用于分离第一衬底的试样固持器,装置和方法与流程

文档序号:12071453
用于分离第一衬底的试样固持器,装置和方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1所述的方法、一种根据权利要求9所述的装置、一种根据权利要求10所述的方法、一种根据权利要求11所述的用途、一种根据权利要求12中所述的衬底堆叠以及一种根据权利要求13所述的衬底固持器。



背景技术:

在半导体技术中,通常对衬底进行背面薄化,以便减小形成的构件的尺寸。应用背面薄化的最常见原因之一是通过衬底来制造导电连接。这些线路尤其由于其在硅衬底中的频繁使用而被称为穿透硅通孔(through-silicon-vias,TSV)。由于工业上制造的衬底、尤其晶片具有大于500 µm的厚度,然而TSV(复数)仅具有大致100 µm的长度,因此有必要移除衬底的残余部分。在背面薄化过程的末尾,应形成具有尽可能小的厚度的功能晶片。该厚度取决于技术特性和电气特性。

产品衬底被固定在载体衬底上,以便所述产品衬底在背面薄化过程期间以及主要在背面薄化过程之后在机械上被稳定化。半导体衬底或玻璃衬底主要被用作载体衬底。产品衬底在与载体衬底接合之后经受各种过程。尤其是在产品衬底上形成功能单元,例如MEM、微芯片、存储单元等。

在背面薄化及其它过程之后,必须将产品衬底与载体衬底分离以便能够被进一步处理。

固定过程称为接合。如果所述固定在时间上被限制,则谈及临时的接合或者临时接合。如下各种材料被用于临时的接合,所述材料能够在不同的过程步骤期间固定两个衬底,但另一方面允许在一定的化学和/或物理效应下允许衬底的分开。粘合连接例如可以在产品衬底与载体衬底之间以化学方式被分离。另一方法是通过热效应和切力和/或法向力的施加来将衬底分开。另一方法在于通过电磁辐射、尤其通过UV光来破坏粘合剂。为此,两个衬底中的至少一个必须对于UV光来说是透明的。

所有这些迄今已知的方法都具有显著的缺点,所述缺点可导致对连接层和/或衬底或被布置在其上的构件的特性的至少部分的损害。

在将载体衬底与产品衬底去接合/分离时应考虑大量关键因素并且最高的优先级在于使脆性的以及由于预处理而非常昂贵的产品晶片经受尽可能小的应力并且不损坏。另一方面,第一衬底的脱离应以最低地可能的能量耗费成本低且快速地进行。在大量已知的脱离过程中,尤其为使晶片之间的黏附层的黏附特性溶解,有必要将由载体晶片和结构晶片/产品晶片构成的堆叠(“Stack”)加热至对于粘合剂来说特定的温度。



技术实现要素:

本发明的任务是改进根据前序部分的如下装置和方法,所述装置和方法用于与第一衬底脱离以使得实现经济且迅速的分离。同时应当减少能量消耗。

该任务利用专利权利要求1、9、10、11、12和13的特征来解决。在从属权利要求中对本发明的有利的改进方案加以说明。由在说明书、权利要求书和/或附图中说明的特征中的至少两个构成的所有组合也落到本发明的范围中。在值范围中,位于所提到的边界之内的值也应作为边界值被公开并且能够以任意的组合主张权利。

本发明的基本构思是通过冷却和/或脆化连接层和/或冷却衬底和/或由该连接层及衬底构成的衬底堆叠来实现或引起衬底的分离。

本发明尤其描述通过借助于冷却剂进行冷却来将两个衬底、尤其晶片分离/去接合(Debond)的方法和设施/装置。在此,本发明所基于的构思尤其是将连接层(尤其粘合剂)用于接合两个衬底,所述连接层在低温下、尤其在室温之下脆化。

在此,尤其减小连接层的机械稳定性和/或黏附作用。

代替于加热来减小粘性、机械稳定性和/或黏附特性,在根据本发明的方法中尤其冷却整个衬底堆叠以便使连接层脆化。进行所述脆化以使得可以利用相对小的机械力来分开两个衬底。取决于相应的根据本发明的实施方式,可作为切力或作为法向力来施加机械力。

所述法向力尤其可以是点力、线力或面力。为将两个表面分开说明将两个主体分开至少必需的每单位面积的能量(下文中称为能量密度)。两个衬底之间的能量密度根据本发明尤其小于2.5 J/m2、优选地小于2.0 J/m2、更优选地小于1.5 J/m2、最优选地小于1.0 J/m2、全局最优选地小于0.5 J/m2

该分离尤其是通过脆化和/或通过在冷却过程中的冷却期间出现的、即优选地仅仅通过该冷却决定的内应力来自动地进行。尤其是,粘合剂并非转换到更粘稠的状态,而是通过供冷(Kälteeintrag)转换到被硬化的脆化状态。

换言之,本发明的核心尤其在于使连接层、尤其粘合剂、更优选地接合黏合剂的材料脆化,以减小连接层的机械稳定性和/或黏附特性。因此,本发明描述用于完成根据本发明的脆化的方法及设施。

本发明解决在温度升高的情况下去接合的近年来存在的问题。组分在介质中的扩散系数、尤其金属原子在金属基质或半金属基质中的扩散系数是温度显式函数。提高的温度意谓着物种在介质中的增加的扩散特性。因此,温度越高,扩散通常越快地进行,或者温度越低,扩散通常越慢地进行。产品衬底常常具有已经掺杂的半导体组件、尤其是微芯片或存储芯片。在去接合过程期间温度负载增加可导致掺杂元素的不期望的扩散。通过随后所描述的根据本发明的实施方式和方法,衬底堆叠尤其是不被加热,而是被冷却。因此,显著地减慢掺杂元素的可能的、不期望的扩散。

根据本发明的另一优点在于增加的去接合速度。通过根据本发明的过程可以在几秒之内将两个、尤其整面地接合的衬底相互分开。去接合时间的减少导致生产量的增加并且因此导致较高的经济性。

根据本发明一种有利的实施方式,冷却单元被构造为用于冷却用于容纳和固持(一个或多个)衬底的衬底固持器/试样固持器的冷却剂。这些冷却单元尤其具有相应的固定元件、尤其是真空管路(Vakuumleitung)。这/这些冷却单元和固定元件优选地在位置上彼此分开和/或可独立地运动。用于冷却剂的馈送入口及排出口尤其被构造为可跟踪的(nachführbar)、优选地被构造为软管或柔性管构造。

根据本发明的实施方式描述用于冷却衬底堆叠并且由此实现经济的去接合的装置/设施和方法。通过冷却衬底堆叠(优选地间接地,即不与连接层直接接触)来冷却连接层、尤其粘合剂、优选地接合黏合剂。

