KR102504473B1

KR102504473B1 - 노광 장치, 노광 장치의 얼라인먼트 방법, 및 프로그램

Info

Publication number: KR102504473B1
Application number: KR1020160100579A
Authority: KR
Inventors: 히사지 미요시
Original assignee: 가부시키가이샤 오크세이사쿠쇼
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2023-02-27
Also published as: KR20170038648A; JP2017067992A; TWI691812B; TW201721305A; CN107015439A; CN107015439B

Abstract

[과제] 다수의 패턴을 배설한 기판에서도, 얼라인먼트를 신속하고 정확하게 실시한다. [해결 수단] 얼라인먼트에 이용되는 카메라(29)와 DMD(22)를 구비하고, FO-WLP에 따라 패턴을 형성 가능한 노광 장치에 있어서, 복수의 반도체 칩(SC)을 시야에 넣어 동시 촬영하고, 그 화상으로부터 반도체 칩(SC) 각각의 윤곽을 추출하고, 마크가 되는 접속 패드(CP)를 추출한 비교 대상 에어리어(TA)의 화상과 템플릿 화상을 비교하고, 각 칩의 위치 편차량을 검출한다.

Description

노광 장치, 노광 장치의 얼라인먼트 방법, 및 프로그램{EXPOSURE APPARATUS, ALIGNMENT METHOD OF THE EXPOSURE APPARATUS, AND PROGRAM}

본 발명은, 기판 등에 패턴을 형성하는 노광 장치에 관한 것으로, 특히, 다수의 패턴을 배열시킨 기판에 대한 얼라인먼트에 관한 것이다.

근래에는, 1매의 기판에 다수의 회로 패턴(반도체 칩 패턴 등)을 묘화하는 노광 방법이 활용되고 있다. 예를 들면, 웨이퍼 상태로 IC의 패키징 프로세스를 실시하는 웨이퍼 레벨 패키지(WLP)에서는, 팬 아웃·웨이퍼 레벨 패키징(fan-out wafer level packaging, FO-WLP)이 알려져 있다.

거기에서는, 웨이퍼에서 잘라 낸 반도체 칩을 지지 기판에 다수 배열시킨 것(유사 웨이퍼라고 한다)을 작성하고, 반도체 칩의 틈새에 패턴 노광에 의해서 재배선을 형성한 후, 유사 웨이퍼를 절단하고 패키지를 얻는다(이러한 프로세스를 몰드 퍼스트(칩 퍼스트) 형의 FO-WLP라고 한다).

FO-WLP에서는, 연전성이 있는 수지제의 지지 기판에 반도체 칩을 매설하기 위해, 개개의 반도체 칩에는 랜덤인 고유의 위치 차이가 생기고, 얼라인먼트에 의해서 재배선 패턴의 위치를 보정할 필요가 있다.

얼라인먼트 방법으로서는, 촬상 범위를 광변조 소자 어레이(DMD 등)에 의한 투영 에어리어(area)의 주사 대역(밴드폭)에 맞추어 카메라를 주사시키고, 그러한 화상을 이어 맞춘 전체 광역 화상을 취득한다. 그리고, 각 칩에 형성되는 얼라인먼트 마크나 단자 패드 등의 위치를 검출하여 각 칩의 위치 편차량을 템플릿 매칭 방식으로 검출한다(특허문헌 1 참조).

한편, 복수의 층에 거듭하여 패터닝 함으로써 다층 기판을 형성하는 경우에서도, 하층 패턴(퍼스트 층)에 회로 패턴을 거듭하여 노광하기 위해, 얼라인먼트 할 필요가 있다. 위치 편차량을 검출하는 방법으로서는, 예를 들면, 얼라인먼트 마크나 칩 형상(다이 형상)을 이용하여 위치 차이를 검출할 수 있다(특허문헌 2 참조).

