JPH0651905B2

JPH0651905B2 - マスク蒸着方法

Info

Publication number: JPH0651905B2
Application number: JP22550285A
Authority: JP
Inventors: 貴雄前田; 一雄金廣; 廉五十嵐
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1985-10-08
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPS6283460A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、磁石の磁力によって金属マスクを基板上に
保持し、蒸着させるマスク蒸着方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ＩＣは、近年、益々小形・高集積化の傾向を示してお
り、要求されるパターンのピッチも急速に小さくなって
きている。

微細なパターンを形成する方法として、フォトリソグラ
フィ法、スクリーン印刷法およびマスク蒸着法の３つに
大別される。

フォトリソグラフィ法は、比較的高精度であるが、工程
数が多いため、製造コストが高くなる。また、レジスト
を塗布するため、表面が汚染され、信頼性の低下をきた
すおそれがある。

スクリーン印刷法は、その製造方法上、微細なパターン
の形成には適しておらず、最小２５０μｍが限度であ
る。さらに、ペースト状にする必要があるため、用いる
物質が限定される。

マスク蒸着法は、必要な精度のマスクが得られれば、微
細なパターンを精度良く形成することができ、高精度、
低価格および信頼性の面から最も優れており、実用に供
されているものである。

このようなマスク蒸着法において、微細なパターンを精
度良く形成するためには、上述のように精度の高いマス
クが必要とされる。たとえば、現在要求されている、ピ
ッチ２５０μｍ以下で、線幅１００μｍ以下の微細なパ
ターンを蒸着によるコーティングで得るためには、マス
クの厚みを１００μｍ以下にする必要がある。さらに、
蒸着によるコーティングの際の熱応力やコーティング物
質のもたらす膜応力、および作業時の操作性を考慮する
と、マスクの厚みとしては、５０〜１００μｍが適当で
ある。したがって、この厚みでピッチ２５０μｍ以下の
微細なパターン用のマスクを作成する必要がある。

マスクの作成法としては、金属プレス法、エッチング法
およびめっき析出法が代表的なものとして挙げられる。

金属プレス法は、打抜きの際にマスクに歪が生じるた
め、上述の微細なパターン用マスクの作成には不適であ
る。また、金型が非常に高価であるため、コスト面から
も好ましくない。

エッチング法は、厚み１００μｍ以下で、厚み方向と面
方向の精度がほぼ１対１となるため、上述の微細なパタ
ーン用マスクの作成には、精度が悪すぎ不適である。

めっき析出法は、一般に精度が良く、上述の微細なパタ
ーン用マスクを作成することが可能である。したがっ
て、上述の微細なパターン用マスクは、専らめっき析出
法によってのみ作製することができる。

マスクを基板上に保持する方法としては、大きく分けて
２種類ある。１つは、ねじ・クリップなどで固定する方
法であり、もう１つは、磁力で保持する方法である。前
者の方法によって、厚み１００μｍ以下のマスクを保持
する場合には、ねじ・クリップなどがマスクを強く押え
付けるため、蒸着コーティングの際に受ける熱応力また
は膜応力によって、基板に対しマスクが反るようにな
る。したがって、厚みが１００μｍ以下のマスクを保持
するには、前者の方法は不適である。これに対して、後
者の磁力で保持する方法は、マスクを磁性体としておく
ことにより、マスク全面を保持し良好な密着が得られ
る。したがって、厚み１００μｍ以下のマスクを保持す
るには、磁石による磁力で保持する方法が用いられてい
る。

第６図は、金属マスクの保持に磁石を用いるマスク蒸着
方法を説明するための図である。第６図において、磁石
３は基板２を介してマスク１の反対側に配置されてい
る。該磁石３の磁力によって、マスク１は基板２上に密
着して保持されている。ここで、マスク１は、磁石の磁
力により吸引され得る磁性を有する材質から構成されて
いる。

［発明が解決しようとする問題点］２５０μｍを超えるピッチのパターンを形成させる場合
には、第６図に示すようなマスクを磁力で保持する方法
で、精度の良いパターンを形成させることができる。

しかしながら、２５０μｍ以下のピッチのパターンの場
合には、このような方法を用いても精度の良いパターン
を形成させることができなかった。これは、マスクが磁
石によって磁化されることによるものと考えられる。こ
の理由について、さらに説明するため、第４図および第
５図を示す。第４図は、基板上のマスクの形状を示す図
であり、磁石の磁力により保持されていない状態を示し
ている。第４図において、基板２上にはマスク１が配置
し、ハッチングで示す蒸着領域以外の領域を被覆してい
る。

