[发明专利]用于把半导体晶片从载体衬底分离的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于把产品衬底从载体衬底分离的根据权利要求1所述的一种装置和根据权利要求14所述的一种方法。

背景技术

产品衬底的背面薄化在半导体工业中经常需要，并可以机械地和/或化学地进行。为了进行背面薄化，所述产品衬底通常被暂时固定在载体上，其中对于固定有不同的方法。作为载体材料例如采用薄膜、玻璃衬底或硅晶片。

根据所采用的载体材料以及在载体和产品衬底之间所采用的连接层，已知有不同的方法来溶解或破坏所述连接层，例如采用UV光、激光束、温度作用或溶剂。

所述分离逐渐成为最重要的处理步骤之一，因为具有几μm衬底厚度的薄的衬底在分离/剥落时容易破裂，或者由于分离过程所需的力而遭受损坏。

另外，薄的衬底几乎不、直至不具有形状稳定性，并且在没有支撑材料的情况下典型地卷起。从而在处理背面薄化的晶片期间晶片的固定和支持在实际中是必不可少的。

发明内容

因此本发明的任务是说明一种装置和一种方法，以尽可能无破坏地从载体上分离这种产品衬底。

所述任务通过权利要求1和14的特征而得到解决。本发明的有利的改进在从属权利要求中说明。在说明书、权利要求和/或附图中所说明的至少两个特征的所有组合也属于本发明的范畴。在所说明的值范围中，位于所述界限内的值也应该作为界限值被公开，并应该以任意的组合而要求保护。

本发明所基于的想法是，对一种普通的装置以及一种普通的方法进行改进，其方式是，利用安装在薄膜框架上的薄膜的弹性或柔性来轻柔地并从产品衬底的边缘开始分离所述产品衬底，而且通过薄膜的变形、尤其是在薄膜的分离切口中的变形来进行。通过这种方式所述产品衬底直接在分离之后提供给其他的处理步骤所用，并通过所述薄膜和所述薄膜框架保护。许多处理步骤可以直接对安装在薄膜框架上的产品衬底来执行。

也就是说：柔性的薄膜借助施加在薄膜框架上的力以及在所述薄膜的接触面片段中与所述产品衬底相接触的粘合层而在所述产品衬底上产生牵引力，由此把产品衬底从载体衬底分离，尤其是剥离。

用产品衬底来表示诸如半导体晶片的产品衬底，其通常薄化为在0.5μm和250μm之间的厚度，其中趋势是越来越薄的产品衬底。本发明尤其有效地用本身具有与安装在薄膜框架上的薄膜相类似柔性的产品衬底工作。所述产品衬底在本发明的装置以及在本发明的方法中从载体衬底剥离，尤其是同心地从产品衬底的外周开始。

作为载体例如采用具有在50μm和5000μm之间、尤其在500μm和1000μm之间的厚度的载体衬底。

作为连接层可以考虑粘合剂，例如可溶解的粘合剂，尤其是热塑性塑料，其例如有选择地施加在所述载体衬底-产品衬底复合物的边缘区域中，尤其是在0.1至20mm的边缘区域中。替换的，可以全面地施加所述粘合剂，其中在中心处的粘合力可以通过粘合降低层、例如氟聚合物、优选聚四氟乙烯而降低。

作为接收装置特别适合的是夹头（Chuck），尤其是用于尤其借助低压（Unterdruck）来接收载体衬底的旋转夹头，例如吸取轨道、孔或吸取杯。替换的，可以考虑机械式的接收，例如通过侧面的夹子。在另一可替换扩展方案中进行静电接收。

所述分离工具包含安装在所述薄膜框架上的薄膜和容纳所述薄膜框架并施加力的薄膜框架接收器。

有利地除了分离工具之外还设置连接分离工具，以至少部分地去除在所述载体衬底和所述产品衬底之间由所述连接层引起的连接。

如果所述装置具有加热工具以加热所述载体衬底-产品衬底复合物，所述加热工具尤其是集成在载体衬底接收器中，那么就可以采用热塑熔融的粘合剂来作为连接层。最大的加热温度为250℃，优选最大为175℃。

在本发明的一个有利的实施方案中规定，所述连接分离工具构造成基本不加热地工作。这样就可以放弃任何的加热装置。

在本发明的另一有利的实施方案中规定，所述连接分离工具包含用于去除所述连接层的液体介质，尤其是有选择地溶解所述连接层的溶剂。连接层的化学溶解对于所述产品衬底是特别轻柔的，并在相应进行材料选择的情况下也可以非常快速地进行溶解，尤其当仅所述产品衬底的边缘区域设置有连接层时，使得所述溶剂可以从侧面开始来快速发挥作用。这样就可以省略在载体衬底和/或产品衬底中的钻孔。

在本发明的另一替换实施方案中规定，所述连接分离工具包含用于去除所述连接层的机械分离工具，尤其是用于切割所述连接层的刀片。由此实现了所述产品衬底从载体的特别快速的分离。也可以考虑由机械分离工具和液体介质构成的组合。