DE102009041260B4 - System und Verfahren zum Verarbeiten von Halbleiterbauelementen - Google Patents
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Abstract
Description
- Halbleiterchips enthalten Kontaktpads auf einer oder mehreren Oberflächen. Halbleiter-Packages können einen oder mehrere der Chips enthalten, in ein elektrisch nichtleitendes Material gekapselt. Externe Kontaktelemente des Package sind elektrisch mit den Kontaktpads des Chips verbunden. Die Kontaktpads der Chips sind im Allgemeinen klein. Beispielsweise sind einige Kontaktpads quadratisch mit einer Seitenabmessung von etwa 60 Mikrometern. Die bekannten Verbindungstechnologien haben Grenzen, was es zeitraubend (und somit aufwändig) macht, die externen Kontaktelemente genau mit den Kontaktpads zu verbinden. Außerdem kann sich die Position oder der Ort der Kontaktpads für bestimmte Kapselungstechnologien verschieben, wenn die Chips aufgenommen/platziert und gekapselt werden, was das Potential hat, die elektrische Verbindung zwischen den externen Kontaktelementen des Package und den Kontaktpads zu beeinträchtigen.
- Die Druckschrift
DE 10 2004 033 057 A1 beschreibt eine Wafer-Level-Package-Struktur vom Fan-Out-Typ und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Struktur, um größere Abstände zwischen den Bausteinen zu erzielen. - Die Druckschrift
DE 10 2006 032 251 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Chip-Packages sowie ein derartig hergestelltes Chip-Package. - Die Druckschrift
DE 10 2004 055 037 A1 beschreibt ein Verfahren zum Auffinden von Justiermarken in einer ersten Strukturierungsebene eines Halbleiterwafers. - Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verarbeiten von Halbleiterchips anzugeben, mit welchem eine effizientere und kostengünstigere Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen den externen Kontaktelementen und den Kontaktpads ermöglicht wird.
- Ausführungsformen liefern ein Verfahren zum Verarbeiten von Halbleiterchips. Das Verfahren beinhaltet das Messen von Orten von auf einem Träger platzierten Halbleiter-Dies mit einem Scanner, um Die-Ortsinformationen zu erzeugen, und Kommunizieren der Die-Ortsinformationen an einen fotolithografischen Stepper. Das Verfahren beinhaltet das Ausrichten des fotolithografischen Steppers auf den Träger nur einmal und Exponieren mindestens eines der Dies auf dem Träger mit dem fotolithografischen Stepper auf der Basis der von dem Scanner erzeugten Die-Ortsinformationen.
- Die beiliegenden Zeichnungen sind aufgenommen, um ein eingehenderes Verständnis von Ausführungsformen zu vermitteln, und sind in diese Spezifikation aufgenommen und stellen einen Teil dieser dar. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung von Prinzipien von Ausführungsformen. Andere Ausführungsformen und viele der damit einhergehenden Vorteile von Ausführungsformen lassen sich ohne Weiteres verstehen, wenn sie unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden werden. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.
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1 ist eine Schemaansicht eines Prozesses zum Herstellen von Halbleiterchips gemäß einer Ausführungsform. -
2a -2e zeigen mehrere schematische Querschnittsansichten der Fabrikation von Halbleiter-Packages gemäß einer Ausführungsform. -
3 ist eine Draufsicht auf eine in einer dielektrischen Schicht über einem leitenden Pad eines Die gemäß einer Ausführungsform ausgebildete Öffnung. -
4 ist eine Schemaansicht eines Systems mit einem optischen Scanner und einem fotolithografischen Scanner, die dazu verwendet werden, Halbleiter-Packages gemäß einer Ausführungsform herzustellen. -
5 ist eine Schemaansicht von von dem in4 gezeigten optischen Scanner ausgebildeten Stufenfeldern gemäß einer Ausführungsform. -
6 ist eine Querschnittsansicht von in ein geformtes Fan-Out-Material eingebetteten Dies und mit einem Dielektrikum, das geöffnet wurde, um elektrische Kompressionswege zu jedem Die gemäß einer Ausführungsform auszubilden. -
7A -7H zeigen mehrere schematische Querschnittsansichten von Ausführungsformen des in4 gezeigten Systems, das verwendet wird, um Schichten in einem Halbleiter-Package zu strukturieren. -
8 ist eine Querschnittsansicht eines gemäß einer Ausführungsform hergestellten eingebetteten Wafer-Level-Package. - In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „Oberseite“, „Unterseite“, „Vorderseite“, „Rückseite“, „vorderer“, „hinterer“ usw. unter Bezugnahme auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Weil Komponenten von Ausführungsformen in einer Reihe verschiedener Orientierungen positioniert sein können, wird die Richtungsterminologie zu Zwecken der Darstellung verwendet und ist in keinerlei Weise beschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.
