JP2007062184A - アライメントマーク構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アディティブ製法で印刷用の開口と同時にアライメントマークとなる開口を形成し、この開口を封止した樹脂の剥落を防止可能としたアライメントマーク構造を提供する。
【解決手段】印刷用の開口とともにアライメントマークＭ３となる開口３１、３２を形成し、このアライメントマークＭ３となる開口を樹脂３４で封止した印刷用マスクＳのアライメントマーク構造において、アライメントマークＭ３となる開口３１、３４には、この開口３１、３４を横断するブリッジ３０を設ける。さらに、ブリッジ３０は、印刷用マスクＳをスキージングするスキージとの当接側となる面をエッチングして薄肉化し、ブリッジ３０のエッチングとともに開口３１、３２の周縁もエッチングする。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体チップの製造工程などで用いられるマスクに形成されるアライメントマークの構造に関するものである。

従来、所要の電気回路が形成されたウエハは、ダイシングカット処理によって個々の半導体チップに分割されるが、このダイシングカット処理の前に、ウエハでは、各半導体チップにおける外部接続端子を形成するために、外部接続端子の形成領域に半田ペーストを塗布している。

この半田ペーストの塗布は、メタルマスクを用いてウエハに半田ペーストをスクリーン印刷することによって行っている。

このスクリーン印刷に用いるメタルマスクには、半田ペーストの印刷用の開口だけでなく、メタルマスクをウエハに対して正しく配置させるためのアライメントマークとなる開口も同時に形成している。

このアライメントマークは、図５に模式的に示すように、メタルマスク100の印刷領域110から離隔させた所定位置に設けた円形開口120で構成される場合が多い。昨今では、メタルマスク100には５０〜１９０μｍのニッケル金属膜を用い、このニッケル金属膜にφ５００μｍの円形開口120を形成してアライメントマークとしている。図５中、130はニッケル金属膜を支持するフレームである。

この円形開口120の形成は、メタルマスク100の印刷領域110における印刷用の開口の形成と同時に行っている。すなわち、アディティブ製法によって印刷用の開口を形成する際に、アライメントマークとなる円形開口120を同時に形成することにより、印刷領域110に形成した印刷用の開口からなる印刷パターンに対するアライメントマークの位置精度を高めるためである（例えば、特許文献１参照。）。

なお、円形開口120からなるアライメントマークは、開口した状態のままとすると、半田ペーストのスクリーン印刷の際に、アライメントマークの部分にまで半田ペーストが印刷されることとなるため、円形開口120には樹脂による封止を行っている。
特開２００２−１１１１４８号公報

しかしながら、円形開口で形成したアライメントマークを樹脂封止した場合には、メタルマスクにおけるニッケル金属膜の膜厚が比較的薄いために、スクリーン印刷中、あるいはスクリーン印刷の後におけるメタルマスクの洗浄処理中に、アライメントマーク部分に設けた樹脂がメタルマスクから剥落するという問題があった。

アライメントマーク部分に設けた樹脂がメタルマスクから剥落した場合には、樹脂によるアライメントマーク部分の円形開口の封止処理が必要となり、メタルマスクの管理コストの増大化を招くとともに、封止処理の間はそのメタルマスクが使用できないことによって、より多くの予備のメタルマスクが必要となることによっても管理コストの増大化を招くおそれがあった。

なお、アディティブ製法で印刷用の開口と同時にアライメントマークとなる円形開口を形成するのではなく、たとえばレーザーマーキングやエッチングなどによって印刷用の開口とは別に所要のアライメントマークを形成することにより樹脂封止を不要とすることもできるが、この場合には、印刷用の開口とアライメントマークとが別工程で形成されるためにアライメントマークの位置精度が低下して、メタルマスクの印刷領域に形成した印刷パターンがずれた状態でメタルマスクがウエハに対して配置されて、半田ペーストの印刷ズレを生じるおそれがあった。

本発明者らはこのような現状に鑑み、アディティブ製法で印刷用の開口と同時にアライメントマークとなる開口を形成しながら、この開口を封止した樹脂の剥落を防止可能とするために研究開発を行い、本発明を成すに至ったものである。

本発明のアライメントマーク構造では、印刷用の開口とともにアライメントマークとなる開口を形成し、このアライメントマークとなる開口を樹脂で封止した印刷用マスクのアライメントマーク構造において、アライメントマークとなる開口には、この開口を横断するブリッジを設けた。

さらに、ブリッジは、印刷用マスクをスキージングするスキージとの当接側となる面をエッチングして薄肉化したことにも特徴を有し、ブリッジのエッチングとともに開口の周縁もエッチングしたことにも特徴を有するものである。

