MIKROCHIPSUBSTRATES

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1.

Für Mikrochips werden verschiedene Metallstrukturen, die durch elektrolytische Prozesse erzeugt werden, benötigt. Die

Mikrochips werden beispielsweise auf Basis von Wafern oder

Panels erzeugt.

Die Metallstrukturen bestehen z.B. aus Kupfer und dienen

beispielsweise zum elektrischen Verdrahten von Bauelementen.

Bekannte Metallisierungsanlagen erfüllen zwar die technischen Erfordernisse, allerdings sind die Verfahrenskosten,

insbesondere bei langen Verfahrenszeiten oder bei dicken

Metallschichten (Through Silicon Via-Metallisierung) , sehr hoch.

Es ist schon vorgeschlagen worden, zum Senken der Prozesskosten die Anzahl der je Zeiteinheit und je Metallisierungsbecken

(Elektrolytbad) zu metallisierenden Mikrochipsubstrate zu erhöhen .

In diesem Zusammenhang ist vorgeschlagen worden, die

Mikrochipsubstrate in einer Kolonne („Batch") anzuordnen und die gesamte Kolonne auf einmal zu metallisieren.

Für das elektrolytische Metallisieren muss das Mikrochipsubstrat (z.B. ein Wafer oder ein Panel) auf einer Halterung fixiert werden. Die Vorderseite des Mikrochipsubstrates muss an dem Rand des Mikrochipsubstrates elektrisch kontaktiert werden. Die

Rückseite des Mikrochipsubstrates muss vor dem Elektrolyt geschützt werden. Um das Metallisieren von mehreren Mikrochipsubstraten gleichzeitig zu ermöglichen, sollen die Oberfläche der Halterung und die Oberfläche des Mikrochipsubstrates und die Anode so gut wie möglich miteinander fluchten und zueinander planar und parallel ausgerichtet sein. Die Oberfläche des

Mikrochipsubstrates und die Oberfläche der Halterung sollen im besten Fall eine Ebene bilden. Die Oberfläche der Anode ist parallel dazu.

Die nötigen Funktionalitäten

- Fixieren des Mikrochipsubstrates,

- Kontaktieren der Vorderseite des Mikrochipsubstrates und

- Schützen der Kontakte auf der Vorderseite des

Mikrochipsubstrates ergeben im Stand der Technik allerdings eine Topographiestufe, die mit der geforderten Planheit im Widerspruch steht.

Häufig werden im Stand der Technik aufwändige Maßnahmen mit Klemmen verwendet (vgl. KR 2013/0018633 A) .

Einschlägige Vorschläge sind weiters aus JP 2014210923 A, US 2018197729 Al und US 2016240504 Al bekannt.

US 2015/0068890 Al zeigt eine Anordnung zum elektrischen

Kontaktieren eines Substrates beim elektrolytischen

Metallisieren, wobei im Bereich des Außenrandes des Substrates wenigstens ein elektrischer Kontakt vorgesehen ist, der mit der Vorderseite des Substrates in elektrisch leitender Verbindung steht. Der elektrische Kontakt ist durch eine auf seiner vom Substrat abgewandten Seite anliegende Schicht in Anlage an die Vorderseite des Substrates gehalten. US 2015/0068890 Al zeigt nicht, dass es sich bei dem Substrat um ein Mikrochipsubstrat handelt .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Kontaktieren von Mikrochipsubstraten vorzuschlagen, bei der die zuvor erwähnte Topographiestufe verkleinert oder überhaupt vermieden ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Anordnung, welche die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zum elektrischen

Kontaktieren eines Mikrochipsubstrates ist wenigstens ein elektrischer Kontakt vorgesehen, der im Bereich des Außenrandes des Mikrochipsubstrates angeordnet ist und der mit der

Vorderseite des Mikrochipsubstrates in elektrisch leitender Verbindung steht. Der elektrische Kontakt wird durch eine auf seiner vom Mikrochipsubstrat abgewandten Seite aufliegende

Schicht in Anlage an die Vorderseite des Mikrochipsubstrates gehalten. Das ergibt nicht nur einen guten elektrischen Kontakt, sondern auch eine Anordnung, welche die im Stand der Technik gegebene, nachteilige Topographiestufe vermeidet.

