具有径向偏移接触指的电镀接触环的制作方法

诸如硅晶片之类的微电子工件的电镀和电抛光(electropolishing)通常包括将晶片的导电表面浸入液体电解液的浴中。电流通过电解液，导致电解液中的金属离子析出到晶片的表面上，形成镀层或膜。与晶片的导电表面的电连接只能由所谓的边缘排除区域所达成，如产业标准所规定的。边缘排除区域是窄的，在现今的产业标准下通常约为3mm，推荐的未来产业标准为2mm或低于2mm。在过去，已经成功地使用具有多个弹簧状接触指的接触环，以当处理标准晶片时提供与在边缘排除区域中的晶片的电连接。

更新的晶片级封装(WLP)应用使用掩模设计，其提供少至0.1mm(100微米)的边缘排除区域的等效宽度。为了在这样窄的区域进行接触，需要光刻胶的放置(即，将晶片置中)、晶片的尺寸、将晶片置中在接触环中、接触指的制造等必须将公差保持在0.1mm内，以在围绕晶片的周围达成良好的电接触。若接触指只在周围的部分上接触暴露的种晶层，则差的电接触将导致差的电镀均匀性，从而降低装置的产量。当然，提供一种电镀设备，在该电镀设备中所有的接触指可连续地接触0.1mm的边缘排除区域，这是非常困难的。

在类似的WLP电镀应用中，将晶片锯成单个裸片，其经测试以鉴定和丢弃有缺陷的裸片。接着，仅将已知的良好裸片放置在基板上的模塑复合层中，用于进一步处理，基本上作为重新构造的晶片。以这种方式，在制造过程中只有已知的良好的晶粒进一步移动。重新构造的晶片的使用还允许不同类型的晶粒彼此相邻放置，且在随后的处理步骤中达成他们之间的电连接。这种方法对于一些制造工艺也是有益的，诸如多层RDL(再分配层)扇出(Fan-Out)。通常，重新构造的晶片上的模塑复合层产生非常小的边缘排除区域，大约为0.1mm的层级。此外，一些制造工艺(例如多层RDL)可能涉及在每个层上边缘排除为不同的晶片。这些因素在设计电镀设备上提出工程上的挑战。

技术实现要素：

接触环具有多余的接触指，即，比用于接触非常窄的边缘排除区域所需的更多接触指。接触指可具有稍微不同的长度，使得它们延伸到不同的径向位置。通过提供多余的接触指，且通过稍微改变接触指的长度，足够数量的接触指与在边缘排除区域中的导电表面接触，以提供良好的电镀结果。虽然一些接触指将通常会错过边缘排除区域，但电镀不受影响。接触环补偿暴露的种晶层区域的制造公差，及接触环接触本身的制造公差。

附图说明

图1是电镀处理器的示意图。

图2是图1中所示的接触环的透视图。

图3是图1和2中所示的接触环的放大截面透视图。

图4是接触环的放大的底部透视细节图。

图5是图2-4中所示的接触指的示意性平面图。

图6是图1的处理器处理重新构造的晶片的图。

图7是图示了接触指装卸位置的平面图。

具体实施方式

如图1中所示，且电镀处理器20具有包括转子24的头部22。在头部22中的马达28使转子24旋转，如图1中的箭头R所示。在转子24上或可附接到转子24的环形接触环30与保持在转子24中或转子24上的晶片100电接触。转子24可包括背板26，和用于垂直地移动接触环30的环形致动器34(以图1中的方向T在晶片装载/卸载位置和处理位置之间。头部22可包括波纹管32，以允许接触环的垂直或轴向移动，同时使内部头部部件与处理液体和蒸气隔离。

仍然参考图1，头部22接合到框架36上。框架36内的容器或碗38容纳电解液。头部可移动以将保持在转子24中的晶片100定位成与容器38中的电解液接触。一或多个电极定位在容器中。在图1中所示的实例具有中心电极40和围绕中心电极40并且与中心电极40同心的单一外部电极42。电极40和42可设置在二电极材料场成形单元44中，以在处理器20内建立期望的电场和电流流动路径。可使用各种数量、类型和配置的电极。

图2示出从转子24分离并反转的接触环30。因此，当接触环30安装到转子24中时，在接触环30上共同地标示为82的接触指(在图2中的接触环30的顶部处或附近示出)在接触环30的底端处或附近。安装凸缘64可设置在接触环上，用于使用紧固件将接触环30附接到转子24。

图3示出接触环30的截面图，其中接触环再次处于以图1中所示的安装的立式定向。在这个实例中，接触环30在内衬56和外屏蔽环52之间具有基底环50。现在同样参照图4中，接触指82的线或条带附接到基底环50，其中指82向内延伸，每个接触指对准接触环的半径(朝向接触环30的中心)。

屏蔽件54(若使用的话)覆盖接触指82的部分或整个长度。接触指82经由布线和/或导电的基底环50及经由在接触环30上或头部上的连接器而电连接到处理器电子系统。

转到图4，接触指82可设置在冲压金属的平直条带68上，以便于制造，其中条带68附接到基底环50和/或外屏蔽环52。接触指82可为平坦的和矩形的，且彼此平均地间隔开。接触环30可具有300至1000个接触指，其中典型设计使用360或720个接触指。

