[發明專利]利用接觸式光刻機提高絲網印刷精確對準裝置及其方法

有效

• 申請號: 200910264459.1
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101727026A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 朱健;周相杰;賈世星;吳璟
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: G03F9/00
• 分類號: G03F9/00;B41M1/12
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種利用接觸式光刻機提高絲網印刷精確對準的裝置及其方法，屬于需要絲網印刷術實現微電子的微米級對準精度的大規模集成電路、印刷等技術領域。

背景技術

傳統絲網印刷技術設備簡單，操作方便，印刷、制版簡易且成本低廉，適應性強，已廣泛應用于大規模的集成電路、印刷等領域。隨著衛星、通信及航空、航天等系統中紛紛要求電子系統體積小、可靠性高和成本低，特別是MEMS及NEMS的制造技術及其集成化快速發展，使原來的平面技術拓展到三維或多層堆疊，把具有不同功能的IC，通過wafer?level鍵合使之成為一體，該技術使得數倍甚至數十倍的集成度成為可能，并使得不同種類的芯片能夠存在于同一封裝中。其中利用絲網印刷術的glass?frit過渡層來實現層與層的連接是一重要手段。然而由于受到絲網印刷厚膜技術的對準精度局限，無法滿足微電子的微米級精度；另隨著堆疊層數的增加，在考慮對準精度的同時，還須解決厚度精確控制問題。

為此，利用微電子接觸式光刻機的精確對準系統，結合絲網印刷術的低成本、可批量化優勢，根據光刻機的結構尺寸設計出輔助精確定位夾具，從而在光刻機上實現微米級精確定位的絲網印刷術；考慮到晶圓片向多層疊式方向發展的集成化趨勢，配備有厚度可調的輔助墊片，阻止承片臺上行碰觸到軟的絲網而損壞絲網，其高度差又靈活應對要精確對準的單芯片或層疊式芯片，從而實現芯片與絲網的間距的粗調、細調；同時為方便更換絲網，將輔助定位夾具和活動式網框設計為可拆卸式結構。目前，利用接觸式光刻機提高絲網印刷的對準精度方法尚未見相關報道。

發明內容

本發明提出的是一種利用接觸式光刻機提高絲網印刷精確對準裝置及其方法，旨在通過輔助對準夾具的設計將絲網印刷術移植到高精度接觸式光刻機，從而將絲網印刷對準精度由通常厚膜技術的10-15μm提高到微電子技術的±3μm，并且通過設計不同厚度的輔助輔助墊片實現厚度可調功能以滿足堆疊結構的多層厚度需求，滿足微電子領域里絲網印刷術的對準精度達到微米級要求，具有結構簡單、工藝精度高、易于集成、可批量制造的目的。

本發明的技術解決方案：一種利用接觸式光刻機提高絲網印刷精確對準裝置，其結構至少包括輔助定位夾具、活動絲網框和不同厚度的輔助墊片，其中輔助定位夾具與接觸式光刻機構造兼容；輔助定位夾具內側邊緣有兩個與接觸式對準光刻機位置對應的磁力感應器，使光刻機能夠感應到夾具移動是否到位；采用嵌入式螺絲結構固定安裝活動絲網框；承片臺左右兩邊對稱放置輔助墊片，輔助墊片高度高于多層堆疊晶圓片的水平高度，既阻止承片臺向上運動時圓片不會碰觸到絲網，又保證多層堆疊晶圓片與絲網間的印刷高度可調，從而實現絲網印刷在光刻機上的高精度對準。

一種利用接觸式光刻機提高絲網印刷精確對準方法，其特征是光刻時，將定位夾具框插入到接觸式光刻機里，通過光刻機里的程序設置壓縮空氣將承片臺向上運動進行接觸式光刻，通過顯微鏡對準系統將絲網的印刷圖形與承片臺上的晶圓片的圖形對準，再將顯微鏡對準系統抬上去，將印刷涂料放于絲網上用刮板進行圖形印刷，然后承片臺向下回到原位，取出晶圓片，最小允許偏差是接觸式光刻機的對準精度±3μm。

本發明具有以下優點：1、利用接觸式光刻機有效提高絲網印刷術的對準精度。通過輔助對準夾具的設計將高精度接觸式光刻機與絲網印刷術進行有機結合，使得絲網印刷對準精度由通常厚膜技術的10-15μm提高到微電子技術的±3μm，大大提高圖形的對準精度，顯著拓寬適用領域。2、輔助夾具配有不同厚度的輔助墊片，高度差為100μm，即避免承片臺碰觸到軟的絲網繼續上行而損壞絲網，又可根據襯底圓片的不同厚度需求進行更小精度的控制，這樣單片或多層堆疊芯片通過輔助墊片粗調承片臺向上運動的高度，再利用光刻機軟件程序進行細調，使得單層或多層堆疊晶圓片始終與絲網保持著適當間距范圍，從而保證漿料的印刷質量。3、采用嵌入式螺絲結構設計，在平板夾具上拆換不同掩膜圖形的活動絲網框，從而在接觸式光刻機上實現絲網印刷掩膜圖形替代接觸式光刻掩膜版。4、本發明適用于多層堆疊圓片，絲網印刷漿料采用Glassfrit、金漿和Au/Sn等多種焊料，降低成本，易于操作，可靠性高。5、本發明充分結合光刻機的工作機理，各個部件結構精密設計，結構簡單、靈活巧妙，具有實現高精度、易集成、操作簡便、易推廣等特點。

附圖說明

附圖1是與光刻機的顯微鏡對準系統和晶圓片形成精確定位結構的輔助定位夾具分層示意圖。附圖2是本發明活動絲網框結構示意圖。

附圖3是輔助定位夾具框的背面俯視結構示意圖。