DE102014019343A1 - Systeme zur verarbeitung von halbleiterbauelementen und verfahren zur verarbeitung von halbleiterbauelementen - Google Patents

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Hsiu-Jen Lin
Wei-Yu Chen
Ai-Tee Ang
Ming-Da Cheng
Chung-Shi Liu
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Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
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Abstract

Es werden Systeme zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen und Verfahren zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen offenbart. In einigen Ausführungsformen enthält ein System zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen eine Strahlungsenergiequelle, einen Träger und ein Werkzeug, das zwischen dem Träger und der Strahlungsenergiequelle angeordnet werden kann. Das Werkzeug enthält Öffnungen, die dafür ausgelegt sind, eine Package-Komponente über dem Träger zu halten. Das System enthält eine Kühlvorrichtung nahe dem Träger.

Description

  • PRIORITÄTSANSPRUCH UND QUERVERWEIS
  • Diese Anmeldung betrifft die folgende gleichzeitig anhängige und gemeinsam abgetretene Patentanmeldung mit der Seriennummer 13/559,318, eingereicht am 26.07.2012, mit dem Titel „Warpage Control in the Packaging of Integrated Circuits”, die hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND
  • Halbleiterbauelemente werden in einer Vielzahl von elektronischen Anwendungen verwendet, wie zum Beispiel Personalcomputern, Mobiltelefonen, Digitalkameras und anderen elektronischen Ausrüstungen. Halbleiterbauelemente werden in der Regel hergestellt, indem man nacheinander isolierende oder dielektrische Schichten, leitfähige Schichten und halbleitende Schichten aus Material über einem Halbleitersubstrat abscheidet und die verschiedenen Materialschichten unter Verwendung von Lithografie strukturiert, um Schaltkreiskomponenten und -elemente darauf zu bilden.
  • Dutzende oder Hunderte integrierte Schaltkreise werden in der Regel auf einem einzelnen Halbleiterwafer hergestellt. Die einzelnen Chips werden durch Sägen der integrierten Schaltkreise entlang einer Skribierlinie vereinzelt. Die einzelnen Chips werden dann separat beispielsweise in Mehrchip-Modulen oder in anderen Arten von Gehäusen verkapselt.
  • Bei einigen Verkapselungsverfahren für integrierte Schaltkreise werden Bauelement-Chips oder Packages auf Paketsubstrate gepackt, die Metallverbindungen enthalten, die dafür verwendet werden, elektrische Signale zwischen gegenüberliegenden Seiten der Package-Substrate zu routen. Die Bauelement-Chips können mittels Flipchip-Bondung auf eine Seite eines Package-Substrats gebondet werden, und es kann ein Reflow-Prozess ausgeführt werden, um Lötperlen zu schmelzen, welche die Chips und die Package-Substrate untereinander verbinden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verstanden, wenn sie zusammen mit dem begleitenden Figuren gelesen werden. Es ist anzumerken, dass, gemäß der gängigen Praxis in der Industrie, verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Die Abmessungen der verschiedenen Merkmale können vielmehr beliebig vergrößert oder verkleinert werden, um die Besprechung zu verdeutlichen.
  • 1 ist ein Blockschaubild eines Systems zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 2 ist ein Blockschaubild eines Systems zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 3 ist ein Blockschaubild eines Systems zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 4, 5 und 7 bis 11 veranschaulichen quergeschnittene Ansichten, und 6 zeigt eine Draufsicht, eines Verfahrens zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen auf verschiedenen Stufen gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 12 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Verarbeitung eines Halbleiterbauelements gemäß einigen Ausführungsformen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale der Erfindung bereit. Konkrete Beispiele von Komponenten und Anordnungen werden unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Dies sind natürlich lediglich Beispiele, und sollen nicht einschränkend sein. Zum Beispiel kann die Ausbildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen enthalten, bei denen die ersten und zweiten Merkmale in direktem Kontakt ausgebildet werden, und können auch Ausführungsformen enthalten, bei denen weitere Merkmale zwischen den ersten und zweiten Merkmalen ausgebildet sein können, so dass die ersten und zweiten Merkmale möglicherweise nicht in direktem Kontakt stehen. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung Bezugszahlen und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Klarheit und sieht nicht automatisch eine Beziehung zwischen den verschiedenen besprochenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
  • Des Weiteren können räumlich relative Begriffe, wie zum Beispiel „unterhalb”, „unter”, „unterer”, „oberhalb”, „oberer” und dergleichen im vorliegenden Text zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, zu beschreiben. Die räumlich relativen Begriffe sollen verschiedene Ausrichtungen des Bauelements im Gebrauch oder Betrieb neben der in den Figuren gezeigten Ausrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht, oder sonstige Ausrichtungen), und die im vorliegenden Text verwendeten räumlich relativen Deskriptoren können ebenfalls entsprechend interpretiert werden.
  • Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf Systeme zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen und Verfahren zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen unter Verwendung der Systeme. Die Systeme enthalten in einigen Ausführungsformen, die im vorliegenden Text noch ausführlicher beschrieben werden, eine Kühlvorrichtung zum Senken der Temperatur einer Package-Komponente nach einem Löt-Reflow-Prozess für Halbleiterbauelemente.
  • Wir wenden uns zuerst 1 zu, wo ein Blockschaubild eines Systems 100 zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen gemäß einigen Ausführungsformen gezeigt ist. Das System 100 enthält eine Strahlungsenergiequelle 102 und einen Träger 108. Das System 100 enthält ein Werkzeug 112, das zwischen dem Träger 108 und der Strahlungsenergiequelle 102 angeordnet werden kann. Das System 100 enthält außerdem eine Kühlvorrichtung 110 nahe dem Träger 108.
  • Die Strahlungsenergiequelle 102 ist dafür ausgelegt, Strahlungsenergie 104 in Richtung des Träger 108 auszusenden; beispielsweise in Richtung des Werkzeugs 112 und einer Package-Komponente 130, die über dem Träger 108 angeordnet ist. Die Strahlungsenergiequelle 102 enthält in einigen Ausführungsformen eine Infrarotlampe 106. Die Strahlungsenergiequelle 102 enthält in einigen Ausführungsformen mehrere Infrarotlampen 106, wie in
  • 1 veranschaulicht. Die Strahlungsenergiequelle 102 kann alternativ auch andere Arten von Strahlungsenergie aussendenden Vorrichtungen umfassen.