일본공개특허 특개2013-58520호 공보 일본공표특허 특표2013-520828호 공보

웨이퍼 등과는 다른 대형의 수지 기판에서는 패턴수가 극단적으로 많아져(예를 들면 1만 이상), 주사 밴드에 따른 에어리어를 촬상하면서 전체의 광역 화상을 취득하는 데는 시간이 있고, 한계가 있다. 그 결과, 얼라인먼트 계산에도 시간을 필요로 하고, 기판의 생산성이 저하된다. 한편, 층 마다의 패턴의 위치 맞춤을 실시하는 경우, 칩 등의 형상 자체에 특징이 없으면, 위치 편차량을 정확하게 검출하는 것이 어렵다.

따라서, 다수의 패턴을 배설한 기판에서도, 얼라인먼트를 신속하고 정확하게 실시하는 것이 필요하게 된다.

본 발명의 노광 장치는, 다수의 패턴(이하에서는, 하층 패턴이라고 한다)이 배열한 기판에 패터닝하는 것이 가능한 노광 장치이며, 예를 들면, FO-WLP에 기초하여 성형된 지지 기판에 대해서 재배선의 패터닝을 실시하는 것이 가능하다. 특히, 본 발명의 노광 장치는, 보다 방대한 수(예를 들면 1만 이상)의 하층 패턴이 전체에 걸쳐 매트릭스 형상으로 배열된 구형상(矩形狀)의 기판에 대해서 얼라인먼트를 조정 가능하다. 여기서의 하층 패턴에는, 반도체 패키지(칩)가 포함되고, 또, 유리 기판이나 프린트 기판 등에 규칙적으로 배열시키는 회로 패턴도 포함된다.

본 발명의 노광 장치는, 촬상부와, 각 하층 패턴 위치를 계측하는 계측부와, 템플릿 매칭에 의해서 각 하층 패턴의 위치 편차량을 산출하고, 묘화 데이터를 보정하는 보정부를 구비한다. 예를 들면, 촬상부는, 주주사 방향(主走査方向) 등에 따라 이동 가능한 카메라를 구비하고, 카메라를 구동 제어하는 것으로 기판에 대해 촬상 에어리어를 간헐적 혹은 연속적으로 주사시키는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 촬상부가, 상배율 등을 조정함으로써, 다수의 하층 패턴 중에서 복수의 하층 패턴을 시야 내에서 포착하도록, 촬상한다. 예를 들면, 광변조소자 어레이에 의한 주사 밴드폭보다 큰 시야 범위로 촬상하면 좋다. 또, 주주사 방향, 부주사 방향에 따라서 복수의 하층 패턴이 배열된 수만큼 시야 범위에 거두도록 할 수 있다.

그리고 계측부는, 하층 패턴 각각의 적어도 일부 에어리어에 속하는 특징 마크가 추출된 비교 대상 화상에 기초하여 템플릿 매칭을 실시하고, 위치 차이를 검출한다. 복수의 하층 패턴이 동시 촬영됨과 동시에, 하층 패턴의 적어도 일부 에어리어를 템플릿 매칭의 비교 대상으로 하고, 거기에 형성된 접속 패드 등을 특징 마크로서 추출한 비교 대상 화상과 함으로써, 신속한 얼라인먼트 보정을 실시할 수 있다.

배선 패턴이 복잡한 하층 패턴에서는, 시야 범위에 들어가는 인접 하층 패턴 중에서 하층 패턴을 개별적으로 인식하는 것은 어렵다. 따라서 계측부는, 하층 패턴 각각의 윤곽을 검출하고 나서, 비교 대상 화상을 추출해도 괜찮다.

1개의 하층 패턴에 다수의 특징 마크가 랜덤으로 존재하는 경우, 특징 마크 추출 처리에 시간을 필요로 한다. 따라서 계측부는, 비교 대상 화상의 에어리어를 임의로 설정 가능하게 구성해도 괜찮다. 예를 들면, 하층 패턴의 에어리어의 일부를 비교 대상 화상으로 정해도 좋다.

