襯底-產(chǎn)品襯底-組合以及用于制造襯底-產(chǎn)品襯底-組合的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造襯底-產(chǎn)品襯底-組合的方法W 及一種相對應(yīng)的、根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備、一種根據(jù)權(quán)利要求6所述的襯底W及一種 根據(jù)權(quán)利要求15所述的襯底-載體襯底-組合和一種根據(jù)權(quán)利要求8所述的用法。
【背景技術(shù)】
[0002] 襯底、尤其是晶圓的背面減薄是在半導(dǎo)體工業(yè)中經(jīng)常需要的并且可通過機械和/ 或化學(xué)的方式進行。為了背面減薄，晶圓通常臨時被固定在載體系統(tǒng)上，其中，在固定時有 多種方法。作為載體系統(tǒng)，例如使用由娃、諸如Sic、SiN的娃合金構(gòu)成的膜或晶圓、陶瓷、 (玻璃纖維增強）塑料、石墨、藍寶石、金屬、玻璃或者組合合成材料。在背面減薄過程和后 續(xù)加工結(jié)束時，背面被減薄的晶圓被安裝在膜框架上，接著移除載體。
[0003] 一旦襯底需要背面減薄W外的加工，又使用剛性的載體系統(tǒng)、即載體襯底。在相應(yīng) 的工業(yè)設(shè)備上，該種在背面減薄之后的加工步驟的示例包括；金屬化、干法蝕刻、濕法蝕刻、 激光加工、光刻、高爐工藝、滲雜等等。
[0004] 在剛性的載體襯底中，要加工的產(chǎn)品襯底通常是通過粘合層與載體襯底相連接。
[0005] 所述載體襯底需要給任意薄的要加工的襯底賦予足夠的機械穩(wěn)定性，W便能夠在 后續(xù)的工藝步驟和/或工藝設(shè)備中進行加工。在臨時連接的情況下，目前的目標厚度在 30 ym至100 ym之間，將來力求更薄的、在1 ym至50 ym之間的產(chǎn)品襯底，在持久接合的情 況下，還可能有更薄的產(chǎn)品襯底，該在物理上只是還更通過對于有連接端的晶體管的結(jié)構(gòu) 高度的要求而受到限制。產(chǎn)品襯底的最小厚度在0. 001 ym至5 ym之間。
[0006] 上述加工步驟其中的一些步驟要求所述襯底或者說所述載體在相對應(yīng)的設(shè)備內(nèi) 的精確定位。
[0007] 其中，例如標稱為300mm+/-200 ym的產(chǎn)品襯底被粘接到301mm+/-200 ym的載體 襯底上。該是出于在邊界區(qū)域給要背面減薄或者已被背面減薄的晶圓提供充分保護W及尤 其是足夠支撐的預(yù)防措施而發(fā)生的。但通過該措施，在各種加工步驟中、尤其是在瓣射過 程、電流沉積、蝕刻流程中，載體襯底在邊界區(qū)域中易受影響。
[000引 由于在現(xiàn)有技術(shù)中所提到的載體襯底會出現(xiàn)一些問題。在載體襯底邊界處的沉積 流程、蝕刻等等導(dǎo)致所述載體襯底受到很大污染。
[0009] 在剝離產(chǎn)品襯底之后，該個受污染的邊界區(qū)域必須W很繁瑣且耗費大量成本的方 式進行清潔。該個有瑕疵的載體襯底邊緣經(jīng)常就構(gòu)成限制該載體襯底的使用壽命的唯一原 因。最終產(chǎn)品的額外成本尤其根據(jù)載體襯底的成本、其回收成本和再利用循環(huán)的次數(shù)得出。 通過該一目前所使用的方法，載體襯底的清潔步驟非常昂貴，因此，在很多情況下，載體襯 底不會被再利用。
[0010] 載體襯底越便宜，再利用循環(huán)的次數(shù)少就越不關(guān)鍵，例如對于制造成本約為20€ 的載體襯底而言，期望再利用至少十次。
[0011] 載體襯底越昂貴，其使用壽命長（=再利用循環(huán)的次數(shù)多）就越重要。例如對于 載體襯底制造成本約為20006的情況而言，就期望再利用次數(shù)為1000。
