(57)【要約】【課題】　低コントラスト基板と微細なアパーチャ群を備えた高精細ピッチの印刷スクリーンとを位置合わせする方法と装置を提供する。【解決手段】　本発明に係る方法はチップ製造アセンブリにおいてビジョン・カメラを市販のＸ線サブアセンブリで置き換えることによりＸ線位置合わせ方法を使用するものである。本発明では、低光コントラストのセラミック（９０１１アルミナ）基板上に設けられた０．２７ｍｍ以下の金めっきされたレセプタ・パッドと、１２５μｍ未満の微細なアパーチャ群を備えたスクリーン印刷用のステンシルとを位置合わせする。【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　基板のレセプタ・パッドと印刷スクリーンとを位置合わせする方法であって、
（ａ）基板上に設けられたレセプタ・パッドにＸ線を照射するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）のＸ線を用い、ステップ（ａ）に従い印刷スクリーンと前記基板の前記レセプタ・パッドとを位置合わせするステップと
を備えた
方法。
【請求項２】
　前記印刷スクリーンが約１２５マイクロメートル未満のアパーチャ群を備えた高精細ピッチの印刷スクリーンである、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
　前記レセプタ・パッドがフリップ・チップのパッドから成る、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
　前記レセプタ・パッドが金めっきされている、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
　前記基板が低光コントラストである、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
　基板上に設けられ相互の距離が約０．２７ミリメートル以下になるように配置されたレセプタ・パッドと、約１２５マイクロメートル未満のアパーチャ群を備えた高精細ピッチの印刷スクリーンとを位置合わせする方法であって、
（ａ）基板上に設けられたレセプタ・パッドにＸ線を照射するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）のＸ線を用い、ステップ（ａ）に従い印刷スクリーンと前記基板の前記レセプタ・パッドとを位置合わせするステップと
を備えた
方法。
【請求項７】
　前記レセプタ・パッドがフリップ・チップのパッドから成る、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
　前記レセプタ・パッドが金めっきされている、
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
　前記基板が低コントラストである、
請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
　基板上に設けられたレセプタ・パッドと高精細ピッチの印刷スクリーンとを位置合わせする装置であって、
　低光コントラストの基板上に設けられたレセプタ・パッドと、
　前記レセプタ・パッドに近接して配置された高精細ピッチの印刷スクリーンと、
　低光コントラスト基板上に設けられた前記レセプタ・パッドと前記高精細ピッチの印刷スクリーンとを位置合わせする手段であって、前記位置合わせ手段は前記高精細ピッチの印刷スクリーンおよび前記レセプタ・パッドに向けて照射されるＸ線を発生させるＸ線システムを備えている、位置合わせ手段と
を備えた
装置。
【請求項１１】
　前記印刷スクリーンが約１２５マイクロメートル未満のアパーチャ群を備えた高精細ピッチの印刷スクリーンである、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
　前記レセプタ・パッドがフリップ・チップ・パッドから成る、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
　前記レセプタ・パッドが金めっきされている、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１４】
　前記レセプタ・パッドが相互の距離が約０．２７ミリメートル以下になるように配置されている、
請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子チップの製造に関し、特にステンシル・マスクを電子チップ上の印刷すべき部分に位置合わせするＸ線リソグラフィ・計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
　当技術分野では、電子（フリップ）チップ用の微細ピッチ寸法のスクリーン印刷がますます一般的になりつつある。ステンシル・マスクを実際に印刷すべき部分に位置合わせするのに、通常はチップ・サイト基準を用いている。近年、これらのチップの密度が劇的に高まった結果、これらのチップ・サイト基準は基板上で場所をとりすぎるので、設計構造に付加することができなくなっている。この結果、位置合わせ用にフリップ・チップのパッドを使用するようになっている。しかし、この処置により寸法規制と照明に関する問題が生じている。スクリーン印刷機は現在、ステンシルを上記パッドに位置合わせするのにビジョン・システム（Vision System)・カメラを使用している。（ビジョン・システム・カメラとは通常の視点からは見えない物を見るためのカメラのことである。）しかし、ビジョン・システム・カメラは最小設計寸法が約０．５０８ｍｍ（＝２０ミル）に制限されている。したがって、寸法が０．２７ｍｍ（＝５ミル）以下のＣ４パッドは位置合わせ目標として使用できない。（Ｃ４〔コントロール・コラプス・チップ・コネクション〕とはフリップ・チップを基板に取り付けるためのはんだ接合のことである。）この問題はセラミック基板の上記パッドに対するコントラストがきわめて小さいという事実によってさらに複雑になる。それゆえ、スクリーン印刷は高コントラストで寸法の大きな基板用に限られている。
