JP2012171118A - Metal mask, method for manufacturing the metal mask and method for forming alignment mark - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークや装置との位置合わせの際に用いられるアライメントマークを備えるメタルマスク及びその製造方法と、該アライメントマークの形成方法に関する。本メタルマスクは、フラックスや半田ペーストを印刷するための印刷用マスク、半田ボールを搭載するための配列用マスク、蒸着材を蒸着するための蒸着マスクなどとして好適に用いられる。 The present invention relates to a metal mask having an alignment mark used for alignment with a workpiece or an apparatus, a method for manufacturing the metal mask, and a method for forming the alignment mark. This metal mask is suitably used as a printing mask for printing flux or solder paste, an alignment mask for mounting solder balls, a vapor deposition mask for vapor deposition of vapor deposition material, and the like.
この種のメタルマスクとしては、例えば、特許文献1に、マスク基板101にペースト通過孔102とターゲットマーク106とを有し、ターゲットマーク106は小孔103と、この表面に形成された凹部105と、小孔103及び凹部105に充填された染料109とを有するメタルマスクが開示されている。(図6参照)
As this type of metal mask, for example, in
このように、小孔103と凹部105が段差状に設けられており、これに染料109が充填されているので、染料109の脱落が起こらないようになっている。しかしながら、メタルマスクを洗浄した際に、染料109の色落ちや染料109そのものの脱落が生じていた。この染料109の脱落によって、メタルマスクの位置確認や位置合わせができないだけでなく、染料109の脱落箇所から半田ペーストや半田ボール、蒸着材といった対象部材が流れ込み、これが不良を招いていた。
In this way, the
本発明の目的は、メタルマスクの使用時だけでなく、洗浄時においてもアライメントマークの脱落や破損を防止できるメタルマスク、メタルマスクの製造方法、アライメントマークの形成方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a metal mask, a method of manufacturing a metal mask, and a method of forming an alignment mark, which can prevent an alignment mark from dropping or being damaged not only when the metal mask is used but also during cleaning.
本発明は、所望の形状に形成された開口部2を有するパターン部4が形成されたマスク基板1’に、ワークとの位置合わせの際に用いられるアライメントマーク3を備えるメタルマスクにおいて、マスク基板1’には、アライメントマーク3を形成する際の基準となる基準孔8が設けられており、アライメントマーク3は、基準孔8内に形成された金属部3aと基準孔8の周辺に形成された粗面部3bとを有することを特徴とする。
The present invention relates to a metal mask having an
また、本発明は、所望の形状に形成された開口部2を有するパターン部4が形成されたマスク基板1’に、ワークとの位置合わせの際に用いるアライメントマーク3を備えるメタルマスクの製造方法である。まず、母型10の表面に、レジスト体14aを有するパターンレジスト14を形成する。次に、パターンレジスト14を用いて、母型10上にマスク基板1’に対応する金属層15を形成する。次に、金属層15に基準孔8を形成する。次に、基準孔8の周辺表面に粗面部3bを形成する。そして、基準孔8に金属部3aを形成する。
The present invention also provides a method of manufacturing a metal mask having an
また、本発明は、ワークとの位置合わせの際に用いられるアライメントマークの形成方法である。まず、マスク基板1’に基準孔8を形成する。次に、基準孔8の周辺表面を粗面化する。そして、基準孔8に金属を形成する。
Further, the present invention is a method for forming an alignment mark used for alignment with a workpiece. First, the
本発明によれば、アライメントマーク3は、基準孔8内に形成された金属部3aと基準孔8の周辺に形成された粗面部3bとを有するものであり、メタルマスク1の使用時だけでなく洗浄時においても、アライメントマーク3の脱落や破損の発生を防ぐことができるので、メタルマスク1とワークや装置との位置合わせを精度良く行うことができる。また、アライメントマーク3は、メタルマスクを製造する工程と一連して形成することができるので、生産性良く形成することができる。
According to the present invention, the
図1及び図2に本発明のメタルマスクを示す。本メタルマスク1は、マスク基板1’を有し、該マスク基板1’は、銅、ニッケル、ニッケル−コバルトなどの材質からなり、電鋳法によって形成することができ、開口部2を有するパターン部4とアライメントマーク3が備えられている。
