用以调整平面物品的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用以调整如硅衬底之类的平面物品的方法。以常规的冲洗、分开及湿化学处理对从块状材料锯开且一个边缘被固定在板状固定装置上形成梳子状构造物的物品进行调整，其中此种调整在将被锯开的平面物品从固定装置分开之前进行。一种适于用来执行该方法的装置，具有两个与装置的纵轴(L)平行且上下相叠的区域，其中上方区域是作为转接区(1)。下方区域是作为保持区(2)构成的，这个区域具有通道(11)，该通道（11）是通道系统的一部分，该通道系统可经由可关闭的供料开口(5)供应处理液且是四周关闭或可关闭的。在锯开衬底块时，通道(11)的底部会以细缝形式打开以形成通道开口(15)让处理液通过，通道(11)沿着装置的纵轴(L)被分成多个区段(11A、11B)。
【专利说明】用以调整平面物品的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用以调整(Konditionieren)平面物品的方法。本发明尤其涉及一种平面物品为硅衬底、并且调整是指对已被从锭块锯下但尚未分开的这些衬底进行处理的方法。
【背景技术】
[0002]为了使从块(尤其是硅锭块)锯下的平面物品(尤其是硅衬底，以下简称为衬底)能够接受进一步的加工，通常需要将锯开时产生的污染(浆料)从最初就有一个边缘附着在板状固定装置(锯板、承板)上的衬底的间隙中去除。已知多种被用于此目的的装置，例如 DE102006059810、PCT/EP2007/010735 或 PCT/EP2008/010460 提出的装置。这些装置能够在相应的盆中喷淋尚未被分开的衬底堆，其中利用设置于衬底堆侧面的喷淋板条或其他类似装置。DE10220468A1也提出一种类似的清洗装置。以上提及的所有装置及方法都是在衬底被锯开后在独立的清洗装置中进行清洗。
[0003]德国专利申请DE102010052635提出另外一种解决方案，这种方法是利用设置在承板上的钻孔喷淋衬底，其中钻孔是由设置在承板内的通道供应清洗液。也可以将这个装置设置于晶圆锯的区域，以清洗衬底间隙。DE10225851A1也提出一种类似的解决方案，DE102010022289A1也提出一种类似的装置。
[0004]机械脆性材料(例如硅)在锯开后特别容易断裂。尤其是已知尖锐的切口会成为脆断的起点。
[0005]因此在分开后通常会在适当的蚀刻装置中对衬底进行蚀刻处理，这个处理也称为锯伤蚀刻。该处理用于将锯开时形成的尖角或沟槽的凹陷平整化。
[0006]目前，最常见的方式是以所谓的研磨浆料锯(SlurrysSge)将硅锯开。这种锯子
的特征是锯条只是通过在其中含有切割颗粒(例如碳化硅)的液态混合剂产生锯开作用。虽然这种方法会产生明显的锯伤，但仍在可接受的范围内，也就是说在将锯开的衬底分离及随后运送到蚀刻槽的过程中发生断裂的危险性并不会太高。近年来研磨浆料锯已被牢固地附着有切割颗粒的锯线(FASW，固着磨料锯线)取代。例如使用包覆有金刚石的锯线(金刚石锯)。但是这种成本较低的方法造成的锯伤比较严重。因此衬底在锯开后立刻运送时发生断裂的风险也升高。
[0007]此外，由一连串地设置的组件(锯子，清洗装置，蚀刻槽，根据需要使用的干燥装置及分开装置)构成的典型的处理线占据的空间(尤其是长度)相当大。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种方法，在将衬底锯开后、运送前，利用这种方法对衬底进行调整，使其足以紧接着锯开进行衬底分开及运送而不会有断裂的危险，或至少断裂的危险相比于现有技术并无升高。此外，这种方法还应适于缩小适合执行此种调整的设备所需的空间。[0009]采用权利要求1所述的方法即可达到上述目的。本发明的各种优选实施方式包括在从属权利要求、以下的说明及附图中。
[0010]以下将首先详细描述本发明的方法。接着再说明特别适合执行本发明的方法的装置。在以下的说明中，“衬底”一词指的是“平面物品”。
[0011]本发明的方法用来对从块状材料锯开而制得的易脆断的平面物品(例如硅衬底)进行调整。此处使用的“调整”一词并不排除平面物品还会接受不属于本发明范畴的其他处理步骤的可能性。根据本发明，平面物品或衬底的一个边缘被固定在板状固定装置上，并形成梳子状的构造物。通常利用粘着剂进行固定，但也可以通过夹住来固定。调整通常包括常规的冲洗/清洗、分开及湿化学处理(以下简称为“处理”)。
