刻印方法和刻印装置

申请号 CN200480000487.8 申请日 2004-07-23 公开(公告)号 CN1698196A 公开(公告)日 2005-11-16
申请人 东京毅力科创株式会社; 发明人 有贺刚; 荻原顺一;
摘要 本 发明 提供通过将形成铸型图案的模具部件(40)按压到在作为被加工物体的 基板 (50)的主面上形成的膜被上,使铸型图案复印到膜被上的刻印方法。将多 块 基板(50)固定在 吸盘 台(20)上,并且可以用加热器(21)和冷却管(22)选择地加热基板。将模具部件(40)固定在与载物台(20)相对配置的顶部板(30)上。决定被选择加热的基板(50)和模具部件(40)的相互 位置 ,使模具部件(40)按压在该基板(50)上的膜被上。反复进行该操作,对全部基板实施刻印。
权利要求

1.一种刻印方法,将形成铸型图案的模具部件按压到在被加工物体 的主面上形成的膜被上,使所述铸型图案复印到所述膜被上,其特征 在于,该方法包括:
(a)将多个所述物体配列在大致同一平面上的工序;和
(b)通过反复进行下列副工序(b1)~(b3),将所述铸型图案分 别复印到所述多个物体上的膜被上的工序,其中,
(b1)选择地使配列的所述物体中的1个升温的副工序;
(b2)决定升温了的所述物体和所述模具部件的相互位置的副工 序;
(b3)将所述模具部件按压到所述物体上的所述膜被上的副工序。
2.根据权利要求1所述的刻印方法,其特征在于:
所述副工序(b2)通过识别所述模具部件和所述物体双方的图像 并检测各自的位置来进行。
3.根据权利要求1所述的刻印方法,其特征在于:
所述物体由在所述主面上形成有第一布线图案的基板构成;
所述膜被由覆盖所述第一布线图案的绝缘性环树脂膜构成。
4.根据权利要求3所述的刻印方法,其特征在于:
复印到所述环氧树脂膜上的所述铸型图案由用于形成与所述第一 布线图案连接的第二布线图案的沟槽图案和孔图案的至少一方构成。
5.根据权利要求1所述的刻印方法,其特征在于:
在所述副工序(b3)中,逐渐增加使所述模具部件按压到所述物 体上的按压
6.一种刻印方法,将形成有铸型图案的模具部件按压到在被加工物 体的主面上形成的膜被上,使所述铸型图案复印到所述膜被上,其特 征在于,该方法包括:
形成包含决定了相互位置并保持在固定状态中的所述物体和所述 模具部件的组装体的第一工序;和
以将所述模具部件按压到所述物体上的方式夹压所述组装体,使 所述铸型图案复印到所述膜被上的第二工序。
7.根据权利要求6所述的刻印方法,其特征在于:
所述第一工序通过识别所述模具部件和所述物体双方的图像并检 测各自的位置而进行。
8.根据权利要求6所述的刻印方法,其特征在于:
在所述第一工序中,形成决定并固定多个所述物体和分别与各物 体对应的多个所述模具部件的相互位置的所述组装体;
在所述第二工序中,夹压所述组装体,将各模具部件的所述铸型 图案统括地复印到各个对应的所述物体上的所述膜被上。
9.根据权利要求6所述的刻印方法,其特征在于:
在所述第一工序中,通过使所述组装体的内部成为负压状态,保 持所述物体和所述模具部件的固定状态,使所述组装体内部的负压状 态一直维持到所述第二工序结束为止。
10.根据权利要求6所述刻印方法,其特征在于:
所述物体由在所述主面上形成有第一布线图案的基板构成;
所述膜被由覆盖所述第一布线图案的绝缘性环氧树脂膜构成。
11.根据权利要求10所述刻印方法,其特征在于:
复印到所述环氧树脂膜上的所述铸型图案由用于形成与所述第一 布线图案连接的第二布线图案的沟槽图案和孔图案的至少一方构成。
12.一种刻印装置,将形成有铸型图案的模具部件按压到在被加工 物体的主面上形成的膜被上,使所述铸型图案复印到所述膜被上,其 特征在于,该装置具备:
保持多个所述物体,并具有可以个别地控制保持的各物体的加热 温度温度控制机构的保持台;
与所述保持台相对配置,支持所述模具部件的支持部件;
决定由所述支持部件支持的所述模具部件和保持在所述保持台上 的所述物体的位置的定位机构;和
将所述支持部件向着所述保持台按压的按压机构。
13.根据权利要求12所述刻印装置,其特征在于:
在所述支持部件上,设置有用于控制所述模具部件对于所述物体 的姿势的姿势控制机构。
14.根据权利要求12所述刻印装置,其特征在于,还具有:
检测由所述支持部件支持的所述模具部件的位置的第一摄像机;
检测保持在所述保持台上的所述物体的位置的第二摄像机;
所述定位机构根据由所述第一和第二摄像机检测出的所述模具部 件和所述物体的位置进行定位。
