昂圖科技的極大尺寸照射場(chǎng)高分辨率光刻系統(tǒng)克服了FOPLP圖形形變挑戰(zhàn)

來源：《半導(dǎo)體芯科技》雜志

作者：John Chang, Corey Shay, James Webb, Timothy Chang; ONTO INNOVATION INC

異構(gòu)集成技術(shù)集成了多個(gè)來自不同制程與功能各異的芯片來達(dá)到更優(yōu)越的效能。在大尺寸的面板級(jí)封裝中，現(xiàn)存的步進(jìn)式曝光機(jī)有著最大單一照射場(chǎng)（Exposure Field）尺寸的限制，迫使圖形化制程中需要使用多個(gè)光罩圖形結(jié)合來達(dá)到更大的封裝尺寸，這導(dǎo)致了較低的生產(chǎn)吞吐量，并增加了制造成本。昂圖科技的新型JetStep?X500曝光機(jī)的每單位照射場(chǎng)最大可達(dá)到250mmx250mm，大幅降低了每片基板所需的曝光次數(shù)，從而進(jìn)一步降低了扇出型面板級(jí)封裝（FOPLP）的制造成本。

高性能電腦，5G，智能手機(jī)，數(shù)據(jù)中心，智能汽車，人工智能與物聯(lián)網(wǎng)這些終端應(yīng)用，大部分都需要使用異構(gòu)集成技術(shù)來達(dá)到下一世代的效能需求。為了在單個(gè)封裝中集成更多的芯片，單一封裝尺寸將從75mm×75mm成長(zhǎng)到150mm×150mm，抑或是更大的尺寸。異構(gòu)集成是一個(gè)重要的技術(shù)，引領(lǐng)著我們更接近下一個(gè)世代，此世代將各種科技融入了我們的生活之中，不論是智慧型的工廠，或是在城市中穿梭的各種自動(dòng)駕駛車輛與載具，抑或是將人們更緊密的連接在一起的移動(dòng)設(shè)備和讓人們變得更健康的可穿戴設(shè)備，等等。

不論如何，為了更接近下一世代，將帶來一些對(duì)于現(xiàn)存科技的挑戰(zhàn)。其中之一便是對(duì)于各種終端裝置的效能與功能的要求越來越嚴(yán)格。下一世代的異構(gòu)集成技術(shù)，扇出封裝技術(shù)與面板級(jí)封裝技術(shù)便是常用來達(dá)成這些要求的技術(shù)，這些要求將需要結(jié)合更大的封裝尺寸，更小的芯片連結(jié)通道與更大的封裝基板，為了同時(shí)滿足這些需求，更嚴(yán)格的套刻（Overlay）規(guī)格將會(huì)成為封裝中光刻制程中主要的挑戰(zhàn)之一。（圖1）

△圖1：異構(gòu)集成（Heterogenous Integration）結(jié)合了多個(gè)不同的芯片與組件集成，在單一封裝中來達(dá)成下一世代的裝置效能需求，所以封裝尺寸可以預(yù)期會(huì)有顯著的成長(zhǎng)。（Source：Cadence）

當(dāng)重布線層（RDL）一層一層疊加的過程中，或會(huì)對(duì)封裝基板的表面與內(nèi)部造成不同的應(yīng)力影響，這些應(yīng)力的存在將會(huì)導(dǎo)致封裝基板的形變與翹曲。假如封裝基板因?yàn)楦邷兀?a href="http://ttokpm.com/v/tag/873/" target="_blank">高壓與其他制程產(chǎn)生形變與翹曲，該狀況將會(huì)引起基板上的圖形或芯片偏離原本所應(yīng)當(dāng)在的位置，并進(jìn)而影響光刻制程中套刻的結(jié)果，而且此情形在越大的基板尺寸上會(huì)更加的嚴(yán)峻。當(dāng)這些圖形或芯片偏移在光刻制程中沒有被完整的認(rèn)知并矯正，這最終將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的套刻誤差（Overlay Error）進(jìn)而影響到產(chǎn)品良率。

