JPS62127461A - Formation of film pattern layer - Google Patents
Formation of film pattern layerInfo
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- JPS62127461A JPS62127461A JP26916985A JP26916985A JPS62127461A JP S62127461 A JPS62127461 A JP S62127461A JP 26916985 A JP26916985 A JP 26916985A JP 26916985 A JP26916985 A JP 26916985A JP S62127461 A JPS62127461 A JP S62127461A
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- mask
- substrate
- pattern
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、パターン化された窓をもつマスクを使って
、基板上に位置ずれの無い蒸着パターン層等を形成する
ことのできる薄膜パターンJ・9の形成方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a thin film pattern J that can form a vapor deposition pattern layer, etc. without positional shift on a substrate using a mask having patterned windows.・Regarding the method of forming No. 9.
基板上の所定領域にのみ金属等の蒸着膜層を形成する場
合、一般には、基板の表面をパターン化された窓をもつ
マスクで覆って蒸着を行う方法が採られる。例えば、I
C用リードフレームのボンディングエリアにアルミニウ
ムを蒸着する場合を例にとると、第2図に示すように、
一定の真空度を保つためのチャンバ1内にパターン形成
マスク2を設けて、リードフレーム3をそのマス9(D
−面、即ち、アルミニウム4を入れたるっぽ5と反対側
の面上にセットし、電子銃6による電子線加熱によりる
つぼ内より蒸発したアルミニウムを、マスク2の窓2a
を通してマスクに被覆されないフレーム3のボンディン
グエリア3aに所定厚み、例えば2〜10μmの厚みに
なる迄スポット的に蒸着している。When forming a vapor-deposited film layer of metal or the like only in a predetermined area on a substrate, a method is generally adopted in which vapor deposition is performed by covering the surface of the substrate with a mask having patterned windows. For example, I
For example, when aluminum is vapor-deposited on the bonding area of a lead frame for C, as shown in Figure 2,
A pattern forming mask 2 is provided in the chamber 1 to maintain a constant degree of vacuum, and the lead frame 3 is attached to the mask 9 (D).
- side, that is, the side opposite to the crucible 5 containing the aluminum 4, and the aluminum evaporated from the inside of the crucible by electron beam heating by the electron gun 6 is transferred to the window 2a of the mask 2.
The bonding area 3a of the frame 3 that is not covered by the mask is vapor-deposited in spots until it reaches a predetermined thickness, for example, 2 to 10 μm.
しかしながら、この方法によると、基板及びパターン形
成マスクは、蒸発源を加熱することによって生じる輻射
熱及び蒸発した物質が運ぶ熱エネルギーにより熱をもち
、それぞれの熱膨張係数に基いて膨張する。ところが、
基板とマスクは同一材料によって形成されているとは限
らず、また、位置や受熱面積等も異なり、従って、特に
、両者の熱膨脹率が大きく異なったり、受ける熱エイ・
ルギー量に大きな差があったりすると、基板とマスクの
熱膨張差による蒸着パターン層の位置ずれが生じる。However, according to this method, the substrate and patterning mask become heated due to radiant heat generated by heating the evaporation source and thermal energy carried by the evaporated material, and expand based on their respective coefficients of thermal expansion. However,
The substrate and the mask are not necessarily made of the same material, and their positions and heat receiving areas are also different, so their coefficients of thermal expansion may be significantly different, and the heat rays and rays they receive may be significantly different.
If there is a large difference in the amount of energy, the vapor deposition pattern layer will be misaligned due to the difference in thermal expansion between the substrate and the mask.
また、部分的(こ熱分布が異なる場合には、歪が生じて
マスクが基板の表面から浮き上り、蒸着部と非蒸着部の
境界がボケる。Furthermore, if the heat distribution differs locally, distortion occurs and the mask rises from the surface of the substrate, blurring the boundary between the evaporated area and the non-evaporated area.
さらに、熱による歪を小さくするべく、マスクの厚みを
大きくして強度を上げると、基板の蒸着エリアに蒸発源
に対して影になる部分が生じてやはり蒸着境界部(こボ
ケが生じる。Furthermore, if the thickness of the mask is increased to increase its strength in order to reduce distortion due to heat, a portion of the evaporation area of the substrate that is in the shadow of the evaporation source will appear, resulting in evaporation boundaries (blurring).
また、高強度で厚いマスクは、製造コストが高価な上に
、繰り返し使用による蓄積歪の修正の困難さにより長期
の継続使用もできず、従って、経済的にも不利となる。In addition, a high-strength, thick mask is expensive to manufacture and cannot be used continuously for a long period of time due to the difficulty of correcting accumulated strain caused by repeated use, and is therefore economically disadvantageous.