  • Das Werkzeug 112 enthält mehrere Öffnungen 114, die dafür ausgelegt sind, eine Package-Komponente über dem Träger 108 zu halten. Zum Beispiel ist in 1 eine erste Package-Komponente 120 über dem Träger 108 angeordnet, und das Werkzeug 112 ist über der ersten Package-Komponente 120 angeordnet. Mehrere zweite Package-Komponenten 130 sind innerhalb der Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 über der ersten Package-Komponente 120 angeordnet. Das Werkzeug 112 umfasst zum Beispiel in einigen Ausführungsformen eine Aufspannvorrichtung oder eine Abdeckung, die in einem Löt-Reflow-Prozess oder einem Löt-Bondungsprozess verwendet werden kann, um die zweiten Package-Komponenten 130 während des Löt-Reflow- oder -Bondungsprozesses in einer gewünschten Position über der ersten Package-Komponente 120 zu halten. Die Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 können gemäß einigen Ausführungsformen zum Beispiel eine Abmessung umfassen, die – in einer Draufsicht – im Wesentlichen die gleiche wie, oder geringfügig größer als, die Größe der zweiten Package-Komponenten 130 ist. Gemäß einigen Ausführungsformen sind der mehreren Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 zum Beispiel dafür ausgelegt, mehrere der zweiten Package-Komponenten 130 auf der ersten Package-Komponente 120 während und nach einem eutektischen Materialbondungsprozess oder Löt-Bondungsprozess zu stützen.
  • In einigen Ausführungsformen, die im vorliegenden Text näher beschrieben werden, ist die Strahlungsenergiequelle 102 dafür ausgelegt, eine Temperatur der zweiten Package-Komponenten 130 zu erhöhen, um ein eutektisches Material wiederaufzuschmelzen, das zwischen den mehreren zweiten Package-Komponenten 130 und der ersten Package-Komponente 120 angeordnet ist, und/oder die Strahlungsenergiequelle 102 ist dafür ausgelegt, eine Temperatur der zweiten Package-Komponenten 130 aufrecht zu erhalten, während die Kühlvorrichtung 110 die Temperatur der ersten Package-Komponente 120 reduziert, während sich das eutektische Material verfestigt. In einigen Ausführungsformen, die ebenfalls im vorliegenden Text näher beschrieben werden, umfassen das Wiederaufschmelzen des eutektischen Materials und das Verfestigen (beispielsweise das erneute Verfestigen) des eutektischen Materials das Bonden der zweiten Package-Komponenten 130 an die erste Package-Komponente 120.
  • Die Kühlvorrichtung 110 wird dafür verwendet, die Temperatur der ersten Package-Komponente 120 nach einem Reflow-Prozess des eutektischen Materials zu senken. Zum Beispiel kann ein eutektisches Material (siehe das in 9 gezeigte eutektische Material 134) zwischen der ersten Package-Komponente 120 und den zweiten Package-Komponenten 130 angeordnet sein, und das eutektische Material wird wiederaufgeschmolzen, indem die zweiten Package-Komponenten 130 einer Strahlungsenergie 104 ausgesetzt werden, die von der Strahlungsenergiequelle 102 stammt. In einigen Ausführungsformen, die im vorliegenden Text näher beschrieben werden, wird nach dem Reflow-Prozess die Kühlvorrichtung 110 aktiviert, um die erste Package-Komponente 120, die über dem Träger 108 angeordnet ist, zu kühlen, wodurch schädliche Effekte einer Nichtübereinstimmung von Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) zwischen der ersten Package-Komponente 120 und den zweiten Package-Komponenten 130 verringert oder beseitigt werden.
  • Die Kühlvorrichtung 110 umfasst in einigen Ausführungsformen ein Kühlmodul, das nahe dem Träger 108 angeordnet ist, wie in 1 veranschaulicht. Das Kühlmodul enthält in einigen Ausführungsformen ein Kühlmittel. Das Kühlmittel kann in einigen Ausführungsformen beispielsweise Wasser, einen flüssigen fluorinierten Kohlenwasserstoff, wie zum Beispiel FreonTM von E. I. du Pont de Nemours ans Company, flüssigen Stickstoff oder andere Materialien umfassen. Das Kühlmodul kann in einigen Ausführungsformen eine Vorrichtung enthalten, die dafür ausgelegt ist, Luft oder Gas nahe dem Träger 108 zu bewegen, wie zum Beispiel ein Gebläse. Die Kühlvorrichtung 110 kann als ein weiteres nicht gezeigtes Beispiel eine Kühlschlange umfassen, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die zirkuliert und zu einem Kältemodul zurückgeleitet wird. Alternativ können das Kühlmodul und das Kühlmittel der Kühlvorrichtung 110 auch andere Materialien bzw. Vorrichtungen umfassen.
  • 2 ist ein Blockschaubild eines Systems 100 zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen gemäß einigen Ausführungsformen. Das System 100 enthält einen Controller 116. Der Controller 116 befindet sich in Kommunikation mit der Kühlvorrichtung 110 und der Strahlungsenergiequelle 102. Der Controller 116 kann zum Beispiel elektrisch und/oder mechanisch mit der Kühlvorrichtung 110 und/oder der Strahlungsenergiequelle 102 gekoppelt sein. Der Controller 116 ist dafür ausgelegt, die Temperaturen des Erwärmens und Kühlens der Strahlungsenergiequelle 102 bzw. der Kühlvorrichtung 110 zu überwachen, zu regeln und/oder zu justieren. In einigen Ausführungsformen umfasst der Controller 116 zum Beispiel einen Temperaturanalysator und einen programmierbaren Logik-Controller (PLC) von der Siemens Corporation. Alternativ kann der Controller 116 andere oder alternative Funktionen haben, und es können auch andere Arten von Ausrüstungen und Ausrüstungen anderer Hersteller verwendet werden.
  • In den in 2 gezeigten Ausführungsformen ist die Kühlvorrichtung 110 direkt neben und in Kontakt mit dem Träger 108 platziert. Alternativ kann die Kühlvorrichtung 110 nahe dem Träger 108 platziert werden, wie in 1 gezeigt. Der in 2 gezeigte Controller 116 kann auch in den Ausführungsformen des Systems 100, das in den 1 und 3 gezeigt ist, enthalten sein.