請求項１記載の発明によれば、印刷用の開口とともにアライメントマークとなる開口を形成し、このアライメントマークとなる開口を樹脂で封止した印刷用マスクのアライメントマーク構造において、アライメントマークとなる開口には、この開口を横断するブリッジを設けたことによって、アライメントマークとなる開口に充填される樹脂の充填量に対する開口端縁及びブリッジ端縁との接触面積割合を増大させることができ、充填された樹脂の保持力を向上させて樹脂の剥落を抑止できる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載のアライメントマーク構造において、印刷用マスクをスキージングするスキージとの当接側となる面をエッチングしてブリッジを薄肉化したことによって、開口部分に樹脂を充填した場合にブリッジ部分に跨って樹脂が充填されるので、樹脂がブリッジを噛み込んだ状態とすることができ、樹脂の剥落を構造的に防止できる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載のアライメントマーク構造において、ブリッジのエッチングとともに開口の周縁もエッチングしたことによって、樹脂と印刷用マスクとの接触面積をさらに増大させることができるので、樹脂の剥落をより確実に防止できる。

本発明の印刷用マスクにおけるアライメントマーク構造では、印刷用の開口とともにアライメントマークとなる開口を形成し、このアライメントマークとなる開口を樹脂で封止しているものであって、アライメントマークとなる開口に、この開口を横断するブリッジを設けているものである。

このようにブリッジを設けることにより開口面積を小さくすることができ、開口面積当たりの開口の周縁長さを大きくすることができるので、開口に充填した樹脂と印刷用マスクとの接触面積を増大させることができ、樹脂の保持力を向上させて剥落を抑止することができる。

特に、ブリッジは、印刷用マスクをスキージングするスキージとの当接側となる面をエッチングしてブリッジを薄肉化することにより、開口部分に充填した樹脂がブリッジ部分を跨いで充填されるので、樹脂がブリッジを噛み込んだ状態となり、樹脂の剥落を構造的に防止できる。

さらに、ブリッジのエッチングとともに開口の周縁もエッチングした場合には、樹脂と印刷用マスクとの接触面積をさらに増大させることができるので、樹脂の剥落をより確実に防止できる。

以下において、図面に基づいて本発明の実施形態を詳説する。図１は、第１実施形態のアライメントマークM1を示しており、図１（ａ）は、印刷用マスクＳに形成したアライメントマークM1の平面模式図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のX1−X1断面模式図を示している。

アライメントマークM1となる開口は、ブリッジ10を横断状態に設けることにより第１開口11と第２開口12とに分断された２つの開口で形成している。本実施形態では、第１開口11及び第２開口12は、それぞれ直径寸法を５００μｍ程度とした平面視半円形状としている。また、ブリッジ10の幅寸法は１００μｍ程度としている。

第１開口11及び第２開口12は、アディティブ製法によって、印刷用マスクＳの図示しない印刷領域に形成した印刷用の開口と同時に形成し、その結果としてブリッジ10を形成している。したがって、アライメントマークM1は、印刷領域に形成した印刷パターンに対して高い位置精度で形成することができる。印刷用マスクＳはニッケル金属膜で形成しており、膜厚は５０〜２００μｍ程度としている。

第１開口11及び第２開口12の形成後、第１開口11及び第２開口12にはそれぞれ樹脂を充填して第１開口11及び第２開口12をそれぞれ封止している。

上記したようにブリッジ10を形成していることにより、ブリッジ10の分だけ樹脂14と印刷用マスクＳとの接触面積を増大させることができるので、第１開口11及び第２開口12による樹脂14の保持力を向上させて樹脂14の剥落を抑止できる。

図２は、第２実施形態のアライメントマークM2を示しており、図２（ａ）は、印刷用マスクＳに形成したアライメントマークM2の平面模式図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のX2−X2断面模式図、図２（ｃ）は、印刷用マスクＳに形成したアライメントマークM2の底面模式図を示している。

本実施形態では、上記した第１実施形態のアライメントマークM1の形成と同様に、アディティブ製法によって、印刷用マスクＳの図示しない印刷領域に形成した印刷用の開口と同時に、ブリッジ20で分断された第１開口21と第２開口22を形成した後に、ブリッジ20部分を除いて所要のマスキングを行ってブリッジ20部分をエッチングすることにより、ブリッジ20を薄肉化している。

ここで、第１開口21と第２開口22は、第１実施形態と同様にそれぞれ直径寸法を５００μｍ程度とした平面視半円形状としている。また、ブリッジ20の幅寸法は１００μｍ程度としている。ブリッジ20は、厚み寸法が３分の１程度になるまでエッチングしている。

