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Die Marktnachfrage nach kleineren und funktionsfähigeren elektronischen Anordnungen hat die Entwicklung von Halbleiteranordnungen, einschließlich von Halbleiter-Kapselungen, und von gesamten Systemen, die auf einem Chip angeordnet sind, angetrieben. Bestimmte elektronische Anordnungen, wie etwa Mobiltelefone, verwenden vielfältige designspezifische elektronische Komponenten. Der in den elektronischen Anordnungen verfügbare Platz ist begrenzt, insbesondere da die elektronischen Anordnungen kleiner ausgeführt werden. Andere elektronische Anordnungen, wie zum Beispiel die in der Automobilindustrie verwendeten, sind Leistungsanordnungen, die in anspruchsvollen Umgebungen arbeiten.
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Halbleiterchips werden, gleichgültig, ob sie als Kapselung oder als selbstständiger Chip bereitgestellt werden, auf einem Wafer hergestellt. Die Chips werden beginnend mit Frontend-Verarbeitung schichtenweise auf dem Wafer hergestellt, bis die Chips Backend-verarbeitet werden, um Verbindungen mit der Außenwelt zu enthalten. Der Wafer könnte sich bei jedem Schritt in der Verarbeitung verzerren. Verzerrte Wafer begrenzen die Chipausbeute und bereiten während der Chipverarbeitung viele Probleme, die die Stückkosten der Chips unerwünschterweise vergrößern.
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Die Schriften
US 2002/0 119 633 A1 und
JP 2001-274048 A beschreiben Verfahren zum Geraderichten von Halbleiterwafern, die herstellungsbedingt eine Krümmung aufweisen, mit Hilfe von Laserstrahlung.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem bzw. der sich nachteilig auswirkende Verzerrungen eines Wafers ausgeglichen werden können.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Ein Aspekt stellt eine Halbleiteranordnung mit einem Wafer mit einer ersten Oberfläche, die einer zweiten Oberfläche gegenüber liegt, und mindestens einer laserbestrahlten Region zwischen der ersten und zweiten Oberfläche bereit. Die laserbestrahlte Region umfasst eine durch Laser verursachte Verspannung, die dafür ausgelegt ist, die Krümmung der ersten und/oder der zweiten Oberfläche zu minimieren.
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Die beigefügten Zeichnungen sind vorgesehen, um ein weiteres Verständnis von Ausführungsformen zu geben. Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung von Prinzipien von Ausführungsformen. Andere Ausführungsformen und viele der beabsichtigten Vorteile von Ausführungsformen werden ohne Weiteres ersichtlich, wenn sie durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verständlich werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu zueinander. Gleiche Bezugszahlen kennzeichnen entsprechende ähnliche Teile.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Systems zum Herstellen von Halbleiter-Anordnungswafern mit minimaler Oberflächenkrümmung gemäß einer Ausführungsform.
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2 zeigt ein Blockdiagramm eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform, die von dem System von 1 implementiert wird.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht eines in einer Region in einem Wafer fokussierten Laserstrahls gemäß einer Ausführungsform.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht einer Region mit durch Laser verursachter interner Verspannung, die die Krümmung an der Oberfläche des Wafers minimiert.
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5 zeigt eine schematische Ansicht einer internen Region eines Halbleiter-Wafers, nachdem volumetrische Änderungen in der Region durch Laser verursacht wurden.
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6 zeigt eine schematische Ansicht einer Region des Wafers, nachdem die Oberflächenkrümmung repariert worden ist.
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7 zeigt eine Querschnittsansicht eines Halbleiter-Wafers mit internen durch Laser verursachten Verspannungsregionen, die die Oberflächenkrümmung auf dem Wafer minimieren, gemäß einer Ausführungsform.
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8 zeigt eine Querschnittsansicht eines zum Reparieren von konvexer Krümmung in einem Halbleiter-Wafer verwendeten Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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9 zeigt eine Querschnittsansicht einer Region des in 8 gezeigten Halbleiter-Wafers mit internen durch Laser verursachten Verspannungsgradienten gemäß einer Ausführungsform.
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10 zeigt eine Querschnittsansicht des in 8 gezeigten Halbleiter-Wafers mit reparierter Oberflächenkrümmung.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Systems zum Herstellen von Halbleiter-Anordnungswafern mit minimaler Oberflächenkrümmung, wobei sich der Wafer für Leistungsanwendungen eignet und eine metallisierte Rückseite enthält.