  • 3 ist ein Blockschaubild eines Systems 100 zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen gemäß einigen Ausführungsformen. Die Kühlvorrichtung 110 enthält einen Vorratsbehälter 140 zum Aufnehmen einer Kühlsubstanz 148 und ein Ausgabemittel 142, das mit dem Vorratsbehälter 140 gekoppelt ist. Der Vorratsbehälter 140 ist in einigen Ausführungsformen dafür ausgelegt, flüssigen Stickstoff, Wasser oder andere Kühlmittel aufzunehmen. Zum Beispiel umfasst die Kühlsubstanz 148 in einigen Ausführungsformen flüssigen Stickstoff oder Wasser. Das Ausgabemittel 142 kann eine Röhre oder ein Rohr 144, die bzw. das zwischen dem Vorratsbehälter 140 und einer Düse 146 gekoppelt ist, oder eine andere Art von gesteuerter Öffnung enthalten, die am Ende der Röhre oder des Rohres 144 angeordnet ist. Alternativ kann das Ausgabemittel 142 auch andere Vorrichtungen und/oder Konfigurationen umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen umfassen der Träger 108, das Werkzeug 112, die Strahlungsenergiequelle 102 und die Kühlvorrichtung 110, die in den 1, 2 und 3 gezeigt sind, Komponenten der Systeme 100. Die Systeme 100 können umschlossene Systeme umfassen, die in einer Kammer enthalten sind, oder die Systeme 100 können unumschlossen sein. Die Systeme 100 können auch andere Funktionselemente enthalten. Die Löt-Reflow-Systeme 100 können statische Systeme umfassen, wobei der Träger 108 während des Reflow-Prozesses ortsfest bleibt. Alternativ können die Systeme 100 ein (nicht gezeigtes) Förderband enthalten, und der Träger 108 kann auf dem Förderband angeordnet sein. Der Träger 108 mit den ersten Package-Komponenten 120, den zweiten Package-Komponenten 130 und dem Werkzeug 112, die darauf angeordnet sind, werden durch das Förderband bewegt, und die Systeme 100 können eine oder mehrere Strahlungsenergiequellen 102 enthalten, die das Werkzeug 112 und die zweiten Package-Komponenten 130 der Strahlungsenergie 104 aussetzen. Die Systeme 100 können alternativ auch andere Konfigurationen umfassen.
  • Die 4, 5 und 7 bis 11 veranschaulichen quergeschnittene Ansichten, und 6 zeigt eine Draufsicht eines Verfahrens zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen auf verschiedenen Stufen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In 4 wird ein Träger 108 bereitgestellt. Der Träger 108 umfasst beispielsweise eine Dicke von etwa 5 mm bis etwa 10 mm einer Fe-Legierung, einer Al-Legierung oder Kombinationen oder mehrere Schichten davon. Der Träger 108 und auch das Werkzeug 112 (siehe 6 und 7) können beispielsweise eine Länge und eine Breite in einer Draufsicht von etwa 300 mm × etwa 700 mm umfassen. Alternativ können der Träger 108 (und auch das Werkzeug 112) andere Materialien und Abmessungen umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst der Träger 108 eine Platine oder einen Scheibenhalter, die bzw. der dafür ausgelegt ist, eine erste Package-Komponente 120 zu stützen (siehe 5).
  • In 5 wird eine Package-Komponente 120 bereitgestellt. Die Package-Komponente 120 ist auf dem Träger 108 angeordnet. Die Package-Komponente 120 umfasst in einigen Ausführungsformen eine Verkapselungsvorrichtung. Die Package-Komponente 120 wird im vorliegenden Text auch als eine erste Package-Komponente 120, mehrere erste Package-Komponenten 120 oder ein Streifen aus mehreren ersten Package-Komponenten 120 bezeichnet. In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Package-Komponente 120 eine Verkapselungsvorrichtung, die ein Einschubsubstrat, das Durchkontaktlöcher umfasst, andere Schaltungen und/oder eine oder mehrere Umverteilungsschichten (RDLs) umfasst, die darauf angeordnet oder darin ausgebildet sind (nicht gezeigt). In anderen Ausführungsformen umfasst die erste Package-Komponente 120 eine Verkapselungsvorrichtung, die ein organisches Material umfasst. Die erste Package-Komponente 120 kann ein Laminatsubstrat umfassen, das mehrere dielektrische Filme enthält, die miteinander laminiert sind. Mindestens einer der dielektrischen Filme der ersten Package-Komponente 120 umfasst in einigen Ausführungsformen ein Material mit einer extra-niedrigen Dielektrizitätskonstante (ELK), die kleiner ist als eine Dielektrizitätskonstante von Siliziumdioxid. In weiteren Ausführungsformen umfasst die erste Package-Komponente 120 mehrere integrierte Schaltkreis-Chips. Die erste Package-Komponente 120 kann alternativ andere Materialien und Arten von Vorrichtungen umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst die erste Package-Komponente 120 einen Streifen aus mehreren der ersten Package-Komponenten 120. Zum Beispiel können der Streifen der mehreren ersten Package-Komponenten 120 in der in 6 gezeigten Draufsicht im Wesentlichen die gleiche Form und/oder die gleichen Abmessungen umfassen wie das Werkzeug 112. Der Streifen enthält zum Beispiel eine der ersten Package-Komponenten 120 nahe jeder der Öffnungen 114 des Werkzeugs 112. Die ersten Package-Komponenten 120 können gleichmäßig über den ganzen Streifen verteilt sein und können ein Muster einer Gruppierung haben. In anderen Ausführungsformen können die ersten Package-Komponenten 120 als mehrere Gruppen verteilt sein, wobei der Abstand zwischen den Gruppen größer ist als der innerhalb der Gruppe bestehende Abstand zwischen ersten Package-Komponenten, die sich in dieselben Gruppe befinden, wie für die Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 in der Draufsicht in 6 gezeigt ist. Die einzelnen Komponenten des ersten Package 120 werden in einigen Ausführungsformen später entlang Skribierlinien 124 des Streifens der ersten Package-Komponenten 120 nach einem Löt-Reflow-Prozess vereinzelt.
  • Der Streifen von ersten Package-Komponenten 120 umfasst mehrere Regionen, wo zweite Package-Komponenten 130 an die ersten Package-Komponenten 120 gebondet werden, die unten noch näher beschrieben werden. Zum Beispiel enthalten die ersten Package-Komponenten 120 mehrere darauf ausgebildete Kontaktinseln 122. Nur drei Regionen, die fünf Kontaktinseln 122 enthalten, sind in den 5 und 7 bis 11 gezeigt; alternativ können in einigen Ausführungsformen Dutzende, Hunderte oder mehr Kontaktinseln 122 in jeder Region angeordnet sein, wo eine zweite Package-Komponente 130 an die erste Package-Komponente 120 gebondet wird. Die Kontaktinseln 122 umfassen elektrische Verbindungen und können beispielsweise Vorlötregionen, Metallinseln, nicht-wiederaufschmelzbare Metallhöcker oder metallische Strukturelemente umfassen. Die Kontaktinseln 122 können in einigen Ausführungsformen auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Package-Komponenten 120 (nicht gezeigt) durch elektrische Strukturelemente, wie zum Beispiel Metallleitungen und Durchkontakte, die innerhalb der ersten Package-Komponenten 120 angeordnet sind (ebenfalls nicht gezeigt), mit Bondinseln gekoppelt sein.
