用于处理结构化基板的安装装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是涉及一种如权利要求1中所要求保护的用于处理结构化基板的安装装置、一种如权利要求6中所要求保护的用于处理结构化基板的方法及一种如权利要求8中所要求保护的用途。
【背景技术】
[0002]安装装置(也称为样本固持器)除其它的外也用于半导体行业中，其用于将以某一其它方式薄化或处理的基板固定于该安装装置上。薄化称为背面研磨且基板在背面研磨之后的目标厚度部分小于100 Mffl，尤其小于50 Mffl，优选地小于20 Mffl。不断持续的小型化构成处理基板的主要技术问题，尤其由于用于此目的的样本固持器具有极其平坦表面使得将结构化基板固定于此等表面上是不可能的或简直极其不可能的。此外，基板的与具有这些结构的前面相对的背面通常必须保持平坦且不应因在前面上结构化而变得波状化和/或拱形化。主要地，在基板的背面的背面薄化中，背面必须保持极平坦。否则，会发生破裂、不均匀背面薄化或对基板的其它损害。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的目标是设计一种借助于在背面研磨或其它工艺中且尤其在基板的脱离中使能实现对前述结构化基板的处理而不损害其的安装装置及相对应的方法。
[0004]此目标是借助于权利要求1、6和8的特征实现。在从属权利要求中给出本发明的有利发展。说明书、权利要求书和/或各附图中所给出的特征中的至少两者的所有组合也落入本发明的范畴内。在给定值范围下，所指示的限制内的值也将视为被公开为边界值，且其将以任何组合的方式被保护。
[0005]本发明是基于尤其在处理结构化基板(其结构特别地主要具有大于I Mffl，优选地主要大于10 Mm，仍更优选地主要大于50 Mm，最优选地主要大于100 Mm的高度)中固持结构化基板以使得基板的前面的结构完全浸入至具有优选地低粘附性的软材料层中，以使得基板的背面保持平坦且基板在处理后能够容易且简单地再次脱离。
[0006]如本发明中所主张的，软材料层定义成特别地能够容纳结构的顺应性材料层。“软”的定义并不一定是指弹性模量的物理参数(其从在胡克定律的意义上描述材料的顺应性)，而是指容纳结构的能力。在一个优选实施例中，结构下沉于多孔和/或纤维材料层中。在所有那些其中“软”的定义旨在指胡克定律的意义上的顺应性材料的实施例中，弹性模量小于100 GPa，优选地小于I GPa，更优选地小于100 MPa，最优选地小于I MPa，最优选地均小于I kPa。
[0007]如本发明中所主张的，低粘附性材料层定义为其表面具有对其它材料的低粘附性力的材料层，特别地其由纳米技术产生。如本发明中所主张的，在微范围和/或纳米范围中的低粘附性力表面缺乏平坦度，其表面形态促成低粘附性或甚至引起低粘附性。如本发明中所主张的，可构想使用所谓的莲花淀放效应(lotus blossom effect)。
[0008]如本发明中所主张的粘附能力尤其指定特定的每m2的固持力，每m2的固持力应如本发明中所主张的尽可能低，以使得目前为止将基板的主要部分固定于接纳表面上由固定区段中的固定构件引起。
[0009]若彼此结合的两个固体之间的粘附性待确定，则能够测量产生遍及固体的裂纹所需的能量。在半导体行业中，通常使用所谓的“剃刀片测试”或“Maszara剃刀片测试”。使用此测试是确定两个固体之间的接合能量的一种方法。通常固体彼此焊接在一起。
[0010]此时，为了确定将相对于尽可能多的其它材料而具有低粘附性的层的粘附能力，必须使用其它测量方法。最通常使用的测量方法是接触角方法。
[0011]接触角方法与杨氏方程(Young’s equat1n) 一起使用以便通过使用测试液体得出关于固体的表面能量的结论。
[0012]这样通过特定测试液体(通常通过水)来描述表面的表面能量。相对应的测量方法和评估方法是本领域技术人员所已知的。使用接触角方法所确定的接触角能转换成以N/m或J/m2为单位的表面能量。对于不同表面借助相同测试液体的相对比较，接触角的数据足以获得对表面的粘附能力的(相对)估计。因此，通过使用水作为测试液体，能够维持，在水滴上产生大致30°的接触角的湿润表面具有高于在水滴上的接触角为大致120°的表面的粘附性(严格而言，仅对水)。
[0013]现在将主要地但非排它性地使用如本发明中所主张的实施例，用于暂时固定Si薄层基板。因此，期望进行对至如本发明中所主张使用的Si的任何低粘附性层的表面能量的确定。由于如上文所提及的Si在室温下并非液体，使用测试液体(水)来相对于该测试液体表征如本发明中所主张的低粘附性层。因此，所有以下接触角值和/或表面能量是相对于测试液体描述如本发明中所主张的低粘附性层的值，且至少允许关于对其它物质(优选固体，更优选Si)的粘附能力的相对结论。
[0014]材料层是通过使用相对应的化学品的湿式化学处理、电解沉积、从气相的物理沉积(PVD)、从气相的化学沉积(CVD)、层压、电镀、胶合、电解沉积或铸造来产生。材料层优选地包括聚合物，更优选地包括硅橡胶，还更优选地包括含氟聚合物，最优选地包括两种材料Swivel 或 Viton 中的一者。
