JPH088158A - プロジェクションマスクアライナのフォーカス調整方法 - Google Patents

プロジェクションマスクアライナのフォーカス調整方法

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JPH088158A
JPH088158A JP6135484A JP13548494A JPH088158A JP H088158 A JPH088158 A JP H088158A JP 6135484 A JP6135484 A JP 6135484A JP 13548494 A JP13548494 A JP 13548494A JP H088158 A JPH088158 A JP H088158A
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JP
Japan
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film
substrate
mask
stage
thickness
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Withdrawn
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JP6135484A
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Tsurumi Mouri
鶴見 毛利
Mitsuhiko Kanbayashi
充比古 神林
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/7026Focusing
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、マルチチップ基板上の絶縁膜、
或いは金属膜のパターニング時のプロジェクションマス
クアライナ工程におけるマスクとマルチチップ基板間の
焦点距離の調整方法に関し、短時間に正確な焦点調整を
行う方法を提供する。 【構成】 基板1上の絶縁膜2、或いは金属膜3をパタ
ーニングする際の位置合わせ工程において、標準の基板
ステージ4、或いはマスクステージ7の厚さに、基板1
上の絶縁膜2と同等の厚さを加味した厚さを有する焦点
の調整用基板ステージ5、或いは焦点の調整用マスクス
テージ8を用いて、マスク6に対する基板1の焦点距離
を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウェハプロセスの
プロジェクションアライナ工程における焦点調整方法に
関する。
【0002】現在、半導体製造のウエハプロセスのリソ
グラフィ工程において、デバイスの高集積化、微細化に
よりアライナはますます高精度が求められている。
【0003】
【従来の技術】図4は従来例の説明図である。図におい
て、1は基板、2は絶縁膜、3は金属膜、4は基板ステ
ージ、6はマスク、7はマスクステージ、9は紫外線、
10はマルチチップ基板である。
【0004】半導体基板(ウェハ)等のウエハプロセス
のリソグラフィ工程において、従来、プロジェクション
マスクアライナを用いる場合、図4(a)に示すよう
に、台形ミラー11を用いて、マスク6と基板10のフォー
カス調整をフラットな基板10の表面において零に調整し
ているが、処理する工程により、例えば基板10の周辺部
と中心のパターン部との高さが違う場合、フォーカス調
整が必要となり、調整に時間がかかる。
【0005】すなわち、ここでは、マルチチップモジュ
ール(MCM)搭載用マルチチップ基板10のリソグラフ
ィ工程についての問題を述べる。基板1上の一般のIC
チップと異なり、MCMの製造過程においては、ベアチ
ップを搭載したマルチチップ基板(MCS)10をパッケ
ージに収め、封止してMCMとしており、従来のICパ
ッケージを搭載するプリント板に比べて大きさが縮小さ
れ、また信号経路の短縮により高速信号伝播が可能とな
る。
【0006】このMCS製作工程においては、後述の図
3にバンプ形成用スルーホール部の絶縁膜2ならびに金
属膜3の積層構造の一部を断面図で示すように、厚さが
大きいために配線材料に使用するAl等の金属膜3の厚さ
は3μm以上の金属膜3の多層配線となり、信号層間絶
縁膜2に感光性ポリイミド膜の積層膜を適用し、また電
源層間絶縁膜2には電源容量を満足するために0.15μm
厚のPSG膜を使用している。また、完成したICのベ
アチップは面バンプを用いて、MCSのバンプに搭載さ
れる。
【0007】このように、MCS基板面とバンプ形成用
スルーホール部の絶縁膜2、或いは金属膜3の面との高
さは図4(b)、及び図4(c)に拡大図で示すよう
に、当初のスルーホール形成時においてもマルチチップ
基板10の表面と絶縁膜2、或いは金属膜3との段差が25
〜30μm以上の厚さに達し、絶縁膜2の積層過程や金属
膜3の積層配線パターニングにおいて、益々段差が大き
くなり、アライメント工程前の段差が大き過ぎて、露光
前のプロジェクションマスクアライナのフォーカスの調
節に時間がかかってしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記のフ
ォーカス調整では、微細化のため厳密な調整方法が必要