Bei der Erfindung ist die Schicht eine Polymerfolie .

In einer Ausführungsform der Erfindung ist der elektrische

Kontakt ein Ring aus elektrisch leitendem Werkstoff

(„Leiterbahn"), der bevorzugt auf die Vorderseite des

Mikrochipsubstrates ragende, und beispielsweise auf dieser anliegende, Vorsprünge aufweist.

In einer alternativen Ausführungsform wird der elektrische Kontakt durch mehrere, über den Außenrand des

Mikrochipsubstrates verteilt angeordnete Streifen aus elektrisch leitendem Werkstoff gebildet. Diese Streifen sind bei einem kreisrunden Mikrochipsubstrat bevorzugt bezüglich des

Mikrochipsubstrates radial ausgerichtet.

Sowohl die auf der Vorderseite des Mikrochipsubstrates

anliegenden Vorsprünge des Ringes aus elektrisch leitendem

Werkstoff („Leiterbahn") als auch die (radial inneren) Enden der Streifen, die auf der Vorderseite des Mikrochipsubstrates anliegen, können auf das Mikrochipsubstrat hin abgebogene Enden oder auf das Mikrochipsubstrat hin abstehende Grate oder Zacken aufweisen. Wenn die freien Enden der Vorsprünge oder die Enden der Streifen, die auf dem Mikrochipsubstrat anliegen, abgebogen sind, ergibt sich ein besonders guter elektrischer Kontakt. Das Gleiche gilt, wenn Ränder der Vorsprünge und/oder Ränder der Streifen auf das Mikrochipsubstrat hin abstehende Grate oder Zacken aufweisen.

Die Grate oder Zacken können beispielsweise beim Stanzen

elektrischer Kontakte in Form des Ringes oder der Streifen gebildet werden.

Im Rahmen der Erfindung umfasst die Anordnung eine Halterung für das Mikrochipsubstrat, die eine Vertiefung aufweist, in welcher das Mikrochipsubstrat aufgenommen ist. Zum Fixieren des

Mikrochipsubstrates in der Vertiefung ist beispielsweise eine mit Unterdrück beaufschlagbare Öffnung vorgesehen. Die Öffnung kann mit Nuten kommunizierend ausgebildet sein. Die Nuten umfassen beispielsweise zwei oder mehrere konzentrische, kreisförmige Nuten, die miteinander durch wenigstens eine radial verlaufende Verbindungsnut verbunden sind. So ist ein

gleichmäßiges Beaufschlagen der Vertiefung mit Unterdrück und ein sicheres Halten des Mikrochipsubstrates in der Vertiefung der Halterung gewährleistet. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Elektrolytbad mit mehreren Anoden und darüber eine

Substratkolonne,

Fig . 2 das Elektrolytbad aus Fig. 1, wobei die

Substratkolonne in das Elektrolytbad eingetaucht ist,

Fig . 3 eine erste Ausführungsform einer Anordnung zum

Kontaktieren eines Mikrochipsubstrates,

Fig. 4 eine vergrößerte Einzelheit von Fig. 3,

Fig . 5 eine weiter vergrößerte Einzelheit von Fig. 3,

Fig . 6 ein Detail von Fig. 5 in vergrößertem Maßstab,

Fig . 7 einen einzelnen Vorsprung der Anordnung der Fig. 3

bis 6,

Fig . 8 eine alternative Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig . 9 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit der Anordnung von Fig. 8,

Fig. 10 eine Halterung für ein Mikrochipsubstrat und

Fig. 11 in mehr Einzelheiten einen Teil der Anordnung von Fig.

