AT14714U1

AT14714U1 - Verfahren und vorrichtung zur entfernung eines reversibel montierten bausteinwafers von einem trägersubstrat

Info

Publication number: AT14714U1
Application number: ATGM524/2010U
Authority: AT
Original assignee: Brewer Science Inc
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2016-04-15
Also published as: CN102290367B; EP2398041A1; JP5111573B2; JP5848205B2; AT510068A2; US20110308739A1; AT16223U1; KR20110139072A; IL207044A; EP2398040B1; SG177039A1; US8852391B2; JP2012212939A; CA2709626A1; EP2398041B1; DE102010027703A1; IL207044A0; AT510068B1; DE102010027703B4; WO2011162778A1

Abstract

Neue Demontageverfahren und -vorrichtungen zum Trennen temporär, permanent oder semipermanent verklebter Substrate und Gegenstände, die aus diesen Verfahren und Vorrichtungen hergestellt werden, werden bereitgestellt. Die Verfahren umfassen das Demontieren eines Bausteinwafers von einem Trägerwafer oder -substrat, die nur an ihren Außenumfängen stark verklebt wurden. Die Kantenklebeverbindungen werden chemisch, mechanisch, akustisch oder thermisch erweicht, aufgelöst oder zerstört, um zu ermöglichen, die Wafer leicht mit sehr geringen Kräften und bei oder in der Nähe von Raumtemperatur in dem passenden Stadium in dem Herstellungsverfahren zu trennen. Eine Klemme (41) zur Erleichterung der Trennung der verklebten Substrate wird ebenfalls bereitgestellt.

Description

Beschreibung

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein neuartige Verfahren zum temporären Ent-kleben (Debonden) von Wafern und Vorrichtungen, die nach einer Waferabdünnung und ande¬ren Rückseitenbearbeitung einen Bausteinwafer von einem Trägersubstrat entfernen können.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

[0002] Integrierte Schaltungen, Leistungshalbleiter, Leuchtdioden, photonische Schaltungen,mikroelektromechanische Systeme (MEMS), eingebettete passive Arrays, Verkapselungs-Interposer und eine Menge anderer auf Silizium- und Compound-Halbleitern basierender Mikro¬bausteine werden gemeinsam in Arrays auf Wafersubstraten hergestellt, deren Durchmesservon 1 bis 12 Zoll reicht. Die Bausteine werden dann in einzelne Bausteine oder Chips getrennt,die verkapselt werden, um eine praktische Verbindung mit der makroskopischen Umgebung zuermöglichen, beispielsweise durch Anschluss an eine Leiterplatte. Es ist zunehmend populärergeworden, die Bausteinverkapselung auf dem oder um den Chip herum zu konstruieren, wobeisie immer noch Teil des Waferarrays ist. Diese Praxis, die als Verkapselung auf Waferebenebezeichnet wird, verringert die Verkapselungskosten insgesamt und ermöglicht, eine höhereAnschlussdichte zwischen dem Baustein und seiner mikroelektronischen Umgebung zu erzielenals mit herkömmlicheren Verkapselungen, die in der Regel Außendimensionen aufweisen, dieum ein Vielfaches größer als der eigentliche Baustein sind.

[0003] Bis vor kurzem waren Anschlusskonzepte im Allgemeinen auf zwei Dimensionen be¬schränkt, was bedeutete, dass die elektrischen Verbindungen zwischen dem Baustein und derentsprechenden Platte oder Verkapselungsfläche, an die er montiert ist, alle in einer horizonta¬len oder x-y-Ebene angeordnet wurden. Die Mikroelektronikindustrie hat jetzt erkannt, dassbeträchtliche Steigerungen der Anschlussdichte des Bausteins und entsprechende Verringe¬rungen der Signalverzögerungen (infolge einer Verkürzung des Abstands zwischen elektrischenVerbindungspunkten) erzielt werden können, indem Bausteine vertikal gestapelt und ange¬schlossen werden, d. h. in der z-Richtung. Zwei allgemeine Erfordernisse für die Bausteinstape¬lung sind: (1) Abdünnung des Bausteins in der Richtung durch den Wafer von der Rückseiteund (2) anschließendes Bilden von elektrischen Verbindungen durch den Wafer, die im Allge¬meinen als Silizium-Durchkontaktierungen (Through-Silicon Vias) oder „TSV“ bezeichnet wer¬den und die auf der Rückseite des Bausteins enden. Was das betrifft, ist die Halbleiterbaustein-Abdünnung nun zu einer Standardpraxis geworden, selbst wenn Bausteine nicht in einer Sta¬pelkonfiguration verkapselt werden, das es die Wärmeableitung erleichtert und ermöglicht, mitkompakten elektronischen Produkten, wie Mobiltelefonen, einen viel kleineren Formfaktor zuerzielen.

[0004] Es besteht zunehmendes Interesse am Abdünnen von Halbleiterbausteinen auf wenigerals 100 Mikrometer, um ihre Profile zu verringern, insbesondere wenn sie oder die entspre¬chenden Verkapselungen, in denen sie sich befinden, gestapelt werden, und um die Bildungvon elektrischen Rückseiten-Verbindungen auf den Bausteinen zu vereinfachen. Siliziumwafer,die bei der Massenproduktion von integrierten Schaltungen verwendet werden, weisen in derRegel einen Durchmesser von 200 oder 300 mm auf und haben eine durch den Wafer gehendeDicke von etwa 750 Mikrometer. Ohne Abdünnung wäre es nahezu unmöglich, elektrischeRückseiten-Verbindungen zu bilden, die mit Schaltkreisen auf der Vorderseite verbunden sind,indem die Verbindungen durch den Wafer geführt werden. Hoch effiziente Abdünnungsverfah¬ren für Halbleiterqualität-Silizium- und Compound-Halbleiter, die auf mechanischem Schleifen(Rückschleifen) und Polieren sowie chemischem Ätzen beruhen, sind jetzt im Handel im Ge¬brauch. Diese Verfahren ermöglichen, die Bausteinwaferdicke in einigen wenigen Minuten aufweniger als 100 Mikrometer zu verringern, während eine präzise Kontrolle der Gleichmäßigkeit der Dicke über mehrere Wafer hinweg bewahrt wird.

[0005] Bausteinwafer, die auf weniger als 100 Mikrometer abgedünnt wurden, und insbesonde¬re jene, die auf weniger als 60 Mikrometer abgedünnt wurden, sind äußerst zerbrechlich undmüssen über ihre gesamten Dimensionen gestützt werden, um Rissbildung oder Zerbrechen zuverhindern. Verschiedene Wafer-Stäbe und - Spannvorrichtungen wurden zum Transportierenultradünner Bausteinwafer entwickelt, es besteht jedoch noch immer das Problem, wie dieWafer während der Rückschleif- und TSV-Bildungsverfahren, die Schritte wie chemisch/me-chanisches Polieren (CMP), Lithographie, Ätzen, Abscheidung, Tempern und Reinigen beinhal¬ten, zu stützen sind, da diese Schritte den Bausteinwafer hohen thermischen und mechani¬schen Belastungen aussetzen, während dieser abgedünnt wird oder nach dem Abdünnen. Einezunehmend populärere Vorgehensweise zur Handhabung ultradünner Wafer beinhaltet dasMontieren des Bausteinwafers von voller Dicke mit der Oberseite nach unten auf einem starrenTräger mit einem polymeren Klebstoff. Er wird dann abgedünnt und von der Rückseite bearbei¬tet. Der vollständig bearbeitete Wafer wird dann von dem Träger durch thermische, thermome¬chanische oder chemische Verfahren entfernt oder entklebt, nachdem die Rückseitenbearbei¬tung abgeschlossen wurde.

[0006] Zu üblichen Trägermaterialien zählen Silizium (z. B. ein Bausteinwafer-Rohling),Kalknatronglas, Borsilikatglas, Saphir und verschiedene Metalle und Keramiken. Die Trägerkönnen quadratisch oder rechteckig sein, sind jedoch häufiger rund und sind so dimensioniert,dass sie dem Bausteinwafer entsprechen, so dass die verklebte Baugruppe in herkömmlichenBearbeitungswerkzeugen und Kassetten gehandhabt werden kann. Gelegentlich sind die Trä¬ger perforiert, um das Entklebungsverfahren (Debonden) zu beschleunigen, wenn eine flüssigeChemikalie verwendet wird, um den polymeren Klebstoff als Mittel zur Trennung aufzulösenoder zu zersetzen.

[0007] Die zum temporären Verkleben (Bonden) der Wafer verwendeten polymeren Klebstoffewerden in der Regel mittels Rotationsbeschichtung oder Sprühbeschichtung aus Lösung oderLaminierung als Trockenfolienband aufgebracht. Durch Rotationsbeschichtung oder Sprühenaufgebrachte Klebstoffe werden zunehmend bevorzugt, da sie Beschichtungen mit größererDickengleichmäßigkeit bilden, als Bänder bereitstellen können. Eine größere Dickengleichmä¬ßigkeit überträgt sich in eine größere Kontrolle der Gleichmäßigkeit der Dicke über mehrereWafer hinweg nach der Abdünnung. Die polymeren Klebstoffe zeigen eine größere Bindefestig¬keit zu dem Bausteinwafer und dem Träger.

[0008] Der polymere Klebstoff kann durch Rotationsbeschichtung auf den Baustein wafer, denTräger oder beide aufgebracht werden, je nach der erforderten Dicke und Ebenheit (Flachheit)der Beschichtung. Der beschichtete Wafer wird gebrannt, um das gesamte Beschichtungslö¬sungsmittel von der Schicht des polymeren Klebstoffs zu entfernen. Der beschichtete Wafer undder Träger werden dann zum Verkleben mit einer beheizten mechanischen Presse in Kontaktgebracht. Eine ausreichende Temperatur und ein ausreichender Druck werden angewendet, umzu bewirken, dass der Klebstoff in die Strukturmerkmale des Bausteinwafers fließt und dieseausfüllt und einen engen Kontakt mit allen Bereichen der Oberflächen des Bausteinwafers unddes Trägers zu erreichen.

[0009] Das Entkleben eines Bausteinwafers von dem Träger nach der Rückseitenbearbeitungwird in der Regel mittels einem der folgenden Wege durchgeführt: [0010] (1) Chemisch - der verklebte Waferstapel wird in ein Lösungsmittel oder eine Chemikalieeingetaucht oder damit besprüht, um den polymeren Klebstoff aufzulösen oder zu zersetzen.

[0011] (2) Photochemische Zersetzung - Der verklebte Waferstapel wird durch einen lichtdurch¬lässigen Träger mit einer Lichtquelle bestrahlt, um die Klebstoffgrenzschicht, die an den Trägerangrenzt, photochemisch zu zersetzen. Der Träger kann dann von dem Stapel getrennt werdenund der Rest des polymeren Klebstoffs wird von dem Bausteinwafer entfernt, während dieser ineiner Spannvorrichtung gehalten wird.

[0012] (3) Thermomechanisch - Der verklebte Waferstapel wird über die Erweichungstempera- tur des polymeren Klebstoffs erhitzt und der Bausteinwafer wird dann von dem Träger weggeschoben oder gezogen, während er von einer Spannvorrichtung zum Halten des komplettenWafers gestützt wird.

[0013] (4) Thermische Zersetzung - Der verklebte Waferstapel wird über die Zersetzungstem¬peratur des polymeren Klebstoffs erhitzt, was bewirkt, dass dieser verdampft und die Adhäsionzu dem Bausteinwafer und dem Träger verliert.

[0014] Jedes dieser Entklebungsverfahren hat Nachteile, die seine Verwendung in einer Pro¬duktionsumgebung stark einschränken. Zum Beispiel ist das chemische Entkleben durch Auflö¬sen des polymeren Klebstoffs ein langsamer Vorgang, da das Lösungsmittel über große Entfer¬nungen durch das viskose Polymermedium diffundieren muss, um die Trennung zu bewirken.Das heißt, das Lösungsmittel muss von der Kante der verklebten Substrate oder von einerPerforation in dem Träger in den lokalen Bereich des Klebstoffs diffundieren. In beiden Fällenist der zur Lösungsmitteldiffusion und -penetration erforderliche Mindestabstand mindestens 3 -5 mm und kann viel mehr betragen, selbst bei Perforationen zum Steigern des Lösungsmittel¬kontakts mit der Klebeschicht. Behandlungszeiten von mehreren Stunden, selbst bei erhöhtenTemperaturen (> 60 °C), sind gewöhnlich erforderlich, damit das Entkleben stattfindet, wasbedeutet, dass der Waferdurchsatz niedrig sein wird.

[0015] Die photochemische Zersetzung ist ebenfalls ein langsamer Vorgang, da das gesamteverklebte Substrat nicht gleichzeitig belichtet werden kann. Stattdessen muss die belichtendeLichtquelle, bei der es sich gewöhnlich um einen Laser mit einem Strahlquerschnitt von nureinigen wenigen Millimetern handelt, jeweils auf einen kleinen Bereich fokussiert werden, umeine ausreichende Energie zu liefern, damit die Zersetzung der Klebeschicht des Klebstoffsstattfindet. Der Strahl tastet dann fortlaufend das gesamte Substrat ab (oder rastert dieses), umdie gesamte Oberfläche zu entkleben, was zu langen Entklebungszeiten führt.

[0016] Obgleich eine thermomechanische (TM) Entklebung in der Regel in einigen wenigenMinuten durchgeführt werden kann, weist sie andere Einschränkungen auf, die die Baustein¬ausbeute verringern können. An der Rückseite durchgeführte Verfahren für temporär verklebteBausteinwafer beinhalten oftmals Arbeitstemperaturen von mehr als 200 °C oder sogar 300 °C.Die zur TM-Entklebung verwendeten polymeren Klebstoffe dürfen sich bei oder in der Nähe derArbeitstemperatur weder zersetzen noch übermäßig erweichen; andernfalls würde die Entkle¬bung vorzeitig stattfinden. Infolgedessen werden die Klebstoffe normalerweise so entwickelt,dass sie bei 20 - 50 °C über der Arbeitstemperatur hinreichend erweichen, damit die Entklebungerfolgt. Die zur Entklebung erforderliche hohe Temperatur erlegt dem verklebten Paar infolgeder Wärmeausdehnung beträchtliche Belastungen auf. Gleichzeitig erzeugt die hohe mechani¬sche Kraft, die zum Bewegen des Bausteinwafers von dem Träger weg durch eine Gleit-, Hebe¬oder Drehbewegung erforderlich ist, eine zusätzliche Belastung, die verursachen kann, dassder Bausteinwafer zerbricht, oder die im mikroskopischen Schaltkreis einzelner BausteineSchäden hervorruft, was zum Versagen des Bausteins und einer Ausbeuteminderung führt.

[0017] Entklebung durch thermische Zersetzung (TZ) ist auch für ein Zerbrechen der Waferanfällig. Gase werden produziert, wenn der polymere Klebstoff zersetzt wird, und diese Gasewerden zwischen dem Bausteinwafer und dem Träger eingeschlossen, bevor der Großteil desKlebstoffs entfernt wurde. Die Ansammlung eingeschlossener Gase kann bewirken, dass aufdem dünnen Bausteinwafer Blasen und Risse entstehen oder er sogar reißt. Ein weiteres Prob¬lem der TZ-Entklebung besteht darin, dass die Polymerzersetzung oftmals von der Bildunghartnäckiger, karbonisierter Reste begleitet wird, die mit üblichen Reinigungsverfahren nicht vondem Baustein entfernt werden können.

[0018] Die Einschränkungen dieser Entklebungsverfahren des Standes der Technik für polyme¬re Klebstoffe haben den Bedarf an neuen Methoden zur Handhabung von mit Trägem gestütz¬ten dünnen Wafern entstehen lassen, die einen hohen Waferdurchsatz bereitstellen und dieWahrscheinlichkeiten eines Zerbrechens des Bausteinwafers und einer internen Beschädigungdes Bausteins verringern oder eliminieren.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0019] Die vorliegende Erfindung stellt allgemein eine neue Ringklemme zum Trennen verkleb¬ter Substrate bereit. Die Ringklemme hat einen ebenen Körper mit einem im Wesentlichenkreisförmigen Profil und einer zentralen Öffnung. Der Körper umfasst eine ringförmige Innensei¬tenwand; eine ringförmige Außenseitenwand; eine obere Fläche, die sich zwischen der Innen¬seitenwand und der Außenseitenwand erstreckt; eine Wafereingriffsfläche, die sich von derInnenseitenwand nach außen in im Wesentlichen paralleler Ausrichtung mit der oberen Flächeerstreckt, wobei die Wafereingriffsfläche an einem Punkt in dem Körper endet, der von derAußenseitenwand beabstandet ist; und einen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Grat,der sich von dem Punkt nach innen und von der Wafereingriffsfläche weg neigt. Die Waferein¬griffsfläche und der ringförmige Grat bilden gemeinsam eine ringförmige Waferaufnahmenut.

[0020] Die vorliegende Erfindung zielt außerdem auf die Kombination einer Klemme mit einemebenen Körper mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Profil, die eine ringförmige Waferauf¬nahmenut umfasst, und eines ebenen Substrats mit einer äußersten Kante, die den Umfangdes Substrats definiert, ab, wobei mindestens ein Teil des Umfangs in der Waferaufnahmenutaufgenommen wird.

[0021] Es wird außerdem allgemein ein neuartiges Verfahren zum temporären Verkleben (Bon¬den) beschrieben. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Stapels, der ein erstes Sub¬strat und ein zweites Substrat, das an das erste Substrat geklebt ist, umfasst, und das Trennendes ersten Substrats und des zweiten Substrats unter Anwendung einer Abziehbewegung.

[0022] Das erste Substrat weist eine Rückfläche und eine Bausteinfläche auf, wobei die Bau¬steinfläche einen peripheren Bereich und einen zentralen Bereich aufweist. Das zweite Substratweist eine Trägerfläche, eine Rückseitenfläche und eine äußerste Kante, die den Umfang deszweiten Substrats definiert, auf, wobei die Trägerfläche einen peripheren Bereich und einenzentralen Bereich aufweist. Das erste und das zweite Substrat werden durch Ausüben einerKraft auf einen Teil des Umfangs des zweiten Substrats getrennt, was bewirkt, dass das zweiteSubstrat in einem Winkel von dem Stapel weg gebogen wird, wodurch das erste Substrat unddas zweite Substrat gemäß dem Verfahren getrennt werden.

