JP5724699B2 - Mask for selective film formation - Google Patents
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Description
本発明は、選択成膜用マスクに関するものである。 The present invention relates to a selective film formation mask.
半導体デバイス、半導体実装基板、及びフラットパネル表示デバイス等の製造において、電極等のパターン膜の形成方法として、ウエハ等の成膜基板上に成膜する膜のパターンに対応した開口パターンを有するマスクを取り付けて、スパッタ、蒸着、あるいはイオンプレーティング等の気相成膜を行う選択成膜法がある。
この方法では、成膜基板上にマスクを装備した状態で成膜が行われるため、成膜時の熱によりマスクが熱膨張し、マスクの浮き上がりあるいはマスクの変形等が生じて、成膜のパターン精度が低下する場合がある。
In the manufacture of semiconductor devices, semiconductor mounting substrates, flat panel display devices, etc., a mask having an opening pattern corresponding to the pattern of a film to be formed on a film formation substrate such as a wafer is used as a method for forming a pattern film such as an electrode. There is a selective film formation method that attaches and performs vapor phase film formation such as sputtering, vapor deposition, or ion plating.
In this method, since the film is formed with the mask mounted on the film formation substrate, the mask thermally expands due to the heat during film formation, and the mask is lifted or deformed. Accuracy may be reduced.
特許文献1には、マスクを保持する領域(51)と成膜領域(53)との間に歪みを緩和する領域(52)を設けた真空蒸着用マスクが開示されている(請求項1、図5)。歪みの緩和領域としては、保持領域と成膜領域との間に開口を設ける形や、保持領域と成膜領域の間をメッシュ構造にする形が挙げられている(段落0028)。
特許文献2には、選択蒸着用マスク(21)のパターン部(22)とマスク固定用穴(23)の固定部との間に、スリット状あるいはメッシュ状等の応力緩衝用穴(25、65、85)からなる応力緩和用開口部を設けた選択蒸着用マスクが開示されている(請求項1、図1、図10、及び図11)。
In
図面を参照して、従来の選択成膜用マスク、及びこれを用いた成膜方法について説明する。
図4上図はマスクの上面図、図4下図はマスクの断面図である。図5A〜図5Cは成膜工程図であり、各図は断面図である。図4下図及び図5A〜図5Cは、図4のA-B断面図である。
図中、符号101は成膜基板、符号102はマスク、符号103は膜である。
A conventional selective film formation mask and a film formation method using the same will be described with reference to the drawings.
4A is a top view of the mask, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the mask. 5A to 5C are film formation process diagrams, and each drawing is a cross-sectional view. 4 and FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views taken along the line AB of FIG.
In the figure,
選択成膜用マスク102は、膜103のパターンに対応した開口パターンと、成膜の際に選択成膜用マスク102にかかる応力を緩和するためのスリット状等の貫通孔からなる応力緩和用開口部130とを備えている。
The selective
図4A上図において、マトリクス状に配置された複数の矩形状部110Xはそれぞれ、各半導体チップの形成領域に対応したチップパターン領域であり、各チップパターン領域110Xがそれぞれ成膜する膜103のパターンに応じた開口パターンを有している。互いに隣接するチップパターン領域110X間はダイシング領域に対応した非開口領域110Yとなっている。成膜基板101上において複数のチップパターン領域110Xの全体がパターン部110となっている。
図中、符号120はパターン部110の外部領域である。
4A, a plurality of
In the figure,
図5Aに示すように、成膜基板101上にマスク102を取り付ける。図5Bに示すように成膜を行い、マスク102を取り除くことで、図5Cに示す所定パターンの膜103が得られる。
As shown in FIG. 5A, a
上記成膜方法では、成膜基板101上において応力緩和用開口部130の開口領域にも成膜が行われ、マスク102を取り除いた後も、不要なパターン103Nが残ってしまう。そのため、特許文献1、2のように、応力緩和用開口部130を成膜したい膜103のパターンに対応した開口パターンが形成されたパターン部110の外部領域120に設けざるを得ない。かかる構成では、マスク102の中央部を含む領域にあるパターン部110については、マスク102の応力を充分に緩和することが難しく、マスク102の浮き上がりあるいはマスク102の変形等が生じて、パターン精度が低下する恐れがある。
In the film formation method, film formation is also performed on the opening region of the stress relaxation opening 130 on the
応力緩和用開口部130をパターン部110内のダイシング領域110Yに配置することが考えられる。しかしながら、ダイシング領域110Y上に金属等が成膜されると、ダイシングブレードの負荷が増大して消耗しやすく、ブレードに欠けあるいはチッピング等の不良が生じやすくなる。そのため、設備停止回数が増したり、ブレードの交換頻度が増すなど、コスト高となる。
It is conceivable to arrange the stress relaxation opening 130 in the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ダイシングの負荷を増大させることなく、パターン部内に応力緩和用開口部を設けることができ、パターン精度を向上することが可能な選択成膜用マスクを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. For selective film formation, an opening for stress relaxation can be provided in the pattern portion without increasing the load of dicing, and the pattern accuracy can be improved. The object is to provide a mask.