如图5中所示，接触指82具有稍微变化的长度，使得它们在边缘排除区域中名义上具有相应地沿径向方向稍微变化的装卸(landing)位置，如图7中所示。通常，接触环30具有从环形基底环径向向内延伸的接触指82。接触环30可具有第一接触指82A和第二接触指82B，第一接触指82A具有第一长度AA，第二接触指82B具有第二长度BB，其中通常长度BB小于长度AA的范围为0.05mm或0.1mm至0.2mm，尽管这个范围可取决于应用而变化多达0.04mm至0.5mm。第一和第二接触指可以交替图案而布置，其中每个第一接触指在两个第二接触指之间。

图5示出包括第三接触指82C的实例，其中第三接触指82C具有小于第二长度BB的第三长度CC。在这个实例中，第一、第二和第三接触指82A、82B和82C以三个重复的群集而提供。在这个设计中，长度AA可比长度BB长0.1mm，且比长度CC长0.2mm。当然，在相邻接触指之间的长度差可在不同的应用中改变，其中在相邻的接触指之间的典型差异在从0.05mm至0.2mm的范围之间。每一接触指82可为0.1mm至0.2mm厚的平坦金属元件，任选地通过冲压未受压的金属片原料而形成。接触指82可设置在最初是平直的条带中，并且接触指82彼此平行的条带，当在接触环30的制造期间被安装到接触环30中时，条带形成为一或多个周围片段。

在图2中所示的实例中，接触环30具有720个接触指82，对于具有500A或更大，且更典型地为1000A或更大的种晶层的典型WLP工艺而言，其远远超过绕着周边的良好均匀性所需要的。接触环30上的大量接触指对于非常高的薄层电阻(sheet resistance)基板上的高级镶嵌状工艺是必需的。例如，当电镀在50欧姆/平方的种晶层上时，具有720个接触指是有意义的优点。相比之下，当用于WLP应用中时，具有720个接触指82的接触环30提供了多余的接触指，即，超过实际需要的。如图5中所示的，修改接触指的长度，这允许在WLP应用中使用接触环。

例如，若暴露的种晶层的预期环形边缘排除区域在半径＝148.5mm和148.6mm之间(在300mm晶片上)(即，距离晶片边缘为1.4mm和1.5mm)，则在接触环30上的相邻指的范围可为1.425mm和1.475mm，以扩大接触装卸位置的窗口。每个第三指可任选地具有不同的长度，产生更大的窗口(如，1.4mm；1.45mm；或1.5mm)。这个设计使接触指的可操作公差加倍，确保在大容量制造环境中所有晶片上的良好接触。

接触环30还可设置有不同长度的各种指，使得单一接触环可与具有暴露的种晶层的各种尺寸的各种类型的晶片一起使用。在接触环在与晶片100一起移入和移出处理器20的晶片夹盘中的处理系统中，提供如图5和7中所示的接触环30可避免对不同类型的晶片具有不同组的夹盘的需要，因为接触环30可用于具有不同边缘排除区域的晶片。

图6是图示了在玻璃，塑料，陶瓷或硅基板106上嵌入有模塑复合或环氧树脂层104中的独立芯片或裸片102的重新构造的晶片100的图。光刻胶层108覆盖金属种晶层110，除了在边缘排除区域112处。种晶层110也被施加到模塑复合层104的边缘处的侧壁或斜面上，且被施加到基板106的边缘上，形成通常在114处示出的种晶层阶段。

图6示出接触环30上的接触指82，接触指82在边缘排除区域112处接触种晶层110，边缘排除区域112位于模塑复合层104的上方且在光刻胶层108的径向外侧。在这个实例中，接触环还包括覆盖接触指并防止电解液接触接触指82的环形密封件46。密封件46具有适于密封晶片100的环形密封表面或边缘48，或在这种情况下密封晶片100上的光刻胶层108，且所有的接触指在环形密封表面的径向外侧。

边缘排除区域112的宽度(在阶段114的顶部上)受到光刻胶层108和模塑复合层104的定位和同心度的影响，且可根据涉及的重新构造的晶片100的类型而变化。通常，边缘排除区域为0.1mm至0.2mm宽。在模塑复合层104的径向外侧的基板106上的种晶层延伸部118(如图6中的虚线所示)是偶然的装卸区域，因为种晶层110可能无法维持整个阶段114的连续性。

鉴于以上的讨论，一种用于对具有导电边缘排除区域的晶片进行电加工的方法，包括将晶片放置在具有接触环的电子处理器中，接触环具有第一接触指和第二接触指，第一接触指具有第一长度，第二接触指具有第二长度，第二长度小于第一长度。晶片的前侧被移动成与第一和第二接触指接合，其中第一接触指接触在边缘排除区域中的第一直径上的晶片的前侧，且其中第二接触指接触在边缘排除区域中的第二直径上的晶片的前侧，其中第二直径大于第一直径。放置晶片的前侧与电解液接触。电流通过电解液、边缘排除区域和第一和第二接触指而传导。电解液中的金属离子沉积到导电边缘排除区域和与其电连接的其它区域上，在晶片上形成金属层。

方法还可包括将晶片与接触环对准，使得第二直径置中在边缘排除区域中。相对于在模塑复合层上具有种晶层和在种晶层上具有光刻胶层的重新构造的晶片进行电加工，第一长度和第二长度之间的差值可大于边缘排除区域的宽度。取决于机械公差的累积，一些第二接触指可接触环形种晶层延伸部而不是边缘排除区域。在使用第一、第二和第三接触指的设计中，第二接触指可经调整标称尺寸，以接触边缘排除区域，而第三接触指经调整标称尺寸以使得环形种晶层延伸部径向接触边缘排除区域的外侧。