第５図は、第４図のマスクを磁石の磁力によって保持し
た状態を示す図である。第５図においては、マスク１の
細線が基板２の面方向に曲がった状態となっている。し
たがって、マスク１の細線が互いに接している領域Ｃで
は、断線した状態となっている。また、領域Ａ，Ｂ，
Ｄ，Ｅでは、マスク１の細線の曲がりにより、その幅が
広くなり、均一でなくなっている。さらに、第５図に示
すような状態以外にも、マスク１の細線が基板２の垂直
方向に隆起してしまうという状態が生じる場合もある。

このようなマスクの細線の曲がりにより、形成されるパ
ターンの精度は著しく悪くなる。マスクの細線が、磁石
の磁力保持により、曲がる原因としては、マスクの磁化
が考えられる。すなわち、磁石の金属マスク側の端面
が、面内すべて同一の磁極であるため、隣り合うマスク
の細線は、同一方向に分極するよう磁化される。各細線
が同一方向に分極されるため、各細線の間には斥力が生
じ反発し合う。この場合に、各細線の幅および厚みが等
しく強度が同等であると、隣り合う細線の間での斥力は
互いに釣合う。しかしながら、細かいピッチのマスクに
なると、各細線の幅および厚みを完全に等しくすること
は難しく、各細線の強度が異なって、各細線間に働く斥
力は釣合わず、曲がりを生じることとなる。

したがって、高精度が保証されるマスク蒸着方法におい
ても、２５０μｍ以下のピッチのパターンを精度良く形
成させることはできなかった。

それゆえに、この発明の目的は、かかる微細なパターン
を形成可能にすることにあり、金属マスクの細線に曲が
りを生じることなく、磁力によって金属マスクを保持す
るマスク蒸着方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］この発明では、基板を介して配置される磁石の磁力によ
って、金属マスクを基板上に保持し、該金属マスクの被
覆領域以外の領域を蒸着させるマスク蒸着方法におい
て、該磁石が、該金属マスク側の端面に、Ｎ極とＳ極の
境界が存在するように配置されている。

［作用］この発明では、金属マスク側の端面にＮ極およびＳ極を
有する磁石を用いて、金属マスクを基板上に保持してい
る。したがって、金属マスクの隣り合う細線には、斥力
と引力とが共に働くため、斥力および引力が相殺され
て、細線間に働く力のバランスがとれる。

［実施例］第１図、第２図および第３図は、この発明に用いられる
磁石の端面における磁極分布の例を示す図である。第１
図に示す磁石においては、端面にＮ極およびＳ極をそれ
ぞれ１つずつ有し、境界線が１本ある。第２図に示す磁
石においては、異なる極を隣接させて、端面にＮ極およ
びＳ極を、それぞれ２つずつ有している。第３図に示す
磁石においては、中央に１つのＮ極を有し、該Ｎ極のま
わりに、異なる極を隣接させてＳ極およびＮ極を有して
いる。また、他の例としては、第３図におけるＮ極とＳ
極のそれぞれの位置を入替えたものであってもよい。

この発明に用いられる磁石の端面における磁極の分布
は、第１図、第２図および第３図に示したものに限定さ
れず、Ｎ極およびＳ極を少なくとも１つずつ端面に有し
ていればよい。このように磁極を分布させた状態の磁石
は、１つの磁石内で磁化方向を相当する部分ごとに逆転
させるか、あるいは、一方向に磁化された磁石を数個組
合わせて得ることができる。

磁石の磁力は、特に限定されないが、保持力４０００エ
ルステッド以上で、かつ、キューリー点が４５０℃以上
であることが好ましい。このような磁力を有する磁石の
材質としては、希土類コバルトがある。しかしながら、
他の材質であっても、同等の効果が発揮され得ることは
言うまでもない。また、磁石としては、永久磁石のみな
らず、電磁石をも用いることができる。

この発明に用いられるマスクとしては、磁石の磁力によ
り吸引される性質を有する材質であることが必要で、特
に、鉄またはニッケルを主成分とした強磁性体が好まし
い。また、マスクの作製法としては、微細なピッチのマ
スクが精度よく得られるため、めっき析出法によるもの
が好ましい。