[0023] Es wird außerdem allgemein ein Verfahren zum Bilden einer temporären Wafer-Verklebungsstruktur beschrieben. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines ersten Sub¬strats mit einer Vorderfläche und einer Rückfläche; das Bilden einer Verklebungsschicht auf derVorderfläche des ersten Substrats; das Bereitstellen eines zweiten Substrats mit einer Vorder¬fläche und einer Rückfläche, wobei die Vorderfläche einen oberflächenmodifizierten Bereich,einen unmodifizierten Bereich und eine optionale Maske, die an den unmodifizierten Bereichangrenzt, aufweist; und das Inkontaktbringen der Vorderfläche des zweiten Substrats mit derVerklebungsschicht auf dem ersten Substrat, um dadurch die temporäre Verklebungsstruktur zubilden. Vorteilhafterweise umfassen die Verklebungsschicht und der oberflächenmodifizierteBereich des zweiten Substrats zwischen sich eine Grenzfläche mit geringer Verklebung.

[0024] Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine scheibenförmige Klemme zum Trennenverklebter Substrate bereit. Die Klemme weist einen festen, ebenen Körper mit einem im We¬sentlichen kreisförmigen Profil auf. Der Körper umfasst eine ringförmige Außenseitenwand, dieden Außendurchmesser des Körpers definiert; eine obere Fläche, die sich über den gesamtenDurchmesser zwischen der Außenseitenwand erstreckt; eine Wafereingriffsfläche, die sichzwischen einem Punkt in dem Körper erstreckt, der von der Außenseitenwand beabstandet ist;und einen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Grat, der sich von dem Punkt nach innenund von der Wafereingriffsfläche weg neigt. Vorteilhafterweise bilden die Wafereingriffsflächeund der ringförmige Grat gemeinsam eine ringförmige Waferaufnahmenut.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0025] Figur (Fig.) 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Waferstapels; [0026] Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung, die eine alternative Ausführungsform zum Verkleben von Substraten zeigt; [0027] Fig. 3 ist eine schematische Zeichnung, die eine andere alternative Ausfüh¬ rungsform zum Verkleben von Substraten zeigt; [0028] Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung, die noch eine andere alternative Aus¬ führungsform zum Verkleben von Substraten zeigt; [0029] Fig. 5(a) ist eine Draufsicht einer Ringklemme zum Trennen verklebter Substrate gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; [0030] Fig. 5(b) ist eine Draufsicht einer scheibenförmigen Klemme zum Trennen verkleb¬ ter Substrate gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; [0031] Fig. 6(a) ist eine bruchstückhafte Schnittansicht einer Ringklemmenvorrichtung, die entlang Schnittlinie 6(a) in Fig. 5(a) genommen wurde, zum Trennen ver¬klebter Substrate gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; [0032] Fig. 6(b) ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts der Ringklemme von

Fig. 6(a), die einen Wafer eines verklebten Stapels gemäß einer Ausfüh¬rungsform der Erfindung erfasst; [0033] Fig. 6(c) ist eine bruchstückhafte Schnittansicht einer scheibenförmigen Klemmen¬ vorrichtung, die entlang Schnittlinie 6(c) in Fig. 5(b) genommen wurde,zum Trennen verklebter Substrate gemäß einer Ausführungsform der Er¬findung; [0034] Fig. 7 ist eine schematische Schnittzeichnung eines Beispiels, das zur Illustrati¬ on eines Anwendungszwecks dient, in dem die Ringklemme und eine Un¬terdruckspannvorrichtung zur Trennung der verklebten Substrate einge¬setzt werden; [0035] Fig. 8 ist eine schematische Schnittzeichnung eines Beispiels, das zur Illustrati¬ on eines Anwendungszwecks dient, in dem die Ringklemme und eine miteiner Klebefolie bedeckte Spannvorrichtung zur Trennung der verklebtenSubstrate eingesetzt werden; [0036] Fig. 9 ist eine schematische Schnittzeichnung eines Beispiels, das zur Illustrati¬ on eines Anwendungszwecks dient, in dem der erfindungsgemäße Trenn¬vorgang dargestellt wird; [0037] Fig. 10 ist eine schematische Schnittzeichnung eines Beispiels, das zur Illustrati¬ on eines Anwendungszwecks dient, in dem eine flexible Spannvorrichtungund eine Unterdruckspannvorrichtung zur Trennung der verklebten Sub¬strate eingesetzt werden; [0038] Fig. 11 ist eine schematische Schnittzeichnung eines Beispiels, das zur Illustrati¬ on eines Anwendungszwecks dient, in dem eine flexible Spannvorrichtungund eine mit einer Klebefolie bedeckte Spannvorrichtung zur Trennungder verklebten Substrate eingesetzt werden; [0039] Fig. 12 ist eine schematische Schnittzeichnung eines Beispiels, das zur Illustrati¬ on eines Anwendungszwecks dient, in dem eine Klebefolie und eine Un¬terdruckspannvorrichtung zur Trennung der verklebten Substrate einge¬setzt werden; und [0040] Fig. 13 ist eine schematische Schnittzeichnung eines Beispiels, das zur Illustrati¬ on eines Anwendungszwecks dient, in dem eine Klebefolie und eine mit einer Klebefolie bedeckte Spannvorrichtung zur Trennung der verklebten

Substrate eingesetzt werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0041] Genauer gesagt stellt die vorliegende Erfindung neue Demontageverfahren und -Vor¬richtungen zum Trennen temporär, permanent oder semipermanent verklebter Substrate, wie ineinem Waferstapel, unter Anwendung einer Abziehbewegung bereit. Wie hierin verwendet,beziehen sich alle Verweise auf "abziehen", "abgezogen" oder eine "Abziehbewegung" auf diefortlaufende Ablösung der verklebten Oberfläche des Substrats, das getrennt wird, beginnendmit der äußersten Kante eines Teils des Umfangs des Substrats und fortfahrend quer längs derSubstratoberfläche zu der gegenüberliegenden Kante/Seite des Substrats. Wie hierin verwen¬det, beziehen sich Verweise auf "einen Teil" des Umfangs auf einen Abschnitt des Umfangs,der weniger als der gesamte Umfang (und vorzugsweise weniger als etwa 1/2 oder weniger alsetwa 1/4 des Umfangs) ist, und kann mehr als eine Stelle um den Umfang des Substrats herumbeinhalten, wenn das Abziehen eingeleitet wird (vorzugsweise 4 oder weniger Stellen, mehrbevorzugt 2 oder weniger Stellen und noch mehr bevorzugt eine Stelle). Im Allgemeinen wirdzum Abziehen der Substrate voneinander eine nach oben gerichtete Kraft auf einen Teil desUmfangs des Substrats ausgeübt, die bewirkt, dass das Substrat sich biegt und in einem Winkelvon dem Stapel abgelenkt wird, wodurch zunächst das Substrat an diesem Teil der äußerstenKante von dem Stapel getrennt wird, worauf die fortlaufende Trennung des Substrats von dieseranfänglichen Kante zu der gegenüberliegenden Kante des Substrats folgt, bis die gesamteSubstratoberfläche von dem Stapel getrennt (d. h. abgezogen) wurde. Verschiedene Verfahrenund Vorrichtungen, einschließlich einer neuartigen Ringklemme, werden im Folgenden detail¬liert beschrieben, um diese Abziehbewegung zu erleichtern, zusammen mit mehreren geeigne¬ten Verfahren zum Bilden der in der Erfindung verwendeten temporär, permanent oder semi¬permanent verklebten Substrate.

[0042] Fig. 1 stellt eine Ausführungsform eines Stapels 10 von zwei reversibel verklebtenWafern dar. Geeignete Verfahren zum Bilden eines solchen Stapels sind in der US-PatentschriftNr. 2009/0218560, eingereicht am 23. Januar 2009, offenbart, die durch Bezugnahme in ihrerGesamtheit in dem Ausmaß, das es mit der vorliegenden Anmeldung nicht unvereinbar ist,hierin aufgenommen ist. Man wird zu schätzen wissen, dass die Reihenfolge des Zusammenfü-gens oder Aufbringens der Komponenten, um den Waferstapel 10 zu bilden, unterschiedlichsein wird, wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2009/0218560 offenbart,und kann in einer beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden, die zum Erzielen des Stapels10, wie in Fig. 1 dargestellt, geeignet ist.

[0043] Die Stapelstruktur 10 enthält ein erstes Substrat 12. In dieser Ausführungsform ist daserste Substrat 12 ein Bausteinwafer. Das heißt, das Substrat 12 weist eine Vorder- oder Bau¬steinfläche 14, eine Rückfläche 16 und eine äußerste Kante 17 auf, die den Umfang (den Um¬riss) des Substrats definiert. Obgleich das Substrat 12 eine beliebige Form aufweisen kann,hätte es in der Regel ein kreisförmiges Profil, obwohl Wafer-Fiats auch verwendet werdenkönnen (kreisförmige Wafer mit einer oder mehreren geraden Kanten auf dem Außenumfangdes Wafers). Ungeachtet der Form weist die Vorder- oder Bausteinfläche 14 einen peripherenBereich 18 und einen zentralen Bereich 20 auf. Der periphere Bereich 18 hat vorzugsweise eineBreite von etwa 0,05 mm bis etwa 10 mm, mehr bevorzugt von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm undnoch mehr bevorzugt von etwa 1 mm bis etwa 2,5 mm.

[0044] Bevorzugte erste Substrate 12 enthalten Bausteinwafer, deren Bausteinflächen Arraysvon Bausteinen umfassen, die aus der Gruppe bestehend aus integrierten Schaltungen, MEMS,Mikrosensoren, Leistungshalbleitern, Leuchtdioden, photonischen Schaltungen, Interposern,eingebetteten passiven Bausteinen und anderen Mikrobausteinen, die auf oder aus Silizium undanderen Halbleitermaterialien, wie Silizium-Germanium, Galliumarsenid und Galliumnitrid,hergestellt sind, ausgewählt sind. Die Oberflächen dieser Bausteine umfassen gewöhnlich

Strukturen, die aus einem oder mehreren der folgenden Materialien hergestellt sind: Silizium,Polysilizium, Siliziumdioxid, Silizium(oxy)nitrid, Metalle (z. B. Kupfer, Aluminium, Gold, Wolfram,Tantal), Dielektrika mit niedriger Dielektrizitätskonstante, Polymer-Dielektrika und verschiedeneMetallnitride und -silizide. Die Bausteinfläche 13 kann auch erhabene Strukturen beinhalten, wieLötperlen und Metallstäbe und -säulen.

[0045] Der Stapel 10 enthält außerdem ein zweites Substrat 22. In dieser bestimmten Ausfüh¬rungsform ist das zweite Substrat 22 ein Trägersubstrat. Das zweite Substrat 22 beinhaltet eineTrägerfläche 24 und eine Rückfläche 26 und eine Außenkante 27 auf, die den Umfang desSubstrats 22 definiert. Wie es bei dem ersten Substrat 12 der Fall war, kann das zweite Sub¬strat 22 eine beliebige Form aufweisen, obgleich es in der Regel ein kreisförmiges Profil hätteund/oder mindestens eine Flat aufweisen würde. Des Weiteren wäre das zweite Substrat 22vorzugsweise so dimensioniert, dass es ungefähr die gleiche Größe wie das erste Substrat 12hat, so dass die Außenkante 27 des zweiten Substrats 22 längs im Wesentlichen der gleichenEbene wie die Außenkante 17 des ersten Substrats 12 liegen wird. Ungeachtet der Form weistdie Trägerfläche 24 einen peripheren Bereich 28 und einen zentralen Bereich 30 auf. Der perip¬here Bereich 28 hat vorzugsweise eine Breite von etwa 0,05 mm bis etwa 10 mm, mehr bevor¬zugt von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm und noch mehr bevorzugt von etwa 1 mm bis etwa 2,5 mm.

[0046] Bevorzugte zweite Substrate 22 umfassen ein Material, das aus der Gruppe bestehendaus Silizium, Saphir, Quarz, Metallen (z. B. Aluminium, Kupfer, Stahl) und verschiedenen Glä¬sern und Keramiken ausgewählt ist. Das Substrat 22 kann auch andere Materialien beinhalten,die auf seiner Fläche 24 abgeschieden sind. Zum Beispiel kann Siliziumnitrid auf einem Silizi¬umwafer abgeschieden werden, um die Verklebungscharakteristika der Fläche 24 zu verän¬dern.

[0047] In der Zwischenschicht zwischen dem ersten Substrat 12 und dem zweiten Substrat 22ist eine Schicht 32 aus Füllmaterial, die an die Bausteinfläche 14 bzw. die Trägerfläche 24angrenzt. Die Dicke der Schicht 32 (an ihrem dicksten Punkt gemessen) wird von der Höhe derTopographie auf dem ersten Substrat 12 abhängen und kann zwischen etwa 5 pm und etwa150 pm liegen. In einigen Ausführungsformen reicht die bevorzugte Dicke von etwa 5 pm bisetwa 100 pm, mehr bevorzugt von etwa 5 pm bis etwa 50 pm und noch mehr bevorzugt vonetwa 10 pm bis etwa 30 pm.

[0048] Beim Bilden des Stapels 10 kann das Füllmaterial mit beliebigen herkömmlichen Mitteln,einschließlich Rotationsbeschichtung, Gießen aus Lösung (z. B. Meniskusbeschichtung, Wal¬zenbeschichtung), Tintenstrahlbeschichtung und Sprühbeschichtung, auf entweder das Sub¬strat 12 oder das Substrat 22 aufgebracht werden. Es ist bevorzugt, dass die Füllschicht 32 soaufgebracht wird, dass sie eine Dicke (an ihrem dicksten Punkt gemessen) von etwa 5 pm bisetwa 100 pm, mehr bevorzugt von etwa 5 pm bis etwa 50 pm und noch mehr bevorzugt vonetwa 10 pm bis etwa 30 pm aufweist. Wenn Sie mittels Rotationsbeschichtung aufgebrachtwird, wird die materialbildende Füllschicht 32 in der Regel bei Geschwindigkeiten von etwa 100U/min bis etwa 500 U/min für einen Zeitraum von etwa 15 Sekunden bis etwa 300 Sekundenmittels Rotationsbeschichtung aufgebracht. Die Schicht würde dann in der Nähe der oder überdem Siedepunkt des Lösungsmittels bzw. der Lösungsmittel, das bzw. die in der Füllschicht 32vorliegt bzw. vorliegen, (z. B. von etwa 80 °C bis etwa 250 °C für einen Zeitraum von etwa 1Minute bis etwa 15 Minuten gebrannt, um den Lösungsmittelrestgehalt in der Füllschicht 32 aufweniger als etwa 1 Gew.-% zu verringern.

[0049] Die Füllschicht 32 ist in der Regel aus einem Material hergestellt, das Monomere, Oli¬gomere und/oder Polymere umfasst, die in einem Lösungsmittelsystem dispergiert oder gelöstsind. Wenn die Füllschicht 32 mittels Rotationsbeschichtung aufgebracht wird, ist bevorzugt,dass der Feststoffgehalt dieses Materials von etwa 1 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, mehr bevor¬zugt von etwa 5 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% und noch mehr bevorzugt von etwa 10 Gew.-%bis etwa 30 Gew.-% beträgt. Zu Beispielen geeigneter Monomere, Oligomere und/oder Polyme¬re zählen jene, die aus der Gruppe bestehend aus cyclischen Olefinpolymeren und -

Copolymeren und amorphen Fluorpolymeren mit hohem atomarem Fluorgehalt (mehr als etwa30 Gew.-%), wie fluorierte Siloxanpolymere, fluorierte Ethylen/Propylen-Copolymere, ausge¬wählt sind, wobei Polymere mit seitenständigen Perfluoralkoxygruppen und Copolymere vonTetrafluorethylen und 2,2-Bistrifluormethyl-4,5-difluor-1,3-dioxol besonders bevorzugt sind. Manwird zu schätzen wissen, dass die Bindefestigkeit dieser Materialien von ihren spezifischenchemischen Strukturen und den Beschichtungs- und Brennbedingungen, die angewendet wer¬den, um sie aufzubringen, abhängen wird.

[0050] Zu Beispielen geeigneter Lösungsmittelsysteme für cyclische Olefinpolymere und -copolymere zählen Lösungsmittel, die aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Lösungs¬mitteln, wie Hexan, Decan, Dodecan und Dodecen; alkylsubstituierten aromatischen Lösungs¬mitteln, wie Mesitylen; und Gemischen davon ausgewählt sind. Zu geeigneten Lösungsmittelnfür amorphe Fluorpolymere zählen Fluorkohlenstofflösungsmittel, die beispielsweise von der 3MCorporation unter der Bezeichnung FLUORINERT® vertrieben werden.

[0051] In einer anderen Ausführungsform könnte die Füllschicht auch aus einem polymerenMaterial hergestellt sein, die dispergierte Nanoteilchen enthält. Zu geeigneten Nanoteilchenzählen jene, die aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Ceroxid, Titandioxid, Silizium¬dioxid, Zirconiumdioxid, Graphit und Gemischen davon ausgewählt sind.

[0052] Das Material, aus dem die Füllschicht 32 hergestellt wird, sollte bei Temperaturen vonetwa 150 °C bis etwa 350 °C und vorzugsweise von etwa 200 °C bis etwa 300 °C stabil bleiben.Darüber hinaus sollte dieses Material unter den chemischen Einwirkungsbedingungen stabilsein, die in den bestimmten an der Rückseite durchgeführten Vorgängen angetroffen werden,denen es ausgesetzt werden wird. Die Füllschicht 32 sollte sich unter diesen Bedingungen nichtzersetzen (d. h. eine Gewichtsabnahme von weniger als etwa 1 %) oder anderweitig seinemechanische Intaktheit verlieren, beispielsweise durch Schmelzen. Die Füllschicht 32 sollteauch keine Ausgasung zeigen, da dies bewirken könnte, dass sich auf den dünnen Baustein¬wafer Blasen bilden oder die Wafer sich verformen, insbesondere wenn sie Hochvakuumvor¬gängen ausgesetzt werden, wie während der Abscheidung von CVD-Dielektrikumsschichten.