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12 zeigt ein Blockdiagramm eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform, der von dem in 11 gezeigten System implementiert wird, um in Leistungsanwendungen nützliche hochplanare Wafer bereitzustellen.
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13 zeigt eine Querschnittsansicht eines zum Korrigieren einer konkaven Krümmung an einer Oberfläche eines Halbleiter-Leistungswafers verwendeten Lasersystems gemäß einer Ausführungsform.
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14 zeigt eine Querschnittsansicht eines Halbleiter-Wafers mit einer metallisierten Rückseite nach Korrektur einer Oberflächenkrümmung.
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15 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Reparieren einer verzerrten Oberfläche auf einem Halbleiter-Wafer vor dem Zerteilen des Wafers zu Halbleiterchips gemäß einer Ausführungsform.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht werden Richtungsbegriffe wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres” usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dienen die Richtungsbegriffe zur Veranschaulichung und sind in keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen.
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Es versteht sich, dass die Merkmale der verschiedenen hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern es nicht spezifisch anders erwähnt wird.
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Ausführungsformen stellen ein System und Verfahren zum Reparieren einer verzerrten Oberfläche eines Halbleiter-Wafers bereit. Halbleiter-Wafer werden in einem schichtweisen Aufbau hergestellt oder gebaut. Jede individuelle Schicht verursacht einen bestimmten Grad von Verspannung in dem Gesamtwafer, und es ist möglich, dass individuelle Schichten einen Verspannungsgradienten in dem Halbleiter-Wafer erzeugen, der dazu führt, dass der Wafer unerwünschte Krümmung aufweist. Wafer mit Krümmung sind schwieriger zu verarbeiten und begrenzen häufig die Ausbeute der Halbleiterchips, die nützlich aus dem Wafer zerteilt werden können. Folglich vergrößern verzerrte Halbleiter-Wafer die Stückkosten von Halbleiterchips und sind aus diesen und anderen Gründen unerwünscht. Ausführungsformen stellen ein System oder Verfahren zum Reparieren von Verzerrung in Halbleiter-Wafern bereit, die zu einer Minimierung oder Beseitigung von Oberflächenkrümmung auf dem Halbleiter-Wafer führen.
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Andere Ausführungsformen stellen Halbleiter-Wafer bereit, die sich für bestimmte Leistungsanwendungen eignen, wobei der Wafer eine relativ dicke rückseitige Metallschicht enthält. Die Verarbeitung des Wafers und/oder die Anbringung der rückseitigen Metallschicht kann möglicherweise eine Verzerrung auf einer oder mehreren Oberflächen des Halbleiter-Wafers erzeugen. Ausführungsformen stellen ein direktes und effizientes System und Verfahren zum Korrigieren von Halbleiter-Waferverzerrung auf Wafern mit Metallrückseiten bereit, die in Leistungsanwendungen nützlich sind.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Systems 20 zum Herstellen von Halbleiter-Anordnungswafern 22 mit minimaler Oberflächenkrümmung gemäß einer Ausführungsform. Das System 20 umfasst einen Wafer 22 mit einer ersten Hauptoberfläche 24 gegenüber einer zweiten Hauptoberfläche 26, eine optische Abtastbaugruppe 28, die dafür ausgelegt ist, Krümmung entlang der ersten und zweiten Oberfläche 24, 26 zu erfassen, und einen mit der optischen Abtastbaugruppe 28 kommunizierenden Laser 30. Bei einer Ausführungsform findet die optische Abtastbaugruppe 28 eine Region 32 mit Krümmung auf dem Wafer 22 und übermittelt die gefundene Region 32 durch Kommunikation durch eine Steuerung 34 an den Laser 30. Der Laser 30 ist dafür ausgelegt, selektiv zu der gefundenen Region 32 bewegt/geführt zu werden, die Region 32 zu bestrahlen und in der Region 32 eine Verspannung in dem Wafer 22 zu verursachen, die die Krümmung entlang einer oder beider der Oberflächen 24, 26 des Wafers 22 korrigiert.