根据本发明的构思尤其在于,将如下材料用于连接层,所述材料在室温或略微升高的温度下适用于衬底的接合、在较低的温度下至少部分地、尤其完全地脆化并且因此要么失去其与衬底的表面的黏附特性要么能够至少沿着其体积分开,使得可以进行衬底堆叠的两个衬底的彼此分开。

衬底堆叠

衬底堆叠由通过连接层、尤其粘合剂而彼此接合/已彼此接合的至少两个衬底构成。也可设想具有多于两个衬底的衬底堆叠,其中总是两个衬底利用粘合剂来彼此连接。下文中为简单起见处理具有两个衬底的衬底堆叠。可将衬底堆叠紧固在条带(英文:tape)上,该薄膜尤其已被层压到框架(英文:frame)上。该实施方式尤其用于固定已经背面薄化的衬底(产品衬底)。

连接层(系统)、尤其粘合剂系统

根据本发明,可以使用适用于接合两个衬底并且在临界温度之下脆化的任何连接层。

根据本发明优选的粘合剂可以是单层粘合剂、多层粘合剂或具有结构化的层的粘合剂。每一层的材料可以是单组分系统或多组分系统。

根据本发明,连接层的每一层的层厚度尤其小于1 mm、优选地小于500 µm、更优选地小于100 µm、最优选地小于1 µm、全局最优选地小于10 nm。

根据本发明,作为各个层的层厚度的总和得出的连接层厚度尤其小于1 mm、优选地小于500 µm、更优选地小于100 µm、最优选地小于1 µm、全局最优选地小于10 nm。在具有表面地形的衬底的情况下,层厚度的总和至少与最高的地形一样大、尤其大至少1 nm、更优选地大至少10 nm、最优选地大至少100 nm、全局最优选地大至少1 µm、全局最优选地大至少10 µm。

在根据本发明的第一实施方式中,连接层是单组分系统。尤其是使用基于以下组分之一材料:

- 硅树脂,和/或

- 塑料,尤其

·热塑性塑料,

·热固性塑料,

·弹性体,

- 蜡。

例如可将粘合物质分配给以下类别之一:

- 物理粘结的粘合物质,尤其

·附着和接触粘合物质

·热熔粘合物质

·以最终状态存在的聚合物的溶剂粘合物质或者分散粘合物质

·分散粘合物质

·水活化或者溶剂活化的粘合物质

·塑料溶胶

- 化学硬化的粘合物质,尤其

·聚合粘合物质,尤其

丙烯酸酯粘合物质,尤其

甲基丙烯酸甲酯粘合物质

氰基丙烯酸酯粘合物质

不饱和聚酯

·缩聚粘合物质,尤其

苯酚-甲醛树脂粘合物质

硅树脂

硅烷化合的聚合物粘合物质,

聚酰亚胺粘合物质

聚硫化物粘合物质

·聚加成粘合物质,尤其

环氧树脂粘合物质

聚氨酯粘合物质

硅树脂

- 反应性热熔的粘合物质,尤其

·聚酰胺

·聚乙烯

·非晶聚α-烯烃

·乙烯乙酸乙烯酯共聚物

·聚酯弹性体

·聚氨酯弹性体

·共聚酰胺弹性体

·乙烯吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物

粘合剂优选地可以是环烯烃共聚物(COC)。

在根据本发明的第二实施方式中,连接层是多组分化合物。尤其是使用决定性地影响脆断特性的组分。这种组分可以是:

- 有机组分、尤其有机分子、更优选地用于防附着层(英文:anti sticking layer,ASL)的分子,和/或

- 无机组分、尤其无机分子,和/或

- 金属、尤其金属离子,和/或

- 金属合金,和/或

- 陶瓷。

在根据本发明的多组分系统中,按照数量和/或质量过量地出现的组分称为基质。按照数量和/或质量以较小份额出现的组分也称为添加剂。添加剂优选地沿着粘合剂的整个连接表面被添加。根据本发明,也可设想尤其沿着连接层的优选地完整周围的周围轮廓来在位置上受限地添加添加剂。

在根据本发明的实施方式的另一改良方案中,连接层被构造为多层系统,其中每一层要么是单组分系统要么是多组分系统。因此,每个单个的层可以尤其关于分别相邻的层具有不同的化学和/或物理特性。并非每一层都必须具有粘合特性。

在一种优选的实施方式中,层中的至少一个被构造为不具有或具有很小粘合作用,所述至少一个层尤其仅用于脆化或者层系统以及因此两个衬底的彼此分开。

按照根据本发明的实施方式的另一种改良形式,尤其是多层系统中的层中的至少一个被构造为结构化的。结构化尤其是通过光刻过程和/或压印光刻过程来进行。该结构化允许制造由不同材料构成的复合层。该复合层尤其具有宏观上同质和/或各向同性的特性,和/或是在微观上异质和/或各向异性的。

已尤其通过光刻和/或压印光刻制造的结构的尺寸尤其小于100 µm、优选地小于50 µm、更优选地小于1 µm、最优选地小于100 nm、全局最优选地小于10 nm。

冷却剂、尤其冷却流体

作为用于冷却连接层的冷却剂尤其是使用冷却流体,所述冷却流体优选地是液体混合物、液体、气体混合物、气体和/或液体-气体混合物。优选地,所述液体流体是液体或气体。

冷却剂、尤其冷却流体用于吸收和运走连接层、尤其衬底堆叠以及必要时衬底堆叠的较近的周围环境的热。由此发生根据本发明的对连接层的冷却。

理论上,可将主体冷却至大致0 K (-273.15℃)的温度。然而,仅在已针专门对此设置的实验室中并且通过复杂的设备能达到这样低的温度。根据本发明能够达到的技术上的低温度尤其是位于液体氦和/或优选地液体氮的沸点附近。氦的沸点在大致4.15 K (-269.00℃)左右,氮的沸点在大致77 K (-196.15℃)左右。

在根据本发明的第一扩展方案中,冷却流体是液体。所使用的冷却流体的沸点尤其小于0℃、优选地小于-50℃、更优选地小于-100℃、最优选地小于-150℃、全局最优选地小于-200℃。此外,优选地用作冷却流体的液化的气体氦和/或氮是惰性的、不易燃或不可燃以及较那么易反应的。优选地尤其可以在封闭群集系统中设立用于防止窒息的保护装置。此外,根据一种有利的实施方式,可以通过安装氧传感器来测量通过相应的气体对氧的置换。

在根据本发明的第二并且优选的扩展方案中,冷却流体是气体。该气体以预冷却的状态、尤其以未经压缩的或仅经略微压缩的状态被用于进行冷却。在此,该气体的压力尤其小于5bar、优选地小于3bar、更优选地小于或等于1bar。

