衬底-产品衬底-组合以及用于制造衬底-产品衬底-组合的设备和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种根据权利要求1所述的用于制造衬底-产品衬底-组合的方法W 及一种相对应的、根据权利要求10所述的设备、一种根据权利要求6所述的衬底W及一种 根据权利要求15所述的衬底-载体衬底-组合和一种根据权利要求8所述的用法。
【背景技术】
[0002] 衬底、尤其是晶圆的背面减薄是在半导体工业中经常需要的并且可通过机械和/ 或化学的方式进行。为了背面减薄，晶圆通常临时被固定在载体系统上，其中，在固定时有 多种方法。作为载体系统，例如使用由娃、诸如Sic、SiN的娃合金构成的膜或晶圆、陶瓷、 (玻璃纤维增强）塑料、石墨、藍宝石、金属、玻璃或者组合合成材料。在背面减薄过程和后 续加工结束时，背面被减薄的晶圆被安装在膜框架上，接着移除载体。
[0003] 一旦衬底需要背面减薄W外的加工，又使用刚性的载体系统、即载体衬底。在相应 的工业设备上，该种在背面减薄之后的加工步骤的示例包括；金属化、干法蚀刻、湿法蚀刻、 激光加工、光刻、高炉工艺、渗杂等等。
[0004] 在刚性的载体衬底中，要加工的产品衬底通常是通过粘合层与载体衬底相连接。
[0005] 所述载体衬底需要给任意薄的要加工的衬底赋予足够的机械稳定性，W便能够在 后续的工艺步骤和/或工艺设备中进行加工。在临时连接的情况下，目前的目标厚度在 30 ym至100 ym之间，将来力求更薄的、在1 ym至50 ym之间的产品衬底，在持久接合的情 况下，还可能有更薄的产品衬底，该在物理上只是还更通过对于有连接端的晶体管的结构 高度的要求而受到限制。产品衬底的最小厚度在0. 001 ym至5 ym之间。
[0006] 上述加工步骤其中的一些步骤要求所述衬底或者说所述载体在相对应的设备内 的精确定位。
[0007] 其中，例如标称为300mm+/-200 ym的产品衬底被粘接到301mm+/-200 ym的载体 衬底上。该是出于在边界区域给要背面减薄或者已被背面减薄的晶圆提供充分保护W及尤 其是足够支撑的预防措施而发生的。但通过该措施，在各种加工步骤中、尤其是在瓣射过 程、电流沉积、蚀刻流程中，载体衬底在边界区域中易受影响。
[000引 由于在现有技术中所提到的载体衬底会出现一些问题。在载体衬底边界处的沉积 流程、蚀刻等等导致所述载体衬底受到很大污染。
[0009] 在剥离产品衬底之后，该个受污染的边界区域必须W很繁琐且耗费大量成本的方 式进行清洁。该个有瑕疵的载体衬底边缘经常就构成限制该载体衬底的使用寿命的唯一原 因。最终产品的额外成本尤其根据载体衬底的成本、其回收成本和再利用循环的次数得出。 通过该一目前所使用的方法，载体衬底的清洁步骤非常昂贵，因此，在很多情况下，载体衬 底不会被再利用。
[0010] 载体衬底越便宜，再利用循环的次数少就越不关键，例如对于制造成本约为20€ 的载体衬底而言，期望再利用至少十次。
[0011] 载体衬底越昂贵，其使用寿命长（=再利用循环的次数多）就越重要。例如对于 载体衬底制造成本约为20006的情况而言，就期望再利用次数为1000。
[0012] 在首次制造时能够使载体衬底变得昂贵的特性例如包括：
[001引-原始材料；
[0014] -精确的几何结构；小的TTV (总厚度变化），例如要求< 1 y m，W便能够将产品尽 可能精确地研磨和抛光至所期望的厚度；
[0015] -预处理，使得对临时的接合能够实现后续的分离。
[0016] 由于该些问题，非常昂贵的载体衬底经常根本不被使用，尽管其对于其他工艺步 骤可能有着有用的特性。
[0017] 在下面所提到的工艺步骤中，对两个晶圆的关联精确度提出了非常高的要求：
[0018] -在载体衬底上通过等离子加工被背面减薄的晶圆中，偏屯、率引起等离子体的不 均匀放电。产生的放电（由于高电场密度的击穿-电弧放电）可能给产品和等离子体加工 室带来损坏。由于能够使用等于/小于产品衬底的载体衬底的该种可能，对于等离子体和 瓣射流程而言非常有利。
[0019] -在所谓的扫描仪和步进器上的光刻曝光中，没有被充分校准的接合对不会被足 够准确地加载。接合对的参照（预先对准）是基于外部轮廓进行的。但一个大（很多）的 载体衬底的外部轮廓不与产品衬底上的基准标记的位置相互对应（只要两个外部轮廓的 校准不精确或者说产品衬底的外部轮廓不能够被使用）。因此，该些基准标记并不处于显微 镜的"捕捉区域"并且必须很费劲才能够找到。该就导致在该些系统上的时间耗损、处理能 力耗损和生产效率耗损。