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Bei einer Ausführungsform wird der Wafer 22 aus einer monokristallinen Siliziumquelle zu einem Waferzylinder hergestellt oder aufgewachsen, der in Wafer geschnitten wird. Der Wafer 22 umfasst jeden geeigneten Wafer, der für Herstellung/Verarbeitung, um eine Vielzahl von Halbleiterchips oder -dies zu enthalten, ausgelegt ist.
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Die optische Abtastbaugruppe 28 umfasst Oberflächenanalysensysteme oder andere optische Scanner, die dafür ausgelegt sind, Oberflächenkenngrößen des Wafers 22 zu messen, zu analysieren und zu quantifizieren. Bei einer Ausführungsform umfasst die optische Abtastbaugruppe 28 ein Bildgebungs-System, das sich für die Verwendung bei der Herstellung von Halbleiter-Wafern eignet. Ein geeigneter Lieferant solcher Bildgebungs-Systeme ist JLI vision a/s in Dänemark. Bei einer Ausführungsform ist der Laser 30 dafür ausgelegt, Oberflächenkenngrößen des Wafers 22 zu messen, zu analysieren und zu quantifizieren, bevor der Wafer 22 laserbestrahlt wird.
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Bei einer Ausführungsform umfasst der Laser 30 einen Neodymdotierten Yttrium-Aluminium-Granat-(Nd:YAG-)Festkörperlaser, einen CO2- oder Gaslaser, einen Diodenlaser oder eine andere geeignete Hochenergiequelle. Bei einer Ausführungsform ist der Laser 30 ein Nd:YAG-Laser mit einer Leistung zwischen 5 und 100 Watt und arbeitet mit einer Geschwindigkeit zwischen 100 und 300 mm/s, obwohl auch andere geeignete Laser akzeptabel sind, die mit anderen Leistungen und Transportgeschwindigkeiten betrieben werden. Im Allgemeinen emittiert der Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von zwischen etwa 1032 und 1064 Nanometer im Infrarotspektrum, obwohl Übergänge in der Nähe des 940-, 1120-, 1320- und 1440-Nanometer-Bereichs vorliegen. Der Laser 30 kann mit hohen Wiederholungsraten gepulst oder kontinuierlich betrieben werden. Ein geeigneter Nd:YAG-Laser ist bei Han's Laser Technology Company in Houston, Texas, erhältlich.
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Bei einer Ausführungsform umfasst die Steuerung 34 eine computerbetriebene Steuerung mit Speicher und Betriebssoftware auf eine Weise, die dafür ausgelegt ist, beim Identifizieren und Speichern von Informationen bezüglich des Orts der erfassten Krümmung auf dem Wafer 22 mit der optischen Abtastbaugruppe 28 zu kommunizieren. Geeignete Steuerungen umfassen elektronische Steuerungen, die einen zugriffstauglichen Lese-/Schreibspeicher, zum Beispiel einen Flash-Speicher oder einen anderen geeigneten Speicher, betreiben. Es sind auch andere geeignete Steuerungen zur elektrischen Kommunikation mit dem Laser 30 akzeptabel und sind Fachleuten bekannt.
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2 zeigt ein Blockdiagramm 40 eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform, der von dem in 1 gezeigten System 20 implementiert wird. Das Blockdiagramm 40 umfasst bei 42 das Erfassen einer ersten und zweiten Oberfläche 24, 26 des Wafers 22, um Krümmung auf dem Wafer 22 zu detektieren. Das Blockdiagramm 40 umfasst bei 44 das Fokussieren eines Laserstrahls, der von dem Laser 30 auf die Region 32 in dem Wafer 22 gerichtet wird, die sich unter einer der Oberflächen 24, 26 befindet. Das Blockdiagramm 40 umfasst bei 46 das Verursachen von Verspannung in der Region 32 per Laser. Das Blockdiagramm 40 umfasst bei 48 ein Geraderichten der Oberfläche mit der erfassten Krümmung mit dem Laserstrahl beim Reparieren der Krümmung des Wafers 22. Das System 20 kann beim Reparieren von Oberflächenkrümmung des Wafers 22 mit anderen Prozessvorgehensweisen betrieben werden.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht der Region 32 des Wafers 22. Die Querschnittsansichten von 3, 4, 7 bis 10 und 13 bis 14 enthalten keine Schnittlinien, um die Region in dem Wafer, in der der Laserstrahl Verspannung verursacht, besser darzustellen. Das System 20 (1) wurde verwendet, um Krümmung in der Region 32 zu identifizieren. Die Steuerung 34 ist betreibbar, um den Laser 30 in die Region 32 zu bewegen und Laserverarbeitung in der Region 32 einzuleiten. Ein Laserstrahl 50 aus dem Laser 30 wird zwischen den Oberflächen 24, 26 in den Wafer 22 fokussiert, um interne Punkte 52 des Wafers 22 zu bestrahlen. Die internen Punkte 52 (oder Brennpunkte 52 des Strahls 50) werden durch den fokussierten Laserstrahl 50 amorphisiert oder teilweise amorphisiert.
