电子部件的制造装置及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种电子部件的制造装置。其中，第1对准标记提供给基板，第2对准标记提供给掩膜。掩膜在基板上形成电子电路图案。控制单元基于第1和第2对准标记来进行掩膜与基板的位置对准。第2对准标记形成为包围第1对准标记。第2对准标记在其内具有台阶图案。
【专利说明】电子部件的制造装置及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子部件的制造装置及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在表面安装型电感的制造过程中，在充当基板的晶片上形成的光刻胶通过形成有线圈图案的掩膜而曝光，从而线圈图案形成在基板上。被称为“对准标记”的标记分别赋给基板和掩膜，并进行对准标记的位置对准，以便调整基板和标记的相对位置。一般而言，基板的对准标记通常通过镀覆法等形成为十字型(参照日本特开2011-009273号和2000-252189 号公报)。
[0003]随着电子产品的小型化，也要求使包含表面安装型电感的电子部件小型化。因此，需要更高精度的基板与掩膜的位置对准。
[0004]但是，当十字型的对准标记的尺寸减小，则十字型端部的检测变得困难。例如，在由镀覆法形成的对准标记的情况下，端部略圆，十字型的直线性容易劣化且其宽度容易不均匀。
【发明内容】
[0005]本发明是有鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于提供一种电子部件的制造方法，即基于新型的对准标记的基板与掩膜的更精确的对准方法。
[0006]根据本发明的电子部件的制造装置包括:具有第I对准标记的基板、具有第2对准标记且在基板上印刷电子电路图案的掩膜、以及基于第I和第2对准标记来执行掩膜与基板的位置对准的控制单元。第I和第2对准标记形成为一个包围另一个，且包围侧上的对准标记在其内具有台阶图案。
[0007]通过设置这样的台阶图案，根据第I和第2对准标记的重叠的量，可以容易观察这些标记的合成图像(轮廓图像(silhouette image))的形状变化，因而容易提高位置对准精度。
[0008]被包围侧的对准标记可以具有直线状延伸的部分。控制单元可以基于包围侧的对准标记的台阶图案与被包围侧上的对准标记的直线部分的重叠的量来调整掩膜与基板的相对位置。台阶图案可以包括2个台阶或3个以上的台阶。被包围侧的对准标记可以具有十字型。包围侧上的对准标记可以由从4个角包围被包围侧上的对准标记的4个部分所构成。
[0009]包围侧的对准标记可以在与被包围侧上的对准标记的十字型形状相对应的两个方向上分别具有台阶图案。作为电子电路的图案，电感图案可以通过掩膜印刷在基板上。
[0010]根据本发明的另一方面的电子部件的制造装置包括:具有第I对准标记的基板、具有第2对准标记且在基板上印刷电子电路图案的掩膜、以及基于第I和第2对准标记来进行掩膜与基板的位置对准的控制单元。第I和第2对准标记形成为一个包围另一个，且被包围侧上的对准标记在其外侧具有台阶图案。
[0011]控制单元可以基于包围侧的对准标记的内侧的直线部分与被包围侧的对准标记的台阶图案的重叠的量，来调整掩膜与基板的相对位置。
[0012]根据本发明的电子部件的制造方法，包括移动基板和具有电子电路图案的掩膜的一个或两个从而进行基板的第I对准标记与掩膜的第2对准标记的位置对准的第I步骤、以及位置对准后对掩膜进行曝光从而在基板上曝光电子电路图案的第2步骤。第I和第2对准标记形成为一个包围另一个，且包围侧上的对准标记在其内具有台阶图案。
[0013]根据本发明的另一方面的电子部件的制造方法，包括移动基板和具有电子电路图案的掩膜的一个或两个从而进行基板的第I对准标记与掩膜的第2对准标记的位置对准的第I步骤、以及对准后对掩膜进行曝光从而在基板上曝光电子电路图案的第2步骤。第I和第2对准标记形成为一个包围另一个，且被包围侧上的对准标记在其外侧具有台阶图案。
[0014]根据本发明，能够在电子部件的制造过程中提高基板与掩膜的位置对准精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]本发明的特征和优点将从下列结合附图的优选实施方式的描述变得更明显，其中:
[0016]图1是制造装置的一个例子的示意图。
[0017]图2是从相机侧看到的工件和掩膜的图。
[0018]图3A是表示常规的十字型对准标记的图。