[0053] In dieser Ausführungsform bildet die Füllschicht 32 vorzugsweise keine starken Klebe¬verbindungen, wodurch die Trennung zu einem späteren Zeitpunkt erleichtert wird. Allgemeingesprochen beinhalten wünschenswerte Materialien amorphe polymere Materialien, die: (1)geringe freie Oberflächenenergien aufweisen; (2) nicht klebrig sind, wobei von ihnen bekanntsind, dass sie nicht stark an Glas-, Silizium- und Metalloberflächen kleben (d. h. in der Regelsehr niedrige Konzentrationen von Hydroxyl- oder Carbonsäuregruppen und vorzugsweisekeine derartigen Gruppen hätten); (3) aus Lösung gegossen oder zu einem dünnen Film zurLaminierung ausgebildet sein können; (4) unter typischen Verklebungsbedingungen fließenwerden, um die Oberflächentopographie des Bausteinwafers zu füllen, wobei eine hohlraum¬freie Klebschicht zwischen den Substraten gebildet wird; und (5) unter mechanischen Belastun¬gen, die während der Rückseitenbearbeitung angetroffen werden, nicht reißen, fließen oder sichneu verteilen, selbst wenn die Bearbeitung bei hohen Temperaturen oder unter Hochvaku¬umbedingungen durchgeführt wird. Wie hierin verwendet, ist geringe freie Oberflächenenergieals ein polymeres Material oder eine polymere Oberfläche definiert, die einen Kontaktwinkel mitdem Wafer von mindestens etwa 90° und eine kritische Oberflächenspannung von weniger alsetwa 40 dyn/cm, vorzugsweise weniger als etwa 30 dyn/cm und mehr bevorzugt von etwa 12dyn/cm bis etwa 25 dyn/cm zeigt, wie durch Kontaktwinkelmessungen bestimmt.

[0054] Eine geringe Bindefestigkeit bezieht sich auf polymere Materialien oder Oberflächen, diehaftabweisend sind oder von einem Substrat mit nur leichtem Handdruck abgezogen werdenkönnen, wie er zum Entkleben einer Haftnotiz angewendet werden würde. Folglich wären alleMaterialien mit einer Haftfestigkeit von weniger als etwa 50 psig, vorzugsweise weniger als etwa35 psig und mehr bevorzugt von etwa 1 psig bis etwa 30 psig, zur Verwendung als Füllschicht32 wünschenswert. Wie hierin verwendet, wird die Haftfestigkeit mittels ASTM D4541/D7234bestimmt. Zu Beispielen geeigneter polymerer Materialien, die die obigen Eigenschaften zeigen,zählen einige cyclische Olefinpolymere und -copolymere, die unter den Namen APEL® von

Mitsui, TOPAS® von Ticona und ZEONOR®von Zeon vertrieben werden, und lösungsmittellösli¬che Fluorpolymere, wie CYTOP®-Polymere, die von Asahi Glass vertrieben werden, und TEF-LON®-AF-Polymere, die von DuPont vertrieben werden. Die Bindefestigkeit dieser Materialienwird von den Beschichtungs- und Brennbedingungen, die angewendet werden, um sie aufzu¬bringen, abhängen.

[0055] Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wurde der äußerste Teil der Füllschicht 32 entfernt und grenztnur an die zentralen Bereiche 20 und 30 der Bausteinfläche 14 bzw. der Trägerfläche 24 an.Dies kann mit einem beliebigen Mittel erreicht werden, das die Entfernung der gewünschtenMenge ohne Beschädigung des ersten Substrats 12 ermöglicht, einschließlich Auflösen desäußersten Teils mit einem Lösungsmittel, von dem bekannt ist, dass es ein gutes Lösungsmittelfür das Material ist, aus dem die Füllschicht 32 hergestellt ist. Zu Beispielen solcher Lösungs¬mittel zählen jene, die aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Lösungsmitteln (z. B. He¬xan, Decan, Dodecan und Dodecen), Fluorkohlenstofflösungsmitteln und Gemischen davonausgewählt sind. Nach der Kantenentfernung weist die Füllschicht 32 eine äußerste Kante 33auf, die durch einen Abstand „D“ von der Ebene beabstandet ist, die von der Außenkante 17des ersten Substrats 12 definiert wird. „D“ ist in der Regel von etwa 0,05 mm bis etwa 10 mm,mehr bevorzugt von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm und noch mehr bevorzugt von etwa 1 mm bisetwa 2,5 mm. Der Kontakt mit dem Kantenentfernungslösungsmittel kann für einen ausreichen¬den Zeitraum beibehalten werden, um die gewünschte Menge der Füllschicht 32 aufzulösen,um den gewünschten Abstand „D“ zu erzielen; typische Kontaktzeiten wären jedoch von etwa 5Sekunden bis etwa 60 Sekunden.

[0056] Der äußerste Teil der Füllschicht 32 kann entfernt werden, bevor oder nachdem dieSubstrate 12, 22 Fläche-an-Fläche miteinander verklebt werden bzw. wurden. Wenn er vorherentfernt wird, wird der Stapel 10 durch Inkontaktbringen des zweiten Substrats 22 mit der Füll¬schicht 32 gebildet, wobei ein Hohlraum zwischen dem peripheren Bereich 18 des ersten Sub¬strats 12 und dem peripheren Bereich 28 des zweiten Substrats 22 hinterlassen wird. DieserKontakt wird vorzugsweise unter Wärme und Druck durchgeführt, so dass bewirkt wird, dassdas Material, aus dem die Füllschicht 32 hergestellt ist, sich im Wesentlichen gleichmäßig längsder Vorderfläche 14 des ersten Substrats 12 als auch längs der Trägerfläche 24 des zweitenSubstrats 22 verteilt. Der Druck und die Wärme werden auf Grundlage der chemischen Zu¬sammensetzung der Füllschicht 32 eingestellt und werden so gewählt, dass der Abstand „D“nach dem Verpressen des zweiten Substrats 22 mit dem ersten Substrat 12 sowie vor einemsolchen Zusammenpressen im Wesentlichen gleich bleibt. Das heißt, die Füllschicht 32 wirdwenig bis keinen Fluss in den Hohlraum erfahren, wo die Schicht entfernt wurde, und der Ab¬stand „D“ nach dem Zusammenpressen wird innerhalb von etwa 10 % des Abstands „D“ vordem Zusammenpressen liegen. Typische Temperaturen während dieses Schritts werden vonetwa 150 °C bis etwa 375 °C und vorzugsweise von etwa 160 °C bis etwa 350 °C reichen,wobei typische Drücke von etwa 1000 N bis etwa 5000 N und vorzugsweise von etwa 2000 Nbis etwa 4000 N reichen. Wenn der äußerste Teil der Füllschicht 32 nach dem Verkleben derSubstrate 12, 22 Fläche-an-Fläche entfernt wird, wird der Stapel 10 durch Inkontaktbringen deszweiten Substrats 22 mit der Füllschicht 32 gebildet, unter Wärme und Druck, wie oben be¬schrieben. Der äußerste Teil der Füllschicht 32 wird dann entfernt, wobei ein Hohlraum zwi¬schen dem peripheren Bereich 18 des ersten Substrats 12 und dem peripheren Bereich 28 deszweiten Substrats 22 hinterlassen wird.

[0057] Alternativ dazu wird die Füllschicht 32 als ein Laminat bereitgestellt, die unter Wärme,Druck und/oder Vakuum an das erste Substrat 12 angehaftet wird, wie für das bestimmte Mate¬rial erforderlich ist, um sicherzustellen, dass es keine Hohlräume zwischen der Füllschicht 32und der Vorderfläche 14 gibt. Das Laminat wird vorab in die passende Form (z. B. kreisförmig)geschnitten oder nach dem Aufbringen mechanisch angeglichen, so dass der geeignet bemes¬sene Abstand „D“ erschaffen wird, wie oben erörtert.

[0058] Um den Umfang der äußersten Kante 33 der Füllschicht 32 herum, nachdem der äu¬ßerste Teil der Füllschicht 32 entfernt wurde, bildet ein Bindematerial eine Kantenklebeverbin-dung 34 zwischen dem ersten Substrat 12 und dem zweiten Substrat 22, die eine Dicke aufwei- sen wird, die der oben in Bezug auf die Füllschicht 32 beschriebenen entspricht. Die Kantenkle-beverbindung 34 wird auf den Außenumfang des ersten Substrats 12 und des zweiten Sub¬strats 22 begrenzt sein (d. h. grenzt an die peripheren Bereiche 18 und 28 der Bausteinfläche14 bzw. der Trägerfläche 24 an). In Fällen, in denen das Substrat ein kreisförmiges Profil auf¬weist, wird die Kantenklebeverbindung 34 ringförmig sein. Folglich liegt in dieser Ausführungs¬form eine ungleichmäßige Materialverteilung über die Substrate 12, 22 hinweg vor.

[0059] Wie beim Entfernen des äußersten Teils der Füllschicht 32 kann die Kantenklebeverbin¬dung 34 wiederum aufgebracht werden, bevor oder nachdem die Substrate 12, 22 Fläche-an-Fläche miteinander verklebt werden bzw. wurden. Zum Beispiel wenn die Füllschicht 32 sichaus einem Material mit geringer Bindefestigkeit zusammensetzt, wie TEFLON® AF, ist es vor¬teilhaft, die Kantenklebeverbindung nach dem Aufbringen und dem partiellen Entfernen derFüllschicht 32, jedoch vor dem Inkontaktbringen des zweiten Substrats 22 mit der Füllschicht 32aufzubringen, um die Substrate zu verkleben. Diese alternative Anordnung ist besonders vor¬teilhaft, da das beschichtete Substrat 12 unter Bereitstellung des ersten Substrats 12 als einemTrägerwafer hergestellt werden könnte. Dieses Substrat 12 könnte dann einem Endbenutzerbereitgestellt werden, der einen Bausteinwafer mit dem beschichteten Substrat 12 verklebenund den resultierenden Stapel 10 einer Weiterbearbeitung unterziehen würde. Somit würdedem Endbenutzer zur zusätzlichen Dienlichkeit ein klebstoffbereiter Träger zur Verfügung ste¬hen, wodurch Bearbeitungsschritte für den Endbenutzer eliminiert werden. Wenn die Füllschicht32 und die Kantenklebeverbindung 34 beide vor dem Verkleben der Substrate 12, 22 aufge¬bracht werden, können die Füllschicht 32 und die Kantenklebeverbindung 34 auf dasselbeSubstrat aufgebracht werden, wie oben beschrieben. Alternativ dazu kann die Füllschicht 32aufgebracht und dann der äußerste Teil von einem Substrat (z. B. dem ersten Substrat 12)entfernt werden, während die Kantenklebeverbindung 34 auf den peripheren Bereich 28 einesanderen Substrats (z. B. des zweiten Substrats 22) aufgebracht werden kann, wie mittels Rota¬tionsbeschichtung. Die Substrate 12, 22 können dann Fläche-an-Fläche verklebt werden. DasKantenverklebungsmaterial kann mit einer Reihe von Mitteln eingefügt werden. Zum Beispielwenn es aufgebracht wird, nachdem die Substrate Fläche-an- Fläche verklebt wurden, ist eingeeigneter Mechanismus die Verwendung einer Nadel, Spritze oder eines Spitzenabgabein¬struments, um das Material in den Hohlraum zwischen dem peripheren Bereich 18 des erstenSubstrats 12 und dem peripheren Bereich 28 des zweiten Substrats 22 abzugeben, währenddie Struktur 10 langsam gedreht wird, bis die peripheren Bereiche mit dem Verklebungsmaterialgefüllt sind, wodurch die Kantenklebeverbindung 34 gebildet wird. Die Kantenklebeverbindung34 kann auch mittels Kapillarfüllung des Hohlraums 44 oder mittels chemischer Abscheidungaus der Gasphase aufgebracht werden. In einem weiteren Aufbringungsverfahren kann einflüssiges (zu 100 % Feststoffe oder Lösung) Kantenverklebungsmaterial vor dem Inkontaktbrin¬gen der Substrate 12 und 22 auf die Kante des Träger- oder Bausteinwafers unter Verwendungeines Kantenumhüllablenkplattensystems mittels Rotationsbeschichtung aufgebracht werden.Ein solches System wird von Dalvi-Mahotra et al., „Use of silane-based primer on Silicon wafersto enhance adhesion of edge- protective coatings during wet etching: Application of the TALONWrap™ process“, Proceedings of SPIE, Bd. 6462, 2007, S. 64620B-1 - 64620B-7, offenbart,das durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Die Kantenklebeverbindung 34 wird dann demadäquaten Aushärtungs- oder Härtungsverfahren (z. B. UV-Härtung) unterzogen.

[0060] Die Materialien, aus denen die Kantenklebeverbindung 34 hergestellt wird, sollte einestarke Klebeverbindung mit den Substraten 12 und 22 bilden können. Alle Materialien mit einerHaftfestigkeit von mehr als etwa 50 psig, vorzugsweise von etwa 80 psig bis etwa 250 psig undmehr bevorzugt von etwa 100 psig bis etwa 150 psig wären zur Verwendung als die Kantenkle¬beverbindung 34 wünschenswert. Darüber hinaus ist die Haftfestigkeit der Kantenklebeverbin¬dung 34 mindestens etwa 0,5 psig, vorzugsweise mindestens etwa 20 psig und mehr bevorzugtvon etwa 50 psig bis etwa 250 psig höher als die Haftfestigkeit der Füllschicht 32. Des Weiterenmuss das Material, aus dem die Kantenklebeverbindung 34 hergestellt wird, den Anforderungender Rückseitenbearbeitung hinsichtlich der Wärme- und Chemikalienbeständigkeit genügen.Die Kantenklebeverbindung 34 sollte bei Temperaturen von etwa 150 °C bis etwa 350 °C undvorzugsweise von etwa 200 °C bis etwa 300 °C stabil bleiben. Darüber hinaus sollte dieses

Material unter den chemischen Einwirkungsbedingungen stabil sein, die in den bestimmten ander Rückseite durchgeführten Vorgängen angetroffen werden, denen der verklebte Stapelausgesetzt werden wird. Die Kantenklebeverbindung 34 sollte sich bei den oben beschriebenenRückseitenbearbeitungstemperaturen nicht zersetzen (d. h. eine Gewichtsabnahme von weni¬ger als etwa 1 %) oder anderweitig seine mechanische Intaktheit verlieren. Diese Materialiensollten auch keine flüchtigen Verbindungen freisetzen, die eine Blasenbildung von dünnenBausteinwafern verursachen könnten, insbesondere wenn sie Hochvakuumvorgängen ausge¬setzt werden, wie der Abscheidung von CVD-Dielektrikumsschichten.

[0061] Zu bevorzugten Kantenversiegelungs- oder Kantenverklebungsmaterialien zählen kom¬merzielle Zusammensetzungen zum temporären Verkleben (Bonden) von Wafern, wie dieWaferBOND®-Materialien (erhältlich von Brewer Science Inc., Rolla, MO, USA), manche kom¬merzielle Fotoresistzusammensetzungen, zusammen mit anderen Harzen und Polymeren, dieeine hohe Haftfestigkeit an Halbleitermaterialien, Gläsern und Metallen zeigen. Besondersbevorzugt sind: (1) UV-härtbare Harzsysteme mit hohem Feststoffgehalt, wie reaktive Epoxid¬harze und Acrylharze; (2) verwandte wärmehärtende Harzsysteme, wie Zweikomponenten-Epoxidharz- und -Silikonklebstoffe; (3) thermoplastische Acryl-, Styrol-, Vinylhalogenid- (nichtfluorhaltige) und Vinylesterpolymere und -Copolymere, zusammen mit Polyamiden, Polyimiden,Polysulfonen, Polyethersulfonen und Polyurethanen, die aus der Schmelze oder als Lösungs¬beschichtungen aufgebracht werden, die nach dem Aufbringen gebrannt werden, um die peri¬pheren Bereiche 18 und 28 zu trocknen und dichter zu machen; und (4) cyclische Olefine,Polyolefinkautschuke (z. B. Polyisobutylen) und Klebrigmacherharze auf Kohlenwasserstoffba¬sis. Wie es mit den Materialien der Fall war, die zum Bilden der Füllschicht 32 verwendet wer¬den, wird man zu schätzen wissen, dass die Bindefestigkeit von Kantenverklebungsmaterialienauch von ihren spezifischen chemischen Strukturen und den Beschichtungs- und Brennbedin¬gungen, die angewendet werden, um sie aufzubringen, abhängen wird.

[0062] In einer alternativen Ausführungsform könnte nur die Kantenklebeverbindung 34 zwi¬schen dem ersten Substrat 12 und dem zweiten Substrat 22 verwendet werden. Das heißt,anstelle der oben beschriebenen Füllmaterialien könnte die Schicht, die von der Füllschicht 32in Fig. 1 dargestellt wird, leer sein (d. h. Luft). Somit würde nichts außer Luft an den zentralenBereich 20 des ersten Substrats 12 und den zentralen Bereich 30 des zweiten Substrats 22angrenzen.