本明細書において、図4A上図のように、複数の半導体チップ等に対応した複数のパターン領域がある場合、特に明記しない限り、「パターン部」は個々のパターン領域ではなく、複数のパターン領域の全体をパターン部と定義する。 In this specification, as shown in the upper diagram of FIG. 4A, when there are a plurality of pattern regions corresponding to a plurality of semiconductor chips or the like, unless otherwise specified, the “pattern part” is not an individual pattern region but a plurality of pattern regions. Is defined as a pattern part.
本発明の選択成膜用マスクは、
成膜基板上に取り付けられ、前記成膜基板上に所定のパターンで膜を成膜するための選択成膜用マスクであって、
前記膜の前記パターンに対応した開口パターンと、少なくとも一方の面において開口し、前記成膜の際に前記選択成膜用マスクにかかる応力を緩和するための応力緩和用開口部とを備え、
前記応力緩和用開口部は、前記成膜基板上に前記選択成膜用マスクを取り付けたときに、前記応力緩和用開口部を通して前記成膜基板の表面が直接視認されない断面構造を有しているものである。
The mask for selective film formation of the present invention is
A selective film formation mask mounted on a film formation substrate for forming a film in a predetermined pattern on the film formation substrate;
An opening pattern corresponding to the pattern of the film, and an opening for stress relaxation for relieving stress applied to the selective film-formation mask at the time of film formation, opening at least on one surface;
The stress relaxation opening has a cross-sectional structure in which the surface of the film formation substrate is not directly visible through the stress relaxation opening when the selective film formation mask is mounted on the film formation substrate. Is.
本発明の選択成膜用マスクの好ましい態様としては、
前記応力緩和用開口部は、一方の面と他方の面の双方において開口し、
前記一方の面における開口箇所と前記他方の面における開口箇所とは平面位置が重なっていない態様が挙げられる。
As a preferable aspect of the selective film formation mask of the present invention,
The stress relaxation opening opens on both one side and the other side,
An embodiment in which the opening position on the one surface and the opening position on the other surface do not overlap with each other can be mentioned.
前記応力緩和用開口部は例えば、階段状の断面構造、あるいは斜め直線状の断面構造を有することができる。
本明細書において、「斜め直線状」とは「マスクの表面」に対して斜め直線状を意味するものとする。
The stress relaxation opening may have, for example, a step-like cross-sectional structure or an oblique linear cross-sectional structure.
In this specification, the term “obliquely linear” means an obliquely linear shape with respect to the “mask surface”.
前記応力緩和用開口部は、前記開口パターンが形成されたパターン部内の前記開口パターンの非開口領域に形成することができる。
前記応力緩和用開口部はまた、前記開口パターンが形成されたパターン部の外部領域に形成することができる。
The stress relaxation opening can be formed in a non-opening region of the opening pattern in the pattern portion where the opening pattern is formed.
The stress relaxation opening can also be formed in an external region of the pattern portion where the opening pattern is formed.
本発明によれば、ダイシングの負荷を増大させることなく、パターン部内に応力緩和用開口部を設けることができ、パターン精度を向上することが可能な選択成膜用マスクを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a selective film formation mask capable of providing a stress relaxation opening in a pattern portion without increasing the dicing load and improving the pattern accuracy.
図面を参照して、本発明に係る一実施形態の選択成膜用マスク、及びこれを用いた成膜方法について説明する。
図1A上図は本実施形態の選択成膜用マスクの上面図、図1A下図は本実施形態の選択成膜用マスクの断面図、図1Bは図1A下図の部分拡大図である。
図2A〜図2Cは成膜工程図であり、各図は断面図である。
図1A下図、図1B、及び図2A〜図2Cは、図1A上図のA-B断面図である。
図3は、設計変更を示す図である。
各図はいずれも模式図である。
図中、符号1は成膜基板、符号2はマスク、符号3は膜である。
A selective film formation mask and a film formation method using the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A is a top view of the selective film formation mask of the present embodiment, FIG. 1A is a cross-sectional view of the selective film formation mask of the present embodiment, and FIG. 1B is a partially enlarged view of the lower view of FIG. 1A.
2A to 2C are film formation process diagrams, and each figure is a cross-sectional view.
1A, FIG. 1B, and FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views taken along line AB of FIG. 1A.