。
これに対し、蒸着膜等の精度の向上に対する要求、更な
る製造コストの引下げの要求は益々高まっており、この
ため、前述の問題を解決することが大きな課題となって
いる。. On the other hand, demands for improving the accuracy of deposited films and the like and further reducing manufacturing costs are increasing, and for this reason, solving the above-mentioned problems has become a major issue.
この発明は、上記の課題を解決するため、基板上に重ね
るパターン形成Nマスクをチャンバ等の内部に保持され
るマスク支持板によって支持すると共に、この支持板を
受け具として加圧手段により基板及びマスクを反対側か
ら押圧し、この状態下で基板のマスクに被覆されない領
域に薄膜材を付着成長させるようにしている。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention supports a pattern-formed N mask overlaid on a substrate by a mask support plate held inside a chamber or the like, and uses a pressurizing means to support the substrate and the support plate as a tool. The mask is pressed from the opposite side, and under this condition, the thin film material is deposited and grown on the area of the substrate that is not covered by the mask.
なお、マスク支持板は、マスクにあけた窓に対応してそ
の窓よりも大きな窓をつけたものを使用し、かつ、薄膜
材の供給源側においてマスクの一面に密着させる。In addition, the mask support plate used has a window larger than the window made in the mask, and is brought into close contact with one surface of the mask on the side of the supply source of the thin film material.
この方法によれば、基板とマスクが加圧手段により加え
られる力によりマスク支持板との間に挾持されるので、
マスクの熱歪による基板表面からの浮き上りが防止され
る。従って、これにより、まず、マスクの浮き上りに起
因したパターン層境界部のボケが無くなる。According to this method, since the substrate and the mask are held between the mask support plate by the force applied by the pressure means,
This prevents the mask from lifting off the substrate surface due to thermal distortion. Therefore, first of all, this eliminates the blurring of the pattern layer boundary caused by the lifting of the mask.
また、浮き上りを生じないため、マスク厚を薄くして薄
膜形成領域の影となる部分を無くすことが可能になり、
これにより、影に起因したボケも無くなる。In addition, since no lifting occurs, it is possible to reduce the mask thickness and eliminate shadows in the thin film formation area.
This also eliminates blur caused by shadows.
さらに、基板とマスクは、加圧手段の力により、位置が
拘束されるので、熱膨張差に起因した薄膜層の位置ずれ
も抑制される。Further, since the positions of the substrate and the mask are restrained by the force of the pressurizing means, misalignment of the thin film layer due to a difference in thermal expansion is also suppressed.
第1図は、この発明を利用する蒸着装置の一例を示した
もので、1はチャンバ、2は、基板、例えばリードフレ
ーム3の蒸着領域を開放させる窓2aを備えたパターン
形成マスク、4は蒸発源であるアルミニウム、5はるつ
ぼ、6はアルミ加熱用の電子銃、7は窓2aに対応して
その窓よりも大きな窓7aを設けたマスク支持板、8は
リードフレーム3とマスク2aを支持板7側に押圧する
加圧手段である。FIG. 1 shows an example of a vapor deposition apparatus using the present invention, in which 1 is a chamber, 2 is a pattern forming mask equipped with a window 2a for opening the vapor deposition area of a substrate, for example, a lead frame 3, and 4 is a Aluminum is an evaporation source, 5 is a crucible, 6 is an electron gun for heating the aluminum, 7 is a mask support plate with a window 7a corresponding to and larger than the window 2a, and 8 is a lead frame 3 and a mask 2a. This is a pressure means for pressing the support plate 7 side.
上記パターン形成マスク2は、厚さを0.05〜0.5
韮とするのが望ましい。0.05 mN未満では、支持
板7の窓明はエリア内において皺が発生するため、蒸着
パターン層の形状、寸法精度を維持できず、一方、0.
5mmを越えると、リードフレームの蒸着工IJアに蒸
発源に対してボケの原因となる影が生じるからである。The pattern forming mask 2 has a thickness of 0.05 to 0.5
It is preferable to make it a dwarf. If it is less than 0.05 mN, wrinkles will occur in the area of the window brightness of the support plate 7, so the shape and dimensional accuracy of the vapor-deposited pattern layer cannot be maintained.
This is because if it exceeds 5 mm, a shadow will be created in the lead frame's evaporation process IJ that causes blurring of the evaporation source.