  • Ein Werkzeug 112, das im vorliegenden Text mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben wird, wird bereitgestellt, wie in einer Draufsicht in 6 gezeigt. Ein Beispiel eines Musters für die Öffnungen 114 ist gezeigt. Das Werkzeug 112 umfasst gemäß einigen Ausführungsformen ein Metall oder eine Metalllegierung, wie zum Beispiel Kupfer, Aluminium, Stahl oder dergleichen; ein oder mehrere keramische Materialien; oder eine Kombination oder mehrere Schichten davon. Das Werkzeug 112 umfasst in einigen Ausführungsformen zum Beispiel eine Dicke von etwa 1 mm bis etwa 3 mm. Alternativ kann das Werkzeug 112 auch andere Materialien und Abmessungen umfassen.
  • Das Werkzeug 112 ist dafür ausgelegt, eine Package-Komponente über dem Träger 108 innerhalb einer der Öffnungen 114 zu halten. Die Öffnungen 114 können zum Beispiel gemäß einigen Ausführungsformen in einer Draufsicht (siehe 8) eine Abmessung umfassen, die im Wesentlichen genauso groß wie, oder geringfügig größer als, die Größe einer zweiten Package-Komponente 130 ist.
  • Das Werkzeug 112 ist über der ersten Package-Komponente 120, die auf dem Träger 108 angeordnet ist, angeordnet oder platziert, wie in 7 gezeigt. Die Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 sind über den ersten Package-Komponenten 120 des Streifens der ersten Package-Komponenten so angeordnet, dass die ersten Package-Komponenten 120 frei liegen. Andere Abschnitte des Werkzeugs 112, d. h. die massiven Abschnitte, sind über und nahe den Skribierlinienregionen 124 des Streifens der ersten Package-Komponenten 120 zwischen den Öffnungen 114 angeordnet.
  • Das Werkzeug 112 kann in einigen Ausführungsformen direkt neben, und in Kontakt mit der, ersten Package-Komponente 120 angeordnet sein, wie in 7 gezeigt. Das Werkzeug 112 kann in einigen Ausführungsformen zum Beispiel an den Träger 108 oder ein anderes Objekt geklemmt werden. In anderen Ausführungsformen kann das Werkzeug 112 nahe der ersten Package-Komponente 120 angeordnet sein, jedoch nicht in Kontakt mit der ersten Package-Komponente 120 (nicht gezeigt). Die Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 lassen die Kontaktinseln 122 der ersten Package-Komponenten 120 frei. Die Kontaktinseln 122 der ersten Package-Komponenten 120 liegen durch die Öffnungen 114 in dem Werkzeug 112 frei und erlauben Zugang zu den Kontaktinseln 122 für einen Bondungsprozess.
  • Eine Package-Komponente 130 ist in einigen Ausführungsformen innerhalb mindestens einer der mehreren Öffnungen 114 des Werkzeugs 112, das über der ersten Package-Komponente 120 angeordnet ist, angeordnet, wie in 8 gezeigt. Die Package-Komponenten 130 werden im vorliegenden Text auch als zweite Package-Komponenten 130 bezeichnet. In einigen Ausführungsformen sind mehrere zweite Package-Komponenten 130 innerhalb der mehreren Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 angeordnet, wobei eine der mehreren zweiten Package-Komponenten 130 innerhalb jeder der mehreren Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 platziert ist, wie in 8 veranschaulicht. Die zweiten Package-Komponenten 130 sind zum Beispiel über den ersten Package-Komponenten 120 in einer Eins-zu-eins-Entsprechung platziert. In anderen Ausführungsformen sind zweite Package-Komponenten 130 innerhalb nur einiger der mehreren Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 (nicht gezeigt) platziert. In weiteren Ausführungsformen können zwei oder mehr zweite Package-Komponenten 130 innerhalb jeder Öffnung 114 des Werkzeugs 112 (nicht gezeigt) angeordnet sein.
  • Abschnitte des Werkzeugs 112 umgeben die zweiten Package-Komponenten 130. In einigen Ausführungsformen umgeben die Abschnitte des Werkzeugs 112 die zweiten Package-Komponenten 130 sicher, um die zweiten Package-Komponenten 130 während der Verarbeitung, wie zum Beispiel beim Ausführen eines Löt-Reflow- oder -Bondungsprozesses der Halbleiterbauelemente, an ihrem Platz zu halten.
  • Die zweiten Package-Komponenten 130 umfassen in einigen Ausführungsformen Halbleiter-Chips oder Halbleiterbauelemente. Die Halbleiter-Chips können in einigen Ausführungsformen zum Beispiel komplementäre Metalloxid(CMOS)-Bauelemente umfassen. Alternativ können die Halbleiter-Chips auch anderen Arten von integrierten Schaltkreisen umfassen. In anderen Ausführungsformen können die zweiten Package-Komponenten 130 Package-Substrate umfassen. Alternativ können die zweiten Package-Komponenten 130 auch anderen Arten von Bauelementen umfassen. In einigen Ausführungsformen sind die zweiten Package-Komponenten 130 zum Beispiel an die ersten Package-Komponenten 120 flipchip-gebondet.
  • Die ersten Package-Komponenten 120 werden im vorliegenden Text auch als zweite Package-Komponenten bezeichnet, beispielsweise in einigen der Ansprüche. Gleichermaßen werden die zweiten Package-Komponenten 130 im vorliegenden Text auch als erste Package-Komponenten bezeichnet, beispielsweise in einigen der Ansprüche. Die Package-Komponenten 120 und 130 werden in Abhängigkeit von der Reihenfolge ihrer Erwähnung in einigen der Ansprüche als „erste” oder „zweite” bezeichnet.
  • Die zweiten Package-Komponenten 130 enthalten jeweils ein Werkstück 131. Das Werkstück 131 kann ein Halbleitersubstrat enthalten, das Silizium oder andere Halbleitermaterialien umfasst, und kann zum Beispiel von einer Isolierschicht bedeckt sein. Das Werkstück 131 kann auch andere aktive Komponenten oder Schaltkreise (nicht gezeigt) enthalten. Das Werkstück 131 kann zum Beispiel Siliziumoxid über Einkristallsilizium umfassen. Das Werkstück 131 kann auch andere leitfähige Schichten oder andere Halbleiterelemente enthalten, beispielsweise Transistoren, Dioden usw. Beispielsweise können Verbundhalbleiter, GaAs, InP, Si/Ge oder SiC, anstelle von Silizium verwendet werden. Das Werkstück 131 kann beispielsweise ein Silizium-auf-Isolator(SOI)- oder ein Germanium-auf-Isolator(GOI)-Substrat umfassen.
