JP2006082280A - Screen printing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所望のパターン孔が設けられたスクリーンマスクを基板に当接させ、パターン孔を介して基板上にペーストを印刷するスクリーン印刷方法に関し、特に基板上に形成された一対の電極間に感湿膜を介在させてなる容量式湿度センサにおいて、感湿膜を形成する際のスクリーン印刷方法に関するものである。 The present invention relates to a screen printing method in which a screen mask provided with a desired pattern hole is brought into contact with a substrate and a paste is printed on the substrate through the pattern hole, and in particular, between a pair of electrodes formed on the substrate. The present invention relates to a screen printing method for forming a moisture sensitive film in a capacitive humidity sensor having a moisture sensitive film interposed therebetween.
従来、一対の電極間に、湿度に応じて比誘電率が変化する感湿膜を介在させてなる容量式湿度センサの一例として、本出願人は先に特許文献1を開示している。 Conventionally, the present applicant has previously disclosed Patent Document 1 as an example of a capacitive humidity sensor in which a moisture-sensitive film whose relative dielectric constant changes according to humidity is interposed between a pair of electrodes.
特許文献1に示す容量式湿度センサは、基板上の同一平面に、一対の電極を離間して対向するように形成し、一対の電極及び一対の電極間を覆うように、基板上に湿度に応じて比誘電率が変化する感湿膜を形成してなるものである。 In the capacitive humidity sensor shown in Patent Document 1, a pair of electrodes are formed on the same plane on the substrate so as to face each other with a distance therebetween, and the humidity is applied to the substrate so as to cover the pair of electrodes and the pair of electrodes. Accordingly, a moisture sensitive film whose relative dielectric constant changes is formed.
ここで、上記容量式湿度センサの製造において、構成材料である高分子材料を含むペーストをスクリーン印刷し、硬化させて感湿膜を形成すると、スピンコート法を適用した場合に必要となるフォトプロセスによるパターニングを不要とできる。すなわち、工程を簡素化することができる。また、装置を扱いやすいという利点もある。
ところで、スクリーン印刷においては、スクリーンマスクに設けたパターン孔を介して基板にペーストを印刷するため、スクリーンマスクと基板とを正確に位置合わせする必要がある。上記容量式湿度センサにおいても、特にセンサ体格の小型化にともなって感湿膜の位置精度が求められており、スクリーンマスクと基板とを正確に位置合わせする必要が生じている。 By the way, in the screen printing, since the paste is printed on the substrate through the pattern holes provided in the screen mask, it is necessary to accurately align the screen mask and the substrate. In the capacitive humidity sensor as well, the positional accuracy of the moisture sensitive film is required particularly with the downsizing of the sensor body, and it is necessary to accurately align the screen mask and the substrate.
そこで、従来はスクリーンマスクと基板との位置合わせに際して、例えばダミー基板(テスト用基板)にスクリーンマスクを当接させてスクリーン印刷し、パターン孔を介して印刷された印刷領域の位置をCCDカメラ等の撮像装置を用いて検出する。そして、検出された印刷領域と基板における印刷したい領域が略同一位置となるように、基板をステージ上に位置決め配置し、この位置決め状態で印刷を行っていた。 Therefore, conventionally, when aligning the screen mask and the substrate, for example, the screen mask is brought into contact with a dummy substrate (test substrate) and screen printing is performed, and the position of the printed region printed through the pattern hole is determined by a CCD camera or the like. It detects using the imaging device. Then, the substrate is positioned and arranged on the stage so that the detected print area and the area to be printed on the substrate are substantially at the same position, and printing is performed in this positioned state.
しかしながら、スクリーン印刷の場合、感湿膜の膜厚を均一とするのが困難(例えば端部領域におけるサドル現象等による)である。従って、基板上の印刷したい領域に膜厚がほぼ均一となる中央部(端部に囲まれた)の有効領域を配置するため、印刷したい領域よりもパターン孔を大きく設定している。また、スクリーン印刷の場合、スキージを摺動させてペーストを印刷するため、実際に印刷された領域(感湿膜)の形状及び/又は大きさは、多少なりともパターン孔と異なるものとなる。すなわち、基板上の印刷したい領域と、ダミー基板上に実際に印刷された領域とは、その形状及び/又は大きさの差が大きく、印刷された領域を基準として基板を位置決めしても、位置精度良く感湿膜を形成することができないという問題がある。 However, in the case of screen printing, it is difficult to make the film thickness of the moisture sensitive film uniform (for example, due to a saddle phenomenon in the end region). Therefore, the pattern hole is set larger than the area to be printed in order to arrange the central area (enclosed by the edge) where the film thickness is almost uniform in the area to be printed on the substrate. In the case of screen printing, since the paste is printed by sliding the squeegee, the shape and / or size of the actually printed region (moisture sensitive film) is somewhat different from the pattern hole. That is, there is a large difference in shape and / or size between the area to be printed on the board and the area actually printed on the dummy board, and the position is not limited even if the board is positioned with reference to the printed area. There is a problem that a moisture sensitive film cannot be formed with high accuracy.