계측부는, 위치 차이 검출할 수 없는 하층 패턴에 대해서는, 얼라인먼트 조정 시간을 억제하기 위해, 인접하는 하층 패턴의 위치 편차량을 참조하면 좋다. 이것에 의해서, 인접 하층 패턴의 정보이기 때문에 유효한 얼라인먼트 조정을 어느 정도 실시할 수 있다. 혹은, 계측부가, 위치 차이 검출할 수 없는 하층 패턴에 대해서는, 오퍼레이터의 조작에 기초하는 하층 패턴 윤곽의 추출에 따라, 하층 패턴의 위치 편차량을 결정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 윤곽 검출 어시스트 기능에 의해서 오퍼레이터에 대해서 화면 상에서 윤곽 검출을 서포트 하고, 거기에 기초를 두어 위치 편차량을 검출할 수 있다.

2 이상의 하층 패턴으로 구성되는 멀티 패키지 에어리어에 대해서는, 계측부가, 그 에어리어 내의 하층 패턴의 모든 촬상 종료 후, 그 에어리어 내의 하층 패턴의 위치 편차량을 검출하면 좋다.

본 발명의 노광 장치의 얼라인먼트 방법은, 다수의 하층 패턴이 배열한 기판에 패터닝하는 노광 장치의 얼라인먼트 방법이며, 다수의 하층 패턴 중에서 복수의 하층 패턴을 시야 내에서 포착하도록 촬상하고, 각 하층 패턴 위치를 계측하고, 탬플릿 매칭에 의해서 각 하층 패턴의 위치 편차량을 산출하고, 묘화 데이터를 보정하는 노광 방법이며, 하층 패턴 각각의 적어도 일부 에어리어에 속하는 특징 마크가 추출된 비교 대상 화상에 기초하여 템플릿 매칭을 실시하고, 위치 차이를 검출한다.

본 발명의 프로그램은, 다수의 하층 패턴이 배열한 기판에 패터닝하는 노광 장치를, 다수의 하층 패턴 중에서 복수의 하층 패턴을 시야 내에서 포착하도록 촬상하는 촬상 수단과, 각 하층 패턴 위치를 계측하는 계측 수단과, 템플릿 매칭에 의해서 각 하층 패턴의 위치 편차량을 산출하고, 묘화 데이터를 보정하는 보정 수단으로서 기능시키고, 하층 패턴 각각의 적어도 일부 에어리어에 속하는 특징 마크가 추출된 비교 대상 화상에 기초하여 템플릿 매칭을 실시하고, 위치 차이를 검출하도록, 계측 수단으로서 기능시킨다.

본 발명에 의하면, 다수의 패턴을 형성한 기판에 대해서도, 신속하고 적절히 얼라인먼트 조정을 실시할 수 있다.

[도 1] 본 실시 형태인 노광 장치의 블럭도이다.
[도 2] FO-WLP에서 성형된 지지 기판(가짜의 기판)의 일례를 나타낸 도이다.
[도 3] 얼라인먼트 조정 및 묘화 처리의 플로차트(flow chart)를 나타낸 도이다.
[도 4] 카메라의 촬상 범위를 나타낸 도이다.
[도 5] 반도체 칩의 특징 추출을 나타낸 도이다.
[도 6] 반도체 칩의 일부 에어리어를 비교 대상 에어리어로서 정한 도이다.
[도 7] 재배선 형성시의 데이터 보정을 나타낸 도이다.
[도 8] 멀티 칩을 나타낸 도이다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태인 노광 장치의 블럭도이다.

노광 장치(10)는, 기판(W)에 광을 조사하는 것에 의해서 회로 패턴을 형성 가능한 마스크레스(maskless) 노광 장치이며, DMD(Digital Micro-mirror Device)(22)를 설치한 노광 헤드(18)를 구비한다. 기판(W)은, 묘화 테이블(12)에 탑재되고, 묘화 테이블(12) 상에는, 주주사 방향(X 방향), 부주사 방향(Y 방향)에 따라서 X-Y 좌표계가 규정된다.

노광 헤드(18)는, DMD(22)와 함께, 조명 광학계 및 결상 광학계(여기에서는 도시하지 않음)를 구비한다. 노광 장치(10)에 구비된 광원(20)(레이저 혹은 방전 램프 등)에서 방사된 광은, 조명 광학계에 의해서 DMD(22)에 이끌린다.

