在過(guò)去的幾年中人們已經(jīng)有幾次預(yù)言由于受到物理限制單個(gè)晶片的尺寸不可能再縮小，但實(shí)際上芯片的尺寸還一直在縮小中。國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖(itrs)預(yù)言在未來(lái)的10年中dram的密度將達(dá)到每芯片10tm(g級(jí)集成)。為了提高器件的性能，在未來(lái)的幾年內(nèi)cmos電路的尺寸將進(jìn)一步縮小而i／o密度將進(jìn)一步提高。這會(huì)要求引線(xiàn)的間距縮小到20μm。晶圓級(jí)工藝技術(shù)，如微小間距晶圓凸點(diǎn)、引線(xiàn)盤(pán)重分布、無(wú)源集成等為很多應(yīng)用提供了方便的解決方案。目前，許多ic和mems的器件已經(jīng)應(yīng)用了這些技術(shù)。通常高級(jí)割裝技術(shù)涉及5-100μm的厚膠工藝，如對(duì)表面有較大起伏的厚膠均勻曝光以及獲得非常陡峭的厚膠側(cè)壁。無(wú)縮放全場(chǎng)曝光系統(tǒng)是一種可以滿(mǎn)足這種需求的設(shè)備解決方案。

1 晶圓級(jí)封裝與晶圓凸點(diǎn)工藝

1．1微小間距晶圓凸點(diǎn)

晶圓凸點(diǎn)的制作需要曝光圖形化、電鍍和回流這幾個(gè)工藝步驟。圖形化工藝通常涉及到用幾層金屬制作用于凸點(diǎn)基礎(chǔ)的凸點(diǎn)下金屬層(ubm)。凸點(diǎn)和晶圓連接的導(dǎo)電性要很好，鈍化層和凸點(diǎn)下金屬層需要有很好的附著性。光刻膠圖形化的標(biāo)準(zhǔn)工藝流程如圖1所示。這個(gè)工藝流程同半導(dǎo)體工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)流程很接近，不同之處是這里需要厚膠。這種工藝可以使用多種普通的光刻膠，包括：azp4620，azplp50xt，azplpl00xt(clarianfi，thb-611p(jsr)和spr220(rohm&haaselectronicmaterials／shipley)。使用這些光刻膠單次涂布可以制作出20-100μm厚的膠，曝光顯影之后可以獲得接近90°的陡峭側(cè)壁結(jié)構(gòu)。光刻膠圖形化完成之后，通過(guò)電鍍的方法向空穴里填充焊料或者金。下一步就是去除光刻膠，將柱狀凸點(diǎn)留在表面。最后通過(guò)重流使柱狀凸點(diǎn)轉(zhuǎn)化為球形凸點(diǎn)。

1.2 用低k或低應(yīng)力膠制作重分布層

重分布層一般由5-10μm厚的聚合物層構(gòu)成，用于重新排布凸點(diǎn)的布局。這種聚合物可以作為低k值介電材料(bcb:bencocyclobutene-dow corning)或者應(yīng)力吸收層(low stress pattemable silicon-dow coming)。

厚膠工藝對(duì)系統(tǒng)有一些特殊的要求。這包括了能夠處理高黏度的光刻膠的涂膠和顯影系統(tǒng)：可以在起伏很大的表面甚至垂直的側(cè)壁結(jié)構(gòu)均勻地涂布光刻膠，這只有噴霧式涂膠系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)：對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)須能在整個(gè)膠厚范圍或者晶圓表面起伏的特定高度均勻的識(shí)別做為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的幾何圖案，這可以用接近式模板對(duì)準(zhǔn)器結(jié)合陰影曝光的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)；另外一個(gè)很重要的要求是將模板與晶圓精確地對(duì)準(zhǔn)。然而膠的厚度決定了模板與晶圓沒(méi)有辦法同時(shí)處于顯微鏡的聚焦平面，這使得模板與晶圓的精確對(duì)準(zhǔn)成為了一個(gè)挑戰(zhàn)。

