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Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf ein System und ein Verfahren zum Erzeugen von Bauelementen, die ein Halbleiterteil und ein Nichthalbleiterteil umfassen.
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Herkömmliche Prozesse zum Herstellen eines Bauelements, das ein Halbleiterteil und ein Nichthalbleiterteil umfasst, weisen z. B. Prozesse zum Erzeugen von Leistungs-Scheiben-Bauelementen (Power Disk Devices) auf. Solche Leistungs-Scheiben-Bauelemente, auch bekannt als STD-Pellets bzw. -Presslinge, sind aus einem Stapel einer Mehrzahl von Scheiben gebildet, die eine Siliziumscheibe aufweisen, die sandwichartig zwischen Paaren aus Kupfer- und Molybdän-Scheiben angeordnet ist. Die Außenkanten der Siliziumscheiben sind abgeschrägt und die planaren Hauptoberflächen derselben können mit einer Al-Metallisierung abgedeckt sein. Herkömmliche Prozesse zum Erzeugen eines solchen Bauelements weisen einen manuellen Arbeitsplatz auf zum Ätzen der Siliziumscheibe an deren Umfang, einen manuellen Arbeitsplatz zum Anordnen der Scheiben aus Silizium, Kupfer und Molybdän in einen Stapel und einen manuellen Arbeitsplatz zum Bereitstellen einer Passivierung der freiliegenden Kante der Siliziumscheibe, die sich über die Kupfer- und Molybdän-Scheiben erstreckt. Ferner sind manuelle Prozesse zur Inspektion vorgesehen und die entsprechenden Elemente werden manuell zwischen den entsprechenden Arbeitsplätzen gehandhabt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Erzeugen von Bauelementen, ein System zum Erzeugen eines Leistungs-Scheiben-Bauelements, ein System zum Erzeugen von Bauelementen mit einem Halbleiterteil und einem Nichthalbleiterteil und ein Verfahren zum Erzeugen von Bauelementen mit einem Halbleiterteil und einem Nichthalbleiterteil gemäß der vorliegenden Erfindung zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein System zum Herstellen von Bauelementen, die ein Halbleiterteil und ein Nichthalbleiterteil umfassen, wobei das System folgende Merkmale aufweist:
ein Vorderende, das konfiguriert ist, um ein Halbleiterteil zu empfangen und das Halbleiterteil zu verarbeiten;
ein Hinterende, das konfiguriert ist, um das verarbeitete Halbleiterteil zu empfangen und das verarbeitete Halbleiterteil und ein Nichthalbleiterteil in ein Bauelement anzuordnen; und
eine Übertragungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um automatisch das Halbleiterteil in dem Vorderende zu handhaben und automatisch das verarbeitete Halbleiterteil zu dem Hinterende zu übertragen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein System zum Herstellen einer Leistungsscheibenvorrichtung, die eine Halbleiterscheibe aufweist, die sandwichartig zwischen einer Mehrzahl von Metallscheiben angeordnet ist, wobei das System folgende Merkmale aufweist:
eine Vorderenden-Halbleiterverarbeitungsstation, die eine Mehrzahl von Ätzstationen und eine Teststation aufweist, wobei die Ätzstation konfiguriert ist, um eine Kante einer Halbleiterscheibe zu ätzen, und die Teststation konfiguriert ist, um die geätzte Halbleiterscheibe zu testen;
eine Hinterenden-Vorrichtungsanordnungsstation, die folgende Merkmale aufweist:
eine Anordnungsstation, die konfiguriert ist, um die geätzte Halbleiterscheibe und eine Mehrzahl von Metallscheiben in einen Stapel anzuordnen, wobei die Halbleiterscheibe einen größeren Durchmesser aufweist als die Metallscheiben,
eine Passivierungsstation, die konfiguriert ist, um ein Passivierungsmaterial auf die Kante des Stapels aufzubringen, um den freiliegenden Bereich der Halbleiterscheibe abzudecken, und
eine Erwärmungsstation, die konfiguriert ist, um den passivierten Stapel zu empfangen und den Stapel zu erwärmen; und
einen Roboter, der einen Arm aufweist, der mit einem Greifer versehen ist und konfiguriert ist, um die Halbleiterscheibe in der Vorderenden-Halbleiterverarbeitungsstation zu handhaben und die geätzte Halbleiterscheibe von der Vorderenden-Halbleiterverarbeitungsstation zu der Hinterenden-Vorrichtungsanordnungsstation zu übertragen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein System zum Herstellen von Bauelementen, die ein Halbleiterteil und ein Nichthalbleiterteil umfassen, wobei das System folgende Merkmale aufweist:
ein Vorderende, das ein Halbleiterteil empfängt und das Halbleiterteil verarbeitet;
ein Hinterende, das das verarbeitete Halbleiterteil und das Nichthalbleiterteil empfängt und die Teile in ein Bauelement anordnet; und
eine Einrichtung zum automatischen Handhaben des Halbleiterteils in dem Vorderende und zum automatischen Übertragen des verarbeiteten Halbleiterteils zu dem Hinterende.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein Verfahren zum Herstellen von Bauelementen, die ein Halbleiterteil und ein Nichthalbleiterteil umfassen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Empfangen und Verarbeiten eines Halbleiterteils an einer Vorderenden-Verarbeitungsstation;
Empfangen und Anordnen des verarbeiteten Halbleiterteils und eines Nichthalbleiterteils an einer Hinterenden-Verarbeitungsstation; und
automatisches Handhaben des Halbleiterteils in der Vorderenden-Verarbeitungsstation und automatisches Übertragen des verarbeiteten Halbleiterteils zu der Hinterenden-Verarbeitungsstation durch eine Übertragungsvorrichtung.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen naher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Beispiel eines Leistungsbauelements, wobei 1A eine isometrische, auseinandergezogene Ansicht der unterschiedlichen Scheiben ist, die verwendet werden, und 1B eine Querschnittsdarstellung des Bauelements ist;
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2 eine Übersicht des Systems, das die verbundene Vorderenden- und Hinterenden-Ausrüstung umfasst;
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3 eine vergrößerte Ansicht der Hinterenden-Gruppe, die im Hinblick auf 2 beschrieben ist;
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4 ein Beispiel der Roboter, die bei der Hinterenden-Cluster bzw. der Gruppe verwendet werden, wobei 4A einen ersten Roboter zeigt und wobei 4B den Greifer eines zweiten Roboters zeigt;
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5 Details der Montagestation, die in 3 gezeigt ist, wobei 5A eine isometrische Ansicht der Montagestation zeigt, wobei 5B eine vergrößerte Ansicht eines Empfangsbereichs der Montagestation zeigt, wobei 5C einen Halter eines Zentrierungs-Bauelements oder einer -Vorrichtung in einer Position zeigt, die eine untere Metallscheibe zentriert, und wobei 5D einen Halter eines Zentrierungsbauelements in einer Position zeigt, die eine obere Metallscheibe zentriert;
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6 eine photographische Darstellung eines Stapels aus Silizium-, Kupfer- und Molybdän-Scheiben;
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7 eine vergrößerte Ansicht der Passivierungsstation, die in 3 gezeigt ist;
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8 eine photographische Darstellung eines passivierten Stapels;
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9 Überwachungssysteme, wobei 9A schematisch eine Kamera zeigt, die an dem Anordnungsblock positioniert ist, und wobei 9B schematisch eine Kamera zeigt, die an der Passivierungsstation positioniert ist;
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10A die Positionen, an denen die Bilder durch die Überwachungssysteme von 9 gemacht werden;
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10B den passivierten Stapel und die Abmessungen, gemessen durch das Überwachungssystem;
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11 die Erwärmungsstation, wobei 11A die Erwärmungsstation zeigt, die die Mehrzahl von Erwärmungsvorrichtungen aufweist, wobei 11B eine Erwärmungsvorrichtung in ihrem offenen Zustand bzw. Leerlaufzustand zeigt und wobei 11C eine Erwärmungsvorrichtung in ihrem geschlossenen Zustand zeigt; und
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12 eine photographische Darstellung einer offenen Erwärmungsvorrichtung nach dem Vorwärmen des Stapels.