15.根据权利要求12所述刻印装置,其特征在于:
所述按压机构逐渐增加使所述模具部件按压到所述物体上的按压 力。
16.根据权利要求12所述刻印装置,其特征在于:
所述物体由在所述主面上形成有第一布线图案的基板构成;
所述膜被由覆盖所述第一布线图案的绝缘性环氧树脂膜构成。
17.根据权利要求16所述刻印装置,其特征在于:
复印到所述环氧树脂膜上的所述铸型图案由用于形成与所述第一 布线图案连接的第二布线图案的沟槽图案和孔图案的至少一方构成。
18.一种刻印装置,将形成有铸型图案的模具部件按压到在被加工 物体的主面上形成的膜被上,使所述铸型图案复印到所述膜被上,其 特征在于,该刻印装置具有:
第一装置,具有:决定所述物体和所述模具部件的相互位置的定 位机构、和将位置决定了的所述物体和所述模具部件保持在相互固定 状态中的固定机构,形成包含决定了相互位置并保持在固定状态中的 所述物体和所述模具部件的组装体;和
第二装置,以将所述模具部件按压到所述物体上的方式,夹压所 述组装体,将所述铸型图案复印到所述膜被上。
19.根据权利要求18所述刻印装置,其特征在于,还具有:
相互邻接地配置所述第一装置和所述第二装置,并且
支持所述组装体,将它从所述第一装置运送到所述第二装置的移 送装置。
20.根据权利要求18所述刻印装置,其特征在于:
所述移送装置具有:
支持所述组装体的支持部件;和
将该支持部件从所述第一装置反转移动到所述第二装置的反转 台。
21.根据权利要求18所述刻印装置,其特征在于,
所述第一装置还具有:
检测所述模具部件的位置的第一摄像机;和
检测所述物体的位置的第二摄像机,
所述第一装置的定位机构根据由所述第一和第二摄像机检测出的 所述模具部件和所述物体的位置进行定位。
22.根据权利要求18所述刻印装置,其特征在于,
所述组装体包含,
保持所述物体的第一保持部件;
与该第一保持部件对置,保持所述模具部件的第二保持部件;和
以围绕所述物体和所述模具部件的方式配置在所述第一保持部件 和所述第二保持部件之间的密封部件,
所述第一装置的固定机构通过使由所述第一和第二保持部件与所 述密封部件划定的密闭空间内成为负压状态,将所述物体和所述模具 部件保持在相互固定的状态。
23.根据权利要求18所述刻印装置,其特征在于:
所述组装体包含具有分别形成所述膜被的多个划分区域的所述物 体和分别与所述物体的各个划分区域对应的多个所述模具部件;
通过由所述第二装置夹压所述组装体,将各模具部件的所述铸型 图案统括地复印到所述物体中的各划分区域上的所述膜被上。
24.根据权利要求18所述刻印装置,其特征在于:
所述物体由在所述主面上形成有第一布线图案的基板构成;
所述膜被由覆盖所述第一布线图案的绝缘性环氧树脂膜构成。
25.根据权利要求24所述刻印装置,其特征在于:
复印到所述环氧树脂膜上的所述铸型图案由用于形成与所述第一 布线图案连接的第二布线图案的沟槽图案和孔图案的至少一方构成。

说明书全文

技术领域

发明涉及例如在半导体装置的制造工序中,通过将形成有电路 图案等的铸型图案的模具部件按压到在被加工物体的主面上形成的膜 被上,使铸型图案复印到膜被上的刻印方法和刻印装置。

背景技术

已经提出了在半导体装置的组装工序中,将功能不同的多个芯片 和无源元件等收容在一个封装件内的封装系统(SiP)等的安装构造。 在这种小型高密度安装构造中,因为用接合线实施芯片间的连接和芯 片与内插器等的布线基板的连接,所以存在着下列那样的问题。即, 存在着由于对芯片的机械冲击强烈、不能够增大布线密度、电源/接地 布线的电感变大,因基于开关的电位下降而使高频噪声变大等问题。 又,在代替接合线用焊料突起进行接合中,受到对突起尺寸的制约, 不能够增大布线密度。又,焊料突起由于不同种类的金属而不适合于 器件的高速化。
因此,代替使用这种接合线和焊料突起,也可以用相互直接接合 在半导体晶片和芯片、布线基板的表面上露出的Cu等的布线构造和外 部连接电极的安装构造(例如,日本特开2001-53218号专利公报)。
可是,近年来,对在用这种安装构造的内插器等的布线基板上, 布线图案的微细化提出了更高的要求。因此,可以考虑通过将在模具 部件上形成的铸型图案按压复印到基板上的绝缘薄膜的刻印技术。此 外,在美国专利第5772905号说明书中记载着半导体装置的制造工序 中的刻印技术。
可是,为了提高刻印工序的生产能等,将多个模具部件统括地 按压在多个被加工物体上是有效的。但是,存在着在统括地对多个被 加工物体进行刻印的过程中,需要数吨大的按压力的情形。因此,我 们可以预先想到要使提高生产能力和以μm单位高精度定位两者同 时实现是困难的。又,当强制地使它们同时并存时,存在着刻印装置 将是极其高价的担心。

发明内容

本发明的目的是提供一种刻印技术,通过提高决定刻印中的模具 部件和被加工物体位置的精度,实现复印图案的微细化,并可使高精 度地定位和提高生产能力两者同时并存。
本发明作为第一刻印方法,提供将形成铸型图案的模具部件按压 到在被加工物体的主面上形成的膜被上,使上述铸型图案复印到上述 膜被上的刻印方法,其特征为,该方法备有:
(a)将多个上述物体配列在大致同一平面上的工序;和
(b)通过反复进行下列副工序(b1)~(b3),将上述铸型图案分 别复印到上述多个物体上的膜被上的工序,其中,
(b1)选择地使配列的上述物体中的1个升温的副工序;
(b2)决定升温了的上述物体和上述模具部件的相互位置的副工 序;
(b3)将上述模具部件按压到上述物体上的上述膜被上的副工序。
本发明作为第二刻印方法,提供将形成铸型图案的模具部件按压 到在被加工物体的主面上形成的膜被上,使上述铸型图案复印到上述 膜被上的刻印方法,其特征在于,该方法具有:形成包含确定了相互 位置并保持在固定状态的上述物体和上述模具部件的组装体的第一工 序、和以将上述模具部件按压到上述物体上的方式夹压上述组装体, 使上述铸型图案复印到上述膜被上的第二工序。
本发明作为第一刻印装置,提供将形成有铸型图案的模具部件按 压到在被加工物体的主面上形成的膜被上,使上述铸型图案复印到上 述膜被上的刻印装置,其特征在于,该刻印装置具备:保持多个上述 物体,并且具有可以单独地控制保持的各物体的加热温度温度控制 机构的保持台;与上述保持台相对配置的、支持上述模具部件的支持 部件;决定由上述支持部件支持的上述模具部件;进行与保持在上述 保持台上的上述物体的位置定位的定位机构;和将上述支持部件向着 上述保持台按压的按压机构。
本发明作为第二刻印装置,提供将形成有铸型图案的模具部件按 压到在被加工物体的主面上形成的膜被上,使上述铸型图案复印到上 述膜被上的刻印装置,其特征在于,该刻印装置包括第一装置和第二 装置,其中该第一装置包括:决定上述物体和上述模具部件的相互位 置的定位机构;和将位置决定了的上述物体和上述模具部件保持在相 互固定状态中的固定机构,形成包含决定了相互位置并保持在固定状 态中的上述物体和上述模具部件的组装体,该第二装置是以将上述模 具部件按压到上述物体上的方式,夹压上述组装体,将上述铸型图案 复印到上述膜被上。
如果根据上述本发明的第一刻印方法和第一刻印装置,则反复进 行将模具部件按压到选择地升温了的物体上的膜被上,能够连续地进 行对多个被加工物体的刻印。因此,因为1次刻印所需的按压力可以 很小,所以可以高精度地决定被加工物体和模具部件的位置。因此, 能够实现复印图案的微细化。又,通过反复进行对多个被加工物体的 刻印,也能够得到高的生产能力。
又,如果根据上述本发明的第二刻印方法和第二刻印装置,则能 够分别地实施形成包含决定了相互位置并保持在固定状态中的被处理 物体和模具部件的组装体的第一工序(由第一装置实施的工序)、和夹 压该组装体使模具部件的铸型图案复印到物体上的膜被上的第二工序 (由第二装置实施的工序)。因此,在第一工序中,能够使用不能发挥 大的按压力但是可以高精度地定位的第一装置,在夹压完成位置决定 的组装体的第二工序中,能够使用能够发挥可以统括地对多个被加工 物体进行刻印的比较大的(例如数吨以上)按压力,但是不需要高精 度地定位的第二装置。结果,通过提高决定模具部件和被加工物体位 置的精度,能够实现复印图案的微细化。又,通过在第一工序(由第 一装置实施的工序)中,形成分别包含多个被加工物体和模具部件的 组装体,可以提高生产能力。
如上所述,如果根据本发明,则能够使提高在刻印中的模具部件 和被加工物体的位置决定精度和提高生产能力两者同时并存。
附图说明
图1是表示与本发明的第一实施方式有关的刻印装置的截面图。
图2是放大图1所示的刻印装置的一部分表示其动作的截面图。
图3是表示图1所示的刻印装置的一部分的平面图。
图4是表示图1所示的刻印装置中使用的模具部件和被处理基板 的例子的截面图。
图5是表示与本发明的第二实施方式有关的刻印装置的第一装置 的截面图。
图6是表示图5所示的第一装置的作用的截面图。
图7是第二实施方式中使用的被处理基板的(a)平面图和(b) 截面图。
图8是表示用图5所示的第一装置形成的组装体的截面图。
