用於執行圖案對準的方法和裝置的製作方法

2023-09-21 00:28:30 2

專利名稱：用於執行圖案對準的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於執行針對多個層中的圖案的圖案對準的方法和裝置。
發明概述
通過提供根據所附權利要求的方法和/或裝置和/或電腦程式產品來達到總體 目標和解決問題。
本發明可適用於在產品的製造中工件的雷射圖案成像，其中產品的製造包括使用雷射直接成像設備圖案化表面。例如，通過在表面上投影、寫入或印刷圖案的圖案化可包括曝光光刻膠或其它光敏材料、通過光學加熱來退火、侵蝕、通過光束產生對表面的任何其它改變，等等。
這樣的產品的實例是印刷電路板PCB、基片、柔性輥軋基片、柔性顯示器、晶片級封裝WLP、柔性電子器件、太陽電池板和顯示器。本發明目的在於在直接寫入機中為具有管芯的此類產品圖案化工件上的此類光敏表面，其中工件可以是表面層的任何承載件，使用雷射直接成像系統可將圖案印刷在該表面層上。
根據本發明，通過將誤差分配在多個層上而對歸因於不同機器的不同變換能力的誤差進行補償，使得問題得以解決。本發明解決了最小化可能從一個層到另一層出現的誤差的問題方面，並可應用在具有或沒有嵌入式管芯的工件上。本發明用在被配置用於例如在直接寫入機中圖案化工件的多個層的方法、裝置系或電腦程式產品中。附圖簡述將參考附圖進一步解釋本發明，其中

圖1示意性示出在扇出晶片級封裝工藝的現有技術工藝描述中的嵌入式管芯的圖2示意性示出分布有管芯的工件的實例。圖3示意性示出用於對準到單獨的管芯或管芯組的現有技術方法的實例。圖4示意性示出管芯上的對準標記的實例。圖5A-B示意性示出根據本發明的對單獨管芯的局部圖案適應的實例。 圖6示出根據本發明的實施方案的方法的流程圖。圖7示出根據本發明的實施方案的局部坐標系的調整的實例。圖8示意性示出分布有管芯的工件的實例，其示出根據工件的形狀的管芯的局部
統和/
實例。
和全局定位和朝向。
圖9A示出根據本發明的實施方案的使圖案對準管芯的方法的流程圖。
圖9B示意性示出方框圖，其說明根據本發明的用於圖案化工件的裝置的實施方案。
圖9C示出封裝中的3D系統的實例。
圖1OA在工件的頂視圖中示出圖案的一部分如何連接到管芯的連接點的實例。
圖1OB示出圖1OA中的實例的側視圖。
圖1lA-B在頂視圖和側視圖中示出第一工件層中的管芯如何與同一或不同工件的第二層中的管芯疊加。
圖1lC示出對準圖案與多個層中的特徵的流程圖。
圖12示出在設計(CAD)域中的圖案。
圖13示出在圖案被調整到每個管芯的變換之後的實例。
圖14是所識別的特別區和延伸區的圖示。
圖15示出CAD域中的另一圖案。
圖16A示出不使用延伸區概念的圖案，且其中只有單獨的變換應用於圖案。
圖16B示出當延伸區概念用於重新連接區域時的示例性圖案，這些區域使用特別區之間的線性連接而連接在理想(原始)坐標系中。
圖17A示出不使用延伸區概念的示例性圖案，且其中只有單獨的變換應用於圖案。
圖17B示出當延伸區用於重新連接區域時的示例性圖案，這些區域使用單獨變換 之間的線性組合連接在理想(原始)坐標系中。
圖18示出額外的區域被機器自動地或在圖案文件中識別或標記的實例。
圖19A示出第三區域不被應用的實例。
圖19B示出第三區域被應用的實例。
圖20A示出沒有補償的示例性印刷圖案。
圖21A-21B示出示例性變換圖譜。
圖22A示出使用補償的示例性印刷圖案。
圖22B示出根據本發明的實施方案的使用特別區概念的方法的流程圖。
圖23示出示例性變換。
圖24A示出在第一層中的管芯的放置。
圖24B-C示出與圖24A的第一層中的管芯對準的在第二層中和第N層中的圖案。
圖25示出穿過多個層的圖案的變換的序列。
圖26示出管芯的基準位置。
圖27示出具有多個層的工件的橫截面圖。
圖28示出具有多個層的工件的橫截面圖。
在本文中使用的術語和實施方案的解釋
工件
為了此申請文本的目的，術語「工件」用於命名表面層的任何承載件，可使用雷射 直接成像系統將圖案印刷在該表面層上。例如印刷電路板工件的矽基片或矽晶片，或有機 基片。工件可以有任何形狀例如圓形、矩形或多邊形，以及任何尺寸的片(或塊)或捲筒狀。
管芯
為了此申請文本的目的，術語「管芯」用於命名無源部件、有源部件或與電子器件 相關的任何其它部件。例如，管芯可以是一小塊半導體材料，在其上面製造給定的功能電 路。
局部對準
為了此申請文本的目的，術語「局部對準」用於命名相對於單獨的管芯上或管芯組 上的對準特徵(例如對準標記)的對準。
全局對準
為了此申請文本的目的，術語「全局對準」用於命名相對於工件上的對準特徵(例 如對準標記)的對準。
各種解釋
在附圖中，層和區域的厚度為了清楚起見而被放大。相似的數字在附圖的描述中 始終指相似的元件。
本文公開了詳細的例證性實施方案。然而，為了描述示例性實施方案的目的，本文 公開的特定結構和功能細節僅僅是表示性的。示例性實施方案可以以很多可替代形式體現，且不應被理解為僅限於本文闡述的示例性實施方案。然而應理解，沒有將示例性實施方案限制到所公開的特定實施方案的意圖，而是相反，示例性實施方案涵蓋適當的範圍內的所有修改、等效和替代形式。
將認識到，雖然術語「第一」、「第二」等在本文用於描述各種元件，這些元件不應被這些術語所限制。這些術語僅僅用於區分開一個元件與另一元件。例如，第一元件可以稱為第二元件，且類似地，第二元件可稱為第一元件，而不背離示例性實施方案的範圍。如本文使用的，術語「和/或」包括相關的列出項目中一個或多個的任一個和所有組合。
將理解，當元件被提到為「連接」或「耦合」到另一元件時，該元件可以直接連接或耦合到另一元件，或者可能存在介於兩者中間的元件。相對地，當元件被提到為「直接連接」 或「直接耦合」到另一元件時，則不存在介入其間的元件。用於描述元件之間的關係的其它詞語應以類似的方式被理解(例如，「在…之間」相對於「直接在…之間」、「相鄰」相對於「直接相鄰」等)。
本文使用的術語僅僅是為了描述特定的實施方案的目的，而不是為了限制示例性實施方案。如本文使用的，單數形式「a」、「an」和「the」用來也包括複數形式，除非上下文另外清楚地指示。將進一步理解，·術語「包括(comprises)」、「包括(comprising)」、「包括 (includes)」和/或「包括(including)」當在本文被使用時指定所陳述的特徵、整體、步驟、 操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。
也應注意，在一些替代的實現中，所提到的功能/操作可不按在附圖中提到的順序出現。例如，連續示出的兩個數字實際上可大體上同時被執行，或有時可按相反的順序執行，這取決於所涉及的功能/操作。
不例性實施方案涉及工件(例如基片或晶片)的掃描，以便讀和與圖案和/或圖像。 示例性實施方案還涉及測量工件。示例性基片或晶片包括平板顯示器、印刷電路板(PCB)、 柔性印刷電路板(FPB)、柔性電子器件、印刷電子器件、用於封裝應用的基片或工件、光伏板坐寸ο
根據示例性實施方案，應在廣泛的意義上理解讀和寫。例如，讀操作可包括相對小或相對大的工件的顯微鏡檢查、查驗、計量、光譜檢查、幹涉測量、散射測量等。寫可包括曝光光刻膠或其它光敏材料、通過光學加熱來退火、侵蝕、通過光束產生對表面的任何其它改變7等等。
實施方案的詳細描述
本發明體現在用於圖案化工件的方法、裝置和電腦程式產品中。
本發明的操作環境
本發明通常用在掃描雷射直接成像(LDI)系統中，掃描雷射直接成像(LDI)系統包括例如如在上面提到的現有技術公布US2003/0086600中描述的雷射直接寫入器，該公布特此通過引用被併入，作為可用於實現本發明的實施方案的此類機器的實例。在這樣的系統中，雷射束在工件的光敏表面層上被掃描，以使用與圖案圖像數據一致的圖案來曝光層。本發明的不同實施方案可包括例如用於通過在表面上投影、寫或印刷圖案來進行圖案化的圖案化設備，其中圖案化可包括曝光光刻膠或其它光敏材料、通過光學加熱來退火、侵蝕、通過光束產生對表面的任何其它改變，等等。
系統優選地包括被調適為控制尤其根據圖像圖案數據來圖案化(例如雷射束掃描)的計算機，其中圖像圖案數據可被調整、補償或變換。系統還包括或耦合到計算機化的測量系統(通常具有CCD攝像機)和被設計成識別工件上的物體(例如管芯)或特徵(如對準標記)的識別軟體。來自測量系統的測量數據在對準系統中用來調適原始圖像圖案數據，以便對工件中與假設條件的偏差進行補償。當實現本發明時，計算機設置有適合於執行本發明方法的步驟的特別設計的電腦程式。
本發明被設計成在工件(例如矽基片、有機基片或晶片)上操作，工件設置有在工件上以任意位置分布和放置的管芯。管芯的位置被定義在三維坐標系中，並因此指示定位和朝向。例如，可已經藉助於拾取和放置機將管芯放置在工件上，導致具有管芯的低位置精確度的工件。管芯通常應與待印刷在表面層上的電路圖案對準，使得電路圖案可例如在扇出工藝中連接到管芯的連接點。在直接寫入機和對準系統中或結合直接寫入機和對準系統來實現優選實施方案。
扇出工藝的實例
圖1示意性示出在扇出晶片級封裝工藝的現有技術工藝描述中的嵌入式管芯的實例。在這裡使用已知由Infineon提供(來源Infineon)的現有技術扇出晶片級封裝例示的這種常規扇出工藝通常包括下列步驟
步驟1:層壓承載件(例如承載晶片)被提供並布置成接納在膠帶上的管芯。
