专利名称：一种简易的无掩膜光刻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体制造设备，特别是涉及一种简易的无掩膜光刻机，属于微电子装备领域。
背景技术：
发光二极管具有体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用，尤其是LED以其优异的性能被业界普遍认为是第四代光源的理想选择，LED光源在发光效率、使用寿命、回应时间、环保等方面均优于白炽灯、荧光灯等传统光源。LED发光效率逐年提高，已经达到了通用照明应用的需求。从Cree2010年最新公布的 结果来看，目前其实验室白光LED发光效率达到2001m/w，商用芯片达到1601m/w，并计划在2013年量产2001m/w的LED。以LED照明封装模块的光效为1601m/w记，经过从光源到灯具的过程损失其中约50%，灯具输出的光效能达到801m/w，仍然超过目前荧光灯60-801m/w的光效，并远超过白炽灯10-151m/w的效率。从光效上，LED照明已经达到了替代传统光源的标准。目前，LED器件制造过程中，光刻技术起着至关重要的作用，LED的光效已经达到了替代传统光源的要求，目前制约LED照明迅速普及的主要因素是其高昂的成本，尤其是一些高昂的自动化设备，光刻机成为最昂贵的设备之一。光刻技术是在一片平整的硅片上构建半导体MOS管和电路的基础，这其中包含有很多步骤与流程，一般包括涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、腐蚀、去胶等步骤。光刻技术中常用的曝光方式分类如下接触式曝光和非接触式曝光，区别在于曝光时掩模与晶片间相对关系是贴紧还是分开。接触式曝光具有分辨率高、复印面积大、复印精度好、曝光设备简单、操作方便和生产效率高等特点。但容易损伤和沾污掩模版和晶片上的感光胶涂层，影响成品率和掩模版寿命，对准精度的提高也受到较多的限制。非接触式曝光主要指投影曝光，在投影曝光系统中，掩膜图形经光学系统成像在感光层上，掩模与晶片上的感光胶层不接触，不会引起损伤和沾污，成品率较高，对准精度也高，能满足高集成度器件和电路生产的要求。但投影曝光设备复杂，技术难度高。鉴于此，如何设计出一种简易、实用、高效的无掩膜光刻机，降低LED芯片制造成本，成为目前LED制造行业虐待解决的问题。
发明内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种无掩膜光刻机，用于解决现有技术中光刻机设备复杂、成本高、技术难度大的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种无掩膜光刻机，至少包括机体；承载台，设置于所述机体中；抽屉式承片板，滑动设置在所述承载台上，具有多个用于承载待光刻LED芯片的容置槽，所述容置槽内的容置空间与所述LED芯片的透明衬底外形相吻合，且所述LED芯片倒置于所述容置槽内；光源系统，悬设于所述承载台上方，对倒置于所述抽屉式承片板容置槽内的LED芯片进行背面曝光作业。可选地，所述光源系统还包括一用来控制光源的曝光时间和相对辐照强度的光源控制器。可选地，所述承载台上设置有两列相对平行的滑轨，所述抽屉式承片板的相对两侧边设置有用于在所述滑轨内滑动的滑轮。可选地，所述承载台上设置有两列相对平行的滑轨，所述抽屉式承片板的相对两侧边设置有用于在所述滑轨内滑动的滑块。可选地，所述承载台上设置有两列相对平行的滑轨，所述抽屉式承片板的相对两侧边设置有用于在所述滑轨内滑动的滑槽。可选地，所述光源系统的光源为专用紫外LED或高压汞灯。 可选地，所述机体内具有密闭空间，所述承载台及光源系统设置在所述密闭空间内。可选地，所述抽屉式承片板具有第一限位部，所述承载台上具有对应所述第一限位部的第二限位部。进一步可选地，所述第一限位部为旋转固定于所述抽屉式承片板上的定位块，所述第二限位部为定位槽。如上所述，本实用新型的无掩膜光刻机，具有以下有益效果本实用新型提出的一种无掩膜光刻机，该简易的光刻机利用了金属电极的不透光性，通过从LED晶片衬底背面对所述光刻胶进行曝光，实现了精确的自对准光刻，无需光刻版，省去了高昂的光刻机设备费和光刻版的费用，并消除了对准误差而造成的不良影响，提高了作业效率。
图I显示为本实用新型无掩膜光刻机的结构示意图。图2a 2c显示为本实用新型无掩膜光刻机进行光刻作业的操作流程示意图。元件标号说明I 机体10 承载台100 定位槽11抽屉式承片板110 容置槽111 定位块12 光源系统120 光源控制器2LED 芯片20 LED芯片衬底背面A、B 方向标示
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。请参阅图1，以及图2a至图2c。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整 ，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。下面结合说明书附图进一步说明本实用新型提供的一种无掩膜光刻机，为了示出的方便附图并未按照比例绘制，特此述明。参考图I并结合图2b所示，本发明提供一种无掩膜光刻机，用于对待光刻LED芯片2进行光刻作业。所述无掩膜光刻机包括机体1，承载台10，抽屉式承片板11，以及光源系统12。所述机体I内具有密闭空间，需要说明的是，所述光刻机的其它部件设置在该机体I内。所述承载台10设置于所述机体I中。所述抽屉式承片板11滑动设置在所述承载台10上，于本实施例中，具体地，本实施例中，所述抽屉式承片板11与承载台10之间的滑动设置暂选为所述承载台10上设置有两列相对平行的滑轨，所述抽屉式承片板11的相对两侧边设置有用于在所述滑轨内滑动的滑轮。但并不限于此，在其它实施例中，所述抽屉式承片板11与承载台10之间的滑动设置亦可以为所述承载台10上设置有两列相对平行的滑轨，所述抽屉式承片板11的相对两侧边设置有用于在所述滑轨内滑动的滑块或所述抽屉式承片板11的相对两侧边设置有用于在所述滑轨内滑动的滑槽，特此声明。能够达成所述抽屉式承片板11与承载台10之间的滑动设置的结构应为本领域技术人员所熟知的技术，故于本实施例中未予以图示。需要说明的是，本实施例中，所述抽屉式承片板旋转固定有两个定位块111，所述承载台10上具有对应所述定位块111的一个定位槽100，但不限于此，在其它实施例中亦可选用其它固定装置，例如销孔与销轴配合等。操作时，所述定位块111与所述定位槽100配合使用，以将所述抽屉式承片板11固定在所述承载台10上，以防止所其前后移位。所述抽屉式承片板11上具有多个用于承载待光刻LED芯片2的容置槽110，所述的多个用于承载待光刻LED芯片2的容置槽110的个数例如为4个，这样一次可以承载4个LED芯片，但并不局限于此，但为便于说明，在本实施例中暂以所述抽屉式承片板11上具有I个用于承载待光刻LED芯片2的容置槽110为例进行说明，所述容置槽110内的容置空间与所述LED芯片2的衬底外形相吻合，且所述LED芯片2倒置于所述容置槽110内。光源系统12悬设于所述承载台10上方，对倒置于所述抽屉式承片板11容置槽110内的LED芯片2进行背面曝光作业。在本实施例中，所述光源系统12还包括一光源控制器120，用于控制光源的曝光时间和相对辐照强度，该光源控制器结构120为本领域技术人员所熟知，在本实施例中不再详述。具体地，所述光刻机的曝光光源为紫外LED或紫外高压汞灯。由于LED光源寿命长，目前国外封装的LED已经可以达到80000小时，国内稍微短一些，可以达到30000-50000小时；LED波长窄，集中度高，发出得光波长基本属于油墨中光引发剂吸长范围；LED面光源辐照均匀；LED可以很容易实现辐射强度的调节，根据不同的材料调节相应的功率，因此，目前紫外LED光源得到青睐。而对于紫外高压汞灯来说具有很多缺点，例如用高压驱动，耗电高；波长范围大，放热量大，固化效率低；均需要配置冷却设备，致使辅助装备多，操作复杂，同时提高了运行成本；辐照不均匀，沿灯管长度方向，两端的发光强度较中间部分弱，不能均匀发光，无法达到对平面物体均匀照射，使得光刻胶吸收的光强不同，影响曝光效果。因此，本实施例中优选为紫外LED光源。