DMD(22)는, 미소의 구형상(矩形狀) 마이크로 미러(여기에서는 수 μm~수십 μm)를 매트릭스 형상으로 2 차원 배열시킨 광변조소자 어레이이며, 예를 들면, 1024×768의 마이크로 미러로 구성된다. 각 마이크로 미러는, 광원(20)에서의 빔을 기판(W)의 노광면 방향으로 반사시키는 제1 자세(ON 상태)와, 노광면 외의 방향으로 반사시키는 제2 자세(OFF 상태) 중 어느 하나의 자세로 위치 결정되고, 제어 신호(노광 데이터)에 따라서 자세가 교체된다.

DMD(22)에서는 각 마이크로 미러가 선택적으로 ON/OFF 제어되고, ON 상태의 마이크로 미러 상에서 반사한 광은, 결상 광학계를 통해, 기판(W)에 조사한다. 따라서, 기판(W)에 조사되는 광은, 각 마이크로 미러에서 선택적으로 반사된 광의 광속으로 구성되고, 노광면 상에 형성해야 할 회로 패턴에 대응되는 패턴광이 된다.

모든 마이크로 미러가 ON 상태인 경우, 기판(W) 상에는, 소정 사이즈를 가지는 구형상(矩形狀)의 투영 에어리어가 되는 노광 에어리어가 규정된다. 예를 들면, 결상 광학계(23)의 배율이 1배의 경우, 노광 에어리어의 사이즈는 DMD(22)의 사이즈와 일치한다. 테이블 구동 기구(15)에 의해서 묘화 테이블(12)를 X 방향으로 이동시키면서 노광 에어리어를 기판(W) 상에서 상대적으로 이동시키는(주사시킴) 것으로, 기판(W)에 노광해 나간다.

또한, 노광 헤드(18)는, DMD(22)에 의한 노광 에어리어가 주사 방향에 대해서 소정의 미소 각도만 기울도록(듯이) 배치되어 있다. 그 결과, 주주사 방향에 따라서 배열된 마이크로 미러의 미소 투영 에어리어의 궤적은, 부주사 방향에 따라서 미소 거리만큼 어긋난다.

노광 동작에 관해서는, 다중 노광을 실시하기 위해, 각 마이크로 미러의 미소 투영 에어리어가 서로 오버랩 하도록 노광 피치(노광 동작시간 간격)가 정해진다. 그 결과, 노광 에어리어가 미소 거리만 주주사 방향에서 어긋나 이동해 나가는 것으로, 1개의 미소 투영 에어리어(셀) 내에서, 노광 샷(shot) 시의 미소 투영 에어리어 중심점(노광점)이 산재 하게 된다. 그 결과, 셀 사이즈 이하의 해상도에 의해서 패턴이 형성된다.

노광 에어리어가 주주사 방향(X 방향)에 따라서 기판(W) 상을 연속적 혹은 간헐적으로 상대 이동하는데 따라, 패턴이 주주사 방향에 따라서 기판(W)에 형성되어 간다. 1개의 주사 밴드에 따른 다중 노광 동작이 기판(W)의 끝에서 끝까지 끝내면, 다음의 주사 밴드에 따른 다중 노광 동작을 한다. 기판(W)를 전체적으로 노광함으로써, 묘화 처리가 종료한다.

외부의 워크스테이션(도시하지 않음)과 접속되는 콘트롤러(30)는, 묘화 처리를 제어하고, DMD 구동 회로(24), 읽기 주소 제어 회로(도시하지 않음), 광원 구동부(21) 등에 제어 신호를 출력한다. 노광 동작을 제어하는 프로그램은, 미리 콘트롤러(30) 내의 ROM(도시하지 않음)에 격납되어 있다.

워크스테이션으로부터 CAD/CAM 데이터로서 보내지는 패턴 데이터는, 좌표 데이터인 벡터 데이터이며, 래스터(raster) 변환 회로(26)는, 벡터 데이터를 래스터 데이터로 변환한다. 1 혹은 0의 2치 데이터에 의해서 나타내지는 래스터 데이터는, 각 마이크로 미러의 위치를 ON 상태 혹은 OFF 상태로 결정한다. 생성된 래스터 데이터는, 노광 동작에 맞추어 DMD 구동 회로(24)에 보내진다. 래스터 데이터 읽기, 쓰기 타이밍은, 읽기 주소 제어 회로에 의해서 제어된다.