本発明は上記問題点に鑑み、位置精度よく印刷することができるスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a screen printing method capable of printing with high positional accuracy.
上記目的を達成する為に、請求項1〜8に記載の発明は、所望のパターン孔が設けられたスクリーンマスクを基板に当接させ、パターン孔を介して基板上にペーストを印刷するスクリーン印刷方法に関するものである。 In order to achieve the above object, the invention according to any one of claims 1 to 8 is a screen printing in which a screen mask provided with a desired pattern hole is brought into contact with the substrate and a paste is printed on the substrate through the pattern hole. It is about the method.
先ず、請求項1に記載のように、スクリーンマスクには、スクリーンマスクと基板との位置合わせ基準となる基準パターン孔が設けられ、パターン孔と基準パターン孔との位置関係に応じて、基板上に、基板の平面方向において、基準パターン孔を介して印刷される基準パターンと略同一の形状及び大きさを有する位置合わせパターンを形成する工程と、スクリーンマスクをダミー基板に当接させて印刷し、ダミー基板上に印刷された基準パターンの位置を検出する工程と、検出された基準パターンの位置に対して、位置合わせパターンが略同一位置となるように基板を位置決めし、この位置決め状態でスクリーンマスクを当接させて印刷する工程とを備えることを特徴とする。 First, as described in claim 1, the screen mask is provided with a reference pattern hole serving as a reference for alignment between the screen mask and the substrate, and on the substrate according to the positional relationship between the pattern hole and the reference pattern hole. In addition, in the plane direction of the substrate, a step of forming an alignment pattern having substantially the same shape and size as the reference pattern printed through the reference pattern hole, and printing is performed by bringing the screen mask into contact with the dummy substrate. The step of detecting the position of the reference pattern printed on the dummy substrate and the substrate are positioned so that the alignment pattern is substantially at the same position with respect to the detected position of the reference pattern. And a step of printing by contacting the mask.
このように本発明によると、基板に形成された位置合わせパターンとダミー基板に印刷された基準パターンとが略同一の形状及び大きさを有しているので、基板とスクリーンマスクとを精度良く位置決めすることができる。従って、本発明のスクリーン印刷方法によると、パターン孔による印刷を、基板上の印刷したい領域に対して位置精度よく実施することができる。 As described above, according to the present invention, since the alignment pattern formed on the substrate and the reference pattern printed on the dummy substrate have substantially the same shape and size, the substrate and the screen mask are accurately positioned. can do. Therefore, according to the screen printing method of the present invention, it is possible to perform printing with pattern holes with high positional accuracy on the region to be printed on the substrate.
尚、位置合わせパターンは、パターン孔を介して基板上にペーストを印刷したい領域にかわって、スクリーンマスクと基板との位置合わせの基準となる部位である。この位置合わせパターンは、印刷したい領域のように、特性上その形状及び/又は大きさが固定されるものではないので、基準パターン孔を介して印刷される基準パターンの形状及び大きさと略同一の形状及び大きさを有するように形成することができる。 The alignment pattern is a portion serving as a reference for alignment between the screen mask and the substrate, instead of the region where the paste is to be printed on the substrate via the pattern hole. Since the shape and / or size of the alignment pattern is not fixed in terms of characteristics like the area to be printed, it is substantially the same as the shape and size of the reference pattern printed through the reference pattern hole. It can be formed to have a shape and size.
また、ダミー基板上に印刷された基準パターンの形成位置の検出、及び、当該検出位置に対する位置合わせパターンの位置合わせ(基板の位置決め)の方法は特に限定されるものではなく、公知の技術を適用することができる。例えば、基板及びダミー基板が印刷時に配置されるステージの上方に配置した撮像装置(例えばCCDカメラ)によって、ダミー基板に印刷された基準パターンの位置(ステージに対する)を検出する。そして、この検出位置を座標として規定(その一例として基準パターンの画像に重ねてモニタに表示されるスケーラにより規定)しておき、位置合わせパターンの座標が一致するように、ステージ上において基板を位置決めすれば良い。 Further, the method of detecting the formation position of the reference pattern printed on the dummy substrate and the method of aligning the alignment pattern with respect to the detection position (substrate positioning) are not particularly limited, and a known technique is applied. can do. For example, the position of the reference pattern printed on the dummy substrate (with respect to the stage) is detected by an imaging device (for example, a CCD camera) disposed above the stage where the substrate and the dummy substrate are disposed at the time of printing. Then, this detection position is defined as coordinates (as an example, defined by a scaler displayed on the monitor overlaid on the reference pattern image), and the substrate is positioned on the stage so that the coordinates of the alignment pattern match. Just do it.