- Es versteht sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
- Ausführungsformen liefern ein System und ein Verfahren zum Beschleunigen der Verarbeitung von Halbleiterchips. Das System und Verfahren verwenden einen Scanner, um Die-Ortsinformationen für auf einem Träger platzierte Halbleiter-Dies zu erzeugen und die Die-Ortsinformationen an einen fotolithografischen Stepper weiterzuleiten. Der fotolithografische Stepper wird nur einmal vor dem Exponieren der Halbleiter-Dies und dem Ausbilden von Öffnungen, die mit leitenden Abschnitten der Dies kommunizieren, auf den Träger ausgerichtet.
- Ausführungsformen des Systems und von Verfahren, die in dieser Spezifikation bereitgestellt werden, lassen sich auf die Fabrikation jeder Art von Halbleiter-Package anwenden, einschließlich eWLB (embedded Wafer Level Ball Grid) Array-Packages, RCP (redistributed chip packages) oder andere Packagearten.
- Ausführungsformen liefern einen Prozess zum schnellen Lokalisieren von Positionen von Halbleiter-Dies, die auf einen Träger umverdrahtet worden sind, und präzisen fotolithografischen Öffnen von Kontaktpads auf den Dies. Bei einer Ausführungsform werden die Halbleiter-Dies auf einem Wafer hergestellt, vereinzelt und danach auf einem Träger platziert, um elektrisch mit Formmaterial isoliert zu werden. Die umverdrahteten Halbleiter-Dies besitzen Variationen bei der Position ihrer Platzierungen, sodass ein Halbleiter-Die aus einer Ausrichtung auf einen benachbarten Halbleiter-Die heraus gedreht oder parallel verschoben werden könnte. Hierin bereitgestellte Ausführungsformen ermöglichen die Messung/Berechnung von Die-Orten für jeden der umverdrahteten Halbleiter-Dies. Die Die-Positionen werden an einen fotolithografischen Stepper kommuniziert, der sich selbst nur einmal vor dem fotolithografischen Exponieren von Bereichen über den Kontaktpads der Dies ausrichtet.
- Das Herstellen von Halbleiter-Dies, wie etwa Dies in eingebetteten Wafer-Level-Packages, gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen liefert eine verbesserte elektrische Verbindung mit einem höheren Durchsatz in weniger Verarbeitungszeit.
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1 ist eine Schemaansicht eines Prozesses20 zum Herstellen von Halbleiter-Dies gemäß einer Ausführungsform. Der Prozess20 beinhaltet bei 30 das Vereinzeln von Halbleiterchips32 (oder Dies32 ) von einem Wafer34 . Bei40 werden die Dies32 auf einem Träger42 platziert, um einen rekonfigurierten Wafer42 mit Dies32 in einer Fan-Out-Struktur auszubilden, bei der ein Die32 von einem benachbarten Die32 beabstandet ist. Das Aufnehmen und Platzieren von Dies32 auf dem Träger42 besitzt das Potential, die Dies32 aus einer gleichförmigen Ausrichtung heraus fehl auszurichten, fehl zu platzieren, zu drehen oder parallel zu verschieben. Die Variation bei der Ausrichtung kann klein sein, sogar in der Ordnung von mehreren Mikrometern, und doch die elektrische Verbindung und die elektrische Leistung der Dies auf unerwünschte Weise beeinflussen. Folglich ist es wünschenswert, die Position jedes Die oder jeder kleineren Gruppe von Dies vor dem Öffnen der Kontaktpads auf den Dies32 für eine elektrische Verbindung zu bestimmen. Bei50 wird der Ort jedes Die32 auf dem Träger42 gemessen. Bei einer Ausführungsform werden die Die-Orte optisch gemessen und in einem elektronischen oder digitalen Format gespeichert. Bei60 wird ein fotolithografischer Stepper auf den Träger42 nur zu einer Anfangszeit ausgerichtet auf der Basis des gemessenen Orts der Dies32 oder Ausrichtungsmarken. Der fotolithografische Stepper exponiert die Dies32 , um Öffnungen zu Kontaktpads auf den Dies32 auszubilden. Bei70 sind die umverdrahteten Dies geöffnet worden und werden für die folgende elektrische Verbindung vorbereitet. Bei80 werden eine oder mehrere Verbindungen oder andere Schichten, beispielsweise Umverdrahtungen, auf den Dies strukturiert. Bei einer Ausführungsform werden Lötkugel-Zwischenverbindungen elektrisch mit der einen oder den mehreren mit dem Scanner und dem fotolithografischen Stepper über den Dies strukturierten Umverdrahtungen verbunden. -