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Die Halbleiterindustrie ist üblicherweise in eine Vorderenden-(Frontend-) und Hinterenden-(Backend-)(FE- und BE-)Herstellung eingebettet. Qualitätsmanagement zwischen FE und BE ist eine Herausforderung basiert hauptsächlich auf Kenntnis und Verhalten von Personen. Zum Reduzieren von Wartungskosten, Stoppen einer verlorenen Herstellung, Ausmerzen von unbeplanten Ausfällen und Ausrüstungsausfällen müssen die Handhabungsschritte verbessert werden, z. B. müssen manuelle Handhabungsschritte beseitigt werden, insbesondere ein manueller Chip-(Wafer-)Transport nach dem Chiptest.
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Zum Beispiel sind bekannte Prozesse zum Herstellen von Leistungs-Scheiben-Bauelementen manuelle Prozesse, die den Anschrägprozess der Halbleiterscheibe umfassen, die bei dem Bauelement verwendet wird, entweder chemisch durch Ätzen oder mechanisch. Ferner sind die Anordnungs- und die Passivierungsprozesse manuelle Prozesse. Daher ist der aktuelle Prozess zum Erzeugen solcher Bauelemente langsam, ungenau, uneffizient und neigt zum Erzeugen von Ausschuss aufgrund der beteiligten, manuellen Arbeit.
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Somit besteht ein Bedarf nach einem Ansatz, der die Herstellung solcher Bauelemente mit hohem Volumen und hoher Qualität ermöglicht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen einen hochautomatisierten Anordnungs-/Passivierungs-Prozess, eingebettet in einen fortschrittlichen Entwurf einer Ätz-Gruppe, was eine Reduktion von Prozessschritten ermöglicht, wodurch die stabile Verarbeitung realisiert wird, um die Produktivität zu erhöhen. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung sind eine Vorderenden-Gruppe und eine Hinterenden-Gruppe für den Herstellungsprozess der Scheibenbauelemente integriert oder verbunden. Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine fortschrittliche Anordnungs- bzw. Montagestation bereitgestellt. Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine fortschrittliche Passivierungsstation bereitgestellt. Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein dynamisches Prozesssteuerungssystem, das die Anordnung und Passivierung der Leistungs-Scheiben-Bauelemente steuert, bereitgestellt. Gemäß einem fünften Aspekt wird eine fortschrittliche Vorerwärmungsstation bereitgestellt. Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Qualitätsverbesserung durch Bereitstellen einer vollständig automatisierten Ätz- und Passivierungstechnik und aufgrund eines Zwischen-Chip-Transports unter Verwendung eines Robotersystems.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun im Hinblick auf ein System oder einen Prozess beschrieben, zum Herstellen von scheibenförmigen Leistungsbauelementen in der Form einer Mehrzahl von Metallscheiben und einer Siliziumscheibe, die in einem Stapel angeordnet sind.
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1 zeigt ein Beispiel eines solchen Leistungsbauelements, wobei 1A eine isometrische, auseinandergezogene Ansicht der unterschiedlichen Scheiben ist, die verwendet werden, und 1B eine schematische Querschnittsdarstellung des Bauelements ist. Das Bauelement bzw. die Vorrichtung weist eine Siliziumscheibe 100 auf, die sandwichartig zwischen Metallscheiben angeordnet ist. Genauer gesagt ist auf einer oberen Oberfläche 102 der Siliziumscheibe eine Molybdän-Scheibe 104 bereitgestellt, auf der eine Kupferscheibe 106 angeordnet ist. Auf einer unteren Oberfläche 108 der Siliziumscheibe 100 ist eine weitere Molybdän-Scheibe 110 angeordnet, unter der eine weitere Kupferscheibe 112 vorgesehen ist. Die jeweiligen Scheiben 100 bis 112 sind aufeinander auf eine Weise gestapelt, wie in 1A gezeigt ist, und sind im Hinblick auf eine Mittelachse 114 zentriert. Wie in 1B gezeigt ist, kann die Siliziumscheibe 100 mit einer Aluminiummetallisierung 100a und 100b versehen sein. Die Siliziumscheibe 100 weist einen größeren Durchmesser auf als die verbleibenden Scheiben, sodass eine Außenkante 116 der Siliziumscheibe 100 sich radial weiter auswärts erstreckt als eine Außenkante 118 der verbleibenden Scheiben 104, 106, 110 und 112. Der Teil 120 der Siliziumscheibe 100, der sich über die Kante 118 erstreckt, ist so abgeschrägt, dass die Querschnittform des Abschnitts 120 verjüngt ist. Die Dicke des Scheibenabschnitts 120 ist von einer Dicke in einer Mitte 114 hin zu der Außenkante 116 der Scheibe 100 reduziert. Der Abschnitt 120 ist die freiliegende Kantenregion der Siliziumscheibe, d. h. der Abschnitt, der nicht durch die anderen Scheiben abgedeckt ist. Innerhalb der Siliziumscheibe sind zwei pn-Übergänge vorgesehen, einer in der Nähe der oberen Oberfläche 102 und einer in der Nähe der unteren Oberfläche 108. Um einen ausreichend langen, elektrischen Weg entlang der oberen und unteren Oberfläche und um die Kante 116 bereitzustellen, wird die verjüngte Struktur des Kantenabschnitts 120 verwendet.
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Zum Verarbeiten oder Herstellen eines Bauelements mit einer Struktur, wie in 1 gezeigt ist, ist eine Vorderenden-Prozessgruppe (z. B. eine Dreh-Ätz-Gruppe) vorgesehen. Bei der Vorderenden-Prozessgruppe wird die Siliziumscheibe 100 verarbeitet oder behandelt, zum Formen des Abschnitts 120 der Scheibe auf eine Weise, wie in 1B gezeigt ist. Eine Hinterenden-Gruppe oder eine Montagegruppe ist bereitgestellt zum Verbinden der Scheibe 100 mit der Molybdän- und Kupferscheibe, um einen Stapel zu bilden. Da der Kantenabschnitt 120 der Siliziumscheibe 100 geätzt wurde, d. h. verdünnt wurde, ist er sehr empfindlich und sollte nicht während der Handhabung kontaktiert werden. Zusätzlich dazu erstreckt sich der Kantenabschnitt 120 über die Kante 118 der anderen Scheiben in dem Stapel. Daher wird nach dem Anordnen der entsprechenden Scheiben in einem Stapel eine Passivierung 122 aufgebracht, um den freigelegten Bereich 120 des Siliziumchips 100 abzudecken. Nach der Passivierung wird der Stapel vorerwärmt und dann zu einer Weiterverarbeitung weitergeleitet. Nach dem Vorerwärmungsschritt weist der Stapel mit der Passivierung eine ausreichende Stabilität auf und kann ohne weiteres gehandhabt werden.