[0063] Unter Bezugnahme auf Fig. 2 kann in einem anderen Verfahren des Bildens des Stapels10 eine Oberflächenmodifikation angewendet werden, um die Bindefestigkeitsgrenzfläche zwi¬schen dem Verklebungsmaterial bzw. den Verklebungsmaterialien und dem ersten Substrat 12oder dem zweiten Substrat 22 zu verändern, anstelle eines Füllmaterials mit geringer Bindefes¬tigkeit in der Zwischenschicht. Unter Bezugnahme auf Fig. 2(a)-(d), wobei identische Teile wiein Fig. 1 nummeriert sind, wird eine Schutzzusammensetzung auf den peripheren Bereich 28der Trägerfläche 24 des zweiten Substrats 22 aufgebracht, um eine Schicht einer Maske 36 zubilden, die an den peripheren Bereich 28 angrenzt. Wenn das zweite Substrat 22 ein kreisför¬miges Profil aufweist, hat die Maske 36 somit die Form eines Rings. Eine Vielfalt geeigneterZusammensetzungen kann zum Bilden der Maske 36 verwendet werden. Die Maske 36 solltegegenüber dem Lösungsmittel, das während der Oberflächenmodifikation und einer anderenanschließenden Bearbeitung genutzt wird, beständig sein, wird jedoch vorzugsweise aus einerZusammensetzung hergestellt, die leicht von der Trägerfläche 24 entfernt oder aufgelöst wer¬den kann, ohne die Oberflächenbehandlung zu verschlechtern oder das zweite Substrat 22anderweitig zu beeinträchtigen. Die Maske 36 wird in der Regel aus einem Material hergestellt,das Monomere, Oligomere und/oder Polymere umfasst, die in einem Lösungsmittelsystemdispergiert oder gelöst sind. Zu Beispielen geeigneter Monomere, Oligomere und/oder Polyme¬re zählen jene, die aus der Gruppe bestehend aus Epoxidharzen, Polyamiden, Ethern, Estern,cyclischen Olefinpolymeren und -Copolymeren, amorphen Fluorpolymeren und Kombinationendavon ausgewählt sind. Bevorzugte Zusammensetzungen werden aus der Gruppe bestehendaus Kantenverklebungsmaterialien, wie oben beschrieben (z. B. kommerzielle Zusammenset¬zungen zum temporären Verkleben (Bonden) von Wafern, wie WaferBOND®), Füllmaterialien, wie oben beschrieben, und Fotoresistzusammensetzungen (z. B. SU-8 2002, Microchem,Newton, MA, USA) ausgewählt. Die Maske 36 weist vorzugsweise eine Breite von etwa0,05 mm bis etwa 10 mm, mehr bevorzugt von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm und noch mehrbevorzugt von etwa 1 mm bis etwa 2,5 mm auf. Die Maske weist vorzugsweise eine Dicke vonetwa 0,05 μιη bis etwa 5 gm, mehr bevorzugt von etwa 0,5 gm bis etwa 2,5 gm und noch mehrbevorzugt von etwa 0,5 gm bis etwa 1 gm auf.

[0064] Wie in Fig. 2(b) gezeigt ist, wird der Bereich auf der Trägerfläche 24 des zweiten Sub¬strats 22, der nicht mit der Maske 36 beschichtet ist, dann chemisch modifiziert, um eine Ober¬fläche mit geringer Bindung (d. h. eine nicht haftende Oberfläche oder eine Oberfläche, an derein Füll- oder Verklebungsmaterial nicht stark anhaften kann) zu erhalten. Vorzugsweise ist derzentrale Bereich 30 der Trägerfläche 24 der Bereich, der der Oberflächenmodifikation ausge¬setzt wird, um eine Grenzfläche mit geringer Haftfestigkeit bereitzustellen, wenn sie in Kontaktmit dem Verklebungsmaterial gebracht wird. Zu einer geeigneten Oberflächenmodifikation kanneine chemische Behandlung der Substratoberfläche 24 mit einer hydrophoben Lösung, die mitder Substratoberfläche 24 reagieren kann, um dessen freie Oberflächenenergie zu verringern,wie oben beschrieben, zählen. Mehr bevorzugt werden hydrophobe Organosilanlösungen ver¬wendet. Besonders bevorzugte oberflächenmodifizierende Zusammensetzungen 38 werdenaus der Gruppe bestehend aus (Fluor)alkylsilan (z. B. Perfluoralkyltrichlorsilan), (Fluor)alkyl-phosphonat, Isocyanatsilan, Acrylatsilan und Kombinationen davon ausgewählt. Die oberflä¬chenmodifizierende Zusammensetzung 38 kann mit einem beliebigen geeigneten Verfahrenaufgebracht werden, wie mittels Rotationsbeschichtung bei einer Geschwindigkeit von mindes¬tens etwa 1000 U/min für etwa 100 Sekunden (und vorzugsweise etwa 2000 U/min für etwa 60Sekunden). Folglich kann die oberflächenmodifizierende Zusammensetzung 38 mit einemLösungsmittel, wie FLUORINERT® (3M Corp.), verdünnt werden, bevor sie auf die Substrat¬oberfläche 24 aufgebracht wird. Das zweite Substrat 22 kann dann zum Verdampfen des Lö¬sungsmittels bei etwa 50 °C bis etwa 150 °C für etwa 30 Sekunden bis etwa 5 Minuten (undvorzugsweise bei etwa 100 °C für etwa 1 Minute) gebrannt werden. Das Substrat 22 kann dannmit zusätzlichem Lösungsmittel gespült werden und wiederum gebrannt werden, um das Lö¬sungsmittel zu verdampfen, wie oben beschrieben, um nicht umgesetzte Oberflächenmodifikati¬onslösung 38 zu entfernen und die Oberflächenmodifikationslösung 38 von der Maske 36 abzu¬spülen, wie in Fig. 2(c) gezeigt ist. Es ist bevorzugt, dass die Maske 36 nicht mit der Oberflä¬chenmodifikationslösung in dieser Ausführungsform reagiert, so dass die Maske 36 durch dieOberflächenmodifikation auch nicht „haftabweisend“ gemacht wird. Der Vorteil des Oberflä¬chenmodifikationsansatzes besteht darin, dass die Zwischenschicht für eine beliebige Kombina¬tion von Eigenschaften (z. B. Dicke, Löslichkeit, Wärmebeständigkeit) ausgewählt werden kann,abgesehen von der Bereitstellung einer haftabweisenden Grenzfläche oder einer Grenzflächemit geringer Haftfestigkeit mit dem Substrat, wie oben in Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Einanderer Vorteil besteht darin, dass eine gleichmäßige Verklebungszusammensetzung für diegesamte Zwischenschicht anstelle eines separaten Füllmaterials 32 und einer Kantenklebever-bindung 34 verwendet werden kann.

[0065] Die Oberfläche 14 des ersten Substrats 12 (des Bausteinwafers) wird dann mit einerVerklebungszusammensetzung beschichtet, um eine Verklebungsschicht 40 auf der und überdie Oberfläche 14 hinweg zu erzeugen, und das erste Substrat 12 und das behandelte zweiteSubstrat 22 werden dann Fläche-an-Fläche verklebt, wie in Fig. 2(d) gezeigt ist, wobei daszweite Substrat 22 sich jetzt auf dem Stapel 10 befindet. Dieser Kontakt wird vorzugsweiseunter Wärme und Druck durchgeführt, um zu bewirken, dass das Material, aus dem die Verkle¬bungsschicht 40 hergestellt ist, im Wesentlichen gleichmäßig längs der Vorderfläche 14 desersten Substrats 12 sowie längs der Trägerfläche 24 des zweiten Substrats 22 zu verteilen.Mehr bevorzugt werden die Substrate 12, 22 unter Vakuum und in einer erhitzten, unter Druckstehenden Kammer verklebt (vorzugsweise bei von etwa 100 bis etwa 300 °C für etwa 1 bis 10Minuten und mehr bevorzugt von etwa 100 bis etwa 200 °C für etwa 2 bis 5 Minuten). In dieserAusführungsform wird die Maske 36 nicht vor dem Verkleben der zwei Substrate 12, 22 Fläche-an-Fläche entfernt. Folglich ist bevorzugt, dass das zum Bilden der Maske 36 verwendeteSchutzmaterial aus dem gleichen Material oder einem ähnlichen oder kompatiblen Material wie die Materialien, aus dem die Verklebungsschicht 40 hergestellt wird, besteht, so dass beimVerkleben der Substrate 12, 22, wie oben beschrieben, die Maske 36 und die Verklebungsma¬terialien zusammen verfließen, um eine gleichmäßige Verklebungsschicht 40 zu bilden, wie inFig. 2(d) gezeigt ist. Die Dicke der Verklebungsschicht 40 wird von der Höhe der Topographieauf dem Bausteinwafer 12 abhängen und kann zwischen etwa 5 pm und etwa 150 pm liegen. Ineinigen Ausführungsformen reicht die bevorzugte Dicke von etwa 5 pm bis etwa 100 pm, mehrbevorzugt von etwa 5 pm bis etwa 50 pm und noch mehr bevorzugt von etwa 10 pm bis etwa30 pm.

[0066] Die Materialien, aus denen die Verklebungsschicht 40 hergestellt wird, sollten mit denSubstraten 12 und 22 eine starke Klebeverbindung bilden, außer wenn sie mit der oberflä¬chenmodifizierenden Zusammensetzung 38 behandelt werden. Zu geeigneten Verklebungsma¬terialien zählen alle Materialien mit einer Haftfestigkeit von mehr als etwa 50 psig, vorzugsweisevon etwa 80 psig bis etwa 250 psig und mehr bevorzugt von etwa 100 psig bis etwa 150 psigwären zur Verwendung als die Kantenklebeverbindung 34 wünschenswert. Des Weiteren mussdas Material, aus dem die Verklebungsschicht 40 hergestellt wird, den Anforderungen derRückseitenbearbeitung hinsichtlich der Wärme- und Chemikalienbeständigkeit genügen. DieVerklebungsschicht 40 sollte bei Temperaturen von etwa 150 °C bis etwa 350 °C und vorzugs¬weise von etwa 200 °C bis etwa 300 °C stabil bleiben. Darüber hinaus sollte dieses Materialunter den chemischen Einwirkungsbedingungen stabil sein, die in den an der Rückseite durch¬geführten Vorgängen angetroffen werden, denen der verklebte Stapel ausgesetzt werden wird.Die Verklebungsschicht 40 sollte sich bei den oben beschriebenen Rückseitenbearbeitungs¬temperaturen nicht zersetzen (d. h. eine Gewichtsabnahme von weniger als etwa 1 %) oderanderweitig seine mechanische Intaktheit verlieren. Diese Materialien sollten auch keine flüchti¬gen Verbindungen freisetzen, die eine Blasenbildung von dünnen Bausteinwafern verursachenkönnten, insbesondere wenn sie Hochvakuumvorgängen ausgesetzt werden, wie der Abschei¬dung von CVD- Dielektrikumsschichten.

[0067] Zu bevorzugten Verklebungsmaterialien zählen kommerzielle Zusammensetzungen zumtemporären Verkleben (Bonden) von Wafern, wie die WaferBOND®-Materialien (erhältlich vonBrewer Science Inc., Rolla, MO, USA), manche kommerzielle Fotoresistzusammensetzungen,zusammen mit anderen Harzen und Polymeren, die eine hohe Haftfestigkeit an Halbleitermate¬rialien, Gläsern und Metallen zeigen. Besonders bevorzugt sind: (1) UV-härtbare Harzsystememit hohem Feststoffgehalt, wie reaktive Epoxidharze und Acrylharze; (2) verwandte wärmehär¬tende Harzsysteme, die bei Erhitzung aushärten oder vernetzen, wie Zweikomponenten-Epoxidharz- und -Silikonklebstoffe, cyclische Olefinpolymere und -Copolymere mit thermischenKatalysatorinitiatoren und CYCLOTENE® (Dow Chemical); (3) thermoplastische Acryl-, Styrol-,Vinylhalogenid- (nicht fluorhaltige) und Vinylesterpolymere und -Copolymere, zusammen mitPolyamiden, Polyimiden, Polysulfonen, Polyethersulfonen und Polyurethanen, die aus derSchmelze oder als Lösungsbeschichtungen aufgebracht werden, die nach dem Aufbringen zurTrocknung gebrannt werden; und (4) cyclische Olefine, Polyolefinkautschuke (z. B. Polyisobuty-len) und Klebrigmacherharze auf Kohlenwasserstoffbasis. Wärmehärtende Materialien erfordernaußerdem die Verwendung eines Vernetzungsmittels und gegebenenfalls eines Katalysators indem System sowie einen Schritt zum Induzieren der Vernetzung, wie hierin ausführlicher be¬schrieben. Die vorstehenden Materialien sind auch zum Bilden der Maske 36 in dieser Ausfüh¬rungsform von Nutzen.

[0068] In dem resultierenden Stapel 10 kontaktiert die Verklebungsschicht 40 den modifiziertenzentralen Bereich 30 und den unmodifizierten peripheren Bereich 28 auf der Trägerfläche 24.Vorteilhafterweise ist die Verklebungsgrenzfläche zwischen der Verklebungsschicht 40 und demzentralen Bereich 30 der Trägerfläche 24 schwächer als die Verklebungsgrenzfläche zwischender Verklebungsschicht 40 und dem peripheren Bereich 28 der Trägerfläche 24. Daher werdenin der Verklebungsschicht 40 Bereiche mit hoher Haftfestigkeit "B" und Bereiche mit geringerHaftfestigkeit "b" gebildet. Der Übergang zwischen den Bereichen mit hoher Haftfestigkeit "B"und den Bereichen mit geringer Haftfestigkeit "b" längs der Grenzfläche zwischen der Verkle¬bungsschicht 40 und der Trägerfläche 24 zeigt die anfängliche Stelle an, an der die zwei Sub- strate 12, 22 beginnen werden, sich während der Trennung voneinander abzuziehen. Man wirdzu schätzen wissen, dass die Breite der Maske 36 während der Bearbeitung je nach der ge¬wünschten Größe und Position der Bereiche mit hoher Haftfestigkeit "B" variiert werden kann.Gleichfalls könnte die Maske 36, insbesondere wenn die Maske 36 aus Fotoresistzusammen¬setzungen oder anderen strukturierbaren Schichten hergestellt wird, auch als eine gleichmäßigeSchicht über der Trägerfläche 23 aufgebracht und dann auf eine Reihe von Weisen (wie zumBilden eines Gitters, von Linien, Formen usw.) strukturiert und entwickelt werden. Eine an¬schließende Oberflächenmodifikation würde in der Behandlung einer strukturierten, haftabwei¬senden Oberfläche resultieren. Dementsprechend können die Stelle und die Art und Weise derTrennung der Substrate 12 und 22 auf die gewünschten Spezifikationen des Benutzers ange¬passt werden.

[0069] Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist ein anderes alternatives Beispiel, das zur Illustrationeines Anwendungszwecks dient, dargestellt, wobei identische Teile wie in Fig. 2 nummeriertsind. Wie in dieser Figur dargestellt ist, sind die Substrate 12, 22, die Maske 36 und die Verkle¬bungsschicht 40 aus den gleichen Materialien hergestellt, wie oben unter Bezugnahme auf Fig.2 beschrieben, mit Ausnahme davon, dass in Schritt (c) von Fig. 3 die Maske 35 von der Trä¬gerfläche 24 entfernt wird, wodurch der periphere Bereich 28 der Trägerfläche 24 freigelegtwird, der mit der oberflächenmodifizierenden Zusammensetzung 38 unbehandelt bleibt. DieMaske 36 kann durch Lösungsmittel-Auflösungs-, Säuren- oder Basennassentwicklungsverfah¬ren oder Plasmaätzen entfernt werden. Das erste Substrat 12 und das behandelte zweite Sub¬strat 22 werden dann Fläche-an-Fläche mit dem zweiten Substrat verklebt, das sich jetzt inFig. 3(d) oben befindet. Dieser Kontakt wird vorzugsweise unter Wärme und Druck durchge¬führt, so dass bewirkt wird, dass das Material, aus dem die Verklebungsschicht 40 hergestelltist, sich im Wesentlichen gleichmäßig längs der Vorderfläche 14 des ersten Substrats 12 alsauch längs der Trägerfläche 24 des zweiten Substrats 22 verteilt, so dass die Verklebungs¬schicht 40 den modifizierten zentralen Bereich 30 und den unmodifizierten peripheren Bereich28 auf der Trägerfläche 24 kontaktiert, wie zuvor beschrieben. Die Maske 36 in dieser Ausfüh¬rungsform kann auch wie oben beschrieben strukturiert werden, worauf die Oberflächenmodifi¬kation und die Entfernung der Maske 36 folgt, was in der Behandlung einer strukturierten, haft¬abweisenden Oberfläche resultiert, sobald die Maske 36 entfernt wurde. Da diese Maske 36entfernt wird, kann die Maske 36 aus einem beliebigen Material hergestellt werden, das zurMaskierung geeignet ist, und muss nicht mit den Materialien kompatibel sein, die zum Bildender Verklebungsschicht 40 verwendet werden. Gleichfalls kann die Maske 36 mit der Oberflä¬chenmodifikationszusammensetzung 38 reaktiv sein, solange sie noch immer von der Träger¬fläche 24 entfernt werden kann, um den unbehandelten peripheren Bereich 28 des zweitenSubstrats 22 offen zu legen.

[0070] Fig. 4 stellt ein anderes Beispiel des Bildens eines Stapels 10 dar. Eine Verklebungszu¬sammensetzung wird auf die Fläche 24 des zweiten Substrats 22 aufgebracht, um eine Verkle¬bungsschicht 40 zu bilden. Die Verklebungsschicht 40 kann aus beliebigen geeigneten Materia¬lien hergestellt werden, wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben, obgleich wärme¬härtende Materialien besonders bevorzugt sind. Die Dicke der Verklebungsschicht 40 wird vonder Höhe der Topographie auf dem ersten Substrat 12 abhängen und kann zwischen etwa 5 pmund etwa 150 pm liegen. In einigen Ausführungsformen reicht die bevorzugte Dicke von etwa 5pm bis etwa 100 pm, mehr bevorzugt von etwa 5 pm bis etwa 50 pm und noch mehr bevorzugtvon etwa 10 pm bis etwa 30 pm. Eine Schicht aus Füllmaterial wird auf die Verklebungsschicht40 aufgebracht, um eine Füllschicht 32 zu bilden, wie in Fig. 2(b) gezeigt ist. Die Füllschicht 32weist eine Dicke von etwa 0,05 pm bis etwa 5 pm vorzugsweise von etwa 0,5 pm bis etwa 2,5pm und mehr bevorzugt von etwa 0,5 pm bis etwa 1 pm auf. In dieser Ausführungsform bildetdie Füllschicht 32 keine starken Klebeverbindungen und wird vorzugsweise aus einem Materialmit geringer Bindefestigkeit hergestellt, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.Somit zählen zu geeigneten Materialien zum Bilden der Füllschicht 32 in dieser Ausführungs¬form Zusammensetzungen mit den oben beschriebenen Eigenschaften, einschließlich cycli¬scher Olefinpolymere und -Copolymere, die unter den Namen APEL® von Mitsui, TOPAS® vonTicona und ZEONOR® von Zeon vertrieben werden, und lösungsmittellösliche Fluorpolymere, wie CYTOP®-Polymere, die von Asahi Glass vertrieben werden, und TEFLON®-AF-Polymere,die von DuPont vertrieben werden. Man wird dennoch zu schätzen wissen, dass die Bindefes¬tigkeit dieser Materialien wird von den Beschichtungs- und Brennbedingungen, die angewendetwerden, um sie aufzubringen, abhängen.