1 and 2 show a metal mask of the present invention. The
パターン部4は、ワーク(ウエハや基板など)上における電極の形状やパターンに対応するように開口部2が形成されてなり、開口部2に半田ペーストや半田ボール、蒸着材などといった対象物を通過させて、ワーク上の電極に配置させることができる。
The
アライメントマーク3は、メタルマスク1を装置に組み込む際や開口部2と電極とを一致するように位置合わせする際に用いられ、金属部3aと粗面部3bとを有するものである。このように、アライメントマーク3が粗面(無光沢)エリアとなっているのに対し、メタルマスク1が平面(光沢)エリアとなっており、メタルマスク1に光を照射した状態でカメラにて確認すると、メタルマスク1の表面では光が反射して白く映る一方、アライメントマーク3の表面では光が拡散して黒く映るため、アライメントマーク3の位置確認ができ、位置合わせすることができる。このアライメントマーク3の直径は0.1〜2.0mmの範囲(面積で0.01m2以上)で形成することが好ましく、本実施例では直径1.0mmとした。また、金属部3aの直径は0.01〜0.1mmの範囲(面積で0.0001m2以上)で形成することが好ましく、本実施例では直径0.05mmとした。また、アライメントマーク3の表面は、アライメントマーク3を除くメタルマスク1の表面より粗面、より詳しくは、アライメントマーク3の表面とその周辺のメタルマスク1の表面との粗さの差がわかる程度に形成することが好ましく、アライメントマーク3の表面の粗さをRa=0.1μm以上で形成し、本実施例ではRa=0.2μmとした。なお、アライメントマーク3の周辺のメタルマスク1の表面の粗さは、Ra=0.01μm以上で形成し、本実施例では、Ra=0.02μmとした。
The
図3に本実施例に係るメタルマスク1の製造方法を示す。まず、図3(a)に示すごとく、導電性を有する、例えば、ステンレスや真ちゅう鋼製の母型10の表面にネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着することにより、フォトレジスト層11を形成する。
FIG. 3 shows a method for manufacturing the
次いで、図3(b)に示すごとく、フォトレジスト層11の上に、開口部2及びアライメントマーク3の基準孔8に対応する透光孔を有するパターンフィルム12(ガラスマスク)を密着させたのち、紫外光ランプ13で紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図3(c)に示すごとく、前記開口部2及びアライメントマーク3に対応するレジスト体14aを有するパターンレジスト14を母型10上に形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, a pattern film 12 (glass mask) having a light transmitting hole corresponding to the
次いで、上記母型10を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図3(d)に示すごとく、先のレジスト体14aの高さの範囲内で、母型10のレジスト体14aで覆われていない表面に上述の電着金属を、好ましくは、10〜300μm厚の範囲、本実施例では、ニッケル−コバルトを50μm厚で電鋳して、マスク基板1’となる金属層15を形成する。ここでは、母型10の略全面にわたって、金属層15を形成した。
Next, the mother die 10 is put in an electroforming bath that is bathed under a predetermined condition, and the
次いで、母型10及びパターンレジスト14を除去することにより、図3(e)に示すごとく、多数独立の開口部2からなるパターン部4とアライメントマーク3を形成するための基準孔8とを備えるマスク基板1’を得た。
Next, by removing the mother die 10 and the pattern resist 14, as shown in FIG. 3E, a
続いて、アライメントマーク3の形成方法について図4に示す。まず、図4(a)に示すごとく、図3(e)に示すマスク基板1’の基準孔8を基準にして、基準孔8周辺におけるマスク基板1’の表面をレーザー16照射することによって、図4(b)に示すごとく、基準孔8周辺に粗面部3bを形成する。
Next, a method for forming the
次いで、好ましくは、基準孔8を除くマスク基板1’の表面にレジスト層を形成した後、図4(c)に示すごとく、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金などといった金属を電着や溶着によって、基準孔8に金属部3aを形成して、図1に示すようなメタルマスク1が得られる。
Next, preferably, after a resist layer is formed on the surface of the
こうして得られたアライメントマーク3を備えるメタルマスク1によれば、アライメントマーク3の表面が粗面(無光沢)となっているとともに、これを除く領域のメタルマスク1の表面が平面(光沢)となっており、メタルマスク1に光を照射すると、アライメントマーク3の表面は光が拡散され、これを除くメタルマスク1の表面は光が反射されるため、これをカメラで読み取れば、アライメントマーク3は黒に、メタルマスク1は白に映し出されるので、アライメントマーク3の位置を容易に把握することができる。また、このアライメントマーク3は基準孔8を基に粗面部3bを形成後、基準孔8に金属部3aを形成することによって得ることができ、これにより、メタルマスク1を洗浄した際にアライメントマーク3の脱落を防止することができる。
According to the
