[发明专利]用于执行与多个管芯的图案对准的方法和装置

说明书

本发明的技术领域

本发明总体涉及在产品的制造中工件的激光图案成像，包括使用激光直接成像设备的光敏表面的图案化。更具体地，本发明涉及用于执行与在封装中的多层系统中的多个管芯的图案对准的方法和装置。

本发明的总体背景

通常的做法是以构建具有不同的电路图案的一系列层的方法来制造印刷电路板。为了这个目的，使用激光直接写入器作为成像设备的用于将电路图案写在基片上的图案生成器是公知的。

例如，在制造具有集成电路的印刷电路板时，以小块半导体材料的形式的多个管芯分布在例如以承载硅晶片的形式的印刷电路板工件上，其中每小块半导体材料具有功能电路。然后，管芯被覆盖另外的材料层，以在一系列制造步骤中形成集成电路。在制造工艺的过程中，在一个或多个图案化步骤中，图案在工件的选定层上生成。

图案生成

图案在工件的一层上生成，例如为了形成所产生的电路图案，以便耦合所需电路中的部件（例如管芯）的连接点或触点。表达方式“管芯”在本文用作对任何电子部件（例如无源部件、有源部件或与电子器件相关的任何其它部件）的通用表达方式。此类图案在写或印刷工艺中产生，在该工艺中，电路图案的图像被投影、写、印刷在覆盖工件上的传导层的表面层上。

在此上下文中，写和印刷应在广义的意义上被理解。例如，在表面上投影、写或印刷图案可包括曝光光刻胶或其它光敏材料、通过光学加热来退火、侵蚀、通过光束产生对表面的任何其它改变，等等。

根据所使用的光敏表面材料的类型，光敏表面层的未曝光或已曝光部分被移除，以在工件上形成蚀刻掩模。被掩膜的工件接着被蚀刻以在传导层上形成所需的电路图案。这个概念的变化是使用图案来将材料沉积在下面的层上，例如以在工件上形成电路图案或连接点。

图案生成器

图案生成器例如借助于激光直接成像（LDI）系统实现，该激光直接成像系统被设计用于通过使用根据图像图案数据调制的激光束对表面进行激光扫描来将图案写在光敏表面上并形成表示所需电路图案的图像。

本发明的特定背景

在这个领域中的制造方法的最近发展中，对嵌入式管芯技术和晶片级封装技术的兴趣由于在成本和性能上的预期优点而增加。虽然这些被称为不同的技术，但它们都涉及管芯的嵌入和有关问题。

在制造集成电路和涉及层的图案化的其它产品的这个发展中，然而却有影响生产率的各种因素。管芯的放置和图案的对准在使用这些技术的制造工艺中对总体产量是决定性的。例如，在晶片级封装中，扇出工艺包括限制生产率的部分。

对准和叠加控制

印刷的图案必须与工件的某些特征（例如管芯）对准，以便配合相应的管芯的功能电子电路中的连接点或在工件的相同或不同层中的其它图案。叠加控制是描述多层结构上的图案到图案对准的监控和控制的术语。

在现有技术中，在用于确定工件和工件上的选定特征的位置这样的对准过程中通常使用包括成像器（例如CCD摄像机）的测量系统。例如，摄像机用来探测工件的特征（例如工件上的边缘或标记），图像中的特征的位置用于计算相对于图案生成器中的基准的实际物理位置。对实际物理状况与理想物理状况的偏差有不同补偿方法，最初设计的图像图案数据是基于理想物理状况而呈现的。例如，图像图案数据被调整，然后根据所调整的图像图案数据图案被写入。在另一实例中，写入器的坐标系被调整来进行补偿，且原始图案数据在所调整的坐标系中被写入。

在工件上放置管芯

现有技术的图案化系统要求具有非常准确地放置在工件上以能够使图案与管芯对准的管芯的工件。这是由于现有技术的图案化系统使用步进器和对准器的事实，步进器和对准器具有执行与单独管芯的对准而不明显减慢图案化过程的有限能力，结果是对为制造包括图案化层的产品的过程设置速度的节拍时间的当前要求不能被满足。在现有技术中，管芯准确地被放置在工件上且通过共熔结合或胶水将管芯紧固到工件上，这是非常耗费时间的过程。

通过拾取和放置机在工件上放置管芯

在行业中希望通过拾取和放置机将管芯分布在工件上，以便提高生产率。然而，目前的拾取和放置机不能在保持制造过程的节拍时间所需的速度的同时又维持现有技术的图案生成器所需的放置精确度来管理对准。通过拾取和放置机放置的管芯可被视为具有随机位置误差。

扇出工艺