在一种特别优选的、替代的实施方式中,通过压缩机将来自周围环境的纯空气压缩至大于20bar、尤其大于50bar、更优选地大于100bar、最优选地大于150bar、全局最优选地大于200bar。通过将空气等焓膨胀至小于100bar、尤其小于50bar、更优选地小于25bar、最优选地小于10bar、全局最优选地小于5bar的压力来引起若干摄氏度的温度下降,所述温度下降用于根据本发明的对连接层的冷却。尤其通过这种等焓膨胀来实现大于5℃、尤其大于10℃、更优选地大于25℃、最优选地大于35℃、全局最优选地大于45℃的温度下降。尤其,该温度下降至少部分地、优选地主要地、更优选地完全地引起使相应选择的连接层的根据本发明的脆化效果,该连接层至少在一个层中从材料出发根据相应的温度范围加以设计。

在另一特别优选的实施方式中,冷却流体用于循环的、因此多次的冷却。在此,根据本发明的连接层被冷却及加热大于一次、优选地大于5次、更优选地大于10次、最优选地大于15次、全局最优选地大于20次。在此,连接层的温度在高于以及低于临界温度的温度之间改变。在此,可以利用热流体、尤其热气体和/或热液体来进行连接层的加热。

在根据本发明的实施方式的改进方案中,冷却流体和热流体被提供在两个单独的室中,可在所述室之间转移衬底堆叠(以及因此连接层),以便引起非常快速的温度改变。

根据本发明,尤其是选择比热容尽可能大以便促进以热的形式来储存能量的冷却流体。该比热容优选地位于0.0 kJ/(kg*K)与20 kJ/(kg*K)之间、优选地位于0.5 kJ/(kg*K)与20 kJ/(kg*K)之间、更优选地位于1.0 kJ/(kg*K)与20 kJ/(kg*K)之间、最优选地位于10 kJ/(kg*K)与20 kJ/(kg*K)之间、全局最优选地位于15 kJ/(kg*K)与20 kJ/(kg*K)之间。

根据本发明,尤其是选择导热率尽可能大以便确保沿着冷却流体路径来迅速运走热的冷却流体。该导热率优选地位于0.01 W/(m*K)与10 W/(m*K)之间、优选地位于0.05 W/(m*K)与10 W/(m*K)之间、更优选地位于0.1 W/(m*K)与10 W/(m*K)之间、全局最优选地位于0.5 W/(m*K)与10 W/(m*K)之间。

脆化机制

根据本发明的构思在于使用如下连接层(尤其是粘合剂),其可以通过外部影响、尤其通过将温度下降到临界温度(脆化温度)之下被脆化。根据本发明,脆化应被理解为如下任何化学和/或物理过程,其影响根据本发明的连接层以使得可以以少的力耗费或甚至无力耗费地将通过该连接层接合的衬底彼此分开。因此,术语“脆化”会被进一步理解为本领域技术人员熟知的。用于将衬底堆叠的衬底分开的力尤其小于100 kN、优选地小于10 kN、更优选地小于1 kN、最优选地小于100 N、全局最优选地小于10 N。

根据本发明,在材料科学和/或物理意义上,脆化通过延展性的降低来表征。尤其对于聚合物材料来说,延展性的降低和脆性的增加首先或者主要是交联效应。根据本发明,交联尤其被理解为化学的、尤其共价连接的化合物的优选地空间上的构造。交联优选地在现有聚合物链之间进行并且在交联过程的末尾导致空间上的网络、尤其高分子。交联度越高,则存在的可参与连接层的材料的弹性和/或塑形变形的单独的聚合物链越少。在完全交联的聚合物中,尤其在热固性塑料的情况下,弹性特性是纯静电现象,该纯静电现象是基于彼此交联的聚合物链之间的结合力。在热固性塑料中,如聚合物链在外部拉伸负载下的熵弹性或伸展等效应实际上是不可能的。因此,这种材料以非常脆性的方式、在理想情况下以理想地脆性的方式对外部机械负载、尤其拉伸负载作出反应。

替代地或者附加地,脆化根据本发明尤其是通过连接层的聚合物链的尤其由在低温度下的少的热运动引起的固定化来表征。由于非常低的温度,聚合物链的尤其是由于外部拉伸负载引起的伸展不再能够那么有效地进行,因为聚合物链的热运动以及因此展开的趋势较小。聚合物链伸展的主要部分应可归因于外部拉伸负载,使得通过温度下降对脆性的影响被视为相当小的。在高的温度下,甚至出现逆效应,在所述逆效应的情况下聚合物链通过热供应而收缩。该效应(以熵弹性的名称已知)基于聚合物链在较高温度下最大化其熵的趋势。该类型的脆性主要存在于弹性体和热塑性塑料中。

替代地或者附加地,脆化根据本发明尤其是通过延展性的聚合物的结晶引起的降低来表征。大多数聚合物是非晶固体。非晶状态是相对长的聚合物链的结果,所述聚合物链一方面可以通过侧基团分支,然而也可以围绕其结合轴的连接线而呈现不同的构象。通过该强力的组合可能性形成以非常复杂的方式形成的彼此交联的聚合物链,所述聚合物链难以彼此平行对准并且因此难以有规则地对准。聚合物链变为部分结晶区的一部分的能力明显地随着其分支的复杂度、即数目和/或长度、构象可能性的数目和改变构象的能力而下降。例如,分子围绕双键或三键是不易旋转的,因为迭加的π轨道不能实现旋转。但是这种聚合物可以至少部分地结晶。结晶优选地通过添加种晶来进行。种晶尤其理解为在结晶介质中、尤其在液体中或在固体中开始结晶的固体。根据本发明,可将引起聚合物的部分结晶的种晶添加到聚合物。聚合化优选地在临界温度之下进行,使得粘合剂在临界温度之下才结晶并且具有相应的脆性。但是也可设想在临界温度之上的结晶。

替代地或者附加地,脆化根据本发明尤其是通过热应力的产生并且当超过临界应力时通过热冲击产生的随之而来的热裂缝来表征。热冲击理解为对快速地被冷却的主体的不均匀的温度施加的物理效果。主体中的不均匀的温度施加通过主体的有限的导热率来形成,所述有限的导热率造成热流不能无限快速地从主体逸出(在冷却时)以及侵入到主体中(在加热时)。导热率的有限值导致:快速地被冷却的主体的表面比内部体积层更迅速地适应于包围所述主体的介质的温度。与此相应地出现非常强的温度梯度。该温度梯度导致热膨胀的强的梯度。通过沿着该梯度的膨胀差异形成非常大的热应力。如果所述热应力超过临界应力、尤其被冷却的原料的断裂应力,则构成裂缝。