2a -2e liefern mehrere schematische Querschnittsansichten einer Ausführungsform von auf dem Träger42 umverdrahteten Halbleiter-Dies. -
2a liefert eine Querschnittsansicht des Trägers42 mit einer Klebeschicht100 . Bei einer Ausführungsform ist der Träger42 ein wieder verwendbarer Metallträger in der Form einer kreisförmigen Platte mit einem Durchmesser von zwischen etwa 100 und 550 mm. Ein geeigneter Träger42 ist eine 200-mm-Metallscheibe. Bei einer Ausführungsform ist die Klebeschicht100 eine doppelseitige Klebeschicht, wenngleich auch andere Klebe- und/oder Anbringungsformen akzeptabel sind. -
2b zeigt Halbleiter-Dies32 , die aufgenommen und in Kontakt mit der Klebeschicht100 auf dem Träger42 platziert wurden. Das Aufnehmen und Platzieren von Dies32 auf den Träger42 besitzt begrenzte Genauigkeit, beispielsweise beträgt die Positionsvariation bei der Platzierung von Dies32 manchmal plus/minus 15 Mikrometer. -
2c ist eine Querschnittsansicht von über Dies32 gekapseltem Formmaterial102 . Bei einer Ausführungsform wird Formmaterial102 in einem Spritzpressprozess über Halbleiter-Dies32 gekapselt. Bei einer Ausführungsform wird Formmaterial102 über Dies32 in einem Formpressprozess gekapselt. Das Formmaterial102 enthält Polymermaterial, Epoxide oder andere geeignete isolierende und/oder dielektrische Materialien. Das Kapseln von Dies32 mit Formmaterial102 wird dazu tendieren, den Ort der Dies32 auf dem Träger42 zu verschieben oder ungleichförmig zu versetzen. -
2d zeigt in Formmaterial102 gekapselte Dies32 , vom Träger entlang der Grenzfläche der Klebeschicht100 getrennt. Bei einer Ausführungsform wird der Träger42 entfernt und wiederverwendet. -
2e zeigt die von den Dies32 und dem Formmaterial102 entfernte Klebeschicht100 , um einen geformten rekonfigurierten Wafer104 bereitzustellen. Bei einer Ausführungsform ist der geformte rekonfigurierte Wafer104 ein 200-mm-Wafer mit in Formmaterial102 eingebetteten Dies32 und geeignet zur Nachverarbeitung, um eine elektrische Umverdrahtung und Lötkugel-Zwischenverbindungen auf der zweiten Ebene zu enthalten. -
3 ist eine Draufsicht auf einen rekonfigurierten Wafer104 . Der Halbleiter-Die32 ist in Formmaterial102 eingebettet und enthält ein von dielektrischem Material112 bedecktes Kontaktpad110 . Es ist wünschenswert, durch das dielektrische Material112 eine Öffnung114 auszubilden, um einen elektrischen Kommunikationsweg zum Kontaktpad110 bereitzustellen. Bei einer Ausführungsform wird die Öffnung114 mit einem fotolithografischen Masken- und Expositionsprozess ausgebildet. - Wie oben beschrieben besitzt der Die
32 das Potential, beim Platzieren auf dem Träger42 (2b ) oder beim Kapseln mit Formmaterial102 (2c ) fehlausgerichtet zu werden. Die Fehlausrichtung des Die32 hat das Potential zu bewirken, dass die Öffnung114 zumindest teilweise nicht auf das Kontaktpad110 ausgerichtet ist. Beispielsweise wird bei einer Ausführungsform das Kontaktpad110 als ein quadratisches Kontaktpad mit einer Abmessung von 64 Mikrometern auf einer Seite bereitgestellt, und die Öffnung114 ist eine im Wesentlichen kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser von etwa 20 Mikrometern. Somit beträgt die maximale tolerierbare Verschiebung D für die gewünschte Öffnung114' etwa 22 Mikrometer. Wenn sich die gewünschte Öffnung114' außerhalb der maximalen tolerierbaren Verschiebung D befindet (d.h., die Öffnung114' ist nicht ganz über dem Kontaktpad110 positioniert), ist es möglich, dass die nachfolgende elektrische Verbindung zum Kontaktpad110 nicht erreicht wird. Wenn alternativ die gewünschte Öffnung114' die maximale tolerierbare Verschiebung D um mehrere Mikrometer übersteigt, wird eine unzureichende oder inakzeptable elektrische Verbindung zum Kontaktpad110 ausgebildet. Somit ist es wünschenswert, alle Öffnungen114 genau anzuordnen und über allen Kontaktpads110 innerhalb des größten tolerierbaren Verschiebungsabstands D auszubilden. -
