JP5052031B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線チップ、無線タグ、無線IC、RFID、ICタグ、ICチップ等の無線にてデータの受信や送信を行う半導体装置を作製するためのスクリーン印刷装置、及びスクリーン印刷装置を用いた印刷方法に関する。 The present invention uses a screen printing apparatus and a screen printing apparatus for manufacturing a semiconductor device that wirelessly receives and transmits data, such as a wireless chip, a wireless tag, a wireless IC, an RFID, an IC tag, and an IC chip. The present invention relates to a printing method.
近年、無線チップ、無線タグ、無線IC、RFID、ICタグ、ICチップ等の無線にてデータの受信や送信を行う機能を有した半導体装置の開発が盛んに進められている。このような半導体装置には、封止樹脂により薄膜集積回路を封止することが一般的であり、この工程にはスクリーン印刷法が広く用いられている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、薄膜集積回路に封止樹脂を印刷する際に、印刷パターンの大きさによっては、スキージの押し込み圧力によって、印刷版の開口部と非開口部の厚みの差に応じてスキージが変形し、パターンの中央と両端での印刷膜厚にばらつきが生じるという問題があった。 However, when printing the sealing resin on the thin film integrated circuit, depending on the size of the printing pattern, the squeegee is deformed according to the difference in thickness between the opening and the non-opening of the printing plate due to the squeegee pressing pressure, There has been a problem that the printed film thickness varies at the center and both ends of the pattern.
特に、印刷パターンが被印刷物のほぼ全体を覆う場合には、印刷パターンの内部に乳剤がないため、スキージの撓みを抑制することができず、印刷膜厚のばらつきを制御することが困難であった。 In particular, when the printed pattern covers almost the entire substrate, there is no emulsion inside the printed pattern, so that the squeegee deflection cannot be suppressed and it is difficult to control the variation in the printed film thickness. It was.
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、スクリーン印刷時にスキージの撓みによって生じる印刷膜厚のばらつきを抑制し、平坦な印刷樹脂膜を形成することができるスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and provides a screen printing apparatus capable of suppressing a variation in printed film thickness caused by squeegee deflection during screen printing and forming a flat printed resin film. With the goal.
上記目的を達成するために、スクリーン印刷装置は、板状の被印刷物を印刷ステージに固定した状態でスキージを摺動させることにより、スクリーン印刷を行うようにしたスクリーン印刷装置において、印刷ステージ上の被印刷物とスキージの間隔を均一に保つ機構を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a screen printing apparatus is a screen printing apparatus in which screen printing is performed by sliding a squeegee while a plate-like printed material is fixed to a printing stage. It is characterized by having a mechanism for maintaining a uniform distance between the substrate and the squeegee.
被印刷物を配置するための印刷ステージと、被印刷物の位置を調節する手段と、印刷ステージの上部に設けられたスキージと、スキージを支持するヘッドと、ヘッドが配設されたシリンダとを有する印刷装置であって、スキージは、ヘッドが配設されたシリンダによって上下に移動可能であり、被印刷物の位置を調節する手段は、印刷ステージ上に配置された被印刷物を撓ませることが可能であることを特徴とする。 Printing having a printing stage for arranging the substrate, means for adjusting the position of the substrate, a squeegee provided at the top of the printing stage, a head for supporting the squeegee, and a cylinder provided with the head In this apparatus, the squeegee can be moved up and down by a cylinder provided with a head, and the means for adjusting the position of the substrate can bend the substrate disposed on the printing stage. It is characterized by that.
被印刷物の位置を調節する手段は、印刷ステージの下部に取り付けられたシリンダによって上下に移動することが可能なピンを有することを特徴とする。 The means for adjusting the position of the substrate has a pin that can be moved up and down by a cylinder attached to the lower part of the printing stage.
印刷ステージは複数に分割されていることを特徴とする。 The printing stage is divided into a plurality of parts.
位置を調節する手段は、被印刷物を固定するための手段を有することを特徴とする。 The means for adjusting the position includes means for fixing the substrate.
可撓性表面を有する印刷ステージと、可撓性表面を有する印刷ステージの上部に設けられたスキージと、スキージを支持するヘッドと、ヘッドが配設されたシリンダとを有する印刷装置であって、スキージは、ヘッドが配設されたシリンダによって上下に移動することが可能であることを特徴とする。 A printing apparatus comprising: a printing stage having a flexible surface; a squeegee provided on top of the printing stage having a flexible surface; a head that supports the squeegee; and a cylinder in which the head is disposed. The squeegee can be moved up and down by a cylinder provided with a head.
印刷ステージと、印刷ステージ上に設けられた治具と、治具の上部に設けられ、被印刷物を配置することによって被印刷物を撓ませることが可能であるスキージと、スキージを支持するヘッドと、ヘッドが配設されたシリンダとを有する印刷装置であって、スキージは、ヘッドが配設されたシリンダによって上下に移動することが可能であることを特徴とする。 A printing stage, a jig provided on the printing stage, a squeegee provided on an upper part of the jig and capable of bending the printing material by arranging the printing material, and a head supporting the squeegee, A squeegee is capable of moving up and down by a cylinder provided with a head.
印刷ステージと、印刷ステージの上部に設けられたスキージと、スキージの押圧、及び押し込み量を調整する手段をスキージの中央部と端部に有する印刷装置であって、調整する手段によってスキージは変形することが可能であることを特徴とする。 A printing apparatus having a printing stage, a squeegee provided at an upper part of the printing stage, and means for adjusting the pressing and pushing amount of the squeegee at the center and the end of the squeegee, and the squeegee is deformed by the adjusting means. It is possible to do this.
印刷ステージ上に第1の被印刷物を設置し、第1の被印刷物上にスクリーン印刷版を設け、スクリーン印刷版上にペーストを塗布し、第1の被印刷物上にスクリーン印刷版を介してペーストをスキージで押しだすことによって、第1の被印刷物表面にペーストを形成し、第1の被印刷物表面に形成したペーストを硬化して樹脂層を形成し、樹脂層の膜厚分布を測定し、ステージ上に第2の被印刷物を配置し、測定結果に応じて第2の被印刷物の位置を調節し、第2の被印刷物上にスクリーン印刷版を設け、スクリーン印刷版上にペーストを塗布し、第2の被印刷物上にスクリーン印刷版を介してペーストをスキージで押しだすことによって第2の被印刷物表面にペーストを形成することを特徴とする。 A first substrate is placed on the printing stage, a screen printing plate is provided on the first substrate, a paste is applied on the screen printing plate, and a paste is applied on the first substrate via the screen printing plate. By pushing out with a squeegee, a paste is formed on the surface of the first substrate, the paste formed on the surface of the first substrate is cured to form a resin layer, and the thickness distribution of the resin layer is measured, The second substrate is placed on the stage, the position of the second substrate is adjusted according to the measurement result, the screen printing plate is provided on the second substrate, and the paste is applied on the screen printing plate. The paste is formed on the surface of the second substrate by pushing the paste onto the second substrate via a screen printing plate with a squeegee.
第2の被印刷物の位置を調節するために、印刷ステージの下部に取り付けられたシリンダによって上下に移動することが可能なピンを用いることを特徴とする。 In order to adjust the position of the second substrate, a pin that can be moved up and down by a cylinder attached to the lower part of the printing stage is used.
第2の被印刷物の位置を調節するために、印刷ステージ上部に治具を配置することを特徴とする。 In order to adjust the position of the second substrate, a jig is arranged on the upper part of the printing stage.
ペーストを硬化するためにペーストを焼成することを特徴とする。 The paste is baked to cure the paste.
ペーストを硬化するためにペーストにUV光を照射することを特徴とする。 In order to cure the paste, the paste is irradiated with UV light.
可撓性表面を有する印刷ステージ上に被印刷物を設置し、被印刷物上にスクリーン印刷版を設け、スクリーン印刷版上にペーストを塗布し、被印刷物上にスクリーン印刷版を介してペーストをスキージで押しだすことによって、第1の被印刷物表面にペーストを形成することを特徴とする。 A substrate is placed on a printing stage having a flexible surface, a screen printing plate is provided on the substrate, a paste is applied on the screen printing plate, and the paste is applied to the substrate via the screen printing plate with a squeegee. A paste is formed on the surface of the first substrate by pushing out.
なお本明細書において、半導体装置とは、無線チップ、無線タグ、電子タグ、IDチップ、IDタグ、ICタグ、ICチップ、RF(Radio Frequency)タグ、RFID(Radio Frequency Identification)タグなどを含むものとする。 Note that in this specification, a semiconductor device includes a wireless chip, a wireless tag, an electronic tag, an ID chip, an ID tag, an IC tag, an IC chip, an RF (Radio Frequency Identification) tag, an RFID (Radio Frequency Identification) tag, and the like. .
本発明の印刷装置を用いることによって、印刷パターン内での印刷樹脂の膜厚の分布を低減し、均一な膜厚の樹脂層を形成することができる。 By using the printing apparatus of the present invention, the distribution of the thickness of the printing resin in the printing pattern can be reduced, and a resin layer having a uniform thickness can be formed.
また、印刷パターン内で均一な膜厚の樹脂層を形成することによって、同一基板から得られる製品の可撓性、吸湿性、耐湿性等の特性のバラツキの少ない半導体装置を作製することが可能であり、半導体装置の信頼性を高めることが可能である。 In addition, by forming a resin layer with a uniform film thickness within the printed pattern, it is possible to produce a semiconductor device with little variation in characteristics such as flexibility, moisture absorption, and moisture resistance of products obtained from the same substrate. Thus, the reliability of the semiconductor device can be improved.
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode. Note that in all the drawings for describing the embodiments, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof is omitted.
(実施の形態1)
本実施の形態1では、スキージの撓みによって生じる被印刷物と、スキージの間隔のバラツキを制御することのできる手段を有する印刷装置、及び印刷装置を用いた印刷方法について説明する。具体的には、印刷ステージ上の被印刷物の位置(高さ)を調節する手段によって、印刷ステージ上の被印刷物の位置(高さ)を調節することが可能な印刷装置、及び印刷装置を用いた印刷方法について説明する。さらに具体的には、印刷ステージにピンを複数配設し、ピンを上下に移動することによって、印刷ステージ上の被印刷物の位置(高さ)を調節できる手段を有する印刷装置、及び印刷装置を用いた印刷方法について図1〜図6を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, a printing apparatus having a unit that can control variation in a squeegee interval and a printed material generated by bending of the squeegee, and a printing method using the printing apparatus will be described. Specifically, a printing apparatus and a printing apparatus capable of adjusting the position (height) of the printing material on the printing stage by means of adjusting the position (height) of the printing material on the printing stage are used. Will be described. More specifically, a printing apparatus having a means for adjusting the position (height) of a printing material on the printing stage by arranging a plurality of pins on the printing stage and moving the pins up and down. The printing method used will be described with reference to FIGS.
