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Es wird eine Vorrichtung zur Prozessierung einer Vielzahl von Halbleiterchips in einem Waferverbund beschrieben. Weiterhin wird ein Verfahren zur Prozessierung einer Vielzahl von Halbleiterchips in einem Waferverbund beschrieben.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen elektrisch leitfähigen Träger zum Kontaktieren von Rückkontakten der Halbleiterchips.
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Bei den Halbleiterchips kann es sich beispielsweise um optoelektronische Halbleiterchips wie lichtemittierende Dioden handeln. Auch optische Sensoren sind möglich. Weiterhin sind auch andere im Waferverbund gefertigte elektronische Bauteile wie beispielsweise ESD-Schutzdioden möglich. Die Halbleiterchips im Waferverbund werden beispielsweise nach dem Prozessieren vereinzelt.
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Der Träger dient im Betrieb zur elektrischen Kontaktierung der Rückkontakte der Halbleiterchips. Beispielsweise ist der Träger ein sogenannter Chuck, beispielsweise ein Metallchuck. Der Träger weist insbesondere eine elektrisch leitfähige Schicht oder Verdrahtung auf, mittels der die Rückkontakte der Halbleiterchips mit einer elektrischen Spannung und/oder einem elektrischen Strom versorgt werden können. Der Träger ist insbesondere ausgebildet, den Rückkontakt der Halbleiterchips auf ein Bezugspotential zu setzen. Durch den Träger werden die Rückkontakte der Halbleiterchips beispielsweise parallel mit dem Bezugspotential gekoppelt, beispielsweise mit einem Massepotential. Der Träger ist weiterhin dazu ausgebildet, den Waferverbund zu halten und abzustützen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine elektrisch leitfähige Folie auf. Die elektrisch leitfähige Folie ist ausgebildet zum Kontaktieren von Vorderkontakten der Halbleiterchips. Die Vorderkontakte liegen den Rückkontakte gegenüber. Die elektrisch leitfähige Folie ist beispielsweise eine mehrschichtige Folie oder eine Folie aus einer einzigen Schicht. Mindestens eine der Schichten der Folie ist elektrisch leitfähig, insbesondere die Schicht, die dem Träger zugewandt ist. Im betriebsfertigen Zustand erstreckt sich die Folie beabstandet zum Träger entlang des Trägers. Wenn ein Waferverbund in dem Träger eingelegt ist, ist die Folie zunächst beabstandet zu dem Waferverbund.
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Die Halbleiterchips weisen jeweils mindestens einen Rückkontakt und einen Vorderkontakt auf. Diese sind als zueinander gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Beispielsweise bei lichtemittierenden Dioden emittieren die Halbleiterchips im Betrieb beim Anlegen einer Spannung an den Rückkontakt und an den Vorderkontakt elektromagnetische Strahlung.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Rakel auf. Die Rakel ist relativ zu der Folie verschiebbar. Die Rakel ist ausgebildet, einen Bereich der Folie in Richtung zum Träger zu drücken. Im Betrieb ist es somit möglich, mittels der Rakel die Folie in dem Bereich gegen die Vorderkontakte der Halbleiterchips zu drücken. Außerhalb des Bereichs bleibt die Folie beabstandet zu den Vorderkontakten.
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Somit ist lediglich ein Teil der Halbleiterchips des Waferverbunds sowohl an den Rückkontakten als auch an den Vorderkontakten kontaktierbar. Mittels der Folie und dem elektrisch leitfähigen Träger ist es möglich, in dem Bereich eine Spannung zwischen der Folie und dem Träger und damit zwischen den Vorderkontakten und den Rückkontakten in dem Bereich anzulegen. Abhängig von einer individuellen Struktur der Halbleiterchips in dem Bereich und sich damit ergebenden elektrischen Kenngrößen wie einer Leitfähigkeit der Halbleiterchips, stellt sich daraufhin ein jeweils lokal unterschiedlicher Stromfluss zwischen dem Träger und der Folie ein.
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Der lokal unterschiedliche Stromfluss wird beispielsweise zu einer gezielten Beschädigung einzelner Halbleiterchips und/oder ermöglicht einen strahlungsemittierenden Betrieb einzelner Halbleiterchips. Die Schädigung entsteht insbesondere gezielt dann, wenn beispielsweise eine Spannung gewählt wird, die die diodenartigen Halbleiterchips in Sperrrichtung polt. Durch Halbleiterchips, welche eine untypische Kennlinie und damit eine erniedirgte Sperrspannung haben, wird somit viel Strom fließen. Die angelegte Spannung wird so gewählt, dass an den untypischen Halbleiterchips so viel Leistung dissipiert wird, dass diese zerstört werden.