步驟2 :多個管芯(屬於一種或幾種類型)藉助於拾取和放置機被放置在承載件上。
步驟3 :在管芯和膠帶上進行壓縮模製以將管芯固定在模製的承載晶片中。
步驟4 :將承載件與膠帶和模製承載晶片分開。
步驟5 :例如通過剝離來從模製晶片移除膠帶以產生重組的晶片。
在將管芯放置在模製承載晶片上之後，對晶片執行一個或多個圖案化步驟，例如下列項的選擇
步驟6 :電介質的沉積和圖案化，可能有多次這個步驟。
步驟7:金屬化和圖案化。
步驟8 :電介質的沉積和圖案化。
步驟9 :焊接凸塊沉積以實現外部端子到耦合到管芯的連接點的觸點的電連接。
本發明的實施方案被調適為應用於在這種扇出工藝中的圖案化步驟中的對準，以便提聞成本效率。
具有任意放置的管芯的工件
如在背景章節中簡要提到的，圖2示意性示出分布有多個管芯202的工件200的實例，在本實例中是在eWLB封裝結構中的重組晶片，其中eWLB是嵌入式晶片級球柵陣列的縮寫。如圖2所示，管芯放置是非規則的，且為印刷場，S卩，印刷電路圖案的場將具有與不同的管芯有關的不同的配準誤差，且實際上像這樣生產的工件將具有隨機位置誤差。本發明適合於實現圖案與例如這種工件中的嵌入式管芯的局部對準。
本發明預期操作的工件具有分布在其上的多個管芯。假設管芯任意或隨機地分布和定位在工件上，雖然管芯通常將以總體全局順序放置在工件上。管芯的位置也將通常受工件的形狀和形狀偏差影響。圖8示出以晶片的形式的工件的例子，其上有管芯的局部和全局定位和朝向。從頂視圖802和側 視圖800中，在左邊有以晶片的形式的原始工件。在中間，不出了分布有大體在行中排序和定位的管芯807的晶片的頂視圖804和側視圖808。 在右邊，有在2維全局坐標系806中的管芯807的位置和在局部3維坐標系(x，y Θ >808中的單獨管芯807的朝向的圖示，因而屬於每個單獨的管芯。每個管芯的位置可包括平移、旋轉、扭曲等。在右邊也有不出晶片的全局扭曲812和管芯的局部扭曲810的工件的側視圖。
用於圖案化工件的方法的實施方案
在一種變形中，本發明體現在用於例如在直接寫入機中圖案化工件的方法中。工件具有分布在其上的一個或多個管芯。直接寫入機設置有用於以本身已知的方式控制寫操作的坐標系。
每個管芯與以原始電路圖案數據的形式的電路圖案相關。這在圖5A和圖5B中示出，圖5A和圖5B示意性示出根據本發明的實施方案的對工件上的單獨管芯的局部圖案適應的實例。在圖5A中，具有全局基準標記(例如對準標記)的工件500設置有兩種不同類型(管芯類型I 504和管芯類型2 506)的多個任意放置的管芯。圖4示意性示出以管芯 400上的對準標記的形式的基準標記402的本身已知的實例，在該實例中對準標記是亮十字402。不同的管芯類型與不同的圖案類型(圖案類型I 508和圖案類型2 510)對準。圖 5B示出圖案類型I 508已與管芯類型2 506上的一層對準並印刷在該層上，並且圖案類型 2 510已類似地與管芯類型I 504上的一層對準並印刷在 該層上。此外，同一類型的多個管芯可具有不同類型的圖案。在圖5B中，圖案的旋轉被調整到每個管芯(單元)。在這個連接中，管芯或管芯組512可以稱為單元。有對每個管芯(單元)的調整或對管芯(單元)組512 的調整例如3x3個單元的相同旋轉和平移也是可能的。
工件優選地分成子區域，例如與管芯504相關的子區域514，管芯504在圖5B中的示範性圖示中與圖案510對準。子區域516也可與管芯組512相關。
圖6示出用於圖案化工件的方法的示範性實施方案的示意性流程圖。圖6所示的方法可以例如在直接寫入機中實現。
參考圖6中的步驟，這個實施方案包括
在S602 :測量在工件例如晶片上或在基準管芯上的對準標記。
在S604:測量在工件(例如，晶片)上的一個或多個管芯的位置。如上所述，每個管芯的位置可包括平移、旋轉、扭曲等。可以在包括直接寫入機的同一機器中或在外部測量機器中測量每個管芯的位置。步驟S602和S604可以按相反的順序執行。
如果在外部測量機器中測量管芯的位置，則管芯的位置是相對於承載晶片上的某些全局基準標記或給定基準管芯。如果在直接寫入機中執行測量，則可使用相同的原理或可直接在機器中使用測量。通過測量基準標記並將每個管芯的位置和旋轉變換到機器的坐標系來在寫入器的坐標系中定義每個管芯的位置。或者，可以用相同的方式使用預先定義的基準管芯。
此外，根據至少一些示例性實施方案，每個管芯可具有用於測量的對準標記。或者，可使用能夠在沒有對準標記的情況下測量管芯的絕對和/或相對位置的某種基於形狀的測量算法(例如通過測量管芯的形狀即管芯的表面固有的細微的非一致性和/或特徵並使用這些測量來確定管芯的絕對和/或相對位置)來測量每個管芯。可以使用至少一個攝像機(例如，CXD攝像機等)來測量管芯或全局工件的形狀、特徵和/或細微的非一致性，以便確定管芯的絕對和/或相對位置。也可使用至少一個傳感器(例如，物理傳感器等)來測量管芯的形狀和/或位置。根據某些示例性實施方案，可在工件的正面(例如，寫入面)上和 /或在工件的下面(例如，與寫入面相對的背面)上結合(或可選地不)使用對準標記來測量每個管芯的位置，其中測量的工件的正面或下面的形狀和/或細微的非一致性用作用於確定管芯在工件中或上的絕對和/或相對位置的基準位置。
如上所述，可以通過測量在寫入器中也可測量的全局工件的細微的非一致性、特徵或形狀(例如，工件的角)來確定管芯的位置，其中測量的工件的正面或下面的形狀、特徵和/或細微的非一致性用作用於確定管芯的絕對和/或相對位置的位置基準。
在S606 :基於每個管芯的所測量的對準標記和位置來準備圖案數據。
在S608 :待寫入的圖案被重新採樣以配合每個管芯的位置。在一個實例中，圖案從原始圖案數據被重新採樣以配合每個管芯。在另一實施方案中，圖像從矢量數據被光柵化，其中該矢量數據已被轉換或變換以配合每個管芯。在也在下面提到的替代的實施方案中，寫入工具的坐標系以相應的方式變換以將原始圖案配合到管芯的位置，且接著原始圖案通過變換的坐標系寫入。
根據示例性實施方案，不同的管芯可具有不同類型的圖案。如在圖5中所示和上面解釋的，可能有幾種類型的管芯，以及因而在同一晶片上的不同類型的圖案。圖5是圖案可如何適應於圖6的這些階段中的管芯的位置的圖示。
在S610:圖案被寫在晶片上，圖案因此被調整以配合每個管芯。
圖9A示意性示出用於例如在直接寫入機中圖案化工件的方法的另外的實施方案。工件具有分布在其上的多個管芯，其中管芯是無源部件、有源部件或與電子器件相關的任何其它部件的選擇。直接寫入機設置有用於以本身已知的方式控制寫操作的坐標系，且該方法包括下面的步驟
接收與工件相關並指示工件上分布的多個管芯或管芯組相對於工件的至少一個基準特徵的測量位置的測量數據。通常，通過確定工件的基準特徵並接著測量管芯相對於該基準特徵的位置來確定測量數據。
在下面進一步描述的不同實施方案中，測量數據文件可包括變換及其覆蓋的區域的列表，或者包括具有描述在給定點的變換的數據的測量文件。在寫入器和描述局部對準區域的高解析度圖譜之前的一個步驟中已分析對管芯的測量，且它們的值在寫入器中被使用。
優選地，按照工件上的管芯相對於至少一個基準的定位和朝向和/或在包括工件的空間中管芯或管芯組相對於該基準的空間定位和朝向來確定管芯或管芯組的位置。以不同的措辭且如上所解釋的，該位置可被指示為在工件的2維全局坐標系中的位置或定位以及在局部3維坐標系(X，y Θ )中的單獨管芯的朝向，因而屬於每個單獨的管芯。
例如，通過選擇下列項來確定管芯的基準特徵設置在管芯上的一個或幾個對準標記；或管芯的表面結構的特徵；或管芯的形狀的特徵，例如管芯的邊緣或角。
如上所述，管芯的位置的測量例如通過下列操作的選擇來確定
a.通過基於形狀的位置確定算法、基於邊緣探測的算法、基於關聯的算法或被設計用於從基準特徵提取位置的其它圖像分析技術的選擇來確定管芯相對於基準特徵的空間位置；或
b.使用在管芯上的一個或幾個對準標記來確定管芯相對於基準特徵的空間位置；或
c.通過管芯的表面結構的特徵來確定管芯相對於基準特徵的空間位置。
可確定測量數據以指示管芯或管芯組或簇的在工件上的位置。可選地，在單獨的測量機器中或在集成有或集成在直接寫入機中的測量布置中確定測量數據。優選地，在適合於操作圖像圖案數據和/或控制直接寫入機的寫入雷射束的計算機中接收測量數據。
此外，可選地通過確定工件的基準特徵和/或通過測量管芯組相對於所述基準特徵的位置來確定測量數據。測量數據可能不一定包括每個單個管芯的測量值。如所提到的，也可能包括例如2x2個管芯、4x4個管芯的簇的測量值。簇的測量值可例如指示與標稱位置的平均偏差。
管芯的基準特徵例如通過下列項的選擇或組合來確定設置在管芯上的一個或幾個對準標記；或管芯的表面結構的特徵；或管芯的形狀的特徵，例如管芯的邊緣或角，或通過在工件的寫入面上或背面上的測量。
優選地，通過以測量系統的形式的探測方式來探測工件的至少一個基準特徵。
可用與對如上所述的管芯的基準特徵的探測類似的方式(B卩，例如藉助於工件上的對準標記、按照工件上或管芯中的形狀或其它特徵)來探測工件的基準特徵。在示範性實施方案中，工件的至少一個基準特徵通過下列項的選擇或組合來確定設置在工件上的一個或幾個對準標記；或設置在選自多個管芯的一個或多個基準管芯上的一個或幾個基準特徵；或分布在工件上的管芯的布置的特徵；或工件的表面結構的特徵；或管芯的表面結構的特徵；或一個或幾個基準管芯；或工件的形狀的特徵，例如工件的邊緣或角；或通過在工件的寫入面上或背面上的測量。
確定工件的至少一個基準特徵和直接寫入機的坐標系之間的關係。可選地， 該關係被測量或假設或是可預先設定的參數。
定義管芯如何被定位在直接寫入機中的關係包括使用下列項的選擇但優選地為全部管芯的位置、工件的位置和直接寫入機的坐標系的位置。
根據在工件的至少一個基準特徵和直接寫入機的坐標系之間的確定的關係， 將分布在工件上的多個管芯、管芯組的測量位置變換成直接寫入機的坐標系中定義的變換位置。
通常，通過相對於工件的第一變換來描述所有管芯，然後通過相對於寫入器的坐標系的變換來描述工件。
變換還可包括在寫入器坐標系中定義的工件的位置和形狀的變換。這在測量臺中的工件被發現具有偏離理想變換的變換時成立。在這樣的情況下，使用變換來補償每個管芯的測量數據，該變換基於在寫入器中使用的基準位置來定義測量機器中的工件的位置， 其中該基準位置通常是標稱位置。因此，可以避免分別在測量機器中和在寫入器中的工件的不同變換將影響最終結果。
確定變換
例如根據工件的特徵和/或分布在其上的管芯以各種方式確定待應用的變換。
在一個實施方案中，按照工件上的定位和朝向以及工件相對於寫入器坐標系的定位和朝向的管芯或管芯組的位置用於確定在直接寫入機的坐標系中定義的測量位置的變換。
根據原始圖案數據和變換的位置來準備用於寫在工件上的經調整的電路圖 案數據，其中經調整的電路圖案數據表示多個管芯或管芯組的電路圖案，使得經調整的電 路圖案配合工件區域的至少一部分。
子區域
經調整的電路圖案數據在實施方案中被進一步處理，使得經調整的電路圖案配合 工件區域的多個子區域，可能其中每個子區域與分布在工件上的多個管芯當中的管芯或管 芯組相關。此外，經調整的電路圖案數據可被處理以配合多個管芯或管芯組，使得經調整的 圖案數據的子部分每個均表示與特定的管芯或管芯組相關的工件的子區域，且其中所述子 區域的每個包括或包含所述特定的管芯或管芯組。
可用不同的方式將工件分成子區域。在一個實施方案中，工件區域的至少一部分 被分成子區域，每個子區域由經調整的圖案數據的子部分表示，且其中子區域由所接收的 測量數據標識，和/或工件區域通過使用預先確定的算法而被分成子區域。在另一實施方 案中，子區域由所接收的測量數據自動標識，和/或工件區域通過使用預先確定的算法自 動被分成子區域。此外，經調整的圖案數據的多個所述子部分可被處理以在某些要求和/ 或至少一個可預先設定的偏差參數內配合相應子區域。
為了準備經調整的電路圖案數據的目的，在一個實施方案中測量可包括定義整個 圖案的重新採樣圖譜。
在一個實施方案中，準備經調整的電路圖案數據包括變換以矢量數據的形式的原 始圖案數據以配合每個管芯或管芯組，並光柵化所述變換的矢量數據，使得光柵化的矢量 數據表示分布有所有管芯的整個工件。
在另一實施方案中，準備經調整的電路圖案數據在一個實施方案中包括處理來自 一組理想圖案數據的原始圖案數據。理想圖案在這個上下文中是在標稱坐標系(通常是CAD 系統或類似系統)中的圖案的布局和位置。接著，有根據管芯的測量位置數據並根據工件的 變換位置和形狀來對原始圖案數據重新採樣的步驟，以便在直接寫入機的坐標系中將數據 配合到工件上的每個管芯。可選地，有根據管芯組或簇的測量位置數據並根據工件的變換 位置和形狀來對原始圖案數據重新採樣的步驟，以便在直接寫入機的坐標系中將數據配合 到工件上的每個管芯組或簇。
優選地，經調整的電路圖案數據表示分布有全部管芯的整個工件。
要求和/或偏差參數
以不同的可選方式執行經調整的電路圖案的配合。
例如，經調整的圖案數據的多個所述子部分被處理以在某些要求或一個或多個可 預先設定的偏差參數內配合相應的子區域。在不同的實施方案中，某些要求或可預先設定 的偏差參數與下列項中的至少一個相關a.管芯、部件或管芯/部件組的類型；或b.管芯 /部件的表面結構的特徵；或c.管芯/部件的形狀的特徵，例如管芯/部件的邊緣或角。
在一個實施方案中，整個經調整的電路圖案數據在可預先設定的偏差參數或一組 偏差參數內配合到工件上的多個管芯或管芯組。偏差參數可用不同的方式被定義，例如具 有可預先設定的值、最小閾值、最大閾值、值的間隔或用於計算偏差參數的可選擇的公式。
可預先設定的偏差參數可包括與定位相關的參數和與朝向相關的參數。
例如，在一個實施方案中，偏差參數是經調整的電路圖案的放置或位置相對於管芯的殘餘誤差，其在100微米(μ m)的範圍內或小於100微米(μ m)。在另一實施方案中，殘餘誤差在10微米(μπι)的範圍內或小於10微米(μπι)、在5微米(μπι)的範圍內或小於5 微米(μ m)、或可能往往在I微米(μπι)的範圍內或小於I微米(μπι)。因此，在不同的實施方案中，經調整的電路圖案數據在可預先設定的偏差參數內配合到工件上的多個管芯或管芯組，對於分布在工件上的管芯或管芯組中的至少一些，該偏差參數被設定為小於100 μ m 或小於10 μ m或小於5 μ m或小於I μ m。
例如，如果有多個變換必須同時共存於同一區域(在這個上下文中稱為過渡區) 中，與完美配合或匹配的偏差會出現。在另一實例中，當所需變換是比可用來應用的那個或那些變換更複雜的變換時，偏差會出現。
與特定的管芯或管芯組相關的經調整的電路圖案數據例如單獨地配合到所述特定的管芯或管芯組。優選地，多個管芯或管芯組包括分布在工件上的所有管芯。在一個實施方案中，與工件上的管芯或管芯組中的至少一個相關的電路圖案數據單獨地和獨立於與工件上的其它管芯相關的電路圖案數據而被調整。在另一實施方案中，與工件上的管芯或管芯組中的每個相關的電路圖案數據單獨地和獨立於與工件上的其它管芯中的任一個相關的電路圖案數據而被調整。
在一個實施方案中，準備經調整的電路圖案數據包括處理來自一組理想圖案數據的原始圖案數據。理想圖案在這個上下文中是在標稱坐標系(通常是CAD系統或類似系統) 中的圖案的布局和位置。
接著，有根據管芯的測量位置數據並根據工件的變換位置和形狀來對原始圖案數據重新採樣的步驟，以便在直接寫入機的坐標系中將數據配合到工件上的每個管芯。或者， 有根據管芯組或簇的測量位置數據並根據工件的變換位置和形狀來對原始圖案數據重新採樣的步驟，以便在直接寫入機的坐標系中將數據配合到工件上的每個管芯組或簇。[οι ] m:根據經調整的電路圖案數據將圖案寫在工件上。
在另一發展中，測量數據被接收，且步驟904-910被連續地執行，從而實現實時測量和寫入。優選 地，準備經調整的電路圖案數據只基於與工件相關的測量結果和數據，從而實現實時測量和寫入。
不同的變換選項
在本發明的不同實施方案中，有不同的可選變換。
用以配合管芯或管芯組/簇的空間位置的圖案數據、矢量數據或坐標系的變換可以是線性或非線性的，例如樣條、多項式或投影變換。類似地，將測量位置變換到管芯(即， 單個管芯或管芯組)的變換位置包括線性或非線性變換的選擇。此外，準備經調整的電路圖案數據包括變換圖案數據以配合管芯或管芯組的位置，可包括使用線性或非線性變換的選擇。
根據不同實施方案的可選的全局或局部變換的實例包括下列項的選擇或組合縮放、旋轉、僅平均值；仿射變換；投影變換；雙線性插值、樣條、多項式。
在直接寫入機中的坐標系的變換
發明性概念也可應用在直接寫入機的坐標系被變換以配合每個管芯而不是重新採樣或重新光柵化數據的實施方案中，在其它方面，該實施方案包括上面描述的特徵。
圖7示出與圖5A和5B的工件類似的工件以及被變換以配合到708中的全局工件 和702、704、706中的單獨管芯的直接寫入機的坐標系。
總的說來，該實施方案包括用於在直接寫入機中圖案化設置有管芯的工件的方 法，其中按照定位和朝向的管芯的位置的測量數據用於確定直接寫入機的坐標系的變換， 使得預先確定的電路圖案配合到每個相應的管芯。預定的圖案數據根據直接寫入機的變換 的坐標系被寫在工件上。
更詳細地，這樣的實施方案將包括用於在直接寫入機中圖案化工件的方法，其中
-直接寫入機設置有用於控制寫操作的坐標系；
-工件具有分布在其上的多個管芯；
-每個管芯與以原始圖案數據的形式的預定電路圖案相關；
該方法包括下列步驟
a.接收與工件相關並指示每個管芯相對於工件的基準特徵的測量位置的測量數 據；
b.探測工件的預定基準特徵；
c.確定工件的基準特徵和直接寫入機的坐標系之間的關係；
d.根據每個管芯的測量位置並根據工件的基準特徵和直接寫入機的坐標系之間 的確定的關係來變換直接寫入機的坐標系，使得預定的電路圖案配合到工件上的管芯；
e.根據直接寫入機的變換的坐標系中預定的圖案數據將圖案寫在工件上。
概述方法的實施方案
用於圖案化具有多個管芯的工件(例如晶片)的發明性方法的實施方案包括測量 在晶片或多個管芯當中的基準管芯上的對準標記；測量多個管芯中的至少第一個的位置； 基於所測量的對準標記和至少第一管芯的位置來準備圖案數據；對圖案數據重新採樣以配 合至少第一管芯的位置；以及根據重新採樣的圖案數據將圖案寫在晶片上。
另一實施方案包括通過將第一管芯的位置變換到寫入器的坐標系來在寫入器的 坐標系中定義第一管芯的測量位置。
用於圖案化具有多個管芯的晶片的方法，該方法包括測量在晶片或多個管芯當 中的基準管芯上的對準標記；測量多個管芯中的至少第一個的位置；基於所測量的對準標 記和至少第一管芯的位置來準備圖案數據，圖案數據包括被轉換來配合至少第一管芯的矢 量數據；光柵化圖案數據；以及根據光柵化的圖案數據將圖案寫在晶片上。
用於圖案化工件的裝置的實施方案
本發明方法在優選實施方案中應用在用於圖案化工件的裝置系統中。圖9B示意 性示出說明根據本發明的實施方案的用於圖案化工件的裝置的實施方案的方框圖。該系統 包括裝置單元，裝置單元包括被配置成尤其通過特別設計的計算機軟體程序代碼或特別設 計的硬體或其組合來實現上文描述的任一方法步驟和/或功能的至少一個計算機系統。根 據本發明的電腦程式產品包括被配置成控制計算機系統來執行上面描述的任一方法的 步驟和/或功能的電腦程式代碼部分。
圖9B所示的裝置包括可以是單獨的測量單元的測量單元12，該單獨的測量單元 經由計算機系統15 (例如雷射直接成像(LDI)計算機系統15)和可能也經由機械連接直接 耦合到寫入工具20。在一個實施方案中，LDI計算機系統15通過任意數據載體從單獨的測量單元接收測量文件。寫入工具包括例如雷射直接寫入機。
計算機系統15包括優選地被實現為軟體的數據準備單元14、變換單元和寫入工 件控制單元，並以通信方式耦合到寫入工具20。寫入工具的直接寫入機設置有用於控制在 工件上的寫操作的坐標系和被配置成優選地通過成像技術探測工件上的基準特徵的機制。
計算機系統15的實施方案還包括用於確定工件的至少一個基準特徵和直接寫入 機的坐標系之間的關係的單元。也包括在計算機系統15中的數據準備單元14被配置成在 變換之前和/或之後準備圖案數據。變換單元16在一個實施方案中被配置成根據在工件 的至少一個基準特徵和直接寫入機的坐標系之間的確定的關係將多個管芯的測量位置變 換成包括在寫入工具20中的直接寫入機的坐標系中定義的變換位置。在一種變化中，變換 單元16包括被配置成對圖案數據重新採樣以配合管芯的重採樣單元。在另一變化中，變換 單元16包括被配置成光柵化圖案數據的光柵化器。
數據準備單元14在一個實施方案中被配置成根據原始圖案數據和變換位置準備 用於寫在工件上的經調整的電路圖案數據，其中經調整的電路圖案數據表示多個管芯或管 芯組的電路圖案，使得經調整的電路圖案配合到工件區域的多個子區域，且其中每個子區 域均與分布在工件上的多個管芯當中的管芯或管芯組相關。寫入工具控制單元18被配置 成控制寫入工具的直接寫入機以根據經調整的電路圖案數據將圖案寫在工件上。類似地， 裝置的單元的不同實施方案被配置成執行方法的各種實施方案。
在發明性概念的替代實施方案中，變換單元16被配置成變換寫入工具(例如直接 寫入機)的坐標系，如上所述。
概述裝置的實施方案
用於圖案化具有多個管芯的工件(例如晶片)的發明性裝置的實施方案，工件或晶 片具有多個管芯，該裝置包括被配置成測量晶片或多個管芯當中的基準管芯的對準標記 並被配置成測量多個管芯中的第一個的位置的至少一個測量單元；被配置成基於所測量的 對準標記和第一管芯的位置來準備圖案數據的數據準備單元；被配置成對圖案數據重新採 樣以配合至少第一管芯的位置的重採樣單元；以及被配置成根據重新採樣的圖案數據將圖 案與在晶片上的與入工具。
在裝置的一個實施方案中，測量單元還被配置成通過將第一管芯的位置變換到寫 入器的坐標系來在寫入器的坐標系中定義第一管芯的測量位置。
在另一實施方案中，用於圖案化具有多個管芯的工件(例如晶片)的裝置，該裝置 包括被配置成測量在晶片或多個管芯當中的基準管芯上的對準標記並被配置成測量多個 管芯中的至少第一個的位置的測量單元；被配置成基於所測量的對準標記和至少第一管芯 的位置來準備圖案數據的數據準備單元，圖案數據包括被轉換來配合至少第一管芯的矢量 數據；被配置成光柵化圖案數據的光柵化器；以及被配置成根據光柵化的圖案數據將圖案 與在晶片上的與入工具。
在另一實施方案中，測量單元還被配置成通過將第一管芯的位置變換到寫入器的 坐標系來在寫入器的坐標系中定義第一管芯的測量位置。
多個層之間的對準
在發明性概念的發展中，第一層內的圖案與在另一前面或後面的層中的某些特徵 對準。這應用在集成部件(即，在本上下文中的管芯)的多層堆棧的製造中，例如封裝SiP中的3D系統。根據本發明，這通常通過提供重布線層的第一圖案來實現，重布線層對準並 配合到分布在工件的第一層上的管芯，且同時配合到具有將被連接的管芯的不同的第二圖 案。第二圖案可能位於將連接到第一工件的第二工件上。
圖9C示出3D SiP的實例。在圖9C的實例中，零件1110表示以有源部件的形式 的第一類型的管芯，而零件1108表示以無源部件的形式的第二類型的管芯。部件通過諸如 光刻工藝的工藝連接到工件1112的邊緣或彼此。
當例如以有源和/或無源部件的形式的管芯在工件中和/或上堆疊在彼此上和/ 或在待連接的單獨工件上或放置在工件的相對面上(例如，如在圖1lA-B中的)時，圖案的一 個或幾個部分可具有與機器印刷的工件相關的變換，且其中圖案的一個或幾個部分具有與 包括在該層上的層的管芯(目前稱為2D或3D嵌入式管芯、扇出管芯、雙面扇出管芯等)相關 的變換。
該工藝的目的是將傳導材料連接到管芯/部件，使得管芯/部件通過工藝(例如， 光刻工藝)連接到工件的邊緣或彼此。傳導材料準確地連接到管芯/部件接頭對於電子接 觸的質量相對重要。
LDI可使用幾種不同的圖案變換來實現足夠準確的連接。當堆疊3D管芯/部件 時，在圖案的不同部分上的不同變換可抑制和/或防止在將部件放置在隨後的層上時的密 集放置限制。而與圖案變換結合的類似於2D扇出或嵌入式管芯的工藝可用於具有對每個 層的管芯/部件配準(放置)的放鬆的要求的所有或相當多的層。
圖1OA是工件1204的頂視圖，而IOB是其側視圖，並示出圖案的一個部分1202如 何連接到工件1204的一層上的管芯1206、1208的實例。在圖1OB中，只示出圖案1202的 一層。然而，可使用相同或單獨的變換添加幾個圖案層。
圖1lA是多層堆棧(在這裡是封裝堆棧中的系統)的頂視圖，而圖1lB是其側視圖， 並示出如在圖10中的第一工件1204如何與具有管芯的第二工件1302疊加的實例，在這種 情況下不同類型的所述管芯分布在工件1302上。
在圖1lB和IlB中，只示出圖案1202的一層。然而，可使用相同或單獨的變換添 加幾個圖案層。此外，在本實例中只示出兩層管芯(部件)。然而，可添加更多層的管芯。此 外，管芯或其它部件可放置在工件內部和/或邊緣上。如上所述，隨後的層的變換可基於測 量數據。測量數據可包含在寫入器中或外部測量機器中。用於下一層的變換可以不從前一 層得到，因為特定的部件可具有到其它管芯、部件或PCB/基片/工件或更高層(不同的層) 上的其它連接器的連接。而且，如果堆棧包括幾個工件(例如，承載晶片)，圖案化步驟可被 執行以留意周圍管芯(例如晶片/部件/PCB/基片)或連接堆棧中的工件的所有或大致上所 有層上的周圍管芯的部分的變換。也可考慮在兩面上的變換的部分以加到總疊加。
因此，通常在第一層中的第一圖案與管芯或管芯組對準，並且對於與前一或後一 層相關的連接點同時與第二圖案對準。第二圖案通常是第一圖案的子集，其中圖案的一部 分被標記或探測以設置成與另一層或圖案接觸。該標記可例如通過圖案數據文件中的標籤 實現，或通過適當的算法被自動探測。
第一圖案與管芯或管芯組的對準優選地如上所述被執行。當應用發明性概念的這 個發展時，在當前寫入的一層的圖案中有一個或多個連接點。圖案中的連接點可以是具有 例如由表面層材料或可印刷特徵的尺寸定界的維度的線或點。連接點也可具有比較大的面積並具有觸點的特徵。連接點或觸點被預期連接到管芯的連接點。
發明性概念在不同的實施方案中被應用為被配置用於在多層堆棧的製造中在直 接寫入機中圖案化工件的一層的方法、裝置系統和/或電腦程式產品。直接寫入機通常 設置有用於控制在第一工件的第一層上的寫操作的坐標系，其中第一工件上通常分布有多 個管芯。通常，多個管芯中的每個具有多個連接點。
通常，每個管芯與重布線層的第一電路圖案相關。重布線層的電路圖案包括應配 合到管芯的連接點的第一圖案部分和應配合到在至少一個其它前面或後面的第二層中的 特定特徵的第二圖案部分。第二層中的特定特徵可例如是第二圖案的部分或在另一層中的 管芯的連接點、接觸點、觸點、通孔、觸頭、線或圖案可配合到的其它特徵。此外，第二層可以 在同一工件中或在將被連接到第一工件的不同的工件中。第二層例如以前已在前一層中形 成或隨後在第一或第二工件上的後續層中形成。因此應理解，可能有在第一和第二層之間 的中間層。在第一和第二工件被連接或鄰接的情況下，這通常隨後發生在後續的組裝步驟 中，且在不同工件的圖案之間有適當的對準。換句話說，對於一些實施方案，在同一第一工 件上或在堆棧中將接合到的第一工件的第二工件上/對於第二工件，第二層以前被形成或 將隨後形成。
第一電路圖案在不同的實施方案中以原始電路圖案數據和/或被調整來配合管 芯上的連接點的變換電路圖案數據的形式來表示。這樣的變換的電路圖案數據優選地通過 上述方法來調整。
在圖1lC中示意性示出的方法的實施方案包括下面的步驟的選擇
1402 :檢索表示第一工件的所述第一層的至少一個第一子區域的第一電路圖案的 第一電路圖案數據。
1404 :檢索表示與第二層的一個或多個特定特徵的多個連接點相關的至少第二子 區域的第二電路圖案的第二電路圖案數據。
1406 :確定用於至少針對第一層的第一子區域來調整第一電路圖案的所需的第一配合容差。
1408:確定調整第一電路圖案使得經調整的第一電路圖案的連接點配合到至少一 個第二電路圖案的連接點所需的第二配合容差。
1410 :準備配合經調整的第一電路圖案的經調整的第一電路圖案數據。
1412 :根據經調整的第一電路圖案數據將圖案寫在第一工件上。
下面進一步解釋這些步驟的細節和實施方案。
1402 :檢索表示第一工件的所述第一層的至少一個第一子區域的第一電路圖案的 第一電路圖案數據，其中所述至少一個第一子區域與第一層的多個管芯中的至少一個管芯 相關並包含該至少一個管芯。
1404 :檢索表示與第二層的一個或多個特定特徵的多個連接點相關的至少第二子 區域的第二電路圖案的第二電路圖案數據，其中第二層是第一工件的一個或多個前面或後 面的層和/或將被連接到第一工件的第二工件中的一個或多個層，且其中第一層的至少一 個管芯的多個連接點中的至少一個被調適用於連接到第二層的一個或多個特定特徵的連 接點中的至少一個。
在不同的實施方案中，第二層的特定特徵中的至少一些表示以焊盤、通孔、觸頭、線或管芯之一的形式或與焊盤、通孔、觸頭、線或管芯之一相關的接觸點。
如所述，第二層以前可已在工件的表面上形成，或可隨後在同一或不同的工件中 形成。
第一電路圖案數據和/或第二電路圖案數據可例如從原始圖案數據、從測量臺所 產生的測量數據或從在以前的對準過程中產生的經調整的圖案數據中被接收或檢索，例如 如上所述。所以，在一個實施方案中，第一電路圖案的第一電路數據的檢索包括下列步驟
a.接收與第一工件相關並指示在第一工件上分布的多個管芯或管芯組相對於工 件的至少一個基準特徵的測量位置的測量數據。
b.探測工件的至少一個基準特徵；
c.確定第一工件的至少一個基準特徵與直接寫入機的坐標系之間的關係。
1406 :確定用於至少針對第一層的第一子區域調整第一電路圖案的所需的第一配合容差。
確定調整第一電路圖案使得經調整的第一電路圖案的連接點配合到表示第 二層的一個或多個管芯的至少一個第二電路圖案的連接點所需的第二配合容差。
1410 :準備經調整的第一電路圖案數據，該數據使經調整的第一電路圖案
1.在所需第一配合容差內配合到第一層的至少一個第一子區域；以及
i1.在第二配合容差內配合到表示到至少一個第二電路圖案的一個或多個管芯的 連接點中的至少一個的至少一個第一子區域的第一電路圖案的至少一個管芯的連接點中 的至少一個。
優選地，通過將第一圖案數據的連接點圖案變換到具有覆蓋所需第二配合容差的 位置和表面區域的經調整的連接點圖案來準備經調整的第一電路圖案數據。經調整的連接 點圖案的位置是在第一電路圖案的原始電路圖案數據中的連接點圖案的標稱位置。
一個實施方案被配置成產生經調整的連接點圖案，每個連接點圖案具有位置和表 面區域，在該位置和表面區域內，所有的點具有小於所需配合容差的與理想位置的距離。
在一個實施方案中，準備經調整的第一電路圖案數據包括
a.處理來自一組理想圖案數據的第一電路圖案數據；然後
b.對第一電路圖案數據重新採樣，以便使經調整的第一電路圖案
1.在所需第一配合容差內配合到第一層的至少一個第一子區域；以及
i1.在第二配合容差內配合到表示到至少一個第二電路圖案的一個或多個管芯的 連接點中的至少一個的至少一個第一子區域的第一電路圖案的至少一個管芯的連接點中 的至少一個。
另一實施方案，準備經調整的第一電路圖案數據包括對第一電路圖案數據重新採 樣，以便將經調整的第一電路圖案數據配合到第一層的至少一個第一子區域，其中第一電 路圖案數據獨立於至少一個第二電路圖案數據的重新採樣而被重新採樣；以及合併重新採 樣的第一電路圖案數據與至少一個重新採樣的第二電路圖案數據，以便產生在第一和第二 配合容差內表示經調整的第一電路圖案和經調整的至少一個第二電路圖案的重新採樣的 第三電路圖案數據。這結合使用數據集合的合併的實施方案在下面被進一步解釋。
另一實施方案包括根據在工件的至少一個基準特徵和直接寫入機的坐標系之間 的確定的關係將分布在工件上的多個管芯或管芯組的測量位置變換到在直接寫入機的坐標系中定義的變換位置；根據原始圖案數據和變換位置來準備用於寫在工件上的經調整的第一電路圖案數據，其中經調整的第一電路圖案數據表示第一工件上的多個管芯的電路圖案，使得經調整的第一電路圖案配合到第一工件區域的多個子區域，且其中每個子區域均與分布在工件上的多個管芯當中的管芯或管芯組相關。
準備經調整的第一電路圖案數據也可包括處理來自一組理想圖案數據的第一電路圖案數據；接著根據至少一個管芯的測量位置數據並根據第一工件的變換位置和形狀來對第一電路圖案數據重新採樣，以便在直接寫入機的坐標系中將數據配合到第一工件上的每個管芯；或根據多個管芯的組或簇的測量位置數據並根據工件的變換位置和形狀來對第一圖案數據重新採樣，以便在直接寫入機的坐標系中將數據配合到第一工件上的多個管-!-HΛ ο
所以例如，如圖1lB所示，連接點圖案1202被變換，使得在第一層1204中的管芯 1206的連接點1310和在第二層中的管芯1306的連接點1312落在連接點圖案1202的區域內，因而兩個連接點1310、1312都能夠經由連接點圖案1202進行電接觸。
1412 :根據經調整的第一電路圖案數據將圖案寫在第一工件上。
上面的步驟還可包括首先為經調整的連接點確定所需配合容差以配合到在第一電路圖案中的管芯的連接點的步驟。
這些步驟可包括如上面對操作來使電路 圖案數據與工件上的管芯對準的發明性概念的部分描述的步驟。
連接點的調整和所需配合容差
在一個實施方案中，以測量數據文件的形式提供將向下與前面的層或向上與隨後的層對準的連接點(例如焊盤或導體線)的位置。優選地，製造者(即，直接寫入機的操作員) 在變換之前或之後規定應在寫入點、焊盤或線和其各自的理想位置之間實現的一個容差或一組容差。該理想位置是以來自圖案的設計的理想圖案數據給出的。在一個實施方案中， 產生的寫入的圖案的位置和/或配合在寫入之後或結合寫入來測量，且所實現的配合與所需配合容差比較。如果所實現的配合在所需配合容差之外，則機器例如被控制以提供警告信號或停止寫操作。
所需配合容差的閾值優選地取決於被製造的特定層或層的類型，或特定產品或產品的類型。不同類型的層和產品的所需配合容差可例如離理想位置在小於(050 μπι(微米) 和小於(Ο μπι (微米)之間。在使用案例的一個實例中，所需配合容差在小於(O 5-8 μπι (微米)的範圍內。
在不同的實施方案中以各種方式確定被調整的連接點圖案和所需配合容差。在一個實施方案中，經調整的連接點圖案的位置是在第一電路圖案的原始電路圖案數據中的連接點圖案的標稱位置。在一個實施方案中，所需配合容差被確定為當圖案被對準時包含第一電路圖案的連接點的投影和第二電路圖案的連接點的投影的位置和/或表面區域。在另一實施方案中，通過將所述圖案和所述層變換到公共平面並基於在所述公共平面中的理想圖案數據和經調整的圖案數據之間的距離計算所需配合容差來確定所需配合容差。
經調整的連接點圖案可每個具有位置和表面區域，在這個位置和表面區域內所有點都具有小於所需配合容差的離理想位置的距離。配合容差常常被定義為在任意維度中 (通常在2D (x，y)中)通過歐幾裡德範數描述的距離。在用於不同應用的實施方案中，所需配合容差是離理想位置小於50 μ m的距離；或離理想位置小於I μ m的距離；或離理想位置小於5-8 μ m的距離。
用於提供多個層之間的對準的發明性概念的這個發展容易與如上所述的圖案與單層內的管芯的對準結合。用於提供多個層之間的對準的方法在實施方案中類似地被實現為裝置系統和/或電腦程式產品。
使用表示圖案的數據集合的合併的實施方案
在一個實施方案中，準備經調整的電路圖案數據包括在單獨的數據集合中存儲來自不同層的不同的變換區(可能包括如下所述的延伸區)的圖案數據，單獨光柵化和變換所述數據集合，然後將所述單獨的數據集合合併成單個數據集合。
如上所述，在一個實施方案中，準備經調整的第一電路圖案數據包括對第一電路圖案數據重新採樣。第一電路圖案數據獨立於對第二電路圖案數據的重新採樣而被重新採樣。接著，重新採樣的第一電路圖案數據與重新採樣的第二電路圖案數據合併，以便產生表示經調整的第一電路圖案和經調整的第二電路圖案的重新採樣的第三電路圖案數據。
在實際實現的實例中，以像素圖譜的形式的圖案數據被合併和重新採樣。這可包括讓用戶在數據文件(數據集合)中定義圖案的不同部分，例如這些部分從屬於不同的層， 然後使用相應的畸變圖譜處理例如對應於每層的每個部分。
合併和重採樣部件在兩個數據路徑上接收標準圖案數據和定製圖案數據。數據路徑可以是物理地分離的或交錯的，如在單個數據總線或存儲器訪問通道上。所謂「數據路徑」指的是數據如何被傳送到重採樣和合併部件。數據可來自矢量或光柵數據，並可存儲在旋轉或非旋轉存儲器上。
為了製造，設計數據(通常是矢量數據集)被轉換成通用的矢量格式。以這種格式應用矢量域幾何處理。矢量格式接著被處理為幾何像素圖譜，產生我們稱為「標準圖案數據」的東西。 像素域圖像處理被應用，且數據被重新採樣成與調製器相關的格式用於印刷。
存在其它情況，其中管芯的邊緣需要與管芯的主場不同的圖案。為了這些目的，可使用定製圖案數據的第二像素圖譜。我們公開了例如在數據用於形成潛像時對標準圖案數據以及定製圖案數據進行合併和重新採樣。
可在重新採樣之前或之後在不同的時間執行合併。在這個上下文中，重新採樣意味著為了將圖案配合到下層圖案的重新採樣(不要與對不同區的重新採樣混淆，如在本文中描述的其它實施方案中的)。因此，首先，具有變換的每個文件被重新採樣，且其後當對準標記已被測量時，在這個實施方案中可選地在重新採樣被執行之前或之後將位圖文件合併成單個文件以使圖案配合下層的圖案。相應地，合併和重新採樣由單個部件表示，並可被主張為單個操作，因為合併和重新採樣的順序取決於標準和定製圖案數據的性質。在一些使用案例中，合併可在重新採樣之前完成，在時間不那麼重要的情況下允許處理被離線地執行。接著，在線處理幾乎是更時間相關確定性的，允許計算機能力的優化。重採樣操作將一個輸入圖譜變換成一個輸出圖譜，這簡化了重採樣操作。組合的像素圖譜可在印刷之前被訪問以便檢查。
當在重採樣期間執行合併時，定製圖案數據像素圖譜可在印刷之前、在調製器像素圖譜產生之前即刻產生。最近的定製圖案數據的一個實例接近於具有確切的生產時間的生產時間產生，以合併到圖案中。
當在重新採樣之後執行合併時，額外的像素圖譜也可合併到現有的調製器像素圖 譜中。這可能在印刷之前當數據流以需要多個調製器像素圖譜的合併的方式被分割時是有 益的。
在合併期間，定製圖案數據可被測試以確定在特定的區域、幀或區塊中是否需要 任何定製。如果沒有定製，則合併可被優化，不管是通過完全繞過合併還是執行將不改變標 準圖案數據中的像素值的合併。
在基本幾何像素圖譜中的標準圖案數據和額外的幾何像素圖譜中的定製圖案數 據之間的合併可被執行，用於匹配或非常不同的像素柵格。首先，可合併相同和對準的像素 柵格。以最簡單的形式，對多個像素圖譜執行合併，其中在這些圖譜中柵格和區塊匹配，即， 圖譜的像素尺寸和對準是相同的。在這種情況下，可在逐個像素重新採樣之前使用簡單的 合併操作來執行合併。下面描述替代的合併操作。
其次，可合併相同但偏移的像素柵格。在這裡，多個像素圖譜的柵格具有相同的像 素尺寸，但具有偏移，使得一個圖譜中的單個像素不相應於另一圖譜中的單個像素。在這種 情況下，該偏移可通過接受額外圖譜的偏移以匹配基礎圖譜來消除。接著，在逐個像素重新 採樣之前使用簡單的合併操作來執行合併。或者，在額外圖譜中的多個鄰接的像素可被重 新採樣以決定待合併的產生的像素的值。
第三，可合併不匹配的像素柵格。一個實例包括具有不同的像素尺寸和區塊尺寸 的柵格。標準圖案數據在第一柵格中，而定製圖案數據在第二柵格中。定製數據的三個像 素配合在標準數據的12個像素上。連接圖案與開口間隙的焊盤疊加。這是對作為關閉和 打開的連接的一和零的定製圖案的編程的簡化。當像素柵格由於間距或偏移而不匹配時， 可通過將圖像重新採樣到公共柵格和區塊來執行合併。或者，多個柵格可被同時重新採樣， 且重新採樣結果被合併。
當像素柵格匹配時，可使用簡單的一對一合併操作逐像素完成合併。根據所涉及 的數據，可使用不同的合併操作，例如替換、相加、相減、異或、與、或。替換、相加和相減操作 可用於由浮點或整數值表示的像素，但由於指數比例縮放，邏輯操作很難應用於浮點值。如 果像素由整數值表示，則這些合併操作中的任一個可被應用。
可受益於定製圖案數據的工件包括矽或半導體晶片、電路板、平板顯示器和在卷 對卷生產中使用的柔性材料的基片。例如，形成有多個管芯的圓晶片和矩形基片。管芯被 分離以形成晶片或平板基片。
以連續的方式印刷的用於基於像素的曝光系統的數據「被變平」(所有數據用於聚 合的一個像素)並被局部化。被表示為呈現的幾何像素圖譜(GPM 121)的圖案實現這些屬 性，並產生適當的格式作為中間存儲。
重採樣過程將GPM轉換成調製器像素圖譜(MPM 123)中的調製器像素。在這個重 採樣過程期間也可應用圖像處理和形態操作。在圖案的局部部分(例如在曝光系統的視場 上)或全局地在圖案上應用圖像處理和形態操作都是可能的。圖像處理和形態操作包括但 不限於比例縮放、平移、旋轉、畸變和改變大小。這些操作可用於對曝光系統如何將像素投 影到掩模/基片上以及對掩模/基片的屬性進行補償。
由於在重採樣過程期間的逼真度要求和潛在的信息損失，中間像素圖譜(GPM 121)具有比調製器像素圖譜(MPM 123)高的解析度。通過在重採樣過程中使用梯度信息，可顯著降低滿足GPM 121的要求所需的存儲器解析度。
大部分圖案相關的處理步驟在GPM 121的產生期間完成。重新採樣主要用於處理 局部化圖案相關的(形態)操作。將重新採樣限制到局部化圖案相關的操作是有利的，因為 這提高了重新採樣的計算努力的可預測性。可預測的計算努力又使優化配置更容易。
所公開的技術包括在基片上的光敏層中形成定製潛像的方法。該方法包括在第一 數據路徑上接收標準數據，以及在第二數據路徑上接收定製圖案數據。我們希望數據路徑 被廣泛地解釋。標準圖案數據是反覆用於多個管芯或管芯內的區域以及用於經受定製的一 批中的多個基片的圖案數據。定製圖案數據用於修改標準圖案數據以產生定製潛像。該方 法還包括重新採樣和合併標準定製圖案數據以形成表示將在輻射敏感層中形成的物理定 制潛像的合併-光柵化的圖案數據。潛像可以是正片或負片，取決於在基片上塗敷的抗蝕 劑或其它輻射敏感材料。在通常的設備製造過程中，潛像被顯影，且輻射敏感層的部分被移 除以形成圖案。該圖案用於添加或移除材料作為形成電子設備的部分。
在單獨或多部分對準之後的圖案重新連接
發明性概念的另一發展處理實現圖案部分的重新連接或復原的問題方面，圖案部 分包括在對準之後的管芯之間的連接線。本發明的這個部分的實施方案被設計成重新計算 圖案，以便使兩個或更多個任意放置的管芯能夠互連。這些實施方案可結合上述實施方案 來應用於使同一層中的管芯互連，或用於調整在第一層的第一圖案部分中的連接點以配合 到與第二層中的特徵、基準或管芯相關的第二圖案部分。這個發展調整圖案以將與第一管 芯相關的第一連接點(或連接焊盤)配合到例如第二管芯或第二圖案的第二連接點(或連接 焊盤)。
發明性概念的這個進一步的發展基於工件上的區域到第一區域和第二區域(或第 一和第二子區域)的劃分，這些區域向後相對於前面的層對對準有不同的要求。第一區域在 這裡稱為特別區(sacred zone)，且需要與當前處理或圖案化的第二層之下的層充分對準。 第二區域在這裡稱為特別區，且對於與當前層之下的前面的層或當前層之上的隨後的層的 對準較不敏感。
這個進一步的發展的實施方案被應用為被配置用於在單層或多層封裝中系統的 堆棧的製造中在直接寫入機中圖案化工件的第二層的方法、裝置系統和電腦程式產品。 工件一般具有第一層，其具有任意或隨機地放置在工件上的多個電氣部件。管芯如上所述 在本文中是對與電子器件相關的任何類型的部件的表達用法。通常，每個管芯具有連接點， 其中一些連接點需要連接在不同的管芯之間。第一圖案，其中包括分布在第一層中的管芯 的連接點的不同區域或子區域與對對準的不同要求相關。
在第一圖案中探測特別區和延伸區。接著，第一圖案被變換，使得在相鄰的特別區 中的連接點在預先定義和/或可預先設置的對準偏差參數內被對準。此外，在變換中，在特 別區中的相應連接點的位置之間的偏差對在延伸區的連接點在圖案中被補償。經調整的圖 案數據被計算以實現變換，且圖案根據經調整的電路圖案數據被寫在工件的層上。
不同的實施方案包括用於圖案的重新連接的方法，該圖案包括在第一層上的多個 特別區和相應於這些特別區的多個延伸區，該方法包括在圖案的單獨變換之後連接特別 區的相鄰特別區的邊界；以及在延伸區中對相鄰特別區之間的連接點之間的差異或偏移進 行補償。例如，補償是線性的。該方法還可包括提供用於第一層和至少一個額外的層之間的連接的額外區域。
本發明還包括用於工件上的圖案的重新連接的方法的實施方案，其中工件具有順 序地在彼此上形成的第一、第二和第三層，該方法包括變換第二層的圖案文件，使得第一 層中的連接點連接到第三層中的連接點。連接點在不同的實施方案中是通孔。
在扇出或類似的工藝(例如，嵌入式等)中，(一種或幾種類型的)很多管芯和/或 無源部件被放置在例如承載晶片或任何其它可適用的工件上。在將管芯放置在承載晶片上 之後，一個或多個圖案化步驟在工件的一層或多層上執行。每個管芯或任何其它有源或無 源部件具有其自己唯一的變換(例如，旋轉、平移等)。如果使用LDI機器將圖案與每個管芯 /部件對準，則在單獨變換中的差異可產生邊緣粗糙度，或應使管芯與彼此或其它層(例如， 基片/3D SiP/PCB/工件)連接的線的壞連接。因此，單獨地對準到每個部件可能是不可能 的(或者不合適的)。如在上面的背景章節中解釋的，圖16A示出這個問題的例子。更具體 地，圖16A示出在圖案被調整到每個晶片的變換之後的例子。
根據本發明，敏感區(例如需要相對好地對準下面的層的晶片區域)在圖案文件 (即電路圖案數據)中被標記為特別區域(sacred region)，或機器中的明確定義的算法在 電路圖案數據中識別並定位這些區域(例如，找到具有應連接到下面的層上的通孔的焊盤 的所有或大致所有區域)。對於與下面的層和/或隨後的層的對準不是非常敏感的區域用 作如圖14中所示的延伸區，圖14示出了所識別的工件的特別區域或子區域1702和1704， 它們屬於位於這些子區域內或與這些子區域相關的兩個管芯，以及所識別的延伸區或子區 域1706。在本實例中，延伸區被示為連續地被連結，但是當然延伸區也可彼此隔離。術語 「特別區」、「特別區域」、「特別子區域」和類似地「延伸區」、「延伸區域」、「延伸子區域」分別 用作可替代的表達方式。
在特別區中，給出下層圖案(或管芯、部件等)的變換，圖案的對準變換應優選地是 最可能的或接近於最可能的。在一些實施方案中使用的一個解決方案是在單獨的變換之後 連接正交坐標系中(和/或CAD系統中)的特別區的邊界。在延伸區中補償在單獨對準之後 的這些點之間的差異。在這個區域中的補償可以是線性的，如在下面進一步更詳細地討論 的附圖中所示的。
