(57)【要約】  本発明は、２枚の基板を接合する方法および装置に関する。
2019514199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の手順：
ａ）  製品基板（１）および／またはキャリア基板（４）上に接合接着剤（３，３′）を塗布して接合接着剤層（３，３′）を形成すること、
ｂ）  前記キャリア基板（４）を前記接合接着剤層（３，３′）を介して前記製品基板（１）と結合すること、
ｃ）  前記接合接着剤層（３）の部分領域（８）だけを硬化させ、前記接合接着剤層（３）の残りの領域（９，９′）を硬化させないかまたは少なくとも本質的には硬化させないこと
を有する、製品基板（１）をキャリア基板（４）と一時的に接合する方法。
【請求項２】
前記接合接着剤（３）を前記製品基板（１）および／または前記キャリア基板（４）上の全面に塗布する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記接合接着剤（３′）を前記製品基板（１）および／または前記キャリア基板（４）上の部分領域に、ことに前記製品基板（１）および／または前記キャリア基板（４）の外側縁部に環状に塗布する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記接合接着剤（３，３′）を前記製品基板（１）の構造（２）上に塗布する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記部分領域（８，８′）の硬化を照射（７）、ことにＵＶ照射（７）により行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記残りの領域（９，９′）を遮光するために、放射線源（１０）と前記基板（１，４）との間にマスク（５）を配置する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記部分領域（８，８′）の硬化を、互いに並んだ光源、ことにＵＶ光源を有する光源アレイを用いて照射することにより行い、前記光源はことに個別に制御することができる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記接合接着剤層（３，３′）の最も外側の縁部領域（８，８′）だけを硬化させる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記接合接着剤層（３，３′）の内側の残りの領域（９，９′）は、硬化されないかまたは少なくとも本質的には硬化されない、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ａ）  製品基板（１）および／またはキャリア基板（４）上に接合接着剤（３，３′）を塗布して接合接着剤層（３，３′）を形成する塗布手段と、
ｂ）  前記キャリア基板（４）を前記接合接着剤層（３，３′）を介して前記製品基板（１）と結合する結合手段と、
ｃ）  前記接合接着剤層（３，３′）の部分領域（８，８′）だけを硬化させ、前記接合接着剤層（３，３′）の残りの領域（９，９′）を硬化させないかまたは少なくとも本質的には硬化させない硬化装置（１０，１０′）と
を有する、製品基板（１）をキャリア基板（４）と一時的に接合する装置。
【請求項１１】
前記硬化装置（１０，１０′）は、放射線源（１０）、ことにＵＶ光源（１０）を含む、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記残りの領域（９，９′）の遮光のために、前記放射線源（１０）と前記基板（１，４）との間にマスク（５）を有する、請求項１０または１１記載の装置。
【請求項１３】
前記マスク（５）は、前記放射線源（１０）の放射線に対して透過性の領域（５ａ）と不透過性の領域（５ｂ）とを有する、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
前記硬化装置（１０，１０′）は、互いに並んだ、ことに個別に制御可能な光源を有する光源アレイ（１０′）を含む、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の出願は、２枚の基板を接合する方法および装置を記載する。
【０００２】
特に、生産プロセスにおいて予定された、製品ウェハの背面薄化のために、製品ウェハはキャリアウェハによる安定化が必要である。背面薄化後に、製品ウェハは、１００μｍ未満、大抵は５０μｍ未満、今日では既に２０μｍほど、近い将来ではおそらく１μｍ〜２０μｍの厚みに達する。キャリアウェハによる安定化のために、ウェハを極端に薄化することができ、かつ背面薄化の後に標準化されたプロセスによるさらなる加工工程を実施することができる。
【０００３】
半導体工業において、製品ウェハは、ますます頻繁にキャリアウェハに一時的に貼り付けられる。接着剤、いわゆる接合接着剤は、この場合、製品ウェハおよび／またはキャリアウェハ上にできる限り均一な層厚を有する層の形で塗布される。被覆過程の後に両方のウェハをもちろん強い力で相互に押圧しなければならない。この過程は接合の概念のもとで公知である。
【０００４】