4 ist eine Schemaansicht eines Systems120 , das konfiguriert ist, die Verarbeitung von Halbleiter-Packages zu beschleunigen, gemäß einer Ausführungsform. Das System120 enthält einen Scanner122 in elektrischer Kommunikation mit einem fotolithografischen Stepper126 . Der Scanner122 ist konfiguriert, die Positionen von Halbleiter-Dies32 zu messen, eine Expositionsmatrix für einen rekonfigurierten Wafer104 zu berechnen und diese Daten an den Stepper126 zu liefern. Bei einer Ausführungsform steht der Scanner122 in elektrischer Kommunikation mit einem optionalen Computer124 , auf dem Software läuft, die konfiguriert ist, die gemessenen Positionsdaten der Dies32 zu speichern, die Expositionsmatrix und/oder den Ort für den Stepper126 zu berechnen und diese Informationen an den Stepper126 zu kommunizieren. - Bei einer Ausführungsform ist der Scanner
122 ein optischer Scanner Nikon VMR3020, erhältlich von der Firma Nikon USA Melville, NY, USA, und konfiguriert, eine Position jedes der Dies32 zu messen. Bei einer Ausführungsform enthalten die Dies32 Marken125 (z.B. in zwei Ecken jedes Die32 angeordnet), die vom Scanner122 optisch gesehen werden können. Der Scanner122 ist konfiguriert, das Ausmaß der Drehung oder Falschplatzierung jedes der Dies zu berechnen und insbesondere die relativen Positionen jedes Die32 zu messen und zu berechnen. Bei einer Ausführungsform misst der Scanner122 den relativen und individuellen Ort jedes Die32 auf dem rekonfigurierten Wafer104 . Bei einer Ausführungsform misst der Scanner122 den relativen Ort von mehreren Dies (beispielsweise zwischen 8-20 Dies) in einer Stufenfeldgruppe und zeichnet ihn auf. Nach dem Messen der relativen Position der Dies32 berechnet der Scanner122 bei einer Ausführungsform eine optimale Expositionsposition für jeden der Dies32 in einem abgestuften Feld des Steppers und für alle abgestuften Positionen und überträgt diese Informationen an den Stepper126 . - Bei einer Ausführungsform enthält der Computer
124 Speicher und Software, die konfiguriert ist, die Ortsdaten zu empfangen und eine Expositionsmatrix für den Stepper126 relativ zum rekonfigurierten Wafer104 zu berechnen. Computer, die einen beliebigen geeigneten Speicher enthalten und konfiguriert sind, computerausführbare Funktionen zu betätigen, sind annehmbar. - Bei einer Ausführungsform ist der Stepper
126 ein fotolithografischer Stepper, der von der Firma Ultratech in San Jose, CA, USA, erhältlich ist. Es sind auch andere fotolithografische Stepper annehmbar. Die auf jedem der Dies auszubildende gewünschte Struktur nach Messung durch den Scanner122 wird in eine Struktur aus transparenten und undurchsichtigen Bereichen auf einer Oberfläche einer Quartzplatte (Fotomaske oder Retikel) reproduziert. Der Stepper126 schickt Licht durch das Retikel, um ein Bild der Retikelstruktur auf jedem der Dies32 auszubilden. Das Bild wird von einer Linse fokussiert und verkleinert und auf die Oberfläche jedes der Dies32 (oder das die Dies32 bedeckende Dielektrikum112 ) projiziert. Der Fachmann auf dem Gebiet der Fotolithografie erkennt, dass die Dies32 mit einem dielektrischen Material eines geeigneten lichtempfindlichen Fotolacks bedeckt sind. - Nach der Exposition durch den Stepper