[0012] 在首次制造時能夠使載體襯底變得昂貴的特性例如包括：
[001引-原始材料；
[0014] -精確的幾何結(jié)構(gòu)；小的TTV (總厚度變化），例如要求< 1 y m，W便能夠?qū)a(chǎn)品盡 可能精確地研磨和拋光至所期望的厚度；
[0015] -預(yù)處理，使得對臨時的接合能夠?qū)崿F(xiàn)后續(xù)的分離。
[0016] 由于該些問題，非常昂貴的載體襯底經(jīng)常根本不被使用，盡管其對于其他工藝步 驟可能有著有用的特性。
[0017] 在下面所提到的工藝步驟中，對兩個晶圓的關(guān)聯(lián)精確度提出了非常高的要求：
[0018] -在載體襯底上通過等離子加工被背面減薄的晶圓中，偏屯、率引起等離子體的不 均勻放電。產(chǎn)生的放電（由于高電場密度的擊穿-電弧放電）可能給產(chǎn)品和等離子體加工 室?guī)頁p壞。由于能夠使用等于/小于產(chǎn)品襯底的載體襯底的該種可能，對于等離子體和 瓣射流程而言非常有利。
[0019] -在所謂的掃描儀和步進器上的光刻曝光中，沒有被充分校準的接合對不會被足 夠準確地加載。接合對的參照（預(yù)先對準）是基于外部輪廓進行的。但一個大（很多）的 載體襯底的外部輪廓不與產(chǎn)品襯底上的基準標記的位置相互對應(yīng)（只要兩個外部輪廓的 校準不精確或者說產(chǎn)品襯底的外部輪廓不能夠被使用）。因此，該些基準標記并不處于顯微 鏡的"捕捉區(qū)域"并且必須很費勁才能夠找到。該就導(dǎo)致在該些系統(tǒng)上的時間耗損、處理能 力耗損和生產(chǎn)效率耗損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種用于制造襯底-載體襯底-組合的設(shè)備和方法 和/或該樣一種襯底，通過所述襯底能夠?qū)崿F(xiàn)襯底與載體襯底之間更加精確且有效的對準 和接觸。
[0021] 所述目的通過權(quán)利要求1、6、8、10和15所述的特征得W實現(xiàn)。本發(fā)明的有利擴展 方案在從屬權(quán)利要求中給出。由至少兩個在說明書、權(quán)利要求和/或附圖中給出的特征的 所有組合也落在本發(fā)明的范疇內(nèi)。對于所給出的值域而言，處于所述界限內(nèi)的值也應(yīng)作為 界限公開，并且能夠W任意組合要求保護。
[0022] 本發(fā)明基于如下思想；通過設(shè)置在接觸時具有比載體襯底的直徑d2更大的直徑 dl的襯底來對根據(jù)本發(fā)明的方法加W優(yōu)化，并且提出了該樣一種設(shè)備，所述方法利用該設(shè) 備能夠得W實施。在此，根據(jù)本發(fā)明尤其可設(shè)想的是，尤其W電子方式實現(xiàn)對待對準和接觸 的襯底的外部輪廓的檢測（檢測裝置），W及實現(xiàn)將所檢測到的外部輪廓處理（控制裝置） 成控制信號，W用于所述襯底的對準（對準裝置），W實現(xiàn)更精確的對準。另外，在此根據(jù) 本發(fā)明，該種對準在所述襯底為了實現(xiàn)所述襯底的接觸而相向移動的過程中優(yōu)選連續(xù)地進 行。此外，根據(jù)本發(fā)明尤其可設(shè)想的是，利用相同的檢測裝置來檢驗對準精確度和/或必要 時執(zhí)行重新對準。
[0023] 平行于接觸側(cè)或者支撐面來測量直徑dl和/或d2,其中，根據(jù)本發(fā)明，該些直徑尤 其被看作為平均直徑dl和/或d2 (沿著所述襯底/載體襯底的周緣輪廓平均）。相對于所 述襯底/載體襯底的橫截面和相應(yīng)的橫截面輪廓，測量在橫截面輪廓的相應(yīng)最大值處上的 平均直徑dl/d2。理想情況下，所述襯底和所述載體襯底為精確的圓形，因此，周緣上的直徑 dl/d2并不會相互有偏差。