[0012]例如可以用水冲洗，可以利用表面活性剂或酸性溶液进行清洗。“处理”一词是指任何类型的液体处理。“分开”是指将平面物品或衬底与固定装置分离的过程，但也可以是指从梳子状的构造物分离出单独的物品或衬底的过程。
[0013]根据本发明，湿化学处理在将被锯开的物品或衬底与固定装置分离之前进行。
[0014]在分离及分开衬底前对衬底进行处理可以大幅降低衬底原本的高脆性，从而明显降低衬底在后续的分开过程中受损的风险。通过这种方式，即使是以会造成相当大的锯伤的方法从锭块锯出很薄的衬底，也能够将分开衬底时发生断裂的可能性控制在能够接受的程度。
[0015]此处所谓的“处理”是指任一种用于改良衬底表面的湿化学处理。尤其是指以表面腐蚀性液体将衬底材料移除的蚀刻或结构化之类湿化学处理，以及对衬底表面进行的掺杂及电化学处理(例如阳极氧化)。
[0016]优选在处理之后，在将物品或衬底分开之前再执行额外的冲洗或清洗步骤及/或停止湿化学处理的步骤。要结束蚀刻过程，这样的步骤通常是必要的。因此优选在将物品或衬底分开之前也执行这样的步骤。
[0017]另外更优选的实施方式是将该方法范畴内使用的至少一种液体(例如清洗液、冲洗液或蚀刻液)通过固定装置注入被锯开但尚未分开的衬底的梳子状构造物的间隙。本文后面将详细描述适于执行这个工作的装置。有一点是很明白的，即，这个装置具有相应的开口，液体能够通过这些开口注入梳子状构造物的衬底之间的间隙。
[0018]特别优选使以上提及的所有液体通过固定装置注入衬底间隙。通过这种方式能够将前面提及的具有良好效果且节省时间的优点与此种装置的特别有效的清洗及蚀刻作用
结合在一起。
[0019]如前面所述，块状材料优选为硅锭块，并将其锯开成硅衬底。但本发明并不限于此种材料，在应用于陶瓷、玻璃、或其他易脆断的材料或混合材料的锯开时，亦能展现本发明的优点。
[0020]处理使用的蚀刻液的典型例子包括K0H、Na0H、HF、HN03、H2S04、H3P04或C2H4O2,当然也可以使用其他的蚀刻液及包括水在内的任何冲洗液或清洗液来执行本发明。
[0021]根据另外一种实施方式，(最初的)冲洗及/或处理的步骤在将锭块锯开的锯开装置内进行。通过这种方式可以大幅缩短连续生产线的长度，以及降低衬底在移位过程中受损的风险。此外，由于去除了非必要的移位过程，也达到节省时间的效果。
[0022]根据优选的实施方式，(最初的)冲洗及/或处理的步骤不是在锯开装置内进行，而是在位于锯开装置之外的分开提供的冲洗或处理装置内进行。
[0023]使用这样的装置的优点是，锯开装置无需具备抵抗对金属通常亦有腐蚀作用的蚀刻溶液的能力。因为现有锯开装置含有多种可能会与不同的液体接触的金属部件，从而将导致高成本。另外，在锯子内处理锭块所需的时间明显长于已锯开但尚未分开的梳子状构造物停留在独立的蚀刻或清洗装置内的时间。因此只需一个单独且独立的蚀刻或清洗装置即可供多个设置在其上游的锯开装置使用。
[0024]本案的 申请人:在EP1935514、PCT/EP2007/010735、EP2102896 及 EP08860195 中提出的装置特别适于进行冲洗或清洗过程。
[0025]根据特别优选的实施方式，(最初的)冲洗及/或处理的步骤是在锯开装置之外的整合了冲洗及处理的装置内进行。通过这种方式可以免除将衬底块移位的动作，例如从蚀刻装置移到清洗装置，因此可以避免因移位造成的时间损失及衬底受损的危险。原则上，前面提及的本案 申请人:提出的装置亦很适于作为这种整合式冲洗及处理装置。显然，前面提及的装置必须具备抵抗腐蚀液的能力，以及必须具有能够在装置内朝衬底块的方向输送冲洗液及处理液的输入口。除此之外，由于清洗装置只用于清洗处理液(例如蚀刻液)，因此必须具备对抗此种液体的能力。根据需要，对装置的结构作很小的修改或补充即可输入多种液体。
[0026]另外更显然的是，以上提及的所有装置都很适合与前面提及并将在本文后面说明的“分段清洗锯开的晶圆的固定/清洗装置”共同作用，而且不论是在整合式冲洗及处理装置还是在彼此分开的冲洗及处理装置内进行冲洗及处理都是如此。
[0027]以下将描述特别适于用来执行本发明的方法的装置。
[0028]可以将这种装置称为“分段清洗锯开的晶圆的固定/清洗装置”。此处所谓的“晶圆”与“平面物品”及“衬底”为同义词。