기판(W)에는 열변형 등이 생기기 때문에, 다중 노광을 실행하기 전에 얼라인먼트 조정을 실시한다. 카메라(29)는, 묘화 테이블(12) 상에 있는 기판(W)을 촬상하도록 배치되고, 내장하는 포커싱 렌즈에 의해서 촬상 대상의 상배율을 바꾸는 것이 가능하다. 카메라(29)에서의 상배율, AF 처리, 조임 조정 등의 노출 제어는, 노출 제어부(31)에 의해서 실행된다.

콘트롤러(30)는, 카메라(29)에 의해서 기판(W)을 촬상하는 동안, 테이블 구동 기구(15)를 제어하여 주사 속도 등을 제어한다. 계측 회로(27)는, 카메라(29)에 의해서 촬상된 화상 데이터에 기초하고, 얼라인먼트 마크 등 특징점의 위치를 검출한다. 또, 복수의 카메라를 소정간격으로 배열할 수 있어 얼라인먼트 조정 시에 평행이동 시키면서 촬영하도록 해도 괜찮다.

콘트롤러(30)는, 검출된 특징점의 위치와, 이상 상(설계 상)의 기준 위치와의 차이인 위치 편차량에 기초하고, 얼라인먼트 조정을 실시한다. 구체적으로는, 패턴의 묘화 위치(묘화 타이밍)를, 산출된 위치 편차량에 따라 보정한다.

도 2는, FO-WLP에 대해 성형된 지지 기판(가짜의 기판)의 일례를 나타낸 도이다.

지지 기판(이하, 도 1과 같은 부호 B로 한다)에는, 반도체 패키지(이하, 반도체 칩이라고 한다)(SC)가 매트릭스 형상으로 소정의 피치로 배열되고, 여기에서는 125×160의 반도체 칩(SC)이 수지제의 지지 기판(W)에 매설된 상태로 배열한 것을 나타내고 있지만, 실제로는 2만 이상의 반도체 칩(SC)이 배열되는 경우도 있다. 지지 기판(W)에는, 예를 들면, 5 mm 이하의 반도체 칩(SC)이 피치 10 mm 이하로 배열한다.

FO-WLP에서는, 인접하는 반도체 칩(SC)의 틈새에 해당되는 수지 부분에 대해, 재배선을 패턴 형성할 필요가 있다. 그렇지만, 반도체 칩(SC)은 수지 연전성(延展性)이기 때문에 개개에 랜덤인 위치 편차량을 갖고, 반도체 칩(SC)의 접속 패드의 실제의 위치가 설계 상의 위치와 어긋나 있으면, 패턴 형성했을 때에 수지 부분의 배선이 반도체 칩(SC)과 접속하고 있지 않는 상태가 생긴다.

그 때문에, 묘화 전에 얼라인먼트 조정을 실시하여 묘화 데이터를 보정한다. 본 실시 형태에서는, 방대한 수의 반도체 칩(SC) 각각의 위치 편차량을 검출할 때, 광범위의 시야에 의한 촬상과 템플릿 매칭에 의해서 실시한다. 이하, 이것에 대해 설명한다.

도 3은, 얼라인먼트 조정 및 묘화 처리의 플로차트(flow chart)를 나타낸 도이다. 도 4는, 카메라의 촬상 범위를 나타낸 도이다. 도 5는, 반도체 칩의 특징 추출을 나타낸 도이다.

기판(W)이 묘화 테이블(12)에 탑재되면, 카메라(29)의 상배율 등을 제어함과 동시에, 묘화 테이블(12)을 간헐적으로 이동시키는 것으로 카메라 주사를 실시한다(S101). 이 때, 복수의 반도체 칩(SC)이 카메라 시야(VF)에 들어가도록 상배율을 정한다.

