JP5767254B2 - パターンアライメントを行うための方法および装置 - Google Patents
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Description
製造速度の高速化のために、当該分野において、ワークピース上へのダイの分配をピックアンドプレースマシンによって行うことが所望されている。しかし、現在のピックアンドプレースマシンの場合、従来技術のパターン生成器がアライメントを管理するために必要な配置精度を維持しつつ、製造プロセスのタクトタイムに必要な速度を保持することができない。ピックアンドプレースマシンによって保持されたダイの場合、ランダムな位置誤差のあるものとしてみなされ得る。
このような製品の例を挙げると、プリント回路基板PCB、基板、可撓性ロール基板、可撓性ディスプレイ、ウェーハレベルパッケージWLP、可撓性電子部、ソーラーパネルおよびディスプレイがある。本発明は、直描書き込みマシン内のダイによって、このような製品のためにワークピース上へこのような感光表面をパターニングすることに関する。ここで、ワークピースは、レーザー直描画像化システムによってパターンを表面に印刷することが可能な表面層の任意のキャリアであり得る。
図面を明確にするため、層の厚さおよび領域は誇張されている。図面の記載中、同様の参照符号は、同様の要素を指す。
本発明の動作環境
前記ウェーハ上のアライメントマークまたは前記複数のダイ間の基準ダイを測定するステップと、前記複数のダイのうち少なくとも第1のダイの位置を測定するステップと、前記測定されたアライメントマークおよび少なくとも前記第1のダイの位置に基づいて、パターンデータを作成するステップであって、前記パターンデータは、少なくとも前記第1のダイに適合するように平行移動されたベクトルデータを含む、ステップと、前記パターンデータをラスタライズするステップと、前記ラスタライズされたパターンデータに従って、前記ウェーハ上にパターンを書き込みステップ。
前記測定ステーション内の各カメラについてスケール誤差および歪曲を決定するステップであって、前記決定は、基板基準フィーチャの位置を測定し、前記基板基準フィーチャのノミナル位置と比較することによりことによって行われ、前記基板基準フィーチャは、前記基準基板上の均等またはまたは不均等な格子パターンとして配置される、ステップと、
前記カメラの前記測定されたスケール誤差歪曲に応じてレンズ歪みマップを計算するステップであって、前記マップは、前記非線状スケール誤差/歪曲のみを保持できるかまたは前記大域的線状スケール誤差も保持することができる、ステップと、
前記カメラの着陸角を計算するステップであって、前記計算は、異なる高さにおける基準基板の位置を測定することにより、行われる、ステップと、
前記測定ステーション内の各カメラの前記基準基板に相対する位置を決定するステップであって、前記決定は、前記基準基板上の基板基準フィーチャの位置を検出することにより、行われる、ステップと、
前記基板基準フィーチャの位置と、前記基準基板上の基準点との間の所定の関係に基づいて、各カメラの位置を計算するステップと、
前記パターンと、前記カメラと関連付けられた座標系との間の回転として各カメラの回転を計算するステップ。
書き込みマシン内のワークピースの層をパターニングする方法であって、前記書き込みマシンは、
書き込みマシン座標系を備えたパターン書き込みステーションと、
測定座標系を備えた測定ステーションであって、前記測定ステーションは、基準フィーチャと関連付けられたワークピース上の対象物の測定を行うように構成され、前記ワークピースはさらにキャリア段上に配置され、前記書き込みマシンは、前記キャリア段を前記測定ステーションと前記書き込みステーションとの間で変位させるように構成される、測定ステーションと、
を含む。
前記方法は、以下のステップを含む:
a.前記キャリア段に取り付けられた基準基板を提供するステップであって、前記基準基板は、所定のノミナル位置上の基板基準フィーチャを有する、ステップと、
b.前記測定ステーション内において、前記ワークピースの基準フィーチャのうち少なくとも1つの前記基準基板に相対する位置(例えば、配置および配向)を少なくとも1回測定するステップと、
c.前記測定された基準位置(単数または複数)と、前記ワークピースの基準フィーチャ(単数または複数)のノミナル位置(単数または複数)との双方に依存する変換を計算するステップであって、前記変換は、前記ノミナル位置(単数または複数)からの前記測定された位置の逸脱を記述する、ステップと、
d.前記キャリア段を前記基準基板と共に前記測定ステーションから前記書き込みステーションへと変位させるステップと、
e.前記パターンを前記ワークピースに書き込むステップであって、前記測定された位置(単数または複数)の前記ノミナル位置(単数または複数)からの逸脱を記述する変換について調節を行うことにより、行われる、ステップ。
−調節されたパターンデータを前記変換に従って計算する行為、および
−前記基準基板の位置に相対して得られた前記ワークピースの位置に対し、前記調節されたパターンデータを適合させるステップ、
−前記ワークピースにパターンを書き込むステップは、前記調節されたパターンデータに従って前記ワークピースを露出させることにより、行われる。
Claims (35)
- 直描書き込みマシン内においてワークピースの層をパターニングするための方法であって、前記直描書き込みマシンには、書き込み動作を制御するための座標系が設けられ、前記ワークピース上にはダイが配置され、前記ワークピース上に配置されたダイは、元々の回路パターンデータの形態をした回路パターンと関連付けられ、
前記方法は、
a.前記ワークピースと関連付けられた測定データを受信するステップであって、前記測定データは、複数の前記ダイまたはダイ群の測定された位置を示し、前記ダイは、前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャに相対して前記ワークピース上に配置される、ステップと、
b.前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャを検出するステップと、
c.前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャと、前記直描書き込みマシンの座標系との関係を決定するステップと、
d.前記ワークピース上に配置された複数のダイまたはダイ群の測定された位置を、前記直描書き込みマシンの座標系内において規定された変換位置へと変換するステップであって、前記変換は、前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャと、前記直描書き込みマシンの座標系との間の前記決定された関係に基づいて行われる、ステップと、
e.調節された回路パターンデータを前記ワークピース上への書き込み対象として作成するステップであって、前記作成は、前記元々のパターンデータと、前記変換された位置とに基づいて行われ、前記調節された回路パターンデータは、前記調節された回路パターンが前記ワークピース上に配置された複数のダイに適合するように、前記複数のダイまたはダイ群の回路パターンを表す、ステップと、
f.前記調節された回路パターンデータに従って前記ワークピース上にパターンを書き込むステップと、
g.少なくとも前記ワークピースの領域の一部を小領域へと分割するステップであって、前記小領域はそれぞれ、前記調節されたパターンデータの小部位によって表されるべきものであり、前記小領域は前記受信された測定データによって特定されかつ/または前記ワークピースの領域は所定のアルゴリズムの利用によって小領域に分割される、ステップと、
を含む、方法。 - 前記調節された回路パターンデータは、前記ワークピースの領域の複数の小領域に適合される、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1つの小領域は、前記ワークピース上に配置された前記複数のダイのうちの一つのダイまたはダイ群と関連付けられる、請求項2に記載の方法。
- 前記調節されたパターンデータの小部位がそれぞれ特定のダイまたはダイ群と関連付けられた前記ワークピースの小領域を表すように、前記複数のダイまたはダイ群に適合するように前記調節された回路パターンデータをレンダリングするステップであって、前記小領域はそれぞれ、前記特定のダイまたはダイ群を含むかまたは前記特定のダイまたはダイ群を網羅する、請求項3に記載の方法。
- 前記小領域は前記受信された測定データによって自動的に特定されかつ/または前記ワークピースの領域は前記所定のアルゴリズムの利用により小領域へと自動的に分割される、請求項3に記載の方法。
- 複数の前記調節されたパターンデータの小部位は、特定の要求内の各小領域および/または少なくとも1つの事前設定可能な逸脱パラメータに適合するようにレンダリングされる、請求項1〜5のうちいずれかに記載の方法。
- 前記特定の要求および/または少なくとも1つの事前設定可能な逸脱パラメータは、
a.ダイ、コンポーネント、またはダイ群/コンポーネントの種類、または
b.前記ダイ(単数または複数)/コンポーネント(単数または複数)の表面構造の特性、または
c.前記ダイ(単数または複数)/コンポーネント(単数または複数)の形状(例えば、前記ダイ(単数または複数)/コンポーネント(単数または複数)の縁部または角部)の特性、
のうち少なくとも1つと関連付けられる、請求項6に記載の方法。 - 前記調節された回路パターンの全体が、事前設定可能な逸脱パラメータまたは1組の逸脱パラメータ内の前記ワークピース上の前記複数のダイまたはダイ群に適合される、請求項1〜7のうちいずれかに記載の方法。
- 前記事前設定可能な逸脱パラメータは、配置と関連付けられた少なくとも1つのパラメータと、配向と関連付けられた少なくとも1つのパラメータとの双方を含む、請求項6〜8のうちいずれかに記載の方法。
- 特定のダイまたはダイ群と関連付けられた前記調節された回路パターンデータの小部位は、前記特定のダイ、またはダイ群に個々に適合される、請求項1〜9のうちいずれかに記載の方法。
- 前記複数のダイまたはダイ群は、前記ワークピース上に配置された前記ダイを全て含む、請求項1〜10のうちいずれかに記載の方法。
- 前記ワークピース上のダイまたはダイ群のうち少なくとも1つと関連付けられた前記回路パターンデータは、前記ワークピース上のその他のダイと関連付けられた回路パターンデータから独立して調節される、請求項1〜11のうちいずれかに記載の方法。
- 前記ワークピース上の前記複数のダイまたはダイ群それぞれと関連付けられた前記回路パターンデータは、前記ワークピース上のその他のダイのうち任意のダイと関連付けられた回路パターンデータから独立して個々に調節される、請求項1〜10のうちいずれかに記載の方法。
- 前記ダイまたはダイ群の配置および配向双方の位置と、前記書込器座標系に相対する前記ワークピースの配置および配向とを用いて、前記直描書き込みマシンの座標系内に規定された前記測定された位置の変換を決定する、請求項1〜13のうちいずれかに記載の方法。
- 前記ダイまたはダイ群の位置は、
前記基準フィーチャのうち少なくとも1つに相対する前記ワークピース上の前記ダイの配置および配向、および/または
前記ダイまたはダイ群の空間中の空間的配置および配向であって、前記空間は、前記ワークピースを前記基準フィーチャに相対して含む、空間的配置および配向、
に関して決定される、請求項1〜14のうちいずれかに記載の方法。 - 前記調節された回路パターンデータは前記ワークピース全体を表し、前記ワークピース上には前記ダイ全てが配置される、請求項1〜13のうちいずれかに記載の方法。
- 前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャは、
a.前記ワークピース上に設けられた1つまたはいくつかのアライメントマーク(単数または複数)、または、
b.前記複数のダイ間で選択された1つまたは複数の基準ダイ(単数または複数)上に設けられた1つまたはいくつかの基準フィーチャ(単数または複数)、または、
c.前記ワークピース上に配置された前記ダイの配置構成の特性、または、
d.前記ワークピースの表面構造の特性、または、
e.前記ダイ(単数または複数)の表面構造の特性、または、
f.1つまたはいくつかの基準ダイ(単数または複数)、または、
g.前記ワークピースの形状(例えば、前記ワークピースの縁部または角部)の特性、または、
h.ワークピースの書き込み側または後側上の測定、
のうち選択されたものまたはそれらの組み合わせによって決定される、請求項1〜14のうちいずれかに記載の方法。 - ダイの基準フィーチャは、
a.前記ダイ上に設けられた1つまたはいくつかのアライメントマーク(単数または複数)、または、
b.前記ダイ(単数または複数)の表面構造の特性、または、
c.前記ダイの形状(例えば、前記ダイの縁部または角部)の特性、または、
d.ワークピースの書き込み側または後側上の測定、
のうち選択されたものによって決定される、請求項15に記載の方法。 - 前記ダイ位置の測定は、
a.前記ダイの前記基準フィーチャに相対する空間的位置を決定するステップであって、前記決定は、形状ベースの位置決定アルゴリズム、縁部検出ベースのアルゴリズム、相関ベースのアルゴリズム、または基準フィーチャからの位置を抽出するように適合された別の画像分析技術のうち選択されたものによって行われる、ステップ、または、
b.前記ダイの前記基準フィーチャに相対する空間的位置を決定するステップであって、前記空間的位置は、前記ダイ上の1つまたはいくつかのアライメントマーク(単数または複数)を用いて決定される、ステップ、または、
c.前記ダイの前記基準フィーチャに相対する空間的位置を前記ダイの表面構造の特性によって決定するステップ、
のうち選択されたものによって決定される、請求項1〜16のうちいずれかに記載の方法。 - 前記調節された回路パターンデータを作成するステップは、
a.1組の理想的なパターンデータから元々のパターンデータをレンダリングするステップと、
b.その後、前記元々のパターンデータを再サンプリングするステップであって、前記再サンプリングは、前記直描書き込みマシンの座標系内の前記ワークピース上の各ダイにデータを適合させるように、前記ダイ(単数または複数)の測定された位置データと、前記ワークピースの変換された位置および形状とに基づいて行われる、ステップと、
または、
c.前記元々のパターンデータを再サンプリングするステップであって、前記再サンプリングは、前記直描書き込みマシンの座標系内の前記ワークピース上の各群またはクラスターにデータを適合させるように、前記ダイの群またはクラスターの測定された位置データと、前記ワークピースの変換された位置および形状とに基づいて行われる、ステップと、
を含む、請求項1〜17のうちいずれかに記載の方法。 - 前記調節された回路パターンデータを作成するステップは、
ベクトルデータの形態をした前記元々のパターンデータを各ダイまたはダイ群に適合するように変換し、前記変換されたベクトルデータをラスタライズするステップ、
を含む、請求項1〜20のうちいずれかに記載の方法。 - 前記調節された回路パターンデータを作成するステップは、
ベクトルデータの形態をした前記元々のパターンデータを各ダイまたはダイ群に適合するように変換し、ラスタライズされたベクトルデータが前記ダイ全てが載置および配置された前記ワークピース全体を表すように、前記変換されたベクトルデータをラスタライズするステップ、
を含む、請求項1〜21のうちいずれかに記載の方法。 - 前記ダイ(単数または複数)またはダイの群/クラスターの空間的位置に適合するような前記パターンデータ、ベクトルデータまたは座標系の変換は、線形または非線形(例えば、スプライン、多項式または射影)であり得る、請求項21または22に記載の方法。
- 前記ワークピース上の前記ダイまたはダイ群/クラスターの位置を示す測定データは、
a.別個の測定マシンにおいて任意選択的に決定された後、変換および前記変換によって網羅される領域のリストまたは所与の点における前記変換を記述するデータを含むか、
または、
b.前記直描書き込みマシンと一体化されたかまたは前記直描書き込みマシン内において一体化された測定配置構成において決定される、
請求項1〜23のうちいずれかに記載の方法。 - 前記測定データが受信され、請求項1に記載のステップが順次行われることにより、リアルタイムでの測定および書き込みが可能となる、請求項1〜24のうちいずれかに記載の方法。
- 前記調節された回路パターンデータを作成するステップは、前記ワークピースと関連付けられた測定およびデータのみに基づいて行われ、これによりリアルタイムでの測定および書き込みが可能となる、請求項1〜25のうちいずれかに記載の方法。
- ダイは、受動コンポーネント、能動コンポーネント、または電子部と関連付けられた他の任意のコンポーネントである、請求項1〜26のうちいずれかに記載の方法。
- 前記調節された回路パターンデータを作成するステップは、前記ダイまたはダイ群の位置に適合するように前記パターンデータを変換するステップを含み、前記変換は、線形変換または非線形変換から選択される、請求項1〜27のうちいずれかに記載の方法。
- 前記測定された位置を前記ダイまたはダイ群の変換された位置へと変換するステップは、線形変換または非線形変換から選択される、請求項1〜28のうちいずれかに記載の方法。
- 前記調節された回路パターンデータは、事前設定可能な逸脱パラメータ内の前記ワークピース上の前記複数のダイまたはダイ群に適合され、前記事前設定可能な逸脱パラメータは、前記ワークピース上に配置された前記ダイまたはダイ群のうち少なくともいくつかについて、100μm未満に設定される、請求項1〜29のうちいずれかに記載の方法。
- 前記調節された回路パターンデータは、事前設定可能な逸脱パラメータ内の前記ワークピース上の前記複数のダイまたはダイ群に適合され、前記事前設定可能な逸脱パラメータは、前記ワークピース上に配置された前記ダイまたはダイ群のうち少なくともいくつかについて、10μm未満に設定される、請求項1〜29のうちいずれかに記載の方法。
- 前記調節された回路パターンデータは、事前設定可能な逸脱パラメータ内の前記ワークピース上の前記複数のダイまたはダイ群に適合され、前記事前設定可能な逸脱パラメータは、前記ワークピース上に配置された前記ダイまたはダイ群のうち少なくともいくつかについて、5μm未満に設定される、請求項1〜29のうちいずれかに記載の方法。
- 前記調節された回路パターンデータは、事前設定可能な逸脱パラメータ内の前記ワークピース上の前記複数のダイまたはダイ群に適合され、前記事前設定可能な逸脱パラメータは、前記ワークピース上に配置された前記ダイまたはダイ群のうち少なくともいくつかについて、1μm未満に設定される、請求項1〜29のうちいずれかに記載の方法。
- 直描書き込みマシン内のワークピースをパターニングするための装置であって、前記直描書き込みマシンには、書き込み動作を制御するための座標系が設けられ、前記ワークピース上にはダイが配置され、前記ワークピース上に配置されたダイは、元々の回路パターンデータの形態をした回路パターンと関連付けられ、
前記装置は、
a.前記ワークピースと関連付けられた測定データを受信するように構成されたコンピュータシステム(15)であって、前記測定データは、前記ワークピース上に配置された複数の前記ダイまたはダイ群の前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャに相対する測定位置を示す、コンピュータシステム(15)と、