ガラスキャリアにウェハを固定するために広く普及した方法は、ガラスキャリアを基板と大面積で貼り付けることにある。この場合、使用される接着剤は、所定の温度を越えた場合に接着特性を失うという特性を有する。したがって、ウェハおよびガラスキャリアの分離のために、ガラスキャリアを通して、例えば熱的にまたはレーザーを用いてエネルギーを導入し、そのエネルギーにより接着剤はその付着特性を失う。付着特性の喪失は、大抵は粘度の低下も伴う。その後で、基板とガラスキャリアとは互いに分離することができる。
【０００５】
一時的な接合の際に接合接着剤として低いガラス転移温度Ｔgを有する熱可塑性樹脂を使用する場合、多様な背面プロセスの際に製品ウェハの高温および／または応力によりウェハ縁部に剥離が生じることがある。低いＴg（例えば約４０℃）を有するポリイミドは温度安定性であるが、高温では、接合接着剤が極めて低い凝集力を有するか、または接合接着剤は界面から流出するほど粘度が低い。
【０００６】
例えばポリイミドHD-3007のような高いＴgを有する熱可塑性樹脂は、清浄化することが極めて困難であり、かつ強い溶媒がとりわけ製品ウェハの不動態化を攻撃しかねないという欠点を有する。
【０００７】
架橋性材料を接合接着剤として使用する場合、特に、製品ウェハに高度な構造または望ましくない表面材料が存在する場合に、しばしばデボンディングすることが極めて困難である。ここでは、デボンディングもしくは清浄化は手間がかかり、かつしばしば強い化学薬品を必要とする。
【０００８】
公知の方法の場合に、ことに接着剤が背面加工プロセスの間に生じる温度により既に破壊され、それによりウェハがこのプロセスの間に既にそのキャリアから剥離することが欠点である。この場合、接着剤の早期の剥離により、基板、すなわち製品ウェハの破壊が起こりかねない。
【０００９】
他の公知の方法は、接着剤層を備えているシートを用いて作業する。この接着剤も、所定の温度を超えた場合にその接着特性を失う。上述の方法の場合と同様に、背面加工プロセスの際に既に、生じる高温により、キャリア基板と製品基板との間の結合が解除されかねない。
【００１０】
改善されたデボンディングを達成するために、しばしば製品基板とキャリア基板との間に複数の層が作成される。国際公開第２０１０／１２１０６８号（WO2010/121068A2）では、例えばＵＶ光で硬化可能な接着層と、レーザー光で軟化可能な分離層とが組み合わされている。レーザー照射により、分離層の化学的−物理的特性が変化する。製品基板とキャリア基板とのデボンディングは、この分離層によって行われる。しかしながら、多層系は製造において比較的手間がかかる。
【００１１】
したがって、本発明の課題は、一方で、全ての必要なプロセス工程のための、最小の手間で製造された、基板間の高い接合力を生じさせ、他方で基板結合の処理後に、薄い製品基板を基板複合体から破壊せずに分離することを可能にするための装置および方法を提供することである。さらに、この経過のために必要な方法工程は、低コストでかつ多種多様な基板に対して可能であるべきである。
【００１２】
この課題は独立形式請求項の主題によって解決される。本発明の好ましい発展形態は従属請求項に記載されている。明細書、特許請求の範囲および／または図面に記載された特徴の少なくとも２つのあらゆる組み合わせも本発明の範囲内に入る。記載された値の範囲については、挙げられた境界内にある値も限界値として開示され、かつ任意の組み合わせも請求可能であるべきである。
【００１３】
本発明は、次の手順：
ａ）  製品基板および／またはキャリア基板上に接合接着剤を塗布して接合接着剤層を形成すること、
ｂ）  キャリア基板を接合接着剤層を介して製品基板と結合すること、
ｃ）  接合接着剤層の部分領域だけを硬化させ、この接合接着剤層の残りの領域を硬化させないかまたは少なくとも本質的には硬化させないこと
を有する、製品基板をキャリア基板と一時的に接合する方法に関する。
【００１４】
本発明は、さらに、
ａ）  製品基板および／またはキャリア基板上に接合接着剤を塗布して接合接着剤層を形成する塗布手段と、
ｂ）  キャリア基板を接合接着剤層を介して製品基板と結合する結合手段と、
ｃ）  接合接着剤層の部分領域だけを硬化させ、この接合接着剤層の残りの領域を硬化させないかまたは少なくとも本質的には硬化させない硬化装置と
を有する、製品基板をキャリア基板と一時的に接合する装置に関する。
【００１５】
本発明による方法または本発明による装置は、ことに次の利点を有する：
１．  製品基板とキャリア基板との間に保護層が存在する、
２．  接合接着剤層の硬化の領域的な制御が可能である。
３．  付加的な接着防止被覆は必要ない。接着力は、付着低減層によって低下させる必要はない。それにより、より少ないプロセス工程が生じるか、または製品基板および／またはキャリア基板は前処理する必要がない。
【００１６】
接合接着剤層として、接着剤、例えば剥離可能な接着剤、ことに熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００１７】
硬化は、電磁放射線により、熱により、電流により、磁場により、および／または他の方法により実施することができる。
【００１８】
好ましくは、接合接着剤は製品基板および／またはキャリア基板上の全面に塗布される。それにより、製造プロセスは極めて簡素化され、それによりスループットを高めることができる。さらに、接合接着剤層は、構造を保護しかつキャリア基板と製品基板とを容易に剥離するための充填層の役割を担う。
【００１９】