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Die gezielte Beschädigung einzelner Halbleiterchips kann zum Beispiel dazu dienen, Halbleiterchip zu kennzeichnen, deren Kenngrößen außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegen. Die Kenngröße ist beispielsweise eine Rückwärtsbelastung. Die Rakel ist ein länglich ausgedehntes Element, ähnlich einer Rakel, die im Siebdruck verwendet wird. Die Rakel ist beispielsweise aus einem Metall oder einem Kunststoff oder einer Kombination verschiedener Materialien. Die Rakel ist insbesondere in dem Bereich, in dem sie im Betrieb die Folie berührt, flexibel ausgebildet. Mittels der Rakel ist eine Druckkraft in dem Bereich auf die Folie ausübbar, sodass die Folie in dem Bereich in Richtung des Trägers gedrückt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung zur Prozessierung einer Vielzahl von Halbleiterchips in einem Waferverbund einen elektrisch leitfähigen Träger zum Kontaktieren von Rückkontakten der Halbleiterchips. Die Vorrichtung umfasst eine elektrisch leitfähige Folie zum Kontaktieren von Vorderkontakten der Halbleiterchips. Die Vorderkontakte liegen den Rückkontakte gegenüber. Die Vorrichtung umfasst eine Rakel, die relativ zu der Folie verschiebbar ist. Die Rakel ist ausgebildet, einen Bereich der Folie in Richtung zum Träger zu drücken.
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Mittels der Vorrichtung ist es beispielsweise möglich, Halbleiterchips im Waferverbund zu finden, die einer bestimmten Rückwärtsbelastung nicht standhalten, sogenannte rückwärtsschwache Halbleiterchips oder Ubr-schwache Halbleiterchips. Mittels des Trägers und der Folie ist es möglich, die Halbleiterchips des Wafers gezielt für eine bestimmte Zeit mit einer Spannung zu belasten.
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Der Vorrichtung liegen dabei die Überlegungen zugrunde, dass bekannte Verfahren zeitaufwendig sind, bei denen beispielsweise jeder Halbleiterchip des Wafers sequentiell mit einer Messnadel kontaktiert wird. Bei einer vollflächigen Kontaktierung des Waferverbunds sowohl an den Rückkontakten als auch bei den Vorderkontakten fließen gewöhnlich sehr hohe Ströme von bis zu 1 kA bei etwa 1 Mio. Chips auf einem 6"-Waferverbund. Beispielsweise fließt je Chip ein Strom von 1 mA. Außerdem muss stets gewährleistet sein, dass alle Halbleiterchips des Waferverbunds in der Fläche kontaktiert sind.
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Die hier beschriebene Vorrichtung macht nun von der Idee Gebrauch, dass die Halbleiterchips im Waferverbund nicht mehr vollflächig kontaktiert werden, sondern insbesondere linienförmig. Die notwendige elektrische Spannung wird zwischen der Rakel mit der Folie und dem Träger angelegt. So entsteht im Betrieb zu einem Zeitpunkt eine Kontaktlinie auf der alle Halbleiterchips entlang dieser Kontaktlinie mit der angelegten Spannung belastet werden. Die Halbleiterchips außerhalb dieser Kontaktlinie werden insbesondere nicht mit der angelegten Spannung belastet. Der ganze Waferverbund wird prozessiert, indem die Rakel über den Waferverbund fährt und so die Kontaktlinie über den ganzen Waferverbund bewegt. Lokale Unebenheiten wie beispielsweise Partikel auf dem Waferverbund werden durch die Flexibilität und Elastizität der Rakel und der Folie ausgeglichen.