[0029]这种用于将待锯开的衬底块固定住及处理锯开衬底块产生的间隙的装置具有两个与装置的纵轴平行且上下相叠的区域，其中上方区域是作为转接区构成的，装置可以经由这个区域与机械式装置(例如锯开装置)连接。下方区域是作为固定区形成的，这个区域具有作为通道系统的通道提供的部分，该通道系统可经由可关闭的供料开口供应液体(尤其是冲洗液、清洗液或蚀刻液)且是四周关闭或可关闭的。在锯开衬底块时，这个通道的底部会打开细缝状的开口提供让处理液通过的通道开口。此外，这个通道沿着装置的纵轴被分成多个区段。
[0030]优选，通道的这些区段能够沿着装置的纵轴彼此独立地被供给处理液。
[0031]优选将通道分成多个结构分开且可彼此独立地被提供处理液的通道。
[0032]特别优选通道被多个设置在通道内的可移开的栅栏分隔。利用这些栅栏可以将几乎穿过整个装置的通道分段。在组装装置时可以根据需要灵活地决定栅栏的位置。
[0033]优选将可关闭的供料开口设置在转接区的上部平坦侧或四周侧。
[0034]特别优选，固定区被设计成固定板，同时转接区被设计成转接板，而且两个板是以可松开的方式彼此连接。
[0035]固定区的材料可以是玻璃、塑料、环氧化物、陶瓷、金属及前述材料的混合物。
[0036]通过使用这种装置，可如下描述特别适合其应用的方法:
[0037]-经由设置在上方区域的可关闭的供料开口将第一种处理液供应给通道系统；[0038]-将第一种处理液送至固定区的通道；
[0039]-以流过细缝状通道开口的第一种处理液处理间隙，其中该细缝状通道开口是在锯开衬底块时在通道底部形成的；
[0040]-经由设置在上方区域的可关闭的供料开口将另外的处理液供应给通道系统；
[0041]一将该另外的处理液送至固定区的通道；
[0042]-以流过细缝状通道开口的该另外的处理液处理间隙，其中该细缝状通道开口是在锯开衬底块时在通道底部形成的；
[0043]特别优选第一种处理液是清洗液或冲洗液，第二种处理液是蚀刻液。
[0044]特别优选从装置的纵轴看过去，供料给通道系统及冲洗、清洗或处理间隙的作业是分区进行的。换句话说，装置的特定区段(最好是纵向段)可以与另外的一个或多个其他区段独立地获得处理液的供应。这样做的优点是可以进一步减少处理液的损耗，也就是要冲洗或处理的衬底块的范围无需延伸到装置的整个长度。
[0045]特别优选，这种处理全部或部分地在晶圆锯的工作区内进行。
[0046]很明显的是，可以根据需要接着进行前面所述的停止进行处理之类额外的步骤，这些步骤通过前面所述的装置实施，优选在晶圆锯的工作范围内进行。
[0047]本发明提供一种在锯开后、运送前对衬底进行调整的方法，使其足以紧接着锯开进行衬底的分开及运送而不会有断裂的危险，或至少断裂的危险相比使用现有技术没有升高。此外，这种方法适合缩小适于执行此种调整的设备所需占用的空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1是本发明装置的特别优选的实施方式的外观图。
[0049]图2是图1的装置的断面图。
[0050]图3是图1及图2的装有衬底块的装置的断面图。
【具体实施方式】
[0051]图1给出优选使用的装置的优选实施方式的立体图。这个装置具有用作转接区I的上方区域，以及用作一个或多个衬底块(未绘出)的固定区2的下方区域。在本实施方式中，转接区I作为独立的构件提供，绘制在图面上方，也就是转接板3，同样地固定区2也作为独立的构件提供，也就是固定板4。图1还给出多个供料开口 5 (只有部分供料开口有标示符号)。在装置的上部平坦侧6、前端侧7A、后端侧7B、右侧8A、以及左侧SB均设有供料开口 5。所有的供料开口 5均位于转接区I或转接板3。部分供料开口 5被闭锁螺丝9封住。
[0052]图2给出沿着装置的纵轴L(以虚线绘出的箭头)延伸的上述装置的断面图。从图2可以很清楚地看出设置在端侧7A、7B的闭锁螺丝9的作用。这些闭锁螺丝9将穿过整个装置地设置在转接区3的通道10封住，其中通道10是分叉的通道系统的一部分。这个通道系统可以经由供料开口 5(在图2中有部分供料开口未标示符号)获得处理液(未绘出)的供应。在图示的实施方式中仅绘出少数的闭锁螺丝9，事实上在正常情况下，大部分的可关闭的供料开口 5都是被封闭住的，这样处理液就不会从不希望流出的位置流出。