図1において、本発明のスクリーン印刷装置を模式的に表す。なお、図1(A)は本発明のスクリーン印刷装置の側面と平行な面の断面図であり、図1(B)はスクリーン印刷装置の正面と平行な面の断面図である。 FIG. 1 schematically shows a screen printing apparatus of the present invention. 1A is a cross-sectional view of a plane parallel to the side surface of the screen printing apparatus of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a plane parallel to the front face of the screen printing apparatus.
図1(A)及び図1(B)に示すように、印刷ステージ1は複数のピン2を有し、この複数のピン2はステージ下部に取り付けられたシリンダ3により自在に高さを調節することができる。またピン2には、被印刷物7を固定する機構を設ける。ここでは、真空吸着用の孔が空いており、被印刷物7を真空吸着できるものとする。これにより、被印刷物7は、印刷ステージ1に固定されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
また、印刷ステージ1の上部には、スキージ4を支持した印刷ヘッド5がシリンダ6によって配設されている。また、印刷ヘッド5はシリンダ6により上下方向に対して移動が可能である(図1(A)参照。)。
A
図2及び図3を用いて、メッシュを有するスクリーン印刷版を用いた樹脂膜の形成方法について説明する。なお、図2(A)及び図3(A)はパターンを有する基板の斜視図であり、図2(B)、図3(B)及び図3(C)はパターンを有する基板のスクリーン印刷装置の側面と平行な面の断面図である。また、図2(A)におけるA−Bの断面図を図2(B)に示し、図3(A)におけるA−Bの断面図を図3(B)に示す。 A method for forming a resin film using a screen printing plate having a mesh will be described with reference to FIGS. 2A and 3A are perspective views of a substrate having a pattern, and FIGS. 2B, 3B, and 3C are screen printing apparatuses for the substrate having a pattern. It is sectional drawing of a surface parallel to the side surface. 2A is a cross-sectional view taken along the line AB in FIG. 2A, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AB in FIG.
メッシュ104及びマスク用の乳剤105が枠103によって固定されたスクリーン印刷版100を印刷ステージ1に真空吸着された被印刷物7上に設ける。次にスクリーン印刷版100上にペースト106を載せ、スキージ4を用いてペースト106を押し出す(図2(A)、(B)参照。)。この結果、被印刷物7上にペースト111を塗布することができる。(図3(A)、(B)参照。)。なお、スキージ4でペースト106を押し出す前にスクレッパでペーストをスクリーン印刷版上に広げてもよい。
A
なお、被印刷物7としては、可撓性を有する基板を用いる。可撓性を有する基板としては、ガラス基板、石英基板、アルミナ等の材料からなるセラミック等の絶縁物質で形成される基板、プラスチック基板、シリコンウェハ、金属板等を用いることができる。なお、ガラス基板、石英基板、アルミナ等の材料からなるセラミック等の絶縁物質で形成される基板、シリコンウェハ、金属板等を用いる場合については、研削、研磨等の処理によって膜厚を薄くする処理をすることにより、可撓性を持たせればよい。
Note that a flexible substrate is used as the
またプラスチック基板としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PES(ポリエーテルスルホン)、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフタールアミド、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリイミドからなるプラスチック基板、直径数nmの無機粒子が分散された有機材料で形成される基板等が挙げられる。ここでは、被印刷物7としてガラス基板を用いる。
Plastic substrates include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyether sulfone), polypropylene, polypropylene sulfide, polycarbonate, polyether imide, polyphenylene sulfone, polyphenylene oxide, polyphthalamide, nylon, poly Examples thereof include a plastic substrate made of ether ether ketone, polysulfone, polyether imide, polyarylate, polybutylene terephthalate, polyimide, a substrate formed of an organic material in which inorganic particles having a diameter of several nm are dispersed, and the like. Here, a glass substrate is used as the
ペースト106としては、形成する膜パターンの構成に応じて適宜選択して用いることができる。例えば、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の有機樹脂を用いることができる。ここではペースト106としてエポキシ樹脂を用いる。
The
次に、塗布されたペースト111を硬化することで、膜パターン131を形成することができる(図3(A)〜(C)参照。)。なお、硬化の方法としては乾燥させた後、焼成する方法、焼成のみを行う方法、あるいはUV光を照射する方法等が挙げられる。ここでは、乾燥・焼成することでペースト111を硬化する。
Next, the
上記の方法を用いて形成された膜パターン131の膜厚分布を測定する方法を図4で説明する。図4(A)はパターン付基板の側面図であり、図4(B)及び(C)はパターン付基板の断面図である。なお、図4(A)におけるA−Bの断面図を図4(B)に示す。
A method for measuring the film thickness distribution of the
また、膜厚の変化量を測定する手段9と、測定位置を決定する手段10を用いることによって、膜パターン131が形成された被印刷物7の膜厚分布を測定することができる(図4(A)及び(B)参照。)。膜厚の変化量を測定する手段9としては、ダイヤルゲージ、レーザー変位計、接触型段差測定器等を用いることができる。特に、レーザー変位計は非接触での測定が可能であるため、印刷樹脂を硬化させることなく膜厚分布を測定することが可能であり、印刷樹脂を硬化する時間を省略することができるため好ましい。測定位置を決定する手段10としては、被印刷物を移動する方法を用いてもよいし、測定器を移動する方法を用いてもよい。ここでは、被印刷物を移動する装置として、XYステージを用いるものとする。また、変化量を測定する手段9は一つだけ用いてもよいし、図4(C)の様に複数の測定器を配設してもよい。
Further, by using the
続いて、図5〜図6を用いて、印刷ステージ1に配置された複数のピン2の高さを決定する方法を説明する。図5では、全てのピン2の上面の高さを印刷ステージ1の上面の高さと同じ高さにし、印刷をする際のスキージ4の移動方向と垂直に交差する面での断面図を示してある。一方、図6はピンの高さを調節し、印刷する際のスキージ4の移動方向と垂直に交差する面での断面図を示す。
Next, a method for determining the heights of the plurality of
まず図5において、スキージ4を用いてペースト106を押し出す際、スキージ4はスクリーン印刷版100のマスク用の乳剤105による段差とスキージ押圧によって弾性変形する(図5(A)参照。)。このような変形した状態のスキージ4によってペースト106が押し出された結果、形成された膜パターン121の周辺部では膜厚が厚く、中央付近では膜厚の薄い印刷膜が形成される(図5(B)参照。)。
First, in FIG. 5, when the
上記の方法を用いて印刷された膜パターン121について、図4で示した方法を用いて膜厚分布を測定し、測定した膜厚分布に応じて印刷ステージ1に取り付けられたピン2の高さを最適値に調節することにより、スキージ4と被印刷物7の間隔を適切な距離にする。これにより、印刷樹脂8の膜厚分布を膜パターン121全体で均一にすることが可能となり、膜厚のバラツキの無い膜パターン141を得ることが可能になる(図6(A)〜(B)参照。)。なお、ピン2の高さは印刷パターン、印刷版の仕様、印刷樹脂、スキージの硬さ等に対応して、最適な高さとなるように作業者が調整することが好ましい。
With respect to the
以上のような方法を用いて、被印刷物に適切な撓みを持たせて(湾曲させて)スクリーン印刷を行うことにより、膜パターン内での膜厚のバラツキを抑制した樹脂膜を形成することが可能となる。 Using the above-described method, a resin film that suppresses variations in film thickness within the film pattern can be formed by performing screen printing with an appropriate deflection (curved) on the substrate. It becomes possible.
また本発明の印刷装置を用いることで、膜厚のバラツキを抑制できるため、同一基板から得られる製品の可撓性、吸湿性、耐湿性等の特性のバラツキの少ない半導体装置を作製することが可能であり、半導体装置の信頼性を高めることが可能である。 In addition, since variation in film thickness can be suppressed by using the printing apparatus of the present invention, a semiconductor device with less variation in characteristics such as flexibility, moisture absorption, and moisture resistance of products obtained from the same substrate can be manufactured. It is possible and the reliability of the semiconductor device can be improved.
(実施の形態2)
本実施の形態2では、実施の形態1とは異なる構造を有し、スキージの撓みによって生じる、被印刷物とスキージの間隔のバラツキを制御することのできる印刷装置及び印刷装置を用いた印刷方法について説明する。具体的には、複数に分割されたステージを持ち、各ステージを上下に移動することによって印刷ステージ上の位置ごとに被印刷物の高さを調節可能な印刷装置及び印刷装置を用いた印刷方法について図7を用いて説明する。なお、図7(A)は印刷ステージの断面図であり、図7(B)は本実施の形態での印刷時の断面図であり、図7(C)では膜パターン(樹脂層、樹脂膜)141の形成された被印刷物7の断面図を示す。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a printing apparatus having a structure different from that of the first embodiment and capable of controlling the variation in the interval between the printing object and the squeegee caused by the deflection of the squeegee and the printing method using the printing apparatus. explain. Specifically, a printing apparatus having a plurality of divided stages and capable of adjusting the height of a printing material for each position on the printing stage by moving each stage up and down, and a printing method using the printing apparatus This will be described with reference to FIG. 7A is a cross-sectional view of the printing stage, FIG. 7B is a cross-sectional view at the time of printing in the present embodiment, and FIG. 7C shows a film pattern (resin layer, resin film). ) 141 is a cross-sectional view of the
図7において、印刷ステージは1a〜1eからなる複数に分割されたステージ(複数の板)で構成されており、各分割されたステージ(板)はステージ下部に取り付けられたピン2a〜2eを介して、シリンダ3a〜3eによって、各々独立して高さを調節する機構を有している。また、複数に分割されたステージ1a〜1eは各々被印刷物7を固定する機構、例えば真空吸着用の穴を有しているものとする。なお、分割されたステージは2分割以上であればよく、図示するような1a〜1eの5分割の場合に限定されない。
In FIG. 7, the printing stage is composed of a plurality of divided stages (a plurality of plates) consisting of 1a to 1e, and each divided stage (plate) is connected to
分割されたステージ1a〜1eの各々の高さを決める方法は、実施の形態1と同様な方法を用いればよい。この時、各分割されたステージ1a〜1eの高さは印刷パターン、印刷版の仕様、印刷樹脂、スキージの硬さ等を考慮して、適切な高さとなるように作業者が適宜調整することが好ましい。
The method for determining the height of each of the divided
以上のような方法を用いて、被印刷物に適切な撓みを持たせてスクリーン印刷を行うことにより、膜パターン内での膜厚のバラツキを抑制した樹脂膜を形成することが可能となる。 By using the above method and performing screen printing while giving an appropriate deflection to the substrate, it is possible to form a resin film that suppresses variations in film thickness within the film pattern.