あるいは、接合接着剤は好ましくは製品基板および／またはキャリア基板上の部分領域に、ことに製品基板および／またはキャリア基板の外縁部に環状に塗布される。それにより、好ましくは剥離を簡素化することができる。
【００２０】
接合接着剤を部分領域に塗布する場合、ことに円形の内側領域を被覆しないままにする。剥離（デボンディング）は、ことにキャリア基板と製品ウェハとの間の環状の領域内で行われる。硬化されるべき領域は、マスクにより予め設定することができる。この場合、ことに接合接着剤の露光された外側領域だけが架橋される。内側領域は未露光のままであり、それによりこの領域内では重合はほとんど行われない。接合層はことに異なるように架橋されている２つの領域からなり、重合した環状の外側領域は一時的な接合のために利用される。
【００２１】
好ましくは、接合接着剤は製品基板の構造上に塗布される。それにより、好ましくは構造の保護を達成することができる。
【００２２】
好ましくは、部分領域の硬化は、照射、ことにＵＶ照射により行われ、この場合、この硬化装置は、一つの、ことに単独の放射線源、および／または光源アレイを含むことができる。ことに、残りの領域の遮光のために、マスクが放射線源と基板との間に配置される。マスクは、ことに放射線源の放射線に対して透過性の領域と不透過性の領域とを有する。あるいは、部分領域の硬化を、互いに並んだ光源、ことにＵＶ光源を有する光源アレイを用いる照射により行い、この場合、この光源は、ことに個別に制御することができる。
【００２３】
好ましくは、接合接着剤層の最も外側の縁部領域だけを硬化させる。これは、基板の相互の剥離を容易にする。
【００２４】
好ましくは、接合接着剤層の内側の残りの領域は硬化されないか、または少なくとも本質的には硬化されない。ここに製品基板の構造が存在することができるので、構造の保護の改善を達成することができる。
【００２５】
両方の基板の少なくとも一方、ことにキャリア基板は、接合接着剤の架橋を引き起こす波長領域の電磁放射線に対して透過性であることができる。
【００２６】
本発明の場合に、接合接着剤が硬化されるべき部分領域だけが処理される。これは、好ましくは周辺領域である。残りの、ことに中央部分は処理されず、したがって架橋されないかまたはわずかにしか架橋されない。これにより、均質で、ことに全面の、好ましくは単独の接合層を使用することが可能であり、この接合層は、ことに縁部で硬化によりその接着特性を示し、かつこの接合層は、ことに構造の保護のためおよびキャリア基板と製品基板とのより容易な剥離のために、ことに内側領域では充填層の役割を担う。
【００２７】
好ましくは、高いガラス転移温度（Ｔg）を有する材料を使用することもできる、というのもこの材料は、好ましくは周辺部にだけ、かつ架橋の際に初めて固体になるためである。接合およびデボンディングは、ほぼ室温で可能である。
【００２８】
基板とは、半導体工業において使用される製品基板またはキャリア基板であると解釈される。この基板は、好ましくはウェハまたは製品ウェハである。基板は、任意のあらゆる形状を有してよいが、好ましくは円形である。基板の直径は、ことに工業的に規格化されている。ウェハについて、工業的に通常の直径、１インチ、２インチ、３インチ、４インチ、５インチ、６インチ、８インチ、１２インチおよび１８インチである。しかしながら、本発明の好ましい実施形態は、基本的にそれぞれの基板を、その直径とは無関係に処理することができる。製品基板は、両面が構造化または処理された製品基板であってもよい。
【００２９】
理想的な場合に、本発明による接合手順のための層は均一な厚みを有する。均一な厚みとは、この関連で、接合層の厚みが各位置で同じであるか、または許容可能な公差の範囲内にあることを意味する。
【００３０】
接着剤または接合接着剤として、低いガラス転移温度（Ｔg）を有する熱可塑性樹脂も、高いガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂も、架橋したポリマーも使用される。ガラス転移温度は、プラスチックが変形能力の大きな変化に曝される温度範囲である。例えば分子量、架橋度、末端基、可塑剤、結晶化度、および分子間力のような要因が、ガラス転移温度に影響を及ぼす。
【００３１】
プラスチックは、特性に応じて、４つの主要な群に分けることができる：エラストマー、熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂。エラストマー（弱く架橋されている）、熱可塑性エラストマー（架橋されている）および熱硬化性樹脂（強く架橋されている）は、架橋性の鎖分子からなる。それに対して、熱可塑性樹脂は、マクロ分子が線状または分枝状の鎖からなり、分子間力によってのみ結束しているプラスチックである。熱の作用下で分子間力は弱まり、かつそれにより熱可塑性樹脂は変形可能でかつ加工可能になる。一時的な接着剤は、大抵はガラス転移温度を越えて軟化する１つの熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂を用いて接着された基板は、大抵は熱可塑性樹脂をガラス転移温度を越えて加熱することにより再び互いに分離することができる。
【００３２】
これらの接合接着剤には、とりわけエポキシ樹脂（熱的および／またはＵＶ架橋）、フォトレジスト材料、フルオロポリマー、シルセスキオキサン、ベンゾシクロブテン、ポリメチルメタクリラート、ポリジメチルシロキサン、ポリアリーレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、液晶性ポリマー、および熱可塑性コポリマー、例えばポリ塩化ビニリデンが属する。