[0053]从图2给出的实施方式可以看出，通道系统的一部分也以通道11的形式分别出现在固定区2或固定板4。在该实施方式中，可以经由通道10及位于转接板3的上部平坦侧6的供料开口 5获得处理液的供应。通道系统的这个部分具有两个区段11A，11B。视闭锁螺丝9的位置，可以独立地供应处理液给这两个区段。为了形成这两个区段11A，11B，在通道系统的相应部分(通道11)设有可移动地安装于通道系统内的阻挡液体或中断液体的栅栏12。利用这些栅栏可以将几乎穿过整个装置的通道11分段。在组装装置时可以根据需要灵活地决定栅栏12的位置。
[0054]根据未绘出的实施方式，装置具有多个至少是在固定板上延伸的通道，可以独立地对这些通道供应例如不同的处理液。优选这些通道彼此平行。在锯开衬底块时，这些通道通常会以细缝状打开以提供让处理液通过的通道开口。很明显，这种实施方式的通道也可以形成在区段内，而且每一个区段都可以独立地获得处理液的供应。
[0055]图3给出图1及图2的装置的正面断面图。另外还给出两个悬挂在装置上的衬底块13A，13B。后面的衬底块13B尚未被锯开，前面的衬底块13A已被部分锯开成单一的衬底14(带黑色侧面的部分)。从图3可看出，此时通道开口 15位于通道11内。通道开口15是在以锯线或其他锯开工具(未绘出)将衬底块13A锯开成衬底14时产生的。如果通道系统经由供料开口(未标示符号)获得处理液(未绘出)的供应，处理液就会从通道开口 15流出。处理液从这里流入衬底14的间隙，并视处理液的种类，将间隙内的研磨浆料冲洗掉(冲洗作用)、清洗衬底表面(清洗作用)、对衬底表面产生化学侵蚀(蚀刻作用)、或是改良衬底表面(掺杂作用)。由于间隙是向侧面及向下面打开的，因此带有要运出的成分的处理液可以不受阻碍的流出。视构成通道的区段的栅拦(未绘出)的位置，可以将通道11分成供应液体给位于图面左边的衬底块的第一区段11A，以及供应液体给位于图面右边的衬底块的第二区段11B(从图式上看不到通道及区段)。
[0056]符号说明
[0057]I 转接区
[0058]2 固定区
[0059]3 转接板
[0060]4 固定板
[0061]5 供料开口
[0062]6 上部平坦侧
[0063]7A前端侧
[0064]7B后端侧
[0065]8A 右侧
[0066]8B 左侧
[0067]9 闭锁螺丝
[0068]10 通道
[0069]11 通道
[0070]IlA 第一区段
[0071]IlB 第二区段
[0072]12 栅栏
[0073]13A衬底块[0074]13B衬底块
[0075]14衬底
[0076]15通道开口
[0077]L装置的 纵轴
【权利要求】
1.一种对从块状材料锯开而得到的硅衬底进行调整的方法，其中衬底的一个边缘被固定在板状固定装置上，形成梳子状构造物，该方法通过常规的冲洗、分开及湿化学处理对硅衬底进行调整，此种处理是通过蚀刻或结构化改良衬底表面，而且是在将被锯开的衬底从固定装置分开之前进行。
2.如权利要求1所述的方法，其中经过处理之后，在将衬底分开之前再执行额外的冲洗步骤及/或停止处理的步骤。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中将该方法范畴内使用的至少一种液体通过固定装置注入梳子状构造物的间隙。
4.如权利要求3所述的方法，其中将该方法范畴内使用的所有液体通过固定装置注入间隙。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中包括KOH、NaOH,HF、HNO3> H2SO4, H3PO4或C2H4O2的蚀刻液被用于处理。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中冲洗及/或处理的步骤是在锯开装置内进行。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中冲洗及/或处理的步骤是在位于锯开装置之外的分开提供的装置内进行。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中冲洗及/或处理的步骤是在位于锯开装置之外的整合了冲洗及处理的装置内进行。
【文档编号】H01L31/18GK103733358SQ201280039903
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年6月1日 优先权日:2011年8月18日
【发明者】延斯·默克 申请人:睿纳有限责任公司