圖15示出與管芯1502、1504相關的設計(CAD)域中的示例性圖案。在圖15中， 工件的所示區域被識別或標記為在虛線子區域1510內的允許的延伸區，且圖案的其餘部 分是特別區。
圖16A示出在不使用本發明的延伸區概念的情況下從圖案化產生的與管芯1502、 1504相關的圖案，且其中僅圖案化單獨的變換應用於圖案。一些連接點1508沒有被連接。 圖16B示出與管芯1502、1504相關的示例性圖案，其中延伸區概念用於使用特別區之間的 線性連接重新連接在理想(原始)坐標系中連接的區域。連接點1508都連接在延伸區1510 中。連接特別區的延伸區中的變換也可具有其它類型，例如在單獨變換之間的線性組合或 使用樣條或其它配合方法的這些變換的近似，例如，如結合發明性概念的前面的發展和實 施方案描述的。
圖17A和17B是與管芯1502、1504相關的示例性圖案的圖示，其中在單獨變換之 間的線性組合以變換在特別區的邊界處是正確的為邊界條件。更具體地，圖17A示出在不 使用延伸區概念的情況下的示例性圖案，且其中僅僅單獨的變換適用於圖案。在本實例中，示出連接點1508沒有被連接。圖17B示出如果延伸區被使用時的示例性圖案，用於使子區 域1510重新連接使用單獨變換之間的線性組合而連接在理想(原始)坐標系中的區域。
該示例性實施方案的擴展是還引入了具有相同的變換的第三「圖案區域類型」， 以便產生幾個單獨的變換以配合到在下一層或在兩者之間的某個層中的一個變換。圖18 示出額外的區域2102已被機器自動識別或標記或在圖案數據文件中已被識別或標記的實 例。圖18中的第三區域類型子區域2102例如被預期連接到下一層或外部部件、PCB等。
圖19A示出使用延伸區1510的實例，但其中未應用第三區域。圖19B示出應用了 第三區域2102的實例。如在圖19A和19B中看到的，與工件的管芯1502、1504相關的圖案 部分(例如晶片區域)具有其變換。具有連接管芯1502、1504和第三區域2200中的區域的圖 案的延伸區1510具有公共變換。第三區域2102的變換可被任意選擇(例如，特別(sacred) 變換、線性組合等之一)或被選擇以匹配下一層或外部部件、PCB、承載晶片中的部件等中的 已知變換。
示例性實施方案不應限於3類區域。更確切地，可使用任何數量的區域，且可改變 變換以及還有區域如何被連接的規則。區域之間的重新連接可在矢量域中或在光柵化圖像 中使用重新採樣直接完成。
現在將描述包括三層的示例性實施方案。在本實例中，第一層包括很多給出的點。 在本實例中，「給出」指示點的位置已由對準系統和/或來自外部測量機器、來自圖案文件等 的額外的測量數據給出或提供。點可以是通孔，其可連接到例如以有源或無源部件的形式 的部件(如管芯)，但也可連接到工件的邊緣或工件中的另一層。如在上面進一步例示的,工 件可以是基片、PCB、承載晶片、面板等，但不限於這些例子。可對每個點、對點的部分或點的 組、對每個管芯或部件、對管芯或部件的部分或組等給出位置數據。
在這個示例性實施方案中，存在具有與第一層相同或大致相同的屬性的第三層。 對於將在第一層和第三層之間創建的第二層，存在聯繫第一層和第三層中的點的圖案文 件。然而，這是第一層和第三層中的至少一個中的一些或所有點可能已從在圖案文件中描 述的其原始位置錯位的情況。創新的一個部分是變換第二層的給出的圖案文件，使得第一 層和第三層中的點被連接，且該圖案使用直接寫入機被印刷在第一或第三層上。在一個實 例中，這可用下面的方式完成
1.敏感區(例如需要相對好地對準周圍層中的一個或兩個(例如，第一層和第三層 中的一個或多個)的點或點區域)在圖案文件中被標記為特別區，或機器中的明確定義的算 法可用於定位這些區域(例如，找到具有應連接到周圍層上的通孔的焊盤的所有區域)。
2.對於與周圍層和/或隨後的層的對準的方面不是很敏感的區域用作延伸區。在 特別區中，給出周圍圖案的變換，圖案的對準變換可能是最可能或接近於最可能的。
3. 一個示例性解決方案是在單獨的變換之後在正交坐標系中(和/或在CAD系統 中)連接特別區的邊界。在延伸區中補償在單獨對準之後的這些點之間的差異。
4.在該區域中的補償可以是線性的或另一類型，例如在單獨變換之間的線性組合 或使用樣條或其它擬合方法的這些變換的近似。
示例性實施方案不應限於特定數量的點/區域。更確切地，允許任意數量的點/ 區域，且可改變變換和它們應如何被連接的規則。點/區域之間的重新連接可使用重新採 樣在矢量域中或在光柵化圖像中直接完成。
在圖20A所示的例子中，兩個管芯(例如晶片)具有到彼此的連接和到工件(例如 PCB/基片/工件)中的下一層的公共連接。黑點2306表示第一管芯(例如工件2302上的晶片或部件)的特別區，其中特別區例如包括到通孔的連接。白點2308表示第二管芯的特別區。灰點2307表示到工件的下一隨後的層的連接的特別區。在點之間的被標記為黑線的區域是延伸區2310。
在本實例中，在工件上的第一管芯具有在X方向上的大約20 μ m和在Y方向上的大約-20 μπι的平移。旋轉是大約-lOmrad。第二管芯具有在X方向上的大約_20 μ m和在 Y方向上的大約-20 μ m的平移。旋轉是大約lOmrad。變換數據可從在機器中或在其外部或結合實際寫入執行的單獨測量得到。灰點2304的變換在這種情況下已都被設置為O。如果在延伸區中沒有·執行圖案復原或重新連接，則線(連接器)不滿足在所有特別區的邊緣處的邊界條件。
虛線2305或連接器可出現在印刷圖案中而沒有補償。如果示例性實施方案被應用且延伸區中的變換的差異或部分差異被留意，則虛線或連接器現象可被改進和甚至消除。
圖21A-B中示出了將在補償的圖案中使用的示例性變換圖譜。一確定管芯/部件的相對測量數據，就可計算變換圖譜。全局工件變換於是為該圖譜的全局變換。
圖22A示出有補償的示例性印刷圖案。如在圖22A中看到的，特別區2308具有正確的變換，且特別區之間的連接器(圖案)2010已被擴展以支持邊界條件。
這個示例性方法可將連接器的長度改變相對小的量。例如如果提供緩衝器，則可能通過在矢量域中執行圖案數據中的校正或通過在光柵化域中應用過濾器來對這個改變進行補償。
在圖22B的流程圖中示意性示出的方法的優選實施方案，包括下列步驟
2252:探測在第一圖案中的具有對與封裝中系統堆棧的詵定特徵或放置的部件的對準的高要求的特別區。
特別區在一個實施方案中通過在原始電路圖案數據中的預設標記探測，或如在另一實施方案中的，通過被設計用於根據預定的規則識別原始電路圖案數據中的特別區的識別算法探測。這樣的預定規則的實例是某些可識別的特徵(例如連接點、通孔或觸點)的出現指示特別區。
2254 :探測被允許具有對與封裝中系統堆棧的其它特徵的對準的較低要求的第一圖案的延伸區。
2256:通過計算經調整的第一圖案數據來變換第一圖案，包括原始電路圖案的變換，使得
1.在相鄰特別區中的連接點在可預先設置的對準偏差參數內被對準；以及使得
i1.在特別區中的相應連接點的位置之間的偏差在延伸區的連接點的圖案中被補\-ZX O
在特別區中的電路圖案的變換在一個實施方案中使得在相鄰特別區中的連接點也在單獨的變換之後被連接。
2258 :然後根據經調整的圖案數據將圖案寫在工件的層上。
進一步發展的實施方案包括額外的第三區域類型的概念。例如發展還包括
a.探測管芯的電路圖案的額外區域類型，該電路圖案包括用於第一層和至少一個 第二層之間的連接的連接點；
b.使用額外區域類型的電路圖案的選定變換來計算經調整的電路圖案數據。
與對特別區或延伸區的相同的變換類型可用於額外的區域類型的電路圖案。
可使用不同的變換，例如上面對發明性概念的不同發展描述的任何變換。例如，用 於特別區中的對準的變換是線性或非線性變換的選擇。類似地，用於延伸區中的補償的變 換是線性或非線性變換的選擇。
對於準備經調整的電路圖案，有不同的替代方法。例如，通過矢量域中或光柵化圖 像中的電路圖案數據的變換來準備經調整的電路圖案。
發明性概念的這個發展的不同變化也可同時與第二圖案匹配。這樣的實施方案被 有利地組合，使得第一電路圖案數據被調整以將第一管芯(或部件)的連接點或接觸點配合 到第二管芯(或部件)的連接點或觸點，並同時配合到第二圖案。簡而言之，前面的實施方案 的任一個的方法也可因此包括將第一圖案變換到也與前一或後一層中的第二圖案的特徵 對準的經調整的第一圖案數據。
關於多個層的對準優化
上面描述的實施方案是發明性概念的各種變化，發明性概念被進一步發展而具有 關於幾個層的對準的優化。本發明的這些實施方案解決了最小化誤差的問題方面，其中這 些誤差可從一個層到另一層出現，並可在有或沒有嵌入式管芯的工件上被應用。
當在幾個層上寫圖案時，在每個層之間的疊加對於總對準精確度而言是關鍵的。 對準誤差由於對準變換中的限制而產生。圖27示出具有在嵌入式管芯2704上的多個層 LN、LN+l、LN+2、LN+3的工件2702的橫截面圖。在本實例中，為了實現管芯到焊接凸塊2710 的連接點之間的連接路徑的目的，圖案2712在每層中產生，其中焊接凸塊2710具有在頂層 LN+3上的預定位置。如可在圖27的部分A中看到的，在不同層中的構成預期連接路徑的圖 案部分很好地彼此對準。然而，預期連接路徑中的一些(中間和右邊)不連接到相應的焊接 凸塊2710。