如图2a至图2c所示，当利用本实用新型对LED芯片2进行光刻作业时，操作过程如下首先，将所述抽屉式承片板11按图2a中A所示的方向从所述承载台10拉出，并将所述定位块111卡合于所述定位槽100中，以防止所述抽屉式承片板11前后移位，然后将旋涂有负性光刻胶且制备有金属电极的LED芯片2倒置放置于所述容置槽110中，如图2a所示为所述抽屉式承片板11从所述承载台10拉出时的示意图，如图2b所示为在所述容置槽110中放置LED芯片2后的示意图。 然后，根据光刻胶的性质及厚度，利用光源控制器120设置好曝光时间和相对辐照强度。接着，按照图2b中B所示的方向将所述抽屉式承片板11推入承载台10中，并将所述定位块111卡合于所述定位槽100中，以防止所述抽屉式承片板11前后移位，然后启动发光，使所述紫外线光源12从所述LED晶片2的透明衬底背面20进行照射，透过所述LED芯片透明衬底背面20，并以不透光的金属电极作为掩膜版对所述光刻胶进行曝光处理，设定合适的曝光时间使所述光刻胶充分反应，如图2c所示为将载有所述LED芯片2的抽屉式承片板11推入承载台10后曝光不意图。最后，经显影、定影等后续工艺处理后将金属电极作为掩模板的图形转移到光刻胶衬底基片上，从而实现了无掩膜光刻机的精确自对准光刻。综上所述，本实用新型提出的一种无掩膜光刻机，该简易的光刻机利用了金属电极的不透光性，通过从LED晶片衬底背面对所述光刻胶进行曝光，实现了精确的自对准光亥IJ，无需光刻版，省去了高昂的光刻机设备费和光刻版的费用，并消除了对准误差而造成的不良影响，提高了作业效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种无掩膜光刻机，其特征在于，至少包括 机体； 承载台，设置于所述机体中； 抽屉式承片板，滑动设置在所述承载台上，具有多个用于承载待光刻LED芯片的容置槽，所述容置槽内的容置空间与所述LED芯片的透明衬底外形相吻合，且所述LED芯片倒置于所述容置槽内； 光源系统，悬设于所述承载台上方，对倒置于所述抽屉式承片板容置槽内的LED芯片进行背面曝光作业。
2.根据权利要求I所述的无掩膜光刻机，其特征在于所述光源系统还包括一用来控制光源的曝光时间和相对辐照强度的光源控制器。
3.根据权利要求I所述的无掩膜光刻机，其特征在于所述承载台上设置有两列相对平行的滑轨，所述抽屉式承片板的相对两侧边设置有用于在所述滑轨内滑动的滑轮。
4.根据权利要求I所述的一种无掩膜光刻机，其特征在于所述承载台上设置有两列相对平行的滑轨，所述抽屉式承片板的相对两侧边设置有用于在所述滑轨内滑动的滑块。
5.根据权利要求I所述的一种无掩膜光刻机，其特征在于所述承载台上设置有两列相对平行的滑轨，所述抽屉式承片板的相对两侧边设置有用于在所述滑轨内滑动的滑槽。
6.根据权利要求I所述的一种无掩膜光刻机，其特征在于所述光源系统的光源为专用紫外LED或高压汞灯。
7.根据权利要求I所述的一种无掩膜光刻机，其特征在于所述机体内具有密闭空间，所述承载台及光源系统设置在所述密闭空间内。
8.根据权利要求I所述的一种无掩膜光刻机，其特征在于所述抽屉式承片板具有第一限位部，所述承载台上具有对应所述第一限位部的第二限位部。
9.根据权利要求8所述的一种无掩膜光刻机，其特征在于所述第一限位部为旋转固定于所述抽屉式承片板上的定位块，所述第二限位部为定位槽。
专利摘要本实用新型提供一种简易的无掩膜光刻机，至少包括机体；承载台，设置于所述机体中；抽屉式承片板，滑动设置在所述承载台上，具有多个用于承载待光刻LED芯片的容置槽，所述容置槽内的容置空间与所述LED芯片的透明衬底外形相吻合，且所述LED芯片倒置于所述容置槽内；光源系统，悬设于所述承载台上方，对倒置于所述抽屉式承片板容置槽内的LED芯片进行背面曝光作业。
文档编号H01L33/00GK202735679SQ201220309749
公开日2013年2月13日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者袁根如, 郝茂盛, 张楠, 李士涛, 朱广敏, 陈诚 申请人:上海蓝光科技有限公司