图9是表示与第二实施方式有关的刻印装置的第二装置的截面图。
图10是以(a)~(c)的工序顺序表示第二实施方式中的装卸装 置的动作的侧面图。
图11是表示与本发明的第三实施方式有关的刻印装置的截面图。
图12是表示从箭头A方向看图11所示的刻印装置的动作的图。
图13是以(a)~(e)的工序顺序表示用由本发明刻印过的基板 的多层布线构造的形成过程的例子的截面图。

具体实施方式

下面,我们参照附图详细说明本发明的实施方式。
首先,我们参照图1~图4,说明本发明的第一实施方式。
图1所示的第一实施方式的刻印装置M0备有定位机构10。定位 机构10具有在垂直方向上叠层,在平面内相互正交的方向中移动的 Y轴载物台11和X轴载物台12以及载置在它们上面上下移动的Z轴 载物台13。
在该定位机构10上,载置着可以围绕Z轴进行θ轴旋转变位的吸 盘台(保持台)20。通过定位机构10的Y轴载物台11、X轴载物台 12和Z轴载物台13的变位,对吸盘台20的水平面内和垂直方向的变 位进行控制。又,通过吸盘台20的旋转变位,对围绕该Z轴进行θ轴 旋转方向的位置决定进行控制。
将吸盘台20的上面,如图1和图2所示地,划分成多个的吸盘顶 25。分别将作为被处理物体的基板50保持在各吸盘顶25上。如图1 所示,在各吸盘顶25中,分别开有经过真空抽取通路23与图中未画 出的外部真空排气机构连接的多个真空吸附孔24。通过这些真空吸附 孔24,将基板50吸附保持在各吸盘顶25上。
在吸盘台20的内部,设置工作加热器21,可以将保持在吸盘台 20上的多基板50加热到规定温度。又,在吸盘台20的的内部,在 介入工作加热器21和多块基板50之间的位置上,设置流通着冷却水 等的冷却媒体的冷却管路22。该冷却管路22是以能够接通/断开 (ON/OFF)冷却媒体到与各吸盘顶25对应的部位的流通的方式形成 的。因此,形成能够控制从工作加热器21到各吸盘顶25的热传导, 个别地控制保持在各吸盘顶25上的基板50的温度的构成。
在吸盘台20的上方,设置与其对置的顶部板30。通过悬挂件31 在浮动状态中将隔热板32支持在该顶部板30上。通过模具基板(第 二保持部件)41将模具部件40固定在该隔热板32的中央部分。在模 具部件40上形成规定的铸型图案42,该铸型图案42在与基板50对置 的方向中。
在模具基板41的背面一侧,设置控制模具部件40的温度的模具 加热器33。又,在固定模具部件40的隔热板32的背面一侧,设置由 多个伸缩变位机构35控制模具部件40对于基板50的平行度等的姿势 的上部姿势控制机构34。因此,能够以使模具部件40对于各基板50 平行对置的方式控制姿势。
在吸盘台20上,设置通过拍摄与该吸盘台20对置的模具部件40 检测其位置的模具位置检测摄像机14。又,在吸盘台20的上方,配置 可以沿水平方向在该吸盘台20和顶部板30之间移动地设置(支持在 图中未画出的摄像机支架上)的工作位置检测摄像机15。通过由该摄 像机15拍摄保持在吸盘台20上的各基板50从而能够检测它们的位置。
而且,根据模具位置检测摄像机14和工作位置检测摄像机15的 位置检测结果,通过控制定位机构10和上部姿势控制机构34,如后述 的那样,决定模具部件40对于各基板50的位置和设定模具部件40对 于各基板50的姿势。
如图4所示,模具部件40由支持在模具基板41上的,例如用电 铸造法等制作的Ni等的电铸模具构成。在模具部件40的与各基板50 对置的对向面上,刻设微细的铸型图案42。关于模具部件40的各部分 的尺寸,作为一个例子,S1约为300μm,S2约为40μm,S3和S4分 别约为10μm。
又,基板50具有绝缘基板50a、和在该绝缘基板50a的表背面及 内部形成的布线构造51。在第一实施方式中,在作为基板50的主面的 表面或背面上,形成有作为复印基于刻印的铸型图案42的膜被的树脂 膜52。
下面,我们说明由第一实施方式的刻印装置实施的刻印方法。
首先,将模具部件40安装在顶部板30上,并且将基板50配置在 吸盘台20的各吸盘顶25上,由真空吸附孔24吸附保持基板50。
这时,由模具加热器33将模具部件40加热到例如树脂膜52的规 定热固化温度(例如100℃)。又,使工作加热器21加热到规定热固化 温度。另一方面,在冷却管路22中流通着冷却水,截断从工作加热器 21到基板50的热传导。因此,基板50的加热温度比工作加热器21 温度低,例如抑制在约50℃。
其次,用模具位置检测摄像机14和工作位置检测摄像机15,检测 模具部件40和基板50的位置。