FIG. 3 is a diagram showing a design change.
Each figure is a schematic diagram.
In the figure,
図1A及び図2A〜図2Cに示すように、本実施形態の選択成膜用マスク2は、成膜基板1上に取り付けられ、成膜基板1上に所定のパターンで膜3を成膜するためのものである。
選択成膜用マスク2は、膜3のパターンに対応した開口パターンと、少なくとも一方の面において開口し、成膜の際に選択成膜用マスク2にかかる応力を緩和するための応力緩和用開口部30とを備えている。
As shown in FIGS. 1A and 2A to 2C, the selective
The selective
本実施形態において、成膜基板1はウエハ、若しくは、ウエハ上に電極あるいは配線等の導電膜、半導体膜、あるいは絶縁膜等の単層又は複層の膜が形成されたものである。
膜3は、金属電極等の導電膜でもよいし、半導体膜、あるいは絶縁膜でもよく、材質は任意である。
In the present embodiment, the
The
図1A上図において、マトリクス状に配置された複数の矩形状部10Xはそれぞれ、各半導体チップの形成領域に対応したチップパターン領域であり、各チップパターン領域10Xがそれぞれ成膜する膜3のパターンに応じた開口パターンを有している。互いに隣接するチップパターン領域10X間はダイシング領域に対応した非開口領域10Yとなっている。成膜基板1上において複数のチップパターン領域10Xの全体がパターン部10となっている。
図中、符号20はパターン部10の外部領域である。
In the upper diagram of FIG. 1A, each of the plurality of
In the figure,
本実施形態において、応力緩和用開口部30は、成膜基板1上に選択成膜用マスク2を取り付けたときに、応力緩和用開口部30を通して成膜基板1の表面が直接視認されない断面構造を有している。
In the present embodiment, the
図1Bに拡大して示すように、本実施形態において、応力緩和用開口部30は、マスク2の一方の面(図示上面)2Aと他方の面(図示下面)2Bの双方において開口し、一方の面2Aにおける開口箇所30Aと他方の面2Bにおける開口箇所30Bとは平面位置が重なっていない。
本実施形態において、応力緩和用開口部30は、階段状の断面構造を有している。
本実施形態において、応力緩和用開口部30は、一方の面2Aの開口箇所30Aから厚み方向に延びた第1の孔部31と、他方の面2Bの開口箇所30Bから厚み方向に延びた第2の孔部32と、第1の孔部31と第2の孔部32とを連結する連結孔33とから構成されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 1B, in this embodiment, the
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
上記階段状の断面構造を有する選択成膜用マスク2の製造方法としては、例えば、第1の孔部31を形成した第1のマスクと、第2の孔部32を形成した第2のマスクとを積層し、拡散接合する方法などが挙げられる。
Examples of the method for manufacturing the selective film-forming
次に、図2A〜図2Cを参照して、本実施形態の選択成膜用マスク2を用いた成膜方法について説明する。
はじめに、図2Aに示すように、成膜基板1上にマスク2を取り付ける。図2Bに示すように成膜を行い、マスク2を取り除くことで、図2Cに示す所定パターンの膜3が得られる。
Next, a film formation method using the selective
First, as shown in FIG. 2A, a
「背景技術」の項で挙げた特許文献1、2に記載のマスクでは、応力緩和用開口部として、スリット状など、マスクの一方の面から他方の面にストレートに延びた貫通孔を設けているため、成膜基板上の応力緩和用開口部の開口領域に不要な膜が形成される。応力緩和用開口部をダイシング領域に設けると、ダイシングの負荷が増す。そのため、特許文献1、2のように、応力緩和用開口部を成膜したい膜のパターンに対応した開口パターンが形成されたパターン部の外部領域に設けざるを得ない。
In the masks described in
本実施形態では、成膜基板1上に選択成膜用マスク2を取り付けたときに、応力緩和用開口部30を通して成膜基板1の表面が直接視認されない断面構造を有しているので、成膜基板1上の応力緩和用開口部30の開口領域30Aに不要な膜3が形成されない。
図2B内の拡大図に示すように、応力緩和用開口部30は上記階段状の断面構造を有しているので、応力緩和用開口部30の開口領域30Aに達した成膜材料は、応力緩和用開口部30内の第1の孔部31の底部に堆積するだけで、成膜基板1には到達しない。
したがって、本実施形態の選択成膜用マスク2では、成膜したい膜3のパターンに対応した開口パターンの非開口領域であれば、応力緩和用開口部30を設ける位置に制限がない。
In this embodiment, when the selective
As shown in the enlarged view in FIG. 2B, since the
Therefore, in the selective
特許文献1、2と同様、本実施形態の選択成膜用マスク2では、応力緩和用開口部30は、パターン部10の外部領域20に形成することができる。
本実施形態の選択成膜用マスク2では、応力緩和用開口部30は、パターン部10内の開口パターンの非開口領域(ダイシング領域)10Yに形成することができる。
図1A下図に示す例では、応力緩和用開口部30は、パターン部10の外部領域20と、パターン部10内の開口パターンの非開口領域(ダイシング領域)10Yの双方に設けられている。
Similar to Patent
In the selective
In the example shown in the lower diagram of FIG. 1A, the
本実施形態では、成膜したい膜3のパターンに対応した開口パターンの非開口領域であれば、応力緩和用開口部30を設ける位置に制限がないので、パターン部10の外部領域だけでなく、内部領域にも応力緩和用開口部30を設けることができる。そのため、マスク2の全面に渡って応力を充分に緩和することができ、成膜時のマスク2の浮き上がりあるいはマスク2の変形等が抑制され、所望のパターンの膜3のパターン精度を向上させることができる。