與此同時(shí)，在不久的將來，為了滿足更先進(jìn)的性能需求，先進(jìn)封裝（Advanced Package，AP）將會(huì)需要1μm線寬的制程，而先進(jìn)基板封裝（Advanced IC Substrate，AICS）將會(huì)需要3μm線寬的制程，并且套刻預(yù)算（Overlay Budget）將會(huì)變得更加的緊縮。舉例來說，現(xiàn)今的AICS典型的套刻良率（Overlay Yield）只有95%到97%，在更先進(jìn)的小線寬制程中，我們可以預(yù)期套刻良率會(huì)更低。

那么，一個(gè)極大單位照射場(chǎng)，高分辨率（Extremely Large Exposure Field Fine Resolution）的光刻系統(tǒng)要如何應(yīng)對(duì)這些異構(gòu)集成所帶來的挑戰(zhàn)呢？為了更好的了解這類系統(tǒng)的性能，例如昂圖科技（ONTO INNOVATION INC.）的JetStep?X500，我們將分析使用光刻系統(tǒng)所收集的圖形與芯片的偏移計(jì)量與位移檢測(cè)數(shù)據(jù)，并結(jié)合第三方套刻分析程序（Overlay Analysis Algorithm）去分析并了解偏移圖形的誤差項(xiàng)（Error Term）與形變組件（DistortionComponents），進(jìn)而找出一個(gè)可行解決方案或是一套光刻策略來克服這些芯片位移誤差或是圖形形變。為了克服這些種種的挑戰(zhàn)，并且同時(shí)滿足大量量產(chǎn)（HVM）的需求，需要設(shè)計(jì)一個(gè)全新的光刻系統(tǒng)：如昂圖科技的JetStep?X500。在此篇研究中，我們成功的展示了如何使用JetStep?X500去克服這些挑戰(zhàn)并達(dá)到異構(gòu)集成中嚴(yán)格的套刻需求。

圖形拼接（stitching）的挑戰(zhàn)

異構(gòu)集成為了增加更多功能或是達(dá)到更高的性能，需要集成多個(gè)芯片在75mm×75mm，150mm×150mm或者更大的單一封裝之中。針對(duì)異構(gòu)集成的大尺寸封裝，現(xiàn)今先進(jìn)封裝（Advanced Packaging）步進(jìn)式曝光機(jī)面臨著一個(gè)挑戰(zhàn)；最大單位照射場(chǎng)尺寸（Exposure Field Size）只有59mm×59mm的這個(gè)限制。對(duì)大部分的步進(jìn)式曝光機(jī)而言，因?yàn)檫@個(gè)單一照射場(chǎng)的尺寸限制，需要使用多個(gè)的曝光步驟來完成上述的封裝尺寸甚至更大的單一封裝尺寸。這種光刻方式就是所謂的“拼接（Stitching）”。

拼接需要多種不同的光罩圖形，高精度需求所帶來的低錯(cuò)誤容許率而且有低產(chǎn)量的缺點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)費(fèi)用的提高。無論如何，將單一照射場(chǎng)尺寸增大（至少大于150mm×150mm）到不須使用拼接的光刻方式可以排除上述提到的問題，并且可以有效的增加產(chǎn)能。

舉例來說，現(xiàn)今的先進(jìn)封裝步進(jìn)式曝光機(jī)在使用59mm×59mm的照射場(chǎng)尺寸進(jìn)行光刻制程，需要64次曝光步驟才能完成一個(gè)510mm×515mm基板大小。當(dāng)我們使用極大照射場(chǎng)曝光機(jī)，只需要4個(gè)曝光步驟便能完成一個(gè)510mm×15mm大小的基板，這實(shí)現(xiàn)了不需要拼接光刻方式，并且排除了拼接光刻所需的高精準(zhǔn)度與嚴(yán)格的均勻度需求。（圖2）