此后,停止向与某1个吸盘顶25对应的冷却管路22通水,选择 地只使保持在该吸盘顶25上的基板50的温度上升到热固化温度。而 且,如图2(a)所示,就在上升到热固化温度的基板50之上定位模具 部件40的位置。这是通过根据由各摄像机14、15实施的位置检测结 果,控制定位机构10进行的。同时,通过根据上述位置检测结果控制 上部姿势控制机构34,与该基板50平行地设定模具部件40的姿势。
接着,通过使定位机构10的Z轴载物台13上升,如图2(b)所 示对基板50按压模具部件40。这时,如图4所示,将模具部件40的 铸型图案42压入基板50上的树脂膜52。因此,在树脂膜52上形成凹 凸与铸型图案42相反形状的沟图案或孔图案等的复印图案52a。这时, 因为将基板50加热到热固化温度,所以树脂膜52在形成复印图案52a 的状态中固化。作为用于树脂膜52的热固化性树脂,存在着各种不同 的树脂,但是从介电常数低的观点出发,优选环树脂。
此外,当将模具部件40按压在基板50上时,以使Z轴载物台13 上升逐渐增加按压力的方式,控制Z轴载物台13的上升速度。因此, 能够一面排除基板50和模具部件40之间的空气,一面达到需要的按 压力。
而且,在将铸型图案42复印到树脂膜52后,使Z轴载物台13下 降,使基板50脱离模具部件40。与此同时,再次对与保持该基板50 的吸盘顶25对应的冷却管路22进行通水,使基板50的温度降低到 50℃。以上,完成了对1块基板50上的树脂膜52复印铸型图案42的 工作。
以后,对其它多块基板50顺次地移动模具部件40并决定它的位 置,反复进行同样的操作,进行对全部基板50上的树脂膜52复印(刻 印)铸型图案42的工作。
这样,在第一实施方式的情形中,反复进行对1块基板50刻印操 作,1次刻印操作所需的按压力可以很小。因此,能够高精度地决定基 板50和模具部件40的位置。又,对多块基板50反复进行模具部件40 的移动/位置决定/刻印,也可以提高生产能力。即,可以使提高刻印中 的模具部件40和基板50的决定位置精度和提高生产能力两者同时并 存。
此外,载置基板50的吸盘顶25的温度控制方法不限于控制对冷 却管路22通水的接通/断开。例如,通过配置与各吸盘顶25对应的单 独的工作加热器21,也能够单个地控制各吸盘顶25的温度。
又,对冷却管路22通水的接通/断开可以多个吸盘顶25的行为单 位或列为单位进行,对各行或各列中的每1行或每1列进行刻印。
如上所述,将已经将复印图案52a刻印在树脂膜52上的基板50 供给,例如,图13所示的多层布线构造的形成工艺。
图13(a)表示就在经过刻印后的基板50的截面,将复印图案52a 刻印在树脂膜52上。而且,如图13(b)所示,在需要与下侧布线构 造51连接的地方,除去复印图案52a底部的树脂,露出下侧的布线构 造51。能够用激光照射或反应性离子刻蚀(RIE)等方法进行这种除去 加工。
此后,如图13(c)所示,例如用溅射等的方法,在包含复印图案 52a的树脂膜52的整个面上形成由导体构成的种晶层53。进一步,如 图13(d)所示,用电等的方法,将Cu等的导体54埋入复印图案 52a的内部。进一步,如图13(e)所示,研磨树脂膜52的表面除去 多余的导体54,完成与下侧的布线构造51电连接的布线构造54a。
进一步,需要时,在图13(e)的状态中的基板50上形成树脂膜 52,通过只反复上述那样的刻印和图13(b)~(e)的过程必要的次数, 能够得到任意叠层数的多层布线构造。
可是,在半导体装置的安装构造中用的内插器等的布线基板中, 一般用Cu作为布线材料。可是,因为Cu难以适用于使用干刻蚀技术 的光刻法,所以只能够用湿刻蚀。但是,用湿刻蚀,不能够与近来对 布线图案的微细化要求相适应。
因此,如本实施方式那样,在将在模具部件40上形成的铸型图案 42按压在基板50上的树脂膜52等的绝缘薄膜上进行复印中,用形成 布线图案和贯通孔等的图案的刻印技术是合适的。即,在由刻印在绝 缘膜上形成的图案中,用电镀等的方法埋入Cu后,研磨除去表面多余 的Cu,可以在绝缘膜的图案内高精度地形成需要的Cu布线图案。
下面,我们参照图5~图10,说明本发明的第二实施方式。该第二 实施方式分别用不同的装置(第一装置和第二装置)实施实质地决定 被加工物体和模具部件的相互位置的第一工序和将模具部件对被加工 物体按压的第二工序。
如图5所示,第一装置(位置决定固定装置)M1备有定位机构 60。该定位机构60具有在垂直方向上叠层,在水平面内相互正交的方 向中移动的Y轴载物台61和X轴载物台62以及载置在它们上面上下 移动的Z轴载物台63。
在该定位机构60上,载置着可以围绕Z轴进行θ轴旋转变位的吸 盘台70。通过定位机构60的Y轴载物台61、X轴载物台62和Z轴载 物台63的变位,对吸盘台70的水平面内和垂直方向的变位进行控制。 又,通过吸盘台70的围绕θ轴的旋转方向变位,对围绕其Z轴的旋转 方向的位置决定进行控制。
如图6所示,在吸盘台70的上面,配置着内外二重地配置的2个 密封部件71和密封部件72。在这些密封部件71、72之间,在吸盘台 70的上面开有真空抽取通路73。利用该真空抽取通路73,在吸盘台 70上可以自由装卸地吸附固定组装体基板(第一保持部件)91。
将基板50载置在组装体基板91上,用设置在组装体基板91中的 真空抽取通路92,可以自由装上卸下地固定基板50。在组装体基板91 上,在围绕基板50的位置上配置密封部件93,在其内侧开有真空抽取 通路94。通过该真空抽取通路94,可以对在密封部件93内侧划定的 空间进行真空排气。在组装体基板91上,一体地设置控制真空抽取通 路92和真空抽取通路94的开闭的控制95。
在吸盘台70的上方,设置与其对置的顶部板80。通过夹持机构 81可以自由装上卸下地将模具基板41固定在该顶部板80上。以使它 的铸型图案42与基板50对置的姿势,将多个模具部件40安装在该模 具基板41的底面上。
在吸盘台70上,设置检测与该吸盘台70对置的各模具部件40的 位置的模具位置检测摄像机64。又,在吸盘台70的上方,配置可以沿 水平方向在该吸盘台70和顶部板80之间移动地设置的工作位置检测 摄像机65。该摄像机65可以检测保持在吸盘台70上的基板50的位置。
而且,通过根据模具位置检测摄像机64和工作位置检测摄像机65 的位置检测结果,控制定位机构60,如后所述地,可以决定各模具部 件40对于基板50的相对位置。
在第二实施方式中,如图7所述,在1块基板50上的多个划分区 域中涂敷树脂膜52。分别以规定间隔规则地将涂敷了树脂膜52的划分 区域配列在纵横(X-Y)方向上。而且,以分别与各划分区域对应的配 置,将与在基板50上的涂敷了树脂膜52的划分区域相同数目的模具 部件40配置在模具基板41的底面中(图5和图6)。
下面,我们说明由第一装置M1进行的刻印方法的第一工序。
首先,将图7所示的基板50如图5所示地载置在组装体基板91 上并设置在吸盘台70上。这时,由于图6所示的真空抽取通路73的 吸引力,使组装体基板91密切接触并稳定地固定在吸盘台70上。又, 如图5所示,将模具基板41设置在顶部板80的夹持机构81中。
又,组装体基板91的真空抽取通路92和真空抽取通路94,经过 控制阀95与外部真空排气装置连接。
下面,用模具位置检测摄像机64检测模具部件40的位置,并且 用工作位置检测摄像机65检测基板50的位置,根据这些检测结果控 制定位机构60,使基板50的各树脂膜52和各模具部件40在水平方向 (X-Y平面内)的位置精密地重合。
此后,通过使Z轴载物台63上升,使组装体基板91接近模具基 板41,使组装体基板91上的密封部件93与模具基板41密切接触。因 此,如图6所示,形成具有由模具基板41、组装体基板91和密封部 件93构成的密闭空间、和收容在该密闭空间内的模具部件40和基板 50的组装体S。这时,在组装体S的内部,形成模具部件40的铸型图 案42一侧与基板50上的树脂膜52的表面相接的状态。
而且,在从真空抽取通路94对组装体S的内部进行排气,使其成 为负压状态后,用控制阀95关闭真空抽取通路92和真空抽取通路94。 因此,维持组装体S的密闭空间内的负压状态和将基板50真空吸附在 组装体基板91上的固定状态。这样一来,在组装体S中维持各模具部 件40和基板50(树脂膜52)的精密位置决定状态,并且成为可以一 体地处理组装体基板91和模具基板41的状态。
接着,在图8所示的单体状态中,将使组装体基板91和模具基板 41一体化而形成的组装体S移动到图9所示的第二装置(加压装置) M2中。该第二装置M2备有由顶部板101和隔热板102支持的压板103。 在压板103中设置加热器104、冷却机构105和真空抽取通路106。
在压板103的上方,配置与它对置的压板115。经过隔热板114、 法兰盘113和AC伺服压力机112将该压板115支持在基板111上。又, 在该压板115中设置加热器116、冷却机构117和真空抽取通路118。
下面,我们说明由第二装置M2实施的刻印方法的第二工序。