【发明内容】
[0020] 因此，本发明的目的在于，提出一种用于制造衬底-载体衬底-组合的设备和方法 和/或该样一种衬底，通过所述衬底能够实现衬底与载体衬底之间更加精确且有效的对准 和接触。
[0021] 所述目的通过权利要求1、6、8、10和15所述的特征得W实现。本发明的有利扩展 方案在从属权利要求中给出。由至少两个在说明书、权利要求和/或附图中给出的特征的 所有组合也落在本发明的范畴内。对于所给出的值域而言，处于所述界限内的值也应作为 界限公开，并且能够W任意组合要求保护。
[0022] 本发明基于如下思想；通过设置在接触时具有比载体衬底的直径d2更大的直径 dl的衬底来对根据本发明的方法加W优化，并且提出了该样一种设备，所述方法利用该设 备能够得W实施。在此，根据本发明尤其可设想的是，尤其W电子方式实现对待对准和接触 的衬底的外部轮廓的检测（检测装置），W及实现将所检测到的外部轮廓处理（控制装置） 成控制信号，W用于所述衬底的对准（对准装置），W实现更精确的对准。另外，在此根据 本发明，该种对准在所述衬底为了实现所述衬底的接触而相向移动的过程中优选连续地进 行。此外，根据本发明尤其可设想的是，利用相同的检测装置来检验对准精确度和/或必要 时执行重新对准。
[0023] 平行于接触侧或者支撑面来测量直径dl和/或d2,其中，根据本发明，该些直径尤 其被看作为平均直径dl和/或d2 (沿着所述衬底/载体衬底的周缘轮廓平均）。相对于所 述衬底/载体衬底的横截面和相应的横截面轮廓，测量在横截面轮廓的相应最大值处上的 平均直径dl/d2。理想情况下，所述衬底和所述载体衬底为精确的圆形，因此，周缘上的直径 dl/d2并不会相互有偏差。
[0024] 所述衬底理解为在半导体工业中所使用的产品衬底或者载体衬底。所述载体衬底 在不同加工步骤中用作所述功能衬底（产品衬底）的加固件，尤其是在给功能衬底背面减 薄时。作为衬底尤其是可考虑具有平面（Abflachung) ( "flat")或具有槽口（ "notch") 的晶圆。
[0025] 提供一种产品（或者说一种衬底-载体衬底-组合）作为独立的发明，该产品由一 种载体衬底和一种衬底构成，利用根据本发明的设备和/或根据本发明的方法使其对准、 接触并相互预固定和/或被接合在一起，其特征尤其是在于，所述载体衬底的直径d2 W最 小程度小于所述产品衬底的直径dl。因此，根据本发明就确保所述载体衬底在对所述产品 衬底进行处理期间绝没有受到沾污、污染、所不期望的处理等等并且由此被再利用的次数 能够更多。
[0026] 尽管根据本发明的实施方式首先是适用于比直径d2更小的载体衬底相对于尤其 是比直径dl更大的衬底对准，但根据本发明的设备也可被用来使得比要接合的衬底更大 或者同等大小的载体衬底相互对准。
[0027] 根据本发明的一种扩展方案，尤其有利的是，所述衬底在接触之后被背面减薄，其 中，直径dl通过所述衬底的横截面的形状在其周缘轮廓上减小，尤其是减小至dl《d2。由 此能够尤其是在已知且标准化的设施上实现所述衬底-载体衬底组合简单的再加工。
[002引在此尤其有利的是，所述衬底具有尤其是通过设置边缘半径和/或通过周缘轮廓 的向后磨削狂urilckschleifen)所产生的环状凸肩。所述凸肩可通过简单的方式制造并且 促进了根据本发明的制造流程的进一步优化。
[0029] 通过使所述凸肩的环状宽度dR大于或等于dl和d2之间的差，所述衬底的直径能 够被减小至载体晶圆的直径d2或者更小，W致在再加工时确保产品衬底的最佳支撑。
[0030] 根据本发明的另一种有利的实施方式规定了，在背面减薄时，所述衬底的厚度Dl 被缩减直至到达所述凸肩或者超出所述凸肩。
[0031] 根据本发明的设备尤其是由此得W扩展，即；所述检测装置构造成在其周缘轮廓 上对所述衬底的横截面的形状进行检测，使得所述衬底的背面减薄可控，从而使直径dl减 小，尤其是减小至dl《d2。通过检测所述横截面的形状、尤其是横截面轮廓的从侧面来看、 即沿着衬底厚度D1的分布的形状，根据本发明可尤其是对背面减薄流程进行精确的控制。
[0032] 通过使所述检测装置通过旋转装置可相对于所述衬底和/或相对于所述载体衬 底旋转和/或通过移位装置可相对于所述衬底和/或相对于所述载体衬底在X-和/或 y-方向上平行于接触平面移位，能够有效精确地实施对准。
[0033] 根据本发明的一种有利的实施方式规定了，所述检测装置被安置在可至少分段地 布置到所述衬底和/或载体衬底周缘侧、尤其是分段地构造为环状的载体单元上。由此可 W有效的方式实现所述检测装置的根据本发明的集成。