また本発明の印刷装置を用いることで、膜厚のバラツキを抑制できるため、同一基板から得られる製品の可撓性、吸湿性、耐湿性等の特性のバラツキの少ない半導体装置を作製することが可能であり、半導体装置の信頼性を高めることが可能である。 In addition, since variation in film thickness can be suppressed by using the printing apparatus of the present invention, a semiconductor device with less variation in characteristics such as flexibility, moisture absorption, and moisture resistance of products obtained from the same substrate can be manufactured. It is possible and the reliability of the semiconductor device can be improved.
(実施の形態3)
本実施の形態3では、前記実施の形態1〜2とは異なる方法を用いて、スキージの撓みによって生じる被印刷物とスキージの間隔のバラツキを制御することのできる印刷装置、及び印刷装置を用いた印刷方法について説明する。具体的には、印刷ステージの形状を変形させることなく、固定させた状態を用いる印刷装置、及び印刷装置を用いた印刷方法について図8を用いて説明する。図8(A)及び図8(C)では本実施の形態における印刷装置の断面図を示し、図8(B)及び図8(D)では膜パターン形成後の被印刷物及びペーストの断面図を示す。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a printing apparatus and a printing apparatus that can control the variation in the distance between the printed material and the squeegee caused by the deflection of the squeegee using a method different from those of the first and second embodiments. A printing method will be described. Specifically, a printing apparatus using a fixed state without changing the shape of the printing stage and a printing method using the printing apparatus will be described with reference to FIG. 8A and 8C are cross-sectional views of the printing apparatus according to the present embodiment, and FIGS. 8B and 8D are cross-sectional views of the printed material and the paste after the film pattern is formed. Show.
図8(A)において、印刷ステージ1pはパターン中央付近が研削、及び研磨されている。このときの印刷ステージ1pの中央付近及び端部の高さは、実施の形態1で決定した最適値を元に決めてある。
In FIG. 8A, the
また実施の形態3の他の構成としては、図8(C)に示すように、印刷ステージ1上に実施の形態1で決定した高さの最適値を元に作製し、凹面を有する形状の治具1qを設置している。なお、図示しないが治具あるいは印刷ステージは被印刷物を固定する手段を有している。
Further, as another configuration of the third embodiment, as shown in FIG. 8C, a shape having a concave surface is produced on the
実施の形態1によって、印刷ステージに配置されたピンの高さの最適値が決定された場合、印刷ステージのピンの高さの最適値を印刷ステージの表面を切削加工することにより再現することで、実施の形態1と同様に膜パターン内での膜厚のバラツキを抑制した樹脂膜を形成することが可能となる(図8(A)〜(B)参照。)。また、印刷パターン、印刷樹脂等によって複数の異なる条件がある場合には、条件ごとの印刷ステージのピンの高さの最適値を再現するような治具1qを用いることにより、ステージ交換の作業時間を省略することが可能になる(図8(C)〜(D)参照。)。
When the optimum value of the height of the pins arranged on the printing stage is determined according to the first embodiment, the optimum value of the height of the pins on the printing stage is reproduced by cutting the surface of the printing stage. As in the first embodiment, it is possible to form a resin film in which variation in film thickness within the film pattern is suppressed (see FIGS. 8A to 8B). Also, when there are a plurality of different conditions depending on the printing pattern, printing resin, etc., the stage replacement work time is obtained by using a
なお、印刷の方法については、実施の形態1と同様な方法を用いることができるので、ここでは省略する。 Note that a printing method similar to that in the first embodiment can be used, and is omitted here.
本実施の形態を用いて、任意の条件で印刷を繰り返し行う場合、ピンの摩耗やシリンダの劣化等の問題を考慮する必要がないため、長期間にわたって膜パターン内での膜厚のバラツキを抑制した樹脂膜を形成することが可能となる。 When printing is repeated under any conditions using this embodiment, there is no need to consider problems such as pin wear and cylinder degradation, so variations in film thickness within the film pattern can be suppressed over a long period of time. It is possible to form a resin film.
(実施の形態4)
本実施の形態4では、実施の形態1〜実施の形態3とは異なる方法を用いてスキージの間隔のバラツキを低減することのできる印刷装置及び印刷装置を用いた印刷方法について説明する。具体的には、可撓性表面を有するステージを用いることにより、スキージ押圧に対応してステージ表面が変形し、このステージ表面の変形によって被印刷物とスキージの間隔のバラツキを低減することのできる印刷装置及び印刷装置を用いた印刷方法について図9を用いて説明する。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, a printing apparatus and a printing method using the printing apparatus that can reduce variation in squeegee spacing using a method different from those in the first to third embodiments will be described. Specifically, by using a stage having a flexible surface, the stage surface is deformed in response to squeegee pressing, and the deformation of the stage surface can reduce variations in the distance between the printing material and the squeegee. A printing method using the apparatus and the printing apparatus will be described with reference to FIG.
図9(A)では、本実施の形態における印刷ステージの断面図であり、図9(B)では本実施の形態における印刷時の断面図であり、図9(C)では膜パターン形成後のステージ、被印刷物及びペーストの断面図を示す。 9A is a cross-sectional view of the printing stage in the present embodiment, FIG. 9B is a cross-sectional view at the time of printing in the present embodiment, and FIG. 9C is a view after the film pattern is formed. Sectional drawing of a stage, to-be-printed material, and paste is shown.
図9(A)において、印刷ステージ1の表面には可撓性を有する板1rが設けられている。なお、印刷ステージ1は被印刷物を固定するための手段を有している(図示せず。)。
In FIG. 9A, a
可撓性を有する板1rが印刷時のスキージ押圧によって変形することにより、膜パターン141の膜厚のバラツキを抑制することが可能となる(図9(B)、図9(C)参照。)。なお、可撓性を有する板1rの材料としては、シリコンゴム等を用いることができる。
When the
印刷の方法としては、実施の形態1と同様な方法を用いればよいので、ここでは省略する。 As a printing method, a method similar to that in the first embodiment may be used, and thus the description is omitted here.
本実施の形態を用いることにより、実施の形態1のようにステージの高さを決めるための印刷を行って、ステージの高さの最適値を決定する工程をせずに、膜パターン内での膜厚のバラツキを抑制した樹脂膜を形成することが可能となる。 By using the present embodiment, printing for determining the height of the stage as in the first embodiment is performed, and the process of determining the optimum value of the height of the stage is not performed. It is possible to form a resin film in which variations in film thickness are suppressed.
(実施の形態5)
本実施の形態5では、スキージの押圧、及び押し込み量をスキージ中央と両端で調整する手段を有し、膜パターン全体で被印刷物とスキージの間隔を一定に保持することにより、平坦な印刷膜を形成することが可能な印刷装置を用いた印刷方法について図10を用いて説明する。図10(A)では本実施の形態における印刷装置の印刷ヘッドの正面図を示し、図10(B)では本実施の形態における印刷装置の印刷時の正面図を示し、図10(C)では本実施の形態の印刷方法を用いて作製した膜パターン形成後の被印刷物及びペーストの断面図を示す。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, there is a means for adjusting the squeegee pressing and pushing amount at the center and both ends of the squeegee, and by keeping the distance between the printing material and the squeegee constant throughout the film pattern, a flat printed film can be formed. A printing method using a printing apparatus that can be formed will be described with reference to FIG. 10A shows a front view of the print head of the printing apparatus according to the present embodiment, FIG. 10B shows a front view of the printing apparatus according to the present embodiment during printing, and FIG. Sectional drawing of the to-be-printed material and paste after the film | membrane pattern formation produced using the printing method of this Embodiment is shown.
図10において、印刷ヘッド5には複数のシリンダ5a〜5fが設けられており、シリンダ5a〜5fによってスキージ4を変形することが可能となっている(図10(A)参照。)。印刷ヘッド5に設けられたシリンダ5a〜5fによってスキージ4を印刷ステージ1上の被印刷物7と平行になるように変形することで、膜厚のバラツキを抑制することが可能となる(図10(B)及び(C)参照。)。なお、印刷ステージ1は被印刷物を固定するための手段を有している(図示せず。)。
In FIG. 10, the
本実施の形態におけるシリンダの変位量は実施の形態1と同様に、任意の変加量でステージの高さを決めるための印刷を行って、変加量を適切に調節することにより決定される。適切な変加量は印刷パターン、印刷版の仕様、印刷樹脂、スキージの硬さ等に対応して、最適となるように作業者が調整することが好ましい。 As in the first embodiment, the displacement amount of the cylinder in the present embodiment is determined by performing printing for determining the height of the stage with an arbitrary variation amount and appropriately adjusting the variation amount. . It is preferable that the operator adjusts the appropriate amount of change so as to be optimal in accordance with the printing pattern, printing plate specifications, printing resin, squeegee hardness, and the like.
本実施の形態を用いることにより、平面ステージを用いる事が可能であり、可撓性に乏しい基板、例えば石英基板、アルミナ等のセラミック等絶縁物質で形成される基板、シリコンウェハ、金属板等に対して膜パターン内での膜厚のバラツキを抑制した樹脂膜を形成することが可能となる。 By using this embodiment mode, it is possible to use a planar stage, such as a substrate having poor flexibility, such as a quartz substrate, a substrate formed of an insulating material such as ceramic such as alumina, a silicon wafer, a metal plate, or the like. On the other hand, it is possible to form a resin film that suppresses variations in film thickness within the film pattern.
(実施の形態6)
本実施形態では、半導体装置の作製方法に関して図面を参照して説明する。ここでは、実施形態1に示す印刷装置を用いた半導体装置の作製方法を示すが、各実施形態に示される印刷装置を用いて本実施形態の半導体装置の作製方法を適宜適応することが可能である。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to drawings. Here, a method for manufacturing a semiconductor device using the printing apparatus described in
図11(A)に示すように、基板1100の一表面に、絶縁層1101、剥離層1102を形成する。
As shown in FIG. 11A, an insulating
基板1100は、ガラス基板、石英基板、金属基板やステンレス基板の一表面に絶縁層を形成したもの等を用いる。上記に挙げた基板1100には、大きさや形状に制約がないため、例えば、基板1100として、1辺が1メートル以上であって、矩形状のものを用いれば、生産性を格段に向上させることができる。この利点は、円形のシリコン基板を用いる場合と比較すると、大きな優位点である。
As the
また、基板1100上に設けられる複数のトランジスタを有する層は、後に基板1100上から剥離される。従って、基板1100を再利用して、当該基板1100上に新たに複数のトランジスタを有する層を形成してもよい。この結果、コストを削減することができる。なお、再利用する基板1100には、石英基板を用いることが好ましい。
The layer including a plurality of transistors provided over the
剥離層1102は、基板1100の一表面に絶縁層1101を形成した後形成する。剥離層1102はスパッタリング法やプラズマCVD法等により、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、珪素(Si)から選択された元素、又は前記元素を主成分とする合金材料、又は前記元素を主成分とする化合物材料からなる層を、単層又は積層して形成する。珪素を含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。
The
剥離層1102が単層構造の場合、好ましくは、タングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。又は、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。
In the case where the
剥離層1102が積層構造の場合、好ましくは、1層目としてタングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、2層目として、タングステン、モリブデン又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物、窒化物、酸化窒化物又は窒化酸化物を形成する。
In the case where the
剥離層1102として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化珪素を含む層を形成することで、タングステン層と酸化珪素層との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。さらには、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。これは、タングステンの窒化物、酸化窒化物及び窒化酸化物を含む層を形成する場合も同様であり、タングステンを含む層を形成後、その上層に窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層を形成するとよい。
In the case where a stacked structure of a layer containing tungsten and a layer containing an oxide of tungsten is formed as the
タングステンの酸化物は、WOxで表される。Xは2〜3の範囲内にあり、xが2の場合(WO2)、xが2.5の場合(W2O5)、xが2.75の場合(W4O11)、xが3の場合(WO3)等がある。タングステンの酸化物を形成するにあたり、上記に挙げたXの値に特に制約はなく、そのエッチングレート等を基に決めるとよい。但し、エッチングレートの最も良いものは、酸素雰囲気下で、スパッタリング法により形成するタングステンの酸化物を含む層(WOx、0<X<3)である。従って、作製時間の短縮のために、剥離層として、酸素雰囲気下でスパッタリング法によりタングステンの酸化物を含む層を形成するとよい。 The oxide of tungsten is represented by WOx. X is in the range of 2 to 3, when x is 2 (WO 2 ), x is 2.5 (W 2 O 5 ), x is 2.75 (W 4 O 11 ), x Is 3 (WO 3 ). In forming the tungsten oxide, the value of X mentioned above is not particularly limited, and may be determined based on the etching rate or the like. However, the layer having the best etching rate is a layer containing tungsten oxide (WOx, 0 <X <3) formed by a sputtering method in an oxygen atmosphere. Therefore, in order to shorten the manufacturing time, a layer containing a tungsten oxide is preferably formed as the separation layer by a sputtering method in an oxygen atmosphere.
また、上記の工程によると、基板1100と剥離層1102との間に絶縁層1101を設けているが、本発明はこの工程に制約されない。基板1100に接するように剥離層1102を形成してもよい。
Further, according to the above process, the insulating
ここでは、基板1100としてガラス基板を用い、絶縁層1101として厚さ100nmの酸化窒化珪素層をCVD法により形成し、剥離層1102として、厚さ30nmのタングステン層をスパッタリング法により形成する。
Here, a glass substrate is used as the
次に、図11(B)に示すように、剥離層1102を覆うように、下地となる絶縁層1105を形成する。絶縁層1105は、高密度プラズマ、スパッタリング法やプラズマCVD法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層で形成する。珪素の酸化物材料とは、珪素(Si)と酸素(O)を含む物質であり、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。珪素の窒化物材料とは、珪素と窒素(N)を含む物質であり、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等が該当する。下地となる絶縁層は、基板1100からの不純物の侵入を防止するブロッキング膜として機能する。
Next, as illustrated in FIG. 11B, an insulating
なお、ここで用いる高密度プラズマとは、マイクロ波で励起され、電子温度が1.5eV以下(好ましくは0.5〜1.5eV)、イオンエネルギーが5eV以下、電子密度が1.0×1011cm−3〜1.0×1013cm−3程度である高密度プラズマである。プラズマの生成はラジアルスロットアンテナを用いたマイクロ波励起のプラズマ処理装置を用いることができる。このとき、窒素(N2)、またはアンモニア(NH3)、亜酸化窒素(N2O)等の窒化物気体と希ガスの混合ガス導入すると、シリコン基板の表面を窒化することができる。また、酸素(O2)、水素(H2)と希ガスの混合ガスを導入すると、シリコン基板表面に酸化膜を形成することができる。ここでは、希ガスとしてアルゴンガス(Ar)を用いる。なお、アルゴンガスの代わりに、クリプトン(Kr)を用いてもよい。この高密度プラズマを用いることによって、プラズマダメージが非常に少なく緻密な膜を作製することができる。また、低温処理(代表的には250〜550℃)のでプラズマ処理を行っても十分にプラズマ酸化処理を行うことができる。なお、プラズマを形成するための周波数はマイクロ波(2.45GHz)を用いている。また、プラズマの電位は5V以下と低電位であり、原料分子の過剰解離を抑制することができる。 Note that the high-density plasma used here is excited by microwaves, has an electron temperature of 1.5 eV or less (preferably 0.5 to 1.5 eV), an ion energy of 5 eV or less, and an electron density of 1.0 × 10 6. It is a high density plasma which is about 11 cm −3 to 1.0 × 10 13 cm −3 . Plasma generation can be performed using a microwave-excited plasma processing apparatus using a radial slot antenna. At this time, the surface of the silicon substrate can be nitrided by introducing a mixed gas of nitrogen (N 2 ), or a nitride gas such as ammonia (NH 3 ), nitrous oxide (N 2 O), and a rare gas. In addition, when a mixed gas of oxygen (O 2 ), hydrogen (H 2 ), and a rare gas is introduced, an oxide film can be formed on the surface of the silicon substrate. Here, argon gas (Ar) is used as a rare gas. Note that krypton (Kr) may be used instead of argon gas. By using this high-density plasma, it is possible to produce a dense film with very little plasma damage. Further, since the low temperature treatment (typically 250 to 550 ° C.), the plasma oxidation treatment can be sufficiently performed even if the plasma treatment is performed. Note that a microwave (2.45 GHz) is used as a frequency for forming plasma. Further, the plasma potential is as low as 5 V or less, and excessive dissociation of source molecules can be suppressed.
また、この工程によって形成された絶縁体層には、高密度プラズマに用いた希ガスが含まれている場合がある。 In addition, the insulator layer formed by this process may contain a rare gas used for high-density plasma.
ここでは、下地となる絶縁層1105として、高密度プラズマにより厚さ200nmの酸化珪素層を形成する。
Here, a 200-nm-thick silicon oxide layer is formed by high-density plasma as the insulating
次に、絶縁層1105上に、非晶質半導体層(例えば非晶質珪素を含む層)を形成する。続いて、非晶質半導体層をレーザ結晶化法、RTA又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法とレーザ結晶化法を組み合わせた方法等により結晶化して、結晶質半導体層を形成する。その後、得られた結晶質半導体層を所望の形状にエッチングして結晶質半導体層1127〜1130を形成する。
Next, an amorphous semiconductor layer (eg, a layer containing amorphous silicon) is formed over the insulating
結晶質半導体層1127〜1130の作製工程の具体例を挙げると、まず、プラズマCVD法を用いて、膜厚66nmの非晶質半導体層を形成する。次に、結晶化を助長する金属元素であるニッケルを含む溶液を非晶質半導体層上に保持させた後、非晶質半導体層に脱水素化の処理(500℃、1時間)と、熱結晶化の処理(550℃、4時間)を行って結晶質半導体層を形成する。その後、必要に応じてレーザ光を照射し、フォトリソグラフィ法を用いて結晶質半導体層1127〜1130を形成する。 As a specific example of a manufacturing process of the crystalline semiconductor layers 1127 to 1130, first, an amorphous semiconductor layer having a thickness of 66 nm is formed by a plasma CVD method. Next, after a solution containing nickel, which is a metal element for promoting crystallization, is held on the amorphous semiconductor layer, the amorphous semiconductor layer is subjected to dehydrogenation treatment (500 ° C., 1 hour), heat Crystallization treatment (550 ° C., 4 hours) is performed to form a crystalline semiconductor layer. After that, laser light is irradiated as necessary, and crystalline semiconductor layers 1127 to 1130 are formed using a photolithography method.
なお、レーザ結晶化法で結晶質半導体層1127〜1130を形成する場合、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いる。 Note that when the crystalline semiconductor layers 1127 to 1130 are formed by a laser crystallization method, a continuous wave or pulsed gas laser or solid laser is used.
また、結晶質半導体層上に、ゲッタリングサイトとして機能する非晶質半導体層を形成するとよい。ゲッタリングサイトとなる非晶質半導体層には、リンやアルゴンの不純物元素を含有させる必要があるため、好適には、アルゴンを高濃度に含有させることが可能なスパッタリング法で形成するとよい。その後、加熱処理(RTA法やファーネスアニール炉を用いた熱アニール等)を行って、非晶質半導体層中に金属元素を拡散させ、続いて、当該金属元素を含む非晶質半導体層を除去する。そうすると、結晶質半導体層中の金属元素の含有量を低減又は除去することができる。 In addition, an amorphous semiconductor layer functioning as a gettering site may be formed over the crystalline semiconductor layer. Since the amorphous semiconductor layer serving as a gettering site needs to contain an impurity element such as phosphorus or argon, it is preferably formed by a sputtering method in which argon can be contained at a high concentration. After that, heat treatment (RTA method or thermal annealing using a furnace annealing furnace) is performed to diffuse the metal element in the amorphous semiconductor layer, and then the amorphous semiconductor layer containing the metal element is removed. To do. Then, the content of the metal element in the crystalline semiconductor layer can be reduced or removed.
