Mikrowelt: Elektrostatischen Träger für ultradünne Wafer entwickelt

Eine neue Lösung für die Herstellung extrem dünner mikroelektronischer Komponenten, die Realisierung von verlustarmen Leistungselektronik- Bausteinen oder die Entwicklung von 3D-integrierten Chip-Aufbauten hat nun das Fraunhofer IZM entwickelt.09.05.2008

Schema des elektrostatischen
Trägers
©Fraunhofer IZM

Mobile elektrostatische Träger für die Prozessierung ultradünner Wafer. Auch dünnste Wafer im Dickenbereich von 20 - 50 µm in den vorhandenen Prozessanlagen der Halbleiterindustrie können weiterprozessiert werden. Dazu werden die gedünnten bzw. die zu dünnenden Produkt-Wafer auf einen spezifisch präparierten Träger-Wafer gelegt und anschließend durch Aufladen einer großflächigen Elektrodenstruktur elektrostatisch fixiert.

Es hat sich gezeigt, dass bei Auswahl einer geeigneten dielektrischen Beschichtung auf dem Träger-Substrat eine lang andauernde elektrische Polarisierung erzielt wird. Der dünne Wafer bleibt somit auch nach Abkopplung der Ladespannung sicher auf dem Träger fixiert und kann weitere Prozessschritte durchlaufen. Nach Beendigung der Fertigungssequenz wird die Elektrodenstruktur entladen, und der gedünnte Wafer kann leicht wieder entfernt werden.

Da für diese neue Trägertechnik keine polymeren Klebstoffe benötigt werden, sind nach dem Ablösen des zu bearbeitenden Wafers auch keine Reinigungsprozeduren erforderlich. Das Trägersubstrat selbst ist ein Silizium-Wafer, der in Dünnfilmtechnik strukturiert und an der Kontaktfläche zum fixierten dünnen Wafer elektrisch isoliert ist. Die Kontaktstellen zum Aufladen der Elektroden können an der Vorder- oder Rückseite des Trägersubstrats realisiert werden. Im Gegensatz zu anderen Trägermaterialien, wie z.B. Glas, Saphir oder Keramik, bietet Silizium eine Wärmeleitfähigkeit und, im Falle der Handhabung von dünnen Silizium- Wafern, auch einen ideal angepassten Wärmeausdehnungskoeffizient.

Die elektrostatische Haltekraft ist auch bei Temperaturen über 400 °C noch aktiv. Somit bietet diese Trägertechnik die Möglichkeit, Prozessschritte an sehr dünnen Wafern bei hohen Temperaturen auszuführen. Beispiele hierfür sind das Legieren von Rückseitenmetallisierungen oder das Aufbringen und Plasma-Ätzen von dielektrischen Schichten.
Potenzielle Anwendungsgebiete der elektrostatischen Trägertechnik sind neben der Leistungselektronik auch opto-elektronische Produkte, Bumping-Prozesse an dünnen Wafern, die Herstellung noch dünnerer Solarzellensubstrate und viele weitere Technologiefelder, bei denen fragile Substrate prozessiert werden sollen.

COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM