TWI645266B - 曝光裝置、曝光方法以及半導體封裝體之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種曝光裝置、曝光方法以及物品製造方法。本發明提供一種曝光裝置，該曝光裝置對基板的曝光區域進行曝光，該基板具有半導體晶片和配置在該半導體晶片的周圍的模製材。該曝光裝置具有：載置台，在保持前述基板下移動；計測部，在被前述載置台保持的前述基板的前述曝光區域的複數個計測點處計測該基板的高度；以及控制部。前述控制部根據與前述基板中的前述半導體晶片的配置有關的設計資料，對前述複數個計測點處的各個計測結果進行加權，根據該加權後的計測結果，控制前述載置台的高度以及傾斜度中的至少一者。
Description
本發明涉及曝光裝置、曝光方法以及物品製造方法。
近年來，將被稱為FOWLP(Fan Out Wafer Level Packaging，扇出型晶圓級封裝)的半導體裝置的封裝方法引進到半導體裝置製造程序中。在FOWLP中，構成如圖1所示的將前程序處理結束並進行切割後的複數個半導體晶片101排列並利用模製材102加以固定的基板100。這樣的基板100還被稱為再構成基板。而且，對該基板100使用利用曝光裝置等進行的微光刻技術，形成圖2所示的佈線層103、電極墊104等。由圖2可知，在FOWLP中，佈線層103、電極墊104不僅形成在半導體晶片101上，還形成在模製材102上。
由於封裝的高密度化，所以特別是佈線層103微細的情形較多，線寬為幾微米(μm)左右。因此，在使用曝光裝置來對它們圖案化時，基板的高度方向的位置對準變得重要。在該高度方向的位置對準時，一般預先計
測基板的高度並調整保持基板的載置台的高度。
但是，難以使模製材102平坦化，如圖3所示，模製材102的表面存在粗糙度3a、凹部3b或者凸部3c等，所以難以進行高精度的基板的高度計測。針對這樣的課題，以往在判定為通過基板的高度計測得到的計測值為異常時，進行如下應對：在進行基板的高度方向的位置對準控制時將該計測值排除。例如，專利文獻1公開了如下技術：由用於計測基板的高度的複數個感測器計測曝光區域內的階差形狀，根據其計測結果，選擇複數個感測器中的用於基板的高度方向的位置對準控制的感測器。
專利文獻1：日本特開2002-100552號公報
但是，根據以往技術，有時由於基板的狀態而不能正確地進行基板的高度計測的結果的正常、異常的判斷，進行了不恰當的基板的高度位置對準從而無法進行微細的圖案化。
本發明的目的在於提供有利於形成於包括半導體晶片和模製材的基板的佈線層的高精度化的技術。
根據本發明的一個方面，提供一種曝光裝置，對基板的曝光區域進行曝光，該基板具有半導體晶片和配置在該半導體晶片的周圍的模製材，前述曝光裝置具有：載置台，保持前述基板而移動；計測部，在被前述載置台保持的前述基板的前述曝光區域的複數個計測點處計測該基板的高度；以及控制部；其中，前述控制部根據與前述基板中的前述半導體晶片的配置有關的設計資料，對前述複數個計測點處的各個計測結果進行加權，根據該加權後的計測結果，控制前述載置台的高度以及傾斜度中的至少一者。
根據本發明，能夠提供有利於形成於包括半導體晶片和模製材的基板的佈線層的高精度化的技術。
本發明的其它特徵以及優點通過參照了附圖的以下說明而清楚。此外，在附圖中，對相同或者同樣的結構附加相同的參考編號。
3a‧‧‧粗糙度
3b‧‧‧凹部
3c‧‧‧凸部
100‧‧‧基板
101‧‧‧半導體晶片
102‧‧‧模製材
103‧‧‧佈線層
104‧‧‧電極墊
401‧‧‧光源
402‧‧‧照明光學系統
403‧‧‧遮罩
404‧‧‧投影光學系統
405‧‧‧基板載置台
406‧‧‧計測部
407‧‧‧控制部
501‧‧‧曝光區域
502‧‧‧計測點
601‧‧‧計測點
602‧‧‧計測點
附圖包含在說明書中，構成其一部分，示出本發明的實施方式，與其描述一起用於說明本發明的原理。
圖1是說明再構成基板的圖。
圖2是說明再構成基板的圖。
圖3是示出再構成基板的模製材的表面的粗糙度、凹凸的例子的圖。
圖4是示出實施方式的曝光裝置的結構的圖。
圖5是示出曝光區域內的聚焦計測點的例子的圖。
圖6是示出半導體晶片和聚焦計測點的配置例的圖。
圖7是示出半導體晶片和聚焦計測點的配置例的圖。
以下，參照附圖，詳細地說明本發明的優選實施方式。此外，本發明並不限定於以下的實施方式，僅示出對本發明的實施有利的具體例子。另外，在以下的實施方式之中說明的特徵的所有組合未必是為了解決本發明的課題所必需的組合。
圖4是示出實施方式的實施曝光方法的曝光裝置的結構的圖。曝光裝置具有光源401。光源401能夠由i線水銀燈、準分子雷射器等構成。照明光學系統402引導來自光源401的光，對遮罩403進行照明。遮罩403描繪有應被投影的圖案。通過了遮罩403的光經過投影光學系統404到達基板100。在本實施方式中，基板100是通過FOWLP得到的所謂的再構成基板。如圖1所示，該再構成基板是通過前程序處理結束後配置切割後的1個以上的半導體晶片101並在半導體晶片101的周圍配置模製材102(例如，環氧樹脂)而構成的。然後，使用曝光裝置將圖2所示的佈線層103、電極墊104等形成於該基板
100。由圖2可知，在FOWLP中，佈線層103、電極墊104不僅形成在半導體晶片101上，還形成在模製材102上。在圖1中，半導體晶片101之間未由佈線層103連接，但根據情況，有時也利用佈線層連接不同特性的複數個半導體晶片。
描繪於遮罩403的圖案經由投影光學系統404投影到基板100的表面。所投影的遮罩圖案的像使預先塗敷於基板100的表面的抗蝕劑、聚醯亞胺等感光性材料反應。通過使其顯影，從而在基板100的表面形成圖案。
基板100被在保持基板下移動的基板載置台405所保持，能夠重複使基板載置台405步進移動並對規定的曝光區域進行曝光從而對基板100的整個表面進行曝光。基板載置台405通過未圖示的干涉計、編碼器等位置計測裝置高精度地管理其位置、姿勢，由此，實現高精度的重疊曝光。
在曝光時，為了使基板的高度以及傾斜度與遮罩圖案的像的位置對準，由計測部406(例如聚焦感測器)計測基板的高度，根據其計測結果，控制基板載置台405的高度以及傾斜度中的至少一者。此外，以下有時還將控制基板載置台405的高度以及傾斜度中的至少一者這一情況簡稱為“基板的高度位置對準”。
此外，在圖4中，計測部406被描繪為進行光學檢測的聚焦感測器，但不限於此，也可以是使用了電容感測器、壓力感測器等其它檢測方式。為了測量基板的
高度以及傾斜度，如圖5所示，曝光區域501內包含複數個計測點502，在該多個計測點502由計測部406計測聚焦狀態。在圖5中，按照格子狀配置有9個計測點502，但配置數、配置位置不限於此。
另外，計測部406、基板載置台405、投影光學系統404等連接於控制部407。控制部407包括未圖示的記憶部，記憶由計測部406計測出的基板的高度、傾斜度的資訊等各種資訊，並且對基板載置台405等發出驅動指令來進行控制。控制部407例如能夠控制成以所謂的分步重複方式進行曝光，所述分步重複方式重複使基板載置台405步進移動並對曝光區域501進行曝光從而對基板整體進行曝光。
本實施方式中的曝光裝置的結構大致如以上那樣。以下，說明利用該曝光裝置實施的曝光方法。
控制部407預先保持有曝光區域501的大小以及位置的資訊、以及曝光區域501中的計測點502的位置的資訊。通常，如圖6所示，曝光區域501比半導體晶片101大，在1個曝光區域501中包含複數個半導體晶片101。即，在該情況下，能夠通過1次曝光對複數個半導體晶片同時進行曝光。
對控制部407輸入設計資料，該設計資料是與基板100中的半導體晶片101的配置有關的資料。設計資料例如經由未圖示的操作畫面由使用者輸入，記憶於控制部407的記憶部。設計資料例如包含各個半導體晶片
101的尺寸以及在基板100中的配置位置的資訊、或者半導體晶片101的外形形狀的資訊。控制部407判定複數個計測點的各個計測點位於半導體晶片101上或位於模製材102上。這例如根據曝光區域501的大小以及位置、曝光區域501中的計測點502的位置等已知的資訊、和所輸入的設計資料所包含的半導體晶片101的尺寸以及配置位置的資訊來判定。在圖6中，位於半導體晶片101上的計測點用601表示，位於模製材102上的計測點用602表示。例如，在如圖5所示配置有9個計測點502的情況下，如圖6所示，它們中的4個計測點601位於半導體晶片101上，5個計測點602位於模製材102上。
如上所述，難以使模製材102平坦化，與半導體晶片101相比模製材102的表面粗糙、凹凸，所以存在難以高精度地進行基板的高度計測的課題。因此，在本實施方式的曝光方法中，控制部407僅根據位於半導體晶片101上的計測點處的計測結果，實施曝光時的基板的高度位置對準。通過不將模製材102上的計測點602的計測結果用於曝光時的基板的高度位置對準，能夠進行高精度的聚焦控制，能夠實現形成微細的佈線層，所述模製材102與半導體晶片101相比，不平坦。
在圖6中，示出了1個曝光區域501包含複數個半導體晶片101的例子，但即使在如圖7那樣1個曝光區域501所包含的半導體晶片101僅為1個的情況下，也能夠應用與上述同樣的方法。在圖7的例子中，控制部
407也對複數個計測點的各個計測點判定位於半導體晶片101上或位於模製材102上。
在上述說明中，控制部407僅根據位於半導體晶片101上的計測點的計測結果，實施曝光時的基板的高度位置對準。但是，也可以不使位於模製材102上的計測點的計測結果完全無效，而對複數個計測點處的各個計測結果進行加權，根據進行該加權後的計測結果，控制所述基板的高度以及傾斜度中的至少一者。例如，使對於位於模製材102上的計測點的計測結果的權重比對於位於半導體晶片101上的計測點的權重小。通過這樣做，例如在無法充分地確保位於半導體晶片101上的計測點的數量的情況下，使位於模製材102上的計測點的權重減小後被利用，能夠維持基板的高度位置對準的精度。此外，如上述說明那樣，在使位於模製材102上的計測點的計測結果完全無效時，將對於位於模製材102上的計測點的計測結果的權重設為0即可。由此，將該計測點的計測結果排除。另外，也可以根據與半導體晶片101的配置有關的設計資料，調整計測部406，以使由計測部406進行計測的複數個計測點502僅配置在半導體晶片101上。另外，也可以根據與半導體晶片101的配置有關的設計資料，追加半導體晶片101上的計測點502，增加計測點的數量來進行計測。
本發明的實施方式的物品製造方法例如適於製造半導體裝置等微型裝置或具有微細構造的元件等物品。本實施方式的物品製造方法包括對塗敷於基板的感光劑使用上述曝光裝置而形成潛像圖案的程序(對基板進行曝光的程序)、以及對在上述程序中形成有潛像圖案的基板進行顯影的程序。進而，這樣的製造方法包括對顯影的基板進行加工的其它公知的程序(氧化、成膜、蒸鍍、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕層剝離、切割、接合、封裝等)。本實施方式的物品製造方法相比於以往的方法，在物品的性能、質量、生產率、生產成本中的至少1個方面是有利的。
本發明不限於上述實施方式，能夠在不脫離本發明的精神以及範圍下進行各式各樣的變更以及變形。因此，為了公開本發明的範圍，附加以下請求項。
Claims (13)
- 一種曝光裝置，對基板的曝光區域進行曝光，前述基板具有配置於基板上的半導體晶片和配置在前述半導體晶片的周圍且將前述半導體晶片相對於前述基板的位置進行固定的固定材，前述曝光裝置具有：載置台，保持前述基板而移動；計測部，在屬被前述載置台保持的前述基板的曝光區域的複數個計測點，亦即在包含位於前述半導體晶片上的計測點與位於前述固定材上的計測點之複數個計測點，計測前述基板的高度；以及控制部；其中，前述控制部根據前述基板中的前述半導體晶片的配置，以前述複數個計測點之中位於前述固定材上的計測點的權重比位於前述半導體晶片上的計測點的權重小的方式，對在前述複數個計測點的各個計測結果進行加權，根據前述加權後的計測結果，控制前述載置台的高度以及傾斜度中的至少一者。
- 如申請專利範圍第1項的曝光裝置，其中，前述控制部通過將對於位於前述固定材上的計測點的計測結果的權重設為0，從而將前述計測點的計測結果排除而控制前述載置台的高度以及傾斜度中的至少一者。
- 如申請專利範圍第1項的曝光裝置，其中，前述控制部根據顯示前述半導體晶片的尺寸及在前述基板的前述半導體晶片的位置中的至少一者的資訊，進行加權。
- 如申請專利範圍第3項的曝光裝置，其中，前述控制部根據顯示前述曝光區域中的前述複數個計測點的位置、和前述半導體晶片的尺寸以及在前述基板的前述半導體晶片的位置中的至少一者的資訊，判定前述複數個計測點中的各者位於前述半導體晶片上或位於前述固定材上。