圖28示出具有多個層LN、LN+l、LN+2、LN+3的工件2702的橫截面圖，這些層具有 預定的邊界層2802。在本實例中，為了實現預定的邊界層2802到焊接凸塊2710的連接點 之間的連接路徑的目的，圖案2712在每層中產生，其中焊接凸塊2710具有在頂層LN+3上 的預定位置。如可在圖28的部分A中看到的，在不同層中的構成預期連接路徑的圖案部 分很好地彼此對準。然而，預期連接路徑中的一些(中間和右邊)不連接到相應的焊接凸塊 2710。
在圖23中，部分A示出了在第一層N中的圖案放置2302 (帶叉的圓符號)。部分 B示出用於層N+1的對準變換2305 (星符號)。在本實例中，對該層的寫入機可適應給出與 測量點的完美配合的非線性變換。部分C示出用於使用寫入機寫入的層N+2的對準變換， 其在本實例中被限制為使用線性共形變換。圖23的部分C示出因而產生的大疊加誤差，其 可導致類似於在圖27的部分A和圖28的部分A中所示的情況的情況。根據本發明，通過 分配層之間的誤差和誤差的補償來解決問題。本發明的實施方案提供從層N到層N+1和/ 或從層N+1到N+2 (依此類推)的對準誤差和補償的分配。圖27的部分B和圖28的部分 B示出如何通過補償每個相應的層中的誤差的一部分來對隨後的層LN-LN+3之間的誤差進行補償。
這些進一步的發展的實施方案通常被應用為在一個或多個寫入機中在一系列寫 循環中圖案化工件的多個層的方法。對於不同的層，寫入機可以是不同或相同的寫入機。工 件的某個層可以或可以不具有分布在其上的多個管芯。
每個管芯與原始電路圖案相關，並由原始電路圖案數據表示。此外，每個管芯均與 相應的層的對準特徵的測量數據相關。在寫入機中的對執行或實現變換的限制是已知的， 並在該方法中用這些限制來在多個層上分配誤差。
用於在具有已知限制的機器上寫的層之間的可預測誤差的分配
根據本發明，通過在多個層上分配誤差來補償歸因於不同機器的不同變換能力的 誤差，解決了涉及對準誤差和疊加誤差的問題方面。本發明解決了最小化誤差的問題方面， 這些誤差可能從一層到另一層出現，並可應用在有或沒有嵌入式管芯的工件上。
本發明在被配置用於例如在直接寫入機中圖案化工件的多個層的方法、裝置系統 和/或電腦程式產品中採用。
在發明性概念的一個實施方案中，誤差在圖案化步驟中被分配，此後使用在層N 後面的層N+1的圖案化來例示。這個實施方案通常在寫隨後的層N+1的寫入機具有主要不 存在於寫層N的寫入機中的限制時被應用。這樣的機器的實例是寫較高級別的層的通孔的 機器。
例如，寫層N的機器可能能夠對縮放、旋轉、平移和/或正交中的偏差進行補償，而 寫層N+1的機器不能對正交偏差進行補償。在這種情況下，根據本發明的解決方案是進行 層N中的調整的一部分，例如一半或三分之一，以便最小化層N和N+1之間的最大誤差。
所應用的變換優選地使用關於被預期寫層N+2的機器的限制的先驗信息。
根據本實施方案的示例性方法包括下列步驟
2802:基於第一層的測量數據並基於被配置成寫第一層的第一機器的變換限制來 計算用於第一層的第一圖案的對準的第一變換。
2804:基於將用於被配置成寫第二層的機器的變換類型來計算用於隨後層的第二 圖案的對準的第二變換。
2806 :計算第一和第二補償變換，分配在第一和第二補償變換之間的相對於原始 電路圖案的誤差的校正。
在一個實施方案中，誤差的分配包括在第一層的測量數據的參數空間中最小化在 放射狀域中的至少第一和第二變換的總標準偏差。在另一實施方案中，誤差的分配包括在 第一層的測量數據的參數空間中最小化至少第一和第二變換的最大標準偏差。此外，誤差 的分配可包括在第一層的測量數據的參數空間中最小化至少第一和第二變換的最大標準 偏差。在另一變化中，誤差的分配包括在第一層的測量數據的參數空間中最小化至少第一 和第二變換的最大誤差。
2808 :根據相應的第一和第二補償變換將圖案寫在第一和第二層上。
優化變換的實例
在一個實例中，如下優化變換。
首先，使用在預期寫層N+1的機器上可用的變換來計算該層的變換Al。第一變換 Al所基於的測量點的測量數據被表示為B,且描述這些點的變換被表示為A。
其次，使用被預期在寫層N+2的機器上使用的變換類型來計算點B中的Al的變換 A2。
接著，對下列方程求解
權利要求
1. 一種在一個或多個寫入機中在一系列寫循環中圖案化工件的多個層的方法，所述方法在所述工件的第一層N上寫第一圖案時應用，其中在將隨後層N+1的第二圖案配合到所述第一層時可用準確度的邊界條件被確定； 所述方法包括下列步驟 a.接收關於在對所述隨後層N+1執行所述第二圖案的有限變換時的限制的先驗信息； b.計算1.呈現對前一層N-1的最佳配合的所述第一層N的所述第一圖案的最佳配合變換，所述最佳配合變換使用對在所述第一層N上寫可用的對準變換來計算；以及 i1.所述最佳配合變換與完美配合的偏差； c.計算 1.在對所述第二層N+1的所述第二圖案變換以將朝向配合到所述前一層N-1時應用的有限變換，以及 i1.所述有限變換與完美配合的偏差； d.計算所述最佳配合變換和所述有限變換之間的所述偏差中的差異； e.通過加上所述偏差中的所述差異的可選擇部分來計算所述最佳配合變換的補償； f.計算包括所述補償的經調整的第一圖案； g.驗證所述經調整的第一圖案在所述第一層N的對準容差內； h.如被肯定地驗證，則將所述經調整的第一圖案寫在所述第一層N上。
2.如權利要求1所述的方法，其中N個層將被圖案化，N是>1的整數。
3.如權利要求1到2中任一項所述的方法，其中計算變換的步驟在對準過程中被執行。
4.如權利要求1到3中任一項所述的方法，其中在執行所述有限變換中的所述限制被估計。
5.如權利要求1到4中任一項所述的方法，其中在偏差中的所述差異的所述可選擇部分被選擇為 -偏差中的整個差異，例如當需要對準中的高精確度時。
6.如權利要求1到5中任一項所述的方法，其中所述偏差中的所述差異的所述可選擇部分被選擇，使得所述偏差中的所述差異局部地分布在層的子集之間，例如使得對層N補償圖案的第一子集的偏差中的差異，並對層N+1補償圖案的第二子集的偏差中的差異。
7.如權利要求1到6中任一項所述的方法，其中 a.多個數據集合中的每個表示單獨的圖案變換，其被單獨地重新採樣並以位圖格式存儲； b.對所述數據集合重新採樣以在計算經調整的圖案的步驟中配合層的圖案； c.在步驟b之前或之後可選地將所述數據集合的選擇合併成單個數據集合。
8.如權利要求1到7中任一項所述的方法，其中所述偏差中的所述差異的分布包括在所述第一層N的測量數據的參數空間中最小化在放射狀域中或使用歐幾裡德範數的至少所述最佳配合變換和所述有限變換的總標準偏差。
9.如權利要求1到8中任一項所述的方法，其中所述誤差的分配包括在所述第一層N的測量數據的參數空間中最小化至少所述最佳配合變換和所述有限變換的最大標準偏差。
10.如權利要求1到9中任一項所述的方法，其中所述誤差的分配包括在所述第一層的測量數據的參數空間中最小化至少所述最佳配合變換和所述有限變換的最大誤差。
11.如權利要求1到10中任一項所述的方法，其中所述邊界條件可以是 -不同的寫入機將寫所述隨後層N+1，例如通孔機器；或 -所述隨後層N+1是只有特定類型的變換可被使用的層，例如焊接層。
12.如權利要求1到11中任一項所述的方法，其中 -所述工件的至少一層具有在其上分布的多個管芯； -每個管芯與原始電路圖案相關並由原始電路圖案數據表示； -每個管芯與相應層的對準特徵的測量數據相關。
13.如權利要求1到11中任一項所述的方法，其還包括最小化可能從一個層到另一層出現的誤差的步驟，所述方法可選地應用在有或沒有嵌入式管芯的工件上。
14.一種在一個或多個寫入機中在一系列寫循環中圖案化工件的多個層的方法， -所述工件的至少一層具有在其上分布的多個管芯； -每個管芯與原始電路圖案相關並由原始電路圖案數據表示； -每個管芯與相應層的對準特徵的測量數據相關； 所述方法包括下列步驟 c.基於第一層的測量數據並基於被配置成寫所述第一層的第一機器的變換限制來計算用於所述第一層的第一圖案的對準的第一變換； d.基於用於被配置成寫第二層的機器的變換類型來計算用於隨後層的第二圖案的對準的第二變換； e.計算第一變換和第二變換之間的差異，並接著分配在第一變換和第二變換之間的所述差異； f.驗證所述經調整的第一圖案分別在所述第一層和/或所述第二層的對準容差內； g.根據相應的第一和第二補償變換將圖案寫在所述第一層和第二層上。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述誤差的分配包括 在所述第一層的測量數據的參數空間中最小化在放射狀域中的至少所述第一變換和第二變換的總標準偏差。
16.如權利要求14到15中任一項所述的方法，其中所述誤差的分配包括 在所述第一層的測量數據的參數空間中最小化至少所述第一變換和第二變換的最大標準偏差。
17.如權利要求14到16中任一項所述的方法，其中所述誤差的分配包括 在所述第一層的測量數據的參數空間中最小化至少所述第一變換和第二變換的最大誤差。
全文摘要
公開了一種在一系列寫入機中圖案化工件的多個層的方法，其中歸因於不同機器的不同變換能力的誤差通過將誤差分配在多個層上來補償。
文檔編號H05K3/00GK103026299SQ201180015336
公開日2013年4月3日 申請日期2011年2月25日 優先權日2010年2月26日
發明者M·沃爾斯登, T·奧斯特羅姆, P-E·古斯塔夫森 申請人:密克羅尼克麥達塔公司