126 wird der rekonfigurierte Wafer104 entwickelt, um den Fotolack zu entfernen und Öffnungen zu Kontaktpads110 jedes Die32 auszubilden. Bei einer Ausführungsform wird der Stepper126 nur einmal relativ zum rekonfigurierten Wafer104 ausgerichtet nach dem Empfangen der berechneten Daten von dem Scanner122 . Danach bewegt sich der Stepper126 anschließend über jeden der Dies32 oder exponiert alle Dies32 , ohne sich ein zweites Mal wieder auszurichten oder ohne ein zweites Mal wieder ausgerichtet zu werden. Auf diese Weise wird der Stepper126 von dem System120 in die Lage versetzt, jeden Die32 auf dem Wafer42 zu lokalisieren, auf den Wafer104 zu einem anfänglichen Zeitpunkt auszurichten und die Dies32 auf der Basis der gescannten Positionsdaten zu exponieren, selbst wenn die relative Position der Dies32 möglicherweise falsch ausgerichtet ist. - Im Gegensatz dazu lokalisieren die bekannten fotolithografischen Stepper jeden Die oder kleine Gruppen von Dies separat für jeden Die oder kleine Gruppen auf einem Wafer, exponieren den Die oder kleine Gruppen von Dies und wiederholen dann diesen Prozess für jeden nachfolgenden Die oder nachfolgende kleine Gruppen von Dies, was zeitraubend ist und den Prozess begrenzt.
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5 ist eine Schemaansicht von vom Scanner122 beim Messen von Orten für jeden der Dies32 erzeugten beispielhaften Stufenfeldern1 -4 . Bei einer Ausführungsform verwendet der Scanner122 nicht gezeigte Software, die konfiguriert ist, den rekonfigurierten Wafer104 in mehrere Stufenfelder zu unterteilen. Als ein Beispiel enthält das Stufenfeld1 die Dies1 ,2 ,3 ,4 und5 ; das Stufenfeld2 enthält die Dies6 und7 ; das Stufenfeld3 enthält die Dies8 ,9 ,10 und11 ; und das Stufenfeld4 enthält die Dies12 , ..., n. Die Anzahl und Größe des oder der Stufenfelder ist nicht begrenzt. Bei einer Ausführungsform ist der rekonfigurierte Wafer104 in mehrere Stufenfelder von jeweils etwa 8-24 Dies getrennt, wenngleich auch andere Stufenfeldgrößen annehmbar sind. - Der Scanner
122 erfasst/misst einen Ort jedes Die32 optisch, beispielsweise durch Erkennen einer auf den Dies32 angeordneten Marke125 , und erzeugt Die-Positionsortsinformationen X1, Y1; X2, Y2; ..., Xn, Yn, die in einem elektronisch zugänglichen Datenfeld130 gespeichert werden. Bei einer Ausführungsform erfasst/misst der Scanner122 optisch einen Ort jedes Die32 im Stufenfeld1 , bevor er die Orte von Dies im Stufenfeld2 erfasst/misst. Bei einer Ausführungsform erfasst/misst der Scanner122 optisch einen Ort jedes Die32 in allen Stufenfeldern1 -4 . - Bei einer Ausführungsform erzeugt der Scanner
122 ein Datenfeld130 und überträgt das Datenfeld130 zum Computer124 zur Berechnung des gewünschten Expositionsabstands für den Stepper126 (4 ). Bei einer Ausführungsform erzeugt der Scanner122 das Datenfeld130 und berechnet einen Expositionsabstand zu dem rekonfigurierten Wafer104 , bevor diese Informationen zum Stepper126 übertragen werden. -
6 ist eine Querschnittsansicht des rekonfigurierten Wafers104 gemäß einer Ausführungsform. Die Dies32 enthalten Kontaktpads110 und Öffnungen114 , im Dielektrikum112 ausgebildet und mit Kontaktpads110 kommunizierend. Bei einer Ausführungsform wird das System120 verwendet, um den Stepper126 sequentiell von einem Die zum nächsten zu bewegen, um Öffnungen114 , die über Kontaktpads110 innerhalb des größten tolerierbaren Verschiebungsabstands D angeordnet sind (3 ) fotolithografisch auszubilden. - Die
7A -7H zeigen mehrere schematische Querschnittsansichten von Ausführungsformen des in4 gezeigten Systems120 , das verwendet wird, um Schichten in einem Halbleiter-Package zu strukturieren. Ausführungsformen beinhalten das Verwenden des Systems120 zum Strukturieren einer Resistschicht über der dielektrischen Schicht112 und Strukturieren einer Umverdrahtung in die Resistschicht, wie unten beschrieben. Ausführungsformen beinhalten zusätzlich das Verwenden des Systems120 zum Strukturieren einer Lötresistschicht über der Umverdrahtung, um Öffnungen für Lötkugel-Zwischenverbindungen auszubilden, wie unten beschrieben. -