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Somit ist eine einfache und zuverlässige elektrische Kontaktierung der zu prozessierenden Halbleiterchips möglich, insbesondere da immer nur entlang der Kontaktlinie kontaktiert wird. Durch die linienförmige Kontaktierung fließt im Betrieb weniger Strom als bei einer vollflächigen Kontaktierung. Beispielsweise bei 1250 Chips entlang einer Kontaktlinie, die beispielsweise 150 mm lang ist, fließt 1 mA Strom pro Chip, was zu einem Gesamtstrom von 1,2 A führt. Der im Betrieb fließende Strom ist also beispielsweise um den Faktor 1000 geringer als bei herkömmlichen Vorrichtungen, bei denen der Waferverbund beidseitig vollflächig elektrisch kontaktiert wird.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung eine elektrische Spannungsquelle auf. Die elektrische Spannungsquelle ist mit dem Träger elektrisch verbunden. Die elektrische Spannungsquelle ist mit der Rakel und/oder der Folie elektrisch verbunden. Mittels der Spannungsquelle ist es möglich, einen elektrischen Strom/eine elektrische Spannung zwischen dem Träger und der Rakel beziehungsweise der Folie anzulegen. Insbesondere ist es möglich, dass die Rakel sowohl als Stromleitung als auch als Druckmittel zum Auswirken eines Drucks auf die Folie verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Folie unmittelbar als Stromleitung verwendet wird. Mittels der Rakel wird die Folie, die an die elektrische Spannungsquelle unmittelbar angeschlossen ist, gegen den Waferverbund gedrückt.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Folie eine elektrisch leitfähige Polymerfolie auf. Somit ist eine ausreichend flexible und elastische Folie gebildet, die dabei einen ausreichenden und definierten elektrischen Stromfluss ermöglicht. Die Polymerfolie hat insbesondere einen genau definierten vorgegebenen elektrischen Widerstand. Gemäß Ausführungsbeispielen besteht die elektrisch leitfähige Folie aus der elektrisch leitfähigen Polymerfolie. Die Polymerfolie kann auch mehrschichtig aufgebaut sein.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Folie eine elektrisch leitfähige Metallschicht auf. Beispielsweise weist die elektrisch leitfähige Folie eine Kunststoffschicht aus einem Polymer, einem Elastomer oder einem Gummi auf. Zusätzlich ist die elektrisch leitfähige Metallschicht vorgesehen, die insbesondere für die elektrische Leitfähigkeit der Folie sorgt. Die Metallschicht ist beispielsweise nach Art eines Netzes, Siebs oder Gitters aufgebaut, um ausreichend elastisch und flexibel ausgebildet zu sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Folie mit einer Heizung gekoppelt, um die Folie zu erwärmen. Beispielsweise wird hierfür die Metallschicht verwendet, die geeignet ist, die Wärme über die Folie zu verteilen. Mittels der Heizung für die Folie ist es möglich, beispielsweise das Elastizitätsmodul der Folie auf einen gewünschten Wert einzustellen, sodass die Topologie der Halbleiterchips gut überformt wird und die Halbleiterchips in dem Bereich zuverlässig kontaktiert werden. Alternativ oder zusätzlich weist der Träger eine Heizung auf, um den Träger zu erwärmen. Auch dies dient zur Anpassung von Eigenschaften wie dem Elastizitätsmodul, um ein zuverlässiges Kontaktieren zu ermöglichen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Rakel eine Kammrakel. Die Kammrakel weist eine Mehrzahl von Zinken auf. Die Zinken sind beispielsweise aus einem Stahlblech geformt, das in kleinen Abständen, beispielsweise 100 µm, geschlitzt ist. Dadurch sind die Zinken ausgebildet. Die Zinken sind nutzbringend, um zuverlässig lokale Unebenheiten ausgleichen zu können. Die Breite der Zinken ist beispielsweise im Bereich eines Rasters der Halbleiterchips. Die Breite der Schlitze zwischen den Zinken ist beispielsweise kleiner als das Raster der Halbleiterchips in dem Waferverbund.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Rakel relativ zu dem Träger um eine Hauptachse der Rakel drehbar befestigt. Somit ist es möglich, dass die Rakel im Betrieb den Waferverbund in der Horizontalen überstreicht, um sequentiell alle Halbleiterchips des Waferverbunds zu überstreichen. Dabei ist eine Rotation ermöglicht, um einen möglichst gleichbleibenden Druck der Rakel auf den Waferverbund zu ermöglichen. Beispielsweise ist so eine Schiefstellung des Waferverbunds in dem Träger ausgleichbar. Insbesondere ist ein automatischer Keilfehlerausgleich möglich. Beispielsweise ist die Ragel um zwei Hauptachsen drehbar befestigt. Die zwei Hauptachsen stehen insbesonder quer zueinander.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Rakel ausgebildet, mittels der Folie die Halbleiterchips entlang einer Linie zu kontaktieren, wobei die Halbleiterchips außerhalb der Linie unbestromt sind. Somit ist eine verlässliche Prozessierung der Halbleiterchips möglich, bei der die fließenden elektrischen Ströme unterhalb vorgegebener Grenzwerte gehalten werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Träger einen Rahmen auf, der an eine Außenkontur des Waferverbunds angepasst ist. Der Rahmen weist die gleiche Höhe wie der Waferverbund auf. Der Rahmen dient zum Aufnehmen von Druckkräften der Rakel außerhalb des Waferverbunds. Beispielsweise bei einer kreisförmigen Außenkontur des Waferverbunds ist somit der Druck der Rakel auf den Waferverbund innerhalb vorgegebener Toleranzen entlang des Waferverbunds gleich groß.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Prozessierung einer Vielzahl von Halbleiterchips ein elektrisches Kontaktieren von Rückkontakten der Halbleiterchips. Ein Bereich einer elektrisch leitfähigen Folie wird gegen einen Teil von Vorderkontakten der Halbleiterchips gedrückt. Die Vorderkanten liegen den Rückkontakten gegenüber. Mittels des Drückens des Bereichs der Folie gegen den Teil der Vorderkontakte wird der Teil der Vorderkontakte elektrisch kontaktiert. Der Bereich der Folie wird verschoben.