所提到的脆化类型尤其对通过裂缝形成对连接层的破坏具有影响。通过施加外部机械负载、尤其拉伸和/或弯曲应力,可在连接层中形成裂缝,所述裂缝由于材料/原材料的脆性而超临界地穿过连接层、尤其在连接层与衬底表面之间传播,并且因此导致两个衬底的尤其自动地通过脆化进行的分开。如果裂缝经过连接层,则在两个衬底的衬底表面上会剩余连接层的残余物。在连接层与两个衬底表面之一之间(在相当特殊的例外情况中,在两个衬底表面上) 尤其通过裂纹的侧改变来进行超临界的裂缝生长的特殊情况中,粘合剂残余物应能够主要在两个衬底表面之一处检出。

根据本发明,脆性尤其被表征为连接层与衬底中的至少一个之间的通过外部影响、尤其通过温度下降引起的脱离现象。

替代地或附加地,脆化被表征为由于连接层的材料(或连接层的层的材料)和衬底的不同的热膨胀系数而在连接层与衬底中的至少一个之间的脱离现象。如果连接层的热膨胀系数不同于两个衬底中的至少一个的热膨胀系数,则连接层和衬底自身来看(只要其将被彼此分开)在冷却时经历不同的热膨胀。由于连接层和衬底在其表面处彼此连接,因此具有较大的热膨胀系数的层在冷却时被膨胀抑制。膨胀抑制导致拉伸内应力的构成。该拉伸内应力可以在超过临界值时导致连接层、尤其是连接层的层之一与衬底的松脱。

只要根据本发明将热塑性塑料用作用于连接层的材料,热塑性塑料的粘度是大的,使得在超过内应力的临界差时出现的内应力的降低仅通过尤其沿着连接层与衬底表面之间的界面的断裂来降低。进行根据本发明的分开(分离)。

替代地或者附加地,脆化被表征为由连接层的体积改变引起的连接层与衬底中的至少一个之间的脱离现象。通过体积改变尤其产生连接层的表面粗糙度的改变(优选地增加)。在两个衬底中的至少一个上优选地以液态的状态施加连接层。通过相应低的粘度可以将粘合剂最优地适配于尤其可具有极小的表面粗糙度的衬底表面。该粗糙度作为平均粗糙度、二次粗糙度或求平均的粗糙深度加以说明。平均粗糙度、二次粗糙度和求平均的粗糙深度的所确定的值尤其相对于相同的测量距离或测量面积而不同,但位于相同的数量级范围中。因此,粗糙度的以下数值范围要么应理解为平均粗糙度、二次粗糙度的值要么应理解为求平均的粗糙深度的值。根据本发明,粗糙度尤其小于100 µm、优选地小于10 µm、更优选地小于1 µm、最优选地小于100 nm、全局最优选地小于10 nm。

根据本发明,意外地证实定,体积减小在宏观层面上或多或少均质地且各向同性地进行,而在微关层面上、尤其在连接层的表面上应确认定异质性和/或各向异性。根据本发明,该异质性和/或各向异性用于使连接层在不同位置处以不同强度改变其体积。由此形成表面粗糙度以及因此形成通过连接层对衬底表面的润湿程度的降低。伴随着润湿程度的降低,表面之间的接合强度也下降,这促进机械剥离和/或在理想情形中导致衬底堆叠的自发性的分开。表面粗糙度要么作为平均粗糙度、二次粗糙度加以说明要么作为求平均的粗糙深度加以说明。平均粗糙度、二次粗糙度和求平均的粗糙深度的所确定的值通常针对相同的测量距离或者测量面积而不同,但位于相同的数量级范围中。因此,粗糙度的以下数值范围应理解为平均粗糙度、二次粗糙度和求平均的粗糙深度的值。通过根据本发明的实施方式所产生的粗糙度尤其大于1 nm、优选地大于10 nm、更优选地大于1 µm、最优选地大于10 µm、全局最优选地大于100 µm。

尤其是应当通过温度下降来使连接层脆化。根据本发明,替代地或者附加地,连接层的脆化通过以下过程来引起:

- 冷却

- 添加剂萃取,尤其

·软化剂,优选地通过

加热,和/或

化学品(溶剂),和/或

电流,和/或

辐照,

·溶剂,优选地通过

加热,和/或

辐照,

- 硬化,尤其,通过辐照、优选地UV辐照。

根据本发明,脆化尤其是通过连接层的可塑形变形性的降低来表征。以理想地脆性方式断裂的原料(或材料)被称为在不事先塑性变形的情况下在所施加的机械负载下断裂的材料。根据本发明被用于连接层的材料(尤其是塑料)的脆性破裂特性可以根据本发明尤其受添加剂影响。

根据本发明的实施方式主要涉及如下装置,所述装置可以将衬底堆叠的连接层的温度有效地降低至适合于脆化的温度范围。根据本发明优选如下材料用于连接层,所述材料的脆化是通过温度下降来进行。尤其当达到或不超过临界温度范围、尤其临界温度时,连接层脆化。临界温度范围与临界温度之间的差异基于:脆性断裂大多不是突然地而是在一个间隔之内进行。但是,尤其也可以进行突然的过渡和/或脆性-可延展性的过渡,所述过渡于是利用临界温度加以说明。

根据本发明,该临界温度范围尤其位于0℃与-50℃之间、优选地位于-25℃与-75℃之间、更优选地位于-50℃与-100℃之间、最优选地位于-75℃与-125℃之间。该临界温度尤其小于0℃、优选地小于-50℃、更优选地小于-100℃、最优选地小于-150℃。临界温度的值也应被视为作为临界温度范围的值公开。所述术语尤其应当分别共同包括其它术语。

根据本发明所选择的材料的脆化可以是可逆的或(优选地根据本发明)是不可逆的。当可以通过重复的冷却以及主动或被动的加热来产生或者抵消脆化时,所述脆化是可逆的。在此选择如下材料用于连接层,所述材料可以在可延展性的特性与脆性特性之间可逆地进行改变。当脆化不再能够被抵消时,所述脆化是不可逆的。

只要根据本发明进行可逆的脆化,则分离(去接合过程) 根据本发明在临界温度之下被执行。

只要根据本发明进行不可逆的脆化,则分离(去接合过程)尤其是在室温下和/或在空间分开的区域、优选地去接合器中被执行。

脆化器(根据本发明的装置的实施方式)