7A ist eine Querschnittsansicht des oben beschriebenen Systems120 , das verwendet wird, um einen Leiter132 auf dem Dielektrikum112 zu strukturieren und eine leitende Schicht134 in die Öffnungen114 zu strukturieren. Bei einer Ausführungsform werden der Leiter132 und die leitende Schicht134 gleichzeitig abgeschieden. Bei einer Ausführungsform wird kein Leiter132 auf dem Dielektrikum112 aufgebracht, wenn das Zwischenprodukt von7A hergestellt wird, und die leitende Schicht134 wird auf der ganzen oberen Oberfläche des Dielektrikums112 ausgebildet, einschließlich in den Durchgangslöchern114 zum elektrischen Kommunizieren mit Kontaktpads110 . Bei einer Ausführungsform wird der Leiter132 von dem System120 strukturiert, um ein Ziel zum Aufnehmen der leitenden Schicht134 auszubilden. -
7B ist eine Querschnittsansicht des oben beschriebenen Systems120 , das verwendet wird, um eine Resistschicht136 auf der oberen Oberfläche des Leiters132 und in die Durchgangslochöffnungen 114 des Dielektrikums112 zu strukturieren. Geeignete Resistschichten136 enthalten einen trockenen Resist oder einen gesprühten Resist mit einer Dicke zwischen 10 µm - 30 µm. Beispielsweise besitzt die Resistschicht136 bei einer Ausführungsform eine Dicke von etwa 15 µm. Bei einer Ausführungsform ist die Resistschicht136 ein trockener Resist, der auf die Oberfläche des Leiters132 laminiert wird. -
7C ist eine Querschnittsansicht des oben beschriebenen Systems120 , das verwendet wird, um die Resistschicht136 zu strukturieren und fotolithografisch zu exponieren und zu entwickeln. Bei einer Ausführungsform wird die Resistschicht136 mit einem Prozess der Laser-Direktabbildung (LDI - Laser Direct Imaging) oder einem anderen Abbildungsprozess exponiert, dessen Struktur auf dem von dem Scanner122 erzeugten/gesammelten Die-Positionsdatenfeld130 basiert (5 ). Nach dem Entwickeln der Resistschicht136 wird ein vorbestimmter Abschnitt der Resistschicht136 , wie durch das Datenfeld130 berechnet, entfernt, um elektrisch leitende Kontaktbereiche über dem Leiter132 und der leitenden Schicht134 zu öffnen. -
7D ist eine Querschnittsansicht des oben beschriebenen Systems120 , das verwendet wird, um Kontakte138 in die verbleibenden Abschnitte der Durchgangslochöffnungen114 und auf den Gebieten des Leiters132 zu strukturieren. Bei einer Ausführungsform bilden die Kontakte138 Teil einer Umverdrahtung138 (RDL138 ) zum elektrischen Umverdrahten der Kontaktpads110 zu einer größeren Fläche. Bei einer Ausführungsform wird die RDL138 beispielsweise durch Elektroplattieren in einem stark bewegten Elektrolyten hergestellt. Es sind auch andere geeignete Abscheidungsprozesse für die RDL138 annehmbar, einschließlich galvanischer Plattierung oder chemischer Plattierung oder leitendem Drucken. Es versteht sich, dass sich die RDL138 in einer Richtung senkrecht zu der Bildebene von7 erstrecken kann. -
7E ist eine Querschnittsansicht eines Zwischenprodukts, hergestellt nach dem Ätzen der verbleibenden Abschnitte der Resistschicht136 (7D ), um die RDL138 zurückzulassen. -
7F ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Zwischenprodukts, das erhalten wird nach dem Wegätzen eines verbleibenden exponierten Abschnitts des Leiters132 (7E ), um die RDL138 elektrisch in eine gewünschte Struktur über dem rekonfigurierten Wafer104 zu trennen. -
7G ist eine Querschnittsansicht des oben beschriebenen Systems120 , das verwendet wird, um eine Lotresistschicht140 über dem in7F hergestellten Zwischenprodukt zu strukturieren. Bei einer Ausführungsform wird die Lotresistschicht140 gemäß dem Die-Ortsdatenfeld130 strukturiert, sodass Abschnitte der RDL138 nicht von der Lotresistschicht140 bedeckt sind. -
7H ist eine Querschnittsansicht eines Segments eines eWLB-Grid-Arrays 150 (embedded Wafer Level Ball), auf dem System120 (4 ) hergestellt, gemäß einer Ausführungsform. Die Lötkugeln142 (von denen in diesem Segment von eWLB nur eine gezeigt ist) sind in den Öffnungen der Lotresistschicht140 angeordnet, sodass jede Lötkugel142 elektrisch mit der RDL138 und Kontaktpads110 des Die32 verbunden ist. -