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Ausführungsbeispiele des ersten Aspekts der Erfindung werden nun beschrieben. Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung werden die Vorderenden- oder Dreh-Ätz-Gruppe und die Hinterenden-Gruppe oder Anordnungsgruppe verbunden.
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2 zeigt eine Übersicht des Systems, das die verbundene Vorderenden- und Hinterenden-Ausrüstung umfasst. Wie oben erwähnt, wird die Vorderenden-Ausrüstung zum Handhaben und Behandeln (Verarbeiten) der Halbleiterscheibe 100 verwendet (siehe 1). Die Vorderenden-Gruppe 200 weist drei Ätzmodule 202a bis 202c auf, die jeweils eine Ätzkammer zum Aufnehmen einer einzelnen Scheibe 100 umfassen. Innerhalb der Ätzkammer wird die Scheibe aufgenommen und gedreht. Während der Drehung wird eine Ätzflüssigkeit auf den Kantenabschnitt 120 der Scheibe 100 gesprüht, um die verjüngte Struktur zu erhalten, die oben erörtert wurde. Das Vorderende weist ferner eine Teststation 204 auf. Die Teststation 204 erhält eine geätzte oder behandelte Siliziumscheibe und bestimmt, ob die Siliziumscheibe vordefinierte elektrische Charakteristika aufweist und ferner, ob der gewünschte Grad einer Ätzung an dem Abschnitt 120 erreicht wurde. Die Vorderenden-Gruppe 200 weist ferner einen Roboter 206 auf, der einen Arm 208 aufweist, der mit einem Greifer versehen ist (nicht gezeigt) und um sechs Achsen drehbar ist. Der Roboterarm 208 ist bereitgestellt zum Handhaben der Siliziumscheiben innerhalb der Vorderenden-Gruppes 200, genauer gesagt zum Einfügen der nicht behandelten Scheiben in die entsprechenden Ätzstationen 202a bis 202c und in die Teststation 204. Das Vorderende weist ferner ein Steuerelement 210 auf zum optischen Steuern einer Siliziumscheibe, die durch den Roboterarm 208 gehalten wird. Der Roboterarm 208, der eine Scheibe hält, bewegt sich in die Steuervorrichtung 210 und durch eine optische Inspektion wird bestimmt, ob die Scheibe eine vordefinierte Form und Struktur aufweist oder ob jegliche Defekte vorhanden sind, sodass die Scheibe abgelehnt werden kann. Zusätzlich dazu wird die Position der Scheibe in dem Greifer im Hinblick auf den Roboterarm 208 bestimmt, sodass auf der Basis dieser Informationen der Roboter 206 durch die Steuerung 212 gesteuert werden kann, um die Scheibe in die Ätzstationen 202a bis 202c einzufügen und innerhalb der Teststation 204 an die korrekte Position. In dem Fall z. B., dass die Siliziumscheibe nicht exakt im Hinblick auf den Greifer zentriert ist, wird mit Hilfe der Steuervorrichtung 210 diese „Fehlpositionierung” erfasst, sodass der Roboter 206 gesteuert wird, um eine zusätzliche Bewegung auszuführen, um sicherzustellen, dass die Scheibe korrekt platziert ist, z. B. auf dem Drehtisch innerhalb der Ätzstation.
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Das Vorderende 200 weist ferner eine Mehrzahl von Eingängen 214a bis 214c auf, die jeweils ein Eingabefach aufnehmen, das in den jeweiligen Magazinen 216a bis 216c vorgesehen ist. Zusätzlich dazu weist das Vorderende 200 Ausschussausgänge 218a und 218b auf. Die Eingänge und Ausgänge 214 und 218 empfangen jeweilige Fächer, die angepasst sind, um eine Mehrzahl von Siliziumscheiben zu halten. Der Roboter 206 wird mit Hilfe der Steuerung 212 gesteuert, um aus einem der Eingabefächer, die an den Eingängen 214a bis 214c vorgesehen sind, eine unbehandelte Halbleiterscheibe zu entnehmen, um deren Struktur und deren Position in dem Steuerbauelement 210 zu prüfen und es in eine der Ätzstationen 202a bis 202c einzugeben. Falls bestimmt wird, dass die Siliziumscheibe 100 defekt ist, wird der Roboter 206 gesteuert, anstatt sie in eine der Ätzstationen einzugeben, diese defekte Siliziumscheibe in eines der Fächer zu platzieren, die in den Ausschussausgängen 218a und 218b vorgesehen sind. Ferner, falls die Teststation 204 ein Testergebnis für eine verarbeitete Siliziumscheibe 100 ergibt, das anzeigt, dass ein Test nicht bestanden wurde, d. h. dass die Siliziumscheibe, die geätzt wurde, nicht gültig war, wird mit Hilfe des Roboters 206 diese Scheibe in den Ausschussausgang 218a oder 218b platziert. Es kann ferner sein, dass die Teststation 204 anzeigt, dass das Ätzen nicht ausreichend war, und in einer solchen Situation, anstatt die Siliziumscheibe in einem der Ausschussbehälter zu platzieren, wird sie erneut in eine Ätzstation eingebracht, die gesteuert wird, um ein zusätzliches Ätzen bereitzustellen, was z. B. im Hinblick auf die Dauer bestimmt wurde, auf Basis der Ergebnisse von der Teststation. Falls die Siliziumscheibe nach diesem zusätzlichen Ätztest den Test besteht, kann sie weiter verarbeitet werden.