[0019]图3B是表示常规的具有4个部分的对准标记的图。
[0020]图4是表示对准标记的位置对准成功的状态的图。
[0021 ]图5是表示对准标记的位置对准失败的状态的图。
[0022]图6是十字型对准标记Ml的实际形式的图。
[0023]图7是表示根据第I实施方式的对准标记M2的图。
[0024]图8是十字型对准标记M2的局部的放大图。
[0025]图9是表示第I实施方式中的对准标记Ml和M2的位置对准成功的状态的图。
[0026]图10是表示第I实施方式中的对准标记Ml与M2的位置对准失败的状态的图。
[0027]图11是表示根据第I实施方式的变形例的对准标记M2的图。
[0028]图12是表示第2实施方式中的对准标记Ml与M2的位置对准成功的状态的图。
[0029]图13是表示第2实施方式的变形例中的对准标记Ml与M2的位置对准成功的状态的图。
【具体实施方式】
[0030]参照附图描述本发明的优选实施方式。
[0031]图1是根据本发明的实施方式(第I和第2实施方式)的电子部件的制造装置100的例子的示意图。工件106是涂覆了光刻胶的晶片(基板)，并置于基台104上。电子电路图案形成在掩膜108上。根据本实施方式的制造装置100在X-Y方向(水平方向)上移动基台104并进行工件106与掩膜108的位置对准，接着从Z方向(竖直方向)经由掩膜108对工件106曝光，从而在工件106上形成电子电路图案。
[0032]尽管在本实施方式中掩膜108固定而工件106配置成可移动，但掩膜108可以配置成可移动或掩膜108和工件106均可以配置成可移动。此外，尽管本实施方式说明了制造装置100是在工件106上印刷多个线圈图案的曝光装置，但制造装置100也可以应用于印刷其他电子电路图案例如晶体管和线路。
[0033]将被称为“对准标记M”的标记赋给工件106和掩膜108的表面。对准标记M的位置和形状的详细描述稍后说明。工件106和掩膜108的对准标记M由相机IlOa和IlOb从Z方向拍摄。尽管图1中表示了 2台相机110，但相机110的数目是任意的。控制单元102获得由相机IlOa和IlOb所拍摄的对准标记M并水平地移动基台104，以使工件106的对准标记Ml (第I对准标记)的位置(Χ-Y坐标)与掩膜108的对准标记M2 (第2对准标记)的位置相匹配。控制单元102移动基台104并主要基于由相机IlOb所拍摄的图像来精细地调整基台104 (掩膜108)的位置。当两个对准标记Ml和M2的位置彼此匹配时，控制单元102使基台104停止。基台104停止后，工件106经由掩膜108被光源(未图示)曝光，以使电感线圈图案形成在工件106上。
[0034]图2表示从相机侧看到的工件106和掩膜108。两个对准标记Ml形成在工件106上。两个对准标记M2也形成在掩膜108的与工件106的两个对准标记Ml分别相对应的位置。控制单元102在X-Y方向上移动工件106来进行两个对准标记Ml与两个对准标记M2的位置对准。对准标记M的数目不限于2个，可以形成I个或3个以上的对准标记M。
[0035]图3A和3B表示常规的对准标记Ml和M2。例如，工件106的对准标记Ml形成为十字型。同时，例如掩膜108的对准标记M2形成为排列有4个方形的形状(以下称“4部分型”)。不言而喻，对准标记Ml可以形成为4部分型而对准标记M2可以形成为十字型。
[0036]图4表示图3A和3B所示的对准标记Ml和M2的位置对准成功的状态。如图4所示，控制单元102将基台104移动至被包围侧的对准标记Ml完全被包围于包围侧的对准标记M2的位置，换言之，移动至对准标记Ml不与对准标记M2重叠的位置。通过这样的控制，进行工件106与掩膜108的位置对准。
[0037]图5表示图3A和3B所示的对准标记Ml和M2的位置对准失败的状态。在图5中，与图4相比对准标记Ml在-X方向上偏移。因此,对准标记Ml不被对准标记M2完全包围且对准标记Ml部分地与对准标记M2重叠。在图5的状态下，控制单元102在+X方向上移动对准标记Ml。
[0038]然而，如上所述，由于工件106的对准标记Ml由镀覆法等形成，因此在实际中对准标记Ml的端部变圆，其边缘呈曲线状，且其宽度变得不均匀(参照图6)。因此，即使当控制单元102可以确定对准标记Ml应该在+X方向上移动，控制单元102也难以正确地评估移动量。
[0039][第I实施方式]
[0040]图7表示根据第I实施方式的对准标记M2。在第I实施方式中，对准标记M2的形状变更为图7所示的形状。尽管对准标记Ml的形状与图3A所示的形状即十字型相同，但对准标记Ml可以比常规的对准标记细约60%。