도 4에서는, 6개의 반도체 칩(SC)이 칩 전체적으로 촬상할 수 있도록 상배율이 정해져 있다. 이 카메라 시야(VF)는, DMD(22)의 노광 에어리어의 주사 영역이 되는 밴드 에어리어(BA)와 다른 범위이며, 밴드 에어리어(BA)의 폭보다 크다. 6개의 반도체 칩(SC)에 대한 촬상이 끝나면, 다음의 6개의 반도체 칩(SC)을 한 번에 촬상하고, 이것을 반복한다. 또, 패턴의 복잡함에 따라 주사 속도가 조정된다.

묘화 테이블(12)을 이동시켜 카메라 주사를 실시하면서, 카메라(29)로부터 보내져 오는 화상 데이터를 취득하고, 템플릿 매칭으로 대비되는 에어리어를 추출함과 동시에, 도 5에 나타내도록, 반도체 칩(SC) 내의 원형상이 되는 접속 패드(CP)를 마크로서 추출한다. 접속 패드(CP)의 추출(화상 인식)은, 공지의 화상 인식 처리에 의해서 실행된다(S102, S103). 이 때, 카메라 시야(VF)에 들어가는 반도체 칩(SC)의 윤곽을 추출하고 나서, 템플릿 매칭 대상의 에어리어(이하, 비교 대상 에어리어라고 한다)(TA)를 추출한다.

도 5에서는, 반도체 칩(SC)의 윤곽(PC)이 그려져 있지만, 윤곽(PC)는 단지 지지 기판(W)의 수지 부분과의 경계 라인이기 때문에, 계측 회로(27)에 보내지는 화상 데이터로서는, 배선이 형성된 라인인지 칩 테두리인지 판단할 수 없다. 그 때문에, 미리 입력된 칩 사이즈 정보 등에 기초를 두어, 엣지(edge) 검출 등에 의해서 반도체 칩(SC)의 윤곽선을 추출한다.

그리고, 이 반도체 칩 사이즈의 접속 패드(CP)가 마크로서 추출된 비교 대상 에어리어(TA)의 화상(TI)을 템플릿 매칭의 비교 대상으로 하여 정한다. 또, 얼라인먼트 처리 스피드를 올리기 위해, 그 일부 에어리어를 비교 대상 에어리어로서 추출할 수 있다.

도 6은, 그 일부 에어리어를 비교 대상 에어리어로서 정한 도이다. 여기에서는, 비교 대상 에어리어(TA)의 오른쪽 코너 부분의 화상을 대상으로 하여 템플릿 매칭을 실시하도록, 비교 대상 에어리어(TA1)가 정해졌다고 할 수 있다. 비교 대상 에어리어(TA1)의 사이즈가 작은 것으로 접속 패드(CP)의 개수가 감소하고, 템플릿 매칭의 처리 시간을 짧게 할 수 있다. 콘트롤러(30)는, 오퍼레이터의 입력 조작 등에 의해, 패턴의 복잡함에 따라 비교 대상 에어리어(TA1)의 사이즈, 위치를 임의로 설정할 수 있다.

접속 패드(CP)의 서로의 위치 관계가 나타나고 있는 비교 대상 에어리어(TA)(혹은 TA1)가 추출되면, 미리 준비된 반도체 칩(SC)의 템플릿 패턴에 기초하여, 공지의 템플릿 매칭 처리를 실행하고, 접속 패드(CP)의 위치 편차량으로부터 반도체 칩(SC)의 위치 편차량을 산출한다(S104, S105).

위치 편차량으로서는, 여기에서는 X, Y축 방향의 변위 및 회전량이 검출되어, 메모리(32)에 보존된다. 위치 편차량이 검출되면, 각 반도체 칩(SC)의 위치에 맞추어 패턴 데이터가 보정된다(S106). 위치 편차량을 검출할 수 없는 반도체 칩이 생겼을 경우, 인접하는 패턴을 참조하여 위치 편차량을 요구한다.