位置合わせパターンは1個のみ形成されても良い。しかしながら、1個であると、位置合わせパターンの形成位置が位置決めされても、他の部位の位置がずれる恐れがある。従って、位置合わせパターンは、請求項2に記載のように、離間して複数個設けられることが好ましい。 Only one alignment pattern may be formed. However, if the number is one, even if the position where the alignment pattern is formed is positioned, there is a possibility that the positions of other parts are shifted. Therefore, it is preferable that a plurality of alignment patterns are provided apart from each other as described in claim 2.
また、複数の位置合わせパターンは、請求項3に記載のように、パターン孔を介して基板上にペーストが印刷される領域を挟んで、対向位置に設けられることが好ましい。この場合、位置合わせパターンの形成位置によって、基準パターン孔と基準パターンとの形状及び大きさの差が異なっても、パターン孔による印刷をより位置精度よく実施することができる。 Further, as described in claim 3, the plurality of alignment patterns are preferably provided at opposing positions across a region where the paste is printed on the substrate via the pattern holes. In this case, even if the difference in shape and size between the reference pattern hole and the reference pattern differs depending on the position where the alignment pattern is formed, printing with the pattern hole can be performed with higher positional accuracy.
上述した請求項1〜3いずれかに記載のスクリーン印刷方法は、例えば請求項4に記載のように、基板上の同一平面には、一対の電極が離間して対向するように設けられており、パターン孔が、一対の電極及び一対の電極間を覆うように基板上に形成される感湿膜の形成領域に対応して設けられ、ペーストが、感湿膜の構成材料である高分子材料を含むものである容量式湿度センサの製造における感湿膜の形成に適用することができる。 The screen printing method according to any one of claims 1 to 3 described above is provided, for example, as described in claim 4, such that a pair of electrodes are spaced apart from each other on the same plane on the substrate. A polymer material in which a pattern hole is provided corresponding to a formation region of a moisture sensitive film formed on the substrate so as to cover between the pair of electrodes and the pair of electrodes, and the paste is a constituent material of the moisture sensitive film It is applicable to the formation of a moisture sensitive film in the manufacture of a capacitive humidity sensor that contains
尚、請求項5に記載のように、基板において、感湿膜に被覆されない部位を、位置合わせパターンとして兼用することも可能である。この場合、位置合わせパターンを別途形成しなくとも良いので、センサ体格を小型化するとともに、製造コストを低減することができる。 In addition, as described in claim 5, a portion of the substrate that is not covered with the moisture sensitive film can also be used as an alignment pattern. In this case, since it is not necessary to separately form an alignment pattern, the sensor size can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
また、請求項6に記載のように、基準パターン孔の形状がL字型、若しくは、円形であると良い。L字型形状の場合、1個であっても、ダミー基板に印刷された基準パターンから平面方向(2方向)における位置を決定しやすい。また、円形の場合には、基準パターン孔と、印刷された基準パターンとの形状差が小さく、角部がないため、目詰まり等も生じにくいので、ダミー基板に印刷された基準パターンの位置を規定(検出)しやすい。 In addition, as described in claim 6, the shape of the reference pattern hole is preferably L-shaped or circular. In the case of the L-shaped shape, even if there is one, it is easy to determine the position in the plane direction (two directions) from the reference pattern printed on the dummy substrate. In the case of a circle, since the difference in shape between the reference pattern hole and the printed reference pattern is small and there are no corners, clogging and the like are unlikely to occur. Easy to define (detect).
請求項7に記載のように、基板の平面方向における基準パターン孔の寸法が、50μm以上1000μm以下の範囲で設定されていると良い。50μm未満の場合、スクリーンマスクを構成するメッシュサイズから印刷された基準パターンをファインパターンとすることが困難となる。また、容量式湿度センサが形成されるチップサイズは通常1000μmから2000μm程度であるので、最大寸法を1000μm以下としている。尚、最小寸法については、円形の場合、直径についての設定であり、L字型や多角形の場合、一辺についての設定である。 As described in claim 7, it is preferable that the dimension of the reference pattern hole in the plane direction of the substrate is set in a range of 50 μm or more and 1000 μm or less. If it is less than 50 μm, it is difficult to make the reference pattern printed from the mesh size constituting the screen mask a fine pattern. Further, since the chip size on which the capacitive humidity sensor is formed is usually about 1000 μm to 2000 μm, the maximum dimension is set to 1000 μm or less. The minimum dimension is a setting for a diameter in the case of a circle, and a setting for one side in the case of an L-shape or a polygon.