  • Die zweiten Package-Komponenten 130 enthalten mehrere Kontaktinseln 132, die auf einer Seite des Werkstücks 131 angeordnet sind. Die mehreren Kontaktinseln 132 umfassen in einigen Ausführungsformen eine ähnliche oder im Wesentlichen die gleiche Grundfläche wie die Kontaktinseln 122 der ersten Package-Komponenten 120. Die Kontaktinseln 132 der zweiten Package-Komponenten 130 werden mit Hilfe eines Systems 100, das in den 1, 2 oder 3 gezeigt ist, an die Kontaktinseln 122 der ersten Package-Komponenten 120 gebondet, um gemäß einigen Ausführungsformen, die unten noch näher beschrieben werden, eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen den zweiten Package-Komponenten 130 und den ersten Package-Komponenten 120 herzustellen.
  • Wir wenden uns wieder 8 zu, wo ein eutektisches Material 134 zwischen den Kontaktinseln 122 der ersten Package-Komponenten 120 und den Kontaktinseln 132 der zweiten Package-Komponenten 130 angeordnet ist. Das eutektische Material 134 umfasst Lötregionen, die zwischen den ersten Package-Komponenten 120 und den zweiten Package-Komponenten 130 angeordnet sind. Zum Beispiel enthalten in 8 die zweiten Package-Komponenten 130 ein eutektisches Material 134, das über den Kontaktinseln 132 angeordnet oder auf den Kontaktinseln 132 ausgebildet ist. Alternativ kann das eutektische Material 134 auf den Kontaktinseln 122 der ersten Package-Komponenten 120 angeordnet sein, oder das eutektische Material 134 kann sowohl auf den Kontaktinseln 122 als auch auf den Kontaktinseln 132 angeordnet sein (nicht gezeigt).
  • Das eutektische Material 134 umfasst ein Material, das dafür ausgelegt ist, bei einer vorgegebenen erhöhten Temperatur oder einem vorgegebenen erhöhten Temperaturbereich wiederaufzuschmelzen. Wenn nach dem Anheben der Temperatur des eutektischen Materials die Temperatur gesenkt wird, so verfestigt sich das eutektische Material 134 wieder, und eine Fuge, die aus dem eutektischen Material 134 besteht, entsteht zwischen den Kontaktinseln 132 auf den zweiten Package-Komponenten 130 und den Kontaktinseln 122 auf der ersten Package-Komponente 120. Das eutektische Material 134 kann zum Beispiel einen leitfähigen Höcker umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst das eutektische Material 134 Lot und kann zum Beispiel einen Lothöcker oder eine Lotperle umfassen.
  • Die Verwendung des Wortes „Lot” enthält im vorliegenden Text sowohl bleibasierte als auch bleifreie Lötmaterialien, wie zum Beispiel Pb-Sn-Zusammensetzungen für bleibasiertes Lot; bleifreie Lötmaterialien, einschließlich InSb; Zinn-, Silber- und Kupfer(„SAC”)-Zusammensetzungen; und andere eutektische Materialien, die einen gemeinsamen Schmelzpunkt haben und leitfähige Lotverbindungen in elektrischen Anwendungen bilden. Für bleifreies Lot können SAC-Lötmaterialien unterschiedlicher Zusammensetzungen verwendet werden, wie zum Beispiel SAC 105 (Sn 98,5%, Ag 1,0%, Cu 0,5%), SAC 305 und SAC 405. Bleifreies eutektisches Material 134, wie zum Beispiel Lötperlen, können auch aus SnCu-Verbindungen hergestellt werden, ohne Verwendung von Silber (Ag). Alternativ können bleifreie Lotverbinder Zinn und Silber, Sn-Ag, ohne Verwendung von Kupfer enthalten. Das eutektische Material 134 kann in einigen Ausführungsformen eines aus einer Gruppe von leitfähigen Höckern sein, die als ein Netz ausgebildet sind, oft als ein Ball Grid Array (BGA) bezeichnet. Das eutektische Material 134 kann alternativ auch in anderen Formen und Konfigurationen angeordnet sein. Das eutektische Material 134 kann kugelförmige leitfähige Verbinder umfassen und kann zum Beispiel auch nichtkugelförmige leitfähige Verbinder umfassen. Das eutektische Material 134 kann auf den zweiten Package-Komponenten 130 mit Hilfe eines Lotperlentropfprozesses, eines Lotbadprozesses, eines Lottauchprozesses oder anderer Verfahren ausgebildet werden.
  • Das Werkzeug 112 stellt die gewünschte Position der zweiten Package-Komponenten 130 an vorgegebenen Stellen innerhalb der Öffnungen 114 her und behält diese bei, so dass das eutektische Material 134 auf den Kontaktinseln 132 der zweiten Package-Komponenten 130 auf die Kontaktinseln 122 auf den ersten Package-Komponenten 120 ausgerichtet wird und ausgerichtet bleibt. In einigen Ausführungsformen können ein Ausrichtungsprozess und/oder ein Neuausrichtungsprozess verwendet werden, um die richtige Ausrichtung der zweiten Package-Komponenten 130 auf die ersten Package-Komponenten 120 mittels Ausrichtungsvorrichtungen und/oder Ausrichtungsmarken auf den ersten Package-Komponenten 120, dem Werkzeug 112 und/oder den zweiten Package-Komponenten 130 (nicht gezeigt) zu erhalten.
  • Als Nächstes wird ein Prozess an den zweiten Package-Komponenten 130 ausgeführt, wie in 9 gezeigt. In einigen Ausführungsformen ist der ausgeführte Prozess ein mit eutektischem Material 134 ausgeführter Reflow-Prozess oder Löt-Reflow-Prozess. Der Reflow-Prozess bewirkt, dass das eutektische Material 134 wiederaufschmilzt, so dass die zweiten Package-Komponenten 130 an die jeweiligen darunterliegenden ersten Package-Komponenten 120 gebondet werden. In einigen Ausführungsformen wird der Reflow-Prozess unter Verwendung der Strahlungsenergiequelle 102 ausgeführt, die eine Konvektions-Reflow-Vorrichtung umfasst, die mindestens eine IR-Energiequelle, wie zum Beispiel eine IR-Lampe 106 (siehe 1, 2 oder 3), oder andere Arten von IR-Strahlungsquellen enthält. Der Reflow-Prozess umfasst das Erwärmen des eutektischen Materials 134 auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des eutektischen Materials 134 und bewirkt somit, dass das eutektische Material 134 schmelzflüssig wird.