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Insbesondere wird das Verfahren mittels einer beschriebenen Vorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform durchgeführt.
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Die in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen gelten auch für das Verfahren und umgekehrt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird an die Folie eine elektrische Spannung angelegt. Beispielsweise ist die elektrische Folie hierzu mit einer elektrischen Spannungsquelle unmittelbar verbunden. Dadurch ist ein verlässlicher und ausreichend gut definierter Stromfluss möglich.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Folie erwärmt. Somit ist eine gute Überformung der Halbleiterchips im Waferverbund realisierbar und dadurch ist eine zuverlässige Kontaktierung der Halbleiterchips an den Vorderkontakten realisiert.
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Gemäß einer Ausführungsform wird der Bereich der Folie mittels einer Rakel gegen den Teil der Vorderkontakte gedrückt. Dadurch ist eine einfache und zuverlässige Kontaktierung der Vorderkontakte der Halbleiterchips möglich und dabei ist das Verschieben des Bereichs einfach realisierbar. Insbesondere wird der Bereich der Folie verschoben, indem die Rakel relativ zu der Folie und dem Waferverbund verschoben wird.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Rakel in Abhängigkeit von einer Ausrichtung des Waferverbunds relativ zu einer Horizontalen gedreht. Insbesondere ist eine Rotation um zwei Hauptachsen der Rakelt möglich, die senkrecht aufeinander stehen. Somit ist beispielsweise ein Ausgleichen einer Schrägstellung des Waferverbunds möglich, insbesondere ein sogenannter automatischer Keilfehlerausgleich. Der Keilfehlerausgleich wird auch durch die Flexibiltät der Rakel realisiert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden, in Zusammenhang mit den Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung und eines Waferverbunds gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 die Vorrichtung gemäß 1 in einer weiteren schematischen Darstellung,
- 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung und eines Waferverbunds gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 4 die Vorrichtung gemäß 3 in einer weiteren schematischen Darstellung,
- 5 ein schematische Darstellung einer Rakel gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- 6 ein schematische Darstellung einer Rakel gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine Vorrichtung 100 zur Prozessierung einer Vielzahl von Halbleiterchips 101 in einem Waferverbund 102. Der zu prozessierende Waferverbund 102 wird auf einen Träger 103 (2 und 4) angeordnet, beispielsweise einem Metallchuck. Rückkontakte 104 der Halbleiterchips 101 sind in Kontakt mit dem Träger 103 und mittels des Trägers 103 elektrisch kontaktierbar. Die Prozessierung umfasst beispielsweise ein Testen und/oder Vermessen und/oder Kategorisieren der Halbleiterchips 101.
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Die Vorrichtung 100 weist eine elektrisch leitfähige Folie 105 auf. Die Folie 105 weist eine elektrisch leitfähige Polymerfolie 111 auf, auch Widerstandsfolie genannt. Zudem weist die Folie 105 eine Metallschicht 102 auf. Die Metallschicht ist beispielsweise nach Art eines Gitters, Siebes oder Netzes ausgebildet. Die Polymerfolie 111 und die Metallschicht 102 sind miteinander verbunden.
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Die Folie 105 ist mittels eines Spannrahmens 117 beabstandet zu dem Waferverbund 102 gehalten. Beispielsweise weist der Spannrahmen 117 eine Spannvorrichtung 122 auf, die eine vorgegebene Spannung auf die Folie 105 auswirkt.
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Wie in 2 dargestellt, ist die Folie 105 mit einer Spannungsquelle 110 verbunden. Zudem ist der Träger 103 mit der Spannungsquelle 110 verbunden.
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Die Folie 105 dient zur elektrischen Kontaktierung eines Teils der Halbleiterchips 101 des Waferverbunds 102 gleichzeitig. Sequentiell sind mittels der Folie 105 sämtliche Halbleiterchips 101 des Waferverbunds 102 kontaktierbar. In einem Bereich 108, in dem die Folie 105 Vorderkontakte 106 der Halbleiterchips 101 berührt, fließt ein Strom durch diese Halbleiterchips 101. Die Folie 105 dient somit als Kontaktierungsmittels zum Anlegen einer elektrischen Spannung an eine Mehrzahl der Halbleiterchips 101, wobei ein weiterer Teil der Halbleiterchips 101 unbestromt bleibt.