[0041]对准标记M2也通过4个部分包围十字型对准标记Ml，因而在这一方面对准标记M2与图3B的对准标记M2相同。然而，台阶状切口(3阶的台阶图案114)形成在各个部分(部分112)的内侧(各个部分的与对准标记Ml相对的侧)。4个部分112a至112d可以如图7般彼此完全隔开，或者可部分地彼此连接。在任何情况下，只要根据第I实施方式的对准标记M2可以包围对准标记Ml且在内侧形成台阶图案114即可。
[0042]图8是部分112b的放大图。台阶图案114在X方向上具有lu，Iu和2u的单位台阶。Iu是指任意单位长度，例如Iu是5μπι。对于Y方向也是如此。然而，不需要如X方向那样也在Y方向上设置lu，Iu和2u的台阶。例如，可以形成2u，Iu和2u的台阶。
[0043]图9表示第I实施方式中的对准标记Ml和M2的位置对准成功的状态。控制单元102将基台104移动至被包围侧的对准标记Ml被完全包围于包围侧的对准标记M2的位置，也就是说移动至对准标记Ml不与对准标记M2重叠的位置。
[0044]图10表示第I实施方式中的对准标记Ml和M2的位置对准失败的状态。在图10中，与图9相比对准标记Ml在-X方向上偏移。因此,对准标记Ml不完全包围于对准标记M2，且对准标记Ml部分地与对准标记M2重叠。在图10的状态下，控制单元102在+X方向上移动对准标记Ml。
[0045]根据第I实施方式，当对准标记Ml与对准标记M2重叠时，检测到空白区域116。台阶图案114的一部分可以在空白区域116中被确认。更具体而言，偏移量可以通过在空白区域16中所确认的台阶数按Iu单位基准来确认。在图10的状态中，确认两个台阶出现在空白区域116，因而可以理解对准标记Ml和M2的重叠对应于Iu(在X方向上)。因此，控制单元102只要将对准标记Ml偏移Iu以上即可。当对准标记Ml移动过多时，空白区域形成在部分112a与对准标记Ml之间，因而通过同样的方法将准标记Ml在-X方向上向回移动。通过这样的控制方法，左右移动(在X方向上移动)的量可以精细地调整。根据第I实施方式的对准标记M2,不仅对准标记Ml的移动方向而且其移动量也容易进行正确地评估。对于Y方向也是如此。
[0046]图11表示根据第I实施方式的变形例的对准标记M2。图11所示的对准标记M2也可以包围对准标记Ml且台阶图案114也形成在其内。然而，台阶图案114的形状与图7所示的对准标记M2的形状不同。图7所示的对准标记M2在X方向和Y方向上分别具有lu, Iu和2u的单位台阶，而图11所示的对准标记M2在X方向和Y方向上分别具有lu，Iu和Iu的台阶。
[0047][第2实施方式]
[0048]图12表示第2实施方式中的对准标记Ml和M2的位置对准成功的状态。在第2实施方式中，台阶图案不形成在工件106的对准标记Ml而是形成于掩膜108的对准标记M2。对准标记Ml与图3B所示的对准标记M2同样地具有彼此隔开的4个方形的形状，对准标记M2与图3A所示同样地形成为十字型。在第2实施方式中，台阶状切口形成在被包围侧的对准标记M2 (对准标记M2的与包围侧的对准标记Ml相对的侧)的外侧。与第I实施方式的对准标记M2同样地,对准标记M2的台阶图案可以包括例如lu, Iu和2u的单位台阶。控制单元102将基台104移动至被包围侧的对准标记M2被完全包围于包围侧的对准标记Ml,换言之，移动至对准标记Ml不与对准标记M2重叠的位置。即使当台阶图案不形成在包围侧的对准标记而是形成在被包围侧的对准标记，也可以按Iu单位基准来确认偏移量。
[0049]图13表示第2实施方式的变形例中的对准标记Ml和M2的对准成功的状态。同样地，在图13中，对准标记Ml可以包围对准标记M2且台阶图案形成在对准标记M2的外侧上。然而，台阶图案的形状与图12所示的对准标记M2的形状不同。图12所示的对准标记M2形成为从中心部放射状地逐渐变细的十字型。相反，图13所示的对准标记M2形成为从中心部放射状地逐渐变粗的十字型。
[0050]使用对准标记Ml和M2的电子部件的制造装置100已经基于上述实施方式进行了说明。一般而言，由于工件106的对准标记Ml由镀覆法等形成，因此对准标记Ml的形状易于变化。另一方面，在掩膜108上形成对准标记M2的精度比对准标记Ml的精度显著要高。因此，图7或11所示的复杂形状的对准标记M2可以形成在掩膜108上。