△圖2：在510mm×515mm的面板基板上使用極大單位照射場(chǎng)（250mm×250mm）的曝光布局與使用傳統(tǒng)單位照射場(chǎng)（59mm×59mm）的曝光布局。如圖中所示，使用極大單位照射場(chǎng)的光刻制程只需4次曝光步驟便能完成整片基板，但是使用傳統(tǒng)單位照射場(chǎng)（59mm×59mm）的光刻制程需要64次曝光步驟才能完成整片基板。

JetStep?X500所提供的250mm×250mm單位照射場(chǎng)光刻性能允許用戶在單一次曝光中完成一個(gè)或多個(gè)大尺寸封裝。相對(duì)于傳統(tǒng)的單位照射場(chǎng)光刻方式，有著顯著性的產(chǎn)能提升。這個(gè)極大照射場(chǎng)高分辨率的光刻系統(tǒng)裝備了一個(gè)可將光罩圖形放大2.2倍的投影鏡組，這使得250mm×250mm極大尺寸照射場(chǎng)成為可能，并且同時(shí)具備了3μm的線寬線距解析性能。另外此系統(tǒng)也具備了±400ppm場(chǎng)放大（Magnifification）補(bǔ)償性能與±100ppm單向場(chǎng)變體（Anamorphic Magnification）補(bǔ)償性能，與標(biāo)準(zhǔn)套刻性能可以小于1μm。為了展示該光刻系統(tǒng)的高分辨率性能，我們選擇了尺寸為510mm×515mm的ABF（Ajinomoto Build-up Film）+覆銅板（Copper Clad Laminate）以及銅籽晶層（Copper Seed Layer）晶圓為測(cè)試載具，并貼合了10μm的干膜光阻來進(jìn)行3μm分辨率的展示。

圖3所示的測(cè)試結(jié)果為JetStep? X500僅使用四次曝光去完成該測(cè)試載體的光刻制程，用來展示該系統(tǒng)在使用極大照射場(chǎng)的條件下，3μm線寬線距的性能。圖3展示了在3μm的線寬線距下，該系統(tǒng)可以提供高達(dá)60μm的景深（Depth of Focus）性能，這表示該極大照射場(chǎng)高分辨率的光刻系統(tǒng)是可以達(dá)成小線寬線距且大尺寸單一封裝的制程，并且同時(shí)使用大型尺寸面板為基板來實(shí)現(xiàn)大量量產(chǎn)的需求。

△圖3：極大照射場(chǎng)高分辨率光刻系統(tǒng)的分辨率性能（Resolution Performance）展示。（1）在銅籽晶層晶圓上，3μm線寬線距基于10μm厚度的干膜光阻上（深寬比1:3.3)的橫切面結(jié)果。（2）3μm，3.5μm與4μm低密度與高密度圖形區(qū)域的解析性能結(jié)果與比較。（3）3μm線寬在10μm干膜上的泊松曲線（Bossung Curve）分析。X軸為焦距（單位μm），Y軸為關(guān)鍵尺寸（CD，單位μm）。從圖中我們可以觀察到在510mmx515mm的測(cè)試載具上，3μm線寬線距的景深達(dá)到了60μm。

為了測(cè)試該光刻系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)套刻性能，我們選擇了一個(gè)510mm×515mm的玻璃基板，并涂布1.4μm厚的液態(tài)光阻薄膜為測(cè)試載具。在進(jìn)行第二層套刻層的圖形化工藝中，每一次曝光皆會(huì)使用區(qū)域?qū)?zhǔn)校正（Site by Site Correction），如圖4所示。我們將確認(rèn)第一層圖形與第二層圖形之間套刻誤差去決定最終的套刻結(jié)果。套刻誤差值是由判讀區(qū)域中的重疊尺標(biāo)（Overlapped Verniers）來決定的。

△圖4：極大照射場(chǎng)高分辨率光刻系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)套刻性能（Standard Overlay Performance）展示。（1）套刻性能展示的曝光布局圖。由四個(gè)250 mm×250 mm的曝光照 射場(chǎng)來完成510 mm×515 mm的測(cè)試載體的光刻工藝，每個(gè)曝光場(chǎng)區(qū)域包含了四個(gè)對(duì)準(zhǔn)圖形來進(jìn)行曝光時(shí)的區(qū)域?qū)?zhǔn)效正（Site By Site Correction）。（2）圖中 的重疊尺標(biāo)（Overlapped Vernier）圖形是由第一層光刻圖形與第二層光刻圖形交疊而成，藉由讀取重疊尺標(biāo)可以決定該區(qū)域的套刻結(jié)果。（3）套刻結(jié)果統(tǒng)計(jì)表格。（4）X軸套刻誤差與Y軸套刻誤差分布圖。由圖中可看到套刻誤差平均值接近0，并且沒有明顯峰值被觀察到。

在此套刻性能的展示測(cè)試中，每一照射場(chǎng)區(qū)域皆包含3×3個(gè)量測(cè)點(diǎn)，測(cè)試載具包含了2×2照射場(chǎng)區(qū)域，這代表了我們?cè)跍y(cè)試載具上共量測(cè)了36點(diǎn)來決定最終的套刻結(jié)果。根據(jù)上述的套刻性能結(jié)果與分析，極大照射場(chǎng)高分辨率的光刻系統(tǒng)的X軸套刻誤差的平均值+3倍標(biāo)準(zhǔn)差0.91μm，而Y軸套刻誤差的平均值+3倍標(biāo)準(zhǔn)差的結(jié)果為0.91μm。這些數(shù)字驗(yàn)證了極大照射場(chǎng)，高解析的光刻系統(tǒng)確實(shí)可以達(dá)到一個(gè)非常極限的套刻數(shù)字：小于1μm。而這將是未來先進(jìn)封裝光刻制程的關(guān)鍵之一。

套刻誤差矯正

為了展示極大照射場(chǎng)，高分辨率的光刻系統(tǒng)的圖形誤差矯正性能，我們使用了該系統(tǒng)的場(chǎng)矯正（IntraField Correction）性能與整體矯正（Global Correction）性能來進(jìn)行這次展示。該光刻系統(tǒng)的整體矯正性能包含了XY方向的平移（Translation），旋轉(zhuǎn)（Rotation），單軸放大（Scale）和正交（Orthogonality）誤差矯正，而該系統(tǒng)的場(chǎng)矯正性能包含了XY方向的平移（Translation），旋轉(zhuǎn)（Rotation），場(chǎng)放大（Magnification），輻射歧變（RadialDistortion）和梯形（Trapezoid）誤差矯正。結(jié)合場(chǎng)矯正與整體矯正性能可以實(shí)現(xiàn)單向場(chǎng)變體（Anamorphic Magnifification）與圖形歪斜（Skew）誤差的矯正性能。該光刻系統(tǒng)裝備了反射式對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以用來認(rèn)知對(duì)準(zhǔn)圖形在基板上的位置，結(jié)合該光刻系統(tǒng)的網(wǎng)格式移動(dòng)平臺(tái)的位置信息，我們可以得到該基板上所有圖形的誤差值。將此圖形誤差數(shù)據(jù)結(jié)合昂圖科技的圖形分析算法：StepperMatch和Dolana，我們便可以了解并分析出存在基板中的圖形的誤差項(xiàng)與形變組成組件。

當(dāng)我們使用StepperMatch與Dolana 分析由光刻系統(tǒng)所收集的圖形誤差數(shù)據(jù)，我們可以得到該測(cè)試基板或載體中的圖形誤差項(xiàng)與形變組成組件。如圖5所示，我們?cè)跍y(cè)試載體上的單一象限區(qū)域發(fā)現(xiàn)了平移誤差，旋轉(zhuǎn)誤差，場(chǎng)放大誤差，單向場(chǎng)變體誤差，梯形誤差和歪斜誤差，與單一象限區(qū)域不同的是，在測(cè)試載體的整體形變中多出了單向桶形變（Anamorphic Pincushion）與輻射歧變（Radial Distortion）形變等。