또, 위치 편차량을 검출할 수 없는 반도체 칩이 생겼을 경우의 다른 처리 방법으로서, 노광 장치의 오퍼레이터가 메뉴얼 조작에 의해서 위치 편차량을 결정하도록 해도 괜찮다. 오퍼레이터가 외부의 모니터 화면에 표시된 화상 데이터를 보면서, 콘트롤러(30)의 제공하는 윤곽 검출 어시스트 기능을 이용하고, 위치 편차량을 검출할 수 없는 반도체 칩의 윤곽을 계측 회로(27)에 티칭한다. 계측 회로(27)는 입력된 윤곽으로부터, 위치 편차량을 검출할 수 없는 반도체 칩의 위치 편차량을 계측한다. 이 처리는, 기판의 모든 반도체 칩의 위치 차이 검출(S105)이 종료된 후에, 위치 편차량을 검출할 수 없는 반도체 칩에 대해서, 정리하여 실행하도록 해도 좋다.

도 7은, 재배선 형성 시의 데이터 보정을 나타낸 도이다. 반도체 칩(SC)이 랜덤으로 회전한 위치에 있기 때문에, 접속 패드의 위치도 설계 상의 위치로부터 어긋나 있다. 그 때문에, 칩의 틈새에 대해서 도 7에 나타내듯이 분할하여 수지 부분의 위치 편차량을 산출하고, 거기에 맞추어 패턴 위치를 보정하는 것에 의해서 배선과 접속 패드(CP)가 접속된다. 카메라 주사와 패턴 데이터 보정을 병렬처리 하는 것에 의해서 지지 기판(W) 전체의 얼라인먼트 조정이 종료하면, 묘화 처리가 실행된다(S107). 또, 카메라 주사 중, 패턴이 없는 구간에 대해서는 주사 속도를 올리는 것이 좋다.

이와 같이 본 실시 형태에 의하면, 복수의 반도체 칩(SC)을 시야에 넣어 동시 촬영하고, 그 화상으로부터 반도체 칩(SC) 각각의 윤곽을 추출하고, 마크가 되는 접속 패드(CP)를 추출한 비교 대상 에어리어(TA)의 화상과 템플릿 화상을 비교하고, 각 칩의 위치 편차량을 검출한다. 한 번에 복수의 칩을 촬상하여 각 칩의 템플릿 매칭을 실시하기 위해, 방대한 수의 칩을 탑재한 기판에 대해서도 신속히 얼라인먼트 처리를 실행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 1개의 패키지에 1개의 반도체 칩을 탑재한 싱글 칩 타입의 얼라인먼트 방법을 설명했지만, 1개의 패키지에 복수의 반도체 칩을 탑재한 멀티 칩에 대해서도, 똑같이 얼라인먼트를 실시할 수 있다.

도 8은, 멀티 칩을 나타낸 도이다. 멀티 칩의 경우, 1개의 패키지 데이터를 형성하는 모든 반도체 칩의 위치 편차량을 검출하고 나서, 그 패키지 전체의 얼라인먼트 보정량을 산출한다. 따라서, 한 번에 멀티 칩을 구성하는 반도체 칩의 촬상을 실시할 수 없는 경우, 모든 칩의 촬상을 끝내고 나서 위치 편차량이 산출된다. 또, 얼라인먼트 보정 시에는, 칩 간의 수지 몰드 영역(RM)에 관해서 데이터 보정량을 산출한다.

본 실시 형태에서는, FO-WLP로 사용되는 기판에 대한 얼라인먼트 처리를 나타내고 있지만, 패턴을 적층시키는 경우에도 유효하다. 또, 템플릿 매칭에 즈음하여 필요한 특징 마크로서는, 접속 패드 이외의 요소, 부품, 배선 등이어도 괜찮다.

10 노광 장치
22 DMD
27 계측 회로(계측부)
29 카메라(촬상부)
30 콘트롤러(계측부, 촬상부)
31 노출 제어부(촬상부)