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Zum Drücken der Folie 105 gegen die Vorderkontakte 106 ist eine Rakel 107 vorgesehen. Die Rakel 107 ist ausgebildet, die Folie 105 entlang einer Richtung 109 gegen den Waferverbund 102 zu drücken. In dem Bereich 108, in dem die Rakel 107 die Folie 105 gegen die Halbleiterchips 101 drückt, kann ein elektrischer Strom fließen. Außerhalb des Bereichs 108 ist die Folie 105 weiterhin beabstandet zum Waferverbund 102 angeordnet, sodass die unbestromten Bereiche 123 ausgebildet sind. In diesen Bereichen sind die Vorderkontakte 106 der Halbleiterchips 101 nicht in Kontakt mit der Folie 105 und somit fließt kein Strom durch diese Halbleiterchips 101. Die Rakel 107 wird entlang einer Verschieberichtung 121 relativ zu der Folie 105 und relativ zu dem Waferverbund 102 sowie dem Träger 103 bewegt. Somit wird der Bereich 108 entlang der Verschieberichtung 121 verschoben. Dadurch werden nach und nach sämtliche Halbleiterchips 101 des Waferverbunds 102 in Kontakt mit der Folie 105 gebracht.
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Die Folie 105 ist gemäß Ausführungsbeispiel mit einer Heizung 113 verbunden. Die Heizung 113 dient zum definierten Erwärmen der Folie 105. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen wird auf die Heizung 113 für die Folie 105 verzichtet.
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Wie in 2 dargestellt, ist es möglich, dass der Träger 103 mit der Heizung 113 verbunden ist. Somit ist der Träger 103 auf eine vorgegebene Temperatur erwärmbar. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen wird auf die Heizung 113 für den Träger 103 verzichtet. Die Heizung 113 für die Folie 105 und/oder den Träger 103 dient zum Beheizen des Trägers 103 und/oder der Folie 105, beispielsweise der Metallschicht 112 der Folie 105. Somit ist beispielsweise mittels der Temperatur das Elastizitätsmodul der Folie 105 einstellbar, um die Topologie der Halbleiterchips 101 in dem Waferverbund 102 ausreichend überformen zu können und somit die Vorderkontakte 106 zuverlässig elektrisch kontaktieren zu können.
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Mittels des Andrückens der Folie 105 mittels der Rakel 107 wird die der Folie 105 zugewandte Vorderseite des Waferverbunds 102, an der die Vorderkontakte 106 angeordnet sind, nicht vollflächig kontaktiert, sondern linienförmig. Insbesondere kontaktiert die Folie 105 die Vorderkontakte 106 entlang einer Linie 116. Dabei wird beispielsweise eine einzige Reihe der Halbleiterchips 101 kontaktiert oder mehr als eine Reihe, beispielsweise zwei, drei oder bis zu zehn Reihen. Jedoch werden nicht sämtliche Vorderkontakte 106 gleichzeitig kontaktiert. Beispielsweise wird als Metallschicht 112 eine dünne Metallfolie verwendet, die mit der Polymerfolie 111 verbunden ist. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen wird auf die Polymerfolie 111 verzichtet, sodass nur die Metallschicht 112 vorgesehen ist. Die Folie 105, und insbesondere die Polymerfolie 111, dient auch dazu, den Stromfluss im Falle eines Kurzschlusses zu begrenzen, beispielsweise bei einem defekten Halbleiterchip 101.
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Mittels des Andrückens der Folie 105 in dem Bereich 108 entsteht eine Kontaktlinie entlang der Linie 116, auf der alle Halbleiterchips 101 entlang dieser Kontaktlinie mit der angelegten Spannung der Spannungsquelle 110 belastet werden.
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Der ganze Waferverbund 102 wird prozessiert, in dem die Rakel 107 entlang der Verschieberichtung 121 über den Waferverbund 102 fährt. Dadurch verschiebt sich die Linie 116 entlang des Waferverbunds 102 und somit auch die Kontaktlinie. Der Bereich 108, in dem die Kontaktlinie ausgebildet ist, wird über den ganzen Waferverbund 102 bewegt. Die Verschieberichtung 121 verläuft im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche 125 des Waferverbunds 102, die der Folie 105 zugewandt ist.
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Die Rakel 107 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 102 ist beispielsweise eine Kunststoffrakel. Diese ist als Vollmaterial homogen ausgebildet, beispielsweise aus einem Elastomer oder einem Metall mit geeignetem Elastizitätsmodul. Die Rakel 107 ist flexibel und elastisch, um lokale Unebenheiten auf der Oberfläche 125 ausgleichen zu können.
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Zudem ist die Rakel 107 entlang der Richtung 109 relativ zu dem Träger 103 drehbar befestigt. Die Rakel 107 ist um eine Hauptachse 127 drehbar. Alternativ oder zusätzlich ist die Rakel 107 drehbar um eine weitere Hauptachse 128 drehbar. Die Hauptachse 127 und die Hauptachse 128 stehen senkrecht aufeinander. Die Hauptachse 128 entspricht beispielsweise einer Längsrichtung der Rakel 107, entlang derer die Rakel 107 ihre größte Ausdehnung aufweist. Somit können Abweichungen der Oberfläche 125 des Waferverbunds 102 zu einer Horizontalen 120 entlang der Verschieberichtung 121 verlässlich ausgeglichen werden. Beispielsweise bleibt ein Abstand der Rakel 107 zu der Oberfläche 125 des Waferverbunds 102 entlang der Verschieberichtung 121 gleich, auch wenn sich ein Abstand der Rakel 107 zu dem Träger 103 entlang der Verschieberichtung 121 ändert. Somit können die Druckkräfte der Rakel 107 auf den Waferverbund 102 konstant gehalten werden. Dazu trägt auch eine Flexibilität der Rakel 107 bei.