[0071] Als Nächstes, wie in Fig. 4(c) gezeigt ist, wird die Füllschicht 32 des äußersten Teilsentfernt. Dies kann mit einem beliebigen Mittel erreicht werden, das die Entfernung der ge¬wünschten Menge ohne Beschädigung der Intaktheit der Verklebungsschicht 40 ermöglicht,einschließlich Auflösen des äußersten Teils mit einem Lösungsmittel, von dem bekannt ist, dasses ein gutes Lösungsmittel für das Material ist, aus dem die Füllschicht 32 hergestellt ist. ZuBeispielen solcher Lösungsmittel zählen jene, die aus der Gruppe bestehend aus aliphatischenLösungsmitteln (z. B. Hexan, Decan, Dodecan und Dodecen), Fluorkohlenstofflösungsmittelnund Gemischen davon ausgewählt sind. Nach der Kantenentfernung weist die Füllschicht 32eine äußerste Kante 33 auf, die durch einen Abstand „D“ von der Ebene beabstandet ist, dievon der äußersten Kante 27 des zweiten Substrats 22 definiert wird. „D“ ist in der Regel vonetwa 0,05 mm bis etwa 10 mm, vorzugsweise von etwa 0,5 mm bis etwa 5 mm und mehr be¬vorzugt von etwa 1 mm bis etwa 2,5 mm. Der Kontakt mit dem Kantenentfernungslösungsmittelkann für einen ausreichenden Zeitraum beibehalten werden, um die gewünschte Menge derFüllschicht 32 aufzulösen, um den gewünschten Abstand „D“ zu erzielen; typische Kontaktzei¬ten wären jedoch von etwa 5 Sekunden bis etwa 120 Sekunden.

[0072] Unter Bezugnahme auf Fig. 4(d) wird das zweite Substrat 22 Fläche-an-Fläche mit demersten Substrat 12 verklebt. Dieser Kontakt wird vorzugsweise unter Wärme und Druck durch¬geführt, um zu bewirken, dass das Material, aus dem die Verklebungsschicht 40 hergestellt ist,um die Füllschicht 32 herum und in den Raum, der von dem Kantenentfernungsvorgang hinter¬lassen wurde, zu verfließen, so das der periphere Bereich 18 der Vorderfläche 14 des erstenSubstrats 12 gleichmäßig kontaktiert wird. Mehr bevorzugt werden die Substrate 12, 22 unterVakuum und in einer erhitzten, unter Druck stehenden Kammer verklebt (vorzugsweise bei vonetwa 100 bis etwa 300 °C für etwa 1 bis 10 Minuten und mehr bevorzugt von etwa 100 bis etwa200 °C für etwa 2 bis 5 Minuten). In dieser Ausführungsform kann die Verklebungsschicht 40aus einer Zusammensetzung hergestellt werden, die bei Erhitzung aushärtet oder vernetzt, wieeiner Fotoresistzusammensetzung auf Epoxidbasis. Folglich wird der Stapel 10 in einem Ge¬sichtspunkt nach dem Inkontaktbringen des ersten Substrats 12 und des zweiten Substrats 22unter Wärme und Druck dann Strahlung (d. h. Licht) ausgesetzt, um die Vernetzung (Aushär¬tung) der Schicht 40 zu initiieren, worauf ein Brennen nach der Belichtung (Post-ExposureBake, PEB) bei einer Temperatur von etwa 75 °C bis etwa 300 °C, mehr bevorzugt von etwa100 °C bis etwa 250 °C und mehr bevorzugt von etwa 100 °C bis etwa 175 °C für einen Zeit¬raum von etwa 15 Sekunden bis etwa 120 Sekunden folgt. Somit werden die Materialien, diezum Bilden der Verklebungsschicht 40 in dieser Ausführungsform verwendet werden, ein Ver¬netzungsmittel und gegebenenfalls einen Katalysator in dem System umfassen.

[0073] Vorteilhafterweise ist die Verklebungsgrenzfläche zwischen dem zentralen Bereich 20der Bausteinfläche 14 und der Füllschicht 32 schwächer als die Verklebungsgrenzfläche zwi¬schen der Verklebungsschicht 40 und dem peripheren Bereich 18 der Bausteinfläche 14. Daherwerden Bereiche mit hoher Haftfestigkeit und Bereiche mit geringer Haftfestigkeit „b“ gebildet.Der Übergang zwischen den Bereichen mit hoher Haftfestigkeit B und den Bereichen mit gerin¬ger Haftfestigkeit b längs der Grenzfläche zwischen der Vorderfläche 14 des ersten Substrats12 und der Verklebungsschicht 40 und der Füllschicht 32 zeigt die anfängliche Stelle an, an derdie zwei Substrate 12, 22 beginnen werden, sich während der Trennung voneinander abzuzie¬hen.

[0074] Unter Bezugnahme auf die Stapel, die in Fig. 1, 2(d), 3(d) und 4(d) gebildet wurden,kann das erste Substrat 12 in dem Stapel 10 in diesem Stadium sicher gehandhabt und weite¬ren Verfahren unterzogen werden, die andernfalls das erste Substrat 12 hätten beschädigenkönnen, ohne mit dem zweiten Substrat 22 verklebt zu werden. Somit kann das erste Substrat12 der Struktur 10 sicher einer Rückseitenbearbeitung unterzogen werden, wie Rückschleifen,CMP, Ätzen, Abscheidung von Metallen oder Dielektrikumsschichten, Strukturierung (z. B.

Fotolithographie durch Ätzen), Passivierung, Tempern und Kombinationen davon, ohne dasseine Trennung der Substrate 12 und 22 erfolgt und ohne Infiltration etwaiger chemischer Sub¬stanzen, die während dieser anschließenden Bearbeitungsschritte angetroffen wird, in die zent¬ralen Bereiche 20 und 30 zwischen den Substraten 12 und 22.

[0075] Vorteilhafterweise werden die getrockneten oder ausgehärteten Schichten der Stapel¬struktur 10 in dieser und allen Ausführungsformen eine Reihe sehr wünschenswerter Eigen¬schaften besitzen. Zum Beispiel werden die Schichten während Erhitzungs- und/oder Vakuum¬abscheidungsverfahren geringe Ausgasung zeigen. Das heißt, Brennen bei etwa 150 - 300 °Cfür bis zu etwa 60 Minuten resultiert in einer Filmdickenveränderung der Füllschicht 32 und derKantenklebeverbindung 34 von weniger als etwa 5 %, vorzugsweise weniger als etwa 2 % undnoch mehr bevorzugt von weniger als etwa 1,0 %. Die getrockneten Schichten können auch aufTemperaturen von bis zu etwa 350 °C, vorzugsweise bis zu etwa 320 °C und mehr bevorzugtbis zu etwa 300 °C erhitzt werden, ohne dass chemische Reaktionen in der Schicht stattfinden.In einigen Ausführungsformen können die Schichten in dem verklebten Stapel auch polarenLösungsmitteln (z. B. N-Methyl-2-pyrrolidon) bei einer Temperatur von etwa 80 °C für etwa 15Minuten ohne Reagieren oder Auflösen ausgesetzt werden.

[0076] Die Verklebungsintegrität der Kantenklebeverbindung 34 oder der Verklebungsschicht40 kann selbst bei Aussetzung gegenüber einer Säure oder Base bewahrt werden. Das heißt,eine getrocknete Kantenklebeverbindung 34 mit einer Dicke von etwa 15 pm kann in ein sauresMedium (z. B. konzentrierte Schwefelsäure) bei Raumtemperatur für etwa 10 Minuten oder ineine alkalisches Medium (z. B. 30-Gew.- %-iges KOH) bei etwa 85 °C für etwa 45 Minuteneingetaucht werden, wobei die Verklebungsintegrität bewahrt wird. Die Verklebungsintegritätkann beurteilt werden, indem ein Glasträgersubstrat verwendet und die Kantenklebeverbindung34 durch das Glasträgersubstrat visuell beobachtet wird, um sie auf Blasen, Hohlräume usw. zuüberprüfen.

[0077] Sobald die gewünschte Bearbeitung abgeschlossen wurde, können das erste Substrat12 und das zweite Substrat 22 einfach getrennt werden. Obgleich die Kantenklebeverbindung34 oder der periphere Bereich (der „B“ entspricht) der Verklebungsschicht 40 vor der Trennungder Substrate 12, 22 intakt gehalten werden kann, wird die Kantenklebeverbindung 34 oder derperiphere Bereich „B“ der Verklebungsschicht 40 zunächst chemisch, mechanisch, akustischoder thermisch erweicht, aufgelöst oder zerstört, um zu ermöglichen, die Wafer leicht mit sehrgeringen Kräften bei etwa Raumtemperatur (~23 °C) zu trennen. Zum Beispiel wird die Kanten¬klebeverbindung 34 oder der periphere Bereich der Verklebungsschicht 40 zunächst mithilfeeines Lösungsmittels oder einer anderen Chemikalie aufgelöst. Dies kann durch Eintauchen indas Lösungsmittel oder durch Sprühen eines Strahls des Lösungsmittels auf die Kantenklebe¬verbindung 34 oder den peripheren Bereich der Verklebungsschicht 40, um diese bzw. diesenaufzulösen, erreicht werden. Die Verwendung thermoplastischer Materialien ist besonderswünschenswert, wenn Auflösung mit einem Lösungsmittel angewendet werden soll, um dieKantenklebeverbindung 34 oder die Verklebungsschicht 40 zu zerstören. Zu Lösungsmitteln,die in der Regel bei diesem Entfernungsvorgang verwendet werden könnten, zählen jene, dieaus der Gruppe bestehend aus Ethyllactat, Cyclohexanon, N- Methylpyrrolidon, aliphatischenLösungsmitteln (z. B. Hexan, Decan, Dodecan und Dodecen) und Gemischen davon ausge¬wählt sind. Die Kantenklebeverbindung 34 oder der periphere Bereich der Verklebungsschichtwird mit dem Lösungsmittel vorzugsweise zumindest zum Teil (etwa 50 %) entfernt und mehrbevorzugt im Wesentlichen (etwa 85 %) entfernt.

[0078] Die Substrate 12 und 22 können auch getrennt werden, indem zunächst die Kontinuitätder Kantenklebeverbindung 34 oder des peripheren Bereichs der Verklebungsschicht unterAnwendung von Laserablation, Plasmaätzen, Wasserstrahlspülung oder anderer Hochenergie¬techniken, die die Kantenklebeverbindung 34 oder der periphere Bereich der Verklebungs¬schicht 40 effektiv ätzt oder zersetzt, mechanisch unterbrochen oder zerstört wird. Es ist auchzweckdienlich, zunächst die Kantenklebeverbindung 34 oder den peripheren Bereich der Ver¬klebungsschicht 40 mit einem Riss oder Bruch abzutrennen oder die Kantenklebeverbindung 34oder den peripheren Bereich der Verklebungsschicht 40 mit einem äquivalenten Mittel zu durchsägen oder zu durchschneiden oder zu spalten.

[0079] Ungeachtet dessen, welches der obigen Mittel eingesetzt wird, kann dann eine geringemechanische Kraft (z. B. Fingerdruck, leichte Hebelanwendung) ausgeübt werden, um dieSubstrate 12 und 22 vollständig zu trennen. Vorteilhafterweise können das erste Substrat 12und das zweite Substrat 22 unter Anwendung einer Abziehbewegung getrennt werden, so dasseines der Substrate 12 oder 22 von dem Stapel abgezogen wird. Um das Abziehen zu initiieren,wird eine Kraft auf einen Teil (z. B. weniger als 1/2, vorzugsweise weniger als 1/3, mehr bevor¬zugt weniger als 1/4 und noch mehr bevorzugt weniger als 1/10) des Umfangs des zu trennen¬den Substrats ausgeübt. Wie oben erörtert, wird die Stelle der anfänglichen Trennung von derStelle des Übergangs zwischen den Bereichen mit hoher Haftfestigkeit „B“ und den Bereichenmit geringer Haftfestigkeit längs der Grenzfläche zwischen der Verklebungsschicht und/oder derFüllschicht und der Substratoberfläche abhängen. Da der anfängliche Teil des Umfangs desSubstrats angehoben oder weiter nach oben gedrückt, bewegt sich die Stelle der Biegung desSubstrats allmählich entlang der Grenzfläche zwischen der Substratoberfläche und der Verkle¬bungsschicht und/oder der Füllschicht von dem anfänglichen Teil des Umfangs, an dem dieKraft ausgeübt wird, bis schließlich die gesamte Oberfläche des Substrats von dem Stapelgetrennt wurde. Um die Trennung zu erleichtern, kann der Stapel gleichzeitig wegbewegt wer¬den (d. h. nach unten abgesenkt werden), während die Kraft auf das zu trennende Substratausgeübt wird, vorzugsweise in einer Aufwärtsrichtung. Das Ausmaß der auf den Umfangs desSubstrats ausgeübten Kraft wird variieren, wird jedoch vorzugsweise zwischen etwa 0,25Newton bis etwa 100 Newton, mehr bevorzugt von etwa 2 Newton bis etwa 75 Newton undnoch mehr bevorzugt von etwa 5 Newton bis etwa 50 Newton liegen, wie am Teil des Umfangsdes Substrats gemessen, an dem die Kraft ausgeübt wird.

[0080] In einem bevorzugten Verfahren wird eine ringförmige Klemme 41 in der Form einergespaltenen Ringklemme zum Trennen der Substrate 12, 22 bereitgestellt. Unter Bezugnahmeauf Fig. 5(a) weist die Ringklemme 41 einen ebenen Körper 42 mit einem im Wesentlichenkreisförmigen Profil auf, der den Umfang und eine zentrale Öffnung 43 definiert. Vorzugsweiseist der Ringklemmenkörper 42 einheitlich ausgebildet, mit einem Spalt an einer Stelle, um zweifreie Enden 44a, 44b zu bilden, vorzugsweise in der Form von Schultern. Der Ausdruck „einheit¬lich ausgebildet“, wie hierin verwendet, ist mit dem Ausdruck „einstückig ausgebildet“ aus¬tauschbar und bedeutet, dass derartige einheitlich ausgebildete Teile „einstückig“ sind und nichtin einem separaten Schritt aneinander angebracht werden oder voneinander gelöst werdenkönnen, jedoch aus einem einzigen Materialstück ausgebildet sind. Geeignete Materialien fürden Ringkörper 42 werden aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Keramiken, Polymeren,Verbundstoffen und Kombinationen davon ausgewählt. Die Enden 44a, 44b werden entweder inder offenen Konfiguration voneinander wegbewegt (d. h. auseinandergespreizt) oder in dergeschlossenen Konfiguration zueinander hingezogen, um den Wafer, der von dem Stapel 10getrennt werden soll, zusammendrückend zu erfassen. Das heißt, die freien Enden 44a, 44bsind so eingerichtet, dass sie in naher Beziehung geklemmt werden, so dass der Ring um dieUmfangslänge (den Umfang) des Wafers passt. Vorzugsweise werden die Enden 44a, 44b inder geschlossenen Konfiguration zueinander gezwängt, bleiben jedoch unverbunden (d. h. eineLücke zwischen den Enden bleibt bestehen und der Ring bildet einen unterbrochenen kreisför¬migen Körper), obgleich die Enden 44a, 44b verbunden werden können, um eine lückenlose,ununterbrochene Form zu bilden. Im Gebrauch bewirkt das Zusammenziehen oder Auseinan¬derspreizen der Enden 44a, 44b, dass die zentrale Öffnung 43 verkleinert oder vergrößert wird,um die Klemmaktion des Körpers 42 um den Wafer, der von dem Stapel entfernt werden soll, zubewirken, und ermöglicht das Unterbringen von Wafer verschiedener Größen, während eingleichmäßiger Druck über die gesamte Umfangslänge (den gesamten Umfang) des Wafersaufrechterhalten wird, wenn der von dem Ring erfasst wird. In einer anderen Ausführungsformkönnte die Ringklemme 41 ein mehrteiliges System sein, wobei jedes Teil einheitlich ausgebil¬det ist. Die Teile werden zusammengebracht, um den Ring um die Umfangslänge des Waferszu bilden, der diesen erfasst, wie oben beschrieben. Das mehrteilige System kann von etwa 2bis etwa 25 Teile, mehr bevorzugt von etwa 2 bis etwa 10 Teile, noch mehr bevorzugt von etwa2 bis etwa 4 Teile und am meisten bevorzugt etwa 2 Teile umfassen. Vorteilhafterweise muss die Ringklemme 41 ungeachtet der Ausführungsform nicht die gesamten 360° des Umfangs desSubstrats erfassen, um den Stapel effektiv zu trennen. Vielmehr ist der Ringklemmenkörper 42zur Verwendung mit Wafer-Fiats mit einer oder mehreren flachen Kanten geeignet, wie ausführ¬licher im Folgenden beschrieben.

[0081] Unter Bezugnahme auf Fig. 6(a) weist der Ringklemmenkörper 42 eine ringförmigeInnenseitenwand 45, die den Innendurchmesser „d“ des Ringkörpers 42 definiert, und eineringförmige Außenseitenwand 46, die den Außendurchmesser des Ringkörpers 42 definiert,auf. Der Innendurchmesser „d“ reicht von etwa 10 mm bis etwa 400 mm, vorzugsweise vonetwa 75 mm bis etwa 350 mm und mehr bevorzugt von etwa 100 mm bis etwa 275 mm. DerAußendurchmesser „D“ reicht von etwa 25 mm bis etwa 550 mm, vorzugsweise von etwa100 mm bis etwa 400 mm und mehr bevorzugt von etwa 250 mm bis etwa 350 mm. Man wirdjedoch zu schätzen wissen, dass der Ringkörper 42 praktisch jegliche Größe aufweisen kann, jenach der Größe des zu trennenden Wafers. Die Innenseitenwand 45 und die Außenseitenwand46 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Der Ringkörper 42 weist eine Breite „W“, wie vonder Innenseitenwand 45 zu der Außenseitenwand 46, von etwa 0,1 bis etwa 50 mm, vorzugs¬weise von etwa 0,5 bis etwa 25 mm und mehr bevorzugt von etwa 1 bis etwa 12 mm auf. DieInnenseitenwand 45 weist außerdem eine Dicke „t“ auf, die von etwa 0,1 bis etwa 15 mm, mehrbevorzugt von etwa 0,5 bis etwa 10 mm und noch mehr bevorzugt von etwa 1 bis etwa 5 mmreicht. Die Außenseitenwand 46 weist eine Dicke „T“ auf, die von etwa 0,15 bis etwa 16 mm,mehr bevorzugt von etwa 0,55 bis etwa 11 mm und noch mehr bevorzugt von etwa 1,5 bis etwa6 mm reicht. Das t:T-Verhältnis wird vorzugsweise von etwa 1:20 bis etwa 1:1, mehr bevorzugtvon etwa 1:10 bis etwa 1:5 und noch mehr bevorzugt etwa 2:3 betragen.