特に感湿膜がポリイミドの場合、スクリーンマスクを構成する乳剤(パターン孔及び基準パターン孔以外の部分をコートする)に耐薬性が求められるため、乳剤によるレジスト厚を厚くする必要がある。この場合、基板の平面方向における基準パターン孔の寸法が100μm未満であると、印刷された基準パターンをファインパターンとすることができない。そこで、感湿膜がポリイミドの場合には、請求項8に記載のように、基板の平面方向における基準パターン孔の寸法を、100μm以上1000μm以下の範囲で設定すると良い。 In particular, when the moisture sensitive film is polyimide, chemical resistance is required for the emulsion composing the screen mask (coating portions other than the pattern hole and the reference pattern hole), and thus it is necessary to increase the resist thickness of the emulsion. In this case, when the dimension of the reference pattern hole in the plane direction of the substrate is less than 100 μm, the printed reference pattern cannot be a fine pattern. Therefore, when the moisture sensitive film is polyimide, the dimension of the reference pattern hole in the plane direction of the substrate is preferably set in the range of 100 μm or more and 1000 μm or less.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。尚、以下の実施形態においては、本発明のスクリーン印刷方法を、一対の電極間に、湿度に応じて比誘電率が変化する感湿膜を介在させてなる容量式湿度センサの感湿膜形成に適用する例を示す。
(第1の実施の形態)
先ず、容量式湿度センサの概略構成について図1を用いて説明する。図1(a)は平面図、図1(b)は(a)のA−A断面における断面図である。尚、図1(a)においては、便宜上、感湿膜及び第2の絶縁膜下にある一対の電極を透過させて図示している。また、図1(a),(b)においては、便宜上、周囲の湿度変化に応じて容量が変化する検出部の周囲のみを図示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the screen printing method of the present invention is used to form a moisture sensitive film of a capacitive humidity sensor in which a moisture sensitive film whose relative dielectric constant changes according to humidity is interposed between a pair of electrodes. An example that applies to.
(First embodiment)
First, a schematic configuration of a capacitive humidity sensor will be described with reference to FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 1A, for the sake of convenience, a pair of electrodes under the moisture-sensitive film and the second insulating film are shown in a transparent manner. Further, in FIGS. 1A and 1B, for convenience, only the periphery of the detection unit whose capacity changes according to the surrounding humidity change is illustrated.
図1(b)において、符号10は基板としての半導体基板であり、本実施形態においてはシリコンから形成されている。そして、半導体基板10の上面に、第1の絶縁膜として酸化シリコン膜20が形成されている。そして、一対の電極31,32が、酸化シリコン膜20上の同一平面において、離間して対向配置されている。
In FIG. 1B,
電極31,32の形状は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、図1(a)に示されるように、それぞれの電極31,32が、共通電極部31a,32aと、この共通電極部31a,32aから一方向に延びる複数の櫛歯電極部31b,32bとにより構成される。そして、一対の電極31,32のそれぞれの櫛歯電極部31b,32bが交互に並んで配置されるように、一対の電極31,32が配置されている。このように、一対の電極31,32の形状として櫛歯形状を採用することにより、電極31,32の配置面積を小さくしつつ、櫛歯電極部31b,32bが互いに対向する面積を大きくすることができる。これにより、周囲の湿度変化に伴って変化する電極31,32間の静電容量の変化量が大きくなり、容量式湿度センサの感度が向上する。
Although the shape of the
電極31,32としては、例えばAl、Ag、Au、Cu、Ti、Poly−Si等の低抵抗金属材料を適用することができ、本実施形態においてはAlを用いて形成されている。尚、櫛歯電極部31b,32bが特許請求の範囲で示す電極に相当し、共通電極部31a,32aが特許請求の範囲で示す配線部に相当する。
As the