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2 zeigt ferner die Hinterenden-Gruppe 300, die zum Anordnen der Leistungs-Scheiben-Bauelemente verwendet wird. Die Hinterenden-Gruppe 300 weist ein Zwischenfach 302 auf, das an der Schnittstelle zwischen der Vorderenden-Gruppe 200 und der Hinterenden-Gruppe 300 positioniert ist. Die Hinterenden-Gruppe 300 weist eine Anordnungsstation und eine Passivierungsstation auf, was allgemein in 2 durch Bezugszeichen 304 angezeigt ist. Die Hinterenden-Gruppe 300 weist ferner eine Erwärmungsstation 306 auf, die eine Mehrzahl von individuellen Erwärmungsentitäten aufweist. Die Hinterenden-Gruppe 300 weist ferner eine Mehrzahl von Eingangsmagazinen 308 zum Liefern der Metallscheiben auf, nämlich der Kupferscheiben und der Molybdän-Scheiben. Die Hinterenden-Gruppe 300 weist zwei Roboter 310 und 312 auf, wobei der Roboter 310 bereitgestellt ist, um aus dem Zwischenfach 302 eine verarbeitete oder behandelte Siliziumscheibe zu nehmen, die von der Vorderenden-Gruppe 200 empfangen wurde, und sie zu der Anordnungs-/Passivierungsstation 304 weiterzuleiten. Auf ähnliche Weise wie bei der Vorderenden-Gruppe 200 ist auch bei der Hinterenden-Gruppe 300 ein Steuerbauelement 314 vorgesehen zum optischen Bestimmen einer Position des behandelten Siliziumbauelements, das durch den Roboter 310 gehalten wird, um eine korrekte Platzierung desselben in der Anordnungsstation 304 zu ermöglichen. Die Position der Scheibe, die durch den Roboter 310 gehalten wird, wird im Hinblick auf die Struktur des Roboters bestimmt, sodass der Roboter entsprechend gesteuert werden kann, um die Scheibe an einer gewünschten Position zu platzieren. Der Roboter 310 ist ferner bereitgestellt zum Übertragen eines passivierten Stapels von der Passivierungsstation 304 zu der Erwärmungsstation 306, wiederum über ein Steuerbauelement 318 zum Steuern des passivierten Stapels und seiner Position. Der Roboter 310 erhält ferner die vorerwärmten Bauelemente oder Preßlinge von dem Erwärmungsbauelement 306 und liefert sie in ein Ausgangsfach 320, aus dem die verarbeiteten Bauelemente zu weiteren Verarbeitungsstationen weitergeleitet werden können. Der Roboter 312 ist vorgesehen, um aus dem Eingang 308 die entsprechende Molybdän- und Kupferscheibe zu erhalten und sie in die Anordnungsstation 304 zu platzieren. Ein Steuerbauelement 316 ist vorgesehen, um die Scheiben zu inspizieren, die aus dem Eingang 308 empfangen werden, um sicherzustellen, dass keine Defekte in den Scheiben vorhanden sind, und ferner zum Bestimmen einer Position derselben im Hinblick auf den Roboter 312.
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Gemäß Ausführungsbeispielen des ersten Aspekts der Erfindung zeigt 2 ein System, bei dem die Vorderenden-Gruppe 200 und die Hinterenden-Gruppe 300 über den Roboter 206 verbunden sind, der in der Vorderenden-Gruppe 200 vorgesehen ist. Der Roboter 206 überträgt Siliziumbauelemente von der Teststation 204, falls sie den Test bestanden haben, zu dem Zwischenfach 302, aus dem sie in die Anordnungsstation mit Hilfe des Roboters 310 übertragen werden können.
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Somit werden gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Nachteile von herkömmlichen Prozessen vermieden, da alle Verarbeitungsschritte automatisiert sind, insbesondere die Übertragung zwischen der Vorderenden-Gruppe 200 und der Hinterenden-Gruppe 300, wodurch jegliche manuelle Handhabung und ein Kontakt mit einem Bauelement vermieden wird, bis es eine ausreichend stabile Struktur nach dem Erwärmen in der Erwärmungsstation 306 aufweist.
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Das integrierte System, das die Vorderenden-Gruppe 200 und die Hinterenden-Gruppe 300 auf die oben beschriebene Weise verbindet, überwindet die oben beschriebenen Probleme, die der manuellen Verarbeitung zugeordnet sind, insbesondere die manuelle Übertragung zwischen dem Vorderende und dem Hinterende. Das Verbinden der Vorderenden- und Hinterenden-Gruppe, wie gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben ist, liefert eine fortschrittliche Ausrichtungsintegrationstechnik, um Schäden an einem Chip während des Transports nach dem Wafer-Test zu vermeiden. Gemäß Ausführungsbeispielen werden eine oder mehrere Videokameras, ein oder mehrere Sichtsysteme und eine Mehrzahl von integrierten Sensoren zum Bereitstellen einer Echtzeitrückkopplung zu einem Techniker und einer Wartung zum Fehlersuchen und zur vorausschauenden Wartung bereitgestellt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel, das im Hinblick auf 2 beschrieben wurde, war ein Roboter 206 vorgesehen, um eine Handhabung der Halbleiterplatten in dem Vorderende zu erlauben und zum Übertragen der Halbleiterscheiben bzw. -platten nach einer Behandlung zu der Hinterenden-Gruppe 300. Es wird darauf hingewiesen, dass der erfindungsgemäße Ansatz nicht auf diese Implementierung der Verbindung zwischen der Vorderenden-Gruppe und der Hinterenden-Gruppe begrenzt ist, sondern dass stattdessen anstelle des Roboters 206 jede Art von Übertragungsbauelement, das die Handhabung der Scheiben innerhalb des Vorderendes und das Übertragen der Scheiben von dem Vorderende zu dem Hinterende erlaubt, möglich ist.
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Zum Beispiel kann die Einrichtung zum automatischen Handhaben des Halbleiterteils in dem Vorderende und zum automatischen Übertragen des verarbeiteten Halbleiterteils zu dem Hinterende oder die Übertragungsvorrichtung, die zum automatischen Handhaben des Halbleiterteils in dem Vorderende und zum automatischen Übertragen des verarbeiteten Halbleiterteils zu dem Hinterende konfiguriert ist, ein Karussell mit einem oder mehreren Abschnitten zum Aufnehmen des Halbleiterteils aufweisen. Der eine oder die mehreren Abschnitte passieren die entsprechenden Stationen in dem Vorderende (z. B. die eine oder die mehreren Ätzstationen, die eine oder die mehreren Steuerstationen und die eine oder die mehreren Teststationen sowie das eine oder die mehreren Eingangstore und Ausschusstore). Zusätzlich dazu sind das Vorderende, das Hinterende und das Karussell derart angeordnet, dass das Zwischenfach weitergeleitet wird zum Übertragen des verarbeiteten Halbleiterelements von dem Vorderende zu dem Hinterende. Das Karussell kann mit einem Lader/Entlader-Element zum Übertragen des Halbleiters zwischen den entsprechenden Stationen und dem Abschnitt an dem Karussell versehen sein. Das Karussell kann ein oder mehrere Lader/Entlader-Elemente aufweisen zum Bedienen des einen oder der mehreren Abschnitte. Alternativ können die entsprechenden Lader/Entlader-Elemente an den entsprechenden Stationen in dem Vorderende und an dem Zwischenfach vorgesehen sein.
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Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann ein Förderer zum Implementieren der Übertragungsvorrichtung oder der Einrichtung zum Übertragen vorgesehen sein. Zum Beispiel kann ein Förderband vorgesehen sein, das sich derart erstreckt, dass es die entsprechenden Stationen in dem Vorderende (siehe z. B. oben) und das Zwischenfach zwischen dem Vorderende und dem Hinterende passiert. Die Halbleiterelemente können direkt auf dem Förderer vorgesehen sein und können auf/in einer Transportschale angeordnet sein, die sich entlang dem Förderer bewegt. Wiederum können entsprechende Lader/Entlader-Elemente vorgesehen sein.