ブリッジ20のエッチングは、本実施形態ではエッチング液への浸漬による化学エッチングであるが、化学エッチングに限定するものではなく、ブリッジ20を薄肉化できればどのような方法を用いてもよく、ここでは、便宜上、薄肉化することをエッチングと呼ぶことにする。

ブリッジ20をエッチングする場合には、図２（ｂ）に示すように、ブリッジ20の上面側、すなわち、印刷用マスクＳをスキージングする際にスキージが当接する側の面をエッチングすることが望ましい。

このようにブリッジ20をエッチングしたことによって、図２（ａ）に示すように、アライメントマークM2は上面側で第１開口21と第２開口22とが連結された１つの円形開口25となっている。

このように、上面側は円形開口25であって、下面側はブリッジ20で第１開口21と第２開口22に分断したアライメントマークM2部分に樹脂24を充填することにより、図２（ｂ）に示すように、スキージとの当接側となる面においてブリッジ20を跨らせて樹脂24を充填することができ、ブリッジ20が樹脂24を下支えすることにより、印刷時におけるスキージによる印刷用マスクＳの押圧によって、印刷用マスクＳの下面側に樹脂24が抜け落ちることを防止できる。

さらに、ブリッジ20を跨らせて樹脂24を充填していることにより、樹脂24がブリッジ20を噛み込んだ状態とすることができるので、樹脂24の剥落を構造的に防止できる。

図３は、第３実施形態のアライメントマークM3を示しており、図３（ａ）は、印刷用マスクＳに形成したアライメントマークM3の平面模式図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のX3−X3断面模式図、図３（ｃ）は、印刷用マスクＳに形成したアライメントマークM3の底面模式図を示している。

本実施形態では、上記した第１実施形態のアライメントマークM1の形成と同様に、アディティブ製法によって、印刷用マスクＳの図示しない印刷領域に形成した印刷用の開口と同時に、ブリッジ30で分断された第１開口31と第２開口32を形成した後に、ブリッジ30部分と、第１開口31及び第２開口32の周縁部分を除いて所要のマスキングを行って、ブリッジ30部分と第１開口31及び第２開口32の周縁部分をエッチングすることにより、ブリッジ30を薄肉化するとともに、図３（ｂ）に示すように、第１開口31及び第２開口32の周縁部分に段差部36を形成している。

ここで、第１開口31と第２開口32は、第１実施形態と同様にそれぞれ直径寸法を５００μｍ程度とした平面視半円形状としている。また、ブリッジ30の幅寸法は１００μｍ程度としている。

ブリッジ30部分と第１開口31及び第２開口32の周縁部分のエッチングは、厚み寸法が３分の１程度になるまでエッチングしている。

特に、本実施形態では、第１開口31及び第２開口32の周縁部分のエッチングは、直径寸法を７００μｍ程度とした平面視円形状にエッチングして、図３（ａ）に示すように、アライメントマークM3は上面側で第１開口31と第２開口32とが連結された１つの円形開口35としている。

ブリッジ20及び円形開口35部分のエッチングは、本実施形態ではエッチング液への浸漬による化学エッチングであるが、化学エッチングに限定するものではなく、ブリッジ30を薄肉化及び円形開口35の形成ができればどのような方法を用いてもよく、ここでは、便宜上、薄肉化及び円形開口35の形成をエッチングと呼ぶことにする。

ブリッジ20の薄肉化をともなう円形開口35の形成は、印刷用マスクＳをスキージングする際にスキージが当接する側の面をエッチングすることが望ましい。

このように、上面側は円形開口35であって、下面側はブリッジ30で第１開口31と第２開口32に分断したアライメントマークM3部分に樹脂34を充填することにより、図３（ｂ）に示すように、スキージとの当接側となる面においてブリッジ30を跨らせて樹脂34を充填することができ、ブリッジ30が樹脂34を下支えすることにより、印刷時におけるスキージによる印刷用マスクＳの押圧によって、印刷用マスクＳの下面側に樹脂34が抜け落ちることを防止できる。

さらに、ブリッジ30を跨らせて樹脂34を充填していることにより、樹脂34がブリッジ30を噛み込んだ状態とすることができ、しかも、アライメントマークM3には段差部を設けたことにより印刷用マスクＳと樹脂34との接触面積を増大させることができ、樹脂34の印刷用マスクＳへの接合力を増大させて、印刷用マスクＳの洗浄処理中などに印刷用マスクＳの上面側に樹脂34が抜け落ちることを防止できる。

上記した実施形態では、直線状にブリッジを形成するとともに、半円状の開口形状とした第１開口と第２開口とを形成しているが、他の実施形態として、図４（ｃ）に示すように、第１ブリッジ40aと第２ブリッジ40bとを十字状に設けるとともに、第１ブリッジ40aと第２ブリッジ40bの間に４分の１円状に第１開口41aと、第２開口41bと、第３開口41cと、第４開口41dを設けてもよい。