8 mit der Halterung.

Fig. 1 zeigt, wie mehrere Mikrochipsubstrate 2 - von Halterungen 6 gehalten - zu einer Substratkolonne 3 zusammengefasst, elektrisch kontaktiert und als Arbeitselektroden, beispielsweise als Kathoden, gepolt sind. In dem Elektrolytbad 4 sind mehrere Anoden 5 vorgesehen, wobei neben dem Elektrolytbad 4

Prozessmodule 25 vorgesehen sind.

Fig. 2 zeigt, dass die als Arbeitselektroden, beispielsweise als Kathoden, gepolten Mikrochipsubstrate 2 mit ihren Halterungen 6 so in das Elektrolytbad 4 eingetaucht sind, dass jeweils einem Mikrochipsubstrat eine Arbeitselektrode, beispielsweise eine Anode 5, zugeordnet ist. Durch die in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile 7 wird eine im Elektrolytbad erzeugte Strömung symbolisiert. Sobald die elektrolytische Metallisierung der Mikrochipsubstrate 2 erledigt ist, werden die Mikrochipsubstrate 2 aus dem Elektrolytbad 4 (Metallisierungsbecken) wieder

herausgehoben .

Bei der in den Fig. 3 bis 7 gezeigten Anordnung 1 ist die

Halterung 6 für ein Mikrochipsubstrat 2 vorgesehen. Um das Mikrochipsubstrat 2 elektrisch zu kontaktieren, ist ein Kontakt 8 in Form eines Ringes 16 aus elektrisch leitendem Werkstoff vorgesehen. Der Kontakt 8 ist elektrisch leitend mit einer

Stromschiene 9 verbunden, so dass die Vorderseite des

Mikrochipsubstrates 2 beim elektrolytischen Metallisieren als Arbeitselektroden, beispielsweise als Kathoden, gepolt werden kann .

Die Stromschiene 9 ist seitlich aus der Halterung 6

herausgeführt .

Es ist darauf hinzuweisen, dass das Mikrochipsubstrat 2 in einer Vertiefung 10 der Halterung 6 (vgl. Fig. 5 und 6) aufgenommen ist, wobei im Boden 11 der Vertiefung 10 Nuten 12 und 13, die zur Vertiefung 10 hin offen sind, vorgesehen sind, die über eine Öffnung 14 mit Unterdrück beaufschlagt werden können (vgl. Fig. 10 und 11) .

Auf dem ringförmigen Kontakt 8 ist eine im Beispiel ringförmige Schicht 15 in Form einer Polymerfolie angeordnet, die in einer Ausführungsform auf ihrer dem Mikrochipsubstrat 2 zugekehrten Seite Klebstoff aufweist, sodass sie mit der Oberseite des Mikrochipsubstrates 2 und mit dem ringförmigen Kontakt 8

(„Leiterbahn") sowie mit der Stromschiene 9 verklebt werden kann .

Der in Form eines Ringes 16 ausgebildete Kontakt 8 weist nicht nur Vorsprünge 17 auf, die radial nach außen auf die Stromschiene 9 hinweisen, sondern auch Vorsprünge 18, die nach innen weisen und auf der Vorderseite des Mikrochipsubstrates 2 aufliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der den elektrischen Kontakt 8 bildende Ring 16 („Leiterbahn") eine Kupferfolie. Durch das Herstellen des elektrischen Kontaktes 8, z.B. durch Stanzen oder Lasern, kann das Ausbilden der Kanten, insbesondere der Vorsprünge 18 des elektrischen Kontaktes 8, so gesteuert werden, dass die Kanten gezackt oder mit Graten ausgebildet werden. Dabei ist auch ein auf die Oberseite des Mikrochipsubstrates 2 hin umgebogenes vorderes, freies Ende 20 der Vorsprünge 18 in Form einer Zacke 19 in Betracht gezogen. Durch die Zacken 19 ebenso wie durch die Grate ergibt sich eine gut elektrisch leitende Verbindung zwischen der Vorderseite des Mikrochipsubstrates 2 der Stromschiene 9.