脆化器是根据本发明的设施/装置的实施方式,所述脆化器至少由冷却主体、尤其冷却板构成,所述冷却主体具有优选地唯一的冷却面和至少一个馈送管路,经由所述馈送管路将冷却流体输送给该冷却主体、尤其冷却面。该冷却主体以冷却流体来施加、尤其流过,并且由此冷却功率被转移到衬底堆叠上并且因此被转移到连接层上,所述冷却功率导致对连接层的冷却。

根据本发明,尤其选择比热容尽可能小以便最小化以热的形式对能量的储存的冷却主体。冷却主体、尤其在其冷却面处的比热容尤其位于0.0 kJ/(kg*K)与20 kJ/(kg*K)之间、优选地位于0.0 kJ/(kg*K)与15 kJ/(kg*K)之间、更优选地位于0.0 kJ/(kg*K)与10 kJ/(kg*K)之间、最优选地位于0.0 kJ/(kg*K)与5 kJ/(kg*K)之间、全局最优选地位于0.0 kJ/(kg*K)与1 kJ/(kg*K)之间。

根据本发明,尤其选择导热率尽可能大以便确保热的迅速运走的冷却主体。该导热率优选地位于0.1 W/(m*K)与5000 W/(m*K)之间、优选地位于1 W/(m*K)与2500 W/(m*K)之间、更优选地位于10 W/(m*K)与1000 W/(m*K)之间、最优选地位于100 W/(m*K)与450 W/(m*K)之间。

根据本发明的一种有利的实施方式,经由至少一个馈送管路将冷却流体引导到脆化器的冷却主体中或处。该实施方式可以被改进,其方式是,在至少一个回路(尤其是对应于馈送管路的数目)中将冷却流体引导穿过冷却主体以便优化散热。冷却流体优选地经由不同于所述馈送管路的第二排出管路又从脆化器排放。也可设想尤其结合不同的冷却流体的混合物来使用多个馈送管路和/或排出管路。因为这种流体在其混合之后的分开在根据本发明的实施方式中是不可能的,所以优选地将数个馈送管路但仅一个排出管路连接到冷却主体。

在根据本发明的另一实施方式中,冷却流体不是仅仅被引导穿过冷却主体,而是穿过冷却主体的触及尤其衬底堆叠的下侧上的开口排放,以便将冷却流体直接引导到衬底堆叠的两个衬底之一的表面上。由此使得冷却流体与衬底堆叠的衬底直接接触,这导致对衬底以及因此对粘合剂的更好的冷却。根据本发明的该实施方式主要适于液化的气体、如氦或氮,所述气体在与衬底直接接触时非常迅速地从衬底取走热并且在此优选地过渡到气相。形成的气体于是可以从要冷却的衬底堆叠扩散离开。

在根据本发明的另一实施方式中,冷却流体不是在回路中被引导穿过冷却主体,而是仅穿过排放开口从冷却主体排放。被加热的冷却流体尤其在冷却主体与衬底之间的空室中漏出。排放开口尤其起阀的作用,在优选地使用被压缩的气体时起节流阀的作用。

在根据本发明的另一实施方式中,冷却主体至少部分地、优选地至少在面向衬底的冷却面处是分多孔的。用于容纳和/或分布冷却流体的冷却主体的室和/或通道是独立的容器和/或管路系统的部分,并且所述部分尤其是由非多孔的密实的材料制成。该容器尤其至少部分地、优选地在一个排放开口处被多孔主体包围。也可设想由成形的粉末来嵌入容器,该粉末在烧结过程中被烧结。由此尤其特别简化通过多孔材料对容器的尤其完全的包围。优选地,容器和多孔主体的材料特性、尤其比热容和/或导热率在极大程度上是相同的。所提到的材料特性的偏差优选地小于20%、优选地小于10%、更优选地小于5%、最优选地小于1%、全局最优选地小于0.1%。容器和/或多孔主体的比热容尽可能小以便防止或者妨碍以热的形式来存储能量。比热容优选地位于0.1 kJ/(kg*K)与20 kJ/(kg*K)之间、优选地位于0.1 kJ/(kg*K)与15 kJ/(kg*K)之间、更优选地位于0.1 kJ/(kg*K)与10 kJ/(kg*K)之间、最优选地位于0.1 kJ/(kg*K)与5 kJ/ (kg*K)之间、全局最优选地位于0.1 kJ/(kg*K)与1 kJ/(kg*K)之间。容器和/或多孔主体的导热率尽可能大以便确迅速运走热。导热率优选地位于0.1 W/(m*K)与5000 W/(m*K)之间、优选地位于1 W/(m*K)与2500 W/(m*K)之间、更优选地位于10 W/(m*K)与1000 W/(m*K)之间、最优选地位于100 W/(m*K)与450 W/(m*K)之间。

根据本发明一种有利的实施方式,来自冷却主体的排放孔优选地规则地被布置。但是,所述排放孔可以至少部分地不规则地分布。

按照根据本发明的尤其独立的另一方面,设置试样固持器,所述试样固持器为了容纳和固定衬底堆叠而配备可通过温度降低激活的固定装置。尤其是使用可冻结的液体、优选地水,以便对试样固持器的固持面进行喷洒。在上述冷却过程或单独的冷却过程期间,液体、尤其水将衬底堆叠固定地冻结在试样固持器上。由此实现衬底堆叠在试样固持器上的简单固定,而不依赖于夹具、真空轨道、静电元件和/或磁性元件。通过根据本发明的固定尤其可以增加试样固持器与衬底堆叠之间的固持力。因此,根据本发明的该实施方式也可结合所提到的其它固定装置使用,优选地适于整面的和/或局部的脆化。

根据一种有利的实施方式,衬底堆叠被固定在尤其穿孔的条带上,以便将液体、尤其水以简单的方式带到衬底堆叠。水在所述条带上以及在衬底的位于穿孔上的那些部位处冻结。

整面的脆化器

在根据本发明的第一实施方式中,脆化同时整面地进行。同时的以及整面的脆化通过具有冷却面的装置对衬底堆叠的至少单侧的冷却来进行,该冷却面至少与要冷却的衬底堆叠以及因此要冷却的粘合剂的面一样大。

在一种相当特殊的实施方式中,脆化同时整面地以及双侧地进行。由此进行对衬底堆叠的两个侧的冷却。在此尤其对称地对该衬底堆叠进行冷却。

该冷却面优选地近似对应于冷却主体面。尤其当馈送管路和冷却室在冷却主体内延伸时,有效的冷却面优选地略微更小。整面的脆化器尤其可以以同流原理或以对流原理来运行,其中对流原理是优选的,因为所述对流原理允许进行有效的冷却。