となり2時間もかかってしまうことがある。
【0009】現在では、図4に示したようにマスクアラ
イナのフォーカス調整に台形ミラーを用いてマスクやウ
ェハの位置出しを行い、調整を行っている。このため台
形ミラーを動かしてフォーカスを合わせ込む必要がある
が、使用後には台形ミラ−を再び動かしてフォーカス調
整を零に戻す必要があり、これを何回も繰り返すことは
時間がかかり、大変な作業となる。
【0010】本発明は、以上の点を鑑み、短時間でより
精密に、より効率的にフォーカスの調整方法を簡単に行
う方法を提供する。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図であり、焦点調整方法の説明図である。図において、
1は基板、2は絶縁膜、3は金属膜、4は基板ステー
ジ、5は調整用基板ステージ、6はマスク、7はマスク
ステージ、8は調整用マスクステージ、9は紫外線、11
は台形ミラー、12は凸面ミラー、13は凹面ミラーであ
る。
【0012】図1においてプロジェクションマスクアラ
イナ機構の内、本発明に直接関連するマスクと基板間の
焦点調整機構の光学系以外は除いてある。プロジェクシ
ョンマスクアライナの焦点調整機構としては、図1
(a)に示すように、マスクステージ7と基板ステージ
4を上下に動かして、焦点(フォーカス)距離の基準の
位置出しを行っている。そして、基板ステージ4は、ウ
ェハ等の基板1の表面のエッジに対して調整している。
【0013】一般のICチップでは多層絶縁膜の高さも
高々数μm以内であり、フォーカス調整にも時間はそれ
程かからないが、MCSの場合には、基板1の端部と中
心のバンプ形成用スルーホール部の絶縁膜2、或いは金
属膜3との段差dが30μmとした場合、基板ステージ4
も基準より30μm厚い調整用基板ステージ5を作製し
て、この調整用基板ステージを使用すると、図1(b)
に示すように、マスク6と基板1上の絶縁膜2、或いは
金属膜3のフォーカスが一致することとなる。
【0014】また、図1(c)に示すように、マスクス
テージ7の厚さを30μm厚いものを用いても、同じよう
にマスク6と基板1上の絶縁膜2、或いは金属膜3のフ
ォーカスを一致することが出来る。尚、機構上、マスク
ステージ7、或いは基板ステージ4は容易に交換が出来
る。
【0015】すなわち、本発明の目的は、基板1上に形
成された膜2、3をパターニングする際の位置合わせ工
程において、図1(b)に示すように、標準の基板ステ
ージ4の厚さに該基板1上の該膜2、3と同等の厚さを
加味した厚さを有する焦点の調整用基板ステージ5を用
いて、マスク6に対する基板1の焦点距離を調整するこ
とにより、或いは、図1(c)に示すように、標準のマ
スクステージ7の厚さに該基板1上の該膜2、3と同等
の厚さを加味した厚さを有する焦点の調整用マスクステ
ージ8を用いて、マスク6に対する基板1の焦点距離を
調整することにより達成される。
【0016】
【作用】上記のように、本発明では基板上に形成された
膜をパターニングする際の位置合わせ工程において、基
板ステージ、或いはマスクステージに膜の厚さに対応し
たステージをあらかじめ用意して、フォーカス調整時の
厚さ調整に用いるため、従来に比べて大巾にフォーカス
調整にかかる時間が短縮される。
【0017】
【実施例】図2、図3は本発明の第1、及び第2の実施
例の説明図である。図において、10はマルチチップ基板
(MCS)、14はSiO2膜、15は第1層Al膜、16はPSG
膜、17は第2層Al膜、18は第1層ポリイミド膜、19はス
ルーホール、20は第3層Al膜、21は第2層ポリイミド
膜、22は第4層Al膜、23は第3層ポリイミド膜、24は第
5層Al膜、25は第4層ポリイミド膜、26はTi膜、27は
Ni膜、28はNi+Auめっき膜、29はAuバンプであ
る。
【0018】先ず、焦点調整用基板ステージ5に標準よ
り30μm厚いステージ板を用いた本発明の第1の実施例
について説明する。図2に示すように、マルチチップ基
板10には配線用の第1層Al膜15と第2層Al膜17とが3μ
mの厚さに二層形成され、20μm厚さの感光性の第1層
ポリイミド膜18が層間絶縁膜として被覆され、このマル
チチップ基板10にスルーホール19を形成する場合、プロ
ジェクションマスクアライナで位置合わせを行う前に、
品種、或いは仕掛工程の異なるウエハを処理する仕様に
従って、あらかじめマスクと基板或いは絶縁膜表面との
フォーカス調整を行う。
【0019】マルチチップ基板10の場合には絶縁膜2と
の段差が大きいため、あらかじめ基板表面と絶縁膜の高
さの差を標準の基板ステージに加味した厚さの調整用基
板ステージを用いる。ここではマルチチップ基板10に対
してAl配線層と第1層ポリイミど膜を足した約26μmの
段差があるので、調整用基板ステージ5に標準の基板ス
テージ4より25μm厚いステージを用いて焦点調整を行
う。この後、感光性の第1層ポリイミド膜18のアライメ
ント露光、ならびに現像処理を行い、スルーホール19を
開口後、ポリイミド膜を 350℃で7時間のアニールを行
うと、ポリイミド膜は沈み込むで約半分の厚さになる。
この後第3層のAl膜を3μmの厚さにスパッタし、パタ
ーニングする。Al膜を一度に10μm以上パターニングす
るのは困難であり、ポリイミド膜は12μm、12μm、6
