer,
wobei
die plasmapolymere Schicht (2) eine Schicht ist bestehend aus Kohlenstoff,
Silicium, Sauerstoff und Wasserstoff sowie gegebenenfalls üblichen Verunreinigungen,
wobei im ESCA-Spektrum der plasmapolymeren Schicht (2), 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.Wafer-Träger-Anordnung nach Anspruch 1, 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.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei für die Stoffmengenverhältnisse in der plasmapolymeren Schicht (2)
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.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei für die Stoffmengenverhältnisse in der plasmapolymeren Schicht (2)
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.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei für die Stoffmengenverhältnisse in der plasmapolymeren Schicht (2)
gilt:
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.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die plasmapolymere Schicht (2), 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-%.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die plasmapolymere Schicht (2), 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-%,Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die plasmapolymere Schicht (2), 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 (2)
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 (2), 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.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die plasmapolymere Schicht (2), 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-%,
wobei für die Stoffmengenverhältnisse in der plasmapolymeren Schicht (2)
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.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Trennschicht (2) bzw. die plasmapolymere Schicht (2)
eine Gradientenschicht ist und/oder eine an die Trägerschicht (4,
6) angrenzende Adhäsivzone und eine an den Wafer (8) angrenzende
Dehäsivzone sowie gegebenenfalls eine Übergangszone umfasst, wobei die
Adhäsiv- und die Dehäsivzone stofflich unterschiedlich zusammengesetzt
sind.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die plasmapolymere Schicht (2) waferseitig einen vormals flüssigen
Precursor als integralen Bestandteil umfasst.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei der Wafer (8) im Wesentlichen aus gegebenenfalls dotiertem Silizium
besteht.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei der Wafer (8) vorderseitig eine aktive Schicht mit elektronischen
Bauelementen 18 umfasst und die Trennschicht (2) auf der Vorderseite
des Wafers angeordnet ist.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Trennschicht (2) an dem Wafer (8) und der Trägerschicht
(4, 6) bei Temperaturen bis zumindest 350 °C, bevorzugt bis
zumindest 380 °C, besonders bevorzugt bis zumindest 400 °C
haftet.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei sich die Trennschicht (2)
(i) im wesentlichen rückstandsfrei und/oder
(ii) ohne Hinterlassen von Resten der plasmapolymeren Schicht (2) von dem
Wafer (8) ablösen lässt,
wobei die plasmapolymere Schicht (2) an der Trägerschicht (4,
6) haften bleibt.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Trennschicht (2) von dem Wafer (8) mechanisch abziehbar,
mechanisch abschälbar oder in sonstiger Weise ablösbar ist.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Trägerschicht (4, 6) oder eine Schicht der Trägerschicht,
welche an die Trennschicht angrenzt, eine Elastizität besitzt, die größer
oder gleich der Elastizität der Trennschicht ist.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Trägerschicht (4, 6) eine oder mehrere Schichten
aus polymerem Material umfasst oder aus einer oder mehreren Schichten aus polymerem
Material besteht.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Wärmeleitung durch die Trennschicht (2) größer
ist als die Wärmeleitung (bei gleicher Temperaturdifferenz) durch den Wafer.Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Trägerschicht (4, 6) eine erste tragende Schicht
und eine zweite tragende Schicht umfasst, wobei die erste tragende Schicht auf ihrer
von der Trennschicht (2) abgewandten Seite mit der zweiten tragenden Schicht
(2) verbunden ist.Wafer-Träger-Anordnung nach Anspruch 20, wobei die zweite tragende
Schicht eine geringere Elastizität und/oder eine größere Dicke besitzt
als die erste tragende Schicht (4).Wafer-Träger-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Trennschicht
(a) eine plasmapolymere, erste Schicht sowie
(b) zumindest abschnittsweise eine zwischen der plasmapolymeren Schicht (2)
und dem Wafer (8) angeordnete zweite Schicht (12) umfasst.Schichtverbund zur Verwendung bei der Herstellung einer Wafer-Träger-Anordnung
nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend
– eine Trägerschicht (4, 6),
– eine zwischen der Trägerschicht (4, 6) und einem
Wafer anzuordnende Trennschicht (2),
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 (2) eine plasmapolymere Schicht (2) ist
oder neben einer oder mehreren weiteren Schichten eine an die Trägerschicht
angrenzende plasmapolymere Schicht (2) umfasst, und
wobei die plasmapolymere Schicht (2) eine Schicht ist bestehend aus Kohlenstoff,
Silicium, Sauerstoff und Wasserstoff sowie gegebenenfalls üblichen Verunreinigungen,
wobei im ESCA-Spektrum der plasmapolymeren Schicht (2), 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.Schichtverbund nach Anspruch 23, wobei die Trennschicht (2)
ausgestaltet ist, wie in einem der Ansprüche 2 bis 11 definiert.Schichtverbund nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Trägerschicht
(4, 6) ausgestaltet ist, wie in einem der Ansprüche 17 bis
18 definiert.Verfahren zur Herstellung einer Wafer-Träger-Anordnung nach einem
der Ansprüche 1 bis 22, umfassend die Schritte:
a) Bereitstellen eines Wafers (8),
b) Versehen des Wafers (8) mit einer Trennschicht (2), so dass
diese an dem Wafer (8) haftet, sowie
vor oder nach Schritt b)
c) Verbinden einer Trägerschicht (4, 6) mit der Trennschicht
(2),
wobei Wafer (8), Trennschicht (2) und Trägerschicht (4,
6) so ausgewählt sind, dass in der Wafer-Träger-Anordnung die
Trennschicht (2) an der Trägerschicht (4, 6) fester
haftet als an dem Wafer (8).Verfahren nach Anspruch 26, wobei Schritt c) vor Schritt b) durchgeführt
wird.Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, wobei der Wafer (8) in
Schritt b) mit einem Schichtverbund nach einem der Ansprüche 23 bis 25 versehen
wird, so dass die Trennschicht in Anlage an den Wafer gelangt.Verwendung einer plasmapolymeren Schicht (2) bestehend aus
Kohlenstoff, Silicium, Sauerstoff und Wasserstoff sowie gegebenenfalls üblichen
Verunreinigungen, wobei im ESCA-Spektrum der plasmapolymeren Schicht (2),
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.Verfahren zum Abdünnen eines Wafers (8), umfassend die
folgenden Schritte:
– Herstellen einer Wafer-Träger-Anordnung nach einem der Ansprüche
1 bis 22, wobei die Wafervorderseite der Trennschicht (2) zugewandt ist
und die Rückseite des Wafers (8) frei bleibt,
– Abdünnen des Wafers (8) von seiner Rückseite her.Verfahren zum Rückseitenmetallisieren eines Wafers (8),
umfassend die folgenden Schritte:
– Herstellen einer Wafer-Träger-Anordnung nach einem der Ansprüche
1 bis 22, wobei die Wafervorderseite der Trennschicht (2) zugewandt ist
und die Rückseite des Wafers (8) frei bleibt,
– Gegebenenfalls Abdünnen des Wafers (8) von seiner Rückseite
her,
– Aufbringen einer Metallschicht auf die Rückseite des Wafers (8).Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, wobei die Trennschicht (2)
und die Trägerschicht (4, 6) nach dem Abdünnen bzw.
dem Rückseitenmetallisieren wieder von dem Wafer (8) entfernt werden.Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28 oder 30 bis 32, wobei
ein zur Trennung in einzelne Elemente vorbereiteter Wafer bereitgestellt wird.Verfahren nach Anspruch 33, wobei der Wafer (i) 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.