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In der vorliegenden Beschreibung bedeutet amorphisiert eine Struktur des Wafers, die weniger Kristallinität aufweist, als der Wafer aufwies, bevor er laserbestrahlt wurde. Der Wafer beginnt im Allgemeinen mit einem gewissen Grad an Kristallinität und wird laserbestrahlt, damit er weniger Kristallinität aufweist, und wird somit amorphisiert.
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Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform stellt die Oberfläche 24 eine im Allgemeinen konkave Oberfläche bereit, und der Laserstrahl 50 wird an dem Punkt 52 in dem Wafer 22 und neben der Oberfläche 24 fokussiert. Die Punkte 52 werden durch per Laser verursachte Verspannung, die das lokale Volumen um den Punkt 52 herum vergrößert, amorphisiert, um die Oberfläche 24 anzuspannen. Die Volumenzunahme (die einer Dichteabnahme entspricht) in dem Wafermaterial in der Region 32 verursacht Verspannung lokal neben der Oberfläche 24, die die Oberfläche 24 streckt, um die konkave Krümmung zu reparieren.
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Bei einer Ausführungsform umfasst der Wafer 22 monokristallines Silizium, und der laserbestrahlte Punkt 52 stellt eine polykristalline Siliziumregion bereit, die eine lokale Dichte aufweist, die kleiner als eine Dichte von nicht laserbestrahlten Teilen des monokristallinen Siliziumwafers 22 ist.
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Bei einer Ausführungsform umfasst der Wafer 22 ein Siliziumsubstrat und ein mit dem Siliziumsubstrat gekoppeltes Polymerdielektrikum. Die beobachtete Krümmung kann sich entweder in dem Silizium oder in dem Polymerdielektrikum befinden. Die Laserstrahlung wird verwendet, um die beobachtete Krümmung entweder in dem Siliziumsubstrat oder in dem Polymerdielektrikum effektiv zu reparieren.
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4 zeigt eine Querschnittsansicht des Wafers 22, die die Region 32 zeigt. Die Region 32 wurde laserverarbeitet, um interne Verspannungspunkte 52 bereitzustellen, die die Oberfläche 24 wie durch die Pfeile angegeben lateral strecken. Bei einer Ausführungsform vergrößert die durch Laser verursachte Verspannung aus dem Laserstrahl 50 (3) ein lokales Volumen in dem Wafer 22 (durch Amorphisieren des Wafermaterials), um die Oberfläche 24 geradezurichten. Bei einer Ausführungsform besitzt die durch Laser verursachte Verspannung einen Betrag von zwischen etwa 10 und 80 × 108 Dyn/cm2 (= 10 bis 80 kN/cm2), obwohl auch andere Grade der durch Laser verursachten Verspannung möglich sind.
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5 zeigt eine schematische Schnittansicht der Region 32. Der Punkt 52 wurde laserbestrahlt, um Verspannung zu verursachen, die die Region 32 lateral streckt und die Oberfläche 24 streckt. Bei einer Ausführungsform ist die Region 32 durch ein anfängliches lokales Volumen V1 gekennzeichnet, das den Punkt 52 umgibt, das durch den Laserstrahl 50 angespannt wird, um eine durch Laser verursachte Volumenzunahme bis auf das Volumen V2 von zwischen etwa 1 und 5 Prozent zu erhalten. Bei einer Ausführungsform wird in der Region 32 eine Dichteverkleinerung und Volumenvergrößerung um etwa 2 Prozent bewirkt, um an dem Punkt 52 eine Verspannung zu verursachen, die die Oberfläche 24 geraderichtet. Bei einer Ausführungsform ist die Region 32 im Vergleich zu der Eindringtiefe des Laserstrahls 50 relativ dick. Die Fokustiefe des Laserstrahls 50 wird zwischen den Oberflächen 24, 26 selektiv eingestellt, um durch Laser eine Verspannung an einem beliebigen Punkt der Tiefe des Wafers 22 hinweg zu verursachen.