【００３３】
一時的な固定は、簡単で迅速に実施可能で、低コストで、効果的で、可逆的で、かつ物理的および化学的に安定である。最も頻繁に、キャリアウェハは接合接着剤で被覆され、かつ接合方法で製品ウェハと接合される。接着層は、キャリアウェハおよび／または製品ウェハの全面にわたり塗布されていてよい。このように作成された一時的な接合は、高温および高い力に耐える。さらに、必要に応じて、第２の側面のさらなる加工工程、例えばバンプおよび／またはバンプ群および／または他の結合層および／または導電路の製造および／またはチップの取付が実施される。第２のキャリアウェハを露出側で一時的に結合し、引き続き第１のキャリアウェハを除去することにより製品基板の加工側を交換することも考えられる。
【００３４】
接着層の硬化は、材料に応じて、電磁放射線により、好ましくはＵＶ光またはＩＲ光によって行われる。電磁放射線は、１０ｎｍ〜２０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜１５００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、最も好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍ、最も好ましくは１０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内の波長を有する。
【００３５】
熱硬化も考えられる。熱硬化は、０℃〜５００℃、好ましくは０℃〜４００℃、さらに好ましくは０℃〜３００℃、最も好ましくは０℃〜２００℃で行われる。
【００３６】
より一般的には、硬化は、電磁放射線により、熱により、電流により、磁場により、または他の方法により実施することができる。硬化は、本発明の場合には好ましくは基本材料の重合に基づく。この場合、重合はいわゆる開始剤により開始される。硬化のために電磁放射線を使用する場合、両方の基板の少なくとも一方、ことにキャリアウェハは、接合接着剤の架橋を引き起こす波長領域の電磁放射線に対して透過性である。したがって、ことにキャリアウェハはガラスウェハまたはサファイアウェハである。
【００３７】
接着層は、両方の基板を充分に固定するために、所定の温度範囲まで十分な付着特性（剥離不能な結合）を有する。この付着特性は、接着の物理的な大きさによって説明される。この接着は、好ましくは、互いに結合した２つの表面を互いに分離するために必要な単位面積当たりのエネルギーによって定義される。この場合、エネルギーはＪ／ｍ2で表される。純粋ケイ素とポリマーとの間の単位面積当たりのエネルギーの一般的な、経験的に測定された平均値は、約１．２Ｊ／ｍ2である。相応する値は、被覆材料、基板材料および不純物、この場合にはポリマーに応じて変動することがある。将来的には、遙かに効率的な被覆材料も考えられる。単位面積当たりのエネルギーは、この場合、０．００００１Ｊ／ｍ2超、好ましくは０．０００１Ｊ／ｍ2超、より好ましくは０．００１Ｊ／ｍ2超、最も好ましくは０．０１Ｊ／ｍ2超、さらに最も好ましくは０．１Ｊ／ｍ2超、その上最も好ましくは１Ｊ／ｍ2超である。
【００３８】
分離のために、例えば両方の基板はこの温度範囲を超えて加熱され、それにより接着剤は接着特性を失い、かつ水平方向および／または垂直方向の力の導入によりこの両方のウェハのキャリアウェハと製品ウェハは分離される。高温では、一般にポリマーの熱分解が起こる。熱可塑性樹脂を使用する場合、ガラス転移温度を越えるまで加熱すれば済む。
【００３９】
付加的に、一時的な接合がその接着を失うために、縁部区域を相応して物理的および／または化学的および／または熱機械的および／または機械的に処理してよい。
【００４０】
接着層を、製品ウェハおよび／またはキャリアウェハの縁部にだけ塗布することもできる。内側領域は、必ずしも接着層を含む必要はない。内側領域の層は任意の特性を有してよいが、大抵は支持材料として個々の構造、例えばバンプの隙間内へ導入される。
【００４１】
この分離手順は、全面的な接合の分離手順と同様であるが、一時的な接合がその接着を失うために、縁部区域を相応して物理的および／または化学的に処理するだけで済む。したがって、より低い温度、より短いプロセス時間、薬品のより低い材料消費を伴う。
【００４２】
一時的な接合を再び解除するために、例えば特別なレーザーによるか、および付加的な分離層の使用によるか、またはわずかな直径を有する孔を有するキャリアウェハで、この孔を通して相応する溶媒を接合内へ全面に導入することによるような無数の他の方法が存在する。さらに、レーザー、プラズマエッチング、水もしくは溶媒の噴射による縁部領域の破壊または分解も実施してよい。
【００４３】
接合接着剤は、ことにガラス基板を通して露光することができる。均一な照射を妨げるために、マスクおよび／または被覆されたガラスキャリアが必要である。このために、例えば、ガラス基板は、透過性領域と光不透過性領域とを有するフィルムで被覆される。この被覆は、持続的または一時的であってよい。被覆が一時的である場合、フィルムはガラス基板から再び除去することができる。したがって、キャリア基板−製品基板−複合体内のガラスキャリアは残留し、かつ必要に応じてさらなるプロセス工程で利用することができる。あるいは、キャリア基板に対して付加的にマスクが使用される。マスクは、本発明の場合に、とりわけ、不透過性の領域が存在するガラスキャリアからなっていてもよい。感光性接合接着剤はＵＶ光を用いて露光され、この場合、硬化されるべき領域はマスクにより予め設定される。マスクは、露光されるべき領域を遮光しないために用いられる。