  • In einigen Ausführungsformen wird das eutektische Material 134 unter Verwendung der Strahlungsenergiequelle 102 wiederaufgeschmolzen, wie in 9 gezeigt, indem die Strahlungsenergiequelle 102 aktiviert wird, um Strahlungsenergie 104 auszusenden. Die Strahlungsenergie 104 wird in Richtung der zweiten Package-Komponenten 130 gerichtet. In einigen Ausführungsformen umfasst die Emission der Strahlungsenergie 104 von der Strahlungsenergiequelle 102 zum Zweck des Wiederaufschmelzens des eutektischen Materials 134 das Erhöhen einer Temperatur der zweiten Package-Komponenten 130 auf eine Temperatur von etwa 240°C bis etwa 260°C. In anderen Ausführungsformen umfasst das Bestrahlen der zweiten Package-Komponenten 130 mit der Strahlungsenergie 104 das Erhöhen einer Temperatur der zweiten Package-Komponenten 130 auf eine Temperatur von etwa 217°C oder mehr. Alternativ können auch andere Temperaturen für den Reflow-Prozess mit dem eutektischen Material 134 verwendet werden. Die zweiten Package-Komponenten 130 absorbieren die Strahlungsenergie 104, so dass das darunterliegende eutektische Material 134 eine Schmelz- oder Reflow-Temperatur erreicht. Das Werkzeug 112 hält die zweiten Package-Komponenten 130 und verhindert, dass sie sich bewegen, während das eutektische Material 134 schmelzflüssig ist.
  • Der Prozess des Bestrahlens mit Strahlungsenergie 104 wird für einen vorgegebenen Zeitraum fortgesetzt, der ausreicht, um gute Lötverbindungen zu bilden, die aus dem eutektischen Material 134 bestehen. Zum Beispiel kann die Strahlungsenergiequelle 102 in einigen Ausführungsformen für einen Zeitraum von etwa 0,8 Mikrominuten bis etwa 100 Mikrominuten aktiviert oder implementiert werden. Alternativ können auch andere Zeitspannen der Bestrahlung mit der Strahlungsenergie 104 verwendet werden.
  • Das Bestrahlen des Werkzeugs 112 und der zweiten Package-Komponenten 130 mit der Strahlungsenergie 104 umfasst das Wiederaufschmelzen des eutektischen Materials 134, das auf jeder der mehreren zweiten Package-Komponenten 130 angeordnet ist und beispielsweise über den Kontaktinseln 132 angeordnet ist. Nach dem Ende des Reflow-Prozesses wird das eutektische Material 134 abgekühlt und mindestens im Wesentlichen oder vollständig verfestigt.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird, während das eutektische Material 134 abkühlt, die Kühlvorrichtung 110 aktiviert, um die ersten Package-Komponenten 120 abzukühlen, wie in 10 gezeigt. Das Abkühlen der ersten Package-Komponenten 120 durch die Kühlvorrichtung 110 ist durch die Pfeile 150 in 10 gezeigt. Das Abkühlen der ersten Package-Komponenten 120 umfasst in einigen Ausführungsformen zum Beispiel das Senken einer Temperatur der ersten Package-Komponenten 120 auf eine Temperatur von etwa 100°C oder weniger. In anderen Ausführungsformen wird die Temperatur der ersten Package-Komponenten 120 als ein weiteres Beispiel auf eine Temperatur von etwa 80°C oder weniger gesenkt. Die Temperatur wird in einigen Ausführungsformen zum Beispiel auf der verringerten Temperatur gehalten, bis sich das eutektische Material 134 im Wesentlichen oder vollständig wieder verfestigt. Alternativ können auch andere Temperaturen verwendet werden.
  • In einigen Ausführungsformen wird, während die Kühlvorrichtung 110 aktiviert wird, um die ersten Package-Komponenten 120 abzukühlen, auch die Strahlungsenergiequelle 102 aktiviert, um die zweiten Package-Komponenten 130 der Strahlungsenergie 104' auszusetzen, während die ersten Package-Komponenten 120 abgekühlt werden, wie in 10 in Umrissen (beispielsweise in Strichlinien) gezeigt. Die Strahlungsenergiequelle 102 kann aktiviert werden, um einen Betrag an Strahlungsenergie 104' auszusenden, um eine Temperatur der zweiten Package-Komponenten 130 zum Beispiel auf einer Temperatur von etwa 180°C oder weniger zu halten. Alternativ können auch andere Temperaturen verwendet werden.
  • Das Abkühlen der ersten Package-Komponenten 120, oder sowohl das Abkühlen der ersten Package-Komponenten 120 als auch das Erwärmen der zweiten Package-Komponenten 130, während der Wiederverfestigung des eutektischen Materials 134 zwischen den ersten Package-Komponenten 120 und den zweiten Package-Komponenten 130 verhindert vorteilhafterweise Schäden, wie zum Beispiel eine Delaminierung verschiedener Materialschichten der ersten Package-Komponenten 120, die in einigen Ausführungsformen organische Materialien oder ELK-Materialien umfassen können. Das Abkühlen der ersten Package-Komponenten 120 erleichtert auch das Abkühlen des eutektischen Materials 134, um wiederverfestigte eutektische Bindungen zwischen den ersten Package-Komponenten 120 und den zweiten Package-Komponenten 130 zu bilden.
  • Der in 2 gezeigte Controller 116 wird zum Beispiel in einigen Ausführungsformen implementiert, um die Erwärmungs- und Abkühlungsprozesse, die in den 9 und 10 gezeigt sind, zu überwachen, zu regeln und zu steuern.
  • Nach dem in 10 gezeigten Abkühlungsprozess führen die Bindungen des wiederverfestigten eutektischen Materials 134 zur elektrischen und mechanischen Bondung der zweiten Package-Komponenten 130 an die ersten Package-Komponenten 120. Die zweiten Package-Komponenten 130 werden so an die darunterliegenden ersten Package-Komponenten 120 gebondet.
  • Nach den Reflow- und Abkühlungsprozessen des eutektischen Materials 134 wird das Werkzeug 112 entfernt, und der Streifen der ersten Package-Komponenten 120 wird entlang von Skribierlinien 124 zwischen benachbarten der mehreren zweiten Package-Komponenten 130 vereinzelt. Das Vereinzeln des Streifens der ersten Package-Komponenten 120 umfasst das Bilden mehrerer verkapselter Halbleiterbauelemente 160, wie in 11 gezeigt. Die verkapselten Halbleiterbauelemente 160 können gemäß einigen Ausführungsformen verkapselte Halbleiter-Chips, gestapelte Chips, Systeme-auf-einem-Chip (SOCs), Wafer Level Package(WLP)-Bausteine, andere Arten von Bauelementen und/oder Kombinationen davon umfassen.