8 ist eine Querschnittsansicht eines vom System120 hergestellten eingebetteten Wafer-Level-Package150 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Der rekonfigurierte Wafer104 (wie etwa in6 ) wird in individuelle Packages150 vereinzelt, die den in Formmaterial102 eingebetteten Chip32 enthalten (Fan-Out-Bereich). Bei einer Ausführungsform wird das System120 verwendet, um die RDL138' für eine Zwischenverbindung mit mehreren Lötkugeln142 auf der zweiten Ebene zu strukturieren. Die RDL138' bildet einen elektrischen Kommunikationsweg zum Die32 . Bei einer Ausführungsform werden Zwischenverbindungen auf der zweiten Ebene bereitgestellt, beispielsweise durch Lötkugeln142 , die elektrisch mit der RDL138' verbunden sind, um eine vertikale Zwischenverbindung für den Chip32 zu liefern. - Ausführungsformen stellen einen schnellen Lithografieprozess bereit, der einen optischen Scanner
122 enthält, der mit einem Stepper126 kommuniziert, der es dem Stepper ermöglicht, sich relativ zum Wafer nur einmal auszurichten, um eine Die-Verschiebungskompensation innerhalb eines rekonfigurierten Wafers von Halbleiter-Dies zu berücksichtigen. - Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, versteht der Durchschnittsfachmann, dass eine Vielzahl alternativer und/oder äquivalenter Implementierungen für die gezeigten und beschriebenen spezifischen Implementierungen substituiert werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Anmeldung soll alle Adaptationen oder Variationen der spezifischen Ausführungsformen eines Systems und Verfahrens zum Verarbeiten von Halbleiter-Packages abdecken. Deshalb soll die vorliegende Erfindung nur durch die Ansprüche und die Äquivalente davon beschränkt werden.
Claims (19)
- Verfahren zum Verarbeiten von Halbleiterbauelementen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Messen von Orten von auf einem Träger platzierten Halbleiter-Chips mit einem Scanner, um Chip-Ortsinformationen zu erzeugen; Kommunizieren der Chip-Ortsinformationen an einen fotolithografischen Stepper; Ausrichten des fotolithografischen Steppers auf den Träger nur einmal und Bearbeiten mindestens eines der Chips auf dem Träger mit dem fotolithografischen Stepper auf der Basis der von dem Scanner erzeugten Chip-Ortsinformationen.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei der Träger einen rekonfigurierten Wafer aufweist, auf dem die Chips in einer Fan-Out-Konfiguration beabstandet sind. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , wobei mehrere Halbleiter-Chips einem Bearbeitungsfeld des Steppers zugeordnet sind und das Bearbeiten mindestens eines der Chips das Bearbeiten aller Halbleiter-Chips in dem Bearbeitungsfeld umfasst. - Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei das Bearbeiten mindestens eines der Chips auf dem Träger das fotolithografische Öffnen einer über den Chips angeordneten dielektrischen Schicht zum Ausbilden eines Wegs umfasst, der durch die dielektrische Schicht mit Kontaktpads der Chips in Verbindung steht.
- Verfahren nach
Anspruch 4 , weiterhin umfassend: Anordnen einer Resistschicht über der dielektrischen Schicht; und Strukturieren einer Umverdrahtungsschicht in die Resistschicht mit einem System, das den Scanner und den fotolithografischen Stepper umfasst. - Verfahren nach
Anspruch 5 , weiterhin umfassend: Anordnen einer Lötresistschicht über der Umverdrahtungsschicht; Strukturieren des Lötresists mit dem System; und Abscheiden eines Zwischenverbindungselements in einer in den Lötresist strukturierten Öffnung. - Verfahren zum Verarbeiten von Halbleiterbauelementen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Vereinzeln von Chips von einem Wafer und Umverdrahten der Chips auf einem Träger; Messen von Orten der auf dem Träger umverdrahteten Chips; Ausrichten eines fotolithografischen Steppers auf den Träger nur einmal; und fotolithografisches Bearbeiten mindestens eines der Chips auf der Basis des gemessenen Orts der auf dem Träger umverdrahteten Chips.