【００４４】
収容装置として、キャリア基板−製品基板−複合体の、ことに負圧を用いた収容のために、特にチャック、ことにスピナ−チャック、例えば吸引ベルト、穿孔および／または吸引カップが適している。あるいは、静電式収容および／または、例えば横方向のクランプによる機械式収容も考えられる。
【００４５】
本発明の他の好ましい実施形態の場合に、積層体表面の選択された領域、ことに縁部を選択的に露光するために、マスクの代わりに、複数部分からなるシールドを使用することが予定される。
【００４６】
本発明の別の実施形態の場合に、接着層の硬化のための光源は、多くの互いに並んだＵＶ光源を含み、このＵＶ光源はことに個別に制御することができることが予定されている。ことに個別に制御することができるＵＶ光源のアレイの使用により、ＵＶ光は、積層体表面の選択された領域、特に縁部を選択的に露光することができる。そのため、この実施態様の場合にはマスクは必要ない。
【００４７】
製品基板の処理後のデボンディングは、まず、縁部に存在する硬化した、完全に架橋した接合接着剤を、ことに化学的および／または機械的に剥離するように行われる。硬化の際の照射線量は、部分的に架橋された領域がスライドオフまたはリフトオフ（温度ありまたはなしで）再び分離することができるように選択されなければならない。
【００４８】
本発明の好ましい実施形態の場合に、結合解除手段が、結合層の剥離のための液体剤、ことに結合層を選択的に溶解する溶媒を含むことが予定されている。結合層の化学的溶解は、基板に対して特に穏やかであり、かつことに基板の縁部領域だけが結合層を備えていて、溶媒が側面から迅速に作用することができる場合に、相応する材料選択の際にこの溶解を極めて迅速に行うことができる。この手法により、キャリア基板および／または製品基板内の穿孔を省くことができる。
【００４９】
本発明の発展形態の場合に、製品基板およびキャリア基板の分離のために、ことに接着剤層の環状の架橋した部分を所定の温度に加熱することが予定されている。この温度で、接着剤、例えば熱可塑性樹脂は、その接着特性を失うので、製品基板とキャリア基板との剥離が可能である。製品基板の構造を損なわないために、加熱を、ことに環状の架橋した（ことに外側の）接着剤層の領域でだけ行うことを考慮することが好ましい。接着剤層の加熱のために、ことに環状の加熱部分を有する加熱素子が適している。あるいは、レーザー光により接合層の局所的加熱を行うことができ、これはことに環状の接合層の場合に有利であることがある。
【００５０】
本発明の別の実施形態の場合に、結合解除手段は、結合層の剥離のための機械的分離手段、ことに結合層の切断のための刃を含むことが予定されている。それにより、キャリアからの製品基板の特に迅速な分離が可能である。機械的分離手段および液体剤との組み合わせも考えられる。製品基板とキャリア基板とを分離する装置は、特許文献の欧州特許第２４０２９８１号明細書（EP2402981B1）に記載されている。欧州特許第２４０２９８１号明細書（EP 2402981B1）には、ウェハをキャリアから剥離するための装置および方法が記載されている。分離および分離装置は、特許文献の欧州特許第２４０２９８１号明細書（EP 2402981B1）に従って行われ、かつ詳細には記載しない。
【００５１】
理想的な場合には、キャリア基板と製品基板とが互いに分離可能であることが好ましい、というのも接合接着剤はことに中央部では架橋されていないためである。そうでなければ、スライドオフ型デボンディングを実施しなければならない。文献の独国特許出願公開第１０２００９０１８１５６号明細書（DE 102009018156 A1）は、基板の分離が、基板とキャリア基板とを相互に平行方向にずらす（スライドオフ）により行われる、結合層によって基板と結合したキャリア基板から基板を分離するための装置または方法を記載している。文献の国際公開第２０１３／１２０６４８号（WO2013/120648）は、引張力の導入（リフトオフ）により剥離を行う方法を記載している。
【００５２】
一般に、接合層の剥離のために、化学的、熱的、機械的および光学的方法工程の組み合わせも可能である。
【００５３】
さらなる好ましい実施形態の場合に、接着層として、多様な波長で物質の状態が変化する材料を使用する。このような光制御された接着材料は、例えば文献の米国特許出願公開第２０１５／０１５９０５８号明細書（US 2015/0159058A1）に記載されていて、ここには液晶性ポリマーが使用されている。この実施形態の場合には、光制御された接着剤は、好ましくはキャリア基板または製品基板の回転の間に塗布され、かつ基板の回転により基板上に一様でかつ均一に分配される。
【００５４】
あるいは、光制御された接着剤はキャリア基板と製品基板との間の全面に塗布されず、製品基板とキャリア基板との間の縁部領域に環状に塗布されるだけである。塗布後に適切な波長で露光することにより（必要に応じてマスクありまたはなしで）、液状の接着剤の状態でデボンディングされる。波長λ1または波長領域Δλ1で接着剤は固体になる。基板積層体の背面の処理後に、第２の波長λ2または第２の波長領域Δλ2で露光すると、接着剤は再び液体になり、スライドオフまたはリフトオフによりデボンディングが可能である。