また、本実施形態においては、これら一対の電極31,32を覆うように、半導体基板10上に第2の絶縁膜として窒化シリコン膜40が形成されている。これにより、電極31,32の水分による腐食を抑制している。例えば電極31,32に水分に対する耐食性がある場合には、窒化シリコン膜40を有さない構成としても良い。
In the present embodiment, a
尚、図1(a)に示すように、電極31,32には、その端部に外部接続端子としてのパッド31c,32cが形成されており、当該パッド31c,32cを介して、出力を補正する補正回路や静電容量の変化量を検出するための信号処理回路等と電気的に接続されている。このパッド31c,32cは、補正回路等との接続のため露出されている必要があり、窒化シリコン膜40によっては被覆されていない。また、本実施形態においては、容量式湿度センサを構成する基板として半導体基板10を採用しているので、上述した補正回路等を同一基板上に形成することも可能である。
As shown in FIG. 1A, the
窒化シリコン膜40の上には、一対の電極31,32及び電極31,32間を覆うように、吸湿性の高分子材料からなる感湿膜50が形成されている。高分子材料としては、ポリイミドや酪酸酢酸セルロース等を適用することができ、本実施形態においてはポリイミドを用いて形成されている。尚、その形成方法としては、フォトプロセスによるパターニングを不要とできるスクリーン印刷法を適用している。製造方法については後述する。
A moisture
このように構成される容量式湿度センサ100において、感湿膜50中に水分が浸透すると、水分は比誘電率が大きいため、その浸透した水分量に応じて、感湿膜50の比誘電率が変化する。その結果、感湿膜50を誘電体の一部として一対の電極31,32によって構成されるコンデンサの静電容量が変化する。感湿膜50内に含まれる水分量は、容量式湿度センサ100の周囲の湿度に対応するため、一対の電極31,32間の静電容量から湿度を検出することができる。
In the
次に、容量式湿度センサ100の製造方法について、図2(a)〜(c)を用いて説明する。図2は、本実施形態における容量式湿度センサ100の製造方法の概略を説明するための工程別断面図であり、(a)は電極形成工程、(b)は印刷工程、(c)は感湿膜形成後を示している。尚、図2(a)〜(c)においては、半導体基板10は通常ウエハの状態であるが、便宜上一部のみを図示している。
Next, a method for manufacturing the
図2(a)に示すように、先ず電極形成工程を実施する。半導体基板10の表面に、例えばCVD法により第1の絶縁膜であるシリコン酸化膜20を形成し、酸化シリコン膜20上に、Alを用いて例えば蒸着法により電極31,32(図中においては櫛歯電極部31b,32b及びパッド31cを図示)を形成する。本実施形態においては、さらに本工程において、電極31,32上及び電極31,32間を覆うように、第2絶縁膜である窒化シリコン膜40を例えばプラズマCVD法にて形成する。
As shown in FIG. 2A, an electrode forming step is first performed. A
次いで、図2(b)に示すように、感湿膜50を形成するための印刷工程を実施する。この印刷工程においては、電極31,32形成後の半導体基板10をスクリーン印刷装置に搬送し、感湿膜50の構成材料である高分子材料を含むペースト110を用いてスクリーン印刷する。
Next, as shown in FIG. 2B, a printing process for forming the moisture
具体的には、感湿膜50の形成領域に対応したパターン孔121が設けられるように、メッシュスクリーン122(例えば250メッシュのステンレススクリーン)に乳剤123をコートしてなるスクリーンマスク120を準備し、このスクリーンマスク120を半導体基板10の表面(電極31,32形成面側)に当接させる。そして、このスクリーンマスク120上に、ポリイミドの前駆体(ポリアミド酸を基本骨格とする感湿膜前駆体)からなるペースト110を供給し、スキージ130を摺動させることにより、パターン孔121を介して半導体基板10の最表面である窒化シリコン膜40上にペースト110を印刷する。さらに、印刷工程後、印刷されたペースト110を所定温度で加熱して硬化(イミド化)させると、図2(c)に示すように、ポリイミドからなる感湿膜50が形成される。そして、ダイシング工程(図示せず)を経て、チップ単位に切り分けられる。
Specifically, a
ところで、上述した容量式湿度センサ100においては、センサ体格の小型化にともなって感湿膜50の位置精度が求められており、スクリーンマスク120と半導体基板10とを正確に位置合わせする必要が生じている。
By the way, in the
それに対し、従来は、先ずダミー基板(例えば電極31,32等の形成されていない半導体基板10)にスクリーンマスク120を当接させてスクリーン印刷し、パターン孔121を介して印刷された印刷領域の位置をCCDカメラ等の撮像装置を用いて検出する。そして、検出された印刷領域と半導体基板10における感湿膜形成領域(感湿膜50を形成したい領域)が略同一位置となるように、半導体基板10をステージ上に位置決め配置し、この位置決め状態で印刷を行っていた。
On the other hand, conventionally, screen printing is first performed by bringing a
しかしながら、スクリーン印刷の場合、半導体基板表面に印刷されるペースト110(すなわち感湿膜50)の膜厚を均一とするのが困難(例えば端部領域におけるサドル現象等による)である。従って、図3に示すように、半導体基板10における感湿膜形成領域50aよりもスクリーンマスク120のパターン孔121(図3中における破線内の領域)を大きく設けることで、ペースト110の膜厚がほぼ均一となる有効領域を感湿膜形成領域50aに配置するようにしている。