また、マスクの材質は、例えば図の場合、リードフレー
ムはFe−42Ni が一般的であるので、それと同
じFe−42Ni とするか又は熱膨脹率が基板のそ
れの2倍以下となるものを選択するのが望ましい。2倍
を越えると窓明はエリア内のマスクの熱膨張により、窓
明はエリア内でマスクと基板間に隙間が生じて、蒸着層
の境界部にボケを生じ易くなる。In addition, as for the material of the mask, for example in the case shown in the figure, the lead frame is generally made of Fe-42Ni, so choose the same Fe-42Ni, or choose a material whose coefficient of thermal expansion is less than twice that of the substrate. is desirable. If it exceeds twice the window brightness, a gap will be created between the mask and the substrate within the window brightness area due to thermal expansion of the mask within the window brightness area, and blurring will easily occur at the boundary of the vapor deposited layer.
マスク支持板7は、その材料については特に限定されな
い。例えば、安価で加工性の良い低炭素鋼板やステンレ
ス鋼板等でよい。要は、加圧手段チャンバ1に対する取
付けは、着脱不可の固定でも構わないが、それよりも、
着脱自在にチャンバ内に保持して、その交換を可能なら
しめておくのがよい。さらに、この支持板にあける窓7
aは、基板の蒸着エリアに蒸発源に対する支持板を原因
とした影をつくらないようにするために充分に大きくし
ておく。The material of the mask support plate 7 is not particularly limited. For example, low carbon steel plate, stainless steel plate, etc., which are inexpensive and have good workability, may be used. In short, the attachment to the pressurizing means chamber 1 may be fixed in a non-removable manner;
It is preferable to hold it removably in the chamber so that it can be replaced. Furthermore, a window 7 made in this support plate
a is made large enough to prevent the formation of shadows caused by the support plate for the evaporation source in the evaporation area of the substrate.
また、加圧手段8は、自己の重量により基板及びマスク
に押圧力を加えるもの、ばね圧、流体圧等を利用して押
圧力を加えるもの−いずれであってもよい。Further, the pressurizing means 8 may be one that applies pressing force to the substrate and the mask using its own weight, or one that applies pressing force using spring pressure, fluid pressure, or the like.
なお、例示の装置は、−個のマスク支持板7により複数
個のマスク及び基板を一括して支持するようにしである
が、支持板7は、マスク及び基板を1個宛支持する構造
であってもよい。Note that in the illustrated apparatus, a plurality of masks and substrates are collectively supported by - mask support plates 7, but the support plate 7 is structured to support one mask and one substrate. It's okay.
次に、上記の装置を使った、この発明の方法の具体的な
一例を示す。Next, a specific example of the method of the present invention using the above device will be shown.
第1図に示す装置のパターン形成マスク2に、厚さ0.
3朋のFe−Ni板を、また、マスク支持板7には厚さ
20龍の低炭素鋼板を各々使用し、さらに、加圧手段8
には1個の重さが05〜1.0Klの重錘板を図のよう
に計3個使用し、各重錘板の電歇により、リードフレー
ム3とマスク2を支持板7に押し付けてFe−42Ni
から成るフレーム3の先端から1.5闘の範囲のボ
ンディングエリア3aにアルミニウム蒸着を行った。こ
のときの蒸着条件はチャンバ1内の真空度=10 T
orr、リードフレーム温度300 ’Cである。The pattern forming mask 2 of the apparatus shown in FIG. 1 has a thickness of 0.
A Fe-Ni plate with a thickness of 3 mm is used, and a low carbon steel plate with a thickness of 20 mm is used for the mask support plate 7.
A total of three weight plates each weighing 05 to 1.0 Kl are used as shown in the figure, and the lead frame 3 and mask 2 are pressed against the support plate 7 by the electric switch of each weight plate. Fe-42Ni
Aluminum vapor deposition was performed on the bonding area 3a within a range of 1.5 mm from the tip of the frame 3 consisting of. The evaporation conditions at this time are vacuum degree in chamber 1 = 10 T
orr, and the lead frame temperature was 300'C.
また、比較のため、パターン形成マスクに厚さl mm
の低炭素鋼(熱膨脹率がO〜300 ’C下で13X1
0 crn/”C)を使った第2図の装置によって、
加圧力の付加されていない同一リードフレームに同一条
件下でアルミ蒸着を行った。Also, for comparison, the pattern forming mask has a thickness of 1 mm.
Low carbon steel (coefficient of thermal expansion 13X1 under 300'C
0 crn/”C) using the device shown in Figure 2,
Aluminum vapor deposition was performed on the same lead frame under the same conditions without applying pressure.