[0024] 所述襯底理解為在半導(dǎo)體工業(yè)中所使用的產(chǎn)品襯底或者載體襯底。所述載體襯底 在不同加工步驟中用作所述功能襯底（產(chǎn)品襯底）的加固件，尤其是在給功能襯底背面減 薄時。作為襯底尤其是可考慮具有平面（Abflachung) ( "flat")或具有槽口（ "notch") 的晶圓。
[0025] 提供一種產(chǎn)品（或者說一種襯底-載體襯底-組合）作為獨立的發(fā)明，該產(chǎn)品由一 種載體襯底和一種襯底構(gòu)成，利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和/或根據(jù)本發(fā)明的方法使其對準、 接觸并相互預(yù)固定和/或被接合在一起，其特征尤其是在于，所述載體襯底的直徑d2 W最 小程度小于所述產(chǎn)品襯底的直徑dl。因此，根據(jù)本發(fā)明就確保所述載體襯底在對所述產(chǎn)品 襯底進行處理期間絕沒有受到沾污、污染、所不期望的處理等等并且由此被再利用的次數(shù) 能夠更多。
[0026] 盡管根據(jù)本發(fā)明的實施方式首先是適用于比直徑d2更小的載體襯底相對于尤其 是比直徑dl更大的襯底對準，但根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備也可被用來使得比要接合的襯底更大 或者同等大小的載體襯底相互對準。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一種擴展方案，尤其有利的是，所述襯底在接觸之后被背面減薄，其 中，直徑dl通過所述襯底的橫截面的形狀在其周緣輪廓上減小，尤其是減小至dl《d2。由 此能夠尤其是在已知且標準化的設(shè)施上實現(xiàn)所述襯底-載體襯底組合簡單的再加工。
[002引在此尤其有利的是，所述襯底具有尤其是通過設(shè)置邊緣半徑和/或通過周緣輪廓 的向后磨削狂urilckschleifen)所產(chǎn)生的環(huán)狀凸肩。所述凸肩可通過簡單的方式制造并且 促進了根據(jù)本發(fā)明的制造流程的進一步優(yōu)化。
[0029] 通過使所述凸肩的環(huán)狀寬度dR大于或等于dl和d2之間的差，所述襯底的直徑能 夠被減小至載體晶圓的直徑d2或者更小，W致在再加工時確保產(chǎn)品襯底的最佳支撐。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的另一種有利的實施方式規(guī)定了，在背面減薄時，所述襯底的厚度Dl 被縮減直至到達所述凸肩或者超出所述凸肩。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備尤其是由此得W擴展，即；所述檢測裝置構(gòu)造成在其周緣輪廓 上對所述襯底的橫截面的形狀進行檢測，使得所述襯底的背面減薄可控，從而使直徑dl減 小，尤其是減小至dl《d2。通過檢測所述橫截面的形狀、尤其是橫截面輪廓的從側(cè)面來看、 即沿著襯底厚度D1的分布的形狀，根據(jù)本發(fā)明可尤其是對背面減薄流程進行精確的控制。
[0032] 通過使所述檢測裝置通過旋轉(zhuǎn)裝置可相對于所述襯底和/或相對于所述載體襯 底旋轉(zhuǎn)和/或通過移位裝置可相對于所述襯底和/或相對于所述載體襯底在X-和/或 y-方向上平行于接觸平面移位，能夠有效精確地實施對準。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的一種有利的實施方式規(guī)定了，所述檢測裝置被安置在可至少分段地 布置到所述襯底和/或載體襯底周緣側(cè)、尤其是分段地構(gòu)造為環(huán)狀的載體單元上。由此可 W有效的方式實現(xiàn)所述檢測裝置的根據(jù)本發(fā)明的集成。