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Bei einem wiederum anderen Ausführungsbeispiel kann das Übertragungsbauelement oder die Einrichtung zum Übertragen unter Verwendung eines selbstangetriebenen, automatisch gesteuerten Wagens implementiert sein, der ein oder mehrere Halbleiterelemente oder eine oder mehrere Transportschalen aufnimmt und gesteuert ist, um sich zu den entsprechenden Stationen in dem Vorderende und zu dem Zwischenfach zu bewegen. Wiederum können entsprechende Lader/Entlader-Elemente vorgesehen sein.
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Nachfolgend werden weitere Aspekte der Erfindung beschrieben, die Teil der Hinterenden-Gruppe 300 sind.
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3 ist eine vergrößerte Ansicht der Hinterenden-Gruppe 300, die bereits im Hinblick auf 2 beschrieben wurde. 3 ist eine Ansicht von der Schnittstelle zwischen der Vorderenden-Gruppe 200 und der Hinterenden-Gruppe 300. Die Anordnungs-/Passivierungsstation 304 weist einen Anordnungsblock 322 auf, der zwei Anordnungsstationen 322a und 322b aufweist. Die Anordnungsstationen 322a und 322b sind auf einem Drehtisch 324 vorgesehen, sodass die Station 322a von der Position, die in 3 gezeigt ist, zu der Position, an der Station 322b in 3 ist, gedreht werden kann. Auf ähnliche Weise kann durch Drehen des Tischs 324 die Station 322b von der Position, gezeigt in 3, zu der Position von Station 322a bewegt werden. Ferner weist die Hinterenden-Gruppe 300 eine Passivierungsstation 326 auf, die ein Düsenbauelement 328 aufweist, das eine obere Düse 328a und eine untere Düse 328b aufweist zum Liefern des Passivierungsmaterials an der Kante der Siliziumscheibe auf ihrer oberen und unteren Oberfläche und an der Außenkante.
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In 3 ist die Anordnungsstation 322a an der Position, wo die entsprechenden Scheiben, die Siliziumscheibe und die Kupfer- und Molybdän-Scheiben, aufeinandergelegt werden. Nachdem das Stapeln abgeschlossen ist, wird eine Klemmkraft ausgeübt und der Stapel wird gehoben. Der Tisch 324 wird dann so gedreht, dass die Anordnungsstation an der Position der Anordnungsstation 322b ist und der Stapel auf solche Weise erhöht ist, dass die Kante der Siliziumscheibe zwischen der oberen und unteren Düse 328a und 328b ist. Die Anordnungsstationen 322a und 322b erlauben eine Drehung des Stapels, während die Klemmkraft beibehalten wird, wodurch ein Aufbringen des Passivierungsmaterials mit Hilfe der Düse 328a bis 328b um den gesamten Umfang erlaubt wird.
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Die Erwärmungsstation 306 weist eine Mehrzahl von individuellen Erwärmungsbauelementen 336a bis 336j auf, die selektiv aktiviert werden können, abhängig von dem Durchsatz der Bauelemente in dem System.
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Der Ausgang 320 der Hinterenden-Gruppe 300 weist ein Ausgangsfachmagazin 330 auf, das eine Mehrzahl von Fächern aufnimmt, die bereits fertiggestellte Bauelemente halten. Ein Transportsystem 332 ist vorgesehen zum Platzieren eines Ausgangsfachs 334 an einer Station, wo mit Hilfe des Roboters 310 fertiggestellte Bauelemente von der Erwärmungsstation 306 zu dem Fach 334 übertragen werden können. Sobald das Fach 334 gefüllt ist, wird es in das Magazin 320 bewegt und ein neues, leeres Fach wird bereitgestellt.
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4 zeigt ein Beispiel der Roboter 310, 312, die bei der Hinterenden-Gruppe 300 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung verwendet werden. 4A zeigt den Roboter 312, der einen Ständer 338 aufweist, an dem ein Arm 340 drehbar befestigt ist. Der Arm 340 kann um zwei parallele Achsen gedreht werden, nämlich Achse 342 und 344, und an einem Vorderende des Arms ist ein Greifer 346 angebracht. Der Roboter 312 weist einen Greifer 346 mit zwei Saugelementen 348a und 348b auf, die zum Greifen und Platzieren der Kupfer- und Molybdän-Scheiben von dem Eingang 308 in die Anordnungsstation 322a verwendet werden. Abhängig von der Größe der Scheiben, die gehandhabt werden sollen, wird entweder Greiferelement 348a oder Greiferelement 348b verwendet. Die Struktur des Roboters 310 ist im Wesentlichen dieselbe wie die des Roboters 312, außer dass der Greifer unterschiedlich ist. 4B zeigt den Greifer 350 des Roboters 310, der ein erstes Greiferelement 352a und ein zweites Greiferelement 352b aufweist. Das Greiferelement 352a ist ein Ansaugelement, das verwendet wird, um die verarbeitete Siliziumscheibe aus dem Zwischenfach 302 zu nehmen und sie über die Steuervorrichtung 314 in die Anordnungsstation 322a zu platzieren. Sobald der Passivierungsprozess abgeschlossen ist, kehrt der passivierte Stapel, der immer noch durch die Anordnungsstation eingeklemmt ist, zu Position 322a zurück. Zum Entfernen des passivierten Stapels aus der Anordnungsstation wird der Greifer 352b verwendet. Im Gegensatz zu dem Greifer 352a, der den Ansaugkopf aufweist, gezeigt in 4B, weist das Greiferelement 352b zwei untere Stäbe 354a und 354b und einen oberen Stab 356 auf. Der obere und die unteren Stäbe sind im Hinblick aufeinander bewegbar. Bei dem Ausführungsbeispiel von 4B ist der obere Stab 356 in einer vertikalen Richtung bewegbar, wodurch erlaubt wird, eine Klemmkraft auf ein Element auszuüben, das zwischen den Stäben 354a, 354b und 356 gehalten wird. Die Klemmstruktur der Anordnungsstationen 322a und 322b ist auf solche Weise konfiguriert, dass der obere Stab 356 des Greifers 352b durch ein Loch in einem oberen Stempel verläuft und die unteren Stäbe 354a und 354b einen unteren Stempel dazwischen aufnehmen. Die Stäbe werden im Hinblick aufeinander bewegt, um eine Klemmkraft auf den passivierten Stapel auszuüben, und erst sobald eine Klemmkraft auf den passivierten Stapel ausgeübt wird, werden die Klemmelemente der Anordnungsstation 322a entfernt. Somit, wenn der passivierte Stapel unter Verwendung des Roboters 310 übertragen wird, stellt der Greifermechanismus 352b sicher, dass eine kontinuierliche Klemmkraft auf den Stapel ausgeübt wird.
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Die individuellen Erwärmungsbauelemente 336a bis 336j der Erwärmungsstation 306 sind mit zwei Erwärmungs-Klammern bzw. -Haltern versehen, die vertikal im Hinblick aufeinander bewegt werden können. Diese Erwärmungsklammern sind auf solche Weise konfiguriert, dass, wenn ein passivierter Stapel mit Hilfe des Greiferarms 352b in eines der Erwärmungsbauelemente platziert wird, die Klammern geschlossen werden und einen Druck auf den passivierten Stapel ausüben. Erst sobald die Klammern geschlossen sind und beginnen, einen Druck auszuüben, lösen die Stäbe 354a, 354b und 356 des Greifers 352b die Klemmkraft und werden schließlich aus der Erwärmungsstation entfernt.