- 如申請專利範圍第1項的曝光裝置，其中，前述曝光區域包含複數個前述半導體晶片。
- 如申請專利範圍第1項的曝光裝置，其中，含於前述曝光區域中的前述半導體晶片為1個。
- 如申請專利範圍第1項的曝光裝置，其中，前述固定材包含模製材。
- 一種曝光裝置，對基板的曝光區域進行曝光，前述基板具有配置於基板上的半導體晶片和配置在前述半導體晶片的周圍且將前述半導體晶片相對於前述基板的位置進行固定的固定材，前述曝光裝置具有：載置台，保持前述基板而移動；計測部，可在屬被前述載置台保持的前述基板的曝光區域的複數個計測點，亦即可在包含位於前述半導體晶片上的計測點與位於前述固定材上的計測點之複數個計測點，計測前述基板的高度；以及控制部；其中，前述計測部僅在前述複數個計測點之中位於前述半導體晶片上的計測點就前述基板的高度進行計測，前述控制部根據透過前述計測部而計測的計測結果，控制前述載置台的高度及傾斜度中的至少一者。
- 如申請專利範圍第7項的曝光裝置，其中，前述控制部根據顯示前述半導體晶片的尺寸及在前述基板的前述半導體晶片的位置中的至少一者的資訊，判定前述複數個計測點之中的著眼的計測點是否位於前述半導體晶片上。
- 一種曝光方法，對基板的曝光區域進行曝光，前述基板具有配置於基板上的半導體晶片和配置在前述半導體晶片的周圍且將前述半導體晶片相對於前述基板的位置進行固定的固定材，前述曝光方法具有以下程序：在屬被載置台保持的前述基板的曝光區域的複數個計測點，亦即在包含位於前述半導體晶片上的計測點與位於前述固定材上的計測點之複數個計測點，計測前述基板的高度；根據前述基板中的前述半導體晶片的配置，以前述複數個計測點之中位於前述固定材上的計測點的計測結果的權重比位於前述半導體晶片上的計測點的計測結果的權重小的方式，對在前述複數個計測點的各個計測結果進行加權；根據前述加權後的計測結果，控制前述載置台的高度以及傾斜度中的至少一者；在已控制前述載置台的高度及傾斜度中的至少一者的狀態下，為了構成從前述半導體晶片的配線，就前述基板的曝光區域進行曝光。
- 一種曝光方法，對基板的曝光區域進行曝光，前述基板具有配置於基板上的半導體晶片和配置在前述半導體晶片的周圍且將前述半導體晶片相對於前述基板的位置進行固定的固定材，前述曝光方法具有以下程序：在被載置台保持的前述基板的曝光區域的複數個計測點之中，僅在位於前述半導體晶片上的計測點，計測前述基板的高度；根據前述計測的計測結果，控制前述載置台的高度及傾斜度中的至少一者；在已控制前述載置台的高度及傾斜度中的至少一者的狀態下，為了構成從前述半導體晶片的配線，就前述基板的曝光區域進行曝光。
- 一種半導體封裝體之製造方法，對基板構成從半導體晶片的配線從而製造半導體封裝體，前述基板具有配置於基板上的半導體晶片和配置在前述半導體晶片的周圍且將前述半導體晶片相對於前述基板的位置進行固定的固定材，前述製造方法具有以下程序：在屬被載置台保持的前述基板的曝光區域的複數個計測點，亦即在包含位於前述半導體晶片上的計測點與位於前述固定材上的計測點之複數個計測點，計測前述基板的.高度；根據前述基板中的半導體晶片的配置，以前述複數個計測點之中位於前述固定材上的計測點的計測結果的權重比位於前述半導體晶片上的計測點的計測結果的權重小的方式，對在前述複數個計測點的各個計測結果進行加權；根據前述加權後的計測結果，控制前述載置台的高度以及傾斜度中的至少一者；在已控制前述載置台的高度及傾斜度中的至少一者的狀態下，為了構成從前述半導體晶片的配線，就前述基板的曝光區域進行曝光。
- 一種半導體封裝體之製造方法，對基板構成從半導體晶片的配線從而製造半導體封裝體，前述基板具有配置於基板上的半導體晶片和配置在前述半導體晶片的周圍且將前述半導體晶片相對於前述基板的位置進行固定的固定材，前述製造方法具有以下程序：在被載置台保持的前述基板的曝光區域的複數個計測點之中，僅在位於前述半導體晶片上的計測點，計測前述基板的高度；根據前述計測的計測結果，控制前述載置台的高度及傾斜度中的至少一者；在已控制前述載置台的高度及傾斜度中的至少一者的狀態下，為了構成從前述半導體晶片的配線，就前述基板的曝光區域進行曝光。
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