首先,将图8所示的单体的组装体S载置在压板103上,由真空 抽取通路106吸附固定。其次,用AC伺服压力机112使上侧的压板 115下降,与组装体S的模具基板41相接。而且,由真空抽取通路118 将组装体S的模具基板41吸附固定在压板115上。
此后,使压板115进一步下降,在压板115和下侧的压板103之 间用与模具部件40的个数等相应的规定荷重(例如数吨)夹压组装体 S。又,停止由冷却机构105和117进行的冷却工作,由加热器104和 116从上下两个方向将组装体S加热到规定温度(例如100℃)。
因此,将模具部件40的铸型图案42按压在基板50上的各划分区 域的树脂膜52上。因此,在树脂膜52上复印铸型图案42并形成复印 图案52a(请参照图4(b)),并且使树脂膜52热固化,维持复印图案 52a的形状。这时,因为组装体S的内部为负压状态,所以不会发生由 卷入气泡等引起的图案复印不好的情况。
在维持这种夹压状态规定时间后,再次开始由冷却机构105和117 进行的冷却工作,并且停止由加热器104和116进行的加热操作。而 且,用AC伺服压力机112使压板115上升,解除夹压状态,取出组装 体S。
此后,用图10所示的装卸装置M3分解组装体S。装卸装置M3 备有下侧吸附板201、与它对置的上侧吸附板202、和在上下方向驱动 上侧吸附板202的气缸机构203。吸附板201和202分别具有图中未画 出的真空吸附机构。
而且,如图10(a)所示,将从第二装置M2取出的完成刻印的组 装体S载置在下侧吸附板201上。而且,将组装体S的组装体基板91 吸附固定在下侧吸附板201上。又,如图10(b)所示,使上侧吸附板 202下降,将模具基板41吸附保持在上侧吸附板202上。
接着,打开控制阀95(图8),解除组装体S内部的负压状态。此 后,如图10(c)所示,用气缸机构203使上侧吸附板202上升,使模 具基板41和组装体基板91分离。
此后,解除上侧吸附板202的吸附状态,取出模具基板41。同样 地,解除下侧吸附板201的吸附状态,取出组装体基板91。又,因为 打开控制阀95,所以也解除基板50对组装体基板91的吸附固定状态, 取出完成刻印的基板50。将该完成刻印的基板50供给上述图13所示 的布线构造形成工序。
这样,在第二实施方式中,在第一装置M1中,形成将决定了相 互位置的基板50和模具基板41保持在固定状态中的组装体S,在第二 装置M2中,夹压该组装体S,进行刻印。因此,在第一装置M1中, 因为不需要为了将多个模具部件40统括地按压在基板50上的大的夹 压力,所以能够高精度地决定模具部件40和基板50的位置。又,在 第二装置M2中,因为只夹压已经完成位置决定的组装体S,所以不需 要位置重合机构等的复杂的机构,容易实现为了将多个模具部件40统 括地按压在基板50上的大的夹压力(例如数吨以上)。
从而,在第二实施方式中,由第一装置M1高精度地决定多个模 具部件40和基板50的位置,由第二装置M2通过将多个模具部件40 统括地按压在基板50上提高生产能力,可以使两者同时并存。
又,组装体S,如果在决定位置后照旧关闭控制阀95,则能够照 旧维持并保存模具部件40和基板50的高精度的位置决定状态。因此, 可以随意地调整由刻印决定的生产数量,提高包含刻印的半导体装置 的制造工序中的生产性。
下面,我们参照图11和图12,说明本发明的第三实施方式。
该第三实施方式是相互接近地配置与第二实施方式的第一装置 M1和第二装置M2相当的2个机构部,由两个机构部中共用的具有反 转载物台的移送装置进行组装体S在这些机构部间的交接的实施方式。
即,如图11所示的本实施方式的刻印装置M4备有与第一装置 M1(图5)相当的定位机构部300、与第二装置M2(图9)相当的按 压机构部400、和位于两机构部300、400之间的反转载物台450。
定位机构部300备有定位机构310。该定位机构具有在垂直方向上 叠层,在水平面内相互正交的方向中移动的Y轴载物台311和X轴载 物台312以及载置在它们上面上下移动的Z轴载物台313。
在该定位机构310上,载置着可以围绕Z轴进行θ轴旋转变位的吸 盘台320。通过定位机构310的Y轴载物台311、X轴载物台312和Z 轴载物台313的变位,对吸盘台320的水平面内和垂直方向的变位进 行控制。又,通过吸盘台320的围绕θ轴的旋转方向变位,对围绕该Z 轴的旋转方向的位置决定进行控制。
在吸盘台320的上面开有真空抽取通路321。通过该真空抽取通路 321,在吸盘台320上可以自由装卸地吸附固定组装体S的组装体基板 91。