局部的脆化器

在根据本发明的第二实施方式中,脆化通过至少一个冷却主体来进行,所述冷却主体的面小于要冷却的衬底堆叠的面。冷却主体的面尤其小于衬底堆叠的面的0.9倍、优选地小于0.8倍、更优选地小于0.6倍、最优选地小于0.4倍、全局最优选地小于0.2倍。使冷却主体相对于衬底堆叠运动以便确保对整个连接层的完全的冷却和脆化。相对运动要么通过冷却主体相对于静态的衬底堆叠的运动、通过衬底堆叠相对于静态的冷却主体的运动来进行,要么通过衬底堆叠和冷却主体的运动来进行。

在根据本发明一种优选的实施方式中,冷却主体是静态的,而衬底堆叠运动。通过根据本发明的该实施方式可以解决数个问题。第一,无需将用于输送冷却流体的管路构建以及实施为可跟踪的。由此可将所述管路构建为更紧凑的,因为可跟踪的管路被构造为尤其能够扩展和弯曲的(本发明的其它实施方式)。由于所输送的冷却流体的低温,根据本发明,管路材料被选择为使得所述管路材料具有尽可能小的脆性断裂倾向并且由此是相应地有抵抗力的。

外围的脆化器

在根据本发明的第三实施方式中,脆化在衬底堆叠的尤其完整周围的外围区域中(即沿着侧向的环形的外部轮廓)进行。优选地,改进根据出版物WO2012/139627A1的夹持环以使得对夹持环的冷却变为可能的。该夹持环由此变为冷却主体,其中冷却根据本发明限于衬底堆叠的外围。WO2012/139627A1的发明构思尤其在于构建尽可能柔性的以及可弯曲的夹持环。为了不失去这些特性,根据本发明的夹持环可以被构建为使得冷却流体不流过夹持环,而是从外部对夹持环进行冷却。由此,夹持环在构建技术方面无须重新被构造并且主要保持其柔性和可弯曲性。不利的是,与冷却流体流过的夹持环(优选地实施方式)相比,对该夹持环的冷却不那么有效。

根据本发明,也可在不冷却的情况下使用夹持环,以便执行已经脆化的衬底堆叠的分开。在此,尤其充分利用夹持环的机械特性、尤其柔性弯曲,以便在外围、尤其点式地用力、尤其拉伸力来使已经脆化的衬底堆叠加负载。通过尤其点式的负载产生尤其本地集中的力以及因此产生高的拉伸应力,所述拉伸应力主要在脆性断裂的材料的情况下导致通过超临界的裂缝生长引起的失灵。

作为去接合试样固持器的脆化器

所有提到的根据本发明的实施方式可以优选地被构建,使得冷却单元、尤其冷却主体也被构造为试样固持器、尤其构造为去接合试样固持器或构造为夹持环。

对衬底、尤其作为衬底堆叠的一部分的衬底的固定经由固定元件来进行。所述固定元件是

- 机械夹具和/或真空轨道,和/或

- 静电固定器,和/或

- 黏合剂、尤其可切换的表面,和/或

- 磁性固定器,和/或

- 电气固定器,和/或

- 专门成形的、优选地静态的构建元件,如尤其根据出版物WO2012/139627A1的夹持环的周边凸肩和内边缘。

优选地,由于强的热负载而使用机械夹具和/或真空轨道。

按照根据本发明一种有利的实施方式,冷却主体配备排放开口并且同时具有用于固定衬底堆叠以及排出穿过排放开口排放的冷却流体的装置。

为了借助于真空进行整面的固定,特别优选地,整面的多孔的脆化器的根据本发明的实施方式适用,因为可以直接经由多孔的冷却主体进行冷却流体的排出。因此,一方面,通过气化过程所产生的气体立即被排出,并且另一方面产生负压、尤其真空。根据本发明所产生的负压对于衬底的尤其整面的固定来说是足够强的。

在特殊的实施方式中,可以通过在脆化期间和/或之后对连接层施加超声来实现去接合过程的改良。根据本发明被脆化的连接层、尤其粘合剂特别敏感地对交变应力作出反应。超声的频率尤其大于1 Hz、优选地大于100 Hz、更优选地大于1 kHz、最优选地大于1 MHz、全局最优选地大于1 GHz。超声可以作用在如下面上,所述面在小于、等于或大于衬底堆叠的面。尤其可以优选地通过在冷却流体中布置超声波发射器来将超声波耦合输入到冷却流体浴中。

在一种极其特别优选的实施方式中,超声对被脆化的粘合剂的作用就足以完成两个衬底的分开。

脆化浴

在根据本发明的另一实施方式中,衬底堆叠的以及因此粘合剂的脆化在脆化浴中被执行。脆化浴被理解为如下根据本发明的实施方式,所述脆化浴至少由容纳容器、尤其槽以及处于其中的冷却流体构成。冷却流体优选地是液态氮或液态氦。为防止冷却流体由于对热的快速吸收而过早地气化,该容纳容器优选地是杜瓦(Dewar)容器。

在根据本发明的另一实施方式中,用于容纳衬底堆叠的试样固持器、尤其基座处于容纳容器之内。试样固持器的存放面优选地直接处于容纳容器壁的最高点之下。在一种特殊的实施方式中,装载装置处于试样固持器之内,以便执行装载过程或者卸载过程。也可设想的是,试样固持器本身是尤其可运动的装载装置。试样固持器于是可以从容纳容器中运动出,以便在装载过程期间接受衬底堆叠或者在根据本发明的过程之后为了卸载而又提供衬底堆叠。

在一种极其特别优选的实施方式中,在容纳容器之外设置有固持装置,所述固持装置将衬底堆叠或者框架与条带和衬底堆叠进行固定。在此,根据本发明完成衬底堆叠到冷却水平的降低。通过受控的操控可放弃对衬底堆叠的完全浸没。

所描述的特征类似地适用于根据本发明的装置和根据本发明的方法以及根据本发明的应用。

附图说明

由对优选的实施例的描述以及根据附图得出本发明的另外的优点、特征和细节。其中:

图1a示出根据本发明的具有连接层的衬底堆叠的第一实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图1b示出根据本发明的被布置在条带上的衬底堆叠的第二实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图1c示出根据本发明的具有由多个层构成的连接层的衬底堆叠的第三实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图1d示出根据本发明的衬底堆叠的第四实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图1e示出根据本发明的带有具有结构化的层的连接层的衬底堆叠的第五实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图1f示出根据本发明的具有由接合层和分开层构成的连接层的衬底堆叠的第六实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图2a示出根据本发明的以对流原理的装置的第一实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图2b示出根据本发明的以同流原理的装置的第二实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图3示出根据本发明的装置的第三实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图4示出根据本发明的装置的第四实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图5示出根据本发明的装置的第五实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图6示出根据本发明的装置的第六实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图7示出根据本发明的装置的第七实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图8示出根据本发明的装置的第八实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图9示出根据本发明的装置的第九实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图10示出根据本发明的去接合过程的第一实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,