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6 zeigt eine schematische Ansicht der Region 32 nach Laserverarbeitung. Bei einer Ausführungsform werden lokale Teile des Wafers 22 einer Reihe von Abtastungen durch den Laserstrahl 50 ausgesetzt. Die wiederholten Abtastungen des Laserstrahls 50 durch den Wafer 22 verursachen Verspannung zwischen den Oberflächen 24, 26 auf eine Weise, die so gewählt/gesteuert wird, dass die Krümmung auf einer oder beiden der Oberflächen 24, 26 planarisiert oder reduziert wird. 6 zeigt, dass die Region 32 durch per Laser verursachte Verspannung in dem Wafer 22 wie oben beschrieben geradegerichtet wurde.
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7 zeigt eine Querschnittsansicht des Wafers 22 nach der oben beschriebenen Verarbeitung und zeigt eine makroskopische Rand-/Seitenansicht der geradegerichteten Oberflächen 24, 26 des Wafers 22.
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8 zeigt eine Querschnittsansicht eines zum Reparieren von konvexer Krümmung in einem Halbleiter-Wafer 102 verwendeten Systems 100 gemäß einer anderen Ausführungsform. Das System 100 ist dem System 20 ähnlich und verwendet den Laser 30 zum Korrigieren der konvexen Krümmung auf der Oberfläche 104, die der Hauptoberfläche 106 gegenüberliegt. Bei einer Ausführungsform wird der Laserstrahl 50 auf die Oberfläche 104 einfallend projiziert und auf einen Punkt 112 fokussiert, der der Oberfläche 106 benachbart ist. Die Wellenlänge des Laserstrahls 50 wird so gewählt, dass durch einen größten Teil der Dicke des Wafers 102 gesendet und auf einen Punkt 112 fokussiert wird, der mit einer lokal identifizierten gekrümmten Region bzw. einem lokal identifizierten gekrümmten Bereich ausgerichtet ist. Der lokalisierte Strahl 50 wird mit einer extrem hohen Spitzenleistungsdichte gebildet und auf dem Punkt 112 fokussiert. Das Fokussieren auf dem Punkt 112 bewirkt, dass der Laserstrahl an lokalisierten Punkten in dem Wafer 102 hohe Absorption gewährleistet. Ausführungsformen gewährleisten eine Optimierung des Laserstrahls 50, um eine Verspannung entlang gewählter Punkte 112 auf eine Weise zu verursachen, die Beschädigung der Oberflächen 104, 106 des Wafers 102 während der Geraderichtung der Oberflächen und Verringerung der detektierten Krümmung minimiert oder eliminiert. Der Strahl 50 wird durch die Oberflächen 104, 106 gesendet und beschädigt nicht die elektrische Funktion der Oberflächen 104, 106. Wie bereits erwähnt, findet durch die lokalisierte Polykristallinisierung des Wafers 102, die eine Verspannung neben einer gewählten der Oberflächen 104, 106 verursacht, eine volumetrische Ausdehnung statt, um die Oberflächen geradezurichten und die detektierte Krümmung zu verringern.
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9 zeigt eine Querschnittsansicht des Wafers 102. Der Laserstrahl 50 wird über die Länge und Breite des Wafers 102 geführt, um an Punkten 112 Verspannung zu verursachen, die dafür ausgelegt ist, die Oberfläche 104, 106 geradezurichten. Das Material des Wafers 102 entlang der Oberfläche 106, das durch Verspannung verursacht wurde, streckt sich, um die Krümmung in den Oberflächen 104, 106 umzukehren. Bei einer Ausführungsform werden mehrere Abtastungen des Lasers 30 (8) in den Wafer 102 gerichtet, um selektiv Verspannung entlang der Oberfläche 106 zu verursachen, ohne die Oberflächen 104, 106 des Wafers 102 zu beschädigen.
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10 zeigt eine Querschnittsansicht des Wafers 102 nach der durch Laser verursachten Geraderichtung durch den Laser 30 (8). Der Laser 30 hat entlang der Oberfläche 106 eine Verspannung verursacht, die so gewählt und gesteuert wurde, dass beide Oberflächen 104, 106 geradegerichtet werden.