2 技術(shù)要求

光刻過(guò)程對(duì)于接近式模板對(duì)準(zhǔn)曝光機(jī)的要求包括：高強(qiáng)度、高均勻性、小發(fā)散角的紫外光源、紫外光的波長(zhǎng)與光刻膠的敏感波長(zhǎng)相吻合，亞微米級(jí)的精度對(duì)準(zhǔn)和控制涂有厚膠的晶圓，以及保障模板與晶圓的高度平行。

evg公司的nanoalign技術(shù)以最高的對(duì)準(zhǔn)精度和分辨率以及最低的使用成本為設(shè)計(jì)理念來(lái)凸現(xiàn)全場(chǎng)曝光技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。目前，其公司的所有曝光機(jī)已經(jīng)應(yīng)用了此項(xiàng)技術(shù)。其目標(biāo)包括了主動(dòng)異常控制和亞100nm動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)分辨率。

2．1 高級(jí)晶圓平行調(diào)節(jié)

為了保證模板的圖形無(wú)形變地轉(zhuǎn)移到晶圓上，晶圓涂膠的一面必須與模板高度平行。這可以通過(guò)外置的監(jiān)測(cè)平臺(tái)確定晶圓的厚度和傾角來(lái)調(diào)解或者晶圓與模板全部鄰分接觸再分離的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)接觸晶圓平行調(diào)節(jié)由于膠永遠(yuǎn)不會(huì)與模板的cr接觸，因此理論上其模板的壽命是無(wú)限長(zhǎng)的。這就使得工業(yè)大生產(chǎn)的應(yīng)用都傾向于無(wú)接觸式的晶圓平行調(diào)節(jié)。

2．2 光學(xué)對(duì)準(zhǔn)精度的提高

晶圓與模板平行調(diào)節(jié)之后，模板上的標(biāo)記要精確的與晶圓卜已有的套刻標(biāo)十閱準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)可通過(guò)ccd相機(jī)同分離視場(chǎng)的顯微鏡配合實(shí)現(xiàn)。智能楨捕獲系統(tǒng)會(huì)根據(jù)ccd相機(jī)拍到的圖形來(lái)搜索設(shè)置過(guò)的特定對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。為了獲得最高的對(duì)準(zhǔn)精度與可靠性，最先進(jìn)的圖形識(shí)別系統(tǒng)將圖形轉(zhuǎn)化為一系列的矢量作為對(duì)準(zhǔn)的參考標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于顏色和方向輕微變化或者輕微扭曲的圖形，系統(tǒng)也可以準(zhǔn)確的識(shí)別。附加的智能軟件功能還可以準(zhǔn)確區(qū)分非常相似的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，從而保證了對(duì)準(zhǔn)過(guò)程使用的標(biāo)記是正確的。

大間距對(duì)準(zhǔn)(lga)模式是標(biāo)準(zhǔn)正面對(duì)準(zhǔn)(tsa)模式的改進(jìn)。其過(guò)程為先使用上側(cè)的顯微鏡對(duì)模板進(jìn)行定位，之后晶圓被精確地放置到模板的位置，與此同時(shí)模板則通過(guò)高精度z方向電動(dòng)機(jī)臨時(shí)升高，最后使用晶圓亡的標(biāo)記與計(jì)算機(jī)紀(jì)錄的模板標(biāo)記進(jìn)行比較并對(duì)準(zhǔn)。正面對(duì)準(zhǔn)時(shí)模板與晶圓必須同時(shí)被聚焦，大間距對(duì)準(zhǔn)則不受聚焦深度的影響。于是大間距對(duì)準(zhǔn)中顯微鏡的倍數(shù)也就不受限制。背面對(duì)準(zhǔn)(bsa)是將晶圓的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記做在晶圓的背面。晶圓將通過(guò)背面的