JP5893690B2

JP5893690B2 - 配列用マスク

Info

Publication number: JP5893690B2
Application number: JP2014155067A
Authority: JP
Inventors: 良弘小林; 樹一郎石川; 貴士中島; 伊藤　秀明; 秀明伊藤; 裕仁田丸
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: JP2014231228A

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、半田ボールを搭載するために用いられる配列用マスクに関する。

アライメントマークを備えるマスクとしては、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）

特開２０００−７１６３７号公報

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ため、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、場合によっては、染料１０９の脱落箇所から半田ボールが落ち込み、これが不良を招いていた。また、配列用マスクとしては、ワークの電極上に形成されるフラックスが付着するのを防ぐためにワークとの対向間隙を確保する突起部を設けたものもあるが、この場合、アライメントマークと突起部の双方を別個で異なる位置に形成しており、しかも、双方の機能が損なわれないようにするために形成位置が制限されていたため、生産性が悪かった。

本発明の目的は、アライメントマークの脱落や破損を防止できることはもちろんのこと、アライメントマークと突起部を備えるものであっても、お互いの形成位置に悪影響のない配列用マスクを提供することにある。

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と、ワーク上に形成されるフラックスがマスク基板１’に付着させるのを防ぐために開口部２の周囲に設けられた突起部９とを備える半田ボールを搭載するための配列用マスクであって、アライメントマーク３は、マスク基板１’に設けられた基準孔８内に形成される金属部３ａを有し、突起部９と金属部３ａとを一体的に形成して、アライメントマーク３の形成位置に突起部９を形成していることを特徴とする。

また、アライメントマーク３は、マスク基板１’に設けられた基準孔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。

本発明の配列用マスクによれば、アライメントマークの形成位置に突起部を形成しているので、コンパクトなマスク構成とすることができる。また、アライメントマークと突起部の形成位置が一致することとなり、双方を一度に形成することもできる。さらに、突起部と金属部とを一体的に形成することで、突起部がマスク基板の基準孔内に埋め込まれるように形成されるので、突起部の脱落を防止できる。

本発明に係るメタルマスクの斜視図である。図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。本発明に係るメタルマスクの製造過程の工程説明図である。本発明に係るアライメントマークの製造過程の工程説明図である。本発明に係るメタルマスクの別実施例を示す拡大断面図である。従来のメタルマスクを示す断面図である。

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。

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。

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０．０１ｍ^２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０．０００１ｍ^２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

１メタルマスク（配列用マスク）
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
９突起部

Claims

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と、前記ワーク上に形成されるフラックスが前記マスク基板１’に付着させるのを防ぐために前記開口部２の周囲に設けられた突起部９とを備える半田ボールを搭載するための配列用マスクにおいて、
前記アライメントマーク３は、前記マスク基板１’に設けられた基準孔８内に形成される金属部３ａを有し、
前記突起部９と前記金属部３ａとを一体的に形成し、前記アライメントマーク３の形成位置に前記突起部９を形成していることを特徴とする配列用マスク。
前記アライメントマーク３は、前記マスク基板１’に設けられた基準孔８内に形成された金属部３ａと、前記基準孔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請求項１に記載の配列用マスク。