△圖5：在一個(gè)510 mm×515mm尺寸的測(cè)試載體上，其中一象限（Quadrant）的誤差項(xiàng)（Error Term）與形變組成組件（Distortion Component)。在此圖表中的數(shù)字為分析算法在公式中用來描述每個(gè)誤差項(xiàng)用的系數(shù)。

我們發(fā)現(xiàn)510mm×515mm的測(cè)試載具上的每一象限區(qū)域皆擁有不同形式的誤差項(xiàng)與形變組件，這代表著整體對(duì)準(zhǔn)校正（Global Alignment Correction）無法完全的矯正測(cè)試載具上存在的位置誤差與形變。每個(gè)象限區(qū)域都需要獨(dú)特補(bǔ)償值去矯正他獨(dú)特的位置誤差與形變。這代表了在光刻工藝中，當(dāng)我們可以針對(duì)每個(gè)象限區(qū)域去矯正該區(qū)域獨(dú)特的形變與誤差的補(bǔ)償時(shí)，那我們將能達(dá)到更佳的套刻良率。圖6展示了整體對(duì)準(zhǔn)校正的誤差形變組件矢量圖與區(qū)域?qū)?zhǔn)校正的誤差形變組件矢量圖。這兩張圖皆是由同一個(gè)測(cè)試載具的數(shù)據(jù)中分析得出的。從圖6的整體對(duì)準(zhǔn)校正的平移誤差矢量圖（Translation Error Vector Map）中我們可以觀察到，該誤差方向往左下方偏移，但是在使用區(qū)域?qū)?zhǔn)校正的第三象限區(qū)域的平移誤差矢量圖，我們可以觀察到該誤差方向往左上方偏移，這整體對(duì)準(zhǔn)校正的誤差方向是完全相反的，并且在其他的誤差項(xiàng)矢量圖也可以觀察到同樣的狀況。

△圖6：使用整體對(duì)準(zhǔn)校正（Global Alignment Correction）的誤差形變組件矢量圖與使用區(qū)域?qū)?zhǔn)校正（Site By Site Alignment Correction）的誤差形變?cè)噶繄D的比較。

我們?cè)跍y(cè)試載具涂布上了液態(tài)光阻，并應(yīng)用這篇研究中提及的算法去分析測(cè)試載具上的誤差項(xiàng)與形變組件，并針對(duì)測(cè)試載具上的每一象限區(qū)域算出相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償矯正值并應(yīng)用在曝光制程之中，然后再將該測(cè)試載具拿去完成整個(gè)圖形化制程。之后我們使用光學(xué)顯微鏡與相對(duì)應(yīng)的量測(cè)軟件來量測(cè)測(cè)試載具上套刻的結(jié)果。每個(gè)象限區(qū)域量測(cè)左上，左下，右上，右下，并在中間的區(qū)域量測(cè)2點(diǎn)，所以每個(gè)象限區(qū)域皆量測(cè)6點(diǎn)，測(cè)試載具上共有四個(gè)象限區(qū)域，所以總共量測(cè)24點(diǎn)來決定最終套刻的結(jié)果。圖7描述了我們?nèi)绾瘟繙y(cè)并定義套刻的結(jié)果。

△圖7：套刻量測(cè)方法，用來決定套刻的X方向誤差，Y方向誤差與矢量。中心的黑點(diǎn)為第0層的核心圖形，較大的圓為第一層的套刻圖形，X方向誤差=X1-X2，Y方向誤差=Y1-Y2，套刻誤差向量=√（X1-X2）2+（Y1-Y2)2。

圖8顯示了測(cè)試載具的最終套刻結(jié)果。最大的X方向誤差為5.42μm，最大的Y方向誤差為5.72μm?；跍y(cè)試載具提供者的數(shù)據(jù)庫，假如圖形形變或偏移有正確的被認(rèn)知并在曝光制程中使用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償值，我們可以預(yù)期最終的套刻結(jié)果會(huì)小于10μm。根據(jù)圖中的資料，套刻誤差的最大矢量值小于7μm，并且X誤差與Y誤差值皆小于6μm。這代表了在此展示中，測(cè)試載具上的圖形形變和偏移皆被有正確的認(rèn)知出來并且被正確的矯正。假如測(cè)試載具上的圖形形變和偏移沒有使用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償值矯正的話，那么最終的套刻誤差將會(huì)高達(dá)20μm或者更高，如圖9所示。