Bei der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 1 wird der elektrische Kontakte 8 durch mehrere Streifen 21 gebildet. Die Streifen 21 sind über den Umfang des Mikrochipsubstrates 2 verteilt angeordnet und im Wesentlichen radial zu diesem ausgerichtet. Die Streifen 21 werden durch eine Schicht 15, z.B. in Form einer Polymerfolie, sowohl in Anlage an die Oberseite des Mikrochipsubstrates 2 gehalten als auch gegen die Stromschiene 9 gedrückt, sodass hier eine gut elektrisch leitende Verbindung gegeben ist.

Die Schicht 15 aus Polymerfolie ist so wie bei der in Fig. 3 bis 7 gezeigten Ausführungsform auch bei der in Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsform ringförmig ausgebildet, reicht innen bis auf das Mikrochipsubstrat 2 und außen bis über die

Stromschiene 9 und ist in einer Ausführungsform sowohl mit dem Mikrochipsubstrat 2 als auch mit der Stromschiene 9 mit Hilfe eines Klebers verbunden.

In den Fig. 10 und 11 ist eine Halterung 6 für ein

Mikrochipsubstrat 2 gezeigt, wobei in der Vertiefung 10, in welcher das Mikrochipsubstrat 2 aufgenommen wird, ringförmige Nuten 12 vorgesehen sind, die zur Vertiefung 10 hin offen sind. Die ringförmigen Nuten 12 sind miteinander durch radial

ausgerichtete Verbindungsnuten 13 verbunden. In der Mitte der Vertiefung 10 ist die Öffnung 14 vorgesehen, über die die Nuten 12 und 13 mit Unterdrück beaufschlagt werden können.

Da die Vertiefung 10 eine Höhe hat, die der Dicke des

Mikrochipsubstrates 2 entspricht oder im Wesentlichen

entspricht, ist die störende Topographiestufe vermieden.

Anstelle der Schicht 15 in Form einer Polymerfolie kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung 1 auch eine Schicht 15 in Form von Laminat oder in Form einer Lackschicht vorgesehen sein. Auch durch das Laminat oder die Lackschicht wird der elektrische Kontakt 8 (z.B. der Ring 16 oder die Streifen 21) in elektrisch leitender Anlage an der Vorderseite des Mikrochipsubstrates 2 und an der Stromschiene 9 gehalten.

Im Rahmen der Erfindung ist in Betracht gezogen, den

elektrischen Kontakt 8 so zu erzeugen, dass eine Schicht 15, beispielsweise eine Polymerfolie, ohne mit Klebstoff beschichtet zu sein, mit den Kontakt 8 bildenden Leiterbahnen beschichtet wird. Im Anschluss daran wird die mit Leiterbahnen versehene Schicht 15, beispielsweis die Polymerfolie, mit einem elektrisch leitfähigen Kleber beschichtet und dann auf dem

Mikrochipsubstrat 2 und der Stromschiene 9 durch Ankleben befestigt, so dass das angestrebte elektrische Kontaktieren der Vorderseite des Mikrochipsubstrates 2 gegeben ist.

Im Rahmen der Erfindung ist in Betracht gezogen, die in der erfindungsgemäßen Anordnung 1 vorgesehene Schicht 15 ablösbar auszubilden, damit sie nach dem Metallisieren wieder vom

Mikrochipsubstrat 2 abgelöst werden kann. Wenn die den elektrischen Kontakt 8 (z.B. der Ring 16 oder die

Streifen 21) an die Vorderseite des Mikrochipsubstrates

drückende Schicht 15 ein Laminat ist, kann dieses durch Erwärmen (wenigstens) der dem Mikrochipsubstrat 2 zugekehrten Seite des Laminates an dem Mikrochipsubstrat 2 und an der Stromschiene 9 befestigt werden, um den elektrischen Kontakt 8 an die

Vorderseite des Mikrochipsubstrates 2 und an die Stromschiene 9 zu drücken.