[0015]根据本发明的一个有利的和优选的实施例提供尤其通过在材料层中产生体积流量的固定剂(尤其通过在软材料层中产生真空)对基板的额外固定。因此，材料层优选地具有多孔和/或纤维结构，以使得材料层本身的抽空引起基板的吸入。在任何情形中，也构想到具有孔和/或吸入钻孔和/或吸入管线的材料层，经由这些产生或强化如本发明中所主张的吸入压力。也构想到具有多孔和/或纤维结构的层与孔和/或吸入钻孔和/或吸入管线的组合。能够通过材料层的抽空产生的吸入压力(大气压力与材料层中的压力的差值)大于0.0001 bar，优选地大于0.001 bar，更优选地大于0.1 bar，尤为最优选地大于或等于
Ibar。吸入力是通过吸入压力与面积的对应乘法而得到的。
[0016]使用来吸入基板的体积流量是本发明尤其关注的。如本发明中所主张的体积流量必须足够大以产生用于将基板的结构嵌入至材料层中的必需的吸入性能。如本发明中所主张的体积流量抵消材料层的弹性阻力。体积流量定义为每时间单位吸入的气体体积量。在保持恒定的压差下，主要通过大孔和/或小纤维密度和/或大钻孔和/或大吸入钻孔和/或厚吸入管线来最大化体积流量。体积流量大于I ml/s，优选地大于100 ml/s，更优选地大于1000 ml/s，最优选地大于10 1/s，尤为最优选地在100 Ι/s以上。由于基板的结构是通过压差吸入至材料中，因此相对应的吸入性能必须足够高。过小的体积流量将阻碍在基板与材料层之间形成真空，且因此不会将结构吸引至材料层中，或将如此进行至不充分的程度。相对应的高体积流量(因此相对应的高吸入性能)确保基板的吸入及因此首先将结构嵌入至材料层中。为了增加体积流量，如本发明中所主张的，也将孔和/或吸入钻孔和/或吸入管线插入材料层中以便确保从多孔和/或纤维材料高效地移除空气。
[0017]在基板不完全覆盖材料层的表面和/或侧面时，能够建立如本发明中所主张的尤其高的体积流量，以使得也经由未覆盖区通过抽空过程来抽空空气。为了确保对基板的可靠处理及固定，在此情形中的体积流量足够高以补偿由于不完全覆盖而出现的泄漏。
[0018]因此，本发明也是基于在安装装置的材料层中制成孔和/或吸入钻孔和/或吸入管线的理念，以使得尽可能均匀地实现通过材料层的整个体积作用于基板上的吸入动作(吸入压力)。换言之，如本发明中所主张的安装装置在基板上实现尤其线性可变的均匀的表面力以使得该基板优选地均匀地负载有压力。优选地，作用于基板上的表面力能够通过改变线性关系的吸入压力来控制。可替代地，根据本发明的一个实施例的固定构件能够包括通过经相应设计用于静电固定的材料层的静电固定。优选地，静电固定能够尤其通过软件支持的控制装置来控制。
[0019]基板在处理之前和/或之后大多是极其薄基板，优选地具有小于100 Mffl的厚度，甚至更优选地具有小于50 Mffl的厚度。
[0020]此处，特别地，使固定构件可控制以使得在启动时发生固定并且在停用时仅存在基板与材料层的表面的接触，同时基板的结构优选地保持嵌入在材料层中。
[0021]根据本发明的另一有利实施例，提供在固定构件的停用状态时，尤其通过上文所述弹性的材料层引起的力作用于基板的结构上，并且大体上极大程度地以法向方向作用于材料层的表面，且通过该力，将结构至少部分地按压出材料层。
[0022]换言之，将基板固定于安装装置上的发生是大致专门地通过施加真空和/或通过使结构下沉于材料层中或浸入至材料层中，特别地20%以上，优选地40%以上，甚至更优选地60%以上，仍更优选地80%以上，最优选地100%，且以此方式固定环绕其的材料。
[0023]优选地，该固定能够通过使用真空来增强，该固定通过在材料层下方和/或其中的相对应的真空供给而在材料层中产生和/或维持真空，以使得外侧的空气压力将基板法向地加载于该材料层(固定构件)的表面。
[0024]如本发明中所主张的，安装装置上的面对基板的材料层的整个表面视为接纳表面。如本发明中所主张的，其上存在与基板接触的表面定义为有效接触表面。该固定发生在现有的真空处，优选地至少在有效接触表面上方，优选地沿着接纳表面，因此发生在材料层的整个表面。
[0025]尤其主要地但并非排它性地使用如本发明中所主张的实施例来用于基板(优选地薄层基板)的暂时固定。
[0026]在本发明的一个优选实施例中，提供材料层的粘附能力是由表面能量来定义，该表面能力小于0.1 ?1/1112，尤其小于0.01 J/m2，优选地小于0.001 J/m2，甚至更优选地小于0.0001 J/m2，理想地小于0.00001 J/m2，以便于在移除该固定(优选地关断真空)之后有助于基板的脱离以及基板的前面上的主要的极细工小结构的脱离。
[0027]可替代地或额外地，根据本发明的一个有利实施例，提供接触表面的粘附能力是通过接触角来定义，该接触角大于20°，尤其大于50°，优选地大于90°，仍然更优选地大于150°。一个表面对另一材料的粘附能力能够使用前述接触角方法来确定。如此做，将已知液体(优选水(如本发明中所主张的相对于水的值))的微滴沉积于待测量的表面上。使用显微镜，从侧面确切地测量角，具体而言，测量微滴的切线与该表面之间的角。
[0028]研宄已经显示例如Viton^gSwivel的材料具有此等性质。通常主要基于硅树脂的材料适合于此目的。在任何情形中，也能够使用基于聚合物、碳纤维和/或优选地形成纤维的其它软的可变形弹性材料的材料。可替