この発明の蒸着方法により蒸着され得る基板としては、
磁性体である必要はなく、特に限定されることはない。
したがって、アルミナ，窒化アルミニウムなどのセラミ
ックス、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｃｕ合金などの金属、有機材
料、アルミナをコーティングした金属などの複合材料等
も基板として用いることができる。

以下、この発明の実施例についてさらに詳しく説明す
る。

この発明の方法を用いて、アルミナ基板上にアルミニウ
ムの薄膜を蒸着させ、パターンを形成させた。マスク
は、幅５０μｍの細線をピッチ１３５μｍで５０本並列
に並べたパターン形状のものを用いた。マスクの材質
は、硬質ニッケルを用い、めっき析出法により作成した
ものを用いた。

蒸着コーティングは、イオンプレーティング法で、初期
真空度３×１０^-5torr、基板温度２００℃、ＲＦ出力１
００Ｗ、バイアス電圧０．５ｋＶ、成膜速度２００Å／
ｓの条件下で行なった。

磁石として、保持力６５００エルステッドの希土類コバ
ルト磁石を、第２図のような磁極分布となるように組合
わせた磁石を用い、この発明の方法により蒸着させた場
合には、良好な高精度のパターンが形成された。

これに対して、保持力１８００エルステッドのフェライ
ト磁石を１つ用いた従来の方法によるものでは、形成さ
れたパターン中に滲みおよび断線が認められた。

［発明の効果］この発明では、基板を介して配置される磁石の磁力によ
って、金属マスクを基板上に保持し、該金属マスクの被
覆領域以外の領域を蒸着させるマスク蒸着方法におい
て、該金属マスク側の端面に、Ｎ極およびＳ極を有する
磁石を用いて、該金属マスクを基板上に保持している。
したがって、金属マスクの隣り合う細線には、斥力と引
力とが共に働くため、細線間に働く力のバランスがと
れ、従来のように細線に曲がりが生じることはない。ゆ
えに、２５０μｍ以下のピッチのパターンであっても、
精度良く形成させることができる。

また、実施例のように保持力が４０００エルステッド以
上で、キューリー点が４５０℃以上である磁石と強磁性
体マスクを用いることにより、蒸着の際の熱によるマス
クの変形が防止される。

さらに、実施例のようにめっき析出法で作製したマスク
を用いることにより、安価に精度の高いパターンを形成
させることができる。

この発明のマスク蒸着方向は、多くの分野に利用され得
るものであるが、特に微細なパターンを形成させること
の必要なＩＣの分野において有用なものである。

また、この発明のマスク蒸着方法は、真空蒸着法、イオ
ンプレーティング法もしくはスパッタ法などのＰＶＤま
たはＣＶＤなどの蒸着コーティング方法に広く利用され
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に用いられる磁石の端面
の磁極分布を示す説明図である。第２図は、この発明の
他の実施例に用いられる磁石の端面の磁極分布を示す説
明図である。第３図は、この発明のさらに他の実施例に
用いられる磁石の端面の磁極分布を示す説明図である。
第４図は、基板上のマスクを示す図である。第５図は、
基板上のマスクが磁石の磁力によって保持されている状
態を示す図である。第６図は、金属マスクの保持に磁石
を用いるマスク蒸着方法を説明するための図である。図において、１はマスク、２は基板、３は磁石を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属マスク、基板、磁石をこの順に重ね、
磁石の磁力によって、金属マスクと基板を密着させた状
態で、該金属マスクの被覆領域以外の領域を蒸着させる
マスク蒸着方法において、前記磁石が、前記基板との接
触面に、少なくとも１つのＮ極とＳ極の境界を有するよ
うに配置されることを特徴とする、マスク蒸着方法。
【請求項２】前記金属マスクが２５０μｍピッチ以下の
パターン部を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第
１項記載のマスク蒸着方法。
【請求項３】前記磁石の保持力が４０００エルステッド
以上であることを特徴とする、特許請求の範囲第１また
は２項記載のマスク蒸着方法。
【請求項４】前記金属マスクとして、鉄またはニッケル
を主成分とし、めっき析出法により得られたマスクを用
いることを特徴とする、特許請求の範囲第１、２または
３項記載のマスク蒸着方法。