Wenn die Halterung 6 für das Mikrochipsubstrat 2 eine Vertiefung 10 aufweist, die mit Unterdrück beaufschlagbar ist, ergibt sich weiters der Vorteil, dass das Abziehen der den elektrischen Kontakt 8 an das Mikrochipsubstrat 2 und an die Stromschiene 9 drückenden Schicht 15 einfach möglich ist, da das

Mikrochipsubstrat 2 an der Halterung 6 durch Unterdrück gehalten wird .

Im Rahmen der Erfindung kann die Schicht 15 der

erfindungsgemäßen Anordnung 1 auch als sogenannte „organische Elektronik" ausgebildet sein, wobei in diesem Fall (nur) das organische (z.B. mehrschichtig ausgebildete) Substrat vorliegt, auf dem Leiterbahnen aufgebracht (z.B. aufgedruckt) sind.

Im Rahmen der Erfindung ist es von Vorteil, dass die Schicht 15, welche den elektrischen Kontakt 8 (Ring 16 oder Streifen 21) gegen das Mikrochipsubstrat 2 und die Stromschiene drückt, außen über die Stromschiene bis auf die Halterung 9 reicht und mit der Halterung 6 für das Mikrochipsubstrat 2 verklebt sein kann, sodass die Rückseite des Mikrochipsubstrates 2 vor dem Zutritt von Elektrolyt geschützt ist.

Wenngleich in den Ausführungsbeispielen an der Halterung 6 jeweils (nur) ein Mikrochipsubstrat 2 angeordnet ist, ist im Rahmen der Erfindung auch eine Ausführungsform umfasst, bei welcher Mikrochipsubstrate 2 auf beiden Seiten der Halterung 6 angeordnet sind und gleichzeitig metallisiert werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Halterung 6 auf beiden Seiten

Vertiefungen 10, in welchen die Mikrochipsubstrate 2 aufgenommen sind, aufweisen.

Im Rahmen der Erfindung ist auch eine Ausführungsform in

Betracht gezogen, bei der die Schicht 15 durch Haftstrukturen an der Vorderseite des Mikrochipsubstrates 2, insbesondere durch Van der Waal-Kräfte, haftet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die elektrischen Kontakte 8 auf den Haftstrukturen, insbesondere durch Aufsputtern, aufgebracht sind.

Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden:

Eine Anordnung 1 zum elektrischen Kontaktieren eines

Mikrochipsubstrates 2 beim elektrolytischen Metallisieren umfasst eine Halterung 6 mit einer mit Unterdrück

beaufschlagbaren Vertiefung 10 für die Aufnahme des

Mikrochipsubstrates 2 und eine Stromschiene 9. Es ist ein im Bereich des Außenrandes des Mikrochipsubstrates 2 angeordneter elektrischer Kontakt 8 vorgesehen, der mit der Vorderseite des Mikrochipsubstrates 2 und mit der Stromschiene 9 in elektrisch leitender Verbindung steht. Der als Ring 16 oder als eine

Mehrzahl von Streifen 21 ausgebildete elektrische Kontakt 8 ist durch eine an seiner vom Mikrochipsubstrat 2 abgewandten Seite anliegende Schicht 15 in Anlage an das Mikrochipsubstrat 2 und die Stromschiene 9 gehalten. Die Schicht 15 erstreckt sich über den Rand des Mikrochipsubstrates 2 und über die Stromschiene 9 hinaus und reicht bis auf die Halterung 6. Nach dem

Metallisieren kann die Schicht 15 vom Mikrochipsubstrat 2 abgelöst werden.