图11示出根据本发明的去接合过程的第二实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,以及

图12示出根据本发明的去接合过程的第三实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图。

在图中,利用相同的附图标记来表征相同的构件或具有相同功能的构件。

具体实施方式

图1a、1b、1c、1d和1e示出衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV,所述衬底堆叠分别由被构造为产品衬底的第一衬底2、2'、被构造为粘合剂的连接层3、3'、3"、3"'以及被构造为载体衬底的第二衬底4构成。连接层3、3'、3"、3"'将第一衬底2、2'与第二衬底4连接。衬底2、2'、4具有直径D。

在根据图1a的第一实施方式中,连接层3由唯一的、被构造为单组分系统或多组分系统的层构成。

在根据图1b的第二实施方式中,衬底堆叠1'具有尤其背面薄化的产品衬底2',所述产品衬底2'经由其未经背面薄化的表面2o'通过连接层3被固定在载体衬底4上。背面薄化的侧2r'被固定在条带5、尤其切割条带(英文:dicing tape)上。条带5在载体框架6(英文:frame)上被撑开。

根据图1c的衬底堆叠1"由产品衬底2构成,所述产品衬底2经由连接层3'与载体衬底4固定,连接层3'尤其由多个层14构成。层14中的每一个可以由唯一的组分或者由多个组分构成。尤其是,并非所有的层14都必须是粘合性的层。

在根据图1d的实施方式中,衬底堆叠1"'装备有被构造为ZoneBONDTM系统的连接层3"。连接层3"具有在两个衬底2、4之间的整个接触面上延伸的粘合性的层14"。附着性减小的层14"覆盖连接层3"的表面之一,使得连接力至少主要地、优选地实际上仅仅作用于包围附着性减小的层14"的外部环区段上。

在根据图1e的实施方式中,衬底堆叠1IV由经由连接层3"'与载体衬底4固定的产品衬底2构成。连接层3"'由结构化的层14"'构成。根据本发明的实施方式规定:对层14"'进行结构化。通过结构化形成腔20,在所述腔20中可以容纳填充材料22。所述结构化通过已知的过程、尤其通过压印光刻或光刻来进行。通过根据本发明的实施方式获得图案化的粘合剂表面3o"',所述图案化的粘合剂表面3o"'通过根据本发明的脆化过程之一来引起粘合剂表面3o"'与载体衬底表面4o之间的黏附力的降低。尤其是,在腔20中沉积的填充材料22由于温度下降而减小其体积,使得粘合剂3、3'、3"、3"'与载体衬底4之间的有效的附着面减小。根据一种替代的实施方案,结构化的层14"'也可是多层系统的一部分并且因此被其它的所提到的层14覆盖。

在根据图1f的实施方式中,衬底堆叠1V由具有地形、尤其凸块23(英文:bumps)的产品衬底2构成。根据本发明,该产品衬底经由连接层3IV与载体衬底4固定。连接层3IV由粘合剂层14和分开层14IV构成。粘合剂层14尤其用于嵌入产品衬底2的地形23。

图2a示出根据本发明的冷却单元7的简化的第一实施方式的示意性的、未按正确比例的横截面图,冷却单元7以对流原理运行。根据本发明的冷却单元7在此由具有冷却面9k的至少一个、优选地恰好两个冷却主体9构成。冷却主体9具有通道10和/或室11,给所述通道10和/或室11经由尤其可跟踪的、被构造为馈送管路和排出管路的管路8、8'来供应冷却流体18、尤其冷却液体、更优选地冷却气体。为了确保有效地运走在冷却面9k处吸收的热,根据本发明的实施方式优选地以对流中运行。流过冷却主体9的通道10和/或室11的两个冷却流体在此具有反平行或者镜像对称的(gegengleich)流动向量。

衬底2和/或4能够由固定元件21、尤其真空轨道而被固定在优选地被构造为试样固持器的冷却单元7、7'、7"上。该固定是在用于将衬底2、4去接合的脆化之前和/或期间和/或之后进行。

在根据图2b的实施方式中,冷却单元7以同流原理工作。流过冷却主体9的通道10和/或室11的两个冷却流体18在此具有平行的或者相同定向的流动向量。

图3示出由以下各项构成的冷却单元7':冷却主体9';两个管路8、8',其被构造为馈送管路和排出管路且用于馈送和排出;以及多个排放开口12,其沿着冷却面9k'分布且允许冷却流体18经由面向衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV的冷却主体表面9o'的排放。

冷却主体9'通过在通道10和/或室11中流动、尤其循环的冷却流体18被冷却。同时,冷却流体18的一部分从开口12排放并且导致对衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV的附加的、更强烈的冷却。沿着冷却主体表面9o'运走尤其由衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV加热并且已变成气相的所排放的冷却流体18。

为了监控冷却过程,根据本发明一种改进方案,通过温度比较测量来执行经由冷却主体和冷却流体18吸收的热量的测量。

图4示出由以下各项构成的冷却单元7":冷却主体9";管路8,其被构造为馈送管路;以及多个排放开口12,其允许经由冷却主体表面9o"来排放冷却流体18。

冷却主体9"由在通道10和/或室11中流动的冷却流体18来冷却。同时,冷却流体18的一部分从排放开口12排放并且导致对衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV的附加的、更强烈的冷却。沿着冷却主体表面9o"运走尤其由衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV加热且已变成气相的所排放的冷却流体18。

冷却流体18在排放开口12处的排放速率和排放压力尤其可以通过对冷却流体压力的控制(借助于未示出的并且负责控制所描述的过程和构件以及运行装置的控制装置)来调节。

冷却主体9"优选地被构造为由多个排放开口12构成的节流阀。通过相应地预压缩的冷却流体18可以(如果冷却流体18处于正确的温度范围中并且具有正的焦耳-汤姆森(Joule-Thomson)系数)进行冷却流体18的根据本发明优选的等焓膨胀并且因此进行对气体的进一步冷却。排放开口12在此用作节流阀,冷却主体9"用作隔离体。

在一种极其特别优选的实施方式中,通过压缩机将作为来自周围环境中的冷却流体18的纯空气压缩到大于20bar、尤其大于50bar、更优选地大于100bar、最优选地大于150bar、全局最优选地大于200bar。通过将空气等焓膨胀至小于100bar、尤其小于50bar、更优选地小于25bar、最优选地小于10bar、全局最优选地小于5bar的压力,更多摄氏度的温度下降就是可能的。尤其通过这种焓膨胀实现大于5℃、尤其大于10℃、更优选地大于25℃、最优选地大于35℃、全局最优选地大于45℃的温度下降。只要连接层的材料根据相应的温度范围加以设计,则该温度下降就可完成根据本发明的脆化效果。