△圖8：使用了適當(dāng)補(bǔ)償值與矯正方法的套刻結(jié)果。圖中單位為μm。最大的套刻誤差小于7μm。

根據(jù)前述的研究，我們?cè)跍y(cè)試載具上發(fā)現(xiàn)了平移（Translation），旋轉(zhuǎn)（Rotation），單軸放大（Scale），場(chǎng)放大（Magnification），單向場(chǎng)變體（Anamorphic Magnification），梯形（Trapezoid）和正交（Orthogonality）誤差。這指出了為了得到好的套刻結(jié)果。光刻系統(tǒng)能去矯正這些種類的誤差項(xiàng)將會(huì)是關(guān)鍵之一。

△圖9：沒有使用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償和矯正方式的套刻結(jié)果。圖中單位為μm。最大的套刻誤差為23.26μm。這個(gè)結(jié)果驗(yàn)證了在光刻工藝中，若沒有使用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償值和矯正方式將會(huì)導(dǎo)致極大的套刻誤差進(jìn)而影響到光刻制程良率。

此研究中的測(cè)試載具是使用先進(jìn)基板封裝的（AICS）制程所制作出來的，測(cè)試載具上的對(duì)準(zhǔn)圖形（Alignment Mark）是經(jīng)由激光鉆孔工藝所制造出來的。由于激光鉆孔系統(tǒng)的性能限制，我們可以預(yù)期并且也實(shí)際觀察到由激光鉆孔所制作的對(duì)位圖形有位置精準(zhǔn)度較低（Low Accuracy）的問題，且圖形形狀控制（Shape Control）性能也比較差，而這些問題將會(huì)導(dǎo)致最終對(duì)位結(jié)果的誤差。（圖10）

△圖10：由激光鉆孔系統(tǒng)（Laser Drill System）所制造出的對(duì)位圖形（Alignment Mark)。光刻工藝中的對(duì)位圖形可能包含一個(gè)或多個(gè)以上的圖形。相較于右邊的圖形，左邊的圖形的外觀明顯有缺角，這將會(huì)影響光刻系統(tǒng)中的對(duì)位系統(tǒng)的判讀并且生成不正確的對(duì)位結(jié)果（Improper Alignment Solution），進(jìn)而導(dǎo)致影響到最終的套刻結(jié)果與良率。

對(duì)位結(jié)果的誤差會(huì)進(jìn)一步影響到套刻誤差的結(jié)果。即使光刻系統(tǒng)中的對(duì)位系統(tǒng)非常精準(zhǔn)的認(rèn)知出對(duì)位圖形，根據(jù)我們的研究，仍然會(huì)有一定的對(duì)位誤差存在，為了更進(jìn)一步地達(dá)到更好的套刻結(jié)果，這個(gè)問題必須被克服。

針對(duì)上述的對(duì)位結(jié)果誤差，我們發(fā)現(xiàn)額外的象限區(qū)域補(bǔ)償（Additional Zone Compensation）可以有效的解決這個(gè)情形。為了更好的了解這個(gè)情形，我們使用了昂圖科技所開發(fā)出的套刻圖形分析算法來分析并預(yù)測(cè)當(dāng)我們使用了額外的象限區(qū)域補(bǔ)償后的套刻結(jié)果。此算法是專用來分析套刻誤差中可被補(bǔ)償?shù)恼`差項(xiàng)（Correctable Term），并且預(yù)測(cè)矯正后的結(jié)果。