[0082] Der Ringkörper 42 weist außerdem eine obere Fläche 48, die sich zwischen der Innen¬seitenwand 45 und der Außenseitenwand 46 erstreckt, und eine Wafereingriffsfläche 50, diesich von der Innenseitenwand 45 nach außen in im Wesentlichen paralleler Ausrichtung mit deroberen Fläche 48 erstreckt, auf. Die Wafereingriffsfläche 50 erstreckt sich nicht den gesamtenWeg bis zur Außenseitenwand 46, sondern endet an einem Punkt "p", der von der Außensei¬tenwand 46 in einer Breite „w“ beabstandet ist, wie von dem Punkt „p“ zu der Außenseitenwand46 gemessen. Die Breite w reicht von etwa 0,01 bis etwa 45 mm, vorzugsweise von etwa 0,1bis etwa 20 mm und mehr bevorzugt von etwa 0,5 bis etwa 10 mm. Der Ringkörper 42 weisteinen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Grat 52 auf, der sich von dem Punkt „p“ derWafereingriffsfläche 50 nach innen und nach unten und von der Ebene, die von der oberenFläche 48 und der Wafereingriffsfläche 50 definiert, weg neigt, wobei er in einer freien Kante 54endet. Der Grat 52 weist eine geneigte Schulterfläche 56 auf, die sich zwischen der freien Kan¬te 54 und dem Punkt „p“ erstreckt, an dem die Wafereingriffsfläche 50 in dem Ringkörper 42endet. Folglich bilden die sich nach außen erstreckende Wafereingriffsfläche 50 und der sichnach innen und nach unten erstreckende ringförmige Grat 52 gemeinsam eine ringförmigeWaferaufnahmenut 58 in einem spitzen Winkel (Θ). Vorzugsweise beträgt der Nutwinkel (Θ), wievon der Wafereingriffsfläche zu der Schulterfläche gemessen, von etwa 10° bis etwa 90°, vor¬zugsweise von etwa 20° bis etwa 75° und mehr bevorzugt von etwa 30° bis etwa 60°. Der ring¬förmige Grat 52 weist auch eine Unterseitenfläche 60 auf, die sich vorzugsweise parallel zu denEbenen erstreckt, die von der Wafereingriffsfläche 50 und der oberen Fläche definiert werden.Der Ringkörper 42 weist außerdem eine untere Fläche 62 auf, die sich nach unten und von derEbene weg neigt, die von der oberen Fläche 48 definiert wird, wobei sie sich von der Außensei¬tenwand 46 und der Unterseitenfläche 60 des ringförmigen Grats 52 erstreckt.

[0083] Die freie Kante 54 des ringförmigen Grats 52 erstreckt sich vorzugsweise nicht nachinnen an der Ebene „P“ vorbei, die von der Innenseitenwand 45 definiert wird. Folglich sind derringförmige Grat 52 und die Nut 58 von der Innenseitenwand 45 nach außen versetzt, so dass,wenn ein Wafer in der Nut 58 aufgenommen wird, die Rückseitenfläche 26 des Wafers von derWafereingriffsfläche 50 des Ringkörpers 42 erfasst wird und die Außenkante 27 und der perip¬here Bereich 28 des Wafers von der Schulter 56 und der freien Kante 54 des Grats 52 erfasstwerden. Dies ist in Fig. 6(b) unter Verwendung des zweiten Substrats 22 als einem Beispielgezeigt. Die Ringklemme 42 wird dann in die geschlossene Konfiguration bewegt, wodurch der

Wafer 22 in der Nut 58 festgehalten wird. Genauer gesagt wird mindestens ein Teil des Um¬fangs des Wafers 22 in der Nut 58 aufgenommen. Wenn die Waferkante 27 abgerundet oderabgeschrägt ist, erfassen die Schulter 56 und die freie Kante 54 die abgerundete Ecke desWafers, die von der Waferkante 27 und dem peripheren Bereich 28 erzeugt wird, mit „x“ ge¬kennzeichnet.

[0084] In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, wie in Fig. 5(b) gezeigt, weist derKlemmenkörper 42 keine zentrale Öffnung 43 auf. Vielmehr ist der Hohlraum, der der zentralenÖffnung 43 entspricht, die in den Fig. 5(a) und 6(a) dargestellt ist, massiv und der Klemmen¬körper 42 ist scheibenförmig. Dementsprechend, wie in den Fig. 5(b) und 6(c) gezeigt, erstrecktsich die obere Fläche 48 über den gesamten Durchmesser „D“ zwischen der Außenseitenwand46 und die Wafereingriffsfläche 50 erstreckt sich über die ganze Länge zwischen Punkt „p“.

[0085] I m Gebrauch, unter Bezugnahme auf Fig. 7, wird der Stapel 10 auf einer Spannvorrich¬tung 64 angeordnet, die eine adäquate Niederhaltekraft bereitstellen kann, um das erste Sub¬strat 12 während anschließender Schritte zu sichern. Die Spannvorrichtung 64 könnte Vakuum¬kraft, elektrostatische Kraft, Magnetkraft, mechanische Kraft, physikalische Einspannung oderein beliebiges anderes geeignetes Mittel anwenden, das eine geeignete Niederhaltekraft bereit¬stellen würde, während es für das erste Substrat 12 Unterstützung bereitstellt, ohne eine Be¬schädigung zu verursachen. Der Ringklemmenkörper 42 wird um den Umfang des zweitenSubstrats 22 angeordnet, so dass das Substrat 22 in der Waferaufnahmenut 58 aufgenommenwird, wie oben beschrieben. Die freien Enden 44a, 44b des Körpers 42 werden zueinandergezogen, um den Umfang des zweiten Substrats 22 zusammendrückend zu erfassen (nichtgezeigt). Die Ringklemme 41 stellt vorzugsweise gleichmäßigen Druck über den gesamtenUmfang des zweiten Substrats 22 bereit, außer in Ausführungsformen, in denen das zweiteSubstrat 22 ein Wafer-Flat ist. In diesem Fall wird ein Teil der Umfangslänge (d. h. die flacheSeite) des Wafers nicht von der Klemme erfasst. Wie oben angemerkt, muss die Ringklemmenicht die gesamten 360° des Umfangs (der Umfangslänge) des Substrats erfassen, um denStapel 10 effektiv zu trennen. Vielmehr ist es passend, dass die Ringklemme nur etwa 1° desUmfangs des Substrats 22 zur effektiven Trennung erfasst. Genauer gesagt erfasst die Ring¬klemme vorzugsweise mindestens etwa 25° des Substratumfangs, mehr bevorzugt von etwa45° bis etwa 90° und noch mehr bevorzugt von etwa 90° bis etwa 180° des Substratumfangs.Wenn ein Wafer-Fiat verwendet wird, weist die flache Kante von der anfänglichen Abziehstelleweg, so dass die flache Kante der letzte Teil des Wafers ist, der während des Entklebungs-schritts abgelöst wird.

[0086] Es ist wichtig, dass der Ringklemmenkörper 42, wenn er geklemmt ist, nur das zweiteSubstrat 22 erfasst und keinen Kontakt mit dem ersten Substrat 12 herstellt. Somit ermöglichendas erfinderische Verfahren und die erfinderische Vorrichtung, wenn das erste Substrat 12 einBausteinwafer ist, eine effektive Trennung des Stapels 10, ohne jegliche mechanische Kraftoder Belastung auf den Bausteinwafer auszuüben, wodurch das Risiko eines Zerbrechens oderBeschädigens des Bausteins minimiert wird. Wie oben erläutert, wird die Kantenklebeverbin-dung 34 oder der periphere Bereich der Verklebungsschicht 40 vorzugsweise zum Teil oder imWesentlichen vor der Trennung der Substrate entfernt. Die Kantenklebeverbindung 34 oder derperiphere Bereich der Verklebungsschicht 40 muss jedoch nicht entfernt werden. Somit kannder Ringklemmenkörper, wenn die Kantenklebeverbindung 34 oder der periphere Bereich derVerklebungsschicht 40 vorhanden ist, auch mit der Kantenklebeverbindung 34 oder dem peri¬pheren Bereich der Verklebungsschicht 40 Kontakt hersteilen.

[0087] In einem alternativen Beispiel, welches zur Illustration eines Anwendungszwecks dient,welches in Fig. 8 gezeigt ist, wird eine Schicht einer Klebefolie oder eines Klebebands 66 an¬grenzend an die Spannvorrichtung 64 aufgebracht, um das erste Substrat 12 an der Spannvor¬richtung 64 zu sichern. Der Stapel 10 wird dann angrenzend an die Klebefolienschicht 66 ange¬ordnet. Zu geeigneten Materialien für die Klebefolien- oder -bandschicht 66 zählen jene, dieeine verhältnismäßig geringe Adhäsion, keine Klebstoffübertragung und die Fähigkeit, ohneReißen zu dehnen, aufweisen. Vorzugsweise wird die Klebefolienschicht 66 unter Verwendungvon Vereinzelungsband gebildet, das in der Regel in der Technik verwendet wird, um Baustein- substrate zu Handhabungszwecken während Niedertemperaturarbeitsschritten temporär zustützen. Hier stellt die Klebefolienschicht 66 zusätzliche Unterstützung für das erste Substrat 12nach der Trennung bereit, insbesondere wenn das Bausteinsubstrat 12 darauf aufgebautefiligrane Merkmale aufweist oder abgedünnt wurde. Bevorzugte Vereinzelungsbänder werdenaus der Gruppe bestehend aus Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polyolefin und Kombinationendavon ausgewählt. Die Klebefolienschicht 66 weist vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,01 bisetwa 3 mm, mehr bevorzugt von etwa 0,05 bis etwa 1 mm und noch mehr bevorzugt von etwa0,07 bis etwa 0,2 mm auf.

[0088] Unter Bezugnahme auf Fig. 9, ungeachtet der Ausführungsform, wird eine Kraft (vor¬zugsweise aufwärts gerichtet) auf nur einen Teil (z. B. weniger als 1/2, vorzugsweise wenigerals 1/3, mehr bevorzugt weniger als 1/4 und noch mehr bevorzugt weniger als 1/10) des Um¬fangs des Ringklemmenkörpers 42 während der Trennung ausgeübt, wodurch der entspre¬chende Teil des Umfangs des zweiten Substrats 22, der von der Kante 27 definiert wird, in einerRichtung weg von dem Bausteinwafer 12 angehoben wird, beginnend beim peripheren Bereich28 des Substrats 22. Das Ausmaß der auf die Kante des Substrats ausgeübten Kraft wird variie¬ren, wird jedoch vorzugsweise zwischen etwa 0,25 Newton bis etwa 100 Newton, mehr bevor¬zugt von etwa 2 Newton bis etwa 75 Newton und noch mehr bevorzugt von etwa 5 Newton bisetwa 50 Newton liegen, wie an der Kante des Substrats gemessen. Folglich wird das zweiteSubstrat 22 von dem Stapel 10 mittels einer Abziehbewegung getrennt, wie zuvor beschrieben.Man wird zu schätzen wissen, dass die Stelle der anfänglichen Trennung, die in Fig. 9 darge¬stellt ist, nur beispielhaft ist und dass die tatsächliche Stelle der Trennung von den Materialienund Oberflächenbehandlungen (falls zutreffend) abhängen wird, die zum Bilden des Stapelsverwendet werden, wie oben beschrieben, einschließlich der Stelle und/oder des Musters derModifikation der haftabweisenden Oberfläche oder der Verklebungsschichten mit geringerFestigkeit, die in dem Stapel enthalten sind. Wie zuvor erläutert, kann die Stelle des Kleb¬stoffversagens, die die anfängliche Stelle der Trennung bestimmen wird, nach Wunsch von demEndbenutzer modifiziert werden.

[0089] Des Weiteren ist der Ringkörper 42 vorzugsweise flexibel, so dass, wenn der Teil desUmfangs der Ringklemme 41 angehoben wird, der Körper 42 in dieser Stelle mit der Kraft ge¬beugt wird und sich biegt, vorzugsweise nach oben. Diese Ablenkung in dem Ringkörper 42bewirkt, dass der entsprechende Teil des Umfangs des Substrats 22 sich ebenfalls biegt oder ineinem Winkel von dem Stapel 10 weg abgelenkt wird. Das heißt, wie in Fig. 9 gezeigt ist, wennein Teil des Umfangs des Ringkörpers 42 angehoben wird, der gegenüberliegende Teil desRingkörpers 42 vorzugsweise im Wesentlichen ortsfest bleibt und nicht als Reaktion darauf,dass der andere Teil angehoben wird, nach unten auf den Stapel 10 drückt. Um die Trennungweiter zu erleichtern, kann die Spannvorrichtung 64, die das erste Substrat 12 sichert, allmäh¬lich von dem zweiten Substrat 22 während der Trennung wegbewegt werden und wird vor¬zugsweise nach unten abgesenkt. Das Absenken der Spannvorrichtung 64 kann gleichzeitig mitdem Ausüben der Kraft auf die Ringklemme 42 vorgenommen werden. Alternativ dazu werdendie Kraft auf das zweite Substrat 22 und die resultierende Abziehbewegung durch die Bewe¬gung der Spannvorrichtung 64 von dem zweiten Substrat 22 weg bewirkt, das im Wesentlichenortsfest gehalten wird, während der Stapel 10 weggezogen wird.

[0090] Vorteilhafterweise und im Unterschied zu Verklebungsverfahren des Standes der Tech¬nik muss die Trennung keine starken Klebeverbindungen zwischen der Füllschicht 32, derKantenklebeverbindung 34 oder der Verklebungsschicht 40 und der gesamten Oberfläche desSubstrats 12 oder des Substrats 22 überwinden. Stattdessen ist lediglich erforderlich, die Kle¬beverbindungen an der Kantenklebeverbindung 34 oder dem peripheren Bereich der Verkle¬bungsschicht 40 in Kontakt mit den peripheren Bereichen 18 und 28 zu lösen, damit eine Tren¬nung stattfindet. Sobald getrennt wurde, kann die Oberfläche des ersten Substrats 12 dann mitgeeigneten Lösungsmitteln oder einer beliebigen anderen Nass- oder Trockenätztechnik saubergespült werden, je nach Bedarf, um die restlichen Materialien der Kantenklebeverbindung 34,der Füllschicht 32 oder der Verklebungsschicht 40, wo zutreffend, zu entfernen.

[0091] In einem anderen Beispiel, das zur Illustration eines Anwendungszwecks dient, das in

Fig. 10 gezeigt ist, wobei für identische Teile eine identische Nummerierung verwendet wurde,wird die Ringklemme 42 durch eine flexible Spannvorrichtung 68 mit einem Umfang ersetzt. Dieflexible Spannvorrichtung kann eine adäquate Zugkraft bereitstellen, um das zweite Substrat 22während anschließender Schritte zu sichern. Diese flexible Spannvorrichtung 68 könnte Vaku¬umkraft, elektrostatische Kraft oder ein beliebiges anderes geeignetes Mittel anwenden, daseine geeignete Kraft bereitstellen würde, während es für das zweite Substrat 22 Unterstützungbereitstellt, ohne eine Beschädigung zu verursachen, während sie ihr noch immer ermöglicht,sich zu biegen, um die Abziehbewegung zu erzeugen. Zu geeigneten Materialien für die flexibleSpannvorrichtung 68 zählen jene, die aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, Polyimiden,Polyamiden, Olefinen, Fluorpolymeren, Nitrilen, anderen Kautschuken und beliebigen anderenflexiblen Materialien ausgewählt werden. Wie bei der Ringklemmenausführungsform könnteauch eine Klebefolie 66 zum Stützen des ersten Substrats 12 in dem Stapel verwendet werden,wie in Fig. 11 gezeigt ist. In beiden Ausführungsformen wird dann eine Kraft auf einen Teil desUmfangs der flexiblen Spannvorrichtung 68 ausgeübt, wodurch der entsprechende Teil desUmfangs des zweiten Substrats 22 angehoben und er von dem Stapel 10 in einer Abziehbewe¬gung entfernt wird, wie beschrieben. Wiederum hängt die tatsächliche Stelle der anfänglichenTrennung zwischen Materialien in dem peripheren Bereich 28 und dem zentralen Bereich 30des Substrats 22 von den verwendeten Materialien und der Stelle der Oberflächenbehandlung(falls zutreffend), der Füllschicht 32, der Kantenklebeverbindung 34 und/oder der Verklebungs¬schicht 40 ab. Das erste Substrat 12 kann dann mit geeigneten Lösungsmitteln sauber gespültwerden, je nach Bedarf, um die restlichen Materialien der Kantenklebeverbindung 34, der Füll¬schicht 32 oder der Verklebungsschicht 40, wo zutreffend, zu entfernen. Vorteilhafterweise,wenn das erste Substrat 12 ein Bausteinwafer ist, wird keine mechanische Kraft oder Belastungauf den Bausteinwafer in dem erfinderischen Trennungsverfahren ausgeübt, wodurch dasRisiko eines Zerbrechens oder Beschädigens des Wafers während der Trennung minimiertwird.