图5示出由被构造为多孔主体的固定元件21'构成的冷却单元7"',所述固定元件21'一方面用于借助于负压来固定衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV、1V并且另一方面用于排出从排放开口所排放的冷却流体18。此外,冷却单元7"'具有尤其是被嵌入到固定元件21'中的具有馈送管路8的容器13,容器13尤其由非多孔和/或其它类型的材料构成,以及多个排放开口12'。

排放开口12'是容器13的输出。根据本发明一个方面在于经由馈送管路8将冷却流体18馈送到容器13中以及在于从排放开口中排放冷却流体18。紧接着经由多孔冷却主体9"'来进行尤其过渡到气态聚合状态的冷却流体18的排放。在该优选的实施方式中,冷却主要通过从排放开口12'直接引导到衬底堆叠的冷却流体18来进行。

因此,根据本发明的该实施方式尤其适合作为冷却试样固持器,该冷却试样固持器通过经由冷却主体9"'的多孔性施加真空而同时具有用于去接合的固定可能性。

根据本发明一种改进方案,通过构建技术上的措施而将多孔主体21'在侧面构造为真空密闭的。尤其是将多孔主体21'应用到包围该多孔主体的构件(未绘出)中,使得在冷却主体9"'的侧上不形成真空泄漏。

图6示出由冷却主体9IV构成的冷却单元7IV,冷却主体9IV的直径D'或其冷却面9k"的直径d'小于衬底2、2'、4中的至少一个的直径D。通过根据本发明的该措施来提供冷却主体9IV,利用所述冷却主体9IV可以通过与衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV的相对运动来进行连接层3、3'、3"、3"'的依序的脆化。这种实施方式有利于如下衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV,其连接层3、3'、3"、3"'仅接合于衬底2、4之间的接触面的部分处、尤其接合于外围,而其它片段不被连接或仅以小的黏附力连接。

这种冷却主体7IV可以有利地用于使根据图1d的ZoneBONDTM的衬底堆叠脆化,而不会过度地加热负载于衬底堆叠1'"的中央区域。

图7示出具有环形的冷却主体9V的冷却单元7V。环形的冷却主体9V是对在出版物WO2012/139627A1中的根据本发明的实施方式的改良。冷却主体9V的环形的实施方式尤其允许进行完整周围的、但是在衬底堆叠1'''的外围受限的冷却,以及优选地在根据本发明的脆化之后同时剥除(分离)载体衬底4。

冷却主体9V具有被构造为馈送管路的至少一个管路8以及尤其对置地布置的、被构造为排出管路的至少一个管路8'。经由环形的通道10',冷却流体18从馈送管路被引导到少一个室11'中到达冷却面9k"'。

图8示出具有容纳容器15的冷却单元7VI,在所述容纳容器中储存冷却流体18。试样固持器16处于容纳容器15之内,可将衬底堆叠1存放在试样固持器16上,以便使该衬底堆叠完全浸没到冷却流体18中。优选地,试样固持器16对此具有装载单元17,利用所述装载单元17来实现衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV的装载和卸载。

装载单元17借助于密封件(未示出)相对试样固持器16被密封。

替代地,试样固持器16本身可以被构造为可运动的装载单元。

根据本发明的该实施方式允许通过机器人对衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV进行自动化的装载和卸载。控制经由控制装置来进行。

图9示出除容纳容器15和试样固持器16以外也具有框架固持器19的冷却单元7VII,所述框架固持器19尤其被布置在容纳容器15之外。被固定在条带5上的衬底堆叠1'被浸没到冷却流体18中,而框架6通过尤其可单独地运动以及控制的框架固持器19来固定。

框架固持器19可处于容纳容器15之外或之内。通过将框架固持器19容纳到容纳容器15中,可将衬底堆叠1'完全容纳到冷却流体18中。

图10示出根据本发明的第一去接合过程(用于分离的方法),其中冷却单元7、7'、7"、7"'、7IV以对流原理用于冷却衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV并且同时用作去接合试样固持器。两个衬底2和4分别由冷却主体9通过切应力τ彼此分开,冷却主体9同时是去接合器试样固持器。

连接层3、3'、3"、3"'的脆化在去接合之前不久(优选地)和/或期间就发生。衬底2和4至少在分离/去接合中通过固定元件21、尤其真空轨道加以固定。

图11示出根据本发明的第二去接合过程,其中冷却单元7是以对流原理用于冷却衬底堆叠1、1'、1"、1"'、1IV并且同时用作去接合器试样固持器。两个衬底2和4分别通过冷却主体9通过拉伸应力F彼此分开,所述冷却主体9同时是去接合器试样固持器。粘合剂3、3'、3"、3"'的脆化在去接合之前不久(优选地)和/或期间进行。衬底2和4通过固定元件21、尤其真空轨道加以固定。

通过根据本发明的实施方式首先可能的是,通过在衬底2和4的整个接触面处的法向力同时尤其在衬底2、4不变形的情况下将衬底堆叠1彼此分开,所述衬底堆叠1的衬底2和4已通过粘合剂3、3'、3"、3"'整面地相互接合。

图12示出根据本发明的第三去接合过程,其中冷却单元7V被用于冷却衬底堆叠1"'的外围并且同时用作用于载体衬底的夹持环。通过在外围处、尤其在完整周围上施加的并且导致载体衬底4弯曲的拉伸应力F来将两个衬底2和4彼此分开。粘合剂3、3'、3"、3"'的脆化在去接合之前不久和/或期间进行。产品衬底经由条带5被固定在优选地具有固定元件21的下部的试样固持器16处。

附图标记列表

1、1'、1"、1"'、1IV、1V 衬底堆叠

2、 2' 产品衬底

2o' 产品衬底表面

2r' 背面薄化的陈品衬底表面

3、3'、3"、3"'、3IV 连接层、尤其是粘合剂

3o"' 粘合剂表面

4 载体衬底

4o 载体衬底表面

5 条带

6 框架

7、7'、7"、7"'、7IV、7V 冷却单元

8 、8' 管路

9、9'、9"、9"'、9IV、9V 冷却主体

9o'、9o" 冷却主体表面

9、9k'、9k"、9k"' 冷却表面

10 通道

11 室

12、12' 排放开口

13 容器

14、14'、14"、14"'、14IV

15 容纳容器

16 试样固持器

17 装载单元

18 冷却流体

19 框架固持器

20 腔

21、21' 固定元件、尤其真空轨道

22 填充材料

23 地形

D 、D' 直径

d、d' 有效的冷却面的直径

F 法向力

T 切应力

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