μmと第4層まで積層し、ポリイミド膜一層形成するご
とに、スルーホールのパターニング、3μm厚さのAl膜
形成を3回繰り返して、スルーホール内に埋め込む。
【0020】次に、レジスト膜を被せ、パターニングし
てTi膜26を0.5μm、Ni膜27を0.5μmスパッ
タし、めっきによりNi+Auめっき膜を2μmの厚さ
に形成した後、レジスト膜をピーリングしてバンプ形成
用の下地金属膜を形成する。
【0021】この時に、本発明の第2の実施例として、
レジスト膜のプロジェクションアライナ時のマスクと下
地金属膜表面とのフォーカス調整を行う。図3にスルー
ホール部の絶縁膜と金属膜の断面構成図を示すように、
ポリイミド膜を20+12+12+6μmと4層を積層してい
るが、ここまでの工程において、ポリイミド膜は各層毎
に350℃7時間の熱処理により、半分に圧縮されるの
で実際の厚さは25μm程度となり、下二層のAl配線層
と合わせて約31μmとなる。従ってTi膜26、Ni膜
27、Ni+Auめっき膜28のピーリング形成のためのレ
ジスト膜のパターニング位置合わせには基板1とポリイ
ミド膜25表面との段差は約31μmでなり、この場合、調
整用マスクステージ8の厚さを、標準のマスクステージ
の厚さより30μm厚いものを用いて、フォーカス調整を
行う。
【0022】その後、レジスト膜のプロジェクションマ
スクアライナを行い、スルーホール上にバンプ下地膜と
して、Ti膜26を0.5μm、Ni膜27を0.5μmス
パッタし、めっきによりNi+Auめっき膜を2μmの
厚さに形成した後、レジスト膜をピーリングしてバンプ
形成用の下地金属膜を形成する。
【0023】この後、下地金属膜上に、再びレジスト膜
を被せパターニングし、Auを30μmの厚さにめっき
し、レジスト膜をピーリングして金バンプ29を形成す
る。続いて、フエイスツーフエイスでICのペアチップ
を金バンプを介してMCSに搭載し、このMCSをMC
M用のパッケージに装填し、モールド封じを行ってMC
Mを完成する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
MC基板上のポリイミド膜の各積層時の位置合わせにお
いて、基板との段差の大きさが変化する毎に、マスクス
テージ或いは基板ステージを標準より段差量を加味した
厚さのものに変更して焦点の調整を行うために、焦点調
整の時間が大幅に短縮され、フォトリソグラフィ工程の
精度の向上にも大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図
【図2】 本発明の第1の実施例の説明図
【図3】 本発明の第2の実施例の説明図
【図4】 従来例の説明図
【符号の説明】
図において 1 基板 2 絶縁膜 3 金属膜 4 基板ステージ 5 調整用基板ステージ 6 マスク 7 マスクステージ 8 調整用マスクステージ 10 マルチチップ基板 14 SiO2膜 15 第1層Al膜 16 PSG膜 17 第2層Al膜 18 第1層ポリイミド膜 19 スルーホール 20 第3層Al膜 21 第2層ポリイミド膜 22 第4層Al膜 23 第3層ポリイミド膜 24 第5層Al膜 25 第4層ポリイミド膜 26 Ti膜 27 Ni膜 28 Ni+Auめっき膜 29 金バンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板(1) 上に形成された膜(2、3)をパタ
    ーニングする際の位置合わせ工程において、 標準の基板ステージ(4) の厚さに該基板(1) 上の該膜
    (2、3)と同等の厚さを加味した厚さを有する焦点の調整
    用基板ステージ(5) を用いて、マスク(6) に対する基板
    (1) の焦点距離を調整することを特徴とするプロジェク
    ションマスクアライナのフォーカス調整方法。
  2. 【請求項2】 基板(1) 上に形成された膜(2、3)をパタ
    ーニングする際の位置合わせ工程において、 標準のマスクステージ(7) の厚さに該基板(1) 上の該膜
    (2、3)と同等の厚さを加味した厚さを有する焦点の調整
    用マスクステージ(8) を用いて、マスク(6) に対する基
    板(1) の焦点距離を調整することを特徴とするプロジェ
    クションマスクアライナのフォーカス調整方法。
JP6135484A 1994-06-17 1994-06-17 プロジェクションマスクアライナのフォーカス調整方法 Withdrawn JPH088158A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09293676A (ja) * 1996-04-24 1997-11-11 Nikon Corp 投影光学系及び投影露光装置
JP2010243980A (ja) * 2009-04-10 2010-10-28 Canon Inc 露光装置、フォーカス補正装置、及びそれを用いたデバイスの製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09293676A (ja) * 1996-04-24 1997-11-11 Nikon Corp 投影光学系及び投影露光装置
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