[0092] In noch einem anderen Beispiel, das zur Illustration eines Anwendungszwecks dient,das in Fig. 12 gezeigt ist, wird die Ringklemme 42 durch eine Klebefolie 70 ersetzt, die eineadäquate Zugkraft bereitstellen kann, um das zweite Substrat 22 während anschließenderSchritte zu sichern. Diese Klebefolie 70 könnte aus einer Reihe von Trägermaterialien undKlebstoffen von hoher Bindefestigkeit bis zu geringer Bindefestigkeit und einer Vielfalt vonStützkräften bestehen, die eine adäquate Haltekraft bereitstellen kann, um die Bindekräfte zuüberwinden, die in dem zentralen Bereich 30 und dem peripheren Bereich 28 erzeugt werden,während sie begrenzte Unterstützung für das zweite Substrat 22 bereitstellt, ohne eine Beschä¬digung zu verursachen, während sie ihr noch immer ermöglicht, sich zu biegen, um die Abzieh¬bewegung zu erzeugen. Zu bevorzugten Materialien für die Klebefolie 70 zählen Polyvinylchlo¬rid, Polyethylen, Polyolefin und Kombinationen davon. Die Klebefolie 70 weist vorzugsweiseeine Dicke von etwa 0,01 bis etwa 3 mm, mehr bevorzugt von etwa 0,05 bis etwa 1 mm undnoch mehr bevorzugt von etwa 0,07 bis etwa 0,2 mm auf. Wie bei der Ringklemmenausfüh¬rungsform könnte auch eine Klebefolie 66 zum Stützen des ersten Substrats 12 in dem Stapelverwendet werden, wie in Fig. 13 gezeigt ist. In beiden Ausführungsformen wird eine Kraft aufeinen Teil des Umfangs der Klebefolie 70 ausgeübt, um den entsprechenden Teil des Umfangsdes zweiten Substrats 22 anzuheben, wodurch er von dem Stapel 10 in einer Abziehbewegungentfernt wird, wie beschrieben. Wiederum hängt die tatsächliche Stelle der anfänglichen Tren¬nung zwischen Materialien in dem peripheren Bereich 28 und dem zentralen Bereich 30 desSubstrats von den verwendeten Materialien und der Stelle der Oberflächenbehandlung (fallszutreffend), der Füllschicht 32, der Kantenklebeverbindung 34 und/oder der Verklebungsschicht40 ab.

[0093] Während das obige das primäre Verfahren zum Ausüben der vorliegenden Erfindungbeschreibt, gibt es mehrere alternative Ausführungsformen der Erfindung. Zum Beispiel be¬schrieben die obigen Ausführungsformen das erste Substrat 12 als einen Bausteinwafer unddas zweite Substrat 22 als ein Trägersubstrat. Es ist auch akzeptabel, dass das erste Substrat12 das Trägersubstrat ist und das zweite Substrat 22 der Bausteinwafer ist. In diesem Fall wirddie Vorderfläche 14 des ersten Substrats 12 nicht eine Bausteinfläche sein, sondern stattdes- sen eine Trägerfläche sein. Außerdem wird die Oberfläche 24 des zweiten Substrats 22 nichteine Trägerfläche sein, sondern stattdessen eine Bausteinfläche sein. Anders ausgedrückt, dieFüllschicht 32 kann auf den Träger anstatt auf den Bausteinwafer aufgebracht werden oder dieOberflächenbehandlung 38 kann auf dem Bausteinwafer anstatt dem Träger durchgeführt wer¬den, wobei dieselbe Qualität der Stapelstruktur 10 während des anschließenden Verklebungs¬schritts gebildet wird. Darüber hinaus muss die Kantenklebeverbindung 34 oder der periphereBereich der Verklebungsschicht 40, obwohl die Ausführungsformen der Fig. 7-13 den Stapel10 mit entfernter Kantenklebeverbindung 34 oder entferntem peripherem Bereich der Verkle¬bungsschicht 40 darstellen, vor dem Durchführen der Trennung der Wafer nicht entfernt wer¬den.

[0094] Des Weiteren ist es anstelle des sequentiellen Aufbringens der Füllschicht 32, der Kan¬tenklebeverbindung 34, der Oberflächenmodifikation 38 und/oder der Verklebungsschicht 40auf dasselbe Substrat 12 auch zweckmäßig, die Füllschicht 32, die Kantenklebeverbindung 34,die Oberflächenmodifikation 38 und/oder die Verklebungsschicht 40 auf das erste Substrat 12und die anderen der Füllschicht 32, der Kantenklebeverbindung 34, der Oberflächenmodifikati¬on 38 und/oder der Verklebungsschicht 40 auf das zweite Substrat 22 aufzubringen. Das ersteund das zweite Substrat 12, 22 könnten dann Fläche-an-Fläche unter Wärme und/oder Druckzusammengedrückt werden, wie oben beschrieben, um die zwei zu verkleben.

[0095] Schließlich, während in einigen Ausführungsformen bevorzugt ist, dass die Füllschicht32 keine starken Klebeverbindungen mit der Bausteinfläche 14 oder der Trägerfläche 24 bildet,kann es in anderen Ausführungsformen wünschenswert sein, die Füllschicht 32 so zu formulie¬ren, dass es mit nur einer der Bausteinfläche 14 und der Trägerfläche 24 keine starken Klebe¬verbindungen bildet. Wie es auch der Fall mit den zuvor erörterten Ausführungsformen der Fallwar, könnten die Substrate 12 und 22 umgekehrt werden, so dass das erste Substrat 12 dasTrägersubstrat wäre und das zweite Substrat 22 der Bausteinwafer wäre. Wiederum wird dieVorderfläche 14 des ersten Substrats 12 in diesem Fall nicht eine Bausteinfläche sein, sondernwird stattdessen eine Trägerfläche sein. Außerdem wird die Oberfläche 24 des zweiten Sub¬strats 22 nicht eine Trägerfläche sein, sondern wird stattdessen eine Bausteinfläche sein.

[0096] Man wird zu schätzen wissen, dass der Mechanismus zum Härten oder Aushärten die¬ser Materialien von Durchschnittsfachmännern einfach ausgewählt und angepasst werdenkann. Es kann beispielsweise in einigen Ausführungsformen wünschenswert sein, eine nichtaushärtende Zusammensetzung zum leichteren Auflösen in späteren Entfernungs- und Reini¬gungsvorgängen zu verwenden. Für jedes dieser Materialien wären thermoplastische oderkautschukartige Zusammensetzungen (in der Regel mit einer massegemittelten Molekülmassevon mindestens etwa 5000 Dalton), harz- oder kolophoniumharzartigen Zusammensetzungen(in der Regel mit einer massegemittelten Molekülmasse von mindestens etwa 5000 Dalton) undGemische der vorstehenden geeignet.

[0097] Man wird zu schätzen wissen, dass das obige dazu angewendet werden kann, um eineReihe integrierter Mikrobausteine herzustellen, einschließlich jener, die aus der Gruppe beste¬hend aus Halbleiterbausteinen auf Silikonbasis, Bausteinen auf Halbleiterbasis, Arrays einge¬betteter passiver Bausteine (z. B. Widerstände, Kondensatoren, Induktoren), MEMS-Bausteine,Mikrosensoren, photonische Schaltungsbausteine, Leuchtdioden, Wärmemanagementbaustei¬ne und ebene Verkapselungssubstrate (z. B. Interposer) ausgewählt sind, an denen eines odermehrere der vorstehenden Bausteine angebracht wurde oder werden wird.

BEISPIELE

[0098] Die folgenden Beispiele legen bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren dar. Man wirdjedoch verstehen, dass diese Beispiele zur Veranschaulichung bereitgestellt werden und nichtsdarin als eine Einschränkung des Gesamtumfangs der Erfindung aufgefasst werden sollte. BEISPIEL 1 [0099] Trennung von kantenverklebten Wafern mit modifizierter mittlerer Oberfläche unter

Verwendung einer handbetätigten Abziehvorrichtung mit Entfernung von Verklebungsmaterialvon der Außenkante [00100] In diesem Verfahren wird ein Waferstapel gemäß einem Verfahren der Erfindung her¬gestellt und dann unter Verwendung einer handbetätigten Abziehtrennvorrichtung getrennt. Vordem Aneinanderkleben der zwei Wafer wird die mittlere Kontaktfläche eines Wafers unter Ver¬wendung einer fluorierten Silanlösung chemisch modifiziert, um ein Klebefestigkeitsdifferenzialüber die Waferoberfläche hinweg zu erzeugen. Ein Verklebungsmaterial (WaferBOND®HT10.10, erhältlich von Brewer Science, Inc., Rolla, MO, USA) wurde auf die Oberfläche eines200-mm-Siliziumwafers (Wafer 1) an der Außenkante abgegeben, um eine sehr dünne Be¬schichtung um den peripheren Bereich der Waferoberfläche herum zu bilden, die etwa 2,5 mmbreit und ungefähr 0,5 pm dick war. Eine oberflächenmodifizierende Zusammensetzung wurdegebildet, indem ein fluoriertes Silan ((Heptadecafluor-1,1,2,2-tetrahydradecyl)trichlorsilan; Ge-lest Inc., Morrisville, PA, USA) unter Verwendung von FC-40-Lösungsmittel (Perfluorverbindungmit vorwiegend C12, vertrieben unter dem Namen FLUORINERT®, bezogen von AMS MaterialsLLC, Jacksonville, FL, USA) zu einer 1%-igen Lösung verdünnt wurde. Die resultierende Lö¬sung wurde mittels Rotationsbeschichtung auf die Oberfläche von Wafer 1 aufgebracht, woraufein Brennen auf einer Heizplatte bei 100 °C für 1 Minute folgte. Der Wafer wurde dann mitzusätzlichem FC-40-Lösungsmittel in einem Rotationsbeschichter gespült, um nicht umgesetz¬tes Silan von der mittleren Oberfläche zu entfernen, und bei 100 °C für eine weitere Minutegebrannt. Das Verklebungsmaterial verhinderte, dass die oberflächenmodifizierende Zusam¬mensetzung mit der Kante von Wafer 1 in Kontakt kam, wodurch diese unbehandelt blieb,während der mittlere Abschnitt behandelt wurde. Das Verklebungsmaterial reagiert nicht mitdem Silan, das während des Spülschritts abgewaschen wird, und somit bleibt auch die Oberflä¬che des Verklebungsmaterials unbehandelt. Das Verklebungsmaterial wurde auf der Kante vonWafer 1 für anschließende Bearbeitungsschritte belassen (d. h. es wurde nicht vor dem Verkle¬ben der Wafer entfernt).

[00101] Als Nächstes wurde die Oberfläche eines anderen 200-mm-Silikonwafers (Wafer 2) mitdergleichen Verklebungszusammensetzung (WaferBOND® HT10.10) mittels Rotaionsbeschich¬tung zu einer Schicht mit einer Dicke von etwa 15 pm beschichtet. Wafer 2 wurde dann bei110 °C für 2 Minuten, gefolgt von 160 °C für weitere 2 Minuten gebrannt. Die beschichtetenWafer wurden dann Fläche-an-Fläche unter Vakuum in einer erhitzten Vakuum- und Druck¬kammer bei 220 °C und 15 psig für 3 Minuten verklebt, so dass das Verklebungsmaterial aufWafer 1 und das Verklebungsmaterial auf Wafer 2 zusammen verfloss, um eine Verklebungs¬schicht zu erzeugen.

[00102] Als Nächstes, um die periphere Kante der Verklebungsschicht zu entfernen, wurdendie verklebten Wafer in den Entferner des Verklebungsmaterials (WaferBOND® Remover,erhältlich von Brewer Science, Inc., Rolla, MO, USA) für etwa 1 Stunde eingetaucht, um dasVerklebungsmaterial von der Außenzone zu entfernen. Der Entfernungsvorgang ist abge¬schlossen, sobald der Entfernungsvorgang die fluorierte Silanbeschichtung in der Mitte vonWafer 1 erreicht. Die Entfernungsdauer wird in Abhängigkeit von der Dicke der Verklebungs¬schicht variieren und kann empirisch bestimmt werden. Im Allgemeinen gilt, je dicker die Ver¬klebungsschicht, desto schneller die Entfernungsgeschwindigkeit aufgrund des größeren Zwi¬schenraums zwischen den Wafern, der einen größeren Lösungsmittelkontakt ermöglicht. Vor¬teilhafterweise ist die behandelte mittlere Oberfläche auch hydrophob, so dass das Lösungsmit¬tel die Benetzung durch die Schicht auch effektiv stoppen wird, sobald es die Mitte erreicht.Idealerweise findet eine vollständige Entfernung des Kantenteils der Verklebungsschicht statt;es ist jedoch zur effektiven Trennung der Wafer nur erforderlich, die Schicht seitlich um dieKante der Verklebungsschicht zu spalten (d. h. eine Lücke zu erzeugen). Folglich ist ein gewis¬ser Verklebungsmaterialrest auf der peripheren Kante von Wafer 1 und Wafer 2 akzeptabel.

[00103] Die resultierenden gestapelten Wafer wurden dann unter Verwendung einer Ring¬klemme (siehe Fig. 5(a)) getrennt, wobei zur handbetätigten Trennung ein Griff an den freienEnden angebracht wurde. Wafer 2 wurde von einer Vakuumspannvorrichtung festgehalten undder Rückhaltering der Ringklemme wurde ringsum um den Umfang des Wafers 1 angeordnet, wobei die Enden des Rings in naher Beziehung geklemmt wurden, um gleichmäßigen Druck umdie Kanten des Wafers (d. h. um die gesamte Umfangslänge des Wafers) herum bereitzustel¬len. Der an die Ringklemme angebrachte Griff wurde dann gekantet, so dass die freie Kantedes Griffs nach oben von der Querebene des Stapels weg angehoben wurde, was bewirkte,dass die Ringklemme abgelenkt wurde, wodurch die Kante des Wafers 1 nach oben und vondem Wafer 2 weg in einer Abziehbewegung angehoben wurde. Nach der Trennung war dereinzige Rückstand der Verklebungszusammensetzungsbeschichtung auf Wafer 1 auf demperipheren Bereich (2,5 mm breite unbehandelte Oberfläche) von Wafer 1. Es gab keine Über¬tragung von Verklebungsmaterial auf die behandelte mittlere Oberfläche von Wafer 1. Die Ver¬klebungsmaterialbeschichtung blieb auf Wafer 2 in der Mitte, mit Rückstand am peripherenBereich. Beide Wafer in diesem Beispiel könnten als der Bausteinwafer oder der Trägerwaferbetrachtet werden. BEISPIEL 2 [00104] Trennung eines verklebten Waferstapels unter Verwendung einer handbetätigten Ab¬ziehtrennvorrichtung [00105] In diesem Verfahren wird ein Waferstapel gemäß einem anderen Verfahren der Erfin¬dung hergestellt und dann unter Verwendung einer handbetätigten Abziehtrennvorrichtunggetrennt. Vor dem Aneinanderkleben der zwei Wafer wird die mittlere Kontaktfläche eines Silizi¬umwafers unter Verwendung einer fluorierten Silanlösung chemisch modifiziert, um ein Klebe¬festigkeitsdifferenzial über die Waferoberfläche hinweg zu erzeugen. Um die mittlere Oberflächedes Wafers zu modifizieren, wurde die Kante des Wafers zunächst unter Verwendung einerBeschichtung aus einem Fotoresist auf Epoxidbasis (SU-8 2002, Microchem, Newton, MA,USA) maskiert. Die Fotoresistzusammensetzung wurde auf die Außenkantenoberfläche eines200-mm-Siliziumwafers (Wafer 1) abgegeben, um einen peripheren ringförmigen Abschnitt derWaferoberfläche zu beschichten, der etwa 2,5 mm breit war.

[00106] Als Nächstes wurde ein fluoriertes Silan ((Heptadecafluor-1,1,2,2-tetrahydradecyl)tri-chlorsilan; Gelest, Morrisville, PA, USA) unter Verwendung von FC- 40-Lösungsmittel (Perflu¬oralkylverbindung mit vorwiegend C12, vertrieben unter dem Namen FLUORINERT®, bezogenvon AMS Materials LLC, Jacksonville, FL, USA) zu einer 1%-igen Lösung verdünnt. Die ver¬dünnte Lösung wurde mittels Rotationsbeschichtung auf die Oberfläche von Wafer 1 aufge¬bracht. Der Wafer wurde auf einer Heizplatte bei 100 °C für 1 Minute gebrannt und dann mitFC-40-Lösungsmittel in einem Rotationsbeschichter gespült, worauf ein Brennen bei 100 °C füreine weitere Minute folgte. Die Maske aus Fotoresist auf Epoxidbasis wurde dann unter Ver¬wendung von Aceton in einem Rotationsbeschichter entfernt, um die unbehandelte Kante desWafers freizulegen. Somit wurde nur der mittlere Abschnitt des Wafers 1 mit der fluoriertenSilanlösung behandelt und „haftabweisend“ gemacht, während die Kanten des Wafers eineverklebbare Oberfläche beibehielten.

[00107] Die Oberfläche eines anderen 200-mm-Silikonwafers (Wafer 2) wurde mit einer Ver¬klebungszusammensetzung (WaferBOND® HT10.10) mittels Rotaionsbeschichtung beschichtet.Dieser Wafer wurde dann bei 110 °C für 2 Minuten, gefolgt von 160 °C für 2 Minuten gebrannt.Die beschichteten Wafer wurden dann Fläche-an-Fläche unter Vakuum in einer erhitzten Vaku¬um- und Druckkammer bei 220 °C und 15 psig für 3 Minuten verklebt.