[0051]根据本发明人等的实验，尽管图3B所示的对准标记M2的对准精度约ΙΟμπι，但图7所示的对准标记M2的对准精度被提高至约5 μ m。换言之，对准精度提高至约为常规技术的2倍。在层叠电感中，第I层线圈的端子电极经由通孔连接于第2层线圈的端子电极。在这样的层叠电子部件中，需要具有严格的对准精度，因而本实施方式所描述的制造装置100是特别有效的。
[0052]通过在图2所示的多个位置设置对准标记Ml和M2，可以以如下方式进行位置对准控制，即在对准标记M在各个位置的偏移中，使最大偏移最小化。
[0053]本发明已经基于上述实施方式进行了说明。本领域技术人员应该理解，上述实施方式仅是本发明的例示，在不偏离本发明的权利要求的范围内可以做出各种变形和改变，这些变形例可以包含在本发明的权利要求的范围内。因此，本说明书的描述和附图应该认为不是限定而是例示的。
【权利要求】
1.一种电子部件的制造装置，其特征在于: 包括: 基板，其具有第I对准标记；掩膜，其用于在所述基板上印刷电子电路图案，所述掩膜具有第2对准标记；以及控制单元，其基于所述第I和第2对准标记来进行所述掩膜与所述基板的位置对准，所述第I和第2对准标记中的一个对准标记包围所述第I和第2对准标记中的另一个对准标记，且所述第I和第2对准标记中的所述一个对准标记的边缘具有台阶图案，所述边缘面向所述第I和第2对准标记中的所述另一个的对准标记。
2.如权利要求1所述的电子部件的制造装置，其特征在于: 所述第I和第2对准标记中的所述另一个对准标记具有直线状延伸的部分，并且所述控制单元基于所述第I和第2对准标记中的所述一个对准标记的所述台阶图案与所述第I和第2对准标记中的所述另一个对准标记的直线状延伸的部分的重叠的量，来调整所述掩膜与所述基板的相对位置。
3.如权利要求1所述的电子部件的制造装置，其特征在于: 所述台阶图案包括3个以上的台阶。
4.如权利要求1所述的电子部件的制造装置，其特征在于: 所述第I和第2对准标记中的所述另一个对准标记具有十字型。
5.如权利要求4所述的电子部件的制造装置，其特征在于: 所述第I和第2对准标记中的所述一个对准标记包括从4个角包围所述第I和第2对准标记中的所述另一个对准标记的4个部分。
6.如权利要求4所述的电子部件的制造装置，其特征在于: 所述第I和第2对准标记中的所述一个对准标记，在与所述第I和第2对准标记中的所述另一个对准标记的十字型相对应的两个方向上具有多个台阶图案。
7.如权利要求1所述的电子部件的制造装置，其特征在于: 所述电子电路图案是电感图案。
8.一种电子部件的制造装置，其特征在于: 包括: 基板，其具有第I对准标记；掩膜，其用于在所述基板上印刷电子电路图案，所述掩膜具有第2对准标记；以及控制单元，其基于所述第I和第2对准标记来进行所述掩膜与所述基板的位置对准；所述第I和第2对准标记中的一个对准标记包围所述第I和第2对准标记中的另一个对准标记，且所述第I和第2对准标记中的所述另一个对准标记的边缘具有台阶图案、所述边缘面向所述第I和第2对准标记中的所述一个对准标记。
9.如权利要求8所述的电子部件的制造装置，其特征在于: 所述控制单元基于所述第I和第2对准标记中的所述一个对准标记的直线部分与所述第I和第2对准标记中的所述另一个对准标记的台阶图案的重叠的量，来调整所述掩膜与所述基板的相对位置。
10.一种电子部件的制造方法，其特征在于: 包括:移动基板和用于在所述基板上印刷电子电路图案的掩膜中的至少一个，从而进行所述基板的第I对准标记与所述掩膜的第2对准标记的位置对准；以及 在所述位置对准后通过使用所述掩膜进行曝光从而在所述基板上形成所述电子电路图案， 所述第I和第2对准标记中的一个对准标记包围所述第I和第2对准标记中的另一个对准标记，且所述第I和第2对准标记中的所述一个对准标记的边缘具有台阶图案，所述边缘面向所述第I和第2对准标记中的所述另一个对准标记。
11.一种电子部件的制造方法，其特征在于: 包括: 移动基板和用于在所述基板上印刷电子电路图案的掩膜中的至少一个，从而进行所述基板的第I对准标记与所述掩膜的第2对准标记的位置对准；以及 在所述位置对准后通过使用所述掩膜进行曝光从而在所述基板上形成所述电子电路图案， 所述第I和第2对准标记中的一个对准标记包围所述第I和第2对准标记中的另一个对准标记，且所述第I和第2对准标记中的所述另一个对准标记的边缘具有台阶图案、所述边缘面向所述第I和 第2对准标记中的所述一个对准标记。
【文档编号】H01L21/68GK104078404SQ201410119775
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2013年3月27日
【发明者】石川直纯, 渡边文男, 神山浩 申请人:Tdk株式会社