【０００３】
　リソグラフィでは、位置合わせシステムにおける計測を行うのに可視光を用いている。しかし、より微細な計測を行うべき場合には、Ｘ線技術を用いることができる。波長が短いから、Ｘ線は既存の光学特性の限界を超える光学性能を発揮しうる。
【０００４】
〔関連技術の検討〕
　シェファードらの「位相補償ゾーン・プレート光検出器」なる名称の米国特許第４０１６４１６号には、反対面に取り付けられた光検出器を備えたゾーン・プレートが示されている。
【０００５】
　スミスの「軟Ｘ線マスク位置合わせシステム」なる名称の米国特許第３９８４６８０号には、マスク上に取り付けられたＸ線蛍光検出器を特徴とするＸ線マスク位置合わせシステムが示されている。このＸ線蛍光検出器は電子線束と比べて出力強度が小さいＸ線蛍光信号を計測する。
【０００６】
　フェルドマンの「ゾーン・プレートを用いたマスク・ツー・ウェーハ位置合わせ」なる名称の米国特許第４６１４４３３号には、位置合わせの間に光で照明されるゾーン・プレートを用いたマスク・ツー・ウェーハ位置合わせが示されている。
【０００７】
　千葉らの「露光方法およびそれに用いるＸ線マスク構造」なる名称の米国特許第６２７２２０２号（２００１年８月７日）には、シリコン・ウェーハ上に回路を印刷するための露光方法が示されている。
【０００８】
　小川らの「多層配線板を製造する方法および装置ならびに多層配線板」なる名称の米国特許第６２３７２１８号（２００１年５月２９日）には、印刷配線板を製造するための、積層工程中の位置合わせマスクの使用方法、特殊なＸ線ビジョン、および機械的位置合わせ機械が示されている。
【０００９】
　マルドナードらの「Ｘ線計測・位置合わせ検出システム」なる名称の米国特許第５１６８５１３号（１９９２年１２月１日）には、Ｘ線マスクおよびワーク・ピースと位置合わせマークとを位置合わせする方法が示されている。この装置はＫｅｖ級のＸ線を発生させて使用する。一方、本発明ではＭｅｖ級のＸ線を発生させて使用する。
【００１０】
　小崎の「半導体製造装置」なる名称の特開平５−３１５２１５号公報（１９９３年）には、アパーチャ（開口）を通したＸ線照射を用いた位置合わせ方法が示されている。
【００１１】
　中村の「目合せ位置決め方法」なる名称の特開昭６２−１４４３２５号公報（１９８７年６月２７日）には、蛍光スクリーンと金属遮蔽Ｘ線パターンを用いたウェーハの位置合わせが示されている。
【特許文献１】米国特許第４０１６４１６号
【特許文献２】米国特許第３９８４６８０号
【特許文献３】米国特許第４６１４４３３号
【特許文献４】米国特許第６２７２２０２号
【特許文献５】米国特許第６２３７２１８号
【特許文献６】米国特許第５１６８５１３号
【特許文献７】特開平５−３１５２１５号
【特許文献８】特開昭６２−１４４３２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
　本発明の目的は低コントラスト基板と１２５マイクロメートル未満のアパーチャ群を備えた高精細印刷スクリーンとを位置合わせする改良された方法と装置を提供することである。
【００１３】
　本発明の別の目的はワークピースと微細ピッチのマスクと位置合わせするＸ線リソグラフィ・システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
　本発明によると、チップ基板上にきわめて微細な寸法のスクリーン印刷を行う方法が得られる。本発明では微細なピッチ寸法と基板用に使用するセラミックの低光コントラストとを利用することができるから、印刷ステンシルを位置合わせするのにチップ・サイト基準を使用する必要がなくなる。Ｘ線位置合わせ方法を用い、ビジョン・カメラを市販のＸ線サブアセンブリで置き換えることにより、本発明では低光コンタクト基板の金めっきしたレセプタ・パッドと、１２５マイクロメートル未満の微細なアパーチャ群を備えたスクリーン印刷用のステンシルとを位置合わせすることができる。その方法は、
（ａ）基板上に設けられたレセプタ・パッドにＸ線を照射するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）のＸ線を用い、ステップ（ａ）に従い印刷スクリーンと前記基板の前記レセプタ・パッドとを位置合わせするステップと
を備えるように構成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
　一般に、本発明はチップ製造アセンブリにおいてビジョン・カメラを市販のＸ線サブアセンブリで置き換えることによりＸ線位置合わせ方法を用いる方法を特徴とする。本発明では、低コントラストのセラミック（９０１１アルミナ）基板上に設けられ０．２７ｍｍ（＝５ミル）以下の金めっきしたレセプタ（受容器）パッドと、１２５マイクロメートル未満の微細なアパーチャを備えたスクリーン印刷用のステンシルとを位置合わせする。
【００１６】
　次に、図１を参照する。図１には、ワークピースとステンシルとを位置合わせする従来技術に係るビジョン・カメラ・システムが示されている。本発明は図１の詳細図１２に示すビジョン・カメラ１５を市販のＸ線装置で置き換えることを提案するものである。新しいＸ線アセンブリを使用する目的は、図２に示す低コントラストの基板１８の金めっきしたレセプタ・パッド１６と、図３に示す１２５マイクロメートル未満の微細なアパーチャ２２を有するスクリーン印刷用のステンシル２０とを位置合わせするためである。
【００１７】