  • Zum Beispiel in Ausführungsformen, wo die ersten Package-Komponenten 120 Packaging-Substrate umfassen und die zweiten Package-Komponenten 130 Halbleiter-Chips umfassen, oder wo die ersten Package-Komponenten 120 Halbleiter-Chips umfassen und die zweiten Package-Komponenten 130 Packaging-Systeme umfassen, umfassen die verkapselten Halbleiter-Chips 160 verkapselte Halbleiter-Chips. Die verkapselten Halbleiter-Chips können in einigen Ausführungsformen zum Beispiel Wafer Level Package(WLP)-Bausteine umfassen.
  • In Ausführungsformen, wo die ersten Package-Komponenten 120 Halbleiter-Chips umfassen und die zweiten Package-Komponenten 130 Halbleiter-Chips umfassen, werden verkapselte Halbleiterbauelemente 160 gebildet, die gestapelte Chips umfassen. In Ausführungsformen, wo die ersten Package-Komponenten 120 bestimmte Arten von Halbleiter-Chips umfassen (ebenfalls nicht gezeigt), die dafür ausgelegt sind, zusammen mit den zweiten Package-Komponenten 130 zu funktionieren, die ebenfalls Halbleiter-Chips als ein System umfassen, werden verkapselte Halbleiterbauelemente 160 gebildet, die SOCs umfassen.
  • 12 ist ein Flussdiagramm 170 eines Verfahrens zur Verarbeitung eines Halbleiterbauelements gemäß einigen Ausführungsformen. In Schritt 172 wird eine erste Package-Komponente 120 auf einem Träger 108 angeordnet (siehe auch 5). In Schritt 174 wird ein Werkzeug 112 bereitgestellt, das mehrere Öffnungen 114 umfasst (6). In Schritt 176 wird eine der Öffnungen 114 des Werkzeugs 112 über der ersten Package-Komponente 120 angeordnet (7). In Schritt 178 wird eine zweite Package-Komponente 130 innerhalb der Öffnung 114 des Werkzeugs 112 über der ersten Package-Komponente 120 angeordnet (8). In Schritt 180 wird die zweite Package-Komponente 130 mit Strahlungsenergie 104 bestrahlt, um ein eutektisches Material 134 wiederaufzuschmelzen, das zwischen der ersten Package-Komponente 120 und der zweiten Package-Komponente 130 angeordnet ist (9). In Schritt 182 wird die erste Package-Komponente 120 mit Hilfe einer Kühlvorrichtung 110 abgekühlt (10).
  • Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten neuartige Systeme 100, welche die im vorliegenden Text beschriebene Kühlvorrichtung 110 enthalten. Andere Ausführungsformen enthalten Verfahren zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen unter Verwendung des Systems 100. Einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten auch verkapselte Halbleiterbauelemente 160, die unter Verwendung der im vorliegenden Text beschriebenen neuartigen Systeme 100 und Verfahren verarbeitet wurden.
  • Vorteile und Nutzeffekte einiger Ausführungsformen der Offenbarung enthalten das Bereitstellen neuartiger Verfahren und Systeme 100 für eutektische Materialien 134, die zu einer verbesserten Prozesssteuerung und reduziertem Risiko von Schäden an den Materialschichten der ersten Package-Komponente 120 führen. Die ersten Package-Komponenten 120 können organisches und/oder ELK-Material enthalten, und das Reduzieren der Temperatur der ersten Package-Substrate 120 während der Verfestigung des eutektischen Materials 134 verhindert Schäden an den organischen und ELK-Materialien der ersten Package-Komponenten 120 durch den Reflow-Prozess des eutektischen Materials 134. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen neuartige Werkzeugeinstellungen bereit, wobei die Temperatur der ersten Package-Komponente 120 während der Verfestigung des eutektischen Materials 134 reduziert wird, was Ausfälle durch ELK-Materialdelaminierung der ersten Package-Komponenten 120 während und nach den Löt-Reflow-Prozessen reduziert oder vermeidet. Beispielsweise zeigten experimentelle Ergebnisse eine mehr als etwa 75%-ige Reduzierung der ELK-Materialbelastung durch Senken der Temperatur der ersten Package-Komponente 120 während der Verfestigung des Lots (beispielsweise des eutektischen Materials 134).
  • Das Abkühlen der ersten Package-Komponenten 120 unter Verwendung der Kühlvorrichtung 110 unterstützt auch das Abkühlen des eutektischen Materials 134, um wiederverfestigte eutektische Bindungen zwischen den ersten Package-Komponenten 120 und den zweiten Package-Komponenten 130 zu bilden, was Zeit und Kosten spart. Des Weiteren lassen sich die im vorliegenden Text beschriebenen neuartigen Systeme 100 und Prozessflüsse auf einfache Weise in Halbleiterbauelement-Verarbeitungssystemen und -Prozessflüssen implementieren.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält ein System zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen eine Strahlungsenergiequelle, einen Träger und ein Werkzeug, das zwischen dem Träger und der Strahlungsenergiequelle angeordnet werden kann. Das Werkzeug enthält Öffnungen, die dafür ausgelegt sind, eine Package-Komponente über dem Träger zu halten. Das System enthält eine Kühlvorrichtung nahe dem Träger.
  • Gemäß anderen Ausführungsformen enthält ein System zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen eine Strahlungsenergiequelle, einen Träger und ein Werkzeug, das zwischen dem Träger und der Strahlungsenergiequelle angeordnet werden kann. Das Werkzeug umfasst mehrere Öffnungen, die dafür ausgelegt sind, eine Package-Komponente über dem Träger zu halten. Das System enthält eine Kühlvorrichtung nahe dem Träger und einen Controller in Kommunikation mit der Kühlvorrichtung und der Strahlungsenergiequelle.
  • Gemäß anderen Ausführungsformen enthält ein Verfahren zur Verarbeitung eines Halbleiterbauelements Folgendes: Anordnen einer ersten Package-Komponente auf einem Träger, Bereitstellen eines Werkzeugs, das mehrere Öffnungen umfasst, und Anordnen einer der mehreren Öffnungen des Werkzeugs über der ersten Package-Komponente. Eine zweite Package-Komponente wird innerhalb der einen der mehreren Öffnungen des Werkzeugs über der ersten Package-Komponente angeordnet. Die zweite Package-Komponente wird mit Strahlungsenergie bestrahlt, um ein eutektisches Material wiederaufzuschmelzen, das zwischen der ersten Package-Komponente und der zweiten Package-Komponente angeordnet ist. Die erste Package-Komponente wird mit Hilfe einer Kühlvorrichtung abgekühlt.