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Nachfolgend werden weitere Details von Ausführungsbeispielen des zweiten Aspekts der Erfindung beschrieben. Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine fortschrittliche Anordnungsstation bereitgestellt und Ausführungsbeispiele derselben werden nun Bezug nehmend auf 5 beschrieben.
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5A zeigt eine isometrische Ansicht eines Beispiels der Anordnungsstation 322a, die auch in 3 gezeigt ist. Die Anordnungsstation 322a weist einen Empfangs- bzw. Aufnahme-Bereich 360 auf, an dem die entsprechenden Scheiben, die in einen Stapel angeordnet werden sollen, aufgenommen bzw. empfangen werden. Die Anordnungsstation 322a weist ein Zentrierungsbauelement 362 und ein Klemmbauelement 364 auf. Das Klemmbauelement 364 weist einen unteren Stempel 364a und einen oberen Stempel 364b auf. Die Stempel 364a und 364b sind in einer vertikalen Richtung und im Hinblick aufeinander bewegbar. Genauer gesagt ist der untere Stempel 364a von einer unteren Position, in der seine obere Oberfläche im Wesentlichen fluchtend mit einer Oberfläche 360a des Empfangsbereichs ist, in eine ausgefahrene Position bewegbar, wie in 5A gezeigt ist. Der obere Stempel 364b ist ebenfalls in einer vertikalen Richtung bewegbar. Genauer gesagt ist er von einer eingefahrenen Position abwärts bewegbar, um eine obere Oberfläche des Stapels zu kontaktieren. Die zwei Stempel werden vertikal auf solche Weise bewegt, dass eine gewünschte Klemmkraft auf den Stapel ausgeübt wird. Die zwei Stempel 364a und 364b werden gesteuert, um vertikal aufwärts bewegt zu werden, um den Stapel zu liefern, der in 5(a) bei Bezugszeichen 366 an einer Position gezeigt ist, die über den Empfangsbereich 360 erhöht ist. Dies erlaubt, dass die zwei Düsen der Passivierungsstation (siehe 3) das Passivierungsmaterial von über und von unter der Kante 368 des Stapels 366 aufbringen. Die Anordnungsstation 322a weist ferner einen Antrieb 370 auf, der Riemen 370a und 370b aufweist zum Drehen der Stempel 364a und 364b, wodurch eine Drehung der Stapel 366 erlaubt wird, die zwischen dieselben geklemmt sind. Der obere Stempel 364b weist eine Öffnung 372 auf, sodass das untere Ende des oberen Stempels 364b gabelförmig ist. Die Öffnung 372 ist vorgesehen zum Aufnehmen des oberen Stabs 356 des Greifers 350 des Roboters 310. Der untere Stempel 364a weist einen kleineren Durchmesser auf als der obere Stempel 364b und sein Durchmesser ist derart ausgewählt, dass der untere Stempel 364a zwischen den zwei unteren Stäben 354a und 354b des Greifers 350 des Roboters 310 aufgenommen werden kann.
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5B zeigt eine vergrößerte Ansicht des Empfangsbereichs 360 der Anordnungsstation 322a. Das Zentrierungsbauelement 362 weist drei Klammern 374a bis 374c auf, die in gleichen Distanzen oder Intervallen um einen Mittelteil des Empfangsbereichs 360 angeordnet sind, wo die entsprechenden Scheiben empfangen werden. Die Klammern 374a bis 374c sind in einer radialen Richtung einwärts und auswärts im Hinblick auf eine Mitte des Empfangsbereichs 360 und vertikal aufwärts und abwärts bewegbar. Zum Erzeugen des Stapels werden bei einem ersten Schritt, gezeigt in 5C, die untere Kupferscheibe 112 und die untere Molybdän-Scheibe 112 auf dem Empfangsbereich 360 platziert. Wenn die Scheiben auf dem Empfangsbereich 360 platziert sind, sind die Klammern 374a in ihrer radial eingefahrenen Position. Sobald die Scheiben 110 und 112 platziert sind, werden die drei Klammern radial einwärts bewegt, sodass ein Vorderteil 376 der Klammern 374a–374c die zwei Scheiben kontaktiert. Aufgrund der Anordnung der drei Klammern führt die radiale Einwärtsbewegung derselben zu einer Zentrierung der Scheiben im Hinblick auf die Mitte C des gewünschten Stapels. Nachfolgend wird die Siliziumscheibe 100 auf die Schichten 110 und 112 platziert. Wie oben erwähnt wurde, wird die Position der Scheibe 100 im Hinblick auf das Greifbauelement durch die Steuerbauelemente bestimmt, die in der Hinterenden-Gruppe 300 vorgesehen sind, sodass der Roboter 210 auf der Basis dieser Positionsinformationen auf solche Weise gesteuert werden kann, dass die Scheibe 100 ebenfalls zentriert wird. Eine aktive Zentrierung der Scheibe unter Verwendung der Klammern ist nicht möglich, da jeglicher Kontakt mit dem geätzten Umfangsabschnitt der Siliziumscheibe die Scheibe beschädigen würde, was vermieden werden soll. Nach der Platzierung der Siliziumscheibe werden die obere Molybdänschicht 104 und die obere Kupferschicht 106 auf der Scheibe 100 platziert. Die Klammern 374 werden radial zurückgezogen um eine Distanz, sodass der Teil 376 der Klammern 374 die äußere Kante der Siliziumscheibe 100 passieren kann, wenn die Klammern vertikal aufwärts bewegt werden. Sobald der Teil 376 die Scheibe 100 frei gibt, tritt eine radiale Einwärtsbewegung der Klammern auf, wodurch die Scheiben 104 und 106 auf dieselbe Weise zentriert werden wie die unteren Scheiben 112 und 110. Bei dem Ausführungsbeispiel, das in 5 gezeigt ist, sind die Klammern 374 mit einem Schlitz 378 versehen, der die Außenkante der Siliziumscheibe 100 aufnimmt, wenn die Klammer an der Position ist, die in 5D gezeigt ist. Andere Ausführungsbeispiele können jedoch eine Klammer liefern, die nur die Erweiterung 376 aufweist, die sich von dem Hauptkörper der Klammer 374 erstreckt, ohne das Material unter dem Schlitz 378.
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Sobald alle Scheiben zentriert sind, werden die Klammern 374 zurückgezogen und die Stempel 364a und 364b werden aktiviert zum Klemmen des Stapels 366 und Halten desselben in einer Position, die in 5A gezeigt ist.
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6 ist eine photographische Darstellung, die den Stapel 366 zeigt, der die Scheibe 100, die Kupferscheibe 106, die Molybdän-Scheibe 104 sowie die untere Molybdän-Scheibe 110 und die untere Kupferscheibe 112 geklemmt zwischen den oberen Stempel 364b und den unteren Stempel 364a der Anordnung 322a zeigt. Ferner ist die Öffnung 372 in dem oberen Stempel 364b in 6 ersichtlich.