上記の方法により得られた製品の各300個について、
リードフレーム上のアルミ蒸着層のフレーム先端から1
.5 mtnの部分を基準ラインとした位置ずれ寸法と
蒸着境界部のボケ不良数を調べた結果を下表に示す。For each 300 pieces of products obtained by the above method,
1 from the frame tip of the aluminum vapor deposited layer on the lead frame
.. The table below shows the results of examining the positional deviation size and the number of defective blurring at the deposition boundary using the 5 mtn portion as the reference line.
この結果から、この発明が薄膜の位置ずれ、ボケ防止に
極めて有効なことが判る。This result shows that the present invention is extremely effective in preventing misalignment and blurring of thin films.
なお、実施例は、便宜上、リードフレームに対するアル
ミ蒸着を例にとって説明したが、この発明に用いる基板
と薄膜材料は、リードフレームとアルミに限定されない
。For convenience, the embodiments have been described using aluminum vapor deposition on a lead frame as an example, but the substrate and thin film materials used in the present invention are not limited to the lead frame and aluminum.
また、この発明は、蒸着のみならず、スパッタリング法
、気相反応成長法等マスキングによる他の方式の薄膜パ
ターン層形成にも有効である。Further, the present invention is effective not only for vapor deposition but also for forming thin film pattern layers by other methods using masking, such as sputtering and vapor phase reaction growth.
以上の通り、この発明によれば、基板とその表面に重ね
たマスクをマスク支持板と加圧手段との間に挾持して蒸
着等の薄膜形成を行うので、マスクの熱歪変形及び基板
表面へのマスクの影の発生に起因した薄膜パターン層境
界部のボケを完全に無くし得る。As described above, according to the present invention, thin film formation such as vapor deposition is performed by sandwiching the substrate and the mask stacked on the surface between the mask support plate and the pressure means, so that thermal distortion deformation of the mask and the surface of the substrate are prevented. It is possible to completely eliminate the blurring of the thin film pattern layer boundary caused by the shadow of the mask.
また、基板とマスクの位置が拘束されることにより、そ
の両者の材質が同一の場合は勿論、兄なっている場合に
も熱膨張差等に起因した基板とマスクの相対的位置変化
が防止され、従って、薄膜パターン層の位置ずれも減少
する。In addition, by restricting the positions of the substrate and mask, changes in the relative position of the substrate and mask due to differences in thermal expansion are prevented, not only when they are made of the same material, but also when they are made of the same material. , Therefore, the misalignment of the thin film pattern layer is also reduced.
第1図は、この発明の方法の蒸着装置への適用例を示す
断面図、第2図は、従来の方法によって行う蒸着装置の
一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of application of the method of the present invention to a vapor deposition apparatus, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a vapor deposition apparatus using a conventional method.
Claims (4)
クにあけた窓に対応してその窓よりも大きな窓をあけた
マスク支持板を、薄膜材の供給源側においてチャンバ等
の内部に保持して密着させると共に、この支持板を受け
具として加圧手段により基板及びマスクを反対側から押
圧し、この状態下で、基板のマスクに覆われない領域に
薄膜材を付着成長させることを特徴とする薄膜パターン
層の形成方法。(1) A mask support plate with a window larger than the window in the pattern-forming mask stacked on the substrate is held inside a chamber or the like on the thin film material supply source side. At the same time, the substrate and the mask are pressed from opposite sides by a pressurizing means using the support plate as a support, and under this condition, a thin film material is attached and grown on the area of the substrate not covered by the mask. A method for forming a thin film pattern layer.
以下で、厚さが0.05〜0.5mmの範囲にあるもの
を使用することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
記載の薄膜パターン層の形成方法。(2) Claim (1) characterized in that the mask used has a coefficient of thermal expansion not more than twice that of the substrate and a thickness in the range of 0.05 to 0.5 mm. A method for forming a thin film pattern layer as described in Section 1.
に保持することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
又は第(2)項に記載の薄膜パターン層の形成方法。(3) The method for forming a thin film pattern layer according to claim (1) or (2), wherein the mask support plate is detachably held inside a chamber or the like.
一括して保持し得る大きさ及び形状とされていることを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項乃至第(3)項の
いずれかに記載の薄膜パターン層の形成方法。(4) Claims (1) to (3) characterized in that the mask support plate has a size and shape that can collectively hold a plurality of masks and substrates. The method for forming a thin film pattern layer according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26916985A JPS62127461A (en) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Formation of film pattern layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26916985A JPS62127461A (en) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Formation of film pattern layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62127461A true JPS62127461A (en) | 1987-06-09 |
Family
ID=17468640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26916985A Pending JPS62127461A (en) | 1985-11-27 | 1985-11-27 | Formation of film pattern layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62127461A (en) |
-
1985
- 1985-11-27 JP JP26916985A patent/JPS62127461A/en active Pending
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