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Gemäß Ausführungsbeispielen weist der Träger 103 einen Rahmen 118 auf. Der Rahmen 118 weist innerhalb vorgegebener Toleranzen eine gleiche Höhe 119 entlang der Richtung 109 auf wie der Waferverbund 102. Der Rahmen 118 ist an einer Außenkontur 124 des Waferverbunds 102 angepasst, beispielsweise an eine runde oder mehreckige Außenkontur 124 des Waferverbunds 102. Der Rahmen 118 nimmt Druckkräfte der Rakel 107 auf. Somit wird eine unterschiedliche Länge des Waferverbunds 102 in dem Bereich 108 entlang der Verschieberichtung 121 ausgeglichen, um innerhalb vorgegebener Toleranzen stets einen gleichbleibenden Druck auf den Waferverbund 102 auswirken zu können. Bei einer geringen Breite des Waferverbunds 102 wird mehr Druck auf den Rahmen 118 entlang der Kontaktlinie 108 aufgebracht als bei einer großen Breite des Waferverbunds 102.
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3 und 4 zeigen die Vorrichtung 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 100 entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel wie im Zusammenhang mit 1 und 2 erläutert. Nachfolgend wird vorrangig auf die Unterschiede des Ausführungsbeispiels der 3 und 4 zu dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 eingegangen. Auch Kombinationen einzelner Elemente der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind möglich. Beispielsweise ist die Rakel 107, wie im Zusammenhang mit 3 und 4 beschrieben, auch in dem Ausführungsbeispiel, wie im Zusammenhang mit 1 und 2 beschrieben, einsetzbar und umgekehrt. Zudem sind beispielsweise die unterschiedlichen Ausgestaltungen der Folie 105 in den verschiedenen Vorrichtungen 100 einsetzbar.
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Die Folie 105 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 weist lediglich die elektrisch leitfähige Polymerfolie 111 auf. Auf eine zusätzliche elektrisch leitfähige Schicht wie die Metallschicht 112 wird verzichtet. Die Polymerfolie 111 dient insbesondere zur Begrenzung des Stromflusses im Falle eines Kurzschlusses.
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Die Spannungsquelle 110 ist direkt mit der Rakel 107 gekoppelt. Die Rakel 107 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise einem elastischen Metallblech, gebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rakel 107 als Kammrakel 114 ausgebildet. Es ist auch möglich, eine andere Ausgestaltung der Rakel 107 direkt mit der Spannungsquelle 107 zu verbinden, beispielsweise eine Rakel 107 aus Vollmaterial wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben.
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Die Kammrakel 114 weist eine Mehrzahl von Zinken 115 auf, zwischen denen jeweils ein Schlitz 126 ist. Beispielsweise werden die Schlitze 126 in einem Abstand in Abhängigkeit des Rasters der Halbleiterchips 101 des Waferverbunds 102 in ein Metallblech eingebracht. Beispielsweise weisen die Schlitze 126 jeweils einen Abstand von etwa 100 µm zueinander auf. Dadurch werden die Zinken 115 gebildet, die zum Auswirken der Druckkraft entlang der Richtung 109 und zum elektrischen Kontaktieren dienen. Die Zinken 115 sind zudem elastisch und flexibel genug, um lokale Unebenheiten auf der Oberfläche 125 verlässlich ausgleichen zu können. Die Breite der einzelnen Zinken 115 ist insbesondere im Bereich der Breite der einzelnen Halbleiterchips 101. In dem Bereich 108, in dem die Rakel 107 die Folie 105 gegen die Vorderkontakte 106 der Halbleiterchips 101 drückt, ist eine Spannung zwischen der Rakel 107 durch die Folie 105 hindurch und dem Träger 103 angelegt.
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Es ist auch möglich, die Metallschicht 112 zusätzlich zur Polymerfolie 111 vorzusehen, auch wenn die Spannungsquelle 110 direkt mit der Rakel 107 verbunden ist. Die Metallschicht 112 dient dann insbesondere dazu, Tangentialkräfte aufzunehmen, die die Rakel beim Verfahren entlang der Verschieberichtung 112 erzeugt. Die Polymerfolie 111, die als Widerstandsfolie dient, ist dann lediglich Vertikalkräften ausgesetzt.