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Nachfolgend werden weitere Details von Ausführungsbeispielen des dritten Aspekts der Erfindung beschrieben. Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird eine fortschrittliche Passivierungsstation bereitgestellt und Ausführungsbeispiele derselben werden nun Bezug nehmend auf 7 beschrieben.
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7 ist eine vergrößerte Ansicht der Passivierungsstation, die in 3 gezeigt ist. 7 zeigt die obere und untere Düse 328a und 328b zum Abgeben eines Passivierungsmaterials auf die Kante des Stapels 366. 7 zeigt teilweise die Anordnungsstation 322b aus 3. Wie ersichtlich ist, klemmen die Stempel 364a und 364b den Stapel 366 zwischen dieselben. Die Stempel 364a und 364b sind derart angeordnet, dass der Stapel 366 an einer erhöhten Position über dem Empfangsbereich 360 der Anordnungsstation ist, wobei die Distanz derart ausgewählt ist, dass der Stapel 366 zwischen den Düsen 328a und 328b angeordnet ist. Der Stapel 366 wird gedreht und während der Drehung wird ein Passivierungsmaterial über die Düsen 328a und 328b von oben und unten aufgebracht, sodass die Kante 116 der mittleren Siliziumscheibe 100 durch das Passivierungsmaterial abgedeckt ist.
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8 ist eine photographische Darstellung des Stapels 366, der immer noch zwischen den Stempeln 364a und 364b gehalten wird, jedoch wurde die Passivierung bereits abgeschlossen. Die Passivierung 122 deckt die freiliegenden Abschnitte der Siliziumscheibe ab, während die Ränder der oberen 106 und unteren 112 Kupferscheiben unabgedeckt gelassen werden. In 8 ist eine Situation gezeigt, in der die Anordnungsstation 322b aus 7 nach dem Fertigstellen des Passivierungsprozesses zurück zu der Position bewegt wurde, die bei Bezugszeichen 322a von 3 gezeigt ist, und der Greiferarm 352b des Roboters 310 bereits den Stapel 366 in Eingriff nimmt. Wie gezeigt ist, sind die unteren Stäbe 354a und 354b um den unteren Stempel 364a platziert, wohingegen der obere Stab 356 sich durch die Öffnung 372 in dem oberen Stempel 364b erstreckt. Sobald der Greifer 352b das Ausüben einer Klemmkraft startet, wird die Klemmkraft, die durch die Stempel 364a, 364b ausgeübt wird, reduziert und schließlich wird der Stapel 366 aus den Stempeln gelöst, sodass er mit Hilfe des Roboters 310 von der Anordnungsstation hin zu der Erwärmungsstation 306 transportiert werden kann.
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Diese Anordnung erlaubt die Bereitstellung einer aktiven Klemmkraft der vier Scheiben und des Siliziumchips jederzeit nach der Anordnung bis zu dem Prozessschritt der Vorerwärmung, wodurch eine korrekte Zentrierung der fünf Scheiben sichergestellt wird.
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Nachfolgend werden weitere Details von Ausführungsbeispielen des vierten Aspekts der Erfindung beschrieben. Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird ein dynamisches Prozesssteuerungssystem, das die Anordnung und Passivierung der Leistungs-Scheiben-Bauelemente steuert, bereitgestellt und Ausführungsbeispiele desselben werden nun Bezug nehmend auf 9 und 10 beschrieben.
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Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung wird während der Anordnung des Stapels an der Anordnungsstation 322a und während des Passivierungsprozesses der Stapel 366 überwacht, um sicherzustellen, dass der Stapel korrekt gebildet wird, und ferner, um sicherzustellen, dass eine korrekte Menge eines Passivierungsmaterials aufgebracht wird, die innerhalb vorgeschriebener Parameter liegt.
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9 zeigt schematisch die Systeme, die den Anordnungsstationen und der Passivierungsstation zugeordnet sind, zum Überwachen des Anordnungs- und Passivierungsprozesses. 9A zeigt schematisch eine Kamera 800, die an dem Anordnungsblock 322 positioniert ist, um die Kante 368 des Preßlings (pellet) oder Stapels 366 zu überwachen, der zwischen dem oberen und unteren Stempel 364b und 364a der Klemmvorrichtung der Anordnungsstation gehalten wird. Die Kamera 800 ist auf solche Weise positioniert, dass sie in eine Richtung „schaut”, die tangential im Hinblick auf die Kante 368 des Stapels 366 ist. Der beobachtete Teil des Stapels wird durch ein Rücklicht 802 beleuchtet, wie schematisch in 9A gezeigt ist. Eine ähnliche Anordnung ist an der Passivierungsstation vorgesehen, wie in 9B gezeigt ist. Wiederum ist eine Kamera 804 vorgesehen, um in eine Richtung tangential zu der Kante 368' des passivierten oder fast passivierten Stapels 366 zu schauen. Wiederum wird der Fleck, der durch die Kamera 804 erfasst wird, durch eine Lichtquelle beleuchtet, die Rücklicht 806 liefert. Die Kamera 800, die in 9A gezeigt ist, überwacht die Kante 368 des angeordneten Stapels 366 und die Richtung, aus der die entsprechenden Bilder gemacht werden, ist in 10A detaillierter angezeigt. Nach der Inspektion wird der angeordnete Stapel gedreht und gemäß Ausführungsbeispielen werden 24 Bilder während einer Drehung gemacht. Auf der Basis der Bilder, die gemacht werden, kann die Distanz X1 (siehe 10(b)) zwischen der Außenkante 116 der Siliziumscheibe 100 und den Kanten 118 der verbleibenden Scheiben 104 bis 112 erhalten werden. In dem Fall, dass der Wert X1 von einem voreingestellten Bereich abweicht, kann eine korrigierende Handlung erforderlich sein, z. B. durch eine Bedienperson des Bauelements bzw. der Vorrichtung. Zum Beispiel ergibt das Bestimmen, dass der Wert X1 für 24 Bilder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, ein Ergebnis des Tests, das anzeigt, dass die Scheiben korrekt zentriert sind.
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Nach oder während dem Passivierungsprozess werden wieder 24 Bilder des sich drehenden, jetzt passivierten Stapels, der die Passivierungsschicht 122 aufweist, wie in 10B gezeigt ist, gemacht, und die Distanz zwischen der Außenkante 116', jetzt definiert durch die Außenkante der Passivierungsschicht 122, und den Kanten 118 der verbleibenden Scheiben wird bestimmt. Die Dicke der Passivierungsschicht 122 kann ebenfalls bestimmt werden. Wiederum in dem Fall, dass die Werte außerhalb eines voreingestellten Bereichs sind, kann eine Warnung ausgegeben werden.
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Ferner wird auf der Basis der zwei Messungen die Dicke d der Passivierungsschicht in der radialen Richtung, d. h. die Distanz zwischen der Originalkante 116 der Siliziumscheibe 100 und der „neuen” Kante 116' aufgrund der zusätzlichen Passivierungsschicht bestimmt, um sicherzustellen, dass der Wert d innerhalb eines voreingestellten Bereichs ist. Abhängig von den Ergebnissen der Messung des Werts d kann eine korrigierende Handlung im Hinblick auf die Menge des Materials 122 oder die Position der entsprechenden Düsen unternommen werden.