  • Das oben Dargelegte umreißt Merkmale mehrerer Ausführungsformen, so dass der Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Dem Fachmann ist klar, dass er die vorliegende Offenbarung ohne Weiteres als Basis für das Entwerfen oder Modifizieren anderer Prozesse und Strukturen verwenden kann, um die gleichen Zwecke und/oder die gleichen Vorteile wie bei den im vorliegenden Text vorgestellten Ausführungsformen zu erreichen. Dem Fachmann sollte auch klar sein, dass solche äquivalenten Bauformen nicht das Wesen und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung verlassen, und dass er verschiedene Änderungen, Substituierungen und Modifizierungen an der vorliegenden Erfindung vornehmen kann, ohne vom Wesen und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims (20)

  1. System zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen, das Folgendes umfasst: eine Strahlungsenergiequelle; einen Träger; ein Werkzeug, das zwischen dem Träger und der Strahlungsenergiequelle angeordnet werden kann, wobei das Werkzeug mehrere Öffnungen umfasst, die dafür ausgelegt sind, eine Package-Komponente über dem Träger zu halten; und eine Kühlvorrichtung nahe dem Träger.
  2. System nach Anspruch 1, das des Weiteren einen Controller in Kommunikation mit der Kühlvorrichtung und der Strahlungsenergiequelle umfasst.
  3. System nach Anspruch 1, wobei die Kühlvorrichtung einen Vorratsbehälter für eine Kühlsubstanz und ein Ausgabemittel umfasst, die mit dem Vorratsbehälter gekoppelt ist.
  4. System nach Anspruch 3, wobei der Vorratsbehälter dafür ausgelegt ist, flüssigen Stickstoff oder Wasser zu enthalten.
  5. System nach Anspruch 1, wobei die Kühlvorrichtung ein Gebläse umfasst, das dafür ausgelegt ist, Luft oder Gas nahe dem Träger zu bewegen.
  6. System nach Anspruch 1, wobei die Kühlvorrichtung ein Kühlmodul umfasst.
  7. System nach Anspruch 6, wobei das Kühlmodul ein Kühlmittel enthält.
  8. System zur Verarbeitung von Halbleiterbauelementen, das Folgendes umfasst: eine Strahlungsenergiequelle; einen Träger; ein Werkzeug, das zwischen dem Träger und der Strahlungsenergiequelle angeordnet werden kann, wobei das Werkzeug mehrere Öffnungen umfasst, die dafür ausgelegt sind, eine Package-Komponente über dem Träger zu halten; eine Kühlvorrichtung nahe dem Träger; und einen Controller in Kommunikation mit der Kühlvorrichtung und der Strahlungsenergiequelle.
  9. System nach Anspruch 8, wobei die Strahlungsenergiequelle eine Infrarot(IR)-Lampe umfasst.
  10. System nach Anspruch 8, wobei die Package-Komponente eine erste Package-Komponente umfasst, und wobei der Träger eine Platine oder einen Scheibenhalter umfasst, die bzw. der dafür ausgelegt ist, eine zweite Package-Komponente zu stützen.
  11. System nach Anspruch 10, wobei der Träger dafür ausgelegt ist, mehrere zweite Package-Komponenten zu stützen, und wobei die mehreren Öffnungen des Werkzeugs dafür ausgelegt sind, eine erste Package-Komponente über jeder der mehreren zweiten Package-Komponenten während eines eutektischen Materialbondungsprozesses zu stützen.
  12. System nach Anspruch 11, wobei die Kühlvorrichtung dafür ausgelegt ist, eine Temperatur der ersten Package-Komponenten nach dem eutektischen Materialbondungsprozess zu reduzieren.
  13. System nach Anspruch 12, wobei die Kühlvorrichtung dafür ausgelegt ist, die Temperatur der ersten Package-Komponenten zu reduzieren, während sich ein eutektisches Material, das zwischen den mehreren zweiten Package-Komponenten und den ersten Package-Komponenten angeordnet ist, verfestigt.
  14. System nach Anspruch 13, wobei die Strahlungsenergiequelle dafür ausgelegt ist, eine Temperatur der zweiten Package-Komponenten zu erhöhen, um ein eutektisches Material wiederaufzuschmelzen, das zwischen den mehreren zweiten Package-Komponenten und den ersten Package-Komponenten angeordnet ist, oder wobei die Strahlungsenergiequelle dafür ausgelegt ist, eine Temperatur der zweiten Package-Komponenten aufrecht zu erhalten, während die Kühlvorrichtung die Temperatur der ersten Package-Komponenten reduziert, während sich das eutektische Material verfestigt.
  15. Verfahren zur Verarbeitung eines Halbleiterbauelements, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Anordnen einer ersten Package-Komponente auf einem Träger; Bereitstellen eines Werkzeugs, das mehrere Öffnungen umfasst; Anordnen einer der mehreren Öffnungen des Werkzeugs über der ersten Package-Komponente; Anordnen einer zweiten Package-Komponente innerhalb der einen der mehreren Öffnungen des Werkzeugs über der ersten Package-Komponente; Bestrahlen der zweiten Package-Komponente mit Strahlungsenergie zum Wiederaufzuschmelzen eines eutektischen Materials, das zwischen der ersten Package-Komponente und der zweiten Package-Komponente angeordnet ist; und Abkühlen der ersten Package-Komponente mit Hilfe einer Kühlvorrichtung.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Bestrahlen der zweiten Package-Komponente mit Strahlungsenergie das Erhöhen einer Temperatur der zweiten Package-Komponente auf eine Temperatur von etwa 217°C oder mehr umfasst.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Abkühlen der ersten Package-Komponente das Senken einer Temperatur der ersten Package-Komponente auf eine Temperatur von etwa 100°C oder weniger umfasst.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, das des Weiteren das Bestrahlen der zweiten Package-Komponente mit Strahlungsenergie während des Abkühlens der ersten Package-Komponente umfasst.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Bestrahlen der zweiten Package-Komponente mit Strahlungsenergie während des Abkühlens der ersten Package-Komponente das Aufrechthalten einer Temperatur der zweiten Package-Komponente auf einer Temperatur von etwa 180°C oder weniger umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Abkühlen der ersten Package-Komponente das Wiederverfestigen des eutektischen Materials umfasst, und wobei das Wiederaufschmelzen des eutektischen Materials und das Wiederverfestigen des eutektischen Materials das Bondung der zweiten Package-Komponente an die erste Package-Komponente umfassen.
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