在吸盘台320的上方,用反转载物台450支持与其对置的顶部板 (支持部件)330。在该顶部板330上,设置通过悬挂件332可以自由 装卸地保持模具基板41的夹持机构331。在由夹持机构331保持的模 具基板41的背面一侧,设置模具加热器333和隔热部件334。由模具 加热器333,可以将模具基板41的模具部件40加热到规定温度。
又,用图中未画出的模具位置检测摄像机和工作位置检测摄像机, 检测模具部件40和基板50的位置,根据该位置检测结果控制定位机 构310,决定模具部件40和基板50的位置。
反转载物台450由水平旋转轴451支持可以在垂直面内转动。因 此,能够由反转载物台450使支持组装体S的顶部板330在定位机构 部300和按压机构部400之间反转移动。
按压机构部400备有按压台410和在该按压台410的上方与其对 置的加压头部420。加压头部420备有用于加热组装体S的加热器421、 隔热部件422和用于在与按压台410之间按压组装体S的加压机构 423。又,设置使加压头部420整体升降的升降机构424。
如图12所示,由加压上部旋转臂431支持升降机构424。由臂旋 转支柱430可以在水平面内旋转地支持该旋转臂431。通过旋转臂431 的旋转动作,能够使加压头部420在按压台410的正上位置和不阻碍 反转载物台450的反转工作的按压台410侧方的退避位置之间移动。
下面,我们说明由第三实施方式的刻印装置M4实施的刻印方法。
首先,在使反转载物台450位于定位机构部300一侧的状态中, 将模具基板41固定在夹持机构331中。另一方面,将支持基板50的 组装体基板91载置在吸盘台320上,通过真空抽取通路321真空吸附 固定在吸盘台320上。又,通过真空抽取通路92的真空吸附将基板50 固定在组装体基板91上。
此后,用图中未画出的2个位置检测摄像机,检测基板50和模具 部件40的位置。通过根据该位置检测结果,对定位机构310和吸盘台 320的控制,以使基板50和模具部件40形成刻印所需的相互的位置关 系的方式决定基板50和模具部件40的位置。
其次,通过使Z轴载物台313上升,使组装体基板91接近模具基 板41,使密封部件93与模具基板41密切接触。这时,形成模具部件 40与基板50上的树脂膜52相接的状态。
在该状态中,通过真空抽取通路94,从组装体S内部划定的密闭 空间内进行真空排气后,关闭控制阀95。因此,将组装体S中模具基 板41和组装体基板91保持在固定状态。
此后,使按压机构部400的加压头部420移动到按压台410侧方 的退避位置(图12(b))。接着,解除由吸盘台320的真空抽取通路 321引起的真空吸附。而且,使反转载物台450旋转,使保持组装体S 的顶部板330反转移动到按压机构部400一侧。
因此,在顶部板330的隔热部件334与按压台410上相接的状态 中,形成将顶部板330支持在按压台410上的状态。这时,组装体S 形成使组装体基板91在模具基板41上的反转姿势。
接着,通过旋转臂431,使加压头部420移动到按压台410的正上 部。而且,用升降机构424使加压头部420下降,使加热器421与组 装体S的组装体基板91密切接触(图11左侧和图12(a))。
接着,使模具加热器333和加热器421工作,将组装体S加热到 规定温度。与此同时,使给压机构423工作,用规定按压力夹压组装 体S的基板50和模具基板41。从而,实施将模具部件40的铸型图案 42复印到基板50的树脂膜52上的刻印工作。
在该刻印后,解除由给压机构423产生的按压力,并且用升降机 构424使加压头部420上升,退避到侧方(图12(b))。而且,解除夹 持机构331,取出组装体S,用上述的第二实施方式中所示的装卸装置 M3分解取出的组装体S,取出完成刻印的基板50。
这样,在第三实施方式中,用与第二实施方式的第一装置M1和 第二装置M2相当的定位机构部300和按压机构部400,与第二实施方 式同样,可以使高精度地决定模具部件40和基板50的位置和通过统 括地刻印多个模具部件40和基板50提高生产能力两者同时并存。
又,在第三实施方式中,通过由具有反转载物台450的移送装置, 将组装体S从定位机构部300反转移动到按压机构部400,迅速进行相 互邻接的两个机构部间的组装体S的交接,能够更进一步地提高生产 能力。
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