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Für beide Überwachungsprozesse gilt, falls die Ergebnisse des Überwachungsprozesses anzeigen, dass die hergeleiteten Parameter außerhalb der Spezifizierung sind, wird der Stapel 366 als defekt betrachtet und kann abgelehnt werden.
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Nachfolgend werden weitere Details von Ausführungsbeispielen des fünften Aspekts der Erfindung beschrieben. Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung wird eine fortschrittliche Vorerwärmungsstation bereitgestellt und Ausführungsbeispiele derselben werden nun Bezug nehmend auf 11 und 12 beschrieben.
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11 zeigt weitere Details der Erwärmungsstation, wobei 11A die Erwärmungsstation 306 zeigt, die die Mehrzahl der Erwärmungsvorrichtungen 336a bis 336j aufweist. Die Erwärmungsvorrichtungen sind von identischer Struktur und 11B zeigt eine Erwärmungsvorrichtung 336a in ihrem offenen Zustand und 11C zeigt die Erwärmungsvorrichtung 336a in ihrem geschlossenen Zustand. Die Erwärmungsvorrichtung weist zwei Erwärmungsklammern 900a und 900b auf, die im Hinblick aufeinander bewegt werden können, um die Vorrichtung zu öffnen und zu schließen, wie in 11B und 11C gezeigt ist. Bei dem in 11 gezeigten Beispiel ist die untere Klammer 900A vertikal im Hinblick auf die obere Klammer 900B bewegbar. Zum Platzieren eines passivierten Stapels in eine Erwärmungsvorrichtung wird diese auf eine Weise geöffnet, wie in 11B gezeigt ist, und mit Hilfe des Greifers wird der Stapel zwischen die zwei Klammern 900a und 900b platziert. Die untere Klammer 900a ist mit zwei Ausnehmungen 902a und 902b versehen zum Aufnehmen der entsprechenden unteren Stäbe des Greifers 352b und die obere Klammer 900b ist mit einer Ausnehmung 900 versehen zum Aufnehmen des oberen Stabs des Greifers 352b. Dies ermöglicht das Platzieren des Stapels innerhalb der Erwärmungsvorrichtung ohne ein Lösen der Klemmkraft, bis die zwei Klammern 900a, 900b geschlossen sind und die notwendige Klemmkraft ausüben. Mit Hilfe der Ausnehmungen kann der Greifer geöffnet werden und aus der geschlossenen Erwärmungsvorrichtung 336a entfernt werden, wie in 11C gezeigt ist. Dies stellt sicher, dass, wie oben erwähnt, eine kontinuierliche Klemmkraft nach der Anordnung des Stapels ausgeübt wird, bis die Vorerwärmung abgeschlossen ist. Nach dem Vorerwärmen weist der Stapel eine ausreichende Stabilität auf und kann ohne weiteres gehandhabt werden, ohne die zentralisierte Anordnung der jeweiligen Scheiben im Hinblick aufeinander zu geführden.
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Gemäß Ausführungsbeispielen werden die entsprechenden Klammern 900a, 900b der Erwärmungsvorrichtung, gezeigt in 11, zum Ausüben der gewünschten Wärme auf den Stapel erwärmt, der dazwischen vorgesehen ist. Die Erwärmungsvorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung sind vorteilhaft, da im Vergleich zu einem herkömmlichen Ofen ein schnelles Erhöhen der Temperatur und eine genaue und stabile Temperatur erreicht wird, während Hardwarekosten reduziert werden und Wartungskosten ebenfalls reduziert werden können. Ferner können die entsprechenden Elemente 336a bis 336j selektiv aktiviert werden, sodass abhängig von dem Durchsatz des Systems eine gewünschte Anzahl von Erwärmungsvorrichtungen aktiviert wird, wodurch eine unnötige Erwärmung der nicht benötigten Vorrichtungen vermieden wird. 12 zeigt eine photographische Darstellung einer offenen Erwärmungsvorrichtung nach der Vorerwärmung des Stapels 366. 12 zeigt die untere Klammer 900a und die obere Klammer 900b sowie die entsprechenden Ausnehmungen 902a und 902b in der unteren Klammer 900a zum Aufnehmen der unteren Stäbe des Greifers 352b. Der Stapel 366 ist nun vorerwärmt und weist eine ausreichende Stabilität auf, um ohne weiteres für eine weitere Verarbeitung und zum Testen gehandhabt zu werden, ohne die Schichtstruktur zu dezentralisieren.
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Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen wird eine Einzelvorrichtungsverfolgbarkeit bereitgestellt, durch Identifizieren der Ausgangsfächer sowie der Ausschussfächer durch Transponder. Während eines Mengen-Starts (lot start) wird das Ausgangsfach automatisch abgetastet und mit der Rezepteinstellung der Ausrüstung korreliert. Eine Gruppen-Werkzeug-Steuerung (CTC; cluster tool controller) (siehe Steuerung 212 in 2) stellt die Einzelvorrichtungsverfolgbarkeit jeder Baugruppe sicher, die ausgegeben wird, in Bezug auf das Testprozessergebnis.
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Ausführungsbeispiele der oben beschriebenen Erfindung im Hinblick auf die Hinterenden-Gruppe liefern eine vollautomatisierte Anordnungstechnik, die durch ein Video- und Sichtsystem visualisiert wird. Zwei Robotersysteme in Kombination mit dem synchronisierten Anordnungsmechanismus werden verwendet, um fünf Scheiben mit der Genauigkeit von z. B. 10 Mikrometern anzuordnen. Das integrierte, dynamische Prozesssteuerungssystem steuert den Anordnungsprozess während einer Echtzeitherstellung und liefert eine limitierte Rückkopplung von Messungen innerhalb der Auflösung von z. B. 2 Mikrometern.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung wurden oben im Hinblick auf eine Leistungsscheibenvorrichtung beschrieben, die eine Siliziumschicht aufweist, die sandwichartig zwischen einer Mehrzahl von Metallschichten angeordnet ist, die genauer gesagt sandwichartig zwischen zwei Schichten aus Metallschichten angeordnet ist, die aus Kupfer und Molybdän gebildet sind. Natürlich ist der erfindungsgemäße Ansatz nicht auf solche Vorrichtungen begrenzt und kann stattdessen auf jegliche Vorrichtung angewendet werden, bei der ein Halbleiterbauelement mit zumindest einem zusätzlichen Nichthalbleiterbauelement gestapelt und passiviert werden soll, wobei das Halbleiterbauelement eine Halbleiterbehandlung vor dem mechanischen Anordnungsschritt erfordert.
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Obwohl einige Aspekte in dem Kontext einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist es deutlich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wobei ein Block oder eine Vorrichtung einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschritts entspricht. Analog stellen Aspekte, die in dem Kontext eines Verfahrensschritts beschrieben sind, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Elements oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur darstellend für die Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, dass Modifikationen und Variationen der Anordnungen und der Details, die hierin beschrieben sind, für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sind. Es ist daher die Absicht, dass die Erfindung nur durch den Schutzbereich der anhängigen Patentansprüche beschränkt ist und nicht durch die spezifischen Details, die durch eine Beschreibung und Erklärung der Ausführungsbeispiele hierin vorgelegt werden.