本実施形態では、応力緩和用開口部30をパターン部10内の非開口領域(ダイシング領域)10Yに設けても、成膜基板1上の応力緩和用開口部30の開口領域には成膜されないので、ダイシングの負荷は増大しない。
In the present embodiment, if the opening pattern is a non-opening region corresponding to the pattern of the
In the present embodiment, even if the
応力緩和用開口部30は図1Bに示した態様に限らず、成膜基板1上に選択成膜用マスク2を取り付けたときに、応力緩和用開口部30を通して成膜基板1の表面が直接視認されない断面構造を有するものであればよい。
図3に示すように、応力緩和用開口部30は斜め直線状の断面構造を有するものであってもよい。
斜め直線状の断面構造を有する選択成膜用マスクの製造方法としては、例えば、レーザ加工などが挙げられる。
The
As shown in FIG. 3, the
Examples of a method for manufacturing a selective film-formation mask having an oblique straight cross-sectional structure include laser processing.
応力緩和用開口部30は、一方の面2Aと他方の面2Bのうちいずれかのみが開口した閉塞孔でも構わない。
The
以上説明したように、本実施形態によれば、ダイシングの負荷を増大させることなく、パターン部10内に応力緩和用開口部30を設けることができ、パターン精度を向上することが可能な選択成膜用マスク2を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
「設計変更」
本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更可能である。
"Design changes"
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified within a range not departing from the gist of the present invention.
本発明の選択成膜用マスクは、半導体デバイス、半導体実装基板、及びフラットパネル表示デバイス等の製造において、電極等のパターン膜の形成に好ましく適用可能である。 The selective film formation mask of the present invention is preferably applicable to the formation of pattern films such as electrodes in the manufacture of semiconductor devices, semiconductor mounting substrates, flat panel display devices, and the like.
1 成膜基板
2 選択成膜用マスク
2A 一方の面
2B 他方の面
3 膜
10 パターン部
10X チップパターン領域
10Y 非開口領域(ダイシング領域)
20 パターン部の外部領域
30 応力緩和用開口部
30A、30B 開口箇所
31 第1の孔部
32 第2の孔部
33 連結孔
DESCRIPTION OF
20
Claims (7)
前記膜の前記パターンに対応した開口パターンと、少なくとも一方の面において開口し、前記成膜の際に前記選択成膜用マスクにかかる応力を緩和するための応力緩和用開口部とを備え、
前記応力緩和用開口部は、前記成膜基板上に前記選択成膜用マスクを取り付けたときに、前記応力緩和用開口部を通して前記成膜基板の表面が直接視認されない断面構造を有し、
かつ、
前記選択成膜用マスクは、平面視で、前記応力緩和用開口部によって分割されていない選択成膜用マスク。 A selective film formation mask that is attached to a wafer or a film formation substrate having a single-layer or multiple-layer base film formed on the wafer and forms a film with a predetermined pattern on the film formation substrate. Because
An opening pattern corresponding to the pattern of the film, and an opening for stress relaxation for relieving stress applied to the selective film-formation mask at the time of film formation, opening at least on one surface;
It said stress relaxing opening, when fitted with the selected film formation mask in the deposition on the substrate, the surface of the deposition substrate have a cross-sectional structure which is not directly visible through the stress relieving opening,
And,
The selective film formation mask is a selective film formation mask that is not divided by the stress relaxation opening in a plan view .
前記一方の面における開口箇所と前記他方の面における開口箇所とは平面位置が重なっていない請求項1に記載の選択成膜用マスク。 The stress relaxation opening opens on both one side and the other side,
2. The selective film formation mask according to claim 1, wherein the opening position on the one surface and the opening position on the other surface do not overlap with each other.
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