次に、結晶質半導体層1127〜1130を覆うゲート絶縁層を形成する。ゲート絶縁層は、高密度プラズマ、プラズマCVD法やスパッタリング法等により、珪素の酸化物又は珪素の窒化物を含む層を、単層又は積層して形成する。 Next, a gate insulating layer covering the crystalline semiconductor layers 1127 to 1130 is formed. The gate insulating layer is formed as a single layer or a stack of layers containing silicon oxide or silicon nitride by high-density plasma, plasma CVD, sputtering, or the like.
ここでは、ゲート絶縁層として、酸化窒化珪素層を高密度プラズマにより形成する。 Here, a silicon oxynitride layer is formed by high-density plasma as the gate insulating layer.
次に、ゲート絶縁層上に、第1の導電層と第2の導電層を積層して形成する。第1の導電層は、プラズマCVD法やスパッタリング法等により、20〜100nmの厚さで形成する。第2の導電層は100〜400nmの厚さで形成する。第1の導電層と第2の導電層は、タンタル(Ta)、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、クロム(Cr)、ニオブ(Nb)等から選択された元素又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成する。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成する。 Next, a first conductive layer and a second conductive layer are stacked over the gate insulating layer. The first conductive layer is formed with a thickness of 20 to 100 nm by a plasma CVD method, a sputtering method, or the like. The second conductive layer is formed with a thickness of 100 to 400 nm. The first conductive layer and the second conductive layer include tantalum (Ta), tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr), niobium ( Nb) or the like or an alloy material or a compound material containing these elements as a main component. Alternatively, a semiconductor material typified by polycrystalline silicon doped with an impurity element such as phosphorus is used.
第1の導電層と第2の導電層との組み合わせの例を挙げると、窒化タンタル(TaN)層\タングステン(W)層、窒化タングステン(WN)層\タングステン層、窒化モリブデン(MoN)層\モリブデン(Mo)層等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、第1の導電層と第2の導電層を形成した後に、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる。 An example of the combination of the first conductive layer and the second conductive layer is as follows: tantalum nitride (TaN) layer \ tungsten (W) layer, tungsten nitride (WN) layer \ tungsten layer, molybdenum nitride (MoN) layer \ A molybdenum (Mo) layer etc. are mentioned. Since tungsten and tantalum nitride have high heat resistance, heat treatment for thermal activation can be performed after the formation of the first conductive layer and the second conductive layer.
ここでは、第1の導電層として厚さ30nmのタンタル窒化物層を形成し、第2の導電層として厚さ370nmのタングステン層を形成する。 Here, a tantalum nitride layer having a thickness of 30 nm is formed as the first conductive layer, and a tungsten layer having a thickness of 370 nm is formed as the second conductive layer.
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスクを形成し、ゲート電極を形成するためのエッチング処理を行って、ゲート電極として機能する導電層(ゲート電極とよぶことがある)1107〜1110を形成する。 Next, a mask made of a resist is formed using a photolithography method, and etching treatment for forming a gate electrode is performed, so that conductive layers (also referred to as gate electrodes) 1107 to 1110 functioning as the gate electrodes are formed. Form.
次に、結晶質半導体層1128、1130に、イオンドープ法又はイオン注入法により、n型を付与する不純物元素を低濃度に添加してn型不純物領域を形成し、結晶質半導体層1127、1129にp型を付与する不純物元素を低濃度に添加してp型不純物領域を形成する。また、n型を付与する不純物元素としてリン(P)を用い、p型を付与する不純物元素としてボロン(B)を用いる。
Next, an impurity element imparting n-type conductivity is added to the
次に、ゲート絶縁層と導電層1107〜1110を覆うように、絶縁層を形成する。絶縁層は高密度プラズマ、プラズマCVD法やスパッタリング法等により、珪素、珪素の酸化物又は珪素の窒化物の無機材料を含む層(無機層と表記することがある)や、有機樹脂等の有機材料を含む層(有機層と表記することがある)を、単層又は積層して形成する。
Next, an insulating layer is formed so as to cover the gate insulating layer and the
ここでは、絶縁層としてプラズマCVD法により酸化窒化珪素層を形成する。 Here, a silicon oxynitride layer is formed as the insulating layer by a plasma CVD method.
次に、絶縁層を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングして、導電層1107〜1110の側面に接する絶縁層(以下サイドウォール絶縁層とよぶ)1115〜1118を形成する(図11(B)参照。)。サイドウォール絶縁層1115〜1118は、後にLDD領域を形成するためのドーピング用のマスクとして用いる。
Next, the insulating layer is selectively etched by anisotropic etching mainly in the vertical direction to form insulating layers (hereinafter referred to as sidewall insulating layers) 1115 to 1118 in contact with the side surfaces of the
なお、サイドウォール絶縁層1115〜1118を形成するためのエッチング工程により、ゲート絶縁層もエッチングされ、ゲート絶縁層1119〜1122が形成される。ゲート絶縁層1119〜1122は、導電層1107〜1110及びサイドウォール絶縁層1115〜1118と重なる層である。このように、ゲート絶縁層がエッチングされてしまうのは、ゲート絶縁層とサイドウォール絶縁層1115〜1118の材料のエッチングレートが同じであるためであり、図11(B)ではその場合を示している。従って、ゲート絶縁層とサイドウォール絶縁層1115〜1118の材料のエッチングレートが異なる場合には、サイドウォール絶縁層1115〜1118を形成するためのエッチング工程を経ても、ゲート絶縁層が残存する場合がある。
Note that the gate insulating layer is also etched by the etching process for forming the sidewall insulating layers 1115 to 1118, so that gate insulating layers 1119 to 1122 are formed. The gate insulating layers 1119 to 1122 overlap with the
続いて、サイドウォール絶縁層1115、1117をマスクとして、結晶質半導体層1127、1129にn型の導電性を付与する不純物元素を添加して、第1のn型不純物領域(LDD領域ともよぶ)1123a、1123cと、第2のn型不純物領域1124a、1124cとを形成する。
Subsequently, an impurity element imparting n-type conductivity is added to the crystalline semiconductor layers 1127 and 1129 using the
また、結晶質半導体層1128、1130にp型の導電性を付与する不純物元素を添加して、第1のp型不純物領域(LDD領域ともよぶ)1123b、1123dと、第2のp型不純物領域1124b、1124dとを形成する。
Further, an impurity element imparting p-type conductivity is added to the
第1のn型不純物領域1123a、1123cが含む不純物元素の濃度は、第2のn型不純物領域1124a、1124cの不純物元素の濃度よりも低い。また、第1のp型不純物領域1123b、1123dが含む不純物元素の濃度は、第2のp型不純物領域1124b、1124dの不純物元素の濃度よりも低い。
The concentration of the impurity element contained in the first n-
なお、第1のn型不純物領域1123a、1123c及び第1のp型不純物領域1123b、1123dを形成するためには、ゲート電極を2層以上の積層構造とし、該ゲート電極に異方性エッチング等を行って該ゲート電極を構成する下層の導電層をマスクとして用いる手法と、サイドウォール絶縁層をマスクとして用いる手法がある。前者の手法を採用して形成された薄膜トランジスタはGOLD(Gate Overlapped Lightly Doped drain)構造と呼ばれる。本発明は、前者と後者のどちらの手法を用いてもよい。但し、後者のサイドウォール絶縁層をマスクとして用いる手法を用いると、LDD領域を確実に形成することができ、また、LDD領域の幅の制御が容易になるという利点がある。なお、第2のn型不純物領域1124a、1124c及び第2のp型不純物領域1124b、1124dをシリサイド化(例えば、ニッケルシリサイドを形成)してもよい。
Note that in order to form the first n-
上記工程を経て、n型の薄膜トランジスタ1131、1133が完成する。また、p型の薄膜トランジスタ1132、1134が完成する。
Through the above steps, n-type
n型の薄膜トランジスタ1131、1133は、LDD構造を有し、第1のn型不純物領域(LDD領域ともよぶ)と第2のn型不純物領域とチャネル形成領域を含む活性層と、ゲート絶縁層と、ゲート電極として機能する導電層とを有する。また、p型の薄膜トランジスタ1132、1134は、LDD構造を有し、第1のn型不純物領域(LDD領域ともよぶ)と第2のn型不純物領域とチャネル形成領域を含む活性層と、ゲート絶縁層と、ゲート電極として機能する導電層とを有する。
The n-type
次に、薄膜トランジスタ1131〜1134を覆うように、単層又は積層で絶縁層を形成する。
Next, an insulating layer is formed as a single layer or a stacked layer so as to cover the
ここでは、薄膜トランジスタ1131〜1134を覆うように、絶縁層を2層積層して形成した場合を示し、1層目の絶縁層1141として厚さ50nmの酸化窒化珪素を含む層を形成し、2層目の絶縁層1142として厚さ600nmの酸化珪素を含む層を形成する。さらには、2層目の絶縁層1142上に、3層目の絶縁層として酸化珪素を含む層を形成してもよい。
Here, a case where two insulating layers are stacked so as to cover the
なお、絶縁層1141、1142を形成する前、又は絶縁層1141、1142のうちの1つ又は複数の薄膜を形成した後に、半導体層の結晶性の回復や半導体層に添加された不純物元素の活性化、半導体層の水素化を目的とした加熱処理を行うとよい。加熱処理には、熱アニール、レーザアニール法又はRTA法等を適用するとよい。
Note that before the insulating
次に、図11(C)に示すように、フォトリソグラフィ法により絶縁層1141、1142をエッチングして、n型不純物領域1124a、1124c、p型不純物領域1124b、1124dを露出させるコンタクトホールを形成する。
Next, as illustrated in FIG. 11C, the insulating
次に、コンタクトホールを充填するように、導電層を形成し、当該導電層をパターン加工して、導電層1155〜1162を形成する。導電層1155〜1162は、TFTのソース配線又はドレイン配線として機能する。 Next, a conductive layer is formed so as to fill the contact hole, and the conductive layer is patterned to form conductive layers 1155 to 1162. The conductive layers 1155 to 1162 function as a source wiring or a drain wiring of the TFT.
導電層1155〜1162は、プラズマCVD法やスパッタリング法等により、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、ネオジウム(Nd)から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で、単層又は積層で形成する。アルミニウムを主成分とする合金材料とは、例えば、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料に相当する。 The conductive layers 1155 to 1162 are formed of an element selected from titanium (Ti), aluminum (Al), and neodymium (Nd) by a plasma CVD method, a sputtering method, or the like, or an alloy material or a compound material containing these elements as a main component Thus, a single layer or a stacked layer is formed. The alloy material containing aluminum as a main component corresponds to, for example, a material containing aluminum as a main component and containing nickel, or an alloy material containing aluminum as a main component and containing nickel and one or both of carbon and silicon.
ここでは、導電層1155〜1162として、絶縁層1142側から順に厚さ60nmのチタン層、40nmのチタン窒化物層、500nmのアルミニウム層、60nmのチタン層、40nmのチタン窒化物層をスパッタリング法により形成する。
Here, as the conductive layers 1155 to 1162, a titanium layer having a thickness of 60 nm, a 40 nm titanium nitride layer, a 500 nm aluminum layer, a 60 nm titanium layer, and a 40 nm titanium nitride layer are sequentially formed from the insulating
次に、図11(D)に示すように、導電層1155〜1162を覆うように、単層又は積層で絶縁層1163を形成する。導電層1155〜1162を覆う絶縁層1163は、ここでは、無機絶縁層で形成する。無機絶縁層として、厚さ1.5μmのシロキサンポリマーを塗布し、乾燥及び焼成を行って絶縁層1163を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 11D, an insulating
次に、薄膜トランジスタを覆う絶縁層1142と同様に導電層1155〜1162を覆う絶縁層1163にコンタクトホールを形成し、導電層1164を形成する。導電層1164は、アンテナとして機能する。
Next, a contact hole is formed in the insulating
なお、導電層1164は、プラズマCVD法、スパッタリング法、印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法等を用いて、導電性材料により形成する。好ましくは、導電層1164は、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料、またはフェライト、セラミック等からなり、単層又は積層で形成する。具体的には、導電層1164は、スクリーン印刷法により、銀を含むペーストを用いて形成し、その後、50〜350℃の加熱処理を行って形成する。又は、スパッタリング法によりアルミニウム膜を形成し、当該アルミニウム膜をパターン加工することにより形成する。アルミニウム膜のパターン加工は、ウエットエッチング加工を用いるとよく、ウエットエッチング加工後は200〜300℃の加熱処理を行うとよい。なお、導電層1164の形状については、特に限定されない。例えば、ダイポール、輪状(例えば、ループアンテナ)、らせん状、直方体で平坦なもの(例えば、パッチアンテナ)等が挙げられる。また、アンテナは積層構造を有していてもよい。ただし、これらの形状以外に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
Note that the
この後、絶縁層1163及びアンテナとして機能する導電層1164上に、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の炭素を含む層、窒化珪素を含む層、窒化酸化珪素を含む層等の保護層を形成しても良い。
After that, a protective layer such as a layer containing carbon such as DLC (Diamond Like Carbon), a layer containing silicon nitride, or a layer containing silicon nitride oxide is formed over the insulating
次に、図12(A)に示すように、絶縁層1163上に、絶縁層1181を形成する。絶縁層1163は、後の剥離工程での保護層として設けるため、平坦化層であることが好ましい。
Next, as illustrated in FIG. 12A, the insulating
ここでは、本実施の形態1で示した印刷装置を用い、本実施の形態1と同様な印刷方法を用いて絶縁層1181として、スクリーン印刷法により厚さ25μmのエポキシ樹脂層を形成する。
Here, an epoxy resin layer having a thickness of 25 μm is formed as the insulating
次に、剥離層1102が露出するように、開口部1182を形成する。開口部1182は、レーザアブレーションやフォトリソグラフィ法により絶縁層1105、1141、1142、1163、1181の一部を除去して形成する。
Next, an
ここでは、紫外線レーザから射出されるレーザビームを照射して、開口部1182を形成する。
Here, the
次に、開口部1182にエッチング剤を導入して、図12(B)に示すように、剥離層1102の一部を除去する。一部エッチングされた剥離層を残存する剥離層1183と示す。エッチング剤は、ウエットエッチングであれば、フッ酸を水やフッ化アンモニウムで希釈した混液、フッ酸と硝酸の混液、フッ酸と硝酸と酢酸の混液、過酸化水素と硫酸の混液、過酸化水素とアンモニウム水と水の混液、過酸化水素と塩酸と水の混液等を用いる。また、ドライエッチングであれば、フッ素等のハロゲン系の原子や分子を含む気体、又は酸素を含む気体を用いる。好ましくは、エッチング剤として、フッ化ハロゲン又はハロゲン間化合物を含む気体又は液体を使用する。
Next, an etchant is introduced into the
ここでは、三フッ化塩素(ClF3)を使用して、剥離層の一部をエッチングする。一部エッチングされた剥離層を1183と示す。 Here, a part of the peeling layer is etched using chlorine trifluoride (ClF 3 ). The partially etched release layer is designated 1183.
次に、図12(B)に示すように、複数のトランジスタを有する層1170において絶縁層1181の表面と基体1186とを粘着剤1185を用いて接着させると共に、基板1100及び剥離層1183を剥がす。
Next, as illustrated in FIG. 12B, the surface of the insulating
ここでは、粘着性の低いフィルムが設けられた転置用ローラーを基体1186として、粘着剤1185を押しつけながらローラを回転することで、絶縁層1105上に設けられた複数のトランジスタを有する層1170のみが転置される。このような転置用ローラーは、シリコン系樹脂、又はフッ素系樹脂により形成することができる。このとき、粘着剤1185無しに転置用ローラーのみで絶縁層1105上に設けられた複数のトランジスタを有する層1170のみが転置可能な場合、粘着剤1185は省略することもできる。
Here, only the
なお、開口部1182を形成する際に剥離層1102の一部も除去させた場合、上記のエッチング剤を導入する工程は省略することができる。
Note that in the case where part of the
このとき、基体1186と複数のトランジスタを有する層1170との接着強度は、基板1100と絶縁層1105との密着強度より高くなるように設定する。そして、絶縁層1105上に設けられた複数のトランジスタを有する層のみを基板から転置する。
At this time, the adhesive strength between the base 1186 and the
次に、複数のトランジスタを有する層1170から基体1186を剥離する。
Next, the
次に、図13(A)に示すように、フィルム1191を絶縁層1105に貼り付ける。フィルム1191として、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル等からなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム(ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等)と接着性合成樹脂フィルム(アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等)との積層フィルム等を利用することができる。また、フィルムは、被処理体と加熱処理と加圧処理が行われるものであり、加熱処理と加圧処理を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層(接着層ではない)を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。
Next, as illustrated in FIG. 13A, a
また、フィルム1191の表面には接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。シート材にシリカコートを用いることが好ましく、例えば、接着層とポリエステル等のフィルムとシリカコートを積層指せたシート材を利用することができる。
Further, an adhesive layer may be provided on the surface of the
ここでは、接着層とPETフィルムとシリカコートを積層させたシート材をフィルム1191として用いると、封止後に内部への水分等の侵入を防ぐことが可能である。
Here, when a sheet material obtained by laminating an adhesive layer, a PET film, and a silica coat is used as the
次に、図13(B)に示すように、粘着剤1185を絶縁層1181から除去する。なお、粘着剤1185を除去する方法としては加熱処理、あるいは紫外線の照射等がある。ここでは、紫外線を粘着剤1185に照射して粘着剤1185を除去する。
Next, as illustrated in FIG. 13B, the adhesive 1185 is removed from the insulating
次に、図13(C)に示すように、フィルム1192を複数のトランジスタを有する層1170の表面及びフィルム1191に接着して、複数のトランジスタを有する層1170を封止する。フィルム1192も、フィルム1191と同様の物を適宜用いることができる。また、フィルム1191及びフィルム1192として、帯電防止対策を施したフィルムを用いることもできる。
Next, as illustrated in FIG. 13C, the
なお、帯電防止対策を施したフィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、及び帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を貼り付けられたフィルムであってもよいし、両面に帯電防止可能な材料を貼り付けられたフィルムであってもよい。さらに、片面に帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルムは、帯電防止可能な材料が貼り付けられた面をフィルムの内側になるように層に貼り付けてもよいし、フィルムの外側になるように貼り付けてもよい。なお、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に貼り付けてあればよい。ここでの帯電防止可能な材料とは、金属等である。 Note that examples of the antistatic film include a film in which an antistatic material is dispersed in a resin, a film on which an antistatic material is attached, and the like. The film with an antistatic material attached may be a film with an antistatic material attached to one side, or a film with an antistatic material attached to both sides. Good. Further, a film with an antistatic material attached on one side may be attached to the layer so that the surface with the antistatic material attached is on the inside of the film, or on the outside of the film. You may paste as follows. Note that the antistatic material may be attached to the entire surface or a part of the film. The antistatic material here is a metal or the like.
ここでは、フィルム1191、1192として、接着層とPETフィルムとシリカコートを積層させたシート材をフィルムとして用いる。
Here, as the
その後、フィルム1191、1192の接着領域において、複数のトランジスタを有する層を個々に切断する。その結果、IDチップを形成することが可能である。
After that, the layers having a plurality of transistors are individually cut in the bonding regions of the
(実施の形態7)
本実施の形態では、ICチップを完成させた後に別の基板上に形成したアンテナとICチップとを電気的に接続する半導体装置の構成について説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment mode, a structure of a semiconductor device in which an IC chip is electrically connected to an antenna formed over another substrate after the IC chip is completed will be described.