However, in the case of screen printing, it is difficult to make the film thickness of the paste 110 (that is, the moisture sensitive film 50) printed on the surface of the semiconductor substrate uniform (for example, due to a saddle phenomenon in the end region). Therefore, as shown in FIG. 3, by providing a pattern hole 121 (region in a broken line in FIG. 3) of the
また、スクリーン印刷の場合、スキージ130を摺動させてペースト110を印刷するため、メッシュスクリーン122の伸び等により実際に印刷される印刷領域の形状及び/又は大きさは、多少なりともパターン孔121と異なるものとなる。従って、例えば図3に示すように、半導体基板10の感湿膜形成領域50aと、ダミー基板に印刷された印刷領域50bとは、その形状及び/又は大きさの差が大きく、印刷領域50bを基準として半導体基板10を位置決めしても、位置精度良く感湿膜50を形成することができない。尚、図3は、従来の位置決めを説明するための模式図である。図3においては、便宜上、印刷領域50bの形状をパターン孔121(および感湿膜形成領域50a)と同一としている。
In the case of screen printing, since the
そこで、本実施形態においては、以下に示す方法で、上述した印刷工程(図2(b))を実施することとした。図4(a)〜(c)及び図5(a)〜(d)を用いて説明する。図4(a)〜(c)は、基準パターン孔及び位置合わせパターンを説明するための図である。また、図5は、図2(b)に示した印刷工程をより詳細に説明するための図であり、(a)はダミー基板への印刷、(b)は基準パターンの位置検出、(c)は半導体基板10の位置決め、(d)は半導体基板10への印刷を示している。
Therefore, in the present embodiment, the above-described printing process (FIG. 2B) is performed by the following method. This will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c) and FIGS. 5 (a) to 5 (d). 4A to 4C are diagrams for explaining the reference pattern hole and the alignment pattern. 5A and 5B are diagrams for explaining the printing process shown in FIG. 2B in more detail. FIG. 5A shows printing on a dummy substrate, FIG. 5B shows reference pattern position detection, and FIG. ) Indicates the positioning of the
本実施形態においては、図4(a)に示すように、スクリーンマスク120に、スクリーンマスク120と半導体基板10との位置合わせ基準となる基準パターン孔124を設けた。具体的には、直径が100μm以上1000μm以下の範囲(例えば300μm)で設定された円形の基準パターン孔124を、感湿膜50を形成するパターン孔121を挟んで対向する位置に複数個(計4個)設けた。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, a
また、図4(b)に示すように、半導体基板10の平面方向において、基準パターン孔124(図4(b)中の破線内の領域)を介して印刷される基準パターン60aと略同一の形状及び大きさを有する位置合わせパターン60bを、パターン孔121と基準パターン孔124との位置関係に応じて、図4(c)に示すように、半導体基板10上に形成した。具体的には、容量式湿度センサ100を形成するチップにおいて、所定領域に窒化シリコン膜40を堆積させるとともに、容量式湿度センサ100を形成するチップとは異なるチップ領域の所定位置にも窒化シリコン膜40を堆積させて、位置合わせパターン60bを形成した。尚、位置合わせパターン60bは、予め半導体基板10(窒化シリコン膜40まで形成された状態)に基準パターン孔124を介して印刷した形状に基づいて形成しても良いし、予めダミー基板に基準パターン孔124を介して印刷された形状に基づいて形成しても良い。
Further, as shown in FIG. 4B, in the planar direction of the
そして、上記構成のスクリーンマスク120及び半導体基板10(窒化シリコン膜40及び当該窒化シリコン膜40による位置合わせパターン60bまで形成された状態)を準備した状態で、先ず図5(a)に示すように、ダミー基板200(電極31,32等の形成されていない半導体基板10)をスクリーン印刷装置のステージ140に仮位置決め固定した。その後、ステージ140をスクリーンマスク120の設置位置まで送り、スクリーンマスク120をダミー基板200に当接させて、感湿膜50となるペースト110を印刷した。このとき、ダミー基板200と後述する半導体基板10の印刷条件は略同一とした。本実施形態においては、ステージ140の高さを調整して、印刷前のセット状態において、スクリーンマスク120の下面とダミー基板200表面との間隔が、スクリーンマスク120の下面と半導体基板10の表面との間隔と略等しくなるようにした。それ以外にも、ダミー基板200として、半導体基板10と略同一の厚さを有するものを適用しても良い。
Then, with the
次に、ステージ140をスクリーンマスク120の設置位置から基板設置位置まで戻した状態で、基板設置位置の上方に設置されたCCDカメラ300により、ダミー基板200に印刷された基準パターン60aを撮像し、ステージ140に対する基準パターン60aの位置(座標)を検出した。具体的には、基準パターン60aの画像に重ねてモニタに表示されるスケーラ(x方向,y方向2本ずつ)により基準パターン60aの座標を規定した。
Next, with the