【００５５】
本発明は、例えばスピンコーティング法またはスプレーコーティング法のような確立された工業的塗装方法との組み合わせで適用することができる。適切なＵＶ制御された空間的硬化用の接合接着剤を使用する場合、製造プロセスは極めて簡素化される、というのも接合層を全面に塗布するだけで済むためである。したがって、基板の塗装は迅速で、完全でかつ標準化され、これはスループットの利点ももたらす。さらに、基板表面またはキャリア基板表面は前処理する必要がない、というのも（例えば接着防止層または分離層のような）さらなる被覆は必要ないためである。
【００５６】
本発明により、キャリア支持体を手間がかかりかつ高価なプロセスにより清浄化する必要なく、キャリア支持体の複数回の使用が可能である。剥離の際に接合接着剤の残りが製品基板またはキャリア基板に残留する場合に限り、これを清浄化工程により除去することができる。
【００５７】
本発明のさらなる利点、特徴および詳細は、好ましい実施例の次の記載からおよび図面に基づいて明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１ａ】構造を備えた製品基板の断面図。
【図１ｂ】接合接着剤層を塗布した後の製品基板の断面図。
【図１ｃ】露光マスクを有する製品基板−キャリア基板−積層体の断面図。
【図１ｄ】製品基板−キャリア基板−積層体のさらなる断面図。
【図１ｅ】一時的な接合の後の製品基板−キャリア基板−積層体のさらなる断面図。
【図２ａ】製品基板−キャリア基板−積層体とＵＶ源とのさらなる断面図。
【図２ｂ】製品基板−キャリア基板−積層体とＵＶ光源アレイとのさらなる断面図。
【図３ａ】全面に塗布された接合接着剤層を有する製品基板−キャリア基板−積層体のさらなる断面図。
【図３ｂ】部分領域に塗布された接合接着剤層を有する製品基板−キャリア基板−積層体のさらなる断面図。
【００５９】
これらの図面において、同じ構成要素、または同じ機能を有する構成要素は、同じ符号が付されている。
【００６０】
図１ａ〜１ｅは、構造２を備えた製品基板１とキャリア基板４とを一時的に結合するための例示的な本発明による方法手順を示す。この方法は、ことに図示されていない接合チャンバ内で実施される。構造２は、例えばはんだボールまたはチップであってよく、かつトポグラフィーを形成してよい（図１ａ参照）。製品基板１は、構造２が存在しないか、または構造２が製品基板１内に直接仕上げられていないために、トポグラフィーを有しないことも考えられる。
【００６１】
図１ｂによると、接合接着剤層３は、製品基板１内におよび／または製品基板１上にある構造２上の全面に塗布されている。この被覆の層厚はトポグラフィーに適合され、かつことに１μｍ〜１５ｍｍ、好ましくは１０μｍ〜１０ｍｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜１０ｍｍ、最も好ましくは１００μｍ〜５ｍｍである。基板収容装置（図示されていない）は、基板上に液体層を有する基板の取り扱いを可能にする。この液体層は、ことに、キャリアウェハとの接触の間に、いわゆる境界内に存在する液状の熱可塑性樹脂である。液体層の溶媒濃度は、ことに０〜８０％、好ましくは０〜６５％、より好ましくは０〜５０％である。層厚は、とりわけ溶液の粘度にも依存する。粘度は著しく温度依存性の物理特性である。粘度は一般に温度が上昇するにつれて低下する。粘度は、室温で１０6Ｐａ・ｓ〜１ｍＰａ・ｓ、好ましくは１０5Ｐａ・ｓ〜１Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは１０4ｍＰａ・ｓ〜１Ｐａ・ｓ、最も好ましくは１０3Ｐａ・ｓ〜１Ｐａ・ｓである。
【００６２】
図１ｂにより製品ウェハ１を接合接着剤３で被覆した後、製品ウェハを一時的な接合法で、アライメント、接触および接合により、キャリア基板４に接合する。この分野の当業者には、一時的な接合技術は公知である。
【００６３】
図１ｃおよび１ｄによると、接合接着剤層３は、マスク５を通して光、ことにＵＶ光で露光される。硬化されるべき領域は、マスク５により予め設定される。マスク５は、あらゆる形を有することができ、好ましくは円形、長方形または正方形、より好ましくはキャリア基板フォーマット、最も好ましくはリソグラフィーで利用された標準フォーマットに従うことができる。マスク５の直径は、好ましくはキャリア基板４の直径と充分に一致する。次いで、マスク５は、キャリア基板の大きさにほぼ等しく、かつ選択された光の波長領域に対して透過性の領域５ａと不透過性の領域５ｂとからなる。あるいは、被覆されたガラスキャリアをマスクとして使用してよい。図１ｃおよび１ｄに示されたマスク５は、マスク５の内側の円形面５ｂが光不透過性であり、マスク５の外側の環状面５ａは光透過性であるように製造された。外側の環状面５ａは、リング幅Ｂを有する。接合接着剤層３の露光は、キャリア基板４の側からおよび／または製品ウェハ１の側から行うことができる。とりわけ、それぞれ使用される電磁放射線についてそれぞれ透過する基板／ウェハの透明度が重要である。
【００６４】
あるいは、特性に応じてポジ型またはネガ型接着剤として使用されかつ相応して適合された露光マスクを必要とする他の材料を接着剤として使用する。ネガ型接着剤は、露光により重合するが、ポジ型接着剤は露光により相応する溶媒に対して可溶性となるかまたは接着特性を失う。