b.前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャを検出するように構成された検出手段と、
c.前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャと、前記直描書き込みマシンの座標系との関係を決定するように構成されたコンピュータ化ユニット(15)と、
d.前記ワークピース上に配置された複数のダイまたはダイ群の前記測定位置を前記直描書き込みマシンの座標系内において規定された変換位置へと変換するように構成された変換ユニット(16)であって、前記変換は、前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャと、前記直描書き込みマシンの座標系との間の前記決定された関係に基づいて行われる、変換ユニット(16)と、
e.調節された回路パターンデータを前記ワークピース上への書き込み対象として作成するように構成されたデータ作成ユニット(14)であって、前記作成は、前記元々のパターンデータおよび前記変換された位置双方に基づいて行われ、前記調節された回路パターンデータは、前記調節された回路パターンが前記ワークピース上の複数のダイに適合するように、前記複数のダイまたはダイ群の回路パターンを表す、データ作成ユニット(14)と、
f.書き込みツール制御ユニット(18)であって、前記書き込みツール制御ユニット(18)は、前記調節された回路パターンデータに従って前記ワークピース上にパターンを書き込むように書き込みツールを制御するように構成される、書き込みツール制御ユニット(18)と、
g.少なくとも前記ワークピースの領域の一部を小領域へと分割するための手段であって、前記小領域はそれぞれ、前記調節されたパターンデータの小部位によって表されるべきものであり、前記小領域は前記受信された測定データによって特定されかつ/または前記ワークピースの領域は所定のアルゴリズムの利用によって小領域に分割される、手段と、
を含む、装置。 - 直描書き込みマシン内においてワークピースをパターニングするためのコンピュータプログラム製品であって、前記直描書き込みマシンには、書き込み動作を制御するための座標系が設けられ、前記ワークピース上にはダイが配置され、前記ワークピース上に配置されたダイは、元々の回路パターンデータの形態をした回路パターンと関連付けられ、
前記コンピュータプログラム製品はコンピュータプログラムコード部位を含み、前記コンピュータプログラムコード部位は、コンピュータシステムを、
a.前記ワークピースと関連付けられた測定データを受信するステップであって、前記測定データは、前記ワークピース上に配置された複数の前記ダイまたはダイ群の前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャに相対する測定位置を示す、ステップと、
b.前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャを検出するステップと、
c.前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャと、前記直描書き込みマシンの座標系との関係を決定するステップと、
d.前記ワークピース上に配置された複数のダイまたはダイ群の測定された位置と前記直描書き込みマシンの座標系内において規定された変換位置へ変換するステップであって、前記ワークピースは、前記ワークピースの少なくとも1つの基準フィーチャと、前記直描書き込みマシンの座標系との間の前記決定された関係とに基づいて行われる、ステップと、
e.調節された回路パターンデータを前記ワークピース上への書き込み対象として作成するステップであって、前記作成は、前記元々のパターンデータおよび前記変換された位置双方に基づき、前記調節された回路パターンデータは、前記調節された回路パターンが前記ワークピース上の複数のダイに適合するように、前記複数のダイまたはダイ群の回路パターンを表す、ステップと、
f.前記調節された回路パターンデータに従って前記ワークピース上にパターンを書き込むように書き込みツールを制御するステップと、
g.少なくとも前記ワークピースの領域の一部を小領域へと分割するステップであって、前記小領域はそれぞれ、前記調節されたパターンデータの小部位によって表されるべきものであり、前記小領域は前記受信された測定データによって特定されかつ/または前記ワークピースの領域は所定のアルゴリズムの利用によって小領域に分割される、ステップと、
を行うように制御する、コンピュータプログラム製品。
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