[00108] Als Nächstes wurden die resultierenden gestapelten Wafer dann unter Verwendungeiner Ringklemme (siehe Fig. 5(a)) getrennt, wobei zur handbetätigten Trennung ein Griff anden freien Enden angebracht wurde. In diesem Verfahren wird der periphere Bereich der Ver¬klebungszusammensetzung nicht vor der Trennung entfernt. Wafer 2 wurde von einer Vakuum¬spannvorrichtung festgehalten und der Rückhaltering der Ringklemme wurde ringsum um denUmfang des Wafers 1 angeordnet, wobei die Enden des Rings zusammengeklemmt wurden,um gleichmäßigen Druck um die Kanten des Wafers (d. h. um die gesamte Umfangslänge desWafers) herum bereitzustellen. Der an die Ringklemme angebrachte Griff wurde dann gekantet,so dass die freie Kante des Griffs nach oben von der Querebene des Stapels weg angehoben wurde, was bewirkte, dass die Ringklemme abgelenkt wurde, wodurch die Kante des Wafers 1nach oben und von dem Wafer 2 weg in einer Abziehbewegung angehoben wurde. Nach derTrennung übertrug sich nur ein etwa 2,5 mm breiter Ring der Verklebungszusammensetzungs¬beschichtung auf die Kante des Wafers 1, während der Rest der Verklebungszusammenset¬zung auf Wafer 2 verblieb. Das heißt, die Verklebungszusammensetzung haftete nur an derAußenkantenoberfläche des Wafers 1 und haftete nicht an der chemisch behandelten mittlerenOberfläche von Wafer 1. Beide Wafer in diesem Beispiel könnten als der Bausteinwafer oderder Trägerwafer betrachtet werden. BEISPIEL 3 [00109] Handbetätigte Abziehtrennvorrichtung, die zum Trennen eines Waferstapels mit mittle¬rer Kontaktfläche, die mit Trennmaterial beschichtet ist, verwendet wird [00110] In diesem Verfahren wird ein Waferstapel gemäß einem anderen Verfahren der Erfin¬dung hergestellt und dann wiederum unter Verwendung einer handbetätigten Abziehtrennvor¬richtung getrennt. Vor dem Aneinanderkleben der zwei Wafer wird die mittlere Kontaktflächeeines Wafers mit einem Trennmaterial beschichtet, um ein Klebefestigkeitsdifferenzial über dieGrenzfläche der Waferoberfläche und der mittleren Schicht hinweg zu erzeugen. Zunächstwurde ein negativer Fotoresist auf Epoxidbasis (vertrieben unter dem Namen SU-8 2010; bezo¬gen von Microchem) mittels Rotationsbeschichtung auf die gesamte Oberfläche eines 200-mm-Glaswafers (Wafer 1) aufgebracht, worauf ein Brennen bei 110 °C für 2 Minuten folgte, um dieLösungsmittelentfernung zu bewirken. Eine Teflon®-AF-Lösung (Teflon® AF2400 in FC-40;bezogen von DuPont) wurde dann mittels Rotationsbeschichtung über die Fotoresistschichtaufgebracht, um eine haftabweisende Schicht zu erzeugen. Als Nächstes wurde FC-40-Lösungsmittel auf die Oberfläche des Wafers an der Außenkante abgegeben, um einen etwa 1-3 mm breiten Abschnitt der Teflon®-AF-Beschichtung von dem peripheren Bereich der Wafer¬oberfläche zu entfernen, worauf ein Brennen bei 110 °C für 2 Minuten folgte, um das Lösungs¬mittel zu entfernen.

[00111] Der Wafer wurde dann Fläche-an-Fläche mit einem 200-mm-Siliziumwafer- Rohling(Wafer 2) unter Vakuum in einer erhitzten Vakuum- und Druckkammer bei 120 °C und 10 psigfür 3 Minuten verklebt. Während dieses Schritts verfließt die Fotoresistschicht um die Teflon®-Schicht herum, um die Lücken an der Außenkante der Wafer aufzufüllen, an denen die Teflon®-Schicht oben entfernt wurde, wodurch sie mit der peripheren Kante des Wafers 2 verklebt wur¬de. Die verklebten Wafer wurden dann Breitband-UV-Licht von der Außenseite des Glaswafersausgesetzt, worauf ein Brennen bei 120 °C für 2 Minuten folgte, um die SU-8-2010-Beschichtung zu vernetzen und auszuhärten.

[00112] Die resultierenden gestapelten Wafer wurden dann unter Verwendung einer Ring¬klemme (siehe Fig. 5(a)) getrennt, wobei zur handbetätigten Trennung ein Griff an den freienEnden angebracht wurde. Wafer 2 wurde von einer Vakuumspannvorrichtung festgehalten undder Rückhaltering der Ringklemme wurde ringsum um den Umfang des Wafers 1 angeordnet,wobei die Enden des Rings zusammengeklemmt wurden, um gleichmäßigen Druck um dieKanten des Wafers (d. h. um die gesamte Umfangslänge des Wafers) herum bereitzustellen.Der an die Ringklemme angebrachte Griff wurde dann angehoben, was bewirkte, dass dieRingklemme abgelenkt wurde, wodurch die Kante des Wafers 1 nach oben und von dem Wafer2 weg in einer Abziehbewegung angehoben wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben. In diesemVerfahren wird der periphere Bereich der Verklebungszusammensetzung nicht vor der Tren¬nung entfernt. Stattdessen wird die Fotoresistschicht an dem anfänglichen Trennungspunkt alsnatürliche Folge der Ringklemmenablenkungsbewegung seitlich gespalten, so dass ein Teil desFotoresistmaterials auf dem Glaswafer (Wafer 1) verblieb, während der Teil der Schicht auf denSiliziumwafer (Wafer 2) in dem unbehandelten Bereich übertragen wurde. Nach der Trennungwies der Wafer 2 nur einen Ring des Materials auf den äußeren 1-3 mm auf, während keineMaterialübertragung in dem mittleren Bereich des Wafers vorlag, der mit der Teflon®-Trennschicht von Wafer 1 in Kontakt gestanden hatte. Beide Wafer in diesem Beispiel könntenals der Bausteinwafer oder der Trägerwafer betrachtet werden. BEISPIEL 4 [00113] Handbetätigte Abziehtrennvorrichtung, die zum Trennen eines Waferstapels mit mittle¬rer Oberfläche, die mit einem Material mit geringer Adhäsion an beiden Substraten gefüllt ist,verwendet wird [00114] In diesem Verfahren wird ein Waferstapel gemäß einem anderen Verfahren der Erfin¬dung hergestellt und dann wiederum unter Verwendung einer handbetätigten Abziehtrennvor¬richtung getrennt. Vor dem Aneinanderkleben der zwei Wafer wird die mittlere Kontaktflächeeines Wafers mit einem Trennmaterial beschichtet, um ein Klebefestigkeitsdifferenzial über dieWaferoberfläche hinweg zu erzeugen. Die in Beispiel 3 verwendete Teflon®-AF-Lösung wurdemittels Rotationsbeschichtung auf die Oberfläche eines 200-mm-Siliziumwafers (Wafer 1) auf¬gebracht, um eine Beschichtung mit einer Dicke von etwa 10 pm zu bilden. Als Nächstes wurdeFC-40-Lösungsmittel auf die Oberfläche des Wafers an der Außenkante abgegeben, um einenetwa 3-5 mm breiten Abschnitt der Teflon®-AF-Beschichtung von der Waferoberfläche zuentfernen. Der Wafer wurde dann bei 110 °C für 2 Minuten gebrannt. Als Nächstes wurde dieKante des Wafers mit WaferBOND®-HT10.10-Verklebungszusammensetzung mittels Rotati¬onsbeschichtung aufgebracht, wobei das Material nur an der Kante abgegeben wurde, um eineSchicht aus Verklebungsmaterial um den peripheren Bereich der Waferoberfläche herum zubilden, die etwa 3 - 5 mm breit und ungefähr 10 pm dick war. Somit bildeten die Teflon®-Beschichtung und das Verklebungsmaterial eine einzige, ungleichmäßige Materialschicht überdie Waferoberfläche hinweg. Der Wafer wurde dann Fläche-an-Fläche mit einem 200-mm-Siliziumwafer-Rohling (Wafer 2) unter Vakuum in einer erhitzten Vakuum- und Druckkammerbei 220 °C und 10 psig für 2 Minuten verklebt.

[00115] Die resultierenden gestapelten Wafer wurden dann unter Verwendung einer Ring¬klemme (siehe Fig. 5(a)) getrennt, wobei zur handbetätigten Trennung ein Griff an den freienEnden angebracht wurde. Wafer 2 wurde von einer Vakuumspannvorrichtung festgehalten undder Rückhaltering der Ringklemme wurde ringsum um den Umfang des Wafers 1 angeordnet,wobei die Enden des Rings zusammengeklemmt wurden, um gleichmäßigen Druck um dieKanten des Wafers (d. h. um die gesamte Umfangslänge des Wafers) herum bereitzustellen.Der an die Ringklemme angebrachte Griff wurde dann angehoben, was bewirkte, dass dieRingklemme abgelenkt wurde, wodurch die Kante des Wafers 1 nach oben und von dem Wafer2 weg in einer Abziehbewegung angehoben wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben. In diesemVerfahren wird der periphere Bereich der Verklebungszusammensetzung nicht vor der Tren¬nung entfernt. Nach der Trennung wies der Wafer 2 nur einen Ring des Verklebungsmaterialsauf den äußeren 3-5 mm auf, während keine Materialübertragung in der Mitte vorlag. Wafer 1wies einen Ring aus Verklebungsmaterial auf den äußeren 3 -5 mm auf und die Teflon®-AF-Beschichtung verblieb in der Mitte. Das Verklebungsmaterial war durch seinen Querschnittgespalten worden und wurde zwischen den zwei Wafern gespalten. Beide Wafer in diesemBeispiel könnten als der Bausteinwafer oder der Trägerwafer betrachtet werden.

Claims

Ansprüche 1. Ringklemme zum Trennen verklebter Substrate, wobei die Ringklemme einen flexiblen,ebenen Körper mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Profil und einer zentralen Öffnungaufweist, wobei der Körper Folgendes umfasst: eine ringförmige Innenseitenwand;eine ringförmige Außenseitenwand; eine obere Fläche, die sich zwischen der Innenseitenwand und der Außenseitenwand er¬streckt; eine Wafereingriffsfläche, die sich von der Innenseitenwand nach außen erstreckt, wobeidie Wafereingriffsfläche an einem Punkt in dem Körper endet, der von der Außenseiten¬wand beabstandet ist; und einen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Grat, der sich von dem Punkt nach in¬nen und von der Wafereingriffsfläche weg neigt, wobei die Wafereingriffsfläche und der ringförmige Grat eine ringförmige Waferaufnahme¬nut bilden.
2. Ringklemme nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Körper um eine einheitlich ausgebil¬dete gespaltene Ringklemme mit zwei freien Enden handelt.
3. Ringklemme nach Anspruch 1, wobei der ringförmige Grat in einer freien Kante endet undeine geneigte Schulterfläche aufweist, die sich zwischen der freien Kante und dem Punkterstreckt, an dem die Wafereingriffsfläche in dem Körper endet.
4. Ringklemme nach Anspruch 3, wobei die Nut einen Winkel (Θ), wie von der Wafereingriffs¬fläche zu der Schulterfläche des Grats gemessen, von etwa 10° bis etwa 90° aufweist.
5. Ringklemme nach Anspruch 3, wobei die freie Kante des ringförmigen Grats sich nichtnach innen an einer Ebene vorbei erstreckt, die von der Innenseitenwand definiert wird, sodass der ringförmige Grat von der Innenseitenwand nach außen versetzt ist.
6. Ringklemme nach Anspruch 1, wobei der Körper mehrere Teile umfasst, wobei jedes Teileinheitlich ausgebildet ist.
7. Ringklemme nach Anspruch 1, wobei der Körper aus einem Material hergestellt ist, dasaus der Gruppe bestehend aus Metallen, Keramiken, Polymeren, Verbundstoffen undKombinationen davon ausgewählt ist.
8. Ringklemme nach Anspruch 1, wobei der Körper eine Breite "W", wie von der Innenseiten¬wand zu der Außenseitenwand gemessen, von etwa 0,1 bis etwa 50 mm aufweist.
9. Ringklemme nach Anspruch 1, wobei die Innenseitenwand eine Dicke "t" von etwa 0,1 bisetwa 15 mm aufweist.
10. Ringklemme nach Anspruch 1, wobei die Innenseitenwand eine Dicke "T" von etwa 0,15bis etwa 16 mm aufweist.
11. Kombination aus: einer Klemme mit einem flexiblen, ebenen Körper mit einem im Wesentlichen kreisförmigenProfil, wobei der Körper eine ringförmige Waferaufnahmenut umfasst; undeinem ebenen Substrat mit einer äußersten Kante, die den Umfang des Substrats definiert,wobei mindestens ein Teil des Umfangs in der Waferaufnahmenut aufgenommen wird.
12. Kombination nach Anspruch 11, wobei die Klemme weiterhin Folgendes umfasst:eine zentrale Öffnung; eine ringförmige Innenseitenwand;eine ringförmige Außenseitenwand; eine obere Fläche, die sich zwischen der Innenseitenwand und der Außenseitenwand er¬streckt; eine Wafereingriffsfläche, die sich von der Innenseitenwand nach außen erstreckt und aneinem Punkt in dem Körper endet, der von der Außenseitenwand beabstandet ist; und ei¬ nen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Grat, der sich von dem Punkt nach innenund von der Wafereingriffsfläche weg neigt, wobei die Wafereingriffsfläche und der ringförmige Grat gemeinsam die ringförmigeWaferaufnahmenut bilden.
13. Kombination nach Anspruch 12, wobei das Substrat weiterhin eine Vorderfläche und eineRückfläche umfasst, wobei die Vorderfläche einen zentralen Bereich und einen peripherenBereich umfasst.
14. Kombination nach Anspruch 13, wobei der ringförmige Grat in einer freien Kante endet,wobei der ringförmige Grat eine geneigte Schulterfläche aufweist, die sich zwischen derfreien Kante des Grats und dem Punkt erstreckt, an dem die Wafereingriffsfläche in demKörper endet, wobei die Rückseitenfläche des Substrats von der Wafereingriffsfläche desKörpers erfasst wird und die äußerste Kante und der periphere Bereich des Substrats vonder Schulter und der freien Kante des Grats erfasst werden.
15. Kombination nach Anspruch 12, wobei das Substrat ein Material umfasst, das aus derGruppe bestehend aus Silizium, Saphir, Quarz, Metall, Glas und Keramiken ausgewählt ist.
16. Verfahren zum temporären Verkleben (Bonden), das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Stapels, der Folgendes umfasst: ein erstes Substrat mit einer Rückfläche und einerBausteinfläche, wobei die Bausteinfläche einen peripheren Bereich und einen zentralenBereich aufweist; ein zweites Substrat, das mit dem ersten Substrat verklebt ist, wobei daszweite Substrat eine Trägerfläche, eine Rückseitenfläche und eine äußerste Kante, die denUmfang des zweiten Substrats definiert, aufweist, wobei die Trägerfläche einen peripherenBereich und einen zentralen Bereich aufweist; und Trennen des ersten und des zweitenSubstrats unter Anwendung einer Abziehbewegung durch Ausüben einer Kraft auf einenTeil des Umfangs des zweiten Substrats getrennt, was bewirkt, dass das zweite Substrat ineinem Winkel von dem Stapel weg gebogen wird, wodurch das erste Substrat und daszweite Substrat getrennt werden, wobei das Trennen unter Verwendung einer Ringklemmemit einem ebenen Körper mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Profil, der den Umfangder Ringklemme definiert, und einer zentralen Öffnung durchgeführt wird, wobei die Ring¬klemme um den Umfang des zweiten Substrats gesichert wird und wobei die Kraft auf nureinen Teil des Umfangs der Ringklemme ausgeübt wird, wodurch der entsprechende Teildes Umfangs des zweiten Substrats von dem Stapel weg in einer Abziehbewegung ange¬hoben wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Körper Folgendes umfasst:eine ringförmige Innenseitenwand; eine ringförmige Außenseitenwand; eine obere Fläche, die sich zwischen der Innenseitenwand und der Außenseitenwand er¬streckt; eine Wafereingriffsfläche, die sich von der Innenseitenwand nach außen erstreckt, wobeidie Wafereingriffsfläche an einem Punkt in dem Körper endet, der von der Außenseiten¬wand beabstandet ist; und einen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Grat, der sich von dem Punkt nach in¬nen und von der Wafereingriffsfläche weg neigt, wobei die Wafereingriffsfläche und der ringförmige Grat gemeinsam eine ringförmigeWaferaufnahmenut bilden, wobei mindestens ein Teil des Umfangs des zweiten Substratsin der Nut aufgenommen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Körper in der Form einer gespaltenen Ringklemmemit zwei freien Enden ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Ringklemme durch Folgendes um den Umfang deszweiten Substrats gesichert wird: Bewegen der freien Enden voneinander weg, wodurchdie zentrale Öffnung des Körpers vergrößert wird; Anordnen der Ringklemme um den Umfang des zweiten Substrats und Ziehen der freien Enden vor dem Trennen zueinander, um das zweite Substrat zusam-mendrückend zu erfassen, wobei der ringförmige Grat der Ringklemme in einer freien Kante endet und eine geneigteSchulterfläche aufweist, die sich zwischen der freien Kante des Grats und dem Punkt er¬streckt, an dem die Wafereingriffsfläche in dem Körper endet, wobei die Rückseitenflächedes zweiten Substrats von der Wafereingriffsfläche des Körpers erfasst wird und die äu¬ßerste Kante und der periphere Bereich des zweiten Substrats von der Schulter und derfreien Kante des Grats erfasst werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Ringklemme mindestens etwa 1° des Umfangs deszweiten Substrats erfasst.
21. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Ringklemme das erste Substrat nicht kontaktiert.
22. Scheibenförmige Klemme zum Trennen verklebter Substrate, wobei die Klemme einenmassiven, ebenen Körper mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Profil aufweist, wobeider Körper Folgendes umfasst: eine ringförmige Außenseitenwand, die den Außendurchmesser des Körpers definiert;eine obere Fläche, die sich über den gesamten Durchmesser zwischen der Außenseiten¬wand erstreckt; eine Wafereingriffsfläche, die sich von einem Punkt in dem Körper erstreckt, der von derAußenseitenwand beabstandet ist; und einen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Grat, der sich von dem Punkt nach in¬nen und von der Wafereingriffsfläche weg neigt, wobei die Wafereingriffsfläche und der ringförmige Grat gemeinsam eine ringförmigeWaferaufnahmenut bilden.
23. Ringklemme zum Trennen verklebter Substrate, wobei die Ringklemme einen ebenenKörper mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Profil und einer zentralen Öffnung auf¬weist, wobei der Körper eine einheitlich ausgebildete gespaltene Ringklemme mit zwei freien En¬den ist und Folgendes umfasst:eine ringförmige Innenseitenwand;eine ringförmige Außenseitenwand; eine obere Fläche, die sich zwischen der Innenseitenwand und der Außenseitenwand er¬streckt; eine Wafereingriffsfläche, die sich von der Innenseitenwand nach außen erstreckt, wobeidie Wafereingriffsfläche an einem Punkt in dem Körper endet, der von der Außenseiten¬wand beabstandet ist; und einen sich nach innen erstreckenden ringförmigen Grat, der sich von dem Punkt nach in¬nen und von der Wafereingriffsfläche weg neigt, wobei die Wafereingriffsfläche und der ringförmige Grat eine ringförmige Waferaufnahme¬nut bilden. Hierzu 11 Blatt Zeichnungen