基準パターン60aの位置を規定した後、ダミー基板200をステージ140から取り外して、ステージ140上に半導体基板10を位置決め固定した。具体的には、図5(c)に示すように、位置合わせパターン60bをCCDカメラ300により撮像し、先にスケーラで規定した位置に位置合わせパターン60bが一致するように、半導体基板10の位置を調整した。
After defining the position of the
そして、この位置決め状態で、ステージ140をスクリーンマスク120の設置側に送り、図5(d)に示すように、スクリーンマスク120を半導体基板10に当接させて感湿膜50となるペースト110を印刷した。尚、図5(d)が先の図2(b)に対応している。また、図5(c),(d)においては、便宜上、半導体基板10上の電極31,32等を省略し、位置合わせパターン60bのみを図示している。
Then, in this positioning state, the
このように、本実施形態におけるスクリーン印刷方法によると、半導体基板10に形成された位置合わせパターン60bとダミー基板200に印刷された基準パターン60aとが略同一の形状及び大きさを有しているので、半導体基板10とスクリーンマスク120とを精度良く位置決めすることができる。従って、感湿膜50を形成するパターン孔121による印刷を、半導体基板10上の感湿膜形成領域50aに対して位置精度よく実施することができる。
Thus, according to the screen printing method in the present embodiment, the
尚、位置合わせパターン60bは、パターン孔121を介して半導体基板10上にペースト110を印刷したい感湿膜形成領域50aにかわって、スクリーンマスク120と半導体基板10との位置合わせの基準となる部位である。この位置合わせパターン60bは、感湿膜形成領域50aのように、特性上その形状及び/又は大きさが固定されるものではないので、基準パターン孔124を介して印刷される基準パターン60aの形状及び大きさと略同一の形状及び大きさを有するように形成することができる。
The
また、本実施形態においては、複数の位置合わせパターン60bを、感湿膜形成領域50aを挟んで、対向位置に設ける例を示した。従って、位置合わせパターン60bの形成位置によって、基準パターン孔124と印刷された基準パターン60aとの形状及び大きさの差が異なっても、パターン孔121による印刷をより位置精度よく実施することができる。
Moreover, in this embodiment, the example which provided the some
また、本実施形態に示すように感湿膜50がポリイミドからなる場合、スクリーンマスク120を構成する乳剤123に耐薬性が求められるため、乳剤123によるレジスト厚を厚くする必要がある。従って、基準パターン孔124の寸法が100μm未満であると、印刷された基準パターン60aをファインパターンとすることができない。しかしながら、本実施形態においては、半導体基板10の平面方向における基準パターン孔124の寸法(直径)を、100μm以上1000μm以下の範囲で設定しているので、ダミー基板200に印刷される基準パターン60aをファインパターンとすることができ、基準パターン60aの位置決めを行いやすい。
Further, as shown in the present embodiment, when the moisture
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
本実施形態において、シリコンからなる半導体基板10を基板として採用し、絶縁膜20を介して、半導体基板10上に電極31,32が形成される例を示した。このように基板として半導体基板10を用いると、一般的な半導体プロセスにより、容量式湿度センサ100を形成することができるので、製造コストを低減することができる。しかしながら、基板としては、ガラス基板等の絶縁基板を適用することも可能である。また、本発明のスクリーン印刷方法は容量式湿度センサ100の感湿膜形成に限定されるものではなく、例えばプリント基板に導電性ペーストを印刷する等において適用することができる。
In the present embodiment, an example in which the
また、本実施形態においては、基準パターン孔124が円形である例を示した。円形とすると、基準パターン孔124と当該基準パターン孔124を介して印刷された基準パターン60aとの形状差が小さく、且つ、角部がないので目詰まり等も生じにくく、ダミー基板200に印刷された基準パターン60aの位置を規定(検出)しやすい。しかしながら、位置合わせパターン60bも略円形であるので、1個の基準パターン孔124及び位置合わせパターン60bでは、スクリーンマスク120に対して、位置合わせパターン60bを中心として回転方向に半導体基板10がずれる恐れがある。それに対し、例えば図6(a)に示すように、基準パターン孔124及び位置合わせパターン60bの形状を略L字型とすると、1個であってもステージ140に対する半導体基板10の位置(平面方向(2方向))を決定しやすい。尚、基準パターン孔124の形状は上記例に限定されるものではなく、例えば多角形(一例として図6(b)に示す矩形)であっても良い。特に複数であれば、精度良く位置合わせすることができる。
In the present embodiment, an example in which the
また、本実施形態においては、位置合わせパターン60bが、半導体基板10の容量式湿度センサ100の形成領域とは別個に設けられる例を示した。しかしながら、容量式湿度センサ100のうち、感湿膜50によって被覆されない部位を位置合わせパターン60bとして適用することも可能である。例えば、パッド31c,32cを、位置合わせパターン60bとして兼用しても良い。この場合、別途、位置合わせパターン60bを形成しなくとも良いので、センサ体格を小型化するとともに、製造コストを低減することができる。
Further, in the present embodiment, an example in which the