【００６５】
図１ｄは、積層体６にＵＶ光７を、マスク５を介して露光することを示す。マスク５を通して、外側の円形面５ａだけがＵＶ光について透過性である。この場合、図１ｅによると、層３の露光された外側領域８だけが架橋される。内側領域９は未露光のままであり、それによりこの領域内で重合は行われない。接合層３は、図１ｅによるこの実施形態の場合に、異なるように架橋されている２つの領域８および９からなり、重合した外側の環状領域８は一時的な接合のために利用され、かつ重合していないかまたはわずかにしか重合していない内側の円形領域９は構造２の埋め込みのために利用される。外側領域８のリング幅Ｂは、０〜３０ｍｍ、好ましくは０．１〜２０ｍｍ、さらに好ましくは０．２５〜１０ｍｍ、最も好ましくは０．５〜５ｍｍである。
【００６６】
したがって、本発明による方法は、先行技術の場合にキャリアウェハに複数のプロセス工程により製造しなければならなかった高粘着性領域と低粘着性領域とを接合層に置き換える。それにより、基板の表面処理、例えば非接着被覆は必要ない。剥離（デボンディング）は、キャリア基板と製品ウェハの間の環状領域８内で行われる。
【００６７】
図２ａおよび２ｂの両方の例示的な実施形態によると、少なくとも１つのＵＶ光源１０，１０′が使用される。ＵＶ光源１０の原則として無指向性の放射（図２ａ参照）は、例えばリフレクタおよび／またはレンズ系（図示されていない）によって積層体６に向けられる。この場合、積層体６への放射線のできる限り均一な分配が達成されるべきである。使用されたＵＶ光７は、選択的に、広帯域の光であるか、または接合接着剤層３内に使用された光開始剤に特別に合わせられている。ＵＶ硬化可能な材料３の波長領域は、ことに５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１５０ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは２００ｎｍ〜４５０ｎｍである。マスク５によって、露光されるべき領域８が定義される。
【００６８】
図２ｂによる別の実施形態の場合に、ＵＶ光源１０′のアレイを使用し、ＵＶ光源１０′は好ましくは個別に制御される。光源アレイ１０′は、基板−キャリア基板−積層体６に直接案内されてよく、または光導体を使用してよく、それにより光源１０′は、接合チャンバの外側にあることができる。接合接着剤３は、この実施形態の場合に、キャリア４および／または製品ウェハ１上の全面に塗布される。キャリアウェハと製品ウェハとはその後に接合される。両方のウェハの一方、ことにキャリアウェハ４は、接合接着剤３の架橋を引き起こす波長領域の電磁放射線に対して透過性である。アレイからのＵＶ光源１０′の選択的制御により、接合接着剤３を硬化させるべき部分領域８だけを露光する。これは、好ましくは周辺領域８である。残りの、ことに中央部分９は照射されず、したがって架橋もされない。接合接着剤３として、異なる波長で物質の状態が変化する材料を使用する場合、この処理後に第２の波長λ2または第２の波長領域Δλ2で露光することで、接合接着剤は再び液状になり、かつデボンディングが可能である。
【００６９】
図３ａおよび３ｂによると、接合接着剤層は全面３にまたは部分領域３′に塗布することができる。接合接着剤層を部分領域に塗布する場合、内側の円形領域１１は被覆されないままである。剥離（デボンディング）は、図３ａでは、キャリア基板と製品基板との間の環状領域８内で行われる。同様に、図３ｂでは、剥離（デボンディング）は、キャリア基板と製品基板との間の環状領域８′内で行われる。ここでもまた、硬化されるべき領域はマスク５によって予め設定される。この場合、図３ｂによると、層３′の露光された外側領域８′だけが架橋される。内側領域９′は未露光のままであり、それによりこの領域内で重合が十分には行われない。接合層３′は、図３ｂによるこの実施形態の場合に、異なるように架橋されている２つの領域８′および９′からなり、この場合、重合した外側の環状領域８′が一時的な接合のために用いられる。
【００７０】
上述された実施形態では、接合層３が硬化後に異質な層からなることが共通している。この接合層３は、特別に縁部で硬化されるべきである。残りの、ことに中央部分は照射されず、したがって架橋されないかまたはわずかにしか架橋されない。基板表面処理工程および分離層のような付加的な層は省かれる。これにより、より迅速でかつより簡素化された一時的な接合方法が生じる。したがって、一時的な固定は、簡単で、迅速に実施可能で、低コストで、効果的で、可逆的で、かつ物理的および化学的に安定である。周辺領域内での固定により、キャリアウェハと製品ウェハとの間の結合は生産工程の後に簡単にかつ迅速に化学的および／または機械的に剥離可能である。
【００７１】
欠陥を低減するために、接合接着剤３の塗布、および一時的な接合は、真空中でおよび／または不活性ガス雰囲気下で実施されてもよい。不活性ガス雰囲気下での作業工程の実施は、より良好な化学的耐久性、よりわずかな欠陥およびより迅速なＵＶ硬化のような利点をもたらす。さらに、不活性ガス雰囲気下では、生じるガス封入物は充分に回避されるかまたは排除することができる。あるいは、全体の作業空間に不活性ガスを吹き込むこともでき、かつ／または真空装置によって定義された雰囲気として真空にすることもできる。
【符号の説明】
【００７２】
１  製品基板
２  構造
３，３′  接合接着剤