　図４を参照すると、本発明により図２に示すパッド１６と位置合わせされた、図３のステンシルの平面図が示されている。
【００１８】
　次に、図５を参照する。図５は図１に示すピジョン・カメラ１５を置き換えるＸ線サブアセンブリ・システムのブロック図である。このＸ線サブアセンブリ・システムはＸ線銃５２を備えている。Ｘ線銃５２は高速電子を金属標的５４に照射してＸ線ビーム５６を発生させる。高速電子は加熱したフィラメント（図示せず）から放出される。Ｘ線銃５２には高電圧発生器５８が高電圧を供給し、電子を加速する。この高電圧の発生はＳＲ２コントローラ６６が制御する。
【００１９】
　大気中、大気圧下では、電子は空気分子と衝突するから、Ｘ線を発生させるのに必要な高速には到達しない。したがって、システムは高真空下で動作させる。高真空を達成するには、バッキング・ポンプ６０とターボ・ポンプ６２から成る２段階排気システムを使用する。電子流は磁気レンズ（図示せず）を用いて標的５４に照準させる。すなわち、ＸＹ偏向ケーブル６４によって電力を供給するＸコイルとＹコイルによって、電子を標的５４に向ける。
【００２０】
　以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、ここで説明した特定の動作要件と動作環境に適合するように変更した他の変更例と変形例は当業者にとって明らかであるから、本発明は、開示の目的で選択してここに示した例に限定されると考えてはならず、本発明の本旨と範囲の内にあるすべての変更例と変形例を包含するものである。
【００２１】
　まとめとして以下の事項を開示する。
　（１）
　基板のレセプタ・パッドと印刷スクリーンとを位置合わせする方法であって、
（ａ）基板上に設けられたレセプタ・パッドにＸ線を照射するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）のＸ線を用い、ステップ（ａ）に従い印刷スクリーンと前記基板の前記レセプタ・パッドとを位置合わせするステップと
を備えた
方法。
　（２）
　前記印刷スクリーンが約１２５マイクロメートル未満のアパーチャ群を備えた高精細ピッチの印刷スクリーンである、
上記（１）に記載の方法。
　（３）
　前記レセプタ・パッドがフリップ・チップのパッドから成る、
上記（１）に記載の方法。
　（４）
　前記レセプタ・パッドが金めっきされている、
上記（１）に記載の方法。
　（５）
　前記基板が低光コントラストである、
上記（１）に記載の方法。
　（６）
　基板上に設けられ相互の距離が約０．２７ミリメートル以下になるように配置されたレセプタ・パッドと、約１２５マイクロメートル未満のアパーチャ群を備えた高精細ピッチの印刷スクリーンとを位置合わせする方法であって、
（ａ）基板上に設けられたレセプタ・パッドにＸ線を照射するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）のＸ線を用い、ステップ（ａ）に従い印刷スクリーンと前記基板の前記レセプタ・パッドとを位置合わせするステップと
を備えた
方法。
　（７）
　前記レセプタ・パッドがフリップ・チップのパッドから成る、
上記（６）に記載の方法。
　（８）
　前記レセプタ・パッドが金めっきされている、
上記（６）に記載の方法。
　（９）
　前記基板が低コントラストである、
上記（６）に記載の方法。
　（１０）
　基板上に設けられたレセプタ・パッドと高精細ピッチの印刷スクリーンとを位置合わせする装置であって、
　低光コントラストの基板上に設けられたレセプタ・パッドと、
　前記レセプタ・パッドに近接して配置された高精細ピッチの印刷スクリーンと、
　低光コントラスト基板上に設けられた前記レセプタ・パッドと前記高精細ピッチの印刷スクリーンとを位置合わせする手段であって、前記位置合わせ手段は前記高精細ピッチの印刷スクリーンおよび前記レセプタ・パッドに向けて照射されるＸ線を発生させるＸ線システムを備えている、位置合わせ手段と
を備えた
装置。
　（１１）
　前記印刷スクリーンが約１２５マイクロメートル未満のアパーチャ群を備えた高精細ピッチの印刷スクリーンである、
上記（１０）に記載の装置。
　（１２）
　前記レセプタ・パッドがフリップ・チップ・パッドから成る、
上記（１０）に記載の装置。
　（１３）
　前記レセプタ・パッドが金めっきされている、
上記（１３）に記載の装置。
　（１４）
　前記レセプタ・パッドが相互の距離が約０．２７ミリメートル以下になるように配置されている、
上記（１０）に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来技術のビジョン・プローブ・アセンブリの透視詳細図である。
【図２】０．２７ミリメートル以下のパッド群を備えた基板の平面図である。
【図３】高精細ピッチ・ステンシルの平面図である。
【図４】本発明により図２に示すパッド群と位置合わせした図３のステンシルの平面図である。
【図５】本発明により図１のビジョン・カメラを置き換えるＸ線システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１２　詳細図
１５　ビジョン・カメラ
１６　レセプタ・パッド
１８　基板
２０　ステンシル
２２　アパーチャ
５２　Ｘ線銃
５４　金属標的
５６　Ｘ線ビーム
５８　高電圧発生器
６０　バッキング・ポンプ
６２　ターボ・ポンプ
６４　ＸＹ偏向ケーブル
６６　ＳＲ２コントローラ
【図１】
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【図２】
2004078201.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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