また、本実施形態においては、スクリーンマスク120に設けられる基準パターン孔124の寸法が、半導体基板10の平面方向において、100μm以上1000μm以下の範囲で設定されている例を示した。しかしながら、本実施形態においては、ペースト110が感湿膜50としてのポリイミドを形成するものであり、耐薬性のために乳剤123のレジスト厚が厚いため、100μm以上としている。従って、ペースト110の種類によってはレジスト厚を薄くできるので、スクリーンマスク120に設けられる基準パターン孔124の寸法を、半導体基板10の平面方向において、50μm以上1000μm以下の範囲で設定しても良い。50μm未満の場合、スクリーンマスク120を構成するメッシュサイズから印刷された基準パターン60aをファインパターンとすることが困難となる。尚、容量式湿度センサ100が形成されるチップサイズは通常1000μmから2000μm程度であるので、最大寸法を1000μm以下としている。また、最小寸法については、円形の場合、直径についての設定であり、図6に示すL字型や多角形の場合、一辺についての設定である。
Further, in the present embodiment, an example in which the dimension of the
10・・・半導体基板(基板)
20・・・酸化シリコン膜
31,32・・・電極
31c,32c・・・パッド
40・・・窒化シリコン膜
50・・・感湿膜
60a・・・基準パターン
60b・・・位置合わせパターン
100・・・容量式湿度センサ
110・・・ペースト
120・・・スクリーンマスク
121・・・パターン孔
124・・・基準パターン孔
140・・・ステージ
200・・・ダミー基板
300・・・CCDカメラ
10 ... Semiconductor substrate (substrate)
20 ...
Claims (8)
前記スクリーンマスクには、前記スクリーンマスクと前記基板との位置合わせ基準となる基準パターン孔が設けられ、
前記パターン孔と前記基準パターン孔との位置関係に応じて、前記基板上に、前記基板の平面方向において、前記基準パターン孔を介して印刷される基準パターンと略同一の形状及び大きさを有する位置合わせパターンを形成する工程と、
前記スクリーンマスクをダミー基板に当接させて印刷し、前記ダミー基板上に印刷された前記基準パターンの位置を検出する工程と、
検出された前記基準パターンの位置に対して、前記位置合わせパターンが略同一位置となるように前記基板を位置決めし、この位置決め状態で前記スクリーンマスクを当接させて印刷する工程とを備えることを特徴とするスクリーン印刷方法。 A screen printing method in which a screen mask provided with a desired pattern hole is brought into contact with a substrate, and a paste is printed on the substrate through the pattern hole,
The screen mask is provided with a reference pattern hole serving as an alignment reference between the screen mask and the substrate,
According to the positional relationship between the pattern hole and the reference pattern hole, the substrate has substantially the same shape and size as the reference pattern printed through the reference pattern hole in the plane direction of the substrate on the substrate. Forming an alignment pattern;
Printing the screen mask in contact with a dummy substrate, and detecting the position of the reference pattern printed on the dummy substrate;
And positioning the substrate so that the alignment pattern is substantially at the same position with respect to the detected position of the reference pattern, and printing by contacting the screen mask in this positioned state. A characteristic screen printing method.
前記パターン孔は、前記一対の電極及び前記一対の電極間を覆うように前記基板上に形成される感湿膜の形成領域に対応して設けられ、
前記ペーストは、前記感湿膜の構成材料である高分子材料を含むものであることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載のスクリーン印刷方法。 On the same plane on the substrate, a pair of electrodes are provided so as to be opposed to each other,
The pattern hole is provided corresponding to a formation region of a moisture sensitive film formed on the substrate so as to cover between the pair of electrodes and the pair of electrodes,
The screen printing method according to claim 1, wherein the paste includes a polymer material that is a constituent material of the moisture-sensitive film.
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2004
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