４  キャリア基板
５  マスク
５ａ  透過性領域
５ｂ  不透過性領域
６  積層体
７  ＵＶ光
８，８′  外側領域
９，９′  内側領域
１０，１０′  ＵＶ光源
１１  未被覆領域
Ｂ  リング幅
【図１ａ】
2019514199.tif 000003
【図１ｂ】
2019514199.tif 000004
【図１ｃ】
2019514199.tif 000005
【図１ｄ】
2019514199.tif 000006
【図１ｅ】
2019514199.tif 000007
【図２ａ】
2019514199.tif 000008
【図２ｂ】
2019514199.tif 000009
【図３ａ】
2019514199.tif 000010
【図３ｂ】
2019514199.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月11日(2018.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の手順：
ａ）  製品基板（１）および／またはキャリア基板（４）上に接合接着剤（３，３′）を塗布して接合接着剤層（３，３′）を形成すること、
ｂ）  前記キャリア基板（４）を前記接合接着剤層（３，３′）を介して前記製品基板（１）と結合すること、
ｃ）  工程ｂ）の後、前記接合接着剤層（３）の部分領域（８）だけを硬化させ、前記接合接着剤層（３）の残りの領域（９，９′）を硬化させないかまたは少なくとも本質的には硬化させないこと
を有する、製品基板（１）をキャリア基板（４）と一時的に接合する方法。
【請求項２】
前記接合接着剤（３）を前記製品基板（１）および／または前記キャリア基板（４）上の全面に塗布する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記接合接着剤（３′）を前記製品基板（１）および／または前記キャリア基板（４）上の部分領域に、ことに前記製品基板（１）および／または前記キャリア基板（４）の外側縁部に環状に塗布する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記接合接着剤（３，３′）を前記製品基板（１）の構造（２）上に塗布する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記部分領域（８，８′）の硬化を照射（７）、ことにＵＶ照射（７）により行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記残りの領域（９，９′）を遮光するために、放射線源（１０）と前記基板（１，４）との間にマスク（５）を配置する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記部分領域（８，８′）の硬化を、互いに並んだ光源、ことにＵＶ光源を有する光源アレイを用いて照射することにより行い、前記光源はことに個別に制御することができる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記接合接着剤層（３，３′）の最も外側の縁部領域（８，８′）だけを硬化させる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記接合接着剤層（３，３′）の内側の残りの領域（９，９′）は、硬化されないかまたは少なくとも本質的には硬化されない、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ａ）  製品基板（１）および／またはキャリア基板（４）上に接合接着剤（３，３′）を塗布して接合接着剤層（３，３′）を形成する塗布手段と、
ｂ）  前記キャリア基板（４）を前記接合接着剤層（３，３′）を介して前記製品基板（１）と結合する結合手段と、
ｃ）  前記キャリア基板（４）を前記製品基板（１）と結合後、前記接合接着剤層（３，３′）の部分領域（８，８′）だけを硬化させ、前記接合接着剤層（３，３′）の残りの領域（９，９′）を硬化させないかまたは少なくとも本質的には硬化させない硬化装置（１０，１０′）と
を有する、製品基板（１）をキャリア基板（４）と一時的に接合する装置。
【請求項１１】
前記硬化装置（１０，１０′）は、放射線源（１０）、ことにＵＶ光源（１０）を含む、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記残りの領域（９，９′）の遮光のために、前記放射線源（１０）と前記基板（１，４）との間にマスク（５）を有する、請求項１０または１１記載の装置。
【請求項１３】
前記マスク（５）は、前記放射線源（１０）の放射線に対して透過性の領域（５ａ）と不透過性の領域（５ｂ）とを有する、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
前記硬化装置（１０，１０′）は、互いに並んだ、ことに個別に制御可能な光源を有する光源アレイ（１０′）を含む、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。
【国際調査報告】
2019514199.tif 000012
2019514199.tif 000013
2019514199.tif 000014
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