図14(A)に、本実施の形態におけるの半導体装置の作製工程における断面図を示す。図14(A)では一表面に剥離層1102、第1の絶縁層59が形成された基板1100上に、Nチャネル型トランジスタ62、Pチャネル型薄膜トランジスタ63、薄膜トランジスタを覆う第2の絶縁層61、第3の絶縁層66及びNチャネル型トランジスタ62及びPチャネル型薄膜トランジスタ63と接続された導電層71〜73が設けられ、配線を覆うように第4の絶縁層67が形成され、第4の絶縁層67に形成されたコンタクトホールを介してNチャネル型トランジスタ62に電気的に接続された配線90が設けられている。ここまでの工程は、配線90を形成する点以外は図10に示す絶縁層67にコンタクトホールを形成するまでの工程と同様であるため、説明を省略する。
FIG. 14A is a cross-sectional view in the manufacturing process of the semiconductor device in this embodiment. In FIG. 14A, an N-
次に、接着剤93をNチャネル型トランジスタ62に電気的に接続された配線90を覆うように絶縁層67上に塗布し、接着剤93によってカバー材92を絶縁層67に貼り合わす(図14(B)参照。)。
Next, an adhesive 93 is applied on the insulating
カバー材92には、アンテナ91が予め形成されている。なお、アンテナ91は実施の形態6と同様なものを用いればよい。そして本実施の形態では、接着剤93に異方導電性樹脂を用いることで、アンテナ91と配線90とが電気的に接続されている。
An
異方導電性樹脂は、樹脂中に導電材料を分散させた材料である。樹脂として、例えばエポキシ系、ウレタン系、アクリル系等の熱硬化性を有するもの、ポリエチレン系、ポリプロピレン系等の熱可塑性を有するもの、シロキサン系樹脂等を用いることができる。また導電材料として、例えばポリスチレン、エポキシ等のプラスチック製の粒子にNi、Au等をめっきしたもの、Ni、Au、Ag、はんだ等の金属粒子、粒子状または繊維状のカーボン、繊維状のNiにAuをめっきしたもの等を用いることができる。導電材料のサイズは、アンテナ91と配線90のピッチに合わせて決めることが望ましい。
An anisotropic conductive resin is a material in which a conductive material is dispersed in a resin. As the resin, for example, epoxy-based, urethane-based, acrylic-based, or other thermosetting materials, polyethylene-based, polypropylene-based, thermoplastic materials, siloxane-based resins, or the like can be used. Also, as conductive materials, for example, plastic particles such as polystyrene and epoxy, plated with Ni, Au, etc., metal particles such as Ni, Au, Ag, solder, particulate or fibrous carbon, fibrous Ni Those plated with Au can be used. The size of the conductive material is desirably determined according to the pitch of the
またアンテナ91と配線90の間において、異方導電性樹脂に熱を加えながら圧着させても良いし、紫外線の照射で硬化させながら圧着させても良い。
Further, the anisotropic conductive resin may be pressed between the
なお本実施の形態では、異方導電性樹脂を用いた接着剤93でアンテナ91と配線90とを電気的に接続する例を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。接着剤93の代わりに、異方導電性フィルムを用い、該異方導電性フィルムを圧着することで、アンテナ91と配線90とを電気的に接続してもよい。
Note that although an example in which the
カバー材92を絶縁層67に貼り合わせた後、異方導電性樹脂を用いた場合、及び、異方導電性フィルムを用いた場合にかかわらず、基板1100及び剥離層1102を剥がすことにより、可撓性を有するIDチップを作製することができる。
After the
(実施の形態8)
本実施形態の半導体装置の構成について、図15を参照して説明する。図15に示すように、本発明の半導体装置20は、非接触でデータを交信する機能を有し、電源回路11、クロック発生回路12、データ復調/変調回路13、他の回路を制御する制御回路14、インターフェイス回路15、記憶回路16、データバス17、アンテナ(アンテナコイル)18、センサ21、センサ回路22を有する。
(Embodiment 8)
The configuration of the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 15, the
電源回路11は、アンテナ18から入力された交流信号を基に、半導体装置20の内部の各回路に供給する各種電源を生成する回路である。クロック発生回路12は、アンテナ18から入力された交流信号を基に、半導体装置20の内部の各回路に供給する各種クロック信号を生成する回路である。データ復調/変調回路13は、リーダライタ19と交信するデータを復調/変調する機能を有する。制御回路14は、記憶回路16を制御する機能を有する。アンテナ18は、電磁波或いは電波の送受信を行う機能を有する。リーダライタ19は、半導体装置との交信、制御及びそのデータに関する処理を制御する。なお、半導体装置は上記構成に制約されず、例えば、電源電圧のリミッタ回路や暗号処理専用ハードウエアといった他の要素を追加した構成であってもよい。
The
記憶回路16は、一対の導電層間に有機化合物層又は相変化層が挟まれた記憶素子を有することを特徴とする。なお、記憶回路16は、一対の導電層間に有機化合物層又は相変化層が挟まれた記憶素子のみを有していてもよいし、他の構成の記憶回路を有していてもよい。他の構成の記憶回路とは、例えば、DRAM、SRAM、FeRAM、マスクROM、PROM、EPROM、EEPROM及びフラッシュメモリから選択される1つ又は複数に相当する。
The
センサ21は抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオード等の半導体素子で形成される。センサ回路22はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を検出し、アナログ/デジタル変換(A/D変換)して制御回路14に信号を出力する。
The
(実施の形態9)
本発明により無線にてデータの受信や送信を行う機能を有した半導体装置(ICチップ、IDチップ、IDタグ、RFID、無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ)を形成することができる。半導体装置9210の用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類(運転免許証や住民票等、図16(A)参照。)、包装用容器類(包装紙やボトル等、図16(C)参照。)、記録媒体(DVDソフトやビデオテープ等、図16(B)参照。)、乗物類(自転車等、図16(D)参照。)、身の回り品(鞄や眼鏡等)、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札(図16(E)、図16(F)参照。)等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、EL表示装置、テレビジョン装置(単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ)及び携帯電話機等を指す。
(Embodiment 9)
According to the present invention, a semiconductor device (also referred to as an IC chip, an ID chip, an ID tag, an RFID, a wireless processor, a wireless memory, or a wireless tag) having a function of receiving and transmitting data wirelessly can be formed. The
半導体装置は、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に半導体装置を設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に半導体装置を設けることにより、検品システムやレンタル店のシステム等の効率化を図ることができる。本発明より形成することが可能な半導体装置は、基板上に形成した薄膜集積回路を、剥離工程により剥離した後、カバー材に設けるため、小型、薄型、軽量であり、物品に実装しても、デザイン性を損なうことがない。更には、可とう性を有するため、瓶やパイプ等曲面を有するものにも用いることが可能である。 The semiconductor device is fixed to the article by being attached to the surface of the article or embedded in the article. For example, a book may be embedded in paper, and a package made of an organic resin may be embedded in the organic resin. Forgery can be prevented by providing semiconductor devices for banknotes, coins, securities, bearer bonds, certificates, and the like. Further, by providing semiconductor devices in packaging containers, recording media, personal items, foods, clothing, daily necessities, electronic devices, etc., it is possible to improve the efficiency of inspection systems, rental store systems, and the like. A semiconductor device that can be formed according to the present invention is small, thin, and lightweight because it is provided on a cover material after a thin film integrated circuit formed over a substrate is peeled off by a peeling process. The design will not be impaired. Furthermore, since it has flexibility, it can be used for a bottle or pipe having a curved surface.
また、本発明より形成することが可能な半導体装置を、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられる半導体装置に記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。 Further, by applying a semiconductor device that can be formed according to the present invention to an object management or distribution system, it is possible to increase the functionality of the system. For example, by reading the information recorded on the semiconductor device provided on the packing slip with a reader / writer provided on the side of the belt conveyor, information such as the distribution process and delivery destination is read, and inspection of goods and distribution of goods Can be done easily.
本実施例では、従来のスクリーン印刷装置と本発明のスクリーン印刷装置を用いてガラス基板上へエポキシ樹脂を印刷したときの膜厚分布について例示する。なお、従来の印刷装置としては、印刷用のステージが平面のものを用い、本発明の印刷装置はステージ上の基板の4隅を中心部と比べて高くすることが可能なステージを用いた。 In the present embodiment, the film thickness distribution when an epoxy resin is printed on a glass substrate using a conventional screen printing apparatus and the screen printing apparatus of the present invention is illustrated. As a conventional printing apparatus, a printing stage having a flat surface was used, and the printing apparatus of the present invention used a stage capable of making the four corners of the substrate on the stage higher than the central portion.
ここでは、開口部が設けられ、かつ乳剤を有するスクリーン印刷版を用い、エポキシ樹脂を塗布した後、焼成したときの樹脂膜厚の分布を測定した。このときの膜厚分布について、図17〜図18を用いて説明する。 Here, using a screen printing plate having an opening and having an emulsion, the distribution of the resin film thickness was measured when the epoxy resin was applied and then baked. The film thickness distribution at this time will be described with reference to FIGS.
なお、基板として126.6mm四方のガラス基板を用いた。また、スクリーン印刷版は116mmの方形をした開口部が設けられている。また、従来の印刷装置としてはステージが平面のものを用い、本発明の印刷装置としては基板の四隅を50μm持ち上げられるステージを用いて比較を行った。 A 126.6 mm square glass substrate was used as the substrate. The screen printing plate is provided with a 116 mm square opening. In addition, a comparison was made using a stage having a flat stage as a conventional printing apparatus and a stage capable of lifting the four corners of the substrate by 50 μm as the printing apparatus of the present invention.
また、エポキシ樹脂として、三井化学株式会社製、製品名ストラクトボンドXN−651を用いた。また、金網の太さ45μm、金網の開口部の幅が109μmであるスクリーン印刷版を用いた。 Moreover, Mitsui Chemicals, Inc. product name struct bond XN-651 was used as an epoxy resin. A screen printing plate having a wire mesh thickness of 45 μm and a wire mesh opening width of 109 μm was used.
まず、基板の表面から1.265mmの間隔をおいてスクリーン印刷版を設置した。次にスクレッパを用いてエポキシ樹脂をスクリーン印刷版の上に広げた。なお、このときのスクレッパ圧力を0.140MPaとし、スクレッパストローク速度を30mm/sとした。 First, a screen printing plate was placed at a distance of 1.265 mm from the surface of the substrate. Next, the epoxy resin was spread on the screen printing plate using a scraper. The scraper pressure at this time was 0.140 MPa, and the scraper stroke speed was 30 mm / s.