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Systems 200 zum Herstellen von Halbleiter-Anordnungswafern 202 mit minimaler Oberflächenkrümmung, wobei sich der Wafer 202 für Leistungsanwendungen eignet und eine an einer Rückseite 206 angebrachte Metallschicht 204 enthält.
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Der Wafer 202 kann so hergestellt werden, dass Chips bereitgestellt werden, die nützlich in Leistungsanwendungen verwendet werden und eine an der Rückseite 206 angebrachte Metallschicht 204 aufweisen. Nach der Zerteilung besitzt jeder von dem Wafer 202 getrennte Chip eine durch die Metallschicht 204 bereitgestellte elektrisch leitfähige Rückseite. Es wurde beobachtet, dass die Verarbeitung des Wafers 202 zur Bereitstellung der Metallschicht 204 zu Krümmung entlang einer Vorderseite 208 oder entlang der Rückseite 206 des Wafers 202 führen kann. Ausführungsformen des Systems 200 ermöglichen die Korrektur oder Verringerung der Krümmung in den Oberflächen 206, 208.
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Bei einer Ausführungsform umfasst das System 200 eine optische Abtastbaugruppe 210, die durch die Steuerung 214 elektrisch mit dem Laser 212 kommuniziert. Das optische Abtastsystem 210 ist dem optischen Abtastsystem 28 (1) ähnlich und wird verwendet, um Krümmung in einer oder mehreren Regionen 220 entlang des Wafers 202 zu detektieren und zu identifizieren. Der Ort der Krümmung wird durch die Steuerung 214 an den Laser 212 übermittelt. Durch die oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Laser 212 so betrieben, dass in Teilen des Wafers 202 Verspannung verursacht wird, die die durch das optische Abtastsystem 210 detektierte Waferkrümmung korrigiert oder umkehrt.
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12 zeigt ein Blockdiagramm 230 eines Prozesses gemäß einer Ausführungsform, der durch das System 200 (11) implementiert wird, um hochplanare Wafer bereitzustellen, die in Leistungsanwendungen nützlich sind. Das Blockdiagramm 230 umfasst bei 232 das Verarbeiten des Wafers 202, um die aktive Oberfläche 208 und die rückseitige Oberfläche 206 bereitzustellen. Die rückseitige Metallschicht 204 wird bei 234 auf die rückseitige Oberfläche 206 aufgebracht. Bei 236 wird der Wafer 202 optisch nach Krümmung abgetastet, zum Beispiel durch Verwendung der optischen Abtastbaugruppe 210.
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Bei einer Ausführungsform wird Krümmung entlang der aktiven Oberfläche 208 detektiert und der Prozess 238 bereitgestellt, um die Krümmung entlang der aktiven Oberfläche 208 zu minimieren, indem ein Laserstrahl innerhalb des Wafers 202 in der Nähe der aktiven Oberfläche 208 fokussiert wird.
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Bei einer anderen Ausführungsform wird der Prozess 240 bereitgestellt, bei dem Krümmung entlang der rückseitigen Oberfläche 206 detektiert und die Krümmung minimiert/korrigiert wird, indem ein Laserstrahl in der Nähe der rückseitigen Oberfläche 206 fokussiert wird.
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Durch Verwendung der oben beschriebenen Vorgehensweisen werden in dem Wafer 202 mit einer Hochenergiequelle lokale Regionen intern verursachter Verspannung gebildet, um den Wafer 202 volumetrisch oder physikalisch zu ändern, um die Krümmung entlang einer oder mehrerer Oberflächen des Wafers 202 zu minimieren oder zu korrigieren. Nachdem der Wafer 202 durch Umkehren oder Korrigieren der beobachteten Krümmung geradegerichtet wurde, wird der Wafer 202 in dem Prozess 242 zerteilt, um Chips bereitzustellen, die in Leistungsanwendungen nützlich sind. Insbesondere enthält jeder Chip einen Teil der Metallschicht 204, der sich zur elektrischen Verbindung der Chips in Leistungsbaugruppen eignet.