Claims

각각 반도체 칩을 포함하는 다수의 하층 패턴이 배열된 기판에 패터닝하는 노광 장치에 있어서,
상기 다수의 하층 패턴 중에서 복수의 하층 패턴을 시야 내에서 포착하도록 촬상하는 촬상부와,
각 하층 패턴 위치를 계측하는 계측부와,
템플릿 매칭에 의해서 각 하층 패턴의 위치 편차량을 산출하고, 묘화 데이터를 보정하는 보정부를 구비하고,
상기 계측부가, 상기 촬상부가 촬상한 상기 하층 패턴의 화상에 대하여, 상기 반도체 칩의 윤곽을 추출하고 나서, 상기 반도체 칩의 윤곽의 내부 에어리어 중 적어도 일부를 하층 패턴 각각의 비교 대상 에어리어로 설정하고, 상기 비교 대상 에어리어에 속하는 특징 마크가 추출된 비교 대상 화상을 추출하고, 상기 비교 대상 화상에 기초하여 템플릿 매칭을 실시하고, 위치 차이를 검출하고,
상기 비교 대상 에어리어의 사이즈는, 상기 반도체 칩의 윤곽선의 내부 면적의 사이즈보다 작은 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 계측부가, 상기 비교 대상 화상의 에어리어를 임의로 설정 가능한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 계측부가, 위치 차이 검출할 수 없는 하층 패턴에 대해서는, 인접하는 하층 패턴의 위치 편차량을 참조하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 계측부가, 위치 차이 검출할 수 없는 하층 패턴에 대해서는, 오퍼레이터의 조작에 기초하는 하층 패턴 윤곽의 추출에 따라, 하층 패턴의 위치 편차량을 결정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 계측부가, 2 이상의 하층 패턴으로 이루어지는 멀티 패키지 에어리어에 대해, 그 에어리어 내의 하층 패턴의 모든 촬상 종료 후, 그 에어리어 내의 하층 패턴의 위치 편차량을 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 계측부가, 접속 패드를 특징 마크로서 추출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제6항에 있어서,
상기 기판이 구형상(矩形狀)이며, 다수의 하층 패턴이 기판 전체에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제7항에 있어서,
상기 기판이, FO-WLP에 기초하여 성형되는 지지 기판인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
다수의 하층 패턴이 배열된 기판에 패터닝하는 노광 장치의 얼라인먼트 방법에 있어서,
상기 다수의 하층 패턴 중에서 복수의 하층 패턴을 시야 내에서 포착하도록 촬상하고,
각 하층 패턴 위치를 계측하고,
템플릿 매칭에 의해서 각 하층 패턴의 위치 편차량을 산출하고, 묘화 데이터를 보정하는 노광 방법이며,
반도체 칩의 윤곽을 추출하고 나서, 상기 반도체 칩의 윤곽의 내부 에어리어 중 적어도 일부를 하층 패턴 각각의 비교 대상 에어리어로 설정하고, 상기 비교 대상 에어리어에 속하는 특징 마크가 추출된 비교 대상 화상을 추출하고, 상기 비교 대상 화상에 기초하여 템플릿 매칭을 실시하고, 위치 차이를 검출하고, 상기 비교 대상 에어리어의 사이즈는, 상기 반도체 칩의 윤곽선의 내부 면적의 사이즈 보다 작은 것을 특징으로 하는 노광 장치의 얼라인먼트 방법.
다수의 하층 패턴이 배열된 기판에 패터닝하는 노광 장치를,
상기 다수의 하층 패턴 중에서 복수의 하층 패턴을 시야 내에서 포착하도록 촬상하는 촬상수단과,
각 하층 패턴 위치를 계측하는 계측 수단과,
템플릿 매칭에 의해서 각 하층 패턴의 위치 편차량을 산출하고, 묘화 데이터를 보정하는 보정 수단으로서 기능시키는 단계; 및
반도체 칩의 윤곽을 추출하고 나서, 상기 반도체 칩의 윤곽의 내부 에어리어 중 적어도 일부를 하층 패턴 각각의 비교 대상 에어리어로 설정하고, 상기 비교 대상 에어리어에 속하는 특징 마크가 추출된 비교 대상 화상을 추출하고, 상기 비교 대상 화상에 기초하여 템플릿 매칭을 실시하고, 위치 차이를 검출하도록, 상기 계측 수단으로서 기능시키는 단계를 포함하고,
상기 비교 대상 에어리어의 사이즈는, 상기 반도체 칩의 윤곽선의 내부 면적의 사이즈 보다 작은 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장된 프로그램.
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