在將可補(bǔ)償?shù)恼`差項(xiàng)移除后，該算法將可以精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)最終的套刻結(jié)果。圖11的左圖是未被補(bǔ)償前的套刻結(jié)果，而右圖是補(bǔ)償后的最終套刻結(jié)果，根據(jù)該算法的預(yù)測(cè)，經(jīng)過額外的區(qū)域補(bǔ)償后，測(cè)試載具1和測(cè)試載具2上最大的套刻誤差將會(huì)降低3.9μm和5.5μm，如同圖11所示。

△圖11：使用額外的區(qū)域域補(bǔ)償與不使用額外的曲域補(bǔ)償?shù)奶卓陶`差比較。根據(jù)算法的預(yù)測(cè)，使用額外的單區(qū)域補(bǔ)償可以有效地降低最終套刻的誤差。

根據(jù)異構(gòu)集成與高效能的需求，在不久的將來，先進(jìn)基板（Advanced IC Substrate）封裝將需要3μm的先進(jìn)制程來迎合需求。而因應(yīng)這些先進(jìn)的制程，也將會(huì)需要更嚴(yán)格的套刻規(guī)格。在先進(jìn)基板封裝的光刻制程中，傳統(tǒng)的每個(gè)重布線層的套刻良率為95%到97%（或者以上）。表1中，左邊的表格是原始套刻良率的累積良率損失，中間的表格為改善后的套刻良率與累積良率損失，右邊的表格則是累積良率的改善。以表1中紅框中為例子，我們將97%設(shè)為原始套刻良率，改善后的套刻良率為98%，在一個(gè)六層結(jié)構(gòu)的封裝中，僅僅1%的套刻良率改善便可以達(dá)到5.29%累積良率的改善。當(dāng)然這只是一個(gè)大概的估算，但是從此估算便可以得知改善套刻良率是整體封裝良率來說是多么的重要。

△表1.光刻制成的套刻良率估算表。在此表格中，原始的套刻良率被設(shè)定為97%，在一個(gè)六層結(jié)構(gòu)的封裝中，光刻制程最大將會(huì)造成16.7%的良率損失。而改善后的套刻良率我們將其設(shè)定在98%，光刻制程最大將會(huì)造成11.42%的良率損失。而從表格得知，在一個(gè)六層結(jié)構(gòu)的封裝中，1%的光刻制程的套刻良率改善便可以達(dá)到5.29%最終良率的改善。

結(jié)論

基于此篇研究中的資料我們可以得知，一個(gè)極大照射場(chǎng)，高分辨率的光刻系統(tǒng)是可以實(shí)現(xiàn)3μm的分辨率并且其標(biāo)準(zhǔn)套刻性能可以達(dá)到1μm（平均值+3倍標(biāo)準(zhǔn)差）的。研究中也驗(yàn)證了極大照射場(chǎng)，高分辨率的光刻系統(tǒng)是有性能可以矯正一個(gè)510mm×515mm的ABF+CCL基板上的圖形偏移與誤差進(jìn)而達(dá)到良好的套刻結(jié)果。根據(jù)此篇研究的分析與討論中得知，正確認(rèn)知并矯正基板中誤差項(xiàng)與圖形形變，使用區(qū)域?qū)?zhǔn)校正方法并且加上額外的區(qū)域補(bǔ)償將是在扇出型面板級(jí)封裝中得到最佳的套刻結(jié)果的重要關(guān)鍵。

在不久的將來，隨著光刻工藝越來越小的分辨率需求，套刻的規(guī)格也會(huì)變的越來越嚴(yán)格，在異構(gòu)集成的封裝工藝中，套刻的控制將會(huì)變得越來越重要，期許此篇研究可以給用戶們提供一個(gè)方向，讓他們可以克服越來越加嚴(yán)格的套刻需求。

鳴謝

作者特別要感謝David Giroux，John Kennedy和Karie Li在軟件與算法上的幫助，Casey Donaher和Perry Banks在光刻系統(tǒng)的技術(shù)支持，Paul Sun和Jeremy Zhang在光刻制程中的幫助。同時(shí)感謝JetStep?X500項(xiàng)目的所有成員們。

審核編輯：湯梓紅