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13 zeigt eine Querschnittsansicht des Lasersystems 200 (11), das verwendet wird, um gemäß einer Ausführungsform konkave Krümmung entlang der Oberfläche 208 des Leistungs-Halbleiter-Wafers 202 zu korrigieren. Die aktive Oberfläche 208 enthält konkave Krümmung, und der Laser 30 wird zum Minimieren/Korrigieren/Umkehren der detektierten konkaven Krümmung verwendet. Bei einer Ausführungsform wird der Laser 30 aktiviert, um den Laserstrahl 50 an einem Punkt 252 innerhalb des Wafers 202 neben der aktiven Oberfläche 208 zu fokussieren. Nachdem die durch Laser verursachte Verspannung an den Punkten 252 eingeleitet wird, dehnen sich lokale Volumen von Material in dem Wafer 202 aus. Die Verspannung an den Punkten 252 richtet die Oberfläche 208 gerade. Es versteht sich, dass mehrere Abtastungen des Laserstrahls 50 über den Wafer 202 hinweg bereitgestellt werden können, um eine Tiefe und Breite der laserverursachten Verspannungen in dem Wafer 202 bereitzustellen.
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14 zeigt eine Querschnittsansicht des Wafers 202, bei dem die aktive Oberfläche 208 durch Laser 30 geradegerichtet wird (13). Hier beschriebene Ausführungsformen stellen eine Lösung zum Verwerten von verzerrten Leistungswafern bereit, indem durch Laser eine volumetrische Verspannung innerhalb des Wafers 202 verursacht wird, um die Oberflächen 206, 208 geradezurichten. Zu diesem Zweck wird der die Metallschicht 204 enthaltende Wafer 202 wie oben beschrieben geradegerichtet und eignet sich für weitere Verarbeitung, wie etwa Backend-Verdrahtung und Zerteilung. Der in 14 dargestellte geradegerichtete Wafer ist leichter zu handhaben, ist mit Waferhandhabungsgeräten kompatibel und stellt eine größere Halbleiterchipausbeute bereit.
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15 zeigt ein Blockdiagramm 300 eines Verfahrens zum Reparieren einer verzerrten Oberfläche auf einem Halbleiter-Wafer vor dem Zerteilen des Wafers zu Halbleiterchips gemäß einer Ausführungsform. Das Blockdiagramm 300 umfasst bei 302 einen Wafer-Frontend-Prozess und das Abtasten des Wafers nach Krümmung bei 304. Durch Verwendung des Systems und der Vorgehensweisen gemäß der obigen Beschreibung wird die beobachtete Krümmung durch Verarbeitung mit durch Laser verursachter Verspannung in dem Prozess 306 minimiert/korrigiert. Der geradegerichtete Wafer wird bei 308 zerteilt. Bei einer Ausführungsform erfährt der zerteilte Wafer bei 310 eine Bandanbringung, bei der die zerteilten Chips an einer Oberfläche eines Transportbands befestigt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen wird der Bandträger bei 312 ausgedehnt, um die zerteilten Chips räumlich zu trennen. Der Prozess 314 gewährleistet das Chip-Bonding der zerteilten Chips zu einer geeigneten elektronischen Anordnung.
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Die oben beschriebenen Aspekte stellen eine elegante und kosteneffektive Lösung zum Korrigieren von Krümmung in Halbleiter-Wafern bereit. Ausführungsformen stellen eine Geraderichtung einer konkaven Krümmung in Halbleiter-Wafern bereit, indem ein Laserstrahl innerhalb des Halbleiter-Wafers fokussiert und eine Verspannung verursacht wird, die eine Grenzoberfläche des Wafers streckt. Andere Ausführungsformen stellen eine Geraderichtung einer konvexen Krümmung eines Wafers bereit, indem ein Laserstrahl innerhalb des Wafers und neben einer oder beiden Oberflächen fokussiert wird. Die oben beschriebenen Ausführungsformen stellen eine Geraderichtung gekrümmter Halbleiter-Wafer, darunter Wafer mit einer metallisierten Rückseite, bereit, so dass der Wafer verwertet und die Halbleiterchipausbeute vergrößert wird.
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Obwohl hier spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, ist für Durchschnittsfachleute erkennbar, dass vielfältige alternative und/oder äquivalente Implementierungen die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen ersetzen können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Varianten der hier besprochenen spezifischen Vorgehensweisen zur Minimierung von Halbleiter-Waferverzerrung abdecken.