- Verfahren nach
Anspruch 7 , wobei das Messen von Orten der auf dem Träger umverdrahteten Chips das optische Scannen eines diskreten Orts jedes der Chips umfasst. - Verfahren nach
Anspruch 8 , umfassend das optische Scannen eines diskreten Orts jedes der Chips in einem einzelnen optischen Scan. - Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 7 bis9 , umfassend das Berechnen von separaten Bearbeitungspositionen für jeden der Chips auf der Basis des diskreten Orts jedes der Chips und Kommunizieren der berechneten separaten Bearbeitungspositionen für jeden der Chips an den fotolithografischen Stepper. - Verfahren nach
Anspruch 10 , umfassend das sequentielle schrittweise Bewegen des fotolithografischen Steppers zu jeder der separaten Bearbeitungspositionen für jeden der Chips. - Verfahren nach
Anspruch 8 , umfassend das Berechnen einer Belichtungsmatrix für den fotolithografischen Stepper auf der Basis des optisch gescannten diskreten Orts jedes der Chips. - Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 7 bis12 , wobei die Chips in ein Dielektrikum eingebettet sind, das geöffnet wird durch fotolithografisches Bearbeiten mindestens eines der Chips zum Bereitstellen eines Wafer-Level-Ball-Grid-Arrays, welches eine Umverdrahtungsschicht aufweist, die eine selektive elektrische Verbindung zu mindestens einem der Chips liefert. - Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 7 bis13 , wobei die Chips in ein umverdrahtetes Chip-Package eingebettet sind, umfassend mindestens zwei elektrisch leitende Umverdrahtungsschichten. - Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 7 bis14 , wobei das fotolithografische Bearbeiten von mindestens einem der Chips das Öffnen einer ersten dielektrischen Schicht umfasst, um ein Kontaktpad jedes der Chips freizulegen. - Verfahren nach
Anspruch 15 , weiterhin umfassend: Strukturieren einer Umverdrahtungsschicht auf der ersten dielektrischen Schicht, wobei die Umverdrahtungsschicht das Kontaktpad von mindestens einem der Chips kontaktiert. - Verfahren nach
Anspruch 16 , wobei das Strukturieren einer Umverdrahtungsschicht Folgendes umfasst: Abscheiden einer Resistschicht auf der ersten dielektrischen Schicht; optisches Scannen der Resistschicht, um Positionsinformationen zu erzeugen; Kommunizieren der Positionsinformationen an den fotolithografischen Stepper; Ausrichten des fotolithografischen Steppers relativ zur Resistschicht nur einmal auf der Basis der Positionsinformationen; Belichten der Resistschicht mit dem fotolithografischen Stepper und Öffnen der Resistschicht und Abscheiden der Umverdrahtungsschicht in in der Resistschicht ausgebildeten Öffnungen. - Verfahren nach
Anspruch 17 , weiterhin umfassend: Abscheiden eines Lötresists auf der Umverdrahtungsschicht; optisches Scannen des Lötresists, um Lötkugelpositionsinformationen zu erzeugen; Kommunizieren der Lötkugelpositionsinformationen an den fotolithografischen Stepper; Ausrichten des fotolithografischen Steppers relativ zu dem Lötresist nur einmal auf der Basis der Lötkugelpositionsinformationen; Belichten des Lötresists mit dem fotolithografischen Stepper und Öffnen des Lötresists und Abscheiden einer Lötkugel in in dem Lötresist ausgebildeten Öffnungen. - System, das konfiguriert ist, die Bearbeitung von Halbleiterbauelementen zu beschleunigen, wobei das System Folgendes umfasst: einen Scanner, der konfiguriert ist, Chip-Ortsinformationen für auf einem Träger platzierte Halbleiter-Chips zu erzeugen und Bearbeitungsortsinformationen zu berechnen und einen fotolithografischen Stepper, der konfiguriert ist, die Bearbeitungsortsinformationen von dem Scanner zu empfangen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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