なお、本実施例においては、アライメントマーク3の形状は円形のものとしているが、これに限らず、三角状や四角状など種々のものであって良い。また、基準孔8の形状をテーパ状や段状とすれば、金属層3aが密着して埋設されるので、アライメントマーク3の脱落や破損をより防止することができる。また、本実施例においては、アライメントマーク3の数は、メタルマスク1内に1つの形成としているが、複数形成しても良い。また、アライメントマーク3の金属部3a及び粗面部3bを形成する際には、図3(e)に示すように、先に母型10及びパターンレジスト14を除去しているが、母型10及びパターンレジスト14を除去しないまま(図3(d)に示す状態で)レーザー16を照射して粗面部3bを形成してから母型10及びパターンレジスト14を除去しても良いし、母型10については、金属部3aを形成した後に除去しても良い。また、金属部3aを構成する金属は、メタルマスク1と同じ金属であっても良いが、メタルマスク1と異なる金属とすれば、目視においてもアライメントマーク3の位置を確認することが可能となる。さらに、金属部3aの表面を粗面部3bと同じ粗面として良いが、金属部3aの表面をメタルマスク1の表面とも粗面部3bの表面とも異ならせても良く、こうした場合、金属部3aと粗面部3bを区別することができ、アライメントマーク3の中心位置をより明確にすることができる。また、本メタルマスク1は、種々の用途に用いることができ、半田ボールを搭載するための配列用マスクとして用いることができるが、配列用マスクの場合、ワークの電極上に形成されるフラックスが配列用マスク(メタルマスク)1に付着されるのを防ぐために、開口部の周囲に突起部9が設けられているものもある。そこで、図5に示すように、突起部9を形成する位置にアライメントマーク3を形成する、つまり、突起部9の形成位置とアライメントマーク3の形成位置とを一致させることで、別工程を設けずとも、突起部9とアライメントマーク3を一度に形成することができる。しかも、突起部9と金属部3aとを一体的に形成することで、突起部9は配列用マスク(メタルマスク)1に埋め込まれるように形成されることとなるので、突起部9の抜け防止にも寄与できる。
In the present embodiment, the shape of the
1 メタルマスク
1’ マスク基板
2 開口部
3 アライメントマーク
3a 金属部
3b 粗面部
4 パターン部
8 基準孔
10 母型
14 パターンレジスト
14a レジスト体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
マスク基板1’には、アライメントマーク3を形成する際の基準となる基準孔8が設けられており、
アライメントマーク3は、基準孔8内に形成された金属部3aと基準孔8の周辺に形成された粗面部3bとを有することを特徴とするメタルマスク。 In a metal mask provided with an alignment mark 3 used for alignment with a workpiece on a mask substrate 1 ′ on which a pattern portion 4 having an opening 2 formed in a desired shape is formed.
The mask substrate 1 ′ is provided with a reference hole 8 serving as a reference when forming the alignment mark 3.
The alignment mark 3 has a metal part 3 a formed in the reference hole 8 and a rough surface part 3 b formed around the reference hole 8.
母型10の表面に、レジスト体14aを有するパターンレジスト14を形成する工程と、
パターンレジスト14を用いて、母型10上にマスク基板1’に対応する金属層15を形成する工程と、
金属層15に基準孔8を形成する工程と、
基準孔8の周辺表面に粗面部3bを形成する工程と、
基準孔8に金属部3aを形成する工程とを有することを特徴とするメタルマスクの製造方法。 In a method of manufacturing a metal mask provided with an alignment mark 3 used for alignment with a workpiece on a mask substrate 1 ′ on which a pattern portion 4 having an opening 2 formed in a desired shape is formed.
Forming a pattern resist 14 having a resist body 14a on the surface of the matrix 10;
Forming a metal layer 15 corresponding to the mask substrate 1 ′ on the matrix 10 using the pattern resist 14;
Forming a reference hole 8 in the metal layer 15;
Forming the rough surface portion 3b on the peripheral surface of the reference hole 8,
And a step of forming the metal portion 3a in the reference hole 8.
マスク基板1’に基準孔8を形成する工程と、
基準孔8の周辺表面を粗面化する工程と、
基準孔8に金属を形成する工程とを有することを特徴とするアライメントマークの形成方法。 A method of forming an alignment mark used for alignment with a workpiece,
Forming a reference hole 8 in the mask substrate 1 ′;
Roughening the peripheral surface of the reference hole 8;
And a step of forming a metal in the reference hole 8.
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