続いて、スキージを押下して、エポキシ樹脂を基板表面に塗布した。なお、このときのスキージ圧力を0.158MPaとし、スキージストローク速度を35mm/sとした。この後、基板表面に形成した樹脂を160℃で30分間加熱して、エポキシ樹脂を硬化させ、エポキシ樹脂からなる膜を形成した。 Subsequently, the squeegee was pressed to apply an epoxy resin to the substrate surface. The squeegee pressure at this time was 0.158 MPa, and the squeegee stroke speed was 35 mm / s. Thereafter, the resin formed on the substrate surface was heated at 160 ° C. for 30 minutes to cure the epoxy resin and form a film made of the epoxy resin.
次に、レーザー変位計を用いて表面にエポキシ樹脂からなる膜を有するガラス基板の中央からX方向に−40〜40mm、Y方向に−40〜40mmの範囲内で2mm間隔で測定を行った。なお、スキージの進行方向に垂直な方向をX方向、スキージの進行方向をY方向とする。 Next, using a laser displacement meter, measurement was performed at 2 mm intervals within a range of −40 to 40 mm in the X direction and −40 to 40 mm in the Y direction from the center of the glass substrate having a film made of epoxy resin on the surface. The direction perpendicular to the direction of squeegee travel is the X direction, and the direction of squeegee travel is the Y direction.
このときの平面ステージを用いたときのエポキシ樹脂の膜厚分布を図17に、ガラス基板の四隅を50μm持ち上げたステージを用いたときのエポキシ樹脂の膜厚分布を図18に示す。 The film thickness distribution of the epoxy resin when using the flat stage at this time is shown in FIG. 17, and the film thickness distribution of the epoxy resin when using the stage where the four corners of the glass substrate are lifted by 50 μm is shown in FIG.
図17〜図18に示すように、ガラス基板上に形成されたエポキシ樹脂は、印刷パターンの中央部で膜厚が薄く、印刷パターンの外周では膜厚が厚くなっている。図17では、膜厚の最も厚い部分と最も薄い部分で約12μmの差があった。一方、図18では、膜厚が最も厚い部分と最も薄い部分の差は約8μmであった。 As shown in FIGS. 17 to 18, the epoxy resin formed on the glass substrate has a thin film thickness at the center of the print pattern and a thick film at the outer periphery of the print pattern. In FIG. 17, there was a difference of about 12 μm between the thickest part and the thinnest part. On the other hand, in FIG. 18, the difference between the thickest part and the thinnest part was about 8 μm.
上記の結果から、印刷ステージの高さを印刷ステージ上で調節することによって、スキージの撓みによって生じる、被印刷物とスキージとの間隔を均一にし、印刷樹脂の膜厚を均一に制御することが可能であった。 From the above results, by adjusting the height of the printing stage on the printing stage, it is possible to make the distance between the substrate and the squeegee caused by the deflection of the squeegee uniform and to control the film thickness of the printing resin uniformly. Met.
1 印刷ステージ
1a ステージ
1b ステージ
1c ステージ
1d ステージ
1e ステージ
1p 印刷ステージ
1q 治具
1r 可撓性を有する板
2 ピン
2a ピン
2b ピン
2c ピン
2d ピン
2e ピン
3 シリンダ
3a シリンダ
3b シリンダ
3c シリンダ
3d シリンダ
3e シリンダ
4 スキージ
5 印刷ヘッド
5a シリンダ
5b シリンダ
5c シリンダ
5d シリンダ
5e シリンダ
5f シリンダ
6 シリンダ
7 被印刷物
8 印刷樹脂
9 変化量を測定する手段
10 測定位置を決定する手段
11 電源回路
12 クロック発生回路
13 データ復調/変調回路
14 制御回路
15 インターフェイス回路
16 記憶回路
17 データバス
18 アンテナ
19 リーダライタ
20 半導体装置
21 センサ
22 センサ回路
59 第1の絶縁層
61 第2の絶縁層
62 Nチャネル型トランジスタ
63 Pチャネル型薄膜トランジスタ
66 絶縁層
67 絶縁層
71 導電層
72 導電層
73 導電層
90 配線
91 アンテナ
92 カバー材
93 接着剤
100 スクリーン印刷版
103 枠
104 メッシュ
105 乳剤
106 ペースト
111 ペースト
121 膜パターン
131 膜パターン
141 膜パターン
1100 基板
1101 絶縁層
1102 剥離層
1105 絶縁層
1107 導電層
1108 導電層
1109 導電層
1110 導電層
1115 絶縁層
1116 絶縁層
1117 絶縁層
1118 絶縁層
1119 ゲート絶縁層
1120 ゲート絶縁層
1121 ゲート絶縁層
1122 ゲート絶縁層
1123a 第1のn型不純物領域
1123b 第1のp型不純物領域
1123c 第1のn型不純物領域
1123d 第1のp型不純物領域
1124a 第2のn型不純物領域
1124b 第2のp型不純物領域
1124c 第2のn型不純物領域
1124d 第2のp型不純物領域
1127 結晶質半導体層
1128 結晶質半導体層
1129 結晶質半導体層
1130 結晶質半導体層
1131 n型の薄膜トランジスタ
1132 p型の薄膜トランジスタ
1133 n型の薄膜トランジスタ
1134 p型の薄膜トランジスタ
1141 絶縁層
1142 絶縁層
1155 導電層
1156 導電層
1157 導電層
1158 導電層
1159 導電層
1160 導電層
1161 導電層
1162 導電層
1163 絶縁層
1164 導電層
1170 トランジスタを有する層
1181 絶縁層
1182 開口部
1183 剥離層
1185 粘着剤
1186 基体
1191 フィルム
1192 フィルム
9210 半導体装置
1 printing stage 1a stage 1b stage 1c stage 1d stage 1e stage 1p printing stage 1q jig 1r flexible board 2 pin 2a pin 2b pin 2c pin 2d pin 2e pin 3 cylinder 3a cylinder 3b cylinder 3c cylinder 3d cylinder 3e cylinder 4 Squeegee 5 Print head 5a Cylinder 5b Cylinder 5c Cylinder 5d Cylinder 5e Cylinder 5f Cylinder 6 Cylinder 7 Printed material 8 Printing resin 9 Means for measuring change 10 Means for determining measurement position 11 Power supply circuit 12 Clock generation circuit 13 Data demodulation / Modulation circuit 14 Control circuit 15 Interface circuit 16 Memory circuit 17 Data bus 18 Antenna 19 Reader / writer 20 Semiconductor device 21 Sensor 22 Sensor circuit 59 First insulating layer 61 Second insulating layer 62 N channel Type transistor 63 P channel type thin film transistor 66 insulating layer 67 insulating layer 71 conductive layer 72 conductive layer 73 conductive layer 90 wiring 91 antenna 92 cover material 93 adhesive 100 screen printing plate 103 frame 104 mesh 105 emulsion 106 paste 111 paste 121 film pattern 131 Film pattern 141 Film pattern 1100 Substrate 1101 Insulating layer 1102 Release layer 1105 Insulating layer 1107 Conductive layer 1108 Conductive layer 1109 Conductive layer 1110 Conductive layer 1115 Insulating layer 1116 Insulating layer 1117 Insulating layer 1118 Insulating layer 1119 Gate insulating layer 1120 Gate insulating layer 1121 Gate insulating layer 1122 Gate insulating layer 1123a First n-type impurity region 1123b First p-type impurity region 1123c First n-type impurity region 1123d First p-type impurity region 11 4a Second n-type impurity region 1124b Second p-type impurity region 1124c Second n-type impurity region 1124d Second p-type impurity region 1127 Crystalline semiconductor layer 1128 Crystalline semiconductor layer 1129 Crystalline semiconductor layer 1130 Crystalline Semiconductor layer 1131 n-type thin film transistor 1132 p-type thin film transistor 1133 n-type thin film transistor 1134 p-type thin film transistor 1141 insulating layer 1142 insulating layer 1155 conductive layer 1156 conductive layer 1157 conductive layer 1158 conductive layer 1159 conductive layer 1160 conductive layer 1161 conductive layer 1162 Conductive layer 1163 Insulating layer 1164 Conductive layer 1170 Transistor-containing layer 1181 Insulating layer 1182 Opening 1183 Peeling layer 1185 Adhesive 1186 Base 1191 Film 1192 Film 9210 Semiconductor device
Claims (3)
前記第2の絶縁層上にTFTを形成し、
前記TFT上に第3の絶縁層をスクリーン印刷法で形成し、
前記第3の絶縁層上に第2の基板を設け、
前記剥離層の一部を除去して、前記第1の基板及び前記第1の絶縁層を剥離することによって前記第2の絶縁層を露出させ、
前記第2の絶縁層に接して第1のフィルムを設け、
前記第2の基板を剥離し、
前記第3の絶縁層上に第2のフィルムを設ける半導体装置の作製方法であって、
前記スクリーン印刷法は、複数に分割されたステージ上に前記第1の基板を配置し、前記複数に分割されたステージの各々を上下に移動することによって、前記第1の基板に撓みを持たせた状態で、スキージを摺動させることにより行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。 A first insulating layer, a release layer, and a second insulating layer are sequentially stacked on the first substrate;
Forming a TFT on the second insulating layer;
Forming a third insulating layer on the TFT by a screen printing method;
Providing a second substrate on the third insulating layer;
A part of the release layer is removed, and the second insulating layer is exposed by peeling the first substrate and the first insulating layer;
Providing a first film in contact with the second insulating layer;
Peeling off the second substrate;
A method of manufacturing a semiconductor device in which a second film is provided on the third insulating layer,
In the screen printing method, the first substrate is disposed on a stage divided into a plurality of stages, and each of the stages divided into the plurality is moved up and down to give the first substrate a flexure. A method for manufacturing a semiconductor device, which is performed by sliding a squeegee in a state where
前記複数に分割されたステージの各々にピンが取り付けられており、前記ピンをシリンダによって上下に移動させることにより、前記複数に分割されたステージの高さを各々独立して調節することを特徴とする半導体装置の作製方法。A pin is attached to each of the plurality of divided stages, and the height of the divided stage is adjusted independently by moving the pin up and down by a cylinder. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記複数に分割されたステージの各々は、前記第1の基板を固定するための手段を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 1 or claim 2,
Each of the divided stages in the plurality, the method for manufacturing a semiconductor device comprising a Turkey that having a means for securing the first substrate.
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