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5 zeigt die Rakel 107 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Rakel weist eine Halterung 129 auf. Mittels der Halterung 129 ist die Rakel 107 befestigt, beispielsweise an einer Aufhängung der Vorrichtung 100. Die Halterung 129 wirkt beispielsweise elektrisch isolierend. Die Halterung 129 ist beispielsweise aus einem Kunststoff. Die Halterung 129 weist beispielsweise einen Faserkunststoffverbund auf oder besteht aus einem Faserkunststoffverbund, auch Hartgewebe genannt.
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Zum Auswirken des Drucks auf die Folie 105 weist die Rakel 107 ein Rakelblatt 130 auf. Das Rakelblatt 130 ist im Betrieb in direktem Kontakt mit der Folie 105. Das Rakelblatt 130 ist mittels einer Befestigung 131 an der Halterung 129 fixiert.
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Die Befestigung 131 weist beispielsweise eine oder mehrere Schrauben auf.
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Das Rakelblatt 130 weist im Ausführungsbeispiel gemäß 5 ein erstes Teilblatt 132 und ein zweites Teilblatt 133 auf. Die beiden Teilblätter 132, 133 sind beispielsweise jeweils aus einem Metall, beispielsweise aus einem Stahl.
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Das erste Teilblatt 132 ist beispielsweise in Kontakt mit der Halterung 129. Das erste Teilblatt 132 ist zwischen der Halterung 129 und dem zweiten Teilblatt 133 angeordnet. Das erste Teilblatt 132 ist dicker ausgebildet als das zweite Teilblatt 133. Beispielsweise weist das erste Teilblatt 132 eine Dicke zwischen 2 und 5 mm auf, beispielsweise 3 mm.
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Das zweite Teilblatt 133 dient zum Auswirken des Drucks auf die Folie 105. Im Betrieb ist das zweite Teilblatt 133 in direktem Kontakt mit der Folie 105. Das zweite Teilblatt 133 ist dünner als das erste Teilblatt 132. Beispielsweise weist das zweite Teilblatt 133 eine Dicke zwischen 100 µm und 200 µm auf, beispielsweise 150 µm. Beispielsweise ist das zweite Teilblatt 133 nach Art einer Hasberg-Folie ausgestaltet.
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Das zweite Teilblatt 133 weist einen Vorsprung 137 auf. Der Vorsprung 137 springt über das erste Teilblatt 132 vor. Mittels des Vorsprungs 137 des zweiten Teilblatts 133 wird ein flexibler Bereich des Rakelblatts 130 ausgebildet. Zudem ist die Aufdruckfläche des Rakelblatts 130 auf die Folie 150 reduziert im Vergleich zur gesamten Dicke des Rakelblatts 130.
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6 zeigt die Rakel 107 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Halterung 129 und die Befestigung 131 sind beispielsweise korrespondierend zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 ausgebildet. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 5 weist das Rakelblatt 130 gemäß 6 ein Laminat 134 auf.
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Das Laminat 134 ist ein Verbund von Schichten aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise mindestens zwei unterschiedlichen Materialien 135, 136. Beispielsweise ist eine Schicht des zweiten Materials 136 zwischen zwei Schichten des ersten Materials 135 einlaminiert. Das erste Material 135 ist beispielsweise weicher als das zweite Material 136. Das zweite Material 136 ist beispielsweise härter als das erste Material 135. Die beiden Materialien 135 und 136 sind beispielsweise jeweils Kunststoffe, ein Kunststoff und ein Metall oder andere Materialkombinationen.
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Das weichere erste Material 135 ermöglicht eine Flexibilität und Elastizität des Rakelblatts 130. Das härtere zweite Material 136, das an dem Vorsprung 137 über das erste Material 135 vorspringt, ermöglicht ein ausreichend festes und präzises Aufdrücken der Folie 105 auf den Waferverbund 102. Dazu ist an dem zweiten Material 136 beispielsweise eine Spitze ausgebildet.
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Das Rakelblatt 130 ist so an der Halterung 129 befestigt, dass das Rakelblatt 130 relativ zur Richtung 109 geneigt ausgebildet ist. Die Halterung 129 ist so ausgestaltet, dass das Rakelblatt 130 die Neigung relativ zur Richtung 109 aufweist. Somit wird eine Relativbewegung zwischen der Spitze des Rakelblatts 130 und dem Träger 102 und/oder der Halterung 129 erleichtert.
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Mittels der Vorrichtung 100, in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen und auch in den möglichen Kombinationen der einzelnen Elemente der Vorrichtung 100 ist eine einfache Kontaktierung lediglich eines Teils der Halbleiterchips 101 in dem Waferverbund 102 möglich, da die Rakel 107 vorgibt, dass stets nur entlang der Linie 116 kontaktiert wird. Die Aufhängung der Rakel 107, die eine Kippbewegung um die Hauptachse 127 entlang der Richtung 107 ermöglicht, sorgt insbesondere dafür, dass eine Schiefstellung des Waferverbunds 102 ausgeglichen werden kann, insbesondere ein sogenannter automatischer Keilfehlerausgleich. Hierzu tragen auch eine Kippbewegung um die Hauptachse 128 und/oder die Flexibilität der Rakel 107 bei, beispielsweise aufgrund des Materials der Rakel 107 wie Gummi oder der Ausbildung als Kammrakel 115.