図４は、第４実施形態のアライメントマークM4を示しており、図４（ａ）は、印刷用マスクＳに形成したアライメントマークM4の平面模式図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のX4−X4断面模式図、図４（ｃ）は、印刷用マスクＳに形成したアライメントマークM4の底面模式図を示している。

本実施形態でも、アディティブ製法によって十字状に設けた第１ブリッジ40aと第２ブリッジ40bとで分断された第１〜４開口41a,41b,41c,41dを、印刷用マスクＳの図示しない印刷領域に形成した印刷用の開口と同時に形成しており、第１〜４開口41a,41b,41c,41dを形成した後に、第１ブリッジ40a部分と、第２ブリッジ40b部分と、第１〜４開口41a,41b,41c,41dの周縁部分を除いて所要のマスキングを行って、第１ブリッジ40a部分と、第２ブリッジ40b部分と、第１〜４開口41a,41b,41c,41dの周縁部分をエッチングすることにより、第１ブリッジ40a及び第２ブリッジ40bを薄肉化するとともに、上面側で第１〜４開口41a,41b,41c,41dとを連結した１つの円形開口45を形成している。

ここで、第１〜４開口41a,41b,41c,41dは、それぞれ直径寸法を５００μｍ程度とした平面視４分の１円形状としている。また、第１ブリッジ40a及び第２ブリッジ40bの幅寸法は１００μｍ程度としている。

円形開口45は、第１ブリッジ40a及び第２ブリッジ40b部分の厚み寸法が３分の１程度になるまでエッチングして形成しており、円形開口45は直径寸法を７００μｍ程度としている。

このように、上面側は円形開口45であって、下面側は第１ブリッジ40a及び第２ブリッジ40bで第１〜４開口41a,41b,41c,41dに分断したアライメントマークM4部分に樹脂44を充填することにより、スキージとの当接側となる面において第１ブリッジ40a及び第２ブリッジ40bを跨らせて樹脂44を充填することができ、第１ブリッジ40a及び第２ブリッジ40bが樹脂44を下支えすることにより、印刷時におけるスキージによる印刷用マスクＳの押圧によって、印刷用マスクＳの下面側に樹脂44が抜け落ちることを防止できる。

さらに、第１ブリッジ40a及び第２ブリッジ40bを跨らせて樹脂44を充填していることにより、樹脂44が第１ブリッジ40a及び第２ブリッジ40bを噛み込んだ状態とすることができ、印刷用マスクＳの上面側への樹脂34の抜け落ちを防止しやすくすることができる。

また、アライメントマークM4部分に充填する樹脂44には、硬化状態で透明となる樹脂44を用いることによって、第１ブリッジ40aと第２ブリッジ40bで形成した十字マークを認識可能とすることができるので、この十字マークを利用して印刷用マスクＳをウエハに対してより精度よく位置合わせすることもできる。

（ａ）第１実施形態のアライメントマークの平面模式図、（ｂ）（ａ）のX1−X1断面模式図である。 （ａ）第２実施形態のアライメントマークの平面模式図、（ｂ）（ａ）のX2−X2断面模式図、（ｃ）第２実施形態のアライメントマークの底面模式図である。 （ａ）第３実施形態のアライメントマークの平面模式図、（ｂ）（ａ）のX3−X3断面模式図、（ｃ）第３実施形態のアライメントマークの底面模式図である。 （ａ）第４実施形態のアライメントマークの平面模式図、（ｂ）（ａ）のX4−X4断面模式図、（ｃ）第４実施形態のアライメントマークの底面模式図である。 従来の印刷用マスクの説明図である。

符号の説明

Ｓ 印刷用マスク
M1,M2,M3 アライメントマーク
10,20,30 ブリッジ
11,21,31 第１開口
12.22.32 第２開口
14,24,34 樹脂

Claims (3)

1. 印刷用の開口とともにアライメントマークとなる開口を形成し、このアライメントマークとなる開口を樹脂で封止した印刷用マスクのアライメントマーク構造において、
   前記アライメントマークとなる開口には、この開口を横断するブリッジを設けたことを特徴とするアライメントマーク構造。
2. 前記ブリッジは、前記印刷用マスクをスキージングするスキージとの当接側となる面をエッチングして薄肉化したことを特徴とする請求項１記載のアライメントマーク構造。
3. 前記ブリッジのエッチングとともに、前記開口の周縁もエッチングしたことを特徴とする請求項２記載のアライメントマーク構造。

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