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Die Folie 105, insbesondere die Polymerfolie ermöglicht den Ausgleich lokaler Unebenheiten auf der Oberfläche 125. Dadurch kann auf eine zusätzliche Ausgleichsfolie verzichtet werden, die ansonsten lokale Unebenheiten auf der Oberfläche 125 ausgleicht. Die Kammrakel 114 ist insbesondere zudem nutzbringend, da der Kontaktdruck auf den Waferverbund 102 immer gleich bleibt, unabhängig davon, an welcher Stelle des Waferverbunds sich die Rakel befindet. Selbst am Anfang der Prozessierung, wenn der Waferverbund 102 eine geringe Breite aufweist, und die Kontaktlinie entsprechend kurz ist, wird mittels der Zinken 115 realisiert, dass nicht die gesamte Kraft der Rakel 107 ausgewirkt wird und ein zu hoher Kontaktdruck erzeugt wird. Dies wird auch mittels der Verwendung des Rahmens 128 erreicht. Durch die linienförmige Kontaktierung ist der im Betrieb maximal auftretende Strom deutlich geringer als beispielsweise bei herkömmlichen vollflächigen Kontaktierungen und kann beispielsweise auf unter 2 A beschränkt werden in Abhängigkeit der Anzahl der Halbleiterchips 102, die gleichzeitig kontaktiert werden.
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Die Vorderkontakte 106 werden auf einer dem Träger 103 abgewandten Seite des Waferverbunds 102 in die Bereiche 108 kontaktiert und in den unbestromten Bereichen 123 nicht kontaktiert. Zwischen der Folie 105 und/oder der Rakel 107 sowie dem Träger 103 wird eine ausreichend hohe Spannung in Sperrrichtung der Halbleiterchips 101 angelegt, dass rückwärtsschwache Halbleiterchips 101 beschädigt werden. Anschließend wird beispielsweise eine Prozessierung der Halbleiterchips 101 des Waferverbunds 102 abhängig von einem Leuchtbild durchgeführt, welches durch emittierte Strahlung generiert wird, die von den Halbleiterchips 101 hervorgerufen wird. Die Strahlung emittierenden Halbleiterchips 101 werden dabei beispielsweise als intakt eingestuft.
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Unter rückwärtsschwachen Halbleiterchips sind insbesondere diejenigen Halbleiterchips 101 zu verstehen, die eine tatsächliche Durchbruchspannung aufweisen, die von einer vorgegebenen Solldurchbruchspannung maßgeblich abweicht. Mit anderen Worten wird bei rückwärtsschwachen Halbleiterchips ein Stromfluss durch die entsprechenden Halbleiterchips 101 im Durchbruchbereich des Halbleiterchips bereits bei Anlegen einer betragsmäßig geringeren Spannung als der vorgegebenen Solldurchbruchspannung erreicht. Eine Bestromung der Halbleiterchips 101 unter derartigen Bedingungen führt in der Regel dazu, dass ein sogenannter Nebenschlusspfad im Halbleiterchip entsteht. Somit bleibt die Emission von elektromagnetischer Strahlung im Betrieb aus oder tritt nur stark vermindert auf.
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Die Vorrichtung 100 mit der linienförmigen Kontaktierung der Halbleiterchips 101 mittels der Rakel 107 ermöglicht ein schnelles und kostengünstiges Vermessen der Chips 101 des Waferverbunds 102.
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Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Dies bezieht sich beispielsweise auf die unterschiedlichen Ausgestaltungen und Kontaktierungen der Rakel und der Folie, die beliebig kombiniert werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 101
- Halbleiterchip
- 102
- Waferverbund
- 103
- Träger
- 104
- Rückkontakte
- 105
- Folie
- 106
- Vorderkontakte
- 107
- Rakel
- 108
- Bereich
- 109
- Richtung
- 110
- Spannungsquelle
- 111
- Polymerfolie
- 112
- Metallschicht
- 113
- Heizung
- 114
- Kammrakel
- 115
- Zinken
- 116
- Linie
- 117
- Spannrahmen
- 118
- Rahmen
- 119
- Höhe
- 120
- Horizontalen
- 121
- Verschieberichtung
- 122
- Spannvorrichtung
- 123
- unbestromter Bereich
- 124
- Außenkontur
- 125
- Oberfläche
- 126
- Schlitz
- 127, 128
- Hauptachse
- 129
- Halterung
- 130
- Rakelblatt
- 131
- Befestigung
- 132, 133
- Teilblatt
- 134
- Laminat
- 135, 136
- Material
- 137
- Vorsprung
